JP3108860U - 廃棄物焼却溶融炉処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有害物質を外部に一切排出することなく、処理効率が高く、コスト的にも安価な廃棄物焼却溶融処理装置を提供する。
【解決手段】廃棄物が圧縮されて滞留することのない定量供給装置と、焼却効率の高い焼却炉と、該焼却炉に連結された二次燃焼室と、溶融炉と、該溶融炉に連結した空気予熱室と、排ガス処理装置とから廃棄物処理装置を構成し、該空気予熱室から供給される排ガスをバーナーや高温処理の熱源として効率よく再利用する装置を構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物を焼却した時に発生する焼却残滓を溶融スラグ化して無害なスラグとするとともに、処理過程において発生するダイオキシン等の有害な物質を外部に排出することのない廃棄物処理装置であって、より処理効率の高い廃棄物焼却溶融炉処理装置に関する。

従来、廃棄物を処理する方法としては、焼却炉において焼却する方法が行われてきた。しかしながら、焼却処理において発生するダイオキシン等の有害な物質が、排ガスや焼却残滓中に含まれてしまい、これをそのまま外部に排出することが環境汚染の原因の一つとして問題とされていた。そこで、近年、焼却処理によって発生する排ガスや焼却灰等の焼却残滓を溶融炉において高温で溶融化し、無害のスラグとして外部に排出する方法が提案され実際に行われている。

ところが、現在、焼却炉と溶融炉が別個に稼動している処理装置が多く、今後は焼却炉と溶融炉を一体化した上で、いかに効率的よく廃棄物の処理を行うかが課題である。

また、廃棄物が貯留されたホッパーから焼却炉に廃棄物を排出供給する従来の供給装置は、排出出口において貯留物が圧縮されて滞留したり、不定量の排出が行われたりと常に一定量の供給を行うことが困難であった。
特開

そこで、本考案は上記課題に鑑み、ダイオキシン等の有害物質を外部に排出することのない廃棄物処理において、定量供給装置、焼却炉、溶融炉を一体化するとともに、廃棄物貯留ホッパーからの貯留物の定量供給を可能とし、また焼却炉における廃棄物の焼却や溶融炉における焼却残滓の溶融化の処理効率を高めた廃棄物焼却溶融処理装置を提供することを課題としている。

本考案において前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、破砕された可燃性の廃棄物を収容するホッパーと、該ホッパー底部に形成されるものであって廃棄物を均一に焼却装置に供給する定量供給装置と、該定量供給装置から投入される廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉に連結された二次燃焼室と、燃焼処理において発生した焼却残滓を溶融スラグ化する溶融炉と、溶融スラグ急冷固化する水砕装置と、溶融炉と連結した溶融炉空気予熱室と、該溶融炉空気予熱室から溶融炉に敷設された溶融バーナーに排ガスを流通する第１の排ガス通路と、溶融炉空気予熱室から二次燃焼室へ排ガスを流通する第２の排ガス通路と、二次燃焼室から排ガスを排出第３の排ガス通路と、第３の排ガス通路に設けられて排ガスを無害化する排ガス処理装置と、該排ガス処理装置において排ガスから集塵された煤塵を溶融炉へ搬送する集塵灰搬送通路から構成される廃棄物焼却溶融処理装置とした。

廃棄物を常に一定量焼却炉に投入できるように、定量供給装置を、多数の板体が瓦状に傾斜になるよう配設され、ホッパー底面とし、横方向に併設された板体は、１つの揺動軸により可動するものとし、奇数列と偶数列はそれぞれ別個のリンク機構により連動するものとし、一方が前進するときは他方は後進するものとし、板体によって形成される斜面の上段から下段に向けてその動きを順次速くすることで廃棄物を常に一定容量排出する構成とした。

焼却炉における焼却処理の効率を高めるために、焼却炉を回転自在のロータリーキルン式焼却炉として、炉自体の回転により処理物を撹拌するとともに、外部から空気を吹き込むための送風口を設けた構成とする。該送風口から流入された空気は炉内で旋回力を有した送風となる。

