JP2005009830A - 廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】２台のガス化炉の切換の際に燃焼炉の燃焼状態を不安定にせず、廃棄物の灰化に要する時間を短縮できる廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法を提供する。
【解決手段】ガス化炉１ａ，１ｂ内の廃棄物Ａを、酸素供給源１５から供給される酸素を用いて乾留し、生成した可燃性ガスを燃焼炉２で燃焼させる。廃棄物Ａの乾留時に、可燃性ガスの燃焼温度を所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる量の酸素を酸素供給源１５からガス化炉１ａ，１ｂに供給する。ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの乾留終了時に、酸素供給源１５からガス化炉１ａに酸素を供給して廃棄物Ａを灰化しつつ、酸素供給源１５から供給される酸素によりガス化炉１ｂ内に収容した廃棄物Ａの乾留を開始する。ガス化炉１ｂ内の廃棄物の乾留開始時に、ガス化炉１ｂへの酸素供給量の増大に応じて、ガス化炉１ａへの酸素供給量を漸減する。
【選択図】 図２
【解決手段】ガス化炉１ａ，１ｂ内の廃棄物Ａを、酸素供給源１５から供給される酸素を用いて乾留し、生成した可燃性ガスを燃焼炉２で燃焼させる。廃棄物Ａの乾留時に、可燃性ガスの燃焼温度を所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる量の酸素を酸素供給源１５からガス化炉１ａ，１ｂに供給する。ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの乾留終了時に、酸素供給源１５からガス化炉１ａに酸素を供給して廃棄物Ａを灰化しつつ、酸素供給源１５から供給される酸素によりガス化炉１ｂ内に収容した廃棄物Ａの乾留を開始する。ガス化炉１ｂ内の廃棄物の乾留開始時に、ガス化炉１ｂへの酸素供給量の増大に応じて、ガス化炉１ａへの酸素供給量を漸減する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃タイヤ等の廃棄物を乾留して焼却処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する方法として、例えば、ガス化炉内に収納した廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留（熱分解）し、該乾留により生成する可燃性ガスを該ガス化炉から燃焼炉に導入して燃焼させる方法が知られている。また、前記方法において、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を検知し、該可燃性ガスが予め設定された燃焼温度で燃焼されるように、前記ガス化炉に対する酸素供給量を調整して該ガス化炉内の乾留ガス化をフィードバック制御することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記焼却処理方法では、前記燃焼炉で得られる燃焼熱を温水ボイラ等の熱装置の熱源として使用することができる。このとき、前記焼却処理方法はバッチ処理であるので、前記熱装置を連続運転するために、例えば２台のガス化炉を交互に運転する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
前記２台のガス化炉を交互に運転する場合、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留を開始する。一方、第１のガス化炉では、前記廃棄物の乾留の完了に続いて該廃棄物が完全に灰化せしめられ、炉外に排出されたのち、新たな廃棄物が収納されて、次の運転が準備される。
【０００５】
ところで、第１、第２のガス化炉を交互に運転する方法では、装置構成を簡略化するために、各ガス化炉で生成する可燃性ガスは共通の燃焼炉に導入されるようになっている。また、各ガス化炉と前記燃焼炉とに酸素を供給する押込ファン等の酸素供給源も共通化されている。そして、各ガス化炉に対する酸素供給量の調整は、押込ファン等の酸素供給源と各ガス化炉とを接続する導管に設けた調整弁の開度を調節することにより行っている。
【０００６】
そこで、従来、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、第２のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞った状態として、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留を開始する。そして、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留が開始されたならば、第２のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を徐々に大きくして第２のガス化炉に対する酸素の供給量を漸増する。
【０００７】
一方、第１のガス化炉では、炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度は全開に近い状態となっている。しかし、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留が開始されたならば、第２のガス化炉における前記廃棄物の乾留に用いることができる酸素量の自由度を比較的大きくし、第２のガス化炉内の前記廃棄物の燃焼状態の変動等に容易に対応できるように、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞る必要がある。
【０００８】
しかしながら、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞ると、前記燃焼炉の炉内圧が急変し、該燃焼炉内での前記可燃性ガスの燃焼が不安定になったり、第１のガス化炉内で乾留が完了した廃棄物の灰化に長時間を要し、次の運転に支障を来すことがあるという不都合がある。このため、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、酸素の供給量の調整が難しかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−１３５２８０号公報
【特許文献２】
特開平８−３３４２１８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、２台のガス化炉を交互に運転するときに、２台のガス化炉の切換に際して燃焼炉の燃焼状態を不安定にすることなく、しかも乾留が完了した廃棄物の灰化に要する時間を短縮することができる廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、第１のガス化炉内に収容した廃棄物を、酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、第１のガス化炉内に生成した可燃性ガスを燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる量の酸素を、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給する工程と、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階において、前記酸素供給源から第１のガス化炉に酸素を供給して該廃棄物を灰化しつつ、他方該酸素供給源から供給される酸素を用いて第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始する工程と、第２のガス化炉内に収容した廃棄物を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、第２のガス化炉内に生成した可燃性ガスを前記燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる酸素を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給する工程とを備える廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法において、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の増大に応じて、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を漸減することを特徴とする。
