JP5176363B2 - 廃棄物熱分解ガス化方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした廃棄物熱分解ガス化方法及び装置に関するものである。

従来、廃棄物の処理方式としては、焼却炉にて廃棄物を燃焼させるようにした焼却方式が採用されていたが、燃焼排ガス中に含まれるダイオキシン発生の問題があること、ガス量が多く熱エネルギーの利用効率が悪いこと、灰が多量に出るのでその処理が大変であること、埋立地の容量が限界に近付いてきていること、等の問題が提起されていた。

そのため、次世代の廃棄物処理方式として、廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残渣（炭素分及び灰分）を燃焼・溶融炉で少ない空気量で高温にして燃焼させ、廃棄物中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が開発されている。また、廃棄物を炭化燃料化する目的でも熱分解ガス化方式が使われるようになっている。かかる方式では、廃棄物を熱分解ガス化するために、外熱キルン方式を採用し、外部からの熱で廃棄物を間接的に加熱乾燥させて熱分解させるようにしている。

図５は上記のような廃棄物を熱分解ガス化するために用いられている熱分解ガス化装置の一例の概要を示すもので、一端の入口２側よりも他端の出口３側を約３度低くなるように傾斜させて横向きに配置したロータリー型の外熱キルン炉１の長手方向一端の入口２に、スクリューコンベヤ４を設けて、投入ホッパ５から廃棄物６を投入するようにしてある。上記外熱キルン炉１の長手方向他端の出口３には、熱分解ガス７と熱分解残渣８とを分離する分離室９が設けてあり、外熱キルン炉１を低速で回転させた状態において、投入ホッパ５内から投入された廃棄物６をスクリューコンベヤ４によって外熱キルン炉１内に徐々に供給しつつ、外側の加熱流路１０内に、出口３側から入口２側へ向けて高温ガス１１を流通させることにより、外熱キルン炉１内の廃棄物６を加熱、乾燥させて熱分解するようにしてある。外熱キルン炉１内での熱分解により発生した熱分解ガス７は、分離室９の上部から取り出して下流の燃焼・溶融炉に送るようにし、一方、熱分解残渣８は、分離室９の下部から一旦取り出して不燃物を回収してから上記下流の燃焼・溶融炉へ送るようにしてある。

上記熱分解ガス化装置では、外熱キルン炉１での熱分解により生成された熱分解残渣８は、分離室９の下部より一旦取り出して、アルミニウムや鉄等の不燃物を分別して回収する必要があるため、外熱キルン炉１の加熱流路１０内に導入する高温ガス１１の温度としては、アルミニウムの融点以下となるように、たとえば、５５０℃程度としてあり、一方、熱分解ガス７は４５０℃程度として後工程へ送られるようにしてある。

ところが、都市ごみのような廃棄物には、一般的に３０〜４０％程度の水分が含まれている。これらを燃料化するために熱分解して取り出す場合、水分濃度の影響を大きく受けることになる。

すなわち、先ず、廃棄物中に含まれる水分を外熱キルン炉内での乾燥で蒸発させる場合に、水分を蒸発させるために多量の熱量が必要となり、水分の蒸発と昇温に必要な熱量は大きく、概ね全体で必要とする熱量の３分の２近くを占めるものであり、残りの熱量で固形分の昇温と熱分解を行っているものである。

又、廃棄物の乾燥時に蒸発した水分（水蒸気）が熱分解ガスに含まれると、熱分解ガスの性状が低カロリーガスとなってしまうという悪化をまねくことになる。上記水分濃度が高いほど、この傾向が顕著なものとなっている。

そのため、廃棄物の熱分解ガス化処理においては、廃棄物に含まれている水分を蒸発する際に必要とする熱量を少なくすると共に、蒸発した水分が熱分解ガスに水蒸気として含まれることをなくすようにして、高カロリーの熱分解ガスを取り出すことができるようにすることが求められる。

かかる要求に応えるものとして、水分を前段で除去して外熱キルン炉の出口側から取り出される熱分解ガスは水分の少ない高カロリーガスとするようにしたものが提案されている。