溶融炉における溶融処理の効率を高めるために、溶融炉は、バーナーを炉中心部に向けて所定角度で噴射されるよう炉壁円周に沿って複数個付設した構成とする。

本考案の廃棄物焼却溶融装置によれば、次のような効果を奏することができる。

廃棄物の定量供給、焼却処理、溶融化処理、排ガス熱の利用によって処理効率の高い廃棄物処理が可能であり、かつ低コストで処理可能である。また、有害物質を外部に排出することもないので、環境を汚染することがない。

廃棄物を焼却処理したときに発生する焼却灰等の有害な焼却残滓は、溶融化して溶融スラグとすることで無害な物質することとが可能であり、さらに溶融スラグを冷却固化すれば覆土材や路盤材等として再利用することが可能である。

焼却処理及び溶融処理において発生する排ガスは、高温処理、急冷、集塵、中和処理を経て無害な物質として大気に排出するので、環境を汚染することもない。

請求項２の定量供給装置によれば、排出出口において廃棄物が圧縮して閉塞することがないので、常に一定量の廃棄物を焼却炉へ供給することが可能である。

請求項３の焼却装置によれば、焼却炉自体による回転と炉内の旋回力を有した送風によって、炉内部での可燃ガスと処理固形物に対する燃焼空気の接触撹拌効率を高めることができる。

請求項４の溶融炉によれば、処理効率の高い溶融化処理を行うことが可能である。

それぞれ処理効率の高い装置から廃棄物処理装置を構成し、さらに熱源等を各処理工程において共有、再利用する。

以下、本考案の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本考案の廃棄物焼却溶融装置全体の一実施例を示す構成図であり、図２及び３は、本考案の焼却炉と二次燃焼室の一実施例を示す図ある。図４は焼却炉内の送風の状態を示す図である。図５及び６は、本考案の溶融炉を示す図である。図７〜１２は、本考案の定量供給装置の構成の一実施例を示す図である。図１３は、本考案の廃棄物処理工程のフローチャートを示す図である。

図１は本考案の廃棄物焼却溶融装置全体の一実施例を示す構成図であり、図１３は本考案の廃棄物処理のフローチャートを示す図である。本考案の廃棄物焼却溶融炉装置は、主に、定量供給装置１、焼却炉２、二次燃焼室４、溶融炉３、溶融炉送風空気予熱装置５、後述する排ガス処理装置から構成される。

定量供給装置１には廃棄物貯留ホッパーが設けられ、破砕機によって破砕された木材やゴミ等の廃棄物が貯留される。該貯留ホッパーに貯留された廃棄物は、ホッパー底部に設けられた定量供給装置１により常に一定量が焼却炉へ供給される。また、廃油、汚泥、廃石綿等の特別管理廃棄物は焼却炉２に直接投入され、感染性廃棄物はコンテナに収容されて直接焼却炉２に投入される。

焼却炉２において、廃棄物は燃焼バーナーの熱により焼却処理がなされる。この時発生した排ガス及び焼却灰等の焼却残滓は、焼却炉２と直結した二次燃焼室４に送られ、焼却残滓は二次燃焼室の底部へ落下、排ガスは二次燃焼室の上部へそれぞれ移動する。二次燃焼室４上部に移動した排ガスは、再燃バーナー４３によってさらに高温処理がなされてダイオキシン類の分解がなされる。

二次燃焼室４底部に落下した焼却残滓は、焼却残滓コンベア１７によって溶融炉３に搬入され、溶融炉３において溶融バーナー４１の熱により溶融処理がなされる。焼却残滓は溶融化されて溶融スラグとなり、溶融炉３から水砕装置に排出されて急冷固化されることで水砕スラグとなる。この水砕スラグは、無害で安全な物質であり、覆土材や路盤材等への再利用が期待される。

