JP5388278B2 - 廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパのパージ方法および廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパ - Google Patents

廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパのパージ方法および廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパ Download PDF

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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に侵入した炉内ガスのパージに関する。
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、中間ホッパの上端部に廃棄物の受入時に開閉する上部シール弁、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を備えている。下部シール弁を開いて廃棄物を投入する際に中間ホッパ内に侵入した炉内ガスは、廃棄物の投入後に不活性ガスパージにより炉内に排出している。
このパージに必要な不活性ガスは中間ホッパ容積の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。そこで、不活性ガスのパージ量を大幅に低減させる中間ホッパのパージ方法が提案されている（特許文献１参照）。
図３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、図４は中間ホッパのパージ方法の手順を示す図である。
廃棄物溶融炉２０の炉上部の廃棄物装入装置には、廃棄物ピット２１から廃棄物クレーン２２で搬送された廃棄物を受け入れるゴミ投入ホッパ２が設けられ、ゴミ投入ホッパ２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７が連設されている。
中間ホッパ７は、上部に上部シール弁１、下部に下部シール弁３を備え、上部シール弁１でゴミ投入ホッパ２と仕切られ、下部シール弁３で炉内と仕切られている。
廃棄物ピット２１から廃棄物クレーン２２で搬送された廃棄物は、ゴミ投入ホッパ２に受け入れた後、中間ホッパ７の上部シール弁１を開いて中間ホッパ７へ投入されて一旦貯留される。その後、上部シール弁を閉として廃棄物は下部シール弁３を開いて炉内に投入される。
廃棄物溶融炉２０は、炉内で発生した可燃性の炉内ガスを燃焼室２３へ導入するために排ガス管２４で燃焼室２３と接続される。燃焼室２３の燃焼バーナ２５の燃焼空気は、廃棄物ピット２１の臭気対策上、廃棄物ピット２１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２６と燃焼空気ファン２７により燃焼用空気として供給される。
中間ホッパ７には、不活性ガス吹込用配管２８が接続されるとともに、不活性ガスパージにより置換されたガスを燃焼空気吹込ダクト２６へ導入する空気導入配管２９が接続されている。不活性ガス吹込用配管２８には不活性ガスパージ弁３０が、空気導入配管２９には空気導入弁３１が設けられる。
次にパージ方法について説明する。図４において、下部シール弁３を開いて中間ホッパ７から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７内に侵入する。廃棄物の投入後に下部シール弁３を微開状態にして隙間を形成して不活性ガスパージ弁３０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４の隙間から中間ホッパ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２９の空気導入弁３１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内のガスの濃度が大気中での爆発下限値未満になる程度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、不活性ガスパージ弁３０を閉じ、下部シール弁３を全閉とし、上部シール弁１を中間状態に開き、空気導入弁３１を開いて上部シール弁１の開放部より空気を吸引して中間ホッパ７内を空気置換し、中間ホッパ７内のガスは空気導入配管２９から負圧に調整された燃焼空気吸気ダクト２６へ吸引されていく。ＣＯ濃度が１００ｐｐｍ以下になるまでパージを行う。
特開２００７−２２５１９６号公報
前記特許文献では、中間ホッパのパージに不活性ガスとしてＮ２と外気を使用している。不活性ガスとしては通常Ｎ２が使用され、中間ホッパ内のガスが爆発限界以下の程度とするためには、Ｎ２は中間ホッパの容積分のＮ２が必要となる。
