JP4748138B2

JP4748138B2 - 廃棄物炭化処理設備

Info

Publication number: JP4748138B2
Application number: JP2007272028A
Authority: JP
Inventors: 宗高萩谷; 徹三宅
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: JP2009096943A

Description

本発明は、廃棄物を外熱により熱分解、炭化処理して燃料等として利用可能な炭化物を製造するための廃棄物炭化処理設備に関するもので、特に、食品関連工場や植物油製造工場やその他、既設のボイラを有する施設、又は、既設の燃焼炉を有する施設にて、廃棄物の熱分解、炭化処理を新たに導入する場合に適した廃棄物炭化処理設備に関するものである。

食品関連工場や植物油製造工場等では、原料を蒸したり殺菌するため、あるいは、所要機器の加熱用の熱源としたり、更には、発電を行うこと等を目的として蒸気が用いられることがあり、そのために、化石燃料やその他の所要の燃料を燃焼させて蒸気を発生させるためのボイラが装備されていることが多い。

たとえば、パーム油を製造する工場では、通常、原料となるパーム椰子の実を房ごと搬入した後、この搬入されたパーム椰子の房を殺菌のために蒸気を用いて蒸し、その後、房よりパーム椰子の実を取り出して、この房より取り出された実を原料としてパーム油を製造するようにしてあり、したがって、上記パーム椰子の房を蒸すための蒸気を発生させるボイラを備えるようにしてある。

又、種々の工場施設等においては、所要の燃料を燃焼させるようにしてある燃焼炉が装備されていることも多い。

ところで、上記パーム油の製造工場では、上記したように、パーム椰子の房より取り出した実のみを原料としてパーム油を製造するようにしてあるため、実を取り出した後のパーム椰子の房が大量に排出されるようになるが、現状では、このパーム椰子の房については埋設処分等による処分が行われていて、特に有効利用が図られていないというのが実状である。

又、大豆油を製造する工場では、原料となる大豆より油を抽出すると、原料重量の約８０％もの大量の油かすが発生するため、これを処分する必要がある。

一方、近年、地球温暖化対策や、循環型社会を構築すること等を目的として、一般廃棄物、産業廃棄物、バイオマス（再生可能な生物由来の有機性資源）からなる廃棄物等の廃棄物を、単に焼却処分したり、埋設処分するのではなく、資源として有効利用する取り組みが世界的に行われるようになってきている。

この種の廃棄物の資源化を図るための手法の１つとして、廃棄物を低酸素雰囲気で加熱することにより熱分解、炭化させて、可燃性の熱分解ガスと、熱分解残渣としての炭化物（チャー）及び灰分を発生させ、上記熱分解ガスを所要の燃焼炉で燃焼させた後、排ガス処理を施してから大気へ放出させるようにし、一方、熱分解残渣は、選別、粉砕をして燃料等として利用可能な炭化物として回収するようにした廃棄物の熱分解、炭化処理システムが開発され、実用化されてきている。

上記廃棄物の熱分解、炭化処理を実施するための廃棄物炭化処理設備としては、図４にその一例の概略を示す如き構成のものが提案されている。

すなわち、図４に示す廃棄物炭化処理設備は、一端の入口２側に供給管２ａを一体に接続し且つ他端の出口３側に排出管３ａを一体に接続した内筒４と、該内筒４の外側に同心状に配置した外筒５との間に、加熱流路６を形成し、上記外筒５と内筒４を一体で回転できるようにした熱分解キルン炉１を構成する。上記熱分解キルン炉１は、一端の入口２側よりも他端の出口３側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置し、外筒５の外周面に設けたリングギヤ７に、モータ８の出力軸のピニオン９を噛合させて、該モータ８の駆動により上記熱分解キルン炉１を回転できるようにしてある。

又、上記熱分解キルン炉１の入口２には、給じん機１０が供給管２ａの内側に挿入して設けてあり、投入ホッパ１１に投入された廃棄物１２を、給じん機１０により入口２へ供給するようにしてある。一方、上記熱分解キルン炉１の出口３には、熱分解ガス１３と熱分解残渣１４とを分離する分離室１５を設け、該分離室１５の上端部に熱分解ガスライン１６を接続すると共に、分離室１５の底部に熱分解残渣ライン１７を接続して、熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６より、又、熱分解残渣１４を熱分解残渣ライン１７よりそれぞれ取り出すことができるようにしてある。