一方、溶融炉３において発生した排ガスは、溶融炉送風空気予熱室５に送られ、その一部は溶融バーナー４１の熱源として使用され、余剰分は二次燃焼室４内へ送られて二次燃焼室４の排ガス高温処理の熱源として使用される。

二次燃焼室４で高温処理がなされた排ガスは、排ガス処理装置へ送られ、無害化された後、大気に排出される。排ガス処理装置は、主に、排ガス減温装置６、飛灰分離槽７、サイクロン集塵機８、中和剤投入機１２、バグフィルター集塵機９、誘引ファン１０、排気筒１１から構成される。尚、排ガスに含まれる飛灰等は排ガス処理過程において集塵された後溶融炉３へ搬送されて再度溶融処理がなされる。

図７〜１２は本発明の定量供給装置の構成の一実施例を示す図である。定量供給装置１は、破砕機によって破砕された廃棄物を収容するホッパーの底部に設けられる。この定量供給装置１は、裏面に突起部２３を有する板体２１が瓦状に縦横複数個所定角度で敷設され、全体で斜面が形成され、ホッパーの底面を構成する。この底面をホッパー枠体２４で覆うことで、廃棄物の収納ホッパーと、定量供給装置の両方の機能を有した本発明の定量供給装置が構成される。

個々の板体２１の裏面部には、凸部を有する棒体２２が横列ごとに配置されるとともに棒体固定具２７によってホッパー枠体２４に回転可能に固定される。図１０及び１１に示すように、棒体２２の揺動運動に従って棒体２２の凸部が板体裏面の突起部２３に接触して持ち上げることで、板体２１の前後運動がなされる。

板状２１裏面部に設けられた棒体２２は、図１２に示すように、奇数列と偶数列はそれぞれ別個のリンク機構２５に組込まれ、一方が前進するときは他方が後進するものとし、さらに図７及び図８に示すように、板体２１が形成する斜面の上段から下段に向けてそのリンク機構ごとの動きを順次速くすることで、廃棄物が斜面下部へと移動されて定量供給が可能となる。このリンク機構はそれぞれ油圧プッシャー２６によって可動するものとし、油圧プッシャーの動きは、制御部によってすべて制御される。

板体２１が形成する斜面の最下部まで移動した廃棄物は、一定量ずつ廃棄物コンベア６７上に落下し、該廃棄物コンベア６７が焼却炉２の投入口１８まで廃棄物を搬送し焼却炉２内に投入する。定量供給装置１と廃棄物コンベア６７を常に同じ速度で可動させることで、常時一定量の廃棄物が焼却炉２に供給される。

図２は本考案の焼却炉２と二次燃焼室５の一実施例を示す外観図であり、図３はその断面図である。図４は焼却炉２における送風の動きを示した概略図である。

焼却炉２は略円筒形状とし、廃棄物投入部から二次燃焼室４側に所定角度傾斜を有し、焼却炉２と二次燃焼室４は連通された状態で、支持部７０によって土台上に回動自在に設置される。

焼却炉２の一端には定量供給装置１から運ばれた廃棄物を炉内に投入する投入口１９と燃焼バーナー４２を有し、また所定位置に炉内へ燃焼用空気を吹き込む送風口１９を有している。送風口１９は所定角度をもって焼却炉２に設置され、炉内に供給される空気に旋回力を与え、炉内において旋回力を有した送風となるよう設置する。

二次燃焼室５は直立型とし、所定箇所に再燃バーナー４３を備え、上部に排ガス処理装置への排ガス通路と連結した排ガス通路口２０、下部に焼却残滓を溶融炉３に供給するための焼却残滓コンベア１７を有している。