図６はその一例として、外熱キルン炉で外熱により乾燥と熱分解を行わせて水分の少ない熱分解ガスを後段部から取り出すようにしたものを示すものである。すなわち、長手方向の一端を入口２とし他端を出口３とした外熱キルン炉（熱分解炉）１内で、上記入口２から供給された廃棄物６を間接的に加熱することにより熱分解してガス化するようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記外熱キルン炉１を、入口２側の前段部１ａと出口３側の後段部１ｂとに分け、且つ上記外熱キルン炉１の入口２部に、前段部１ａで発生した熱分解ガス７ａを取り出すようにするガス取出ライン１２を接続すると共に、上記外熱キルン炉１の出口３部に、後段部１ｂで発生した熱分解ガス７ｂを取り出すようにするガス取出ライン１３を接続した構成としたものである。

その他の構成は図５に示すものと同じであり、同一のものには同じ符号が付してある。 これにより、外熱キルン炉１内の前段部１ａで発生させた熱分解ガス７ａのほとんどを後段部１ｂへ流入させることをなくし、前段部１ａで発生した水分の多い熱分解ガス７ａを入口２部から低カロリーガスとして取り出すようにすると共に、後段部１ｂで発生した水分の少ない熱分解ガス７ｂを出口３部から高カロリーガスとして取り出すことができ、高カロリーガスを、高温を必要とする熱源として広く使用することができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

図７は他の例を示すもので、内部に供給された廃棄物６を、熱風発生炉１４で発生させた高温ガス１１を熱源として乾燥、熱分解し、熱分解ガス７及び熱分解残渣８を生成させるようにしてある外熱キルン炉１の上流側に、該外熱キルン炉１に供給する前の廃棄物６を乾燥するための通気乾燥機１５を設置し、且つ該通気乾燥機１５に、上記外熱キルン炉１の加熱に使用した後の燃焼排ガス１１ａを導入して通気乾燥機１５の熱源として使用できるよう燃焼排ガスライン１６を接続し、外熱キルン炉１からの燃焼排ガス１１ａを通気乾燥機１５内へ導入して、廃棄物６に直接接触させるようにしてある。通気乾燥機１５では、廃棄物６を乾燥させて５０％以上の水分を除去し、乾燥後の廃棄物６を外熱キルン炉１内に供給させるようにしてあり、外熱キルン炉１では、乾燥されて供給された廃棄物６を、加熱流路１０を流通させられる高温ガス１１により間接的に加熱されて熱分解され、熱分解ガス７と熱分解残渣８を生成するようにしてある。これにより、廃棄物６に含まれている水分は、通気乾燥機１５で乾燥して飛ばし、水分の少ない状態の廃棄物６を外熱キルン炉１で熱分解ガス化することから、取り出される熱分解ガス７の高カロリー化が可能となるものとしてある（たとえば、特許文献２参照）。

特開平１０−１３２２３８号公報 特開平１１−１４１８３４号公報

上記特許文献に記載されているものでは、外熱キルン炉の前段部で発生させられた水分を多く含む熱分解ガスを入口部のガス取出ラインを通して取り出すことができるので、前段部で発生させた熱分解ガスのほとんどを後段部へ流入させることがなくなることから、後段部で発生させた水分の少ない高カロリーな熱分解ガスを取り出すことができる利点を有しているが、乾燥も間接加熱方式によるもので、前段部で直接接触方式で乾燥させることの考えはなく、示唆するものでもない。

この点、特許文献２に記載されたものは、直接接触方式の乾燥機を別置きして廃棄物の乾燥を独立させて、予め或る程度乾燥させて水分を蒸発させ、残りを間接加熱方式の外熱キルン炉内で熱分解するものであり、熱分解ガスの高カロリー化が可能であり、有効なものであるが、外熱キルン炉１と通気乾燥機１５の２基が必要となり、付帯設備を含め設備点数が増加している。

