JP2005291638A - Waste disposal system using fluidized bed furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物、医療廃棄物等の廃棄物を加熱して焼却処理やガス化処理する廃棄物処理システムに係り、特に、流動床炉を用いた廃棄物処理システムに関する。 The present invention relates to a waste processing system that heats and incinerates and gasifies waste such as municipal waste, industrial waste, and medical waste, and particularly relates to a waste processing system that uses a fluidized bed furnace.
都市ごみ、産業廃棄物、医療廃棄物等の廃棄物を回転炉、ストーカ炉、流動床炉等を用いて処理する技術は広く知られている。 Techniques for treating municipal waste, industrial waste, medical waste, and other waste using a rotary furnace, a stoker furnace, a fluidized bed furnace, etc. are widely known.
回転炉、ストーカ炉、及び、流動床炉はそれぞれ独自の特徴を有するものであるが、流動床炉は、他の炉に比べて熱反応速度が大きく、従って廃棄物処理速度も大きくなるという利点を有する。しかし、このことは、供給される廃棄物の質や量の変動に従って、燃焼量、ガス発生量等が大きく変動しやすいといった、流動床炉の欠点ともなっている。例えば、医療廃棄物は段ボール箱などに入れられて廃棄されるようになっており、しかも感染防止のために、破砕せずに処理することが求められので、破砕をしないそのような医療廃棄物がそのまま流動床炉内に投入されると、炉内の可燃物の量が瞬間的に増え、それにより燃焼量やガス発生量が急激に増大してしまう虞がある。 Rotating furnaces, stoker furnaces, and fluidized bed furnaces each have their own characteristics, but fluidized bed furnaces have a higher thermal reaction rate than other furnaces, and therefore an advantage of higher waste treatment speed. Have However, this is a drawback of the fluidized bed furnace in that the amount of combustion, the amount of gas generated, etc. are likely to fluctuate greatly according to the variation in the quality and amount of waste to be supplied. For example, medical waste is placed in a cardboard box and discarded, and it is required to be processed without crushing to prevent infection. If it is put into the fluidized bed furnace as it is, the amount of combustible material in the furnace increases momentarily, and there is a risk that the amount of combustion and the amount of gas generation will increase rapidly.
流動床炉と旋回式熔融炉とを組み合わせたガス化熔融炉は、流動床炉において廃棄物の部分燃焼・ガス化を行い、流動床炉からのガス及びその他の可燃物を熔融炉において燃焼して高温を発生し、同ガスに同伴された灰分を溶融しスラグとして取り出すものであり、熔融炉を一定温度以上に保つ必要があるが、流動床炉は、前述のように、供給される廃棄物の量の変動に従ってガス発生量が敏感に変化するため、熔融炉での温度維持が難しく、このため、流動床炉に供給される廃棄物を、流動床炉に投入する前に破砕機にかけ、一定以下の大きさに破砕した後に定量的に投入することが必要とされている。
しかし、廃棄物中には金属、石などの雑多な物が混じっているので、破砕機のトラブルが多く、一旦破砕機のトラブルが発生し同破砕機を停止することになると、処理システム全体の運転を停止しなければならないことになる。また、都市ごみ等の廃棄物処理施設では1日あたり、少なくとも数十トンから数百トンの大量の廃棄物を処理する必要があり、そのように大量の廃棄物を破砕する破砕装置は、その設備に多大な費用がかかるばかりでなく、上記のようなトラブル等に関連する維持補修にも多大な費用がかかる。このため、これまで破砕機に関する研究開発が種々行われてきたが、有効な解決策は得られていない。
尚、この出願の発明に関連する先行技術情報としては、次のようなものがある。
A gasification melting furnace that combines a fluidized bed furnace and a swirl type melting furnace performs partial combustion and gasification of waste in a fluidized bed furnace and burns gas from the fluidized bed furnace and other combustibles in the melting furnace. The ash contained in the gas is melted and taken out as slag, and it is necessary to keep the melting furnace above a certain temperature. Since the gas generation amount changes sensitively according to the fluctuation of the amount of the material, it is difficult to maintain the temperature in the melting furnace. Therefore, it is necessary to input quantitatively after crushing to a certain size or less.
However, since various kinds of waste such as metals and stones are mixed in the waste, there are many troubles with the crusher, and once the trouble of the crusher occurs and the crusher is stopped, You will have to stop driving. In addition, it is necessary to process a large amount of waste of at least several tens to hundreds of tons per day in a waste treatment facility such as municipal waste, and a crushing device that crushes such a large amount of waste Not only does the facility cost a lot of money, but it also costs a lot of maintenance and repair related to the above troubles. For this reason, various research and development related to crushers have been conducted so far, but no effective solution has been obtained.
