JP4383417B2 - 廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパーのパージ方法 - Google Patents

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Description

本発明は、廃棄物を熱分解溶融処理する廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置に設けられた中間ホッパーに侵入した炉内ガスのパージ方法に関する。
一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物の処理として、廃棄物をシャフト炉式の廃棄物溶融炉内で熱分解溶融処理する方法が実施されている。廃棄物溶融炉への廃棄物の装入時には、廃棄物溶融炉内で発生した可燃性でかつ人体に有害な成分を含む炉内ガスが炉外へ漏出することを防ぐために、廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置は、中間ホッパーの上端部に廃棄物の受入時に開閉する上部シール弁と、下端部に貯留廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に開閉する、下部シール弁を設けた中間ホッパーを備え、中間ホッパー内に侵入した炉内ガスを不活性ガスパージにより炉内に排出している。
図４は従来の不活性ガスのパージ方法を実施するための設備を示す図である。図４において、廃棄物ピット４から廃棄物クレーン５で搬送された廃棄物は受入ホッパー３に投入され、次いで中間ホッパー２に貯留される。貯留された廃棄物は中間ホッパー２の上部シール弁６と下部シール弁７を開閉操作して炉内に投入される。
廃棄物溶融炉１は排ガス管９で燃焼室８と接続され、排ガス管９を通して炉内ガスが燃焼室８へ供給される。燃焼室８の燃焼バーナ１０には、廃棄物ピット内の空気が燃焼空気吹込ダクト１１と燃焼空気ファン１２により吸引されて燃焼用空気として供給される。廃棄物装入装置の中間ホッパー２には、不活性ガスパージ弁１６を設けた不活性ガス吹込用配管１４が接続されている。
受入ホッパー３に投入された廃棄物は、下部シール弁７を閉じた状態で上部シール弁６を開いて中間ホッパー２に貯留した後、上部シール弁６を閉じる。その後、下部シール弁７を開くことにより中間ホッパー２に貯留された廃棄物が炉内へ投入される。投入後、下部シール弁７を閉じる。
廃棄物を炉内へ投入するために下部シール弁７を開くと、廃棄物溶融炉１から炉内ガスが中間ホッパー内に侵入する。再び上部シール弁６を開いて受入ホッパー３から中間ホッパー２に廃棄物を受け入れる時に、中間ホッパー２に侵入した炉内ガスが炉外に放出して炉外環境を汚染しないようにするため、中間ホッパー内を十分な量の不活性ガスを不活性ガス吹込用配管１４から吹き込んでパージしておく。しかしながら、このパージに必要な不活性ガスは中間ホッパー容積の３〜４倍に達し、不活性ガスが高価なことからランニングコストが高くついていた。
このパージのための不活性ガスの量を削減する手段として、特許文献１には、不活性ガスを昇温させて不活性ガスの密度を少なくとも中間ホッパー内の炉内ガスの密度に近似させて中間ホッパーの上部からパージすることが開示されている。
特開２００２−３４０３１３号公報
前記特許文献１記載の方法は、不活性ガスの比重を加熱により軽くし、ガス置換効率を高めようとするものである。しかしながら、パージ形態としては混合稀釈により、薄める要素が強く、中間ホッパー内の炉内ガスを所定の濃度以下にするには、やはり中間ホッパー容積の２〜３倍の量を必要とした。
そこで、本発明は、廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置に設けられた中間ホッパーを、まず不活性ガスによりパージし、次いで、中間ホッパー内へ外気を導入してパージすることにより不活性ガスのパージ量を大幅に低減させることができる、中間ホッパーのパージ方法を提供するものである。
