JP3549805B2 - 廃棄物の焼却処理方法 - Google Patents
廃棄物の焼却処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3549805B2 JP3549805B2 JP2000051940A JP2000051940A JP3549805B2 JP 3549805 B2 JP3549805 B2 JP 3549805B2 JP 2000051940 A JP2000051940 A JP 2000051940A JP 2000051940 A JP2000051940 A JP 2000051940A JP 3549805 B2 JP3549805 B2 JP 3549805B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- combustion furnace
- combustion
- waste
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
近年、廃棄物の焼却処理に伴ってダイオキシン類が発生することが指摘されている。これは、前記廃棄物が多くの場合塩素を含んでいるために、このような廃棄物を250〜350℃程度の温度で燃焼させたときに、前記廃棄物から遊離する前記塩素と、樹脂等の不完全燃焼により生成する炭化水素とが、該廃棄物中に含まれる重金属を触媒として反応することによりダイオキシン類が生成するというものである。
【0003】
前記廃棄物の焼却処理によるダイオキシン類の排出を防止するためには、前記廃棄物を800℃以上の温度に2秒間以上滞留させて、生成したダイオキシン類を完全に熱分解させることが有効であるとされている。しかし、生活雑廃、紙、軟質塩化ビニル等の廃棄物は、焼却しても安定して800℃以上の温度とすることが困難である。そこで、一般に、前記廃棄物を重油等の他の燃料と共に燃焼させて、800℃以上の温度で安定して焼却することにより、前記ダイオキシン類の排出を防止することが行われている。このようにするときには、焼却処理の全行程を通じて前記廃棄物と共に他の燃料の燃焼を行わねばならないので、前記他の燃料を多量に要し、ランニングコストの増大が避けられない。
【0004】
ところで、本出願人は、先に廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として、特開平2−135280号公報等に開示された装置を提案している。
【0005】
前記公報に開示された装置は、密閉構造のガス化炉と、該ガス化炉にガス通路を介して接続された燃焼炉とからなり、該ガス化炉中で廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱で該廃棄物の他の部分を乾留することにより発生する可燃性ガスを該燃焼炉に導入して完全燃焼せしめるものである。次に、前記装置による廃棄物の焼却処理の詳細について図3を参照して説明する。
【0006】
前記装置により廃棄物を焼却処理するときには、まず、密閉構造のガス化炉に予め収容された廃棄物に着火して、該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他の部分を乾留する。そして、乾留により発生する可燃性ガスを、該ガス化炉の外部に設けた燃焼炉にガス通路を介して導入する。
【0007】
次に、前記燃焼炉では、導入された前記可燃性ガスに燃焼炎を供給して着火することにより、該可燃性ガスの燃焼を開始する。
【0008】
次に、前記乾留が進行して前記可燃性ガスが安定して発生されるようになると該可燃性ガスの発生量も徐々に増大し、これに伴って前記燃焼炉内の温度T2 として検知される該可燃性ガスの燃焼温度が、図3示のように次第に上昇する。そこで、前記燃焼炉内の温度T2 が、前記可燃性ガスが自己の燃焼熱により自発的に安定して燃焼を継続することができる温度T2a に達したならば、前記燃焼炎の供給を停止する。
【0009】
次いで、前記燃焼炉に導入される前記可燃性ガスの量に応じて、該可燃性ガスが完全燃焼するために必要な酸素を該燃焼炉に供給する。同時に、前記可燃性ガスが完全燃焼している状態で、該可燃性ガスの燃焼温度として前記燃焼炉内の温度T2 を検出し、温度T2 の変化に応じて前記ガス化炉に供給される酸素量を制御して、前記乾留により発生する前記可燃性ガスの量を調整する。前記装置では、このようにすることにより、前記燃焼炉内の温度T2 を前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続する温度T2a 以上の温度T2b に略一定に維持することができる。
【0010】
前記装置では、前記乾留がさらに進行して前記ガス化炉内の廃棄物の乾留し得る部分が少なくなると、前記ガス化炉に供給される酸素量を増加させても前記燃焼炉内の温度T2 を温度T2b に略一定に維持するだけの可燃性ガスを発生させることができなくなる。すると、前記燃焼炉内の温度T2 は次第に低下し、前記ガス化炉では前記廃棄物の乾留、燃焼が終了して灰化する。尚、前記ガス化炉内の温度をT1 として図3に示す。
【0011】
この結果、前記装置によれば、前記廃棄物の乾留と、前記可燃性ガスの完全燃焼とを安定して行うことができ、前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続する段階では、前記燃焼炉内の温度を所定の温度以上の略一定の温度に維持することができる。
【0012】
ここで、前記公報に開示された装置を用いて廃棄物を焼却処理するとき、燃焼温度がダイオキシン類を熱分解することが可能とされる温度、例えば800℃以上になる熱量を有する可燃性ガスを発生するように該廃棄物を調整しておけば、前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続する段階では、燃焼炉内の温度を800℃以上の略一定の温度に維持することができる。従って、前記燃焼炉内の温度を800℃以上の温度にするために、重油等の他の燃料の燃焼を必要とせず、低コストでダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0013】
