JP2013257098A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下した処理対象物が偏りが少なく堆積する廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、シャフト部の下方に接続され、シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方に炭化火格子部と接続する開口部を備え、炭化火格子部から搬送され開口部から炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物処理装置であって、炭化火格子部の溶融炉部側の端部に配置され、平面視において端部から溶融炉部の中央部まで突出して形成され、炭化火格子部から搬送される処理対象物の溶融炉部における落下位置をガイドするガイド部を備えることを特徴とする廃棄物処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、炉上部から投入した廃棄物を乾燥及び熱分解させ、更に熱分解残渣を溶融させて炉底部から溶融物を回収する廃棄物処理装置に関する。

一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物を廃棄物ガス化溶融炉内に、コークスなどの塊状炭素系可燃物質や石灰石とともに装入し、炉体に設けられている羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込み、廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼、溶融することにより廃棄物を処理することが行われている。

廃棄物を溶融処理するための炉として、廃棄物が投入され、投入された廃棄物を乾燥するシャフト部と、シャフト部の下方において廃棄物を熱分解する炭化火格子部と、コークス等を燃料として、廃棄物が熱分解されて生成される残渣を溶融させる溶融炉部とを備える廃棄物ガス化溶融炉がある（例えば、特許文献１参照）。炭化火格子部は、階段状の多数の炭化火格子で構成されており、溶融炉部の方向に往復運動する可動炭化火格子によって、廃棄物は熱分解されながら溶融炉部の方向に徐々に搬送される。そして、熱分解によって生成した残渣は、最終的に、炭化火格子部に続く溶融炉部内に落下し、溶融炉部において溶融される。

特開２０１０−４３８４０号公報

上述のように、廃棄物ガス化溶融炉においては、熱分解された残渣が炭化火格子部から溶融炉部に落下し、溶融炉部において残渣が溶融されるが、溶融炉部に落下した残渣は、炭化火格子側から落下するため、炭化火格子側の側面側に堆く堆積して偏積しやすい。

残渣が偏積すると、安定して溶融処理ができなかったり、コークスなどの偏積を引き起こして溶融炉部内での温度等のバラつきを起こすなどの問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下する廃棄物の熱分解残渣の偏積が少ない（処理対象物が偏りが少なく堆積する）廃棄物処理装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物処理装置であって、前記炭化火格子部の前記溶融炉部側の端部に配置され、平面視において前記溶融炉部の中央部まで突出して形成される、前記炭化火格子部から搬送される処理対象物の前記溶融炉部における落下位置をガイドするガイド部を備えることを特徴とする廃棄物処理装置。
（２）上記（１）の構成において、前記ガイド部は、少なくとも前記溶融炉部の炉底に面する部分が、耐熱性と耐火性の少なくともいずれかを有する材料で形成されることができる。（２）の構成によれば、高温の炉底に対して露出するガイド部が、溶融炉部内の熱によって損傷することを抑制できる。
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記ガイド部は、前記炭化火格子部の最終段の炭化火格子によって形成されてもよい。（３）の構成によれば、ガイド部を専用の部材として新たに形成する必要がないため、ガイド部を設けることによるコストの上昇を抑えることができる。
（４）上記（１）から（３）のいずれかの構成において、前記ガイド部は、平面視において前記溶融炉部の前記炭化火格子部側の側面と、前記炭化火格子部側の側面に対向する側面と、の中間位置よりも前記炭化火格子部側の位置まで前記溶融炉部内に突出して形成されることができる。（４）の構成によれば、処理対象物を溶融炉部の中心部に、より確実に落下させることができ、偏積をより抑制できる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかの構成において、前記溶融炉部は、前記ガイド部に対向する側壁部が前記ガイド部の突出方向に拡張された拡張部を備えることができる。（５）の構成によれば、ガイド部を形成しても処理対象物の落下位置における開口面積を十分に確保できるので、処理対象物の棚吊り現象の発生を抑制し、安定して廃棄物の処理を行うことができる。
（６）上記（５）の構成において、前記拡張部の下面は、水平面に対して下方に傾斜して形成してもよい。（６）の構成によれば、拡張部に落下した処理対象物を溶融炉部内に誘導することができる。
（７）上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物処理装置における廃棄物処理方法であって、前記炭化火格子部の前記溶融炉部側の端部に配置され平面視において前記溶融炉部の中央部まで突出して形成されるガイド部の先端から、前記炭化火格子部から搬送される処理対象物を前記溶融炉部内に落下させることを特徴とする廃棄物処理方法。（７）の方法によれば、溶融炉部において処理対象物の偏積を抑制し、安定して処理対象物を溶融処理することができる。

