JP5605576B2 - Waste gasification and melting equipment - Google Patents

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JP5605576B2 JP2011024219A JP2011024219A JP5605576B2 JP 5605576 B2 JP5605576 B2 JP 5605576B2 JP 2011024219 A JP2011024219 A JP 2011024219A JP 2011024219 A JP2011024219 A JP 2011024219A JP 5605576 B2 JP5605576 B2 JP 5605576B2
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

本発明は、廃棄物を熱分解、ガス化し、熱分解残渣を溶融する竪型の廃棄物ガス化溶融装置に関する。   The present invention relates to a vertical waste gasification and melting apparatus for pyrolyzing and gasifying waste and melting a pyrolysis residue.

都市ごみやシュレッダーダストなどの廃棄物を処理する技術として、廃棄物を熱分解、ガス化して可燃性ガスを発生させ、熱分解残渣を溶融しスラグにして排出するガス化溶融処理が知られている。   As a technology for treating waste such as municipal waste and shredder dust, gasification melting processing is known in which waste is pyrolyzed and gasified to generate flammable gas, and the pyrolysis residue is melted and discharged as slag. Yes.

この処理方法は、廃棄物を熱分解してガス化することによりその燃焼熱を回収することができるとともに、残渣を溶融してスラグとして排出した後に、埋立処分などで最終処分されるべき量を減容することができる利点を有している。このような処理を行なう溶融炉には幾つかの方式があるが、その一つとして、竪型をなすシャフト式廃棄物ガス化溶融炉がある。   In this treatment method, the heat of combustion can be recovered by pyrolyzing and gasifying the waste, and after the residue is melted and discharged as slag, the amount to be finally disposed of in landfill disposal etc. It has the advantage that the volume can be reduced. There are several types of melting furnaces for performing such treatment, and one of them is a shaft type waste gasification melting furnace having a vertical shape.

このシャフト式廃棄物ガス化溶融炉は、例えば、炉底部に堆積させたコークスを燃焼させ、この高温のコークス上へ廃棄物を投入して、熱分解及び部分酸化させてガス化するとともに残渣を溶融してスラグにする処理を行なう方式の炉である(特許文献1参照)。   This shaft-type waste gasification and melting furnace, for example, combusts coke deposited on the bottom of the furnace, throws the waste on this high-temperature coke, pyrolyzes and partially oxidizes it, gasifies it, and generates residues. It is a furnace of a system that performs a process of melting into slag (see Patent Document 1).

特許文献1のシャフト式廃棄物ガス化溶融炉においては、竪型筒状をなす炉体の機能が大別して縦(上下)方向で3つの領域に区分される。すなわち、炉底部にコークスを堆積させたコークス床を有する高温燃焼帯が形成され、この高温燃焼帯の上に廃棄物層が形成され、炉体の上部にて該廃棄物層の上方に大きな空間のフリーボード部をなしている。   In the shaft-type waste gasification and melting furnace of Patent Document 1, the functions of the furnace body having a vertical cylindrical shape are roughly divided into three regions in the vertical (up and down) direction. That is, a high-temperature combustion zone having a coke bed in which coke is deposited at the bottom of the furnace is formed, a waste layer is formed on the high-temperature combustion zone, and a large space above the waste layer is formed above the furnace body. The free board part is made.

かかる溶融炉では、上記3つの領域のそれぞれで酸素含有ガスの炉内への吹込みが行われる。高温燃焼帯には主羽口が設けられていて、投入されて堆積されたコークス床のコークスを燃焼させて、廃棄物の熱分解残渣を溶融する溶融熱源を得るために酸素富化空気が吹き込まれる。また、廃棄物層には副羽口が設けられ、投入されて堆積された廃棄物を緩やかに流動させると共に、廃棄物を熱分解及び部分酸化させるために空気が吹き込まれる。また、フリーボード部には三段目羽口が設けられ、廃棄物が熱分解されて生成した熱分解ガス(可燃性ガス)の一部を部分燃焼させて内部を所定温度に維持するために空気が吹き込まれる。   In such a melting furnace, oxygen-containing gas is blown into the furnace in each of the three regions. The main combustion tuyeres are provided in the high-temperature combustion zone, and oxygen-enriched air is blown to obtain a melting heat source that burns the coke in the coke bed that has been charged and deposited to melt the pyrolysis residue of the waste. It is. In addition, the waste layer is provided with a sub tuyere, and air is blown in order to gently flow the waste deposited and deposited, and to thermally decompose and partially oxidize the waste. In addition, the free board part is provided with a third stage tuyere to partially burn part of the pyrolysis gas (combustible gas) generated by pyrolyzing waste and maintaining the inside at a predetermined temperature Air is blown.

このようにシャフト式廃棄物ガス化溶融炉は、一つの炉で、廃棄物をその炉内での降下に伴い熱分解ガス化処理と溶融処理の両方を行うことのできる設備である。投入された廃棄物は熱分解され、ガスと残渣が生成される。主羽口からの酸素富化空気の送風によりコークス床のコークスが燃焼され高温燃焼帯が形成され、廃棄物の熱分解残渣が溶融されスラグとメタルとして排出される。高温燃焼帯のコークス燃焼により発生した高温ガスが高温燃焼帯の上に形成された廃棄物層の廃棄物を加熱し、副羽口からの空気の送風により廃棄物は熱分解され、この熱分解により発生した可燃性ガスを含むガスは廃棄物層内を上昇し、フリーボード部を経て、炉内上部に設けられた排出煙道より、炉外の二次燃焼室へ排出される。ガスは可燃ガスを多量に含んでいて二次燃焼室で燃焼され、ボイラで熱回収され蒸気を発生させその蒸気が発電等に用いられる。ボイラから排出されガスは、サイクロンで比較的粗いダストが除去され、さらに、減温装置で冷却され、有害物質除去剤との反応により有害ガスが除去され、集塵機で除塵処理されるなど排ガス処理された後、煙突から大気に放散される。   As described above, the shaft-type waste gasification and melting furnace is a facility capable of performing both pyrolysis gasification treatment and melting treatment in a single furnace as the waste falls in the furnace. The input waste is pyrolyzed to produce gas and residue. The coke in the coke floor is combusted by blowing oxygen-enriched air from the main tuyere to form a high-temperature combustion zone, and the pyrolysis residue of the waste is melted and discharged as slag and metal. The high-temperature gas generated by coke combustion in the high-temperature combustion zone heats the waste in the waste layer formed on the high-temperature combustion zone, and the waste is thermally decomposed by blowing air from the sub tuyere. The gas containing the combustible gas generated by the gas rises in the waste layer, and is discharged to the secondary combustion chamber outside the furnace from the exhaust flue provided in the upper part of the furnace through the free board part. The gas contains a large amount of combustible gas and is combusted in the secondary combustion chamber, and heat is recovered by the boiler to generate steam, which is used for power generation and the like. The gas discharged from the boiler is treated with exhaust gas such as relatively coarse dust is removed with a cyclone, further cooled with a temperature reducing device, harmful gas is removed by reaction with a hazardous substance remover, and dust is removed with a dust collector. After that, it is dissipated from the chimney to the atmosphere.

かかる廃棄物ガス化溶融炉では、炉底部にコークスを堆積させたコークス床が形成され、コークスが燃焼して熱分解残渣の溶融熱源となっているが、コークスの使用量を低減し廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することが要望されている。一方、コークスの代替として建築廃材のおがくずを加熱圧縮成形し炭化した炭化物や木炭などの塊状バイオマスを利用してコークス使用量を削減する廃棄物溶融方法が提案されている(特許文献2参照)。   In such a waste gasification and melting furnace, a coke bed in which coke is deposited at the bottom of the furnace is formed, and the coke burns to become a heat source for melting pyrolysis residue. There is a demand to reduce the operating cost of the chemical melting furnace. On the other hand, as an alternative to coke, a waste melting method has been proposed in which the amount of coke used is reduced by using massive biomass such as charcoal and charcoal obtained by heat compression molding of sawdust from building waste (see Patent Document 2).

