JP3961795B2

JP3961795B2 - 可燃性廃棄物の燃焼処理方法およびその装置

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Publication number: JP3961795B2
Application number: JP2001251831A
Authority: JP
Inventors: 理彦鉄本; 宏志杉立
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: US7032526B2; TW536429B; CA2397312A1; EP1286114A3; US20030037714A1; EP1286114A2; JP2003065519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性廃棄物を効率良く燃焼処理する方法およびこの様な燃焼処理方法を実現する為に用いられる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミや産業廃棄物の多くは、焼却設備で焼却処理が施されたあと埋め立てられたり、または、焼却処理されずにそのまま埋め立てられている。しかし、近年では、埋め立て処理地が少なくなり処理限界がきている。そこで、廃プラスチックなどの可燃性廃棄物を効率良く燃焼処理することによって、可燃性成分をガス化処理し、減容化する技術が求められている。
【０００３】
ここで、可燃性廃棄物には、塩化ビニル系樹脂の様な塩素を含有している廃棄物や、加硫されたゴムの様な硫黄を含有している廃棄物、さらにはアルカリ金属や鉛、亜鉛などの揮発性の高い金属元素を含有している廃棄物などが含まれていることが多い。しかし、この様な塩素や硫黄を含有している廃棄物を焼却処理すると、処理中に塩素系ガスや硫化水素、亜硫酸ガスなどの腐食性ガスが発生して処理設備が腐食・損傷するという問題が生じる。特に、塩素などハロゲン元素を含む化合物を焼却処理すると、ダイオキシンが発生すると言われており、環境へ与える影響が重要な問題となる。また、アルカリ金属や鉛、亜鉛などの揮発性の高い金属元素を含有している廃棄物を焼却処理すると、処理中に該金属が揮発して、これらの金属が処理設備に付着したり、低融点化合物を形成して処理設備を腐食させたりする問題を生じ、定期的なメンテナンスが必要となる。
【０００４】
一方、可燃性廃棄物を資源として有効活用する観点から、都市ゴミや産業廃棄物の中でも廃プラスチックやシュレッダーダストを炉の燃料として用いる技術が提案されている。例えば、廃プラスチックやシュレッダーダストをアーク炉などの鉄鋼製造用溶解炉の燃料として利用する技術がある。しかし、アーク炉内に多量の廃プラスチックやシュレッダーダストを一度に投入すると、ガス化と燃焼が短時間のうちに行なわれるので、鉄スクラップへの着熱効率や溶鋼との反応効率が悪いという問題があった。また、ガス化と燃焼が短時間の内に行なわれると、燃焼温度や未燃ガス量の制御が困難となり、炉内温度が急上昇したり、炉内で多量の未燃焼ガスが発生することがある。この場合は、アーク炉の後段に設けられた二次燃焼室で燃焼されることとなるが、未燃焼ガスが多量の場合は爆発を起こしたり、または完全燃焼せず有毒なガスを発生させるという問題があった。
【０００５】
また、廃プラスチックやシュレッダーダストをコークスの代替燃料として高炉へ吹き込む技術も提案されているが、廃プラスチックやシュレッダーダストは様々な化学組成を有する廃棄物が混在しているため発熱量が均一ではなく、発熱量を安定に保つには吹き込み量を適切に制御する必要があった。しかし、燃焼による発熱量が一定になるように吹き込み量を制御することは非常に難しく、発熱量が大きくなりすぎて炉内を痛めるという問題が生じていた。
【０００６】
また、可燃性廃棄物を資源として有効活用する際も、塩化ビニル系樹脂の様に塩素を含有している可燃性廃棄物や、硫黄元素を含有している可燃性廃棄物、揮発性の高い金属元素などを含有している可燃性廃棄物を炉内に装入すると、発生する排ガスによって炉内を痛めたり、金属付着等の原因となるので、予めこの様な元素を含有している可燃性廃棄物を除去する必要があった。しかし、実操業においてこの様な分別は非常に困難である。
【０００７】
近年では、可燃性廃棄物をガス化溶融炉を用いて処理する方法も提案されているが、例えば、シャフト炉式のガス化溶融炉では、1700〜1800℃に達する溶融ゾーンが炉の底部にあるので、コークスや重油などの補助燃料が必要となり、処理費用が高くなる。しかも、燃焼による発熱量を一定にすることが困難であるので、熱量不足で溶融物が凝固したり、或いは過加熱状態となって耐火物を損傷させるという問題があった。一方、ロータリーキルン式のガス化溶融炉は、外熱式の回転炉であるので伝熱効率が低く、均一に加熱することが難しい。そのため、熱分解で生じたタールや未分解物が伝熱面を覆って、伝熱効率をさらに悪化させたり、逆に高温化して耐火物を損傷させることがある。また、外熱式では伝熱効率が悪いので、炉の大型化が避けられないという問題もあった。
【０００８】
また、特開2000-140800号には、廃棄物から可燃性ガスを得る装置として、流動層ガス化炉と溶融炉とを備えた廃棄物のガス化処理装置が提案されている。この技術では、廃棄物を高カロリー廃棄物と低カロリー廃棄物に大別し、これらを混合することによって炉内での発熱量を一定に保っている。しかしながら、成分組成の異なる廃棄物が混在している場合は、発熱カロリーに応じた分別が困難であり、熱量不足により炉内で溶融物が凝固したり、或いは、過剰昇温により耐火物が損傷するという問題を解消できない。
【０００９】
また、可燃性廃棄物を燃焼させると高温の排ガスが発生するので、該排ガスから熱を回収すれば、資源の有効活用が可能となる。しかし、可燃性廃棄物を燃焼させると、塩素や硫黄などに由来する腐食性ガスが発生したり、アルカリ金属や鉛、亜鉛などの金属元素を含有するガスが発生する場合があり、高温での熱回収が困難であった。従って、従来では、高温の排ガスを一旦400〜650℃程度に冷却し、該冷却排ガスとの熱交換によって加熱された気体を用いた発電も試みられているが、蒸気のエンタルピーが低く、ボイラーの大型化が避けられなかった。また、腐食性排ガスから熱を回収する場合は、塩化物などが熱交換器内に付着するのでプレート型構造にせざるを得ないことが多く、熱交換装置のコスト削減も期待できない。