JP4100509B2 - 廃棄物の処理システム - Google Patents

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株式会社還元溶融技術研究所
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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、一の電源系統が停電等で故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルが均一に維持し、安定して良好な燃焼効率で廃棄物を処理できる廃棄物の処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融処理する縦型の溶融炉は、投入ホッパーが単一であり、廃棄物を投入する場合には、かかる投入ホッパーから直接溶融炉内に廃棄物を投入するか、または、特許文献1に記載されたように、投入ホッパー101内に配設した大ベル102(図5参照)によって、一定周期で投入するのが一般的であり、また、廃棄物を前記溶融炉に投入するまでの搬送等の前工程を行なう種々の設備や、前記溶融炉で処理した後の生成ガスの処理等の後工程を行なう種々の設備は、全て一の電源系統で構成されている。
【0003】
しかしながら、これらの設備の全てが一の電源系統で構成されていると、停電等で電源系統が故障した場合には、全ての設備が停止することになり、廃棄物の処理が行なえなくなるため、電源系統を複数に分けて、廃棄物の処理を常に連続して行なえることが好ましい。
【0004】
そこで、溶融炉に、複数の投入ホッパー、例えば対向する位置に1対の投入ホッパーを設け、かかる投入ホッパーをそれぞれ異なる電気系統で構成し、前工程と後工程の設備も、2系統に分けて設置すれば、停電等でいずれかの電源系統が故障した場合にも、他の電源系統で構成した設備等は稼動し続けるため、一の投入ホッパーから溶融炉内に廃棄物を投入でき、廃棄物の処理を連続して行うことができる。
【0005】
しかしながら、一の投入ホッパーから溶融炉内に廃棄物を投入しつづけると、図2の破線で示すように、炉内での廃棄物装入レベルL´が均一性が保てなくなり、炉内の片側に偏って廃棄物が堆積するようになる。このように、炉内での廃棄物装入レベルL´が不均一になると、高温の上昇するガス流れに偏りが発生し、廃棄物の燃焼効率が低下するなど好ましくない。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−351749号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、一の電源系統が停電等で故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルが均一に維持し、安定して良好な燃焼効率で廃棄物を処理できる廃棄物の処理システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に従う廃棄物の処理システムは、炉上部に位置し、廃棄物を投入するための投入口を有する複数の投入ホッパーと、投入された廃棄物の装入レベルよりも下方の炉側壁部に開口させ、炉内で廃棄物を高温溶融させて無害化する際に生成する還元ガスを高温のまま回収する複数のガス排気管とを有する溶融炉を具え、一の投入ホッパーと、この投入ホッパーから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルが相対的に高くなる側の炉側壁部に開口する一のガス排気管とを一の電源系統で構成し、他の投入ホッパーと、この投入ホッパーから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルが相対的に高くなる側の炉側壁部に開口する他のガス排気管とを別の電源系統で構成することによって、いずれかの電源系統が故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルが均一に維持されることにある。
【0009】
また、廃棄物を前記溶融炉に投入するまでの搬送等の前工程を行なうための第1手段と、前記溶融炉で処理した後の生成ガスの処理等の後工程を行なうための第2手段とからなる補助手段を2ユニット配設し、2ユニットの補助手段は、それぞれ異なる前記電源系統で稼動させ、いずれかの一の電源系統が故障した場合にも、いずれか1ユニットの補助手段は他の電源系統で稼動状態を維持可能とすることが好ましい。
【0010】
さらに、一の電源系統は、配電所からの配電により構成し、他の電源系統は、ディーゼル発電、ガスタービン発電、ソーラー発電、バイオ発電、蒸気発電のような配電所以外の発電により構成することがより好適である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に従う実施形態の一例について説明する。
図1〜図3に、この発明の廃棄物の処理システムを構成する溶融炉の概略縦断面を示し、図4は、この発明の処理システムのフローチャートを示す。
【0012】
本発明の廃棄物処理システム1は、一般廃棄物及び産業廃棄物等を高温溶融させて無害化する溶融炉2、例えば還元ガス化溶融炉を具える。
【0013】
溶融炉2は、炉上部に位置し、廃棄物を投入するための投入口3a,3bを有する複数の投入ホッパー4a,4bと、投入された廃棄物の装入レベルLよりも下方の炉側壁部5に開口させ、炉内で廃棄物を高温溶融させて無害化する際に生成する還元ガスを高温のまま回収する複数のガス排気管6a,6bとを有する。
