JP4365256B2

JP4365256B2 - 焼却設備又はガス化設備、及びその運転方法

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Publication number: JP4365256B2
Application number: JP2004115272A
Authority: JP
Inventors: 英和遠藤; 郁郎仲西; 俊治大島; 保行山本; 勉肥後
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP2005299993A

Description

本発明は、流動床焼却炉又は流動床ガス化炉を備えた焼却設備又はガス化設備、及びその運転方法に関し、特に流動媒体を有効に利用することに特徴を有する焼却設備又はガス化設備、及びそれらの運転方法に関するものである。

炉内の流動媒体（主に硅砂等の砂）を空気によって流動させる流動床焼却炉は一般廃棄物や産業廃棄物等の幅広い可燃物の焼却に用いられている。また、流動床焼却炉をベースとした流動床ガス化炉で廃棄物等の可燃物をガス化し、そのガスから有価物を得たり、ガス化した後に溶融炉に導いて高温燃焼により灰分を溶融スラグ化するガス化溶融炉も同様である。これらの可燃物は固形物や泥状物、液状物等様々な形態のものがあり、それらの成分の中には、設備の運転に悪影響を及ぼすものもある。

特に産業廃棄物の塩を含む食品廃棄物や中和廃液のように、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ、Ｓその他の成分を含む廃棄物を焼却又はガス化処理した場合、反応後に残った成分が塩として蓄積して塩濃度が高くなる。流動床は、焼却炉では５５０℃〜９００℃、ガス化炉では５００℃〜６００℃程度で運転されることが多い。そして塩の種類や流動床温度によっては、塩が溶けて流動媒体をベタつかせたり、更には流動媒体を溶かしたりするため、流動媒体粒子どうしが付着して塊を形成したり、流動の動きがベタつくようになったりし、流動を阻害する場合がある。そして、塩の流動床中の濃度が高くなるほど、このような状態となり易い傾向が強い。従って塩濃度を一定以下に抑える必要がある。

塩の濃度が高いとちょっとしたきっかけで、最悪の場合は流動媒体が流動しなくなる。この場合、設備を停止し冷却してから流動媒体やその塊を全て除去し、即ち塩濃度の高い流動媒体を入れ替えなければならなくなり、運転再開までに数日を要してまう。流動床炉では、一般的に焼却物やガス化物に含まれる不燃物が流動床中に残って蓄積してゆくのを防ぐため炉内から流動媒体を不燃物と共に抜き出し、分級して不燃物を排除して流動媒体は炉に戻すという流動媒体循環を行なっている。この通常は炉に戻す流動媒体の一部を抜き出し、その代りに新しい流動媒体を補充することにより、流動媒体中の塩濃度を一定に保つことで対応するが、抜き出した流動媒体は廃棄物となるため、供給砂といランニングコストがかかる上に使用済みの塩を含む流動媒体という廃棄物が増えてしまうという問題があり、公知となっている流動媒体経路を有する流動床焼却装置（例えば特許文献１参照）では運転上の大きな負担であった。

図１は従来の流動床焼却炉を備えた焼却設備の、流動媒体である砂の流れを図解的に示したものである。なお、流動床ガス化炉の場合も同様である。図１において、流動床焼却炉１は流動床２を具備する。流動床２はその底部から押込空気（流動化空気）１１０を供給することにより、流動媒体である砂が流動するようになっている。流動床焼却炉１には流動床２上に廃棄物を供給する廃棄物供給装置３及び液状の廃棄物を供給する液状廃棄物供給装置４が設けられている。これら廃棄物供給装置３及び液状廃棄物供給装置４から固形状及び液状の廃棄物を流動床２上に投入することにより、これらの廃棄物が焼却され、排ガス出口５から排ガス１０１が排出される。

通常、炉内の砂１０２は不燃物１０３に同伴して流動床２の底部の抜出しシュート２ａより不燃物排出装置６により抜き出され、振動篩や回転篩等の分級機７によって粒径に従って不燃物１０３と砂１０２に分級される。不燃物１０３は系外で再資源化もしくは廃棄されるが、砂１０２は砂エレベータ８によって運ばれ、経路Ｌ１を通って砂投入装置９まで運ばれ、砂投入装置９によって流動床焼却炉１内に再投入される。点検や工事等で炉内の砂１０２を全て抜き出す場合は、砂投入装置９を停止させて砂１０２をオーバフローさせ経路Ｌ２へと送り、経路Ｌ３の切替ダンパ１０を開いておけば経路Ｌ３を経て砂は砂バンカ１１に移送される。流動床焼却炉１を立ち上げる際は、該砂バンカ１１に貯留されている砂１０２を流動床焼却炉１内へ投入して運転を開始する。