更に、上記熱分解キルン炉１の出口３側には、上記加熱流路６に連通する加熱ガス入口１８を備えて、熱風発生炉１９と上記加熱ガス入口１８とを加熱ガス供給ライン２０で接続し、これにより、上記熱風発生炉１９で所要の燃料を燃焼させて発生させた高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０を通して加熱ガス入口１８より加熱流路６内へ供給するようにしてある。又、上記熱分解キルン炉１の入口２側には、上記加熱流路６に連通させた加熱ガス出口２２が設けてあり、該加熱ガス出口２２に接続した加熱ガス循環ライン２３を上記熱風発生炉１９に接続して、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を通過した後の加熱ガス２１ａを熱風発生炉１９へ循環させ、余りのガスを加熱ガス循環ライン２３の途中より分岐させた余剰ガスライン２４を通して下流の余剰ガスの燃焼炉（図示せず）へ送ることができるようにしてある。これにより、熱分解キルン炉１をモータ８の駆動により低速で回転させた状態において、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給しつつ、熱風発生炉１９で発生した高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０、加熱ガス入口１８を経て加熱流路６に供給して流通させることにより、内筒４内の廃棄物１２を加熱ガス２１による外熱により間接加熱して、熱分解、炭化させるようにしてある。

又、上記熱分解ガスライン１６は、下流の図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ接続すると共に、その途中に熱分解ガス１３を熱分解キルン炉１から取り出して下流へ圧送させるための熱分解ガスファン２５を設けて、該熱分解ガスファン２５を運転して分離室１５より熱分解ガス１３を吸引して取り出すことにより、熱分解キルン炉１の内圧を一定（一般的には負圧）に保つようにしてある。

上記熱分解ガスライン１６の熱分解ガスファン２５の下流側には、開閉を調節するようにしてあるバルブ２６が設けてある。更に、上記熱分解ガスライン１６における熱分解ガスファン２５とバルブ２６との間より分岐させて設けた回収ライン２７を、上記熱風発生炉１９に接続すると共に、該回収ライン２７の途中に設けた開度を調節するためのバルブ２８と、上記熱分解ガスライン１６上のバルブ２６が、加熱ガス供給ライン２０に設けた温度調節器２９からの信号に基づいて開閉が調節されるようにしてある。これにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３は、上記熱分解ガスファン２５の運転により熱分解ガスライン１６を通して上記図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ導いて燃焼させるようにすると共に、該熱分解ガス１３の一部を上記熱風発生炉１９へ供給して加熱ガス２１を発生させるための燃料として燃焼させるようにしてある。更に、この際、上記加熱ガス供給ライン２０を流通する加熱ガス２１の温度を検出する温度調節器２９からの信号に基づいて、上記回収ライン２７上のバルブ２８と、熱分解ガスライン１６上のバルブ２６の開度をそれぞれ調整して、熱風発生炉１９へ供給する熱分解ガス１３の供給量を調整することで、該熱風発生炉１９より加熱ガス供給ライン２０を経て熱分解キルン炉１へ供給される加熱ガス２１の温度が、該熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理に必要な温度以上となるようにしてある。

更に、上記加熱ガス循環ライン２３における余剰ガスライン２４の分岐位置よりも上流側には、ダンパ３０と加熱ガス循環ファン３１が上流側より順に設けてあり、該加熱ガス循環ファン３１により、熱分解キルン炉１の加熱流路６より加熱ガス２１ａを誘引して熱風発生炉１９や下流の燃焼炉等へ圧送できるようにしてあり、この際、上記熱分解ガスライン１６に設けた温度調節器３２からの信号に基づいて上記ダンパ３０の開度を調整することで、熱分解キルン炉１より熱分解ガスライン１６へ導かれる熱分解ガス１３の温度が所定温度に保たれるように、上記熱分解キルン１の加熱流路６を流通する加熱ガス２１の流量が調節されるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

なお、上記廃棄物炭化処理設備では、熱分解キルン炉１での廃棄物１２の加熱を、内筒４の鉄皮を介した間接加熱により行わせるようにしてあるため、廃棄物１２の熱分解温度としては４５０℃程度とする温度条件が一般的に採用されている。そのために、上記熱風発生炉１９より熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給する加熱ガス２１の温度は、５００〜５５０℃程度とすることが望まれる。したがって、上記熱風発生炉１９では、上記熱分解ガス１３を燃焼させる際に、熱分解キルン炉１の加熱流路６にて廃棄物１２の間接加熱に供されることによって３５０℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出される加熱ガス２１ａを、加熱ガス循環ライン２３を経て該熱風発生炉１９へ循環させることで、上記５００〜５５０℃程度の温度条件となる加熱ガス２１を発生させることができるようにしてある。

特開平１１−１９３９１２号公報

ところが、前述したように多量のパーム椰子の房が排出されるパーム油の製造工場や、多量の油かすが排出される大豆油の製造工場等、バイオマスからなる廃棄物や、その他の一般廃棄物や産業廃棄物が生じている既存の施設にて、これらの廃棄物の有効利用を目的として、廃棄物を熱分解、炭化処理して燃料等として利用可能な炭化物を回収する廃棄物炭化処理設備を導入する場合は、図４に示した如き廃棄物炭化処理設備の各構成機器、すなわち、熱分解キルン炉１、熱風発生炉１９、余剰の熱分解ガス１３を燃焼させるための図示しない燃焼炉や溶融炉、更には、該燃焼炉や溶融炉で発生する排ガスを処理するための排ガス処理設備等を、専用の設備として新たに設けることになるため、新たに設置する機器の点数が多く、そのため、広い設置スペースを確保する必要があると共に、設備費やランニングコストが嵩むというのが実状である。

