JP3732640B2 - 廃棄物の熱分解溶融燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物の溶融燃焼処理に利用されるものであり、廃棄物をほぼ酸素遮断下で熱分解する熱分解ドラムの加熱システムに改良を加えた廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置としては、従来から特公平６−５６２５３号公報やドイツ連邦共和国特許第２４３２５０号明細書等に開示されたものが知られており、当該廃棄物の熱分解溶融燃焼装置は、熱分解反応器、搬出装置、分離装置、粉砕装置、溶融燃焼装置、廃熱ボイラ、集塵装置及びガス浄化装置等から構成されている。
【０００３】
而して、前記熱分解反応器内へ供給された廃棄物は、ここで空気の遮断下で３００℃〜６００℃の温度に一定時間加熱され、熱分解ガスと熱分解残渣に変換された後、搬出装置に於いて熱分解ガスと熱分解残渣とに分別される。
【０００４】
分別された熱分解ガスは、搬出装置から溶融燃焼装置へ送られ、ここで燃焼される。又、分別された熱分解残渣は、搬出装置から分離装置へ送られ、微細粒と細かい粗粒と粗い粗粒とに夫々分離され、更に分離された微細粒と細かい粗粒は粉砕装置で微粉砕されたあと溶融燃焼装置へ供給され、前記熱分解ガスと共に１２００℃以上の高温下で溶融燃焼することにより溶融スラグとなる。
【０００５】
溶融燃焼装置内の溶融スラグは、水砕スラグとして順次取り出されて行く。又、溶融燃焼装置からの排ガスは廃熱ボイラ、集塵装置及びガス浄化装置等を経て大気中へ排出されて行く。
【０００６】
前記廃棄物を乾留熱分解する熱分解反応器は、加熱管を備えた回転式のドラムから成り、ドラムの長手方向に配設した複数の加熱管へは廃棄物を加熱する為の加熱ガスが循環流通されている。
ところで、当該熱分解反応器内の廃棄物を加熱する為の熱エネルギー源としては、廃棄物熱分解溶融燃焼装置で発生するエネルギー源を使用するのが熱経済上好ましい方策である。このエネルギー源としては、例えば熱分解ドラムで生じた熱分解ガスの一部を燃焼させた燃焼ガスや、溶融燃焼装置で生じた燃焼ガスを使用することが考えられ、特に、後者の溶融燃焼装置の燃焼ガスは高温であるため、これを用いるのが熱経済上最も好ましい方策である。
【０００７】
しかし、熱分解ガスには、廃棄物に含まれている塩化ビニールを主体とした有機塩素化合物の燃焼に伴って生成する塩化水素ガスが多量に含有されている。従って、熱分解ガスの燃焼ガスにも多量の塩化水素ガスが含まれることになり、その高温に於ける激しい腐食性の為に、これらを熱分解反応器の加熱用熱源として利用することは一般に忌避されている。
【０００８】
その為、従来の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に於いては、▲１▼石油やＬＰＧ等の外部燃料をバーナにより燃焼させて燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスを加熱ガスとして熱分解反応器の加熱管へ循環流通させる方法、▲２▼溶融燃焼装置から排出される燃焼ガスの熱エネルギーを廃熱ボイラにより回収し、廃熱ボイラからの蒸気により熱交換器を介して加熱ガスを加熱し、この高温加熱ガスを熱分解反応器の加熱管へ循環流通させる方法、▲３▼溶融燃焼装置の出口側に燃焼ガスの熱エネルギーを回収する熱交換器（高温空気加熱器）を設け、この熱交換器で加熱した高温空気（加熱ガス）を熱分解反応器の加熱管へ循環流通させる方法等が多く利用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、石油やＬＰＧ等の外部燃料を利用する廃棄物熱分解溶融燃焼装置に於いては、石油やＬＰＧ等の外部燃料を多量に必要とし、ランニングコストが必然的に上昇して、廃棄物の処理費の大幅な引き下げを図り難いと云う問題がある。又、廃熱ボイラからの蒸気を利用する廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に於いては、加熱ガスの温度制御等の点から化石燃料を用いる熱風発生炉等を補助的に設けることが不可欠となり、ランニングコストや設備費が増加すると云う問題がある。