さらに、熱交換器を長期にわたって使用する場合は、ニッケルを多く含むステンレス鋼やコバルト合金などの耐腐食性に優れた高価な材質を使ったり、頻繁に掃除する必要があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、可燃性廃棄物を、効率良く処理することのできる燃焼処理方法と、この方法を実現することのできる燃焼処理装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、揮発性有害成分の生成源を含有している可燃性廃棄物であっても、効率良く処理することのできる燃焼処理方法と、これを実現することのできる燃焼処理装置を提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明の他の目的は、可燃性廃棄物を処理する際に排出される排ガスの熱を効率良く回収し、有効活用することのできる燃焼処理方法と、これを実現することのできる燃焼処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成することのできた本発明に係る可燃性廃棄物の燃焼処理方法とは、可燃性廃棄物を回転炉床炉で燃焼処理する点に要旨を有し、前記回転炉床炉の炉床近傍に、前記可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガスを供給すると共に、上記可燃性ガスの燃焼領域における上流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制し、下流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスを充分に供給することによって、前記可燃性ガスを実質的に燃焼させると、可燃性廃棄物を効率良く燃焼処理することができる。また、前記燃焼領域における二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制することも好ましい態様である。
【００１４】
さらに、本発明に係る可燃性廃棄物の燃焼処理方法では、前記燃焼領域に少なくとも２つの排ガス排出口を設け、炉内で発生した排ガスを各排出口から抜き出すと、一層の効果を得ることができ、（１）前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスは、冷却した後熱交換器に供給して熱回収すると共に、前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスは、上流側での熱回収温度よりも高温で熱回収することや、（２）前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却した後、熱交換器に供給して気体を予熱し、該予熱気体と前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスを混合して、該混合気体から熱回収を行なうことが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る可燃性廃棄物の燃焼処理方法は、前記可燃性廃棄物が加熱還元もしくは熱分解によって揮発性有害成分を生成するものであっても採用することができ、この場合は、前記燃焼領域の更に上流側に予熱ゾーンを設け、該予熱ゾーンにおいて揮発性有害成分を脱処理すると共に、発生した揮発性有害成分含有排ガスを同ゾーンから抜き出すことが好ましい。
【００１６】
一方、上記目的を達成することのできた本発明に係る可燃性廃棄物の燃焼処理装置とは、可燃性廃棄物を処理するための回転炉床炉であって、前記回転炉床炉の炉床近傍に、前記可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガス供給手段と、上記可燃性ガスの燃焼領域における二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を制御する制御手段を備えている点に要旨を有する。
【００１７】
また、本発明に係る可燃性廃棄物の燃焼処理装置では、前記燃焼領域に少なくとも２つの排ガス排出口が設けられると共に、各排出口からの排ガスの熱を回収する手段を備えてなることが好ましく、この場合、（３）前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却する手段、該冷却排ガスからの熱を回収する手段、前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスから熱を回収する手段、を備えてなる構成や、前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却する手段、該冷却排ガスからの熱で気体を予熱する手段、該予熱手段で予熱された気体を前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスと混合する手段、該混合ガスから熱を回収する手段、を備えてなる構成が推奨される。
【００１８】
さらに、前記可燃性廃棄物が揮発性有害成分の生成源を含むものである場合は、前記燃焼領域の更に上流側には予熱ゾーンが設けられ、該予熱ゾーンにおいて発生した揮発性有害成分含有排ガスを排出する排出口を設けることによって、一層の効果を奏する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、様々な角度から検討してきた。その結果、可燃性廃棄物を燃焼処理する際に、回転炉床炉を使用すると効率良く処理できることを見出し本発明を完成した。以下、図面を用いて本発明の作用効果について説明するが、本発明はこれら図示例に限定される性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。また、各図において共通する構成部分については、同一の符号を付すことによって重複説明を避ける。
【００２０】
図1は本発明で好ましく用いられる回転炉床炉を説明するための装置概略図であり、理解の便のため一部を二点鎖線で示している。また、図2は、図1を炉床2の移動方向に沿って展開した図である。回転炉床炉1は、ドーナツ状の回転炉床2と、該回転炉床2をカバーするための炉体3とで構成されており、前記回転炉床2は図示しない駆動手段によって適当な速度で回転（自転）する。炉体3には、複数の燃焼バーナ4が設けられており、該燃焼バーナ4の熱によって炉内温度を制御している。
【００２１】
尚、図2では、燃焼バーナ4を8つ設けた場合を示したけれども、燃焼バーナの数はこれに限定されるものではなく、回転炉床炉1設備の大きさや必要に応じて適宜変更することができる。
【００２２】
本発明における可燃性廃棄物の燃焼処理方法は、可燃性廃棄物の燃焼処理に回転炉床炉を用いるものであり、処理対象物である可燃性廃棄物7が供給口5から炉内へ装入されると、前記可燃性廃棄物7は回転炉床炉1中の位置を変化させながら、前記燃焼バーナ4の熱と輻射熱によって燃焼処理される。そして、可燃性物質は燃焼して排ガスとして排出口6から抜き出されると共に、不燃物として残った残渣は排出手段8によって系外へ排出される。従って、本発明では、炉内に装入する可燃性廃棄物7の供給量や炉内温度、炉床の移動速度（回転速度）を適当に調整することによって、可燃性廃棄物7を回転炉床炉1内で完全に燃焼処理させることができる。また、本発明では、回転炉床炉を可燃性廃棄物の燃焼処理に使用しているので、炉床2が炉内を一回転する間に炉床2自体も加熱される。そして、該加熱された炉床2上に新たな処理対象物が供給口5から供給されるので、炉床2の熱を無駄なく活用することができる。