特開平09−060830JP 09-060830 A 特開2005−249310JP-A-2005-249310

廃棄物ガス化溶融炉におけるコークスの使用量を低減するために、特許文献2のようにコークスの代替として塊状バイオマスを利用するとしても、塊状バイオマスはコークスに比べてさほど安価ではないため、廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することができないという問題がある。また、廃棄物ガス化溶融炉設備内で塊状バイオマスを製造して利用しようとすると、別に塊状バイオマスを製造する設備が必要であり、また、製造するためのエネルギーが必要となり、コストが嵩み実施することは現実的には困難であるという問題がある。   In order to reduce the amount of coke used in a waste gasification and melting furnace, even if massive biomass is used as an alternative to coke as in Patent Document 2, massive biomass is not so cheap compared to coke. There is a problem that the operating cost of the gasification melting furnace cannot be reduced. In addition, if mass biomass is manufactured and used in the waste gasification and melting furnace facility, it is necessary to have a separate facility for producing bulk biomass, which also requires energy to produce and increases costs. There is a problem that it is practically difficult to do.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、廃棄物ガス化溶融炉におけるコークスの使用量を低減し、廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することができる廃棄物ガス化溶融装置を提供することを課題とする。   DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the amount of coke used in a waste gasification and melting furnace and can reduce the operating cost of the waste gasification and melting furnace. It is an object to provide a product gasification melting apparatus.

本発明に係る廃棄物ガス化溶融装置は、炉下部にコークスを燃焼させる高温燃焼帯を形成し、高温燃焼帯に酸素富化空気を吹き込む主羽口を炉下部に備え、投入された廃棄物を熱分解そしてガス化し、廃棄物の熱分解残渣を高温燃焼帯で溶融する竪型の廃棄物ガス化溶融炉と、ガス化し発生した可燃ガスを二次燃焼する二次燃焼室と、二次燃焼した燃焼ガスから熱回収するボイラとを備えている。 The waste gasification and melting apparatus according to the present invention includes a main tuyere at the lower part of the furnace that forms a high-temperature combustion zone for burning coke in the lower part of the furnace, and blows oxygen-enriched air into the high-temperature combustion zone . A vertical waste gasification and melting furnace that melts the pyrolysis residue of the waste in the high-temperature combustion zone, a secondary combustion chamber for secondary combustion of the combustible gas generated by gasification, and a secondary And a boiler that recovers heat from the burned combustion gas.

かかる廃棄物ガス化溶融装置において、本発明では、炭化原料の受入空間が形成され外部から加熱される反応ケーシングを有していて炭化原料が加熱され乾留されることにより炭化物が生成される炭化物製造装置を備え、該炭化物製造装置が二次燃焼室及びボイラのうち少なくとも一方の内部に配設され、炭化物製造装置で生成された炭化物を燃焼させて廃棄物熱分解残渣の溶融熱源とするために該炭化物を廃棄物ガス化溶融炉の高温燃焼帯に供給する炭化物供給手段を備え、炭化物供給手段は、主羽口から炭化物を酸素富化空気とともに吹き込む手段、又は炉下部に設けた供給口から炭化物を高温燃焼帯に供給する手段であることを特徴としている。 In such a waste gasification and melting apparatus, in the present invention, a carbide manufacturing method is provided in which a carbonized raw material receiving space is formed and a reaction casing is heated from the outside, and the carbonized raw material is heated and dry-distilled to generate carbides. An apparatus, and the carbide production apparatus is disposed in at least one of the secondary combustion chamber and the boiler, and burns the carbide generated in the carbide production apparatus to become a melting heat source of the waste pyrolysis residue Carbide supply means for supplying the carbide to the high-temperature combustion zone of the waste gasification melting furnace is provided, and the carbide supply means is a means for blowing carbide together with oxygen-enriched air from the main tuyere, or a supply port provided at the lower part of the furnace. It is a means for supplying carbide to the high-temperature combustion zone .

また、本発明では、炭化物製造装置が、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの流路内であって、炭化雰囲気温度を350〜500℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所に配設され、反応ケーシングに設けられた炭化雰囲気温度計測のための温度センサと炭化雰囲気温度を調整する温度調整手段とを備え、温度調整手段は、反応ケーシングの外面に配設され冷却空気を流通させる冷却管と、冷却空気の流量を温度センサの計測値にもとづき調整する調整弁とを備えており、炭化物製造装置で生成された炭化物を燃焼させて廃棄物熱分解残渣の溶融熱源とするために該炭化物を廃棄物ガス化溶融炉の高温燃焼帯に供給する炭化物供給手段を備え、炭化物供給手段は、主羽口から炭化物を酸素富化空気とともに吹き込む手段、又は炉下部に設けた供給口から炭化物を高温燃焼帯に供給する手段であることを特徴としている。 Further, in the present invention, the carbide production apparatus is in a flow path of the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber and is indirectly heated by the combustion gas so as to maintain the carbonization atmosphere temperature at 350 to 500 ° C. And a temperature sensor for measuring the carbonization atmosphere temperature provided in the reaction casing and a temperature adjustment means for adjusting the carbonization atmosphere temperature. The temperature adjustment means is disposed on the outer surface of the reaction casing and supplies cooling air. It is equipped with a cooling pipe to circulate and a regulating valve that adjusts the flow rate of cooling air based on the measured value of the temperature sensor, and burns the carbide produced by the carbide production device to use as a heat source for melting waste pyrolysis residue In order to supply the carbide to the high-temperature combustion zone of the waste gasification melting furnace, the carbide supply means blows the carbide together with oxygen-enriched air from the main tuyere, or It is characterized in that the carbide from the supply port formed in a lower portion is a means for supplying the hot combustion zone.

このような構成の本発明によると、炭化物製造装置が二次燃焼室及びボイラのうち少なくとも一方の内部に、又は、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの流路内であって、炭化雰囲気温度を350〜500℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所に配設されているので、炭化原料を加熱、乾留して炭化物を生成するための熱エネルギーとして、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの熱エネルギーを利用することができる。   According to the present invention having such a configuration, the carbide manufacturing apparatus is provided in at least one of the secondary combustion chamber and the boiler, or in the flow path of the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber, and has a carbonized atmosphere. Since it is disposed in a place where it is indirectly heated by the combustion gas so as to maintain the temperature at 350 to 500 ° C., from the secondary combustion chamber as heat energy for heating and carbonizing the carbonized raw material to generate carbides The thermal energy of the exhausted combustion gas can be used.

また、本発明によると、炭化物製造装置は、該炭化物製造装置により生成された炭化物を廃棄物ガス化溶融炉へ供給する炭化物供給手段を備えているので、こうすることにより、炭化物製造装置にて、炭化原料から炭化物を得てこれを廃棄物ガス化溶融炉へ燃料として供給することができる。 Further, according to the present invention, the carbide manufacturing device, a carbide supply means for supplying the generated carbides to a waste gasification melting furnace so Bei Eteiru by the carbide manufacturing device, by doing so, the carbide manufacturing device Thus, carbide can be obtained from the carbonized raw material and supplied to the waste gasification melting furnace as fuel.

本発明において、炭化物製造装置は反応ケーシング内にスクリューコンベアを備え、該反応ケーシング及びスクリューコンベアが二次燃焼室及びボイラの少なくとも一方を貫通して配設され、炭化原料が燃焼ガスにより反応ケーシングを介して間接加熱され乾留されて炭化物を生成するようになっているようにして構成することができる。   In the present invention, the carbide production apparatus includes a screw conveyor in the reaction casing, the reaction casing and the screw conveyor are disposed through at least one of the secondary combustion chamber and the boiler, and the carbonized raw material is formed by the combustion gas. Indirect heating and carbonization can be used to produce carbides.

