JPH0849828A

JPH0849828A - 廃棄物処理装置及び方法

Info

Publication number: JPH0849828A
Application number: JP6184805A
Authority: JP
Inventors: Naoki Hatta; 直樹八田; Norio Tezuka; 則雄手塚; Yoichi Takahashi; 洋一高橋
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】廃棄物を熱分解し、その熱分解生成物を燃焼
して生じる熱エネルギを電力などに変換して回収する廃
棄物処理技術について、腐食の問題などを生じず、しか
も、好適な熱分解温度を実現できる自給的な間接加熱方
式による熱分解を実現する。【構成】熱分解反応器２には、外部ジャケット式など
の熱交換部１０が設けられている。煙道５８から分岐し
た煙道ガス分岐管１８で燃焼排ガスを分岐して取り出
す。この燃焼排ガスに、浄化薬剤貯槽１３よりアルカリ
性薬剤粉末（Ｃａ(ＯＨ)₂など）を添加して、酸性腐食
性成分（ＨＣｌなど）を吸収せしめる。この後、サイク
ロン２０でアルカリ性薬剤粉末とばいじんとを除去して
集塵、浄化したガスを熱交換部１０に導入し、廃棄物を
熱分解するための間接加熱源とする。冷却ガス供給管１
２で供給する空気は、この集塵、浄化の過程での温度低
下分を考慮し、好適な熱分解温度を実現できるよう、そ
の温度などを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物（家庭やオフィ
スなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラ
スチックなどの産業廃棄物など、可燃物を含むもの）を
熱分解し、その熱分解生成物を燃焼して生じる熱エネル
ギを電力などに変換して回収する廃棄物処理技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の廃棄物処理技術は、西ドイツ特
許公開Ｎｏ．３７２５７０４．８、西ドイツ特許公開Ｎ
ｏ．３８１１８２０．３、特開平１−４９８１６号公報
に開示されている。これら公報に開示されている技術で
は、可燃物を含む廃棄物を加熱して熱分解し、これによ
り生成される熱分解生成物（低温乾留ガスと、主として
不揮発性成分から成る熱分解残留物より分別されたチャ
ー）を燃焼し、この燃焼の排ガスを廃熱ボイラに導いて
蒸気を発生させ、その蒸気により発電して熱エネルギを
回収している。

【０００３】また、熱分解生成物の燃焼に際しては、灰
分等の燃焼残渣を溶融スラグ化する高温（例えば、１２
００℃以上）で燃焼させることにより、燃焼残渣を建造
物や道路の骨材などに再利用可能なスラグに変換するこ
ともできる。この場合に、燃焼で生じる重金属酸化物な
ど無機系有害物質を環境に流出する恐れなく封入して灰
溶融固化物の形態に処理できる。

【０００４】その他、かかる技術は、熱分解残留物から
チャーを分別した後の鉄、非鉄などの有価物はやや大き
な粗粒分として未酸化状態で回収することができ、塩化
ジベンゾオキシンや塩化ジベンゾフランなどの有機有害
物質も排出されず、さらには煙道ガスの廃熱も有効利用
できるなどの多くの利点を有する。

【０００５】このような廃棄物処理技術における廃棄物
の熱分解技術としては種々考えられ、これをどのように
構成するかは、多くの場合、熱分解工程に続いて行なわ
れる熱分解残留物の分別工程や低温乾留ガス及び熱分解
残留物から分別したチャーの燃焼工程に大きな影響を与
える。例えば、分別工程においてはタール状の副生成物
の混入による分別の難化が不利な条件下では起こり得
る。また、燃焼工程においては燃焼炉内温度の大幅変動
や灰溶融温度（１２００℃程度以上）に達しないことが
不利な条件下では起こり得る。

【０００６】上述の廃棄物処理技術における廃棄物の熱
分解技術は、従来、直接加熱方式と間接加熱方式の２種
類が用いられている。熱媒（空気など）を熱分解反応器
内に設けた伝熱管または熱分解反応器の外壁ジャケット
部などに流通させて、廃棄物と熱交換させる間接加熱方
式としては、従来、煙道ガス廃熱を用いて自給的に間接
加熱する技術がある（米国特許Ｎｏ．４９１３０６４、
ドイツ特許公開Ｎｏ．３８１５１８７Ａ１、ヨーロッパ
特許公開Ｎｏ．０３４０５３７Ｂ１など）。また、熱分
解反応器に熱媒（空気など）を直接導入して加熱する直
接加熱方式としては、ヨーロッパ特許公開Ｎｏ．０３６
００５２Ａ１がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
自給的な間接加熱方式では、往々にして塩化水素や多量
の飛灰を含む高温の煙道ガスにより空気などの熱媒加熱
用の煙道内に設けられた熱交換器の腐食が生じやすく、
この腐食に耐えうる材料で熱交換器などを製作しようと
すると非常に高価なものとなってしまう。また、煙道ガ
ス中に含まれるばいじんにより熱交換器の伝熱部が詰ま
ってしまうおそれもある。

【０００８】これに対し、上述の従来の直接加熱方式
は、熱分解反応器で生成される低温乾留ガスの一部を熱
分解反応器内で燃焼して、その燃焼排ガスを廃棄物に直
接接触させて熱分解の熱源にする自給的な直接加熱方式
である。この技術では、従来の間接加熱方式のような煙
道ガス廃熱利用のための熱交換器がない以上、その腐食
の問題は生じない。