【００２３】
本発明を実施するに当っては、炉床2上へ供給する可燃性廃棄物の量を厚さで制御することが推奨される。具体的には、供給口5の先端と炉床2との間隔を適切に調整する方法や回転式均し装置（レベラー）を設置する方法が例示できる（図示せず）。本発明者らによると、炉床2上に供給された可燃性廃棄物7を均一に加熱するには、炉床2に供給される可燃性廃棄物7の厚さを、炉床2の表面から約100mm以下、より好ましくは約50mm以下にすることが良いことを確認している。
【００２４】
また、本発明では、回転炉床炉1の炉床2近傍に、可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガスを供給すると共に、上記可燃性ガスの燃焼領域における上流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制し、下流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスを充分に供給することによって、前記可燃性ガスを実質的に完全燃焼させるのが良い。この様に操業すると、炉内の損傷を抑え、効率良く可燃性廃棄物を燃焼処理することができる。これを図面を用いて説明する。
【００２５】
図3は本発明の他の構成例を示す回転炉床炉の展開図であり、図2に示した構成に加えて、回転炉床2近傍に、可燃性廃棄物7の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9a〜9hと、該二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を制御する手段10が設けられている。図3では、一例として、燃焼バーナ4が備えられている全範囲を可燃性ガスの燃焼領域とし、該燃焼領域における上流側を、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9a〜9dに対応する範囲、前記燃焼領域における下流側を、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9e〜9hに対応する範囲とする。
【００２６】
尚、前記上流側や下流側の範囲に対応する燃焼バーナの数や、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段の数は特に限定されず、回転炉床炉の規模や設備能力を考慮して任意に設定すればよい。また、本発明では、炉内に装入した可燃性廃棄物を、燃焼バーナによってある程度加熱した後は、燃焼バーナの使用を中止して、二次燃焼用酸素含有ガス（「二次燃焼用酸素含有ガス」については後述する）量を制御することによって炉内温度を調整することもできる。
【００２７】
可燃性廃棄物に様々な化学成分物質が混在している場合は、可燃性廃棄物7による発熱量が変動して炉内が過加熱状態となって耐火物を損傷させたり、燃焼処理が不充分で未燃焼処理部分を有したまま系外へ排出されることがある。そこで、本発明者らは、可燃性廃棄物7を回転炉床炉1を用いてさらに効率良く燃焼処理するために、燃焼処理時における発熱量の変動を低減する方法について検討した。その結果、回転炉床炉1の炉床2近傍に、可燃性廃棄物7の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガスを供給すると共に、該二次燃焼用酸素含有ガス供給量を制御すれば、可燃性廃棄物による発熱量の変動を低減できることを見出した。これを図面を用いて説明する。
【００２８】
図4は、図1に示した回転炉床炉1を炉床2の移動方向に対して垂直方向に切断した装置断面図であり、炉床2近傍には、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9が設置されている。可燃性廃棄物7は、前述の如く回転炉床炉1内において燃焼バーナ4からの熱と輻射熱によって熱分解を起こしてガス化し、該ガス成分のうち可燃性ガス（図4ではＣＯ，Ｈ₂，ＣＨ₄）は、炉内に存在する酸素によって燃焼する。そして、燃焼時には燃焼熱（図4ではｈ₁，ｈ₂，ｈ₃で示した）を発生するので、該燃焼熱が可燃性廃棄物7の加熱を一層促進し、処理効率を高める。ここで、可燃性廃棄物7から発生する可燃性ガスを全て完全燃焼させるためには、酸素含有ガスを充分量炉内へ供給することが考えられる。しかし、上述した様に、可燃性廃棄物7にはほとんどの場合、種々の化学組成を有する物質が混在しているので、発生するガス成分の組成やガス発生量が一定ではなく、これに伴って発熱量は大幅に変動する。そこで、本発明者らは、可燃性廃棄物７の燃焼による発熱量を安定化すべく研究を重ねた結果、二次燃焼用酸素含有ガス供給量を制御することでトータルの発熱量をコントロールし、炉内温度を制御することに成功した。すなわち二次燃焼用酸素含有ガス供給量を、その領域で発生する可燃性ガスに等価かもしくはそれ以下にコントロールする限り、その領域での燃焼発熱量はほぼ一定となることを見出したのである。
【００２９】
従って、本発明において「抑制気味」とは、炉内に装入された可燃性廃棄物の燃焼によって発生する発熱量が過度に大きくならない程度に二次燃焼用酸素含有ガスを供給することを意味する。つまり、炉内に装入される可燃性廃棄物7の量が少ない場合は、該可燃性廃棄物から発生する可燃性ガスは少なくなり、抑制気味に供給される二次燃焼用酸素含有ガスによっても完全燃焼することがあるが、発熱量が多くなり過ぎて炉内を損傷することはない。一方、炉内に装入される可燃性廃棄物7の量が多い場合は、該可燃性廃棄物から発生する可燃性ガス量も多くなるが、抑制気味に供給される二次燃焼用酸素含有ガスによって、可燃性ガスの一部は未燃焼状態で残るため、当該領域における発熱量はほぼ一定に維持される。よって、この部分の温度が過度に上昇して炉内耐火物を損傷することがなくなる。
【００３０】
尚、可燃性廃棄物から発生する可燃性ガスの組成や、発生した可燃性ガスのうち燃焼するガス成分は、炉内温度や二次燃焼用酸素含有ガス供給量などによって若干変化するが、従来の様に炉内に供給する酸素量を等価もしくは過剰にした場合に比べて、本発明では発熱量の変動幅を非常に小さくすることができる。
【００３１】
そして、未燃焼状態で残った可燃性ガスは、下流側に設けられた二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9e〜9hから、充分量の二次燃焼用酸素含有ガスを供給することによって、完全燃焼すると共に、下流側において可燃性廃棄物7から発生した可燃性ガスも燃焼し、最終的には全ての可燃性ガスを完全燃焼させることができる。燃焼排ガスは排出口6から炉外へ排出されるが、排出基準に応じて適当な処理を施した後（図示しない）、大気中へ放出される。
