JP3784351B2 - 廃棄物焼却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物焼却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業、経済の発展にともない大量に発生する廃棄物を焼却処理する廃棄物焼却装置が色々と開発されている。例えば、本願出願人が先に出願した特開平１１−３３７０３１号に記載の廃棄物焼却装置がある。これはガス化炉（１次燃焼室）と燃焼炉（２次燃焼室）を上下一対の連結管で連結し、ガス化炉でタイヤ等の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、この可燃性ガスを連結管内で着火させ、燃焼火炎を燃焼炉の火格子の上下に導き、火格子の上に導入される廃棄物を燃やすものである。
【０００３】
上記装置は、燃焼炉に導入される廃棄物に、火格子の上と下から燃焼火炎を当てて廃棄物を高温で燃やし、有害な物質を発生させないすぐれたものである。
ところが、廃棄物には汚泥、家畜の糞のような水分が多い廃棄物があり、このような廃棄物の焼却処理も求められている。しかしながら、上記公報の装置ではこのような水分の多い廃棄物を充分に燃やすことができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、汚泥、家畜の糞のような水分の多い廃棄物を充分に燃やすことのできる廃棄物焼却装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、燃焼炉でガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼せしめ、可燃性ガスが燃焼している燃焼炉に第２の廃棄物を投入して燃やす廃棄物焼却装置であって、
傾斜ダクトを燃焼炉の外面に燃焼炉側を低くして取り付け、第２の廃棄物を傾斜ダクトを滑り落として燃焼炉内に投入するとともに、傾斜ダクトを介して燃焼排ガスを排出し、 燃焼炉の上部から、傾斜ダクト内に燃焼排ガスを導入する燃焼排ガス導入管を備え、
燃焼排ガス導入管が、燃焼炉の上端付近の側壁に接続された入口から傾斜ダクトの上壁を貫通して傾斜ダクトの内部まで延伸し、その出口が傾斜ダクトの下壁の中央よりも上側にあるようにし、第２の廃棄物の燃焼排ガスを第２の廃棄物を乾燥するために循環させることを特徴とする廃棄物焼却装置が提供される。
このように構成される廃棄物焼却装置では、第２の廃棄物は傾斜ダクトを滑り落ちて燃焼炉に投入されるが傾斜ダクトは燃焼排ガスの通路となっているので、傾斜ダクトを滑り落ちる間に加熱されて予乾燥されてから燃焼炉に投入され、燃焼炉内で充分に燃え、燃焼炉の上部から燃焼排ガス導入管で、傾斜ダクト内に燃焼排ガスが導入され第２の廃棄物は傾斜ダクト内でより一層加熱されて、乾燥されてから燃焼炉に投入されるのでより充分に燃える。
【０００７】
請求項２の発明では、傾斜ダクトは第２の廃棄物を燃焼炉の底部に導くように燃焼炉に取り付けられ、該燃焼炉の底部に導かれた第２の廃棄物に、ガス化炉で燃焼せしめられる可燃性ガスの燃焼火炎が当たるように、ガス化炉から燃焼炉へ可燃性ガスを導入する連結管が配設されており、第２の廃棄物が燃焼炉内で効率よく燃える。
【０００８】
請求項３の発明によれば、第１の廃棄物が所定条件の燃焼により可燃性ガスを発生し得る可燃性ガス発生性廃棄物とされ、第２の廃棄物が水分を多く含む高水分廃棄物とされ、異なる種類の廃棄物を処理できる。
【０００９】
請求項４の発明によれば、傾斜ダクトの傾斜角が可変とされ、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜角が小さく、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜角が大きくされるので、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が長くされ、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が短くされ、燃焼炉に入る第２の廃棄物の乾燥状態が一定にされ、第２の廃棄物の処理結果がばらつかない。
【００１０】
請求項５の発明によれば、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分を燃焼するために燃焼排ガスを再加熱する排ガス再加熱部を備え、排ガス再加熱部は副ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを再加熱するようにされ、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分が燃焼されるがそのために使用される燃料は第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスとされより多くの第１の廃棄物を処理でき、燃料コストもかからない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１、２が第１の実施の形態の構造を示す側面図、および、上面図であって、ガス化炉１０、連結管２０、燃焼炉３０、傾斜ダクト４０、排ガス再加熱部５０、サイクロン６０、煙突７０を備える。