【００１２】
２台のガス化炉を用いて廃棄物の乾留ガス化焼却処理を行うときには、まず、第１のガス化炉内に収容した廃棄物を酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる。前記廃棄物の乾留は、該廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留する。前記第１のガス化炉内に生成した可燃性ガスは、燃焼炉に導入され、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素により燃焼せしめられる。
【００１３】
このとき、第１のガス化炉内の前記廃棄物の乾留は、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度が予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な可燃性ガスを生成させる量の酸素を、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給することにより行われる。前記酸素供給源から第１のガス化炉への酸素の供給は、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度が上昇傾向にあれば酸素の供給量を低減し、該燃焼温度が下降傾向にあれば酸素の供給量を増大させるようにして行われる。
【００１４】
このようにして、第１のガス化炉内の前記廃棄物の乾留が進行すると、やがて乾留される廃棄物が低減し、前記酸素供給源から第１のガス化炉への酸素の供給量を増大させても、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度を所定の燃焼温度に維持するだけの可燃性ガスを生成させることができなくなる。そして、ついには可燃性ガスが全く生成しなくなり、前記廃棄物の乾留の終了段階に至る。
【００１５】
前記廃棄物の乾留が終了段階に至ったならば、第１のガス化炉内では、前記酸素供給源から供給される酸素により、該乾留が終了した廃棄物の灰化が行われ、灰化した廃棄物は炉外に排出される。次いで、第１のガス化炉には新しい廃棄物が収容されて、次の運転が準備される。
【００１６】
一方、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階において、第２のガス化炉内では、第１のガス化炉と共通の前記酸素供給源から供給される酸素を用いて、炉内に収容した廃棄物の乾留が開始される。第２のガス化炉における前記廃棄物の乾留は、第１のガス化炉と全く同一にして行われる。そして、前記第２のガス化炉内に生成した可燃性ガスは、第１のガス化炉と共通の燃焼炉に導入して燃焼せしめられる。
【００１７】
この結果、前記燃焼炉は、第１、第２の両ガス化炉から交互に可燃性ガスの供給を受けて、該可燃性ガスを燃焼させることができ、該燃焼により得られる熱を用いて温水ボイラ等の熱装置を連続して運転することができる。
【００１８】
ところで、第１のガス化炉において前記廃棄物の乾留が終了した段階では、第１のガス化炉にはできるだけ多くの可燃性ガスを生成させるために、大量の酸素が供給されている。しかし、乾留が終了した廃棄物の灰化のためには、より少ない酸素量で十分である。
【００１９】
また、第１のガス化炉において前記廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときには、第２のガス化炉内での前記廃棄物の燃焼状態は変動しやすく、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給できる酸素量に余裕があることが好ましい。
【００２０】
本発明の方法では、第１、第２の両ガス化炉に対する酸素供給源は共通であるので、第１のガス化炉における前記廃棄物の乾留の終了段階で、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を乾留が終了した廃棄物の灰化のために必要最低限の量まで低減すれば、第２のガス化炉に対する酸素の供給量に余裕ができる。しかし、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を急減させると、前記燃焼炉の炉内圧が急変して燃焼状態が不安定になることが懸念される。また、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を、前記廃棄物の灰化のために必要最低限の量とすると、該廃棄物の灰化のために長時間を要することが懸念される。
【００２１】
そこで、本発明の方法では、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の増大に応じて、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を漸減する。前記第１、第２のガス化炉に対する酸素の供給は、より具体的には、前記酸素供給源から第１、第２の両ガス化炉に供給される酸素量のうち、一部を第２のガス化炉に供給し、残部を第１のガス化炉に供給するようにする。
【００２２】
このようにすると、前記燃焼炉では炉内圧の変化が穏やかであるので、第１、第２のガス化炉の切換に際して燃焼状態が不安定になることを避けることができる。また、第１のガス化炉では、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の余剰分を前記乾留が終了した廃棄物の灰化に用いることができるので、該廃棄物の灰化に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
また、本発明の方法では、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時における第１のガス化炉内の廃棄物の灰化は、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させるために、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量の酸素を、該酸素供給源から第１のガス化炉に供給して行うことを特徴とする。
【００２４】
第２のガス化炉では、炉内に収容した廃棄物の乾留が安定化すると、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる酸素が、前記酸素供給源から供給されるようになる。そこで、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時には、第１のガス化炉内の廃棄物の灰化を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量の酸素で行うことにより、第２のガス化炉に供給される酸素量の自由度を大きくすることができる。従って、第２のガス化炉内の前記廃棄物の燃焼状態に変動が生じた場合にも、容易に対応することができる。
【００２５】
また、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素量を、第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量で適切な量とすることにより、第１のガス化炉内の廃棄物の灰化に要する時間が長時間に及ぶことを避けることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態に用いる乾留ガス化焼却処理装置のシステム構成図であり、図２は第１、第２のガス化炉において生成した可燃性ガスの燃焼炉における燃焼温度と、第１、第２のガス化炉に対する酸素供給量との経時変化を示すグラフである。
【００２７】
図１に示す乾留ガス化焼却処理装置は、廃タイヤ等の廃棄物Ａを収納し、その乾留・ガス化並びに燃焼・灰化を行わしめる２台のガス化炉１ａ，１ｂ、ガス化炉１ａ，１ｂで廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉２、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔを検知する温度センサ３、各ガス化炉１ａ，１ｂに酸素（空気）を供給する酸素供給手段４、燃焼炉２に酸素（空気）を供給する酸素供給手段５を備えている。