本発明において、炭化物製造装置は、炭化原料として廃棄物を反応ケーシング内に受け入れる廃棄物供給手段を備えることが好ましい。   In the present invention, the carbide manufacturing apparatus preferably includes a waste supply means for receiving waste as a carbonization raw material in the reaction casing.

このような構成の本発明によると、処理されるべき廃棄物の一部が炭化物製造装置に供給される。該炭化物製造装置は、廃棄物ガス化溶融炉からの可燃ガスを二次燃焼し高温の燃焼ガスが発生する二次燃焼室及び高温の燃焼ガスが流通するボイラの少なくとも一方の内部に、又は、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの流路内であって、炭化雰囲気温度を350〜500℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所に配設されているので、上記炭化物製造装置の反応ケーシング内の廃棄物は、該反応ケーシングを介して上記燃焼ガスにより加熱されて、乾留され炭化される。この炭化物は炭化物製造装置から取り出され、ガス化溶融炉での燃料の一部として該廃棄物ガス化溶融炉へ供給される。かくして、本発明によると、処理されるべき廃棄物で炭化物を製造し、炭化物を高温燃焼帯を形成するコークスの一部の代替として用い、ガス化溶融処理のために要する熱量の一部を賄うこととなり、コークスの使用量を低減し、廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することができる。   According to the present invention having such a configuration, a part of the waste to be treated is supplied to the carbide manufacturing apparatus. The carbide manufacturing apparatus has at least one of a secondary combustion chamber in which a combustible gas from a waste gasification melting furnace is subjected to secondary combustion to generate a high-temperature combustion gas and a boiler in which the high-temperature combustion gas flows, or Since it is disposed in the flow path of the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber and is indirectly heated by the combustion gas so as to maintain the carbonization atmosphere temperature at 350 to 500 ° C., the above carbide production Waste in the reaction casing of the apparatus is heated by the combustion gas through the reaction casing, and is carbonized and carbonized. The carbide is taken out from the carbide production apparatus and supplied to the waste gasification melting furnace as a part of fuel in the gasification melting furnace. Thus, according to the present invention, carbide is produced from the waste to be treated, and the carbide is used as an alternative to a portion of coke forming a high temperature combustion zone to cover part of the heat required for gasification and melting treatment. As a result, the amount of coke used can be reduced, and the operating cost of the waste gasification melting furnace can be reduced.

本発明において、炭化物製造装置は、該炭化物製造装置での炭化原料乾留時に発生する乾留ガスを二次燃焼室へ供給する乾留ガス供給手段を備えることが好ましい。こうすることにより、炭化物製造装置にて、廃棄物から炭化物を得てこれを廃棄物ガス化溶融炉へ燃料として供給するのみならず、炭化物を得る際に生ずる乾留ガスを二次燃焼室へ燃料として供給することで、廃棄物が保有する熱量を極めて有効に利用できる。   In the present invention, the carbide production apparatus preferably includes a dry distillation gas supply means for supplying a dry distillation gas generated during carbonization raw material dry distillation in the carbide production apparatus to the secondary combustion chamber. In this way, the carbide production apparatus not only supplies the carbide from the waste and supplies it as a fuel to the waste gasification and melting furnace, but also supplies the dry distillation gas generated when obtaining the carbide to the secondary combustion chamber. The amount of heat held by the waste can be used very effectively.

本発明において、炭化物製造装置は、二次燃焼室及びボイラの少なくとも一方で回収する飛灰の少なくとも一部を受け入れる飛灰供給手段を備えることが好ましい。こうすることにより、炭化物製造装置の反応ケーシング内において炭化原料の空隙に飛灰を充填させ低酸素雰囲気とし乾留炭化を効率的に進めることができる。   In the present invention, the carbide manufacturing apparatus preferably includes a fly ash supply unit that receives at least a part of the fly ash collected in at least one of the secondary combustion chamber and the boiler. By doing so, fly ash can be filled in the voids of the carbonized raw material in the reaction casing of the carbide manufacturing apparatus to form a low oxygen atmosphere and carbonization carbonization can proceed efficiently.

以上のように、本発明によれば、廃棄物ガス化溶融炉において、高温燃焼帯を形成するコークスの一部の代替として、廃棄物ガス化溶融装置の二次燃焼室及びボイラのうち少なくとも一つで、又は、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの流路内であって、炭化雰囲気温度を350〜500℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所で、廃棄物から得た可燃ガスの燃焼熱を利用して製造した炭化物を廃棄物ガス化溶融炉での燃料として利用するため、コークスの使用量を低減し、廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することができる廃棄物ガス化溶融装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, at least one of the secondary combustion chamber and the boiler of the waste gasification and melting apparatus is used as an alternative to a part of coke that forms the high-temperature combustion zone in the waste gasification and melting furnace. On the other hand, in the flow path of the combustion gas discharged from the secondary combustion chamber, where the carbonization atmosphere temperature is indirectly heated by the combustion gas so as to maintain the temperature in the range of 350 to 500 ° C. Because the carbide produced using the combustion heat of the combustible gas is used as fuel in the waste gasification and melting furnace, the amount of coke used can be reduced and the operating cost of the waste gasification and melting furnace can be reduced. It is possible to provide a waste gasification and melting apparatus that can be used.

本発明の一実施形態装置の概要構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the one Embodiment apparatus of this invention. 図1装置の炭化物製造装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the carbide manufacturing apparatus of the apparatus of FIG. 炭化物製造装置の詳細を示し、(A)はその冷却空気管配管を説明する図、(B)は(A)におけるB−B縦断面図である。The details of a carbide manufacturing device are shown, (A) is a figure explaining the cooling air pipe piping, and (B) is a BB longitudinal section in (A).

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、竪型の廃棄物ガス化溶融装置に、炭化物製造装置を設けたことを特徴としているが、これらの特徴についての説明に先立ち、これらが設けられている廃棄物ガス化溶融装置を構成する各装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment is characterized in that a carbide manufacturing apparatus is provided in a vertical waste gasification and melting apparatus, but prior to the description of these characteristics, a waste gasification and melting apparatus in which these are provided. Each device constituting the system will be described.

図1に示される本発明の一実施形態の廃棄物ガス化溶融装置は、竪型をなすシャフト式廃棄物ガス化溶融炉1(以下、ガス化溶融炉1とする)であって、該ガス化溶融炉1の炉上部に、ガス化溶融されるべき処理対象としての廃棄物、燃料としてのコークス、スラグの成分調整材としての石灰石を炉内へ投入するための投入口2が設けられ、また、上部側方には炉内のガスを炉外へ排出するためのガス排出口3が設けられている。また、ガス化溶融炉1の炉底部には溶融スラグと溶融金属を排出するための出滓口4が設けられている。   A waste gasification and melting apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a shaft-type waste gasification and melting furnace 1 (hereinafter referred to as a gasification and melting furnace 1) having a vertical shape. In the upper part of the chemical melting furnace 1, there is provided an inlet 2 for introducing waste as a processing target to be gasified and melted, coke as fuel, and limestone as a slag component adjusting material into the furnace, A gas discharge port 3 for discharging the gas in the furnace to the outside of the furnace is provided on the upper side. In addition, an outlet 4 for discharging molten slag and molten metal is provided at the bottom of the gasification melting furnace 1.

