JP3784581B2

JP3784581B2 - 廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置に於ける有価物の回収装置及び有価物の回収方法

Info

Publication number: JP3784581B2
Application number: JP19621599A
Authority: JP
Inventors: 幸司岡
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: JP2001021125A

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熱分解溶融燃焼処理に利用されるものであり、熱分解残渣から回収した有価物に付着しているカーボンや不純物を効率よく経済的に除去し、高価値の有価物の回収を可能にした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置に於ける有価物の回収装置と回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従前の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置の一例を示すものであり、供給装置１により乾留熱分解ドラム２内へ供給された廃棄物Ｃは、加熱ガスＫにより空気の遮断下で３００℃〜６００℃の温度に一定時間加熱され、熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄに変換されたあと、搬出装置３に於いて熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。
【０００３】
分離された熱分解ガスＧは、搬出装置３から溶融燃焼装置４へ送られ、高温燃焼される。又、熱分解残渣Ｄの方は冷却コンベア６で冷却されたあと、選別装置５へ送られ、第１振動篩７ａによって比較的粗い不燃性固形物Ｓと細かい可燃性固形物Ｉとに分離される。更に、分離された可燃性固形物Ｉは、第２振動篩７ｂに於いて残った不燃性固形物Ｓ′を除去したあと、粉砕装置８で微粉砕され、前記熱分解ガスＧと共に溶融燃焼装置４へ供給され、１２００℃以上の温度下で溶融燃焼される。
【０００４】
前記乾留熱分解ドラム２及び溶融燃焼装置４の内部は、誘引通風機９により適宜の負圧に保持されており、これによって熱分解ガスＧが乾留熱分解ドラム２から溶融燃焼装置４へ送られると共に、溶融燃焼装置４からの燃焼排ガスＧ_Oが廃熱ボイラ１０、集じん器１１、ガス浄化装置１２、煙突１３を通して大気中へ排出されて行く。また、溶融燃焼装置４内で形成された溶融スラグＦは、水砕スラグとして順次外部へ取り出されて行く。
【０００５】
又、前記選別装置５の第１振動篩７ａで分離された不燃性固形物Ｓは、引き続き有価物分別機５ａへ送られ、ここで土砂類Ｔと鉄Ｆｅ、アルミＡｌ等の有価物とに分別されたあと、夫々の回収コンテナー（図示省略）へ排出されて行く。
【０００６】
尚、前記図３に於いて、１４は熱風発生炉、１５は蒸気タービン発電装置、１６は可燃性微粉貯留槽、１７は循環ファン、１８は廃棄物ピット、１９は廃棄物供給用クレーン、２０は押込送風機、２１は緊急燃焼排気筒、２２は送風機である。
また、前記不燃性固形物Ｓからの有価物の分離には、振動分離法やエアー分離法、洗浄分離法等が存在するが、現実には振動コンベアを用いた振動分離法とクリーニングドラムを用いた振動分離法の何れかが利用されており、その他の分離方法は実用に供されていない。
【０００７】
ところで、前記第１振動篩７ａに於いて分離された不燃性固形物Ｓには、若干のカーボン粒が単体又はＡｌやＦｅ、土砂等に付着した形態で混入しており、現実に、混入したカーボン粒の総量が約１０％程度になる場合もある。
【０００８】
これに対して、不燃性固形物Ｓを処理する有価物分別機５ａは、前述の通り振動分離法を採用した分別機であるため、不燃性固形物Ｓ、Ｓ′をＡｌとＦｅと単体のカーボン粒Ｉ′と土砂等に夫々分別することはできるが、ＡｌやＦｅ、土砂等に付着したカーボンや不純物を完全に分離除去することは不可能である。何故なら、振動分離法やエアー分離法は付着物の除去性能が基本的に高くないからである。
その結果、従前の選別装置５に於いては、多量のカーボンや不純物が付着したＡｌやＦｅの有価物が回収されることになる。
【０００９】
しかし、回収されたＡｌやＦｅにカーボンやその他の不純物が付着していると、これ等の除去処理のための費用が別に掛かるため、付着物の無いＡｌやＦｅの回収物に比較して、一般にその経済的価値が低下する。その結果、有価物回収の経済性が大幅に低下すると云う問題がある。
【００１０】
