JP2005233492A - 乾留ガス化焼却処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給気ノズルの目詰まりを防止して、乾留炉内への空気の供給を確実に行うことができる乾留ガス化焼却処理装置を提供する。
【解決手段】廃棄物Ａ，Ｂ，Ｃを収納し、廃棄物Ａ，Ｂ，Ｃの一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物Ａ，Ｂ，Ｃの残部を乾留して可燃性ガスを生ぜしめる乾留炉１と、該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉２とを備える。乾留炉１の底面に沿って水平方向に挿設された管状の給気手段８と、給気手段８の下半面に開口する複数の給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、複数の給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃのうちの一部の給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃを閉蓋する閉蓋部材２８を備える。給気手段８は、耐火物からなる被覆層２３を備える。給気手段８は、着脱自在に備えられている。廃棄物は、前記乾留の際の熱により溶融して粘性流体を生成する溶融性廃棄物Ａである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃棄物を乾留して、生成する可燃性ガスを完全燃焼させる乾留ガス化焼却処理装置に関するものである。

従来、廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として、例えば、廃棄物を収納すると共に、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して可燃性ガスを生ぜしめる乾留炉と、該乾留炉から導入される可燃性ガスを完全燃焼させる燃焼炉とを備える乾留ガス化焼却処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

前記乾留炉は、底壁の外側に設けられた空気室と、該底壁を貫通して該空気室と炉内とを連通する複数の給気ノズルとを備え、該空気室から該給気ノズルを介して前記廃棄物の燃焼のための空気（酸素）を炉内に供給するようになっている（例えば特許文献２参照）。

しかしながら、前記乾留炉で飴、ワックス、グリス等の廃棄物の乾留を行うと、飴、ワックス、グリス等が乾留中に溶融して粘性のある流体となって流下するために、前記底壁に備えられた給気ノズルが目詰まりし、空気の供給が困難になるという不都合がある。
特開平２−１３５２８０号公報 特開平８−１６６１１２号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、給気ノズルの目詰まりを防止して、乾留炉内への空気の供給を確実に行うことができる乾留ガス化焼却処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の乾留ガス化焼却処理装置は、廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留して可燃性ガスを生ぜしめる乾留炉と、該乾留炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とを備える乾留ガス化焼却処理装置において、該乾留炉の底面に沿って水平方向に挿設された管状の給気手段と、該給気手段の下半面に開口する複数の給気ノズルと、該複数の給気ノズルのうち一部の給気ノズルを閉蓋する閉蓋部材とを備えることを特徴とする。

本発明の乾留ガス化焼却処理装置では、該乾留炉の底面に沿って管状の給気手段を水平方向に挿入し、複数の給気ノズルを該吸気手段の下半面に開口させている。従って、前記廃棄物の乾留により生成した高粘度の流体が流下したとしても、前記給気手段の上半面が傘となって前記給気ノズルが目詰まりを起こすことなく、乾留炉内への空気（酸素）の供給を確実に行うことができる。

前記給気ノズルによれば前記給気手段から下方に向けて空気（酸素）を噴出するが、該給気手段は管状であるので、噴出された空気は該給気手段の側方から上昇することができ、前記廃棄物の燃焼に用いられる。

また、本発明の乾留ガス化焼却処理装置によれば、前記複数の給気ノズルのうちの一部の給気ノズルを閉蓋する閉蓋部材を備えることにより、所望により任意の位置の給気ノズルを閉蓋することができ、給気量の微調整、給気箇所の調整等を容易に行うことができる。

本発明の乾留ガス化焼却処理装置において、前記給気手段は、乾留炉内に挿入して設けられているので、該乾留炉内の熱により損傷を受けやすい。そこで、前記給気手段は、耐火物で被覆されていることにより、前記熱による損傷を抑制することができる。

また、本発明の乾留ガス化焼却処理装置において、前記給気手段は、着脱自在に備えられていることにより、前記熱により損傷を受けたときには容易に交換することができる。

本発明の乾留ガス化焼却処理装置は、飴、ワックス、グリス等のように、前記乾留の際の熱により溶融して粘性流体を生成する溶融性廃棄物の焼却処理に用いることができる。

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は乾留炉の炉内底部を示す平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示す乾留ガス化焼却処理装置は、飴、ワックス、グリス等の溶融性廃棄物の焼却処理に用いられるものであり、廃棄物を収納し、その乾留・ガス化並びに燃焼・灰化を行わしめる乾留炉１、乾留炉１で該廃棄物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、乾留炉１に空気（酸素）を供給する空気供給手段４、燃焼炉２に空気（酸素）を供給する空気供給手段５を備えている。

乾留炉１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から廃棄物が乾留炉１内に投入できるようにされている。そして、乾留炉１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。また、乾留炉１の炉内には、底面に沿って給気パイプ８が水平方向に挿入して設けられ、空気供給手段４から給気パイプ８を介して空気を乾留炉１の内部に供給するようになっている。

乾留炉１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、乾留炉１の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼炎により乾留炉１内の廃棄物に着火する。また、乾留炉１の外周部及び底部には、その冷却構造として該乾留炉１の内部と隔離されたウォータジャケット１０が形成されている。ウォータジャケット１０内の水は乾留炉１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。