上記ガス化溶融炉1の内部空間は、縦方向で3つの領域に大別されていて、下方から、炉下部に形成された下部シャフト部I、その上に位置する中部シャフト部II、上部に形成されたフリーボード部IIIを有する領域となっている。これらの各部I,II,IIIは、それぞれ次のような機能を有する領域となっている。すなわち、下部シャフト部Iは、炉下部に堆積された石炭コークスを燃焼させて高温燃焼帯を形成する領域、中部シャフト部IIは、この高温燃焼帯上に投入された廃棄物の堆積により形成された廃棄物層の廃棄物を熱分解させる領域、フリーボード部IIIは、廃棄物の燃焼により生成された可燃性ガスを部分燃焼させる領域である。   The internal space of the gasification melting furnace 1 is roughly divided into three regions in the vertical direction. From the lower side, the lower shaft part I formed in the lower part of the furnace, the middle shaft part II located above it, and the upper part The region has the formed free board part III. Each of these parts I, II, and III is an area having the following functions. That is, the lower shaft part I is a region where coal coke deposited at the lower part of the furnace is burned to form a high-temperature combustion zone, and the middle shaft part II is formed by the accumulation of waste material put on the high-temperature combustion zone. The region where the waste in the waste layer is thermally decomposed, the free board part III, is a region where the combustible gas generated by the combustion of the waste is partially combusted.

ガス化溶融炉1の上方には、都市ごみ等の廃棄物、コークス、生成するスラグの成分調整材として使用する石灰石をそれぞれ供給する供給装置(図示せず)が配設されており、この供給装置から供給された廃棄物、コークス、石灰石は搬送コンベア(図示せず)により搬送され炉上部の上記投入口2から炉内に投入される。   Above the gasification melting furnace 1, a supply device (not shown) for supplying waste such as municipal waste, coke, and limestone used as a component adjusting material for the generated slag is disposed. Waste, coke, and limestone supplied from the apparatus are transported by a transport conveyor (not shown) and charged into the furnace through the charging port 2 at the top of the furnace.

ガス化溶融炉1に形成された上記下部シャフト部I、中部シャフト部II、フリーボード部IIIの各部に対して、それぞれ酸素含有ガスを吹き込む羽口が炉壁に設けられている。すなわち、下部シャフト部Iには、堆積された石炭コークスを燃焼させて高温燃焼帯を形成し、熱分解残渣を溶融するための酸素富化空気を吹き込む主羽口5が設けられ、中部シャフト部IIには、投入されて堆積された廃棄物を部分燃焼させると共に廃棄物を緩やかに流動させながら熱分解させるための空気を吹き込む副羽口6が設けられ、フリーボード部IIIには、廃棄物が熱分解して生成した可燃性ガスを部分燃焼させて内部を所定温度に維持するための空気を吹き込む三段羽口7が設けられている。   A tuyere that blows oxygen-containing gas into the respective parts of the lower shaft part I, the middle shaft part II, and the free board part III formed in the gasification melting furnace 1 is provided on the furnace wall. That is, the lower shaft portion I is provided with a main tuyere 5 that burns the deposited coal coke to form a high-temperature combustion zone and blows in oxygen-enriched air for melting the pyrolysis residue. II is provided with a sub tuyere 6 for partially burning the thrown-up and accumulated waste and blowing air for causing the waste to flow slowly and thermally decompose. There is provided a three-stage tuyere 7 for blowing air for partially burning a combustible gas generated by thermal decomposition and maintaining the inside at a predetermined temperature.

ガス排出口3に二次燃焼室10が接続して設けられており、ガス化溶融炉1で廃棄物を熱分解して生成した可燃性ガスを受けてこれを燃焼する。二次燃焼室10には、二次燃焼のための空気を吹き込む空気送風口11が設けられている。また、二次燃焼室10で可燃性ガスを燃焼した燃焼ガスから熱回収するボイラ12が上記二次燃焼室10に連通して設けられている。   A secondary combustion chamber 10 is connected to the gas discharge port 3 and receives the combustible gas generated by pyrolyzing the waste in the gasification melting furnace 1 and combusts it. The secondary combustion chamber 10 is provided with an air blowing port 11 for blowing air for secondary combustion. A boiler 12 that recovers heat from the combustion gas obtained by burning the combustible gas in the secondary combustion chamber 10 is provided in communication with the secondary combustion chamber 10.

このようにガス化溶融炉1に接続して設けられている二次燃焼室10とボイラ12の一方、もしくは両方には、本実施形態では、これらの内部空間に、炭化物製造装置13が設けられている。図1の例にあっては、炭化物製造装置13は二次燃焼室10とボイラ12の両方の内部空間に配設されている。   In this embodiment, one or both of the secondary combustion chamber 10 and the boiler 12 that are connected to the gasification melting furnace 1 are provided with a carbide manufacturing apparatus 13 in these internal spaces. ing. In the example of FIG. 1, the carbide manufacturing apparatus 13 is disposed in the internal spaces of both the secondary combustion chamber 10 and the boiler 12.

上記炭化物製造装置13は、図示の例では、二次燃焼室10の下部のホッパ部そしてボイラ12の中間部に設けられるが、炭化物製造装置内の炭化雰囲気温度を350〜500
℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所であればどこでもよく、図示以外の燃焼ガスの流路内の位置であってもよい。炭化物製造装置13には、ガス化溶融炉1でガス化溶融処理されるべく収集された廃棄物の一部が炭化原料として供給される。炭化原料として別の廃棄物を供給してもよい。
In the illustrated example, the carbide manufacturing apparatus 13 is provided in a lower hopper portion of the secondary combustion chamber 10 and an intermediate portion of the boiler 12, but the carbonization atmosphere temperature in the carbide manufacturing apparatus is set to 350 to 500.
It may be anywhere as long as it is indirectly heated by the combustion gas so as to be kept at 0 ° C., and may be a position in the flow path of the combustion gas other than shown. A part of the waste collected to be gasified and melted in the gasification melting furnace 1 is supplied to the carbide manufacturing apparatus 13 as a carbonized raw material. You may supply another waste as a carbonization raw material.

ガス化溶融炉1から発生ガスに随伴されて排出された飛灰の一部は、二次燃焼室10の下部ホッパ部、ボイラ12の下部ホッパ部に落下し回収される。この両ホッパ部から回収された飛灰の少なくとも一部が廃棄物と混合して、炭化物製造装置13へ廃棄物と共に供給される。両ホッパ部から回収された飛灰の少なくとも一部が炭化物製造装置13の廃棄物供給部に搬送手段により搬送される。両ホッパ部から回収された飛灰を一旦貯槽等に貯留し、貯槽等から炭化物製造装置13の廃棄物供給部に搬送されるようにしてもよい。炭化物製造装置13では、この飛灰が廃棄物の空隙を充填することにより空隙の酸素を少なくして低酸素雰囲気とし炭化を効率的に行うことができる。飛灰は炭化物と共に炭化物排出部から排出される。   A part of the fly ash discharged from the gasification melting furnace 1 accompanying the generated gas falls to the lower hopper part of the secondary combustion chamber 10 and the lower hopper part of the boiler 12 and is collected. At least a part of the fly ash collected from both hoppers is mixed with the waste and supplied to the carbide manufacturing apparatus 13 together with the waste. At least a part of the fly ash collected from both hopper parts is conveyed to the waste supply part of the carbide manufacturing apparatus 13 by the conveying means. The fly ash collected from both hoppers may be temporarily stored in a storage tank or the like, and transferred from the storage tank or the like to the waste supply unit of the carbide manufacturing apparatus 13. In the carbide manufacturing apparatus 13, the fly ash fills the voids in the waste, so that the oxygen in the voids can be reduced and the atmosphere can be carbonized efficiently with a low oxygen atmosphere. Fly ash is discharged from the carbide discharge section together with the carbide.