そこで、本発明は、上記特許文献１及び特許文献２に記載されている利点を生かしながら設備を簡単にするために、１基のキルン炉で特許文献２に記載されているものと同じような直接接触方式による乾燥と間接加熱方式による熱分解を同時に行うことができ、乾燥排気と熱分解ガスを別々に取り出すことができるような廃棄物熱分解ガス化方法及び装置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、内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉の入口側となる前段部で、間接加熱熱分解の熱源として使用した後の上記加熱流路内の燃焼排ガスを、上記内筒の前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して直接炉内に吹き込ませるようにし、該吹き込まれる燃焼排ガスと廃棄物の直接接触により該廃棄物を乾燥させるようにすると共に水分を多く含む燃焼排ガスを入口側から取り出すようにし、次いで、乾燥された廃棄物を、外熱キルン炉の出口側となる後段部で高温ガスによる間接加熱により熱分解し、生成された水分の少ない熱分解ガスを出口側より取り出すようにすることを特徴とすることを特徴とする廃棄物熱分解ガス化方法、及び内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉を、入口側の前段部と出口側の後段部とに分け、上記入口側の前段部を、上記内筒の該前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して外周の加熱流路から炉内へガスの吹き込みができるようにして、廃棄物を直接接触で乾燥させる乾燥ゾーンとし、且つ上記出口側の後段部を、高温ガスによる間接加熱により廃棄物を熱分解する熱分解ゾーンとし、上記前段部で乾燥した廃棄物を上記後段部で熱分解するようにして、入口側から水分の多いガスを取り出し、出口側から水分の少ない熱分解ガスを取り出すようにした構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化装置とする。

又、上記構成において、外熱キルン炉の出口側の後段部で高温ガスを間接加熱熱分解の熱源として使用した後の燃焼排ガスを、外熱キルン炉の入口側となる前段部で内筒に設けた多数の孔を通して外周部より炉内へ吹き込むようにして、廃棄物を直接接触乾燥させるようにする。

更に、乾燥ゾーンへのガスの吹き込みを、内筒の該乾燥ゾーンにおける領域に設けた円筒状の多孔板部又は円筒状に配置した散気管を通して行うようにした構成とする。

更に又、上記構成において、乾燥ゾーンの内面にリフターを周方向に所要間隔で設けるようにし、あるいは、乾燥ゾーンと熱分解ゾーンの境界部に堰を設けるようにする。

本発明の廃棄物熱分解ガス化方法及び装置によれば、内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉の入口側となる前段部で、間接加熱熱分解の熱源として使用した後の上記加熱流路内の燃焼排ガスを、上記内筒の前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して直接炉内に吹き込ませるようにし、該吹き込まれる燃焼排ガスと廃棄物の直接接触により該廃棄物を乾燥させるようにすると共に水分を多く含む燃焼排ガスを入口側から取り出すようにし、次いで、乾燥された廃棄物を、外熱キルン炉の出口側となる後段部で高温ガスによる間接加熱により熱分解し、生成された水分の少ない熱分解ガスを出口側より取り出すようにすることを特徴とする廃棄物熱分解ガス化方法、及び内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉を、入口側の前段部と出口側の後段部とに分け、上記入口側の前段部を、上記内筒の該前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して外周の加熱流路から炉内へガスの吹き込みができるようにして、廃棄物を直接接触で乾燥させる乾燥ゾーンとし、且つ上記出口側の後段部を、高温ガスによる間接加熱により廃棄物を熱分解する熱分解ゾーンとし、上記前段部で乾燥した廃棄物を上記後段部で熱分解するようにして、入口側から水分の多いガスを取り出し、出口側から水分の少ない熱分解ガスを取り出すようにした構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化装置としてあり、更に、外熱キルン炉の出口側の後段部で高温ガスを間接加熱熱分解の熱源として使用した後の燃焼排ガスを、外熱キルン炉の入口側となる前段部で内筒に設けた多数の孔を通して外周部より炉内へ吹き込むようにして廃棄物を直接接触乾燥させるようにし、ガスの吹き込みを乾燥ゾーンの外周部に円筒状の多孔板部を設置して行うようにしたり、散気管を用いて行うようにしてあるので、次の如き優れた効果を奏し得る。
（１）間接加熱熱分解と直接接触乾燥と１つのキルン内で行うことができ、これにより機器点数を増やすことがなく、且つキルン全体の小型化が可能となる。
（２）外熱キルン炉の前段部での直接接触乾燥により水分を多く含むガスと、乾燥した廃棄物を後段部での間接加熱熱分解により水分の少ない熱分解ガスとを別々に取り出すことができ、水分の少ない高カロリーの熱分解ガスを容易に取り出すことができる。
（３）上記（２）により取り出した質のよい（水分が少なくカロリーが高い）熱分解ガスを燃焼させることにより高温の燃焼ガスが得られる。この高温の燃焼ガスを間接加熱熱分解の熱源として使用することにより、熱分解と乾燥の熱源を自給できることになる。
（４）熱分解ガスは、前記のように質がよいものであり、低空比で燃焼させることができることから残存酸素が少なく、又、低温での熱分解で取り出したガス成分の燃焼ガスのため、溶融塩を含む灰分がほとんど含まれない。したがって、キルン乾燥段やキルン内部通常の燃焼もほぼ抑制できる。これに伴い通常の焼却排ガスに比べると、高温腐食性は低く、したがって、乾燥ゾーンから取り出す水分を多く含むガスの温度を１５０℃以上とすることにより、キルンの材質として特殊な鋼材の使用の必要性をなくすことができる。
（５）乾燥ゾーンにリフターを周方向に所要間隔で配設した構成とすることにより、廃棄物がリフターで持ち上げられて落下させられる動作を繰り返すことができて、燃焼排ガスとの接触効果をより高めることができる。
（６）乾燥ゾーンと熱分解ゾーンの境界部近傍位置に堰を設けることにより、乾燥ゾーンにおける廃棄物の滞留時間を調整することができ、廃棄物の乾燥効果を上げることができる。