しかし、前記のようにして廃棄物を焼却処理するときに、前記廃棄物の乾留開始後、前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続するようになるまでの段階と、前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続する段階後の前記ガス化炉内の廃棄物の乾留し得る部分が少なくなり灰化する段階とでは、前記燃焼炉内の温度が800℃に達せず、ダイオキシン類が排出される虞があるとの問題がある。
【0014】
本出願人は、前記問題を解決するために、既にPCT/JP99/04449号明細書記載の技術を提案している。この技術は、前記廃棄物の乾留開始に先立って、前記燃焼炉で前記可燃性ガスと異なる他の燃料、例えば重油等を燃焼せしめ、前記燃焼炉内の温度が800℃以上になったときに前記廃棄物に着火して乾留を開始するものである。このようにすれば、前記乾留により発生した可燃性ガスは、予め800℃以上の温度に加熱された前記燃焼炉内に導入されて燃焼を開始するので、該可燃性ガスの燃焼によりダイオキシン類の発生を防止することができる。
【0015】
しかしながら、前記燃焼炉で前記他の燃料を燃焼せしめるときには、該燃焼炉内の温度が800℃以上に達する前に250〜350℃程度の低温の時期を経過するので、該低温の時期に、該燃料の燃焼によりダイオキシン類が発生することが懸念される。
【0016】
【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するために、ガス化炉における廃棄物の乾留開始に先立って燃焼炉内を予熱するときにも、ダイオキシン類の排出を確実に防止することができる廃棄物の焼却処理方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ガス化炉内に収容した廃棄物の一部を燃焼させて、その燃焼熱により該廃棄物の他の部分を乾留する工程と、該乾留により発生する可燃性ガスを燃焼炉に導入して燃焼させる工程とを備え、該可燃性ガスを該燃焼炉で燃焼させるときに、該燃焼炉に導入される可燃性ガスの量に応じてその燃焼に要する酸素を該燃焼炉に供給して該可燃性ガスを燃焼させると共に、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼による該燃焼炉内の温度変化に応じて該ガス化炉に供給される酸素量を制御し該乾留により発生する可燃性ガスの量を調整して、該燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上の略一定の温度に維持する廃棄物の焼却方法における不都合を解決するものである。本発明の廃棄物の焼却処理方法は、前記焼却方法において、各種廃棄物を混合して、燃焼したときに前記燃焼炉の温度をダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度にする熱量を有する可燃性ガスを発生するように調整された廃棄物を前記ガス化炉に収容すると共に、該廃棄物の着火に先立って、該燃焼炉の外部に設けられた空気加熱装置で加熱された高温の空気を該燃焼炉に導入し、該燃焼炉内の温度がダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度になるように予熱し、該燃焼炉内の温度がダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度になったときに、該ガス化炉に収容された廃棄物に着火して乾留を開始して、発生する該可燃性ガスを該燃焼炉に導入して燃焼せしめ、該燃焼炉内の温度が該可燃性ガスの燃焼によりダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度より高温の第2の所定温度以上になったときに該燃焼炉に対する該高温の空気の導入を終了し、該燃焼炉内の温度を第2の所定温度以上の略一定の温度に維持して該可燃性ガスを燃焼せしめ、前記燃焼炉内の温度が該略一定の温度より低温でダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度より高温の第3の所定温度以下になったときに該燃焼炉に対する該高温の空気の導入を再開して、該燃焼炉内の温度をダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度に維持して該可燃性ガスを燃焼せしめ、該ガス化炉内の温度が該ガス化炉内の最高温度より低温の第4の所定温度以下になったときに該燃焼炉に対する高温の空気の導入を終了することを特徴とする。
【0018】
本発明の方法は、前述の公報に開示された装置を用い、燃焼したときに前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上にする熱量を有する可燃性ガスを発生するように調整された廃棄物を前記ガス化炉に収容して、該廃棄物の焼却処理を行うものである。ここで、第1の所定温度は、ダイオキシン類を熱分解することが可能な温度であり、具体的には800℃以上に設定される。
【0019】
このようにすることにより、前記ガス化炉における前記廃棄物の乾留により発生した可燃性ガスを前記燃焼炉で燃焼させるときに、該可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続する段階では、重油等の他の燃料を燃焼させることなく、前記可燃性ガス自体の熱量で該燃焼炉内の温度を800℃以上の略一定の温度に維持してダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0020】
また、本発明の方法では、前記廃棄物の着火に先立って、前記燃焼炉に高温の空気を導入することにより、前記可燃性ガスが前記燃焼炉に導入される前に、前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上に加熱しておく。そして、前記燃焼炉内の温度が第1の所定温度以上になったならば、前記ガス化炉内の廃棄物に着火して、該廃棄物の乾留を開始する。
【0021】
