JP3463733B2 - ガス化燃焼処理設備の給じん装置 - 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、一般廃棄物や産業
廃棄物を熱分解燃焼させた後、排出した残渣中の灰分
を、熱分解ガスの再燃焼熱により溶融処理するガス化燃
焼処理設備の給じん装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、還元性雰囲気下で熱分解燃焼させ
るガス化炉や、流動砂を吹上げながら燃焼させる流動床
炉においては、燃焼状態を安定させるとともに、炉内高
温ガスの逆流を防ぐために、ごみ供給装置と燃焼炉内と
をごみによってシールする必要があり、従来は１軸また
は２軸スクリュによる押込法が主に採用されているが、
シールが十分に行われないために、種々の対策が提案さ
れている。 【０００３】図７は、実開平４−５５８４号によるシー
ル対策を講じた従来の粗破砕式給じん装置の主要部を示
す側面視の断面図である。 【０００４】ホッパａの下部にプッシャｂが設けられて
おり、該プッシャｂの前後動作により押出されるごみｃ
のごみ出口部ｄには、上端部がピンで揺動自在に支持さ
れた凹曲面を有する押え板ｅが設けられており、該押え
板ｅによりごみ出口部ｄのマテリアルシールを高め、ホ
ッパａからごみ燃焼炉ｆに流入する外気を低減するよう
になっている。 【０００５】さらに、ごみ出口部ｄの下方には、プッシ
ャｂでごみ出口部ｄから押出されたごみｃが収容されて
いるごみ袋を破袋し、同時に粗破砕してごみ焼却炉ｆに
定量供給するための複数の回転刃ｇ₁ を有する低速回転
の破砕ロータｇと、該破砕ロータｇとの相互作用で上記
ごみ袋を破袋するとともに、ごみｃを粗破砕する支持台
ｈが設けられている。 【０００６】該支持台ｈは、上端がピンで支持されると
ともに、下端部が油圧シリンダｉにより揺動させられる
ことにより、破砕ロータｇとの間隔を調整するように構
成されている。 【０００７】また、支持台ｈの上部側には、支持台ｈと
並行に上下動可能な整流体ｊが破袋刃ｋを配して設けら
れ、下部側には粗破砕を目的とした固定刃ｍが上下２段
に配設されている。 【０００８】従って、押え板ｅによって抑制されながら
プッシャｂによって、ごみ出口部ｄから破砕ロータｇ上
に落下したごみｃは、回転刃ｇ₁ で捕えられて整流体ｊ
の先端部と破砕ロータｇの間隙に入り、破袋刃ｋと固定
刃ｍとによって破袋及び粗破砕が行われて、図示しない
焼却炉ｆに定量的に供給される。 【０００９】なお、破砕ロータｇでの破砕に適さない粗
大物が混入した場合は、支持台ｈを大きく後退させて、
当該粗大物は不適物排出口ｎから系外に排出される。 【００１０】しかしながら、この方式では、ごみ出口部
ｄの断面積が広いために、ホッパａからごみ焼却炉ｆに
流入する外部空気量の減少を目的としたシール用の押え
板ｅのみでは、ごみｃによるマテリアルシール効果が余
り期待できないという問題があった。一方、ごみ出口部
ｄの断面積を狭くすれば比較的大きなごみが挟み込まれ
て操業停止に到るという問題があった。 【００１１】そのために、図８に示す特開平８−９４０
４６号による粗破砕式給じん装置が提案されている。 【００１２】この粗破砕式給じん装置は、前述した図７
に示した粗破砕式給じん装置の改良であり、図７に示し
た粗破砕式給じん装置と同一部材には同一符号を付して
説明は省略する。 【００１３】プッシャｂの前後動作により押出されるご
みｃのごみ出口部ｄには、上端側が水平軸により支持さ
れ、下端側が上下に揺動自在な「横くの字」形の調整板
ｐ₁と、調整板ｐ₁ を押圧するコイルばねｐ₂ 等から成
る調整機構ｐが設けられている。 【００１４】また、破砕ロータｇのごみ出口部ｄの反対
側には、上端がピンで支持され、油圧シリンダｉで揺動
自在に懸架され、先端が破砕ロータｇの面に沿って湾曲
形成された固定刃ｍを有する支持台ｈが設けられてい
る。 【００１５】ここで、ホッパａに投入されたごみｃは、
プッシャｂに押されて、大きさ及び圧密状態に応じて伸
縮するコイルばねｐ₂ によって上下移動する調整板ｐ₁
