JP2856693B2 - 廃棄物の焼却処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成分を含む廃棄物
を焼却処理する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する方法
として、例えば、本出願人による特開平２−１３５２８
０号公報に開示された乾留ガス化焼却処理装置を用いる
方法が知られている。

【０００３】この乾留ガス化焼却処理装置は、ガス化炉
内に収納した廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱
により該廃棄物の残部を乾留（熱分解）し、最終的に
は、該廃棄物を完全燃焼させて灰化する一方、この時、
該廃棄物の乾留により生じる可燃性ガスをガス化炉から
ガス通路を介して燃焼炉に導入すると共に、該燃焼炉に
おいて、該可燃性ガスと酸素（空気）とを混合して完全
燃焼させることにより環境汚染を生ぜしめることなく、
廃棄物を焼却処理するようにしたものである。

【０００４】さらに、この乾留ガス化焼却処理装置にお
いては、可燃性ガスの燃焼により生じる熱エネルギーを
ボイラー等の熱源として用い、これにより、廃棄物の焼
却処理と、その焼却処理による熱エネルギーの有効利用
とを併せて図るようにしている。

【０００５】前記乾留ガス化焼却処理装置によれば、ガ
ス化炉における廃棄物の一部の燃焼及び残部の乾留と、
該乾留により生じる可燃性ガスの燃焼炉における燃焼と
は次のように行われる。

【０００６】すなわち、ガス化炉内における廃棄物の一
部の燃焼及び残部の乾留は、該廃棄物をガス化炉内に収
納した後に、該廃棄物の一部に着火することにより開始
され、このように廃棄物の一部の燃焼が開始されると燃
焼が自然に継続され、その燃焼熱により該廃棄物の乾留
が開始され、該乾留により可燃性ガスが発生する。そし
て、該可燃性ガスの発生量は前記廃棄物の乾留の進行に
従って増加していく。尚、この時、廃棄物への着火に必
要な酸素、並びにその着火直後における廃棄物の一部の
燃焼に必要な酸素は、ガス化炉内に供給される酸素（空
気）が使用される。

【０００７】前記ガス化炉内で発生した可燃性ガスは、
該ガス化炉からガス通路を介して燃焼炉に導入され、さ
らに該燃焼炉においてその燃焼に必要な酸素と混合され
ると共に、該燃焼炉に装着した着火装置により着火され
て燃焼される。この時、該燃焼炉における可燃性ガスの
燃焼温度は、廃棄物への着火後に、ガス化炉内で発生し
て燃焼炉に導入される可燃性ガス量の増加に伴って上昇
していく。そして、このように、燃焼炉における可燃性
ガスの燃焼が開始されると燃焼が自然に継続され、ガス
化炉に接続された酸素供給装置が、前記燃焼炉内の温度
変化に従って、該ガス化炉に廃棄物の一部の燃焼及び残
部の乾留に必要な酸素を供給する。同時に、前記酸素供
給装置は、前記燃焼炉内の温度を前記可燃性ガスの燃焼
温度として捉え、該燃焼炉内の温度を前記可燃性ガスの
燃焼による窒素酸化物等の発生が充分に少ない燃焼温度
としてあらかじめ定められた温度で略一定に維持するよ
うに調整しつつ、前記酸素を供給する。

【０００８】具体的には、燃焼炉内の温度がこれを略一
定に維持すべき温度よりも下降したときには、ガス化炉
への酸素供給量を増加させて廃棄物の燃焼を促進すると
共にその燃焼熱による廃棄物の乾留を促進し、これによ
り、可燃性ガスの発生量を増加させて、前記燃焼炉内の
温度、すなわち該可燃性ガスの燃焼温度を上昇させる。
逆に、燃焼炉内の温度がこれを略一定に維持すべき温度
よりも上昇したときには、ガス化炉への酸素供給量を減
少させて廃棄物の燃焼を抑制すると共にその燃焼熱によ
る廃棄物の乾留を抑制し、これにより、可燃性ガスの発
生量を減少させて、前記燃焼炉内の温度、すなわち該可
燃性ガスの燃焼温度を下降させる。

【０００９】一方、前記燃焼炉における可燃性ガスの燃
焼が開始されると、燃焼炉に接続された酸素供給装置
が、前記燃焼炉内の温度変化に従って、該燃焼炉に前記
可燃性ガスの完全燃焼に必要な酸素を供給する。具体的
には、燃焼炉内の温度が下降したときには、前記燃焼炉
に導入される可燃性ガスの量が減少しているものとして
燃焼炉への酸素供給量を減少させ、逆に、燃焼炉内の温
度が上昇したときには、前記燃焼炉に導入される可燃性
ガスの量が増加しているものとして燃焼炉への酸素供給
量を増加させて、常に前記可燃性ガスが完全燃焼する量
に見合う量の酸素を供給する。

【００１０】ガス化炉及び燃焼炉への酸素供給量を前記
のように制御することにより、前記燃焼炉内の温度とし
て測定される燃焼炉における可燃性ガスの燃焼温度が、
窒素酸化物等の環境汚染物質の発生が充分に少ない燃焼
温度で略一定に維持されることとなって、該可燃性ガス
が環境汚染を生じることなく完全燃焼されると共に、ガ
ス化炉における廃棄物の一部の燃焼及び残部の乾留が円
滑に進行することとなる。そして、この時、前記ガス化
炉内における廃棄物の部分的燃焼は、乾留による可燃性
ガスの発生が行われた部位に徐々に移行していくことに
より行われ、このため、その部分的燃焼は、ほとんど窒
素酸化物を発生することなく行われることとなる。