【００３２】
本発明では、図3に示した構成で、前記燃焼領域の全範囲において二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制することも好ましい態様である。すなわち、可燃性廃棄物7を供給口5から炉内に装入すると、燃焼バーナ4からの熱と輻射熱によって可燃性廃棄物7から可燃性ガスが発生するが、該可燃性ガスを炉内では完全燃焼させないで未燃焼ガスを多く含む排ガスとして系外へ放出することによって、炉の全範囲における発熱量を制御することができるのである。この場合、未燃焼ガスを含む排ガスは排出口6から図示しない二次燃焼手段へ供給して、該二次燃焼手段で完全燃焼させると良い。
【００３３】
図5は本発明の他の構成例を示す回転炉床炉の展開図であり、図3に示した構成に加えて燃焼領域に排ガスの排出口6aを新たに1つ設けている。そして、燃焼領域の上流側で発生する排気ガスは排出口6aを介して系外に抜き出すと共に、燃焼領域の下流側で発生する排気ガスは排出口6bから放出させる。この様に、燃焼領域に排ガス排出口を複数設けることによって、炉内の各位置で発生した排ガスを選択的に回収することができる。従って、本発明では、可燃性廃棄物にアルカリ金属（ＮａやＫなど）や亜鉛、鉛などの揮発性の高い金属元素や、腐食性ガスの発生原因となる元素（例えば、塩素や硫黄）を含んでいても、炉内の各位置における温度や二次燃焼用ガス供給量を制御することによって、可燃性廃棄物から揮発させる物質を制御することができ、該揮発物質を複数設けられた排出口から夫々別々に排ガスを抜き出すことができる。
【００３４】
この場合、排出口6aおよび6bには、図示しない吸引手段を設けることによって、効率良く上流側および下流側から夫々発生する排気ガスを別々に炉外へ放出することもできる。さらに、特に燃焼領域における上流側からの排ガスには、未燃焼ガスが含まれている場合が多いので、排出口6aから放出される排ガスは、図示しない二次燃焼手段に供給して、完全燃焼させることが推奨できる。
【００３５】
ここで本発明で実施される二次燃焼手段とは、未燃焼ガスを完全燃焼させることができる手段であれば特に限定されないが、例えば、回転炉床炉1からの排ガスをアフターバーニング設備へ供給し、該設備において完全燃焼させる方法などが挙げられる。この場合は、本発明者らが先に提案した様に（特願2000-94110号）、調温塔上部に空気吹き込みノズルを設け、未燃焼ガスの完全燃焼と調温とを同時に行なうことも有効である。
【００３６】
上流側と下流側で発生する排ガスを夫々別々に回収しやすくするためには、図5に一点鎖線で示した様に天井部から仕切板11を垂設して、上流側と下流側を区分することも推奨される。これによって、炉内の各位置における温度も制御し易くなる。
【００３７】
次に、可燃性廃棄物が、加熱還元もしくは熱分解によって揮発性有害成分を生成するものである場合について説明する。
【００３８】
アルカリ金属元素や亜鉛、鉛などの元素を含んでいる可燃性廃棄物を燃焼処理すると、加熱還元や熱分解によってこれらの元素が揮発して排ガスと共に系外へ放出される。この場合、上記元素を含む排ガスが系外で冷却されると、系外に設置された装置（例えば、熱交換器など）に付着するなどの問題が生じることは上述した通りである。また、塩素や硫黄などの元素を含む可燃性廃棄物を燃焼処理すると、熱分解や加熱によって塩素系ガスや硫化水素、亜硫酸ガスなどが生成して装置を腐食する問題が生じることも上述した。そこで、本発明では、燃焼領域の温度を制御することによって、上記問題の原因となる有害成分を選択的に生成させたり、燃焼領域に複数の排出口を設けることによって、該有害成分を効率良く回収できることも上述している。
【００３９】
そして、本発明者らがさらに検討した結果、このような有害成分の原因となる元素を多く含有している可燃性廃棄物を回転炉床炉で燃焼処理する際は、前記燃焼領域の更に上流側に予熱ゾーンを設け、該予熱ゾーンにおいて揮発性有害成分を脱処理すると共に、発生した揮発性有害成分含有排ガスを同ゾーンから抜き出すことによって、効率良く燃焼処理することができることが分かった。これを図面を用いて説明する。
【００４０】
尚、本発明における「揮発性有害成分」とは、可燃性廃棄物を燃焼処理した際に加熱還元や熱分解によって揮発する金属元素や、腐食性ガスを指し、具体的には、アルカリ金属や亜鉛、鉛などの揮発性の高い金属や、塩素や硫黄などの化合物である腐食性ガスを意味する。また、これらの成分を含有している排ガスは、別途設けられる処理設備において、二次資源として回収することもできる。
【００４１】
図6は本発明の他の構成例を示す回転炉床炉の展開図であり、図2に示した構成に加えて、回転炉床2近傍に可燃性廃棄物7の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9i〜9pと、該二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を制御する手段10が設けられている。図6では、一例として、燃焼バーナ4a〜4bが備えられている範囲を予熱ゾーン、燃焼バーナ4c〜4hが備えられている範囲を可燃性ガスの燃焼領域とする。そして、前記燃焼領域における上流側を、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9k〜9mに対応する範囲とし、前記燃焼領域における下流側を、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9n〜9pに対応する範囲とする。また、図6では、予熱ゾーンにおいて発生する排ガスを排出させるための排出口6cと、燃焼領域において発生する排ガスを発生させるための排出口6dが設けられている。
【００４２】
この図示例によれば、可燃性廃棄物7が揮発性有害成分の生成源を多く含有している場合でも、予熱ゾーンで脱処理した後、燃焼領域で燃焼処理することによって、上記問題を見事に解決することができる。これを可燃性廃棄物が揮発性有害成分の生成源の一つである塩素を含有している場合を例に挙げて説明する。
【００４３】
塩素は難燃性物質であるので、塩素を含有している廃棄物は燃焼し難いが、本発明では、予熱ゾーンで塩素含有成分を熱分解させて脱塩素することによって、塩素含有可燃性廃棄物から塩素を集中的に除去することができ、脱塩素された可燃性廃棄物は後の燃焼領域において燃焼処理することができる。
【００４４】
また、この例では、予熱ゾーンで集中的に脱塩素を行なうので、発生する塩素系排ガスによる炉内の損傷を最小限にとどめることができ、炉のメンテナンス費用も削減することができる。
【００４５】
