JPH04150984A - 廃棄物溶融設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融炉内に投入される乾燥廃棄物を、溶融炉
内に形成されるコークス充填層内のコークスの燃焼熱に
より溶融、処理する廃棄物溶融設備に関する。

〔従来の技術〕

この種の廃棄物溶融設備は、下水汚泥等の廃棄物を溶融
スラグ化するために使用されるものであり、溶融炉内に
コークス充填層を形成し、充填層内におけるコークスの
燃焼熱を汚泥等の廃棄物の溶融に利用するものである。

さらに詳細に従来型の廃棄物溶融設備について説明する
と、この設備は溶融炉と乾燥設備を別個に備えており、
廃棄物としての汚泥等は適度に乾燥された後、成型され
、溶融炉内のコークス充填層の上部に石灰又は砕石とい
った溶剤とともに投入される。この時コークス充填層は
５００℃の予熱空気により燃焼されており、１．４００
〜１．６００℃の高温状態に維持されている。

そして、この高温のコークス充填層において、前記汚泥
等は燃焼→灰化→熔融され、スラグ化する。このように
して形成される溶融スラグはコークス充填層下部に設け
られた出滓口より連続出滓され、水冷又は空冷されて路
盤材、骨材として利用されるのである。

尚、ここで、溶融炉排ガスは排熱回収後所定の排ガス処
理を受けてから大気放散させられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来技術においては、 溶融にコークス燃焼熱を利用することて、充分な熱か使
用てきるため安定操業がてきる反面、廃棄物処理に必要
とされる熱量のほとんとが、コークスの燃焼により賄わ
れるものであるため、このコークスの消費量が多くなる
。そして、このような廃棄物溶融設備では、コークスの
使用量か設備の運転費に大きく影響するため、これが問
題であった。さらに、廃棄物を適度に乾燥状態とする必
要かあるため、廃棄物溶融炉とは別個に乾燥設備を備え
て廃棄物溶融設備を運転する必要かあるが、このための
熱源も従来は溶融炉とは別個に供給するように構成され
、乾燥設備に要する経費もばかにならないものであった
。

そこで、本発明の目的は、出来るだけコークスの消費量
を減少させることが可能であるとともに、設備全体でコ
ークス及び廃棄物内の可燃物か保有している熱量を有効
に利用することが可能な廃棄物溶融設備を得ることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による廃棄物溶融設備
の特徴構成は、 溶融炉から生じる排ガスにより廃棄物を乾燥させる乾燥
機を、溶融炉に排ガス路を介して接続するとともに、 排ガスの乾燥機での温度を廃棄物の着火温度以下に調節
する排ガス温度制御手段を設け、さらに、乾燥機から得
られる乾燥済の廃棄物を粉末状態でコークス充填層内に
酸素含有ガスとともに吹き込む羽口を設けであることに
あり、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり本発明の廃棄物溶融設備においては、溶融系を主
に形成する溶融炉と汚泥等の廃棄物を乾燥させる乾燥機
とが、溶融炉排熱を利用できるようにプロセス的に結合
されているのである。さらに、この乾燥機においては、
あくまて廃棄物の乾燥のみが起こり、その燃焼か起きな
いように、排ガス温度制御手段か設けられ、排ガスの温
度制御が行われているのである。さて、この乾燥機によ
って、乾燥された廃棄物は羽口から酸素含有ガスととも
に、粉末状態で、溶融炉内のコークス充填層内に吹きこ
まれる。そして、廃棄物は、このコークス充填層内で、
前述のように燃焼、灰化、溶融されて処理されるのであ
る。ここで、本願の設備においては、廃棄物の乾燥が、
廃棄物の着火温度以下で行われるため、廃棄物中の可燃
物はコークス充填層内て、確実に燃焼するのである。

〔発明の効果〕

したがって、本願においては汚泥等の廃棄物の乾燥が、
溶融炉の排熱でおこなわれ、さらにこの乾燥工程で得ら
れる乾燥状態の廃棄物をコークス充填層で燃焼させるた
め、廃棄物が保有する熱量を有効に利用して、コークス
の消費量の低減を図ることか可能となったのである。

ここで、廃棄物が、下水汚泥である場合は、その主体か
有機物であり、３，０００〜４，０００Ｋｃａ　（２／
Ｋｇの発熱量を有するものであるため、さらに、乾燥汚
泥の有機物分解により生成された炭素においてはこれが
活性化されており、酸素、水蒸気等と反応しやすく、コ
ークスよりも優先的に反応するものであるため、本願の
設備を使用すると、汚泥炭素質が優先的にコークス充填
層内で燃焼され、その熱量か有効に利用されてコークス
比低減がさらに有効に図れるのである。