前記廃棄物に対する着火は、前記ガス化炉に前記高温の空気を導入することにより、着火バーナ等を用いることなく、容易に行うことができる。前記高温の空気は、前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上に加熱することができる温度であるので、前記廃棄物は該空気により加熱されて発火する。また、前記廃棄物の乾留により発生する可燃性ガスが前記燃焼炉内に導入されると、前記燃焼炉内の温度は第1の所定温度以上になっているので、導入された前記可燃性ガスは直ちに発火し、燃焼を開始する。
【0022】
このようにすると、前記可燃性ガスは、前記燃焼炉内の温度が予め第1の所定温度以上になっている状態で、該燃焼炉に導入されて燃焼を開始することになり、乾留の初期段階でのダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0023】
前記乾留の初期段階では、乾留が十分に安定していないために、発生する可燃性ガスの量も安定せず、該可燃性ガスの燃焼によるだけでは、前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上に維持することが難しい。そこで、本発明の方法は、前記乾留の初期段階では、前記燃焼炉に前記高温の空気を導入することにより、前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上に維持する。そして、燃焼炉内の温度が該可燃性ガスの燃焼のみにより第1の所定温度より高温の第2の所定温度以上になったならば、該可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるものとして、前記燃焼炉に対する前記高温の空気の導入を終了する。この結果、前記乾留の開始から前記可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるようになるまでの段階でのダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0024】
前記燃焼炉に対する前記高温の空気の導入終了後は、前記可燃性ガスが、前記燃焼炉内の温度を第2の所定温度以上、すなわち第1の所定温度以上の略一定の温度に維持して燃焼せしめられる。従って、前述のように、この段階でのダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0025】
前記ガス化炉内の廃棄物の乾留が進行して乾留し得る部分が少なくなると前記可燃性ガスの発生量が低減するので、前記燃焼炉内の温度が第2の所定温度以上の略一定の温度から低下し始める。しかし、この段階では、前記ガス化炉内の温度が高く、まだダイオキシン類が生成している可能性がある。
【0026】
そこで、本発明の方法では、次に前記燃焼炉内の温度が、第2の所定温度以上の略一定の温度から低下し始めたならば、前記燃焼炉内の温度が第1の所定温度より低くならないように、第1の所定温度より高温の第3の所定温度以下になった時点で、前記燃焼炉に対する前記高温の空気の導入を再開する。前記高温の空気を導入することにより、前記ガス化炉内の廃棄物の乾留し得る部分が少なくなり可燃性ガスの発生量が低減しても、前記燃焼炉内の温度が第1の所定温度以上に維持される。
【0027】
そして、前記ガス化炉内の温度が該ガス化炉内の最高温度より低温の第4の所定温度以下になったならば、前記可燃性ガスにダイオキシン類が含まれなくなったものとして、前記燃焼炉に対する前記高温の空気の導入を終了する。ここで、第4の所定温度は具体的にはダイオキシン類の生成温度未満の温度に設定される。この結果、前記ガス化炉内の廃棄物の乾留し得る部分が少なくなり灰化する段階でのダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0028】
前記燃焼炉に対する前記高温の空気の導入が終了すると、やがて、前記ガス化炉内の前記廃棄物の乾留し得る部分が無くなり、前記廃棄物が灰化して、自然に消火する。また、前記燃焼炉内においても、前記ガス化炉内の廃棄物の乾留し得る部分の減少に伴い、前記可燃性ガスの量が低減して、自発的な燃焼を維持できなくなり、自然に消火する。この結果、本発明の方法に係る焼却処理が自然に終了される。
【0029】
前述のように、本発明の方法によれば、前記廃棄物の乾留の開始から、前記ガス化炉内の温度がダイオキシン類の生成温度未満の温度になるまで、前記燃焼炉内の温度が第1の所定温度以上に維持される。従って、前記廃棄物の焼却処理の全行程に亘って、確実にダイオキシン類の排出を防止することができる。
【0030】
また、本発明の方法では、前記燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上にするために、前記のように高温の空気を導入し、重油等の他の燃料を燃焼させることが無いので、該燃焼炉内の温度が250〜350℃程度の低温の時期に、該燃料の燃焼によるダイオキシン類の発生を防止することができる。
【0031】
本発明の方法では、前記乾留が終了した後に前記ガス化炉から排出される灰化物は、重金属等の有害物質を含んでいることがあり、そのまま廃棄すると二次汚染の原因となることがある。
【0032】
そこで、本発明の方法では、前記ガス化炉における焼却灰化物を前記空気加熱装置で加熱して溶融することを特徴とする。このようにすることにより、重金属等の有害物質を溶融物中に封じこめて前記焼却灰化物による二次汚染を防止することができる。また、前記ガス化炉における焼却灰化物を加熱、溶融する際に、前記燃焼炉の廃ガスから回収された塵埃等の焼却灰化物を一緒に処理するようにしてもよい。
【0033】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本発明の焼却処理方法に用いる廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置の一実施形態を示すシステム構成図であり、図2は本発明の焼却処理方法におけるガス化炉内の温度及び燃焼炉内の燃焼温度の経時変化を示すグラフである。
【0034】
本実施形態の廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置は、図1示のように、廃タイヤを主とし、生活雑廃、紙、軟質塩化ビニル等を含む各種廃棄物の混合物である廃棄物Aを収容するガス化炉1と、該ガス化炉1にガス通路2を介して接続される燃焼炉3とを備える。ガス化炉1の上面部には、開閉自在な投入扉4を備える投入口5が形成され、投入口5から廃タイヤ等の廃棄物Aをガス化炉1内に投入可能とされている。そして、ガス化炉1はその投入扉4を閉じた状態では、その内部が実質的に外部と遮断されるようになっている。