【００１１】しかしながら、廃棄物の種類によっては、
該廃棄物の乾留の終了段階が近づくと、前記燃焼炉にお
いて前記可燃性ガスの不完全燃焼による黒煙を生じ、環
境汚染を生じる虞れがあるとの不都合がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、廃棄物の一部を燃焼させつつ残部を乾留
して可燃性ガスを生ぜしめると共に、該可燃性ガスを略
一定の温度で完全燃焼させるときに、前記廃棄物の乾留
の終了段階においても前記可燃性ガスを完全燃焼させる
ことができ、環境汚染を生じることのない、廃棄物の焼
却処理方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記のよ
うに廃棄物の一部を燃焼させつつ残部を乾留して可燃性
ガスを生ぜしめると共に、該可燃性ガスを略一定の温度
で燃焼させるときに、前記廃棄物の乾留の終了段階にお
いて、前記燃焼炉で前記可燃性ガスの不完全燃焼が発生
する理由について種々検討したところ、次のような知見
を得た。

【００１４】すなわち、前記のようにして廃棄物の乾留
を行う際には、該廃棄物の部分的燃焼が進行するに伴っ
て該廃棄物の灰化も進行するので、該廃棄物の燃焼は乾
留がほぼ終了した部位に徐々に移行し、該廃棄物の乾留
し得る部分が減少していく。このため、最終的には、ガ
ス化炉内の廃棄物は、ガス化炉への酸素供給量の多寡に
かかわらず、燃焼炉内の温度として捉えられる前記可燃
性ガスの燃焼温度を略一定に維持するような量の可燃性
ガスを発生することができなくなり、該燃焼炉内の温度
すなわち可燃性ガスの燃焼温度が下降していく。前記燃
焼炉に対する酸素の供給量は、前記燃焼炉内の温度変化
により調整されているので、前記のように燃焼炉内の温
度が下降するにつれて、酸素供給量も低減する。

【００１５】一方、前記ガス化炉内では、前記乾留の進
行に伴ってガス化炉内の温度が次第に上昇していく。そ
して、前記廃棄物の乾留の終了段階が近づくと最も高温
となり、前記廃棄物がガラス繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）等のように、樹脂成分の他に珪素成分等の不燃性
成分を多く含むときには、前記高温により前記不燃性成
分が分解し、生成した不燃性ガスが前記可燃性ガスと共
に前記燃焼炉に導入される。前記不燃性ガスは、前記可
燃性ガスが充分に存在しているときには該可燃性ガスの
燃焼熱により加熱されるので、特に問題を生じることは
ない。ところが、前記廃棄物の乾留の終了段階において
可燃性ガスの量が所定の燃焼温度を維持するために不充
分になってくると、前記不燃性ガスはそれ自体燃焼せず
熱を発生しないので、前記可燃性ガスの燃焼熱を吸収
し、前記燃焼炉内の温度をさらに下降させる。

【００１６】この結果、前記廃棄物の乾留の終了段階に
おいては、前記のように可燃性ガスの減少により下降し
ていた燃焼炉内の温度が、前記不燃性ガスによる燃焼熱
の吸収によりさらに下降する。また、前記乾留の終了段
階において可燃性ガスが減少したときに、前記燃焼炉に
酸素を供給するために冷風が入ると、より燃焼炉内の温
度が下降する。

【００１７】そして、このように燃焼炉内の温度が下降
すると、前記燃焼炉内の温度変化を前記可燃性ガスの燃
焼温度として捉え、該温度変化により調整されている該
燃焼炉に対する酸素の供給量が、実際に燃焼炉に存在す
る可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少なくなり、前
記可燃性ガスの完全燃焼を維持できなくなるものと考え
られる。

【００１８】そこで、本発明の廃棄物の焼却処理方法
は、前記知見に基づいて前記不都合を解消するものであ
り、ガス化炉に廃棄物を収納すると共に、該ガス化炉内
で該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄
物の残部を乾留して可燃性ガスを生ぜしめ、該可燃性ガ
スを該ガス化炉からガス通路を介して燃焼炉に導入して
燃焼させるときに、前記燃焼炉における前記可燃性ガス
の完全燃焼に必要な酸素を該燃焼炉に供給すると共に該
可燃性ガスの燃焼温度を略一定に維持するように前記ガ
ス化炉への酸素供給量を調整しつつ前記廃棄物の一部の
燃焼及び残部の乾留に必要な酸素を該ガス化炉に供給す
る廃棄物の焼却処理方法において、前記乾留の終了段階
に、前記燃焼炉に加熱された酸素を供給することを特徴
とする。前記加熱された酸素の供給は、少なくとも前記
乾留の終了段階になされればよいが、前記可燃性ガスの
完全燃焼に必要な酸素を供給する全期間を通じて行うよ
うにしてもよい。

【００１９】また、本発明の廃棄物の焼却処理方法は、
前記燃焼炉に、前記可燃性ガスが燃焼する部分を貫通さ
せて該可燃性ガスの燃焼に必要な酸素を供給する給気ノ
ズルを設け、該可燃性ガスの燃焼により加熱された該給
気ノズルを介して該燃焼炉内に酸素を供給することを特
徴とする。このとき、前記給気ノズルは前記可燃性ガス
が燃焼する部分の中央部に該可燃性ガスの流通方向に沿
って設けられ、加熱された酸素を可燃性ガスの流れに交
叉して噴出することを特徴とする。

【００２０】また、本発明の廃棄物の焼却処理方法は、
前記燃焼炉において前記可燃性ガスが燃焼する部分に、
該可燃性ガスに着火して燃焼を補助する着火手段を設
け、該着火手段により前記乾留の終了段階における前記
可燃性ガスの燃焼を補助することを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明の廃棄物の焼却処理方法によれば、前記
燃焼炉に導入される可燃性ガスが減少し、前記不燃性ガ
スによる燃焼熱の吸収が大になる前記乾留の終了段階
に、前記燃焼炉に加熱された酸素を供給することによ
り、前記不燃性ガスによる燃焼熱の吸収を補い、燃焼炉
内の温度の低下を避けて、前記可燃性ガスを完全燃焼さ
せる酸素供給量を確保する。