【００２８】
ガス化炉１ａ，１ｂの上面部には、開閉自在な投入扉６を有する投入口７が形成され、該投入口７から廃棄物Ａがガス化炉１ａ，１ｂ内に投入できるようになっている。そして、ガス化炉１ａ，１ｂは、投入扉６を閉じた状態では、その内部が実質的に外気と遮断されるようになっている。ガス化炉１ａ，１ｂの下部は空室となっており、該空室に酸素供給手段４が接続されている。そして、酸素供給手段４から前記空室に供給される酸素を複数の給気ノズル８を介してガス化炉１の内部に供給するようになっている。
【００２９】
ガス化炉１ａ，１ｂの下部の側部には、点火バーナ等により構成される着火装置９が取付けられている。着火装置９は、図示しない燃料供給装置から供給される助燃油等の燃料を燃焼させることにより、ガス化炉１ａ，１ｂの内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼炎によりガス化炉１ａ，１ｂ内の廃棄物Ａに着火するようになっている。また、ガス化炉１ａ，１ｂの外周部には、その冷却構造として該ガス化炉１ａ，１ｂの内部と隔離されたウォータジャケット１０が形成され、ウォータジャケット１０はガス化炉１ａ，１ｂの外部に設けられた図示しない給水装置から給水されるようになっている。
【００３０】
前記燃焼炉２は、その基部（バーナ部）に各ガス化炉１ａ，１ｂの上部に設けられた接続部１１から導出されたガス通路１２ａ，１２ｂが接続され、前記２台のガス化炉１ａ，１ｂのそれぞれから、廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスが導入されるようになっている。燃焼炉２の後端部には着火装置１３が取付けられ、前記ガス通路１２ａ，１２ｂから導入される可燃性ガスに着火するようになっている。着火装置１３は、前記着火装置９と同様に点火バーナ等により構成され、図示しない燃料供給装置から供給される助燃油等の燃料を燃焼させることにより、燃焼炉２の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめるようになっている。
【００３１】
燃焼炉２の外周部は空室となっており、該空室に酸素供給手段５が接続されている。そして、酸素供給手段５から前記空室に供給される酸素を燃焼炉２の外周壁に設けられた複数のノズル孔１４を介して燃焼炉２の内部に供給するようになっている。
【００３２】
ガス化炉１ａ，１ｂに酸素を供給する前記酸素供給手段４は、ガス化炉１ａ，１ｂの外部に設けられた押込ファン等の酸素供給源１５と、該酸素供給源１５から導出された主酸素供給管１６と、該主酸素供給管１６から分岐されて前記ガス化炉１ａ，１ｂの下部に接続された副酸素供給管１７ａ，１７ｂとからなる。副酸素供給管１７ａ，１７ｂには温度センサ３から入力される検知信号に従って開度が調整される調整弁１８ａ，１８ｂが設けられている。
【００３３】
また、燃焼炉２に酸素を供給する前記酸素供給手段５は、前記酸素供給源１５と、該酸素供給源１５から導出された主酸素供給管１６と、該主酸素供給管１６から分岐されて前記燃焼炉２の外周部に接続された副酸素供給管１９とからなる。副酸素供給管１９には温度センサ３から入力される検知信号に従って開度が調整される調整弁２０が設けられている。
【００３４】
そして、燃焼炉２の上部には被加熱物としての温水ボイラ２１が接続され、温水ボイラ２１の熱源部に燃焼炉２の燃焼熱が付与されるようになっている。
【００３５】
次に、図１に示す装置による本実施形態の乾留ガス化焼却処理方法について、説明する。
【００３６】
本実施形態の乾留ガス化焼却処理方法では、まず、ガス化炉１ａの投入扉６が開かれて、廃棄物Ａが投入口７から該ガス化炉１ａ内に投入される。次いで、投入扉６を閉じた後に、着火装置９が所定時間作動されることにより、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａに着火され、該廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。
【００３７】
前記廃棄物Ａの部分的燃焼の開始に際して、ガス化炉１ａに接続された副酸素供給管１７ａの調整弁１８ａは、図２の下段に実線ａ１で示すように全開の２０％の開度で開かれており、酸素供給源１５からガス化炉１ａ内に比較的少量の酸素（空気）が供給される。このため、廃棄物Ａの部分的燃焼は、ガス化炉１ａ内に存在していた酸素と、酸素供給源１５から供給される比較的少量の酸素とを用いて開始される。
【００３８】
このようにガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの下層部における部分的燃焼が開始されると、その燃焼熱により廃棄物Ａの上層部の乾留が開始され、その乾留により可燃性ガスの生成が始まる。そして、ガス化炉１ａ内で生成した可燃性ガスは、ガス通路１２ａを介して燃焼炉２の基端部（バーナ部）に導入され、燃焼炉２の着火装置１３により着火されて燃焼を開始する。前記可燃性ガスの燃焼熱は、燃焼炉２の上部に接続された温水ボイラ２１の熱源部に付与される。
【００３９】
このとき、ガス化炉１ａでは、図２の下段に実線ａ２で示すように、副酸素供給管１７ａの調整弁１８ａの開度を、ガス化炉１ａへの酸素供給量を廃棄物Ａの下層部における継続的な部分的燃焼に必要な程度に制限しつつ、段階的に徐々に増大させる。このようにすると、ガス化炉１ａにおける廃棄物Ａの部分的燃焼は、初期には不安定になることもあるが、酸素供給源１５から供給される少量の酸素を消費しつつ徐々に安定化する一方、その燃焼範囲が酸素供給源１５から供給される酸素量に応じて、廃棄物Ａの下層部において徐々に拡大していく。そして、廃棄物Ａの下層部における燃焼の安定化に伴って、その燃焼熱による廃棄物Ａの上層部の乾留も徐々に活発化して安定に進行するようになり、該乾留により生成する可燃性ガスの量も徐々に増大していく。
【００４０】
この結果、図２の上段に実線ａ１，２で示すように、温度センサ３により検知される燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔも上昇していく。尚、ガス化炉１ａの着火装置９は、廃棄物Ａの下層部における燃焼が安定化したことが確認された時点で停止される。
【００４１】
次いで、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔがさらに上昇し、該可燃性ガスが自然燃焼し得る温度として予め設定された燃焼温度Ｔ１よりも僅かに低い温度Ｔ２に達すると、調整弁１８ａは燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるように自動的にフィードバック制御される。
【００４２】
具体的には、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１より小さくなると、調整弁１８ａの開度を大きくしてガス化炉１ａへの酸素供給量を増加させ、可燃性ガスの生成を助長する。逆に、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１より大きくなると、調整弁１８ａの開度を小さくしてガス化炉１ａへの酸素供給量を低減させ、可燃性ガスの生成を抑制する。このように、調整弁１８ａの開度をフィードバック制御することにより、図２の上段に実線ａ３，４で示すように、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持され、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの下層部の燃焼と、上層部の乾留とが安定に進行する。
【００４３】
燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持されるようになると、燃焼炉２の着火装置が停止され、該可燃性ガスは継続的に自然燃焼することとなる。尚、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼に際しては、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔに対応して、燃焼炉２に接続された副酸素供給管１９の調整弁２０の開度が自動的に調節され、該可燃性ガスの完全燃焼に必要とされる量の酸素が燃焼炉２内に供給される。
