JP2004028400A - 熱分解ガス化溶融システム - Google Patents
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Abstract
【課題】乾燥機を使用するような低質ごみを処理する場合においても、ごみの自己溶融を維持して二次燃焼室のガス温度を所定の温度に維持し、かつ外部からの補助燃料の投入を低減することのできる熱分解ガス化溶融装置を提供する。
【解決手段】乾燥機１から排出される乾燥機排ガスの煙道にガス加熱器１１，１２を設け、そのガス加熱器１１，１２で加熱されて乾燥機排ガスを熱分解ガス化溶融システムの流動化空気または燃焼用空気に使用し、ガス加熱器１１，１２の熱源として廃熱ボイラ６で発生した高温蒸気を用いることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】乾燥機１から排出される乾燥機排ガスの煙道にガス加熱器１１，１２を設け、そのガス加熱器１１，１２で加熱されて乾燥機排ガスを熱分解ガス化溶融システムの流動化空気または燃焼用空気に使用し、ガス加熱器１１，１２の熱源として廃熱ボイラ６で発生した高温蒸気を用いることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般ごみや産業廃棄物など（以下、これらを総称してごみという）を熱分解ガス化炉で熱分解し、そのガス化炉で生成した熱分解ガス及びチャーを溶融炉で燃焼して、高温場を得てチャー中の灰を溶融する熱分解ガス化溶融システムに係り、特にごみの前処理設備として乾燥機を設置した熱分解ガス化溶融システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種ごみの処理方法が各種研究、開発されている。最近、新しい処理方法として一つのシステム内でごみを熱分解し、生成した熱分解ガスやチャーを熱源として灰分を溶融する方法が採用されている。その方式の一つに熱分解式ガス化炉によりごみに含まれる可燃分をガス化し、また灰分は溶融して固化するガス化溶融システムがある。
【０００３】
このガス化溶融システムでは、流動床式ガス化炉に供給されたごみは、砂などからなる流動媒体と混合され空気などの流動化流体を用いて流動化されながら、吹き込まれた空気と反応して還元雰囲気でガス化され、可燃性の熱分解ガスとチャーなどの固形分が生成する。そして得られた熱分解ガスはすべて溶融炉で燃焼され、熱回収装置に導入される。
【０００４】
またごみ中の金属類、瓦礫などの不燃物（燃焼炉底残査）はチャーに含まれるかあるいは粒度、比重などの物性差を利用してチャーから分離される。そして不燃物中の金属類が回収され、灰分は溶融固化された後、あるいはそのままの状態で埋め立てなどに利用される。可燃性ガス、チャー及び飛灰などは流動床式ガス化炉の後流側に設けた溶融炉に送られ、熱源として利用され、飛灰などの不燃物の大部分は溶融される。これらの処理がなされた後のガスは排ガス浄化装置で浄化処理された後、大気に放出される。なお、この種の熱分解ガス化溶融システムに関連するものとして、例えば特開平１１−１７３５２０号公報に記載されたものなどがある。
【０００５】
図２は、従来の熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。図中の１は乾燥機、２は給塵機、３は熱分解ガス化炉、４は溶融炉、５は二次燃焼室、６は廃熱ボイラ、７はガス冷却塔、８はバグフィルタ、９はＩＤＦ、１０は煙突、１１，１２はガス加熱器、１３はＦＤＦ、１４は二次空気送風機、１６はサイクロン、１７は乾燥機排ガスファンである。
【０００６】
カロリーが低いごみの場合、粉砕機（図示せず）により粉砕されたごみは乾燥機１に投入され、蒸気や排ガスなどにより乾燥される。乾燥されたごみは給塵機２により熱分解ガス化炉３に投入され、ここで熱分解し固形分と熱分解ガスとに分離される。このとき金属類や瓦礫などの不燃物は、炉底残査として系外に排出される。
【０００７】
前記固形分と可燃性ガスは溶融炉４に送られ、燃焼用空気を適量供給し可燃性ガスを完全燃焼させ、その燃焼熱により固形分を溶融固化する。溶融炉４で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラ６で熱回収された後、ガス冷却塔７やバグフィルタ８などの排ガス処理設備で浄化処理され、煙突８から大気に放出されるシステムになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流動床式熱分解ガス化溶融システムでは、水分を多く含んだ低質ごみの場合、カロリーが低く、自己熱溶融の維持が困難であり、運転状態を維持するために補助燃料を供給する必要がある。この対策としてごみ供給の前処理装置としてごみ乾燥機１を設置することで、ごみ中に含まれている水分を乾燥で低減し、かつごみを定常的に供給することで、自己熱溶融状態を維持している。
