JP3891754B2 - 廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック（廃プラ）類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
従来の廃プラ類（主として、家庭で廃棄される廃プラ類）は、一般廃棄物、産業廃棄物共に燃焼不適物として最終処分場において、埋立処理しているが嵩比重が小さいため容積が大きくなり最終処分場が短命となる。また新規処分場を確保しようとしても付近の環境の悪化から建設が困難となり問題となっている。
【０００３】
一方ごみ焼却場から排出する焼却灰もダイオキシン等有害物質が含まれていることから埋立場の建設も付近住民の同意が得られるのが困難となっている。
【０００４】
このことから、某社がフラフバーン熔融炉としてＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）を３ｍ／ｍ〜６ｍ／ｍのおおさきに粉細（紙吹雪状）に破砕し、この粉細にしたＲＤＦを燃焼して、その熱エネルギーで焼却灰を熔融し減容する方式を発表しているが、ＲＤＦのみでは低位発熱量が略４，５００〔Ｋｃａｌ／ｋｇ〕と低く熔融までには時間がかかり、また粒子も大きいため完焼しないうちに炉内の底部に落下する虞れがある。
【０００５】
また従来の焼却灰の熔融技術は単に電気によるアーク式、プラズマ式、オイルバーナー式による熱源を求めているのが多いが、燃費コストが割高となっているところからみて、本システムは廃プラ（低位発熱量９，０００〔Ｋｃａｌ／ｋｇ〕の焼却を熱源として焼却灰を熔融スラグ化する一石三鳥のシステムである。
【０００６】
尚、微粉細の廃プラを、焼却炉に供給して、一般ごみとともに燃焼し、かつ紙吹雪状に落下する過程で燃焼し、かつこの廃プラを燃料とする構成としては、特開昭６４−１００１１号のダイオキシンの発生を抑制したごみ焼却方法とごみ焼却炉及びごみ定量供給装置がある。この文献では、明細書で開示するが如く、廃プラの一部が、燃焼ストーカの上に落下して燃焼することを想定しており、当該燃焼ストーカが焼損する虞があること、又は前述の構造と略同じ問題点が有る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、廃プラ類ラインと、焼却灰ラインとの合理的な組合せにより、ダイオキシン等の有害物質の発生回避と、廃プラの効率的な処分を図ること、簡便な装置を利用して、廃プラ及び焼却灰を、確実かつ簡易に処分すること、等を意図する。
【０００８】
請求項１は、 廃プラスチック類ラインと、焼却灰ラインとで構成される廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムであって、
廃プラスチック類ラインを利用して、廃プラスチック類を微粉細形状に粉砕して、この微粉細形状の廃プラスチックを空送し、この微粉細形状の廃プラスチックを、熔融炉に噴射状態で供給し、
焼却灰ラインの乾燥炉は、堅型多段式とするとともに、この乾燥炉に貯留ピットの底部に設けられた汚水ピットに貯留する汚水を噴射し、この乾燥炉に設けたパンチングメタルをトラフとして複並列のスクリューコンベヤーにて撹拌しながら、順次下の同型式の乾燥帯へ落下せしめ、前記熔融炉から排出された高温の燃焼ガスを、調温機を介して降温し、この降温した燃焼ガスを下部より通過させ、この乾燥炉において、焼却灰を乾燥して、熔融炉に供給し、
この熔融炉に噴射バーナーと補助オイルバーナーを併設し、この補助バーナーで、該熔融炉が略３００℃〜４００℃になった時点で、噴射バーナーを利用して前記廃プラスチックを噴射しながら、前記焼却灰とともに燃焼し、
この燃焼で生成された熔融スラグを、熔融炉外に排出する構成とした廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムである。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の態様及び実施例】
本発明は、二つのラインに大別される。即ち、廃プララインと、焼却灰ラインとである。
【００１４】
