JPH0694228A

JPH0694228A - 炭化式ゴミ焼却装置

Info

Publication number: JPH0694228A
Application number: JP24679792A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Nishimuro; 正彦西室; Shoichi Kobayashi; 昌一小林; Kazuharu Kobayashi; 一晴小林; Kohei Kagami; 光平加賀見; Kenji Odawara; 健治小田原
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3072943B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼効率がよく、不燃性排気ガスを出さずに
ゴミの焼却を行う。【構成】外気と密閉状態の下でゴミを搬送するゴミ炭
化コンベア１８と、燃焼バーナー２４を有しゴミ炭化コ
ンベア１８内のゴミを加熱し可燃物を炭化状態にする燃
焼室１６と、ゴミ炭化コンベア１８を通過して炭化状態
の可燃物と不燃物を選別する選別スクリーン５６と、を
備え、ゴミ炭化コンベア１８の出口に冷却水を供給する
炭化式ゴミ焼却装置を使用して、選別スクリーン５６を
通過した炭化状態で微粉化された可燃物を再び燃焼室１
６に戻して完全燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼効率がよく排気ガ
スを最小限に抑えることができ、騒音・振動・臭気がな
く、ゴミが発生する場所である市街地にも建設できる炭
化式ゴミ焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴミ焼却炉としては、溶融炉、流
動床炉などがあった。これらは、ゴミを直接炉に投入し
て燃焼する方法を採用していた。

【０００３】そのため、ゴミは、水分を含み且つ燃焼形
状が大きいので、燃焼効率が悪く発煙しやすい。また、
燃焼ガス、水蒸気及び有害成分が排出される。その結
果、集塵器は高性能であることを要するなど、公害防止
機能が複雑になったり、設置スペースが大きくなること
から、建設費・運転費などのコストが高くなると共に、
運転管理が複雑になっていた。さらに、ゴミの焼却の前
には、可燃ゴミと不燃ゴミを選別する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゴミの
発生源から遠く離れた僻地にゴミ焼却施設が建設された
としても、ゴミ搬送車により交通渋滞が生じ、排気ガス
公害など施設周辺の環境悪化を来すので、ゴミ焼却施設
の建設は、周辺住民から敬遠されていた。また、ゴミを
直接炉に投入して燃焼する方法では、単に化石燃料の消
費を招くだけであり、ゴミ焼却施設から排出される熱の
有効活用がなされていなかった。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、ゴミ発生場所
の市街地に建設ができ、地域に貢献できる機能と、環境
破壊を起こさない機能を有する炭化式ゴミ焼却装置を得
ることが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の炭化式ゴ
ミ焼却装置は、空気が入りにくくなった状態の下でゴミ
を搬送するゴミ搬送装置と、燃焼装置を有し前記ゴミ搬
送装置内のゴミを加熱しゴミを炭化状態にする燃焼部
と、前記ゴミ搬送装置を通過して炭化状態のゴミを不燃
物と可燃物に選別する選別装置と、を備え、前記選別装
置を通過した可燃物を再び燃焼部に戻して燃焼させるこ
とを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の炭化式ゴミ焼却装置は、前
記ゴミ搬送装置の出口に冷却水配管を設けることを特徴
としている。

【０００８】請求項３記載の炭化式ゴミ焼却装置は、ゴ
ミを炭化させる過程で発生する有害物質を含む水蒸気を
回収する凝縮装置と、前記凝縮装置内に残留する有害物
質を前記燃焼部へ排出する排出手段と、を備えたことを
特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の炭化式ゴミ焼却装置によれ
ば、まず、ゴミ搬送装置にゴミを投入する。次に、ゴミ
搬送装置の動力源を制御してゴミを搬送する。その際、
燃焼部の燃焼装置を用いて空気が入りにくくなった状態
のゴミ搬送装置内にあるゴミを加熱する。空気が入りに
くいので、そのゴミは燃焼されずに炭化される。炭化状
態のゴミは、選別装置によって不燃物と可燃物に選別さ
れる。その後、選別された炭化状態の可燃物は再び燃焼
部に投入されて、燃料として燃焼される。炭化状態の可
燃物は、燃焼しやすくなっているので、燃焼効率が高く
不燃性排気ガスを最小限に抑えることができる。

【００１０】請求項２に記載の炭化式ゴミ焼却装置によ
れば、ゴミ搬送装置の出口に冷却水を配管しておき、ゴ
ミ搬送装置から出てくるゴミを冷却する。そのため、選
別装置の発火を防止すると共に、熱を回収し炭化物を乾
燥することができる。

