JP3721752B2 - ごみ熱分解−製鉄複合設備及び残渣の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ熱分解−製鉄複合設備及び残渣の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の被焼却物を焼却する関連技術として、技術例１：実開平３−５６０２７号「流動床式焼却炉」が提案されている。
かかる技術例１において、ごみ焼却を行なう場合には、排ガス中のダイオキシン濃度を低減するために、排ガス温度を下げることが有効であるとされている。
【０００３】
また、廃プラスチック材を処理する関連技術として、技術例２：特開平９−５２０７９号公報「シュレッダーダストを処理して再利用する装置」が提案されている。
この技術では、廃自動車，廃家電品等をシュレッダー処理することによって発生した廃プラスチック材（以下、シュレッダーダストと呼称）を、単純な焼却や埋立処理に頼ることなく、乾燥状態で乾留して、乾留ガスと炭化物とに熱分解し、乾留ガス中の可燃性ガスを乾留エネルギとして再利用するとともに、炭化物を造粒材として使用し、例えば１００μｍ程度としたシュレッダーダストと１〜１０μｍ程度の製鋼ダストとを混合し、重油をバインダーとして添加して造粒し、電気炉に投入して焼却処理するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術例では、以下のような解決すべき課題が残されている。
技術例１にあっては、ごみの焼却により発生する残渣及びスラグは、廃棄物として埋立または貯蔵されることになるため、大量に発生することもあいまって、経済的なコストを満足させた状態で無公害とする必要がある。
技術例２にあっては、シュレッダーダスト等の特定のごみに限定されるとともに、炭化物の篩分けによる微細化，重油の添加及び造粒化等の工程が付加されることになり、経済性が損なわれて実用性が低下する。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成するものである。
▲１▼ ごみ焼却時における設備費を低減し、経済性を高めること。
▲２▼ ごみ焼却時に生成されるスラグの処理を容易にし、安全性の向上を図ること。
▲３▼ 製鉄プロセスにおける省エネルギ化を達成すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
熱分解炉においてごみを熱分解して得られた残渣を、空気とともに羽口から高炉の中に送り込んで燃焼させ、高炉で生成されるスラグに、残渣分のスラグを混合して高炉から取り出す技術が採用される。
熱分解炉から排出される残渣を、脱金属処理手段に送り込んで、混入している金属分を除去する技術や、金属分を除去した残渣を粉砕手段により粉砕した状態として、高炉に送り込む技術が付加される。
熱分解炉においてごみを熱分解して得られた可燃性の熱分解ガスは、熱風炉に送り込んで燃焼させ、燃焼ガスにより空気を加熱して、高炉または熱分解炉に供給する技術が採用される。
熱分解炉には、残渣及び熱分解ガスの脱塩素処理を行なう脱塩素処理系が接続される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るごみ熱分解−製鉄複合設備及び残渣の処理方法の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
図１において、符号１は熱分解炉、２は高炉、２ａは羽口を示している。
【０００８】
前記熱分解炉１にあっては、例えばロータリーキルン炉が適用され、都市ごみ供給手段１１が接続されて、供給された都市ごみ等を、ダイオキシンが生成されないまたは濃度が著しく低くなる範囲の温度、例えば４５０℃程度で加熱して、熱分解により可燃性の熱分解ガスを生成するとともに、未燃状態の炭素分を多量に含む残渣を排出するものが適用される。
【０００９】
そして、熱分解炉１には、図１に示すように、ごみの分解処理によって得られる固形分，熱分解ガス分及び塩化物をそれぞれ処理するための脱金属処理手段１２，粉砕手段１３，熱風炉１４，オフガス処理系１５等が接続される。
【００１０】
また、高炉２には、図１に示すように、原料，空気等の供給や、生成物の排出を行なうための鉄鉱石供給系２１，石灰石供給系２２，焼結手段２３，石炭供給系２４，コークス炉２５，銑鉄処理系２６，スラグ処理系２７及び排ガス処理系２８が接続される。
【００１１】
前記脱金属処理手段１２は、熱分解炉１における残渣出口に接続状態に配され、残渣中に混入している金属分（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｕ等）を、比重差，磁気や電気伝導度等の性質を利用して、除去する機能を有するものが採用される。
【００１２】
前記粉砕手段１３は、脱金属処理手段１２と高炉２における羽口２ａとの間に配され、金属分の除去により残された炭化された残渣を、例えば数ｍｍの粒径となるように粉砕し、固形燃料源として（微粉砕チャーとして）高炉２に供給するものである。
【００１３】
前記熱風炉１４は、熱分解炉１に接続状態に配されており、熱分解炉１でごみを熱分解して得られた可燃性の熱分解ガスが供給されるとともに、熱分解ガスを燃焼させるためのバーナや、燃焼ガスとの熱交換を行なうための熱交換機能を有するものが適用され、図１に矢印で示すように、熱交換により加熱した空気を、熱分解炉１と高炉２における羽口２ａとにそれぞれ供給するようにしている。
【００１４】
前記オフガス処理系１５は、熱風炉１４から排出される排ガスを、必要に応じて必要な処理を行なってオフガスとして放出するものである。
【００１５】
前記脱塩素処理系１６は、ごみの熱分解によって生成された塩化物を、残渣及び熱分解ガスから除去するものであり、図１に示すように熱分解ガスの処理経路及び残渣の処理経路にそれぞれ設けられている。
【００１６】
前記高炉２には、鉄鉱石供給系２１，石灰石供給系２２，焼結手段２３，石炭供給系２４及びコークス炉２５により、鉄鉱石及び石灰石の焼結物とコークスとが各原料として供給され、前述の微粉砕チャーや加熱状態の空気の供給とあいまって銑鉄が生産される。
【００１７】
この際に、熱分解炉１において生成された未燃分（炭素成分）を多く含む残渣を、高温状態の空気とともに羽口２ａから高炉２の中に送り込んで燃焼させると、銑鉄の生産とともにスラグが生成される。
【００１８】
銑鉄は、比重差に基づいて高炉２の下部に溶融鉄として集積され、その出口から銑鉄処理系２６に引き取られる。
【００１９】
また、スラグは、溶融鉄の上に遊離し、その出口からスラグ処理系２７に引き取られるが、このスラグ中には、銑鉄の生産によって生成されるいわゆる鉱滓と、ごみの分解によって生成された残渣の灰分とが混合した状態となる。
したがって、都市ごみのスラグが、減容された状態となるとともに、鉱滓により著しく希釈された状態となり、以下、混合したままスラグとして処理されることになる。
【００２０】
〔他の実施の形態〕
本発明にあっては、以下の技術を包含している。
ａ） 羽口２ａに投入する微粉砕チャーに、微粉炭，その他の燃料を併用すること。
ｂ） 熱分解炉の型式を任意とすること。
ｃ） 熱分解炉の熱源として、熱風炉で燃焼させた後の排ガスを利用すること。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るごみ熱分解−製鉄複合設備及び残渣の処理方法によれば、以下の効果を奏する。
（１） ごみの熱分解炉等を高炉と併用することにより、敷地の確保が容易になることと、残渣の溶融設備を省略し得ることとあいまって、設備費を低減して経済性を高めることができる。
（２） 既存の製鉄施設に接続することが容易であり、実用性が高い。
（３） ごみの分解物から得られたエネルギを高炉に導入することにより、製鉄プロセスにおける省エネルギ化を図ることができる。
（４） ごみの熱分解時の残渣の焼却により生成されるスラグを、製鉄時のスラグとともに処理し得て、処理工程を単純化することができるとともに、スラグの均質化により管理を容易にすることができる。
（５） ごみの種類によって左右されることが少なく、広い範囲に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るごみ熱分解−製鉄複合設備及び残渣の処理方法の第１実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 熱分解炉
２ 高炉
２ａ 羽口
１１ 都市ごみ供給手段
１２ 脱金属処理手段
１３ 粉砕手段
１４ 熱風炉
１５ オフガス処理系
１６ 脱塩素処理系
２１ 鉄鉱石供給系
２２ 石灰石供給系
２３ 焼結手段
２４ 石炭供給系
２５ コークス炉
２６ 銑鉄処理系
２７ スラグ処理系
２８ 排ガス処理系

