JP3757032B2 - Waste pyrolysis melting combustion equipment - Google Patents
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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使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】
一般に、廃棄物の熱分解溶融燃焼装置は廃棄物の熱分解ドラムや熱分解残留物の搬出装置、熱分解残留物の分別装置、熱分解残留物中の可燃物と熱分解ガスを燃焼させる溶融燃焼装置、燃焼ガスの排熱回収装置、燃焼排ガスの浄化処理装置等から構成されており、前記熱分解ドラム内の廃棄物をほぼ酸素遮断下で300℃〜600℃の温度に加熱することにより熱分解ガスと熱分解残留物に変換すると共に、分別した熱分解残留物内の可燃物(細粒)と熱分解ガスとを溶融燃焼装置で溶融燃焼させるようにしている(特公平6−56253号、ドイツ連邦共和国特許第243250号明細書等)。
【0003】
また、前記熱分解ドラム内の廃棄物の加熱システムとしては▲1▼熱分解ドラム内に設けた加熱管へ加熱ガスを流通させる間接加熱方式や▲2▼熱分解ドラム内へ加熱ガスを直接流入させる直接加熱方式、▲3▼熱分解ドラム内へ少量の空気を導入して廃棄物の一部を部分燃焼させる方式等が存在するが、主として前記▲1▼の間接加熱方式が用いられている。何故なら、前記▲2▼及び▲3▼の加熱方式にあっては、発生した熱分解ガス内の可燃性成分濃度が低くなり、単位容積当りの発熱量が低下するからである。
【0004】
一方、間接加熱方式の熱分解ドラムに於いては、加熱管内へ流通せしめる加熱ガスとして(イ)溶融燃焼装置からの高温燃焼ガスを用いるか、又は(ロ)熱分解ガスの一部を別途に燃焼して生成した燃焼ガスを用いるのが、熱経済上最も好ましい方策である。
しかし、熱分解ドラム内で生ずる熱分解ガスには、廃棄物中の塩化ビニール等の有機塩素化合物の熱分解により生じた塩化水素(HCl)ガスが多量に含まれているため、溶融燃焼装置から排出される燃焼ガスや熱分解ガスの一部を燃焼せしめて生成した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、塩化水素ガスの高温下に於ける激しい腐食性の故に、前記燃焼ガスをそのまま加熱ガスとして熱分解ドラムの加熱管内へ流通させることはできない。
【0005】
そのため、通常は▲1▼熱風発生炉(ガス又はオイル焚き)を利用するか、▲2▼熱風発生炉(ガス又はオイル焚き)と蒸気式空気加熱器(廃熱ボイラ蒸気による加熱)とを組合せて利用するか、▲3▼高温空気加熱器(溶融燃焼装置からの燃焼ガスによる加熱)を利用することにより、廃棄物の加熱ガスを得るようにしている。
しかし、前記▲1▼及び▲2▼の方法は燃料ガスや石油等を用いるため、熱分解ドラムのランニングコストが必然的に上昇することになり、廃棄物の処理費の大幅な引き下げを図り難いという問題がある。
また、▲3▼の方法は化石燃料やガス燃料を必要としないものの、空気加熱器のガス側へのダスト付着による回収熱の不安定さや、廃棄物の質及び量の変動に対する制御の複雑さに加え、HClによる腐蝕の発生が不可避であると云う致命的な難点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従前の廃棄物の熱分解溶融燃焼処理に於ける上述の如き問題、即ち、▲1▼ガス燃料や石油燃料等を用いる熱供給源を熱分解ドラムの廃棄物の加熱に必要とするため、省エネルギーが困難で廃棄物の処理費の引下げが図れないこと及び▲2▼溶融燃焼装置からの燃焼ガスや熱分解ガスの一部を別途に燃焼させて生成した燃焼ガスを加熱源とする場合には、HClによる加熱管の急激な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、熱分解ガスの一部を脱塩化水素処理して浄化すると共に、この浄化処理した後の熱分解ガスを燃焼させ、熱分解ガスの燃焼ガスを用いて廃棄物の加熱ガスを加熱することにより、熱分解ドラムの腐食の進行を大幅に抑えると共に、廃棄物の溶融燃焼処理コストの大幅な引下げを可能にした廃棄物の溶融燃焼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】
