JP3285740B2 - 廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物等を焼却し、その燃焼排ガスの熱により蒸気を製造
して、例えば該蒸気を発電プラント等に用いる過熱蒸気
製造に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来より都市ごみ等の廃棄物を焼却する
焼却装置には流動床焼却装置が多く用いられ、かかる装
置は流動床焼却炉内の分散板（例えば多孔板）上に収容
された砂等の流動媒体に分散板下方より空気または焼却
排ガス等を吹き込むことにより流動媒体を流動化すると
ともに加熱し、そのようにして形成された流動床内に都
市ごみ等の廃棄物を投入して燃焼させる。この燃焼によ
り発生した燃焼ガスは、燃焼ガス出口ラインを経てボイ
ラに至り、該ボイラ内で温水との熱接触により蒸気を発
生させ、該蒸気を発電プラント等のタービン駆動源とし
て用いるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さてかかる都市ごみ等
の廃棄物中には塩ビプラスチック等の含塩素有機化合物
が混入しており、可燃分中にＣ１として約０．２〜０．
５％含有されている。そして都市ごみ等の廃棄物中に混
入した塩ビプラスチック等に含まれる塩素は、燃焼によ
ってＨＣ１となり（通常、都市ごみ燃焼排ガス中のＨＣ
１は約５００〜１０００ppm）、焼却炉の後流に設置さ
れた蒸気発生用ボイラのチューブに作用してこれを腐食
させる。特にチューブ表面温度が約３５０℃以上では温
度の増加とともに高温腐食が顕著となる。このため、従
来、チューブ表面温度は３５０℃以下にする必要があ
り、製造される蒸気の温度は約３００℃が限界であっ
た。その結果、従来のごみ焼却による発電効率は約１５
％以下であって、塩素を殆ど含有しない重油やＬＮＧ等
を燃料とし、ボイラチューブ温度を５００〜６００℃に
できるプラントの発電効率約４０％に比べて著しく低
く、その改善が強く望まれていた。

【０００４】本発明者らはかかる技術的課題に鑑み、先
の出願において（出願番号：特願平６−３２４８４３
号、特願平７−１４０４８４号）、前記焼却炉としての
流動床内で、温度３００〜７００℃で処理したところ、
該流動床からの未分解残渣および流動媒体から成るチャ
ー混合物からは実質的に塩素を含有しない未分解残渣が
得られることを見出した。すなわち、廃棄物中に含まれ
ていた塩素は、実質的に全て熱分解ガスに含まれて、熱
分解ガス出口ラインに排出されることを見出した。

【０００５】そして、かかる知見に基づき、焼却装置側
には、温度３００℃以上の空間内に廃棄物を供給して熱
分解反応を行なわせ、その反応により発生した熱分解ガ
スと未分解残渣および流動媒体から成るチャー混合物と
不燃物とを互いに分離する第１の流動床（以下熱分解手
段という）とともに、前記チャー混合物を空気または燃
焼排ガスによって上方に吹き飛ばしながら前記未分解残
渣を完全燃焼させる第２の流動床（以下チャー燃焼手段
という）を設け、一方ボイラ側には第１及び第２のボイ
ラを実質的に直列に接続し、低段側のボイラで前記熱分
解ガスの熱を利用して約４００℃以下、具体的には３０
０℃前後の温水または蒸気を製造（以下第１の蒸気製造
手段という）し、次に該３００℃前後の温水または蒸気
を第２のボイラに導入して前記チャー燃焼手段より得ら
れた燃焼ガスの熱により略５００℃若しくはそれ以上の
過熱蒸気を製造（以下第２の蒸気製造手段という）する
ようにした過熱蒸気製造が提案されている。