経路Ｌ２へと砂を送るために、経路Ｌ１から経路Ｌ２を分岐させてダンパで切り替えるようにしてもよい。塩濃度が高くなった砂１０２を系外に排出する場合は、砂投入装置９を停止させ、尚且つ切替ダンパ１０を閉じておけば、経路Ｌ４から系外へ排出される。系外に排出された砂１０２は塩濃度が高いため再利用できないので廃棄され、その分新砂１０３を砂バンカ１１へ投入し、該砂バンカ１１から砂エレベータ８ヘ送ることにより、流動床焼却炉１内へ投入される。
特開平８−３３４２１９号公報

図１に示す従来の焼却設備では、焼却物に塩が含まれると流動媒体である砂の塩濃度が常時上昇し続ける傾向にあるため、流動床焼却炉１内の砂の一部を頻繁に塩をあまり含まない砂に入れ替えて流動媒体中の塩濃度を一定以下に抑える必要があり、ランニングコストが高くなるという問題があった。また、高い塩濃度の砂を廃棄する量も多くなり、環境への負担も大きくなる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、流動媒体（主に硅砂）の入れ替え無しに流動媒体の塩濃度上昇を抑えて一定以下に保つことができ、低いランニングコストで設備を運転できる焼却設備又はガス化設備、及びその運転方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、可燃物を焼却する流動床炉又はガス化する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化設備において、流動媒体を前記流動床炉内から抜き出す流動媒体抜き出し手段と、流動床炉の塩濃度を監視する塩濃度監視手段と、抜き出した流動媒体を監視する撮像手段と、抜き出した流動媒体を水で洗浄する流動媒体洗浄手段と、洗浄した流動媒体を流動床炉に戻す流動媒体戻し手段と、塩濃監視手段は、撮像手段によって撮像された流動媒体の塊の大きさ及び／又は量に基づいて塩濃度の高低を推測する手段であり、該塩濃度監視手段により、塩濃度が高いと判断された場合、流動媒体抜き出し手段で抜き出した流動媒体を流動媒体洗浄手段に送る手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼却設備又はガス化設備において、流動媒体戻し手段は、洗浄した流動媒体を流動床炉に可燃物を供給する可燃物供給装置に搬送するように構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の焼却設備又はガス化設備において、流動媒体洗浄手段は、流動媒体を攪拌する攪拌手段を具備し、該流動媒体を攪拌しながら水洗浄するように構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、流動媒体洗浄手段は、流動媒体を空気により攪拌する攪拌手段を具備し、該流動媒体を攪拌しながら水洗浄するように構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、流動媒体洗浄手段は、洗浄水を循環させる洗浄水循環手段を具備し、洗浄水を循環させながら流動媒体を水洗浄するように構成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、流動媒体抜出し手段により抜き出す流動媒体の量及び前記流動媒体戻し手段により戻す流動媒体の量を制御し、流動床焼却炉又は流動床ガス化炉の炉床温度を制御する炉床温度制御手段を設けたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、可燃物を焼却する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化設備の運転方法において、流動媒体を前記流動床炉内から抜き出す流動媒体抜き出し手段と、
前記流動床炉の塩濃度を監視する塩濃度監視手段と、抜き出した流動媒体を監視する撮像手段と、抜き出した流動媒体を水で洗浄する流動媒体洗浄手段と、洗浄した流動媒体を流動床炉に戻す流動媒体戻し手段とを備え、塩濃度監視手段は、撮像手段によって撮像された流動媒体の塊の大きさ及び／又は量に基づいて塩濃度の高低を推測する手段であり、塩濃度が高いと判断された場合、流動媒体抜き出し手段で抜き出した流動媒体を流動媒体洗浄手段に送り、洗浄した流動媒体を流動媒体戻し手段により流動床炉に戻すことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、洗浄した流動媒体を可燃物供給装置により搬送して流動床炉に投入することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、流動媒体を水で洗浄する際、機械的に該流動媒体の攪拌を行うことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、流動媒体を水で洗浄する際、空気により該流動媒体の攪拌を行うことを特徴とする。もっと詳しくは、流動媒体を含む洗浄水の底部から空気を吹き込みその空気が洗浄水中を上昇等の動きにより洗浄水を振騰攪拌する。