更に、熱交換器を利用する廃棄物熱分解溶融燃焼装置に於いては、熱交換器が塩化水素ガスを含有する高温の燃焼ガスと直接接触する為、熱交換器自体に高温腐食が生じてメンテナンス費が大幅に高騰するうえ、熱交換器に燃焼ガス中のダストが付着して熱の回収効率が低下する等の問題がある。
【００１０】
本発明は、従前の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に於ける上述の如き問題、即ち、▲１▼廃棄物の加熱用に石油やＬＰＧ等の外部燃料を用いた場合には、省エネルギー化が困難で廃棄物の処理費の大幅な引き下げを図れないこと、▲２▼溶融燃焼装置の燃焼ガスを加熱源に利用した場合には、塩化水素ガスによる燃焼機等の高温腐食が不可避であること等の問題を解決せんとするものであり、脱塩化水素処理を施した熱分解ガスの一部を燃焼させ、この燃焼ガスを熱分解ドラムの加熱用熱源として利用すると共に、脱塩化水素処理により生じた反応生成物と未反応の脱塩素剤との混合物を脱塩素剤として排ガス処理装置へ供給して再利用することにより、塩化水素ガスに起因する腐食の問題を生ずることがなく、然も、より経済的に廃棄物の溶融燃焼処理を行えるようにした廃棄物の熱分解溶融燃焼装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１の発明は、廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラムと、熱分解ドラムの加熱ガスに熱を供給する加熱用熱源装置と、熱分解ガスと熱分解残渣を分別して得られた細粒とを燃焼させる溶融燃焼装置と、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、燃焼排ガス中のダストを捕集する集塵装置と、燃焼排ガスを浄化する排ガス処理装置とを備えた廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に於いて、前記熱分解ガスの一部を脱塩化水素反応装置へ供給して熱分解ガスに含まれている塩化水素を脱塩素剤と反応せしめて除去し、清浄化した熱分解ガスを加熱用熱源装置の燃焼機で燃焼させると共に、脱塩化水素反応装置から取り出した反応生成物と未反応の脱塩素剤との混合物を脱塩素剤として排ガス処理装置へ供給するようにしたことに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、脱塩素剤を消石灰とすると共に、反応生成物の塩化カルシウムと未反応の消石灰との混合物を粉砕して排ガス処理装置へ供給するようにしたものである。
【００１３】
本発明の請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、脱塩素剤を生石灰あるいは炭酸カルシウムとすると共に、反応生成物の塩化カルシウムと未反応の生石灰あるいは炭酸カルシウムとの混合物を粉砕して排ガス処理装置へ供給するようにしたものである。
【００１４】
本発明の請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、脱塩素剤を炭酸ナトリウムとしたものである。
【００１５】
本発明の請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、加熱用熱源装置を、燃焼機の燃焼ガスを熱分解ドラムの加熱ガスへ混合することにより加熱ガスに熱を供給する構成のものとしたものである。
【００１６】
本発明の請求項６の発明は、請求項１の発明に於いて、加熱用熱源装置を、燃焼機の燃焼ガス、空気若しくは不活性ガスより成る熱分解ドラムの加熱ガスを間接加熱することにより、加熱ガスに熱を供給する構成のものとしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施態様に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の全体系統図を示すものであり、図１に於いて、１は廃棄物ピット、２は廃棄物供給用ホッパ、３は廃棄物Ｗの供給装置、４は熱分解ドラム、５は搬出装置、６は溶融燃焼装置、７は分離装置、８は送風機、９は廃熱ボイラ、１０は集塵装置、１１は排ガス処理装置、１２は誘引通風機、１３は煙突、１４は脱塩化水素反応装置、１５はサイクロン、１６は脱塩化水素反応器、１７は消石灰粗粒子用ホッパ、１８は破砕機、１９は消石灰用ホッパ、２０は燃焼機、２１は加熱ガス用送風機、２２は空気予熱器である。