【０００９】しかし、かかる技術では、可燃性の低温乾
留ガスが充満した熱分解反応器内で低温乾留ガスを燃焼
し、高温の燃焼排ガスを生成して、熱分解反応器内の廃
棄物に直接導入するため、安全上の厳重な管理が必要で
ある。また、水分量や発熱量の変動が大きい廃棄物を処
理する場合は、生成される低温乾留ガスの発熱量も大幅
に変動するため、燃焼ガス温度が大きく変動し、熱分解
を安定した状態で行なうことが困難であるという問題が
ある。

【００１０】本発明は、廃棄物を熱分解し、その熱分解
生成物を燃焼して生じる熱エネルギを電力などに変換し
て回収する廃棄物処理技術について、従来の直接加熱方
式の不備な点を有しない間接加熱方式を採用しつつも、
腐食の問題などを生じることのない自給的な間接加熱方
式による熱分解を実現することのできる廃棄物処理装置
及び方法を提供することを目的とする。

【００１１】また、かかる自給的な間接加熱方式による
熱分解を実現しつつ、しかも、好適な熱分解温度を実現
することのできる廃棄物処理装置及び方法を提供するこ
とも目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の発明は、廃棄物を加熱して熱分解し、低温乾留
ガスと主として不揮発性成分から成る熱分解残留物とに
分離する熱分解反応器と、前記熱分解残留物から分別し
たチャーと前記低温乾留ガスとを燃焼する燃焼器と、こ
の燃焼により生じた燃焼排ガスを外気へ排出する排出口
に導く煙道と、この煙道に設けられ、この煙道を流通す
る燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、前記燃焼排
ガスの一部と前記熱分解反応器内の廃棄物とを間接的に
熱交換して前記熱分解反応部の前記加熱源にする前記熱
分解反応器に付属した熱交換部と、前記煙道より分岐
し、前記燃焼排ガスを前記熱交換器に導く第１の燃焼排
ガス流路とを備えている廃棄物処理装置において、前記
第１の燃焼排ガス流路に設けられ、この燃焼排ガス流路
を流通するガス中に、このガス中の酸性腐食性成分を吸
収するためのアルカリ性薬剤を添加する薬剤添加器と、
前記燃焼排ガス流路の前記薬剤添加器より下流側に設け
られ、前記燃焼排ガス流路を流通するガス中のばいじん
及び前記アルカリ性薬剤を除去する集塵器とを備えてい
ることを特徴とする廃棄物処理装置である。

【００１３】また、前記第１の燃焼排ガス流路は、前記
煙道の所定温度の燃焼排ガスが流通する部位より分岐
し、前記所定温度は、前記のアルカリ性薬剤の添加及び
前記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼
排ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮し、前記
熱交換器に導入される前記燃焼排ガス温度を前記廃棄物
の熱分解に好適な所望の温度にできる温度であることを
特徴とする第１の発明の廃棄物処理装置を第２の発明と
する。

【００１４】前記煙道の前記第１の燃焼排ガス流路が分
岐する部位より低温の前記燃焼排ガスが流通する部位か
ら前記燃焼排ガスを所定量導き、前記第１の燃焼排ガス
流路を流通する前記燃焼排ガスに混合する第２の燃焼排
ガス流路を備え、前記のアルカリ性薬剤の添加及び前記
のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼排ガ
ス流路を流通するガスの温度低下分を考慮し、前記混合
により前記熱交換器に導入される前記燃焼排ガス温度を
前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にすることを特
徴とする第１の発明の廃棄物処理装置を第３の発明とす
る。

【００１５】前記煙道の前記第１の燃焼排ガス流路が分
岐する部位の前記燃焼排ガス温度より低温の空気を、前
記第１の燃焼排ガス流路を流通する前記燃焼排ガスに混
合する空気導入路を備え、前記のアルカリ性薬剤の添加
及び前記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前記
燃焼排ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮し、
前記混合により前記熱交換器に導入される前記燃焼排ガ
ス温度を前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にする
ことを特徴とする第１の発明の廃棄物処理装置を第４の
発明とする。

【００１６】廃棄物を加熱して熱分解し、低温乾留ガス
と主として不揮発性成分から成る熱分解残留物とに分離
する工程と、前記熱分解残留物から分別したチャーと前
記低温乾留ガスとを燃焼する工程と、この燃焼により生
じた燃焼排ガスを外気へ排出する排出口に煙道で導く工
程と、この排出口に導かれる前記燃焼排ガスの熱を回収
する工程と、前記排出口へと導かれる前記燃焼排ガスの
一部を取り出す工程と、この取り出された燃焼排ガスと
前記廃棄物とを間接的に熱交換することで、前記熱分解
の加熱源にする工程とを含んでいる廃棄物処理方法にお
いて、前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出された燃焼
排ガス中に、このガス中の酸性腐食性成分を吸収するた
めのアルカリ性薬剤を添加する工程と、この薬剤添加後
の燃焼排ガス中のばいじん及び前記アルカリ性薬剤を除
去する工程とを含んでいることを特徴とする廃棄物処理
方法を第５の発明とする。

【００１７】前記燃焼排ガス取り出し工程では、前記煙
道の所定温度の燃焼排ガスが流通する部位より前記の燃
焼排ガスの取り出しを行ない、前記所定温度は、前記の
アルカリ性薬剤の添加及び前記のばいじんとアルカリ性
薬剤の除去による燃焼排ガスの温度低下分を考慮し、前
記取り出し燃焼排ガス温度を前記廃棄物の熱分解に好適
な所望の温度にできる温度であることを特徴とする第５
の発明の廃棄物処理方法を第６の発明とする。