請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、流動媒体を水で洗浄する際、洗浄水を循環させて該流動媒体を洗浄することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、流動媒体の抜き出し量及び洗浄した流動媒体の投入量によって炉床温度の制御を行うことを特徴とする。

請求項１及び請求項７に記載の発明によれば、塩濃度が高くなった流動媒体を抜き出して水で洗浄し、該洗浄した流動媒体を流動床焼却炉又は流動床ガス化炉に戻すから、流動床の流動媒体の塩濃度を低い一定値に保つことができ、流動媒体粒子どうしが付着して塊となり、流動を阻害するという問題がなくなり、設備の安定した連続運転を低いランニングコストで実現できる。また、塩濃度の高くなった流動媒体を水洗浄して再利用するので、高い塩濃度の流動媒体を廃棄することが少なくなり、環境への負担が軽減できる。

請求項２及び請求項８に記載の発明によれば、洗浄した流動媒体を可燃物に混ぜて流動床焼却炉又は流動床ガス化炉に投入するので、洗浄した流動媒体を流動床焼却炉又は流動床ガス化炉に戻すための専用の設備を設ける必要がない。また、砂だけを流動床焼却炉に送ろうとすると、激しい摩耗が搬送機器に生じたり、大きな搬送動力を必要とするが、汚泥や固形物等と共に供給してやることで、摩耗が緩和されたり動力が軽減されたり、或いは一度に多量の砂が入って炉床温度も低下するのを防ぐことができる。

請求項３及び請求項９に記載の発明によれば、流動媒体を攪拌しながら水洗浄するので、まんべんなく洗浄水に曝すことができ、攪拌の際に砂どうしが衝突しあうことで物理作用も働いて塩濃度の高い或いは溶解度の低い塩に対しても流動媒体を効率よく洗浄できる。

請求項４及び請求項１０に記載の発明によれば、流動媒体を空気により攪拌しながら水洗浄するので、塩濃度の高い或いは溶解度の低い塩に対しても流動媒体を効率よく洗浄できる。

請求項５及び請求項１１に記載の発明によれば、洗浄水を循環させて該流動媒体を洗浄するので、洗浄水を何度も連続使用することになり、洗浄水の使用量を低減できるだけでなく、排水処理しなければならない排水洗浄水の量も低減できる。

請求項６及び請求項１２に記載の発明によれば、流動媒体の抜出し量及び洗浄した流動媒体の投入量によって炉床温度の制御ができるので、可燃物のカロリーの変動により炉床温度が上昇した場合も容易に炉床温度を制御できる。また、流動媒体の抜出し量及び洗浄した流動媒体の投入量によって炉床温度を制御することにより、例えば流動床に水を注入して炉床温度を制御する炉床温度制御に比べて炉床全体を均一に、且つ緩やかに制御することが容易となる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。

図２（ａ）は本発明に係る流動床焼却炉を備えた焼却設備の流動媒体である砂の流を図解的に示す図である。なお、流動床ガス化炉を備えたガス化設備の場合も同様である。また、図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。また、他の図においても同様とする。本焼却設備では、流動媒体である砂を洗浄する流動媒体洗浄装置１２を備えている。該流動媒体洗浄装置１２には経路Ｌ４から砂１０２が投入されると共に洗浄水１０４が供給されるようになっている。また、洗浄水１０４は循環して再利用するようになっており、塩濃度が所定以上になった洗浄水１０５は排水処理設備（図示せず）に送られ、排水処理されるようになっていいる。

流動床２の砂１０２の塩濃度が高くなったら、砂投入装置９を停止させ、切替ダンパ１０を閉じることにより、高い塩濃度の砂１０２は経路Ｌ４を通って流動媒体洗浄装置１２に投入され水洗浄される。水洗浄後の砂１０６は経路Ｌ５を通って、洗浄砂投入装置１３に供給され、流動床焼却炉１内に供給される。このように、水洗浄後の砂１０６を経路Ｌ５を通して専用の洗浄砂投入装置１３に供給し、洗浄砂投入装置１３から流動床焼却炉１内に投入する。流動床の塩濃度の監視は定期的に砂１０２のサンプリングと分析で行うことが望ましい。なお、流動床２から排出される不燃物中の砂塊の大きさや量によってもある程度塩濃度を推測することができる。即ち、塩濃度が低ければ砂塊の大きさは小さく量も少ないが、塩濃度が高くなれば砂塊は大きく量も多くなる。この場合、カメラ等の撮像手段で流動床２から排出される砂塊を監視することにより、塩濃度の高低判断をしてもよい。なお、ここにおいて、図２（ｂ）に示すように、洗浄工程を２段に分けて供給する新たな洗浄水１０４によって仕上洗浄するようにしてやれば、洗浄砂中に残る塩濃度を下げて且つ排水処理に送る排水（洗浄水１０５）中の温濃度を上げて、排水量を大幅に削減できる。勿論これは２段に限定されるものではなく、３段以上の多段にすることで効果は上がる。