さらに中間ホッパ内の炉内ガスの排出先は炉内へ直接排気されるが、この排気のため、下部シール弁を微開する方法がとられており、この微開位置はリミットスイッチで検出されている。下部シール弁は弁口径が大きく微開角度によって開口断面積が大きく変化する。通常、パージ中に炉内圧力の変動により中間ホッパ内に炉内ガスが進入するのを防止するために開口部からの吹出速度は１０〜２０ｍ／ｓとすることが望ましく、その開口断面積がその値となるように調整が必要であるが、実態は調整が困難で確実性が薄い。
そこで、本発明は、廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置に配置されている中間ホッパの下部に排気弁を設けて下部シール弁を微開状態にすることなく閉めた状態でパージすることができる中間ホッパのパージ方法およびその装置を提供するものである。
本発明は、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であって、中間ホッパの上端部に廃棄物の受入時に開く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く下部シール弁が設けられた中間ホッパ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内に侵入した炉内ガスを、最初にパージガスを用いて下部シール弁を閉じた状態で、下部シール弁ケーシング内に位置する中間ホッパの下部に設けられ、下部シール弁ケーシングを通して炉内に直接通じる排気弁を通してパージした後に排気弁を閉じ、次いで上部シール弁を開いて外気を空気パージ用吸引管で吸引してパージすることを特徴とする。この構成において、前記パージガスとしてボイラ蒸気を使用することができる。
さらに、本発明は、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であって、中間ホッパの上端部に廃棄物の受入時に開く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く下部シール弁が設けられた中間ホッパにおいて、中間ホッパからパージガスを、下部シール弁ケーシングを通して炉内に直接排気する排気弁を下部シール弁ケーシング内に位置する、中間ホッパの下部に設け、廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に中間ホッパ内に侵入した炉内ガスを、下部シール弁を閉じた状態でパージすることを特徴とする。この構成において、前記排気弁は、回動により開閉可能であるとともに、排気弁の開動作により下部シール弁ケーシングの内壁に接近して付着したダストをかき落とす機能を持たせることができる。
本発明は、所定の開口断面積を有する排気弁を設け、所定の排気速度で逆流を防ぐ方式とすることにより、下部シール弁の微開角度を調整することなく、閉めたままの状態で確実にパージすることができる。
また、本発明は、排気弁を下部シール弁ケーシング内に設置し、排気ガスの衝突によりケーシング壁に付着したダストを排気弁の開動作でこすり取る構造とすることにより、ダストの成長を防止することができる。
また、本発明は、パージガスとしてごみ処理施設で熱回収のために設置されているボイラー蒸気を使用することにより、従来使用されている高価なＮ２を必要としなくなる。
本発明によるごみ装入部の中間ホッパを示す縦断面図である。 図１の断面Ａ−Ａを示す水平断面図である。 従来の不活性ガスのパージを実施するための設備を示す概略図である。 従来のごみ装入部の中間ホッパを示す縦断面図である。
図１および図２に示すように、本発明の中間ホッパ７は、図３および図４に示す従来の廃棄物装入装置のように、廃棄物溶融炉の炉上部に設けられた廃棄物装入装置と同様に、廃棄物を受け入れるゴミ投入ホッパ２の下部に連設され、炉内に投入する廃棄物を一旦貯留する。
図１および図２において、中間ホッパ７は、その周りが保温材１６で被覆され、上部と下部の開口部には上部シール弁１と下部シール弁３がそれぞれ設けられている。上部シール弁１により上方の受入ホッパ２と仕切られ、下部シール弁３により下方の炉内と仕切られるようになっている。下部シール弁３は、廃棄物溶融炉の炉上部を覆う下部シール弁ケーシング６内を回動する。
廃棄物ピットから廃棄物クレーンで搬送された廃棄物は、ゴミ投入ホッパ２で受け入れた後、中間ホッパ７の上部シール弁１と下部シール弁３を開閉して、ゴミ投入ホッパ２からの廃棄物が一旦貯留される。その後、廃棄物は、作動シリンダ９により回転駆動レバー８を回転させて下部シール弁３を開いて炉内に投入される。下部シール弁３の開度は開度検出スイッチ１０により検出される。
中間ホッパ７には、不活性ガスあるいは蒸気などのパージガス吹込用配管４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吸引する空気パージ用吸引管５が接続されている。