さらに、排ガス中に塩素系ガスが含まれている場合は、環境への悪影響があるのでそのまま大気に放出することができず、脱塩素処理などの無害化処理が必要となるが、本例では、予熱ゾーンで発生する排ガスを排出口6cから抜き出す様にしているので、塩素を高濃度で含む排ガスのみを集中して回収することができる。従って、従来では、塩素含有可燃性廃棄物を燃焼処理した際に発生する全ての排ガスに対して脱塩素処理を施す必要があったが、本例では、脱塩素処理すべき対象排ガス量を削減することができるので、処理設備を小型化することができ、脱塩素処理効率も向上させることができる。よって、本発明では、小型の処理設備であっても塩素含有排ガスから塩酸を効率良く回収することができ、該塩酸は資源として再利用することができる。
【００４６】
この場合、予熱ゾーンの温度は200〜600℃の範囲に調整することが好ましい。この温度にすることによって可燃性ガスよりも塩素系ガスを集中的に発生させることができるからである。好ましい下限温度は250℃であり、上限温度は350℃である。
【００４７】
尚、予熱ゾーンの温度は比較的低温に保つ必要があるが、この場合は燃焼バーナの炊き量を調整すると共に、炉床表面の温度も考慮することが好ましい。すなわち、回転炉における炉床は炉の下流側において高温に加熱されているが、そのままの温度を維持したまま予熱ゾーンに入ると、炉床自体の温度によって予熱ゾーンの温度が上昇し上記温度範囲を維持することができない。よって、本発明では、予熱ゾーンにおける炉床表面の温度を冷却板等で制御することが推奨される。
【００４８】
予熱ゾーンで脱塩素された可燃性廃棄物は、予熱ゾーンの下流側に連続して設けられた燃焼領域において前記と同様にして燃焼処理される。脱塩素された可燃性廃棄物は、燃焼領域の上流側へ送られ、前記と同様にして燃焼処理される。
【００４９】
尚、この場合、燃焼領域から排出されるガスには、予熱ゾーンで分解できなかった塩素が若干含まれていることがあり、このガスを低温で燃焼させるとダイオキシンを発生する可能性がある。よって、こうした問題を回避するためには、前記燃焼領域における下流側の温度を、燃焼バーナ4n〜4hによって850℃以上、より好ましくは900℃以上とし、該温度に保たれた室内に前記ガスを2秒以上滞留させることが望ましく、それによりダイオキシンを生成しないで、前記ガスを実質的に燃焼させることができる。
【００５０】
また、下流側で上記ガスが完全燃焼しない場合は、排出口6dからの排ガスを図示しない二次燃焼手段（例えば、二次燃焼室）へ送り、そこで完全燃焼させればよい。この場合も、ダイオキシンの発生を防ぐ為に、該二次燃焼室内温度を850℃以上、より好ましくは900℃以上とすることが推奨される。
【００５１】
また本例の場合でも、図6に一点鎖線で示した様に、天井部から仕切板11aを垂設することが好ましく、これによって、予熱ゾーンにおける塩素含有排ガスと、燃焼領域において発生する塩素を含有していない排ガスを効率良く分別回収することができる。さらにこの場合は、図6に一点鎖線で示した様に、天井部から仕切板11bを垂設すると共に、排出口6eを設けることも好ましい態様として推奨される。これによって、燃焼領域における上流側と下流側も区分することができ、上流側において発生する排ガスを排出口6eから、下流側において発生する排ガスを排出口6dから夫々分別回収することが容易となる。
【００５２】
ところで、可燃性廃棄物の燃焼によって生じる排ガスは高温で多大な熱エネルギーを保有しているので、この排ガスを熱交換器に供給すると、熱を回収することができる。しかし、排ガス中に塩素や硫化水素など腐食性ガスが含まれていたり、アルカリ金属や鉛、亜鉛などの揮発性の高い金属元素が含まれている場合は、熱交換器を著しく劣化させることとなり、熱回収が困難になる。
【００５３】
そこで、本発明では、図7に示す様に、図5の構成に加えて冷却塔15、熱交換器12aおよび12bを備えることによって効率良く熱回収することができる。すなわち、燃焼領域における上流側で発生する排ガスには、前記腐食性ガスや揮発性の高い金属元素が含まれる場合が多いので、排出口6aからの排ガスを冷却塔15に供給し、該冷却塔15で400〜650℃程度に冷却することによって腐食温度領域を避け、また付着を低減させることができるので熱交換器12aの性能を劣化させること無く熱回収することができる。一方、燃焼領域における下流側で発生した排ガスには上記元素は殆ど含まれていないので、そのまま、もしくは650℃〜1400℃程度の温度に調温してから熱交換器12bに供給することによって、上流側の熱交換器で回収するよりも高温で熱回収することができる。
【００５４】
尚、前記可燃性廃棄物が、上記の様な揮発性有害物質の生成源を含有していない場合は、冷却塔15を備える必要が無いので、排出口6aからの排ガスもそのままの温度で熱交換器12aに供給し、熱回収することができる。
【００５５】
また、可燃性廃棄物が揮発性有害成分の生成源を多量に含有している場合は、排ガスからの熱回収がさらに困難になるが、本発明では、次に示す方法を採用することによって対応できる。尚、以下可燃性廃棄物が特に塩素を含有している場合について述べるが、上述した塩素以外の元素を含む場合についても同様に適用できる。
【００５６】
本発明では、塩素含有可燃性廃棄物を回転炉床炉を用いて燃焼処理する際に、予熱ゾーンと燃焼領域を設け、予熱ゾーンにおいて発生する塩素系排ガスを系外へ排出すると共に、燃焼領域に少なくとも２つの排ガス排出口を設け、前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却し、適当な温度にまで降温してから熱交換器へ供給する。そして、該冷却排ガスの保有熱によって、該熱交換器へ別途供給される気体を予熱し、該予熱ガスと前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスを混合し、該混合気体から熱回収する方法である。この方法を図面を用いて説明する。
【００５７】
図8は上記方法を実施する際の構成例を示す回転炉床炉の展開図であり、図2に示した構成に加えて、回転炉床2の近傍に可燃性廃棄物7の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9i〜9pと、該二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を制御する手段10を備えている。図8では、一例として、燃焼バーナ4a〜4bが備えられている範囲を予熱ゾーンとし、燃焼バーナ4c〜4hが備えられている範囲を可燃性ガスの燃焼領域とする。そして、前記燃焼領域における上流側を二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9k〜9mに対応する範囲とし、前記燃焼領域における下流側を二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9n〜9pに対応する範囲とする。
【００５８】