また、回収された有価物にカーボン等が付着していると、前述の通りその再利用に際して別途に洗浄処理や乾燥処理を施す必要があるが、洗浄装置や乾燥装置を別に設けて処理する場合には、設備費やエネルギーコストが相対的に割高となる。その結果、有価物のリサイクルシステム全体の総合的な経済性が低下すると云う問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置に於ける上述の如き問題、即ち▲１▼回収された有価物にカーボンやその他の不純物が付着していることにより、経済的価値が相対的に低いこと、及び▲２▼回収された有価物の再利用に際してカーボン等の除去処理を別途に施す場合には、設備費やエネルギーコストが割高となり、有価物のリサイクルシステム全体の総合的な経済性が低下すること等の問題を解決せんとするものであり、カーボン等の付着の無い高価値の有価物をより経済的に回収することを可能にした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置における有価物の回収装置及び回収方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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乾留熱分解ドラムと、熱分解残渣を不燃性固形物と可燃性固形物に分別すると共に不燃性固形物から有価物を分別する有価物分別機を設けた選別装置と、熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と、溶融燃焼装置の下流側に設けた廃熱ボイラと、廃熱ボイラからの燃焼排ガスを浄化するガス浄化装置と、ガス浄化装置の下流側に設けた誘引通風機と、誘引通風機からの燃焼排ガスを大気中へ放出する煙突とを備えた廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置に於いて、前記選別装置の有価物分別機の下流側に、有価物水洗浄装置と有価物乾燥装置とを順に配設すると共に、前記誘引通風機の下流側から引抜いた燃焼排ガスを乾燥ファンにより有価物乾燥装置を経て誘引通風機の上流側へ還流させ、洗浄後の有価物を燃焼排ガスの熱により乾燥させる構成としたことを、発明の基本構成とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、有価物乾燥装置を、横長状の本体ケースと、本体ケース内に配設した有価物搬送用コンベア装置とから構成するようにしたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、選別装置の有価物分別機により、乾留熱分解ドラムから導出した熱分解残渣内の有価物を分別し、前記分別した有価物を水洗浄することにより付着物を除去したあと、燃焼排ガスの熱によって有価物を乾燥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。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明に於いて、誘引通風機の下流側から導出した燃焼排ガスを有価物に直接接触させると共に、前記接触により有価物を加熱した後の燃焼排ガスを誘引通風機の上流側へ還流させるようにしたものである。
【００１６】
【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。図１は本発明の実施態様に係る有価物回収装置を適用した廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置の全体系統図であり、図２は本発明の実施態様に係る有価物回収装置の要部を示す系統図である。尚、図１及び図２の中で、前記図３の場合と同じ部位・部材には、これと同じ参照番号が使用されている。
図１に於いて、１は供給装置、２は乾留熱分解ドラム、３は搬出装置、４は溶融燃焼装置、５は選別装置、５ａは有価物分別機、６は冷却コンベア、７ａは第１振動篩７ａ、７ｂは第２振動篩、８は粉砕装置、９は誘引通風機、１０は廃熱ボイラ、１１は集塵器、１２はガス浄化装置、１３は煙突、１４は熱風発生炉、１５は蒸気タービン発電装置、１６は可燃性微粉貯留槽、１７は循環ファン、１８は廃棄物ピット、１９は廃棄物供給用クレーン、２０は押込送風機、２１は緊急燃焼排気筒、２２は送風機である。
また、図１に於いて２３は有価物水洗浄装置、２４は有価物乾燥装置、２５はＦｅ回収コンテナ、２６はＡｌ回収コンテナ、２７は乾燥ファン、２８は洗浄水ポンプ、２９は燃焼排ガス通路であり、上記有価物水洗浄装置２３、有価物乾燥装置２４、乾燥ファン２７、洗浄水ポンプ２８、燃焼排ガス通路２９等の部分を除くその他の部分は、前記図３の場合と同一の構成のものである。
【００１７】
図１及び図２を参照して、有価物水洗浄装置２３は、選別装置５を形成する有価物分別機５ａの下流側に設けられており、有価物分別機５ａから搬入されて来たＦｅ及びＡｌを水洗浄し、付着したカーボン及び不純物等を除去する。尚、有価物水洗浄装置２３の構成は如何なるものであってもよく、本実施形態に於いては、コンベア（図示省略）上の有価物に適宜に攪拌混合作用を加えると共に、これに噴霧水を噴射する構成とした洗浄装置が使用されている。
