JP2006272045A - 廃棄物からの燃焼成分の回収、貯蔵方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課 題】廃棄物を熱分解して生成した燃焼物質（カーボン）を多量貯蔵した際に、加熱状態で火種があると、これがもとになって全体が酸化して灰化してしまうので、これを防止できる貯蔵方法を提供する。
【解決手段】廃棄物ａを熱分解して分解ガスＧ１と熱分解残渣ｂとを生成する第一の工程と、前記分解ガスｇ１と前記熱分解残渣ｂとを分離した後、前記熱分解残渣ｂを冷却する第二の工程と、該冷却された熱分解残渣ｂを不燃物質ｃと燃焼物質ｄとに分離する第三の工程と、前記燃焼物質ｄを低酸素雰囲気中に所定時間滞留させる第四の工程と、前記燃焼物質ｄを貯蔵タンク１２内に導入して貯蔵するようにした廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は、廃棄物からの燃焼物質の回収の時の貯蔵方法および装置、より詳しくは、例えば、都市ごみやカーシュレッダダストの如き廃棄物からカーボンの如き燃焼物質を回収して貯蔵するようにした廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法および装置に関するものである。

従来、都市ごみやカーシュレッダダストの如き廃棄物を低酸素雰囲気が形成されている熱分解炉に投入して加熱し、分解ガスと熱分解残渣とを生成し、この熱分解残渣を不燃物質と燃焼物質（可燃物質）とに分離し、この分離された燃焼物質と前記分解ガスとを燃焼装置で燃焼処理するようにした廃棄物処理装置が、例えば、特開平１０―２５２５号公報（以下特許文献１という）により知られている。

より具体的には、図６に示すように、都市ごみやカーシュレッダダストの如き廃棄物ａは、内部が低酸素雰囲気に形成されているロータリーキルン型熱分解炉１内に供給され、ここで４５０℃程度の温度に加熱されて熱分解され、分解ガスＧ１と熱分解残渣ｂとが生成され、この分解ガスＧ１と熱分解残渣ｂとは、排出装置２で分離される。そして、分離された熱分解残渣ｂは、冷却器３で８０℃以下まで冷却された後、分離器４に導入され、ここで金属類や瓦礫等の不燃物質ｃとカーボンを主体とする燃焼物質ｄとに分離され、その後、この燃焼物質ｄはラインＬ１を経てまた前記分解ガスＧ１はラインＬ２を経てそれぞれ燃焼装置５で燃焼処理されるようになっている。そして、この燃焼装置５で得られた高温燃焼ガスＧ２はラインＬ３により熱分解炉１に供給され、これにより熱分解炉１は加熱される。また、高温燃焼ガスＧ２の一部は図示しない蒸発器へ供給されて発生した蒸気を得て発電することで熱回収することが行われている。

ところで、このような廃棄物の処理方式において、熱分解炉１で生成した燃焼物質ｄを鎖線で示すように系外へ取り出して貯蔵しておき、必要により他の燃焼装置の燃料として利用することがある。
特開平１０―２５２５号公報

ところで、前記したように熱分解炉１で生成した燃焼物質ｄを系外へ取り出して貯蔵する場合、この燃焼物質ｄが酸化により灰化してしまい燃料として利用できなくなる恐れがある。

すなわち、低酸素雰囲気が形成されている熱分解炉１内で生成した熱分解残渣ｄは、低酸素雰囲気が保持されたままで４５０℃程度の温度で冷却器３に導入され、ここで８０℃以下まで冷却され、その後、大気下で不燃物質ｃと燃焼物質ｄとに分離されることとなるが、この燃焼物質ｄに「火種」が存在すると、この燃焼物質ｄが貯蔵中に酸化し、そのため灰化して燃料として利用することができなくなる恐れがある。

本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、下記のように構成されている。

１）請求項１に記載の発明は、廃棄物を熱分解して分解ガスと熱分解残渣とを生成する第一の工程と、前記分解ガスと前記熱分解残渣とを分離した後該熱分解残渣を冷却する第二の工程と、該冷却された熱分解残渣を不燃物質と燃焼物質とに分離する第三の工程と、前記燃焼物質を低酸素雰囲気中に所定時間滞留させる第四の工程と、前記燃焼物質を貯蔵タンク内に導入して貯蔵するようにしたことを特徴としている。

廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法によれば、熱分解により生成した熱分解残渣を冷却して不燃物質と燃焼物質とに分離するとともに燃焼物質を低酸素雰囲気中に所定時間滞留させ、火種を完全に消してから貯蔵タンクに貯蔵するため燃焼物質が灰化する恐れがなくなるのである。

２）そして、請求項２に記載の発明は、脱気して低酸素雰囲気を形成するようにしたことを特徴としている。

このような廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法によれば、脱気により容易に低酸素雰囲気を形成することができる。

３）また、請求項３に記載の発明は、脱気したのち不活性ガスを供給して低酸素雰囲気を形成するようにしたことを特徴としている。

このような、廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法によれば、一端減圧した後、大気圧下での低酸素雰囲気を形成することができ装置の簡易化と低酸素雰囲気の保持が容易なものとなる。

４）更に、請求項４に記載の発明は、貯蔵タンク内の温度が所定の温度より高くなった場合、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを注入するようにしたことを特徴としている。

このような廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法によれば、不測の事態により、貯蔵タンク内に貯蔵された燃焼物質内に火種が混入したとしても、容易に酸化を防止することができる。

５）請求項５に記載の発明は、廃棄物を低酸素雰囲気で加熱して分解ガスと熱分解残渣とを生成する熱分解炉と、前記熱分解残渣を冷却する冷却器と、該冷却された熱分解残渣を不燃物質と燃焼物質とに分離する分離装置と、内部が低酸素雰囲気に形成されかつ前記燃焼物質を所定時間滞留させる混和槽と、貯蔵タンクとよりなることを特徴としている。

このような廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵装置によれば、熱分解炉内で生成した燃焼物質を低酸素雰囲気が形成された混和槽内に投入し、ここで所定の時間滞留させるため、燃焼物質内に火種が混入していたとしても容易に消すことができる。

６）請求項６に記載の発明は、混和槽を耐圧殻により構成し、かつ真空排気ユニットを設けたことを特徴としている。

このような廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵装置によれば、混和槽内を脱気することにより容易に低酸素雰囲気とすることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法および装置によれば、熱分解により生成した熱分解残渣を冷却して不燃物質と燃焼物質とに分離するとともに、燃焼物質を低酸素雰囲気中に所定時間滞留させ、火種を完全に消してから貯蔵タンクに貯蔵するため、燃焼物質が灰化する恐れがなくなるのである。

実施の形態を参照すると付随的な効果として下記のものをあげることができる。

１）混和槽を耐圧殻で構成し、かつ真空排気ユニットと不活性ガス供給装置とを設けたことにより、一旦脱気した後、大気圧下での低酸素雰囲気を形成することができ、装置の簡易化と低酸素雰囲気の保持が容易なものとなる。

２）そして、少なくとも２以上の混和槽を設け、各混和槽内に順次燃焼物質を導入して所定時間滞留させるようにしたことにより、燃焼物質を連続して回収し、かつ貯蔵することができる。

３）また、貯蔵タンクに温度計を設けると共に不活性ガス供給装置を設け、温度計の高温信号により、前記不活性ガス供給装置から前記貯蔵タンク内に不活性ガスを供給するようにしたことにより、不測の事態により、貯蔵タンク内に貯蔵された燃焼物質内に火種が混入したとしても、容易に燃焼物質の酸化を防止することができる。

４）貯蔵タンクを２以上配置したことにより、各貯蔵タンク内の燃焼物質が酸化の恐れが生じた場合、その燃焼物質を他の貯蔵タンクに移送して貯蔵することができるため燃焼物質の酸化防止をより確実に行うことができる。

以下本発明を図に示す実施形態を参照して説明する。

図１は、本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するための装置の系統図であって、この図１において、図６と同一符号は同一名称を示す。１は、例えば横型回転式のロータリーキルン型の熱分解炉であって、この熱分解炉１内は低酸素雰囲気に形成されている。

そして、この熱分解炉１の上流側に廃棄物ａが導入され、分解炉の本体は高温燃焼ガスＧ２を加熱管を通して間接加熱により４５０℃程度に加熱され、分解ガスＧ１と熱分解残渣ｂとを生成する。この分解ガスＧ１と熱分解残渣ｂとは、排出装置２で分離され、分解ガスＧ１は、燃焼装置５で燃焼処理される。そして、熱分解残渣ｂは、冷却器３へ供給され、ここで８０℃以下まで冷却され、その後、熱分解残渣ｂは、篩、風選機や磁選機等の分離器４により金属類や瓦礫等の不燃物質ｃとカーボンを主体とする燃焼物質ｄ（可燃物）とに分離される。

