JP3932278B2

JP3932278B2 - 廃棄物処理設備と処理方法

Info

Publication number: JP3932278B2
Application number: JP2002323937A
Authority: JP
Inventors: 大祐鮎川
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004156863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物処理設備と処理方法に関し、詳しくは、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備えた熱分解設備と、前記熱分解ガスの所定量の送給を受けてこれを燃焼させると共に前記熱分解設備に燃焼用ガスを送給する高温燃焼溶融設備と、この高温燃焼溶融設備から生じた排ガスを処理する排ガス処理設備とを有する廃棄物処理設備と、この設備を用いた廃棄物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の熱分解設備における加熱ガス供給部は、特開２０００−３１４５１１号（特許文献１）に開示されているように、灯油などの化石燃料を燃焼させて加熱ガスを生成する熱風炉を設け、加熱ガスが熱分解ドラムの加熱ガス受入部に供給されて加熱ガス排出部から熱風炉側に戻されるように、加熱ガスを循環させる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化石燃料を燃焼し続けなければならなかった。
【０００３】
この構成によれば、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で化石燃料を燃焼し続けなければならなかったために、燃料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。
【０００４】
この問題を解消するために、熱分解ドラムからの熱分解ガスと、熱分解残渣から選別されたカーボン残渣とを燃焼させる燃焼溶融炉の燃焼排ガスの出口側に、熱分解ドラムの加熱ガス排出部からのガスを前記燃焼排ガスで間接的に加熱する加熱器を設けた技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１４５１１号
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術によっても、燃焼溶融炉の燃焼排ガス中には多くの塩化水素が含まれているために、塩化水素で熱交換器や加熱器などが腐食しやすいという問題があり、更には、廃棄物処理コストをより低減する要請も強いものがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、廃棄物処理設備を通流する塩化水素などの酸性成分を低減し、廃棄物処理設備を構成する交換器や加熱器などを腐食し難くすると共に、廃棄物処理コストを従来技術より低減できる廃棄物処理設備と処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る廃棄物処理設備の特徴構成は、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備えた熱分解設備と、前記熱分解ガスの所定量の送給を受けてこれを燃焼させると共に前記熱分解設備に加熱ガスを送給する高温燃焼溶融設備と、この高温燃焼溶融設備から生じた排ガスを処理する排ガス処理設備とを有していて、
前記排ガス処理設備により中和処理された後の処理ガスの全部または一部を、前記高温燃焼溶融設備からの中和処理されていない加熱ガスと混合する混合装置を備えると共に、この混合装置により混合された排ガスを前記熱分解設備に送給するようになっていることにある。
【０００８】
この構成によれば、熱分解設備に送給する加熱ガスが高温燃焼溶融設備からの加熱ガスのみではなく、排ガス処理設備により中和処理され清浄化された処理ガスとの混合ガスとなるため、熱分解設備の構成部材を高濃度の塩化水素などに晒されて腐食が進行することを確実に回避でき、熱分解設備の長寿命化をはかることができる。従って、保守に要するコストの低減、設備に要するコストを低減でき、結果的に廃棄物処理コストを従来技術より低減できる廃棄物処理設備を提供することができた。
【０００９】