シャフト部と炭化火格子部と溶融炉部とを備える廃棄物処理装置であって、溶融炉部において炭化火格子部から落下した処理対象物の偏積が少ない（処理対象物が偏りが少なく堆積する）廃棄物処理装置を提供することができる。

廃棄物ガス化溶融炉の構成を示す断面図である。 図１に示す廃棄物ガス化溶融炉のＡ−Ａ’位置における断面図である。 炭化火格子部の斜視図を示す。 溶融炉部を上方から見た図である 他の実施形態の廃棄物ガス化溶融炉の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる廃棄物処理装置である廃棄物ガス化溶融炉１の構成を示す断面図である。図２は、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１の、図１におけるＡ−Ａ’位置での断面図である。

本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１は、シャフト部２と、炭化火格子部４と、溶融炉部６と、を備える。本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１は、廃棄物が装入されるシャフト部２と最終的に溶融処理を行う溶融炉部６の位置をずらし、シャフト部２に装入された廃棄物は炭化火格子部４を経て溶融炉部６に導入される構造となっている。

まずシャフト部２は、シャフト部２内に装入された廃棄物を還元雰囲気下で乾燥する。シャフト部２は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる竪型筒状の形状であり、上端に廃棄物を装入する廃棄物装入口２１が形成される。また、シャフト部２の上部には、廃棄物が熱分解して発生するガスや廃棄物ガス化溶融炉１内に吹き込まれたガスを排出する排気口２２が形成される。シャフト部２の下方は、下面の炭化火格子部４に接続されている。シャフト部２の内径や高さは廃棄物ガス化溶融炉１において必要とされる処理能力などに応じて適宜設定できる。また、シャフト部２の横断面形状（水平面での断面）は、円形状でも矩形状でもよい。

次に、炭化火格子部４は、シャフト部２において乾燥された（あるいはさらに熱分解された）廃棄物を熱分解して、熱分解残渣を生成しながら、溶融炉部６に搬送する。本実施形態では、炉内が還元雰囲気となるように、炉内に供給される空気量を調節し、炭化火格子部４において、燃焼が進行して灰分が生成しないようにしつつ、廃棄物を熱分解する。炭化火格子部４は、供給炭化火格子部４ａと、乾留炭化火格子部４ｂと、駆動装置４３ａ、４３ｂと、回収室４４ａ、４４ｂと、送風管４５ａ、４５ｂなどを備える。

まず、炭化火格子部４を構成する各炭化火格子の構造を説明する。なお、炭化火格子の構造は、上流側の供給炭化火格子部４ａと下流側の乾留炭化火格子部４ｂとで共通でよい。図３は、炭化火格子部４の斜視図を示す。図３に示すように、炭化火格子部４は複数の炭化火格子が階段状に配置されたものであり、可動炭化火格子４１と固定炭化火格子４２とが交互に配置されている。また、通常は図３に示すように、１段に複数列（図３では一例として４列）の炭化火格子が配列される。

可動炭化火格子４１は、水平方向（Ｘ軸方向）に往復運動する。具体的には、可動炭化火格子４１は、図１に示すように、駆動装置４３ａ、４３ｂによって前後方向に一定のピッチで往復運動するように駆動される。駆動装置４３ａ、４３ｂは、例えば、流体圧シリンダを用いればよい。可動炭化火格子４１が前後に往復運動することにより、可動炭化火格子４１上の廃棄物（あるいは熱分解残渣）を１段下の固定炭化火格子４２に落下させ、落下した廃棄物は可動炭化火格子４１の側面によって押し出されて、さらに１段下の可動炭化火格子４１上に落下する。このような可動炭化火格子４１が往復運動を繰り返すことで、廃棄物が攪拌されながら、徐々にシャフト部２側から溶融炉部６側に搬送される。