そこで、本発明は、既設のボイラ又は既設の燃焼炉を備えてなる工場施設等にて、廃棄物の熱分解、炭化処理を新たに導入する場合に、上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉を利用して廃棄物の熱分解、炭化処理を実施する設備を構築でき、よって、新設する機器の点数を削減できて、設置スペースを削減できると共に、設備費及びランニングコストの低減化を図ることができ、更に、上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉の燃料が化石燃料の場合は、化石燃料由来の温室効果ガスの削減化を図ることが可能な廃棄物炭化処理設備を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある熱分解炉より上記熱分解ガスを取り出す熱分解ガスラインを、既設のボイラ又は既設の燃焼炉に接続して、該ボイラ又は燃焼炉で上記熱分解ガスを所要の燃料と混焼できるようにし、該混焼により生じる混焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインを、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続して、上記混焼排ガスを熱分解炉へ廃棄物の熱分解用熱源として供給できるようにすると共に、上記排ガス取出ラインの途中位置に、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続してある循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を接続し、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にバルブと、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側に、排ガス取出ラインを流れる混焼排ガスの温度に応じて上記排ガス取出ラインのバルブの開閉を制御するための温度調節器とを設け、且つ、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の混焼排ガスを排出するための余剰ガスラインを分岐させて設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側にバルブと、該排ガス循環ラインのバルブの下流側位置に、上記排ガス循環ラインの下流側端部における圧力の検出値に応じて上記排ガス循環ラインのバルブの開閉を制御するための圧力調節器とを設けるようにした構成とする。

上述の構成において、既設のボイラ又は既設の燃焼炉から、混焼排ガスを排出するための排ガスラインに排ガス処理設備と誘引通風機を順に具備して、上記排ガスラインにおける排ガス処理設備と誘引通風機との間にダンパを設けると共に、上記ダンパの開閉量を熱分解炉の炉内圧力に応じて制御するための圧力調節器を熱分解炉に設けるようにした構成とする。