図３は本発明に係る流動床焼却炉を備えた他焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。なお、流動床ガス化炉を備えたガス化設備の場合も同様である。図示するようにここでは、流動媒体洗浄装置１２で水洗浄された砂１０６は経路Ｌ５を通って、廃棄物供給装置３に供給され、該廃棄物供給装置３で廃棄物に混入されて流動床焼却炉１内に供給される。このように、水洗浄後の砂１０６を経路Ｌ５を通して廃棄物供給装置３に供給することにより、実施例１の場合のように専用の洗浄砂投入装置１３を設ける必要がなく、洗浄後の砂１０６を流動床焼却炉１内に戻すことができる。

図４は本発明に係る流動床焼却炉を備えた他焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。なお、流動床ガス化炉を備えたガス化設備の場合も同様である。図示するようにここでは、流動床焼却炉１に廃棄物供給装置３と液状廃棄物供給装置４の他に汚泥供給装置１４を設け、廃棄物の性状によりその供給装置を切り替え、即ち廃棄物の投入経路を変える構成を採用している。ここでは、砂に性状が類似する汚泥を供給する汚泥供給装置１４に経路Ｌ５を通して水洗浄後の砂１０６を供給している。該砂１０６は汚泥供給装置１３で汚泥に混入され流動床焼却炉１内に供給される。このように、水洗浄後の砂１０６を汚泥供給装置１３に供給することにより、実施例２の場合と同様、専用の洗浄砂投入装置１３を設ける必要がなく、流動床焼却炉１内に戻すことができる。汚泥と混じることで流動性がよくなり、機器の摩耗や動力低減も可能である。

また、流動媒体洗浄装置１２で水洗浄後の砂１０６を砂エレベータ８を利用して流動床焼却炉１内に戻す場合は、水洗浄後の砂１０６を乾燥させる必要があり、乾燥装置等を必要とするが、上記のように液状廃棄物供給装置４、廃棄物供給装置３、汚泥供給装置１４に供給し、ここで液状廃棄物、廃棄物、汚泥と混合して流動床焼却炉１内に供給することにより、このような専用の乾燥装置等の設備を必要としない。また、廃棄物の形態が液状、固形状、汚泥状と異なる場合は、汚泥のように性状の近い廃棄物と混ぜることが望ましい。

図５は砂洗浄装置の構成例を示す図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側断面である。図示するように、本砂洗浄装置２０は箱状の容器２１内に複数本（図では２本）の攪拌空気用パイプ２２を配置すると共に、排水用パイプ２３を取付けた構成である。攪拌空気用パイプ２２には図示を省略するが、直径数ｍｍ程度の孔が複数個設けられている。また、攪拌空気用パイプ２２には開閉バルブ２４が設けられ、排水用パイプ２３にも開閉バルブ２５が設けられ、更に洗浄水の流入口には砂１０２の流出を防ぐため、砂粒径より細かいメッシュの網が設けられている。

上記構成の本砂洗浄装置２０において、図示しない砂供給手段により容器２１内に流動床焼却炉１から排出された塩濃度の高い砂１０２を図５（ｂ）に示すように容器に対し半分のレベル程度入れて、更に図示しない洗浄水供給手段により洗浄水１０４で満たす。この状態で、開閉バルブ２４を開き、攪拌空気用パイプ２２に空気１０７を送り込むと該攪拌空気用パイプ２２に設けられた複数の孔から洗浄水中に空気１０７が噴出し、砂１０２が攪拌され洗浄される。空気１０７は圧縮機による圧縮空気を用いてもよいし、流動床焼却炉１の流動床２底部に圧縮空気を押込む押込空気ラインから分岐させた圧縮空気を用いてもよい。なお、攪拌空気用パイプ２２は容器２１に固定せず攪拌状況を確認しながら砂１０２の層への挿入位置を変えられるようにすると便利である。洗浄の終了した水は排水用パイプ２３の開閉バルブ２５を開いて排出し、再利用することが可能である。排水用パイプ２３の洗浄水流入口には上記のように砂粒径より細かいメッシュの網が設けられているので、この排水用パイプ２３を通って砂１０２が流出することはない。なお、流動床では細い粒径のものは炉に戻しても飛散してしまうため、メッシュより細いものが排水と共に、流出しても支障はない。