The prior art information related to the invention of this application is as follows.
本発明は、上記のごとき問題点に鑑み、流動床炉における廃棄物の安定燃焼若しくはガス化のためには、当該流動床炉に供給する廃棄物を予め破砕装置により破砕する必要があるとする、これまでの常識を覆し、破砕装置によるそのような前処理を必要とせず、しかも、流動床炉内での熱反応を安定したものとすることができる、流動床炉を用いた廃棄物処理システムを提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention requires that waste to be supplied to the fluidized bed furnace needs to be crushed by a crushing device in advance for stable combustion or gasification of the waste in the fluidized bed furnace. Waste treatment using a fluidized bed furnace that can reverse conventional common sense, does not require such pretreatment by a crushing device, and can stabilize the thermal reaction in the fluidized bed furnace The purpose is to provide a system.
すなわち、本発明に係る流動床炉を用いた廃棄物処理システムは、
流動床炉と、
該流動床炉に廃棄物を供給する供給システムと
を有し、
該供給システムが、
上記流動床炉に廃棄物を供給するために該流動床炉に接続された廃棄物均一供給化室と、
該廃棄物均一供給化室に接続され、該廃棄物均一供給化室を外気から遮断すると共に、廃棄物を該廃棄物均一供給化室内へ供給するための廃棄物供給路とを有し、
廃棄物均一供給化室は、受け入れた廃棄物の上記流動床炉内への供給が均一化されるよう、受け入れた廃棄物を徐々に上記流動床炉に排出するようになされている
ことを特徴とする。
この廃棄物処理システムでは、廃棄物は流動床炉に供給される前に、廃棄物均等供給化室に供給され、該室を通して流動床炉内へ徐々に排出され、それにより、該廃棄物は流動床炉内へほぼ均一にして供給されるようになる。
That is, the waste treatment system using the fluidized bed furnace according to the present invention is:
A fluidized bed furnace,
A supply system for supplying waste to the fluidized bed furnace,
The supply system is
A waste uniform supply chamber connected to the fluidized bed furnace for supplying waste to the fluidized bed furnace;
A waste supply path connected to the uniform waste supply chamber, blocking the uniform waste supply chamber from outside air, and supplying waste into the uniform waste supply chamber;
The waste uniform supply chamber is characterized in that the received waste is gradually discharged into the fluidized bed furnace so that the supply of the received waste into the fluidized bed furnace is made uniform. And
In this waste treatment system, the waste is supplied to the waste equalization chamber before being supplied to the fluidized bed furnace and is gradually discharged through the chamber into the fluidized bed furnace, whereby the waste is It is supplied almost uniformly into the fluidized bed furnace.
廃棄物均一供給化室内の廃棄物を上記流動床炉からの輻射熱で加熱するようにして、当該廃棄物が廃棄物均等供給化室においてより均等に分散された状態とされ、廃棄物の流動床炉への供給をより均一にするようにすることができる。 The waste in the uniform waste supply chamber is heated with the radiant heat from the fluidized bed furnace so that the waste is more evenly dispersed in the uniform waste supply chamber. The supply to the furnace can be made more uniform.
具体的には、廃棄物均一供給化室を回転炉としたり、当該廃棄物均一供給化室の底面にストーカを設けたりすることができる。
いずれの場合にも、廃棄物均一供給化室内に受け入れた廃棄物を同室内でより均一に分散した状態にして流動床炉内に供給することができるが、回転炉は、回転ドラム部分と静止フレーム部分との間から外気が入り込む虞があり、流動床炉をガス化炉として使用する場合には、ストーカを用いたものとすることが好ましい。
Specifically, the waste uniform supply chamber can be a rotary furnace, or a stoker can be provided on the bottom surface of the waste uniform supply chamber.
In any case, the waste received in the uniform waste supply chamber can be supplied in the fluidized bed furnace in a more uniformly dispersed state in the same chamber. There is a risk that outside air may enter from between the frame portions, and when a fluidized bed furnace is used as a gasification furnace, it is preferable to use a stoker.
より具体的には、当該廃棄物処理システムから排出される燃焼排ガスを、上記廃棄物均一供給化室内に供給し、廃棄物を加熱するようにすることができる。この場合、燃焼排ガスを加熱してから廃棄物均一供給化室内に供給することもできる。
また、上記廃棄物均一供給化室には、受け入れた廃棄物を上記流動床炉に供給するために、該廃棄物を該流動床炉へ向けて押出すためのプッシャーを設けることもできる。
More specifically, the combustion exhaust gas discharged from the waste treatment system can be supplied into the waste uniform supply chamber to heat the waste. In this case, the combustion exhaust gas can be heated and then supplied to the waste uniform supply chamber.