〔実施例〕

本発明を廃棄物としての汚泥について適用する場合につ
いて説明する。第１図に本願の廃棄物溶融設備（１）の
系統図か示されている。まづ概略の構成を説明すると、
この設備（１）は、溶融炉としてのコークス充填型溶融
炉（２）、その排ガス系に位置しコークス炉からの排熱
を利用する乾燥機としての低温流動型乾燥炉（３）、こ
の低温流動型乾燥炉（３）に接続されている脱水機（４
）、汚泥投入用破砕機（５）、前記低温流動型乾燥炉（
３）よりの乾燥汚泥を粉砕する乾燥粉砕機（６）、前記
低温流動型乾燥炉（３）の乾燥機排ガス中のダスト除去
をするサイクロン（７）及び排ガス処理系（８）等より
構成されている。

以下に、更に詳細に汚泥の処理経路に沿って各装置につ
いて説明する。

まず搬入汚泥は脱水機（４）により水分８０％まで脱水
される。この脱水汚泥は種類によっては乾燥過程で塊生
化するものかあるためこの脱水機（４）に引き続いて設
けられる汚泥投入用破砕機（５）により粉状に破砕され
、前述の低温流動型乾燥炉（３）に投入される。

この低温流動型乾燥炉（３）について以下に説明する。

この低温流動型乾燥炉（３）は、上記の工程て形成され
る水分８０％程度の脱水ケーキを１０〜２５％Ｈ２０に
まで乾燥処理するためのものである。ここて、乾燥処理
のための熱量は、コークス充填型溶融炉（２）からの排
ガスの保有する熱量か使用される。このため、この低温
流動型乾燥炉（３）には、コークス充填型溶融炉（２）
からの排ガスか排ガス路（９）を介して供給されるよう
に構成されているのである。ここで、低温流動型乾燥炉
（３）入口（３１）における排ガスの温度は、汚泥の着
火温度以下である２００乃至３００℃以下になるように
調整されている。

この温度制御は、排ガス温度制御手段としての空気口（
ｌＯ）により、前述の排ガス炉（９）に外気を吹き込ん
で制御されるようになっている。このようにして、この
低温流動型乾燥炉（３）においては、汚泥の燃焼が起こ
らず、コークス充填型溶融炉（２）に汚泥か投入される
時点において、これら汚泥が、可燃状態に維持されるよ
うにされているのである。

この低温流動型乾燥炉（３）によって乾燥された乾燥汚
泥は、この乾燥炉（３）の後流側に設けられている乾燥
粉砕機（６）によりその径が、溶融炉吹込みに適した粒
径Ｉｎｍ以下の粉末状に粉砕される。そして、コークス
充填型溶融炉（２）内に投入されるのである。

以下に乾燥汚泥か投入されるコークス充填型溶融炉（２
）について説明する。これは、いわゆる縦型の短形状に
形成されており、炉上端にある炉頂ホッパー（１１）よ
りコークス（Ｃ）および石灰あるいは砕石といった溶剤
が投入されて運転される。すなわち供給されたコークス
（Ｃ）が、炉下部域にコークス充填層（１２）を形成し
、羽口（１３）より酸素含有ガスの供給を受けて燃焼さ
れるのである。燃焼状態で、コークス充填層（１２）の
温度は、１，４００〜１．６００℃程度に達するもので
ある。さて、このコークス充填型溶融炉（２）においで
は、前記コークス充填層（１２）に開口する羽口（１３
）より上述の粉末状にされた乾燥汚泥が酸素含有ガス（
空気又は予熱空気（あるいは酸素富化空気、あるいは空
気十燃料））とともに、吹き込まれる。さらに、同様に
コークス充填層（１２）に開口し、補助バーナ（１４）
を備えたダスト吹き込み羽口（１５）より後述のサイク
ロン（７）により回収された排ガス中のダスト（主とし
て灰分）が、吹き込まれるのである。このようにして、
コークス充填層（１２）に投入されることとなる汚泥は
、その可燃性成分が燃焼されるとともに、不燃性分が、
灰化し、さらに溶融してスラグとなって、コークス充填
層（１２）内を流下し、コークス充填型溶融炉（２）の
最下部に設けられている出滓口（１６）より出滓される
のである。さらに、溶融スラグは、出滓の後、水砕又は
空冷スラグとされ、路盤材、骨材として利用される。

また、コークス充填層（１２）内の高温部で生じた排ガ
スは、コークス充填型溶融炉（２）内を上昇し、コーク
ス充填型溶融炉（２）の上方部位に設けられている排ガ
ス路（９）から排出される。

このコークス充填型溶融炉（２）の上部部位に位置する
フリーボードにはボイラー（図外）か備えられており、
排ガスとの熱交換を行いこの排ガスは冷却されることと
なる。このような冷却操作を受けない場合の排ガスの温
度は通常、８００℃〜９００℃程度である。本願におい
ては、この排ガス路（９）は前述の低温流動型乾燥炉（
３）に接続されている。ここで、前述のように排ガスは
低温流動型乾燥炉（３）入口（３１）に到達するまでに
ボイラーの熱交換機による冷却とともに、流入空気によ
っても冷却操作を受け、低温流動型乾燥炉（３）による
乾燥が適切に行われるように構成されているのである。

以下に、低温流動型乾燥炉（３）から排出する乾燥機排
ガスについて説明する。この排ガスは、サイクロン（７
）に導かれダスト除去処理かされるとともに、第１図上
方に示されているサイクロン排ガス路（１７）に排出さ
れて、さらなる排ガス処理を受は大気放散されるのであ
る。一方、サイクロン（７）により捕集されたダストは
、回収路（１８）を経て、ダスト吹き込み羽口（１５）
に供給される。

このダスト吹き込み羽口（１５）には補助バーナ（１４
）が備えられており、主として灰化されたダストを十分
に溶融処理できる構成とされているのである。

このようにして、本願においては、汚泥乾燥工程と溶融
炉をプロセス的に結合するとともに乾燥汚泥を直接コー
クス充填層に吹込み溶融することにより、設備の熱的効
率向上、および、設備上の簡略化が可能となり設備コス
ト低減が図れることとなったのである。

〔別実施例〕

前述の実施例においては、廃棄物として汚泥を溶融処理
する例を示したが、本願の適応は汚泥に限るものではな
い。

さらに、前述の実施例においては排ガス温度制御手段と
して、排ガス路に空気を吹き込むことにより排ガスの温
度を制御するものを示したが、これはコークス充填層を
層厚としたり、ボイラーといった熱回収系を設けたりし
て形成することも可能である。

さらに前述の脱水機として、真空式、ベルトプレス式等
いかなる形式のものを採用することも可能である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る廃棄物溶融設備の実施例を示し、第
１図は設備の系統図である。 （１）・・・・・・廃棄物溶融設備、（２）・・・・・
・溶融炉、（３）・・・・・・乾燥機、（９）・・・・
・・排ガス路、（１０）・・・・・・排ガス温度制御手
段、（１２）・・・・・・コークス充填層、（１３）・
・・・・・羽口、（１４）・・・・・・補助バーナ、（
１５）・・・・・ダスト吹き込み羽口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融炉（２）内に投入される乾燥廃棄物を、前記溶
   融炉（２）内に形成されるコークス充填層（１２）内の
   コークスの燃焼熱により溶融、処理する廃棄物溶融設備
   （１）であって、 前記溶融炉（２）から生じる排ガスにより廃棄物を乾燥
   させる乾燥機（３）を、前記溶融炉（２）に排ガス路（
   ９）を介して接続するとともに、 前記排ガスの前記乾燥機（３）での温度を廃棄物の着火
   温度以下に調節する排ガス温度制御手段（１０）を設け
   、 さらに、前記乾燥機（３）から得られる乾燥済の廃棄物
   を粉末状態で前記コークス充填層（１２）内に酸素含有
   ガスとともに吹き込む羽口（１３）を設けた廃棄物溶融
   設備。 ２、前記排ガス温度制御手段（１０）により制御される
   前記乾燥機（３）での前記排ガスの温度が、２００乃至
   ３００℃である請求項１記載の廃棄物溶融設備。 ３、前記乾燥済の廃棄物の乾燥状態が、１０乃至２５％
   Ｈ＿２Ｏ以下である請求項１記載の廃棄物溶融設備。 ４、前記乾燥機（３）より排出される乾燥機排ガスが、
   前記乾燥機（３）より下流側に設けられたサイクロン（
   ７）に導かれ、このサイクロン（７）によりダストが回
   収されるとともに、前記ダストを前記コークス充填層（
   １２）に吹き込むダスト吹き込み羽口（１５）が設けら
   れている請求項１記載の廃棄物溶融設備。 ５、前記ダスト吹き込み羽口（１５）に補助バーナ（１
   ４）が設けられている請求項４記載の廃棄物溶融設備。 ６、前記廃棄物が汚泥である請求項１記載の廃棄物溶融
   設備。