【００２２】また、前記燃焼炉に前記可燃性ガスの燃焼
に必要な酸素を供給する給気ノズルは、前記可燃性ガス
が燃焼する部分を貫通するように設けられていることに
より、可燃性ガスの燃焼により加熱されている。従っ
て、前記給気ノズルを介して前記燃焼炉内に酸素を供給
することにより、前記酸素が前記給気ノズルの熱により
加熱された酸素を供給する。前記給気ノズルは、前記可
燃性ガスが燃焼する部分の中央部を該可燃性ガスの流通
方向に沿って設けられ、加熱された酸素を可燃性ガスの
流れに交叉して噴出することにより、前記加熱された酸
素が該燃焼炉内に均一に拡散して該可燃性ガスに混合
し、該可燃性ガスの燃焼を促進する。

【００２３】また、前記燃焼炉において前記可燃性ガス
が燃焼する部分に設ける該可燃性ガスに着火して燃焼を
補助する着火手段は、まず、前記乾留の開始時に前記可
燃性ガスに着火して、その燃焼を補助し、着火後は停止
する。また、前記着火手段は、前記乾留の終了段階に
は、前記可燃性ガスの燃焼を補助することにより、前記
可燃性ガスの完全燃焼を確実に維持すると共に、該着火
手段の燃焼熱により燃焼炉内の温度を上昇させて、酸素
供給量を増加させ、該可燃性ガスの燃焼を促進する。

【００２４】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の廃
棄物の焼却処理方法についてさらに詳しく説明する。図
１は本発明の廃棄物の焼却処理方法に用いる乾留ガス化
焼却処理装置の一例を示す説明的構成図、図２はその作
動を説明するための線図であり、図３は乾留ガス化焼却
処理装置の他の例を示す説明的構成図、図４は図３のＩ
Ｖ−ＩＶ線断面図である。

【００２５】図１で、１はＦＲＰ等の廃棄物Ａを収納
し、その乾留・ガス化並びに燃焼・灰化を行わしめるガ
ス化炉、２は廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスを
燃焼させる燃焼炉、３はガス化炉１に酸素（空気）を供
給する酸素供給手段、４は燃焼炉２に酸素（空気）を供
給する酸素供給手段である。

【００２６】ガス化炉１の上面部には、開閉自在な投入
扉５を有する投入口６が形成され、該投入口６から廃棄
物Ａがガス化炉１内に投入可能とされている。そして、
ガス化炉１は、投入扉５を閉じた状態では、その内部が
実質的に外気と遮断されるようになっている。

【００２７】ガス化炉１の下部は、下方に突出する円錐
台形状に形成され、その底面部８及び斜面状の側壁部９
の外面部には、それぞれガス化炉１の内部と隔離された
空室１０，１１が形成されている。そして、これらの空
室１０，１１は、それぞれ底面部８及び側壁部９に設け
られた給気ノズル孔１２を介してガス化炉１の内部に連
通されている。

【００２８】ガス化炉１の下部の側部には、ガス化炉１
内に収納された廃棄物Ａに着火するための着火装置（着
火手段）１３が取付けられている。この着火装置１３は
点火バーナ等により構成されるものであり、ガス化炉１
の外部に設けられた助燃油等の燃料供給装置１４に供給
管１５を介して接続されている。かかる構成により、着
火装置１３は、燃料供給装置１４から供給管１５を介し
て供給される燃料を燃焼させることにより、ガス化炉１
の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼炎により
ガス化炉１内の廃棄物Ａに着火するようにしている。

【００２９】また、ガス化炉１の外周部には、その冷却
構造として該ガス化炉１の内部と隔離されたウォータジ
ャケット１６が形成され、その上部には、ウォータジャ
ケット１６内の水位を検知する水位センサ１７が取付け
られている。ウォータジャケット１６は、ガス化炉１の
外部に設けられた給水装置１９と給水管２０及び開閉弁
２１を介して接続されており、水位センサ１７の検知信
号に応じて開閉弁２１を開閉することにより、所定の水
位を維持するようになっている。

【００３０】前記燃焼炉２は、廃棄物Ａの乾留により生
じる可燃性ガスとその完全燃焼に要する酸素（空気）と
を混合して燃焼せしめる筒状の燃焼部２２と、該燃焼部
２２の内部を貫通させて前記酸素を供給する給気ノズル
２３とから成る。前記給気ノズル２３は、前記筒状の燃
焼部２２の中心部に可燃性ガスの流通方向に沿って設け
られており、酸素供給手段４に接続されている。そし
て、その外周部には前記酸素を可燃性ガスの流れに交叉
して噴出する給気孔２４が設けられている。

【００３１】また、燃焼部２２には、燃焼炉２の内部の
温度Ｔを検知する温度センサ２５が取付けられており、
その後端部には、ガス化炉１の上部にその内部と連通し
て設けられた接続部２６から導出されたガス通路である
ガス管２７が接続され、ガス化炉１の内部で廃棄物Ａの
乾留により生じる可燃性ガスがガス管２７を介して燃焼
部２２の内部に導入されるようになっている。また、燃
焼部２２の後端部には、その内部に導入された可燃性ガ
スに着火するための着火装置（着火手段）２８が取付け
られている。この着火装置２８は、前記着火装置１３と
同様に、点火バーナ等により構成されるものであり、前
記燃料供給装置１４に供給管２９を介して接続されてい
る。

