JP5038269B2

JP5038269B2 - 廃棄物供給装置および廃棄物供給方法

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Publication number: JP5038269B2
Application number: JP2008229995A
Authority: JP
Inventors: 宏央二階堂; 公司皆川
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: JP2010065861A

Description

本発明は、下水汚泥、都市ごみ等の廃棄物を加熱処理炉に連続的に供給する廃棄物供給装置および廃棄物供給方法に係り、より詳しくは、加熱処理炉で生成されるＣＯガス等の未燃焼ガスに起因する廃棄物供給装置内におけるガス爆発を未然に防止することを可能ならしめるようにした廃棄物供給装置および廃棄物供給方法に関するものである。

周知のとおり、加熱処理炉の廃棄物投入口には、ピット内の下水汚泥、都市ごみ等の廃棄物が廃棄物供給装置を介して供給されるが、廃棄物の供給中において廃棄物供給装置が爆発事故を起こす懸念がある。廃棄物に含まれている粉塵に起因する粉塵爆発を未然に防止するようにしたものとしては、例えば後述するものが公知である。この従来例に係る廃棄物供給装置は、この廃棄物供給装置内に水蒸気または排ガスを常時吹込むことによって、この廃棄物供給装置内の雰囲気の相対湿度を７０％以上に保持する湿度調整装置を備えてなる構成のものである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−４６７９７号公報

上記従来例に係る廃棄物供給装置によれば、廃棄物に含まれている粉塵に起因する粉塵爆発を未然に防止することができるので、粉塵を多量に含有する廃棄物を加熱処理する場合に極めて有用であると考えられる。ところで、加熱処理炉で生成されるガスは、誘引送風機により吸引されるように構成されているため、廃棄物供給装置に供給された水蒸気または排ガスが常時加熱処理炉内に流入する。その結果、加熱処理炉内の炉内温度が低下するため、炉内温度を所定の温度範囲に維持して、投入した廃棄物を正常に加熱処理するために補助燃料を吹込む必要が生じる。従って、補助燃料の消費量が増大し、廃棄物処理コストが嵩むという問題がある。また、廃棄物供給装置内への水蒸気または排ガスの吹込量が多いため、上記問題に加えて、多くの用役が必要である。

特に、低い空気比にて廃棄物を熱分解ガス化してから空気を吹き込み、発生したＣＯガス等の未燃焼ガスを燃焼させるような加熱処理炉の場合、発生するＣＯガス等の未燃焼ガスを含む炉内ガスは誘引送風機によって吸引されているものの、加熱処理炉の炉内圧力によっては炉内ガスが廃棄物供給装置内に逆流し、この廃棄物供給装置内の雰囲気のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が所定の濃度を超えた場合に、ガス爆発を起こすことが懸念されている。また、リスクマネジメントの観点から、廃棄物供給装置内のガス濃度を低濃度に保持しなければならない。上記特許文献１においては、廃棄物供給装置内のＣＯ等の未燃焼ガスに起因するガス爆発の防止について何ら開示されていない。

従って、本発明の目的は、補助燃料の消費量が増大を抑制し得て、しかも少ない用役で確実にＣＯガス等の未燃焼ガスに起因するガス爆発を未然に防止することを可能ならしめるようにした廃棄物供給装置および廃棄物供給方法を提供することである。

発明者らは、上記目的を達成するために、加熱処理炉、より具体的には、投入された廃棄物を解砕しながらガス化する流動層を備えた流動床式のガス化炉の炉内圧力（ｋＰａ）に対する廃棄物供給装置の廃棄物搬送装置内の雰囲気のＣＯ濃度（％）の関係を調べた。
その結果は、縦軸に廃棄物搬送装置内の雰囲気の最大ＣＯ濃度（％）をとり、横軸にガス化炉の炉内圧力（ｋＰａ）をとり、かつガス化炉の流動層の温度が５２０〜５４０℃の場合を黒丸印により、ガス化炉の流動層の温度が５８０℃の場合を白丸印により示すグラフ図の図３のとおりである。