炭化物製造装置13の炭化物排出部から排出される生成炭化物と飛灰を、ガス化溶融炉1の下部シャフト部Iの高温燃焼帯に供給するように炭化物供給手段が設けられている。炭化物供給手段として、図示の例では、炭化物と飛灰を搬送手段により搬送し上記主羽口5から酸素富化空気と共に炉内に吹き込む炭化物供給手段が設けられている。このような手段の他に、別に高温燃焼帯に供給する炭化物供給口を設けてもよい。また、炭化物製造装置13から排出される炭化物と飛灰を一旦貯槽等に貯留し、貯槽等から搬送しガス化溶融炉1の高温燃焼帯に供給するようにしてもよい。このようにして、炭化物を炉下部の高温燃焼帯に供給し燃焼させ溶融熱源としている。これにより、炭化物をコークスの一部の代替としてコークス使用量を低減できる。   Carbide supply means is provided so as to supply the generated carbide and fly ash discharged from the carbide discharge portion of the carbide manufacturing apparatus 13 to the high-temperature combustion zone of the lower shaft portion I of the gasification melting furnace 1. As the carbide supply means, in the illustrated example, there is provided carbide supply means for transferring carbide and fly ash by the transfer means and blowing them into the furnace from the main tuyere 5 together with oxygen-enriched air. In addition to such means, a carbide supply port for supplying to the high temperature combustion zone may be provided separately. Further, the carbide and fly ash discharged from the carbide manufacturing apparatus 13 may be temporarily stored in a storage tank or the like, conveyed from the storage tank or the like, and supplied to the high-temperature combustion zone of the gasification melting furnace 1. In this way, the carbide is supplied to the high-temperature combustion zone at the bottom of the furnace and burned to form a melting heat source. Thereby, the amount of coke used can be reduced by using carbide as a substitute for a part of coke.

吹き込まれた炭化物に混合されている飛灰は上記高温燃焼帯で熱分解残渣と共に溶融され、スラグ、メタルとして出滓口4から炉外へ排出される。そのためガス化溶融炉1から発生ガスに随伴され排出される飛灰を回収して無害化処理する量を低減でき、処理費用を低減できる。   The fly ash mixed in the blown carbide is melted together with the pyrolysis residue in the high temperature combustion zone, and is discharged out of the furnace through the tap 4 as slag and metal. Therefore, it is possible to reduce the amount of the fly ash that is accompanied and discharged from the gasification melting furnace 1 and detoxify it, and the processing cost can be reduced.

上記炭化物製造装置13では、廃棄物を乾留して炭化物を生成する際に、揮発する乾留ガスが可燃ガスを含んでいるので、これを二次燃焼室10へ供給するように、乾留ガス排出部が乾留ガス供給管路により該二次燃焼室10に設けた乾留ガス供給口と接続されており、この乾留ガスを二次燃焼室10で燃焼して燃焼熱をボイラ12で熱回収し、廃棄物の熱エネルギーを有効利用できるようになっている。   In the carbide production apparatus 13, when carbonizing the waste to produce carbide, the carbonization gas that volatilizes contains the combustible gas, so that the carbonization gas discharge unit supplies the secondary combustion chamber 10 with the combustible gas. Is connected to a dry distillation gas supply port provided in the secondary combustion chamber 10 by a dry distillation gas supply pipe. The dry distillation gas is burned in the secondary combustion chamber 10 and the combustion heat is recovered by the boiler 12 and discarded. The thermal energy of things can be used effectively.

次に、このような炭化物製造装置13自体の構成について説明する。   Next, the configuration of the carbide manufacturing apparatus 13 itself will be described.

本実施形態では、二次燃焼室10そしてボイラ12に炭化物製造装置が設けられているが、両炭化物製造装置は全く同じ構成となっている。   In this embodiment, although the carbide production apparatus is provided in the secondary combustion chamber 10 and the boiler 12, both the carbide production apparatuses have the completely same structure.

図2に見られるように、本実施形態では、上下で平行に配された二つの炭化部20A;20Bを直列に接続して炭化物製造装置13をなしている。該炭化部は一段設けてもよいし、三段以上設けてもよい。   As can be seen in FIG. 2, in the present embodiment, the carbide producing apparatus 13 is formed by connecting two carbonizing portions 20 </ b> A and 20 </ b> B arranged in parallel vertically. The carbonized part may be provided in one stage or in three or more stages.

炭化部20A;20Bは、横方向を軸線として延び端部が閉じた筒状の反応ケーシング21A;21Bと、該反応ケーシング21A;21B内に配されたスクリューコンベア22A;22Bと、上記反応ケーシング21A;21Bの両端部を除く外周面を覆う耐火物23A;23Bとをそれぞれ有している。上記反応ケーシング21A;21Bは、耐火物23A;23Bが設けられている軸線方向範囲が二次燃焼室10あるいはボイラ12の内部空間内にあって、両端で開口が形成されている部分は二次燃焼室10あるいはボイラ12の外部へ突出している。上記反応ケーシング21A;21Bは軸線方向の両端部で耐火物23A;23Bのない部分に開口を有し、スクリューコンベア22A;22BはモータM;Mにてそれぞれ回転駆動を受け軸線方向での搬送力を有している。 The carbonization section 20A; 20B includes a cylindrical reaction casing 21A; 21B extending in the horizontal direction as an axis and having a closed end, a screw conveyor 22A; 22B disposed in the reaction casing 21A; 21B, and the reaction casing 21A. And refractory 23A covering the outer peripheral surface excluding both ends of 21B; In the reaction casing 21A; 21B, the axial range in which the refractory 23A; 23B is provided is in the internal space of the secondary combustion chamber 10 or the boiler 12, and the portions where the openings are formed at both ends are secondary. Projecting to the outside of the combustion chamber 10 or the boiler 12. The reaction casing 21A; 21B refractories 23A at both ends in the axial direction; has an opening at 23B portion without a screw conveyor 22A; 22B motor M A; at M axially receives the rotational driving respectively at B Has conveying power.

上方に位置する炭化部20Aの反応ケーシング21Aは左端上側の開口が廃棄物飛灰供給部24Aとして形成され、右端上側の開口が乾留ガス排出部25Aそして右端下側の開口が連絡口26Aとして形成されている。上記スクリューコンベア22Aは左端から右端へ向けての搬送力を有している。なお、スクリューコンベアに代えてパドルコンベア等、外部加熱を受けながらも攪拌搬送が可能な他の搬送手段としてもよい。   The upper left end opening of the reaction casing 21A of the carbonizing section 20A located above is formed as a waste fly ash supply section 24A, the upper right end opening is formed as a dry distillation gas discharge section 25A, and the lower right opening is formed as a communication port 26A. Has been. The screw conveyor 22A has a conveying force from the left end toward the right end. In addition, it is good also as other conveyance means which can be stirred and conveyed, receiving external heating instead of a screw conveyor, such as a paddle conveyor.

これに対し、下方に位置する炭化部20Bの反応ケーシング21Bは右端上側の開口が連絡口26Bを形成していて、上記上方の反応ケーシング21Aの連絡口26Aと連絡管27により連通している。反応ケーシング21Bの左端上側の開口は乾留ガス排出部25Bそして左端下側の開口が炭化物排出口28Bとして形成されている。   On the other hand, the reaction casing 21B of the carbonization portion 20B located below has an opening on the upper right end forming a communication port 26B, and communicates with the communication port 26A of the upper reaction casing 21A through the communication tube 27. The opening on the upper left end of the reaction casing 21B is formed as a dry distillation gas discharge portion 25B, and the opening on the lower left end is formed as a carbide discharge port 28B.