【００４４】
一方、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持されるようになると、調整弁１８ａの開度は、図２の下段に実線ａ３で示すように、増減を繰り返しながら全体としては低減される傾向を示す。これは、ガス化炉１ａで可燃性ガスが活発に生成されるため、該可燃性ガスの燃焼熱が燃焼炉２内に蓄積され、燃焼温度Ｔを燃焼温度Ｔ１に維持するために必要とされる該可燃性ガスの量が少なくて済むためと考えられる。
【００４５】
ところが、ガス化炉１ａ内の乾留が進行すると、前記廃棄物のうち可燃性ガスを生成することができる部分が少なくなってくる。こうなると、調整弁１８ａの開度は、可燃性ガスの生成量を増大させるために、図２の下段に実線ａ４で示すように増加する傾向を示すようになる。そして、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ａ内での可燃性ガスの生成は殆どなくなり、可燃性ガスの燃焼温度Ｔは所定の燃焼温度Ｔ１を維持することができなくなって、図２の上段に実線ａ５，６，７で示すように下降に転じる。
【００４６】
そこで、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａに着火され、該廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの着火は、ガス化炉１ａの場合と全く同一の手順で行われる。この結果、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの下層部における燃焼と、上層部における乾留が安定すると、調整弁１８ｂの開度が自動的にフィードバック制御され、可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるようにされる。
【００４７】
ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼を開始したときの可燃性ガスの燃焼温度Ｔの経時変化を図２の上段に実線ｂ１，２で示す。また、このときの調整弁１８ｂの開度の変化を図２の下段に実線ｂ１ ，ｂ２で示す。尚、説明のために、図２の上段の実線ａ１，２ ，ａ３，４ ，ａ５，６，７ ，ｂ１，２ ，ｂ３，４ は、いずれもガス化炉１ａ，１ｂを単独で運転した場合の燃焼温度Ｔの変化を示している。
【００４８】
一方、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ａ内では前記廃棄物Ａの乾留が終了し、灰化段階に入る。このとき、調整弁１８ａの開度を全開の約９０％のままに維持すれば、前記廃棄物Ａの灰化を短時間で終了し、速やかに次の運転の準備をすることができる。
【００４９】
しかし、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達したときには、前述のようにガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼が開始され、調整弁１８ｂの開度が図２の下段に実線ｂ１で示すように、全開の２０％とされている。ここで、廃棄物Ａの部分的燃焼はその初期には不安定であるので、ガス化炉１ｂに対する酸素の供給量に余裕を持たせるために調整弁１８ａの開度を絞ることが好ましいが、調整弁１８ａの開度を急激に小さくすると、燃焼炉２に供給されるガスの量も急減し、炉内圧の変動により燃焼状態が不安定になる。また、調整弁１８ａの開度を絞ると、ガス化炉１ａ内での乾留が終了した廃棄物Ａの灰化に長時間を要する。
【００５０】
そこで、本実施形態では、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達し、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼が開始されたときに、調整弁１８ｂの開度を全開の２０％とする一方、調整弁１８ａの開度を図２の下段に実線ａ５で示すように、全開の８０％とする。そして、図２の下段に実線ｂ２で示すように、調整弁１８ｂの開度が全開の３０％、４０％、・・・と増大したならば、図２の下段に実線ａ６で示すように、調整弁の１８ａの開度を全開の７０％、６０％、・・・となるように漸減させる。
【００５１】
調整弁の１８ａ，１８ｂには、共通の酸素供給源１５から酸素が供給されている。そこで、前記制御は、換言すれば、酸素供給源１５からガス化炉１ａ，１ｂに供給される酸素量のうち、一部をガス化炉１ｂに供給し、残部をガス化炉１ａに供給することになる。
【００５２】
この結果、燃焼炉２では炉内圧の変動により燃焼状態が不安定になることを避けることができ、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの灰化に要する時間を短縮することができる。
【００５３】
また、前記のように制御するときには、ガス化炉１ｂ内における廃棄物Ａの部分的燃焼が不安定になってより多くの酸素を必要とするときには、調整弁１８ｂの開度の増大に伴って、調整弁１８ａの開度が遅滞なく低減される。従って、廃棄物Ａの部分的燃焼を安定化するための酸素を容易に確保することができる。
【００５４】
前述のようにして、ガス化炉１ｂ内で廃棄物Ａの下層部における燃焼と、上層部における乾留が安定化し、図２の上段に実線ｂ３，４ で示すように、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるようになると、図２の下段に実線ｂ３で示すように、調整弁１８ｂが自動的にフィードバック制御されるようになる。
【００５５】
このとき、調整弁１８ｂの開度は、最大でも全開の５０％程度であり、多くは５０％以下の開度で前記のようにフィードバック制御される。そこで、調整弁１８ｂが前記のようにフィードバック制御される段階では、ガス化炉１ａの調整弁１８ａは、図２の下段に実線ａ７で示すように、その開度が調整弁１８ｂの開度の最大値に対して約１０％の余裕を見て全開の４０％に維持され、この開度で乾留が終了した廃棄物Ａの灰化が行われる。
【００５６】
この結果、調整弁１８ｂが前記のようにフィードバック制御される段階で、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの燃焼状態に変動が生じても、前記１０％の余裕の範囲でガス化炉１ｂに対する酸素の供給量を増加させることができ、前記変動に容易に対応することができる。また、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの灰化に要する時間を短縮することができる。
【００５７】
そして、ガス化炉１ａの可燃性ガスによる燃焼温度Ｔが低下し、廃棄物Ａの灰化が終了したならば、調整弁１８ａは閉じられる。
【００５８】
この後、ガス化炉１ａでは、廃棄物Ａの灰化物が下部から排出され、新たな廃棄物Ａが投入口７から内部に投入されることにより、次の運転が準備される。また、ガス化炉１ｂでは、調整弁１８ｂの開度が全開の約９０％に達し、廃棄物Ａの乾留が終了して灰化段階に入ったならば、ガス化炉１ａの場合と全く同じ手順で、廃棄物Ａの灰化が行われる。
【００５９】
この結果、本実施形態の方法によれば、２台のガス化炉１ａ，１ｂを交互に運転することにより、温水ボイラ２１に対する加熱を連続して円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に用いる乾留ガス化焼却処理装置の一構成例を示すシステム構成図。
【図２】第１、第２のガス化炉において生成した可燃性ガスの燃焼炉における燃焼温度と、第１、第２のガス化炉に対する酸素供給量との経時変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１ａ…第１のガス化炉、 １ｂ…第２のガス化炉、 ２…燃焼炉、 １５…酸素供給源、 Ａ…廃棄物。
