JP3871880B2 - 廃棄物処理プラント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱ガス供給手段から供給された加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱して熱分解残渣と熱分解ガスに熱分解する熱分解ドラムを設けるとともに、前記熱分解ガスと、前記熱分解残渣から選別したカーボン残渣とを燃焼させる燃焼溶融炉を設けてある廃棄物処理プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
［Ｉ］従来、上記の廃棄物処理プラントにおいて加熱ガス供給手段は、油やガス等の燃料を燃焼させて加熱ガスを生成する熱風炉と、加熱ガスを熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込み、熱分解ドラムより吸引し熱風炉に戻す加熱ガス循環送風機を設けて構成してあるだけで、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で燃料を燃焼させて加熱ガスを生成し続けなければならなかった。
【０００３】
［ＩＩ］廃棄物には水分が多い発熱量の低い廃棄物（以下、この項等で「低質ごみ」と称する）と、水分が少ない発熱量の高い廃棄物（以下、この項等で「高質ごみ」と称する）とがあり、一般に、燃焼溶融設備における燃焼溶融炉は、高質ごみから高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみに対応するように設計されている。
【０００４】
すなわち、燃焼溶融炉は基準ごみ（高質ごみの熱量と低質ごみの熱量との中間の熱量を有するごみ）の熱量の１３０％程度（詳しくは１３３％程度）の熱量が入力するとして設計されている。
【０００５】
例えば図５（イ）に示すように、１０００Ｋｃａｌ／Ｋｇの低質ごみから２０００Ｋｃａｌ／Ｋｇの高質ごみにわたる範囲のごみを処理するものとして設計される場合は、燃焼溶融炉は２０００Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ（２０００×０．７５＝１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）のごみに対応するように設計される。
【０００６】
また、例えば図５（ロ）に示すように、８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみを処理するものとして設計される場合は、燃焼溶融炉は２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ（２４００×０．７５＝１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）に対応するように設計される。
【０００７】
そして、高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみ（ごみ質の範囲が普通の前者の例の場合１０００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ。ごみ質の範囲が広い後者の例の場合１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ。）に対しては、燃焼溶融炉内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定し、それ以上の熱量を有するごみに対しては、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼することで炉内を所望の温度に設定している。
【０００８】
ごみ質の範囲が普通の前者の例の場合、基準ごみ（１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみであることから、基準ごみに対しては燃焼溶融炉内を冷却する等の必要がなく、効率よく燃焼溶融炉を運転させることができる。
【０００９】
ところが、ごみ質の範囲が広い後者の例の場合、基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が、高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみ（１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）よりも熱量が少ないことから、基準ごみに対しては燃焼溶融炉内を灯油バーナー等で助燃することで燃焼溶融炉を所望の温度に設定しなければならなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、上記［Ｉ］のように、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で燃料を燃焼させて加熱ガスを生成し続けなければならず、また上記［ＩＩ］のように、ごみ質の範囲が広いごみに対応させて燃焼溶融炉を設計してある場合、基準ごみに対して燃焼溶融炉内を灯油バーナー等で助燃することで燃焼溶融炉を所望の温度に設定しなけばならないために、燃料費に多くのコストがかかり、運転コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
燃焼溶融炉を、高質ごみから高質ごみの例えば６０％程度の熱量を有するごみに対応するように設計する手段も考えられが、これでは高質ごみ燃焼溶融時、燃焼溶融炉内での燃焼溶融に必要な滞留時間が短くなる等の不具合があり、この手段を取ることはできない。
【００１２】
本発明は上記実情の鑑みて成されたもので、その目的は、運転コストを低廉化することができる廃棄物処理プラントを提供する点にある。
【００１３】
【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。
【００１４】
［構成］冒頭に記載した廃棄物処理プラントにおいて、前記加熱ガス供給手段は、加熱ガスを生成して前記熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込む加熱ガス生成部と、前記熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出された加熱ガスを回収し加熱して前記加熱ガス供給部に戻す加熱ガス循環部とを、加熱ガス供給状態と非供給状態に各別に切り換え自在に設けて構成し、前記加熱ガス循環部を構成するに、前記熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定の量の熱分解ガスを、熱分解ガス流量変更調節機構を介して受け入れて燃焼させる熱分解ガス燃焼器と、前記回収した加熱ガスを前記熱分解ガス燃焼器の排ガスで加熱する加熱器と、前記熱分解ガス燃焼器からの排ガスを前記加熱器に対して迂回させる開閉自在なバイパス管路とを設けてあり、更に、前記加熱ガス供給部に入り込ませる加熱ガスの温度を検出するガス温度検出器と、前記ガス温度検出器の検出結果に基づいて、前記熱分解ガス流量変更調節機構を制御する第１制御器と、前記燃焼溶融炉内の温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器と、前記燃焼溶融炉温度検出器の検出結果に基づいて、前記バイパス管路の開度を変更調節する第２制御器とを設けてある。
【００１５】
［作用］
上記の構成により次のように運転させることができる。
【００１６】
［イ］熱分解ドラムの運転を開始する場合、加熱ガス生成部（一般的には熱風炉）で燃料を燃焼させ、加熱ガスを生成して熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込む。
【００１７】
［ロ］熱分解ドラムの運転で熱分解ドラムから熱分解ガスが排出されるようになると、熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼器に導いて燃焼させる。
【００１８】
また、熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出された加熱ガスを回収し、その加熱ガスを加熱器において熱分解ガス燃焼器からの排ガスで加熱して前記加熱ガス供給部に戻し始める。
【００１９】
そして、加熱器を通る加熱ガスの量を徐々に増やしていくとともに、加熱ガス生成部で燃焼させる燃料を徐々に少なくする。このように加熱ガス生成部に加えて加熱ガス循環部もガス供給作動させる。
【００２０】
［ハ］熱分解ドラムから排出される熱分解ガスの量が所定の量になると、加熱ガス生成部のガス供給作動を停止させて非供給状態にし、加熱ガス循環部から加熱ガスを加熱ガス供給部に送り込む。この状態で定常運転に入る。
【００２１】
［ニ］上記［イ］〜［ハ］のようにして運転させることができるから、加熱ガス生成部では、定常運転に入る前の上記［イ］，［ロ］の間だけ燃料を燃焼させればよく、燃料の消費量が少なくて済む。
【００２２】
そして、加熱ガス循環部の加熱器の点検・トラブル時には加熱ガス生成部を作動させ、加熱ガス循環部の作動を停止させて点検等のメンテナンスすることができ、熱分解ドラム設備全体を停止する必要がなくなる。
【００２３】
［ホ］さらに請求項１の構成によれば、例えば図４に示すようなごみ質の広いごみを、以下に述べるように、燃料の消費を少なくした状態で処理することができる（図４に示す数値や以下に示す数値、及び以下の運転の方法は一例であり、本発明は前記数値や運転の方法に限られるものではない）。
【００２４】