【００１８】前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出され
るより低温の燃焼排ガスが流通する前記煙道の部位から
前記燃焼排ガスの別の一部を取り出し、前記燃焼排ガス
取り出し工程で取り出された燃焼排ガスに混合する工程
を含み、前記のアルカリ性薬剤の添加及び前記のばいじ
んとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼排ガス流路を
流通するガスの温度低下分を考慮し、前記混合により前
記の熱分解の熱源とされる燃焼排ガス温度を前記廃棄物
の熱分解に好適な所望の温度にすることを特徴とする第
５の発明の廃棄物処理方法を第７の発明とする。

【００１９】前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出され
る燃焼排ガスより低温の空気を、この取り出した燃焼排
ガスに混合する工程を含み、前記のアルカリ性薬剤の添
加及び前記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前
記燃焼排ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮
し、前記混合により前記の熱分解の熱源とされる燃焼排
ガス温度を前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にす
ることを特徴とする第５の発明の廃棄物処理方法を第８
の発明とする。

【００２０】

【作用】上記各発明によれば、熱分解の熱源として煙道
から導かれた燃焼排ガスに、このガス中の酸性腐食性成
分（ＨＣｌなど）を吸収するためのアルカリ性の薬剤
（例えばＣａ(ＯＨ)₂、ＣａＣＯ₃、ＮａＯＨ、Ｎａ₂Ｃ
Ｏ₃など）を添加することで、燃焼排ガス中の酸性腐食
性成分はアルカリ性薬剤に吸収される。アルカリ性薬剤
の添加量は、この添加対象となる燃焼排ガス中の酸性腐
食性成分の約２〜５倍当量程度とするのが望ましい。ア
ルカリ性薬剤添加後、燃焼排ガス中のばいじん及びアル
カリ性薬剤を除去することで酸性腐食性成分は取り除か
れる。よって、酸性腐食性成分が取り除かれた後の燃焼
排ガスと廃棄物とを間接的に熱交換し、熱分解を行なっ
ても従来のような熱分解反応器の熱交換部の腐食の問題
を生じたり、ばいじんによる詰まりの問題を生じたりす
ることがない。また煙道ガスによる熱媒（空気など）加
熱用の熱交換器がない以上、その腐食の問題も生じな
い。除去後のアルカリ性薬剤は、その大部分が未だ中和
能力を有している。そこで、この使用後のアルカリ性薬
剤を、煙道を流通して大気中に排出される燃焼排ガスの
浄化用に用いることが、廃棄物処理の低コスト化の見地
から望ましい。

【００２１】第２〜第４の発明、第６〜第８の発明によ
れば、さらに、好適な熱分解温度を実現することができ
るという作用を奏することもできる。

【００２２】すなわち、チャーと低温乾留ガスとを燃焼
して生じた燃焼排ガスを導く煙道には、排熱ボイラの
他、塵粉濾過装置、ガス浄化装置などが設けられるのが
通例で、煙道の位置により燃焼排ガス温度は異なる。第
２、第６の発明によれば、アルカリ性薬剤の添加、ばい
じんとアルカリ性薬剤の除去による燃焼排ガスの温度低
下分を考慮し、煙道から取り出される燃焼排ガス温度
を、廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にできる燃焼排
ガス温度である煙道部位から燃焼排ガスを取り出すこと
で選択し、もって、好適な熱分解温度を実現することが
できる。

【００２３】第３、第７の発明によれば、ある煙道部位
から燃焼排ガスを取り出し、この煙道部位より低温の燃
焼排ガスが流通する煙道部位から取り出した燃焼排ガス
を混合して温度調節できるから、第２、第６の発明と同
様の作用を奏する。また、第４、第８の発明によれば、
ある煙道部位から燃焼排ガスを取り出し、この取り出し
燃焼排ガスより低温の空気を混合して温度調節できるか
ら、やはり、第２、第６の発明と同様の作用を奏する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明の第１の実施例である廃棄物処
理装置の全体の系統図である。１は、本発明における熱
分解反応器の一例としての熱分解反応器２に廃棄物を供
給する廃棄物供給装置である。図２は、本発明の第１の
実施例である廃棄物処理装置の熱分解反応器２の一例を
示す立断面図である。熱分解反応器２としては、横型回
転式ドラム（ロータリーキルン）、竪型シャフトキルン
などが従来から用いられているが、廃棄物の熱分解反応
器２内での滞留時間を考慮すると、前者を用いるのが望
ましい。また、特開平３−６３４０７号公報にも好適な
熱分解反応器の例が示されている。熱分解反応器２に
は、本発明における熱交換器の一例としての熱交換部１
０が設けられている（外部ジャケット式、内部伝熱管式
など）。

【００２５】熱分解反応器２は回転しながら、３００〜
９００℃程度、熱分解残留物からアルミニウムなどを未
融解状態で有価物として取り出すには３００〜６００℃
程度に廃棄物１００を加熱して熱分解し、低温乾留ガス
と、主として不揮発性の熱分解残留物とを生成する。３
は搬出装置であり、熱分解残留物は搬出装置３の底部側
に設けられた熱分解残留物搬送装置５で搬送され、熱分
解残留物分別装置５１に導かれる。低温乾留ガスは、搬
出装置３の上部側に設けられた低温乾留ガス排出管４か
ら導管６により、本発明における燃焼器の一例としての
燃焼炉５５のバーナ５０に導かれる。