【００１８】
前記熱分解ドラム４は、水平に対して約１．５度の傾斜角度で入口側を上方に、出口側を下方に位置せしめた状態で回転自在に軸支されており、運転中は約１〜３ｒｐｍの回転速度で回転駆動されている。
又、熱分解ドラム４の内部には、複数本の加熱管４ａがドラムの軸芯方向に平行に配設されている。この各加熱管４ａは、両端部を入口ケーシング４ｂ及び出口ケーシング４ｃへ夫々連通せしめた状態で支持固定されており、熱分解ドラム４と一体となって回転するようになっている。
【００１９】
前記脱塩化水素反応装置１４は、脱塩素剤として内部に直径２〜１０ｍｍの球形若しくは円柱形の消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）Ｃの粗粒子を充填した脱塩化水素反応器１６と、脱塩化水素反応器１６に接続され、脱塩素剤として消石灰Ｃの粗粒子を脱塩化水素反応器１６へ供給する消石灰粗粒子用ホッパ１７とを備えており、搬出装置５と溶融燃焼装置６とを接続する熱分解ガス排出用導管２３から抜き出されたサイクロン１５でダストＤ₂ を除去した後の熱分解ガスＧ中に含まれている塩化水素（ＨＣｌ）ガスを、消石灰Ｃと反応せしめて塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂ ）を生成することによりこれを除去し、清浄化した熱分解ガスＧを燃焼用ガスとして燃焼機２０へ供給する。
【００２０】
即ち、熱分解ガス排出用導管２３内を流れる熱分解ガスＧの一部は、熱分解ガス排出用導管２３に接続した熱分解ガス分岐用導管２４により抜き出されてサイクロン１５へ供給され、ここで熱分解ガスＧ中のダストＤ₂ が分離された後、熱分解ガス用導管２５を経て脱塩化水素反応器１６へ供給され、ここで熱分解ガスＧ中の塩化水素ガスと消石灰Ｃとが下記のような反応をし、塩化水素ガスが除去される。
Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ
【００２１】
塩化水素ガスと消石灰Ｃとの反応により脱塩化水素反応器内に生成された塩化カルシウムと未反応消石灰Ｃとの混合物Ｃ₁ は、脱塩化水素反応器１６に接続した混合物排出用導管２６から破砕機１８へ供給され、ここで更に微粉砕されて微細粒子となった後、微細粒子用導管２７を経て消石灰用ホッパ１９へ移送される。又、消石灰用ホッパ１９内に貯留された前記混合物Ｃ₁ の微細粒子は、消石灰供給用導管２８を介して排ガス処理装置１１へ吹き込まれ、燃焼排ガス内の塩化水素の除去剤として再利用される。
【００２２】
尚、前記脱塩化水素反応器１６内へは、消石灰粗粒子用ホッパ１７から脱塩素剤としての消石灰Ｃの粗粒子が規則的且つ間欠的に供給されると共に、供給量に見合うだけの量の混合物Ｃ₁ が脱塩化水素反応器１６から排出されて行く。
又、図１の実施態様に於いては、脱塩素剤として消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂ ）を使用しているが、これに代えて生石灰（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃ ）等を脱塩素剤として利用することも可能である。
【００２３】
前記脱塩化水素反応器１６で清浄化された熱分解ガスＧは熱分解ガス供給用導管２９を経て、熱分解ドラム４の加熱ガスＧ₁ に熱を供給する加熱用熱源装置を構成する燃焼機２０へ供給され、燃焼用ガスとして利用される。
尚、熱分解ガスＧ中にはタール分が含まれている為、熱分解ガスＧが冷却された場合には、タール分が凝縮して配管等が閉塞すると云うトラブルを起こす虞れがある。その為、熱分解ガスＧが流れる配管及び各機器（熱分解ガス排出用導管２３、熱分解ガス分岐用導管２４、サイクロン１５、熱分解ガス用導管２５、脱塩化水素反応器１６、熱分解ガス供給用導管２９等）には、熱分解ガスＧを熱分解ドラム４から排出される熱分解ガスＧの温度と同じか、これよりやや高い温度に維持し、タール分の凝縮を防止する保温手段や加熱手段（何れも図示省略）が設けられている。