本実施形態では、上方の炭化部20Aも下方の炭化部20Bも、その反応ケーシング21A;21Bが同様に温度制御を受けており、ここで一方の反応ケーシング21Aのみについて説明する。図3(A),(B)に見られるように、反応ケーシング21Aの外周面には、軸線方向に折返し往復し冷却空気を流通させる冷却管30Aが設けられており、反応ケーシング21Aの外周面を覆う耐火物23A内で保護されている。該耐火物23Aは燃焼ガスに含まれる腐蝕性ガスによる反応ケーシング21Aそして冷却管30Aの腐蝕損傷を防止している。上記耐火物23Aは、反応ケーシング21Aの外周面に溶接されている骨状の複数のアンカー金物31Aにより支持されている。さらに、上記反応ケーシング21Aの外周面には、温度センサ32Aが設けられていて炭化雰囲気温度を検出できるようになっており、その出力部32A−1からの温度計測値信号を受けて、上記冷却管30Aに設けられた調整弁33Aにより冷却管30Aを流れる冷却空気の流量を調整し、炭化雰囲気温度を所定温度範囲(350〜500℃)に調整できるようになっている。   In the present embodiment, the reaction casing 21A; 21B is similarly subjected to temperature control in both the upper carbonization part 20A and the lower carbonization part 20B, and only one reaction casing 21A will be described here. 3A and 3B, the outer peripheral surface of the reaction casing 21A is provided with a cooling pipe 30A that circulates back and forth in the axial direction to flow cooling air. It is protected in a refractory 23A that covers The refractory 23A prevents corrosion damage of the reaction casing 21A and the cooling pipe 30A due to the corrosive gas contained in the combustion gas. The refractory 23A is supported by a plurality of bone-shaped anchor hardware 31A welded to the outer peripheral surface of the reaction casing 21A. Further, a temperature sensor 32A is provided on the outer peripheral surface of the reaction casing 21A so that the carbonization atmosphere temperature can be detected. Upon receiving a temperature measurement value signal from the output portion 32A-1, the cooling sensor 21A receives the temperature measurement value signal. The flow rate of the cooling air flowing through the cooling pipe 30A is adjusted by an adjustment valve 33A provided in the pipe 30A so that the carbonization atmosphere temperature can be adjusted to a predetermined temperature range (350 to 500 ° C.).

このように構成された本実施形態における廃棄物ガス化溶融装置の操業は次のように行われる。   Operation of the waste gasification and melting apparatus in the present embodiment configured as described above is performed as follows.

ガス化溶融炉化1では、供給装置からの廃棄物、コークス、石灰石が該ガス化溶融炉1の上部に設けられた投入口を経て、それぞれ所定量ずつ炉内へ投入され、主羽口5、副羽口6、及び三段羽口7から、それぞれ酸素富化空気又は空気が炉内へ吹き込まれる。上記投入口から投入された廃棄物は、炉内で中部シャフト部IIに堆積して廃棄物層を形成し、下部シャフト部Iの高温燃焼帯から上昇してくる高温ガス及び副羽口6から吹き込まれる空気によって乾燥され、次いで熱分解される。熱分解により生成した可燃性ガスの一部が、フリーボード部IIIにて、三段羽口7から吹き込まれる空気により燃焼されて雰囲気温度が850℃以上の温度に保たれ、有害ガスとタール分を分解させる処理が施されてから、発生ガスはガス化溶融炉1の上部に設けられているガス排出口3を経て、炉外に設けられた二次燃焼室10へ送られ、二次燃焼用空気が吹き込まれ燃焼し、その燃焼ガスがボイラ12へ送られ熱回収される。中部シャフト部IIの廃棄物層で廃棄物が熱分解した残渣は下降し、コークスが燃焼されている高温燃焼帯が形成されている下部シャフト部Iに達し、該下部シャフト部Iにて、残存する可燃物としての固定炭素が燃焼し、不燃物が溶融し溶融スラグと溶融金属になる。溶融スラグと溶融金属は出滓口4から排出され、炉外に設けられた水砕装置(図示せず)に供給され冷却固化され、冷却固化された水砕スラグと水砕金属が回収される。   In the gasification and melting furnace 1, waste, coke, and limestone from the supply device are respectively supplied into the furnace by a predetermined amount through the inlet provided in the upper part of the gasification and melting furnace 1, and the main tuyere 5 Then, oxygen-enriched air or air is blown into the furnace from the sub tuyere 6 and the third tuyere tuyere 7, respectively. Waste introduced from the inlet is deposited on the middle shaft part II in the furnace to form a waste layer, and from the hot gas rising from the high temperature combustion zone of the lower shaft part I and the sub tuyere 6 It is dried by blown air and then pyrolyzed. Part of the combustible gas generated by pyrolysis is combusted by the air blown from the three-stage tuyere 7 in the free board section III, and the atmospheric temperature is maintained at a temperature of 850 ° C. or more, and harmful gas and tar content The generated gas is sent to the secondary combustion chamber 10 provided outside the furnace through the gas discharge port 3 provided in the upper part of the gasification melting furnace 1 and subjected to the secondary combustion. The working air is blown and burned, and the combustion gas is sent to the boiler 12 to recover heat. The residue resulting from the thermal decomposition of the waste in the waste layer of the middle shaft part II descends, reaches the lower shaft part I where the high temperature combustion zone where the coke is burned is formed, and remains in the lower shaft part I The fixed carbon as the combustible material burns, and the incombustible material melts into molten slag and molten metal. Molten slag and molten metal are discharged from the tap 4, supplied to a water granulating device (not shown) provided outside the furnace, cooled and solidified, and the cooled and solidified granulated slag and granulated metal are recovered. .

二次燃焼室10の燃焼により発生した燃焼ガスは、二次燃焼室10そしてボイラ12に設けられた炭化物製造装置13の炭化部20A;20Bを加熱する。   Combustion gas generated by the combustion in the secondary combustion chamber 10 heats the carbonization sections 20A and 20B of the carbide manufacturing apparatus 13 provided in the secondary combustion chamber 10 and the boiler 12.

かかる炭化物製造装置13では、上記炭化部20Aの廃棄物飛灰供給部24Aから、ガス化溶融炉1へ供給される廃棄物の一部を、二次燃焼室10そしてボイラ12から回収された飛灰と共に、上記反応ケーシング21A内に供給する。反応ケーシング21A内では、廃棄物同士間の空隙が飛灰で充満された低酸素雰囲気の状態で、廃棄物がスクリューコンベア22Aにより連絡口26Aに向け右方へ攪拌されながら搬送される過程で、反応ケーシング21Aが受ける燃焼ガスからの間接加熱により350〜500℃の温度のもとで乾留・炭化が進行する。炭化雰囲気温度を350〜500℃の温度範囲とする理由は、350℃より低いと炭化原料の熱分解反応効率が低下し、500℃より高いとスクリューコンベアの機械強度が低下して、支障が生ずるためである。   In the carbide manufacturing apparatus 13, a part of the waste supplied to the gasification melting furnace 1 from the waste fly ash supply unit 24 </ b> A of the carbonization unit 20 </ b> A is recovered from the secondary combustion chamber 10 and the boiler 12. Together with the ash, it is supplied into the reaction casing 21A. In the reaction casing 21A, in the process of being transported while being stirred rightward by the screw conveyor 22A toward the communication port 26A in a low oxygen atmosphere state where the gap between the wastes is filled with fly ash, By indirect heating from the combustion gas received by the reaction casing 21A, dry distillation and carbonization proceed at a temperature of 350 to 500 ° C. The reason why the carbonizing atmosphere temperature is in the temperature range of 350 to 500 ° C. is that if it is lower than 350 ° C., the thermal decomposition reaction efficiency of the carbonized raw material is lowered, and if it is higher than 500 ° C., the mechanical strength of the screw conveyor is lowered, causing trouble. Because.

廃棄物が乾留される際に揮発した乾留ガスは乾留ガス排出部25Aから排出される。上記乾留・炭化進行中の廃棄物は連絡口26Aから連絡管27を経て下方の反応ケーシング21Bの連絡口26Bへ至り、反応ケーシング21B内に入る。廃棄物は飛灰と共に、反応ケーシング21B内をスクリューコンベア22Bにより炭化物排出部28Bに向け攪拌されながら搬送される過程で、さらに乾留・炭化が進む。かくして、炭化物と飛灰は炭化物排出部28Bから排出され、乾留ガスは乾留ガス排出部25Bから排出される。上記乾留・炭化は廃棄物が30〜40分程度反応ケーシング21A、21B内に滞留するようにスクリューコンベア22A、22Bの搬送速度を設定しておくことが好ましい。   The dry distillation gas volatilized when the waste is dry distilled is discharged from the dry distillation gas discharge unit 25A. The waste in the process of carbonization / carbonization proceeds from the communication port 26A through the communication tube 27 to the communication port 26B of the lower reaction casing 21B and enters the reaction casing 21B. In the process where the waste is conveyed along with the fly ash while being stirred in the reaction casing 21B by the screw conveyor 22B toward the carbide discharge section 28B, the carbonization and carbonization further progress. Thus, carbides and fly ash are discharged from the carbide discharge unit 28B, and dry distillation gas is discharged from the dry distillation gas discharge unit 25B. In the dry distillation / carbonization, it is preferable to set the conveying speed of the screw conveyors 22A, 22B so that the waste stays in the reaction casings 21A, 21B for about 30 to 40 minutes.