【０００６】本発明は、かかる先願技術を更に発展さ
せ、塩素によるボイラチューブの高温腐食を防止しなが
ら高温・高圧の過熱蒸気を効率的に得ることのできる過
熱蒸気の製造にかかる発明を提供する事にある。本発明
の他の目的は前記先願技術に比較して更に効率良く廃棄
物の熱分解と燃焼を安定的に行い、結果として塩素の低
減ともに且つ高温度の過熱蒸気を得ることの出来る過熱
蒸気の製造にかかる発明を提供する事にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
温度３００℃以上、好ましくは温度３００〜７００℃の
空間内に廃棄物を供給して熱分解反応を行なわせ、その
反応により発生した熱分解ガスと未分解残渣および流動
媒体から成るチャー混合物と不燃物とを互いに分離する
熱分解手段と、空気または燃焼排ガスによって前記チャ
ー混合物を上方に吹き飛ばしながら前記未分解残渣を完
全燃焼させるチャー燃焼手段と、前記熱分解ガスを直接
若しくは再燃焼させた後、その熱を利用して約４００℃
以下の温水または蒸気を製造する第１の蒸気製造手段
と、前記チャー燃焼手段により得られた燃焼ガスの熱に
より前記第１の蒸気製造手段で製造された温水または蒸
気を過熱蒸気とする第２の蒸気製造手段と、前記チャー
燃焼手段の出口側に接続され該チャー燃焼手段より燃焼
ガスと前記流動媒体とを分離する分離手段とを含み、前
記熱分解手段と第１の蒸気製造手段との間に、前記熱分
解ガスの１次燃焼熱により灰分を分離溶融する灰分溶融
分離手段と、前記灰分が分離された熱分解ガスの２次燃
焼を行う熱分解ガス燃焼手段を設け、 前記灰分分離手段
で分離された灰分を前記灰分溶融分離手段に導入させる
ことを特徴とし、 更に好ましくは前記分離手段の流動媒
体出口側に流動媒体分配手段を配し、熱分解手段とチャ
ー燃焼手段に夫々に供給する流動媒体量を調整可能に構
成した事を特徴とする。

【０００８】かかる発明によれば熱分解手段で分離され
たチャー混合物には塩素が実質的に含まれないので、こ
れを第２の蒸気製造手段の過熱源として用い５００℃以
上の過熱蒸気を得るように構成しても、機器の高温腐食
は生じない。

【０００９】また第１の蒸気製造手段の加熱源には、塩
素を含む熱分解ガスを用いるも、該熱を利用して約４０
０℃以下、具体的には略３００〜３５０℃以下の温水ま
たは蒸気を製造するものである為に、高温腐食の温度以
下の温度しか加熱しないために、ボイラチューブ等の腐
食の恐れはない。

【００１０】更に本発明によれば、前記チャー燃焼手段
の出口側に接続された分離手段により、チャー燃焼手段
より燃焼ガスと流動媒体とを分離し、前記分離手段の流
動媒体出口側に設けた流動媒体分配手段により、熱分解
手段とチャー燃焼手段に夫々に供給する流動媒体量を調
整可能に構成したために、常に最適な量の流動媒体を供
給／循環させる事が出来、長期に亙って効率良く廃棄物
の熱分解と燃焼を安定的に行う事が出来、結果として塩
素の低減ともに且つ高温度の過熱蒸気を得ることが出来
る。

【００１１】けだし高温の流動媒体が例えば燃焼手段に
多く供給されると、燃焼ガス温度が無用に上がり、炉内
やその出口側のパイプラインの熱劣化が生じやすくな
り、一方流動媒体の燃焼手段への供給量が少ないと、燃
焼温度が低下し、所望温度の過熱蒸気が得られない。又
熱分解手段側においても、高温の流動媒体が例えば熱分
解手段に多く供給されると、熱分解温度が無用に上が
り、燃焼手段側に供給されるチャー残査が少なくなり、
結果として燃焼温度が低下し、所望温度の過熱蒸気が得
られない。一方流動媒体の熱分解手段への供給量が少な
いと、熱分解温度が上がらず、十分に熱分解せずに含塩
素化合物の残査が多く燃焼手段側に流れ、本発明の目的
を円滑に達成しない。

【００１２】そして本発明は好ましくは請求項２記載の
ように、前記分離手段の流動媒体出口側と流動媒体分配
手段の間に流動媒体分配手段に均等に流動媒体が導入可
能に整流手段を配設したことを特徴とする。整流手段に
は分配手段上流側通路を狭幅に形成しても良く、又絞り
を設けても良い。かかる発明によれば、通路から直接流
動媒体が落下することなく、均等に分配手段に流動媒体
を供給することが出来、前記目的を一層円滑に達成し得
る。