【0014】
なお、複数の投入ホッパー4a,4bおよび複数のガス排気管6a,6bはいずれも、炉体の円周(全周:360°)に対して不均等に配設してもよいが、炉体の円周上に均等に配設することが好ましい。例えば、各2個配設する場合には180°位置に対向させて均等に配設し、各3個配設する場合には120°位置ごとに均等に配設し、各4個配設する場合には90°位置ごとに均等に配設することが好ましく、特に、これらの配設数が多いほど、炉内に投入された廃棄物の円周分布が均等高さとなるため好ましい。かかる場合の電源系統は2系統に分けて構成することが好ましいが、3系統以上に分けて構成してもよい。
【0015】
加えて、投入ホッパー4a,4bとガス排気管6a,6bの配設数は、同数であることが好ましいが、異なる数であってもよい。例えば、投入ホッパー4a,4bの配設数を2個とし、ガス排気管の配設数を4個とする場合や、反対に、投入ホッパーの配設数を4個とし、ガス排気管6a,6bの配設数を2個とする場合であってもよい。
【0016】
そして、この発明では、一の投入ホッパー4a又は4bと、この投入ホッパー4a又は4bから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルLが相対的に高くなる側の炉側壁部5に開口する一のガス排気管5b又は5aとを一の電源系統で構成し、他の投入ホッパー4b又は4aと、この投入ホッパー4b又は4aから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルLが相対的に高くなる側の炉側壁部5に開口する他のガス排気管5a又は5bとを別の電源系統で構成することにあり、この構成によって、いずれかの電源系統が故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルLを均一に維持することができる。
【0017】
すなわち、異なる電源系統で構成した複数の投入ホッパー4a及び4bを有する従来の溶融炉では、投入ホッパー4a及び4bから廃棄物を投入する場合、正常処理時には、これら投入ホッパー4a及び4bから交互に廃棄物を投入することによって、炉内での廃棄物装入レベルLは均一にすることができるが、いずれかの電源系統が停電等によって故障した場合には、図2の破線で示すように、炉内での廃棄物装入レベルL´が均一性が保てなくなり、炉内の片側に偏って廃棄物が堆積するようになる。このように、炉内での廃棄物装入レベルL´が不均一になると、高温の上昇するガス流れに偏りが発生し、廃棄物の燃焼効率が低下するなど好ましくない。
【0018】
これに対し、本発明の廃棄物処理システムでは、いずれかの電源系統が故障した場合にも、一の投入ホッパー、例えば図2に示すように投入ホッパー4aと、この投入ホッパー4aから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルLが相対的に高くなる側の炉側壁部5に開口する一のガス排気管、例えばガス排気管5bとを故障していない電源系統で構成しているため、投入ホッパー4aから投入されて炉内の片側に偏って廃棄物が堆積されるのを、ガス排気管5bによる吸引(排出)力により偏って堆積した廃棄物を振動させて、炉内での廃棄物装入レベルの低い炉内スペースに移動させることができる結果、炉内での廃棄物装入レベルLの均一化が図れるのである。
【0019】
また、他の投入ホッパー4bと他のガス排気管5aとを故障していない電源系統で構成している場合も同様な理由から、炉内での廃棄物装入レベルLの均一化が図れる。
【0020】
さらに、本発明の廃棄物処理システム1は、廃棄物を前記溶融炉に投入するまでの搬送等の前工程7行なうための第1手段と、前記溶融炉で処理した後の生成ガスの処理等の後工程8を行なうための第2手段とからなる補助手段を2ユニット配設し、2ユニットの補助手段は、それぞれ異なる前記電源系統で稼動させ、いずれかの一の電源系統が故障した場合にも、いずれか1ユニットの補助手段は他の電源系統で稼動状態を維持可能とすることが、廃棄物の処理を中断させることなく、連続して行なうことができる点で好ましい。
【0021】
ここで、廃棄物を前記溶融炉2に投入するまでの搬送等の前工程7を行なうための第1手段としては、例えば図4に一例を示すが、廃棄物貯留ホッパー11、コークス貯留ホッパー12および石灰石貯留ホッパー13と、これらホッパー11〜13からのそれぞれの廃棄物、コークス及び石灰石(以下「廃棄物等」という。)を搬送するための各2台の供給コンベヤ14a,14b,15a,15b,16a,16bと、これら供給コンベヤから搬送された廃棄物等を別々に計量する2台の計量ホッパー17a,17bと、それぞれ計量した廃棄物等を別々に溶融炉2の上部の投入ホッパー18a,18bの上方まで搬送する2台のスキップ19a,19bと、投入ホッパー18a,18bに投入された廃棄物等を炉内ガスの外部への排出を抑制しながら炉内に投入するための投入ダンパー20a,20bとで主に構成すればよい。なお、図4では、投入ホッパー18a,18bと投入ダンパー20a,20bとが溶融炉の側壁部に位置するように図示してあるが、実際には溶融炉の炉頂部の上方に設けてある。
【0022】
また、前記溶融炉で処理した後の生成ガスの処理等の後工程を行なうための第2手段としては、例えば図4に一例を示すが、溶融炉内で廃棄物等を1000℃以上で高温溶融させる際に生成する、例えばCOやHのような還元ガスを、発生熱を利用するため燃焼させる2つの燃焼室21a,21bと、燃焼後の高温ガスを冷却するための2つのガス冷却塔22a,22bと、冷却したガスの粉塵を除去する2つの集塵機23a,23bと、有害ガスを除去する例えばバグフィルターのような有害ガス除去装置24a,24bと、無害化したガスを吸い込んで排気塔25を通じて大気中に排出するための2つの誘引通風機26a,26bとで主に構成すればよい。