請求項1の発明は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解残留物と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留物を分別して得た細粒とを燃焼させる溶融燃焼装置と、燃焼ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、燃焼排ガスの浄化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、前記加熱用熱源装置を、熱分解ドラムから取り出した熱分解ガスの一部を処理して塩化水素を除去する脱塩化水素処理部と、前記脱塩化水素処理をした後の熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼部とから形成すると共に、熱分解ガス燃焼部の燃焼機の燃焼ガスを加熱ガス内へ混合することにより、加熱ガスを加熱する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、加熱用熱源供給装置の脱塩化水素処理部を、消石灰と塩化水素を反応させることにより熱分解ガス内の塩化水素を除去する構成としたものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、加熱用熱源供給装置の脱塩化水素処理部を、消石灰と塩化水素を反応させることにより熱分解ガス内の塩化水素を除去する脱塩化水素処理部とすると共に、脱塩化水素処理部内に生成した塩化カルシウムと未反応消石灰の混合物を粉砕して溶融燃焼装置内へ送入する構成としたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の実施態様を示すフローシート図であり、図に於いて1は廃棄物ピット、2はホッパー、3は供給スクリューフィーダ、4は熱分解ドラム、5は加熱管、6は搬出装置、7は熱分解ガス排出管、8は導管、9は溶融燃焼装置、10は脱塩化水素反応器、11は熱分解残留物分離装置、12は廃熱ボイラ、13は集塵装置、14は排ガス処理装置、15はスラグ回収装置、16は排ガス送風機、17は煙突、18は分岐管、19はサイクロン、20・20a・20bは消石灰ホッパー、22は破砕機、25は燃焼機、30は空気加熱器、31は熱交換器である。
【0013】
図1を参照して説明すると、廃棄物Aは廃棄物ピット1内に蓄えられており、また廃棄物ピット1の中には必要に応じて破砕機が内蔵されている。通常150mm以下に破砕された廃棄物Aは、ホッパー2に一旦蓄えられた後、供給スクリュウフィーダ3により熱分解ドラム4内へ供給されて行く。
熱分解ドラム4内には加熱管5が多数配列されており、廃棄物Aが加熱管5から熱の供給を受けて加熱されることにより、所謂廃棄物1の乾留が行われる。即ち、熱分解ドラム4内はほぼ酸素遮断の条件下で約300〜600℃、好ましくは約450℃の温度に加熱・維持される。これにより、廃棄物Aは加熱乾留されて熱分解ガスBと熱分解残留物Cに変換される。
【0014】
熱分解ドラム4の出口側には搬出装置6が接続されている。また、この搬出装置6には熱分解ガスBを排出するための熱分解ガス排出管7と熱分解残留物Cを排出するための導管8が設けられており、後述するように熱分解ガスBは排出管7を通して溶融燃焼装置9及び脱塩化水素反応器10へ、また熱分解残留物Cは導管8を経て熱分解残留物分離装置11へ送られる。
【0015】
前記熱分解残留物Cは、主成分が炭素と灰分で構成されるチャーと鉄、アルミ、ガラス、石などの混合物であって、篩目の異なった数種の振動スクリーン、磁選機、サイロ等から構成した熱分解残留物分離装置11に於いて可燃物と主体とする細粒C1 と不燃物を主体とする金属類や石等に分離され、夫々選別貯留される。
また、選別された粒径1mm以下の細粒C1 は廃熱ボイラ12からのダスト及び集塵装置13からのダストと共に溶融燃焼装置9へ送られ、前記熱分解ガス排出管7を通して導出された熱分解ガスBと一緒に溶融燃焼される。
【0016】
溶融燃焼装置9に於いては、炉頂より熱分解ガスBと1mm以下の熱分解残留物の細粒C1 と廃熱ボイラ12及び集塵機13からのダストと一次空気とが吹き込まれると共に、炉の周囲から二次および三次空気が吹き込まれ、炉内では所謂旋回燃焼が行われる。その結果、炉上部の第一ゾーンは空気比約0.7、温度約1250℃に、また、その下方の第二ゾーンは空気比約0.9、温度約1350℃に、更に、その下方の第三ゾーンは空気比約1.3、温度約1280℃に夫々保持された運転状態となり、炉内で還元燃焼と低空気比燃焼が行われることにより、燃焼ガスDの低NOx化が達成されることになる。
【0017】
溶融燃焼装置9からの燃焼ガスDは廃熱ボイラ12へ送られ、ここで蒸気を発生せしめることによりエネルギー回収が行われると共に、燃焼ガスDは約250℃にまで冷却される。
さらに、冷却された燃焼ガスDは集塵装置13へ送られ、ここでダストを除去した後、排ガス処理装置14へ送られる。なお、集塵装置13で捕集されたダストは前述の如く溶融燃焼装置9へ返送され、溶融されたあと、スラグ回収装置15を経て水砕スラグとして回収される。また、この集塵装置13は、主に電気集塵機あるいはバグフィルタで構成される。
【0018】
排ガス処理装置14では、燃焼ガス中に消石灰ホッパー20bから消石灰Eが吹き込まれ、燃焼ガス中の塩化水素と反応させることにより、炭酸カルシウムを主成分とする反応生成物を生成すると共に、生成した反応生成物をバグフィルタあるいは電気集塵機で捕集する。