このようにして分離された燃焼物質ｄは、内部が低酸素雰囲気となっている混和槽１１内に導入され、ここで所定時間（例えば、３０分）その状態で滞留された後、ラインＬ４を経て貯蔵タンク１２内に導入され、かつ貯蔵される。

詳述すれば、図２に示されるように分離器４で分離された燃焼物質ｄは、一旦ホッパ１３に蓄えられ、ここから混和槽１１内に導入されるようになっている。混和槽１１内にはバグフィルタ１４が設けられると共に、その内部は、開閉弁１５を有するライン（管路）Ｌ５により真空排気ユニット１６と、また開閉弁１７有するラインＬ６により図示しない窒素ガス等の不活性ガスＧ３を供給する装置と連なるように構成されている。

また、この混和槽１１にはホッパ１３内の燃焼物質ｄを、ロータリーバルブ１８を作動させて投入管１９を経て投入することができるようになっている。そして２０は投入管１９に、２１は排出管２２に、また２３はバグフィルタ１４に不活性ガスＧ４を供給するラインＬ７にそれぞれ設けられた開閉弁である。

（真空〜不活性ガス充填）
かかる構成の混和槽１１において、先ず、真空排気ユニット１６につながるラインＬ５に設けた開閉弁１５を「開」とし、他の開閉弁１７、２０、２１、および２３を「閉」として後、この真空排気ユニット１６を作動させて、混和槽１１に真空を作用させて脱気する。

このとき、好ましくはその内圧が１００ｔｏｒｒ程度まで減圧するように脱気する。そして、この脱気が完了すると開閉弁１７を「開」とし、その後、ラインＬ６を通じて混和槽１１内に「不活性ガスＧ３」を供給して「大気圧下の低酸素雰囲気」を形成する。そして、さらに好ましくは、この脱気と不活性ガスの供給を複数回繰り返して行うことにより混和槽１１の内部には無酸素状態の低酸素雰囲気が形成される。

（燃焼物質の供給）
このようにして、混和槽１１内に不活性ガスを充満した低酸素雰囲気が形成された後、開閉弁２０を「開」にするとともに、ロータリーバルブ１８を作動させて所定量の燃焼物質ｄをこの混和槽１１内に導入する。

次いで、この燃焼物質ｄを所定の時間、例えば、２０〜３０分程度、低酸素雰囲気中に滞留させる。この雰囲気の置換操作によって、この燃焼物質ｄ中に「火種」が存在していたとしてもこの火種を消すことができる。そのため、この燃焼物質ｄを貯蔵タンク１２内に貯蔵しても酸化する恐れがなくなる。

なお、バグフィルタ１４の作用によりこの混和槽１１内を脱気する場合において、燃焼物質ｄの一部が系外へ排出されるのを防止している。そして、バグフィルタ１４を逆洗するために、定期的にラインＬ７から不活性ガスＧ４をバグフィルタ１４に注入するようにしている。

図３は、混和槽１１の他の実施例を示すもので、図２と同一符号は同一名称を示す。この実施例は、燃焼物質ｄを所定の時間、低酸素雰囲気中に滞留させるために混和槽１１を、２基の混和槽１１ａと１１ｂとで構成したものである。

そして、これらの混和槽１１ａ、１１ｂには、分配コンベア２４によりホッパ１３内の燃焼物質ｄが交互に導入されるようになっている。もちろん、前記実施例と同様にして、各混和槽１１ａ、１１ｂ内には予め低酸素雰囲気が形成され、しかる後に燃焼物質ｄが交互に導入される。このように混和槽１１を複数基として構成することにより、連続して燃焼物質ｄを回収し、貯蔵が可能になる。

図４は、貯蔵タンク１２の実施例を示すものであって、この貯蔵タンク１２は、第一の温度計２５と第二の温度計２６とが上下に設けられると共に、液化炭酸ガス等の不活性ガスＧ５を供給するためのガスのラインＬ８が取り付けられている。

そして、この貯蔵タンク１２に貯蔵された燃焼物質ｄが酸化を始めようとすると、その温度を第一の温度計２５または第二の温度計２６によりこれを検知してその信号Ｖ１またはＶ２により制御弁２７を制御して、ラインＬ８から貯蔵タンク１２内に不活性ガスＧ５を供給して、燃焼物ｄの酸化を防止するのである。