【０００９】
このとき乾燥機１から多量の排ガスが発生し、この排ガスはごみの臭気を含んでいるため、二次燃焼室５などの高温域に戻して酸化処理を行なっている。
【００１０】
ダイオキシン類発生のため、二次燃焼室５では８５０℃以上の高温で、ガス滞留時間が２秒間以上必要であるが、乾燥機１の排ガス温度は乾燥機内でのごみの発火を防止するために２００℃以下程度に制限しており、二次燃焼室５に多量の乾燥機排ガスを吹き込むと、二次燃焼室内の温度が低下してガス温度の維持が困難となる。このため灯油など外部からの補助燃料を投入して、ガス温度の維持を図っており、ランニングコストが高いという欠点がある。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、乾燥機を使用するような低質ごみを処理する場合においても、ごみの自己溶融を維持して二次燃焼室のガス温度を所定の温度に維持し、かつ外部からの補助燃料の投入を低減することのできる熱分解ガス化溶融システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ごみの前処理設備として乾燥機を設置し、ごみを流動式熱分解ガス化炉で熱分解し、その熱分解ガス化炉で生成した熱分解ガス及びチャーを溶融炉で燃焼し、高温場を得てチャー中の灰を溶融して、溶融炉で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラで熱回収される熱分解ガス化溶融システムを対象とするものである。
【００１３】
そして前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの煙道にガス加熱器を設け、そのガス加熱器で加熱されて乾燥機排ガスを熱分解ガス化溶融システムの流動化空気または燃焼用空気に使用し、前記ガス加熱器の熱源として前記廃熱ボイラで発生した高温蒸気を用いることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。カロリーが低いごみの場合、粉砕機（図示せず）により粉砕されたごみは乾燥機１に投入され、熱風炉１５からの熱風により乾燥される。乾燥されたごみは給塵機２により熱分解ガス化炉３に投入され、ここで熱分解し固形分と熱分解ガスとに分離される。このとき金属類や瓦礫などの不燃物は、炉底残査として系外に排出される。
【００１５】
前記固形分と可燃性ガスは溶融炉４に送られ、燃焼用空気を適量供給し可燃性ガスを完全燃焼させ、その燃焼熱により固形分を溶融固化する。溶融炉４で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラ６で熱回収された後、ガス冷却塔７やバグフィルタ８などの排ガス処理設備で浄化処理され、煙突８から大気に放出される。
【００１６】
乾燥機１から排出される排ガスは流動化空気又は（及び）燃焼用空気と混合し、ガス加熱器１１，１２により必要な温度に昇温され、流動化空気及び燃焼用空気として供給される。ガス加熱器１１，１２の熱源としては、廃熱ボイラ６で熱回収して発生した高温蒸気の一部を利用する。
【００１７】
乾燥機１から排出される排ガス温度は、乾燥機１内のごみの発火を防止するため２００℃以下程度であるため、ガス加熱器１１，１２により熱分解ガス化溶融を維持できる温度に昇温する。ガス加熱器１１，１２の熱源として廃熱ボイラ６で発生した高温蒸気を使用しており、系外からの補助燃料を必要としないので、二次燃焼室の温度を８５０℃以上に維持できる。また、乾燥機１の排ガスに含まれている臭気成分は、熱分解ガス化溶融の過程で完全に酸化処理される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥機が必要な低質ごみの場合において、乾燥機からの排ガスを直接二次燃焼室に送り込むことがないため、二次燃焼室のガス温度を低下させることがない。低質ごみの場合、流動化空気及び燃焼用空気はできるだけ高温（約３００℃）に加熱しているが、乾燥機からの排ガス（約２００℃程度）を混合することで乾燥機の排ガスが保有する熱量を有効に利用することができ、加熱用蒸気使用量を低減することができる。
【００１９】