なお、溶融燃焼装置9では、有機物がほぼ完全に燃焼されるため、燃焼ガス中のダイオキシン類は0.5ng/Nm3 (換算値)以下にすることが可能となる。
また、より厳しいダイオキシン類の規制がある場合には、消石灰と共に活性炭を燃焼ガス内へ吹き込み、塩化水素と共にダイオキシン類を除去をすることも勿論可能である。
前記排ガス処理装置14により清浄化された排ガスは、排ガス送風機16を経て、煙突17より大気中へ放出されて行く。
即ち、燃焼ガスDは集塵装置13、排ガス処理装置14等からなる排ガス浄化処理装置Yにより完全に処理されたあと、大気中へ放出されて行く。
【0019】
一方、前記熱分解ガス排出管7を通して導出された熱分解ガスBの一部は、分岐導管18を介して、本発明の加熱ガスの加熱用熱源装置Sを形成する熱分解ガスの脱塩化水素処理部Pへ送られて行く。即ち、加熱用熱源装置Sは後述する熱分解ガス燃焼部Uと脱塩化水素処理部Pとから形成されており、また、脱塩化水素処理部Pは脱塩化水素反応器10、サイクロン19、消石灰ホッパー20等より形成されている。
【0020】
尚、脱塩化水素処理部P側へ送られる熱分解ガスB1 の量は、後述するように熱分解ドラム4の必要加熱量に応じて決定される。
前記分岐導管18を通してサイクロン19へ送られた熱分解ガスB1 は、ここでダスト類が除去されたあと、脱塩化水素反応器10へ送られる。
また、本実施態様では、サイクロン19を設けて熱分解ガスB1 内のダスト類を除去するようにしているが、サイクロン19の設置を省略してもよいことは勿論である。
【0021】
前記脱塩化水素処理部Pの要部をなす脱塩化水素反応器10の内部には、直径2〜10mmの球状又は円柱状の消石灰粒子を充填して成る固定床或いは移動床と呼ばれる反応床が設けられており、この反応床内を熱分解ガスB1 が流通する間に、約300〜600℃の温度下に於いて熱分解ガスB1 内の塩化水素(HCl)と消石灰(Ca(OH)2 )とが下記のような接触反応をし、塩化カルシウム(CaCl2 )を形成することにより熱分解ガスB1 内の塩化水素が除去される。
Ca(OH)2 )+2HCl=CaCl2 +2H2 O
【0022】
尚、廃棄物Cの熱分解により生成される熱分解ガスB中には0.4〜0.8%程度の塩化水素ガスが含まれており、消石灰との反応により熱分解ガスB中の塩化水素濃度を少なくとも400ppm以下にまで、好ましくは200ppm以下にまで低減させる事が出来れば、熱分解ドラム4の加熱管5の腐蝕をほぼ無視し得るまでに抑えることが出来る。
【0023】
即ち、脱塩化水素反応器10内へは、ホッパー20から一定の時間間隔で消石灰粒子Hが間欠的に供給される。また、脱塩化水素反応器10からは、前記供給量と同量の使用済みの反応粒子(反応後の消石灰と塩化カルシウムの混合体H′)が導管21を通して破砕機22へ取り出されて行く。
【0024】
尚、脱塩化水素反応器10への消石灰Hの供給量は、通常反応率等を考慮して、除去すべき塩化水素に対して化学量論的に必要とする消石灰Hの4〜8倍の量に設定されている。
その結果脱塩化水素反応器10から取り出される反応床粒子(反応後の消石灰と塩化カルシウムの混合体H′)には、モル比当り塩化カルシウムの3〜7倍の未反応消石灰が残留していることになる。
【0025】
前記脱塩化水素反応器10から取り出された混合体H′は破砕機22へ供給され、ここで破砕されることにより微細粒子となる。また、破砕機22からの混合体微細粒子H′は溶融燃焼装置9内へ噴出される。
尚、前記溶融燃焼装置9内への混合体微細粒子H′の吹込みは、微細粒子H′内の消石灰が炉壁に沿って流下する溶融スラグに捕捉されないように吹き込むのが望ましい。
【0026】
前記混合体の微細粒子H′内の塩化カルシウム(CaCl2 )は、燃焼ガス内の水蒸気濃度が高く、且つ温度が高いため下式に示す反応で生石灰(CaO)を生ずることになり、この生成された生石灰が、燃焼ガスの温度が低くなっている後段の廃熱ボイラ12、集塵装置13および排ガス処理装置に於いて、再び水蒸気と反応して消石灰(Ca(OH)2 )となって塩化水素ガスとの反応剤として働くため、有効に再利用されることになる。
CaCl2 +H2 O=CaO+2HCl
【0027】
尚、溶融燃焼装置9の内部温度は1100℃〜1400℃の高温になっており、従って炉内へ吹き込まれた消石灰(Ca(OH)2 )の一部は生石灰(CaO)と水蒸気に分解されるが、生成された生石灰は、上述の通り後段の各装置に於いて、再び水蒸気と反応して消石灰(Ca(OH)2 )となって塩化水素ガスとの反応剤として機能することにより、再利用されることになる。
【0028】
前記図1の実施態様に於いては、脱塩化水素処理部Pの脱塩化水素反応器10として、消石灰粒体Hを充填して成る反応床を備えた脱塩化水素反応器10を使用しているが、熱分解ガスB1 を浄化処理する脱塩化水素反応器10は上記の構成のものに限定されるものではない。