【００１２】
ガス化炉１０は、第１の廃棄物Ｆとしてタイヤ、プラスチック等を投入する開閉可能な第１廃棄物投入口１１と灰を排出するための開閉可能な灰出し口１２が取り付けられている。さらに、ガス化炉１０内に空気を供給する第１ブロワー１４と初期点火用の第１バーナー１５を備える。第１バーナー１５はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。また、炉内温度を検出する第１温度センサ１６が取り付けられている。なお、図示しないがガス化炉１０は過熱を防止するための水冷構造を有する。
【００１３】
連結管２０はガス火炉１０の側壁１０ａと燃焼炉３０の図中左側の側壁３０ａを連結するように配設されていて、連結管２０の上面には連結管２０の内部に空気を供給するためのブロワー２１が取り付けられ、連結管２０の側面には初期点火用の第２バーナー２２が取り付けられている。第２バーナー２２はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。
【００１４】
燃焼炉３０は耐火煉瓦で構成され、下部に灰を排出するための開閉可能な灰出し口３１が取り付けられている。また、炉内温度を検出する第２温度センサ３２が取り付けられている。そして、この燃焼炉３０内でガス化炉１０内で生成された可燃性ガスが連結管２０内部に供給された空気とともに燃焼せしめられる。第２バーナー２２はその初期着火のために使用される。
【００１５】
傾斜ダクト４０は、下端側に横向きの第１開口部４１を有し、上端側に上向きの第２開口部４２を有する。第１開口部４１は燃焼炉３０の図中右側の側壁３０ｂに結合され、第２開口部４２の上方には第２の廃棄物Ｒとして水分の多い汚泥、家畜の糞等を投入する第２廃棄物投入ガイド４３が取り付けられ、第２開口部４２と第２廃棄物投入ガイド４３のつなぎ目部分には水平方向に移動可能なスライド蓋４４が配設され、第２廃棄物投入ガイド４３の上面には上部蓋４５が取り付けられている。
【００１６】
また、燃焼ガス導入ダクト４６が燃焼炉３０の上端付近の側壁３０ｂに接続された入口４６ａから傾斜ダクト４０の上壁４０ａを貫通して傾斜ダクト４０の内部まで延伸し、その出口４６ｂは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの中央より第２開口部４２に近い部分に向かって開口している。
【００１７】
排ガス再加熱部５０は、排ガス導入ダクト５１を介して、傾斜ダクト４０の第２開口部４２の直ぐ下の部分に結合される入口５２と、サイクロン６０に接続される出口５３を有し、内部にはセラミックフィルタ５４が配設されている。そして、外側には火炎がセラミックフィルタ５４に当たるようなバーナー５５が取り付けられている。バーナー５５はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。また、第３温度センサ５６がセラミックフィルタ５４の直前に取り付けられている。
【００１８】
サイクロン６０は周知の形式のものであるので説明は省略する。煙突７０には排ガス吸引用のブロワ７１が付設されている。
【００１９】
次に上記のように構成される第１の実施の形態の運転方法、および、作用を説明する。
まず、ガス化炉１０の第１廃棄物投入口１１から第１の廃棄物Ｆをガス化炉１０内に投入する。そして第１バーナー１４を点火し、その火炎で第１の廃棄物Ｆに着火して第１の廃棄物Ｆの燃焼を開始する。第１バーナー１４は第１の廃棄物Ｆが燃焼しはじめたら止めてよい。
【００２０】
このガス化炉の燃焼は可燃性ガス（例えば、ＣＯ）を生成することであるので、第１の廃棄物Ｆはタイヤ、プラスチック等の可燃性ガスを生成可能な可燃性ガス発生性廃棄物とされ、燃焼温度も比較的低い温度（３５０℃程度）とされる。温度の制御は、第１温度センサ１６の値をチェックしながら、第１ブロワ１３の調整でおこなわれるが温度が下がり過ぎたら第１バーナー１４を使用する。
【００２１】
ガス化炉１０で生成された可燃性ガスは連通管２０を通って第２ブロワー２１で供給される空気とともに燃焼炉３０に導かれ燃焼炉３０内で燃焼せしめられる。第２バーナー２２がその初期着火のために使用され、可燃性ガスが着火したら第２バーナー２２は止められる。この燃焼炉３０は後述する水分の多い第２の廃棄物Ｒを燃やすのが目的でありガス化炉１０とは異なり高温（約１３００℃）が保たれるように可燃性ガスの燃焼を調整する。この調整は第２温度センサ３２の値をチェックしながら、ガス化炉１０と同様に第２ブロワー２１、および、必要ならば、さらに第２バーナー２２を使用しておこなわれる。燃焼火炎Ｆは、概ね、図示されるように拡がる。
【００２２】
