JP2006193637A - 熱分解処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス減湿装置内に付着する化学物質を蒸発または昇華させて除去することができる熱分解処理システムを提供する。
【解決手段】 熱分解処理システムは廃棄物等の被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉２と、熱分解炉２からの熱分解ガス中の湿分を低減するガス減湿装置６とを備えている。ガス減湿装置６からの排ガスは、余剰ガス燃焼炉９において燃焼する。余剰ガス燃焼炉９からの排ガスは、ブロア１３によりガス減湿装置６内に送られて、ガス減湿装置６内に付着する化学物質を蒸発または昇華させて除去する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃棄物等の被処理物を熱分解により処理する熱分解炉と、ガス減湿装置とを有する熱分解処理システムに係り、とりわけガス減湿装置内に付着する化学物質を除去することができる熱分解処理システムに関する。

従来から、様々な汚染物質を含む未分別でかつ未処理の廃棄物を熱分解して処理する熱分解処理システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

この熱分解処理システムは、有機物を含む廃棄物を燃料と空気とを燃焼させて得られた高温の燃焼ガスを熱源とする空気遮断状態下で間接加熱することにより、熱分解ガスと固体状の残さとに分解する熱分解装置と、空気または酸素を含む酸化剤ガスと熱分解装置で得られた熱分解ガスとを導入し、熱分解ガス中を含まれる可燃成分と酸化剤ガス中の酸素との間で反応を起こさせ、熱分解ガス中の高位炭化水素を低位炭化水素等に変換させるガス改質装置と、このガス改質装置で得られた高温のガスを急冷するガス冷却装置と、このガス冷却装置からのガスを導入し、そのガス中に含まれるダストおよび有害成分を浄化するガス洗浄装置を備えている。

また、熱分解ガス化溶融方式のシステムも、熱分解装置により得られた高温の熱分解ガスを急冷するガス冷却装置と、このガス冷却装置からのガスを導入し、そのガス中に含まれるダストおよび有害成分を浄化するガス洗浄装置とを備えている。

このようにして得られたガスは可燃性をもち、システム内の燃料として有効利用される。この場合、ガス洗浄装置として湿式の浄化装置を用いると、得られるガス中に水分が含まれ、後段においてガスの温度が下がるとガス中の湿分が凝縮して水分となって溜まり、腐食、詰まりなどの原因となる場合がある。

このような問題を解決するために、ガス中から湿分を減湿するガス減湿装置を有する熱分解処理システムが知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２０００−２０２４１９号公報 特開２００４−９２６１１号公報

ところが、このようなガス減湿装置を有する熱分解処理システムにおいて、長時間運転してガス減湿装置の構成部品にガス中の微量化学物質が付着すると、ガス減湿装置の構成部品、例えば、冷却器の伝熱管が閉塞することが想定される。

この場合、ガス減湿装置の構成部品を分解して、洗浄作業をする必要があり、この間、ガス利用先にガスを供給できなくなる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ガス減湿装置の構成部品を分解することなく、安全に付着物を除去できる熱分解処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、廃棄物等の被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、熱分解炉からの熱分解ガス中の湿分を低減するガス減湿装置と、ガス減湿装置内へ高温ガスを送り込んで、ガス減湿装置内に付着する化学物質を除去するブロアと、を備えたことを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、ガス減湿装置には余剰ガス燃焼炉が接続され、余剰ガス燃焼炉の出口側とブロアの入口側とが接続されて、ブロアにより余剰ガス燃焼炉から排出される高温ガスがガス減湿装置へ送られることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、ブロアの入口側に、都市ガスにより運転される都市ガス燃焼器が接続され、ブロアにより都市ガス燃焼器から排気される高温ガスがガス減湿装置へ送られることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、都市ガス燃焼器は被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成するガスエンジンであることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、余剰ガス燃焼炉の出口側には、燃焼排ガス排気塔が接続されていることを特徴とする熱分解処理システムである。

本発明は、ブロアの入口側に制御弁を介して空気取入口が接続され、ガス減湿装置の出口側に、化学物質除去後の高温ガスの温度を測定する温度計が設置され、温度計からの信号に基づいて、制御装置により制御弁が開閉駆動されることを特徴とする熱分解処理システムである。

以上説明したように、本発明によればブロアからガス減湿装置内に高温ガスを送り込むことにより、ガス減湿装置内に付着する化学物質を蒸発または昇華させて除去することができる。

第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。

図１および図３は、本発明による熱分解処理システムの第１の実施の形態を示す図である。

熱分解処理システムは、廃棄物等の被処理物を破砕・選別する前処理装置１と、被処理物を熱分解処理して熱分解ガスを生成する熱分解炉２と、熱分解炉２で生成した熱分解ガスを改質するガス改質器３と、ガス改質器３からの改質ガス（可燃性ガス）を急冷するガス冷却、浄化装置４と、ガス冷却、浄化装置４からの可燃性ガスを圧送するガス供給装置５とを備えている。