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（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態を示すもので、図５に示した従来の廃棄物熱分解ガス化装置と同様に、一端の入口２側よりも他端の出口３側を約３度低くなるように傾斜させて横向きに配置したロータリー型の外熱キルン炉１の長手方向一端の入口２に、スクリューコンベヤ４を設けて投入ホッパ５から廃棄物６を投入するようにすると共に、上記外熱キルン炉１の長手方向他端の出口３に熱分解ガス７（図５参照）と熱分解残渣８とを分離する分離室９を設けた構成とし、更に、外熱キルン炉１の外側の加熱流路１０に出口３側から高温ガス１１を供給するようにして該加熱流路１０を流通する高温ガス１１による間接加熱により、入口２から外熱キルン炉１内に供給された廃棄物６を熱分解するようにしてある構成において、上記外熱キルン炉１を、入口２側の前段部と出口３側の後段部に分けて、前段部を乾燥ゾーンＩ、後段部を熱分解ゾーンIIとし、乾燥ゾーンＩでは、廃棄物６の間接加熱を終えて加熱流路１０を流通する燃焼排ガス１１ａを廃棄物６に直接接触させるようにする。

詳述すると、外熱キルン炉１は、内筒１ａと外筒１ｂを所要の隙間を形成して同心状に配置して一体的に回転できるようにしてあり、内筒１ａ内に供給された廃棄物６を、内筒１ａと外筒１ｂとの間に形成された環状の加熱流路１０を流通する高温ガス１１により間接的に加熱して熱分解するようにしてあり、熱分解に使用された高温の排ガス１１ａは入口側のガス取出ボックス１７から取り出すようにしてある。外熱キルン炉１の出口３には、高温ガス導入ボックス１８が設けられて、熱風発生炉１４で熱分解ガスの一部を燃焼させて得られた高温ガス１１を、高温ガス導入ボックス１８へ供給し、上記加熱流路１０に流通させるようにしてある。そのため、上記入口側のガス取出ボックス１７と出口側の高温ガス導入ボックス１８との間で外熱キルン炉１は回転継手１９や回転シールプレート２０を介して回転するようにしてある。

上記外熱キルン炉１は、入口２側の前段部を乾燥ゾーンＩとし、出口３側の後段部を熱分解ゾーンIIに区分けし、１基のキルン炉内で高温の燃焼排ガス１１ａによる直接接触乾燥と、高温ガス１１による間接加熱熱分解とを、同時に行うことができるようにする。