の下を通過してごみ出口部ｄに到達するために、調整機
構ｐ部でのごみによるマテリアルシールは、前述の押え
板ｅに比べて約半分の空気混入量となる。 【００１６】ごみ出口部ｄから調整機構ｐ部を通り破砕
ロータｇに落下したごみｃは、回転刃ｇ₁ により順次捕
えられて整流体ｊとの間に供給され、破袋刃ｋによって
ごみ袋が引き裂かれ、固定刃ｍによって粗破砕されて排
出コンベアｑを経て、図示しない焼却炉ｆに搬送され
る。 【００１７】なお、破砕ロータｇでの破砕に適さない粗
大物が混入した場合は、過負荷によって破砕ロータｇが
停止し、ＩＴＶで破砕ロータｇの上側をチェックし、支
持台ｈを大きく後退させて、不適物排出口ｎから該粗大
物を系外に排出する。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す従来の粗破砕式給じん装置では、空気混入量は半分
になるものの、ごみ出口部ｄ或いは破砕ロータｇの周辺
各部で、ごみ通路が絞られているためにごみ詰りによる
運転中断が避けられなかった。 【００１９】また、通常の焼却炉や流動床炉が、空気過
剰率１．７〜２．５で運転されるのに対し、還元性雰囲
気でごみを熱分解燃焼させるガス化炉では、空気比０．
３程度の酸欠状態で運転する必要がある。 【００２０】そのため、主として流動床炉に採用されて
いた従来の給じん装置をガス化炉に適用する場合は、該
給じん装置からの余分な空気の混入があり、ガス化炉内
での燃焼が不安定になるだけでなく、場合によっては爆
発を起す危険性さえあった。 【００２１】さらに、従来のものでは、主として使用さ
れる流動床内での浮遊燃焼を促進するために、給じん装
置には粗破砕あるいは圧縮ごみの解きほぐし機能を備え
ているが、本願の直結型灰溶融炉においては、残渣中の
未燃炭素分が内部熱源となるために、ガス化炉での燃焼
を抑制する必要があり、粗破砕あるいは解きほぐし機能
の付加は、装置を複雑化して設備費を高くするだけでな
く、保守管理が面倒になるという欠点があった。 【００２２】 【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明のガ
ス化燃焼処理設備の給じん装置は、一般廃棄物や産業廃
棄物などのごみを、還元性雰囲気を保持して熱分解燃焼
させるガス化炉及び、該ガス化炉から排出される熱分解
残渣中の不燃分を、溶融処理する直結型灰溶融炉を併設
するガス化燃焼処理設備の給じん装置において、ガス化
炉で燃焼させるごみを一時貯留するホッパ部と、貯留さ
れたごみを適時定量供給する供給部とから成るごみ供給
機構の下流側には、供給されたごみを圧縮することによ
り含有する空気と汚水とを放出させる脱気機構が配設さ
れ、該脱気機構は、上端部から下端部にかけて前方側に
傾斜した圧縮壁部に対向する位置に出没自在に設けられ
た前面に傾斜面を有する台形状の圧縮手段と、該圧縮手
段の下面に摺動自在に設けられ、上記被圧縮・脱気ごみ
を後段のシール機構側に押出す押出手段とで構成されて
おり、前記被圧縮・脱気ごみを充満させて後続のガス化
炉に順次送出することにより、ガス化炉からの高温ガス
の逆流を防止するとともに、該送出された圧縮ごみを複
数条に分割する分割手段を備えたシール機構とが連接さ
れ、該シール機構は、前記押出手段より広い断面形状に
形成されたものである。 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面を参照して説明する。 【００２７】図１は、本発明に係るガス化燃焼処理設備
全体の概略構成を示す側面視の断面図であり、図２は給
じん装置の拡大断面図、図３はシール機構の横断面図及
び縦断面図である。 【００２８】現在、一般廃棄物や産業廃棄物等のごみ
は、分別収集されるのが原則であり、本説明において
は、焼却処理対象のごみには、粗大可燃物や大型金属製
品は混入されないものとする。 【００２９】図１及び図２において、１は、ごみ供給機
構であり、このごみ供給機構１は、投入ホッパ１１と投
入ホッパ１１に連なるシュート１２及び付属品からなる