前記燃焼炉２は、その基部（バーナ部）に乾留炉１の上部に設けられた接続部１１から導出されたガス通路１２が接続され、乾留炉１で廃棄物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１２から導入される可燃性ガスに着火する。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。

燃焼炉２の外周部は空室となっており、該空室に空気供給手段５が接続されている。そして、空気供給手段５から前記空室に供給される空気を燃焼炉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。

乾留炉１に空気を供給する前記空気供給手段４は、乾留炉１の外部に設けられた押込ファン等の空気供給源１５と、該空気供給源１５から導出された主空気供給管１６と、該主空気供給管１６から分岐されて給気パイプ８に接続された副空気供給管１７とからなる。副空気供給管１７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１８が設けられている。

また、燃焼炉２に空気を供給する前記空気供給手段５は、前記空気供給源１５と、該空気供給源１５から導出された主空気供給管１６と、該主空気供給管１６から分岐されて燃焼炉２の外周部に接続された副空気供給管１９とからなる。副空気供給管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。

燃焼炉２の上部には例えば温水ボイラ２１等の被加熱物が接続されており、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。

本実施形態の乾留ガス化焼却処理装置は、前述のように飴、ワックス、グリス等の乾留の際の熱により溶融して粘性のある流体を生成する溶融性廃棄物の焼却処理に用いられるものである。このため、給気パイプ８は、図２に示すように、乾留炉１のウォータージャケット１０を貫通して、乾留炉１の底面に沿って水平方向に挿入されている。尚、図２ではウォータージャケット１０の貯水部は省略して示している。

給気パイプ８は、例えばステンレスパイプからなり、乾留炉１内での熱による損傷を抑制するために、乾留炉１内に配設される部分には耐火物からなる被覆層２３を備えている。被覆層２３は例えばセメント等により形成される。

乾留炉１には、例えば４本の給気パイプ８が、ウォータージャケット１０を貫通して形成された取付孔部２４に挿入され、各給気パイプ８の基部に設けられたフランジ２５が取付孔部２４の外端部に螺着されて着脱自在に備えられている。取付孔部２４は、被覆層２３を備えた給気パイプ８が挿入可能な内径を備えている。また、各給気パイプ８の基部は給気ヘッド２６に接続され、給気ヘッド２６は調整弁１８を介して副空気供給導管１７に接続されている。

給気パイプ８は、図３に示すように、側面の下半面に開口する給気ノズル２７ａ，２７ｂ、先端部の下半面に開口する給気ノズル２７ｃをそれぞれ複数備えており、給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃは被覆層２３を貫通して形成されている。本実施形態では、給気ノズル２７ａ，２７ｃは水平方向に、給気ノズル２７ｂは水平方向から４５℃下方に向けて形成されて、それぞれの方向に空気を噴出するようになっている。給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、給気量を微調整したり、給気箇所を調整するために、給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃの少なくとも一部を閉蓋する閉蓋部材としてビス２８を備えている。

尚、本明細書において、「下半面に開口する」とは、給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃの横断面の円の中心が給気パイプ８の下半面に位置するようになっていればよく、給気ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ全体が給気パイプ８の下半面に位置していなくてもよい。

次に、本実施形態の乾留ガス化焼却処理装置の作動について説明する。

まず、本実施形態の乾留ガス化焼却処理装置では、投入扉６を開いて投入口７から乾留炉１内に廃棄物Ａ，Ｂ，Ｃを投入する。ここで、廃棄物Ａは飴、ワックス、グリス等の溶融性廃棄物、Ｂは紙類、Ｃは木材であり、下から順に木材Ｃ，紙類Ｂ，溶融性廃棄物Ａの順で投入される。また、下から順にＣ，Ｂ，Ａ，Ｃ，Ｂ，Ａのように、前記３種の廃棄物を繰り返し投入し、最初の溶融性廃棄物Ａが、紙類Ｂ、木材Ｃによりサンドイッチされるようにしてもよい。また、溶融性廃棄物Ａがグリスである場合には、バケツ等の容器に収容したまま、乾留炉１に投入する。

次に、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、乾留炉１内の下層部の木材Ｃに着火され、該木材Ｃの部分的燃焼が開始される。

前記木材Ｃの部分的燃焼の開始に際して、乾留炉１に接続された副空気供給管１７の調整弁１８は、わずかな開度で開かれており、空気供給源１５から乾留炉１内に比較的少量の空気（酸素）が供給される。このため、木材Ｃの部分的燃焼は、乾留炉１内に存在していた空気と、空気供給源１５から供給される比較的少量の空気とを用いて開始される。