つまり燃焼溶融炉を、ごみ質の範囲の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）に対して、その基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ）の１３０％程度の熱量（１６００×１．３０＝２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が入力されるとして設計する（基準ごみの１３０％程度の熱量が入力されるとして設計するという手段は、従来の設計の手段と同じである。
【００２５】
そして、図４に示すごみ質の広いごみにおける基準ごみに対しては、燃焼溶融炉内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定する。
【００２６】
基準ごみ以上の熱量（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量）から基準ごみの１３０％程度の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を有するごみに対しては、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼することで炉内を所望の温度に設定する。
【００２７】
基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇの熱量）を有するごみに対しては、例えば上記の状態（つまり、前記排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼する状態）からバイパス管路を開き、熱分解ガス燃焼器からの排ガスのうちの所定量の排ガスを加熱器に対して迂回させてバイパス管路を通す。
【００２８】
前記排ガスをバイパス管路を通すと、加熱器に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。そこで、前記熱分解ガス流量変更調節機構によって、熱分解ガス燃焼器側に導入する熱分解ガスの量を増やす。
【００２９】
これにより、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、燃焼溶融炉内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、燃焼溶融炉内を所望の温度に設定することができる。
【００３０】
例えば、本設備の後段（排ガス処理設備など）から吸引して燃焼溶融炉内に吹き込む冷却用の排ガス量が最大値になっても、燃焼溶融炉内の温度が上昇した場合、バイパス管路の開き度を大きくすることにより、燃焼溶融炉内を冷却することができる。
【００３１】
バイパス管路の開き度を変更調節すれば、バイパス管路側に導入する熱分解ガスの増量と、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスの減少量を細かく制御することができて、燃焼溶融炉内をより正確に所望の温度に設定することができる。
更に、前記加熱ガス供給部に入り込ませる加熱ガスの温度を検出するガス温度検出器と、前記ガス温度検出器の検出結果に基づいて、前記熱分解ガス流量変更調節機構を制御する第１制御器と、前記燃焼溶融炉内の温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器と、前記燃焼溶融炉温度検出器の検出結果に基づいて、前記バイパス管路の開度を変更調節する第２制御器とを設けてあることから、
基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇの熱量）を有するごみの場合、例えば、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して炉内を冷却しても炉内の温度が設定温度を越えるようになる。そこで、基準ごみの１３０％以上の熱量を有するごみに対しては、燃焼溶融炉温度検出器の検出結果（前記設定温度を越えたことの検出結果）に基づいて、第２制御器がバイパス管路を開かせるとともに、そのバイパス管路の開度を変更調節し、熱分解ガス燃焼器からの排ガスのうちの所定量の排ガスを加熱器に対して迂回させてバイパス管路を通す。前記排ガスをバイパス管路を通すと、加熱器に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。すると、前記加熱ガスの温度が下がり始めたことをガス温度検出器が検出し、その検出結果に基づいて、第１制御器が熱分解ガス流量変更調節機構を制御し、熱分解ガス燃焼器に導入する熱分解ガスの量を増やす。
その結果、加熱器に入る前記排ガスの量が増え、熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が上がり始める。また、熱分解ガス燃焼器に導入する熱分解ガスの量が増えたことで、燃焼溶融炉内の温度が下がり始める。つまり、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、燃焼溶融炉内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、燃焼溶融炉内を所望の温度に設定することができる。燃焼溶融炉内の温度が設定温度よりも低くなったことを燃焼溶融炉温度検出器が検出すると、第２制御器がバイパス管路の開度を絞らせる。これにより燃焼溶融炉内の温度が設定温度になる。
【００３２】
［効果］
従って、上記作用［イ］〜［ニ］により、作業効率の低下を招来することなく運転コストを低廉化でき、しかも、上記作用［ホ］により燃料を無駄に消費することなく幅広いごみ質に対応することができる廃棄物処理プラントを提供することができた。
【００３３】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００３４】
［構成］請求項１による発明の構成において、前記加熱器及びバイパス管路からの排ガスを、前記燃焼溶融炉に対して設けたボイラに案内する排ガス管路を設けてある。
【００３５】
［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、前記加熱器及びバイパス管路からの排ガスを排ガス管路を通して、燃焼溶融炉に対して設けたボイラに供給することができるから、前記加熱ガス循環部を設けた構成でありながら、熱分解ドラムで発生した熱分解ガスを無駄に消費することがないとの作用を奏することができる。
【００４４】
［効果］
従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を得やすくなった。
【００４９】
【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。
【００５０】
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（以下、これら一般廃棄物や産業廃棄物を「ごみ」と称する）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。
【００５１】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・熱分解ドラム設備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から成る。
【００５２】
［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で破砕し、破砕廃棄物を搬送装置等で熱分解ドラム設備２に送る。
【００５３】
［熱分解ドラム設備２］
図１，図２に示すように、廃棄物ピット７からの廃棄物を熱分解ドラム１２に搬送供給し、加熱ガス供給手段１０２から熱分解ドラム１２に加熱ガスを供給する。そして、この加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱しながら、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し、熱分解ガスを後述の高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣を熱分解残渣選別設備３に送る。本設備２の構造については後で詳しく説明する。
【００５４】
［熱分解残渣選別設備３］
図１に示すように、熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を、振動フィーダ７０・冷却振動コンベア１４を介してバケットコンベア５５側に送る。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あり、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。そして、バケットコンベア５５からの熱分解残渣をシール用振動コンベア５９を介して熱分解残渣選別装置９１に送る。
【００５５】
前記熱分解残渣選別装置９１で鉄・アルミ等を選別された後の熱分解残渣を粉砕する（粉砕したものを、以下「カーボン残渣」と呼ぶ）。カーボン残渣をカーボン残渣サイロ６１に送り、カーボン残渣サイロ６１内のカーボン残渣を高温燃焼溶融炉１３にその炉頂側から吹き込む。また、磁選機（図示せず）を介して選別した鉄類を鉄類コンテナ９６に回収するとともに、アルミ選別機（図示せず）を介して選別したアルミニウムをアルミコンテナ９７に回収する。
【００５６】
［高温燃焼溶融設備４］
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダストを高温燃焼溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。焼却灰・集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出する。
【００５７】