【００２６】残留物分別装置５１は、例えば篩などで構
成され、熱分解残留物を、ガレキ、アルミ、鉄などとチ
ャーとに分別する。分別されたチャーは、搬送ライン５
２によりバーナ５０に導入される。バーナ５０には、通
気管７より空気圧縮器８で燃焼用空気が導入される。燃
焼炉５５では、この燃焼用空気で低温乾留ガスとチャー
とを燃焼する。この場合、過剰酸素条件下で高温燃焼し
て（温度は１２００℃程度以上、好ましくは１３００℃
程度）灰分を溶融し、燃焼炉５５底より冷却水槽５６に
落して急冷し、スラグとして取り出すように構成するこ
ともできる。

【００２７】５８は、本発明における煙道の一例として
の煙道であり、燃焼炉５５で生成される燃焼排ガスを、
本発明における排出口の一例としての煙突６６へと導
く。煙道５８には、本発明における廃熱ボイラの一例と
しての廃熱ボイラ５７が設けられており、煙道５８で導
かれた燃焼排ガスとの熱交換により高温蒸気を得る。こ
の高温蒸気は導管６０に導かれて汽力発電機５９で発電
に用いられる。廃熱ボイラ５７で熱交換後の燃焼排ガス
は、さらに煙道５８の下流に設けられた集塵機６２で灰
分を除去され、さらに煙道５８の下流に設けられた煙道
ガス浄化装置６４に導入されて脱硫、脱ＨＣｌ、脱硝等
浄化され、導管６５に導かれて煙突６６より外気へ排出
される。集塵機６２で除去された灰分は搬送ライン６８
で燃焼炉５５に戻すように構成するのが望ましい。６７
は排ガス誘引送風機である。

【００２８】本実施例の廃棄物処理装置は浄化集塵装置
１１を備えている。浄化集塵装置１１の構成は次のよう
なものである。１２は本発明における空気導入路の一例
としての冷却ガス供給管であり、ブロワ１５により、例
えば常温の空気が導入される。冷却ガス供給管１２には
ホッパ１６が設けられている。１３は浄化薬剤貯槽であ
り、燃焼排ガス中の酸性腐食性成分（ＨＣｌなど）を吸
収するためのアルカリ性薬剤（例えば、Ｃａ(ＯＨ)₂、
ＣａＣＯ₃、ＮａＯＨ、Ｎａ₂ＣＯ₃など）の粉末が貯溜
されており、この薬剤粉末は薬剤供給管１４によりホッ
パ１６に投入される。この投入された薬剤粉末は、冷却
ガス供給管１２を流通する空気により浄化器１７に運ば
れる。

【００２９】煙道５８における廃熱ボイラ５７の上流側
からは、本発明における第１の燃焼排ガス流路の一例と
しての煙道ガス分岐管１８が分岐して浄化器１７に至
り、煙道５８を流通する燃焼排ガスの一部を浄化器１７
に導く。これにより、煙道５８より分岐された燃焼排ガ
ス中の酸性腐食性成分は、アルカリ性薬剤粉末に吸収さ
れる。すなわち、浄化薬剤貯槽１３、薬剤供給管１４、
ホッパ１６、浄化器１７などは、本発明における薬剤添
加器の一例をなすものである。

【００３０】このアルカリ性薬剤粉末を含んだ燃焼排ガ
スと空気の混合気は、煙道ガス分岐管１９により本発明
における集塵器の一例としてのサイクロン２０に導かれ
る。サイクロン２０は必要に応じて複数個設けてもよ
い。サイクロン２０では、アルカリ性薬剤粉末とばいじ
んとが除去され、この除去後の混合気は煙道ガス分岐管
２５により、熱交換部１０に導かれる。これにより、混
合気は熱分解反応器２内の廃棄物１００と間接的に熱交
換し、廃棄物１００の熱分解のための熱源となる。熱交
換部１０を通過後の混合気は、煙道ガス排出管２６を流
通して煙道５８の煙道ガス浄化装置６４上流側に運ばれ
る。

【００３１】２７は、ブロワである。煙道ガス分岐管１
８などからの燃焼排ガスの分岐、浄化集塵装置１１の流
通、熱交換部１０への導入などは、すべて、煙道ガス排
出管２６に設けられた、このブロワ２７だけでまかなう
ことができる。このブロワ位置では、熱交換部１０で熱
交換後の流通ガスが比較的低温（一般に３００℃程度以
下）、低腐食性で、ばいじんもあまり含まれてはおら
ず、ブロワ２７の材料の選択上、運転上の負担は比較的
少ない。煙道ガス浄化装置６４上流側に導くのは、いま
だ、幾分の酸性ガス（ＨＣｌ、ＳＯｘ、ＮＯｘなど）を
含むため、煙道ガス浄化装置６４を通過させることが環
境の保護上好ましいからである。

【００３２】また、煙道５８からの煙道ガス分岐管１８
の分岐位置は本実施例に限定されるものではなく、煙道
ガス分岐管１８で運ばれる燃焼排ガスと、冷却ガス供給
管１２で供給される空気との混合により、熱交換部１０
に導入される混合ガス温度を廃棄物１００の熱分解に好
適な所望の温度になる分岐位置としてよい。この所望の
温度とするためには、上述のアルカリ性薬剤粉末添加の
工程や、ばいじんとアルカリ性薬剤粉末除去の工程にお
ける温度の低下分を考慮する。また、上述の実施例で
は、冷却ガス供給管１２を流通する空気の温度を常温と
したが、煙道ガス分岐管１８で運ばれる燃焼排ガス温度
より低温の種々の温度に設定してよい。