このときの熱源として廃熱ボイラで発生した高温蒸気を使用するから、系外からの補助燃料は使用しない。また、乾燥機からの排ガスは空気と比較して酸素濃度が低く、そのため熱分解ガス化炉で可燃分が多い熱分解ガスを発生させることができる。以上のことから熱分解ガス化溶融システムの高効率化が図れるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。
【図２】従来の熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。
【符号の説明】
１：乾燥機、２：給塵機、３：熱分解ガス化炉、４：溶融炉、５：二次燃焼室、６：廃熱ボイラ、７：ガス冷却塔、８：バグフィルタ、９：ＩＤＦ、１０：煙突、１１，１２：ガス加熱器、１３：ＦＤＦ、１４：二次空気送風機、１５：熱風炉、１６：サイクロン、１７：乾燥機排ガスファン
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般ごみや産業廃棄物など（以下、これらを総称してごみという）を熱分解ガス化炉で熱分解し、そのガス化炉で生成した熱分解ガス及びチャーを溶融炉で燃焼して、高温場を得てチャー中の灰を溶融する熱分解ガス化溶融システムに係り、特にごみの前処理設備として乾燥機を設置した熱分解ガス化溶融システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種ごみの処理方法が各種研究、開発されている。最近、新しい処理方法として一つのシステム内でごみを熱分解し、生成した熱分解ガスやチャーを熱源として灰分を溶融する方法が採用されている。その方式の一つに熱分解式ガス化炉によりごみに含まれる可燃分をガス化し、また灰分は溶融して固化するガス化溶融システムがある。
【０００３】
このガス化溶融システムでは、流動床式ガス化炉に供給されたごみは、砂などからなる流動媒体と混合され空気などの流動化流体を用いて流動化されながら、吹き込まれた空気と反応して還元雰囲気でガス化され、可燃性の熱分解ガスとチャーなどの固形分が生成する。そして得られた熱分解ガスはすべて溶融炉で燃焼され、熱回収装置に導入される。
【０００４】
またごみ中の金属類、瓦礫などの不燃物（燃焼炉底残査）はチャーに含まれるかあるいは粒度、比重などの物性差を利用してチャーから分離される。そして不燃物中の金属類が回収され、灰分は溶融固化された後、あるいはそのままの状態で埋め立てなどに利用される。可燃性ガス、チャー及び飛灰などは流動床式ガス化炉の後流側に設けた溶融炉に送られ、熱源として利用され、飛灰などの不燃物の大部分は溶融される。これらの処理がなされた後のガスは排ガス浄化装置で浄化処理された後、大気に放出される。なお、この種の熱分解ガス化溶融システムに関連するものとして、例えば特開平１１−１７３５２０号公報に記載されたものなどがある。
【０００５】
図２は、従来の熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。図中の１は乾燥機、２は給塵機、３は熱分解ガス化炉、４は溶融炉、５は二次燃焼室、６は廃熱ボイラ、７はガス冷却塔、８はバグフィルタ、９はＩＤＦ、１０は煙突、１１，１２はガス加熱器、１３はＦＤＦ、１４は二次空気送風機、１６はサイクロン、１７は乾燥機排ガスファンである。
【０００６】
カロリーが低いごみの場合、粉砕機（図示せず）により粉砕されたごみは乾燥機１に投入され、蒸気や排ガスなどにより乾燥される。乾燥されたごみは給塵機２により熱分解ガス化炉３に投入され、ここで熱分解し固形分と熱分解ガスとに分離される。このとき金属類や瓦礫などの不燃物は、炉底残査として系外に排出される。
【０００７】
前記固形分と可燃性ガスは溶融炉４に送られ、燃焼用空気を適量供給し可燃性ガスを完全燃焼させ、その燃焼熱により固形分を溶融固化する。溶融炉４で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラ６で熱回収された後、ガス冷却塔７やバグフィルタ８などの排ガス処理設備で浄化処理され、煙突８から大気に放出されるシステムになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の流動床式熱分解ガス化溶融システムでは、水分を多く含んだ低質ごみの場合、カロリーが低く、自己熱溶融の維持が困難であり、運転状態を維持するために補助燃料を供給する必要がある。この対策としてごみ供給の前処理装置としてごみ乾燥機１を設置することで、ごみ中に含まれている水分を乾燥で低減し、かつごみを定常的に供給することで、自己熱溶融状態を維持している。