【００１１】請求項３に記載の炭化式ゴミ焼却装置によ
れば、まず、凝縮装置が、ゴミが炭化される過程で発生
する有害物質を含む水蒸気を回収する。次に、凝縮装置
内に残留する有害物質を排出手段によって排出する。従
って、ゴミ焼却の際に発生する有害物質をそのまま排気
することがなく、有害な排気ガスの発生を最小限に抑え
ることができる。

【００１２】

【実施例】図１には、炭化式ゴミ焼却装置１０と汚水処
理システム１２を有するアーバンリサイクルタワー１４
が示されている。このアーバンリサイクルタワー１４
は、地上部分には炭化式ゴミ焼却装置１０を備え、地下
部分には汚水処理システム１２が設けられており、都市
展望コーナー及び地域環境管理センター等も設置され
て、都市環境管理において中核的な役割を担う超高層建
築物である。

【００１３】図２に示されるように、炭化式ゴミ焼却装
置１０の燃焼室１６の内部にゴミ炭化コンベア１８が紙
面右側方向に上り勾配に傾斜された状態で設置されてい
る。燃焼室１６の左側には、給塵口２０が設けられてお
り、ゴミ炭化コンベア１８の下端部１８Ａが接続されて
いる。ゴミ炭化コンベア１８は、筒状の外周部１８Ｂと
スクリュー状の搬送部１８Ｃを有し、上端部１８Ｄは、
燃焼室１６の壁１６Ａを貫いて凝縮器２２と配管２２Ａ
を介して接続されている。この凝縮器２２は、配管２２
Ｃを介して燃焼室１６と接続されている。搬送部１８Ｃ
は、上端部１８Ｄに設置された動力機１９と接続されて
いる。上端部１８Ｄの真下には、燃焼バーナー２４がバ
ーナー部２４Ａを燃焼室１６の内部に向けて設置されて
いる。燃焼バーナー２４には、配管２５が接続されてい
る。配管２５には、嫌気性消化槽８０（図３に図示）と
接続された配管２５Ａと、中水槽８２（図３に図示）と
接続された配管２５Ｂが接続されている。燃焼室１６の
底部は、ゴミ炭化コンベア１８と逆に紙面右側方向に下
がり勾配に傾斜された状態で形成されている。図２に示
されるように、燃焼室１６の最底部で燃焼バーナー２４
の真下には、灰出し装置１６Ｂが設置されており、燃焼
室１６の灰を回収する。

【００１４】燃焼室１６の上部には、廃熱ボイラ２６が
設置されており、その上にはさらに煙突２８が接続され
ている。煙突２８の途中には集塵器３０が設置されてい
る。また、廃熱ボイラ２６内の配管の両端は、パイプ３
２、３４へ接続されている。パイプ３２は、配管３２Ａ
を介して蒸気ヘッダ３６と接続されている。さらに、蒸
気ヘッダ３６は、配管３８を介して蒸気タービン発電機
４０と接続されている。蒸気タービン発電機４０は、送
電線４１が接続されており、また、配管４２を介して冷
温水発生機４４と接続されている。冷温水発生機４４
は、配管４６を介して復水タンク４８、復水ポンプ５０
及び配管３４と接続されている。配管４２と配管４６
は、制御弁５１を介して接続されている。また、冷温水
発生機４４は、配管５２を介して凝縮器２２と接続され
ている。さらに、冷温水発生機４４には、配管４７、４
９が接続されている。

【００１５】一方、燃焼バーナー２４と配管２５が設置
されている炭化ミスト室５４の上部には、選別スクリー
ン５６が紙面右側方向に下がり勾配に張り付けられてお
り、炭化ミスト室５４の内部には加熱ヒータ５４Ａが設
置されている。選別スクリーン５６の上部には、炭化さ
れたゴミの出口５８が筒状に設けられており、内部に
は、図示しない不燃ゴミ破砕装置が設置されている。出
口５８の周囲には冷却用のパイプ６０が巻き付けられて
いる。選別スクリーン５６の紙面右側に不燃ごみ箱６１
が設置されている。冷却用パイプ６０は、一端が配管５
２を介して冷温水発生機４４と接続されており、他端が
配管６２を介して余熱交換器６４と接続されている。余
熱交換器６４は、配管６２を介して凝縮器２２及び冷温
水発生機４４と接続されており、また、配管６６を介し
て冷却水循環ポンプ６８と接続されている。なお、配管
５２、６６は嫌気性消化槽８０の熱源８０Ａ（図３に図
示）と接続されている。