前記高温燃焼溶融炉１３は、図４に示すように、ごみ質の範囲の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）に対して、その基準ごみの熱量（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）の１３０％程度の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が入力されるとして設計してある。
【００５８】
図１，図３に示すように、前記排ガス処理設備６側（詳しくは後述の第２バグフィルタ２２の下流側）からの排ガスを再循環ファン１４１の駆動で高温燃焼溶融炉１３に戻す戻し管路１４０を設けて、高温燃焼溶融炉１３内を冷却可能に構成し、その戻し流量を変更調節する開度調節自在な再循環ガスダンパ１４２と、高温燃焼溶融炉１３内の最も下側のゾーンの温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２と、前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいて、前記再循環ガスダンパ１４２の開度を変更調節する再循環ガスダンパ制御器１４３（第２制御器に相当）とを設けてある。
【００５９】
つまり、前記ゾーンが設定温度（１３００°Ｃ）よりも上昇したことを前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３が再循環ガスダンパ１４２の開度を、上昇温度分に対応した開度に大きくし、高温燃焼溶融炉１３内に導入する冷却用の排ガスの量を増やして前記設定温度に保つ。
【００６０】
［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、過熱蒸気管群に送る。ボイラ１８で蒸気を熱回収し、タービン・発電機（図示せず）で電気として回収する。
【００６１】
［排ガス処理設備６］
排ガスをガス冷却室２１・第１バグフィルタ１７・第２バグフィルタ２２等で処理して煙突２５から排気する。
【００６２】
次に、前記熱分解ドラム設備２について詳しく説明する。
【００６３】
図２に示すように前記熱分解ドラム１２は、廃棄物ピット７からの廃棄物をコンベアケース１１内に受け入れて搬送するスクリューコンベア１０を、横型の回転ドラム２７にその軸芯方向一端側から前記軸芯方向に沿う状態に挿入し、前記加熱ガス供給手段１０２からの廃棄物加熱用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の中空内に設けた前記軸芯方向一端側の隔壁３６と他端側の隔壁３７とにわたって、その回転ドラム２７の長手方向に沿う状態に架設して構成してある。
【００６４】
そして、前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側に、伝熱管２８に対する加熱ガス供給部２９と熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１とを、また、回転ドラム２７の軸芯方向一端側に加熱ガス排出部３０を設けてある。
【００６５】
前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側の隔壁３７から、回転ドラム２７よりも小径の残渣排出管３８を前記搬送方向下手側に回転ドラム２７と同芯状に延出してある。また、残渣排出管３８の内周面側に、熱分解残渣を送る残渣送りスクリュー１０１を設けてある。
【００６６】
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、前記残渣排出管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。
【００６７】
前記熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１は、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５を、前記残渣排出管３８の排出口を覆う状態に設けて構成し、この熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の上端側の熱分解ガス排出口４６から熱分解ガスを排出して高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣は熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の下端側の熱分解残渣排出口４７から排出して、熱分解残渣選別設備３に送るようにしてある。
【００６８】
熱分解ガスは前記排ガス処理設備６における煙突２５の手前側の誘引ファン１３０により誘引して排出する。
【００６９】
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に固定して構成してある。
【００７０】
図２，図３に示すように前記加熱ガス供給手段１０２は、加熱ガス（詳しくは加熱空気）を加熱ガス供給ケース４０に送り込む加熱ガス生成部１０３と、加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを回収し加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す加熱ガス循環部１０４とから成る。
【００７１】
前記加熱ガス生成部１０３は、加熱ガス供給管路１０５に熱風炉用押し込み送風機１０６と押し込み空気加熱器１０７と熱風炉４１とを設けて構成してあり、熱風炉４１で灯油を燃焼させて空気を加熱し、加熱ガス供給ケース４０に５３０℃の加熱ガスを供給する。
【００７２】
前記加熱ガス循環部１０４は、高温燃焼溶融炉１３に至る熱分解ガス管路とは別個に設けた熱分解ガス管路１０９に、熱分解ガス燃焼炉１１０（熱分解ガス燃焼器に相当）と高温空気加熱器１１１と低温空気加熱器１１２と熱分解ガス誘引送風機１１３とを設け、熱分解ガス燃焼炉１１０に１次〜３次燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給装置１１４を設け、加熱ガス排出ケース４３から高温空気加熱器１１１内を通って加熱ガス供給ケース４０に至る加熱ガス循環路１１５に加熱空気循環送風機１１６を設けて構成してある。
【００７３】
つまり、熱分解ガス燃焼炉１１０に、熱分解ドラム１２からの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを受け入れて燃焼させ、高温空気加熱器１１１において加熱ガス循環路１１５内の加熱ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスで加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す。
【００７４】
前記低温空気加熱器１１２は燃焼用空気供給装置１１４の１次〜３次燃焼用空気を加熱する。この燃焼用空気供給装置１１４に押込送風機１３１を設けてある。
【００７５】
前記熱分解ガス管路１０９を低温空気加熱器１１２の上流側で分岐してその分岐管路１１８を熱分解ガス燃焼炉１１０に接続し、前記分岐管路１１８に、高温空気加熱器１１１からの排ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０に戻す循環ファン１３２を設けて、前記排ガスで前記熱分解ガス燃焼炉１１０内を冷却可能に構成し、高温空気加熱器１１１の上流側の管路内のガス温度を検出する高温加熱器供給ガス温度検出器Ｔ３と、この高温加熱器供給ガス温度検出器の検出結果に基づいて、循環ファン１３２が備える回転数変更調節機構（図示せず）を制御する循環ファン制御器１３５を設けてある。
【００７６】
上記の構造により、前記高温空気加熱器１１１の上流側の管路内のガスが設定温度外になったことを高温加熱器供給ガス温度検出器Ｔ３が検出すると、循環ファン制御器１３５が循環ファン１３２の回転数変更調節機構を制御して、循環ファン１３２の回転数を増減し前記設定温度に保つようにする。
【００７７】
また、前記熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスを高温空気加熱器１１１に対して迂回させるバイパス管路１３７と、バイパス管路１３７側の排ガス流量を変更調節する開度調節自在なバイパスダンパ１３８を設けてある。
【００７８】
前記高温燃焼溶融設備４側の再循環ガスダンパ制御器１４３でバイパスダンパ１３８を制御可能に構成して、再循環ガスダンパ１４２が全開になると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８を開かせ始め、高温燃焼溶融炉１３内の前記最も下側のゾーンが設定温度よりも上昇したことを前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８の開度を、上昇温度分に対応した開度に大きくし、高温燃焼溶融炉１３内に導入する熱分解ドラム１２からの熱分解ガスの量を増やして前記設定温度に保つようにしてある。
【００７９】
前記熱分解ガス誘引送風機１１３は誘引ファンであり、その回転数を変更調節することで、前記熱分解ガス燃焼炉１１０側に導入する熱分解ガスの量を変更調節することができるようにしてある。このように、前記熱分解ガス誘引送風機１１３が備える回転数変更調節機構（図示せず）は熱分解ガス流量変更調節機構に相当する。
【００８０】
前記熱分解ドラム１２の加熱ガス供給ケース４０に入り込ませる加熱ガスの温度を検出する供給ケース入り込みガス温度検出器Ｔ１と、加熱ガス供給ケース４０に入り込む加熱ガスの温度が設定温度（５３０°Ｃ）になるように、前記供給ケース入り込み温度検出器Ｔ１の検出結果に基づいて、熱分解ガス誘引送風機１１３の回転数変更調節機構を制御する熱分解ガス誘引送風機用制御器１３６（第１制御器に相当）とを設けてある。