【００３３】上述の所望の温度の実現のためには、混合
する空気の温度や供給量なども考慮する。所望の温度と
するためには、一般には、熱交換部１０に供給する混合
気の温度が、少なくとも３００℃程度以上、好ましく
は、４００〜６００℃程度となるであろう。そのために
は、煙道５８から分岐される燃焼排ガス温度が、一般に
は４００℃程度以上、好ましくは、６００〜９００℃程
度となるであろう。しかし、これらの温度は、種々の条
件により異なる。なお、熱分解反応器２の廃棄物１００
側の温度は、一般に３００〜９００℃程度、好ましく
は、３００〜６００℃程度である。一方、前記アルカリ
性薬剤による煙道ガス中酸性成分の吸収は、一般に低温
（例えばＣａ（ＯＨ）₂では５００℃以下）においての
方が効果が高い。従って、熱分解所要温度とこの中和吸
収温度の両方を両立させる温度（例えば３００〜５００
℃）が、熱交換部１０に供給する混合気温度として最も
好ましいことになる。

【００３４】この場合に、煙道ガス分岐管１８とは異な
る分岐位置から、本発明における第１の燃焼排ガス流路
の一例としての煙道ガス分岐管２３を分岐させ、煙道ガ
ス分岐管１８で運ばれる燃焼排ガスとは異なる温度の燃
焼排ガスを煙道５８から導き、煙道ガス分岐管１８で運
ばれる燃焼排ガスに合流させて、温度の調節を行なって
もよい。本実施例では煙道ガス分岐管２３を排熱ボイラ
５７から分岐させているが、分岐位置はこれに限定され
るものではない。なお、所定温度に煙道５８の流通燃焼
排ガスの温度を下げるために、集塵機６２の下流側の煙
道５８から煙道ガス導管２８を分岐させ、ブロワ２９に
より燃焼排ガスの一部を煙道ガス分岐管１８の分岐位置
より上流側に導くのも望ましい。この煙道ガス導管２８
の分岐位置での燃焼排ガス温度は煙道ガス分岐管１８の
分岐位置より上流側より低いため、かかる位置における
流通燃焼排ガスの温度を下げることができる。これによ
り、廃熱ボイラ５７に導入される燃焼排ガス温度を下
げ、廃熱ボイラ５７の腐食の問題を低減させることもで
きる。

【００３５】上述のアルカリ性薬剤粉末の量は、一般
に、煙道５８から分岐される燃焼排ガス中の酸性腐食性
成分の２〜５倍当量程度とするのが望ましいと思われ
る。サイクロン２０で除去されたアルカリ性薬剤粉末
と、ばいじんとは、薬剤排出管２１より排出されて、使
用済薬剤貯槽２２に貯溜される。この貯溜されたアルカ
リ性薬剤粉末は、一般に、その大部分が中和能力を残し
ているため、混合したままのばいじんが不利に働かない
限りは、使用済薬剤搬入路２４により煙道ガス浄化装置
６４に導き、活用することが、廃棄物処理の低コスト化
の見地から望ましい。

【００３６】なお、熱交換部１０の伝熱面材料として
は、例えば、軟鋼などの安価な材料を用いることも可能
ではあるが、より腐食に強い耐熱、耐食材料、例えば、
オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３
１０ＳＳ、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７）、５０Ｃｒ−
５０Ｎｉ、インコロイ、インコネルなどを用いるのが望
ましい。また、煙道ガス分岐管２５に近い部位の伝熱面
温度がより高く、腐食性が高いことから、煙道ガス分岐
管２５に近い部位の伝熱面に、例えば上記のような腐食
に強い耐熱、耐食材料を用い、他の部位には軟鋼などの
安価な材料を用いてもよい。さらに、煙道ガス分岐管２
５に導かれた混合ガス側の伝熱面のみに上記のような腐
食に強い耐熱、耐食材料を用いてもよい。浄化器１７は
省略し、サイクロン２０において燃焼排ガス中の酸性腐
食性成分をアルカリ性薬剤粉末に吸収せしめるように構
成してもよい。

【００３７】つづいて本実施例の作用について説明す
る。本実施例によれば、熱分解の熱源として煙道５８か
ら導かれた燃焼排ガスに、このガス中の酸性腐食性成分
を吸収するためのアルカリ性の薬剤を添加することで、
燃焼排ガス中の酸性腐食性成分はアルカリ性薬剤に吸収
される。アルカリ性薬剤添加後、燃焼排ガス中のばいじ
ん及びアルカリ性薬剤を除去することで酸性腐食性成分
は取り除かれる。よって、酸性腐食性成分が取り除かれ
た後の燃焼排ガスと廃棄物１００とを熱交換器１０で間
接的に熱交換し、熱分解反応器２で熱分解を行なって
も、従来のような腐食の問題を生じたり、ばいじんによ
る詰まりの問題を生じたりすることがない。上述のよう
な乾式の浄化、集塵を行なうことで、一般に、約５００
℃の燃焼排ガス中のＨＣｌの１０〜４０％程度、２０μ
ｍ程度以上のばいじんのうちの７０〜９８％程度が除去
できる。

