JPH09145031A - 固形廃棄物の燃焼方法 - Google Patents

固形廃棄物の燃焼方法

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JPH09145031A
JPH09145031A JP32356295A JP32356295A JPH09145031A JP H09145031 A JPH09145031 A JP H09145031A JP 32356295 A JP32356295 A JP 32356295A JP 32356295 A JP32356295 A JP 32356295A JP H09145031 A JPH09145031 A JP H09145031A
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JP
Japan
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furnace
fluidized bed
solid waste
gasification furnace
slag
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JP32356295A
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English (en)
Inventor
Shosaku Fujinami
晶作 藤並
Kazuo Takano
和夫 高野
Masaaki Irie
正昭 入江
Tetsuhisa Hirose
哲久 廣勢
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動層ガス化炉を用いて、流動媒体の損耗量
を少なくし、スラグ中に未然分が残らず、溶融スラグ量
が少ない固形廃棄物の燃焼方法を提供する。 【解決手段】 固形廃棄物Aを流動層ガス化炉2にて4
50〜800℃で熱分解ガス化し、発生するガスとチャ
ーをサイクロン等の分級装置4に導いて粗大粒子Dを分
離した後、燃焼炉6に供給して1300℃以上で燃焼
し、灰分を溶融スラグ化9して回収Gすると共に、分離
した粗大粒子Dを前記ガス化炉2に戻すことによる固形
廃棄物の燃焼方法であり、前記流動層ガス化炉は、流動
媒体として砂(硅砂、オリビン砂)、アルミナ、鉄粉、
ドロマイト、石灰石又は生成する炭化物から選ばれた一
種以上を用いることができ、またガス化炉として、高速
流動層炉を好適に用いることができ、固形廃棄物には、
他の従来型焼却設備で発生する炉下灰又は飛灰を含有さ
せて処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固形廃棄物の燃焼
方法に係り、特に、都市ごみ、廃プラスチック、廃FR
P、シュレッダーダスト、脱水汚泥、廃木材等の固形廃
棄物を熱分解ガス化し、灰分を溶融スラグ化して回収す
る燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】固形廃棄物を対象とする従来の焼却処理
に代わる環境保全型の処理技術として、現在ガス化と高
温燃焼を組み合わせた「ガス化燃焼システム」の開発が
競われ、各種の方式が提案されている。中でも開発が先
行しているのは、ガス化炉にロータリーキルン炉を用い
た方式であるが、ガス化に必要な熱量を伝熱面を介して
外部から供給するため、反応の進捗度が遅かった。この
ため、ガス化炉の大型化が避けられず、実用に際してス
ケールアップの問題があった。
【0003】また、ガス化時に生成する炭化物のサイズ
が大きいため、いったん炉から取り出してから微粉砕処
理し、しかる後に溶融炉に供給する必要があった。この
ため、排出、粉砕、貯留、供給といった炭化物専用のハ
ンドリング設備が必要であった。こうしたハンドリング
中に炭化物の保有する顕熱が冷却や放熱により失われる
が、これはエネルギーの有効利用の観点から問題であっ
た。また、炭化物を冷却しないで外部に抜き出すと、空
気と接触した際に飛火する恐れもあった。また、近年ガ
ス化炉に流動層炉を採用することにより、こうした問題
を解決しようとする技術も提案されている。例えば、特
開平6−307614号公報には、ガラス繊維を含む廃
棄プラスチックスを流動層熱分解炉で燃焼分解させるこ
とにより分解ガスと飛灰とし、この飛灰を上記分解ガス
に同伴させて、旋回式溶融炉に導入して燃焼用空気と共
に混合燃焼させて溶融し、スラグ化して回収することが
記載されている。
【0004】この廃棄物焼却方法では、流動化ガスに空
気(もしくは酸素富活空気)を用いるため、ガス化に必
