JP3153091B2 - 廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置 - Google Patents

廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流動層炉において可燃
物をガス化し、生成された可燃ガス及び微粒子を熔融燃
焼炉において高温燃焼させ灰分を熔融する方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、多量に発生する都市ごみ、廃プラ
スチック等の廃棄物を焼却し減量化すること、及びその
焼却熱を有効利用することが望まれている。廃棄物の焼
却灰は、通常、有害な重金属を含むので、焼却灰を埋め
立てにより処理するためには、重金属成分を固化処理す
る等の対策が必要である。これらの課題に対応するた
め、特公昭６２ー３５００４号公報の固形物の燃焼方法
及びその装置が提案された。この公報の燃焼方法におい
ては、固形物原料が流動層熱分解炉において熱分解さ
れ、熱分解生成物、即ち、可燃ガス及び粒子、がサイク
ロン燃焼炉に導入される。サイクロン燃焼炉の中で加圧
空気により可燃分が高負荷燃焼され、旋回流により灰分
が壁面に衝突し溶けて壁面を流下し、熔融スラグとなっ
て排出口から水室へ落下し固化される。
【０００３】特公昭６２ー３５００４号公報の方法にお
いては、流動層全体が活発な流動化状態であるため、生
成ガスに同伴して炉外へ飛散する未反応可燃分が多いた
め、高いガス化効率が得られない等の短所があった。ま
た、従来、流動層炉が使用できるガス化原料としては、
石炭等の場合は、粒径０．５〜３ｍｍの粉炭、廃棄物の
場合は、数十ｍｍの細破砕物とされてきた。これより大
きいと流動化を阻害するし、これより小さいと完全にガ
ス化されないまま未反応可燃分として生成ガスに同伴し
て炉外へ飛散してしまう。従って、これまでの流動層炉
では、ガス化原料を炉に投入する前の前処理として、予
め粉砕機等を用いて破砕・整粒することが不可欠であ
り、所定の粒径範囲に入らないガス化原料は、利用でき
ず、歩留まりをある程度犠牲にせざるをえなかった。
【０００４】上記の問題を解決するため、特開平２ー１
４７６９２号公報の流動層ガス化方法及び流動層ガス化
炉が提案された。この公報の流動層ガス化方法において
は、炉の水平断面が矩形にされ、炉底中央部から炉内へ
上向きに噴出される流動化ガスの質量速度が、炉底の２
つの側縁部から供給される流動化ガスの質量速度より小
さくされ、炉底側縁部の上方で流動化ガスの上向き流が
炉中央部へ転向され、炉中央部に流動媒体が沈降する移
動層が形成され、炉の両側縁部に流動媒体が活発に流動
化する流動層が形成され、移動層に可燃物が供給され
る。流動化ガスは、空気と蒸気の混合物、又は酸素と蒸
気の混合物であり、流動媒体は、珪砂である。
【０００５】しかしながら、この特開平２ー１４７６９
２号公報の方法は、次の短所を有する。即ち、（１）移
動層及び流動層の全体において、ガス化吸熱反応と燃焼
反応が同時に生じ、ガス化し易い揮発分がガス化すると
同時に燃焼され、ガス化困難な固定炭素（チャー）やタ
ール分等は、未反応物として生成ガスに同伴して炉外へ
飛散し、高いガス化効率が得られない。（２）生成ガス
を燃焼させ蒸気及びガスタービン複合発電プラントに使
用する場合、流動層炉を加圧型とすることが必要である
が、炉の水平断面が矩形のため、加圧型とすることが困
難である。好ましいガス化炉の内圧は、生成ガスの用途
によって決定される。一般の燃焼用ガスとして使用する
場合は、数千ｍｍＡｑ程度で良いが、ガスタービンの燃
料として使用する場合は、数ｋｇｆ／ｃｍ2以上が必要
であり、更に、高効率ガス化複合発電用の燃料として使
用する場合には十数数ｋｇｆ／ｃｍ2以上が適当であ
る。
【０００６】都市ごみ等の廃棄物処理については、依然
として可燃性ごみの燃焼による減量化が、重要な役割を
担っており、それに付随して、近年、ダイオキシン対
策、媒塵の無害化、エネルギー回収効率の向上等、環境
保全型のごみ処理技術の必要性が増大している。我が国
の都市ごみの焼却量は、約１００，０００トン／日であ
り、都市ごみ全量のエネルギーは、我が国の消費電力量
の約４％に相当する。現在、都市ごみのエネルギーの利
用率は、約１０％に止まっているが、利用率を高めるこ
とができれば、それだけ化石燃料の消費量が少なくな
り、地球温暖化防止にも寄与できる。
【０００７】しかしながら、現在の焼却システムは、次
の問題を含んでいる。即ち、ＨＣｌによる腐食の問題
があり、発電効率を高くできない。ＨＣｌ、ＮＯｘ、
ＳＯｘ、水銀、ダイオキシン等に対する公害防止設備が
複雑化してコスト及びスペースが増大している。法規
制の強化、最終処分場の用地難等により、焼却灰の熔融
設備の設置が増大しているが、そのため別設備の建設が
必要であり、また電力等を多量に消費している。ダイ
オキシンを除去するには、高価な設備が必要である。
有価金属の回収が困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の前記の問題点を解消することにあり、都市ごみ、
廃プラスチック等の廃棄物や石炭等の可燃物から多量の
可燃分を含む可燃ガスを高効率で生成し、生成された可
燃ガスの自己熱量により燃焼灰を熔融することができる
処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置を提供することに
ある。本発明においては、熔融炉へ供給される生成ガス
は、自己熱量により１３００°Ｃ以上の高温を発生する
ような充分な熱量を持ち、チャー、タールを含む均質な
ガスであるようにされ、またガス化装置から不燃物の排
出が支障なく行われるようにされる。本発明の別の目的
は、廃棄物中の有価金属を還元雰囲気の流動層炉内から
酸化しない状態で取出し回収できるガス化方法及び装置
を提供することにある。本発明の更に別の目的は、図面
を参照する実施例の説明において明らかにされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の廃棄物の処理方法の１態様は、廃棄物を流
動層炉にてガス化した後に、熔融炉にて灰分を熔融スラ
グ化する方法において、流動層炉内に流動媒体の循環流
を形成し、該廃棄物を該流動層炉に供給し、炉内を４５
０℃〜６５０℃に維持し、ガス化してガスとチャーを生
成し、該流動層炉より排出された該ガスと該チャーを旋
回熔融炉に供給して１３００℃以上にて灰分を熔融して
スラグ化することを特徴とするものである。 前記流動層
炉は、流動層温度が４５０℃〜６５０℃に維持される。
前記流動媒体の循環流は、流動媒体が沈降する移動層と
流動媒体が上昇する流動層により形成され、流動媒体が
該移動層及び流動層を通り循環する。 また、前記移動層
は質量速度が比較的小さい流動化ガスによって形成さ
れ、前記流動層は質量速度が比較的大きい流動化ガスに
よって形成される。 更に、前記流動媒体の循環流は、質
量速度が比較的小さい流動化ガスと質量速度が比較的大
きい流動化ガスを供給することにより形成される。 前記
質量速度が比較的小さい流動化ガスと質量速度が比較的
大きい流動化ガスは、ともに空気である。 また、前記流
動層炉へ供給される流動化ガスは、廃棄物の燃焼に必要
な理論燃焼空気量の３０％以下の空気量を含む。 また、
前記廃棄物に含まれる不燃物を流動層炉の炉底部より排
出する。 更に、前記流動媒体は砂である。 本発明のガス
化及び熔融燃焼装置は、廃棄物をガス化する流動層炉
と、該流動層炉内で生成されたガスとチャーを燃焼して
灰分を熔融する熔融炉とを備えたガス化及び熔融燃焼装
置において、前記流動層炉は流動化ガスを炉内に供給す
る流動化ガス供給手段を備え、該流動化ガス供給手段に
よって炉内に流動媒体の循環流を形成し、炉内を４５０
℃〜６５０℃に維持して炉内に供給された廃棄物をガス
化してガスとチャーを生成し、前記熔融炉はガスとチャ
ーを燃焼する燃焼室を備え、該燃焼室によって前記流動
層炉より排出されたガスとチャーを燃焼して１３００℃
以上にて灰分を熔融してスラグ化することを特徴とする
ものである。 前記流動層炉は、流動層温度が４５０℃〜
６５０℃に維持される。 前記流動媒体の循環流は、流動
媒体が沈降する移動層と流動媒体が上昇する流動層によ
り形成され、流動媒体が該移動層及び流動層を通り循環
する。 また、前記移動層は質量速度が比較的小さい流動
化ガスを供給する手段によって形成され、前記流動層は
質量速度が比較的大きい流動化ガスを供給する手段によ
って形成される。 前記流動化ガス供給手段は、質量速度
が比較的小さい流動化ガスを供給する手段と、質量速度
が比較的大きい流動化ガスを供給する手段とからなる。
更に、前記熔融炉の燃焼室は、ほぼ垂直方向の軸線を有
する円筒形室からなり、該円筒形室の頂部に前記ガスと
チャーを導入し、該円筒形室で該ガスとチャーを旋回さ
せ、該円筒形室の下部には水平方向に対して傾斜して延
びた室が連通され、前記熔融した灰分を該傾斜して延び
た室の底部よりスラグとして排出する。 本発明の廃棄物
の処理方法の他の態様は、廃棄物を流動層炉にてガス化
した後に、熔融炉にて灰分を熔融スラグ化する方法にお
いて、流動層炉内に流動媒体の循環流を形成し、該廃棄
物を該流動層炉に供給し、ガス化してガスとチャーを生
成し、該流動層炉より排出された該ガスと該チャーを旋
回熔融炉に供給して灰分を熔融してスラグ化することを
特徴とするものである。 前記流動媒体の循環流は、流動
媒体が沈降する移動層と流動媒体が上昇する流動層によ
り形成され、流動媒体が該移動層及び流動層を通り循環
する。 また、前記移動層は質量速度が比較的小さい流動
化ガスによって形成され、前記流動層は質量速度が比較
的大きい流動化ガスによって形成される。 本発明の廃棄
物の処理方法の更に他の態様は、廃棄物を流動層炉にて
ガス化した後に、熔融炉にて灰分を熔融スラグ化する方
法において、流動層炉内に流動媒体の循環流を形成し、
該循環流は流動媒体が沈降する移動層と流動媒体が上昇
する流動層が形成され、流動媒体が該移動層及び流動層
を通って循環する循環流であり、該廃棄物を該流動層炉
に供給し、ガス化してガスとチャーを生成し、該廃棄物
に含まれる不燃物と流動媒体を該流動層炉の炉底部より
排出し、該不燃物と該流動媒体を分別した後に該流動媒
体を該流動層炉に戻し、該流動層炉より排出された該ガ
スと該チャーを旋回熔融炉に供給して灰分を熔融してス
ラグ化するこ とを特徴とするものである。 前記流動層炉
の炉内は、４５０℃〜６５０℃に維持される。 また、前
記流動層炉は、流動層温度が４５０℃〜６５０℃に維持
される。 更に、前記不燃物と流動媒体は、前記炉底部よ
り下方へ取り出し、水平方向に定量排出した後、該不燃
物と該流動媒体は分別される。本発明においては、可燃
物が流動層炉で可燃ガスにガス化される。本発明の方法
において、流動層炉の水平断面がほぼ円形にされ、流動
層炉へ供給される流動化ガスが、炉底中央部付近から炉
内へ供給される中央流動化ガス及び炉底周辺部から炉内
へ供給される周辺流動化ガスから成り、中央流動化ガス
の質量速度が、周辺流動化ガスの質量速度より小にさ
れ、炉内周辺部上方における流動化ガスの上向き流が炉
の中央部へ向うように傾斜壁により転向され、それによ
って、炉の中央部に流動媒体（一般的には、硅砂を使
用）が沈降拡散する移動層が形成されると共に炉内周辺
部に流動媒体が活発に流動化している流動層が形成さ
れ、炉内へ供給される可燃物が、移動層の下部から流動
層へ及び流動層頂部から移動層へ、流動媒体と共に循環
する間に可燃ガスにガス化され、中央流動化ガスの酸素
含有量が、周辺流動化ガスの酸素含有量以下であり、流
動層の温度が４５０〜６５０℃に維持される。
【００１０】本発明において、中央流動化ガスは、水蒸
気、水蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の
内の１つである。また、周辺流動化ガスは、酸素、酸素
と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つで
ある。それ故、中央流動化ガスと周辺流動化ガスの組合
せは、第１表に示すように、９通りある。どの組合せを
選定するかは、ガス化効率を重視するか、経済性を重視
するかにより、決められる。
【００１１】
【表１】 ガス化効率の最も高い組合せは、Ｎｏ．１の組合せであ
るが酸素消費量が多いのでコスト高である。酸素消費
量、次に水蒸気消費量を少なくする順に、ガス化効率が
低下するが、コストも低くなる。本発明において使用さ
れる酸素は、高純度のものでも良く、また酸素富化膜を
使用して得られる低純度のものでも良い。Ｎｏ．９の空
気と空気の組合せは、従来の焼却炉の燃焼空気として公
知であるが、流動層炉の水平断面を円形とした本発明に
おいては、炉内周辺部上方に設けられる傾斜壁の下方投
影面積が、流動層炉の水平断面を矩形とする場合の傾斜
壁の下方投影面積より大きいので、周辺流動化ガスの流
量を増大し、従って、酸素供給量を増大できるので、ガ
ス化効率を向上させることができる。
【００１２】好ましくは、本発明の方法は、流動化ガス
が炉底中央部と炉底周辺部の間の炉底中間部から炉内へ
供給される中間流動化ガスを更に含む。中間流動化ガス
の質量速度は、中央流動化ガスの質量速度と周辺流動化
ガスの質量速度の間にある。中間流動化ガスは、水蒸気
と空気の混合気体、及び空気の２種の気体の内の１つで
ある。それ故、中央流動化ガス、中間流動化ガス、及び
周辺流動化ガスの組合せは、１８通りとなるが、酸素含
有量は、炉の中心部から周辺部へ順に増加することが好
都合であり、好適な組合せは、第２表の１５通りであ
る。
【００１３】
【表２】 第２表の組合せにおいて、どれを選定するかは、ガス化
効率を重視するか、経済性を重視するかにより、決めら
れる。第２表の組合せの内、ガス化効率の最も高い組合
せは、Ｎｏ．１の組合せであるが、酸素消費量が多いの
でコスト高である。酸素消費量、次に水蒸気消費量を少
なくする順に、ガス化効率が低下するが、コストも低く
なる。第１表及び第２表において使用される酸素は、高
純度のものでも良く、また酸素富化膜を使用して得られ
る低純度のものでも良い。
【００１４】流動層炉が大型となる場合、中間流動化ガ
スは、炉底中央部と炉底周辺部の間に設けた複数の同心
状の中間部から供給される複数の流動化ガスであること
が好ましい。この場合、流動化ガスの酸素濃度は、炉中
央部において最も低く、周辺部に近づくに従ってより高
くするのが好適である。
【００１５】本発明の方法において、好ましくは、流動
層炉へ供給される流動化ガスは、可燃物の燃焼に必要な
理論燃焼空気量の３０％以下の空気量を含む。流動層炉
の炉底周辺部付近から不燃物が取出され、分級され、得
られた砂が流動層炉内へ戻される。流動層炉で生成され
た可燃ガス及び微粒子が熔融燃焼炉で１３００℃以上で
高温燃焼され、灰分が熔融される。熔融燃焼炉からの排
ガスによりガスタービンが駆動される。流動層炉内の圧
力は、用途に応じて大気圧以下又は大気圧以上に維持さ
れる。可燃物は、廃棄物、石炭、その他である。
【００１６】本発明は、また流動層炉において可燃物が
ガス化される装置を提供する。本発明の装置において、
流動層炉は、水平断面がほぼ円形の側壁、炉内底部に配
置される流動化ガス分散機構、流動化ガス分散機構の外
周に配置される不燃物取出口、流動化ガス分散機構の中
央部付近から炉内へ流動化ガスを垂直方向上方へ流動す
るように供給する中央供給手段、流動化ガス分散機構の
周辺部から炉内へ流動化ガスを垂直方向上方へ流動する
ように供給する周辺供給手段、周辺供給手段から垂直方
向上方へ流動する流動化ガスを炉中央部へ転向させる傾
斜壁、及び傾斜壁の上方に配置されるフリーボードを含
み、中央供給手段は、質量速度が比較的小さく、酸素濃
度が比較的低い流動化ガスを供給し、周辺供給手段は、
質量速度が比較的大きく、酸素濃度が比較的高い流動化
ガスを供給する。
【００１７】本発明の装置においては、流動化ガス分散
機構の中央部と周辺部の間のリング状中間部から炉内へ
流動化ガスを垂直方向上方へ供給する中間供給手段が設
けられる。中間供給手段は、中央供給手段と周辺供給手
段から供給される流動化ガスの質量速度の中間の質量速
度、及び中央供給手段と周辺供給手段から供給される流
動化ガスの酸素濃度の中間の酸素濃度の流動化ガスを供
給する。周辺供給手段は、リング状の供給ボックスによ
り形成されることができる。可燃物入口が流動層炉の上
方に配置され、可燃物入口は、可燃物を中央供給手段の
上方へ落下させ、流動化ガス分散機構は、中央部よりも
周辺部が低く形成されることができる。
【００１８】不燃物取出口は、分散機構の外周に配置さ
れるリング部分とリング状部分から下方へ向かって縮小
する円錐状部分を有することができる。不燃物取出口
は、直列に配列される定量排出器、第１シール用スイン
グ弁、スイングカット弁、及び第２シール用スイング弁
を有することができる。
【００１９】本発明の装置は、流動層炉において発生さ
れた可燃ガス及び微粒子を高温燃焼させ灰分を熔融させ
る熔融燃焼炉を含むことができる。熔融燃焼炉は、ほぼ
垂直方向の軸線を有する円筒形一次燃焼室、円筒形一次
燃焼室へ前記流動層炉で発生された可燃ガス及び微粒子
を軸線のまわりに旋回するように供給する可燃ガス入
口、円筒形一次燃焼室に連通される二次燃焼室、二次燃
焼室の下方部分に設けられ熔融灰分を排出可能な排出口
を有する。熔融燃焼炉の二次燃焼室の排ガスが、廃熱ボ
イラ及び空気予熱器導入され、廃熱が回収される。熔融
燃焼炉の二次燃焼室の排ガスによりガスタービンを駆動
させることができる。排ガスは、集塵器に導入され塵埃
が除去された後に大気中へ放出されることができる。熔
融燃焼炉の二次燃焼室の排ガスは、廃熱ボイラ及び空気
予熱器導入され、廃熱が回収され得る。熔融燃焼炉の二
次燃焼室の排ガスによりガスタービンを駆動させること
ができる。排ガスは、集塵器に導入され塵埃が除去され
た後に大気中へ放出される。
【００２０】
【作用】本発明のガス化装置は、流動層炉の循環流によ
り熱が拡散されるので、高負荷とすることができ、炉を
小型にすることができる。 本発明においては、流動層炉
が少量の空気で燃焼を維持できるので、流動層炉を低空
気比低温度（４５０〜６５０°Ｃ）とし、発熱を最小限
に抑えて、ゆるやかに燃焼させることにより、可燃分を
多量に含む均質な生成ガスを得ることができ、ガス、タ
ール、チャーの可燃分の大部分を次段の熔融燃焼炉にお
いて利用できる。本発明の方法又は装置においては、流
動層炉の水平断面がほぼ円形にされるから、炉を耐圧構
造とし、流動層炉を大気圧以上の加圧状態とし、炉内へ
供給される可燃物から生成される可燃ガスの圧力を高圧
とすることが容易である。高圧の可燃ガスは、高効率で
運転できるガスタービンやボイラ・ガスタービン複合プ
ラント用の燃料として使用可能であり、それ故、そのよ
うなプラントにおいて可燃ガスを使用することにより、
可燃物からのエネルギ回収の効率を向上できる。本発明
の方法又は装置において、ごみ処理を主体とする場合
は、臭気や有害燃焼ガスが流動層炉から漏れるのを防止
するため、炉内圧を大気圧以下とすることが好ましい
が、この場合にも流動層炉の水平断面が円形であること
により、炉壁は、容易に外圧に耐えることができる。
【００２１】本発明においては、流動層炉へ供給される
中央流動化ガスの質量速度が、周辺流動化ガスの質量速
度より小にされ、炉内周辺部上方における流動化ガスの
上向き流が炉の中央部へ向うように転向され、それによ
って、流動媒体の沈降拡散する移動層が炉の中央部に形
成されると共に、炉内周辺部に流動媒体が活発に流動化
している流動層が形成される。炉内へ供給された可燃物
は、移動層の下部から流動層へ及び流動層頂部から移動
層へ、流動媒体と共に循環する間に可燃ガスにガス化さ
れる。可燃物は、最初に、炉中央の下降する移動層の中
で、主として揮発分が流動媒体（一般的には、硅砂を使
用）の熱によりガス化される。そして、移動層を形成す
る中央流動化ガスの酸素含有量が、小さため、移動層内
で生じた可燃ガスは、ほとんど燃焼されずに中央流動化
ガスと共にフリーボードへ上昇され、発熱量の高い良質
の生成ガスとなる。
【００２２】移動層において揮発分が失われ加熱された
可燃物、即ち、固定炭素（チャー）やタール分等は、次
に流動層内へ循環され、流動層内の比較的酸素含有量の
多い周辺流動化ガスと接触し燃焼され、燃焼ガス及び灰
分に変わると共に炉内を４５０〜６５０℃に維持する燃
焼熱を発生する。この燃焼熱により流動媒体が加熱さ
れ、加熱された流動媒体が炉周辺部上方で炉中央部へ転
向され移動層内を下降することにより移動層内の温度を
揮発分のガス化に必要な温度に維持する。可燃物が投入
される炉中央部ほど低酸素状態であるので、高い可燃分
を有する生成ガスを発生することができる。また、可燃
物中の金属が不燃物取出口から未酸化の有価物として回
収することができる。
【００２３】本発明においては、流動層炉において生成
されたガス及び灰分その他の微粒子を熔融燃焼炉におい
て燃焼させる場合、生成ガスが高可燃分を含むので、加
熱用燃料を必要とすることなく、熔融炉内を１３００℃
以上の高温にすることができ、熔融炉内で灰分を充分熔
融させることができる。熔融した灰は、熔融炉から取り
出し水冷等の周知の方法により容易に固化させ得る。そ
れ故、灰分の体積は、著しく減少され、また灰分中の有
害金属は、固化されるので、灰分は、埋め立て処理可能
な形態となる。本発明のその他の作用は、特許請求の範
囲及び図面を参照する実施例の説明から明らかにされ
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、
特許請求の範囲によって定義されるものである。また、
図１から図１４において、同一の符号が付された部材
は、同一部材又は対応する部材であり、各図面の説明に
おいて、重複した説明は、省略される。
【００２５】図１は、本発明のガス化方法を実施する第
１実施例のガス化装置の主要部の図解的な縦断面図、図
２は、図１のガス化装置の図解的な水平断面図である。
図１に示されるガス化装置において、流動層炉２内へ炉
底に配置される流動化ガス分散機構１０６を介し供給さ
れる流動化ガスは、炉底中央部４付近から炉内へ上向き
流として供給される中央流動化ガス７及び炉底周辺部３
から炉内へ上向き流として供給される周辺流動化ガス８
から成る。
【００２６】第１表に示すように、中央流動化ガス７
は、水蒸気、水蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種
の気体の内の１つであり、周辺流動化ガス８は、酸素、
酸素と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１
つである。中央流動化ガスの酸素含有量は、周辺流動化
ガスの酸素含有量以下とされる。流動化ガス全体の空気
量が、可燃物１１の燃焼に必要な理論燃焼空気量の３０
％以下とされ、炉内は、還元雰囲気とされる。
【００２７】中央流動化ガス７の質量速度は、周辺流動
化ガス８の質量速度より小にされ、炉内周辺部上方にお
ける流動化ガスの上向き流がデフレクタ６により炉の中
央部へ向うように転向される。それによって、炉の中央
部に流動媒体（一般的には硅砂を使用）が沈降拡散する
移動層９が形成されると共に炉内周辺部に流動媒体が活
発に流動化している流動層１０が形成される。流動媒体
は、矢印１１８で示すように、炉周辺部の流動層１０を
上昇し、次にデフレクタ６により転向され、移動層９の
上方へ流入し、移動層９中を下降し、次に矢印１１２で
示すように、ガス分散機構１０６に沿って移動し、流動
層１０の下方へ流入することにより、流動層１０と移動
層９の中を矢印１１８及び１１２で示すように循環す
る。
【００２８】可燃物供給口１０４から移動層９の上部へ
供給された可燃物１１は、流動媒体と共に移動層９中を
下降する間に、流動媒体の持つ熱により加熱され、主と
して揮発分がガス化される。移動層９には、酸素が無い
か少ないため、ガス化された揮発分から成る生成ガスは
燃焼されないで、移動層９中を矢印１１６のように抜け
る。それ故、移動層９は、ガス化ゾーンＧを形成する。
フリーボード１０２へ移動した生成ガスは、矢印１２０
で示すように上昇し、ガス出口１０８から生成ガス２９
として排出される。
【００２９】移動層９でガス化されない、主としてチャ
ー（固定炭素分）やタール１１４は、移動層９の下部か
ら、流動媒体と共に矢印１１２で示すように炉内周辺部
の流動層１０の下部へ移動し、比較的酸素含有量の多い
周辺流動化ガス８により燃焼され、部分酸化される。流
動層１０は、可燃物の酸化ゾーンＳを形成する。流動層
１０内において、流動媒体は、流動層内の燃焼熱により
加熱され高温となる。高温になった流動媒体は、矢印１
１８で示すように、傾斜壁６により反転され、移動層９
へ移り、再びガス化の熱源となる。流動層９の温度は、
４５０〜６５０℃に維持され、抑制された燃焼反応が継
続するようにされる。
【００３０】図１及び図２に示すガス化炉１によれば、
流動層炉２にガス化ゾーンＧと酸化ゾーンＳが形成さ
れ、流動媒体が両ゾーンにおいて熱伝達媒体となること
により、ガス化ゾーンＧにおいて、発熱量の高い良質の
可燃ガスが生成され、酸化ゾーンＳにおいては、ガス化
困難なチャーやタール１１４を効率良く燃焼させること
ができる。それ故、可燃物のガス化効率を向上させるこ
とができ、良質の可燃ガスを生成することができる。
【００３１】図２に示される流動層炉１の水平断面にお
いて、ガス化ゾーンＧを形成する移動層９は、炉中心部
において円形であり、酸化ゾーンＳを形成する流動層１
０は、移動層９のまわりにリング状に形成される。流動
層１０の外周にリング状の不燃物排出口５が配置され
る。ガス化炉１を円筒形とすることにより、高い炉内圧
を容易に支持することができる。ガス化炉自体により炉
内圧を受ける構造に代えて、ガス化炉の外部に別途圧力
容器（図示しない）を設けるができる。
【００３２】図３は、本発明のガス化方法を実施する第
２実施例のガス化装置の主要部の図解的な縦断面図、図
４は、図３のガス化装置の図解的な水平断面図である。
図３に示される第２実施例のガス化装置において、流動
化ガスは、中央流動化ガス７及び周辺流動化ガス８に加
え、炉底中央部と炉底周辺部の間の炉底中間部から炉内
へ供給される中間流動化ガス７’を含む。中間流動化ガ
ス７’の質量速度は、中央流動化ガス７の質量速度と周
辺流動化ガス８の質量速度の間に選定される。中間流動
化ガスは、水蒸気、水蒸気及び空気の混合気体、又は空
気の３種の気体の内のいずれか１つである。
【００３３】図３のガス化装置において、図１のガス化
装置の場合と同様に、中央流動化ガス７は、水蒸気、水
蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１
つであり、周辺流動化ガス８は、酸素、酸素と空気の混
合気体、及び空気の３種の気体の内の１つである。中間
流動化ガスの酸素含有量は、中央流動化ガスの酸素含有
量と周辺流動化ガスの酸素含有量の間に選定される。そ
れ故、流動化ガスの好適な組合せは、第２表の１５通り
である。各組合せにおいて、流動層炉の中央部から周辺
部へ拡がっていくにつれて、酸素供給量が増加すること
が重要である。流動化ガス全体の空気量が、可燃物１１
の燃焼に必要な理論燃焼空気量の３０％以下とされ、炉
内は、還元雰囲気とされる。
【００３４】図１のガス化装置の場合と同様に、図３の
ガス化装置において、炉の中央部に流動媒体が沈降する
移動層９が形成され、炉の周辺部に流動媒体が上昇する
流動層１０が形成される。流動媒体が、矢印１１２及び
１１８で示すように移動層及び流動層を通り循環する。
移動層９と流動層１０の間においては、流動媒体が、主
として横方向に拡散する中間層９’が形成される。移動
層９及び中間層９’がガス化ゾーンＧを形成し、流動層
１０が酸化ゾーンＳを形成する。
【００３５】移動層９の上部へ投入された可燃物１１
は、流動媒体と共に移動層９中を下降する間に加熱さ
れ、その揮発分がガス化する。移動層９中でガス化され
なかったチャー及びタール並びに一部の揮発分は、流動
媒体と一緒に中間層９’及び流動層１０へ移動し、部分
的にガス化し部分的に燃焼される。中間層９’でガス化
されない主としてチャー及びタールは、流動媒体と共
に、炉周辺部の流動層１０内へ移動し、比較的酸素含有
量の多い周辺流動化ガス８中で燃焼される。流動媒体
は、流動層１０中で加熱され、移動層９へ循環し、移動
層９中の可燃物を加熱する。中間層の酸素濃度について
は、可燃物の種類（揮発分が多いか、チャー、タール分
が多いか）等により、酸素濃度を低くしてガス化を主体
にするか、酸素濃度を高くして酸化燃焼を主体にするか
が選定される。
【００３６】図４に示す流動層炉の水平断面おいて、ガ
ス化ゾーンを形成する移動層９は、炉中心部において円
形であり、その外周に沿って中間流動化ガス７’により
形成される中間ゾーン９’があり、酸化ゾーンを形成す
る流動層１０は、中間ゾーン９’のまわりにリング状に
形成される。流動層１０の外周にリング状の不燃物排出
口５が配置される。ガス化炉１を円筒形とすることによ
り、高い炉内圧を容易に支持することができる。炉内圧
は、ガス化炉自体で受けるか、またはガス化炉の外部に
別途圧力容器を設けてそれにより受けることができる。
【００３７】図５は、本発明の第３実施例のガス化装置
の図解的な垂直断面図である。図５のガス化装置１にお
いて、ごみ等の可燃物からなるガス化原料１１は、ダブ
ルダンパー１２、圧縮フィーダ１３、及び給塵フィーダ
１４により、ガス化装置１の流動層炉２へ供給される。
圧縮フィーダ１３は、ガス化原料をプラグ状に圧縮し、
これにより炉内圧がシールされる。プラグ状に圧縮され
たごみは、図示しないほぐし器によりばらばらにされ、
給塵フィーダ１４により炉内へ送られる。
【００３８】図５のガス化装置において、中央流動化ガ
ス７及び周辺流動化ガス８は、図１の実施例と同様に供
給され、それ故、図１の実施例と同様に、流動層炉２に
還元雰囲気のガス化ゾーンと酸化ゾーンが形成される。
流動媒体が両ゾーンにおいて熱伝達媒体となり、ガス化
ゾーンにおいて、発熱量の高い良質の可燃ガスが生成さ
れ、また酸化ゾーンにおいて、ガス化困難なチャーやタ
ール１１４が効率良く燃焼され、高いガス化効率と良質
の可燃ガスが得られる。図５の実施例において、ダブル
ダンパー１２とガス化炉１のフリーボード１０２に連通
するルーツブロア１５が設けられ、ごみの圧縮が不十分
な場合に炉内から圧縮フィーダを通りダブルダンパ１２
へリークするガスを炉内へ戻す。好ましくは、ルーツブ
ロア１５は、ダブルダンパ１２の上段部分が大気圧にな
るように、適当な量の空気及びガスをダブルダンパ１２
から吸引し炉内へ戻す。
【００３９】図５のガス化装置にいて、流動層炉２から
不燃物を排出するため、不燃物排出口５、円錐形シュー
ト１６、定量排出器１７、シール用第１スイング弁１
８、スイングカット弁１９、シール用第２スイング弁２
０、トロンメル付き排出器２３が、順に配置され、次の
ように作動される。
【００４０】（１）シール用第１スイング弁１８が開に
され、第２スイング弁２０が閉にされて炉内圧が第２ス
イング弁２０でシールされる状態において、定量排出器
１７が運転され、流動媒体の砂を含む不燃物が、円錐形
シュート１６内からスイングカット弁１９へ排出され
る。（２）スイングカット弁１９が所定量の不燃物を受
けると、定量排出器１７がＯＦＦされ、第１スイング弁
１８が閉にされて炉内圧が第１スイング弁１８でシール
される。そして排出弁２２が開にされスイングカット弁
１９内が大気圧に戻される。次に第２スイング弁２０が
完全に開にされ、そしてスイングカット１９が開にされ
ることにより、不燃物がトロンメル付き連続排出器２３
へ排出される。（３）第２スイング弁２０が完全に閉に
された後に、均圧弁２１が開にされ、第１スイング弁１
８の内部と円錐形シュート１６の内部が均圧にされてか
ら、第１スイング弁１８が開にされ、最初の工程（１）
へ戻る。これらの工程（１）〜（３）は、自動的に繰り
返し運転される。
【００４１】トロンメル付き連続排出器２３は、連続運
転され、大きな不燃物２７をトロンメルにより系外へ排
出し、砂と小さな不燃物を砂循環エレベータ２４により
輸送し、分級器２５により微細な不燃物２８を除去した
後、砂は、ロックホッパ２６を介しガス化炉１へ戻され
る。このような不燃物排出機構は、２台のスイング弁が
不燃物を受けずに圧力シール機能だけ有するので、第１
及び第２スイング弁１８、２０のシール部における不燃
物の噛込みを避けることができる。炉内圧が若干負圧で
よい場合は、シール機能は不要である。
【００４２】図６は、本発明の第４実施例のガス化装置
の図解的な垂直断面図である。図６のガス化装置におい
て、ガス化原料１１の供給とそれに関係する炉内圧のシ
ールは、図５の不燃物の排出のための機構と同様に、ス
イングカット弁１９、１９’及びシール用第１及び第２
スイング弁１８の組合せを使用して行われる。圧縮フィ
ーダ１３は、除かれている。図６の実施例において、炉
内から第１スイング弁１８内へ漏れたガスは、排出弁２
２’及びブロア（図示しない）を介し、炉内へ戻され
る。また、第１スイング弁１８を完全に閉じた後に均圧
弁２１が開とされ、スイングカット弁１９内の圧力が炉
内圧と同じにされる。
【００４３】図７は、本発明のガス化装置により製造さ
れる生成ガスの精製工程の１例を示すフロー図である。
図７の精製工程において、ガス化装置１へガス化原料１
１及び流動化ガス７、８がガス化炉１へ供給される。ガ
ス化装置１において生成された可燃生成ガスは、廃熱ボ
イラ３１で熱が回収され冷却されて、サイクロン分離器
３２へ送られ、固形分３７、３８が分離される。その
後、生成ガスは、水洗浄塔３３において水により洗浄さ
れ冷却され、アルカリ洗浄塔３４において硫化水素を除
去され、その後、ガスホルダー３５に貯留される。サイ
クロン分離器３２で分離された固形分の内の未反応チャ
ー３７は、ガス化装置１へ戻され、残りの固形分３８
は、系外へ排出される。図５の実施例と同様に、ガス化
装置１から排出された不燃物の内、大きな不燃物２７
は、系外へ排出され、砂は、ガス化装置１へ戻される。
洗浄塔３３、３４から出る廃水は、廃水処理器３６へ導
入され、無害化処理される。
【００４４】図８は、ガス化装置１において発生した可
燃生成ガス及び微粒子が、熔融燃焼炉４１に導入されて
高温燃焼され、灰が熔融される工程の１例を示すフロー
図である。図８の工程において、ガス化装置１で製造さ
れた可燃分の多い生成ガスが、熔融燃焼炉４１へ導入さ
れる。熔融燃焼炉４１には、酸素、酸素と空気の混合気
体、又は空気が吹き込まれ、生成ガス及び微粒子が１３
００°Ｃ以上で燃焼され、灰が熔融され、またダイオキ
シン、ＰＣＢ等の有害物質が分解される。熔融燃焼炉４
１で熔融された灰４４は、急冷されスラグとされ減量化
される。熔融燃焼炉４１で発生した燃焼排気ガスは、ス
クラバー４２で急冷され、ダイオキシンの再合成が防止
される。スクラバー４１で急冷された排気ガスは、フィ
ルター４３において更に塵埃３８が除去され、排気塔５
５から大気へ排出される。
【００４５】図９は、本発明の第５実施例のガス化及び
熔融燃焼装置の垂直断面斜視図である。図９において、
ガス化装置１は、図１の実施例とほぼ同一であるが、ガ
ス出口１０８は、熔融燃焼炉４１の可燃ガス入口１４２
に連通されている。熔融燃焼炉４１は、ほぼ垂直方向の
軸線を有する円筒形一次燃焼室１４０、及び水平方向に
傾斜する二次燃焼室１５０を含む。流動層炉２で発生さ
れた可燃ガス１２０及び微粒子は、可燃ガス入口１４２
を介し一次燃焼室１４０へその軸線のまわりに旋回する
ように供給される。
【００４６】一次燃焼室１４０は、上端に始動バーナを
備えると共に、燃焼用空気を軸線のまわりに旋回するよ
うに供給する複数の空気ノズル１３４を備える。二次燃
焼室１５０は、、一次燃焼室１４０とその下端で連通さ
れると共に、二次燃焼室の下方部分に配置され熔融灰分
を排出可能な排出口１５２、排出口１５２の上方に配置
される排気口１５４、一次燃焼室と連通する部分の付近
に配置される助燃バーナ１３６、及び燃焼用空気を供給
する空気ノズル１３４を備える。排気口１５４は、輻射
板１６２を備え、輻射により排気口１５４から失われる
熱量を減少させている。
【００４７】図１０は、廃熱ボイラ及びタービンと組み
合わせて使用される本発明の実施例の流動層ガス化及び
熔融燃焼装置の配置図である。図１０において、ガス化
装置１は、排出器２３から排出された大きな不燃物２７
及び分級器２５から排出された微細な不燃物２８を一緒
に搬送するコンベヤ１７２を具備する。流動層炉２の下
部から不燃物を取り出す円錐形シュート１６のまわりに
空気ジャケット１８５が配置され、高温の抜き出し砂に
より空気ジャケット１８５内の空気が加熱される。補助
燃料Ｆが、熔融燃焼炉４１の一次及び二次燃焼室１４
０、１５０へ供給される。熔融燃焼炉４１の排出口１５
２から排出される熔融状態の灰４４は、水室１７８に受
け入れられ急冷されて、スラグ１７６として排出され
る。
【００４８】図１０において、熔融燃焼炉４１から排出
される燃焼ガスは、廃熱ボイラ３１、エコノマイザ１８
３、空気予熱器１８６、集塵器４３、誘引通風機５４を
経て大気へ排出される。空気予熱器１８６から出た燃焼
ガスは、集塵器４３に入る前に、消石灰等の中和剤Ｎを
添加される。水Ｗがエコノマイザ１８３へ供給され、予
熱された後、ボイラ３１で加熱されて蒸気にされ、蒸気
タービンＳＴを駆動する。空気Ａが空気予熱器１８６へ
供給され、加熱された後、空気ジャケット１８５で更に
加熱され、空気管１８４を介し、熔融燃焼炉４１、及び
必要に応じてフリーボード１０２へ供給される。
【００４９】廃熱ボイラ３１、エコノマイザ１８３、及
び空気予熱器１８６の底部に溜まる微粒子１８０、１９
０は、砂循環エレベータ２４で分級器２５へ搬送され微
細な不燃物２８が除去され、流動層炉２へ戻される。フ
ィルター４３において分離される飛灰３８は、高温で揮
散したＮａ、Ｋなどのアルカリ金属塩を含むので、処理
器１９４において薬品により処理される。
【００５０】図１０の装置においては、流動層炉２の燃
焼が低空気比による低温部分燃焼とされ、流動層温度が
４５０°Ｃ〜６５０°Ｃに維持されることにより、高熱
量の可燃ガスを発生させることができる。また、低空気
比により還元雰囲気で燃焼が行われるので、不燃物中に
鉄、アルミが未酸化の有価物として得られる。流動層炉
２で発生された高熱量の可燃ガス及びチャーは、熔融燃
焼炉４１において、１３００°Ｃ以上の高温燃焼するこ
とができ、灰を熔融させ、ダイオキシンを分解させるこ
とができる。
【００５１】図１１は、ガス冷却室２８０と組み合わせ
て使用される本発明の実施例の流動層ガス化及び熔融燃
焼装置の配置図である。図１１において、ガス化装置
１、熔融燃焼炉４１、水室１７８、集塵器４３、誘引通
風機５４等は、図１０と同様である。図１１において
は、廃熱ボイラに代えて、ガス冷却器２８０、独立空気
予熱器１８８が設けられ、熔融燃焼炉４１から高温燃焼
排ガスを耐火断熱被覆された高温ダクト２７８を介して
ガス冷却器２８０に導入する。ガス冷却器２８０におい
て、燃焼ガスは、微細水噴霧により、瞬時に減温され、
ダイオキシンの再合成が防止される。高温ダクト２７８
の排ガス流速は、５ｍ／秒以下の低速とされる。ガス冷
却器２８０の上部に温水発生器２８３が配置される。空
気予熱器１８８で加熱された空気がガス化炉１のフリー
ボード１０２及び熔融燃焼炉４１へ供給される。
【００５２】図１２は、廃熱ボイラ３１及び反応塔３１
０と組み合わせて使用される本発明の実施例の流動層ガ
ス化及び熔融燃焼装置の配置図である。図１２におい
て、ガス化装置１、熔融燃焼炉４１、水室１７８、廃熱
ボイラ３１、蒸気タービンＳＴ、エコノマイザ１８３、
空気予熱器１８６、集塵器４３、誘因通風機５４等は、
図１０と同様である。図１２においては、廃熱ボイラ３
１とエコノマイザ１８３の間に、反応塔３１０、スーパ
ーヒータ加熱燃焼器３２０が配置される。反応塔３１０
において、消石灰スラリー等の中和剤Ｎが燃焼排ガスに
添加され、ＨＣｌが除去される。反応塔３１０から排出
される固体微粒子３１２は、廃熱ボイラ３１から排出さ
れる固体微粒子３１２と一緒に砂循環エレベータ２４に
より分級器２５へ送られる。加熱燃焼器３２０におい
て、未燃焼ガス及び補助燃料Ｆを燃焼させ、蒸気温度を
５００°Ｃ程度に上げる。図１２の装置においては、蒸
気が高温高圧であることと、空気比が小さく排ガスの持
ち出し顕熱が小さいことにより、発電効率を約３０％と
することができる。
【００５３】図１３は、本発明の実施例のガス化コジェ
ネレーション型の流動層ガス化及び熔融燃焼装置の配置
図である。図１３において、ガス化装置１、熔融燃焼炉
４１、水室１７８、廃熱ボイラ３１、集塵器４３、誘引
通風機５４等は、図１０の装置と同様である。図１３に
おいては、廃熱ボイラ３１と集塵器４３の間に反応塔３
１０が配置され、反応塔３１０において、消石灰スラリ
ー等の中和剤Ｎが燃焼排ガスに添加され、ＨＣｌが除去
される。反応塔３１０の排ガスが、集塵器４３を経てガ
スタービン４２０で使用される。ガスタービン４２０に
おいては、空気Ａが圧縮機Ｃにより圧縮され燃焼器ＣＣ
に供給され、燃焼器ＣＣおいて燃料Ｆが燃焼され、この
燃焼ガス及び圧縮機４１０で圧縮されて燃焼器ＣＣへ供
給され排ガスが、タービンＴの作動流体となる。ガスタ
ービン４２０の排気ガスは、スーパーヒータ４３０、節
炭器４４０、及び空気予熱器４５０を順に通過され、誘
因通風機５４により大気へ放出される。廃熱ボイラ３１
において発生された蒸気が、スーパーヒータ４３０にお
いて、ガスタービン４２０の排気ガスにより加熱され、
蒸気タービンＳＴへ供給される。
【００５４】図１４は、本発明の実施例の加圧ガス化複
合発電型の流動層ガス化及び熔融燃焼方法の工程を示す
フロー図である。加圧型のガス化炉１で生成された高温
高圧の生成ガス２９は、廃熱ボイラ３１’へ導入され、
蒸気を発生させると共にそれ自体は冷却される。廃熱ボ
イラを出た生成ガスは、２分され、一方が熔融燃焼炉４
１へ他方が中和剤Ｎを添加されＨＣｌが中和されて集塵
器４３’へ導入される。集塵器４３’において、温度低
下により固化した生成ガス中の低融点物質が、生成ガス
から分離されて熔融燃焼炉４１へ送られ、熔融される。
低融点物質が除去された生成ガスが、ガスタービンＧＴ
において燃料ガスとして利用される。ガスタービンＧＴ
の排気ガスは、スーパーヒータＳＨ、エコノマイザＥＣ
ｏで熱交換され、その後、排ガス処理器５１０で処理さ
れ、大気中へ放出される。熔融燃焼炉４１の排気ガス
は、熱交換器ＥＸ、集塵器４３を経て、排ガス処理器５
１０へ導入される。熔融炉から排出された熔融灰４４
は、急冷しスラグにされる。集塵器４３から排出された
固形分３８は、処理器１９４において薬品処理される。
【００５５】図１４の工程によれば、廃棄物から生成さ
れたガスが、ＨＣｌ及び固形分が除去された後、燃料と
して使用されるから、ガスタービンを腐食させるること
がなく、また、ＨＣｌが除去されているので、ガスター
ビン排気ガスにより高温の蒸気を発生させることができ
る。
【００５６】
【発明の効果】
（１）本発明のガス化装置は、流動層炉の循環流により
熱が拡散されるので、高負荷とすることができ、炉を小
型にすることができる。
【００５７】（２）本発明においては、流動層炉が少量
の空気で燃焼を維持できるので、流動層炉を低空気比低
温度（４５０〜６５０°Ｃ）とし、発熱を最小限に抑え
て、ゆるやかに燃焼させることにより、可燃分を多量に
含む均質な生成ガスを得ることができ、ガス、タール、
チャーの可燃分の大部分を次段の熔融燃焼炉において利
用できる。
【００５８】（３）本発明においては、流動層炉の循環
流により大きな不燃物も容易に排出できる。また、不燃
物中の鉄、アルミが、未酸化の有価物として利用でき
る。
【００５９】（４）本発明によれば、ごみ処理を無害化
し、高いエネルギ利用率を有する方法又は設備が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のガス化装置の主要部の図
解的な垂直断面図。
【図２】図１のガス化装置の流動層炉の図解的な水平断
面図。
【図３】本発明の第２実施例のガス化装置の主要部の図
解的な垂直断面図。
【図４】図２のガス化装置の流動層炉の図解的な水平断
面図。
【図５】本発明の第３実施例のガス化装置の図解的な垂
直断面図。
【図６】本発明の第４実施例のガス化装置の図解的な垂
直断面図。
【図７】生成ガスの精製工程の１例を示すフロー図。
【図８】灰が熔融される工程の１例を示すフロー図。
【図９】本発明の第５実施例のガス化及び熔融燃焼装置
の図解的な垂直断面斜視図。
【図１０】廃熱ボイラ及びタービンと組み合わせて使用
される本発明の実施例の流動層ガス化及び熔融燃焼装置
の配置図。
【図１１】ガス冷却室と組み合わせて使用される本発明
の実施例の流動層ガス化及び熔融燃焼装置の配置図。
【図１２】廃熱ボイラ及び反応塔と組み合わせて使用さ
れる本発明の実施例の流動層ガス化及び熔融燃焼装置の
配置図。
【図１３】本発明のガス化コジェネレーション型の実施
例の流動層ガス化及び熔融燃焼装置の配置図。
【図１４】本発明の加圧ガス化複合発電型の実施例の流
動層ガス化及び熔融燃焼方法の工程を示すフロー図。
【符号の説明】
１；ガス化装置、２；流動層炉、３；炉底周辺部、４；
炉底中央部、５；不燃物排出口、６；傾斜壁、７；中央
流動化ガス、７’；中間流動化ガス、８；周辺流動化ガ
ス、９；移動層、９’；中間層、１０；流動層、１１；
ガス化原料（可燃物）、１２；ダブルダンパー、１３；
圧縮フィーダ、１４；給塵フィーダ、１５；ルーツブロ
ア、１６；円錐形シュート、１７；定量排出器、１８、
２０；スイング弁、１９、１９’；スイングカット弁、
２２；排出弁、２３；トロンメル付き連続排出器、２
４；砂循環エレベータ、２５；分級器、２７、２８；不
燃物、２９；生成ガス、３１、３１’；廃熱ボイラ、３
２；サイクロン分離機、３６；廃水処理器、３７；未反
応チャー、３８；固形分、４１；熔融燃焼炉、４３、４
３’；集塵器、４４；熔融灰、５４；誘引通風機、５
５；排気塔、１０２；フリーボード、１０４；可燃物供
給口、１０６；ガス分散機構、１０８；ガス出口、１１
４；チャー・タール、１３４；助燃バーナ、１４０；一
次燃焼室、１４２；可燃ガス入口、１５０；二次燃焼
室、１６２；輻射板、１７６；スラグ、１７８；水室、
１８３；エコノマイザ、１８５；空気ジャケット、１８
６、１８８；空気予熱器、１９４、５１０；処理器、２
８０；ガス冷却器、３１０；反応塔、３２０；スーパー
ヒータ加熱燃焼器、４２０；ガスタービン、Ａ；空気、
Ｃ；圧縮機、ＣＣ；燃焼器、ＥＣｏ；エコノマイザ、
Ｆ；補助燃料、Ｇ；ガス化ゾーン、Ｎ；中和剤、Ｓ；酸
化ゾーン、ＳＨ；スーパーヒータ、ＳＴ；蒸気タービ
ン、Ｔ；タービン、Ｗ；水。
フロントページの続き (72)発明者 永東 秀一 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 広勢 哲久 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社 荏原製作所内 (72)発明者 三好 敬久 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 豊田 誠一郎 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 細田 修吾 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社 荏原製作所内 (72)発明者 藤並 晶作 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 高野 和夫 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会 社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 平６−307614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−105018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−155603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−169906（ＪＰ，Ａ) 独国特許出願公開4026272（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 10/02 F23G 5/027 F23G 5/16 F23G 5/30 F23J 1/00 F23G 5/00 115

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 廃棄物を流動層炉にてガス化した後に、
    熔融炉にて灰分を熔融スラグ化する方法において、 流動層炉内に流動媒体の循環流を形成し、該廃棄物を該
    流動層炉に供給し、炉内を４５０℃〜６５０℃に維持
    し、ガス化してガスとチャーを生成し、該流動層炉より
    排出された該ガスと該チャーを旋回熔融炉に供給して１
    ３００℃以上にて灰分を熔融してスラグ化することを特
    徴とする廃棄物の処理方法。
  2. 【請求項２】 前記流動層炉は、流動層温度が４５０℃
    〜６５０℃に維持されることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 前記流動媒体の循環流は、流動媒体が沈
    降する移動層と流動媒体が上昇する流動層により形成さ
    れ、流動媒体が該移動層及び流動層を通り循環すること
    を特徴とする請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記移動層は質量速度が比較的小さい流
    動化ガスによって形成され、前記流動層は質量速度が比
    較的大きい流動化ガスによって形成されることを特徴と
    する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記流動媒体の循環流は、質量速度が比
    較的小さい流動化ガスと質量速度が比較的大きい流動化
    ガスを供給することにより形成されることを特徴とする
    請求項１又は２記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記質量速度が比較的小さい流動化ガス
    と質量速度が比較的大きい流動化ガスは、ともに空気で
    あることを特徴とする請求項４又は５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記流動層炉へ供給される流動化ガス
    は、廃棄物の燃焼に必要な理論燃焼空気量の３０％以下
    の空気量を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいず
    れか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記廃棄物に含まれる不燃物を流動層炉
    の炉底部より排出することを特徴とする請求項１乃至７
    のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記流動媒体は砂であることを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 廃棄物をガス化する流動層炉と、該流
    動層炉内で生成され たガスとチャーを燃焼して灰分を熔
    融する熔融炉とを備えたガス化及び熔融燃焼装置におい
    て、 前記流動層炉は流動化ガスを炉内に供給する流動化ガス
    供給手段を備え、該流動化ガス供給手段によって炉内に
    流動媒体の循環流を形成し、炉内を４５０℃〜６５０℃
    に維持して炉内に供給された廃棄物をガス化してガスと
    チャーを生成し、 前記熔融炉はガスとチャーを燃焼する燃焼室を備え、該
    燃焼室によって前記流動層炉より排出されたガスとチャ
    ーを燃焼して１３００℃以上にて灰分を熔融してスラグ
    化することを特徴とするガス化及び熔融燃焼装置。
  11. 【請求項１１】 前記流動層炉は、流動層温度が４５０
    ℃〜６５０℃に維持されることを特徴とする請求項１０
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記流動媒体の循環流は、流動媒体が
    沈降する移動層と流動媒体が上昇する流動層により形成
    され、流動媒体が該移動層及び流動層を通り循環するこ
    とを特徴とする請求項１０又は１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記移動層は質量速度が比較的小さい
    流動化ガスを供給する手段によって形成され、前記流動
    層は質量速度が比較的大きい流動化ガスを供給する手段
    によって形成されることを特徴とする請求項１２記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記流動化ガス供給手段は、質量速度
    が比較的小さい流動化ガスを供給する手段と、質量速度
    が比較的大きい流動化ガスを供給する手段とからなるこ
    とを特徴とする請求項１０又は１１記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記熔融炉の燃焼室は、ほぼ垂直方向
    の軸線を有する円筒形室からなり、該円筒形室の頂部に
    前記ガスとチャーを導入し、該円筒形室で該ガスとチャ
    ーを旋回させ、該円筒形室の下部には水平方向に対して
    傾斜して延びた室が連通され、前記熔融した灰分を該傾
    斜して延びた室の底部よりスラグとして排出することを
    特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の
    装置。
  16. 【請求項１６】 廃棄物を流動層炉にてガス化した後
    に、熔融炉にて灰分を熔融スラグ化する方法において、 流動層炉内に流動媒体の循環流を形成し、該廃棄物を該
    流動層炉に供給し、ガス化してガスとチャーを生成し、
    該流動層炉より排出された該ガスと該チャーを 旋回熔融
    炉に供給して灰分を熔融してスラグ化することを特徴と
    する廃棄物の処理方法。
  17. 【請求項１７】 前記流動媒体の循環流は、流動媒体が
    沈降する移動層と流動媒体が上昇する流動層により形成
    され、流動媒体が該移動層及び流動層を通り循環するこ
    とを特徴とする請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記移動層は質量速度が比較的小さい
    流動化ガスによって形成され、前記流動層は質量速度が
    比較的大きい流動化ガスによって形成されることを特徴
    とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 廃棄物を流動層炉にてガス化した後
    に、熔融炉にて灰分を熔融スラグ化する方法において、 流動層炉内に流動媒体の循環流を形成し、該循環流は流
    動媒体が沈降する移動層と流動媒体が上昇する流動層が
    形成され、流動媒体が該移動層及び流動層を通って循環
    する循環流であり、 該廃棄物を該流動層炉に供給し、ガス化してガスとチャ
    ーを生成し、該廃棄物に含まれる不燃物と流動媒体を該
    流動層炉の炉底部より排出し、該不燃物と該流動媒体を
    分別した後に該流動媒体を該流動層炉に戻し、 該流動層炉より排出された該ガスと該チャーを旋回熔融
    炉に供給して灰分を熔融してスラグ化することを特徴と
    する廃棄物の処理方法。
  20. 【請求項２０】 前記流動層炉の炉内は、４５０℃〜６
    ５０℃に維持されることを特徴とする請求項１９記載の
    方法。
  21. 【請求項２１】 前記流動層炉は、流動層温度が４５０
    ℃〜６５０℃に維持されることを特徴とする請求項１９
    又は２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記不燃物と流動媒体は、前記炉底部
    より下方へ取り出し、水平方向に定量排出した後、該不
    燃物と該流動媒体は分別されることを特徴とする請求項
    １９記載の方法。
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