The waste uniform supply chamber may be provided with a pusher for extruding the waste toward the fluidized bed furnace in order to supply the received waste to the fluidized bed furnace.
上記流動床炉はガス化炉とすることも、焼却炉とすることも可能である。
更に、上記流動床炉をガス化炉とし、該ガス化炉としての流動床炉のガス排出口に熔融炉を接続し、該流動床炉から排出されるガス及びその他の可燃物を該熔融炉内で燃焼し、ガスに同伴される灰分を溶融してスラグとし、灰分の再利用を行うようにすることができる。
The fluidized bed furnace can be a gasification furnace or an incinerator.
Further, the fluidized bed furnace is a gasification furnace, a melting furnace is connected to a gas outlet of the fluidized bed furnace as the gasification furnace, and the gas discharged from the fluidized bed furnace and other combustibles are supplied to the melting furnace. It is possible to recycle the ash by melting the ash that is combusted in the gas and entraining the gas into slag.
本発明にかかる廃棄物処理システムでは、従来の装置において必要とされていた廃棄物の前処理(破砕)をすることなく、当該廃棄物を安定的に熱処理することができる。また、本発明にかかる廃棄物処理システムでは、廃棄物を流動床炉に供給する前に、廃棄物均一供給化室内で廃棄物が均等分散化されたり、熱を受けたりすることにより、廃棄物のゆるやかな乾燥・熱分解が行われるので、同廃棄物が投入された流動床炉ではガス発生量は安定したものとなり、炉内圧も安定することになる。特に、廃棄物を流動床炉内に直接投入する場合には、投入した時点において、先ず、主に水分蒸発を原因とする大量のガス発生が生じ、炉内圧も大きく変動するが、本発明にかかる廃棄物処理システムでは、廃棄物が、流動床炉内への投入前に上記の通りの処理が行われるので、従来装置における、そのような問題を回避することができる。 In the waste treatment system according to the present invention, the waste can be stably heat-treated without pretreatment (crushing) of the waste that is required in the conventional apparatus. In the waste treatment system according to the present invention, the waste is uniformly dispersed in the waste uniform supply chamber or receives heat before the waste is supplied to the fluidized bed furnace. Therefore, in the fluidized bed furnace in which the waste is charged, the amount of gas generated becomes stable and the pressure in the furnace becomes stable. In particular, when waste is directly charged into a fluidized bed furnace, a large amount of gas is generated mainly due to moisture evaporation at the time of charging, and the furnace pressure also varies greatly. In such a waste treatment system, since the waste is treated as described above before being put into the fluidized bed furnace, such a problem in the conventional apparatus can be avoided.
以下、本発明に係る実施の形態を、添付図面に基づき説明する。
図1は、流動床炉10を焼却炉として用いた本発明に係る廃棄物処理システム20の要部を示している。
すなわち、この廃棄物処理システム20は、前述のように、流動床炉10と、該流動床炉に廃棄物を供給するために該流動床炉に接続された廃棄物均一供給化室12と、該廃棄物均一供給化室に接続され、該廃棄物均一供給化室を外気から遮断すると共に、廃棄物を該廃棄物均一供給化室内へ供給するための廃棄物供給路14とを備える。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a main part of a
That is, as described above, the