【0035】
ガス化炉1の外周部には、その冷却構造として、ガス化炉1の内部と隔離されたウォータージャケット6が形成されている。ウォータージャケット6は、図示しない給水装置により給水され、内部の水量が所定水位に維持されるようになっている。
【0036】
ガス化炉1の下部は下方に突出した円錐台形状に形成され、その円錐台形状の下部の外周部には、ガス化炉1の内部と隔離された空室7が形成されている。この空室7は、ガス化炉1の内壁部に設けられた複数の給気ノズル8を介して、ガス化炉1の内部に連通している。
【0037】
ガス化炉1の下部の前記空室7には、乾留酸素供給路9が接続されている。乾留酸素供給路9は、主酸素供給路10を介して送風ファン等により構成された酸素(空気)供給源11に接続されている。乾留酸素供給路9には制御弁12が設けられ、制御弁12は弁駆動器13によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器13は、CPU等を含む電子回路により構成された制御装置14により制御される。
【0038】
さらに、ガス化炉1の空室7には、ガス化炉1に収容された廃棄物Aに着火する着火装置としての着火用高温空気供給路15が接続されている。着火用高温空気供給路15には開閉弁16が設けられ、開閉弁16は制御装置14に制御される弁駆動器17により開閉される。
【0039】
着火用高温空気供給路15は、主酸素供給路10から分岐する主高温空気供給路18を介して、該主高温空気供給路18の途中に設けられた空気加熱装置19に接続されている。空気加熱装置19は耐熱性材料からなる円筒状体であり、制御装置14に制御される交流高周波電源20aに接続されたコイル21aを内蔵している。空気加熱装置19では、下部に設けられた空気導入口22から導入された空気が内部の通路23を通る間に、外周側に設けられたコイル21aに導通される交流電流により高周波加熱され、加熱された空気が斜め上方に設けられた空気導出口24から主高温空気供給路18に導出される。
【0040】
主高温空気供給路18は、空気加熱装置19の空気導入口22側に弁駆動装置25により駆動される開閉弁26を備え、空気導出口24側に弁駆動装置27により駆動される開閉弁28を備えている。弁駆動装置25,27は制御装置14に制御される。
【0041】
また、空気加熱装置19は、上部に焼却灰化物投入口29、下部に溶融物排出口30を備えており、溶融物排出口30は制御装置14に制御される交流高周波電源20bに接続されたコイル21bを内蔵している。焼却灰化物投入口29の上方には、ガス化炉1から排出される焼却灰化物及び燃焼炉3の廃ガスから回収される塵埃を収容する焼却灰化物貯留槽31が設けられている。焼却灰化物貯留槽31は、前記焼却灰化物及び塵埃(以下、焼却灰化物等と略記する)を、焼却灰化物投入口29に所定量ずつ投入するために、弁駆動装置32により駆動される開閉弁33を備えている。弁駆動装置32は制御装置14に制御される。
【0042】
燃焼炉3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必要な酸素(空気)とを混合するバーナ部34と、酸素と混合された可燃性ガスを燃焼せしめる燃焼部35とからなり、燃焼部35はバーナ部34の先端側で該バーナ部34に連通している。バーナ部34の後端部には、ガス通路2が接続され、ガス化炉1における廃棄物Aの乾留により生じた可燃性ガスがガス通路2を介してバーナ部34に導入される。
【0043】
バーナ部34の外周部には、その内部と隔離された空室36が形成され、該空室36はバーナ部34の内周部に穿設された複数のノズル孔37を介してバーナ部34の内部に連通している。空室36には、主酸素供給路10から分岐する燃焼酸素供給路38が接続されている。燃焼酸素供給路38には制御弁39が設けられ、制御弁39は弁駆動器40によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器40は、前記制御装置14により制御される。
【0044】
さらに、燃焼炉3の空室36には、燃焼炉3内部を加熱する高温の空気を供給するために、主高温空気供給路18から分岐する加熱用高温空気供給路41が接続されている。加熱用高温空気供給路41には開閉弁42が設けられ、開閉弁42は制御装置14に制御される弁駆動器43により開閉される。
【0045】
燃焼部35の先端部には、可燃性ガスが燃焼部35で完全燃焼された後の廃ガスを送風ファン44を介して煙突45から大気中に排出するダクト46が接続されており、ダクト46の途中には冷却塔47、サイクロン48、バグフィルター49が配設されている。
【0046】
ダクト46には、主高温空気供給路18の開閉弁28と空気加熱装置19の空気導出口24との間から分岐するバイパスダクト50が、冷却塔47の上流側に接続されている。バイパスダクト50は、弁駆動装置51により駆動される開閉弁52を備えている。弁駆動装置51は制御装置14に制御される。
【0047】
さらに、本実施形態の装置において、ガス化炉1の上部にはガス化炉1内の温度T1 を検知する温度センサ53が取着され、燃焼炉3には燃焼炉3内の温度T2 を検知する温度センサ54が、バーナ部34の先端部に臨む位置に取着されている。温度センサ53,54の検知信号は制御装置14に入力される。
【0048】
次に、本実施形態の装置による廃棄物の焼却処理方法について、図1及び図2を参照しながら説明する。
【0049】
図1示の装置において、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4を開き、投入口5から廃棄物Aをガス化炉1内に投入する。前記廃棄物Aは、廃タイヤを主とし、生活雑廃、紙、軟質塩化ビニル等を含む各種廃棄物を混合して、ガス化炉1内における乾留により発生する可燃性ガスが安定して燃焼を継続するときにその燃焼温度が800℃(第1の所定温度)以上になる熱量を有するように調整されており、本実施形態ではさらに前記燃焼温度が850℃以上になる熱量を有するように調整されている。
【0050】