また、図8では、予熱ゾーンや燃焼領域の上流側と下流側を夫々区画するために、天井部から仕切板11aおよび11bを垂設している。そして、予熱ゾーンで発生する排ガスを放出させるための排出口6cと、燃焼領域の上流側で発生する排ガスを放出するための排出口6e、燃焼領域の下流側で発生する排ガスを放出するための排出口6dを備えている。
【００５９】
本例では、炉内に供給された塩素含有可燃性廃棄物を、予熱ゾーンで加熱することによって脱塩素処理するが、燃焼領域の上流側においても熱交換器を劣化させる排ガスが発生してしまう。これは予熱ゾーンで脱塩素しきれなかった塩素が残存したり、揮発性の高い金属等が排出され低融点化合物を形成させるためである。従って、排出口6eから排出される排ガスは高温であるが、そのまま熱交換器へ供給することは好ましくないので、まず冷却塔15で400〜650℃程度にまで冷却する。そして、該冷却排ガスは熱交換器12aへ供給し、ここで該熱交換器12aに別途供給される気体を予熱する。熱交換器12aで予熱された気体は混合器13へ送り、ここで前記燃焼領域の下流側に設けられた排出口6dからの排ガスと混合する。この混合によって、熱交換器12bへ供給される排ガスの温度を調整することができ、または、排出口6dからの排ガスの温度を過度に降温させることなく、熱交換器12bにおいて熱を効率良く回収することが可能となる。つまり、排ガスから熱を効率良く回収するには、高温のまま排ガスを熱交換器に供給する方が好ましいが、あまりにも高温であると、熱交換器を痛める場合があるので、上記予熱された気体と排出口6dからの排ガスとを混合してトータルの顕熱を減少させることなく適当な温度に調温するのである。
【００６０】
尚、予熱ゾーンで発生する排ガス中の塩素濃度は高いので、これと熱交換器へ供給すると装置を著しく腐食させる。よって、予熱ゾーンからの排ガスは、別途脱塩素設備14へ供給し、脱塩素処理すればよい。
【００６１】
また、ここでは可燃性廃棄物が塩素を含有している場合について説明したけれども、塩素以外の元素を含有している場合でも上記構成を採用することができ、予熱ゾーンで集中的に硫黄や亜鉛、鉛、アルカリ金属などの元素を含む排ガスを回収すると共に、燃焼領域において発生する排ガスから熱を回収すれば良い。
【００６２】
さらに、可燃性廃棄物が複数種類の揮発性有害成分の生成源を含んでいる場合は、予熱ゾーンを、例えば二つに分け、夫々の位置における温度を調整することによって、揮発性有害成分の生成源毎の回収も可能である。
【００６３】
尚、可燃性廃棄物が塩素や硫黄などの元素を殆ど含有していない場合は、図8の構成において、予熱ゾーンを設けない構成であっても良く、燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却した後、熱交換器に供給して気体を予熱し、該予熱気体と前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスを混合して、該混合気体から熱回収することもできる。
【００６４】
本発明では、図8に示した方法を実施するに当り、上記熱交換器12aに供給される予熱対象気体は、腐食等の障害を生じないものであれば特に限定されないが、例えば、燃焼排ガスや非酸化性ガス、酸素富化ガスなどが挙げられ、代表的なのものは空気である。
【００６５】
ところで、揮発性有害成分の生成源含有可燃性廃棄物を回転炉床炉1で燃焼処理する際は、脱処理と燃焼処理を効率良く行なうことが重要となる。この場合、二次燃焼用酸素含有ガス供給方法を適切に制御すれば、脱処理と燃焼処理を夫々効率良く行ない得ることが確認された。これを図面を用いて説明する。
【００６６】
図9は、回転炉床炉を炉床の移動方向に対して垂直方向に切断した装置断面図である。予熱ゾーンにおいて、揮発性有害成分の生成源含有可燃性廃棄物を熱分解して脱処理する場合は、図9に示す様に、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9のノズル設置位置を炉床2から200mm以上とし、さらに、酸素含有ガスの吹き込み方向を、炉床と水平もしくは水平方向よりやや上向きにすることが好ましい。こうすれば、炉床2近傍に酸素含有ガスが殆ど届かないので、炉床2近傍の酸素ポテンシャルが低下して非酸化性雰囲気となる。その結果、揮発性有害成分の生成源含有物質の熱分解反応が主に進行し、揮発性有害成分が中心となって生成し、該ガスは二次燃焼用酸素含有ガスの流れに沿って排出口6から系外へ排出される。よって、予熱ゾーンの下流側の燃焼領域で生成する揮発性有害成分量を低減できる。
【００６７】
本発明で使用される、燃焼バーナ4の種類は特に限定されず、公知のバーナを採用することができる。また、燃焼バーナの燃料としては、天然ガスや重油の他、微粉炭、廃油、粉状廃プラスチック等の回収廃材を有効利用することもできる。
【００６８】
尚、上述した二次燃焼用酸素含有ガス供給手段を炉内に設置できない場合は、可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための酸素を供給するために、過剰空気状態でも燃焼可能なバーナを燃焼バーナとして採用することが推奨される。
【００６９】
また、炉内に設置する燃焼バーナの数や設置場所も、炉内の温度を所期の温度に保ち得る限り特に限定されない。但し、炉内を天井部から垂設した仕切板区分する場合は、各ゾーンに少なくとも一つの燃焼バーナを設置し、該燃焼バーナを夫々制御することによって、各ゾーン内の温度を制御すればよい。
【００７０】
本発明において、回転炉床炉で燃焼処理される可燃性廃棄物の種類も格別の制限は無く、都市ゴミあるいは産業廃棄物などとして廃出される廃プラスチックやシュレッダーダスト、古紙、ＲＤＦ（固形燃料化処理した廃棄物）などを全て使用できる。また、本発明では、揮発性有害成分の生成源を含む可燃性廃棄物として、アルカリ金属や鉛、亜鉛を含有する廃棄物や、塩化ビニル樹脂や塩化ビニリデン樹脂などの塩素を含むもの、加硫されたゴムなどの硫黄を含有するものが例示できる。
【００７１】
本発明において、回転炉床炉に装入される際の可燃性廃棄物の形状も特に限定されないが、炉への装入の円滑性や処理効率などを考えると、ある程度均一な大きさに粉砕したり、粉砕後の該廃棄物を適当な大きさに塊状化して用いることが好ましい。この場合の大きさは、例えば、φ6〜50mm程度とすることが好ましい。また、塊状物の形状としては、塊状、粒状、ブリケット状、ペレット状、棒状などの種々の形状が例示されるが、勿論これらに限定される訳ではない。
【００７２】
塊状化する場合の手段としては、ブリケット化用プレス（シリンダープレスやロールプレス、リングローラープレス等）や、押出成形機、転動型造粒機（パンペレタイザー、ドラムペレタイザー等）など公知の手段を任意に採用できる。
【００７３】