上記図３によれば、ガス化炉の流動層の温度が５８０℃の場合には、ガス化炉の炉内圧力を１．５ｋＰａ以下にすれば、廃棄物搬送装置内の雰囲気の最大ＣＯ濃度を、ガス爆発が全く発生せず安全な０．８％以下にすることができることが判る。また、ガス化炉の流動層の温度が５２０〜５４０℃の場合には、ガス化炉の炉内圧力を２．０ｋＰａ以下にすれば、廃棄物搬送装置内の雰囲気の最大ＣＯ濃度を、ガス爆発が全く発生せず安全な０．８％以下にすることができることが判る。即ち、発明者らは、下記のことを知見して本発明を具現するに至ったものである。
（１）上記図３から、ガス化炉の炉内圧力に対する、廃棄物搬送装置内の雰囲気の最大ＣＯ濃度の関係を知見した。
（２）ガス化炉の炉内圧力がより高圧になったり、また流動層の温度がより高温になったりするのは、たまたまガス化炉に大塊の廃棄物が投入される場合であって、炉内圧力や流動層の温度は比較的短時間の間に正常状態に戻る。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る廃棄物供給装置が採用した手段は、外部空気の加熱処理炉内への流入を阻止するシール機能を有し、前記加熱処理炉に供給すべき廃棄物が投入される垂直シュート部を備え、この垂直シュート部の下端部に連なり、この垂直シュート部を介して供給された廃棄物を前記加熱処理炉の廃棄物投入口の方向に搬送する廃棄物搬送装置を備えた廃棄物供給装置において、前記加熱処理炉の炉内圧力を測定する圧力計と、不活性ガス供給源から前記廃棄物搬送装置に連通し、流量計および気体供給弁が介装された気体供給管と、前記圧力計から入力される炉内圧力により前記気体供給弁を開弁制御する制御装置とを備えてなり、前記垂直シュート部に、交互に開閉操作されて外部空気の前記加熱処理炉内への流入を阻止する上部ダンパと下部ダンパとが上下方向に所定の間隔を隔てて設けられ、前記上部ダンパと前記下部ダンパとの閉操作時に、前記制御装置により開弁される気体吹込弁が介装され、前記上部ダンパと前記下部ダンパのシール側面のそれぞれに不活性ガスを吹付ける気体吹込管が前記不活性ガス供給源から前記垂直シュート部に連通してなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る廃棄物供給装置が採用した手段は、請求項１に記載の廃棄物供給装置において、前記制御装置は、前記流量計から入力される不活性ガスの総供給量が前記廃棄物搬送装置の容積から決定される第１設定量に到達すると前記気体供給弁を閉弁制御する機能を具備してなることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る廃棄物供給装置が採用した手段は、請求項１または２に記載の廃棄物供給装置において、前記加熱処理炉の前記廃棄物投入口よりも下位位置の炉内温度を測定する温度計を備え、前記制御装置は、前記温度計から入力される炉内温度が予め設定した温度を超えた場合、前記不活性ガスの総供給量が、超えた温度に応じて決定され、前記第１設定量より大容量の第２設定量に到達すると前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る廃棄物供給方法が採用した手段は、外部空気の加熱処理炉内への流入を阻止するシール機能を有し、前記加熱処理炉に供給すべき廃棄物が投入される垂直シュート部を備え、この垂直シュート部の下端部に連なり、この垂直シュート部を介して供給された廃棄物を前記加熱処理炉の廃棄物投入口の方向に搬送する廃棄物搬送装置を備えた廃棄物供給装置を用いて前記加熱処理炉に廃棄物を供給する廃棄物供給方法において、前記加熱処理炉の炉内圧力を測定する圧力計から炉内圧力が入力される制御装置により、不活性ガス供給源から前記廃棄物搬送装置に連通する気体供給管に介装されてなる気体供給弁を開弁制御するとともに、前記垂直シュート部に、交互に開閉操作されて外部空気の前記加熱処理炉内への流入を阻止する上部ダンパと下部ダンパとが上下方向に所定の間隔を隔てて設けられ、前記上部ダンパと前記下部ダンパとの閉操作時に、前記制御装置により不活性ガス供給源から連通する気体吹込管に介装されてなる気体吹込弁を開弁させて、前記上部ダンパと前記下部ダンパのシール側面のそれぞれに不活性ガスを吹付けることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る廃棄物供給方法が採用した手段は、請求項４に記載の廃棄物供給方法において、前記気体供給管に介装されてなる流量計から入力される不活性ガスの総供給量が前記廃棄物搬送装置の容積から決定される第１設定量に到達すると、前記制御装置により前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る廃棄物供給方法が採用した手段は、請求項４または５に記載の廃棄物供給方法において、前記加熱処理炉の前記廃棄物投入口よりも下位位置の炉内温度を測定する温度計から入力される炉内温度が予め設定した温度を超えた場合、前記制御装置により、前記不活性ガスの総供給量が超えた温度に応じて決定され、前記第１設定量より大容量の第２設定量に到達すると、前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項４に係る廃棄物供給方法では、加熱処理炉の炉内圧力を測定する圧力計から炉内圧力が入力される制御装置により、不活性ガス供給源から前記廃棄物搬送装置に連通する気体供給管に介装されてなる気体供給弁が開弁制御される。