【００１３】請求項３記載の発明においては、前記第１
若しくは第２の蒸気製造手段で加熱された蒸気若しくは
前記いずれかの製造手段に導入される温水若しくは蒸気
の一部を、前記燃焼手段の高温域側に配した熱交換手段
（以下第１の熱交換手段という）に適宜導入することを
特徴とするものである。即ち、前記燃焼手段では空気ま
たは燃焼排ガスによってチャー混合物を上方に吹き飛ば
しながら未分解残渣を分解させるので、その燃焼ガス中
には高温の流動媒体が含まれる。そこで本発明において
は、その高温の流動媒体を利用して、前記チャー燃焼手
段の高温域側に前記第３の熱交換手段を配設して、前記
第１若しくは第２の蒸気製造手段で加熱された蒸気若し
くは前記いずれかの製造手段に導入される温水若しくは
蒸気の一部と熱交換する事により、後記する作用を営む
ことが出来る。即ち、前記第１の蒸気製造手段に導入さ
れる温水を前記第１の熱交換手段に導入してある程度の
昇温を図ることにより、第１の熱交換手段−第１の蒸気
製造手段−第２の蒸気製造手段と、実質的に直列の３段
階昇温を図ることが出来、多量且つ十分加熱された過熱
蒸気を得ることが出来る。又、前記第２の蒸気製造手段
に導入される温水又は蒸気を前記第１の蒸気製造手段と
ともに、前記第１の熱交換手段にパラレルに導入するこ
とにより、第２の蒸気製造手段の加熱量を多くする事が
出来、多量の過熱蒸気を得ることが出来る。更に前記チ
ャー燃焼手段の高温域側は８００〜１３００℃前後に加
熱されているために、第２の蒸気製造手段で加熱後の過
熱蒸気を前記第１の熱交換手段に導入することにより、
一層加熱された例えば８００〜９５０℃の過熱蒸気を得
ることも出来、十分加熱された過熱蒸気を得ることが出
来る。

【００１４】又前記チャー燃焼手段の高温域側に熱交換
手段を配設する事は、９５０〜１３００℃前後と無用に
高くなり、そのまま出口ラインに流すと通常の耐火材で
は温度的に持たないが、これを８００〜９００℃に落と
すことにより通常の耐火材の利用が可能となる。又前記
のように８００〜９５０℃に落としても第２の蒸気製造
手段における蒸気温度を５００〜６００℃に維持する上
で何の支障もない。

【００１５】請求項４記載の発明は、前記第１若しくは
第２の蒸気製造手段で加熱された蒸気若しくは前記いず
れかの製造手段に導入される温水若しくは蒸気の一部
を、適宜前記分離手段の流動媒体出口側に導入し、該流
動媒体との熱接触により加熱することを特徴とするもの
である。かかる発明によれば、前記チャー燃焼手段の出
口側に燃焼ガスと前記流動媒体とを分離する分離手段を
設けた為に、言換えれば８００〜９５０℃前後の高温の
流動媒体を熱分解手段とチャー燃焼手段夫々に戻入する
ことにより、目的とする温度の流動床形成や温度管理が
容易になる。そして本発明においては、前記分離手段の
流動媒体出口側に熱交換手段を配置し、前記第１若しく
は第２の蒸気製造手段で加熱された蒸気若しくは前記い
ずれかの製造手段に導入される温水若しくは蒸気の一部
を、適宜該流動媒体との熱接触により加熱することによ
り、請求項３記載の発明と同様な作用を営むことが出来
る。

【００１６】この場合、前記チャー燃焼手段の高温域側
に第１の熱交換手段と前記分離手段の流動媒体出口側に
も熱交換手段（以下第２熱交換手段という）を配置して
もよい。又、第１の熱交換手段−第１の蒸気製造手段−
第２の蒸気製造手段−第２熱交換手段を配置することに
より、実質的に直列の４段階昇温を図ることが出来、極
めて高い十分加熱された過熱蒸気を得ることが出来る。
又、後記実施例に示すように（第１の熱交換手段と第１
の蒸気製造手段を並列に）−第２の蒸気製造手段−第２
熱交換手段を直列に配置することにより、実質的に並列
／直列の３段階昇温を図ることが出来、多量且つ十分加
熱された過熱蒸気を得ることが出来る。又第１の熱交換
手段と第２の熱交換手段をいずれかを選択的に用いても
良い。又、前記熱交換手段にはスーパヒータ若しくはボ
イラを用いるのがよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。但し、この実施形態に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に
特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１
は本発明の実施例に係る廃棄物の焼却熱を利用した過熱
蒸気製造装置を示し、図中、１は流動床からなる熱分解
炉で、多孔板等の分散板３上に砂等の流動媒体２が収納
されており、廃棄物供給ライン４及び砂循環ライン５よ
り砂と都市ごみ等の廃棄物が投入され、空気または燃焼
排ガス入口ライン６より供給された空気または燃焼排ガ
スにより温度３００℃以上の流動床空間を生成し、廃棄
物の熱分解反応を行なわせ、その反応により発生した熱
分解ガスは熱分解ガス出口ライン７より、又未分解残渣
および砂から成るチャー混合物はチャー混合物取り出し
ライン９より、不燃物は不燃物取り出しラインより、夫
々互いに分離して取り出す。尚前記空気または燃焼排ガ
ス入口ライン６より熱分解炉１に供給される空気または
燃焼排ガスは、３００〜７００℃の範囲で熱分解を効率
的に行うために、酸素の少ない（３〜５％程度）且つ温
度が１００〜３００℃の温度を維持している燃焼排ガ
ス、具体的には第１のボイラ２４の出口ライン２５より
取り出された燃焼排ガスを用いるのが良い。