次いで、投入扉4を閉じてガス化炉1内を密封状態としたのち、前記廃棄物Aの着火に先立って、制御装置14により空気加熱装置19を作動させると共に、弁駆動器43により加熱用高温空気供給路41の開閉弁42を開弁する。これにより、加熱用高温空気供給路41から燃焼炉3内に800℃以上の高温の空気が導入され、燃焼炉3内の温度T2 が次第に上昇する。
【0051】
次に、温度センサ54により検知される燃焼炉3内の温度T2 が800℃を超えると、制御装置14により弁駆動器17が作動され、ガス化炉1に着火用の高温空気を導入する着火用高温空気供給路15の開閉弁16が開弁される。この結果、着火用高温空気供給路15からガス化炉1内に前記高温の空気が導入される。前記高温の空気は800℃以上であるので、廃棄物Aに含まれる紙、軟質塩化ビニル等の発火点の比較的低い物質がまず発火し、順次他の物質に火移りすることにより、廃棄物Aに着火される。そして、廃棄物Aの部分的燃焼が始まる。
【0052】
廃棄物Aの部分的燃焼が始まるとガス化炉1内の温度が次第に上昇する。そこで、温度センサ53により検知されるガス化炉1内の温度T1 が所定の温度T1A に達すると、制御装置14は前記着火が異常なく行われたものと判断して、弁駆動器17により開閉弁16を閉弁し、着火用高温空気供給路15からのガス化炉1に対する前記高温の空気の導入が停止される。
【0053】
前記着火の際に、乾留酸素供給路9の制御弁12は、制御装置14により制御される弁駆動器13により、比較的小さな所定の開度で予め開弁されている。この結果、廃棄物Aの部分的燃焼は、ガス化炉1内に存在していた酸素と、酸素(空気)供給源11から主酸素供給路10及び乾留酸素供給路9を介してガス化炉1に供給される少量の酸素とを使用して行われる。
【0054】
前記のように着火されて、ガス化炉1内の廃棄物Aの下層部において、廃棄物Aの部分燃焼が始まると、その燃焼熱により該廃棄物Aの上層部の乾留が始まり、該乾留により発生した可燃性ガスは、該ガス化炉1に接続されたガス通路2を介して、燃焼炉3のバーナ部34に導入される。前記着火後、制御装置14は所定のプログラムに従って、乾留酸素供給路9に設けられた制御弁12の開度を段階的に徐々に増大させていく。この結果、廃棄物Aの下層部に、その継続的な燃焼に必要十分な程度で酸素が供給され、廃棄物Aの下層部の燃焼が必要以上に拡大することなく安定すると共に、廃棄物Aの上層部の乾留も安定に行われるようになっていく。
【0055】
前記可燃性ガスが燃焼炉3のバーナ部34に導入されると、燃焼炉3内は前述のように加熱用高温空気供給路41から導入される高温の空気により、800℃以上の温度に加熱されているので、該可燃性ガスが自然発火する。このとき、燃焼酸素供給路38の制御弁39は、制御装置14により制御される弁駆動器40により予め所定の開度で開弁されている。そこで、バーナ部34に導入された可燃性ガスは、バーナ部34内で燃焼酸素供給路38から供給される酸素と混合され、燃焼部35において燃焼を開始する。
【0056】
前記可燃性ガスの燃焼が開始された時点では、前記乾留による前記可燃性ガスの発生は不安定であり、該可燃性ガスが燃焼炉3に安定して供給されないこともあるが、前記のようにガス化炉1内における乾留が安定するに従って前記可燃性ガスが連続的に発生するようになり、その発生量も増加していく。
【0057】
このとき、前記可燃性ガスの発生量が増加して燃焼炉3内の温度T2 が上昇すると、前記可燃性ガスが自己の燃焼熱により自発的に安定して燃焼を継続することができるようになる。そこで、制御装置14は、温度センサ54により検出される燃焼炉3内の温度T2 が800℃以上の第2の所定温度、例えば830℃以上になったならば、弁駆動器43により開閉弁42を閉弁し、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入を停止する。次いで、制御装置14は、前記高温空気の導入停止後の燃焼炉3内の温度T2 の変化により、可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるかどうかを判断する。
【0058】
すなわち、前記高温空気の導入を停止後、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以下になったならば、まだ可燃性ガスが自発的に燃焼できる状態に至らないものと判断し、弁駆動器43により開閉弁42を開弁し、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入を再開する。そして、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上になったならば、再び弁駆動器43により開閉弁42を閉弁し、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入を停止し、可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるかどうかを判断する操作を繰り返す。
【0059】
この結果、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入は、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上になったら停止、830℃以下になったら再開というように、断続的に行われ、この間、燃焼炉3内の温度T2 は図2に示すように、ジグザグ状に変化する。そして、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入を停止しても、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上を維持するようになったならば、制御装置14は、前記可燃性ガスは自己の燃焼熱により自発的に燃焼できる状態に達したものと判断し、加熱用高温空気供給路41からの燃焼炉3に対する高温の空気の導入を終了させる。この後は、前記可燃性ガスの自発的な燃焼が行われ、温度センサ54で検知される燃焼炉3内の温度T2 は、実質的に該可燃性ガス自体の燃焼温度を示すようになる。
【0060】