本発明の請求項１に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項４に係る廃棄物供給方法によれば、炉内ガスの逆流により廃棄物搬送装置内のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が高濃度になると、制御装置により気体供給弁が開弁制御され、不活性ガス供給源から気体供給管を介して廃棄物搬送装置内に不活性ガスが供給される。従って、廃棄物搬送装置内のＣＯガス等の未燃焼ガスが不活性ガスにより爆発しない濃度になるまで薄められるため、ＣＯガス等の未燃焼ガスに起因するガス爆発を起こすような恐れがない。また、上部ダンパおよび下部ダンパのシール面と、垂直シュート部に設けられたシール面とが金属であっても、上部ダンパと下部ダンパとの閉操作時の衝撃により火花が発生するようなことがないから、垂直シュート部内の雰囲気に、たとえＣＯガス等の未燃焼ガスが混入していても引火するような恐れがない。また、ダンパの閉時にはシール面が不活性ガスにより遮断されているため、廃棄物供給元側からシール面を経て垂直シュート部内や、廃棄物搬送装置内に空気が流入するのを抑制することができる。

本発明の請求項２に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項５に係る廃棄物供給方法では、気体供給管に介装されてなる流量計から入力される不活性ガスの総供給量が廃棄物搬送装置の容積から決定される第１設定量に到達すると、気体供給弁を閉弁制御されるものである。

従って、本発明の請求項２に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項５に係る廃棄物供給方法によれば、不活性ガスの総供給量が第１設定量に到達すると、廃棄物搬送装置内への不活性ガスの供給が停止されるから、不活性ガスの流入による炉内温度の低下を少なくすることができ、補助燃料の消費量を抑制することができると共に、用役を少なくすることができる。

本発明の請求項３に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項６に係る廃棄物供給方法では、ガス化炉の廃棄物投入口よりも下位位置の炉内温度を測定する温度計から入力される炉内温度が予め設定した温度を超えた場合、制御装置により気体供給弁が閉弁制御され、不活性ガスの総供給量が、予め設定した温度を超えた温度に応じて決定される、第１設定量より大容量の第２設定量に到達するまで、廃棄物搬送装置内に供給される。

従って、本発明の請求項３に係る廃棄物供給装置、または本発明の請求項６に係る廃棄物供給方法によれば、廃棄物の投入量の増大によりガス化炉の炉内温度が上昇し、より大量のＣＯガス等の未燃焼ガスが生成される。そして、大量のＣＯガス等の未燃焼ガスを含む炉内ガスの逆流により、廃棄物搬送装置内の雰囲気のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が高濃度になるが、気体供給管から廃棄物搬送装置内に吹込まれる不活性ガスの総供給量が、第１設定量より大容量の第２設定量に到達するまで供給されるため、ガス化炉内の温度にかかわらず廃棄物搬送装置のガス爆発を未然に防止することができる。この場合、より大量の不活性ガスが加熱処理炉内に流入して炉内温度を低下させるが、加熱処理炉の炉内温度が高いため、補助燃料を供給する必要がない。

以下、本発明の廃棄物供給方法を実施する、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置を、添付図面を順次参照しながら、加熱処理炉が廃棄物をガス化するガス化炉である場合を例として説明する。図１は本発明の実施の形態に係り、ガス化炉を合わせて示す廃棄物供給装置を模式的に示す概略構成説明図、図２は本発明の実施の形態に係り、ガス化炉を合わせて示す廃棄物供給装置を模式的に示す詳細構成説明図である。

図に示す符号１は、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置である。この廃棄物供給装置１は、後述する構成になる垂直シュート部６と、この垂直シュート部６から廃棄物が供給される廃棄物搬送装置７と、この廃棄物搬送装置７に連接され、ガス化炉２０の廃棄物投入口２１に斜め下向きに連通して廃棄物９を供給する廃棄物供給シュート８を備えている。即ち、クレーン等の図示しない廃棄物投入装置により廃棄物ホッパ２に投入された廃棄物９は、プッシャ３により押出され、押出された廃棄物９は破砕機４により粗破砕される。そして、前記破砕機４で粗破砕された廃棄物９は、気密可能なコンベヤハウジング内に設けられてなるコンベヤ５によって斜め上方に運び上げられ、前記垂直シュート部６に落下供給されるように構成されている。