要な熱量は、原料の一部を燃焼することにより供給する
ことが可能である。このような熱の供給法を一般的には
内熱方式と呼ぶ。内熱方式の炉が、上記ロータリーキル
ン炉のような外熱方式の炉に比べ、コンパクトさ並びに
反応の完結度の点で優ることは明白である。ところで、
上記方法において、分解炉からの分解ガスと飛灰、すな
わち、ここで言うチャーをそのまま溶融炉に導入する
と、流動媒体として用いる流動砂等の一部が溶融炉に同
伴され、流動媒体の損耗量が甚だしく多くなったり、ス
ラグ中に未燃分を残す等の問題を生ずることが解った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点を解消し、流動層ガス化炉を用いて、流動媒体の損
耗量を少なくし、スラグ中に未燃分が残らない固形廃棄
物の燃焼方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、固形廃棄物を流動層ガス化炉にて45
0〜800℃で熱分解ガス化し、発生するガスとチャー
を分級装置に導いて粗大粒子を分離した後、燃焼炉に供
給して1300℃以上で燃焼し、灰分を溶融スラグ化し
て回収すると共に、分離した粗大粒子を前記ガス化炉に
戻すことを特徴とする固形廃棄物の燃焼方法としたもの
である。前記燃焼方法において、流動層ガス化炉は、流
動媒体として砂(硅砂、オリビン砂等)、アルミナ、鉄
粉といった不活性物質、及びドロマイト、石灰石又は生
成する炭化物から選ばれた一種以上を用いるのがよい。
また、本発明の燃焼方法は、ガス化炉がいわゆる高速流
動層炉である場合に好適に適用でき、前記分級装置とし
てはサイクロン等を用いることができる。本発明におい
ては、固形廃棄物とともに、他の従来型焼却設備で発生
する炉下灰や飛灰を処理することもできる。
【0007】
【発明の実施の形態】一般の流動層炉の場合、生成した
炭化物が流動媒体の激しい攪拌作用により粉砕されて細
かなチャーとなり、層内に堆積することなくガスに同伴
して後流の燃焼炉に運ばれ、ガスとともに燃焼する。こ
の時、良質な熱媒体である固い硅砂を流動媒体として用
いると、こうした炭化物の粉砕作用を促進出来る。しか
し、使用する流動媒体の種類とか、固形廃棄物の種類に
よっては、粗大粒子がガス化炉から飛散され、直接燃焼
炉に導入されるため、本発明では、ガス化炉出口にサイ
クロン等の分級装置を設置することとしている。特に、
本発明では、流動層をいわゆる高速流動層として、流動
化ガスの層内線速度を通常の流動層の2〜3m/sec
より大きい4m/sec以上とする場合に好適に適用で
きる。
【0008】この方法は、砂による粉砕作用を一層高め
ることができるが、この場合は、ガス化炉と燃焼炉の中
間にサイクロンを設けて粗大粒子を捕集し、ガス化炉に
還流させることが必須となる。何故なら、サイクロンを
設けないで数十μを越える砂やチャーを全量燃焼炉に入
れてしまうと、砂の損耗量が甚だしく多くなり、また、
スラグ中に未燃分を残すことになる。更には、スラグ発
生量を増やすことになり、本ガス化燃焼システム開発の
主旨にも反することになるからである。また、従来型の
焼却設備の中には、灰溶融設備を保有しないかあるいは
近隣に灰溶融設備の無い所があり、焼却炉や廃熱ボイラ
から排出される炉下灰や灰の処理に困窮している。こう
した灰を本設備に受入れて他の固形廃棄物とともに処理
することにより、未燃分を含まない良質なスラグとする
ことが出来る。
【0009】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明
する。図1は、本発明の固形廃棄物の燃焼方法に用いる
装置の一例を示す概略構成図である。図1において、1
は固形廃棄物用の供給装置、2は流動層ガス化炉、3は
流動層、4はサイクロン、5はロックバルブ、6は旋回
式の溶融燃焼炉、7は一次燃焼室、8は二次燃焼室、9
はスラグ分離部である。また、Aは固形廃棄物、Bは流
動化用空気、Cは生成ガス、Dは粗大粒子、Eは燃焼用
空気、Fは排ガス、Gはスラグである。固形廃棄物A
は、破砕などの前処理を施した後、スクリュー式の供給
装置1により、ガス化炉2に定量供給される。ガス化炉
の下方からは流動化用の空気Bが供給され、炉内には硅
砂の流動層3が形成されている。原料は流動層の上方に
投入され、450〜800℃に保持した流動層の内部で
空気と接触し、速やかに熱分解ガス化反応が進行する。
【0010】なお、この450〜800℃というガス化
温度の範囲であるが、下限値は所定量のガス化処理量を
確保する観点から決ってくる。一方、上限値はアグロメ
レーション(塊状化)防止あるいは有価金属回収の観点
から決ってくる。例えばアルミニウム回収のためにはガ