定量供給装置１から廃棄物コンベア６７によって運搬された廃棄物は、投入口１８から焼却炉２内に連続的または断続的に定量ずつ投入される。焼却炉２内に投入された廃棄物は、焼却炉２自体が回転によって撹拌されるとともに、燃焼バーナー４２の熱によって焼却処理がなされる。この時、送風口１９から流入される空気は、炉内への流入角度と炉自体の回転により旋回力が得られ、炉内で旋回力を有した送風となる。この旋回力を有した空気が燃焼バーナー４２の熱により加熱されることで廃棄物の撹拌燃焼が促進される。

焼却炉２において焼却処理がなされた廃棄物は、排ガスと焼却残滓に分かれる。焼却炉に投入された廃棄物は、焼却バーナー４２の熱と、送風口１９からの送風と、焼却炉自体の回転によって、炉内には旋回力を有する送風がなされるとともに、炉内の廃棄物が撹拌されながら焼却処理がなされ、廃棄物は排ガスと焼却灰等の焼却残滓に分かれる。

焼却残滓は焼却炉２と直結された二次燃焼室５の底部に落下するが、排ガスは二次燃焼室５の上部に移動する。

焼却炉２から二次燃焼室４流入した排ガスは、２秒以上二次燃焼室４内に滞留し、再燃バーナーと後述する溶融炉空気予熱室６から流入される排ガスの熱によって８００℃以上に加熱される。ダイオキシン類は８００℃以上の熱で分解することから、排ガスに含まれるダイオキシン類がこの高温処理によって分解されてダイオキシンの発生が抑制される。

二次燃焼室５の底部に落下した焼却残滓は、焼却残滓コンベア１７によって溶融炉３に付設された一次貯留ホッパー６３まで搬送される。また、一次貯留ホッパー６３には、外部から受入れた焼却残滓、さらに後述する排ガス処理過程において集塵された煤塵も貯留される。

図５及び６は本発明の溶融炉３及び溶融炉送風空気予熱装置５の概略断面図である。溶融炉３の投入口付近には一次貯留ホッパー６３、投入フィーダ５４、投入ホッパー５２、投入フィーダ６６を備え、焼却残滓コンベア１７によって運搬された焼却残滓を溶融炉３に投入する投入装置を構成している。

一次保留ホッパー６３内の処理物は、投入フィーダ５４によって一定量ずつ投入ホッパー５２に搬送され、投入ホッパー５２内の処理物は、投入フィーダ６６によって、石灰石やコークス等のスラグ調質材とともに一定比率かつ一定量ずつ投入口６４から溶融炉３内に投入される。

溶融炉３は直立型とし、上部に投入口６４、炉底部には溶融スラグを排出するための湯口５５を有し、炉内下部で溶融炉空気予熱室５と連通している。

溶融炉空気予熱室５には溶融炉３からの排ガスを流動するための送風ファン５９が備えられている。また上部には、溶融炉空気予熱室５から溶融バーナー４１に排ガスを流通する第１の排ガス通路を形成する排ガスダクト６１と、溶融炉空気予熱室５から二次燃焼室４に排ガスを流通する第２の排ガス通路を形成する排ガスダクト６０とを有している。

溶融炉３内に投入された処理物は、溶融バーナー４１の熱により溶融処理がなされて溶融スラグとなる。この時の溶融炉３内の温度は約１３００℃程度とする。該溶融スラグは溶融炉３の炉底部を移動し、炉底部下部に設けられた湯口５５から外部に排出される。湯口５５から排出された溶融スラグは、水砕装置５６上に滴下して急冷固化されて水砕スラグとなった後、スラグコンベア５７によってスラグヤード５８に運ばれて貯留される。該水砕スラグは無害で安全な物質であり、覆土材や路盤材等への再利用が期待される。

溶融炉３及び溶融炉送風空気予熱装置５の外側は水冷ジャケット５１に覆われており、炉自体が高温になりすぎて破損することを防止している。

溶融バーナー４１は、炉の略中心部に向けて所定角度をもって噴射されるよう炉壁円周に沿って複数個設置される。また、溶融バーナー４１は熱風ダクト６１によって溶融炉送風空気予熱室５と連結されており、溶融炉送風空気予熱室５に流入する排ガスが溶融バーナー４１に供給されてバーナーの燃焼用空気として使用される。それ以外の余剰分の排ガスは、排気ダクト６０内を通り二次燃焼室４へ供給される。