【００３８】また、上記の構成によれば、煙道５８のあ
る部位から燃焼排ガスを取り出し、この取り出し燃焼排
ガスに、このガスより低温の空気を混合して温度調節で
きるから、好適な熱分解温度を実現することができる。

【００３９】なお、本実施例では、空気を冷却ガスとし
て全量ホッパ１６に導入せず、冷却ガス導入管１２に加
えてサイクロン出口側に別の導入管１２ａを設け、両方
より分けて導入してもよい。一般に、特に浄化器１７内
のように高温のガス中では薬剤で除却され得る酸性ガス
成分の残留濃度には上限があるため、このように酸性ガ
ス成分をとれるだけ取去ってから希釈する方が混合気中
の酸性ガス成分濃度は低くできる。

【００４０】以下では、本発明者らが行なった上述の本
実施例の構成の廃棄物処理装置を用いたベンチテスト級
の廃棄物処理実験の各データについて示す。データは何
れも定常運転時の平均値である。

【００４１】１．投入廃棄物：粒径約５０mm以下に粗砕
した一般廃棄物（水分：４２.０％、紙・ちゅう芥・繊
維・草木：小計４８.４％、プラスチック・ゴム・革：
小計４.６％、鉄：０.９％、非鉄金属：０.５％、ガラ
ス：１.３％、石・陶器：０.２％、その他：２.１％、
低位発熱量２２００kcal/kg）投入量５.０kg／hr。

【００４２】２．低温乾留ガス：生成量４.６４Ｎｍ³／
hr、熱分解反応器２からの出口温度約４５０℃。

【００４３】３．熱分解残留物：搬出装置３の下部から
の熱分解残留物の搬出量０.８３kg／hr、このうち、分
別装置５５によって分級後、粒径５mm以下のものを粒径
約５０μｍに微粉砕して燃焼炉５５に搬入（重量０．６
６kg／hr）。

【００４４】４．燃焼炉５５：炉内最高到達温度約１４
５０℃、煙道灰じんを、ろ過装置６２で分離循環搬入し
ながら燃焼を行なった。燃焼炉５５出口部における煙道
５８のガス量が約２１．１Ｎｍ³／hr（推算値）。

【００４５】５．煙道ガス導管２８を流通する燃焼排ガ
ス：温度約１６０℃、流量１８．３Ｎｍ³／hr。

【００４６】６．煙道ガス導管１８を流通する燃焼排ガ
ス：煙道５８からの分岐部で、温度約９００℃、流量約
１７．２Ｎｍ³／hr（推算値）。

【００４７】７．添加アルカリ性薬剤粉末（Ｃａ(ＯＨ)
₂を使用）：添加量約０．１２kg／hr（煙道５８を流通する燃焼排ガ
ス中のＨＣｌ（約５３０ppm）及びＳＯ₂（約１５０pp
m）の合計の約４倍当量に相当する）。

【００４８】８．冷却ガス供給管１２で供給する空気：
温度２０℃、流量１４．９Ｎｍ³／hr。

【００４９】９．浄化集塵装置１１による浄化集塵後の
混合ガス：温度約５００℃、流量約３２．１Ｎｍ³／h
r、ＨＣｌ濃度約３００ppm、ＳＯ₂濃度約１００ppm、熱
交換器１０を通過後の温度約２７０℃。

【００５０】以上のような条件において、廃棄物処理の
設備全体を定常運転することができ、廃棄物１００をア
ルミ、鉄などの不揮発性未酸化残留物（粒径５mm以上、
生成量０．１７kg／hr）、水冷固化されたスラグ（生成
量０．１８kg／hr）及び浄化された燃焼排ガスとに処理
できた。これに際し、熱交換部１０においては、伝熱面
（ＳＵＳ３１６で形成）の顕著な腐食は、約３０００hr
の運転後においてもほとんど認められなかった。

【００５１】これに対し、上述と同様の設備を用い、ア
ルカリ性薬剤粉末（Ｃａ(ＯＨ)₂）の添加を行なわず、
また、サイクロン２０は外し、その他の条件は上記と同
様にして廃棄物処理を行なったところ、熱交換部１０の
伝熱面（ＳＵＳ３１６で形成）に、ばいじんの大量の付
着と、その付着部位における腐食が認められ、長時間の
運転は困難な状態であった。

【００５２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は、本発明の第２の実施例である廃棄物処理
装置の全体の系統図である。図１、２と同一符号の部材
は図１、２を参照して説明した第１の実施例と同様の部
材であり、詳細な説明は省略する。本実施例が第１の実
施例と相違する点は、第１の実施例の浄化集塵装置１１
が、煙道５８から分岐した燃焼排ガスに、このガスより
低温の空気を混合して温度調節するのに対し、本実施例
の浄化集塵装置３０が、煙道５８のある部位から分岐し
た燃焼排ガスに、この部位より低温の燃焼排ガスが流通
する煙道５８の部位より分岐した燃焼排ガスを混合して
温度調節する点である。すなわち、本実施例では、冷却
ガス供給管１２、ブロワ１５で空気を供給するのに代え
て、本発明における第２の燃焼排ガス流路の一例として
の煙道ガス分岐管３１と、ブロワ３２とにより、煙道５
８の煙道ガス浄化装置６４下流側より燃焼排ガス（煙道
ガス分岐管１８で分岐される燃焼排ガスより低温であ
る）を導き、ホッパ１６に投入されたアルカリ性薬剤粉
末を煙道ガス分岐管３１を流通する燃焼排ガスにより浄
化器１７に運び、この浄化器１７で、煙道ガス分岐管１
８より導かれた燃焼排ガスと混合させて、酸性腐食性成
分を吸着するものである。