本発明の廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置に設けられた中間ホッパーのパージ方法は、廃棄物溶融炉の上部に配置された装入装置の中間ホッパーであって、中間ホッパーの上端部に廃棄物の受入時に開閉する上部シール弁が設けられるとともに、下端部に貯留廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に開閉する下部シール弁が設けられた中間ホッパーのパージ方法において、廃棄物の炉内への投入時に中間ホッパー内に侵入した炉内ガスを、最初に不活性ガスを用いてパージした後、次いで外気によりパージすることを特徴とする。
外気によりパージする際の中間ホッパー内のガスの排出を、廃棄物溶融炉で発生する炉内ガスを燃焼する燃焼室の燃焼空気供給系統にて行う。また、不活性ガスによるパージは上部シール弁を全閉状態にし、下部シール弁を開けて形成した隙間から廃棄物溶融炉内へ排出させ、空気によるパージは下部シール弁を全閉状態とし、上部シール弁を半開状態に、排気側を負圧にされた燃焼空気供給系統に接続して、中間ホッパー内へ外気を吸入し、中間ホッパー内のガスを燃焼空気供給系統に吸引、排出する。
本発明は、不活性ガスのパージとそれに続く空気のパージによる２段階のパージにより、パージのために使用する不活性ガスを大幅に低減させることが可能となる。空気と置き換えられた中間ホッパー内のガスは燃焼用空気として燃焼室の燃焼用バーナに導入されるので、有害ガスの炉外への放出がなくなる。
また、空気と置き換えられたガスは空気導入配管から負圧に調整された燃焼空気供給系統へ吸引されていくので、特に中間ホッパー内の吸引のための装置を設ける必要がない。
図１は本発明のパージ方法を実施するための設備の系統図、図２は中間ホッパーのパージ方法の手順を示す図である。
廃棄物溶融炉１の炉上部の廃棄物装入装置には、廃棄物ピット４から廃棄物クレーン５で搬送された廃棄物を受け入れる受入ホッパー３が設けられ、受入ホッパー３の下部に炉内に投入する廃棄物を一旦貯留する中間ホッパー２が連設される。
中間ホッパー２は、上部シール弁６と下部シール弁７を備え、上部シール弁６で受入ホッパー３と仕切られ、下部シール弁７で炉内と仕切られている。廃棄物ピット４から廃棄物クレーン５で搬送された廃棄物は、受入ホッパー３で受け入れた後、中間ホッパー２の上部シール弁６と下部シール弁７を開閉して、受入ホッパー３からの廃棄物は一旦貯留され、その後、下部シール弁７を開いて炉内に投入される。
廃棄物溶融炉１は、炉内で発生した可燃性の炉内ガスを燃焼室８へ導入するために排ガス管９で燃焼室８と接続される。燃焼室８の燃焼バーナ１０の燃焼空気は、廃棄物ピット４の臭気対策上、ごみピットから吸引される。例えば、廃棄物ピット内の空気を吸引するために設けられた燃焼空気吹込ダクト１１と燃焼空気ファン１２により燃焼用空気として供給される。燃焼空気吹込ダクト１１には、負圧を調整する絞りダンパー１３が設けられる。
中間ホッパー２には、不活性ガス吹込用配管１４が接続されるとともに、空気パージにより置換されたガスを燃焼空気吹込ダクト１１へ導入する空気導入配管１５が接続されている。不活性ガス吹込用配管１１には不活性ガスパージ弁１６が、空気導入配管１５には空気導入弁１７が設けられる。
次ぎに、本発明のパージ方法について説明する。
図２（ａ）において、下部シール弁７を開いて廃棄物を廃棄物溶融炉内に投入すると、炉内ガスが中間ホッパー２内に侵入する。下部シール弁７を微開状態にして隙間を形成して不活性ガスパージ弁１６を開いて不活性ガスを導入してパージを行う。この不活性ガスのパージにより、下部シール弁７の隙間から中間ホッパー内のガスが廃棄物溶融炉内側に排気されるようにする。また、空気導入配管１５の空気導入弁１７は閉めてパージガスが導入されないようにしておく。不活性ガスパージにより中間ホッパー内のガスの濃度が大気中での爆発下限値未満になると不活性ガスパージを完了する。
不活性ガスパージが完了すると、図２（ｂ）に示すように、不活性ガスパージ弁１６を閉じ、下部シール弁７を全閉とし、上部シール弁６を中間状態に開き、空気導入弁１７を開いて上部シール弁６の開放部より空気を吸引して中間ホッパー２内を空気置換し中間ホッパー２内のガスは空気導入配管１５から絞りダンパー１３で負圧に調整された燃焼空気吸気ダクト１１へ吸引されていく。空気導入配管１５の中間ホッパー側の入口にはカバー１８を設けて、廃棄物によって閉塞されないようにする。ＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下になるとパージを完了する。