【０００９】
このとき乾燥機１から多量の排ガスが発生し、この排ガスはごみの臭気を含んでいるため、二次燃焼室５などの高温域に戻して酸化処理を行なっている。
【００１０】
ダイオキシン類発生のため、二次燃焼室５では８５０℃以上の高温で、ガス滞留時間が２秒間以上必要であるが、乾燥機１の排ガス温度は乾燥機内でのごみの発火を防止するために２００℃以下程度に制限しており、二次燃焼室５に多量の乾燥機排ガスを吹き込むと、二次燃焼室内の温度が低下してガス温度の維持が困難となる。このため灯油など外部からの補助燃料を投入して、ガス温度の維持を図っており、ランニングコストが高いという欠点がある。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、乾燥機を使用するような低質ごみを処理する場合においても、ごみの自己溶融を維持して二次燃焼室のガス温度を所定の温度に維持し、かつ外部からの補助燃料の投入を低減することのできる熱分解ガス化溶融システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ごみの前処理設備として乾燥機を設置し、ごみを流動式熱分解ガス化炉で熱分解し、その熱分解ガス化炉で生成した熱分解ガス及びチャーを溶融炉で燃焼し、高温場を得てチャー中の灰を溶融して、溶融炉で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラで熱回収される熱分解ガス化溶融システムを対象とするものである。
【００１３】
そして前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの煙道にガス加熱器を設け、そのガス加熱器で加熱されて乾燥機排ガスを熱分解ガス化溶融システムの流動化空気または燃焼用空気に使用し、前記ガス加熱器の熱源として前記廃熱ボイラで発生した高温蒸気を用いることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。カロリーが低いごみの場合、粉砕機（図示せず）により粉砕されたごみは乾燥機１に投入され、熱風炉１５からの熱風により乾燥される。乾燥されたごみは給塵機２により熱分解ガス化炉３に投入され、ここで熱分解し固形分と熱分解ガスとに分離される。このとき金属類や瓦礫などの不燃物は、炉底残査として系外に排出される。
【００１５】
前記固形分と可燃性ガスは溶融炉４に送られ、燃焼用空気を適量供給し可燃性ガスを完全燃焼させ、その燃焼熱により固形分を溶融固化する。溶融炉４で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラ６で熱回収された後、ガス冷却塔７やバグフィルタ８などの排ガス処理設備で浄化処理され、煙突８から大気に放出される。
【００１６】
乾燥機１から排出される排ガスは流動化空気又は（及び）燃焼用空気と混合し、ガス加熱器１１，１２により必要な温度に昇温され、流動化空気及び燃焼用空気として供給される。ガス加熱器１１，１２の熱源としては、廃熱ボイラ６で熱回収して発生した高温蒸気の一部を利用する。
【００１７】
乾燥機１から排出される排ガス温度は、乾燥機１内のごみの発火を防止するため２００℃以下程度であるため、ガス加熱器１１，１２により熱分解ガス化溶融を維持できる温度に昇温する。ガス加熱器１１，１２の熱源として廃熱ボイラ６で発生した高温蒸気を使用しており、系外からの補助燃料を必要としないので、二次燃焼室の温度を８５０℃以上に維持できる。また、乾燥機１の排ガスに含まれている臭気成分は、熱分解ガス化溶融の過程で完全に酸化処理される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、乾燥機が必要な低質ごみの場合において、乾燥機からの排ガスを直接二次燃焼室に送り込むことがないため、二次燃焼室のガス温度を低下させることがない。低質ごみの場合、流動化空気及び燃焼用空気はできるだけ高温（約３００℃）に加熱しているが、乾燥機からの排ガス（約２００℃程度）を混合することで乾燥機の排ガスが保有する熱量を有効に利用することができ、加熱用蒸気使用量を低減することができる。
【００１９】
このときの熱源として廃熱ボイラで発生した高温蒸気を使用するから、系外からの補助燃料は使用しない。また、乾燥機からの排ガスは空気と比較して酸素濃度が低く、そのため熱分解ガス化炉で可燃分が多い熱分解ガスを発生させることができる。以上のことから熱分解ガス化溶融システムの高効率化が図れるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。
