JP3739026B2 - Waste treatment plant - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を熱分解反応器で熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解反応設備を設け、前記熱分解ガスと、前記熱分解残渣から選別されたカーボン残渣とを燃焼溶融炉に受け入れて燃焼させる燃焼溶融設備を設け、前記燃焼溶融炉の燃焼ガスを熱源とするボイラ設備を設け、前記燃焼溶融炉にメインバーナーを、前記熱分解ガスの流路内に位置する状態に設けてある廃棄物処理プラントに関する。
【0002】
【従来の技術】
上記の廃棄物処理プラントでは、廃棄物の処理開始時や、熱分解反応設備に対する廃棄物の供給量が少なくなったとき、あるいは熱分解反応設備側のトラブル発生時等には、燃焼溶融炉(以下、この項等で「溶融炉」と称する)に対する熱分解ガスとカーボン残渣との供給量が少ない状態になる。
【0003】
そのために、そのまま熱分解ガス等による燃焼を続けていたのでは、溶融炉の燃焼ガスの温度が低下して、ボイラ設備やその発生蒸気を利用する下手側の設備に種々の不具合を生じさせる(例えば、ボイラ設備の下手側に発電設備を配備して、ボイラからの蒸気で蒸気タービン・発電機を運転させて発電するプラントでは、発電不能になったり蒸気タービン等の運転が不安定になったりする)。
【0004】
そこで、上記の廃棄物の処理開始時等には、例えば、油焚きメインバーナー(以下、この項等で「メインバーナー」と称する)により溶融炉内で油焚きして燃焼ガスの温度を上げている。
【0005】
前記メインバーナーは熱分解ガスの流路内に位置する状態に設けてあるから、溶融炉で熱分解ガスとカーボン残渣とを燃焼させる通常運転時には、熱分解ガスでメインバーナーが冷却されて、バーナー本体の温度が過度に上昇することはないが、油焚き中は熱分解ガスの供給量が少量又はゼロになっていることからバーナー本体の温度が過度に上がって、バーナー本体がクリープ破壊することが考えられなくもない。
【0006】
このような実情に鑑みて、従来では、バーナー本体を高耐熱性の部材で構成してあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶融炉内での油焚きに対応する高耐熱性の部材は高価であった。
【0008】
また、高耐熱性の部材で対応可能な温度にも限度があり、高耐熱性の部材の温度が1000°Cを越えてもクリープ破壊しないとはいえなかった。
【0009】
本発明の目的は、燃焼溶融炉内のメインバーナーを安価に構成できながら、メインバーナーのクリープ破壊を確実に回避できるようにする点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【0011】
[構成]
冒頭に記載した廃棄物処理プラントにおいて、前記熱分解反応器からの熱分解ガスを前記燃焼溶融炉に流通案内する熱分解ガス管路、又は前記熱分解反応器に、前記ボイラ設備におけるボイラの主蒸気管路から分岐した分岐蒸気管路を連通接続し、前記分岐蒸気管路を介して前記燃焼溶融炉に蒸気を供給する蒸気供給状態と、前記蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え可能な切り換え手段を設けて、前記切り換え手段により前記蒸気供給状態に切り換えることで、前記メインバーナーを前記蒸気で冷却可能に構成してある。
【0012】
[作用]
[イ] 例えば油焚き中(つまりバーナー燃焼中)は、溶融炉に対する熱分解ガスの供給量が少量又はゼロであり、そのために、メインバーナーを熱分解ガスで冷却することができなくなるが、切り換え手段により蒸気供給状態に切り換えることで、メインバーナーを冷却することができる。
【0013】
つまり、切り換え手段により蒸気供給状態に切り換えると、ボイラからの蒸気が分岐蒸気管路と熱分解ガス管路とを流通して溶融炉内に入り込む。あるいは、切り換え手段により蒸気供給状態に切り換えると、ボイラからの蒸気が分岐蒸気管路と熱分解反応器内と熱分解ガス管路内とを流通して溶融炉内に入り込む。
【0014】
この場合、メインバーナーが熱分解ガスの流路内に位置しているから、熱分解ガス管路を流通する蒸気でメインバーナーを冷却することができる。
【0015】
[ロ]熱分解ガスを溶融炉に供給する熱分解ガス管路は低酸素又は無酸素雰囲気にあるために、例えば、前記熱分解ガス管路に空気を供給してバーナー本体を冷却する構造のものでは、空気が前記低酸素又は無酸素雰囲気の熱分解ガス管路に入り込んで、その熱分解ガス管路内で熱分解ガスが燃焼する不具合があるが、請求項1の構成では、熱分解ガス管路に蒸気を供給するから上記の不具合はない。
【0016】
[ハ]メインバーナーを前記[イ]のようにして冷却するから、バーナー本体を従来よりも耐熱性が低い部材で構成することができる。
【0017】
[ニ]分岐蒸気管路を介して熱分解反応器又は熱分解ガス管路に供給する蒸気は、既設のボイラからの蒸気のうちの一部の蒸気であり、熱分解反応器又は熱分解ガス管路に供給するための専用のボイラを設ける必要がないから、設備にコストがかからない。
【0018】
[ホ]熱分解反応器又は熱分解ガス管路に窒素ガス等を供給してメインバーナーを冷却する構造に比べるとコストがかからない。
【0019】
[ヘ]分岐蒸気管路と熱分解ガス管路を流通する蒸気、あるいは分岐蒸気管路と熱分解反応器内と熱分解ガス管路とを流通する蒸気でそれらの流路のすすを落とすこともできる。
【0020】
[効果]
従って、上記作用[イ],[ロ],[ハ]により、燃焼溶融炉内のメインバーナーを安価に構成できながらメインバーナーのクリープ破壊を確実に回避できるようになった。
【0021】
そして、上記作用[ニ],[ホ]により、メインバーナーの冷却にかかるコストを低く抑えることができ、上記作用[ヘ]により、メインバーナーの冷却ととも熱分解ガスの流路のメンテナンスも行うことができるようになった。
【0022】
請求項2による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【0023】
[構成]
請求項1による発明の構成において、前記メインバーナーのバーナー本体の温度を検出する温度センサと、その検出結果に基づいて前記切り換え手段を制御する制御手段とを設け、前記バーナー本体の温度が設定値を越えたことを前記温度センサが検出すると、前記制御手段が切り換え手段を制御して、前記蒸気供給状態になるよう構成してある。
【0024】
[作用]
請求項1の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏することができる。
【0025】
バーナー本体の温度が設定値を越えたことを温度センサが検出すると、その検出結果に基づいて制御手段が切り換え手段を制御して、前記蒸気供給状態にする。
【0026】
このように自動的に蒸気供給状態に設定できるから、作業者が切り換え手段をいちいち切り換え操作する必要がなく、また、切り換え忘れ等の問題も回避できる。
【0027】
[効果]
従って、作業者の労力を軽減でき、請求項1の構成による効果と同様の効果をより得やすくなった。
【0028】
請求項3による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【0029】
[構成]
請求項1又は2による発明の構成において、前記燃焼溶融炉側の熱分解ガス管路部分に前記メインバーナーを挿入させて、前記熱分解ガスが前記メインバーナーの周りをそのメインバーナーの軸芯方向に流れて前記燃焼溶融炉に入り込むよう構成してある。
【0030】
[作用]
請求項1又は2の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、熱分解ガス(又は蒸気)がメインバーナーの周りをそのメインバーナーの軸芯方向に流れるから、メインバーナーを冷却しやすくなる。
【0031】
[効果]
従って、請求項1又は2の構成による効果と同様の効果を奏することができるのに加え、メインバーナーの冷却効率を上げることができて、請求項1又は2の構成による効果と同様の効果をより得やすくなった。
【0032】
【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説明する。
【0033】
図1に、家庭ゴミ等の一般廃棄物やカーシュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラントを示してある。
【0034】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備1・熱分解反応設備2・熱分解残渣選別設備3・高温燃焼溶融設備4・ボイラ発電設備5・排ガス処理設備6から成り、廃棄物から鉄・アルミニウム・ガラス等の有価物を再利用しやすい形で回収でき、熱効率・発電効率が高く、低NOx・低ダイオキシン化できるなど、地球環境保全・循環型環境社会に適合するプラントである。
【0035】
次に、前記熱分解ガス化溶融プラントによる廃棄物の処理について説明する。
[前処理設備1]
廃棄物ピット7に貯留された廃棄物を破砕機8で150mm角以下に破砕し、破砕廃棄物を搬送装置9等で熱分解反応設備2に送る。
【0036】
[熱分解反応設備2]
廃棄物ピット7からの廃棄物をスクリューコンベア10がコンベアケース11内に受け入れて熱分解反応器12内に搬送供給し、熱分解反応器12により廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰囲気で約450°Cの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する。熱分解ガスは高温燃焼溶融炉13(以下、「溶融炉13」と称する)に送り、熱分解残渣は熱分解残渣選別設備3に送る。以上の各部の詳細な構造については後で説明する。
【0037】
[熱分解残渣選別設備3]
熱分解反応設備2からの熱分解残渣を粗大物振動スクリーン78で選別し、選別された熱分解残渣を冷却振動コンベア14で冷却しながら搬送し、1次振動スクリーン15・クリーニングドラム79等を介して鉄・アルミニウム・銅・ガラス等の有価物(以下、「鉄類」と称する)を鉄類ヤード16に回収し、鉄類以外のカーボン残渣をカーボン残渣サイロ80から溶融炉13に送る。
【0038】
冷却振動コンベア14は窒素封入水冷ジャケットタイプで熱分解残渣を発火等が起こらない温度(約80°C)まで窒素雰囲気中で冷却する。
【0039】
[高温燃焼溶融設備4]
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダスト(後述のボイラ18や電気集塵器17からの灰である)を溶融炉13に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出される。以上の各部の詳細な構造については後で説明する。
【0040】
[ボイラ発電設備5]
排ガスはボイラ輻射ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、約600°Cで過熱蒸気管群に送り、エコノマイザーを通して約200°Cで電気集塵器17に送る。ボイラ18で40ata・400°Cの蒸気を熱回収し、タービン19・発電機20で電気として回収する。
【0041】
[排ガス処理設備6]
ガス冷却室21・電気集塵器17・バグフィルター22等で処理して煙突25から排気する。排ガス量が少ないために排ガス処理設備6は狭いスペースであっても設置できる。
【0042】
次に、前記熱分解反応設備2について説明する。
【0043】
この熱分解反応設備2は、図4,図5に示すように、廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解反応器12を設けるとともに、廃棄物ピット7からの廃棄物をコンベアケース11内に受け入れて熱分解反応器12に搬送供給するスクリューコンベア10を、その搬送終端側のコンベアケース部分が熱分解反応器12内に入り込む状態に設けて構成してある。
【0044】
前記熱分解反応器12は、スクリューコンベア10からの廃棄物を中空内に受け入れる横型の回転ドラム27を設けるとともに、廃棄物加熱用の熱媒体としての加熱ガスを流通させる複数本の伝熱管28を回転ドラム27の中空内に、その回転ドラム27の長手方向に沿う状態に設け、伝熱管28に対する加熱ガス供給部29と加熱ガス排出部30と、熱分解ガス・熱分解残渣排出部31とを設けて構成してある。
【0045】
前記スクリューコンベア10はコンベアケース11の搬送終端側を回転ドラム27の軸芯方向一端面側に連通接続してある。
【0046】
前記回転ドラム27は、廃棄物の搬送方向下手側ほど下方に位置する状態に傾斜させて、回転軸芯を据えつけ面に対して約1.5度傾斜させてある。
【0047】
そして、その状態で回転ドラム27の長手方向両端側を一対の遊転ローラ機構32に回転自在に各別に支持させ、両遊転ローラ機構32間の回転ドラム部分の外周部に全周にわたって設けた大径ギア33と、支持台35に支持させた電動モータM1に設けた小径ギア34とを噛み合わせて、電動モータM1の駆動で回転ドラム27を回転駆動(1.5rpm)するよう構成してある。
【0048】
前記伝熱管28は、回転ドラム27の両端側に各別に設けた一対の隔壁36,37にわたって架設してあり、図5に示すように、回転ドラム27の内壁面側に互いが近接する状態に複数本(全数の約2/3の数)を配置するとともに、それらの伝熱管28よりも回転ドラム27の内方側に、各伝熱管28が放射状に並ぶように複数本(全数の約1/3の数)を配置してある。
【0049】
これにより、回転ドラム27の回転に伴って伝熱管28で廃棄物が掻き上げられて混合攪拌され、加熱ガスの熱が効率よく伝わるようになる。
【0050】
前記両隔壁36,37のうち廃棄物の搬送方向下手側の隔壁37から、回転ドラム27と同芯状の廃棄物排出管38を前記搬送方向下手側に延出してある。
【0051】
前記加熱ガス供給部29は、加熱ガス供給口39を備えた加熱ガス供給ケース40を、前記廃棄物排出管38の長手方向中間部分を囲む状態に、かつ、回転ドラム27の回転を許す状態に支持台35に位置固定して構成してある。
【0052】
前記加熱ガス供給口39には熱風発生炉41から加熱ガスを供給する。供給される加熱ガスの温度は約530°Cである。
【0053】
前記加熱ガス排出部30は、加熱ガス排出口42を備えた加熱ガス排出ケース43を、スクリューコンベア10の所定長さにわたるコンベアケース部分を囲む状態に、かつ、回転ドラム27の回転を許す状態に支持台35に位置固定して構成してある。加熱ガス排出口42から排出される加熱ガスの温度は約300°Cである。
【0054】
前記熱分解ガス・熱分解残渣排出部31は、加熱ガス排出ケース43から突き出た廃棄物排出管部分に熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45を連通接続し、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45の上端側に熱分解ガス排出口46を、下端側に熱分解残渣排出口47を形成して構成してある。
【0055】
前記スクリューコンベア10は搬送始端側を支持台35上の台車48に支持させてあり、回転ドラム27と同芯状に姿勢設定して、回転ドラム27の両隔壁36,37のうち廃棄物の搬送方向上手側の隔壁36に設けた中心孔にコンベアケースの終端部を臨ませ、搬送始端側のコンベアケース部分の上面側に廃棄物供給口を形成し、台車48上の電動モータM2に連動連結したスクリュー軸50にスクリュー羽根51を設けて構成してある。
【0056】
メンテナンス作業等は、台車48を移動させてスクリューコンベア10を回転ドラム27から抜き出して行う。
【0057】
加熱ガス供給ケース40や加熱ガス排出ケース43等の固定部と回転ドラム27との間にはシール機構を設けて、空気の流入や加熱ガスの洩れを防止してある。
【0058】
次に、前記高温燃焼溶融設備4について説明する。
【0059】
図2,図3に示すように、熱分解反応器12からの熱分解ガスを流通させる熱分解ガス管路52の終端部を溶融炉13の炉頂部に上方側から連通接続し、その熱分解ガス吹き込み部53の近傍の炉頂部部分に、カーボン残渣吹き込み部54と集塵ダスト吹き込み部55とを設けてある。
【0060】
集塵ダスト吹き込み部55に吹き込む集塵ダストは、ボイラ18・ガス冷却室21・電気集塵器17から排出される灰で、これらの灰は灰集合コンベア77等で灰サイロ76に集め、灰ブロア75により集塵ダスト吹き込み部55側に供給する。
【0061】
前記炉頂部に、灯油を燃料とする油焚きメインバーナー61(以下、「メインバーナー」と称する)を下向き姿勢に設けて、廃棄物の処理開始時や、熱分解反応設備2に対する廃棄物の供給量が少なくなったとき、あるいは熱分解反応設備2側のトラブル発生時等に燃焼させるようにしてある。
【0062】
つまり、前記廃棄物の処理開始時等には、熱分解ガスとカーボン残渣との溶融炉13への供給量が少ない状態になっており、そのために、そのまま熱分解ガス等による燃焼を続けていたのでは、溶融炉13の燃焼ガスの温度が低下し、ボイラ18や蒸気タービン19等の運転が不安定になって発電不能になる不具合がある。
【0063】
そこで、上記の廃棄物の処理開始時等には、メインバーナー61により油焚きすることで燃焼ガスの温度を上げて上記の不具合を回避する。
【0064】
前記メインバーナー61は、空気管路60からの空気を流通させる外筒62(バーナー本体に相当)と、外筒62に同芯状に挿入した内筒63(バーナー本体に相当、燃焼機構等を備えている)とを設けて構成し、熱分解ガス管路52の終端側に外筒62及び内筒63の前半側を挿入させ(つまり熱分解ガスの流路内に位置させ)、熱分解ガスが外筒62の周りをその外筒62の軸芯方向に流れて溶融炉13に入り込むよう構成してある。
【0065】
この構造により、熱分解ガス・カーボン残渣を燃焼させる通常運転時には、メインバーナー61を熱分解ガスで冷却することができて、外筒62及び内筒63の過度の温度上昇を防止することができる。
【0066】
前記熱分解ガス吹き込み部53の周りの炉頂部に、メインバーナー61の点火時の火種となるイグニッションバーナー82と,熱分解ガスを安定して燃焼させるためのパイロットバーナー83(図2参照)とを1個づつ配設するとともに、点検口84とフレームアイ85(炎を観察するカメラである)とを複数個づつ配設してある。
【0067】
さらに、複数個の一次燃焼空気第1吹き込み口56Aを、熱分解ガス吹き込み部53(及びメインバーナー61の先端部)の周りの炉頂部に分散配置し、熱分解ガス管路52の終端部の周りに一次燃焼空気第2吹き込み口56Bを形成し、メインバーナー61の外筒62と内筒63との間の空間を一次燃焼空気第3吹き込み口56Cに形成してある。
【0068】
炉壁のやや上部側と上下方向ほぼ中央部とに、横向き姿勢の複数個づつの二次燃焼空気吹き込み口57と三次燃焼空気吹き込み口58とを周方向に分散配置してある。
【0069】
これらの空気吹き込み口56A,56B,56C,57,58への空気の供給は、押し込みファン59により空気管路60に空気を流通させて行う。
【0070】
前記バグフィルター22からの排ガスを、排ガス再循環ファン68により再循環排ガス管路71に流通させて炉内に供給するよう構成してある。そして、その排ガスを吹き込む複数個づつの二次燃焼空気吹き込み口69と三次燃焼空気吹き込み口86とを、前記空気管路60側の二次燃焼空気吹き込み口57や三次燃焼空気吹き込み口58とは別個に、かつ、それらに対応させて周方向に分散配置してある。
【0071】
二次燃焼空気又は三次燃焼空気として炉内に吹き込む排ガスは外気よりも温度が高いから、外気を炉内に吹き込む場合に比べると、二次燃焼空気又は三次燃焼空気で炉内の温度が低下しにくいという利点がある。
【0072】
以上の構造により、炉内に吹き込まれた集塵ダスト・カーボン残渣は旋回燃焼する。そして集塵ダストは溶融し、溶融スラグは炉壁を伝わって炉下方に流れ、水砕コンベア72・スラグヤードコンベア73を介してスラグヤード74に搬送する。
【0073】
炉内の最も上側の第1ゾーンZ1は空気比0.7・温度1250°C、その下側の第2ゾーンZ2は空気比0.9・温度1350°C、第2ゾーンZ2の下側の第3ゾーンZ3は空気比1.3・温度1400°Cで燃焼し、最も下側の第4ゾーンZ4は、排ガス再循環により空気比1.3・温度1280°Cを保つ。
【0074】
廃棄物は熱分解反応設備2で燃料化されるから低空気比で燃焼させることができ、低空気比燃焼により排ガスが少なくなる。また上記のように、多段燃焼・排ガス再循環させて低NOx化し、十分な炉内滞留時間(2秒以上)をとって低ダイオキシン化する。
【0075】
溶融炉13は水冷耐火物構造になっており、耐火物の温度が高温にならないように、かつ、耐火物の表面温度がスラグの溶融温度よりもやや低めになるように構成してある。耐火物表面にはスラグのセルフコーティング層が形成される。このセルフコーティング層は耐火物保護層として機能し、耐火物の侵食を防止する。
【0076】
ところで、油焚き中(つまりバーナー燃焼中)は熱分解ガスの供給量が少量又はゼロになっているために、メインバーナーの外筒62・内筒63等を熱分解ガスで冷却することができず、これらの温度が上がる。
【0077】
この点を考慮して、ボイラ18の主蒸気管70から分岐した分岐蒸気管路64を熱分解ガス管路52に連通接続し、メインバーナー61を蒸気で冷却可能に構成してある。
【0078】
詳しくは、前記分岐蒸気管路64を介して分解ガス管路52から溶融炉13に蒸気を供給する蒸気供給状態と、蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え可能な切り換え弁65(切り換え手段に相当)を設け、前記外筒62の温度を検出する熱電対66(温度センサに相当)を外筒62の外壁に付設し、前記熱電対68の検出値が700°C(設定値に相当)を越えると、その検出結果に基づいて、前記蒸気供給状態になるように切り換え弁65を開放制御する制御装置67(制御手段に相当)を設けてある。
【0079】
一旦、前記蒸気供給状態になると油焚きが終わるまで前記蒸気供給状態を続けるよう構成してもよく、前記熱電対66の検出値が700°C以下になると、前記非供給状態になるように前記切り換え弁65を制御装置67で制御するよう構成してもよい。
【0080】
上記の構造により、油焚き中にはメインバーナー61の外筒62と内筒62等とを蒸気で冷却することができて、それらの温度の過度の上昇を回避でき、クリープ破壊を回避できる。
【0081】
前記蒸気は、温度が260°C,圧力が5Kg/Cm2 ,供給量が500Kg/hr(1時間当たり)である。
【0082】
図1に示すように、前記分岐蒸気管路64は、その先端側の管路部分を複数に分岐させて、各管路部分を熱分解ガス管路52に所定の間隔で連通接続してあり、熱分解ガス管路52の内壁に付着したすす等を蒸気で除去可能にも構成してある。
【0083】
このように、分岐蒸気管路64を介しての蒸気供給系は、メインバーナー61の冷却手段とスートブロアとを兼用した構造になっている。スートブロアとして作動させる場合、全ての管路部分を介して熱分解ガス管路52に蒸気を供給する。
【0084】
メインバーナー61を冷却させるために作動させる場合は、そのうちの一つの管路部分を介して熱分解ガス管路52に蒸気を供給する。なお、全ての管路部分、又はそのうちの複数の管路部分を介して熱分解ガス管路52に蒸気を供給してもよい。
【0085】
[別実施形態]
上記の実施形態では、熱分解ガス管路52に分岐蒸気管路64を連通接続したが、分岐蒸気管路64を熱分解反応器12に連通接続してあってもよい。
【0086】
前記温度センサ66を熱電対以外のセンサで構成してあってもよい。
【0087】
前記メインバーナー61はガスを燃料とするバーナーであってもよく、また、微粉炭等の固体を燃料とするバーナーであってもよい。
【0088】
前記温度センサで外筒62の周りの空間の温度を検出し、その検出結果に基づいて制御装置67で前記切り換え弁65を切り換え制御するよう構成してあってもよい。
【0089】
上記の実施形態では、温度センサ66の検出結果に基づいて、制御装置67で切り換え弁65を切り換え制御するよう構成したが、前記温度センサ66や前記制御装置67を設けることなく、油焚きに当たって前記切り換え弁65を人為操作で切り換えるよう構成してあってもよい。
【0090】
上記の実施形態で示した各数値は一例であり適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱分解ガス化溶融プラントの概略図
【図2】高温燃焼溶融炉とその周りの構造を示す概略図
【図3】高温燃焼溶融炉の炉頂部の縦断面図
【図4】熱分解反応設備の概略縦断正面図
【図5】熱分解ドラムの縦断面図
【符号の説明】
2 熱分解反応設備
4 燃焼溶融設備
5 ボイラ設備
12 熱分解反応器
13 燃焼溶融炉
18 ボイラ
52 熱分解ガス管路
61 メインバーナー
64 分岐蒸気管路
65 切り換え手段
66 温度センサ
67 制御手段
70 主蒸気管路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a pyrolysis reaction facility for pyrolyzing waste into pyrolysis gas and pyrolysis residue in a pyrolysis reactor, and combusts the pyrolysis gas and a carbon residue selected from the pyrolysis residue. A combustion melting facility for receiving and burning in the melting furnace, a boiler facility using the combustion gas of the combustion melting furnace as a heat source, a main burner in the combustion melting furnace being located in the flow path of the pyrolysis gas The present invention relates to a waste treatment plant provided in
[0002]
[Prior art]
In the above-mentioned waste treatment plant, when the waste treatment starts, when the amount of waste supplied to the pyrolysis reaction facility decreases, or when trouble occurs on the pyrolysis reaction facility side, a combustion melting furnace ( Hereinafter, the supply amount of the pyrolysis gas and the carbon residue to the “melting furnace” in this section and the like is reduced.
[0003]
Therefore, if the combustion with pyrolysis gas or the like is continued as it is, the temperature of the combustion gas in the melting furnace decreases, causing various problems in the boiler equipment and the equipment on the lower side using the generated steam ( For example, in a plant where power generation equipment is installed on the lower side of boiler equipment and steam turbines / generators are operated using steam from the boiler, power generation becomes impossible or operation of the steam turbine becomes unstable. To do).
[0004]
Therefore, at the start of the treatment of the above-mentioned waste, for example, the temperature of the combustion gas is raised by oiling in a melting furnace with an oil-fired main burner (hereinafter referred to as “main burner” in this section). Yes.
[0005]
Since the main burner is provided in a state in which the pyrolysis gas flows, the main burner is cooled by the pyrolysis gas during the normal operation in which the pyrolysis gas and the carbon residue are burned in the melting furnace. The temperature of the main body does not rise excessively, but the amount of pyrolysis gas supplied during oiling is small or zero, so the temperature of the burner main body rises excessively and the burner main body creeps. Is not unthinkable.
[0006]
In view of such a situation, conventionally, the burner body has been composed of a highly heat-resistant member.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the high heat-resistant member corresponding to oiling in the melting furnace is expensive.
[0008]
In addition, there is a limit to the temperature that can be handled by a high heat resistant member, and even if the temperature of the high heat resistant member exceeds 1000 ° C., it cannot be said that creep destruction does not occur.
[0009]
An object of the present invention is to ensure that the main burner in the combustion melting furnace can be constructed at a low cost while the creep destruction of the main burner can be surely avoided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The structure, operation, and effect of the invention according to claim 1 are as follows.
[0011]
[Constitution]
In the waste treatment plant described at the beginning, a pyrolysis gas pipe for circulating and guiding the pyrolysis gas from the pyrolysis reactor to the combustion melting furnace, or a main reactor boiler in the boiler equipment. A branch steam line branched from the steam line is connected in communication, and can be switched between a steam supply state in which steam is supplied to the combustion melting furnace via the branch steam line and a non-supply state in which no steam is supplied. Switching means is provided, and the main burner can be cooled by the steam by switching to the steam supply state by the switching means.
[0012]
[Action]
[I] For example, during oiling (that is, during burner combustion), the amount of pyrolysis gas supplied to the melting furnace is small or zero, so the main burner cannot be cooled with pyrolysis gas. The main burner can be cooled by switching to the steam supply state by means.
[0013]
That is, when switching to the steam supply state by the switching means, steam from the boiler flows through the branch steam line and the pyrolysis gas line and enters the melting furnace. Alternatively, when the steam supply state is switched by the switching means, the steam from the boiler flows through the branch steam line, the pyrolysis reactor, and the pyrolysis gas pipe and enters the melting furnace.
[0014]
In this case, since the main burner is located in the flow path of the pyrolysis gas, the main burner can be cooled by the steam flowing through the pyrolysis gas pipe.
[0015]
[B] Since the pyrolysis gas pipe for supplying the pyrolysis gas to the melting furnace is in a low oxygen or oxygen-free atmosphere, for example, the structure is such that air is supplied to the pyrolysis gas pipe to cool the burner body. In the apparatus, there is a problem that air enters the pyrolysis gas pipe in the low oxygen or oxygen-free atmosphere and the pyrolysis gas burns in the pyrolysis gas pipe. Since the steam is supplied to the gas pipeline, there is no such problem.
[0016]
[C] Since the main burner is cooled as described in [A] above, the burner body can be composed of a member having lower heat resistance than the conventional one.
[0017]
[D] The steam supplied to the pyrolysis reactor or pyrolysis gas pipe via the branch steam pipe is a part of the steam from the existing boiler, and the pyrolysis reactor or pyrolysis gas Since it is not necessary to provide a dedicated boiler for supplying to the pipeline, the equipment is not expensive.
[0018]
[E] Cost is not required as compared with a structure in which nitrogen gas or the like is supplied to the pyrolysis reactor or pyrolysis gas pipe to cool the main burner.
[0019]
[F] Drop the soot of the flow path with the steam flowing through the branch steam line and the pyrolysis gas pipe, or with the steam flowing through the branch steam line, the pyrolysis reactor, and the pyrolysis gas pipe. You can also.
[0020]
[effect]
Therefore, the above operations [A], [B], and [C] make it possible to reliably avoid the main burner from being destroyed by creep while the main burner in the combustion melting furnace can be constructed at a low cost.
[0021]
Further, the cost for cooling the main burner can be kept low by the actions [d] and [e], and the cooling of the pyrolysis gas flow path is performed together with the cooling of the main burner by the action [f]. I was able to do it.
[0022]
The structure, operation, and effect of the invention according to
[0023]
[Constitution]
In the configuration of the invention according to claim 1, a temperature sensor for detecting the temperature of the burner body of the main burner and a control means for controlling the switching means based on the detection result are provided, and the temperature of the burner body is a set value. When the temperature sensor detects that the temperature exceeds the limit, the control means controls the switching means to enter the steam supply state.
[0024]
[Action]
In addition to the effects similar to the effects of the configuration of the first aspect, the following effects can be achieved.
[0025]
When the temperature sensor detects that the temperature of the burner main body exceeds the set value, the control means controls the switching means based on the detection result to set the steam supply state.
[0026]
Since the steam supply state can be automatically set in this way, the operator does not have to switch the switching means one by one, and problems such as forgetting to switch can be avoided.
[0027]
[effect]
Therefore, the labor of the operator can be reduced, and the same effect as that of the structure of claim 1 can be obtained more easily.
[0028]
The structure, operation, and effect of the invention according to claim 3 are as follows.
[0029]
[Constitution]
In the configuration of the invention according to
[0030]
[Action]
In addition to being able to achieve the same effect as that of the structure of
[0031]
[effect]
Therefore, in addition to the effects similar to the effects of the configuration of
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
FIG. 1 shows a pyrolysis gasification melting plant, which is a processing plant for household waste and other general waste and industrial waste such as car shredder dust and electrical appliances.
[0034]
This pyrolysis gasification and melting plant consists of pretreatment equipment 1,
[0035]
Next, processing of the waste by the pyrolysis gasification melting plant will be described.
[Pretreatment equipment 1]
The waste stored in the waste pit 7 is crushed to 150 mm square or less by the
[0036]
[Pyrolysis reaction facility 2]
The waste from the waste pit 7 is received by the
[0037]
[Pyrolysis residue sorting equipment 3]
The thermal decomposition residue from the thermal
[0038]
The cooling
[0039]
[High-temperature combustion melting equipment 4]
Pyrolysis gas, carbon residue, and dust collection dust (ash from the
[0040]
[Boiler power generation equipment 5]
The exhaust gas is cooled in the boiler radiation zone, made uniform in the evaporator tube group, sent to the superheated steam tube group at about 600 ° C., and sent to the
[0041]
[Exhaust gas treatment facility 6]
The
[0042]
Next, the thermal
[0043]
As shown in FIGS. 4 and 5, this
[0044]
The
[0045]
In the
[0046]
The
[0047]
In this state, both ends in the longitudinal direction of the
[0048]
The
[0049]
As a result, as the
[0050]
A
[0051]
The heated
[0052]
The heated
[0053]
The heated
[0054]
The pyrolysis gas / pyrolysis
[0055]
The
[0056]
Maintenance work or the like is performed by moving the
[0057]
A sealing mechanism is provided between a fixed portion such as the heating
[0058]
Next, the high temperature
[0059]
As shown in FIGS. 2 and 3, the end portion of the
[0060]
The dust collecting dust blown into the dust collecting
[0061]
An oil-fired main burner 61 (hereinafter referred to as “main burner”) that uses kerosene as fuel is provided in a downward position at the top of the furnace, so that waste is supplied to the
[0062]
That is, at the start of the treatment of the waste, etc., the supply amount of pyrolysis gas and carbon residue to the melting
[0063]
Therefore, at the start of the above-described waste treatment, the
[0064]
The
[0065]
With this structure, the
[0066]
At the top of the furnace around the pyrolysis
[0067]
Further, a plurality of primary combustion air
[0068]
A plurality of secondary combustion
[0069]
Air is supplied to the
[0070]
The exhaust gas from the
[0071]
Since the exhaust gas blown into the furnace as secondary combustion air or tertiary combustion air has a higher temperature than the outside air, the temperature inside the furnace is lowered by the secondary combustion air or the tertiary combustion air compared to the case where the outside air is blown into the furnace. There is an advantage that it is difficult.
[0072]
With the above structure, the dust collection dust and carbon residue blown into the furnace are swirled. The dust collected is melted, and the molten slag flows along the furnace wall to the lower part of the furnace, and is conveyed to the
[0073]
The uppermost first zone Z1 in the furnace has an air ratio of 0.7 and a temperature of 1250 ° C, and the lower second zone Z2 has an air ratio of 0.9 and a temperature of 1350 ° C, and is located below the second zone Z2. The third zone Z3 burns at an air ratio of 1.3 and a temperature of 1400 ° C, and the lowermost fourth zone Z4 maintains an air ratio of 1.3 and a temperature of 1280 ° C by exhaust gas recirculation.
[0074]
Since the waste is converted into fuel by the thermal
[0075]
The melting
[0076]
By the way, since the supply amount of pyrolysis gas is small or zero during oil burning (that is, during burner combustion), the
[0077]
Considering this point, the
[0078]
More specifically, a switching valve 65 (switching means) that can be switched between a steam supply state in which steam is supplied from the cracked
[0079]
Once in the steam supply state, the steam supply state may be continued until oiling is finished. When the detection value of the
[0080]
With the above structure, the
[0081]
The steam has a temperature of 260 ° C., a pressure of 5 Kg / Cm 2 , and a supply amount of 500 Kg / hr (per hour).
[0082]
As shown in FIG. 1, the
[0083]
As described above, the steam supply system via the
[0084]
When the
[0085]
[Another embodiment]
In the above embodiment, the
[0086]
The
[0087]
The
[0088]
The temperature sensor may detect the temperature of the space around the
[0089]
In the above-described embodiment, the switching
[0090]
Each numerical value shown in the above embodiment is an example and can be appropriately changed.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Schematic diagram of pyrolysis gasification melting plant [Fig. 2] Schematic diagram showing high temperature combustion melting furnace and surrounding structure [Fig. 3] Longitudinal sectional view of the top of high temperature combustion melting furnace [Fig. Schematic longitudinal front view of the decomposition reaction facility [Fig. 5] Vertical section of the pyrolysis drum [Explanation of symbols]
2
Claims (3)
前記熱分解反応器からの熱分解ガスを前記燃焼溶融炉に流通案内する熱分解ガス管路、又は前記熱分解反応器に、前記ボイラ設備におけるボイラの主蒸気管路から分岐した分岐蒸気管路を連通接続し、前記分岐蒸気管路を介して前記燃焼溶融炉に蒸気を供給する蒸気供給状態と、前記蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え可能な切り換え手段を設けて、前記切り換え手段により前記蒸気供給状態に切り換えることで、前記メインバーナーを前記蒸気で冷却可能に構成してある廃棄物処理プラント。A pyrolysis reaction facility is provided to pyrolyze waste into pyrolysis gas and pyrolysis residue in a pyrolysis reactor, and the pyrolysis gas and carbon residue selected from the pyrolysis residue are received in a combustion melting furnace. Combustion and melting equipment for combustion is provided, boiler equipment using the combustion gas of the combustion and melting furnace as a heat source is provided, and a main burner is provided in the combustion and melting furnace in a state located in the flow path of the pyrolysis gas. A waste treatment plant,
A pyrolysis gas pipe for circulating and guiding the pyrolysis gas from the pyrolysis reactor to the combustion melting furnace, or a branched steam pipe branched from the main steam pipe of the boiler in the boiler equipment to the pyrolysis reactor And a switching means capable of switching between a steam supply state in which steam is supplied to the combustion melting furnace via the branch steam line and a non-supply state in which no steam is supplied. A waste treatment plant configured such that the main burner can be cooled with the steam by switching to the steam supply state.
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