燃焼炉３０が上記のような温度で燃焼するようになったら、スライド蓋４４を閉めた状態で、第２廃棄物投入ガイド４３の上蓋４５をあけて、水分の多い第２の廃棄物Ｒ、例えば、汚泥、家畜の糞等をスライド蓋４４の上に投入する。次に、上蓋４５を閉じ、スライド蓋４３を開けることにより、上記第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの上に落下する。傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの上に落下した第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂ上を滑り落ちて燃焼炉３０の底部に入る。
【００２３】
一方、燃焼炉３０内で発生した燃焼排ガスが、傾斜ダクト４０を通って下流側に流れるとともに、燃焼炉３０の上部より燃焼ガス導入ダクト４６を通って傾斜ダクト４０の中間、好ましくは、上方寄りの部分に供給される。
したがって、第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂ上を滑り落ちる間に、これらのガスで加熱されて、予乾燥されてから、燃焼炉３０に導入される。その結果、第２の廃棄物Ｒは、燃焼炉３０内で充分に燃える。
【００２４】
燃焼炉３０から、傾斜ダクト４０に、直接、あるいは、燃焼ガス導入ダクト４６を介して、流入した燃焼排ガスは、排ガス導入ダクト５１を通って排ガス再加熱部５０の入口５２からその内部に流入する。排ガス再加熱部５０内に流入した排ガスはバーナー５５の火炎で加熱され未燃焼成分が燃焼される。その後、排ガスはセラミックフィルタ５４を通過せしめられ、排ガス中の浮遊粒子はセラミックフィルタ５４により捕捉される。セラミックフィルタ５４で捕捉された浮遊粒子はバーナー５５の火炎で加熱分解される。
【００２５】
セラミックフィルタ５４を通過した排ガスは出口５３からサイクロン６０内に流入し、サイクロン６０で排ガス中の不燃成分を分離除去されてから煙突７０を通って大気中に放出される。
【００２６】
第１の実施の形態は上記のように構成され、作用し、汚泥、家畜の糞のような水分の多い第２の廃棄物Ｒを充分に燃やすことができる。
なお、ガス化炉１０、燃焼炉３０で発生する灰は、それぞれ灰出し口１２、３１から採取され必要に応じて処理を加えて処分される。
【００２７】
ここで、傾斜ダクト４０の長さと傾斜角の設定について説明する。
第２の廃棄物Ｒを効率よく充分に燃やすには、燃焼炉３０に入る第２の廃棄物Ｒの乾燥率をその後の燃焼時間で充分な燃焼が完了するような値にすることが望ましい。したがって、第２の廃棄物Ｒの水分が多い場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を長くするために傾斜ダクト４０の長さが長く、あるいは傾斜角が緩かに形成され、逆に、第２の廃棄物Ｒの水分が少ない場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を短くするために傾斜ダクト４０の長さが短く、あるいは傾斜角が急に形成される。
【００２８】
しかしながら、廃棄物の水分率は変動しやすく、上記のように傾斜ダクト４０を形成できるのは、第２の廃棄物Ｒが特定種類のものに限られ、かつ、その水分も一定である場合に限られる。
そこで、第２の実施の形態では傾斜ダクト４０の第２の廃棄物Ｒが滑り落ちる面の傾斜角が可変にされる。図３が第２の実施の形態の傾斜ダクト４０を拡大して示す図であって、傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの内側に上端が軸支された可動壁４０ｃが配設されている。可動壁４０ｃはハンドル４７を回転することにより上端を支点として回動できるので、第２の廃棄物Ｒの水分率に応じて第２の廃棄物Ｒが滑り落ちる面の傾斜角を変えることが可能である。
すなわち、第２の廃棄物Ｒの水分が多い場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を長くするために傾斜ダクト４０の傾斜角が緩かになるように調整され、逆に、第２の廃棄物Ｒの水分が少ない場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を短くするために傾斜ダクト４０の傾斜角が急になるように調整される。
【００２９】
次に、第３の実施の形態について説明する。図４がこの第３の実施の形態の構成を示す上面図であって第１の実施の形態における第３バーナ５５の代りに、ガス化炉１０と同じ構造、機能を有する副ガス化炉８０を、連結管２０と同じ構造、機能を有する連結管９０で、排ガス再加熱部５０に取り付けたものである。
副ガス化炉８０ではガス化炉１０と同様にタイヤ等の第１の廃棄物を低温で燃焼して可燃性ガスが生成され、その可燃性ガスに連結管９０で空気が混合されて排ガス再加熱部５０内で燃焼せしめられる。
【００３０】
このようにすることにより排ガス再加熱部５０内における排ガスの再加熱も廃棄物（第１の廃棄物）から生成した可燃性ガスを燃焼しておこなわれるのでプロパンガスをバーナー５５で燃焼させておこなうものに比べるとコストがかからず、また、より多くの第１の廃棄物を焼却できる。