廃プララインを説明すると、廃プラは、貯留ピット１から供給クレーン２により、投入バンカー３を介して破砕機４で荒破砕した後、選別機５で選別し、続いて第一次・第二次粉細機６、７により所定の寸法に粉細する。この粉細廃プラは貯留槽８に一時貯留される。
【００１５】
一方、焼却灰を説明すると、家庭ごみ、又は一般ごみ等（ごみとする）は、貯留ピット１０から供給クレーン２０により、投入バンカー３０を介して乾燥炉４０に供給されて乾燥される。尚、この乾燥炉４０の熱源は、熔融炉５０から排出された高温の燃焼ガスを、調温機６０を介して降温（略１５０℃〜３００℃）し、この降温した燃焼排ガスを利用する。また乾燥炉４０で発生する排ガスは、冷却室４００を経由して、除煤、除煙等の手段４０１、集塵機４０２等の手段を利用して、清澄かつ低温に変換した後、煙突４０３を介して大気中に拡散される。前記乾燥された焼却灰は、熔融炉５０に供給されて燃焼される。この燃焼は、熔融炉５０内に紙吹雪状態で噴射された粉細廃プラの燃焼とともに行われることと、この粉細廃プラは、この熔融炉５０の空中で略燃焼される。従って、従来のように、熔融炉５０の内底面に落下する虞は極めて少ない特徴がある。尚、この熔融炉５０で発生した汚水，熔融スラグは、水槽５１ａとピット５１ｂに分離される。また図中７０は補助オイルバーナーを示す。
【００１６】
以下、前記の各構成を詳細に説明する。
【００１７】
１：廃プラ類ライン（１）貯留ピット１は、ＲＣ造りとし、１日処理量の３日分の容積（メンテナンス、故障等ライン休止に得る）とする。
（２）投入バンカー３は、鋼製とし破砕機までの搬送コンベヤーで定量供給し、その中間に念のため磁選機を備え鉄分を除去する。
（３）破砕機４は、大きさを先ず３０ｍ／ｍ〜５０ｍ／ｍ程度の大きさに荒破砕（油圧式）する。
（４）選別機５は、非鉄金属や、無機物性不燃物の除去を目的とする比重空選式を採用する。
（５）第一次粉細機６は、回転刃式又はスクリュー式にて３ｍ／ｍ〜６ｍ／ｍに粉細するが、その際摩擦熱で粉細刃に熔融付着し効率の悪化が見られるので噴霧冷却水を噴射しこれを防止する。尚、後述する第二次粉細機７への移送は空送ＦＡＮを装着する。
（６）第二次粉細機７は、５００μ以下程度（ちなみに火力発電所の粉炭は７０ミクロンである）に粉細して貯留槽８に空送する。
【００１８】
２：焼却灰ライン（７）貯留槽８は、容積を２日分として底部より複数の併列スクリューコンベヤーにて排出するが、ブリッチ防止のため外部ケーシングは、上下断面積を同面積のフラットとする。尚熔融炉バーナーへの移送は、送風機による空送とする。
（８）貯留ピット１０は、廃プラ貯留ピット１と同様に水分が多いため底部に汚水ピット１０ａを備え、この汚水ピット１０ａの汚水は、ポンプ１０ｂを利用して乾燥炉内に噴射する。
（９）乾燥炉４０は、焼却灰は一般的に水分が多いので必然的に乾燥炉が必要である。従来型式は横型ロータリードライヤーが採用されているようだが、効率が悪いため、堅型多段式とし、下部よりの熱風通過のため、パンチングメタルをトラフとして複並列のスクリューコンベヤーにて撹拌しながら、順次下の同型式の乾燥帯へ落下せしめる。乾燥帯の段数は３〜４段位が適当である。この乾燥炉４０より排出した排ガスは念のため略１５０℃にガス冷却室４００で噴霧水にて冷却し、ＨＣＩ、ダイオキシン排出防止のため（念のため）活性炭と消石灰等の手段４０１を利用して濃度制御した上で、噴射しバグフィルター集塵機４０２に送風する。
（１０）この集塵機４０２は、バグフィルター式とし、この集塵機４０２で生成された集塵ダストは、再度熔融炉５０内へ導入するが、この熔融炉５０内で燃焼ガスの圧力で飛散する恐れがあるので５ｍ／ｍ程度の粒子に固化する。
（１１）熔融炉５０は、内面に高温耐火物張りとし外面は循環水冷ジャケットとし、熔融炉５０の底部は角度１５°の斜面として下部の灰バスへ流落させ急冷によりスラグ化せしめる。この熔融炉５０には、廃プラ噴射及び燃焼用の噴射バーナー５０ａを有する。尚、熔融フレーム温度は略１，４００℃以上とする。また熔融炉５０への灰の移動は、油圧プッシャー押出式とし定量供給のため作動制御する。熔融炉５０上部の入口は、定量供給と排ガス逆流防止のためスクリュー式又は４枚羽根バタフライ式とする。燃焼排ガスは略１，０００℃〜８００℃で、煙道へ排出するが煙道での中間で、調温機６０でフレッシュエヤーを導入して略１５０℃〜３００℃まで冷却し、熱風ファン６０ａを利用して乾燥炉４０へ送る。