【0023】
そして、供給コンベヤ14a又は14b、15a又は15b、16a又は16b、計量ホッパー17a又は17b、スキップ19a又は19b、投入ダンパー20a又は20b、燃焼室21a又は21b、ガス冷却塔22a又は22b、集塵機23a又は23b、有害ガス除去装置24a又は24b、及び誘引通風機26a又は26bを一の電源系統で構成する一方、供給コンベヤ14b又は14a、15b又は15a、16b又は16a、計量ホッパー17b又は17a、スキップ19b又は19a、投入ダンパー20b又は20a、燃焼室21b又は21a、ガス冷却塔22b又は22a、集塵機23b又は23a、有害ガス除去装置24b又は24a、及び誘引通風機26b又は26aを他の電源系統で構成することによって、いずれかの一の電源系統が故障した場合にも、いずれか1ユニットの補助手段は他の電源系統で稼動状態を維持可能とすることが、廃棄物の処理を中断させることなく、連続して行なうことができる。
【0024】
また、一の電源系統は、配電所からの配電により構成し、他の電源系統は、ディーゼル発電、ガスタービン発電またはソーラー発電のような自家発電により構成すれば、廃棄物の処理システムを稼動するため配電所から供給される電気量を低減させることができ、これは、廃棄物処理を安価に行なうことができる。一例として、表1に、電源系統が単一であった従来の廃棄物処理システム(従来例)と、2つの電源系統をもつ本発明の廃棄物処理システム(発明例)をそれぞれ1ヶ月稼動するのに必要な電気量であって、配電所から購入した電気量を示す。
【0025】
【表1】
Figure 0004100509
【0026】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【0027】
【発明の効果】
この発明によれば、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、一の電源系統が停電等で故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルが均一に維持し、安定して良好な燃焼効率で廃棄物を処理できる廃棄物の処理システムを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従う廃棄物の処理システムを構成する溶融炉の概略縦断面図であり、正常稼動時の廃棄物装入レベルを示す。
【図2】 この発明に従う代表的な廃棄物の処理システムを構成する溶融炉の概略縦断面図であり、一の電気系統故障時の廃棄物装入レベルを示す。
【図3】 この発明に従う代表的な廃棄物の処理システムを構成する溶融炉の概略縦断面図であり、他の電気系統故障時の廃棄物装入レベルを示す。
【図4】 この発明に従う廃棄物の処理システムの一例を示すフローチャートである。
【図5】 従来の溶融炉を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
1 廃棄物処理システム
2 溶融炉
3a,3b 投入口
4a,4b 投入ホッパー
5 炉側壁部
6a,6b ガス排気管
7 前工程
8 後工程
11 廃棄物貯留ホッパー
12 コークス貯留ホッパー
13 石灰石貯留ホッパー
14a,14b,15a,15b,16a,16b 供給コンベヤ
17a,17b 計量ホッパー
18a,18b 投入ホッパー
19a,19b スキップ
20a,20b 投入ダンパー
21a,21b 燃焼室
22a,22b ガス冷却塔
23a,23b 集塵機
24a,24b 有害ガス除去装置
25 排気塔
26a,26b 誘引通風機

Claims (3)

  1. 炉上部に位置し、廃棄物を投入するための投入口を有する複数の投入ホッパーと、投入された廃棄物の装入レベルよりも下方の炉側壁部に開口させ、炉内で廃棄物を高温溶融させて無害化する際に生成する還元ガスを高温のまま回収する複数のガス排気管とを有する溶融炉を具え、
    一の投入ホッパーと、この投入ホッパーから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルが相対的に高くなる側の炉側壁部に開口する一のガス排気管とを一の電源系統で構成し、他の投入ホッパーと、この投入ホッパーから廃棄物が投入された場合に、炉内での廃棄物装入レベルが相対的に高くなる側の炉側壁部に開口する他のガス排気管とを別の電源系統で構成することによって、いずれかの電源系統が故障した場合にも、炉内での廃棄物装入レベルが均一に維持されることを特徴とする廃棄物の処理システム。
  2. 廃棄物を前記溶融炉に投入するまでの搬送等の前工程を行なうための第1手段と、前記溶融炉で処理した後の生成ガスの処理等の後工程を行なうための第2手段とからなる補助手段を2ユニット配設し、2ユニットの補助手段は、それぞれ異なる前記電源系統で稼動させ、いずれかの一の電源系統が故障した場合にも、いずれか1ユニットの補助手段は他の電源系統で稼動状態を維持可能とする請求項1記載の廃棄物の処理システム。
  3. 一の電源系統は、配電所からの配電により構成し、他の電源系統は、ディーゼル発電、ガスタービン発電、ソーラー発電、バイオ発電、蒸気発電のような配電所以外の発電により構成する請求項1又は2記載の廃棄物の処理システム。
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