【００１８】熱分解ガス出口ライン７より取り出された
熱分解ガスは、灰溶融炉３１及び熱分解ガス燃焼炉３４
を経て第１のボイラ２４に導入される。即ち、前記灰溶
融炉３１は、旋回流により砂混合熱分解ガス灰を旋回分
離させながら、該溶融炉３１内に空気若しくは酸素富化
空気を前記熱分解ガスと共に、導入して該熱分解ガス燃
焼熱により灰分を溶融して、該溶融した灰分を溶融灰出
口ライン３２を介して水貯溜部３２Ａに落下させ、数ｍ
ｍ程度の水冷スラッグを生成し、該スラッグを建築用骨
材として利用する。

【００１９】又、前記灰溶融炉３１には後記するガス出
口ライン１７に設けた高温フィルタ４０より分離した灰
分がダストライン２９及びサイクロンの砂出口ライン１
８に設けた灰分離器４１（スクリーン）より分離した灰
分がダストライン２９ａを介して夫々導入され、これら
も溶融分離される。そして、灰分を除去した熱分解ガス
は出口ライン３３を介して熱分解ガス燃焼炉３４に導入
し、空気供給ライン２１より供給された空気により再加
熱及び完全燃焼を行い、その出口ライン３５／２３を介
して第１ボイラ２４に導入する。

【００２０】又、前記熱分解炉１により得られた熱分解
ガスの一部を灰溶融炉３１の上流側で、分岐ライン７ａ
を介して熱分解炉１の分散板３下方の入口側に供給する
ものであるために、言換えれば３５０℃〜４００℃の高
温の可燃性ガスを熱分解炉１に循環供給する事が出来る
ために、熱分解ガスが空気又は燃焼排ガス中のＮ₂、Ｃ
Ｏ₂，Ｈ₂Ｏ等の不活性ガスでの希釈を最小限に抑えて、
単位容積当りの発熱量を高くし、灰溶融に必要な燃焼温
度１３００℃に容易にすることが可能となるとともに、
温度変動を抑制して安定した熱分解が可能となる。

【００２１】１０は塔式の流動床炉からなるチャー燃焼
炉で、底部に配した分散板１１上にチャー混合物取り出
しライン９より供給されたチャー混合物、及び砂循環ラ
イン１９より循環された砂が収納される。そして前記分
散板１１下方の空気供給ライン１２より更にチャー燃焼
炉１０中域の空気供給ライン１３より夫々空気が供給さ
れて未分解残渣の燃焼を行い、約８００〜１３００℃前
後の燃焼ガスを生成すると共に、そのチャー燃焼炉１０
中の上方域に水冷壁ボイラ又はスーパヒートを配設し、
９５０〜１３００℃前後と無用に高くなった燃焼ガスを
８００〜９５０℃に落とすと共に、第１ボイラに供給す
るボイラ水の一部を加熱する。該ボイラ水の加熱温度は
３００℃前後になる。尚前記のように燃焼ガス温度を８
００〜９５０℃に落としても第２のボイラ２０における
蒸気温度を５００〜６００℃に維持する上で何の支障も
ない。そして前記燃焼炉で燃焼炉で燃焼されない小型の
不燃物は不燃物取り出しライン１４より取り出される。

【００２２】一方前記のように高温化された砂混合の燃
焼ガスは、砂／燃焼ガス出口ライン１５より気・固分離
装置例えばサイクロン１６に導入され、ここで砂と燃焼
ガスを分離し、燃焼ガスはガス出口ライン１７より第２
ボイラ２０に導入される。砂出口ライン１８より取り出
された砂は、灰分分離器４１（スクリーン）で灰分を分
離した後、出口ライン１８Ａより、整流板５２及び回転
弁５１等からなる分配調整弁５０を介して砂循環ライン
１９より燃焼炉１０と、砂循環ライン５より熱分解炉１
に夫々供給される。

