JPH10141626A - Gasifying and melting method for waste - Google Patents

Gasifying and melting method for waste

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JPH10141626A
JPH10141626A JP30140196A JP30140196A JPH10141626A JP H10141626 A JPH10141626 A JP H10141626A JP 30140196 A JP30140196 A JP 30140196A JP 30140196 A JP30140196 A JP 30140196A JP H10141626 A JPH10141626 A JP H10141626A
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JP
Japan
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waste
furnace
gas
melting
zone
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Application number
JP30140196A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ishida
博章 石田
Takaiku Yamamoto
高郁 山本
Hirotaka Sato
弘孝 佐藤
Katsuya Isaka
勝哉 伊坂
Hideaki Yasufuku
秀章 安福
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasifying and melting method for waste, gasifying and melting the waste to recover fuel gas, molten slag and molten metal. SOLUTION: Waste is gasified and molten employing a gasifying and melting furnace for the waste, in which the waste, charged into the furnace, is burnt to gasify organic substances in the waste and recover the same as energy gas while ash and metals in the waste are recovered as molten substances. In such a method, the waste is changed into solid fuel previously by applying the treatment of crushing-drying-classifying (classifying as well as recovering of valuable metals and classifying and removing of incombustibles)-volume reduction and molding, then, charged into the gasifying and melting furnace to gasify and melt the waste. On the other hand, when dust, discharged out of the gasifying and melting furnace, is recycled (added and mixed into the waste after classification), condensation of heavy metals, contained in the dust, can be effected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物および
産業廃棄物(以下、これらを区別せず、単に廃棄物とも
称す)をガス化して燃料として使用できるガス(以下、
エネルギーガスと称す)を回収するとともに、これら廃
棄物に含まれる灰分と金属類をそれぞれ溶融スラグと溶
融金属として回収する廃棄物のガス化溶融方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a gas (hereinafter referred to as "waste") which can be used as a fuel by converting general waste and industrial waste (hereinafter, also simply referred to as waste).
The present invention relates to a method of gasifying and melting waste, which collects ash and metals contained in these wastes as molten slag and molten metal, respectively.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ごみを主体とする一般廃棄物、およ
び廃棄された自動車や家電製品のシュレッダーダストを
主体とする産業廃棄物の処理方法として、埋立て処分な
いしは焼却後埋立て処分する方法が採られている。しか
し、最近の埋立て処分地の確保が極めて困難であるとい
う逼迫した状況の下にあっては、これまで一般的に採用
されている焼却方式が見直されてきている。
2. Description of the Related Art As a method of treating general waste mainly composed of municipal waste and industrial waste mainly composed of shredder dust of discarded automobiles and home electric appliances, a method of landfill disposal or landfill disposal after incineration is known. Has been adopted. However, under the recent tight situation that it is extremely difficult to secure landfill sites, the incineration method generally used so far has been reviewed.

【0003】また、廃棄物をそのまま埋立て処分ないし
は焼却後埋立て処分する方法をとるのではなく、一旦減
容固形化した廃棄物、すなわち、一般的にRDF(Refu
se Derived Fuel :廃棄物に由来する燃料という意味)
と呼ばれる固形燃料にした後、焼却する方式もある。こ
の方式のものとしては、例えば、(株)日本リサイクル
マネジメントによるTC−システム(可燃性廃棄物の固
形燃料化技術)、(株)荏原製作所によるJ−カトレル
システム(同じく、可燃性廃棄物の固形燃料化技術)、
あるいは三重県におけるリサイクルエネルギーセンター
構想で計画されている可燃物の固形燃料化等があげられ
る(第6回ごみ固形燃料化技術に関するセミナー講演要
旨集、平成8年6月28日(環境計画センター))。
[0003] Further, instead of using a method of directly disposing of waste or landfilling after incineration, waste once reduced in volume and solidified, that is, RDF (Refu) is generally used.
se Derived Fuel (meaning fuel derived from waste)
There is also a system in which the fuel is incinerated after it has been converted into a solid fuel. Examples of this system include a TC-system (technique for converting flammable waste into solid fuel) by Japan Recycling Management Co., Ltd. and a J-Catrel system (also from flammable waste) by EBARA CORPORATION. Solid fuel technology),
Another example is the conversion of combustibles to solid fuel, which is planned in the Mie Prefecture's Recycling Energy Center concept (The 6th Seminar Abstract on Solid Waste Fuel Conversion Technology, June 28, 1996 (Environmental Planning Center) ).