前記可燃性ガスの自発的な燃焼が行われるようになると、燃焼炉3内の温度T2 により検知される前記可燃性ガス自体の燃焼温度は、830℃以上の略一定の温度、例えば850℃に維持される。このとき、制御装置14は該可燃性ガスが完全燃焼するために必要十分な量の酸素がバーナ部34に供給されるように燃焼酸素供給路38の制御弁39の開度を自動的に制御する。具体的には前記制御は、燃焼炉3内における可燃性ガスの燃焼温度T2 が850℃よりも低くなると、制御弁39の開度が小さくされてバーナ部34への酸素供給量が低減され、逆に温度T2 が850℃よりも高くなると、制御弁39の開度が大きくされてバーナ部34への酸素供給量が増加されるように行われる。
【0061】
また、同時に、制御装置14は、温度センサ54で検知される燃焼炉3内における可燃性ガスの燃焼温度T2 に応じて、乾留酸素供給路9の制御弁12の開度を自動的に制御することにより、ガス化炉1における前記可燃性ガスの発生量を調整して、燃焼炉3内における可燃性ガスの燃焼温度T2 が850℃に略一定に維持されるようにする。具体的には、前記制御は、燃焼炉3内における可燃性ガスの燃焼温度T2 が850℃よりも低くなると、制御弁12の開度が大きくされてガス化炉1への酸素供給量を増加させ、前記乾留による前記可燃性ガスの発生が促進されるように行われる。また、前記制御は、逆に燃焼炉3内における可燃性ガスの燃焼温度T2 が850℃よりも高くなると、制御弁12の開度が小さくされて、ガス化炉1への酸素供給量を低減させ、前記乾留による前記可燃性ガスの発生が抑制されるように行われる。これにより、ガス化炉1では廃棄物Aの下層部の燃焼と上層部の乾留とが安定して進行し、燃焼炉3では図2示のように温度T2 が850℃に略一定に維持される。
【0062】
また、温度センサ53により検知されるガス化炉1内の温度T1 は、燃焼炉3に対して前記高温空気が導入されている間、前記廃棄物Aに着火された直後には廃棄物Aの下層部の燃焼に従って上昇するが、その後、廃棄物Aの下層部の燃焼熱が上層部の乾留のために消費されることにより一旦下降する。そして、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入が停止されて、前記可燃性ガスの自発的燃焼が行われるようになり、前記乾留が定常的に安定に進行する段階(燃焼炉3内の温度T2 が850℃に略一定に維持される段階)に入ると、ガス化炉1内の温度T1 は前記乾留の進行に伴って次第に上昇する。
【0063】
次に、前記乾留が進行して、廃棄物Aの乾留し得る部分が乏しくなってくると、乾留酸素供給路9の制御弁12の開度を調整してガス化炉1に対する酸素供給量を増加させても、燃焼炉3内の温度T2 を850℃に略一定に維持するために十分な量の可燃性ガスを発生させることができなくなる。このような状態になると、燃焼炉3内の温度T2 が850℃から低下する傾向を示すようになる。
【0064】
そこで、制御装置14は、燃焼炉3内の温度T2 が850℃以下、800℃以上の第3の所定の温度、例えば830℃以下になったならば、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を再開する。この段階では、制御装置14は、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上になったならば、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を停止し、停止後の燃焼炉3内の温度T2 の変化により、可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるかどうかを判断する。
【0065】
すなわち、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を停止後、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以下になったならば、制御装置14は可燃性ガスが既に自己の燃焼熱により自発的に燃焼を継続できない可能性があるものと判断し、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を再開する。そして、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上になったならば、再び燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を停止し、可燃性ガスが自発的に安定して燃焼を継続することができるかどうかを判断する操作を繰り返す。
【0066】
この結果、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入は、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上になったら停止、830℃以下になったら再開というように、断続的に行われ、この間、燃焼炉3内の温度T2 は図2に示すように、ジグザグ状に変化する。そして、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を行っても、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以上に上がらなくなったならば、制御装置14は、前記可燃性ガスが自発的に燃焼することが全くできない状態になったものと判断し、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を継続的に行って燃焼炉3内の温度T2 が800℃以上に維持されるようにする。
【0067】
一方、廃棄物Aの乾留し得る部分が乏しくなってくると、ガス化炉1内では廃棄物Aが全燃焼状態になるので、ガス化炉1内温度T1の上昇が急になる。そして、廃棄物Aの乾留し得る部分がなくなり、赤熱化した廃棄物Aが灰化に移行し始める温度T1MAX を最高温度として、減少に転じる。しかし、廃棄物Aはその容量、材質等がまちまちであるため、灰化した表面層の下に赤熱化していたり、まだ赤熱化していない部分が残っており、この部分の熱によりガス化炉1内温度T1が再び上昇することがある。
【0068】