廃棄物均一供給化室12は、廃棄物供給路14から受け入れた廃棄物を流動床炉10内へ均一化して供給するためのものであり、本実施形態においては流動床炉10の側面に設定した回転炉16により、該廃棄物均一供給化室を形成している。該回転炉は、その一端において廃棄物供給路14から廃棄物を受入れ、回転しながら、該廃棄物を流動床炉10に向けて移送し、流動床炉10内に徐々に供給するようになっている。図示の例では、回転炉16の左端部分にプッシャー18が取り付けられており、水平方向で往復動することにより、回転炉16内に供給された廃棄物を流動床炉10に向けて次第に押出すようにしている。また、該回転炉16は、廃棄物を流動床炉10へ向けて移送しやすくするために、適当な傾斜をつけることが好ましい。
The uniform
回転炉16内で移送される廃棄物は、流動床炉10からの輻射熱、熱風等により、乾燥、熱分解等を受けて、回転炉内に投入されたときには塊となっていたものでも次第にばらけ、流動床炉10に近傍では全体として均一に分散した状態となり、該流動床炉内に均一化されて排出されるようになっている。
Even if the waste transferred in the
図示の実施形態においては、廃棄物供給路14は、ホッパー14−1と、該ホッパー14−1から回転炉16まで延びているダクト14−2と、該ダクトの途中に設けられた2つの開閉扉14−3、14−4とを備えており、廃棄物ピット(図示せず)からクレーンCで搬送された廃棄物をホッパー14−1で受け入れ、開閉扉14−3,14−4を交互に開閉することにより、回転炉16を外気から遮断しながら、廃棄物を同回転炉内に供給するようになっている。
流動床炉10は、一般的な形式のものであり、流動層(流動媒体)10−1、散気板10−2、流動化ガス導入口10−3、不燃物抜出管10−4、流動媒体戻し管10−5等を備えている。
In the illustrated embodiment, the
The fluidized
この廃棄物処理システム20においては、廃棄物ピットに集積された廃棄物は、破砕機による破砕を行わなくとも、回転炉16内において、該回転炉の回転、及び、流動床炉からの加熱をうけることにより、流動床炉近くではほぼ均一に分散された状態となって同流動床炉内へ排出されるので、流動床炉への均一な供給が可能となる。この実施形態では、廃棄物均一供給化室12として回転炉16を用いているが、該回転炉は、回転するドラム部分と、静止フレーム部分を有するため、両部分間から外気が入る可能性がある。このため、この実施形態に係る廃棄物処理システム20は、ガス化炉としてよりも、焼却炉として用いることが適している。
In the
図2は、本発明に係る廃棄物処理システムの第2の実施形態の要部を示している。
すなわち、この廃棄物処理システム30は、第1の実施形態に係る廃棄物処理システム20と同様に、流動床炉10と、該流動床炉に廃棄物を供給するために該流動床炉に接続された廃棄物均一供給化室12と、該廃棄物均一供給化室に接続され、該廃棄物均一供給化室を外気から遮断すると共に、廃棄物を該廃棄物均一供給化室内へ供給するための廃棄物供給路14とを備えるものであるが、上記第1の実施形態のものとは異なり、廃棄物均一供給化室として回転炉を用いるのではなく、その底面に複数の火格子32からなるストーカ34を設けている。
FIG. 2 shows a main part of a second embodiment of the waste treatment system according to the present invention.
That is, this
この廃棄物処理システムで30は、廃棄物均一供給室12内に供給された廃棄物は、流動床炉からの熱風、輻射熱等による加熱、そして、火格子32の斜め押上げ作用による反転、攪拌、解きほぐし等を受けながら、流動床炉10に向けて移送され、流動床炉の近くでは、全体的に均一に分散された状態となって、流動床炉内へほぼ均一な状態で供給されるようになっている。図示はしないが、この実施形態でも、当該廃棄物処理システムからの燃焼排ガスをストーカ下部より廃棄物均一供給化室12へ供給し、廃棄物の加熱を行うようにすることが出来る。
In this
この廃棄物処理システム30は、回転炉を用いた第1の実施形態に係るものとは異なり、廃棄物均一供給室への外気の侵入を実質的に阻止することができるので、ガス化炉としても適切に使用することができる。
Unlike the first embodiment using the rotary furnace, the
図3は、本発明にかかる廃棄物処理システムの第3の実施形態を概要を示している。
すなわち、この廃棄物処理システム40は、いわゆるガス化溶融システムであり、流動床炉42をガス化炉とし、該ガス化炉としての流動床炉のガス排気口42−1に接続された旋回式熔融炉44を備え、流動床炉42から排出されるガス及びその他の可燃物を該旋回式熔融炉44内で燃焼し、高温を発生してガスに同伴される灰分を溶融しスラグとしてとりだすようになっている。流動床炉をガス化炉として用いるこの廃棄物処理システム40では、従って、第2の実施形態に係るものと同様に、廃棄物均一供給室46の底部に複数の火格子48からなるストーカ50が設けられ、該廃棄物均一供給化室46内に供給された廃棄物は、火格子48の斜め押上げ作用により、全体的に均一に分散された状態となって流動床炉42内へ供給されるようになっている。
FIG. 3 shows an outline of a third embodiment of the waste treatment system according to the present invention.