【００２４】
前記燃焼機２０は、脱塩化水素反応器１６で清浄化した熱分解ガスＧを燃焼させ、この燃焼ガスを熱分解ドラム４の加熱管４ａへ廃棄物Ｗの加熱ガスＧ₁ として供給するものである。
即ち、燃焼機２０内で発生した高温の燃焼ガス（加熱ガスＧ₁ ）は、加熱ガス供給用導管３０から熱分解ドラム４へ供給され、入口側導管３１、入口ケーシング４ｂ、加熱管４ａ、出口ケーシング４ｃ、出口側導管３２、加熱ガス用送風機２１及びバイパス用導管３３から成るループ管路内を循環流通し、加熱管４ａを通過する間に廃棄物Ｗに熱エネルギーを供給し、自らは２５０℃〜３００℃の温度となって出口ケーシング４ｃから流出する。
【００２５】
本実施態様では、入口ケーシング４ｂに流入する加熱ガスＧ₁ の温度を一定に保つ為、燃焼機２０で発生した燃焼ガス（加熱ガスＧ₁ ）を加熱ガス供給用導管３０から前記ループ管路内へ流通させている。
又、入口側導管３１内を流れる加熱ガスＧ₁ の温度が過度に上昇するのを防止する為、前記ループ管路内を流れる加熱ガスＧ₁ の一部を分岐し、加熱ガス排出用導管３４及びこれに接続された加熱ガス用導管３５を介して低温の加熱ガスＧ₁ の一部を燃焼機２０内へ流入するようにしている。
更に、ループ管路内等を流れる加熱ガスＧ₁ の過剰分は、空気予熱器２２で熱を回収された後、加熱ガス排出用導管３４から大気中へ放出される。
【００２６】
尚、前記燃焼機２０には、廃棄物熱分解溶融燃焼装置の始動時に燃焼ガスを発生させる為、石油やＬＰＧ等の外部燃料（化石燃料）を燃料とするオイルバーナ若しくはガスバーナ等の補助燃焼装置（図示省略）が設けられており、熱分解ガスＧの発生量が所定量に達すればその運転が停止される。
又、燃焼機２０へは、熱分解ガスＧの燃焼用空気Ａが空気予熱器２２で加熱された後、空気供給用導管３６を通して供給され、各導管には、加熱ガスＧ₁ や燃焼用空気Ａを制御するダンパや制御弁（図示省略）が設けられている。
【００２７】
次に、本発明に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の作動を図１の実施態様に基づいて説明する。
トラック等により搬入されて来た都市ごみ等の廃棄物Ｗは、廃棄物ピット１内へ貯留され、ここでシュレッダー（図示省略）により所定の大きさ（通常１５０ｍｍ以下）に破砕された後、クレーンやコンベヤ等により廃棄物供給用ホッパ２内へ移送され、供給装置３によって順次熱分解ドラム４内へ供給されて行く。
尚、廃棄物熱分解溶融燃焼装置の始動時には、燃焼機２０の補助燃焼装置で石油やＬＰＧ等の外部燃料を燃焼させ、発生した燃焼ガスを廃棄物Ｗの加熱ガスＧ₁ として熱分解ドラム４の加熱管４ａへ供給する。
【００２８】
熱分解ドラム４内へ供給された廃棄物Ｗは、酸素が遮断された状態下で加熱管４ａ内を流通する加熱ガスＧ₁ によって３００℃〜６００℃好ましくは４５０℃の温度に加熱され、約１時間程度熱分解ドラム４内に回転による攪拌混合を受け乍ら滞留する。この間に熱分解ドラム４内の廃棄物Ｗが熱分解されることにより、熱分解ガスＧと固形の熱分解残渣Ｄが熱分解ドラム４内に生成される。
尚、熱分解ドラム４内での廃棄物Ｗの熱分解は通常約１時間程度で完了し、概ね７５ｗｔ％の熱分解ガスＧと２５ｗｔ％の熱分解残渣Ｄとが生成される。又、生成された熱分解残渣Ｄは、熱分解ドラム４内で攪拌・混合されることにより均一化され、一様な大きさの粒子となる。
【００２９】
熱分解ドラム４内に発生した熱分解ガスＧは、水分、ＣＯ、ＣＯ₂ 、Ｈ₂ 及び炭化水素を主成分とするものであり、ダストＤ₂ 及びタールが若干含まれている。又、発生した熱分解残渣Ｄは、主成分が炭素と灰分で構成されるチャーと鉄、アルミニウム、ガラス、石等の不燃物との混合物である。
熱分解ドラム４内の熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄは、熱分解ドラム４に隣接して設けた搬出装置５内へ排出され、ここで熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分別される。
【００３０】
搬出装置５内で分別された熱分解ガスＧは、熱分解ガス排出用導管２３を経て溶融燃焼装置６へ供給され、所謂溶融燃焼が行なわれる。