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃タイヤ等の廃棄物を乾留して焼却処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する方法として、例えば、ガス化炉内に収納した廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留（熱分解）し、該乾留により生成する可燃性ガスを該ガス化炉から燃焼炉に導入して燃焼させる方法が知られている。また、前記方法において、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を検知し、該可燃性ガスが予め設定された燃焼温度で燃焼されるように、前記ガス化炉に対する酸素供給量を調整して該ガス化炉内の乾留ガス化をフィードバック制御することが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記焼却処理方法では、前記燃焼炉で得られる燃焼熱を温水ボイラ等の熱装置の熱源として使用することができる。このとき、前記焼却処理方法はバッチ処理であるので、前記熱装置を連続運転するために、例えば２台のガス化炉を交互に運転する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
前記２台のガス化炉を交互に運転する場合、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留を開始する。一方、第１のガス化炉では、前記廃棄物の乾留の完了に続いて該廃棄物が完全に灰化せしめられ、炉外に排出されたのち、新たな廃棄物が収納されて、次の運転が準備される。
【０００５】
ところで、第１、第２のガス化炉を交互に運転する方法では、装置構成を簡略化するために、各ガス化炉で生成する可燃性ガスは共通の燃焼炉に導入されるようになっている。また、各ガス化炉と前記燃焼炉とに酸素を供給する押込ファン等の酸素供給源も共通化されている。そして、各ガス化炉に対する酸素供給量の調整は、押込ファン等の酸素供給源と各ガス化炉とを接続する導管に設けた調整弁の開度を調節することにより行っている。
【０００６】
そこで、従来、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、第２のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞った状態として、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留を開始する。そして、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留が開始されたならば、第２のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を徐々に大きくして第２のガス化炉に対する酸素の供給量を漸増する。
【０００７】
一方、第１のガス化炉では、炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度は全開に近い状態となっている。しかし、第２のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留が開始されたならば、第２のガス化炉における前記廃棄物の乾留に用いることができる酸素量の自由度を比較的大きくし、第２のガス化炉内の前記廃棄物の燃焼状態の変動等に容易に対応できるように、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞る必要がある。
【０００８】
しかしながら、第１のガス化炉に酸素を供給する調整弁の開度を絞ると、前記燃焼炉の炉内圧が急変し、該燃焼炉内での前記可燃性ガスの燃焼が不安定になったり、第１のガス化炉内で乾留が完了した廃棄物の灰化に長時間を要し、次の運転に支障を来すことがあるという不都合がある。このため、第１のガス化炉内に収納された前記廃棄物の乾留の終了段階では、酸素の供給量の調整が難しかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−１３５２８０号公報
【特許文献２】
特開平８−３３４２１８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、２台のガス化炉を交互に運転するときに、２台のガス化炉の切換に際して燃焼炉の燃焼状態を不安定にすることなく、しかも乾留が完了した廃棄物の灰化に要する時間を短縮することができる廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、第１のガス化炉内に収容した廃棄物を、酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、第１のガス化炉内に生成した可燃性ガスを燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる量の酸素を、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給する工程と、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階において、前記酸素供給源から第１のガス化炉に酸素を供給して該廃棄物を灰化しつつ、他方該酸素供給源から供給される酸素を用いて第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始する工程と、第２のガス化炉内に収容した廃棄物を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、第２のガス化炉内に生成した可燃性ガスを前記燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる酸素を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給する工程とを備える廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法において、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の増大に応じて、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を漸減することを特徴とする。
【００１２】
２台のガス化炉を用いて廃棄物の乾留ガス化焼却処理を行うときには、まず、第１のガス化炉内に収容した廃棄物を酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる。前記廃棄物の乾留は、該廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留する。前記第１のガス化炉内に生成した可燃性ガスは、燃焼炉に導入され、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素により燃焼せしめられる。
【００１３】
このとき、第１のガス化炉内の前記廃棄物の乾留は、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度が予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な可燃性ガスを生成させる量の酸素を、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給することにより行われる。前記酸素供給源から第１のガス化炉への酸素の供給は、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度が上昇傾向にあれば酸素の供給量を低減し、該燃焼温度が下降傾向にあれば酸素の供給量を増大させるようにして行われる。
【００１４】
このようにして、第１のガス化炉内の前記廃棄物の乾留が進行すると、やがて乾留される廃棄物が低減し、前記酸素供給源から第１のガス化炉への酸素の供給量を増大させても、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度を所定の燃焼温度に維持するだけの可燃性ガスを生成させることができなくなる。そして、ついには可燃性ガスが全く生成しなくなり、前記廃棄物の乾留の終了段階に至る。
【００１５】
前記廃棄物の乾留が終了段階に至ったならば、第１のガス化炉内では、前記酸素供給源から供給される酸素により、該乾留が終了した廃棄物の灰化が行われ、灰化した廃棄物は炉外に排出される。次いで、第１のガス化炉には新しい廃棄物が収容されて、次の運転が準備される。
【００１６】