上記外熱キルン炉１の入口２側の乾燥ゾーンＩは、内筒１ａの一部、すなわち、内筒１ａの入口２側端部から中央部寄りの所要長さの範囲の領域を、全周にわたり多孔を有する円筒状の多孔板部２１として構成し、該多孔板部２１の各孔２２を通して外側から内側へ、すなわち、外熱キルン炉１内へ燃焼排ガス１１ａを直接流入させて（吹き込ませて）、乾燥ゾーンＩに供給されている廃棄物６に直接接触させるようにし、廃棄物６と燃焼排ガス１１ａとの直接接触により廃棄物６を乾燥することができるようにする。

上記乾燥ゾーンＩで廃棄物６に直接接触して廃棄物６の乾燥に使用された燃焼排ガス１１ａは、乾燥排気１１ｂとして内筒１ａの入口２側端部及び内筒１ａと外筒１ｂとの間の入口２側端部からそれぞれ矢印で示す如くガス取出ボックス１７に達し、ここからガス取出ライン１７ａを通して取り出せるようにしてある。

一方、上記外熱キルン炉１の出口３側の後段部の熱分解ゾーンIIは、外側の加熱流路１０を出口３側から入口２側へ向けて流通させられる高温ガス１１による間接加熱熱分解作用が行われ、乾燥ゾーンＩで乾燥された後の廃棄物６の熱分解が行われて、水分の少ない熱分解ガス７Ａが生成されるようにする。

なお、上記乾燥ゾーンＩで廃棄物６を乾燥してガス取出ボックス１７からガス取出ライン１７ａを通して取り出される乾燥排気１１ｂは、低温腐食の起らない１５０℃以上で取り出すことが必要であり、これに伴い乾燥ゾーンＩの大きさ、廃棄物６の滞留時間等は、熱分解ゾーンIIにて間接加熱熱分解の熱源に使用されて３５０℃程度となった燃焼排ガス１１ａを、廃棄物６に直接接触させて乾燥させた後１５０℃以上で取り出すことができ且つ廃棄物６の乾燥が効率よく行えるように決めるものとする。

２３はガス取出ライン１７ａに設けた誘引ファン、２４は熱分解ガス取出ラインであり、その他の構成は図５、図６に示した廃棄物熱分解ガス化装置と同じであり、同一のものには同一符号が付してある。

その他、熱分解ゾーンIIで生成された熱分解ガス７Ａ及び熱分解残渣８の処理等は、図７に示したものと同様である。

上記構成としてあるので、投入ホッパ５内の廃棄物６をスクリューコンベヤ４で外熱キルン炉１の乾燥ゾーンＩに供給し、上記外熱キルン炉１の出口３側にある高温ガス導入ボックス１８に、たとえば、５５０℃程度の高温ガス１１を導入して加熱流路１０内に出口３側から入口２側へ流通させるようにして、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置を運転させるようにすると、運転開始当初でまだ廃棄物６が外熱キルン炉１の出口３側まで達していない状態では、熱分解ゾーンIIでの廃棄物６の熱分解は行われることはないが、加熱流路１０内を入口２側へ流通させられて熱分解ゾーンIIを通過させられた後の高温のガスが乾燥ゾーンＩに達すると、多孔板部２１の多数の孔２２により矢印で示す如く内筒１ａの内側、すなわち、炉内へ吹き込まれて廃棄物６に直接接触することになる。

乾燥ゾーンＩにおける廃棄物６は、水分を含んでいるが、外熱キルン炉１の回転に伴い乾燥ゾーンＩの多孔板部２１で回転方向へ持ち上げられてから安息角を越えて落下させられることを繰り返すことにより万遍なく高温のガスと接触させられ、徐々に水分が蒸発させられて或る程度乾燥させられる。外熱キルン炉１は、出口３側が入口２側よりも低くなるように横置きされているので、上記乾燥ゾーンＩで或る程度乾燥した廃棄物６は、外熱キルン炉１の回転により撹拌されながら出口３側へ移行させられて、乾燥ゾーンＩから熱分解ゾーンII内へ徐々に移される。