本発明の廃棄物炭化処理設備によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある熱分解炉より上記熱分解ガスを取り出す熱分解ガスラインを、既設のボイラ又は既設の燃焼炉に接続して、該ボイラ又は燃焼炉で上記熱分解ガスを所要の燃料と混焼できるようにし、該混焼により生じる混焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインを、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続して、上記混焼排ガスを熱分解炉へ廃棄物の熱分解用熱源として供給できるようにすると共に、上記排ガス取出ラインの途中位置に、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続してある循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を接続し、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にバルブと、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側に、排ガス取出ラインを流れる混焼排ガスの温度に応じて上記排ガス取出ラインのバルブの開閉を制御するための温度調節器とを設け、且つ、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の混焼排ガスを排出するための余剰ガスラインを分岐させて設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側にバルブと、該排ガス循環ラインのバルブの下流側位置に、上記排ガス循環ラインの下流側端部における圧力の検出値に応じて上記排ガス循環ラインのバルブの開閉を制御するための圧力調節器とを設けるようにした構成としてあるので、上記熱分解炉の加熱流路に流通させるための高温のガスを発生させるための熱風発生炉や、熱分解ガスを燃焼させるための燃焼炉や溶融炉を不要にできる。したがって、既設のボイラ又は既設の燃焼炉を有する施設に対し、廃棄物の熱分解、炭化処理を導入すべく廃棄物炭化処理設備を構築するために新設すべき機器の点数を削減できて、該廃棄物炭化処理設備の設置に要する設置スペースを削減できると共に、設備費及びランニングコストの低減化を図ることができる。
（２）既設のボイラ又は既設の燃焼炉では、廃棄物の熱分解ガスを燃焼させることができるようになるため、燃料の使用量を低減でき、該既設のボイラ又は既設の燃焼炉のランニングコストを削減できる。更に、上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉の燃料が化石燃料である場合は、該化石燃料に由来する二酸化炭素等の温室効果ガスの発生量も削減することが可能になる。
（３）熱分解炉で廃棄物の熱分解、炭化処理により生じる熱分解ガスに腐食性ガスが含まれていても、既設のボイラ又は既設の燃焼炉で上記熱分解ガスと混焼させる燃料が塩素や硫黄分をほとんど含まないクリーンな燃料であれば、このクリーンな燃料の燃焼によって生じるクリーンな燃焼ガスで上記熱分解ガスに含まれている腐食性ガスを希釈することが可能になる。これにより、廃棄物の熱分解ガスの燃焼ガスを熱分解炉の加熱流路へ流通させる場合に比して、熱分解炉の耐久性を高める効果が期待できる。
（４）特に、排ガス取出ラインの途中位置に、熱分解炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続してある循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を接続し、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にバルブと、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側に、排ガス取出ラインを流れる混焼排ガスの温度に応じて上記排ガス取出ラインのバルブの開閉を制御するための温度調節器とを設け、且つ、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の混焼排ガスを排出するための余剰ガスラインを分岐させて設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側にバルブと、該排ガス循環ラインのバルブの下流側位置に、上記排ガス循環ラインの下流側端部における圧力の検出値に応じて上記排ガス循環ラインのバルブの開閉を制御するための圧力調節器とを設けるようにした構成としてあるので、既設のボイラ又は既設の燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される混焼排ガスに対して、熱分解炉の加熱流路を流通することで廃棄物の間接加熱用の熱源に供された後の温度低下した混焼排ガスを混入させることができる。これにより、上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される混焼排ガスの温度が、熱分解炉における廃棄物の熱分解用の熱源に要求される温度条件より高い場合であっても、適宜温度を調節してから熱分解炉の加熱流路へ供給することができる。更に、上記のように既設のボイラ又は既設の燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される混焼排ガスに対し、排ガス循環ラインを通して導かれる熱分解炉における廃棄物の間接加熱用熱源に供された後の温度低下した混焼排ガスを混入させる際に、両者の混合割合を、熱分解炉の加熱流路へ供給される混焼排ガスの温度に応じて調整することができる。更には、排ガス循環ラインのバルブの開度を圧力調整器で制御して、排ガス循環ラインの排ガス循環ファンの吸込側（１次側）に存在している熱分解炉の加熱流路の内圧を、上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉の内圧よりも低減させることで、上記排ガス取出ラインへ取り出される混焼排ガスを、熱分解炉の加熱流路へ確実に導くことができる。
（５）既設のボイラ又は既設の燃焼炉から、混焼排ガスを排出するための排ガスラインに排ガス処理設備と誘引通風機を順に具備して、上記排ガスラインにおける排ガス処理設備と誘引通風機との間にダンパを設けると共に、上記ダンパの開閉量を熱分解炉の炉内圧力に応じて制御するための圧力調節器を熱分解炉に設けるようにした構成とすることにより、廃棄物の熱分解ガスを上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉で燃焼させることによって生じる燃焼ガスは、既設のボイラ又は既設の燃焼炉に供給されている燃料の燃焼ガスと一緒に混焼排ガスとして上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉に装備された排ガス処理設備で処理できる。これにより、従来、廃棄物の熱分解ガスを燃焼させるための専用の燃焼炉や溶融炉を設ける場合に新設するようにしていた排ガス処理設備を不要にできるため、このことによっても廃棄物炭化処理設備を構築するために新設すべき機器の点数を削減できて、該廃棄物炭化処理設備の設置に要する設置スペースを削減できると共に、設備費及びランニングコストの低減化を図ることができる。しかも、上記圧力調整器によって上記既設のボイラ又は既設の燃焼炉の排ガスライン上のダンパの開度を適宜制御することで、熱分解炉で発生する廃棄物の熱分解ガスを、該既設のボイラ又は既設の燃焼炉の排ガスラインに設けた誘引通風機の誘引通風作用によって既設のボイラ又は既設の燃焼炉へ導くことができるため、上記熱分解炉と既設のボイラ又は既設の燃焼炉とを接続する熱分解ラインに、ファンや弁を設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガスにタール分が含まれている場合であっても、熱分解ガスライン内に上記タール分が付着して不具合が生じる虞を大幅に低減させることが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明の廃棄物炭化処理設備の実施の一形態を示すもので、所要の燃焼用の燃料、たとえば、化石燃料３４を燃焼させて蒸気を発生させるようにしてある既設のボイラ３３を有し、且つ該既設ボイラ３３の排ガスライン３５に、排ガス処理設備３６と、誘引通風機３７とを上流側より順に具備してなる構成を有する既存の工場施設について、上記既設ボイラ３３の燃焼室３３ａの所要位置（図では上下方向中間部の側壁）に、熱分解ガス供給ノズル３８を設けて、熱分解炉としての図４に示したと同様の熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出すための熱分解ガスライン１６の先端部（下流側端部）を接続する。更に、上記既設ボイラ３３における上記化石燃料３４と上記熱分解ガス１３との混焼によって生じる混焼排ガスとしてのボイラ排ガス３９の温度が上記熱分解キルン炉１で廃棄物１２を熱分解、炭化処理するための熱源に要求される温度以上となる所要個所、たとえば、燃焼室３３ａの上部側壁に、ボイラ排ガス３９の一部を取り出すための排ガス取出ライン４０の上流側端部となる一端部を接続すると共に、該排ガス取出ライン４０の下流側端部となる他端部を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続する。これにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理により発生した後、分離室１５にて炭化物１４と分離されて上記熱分解ガスライン１６へ回収される可燃性の熱分解ガス１３を、上記熱分解ガス供給ノズル３８より上記既設ボイラ３３の燃焼室３３ａへ供給して、該既設ボイラ３３へ別途供給されている上記化石燃料３４と混焼させる。更に、該既設ボイラ３３の燃焼室３３ａにて上記化石燃料３４と熱分解ガス１３の混焼によって発生する高温のボイラ排ガス３９の一部を、燃焼排ガス取出ライン４０を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ導いて、該ボイラ排ガス３９を、加熱ガスとして加熱流路６に流通させることで、該熱分解キルン炉１の内筒４内に供給された廃棄物１２を、上記ボイラ排ガス３９を熱源として間接加熱して、該廃棄物１２の熱分解、炭化処理を行わせることができるようにしてある。