【００３２】尚、ガス管２７の途中には、前記可燃性ガ
スに含まれるタール分を除去するタール除去手段２７ａ
が設けられており、その底部に設けられたタール供給管
２９ａを介して供給管２９に接続されている。タール除
去手段２７ａは、図示しない冷却装置によりガス管２７
中を流通する前記可燃性ガスを冷却し、該ガスに含まれ
る低沸点化合物であるタール分を除去し、捕捉する。そ
して、捕捉したタールを図示しない加熱手段により再加
熱し、流動化させてタール供給管２９ａを介して供給管
２９に送る。

【００３３】かかる構成により、着火装置３８は、燃料
供給装置１４から供給管２９を介して供給される燃料及
びタール除去手段２７ａから供給管２９ａ，２９を介し
て供給されるタール分を燃焼させることにより、燃焼部
２２の後端部からその内部に向かって燃焼炎を生ぜし
め、この燃焼炎によりガス管２５を介して燃焼部２２に
導入される可燃性ガスに着火するようにしている。着火
装置３８は、上述のように、その燃料の一部を前記可燃
性ガスから除去されたタール分で代替できるので、燃料
供給装置１４から供給される燃料を節約することがで
き、経済的に作動させることができる。

【００３４】この場合、着火装置２８は、その着火作動
を制御する制御部２８ａを備えており、該制御部２８ａ
には、前記温度センサ２５の検知信号が入力される。そ
して、詳細は後述するが、着火装置２８の制御部２８ａ
は、温度センサ２５により検知される燃焼炉２の内部の
温度に応じて該着火装置３１の着火作動を適宜、行わし
めるようにしている。

【００３５】尚、燃焼炉２には、その燃焼部２２におい
て燃焼される可燃性ガスを熱源とする熱機関として、例
えばボイラー装置３０が接続されている。

【００３６】ガス化炉１に酸素を供給する前記酸素供給
手段３は、ガス化炉１の外部に設けられた酸素供給源３
１と、該酸素供給源３１から導出された主酸素供給管３
２と、該主酸素供給管３２から分岐されて前記ガス化炉
１の空室１０，１１にそれぞれ接続された一対の副酸素
供給管３３，３４と、該副酸素供給管３３，３４にそれ
ぞれ設けられた開閉弁３５，３６と、開閉弁３５，３６
をそれぞれ適宜、開閉する開閉弁制御器（開閉弁制御手
段）３７，３８とから成り、開閉弁制御器３７，３８に
は前記温度センサ２５の検知信号が入力される。

【００３７】この場合、開閉弁制御器３７，３８は、開
閉弁３５，３６を開閉駆動するモータ等の駆動部３７
ａ，３８ａと、該駆動部３７ａ，３８ａの作動を制御す
るＣＰＵ等を含む制御部３７ｂ，３８ｂとにより構成さ
れ、制御部３７ｂ，３８ｂは温度センサ２５の検知信号
に応じて、駆動部３７ａ，３８ａを作動させる。

【００３８】かかる構成により、酸素供給手段３は、詳
細は後述するが、廃棄物Ａの乾留の進行時に、開閉弁制
御器３７，３８により、開閉弁３５，３６を開くことに
より、酸素供給源３１から酸素供給管３２，３３，３４
を介してガス化炉１の空室１０，１１に酸素（空気）を
供給し、さらに、該空室１０，１１から前記給気ノズル
孔１２を介してガス化炉１の内部に酸素を供給するよう
にしている。そして、この時、開閉弁制御器３７，３８
は、温度センサ２５により検知される燃焼炉２の内部の
温度に応じて開閉弁３５，３６の開度を調整するように
している。

【００３９】燃焼炉２に酸素を供給する酸素供給手段４
は、前記酸素供給源３１及び主酸素供給管３２と、該主
酸素供給管３２から分岐されて、前記給気ノズル２３に
接続される副酸素供給管３９と、副酸素供給管３９に設
けられた開閉弁４０と、開閉弁４０を適宜、開閉する開
閉弁制御器（開閉弁制御手段）４１とからなり、開閉弁
制御器４１には、前記温度センサ２５の検知信号が入力
される。

【００４０】この場合、開閉弁制御器４１は、前記開閉
弁制御器３７，３８と同様に、開閉弁４０を開閉駆動す
る駆動部４１ａと、該駆動部４１ａの作動を制御する制
御部４１ｂとにより構成され、制御部４１ｂは温度セン
サ２５の検知信号に応じて、駆動部４１ａを作動させ
る。

【００４１】かかる構成により、酸素供給手段４は、開
閉弁制御器４１により、適宜、開閉弁４０を開くことに
より、酸素供給源３１から酸素供給管３２，３９を介し
て燃焼炉２の給気ノズル２３に酸素（空気）を供給し、
さらに、該給気ノズル２３から給気孔２４を介して燃焼
炉２の燃焼部２２に酸素を供給するようにしている。そ
して、この時、詳細は後述するが、開閉弁制御器４１は
温度センサ２５により検知される燃焼炉２の内部の温度
に応じて開閉弁４０を開閉するようにしている。

【００４２】尚、この場合、開閉弁４０は手動でも開閉
し得るように構成されており、該開閉弁４０を手動で適
宜、開閉することによっても、酸素供給源３１から燃焼
部２２への酸素供給量を調整し得るようにされている。

【００４３】次に、かかる乾留ガス化焼却処理装置を用
いる廃棄物の焼却処理方法について説明する。

【００４４】図１において、廃棄物Ａを焼却処理する際
には、まず、ガス化炉１の投入扉６が開かれて、廃棄物
Ａがガス化炉１内に投入される。次いで、投入扉６を閉
じた後に、前記着火装置１３が作動され、これにより、
ガス化炉１内の廃棄物Ａへの着火が行われると共に、該
廃棄物Ａの部分的燃焼が開始される。そして、該廃棄物
Ａの部分的燃焼が開始されると、着火装置１３は停止さ
れる。