上記炭化物排出部28Bから排出された炭化物は、混在している飛灰と共にガス化溶融炉1の主羽口5へ燃料として供給され、飛灰は上記高温燃焼帯で熱分解残渣と共に溶融され、スラグ、メタルとして出滓口4から炉外へ排出される。乾留ガス排出部25A、25Bから排出された乾留ガスは、二次燃焼室10へ燃料として供給され、この乾留ガスを二次燃焼室10で燃焼して燃焼熱をボイラ12で熱回収し、廃棄物の熱エネルギーを有効利用できる。   The carbide discharged from the carbide discharge section 28B is supplied as fuel to the main tuyere 5 of the gasification melting furnace 1 together with the mixed fly ash, and the fly ash is melted together with the pyrolysis residue in the high-temperature combustion zone, Slag and metal are discharged from the outlet 4 to the outside of the furnace. The dry distillation gas discharged from the dry distillation gas discharge sections 25A and 25B is supplied as fuel to the secondary combustion chamber 10, and this dry distillation gas is combusted in the secondary combustion chamber 10 and the combustion heat is recovered by the boiler 12 and discarded. The thermal energy of things can be used effectively.

このような本発明では、廃棄物を炭化原料とし、二次燃焼室及びボイラに設けた炭化物製造装置により、ガス化溶融炉で発生した可燃ガスを燃焼した燃焼ガスの熱エネルギーを利用して炭化物を製造するため、下記の効果を奏することができる。
・廃棄物ガス化溶融炉において、高温燃焼帯を形成するコークスの一部の代替として、廃棄物ガス化溶融装置の二次燃焼室及びボイラのうち少なくとも一つで、廃棄物から得た可燃ガスの燃焼熱を利用して製造した炭化物を利用するため、コークスの使用量を低減し、廃棄物ガス化溶融炉の運転費を低減することができる。
・廃棄物を炭化原料とするため、バイオマスから製造された炭化物より安価に炭化物を利用でき、コークスより安価な代替燃料として利用できる。
・ガス化溶融炉に供給される廃棄物の一部を炭化原料とするので、ガス化溶融炉で溶融処理する廃棄物量を低減でき、溶融処理する廃棄物量の低減に伴い、溶融熱源として必要とするコークス使用量も低減できる。
・ガス化溶融装置の二次燃焼室及びボイラに炭化物製造装置を設けることにより、別に炭化物製造装置を設けるよりも、設備費を低くすることができ、装置の設置面積も最小とすることができ、設置コストを低くすることができる。
・炭化物を製造する熱エネルギーは、ガス化溶融炉で発生した可燃ガスを燃焼した燃焼ガスの熱エネルギーを利用するため、別に燃料を燃焼した熱エネルギーにより製造された炭化物を用いることに比べて、安価であり低い費用でコークス使用量を低減することができる。
・廃棄物に飛灰を混合して炭化物製造装置に供給し、廃棄物の間隙に飛灰を充填させ空隙に酸素を存在させないようにして低酸素雰囲気を容易に構築でき、炭化物を効率よく製造することができる。さらに、炭化物製造装置から排出される炭化物と飛灰をガス化溶融炉内へ供給することにより、飛灰を溶融しスラグ、メタルとして排出して、ガス化溶融炉からから発生ガスに随伴され排出され集塵機により捕集され回収して無害化処理される飛灰量を低減することができ、飛灰処理費用を低減することができる。
・炭化物製造装置において廃棄物を炭化する際に発生する乾留ガスを二次燃焼室に供給し燃焼して燃焼ガスから熱回収することにより、廃棄物中の可燃分の保有する発熱量を有効に利用できる。
・炭化物製造装置に冷却空気配管を設け、温度センサで計測した炭化雰囲気温度に基づき冷却空気流量を調整し所定温度範囲とするようにすることにより、効率よく炭化物を製造することができる。
・さらには、既設のガス化溶融装置の二次燃焼室及びボイラに炭化物製造装置を付加する改造を行って、製造した炭化物をコークスの代替として利用するようにすることにより、小規模な改造でコークス使用量の低減を実現することができる。
In the present invention, the carbonized material is obtained by using the thermal energy of the combustion gas obtained by combusting the combustible gas generated in the gasification melting furnace by the carbide production apparatus provided in the secondary combustion chamber and the boiler using the waste as the carbonization raw material. Therefore, the following effects can be achieved.
・ Combustible gas obtained from waste in at least one of the secondary combustion chamber and boiler of waste gasification and melting equipment as an alternative to part of coke forming a high-temperature combustion zone in waste gasification and melting furnaces Since the carbide produced using the combustion heat is used, the amount of coke used can be reduced, and the operating cost of the waste gasification melting furnace can be reduced.
・ Because waste is used as a carbonization raw material, carbide can be used at a lower cost than carbide produced from biomass, and can be used as an alternative fuel at a lower cost than coke.
・ Since part of the waste supplied to the gasification melting furnace is carbonized raw material, the amount of waste to be melted in the gasification melting furnace can be reduced, and as the amount of waste to be melted decreases, it is necessary as a melting heat source. The amount of coke used can also be reduced.
・ By providing carbide production equipment in the secondary combustion chamber and boiler of the gasification and melting equipment, the equipment cost can be reduced and the installation area of equipment can be minimized as compared with the separate carbide production equipment. Installation cost can be lowered.
・ The thermal energy to produce carbides uses the thermal energy of the combustion gas that burned the combustible gas generated in the gasification melting furnace, so compared to using the carbide produced by the thermal energy that burned the fuel separately, It is inexpensive and can reduce the amount of coke used at low cost.
・ Fly ash is mixed with waste and supplied to the carbide production equipment, and it is possible to easily build a low oxygen atmosphere by filling the gap between the waste with fly ash so that oxygen does not exist in the voids. can do. Furthermore, by supplying the carbide and fly ash discharged from the carbide production equipment into the gasification melting furnace, the fly ash is melted and discharged as slag and metal, and discharged from the gasification melting furnace with the generated gas. The amount of fly ash collected and recovered by the dust collector and detoxified can be reduced, and the fly ash treatment cost can be reduced.
・ By supplying carbonization gas generated when carbonizing waste in the carbide production equipment to the secondary combustion chamber and burning it and recovering heat from the combustion gas, the amount of heat generated by combustibles in the waste is effectively increased. Available.
-Carbide can be efficiently manufactured by providing cooling air piping in the carbide manufacturing apparatus and adjusting the flow rate of cooling air based on the temperature of the carbonizing atmosphere measured by the temperature sensor to be within a predetermined temperature range.
・ Furthermore, by modifying the existing combustion chamber of the gasification and melting equipment by adding carbide production equipment to the boiler and boiler, the produced carbide can be used as a substitute for coke. Reduction of coke usage can be realized.

炭化原料として廃棄物を用いる代わりに、もみ殻、おがくず、木質チップ等のバイオマスを用いてもよい。   Instead of using waste as a carbonization raw material, biomass such as rice husk, sawdust, and wood chips may be used.