可動炭化火格子４１および固定炭化火格子４２の各炭化火格子間の隙間からは、廃棄物を乾燥させ、熱分解させるための空気が炉内に吹き込まれる。なお、空気の吹込は炭化火格子間の隙間に限られず、可動炭化火格子４１および／または固定炭化火格子４２に空気を吹き込むための送風孔を設けて、当該送風孔から空気を炉内に吹き込む構造でもよい。空気は、後述する空気の送風管４５ａ、４５ｂから、回収室４４ａ、４４ｂを介して供給される。また、可動炭化火格子４１は、往復運動するプッシャーなどを用いてもよい。

そして、このような可動炭化火格子４１と固定炭化火格子４２で構成される炭化火格子部４は、廃棄物・熱分解残渣の移動方向上流側に供給炭化火格子部４ａを備え、その下流側に乾留炭化火格子部４ｂを備える。供給炭化火格子部４ａは、シャフト部２の下方に位置し、シャフト部２に装入された廃棄物の荷重を受ける。そして供給炭化火格子部４ａは、シャフト部２で乾燥・熱分解された廃棄物をさらに熱分解させながら乾留炭化火格子部４ｂ側に押し出して移動させる。供給炭化火格子部４ａの幅（図１においてＹ軸方向における幅）は、シャフト部２の内径と同じであることが好ましい。シャフト部２から炭化火格子部４に切り替わる箇所において供給炭化火格子部４ａの幅とシャフト部２の内径が同じであることで、廃棄物の荷下がり（廃棄物の降下）を安定化させることができる。その結果、シャフト部２から炭化火格子部４に切り替わる箇所やシャフト部２内において、廃棄物が棚吊り状態（廃棄物の降下が止まってしまう現象）になるなど荷下がり障害が発生することを抑制することができる。

乾留炭化火格子部４ｂは、供給炭化火格子部４ａから送り出されてきた熱分解された廃棄物を更に熱分解（乾留）させて、最終的に、炭化物と不燃性成分（スラグやメタル）からなる熱分解残渣を生成し、その熱分解残渣を溶融炉部６に向けて押し出して供給する。乾留炭化火格子部４ｂの幅（図１のＹ軸方向）は、溶融炉部６との接続部において溶融炉部６の幅と同じになるように、供給炭化火格子部４ａ側から溶融炉部６側に進むにつれて狭くなるように形成されていてもよい。これは、廃棄物が乾燥し熱分解が進むと容積が小さくなるので、その廃棄物の容積の減少に合わせて、溶融炉部６の容積も小さくするために、溶融炉部６の幅は通常はシャフト部２の内径などに比べて小さく形成される。そのため、乾留炭化火格子部４ｂを供給炭化火格子部４ａ側から徐々に幅を狭くして溶融炉部６に接続することで、廃棄物を円滑に溶融炉部６側に供給できる。

そして、本実施形態の乾留炭化火格子部４ｂは、最終段として、熱分解残渣の溶融炉部６における落下位置をガイドするガイド部１０を備える。ここで、図４は、溶融炉部６を上方から見た図である。ガイド部１０は、溶融炉部６の炭化火格子部４側の側壁６１の位置から、対向する側壁６２側に突出して形成される。そして、ガイド部１０は、その先端部が、炭化火格子部４による熱分解残渣（廃棄物）の押出し方向（図においてＸ軸方向）における、溶融炉部６の中央部付近まで突出する。

このガイド部１０によって、乾留炭化火格子部４ｂから押し出されてきた熱分解残渣が、溶融炉部６の平面視において中央部付近から落下するため、溶融炉部６の中央部付近に落下する。そうすると、溶融炉部６内の中央付近に落ちた熱分解残渣は、乾留炭化火格子部４ｂ側の側壁６１側と対向する側壁６２側に安息角まで自然に流動して堆積する。この場合、堆積した熱分解残渣は、幅方向（Ｙ軸方向）に沿って中央部が側壁６１側と側壁６２側の高さに比べて多少高く堆積することになるが、ガイド部１０が無い場合に側壁６１側にうずたかく堆積する場合に比べれば偏積（偏って堆積している状態）の程度は低い。従って、ガイド部１０によって、溶融炉部６における熱分解残渣の偏積を抑制することができる。

一方、ガイド部１０を設けずに、側壁６１の位置から溶融炉部６内に熱分解残渣をそのまま押し出して落下させた場合には、落下した熱分解残渣は、溶融炉部６内において側壁６１側にうずたかく積ってしまう。側壁６１側に偏積した場合、局部的に溶融炉部６の炉底側の羽口６３から吹き込まれた酸素が上方に抜けて炉底上部において酸化溶融反応を起してクリンカ付着を起こすなど、安定運転の妨げとなる。また、溶融炉部６の上方から装入されるコークスや石灰石も偏積する。コークス等の燃料が偏積すると炉底において温度のバラつきが生じ、局所的に温度が低い箇所で付着物などを生じてしまう。また、石灰石が偏積すると塩基度のバラつきが生じ、溶融物の流動性が悪化して安定的な運転ができない。

ガイド部１０の突出する先端部の位置は、溶融炉部６の熱分解残渣の押出し方向（Ｘ軸方向）における中央付近に熱分解残渣を落下させる必要があるので、当該押出し方向における溶融炉部６の中央位置までとすることが好ましい。つまり、ガイド部１０の突出幅が、図４において、溶融炉部６のＸ軸方向における幅Ｄの半分のＤ／２までとすることが好ましい。さらに、落下中の熱分解残渣が、押出し方向に移動する距離を考慮すると、廃棄物ガス化溶融炉１の形状や大きさ、炭化火格子部４や溶融炉部６の形状や大きさ、あるいは炭化火格子の往復運動の速度等にもよるが、ガイド部１０の先端部の位置は、溶融炉部６の中央位置から３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度、乾留炭化火格子４ｂ側の位置とすることが好ましい。なお、ガイド部１０の先端部の位置を溶融炉部６の中央位置から上述の距離程度、乾留炭化火格子４ｂ側の位置までとすることで、後述の副資材装入口６６から投入される副資材がガイド部１０に当たることも抑制できる。

なお、ガイド部１０は、少なくとも、溶融炉部６の炉底部に面している部分が、耐火性、耐熱性に優れた材料で形成されるか、そのような材料で形成された保護部材で保護されていることが好ましい。ガイド部１０は、溶融炉部６上に突き出す構造となるので、溶融炉部６の炉底からの輻射熱を受けるためである。

なお、以上のように炭化火格子部４は、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂに分かれているが、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂとで明確に機能が区別されていたり、処理対象物の状態が急激に変化したりしているわけではなく、廃棄物は供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂ上を通過していく過程で徐々に熱分解され炭化されていく。

また、図１では、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂを、水平方向に各炭化火格子が延びる水平炭化火格子を示しているが、これに限定されることはない。供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂのいずれか一方または両方を、先端側が上方向に向かって傾斜する傾斜炭化火格子としてもよい。

また、図１においては、ガイド部１０を除いて、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂの炭化火格子をそれぞれ６段ずつ示しているが、便宜上６段ずつ示しているだけであり、廃棄物ガス化溶融炉１の大きさなどに応じて最適な段数の炭化火格子がそれぞれ配置されればよい。

ガイド部１０の直前の炭化火格子は、可動炭化火格子４１であることが好ましい。直前の炭化火格子が可動炭化火格子であれば、４１ガイド部１０上の熱分解残渣を確実に溶融炉部６内に落下させることができる。また、ガイド部１０が可動式であってもよい。ガイド部１０が可動式である場合には、ガイド部１０の先端部の位置が変化することにより熱分解残渣が溶融炉部６内に落下する位置が変わるため、同様に偏積を防止することができる。なお、ガイド部１０が可動式である場合に、往復運動するガイド部１０を支持する支持部をガイド部１０の下側に設け、さらにその支持部を耐火性、耐熱性に優れた材料で形成してもよい。このような支持部によってガイド部１０を炉底の熱から保護することができる。

駆動装置４３ａ、４３ｂは、上述の通り、可動炭化火格子４１を往復運動させる。駆動装置４３ａは、供給炭化火格子部４ａの可動炭化火格子４１を駆動し、駆動装置４３ｂは、乾留炭化火格子部４ｂの可動炭化火格子４１を駆動する。駆動装置４３ａと駆動装置４３ｂとは、それぞれ独立して可動炭化火格子４１を駆動及び停止させたり、駆動速度（すなわち、廃棄物の供給速度）を制御することができる。この場合、供給炭化火格子部４ａと乾留炭化火格子部４ｂの駆動速度（供給速度）は、相対的に異なるように設定してもよいし、同じ速度に設定してもよい。

回収室４４ａ、４４ｂは、炭化火格子の隙間から落下した微細な廃棄物を回収する。回収室４４ａは、供給炭化火格子部４ａにおいて落下した廃棄物を回収する。回収室４４ｂは、乾留炭化火格子部４ｂにおいて落下した廃棄物を回収する。

回収室４４ａ、４４ｂには、それぞれ、送風管４５ａ、４５ｂが接続されている。送風管４５ａ、４５ｂは、不図示の送風機が接続されており、送風機から空気が供給される。また、送風管４５ａ、４５ｂには、流量調節弁４６ａ、４６ｂが設けられている。送風機から送風管４５ａに供給された空気は、回収室４４ａを通って供給炭化火格子部４ａの炭化火格子間の隙間から吹き出す。また、送風管４５ｂに供給された空気は、回収室４４ｂを通って乾留炭化火格子部４ｂの炭化火格子間の隙間から吹き出す。この際、炉内状況などに応じて、流量調節弁４６ａ、４６ｂを調節して、供給炭化火格子部４ａに供給される空気の流量と、乾留炭化火格子部４ｂに供給される空気の流量と、を調節する。なお、流量調節弁４６ａと流量調節弁４６ｂとを１つの弁に統一して、送風管４５ａと送風管４５ｂに供給される空気の流量を一元管理してもよい。

次に、溶融炉部６は、炭化火格子部４において廃棄物が熱分解（炭化）されて生成された熱分解残渣をさらに燃焼・溶融する。溶融炉部６は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる竪型で筒状の形状であり、側面の上方に炭化火格子部４が接続されている。また、本実施形態の溶融炉部６は、平面視において、矩形形状である。

そして、図２に示すように、溶融炉部６は、炭化火格子部４との接続位置から炉底側に進むにつれて、幅（図２においてＹ軸方向の幅）が狭くなる絞り部６０が形成されている。これは、処理対象物である熱分解残渣は溶融炉部６における溶融処理が進むと、徐々に容積が小さくなるためである。図２に示す、絞り部６０の水平方向に対する傾斜角度θは７５度より大きく設定されることが好ましい。傾斜角度θが７５度より大きければ、溶融炉部６内の熱分解残渣はスムーズに降下し、棚吊り現象の発生が抑制される。一方、傾斜角度θが７５度以下、特に７０度以下の場合には、熱分解残渣と絞り部６０の内面との摩擦によって熱分解残渣の荷下がりが停滞し、棚吊り現象が発生する場合がある。熱分解残渣の降下が停滞すると熱溶融処理が円滑に進まない。

なお、本実施形態では、溶融炉部６を水平面における断面形状が矩形形状であるとして説明したが、これに限られず、シャフト部２と同様に円筒形状でもよい。また、溶融炉部６が円筒形状である場合には、上述の絞り部は、下方にいくにしたがって溶融炉部６の内径が小さくなる、逆円錐形状（いわゆる、朝顔（bosh）状）に形成されればよい。

溶融炉部６の天井部には、溶融炉部６における燃料などの副資材を溶融炉部６内に装入するための副資材装入口６６が形成されている。副資材は、例えば、コークスやバイオマスの炭化物などの炭素系固形燃料であるが、これ以外の炭素系可燃性物質でもよい。また、副資材としては、燃料の他に、塩基度調整剤としての石灰石等も含んでよい。

なお、これらの副資材は、廃棄物とともに廃棄物装入口２１からシャフト部２に装入してもよい。さらに、副資材装入口６６は、溶融炉部６の天井部に配置するだけに限られず、ガイド部１０の位置よりも上流側の乾留炭化火格子部４ｂの上方に配置してもよい。乾留炭化火格子部４ｂ上に副資材を投入すれば、可動炭化火格子４１によって副資材と熱分解残渣とが攪拌されて両者が適度に混合されるため、溶融炉部６において安定して溶融処理できる。

溶融炉部６の炉下部には、羽口６３が周方向に複数配置される。羽口６３は、炭化火格子部４から供給された熱分解残渣や、副資材装入口６６から装入された燃料などを燃焼・溶融させるための酸素富化空気を溶融炉部６内に吹き込む。羽口６３から炉内に吹き込まれる酸素富化空気は、例えば酸素発生器６４からの酸素を混合することで酸素濃度を高めた空気である。

溶融炉部６の炉底には、熱分解残渣が溶融して生成される溶融物（すなわち、スラグ及びメタル）を排出する出湯口６５が形成されている。出湯口６５は、不図示の開閉機構が設けられており、間欠的に溶融物を排出する。出湯口６５から排出された溶融物は、冷却・凝固させ、さらにスラグとメタルに分別される。

以上の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉１における廃棄物処理の流れを説明する。廃棄物装入口２１から装入された廃棄物は、シャフト部２内で廃棄物充填層１００を形成する。そして、炭化火格子部４の炭化火格子間から吹き込まれた空気や溶融炉部６の羽口６３から吹き込まれた空気や、廃棄物ガス化溶融炉１内で発生したガスが、廃棄物充填層１００を通過する際の熱交換によって、廃棄物の乾燥および熱分解が進行する。乾燥および熱分解には、廃棄物自身の発熱による熱も利用される。乾留炭化火格子部４の可動炭化火格子４１の動作によって炭化火格子上にある廃棄物が溶融炉部６側に押し出されていくことで、廃棄物充填層１００における廃棄物は乾燥・熱分解されながらシャフト部２内を徐々に降下し、シャフト部２下方の供給炭化火格子部４ａ上に到達する。廃棄物は供給炭化火格子部４ａで更に熱分解されながら、可動炭化火格子１の動作によって攪拌されながら乾留炭化火格子部４ｂ側に移動する。乾留炭化火格子部４ｂにおいて、廃棄物はさらに熱分解され、熱分解残渣となって、溶融炉部６に供給される。なお、熱分解残渣は、溶融炉部６において安定して溶融処理が行われるようにするために、水分が質量比で１０％以下、固定炭素が質量比で３％以上であることが好ましい。

溶融炉部６内に落下した熱分解残渣は充填層１０１を形成する。この際、本実施形態においては、乾留炭化火格子部４ｂの最終段にガイド部１０が配置されているため、熱分解残渣は、熱溶融炉６の乾留炭化火格子部４ｂ側と対向する側面６２との中央位置付近に落下する。これにより、溶融炉部６において、落下した熱分解残渣が乾留炭化火格子部４ｂ側の側面６１に沿ってうずたかく偏積してしまうことが抑制され、安定して熱分解残渣の溶融処理を行うことができる。

溶融炉部６内には、副資材装入口６６からコークスなどが装入され、炉底において羽口６３から吹き込まれた酸素富化空気によって、コークスおよび廃棄物の炭素を燃焼させる。これにより炉底に高温のコークスベット１０２が形成され、その熱で熱分解残渣に含まれる灰分や不燃成分を溶融し、溶融物として炉外に排出される。

炭化火格子部４の炭化火格子間から供給された空気や羽口６３から供給された空気などを含む高温ガスは廃棄物充填層１００を通過してシャフト部２の上部に到達し、廃棄口２２から排出される。廃棄口２２から排出された高温ガスは、例えば、ボイラー等の装置で廃熱を回収した後、無害化処理をして放出される。

以上説明した本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１によれば、炭化火格子部４において廃棄物が熱分解されて生成される熱分解残渣が、溶融炉部６において偏って堆積することが抑制される。溶融炉部６における偏積が抑制されることで、溶融炉部６の炉底における固形物の付着や、温度や塩基度のバラつき等が抑制され、安定して熱分解残渣の溶融処理を行うことができる。

また、溶融炉部６における偏積の解消にエネルギーが使用されないため、廃棄物ガス化溶融炉１のランニングコストが増加することなく、偏積を抑制できるという効果が得られる。

なお、本実施形態では、ガイド部１０は、乾留炭化火格子部４ｂの最終段であるとして説明したがこれに限られない。つまり、必ずしも炭化火格子をガイド部１０として用いなくてもよく、専用の部材としてガイド部１０を形成してもよい。乾留炭化火格子部４から押し出された熱分解残渣が、溶融炉部６の中央付近に落下するようにガイドできれば、どのような形状でもよい。

また、本実施形態では、ガイド部１０は、乾留炭化火格子部４ｂの幅方向（Y軸方向）の全体にわたって形成されるものとして説明したが、これに限られない。例えば、ガイド部１０の幅を徐々に狭くなるように形成し、さらに両端部にガイド壁を設けた形状（幅が徐々に狭くなる樋状のもの）としてもよい。これにより、ガイド部１０から溶融炉部の幅方向（Y軸方向）においても中心位置に熱分解残渣を落下させることができる。

また、本実施形態では、ガイド部１０は水平方向に突出する形状として説明したが、これに限られない。下方あるいは上方に傾斜させた構造でもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。図５は、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１’の構成を示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の構成においては、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉１’は、溶融炉部６においてガイド部１０から溶融炉部６内に落下する熱分解残渣の棚吊り現象を防止するために、拡張部６７をさらに備える点が第１の実施形態と異なる。拡張部６７は、溶融炉部６の側壁６２の、少なくともガイド部１０の高さ付近の部分が、乾留炭化火格子部４ｂにおける熱分解残渣（廃棄物）の移動方向（Ｘ軸方向）側に、炉底部分の側壁６２の位置よりも奥の位置まで拡張して形成されたものである。

第１の実施形態で説明したガイド部１０を設けた場合、ガイド部１０が溶融炉部６内に突き出るため、乾留炭化火格子部４ｂから溶融炉部６内に熱分解残渣が落下する位置において、溶融炉部６の開口面積が狭くなる。そのため、乾留炭化火格子部４ｂから落下する熱分解残渣の分量によっては、ガイド部１０と、ガイド部１０に対向する側壁６２との間に熱分解残渣が引っかかって棚吊り状態となり、安定して溶融処理できない可能性もある。

従って、拡張部６７を形成することで、熱分解残渣が炉底に落下する位置における溶融炉部６の開口面積が十分に確保される。そのため、本実施形態によれば、熱分解残渣をガイド部１０によって溶融炉部６の中央部付近に落下させつつ、ガイド部１０の位置における棚吊り状態の発生を確実に抑制することができる。

拡張部６７の形状は、開口面積を広げられれば限定されないが、溶融炉部６の下面（炉底側の面）が傾斜していることが好ましい。炉底側が傾斜していることで、仮に熱分解残渣が拡張部６７側に落下しても、自重により自然に炉底に落下するためである。また、傾斜部分を熱分解残渣が滑り落ちることで、落下する際に、側壁６２の位置よりも溶融炉部６の中心側まで移動するため、側壁６２側における偏積も防ぐことができる。

なお、図５においては、拡張部６７は、溶融炉部６の天井部まで拡張された形状として記載しているが、これに限られない。上述したように、上下方向（Ｚ軸方向）において少なくともガイド部１０の高さ付近の位置において、側壁６２が拡張されていれば、棚吊り抑制効果が得られる。

以上、本発明を実施形態により詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態および図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。

１ 廃棄物ガス化溶融炉
２ シャフト部
２１ 廃棄物装入口
４ 炭化火格子部
４１ 可動炭化火格子
４２ 固定炭化火格子
４ａ 供給炭化火格子部
４ｂ 乾留炭化火格子部
６ 溶融炉部
６３ 羽口
６５ 出湯口
６７ 拡張部
１０ ガイド部

Claims (7)

1. 上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、
   前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、
   炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物処理装置であって、
   前記炭化火格子部の前記溶融炉部側の端部に配置され、平面視において前記溶融炉部の中央部まで突出して形成される、前記炭化火格子部から搬送される処理対象物の前記溶融炉部における落下位置をガイドするガイド部を備えることを特徴とする廃棄物処理装置。
2. 前記ガイド部は、少なくとも前記溶融炉部の炉底に面する部分が、耐熱性と耐火性の少なくともいずれかを有する材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
3. 前記ガイド部は、前記炭化火格子部の最終段の炭化火格子によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理装置。
4. 前記ガイド部は、平面視において前記溶融炉部の前記炭化火格子部側の側面と、前記炭化火格子部側の側面に対向する側面と、の中間位置よりも前記炭化火格子部側の位置まで前記溶融炉部内に突出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の廃棄物処理装置。
5. 前記溶融炉部は、前記ガイド部に対向する側壁部が前記ガイド部の突出方向に拡張された拡張部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つの記載の廃棄物処理装置。
6. 前記拡張部の下面は、水平面に対して下方に傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物処理装置。
7. 上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物処理装置における廃棄物処理方法であって、
   前記炭化火格子部の前記溶融炉部側の端部に配置され平面視において前記溶融炉部の中央部まで突出して形成されるガイド部の先端から、前記炭化火格子部から搬送される処理対象物を前記溶融炉部内に落下させることを特徴とする廃棄物処理方法。
   

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