【００４５】この場合、この着火に先立って、ガス化炉
１のウォータジャケット１６には、前述したように、給
水手段１８の給水装置１９から給水管２０を介して適
宜、給水されており、また、燃焼炉２の着火装置２８が
その制御部２８ａの制御により作動されている。さら
に、ガス化炉１の内部の空間は、後述するように発生す
る可燃性ガスを燃焼炉２に導入するために、ボイラー装
置３０に設けた図示しない吸引ファン等により、燃焼炉
２及びガス管２７を介して適宜、吸気されている。

【００４６】また、この着火の際には、酸素供給手段３
の開閉弁３５，３６は開閉弁制御器３７，３８により比
較的小さな所定の開度であらかじめ開かれており、これ
により、前述したように、酸素供給源３１から酸素供給
管３２，３３，３４、ガス化炉１の空室１０，１１及び
給気ノズル孔１２を介してガス化炉１内に比較的少量の
酸素が供給されている。このため、着火装置１３による
廃棄物Ａへの着火はガス化炉１内に存在していた酸素
と、酸素供給源３１から供給される少量の酸素とを使用
して行われる。尚、この着火の際には、酸素供給手段４
の開閉弁４０は閉じられている。

【００４７】かかる着火が行われると、ガス化炉１内の
廃棄物Ａは、その下層部がガス化炉１内に存在していた
酸素と酸素供給源３１から供給される少量の酸素とを消
費しつつ徐々に燃焼していき、その燃焼熱により、該廃
棄物Ａの上層部が乾留を開始すると共に、その乾留によ
り可燃性ガスを発生し始め、この可燃性ガスは、ガス化
炉１内からガス管２７を介して燃焼炉２の燃焼部２２に
導入される。そして、燃焼部２２に導入された可燃性ガ
スは燃焼炉２内に存在していた空気（酸素）と混合し
て、前記着火装置２８により着火され、これにより、該
可燃性ガスが燃焼部２２において燃焼し始める。

【００４８】この時、廃棄物Ａの下層部の燃焼は、酸素
供給源３１から供給されている少量の酸素を消費しつつ
徐々に安定化していくと共にその範囲が徐々に拡大して
いく。そして、このように廃棄物Ａの下層部の燃焼が安
定化していくに従って、その燃焼熱による廃棄物Ａの上
層部の乾留も進行して、該乾留により生じる可燃性ガス
の量も増大していく。このため、燃焼炉２に導入される
可燃性ガスの量も増大していき、これにより、図２に示
すように、燃焼炉２の内部の温度Ｔ₁ も上昇していく。

【００４９】この時、燃焼炉２の内部の温度Ｔ₁ は、前
記温度センサ２５により、前記可燃性ガスの燃焼温度と
して検知される。そして、温度センサ２５により検知さ
れる可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ があらかじめ定められた
所定の温度Ｔ_1aに達すると、酸素供給手段３の開閉弁制
御器３７，３８が、開閉弁３５，３６を所定の時間だ
け、最初の開度よりも若干大きな開度に開き、該所定時
間の経過後に、さらに大きめの開度に開く。

【００５０】このように、開閉弁３５，３６の開度を段
階的に、徐々に増大させていくことにより、廃棄物Ａの
下層部に、その継続的な燃焼に必要な程度で酸素供給源
３１から酸素が供給され、該廃棄物Ａの下層部の燃焼が
必要以上に拡大することもなく安定に行われるようにな
っていき、また、廃棄物Ａの上層部の乾留も安定に進行
するようになっていく。

【００５１】次いで、温度センサ２５により検知される
可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ がさらに上昇し、該可燃性ガ
スが自然燃焼し得ると共に、その燃焼による窒素酸化物
等の発生が少ないものとなる燃焼温度としてあらかじめ
設定された温度Ｔ_1b（図２参照）よりも若干小さい温度
Ｔ_1c（Ｔ_1a＜Ｔ_1c＜Ｔ_1b）に達すると、酸素供給手段３
の開閉弁制御器３７，３８が、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ
₁ を温度Ｔ_1bに維持するように開閉弁３５，３６の開度
を自動的に調整する。

【００５２】具体的には、燃焼温度Ｔ₁ が温度Ｔ_1bより
も小さくなると、開閉弁３５，３６の開度が大きくされ
て、ガス化炉１への酸素供給量が増加され、これによ
り、廃棄物Ａの下層部の燃焼が促進されると共に、その
燃焼熱による廃棄物Ａの上層部の乾留及びこの乾留によ
る可燃性ガスの発生が助長される。

【００５３】逆に、燃焼温度Ｔ₁ が温度Ｔ_1bよりも大き
くなると、開閉弁３５，３６の開度が小さくされて、ガ
ス化炉１への酸素供給量が減少され、これにより、廃棄
物Ａの下層部の燃焼が抑制されると共に、その燃焼熱に
よる廃棄物Ａの上層部の乾留及びこの乾留による可燃性
ガスの発生が抑制される。

【００５４】前記のように開閉弁３５，３６の開度を自
動的に調整することにより、図２に示すように、可燃性
ガスの燃焼温度Ｔ₁ は可燃性ガスが自然燃焼し得て、し
かもその燃焼による窒素酸化物等の発生が少ない燃焼温
度Ｔ_1bに略維持され、この状態で、廃棄物Ａの下層部の
燃焼及び上層部の乾留が安定に進行することとなる。

【００５５】そして、このように、可燃性ガスの燃焼温
度Ｔ₁ が自然燃焼し得る温度Ｔ_1bに維持されるようにな
ると、燃焼炉２の着火装置２８はその制御部２８ａの制
御により停止され、該可燃性ガスは継続的に自然燃焼す
ることとなる。また、かかる可燃性ガスの燃焼熱はボイ
ラー装置３０の熱源として利用されることとなる。