図６は砂洗浄装置の他の構成例を示す図である。本砂洗浄装置３０は汎用の小型コンクリートミキサー３１を備えている。該小型コンクリートミキサー３１を矢印Ａに示すように回転させながら、流動床焼却炉１から排出された塩濃度の高い砂１０２と洗浄水１０４を供給しながら、砂１０２を洗浄する。なお、小型コンクリートミキサー３１に替えてトロンメル（回転篩）、洗浄する砂１０２の量によってはコンクリートミキサー車等を用いて攪拌洗浄を行ってもよい。

水洗浄の終了した砂は図２に示すように、専用の洗浄砂投入装置１３により流動床焼却炉１内へ再投入される。厨芥や汚泥のようにある程度水分を含んだ廃棄物を焼却処理する場合は、図３に示すように廃棄物供給装置３を介して、廃棄物に混ぜて流動床焼却炉１内へ再投入される。このように廃棄物と混ぜて再投入すれば洗浄済の砂を再投入するための専用の設備を設置する必要がない。廃棄物が複数種類あり、投入経路が異なる場合は、図４に示すように、汚泥のような性状が近い廃棄物と混ぜることが望ましい。

また、流動床炉では、流動床温度が燃焼やガス化の反応温度となるため、反応に適した温度に極力安定保持することが望ましいが、流動床焼却炉１内に投入する廃棄物のカロリーの変動により、流動床２の温度が変動する。温度が上昇した場合、砂の抜き出し量を増やして洗浄後の砂１０６を連続的に投入することにより炉床温度をコントロールすることも可能である。流動床２に水を注入することでも炉床温度をコントロールすることが可能であるが、注水の場合は局所的に温度が下がったり温度が下がり過ぎたりして温度コントロールが難しい場合がある、或いはしぶきが耐火物壁面にかかってスポーリングにより耐火物を傷める可能性があるが、水分を含んだ洗浄後の砂１０６を少量ずつ連続的に投入すれば、炉床温度が比較的均一に且つ緩慢にコントロールできるので制御し易いという利点がある。

また、一般的に、流動層（流動床２の流動媒体層）温度は低温になるに従い層内での燃焼又はガス化反応が緩慢になるため、僅かなきっかけで層内温度が低下しはじめるとそのまま下がり続けて運転不能に陥る虞がある。一方、層内温度を高温にしすぎると層内反応速度が速くなるため燃焼変動が激化し一酸化炭素発生量（すなわち、有機性ハロゲン発生量）が発生し易くなるなどの虞があると共に、クリンカーが発生し易くなる虞がある。従って、流動層温度を適切な温度範囲に維持することが重要である。ここで、最適な流動層温度の運転範囲は、各々の処理物や炉の特性によって、最適な範囲があることも考慮して決定することになる。

流動層温度を最適に制御するための具体的方法としては、タイマーを用いて間欠的に不燃物を流動層から排出するための流動媒体循環量を調整する方法がある。停止タイマーと起動タイマーを用い、停止タイマーの設定時間Ｔ１が経過した段階で、別途設けられた起動タイマーの設定時間Ｔ２だけ、高温の熱媒体として流動媒体を流動層炉から抜き出すための装置を起動させる。これを繰り返す。この装置は、図では不燃物排出装置（コンベヤ）６であり、連続運転の排出能力Ｑｋｇ／ｈに対して、実際の流動媒体排出量はＱ×Ｔ２÷（Ｔ１＋Ｔ２）ｋｇ／ｈとなる。勿論、停止タイマーと起動タイマーによる調節ではなく、インバータや可変速減速機等を使っての、コンベヤ回転数又はコンベヤ速度変更によってこのコンベヤ排出能力を調整することでもよい。