図2は本発明で使用する脱塩化水素処理部Pの他の実施態様を示すものであり、微粉消石灰ホッパー20aと混合器23とバグフィルタ24とで熱分解ガスB1 の脱塩化水素処理部Pを構成するようにしたものである。
【0029】
即ち、熱分解ガス導管18を通して導入した熱分解ガスB1 に混合器23に於いてホッパー20aからの微粉消石灰Hが混合され、この微粉消石灰Hを混合せしめた熱分解ガスB1 をバグフィルタ20aへ通すことにより、バグフィルタ24の濾布外表面に消石灰を主体とする濾過層を順次積層させて行く。そして、熱分解ガスB1 が前記濾過層を通過する間に、熱分解ガスB1 内に残留する塩化水素と濾過層内の消石灰とを反応させることにより、脱塩化水素処理が行なわれる。
【0030】
本実施態様に於いては、混合器23に於いて熱分解ガスB1 内へ、通常除去されるべき塩化水素に対して化学量論的に必要とする消石灰Hの1.2〜3倍程度の微粉消石灰が供給される。
そのため、バグフィルタ24の濾布外表面から取り除かれた濾過層、即ち熱分解ガスB1 中に含まれるダスト、未反応消石灰、塩化水素と反応して生成した塩化カルシウムなどの混合体には、モル比当たり塩化カルシウムの0.2〜2倍の未反応消石灰が含有されている。従って、この混合体を第1実施態様の場合と同様に破砕機22で微細粒子にした後、これを溶融燃焼装置9へ吹き込むことにより、前記第1実施態様の場合と同様に未反応消石灰及び塩化カルシウムの有効な再利用が可能となる。
【0031】
尚、前記図1及び図2の実施態様にあっては、消石灰を用いた所謂乾式処理法により熱分解ガスB1 内の脱塩化水素処理をしているが、これ等の方式に代えて苛性ソーダ(NaOH)水溶液で熱分解ガスB1 を洗浄する方式や熱分解ガスB1 内へ消石灰スラリを噴射する方式等の公知の脱塩化水素処理技術を用いてもよいことは勿論である。
また、熱分解ガスB・B1 にはタール分が多量に含まれており、これらが凝縮して配管閉塞等のトラブルを生じるのを防止するため、熱分解ガスB・B1 が流通する導管や各機器は、適宜の加熱及び保温手段により熱分解ガスの温度と同等若しくはこれによりやや高目の温度に維持されている。
【0032】
図1を参照して、脱塩化水素反応器Pに於いて塩化水素が除去された清浄な熱分解ガスB1 は加熱用熱源装置Sを形成する熱分解ガス燃焼部Uへ送られる。即ち、熱分解ガス燃焼部Uの主要部を形成する燃焼機25へ供給された熱分解ガスB1 は、ここで高温燃焼をされ、これによって熱分解ドラム4の加熱用ガスGが生成される。
【0033】
即ち、熱分解ドラムの加熱ガスFは導管31、加熱管5、導管32、送風機33、導管34および導管35のループ内を循環しており、加熱管5を通して廃棄物Aに熱分解に必要とする熱エネルギーが供給される。
前記加熱ガスFの熱分解ドラム入口温度は所定の設定温度(約450℃)に保持されており、燃焼機25で発生した燃焼ガスGを導管26から循環路内へ流入させることにより、前記加熱ガスFのドラム入口温度を設定値に保持している。また、燃焼機25には、前記熱分解ドラム4から導出した加熱ガスFの一部が導管27及び導管28を通して供給されており、これにより導管31内を流通する加熱ガスFの温度の過上昇が防止されている。
更に、加熱ガスFの過剰分は空気加熱器30へ導入され、ここで燃焼機25用の燃焼用空気を熱交換をしたあと、大気中へ放散されて行く。
【0034】
試験の結果によれば、前記脱塩化水素反応器10による脱塩化水素処理により、熱分解ガスB1 内のHCl濃度は処理前の0.4〜0.8%から約200ppm程度に低減され、これを燃焼させた後の燃焼ガスGのHCl濃度を50ppm以下に抑えることも可能であった。
【0035】
図3は、加熱用熱源装置Sの熱分解ガス燃焼部Uの他の実施態様を示すものであり、燃焼機25に熱交換器31を設け、空気或いは不活性ガスで構成される加熱ガスFを熱交換器31を介して熱分解ガスB1 の燃焼ガスGにより間接加熱する構成としたものである。
当該加熱システムによれば、加熱ガスF内のHCl濃度を零にすることができ、加熱管5の耐久性が一層飛躍的に向上することになる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1の発明においては、熱分解ドラムの加熱用熱源装置を脱塩化水素処理部と熱分解ガス燃焼部とから形成し、熱分解ガスの一部を脱塩化水素処理部で脱塩化水素処理をし、清浄化した熱分解ガスB1の燃焼により発生した燃焼ガスGを加熱ガスF内へ混合することにより、熱分解ドラム4の加熱ガスFを加熱する構成としている。
その結果、加熱ガスF内へ直接前記燃焼ガスGを混入しても熱分解ドラム4の腐食が急激に進行することはなく、同様に燃焼機25に生ずる腐食も進行が遅くなるうえ、従前のように別途に化石燃料を必要としないため、廃棄物処理コストを大幅に引き下げることが可能となる。
【0037】