第３の実施の形態では副ガス化炉８０は１台のみ排ガス再加熱部５０に取り付けられているが、必要に応じて複数の補助燃焼炉８０を取り付けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、燃焼炉でガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼せしめ、可燃性ガスが燃焼している燃焼炉に第２の廃棄物を投入して燃やす廃棄物焼却装置であるが、傾斜ダクトを燃焼炉の外面に燃焼炉側を低くして取り付け、第２の廃棄物を傾斜ダクトを滑り落として燃焼炉内に投入するとともに、傾斜ダクトを介して燃焼排ガスを排出するようにされており、第２の廃棄物は傾斜ダクトを滑り落ちて燃焼炉に投入されるが傾斜ダクトは燃焼排ガスの通路となっているので、傾斜ダクトを滑り落ちる間に加熱されて予乾燥されてから燃焼炉に投入され、燃焼炉内で充分に燃える。燃焼炉の上部から、傾斜ダクトの下壁の中央よりも上側に燃焼排ガスを循環させる燃焼排ガス導入管を備えることにより、第２の廃棄物は傾斜ダクト内で加熱されて、乾燥されてから燃焼炉に投入されるのでより充分に燃える。しかも、第２の廃棄物の燃焼排ガスで加熱、乾燥されるので無駄がない。
特に、請求項２の発明のように、傾斜ダクトを第２の廃棄物を燃焼炉の底部に導くように燃焼炉に取り付け、該燃焼炉の底部に導かれた第２の廃棄物に、ガス化炉で燃焼せしめられる可燃性ガスの燃焼火炎が当たるように、ガス化炉から燃焼炉へ可燃性ガスを導入する連結管を配設すれば、第２の廃棄物が燃焼炉内で効率よく燃やすことができる。
特に、請求項３の発明のように、第１の廃棄物が所定条件の燃焼により可燃性ガスを発生し得る可燃性ガス発生性廃棄物とされ、第２の廃棄物が水分を多く含む高水分廃棄物とすれば、異なる種類の廃棄物を処理できる。
特に、請求項４の発明のように、傾斜ダクトの傾斜角が可変とされ、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜角を小さく、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜角を大きくすれば、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が長くなり、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が短くなり、燃焼炉に入る第２の廃棄物の乾燥状態が一定にされ、第２の廃棄物の処理結果がばらつかない。
特に、請求項５の発明のように、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分を燃焼するために燃焼排ガスを再加熱する排ガス再加熱部を備え、排ガス再加熱部は副ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを再加熱するようにされ、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分が燃焼されるがそのために使用される燃料は第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスとされより多くの第１の廃棄物を処理でき、燃料コストもかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の側面図である。
【図２】第１の実施の形態の上面図である。
【図３】第２の実施の形態の傾斜ダクトの拡大図である。
【図４】第３の実施の形態の上面図である。
【符号の説明】
１０…ガス化炉
１３…ブロワ
１４…バーナー
２０…連結管
２１…ブロワ
２２…バーナ
３０…燃焼炉
３０ａ、３０ｂ…側壁
４０…傾斜ダクト
４０ａ…上壁
４０ｂ…下壁
４１…第１開口部
４２…第２開口部
４３…第２廃棄物投入ガイド
４４…スライド蓋
４６…燃焼ガス導入ダクト
５０…排ガス再加熱部
５１…排ガス導入ダクト
５４…セラミックフィルタ
５５…バーナー
６０…サイクロン
７０…煙突
７１…ブロワ
８０…補助燃焼炉
９０…連結炉
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物焼却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業、経済の発展にともない大量に発生する廃棄物を焼却処理する廃棄物焼却装置が色々と開発されている。例えば、本願出願人が先に出願した特開平１１−３３７０３１号に記載の廃棄物焼却装置がある。これはガス化炉（１次燃焼室）と燃焼炉（２次燃焼室）を上下一対の連結管で連結し、ガス化炉でタイヤ等の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、この可燃性ガスを連結管内で着火させ、燃焼火炎を燃焼炉の火格子の上下に導き、火格子の上に導入される廃棄物を燃やすものである。
【０００３】
上記装置は、燃焼炉に導入される廃棄物に、火格子の上と下から燃焼火炎を当てて廃棄物を高温で燃やし、有害な物質を発生させないすぐれたものである。
