JP2009198046A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱分解ガスの発生量、温度および組成の変動を小さくすることにより、設備コストの増大を防いで、廃棄物を効率よく安定的に処理することを可能とする廃棄物の処理方法の提供。
【解決手段】廃棄物をガス化又はガス化改質処理する処理炉と、該処理炉に対して横方向に配設され、廃棄物を回分的に圧縮し、押し出すことによって該処理炉内に廃棄物を回分的に装入する装入装置とを備えた廃棄物処理設備における廃棄物の装入方法において、該廃棄物の所定量を回分的に該装入装置に供給し、所定範囲の圧縮率で圧縮ブロック化し、該圧縮ブロックを該圧縮ブロックの水平方向長を複数に分割して一分割分の押し出し長毎に間歇的に廃棄物ブロックを押し出して該処理炉内へ装入することを特徴とする廃棄物の装入方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、廃棄物をガス化溶融、ガス化改質処理する廃棄物の処理方法において、廃棄物を効率良く、安定的に処理することが可能な廃棄物の処理方法に関する。

現在、廃棄物処理場の不足などが顕在化しており、産業廃棄物あるいは一般廃棄物の多くは、発生したままの姿で、あるいは何らかの事前処理の上、焼却処分され減溶化された後に埋立てなどの最終処分が行われる場合が多い。上記した焼却処分の方法としては様々な方法が挙げられるが、近年、焼却場における発生ガス中のダイオキシンなど有害物質の管理が問題となっており、高温酸化雰囲気で有害物質を分解することが可能な処理方法が求められてきている。

このような高温処理が可能な廃棄物処理方法としては例えば特許文献１〜３に開示された廃棄物処理プロセスが挙げられる。
これらは、廃棄物を圧縮成形後、加熱し、生成した圧縮成形物を溶融、ガス化して燃料ガスを得る廃棄物処理プロセスである。このプロセスでは、先ず、廃棄物投入口から圧縮装置内に所定量供給した廃棄物をバッチ的に圧縮装置によって圧縮して緊密な圧縮成形物とする。次に、この圧縮成形物を外部から加熱された細長いトンネル式の加熱炉（以下トンネル式加熱炉と記す）内へ押し込む。この動作を繰り返すことによって、圧縮成形物がトンネル式加熱炉の装入口から排出口へ順次移動していく。こうして圧縮成形物がトンネル式加熱炉を移動する間に水分は蒸発し、表面は炭化される。

トンネル式加熱炉で表面を炭化された圧縮成形物は、高温反応炉装入口から高温反応炉内に装入される。高温反応炉下部には酸素含有ガス供給配管が設置されており、高温反応炉内に酸素含有ガスを供給することにより、圧縮成形物中の可燃分は酸素含有ガスにより燃焼、熱分解してガス化される。ガス改質炉が高温反応炉上部に設けられている場合には、ガス化したガスは高温反応炉上部に直結されたガス改質炉に供給され、不燃分は高温反応炉下部で溶融し、溶融金属および溶融スラグで構成される溶融物となって高温反応炉下部の溶融物排出口から回収される。

ガス改質炉下部には酸素含有ガス供給配管が設置されており、ガス改質炉内に酸素含有ガスを供給することにより、高温反応炉から供給された熱分解ガスの一部を燃焼させ、ガス温度を１０００℃以上に維持する。ガス改質炉から排出されるガスは、冷却、除塵、脱硫、除湿等のガス精製工程を経て、一酸化炭素と水素を含む燃料用ガスとして回収できる。

ところで、上記のようなガス化改質炉を備えたガス化溶融設備においては次のような問題がある。
廃棄物を回分式で高温反応炉内に装入する処理を行うと、廃棄物が装入されたタイミングで、熱分解ガスの発生量が増加し、その後減少するという周期を繰り返す。これは揮発分を多く含む廃棄物が高温反応炉内に装入され、急激に高温にさらされることにより、該揮発分の熱分解およびガス化が起こり、熱分解ガスが増加するためである。
このように熱分解ガス量の周期的な変動が起こると、熱分解ガス発生量が増加したときに、ガス改質炉における熱分解ガスの滞留時間が減少する。同時に高温反応炉およびガス改質炉に供給される酸素含有ガスが一定の状況で、熱分解ガス量が増加するので、熱分解ガスの部分燃焼する割合が低下するため、ガス改質炉における熱分解ガスの温度が低下する。