請求項2及び請求項3の発明に於いては、脱塩化水素処理部を消石灰と塩化水素を反応させることにより脱塩化水素処理をする構成とし、両者の反応生成物である塩化カルシウムと未反応消石灰との混合物を粉砕して溶融燃焼処理装置内へ吹き込むようにしている。
ところで前記混合物内には、溶融燃焼装置9内へ供給される熱分解ガス内のHClの除去に必要とする消石灰量にほぼ近い量の消石灰が残留しており、これによって燃焼ガスD内のHClが除去されることにより、後段の排ガス浄化処理装置で必要とする脱塩化水素用の消石灰量を大幅に削減することが可能となる。
また、溶融燃焼装置9内へ吹き込まれた反応生成物(塩化カルシウム)は、燃焼ガス内の水分と反応して生石灰を生じる。そして当該生石灰(CaO)は後段の排ガス浄化処理装置に於いてHClガスとの反応剤として機能するため、脱塩化水素処理効率が一層向上することになり、従前に比較して処理用薬剤のランニングコストを大幅に引下げることが可能となる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る廃棄物熱分解溶融燃焼装置の実施態様を示す系統図である。
【図2】加熱ガスの加熱用熱源装置を形成する脱塩化水素処理部の他の実施態様を示す系統図である。
【図3】加熱ガスの加熱用熱源装置を形成する熱分解ガス燃焼部の他の実施態様を示す系統図である。
【符号の簡単な説明】
S… 加熱用熱源装置 8・21・26・27・28
P… 熱分解ガスの脱塩化水素処理部 ・29… 導管
U… 熱分解ガス燃焼部 9 … 溶融燃焼装置
Y… 燃焼排ガスの浄化処理装置 10… 脱塩化水素反応器
A… 廃棄物 11… 熱分解残留物分離装置
B… 熱分解ガス 12… 廃熱ボイラ
C… 熱分解残留物 13… 集塵装置
C1 …細粒 14… 排ガス処理装置
D… 溶融燃焼装置の燃焼ガス 15… スラグ回収装置
E… 消石灰 16… 排ガス送風機
H… 粒状消石灰 17… 煙突
H′…使用済み混合体 18… 分岐管
F… 加熱ガス 19… サイクロン
G… 燃焼機の燃焼ガス 20・20a・20b
S… 加熱用熱源装置 … 消石灰ホッパー
1… 廃棄物ピット 22… 破砕機
2… ホッパー 23… 混合機
3… 供給スクリューフィダ 24… バグフィルタ
4… 熱分解ドラム 25… 燃焼機
5… 加熱管 30… 空気加熱器
6… 搬出装置 31… 熱交換器
7… 熱分解ガス排出管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for the melting and burning treatment of waste such as municipal waste, and the pyrolysis melting and combustion of waste by improving the heating system of the pyrolysis drum that pyrolyzes the waste almost under oxygen interruption. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In general, waste pyrolysis melting combustion equipment is a waste pyrolysis drum, a pyrolysis residue discharge device, a pyrolysis residue separation device, a melting that burns combustibles and pyrolysis gas in the pyrolysis residue. Composed of a combustion device, a combustion gas exhaust heat recovery device, a combustion exhaust gas purification treatment device, etc., and by heating the waste in the pyrolysis drum to a temperature of 300 ° C. to 600 ° C. under almost oxygen interruption While converting into pyrolysis gas and pyrolysis residue, combustible matter (fine particles) and pyrolysis gas in the separated pyrolysis residue are melted and burned by a melt combustion apparatus (Japanese Patent Publication No. 6-56253). No., German Patent No. 243250, etc.).