このように乾留炉１内の下層部における木材Ｃの部分的燃焼が開始されると、該燃焼が紙類Ｂに火移りし、木材Ｃ、紙類Ｂの燃焼熱により、上層部の木材Ｃ、飴、ワックス、グリス等の溶融性廃棄物Ａとの乾留が開始される。前記溶融性廃棄物Ａの乾留は、まず該溶融性廃棄物Ａが前記木材Ｃ、紙類Ｂの燃焼熱により溶融して粘性の高い流体となり、次いで該流体が加熱されてガス化するという経路を辿る。このとき、前記流体は乾留炉１内で下方に流下するので、該流体が給気ノズル２７ａ，２７ｂに侵入すると、該給気ノズル２７ａ，２７ｂが目詰まりを起こして乾留炉１内への空気の供給が途絶し、前記乾留が円滑に進行しなくなる。

しかし、本実施形態では、給気ノズル２７ａ，２７ｂは、図２，３に示すように、乾留炉１の炉内底部に水平方向に挿入された給気パイプ８の下半面に開口している。従って、前記溶融性廃棄物Ａの溶融物である粘性の高い流体が上方から流下して来ても、給気パイプ８の上半面が傘となり、該流体が給気ノズル２７ａ，２７ｂに侵入することがない。この結果、乾留炉１内への空気の供給が絶えることがなく、前記上層部の木材Ｃと、溶融性廃棄物Ａとの乾留が円滑に進行し、可燃性ガスの生成が始まる。乾留炉１内で生成した可燃性ガスは、ガス通路１２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。

このとき、乾留炉１では、副空気供給管１７の調整弁１８の開度を、乾留炉１への空気供給量が木材Ｃの下層部における継続的な部分的燃焼に必要な程度になるように制限しつつ、段階的に徐々に増大させる。このようにすると、乾留炉１における木材Ｃの部分的燃焼は、空気供給源１５から供給される少量の空気を消費しつつ徐々に安定化する一方、その燃焼範囲が空気供給源１５から供給される空気量に応じて、徐々に拡大していく。そして、木材Ｃの燃焼の安定化に伴って、その燃焼熱による上層部の木材Ｃと溶融性廃棄物Ａと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。

この結果、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、乾留炉１の着火装置９は、木材Ｃの燃焼が安定化したことが確認された時点で停止される。

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自然燃焼温度よりも僅かに低い温度に達すると、調整弁１８は燃焼温度Ｔが自然燃焼温度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ようになる。

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が自然燃焼温度より小さくなると、調整弁１８の開度を大きくして乾留炉１への空気供給量を増加させ、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が自然燃焼温度より大きくなると、調整弁１８の開度を小さくして乾留炉１への空気供給量を低減させ、可燃性ガスの生成を抑制する。このように、調整弁１８の開度をフィードバック制御することにより、燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の自然燃焼温度に維持され、乾留炉１内の木材Ｃ、紙類Ｂの燃焼と、上層部の木材Ｃ、飴、ワックス、グリス等の溶融性廃棄物Ａの乾留とが安定に進行する。

燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔが略一定の自然燃焼温度に維持されるようになると、燃焼炉２の着火装置１３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に接続された副空気供給管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空気が燃焼炉２内に供給される。

次に、木材Ｃ、溶融性廃棄物Ａの乾留が進行して、乾留し得る部分が乏しくなってくると、燃焼炉２内の燃焼温度Ｔを自然燃焼温度に維持すべく乾留炉１内への空気供給量を増加させても、必要な量の可燃性ガスを発生できなくなり、燃焼炉２に導入される可燃性ガスの量が次第に減少する。次いで、木材Ｃ、溶融性廃棄物Ａの乾留し得る部分が無くなると、残余の可燃部分が直燃状態となり、さらに可燃部分が無くなると全体が灰化されて焼却処理が終了する。

前述のようにして廃棄物Ａ，Ｂ，Ｃの焼却処理を行うと、給気パイプ８は乾留炉１内の熱により被覆層２３が割れたり、給気ノズル２７ａ，２７ｂが溶損したりして使用できなくなることがある。このとき、給気パイプ８は、フランジ２５により取付孔部２６に螺着されているので、容易に交換することができる。また、給気パイプ８は、前記交換を前提とした消耗品として扱うために、ステンレスパイプにセメントからなる被覆層２３を形成した、比較的安価な構成とすることが好ましい。

本発明の乾留ガス化焼却処理装置のシステム構成図。 図１の乾留炉の炉内底部を示す平面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

符号の説明

１…乾留炉、 ２…燃焼炉、 ８…給気手段、 ２３…被覆層、 ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…給気ノズル、 ２８…閉蓋部材。

Claims (4)

1. 廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾留して可燃性ガスを生ぜしめる乾留炉と、該乾留炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉とを備える乾留ガス化焼却処理装置において、
   該乾留炉の底面に沿って水平方向に挿設された管状の給気手段と、該給気手段の下半面に開口する複数の給気ノズルと、
   該複数の給気ノズルのうち一部の給気ノズルを閉蓋する閉蓋部材とを備えることを特徴とする乾留ガス化焼却処理装置。
2. 前記給気手段は、耐火物からなる被覆層を備えていることを特徴とする請求項１記載の乾留ガス化焼却処理装置。
3. 前記給気手段は、着脱自在に備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の乾留ガス化焼却処理装置。
4. 前記廃棄物は、前記乾留の際の熱により溶融して粘性流体を生成する溶融性廃棄物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の乾留ガス化焼却処理装置。

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