前記垂直シュート部６の横断断面は矩形状に形成されており、この垂直シュート部６の内部には、後述するシール機能を有する二重ダンパが内設されている。そして、この垂直シュート部６の下部に連なり、廃棄物９を前記ガス化炉２０側に搬送する、後述するスクリュコンベヤや廃棄物解砕機が内設されてなる廃棄物搬送装置７とから構成されている。
さらに、前記廃棄物搬送装置７の先端下部に、前記ガス化炉２０の廃棄物投入口２１に斜め下向きに連通する廃棄物供給シュート８の上端が接続されている。

前記垂直シュート部６に内設されてなる二重ダンパは、上部ダンパ１１と、この上部ダンパ１１の下方に所定の間隔を隔てて設けられた下部ダンパ１２である。そして、前記上部ダンパ１１と前記下部ダンパ１２とは、廃棄物供給元（廃棄物ホッパ２、プッシャ３、破砕機４、コンベヤ５）側からの外部空気のガス化炉２０内への流入を阻止するために、前記上部ダンパ１１と前記下部ダンパ１２のうち、必ず一方が閉じるように交互に開閉されるように構成されている。

先ず、前記上部ダンパ１１は、前記垂直シュート部６のガス化炉２０の方向側の内壁側に設けられた上部支持軸１１ｐを回動支点として、水平線に対してθ°傾斜した位置から水平線に対して直交する垂直位置になるまで開かれるように構成されている。また、前記下部ダンパ１２は、前記垂直シュート部６の前記上部ダンパ１１から所定距離下方に離れた位置に設けられている。そして、この下部ダンパ１２は前記垂直シュート部６のガス化炉２０の方向側の内壁側に設けられた下部支持軸１２ｐを回動支点として、水平線に対してθ°傾斜した位置から水平線に対して直交する垂直位置になるまで開かれるように構成されている。

本発明の実施の形態においては、前記上部支持軸１１ｐと前記下部支持軸１２ｐは何れも前記垂直シュート部６のガス化炉２０の方向側の内壁側に設けられているが、下記のようにすることができるので、この構成に限るものではない。
（１）上部支持軸１１ｐと下部支持軸１２ｐの何れも、垂直シュート部６のガス化炉２０から離反する方向側の内壁側に設けることができる。
（２）上部支持軸１１ｐを垂直シュート部６のガス化炉２０の方向側の内壁側に設け、下部支持軸１２ｐを垂直シュート部６のガス化炉２０から離反する方向側の内壁側に設けることができる。
（３）上部支持軸１１ｐを垂直シュート部６のガス化炉２０から離反する方向側の内壁側に設け、下部支持軸１２ｐを垂直シュート部６のガス化炉２０の方向側の内壁側に設けることができる。

ところで、上記（１），（２）に記載したように、上部支持軸１１ｐと下部支持軸１２ｐを垂直シュート部６の互いに相反する内壁側に設けることにより、上部ダンパ１１から下部ダンパ１２の下部支持軸１２ｐ側に廃棄物を落下させることができる。つまり、このような構成によれば、下部ダンパ１２の上面に付着する付着物が、上部ダンパ１１から落下する廃棄物の滑落により払拭され続ける。従って、下部ダンパ１２の清掃作業頻度が低減されるため、廃棄物供給装置１のランニングコストの低減と、稼働率の向上に対して大いに寄与することができるという、優れた効果が得られる。

前記廃棄物搬送装置７の内部には、前記下部ダンパ１２から供給された廃棄物をガス化炉２０の方向に搬送するスクリュコンベヤ１３が収容されている。このスクリュコンベヤ１３は水平面上において互いに平行な回転中心を有する一対の搬送スクリュ１３ａを備えている。また、前記スクリュコンベヤ１３の先端側であって、かつその外方位置には、スクリュコンベヤ１３で押出された廃棄物を開催する廃棄物解砕機１４が設けられている。
なお、本発明の実施の形態における廃棄物解砕機１４は回転式であるが、揺動式の構成のものを採用することが可能である。

さらに、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１では、垂直シュート部６内と、廃棄物搬送装置７内に、ガス化炉２０から逆流するＣＯガス等の未燃焼ガスに起因する爆発を未然に防止するために、不活性ガス供給源から不活性ガス、より具体的には水蒸気を供給する水蒸気供給装置を備えている。以下、図１，２を参照しながら、前記垂直シュート部６内と、前記廃棄物搬送装置７内とに不活性ガスである水蒸気を供給する水蒸気供給装置の構成を説明する。