ところが、廃棄物には汚泥、家畜の糞のような水分が多い廃棄物があり、このような廃棄物の焼却処理も求められている。しかしながら、上記公報の装置ではこのような水分の多い廃棄物を充分に燃やすことができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、汚泥、家畜の糞のような水分の多い廃棄物を充分に燃やすことのできる廃棄物焼却装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、燃焼炉でガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼せしめ、可燃性ガスが燃焼している燃焼炉に第２の廃棄物を投入して燃やす廃棄物焼却装置であって、
傾斜ダクトを燃焼炉の外面に燃焼炉側を低くして取り付け、第２の廃棄物を傾斜ダクトを滑り落として燃焼炉内に投入するとともに、傾斜ダクトを介して燃焼排ガスを排出し、 燃焼炉の上部から、傾斜ダクト内に燃焼排ガスを導入する燃焼排ガス導入管を備え、
燃焼排ガス導入管が、燃焼炉の上端付近の側壁に接続された入口から傾斜ダクトの上壁を貫通して傾斜ダクトの内部まで延伸し、その出口が傾斜ダクトの下壁の中央よりも上側にあるようにし、第２の廃棄物の燃焼排ガスを第２の廃棄物を乾燥するために循環させることを特徴とする廃棄物焼却装置が提供される。
このように構成される廃棄物焼却装置では、第２の廃棄物は傾斜ダクトを滑り落ちて燃焼炉に投入されるが傾斜ダクトは燃焼排ガスの通路となっているので、傾斜ダクトを滑り落ちる間に加熱されて予乾燥されてから燃焼炉に投入され、燃焼炉内で充分に燃え、燃焼炉の上部から燃焼排ガス導入管で、傾斜ダクト内に燃焼排ガスが導入され第２の廃棄物は傾斜ダクト内でより一層加熱されて、乾燥されてから燃焼炉に投入されるのでより充分に燃える。
【０００７】
請求項２の発明では、傾斜ダクトは第２の廃棄物を燃焼炉の底部に導くように燃焼炉に取り付けられ、該燃焼炉の底部に導かれた第２の廃棄物に、ガス化炉で燃焼せしめられる可燃性ガスの燃焼火炎が当たるように、ガス化炉から燃焼炉へ可燃性ガスを導入する連結管が配設されており、第２の廃棄物が燃焼炉内で効率よく燃える。
【０００８】
請求項３の発明によれば、第１の廃棄物が所定条件の燃焼により可燃性ガスを発生し得る可燃性ガス発生性廃棄物とされ、第２の廃棄物が水分を多く含む高水分廃棄物とされ、異なる種類の廃棄物を処理できる。
【０００９】
請求項４の発明によれば、傾斜ダクトの傾斜角が可変とされ、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜角が小さく、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜角が大きくされるので、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が長くされ、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が短くされ、燃焼炉に入る第２の廃棄物の乾燥状態が一定にされ、第２の廃棄物の処理結果がばらつかない。
【００１０】
請求項５の発明によれば、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分を燃焼するために燃焼排ガスを再加熱する排ガス再加熱部を備え、排ガス再加熱部は副ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを再加熱するようにされ、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分が燃焼されるがそのために使用される燃料は第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスとされより多くの第１の廃棄物を処理でき、燃料コストもかからない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１、２が第１の実施の形態の構造を示す側面図、および、上面図であって、ガス化炉１０、連結管２０、燃焼炉３０、傾斜ダクト４０、排ガス再加熱部５０、サイクロン６０、煙突７０を備える。
【００１２】
ガス化炉１０は、第１の廃棄物Ｆとしてタイヤ、プラスチック等を投入する開閉可能な第１廃棄物投入口１１と灰を排出するための開閉可能な灰出し口１２が取り付けられている。さらに、ガス化炉１０内に空気を供給する第１ブロワー１４と初期点火用の第１バーナー１５を備える。第１バーナー１５はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。また、炉内温度を検出する第１温度センサ１６が取り付けられている。なお、図示しないがガス化炉１０は過熱を防止するための水冷構造を有する。
【００１３】
連結管２０はガス火炉１０の側壁１０ａと燃焼炉３０の図中左側の側壁３０ａを連結するように配設されていて、連結管２０の上面には連結管２０の内部に空気を供給するためのブロワー２１が取り付けられ、連結管２０の側面には初期点火用の第２バーナー２２が取り付けられている。第２バーナー２２はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。