図３はパージガスによる稀釈混合による濃度変化を示すグラフである。縦軸は中間ホッパー内の炉内ガスのＣＯ濃度の割合、横軸は置換倍率で、置換倍率＝パージガス量／中間ホッパー容積である。図３に示すように、不活性ガスパージの稀釈混合により、ガス濃度は指数関数的に低下し、初期の低下度は大きいが、低濃度域では変化率が小さく大きな置換倍率を必要とする。
廃棄物溶融炉炉内ガスの組成は、例えば、表１に示すとおりである。
Figure 0004383417
表１に示されるように、廃棄物溶融炉の炉内ガスには、可燃性ガスとしてＣＯの他にＨ２、ＣｎＨｍも含むが、可燃成分の混合ガスとしての空気中の爆発下限値は６％以上と想定されので、本発明においては、初期濃度に対する濃度割合が０．２以下とすれば可燃性ガスの空気中での爆発範囲を下廻った濃度になる。不活性ガスパージはこの時点で止める。この場合、不活性ガス量は中間ホッパーの容積の０．８〜１．０倍で十分であり、従来に比べて不活性ガス量を大幅に低減させることができる。
不活性ガスパージ後、中間ホッパー内には特にＣＯガスが１〜４％残留しているため、ホッパー内に外気を導入し、空気置換をして、ＣＯガスを排出する。排出先は廃棄物溶融炉炉内ガスを燃焼する燃焼空気に潜入されるので、外気に放出されることはない。空気パージは、中間ホッパー内のＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下となるようにすることが望ましい。このときの空気の置換倍率は、ＣＯ濃度を十分に下げるために、中間ホッパーの容積の３〜５倍にする。
以上のように、不活性ガスのパージとそれに次ぐ空気によるパージの２段階パージにより、パージのために使用する不活性ガスが大幅に低減されるとともに、有害ガスの炉外への放出がなくなる。
本発明のパージ方法を実施するための設備を示す図である。 中間ホッパーのパージ方法の手順を示す図である。 パージガスによる稀釈混合による濃度変化を示すグラフである。 従来の不活性ガスのパージ方法を実施するための設備の系統図である。
符号の説明
１：廃棄物溶融炉 ２：中間ホッパー
３：受入ホッパー ４：廃棄物ピット
５：廃棄物クレーン ６：上部シール弁
７：下部シール弁 ８：燃焼室
９：排ガス管 １０：燃焼バーナ
１１：燃焼空気吹込ダクト １２：燃焼空気ファン
１３：絞りダンパー １４：不活性ガス吹込用配管
１５：空気導入配管 １６：不活性ガスパージ弁
１７：空気導入弁 １８：カバー

Claims (3)

  1. 廃棄物溶融炉の上部に配置された廃棄物装入装置の中間ホッパーであって、中間ホッパーの上端部に廃棄物の受入時に開閉する上部シール弁が設けられるとともに、下端部に貯留廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に開閉する下部シール弁が設けられた中間ホッパーのパージ方法において、
    廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に中間ホッパー内に侵入した炉内ガスを、最初に不活性ガスを用いてパージした後、次いで外気によりパージすることを特徴とする中間ホッパーのパージ方法。
  2. 前記外気によりパージする際の中間ホッパー内のガスを、廃棄物溶融炉で発生する炉内ガスを燃焼する燃焼室の燃焼空気供給系統に排出することを特徴とする請求項１記載の中間ホッパーのパージ方法。
  3. 前記不活性ガスによるパージは上部シール弁を全閉状態にし、下部シール弁を開けて形成した隙間から廃棄物溶融炉内へ排出させ、空気によるパージは下部シール弁を全閉状態とし、上部シール弁を半開状態に、排気側を負圧にされた燃焼空気供給系統に接続して、中間ホッパー内へ外気を吸入し、中間ホッパー内のガスを燃焼空気供給系統に吸引、排出することを特徴とする請求項１記載の中間ホッパーのパージ方法。
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