【００１８】
前記有価物乾燥装置２４は有価物水洗浄装置２３の下流側に設けられており、横長状の本体ケース２４ａと、その内部に設けた搬送コンベア装置２４ｂとから構成されている。
即ち、本体ケース２４ａの下流側（有価物の出口側）には、乾燥用の燃焼排ガスＧ_Oの供給口Ｏ₁と乾燥後の有価物の排出口Ｏ₂が、また、本体ケース２４ａの上流側（有価物の入口側）には燃焼排ガスＧ_Oの排出口Ｏ₃と有価物の搬入口Ｏ₄が夫々形成されている。
【００１９】
尚、有価物乾燥装置の構成は如何なるものであってもよいが、本実施形態に於いては、コンベア装置２４ｂ上を流れる有価物に対して、１５０℃〜２５０℃の誘引通風機１６の出口側から分岐吸引した燃焼排ガスＧ_Oを向流状に直接接触させ、これによって有価物に付着した洗浄用水を蒸発乾燥させる構成としている。
【００２０】
次に、本発明に係る有価物回収装置を設けた廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置の作動について説明する。
廃棄物ピット１８内に貯えられた廃棄物Ｃは、供給装置１によって順次乾留熱分解ドラム２内へ供給され、略酸素が遮断された状態の下で加熱ガスＫにより、常温から３００℃〜６００℃、好ましくは４００℃〜５００℃の温度に加熱される。この状態で約１時間程度攪拌混合されることにより、乾留熱分解ドラム２内の廃棄物Ｃは熱分解され、熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄが生成される。
【００２１】
前記廃棄物Ｃの熱分解は通常約１時間程度で完了し、概ね７５ｗ％の熱分解ガスＧと２５ｗ％の熱分解残渣Ｄとが生成される。尚、生成された熱分解残渣Ｄは、乾留熱分解ドラム２内で攪拌・混合されることにより均一化され、ほぼ一様な大きさの粒子となる。
また、熱分解残渣Ｄは炭素と灰分がその主体を成すものであるが、廃棄物Ｃ内に含まれていたＦｅやＡｌ等の金属類や土砂類Ｔも、当然にこれに含まれている。
尚、前記熱分解残渣Ｄ内の炭素含有量は熱分解残渣Ｄの粒径によって変化し、粒径が小さいものほど炭素の含有量が増加する。例えば、熱分解残渣Ｄの粒径が５ｍｍ以下の場合には、炭素の含有量は概ね３５ｗｔ％となる。
また、含有炭素の全てがほぼ一様な粒径の粒子になれば問題は無いが、前述の通りＦｅやＡｌ、土砂等の不燃性固形物に付着した状態で排出されてくるものも、相当量存在する。
【００２２】
乾留熱分解ドラム２からの熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄは、隣接する搬出装置３内へ排出され、ここで熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。
分離された熱分解ガスＧは溶融燃焼装置４へ供給され、後述するカーボン残渣Ｉ_Oや集塵灰と共に所謂溶融燃焼される。
【００２３】
一方、熱分解残渣Ｄの方は、冷却コンベア６上で約４００℃〜５００℃の温度から約８０℃の温度にまで冷却され、先ず、選別装置５の第１振動篩７ａ及び第２振動篩により、可燃物を主体とする可燃性固形物Ｉと不燃性固形物Ｓ、Ｓ′に分離される。また、分離された不燃性固形物Ｓ、Ｓ′は、引き続き有価物分別機５ａへ供給され、ここで有価物である鉄ＦｅとアルミＡｌと砂、ガラスＴ等と可燃性固形物Ｉ′とに選別される。
【００２４】
有価物分別機５ａに於いて分別されたＦｅ及びＡｌは、引き続き有価物水洗浄装置２３へ搬入され、ここで洗浄水ポンプ２８により供給された加圧洗浄水ＷによりＦｅ及びＡｌが洗浄される。当該水洗浄により、ＡｌやＦｅに付着しているカーボンや不純物は、その大部分が除去されることになる。
【００２５】
前記水洗浄されたＦｅ及びＡｌは、引き続き有価物乾燥装置２４内へ搬入され、乾燥ファン２７により燃焼排ガス通路２９を通して送入された高温燃焼排ガスＧ_Oと向流接触することにより、付着した洗浄水が蒸発乾燥される。
尚、乾燥用の燃焼排ガスＧ_Oは誘引通風機９の出口側から分岐吸引されており、１５０℃〜２５０℃程度の温度を有している。
また、乾燥されたＦｅ及びＡｌは、回収有価物として夫々回収コンテナ２５、２６へ回収される。
【００２６】
一方、前記分離された可燃性固形物Ｉ、Ｉ′は、粉砕装置６で微粉化されたあとカーボン残渣Ｉ_Oとして可燃性微粉貯留槽１６に貯えられ、集塵灰と共に空気輸送によって溶融燃焼装置４へ送られ、ここで熱分解ガスＧと共に灰の溶融温度より１００〜１５０℃ほど高い約１３００℃の高温で燃焼され、溶融スラグＦとなってスラグ排出口からスラグ水冷コンベア（図示省略）上へ排出されることにより、所謂水砕スラグとなる。
【００２７】