又、熱分解残渣Ｄの方は、熱分解残渣排出用導管３７を経て複数の振動スクリーン、磁選機、破砕装置及びサイロ（何れも図示省略）等から成る分離装置７へ供給され、ここで選別貯留される。即ち、熱分解残渣Ｄは、分離装置７に於いて可燃物を主体とする細粒Ｄ₁ （粒径１ｍｍ以下）と砂、ガラス、金属等の不燃物（粗大粒）とに分離される。
【００３１】
分離装置７で分離された可燃性の細粒Ｄ₁ は、送風機８からの空気によって細粒用導管３８を経て溶融燃焼装置６へ送られ、ここで熱分解ガスＧと共に燃焼される。このとき、廃熱ボイラ９や集塵装置１０からのダストＤ₂ がダスト排出用導管３９により前記細粒用導管３８へ導かれ、空気輸送によって溶融燃焼装置６へ送られ、ここで熱分解ガスＧと共に燃焼される。
即ち、溶融燃焼装置６内へ供給された炭素含有量の高い細粒Ｄ₁ と廃熱ボイラ９や集塵装置１０からのダストＤ₂ は、熱分解ガスＧと共に溶融燃焼装置６内で高温燃焼（約１３００℃）される。尚、前記燃焼温度（約１３００℃）は灰の溶融温度より１００〜１５０℃ほど高いので、細粒Ｄ₁ 及びダストＤ₂ は溶融スラグとなり、スラグ冷却槽内へ排出されることによって所謂水砕スラグとなる。
【００３２】
尚、この溶融燃焼装置６に於いては、極めて高い燃焼温度により、生成されたダイオキシン類は他の有機物と共に略完全に燃焼・分解される。その結果、排ガス処理装置１１から排出される燃焼ガス中のダイオキシン類は、０．５ｎｇ／Ｎｍ³ （換算値）以下となっている。しかし、より厳しい規制のある場合には、排ガス処理装置１１に於いて燃焼排ガス内へ消石灰Ｃと共に活性炭を吹き込み、塩化水素ガスとダイオキシン類を除去することも可能である。
又、当該溶融燃焼装置６に於いては、燃焼用空気の多段階供給方式や排ガス再燃焼法、サイクロン燃焼法等の良好な燃焼を維持する為の各種の公知の手段を単独又は組合せ使用することができることは勿論であり、例えば平均空気過剰率λ＝１．３に於いて、燃焼室内の均等な温度分布と攪拌効果によって低ＮＯｘ状態下で、熱分解ガスＧ及び細粒Ｄ₁ 等を完全に溶融燃焼させることができると共に、水砕スラグ中の未燃炭素分も０．２ｗｔ％以下に抑えることができる。
【００３３】
前記溶融燃焼装置６から排出される高温の燃焼排ガスＧ₂ は、排ガス用導管４０を経て廃熱ボイラ９へ流入し、ここで燃焼排ガスＧ₂ 中の熱エネルギーが熱回収される。これによって、廃熱ボイラ９では過熱蒸気が発生し、この蒸気は例えば蒸気タービン発電装置（図示省略）へ供給されて発電に利用される。
又、廃熱ボイラ９での熱回収により約２００℃位にまで冷却された燃焼排ガスＧ₂ は、集塵装置１０（電気集塵機若しくはバグフィルター）によってダストＤ₂ が除去された後、排ガス処理装置１１に供給され、ここでＨＣｌやＳＯｘ、ＮＯｘ等の有害物質が除去される。
【００３４】
前記排ガス処理装置１１に於いては、燃焼排ガスＧ₂ 中に脱塩素剤として消石灰用ホッパ１９から消石灰Ｃが消石灰供給用導管２８を介して吹き込まれており、消石灰Ｃと塩化水素ガスとを反応せしめて塩化水素ガスを除去するようにしている。又、排ガス処理装置１１で生成した塩化カルシウム等の生成物は、電気集塵機やバグフィルター等の集塵装置（図示省略）で捕集される。
当該排ガス処理装置１１により清浄化された燃焼排ガスＧ₂ は、誘引通風機１２を経て煙突１３から大気中へ放出されて行く。
【００３５】
一方、熱分解ガス排出用導管２３内を流れる熱分解ガスＧの一部は、熱分解ガス分岐用導管２４からサイクロン１５へ供給され、ここで熱分解ガスＧ中のダストＤ₂ が分離された後、熱分解ガス用導管２５を経て脱塩化水素反応器１６へ供給され、該脱塩化水素反応器１６内で熱分解ガスＧ中の塩化水素ガスと脱塩素剤である消石灰Ｃとの反応により塩化水素ガスが除去される。
【００３６】
前記脱塩化水素反応器１６内へは、消石灰粗粒子用ホッパ１７から消石灰Ｃの粗粒子が規則的且つ間欠供給されている。
又、塩化水素ガスと消石灰Ｃとの反応により脱塩化水素反応器１６内で生成した塩化カルシウムと未反応消石灰Ｃとの混合物Ｃ₁ は、消石灰Ｃの粗粒子の供給量と同じ量だけ混合物排出用導管２６から排出されている。通常、除去されるべき塩化水素ガスに対して、化学量論的に必要な消石灰Ｃの４〜１０倍の消石灰粗粒子を供給している為、混合物排出用導管２６から排出される混合物Ｃ₁ には、塩化カルシウムに対してモル当量比当り３〜９倍の未反応消石灰Ｃを含有している。