これにより、流動媒体は不燃物とともに流動層から冷やされながら抜き出され、該不燃物が分別された後に流動床焼却炉１に返送される流動媒体循環を行なうが、この一連の過程で流動媒体が冷えて戻った分流動層の熱バランスで放出熱となる。このため、流動媒体循環の量を調節することでそれに伴う放出熱量を調節することができる。流動媒体の循環量を増やすことでより低い流動床温度で熱収支がバランスする。即ち、低い流動床温度となる。逆に流動媒体の循環量を減らすことにより高い流動床温度で熱収支がバランスする。即ち、高い流動床温度となる。

このように流動媒体の抜き出しの実行と停止を繰り返すことで、適切な流動層温度に維持することが可能となる。流動層内に注水を行なわずとも、廃棄物の投入量を適切に制御し、且つ／又は、上述した流動媒体循環量調節を使用した流動層温度の制御方法とを組み合わせることで、流動層温度を適切な範囲内に維持することが可能である。

（実施例１、実施例４の結果）
図２に示す構成の焼却設備で流動床２は６００〜６５０℃で運転している。これにおいて、砂洗浄装置１２に図５に示す構成の洗浄装置を用いて流動床焼却炉から排出された砂の洗浄を行い、塩測定を行った。ここでは、分級機７で４ｍｍ未満のものを砂として分級した。傾向として砂中塩濃度（Ｎａ＋Ｋ）がある一定濃度以上になると流動不良が起こりやすくなるため（１０ｃｍ以下の砂の塊が通常の倍以上排出されるようになる）、毎日サンプリング、分析を行い、適正な管理値を定め、該管理値以下で管理するようした。

塩濃度が高くなった砂１０２を抜き出して砂洗浄装置２０の容積１ｍ³の容器２１に０．５ｍ³程度入れ、更に洗浄水１０４を満たし、空気を用いて３分間攪拌洗浄を行った。圧縮空気を使用し、砂が飛散しないように開閉バルブ２４の開度を調整して行った。洗浄水１０４を交換して合計３回洗浄を行い、洗浄前、１回洗浄、２回洗浄、３回洗浄のそれぞれの砂の塩濃度（Ｎａ及びＫ）の分析を行った結果を図７に示す。洗浄前（洗浄回数０回）Ｎａ＋Ｋで３．６５％あった塩濃度が３回洗浄後には１％以下の０．８９％となり高い洗浄効果が確認できた。また、１回洗浄後でも１．３１％となり十分低い値となることが確認できた（図７参照）。

砂バンカ１１と流動床２に保持する砂約３０ｍ³において、１回０．５ｍ³の砂を１日数回洗浄し流動床焼却炉１に戻すと、砂中塩濃度（Ｎａ＋Ｋ）を管理値以下に維持することができ、新砂１０３の投入量を最低限に抑えた上で流動床焼却炉１の安定連続運転ができた。

また、流動床焼却炉１に投入する廃棄物のカロリー変動により炉床温度が上昇した場合も、砂の抜き出し量及び洗浄した砂の投入量をコントロールすることにより廃棄物の処理量（焼却量又はガス化量）が大きく低下することなく安定した運転をすることができた。

（実施例２、実施例３の結果）
図３、図４に示す構成の焼却設備で、洗浄した砂１０６を廃棄物供給装置３、汚泥供給装置１４に供給し、廃棄物、汚泥に混ぜて流動床焼却炉１に再投入した場合も上記と同様の結果が得られた。

（実施例５の結果）
砂洗浄装置に図６に示す小型コンクリートミキサー３１を備えた砂洗浄装置を用い、砂を機械的に攪拌して洗浄した場合も上記と同様の結果が得られた。

洗浄水を循環させて洗浄水の再利用を行いながら砂の洗浄を行った場合も上記と同様の結果が得られた。

なお、上記実施形態例は焼却設備を例として説明したが、本発明は焼却設備に限定されるものではなく、ガス化設備においても同様である。但しガス化の流動床は５００℃〜６００℃程度と低目に設定するのが普通で、流動床自体では塩濃度が上昇しても溶融点に至らずクリンカの生成はないが炉外に抜き出すシュート２ａにおいて、焼却炉と異なり可燃物が混じることがあり、流動媒体よりも高温化してここでクリンカが生じ易い。クリンカの抑制のため、塩濃度上昇を抑えることが好ましいため、本発明が有効である。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