[0003]
In addition, as a heating system for waste in the pyrolysis drum, (1) an indirect heating method in which a heating gas is circulated through a heating tube provided in the pyrolysis drum, or (2) a heating gas is directly flowed into the pyrolysis drum. There are a direct heating method, and (3) a method in which a small amount of air is introduced into the pyrolysis drum and a part of the waste is partially combusted. However, the indirect heating method (1) is mainly used. . This is because in the heating methods (2) and (3), the combustible component concentration in the generated pyrolysis gas is lowered, and the calorific value per unit volume is lowered.
[0004]
On the other hand, in the indirect heating type pyrolysis drum, (b) a high-temperature combustion gas from the melting combustion device is used as a heating gas to be circulated into the heating pipe, or (b) a part of the pyrolysis gas is separately provided. Using the combustion gas generated by combustion is the most preferable method in terms of thermoeconomics.
However, the pyrolysis gas generated in the pyrolysis drum contains a large amount of hydrogen chloride (HCl) gas generated by pyrolysis of organic chlorine compounds such as vinyl chloride in the waste. A large amount of hydrogen chloride gas is also contained in the combustion gas generated by burning a part of the discharged combustion gas and pyrolysis gas, and because of the severe corrosiveness of hydrogen chloride gas under high temperature, The combustion gas cannot be directly circulated into the heating tube of the pyrolysis drum as a heating gas.
[0005]
Therefore, (1) hot air generator (gas or oil fired) is usually used, or (2) hot air generator (gas or oil fired) and steam air heater (heating with waste heat boiler steam) are combined. Or by using a high-temperature air heater (heating by combustion gas from a melting combustion apparatus) to obtain waste heating gas.
However, since the methods (1) and (2) use fuel gas, petroleum, etc., the running cost of the pyrolysis drum will inevitably increase, and it is difficult to significantly reduce the waste treatment cost. There is a problem.