【００２３】図２はかかる整流板５２と分配調整弁５０
の構成を示し、分配調整弁５０は、砂循環ライン５／１
９の分岐部に円形のケーシング４９を設け、該ケーシン
グ４９の軸中心５１ａに回転弁５１を回転可能に配置す
る。又分配調整弁５０の上流側に位置する出口ライン１
８Ａは垂直に延在させ、該出口ライン１８Ａに整流板５
２を配置する。整流板５２は、前記ライン１８Ａ通路内
に配置され、出口側が縮幅化されるようにテーパを持た
せて配置した一対の傾斜板５２ａからなり、そして前記
整流板５２のテーパ方向は前記回転弁５１の回転方向に
対し、直交して配置する。又整流板５２は図２（Ｃ）に
示すように、テーパ方向を直交させて上下二段構成で構
成してもよい。

【００２４】又灰分分離器４１（スクリーン）で分離さ
れた灰分は、ダストライン２９ａ／２９を介して灰溶融
炉３１に導入される。又前記燃焼炉１０と第２ボイラ２
０間の燃焼ガスライン１７には、スーパーヒータからな
る熱交換器３７と高温フィルタ４０が直列に配設され、
例えば９００℃前後に加熱された燃焼ガスが熱交換器３
７で、第２ボイラ２０で加熱後の過熱蒸気と熱交換さ
れ、加熱温度を６００℃前後に落として高温フィルタ４
０に導入される。そして該高温フィルタ４０で燃焼ガス
中の灰分の分離を行った後、ライン１４１を介して第２
ボイラ２０に導入される。そして前記高温フィルタ４０
で分離された灰分は、ダストライン２９を介して灰溶融
炉３１に導入される。

【００２５】２０は第２ボイラ及び２４は第１ボイラ
で、第１ボイラ２４では熱分解ガス出口ライン７より取
り出された熱分解ガスが、空気入口ライン２１より取込
んだ空気により再燃焼されて第２ボイラガス出口より排
出された燃焼排ガスと共に、第１のボイラ２４に導入さ
れ、ボイラ水入口２６より取込んだボイラ水を３００℃
前後に加熱し、第１ボイラ蒸気出口２７より第２ボイラ
２０に蒸気を供給する。

【００２６】第２ボイラ２０では前記第１ボイラ２４の
第１ボイラ蒸気出口ライン２７より取り出した蒸気及び
水冷壁ボイラ３６により加熱され分岐蒸気ライン２７’
を介してとりだされた蒸気を導入して、前記燃焼ガス出
口ライン１７を介して供給された燃焼ガスで加熱し、５
００〜６００℃前後の過熱蒸気を製造し、第２ボイラ蒸
気出口２８より取り出す。

【００２７】次に前記実施例の作用について詳述する。
熱分解炉１に供給される都市ごみ等の廃棄物中には塩ビ
プラスチック等の含塩素有機化合物が混入しており、可
燃分中にＣ１として約０．２〜０．５％含有されてい
る。そして、廃棄物供給ライン４から都市ごみ、砂循環
ライン５から高温の循環砂を、それぞれ熱分解炉１に供
給し、下部の空気または燃焼排ガス入口ライン６から空
気または燃焼排ガスを供給して砂２を流動させた流動床
内で、温度３００〜７００℃で処理することにより、チ
ャー混合物取り出しライン９からは実質的に塩素を含有
しない未分解残渣が得られる。すなわち、廃棄物中に含
まれていた塩素は、実質的に全て熱分解ガスに含まれ
て、熱分解ガス出口ライン７に排出されることになる。
なお、熱分解炉１内の熱分解反応で分離された大型の不
燃物は、不燃物取り出しライン８から炉外に取り出され
る。

【００２８】熱分解炉１の熱分解出口ライン７から取り
出された上記熱分解ガスには、低カロリーガス、油分、
タールおよびＨＣ１が含まれているが、これを灰溶融炉
３１及び熱分解燃焼炉で完全燃焼させた後、第２ボイラ
ガス出口ライン２２よりの燃焼排ガスとともに第１ボイ
ラガス入口２３から第１ボイラ２４に供給する。従っ
て、第１ボイラ２４に導入される熱分解ガス中に灰分等
が混入されることなく長期に亙って安定して蒸気製造が
可能になるとともに、又第１ボイラ２４に導入される熱
分解ガス温度を略８５０〜９００℃（最大９５０℃前
後）程度に高く設定できるために、該ボイラで製造され
る３００℃前後の蒸気を多量に製造できる。