前記排ガス処理設備により処理された処理ガスの全部または一部と熱交換する熱交換器が設けられており、この熱交換器により前記処理ガスが熱エネルギーを得るようになっていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、清浄化された排ガス（処理ガス）を熱分解ドラムの加熱源として有効利用でき、設備全体の熱効率を一層高めることができる。この場合の熱交換する高熱エネルギー源としては、熱分解ドラムから排出される加熱ガスや、高温燃焼溶融設備に設けられた蒸気過熱器から発生する熱源などを利用できる。
【００１１】
前記熱分解残渣を選別する選別装置を備えていると共に、前記高温燃焼溶融設備は、前記熱分解ガスを燃焼する熱分解ガス燃焼部と、前記熱分解残渣選別装置で選別されたカーボン残渣を燃焼するカーボン残渣燃焼部とが一体化されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、有価物を選別でき、炉内の熱効率が高くなると共に、設備コストが安くて済み、かつ省スペースとなり、廃棄物処理コストを従来技術より一層低減できる廃棄物処理設備を提供できる。
【００１３】
又、本発明に係る廃棄物処理方法の特徴構成は、熱分解設備により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し、高温燃焼溶融設備により前記熱分解ガスの所定量の送給を受けてこれを燃焼させると共に前記熱分解設備に加熱ガスを送給し、前記燃焼溶融設備から生じた排ガスを処理する方法において、
前記排ガス処理設備により中和処理された後の処理ガスの全部または一部を、前記高温燃焼溶融設備からの中和処理されていない加熱ガスと混合すると共に、混合された排ガスを前記熱分解設備に送給することにある。
【００１４】
この構成によれば、熱分解設備に送給する加熱ガスが高温燃焼溶融設備からの加熱ガスのみではなく、排ガス処理設備により中和処理され清浄化された処理ガスとの混合ガスとなるため、廃棄物処理設備を通流する塩化水素などの酸性成分を低減し、廃棄物処理設備を構成する交換器や加熱器などを腐食し難くすると共に、廃棄物処理コストを従来技術より低減できる廃棄物処理方法を提供することができる。
【００１５】
前記排ガス処理設備により処理された処理ガスの全部または一部を熱交換器により熱交換し、この熱交換器により前記処理ガスに熱エネルギーを付与することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、処理方法全体の熱効率を一層高めることができて都合がよい。
【００１７】
前記熱分解残渣を熱分解残渣選別装置により選別すると共に、前記高温燃焼溶融設備により、前記熱分解ガスと前記選別したカーボン残渣とを一体的に燃焼することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、有価物を選別でき、炉内の熱効率が高くなると共に、廃棄物処理コストを従来技術より一層低減できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、家庭用ゴミなどの一般廃棄物や、カーシュレッダーダスト、電化製品などの産業廃棄物のような各種廃棄物を処理する廃棄物処理設備の概略全体構成を示す。
【００２０】
この廃棄物処理設備は、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１２を有する熱分解設備２、熱分解残渣選別装置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などからなる。
【００２１】
［熱分解設備］
この熱分解設備２は、図１に示すように、廃棄物受入口１を有しており、熱分解ドラム１２の一端側に加熱ガス排出部１４が設けられていると共に、軸芯方向他端側に、加熱ガス受入部３２と熱分解ガス・熱分解残渣排出部１１とが設けられている。廃棄物受入口１には、種々の形状、性状をした各種廃棄物が投入される。廃棄物受入口１の上流側には、廃棄物を一旦貯留する貯留槽（図示略）や、廃棄物を処理し易くする粉砕機（図示略）や、破砕された廃棄物を送り込む搬送設備などの廃棄物前処理設備が配置されていてもよい。尚、貯留槽の内部は、常時負圧に維持するように排気設備を備えさせておくと、廃棄物から発生する臭気が周囲に発散しないので好ましい。
【００２２】
廃棄物受入口１から熱分解ドラム１２に搬送された廃棄物は、加熱ガスにより間接的に加熱されながら、無酸素あるいは低酸素雰囲気で約４５０℃で熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解される。加熱ガスは３００℃程度の熱エネルギーを有しており、加熱ガス排出部１４から循環ファン７により後述する熱交換器２６に送られ、熱交換され２００℃程度にされた後、更に集塵器２２に送られて清浄化処理される。管路９に設けられたダンパー９ａは制御装置１８によりコントロールされ、熱分解ドラム出口の加熱ガスが所定値（３００℃）となるように加熱ガス循環量を増減させる。熱分解残渣は、熱分解ガス・熱分解残渣排出部１１から熱分解残渣選別装置３に送られる。