一方、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階において、第２のガス化炉内では、第１のガス化炉と共通の前記酸素供給源から供給される酸素を用いて、炉内に収容した廃棄物の乾留が開始される。第２のガス化炉における前記廃棄物の乾留は、第１のガス化炉と全く同一にして行われる。そして、前記第２のガス化炉内に生成した可燃性ガスは、第１のガス化炉と共通の燃焼炉に導入して燃焼せしめられる。
【００１７】
この結果、前記燃焼炉は、第１、第２の両ガス化炉から交互に可燃性ガスの供給を受けて、該可燃性ガスを燃焼させることができ、該燃焼により得られる熱を用いて温水ボイラ等の熱装置を連続して運転することができる。
【００１８】
ところで、第１のガス化炉において前記廃棄物の乾留が終了した段階では、第１のガス化炉にはできるだけ多くの可燃性ガスを生成させるために、大量の酸素が供給されている。しかし、乾留が終了した廃棄物の灰化のためには、より少ない酸素量で十分である。
【００１９】
また、第１のガス化炉において前記廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときには、第２のガス化炉内での前記廃棄物の燃焼状態は変動しやすく、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給できる酸素量に余裕があることが好ましい。
【００２０】
本発明の方法では、第１、第２の両ガス化炉に対する酸素供給源は共通であるので、第１のガス化炉における前記廃棄物の乾留の終了段階で、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を乾留が終了した廃棄物の灰化のために必要最低限の量まで低減すれば、第２のガス化炉に対する酸素の供給量に余裕ができる。しかし、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を急減させると、前記燃焼炉の炉内圧が急変して燃焼状態が不安定になることが懸念される。また、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を、前記廃棄物の灰化のために必要最低限の量とすると、該廃棄物の灰化のために長時間を要することが懸念される。
【００２１】
そこで、本発明の方法では、第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の増大に応じて、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を漸減する。前記第１、第２のガス化炉に対する酸素の供給は、より具体的には、前記酸素供給源から第１、第２の両ガス化炉に供給される酸素量のうち、一部を第２のガス化炉に供給し、残部を第１のガス化炉に供給するようにする。
【００２２】
このようにすると、前記燃焼炉では炉内圧の変化が穏やかであるので、第１、第２のガス化炉の切換に際して燃焼状態が不安定になることを避けることができる。また、第１のガス化炉では、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の余剰分を前記乾留が終了した廃棄物の灰化に用いることができるので、該廃棄物の灰化に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
また、本発明の方法では、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時における第１のガス化炉内の廃棄物の灰化は、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させるために、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量の酸素を、該酸素供給源から第１のガス化炉に供給して行うことを特徴とする。
【００２４】
第２のガス化炉では、炉内に収容した廃棄物の乾留が安定化すると、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる酸素が、前記酸素供給源から供給されるようになる。そこで、第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時には、第１のガス化炉内の廃棄物の灰化を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量の酸素で行うことにより、第２のガス化炉に供給される酸素量の自由度を大きくすることができる。従って、第２のガス化炉内の前記廃棄物の燃焼状態に変動が生じた場合にも、容易に対応することができる。
【００２５】
また、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素量を、第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量で適切な量とすることにより、第１のガス化炉内の廃棄物の灰化に要する時間が長時間に及ぶことを避けることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態に用いる乾留ガス化焼却処理装置のシステム構成図であり、図２は第１、第２のガス化炉において生成した可燃性ガスの燃焼炉における燃焼温度と、第１、第２のガス化炉に対する酸素供給量との経時変化を示すグラフである。
【００２７】
図１に示す乾留ガス化焼却処理装置は、廃タイヤ等の廃棄物Ａを収納し、その乾留・ガス化並びに燃焼・灰化を行わしめる２台のガス化炉１ａ，１ｂ、ガス化炉１ａ，１ｂで廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉２、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔを検知する温度センサ３、各ガス化炉１ａ，１ｂに酸素（空気）を供給する酸素供給手段４、燃焼炉２に酸素（空気）を供給する酸素供給手段５を備えている。
【００２８】
ガス化炉１ａ，１ｂの上面部には、開閉自在な投入扉６を有する投入口７が形成され、該投入口７から廃棄物Ａがガス化炉１ａ，１ｂ内に投入できるようになっている。そして、ガス化炉１ａ，１ｂは、投入扉６を閉じた状態では、その内部が実質的に外気と遮断されるようになっている。ガス化炉１ａ，１ｂの下部は空室となっており、該空室に酸素供給手段４が接続されている。そして、酸素供給手段４から前記空室に供給される酸素を複数の給気ノズル８を介してガス化炉１の内部に供給するようになっている。
【００２９】
ガス化炉１ａ，１ｂの下部の側部には、点火バーナ等により構成される着火装置９が取付けられている。着火装置９は、図示しない燃料供給装置から供給される助燃油等の燃料を燃焼させることにより、ガス化炉１ａ，１ｂの内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼炎によりガス化炉１ａ，１ｂ内の廃棄物Ａに着火するようになっている。また、ガス化炉１ａ，１ｂの外周部には、その冷却構造として該ガス化炉１ａ，１ｂの内部と隔離されたウォータジャケット１０が形成され、ウォータジャケット１０はガス化炉１ａ，１ｂの外部に設けられた図示しない給水装置から給水されるようになっている。
【００３０】
前記燃焼炉２は、その基部（バーナ部）に各ガス化炉１ａ，１ｂの上部に設けられた接続部１１から導出されたガス通路１２ａ，１２ｂが接続され、前記２台のガス化炉１ａ，１ｂのそれぞれから、廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスが導入されるようになっている。燃焼炉２の後端部には着火装置１３が取付けられ、前記ガス通路１２ａ，１２ｂから導入される可燃性ガスに着火するようになっている。着火装置１３は、前記着火装置９と同様に点火バーナ等により構成され、図示しない燃料供給装置から供給される助燃油等の燃料を燃焼させることにより、燃焼炉２の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめるようになっている。
【００３１】
燃焼炉２の外周部は空室となっており、該空室に酸素供給手段５が接続されている。そして、酸素供給手段５から前記空室に供給される酸素を燃焼炉２の外周壁に設けられた複数のノズル孔１４を介して燃焼炉２の内部に供給するようになっている。
【００３２】