上記外熱キルン炉１の熱分解ゾーンIIに移された乾燥されている廃棄物６は、熱分解ゾーンIIの外側の加熱流路１０を出口３側から入口２側へ流通させられる前記５５０℃の高温ガス１１により間接加熱される。これにより、熱分解ゾーンII内の廃棄物６は外熱により熱分解され、熱分解ガス７Ａと熱分解残渣８が生成される。熱分解ガス７Ａは、熱分解ゾーンIIに供給された廃棄物６中の水分が少なくなっているので、熱分解処理時に蒸発した水分の量は少ないことから、水分の少ない高カロリーな熱分解ガスとして４００〜４５０℃で熱分解ガス取出ライン２４より取り出される。

上記熱分解ゾーンIIで廃棄物６に間接加熱に使用された後、３５０℃に降温した燃焼排ガス１１ａは、上記乾燥ゾーンＩで多孔板部２１の各孔２２を通して内筒１ａ内へ吹き込まれ、前記したと同様に廃棄物６に直接接触させられて廃棄物６を乾燥させるようにする。

乾燥ゾーンＩで廃棄物６に直接接触させて該廃棄物６の乾燥に使用された後の乾燥排気１１ｂは、廃棄物６の乾燥で多くの水分を含んでおり、ガス取出ライン１７ａの途中に設けてある誘引ファン２３により引かれることにより乾燥ゾーンＩから矢印で示す如くガス取出ボックス１７へ取り出され、更に、ここからガス取出ライン１７ａを通して取り出される。該ガス取出ライン１７ａから取り出される水分を多く含む乾燥排気１１ｂは、図示しない下流側に設置される、たとえば、図７に示す場合と同様な燃焼・溶融炉の排ガス出口部に導かれ、ここで溶融排ガスに混入されることにより高温分解させられて８００℃以上のガスとして排出させるようにしてある。

又、熱分解ゾーンIIでの間接加熱熱分解及び乾燥ゾーンＩでの直接接触乾燥の熱源として使用する５５０℃程度の高温ガス１１は、上記熱分解ゾーンIIでの熱分解により生成された水分の少ない高カロリーな熱分解ガス７Ａを、下流側の図示しない燃焼・溶融炉へ導く熱分解ガス取出ライン２４より分岐して一部を回収し、且つ該回収した高カロリーな熱分解ガス７Ａを熱風発生炉１４にて空気比１．３以下で燃焼させた残存酸素５％以下の不活性ガスに近い性状の燃焼に使用するようにする。これにより、自己熱による廃棄物の熱分解と廃棄物の乾燥を可能とすることができる。

上記において、都市ごみ等の廃棄物の場合は、含まれる水分量により処理対象物の性状は変化するが、この性状変化の対応は、供給するガス量を調整することで行うことを基本とするが、処理対象物の供給量を調整するようにしたり、温度を調整することにより対応させるようにすることも可能である。

次に、前記した外熱キルン炉１の乾燥ゾーンＩ内に、周方向に所要間隔を隔てて所要高さのリフターを取り付け、乾燥ゾーンＩ内での廃棄物６の撹拌効果を高めるようにすることができる。

すなわち、図1（ロ）に二点鎖線で示す如く、乾燥ゾーンＩの多孔板部２１の内面に、複数枚、たとえば、図示のように４枚のリフター２５を、円筒状の多孔板部２１の軸心方向の長さとほぼ同じ長さとし且つ内側へ所要量突出するように周方向にほぼ等間隔で放射状に取り付けるようにする。

この実施の形態によれば、外熱キルン炉１が回転するとき、乾燥ゾーンＩに供給されている廃棄物６をリフター２５の回転でリフター２５で受けられて持ち上げられた廃棄物６をリフター２５から滑り落すことにより、各リフター２５により順次廃棄物の撹拌が積極的に行われることになる。

これにより、熱分解ゾーンIIで廃棄物６の間接加熱熱分解の熱源として使用された後の３５０℃の燃焼排ガス１１ａとの直接接触効率を向上させることが可能となり、より効率的な乾燥による多くの水分の取り出しが可能となる。

又、図２は、本発明の実施の他の形態を示すもので、図２（イ）は、図１（イ）（ロ）に示す実施の形態における多孔板部２１に形成されている多数の孔２２に代えて、内側に突出するようなノズル形式の吹込口２６としたものである。図２（ロ）は、図２（イ）のようにした吹込口２６の先端側に蓋２７を一体に取り付けて、燃焼排ガス１１ａが吹込口２６から吹き込まれてから蓋２７で屈折されて乾燥ゾーンＩに吹き込まれるようにしたものである。