図１，２に示す符号３０は、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１の水蒸気供給装置である。この水蒸気供給装置３０は、水蒸気供給源（例えば、ガス化炉の排ガスの熱を活用する廃熱ボイラ）Ｆ_Ｐを備えている。そして、この水蒸気供給源Ｆ_Ｐから前記廃棄物搬送装置７に、途中で分岐した分岐管を有すると共に、分岐管の分岐部の水蒸気供給源Ｆ_Ｐ側に流量計３３ｂおよび気体供給弁３３ａが介装された気体供給管３３の前記分岐管の先端側が連通している。さらに、前記水蒸気供給源Ｆ_Ｐから前記垂直シュート部６に上部気体吹込管３１と下部気体吹込管３２とが連通している。なお、この実施の形態の場合、水蒸気供給源Ｆ_Ｐ側から気体供給弁３３ａ、流量計３３ｂの順に介装されているが、介装順は逆であっても良い。

前記上部気体吹込管３１には上部ダンパ１１の閉操作時に開弁される気体吹込弁３１ａが介装されており、上部ダンパ１１のシール側面（上側面）に水蒸気を吹付ける働きをするものである。また、前記下部気体吹込管３２には下部ダンパ１２の閉操作時に開弁される気体吹込弁３２ａが介装されており、下部ダンパ１２のシール側面（上側面）に水蒸気を吹付ける働きをするものである。

前記気体吹込弁３１ａ、気体吹込弁３２ａおよび気体供給弁３３ａのそれぞれは、後述する制御装置Ｃ_Ｌによって開閉制御されるように構成されている。この制御装置Ｃ_Ｌには、圧力計Ｇ_Ｐからガス化炉２０の炉内圧力Ｐ、温度計Ｇ_Ｔからガス化炉２０の廃棄物投入口２１よりも下位位置の炉内温度（具体的には、ガス化炉２０の流動層２２の温度）Ｔ、前記上部ダンパ１１の閉操作信号（例えば、上部ダンパ１１を開閉させる油圧シリンダの閉操作側の油圧）Ｓ_１１、前記上部ダンパ１１の閉操作信号（例えば、下部ダンパ１２を開閉させる油圧シリンダの閉操作側の油圧）Ｓ_１２、前記流量計３３ｂから廃棄物搬送装置７に供給される水蒸気の総供給量が入力されるように構成されている。

即ち、前記圧力計Ｇ_Ｐから入力される炉内圧力Ｐが予め設定した設定圧力１．５ｋＰａ（より安全を期すため、図３における低圧を選択した）を超えると、前記制御装置Ｃ_Ｌにより、水蒸気供給源Ｆ_Ｐから前記廃棄物搬送装置７に連通する気体供給管３３に介装されてなる気体供給弁３３ａを開弁制御される。一方、流量計３３ｂから入力される水蒸気の総供給量が廃棄物搬送装置７の容積から決定される第１設定量に到達すると、前記制御装置Ｃ_Ｌにより前記気体供給弁３３ａが閉弁制御されるように構成されている。

なお、前記廃棄物搬送装置７の容積から決定される第１設定量とは、廃棄物搬送装置７の容積、より具体的には、閉状態の下部ダンパ１２から廃棄物搬送装置７の先端下部の前記廃棄物供給シュート８の上端接続部までの間の全容積の３％に相当する容量のことである。また、この第１設定量（３％）が採用されるのは、前記温度計Ｇ_Ｔから制御装置Ｃ_Ｌに入力されるガス化炉２０の炉内温度Ｔが６００℃未満の場合である。

以下、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１の作用態様を説明する。即ち、クレーン等の図示しない廃棄物投入装置により廃棄物ホッパ２に投入された廃棄物９は、プッシャ３により定量ずつ押出される。そして、定量ずつ押出された廃棄物９は、破砕機４、コンベヤ５、垂直シュート部６、廃棄物搬送装置７、廃棄物供給シュート８を経て廃棄物投入口２１からガス化炉２０の流動層２２に投入されてガス化される。このような廃棄物の加熱処理中において、通常廃棄物は、上記のとおり、プッシャ３から定量ずつ押出され、破砕機４で粗破砕された後、廃棄物解砕機１４で解砕されてガス化炉２０に投入されるため、廃棄物処理設備は正常に運転され続ける。