Claims (8)

1. ごみを熱分解して熱分解ガスを生成するとともに残渣を排出する熱分解炉（１）と、
   該熱分解炉に接続され残渣が炭素源として供給される高炉（２）と、
   熱分解炉（１）に接続状態に配され、ごみを熱分解して得られた可燃性の熱分解ガスを燃焼させて、その熱により高炉（２）に供給する空気を加熱するための熱風炉（１４）と
   を具備することを特徴とするごみ熱分解−製鉄複合設備。
2. 熱分解炉（１）に接続状態に配され、残渣に混入している金属分を除去するための脱金属処理手段（１２）を具備することを特徴とする請求項１記載のごみ熱分解−製鉄複合設備。
3. 脱金属処理手段（１２）と高炉（２）との間に、金属分を除去した残渣を粉砕した状態として高炉の羽口（２ａ）に送り込むための粉砕手段（１３）が配されることを特徴とする請求項２記載のごみ熱分解−製鉄複合設備。
4. 熱分解炉から排出された残渣から塩化物を除去する脱塩素処理系を有することを特徴とする請求項１、２または３記載のごみ熱分解−製鉄複合設備。
5. 熱分解炉（１）においてごみを熱分解して得られた残渣を、空気とともに羽口（２ａ）から高炉（２）の中に送り込んで燃焼させ、高炉で生成されるスラグに、残渣分のスラグを混合して高炉から取り出し、かつ、
   熱分解炉（１）においてごみを熱分解して得られた可燃性の熱分解ガスを燃焼させて、その燃焼ガスにより空気を加熱して高炉（２）に供給する
   ことを特徴とする残渣の処理方法。
6. 熱分解炉（１）から排出される残渣中に混入している金属分を除去してから高炉に送り込むことを特徴とする請求項５記載の残渣の処理方法。
7. 金属分を除去した残渣を、粉砕してから高炉（２）に送り込むことを特徴とする請求項６記載の残渣の処理方法。
8. 熱分解炉（１）から排出される残渣から塩化物を除去することを特徴とする請求項５、６または７記載の残渣の処理方法。

Images