ガス化炉１ａ，１ｂに酸素を供給する前記酸素供給手段４は、ガス化炉１ａ，１ｂの外部に設けられた押込ファン等の酸素供給源１５と、該酸素供給源１５から導出された主酸素供給管１６と、該主酸素供給管１６から分岐されて前記ガス化炉１ａ，１ｂの下部に接続された副酸素供給管１７ａ，１７ｂとからなる。副酸素供給管１７ａ，１７ｂには温度センサ３から入力される検知信号に従って開度が調整される調整弁１８ａ，１８ｂが設けられている。
【００３３】
また、燃焼炉２に酸素を供給する前記酸素供給手段５は、前記酸素供給源１５と、該酸素供給源１５から導出された主酸素供給管１６と、該主酸素供給管１６から分岐されて前記燃焼炉２の外周部に接続された副酸素供給管１９とからなる。副酸素供給管１９には温度センサ３から入力される検知信号に従って開度が調整される調整弁２０が設けられている。
【００３４】
そして、燃焼炉２の上部には被加熱物としての温水ボイラ２１が接続され、温水ボイラ２１の熱源部に燃焼炉２の燃焼熱が付与されるようになっている。
【００３５】
次に、図１に示す装置による本実施形態の乾留ガス化焼却処理方法について、説明する。
【００３６】
本実施形態の乾留ガス化焼却処理方法では、まず、ガス化炉１ａの投入扉６が開かれて、廃棄物Ａが投入口７から該ガス化炉１ａ内に投入される。次いで、投入扉６を閉じた後に、着火装置９が所定時間作動されることにより、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａに着火され、該廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。
【００３７】
前記廃棄物Ａの部分的燃焼の開始に際して、ガス化炉１ａに接続された副酸素供給管１７ａの調整弁１８ａは、図２の下段に実線ａ１で示すように全開の２０％の開度で開かれており、酸素供給源１５からガス化炉１ａ内に比較的少量の酸素（空気）が供給される。このため、廃棄物Ａの部分的燃焼は、ガス化炉１ａ内に存在していた酸素と、酸素供給源１５から供給される比較的少量の酸素とを用いて開始される。
【００３８】
このようにガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの下層部における部分的燃焼が開始されると、その燃焼熱により廃棄物Ａの上層部の乾留が開始され、その乾留により可燃性ガスの生成が始まる。そして、ガス化炉１ａ内で生成した可燃性ガスは、ガス通路１２ａを介して燃焼炉２の基端部（バーナ部）に導入され、燃焼炉２の着火装置１３により着火されて燃焼を開始する。前記可燃性ガスの燃焼熱は、燃焼炉２の上部に接続された温水ボイラ２１の熱源部に付与される。
【００３９】
このとき、ガス化炉１ａでは、図２の下段に実線ａ２で示すように、副酸素供給管１７ａの調整弁１８ａの開度を、ガス化炉１ａへの酸素供給量を廃棄物Ａの下層部における継続的な部分的燃焼に必要な程度に制限しつつ、段階的に徐々に増大させる。このようにすると、ガス化炉１ａにおける廃棄物Ａの部分的燃焼は、初期には不安定になることもあるが、酸素供給源１５から供給される少量の酸素を消費しつつ徐々に安定化する一方、その燃焼範囲が酸素供給源１５から供給される酸素量に応じて、廃棄物Ａの下層部において徐々に拡大していく。そして、廃棄物Ａの下層部における燃焼の安定化に伴って、その燃焼熱による廃棄物Ａの上層部の乾留も徐々に活発化して安定に進行するようになり、該乾留により生成する可燃性ガスの量も徐々に増大していく。
【００４０】
この結果、図２の上段に実線ａ１，２で示すように、温度センサ３により検知される燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔも上昇していく。尚、ガス化炉１ａの着火装置９は、廃棄物Ａの下層部における燃焼が安定化したことが確認された時点で停止される。
【００４１】
次いで、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔがさらに上昇し、該可燃性ガスが自然燃焼し得る温度として予め設定された燃焼温度Ｔ１よりも僅かに低い温度Ｔ２に達すると、調整弁１８ａは燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるように自動的にフィードバック制御される。
【００４２】
具体的には、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１より小さくなると、調整弁１８ａの開度を大きくしてガス化炉１ａへの酸素供給量を増加させ、可燃性ガスの生成を助長する。逆に、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１より大きくなると、調整弁１８ａの開度を小さくしてガス化炉１ａへの酸素供給量を低減させ、可燃性ガスの生成を抑制する。このように、調整弁１８ａの開度をフィードバック制御することにより、図２の上段に実線ａ３，４で示すように、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持され、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの下層部の燃焼と、上層部の乾留とが安定に進行する。
【００４３】
燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持されるようになると、燃焼炉２の着火装置が停止され、該可燃性ガスは継続的に自然燃焼することとなる。尚、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼に際しては、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔに対応して、燃焼炉２に接続された副酸素供給管１９の調整弁２０の開度が自動的に調節され、該可燃性ガスの完全燃焼に必要とされる量の酸素が燃焼炉２内に供給される。
【００４４】
一方、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の燃焼温度Ｔ１に維持されるようになると、調整弁１８ａの開度は、図２の下段に実線ａ３で示すように、増減を繰り返しながら全体としては低減される傾向を示す。これは、ガス化炉１ａで可燃性ガスが活発に生成されるため、該可燃性ガスの燃焼熱が燃焼炉２内に蓄積され、燃焼温度Ｔを燃焼温度Ｔ１に維持するために必要とされる該可燃性ガスの量が少なくて済むためと考えられる。
【００４５】
ところが、ガス化炉１ａ内の乾留が進行すると、前記廃棄物のうち可燃性ガスを生成することができる部分が少なくなってくる。こうなると、調整弁１８ａの開度は、可燃性ガスの生成量を増大させるために、図２の下段に実線ａ４で示すように増加する傾向を示すようになる。そして、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ａ内での可燃性ガスの生成は殆どなくなり、可燃性ガスの燃焼温度Ｔは所定の燃焼温度Ｔ１を維持することができなくなって、図２の上段に実線ａ５，６，７で示すように下降に転じる。
【００４６】
そこで、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａに着火され、該廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの着火は、ガス化炉１ａの場合と全く同一の手順で行われる。この結果、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの下層部における燃焼と、上層部における乾留が安定すると、調整弁１８ｂの開度が自動的にフィードバック制御され、可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるようにされる。
【００４７】
ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼を開始したときの可燃性ガスの燃焼温度Ｔの経時変化を図２の上段に実線ｂ１，２で示す。また、このときの調整弁１８ｂの開度の変化を図２の下段に実線ｂ１ ，ｂ２で示す。尚、説明のために、図２の上段の実線ａ１，２ ，ａ３，４ ，ａ５，６，７ ，ｂ１，２ ，ｂ３，４ は、いずれもガス化炉１ａ，１ｂを単独で運転した場合の燃焼温度Ｔの変化を示している。
【００４８】
一方、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達すると、ガス化炉１ａ内では前記廃棄物Ａの乾留が終了し、灰化段階に入る。このとき、調整弁１８ａの開度を全開の約９０％のままに維持すれば、前記廃棄物Ａの灰化を短時間で終了し、速やかに次の運転の準備をすることができる。