詳述すると、上記排ガス取出ライン４０には、開度を調整するためのバルブ４１と、該バルブ４１を制御するための温度調節器４２と、サイクロン４３が上流側より順に設けてある。更に、上記排ガス取出ライン４０における上記温度調節器４２とバルブ４１との間の位置には、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に上流側端部を接続した排ガス循環ライン４４の下流側端部が接続してある。

上記排ガス循環ライン４４の途中位置には、余剰のボイラ排ガス３９を外部へ排出するための開閉バルブ４６付きの余剰ガスライン４５が分岐させて設けてある。

更に、上記加熱ガス循環ライン４４における余剰ガスライン４５の分岐位置よりも上流側には、ダンパ４７と、ボイラ排ガス３９を循環させるための循環ファン４８と、上記ダンパ４７の開閉量を制御するための流量調節器４９が上流側より順に設けてある。又、上記排ガス循環ライン４４における余剰ガスライン４５の分岐位置よりも下流側には、開度を調整するためのバルブ５０と、該バルブ５０を制御する圧力調節器５１が上流側より順に設けてある。

ここで、上記流量調節器４９と温度調節器４２と圧力調節器５１の機能について説明する。上記流量調節器４９は、排ガス循環ライン４４の循環ファン４８の上流側に設けてあるダンパ４７の開度を制御して、排ガス循環ライン４４における上記流量調節器４９の設置個所を流通するボイラ排ガス３９ａの流量、すなわち、循環ファン４８の吸入量の調整を行うことで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通するボイラ排ガス３９の流量を変化させることができるようにしてある。したがって、たとえば、熱分解キルン炉１へ装入される廃棄物１２の量や性状に応じて上記流量調節器４９の設定を適宜変更することで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６に流通させるボイラ排ガス３９の流量を適切に設定することができるようにしてある。

次に、上記温度調節器４２は、上記循環ファン４８の運転により、上記流量調節器４９によって設定された流量でボイラ排ガス３９が排ガス取出ライン４０より上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ誘引されるときに、上記燃焼排ガス取出ライン４０上のバルブ４１の開度を制御することで、上記既設ボイラ３３より新たに排ガス取出ライン４０へ取り出されて上記加熱ガス入口１８へ向かう高温のボイラ排ガス３９の量と、上記熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供されることによって約３５０℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出された後、上記排ガス循環ライン４４を経て上記燃焼排ガス取出ライン４０へ流入させられるボイラ排ガス３９ａの量とを適宜変更できるようにしてある。したがって、上記既設ボイラ３３より新たに取り出された高温のボイラ排ガス３９に対し、上記約３５０℃まで温度低下したボイラ排ガス３９ａの混入量を適宜調整することで、排ガス取出ライン４０を通して上記加熱ガス入口１８へ達するボイラ排ガス３９の温度を、５００〜５５０℃程度となるように調節できるようにしてある。

更に、上記圧力調節器５１は、上記既設ボイラ３３が、通常、誘引通風機３７によって燃焼室３３ａの内圧が負圧になるよう制御されていることに鑑みて、このように既設ボイラ３３の燃焼室３３ａが負圧になっていても、上述したように流量調節器４９により設定された流量で、且つ上記温度調節器４２により上記所定の温度条件に調節されたボイラ排ガス３９を上記排ガス取出ライン４０を通して熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給できるようにするために、排ガス循環ライン４４における循環ファン４８の設置位置よりも下流側の流路を絞ることで、該循環ファン４８の吸入作用によって、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６の内圧を、上記既設ボイラ３３の燃焼室３３ａの内圧よりも低い圧力に保持することができるようにしてある。

更に又、上記既設ボイラ３３の排ガスライン３５上における排ガス処理設備３６と誘引通風機３７との間に、ダンパ５２を設けると共に、熱分解キルン炉１に、該熱分解キルン炉１の炉内圧力に応じて上記ダンパ５２の開閉量を制御するための圧力調節器５３を設けて、該圧力調節器５３により、上記排ガスライン３５上のダンパ５２の開閉量を制御することで、熱分解キルン炉１の熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して導くようにしてある上記既設ボイラ３３から排ガスライン３５へ排出されるボイラ排ガス３９の誘引通風量を調節して、上記熱分解キルン炉１の炉内圧力を常に負圧に保持できるようにしてある。