1 ガス化溶融炉
10 二次燃焼室
12 ボイラ
13 炭化物製造装置
21A;21B 反応ケーシング
22A;22B スクリューコンベア
32A 温度調整手段(温度センサ)
33A 温度調整手段(調整弁)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasification melting furnace 10 Secondary combustion chamber 12 Boiler 13 Carbide manufacturing apparatus 21A; 21B Reaction casing 22A; 22B Screw conveyor 32A Temperature adjustment means (temperature sensor)
33A Temperature adjusting means (regulating valve)

Claims (6)

炉下部にコークスを燃焼させる高温燃焼帯を形成し、高温燃焼帯に酸素富化空気を吹き込む主羽口を炉下部に備え、投入された廃棄物を熱分解そしてガス化し、廃棄物の熱分解残渣を高温燃焼帯で溶融する竪型の廃棄物ガス化溶融炉と、ガス化し発生した可燃ガスを二次燃焼する二次燃焼室と、二次燃焼した燃焼ガスから熱回収するボイラとを備える廃棄物ガス化溶融装置において、
炭化原料の受入空間が形成され外部から加熱される反応ケーシングを有していて炭化原料が加熱され乾留されることにより炭化物が生成される炭化物製造装置を備え、該炭化物製造装置が二次燃焼室及びボイラのうち少なくとも一方の内部に配設され、炭化物製造装置で生成された炭化物を燃焼させて廃棄物熱分解残渣の溶融熱源とするために該炭化物を廃棄物ガス化溶融炉の高温燃焼帯に供給する炭化物供給手段を備え、炭化物供給手段は、主羽口から炭化物を酸素富化空気とともに吹き込む手段、又は炉下部に設けた供給口から炭化物を高温燃焼帯に供給する手段であることを特徴とする廃棄物ガス化溶融装置。
A high temperature combustion zone is formed at the bottom of the furnace to burn coke, and a main tuyere that blows oxygen-enriched air into the high temperature combustion zone is provided at the bottom of the furnace. A vertical waste gasification melting furnace that melts the residue in a high-temperature combustion zone, a secondary combustion chamber for secondary combustion of the combustible gas generated by gasification, and a boiler that recovers heat from the secondary combustion gas In waste gasification and melting equipment,
A carbonized raw material receiving space is formed and has a reaction casing that is heated from the outside. The carbonized raw material is heated and dry-distilled to produce carbide. The carbide manufacturing device is a secondary combustion chamber. And a high-temperature combustion zone of a waste gasification melting furnace in order to burn the carbide generated in the carbide production apparatus and use it as a melting heat source of the waste pyrolysis residue. The carbide supply means is a means for blowing carbide together with oxygen-enriched air from the main tuyere, or a means for supplying carbide to the high-temperature combustion zone from the supply port provided in the lower part of the furnace. A waste gasification and melting device.
炉下部にコークスを燃焼させる高温燃焼帯を形成し、高温燃焼帯に酸素富化空気を吹き込む主羽口を炉下部に備え、投入された廃棄物を熱分解そしてガス化し、廃棄物の熱分解残渣を高温燃焼帯で溶融する竪型の廃棄物ガス化溶融炉と、ガス化し発生した可燃ガスを二次燃焼する二次燃焼室と、二次燃焼した燃焼排ガスから熱回収するボイラとを備える廃棄物ガス化溶融装置において、
炭化原料の受入空間が形成され外部から加熱される反応ケーシングを有していて炭化原料が加熱され乾留されることにより炭化物が生成される炭化物製造装置を備え、
該炭化物製造装置が、二次燃焼室から排出される燃焼ガスの流路内であって、炭化雰囲気温度を350〜500℃に保持するように燃焼ガスにより間接加熱される場所に配設され、反応ケーシングに設けられた炭化雰囲気温度計測のための温度センサと炭化雰囲気温度を調整する温度調整手段とを備え、温度調整手段は、反応ケーシングの外面に配設され冷却空気を流通させる冷却管と、冷却空気の流量を温度センサの計測値にもとづき調整する調整弁とを備えており、
炭化物製造装置で生成された炭化物を燃焼させて廃棄物熱分解残渣の溶融熱源とするために該炭化物を廃棄物ガス化溶融炉の高温燃焼帯に供給する炭化物供給手段を備え、炭化物供給手段は、主羽口から炭化物を酸素富化空気とともに吹き込む手段、又は炉下部に設けた供給口から炭化物を高温燃焼帯に供給する手段であることを特徴とする廃棄物ガス化溶融装置。
A high temperature combustion zone is formed at the bottom of the furnace to burn coke, and a main tuyere that blows oxygen-enriched air into the high temperature combustion zone is provided at the bottom of the furnace. A vertical waste gasification melting furnace that melts the residue in a high-temperature combustion zone, a secondary combustion chamber for secondary combustion of combustible gas generated by gasification, and a boiler that recovers heat from the combustion exhaust gas generated by secondary combustion In waste gasification and melting equipment,
It has a reaction casing that is formed by receiving a carbonized raw material and is heated from the outside, and includes a carbide production device that generates carbide by heating and dry distillation of the carbonized raw material,
The carbide manufacturing apparatus is disposed in a passage of combustion gas discharged from the secondary combustion chamber, and is indirectly heated by the combustion gas so as to maintain the carbonization atmosphere temperature at 350 to 500 ° C. A temperature sensor for measuring the carbonization atmosphere temperature provided in the reaction casing; and a temperature adjustment means for adjusting the carbonization atmosphere temperature. The temperature adjustment means is disposed on the outer surface of the reaction casing and has a cooling pipe for circulating cooling air. And an adjustment valve that adjusts the flow rate of the cooling air based on the measured value of the temperature sensor,
Carbide supplying means for supplying the carbide to a high-temperature combustion zone of a waste gasification melting furnace in order to burn the carbide generated by the carbide manufacturing apparatus and use it as a melting heat source for the waste pyrolysis residue, A waste gasification and melting apparatus, characterized in that it is means for blowing carbide together with oxygen-enriched air from the main tuyere, or means for supplying carbide to the high-temperature combustion zone from a supply port provided in the lower part of the furnace.
炭化物製造装置は反応ケーシング内にスクリューコンベアを備え、該反応ケーシング及びスクリューコンベアが二次燃焼室及びボイラの少なくとも一方を貫通して配設され、炭化原料が燃焼排ガスにより反応ケーシングを介して間接加熱され乾留されて炭化物を生成するようになっていることとする請求項1又は請求項2に記載の廃棄物ガス化溶融装置。   The carbide manufacturing apparatus includes a screw conveyor in the reaction casing, the reaction casing and the screw conveyor are disposed through at least one of the secondary combustion chamber and the boiler, and the carbonized raw material is indirectly heated by the combustion exhaust gas through the reaction casing. The waste gasification and melting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the carbonization is performed by dry distillation. 炭化物製造装置は、炭化原料として廃棄物を反応ケーシング内に受け入れる廃棄物供給手段を備えることとする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の廃棄物ガス化溶融装置。   The waste gasification and melting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbide manufacturing apparatus includes waste supply means for receiving waste as a carbonization raw material in a reaction casing. 炭化物製造装置は、該炭化物製造装置での炭化原料乾留時に発生する乾留ガスを二次燃焼室へ供給する乾留ガス供給手段を備えることとする請求項1ないし請求項4のいずれか一つに記載の廃棄物ガス化溶融装置。   5. The carbide production apparatus includes dry distillation gas supply means for supplying a carbonization gas generated during carbonization raw material carbonization in the carbide production apparatus to the secondary combustion chamber. 6. Waste gasification and melting equipment. 炭化物製造装置は、二次燃焼室及びボイラの少なくとも一方で回収する飛灰の少なくとも一部を受け入れる飛灰供給手段を備えることとする請求項1ないし請求項5のいずれか一つに記載の廃棄物ガス化溶融装置。   The waste according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbide manufacturing apparatus includes fly ash supply means for receiving at least a part of fly ash collected in at least one of the secondary combustion chamber and the boiler. Product gasification melting equipment.
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