ホッパ部と、シュート１２の下部に配設された支持駆動
手段１３を備えたごみ支持板１４、排出駆動手段１５を
備えたごみ排出板１６及び付属品からなる供給部とで構
成されている。 【００３０】上記シュート１２の下端には、受入室２１
が連結されている。この受入室２１の一側部には、圧縮
駆動手段２２を備え、前面に傾斜面を有する台形状の圧
縮手段２３と、該圧縮手段２３の下面を押出駆動手段２
４により摺動する立方体の押出手段２５とが設けられ、
これら圧縮手段２３と押出手段２５とが受入室２１から
脱気手段収納室２６内へとそれぞれ出没自在に配設され
ている。 【００３１】受入室２１の他側部には、圧縮手段２３に
対向する位置に、上述の圧縮手段２３前面の傾斜より緩
やかな角度で上端部から下端部にかけて前方側に傾斜し
た圧縮壁部２７が開閉自在に設けられ、該圧縮壁部２７
と圧縮手段２３前面との間に楔形の圧縮空間２８が形成
されている。 【００３２】また、上記圧縮空間２８の上方からごみピ
ット１７側には排気管２９が連通されている。 【００３３】上述した受入室２１から排気管２９迄の符
号２０台で示した各部材で、脱気機構２が構成されてい
る。 【００３４】シール機構３は、上記押出手段２５の前方
に位置する水平または若干の下り水勾配を有し、押出手
段２５よりやや広い断面形状の箱形の構造物であり、入
口から略中央部迄は直管部３１であり、後半部には図３
に示すように出口側に向けて刃高が高くなる複数個の分
割体から成るごみ分割手段３２が備えられるとともに、
外壁面に冷却手段３３を備えた出口部３４が形成されて
いる。 【００３５】上記ごみ分割手段３２を構成する複数個の
分割体は、図３に示すように内壁面に適宜に突設されて
いる。 【００３６】図１に示す符号４は、ガス化炉であり、こ
のガス化炉４は、耐火物等で構成された竪型の熱分解炉
で、炉本体４１と、前記出口部３４に接続された供給管
４２と、後述の直結型灰溶融炉５の入口部に連接された
炉底部４３と、炉本体４１の頂部に位置する炉頂部４４
と、該炉頂部４４から直結型灰溶融炉５の頂部に連なる
炉頂部４４と、排ガスダクト４５及び、図示しない燃焼
空気供給機構並びに昇温バーナ等とで構成されている。 【００３７】前述の炉底部４３に直結される直結型灰溶
融炉５は、ガス化炉４から排出される熱分解残渣中の灰
分を高温で溶融処理する耐火物等で構成された内部溶融
炉（残留炭素燃焼方式）であり、溶融炉床５１と、前記
排ガスダクト４５が接続される高温燃焼室５２及び溶融
された灰が滴下するスラグ滴下部５３等とで主体が構成
されており、スラグは図示しないスラグ処理装置で処理
され、排ガスは同じく図示しない排ガス処理装置に導入
される。 【００３８】次に、上述のように構成されたガス化処理
設備における給じん方法及び供給されたごみの燃焼と熱
分解残渣の溶融処理方法について図１及び図２を中心に
して図４を参照しながら説明する。 【００３９】図４は、前述したごみ供給機構１の供給部
から脱気機構２における生ごみ受入れから焼却ごみ押出
し・分割までの状況を示した模式図である。 【００４０】ごみピット１７内で一次破砕と解きほぐし
をされた生ごみ６１は、ホッパ部に投入され、図１及び
図２に２点鎖線で示す水平状態でシュート１２内を閉鎖
したごみ排出板１６上に貯留され、その貯留状況は、レ
ベル計１２ａ、１２ｂ等により表示される。 【００４１】予め設定された周期または、後述するガス
化炉内温度計４６もしくは一酸化炭素濃度計４７の計測
値により、給じん制御装置７からのごみ供給指令が出れ
ば、支持駆動手段１３によりごみ支持板１４を、図１及
び図２に２点鎖線で示す支持板収納室１４ａ内の後退位
置から実線で示す半前進位置まで突出させることによ
り、生ごみ６１はシュート１２内で或程度の圧迫を受け
て保持されるが、この圧力は支持駆動手段１３に付属す
る支持圧力計１３ａにより規制される。 【００４２】続いて、排出駆動手段１５により、ごみ排
出板１６を、図１及び図２に２点鎖線で示す水平位置か
ら実線で示す傾斜位置に転回させれば、ごみ支持板１４
から下の生ごみ６１だけが受入室２１に落下する。 【００４３】受入室２１内では、圧縮手段２３は図１及