【００１４】
燃焼炉３０は耐火煉瓦で構成され、下部に灰を排出するための開閉可能な灰出し口３１が取り付けられている。また、炉内温度を検出する第２温度センサ３２が取り付けられている。そして、この燃焼炉３０内でガス化炉１０内で生成された可燃性ガスが連結管２０内部に供給された空気とともに燃焼せしめられる。第２バーナー２２はその初期着火のために使用される。
【００１５】
傾斜ダクト４０は、下端側に横向きの第１開口部４１を有し、上端側に上向きの第２開口部４２を有する。第１開口部４１は燃焼炉３０の図中右側の側壁３０ｂに結合され、第２開口部４２の上方には第２の廃棄物Ｒとして水分の多い汚泥、家畜の糞等を投入する第２廃棄物投入ガイド４３が取り付けられ、第２開口部４２と第２廃棄物投入ガイド４３のつなぎ目部分には水平方向に移動可能なスライド蓋４４が配設され、第２廃棄物投入ガイド４３の上面には上部蓋４５が取り付けられている。
【００１６】
また、燃焼ガス導入ダクト４６が燃焼炉３０の上端付近の側壁３０ｂに接続された入口４６ａから傾斜ダクト４０の上壁４０ａを貫通して傾斜ダクト４０の内部まで延伸し、その出口４６ｂは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの中央より第２開口部４２に近い部分に向かって開口している。
【００１７】
排ガス再加熱部５０は、排ガス導入ダクト５１を介して、傾斜ダクト４０の第２開口部４２の直ぐ下の部分に結合される入口５２と、サイクロン６０に接続される出口５３を有し、内部にはセラミックフィルタ５４が配設されている。そして、外側には火炎がセラミックフィルタ５４に当たるようなバーナー５５が取り付けられている。バーナー５５はプロパンガスボンベ８０から供給されるプロパンガスを燃焼させて火炎を発生させる。また、第３温度センサ５６がセラミックフィルタ５４の直前に取り付けられている。
【００１８】
サイクロン６０は周知の形式のものであるので説明は省略する。煙突７０には排ガス吸引用のブロワ７１が付設されている。
【００１９】
次に上記のように構成される第１の実施の形態の運転方法、および、作用を説明する。
まず、ガス化炉１０の第１廃棄物投入口１１から第１の廃棄物Ｆをガス化炉１０内に投入する。そして第１バーナー１４を点火し、その火炎で第１の廃棄物Ｆに着火して第１の廃棄物Ｆの燃焼を開始する。第１バーナー１４は第１の廃棄物Ｆが燃焼しはじめたら止めてよい。
【００２０】
このガス化炉の燃焼は可燃性ガス（例えば、ＣＯ）を生成することであるので、第１の廃棄物Ｆはタイヤ、プラスチック等の可燃性ガスを生成可能な可燃性ガス発生性廃棄物とされ、燃焼温度も比較的低い温度（３５０℃程度）とされる。温度の制御は、第１温度センサ１６の値をチェックしながら、第１ブロワ１３の調整でおこなわれるが温度が下がり過ぎたら第１バーナー１４を使用する。
【００２１】
ガス化炉１０で生成された可燃性ガスは連通管２０を通って第２ブロワー２１で供給される空気とともに燃焼炉３０に導かれ燃焼炉３０内で燃焼せしめられる。第２バーナー２２がその初期着火のために使用され、可燃性ガスが着火したら第２バーナー２２は止められる。この燃焼炉３０は後述する水分の多い第２の廃棄物Ｒを燃やすのが目的でありガス化炉１０とは異なり高温（約１３００℃）が保たれるように可燃性ガスの燃焼を調整する。この調整は第２温度センサ３２の値をチェックしながら、ガス化炉１０と同様に第２ブロワー２１、および、必要ならば、さらに第２バーナー２２を使用しておこなわれる。燃焼火炎Ｆは、概ね、図示されるように拡がる。
【００２２】
燃焼炉３０が上記のような温度で燃焼するようになったら、スライド蓋４４を閉めた状態で、第２廃棄物投入ガイド４３の上蓋４５をあけて、水分の多い第２の廃棄物Ｒ、例えば、汚泥、家畜の糞等をスライド蓋４４の上に投入する。次に、上蓋４５を閉じ、スライド蓋４３を開けることにより、上記第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの上に落下する。傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの上に落下した第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂ上を滑り落ちて燃焼炉３０の底部に入る。
【００２３】
一方、燃焼炉３０内で発生した燃焼排ガスが、傾斜ダクト４０を通って下流側に流れるとともに、燃焼炉３０の上部より燃焼ガス導入ダクト４６を通って傾斜ダクト４０の中間、好ましくは、上方寄りの部分に供給される。
したがって、第２の廃棄物Ｒは傾斜ダクト４０の下壁４０ｂ上を滑り落ちる間に、これらのガスで加熱されて、予乾燥されてから、燃焼炉３０に導入される。その結果、第２の廃棄物Ｒは、燃焼炉３０内で充分に燃える。
【００２４】