【００５３】煙道ガス分岐管３１の煙道５８からの分岐
位置は、本実施例に限定されるものではなく、アルカリ
性薬剤の添加及びばいじんとアルカリ性薬剤の除去によ
る燃焼排ガスの温度低下分を考慮し、煙道ガス分岐管１
８、３１から導かれる燃焼排ガスが混合して熱交換部１
０に導入されるガス温度を廃棄物１００の熱分解に好適
な所望の温度にすることのできる部位としてよい。しか
し、煙道５８を流通する燃焼排ガス中のＨＣｌなどの濃
度が高い場合には、熱交換部１０の伝熱面の腐食を低減
するため、本実施例のように、集塵、浄化後の低温の燃
焼排ガス（腐食に寄与する酸素の分圧が空気より小さ
い）を用いるのが望ましい。本実施例のように、煙道５
８の煙道ガス浄化装置６４下流側より煙道ガス分岐管３
１を分岐した場合などのように、煙道ガス分岐管１８で
分岐した燃焼排ガスに混合する燃焼排ガスが清浄な場合
は、煙道ガス分岐管３１に加えて、本発明における第２
の燃焼排ガス流路の一例としての煙道ガス分岐管３３を
設け、サイクロン２０の出口側で、浄化された煙道ガス
分岐管１８による分岐燃焼排ガスに混合する構成として
もよい。

【００５４】なお煙道ガス分岐管３３を設ける場合は、
煙道ガス分岐管３１に代えて、第１の実施例のように空
気をアルカリ性薬剤粉末の随伴ガスとしてもよい。逆
に、サイクロン２０の出口側で空気を、また薬剤随伴ガ
スに低温煙道ガスを供給してもよい。

【００５５】本実施例の作用について説明する。上述の
構成によれば、酸性腐食性成分が取り除かれた後の燃焼
排ガスと廃棄物１００とを熱交換部１０で間接的に熱交
換し、熱分解反応器２で熱分解を行なっても、第１の実
施例と同様、従来のような腐食の問題を生じたり、ばい
じんによる詰まりの問題を生じたりすることがない。

【００５６】また、煙道５８のある部位から燃焼排ガス
を取り出し、この煙道５８の部位より低温の燃焼排ガス
が流通する部位から取り出した燃焼排ガスを混合して温
度調節できるから、第１の実施例同様、好適な熱分解温
度を実現することができる。

【００５７】本実施例の変形例として、次のようにして
もよい。すなわち、第１、第２の実施例は、何れも煙道
ガス分岐管１８による分岐燃焼排ガスに、空気や煙道５
８の他の部位から導いた分岐燃焼排ガスを混合して温度
調節するものであるが、適当な温度である煙道５８の部
位が存する場合は、冷却ガス供給管１２、煙道ガス分岐
管３１（３３）を設けずに、煙道ガス分岐管１８による
分岐燃焼排ガスを浄化集塵装置３０で浄化、集塵し、か
かる浄化、集塵後の燃焼排ガスのみを熱交換器１０に供
給するように構成してもよい。すなわち、アルカリ性薬
剤の添加（この随伴ガスとしては例えば煙道ガス分岐管
１８よりさらに分岐された煙道ガスを用いる）、ばいじ
んやアルカリ性薬剤の除去による燃焼排ガス温度の低下
分を考慮し、熱交換器１０に導入される燃焼排ガス温度
を廃棄物１００の熱分解に好適な所望の温度にできる温
度である燃焼排ガスが流通する煙道５８の部位が存する
ときは、空気などの混合による温度調節を行なわないも
のである。これにより、冷却ガス供給管１２、ブロワ１
５（あるいは、煙道ガス分岐管３１（３３）、ブロワ３
２）を設ける必要がなくなるので、前述の各実施例に比
べ、廃棄物処理設備を簡素化、低コスト化を図ることが
できる。

【００５８】かかる構成とした場合も、前述の実施例と
同様、従来のような腐食の問題を生じたり、ばいじんに
よる詰まりの問題を生じたりすることがなく、また、好
適な熱分解温度を実現することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、廃棄物を
熱分解し、その熱分解生成物を燃焼して生じる熱エネル
ギを電力などに変換して回収する廃棄物処理技術につい
て、従来の直接加熱方式の不備な点を有しない間接加熱
方式を採用しつつも、腐食の問題やばいじんによる詰ま
りの問題を生じることのない自給的な間接加熱方式によ
る熱分解を実現することのできる廃棄物処理装置及び方
法を提供することができる。

【００６０】また、かかる自給的な間接加熱方式による
熱分解を実現しつつ、しかも、好適な熱分解温度を実現
することのできる廃棄物処理装置及び方法を提供するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である廃棄物処理装置の
系統図である。

【図２】本発明の第１の実施例である廃棄物処理装置の
要部の系統図である。

【図３】本発明の第２の実施例である廃棄物処理装置の
系統図である。

【符号の説明】

２熱分解反応器１０熱交換部１１、３０浄化集塵装置１２，１２ａ冷却ガス供給管１３浄化薬剤貯槽１４薬剤供給管１５、３２ブロワ１６ホッパ１７浄化器１８、２３、３１、３３煙道ガス分岐管２０サイクロン５５燃焼炉５７廃熱ボイラ５８煙道