び図２に実線で示す後退位置にあり、押出手段２５も図
１及び図２に実線で示す突出位置にあるため、落下した
生ごみ６１は、押出手段２５上の圧縮空間２８に受入れ
られる〔図４（ａ）参照〕。 【００４４】次に、圧縮手段２３を圧縮駆動手段２２に
より図１及び図２に２点鎖線で示す突出位置に前進させ
れば、圧縮空間２８内の生ごみ６１は加圧されて、含有
する空気６２は押出されて排気管２９からごみピット１
７に放出され、同じく絞り出されたごみ汚水６３は受入
室２１底部またはシール機構３に流出する〔図４（ｂ）
参照〕 この圧縮工程で、圧壊されない不適物が有れば、圧縮圧
力計２２ａが警報を発するので、圧縮壁部２７を図２に
２点鎖線で示すように開放して不適物を外部に取出す。 【００４５】続いて、圧縮手段２３及び押出手段２５を
脱気手段収納室２６内に後退させれば、圧縮・脱気され
た脱気ごみ６４は、圧縮壁部２７から剥離して受入室２
１底部に落下する〔図４（ｃ）参照〕。 【００４６】そこで、押出手段２５を突出位置迄前進さ
せれば、脱気ごみ６４は、シール機構３内に充満されて
いた脱気ごみ６４を順次押出して、出口部３４内部に配
設されたごみ分割手段３２によって数条に分割された焼
却ごみ６５となり、前述のごみ汚水６３と共に供給管４
２を経て炉本体４１内に送入される。 【００４７】上記押出作業が終れば、ごみ排出板１６を
水平位置に戻したあと、ごみ支持板１４を支持板収納室
１４ａ内に後退させれば、シュート１２上部の生ごみ６
１は順次降下して、再びごみ排出板１６上に堆積される
〔図４（ｄ）参照〕。 【００４８】ガス化炉４内に送入された焼却ごみ６５
は、図示しない燃焼空気供給機構から空気比０．３程度
の少量の空気が供給されて、図示しない昇温バーナで加
熱されることにより、炉内温度６００℃程度のガス化燃
焼（熱分解）を起す。 【００４９】このガス化燃焼により生じた不燃物と多量
の未燃炭素類等を含んだ焼却残渣は、図１に示すように
炉底部４３から直結型灰溶融炉５の溶融炉床５１に排出
され、炉頂部４４から排出される未燃分を多量に含んだ
熱分解ガスは、排ガスダクト４５を経て高温燃焼室５２
に供給される。 【００５０】そこで、溶融炉床５１上の焼却残渣は、含
有する未燃炭素類を内部熱源とし、排ガスダクト４５か
ら送入される未燃ガスを外部熱源として図示しない空気
を供給されて高温燃焼し、不燃物は溶融してスラグ化
し、スラグ滴下部５３から滴下する。 【００５１】滴下したスラグは、図示しないスラグ処理
装置で冷却固化され、排ガスは同じく図示しない排ガス
処理装置で処理される。 【００５２】ここで、ガス化燃焼処理設備に供給される
焼却ごみ６５は、還元性雰囲気下で安定燃焼させるため
に、ごみ質の変動の多い生ごみ６１を一定範囲の熱量源
として供給することは勿論、爆発事故を防止するため
に、余分な空気の同伴を阻止する必要がある。 【００５３】また、直結型灰溶融炉５で高温燃焼を維持
するために焼却残渣中に多量の未燃炭素を残す手段とし
ては、一般の流動床炉で行われる破砕作業を行わずに、
むしろ燃焼を抑制する程度のごみ塊が含まれることが望
ましい。 【００５４】したがって、上述の脱気機構２による脱気
処理と、シール機構３によるしゃ断とでガス化炉４に対
する外気混入を防ぐとともに、シール機構３によって圧
縮固化された脱気ごみ６４を、ごみ分割手段３２による
簡単な分割に止めているために、ガス化炉４内で燃焼促
進させることはない。 【００５５】また、通常は、給じん制御装置７による予
め設定された周期での給じん制御と、図示しない燃焼制
御装置による空気制御等で運転されているが、ガス化炉
内温度や熱分解ガス中の一酸化炭素濃度をガス化炉内温
度計４６や一酸化炭素濃度計４７で計測し、これら計測
値の単位時間平均値がごみ質変動等により規定域を逸脱
した場合は、給じん制御装置７によって、上記単位時間
平均値が設定域に安定する迄、生ごみ６１の供給間隔を
補正するようになされている。 【００５６】図５は、ガス化燃焼処理設備の給じん装置
の構造を示す断面図である。 【００５７】給じん装置は、押出手段２５よりも広い断