The method (3) does not require fossil fuel or gas fuel, but the instability of recovered heat due to dust adhering to the gas side of the air heater and the complexity of control for fluctuations in the quality and quantity of waste. In addition, there is a fatal drawback that the occurrence of corrosion by HCl is inevitable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has the above-mentioned problems in the conventional pyrolysis melting combustion treatment of waste, that is, (1) a heat supply source using gas fuel or petroleum fuel is required for heating the waste of the pyrolysis drum. Therefore, it is difficult to save energy and the waste disposal cost cannot be reduced, and (2) the combustion gas generated by separately burning a part of the combustion gas and pyrolysis gas from the melting combustion device is used as a heating source. In this case, the problem is that sudden corrosion of the heating tube by HCl is unavoidable, and a part of the pyrolysis gas is purified by dehydrochlorination, and this purification treatment is performed. By burning the pyrolysis gas later and heating the heating gas of the waste using the combustion gas of the pyrolysis gas, the progress of corrosion of the pyrolysis drum is greatly suppressed, and the cost of melting and burning the waste is reduced. Allows for significant reductions There is provided a melt combustion apparatus waste.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 includes a pyrolysis drum that thermally decomposes waste into pyrolysis gas and pyrolysis residue, a heating heat source device that supplies heat to the heating gas of the pyrolysis drum, and pyrolysis gas Pyrolysis melting combustion of waste, which includes a melting combustion apparatus that burns the fine particles obtained by separating the pyrolysis residue and a waste heat boiler that recovers the heat of the combustion gas, and a purification device for the combustion exhaust gas In the apparatus, the heating heat source device includes a dehydrochlorination treatment section that removes hydrogen chloride by treating a part of the pyrolysis gas taken out from the pyrolysis drum, and a heat after the dehydrochlorination treatment. The basic structure of the present invention is that the heating gas is heated by mixing the combustion gas of the combustor of the pyrolysis gas combustion section into the heating gas. It is to be configured.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the dehydrochlorination treatment part of the heating heat source supply device is configured to remove hydrogen chloride in the pyrolysis gas by reacting slaked lime with hydrogen chloride. It is.
[0009]
The invention according to
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flow sheet showing an embodiment of a waste pyrolysis melting combustion apparatus according to the present invention, in which 1 is a waste pit, 2 is a hopper, 3 is a supply screw feeder, and 4 is a pyrolysis drum. 5 is a heating tube, 6 is an unloading device, 7 is a pyrolysis gas discharge tube, 8 is a conduit, 9 is a melting combustion device, 10 is a dehydrochlorination reactor, 11 is a pyrolysis residue separator, and 12 is waste heat. Boiler, 13 dust collector, 14 exhaust gas treatment device, 15 slag recovery device, 16 exhaust gas blower, 17 chimney, 18 branch pipe, 19 cyclone, 20 ・ 20a ・ 20b slaked lime hopper, 22 shredding , 25 is a combustor, 30 is an air heater, and 31 is a heat exchanger.
[0013]
Referring to FIG. 1, the waste A is stored in the waste pit 1, and a crusher is incorporated in the waste pit 1 as necessary. Normally, the waste A crushed to 150 mm or less is temporarily stored in the hopper 2 and then supplied into the
[0014]
A carry-out
[0015]
The pyrolysis residue C is a mixture of char and iron, aluminum, glass, stone, etc., the main components of which are carbon and ash, and several kinds of vibrating screens, magnetic separators, silos, etc. with different mesh sizes In the
Further, the selected fine particles C 1 having a particle size of 1 mm or less are sent to the
[0016]
It is In the
[0017]
The combustion gas D from the
Further, the cooled combustion gas D is sent to the dust collector 13 where the dust is removed and then sent to the exhaust
[0018]
In the exhaust
In the
Moreover, when there is a stricter regulation of dioxins, it is of course possible to blow activated carbon together with slaked lime into the combustion gas and remove dioxins together with hydrogen chloride.