溶融炉送風空気予熱室５から二次燃焼室４に流入された排ガスは、再燃バーナー４３の燃焼用空気として使用されるほか、その余剰分は二次燃焼室４内に流入されて、焼却炉２から流入する排ガスの高温処理用の熱として使用される。

焼却炉２で発生した排ガスの温度は約５００〜７００℃であるのに対し、溶融炉３で発生した排ガスの温度は１０００℃以上である。ゆえに、焼却炉２で発生した排ガスは、二次燃焼室に２秒以上滞留され、溶融炉空気予熱室５から供給される排ガスと再燃バーナーの熱により８００℃以上に加熱されることで、排ガスに含まれるダイオキシン類の分解がなされる。

二次燃焼室４において高温焼却処理された排ガスは、排ガス通路口２０から第３の排ガス通路をとおり排ガス処理装置へ送られて排ガスを無害化する排ガス処理がなされる。

排ガス処理装置は、主に、排ガス減温装置６、給水タンク１４、飛灰分離槽７、サイクロン集塵機８、バグフィルター集塵機９、中和剤投入機１２、誘引ファン１０、排気筒１１から構成される。

二次燃焼室において８００℃以上に高温処理された排ガスは、排ガス通路口２０から排ガス通路を通り排ガス減温装置６に供給される。該排ガス減温装置６において、給水タンク１４から供給される水が噴霧されることにより、排ガスの温度は２００℃以下まで急速冷却される。ダイオキシンが発生する温度は３００〜５００℃であることから、排ガスを８００℃から２００℃まで急速に冷却することで、ダイオキシンの発生を抑制することができる。

排ガス減温装置６において急冷された排ガスは、排ガス減温装置下部に接続された飛灰分離槽７に送られ、排ガスと排ガスに含まれていた飛灰等の煤塵に分離され、排ガスは排ガス通路を通りサイクロン集塵機８に送られる。一方、煤塵は溶融処理物計量装置１３に送られる。

サイクロン集塵機８に流入された排ガスは、これに含まれる煤塵の集塵処理がなされた後、排ガス通路を通りバグフィルター集塵機９に送られる。一方、集塵された煤塵は溶融処理物計量装置１３に送られる。

サイクロン集塵機８とバグフィルター集塵機９とを結ぶ排ガス通路においては中和剤投入機が設けられ、排ガス中に消石灰等の中和剤を投入することで、塩化水素や硫黄酸化物等の有害物質の除去がなされる。その後バグフィルター集塵機９に送られた排ガスは、これに含まれる煤塵の集塵処理がなされ、無害化された排ガスは誘引ファン１０によって排気筒から大気へ排出される。一方、集塵された煤塵は溶融処理物計量装置１３に送られる。

飛灰分離槽７、サイクロン集塵機８及びバグフィルター集塵機９から溶融処理物計量装置１３に集められた煤塵は、石灰石やコークスとともに一時貯留ホッパー６３に搬送されて、焼却炉２及び二次燃焼室焼却４から運搬された焼却残滓とともに溶融炉３に投入されて再度溶融処理がなされる。

以上の排ガス処理によって、排ガスを無害で安全なものとして大気に放出することができる。

このように、本考案の廃棄物焼却溶融処理装置によれば、有害物質を外部に一切排出することなく、また処理効率が非常に高く、コスト的にも安価な廃棄物の処理が可能となる。

本考案の廃棄物焼却溶融装置全体の一実施例を示す構成図である。 本考案の焼却炉の一実施例を示す全体構成図である。 本考案の焼却炉の一実施例を示す断面図である。 本考案の焼却炉の一実施例を示す概略図である。 本考案の溶融炉の一実施例を示す断面図である。 本考案の溶融炉の一実施例を示す平面断面図である。 本考案の定量供給装置の一実施例を示す概略図である。 本考案の定量供給装置の一実施例を示す概略斜視図である。 本発考案の定量供給装置底部の一実施例を示す概略図である。 本考案の定量供給装置底部の下面の一実施例を示す概略図である。 本考案の定量供給装置底部の一実施例を示す概略断面図である。 本考案の定量供給装置のリンク機構の一実施例を示す概略図である。 本考案の廃棄物処理のフローチャート図である。

符号の説明

１ 定量供給装置
２ 焼却炉
３ 溶融炉
４ 二次燃焼室
５ 溶融炉送風空気予熱室
６ 排ガス減温装置
７ 飛灰分離槽
８ サイクロン集塵機
９ バグフィルター集塵機
１０ 誘引ファン
１１ 排気筒
１２ 中和剤投入機
１３ 溶融処理物計量装置
１４ 給水タンク
１５ 燃焼ファン
１６ 感染性廃棄物コンテナ投入装置
１７ 焼却残滓コンベア
１８ 廃棄物投入口
１９ 送風口
２０ 排ガス通路口
２１ 板体
２２ 棒体
２３ 突起部
２４ 収納ホッパー枠体
２５ リンク機構
２６ 油圧プッシャー
２７ 棒体固定具
４１ 溶融バーナー
４２ 燃焼バーナー
４３ 再燃バーナー
５１ 水冷ジャケット
５２ 投入ホッパー
５３ 溶融助剤・廃石綿投入装置
５４ 投入フィーダ
５５ 湯口
５６ 水砕装置
５７ スラグコンベア
５８ スラグヤード
５９ 送風ファン
６０ 排気ダクト
６１ 熱風ダクト
６２ 熱風ダクト
６３ 一時貯留ホッパー
６４ 投入口
６５ 投入コンベア
６６ 投入フィーダ
６７ 廃棄物コンベア

Claims (4)

1. 破砕された可燃性の廃棄物を収容するホッパーと、該ホッパー底部に形成されるものであって廃棄物を均一に焼却装置に供給する定量供給装置と、該定量供給装置から投入される廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉に連結された二次燃焼室と、燃焼処理において発生した焼却残滓を溶融スラグ化する溶融炉と、溶融スラグ急冷固化する水砕装置と、溶融炉と連結した溶融炉空気予熱室と、該溶融炉空気予熱室から溶融炉に付設された溶融バーナーに排ガスを流通する第１の排ガス通路と、溶融炉空気予熱室から二次燃焼室に排ガスを流通する第２の排ガス通路と、二次燃焼室から排ガスを流通する第３の排ガス通路と、第３の排ガス通路に設けられる排ガス処理装置と、該排ガス処理装置において排ガスから集塵された煤塵を溶融炉へ搬送する集塵灰搬送通路とから構成されることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉処理装置。
2. 定量供給装置は、多数の板体が瓦状に傾斜になるよう配設され、ホッパー底面とし、横方向に併設された板体は、１つの揺動軸により可動するものとし、奇数列と偶数列はそれぞれ別個のリンク機構により連動するものとし、一方が前進するときは他方は後進するものとし、板体によって形成される斜面の上段から下段に向けてその動きを順次速くすることで廃棄物を常に一定容量排出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却溶融炉処理装置。
3. 焼却炉は、回転自在のロータリーキルン式焼却炉であって、送風口から空気が所定角度で炉内に送風されるとともに、炉自体の回転によって炉内で旋回力を有する送風がなされる焼却炉であることを特徴とする請求項１及び２記載の廃棄物焼却溶融炉処理装置。
4. 溶融炉は、バーナーが炉の略中心部に向けて所定角度で噴射されるよう炉壁円周に沿って複数個付設されるとともに、炉底部には溶融スラグが排出される湯口部が設けられた構成としたことを特徴とする請求項１〜３記載の廃棄物焼却溶融炉処理装置。

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