JP4042934B2 - 廃棄物処理設備の非常停止時の排ガス処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ等の廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させる熱分解炉を備えた廃棄物処理設備の非常停止時の排ガス処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ごみ等の廃棄物は焼却炉で焼却処分するのが普通であったが、最近になって廃棄物を低空気比の熱分解炉で熱分解して可燃性ガスを発生させ、この可燃性ガスを廃棄物溶融等の熱源に利用する廃棄物処理設備が実用化されている。このような廃棄物処理設備が停電や事故等により非常停止した際には、熱分解炉の後段の排ガス処理設備等も同時に停止してしまうため、熱分解炉の内部に残存した高温の可燃性ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気に触れて爆発的に燃焼したりする他、酸素を含む気体が系内に侵入し、内部で爆発的に燃焼したりするおそれがある。
【０００３】
そこで従来は図４に示すように停電後直ちに非常用発電設備を立ち上げ、廃棄物供給用以外のブロア、ファン、排ガス処理設備等を立ち上げて運転を継続しつつ排ガス処理を行なう方法が取られていた。しかし、このためには大きい容量の非常用発電設備が必要となり、設備費が莫大な額となるという問題があるほか、停電以外の事故による非常停止の際には対応できないという問題があった。
【０００４】
また、設備の停止が長時間におよぶ場合には、図５に示すように窒素ガス等の不活性ガスにより廃棄物処理設備の内部に残存する可燃性ガスを置換することも行なわれている。しかしこの方法によると設備の内部から押し出された有害な可燃性ガスがそのまま大気中に放出されるのみならず、この可燃性ガスが大気と接触した際に爆発的に燃焼することがあり、安全上も好ましくないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、熱分解炉を備えた廃棄物処理設備が停電や事故等によって非常停止した際にも、可燃性ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気と触れて爆発的に燃焼したり、酸素を含む気体が系内に浸入して内部で爆発的に燃焼したりすることのないようにした廃棄物処理設備の非常停止時の排ガス処理方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させる熱分解炉を備えた廃棄物処理設備が非常停止した時に、可燃性ガスの存在区間を遮断して可燃性ガスを系内に閉じ込め、非常停止の原因となる問題が解決されたのち、遮断区間よりも後段にある再燃焼炉をまず起動し、遮断区間内を置換ガスにより置換しつつ熱分解ガスを再燃焼炉で燃焼させることを特徴とするものである。この第１の発明によれば、非常停止の際には可燃性ガスを系内に閉じ込めて外部への漏洩を防止し、問題解決後には熱分解ガスを再燃焼炉で燃焼させつつ置換ガスによる置換を行なうようにしたので、従来のように可燃性ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気と触れて爆発的に燃焼したりすることがない。
【０００７】
また同一の課題を解決するためになされた第２の発明は、廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させる熱分解炉を備えた廃棄物処理設備が非常停止した時に、可燃性ガスの存在区間を後段の排ガス処理系から遮断すると同時に、非常ダンパを開いて可燃性ガスを緊急排ガス処理装置に導いて処理し、非常停止の原因となる問題が解決されたのち、非常ダンパを閉め、遮断区間よりも後段にある再燃焼炉をまず起動し、遮断区間内を置換ガスにより置換しつつ系内の残留ガスを再燃焼炉で燃焼させることを特徴とするものである。この第２の発明によれば、第１の発明と同様に可燃性ガスや系内の残留ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気と触れて爆発的に燃焼したりすることを防止できるうえ、高温の可燃性ガスを閉じ込めた際の熱分解炉内の圧力上昇を緩和することができ、更に好ましい効果が得られる。