【0004】一方、有限資源愛護の見地からみると、こ
れら廃棄物あるいはRDFを単に焼却するのではなく、
再生利用可能なものは資源(有用物質)あるいはエネル
ギー(熱エネルギー)として回収することが望ましい。
現在、実用化されている例として次のようなものがあげ
られる。
On the other hand, from the standpoint of protecting limited resources, these wastes or RDF are not simply incinerated,
It is desirable to recover recyclable materials as resources (useful substances) or energy (heat energy).
The following are examples that are currently in practical use.

【0005】1.物質回収 金属(アルミ缶、スチール缶など)の分別回収 プラスチック(PETボトルなど)の分別回収 古紙(新聞紙など)の分別回収 2.物質転換回収 プラスチックの熱分解油化による燃料油としての回収 プラスチックの熱分解ガス化による燃料ガスとしての
回収 3.熱エネルギー回収 廃棄物焼却時の蒸気回収 上記の1は廃棄物に至る手前の事前処理方法であるた
め、分別後の廃棄物からの有用物質の回収は上記の2あ
るいは3の手段に頼らざるをえない。特に最近は、生活
様式の変化(多様化)によって、一般廃棄物および産業
廃棄物には様々な物質が含まれるため、各種の廃棄物に
柔軟に対応することができ、かつ経済性のよいガス化方
式が脚光を浴びてきている。
[0005] 1. Material recovery Separation and recovery of metals (aluminum cans, steel cans, etc.) Separation and recovery of plastics (PET bottles, etc.) Separation and recovery of waste paper (newspaper, etc.) 2. Material conversion and recovery Recovery of plastics as fuel oil by pyrolysis oil recovery Recovery of plastics as fuel gas by pyrolysis gasification Thermal energy recovery Steam recovery at the time of waste incineration Since the above item 1 is a pre-treatment method before waste, the recovery of useful substances from waste after separation must rely on the above two or three means. I can't. In particular, recently, general waste and industrial waste contain various substances due to changes in lifestyle (diversification). Chemical systems are in the spotlight.

【0006】このガス化方式としては、次のようなもの
があげられる。
[0006] As the gasification system, the following one can be mentioned.

【0007】A.コークスベッド方式直接溶融システム (「鉄鋼界報」No.1674,1996.3.21
(日本鉄鋼連盟)、「燃料及燃焼」第61巻,第8号
(1994)572〜578頁、および特公平7−35
889号公報参照) 溶融炉本体は単段羽口の竪型シャフト炉であり、炉中央
部から廃棄物とともにコークスと石灰石が投入される。
炉内は上部から予熱・乾燥帯(約300℃)、熱分解帯
(300〜1000℃)および燃焼・溶融帯(1700
〜1800℃)に区分される。予熱・乾燥帯では廃棄物
が加熱され水分が蒸発する。乾燥された廃棄物は次第に
降下し、熱分解帯に移行して有機物はガス化する。この
発生ガスは、炉上部から排出され、後段の燃焼室で完全
に燃焼し、廃熱ボイラー等の熱回収システムにより熱エ
ネルギーの回収が図られる。
A. Coke bed direct melting system ("Steel Industry Bulletin" No.1674, 1996.3.21
(Japan Iron and Steel Federation), “Fuel and Combustion,” Vol. 61, No. 8, (1994), pp. 572-578, and Tokuhei 7-35
The melting furnace main body is a single-stage tuyere vertical shaft furnace, into which coke and limestone are charged together with waste from the center of the furnace.
Inside the furnace, from the top, a preheating / drying zone (about 300 ° C), a thermal decomposition zone (300 to 1000 ° C), and a combustion / melting zone (1700)
8001800 ° C.). In the preheating / drying zone, waste is heated and moisture evaporates. The dried waste gradually descends and moves to the pyrolysis zone where the organic matter is gasified. The generated gas is exhausted from the upper part of the furnace, is completely burned in a combustion chamber at a later stage, and heat energy is recovered by a heat recovery system such as a waste heat boiler.

【0008】一方、ガス化された残りの灰分と無機物は
コークスとともに燃焼・溶融帯に降下する。コークスは
羽口から供給される空気により燃焼し、その熱によって
灰分と無機物が完全に溶融する。溶融物は投入された石
灰石によって適度な粘度および塩基度に調整され、出湯
口から炉外へ排出される。
[0008] On the other hand, the remaining gasified ash and inorganic substances fall into the combustion / melting zone together with coke. The coke is burned by the air supplied from the tuyere, and the heat causes the ash and inorganic substances to completely melt. The melt is adjusted to an appropriate viscosity and basicity by the charged limestone, and discharged from the taphole to the outside of the furnace.

【0009】なお、コークスを節減するために、コーク
スと廃棄物の装入系統を別個にして排ガスの顕熱を廃棄
物の乾燥および予熱に利用し、炉の熱効率を上げる方法
が開示されている(前記特公平7−35889号公
報)。
In order to save coke, a method is disclosed in which a separate charging system for coke and waste is used to utilize the sensible heat of exhaust gas for drying and preheating of waste to increase the thermal efficiency of the furnace. (Japanese Patent Publication No. 7-35889).

【0010】B.高温ガス化直接溶融システム (「鉄鋼界報」No.1674,1996.3.21
(日本鉄鋼連盟)) 溶融炉本体は、高さ方向に3段階に区分された羽口を有
する竪型炉であり、1000℃程度の高温に維持された
廃棄物の乾留物で形成される流動層に、コークス等の補
助燃料とともに廃棄物が直接投入される。中段の羽口
(2段羽口)から流動層内に送風することにより、生成
ガスの一部が燃焼して温度が維持される。
B. High temperature gasification direct melting system ("Steel Industry Bulletin" No.1674, 1996.3.21
(The Japan Iron and Steel Federation)) The melting furnace body is a vertical furnace having tuyeres divided into three stages in the height direction, and the flow formed by the dry distillate of waste maintained at a high temperature of about 1000 ° C. Waste is directly injected into the formation along with auxiliary fuel such as coke. By blowing air from the middle tuyere (two-stage tuyere) into the fluidized bed, part of the generated gas is burned and the temperature is maintained.

【0011】不燃物を含む乾留物は、補助燃料とともに
炉下部の移動層に降下し、下段の羽口(主羽口)からの
酸素富化空気により高温燃焼・ガス化し、不燃物および
灰分が溶融、滴下して比重差によりメタルと分離され
る。一方、フリーボード下部に設置した羽口(3段羽
口)からの送風によりフリーボード温度が常に1000
℃以上に保たれ、タール分の発生、ダイオキシン類およ
びその前駆体の生成が防止される。
[0011] The dry distillate containing incombustibles descends to the moving bed at the lower part of the furnace together with the auxiliary fuel, and is burned and gasified at a high temperature by oxygen-enriched air from the lower tuyere (main tuyere). It is melted, dropped and separated from metal by the difference in specific gravity. On the other hand, the free board temperature is always 1000 by the air from the tuyere (three-stage tuyere)
The temperature is maintained at not less than ° C., thereby preventing the generation of tar components and the production of dioxins and their precursors.

【0012】C.Thermoselect方式 (Thermoselect(1995.5.26),
PART1”Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste”) この方式で用いられる炉は、廃棄物中の水分の蒸発と有
機物の熱分解を行うプレス加圧式管型熱分解器と、酸素
による熱分解残渣(チャー)の燃焼、灰の溶融およびガ
スの改質を行う燃焼溶融炉とが一体に連結された熱分解
溶融炉である。燃焼溶融炉の内部では、まず、熱分解器
からの有機物の分解ガスが炉の中間部に導かれ、一方、
チャーは炉底部に降下し、酸素によって高温で燃焼して
灰が溶融するとともに、炉上部の高温雰囲気下で有機物
分解ガスのCOおよびH2 への転換(ガスの改質)が進
行する。
C. Thermoselect method (Thermoselect (1995.5.26),
PART1 "Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste ”) The furnace used in this method is a pressurized tubular pyrolyzer that evaporates water in waste and pyrolyzes organic matter, and the combustion of pyrolysis residue (char) by oxygen, ash This is a pyrolysis melting furnace that is integrally connected with a combustion melting furnace that melts and reforms gas.In the combustion melting furnace, first, the decomposition gas of organic substances from the pyrolyzer is sent to the middle part of the furnace. Guided,
The char descends to the bottom of the furnace, and is burned at a high temperature by oxygen to melt the ash. At the same time, conversion of organic decomposition gas to CO and H 2 (gas reforming) proceeds in a high-temperature atmosphere at the top of the furnace.

【0013】しかしながら、上記従来の方式には次のよ
うな問題がある。
However, the above conventional method has the following problems.

【0014】すなわち、上記の方式Aのシステムの竪型
シャフト炉は高価なコークスを必須とし、生成ガスを完
全燃焼させるのでその顕熱しか回収できない。また、こ
の方式では、炉上部の予熱・乾燥帯温度が約300℃程
度であるので、充分分解しきれないタール等の炭化水素
やダイオキシン類が多量に炉外に排出される。
That is, the vertical shaft furnace of the above system A requires expensive coke and completely burns the generated gas, so that only the sensible heat can be recovered. Further, in this method, since the temperature of the preheating / drying zone in the upper part of the furnace is about 300 ° C., a large amount of hydrocarbons such as tar and dioxins which cannot be sufficiently decomposed are discharged outside the furnace.

【0015】方式Bのシステムの竪型炉も、方式Aの場
合と同様に高価なコークスを必須としている。また、フ
リーボードを常に1000℃以上に保つために、大きな
フリーボードを必要とし、炉の大型化が避けられない。
The vertical furnace of the system B also requires expensive coke as in the case of the system A. Further, in order to keep the free board always at 1000 ° C. or higher, a large free board is required, and an increase in the size of the furnace is inevitable.

【0016】方式Cで用いられる炉は、2つの反応器
(炉)を一体に連結しているとはいいながら、実際上は
明らかに熱分解炉と燃焼溶融炉の2炉に分離している。
したがって、構造的に複雑であり、設備コストが高くな
る。また、熱分解炉は燃焼溶融炉とは分離された間接加
熱型の炉であるため、燃焼溶融炉の排ガス顕熱が充分利
用されない。
Although the furnace used in the method C is said to integrally connect two reactors (furnace), it is actually clearly separated into two furnaces, a pyrolysis furnace and a combustion melting furnace. .
Therefore, it is structurally complicated and the equipment cost increases. Further, since the pyrolysis furnace is an indirect heating type furnace separated from the combustion melting furnace, the sensible heat of the exhaust gas of the combustion melting furnace is not sufficiently utilized.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、埋立て処分
地の問題に関連して、廃棄物中の可燃分、灰分および鉄
分などを有効利用し、埋立てに係わる費用の低減を図る
とともに、生成する副生ガスを発電用燃料等に活用する
ためになされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In connection with the problem of landfill sites, the present invention is to effectively use combustibles, ash, iron, etc. in wastes, and to reduce the costs associated with landfills. It is intended to utilize the by-product gas generated as fuel for power generation and the like.

【0018】すなわち、本発明の課題は、一般廃棄物お
よび産業廃棄物を単に焼却するのではなく、廃棄物中に
含まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収
するとともに、廃棄物中に含まれる灰分と金属類をそれ
ぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する方法を提供す
ることにある。具体的には、上記の従来技術における問
題を解決し、高価なコークスを使用せずに、廃棄物のガ
ス化溶融、脱水・熱分解およびガス改質の一連の工程を
1炉で実施し、かつタールやダイオキシン等がほとんど
含まれない清浄な排ガスとすることができるガス化溶融
方法を提供することを目的としている。
That is, an object of the present invention is not to simply incinerate general wastes and industrial wastes, but to gasify organic substances contained in the wastes and collect them as energy gas, and to include the wastes in the wastes. An object of the present invention is to provide a method for recovering ash and metals as a molten slag and a molten metal, respectively. Specifically, a series of processes of gasification melting of waste, dehydration / pyrolysis, and gas reforming are performed in one furnace without using expensive coke, solving the problems in the above-described conventional technology, It is another object of the present invention to provide a gasification and melting method capable of producing a clean exhaust gas containing substantially no tar or dioxin.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
ガス化溶融方法にある。
The gist of the present invention resides in the following gasification melting method.

【0020】廃棄物中の有機物をガス化してエネルギー
ガスとして回収するとともに、廃棄物中の灰分と金属類
を溶融物として回収する廃棄物のガス化溶融炉を用いて
廃棄物をガス化溶融する方法において、前記廃棄物を、
あらかじめ下記(1)〜(4)の工程による処理を施し
た後、前記ガス化溶融炉に装入し、ガス化溶融すること
を特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。
The organic matter in the waste is gasified and recovered as an energy gas, and the waste is gasified and melted by using a waste gasification and melting furnace for recovering ash and metals in the waste as a melt. In the method, the waste is
A method for gasification and melting of waste, wherein the method is subjected to the following processes (1) to (4) in advance and then charged into the gasification and melting furnace and gasified and melted.

【0021】(1)廃棄物を粉砕する工程 (2)粉砕した廃棄物を乾燥する工程 (3)乾燥後の廃棄物から銅、アルミニウム等の有価金
属を分別回収し、ガレキ、土砂等の不燃物を分別除去す
る工程 (4)上記(3)の分別回収および分別除去後の廃棄物
に、石灰を添加混合して減容成型する工程 また、上記の廃棄物のガス化溶融方法において、ガス化
溶融炉から排出されるダストを上記の工程(4)で処理
する廃棄物に添加混合することを特徴とする廃棄物のガ
ス化溶融方法である。
(1) Step of crushing waste (2) Step of drying crushed waste (3) Separation and collection of valuable metals such as copper and aluminum from the dried waste, and incombustibility such as rubble and earth and sand (4) Step of adding and mixing lime to the waste after the separation and collection and the separation and removal of the above (3) to reduce the volume of the waste. A gasification and melting method for waste, characterized in that dust discharged from the gasification and melting furnace is added to and mixed with the waste to be treated in the step (4).

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の廃棄物のガス化溶
融方法(本発明方法)について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the method for gasifying and melting waste (the method of the present invention) of the present invention will be described in detail.

【0023】まず、本発明方法において、ガス化溶融炉
に装入する廃棄物に対し、前記(1)〜(4)の工程に
よる処理、すなわちRDF化を行う理由を説明する。
First, in the method of the present invention, the reason why the waste charged into the gasification and melting furnace is subjected to the treatment in the above-mentioned steps (1) to (4), that is, the RDF conversion is described.

【0024】図1は、RDFの概略の製造工程を示す図
である。図示したように、この工程は、粉砕、乾燥、分
別および減容成型の4工程からなっている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic manufacturing process of an RDF. As shown, this step consists of four steps: grinding, drying, fractionation and volume reduction molding.

【0025】(1)粉砕工程 収集された廃棄物は品質的に多種多様であるが、サイズ
的にも微少物から粗大ごみに至るまで広範囲にわたって
いる。このような広範囲にわたるサイズの廃棄物をガス
化溶融炉にそのまま充填すると、安定的な通気性を維持
することが困難となり、棚吊りや吹き抜け等の操業トラ
ブルの誘因となる。
(1) Pulverization Step Although the collected wastes vary in quality, they also range in size from small to oversized garbage. If such a wide range of wastes are directly charged into a gasification and melting furnace, it is difficult to maintain stable air permeability, and this may cause operation troubles such as hanging on a shelf or blowing through.

【0026】すなわち、微少サイズの廃棄物は充填層の
目詰まりの原因になったり、また飛散する量が多くなる
ので集塵設備に負担がかかる。一方、粗大ごみになると
ガス化溶融炉の内部に燃焼が不均一な部分が生じるの
で、通気性が乱されるばかりか、排ガスとして回収する
エネルギーガスの成分のバラツキも大きくなる。また、
サイズの最も大きい廃棄物に合わせて装入設備を製作し
なければならないため、オーバースペックな設備とな
り、無駄が多く、経済性に乏しい。
That is, the minute-sized waste causes clogging of the packed bed and increases the amount of scattered waste. On the other hand, when the garbage becomes oversized, a portion in which the combustion is not uniform occurs inside the gasification and melting furnace, so that not only the gas permeability is disturbed but also the dispersion of the components of the energy gas recovered as the exhaust gas increases. Also,
Since the charging equipment has to be manufactured according to the largest waste, the equipment is over-specified, wasteful and economical.

【0027】したがって、廃棄物は、ガス化溶融炉に装
入する前に、粉砕処理を施す必要がある。粉砕後の廃棄
物のサイズは、一概には決められないが、一般的には1
50mm程度以下とするのが好ましい。また、粉砕に用
いる機械設備は特定のものに限定されないが、従来使用
されている一軸せん断方式のものが好適である。
Therefore, it is necessary to subject the waste to pulverization before charging the waste into a gasification and melting furnace. The size of the crushed waste is not generally determined, but is generally 1 size.
It is preferable to set it to about 50 mm or less. The mechanical equipment used for pulverization is not limited to a specific one, but a conventionally used uniaxial shearing type is preferred.

【0028】(2)乾燥工程 特に都市ごみ等の一般廃棄物には、多量の水分が含まれ
ている。生ごみを例にとれば、平均的な水分含有量は3
0〜60%であり、70%を超える場合もある。このよ
うな廃棄物をそのままガス化溶融炉に装入すると、水分
を蒸発させるために多大なエネルギーが必要となる。本
来、ガス化溶融炉では、廃棄物中の有機物の熱分解・ガ
ス化、及び熱分解後の残渣である灰の溶融のために貴重
なエネルギーが消費されなければならないのであるか
ら、廃棄物に含まれる水分は、ガス化溶融炉へ装入され
る前に除去しておくのが望ましい。
(2) Drying process General waste such as municipal solid waste contains a large amount of water. Taking garbage as an example, the average water content is 3
0 to 60%, and may exceed 70% in some cases. If such waste is directly charged into a gasification and melting furnace, a large amount of energy is required to evaporate water. Essentially, in a gasification and melting furnace, valuable energy must be consumed to thermally decompose and gasify organic matter in waste and to melt ash, which is a residue after pyrolysis. It is desirable that the contained water be removed before being charged into the gasification and melting furnace.

【0029】廃棄物に含まれる水分をガス化溶融炉外で
除去するには、ガス化溶融炉の廃熱を有効利用する方
法、機械的に圧縮する方法等、従来使用されている方法
によればよい。
In order to remove the moisture contained in the waste outside the gasification and melting furnace, a conventionally used method such as a method of effectively utilizing the waste heat of the gasification and melting furnace or a method of mechanically compressing the waste is used. I just need.

【0030】(3)分別工程 前述したように、廃棄物中に含まれる金属類やプラスチ
ック類等の有価物は、事前に分別回収しておくのが望ま
しい。
(3) Separation Step As described above, it is desirable to separate and collect valuable resources such as metals and plastics contained in the waste in advance.

【0031】この工程で、廃棄物中の銅、アルミニウム
及び鉄等の金属類を除去できれば、ガス化溶融炉に持ち
込まれる金属分が減少するので、金属類を溶融するため
のエネルギーが不要になる他、溶融スラグに持ち込まれ
る金属、特に酸化鉄及び酸化鉛の含有量が減少する。そ
の結果、溶融スラグの有効利用、例えばセメント原料、
タイル、ブロックや、路盤材等、より広範囲での使用が
可能となる。また、溶融スラグに含有される酸化鉄及び
酸化鉛が減少すれば、従来、ガス化溶融炉で、溶融スラ
グの還元及び金属類の回収に必要とされていたコークス
を不要とすることができる。
In this step, if metals such as copper, aluminum and iron in the waste can be removed, the amount of metals brought into the gasification and melting furnace is reduced, so that energy for melting the metals becomes unnecessary. In addition, the content of metals, especially iron oxide and lead oxide, brought into the molten slag is reduced. As a result, effective use of molten slag, for example, cement raw materials,
It can be used in a wider range such as tiles, blocks, and roadbed materials. Further, if the iron oxide and the lead oxide contained in the molten slag are reduced, the coke conventionally required for the reduction of the molten slag and the recovery of metals in the gasification melting furnace can be eliminated.

【0032】さらに、この工程で、廃棄物中のがれき類
や土砂等のスラグ類を除去できれば、ガス化溶融炉に持
ち込まれるスラグ分が減少するので、スラグを溶融する
ためのエネルギーが不要になる他、溶融スラグを詰まり
等を生じさせずに安定して排出させるために添加する石
灰石等の造滓剤を削減できるという利点もある。
Further, if slags such as debris and earth and sand in the waste can be removed in this step, the amount of slag brought into the gasification and melting furnace is reduced, so that energy for melting the slag becomes unnecessary. In addition, there is an advantage that the amount of slag-forming agent such as limestone added to stably discharge the molten slag without causing clogging or the like can be reduced.

【0033】また、廃棄物中の金属類及びスラグ類が事
前に除去されていれば、ガス化溶融炉に充填される廃棄
物は可燃物を多く含有することになるので、廃棄物自身
が有する発熱量(カロリー)が高くなり、ガス化溶融炉
において、高価なコークス、石炭及び灯油・重油等の補
助燃料を使う必要がなくなる。
If the metals and slags in the waste have been removed in advance, the waste to be charged into the gasification and melting furnace contains a large amount of combustible materials, and the waste itself has The calorific value is increased, and it is not necessary to use expensive coke, coal, and auxiliary fuels such as kerosene and heavy oil in the gasification and melting furnace.

【0034】多種多様な物が混在した状態のままの廃棄
物から上記の金属類あるいはがれきや土砂等のスラグ類
を分別回収するのは困難であるが、本発明方法において
は、既に粉砕及び乾燥処理が施されているので、比重差
による重量物と軽量物への選別や、磁力による鉄類の選
別等は、比較的容易となる。
It is difficult to separate and collect the above-mentioned metals or slags such as debris and earth and sand from the waste in which various kinds of substances are mixed. However, in the method of the present invention, it is already pulverized and dried. Since the treatment is performed, it is relatively easy to select heavy and light materials by a difference in specific gravity, and to sort irons by magnetic force.

【0035】(4)減容成型工程 この工程では、前処理で粉砕乾燥した廃棄物を減容成型
して、均一サイズの廃棄物、すなわちRDFとする。減
容成型に用いる機械設備について特に限定はないが、従
来から使用されている一軸スクリュー押出式のもの等が
好適である。成型後のサイズは、ガス化溶融炉の炉径、
装入口径等に応じて適宜定めればよいが、通常は10〜
100mm程度とするのが好ましい。
(4) Volume Reduction Molding Step In this step, the waste that has been pulverized and dried in the pretreatment is volume reduced and molded to obtain a uniform-sized waste, that is, RDF. There is no particular limitation on the mechanical equipment used for volume reduction molding, but a single-screw extruder of a conventionally used type is suitable. The size after molding is the diameter of the gasification and melting furnace,
It may be appropriately determined according to the charging inlet diameter and the like, but usually 10 to
It is preferable to set it to about 100 mm.

【0036】上記のようにして得られるRDFをガス化
溶融炉に装入すると、サイズが均一化されているので、
炉内では自ずと充填層(RDFが比較的密に充填された
層)が形成される。その結果、炉内の通気性が改善さ
れ、安定的なガス化溶融操業が可能となる。また、ガス
化溶融炉の原料装入設備を過度に大きくする必要がな
く、適切な大きさに設計することが可能となる。
When the RDF obtained as described above is charged into a gasification and melting furnace, the size is uniformized.
In the furnace, a packed layer (a layer in which RDF is relatively densely packed) is naturally formed. As a result, the gas permeability in the furnace is improved, and a stable gasification and melting operation can be performed. Further, it is not necessary to make the raw material charging equipment of the gasification melting furnace excessively large, and it is possible to design the raw material charging equipment to have an appropriate size.