【００８１】
前記高温空気加熱器１１１及びバイパス管路１３７からの排ガスは、排ガス管路１３９を通してボイラ１８に案内供給する。
【００８２】
前記加熱ガス循環路１１５は、上流側で第１分岐管路１２０を分岐させて熱風炉４１に連通接続し、第１分岐管路１２０にダンパ１２３を設けてある。
【００８３】
また、第１分岐管路１２０よりも上流側で第２分岐管路１２１を分岐させて前記押し込み空気加熱器１０７に接続し、熱風路４１に送り込む空気を前記押し込み空気加熱器１０７において加熱ガス排出ケース４３からの加熱ガスで加熱するようにしてある。押し込み空気加熱器１０７からの加熱ガスは煙突から排出する。
【００８４】
前記熱分解ガス管路１０９の熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５側寄りの部分に、熱分解ガス管路１０９を開閉する第１開閉ダンパ１２２を設けて、加熱ガス循環部１０４を加熱ガス供給状態と非供給状態に切り換え可能に構成してある。
【００８５】
また、前記加熱ガス生成部１０３も、前記第１分岐管路１２０側のダンパ１２３で加熱ガス供給状態と非供給状態に切り換え可能に構成してある。
【００８６】
上記の構造により本設備を次のように運転させる。
【００８７】
1) 熱分解ドラム１２の運転を開始する場合、加熱ガス生成部１０３の熱風炉４１で灯油を燃焼させ、加熱ガスを生成して加熱ガス供給ケース４０に送り込む。そして、第１分岐管路１２０のダンパ１２３を開く。つまり、熱分解ドラム１２の伝熱管２８を流通して熱分解ドラム１２の加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを熱風炉４１側に回収し、熱風炉４１で加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す。余分な加熱ガスは第２分岐管路１２１を通して煙突から排出する。
【００８８】
2) 熱分解ドラム１２の運転で熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５から熱分解ガスが排出されるようになると、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５からの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０に導いて燃焼させる。
【００８９】
また、熱分解ドラム１２の伝熱管２８を流通して加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを回収し、その加熱ガスを高温空気加熱器１１１において熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスの熱で加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻し始める。
【００９０】
そして、高温空気加熱器１１１を通る加熱ガスの量を徐々に増やしていき、熱風炉４１で燃焼させる灯油を徐々に少なくするとともに、熱風炉４１への加熱ガス量を減らしていく。
【００９１】
このように加熱ガス生成部１０３に加えて加熱ガス循環部１０４もガス供給作動させる。
【００９２】
3) 熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５から排出される熱分解ガスの量が所定の量になると、加熱ガス生成部１０３のガス供給作動を停止させて非供給状態にし、加熱ガス循環部１０４からの加熱ガスだけを加熱ガス供給ケース４０に送り込む。この状態で定常運転に入る。
【００９３】
4)
［Ｉ］図４に示すごみ質の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）における基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ）に対しては、再循環ガスダンパ１４２を閉じた状態で、高温燃焼溶融炉１３内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定する。
【００９４】
［ＩＩ］基準ごみ以上の熱量〜基準ごみの１３０％程度の熱量（１６００×１．３０＝２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を有するごみに対しては、再循環ガスダンパ制御器１４３によって再循環ガスダンパ１４２を開かせるとともに、燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいて、再循環ガスダンパ制御器１４３で再循環ガスダンパ１４２の開度を変更調節し、第２バグフィルタ２２の下流側の排ガスを戻し管路１４０を通して高温燃焼溶融炉１３内に吹き込み、炉内を冷却しながら燃焼させることで炉内を所望の温度に設定する。
【００９５】
［ＩＩＩ］基準ごみの１３０％の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）のごみの処理になると、再循環ガスダンパ１４２が全開した状態になる。
【００９６】
そして、基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を越える熱量を有するごみの処理になると、再循環ガスダンパ１４２を全開した状態であっても、高温燃焼溶融炉１３内を設定温度まで下げることはできず、高温燃焼溶融炉１３内の温度が上がり始める。
【００９７】
そこで、基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）の熱量を有するごみに対しては、再循環ガスダンパ制御器１４３によってバイパスダンパ１３８を開かせるとともに、燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいてその開度を変更調節し、熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスのうちの所定量の排ガスを高温空気加熱器１１１に対して迂回させてバイパス管路１３７を通す。
【００９８】
前記排ガスをバイパス管路１３７を通すと、高温空気加熱器１１１に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラム１２の加熱ガス供給ケース４０に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。
【００９９】
前記加熱ガスの温度が下がり始めたことをガス温度検出器Ｔ１が検出し、熱分解ガス誘引送風機用制御器１３６が熱分解ガス誘引送風機１１３の回転数を上げさせて、熱分解ガス燃焼炉１１０に導入する熱分解ガスの量を増やす。
【０１００】
その結果、高温空気加熱器１１１に入る前記排ガスの量が増え、加熱ガス供給ケース４０に供給される加熱ガスの温度が上がり始める。
【０１０１】
また、熱分解ガス燃焼炉１１０に導入する熱分解ガスの量が増えたことで、高温燃焼溶融炉１３の前記ゾーンの温度が下がり始める。
【０１０２】
つまり、高温燃焼溶融炉１３に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、高温燃焼溶融炉１３内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、高温燃焼溶融炉１３内を所望の温度に設定することができる。
【０１０３】
前記ゾーンの温度が設定温度よりも低くなったことを燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８を制御してその開度を絞らせる。これにより前記ゾーンの温度が設定温度になる。
【０１０４】
［別実施形態］
上記の実施形態で上げた数値は一例であり、別の数値であってもよい。
【０１０５】
上記の実施形態では熱分解ガス流量変更調節機構を誘引ファン内の回転調節機構で構成したが、例えばダンパで構成してあってもよい。
【０１０６】
「加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱」するとは、上記の実施形態のように熱分解ドラム１２内に設けた伝熱管２８内に加熱ガスを通して加熱することである。
【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】熱分解ドラム設備の概略縦断面正面図
【図３】加熱ガス供給手段を示す図
【図４】ごみ質を示す図
【図５】従来例を示す図
【符号の説明】
２ 熱分解ドラム設備
４ 燃焼溶融設備
１２ 熱分解ドラム
１３ 燃焼溶融炉
２９ 加熱ガス供給部
３０ 加熱ガス排出部
１０２ 加熱ガス供給手段
１０３ 加熱ガス生成部
１０４ 加熱ガス循環部
１１０ 熱分解ガス燃焼器
１１１ 加熱器
１３６ 第１制御器
１３７ バイパス管路
１４３ 第２制御器
Ｔ１ ガス温度検出器
Ｔ２ 燃焼溶融炉温度検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱ガス供給手段から供給された加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱して熱分解残渣と熱分解ガスに熱分解する熱分解ドラムを設けるとともに、前記熱分解ガスと、前記熱分解残渣から選別したカーボン残渣とを燃焼させる燃焼溶融炉を設けてある廃棄物処理プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