従来の流動床焼却炉を備えた焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。本発明に係る流動床焼却炉を備えた焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。（実施例１）本発明に係る流動床焼却炉を備えた焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。（実施例２）本発明に係る流動床焼却炉を備えた焼却設備の流動媒体である砂の流れを図解的に示す図である。（実施例３）砂洗浄装置の構成例を示す図である。砂洗浄装置の構成例を示す図である。実施例１、実施例４の結果を示す図である。

符号の説明

１流動床焼却炉
２流動床
３廃棄物供給装置
４液状廃棄物供給装置
５排ガス出口
６不燃物排出装置
７分級機
８砂エレベータ
９砂投入装置
１０切替ダンパ
１１砂バンカ
１２流動媒体洗浄装置
１３洗浄砂投入装置
１４汚泥投入装置
２０砂洗浄装置
２１容器
２２攪拌空気用パイプ
２３排水パイプ
２４開閉バルブ
３０砂洗浄装置
３１汎用小型コンクリートミキサ

Claims

可燃物を焼却する流動床炉又はガス化する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化設備において、
流動媒体を前記流動床炉内から抜き出す流動媒体抜き出し手段と、
前記流動床炉の塩濃度を監視する塩濃度監視手段と、
前記抜き出した流動媒体を監視する撮像手段と、
前記抜き出した流動媒体を水で洗浄する流動媒体洗浄手段と、
前記洗浄した流動媒体を前記流動床炉に戻す流動媒体戻し手段と、
前記塩濃監視手段は、前記撮像手段によって撮像された流動媒体の塊の大きさ及び／又は量に基づいて塩濃度の高低を推測する手段であり、該塩濃度監視手段により、塩濃度が高いと判断された場合、前記流動媒体抜き出し手段で抜き出した流動媒体を前記流動媒体洗浄手段に送る手段とを備えたことを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
請求項１に記載の焼却設備又はガス化設備において、
前記流動媒体戻し手段は、前記洗浄した流動媒体を前記流動床炉に前記可燃物を供給する可燃物供給装置に搬送するように構成されることを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
請求項１又は２に記載の焼却設備又はガス化設備において、
前記流動媒体洗浄手段は、前記流動媒体を攪拌する攪拌手段を具備し、該流動媒体を攪拌しながら水洗浄するように構成されていることを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、
前記流動媒体洗浄手段は、前記流動媒体を空気により攪拌する攪拌手段を具備し、該流動媒体を攪拌しながら水洗浄するように構成されていることを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、
前記流動媒体洗浄手段は、前記洗浄水を循環させる洗浄水循環手段を具備し、洗浄水を循環させながら流動媒体を水洗浄するように構成されていることを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備において、
前記流動媒体抜き出し手段により抜き出す流動媒体の量及び前記流動媒体戻し手段により戻す流動媒体の量を制御し、前記流動床焼却炉又は流動床ガス化炉の炉床温度を制御する炉床温度制御手段を設けたことを特徴とする焼却設備又はガス化設備。
可燃物を焼却する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化する流動床炉を備えた焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
流動媒体を前記流動床炉内から抜き出す流動媒体抜き出し手段と、
前記流動床炉の塩濃度を監視する塩濃度監視手段と、
前記抜き出した流動媒体を監視する撮像手段と、
前記抜き出した流動媒体を水で洗浄する流動媒体洗浄手段と、
前記洗浄した流動媒体を前記流動床炉に戻す流動媒体戻し手段とを備え、
前記塩濃度監視手段は、前記撮像手段によって撮像された流動媒体の塊の大きさ及び／又は量に基づいて塩濃度の高低を推測する手段であり、塩濃度が高いと判断された場合、前記流動媒体抜き出し手段で抜き出した流動媒体を前記流動媒体洗浄手段に送り、洗浄した流動媒体を前記流動媒体戻し手段により前記流動床炉に戻すことを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。
請求項７に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
前記洗浄した流動媒体を前記可燃物供給装置により搬送し前記流動床炉に投入することを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。
請求項７又は８に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
前記流動媒体を水で洗浄する際、機械的に該流動媒体の攪拌を行うことを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
前記流動媒体を水で洗浄する際、空気により該流動媒体の攪拌を行うことを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。
請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
前記流動媒体を水で洗浄する際、洗浄水を循環させて該流動媒体を洗浄することを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。
請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の焼却設備又はガス化設備の運転方法において、
前記流動媒体の抜き出し量及び洗浄した流動媒体の投入量によって炉床温度の制御を行うことを特徴とする焼却設備又はガス化設備の運転方法。