ところが、まれに大塊の廃棄物が投入されることがある。このような場合、大量のガスが生成されるため、ガス化炉２０の炉内圧力Ｐが適正範囲を超える場合がある。また、操業状態により、炉内温度Ｔが適正範囲を超えて高温になったりする。すると、ガス化炉２０からＣＯガス等の未燃焼ガスを含む炉内ガスが廃棄物供給シュート８を介して廃棄物搬送装置７内に逆流し、廃棄物搬送装置７内のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が高濃度になる結果、爆発する懸念が増し、安全性が担保できなくなる状態になったりする。しかしながら、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１によれば、このような場合には、下記のように運転され、ＣＯガス等の未燃焼ガスに起因する廃棄物搬送装置７内の爆発事故が未然に防止される。

即ち、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１によれば、ガス化炉２０の炉内圧力Ｐが予め設定した設定圧力を超え、ガス化炉２０からの炉内ガスの逆流により廃棄物搬送装置７内のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が高濃度になると、前記制御装置Ｃ_Ｌにより気体供給弁３３ａが開弁制御され、水蒸気供給源Ｆ_Ｐから気体供給管３３を介して廃棄物搬送装置７内に水蒸気の総供給量が廃棄物搬送装置７の容積から決定される第１設定量に到達するまで水蒸気が供給される。

従って、廃棄物搬送装置７内のＣＯガス等の未燃焼ガスが水蒸気により爆発せずに安全が担保されている濃度（０．８％以下）に薄められてしまうため、ＣＯガス等の未燃焼ガスに起因するガス爆発を起こすような恐れがなく、廃棄物搬送装置７内の安全性が担保される。そして、上記のとおり、水蒸気の総供給量が第１設定量に到達すると、廃棄物搬送装置７内への水蒸気の供給が停止されるから、水蒸気の流入による炉内温度の低下を少なくすることができ、補助燃料の消費量を抑制することができると共に、用役を少なくすることができる。なお、何らかの原因により、ガス化炉２０の炉内圧力がより長時間継続することが考えられる場合には、水蒸気の供給停止からタイマーによりカウントし、所定時間経過後に、水蒸気の供給を開始する構成にすれば良い。

また、前記制御装置Ｃ_Ｌに閉操作信号Ｓ_１１が入力されると、閉操作信号Ｓ_１１が入力され続けている間中、つまり閉じる直前から閉じている間中前記制御装置Ｃ_Ｌによって気体吹込弁３１ａが開弁され続け、上部気体吹込管３１を介して上部ダンパ１１のシール側面（上側面）に水蒸気が吹付けられる。一方、前記制御装置Ｃ_Ｌに閉操作信号Ｓ_１２が入力されると、閉操作信号Ｓ_１２が入力され続けている間中、つまり閉じる直前から閉じている間中前記制御装置Ｃ_Ｌによって気体吹込弁３２ａが開弁され続け、下部気体吹込管３１を介して下部ダンパ１２のシール側面（上側面）に水蒸気が吹付けられる。

従って、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１によれば、上部ダンパ１１および下部ダンパ１２のシール面と、垂直シュート部６に設けられたシール面とが金属であっても、上部ダンパ１１と下部ダンパ１２との閉操作時の衝撃により火花が発生するようなことがないから、垂直シュート部６内の雰囲気に、たとえＣＯガス等の未燃焼ガスが混入していても引火するような恐れがない。また、上、下部ダンパ１１，１２の閉時にはシール面が水蒸気により遮断されているため、廃棄物供給元側からシール面を経て垂直シュート部６内や、廃棄物搬送装置７内に空気が流入するのを抑制することができる。

ところで、本発明の実施の形態では、炉内圧力Ｐが予め設定した設定圧力を超えない設定圧力以下の正常圧である場合には、制御装置Ｃ_Ｌに閉操作信号Ｓ_１１、閉操作信号Ｓ_１２が入力されても上部ダンパ１１と下部ダンパ１２とのシール側面に水蒸気が噴射されるようなことがない。つまり、予め設定した設定圧力を超える炉内圧力Ｐが制御装置Ｃ_Ｌに入力されている場合に、閉操作信号Ｓ_１１、閉操作信号Ｓ_１２が入力されても上部ダンパ１１と下部ダンパ１２とのシール側面に水蒸気が噴射されるものである。

なお、ガス化炉２０の炉内圧力Ｐが予め設定した設定圧力を超えない設定圧力以下の正常圧である場合であっても、制御装置Ｃ_Ｌに閉操作信号Ｓ_１１、閉操作信号Ｓ_１２が入力されると上部ダンパ１１と下部ダンパ１２とのシール側面に窒素ガスを噴射する構成にすることができる。この構成によれば、廃棄物中に、たとえ引火し易い物質が含まれていたとしても火花により引火する恐れがないので、極めて安全である。