以下に各発明の好ましい実施の形態を説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の発明）
図１と図２に第１の発明の実施形態を示す。
図１は廃棄物処理設備の全体図であり、１はごみ等の廃棄物が投入される熱分解炉、２は溶融炉である。熱分解炉１は廃棄物を低空気比で加熱して熱分解し、可燃性ガスとチャー（熱分解残差）とする。これらの可燃性ガスとチャーとはともに溶融炉２に送られ、溶融炉２ではこの可燃性ガスを熱源としてチャーを高温で燃焼溶融し、溶融スラグは炉下部から取り出される。なお、３と４は熱分解炉１と溶融炉２への送風用ブロアである。
【０００９】
また５は熱交換器、６は廃熱ボイラ、７は冷却塔であり、溶融炉２の高温の排ガスはこれらの装置を通過する間に冷却されたうえ、バグフィルタ等の集塵器８で集塵される。その後、排ガスは再燃焼炉９で再加熱されたうえで触媒反応塔１０に送られる。ここでノックスやダイオキシンが除去された排ガスは煙突１１から大気中に放出される。なお１２は灰処理装置である。
【００１０】
さて本発明では、図２のフローシートに示すように、廃棄物処理設備が停電や事故により非常停止した時に、可燃性ガスの存在区間を遮断して可燃性ガスを系内に閉じ込める。このため、図１中に×印を付けた位置にそれぞれ緊急遮断弁が配置されており、非常停止時にガスや空気を緊急遮断して系外との流通を絶つ。このため、有害な可燃性ガスが外部に漏れることはない。なお、図１の実施形態では冷却塔７と集塵器８との間で可燃性ガスを遮断しているが、溶融炉２の出口に緊急遮断弁を配置しなかったのは、可燃性ガスを閉じ込める空間の容積をなるべく大きく取り、高温の可燃性ガスを閉じ込めた際の圧力上昇を緩和するためである。
【００１１】
このようにして可燃性ガスを系内に閉じ込めた状態で非常停止の原因となる問題が解決されるのを待つ。そして問題が解決されて運転再開ができるようになったとき、遮断区間よりも後段にある再燃焼炉９をまず起動する。そして窒素ガス等の不活性ガスボンベ１３から熱分解炉１の内部に不活性ガスを供給し、それまで系内に閉じ込められていた可燃性ガス等の残留ガスを不活性ガスと置換していく。この際に排ガス誘引ファンを起動してもよい。このとき、不活性ガスにより置換された可燃性ガスは再燃焼炉９を通過する時に加熱されて燃焼し、未燃分が燃焼されるとともにダイオキシンも酸化分解されて除去される。そして系内の可燃性ガスが全て不活性ガスに置換された後、従来と同様に全部の設備の運転を再開すればよい。
【００１２】
このように、本発明によれば非常停止中は可燃性ガスが外部に漏れるおそれはなく、また運転再開時には予め起動しておいた再燃焼炉９により可燃性ガスを燃焼させつつ不活性ガスとの置換を行なうため、従来のように有害な可燃性ガスがそのまま大気中に放出されて爆発的に燃焼したり、酸素を含む気体が系内に侵入して内部で爆発的に燃焼したり、大気を汚染することはない。
【００１３】
なお、図１の例では触媒反応を高温で行なわせるために触媒反応塔１０の前に設置された再燃焼炉９を使用したが、遮断区間よりも後段に再燃焼炉があればどのような再燃焼炉を利用してもよく、また専用の再燃焼炉を設けてもよい。再燃焼炉９には燃焼用空気が供給される。
【００１４】
（第２の発明）
図３に第２の発明の実施形態を示す。
この図３の実施形態でも、非常停止時に可燃性ガスの存在区間を後段の排ガス処理系から遮断するための緊急遮断弁が×印を付けた位置にそれぞれ設けられている。また、熱分解炉１には、非常ダンパ１６を介して緊急排ガス処理装置１７が設けられている。非常ダンパ１６は常時は閉じているが、非常停止時には開いて熱分解炉１の内部の可燃性ガスを緊急排ガス処理装置１７に導く。