また、本発明における回転炉床炉から排出される不燃物を回収したところ、可燃性廃棄物と一緒に含まれる金属酸化物は還元されていることが分かった。そこで、さらに検討した結果、燃焼領域の温度を不燃物中の灰分の融点以上にすることによって、還元された金属と灰分を分離できることを見出した。
【００７４】
さらに、可燃性廃棄物をペレットなどの塊状物に成形する際に、金属酸化物を混合すると、可燃性廃棄物由来の炭素が該金属酸化物の還元に寄与すると共に、可燃性廃棄物から発生する可燃性ガスの燃焼熱が金属酸化物の還元に利用されることも分かった。よって、多量の可燃性廃棄物を一度に処理したとしても、急激な温度上昇を抑制することができる。
【００７５】
本発明では、可燃性廃棄物と金属酸化物（例えば、酸化鉄や製鉄所ダストなど）を混合することによって、安定した廃棄物の燃焼処理を行うことができるとともに、金属系・スラグ系残渣の還元、溶融・分離も可能である。
【００７６】
尚、本発明における金属酸化物の種類及び混合割合は特に限定されないが、鉄系酸化物の場合、炉内に装入する塊状課物に対して5質量％以上、好ましくは10質量％以上、さらに還元を目的とする場合は50〜85質量％程度含有させることが推奨される。
【００７７】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００７８】
【実施例】
実施例１
直径3.5mの実験用回転炉床炉を用いて、可燃性廃棄物を燃焼処理した。
【００７９】
実験に用いた回転炉床炉を炉床の移動方向に展開した図を図10に示す。図中、2は炉床、3は炉体、4i〜4lは燃焼バーナ、5は供給口、6e〜6hは排ガス排出口、7は可燃性廃棄物、8は排出手段、9q〜9tは二次燃焼用酸素含有ガス供給手段、10は二次燃焼用酸素含有ガス供給量制御手段、11c〜11eは仕切板、16は回転式均し装置（レベラー）を夫々示している。
【００８０】
炉内は、燃焼バーナ4i〜4lに夫々対応するように仕切板11c〜11eによって4つのゾーン（第1ゾーン〜第4ゾーン）に区分されており、燃焼バーナによって第1ゾーンと第2ゾーンは1200℃、第3ゾーンと第4ゾーンは1300℃に夫々制御されている。
【００８１】
発熱量が約20〜30MJ/kgの廃プラスチックをφ16〜20mm程度のペレット状にしたものを可燃性廃棄物として供給口5から装入した。この際に、炉内で可燃性廃棄物を均一に加熱するために、炉床からの可燃性廃棄物の厚さが100mm以下になる様にレベラー16で調整した。
【００８２】
＜比較例＞
供給口5から可燃性廃棄物7を炉内に装入すると共に、第1から第4ゾーンまでの全てのゾーンにおいて、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9q〜9tから充分な量（1000Nm³/h）の酸素含有ガスを夫々供給した。
【００８３】
この結果、可燃性廃棄物を110kg/hで供給すると、第1ゾーンにおいてほとんど全ての可燃性廃棄物が燃焼処理されてしまい、この際に第1ゾーンの温度が1300℃にまで急上昇した。この時、燃焼バーナ4i〜4lに供給される天然ガスの総量は161Nm³/hであった。
【００８４】
尚、第1から第4ゾーンまでの全てのゾーンにおいて、二次燃焼用酸素含有ガスを充分に供給（1000Nm³/h）して操業することもできるが、急な発熱量上昇によって炉内が損傷しないために炉内温度を上記の通り維持しつつ可燃性廃棄物を燃焼処理するには、可燃性廃棄物の装入量を90kg/h以下にする必要があり、処理効率が非常に悪くなる。
【００８５】
＜本発明例１＞
供給口5から可燃性廃棄物7を炉内に装入すると共に、第1から第4ゾーンまでの全てのゾーンにおいて、二次燃焼用酸素含有ガス供給手段9q〜9tから酸素含有ガス量を抑制気味にして供給した（第1ゾーンは720 Nm³/h、第2ゾーンは320 Nm³/h、第3ゾーンは320 Nm³/h、第4ゾーンは160Nm³/h）。
【００８６】
この結果、可燃性廃棄物を190kg/hで装入しても炉内温度を変動させずに、燃焼処理することができる。従って、本発明では炉内を損傷させることなく、従来よりも効率良く可燃性廃棄物を燃焼処理することができる。
【００８７】
また、この時、燃焼バーナ4i〜4lに供給される天然ガスの総量は43Nm³/hでよく、本発明では燃焼処理コストを低減することができる。
【００８８】
＜本発明例２＞
供給口5から可燃性廃棄物7を炉内に装入すると共に、第1ゾーン及び第2ゾーンでは、二次燃焼用酸素含有ガスを各ゾーンで発生する可燃性ガスの燃焼に要する酸素量よりも抑制気味に供給した（第1ゾーンは720Nm³/h、第2ゾーンは320Nm³/h）。第3ゾーンでは、該ゾーンで発生する可燃性ガスを充分に燃焼させる様に二次燃焼用酸素含有ガスを供給した（第3ゾーンは580Nm³/h）。尚、第4ゾーンでは、二次燃焼用酸素含有ガスを供給せず、燃焼バーナ4lでゾーン内の温度のみを調整した。
【００８９】
この結果、可燃性廃棄物を190kg/hで装入しても炉内温度を変動させずに、燃焼処理することができた。さらに、燃焼バーナ4lに供給される全天然ガス量を51Nm³/hまで低減することができた。
【００９０】
実施例２
実施例1に示した回転炉床炉を用いて、塩素を含有する可燃性廃棄物を燃焼処理した。
【００９１】
炉内は、燃焼バーナ4i〜4lに夫々対応するように仕切板11c〜11eによって4つのゾーン（第1ゾーン〜第4ゾーン）に区分されており、第1ゾーンを予熱ゾーン、第2〜第4ゾーンを燃焼領域とした。
【００９２】
燃焼バーナによって第1ゾーンを350℃、第2ゾーンを1000℃、第3ゾーンを1300℃、第4ゾーンを1300℃に夫々制御した。この場合、第2及び第3ゾーンを燃焼領域の上流側として二次燃焼用酸素含有ガスを抑制気味に供給し（夫々320Nm³/h）、第4ゾーンを燃焼領域の下流側として二次燃焼用酸素含有ガスを充分に供給した（600Nm³/h）。
【００９３】
塩素含有可燃性廃棄物は、塩化ビニル樹脂を含んでおり、発熱量が約20〜30MJ/kgの廃プラスチックをφ16〜20mm程度のペレット状にして供給口5から装入した。
【００９４】
この結果、第1ゾーンでは脱塩素処理が促進され、排出口6eから塩化水素を多く含む塩素系排ガスが放出された。第2及び第3ゾーンでは、脱塩素後の可燃性廃棄物が燃焼処理されたが、二次燃焼用酸素含有ガスを抑制気味に供給しているので、炉内温度はほとんど変動しなかった。一方、第4ゾーンは、二次燃焼用酸素含有ガスを充分量供給しているので、未燃焼部分が完全燃焼し、不燃物のみが排出手段によって系外に排出された。
【００９５】
実施例３
図11に示す回転炉床炉で塩素を含有する可燃性廃棄物を燃焼処理した場合の、ダイオキシンの生成量について検討した。
【００９６】
図11は、図10の構成に変えて、排ガス排出口6e〜6hを設けておらず、炉内で発生した排ガスは炉の下流側からまとめてアフターバーニングゾーンへ供給されている。そして、アフターバーニングゾーンには、アフターバーニングガス（空気もしくは酸素富化空気）が供給されており前記排ガスを燃焼させている。