The exhaust gas purified by the exhaust
That is, the combustion gas D is completely processed by the exhaust gas purification processing device Y including the dust collector 13, the exhaust
[0019]
On the other hand, a part of the pyrolysis gas B led out through the pyrolysis
[0020]
The amount of the pyrolysis gas B 1 sent to dehydrochlorination processor P side, Ru is determined according to the required heating of the
The pyrolysis gas B 1 sent to the
Further, in this embodiment, the
[0021]
In the
Ca (OH) 2 ) + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O
[0022]
In addition, about 0.4 to 0.8% hydrogen chloride gas is contained in the pyrolysis gas B generated by thermal decomposition of the waste C, and chlorination in the pyrolysis gas B is caused by reaction with slaked lime. If the hydrogen concentration can be reduced to at least 400 ppm or less, preferably to 200 ppm or less, the corrosion of the
[0023]
That is, slaked lime particles H are intermittently supplied into the
[0024]
The amount of slaked lime H supplied to the
As a result, unreacted
[0025]
The mixture H ′ taken out from the
It is desirable that the mixture fine particles H ′ be blown into the
[0026]
Calcium chloride (CaCl 2 ) in the fine particles H ′ of the mixture has a high water vapor concentration in the combustion gas and a high temperature, so that quick lime (CaO) is produced by the reaction shown in the following formula. In the latter-stage
CaCl 2 + H 2 O = CaO + 2HCl
[0027]
The internal temperature of the
[0028]
In the embodiment of FIG. 1, as the
FIG. 2 shows another embodiment of the dehydrochlorination treatment section P used in the present invention. The dehydrochlorination treatment section for the pyrolysis gas B 1 is composed of the fine slaked
[0029]
In other words, pyrolysis gas B 1 introduced through the
[0030]
In this embodiment, about 1.2 to 3 times the amount of slaked lime H stoichiometrically required for hydrogen chloride to be normally removed into the pyrolysis gas B 1 in the
Therefore, a filtration layer that has been removed from the filter cloth outside surface of the bag filter 24, i.e. dust contained in the pyrolysis gas B in 1, unreacted slaked lime, to a mixture of calcium chloride formed by the reaction with hydrogen chloride, Unreacted slaked lime is contained 0.2 to 2 times the calcium chloride per molar ratio. Therefore, after this mixture is made into fine particles by the crusher 22 as in the case of the first embodiment, this is blown into the
[0031]
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the dehydrochlorination treatment in the pyrolysis gas B 1 is carried out by a so-called dry treatment method using slaked lime. Instead of these methods, caustic soda is used. It goes without saying that a known dehydrochlorination treatment technique such as a method of cleaning the pyrolysis gas B 1 with an (NaOH) aqueous solution or a method of spraying slaked lime slurry into the pyrolysis gas B 1 may be used.
The pyrolysis gas B / B 1 contains a large amount of tar, and in order to prevent these from condensing and causing troubles such as pipe clogging, a conduit through which the pyrolysis gas B / B 1 flows. In addition, each device is maintained at a temperature equal to or slightly higher than the temperature of the pyrolysis gas by appropriate heating and heat retaining means.
[0032]
Referring to FIG. 1, clean pyrolysis gas B 1 from which hydrogen chloride has been removed in dehydrochlorination reactor P is sent to pyrolysis gas combustion unit U that forms heat source apparatus S for heating. That is, the pyrolysis gas B 1 supplied to the
[0033]
That is, the heating gas F of the pyrolysis drum circulates in the loop of the
The temperature at the pyrolysis drum inlet of the heated gas F is maintained at a predetermined set temperature (about 450 ° C.), and the heating gas F flows from the
Further, the excess of the heated gas F is introduced into the
[0034]
According to the test results, the dehydrochlorination treatment by the
[0035]
FIG. 3 shows another embodiment of the pyrolysis gas combustion unit U of the heat source device S for heating, and a heating gas F comprising a
According to the heating system, the HCl concentration in the heating gas F can be reduced to zero, and the durability of the
[0036]
【The invention's effect】
Claimed in the invention of claim 1, a heating heat source apparatus of the pyrolysis drum is formed from a dehydrochlorination process unit and the pyrolysis gas fired unit, thermal decomposition portion dehydrochlorination in dehydrochlorination treatment of the gas The heated gas F of the
As a result, even if the combustion gas G is mixed directly into the heating gas F, the
[0037]
In the inventions of claim 2 and
By the way, in the mixture, a quantity of slaked lime almost equal to the quantity of slaked lime required for removing HCl in the pyrolysis gas supplied into the
Moreover, the reaction product (calcium chloride) blown into the
The present invention has excellent practical utility as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a waste pyrolysis melting combustion apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of a dehydrochlorination treatment unit forming a heat source device for heating heated gas.
FIG. 3 is a system diagram showing another embodiment of a pyrolysis gas combustion unit forming a heat source device for heating heated gas.
[Brief description of symbols]
S ... Heat source device for
P ... Dehydrochlorination treatment part of pyrolysis gas 29 ... Conduit U ... Pyrolysis
S ... Heat source device for heating ... Slaked lime hopper 1 ... Waste pit 22 ... Crusher 2 ...
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