JP2005199200A - 熱分解残渣の流動分別方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流動分別における熱分解残渣の滞留を抑制すること。
【解決手段】 廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣ａと流動媒体とを縦型容器３０に投入し、この容器３０の底部（３１）から流動ガスを噴出して流動層を形成し、熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の分別方法において、容器３０の底部（３１）に加えて側面（４１ａ〜４１ｃ、４２ａ〜４２ｃ）から流動ガスを噴出させること、または、流動層の流動が滞留する領域を検知し、この領域に容器の側面から流動ガスを噴出させることにより、熱分解残渣の滞留を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃棄物などを熱分解して生成される熱分解残渣の流動分別方法およびその装置に関する。

都市ゴミなどの一般廃棄物や廃プラスチックなどの可燃物を含む産業廃棄物（以下、単に廃棄物という。）を処理する技術として、廃棄物を熱分解反応器に導いて、低酸素雰囲気で加熱して熱分解し、その熱分解により生成される熱分解ガスを、熱分解残渣に含まれる燃焼性成分や灰分とともに燃焼処理する方法が知られている。ところが、このような熱分解残渣中には、熱分解カーボンなどの可燃物に加え、鉄やアルミニウムなどの金属やガレキなどの不燃物が含まれている。そのため、まず、熱分解残渣を篩にかけて可燃物の粉粒体などを分別し、さらにガレキなどの不燃物と比較的大きな熱分解カーボンなどに分別した上で、この熱分解カーボンを微粉砕して燃焼処理するようにしている。しかし、このような篩を用いて分別する場合、不燃物に付着する熱分解カーボンなどの粉粒体は、分別が困難であるため、可燃物を十分に回収できない。

そこで、熱分解反応器から排出された熱分解残渣を、例えば、約８０℃に冷却した後、流動媒体とともに分別塔内に導入し、底部から空気などの流動ガスを噴出させて流動層を形成する。そして、粉粒体の熱分解カーボンを流動層の上方に浮遊させて頂部から排出させると共に、分離残渣の比較的重量の大きい熱分解残渣と流動媒体とを重力で下方に導いて抜き出し、これを篩などにかけて、熱分解カーボンと不燃物とを分別する方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、流動層により熱分解残渣を分別する他の方法として、傾斜した多孔板の上に熱分解残渣と流動媒体とを供給し、この多孔板の隙間から流動ガスを噴出させることにより流動層を形成し分別する方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００１−１８２９１９号公報 特開２００２−２１９４１７号公報

しかしながら、上述した方法によれば、熱分解残渣のほとんどは流動媒体とともに流動状態となるが、例えば、分別塔の傾斜多孔板と側壁との接合部付近は、熱分解残渣や不燃物の流れに偏りが生じ、滞留による分別効率の低下を招くおそれがある。

本発明は、流動分別における熱分解残渣の滞留を抑制することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣と流動媒体とを縦型容器に投入し、この容器の底部から流動ガスを噴出して流動層を形成し、熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、容器の底部に加えて側面から流動ガスを噴出させることを特徴とする。すなわち、容器の側壁付近などの流動効果の少ない部位に対し、側壁から流動ガスを噴出させることにより、流動層の流動状態が改善され、滞留を抑制することができる。

この場合において、流動層の流動が滞留する領域を検知し、この領域に容器の側面から流動ガスを噴出させるようにしてもよい。すなわち、通常は、底部からのみ流動ガスを噴出して運転し、滞留が検知された場合に、その検知された領域に対し側壁から流動ガスを噴出させるようにする。これにより、熱分解残渣の滞留を効果的に抑制することができる。

本発明の熱分解残渣の流動分別方法を実施する装置は、断面矩形の縦型の空塔容器と、この空塔容器の側壁に設けられ廃棄物を熱分解して生成される熱分解残渣を供給する熱分解残渣供給口と、空塔容器内の熱分解残渣を流動化させる流動ガスを噴出する流動ガス噴出孔と、空塔容器の頂部に設けられ流動ガスと流動ガスに同伴する粉粒体を排出する第１の排出口と、空塔容器の底部に設けられ熱分解残渣の分別残渣を排出する第２の排出口とを有する熱分解残渣分別装置において、流動ガス噴出孔を空塔容器の底部と側面に形成することにより実現する。

この場合において、流動ガス噴出孔に流動ガスを供給する流動ガス供給手段と、空塔容器の側壁に配置され熱分解残渣の温度を検知する複数の温度センサとを備え、流動ガス供給手段は、温度センサが設定温度以上の温度を検知した領域に対応する位置に配設された空塔容器の側面の流動ガス噴出孔に流動ガスを供給するように制御してもよい。

本発明によれば、流動分別における熱分解残渣の滞留を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図３は、本発明に係る熱分解残渣の分別塔を含む廃棄物処理プラントの全体構成図を示している。

図に示すように、まず、所定サイズに粉砕された処理対象の廃棄物は、熱分解反応器１に投入される。この熱分解反応器１は、例えば横型回転ドラムが用いられ、シール機構により内部は低酸素雰囲気に保持されるとともに、後述する燃焼溶融炉４の後流側に配置された空気加熱器から高温の加熱空気が加熱ライン２９を通じて供給される。熱分解反応器１で熱分解された廃棄物の熱分解ガスＧ１と熱分解残渣ａは、排出装置２により分離され、熱分解ガスＧ１はガスライン３を通って燃焼溶融炉４に導かれる。一方、熱分解残渣ａは、燃焼溶融炉４から高温（例えば、約４５０℃）の状態で排出されるため、冷却器５により冷却（例えば、約８０℃以下）された後、分別塔６に導かれる。分別塔６においては、粉粒体の熱分解カーボンｂが装置内を浮遊して上方から排出される一方、不燃物を含み分離残渣の比較的重量の大きい熱分解残渣ｃは、流動媒体とともに重力で下方から抜き出され、熱分解カーボンと不燃物に分別される。なお、ここで分別された熱分解カーボンは、燃焼溶融炉４に供給される。

分別塔６の上方から排出された熱分解カーボンｂは、捕集装置７を経て、カーボンホッパ９に一時的に貯蔵され、搬送ライン１０により燃焼溶融炉４のバーナ１１に供給される。送風機１２により送風ライン１３から供給された燃焼用空気、熱分解ガスＧ１及び熱分解カーボンｂは、燃焼溶融炉４内において、高温域（例えば、約１３００℃）で燃焼して溶融し、底部の排出口から溶融スラグｄとして水槽１５中に排出される。

燃焼溶融炉４から排出された燃焼排ガスは、排ガスライン１６を通って廃熱ボイラ１７により熱回収され、続いて集塵装置１８により飛灰が回収される。飛灰が除去された燃焼排ガスは、脱塩剤１９が添加され、ガス浄化装置２０において脱塩処理が行われる。これにより燃焼排ガスは、低温の清浄ガスＧ２となり、誘引送風機２１を経て煙突２２から大気へ放出される。なお、脱塩処理において発生した脱塩残渣ｅは、脱塩残渣処理装置２３に回収されて処理される。また、ガス浄化装置２０では、脱塩処理と同時に脱硫処理などを行うこともできる。

排ガスＧ２の一部は、送風機２５により循環ライン２４を介して冷却器５に供給される。集塵装置１８で補集された飛灰２６は、再処理ライン２７により燃焼溶融炉４へ戻され、溶融してスラグ内に混入される。また、廃熱ボイラ１７で発生した蒸気は、発電機２８の蒸気タービンに送られて発電をする。

次に、本発明に係る熱分解残渣の分別塔６の構成について詳細に説明する。図１は、分別塔６の右側面図、図２は、図１の正面図を示している。図に示すように、分別塔６は、縦型で断面矩形の空塔容器３０と、空塔容器３０の内壁を斜めに渡して形成され、複数の空気噴出孔を有する傾斜多孔板３１と、この傾斜多孔板３１の下部空間を三つに分割して形成される風箱３２ａ〜３２ｃとを備えて構成される。空塔容器３０は、頂部に熱分解カーボンなどの粉粒体を取り出すための取出口３３が形成され、上部側面には、熱分解残渣ａを供給する供給口３４及び流動媒体を供給する供給口３５が形成されている。また、空塔容器３０の下部側壁には、傾斜多孔板３１を下方に延在させた貯留室３６が突出して形成され、この貯留室３６の下方には分別残渣を排出する排出口３７が形成されている。風箱３２ａ〜３２ｃは、それぞれ隔壁３８で区画され、各風箱には、流動ガスが導入される空気供給管３９ａ〜３９ｃが接続されている。なお、貯留室３６の上部壁面には、点検口４０が形成され、傾斜多孔板３１上などのメンテナンスができるようになっている。

また、傾斜多孔板３１と接合する空塔容器３０の両側壁（図１の表裏面）には、傾斜多孔板３１上に沿って噴出口４１ａ〜４１ｃおよび４２ａ〜４２ｃが等間隔で３箇所ずつ形成されている。ガス導入管４３は、水平方向に二股に分岐して空塔容器３０の両側壁に延在し、次いで管径のやや小さい３本のガス導入管４４に分岐して垂下し、さらに空塔容器３０の両側壁方向に直角に折り曲げて、噴出孔４１ａ〜４１ｃおよび４２ａ〜４２ｃにそれぞれ接続されている。なお、ガス導入管４３には、水平方向に分岐する一方の側に流量調整バルブ４５を設けられ、さらにガス導入管４４は、水平方向に延在する部分に、流量調整弁４６ａ〜４６ｃおよび４７ａ〜４７ｃがそれぞれ設けられている。