そこで、制御装置14は、燃焼炉3内の温度T2 が830℃以下になった段階で、温度センサ53により検出されるガス化炉1内の温度T1 を所定時間毎、例えば10分毎に、ガス化炉1内の最高温度T1MAX と比較する。そして、ガス化炉1内の温度T1 が所定回数、例えば3回連続して最高温度T1MAX 未満であったときには、ガス化炉1内の廃棄物Aが確実に全体的に灰化に移行したものと判定する。
【0069】
この後、制御装置14は、ガス化炉1内の温度T1 が第4の所定温度、例えばダイオキシン類の生成温度未満の200℃以下になったならば、前記可燃性ガスには既にダイオキシン類が含まれず、最早燃焼炉3内の温度T2 を800℃以上に維持する必要は無くなったものと判断し、燃焼炉3に対する前記高温空気の導入を終了させる。
【0070】
この後、前記ガス化炉1内では、前記廃棄物Aの灰化が進行する。また、前記廃棄物Aの乾留し得る部分の減少に伴い、前記燃焼炉3内では前記可燃性ガスの量が低減して、自発的な燃焼を維持できなくなる。この結果、ガス化炉1内の温度T1 、燃焼炉3内の温度T2 が次第に低下して、やがて共に自然消火に至る。
【0071】
廃棄物Aは、前記のように灰化、自然消火し、さらに十分に冷却された後、焼却灰化物としてガス化炉1の下部に設けられた排出口(図示せず)から取出され、焼却灰化物貯留槽31に送られる。
【0072】
本実施形態において、燃焼炉3の廃ガスは、ダクト46により冷却塔47に導入されることにより十分に冷却された後、サイクロン48に導入され、該廃ガスに含まれる塵埃が除去される。次いで、前記廃ガスは、バグフィルター49に導入される。そして、バグフィルター49で、さらに微細な飛灰が除去されたのち、最終的に送風ファン44を介して煙突45から大気中に排出される。前記サイクロン48で除去された塵埃と、バグフィルター49で除去された飛灰とは、回収されて焼却灰化物貯留槽31に送られる。
【0073】
本実施形態では、焼却灰化物貯留槽31に貯留されている前記焼却灰化物等は、空気加熱装置19の通路23内で加熱、溶融される。このとき、制御装置14はまず弁駆動装置25により開閉弁26を閉弁して、空気加熱装置19に対する空気の導入を停止すると共に、弁駆動装置27により開閉弁28を閉弁して、主高温空気供給路18に対する高温空気の供給を停止する。次に、弁駆動装置32により開閉弁33を開閉することにより、焼却灰化物投入口25に所定量ずつ投入すると共に、弁駆動装置51により開閉弁52を開弁する。
【0074】
前記焼却灰化物等は、前記操作により空気加熱装置19の通路23内に導入され、外周側に設けられたコイル21aに導通される交流電流により高周波加熱されて、溶融する。この結果、得られた溶融物は溶融物排出口30から空気加熱装置19外に排出される。前記溶融物は、空気加熱装置19から排出された後、急冷されることにより、固形状のクリンカーとなる。前記焼却灰化物、塵埃及び飛灰は、重金属等の有害物質を含んでいることがあるが、該有害物質は前記クリンカーに封じ込められるので、該クリンカーを廃棄したときに該有害物質による二次汚染を防止することができる。
【0075】
前記焼却灰化物等を空気加熱装置19内で加熱、溶融する際に発生する廃ガスは、バイパスダクト50により冷却塔46に導かれ、燃焼炉3の廃ガスと同一にして排出される。尚、溶融物排出口26は交流高周波電源20bに接続されたコイル21bを内蔵しているので、前記溶融物はコイル21bにより高周波加熱され、溶融物排出口26内で固化することがなく、溶融物排出口26の閉塞を防止することができる。
【0076】
また、空気加熱装置19は、前記焼却灰化物等の加熱溶融が終了したならば、前記と逆の手順、即ち開閉弁33,52を閉弁し、開閉弁26,28を開弁することにより、主高温空気供給路18に高温空気を供給する状態に復帰する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の焼却処理方法に用いる廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置の一実施形態を示すシステム構成図。
【図2】本発明の焼却処理方法におけるガス化炉内の温度及び燃焼炉内の燃焼温度の経時変化を示すグラフ。
【図3】従来の焼却処理方法におけるガス化炉内の温度及び燃焼炉内の燃焼温度の経時変化を示すグラフ。
【符号の説明】
1…ガス化炉、 3…燃焼炉、 9…乾留酸素供給路、 11…酸素(空気)供給源、 15…着火用高温空気供給路、 19…空気加熱装置、 27…焼却灰化物貯留槽、 32…燃焼酸素供給路、 35…加熱用高温空気供給路。
Claims (4)
- ガス化炉内に収容した廃棄物の一部を燃焼させて、その燃焼熱により該廃棄物の他の部分を乾留する工程と、該乾留により発生する可燃性ガスを燃焼炉に導入して燃焼させる工程とを備え、
該可燃性ガスを該燃焼炉で燃焼させるときに、該燃焼炉に導入される可燃性ガスの量に応じてその燃焼に要する酸素を該燃焼炉に供給して該可燃性ガスを燃焼させると共に、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼による該燃焼炉内の温度変化に応じて該ガス化炉に供給される酸素量を制御し該乾留により発生する可燃性ガスの量を調整して、該燃焼炉内の温度を第1の所定温度以上の略一定の温度に維持する廃棄物の焼却方法において、
各種廃棄物を混合して、燃焼したときに前記燃焼炉の温度をダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度にする熱量を有する可燃性ガスを発生するように調整された廃棄物を前記ガス化炉に収容すると共に、該廃棄物の着火に先立って、該燃焼炉の外部に設けられた空気加熱装置で加熱された高温の空気を該燃焼炉に導入し、該燃焼炉内の温度がダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度になるように予熱し、該燃焼炉内の温度がダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度になったときに、該ガス化炉に収容された廃棄物に着火して乾留を開始して、発生する該可燃性ガスを該燃焼炉に導入して燃焼せしめ、該燃焼炉内の温度が該可燃性ガスの燃焼によりダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度より高温の第2の所定温度以上になったときに該燃焼炉に対する該高温の空気の導入を終了し、