またガス供給装置５の下流側には、仕切弁１１を介してガス減湿装置６が接続され、ガス減湿装置６の下流側には仕切弁１２を介してガス利用先７が接続されている。このうちガス利用先７としては、ガスエンジン、熱分解炉等が考えられる。またガス利用先７からの排ガスは、燃焼排ガス排気塔１０から外方へ排出される。

さらにガス減湿装置６には、仕切弁１６を介して余剰ガス燃焼炉９が接続され、この余剰ガス燃焼炉９からの排ガスは燃焼排ガス排気塔１０から外方へ排出される。

なお、ガス供給装置５は、仕切弁８を介して余剰ガス燃焼炉９にも接続されている。

また、余剰ガス燃焼炉９の出口側には、入口弁１４を介して循環ブロア（ブロア）１３が接続され、循環ブロア１３は出口弁１５を介してガス減湿装置６の入口側に接続されている。さらにガス減湿装置６の出口側は、温度計１８および出口弁１６を介して余剰ガス燃焼炉９に接続されている。

また入口弁１４の入口側には、空気取り入れ口１９ａが制御弁１９を介して接続され、この制御弁１９および循環ブロア１３は、温度計１８からの信号に基づいて温度制御装置１７により駆動制御される。

また図３に示すように、ガス減湿装置６は、可燃性ガスが流れる伝熱器６１ａを有するガス冷却器６１と、衝突メッシュ部６２ａを有するデミスター６２と、可燃性ガスが流れる伝熱管６３ａを有する加熱器６３とを有している。

このうちガス冷却器６１の伝熱管６１ａ内を流れる可燃性ガスは、チラーから送られる冷却水により冷却される。また加熱器６３の伝熱管６３ａ内を流れる可燃性ガスはボイラから送られる蒸気により加熱される。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

図１において、廃棄物等の被処理物は前処理装置１において、破砕・選別され、熱分解炉２へ供給される。被処理物は次に熱分解炉２において約５５０℃程度の温度で熱分解により処理される。熱分解炉２は、例えば回転ドラムを外部から加熱する外熱式回転キルンから構成されている。

次に、熱分解炉２において熱分解により発生した有機性の高分子ガスは、ガス改質器３に送られ、このガス改質器３において高分子ガスは約１１００℃の温度で改質され、低位炭化水素等に変換して可燃性ガスとなる。

次いで、ガス改質器により改質された改質ガスはガス冷却・浄化装置４により約９００℃から２００℃程度まで急冷却され、カーボンダストの除去、水によるガス水洗が行われ、有害物質が除去される。

ガス冷却・浄化装置４で浄化された可燃性ガスは、ブロア等で構成されたガス供給装置５により圧送され、ガス減湿装置６において可燃性ガス中の水分が減湿され、ガス利用先７に供給される。

本発明の熱分解処理システムにおいては、熱分解炉２およびガス改質器３により生成される可燃性ガスは、ガス利用先７において、例えば上述した熱分解炉２のエネルギー源やガスエンジンの燃料として再利用され、ガス利用先７で燃焼した排気ガスは燃焼ガス排気塔１０から大気へ放出される。また可燃性ガスの余剰ガスはガス供給装置５から仕切弁８を介して、余剰ガス燃焼炉９に送られて燃焼され、余剰ガス燃焼炉９で燃焼した排気ガスは燃焼排ガス排気塔１０から大気に放出される。

この間、図３に示すガス減湿装置６の構成部品、例えばガス冷却器６１、デミスター６２および加熱器６３等の構成部品に可燃性ガス中の化学物質が結晶化して付着して、圧力損失が生じることがある。この場合、圧力計６ａで測定された圧力損失に基づいて、化学物質除去運転に切り替える。

具体的には図１に示すように、ガス減湿装置６の前後の仕切弁１１、１２を閉め、循環ブロア１３の入口弁１４、出口弁１５、ガス減湿装置６の出口弁１６を開け、余剰ガス燃焼炉９からの高温排気ガスを入口弁１４、循環ブロア１３、出口弁１５、ガス減湿装置６および出口弁１６を通って循環させる。このとき、ガス減湿装置６の冷却器６１の冷却水は止めておく。

さらに、循環する高温排気ガスの温度を調節するために、温度計１８からの信号に基づいて温度制御装置１７により制御弁１９を開閉駆動する。具体的には、ガス減湿装置６の出口側に設けた温度計１８の温度を所定の温度に保つため、温度計１８からの信号を温度制御装置１７に入力し、この温度制御装置１７により制御弁１９の開度を調節し、空気取入口１９ａから高温排気ガス中に供給する冷却用空気の量を調整する。