【００９７】
この結果、アフターバーニングゾーンに供給した排ガスを、温度1200℃の室内に1秒間滞留させると、ダイオキシンを0.1ng-TEQ/Nm³以下まで削減することができた。尚、TEQとは毒性等量を意味する。
【００９８】
実施例４
可燃性廃棄物と製鉄所ダスト（金属酸化物）を混合したものを塊状化し、回転炉床炉で燃焼処理することによって得られる効果を確認した。
【００９９】
可燃性廃棄物に対し、製鉄所ダストを1〜99質量％の割合で混合したものをφ20×30mm程度の塊状化物に成型した。そして、該塊状化物を回転炉床炉で燃焼処理した結果、可燃性廃棄物に混合する金属酸化物が95質量％までは、残渣中の鉄分は還元されて概ね90％以上の金属化率の還元鉄として排出された。
【０１００】
また、5質量％以上配合した場合では、燃焼領域の上流側において炉内の最高温度を約1400℃以下に容易に一定に保つことができた。これは、可燃性ガスの燃焼熱が金属酸化物の還元に使われるからである。
【０１０１】
一方、燃焼領域の下流側温度を1500℃にしたところ、残渣中の灰分の融点以上となるので、鉄と灰分が分離され排出された。このとき鉄分は高純度な金属鉄として回収できた。
【０１０２】
【発明の効果】
上記のような構成を採用すると、可燃性廃棄物を、効率良く処理することのできる燃焼処理方法と、この方法を実現することのできる燃焼処理装置を提供できる。
【０１０３】
また、本発明では、揮発性有害成分の生成源を含有している可燃性廃棄物であっても、効率良く処理することのできる燃焼処理方法と、これを実現することのできる燃焼処理装置を提供できる。
【０１０４】
さらに、本発明では、可燃性廃棄物を処理する際に排出される排ガスの熱を効率良く回収し、有効活用することのできる燃焼処理方法と、これを実現することのできる燃焼処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いた回転炉床炉を説明するための装置概略図である。
【図２】図1を炉床の移動方向に沿って展開した展開図である。
【図３】本発明における他の構成例を示す回転炉床炉の展開図である。
【図４】回転炉床炉を炉床の移動方向に対して垂直方向に切断した装置断面図である。
【図５】本発明における他の構成例を示す回転炉床炉の展開図である。
【図６】本発明における他の構成例を示す回転炉床炉の展開図である。
【図７】本発明における他の構成例を示す回転炉床炉の展開図である。
【図８】本発明における他の構成例を示す回転炉床炉の展開図である。
【図９】回転炉床炉を炉床の移動方向に対して垂直方向に切断した装置断面図である。
【図１０】実施例に用いた回転炉床炉の展開図である。
【図１１】実施例に用いた他の回転炉床炉の展開図である。
【符号の説明】
１回転炉床炉
２回転炉床
３炉体
４，４ａ〜４ｔ燃焼バーナ
５供給口
６，６ａ〜６ｈ排出口
７可燃性廃棄物
８排出手段
９，９ａ〜９ｔ二次燃焼用酸素含有ガス供給手段
１０二次燃焼用酸素含有ガス供給量制御手段
１１，１１ａ〜ｅ仕切板
１３混合器
１４脱塩素設備
１５冷却塔
１６回転式均し装置（レベラー）

Claims

可燃性廃棄物の処理方法であって、可燃性廃棄物を回転炉床炉で燃焼処理する際に、前記回転炉床炉の炉床近傍に、前記可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガスを供給すると共に、上記可燃性ガスの燃焼領域における上流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制し、下流側では、前記二次燃焼用酸素含有ガスを充分に供給することによって、前記可燃性ガスを実質的に燃焼させることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼処理方法。
前記燃焼領域における二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を抑制気味に制御することによって、前記可燃性ガスの燃焼による発熱量の変動を抑制する請求項１に記載の燃焼処理方法。
前記燃焼領域に少なくとも２つの排ガス排出口を設け、炉内で発生した排ガスを各排出口から抜き出す請求項２に記載の燃焼処理方法。
前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスは、冷却した後熱交換器に供給して熱回収すると共に、前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスは、上流側での熱回収温度よりも高温で熱回収する請求項３に記載の燃焼処理方法。
前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却した後、熱交換器に供給して気体を予熱し、該予熱気体と前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスを混合して、該混合気体から熱回収を行なう請求項３に記載の燃焼処理方法。
前記可燃性廃棄物が加熱還元もしくは熱分解によって揮発性有害成分を生成するものである請求項１〜５のいずれかに記載の燃焼処理方法。
前記燃焼領域の更に上流側に予熱ゾーンを設け、該予熱ゾーンにおいて揮発性有害成分を脱処理すると共に、発生した揮発性有害成分含有排ガスを同ゾーンから抜き出す請求項６に記載の燃焼処理方法。
可燃性廃棄物を処理するための回転炉床炉であって、前記回転炉床炉の炉床近傍に、前記可燃性廃棄物の熱分解によって発生する可燃性ガスを燃焼させるための二次燃焼用酸素含有ガス供給手段と、上記可燃性ガスの燃焼領域における二次燃焼用酸素含有ガスの供給量を制御する制御手段を備えていることを特徴とする可燃性廃棄物の燃焼処理装置。
前記燃焼領域に少なくとも２つの排ガス排出口が設けられると共に、各排出口からの排ガスの熱を回収する手段を備えてなる請求項８に記載の燃焼処理装置。
前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却する手段、該冷却排ガスからの熱を回収する手段、前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスから熱を回収する手段、を備えてなる請求項９に記載の燃焼処理装置。
前記燃焼領域における上流側に設けられた排出口からの排ガスを冷却する手段、該冷却排ガスからの熱で気体を予熱する手段、該予熱手段で予熱された気体を前記燃焼領域における下流側に設けられた排出口からの排ガスと混合する手段、該混合ガスから熱を回収する手段、を備えてなる請求項９に記載の燃焼処理装置。
前記可燃性廃棄物が揮発性有害成分の生成源を含むものであり、且つ、前記燃焼領域の更に上流側には予熱ゾーンが設けられ、該予熱ゾーンにおいて発生した揮発性有害成分含有排ガスを排出する排出口を設けてなる請求項８〜１１のいずれかに記載の燃焼処理装置。