【００２３】
［熱分解残渣選別装置］
熱分解ドラム１２からの熱分解残渣は、振動フィーダ、冷却振動コンベア等を介して熱分解残渣選別装置３に送られる。この熱分解残渣選別装置で鉄、アルミニウム等の有価物を選別した後の熱分解残渣は粉砕されて、カーボン残渣（以下、「チャー」と称することがある）となり、これはカーボン残渣サイロ１０に送られる。カーボン残渣サイロ１０内のチャー・集塵ダスト等は、高温燃焼溶融設備４を構成する高温燃焼溶融炉１３のチャー燃焼部に、その炉側部から燃料として吹き込まれる。また、磁選機（図示略）で選別した鉄類は、鉄類コンテナに回収されると共に、アルミニウム選別機（図示略）で選別されたアルミニウムはアルミコンテナに回収される。
【００２４】
［高温燃焼溶融設備］
高温燃焼溶融設備４は高温燃焼溶融炉１３を有していて、燃焼用空気ファン１５により燃焼用空気が炉頂、炉側部の複数箇所から高温燃焼溶融炉１３内に送給されるようになっている。更に、熱分解ガス・熱分解残渣排出部１１から炉頂側に熱分解ガスが吹き込まれると共に、チャーが上記したように、高温燃焼溶融炉１３の炉側部から吹き込まれて、これらは旋回燃焼される。焼却灰などは溶融し、炉底からスラグ１６として連続排出される。又、熱分解ガスが吹き込まれた炉頂部は、約１１００℃程度に燃焼・維持されるように、制御器２８により一次空気が制御されるようになっている。高温燃焼溶融炉１３から発生する加熱ガスの一部は、混合装置２３を介して熱分解設備２の加熱ガス受入部３２に送給される。
【００２５】
この高温燃焼溶融設備４は、従来の技術と異なり、熱分解ガスが吹き込まれる熱分解ガス燃焼部４ａとチャーが燃焼されるカーボン残渣燃焼部４ｂとが単一の炉として一体化されているので、それだけ炉内の熱効率が高くなると共に、設備コストが安くて済み、かつ省スペースとなる。
【００２６】
［ボイラ発電設備］
ボイラ発電設備５は、ボイラ１８と、このボイラ１８で回収された蒸気のエネルギーを動力源とするタービン１９と、このタービン１９に接続され駆動される発電機（図示略）などとからなる。高温燃焼溶融設備４から排出される排ガスはボイラ輻射ゾーンで冷却され、均一な温度にする蒸発管群や過熱蒸気管群などを備えた蒸気過熱器１７に送られる。ボイラ１８で熱回収された蒸気は、タービン１９、発電機（図示略）で電気として回収される。
【００２７】
［排ガス処理設備］
更に、ボイラ１８から排出される排ガスは、排ガス処理設備６を構成する、水スプレー式減温器２０、集塵器である第１バグフィルタ２１、第２バグフィルタ２２等で順次処理され清浄化されて、煙突２５から排気される。第１バグフィルタ２１と第２バグフィルタ２２との間には、中和処理装置である消石灰吹込み装置２４が設けられていて、排ガス中の塩化水素のような酸性成分が中和されて、清浄化された排ガスが第２バグフィルタ２２に送給され、ここで排ガス中の塩化水素は約３０ｐｐｍ程度に低減される。
【００２８】
清浄化された排ガスは、更に第１熱交換器２６、第２熱交換器２７を通して加熱され、この加熱された清浄な排ガスはガス混合装置２３に送給されるようになっている。第１熱交換器２６は、上記したように、熱分解設備２の加熱ガス排出部１４から送給される約３００℃程度の熱エネルギー有するガスと、第２バグフィルタ２２により清浄化された排ガス（約１６０℃程度）との熱交換をするものであり、加熱ガス排出部１４から送給されるガス自体の塩化水素濃度は、後述するようにガス混合装置２３により塩化水素濃度を低減（７０ｐｐｍ程度以下）されているので、腐食の影響は少ない。又、第２熱交換器２７は、第１熱交換器２６で熱交換された清浄な排ガス（約２６０℃程度）と、ボイラ設備１８の蒸気過熱器１７からの蒸気であり、腐食の影響は少ない。
【００２９】
塩化水素濃度を１００ｐｐｍ以下にすると、それ以上に比べて、設備を構成する低合金鋼の腐食減量（腐食による重量減少）を著しく低減できることがわかっており（上門正樹他、日本鉄鋼協会秋期討論会ｐ６７８−６８１，ｖｏｌ．７，１９９４）、従って、塩化水素濃度を７０ｐｐｍ程度以下にすると、顕著に腐食の問題を低減できることになる。
【００３０】
このように、第１熱交換器２６、第２熱交換器２７に送られるガスはいずれも清浄化された塩化水素濃度の低いガスであるため、設備全体の熱効率を高くするものでありながら、第１熱交換器２６、第２熱交換器２７を構成する各部材に対する腐食の問題は効果的に低減されている。