That is, the
従って、ガス化溶融装置としてのこの廃棄物処理装置40では、金属や石などを含む廃棄物を破砕しなくとも、ガス化炉での安定したガス発生が可能となり、従ってまた、旋回式熔融炉44内での安定した高温維持が可能となる。このことは、ガス化炉でのガス発生量が不安定な場合、旋回熔融炉の温度を一定以上の高温に維持するために大量に必要となる石油などの補助燃料を最小限とすることにもなる。また、金属や石などの不燃物は、流動床内でクリーニングされ、清浄な状態で回収し有効利用することができる。特に、金属は未酸化の状態で有価物として回収することができる。
尚、この廃棄物処理システム40は、その他の主要な構成要素として、廃熱ボイラ52、第1及び第2集塵器54,56、触媒塔58等を備え、燃焼排ガスは煙突60から排出されるようになっている。
Therefore, in this
The
図4(a)は従来のガス化熔融炉において廃棄物を前処理(破砕)しないで供給した場合の燃焼排ガス(旋回式熔融炉から排出された後のガス)中のO2濃度とCO濃度の測定値を示す図であり、図4(b)は図3に示すガス化熔融炉における燃焼排ガス(旋回式熔融炉から排出された後のガス)中のO2濃度とCO濃度の測定値を示す図であり、図3のガス化熔融炉が従来よりも安定したガス化・燃焼を行っていることが分かる。 FIG. 4 (a) shows the O2 concentration and CO concentration in the combustion exhaust gas (gas after being discharged from the swirl type melting furnace) when waste is supplied without pretreatment (crushing) in a conventional gasification melting furnace. FIG. 4B is a diagram showing measured values, and FIG. 4B shows measured values of O2 concentration and CO concentration in the combustion exhaust gas (gas discharged from the swirl type melting furnace) in the gasification melting furnace shown in FIG. It is a figure and it turns out that the gasification melting furnace of FIG. 3 is performing gasification and combustion more stably than before.
10: 流動床炉
10−1: 流動媒体
10−2: 散気板
10−3: 流動化ガス入口
10−4: 不燃物抜取管
12: 廃棄物均一供給化室
14: 廃棄物供給路
14−1: ホッパー
14−2: ダクト
14−3: 開閉扉
14−4: 開閉扉
16: 回転炉
18: プッシャー
20: 廃棄物処理システム
30: 廃棄物処理システム
32: 火格子
34: ストーカ
40: 廃棄物処理システム
42: 流動床炉
42−1: ガス排出口
44: 旋回式熔融炉
48: 火格子
50: ストーカ
52: 廃熱ボイラ
54: 第1集塵器
56: 第2集塵器
58: 触媒塔
60: 煙突60
10: Fluidized bed furnace 10-1: Fluidized medium 10-2: Air diffuser plate 10-3: Fluidized gas inlet 10-4: Incombustible material extraction pipe 12: Waste uniform supply chamber 14: Waste supply channel 14- 1: Hopper 14-2: Duct 14-3: Open / close door 14-4: Open / close door 16: Rotary furnace 18: Pusher 20: Waste treatment system 30: Waste treatment system 32: Grate 34: Stoker 40: Waste Treatment system 42: Fluidized bed furnace 42-1: Gas outlet 44: Swivel melting furnace 48: Grate 50: Stoker 52: Waste heat boiler 54: First dust collector 56: Second dust collector 58: Catalyst tower 60:
Claims (9)
該流動床炉に廃棄物を供給する供給システムと
を有し、
該供給システムは、
上記流動床炉に廃棄物を供給するために該流動床炉に接続された廃棄物均一供給化室と、
該廃棄物均一供給化室に接続され、該廃棄物均一供給化室を外気から遮断すると共に、廃棄物を該廃棄物均一供給化室内へ供給するための廃棄物供給路とを有し、
上記廃棄物均一供給化室は、受け入れた廃棄物の上記流動床炉内への供給が均一化されるよう、受け入れた廃棄物を徐々に上記流動床炉に排出するようになされている
ことを特徴とする流動床炉を用いた廃棄物処理システム。 A fluidized bed furnace,
A supply system for supplying waste to the fluidized bed furnace,
The supply system comprises:
A waste uniform supply chamber connected to the fluidized bed furnace for supplying waste to the fluidized bed furnace;
A waste supply path connected to the uniform waste supply chamber, blocking the uniform waste supply chamber from outside air, and supplying waste into the uniform waste supply chamber;
The waste uniform supply chamber is designed to gradually discharge the received waste to the fluidized bed furnace so that the supply of the received waste into the fluidized bed furnace is made uniform. A waste treatment system using a fluidized bed furnace.
The fluidized bed furnace is a gasification furnace, and includes a melting furnace connected to a gas discharge port of a fluidized bed furnace as the gasification furnace, and the gas discharged from the fluidized bed furnace and other combustibles are supplied to the melting furnace. The waste treatment system using a fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the ash content combusted in the gas and melted with the gas is melted.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007247962A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Ebara Corp | Combustible material treatment apparatus |
-
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- 2004-04-01 JP JP2004108694A patent/JP4194970B2/en not_active Expired - Fee Related
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