なお、循環ブロア１３の回転速度を調整することによっても循環ブロア１３によって循環する高温排気ガスの温度を調整することができる。

このようにガス減湿装置６内に循環ブロア１３から所定温度の高温排気ガスを供給することにより、ガス減湿装置６内の構成部品に付着された化学物質を蒸発または昇華させて効果的に除去することができる。

その後、化学物質除去運転を停止して、上述した通常運転に切り替える。

以上のように本実施の形態によれば、ガス減湿装置６を分解することなく、ガス減湿装置６の構成部品に付着した化学物質を効果的に除去することができる。

第２の実施の形態
次に本発明の第２の実施の形態について、図２により説明する。図２に示す第２の実施の形態において、図１および図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図２に示すように、ガス利用先７は都市ガスにより運転することができるガスエンジン、熱分解炉２等の都市ガス燃焼炉からなり、ガス利用先７から排気される高温排気ガスは入口弁１４を介して循環ブロア１３、出口弁１５およびガス減湿装置６に送られるようになっている。

図２に示すように、ガス減湿装置６の構成部品６１、６２、６３等に可燃性ガス中の化学物質が結晶化して付着して、圧力損失が生じることがある。この場合、圧力計６ａにより測定された圧力損失に基づいて化学物質除去運転に切り替える。

具体的には、図２に示すように、ガス減湿装置６の前後の仕切弁１１、１２を閉める。次に、ガス利用先７の機器のいずれかを都市ガスで運転する。その後、入口弁１４、出口弁１５、出口弁１６を開き、ガス利用先７の燃焼排ガスを入口弁１４を介して循環ブロア１３に取り込み、次に循環ブロア１３から出口弁１５を介してガス減湿装置６に送って燃焼排ガスを循環させる。この間、ガス減湿装置６の冷却器６１の冷却水は止めておく。

さらに、循環する高温排気ガスの温度を調節するために、温度計１８からの信号に基づいて温度制御装置１７により制御弁１９を開閉駆動する。具体的には、ガス減湿装置６の出口側に設けた温度計１８の温度を所定の温度に保つため、温度計１８からの信号を温度制御装置１７に入力し、この温度制御装置１７により制御弁１９の開度を調節し、空気取入口１９ａから高温排気ガス中に供給する冷却用空気の量を調整する。

なお、循環ブロア１３の回転速度を調整することによっても循環ブロア１３によって循環する高温排気ガスの温度を調整することができる。

ところで、図１に示す第１の実施の形態および第２に示す第２の実施の形態において、ガス減湿装置６の化学物質除去運転中にガス減湿装置６からの排気ガスは余剰ガス燃焼炉９に送られるが、これに限らずガス減湿装置６からの排ガスを余剰ガス燃焼炉９に送ることなく、直接燃焼排ガス排気塔１０に送ってもよい。

本発明による熱分解処理システムの第１の実施の形態を示す構成図。 本発明による熱分解処理システムの第２の実施の形態を示す構成図。 本発明による熱分解処理に用いるガス減湿装置を示す図。

符号の説明

１ 前処理装置
２ 熱分解炉
３ ガス改質器
４ ガス冷却・浄化装置
５ ガス供給装置
６ ガス減湿装置
７ ガス利用先
８ 仕切弁
９ 余剰ガス燃焼炉
１０ 燃焼排ガス排気塔
１１、１２ 仕切弁
１３ 循環ブロア
１４ 入口弁
１５、１６ 出口弁
１７ 温度調節装置
１８ 温度計
１９ 空気取入弁

Claims (6)

1. 廃棄物等の被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
   熱分解炉からの熱分解ガス中の湿分を低減するガス減湿装置と、
   ガス減湿装置内へ高温ガスを送り込んで、ガス減湿装置内に付着する化学物質を除去するブロアと、
   を備えたことを特徴とする熱分解処理システム。
2. ガス減湿装置には余剰ガス燃焼炉が接続され、余剰ガス燃焼炉の出口側とブロアの入口側とが接続されて、ブロアにより余剰ガス燃焼炉から排出される高温ガスがガス減湿装置へ送られることを特徴とする請求項１記載の熱分解処理システム。
3. ブロアの入口側に、都市ガスにより運転される都市ガス燃焼器が接続され、ブロアにより都市ガス燃焼器から排気される高温ガスがガス減湿装置へ送られることを特徴とする請求項１記載の熱分解処理システム。
4. 都市ガス燃焼器は被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成するガスエンジンであることを特徴とする請求項１記載の熱分解処理システム。
5. 余剰ガス燃焼炉の出口側には、燃焼排ガス排気塔が接続されていることを特徴とする請求項１記載の熱分解処理システム。
6. ブロアの入口側に制御弁を介して空気取入口が接続され、
   ガス減湿装置の出口側に、化学物質除去後の高温ガスの温度を測定する温度計が設置され、
   温度計からの信号に基づいて、制御装置により制御弁が開閉駆動されることを特徴とする請求項１記載の熱分解処理システム。

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