溶融燃焼装置４内で発生した約１１００〜１２００℃の高温の燃焼排ガスＧ_Oは廃熱ボイラ１０へ送られ、排熱回収により約２５０℃位にまで冷却された排ガスＧ_Oは、集塵器１１によってダストが除去された後、ガス浄化装置１２で洗浄され、ＨＣｌやＳＯｘ、ＮＯｘなどの有害物質を除去した後、煙突１３より大気中へ排出されて行く。
また、大気中へ排出される燃焼排ガスＧ_Oの一部は有価物乾燥装置２４へ送入され、燃焼排ガスＧ_Oの保有熱が有価物の水分乾燥に利用される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に於いては、熱分解残渣Ｄから分別回収された有価物を水洗浄する構成としているため、有価物に付着したカーボン及び不純物のほぼ全量を確実に除去することが可能となる。その結果、カーボン等の付着の無い高価値の有価物を回収することができ、有価物回収の経済性が大幅に向上する。
また、水洗浄した有価物を燃焼排ガスＧ_Oの熱を用いて乾燥する構成としているため、短時間で経済的に且つ確実に乾燥させることができる。その結果、有価物搬送車からの水垂れが防止されると共に、排熱の有効利用が図れ、回収した有価物をその使用時に別途に設けた洗浄装置により洗浄する場合に比較して、有価物回収システム全体としての総合的な経済性が、大幅に向上することになる。
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】本発明の実施態様に係る有価物回収装置を設けた廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置の全体系統図である。
【図２】本発明の実施態様に係る有価物回収装置の要部を示す系統図である。
【図３】従前の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置の一例を示す全体系統図である。
【符号の説明】
１は供給装置、２は乾留熱分解ドラム、３は搬出装置、４は溶融燃焼装置、５は選別装置、５ａは有価物分別機、６は冷却コンベア、７ａは第１振動篩、７ｂは第２振動篩、８は粉砕装置、９は誘引通風機、１０は廃熱ボイラ、１１は集塵器、１２はガス浄化装置、１３は煙突、１４はは熱風発生炉、１５は蒸気タービン発電装置、１６は可燃性微粉貯留槽、１７は循環ファン、１８は廃棄物ピット、１９は廃棄物供給用クレーン、２０は押込送風機、２１は緊急燃焼排気筒、２３は有価物水洗浄装置、２４は有価物乾燥装置、２４ａは本体ケース、２４ｂは有価物搬送コンベア、２５はＦｅ回収コンテナ、２６はＡｌ回収コンテナ、２７は乾燥ファン、２８は洗浄水ポンプ、２９は燃焼排ガス通路、Ｃは廃棄物、Ｄは熱分解残渣、Ｋは加熱ガス、Ｇは熱分解ガス、Ｇ_Oは燃焼排ガス、Ｉ、Ｉ′は可燃性固形物、Ｓ、Ｓ′は不燃性固形物、Ｉ_Oはカーボン残渣、Ｆは溶融スラグ、Ｗは洗浄用水。

Claims

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乾留熱分解ドラムと、熱分解残渣を不燃性固形物と可燃性固形物に分別すると共に不燃性固形物から有価物を分別する有価物分別機を設けた選別装置と、熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と、溶融燃焼装置の下流側に設けた廃熱ボイラと、廃熱ボイラからの燃焼排ガスを浄化するガス浄化装置と、ガス浄化装置の下流側に設けた誘引通風機と、誘引通風機からの燃焼排ガスを大気中へ放出する煙突とを備えた廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置に於いて、前記選別装置の有価物分別機の下流側に、有価物水洗浄装置と有価物乾燥装置とを順に配設すると共に、前記誘引通風機の下流側から引抜いた燃焼排ガスを乾燥ファンにより有価物乾燥装置を経て誘引通風機の上流側へ還流させ、洗浄後の有価物を燃焼排ガスの熱により乾燥させる構成とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置における有価物の回収装置。
有価物乾燥装置を、横長状の本体ケースと、本体ケース内に配設した有価物搬送用コンベア装置とから構成するようにした請求項１に記載の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置における有価物回収装置。
選別装置の有価物分別機により、乾留熱分解ドラムから導出した熱分解残渣内の有価物を分別し、前記分別した有価物を水洗浄することにより付着物を除去したあと、燃焼排ガスの熱によって有価物を乾燥する構成としたことを特徴とする廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼装置における有価物回収方法。
誘引通風機の下流側から導出した燃焼排ガスを有価物に直接接触させると共に、前記接触により有価物を加熱した後の燃焼排ガスを誘引通風機の上流側へ還流させるようにした請求項３に記載の乾留熱分解溶融燃焼装置における有価物回収方法。