［Ｉ］従来、上記の廃棄物処理プラントにおいて加熱ガス供給手段は、油やガス等の燃料を燃焼させて加熱ガスを生成する熱風炉と、加熱ガスを熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込み、熱分解ドラムより吸引し熱風炉に戻す加熱ガス循環送風機を設けて構成してあるだけで、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で燃料を燃焼させて加熱ガスを生成し続けなければならなかった。
【０００３】
［ＩＩ］廃棄物には水分が多い発熱量の低い廃棄物（以下、この項等で「低質ごみ」と称する）と、水分が少ない発熱量の高い廃棄物（以下、この項等で「高質ごみ」と称する）とがあり、一般に、燃焼溶融設備における燃焼溶融炉は、高質ごみから高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみに対応するように設計されている。
【０００４】
すなわち、燃焼溶融炉は基準ごみ（高質ごみの熱量と低質ごみの熱量との中間の熱量を有するごみ）の熱量の１３０％程度（詳しくは１３３％程度）の熱量が入力するとして設計されている。
【０００５】
例えば図５（イ）に示すように、１０００Ｋｃａｌ／Ｋｇの低質ごみから２０００Ｋｃａｌ／Ｋｇの高質ごみにわたる範囲のごみを処理するものとして設計される場合は、燃焼溶融炉は２０００Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ（２０００×０．７５＝１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）のごみに対応するように設計される。
【０００６】
また、例えば図５（ロ）に示すように、８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみを処理するものとして設計される場合は、燃焼溶融炉は２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ（２４００×０．７５＝１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）に対応するように設計される。
【０００７】
そして、高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみ（ごみ質の範囲が普通の前者の例の場合１０００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ。ごみ質の範囲が広い後者の例の場合１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ。）に対しては、燃焼溶融炉内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定し、それ以上の熱量を有するごみに対しては、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼することで炉内を所望の温度に設定している。
【０００８】
ごみ質の範囲が普通の前者の例の場合、基準ごみ（１５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみであることから、基準ごみに対しては燃焼溶融炉内を冷却する等の必要がなく、効率よく燃焼溶融炉を運転させることができる。
【０００９】
ところが、ごみ質の範囲が広い後者の例の場合、基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が、高質ごみの７５％程度の熱量を有するごみ（１８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）よりも熱量が少ないことから、基準ごみに対しては燃焼溶融炉内を灯油バーナー等で助燃することで燃焼溶融炉を所望の温度に設定しなければならなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、上記［Ｉ］のように、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で燃料を燃焼させて加熱ガスを生成し続けなければならず、また上記［ＩＩ］のように、ごみ質の範囲が広いごみに対応させて燃焼溶融炉を設計してある場合、基準ごみに対して燃焼溶融炉内を灯油バーナー等で助燃することで燃焼溶融炉を所望の温度に設定しなけばならないために、燃料費に多くのコストがかかり、運転コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
燃焼溶融炉を、高質ごみから高質ごみの例えば６０％程度の熱量を有するごみに対応するように設計する手段も考えられが、これでは高質ごみ燃焼溶融時、燃焼溶融炉内での燃焼溶融に必要な滞留時間が短くなる等の不具合があり、この手段を取ることはできない。
【００１２】
本発明は上記実情の鑑みて成されたもので、その目的は、運転コストを低廉化することができる廃棄物処理プラントを提供する点にある。
【００１３】
【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。
【００１４】
［構成］冒頭に記載した廃棄物処理プラントにおいて、前記加熱ガス供給手段は、加熱ガスを生成して前記熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込む加熱ガス生成部と、前記熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出された加熱ガスを回収し加熱して前記加熱ガス供給部に戻す加熱ガス循環部とを、加熱ガス供給状態と非供給状態に各別に切り換え自在に設けて構成し、前記加熱ガス循環部を構成するに、前記熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定の量の熱分解ガスを、熱分解ガス流量変更調節機構を介して受け入れて燃焼させる熱分解ガス燃焼器と、前記回収した加熱ガスを前記熱分解ガス燃焼器の排ガスで加熱する加熱器と、前記熱分解ガス燃焼器からの排ガスを前記加熱器に対して迂回させる開閉自在なバイパス管路とを設けてあり、更に、前記加熱ガス供給部に入り込ませる加熱ガスの温度を検出するガス温度検出器と、前記ガス温度検出器の検出結果に基づいて、前記熱分解ガス流量変更調節機構を制御する第１制御器と、前記燃焼溶融炉内の温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器と、前記燃焼溶融炉温度検出器の検出結果に基づいて、前記バイパス管路の開度を変更調節する第２制御器とを設けてある。
【００１５】
［作用］
上記の構成により次のように運転させることができる。
【００１６】
［イ］熱分解ドラムの運転を開始する場合、加熱ガス生成部（一般的には熱風炉）で燃料を燃焼させ、加熱ガスを生成して熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込む。
【００１７】
［ロ］熱分解ドラムの運転で熱分解ドラムから熱分解ガスが排出されるようになると、熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼器に導いて燃焼させる。
【００１８】
また、熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出された加熱ガスを回収し、その加熱ガスを加熱器において熱分解ガス燃焼器からの排ガスで加熱して前記加熱ガス供給部に戻し始める。
【００１９】
そして、加熱器を通る加熱ガスの量を徐々に増やしていくとともに、加熱ガス生成部で燃焼させる燃料を徐々に少なくする。このように加熱ガス生成部に加えて加熱ガス循環部もガス供給作動させる。
【００２０】
［ハ］熱分解ドラムから排出される熱分解ガスの量が所定の量になると、加熱ガス生成部のガス供給作動を停止させて非供給状態にし、加熱ガス循環部から加熱ガスを加熱ガス供給部に送り込む。この状態で定常運転に入る。
【００２１】
［ニ］上記［イ］〜［ハ］のようにして運転させることができるから、加熱ガス生成部では、定常運転に入る前の上記［イ］，［ロ］の間だけ燃料を燃焼させればよく、燃料の消費量が少なくて済む。
【００２２】
そして、加熱ガス循環部の加熱器の点検・トラブル時には加熱ガス生成部を作動させ、加熱ガス循環部の作動を停止させて点検等のメンテナンスすることができ、熱分解ドラム設備全体を停止する必要がなくなる。
【００２３】
［ホ］さらに請求項１の構成によれば、例えば図４に示すようなごみ質の広いごみを、以下に述べるように、燃料の消費を少なくした状態で処理することができる（図４に示す数値や以下に示す数値、及び以下の運転の方法は一例であり、本発明は前記数値や運転の方法に限られるものではない）。
【００２４】
つまり燃焼溶融炉を、ごみ質の範囲の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）に対して、その基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ）の１３０％程度の熱量（１６００×１．３０＝２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が入力されるとして設計する（基準ごみの１３０％程度の熱量が入力されるとして設計するという手段は、従来の設計の手段と同じである。
【００２５】
そして、図４に示すごみ質の広いごみにおける基準ごみに対しては、燃焼溶融炉内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定する。
【００２６】