従って、混合物排出用導管２６から排出された混合物Ｃ₁ は、破砕機１８へ供給され、ここで微粉砕されて微細粒子となった後、微細粒子用導管２７を経て消石灰用ホッパ１９に貯留される。そして、消石灰供給用導管２８を介して脱塩素剤として排ガス処理装置１１へ吹き込まれ、燃焼排ガスＧ₂ 中の塩化水素ガスの除去に使用される。
【００３７】
尚、サイクロン１５で分離されたダストＤ₂ は、ダスト排出用導管４１を介して溶融燃焼装置６へ供給され、ここで熱分解ガスＧ等と共に溶融燃焼される。
又、脱塩化水素反応器１６で清浄化された熱分解ガスＧは、熱分解ガス供給用導管２９から加熱用熱源装置を構成する燃焼機２０へ供給され、ここで燃焼用空気Ａと共に燃焼される。このとき、燃焼機２０に設けた補助燃焼装置（図示省略）は、前述の通り熱分解ガスＧの発生量に応じて運転を停止するように制御されている。従って、石油等の外部燃料は、廃棄物熱分解溶融燃焼装置の始動時のみ必要とし、消費量が少なくて済む。
【００３８】
燃焼機２０内で発生した高温の燃焼ガス（加熱ガスＧ₁ ）は、加熱ガス供給用導管３０から熱分解ドラム４へ供給され、入口側導管３１、入口ケーシング４ｂ、加熱管４ａ、出口ケーシング４ｃ、出口側導管３２、加熱ガス用送風機２１及びバイパス用導管３３から成るループ管路内を循環流通し、加熱管４ａを通過する間に廃棄物Ｗに熱エネルギーを供給する。尚、加熱ガスＧ₁ の流れやその温度制御に関する説明は前述の通りであるから省略する。
【００３９】
本発明の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置は、熱分解ガスＧ中に含まれている塩化水素ガス（０．４〜０．８％程度）を脱塩化水素反応装置１４で除去し、清浄化した熱分解ガスＧを加熱用熱源装置の燃焼機２０へ供給して燃焼させ、この燃焼ガスを熱分解ドラム４へ加熱ガスＧ₁ として供給している為、燃焼ガス（加熱ガスＧ₁ ）中の塩化水素濃度を著しく低減させることができる。即ち、熱分解ガスＧ中の塩化水素濃度は２００ｐｐｍ以下に、又、燃焼ガス（加熱ガスＧ₁ ）中の塩化水素濃度は５０ｐｐｍ以下に抑えられ、その結果、熱分解ドラム４の加熱管４ａやその他の導管等の腐食が少なくなり、メンテナンス費の大幅な低減を図れる。
又、石油やＬＰＧ等の外部燃料は、廃棄物熱分解溶融燃焼装置の始動時にのみ使用すれば良く、ランニングコストが大幅に低下して極めて経済的である。
更に、脱塩化水素反応装置１４で生成した塩化カルシウム等の反応生成物と未反応消石灰Ｃ等の未反応脱塩素剤との混合物Ｃ₁ を破砕機１８により粉砕し、これを排ガス処理装置１１に供給して燃焼排ガスＧ₂ 中に含まれている塩化水素ガスを消石灰Ｃと反応せしめて除去するようにしている為、消石灰Ｃ等の脱塩素剤の反応率が向上すると共に、消費量も少なくなり、ランニングコストの低減を図れる。
【００４０】
図２は本発明の第２実施態様に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の全体系統図を示すものであり、当該廃棄物熱分解溶融燃焼装置は、熱分解ドラム４へ空気若しくは不活性ガスを流通せしめると共に、前記熱分解ガスＧの一部を脱塩化水素反応装置１４に供給してここで熱分解ガスＧ中に含まれている塩化水素ガスを消石灰Ｃ等の脱塩素剤と反応せしめて除去し、清浄化した熱分解ガスＧを加熱用熱源装置を構成する熱交換器４２を備えた燃焼機２０へ供給して燃焼させ、前記空気若しくは不活性ガスを熱交換器４２により加熱して熱分解ドラム４の加熱用媒体として使用するものである。
【００４１】
即ち、脱塩化水素反応装置１４で清浄化された熱分解ガスＧは、熱分解ガス供給用導管２９を経て燃焼機２０へ供給され、ここで燃焼用空気Ａと共に燃焼される。
又、熱分解ドラム４へ供給される空気若しくは不活性ガスは、加熱ガス供給用導管３０を経て入口側導管３１、入口ケーシング４ｂ、加熱管４ａ、出口ケーシング４ｃ、出口側導管３２、熱分解ガス用送風機２１及びバイパス用導管３３から成るループ管路内を循環流通する。