【００５６】尚、かかるガス化炉１における廃棄物Ａの
乾留の際には、図示しない温度センサにより検知される
ガス化炉１内の温度Ｔ₂ は、図２に示すように変化す
る。

【００５７】すなわち、ガス化炉１内の温度Ｔ₂ は、廃
棄物Ａの乾留の初期段階においては、該廃棄物Ａの下層
部の燃焼の開始に伴って上昇した後に、その燃焼熱が上
層部の廃棄物Ａの乾留のために吸収されることにより一
旦、下降し、続いて、廃棄物Ａの乾留が安定に進行する
ようになると、廃棄物Ａの下層部の燃焼の進行に伴って
次第に上昇していく。

【００５８】一方、前述した燃焼炉２における可燃性ガ
スの燃焼には、酸素が必要であるが、この燃焼に必要な
酸素は、次に説明するように、温度センサ２５により検
知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ に応じて前記酸素供
給手段４により供給される。

【００５９】すなわち、酸素供給手段４の開閉弁制御器
４１は、温度センサ２５により検知される可燃性ガスの
燃焼温度Ｔ₁ に応じて開閉弁４０を適当な開度で開き、
これにより、前述したように、酸素供給源３１から酸素
供給管３２，３９、燃焼炉２の給気ノズル２３、給気孔
２４を介して、燃焼炉２の燃焼部２２に酸素を供給し、
燃焼炉２に導入される可燃性ガスと、その完全燃焼に必
要な酸素とを混合させる。

【００６０】具体的には、開閉弁制御器４１は、廃棄物
Ａの乾留の初期段階においては、燃焼炉２に導入される
可燃性ガスの量が増大してその燃焼温度Ｔ₁ が上昇する
に伴って、開閉弁４０をその開度が増大するように開い
て燃焼炉２への酸素供給量を増加させ、廃棄物Ａの乾留
が安定に進行する段階では、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ ₁
の若干の増減に伴って、開閉弁４０の開度を増減させ
て、燃焼炉２への酸素供給量を調整し、これにより、燃
焼炉２に導入される可燃性ガスが完全燃焼し得る量の酸
素を該可燃性ガスに混合する。

【００６１】この時、前記給気ノズル２３は、燃焼部２
２を貫通させて設けられているので、前記可燃性ガスの
燃焼熱により加熱されており、酸素供給源３１から供給
される酸素は該給気ノズル２３を流通する間に加熱され
て、給気孔２４から噴出される。また、給気ノズル２３
は、筒状の燃焼部２２の中央部に前記可燃性ガスの流通
方向に沿って設けられているので、その周囲に該可燃性
ガスが流通しており、このような可燃性ガスに前記給気
孔２４から可燃性ガスの流れに交叉して酸素を噴出させ
ることにより、該酸素が効率よく該可燃性ガスに混合さ
れる。

【００６２】尚、かかる燃焼炉２への酸素供給に際して
は、作業者が可燃性ガスの燃焼状態を確認しつつ、開閉
弁４０を手動で操作することによっても、燃焼炉２への
酸素供給量を調整するようにすることも可能である。

【００６３】ところで、かかる廃棄物Ａの乾留の際に
は、図１に示すように、ガス化炉１の内部には、その下
部側から上部側にかけて順に、灰化層ａ、赤熱層ｂ、流
動化層ｃ、伝熱層ｄ及びガス層ｅが形成され、これらの
各層ａ〜ｅのうち、廃棄物Ａの燃焼の完了により生じる
灰化層ａは廃棄物Ａの部分的燃焼が進行するに従って増
大していき、これと共に、廃棄物Ａの燃焼が行われてい
る赤熱層ｂは下層部から上層部に向かって徐々に上昇・
移行していく。また、かかる灰化層ａの増大及び赤熱層
ｂの上昇に伴って、廃棄物Ａの乾留が進行する流動化層
ｃ、伝熱層ｄ及びガス層ｅは減少し、換言すれば、乾留
し得る廃棄物のＡの量が減少していく。

【００６４】そして、このように、乾留し得る廃棄物の
Ａの量が減少していくと、酸素供給手段３の開閉弁３
５，３６を適当な開度で開くことによるガス化炉１への
酸素供給の多寡にかかわらず、燃焼炉２における可燃性
ガスの燃焼温度Ｔ₁ を略一定の温度Ｔ_1bに維持し得るよ
うな量の可燃性ガスを発生することができなくなり、こ
のため、燃焼炉２に導入される可燃性ガスの量は最終的
には、減少していき、該可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ も最
終的には、図２に示すように下降していく。

【００６５】前記酸素供給手段４の開閉弁制御器４１
は、前述したように可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ の増減に
従って、開閉弁４０の開度を増減させて、可燃性ガスが
完全燃焼し得る量の酸素を燃焼炉２に導入するようにし
ているので、上述のように可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ が
下降する際には、開閉弁４０の開度を小さくして、酸素
供給量を減少させる。

【００６６】また、前記酸素供給手段３の開閉弁制御器
３７，３８は、前述したように可燃性ガスの燃焼温度Ｔ
₁ が温度Ｔ_1bよりも下降したときには、廃棄物Ａの乾留
を促進すべく開閉弁３５，３６の開度を大きくするよう
にしているので、上述のように可燃性ガスの燃焼温度Ｔ
₁ が下降する際には、開閉弁３５，３６は全開とされ
る。そして、このように、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ が
下降していく際には、廃棄物Ａの灰化層ａを除く部分に
占める赤熱層ｂが増加すると共に、その燃焼熱が廃棄物
Ａの乾留により吸収される量も減少するので、ガス化炉
１内の温度Ｔ₂ が急上昇する。