尚、熔融炉５０内が冷却した着火時にはあらかじめ熔融炉５０内を略３００℃〜４００℃に加熱のため補助オイルバーナー７０を設置し、補助オイルバーナー７０で熔融炉５０が略３００℃〜４００℃になった時点で、噴射バーナー５０ａを利用して廃プラを噴射しながら、焼却灰とともに瞬時に燃焼する構成である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、廃プラスチック類ラインと、焼却灰ラインとで構成される廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムであって、
廃プラスチック類ラインを利用して、廃プラスチック類を微粉細形状に粉砕して、微粉細形状の廃プラスチックを空送し、微粉細形状の廃プラスチックを、熔融炉に噴射状態で供給し、
焼却灰ラインの乾燥炉は、堅型多段式とするとともに、乾燥炉に貯留ピットの底部に設けられた汚水ピットに貯留する汚水を噴射し、乾燥炉に設けたパンチングメタルをトラフとして複並列のスクリューコンベヤーにて撹拌しながら、順次下の同型式の乾燥帯へ落下せしめ、熔融炉から排出された高温の燃焼ガスを、調温機を介して降温し、降温した燃焼ガスを下部より通過させ、乾燥炉において、焼却灰を乾燥して、熔融炉に供給し、
熔融炉に噴射バーナーと補助オイルバーナーを併設し、補助バーナーで、熔融炉が略３００℃〜４００℃になった時点で、噴射バーナーを利用して前記廃プラスチックを噴射しながら、焼却灰とともに燃焼し、
燃焼で生成された熔融スラグを、熔融炉外に排出する構成とした廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムである。
従って、廃プラ類ラインと、焼却灰ラインとの合理的な組合せを利用して、ダイオキシン等の有害物質の発生回避と、廃プラの効率的な処分が図れること、簡便な装置を利用して、廃プラ及び／又は焼却灰を、確実かつ簡易に処分できること、等の特徴がある。また噴射した廃プラスチックを噴射しながら、焼却灰とともに瞬時に燃焼できる特徴がある。
【００２０】
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の廃プラ類ライン全体の構成図である。
【図２】 本発明の焼却灰ライン全体の構成図である。
【符号の説明】
１ 貯留ピット
２ 供給クレーン
３ 投入バンカー
４ 破砕機
５ 選別機
６ 第一次粉細機
７ 第二次粉細機
８ 貯留槽
１０ 貯留ピット
１０ａ 汚水ピット
１０ｂ ポンプ
２０ 供給クレーン
３０ 投入バンカー
４０ 乾燥炉
４００ 冷却室
４０１ 手段
４０２ 集塵機
４０３ 煙突
５０ 熔融炉
５０ａ 噴射バーナー
５１ａ 水槽
５１ｂ ピット
６０ 調温機
６０ａ 熱風ファン
７０ 補助オイルバーナー

Claims (1)

1. 廃プラスチック類ラインと、焼却灰ラインとで構成される廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システムであって、
   廃プラスチック類ラインを利用して、廃プラスチック類を微粉細形状に粉砕して、この微粉細形状の廃プラスチックを空送し、この微粉細形状の廃プラスチックを、熔融炉に噴射状態で供給し、
   焼却灰ラインの乾燥炉は、堅型多段式とするとともに、この乾燥炉に貯留ピットの底部に設けられた汚水ピットに貯留する汚水を噴射し、この乾燥炉に設けたパンチングメタルをトラフとして複並列のスクリューコンベヤーにて撹拌しながら、順次下の同型式の乾燥帯へ落下せしめ、前記熔融炉から排出された高温の燃焼ガスを、調温機を介して降温し、この降温した燃焼ガスを下部より通過させ、この乾燥炉において、焼却灰を乾燥して、熔融炉に供給し、
   この熔融炉に噴射バーナーと補助オイルバーナーを併設し、この補助バーナーで、該熔融炉が略３００℃〜４００℃になった時点で、噴射バーナーを利用して前記廃プラスチックを噴射しながら、前記焼却灰とともに燃焼し、
   この燃焼で生成された熔融スラグを、熔融炉外に排出する構成とした廃プラスチック類の微粉細燃焼を利用したごみ焼却灰の熔融システム。

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