基準ごみ以上の熱量（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量）から基準ごみの１３０％程度の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を有するごみに対しては、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼することで炉内を所望の温度に設定する。
【００２７】
基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇの熱量）を有するごみに対しては、例えば上記の状態（つまり、前記排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して、炉内を冷却しながら燃焼する状態）からバイパス管路を開き、熱分解ガス燃焼器からの排ガスのうちの所定量の排ガスを加熱器に対して迂回させてバイパス管路を通す。
【００２８】
前記排ガスをバイパス管路を通すと、加熱器に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。そこで、前記熱分解ガス流量変更調節機構によって、熱分解ガス燃焼器側に導入する熱分解ガスの量を増やす。
【００２９】
これにより、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、燃焼溶融炉内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、燃焼溶融炉内を所望の温度に設定することができる。
【００３０】
例えば、本設備の後段（排ガス処理設備など）から吸引して燃焼溶融炉内に吹き込む冷却用の排ガス量が最大値になっても、燃焼溶融炉内の温度が上昇した場合、バイパス管路の開き度を大きくすることにより、燃焼溶融炉内を冷却することができる。
【００３１】
バイパス管路の開き度を変更調節すれば、バイパス管路側に導入する熱分解ガスの増量と、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスの減少量を細かく制御することができて、燃焼溶融炉内をより正確に所望の温度に設定することができる。
更に、前記加熱ガス供給部に入り込ませる加熱ガスの温度を検出するガス温度検出器と、前記ガス温度検出器の検出結果に基づいて、前記熱分解ガス流量変更調節機構を制御する第１制御器と、前記燃焼溶融炉内の温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器と、前記燃焼溶融炉温度検出器の検出結果に基づいて、前記バイパス管路の開度を変更調節する第２制御器とを設けてあることから、
基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の熱量〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇの熱量）を有するごみの場合、例えば、燃焼溶融炉に対して設けたボイラからの排ガスを燃焼溶融炉内に吹き込む等して炉内を冷却しても炉内の温度が設定温度を越えるようになる。そこで、基準ごみの１３０％以上の熱量を有するごみに対しては、燃焼溶融炉温度検出器の検出結果（前記設定温度を越えたことの検出結果）に基づいて、第２制御器がバイパス管路を開かせるとともに、そのバイパス管路の開度を変更調節し、熱分解ガス燃焼器からの排ガスのうちの所定量の排ガスを加熱器に対して迂回させてバイパス管路を通す。前記排ガスをバイパス管路を通すと、加熱器に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。すると、前記加熱ガスの温度が下がり始めたことをガス温度検出器が検出し、その検出結果に基づいて、第１制御器が熱分解ガス流量変更調節機構を制御し、熱分解ガス燃焼器に導入する熱分解ガスの量を増やす。
その結果、加熱器に入る前記排ガスの量が増え、熱分解ドラムの加熱ガス供給部に供給される加熱ガスの温度が上がり始める。また、熱分解ガス燃焼器に導入する熱分解ガスの量が増えたことで、燃焼溶融炉内の温度が下がり始める。つまり、燃焼溶融炉に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、燃焼溶融炉内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、燃焼溶融炉内を所望の温度に設定することができる。燃焼溶融炉内の温度が設定温度よりも低くなったことを燃焼溶融炉温度検出器が検出すると、第２制御器がバイパス管路の開度を絞らせる。これにより燃焼溶融炉内の温度が設定温度になる。
【００３２】
［効果］
従って、上記作用［イ］〜［ニ］により、作業効率の低下を招来することなく運転コストを低廉化でき、しかも、上記作用［ホ］により燃料を無駄に消費することなく幅広いごみ質に対応することができる廃棄物処理プラントを提供することができた。
【００３３】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００３４】
［構成］請求項１による発明の構成において、前記加熱器及びバイパス管路からの排ガスを、前記燃焼溶融炉に対して設けたボイラに案内する排ガス管路を設けてある。
【００３５】
［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、前記加熱器及びバイパス管路からの排ガスを排ガス管路を通して、燃焼溶融炉に対して設けたボイラに供給することができるから、前記加熱ガス循環部を設けた構成でありながら、熱分解ドラムで発生した熱分解ガスを無駄に消費することがないとの作用を奏することができる。
【００４４】
［効果］
従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を得やすくなった。
【００４９】
【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。
【００５０】
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（以下、これら一般廃棄物や産業廃棄物を「ごみ」と称する）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。
【００５１】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・熱分解ドラム設備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から成る。
【００５２】
［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で破砕し、破砕廃棄物を搬送装置等で熱分解ドラム設備２に送る。
【００５３】
［熱分解ドラム設備２］
図１，図２に示すように、廃棄物ピット７からの廃棄物を熱分解ドラム１２に搬送供給し、加熱ガス供給手段１０２から熱分解ドラム１２に加熱ガスを供給する。そして、この加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱しながら、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し、熱分解ガスを後述の高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣を熱分解残渣選別設備３に送る。本設備２の構造については後で詳しく説明する。
【００５４】
［熱分解残渣選別設備３］
図１に示すように、熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を、振動フィーダ７０・冷却振動コンベア１４を介してバケットコンベア５５側に送る。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あり、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。そして、バケットコンベア５５からの熱分解残渣をシール用振動コンベア５９を介して熱分解残渣選別装置９１に送る。
【００５５】
前記熱分解残渣選別装置９１で鉄・アルミ等を選別された後の熱分解残渣を粉砕する（粉砕したものを、以下「カーボン残渣」と呼ぶ）。カーボン残渣をカーボン残渣サイロ６１に送り、カーボン残渣サイロ６１内のカーボン残渣を高温燃焼溶融炉１３にその炉頂側から吹き込む。また、磁選機（図示せず）を介して選別した鉄類を鉄類コンテナ９６に回収するとともに、アルミ選別機（図示せず）を介して選別したアルミニウムをアルミコンテナ９７に回収する。
【００５６】
［高温燃焼溶融設備４］
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダストを高温燃焼溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。焼却灰・集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出する。
【００５７】
前記高温燃焼溶融炉１３は、図４に示すように、ごみ質の範囲の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）に対して、その基準ごみの熱量（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）の１３０％程度の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）が入力されるとして設計してある。
【００５８】