【００１５】
緊急排ガス処理装置１７は、熱分解炉１内の可燃性ガス中に含まれる煤塵、SO_x 、HCl 、NO_x 、未燃分、ダイオキシン等の有害物質を処理するために、例えば▲１▼活性炭、▲２▼ゼオライト、▲３▼触媒のいずれか又はそれらの組み合わせにより処理する。ダストが多い場合にはフィルタを用いて集塵したうえで、直接あるいは図３中に破線で示すように煙突３を経由して大気中に放出することができる。
【００１６】
第２の発明においては、非常停止時に緊急遮断弁が閉じて可燃性ガスの存在区間を後段の排ガス処理系から遮断すると同時に、非常ダンパ１６を開いて熱分解炉１内の可燃性ガスを緊急排ガス処理装置１７に導いて処理する。このように非常ダンパ１６が開かれるために、熱分解炉１や溶融炉２の内圧が大きく上昇することはなく、可燃性ガスを確実に系内に封じ込めることができる。
【００１７】
そして、非常停止の原因となる問題が解決されたのちは非常ダンパ１６を閉じるとともに、第１の発明と同様に遮断区間よりも後段にある再燃焼炉９をまず起動し、遮断区間内を置換ガスにより置換しつつ系内の残留ガスを再燃焼炉９で燃焼させる。このため非常停止の際や運転再開時に、可燃性ガスや系内の残留ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気と触れて爆発的に燃焼したりすることを防止することができる。なお１８はＣＯセンサであり、通常運転時の運転状況を監視するほかに、置換ガスによる置換が完全に行われたかどうかをチェックするためにも使用される。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば廃棄物処理設備が停電や事故等によって非常停止した際にも、可燃性ガスがそのまま大気中に放出されたり、外気と触れて爆発的に燃焼したりすることがない。しかも従来のように大容量の非常用発電設備を設置する必要もなく、設備コストの増大を抑制することができる。また第２の発明によれば、緊急遮断弁を閉じた際にも遮断区間内の圧力上昇を抑制することができ、可燃性ガスを確実に系内に封じ込めることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の実施形態を示す廃棄物処理設備の全体図である。
【図２】第１の発明のフローシートである。
【図３】第２の発明の実施形態を示す廃棄物処理設備の全体図である。
【図４】従来例のフローシートである。
【図５】従来例のフローシートである。
【符号の説明】
１ 熱分解炉、２ 溶融炉、３ 送風用ブロア、４ 送風用ブロア、５ 熱交換器、６ 廃熱ボイラ、７ 冷却塔、８ 集塵器、９ 再燃焼炉、１０ 触媒反応塔、１１ 煙突、１２ 灰処理装置、１３ 不活性ガスボンベ、１６ 非常ダンパ、１７ 緊急排ガス処理装置、１８ ＣＯセンサ

Claims (2)

1. 廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させる熱分解炉を備えた廃棄物処理設備が非常停止した時に、可燃性ガスの存在区間を遮断して可燃性ガスを系内に閉じ込め、非常停止の原因となる問題が解決されたのち、遮断区間よりも後段にある再燃焼炉をまず起動し、遮断区間内を置換ガスにより置換しつつ熱分解ガスを再燃焼炉で燃焼させることを特徴とする廃棄物処理設備の非常停止時の排ガス処理方法。
2. 廃棄物を熱分解して可燃性ガスを発生させる熱分解炉を備えた廃棄物処理設備が非常停止した時に、可燃性ガスの存在区間を後段の排ガス処理系から遮断すると同時に、非常ダンパを開いて可燃性ガスを緊急排ガス処理装置に導いて処理し、非常停止の原因となる問題が解決されたのち、非常ダンパを閉め、遮断区間よりも後段にある再燃焼炉をまず起動し、遮断区間内を置換ガスにより置換しつつ系内の残留ガスを再燃焼炉で燃焼させることを特徴とする廃棄物処理設備の非常停止時の排ガス処理方法。

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