下部シール弁ケーシング内に位置する、中間ホッパ７の下部には、炉内排気口１５（図２では２個所）が設けられ、炉内排気口１５は排気弁１１により開閉する。排気弁１１は、シリンダ１４でアーム１３を前後進させて回動させて開閉する。排気弁１１は回動の際に、下部シール弁ケーシング６の内壁に接近する寸法とし、排気弁１１の回動により中間ホッパ７の内壁に排気ガスの衝突により付着したダスト１２が排気弁の開動作によりこすり取られるようにしてダストの成長を防止する。
次ぎにパージ方法について説明する。
上部シール弁１を閉めた状態で下部シール弁３を開いて中間ホッパ７内の廃棄物を廃棄物溶融炉内に投入する。このとき、炉内ガスが中間ホッパ７内に侵入する。廃棄物を投入後、下部シール弁３を閉めて、シリンダ１４で排気弁１１を駆動させて炉内排気口１５を開いた後、パージガス吹込用配管４から不活性ガスあるいは熱回収のために設置されているボイラー蒸気を導入してガスパージを行う。
このパージにより、炉内排気口１５から中間ホッパ７内のガスが廃棄物溶融炉内側に排気されるようにする。ガスパージにより中間ホッパ内のガスの濃度が大気中での爆発下限値未満になるまでガスパージを行う。
ガスパージが完了すると、上部シール弁１を図１のａの位置からｂの位置の半開状態にし、空気パージ用吸引管５の弁を開いて上部シール弁１の開放部より空気を吸引して中間ホッパ７内を空気置換して中間ホッパ７内のガスが空気パージ用吸引管５へ吸引されていく。
パージガスとして蒸気を使用した場合中間ホッパ内で１部ドレン化し、中間ホッパ内ガスとともに炉内排気口から噴出するため、下部シール弁ケーシングの衝突部には湿ったダストが成長するが、これは排気弁の開動作により常にかき落とされるため、炉内への流路は確保される。
１：上部シール弁 ２：ごみ投入ホッパ
３：下部シール弁 ４：パージガス吹込管
５：空気パージ用吸引管 ６：下部シール弁ケーシング
７：中間ホッパ ８：下部シール弁回転駆動レバー
９：下部シール弁作動シリンダ １０：下部シール弁開度検出スイッチ
１１：中間ホッパ内ガスの炉内排気弁 １２：付着ダスト
１３：炉内排気弁回転駆動アーム １４：駆動シリンダ
１５：炉内排気口 １６：保温材
２０：廃棄物溶融炉 ２１：廃棄物ピット
２２：廃棄物クレーン ２３：燃焼室
２４：排ガス管 ２５：燃焼バーナ
２６：燃焼空気吹込ダクト ２７：燃焼空気ファン
２８：不活性ガス吹込用配管 ２９：空気導入配管
３０：不活性ガスパージ弁 ３１：空気導入弁
ａ：上部シール弁全閉の状態 ｂ：上部シール弁半閉の状態

Claims (4)

  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であって、中間ホッパの上端部に廃棄物の受入時に開く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く下部シール弁が設けられた中間ホッパ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内に侵入した炉内ガスを、最初にパージガスを用いて下部シール弁を閉じた状態で、下部シール弁ケーシング内に位置する中間ホッパの下部に設けられ、下部シール弁ケーシングを通して炉内に直接通じる排気弁を通してパージした後に排気弁を閉じ、次いで上部シール弁を開いて外気を空気パージ用吸引管で吸引してパージすることを特徴とする廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパのパージ方法。
  2. 前記パージガスがボイラ蒸気であることを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパのパージ方法。
  3. 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であって、中間ホッパの上端部に廃棄物の受入時に開く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く下部シール弁が設けられた中間ホッパにおいて、
    中間ホッパからパージガスを、下部シール弁ケーシングを通して炉内に直接排気する排気弁を下部シール弁ケーシング内に位置する、中間ホッパの下部に設け、廃棄物の廃棄物溶融炉内への投入時に中間ホッパ内に侵入した炉内ガスを、下部シール弁を閉じた状態でパージすることを特徴とする廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパ。
  4. 前記排気弁は、回動により開閉可能であるとともに、排気弁の開動作により下部シール弁ケーシングの内壁に接近して付着したダストをかき落とす機能をもたせたことを特徴とする請求項３記載の廃棄物溶融炉の廃棄物装入装置の中間ホッパ。
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