その他、図４に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

以上の構成としてある廃棄物炭化処理設備を使用して廃棄物１２の熱分解炭化処理を行なう場合は、既設ボイラ３３を化石燃料３４の燃焼により稼動させた状態において、排ガス循環ライン４４上の循環ファン４８を運転して、該循環ファン４８の吸引作用により上記既設ボイラ３３より排ガス取出ライン４０へ取り出したボイラ排ガス３９を、上記流量調節器４９で設定された流量で、且つ上記温度調節器４２により調節された所定の温度となるようにした状態で、サイクロン４３により集塵処理した後、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６を流通させる。この状態で、図４に示したものと同様に、モータ８により熱分解キルン炉１を低速で回転させると共に、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給すると、内筒４内の廃棄物１２は、上記加熱流路６を流通する上記ボイラ排ガス３９による外熱により間接加熱されて、熱分解、炭化処理されるようになる。

上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３と炭化物１４のうち、炭化物１４は、図４に示したものと同様に、分離室１５で熱分解ガス１３と分離した後、炭化物取出ライン１７へ取り出されるようになる。よって、その後は、適宜選別、粉砕を行うことにより燃料等として利用可能な炭化物１４として回収するようにすればよい。

一方、上記分離室１５にて炭化物１４と分離された熱分解ガス１３は、既設ボイラ３３の排ガスライン３５に設けてある誘引通風機３７の作用によって熱分解ガスライン１６を通して誘引され、熱分解ガス供給ノズル３８より上記既設ボイラ３３の燃焼室３３ａへ供給された後、該既設ボイラ３３の燃焼室３３ａで燃焼させられるようになる。

その後、上記既設ボイラ３３にて化石燃料３４と上記熱分解ガス１３を混焼させることによって生じるボイラ排ガス３９の一部が、上述したボイラ排ガス３９と同様にして排ガス取出ライン４０を通して熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８まで導かれて加熱流路６を流通させられることで、この化石燃料３４と熱分解ガス１３の燃焼によるボイラ排ガス３９を熱源として、熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理が継続して行われるようになる。

上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン４４へ導かれるボイラ排ガス３９ａは、その一部が、排ガス取出ライン４０へ戻されて循環させられ、上記温度調節器４２によって流量が制御されるボイラ排ガス３９の温度調整のために用いられ、ボイラ排ガス３９ａの余剰分となる残部は、開閉バルブ４６を開くことで、余剰ガスライン４５より大気中へ放出されるようになる。

このように、本発明の廃棄物炭化処理設備によれば、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解により発生する熱分解ガス１３は、既設ボイラ３３で化石燃料３４と共に混焼させることができると共に、この熱分解ガス１３と化石燃料３４の混焼で生じたボイラ排ガス３９は、上記既設ボイラ３３の排ガスライン３５に装備されている排ガス処理設備３６によって処理できる。更に、上記既設ボイラ３３で上記熱分解ガス１３を該既設ボイラ３３を稼動させるための本来の燃料である化石燃料３４と混焼させることによって生じるボイラ排ガス３９の一部を、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源として用いるようにしてあることから、図４に示した如き従来の廃棄物炭化処理設備に装備されていた廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源とするための加熱ガス２１を発生させるための熱風炉１９や、熱分解ガス１３を燃焼させるための燃焼炉や溶融炉、更には、該燃焼炉や溶融炉の排ガスを処理するための排ガス処理設備を不要にできる。

したがって、廃棄物１２の有効利用を図るために、廃棄物１２を熱分解、炭化処理して燃料等として使用可能な炭化物１４を回収するという処理を新たに導入する場合に、廃棄物炭化処理設備を構築するために新設する機器の点数を削減できる。よって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、該設備の設置に要する設置スペースを削減できると共に、設備費及びランニングコストの低減化を図ることが可能となる。これにより、廃棄物炭化処理設備の導入を容易なものとすることができて、従来、単に焼却処分や埋設処分されていたバイオマス等の廃棄物の有効利用を促進する効果が期待できる。

又、上記既設ボイラ３３では、高温のボイラ排ガス３９の一部が、排ガス取出ライン４０へ取り出されて上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供されるようになるが、上記熱分解キルン炉１より導かれる熱分解ガス１３の燃焼により、上記排ガス取出ライン４０へ取り出されるボイラ排ガス３９によって失う以上の熱量が得られることから、該既設ボイラ３３における化石燃料３４の使用量を低減できる。これにより、上記既設ボイラ３３のランニングコストを削減できると共に、化石燃料３４に由来する二酸化炭素等の温室効果ガスの発生量も削減することが可能になる。