図１，図３に示すように、前記排ガス処理設備６側（詳しくは後述の第２バグフィルタ２２の下流側）からの排ガスを再循環ファン１４１の駆動で高温燃焼溶融炉１３に戻す戻し管路１４０を設けて、高温燃焼溶融炉１３内を冷却可能に構成し、その戻し流量を変更調節する開度調節自在な再循環ガスダンパ１４２と、高温燃焼溶融炉１３内の最も下側のゾーンの温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２と、前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいて、前記再循環ガスダンパ１４２の開度を変更調節する再循環ガスダンパ制御器１４３（第２制御器に相当）とを設けてある。
【００５９】
つまり、前記ゾーンが設定温度（１３００°Ｃ）よりも上昇したことを前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３が再循環ガスダンパ１４２の開度を、上昇温度分に対応した開度に大きくし、高温燃焼溶融炉１３内に導入する冷却用の排ガスの量を増やして前記設定温度に保つ。
【００６０】
［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、過熱蒸気管群に送る。ボイラ１８で蒸気を熱回収し、タービン・発電機（図示せず）で電気として回収する。
【００６１】
［排ガス処理設備６］
排ガスをガス冷却室２１・第１バグフィルタ１７・第２バグフィルタ２２等で処理して煙突２５から排気する。
【００６２】
次に、前記熱分解ドラム設備２について詳しく説明する。
【００６３】
図２に示すように前記熱分解ドラム１２は、廃棄物ピット７からの廃棄物をコンベアケース１１内に受け入れて搬送するスクリューコンベア１０を、横型の回転ドラム２７にその軸芯方向一端側から前記軸芯方向に沿う状態に挿入し、前記加熱ガス供給手段１０２からの廃棄物加熱用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の中空内に設けた前記軸芯方向一端側の隔壁３６と他端側の隔壁３７とにわたって、その回転ドラム２７の長手方向に沿う状態に架設して構成してある。
【００６４】
そして、前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側に、伝熱管２８に対する加熱ガス供給部２９と熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１とを、また、回転ドラム２７の軸芯方向一端側に加熱ガス排出部３０を設けてある。
【００６５】
前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側の隔壁３７から、回転ドラム２７よりも小径の残渣排出管３８を前記搬送方向下手側に回転ドラム２７と同芯状に延出してある。また、残渣排出管３８の内周面側に、熱分解残渣を送る残渣送りスクリュー１０１を設けてある。
【００６６】
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、前記残渣排出管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。
【００６７】
前記熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１は、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５を、前記残渣排出管３８の排出口を覆う状態に設けて構成し、この熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の上端側の熱分解ガス排出口４６から熱分解ガスを排出して高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣は熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の下端側の熱分解残渣排出口４７から排出して、熱分解残渣選別設備３に送るようにしてある。
【００６８】
熱分解ガスは前記排ガス処理設備６における煙突２５の手前側の誘引ファン１３０により誘引して排出する。
【００６９】
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に固定して構成してある。
【００７０】
図２，図３に示すように前記加熱ガス供給手段１０２は、加熱ガス（詳しくは加熱空気）を加熱ガス供給ケース４０に送り込む加熱ガス生成部１０３と、加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを回収し加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す加熱ガス循環部１０４とから成る。
【００７１】
前記加熱ガス生成部１０３は、加熱ガス供給管路１０５に熱風炉用押し込み送風機１０６と押し込み空気加熱器１０７と熱風炉４１とを設けて構成してあり、熱風炉４１で灯油を燃焼させて空気を加熱し、加熱ガス供給ケース４０に５３０℃の加熱ガスを供給する。
【００７２】
前記加熱ガス循環部１０４は、高温燃焼溶融炉１３に至る熱分解ガス管路とは別個に設けた熱分解ガス管路１０９に、熱分解ガス燃焼炉１１０（熱分解ガス燃焼器に相当）と高温空気加熱器１１１と低温空気加熱器１１２と熱分解ガス誘引送風機１１３とを設け、熱分解ガス燃焼炉１１０に１次〜３次燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給装置１１４を設け、加熱ガス排出ケース４３から高温空気加熱器１１１内を通って加熱ガス供給ケース４０に至る加熱ガス循環路１１５に加熱空気循環送風機１１６を設けて構成してある。
【００７３】
つまり、熱分解ガス燃焼炉１１０に、熱分解ドラム１２からの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを受け入れて燃焼させ、高温空気加熱器１１１において加熱ガス循環路１１５内の加熱ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスで加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す。
【００７４】
前記低温空気加熱器１１２は燃焼用空気供給装置１１４の１次〜３次燃焼用空気を加熱する。この燃焼用空気供給装置１１４に押込送風機１３１を設けてある。
【００７５】
前記熱分解ガス管路１０９を低温空気加熱器１１２の上流側で分岐してその分岐管路１１８を熱分解ガス燃焼炉１１０に接続し、前記分岐管路１１８に、高温空気加熱器１１１からの排ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０に戻す循環ファン１３２を設けて、前記排ガスで前記熱分解ガス燃焼炉１１０内を冷却可能に構成し、高温空気加熱器１１１の上流側の管路内のガス温度を検出する高温加熱器供給ガス温度検出器Ｔ３と、この高温加熱器供給ガス温度検出器の検出結果に基づいて、循環ファン１３２が備える回転数変更調節機構（図示せず）を制御する循環ファン制御器１３５を設けてある。
【００７６】
上記の構造により、前記高温空気加熱器１１１の上流側の管路内のガスが設定温度外になったことを高温加熱器供給ガス温度検出器Ｔ３が検出すると、循環ファン制御器１３５が循環ファン１３２の回転数変更調節機構を制御して、循環ファン１３２の回転数を増減し前記設定温度に保つようにする。
【００７７】
また、前記熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスを高温空気加熱器１１１に対して迂回させるバイパス管路１３７と、バイパス管路１３７側の排ガス流量を変更調節する開度調節自在なバイパスダンパ１３８を設けてある。
【００７８】
前記高温燃焼溶融設備４側の再循環ガスダンパ制御器１４３でバイパスダンパ１３８を制御可能に構成して、再循環ガスダンパ１４２が全開になると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８を開かせ始め、高温燃焼溶融炉１３内の前記最も下側のゾーンが設定温度よりも上昇したことを前記燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８の開度を、上昇温度分に対応した開度に大きくし、高温燃焼溶融炉１３内に導入する熱分解ドラム１２からの熱分解ガスの量を増やして前記設定温度に保つようにしてある。
【００７９】
前記熱分解ガス誘引送風機１１３は誘引ファンであり、その回転数を変更調節することで、前記熱分解ガス燃焼炉１１０側に導入する熱分解ガスの量を変更調節することができるようにしてある。このように、前記熱分解ガス誘引送風機１１３が備える回転数変更調節機構（図示せず）は熱分解ガス流量変更調節機構に相当する。
【００８０】
前記熱分解ドラム１２の加熱ガス供給ケース４０に入り込ませる加熱ガスの温度を検出する供給ケース入り込みガス温度検出器Ｔ１と、加熱ガス供給ケース４０に入り込む加熱ガスの温度が設定温度（５３０°Ｃ）になるように、前記供給ケース入り込み温度検出器Ｔ１の検出結果に基づいて、熱分解ガス誘引送風機１１３の回転数変更調節機構を制御する熱分解ガス誘引送風機用制御器１３６（第１制御器に相当）とを設けてある。
【００８１】
前記高温空気加熱器１１１及びバイパス管路１３７からの排ガスは、排ガス管路１３９を通してボイラ１８に案内供給する。
【００８２】
前記加熱ガス循環路１１５は、上流側で第１分岐管路１２０を分岐させて熱風炉４１に連通接続し、第１分岐管路１２０にダンパ１２３を設けてある。
【００８３】
また、第１分岐管路１２０よりも上流側で第２分岐管路１２１を分岐させて前記押し込み空気加熱器１０７に接続し、熱風路４１に送り込む空気を前記押し込み空気加熱器１０７において加熱ガス排出ケース４３からの加熱ガスで加熱するようにしてある。押し込み空気加熱器１０７からの加熱ガスは煙突から排出する。
【００８４】
