JP3687225B2 - 廃棄物の熱分解ガス化装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物(例えば、都市ごみなど)を熱分解ガス化処理するようにした廃棄物の熱分解ガス化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在の廃棄物の処理方式としては、焼却炉にて廃棄物を燃焼するようにした燃焼方式が採用されている。
【0003】
しかしながら、上記燃焼方式の場合には、▲1▼燃焼排ガス中に含まれるダイオキシンの問題があること、▲2▼ガス量が多く熱エネルギーの利用効率が悪いこと、▲3▼灰が多量に出るのでその処理が大変であること、▲4▼埋立地の容量が限界に近付いてきていること、等の問題が提起されている。
【0004】
そのため、次世代の廃棄物処理方式として、廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残留物(炭素分および灰分)を燃焼・溶融炉で少い空気量で高温にして燃焼させ、ごみ中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が開発され、一部で実証運転が行われている。かかる方式では、廃棄物を熱分解ガス化するために、外熱キルン方式を採用し、外部からの熱で廃棄物を間接的に加熱、乾燥させて熱分解させるようにしている。
【0005】
廃棄物を熱分解ガス化するために用いられている熱分解ガス化装置は、図2にその一例の概要を示す如く、約3度ほど下傾させて横向きに配置したロータリーキルン型の熱分解炉1の長手方向一端の入口2に、スクリューコンベヤ4を介して投入ホッパ5を設けると共に、上記熱分解炉1の長手方向他端の出口3に、熱分解ガス6aと熱分解残留物(炭素分および灰分)6bとを分離する分離塔8を設け、熱分解炉1をゆっくりと回転させた状態において、投入ホッパ5内に投入された廃棄物6をスクリューコンベヤ4によって熱分解炉1内に徐々に供給しつつ、熱分解炉1を構成する加熱流路9内に、出口3側から入口2側へ向けて高温ガス10を流通させることにより、熱分解炉1内の廃棄物6を加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス6aを、分離塔8上部の熱分解ガス取り出しライン11を通して下流の燃焼・溶融工程に直接送るようにし、一方、不燃物を含む熱分解残留物6bを、分離塔8下部から一旦取り出して不燃物の分別工程を経てから燃焼・溶融工程へ送るようにしてある。7は熱分解ガス6aの移送用ファン、12は回転継手、13はシールプレートを示す。
【0006】
上記において、熱分解炉1内での熱分解により生成された熱分解残留物6bは、分離塔8の下部より一旦取り出して、アルミニウムや鉄、ガレキ等の不燃物を分別する必要があるが、そのために、熱分解炉1の出口3側から導入する高温ガス10の温度としては、アルミニウムの融点以下となるように、たとえば、550℃程度としてあり、廃棄物6の熱分解及び乾燥に供した後に450℃程度として排出され、一方、熱分解ガス6aは500℃程度として後工程へ送られるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記熱分解ガス化装置の場合、間接加熱方式であって伝熱効率が悪いので、廃棄物6との接触面積を充分に確保する必要があり、そのため、熱分解炉1が長大化してしまう問題がある。更に、熱分解炉1が長大化することから、据付面積も広く必要となり、土地利用に大きく影響を与える問題もある。
【0008】
そこで、本発明は、伝熱効率を促進して、熱分解炉の小型化を図ることができるようにしようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、長手方向の一端を入口とし他端を出口としたロータリーキルン型の熱分解炉内で、上記入口から供給された廃棄物を外熱により間接的に乾燥、熱分解し、熱分解により生成された熱分解ガスを上記出口に接続した熱分解ガス取り出しラインを通して取り出すようにしてある廃棄物の熱分解ガス化装置において、上記熱分解ガス取り出しラインの途中と上記熱分解炉の入口側との間に循環ラインを設け、熱分解ガスの一部を熱分解炉内に入れてごみと直接接触させるようにした構成とする。
【0010】
運転を開始すると、炉内で生成させられた熱分解ガスは熱分解ガス取り出しラインを通って下流へ送られるが、その際、熱分解ガスの一部が循環ラインを通って炉内の入口部に循環供給される。炉内の入口部に循環供給された熱分解ガスは、無酸素状態の高温ガスであり、直接接触により炉内の廃棄物を加熱するため、乾燥、熱分解が促進される。
【0011】