更に、上記熱分解キルン炉１で発生する熱分解ガス１３の熱分解ガスライン１６を介しての既設ボイラ３３への供給は、既設ボイラ３３の排ガスライン３５の誘引通風機３７による誘引通風作用に基づいて行われるようにしてあるため、上記熱分解ガスライン１６には、ファンや弁を設ける必要がない。したがって、上記熱分解ガス１３にタール分が含まれている場合であっても、熱分解ガスライン１６内における上記タール分の付着による不具合が発生する虞を大幅に低減させることが可能になる。

更に又、上記熱分解キルン炉１で熱分解、炭化処理する廃棄物１２中に塩素や硫黄分が含まれていることに起因して、この廃棄物１２の熱分解ガス１３に腐食性ガスが含まれている場合であっても、該熱分解ガス１３は、上記既設ボイラ３３で化石燃料３４と混焼するようにしてあるため、該化石燃料３４が塩素や硫黄分をほとんど含まないクリーンな燃料であれば、このクリーンな化石燃料３４の燃焼によって生じるクリーンな燃焼ガスによって上記熱分解ガス１３に含まれている腐食性ガスを希釈することが可能になる。これにより、該既設ボイラ３３で発生するボイラ排ガス３９は、腐食性の低減されたガスとなるため、図４に示した従来の廃棄物炭化処理設備のように、廃棄物１２の熱分解ガス１３を熱風発生炉１９で単に燃焼させて発生させる加熱ガス２１を、そのまま熱分解キルン炉１の加熱流路６へ流通させる場合に比して、熱分解キルン炉１の耐久性を高める効果が期待できる。

次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の変形例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、排ガス取出ライン４０にサイクロンを設けると共に、余剰ガスライン４５の下流側を大気に開放させてなる構成に代えて、排ガス取出ライン４０の下流側端部を、サイクロンを介することなく熱分解キルン炉１の加熱ガス入口に接続すると共に、余剰ガスライン４５の下流側端部を、既設ボイラ３３の排ガスライン３５における排ガス処理設備３６よりも上流側位置に接続するようにしたものである。

その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によっても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

又、既設ボイラ３３にて化石燃料３４と廃棄物１２の熱分解ガス１３とを混焼させて発生させるボイラ排ガス３９の一部を排ガス取出ライン４０へ取り出すと、該排ガス取出ライン４０へ取り出されたボイラ排ガス３９は、集塵処理されることなくそのまま熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給されるようになるが、該加熱流路６を通過した後に排ガス循環ライン４４へ取り出されるボイラ排ガス３９ａのうち、排ガス取出ライン４０へ循環させる分を除く余剰分は、余剰ガスライン４５を通して既設ボイラ３３の排ガスライン３５へ導いて、該排ガスライン３５を流通するボイラ排ガス３９と一緒に排ガス処理設備３６へ送って、排ガス処理を確実に行わせることができる。

次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態として、既設ボイラ３３が、熱分解キルン炉１で廃棄物１２を熱分解、炭化処理するための熱源に要求される温度とほぼ同等のガス温度、たとえば、５００〜５５０℃程度のボイラ排ガス３９を発生させる形式のボイラである場合の適用例を示すもので、以下のようにしてある。

すなわち、本実施の形態では、上記既設ボイラ３３で発生するボイラ排ガス３９は、５００〜５５０℃程度の温度条件となっているため、何ら温度調整することなく熱分解キルン炉１の加熱流路６へ流通させることで、廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源として使用することが可能となる。このことに鑑みて、本実施の形態は、図２に示したと同様の構成において、熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に接続した排ガス循環ライン４４の下流側端部を排ガス取出ライン４０の途中位置に接続した構成に代えて、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に、排ガス排出ライン５４の上流側端部となる一端部を接続すると共に、該排ガス排出ライン５４の下流側端部となる他端部を、既設ボイラ３３の排ガスライン３５における排ガス処理設備３６よりも上流側位置に接続するようにする。

上記排ガス排出ライン５４には、図２に示した排ガス循環ライン４４に設けたダンパ４７と循環ファン４８と流量調節器４９と同様のダンパ４７とファン４８ａと流量調節器４９が上流側より順に設けてあり、上記流量調節器４９により上記ダンパ４７の開度を制御することで、上記ファン４８ａの吸入量の調整を行って、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通するボイラ排ガス３９の流量を変化させることができるようにしてある。