【００４９】
しかし、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達したときには、前述のようにガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼が開始され、調整弁１８ｂの開度が図２の下段に実線ｂ１で示すように、全開の２０％とされている。ここで、廃棄物Ａの部分的燃焼はその初期には不安定であるので、ガス化炉１ｂに対する酸素の供給量に余裕を持たせるために調整弁１８ａの開度を絞ることが好ましいが、調整弁１８ａの開度を急激に小さくすると、燃焼炉２に供給されるガスの量も急減し、炉内圧の変動により燃焼状態が不安定になる。また、調整弁１８ａの開度を絞ると、ガス化炉１ａ内での乾留が終了した廃棄物Ａの灰化に長時間を要する。
【００５０】
そこで、本実施形態では、調整弁１８ａの開度が全開の約９０％に達し、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの部分的燃焼が開始されたときに、調整弁１８ｂの開度を全開の２０％とする一方、調整弁１８ａの開度を図２の下段に実線ａ５で示すように、全開の８０％とする。そして、図２の下段に実線ｂ２で示すように、調整弁１８ｂの開度が全開の３０％、４０％、・・・と増大したならば、図２の下段に実線ａ６で示すように、調整弁の１８ａの開度を全開の７０％、６０％、・・・となるように漸減させる。
【００５１】
調整弁の１８ａ，１８ｂには、共通の酸素供給源１５から酸素が供給されている。そこで、前記制御は、換言すれば、酸素供給源１５からガス化炉１ａ，１ｂに供給される酸素量のうち、一部をガス化炉１ｂに供給し、残部をガス化炉１ａに供給することになる。
【００５２】
この結果、燃焼炉２では炉内圧の変動により燃焼状態が不安定になることを避けることができ、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの灰化に要する時間を短縮することができる。
【００５３】
また、前記のように制御するときには、ガス化炉１ｂ内における廃棄物Ａの部分的燃焼が不安定になってより多くの酸素を必要とするときには、調整弁１８ｂの開度の増大に伴って、調整弁１８ａの開度が遅滞なく低減される。従って、廃棄物Ａの部分的燃焼を安定化するための酸素を容易に確保することができる。
【００５４】
前述のようにして、ガス化炉１ｂ内で廃棄物Ａの下層部における燃焼と、上層部における乾留が安定化し、図２の上段に実線ｂ３，４ で示すように、温度センサ３により検知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔが燃焼温度Ｔ１に略一定に維持されるようになると、図２の下段に実線ｂ３で示すように、調整弁１８ｂが自動的にフィードバック制御されるようになる。
【００５５】
このとき、調整弁１８ｂの開度は、最大でも全開の５０％程度であり、多くは５０％以下の開度で前記のようにフィードバック制御される。そこで、調整弁１８ｂが前記のようにフィードバック制御される段階では、ガス化炉１ａの調整弁１８ａは、図２の下段に実線ａ７で示すように、その開度が調整弁１８ｂの開度の最大値に対して約１０％の余裕を見て全開の４０％に維持され、この開度で乾留が終了した廃棄物Ａの灰化が行われる。
【００５６】
この結果、調整弁１８ｂが前記のようにフィードバック制御される段階で、ガス化炉１ｂ内の廃棄物Ａの燃焼状態に変動が生じても、前記１０％の余裕の範囲でガス化炉１ｂに対する酸素の供給量を増加させることができ、前記変動に容易に対応することができる。また、ガス化炉１ａ内の廃棄物Ａの灰化に要する時間を短縮することができる。
【００５７】
そして、ガス化炉１ａの可燃性ガスによる燃焼温度Ｔが低下し、廃棄物Ａの灰化が終了したならば、調整弁１８ａは閉じられる。
【００５８】
この後、ガス化炉１ａでは、廃棄物Ａの灰化物が下部から排出され、新たな廃棄物Ａが投入口７から内部に投入されることにより、次の運転が準備される。また、ガス化炉１ｂでは、調整弁１８ｂの開度が全開の約９０％に達し、廃棄物Ａの乾留が終了して灰化段階に入ったならば、ガス化炉１ａの場合と全く同じ手順で、廃棄物Ａの灰化が行われる。
【００５９】
この結果、本実施形態の方法によれば、２台のガス化炉１ａ，１ｂを交互に運転することにより、温水ボイラ２１に対する加熱を連続して円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に用いる乾留ガス化焼却処理装置の一構成例を示すシステム構成図。
【図２】第１、第２のガス化炉において生成した可燃性ガスの燃焼炉における燃焼温度と、第１、第２のガス化炉に対する酸素供給量との経時変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１ａ…第１のガス化炉、 １ｂ…第２のガス化炉、 ２…燃焼炉、 １５…酸素供給源、 Ａ…廃棄物。
Claims (3)
- 第１のガス化炉内に収容した廃棄物を、酸素供給源から第１のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、
第１のガス化炉内に生成した可燃性ガスを燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、
第１のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる量の酸素を、前記酸素供給源から第１のガス化炉に供給する工程と、
第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階において、前記酸素供給源から第１のガス化炉に酸素を供給して該廃棄物を灰化しつつ、他方該酸素供給源から供給される酸素を用いて第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始する工程と、
第２のガス化炉内に収容した廃棄物を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素を用いて乾留して可燃性ガスを生成せしめる工程と、
第２のガス化炉内に生成した可燃性ガスを前記燃焼炉に導入して、前記酸素供給源から該燃焼炉に供給される酸素を用いて燃焼せしめる工程と、
第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時に、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させる酸素を、前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給する工程とを備える廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法において、
第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、第２のガス化炉に対する酸素の供給量の増大に応じて、第１のガス化炉に対する酸素の供給量を漸減することを特徴とする廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法。 - 第１のガス化炉内の廃棄物の乾留の終了段階で、第２のガス化炉内に収容した廃棄物の乾留を開始したときに、前記酸素供給源から第１、第２の両ガス化炉に供給される酸素量のうち、一部を第２のガス化炉に供給し、残部を第１のガス化炉に供給することを特徴とする請求項１記載の廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法。
- 第２のガス化炉内の廃棄物の乾留時における第１のガス化炉内の廃棄物の灰化は、前記燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された所定の燃焼温度に略一定に維持するために必要な該可燃性ガスを生成させるために前記酸素供給源から第２のガス化炉に供給される酸素量の最大量よりも所定量下回る量の酸素を、該酸素供給源から第１のガス化炉に供給して行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法。
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