【図２】従来の熱分解ガス化溶融システムの概略系統図である。
【符号の説明】
１：乾燥機、２：給塵機、３：熱分解ガス化炉、４：溶融炉、５：二次燃焼室、６：廃熱ボイラ、７：ガス冷却塔、８：バグフィルタ、９：ＩＤＦ、１０：煙突、１１，１２：ガス加熱器、１３：ＦＤＦ、１４：二次空気送風機、１５：熱風炉、１６：サイクロン、１７：乾燥機排ガスファン
Claims (1)
- 一般ごみや産業廃棄物等の前処理設備として乾燥機を設置し、一般ごみや産業廃棄物等を流動式熱分解ガス化炉で熱分解し、その熱分解ガス化炉で生成した熱分解ガス及びチャーを溶融炉で燃焼し、高温場を得てチャー中の灰を溶融して、溶融炉で得られた燃焼ガスは廃熱ボイラで熱回収される熱分解ガス化溶融システムにおいて、
前記乾燥機から排出される乾燥機排ガスの煙道にガス加熱器を設け、そのガス加熱器で加熱されて乾燥機排ガスを熱分解ガス化溶融システムの流動化空気または燃焼用空気に使用し、前記ガス加熱器の熱源として前記廃熱ボイラで発生した高温蒸気を用いることを特徴とする熱分解ガス化溶融システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002182827A JP2004028400A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 熱分解ガス化溶融システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002182827A JP2004028400A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 熱分解ガス化溶融システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004028400A true JP2004028400A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31179220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002182827A Pending JP2004028400A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 熱分解ガス化溶融システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004028400A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224036A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 重庆科技学院 | 一种多级换热的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统 |
| CN107166401A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 江苏大学 | 一种高湿醋糟气化直燃利用装置及其方法 |
| CN112762456A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 上海能辉科技股份有限公司 | 一种垃圾热解气化与燃煤锅炉发电的耦合系统及耦合方法 |
-
2002
- 2002-06-24 JP JP2002182827A patent/JP2004028400A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224036A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 重庆科技学院 | 一种多级换热的垃圾气化燃气和蒸汽轮机联合发电系统 |
| CN107166401A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-15 | 江苏大学 | 一种高湿醋糟气化直燃利用装置及其方法 |
| CN112762456A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-07 | 上海能辉科技股份有限公司 | 一种垃圾热解气化与燃煤锅炉发电的耦合系统及耦合方法 |
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