【００６７】この時、廃棄物ＡがＦＲＰ等のように樹脂
成分の他に珪素成分等の不燃性成分を多く含むときに
は、前記急上昇して高温になったガス化炉１内の温度Ｔ
₂ により前記不燃性成分が分解し、生成した不燃性ガス
が前記可燃性ガスと共に前記燃焼炉に導入される。前記
不燃性ガスはそれ自体燃焼せず熱を発生しないので、前
記のように可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ が下降しつつある
ときには、該可燃性ガスの燃焼熱によって充分に加熱さ
れず、逆に前記可燃性ガスの燃焼熱を吸収するので燃焼
炉２内の温度Ｔ₁ が図２に仮想線示するように急峻に下
降する虞れがある。

【００６８】前記温度センサ２５は、可燃性ガスの燃焼
温度Ｔ₁ を検知するものであるが、実際には燃焼炉２内
の温度Ｔ₁ を検知してこれを可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁
としているので、図２に仮想線示するように燃焼炉２内
の温度Ｔ₁ が急峻に下降すると、これを可燃性ガスの燃
焼温度Ｔ₁ として検知して前記酸素供給手段４の開閉弁
制御器４１に入力し、開閉弁制御器４１が開閉弁４０の
開度をさらに小さくする。この結果、開閉弁４０から燃
焼炉２内に供給される酸素量が実際に燃焼炉に存在する
可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも少なくなり、前記
可燃性ガスの不完全燃焼が発生する虞れがある。尚、前
記燃焼炉２内に供給される酸素が加熱されていないとき
には、該酸素の供給に伴って燃焼炉２内に冷風が導入さ
れることになるので、前記燃焼炉２内の温度Ｔ₁ の下降
がさらに急峻になることが考えられる。

【００６９】しかし、本実施例では、前記のように給気
ノズル２３が燃焼炉２の筒状の燃焼部２２を貫通するよ
うに設けられており、該給気ノズル２３は、前記廃棄物
Ａの乾留が安定に進行する段階における可燃性ガスの燃
焼熱により、充分に加熱されているので、可燃性ガスの
燃焼温度Ｔ₁ が下降し始めても、該給気ノズル２３を流
通する酸素が該給気ノズル２３により加熱されて、給気
孔２４から燃焼部２２に噴出され、可燃性ガスに混合さ
れる。従って、該可燃性ガスに含まれる前記不燃性ガス
による熱吸収を補って、燃焼炉２内の温度Ｔ₁ の低下を
妨げることができ、開閉弁制御器４１の制御による開閉
弁４０の開度を一定に維持して、可燃性ガスを完全燃焼
させるに足る酸素供給量を確保することができる。

【００７０】また、給気ノズル２３は、前述のように、
筒状の燃焼部２２の中央部に前記可燃性ガスの流通方向
に沿って設けられ、加熱された酸素が前記給気孔２４か
ら可燃性ガスの流れに交叉して噴出されるので、前記加
熱された酸素を効率よく可燃性ガスに混合することがで
き、該可燃性ガスの燃焼を促進することができる。さら
に、このとき、燃焼炉２の着火装置２８を作動させ、燃
焼部２２の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼
炎により可燃性ガスに燃焼を補助することにより、該可
燃性ガスの不完全燃焼を防止することができる。

【００７１】本実施例の焼却処理方法では、廃棄物Ａの
燃焼・灰化の進行に伴って、前記のように急上昇したガ
ス化炉１内の温度Ｔ₂ は、図２に示すように、やがて下
降していく。また、この段階では、前記可燃性ガスの発
生も止むので、図２に示すように、燃焼炉２の内部の温
度Ｔ₁ も、ガス化炉１内の温度Ｔ₂ と同様に下降し、焼
却処理を終了する。

【００７２】このように、本実施例の焼却処理方法にお
いては、廃棄物Ａの燃焼、乾留及び灰化が円滑且つ確実
に行われると共に、その乾留により生じる可燃性ガスの
燃焼も窒素酸化物や不完全燃焼の黒煙等による環境汚染
を生じることなく円滑且つ確実に行われ、従って、廃棄
物Ａのクリーンな焼却処理が行われることとなる。そし
て、さらには、可燃性ガスの燃焼熱をボイラー装置３０
の熱源として利用することにより、廃棄物Ａの焼却処理
時の熱エネルギーが有効に利用されることとなる。

【００７３】前記ガス化炉１の下部には図示しない灰出
口が設けられており、ガス化炉１内の最終的な灰化物は
この灰出口から排出されるようになっている。

【００７４】また、前記燃焼炉２は、図３示のような構
成となっていてもよい。図３示の燃焼炉２は、竪型筒状
の燃焼部２２の底部に、該燃焼部２２の内部を貫通させ
て前記酸素を供給する給気ノズル２３が立設された構成
となっており、底部の外周部に該燃焼部２２の内部と隔
離された空室４２が設けられている以外は、図１示の燃
焼炉２と同様の構成となっている。

【００７５】図３示の給気ノズル２３は、例えばステン
レス製のパイプ２３ａの外周に不定形耐火物等の耐熱性
材料層２３ｂが配設された構成となっており、その外周
部には図４示のように、複数の給気孔２４が給気ノズル
２３の内部から外周部に向けて螺旋状に形成されてい
る。また、給気ノズル２３は、主酸素供給管３２から分
岐される第１の副酸素供給管３９ａを介して酸素供給源
３１に接続されており、副酸素供給管３９ａの途中には
給気ノズル２３に供給する酸素量を一定に調整する流量
調整弁４３が設けられている。