該燃焼炉内の温度を第2の所定温度以上の略一定の温度に維持して該可燃性ガスを燃焼せしめ、
前記燃焼炉内の温度が該略一定の温度より低温でダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度より高温の第3の所定温度以下になったときに該燃焼炉に対する該高温の空気の導入を再開して、該燃焼炉内の温度をダイオキシン類を熱分解可能な800℃以上の温度に維持して該可燃性ガスを燃焼せしめ、該ガス化炉内の温度が該ガス化炉内の最高温度より低温の第4の所定温度以下になったときに該燃焼炉に対する高温の空気の導入を終了することを特徴とする廃棄物の焼却処理方法。 - 第4の所定温度はダイオキシン類の生成温度未満の温度であ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。
- 前記ガス化炉に収容された廃棄物の着火は、該ガス化炉に前記高温の空気を導入することにより行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の廃棄物の焼却処理方法。
- 前記ガス化炉における焼却灰化物を前記空気加熱装置で加熱して溶融することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかの項記載の廃棄物の焼却処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000051940A JP3549805B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 廃棄物の焼却処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000051940A JP3549805B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 廃棄物の焼却処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001241634A JP2001241634A (ja) | 2001-09-07 |
JP3549805B2 true JP3549805B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=18573527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000051940A Expired - Lifetime JP3549805B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 廃棄物の焼却処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3549805B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100386413C (zh) * | 2006-01-17 | 2008-05-07 | 东北大学 | 煤高温气化高温贫氧燃烧一体化系统 |
CA2759055C (en) * | 2009-04-17 | 2017-01-17 | Proterrgo Inc. | Method and apparatus for gasification of organic waste |
-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000051940A patent/JP3549805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001241634A (ja) | 2001-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101874114B1 (ko) | 건류 가스화 소각처리장치 | |
JP2909393B2 (ja) | 廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法 | |
JP3869210B2 (ja) | 廃棄物の焼却処理方法 | |
JP3033015B2 (ja) | 半乾留ガス化焼却方法及び装置 | |
JP3549805B2 (ja) | 廃棄物の焼却処理方法 | |
JP6745535B2 (ja) | 廃棄物の乾溜ガス化焼却処理方法 | |
JP2007145953A (ja) | 燃料ガス発生装置 | |
JP2856693B2 (ja) | 廃棄物の焼却処理方法 | |
JP2009192091A (ja) | 乾留ガス化焼却処理装置および焼却処理方法 | |
JP6286516B1 (ja) | 焼却装置 | |
JP2535273B2 (ja) | 廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置 | |
JP3017661B2 (ja) | 廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置 | |
JP3583043B2 (ja) | 廃棄物の焼却処理方法 | |
JP5890050B2 (ja) | 乾溜ガス化焼却処理装置 | |
JP6318052B2 (ja) | 廃棄物の乾溜ガス化焼却処理方法 | |
JP2535274B2 (ja) | 廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置 | |
JP5523192B2 (ja) | 廃液処理装置および廃液処理方法 | |
JP4139360B2 (ja) | 廃棄物の乾留ガス化焼却処理方法 | |
JP4231820B2 (ja) | 乾留ガス化焼却処理装置 | |
JP2022021448A (ja) | 焼却炉への廃棄物の投入方法 | |
JPH10185137A (ja) | 半乾留ガス化焼却方法及び装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3549805 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |