JP3746807B2 - 溶融炉発生ガスの改質処理方法及び廃棄物溶融炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、一般廃棄物あるいは産業廃棄物等を処理する廃棄物溶融炉の操業方法に関し、特に、廃棄物溶融炉発生ガスの改質方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物溶融炉による廃棄物処理は、炉に装入された一般廃棄物あるいは産業廃棄物等を乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て、廃棄物をスラグとして取り出すものである。
【０００３】
例えば、特公昭６０ー１１７６６号公報には、図２に示すように、廃棄物溶融炉１は、円形断面のシャフト型の炉体をしており、炉内に装入された廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼及び溶融させるために、燃料であるコークスを燃焼させる。前記コークス燃焼のために、炉体の下部には複数段の羽口が設けられ、これら羽口のうち、炉床部近くに配置された下段羽口２は酸素を富化した空気を吹き込み、また、下段羽口の上に配置された上段羽口３は空気を吹き込むようになっている。
【０００４】
前記廃棄物溶融炉の操業では、炉内において、装入物中の可燃分が熱分解して熱分解残渣が発生する。発生した熱分解残渣は羽口から送られてきた空気によって燃焼するかあるいは炉内に堆積していくが、微細なものは、羽口から送られてきた空気によって燃焼されることなく、気流にのって炉から可燃性ダストとして飛散し、排ガスとともに後段の２次燃焼室で処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、溶融炉では、炉頂排ガス温度が１００〜５００°Ｃと低いため、排ガス中にタール分を多く含む。そのため、２次燃焼室を設置する場合は、途中のダクトがタールにより閉塞し易く定期的に掃除が必要となることや排ガスを燃料として回収する場合には、スクラバー等のガス洗浄装置がタールによって閉塞するという不都合があるため、実際には燃料回収はされていないのが現状である。また、熱分解で発生した熱分解残渣が可燃性ダストとして飛散していくため、ガス化効率が悪化するという不都合があった。
【０００６】
そこで、本願発明は、廃棄物溶融炉の後段に設置されている排ガスダクトやガス洗浄装置などの排ガス処理設備を閉塞する排ガス中のタールを高温でクラッキング処理すると共に飛散した可燃性ダストをガス化処理する方法及びその処理装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明による処理方法は、溶融炉のシャフトのストックレベルより上部に改質ゾーンを設け、改質ゾーンには空気を吹き込む羽口を設け、溶融炉の下部から上昇してくる１００〜５００°Ｃのガスを部分燃焼させ、改質ゾーンの温度を８００°Ｃ以上に調整し、また、改質ゾーンでのガス滞留時間を１秒以上確保することにより炉頂ガス中のタールのクラッキング処理が十分に行なわれる。改質ゾーンに供給する空気量は、温度指示調節計（ＴＩＣ）により制御される。なお、可燃性ダストのガス化を促進するために、水蒸気を添加することも有効である。また、改質ゾーンにリサイクルするガスとサイクロンにより捕集された排ガス中の可燃性ダストをサイクロン下部より吸引し、そのガスをエジェクターにより空気又は不活性ガスと共に改質ゾーンに供給して可燃性ダストをガス化処理する。
【０００８】
さらに、改質ゾーンで反応しきれない可燃性ダスト分は、排ガスダクトの途中に設置したサイクロンによって大部分捕集され、改質ゾーンにリサイクルすることにより、さらに可燃性ダスト分の少ない可燃性ガスを供することができる。
【０００９】
本願発明による処理装置は、炉体の下部に酸素富化空気を吹き込む下段羽口と空気を吹き込む上段羽口を有する廃棄物溶融炉において、炉体上部であって廃棄物のストックレベルより上方の改質ゾーンに空気吹き込み羽口を設けたもので、さらに、廃棄物溶融炉の炉頂からの排ガス除塵装置で捕集された可燃性ダストを改質ゾーンに戻す可燃性ダスト吹き込み口を改質ゾーンに設けてもよい。
【００１０】
【作用】
本願発明により、廃棄物溶融炉の下部から上昇するタール含有の可燃性ガスが燃焼することにより、タールが分解され、飛散した可燃性ダストが溶融炉へリサイクルされて燃焼されるので、飛散する可燃性ダストも少なくなる。
【００１１】
【実施例】
本願発明の実施例を図１を用いて説明する。
【００１２】
本願発明による可燃性ダスト処理方法を実施するための廃棄物処理設備としては、シャフト炉方式の溶融炉を用いるもので、溶融炉１はシャフト部１ａの上部に設けられた廃棄物装入装置により廃棄物が炉内へ装入できるように構成されている。
【００１３】
溶融炉１のシャフト部１ａの下部には、下段羽口２及び上段羽口３が炉の周囲にそれぞれ複数本設けられている。下段羽口２は炉床部１ｂに設けられ、炉底に降りてきたコークスを燃焼させるために、下段羽口２から酸素を富化した空気が炉内へ吹き込まれる。他方、上段羽口３は炉床部の上部にある朝顔部１ｃに設けられ、燃焼用空気が上段羽口２から炉内へ吹き込まれる。なお、上段羽口２は、２段以上設けてもよい。
【００１４】
溶融炉１のシャフト１ａの上部には、改質ゾーンが形成され、装入物のストックレベルより上部に空気を吹き込むノズル４が設けられ、ノズル４のさらに上部に飛散した可燃性ダストの吹き込み口５が設けられている。
【００１５】
炉頂から排出された排ガス中の可燃性ダストは、排ガスダクトの途中に設置されたサイクロン等の除塵器６によって大部分が捕集され、エジェクタ７により可燃性ダスト吹き込み口５から溶融炉に戻されて燃焼される。
【００１６】
ノズル４から改質ゾーンへ吹き込む空気の量及び可燃性ダスト吹き込み口５から改質ゾーンに吹き込む可燃性ダストの量は、温度調節計（ＴＣ）により調整弁８の開度を調節して行なう。
【００１７】
前記溶融炉において、炉体上部の装入ホッパから装入された廃棄物は、炉体を降下するにしたがって乾燥され、次いで可燃物が熱分解して熱分解残渣が発生する。熱分解残渣は上部羽口から吹き込まれる空気と接して燃焼するが、未燃焼の熱分解残渣は堆積して行き、微細な熱分解残渣（可燃性ダスト）は、炉下部からの可燃性ガス気流にのって上昇していく。改質ゾーンでは、可燃性ダストを含有する可燃性ガスは、温度が約１００〜５００°Ｃで、成分はカロリー換算で可燃ガス約５０％、タール分約３０％、可燃性ダスト約２０％からなり、改質ゾーンに上部羽口から空気を吹き込み部分燃焼し、改質ゾーンを約８００°Ｃ以上に調節することにより、タールがＣｎＨｍ等にクラッキングされる。
【００１８】
また、可燃性ダストは、熱分解と、ＣＯ₂＋Ｃ→２ＣＯ等の反応でガス化が促進される。その結果、飛散する可燃性ダスト分が減少し、可燃性ダスト分が少ない高カロリーの可燃性ガスを得ることができる。さらに、排ガス中へ飛散した可燃性ダストは、炉頂からの排ガスダクトに設置されたサイクロンによって大部分が捕集され、改質ゾーンの可燃性ダスト吹き込み口から溶融炉に戻されて燃焼する。その結果、飛散する可燃性ダスト分が減少し、可燃性ダスト分が少ない高カロリーの可燃性ガスを得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本願発明の効果は、次のとおりである。
【００２０】
（１） 本願発明により、炉の下部から上昇してくるガス中のタールが
改質ゾーンにおいて高温でクラッキング処理されて、排ガス中のタールが分解されるので、溶鉱炉の後段に設けられている排ガスダクトやガス洗浄装置などの排ガス処理設備がタールで閉鎖されることはない。
【００２１】
（２） 排ガス中に含まれている可燃性ダストを捕集して、改質ゾーンに再循環させて燃焼させるので、ガス化効率がよい。
【００２２】
（３） 本願発明の溶融炉の排ガスを後段に設置される２次燃焼炉で完全燃焼する場合には、排ガス温度が高いために燃焼は安定し、さらに、可燃性ダストもきわめて少ないので、燃焼は安定し、公害問題も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による廃棄物溶融炉の説明図。
【図２】従来の廃棄物溶融炉の概略図。
【符号の説明】
１ 溶融炉、 １ａ シャフト、 １ｂ 炉床部、 １ｃ 朝顔部、 ２ 下段羽口、 ３ 上段羽口、 ４ ノズル、 ５ 可燃性ダスト吹き込み口、 ６ 除塵器、 ７ エジェクタ、 ８ 調整弁

Claims (2)

1. シャフト炉方式の廃棄物溶融炉の廃棄物のストックレベルより上方の改質ゾーンに空気を吹き込む羽口を設け、該羽口から空気を吹き込んで溶融炉の下部から上昇してくるガスを部分燃焼させ、前記改質ゾーンの温度を８００℃以上に調整し、改質ゾーンでのガス滞留時間を１秒以上確保し、シャフト炉式の廃棄物溶融炉の炉頂から排出される可燃性ダストを含む排ガスを除塵処理し、捕集された可燃性ダストを改質ゾーンに戻して 燃焼させることを特徴とする溶融炉発生ガスの改質処理方法。
2. シャフト炉方式の廃棄物溶融炉の廃棄物のストックレベルより上方の改質ゾーンに空気を吹き込む空気吹き込みノズルを設け、前記改質ゾーンに該改質ゾーンの温度を測定する温度計を設置し、前記改質ゾーンの温度が８００℃以上になるように、前記空気吹き込みノズルから吹き込む空気量を調整する調整弁を配設するとともに、シャフト炉方式の廃棄物溶融炉の炉頂から 排ガス除塵装置で捕集された可燃性ダストを改質ゾーンに戻す可燃性ダスト吹き込み口が改質ゾーンに設けられていることを特徴とする廃棄物溶融炉。

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