【００７６】前記空室４２は、燃焼部２２の底部の内周
部に穿設された複数のノズル孔４４を介して燃焼部２２
の内部の内部に連通されている。また、空室４２は、主
酸素供給管３２から分岐される第２の副酸素供給管３９
ｂを介して酸素供給源３１に接続されており、副酸素供
給管３９ｂの途中には開閉弁４０が設けられている。開
閉弁４０は、図１示の装置と同様に、駆動部４１ａと温
度センサ２５の検知信号に応じて駆動部４１ａを作動さ
せる制御部４１ｂとからなる開閉弁制御器４１により制
御される。図３示の燃焼炉２は、かかる構成により、給
気ノズル２３から常に一定量の酸素（空気）が供給され
ると共に、開閉弁制御器４１が温度センサ２５で検知さ
れる燃焼炉２の内部の温度に応じて開閉弁４０を開閉す
るようにすることにより、空室４２からノズル孔４４を
介して供給される酸素を増減するようにしている。

【００７７】このような燃焼炉２では、図２示のように
可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₁ が最終的に下降していく段階
では、開閉弁４０の開度が小さくされるために空室４２
からノズル孔４４を介して供給される酸素量は減少す
る。しかし、給気ノズル２３から供給される酸素量は一
定であり、該酸素は前記のように筒状の燃焼部２２を貫
通するように設けられ、前記廃棄物Ａの乾留が安定に進
行する段階における可燃性ガスの燃焼熱により充分に加
熱されている給気ノズル２３内を流通するので、該給気
ノズル２３により加熱されて、給気孔２４から燃焼部２
２に噴出され、可燃性ガスに混合される。従って、可燃
性ガスの燃焼温度Ｔ₁ が下降し始めても、前記のように
加熱された酸素により、該可燃性ガスに含まれる前記不
燃性ガスによる熱吸収を補って、燃焼炉２内の温度Ｔ₁
の低下を妨げることができ、開閉弁制御器４１の制御に
より小さくなる開閉弁４０の開度を一定に維持して、可
燃性ガスを完全燃焼させるに足る酸素供給量を確保する
ことができる。

【００７８】また、燃焼炉２では、ガス管２７を介して
導入される可燃性ガスは給気ノズル２３に対してガス管
２７の反対側には流入しにくくなるが、給気孔２４は前
記のように給気ノズル２３の内部から外周部に向けて螺
旋状に形成されているので、該給気孔２４から可燃性ガ
スの流れに交叉して噴出される酸素により前記可燃性ガ
スを攪拌すると共に、前記加熱された酸素を効率よく可
燃性ガスに混合することができ、該可燃性ガスの燃焼を
促進することができる。

【００７９】尚、前記各実施例では、燃焼炉２の燃焼部
２２を貫通するように設けられた給気ノズル２３から、
燃焼部２２に酸素を供給することにより、前記可燃性ガ
スの完全燃焼に必要な酸素を供給する全期間を通じて、
加熱された酸素が供給されるようにしているが、燃焼炉
２の外部に加熱手段を設け、前記廃棄物Ａの乾留の終了
段階において燃焼温度Ｔ₁ が下降し始める時期だけ、該
加熱手段により加熱された酸素を燃焼部２２に供給する
ようにしてもよい。

【００８０】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の廃棄物の焼却処理方法によれば、該廃棄物が樹脂成分
の他に不燃性成分を多く含むときにも、乾留の終了段階
における可燃性ガスの不完全燃焼を防止することがで
き、該可燃性ガスの不完全燃焼による黒煙の発生及び該
黒煙による環境汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物の焼却処理方法に用いる乾留ガ
ス化焼却処理装置の一例を示す説明的構成図。

【図２】図１示の乾留ガス化焼却処理装置の作動を説明
するための線図。

【図３】本発明の廃棄物の焼却処理方法に用いる乾留ガ
ス化焼却処理装置の他の例を示す説明的構成図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。

【符号の説明】 １…ガス化炉、 ２…燃焼炉、 ２２…燃焼部分、 ２
３…給気ノズル、２７…ガス通路、 ２８…着火手段。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス化炉に廃棄物を収納すると共に、該ガ
   ス化炉内で該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱によ
   り該廃棄物の残部を乾留して可燃性ガスを生ぜしめ、該
   可燃性ガスを該ガス化炉からガス通路を介して燃焼炉に
   導入して燃焼させるときに、前記燃焼炉における前記可
   燃性ガスの完全燃焼に必要な酸素を該燃焼炉に供給する
   と共に該燃焼炉内の温度を略一定に維持するように前記
   ガス化炉への酸素供給量を調整しつつ前記廃棄物の一部
   の燃焼及び残部の乾留に必要な酸素を該ガス化炉に供給
   する廃棄物の焼却処理方法において、 前記乾留の終了段階に、前記燃焼炉に加熱された酸素を
   供給することを特徴とする廃棄物の焼却処理方法。
2. 【請求項２】前記燃焼炉に、前記可燃性ガスが燃焼する
   部分を貫通させて該可燃性ガスの燃焼に必要な酸素を供
   給する給気ノズルを設け、該可燃性ガスの燃焼により加
   熱された該給気ノズルを介して該燃焼炉内に酸素を供給
   することを特徴とする請求項１記載の廃棄物の焼却処理
   方法。
3. 【請求項３】前記給気ノズルは前記可燃性ガスが燃焼す
   る部分の中央部に該可燃性ガスの流通方向に沿って設け
   られ、加熱された酸素を可燃性ガスの流れに交叉して噴
   出することを特徴とする請求項２記載の廃棄物の焼却処
   理方法。
4. 【請求項４】前記燃焼炉において前記可燃性ガスが燃焼
   する部分に、該可燃性ガスに着火して燃焼を補助する着
   火手段を設け、該着火手段により前記乾留の終了段階に
   おける前記可燃性ガスの燃焼を補助することを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の廃棄物の
   焼却処理方法。