前記熱分解ガス管路１０９の熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５側寄りの部分に、熱分解ガス管路１０９を開閉する第１開閉ダンパ１２２を設けて、加熱ガス循環部１０４を加熱ガス供給状態と非供給状態に切り換え可能に構成してある。
【００８５】
また、前記加熱ガス生成部１０３も、前記第１分岐管路１２０側のダンパ１２３で加熱ガス供給状態と非供給状態に切り換え可能に構成してある。
【００８６】
上記の構造により本設備を次のように運転させる。
【００８７】
1) 熱分解ドラム１２の運転を開始する場合、加熱ガス生成部１０３の熱風炉４１で灯油を燃焼させ、加熱ガスを生成して加熱ガス供給ケース４０に送り込む。そして、第１分岐管路１２０のダンパ１２３を開く。つまり、熱分解ドラム１２の伝熱管２８を流通して熱分解ドラム１２の加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを熱風炉４１側に回収し、熱風炉４１で加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻す。余分な加熱ガスは第２分岐管路１２１を通して煙突から排出する。
【００８８】
2) 熱分解ドラム１２の運転で熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５から熱分解ガスが排出されるようになると、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５からの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼炉１１０に導いて燃焼させる。
【００８９】
また、熱分解ドラム１２の伝熱管２８を流通して加熱ガス排出ケース４３から排出された加熱ガスを回収し、その加熱ガスを高温空気加熱器１１１において熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスの熱で加熱して加熱ガス供給ケース４０に戻し始める。
【００９０】
そして、高温空気加熱器１１１を通る加熱ガスの量を徐々に増やしていき、熱風炉４１で燃焼させる灯油を徐々に少なくするとともに、熱風炉４１への加熱ガス量を減らしていく。
【００９１】
このように加熱ガス生成部１０３に加えて加熱ガス循環部１０４もガス供給作動させる。
【００９２】
3) 熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５から排出される熱分解ガスの量が所定の量になると、加熱ガス生成部１０３のガス供給作動を停止させて非供給状態にし、加熱ガス循環部１０４からの加熱ガスだけを加熱ガス供給ケース４０に送り込む。この状態で定常運転に入る。
【００９３】
4)
［Ｉ］図４に示すごみ質の広いごみ（８００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の低質ごみから２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ程度の高質ごみにわたる範囲のごみ）における基準ごみ（１６００Ｋｃａｌ／Ｋｇのごみ）に対しては、再循環ガスダンパ１４２を閉じた状態で、高温燃焼溶融炉１３内を冷却することなく燃焼させて炉内を所望の温度に設定する。
【００９４】
［ＩＩ］基準ごみ以上の熱量〜基準ごみの１３０％程度の熱量（１６００×１．３０＝２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を有するごみに対しては、再循環ガスダンパ制御器１４３によって再循環ガスダンパ１４２を開かせるとともに、燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいて、再循環ガスダンパ制御器１４３で再循環ガスダンパ１４２の開度を変更調節し、第２バグフィルタ２２の下流側の排ガスを戻し管路１４０を通して高温燃焼溶融炉１３内に吹き込み、炉内を冷却しながら燃焼させることで炉内を所望の温度に設定する。
【００９５】
［ＩＩＩ］基準ごみの１３０％の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）のごみの処理になると、再循環ガスダンパ１４２が全開した状態になる。
【００９６】
そして、基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を越える熱量を有するごみの処理になると、再循環ガスダンパ１４２を全開した状態であっても、高温燃焼溶融炉１３内を設定温度まで下げることはできず、高温燃焼溶融炉１３内の温度が上がり始める。
【００９７】
そこで、基準ごみの１３０％以上の熱量（２０８０Ｋｃａｌ／Ｋｇ〜２４００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）の熱量を有するごみに対しては、再循環ガスダンパ制御器１４３によってバイパスダンパ１３８を開かせるとともに、燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２の検出結果に基づいてその開度を変更調節し、熱分解ガス燃焼炉１１０からの排ガスのうちの所定量の排ガスを高温空気加熱器１１１に対して迂回させてバイパス管路１３７を通す。
【００９８】
前記排ガスをバイパス管路１３７を通すと、高温空気加熱器１１１に入る排ガスが少なくなることから熱分解ドラム１２の加熱ガス供給ケース４０に供給される加熱ガスの温度が下がり始める。
【００９９】
前記加熱ガスの温度が下がり始めたことをガス温度検出器Ｔ１が検出し、熱分解ガス誘引送風機用制御器１３６が熱分解ガス誘引送風機１１３の回転数を上げさせて、熱分解ガス燃焼炉１１０に導入する熱分解ガスの量を増やす。
【０１００】
その結果、高温空気加熱器１１１に入る前記排ガスの量が増え、加熱ガス供給ケース４０に供給される加熱ガスの温度が上がり始める。
【０１０１】
また、熱分解ガス燃焼炉１１０に導入する熱分解ガスの量が増えたことで、高温燃焼溶融炉１３の前記ゾーンの温度が下がり始める。
【０１０２】
つまり、高温燃焼溶融炉１３に入り込む熱分解ガスが設定量を越えるのを回避できて、高温燃焼溶融炉１３内の温度が上がり過ぎるのを抑制することができ、高温燃焼溶融炉１３内を所望の温度に設定することができる。
【０１０３】
前記ゾーンの温度が設定温度よりも低くなったことを燃焼溶融炉温度検出器Ｔ２が検出すると、再循環ガスダンパ制御器１４３がバイパスダンパ１３８を制御してその開度を絞らせる。これにより前記ゾーンの温度が設定温度になる。
【０１０４】
［別実施形態］
上記の実施形態で上げた数値は一例であり、別の数値であってもよい。
【０１０５】
上記の実施形態では熱分解ガス流量変更調節機構を誘引ファン内の回転調節機構で構成したが、例えばダンパで構成してあってもよい。
【０１０６】
「加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱」するとは、上記の実施形態のように熱分解ドラム１２内に設けた伝熱管２８内に加熱ガスを通して加熱することである。
【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】熱分解ドラム設備の概略縦断面正面図
【図３】加熱ガス供給手段を示す図
【図４】ごみ質を示す図
【図５】従来例を示す図
【符号の説明】
２ 熱分解ドラム設備
４ 燃焼溶融設備
１２ 熱分解ドラム
１３ 燃焼溶融炉
２９ 加熱ガス供給部
３０ 加熱ガス排出部
１０２ 加熱ガス供給手段
１０３ 加熱ガス生成部
１０４ 加熱ガス循環部
１１０ 熱分解ガス燃焼器
１１１ 加熱器
１３６ 第１制御器
１３７ バイパス管路
１４３ 第２制御器
Ｔ１ ガス温度検出器
Ｔ２ 燃焼溶融炉温度検出器
Claims (2)
- 加熱ガス供給手段から供給された加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱して熱分解残渣と熱分解ガスに熱分解する熱分解ドラムを設けるとともに、前記熱分解ガスと、前記熱分解残渣から選別したカーボン残渣とを燃焼させる燃焼溶融炉を設けてある廃棄物処理プラントであって、
前記加熱ガス供給手段は、加熱ガスを生成して前記熱分解ドラムの加熱ガス供給部に送り込む加熱ガス生成部と、前記熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出された加熱ガスを回収し加熱して前記加熱ガス供給部に戻す加熱ガス循環部とを、加熱ガス供給状態と非供給状態に各別に切り換え自在に設けて構成し、前記加熱ガス循環部を構成するに、前記熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定の量の熱分解ガスを、熱分解ガス流量変更調節機構を介して受け入れて燃焼させる熱分解ガス燃焼器と、前記回収した加熱ガスを前記熱分解ガス燃焼器の排ガスで加熱する加熱器と、前記熱分解ガス燃焼器からの排ガスを前記加熱器に対して迂回させる開閉自在なバイパス管路とを設けてあり、
更に、前記加熱ガス供給部に入り込ませる加熱ガスの温度を検出するガス温度検出器と、前記ガス温度検出器の検出結果に基づいて、前記熱分解ガス流量変更調節機構を制御する第１制御器と、前記燃焼溶融炉内の温度を検出する燃焼溶融炉温度検出器と、前記燃焼溶融炉温度検出器の検出結果に基づいて、前記バイパス管路の開度を変更調節する第２制御器とを設けてあることを特徴とする廃棄物処理プラント。 - 前記加熱器及びバイパス管路からの排ガスを、前記燃焼溶融炉に対して設けたボイラに案内する排ガス管路を設けてある請求項１記載の廃棄物処理プラント。
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