【００１６】図３には、炭化式ゴミ焼却装置１０と汚水
処理システム１２が組み合わされたシステムが図示され
ている。汚水処理槽７０本体と図示しない管渠を連結す
るために、汚水流入部７２が設けられている。汚水流入
部７２は筒状又は矩形状をしている。汚水流入部７２の
入口には、汚水の一次処理をして残渣を取り除くための
スクリーン７２Ａが設置されている。また、汚水処理槽
７０は、導入管７４によって図示しない生物処理槽と連
結されている。この導入管７４の入口にはコンプッレサ
７５が挿入されている。

【００１７】汚水処理槽７０の下流側には、膜濾過分離
槽７６が設置されている。膜濾過分離槽７６には、数個
の図示しない膜濾過装置が設置されている。膜濾過装置
は、メッシュ状の膜を２枚結合したものである。次に、
その紙面左側には、汚泥貯槽７８、嫌気性消化槽８０及
びその上に中水槽８２が設置されている。嫌気性消化槽
８０には、汚泥抜き取りポンプ８０Ｂが接続されてお
り、熱源８０Ａと接続されたヒータ８０Ｃが敷設されて
いる。汚泥抜き取りポンプ８０Ｂは、配管８１を介して
炭化式ゴミ焼却装置１０の給塵口２０へ接続されてい
る。中水槽８２には、ブロア８２Ａと接続された散水装
置８２Ｂが敷設されており、また、中水ポンプ８２Ｃが
接続されている。中水ポンプ８２Ｃは、配管８４を介し
て余熱交換器６４と接続されている。余熱交換器６４に
は、さらに、中水槽返り管８６が接続されていて、中水
が再び中水槽８２に戻るようになっている。

【００１８】以下に本実施例の作用について説明する。
ゴミ搬送車８８が集積してきた都市ゴミを給塵口２０に
投入する。ゴミの集積に際しては、リニア軌道輸送を利
用する地下物流システムによって行うこともできる。ま
た、汚水処理システム１２の嫌気性消化槽８０において
発生した汚泥をポンプ８０Ｂを用いて配管８１から給塵
口２０に投入する。特に、汚水処理システム１２は常時
稼働しているので、嫌気性消化槽８０の汚泥は絶え間な
く供給される。

【００１９】次に、給塵口２０に投入されたゴミ及び汚
泥（以下単に「ゴミ」という。）を、スクリュー状の搬
送部１８Ｃを用いてゴミ炭化コンベア１８の下端部１８
Ａから燃焼室１６内のゴミ炭化コンベア１８まで搬送す
る。その際、ゴミの搬入速度は動力機１９によりコント
ロールされる。ゴミ炭化コンベア１８の外周部１８Ｂの
口径と搬送部１８Ｃの口径は、ほぼ同じなので、ゴミ炭
化コンベア１８の入口１８Ｅからは、空気が入りにくく
なっている。そのため、ゴミ炭化コンベア１８の内部は
空気と遮断されており、ゴミは完全には燃焼されないで
炭化される。ゴミが炭化される際には、ゴミに含まれて
いる水分が蒸気となり上がり勾配の外周部１８Ｂを伝っ
て凝縮器２２に回収される。凝縮器２２は、冷温水発生
機４４から供給された冷却水によりゴミ炭化コンベア１
８から吹き出された蒸気を凝縮する。その後、凝縮によ
り生じた水は、配管２２Ｂから図示しない廃液処理施設
へ一旦送られ、そこで生物処理に支障をきたす有害物質
を除去してから汚水処理システム１２へ排出される。炭
化処理物質によって生物処理に害をなす物質が含有しな
い場合は、直接汚水処理システム１２へ排出されること
はもちろんである。また、凝縮器２２内に残留する気体
は、配管２２Ｃから燃焼室１６へ図示しない排出装置を
用いて排出される。この残留気体は微量であるため、排
出装置も小規模であり、含有する有害物質も容易に除去
することができる。

【００２０】一方、高温状態で炭化されたゴミは、出口
５８から選別スクリーン５６の上に落下する。ガラスな
どの不燃ゴミは、出口５８の内部に設置された不燃ゴミ
破砕装置によって、破砕されてから落下する。また、冷
温水発生機４４から冷却用パイプ６０へ供給された冷却
水により出口５８を冷却しておき、選別スクリーン５６
が発火するのを防止する。選別スクリーン５６において
は、炭化した可燃ゴミはミスト化されているので、２０
ｍｍの網目を通過して炭化ミスト室５４の中に落下す
る。不燃ゴミは、固形のため選別スクリーン５６の網目
を通過できず、不燃ごみ箱６１に落下する。このよう
に、不燃物と可燃物の選別を焼却後に行う構成にしたの
で、焼却前に選別するよりも、容易にゴミ集積作業を行
うことができる。

【００２１】次に、炭化ミスト室５４に落下した可燃ゴ
ミ（以下「炭化ミスト」という。）は、燃焼効率を上げ
るため、加熱ヒータ５４Ａを用いて加熱され、その後、
冷却して排熱されることにより、減湿微細化されて微粉
炭となって燃焼バーナー２４に吸い込まれる。加熱ヒー
タ５４Ａは、冷温水発生機４４で発生し配管５２を介し
て供給される温水を熱源とするものである。燃焼バーナ
ー２４は、配管２５Ａから供給されるメタンガスを補助
燃料とし、配管２５Ｂから供給される臭気性排気を燃焼
空気としている。メタンガスと臭気性排気は、炭化ミス
ト室５４から供給された炭化ミストと共に燃焼バーナー
２４の内部に吸引されそこで混合されて、燃焼室１６の
中で燃焼する。このメタンガスは後述の汚水処理システ
ム１２の嫌気性消化槽８０において発生したものであ
り、臭気性排気は同様に汚水処理システム１２から発生
したものである。これにより、従来使用されていた排気
処理フィルターを使用しなくてもよくなり、汚水処理シ
ステム１２で発生したメタンガスや臭気性排気などの廃
棄物を安全且つ、経済的に処理することができる。ま
た、燃焼室１６は、従来のゴミ焼却炉と異なり、乾燥し
た微粉炭を完全燃焼させるものであるから、煤煙の発生
と蒸気による発煙現象を防止することができ、集塵器３
０の負担を軽減することができる。従って、装置の設置
スペースを節約できる他、建設費・運転費の削減を図る
ことができると共に、装置が簡便であるから、運転管理
が容易であり、管理要員の合理化を図ることができる。

【００２２】燃焼室１６で微粉炭が燃焼されると、廃熱
ボイラ２６において高圧蒸気が熱回収される。この高圧
蒸気は、蒸気ヘッダ３６に集められて蒸気タービン発電
機４０に至る。蒸気タービン発電機４０は、この高圧蒸
気を用いて発電し、送電線４１から各需要者に電力を供
給する。この高圧蒸気が発電に使用された後は、低圧蒸
気になって冷温水発生機４４の熱源に利用されて凝縮
し、復水タンク４８、復水ポンプ５０を経て、再び廃熱
ボイラ２６に供給される。その際、冷温水発生機４４へ
供給する蒸気の量を制御弁５１により調整することがで
きる。

【００２３】冷温水発生機４４は、配管４２から蒸気タ
ービン発電機４０の余熱蒸気の供給を受け、蒸発熱源と
して活用し、配管５２を介して凝縮器２２及び出口５８
で生じた温水を回収し、後述のように加熱ヒータ５４Ａ
に温水を供給する。また、この冷温水発生機４４で生じ
た余剰冷水を、配管４７から図示しない中水道へ供給
し、あるいは中水が不足している場合は、この中水道か
ら配管４９を介して中水を補給する。

【００２４】次に、本実施例の汚水処理システム１２の
作用について説明する。図３に示されるように、図示し
ない管渠から流出した汚水は、汚水流入部７２を通過す
る。その際、スクリーン７２Ａによって、汚水中の浮遊
物と液体を分離するための一次処理が行われ、スクリー
ン７２Ａの上に残渣が溜まれば、スクリーン７２Ａから
残渣を取り除く。スクリーン７２Ａを通過した汚水は、
微生物や有機、無機の浮遊物とは完全に分離されていな
い完全混合液の状態で、一旦汚水処理槽７０に貯めら
れ、矢印Ａの方向に循環している。

【００２５】汚水処理槽７０で貯められた完全混合液の
状態の汚水（以下「完全混合液」という。）は、導入管
７４から図示しない生物処理槽に流入する。生物処理槽
内では、完全混合液を充分に曝気攪拌させると、好気性
の微生物と有機、無機の浮遊物が凝集して活性汚泥を生
成する。その際、コンプッレサ７５から空気を送出し活
性汚泥の生成を助ける。活性汚泥は、有機物の凝集吸着
力と酸化力が強く、その成長と、十分な攪拌による完全
混合液との繰り返しの接触により有機物を非常な勢いで
吸着し、微生物の酸化、同化作用により汚水処理を行
う。また、生物処理槽は、約４０メートル以深の位置に
設置されているので、水圧が高く酸素が溶けやすいとい
う特性を有する。従って、好気性の微生物の活動を促進
させることができる。

【００２６】その後、管渠から汚水が新たに流入するに
従い、完全混合液は押し上げられて、導入管７４を通過
して再び汚水処理槽７０に至る。その一方、ヘッドタン
ク１５に一時的に貯められた完全混合液の一部は、汚水
の新たな流入に従い、導入管７４を通過して再び生物処
理槽に流入し、再循環される。このような再循環が繰り
返された後、汚水処理槽７０に到達した完全混合液の一
部は、膜濾過分離槽７６の入口に至る。この完全混合液
のうち膜濾過装置のメッシュ状の膜を通過できるのは、
液体である上澄水だけである。従って、完全混合液が膜
濾過装置を通過すると、上澄水と活性汚泥に分離され
る。こうして、膜濾過分離槽７６を通過した上澄水は、
比重が軽いので、二股に分かれた入口７７のうち上方を
通過する。通過した上澄水は、中水として中水槽８２に
至り貯水される。一方、比重の重い活性汚泥を多く含む
処理水は、入口７７の下方を通過して、汚泥貯槽７８に
至る。汚泥貯槽７８では、処理水から比重の重い活性汚
泥を沈澱分離させる。その沈澱分離された沈澱汚泥の一
部は、嫌気性消化槽８０に貯留される。嫌気性消化槽８
０の内部は、嫌気性消化槽８０に敷設されたヒータ８０
Ｃにより温められており、沈澱汚泥が嫌気性分解され
て、メタンガスが発生する。このメタンガスは前述のよ
うに、配管２５Ａを介して配管２５に送気される。ま
た、沈澱汚泥の一部は、汚泥ポンプ８０Ｂを用いて抽出
される。一方、中水槽８２では、中水槽８２に設けられ
たブロア８２Ａを用いて空気が送られる。

【００２７】中水ポンプ８２Ｃを用いて配管８４から汚
水処理システム１２で処理された中水を余熱交換器６４
に供給する。次に、余熱交換器６４から冷温水発生機４
４へ配管６２を介して中水を供給する。この中水を冷却
水として前述のように冷温水発生機４４から炭化ゴミ出
口５８に配管６２を介して供給する。冷温水発生機４４
は、前述のように嫌気性消化槽８０の熱源８０Ａに温水
を供給し、嫌気性消化槽８０の温度を上げてメタンガス
の発生を促進させる。温水の温度が下がると、循環ポン
プ６８を用いて配管６６から余熱交換器６４に送られ
る。これにより、炭化式ゴミ焼却装置１０において発生
した熱をメタンガスの発生に利用することができると共
に、メタンガスを燃焼バーナー２４の燃料にも利用でき
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る炭化式
ゴミ焼却装置は、空気が入りにくくなった状態の下でゴ
ミを加熱して、水分を排除し、且つ形状が小さくなり、
炭化状態になってから、完全燃焼させるため、燃焼効率
がよく、不燃性排気ガスを出さずにゴミの焼却ができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】炭化式ゴミ焼却装置と汚水処理システムを有す
るアーバンリサイクルタワーが示された一部断面図であ
る。

【図２】炭化式ゴミ焼却装置の概略図である。

【図３】炭化式ゴミ焼却装置と汚水処理システムが組み
込まれた状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１６燃焼室１８ゴミ炭化コンベア２４燃焼バーナー５６選別スクリーン５８炭化ゴミ出口６０冷却用パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加賀見光平東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者小田原健治東京都中央区銀座８丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気が入りにくくなった状態の下でゴミ
を搬送するゴミ搬送装置と、燃焼装置を有し前記ゴミ搬
送装置内のゴミを加熱しゴミを炭化状態にする燃焼部
と、前記ゴミ搬送装置を通過した炭化状態のゴミを不燃
物と可燃物に選別する選別装置と、を備え、前記選別装
置を通過した可燃物を再び燃焼部に戻して燃焼させるこ
とを特徴とする炭化式ゴミ焼却装置。
【請求項２】前記ゴミ搬送装置の出口に冷却水配管を
設けることを特徴とする請求項１記載の炭化式ゴミ焼却
装置。
【請求項３】ゴミを炭化させる過程で発生する有害物
質を含む水蒸気を回収する凝縮装置と、前記凝縮装置内
に残留する有害物質を前記燃焼部へ排出する排出手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の炭化式ゴミ焼却装置。