更に、上記既設ボイラ３３より排ガス取出ライン４０へ取り出すボイラ排ガス３９は、何ら温度調整することなく熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給すればよいため、該排ガス取出ライン４０には、バルブ４１と温度調節器４２とを設けることに代えて、温度検出アラーム５５を設けた構成としてある。これにより、上記既設ボイラ３３より排ガス取出ライン４０へ取り出されるボイラ排ガス３９の温度が、上記熱分解キルン炉１で廃棄物１２を熱分解、炭化処理するための熱源に要求される所定の温度範囲を超えているときには、上記温度検出アラーム５５より警報を発することができるようにしてある。したがって、上記温度検出アラーム５５により警報が発せられた場合は、上記排ガス排出ライン５４上のファン４８ａの運転を一時停止させるか、又は、上記既設ボイラ３３の燃焼量を抑えるようにして、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ上記所定の温度範囲を超える温度のボイラ排ガス３９が導かれることを阻止するようにすればよい。なお、上記ファン４８ａの運転停止や、既設ボイラ３３の燃焼量の抑制は、手動又は自動のいずれで行わせるようにしてもよい。

更に、図３に二点鎖線で示す如く、上記排ガス取出ライン４０における上記温度検出アラーム５５の設置位置よりも上流側に、開閉弁５７付きの空気吸込口５６を設けておき、上記温度検出アラーム５５により警報が発せられるときに上記空気吸込口５６の開閉弁５７を自動又は手動で所要時間開くことで、上記所定の温度範囲を超える温度のボイラ排ガス３９に対し外気を導入して温度を低下させるようにして、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ上記所定の温度範囲を超える温度のボイラ排ガス３９が導かれることを阻止するようにしてもよい。

その他の構成は図２に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によっても、図２に示した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、廃棄物１２の熱分解炉は、高温のガスにより廃棄物１２を間接加熱して熱分解、炭化処理した後、生成する熱分解ガス１３と炭化物１４を分離して取り出すことができるようにしてあれば、熱分解キルン炉以外のいかなる形式の熱分解炉を用いるようにしてもよい。

既設ボイラ３３は、本来使用しているボイラ燃料と、廃棄物１２の熱分解ガス１３とを混焼させることができれば、化石燃料以外の燃料を燃焼させて蒸気を発生させる形式のボイラを用いるようにしてもよい。

熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給するために所望される温度条件のボイラ排ガス３９を取り出すことができるようにしてあれば、既設ボイラ３３よりボイラ排ガス３９を取り出す個所は、燃焼室３３ａ以外のいかなる個所であってもよい。

既設のボイラ３３を有し、且つバイオマスからなる廃棄物や、その他の一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を目的として、これらの廃棄物の熱分解、炭化処理の導入を望む施設であれば、パーム油製造工場や大豆油製造工場以外のいかなる施設においても採用できる。

既設のボイラ３３に代えて、バイオマスからなる廃棄物や、その他の一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を目的として、これらの廃棄物の熱分解、炭化処理の導入を望む施設に装備されている化石燃料やその他、所要の燃料を燃焼させるようにしてなる既設の燃焼炉を用いるようにしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の廃棄物炭化処理設備の実施の一形態を示す概要図である。本発明の実施の他の形態を示す概要図である。本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例を示す概要図である。

符号の説明

１熱分解キルン炉（熱分解炉）
６加熱流路
１２廃棄物
１３熱分解ガス
１４炭化物
１６熱分解ガスライン
１８加熱ガス入口
２２加熱ガス出口
３３既設ボイラ
３４化石燃料（所要の燃料）
３５排ガスライン
３６排ガス処理設備
３７誘引通風機
３９，３９ａボイラ排ガス（混焼排ガス）
４０排ガス取出ライン
４１バルブ
４２温度調節器
４４排ガス循環ライン
４５余剰ガスライン
４８循環ファン
５０バルブ
５１圧力調節器
５２ダンパ
５３圧力調節器

Claims

加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある熱分解炉より上記熱分解ガスを取り出す熱分解ガスラインを、既設のボイラ又は既設の燃焼炉に接続して、該ボイラ又は燃焼炉で上記熱分解ガスを所要の燃料と混焼できるようにし、該混焼により生じる混焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインを、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続して、上記混焼排ガスを熱分解炉へ廃棄物の熱分解用熱源として供給できるようにすると共に、上記排ガス取出ラインの途中位置に、上記熱分解炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続してある循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を接続し、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にバルブと、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側に、排ガス取出ラインを流れる混焼排ガスの温度に応じて上記排ガス取出ラインのバルブの開閉を制御するための温度調節器とを設け、且つ、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の混焼排ガスを排出するための余剰ガスラインを分岐させて設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側にバルブと、該排ガス循環ラインのバルブの下流側位置に、上記排ガス循環ラインの下流側端部における圧力の検出値に応じて上記排ガス循環ラインのバルブの開閉を制御するための圧力調節器とを設けるようにした構成を有することを特徴とする廃棄物炭化処理設備。
既設のボイラ又は既設の燃焼炉から混焼排ガスを排出するための排ガスラインに排ガス処理設備と誘引通風機を順に具備して、上記排ガスラインにおける排ガス処理設備と誘引通風機との間にダンパを設けると共に、上記ダンパの開閉量を熱分解炉の炉内圧力に応じて制御するための圧力調節器を熱分解炉に設けるようにした請求項１記載の廃棄物炭化処理設備。