さらに、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１では、ガス化炉２０の炉内温度Ｔが６００℃を超えると、水蒸気の総供給量が超えた温度（Ｔ−６００）に応じて決定され、前記第１設定量（廃棄物搬送装置７の容積の３％〜２０％）より大容量の第２設定量に到達するまで、廃棄物搬送装置７内に水蒸気が供給されるように構成されている。

即ち、大塊の廃棄物の投入や、廃棄物の投入量の増大によって、ガス化炉２０の炉内温度Ｔが６００℃を超える高温になると、ガス化炉２０内でより大量のＣＯガス等の未燃焼ガスが生成される。すると、ガス化炉２０から廃棄物供給シュート８を介して大量のＣＯガス等の未燃焼ガスを含む炉内ガスが逆流するため、廃棄物搬送装置７内の雰囲気のＣＯガス等の未燃焼ガスの濃度が高濃度になる。

ところが、本発明の実施の形態に係る廃棄物供給装置１によれば、気体供給管３３から廃棄物搬送装置７内に水蒸気の供給が開始され、そして吹込まれる水蒸気の総供給量が、第１設定量（３％〜２０％）より大容量の第２設定量に到達するまで供給される。これにより、廃棄物搬送装置７内のＣＯガス等の未燃焼ガスが爆発せずに安全が担保されている濃度（０．８％以下）になるまで薄められてしまうため、ＣＯガス等の未燃焼ガスに起因するガス爆発を未然に防止することができ、廃棄物搬送装置７内の安全性が担保される。
この場合、より大量の窒素ガスがガス化炉２０内に流入して炉内温度Ｔを低下させるが、もともとガス化炉の炉内温度が高くなったことに起因するため、補助燃料を供給する必要がない。

なお、上記実施の形態に係るガス化炉の廃棄物供給装置は、本発明の１具体例に過ぎない。従って、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であるから、ガス化炉の廃棄物供給装置の形態は、上記実施の形態に係る構成に限定されるものではない。

また、以上の実施の形態に係るに廃棄物供給装置１においては、廃棄物供給装置１にコンベヤ５が設けられている場合を例として説明した。しかしながら、コンベヤを設けずに、破砕機４で破砕したごみを直接シールシュート部７に落下供給する構成にすることができる。このような構成にすることにより、設置スペースが狭くてよく、これら設備を収容する建屋を小さくすることができるから、廃棄物供給装置に係る設備コストを低減させることができるという経済効果が得られる。

また、破砕機４を廃棄物供給装置１と別置き構成にすることができる。このような構成にすることにより、何らかのトラブルで稼動中において破砕機４が停止したとしても、廃棄物供給装置１によりガス化炉２０に対して連続的に廃棄物を供給することができるから、連続操業性が向上するという効果が得られる。

さらに、垂直シュート部６や廃棄物搬送装置７に供給する不活性ガスが水蒸気である場合を例として説明したが、例えば窒素ガスを使用することもできるので、不活性ガスは水蒸気に限定されるものではない。なお、不活性ガスとして水蒸気を使用する場合には、従来例のようにボイラで生成される水蒸気を使用するのではなく、例えば発電機を駆動する蒸気タービンから排出される水蒸気を活用する構成にすれば、用役の削減に対して大いに寄与することができる。

本発明の実施の形態に係り、ガス化炉を合わせて示す廃棄物供給装置を模式的に示す概略構成説明図である。本発明の実施の形態に係り、ガス化炉を合わせて示す廃棄物供給装置を模式的に示す詳細構成説明図である。縦軸に廃棄物搬送装置内の雰囲気の最大ＣＯ濃度（％）をとり、横軸にガス化炉の炉内圧力（ｋＰａ）をとり、かつガス化炉の流動層の温度が５２０〜５４０℃の場合を黒丸印により、ガス化炉の流動層の温度が５８０℃の場合を白丸印により示すグラフ図である。