更に、出口ケーシング４ｃから排出された低温の空気若しくは不活性ガスの一部は、加熱ガス排出用導管３４及び加熱ガス用導管３５を介して熱交換器４２を備えた燃焼機２０へ流入し、清浄化した熱分解ガスＧの燃焼ガスと熱交換器４２を介して熱交換した後、加熱ガス供給用導管３０を経てループ管路内へ供給され、入口ケーシング４ｂに流入する加熱ガスＧ₁ （空気若しくは不活性ガス）の温度を一定に保つ。
そして、前記ループ管路内を流れる加熱ガスＧ₁ （空気若しくは不活性ガス）の過剰分は、加熱ガス排出用導管３４から空気予熱器２２へ流入し、ここで燃焼機２０へ供給される燃焼用空気Ａを加熱した後、大気中へ放出される。
【００４２】
尚、当該廃棄物熱分解溶融燃焼装置は、加熱ガスＧ₁ に空気若しくは不活性ガスを使用したこと及び加熱用熱源装置を構成する燃焼機２０に空気若しくは不活性ガスと燃焼ガスとを熱交換する熱交換器４２を設けたこと以外は、図１の装置と全く同一構造に構成されている。
又、当該廃棄物の熱分解溶融燃焼装置は、図１に示す装置と同様の作用効果を奏することができる。特に、当該廃棄物熱分解溶融燃焼装置では、加熱された空気若しくは不活性ガスを加熱管４ａへ供給するようにしている為、空気若しくは不活性ガス中の塩化水素濃度を０％にすることができ、加熱管４ａ及びその他の導管の塩化水素による腐食は皆無となり、耐久性を飛躍的に増大させることができる。
更に、図２の実施態様では、消石灰Ｃを脱塩素剤として使用しているが、消石灰Ｃに代えて他の生石灰（ＣａＯ）や炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃ ）、炭酸ナトリウム等を脱塩素剤としても良いことは勿論である。
【００４３】
上記図１及び図２の実施態様に於いては、脱塩化水素反応装置１４を、脱塩素剤である消石灰Ｃの粗粒子を充填した脱塩化水素反応器１６と、消石灰Ｃの粗粒子を脱塩化水素反応器１６へ供給する消石灰粗粒子用ホッパ１７とから構成したが、脱塩化水素反応装置１４を、図３に示すように熱分解ガス分岐用導管２４に接続された混合器４３と、混合器４３に接続された脱塩素剤である微粉消石灰用ホッパ４４と、混合器４３に導管４５を介して接続されたバグフィルター４６とから構成するようにしても良い。
【００４４】
即ち、図３の実施態様では、熱分解ガス排出用導管２３内を流れる熱分解ガスＧの一部が熱分解ガス分岐用導管２４を通して混合器４３へ供給され、ここで微粉消石灰用ホッパ１９から送入された微粉消石灰Ｃが熱分解ガスＧ内へ混合される。これにより熱分解ガスＧは、ガス中の塩化水素ガスと微粉消石灰Ｃとの反応を維持しつつ、導管４５を通ってバグフィルター４６へ至る。
【００４５】
バグフィルター４６に於いては、清浄化された熱分解ガスＧが透過すると共に、反応生成物である塩化カルシウムと未反応消石灰Ｃとの混合物Ｃ₁ がバグフィルター４６に積層して行く。その結果、引き続きバグフィルター４６を透過する熱分解ガスＧ中の塩化水素ガスが、先に積層した未反応消石灰Ｃと反応して脱塩化水素反応が促進されることになる。
【００４６】
バグフィルター４６で捕集された熱分解ガスＧ中のダストＤ₂ 、未反応消石灰Ｃ、塩化水素ガスと反応して生成される塩化カルシウム等の混合物Ｃ₁ は、バグフィルター４６に接続した混合物排出用導管２６から破砕機１８へ供給され、ここで粉砕されて微細粒子となった後、微細粒子用導管２７を経て消石灰用ホッパ１９に貯留される。又、貯留された微細粒子は、消石灰供給用導管２８を介して排ガス処理装置１１へ吹き込まれ、脱塩素剤として再利用される。
【００４７】
尚、混合器４３へは、通常除去されるべき塩化水素ガスに対して、化学量論的に必要な消石灰Ｃの１．２〜３倍の微粉消石灰Ｃを供給している為、混合物排出用導管２６から排出される混合物Ｃ₁ は塩化カルシウムに対してモル当量比当り０．２〜２倍の未反応消石灰Ｃを含有している。従って、混合物排出用導管２６から排出された混合物Ｃ₁ は、上述したように排ガス処理装置１１へ吹き込むことにより、脱塩素剤として十分に再利用できる。
【００４８】
【発明の効果】
上述の通り、本発明に係る廃棄物の熱分解溶融燃焼装置は、熱分解ガス中に含まれている塩化水素ガスを脱塩化水素反応装置で除去し、清浄化した熱分解ガスを燃焼機へ供給して燃焼させ、この燃焼ガスを熱分解ドラムの加熱用熱源として使用すると共に、脱塩化水素処理により生じた反応生成物と未反応の脱塩素剤との混合物を脱塩素剤として排ガス処理装置へ供給して再利用するようにしている為、熱分解ガス中の塩化水素濃度及び燃焼ガス中の塩化水素濃度を著しく低減させることができると共に、脱塩素剤の反応率の向上や燃焼排ガスの処理に必要とする脱塩素剤の使用量の削減を図ることができる。