【００２９】第１ボイラガス入口２３のガスにはＨＣ１
が約５００〜１０００ppm含まれているので、ボイラ水
の流量を調整して第１ボイラ２４のチューブ表面温度は
従来並みの約３５０℃以下として、高温腐食を抑制す
る。このため、第１ボイラ２４では高温の過熱蒸気は得
られないが、約３００℃までは加熱できるので、これを
更に第２ボイラ２０で加熱すれば、約５００〜６００℃
の高温の過熱蒸気を得ることができる。

【００３０】熱分解炉１でチャー混合物取り出しライン
９から取り出されたチャー混合物砂と未分解残渣から成
り、実質的に塩素を含有しないチャー混合物を、燃焼炉
１０では燃焼炉１０の下部に供給し、空気供給ライン１
２から分散板１１を介して供給される空気によって燃焼
させる。この場合、空気供給ライン１２から供給する空
気量を調整して、砂を上方に吹き飛ばしながら未分解残
渣を燃焼させる。完全燃焼のために空気供給ライン１３
から更に空気を供給することもある。燃焼炉１０の温度
は燃焼発熱反応によって上昇する。この温度値は、チャ
ー混合物取り出しライン９から供給される未分解残渣の
発熱量と空気供給ライン１２、１３の空気および砂循環
ライン１９の砂の量と温度によって決まるが、９５０〜
１３００℃前後の高温になる場合がある。

【００３１】そこで水冷壁ボイラ３６により分岐管２
６’より導入されたボイラ水と熱交換することにより砂
混合燃焼ガス８００〜９５０℃にすることは容易であ
る。ガラスや缶類等の小型化された不燃物は不燃物取り
出しライン１４から抜き出す。

【００３２】燃焼炉１０で生成し８００〜９５０℃の高
温でかつ塩素を実質的に含有しない燃焼ガスは、砂とと
もに砂・燃焼ガス出口ライン１５を経てサイクロン１６
に導入され、砂は砂出口ライン１８から、排ガスはガス
出口ライン１７からそれぞれ分離して取り出される。そ
して砂出口ライン１８から取り出された８００〜９５０
℃の高温の砂は灰分離器４１により灰分が分離された
後、整流板５２により砂を均等に整流した後、回転弁５
１の回転角により設定される分配量に応じて、その一部
は砂循環ライン５を経て熱分解炉１へ戻され、熱分解炉
１内部の温度を所定温度に保持するために用いられる。
また残りは砂循環ライン１９を経て燃焼炉１０に戻され
る。

【００３３】従って本実施例によれば、熱分解炉１とチ
ャー燃焼炉に夫々に供給する流動媒体量を前記回転弁５
１の回転角により調整出来る為に、常に最適な量の砂を
供給／循環させる事が出来、長期に亙って効率良く廃棄
物の熱分解と燃焼を安定的に行う事が出来、結果として
塩素の低減ともに且つ高温度の過熱蒸気を得ることの出
来る。けだし高温の砂がチャー燃焼炉に多く供給される
と、燃焼ガス温度が無用に上がり、炉内やその出口側の
パイプラインの熱劣化が生じやすくなり、一方流動砂の
チャー燃焼炉への供給量が少ないと、燃焼温度が低下
し、所望温度の過熱蒸気が得られない。

【００３４】又熱分解炉側においても、高温の流動砂が
例えば熱分解炉１に多く供給されると、熱分解温度が無
用に上がり、チャー燃焼炉１０側に供給されるチャー残
査が少なくなり、結果として燃焼温度が低下し、所望温
度の過熱蒸気が得られない。一方流動砂の熱分解炉１へ
の供給量が少ないと、熱分解温度が上がらず、十分に熱
分解せずに含塩素化合物の残査が多く燃焼炉１０側に流
れ、本発明の目的を円滑に達成しない。

【００３５】そして本実施例は前記分配調整弁５０に均
等に流動媒体が導入可能に整流板５２を配設した為に、
出口ライン１８から直接流動砂が落下することなく、均
等に分配調整弁５０に流動砂を供給することが出来る。

【００３６】従って本実施例によれば前記サイクロン１
６の砂出口ライン１８側に砂と灰分の分離を行う灰分分
離器４１とを設けた為に、熱分解炉１とチャー燃焼炉１
０夫々に戻入する流動砂に灰分等が混入されることな
く、安定した熱分解とチャー燃焼が長期に亙って達成出
来る。

【００３７】一方前記灰分は前記した灰分溶融分離器３
１に導入する事により、前記溶融灰を利用して骨材等の
製造が可能となるとともに、前記灰分は高温であるため
にその熱を利用して分離された熱分解ガスの再加熱を行
うことも可能である。

【００３８】一方、上記サイクロン１６のガス出口ライ
ン１７から取り出された８００〜９５０℃の高温燃焼ガ
スは、熱交換器３７で予冷した後、高温フィルタ４０に
導入して、該フィルタ４０で燃焼ガス中の灰分の分離を
行う為に、第２のボイラ２０に導入される燃焼ガス中に
灰分等が混入されることなく長期に亙って安定して蒸気
製造が可能になるとともに、又前記燃焼ガス中の未燃焼
塩素化合物の燃焼を行う為に、いわゆるダイオキシンの
除去を確実に行う事ができる。

【００３９】そして、前記高温フィルタ４０の入口側に
熱交換器３７を配し、前記第２ボイラ２０の加熱された
過熱蒸気を熱交換器３７に導入して前記高温フィルタ４
０に導入される燃焼ガスの予冷を行う事により、高温フ
ィルタ４０に加わる負荷を低減できる。又前記熱交換器
３７に第２ボイラ２０で加熱後の過熱蒸気を導入するこ
とにより、一層加熱された過熱蒸気を得ることも出来、
特に第２ボイラ２０には第１ボイラ２４と水冷壁ボイラ
３６の蒸気を導入するために、過熱容量不足になること
もあるが、本実施例では又前記熱交換器３７に第２ボイ
ラ２０で加熱後の過熱蒸気を導入する為に熱容量不足を
解消して十分加熱された過熱蒸気を得ることが出来る。

【００４０】更に高温フィルタ４０と灰分分離器４１に
より分離された灰分は灰分溶融分離炉手段に導入するこ
とにより、前記溶融灰を利用して骨材等の製造が可能と
なる。又前記灰分はいずれも高温であるためにその熱を
利用して分離された熱分解ガスの再加熱を行うことも可
能である。

【００４１】第２ボイラ２０で、該第２ボイラ２０に導
入され、第１ボイラ２４で製造された蒸気を更に加熱し
て過熱蒸気とするために用いられる。ガス出口ライン１
７を経て来た排ガスは実質的に塩素を含有していないの
で、第２ボイラ２０のボイラチューブ表面温度を３５０
℃以上としても高温腐食は大幅に軽減される。したがっ
てチューブ内の蒸気温度を約５００〜６００℃、１００
Ｋｇｆ／ｃｍ²とすることができ、第２ボイラ蒸気出口
２８からは安定して高温の過熱蒸気が得られる。

【００４２】前記熱分解炉１で熱分解炉１の温度を所定
温度３００℃以上に維持するには、空気または燃焼排ガ
ス入口ライン６から供給される流動気体の酸素量を調
節、言換えれば第１ボイラ２４よりの排ガスを多く供給
するとともに、サイクロン１６よりの砂出口ライン１８
から取り出される高温約８００〜９５０℃の砂の一部を
砂循環ライン５から供給して熱源とすることが好まし
い。

【００４３】そのためには、燃焼炉１０の燃焼炉１０で
はガスの空搭速度を３〜６m/sとして、チャー混合物取
り出しライン９から供給された砂を吹き飛ばしながら未
分解残渣を燃焼し、砂はサイクロン１６で燃焼ガスと分
離して熱分解炉１と燃焼炉１０に循環供給する高速循環
型流動床が適している。そして本発明をより効率的に実
施するには、チャー混合物取り出しライン９から取り出
される実質的に塩素を含有しないチャー混合物の量をで
きるだけ多くし好ましくは原料中可燃物の４０％以上、
燃焼炉１０で発生する熱量を多くして、第２ボイラ２０
における回収熱量を多くすることが望ましい。この結果
発電効率が３０％以上に向上する。そこで本実施例にお
いては、ごみ中の塩素を実質的に分離除去しチャーの回
収率を４０％以上にできる条件として、熱分解炉１の温
度を３００〜７００℃、好ましくは３５０〜４５０℃と
することが望ましい。

【００４４】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、塩素
によるボイラチューブの高温腐食を防止しながら高温・
高圧の過熱蒸気を効率的に得ることのできる。又本発明
によれば前記先願技術に比較して、更に効率良く熱分解
とチャー燃焼を可能にすると共に、且つ高温度の過熱蒸
気を得ることが出来る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に対応する実施例に係る廃棄物の
焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置を示す系統図であ
る。

【図２】図２は図１に示すサイクロン出口ラインに設け
た整流板と分配調整弁の構成を示し、（Ａ）は正面断面
図、（Ｂ）はそのＡーＡ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の変
形例である。

【符号の説明】

１ 熱分解炉（熱分解手段） ２ 砂等の流動媒体 １０ 燃焼炉（チャー燃焼手段） １１ 分散板 １６ サイクロン（分離手段） ２０ 第２ボイラ（第２の蒸気製造手段） ２４ 第１ボイラ（第１の蒸気製造手段） ３１ 灰溶融炉 ３４ 熱分解ガス燃焼炉 ３６ 水冷壁ボイラ（チャー燃焼手段の高温域側に
配した熱交換手段） ３７ 熱交換器 ４０ 高温フィルタ ５０ 分配調整弁 ５１ 回転弁 ４９ ケーシング ５２ 整流板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｃ 10/20 Ｆ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢＥ Ｆ２３Ｇ 5/00 １１５ 5/30 ＺＡＢＥ ＺＡＢ ＺＡＢＫ 5/16 ＺＡＢ ＺＡＢＭ 5/30 ＺＡＢ 5/32 ＺＡＢ 5/46 ＺＡＢＡ ＺＡＢＢ 5/32 ＺＡＢ 7/00 １０３Ａ 5/46 ＺＡＢ ＺＡＢ Ｆ２３Ｊ 1/00 ＺＡＢＢ 7/00 １０３ Ｆ２３Ｃ 11/02 ＺＡＢ ＺＡＢ ３１１ Ｆ２３Ｊ 1/00 ＺＡＢ ３１２ (72)発明者 保田 静生 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (72)発明者 川見 佳正 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式 会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平５−346204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−95104（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−67504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−85011（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−141636（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−35322（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/027 F22B 1/18 F22G 1/16 F23C 10/00 F23C 10/02 F23C 10/20 F23G 5/00 F23G 5/16 F23G 5/30 F23G 5/32 F23G 5/46 F23G 7/00 F23J 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度３００℃以上の空間内に廃棄物を供
   給して熱分解反応を行なわせ、その反応により発生した
   熱分解ガスと未分解残渣および流動媒体から成るチャー
   混合物と不燃物とを互いに分離する熱分解手段と、 空気または燃焼排ガスによって前記チャー混合物を上方
   に吹き飛ばしながら前記未分解残渣を完全燃焼させるチ
   ャー燃焼手段と、 前記熱分解ガスを直接若しくは再燃焼させた後、その熱
   を利用して約４００℃以下の温水または蒸気を製造する
   第１の蒸気製造手段と、 前記チャー燃焼手段により得られた燃焼ガスの熱により
   前記第１の蒸気製造手段で製造された温水または蒸気を
   過熱蒸気とする第２の蒸気製造手段と、 前記チャー燃焼手段の出口側に接続され該チャー燃焼手
   段より燃焼ガスと前記流動媒体とを分離する分離手段と
   を含み、前記熱分解手段と第１の蒸気製造手段との間に、前記熱
   分解ガスの１次燃焼熱により灰分を分離溶融する灰分溶
   融分離手段と、前記灰分が分離された熱分解ガスの２次
   燃焼を行う熱分解ガス燃焼手段を設け、 前記灰分分離手段で分離された灰分を前記灰分溶融分離
   手段に導入させることを 特徴とする廃棄物の焼却熱を利
   用した過熱蒸気製造装置。
2. 【請求項２】 前記分離手段の流動媒体出口側と流動媒
   体分配手段の間に流動媒体分配手段に均等に流動媒体が
   導入可能に整流手段を配設したことを特徴とする請求項
   １記載の廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置。
3. 【請求項３】 前記第１若しくは第２の蒸気製造手段で
   加熱された蒸気若しくは前記いずれかの製造手段に導入
   される温水若しくは蒸気の一部を、前記チャー燃焼手段
   の高温域側に配した熱交換手段に適宜導入することを特
   徴とする請求項１若しくは２記載の廃棄物の焼却熱を利
   用した過熱蒸気製造装置。
4. 【請求項４】 前記第１若しくは第２の蒸気製造手段で
   加熱された蒸気若しくは前記いずれかの製造手段に導入
   される温水若しくは蒸気の一部を、適宜前記分離手段の
   流動媒体出口側に導入し、該流動媒体との熱接触により
   加熱することを特徴とする請求項１、２若しくは３記載
   廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置。
5. 【請求項５】 前記分離手段の流動媒体出口側に流動媒
   体分配手段を配し、熱分解手段とチャー燃焼手段に夫々
   に供給する流動媒体量を調整可能に構成したことを特徴
   とする廃棄物の焼却熱を利用した請求項１、２、３若し
   くは４記載の過熱蒸気製造装置。