符号の説明

１…廃棄物供給装置
２…廃棄物ホッパ
３…プッシャ
４…破砕機
５…コンベヤ
６…垂直シュート部
７…廃棄物搬送装置
８…廃棄物供給シュート
９…廃棄物
１１…上部ダンパ，１１ｐ…上部支持軸
１２…下部ダンパ，１２ｐ…下部支持軸
１３…スクリュコンベヤ，１３ａ…搬送スクリュ
１４…廃棄物解砕機
２０…ガス化炉（加熱処理炉），２１…廃棄物投入口，２２…流動層
３０…水蒸気供給装置，３１…上部気体吹込管，３１ａ…気体吹込弁，３２…下部気体吹込管，３２ａ…気体吹込弁，３３…気体供給管，３３ａ…気体供給弁，３３ｂ…流量計
Ｃ_Ｌ…制御装置
Ｆ_Ｐ…水蒸気供給源
Ｇ_Ｐ…圧力計
Ｇ_Ｔ…温度計
Ｐ…炉内圧力
Ｓ_１１…上部ダンパの閉操作信号
Ｓ_１２…下部ダンパの閉操作信号
Ｔ…炉内温度

Claims

外部空気の加熱処理炉内への流入を阻止するシール機能を有し、前記加熱処理炉に供給すべき廃棄物が投入される垂直シュート部を備え、この垂直シュート部の下端部に連なり、この垂直シュート部を介して供給された廃棄物を前記加熱処理炉の廃棄物投入口の方向に搬送する廃棄物搬送装置を備えた廃棄物供給装置において、前記加熱処理炉の炉内圧力を測定する圧力計と、不活性ガス供給源から前記廃棄物搬送装置に連通し、流量計および気体供給弁が介装された気体供給管と、前記圧力計から入力される炉内圧力により前記気体供給弁を開弁制御する制御装置とを備えてなり、
前記垂直シュート部に、交互に開閉操作されて外部空気の前記加熱処理炉内への流入を阻止する上部ダンパと下部ダンパとが上下方向に所定の間隔を隔てて設けられ、前記上部ダンパと前記下部ダンパとの閉操作時に、前記制御装置により開弁される気体吹込弁が介装され、前記上部ダンパと前記下部ダンパのシール側面のそれぞれに不活性ガスを吹付ける気体吹込管が前記不活性ガス供給源から前記垂直シュート部に連通してなることを特徴とする廃棄物供給装置。
前記制御装置は、前記流量計から入力される不活性ガスの総供給量が前記廃棄物搬送装置の容積から決定される第１設定量に到達すると前記気体供給弁を閉弁制御する機能を具備してなることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物供給装置。
前記加熱処理炉の前記廃棄物投入口よりも下位位置の炉内温度を測定する温度計を備え、前記制御装置は、前記温度計から入力される炉内温度が予め設定した温度を超えた場合、前記不活性ガスの総供給量が、超えた温度に応じて決定され、前記第１設定量より大容量の第２設定量に到達すると前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物供給装置。
外部空気の加熱処理炉内への流入を阻止するシール機能を有し、前記加熱処理炉に供給すべき廃棄物が投入される垂直シュート部を備え、この垂直シュート部の下端部に連なり、この垂直シュート部を介して供給された廃棄物を前記加熱処理炉の廃棄物投入口の方向に搬送する廃棄物搬送装置を備えた廃棄物供給装置を用いて前記加熱処理炉に廃棄物を供給する廃棄物供給方法において、前記加熱処理炉の炉内圧力を測定する圧力計から炉内圧力が入力される制御装置により、不活性ガス供給源から前記廃棄物搬送装置に連通する気体供給管に介装されてなる気体供給弁を開弁制御するとともに、
前記垂直シュート部に、交互に開閉操作されて外部空気の前記加熱処理炉内への流入を阻止する上部ダンパと下部ダンパとが上下方向に所定の間隔を隔てて設けられ、前記上部ダンパと前記下部ダンパとの閉操作時に、前記制御装置により不活性ガス供給源から連通する気体吹込管に介装されてなる気体吹込弁を開弁させて、前記上部ダンパと前記下部ダンパのシール側面のそれぞれに不活性ガスを吹付けることを特徴とする廃棄物供給方法。
前記気体供給管に介装されてなる流量計から入力される不活性ガスの総供給量が前記廃棄物搬送装置の容積から決定される第１設定量に到達すると、前記制御装置により前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とする請求項４に記載の廃棄物供給方法。
前記加熱処理炉の前記廃棄物投入口よりも下位位置の炉内温度を測定する温度計から入力される炉内温度が予め設定した温度を超えた場合、前記制御装置により、前記不活性ガスの総供給量が超えた温度に応じて決定され、前記第１設定量より大容量の第２設定量に到達すると、前記気体供給弁を閉弁制御することを特徴とする請求項４または５に記載の廃棄物供給方法。