図２（イ）のような実施の形態にした場合は、外熱キルン炉１の回転時に、多孔板部２１の内側へ突出する各吹込口２６により廃棄物６を掻き混ぜることができて、燃焼排ガス１１ａとの直接接触効果を高めることが可能となる。

又、図２（ロ）のような実施の形態とした場合は、上記の効果のほかに、廃棄物６による各吹込口２６の閉塞のおそれを未然に防止することができる。

図３は本発明の実施の別の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）や図２（イ）（ロ）に示したと同様な構成において、熱分解ゾーンIIの入口２側端部あるいは乾燥ゾーンＩの出口３側端部の近傍位置の内筒１ａ内面に、所要高さの堰２８を取り付け、乾燥ゾーンＩ内の廃棄物６が熱分解ゾーンIIへ移動するときは堰２８をオーバーフローするようにし、乾燥ゾーンＩでの廃棄物６の滞留時間を堰２８の高さで調整するようにしたものである。

その他の構成は図１（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。

この実施の形態によれば、乾燥ゾーンＩで廃棄物６を滞留させることができ、又、堰２８として高さの異なるものを用いるようにすることにより廃棄物の滞留時間を調整することができ、廃棄物６からの水分の蒸発を調整することが可能となる。又、熱分解ゾーンIIで間接加熱熱分解の熱源として使用して３５０℃程度となった燃焼排ガス１１ａをガス取出ライン１７ａから低温腐食の起らない１５０℃以上で取り出すことが必要であるが、堰２８により乾燥ゾーンＩでの廃棄物滞留時間を適宜調整することにより、水分を多く含む乾燥排気１１ｂを１５０℃以上で取り出すようにすることもできる。

更に、図４（イ）（ロ）（ハ）は本発明の実施の形態の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示した実施の形態において、外熱キルン炉１の入口２側の前段部に形成する乾燥ゾーンＩを、多孔板部２１の多孔の孔２２から燃焼排ガス１１ａを吹き込ませて廃棄物６に直接接触させるようにした構成における多孔板部２１に代えて、多数の吹込孔３０を有する散気管２９を円周方向に並べて円筒状に組み合わせるようにし、且つ熱分解ゾーンIIの外側にある加熱流路１０にヘッダー３１を取り付け、ヘッダー３１に一端を接続した多数本の散気管２９の各他端を、乾燥ゾーンＩの入口２側端部に設けたリングプレート３２に取り付けるようにする。更に、周方向に隣接する各散気管２９同士を連結板３３で連結して円筒形状とし、該円筒形状の内側を乾燥ゾーンとして、各散気管２９から乾燥ゾーンＩへガスを吹き込むようにしたものである。その他の構成は図１（イ）に示したものと同じであり、同一のものには同一符号が付してある。

この実施の形態によれば、熱分解ゾーンIIで間接加熱熱分解の熱源として使用した後の燃焼排ガス１１ａは、ヘッダー３１から各散気管２９内へ分配されて流通させられ、各散気管２９に開口させられている吹込孔３０から吹き込まれることになる。これにより乾燥ゾーンＩでは、前記した各実施の形態の場合と同様に廃棄物６を直接接触方式により乾燥させることができることになる。又、この実施の形態に、図３に示すような堰２８を設ける構成を付加するようにしてもよい。

なお、本発明は、上記した実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、図１（イ）等に示すように、外熱キルン炉１の入口２側の前段部に形成する乾燥ゾーンＩは、熱分解ゾーンIIで間接加熱熱分解の熱源として使用した後の３５０℃程度の燃焼排ガス１１ａをガス取出ボックス１７へ１５０℃以上として出せるように廃棄物６を乾燥させることができるようにしてあればよく、乾燥ゾーンＩの大きさは図示したようなものに限定されるものではないこと、又、図示してある外熱キルン炉１は、その構成をわかり易くするために概要を図示したものであり、図示した形のものに限定されるものではないこと、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。