又、熱分解ガス取り出しラインの循環ライン接続位置よりも下流部と、循環ラインの途中に、それぞれ流量計と流量調整ダンパを設け、且つ該各流量計の検出信号を基に各流量調整ダンパを所定の比率で開くように指令する制御器を備えた構成とすると、炉内への熱分解ガスの循環量を自動制御することができるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の一形態を示すもので、図2に示したと同様な構成において、分離塔8の上部に接続された熱分解ガス取り出しライン11の途中に循環ライン14の一端を接続し、該循環ライン14の他端を、熱分解炉1の入口2に、接続ボックス15を介して接続し、分離塔8の上部から熱分解ガス取り出しライン11へ取り出された熱分解ガス6aの一部を循環ライン14を通し熱分解炉1内に入口2側から導入して循環させられるようにする。なお16は下流へ移送される熱分解ガス6aの流量を調整するための流量調整ダンパ、17は熱分解炉1へ循環させる熱分解ガス6aの流量を調整するための流量調整ダンパを示す。 図2に示したのと同様に、熱分解炉1の出口3側から入口2側へ向けて加熱流路9内に550℃程度の高温ガス10を流通させるようにして運転を行うと、熱分解炉1内で生成された500℃程度の熱分解ガス6aが分離塔8の上部から熱分解ガス取り出しライン11へ取り出されることになる。この際、流量調整ダンパ16,17の開度を調整して、下流の燃焼・溶解工程へ送られる熱分解ガス6aの一部を循環ライン14へ流入させるようにすると、該熱分解ガス6aは熱分解炉1内に入口2から導かれて循環させられることになる。
【0014】
上記において、熱分解炉1内は、出口3側よりも入口2側の方が低温であるため、入口2部に500℃程度の高温の熱分解ガス6aが循環導入されることにより、炉内の保有熱を上げることができて、炉内温度の高温化、均一化を図ることができ、しかも、炉内に導入された熱分解ガス6aは廃棄物6と直接接触することになるので、伝熱効率を上げることができる。したがって、炉内での廃棄物6の加熱、乾燥時間を短くすることができ、これにより熱分解炉1の小型化を図ることができる。
【0015】
又、熱分解炉1内に循環導入された熱分解ガス6aは無酸素状態であるため、炉内で生成される熱分解ガス6aの特性を悪化させることはなく、上述した如く、保有熱が上がることに伴って、むしろ低分子化を促進することができる。
【0016】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、たとえば、図1において二点鎖線で示す如く、熱分解ガス取り出しライン11の循環ライン接続位置よりも下流部と、循環ライン14の途中に、流量計18と19を設け、且つ、該流量計18と19の検出信号を基に流量調整ダンパ16と17を所定の比率で開くように指令を与える制御器20を設けて、熱分解炉1に循環させる熱分解ガス6aの流量を自動制御させるようにすることができること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0017】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の廃棄物の熱分解ガス化装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 長手方向の一端を入口とし他端を出口としたロータリーキルン型の熱分解炉内で、上記入口から供給された廃棄物を外熱により間接的に乾燥、熱分解し、熱分解により生成された熱分解ガスを上記出口に接続した熱分解ガス取り出しラインを通して取り出すようにしてある廃棄物の熱分解ガス化装置において、上記熱分解ガス取り出しラインの途中と上記熱分解炉の入口側との間に循環ラインを設け、熱分解ガスの一部を熱分解炉内に入れてごみと直接接触させるようにした構成としてあるので、高温の熱分解ガスを無酸素状態で炉内の入口部へ循環供給することができ、これにより、炉内の保有熱を上げることができて、炉内温度の高温化、均一化を図ることができると共に、上記循環供給された熱分解ガスを廃棄物に直接接触させることができて伝熱効率を上げることができ、したがって、熱分解炉の小型化を図ることができる。
(2) 熱分解ガス取り出しラインの循環ライン接続位置よりも下流部と、循環ラインの途中に、それぞれ流量計と流量調整ダンパを設け、且つ該各流量計の検出信号を基に各流量調整ダンパを所定の比率で開くように指令する制御器を備えた構成とすることにより、炉内への熱分解ガスの循環量を自動的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃棄物の熱分解ガス化装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図2】廃棄物の熱分解ガス化装置の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
1 熱分解炉
2 入口
3 出口
6 廃棄物
6a 熱分解ガス
11 熱分解ガス取り出しライン
14 循環ライン
16,17 流量調整ダンパ
18,19 流量計
20 制御器

Claims (2)

  1. 長手方向の一端を入口とし他端を出口としたロータリーキルン型の熱分解炉内で、上記入口から供給された廃棄物を外熱により間接的に乾燥、熱分解し、熱分解により生成された熱分解ガスを上記出口に接続した熱分解ガス取り出しラインを通して取り出すようにしてある廃棄物の熱分解ガス化装置において、上記熱分解ガス取り出しラインの途中と上記熱分解炉の入口側との間に循環ラインを設け、熱分解ガスの一部を熱分解炉内に入れてごみと直接接触させるようにしたことを特徴とする廃棄物の熱分解ガス化装置。
  2. 熱分解ガス取り出しラインの循環ライン接続位置よりも下流部と、循環ラインの途中に、それぞれ流量計と流量調整ダンパを設け、且つ該各流量計の検出信号を基に各流量調整ダンパを所定の比率で開くように指令する制御器を備えた請求項1記載の廃棄物の熱分解ガス化装置。
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