このような温度低下を防止する技術として、温度を一定に制御すべくガス改質炉に供給する酸素含有ガスの流量を制御する機構を設ける方法があるが、回分式の廃棄物の供給に伴う熱分解ガスの増加は急激で、必ずしも温度を一定に保つことができない。
上記のように、ガス改質炉における熱分解ガスの滞留時間の減少と温度低下により、熱分解ガスの改質が不十分となり、熱分解ガスの改質が不十分であると、ガス中にタール分を多く含むこととなり、後段のガス精製装置にタールが付着して、詰まりの原因となるという不具合が生じる。

さらにガス改質炉における熱分解ガスの滞留時間の減少と温度低下により、熱分解ガス中に含まれるＮＨ_３、ＨＣＮなどの有害物質の分解が不十分となり、熱分解ガスを湿式で洗浄する場合には、処理水にこれらの有害物質が移行し、処理コストを増大させる原因になるなどの問題が生じる。
また、ガス量の変動が生じる場合には、設備を設計する際に最大ガス量に合わせて設計する必要があるため、設備コストの増大を招く。

さらに、ガス化改質された燃料ガスは、ボイラータービン発電、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池などにより発電に利用されるが、炉から発生する燃料ガス量が変動する場合には、炉とこれらの発電装置間にガスホルダーが必要となり、設備コストの増大を招く。

上記ではガス改質炉を備えたガス化溶融設備についての問題点を示した。
ガス改質炉を備えないガス化溶融炉の場合は、処理工程は、高温反応炉→２次燃焼炉→熱回収設備（廃熱ボイラー等）→「ガス浄化設備（主に乾式）」となる。
そして、この場合には、熱分解ガス量の周期的な変動が起こると、熱分解ガス発生量が増加したときに、２次燃焼炉におけるガスの滞留時間が減少する。これによりタールなどの高分子炭化水素化合物の熱分解、燃焼が不十分となり、2次燃焼後のダイオキシン類濃度およびＣＯ濃度が増加するという問題がある。

特開平６−２６６２６号公報 特開平６−７９２５２号公報 特開平７−３２３２７０号公報

本発明は、廃棄物をガス化処理する処理方法において、熱分解ガスの発生量、温度および組成の変動を小さくすることにより、設備コストの増大を防いで、廃棄物を効率よく安定的に処理することを可能とする廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。

前記課題に対し発明者らは、回分式で装入される１回分の廃棄物の量が少ない方が熱分解ガスの量、温度および成分の変動が小さいことを見出した。しかしながら、廃棄物ホッパーから廃棄物の供給装置または圧縮装置内へ供給される廃棄物の量は、開口部の大きさや廃棄物の性状によって決まり、廃棄物の性状は常に変化するため、操業者が正確に制御するのは困難である。
また、回分式で装入される１回分の廃棄物の量を少なくするためには、供給装置または圧縮装置をあらかじめ小型にすることが考えられるが、この場合設定された廃棄物処理速度よりも、廃棄物の装入速度が下回る問題が生じる。複数基の小型廃棄物供給装置を備える手段もあるが不経済である。

そこで発明者らは、鋭意検討した結果、廃棄物を炉内に押出す供給装置を複数回に分けて動作させることにより、回分式で装入される１回分の廃棄物の量を少なくすることができ、このような動作で廃棄物を装入することにより、回分式で装入される１回分の廃棄物の量が実質的に減少し、熱分解ガスの量、温度および組成の変動が小さくなり、前記問題点を解決することができることを見出して本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下に記載するとおりの廃棄物の処理方法に係るものである。

（１）廃棄物をガス化又はガス化改質処理する処理炉と、該処理炉に対して横方向に配設され、廃棄物を回分的に圧縮し、押し出すことによって該処理炉内に廃棄物を回分的に装入する装入装置とを備えた廃棄物処理設備における廃棄物の装入方法において、該廃棄物の所定量を回分的に該装入装置に供給し、所定範囲の圧縮率で圧縮ブロック化し、該圧縮ブロックを該圧縮ブロックの水平方向長を複数に分割して一分割分の長さ毎に間歇的に廃棄物ブロックを押し出して該処理炉内へ装入することを特徴とする廃棄物の装入方法。
（２）前記圧縮率が２０〜５０％であることを特徴とする（１）記載の廃棄物の装入方法。
（３） 前記装入装置が加熱機構を有し、該加熱機構により前記圧縮ブロックが前記炉内に装入されるまでに乾燥、熱分解、炭化されることを特徴とする（１）又は（２）記載の廃棄物の装入方法。
（４）１個の圧縮ブロックの固体廃棄物量と処理設備に供給される酸素含有ガス量から１個の圧縮ブロックの固体廃棄物の理論処理時間をあらかじめ計算し、この時間内にごみをｎ回に分けて、炉内に装入することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。
（５）前記圧縮ブロックを、廃棄物の所定量を回分的に前記装入装置に供給し圧縮する工程を複数回繰り返して複数の圧縮ブロックの連接体として製造することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。
（６）前記処理炉がガス化溶融炉であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。

本発明では、前記した方法によりガスの変動を抑制することにより、ガスの改質を十分にすることにより、ガス精製装置のタール等による詰まりの問題を解決できる。また、ガス精製装置の設計をする際にガス量の変動を考慮して過剰な設計をする必要がなくなり、設備コストを削減することができ、さらに、炉と発電装置間にガスホルダーを設置する必要がなくなり、設備コストを削減することができる。

以下では、本発明をガス化改質炉を備えた廃棄物処理設備において適用する場合について説明するが、本発明はガス化溶融炉を備えた廃棄物処理設備にも適用することができる。
図１は本発明が適用される廃棄物処理設備の一例の側面図である。
図１には、廃棄物を回分的に加圧、圧縮する圧縮機１、圧縮機１を構成する圧縮用シリンダー２及び圧縮支持盤（排出ゲート）３、圧縮された廃棄物（以下圧縮成形物とも記す）を乾燥、熱分解、炭化するためのトンネル式加熱炉（横型トンネル式加熱炉）４、圧縮成形物の乾燥領域４ａ、圧縮成形物の熱分解領域４ｂ、圧縮成形物の炭化領域４ｃ、トンネル式加熱炉４の入口４Ｅ、高温反応炉５、圧縮成形物１０ａ、１０ｉ、炭化した圧縮成形物（以下炭化生成物とも記す）１１_ｉ、１１_ｎ、炭化生成物と燃焼残渣の混合物１２、酸素含有ガスの吹き込み口１３、溶融物１５、溶融物排出口１５Ｈ、廃棄物投入口２０、廃棄物投入口の蓋２１、トンネル式加熱炉４で得られた炭化生成物の高温反応炉５内への押出し口（高温反応炉５内への炭化生成物の装入口）４０、高温反応炉５の排ガス出口５０、高温反応炉５のガス排出口５０ａ、圧縮成形物１０ａ、１０ｉの移動方向ｆ_１、炭化生成物１１_ｉ、１１_ｎの移動方向ｆ_２、トンネル式加熱炉４内で生成した熱分解ガスの流れ方向ｆ_３、高温反応炉５内への酸素含有ガスの吹き込み方向ｆ_４、圧縮用シリンダー２の移動方向ｆ_６、圧縮支持盤３の移動方向ｆ_７、廃棄物投入口２０の蓋２１の回転方向ｆ_８、炭化生成物の高温反応炉５内への押出し口４０の下端の高さＬ_Ｌ、高温反応炉５のガス排出口５０ａの高さＬ_Ｈがそれぞれ示されている。

図1に示す廃棄物処理設備においては、先ず、回分的に廃棄物投入口２０から供給した廃棄物を、圧縮機１を用いて圧縮して緊密な圧縮成形物１０ａとする。次に、この圧縮成形物１０ａを、外部から加熱された細長いトンネル式加熱炉（：横型トンネル式加熱炉）４内へ押し込む。この際、廃棄物中に含まれていた水分は、上記した圧縮工程で絞り出され、廃棄物と共にトンネル式加熱炉４内に押し込まれる。
圧縮成形物１０ａの断面形状は、トンネル式加熱炉４の入口４Ｅの内壁断面と同形、同一寸法であり、圧縮成形物１０ａを押し込むと圧縮成形物１０ａはトンネル式加熱炉４の内壁と接触状態を保ったまま押し込まれる。圧縮成形物１０ｉは、順次新しい圧縮成形物が押し込まれる毎に、トンネル式加熱炉４内を滑りながら移動する。

トンネル式加熱炉４は前記したように外部から加熱されており、内部は６００℃程度まで昇温され、圧縮成形物１０ｉの移動、昇温過程において、圧縮成形物１０ｉは乾燥、熱分解、炭化する。炭化生成物１１ｎおよび熱分解により発生したガス成分は、１０００℃以上に維持された高温反応炉５内へ装入および吹き込まれる。
その後、鉱物分、金属分を含む炭化生成物中の可燃分は、酸素含有ガスによって燃焼してガス化する。この場合、酸素含有ガス中の酸素量を調整することで、発生するガスは一酸化炭素と水素を含む燃料用ガスとして回収できる。また、燃焼によってガス化しない残渣部分は、高温反応炉５内で溶融し、溶融物１５となって高温反応炉５下部の溶融物排出口１５Ｈから回収される。

上記した廃棄物処理法によれば、圧縮成形物１０ａはチャンネル４内を滑りながら移動し、その間に炉内上下壁面の上下側に設置された加熱装置によって熱が供給されることで、圧縮成形物はその上下面側から徐々に乾燥され、熱分解、炭化が内部へ進行する。

図２は本発明におけるごみ装入装置の一例を示した図である。
また、図３は従来法における装入装置の動作状況を経時的に示したものである。
まず、図３の従来法では装入装置は次の動作を行う。
（１）待機→（２）圧縮用シリンダー後退→（３）投入口蓋開閉→（４）圧縮→（５）圧縮支持盤開→（６）ごみ装入→（７）圧縮用シリンダー待機位置へ→（８）圧縮支持盤閉→（１）待機

従来法においては、例えば装入物が一般廃棄物である場合、上記（３）〜（４）の工程で１００ｋｇ〜５００ｋｇのごみを回分的に廃棄物投入口２０に投入し、投入口２０の蓋２１の開閉によりごみを圧縮装置内へ導入して、圧縮用シリンダー２の反力受けの役割をする圧縮支持盤３を閉じた状態で、圧縮用シリンダー２のヘッドと圧縮支持盤３との間でごみを１／２〜１／５に圧縮した後、圧縮されたごみを上記（５）、（６）の工程で、圧縮支持盤３を開にし、圧縮用シリンダー２を圧縮前進限まで移動することにより、圧縮ごみを一気にチャンネル内に押し込み、これに伴いトンネル式加熱炉４の出口４ｆから新たに作成した圧縮ごみの長さ分だけ炉内に圧縮ごみが高温反応炉５に装入されていた。

一方、本発明では、上記の［（６）ごみ装入］の工程を下記のようにｎ回に分割して行う。
（６−１）ごみ装入１→（６−２）ごみ装入２→・・・（６−ｎ）ごみ装入ｎ
すなわち、圧縮ごみの長さをｎ分割し、各分割長さ分を一回の押出し長さとして、時間間隔をおいてｎ回に分けて装入する。これによりごみは、炉内に各分割長さ分だけ、炉内に押し込まれ、少しずつ、より均一に装入されることになる。
図４にごみ装入の工程を２回に分割して行った場合の工程図を示す。
この方法では、［ごみ装入１］の工程で、圧縮ごみの長さの１／２の長さだけプレスを前進させて、圧縮ごみをその長さの１／２だけ装入し、次の［ごみ装入２］の工程で、圧縮ごみの１／２の長さだけプレスを前進させて、圧縮ごみの残りの部分を装入する。このようにして圧縮ごみの長さ分を２回の装入工程で炉に装入する。

上記のように１回の圧縮による圧縮ごみの長さ分をｎ回に分けて装入することにより、以下に記載するような効果が得られる。
すなわち、ガス改質炉の場合には、熱分解ガスの発生量の変動が大幅に抑制され、ガス改質炉における滞留時間の変動も大幅に抑制されるため、ガス改質炉における熱分解ガスの滞留時間とガス温度の変動が抑制されて、熱分解ガスの改質反応が十分に進行し、改質ガス中に含まれるタール分が減少し、後段のガス精製装置におけるタールによる閉塞を防ぐことができる。これにより、ガス精製装置のメンテナンス作業が、半年に一回必要であったものが、1年に一回に頻度を減らすことが出来るようになる。

また、ガス改質炉において、熱分解ガス中に含まれるＮＨ_３やＨＣＮなどの有害物質の分解が促進され、後段のガス湿式洗浄工程において洗浄水に移行するこれらの有害物質量が減少し、洗浄水の処理コストを低減することができる。
さらに、設備を設計する際には前記の問題が生じないように、最大ガス量に合わせてガスの滞留時間を設計しているので、ガス変動が減少することにより、設計に使用する最大ガス量を小さくすることができ、結果的に設備をコンパクト化することが出来、設備費を削減することが出来る。

また、ガス化改質炉で製造された燃料ガスは、ボイラータービン発電、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池などにより発電等に利用されるが、炉から発生するガス量の変動が大きい場合には、発電装置に供給するガス量を一定にするために、ガス化改質炉と発電装置間にガスホルダーが必要となるが、ガス化改質炉から発生する燃料ガスの変動が小さくなるので、ガスホルダーの容量を小さくすることが出来、設備コストを低減することが出来る。
本発明をガス化溶融炉に適用した場合には、熱分解ガス量の周期的な変動を抑制することができるため、タールなどの高分子炭化水素化合物の熱分解、燃焼が促進され、二次燃焼後のダイオキシン類濃度およびＣＯ濃度が減少する。

本発明を実施する場合、圧縮ごみのブロックが押出されて高温処理炉内に突き出たときに、突き出た部分だけが折れて炉内に装入される必要があるが、圧縮ごみの圧縮率が高すぎると圧縮ごみが崩れにくくなり、突き出た部分だけが折れるという現象が生じにくくなる。このため、圧縮ごみをｎ分割して装入することにより、ｎ分割分の長さ分だけ高温反応炉内に圧縮ごみが装入されるには、圧縮ごみの圧縮率を適当な値に調整することが必要である。圧縮ごみの圧縮率はごみ質により変動するが、一般廃棄物の場合では、圧縮率が２０〜５０％の範囲であれば、ｎ分割分の長さ分だけ高温反応炉内に圧縮ごみを装入することが可能となる。
なお、本発明においては「圧縮率」とは［（圧縮後のごみの体積／圧縮前のごみの体積）×１００］を意味する。

廃棄物は処理炉内に導入される酸素含有ガスによって燃焼し、ガス化され、かつ、廃棄物が消費される。この廃棄物の消費量は基本的に酸素含有ガス量に比例するので、酸素量から廃棄物の消費量を求め、消費された廃棄物量分に近い量を装入することにより、より均一な廃棄物装入が可能となる。
従って、分割した長さ分の装入のタイミングは、廃棄物が前記処理炉内に導入される酸素によってガス化するタイミングを物質バランスによって求め、その演算タイミングに連動させて決定することが好ましい。

以下に、装入のタイミングを設定方法について詳述する。
まず、１個の圧縮された固体廃棄物（圧縮ブロック）の量と該処理設備に供給される酸素含有ガス量から１個の圧縮ブロックの固体廃棄物の理論処理時間をあらかじめ計算し、この時間内にごみをｎ回に分けて、炉内に装入する。
前記の理論処理時間を設定するためには、あらかじめ、過去の操業結果より単位固体廃棄物量を処理するのに必要な酸素含有量を求めておく。これは、ある期間の固体廃棄物の処理量（ｔ）で同一期間の酸素含有ガス量を除することにより求めることができる。これを酸素含有ガス原単位Ｓ（Ｎｍ^３／ｔ−固体廃棄物）とする。
そうすると、１個の圧縮ブロックの固体廃棄物量をＭ（ｔ）とし、このときの酸素含有ガスの供給量をＦ（Ｎｍ^３／ｓ）とすると、理論処理時間Ｔ（ｓ）は次式（１）で表すことができる。
Ｔ（ｓ）＝Ｓ×Ｍ／Ｆ ・・・・・（１）

ごみの圧縮完了時を基点として考えると、理論処理時間Ｔ（ｓ）後には、次のごみの圧縮が完了している必要がある。すなわち、今回の圧縮ごみの装入が完了した時点から次のごみ圧縮に要する時間をＴｐ（ｓ）とすると、分割処理時間Ｔｄ（ｓ）を
Ｔｄ＝（Ｔ−Ｔｐ）・・・・・（２）
として、このＴｄの間にごみをｎ回に分けて装入することにより、ごみがより均一に炉内に供給され、ガス発生量の変動を大幅に減少させることが出来る。
１個の圧縮ブロックの固体廃棄物量Ｍが想定よりも小さく、Ｔ＜Ｔｐとなる場合も起こり得るが、この場合は１個の圧縮ブロックの固体廃棄物量が少なく、たとえ全量分が装入されてもガス発生量の変動小さくて済むので、ごみの圧縮完了後ｎ分割することなく、直ちに全量分を装入すればよい。
以上、装入タイミングの設定方法について述べたが、実際の操業では廃棄物の質が変動し、より少ない酸素含有ガス量で処理される廃棄物が装入された場合は、炉内の廃棄物の充填レベルが低下し、いずれは炉内が空になってしまう。このようなことを防ぐためには、上記（１）式で計算された理論処理時間の８０〜９９％を補正理論処理時間とし、下記（３）式により補正分割処理時間Ｔｄ’を求め、この間にごみをｎ回に分けて装入すればよい。
Ｔｄ’＝（Ｔ’−Ｔｐ）・・・・・（３）
逆に、より多い酸素含有ガス量で処理される廃棄物が装入された場合は、炉内の廃棄物の充填レベルが上昇する場合があるので、充填レベルを検知し、ある一定レベル以上のときは廃棄物の装入をしないようにすればよい。

固体廃棄物の装入は、固体廃棄物を圧縮用シリンダーで圧縮するプレス工程と、得られた圧縮成形物を加熱する脱ガス工程と、加熱された圧縮成形物を回分式に装入する装入工程とからなる装入装置によって行われることが好ましい。
プレス工程で廃棄物が圧縮されていると炉内へ装入した後の廃棄物の飛散が少ないという効果がある他、圧縮成形物によって装入路が塞がれているため炉内圧が高くても可燃性の高温ガスが外部へ漏れないという効果がある。
また、圧縮時のプレス機のストロークは1回分のごみの量によって変化するため、通常プレス機の駆動圧力を一定とし、同じ圧力で廃棄物を圧縮するのが好ましい。

上記式（１）における１個の圧縮ブロックの固体廃棄物量は、前記一定駆動圧力の圧縮用シリンダーの位置情報から求めた圧縮成形物長と該シリンダー断面積から求めた圧縮成形物体積に前記固体廃棄物の平均密度を乗じた値とすることができる。
上記のようにすれば、圧縮用シリンダーの位置情報は簡便に求めることができるので、回分装入量を直接測定する場合に比べて設備を簡略化することができる。
また、廃棄物の供給量を直接測定する場合には、廃棄物ピットから廃棄物ホッパーに投入する際に、クレーンに設置された廃棄物重量測定装置によって測定するが、大規模な測定装置が必要となるため経済的な理由から現実的ではない。

シリンダー部に供給した廃棄物量及びごみ質の変化により圧縮率が変化するので、圧縮用シリンダーの位置情報から求めた圧縮成形物長も変化する。また、固体廃棄物の平均密度は、ある期間の、クレーン等に設置されている計量器によって計測した廃棄物の供給量を、同一期間の圧縮物体積の合計で除することにより求めることができる。

本発明を実施する際の具体的方法としては次の（１）、（２）を挙げることができる。
（１）１個の圧縮された固体廃棄物量に応じて分割数を決めておく方法
例えば下記に示すように１個の圧縮された固体廃棄物量に応じて分割数を決めておき、圧縮完了時に求められた廃棄物重量に応じて分割数を決定する。
廃棄物量 ０以上 〜 ２００未満 （ｋｇ） 分割なし
廃棄物量 ２００以上 〜 ４００未満 （ｋｇ） ２分割
廃棄物量 ４００以上 〜 ６００未満 （ｋｇ） ３分割
廃棄物量 ６００以上 〜 ８００未満 （ｋｇ） ４分割
廃棄物量 ８００以上 〜１０００未満 （ｋｇ） ５分割
例えば廃棄物量が５１０ｋｇの場合、３分割となるので、廃棄物量を３等分し、１回目１７０ｋｇ、２回目１７０ｋｇ、３回目１７０ｋｇを装入すればよい。あるいは、必ずしも精密に３等分とする必要はなく、ほぼ均等であれば問題ない。
（２）一回の装入量を決めておき、全量装入できるように廃棄物量に応じて分割回数を求める方法
１回の装入量をａ（ｋｇ）とする。廃棄物量がｂ（ｋｇ）の場合、ｂ／ａの小数点第１位で切り上げて整数ｎを求める。
１回当たりａ（ｋｇ）ずつ装入し、ｎ回の装入を行う。
例えば、１回の装入量が２００ｋｇ、廃棄物量が５００ｋｇの場合、ｂ／ａ＝２．５、ｎ＝３となるので、１回目２００ｋｇ、２回目２００ｋｇ、３回目１００ｋｇ（残り全量）を装入する。

本発明の廃棄物の装入方法の別の態様について以下述べる。
上記では、一回の圧縮分のごみを分割して装入する方法について述べたが、この通常の一回分のごみをｎ回に分割して圧縮機に装入し、各分割分の装入毎にごみを圧縮する操作を繰り返してｎ個の圧縮ごみの連接体（マルチパケット）として形成し、これを逐次回分的に押出すこともできる。

この方法では、図５に示したものにおいて［（３）投入口蓋開閉→（４）ごみ圧縮］の工程を次のようにｎ回に分割して行う。
（３−１）投入口蓋開閉→（４−１）ごみ圧縮→（３−２）投入口蓋開閉→（４−２）ごみ圧縮→・・・・・→（３−ｎ）投入口蓋開閉→（４−ｎ）ごみ圧縮
上記したものにおいてｎ＝２とした場合を図６に示す。
この様にすると、比較的短時間で大きな圧縮ごみを形成することができ、前記Ｔ＜Ｔｐとなることを回避できる可能性が高くなり、本発明を効果的に実施することができる。

本発明の実施例について説明する。
処理装置としては図１に示すタイプの１００ｔ／ｄ規模の一般廃棄物処理用のガス化改質炉を用いた。
操業条件は廃棄物処理速度を５．０ｔ／ｈとし、炉下部におけるガス化のための酸素含有ガス量（酸素濃度９０％）を１５００Ｎｍ^３／ｈとした。
１個の圧縮された固体廃棄物量に応じて分割数を下記のように決めておき、圧縮完了時に求められた廃棄物重量に応じて分割数を決定する方法で、本発明を実施した。また、１個の圧縮された廃棄物量は圧縮後の廃棄物体積に平均的な圧縮廃棄物密度１．２２ｔ／ｍ^３を乗じて、重量を求めた。
廃棄物量 ０以上 〜 １００未満 （ｋｇ） 分割なし
廃棄物量 １００以上 〜 ２００未満 （ｋｇ） ２分割
廃棄物量 ２００以上 〜 ３００未満 （ｋｇ） ３分割
廃棄物量 ３００以上 〜 ４００未満 （ｋｇ） ４分割
廃棄物量 ４００以上 〜 （ｋｇ） ５分割
また実施例では、１個の圧縮された固体廃棄物量と処理設備に供給される酸素含有ガス量から１個の圧縮された固体廃棄物の理論処理時間をあらかじめ計算し、理論処理時間の８０％を用いて、補正分割装入時間を計算し、この間に前期分割数に分割してごみの供給を行った。
１個の圧縮された固体廃棄物量が約３９０ｋｇであったときの、本発明実施時と実施しなかったときの発生ガス量（ｄｒｙ）の推移を比較して図６に示す。本発明実施時は前記の分割数決定の基準じ従い、圧縮された廃棄物を４分割して装入した。各装入タイミングを図示した。
本発明の実施により、発生ガス量の変動が大幅に減少した。本発明の実施によりガス発生量が大きい時の、ガス改質時間が不足することが抑制され、ガス改質反応が促進された。下流側のガス精製装置に付着するタールなどが減少し、メンテナンスの頻度を半年毎から１年毎に減らすことができた。
また理論処理時間の８０％を用いて補正分割装入時間としたので、炉内の廃棄物が空となることなく、順調に操業することができた。

本発明の方法が適用される廃棄物処理設備の一例を示す図である。 廃棄物を回分式にガス化溶融装置に装入するための装入装置を示す図である。 従来の廃棄物の装入方法を示す図である。 本発明の廃棄物の装入方法を示す図である。 本発明の廃棄物の装入方法を示す図である。 本発明の実施例及び比較例における発生ガス量の変動を比較した図である。

符号の説明

１ 廃棄物の圧縮機
２ 圧縮用シリンダー
３ 圧縮支持盤
４ トンネル式加熱炉（：横型トンネル式加熱炉）
４ａ 圧縮成型物の乾燥領域
４ｂ 圧縮成型物の熱分解領域
４ｃ 圧縮成型物の炭化領域
４Ｅ トンネル式加熱炉の入口
４Ｌ トンネル式加熱炉の床部
４Ｕ トンネル式加熱炉の天井部
５ 高温反応炉
６ ガス改質炉
７ 高温反応炉下部
１０ａ 、１０ｉ 圧縮成型物
１１_ｉ 、１１_ｎ 炭化した圧縮成型物（：炭化生成物）
１２ 炭化生成物と燃焼残渣の混合物
１３ 酸素含有ガスの吹き込み口
１４ 酸素含有ガスと可燃性ガスとの混合ガスの吹き込み口
１５ 溶融物
１５Ｈ 溶融物排出口
２０ 廃棄物投入口
２１ 廃棄物投入口の蓋
４０ 高温反応器内への炭化生成物の装入口
５０ 高温反応器の排ガス出口
５０ａ 高温反応器のガス排出口
６０ 排出ガス
ｆ_１ 圧縮成型物の移動方向
ｆ_２ 炭化生成物の移動方向
ｆ_３ トンネル式加熱炉内で生成した熱分解ガスの流れ方向
ｆ_４ 高温反応器内への酸素含有ガスの吹き込み方向
ｆ_５ 高温反応器内への酸素含有ガスと可燃性ガスとの混合ガスの吹き込み方向
ｆ_６ 圧縮用シリンダーの移動方向
ｆ_７ 圧縮支持盤の移動方向
ｆ_８ 廃棄物投入口の蓋の回転方向
Ｌ_Ｌ 炭化生成物の高温反応器内への押出し口の下端の高さ

Claims (6)

1. 廃棄物をガス化溶融又はガス化改質する処理炉と、該処理炉に対して横方向に配設され、廃棄物を回分的に圧縮し、押し出すことによって該処理炉内に廃棄物を回分的に装入する装入装置とを備えた廃棄物処理設備における廃棄物の装入方法において、該廃棄物の所定量を回分的に該装入装置に供給し、所定範囲の圧縮率で圧縮ブロック化し、該圧縮ブロックを該圧縮ブロックの水平方向長を複数に分割して一分割分の長さ毎に間歇的に廃棄物ブロックを押し出して該処理炉内へ装入することを特徴とする廃棄物の装入方法。
2. 前記圧縮率が２０〜５０％であることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の装入方法。
3. 前記装入装置が加熱機構を有し、該加熱機構により前記圧縮ブロックが前記炉内に装入されるまでに乾燥、熱分解、炭化されることを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物の装入方法。
4. １個の圧縮ブロックの固体廃棄物量と処理設備に供給される酸素含有ガス量から１個の圧縮ブロックの固体廃棄物の理論処理時間をあらかじめ計算し、この時間内にごみをｎ回に分けて、炉内に装入することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。
5. 前記圧縮ブロックを、廃棄物の所定量を回分的に前記装入装置に供給し圧縮する工程を複数回繰り返して複数の圧縮ブロックの連接体として製造することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。
6. 前記処理炉がガス化溶融炉であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物の装入方法。

Images