燃焼炉３０から、傾斜ダクト４０に、直接、あるいは、燃焼ガス導入ダクト４６を介して、流入した燃焼排ガスは、排ガス導入ダクト５１を通って排ガス再加熱部５０の入口５２からその内部に流入する。排ガス再加熱部５０内に流入した排ガスはバーナー５５の火炎で加熱され未燃焼成分が燃焼される。その後、排ガスはセラミックフィルタ５４を通過せしめられ、排ガス中の浮遊粒子はセラミックフィルタ５４により捕捉される。セラミックフィルタ５４で捕捉された浮遊粒子はバーナー５５の火炎で加熱分解される。
【００２５】
セラミックフィルタ５４を通過した排ガスは出口５３からサイクロン６０内に流入し、サイクロン６０で排ガス中の不燃成分を分離除去されてから煙突７０を通って大気中に放出される。
【００２６】
第１の実施の形態は上記のように構成され、作用し、汚泥、家畜の糞のような水分の多い第２の廃棄物Ｒを充分に燃やすことができる。
なお、ガス化炉１０、燃焼炉３０で発生する灰は、それぞれ灰出し口１２、３１から採取され必要に応じて処理を加えて処分される。
【００２７】
ここで、傾斜ダクト４０の長さと傾斜角の設定について説明する。
第２の廃棄物Ｒを効率よく充分に燃やすには、燃焼炉３０に入る第２の廃棄物Ｒの乾燥率をその後の燃焼時間で充分な燃焼が完了するような値にすることが望ましい。したがって、第２の廃棄物Ｒの水分が多い場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を長くするために傾斜ダクト４０の長さが長く、あるいは傾斜角が緩かに形成され、逆に、第２の廃棄物Ｒの水分が少ない場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を短くするために傾斜ダクト４０の長さが短く、あるいは傾斜角が急に形成される。
【００２８】
しかしながら、廃棄物の水分率は変動しやすく、上記のように傾斜ダクト４０を形成できるのは、第２の廃棄物Ｒが特定種類のものに限られ、かつ、その水分も一定である場合に限られる。
そこで、第２の実施の形態では傾斜ダクト４０の第２の廃棄物Ｒが滑り落ちる面の傾斜角が可変にされる。図３が第２の実施の形態の傾斜ダクト４０を拡大して示す図であって、傾斜ダクト４０の下壁４０ｂの内側に上端が軸支された可動壁４０ｃが配設されている。可動壁４０ｃはハンドル４７を回転することにより上端を支点として回動できるので、第２の廃棄物Ｒの水分率に応じて第２の廃棄物Ｒが滑り落ちる面の傾斜角を変えることが可能である。
すなわち、第２の廃棄物Ｒの水分が多い場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を長くするために傾斜ダクト４０の傾斜角が緩かになるように調整され、逆に、第２の廃棄物Ｒの水分が少ない場合には傾斜ダクト４０内の通過時間を短くするために傾斜ダクト４０の傾斜角が急になるように調整される。
【００２９】
次に、第３の実施の形態について説明する。図４がこの第３の実施の形態の構成を示す上面図であって第１の実施の形態における第３バーナ５５の代りに、ガス化炉１０と同じ構造、機能を有する副ガス化炉８０を、連結管２０と同じ構造、機能を有する連結管９０で、排ガス再加熱部５０に取り付けたものである。
副ガス化炉８０ではガス化炉１０と同様にタイヤ等の第１の廃棄物を低温で燃焼して可燃性ガスが生成され、その可燃性ガスに連結管９０で空気が混合されて排ガス再加熱部５０内で燃焼せしめられる。
【００３０】
このようにすることにより排ガス再加熱部５０内における排ガスの再加熱も廃棄物（第１の廃棄物）から生成した可燃性ガスを燃焼しておこなわれるのでプロパンガスをバーナー５５で燃焼させておこなうものに比べるとコストがかからず、また、より多くの第１の廃棄物を焼却できる。
第３の実施の形態では副ガス化炉８０は１台のみ排ガス再加熱部５０に取り付けられているが、必要に応じて複数の補助燃焼炉８０を取り付けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、燃焼炉でガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼せしめ、可燃性ガスが燃焼している燃焼炉に第２の廃棄物を投入して燃やす廃棄物焼却装置であるが、傾斜ダクトを燃焼炉の外面に燃焼炉側を低くして取り付け、第２の廃棄物を傾斜ダクトを滑り落として燃焼炉内に投入するとともに、傾斜ダクトを介して燃焼排ガスを排出するようにされており、第２の廃棄物は傾斜ダクトを滑り落ちて燃焼炉に投入されるが傾斜ダクトは燃焼排ガスの通路となっているので、傾斜ダクトを滑り落ちる間に加熱されて予乾燥されてから燃焼炉に投入され、燃焼炉内で充分に燃える。燃焼炉の上部から、傾斜ダクトの下壁の中央よりも上側に燃焼排ガスを循環させる燃焼排ガス導入管を備えることにより、第２の廃棄物は傾斜ダクト内で加熱されて、乾燥されてから燃焼炉に投入されるのでより充分に燃える。しかも、第２の廃棄物の燃焼排ガスで加熱、乾燥されるので無駄がない。
特に、請求項２の発明のように、傾斜ダクトを第２の廃棄物を燃焼炉の底部に導くように燃焼炉に取り付け、該燃焼炉の底部に導かれた第２の廃棄物に、ガス化炉で燃焼せしめられる可燃性ガスの燃焼火炎が当たるように、ガス化炉から燃焼炉へ可燃性ガスを導入する連結管を配設すれば、第２の廃棄物が燃焼炉内で効率よく燃やすことができる。