本発明の廃棄物熱分解ガス化方法及び装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。 図１に示す乾燥ゾーンを形成する多孔板部の他の例を示すもので、（イ）は孔をノズル形式の吹込口とした場合の拡大部分図、（ロ）は吹込口に蓋をつけた場合の拡大部分図である。 本発明の実施の他の形態を示す概略切断側面図である。 本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ矢視拡大断面図である。（ハ）は散気管の拡大断面図である。 従来の廃棄物熱分解ガス化装置の一例を示す概要図である。 従来の外熱キルン炉を入口側の前段部と出口側の後段部に分けて前段部から水分を多く含む熱分解ガスを取り出すようにした廃棄物熱分解ガス化装置の一例を示す概要図である。 従来の外熱キルン炉の上流側に燃焼排ガスとの直接接触方式で廃棄物を乾燥する乾燥機を別置した構成の廃棄物熱分解ガス化装置の一例を示す概要図である。

符号の説明

Ｉ 乾燥ゾーン
II 熱分解ゾーン
１ 外熱キルン炉
２ 入口
３ 出口
６ 廃棄物
７Ａ 熱分解ガス
１０ 加熱流路
１１ 高温ガス
１１ａ 燃焼排ガス
１１ｂ 乾燥排気
１７ａ ガス取出ライン
２１ 多孔板部
２２ 孔
２５ リフター
２８ 堰
２９ 散気管

Claims (7)

1. 内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉の入口側となる前段部で、間接加熱熱分解の熱源として使用した後の上記加熱流路内の燃焼排ガスを、上記内筒の前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して直接炉内に吹き込ませるようにし、該吹き込まれる燃焼排ガスと廃棄物の直接接触により該廃棄物を乾燥させるようにすると共に水分を多く含む燃焼排ガスを入口側から取り出すようにし、次いで、乾燥された廃棄物を、外熱キルン炉の出口側となる後段部で高温ガスによる間接加熱により熱分解し、生成された水分の少ない熱分解ガスを出口側より取り出すようにすることを特徴とする廃棄物熱分解ガス化方法。
2. 外熱キルン炉の出口側の後段部で高温ガスを間接加熱熱分解の熱源として使用した後の燃焼排ガスを、外熱キルン炉の入口側となる前段部で内筒に設けた多数の孔を通して外周部より炉内へ吹き込むようにする請求項１記載の廃棄物熱分解ガス化方法。
3. 内筒と外筒を同心状に配置し該内筒と外筒との間に環状の加熱流路を形成して一体的に回転できるようにしてあり且つ長手方向の一端側を入口とし他端側を出口として、入口側から内筒内に供給された廃棄物を、上記加熱流路を流通する高温ガスによる間接加熱により熱分解するようにしてある外熱キルン炉を、入口側の前段部と出口側の後段部とに分け、上記入口側の前段部を、上記内筒の該前段部に位置する領域に設けられた多数の孔を通して外周の加熱流路から炉内へガスの吹き込みができるようにして、廃棄物を直接接触で乾燥させる乾燥ゾーンとし、且つ上記出口側の後段部を、高温ガスによる間接加熱により廃棄物を熱分解する熱分解ゾーンとし、上記前段部で乾燥した廃棄物を上記後段部で熱分解するようにして、入口側から水分の多いガスを取り出し、出口側から水分の少ない熱分解ガスを取り出すようにした構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化装置。
4. 熱分解ゾーンで高温ガスを間接加熱熱分解の熱源として使用した後、温度の下がった燃焼排ガスを、乾燥ゾーンで直接炉内へ吹き込ませて廃棄物を直接接触乾燥させるようにする請求項３記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
5. 乾燥ゾーンへのガスの吹き込みを、内筒の該乾燥ゾーンにおける領域に設けた円筒状の多孔板部又は円筒状に配置した散気管を通して行うようにした請求項３又は４記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
6. 外熱キルン炉の乾燥ゾーンの内面に周方向に所要間隔でリフターを設けた請求項３、４又は５記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
7. 乾燥ゾーンと熱分解ゾーンとの境界部近傍位置に廃棄物の流れを規制する堰を設けるようにした請求項３、４、５又は６記載の廃棄物熱分解ガス化装置。

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