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を加熱して熱分解し、低温乾留ガ
スと主として不揮発性成分から成る熱分解残留物とに分
離する熱分解反応器と、前記熱分解残留物から分別した
チャーと前記低温乾留ガスとを燃焼する燃焼器と、この
燃焼により生じた燃焼排ガスを外気へ排出する排出口に
導く煙道と、この煙道に設けられ、この煙道を流通する
燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、前記燃焼排ガ
スの一部と前記熱分解反応器内の廃棄物とを間接的に熱
交換して前記熱分解反応器の前記加熱源にする前記熱分
解反応器に付属した熱交換部と、前記煙道より分岐し、
前記燃焼排ガスを前記熱交換部に導く第１の燃焼排ガス
流路とを備えている廃棄物処理装置において、前記第１の燃焼排ガス流路に設けられ、この燃焼排ガス
流路を流通するガス中に、このガス中の酸性腐食性成分
を吸収するためのアルカリ性薬剤を添加する薬剤添加器
と、前記燃焼排ガス流路の前記薬剤添加器より下流側に
設けられ、前記燃焼排ガス流路を流通するガス中のばい
じん及び前記アルカリ性薬剤を除去する集塵器とを備え
ていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】前記第１の燃焼排ガス流路は、前記煙道
の所定温度の燃焼排ガスが流通する部位より分岐し、前
記所定温度は、前記のアルカリ性薬剤の添加及び前記の
ばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼排ガス
流路を流通するガスの温度低下分を考慮し、前記熱交換
器に導入される前記燃焼排ガス温度を前記廃棄物の熱分
解に好適な所望の温度にできる温度であることを特徴と
する請求項１項記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】前記煙道の前記第１の燃焼排ガス流路が
分岐する部位より低温の前記燃焼排ガスが流通する部位
から前記燃焼排ガスを所定量導き、前記第１の燃焼排ガ
ス流路を流通する前記燃焼排ガスに混合する第２の燃焼
排ガス流路を備え、前記のアルカリ性薬剤の添加及び前
記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼排
ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮し、前記混
合により前記熱交換器に導入される前記燃焼排ガス温度
を前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にすることを
特徴とする請求項１項記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】前記煙道の前記第１の燃焼排ガス流路が
分岐する部位の前記燃焼排ガス温度より低温の空気を、
前記第１の燃焼排ガス流路を流通する前記燃焼排ガスに
混合する空気導入路を備え、前記のアルカリ性薬剤の添
加及び前記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による前
記燃焼排ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮
し、前記混合により前記熱交換器に導入される前記燃焼
排ガス温度を前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度に
することを特徴とする請求項１項記載の廃棄物処理装
置。
【請求項５】廃棄物を加熱して熱分解し、低温乾留ガ
スと主として不揮発性成分から成る熱分解残留物とに分
離する工程と、前記熱分解残留物から分別したチャーと
前記低温乾留ガスとを燃焼する工程と、この燃焼により
生じた燃焼排ガスを外気へ排出する排出口に煙道で導く
工程と、この排出口に導かれる前記燃焼排ガスの熱を回
収する工程と、前記排出口へと導かれる前記燃焼排ガス
の一部を取り出す工程と、この取り出された燃焼排ガス
と前記廃棄物とを間接的に熱交換することで、前記熱分
解の加熱源にする工程とを含んでいる廃棄物処理方法に
おいて、前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出された燃焼排ガス
中に、このガス中の酸性腐食性成分を吸収するためのア
ルカリ性薬剤を添加する工程と、この薬剤添加後の燃焼
排ガス中のばいじん及び前記アルカリ性薬剤を除去する
工程とを含んでいることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項６】前記燃焼排ガス取り出し工程では、前記
煙道の所定温度の燃焼排ガスが流通する部位より前記の
燃焼排ガスの取り出しを行ない、前記所定温度は、前記
のアルカリ性薬剤の添加及び前記のばいじんとアルカリ
性薬剤の除去による燃焼排ガスの温度低下分を考慮し、
前記取り出し燃焼排ガス温度を前記廃棄物の熱分解に好
適な所望の温度にできる温度であることを特徴とする請
求項５項記載の廃棄物処理方法。
【請求項７】前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出さ
れるより低温の燃焼排ガスが流通する前記煙道の部位か
ら前記燃焼排ガスの別の一部を取り出し、前記燃焼排ガ
ス取り出し工程で取り出された燃焼排ガスに混合する工
程を含み、前記のアルカリ性薬剤の添加及び前記のばい
じんとアルカリ性薬剤の除去による前記燃焼排ガス流路
を流通するガスの温度低下分を考慮し、前記混合により
前記の熱分解の熱源とされる燃焼排ガス温度を前記廃棄
物の熱分解に好適な所望の温度にすることを特徴とする
請求項５項記載の廃棄物処理方法。
【請求項８】前記燃焼排ガス取り出し工程で取り出さ
れる燃焼排ガスより低温の空気を、この取り出した燃焼
排ガスに混合する工程を含み、前記のアルカリ性薬剤の
添加及び前記のばいじんとアルカリ性薬剤の除去による
前記燃焼排ガス流路を流通するガスの温度低下分を考慮
し、前記混合により前記の熱分解の熱源とされる燃焼排
ガス温度を前記廃棄物の熱分解に好適な所望の温度にす
ることを特徴とする請求項５項記載の廃棄物処理方法。