次に、本実施形態の動作を説明する。空塔容器３０内に導入された熱分解残渣ａと流動媒体は、傾斜多孔板３１上に落下し、空気噴出孔から噴き上がる空気により流動化されて流動層が形成される。ここで、熱分解残渣ａには、金属、ガラス、砂利などの不燃物に加えて、熱分解カーボンなどの可燃物が含まれている。そのため、流動化にともない不燃物に付着した熱分解カーボンなどの粉粒体が不燃物から剥離して上方に吹き飛ばされて分別され、取出口３３から排出される。一方、吹き飛ばされなかった比較的重量の大きい熱分解残渣は、傾斜多孔板３１に沿って下方に移動し、流動媒体とともに排出口３７から排出される。

ところで、熱分解残渣ａのほとんどは流動化しているが、例えば、傾斜多孔板３１と空塔容器３０の側壁との接合部付近は、熱分解残渣や不燃物の流れに偏りが生じ、滞留が発生することにより分別効率が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、滞留を起こしやすい空塔容器３０の側壁付近に対し、噴出口４１ａ〜ｃ、４２ａ〜ｃから空気を噴出させることにより滞留を抑制するようにしている。この場合、空気は一箇所ずつ噴出させてもよいし、数箇所ずつまたは全箇所同時に噴出させてもよい。また、空気の噴出は、連続的でも、断続的でもよい。このように、側壁から空気を噴出させることにより、側壁付近の滞留が解消され、流動層全体の流動状態が改善される。なお、本実施形態では、空気の噴出口を片側側壁に対し３箇所ずつ設けているが、これに限定されず、さらに多くの噴出口を設けるようにしてもよい。

また、本実施形態において、各噴出口４１ａ〜４１ｃ、４２ａ〜４２ｃの位置にあわせて複数の温度センサを側壁に設け、各温度センサの検出温度を検知して、設定温度以上の温度が検知された温度センサに対応する噴出口から所定流量の空気を噴出させるように、流量調整弁４５、４６ａ〜４６ｃ、４７ａ〜４７ｃの開度を制御するようにしてもよい。これによれば、運転中に滞留が形成されても熱分解残渣の温度を検知することにより早期に滞留領域が発見され、同領域に対応する噴出口から空気を噴出させることにより、効率的に滞留を解消することができる。なお、本実施形態によれば、空塔容器３０に供給される押込空気量は、一つの供給経路から底部と側面にそれぞれ分配され、供給総量は一定となるが、この方法に限定されるものではない。

以上述べたように、分別塔６内の流動層において、底部からの空気吹き込みだけでは熱分解残渣などの流動に偏りが生じ、あるいは、摩擦や形状的な要因により流動効果が少ない部位に対し、底部に加えて側面からも空気を噴出させることにより、流動状態は改善され、滞留を抑制することができる。

本発明の一実施形態の熱分解残渣の分別塔の右側面図である。 図１の分別塔の正面図である。 図１、２の分別塔を含む廃棄物処理プラントの一実施形態を示す全体構成図である。

符号の説明

１ 熱分解反応器
４ 燃焼溶融炉
５ 冷却器
６ 分別塔
３０ 空塔容器
３１ 傾斜多孔板
４１ａ〜４１ｃ、４２ａ〜４２ｃ 噴出口
４３，４４ ガス導入管
４５、４６ａ〜４６ｃ、４７ａ〜４７ｃ 流量調整弁
ａ 熱分解残渣

Claims (4)

1. 廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣と流動媒体とを縦型容器に投入し、該容器の底部から流動ガスを噴出して流動層を形成し、前記熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、前記容器の底部に加えて側面から流動ガスを噴出させることを特徴とする熱分解残渣の流動分別方法。
2. 廃棄物を熱分解して生成された熱分解残渣と流動媒体とを縦型容器に投入し、該容器の底部から流動ガスを噴出して流動層を形成し、前記熱分解残渣を重量分別する熱分解残渣の流動分別方法において、前記流動層の流動が滞留する領域を検知し、該領域に前記容器の側面から前記流動ガスを噴出させることを特徴とする熱分解残渣の流動分別方法。
3. 断面矩形の縦型の空塔容器と、該空塔容器の側壁に設けられ廃棄物を熱分解して生成される熱分解残渣を供給する熱分解残渣供給口と、前記空塔容器内の前記熱分解残渣を流動化させる流動ガスを噴出する流動ガス噴出孔と、前記空塔容器の頂部に設けられ前記流動ガスと該流動ガスに同伴する粉粒体を排出する第１の排出口と、前記空塔容器の底部に設けられ前記熱分解残渣の分別残渣を排出する第２の排出口とを有する熱分解残渣の流動分別装置において、
   前記流動ガス噴出孔は、前記空塔容器の底部と側面に形成されてなることを特徴とする熱分解残渣の流動分別装置。
4. 前記流動ガス噴出孔に前記流動ガスを供給する流動ガス供給手段と、前記空塔容器の側壁に配置され前記熱分解残渣の温度を検知する複数の温度センサとを備え、前記流動ガス供給手段は、前記温度センサが設定温度以上の温度を検知した領域に対応する位置に配設された前記空塔容器の側面の前記流動ガス噴出孔に前記流動ガスを供給するように制御してなる請求項３に記載の熱分解残渣の流動分別装置。
   

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