ス化温度をアルミニウムの融点の660℃より低目に設
定する必要がある。従って、原料である固形廃棄物の質
と本処理法の目的に応じて最適なガス化温度は決ってく
る。この熱分解ガス化によりガスと炭化物が生成する
が、炭化物は硅砂の攪乱運動により微粉砕されチャーと
なる。微細化されたチャーと硅砂はガスの流れに同伴し
てガス化炉から排出され、後流のサイクロン4に供給さ
れる。サイクロンに飛来するチャーと硅砂の中で、サイ
ズの大きなものは粗大粒子Dとして捕集され、ダブルに
設けたロックバルブ5より成る排出機構を介して、ガス
化炉の流動層内に定量供給される。
【0011】サイクロンを出た生成ガスCは、サイクロ
ンで分離されなかった微小粒子とともに旋回式溶融炉6
の一次燃焼室7に供給され、予熱された燃焼用空気Eと
旋回流中で混合しながら、1300℃を上回る温度で高
速燃焼する。燃焼は次の二次燃焼室8で完結し、排ガス
Fはスラグ分離部9から排出される。この時、粒子に含
まれる灰分は高温のために溶融スラグミストとなる。ス
ラグミストは旋回流の遠心力により炉壁上の溶融スラグ
相に捕捉される。溶融スラグは炉壁を流れ下って二次燃
焼室に入り、スラグ分離部の底部から排出される。な
お、溶融炉を出た排ガスは、廃熱ボイラ、節炭器、空気
予熱器といった熱回収装置を経て、誘引送風機を通過
後、大気放出される。溶融炉の一次燃焼室と二次燃焼室
には、始動用並びに補助用のバーナが設備されている。
【0012】
【発明の効果】本発明を、固形廃棄物の燃焼処理に適用
した場合の特長は、下記のようである。 従来の固体燃焼に代わるガス燃焼であるため、1.
3程度の低空気比燃焼が実現し、その結果排ガス量は大
幅に低減される。 有害なダイオキシン類は、高温燃焼によりほぼ完全
に分解される。 廃棄物中の灰分は、同じく高温燃焼により溶融スラ
グとして回収される。このため、灰中の重金属はスラグ
中に封じ込められ無害化される。 ガス化による生成ガスのみで燃焼させるため、灰溶
融専用のエネルギー(例えば電力)が不要となる。
【0013】 鉄、銅、アルミといった金属は、リサ
イクル可能な酸化を受けない状態で回収される。 分級装置を設けることにより、流動媒体の消耗を少
なくするとともに、生成スラグ中の未燃分を減らした。
この結果、生成する溶融スラグを低減できた。 本発明は、ガス化炉内に流動層を形成することにより、
砂の攪乱運動による炭化物の微粉砕、並びに部分燃焼に
よる熱の供給を可能とし、シンプル性、コンパクト性、
エネルギーの利用度、さらに操業の安全性を向上させた
ガス化燃焼システムを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固形廃棄物の燃焼方法に用いる装置の
概略構成図。
【符号の説明】
1:固形廃棄物用の供給装置、2:流動層ガス化炉、
3:流動層、4:サイクロン、5:ロックバルブ、6:
旋回式の溶融燃焼炉、7:一次燃焼室、8:二次燃焼
室、9:スラグ分離部、A:固形廃棄物、B:流動化用
空気、C:生成ガス、D:粗大粒子、E:燃焼用空気、
F:排ガス、G:スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23G 5/32 ZAB F23G 5/32 ZAB F23J 1/00 F23J 1/00 B (72)発明者 廣勢 哲久 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固形廃棄物を流動層ガス化炉にて450
    〜800℃で熱分解ガス化し、発生するガスとチャーを
    分級装置に導いて粗大粒子を分離した後、燃焼炉に供給
    して1300℃以上で燃焼し、灰分を溶融スラグ化して
    回収すると共に、分離した粗大粒子を前記ガス化炉に戻
    すことを特徴とする固形廃棄物の燃焼方法。
  2. 【請求項2】 前記流動層ガス化炉は、流動媒体として
    砂、アルミナ、鉄粉、ドロマイト、石灰石又は生成する
    炭化物から選ばれた一種以上を用いることを特徴とする
    請求項1記載の固形廃棄物の燃焼方法。
  3. 【請求項3】 前記流動層ガス化炉は、高速流動層炉で
    あることを特徴とする請求項1記載の固形廃棄物の燃焼
    方法。
  4. 【請求項4】 前記固形廃棄物は、他の従来型焼却設備
    で発生する炉下灰又は飛灰を含有していることを特徴と
    する請求項1記載の固形廃棄物の燃焼方法。
JP32356295A 1995-11-20 1995-11-20 固形廃棄物の燃焼方法 Pending JPH09145031A (ja)

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