特に、請求項３の発明のように、第１の廃棄物が所定条件の燃焼により可燃性ガスを発生し得る可燃性ガス発生性廃棄物とされ、第２の廃棄物が水分を多く含む高水分廃棄物とすれば、異なる種類の廃棄物を処理できる。
特に、請求項４の発明のように、傾斜ダクトの傾斜角が可変とされ、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜角を小さく、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜角を大きくすれば、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が長くなり、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜ダクトを滑り落ちる時間が短くなり、燃焼炉に入る第２の廃棄物の乾燥状態が一定にされ、第２の廃棄物の処理結果がばらつかない。
特に、請求項５の発明のように、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分を燃焼するために燃焼排ガスを再加熱する排ガス再加熱部を備え、排ガス再加熱部は副ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを再加熱するようにされ、傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分が燃焼されるがそのために使用される燃料は第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスとされより多くの第１の廃棄物を処理でき、燃料コストもかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の側面図である。
【図２】第１の実施の形態の上面図である。
【図３】第２の実施の形態の傾斜ダクトの拡大図である。
【図４】第３の実施の形態の上面図である。
【符号の説明】
１０…ガス化炉
１３…ブロワ
１４…バーナー
２０…連結管
２１…ブロワ
２２…バーナ
３０…燃焼炉
３０ａ、３０ｂ…側壁
４０…傾斜ダクト
４０ａ…上壁
４０ｂ…下壁
４１…第１開口部
４２…第２開口部
４３…第２廃棄物投入ガイド
４４…スライド蓋
４６…燃焼ガス導入ダクト
５０…排ガス再加熱部
５１…排ガス導入ダクト
５４…セラミックフィルタ
５５…バーナー
６０…サイクロン
７０…煙突
７１…ブロワ
８０…補助燃焼炉
９０…連結炉
Claims (5)
- ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して可燃性ガスを生成し、燃焼炉でガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼せしめ、可燃性ガスが燃焼している燃焼炉に第２の廃棄物を投入して燃やす廃棄物焼却装置であって、
傾斜ダクトを燃焼炉の外面に燃焼炉側を低くして取り付け、第２の廃棄物を傾斜ダクトを滑り落として燃焼炉内に投入するとともに、傾斜ダクトを介して燃焼排ガスを排出し、
燃焼炉の上部から、傾斜ダクト内に燃焼排ガスを導入する燃焼排ガス導入管を備え、
燃焼排ガス導入管が、燃焼炉の上端付近の側壁に接続された入口から傾斜ダクトの上壁を貫通して傾斜ダクトの内部まで延伸し、その出口が傾斜ダクトの下壁の中央よりも上側にあるようにし、第２の廃棄物の燃焼排ガスを第２の廃棄物を乾燥するために循環させる、ことを特徴とする廃棄物焼却装置。 - 傾斜ダクトは第２の廃棄物を燃焼炉の底部に導くように燃焼炉に取り付けられ、該燃焼炉の底部に導かれた第２の廃棄物に、ガス化炉で燃焼せしめられる可燃性ガスの燃焼火炎が当たるように、ガス化炉から燃焼炉へ可燃性ガスを導入する連結管が配設されている、ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却装置。
- 第１の廃棄物が所定条件の燃焼により可燃性ガスを発生し得る可燃性ガス発生性廃棄物で、第２の廃棄物が水分を多く含む高水分廃棄物である、ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却装置。
- 傾斜ダクトの傾斜角が可変とされ、第２の廃棄物の水分が多い場合には傾斜角が小さく、第２の廃棄物の水分が少ない場合には傾斜角が大きくされる、ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却装置。
- 傾斜ダクトを出た燃焼排ガスの未燃焼成分を燃焼するために燃焼排ガスを再加熱する排ガス再加熱部を備え、排ガス再加熱部は副ガス化炉で第１の廃棄物を燃焼して生成した可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを再加熱する、ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却装置。
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