図５は、貯蔵タンク１２のさらに他の実施例を示すものであって、この貯蔵タンク１２は、複数の貯蔵タンク１２ａ、１２ｂを併設すると共に、燃焼物質ｄの移送装置３０を介在させて互いに連結して循環管路３１を形成したものである。

このように複数の貯蔵タンク１２を併設することにより、一つの貯蔵タンク１２ａ内に燃焼物質ｄを矢印Ａのように供給し充填貯蔵していた場合においてこの貯蔵タンク１２ａ内の燃焼物質ｄが酸化（燃焼）を開始し、その結果、その温度上昇が温度計２５あるいは２６で検出された場合は、管路Ｌ５より窒素ガスのような不活性ガスＧ５を充填すると共に、既に不活性ガスＧ５が充填されている貯蔵タンク１２ｂ側に、矢印Ｂの管路・移送装置３０・矢印Ｂからなる循環管路を利用して貯蔵タンク１２ｂ側に移送して前記貯蔵タンク１２ａ全体の酸化を防止するものである。

また、別の貯蔵タンク１２ｂ側にトラブルが発生したような場合は、矢印Ｃで示す管路で貯蔵タンク１２ａ側より貯蔵タンク１２ａ側に燃焼物質ｄを移送し、この貯蔵タンク１２ｂの全体の灰化を防止できる。また、貯蔵タンク内の燃焼物質ｄの一部が灰化したとしても、すぐに安全な貯蔵タンク側に移送するので、全体への延焼（酸化）を防止することが出来るのである。

もちろん、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。本発明の重要な点は、熱分解炉で生成した燃焼物質ｄを所定の時間、低酸素雰囲気中に滞留させ、酸化しない安全な状態とした後、貯蔵タンクに貯蔵することにある。したがって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において適宜変更することができることは明らかである。

本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するための装置の系統図である。 本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するために使用される混和槽の側面図である。 本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するために使用される混和槽の他の実施例を示す側面図る。 本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するために使用される貯蔵タンクの側面図である。 本発明による廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法を実施するために使用される貯蔵タンクの他の実施例を示す側面図である。 従来の廃棄物処理装置の系統図である。

符号の説明

１・・・・熱分解炉
２・・・・排出装置
３・・・・冷却器
４・・・・分離器
５・・・・燃焼装置
１１・・・混和槽
１２・・・貯蔵タンク
１３・・・ホッパー
１４・・・バグフィルタ
１５、１７、２０、２１、２３・・開閉弁
１６・・・真空排気ユニット
１８・・・ロータリーバルブ
１９・・・投入管
２２・・・排出管
２４・・・・分配コンベア
２５・・・・第一の温度計
２６・・・・第二の温度計
２７・・・・制御弁

Claims (6)

1. 廃棄物を熱分解して分解ガスと熱分解残渣とを生成する第一の工程と、前記分解ガスと前記熱分解残渣とを分離した後、前記熱分解残渣を冷却する第二の工程と、該冷却された熱分解残渣を不燃物質と燃焼物質とに分離する第三の工程と、前記燃焼物質を低酸素雰囲気中に所定時間滞留させる第四の工程と、前記燃焼物質を貯蔵タンク内に導入して貯蔵するようにしたことを特徴とする廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法。
2. 脱気して低酸素雰囲気を形成してなる請求項１に記載の廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法。
3. 脱気したのち不活性ガスを供給して低酸素雰囲気を形成したことを特徴とする請求項１および２に記載の廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法。
4. 貯蔵タンク内の温度が所定の温度より高くなった場合、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを注入するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵方法。
5. 廃棄物を低酸素雰囲気で加熱して分解ガスと熱分解残渣とを生成する熱分解炉と、前記熱分解残渣を冷却する冷却器と、該冷却された熱分解残渣を不燃物質と燃焼物質とに分離する分離装置と、内部が低酸素雰囲気に形成され、かつ前記燃焼物質を所定時間滞留させる混和槽と、貯蔵タンクとよりなることを特徴とする廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵装置。
6. 混和槽を耐圧殻で構成すると共に該混和槽を真空排気ユニットに連通させたことを特徴とする請求項５に記載の廃棄物からの燃焼物質の回収、貯蔵装置。
   
   
   
   
   
   
   

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