その結果、熱分解ドラムや導管、その他の各機器等が塩化水素ガスに起因する高温腐蝕を生ずることも少なくなり、メンテナンス費の大幅な低減を図ることができると共に、石油やＬＰＧ等の外部燃料を殆ど必要とせず、ランニングコストが大幅に低下して極めて経済的である。
【００４９】
又、請求項６の発明に於いては、空気若しくは不活性ガスを熱分解ドラムの加熱ガスとし、前記空気若しくは不活性ガスを燃焼機の熱交換器により加熱して熱分解ドラムへ供給するようにしている為、空気若しくは不活性ガス中の塩化水素濃度を０％にすることができ、加熱管及びその他の導管の塩化水素による腐食は皆無となり、耐久性を飛躍的に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の全体系統図である。
【図２】本発明の第２実施態様に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の全体系統図である。
【図３】脱塩化水素反応装置の他の例を示す概略系統図である。
【符号の説明】
４は熱分解ドラム、６は溶融燃焼装置、９は廃熱ボイラ、１０は集塵装置、１１は排ガス処理装置、１４は脱塩化水素反応装置、１８は破砕機、２０は燃焼機、４２は熱交換器、Ｗは廃棄物、Ｇは熱分解ガス、Ｄは熱分解残渣、Ｄ₁ は細粒、Ｄ₂ はダスト、Ｇ₂ は排ガス、Ｃは消石灰、Ｃ₁ は混合物。

Claims (6)

1. 廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラムと、熱分解ドラムの加熱ガスに熱を供給する加熱用熱源装置と、熱分解ガスと熱分解残渣を分別して得られた細粒とを燃焼させる溶融燃焼装置と、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、燃焼排ガス中のダストを捕集する集塵装置と、燃焼排ガスを浄化する排ガス処理装置とを備えた廃棄物の熱分解溶融燃焼装置に於いて、前記熱分解ガスの一部を脱塩化水素反応装置へ供給して熱分解ガスに含まれている塩化水素を脱塩素剤と反応せしめて除去し、清浄化した熱分解ガスを加熱用熱源装置の燃焼機で燃焼させると共に、脱塩化水素反応装置から取り出した反応生成物と未反応の脱塩素剤との混合物を脱塩素剤として排ガス処理装置へ供給する構成としたことを特徴とする廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。
2. 脱塩素剤を消石灰とすると共に、反応生成物の塩化カルシウムと未反応の消石灰との混合物を粉砕して排ガス処理装置へ供給するようにした請求項１に記載の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。
3. 脱塩素剤を生石灰あるいは炭酸カルシウムとすると共に、反応生成物の塩化カルシウムと未反応の生石灰あるいは炭酸カルシウムとの混合物を粉砕して排ガス処理装置へ供給するようにした請求項１に記載の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。
4. 脱塩素剤を炭酸ナトリウムとするようにした請求項１に記載の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。
5. 加熱用熱源装置を、燃焼機の燃焼ガスを熱分解ドラムの加熱ガスへ混合することにより加熱ガスに熱を供給する構成の加熱用熱源装置とした請求項１に記載の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。
6. 加熱用熱源装置を、燃焼機の燃焼ガス、空気若しくは不活性ガスより成る熱分解ドラムの加熱ガスを間接加熱することにより、加熱ガスに熱を供給する構成の加熱用熱源装置とした請求項１に記載の廃棄物の熱分解溶融燃焼装置。

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