面積を有する直管部３１が設けられており、生ごみ６１
は押出手段２５の前面上部に形成された傾斜面２５ａで
直管部３１の上側に押上げられることにより圧縮・脱気
されながら、押出手段２５前面下部の垂直面２５ｂで前
方に押出される構造である。 【００５８】また、図６は、生ごみ６１中の粗大物混入
率が高い場合の供給部の他の構成を示している。 【００５９】この供給部は、ごみ支持板１４とごみ排出
板１６等の組合せによる間けつ方式に代えて２軸スクリ
ュ１８を使用した連続・粗破砕方式を適用したものであ
り、粗大物混入により２軸スクリュ１８が過負荷で停止
した場合は、２軸スクリュ１８を逆転して、破砕不適物
を排出口１９から外部に放出する構造である。 【００６０】なお、ごみ供給機構１の供給部、脱気機構
２及びシール機構３の形状は本説明に限定されるもので
はない。 【００６１】 【発明の効果】以上述べたように、本発明のガス化燃焼
処理設備の給じん装置によれば、ごみ供給機構の下流側
に、ごみを圧縮することによる脱気機構と脱気済ごみを
充満させるシール機構とを設けることにより、ガス化炉
内の余分な空気の混入を阻止し、爆発の危険を未然に防
止することができる。 【００６２】また、シール機構に簡単な分割手段を備え
ることにより、圧縮ごみを適当な塊に分割するために、
ガス化炉での熱分解燃焼を適度に保ち、直結型灰溶融炉
に多量の未燃炭素類を供給できるだけでなく、ごみ通路
を絞ってないために、ごみ詰りによる運転中断をなくす
ことができる。 【００６３】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るガス化燃焼処理設備全体の概略構
成を示す側面視の断面図である。 【図２】給じん装置の拡大断面図である。 【図３】図３はシール機構を示し、（ａ）は横断面図、
（ｂ）は縦断面図である。 【図４】ごみ供給機構の供給部から脱気機構における生
ごみ受入れから焼却ごみ押出し・分割までの状況を示し
た模式図である。 【図５】ガス化燃焼処理設備の給じん装置の構造を示す
側面視の断面図である。 【図６】生ごみ中の粗大物混入率が高い場合の供給部の
他の構成を示す側面視の断面図である。 【図７】従来の粗破砕式給じん装置の主要部を示す側面
視の断面図である。 【図８】図７に示した粗破砕式給じん装置の改良型の粗
破砕式給じん装置を示す側面視の断面図である。 【符号の説明】 １ ごみ供給機構 ２ 脱気機構 ２３ 圧縮手段 ２５ 押出手段 ２５ａ 傾斜面 ２７ 圧縮壁部 ３ シール機構 ３２ ごみ分割手段 ４ ガス化炉 ４６ ガス化炉内温度計 ４７ 一酸化炭素濃度計 ５ 直結型灰溶融炉

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一般廃棄物や産業廃棄物などのごみを、
   還元性雰囲気を保持して熱分解燃焼させるガス化炉及
   び、該ガス化炉から排出される熱分解残渣中の不燃分
   を、溶融処理する直結型灰溶融炉を併設するガス化燃焼
   処理設備の給じん装置において、 ガス化炉で燃焼させるごみを一時貯留するホッパ部と、
   貯留されたごみを適時定量供給する供給部とから成るご
   み供給機構の下流側には、供給されたごみを圧縮するこ
   とにより含有する空気と汚水とを放出させる脱気機構が
   配設され、該脱気機構は、上端部から下端部にかけて前
   方側に傾斜した圧縮壁部に対向する位置に出没自在に設
   けられた前面に傾斜面を有する台形状の圧縮手段と、該
   圧縮手段の下面に摺動自在に設けられ、上記被圧縮・脱
   気ごみを後段のシール機構側に押出す押出手段とで構成
   されており、前記被圧縮・脱気ごみを充満させて後続の
   ガス化炉に順次送出することにより、ガス化炉からの高
   温ガスの逆流を防止するとともに、該送出された圧縮ご
   みを複数条に分割する分割手段を備えたシール機構とが
   連接され、該シール機構は、前記押出手段より広い断面
   形状に形成されたことを特徴とするガス化燃焼処理設備
   の給じん装置。