【００３１】
更に、本実施形態では、中和処理装置として消石灰吹込み装置を用いていると共に、バグフィルタ２１，２２として低温タイプのものを使用するので、高価な重曹を用いる場合に比べて、処理コストを顕著に低減できるのみならず、排ガスの温度が減温器２０で冷却されているため、低温タイプのバグフィルタを使用でき、高価な高温タイプのバグフィルタを使用しなくて済み、設備コスト、運転コスト共に低減できる大きな利点がある。尚、図番３３は誘引ファンである。
【００３２】
＜ガス混合装置について＞
ガス混合装置２３には、第２熱交換器２７から送給される清浄な排ガス（塩化水素濃度は約３０ｐｐｍ程度であり、約３００℃程度に加熱されている）と高温燃焼溶融炉１３から発生する加熱ガスとの混合割合をコントロールする制御装置２９が装着されており、塩化水素濃度を７０ｐｐｍ程度以下に低くし、かつ温度を約５３０℃程度にした混合ガスを、熱分解設備２の加熱ガス受入部３２に送り込むようにしている。もっとも、第２熱交換器２７は必ずしも必要ではなく、その場合は、第１熱交換器２６から直接ガス混合装置２３に排ガスが送給されることになるが、この場合も塩化水素濃度は約３０ｐｐｍ程度であり清浄なガスである。
【００３３】
又、図番３１はガス温度検出計であり、これと共に塩化水素濃度計を並設してもよく、これらの検出計から送信されるデータに基づいて制御装置２９がダンパー２９ａの開閉あるいは開閉度合いを指示する。尚、塩化水素濃度計は第１熱交換器２６あるいは第２熱交換器２７の上流側に配置されて、その測定結果に基づいて制御装置２９が制御するようになっていてもよい。
【００３４】
〔別実施の形態〕
（１）中和剤として消石灰を用いた例を示したが、他の中和剤、例えば、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ等であってもよい。
【００３５】
（２）集塵器としてはパルスジェット式あるいは逆洗式などのバグフィルター、電気集塵器などを使用でき、特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物処理設備の一実施形態を表す概略全体構成図
【符号の説明】
２熱分解設備
３熱分解残渣選別設備
４高温燃焼溶融設備
６排ガス処理設備
１２熱分解ドラム
２３混合装置

Claims

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備えた熱分解設備と、前記熱分解ガスの所定量の送給を受けてこれを燃焼させると共に前記熱分解設備に加熱ガスを送給する高温燃焼溶融設備と、この高温燃焼溶融設備から生じた排ガスを処理する排ガス処理設備とを有する廃棄物処理設備において、
前記排ガス処理設備により中和処理された後の処理ガスの全部または一部を、前記高温燃焼溶融設備からの中和処理されていない加熱ガスと混合する混合装置を備えると共に、この混合装置により混合された排ガスを前記熱分解設備に送給するようになっていることを特徴とする廃棄物処理設備。
前記排ガス処理設備により処理された処理ガスの全部または一部と熱交換する熱交換器が設けられており、この熱交換器により前記処理ガスが熱エネルギーを得るようになっている請求項１の廃棄物処理設備。
前記熱分解残渣を選別する選別装置を備えていると共に、前記高温燃焼溶融設備は、前記熱分解ガスを燃焼する熱分解ガス燃焼部と、前記熱分解残渣選別装置で選別されたカーボン残渣を燃焼するカーボン残渣燃焼部とが一体化されている請求項１又は２の廃棄物処理設備。
熱分解設備により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し、高温燃焼溶融設備により前記熱分解ガスの所定量の送給を受けてこれを燃焼させると共に前記熱分解設備に加熱ガスを送給し、前記燃焼溶融設備から生じた排ガスを処理する廃棄物処理方法において、
前記排ガス処理設備により中和処理された後の処理ガスの全部または一部を、前記高温燃焼溶融設備からの中和処理されていない加熱ガスと混合すると共に、混合された排ガスを前記熱分解設備に送給することを特徴とする廃棄物処理方法。
前記排ガス処理設備により処理された処理ガスの全部または一部を熱交換器により熱交換し、この熱交換器により前記処理ガスに熱エネルギーを付与する請求項４の廃棄物処理方法。
前記熱分解残渣を熱分解残渣選別装置により選別すると共に、前記高温燃焼溶融設備により、前記熱分解ガスと前記選別したカーボン残渣とを一体的に燃焼する請求項４又は５の廃棄物処理方法。