【0037】RDFは減容前の廃棄物と異なり緻密性が
向上しているので、ガス化溶融炉の中で徐々に熱分解・
ガス化し、燃焼する。いわゆるコークスのような火持ち
が良い燃料の役割を果たす。なお、RDFの充填層は、
密に形成された堅固なものとなっているので、廃棄物の
飛散ロスは著しく減少する。
Since the RDF has improved compactness unlike the waste before volume reduction, it gradually undergoes thermal decomposition and decomposition in a gasification and melting furnace.
Gasifies and burns. A fire like coke plays a role of good fuel. The packed layer of RDF is
Due to the tightly formed and solid structure, the scattering loss of waste is significantly reduced.

【0038】さらに、減容成型処理する段階で、成型に
支障を来さない範囲で生石灰、消石灰あるいは石灰石等
の石灰類を添加すれば、RDF中に石灰粒が内装される
ことになり、ガス化溶融炉において、下記のような効果
ももたらされる。
Furthermore, if limes such as quicklime, slaked lime or limestone are added in the stage of volume reduction molding treatment within a range that does not hinder the molding, lime particles will be contained in the RDF, and In the chemical melting furnace, the following effects are also provided.

【0039】(a)脱S(硫黄)及び脱Cl(塩素)が
促進される。
(A) S (sulfur) removal and Cl (chlorine) removal are promoted.

【0040】(b)ダイオキシン生成の前駆体と考えら
れているクロロフェノール類やクロロベンゼン類の生成
が抑制されるので、ダイオキシンの発生量が減少する。
(B) Since the production of chlorophenols and chlorobenzenes, which are considered to be precursors of dioxin production, is suppressed, the amount of dioxin produced is reduced.

【0041】(c)熱分解後の残渣である灰の溶融が促
進される。
(C) Melting of ash, which is a residue after thermal decomposition, is promoted.

【0042】また、減容成型処理する段階で、ガス化溶
融炉から排出されるダストを添加すれば(図1参照)、
ダスト中に含まれる重金属類、特にCr、Pb、Hg、
Cd、Zn、As等の濃縮が可能となる。すなわち、ガ
ス化溶融炉から排出されるダストを多数回循環利用する
こととなり、最終的にガス化溶融炉から排出されるダス
ト中の重金属類は高濃度に濃縮される。これによって、
ダストからのこれら重金属類の抽出が容易になり、再利
用の途が開かれる。なお、重金属類の抽出は、一般的な
アルカリあるいは酸を用いる湿式法により行うことがで
きる。
In addition, if dust discharged from the gasification and melting furnace is added at the stage of volume reduction molding processing (see FIG. 1),
Heavy metals contained in dust, especially Cr, Pb, Hg,
It becomes possible to concentrate Cd, Zn, As and the like. That is, the dust discharged from the gasification and melting furnace is circulated and reused many times, and heavy metals in the dust finally discharged from the gasification and melting furnace are concentrated to a high concentration. by this,
Extraction of these heavy metals from dust is facilitated, opening the way for reuse. The extraction of heavy metals can be performed by a common wet method using an alkali or an acid.

【0043】次に、上記(1)〜(4)の工程により得
られるRDFをガス化溶融する際に使用する炉について
説明する。
Next, a furnace used for gasifying and melting the RDF obtained by the above steps (1) to (4) will be described.

【0044】この炉は、廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の
有機物をガス化してエネルギーガスとして回収するとと
もに、廃棄物中の灰分と金属類を溶融物として回収する
ことができるように構成されたガス化溶融炉であればよ
い。
This furnace is configured to burn waste, gasify organic matter in the waste and collect it as an energy gas, and collect ash and metals in the waste as a melt. Any gasification and melting furnace may be used.

【0045】本発明方法は、このガス化溶融炉にRDF
化した廃棄物を装入し、ガス化溶融する点に特徴を有し
ている。これによって、上述したRDF化による種々の
効果が最大限に発揮される。
The method of the present invention uses an RDF
It is characterized by the fact that waste gas is charged and gasified and melted. As a result, the various effects of the above-described RDF conversion are maximized.

【0046】一例として、本発明者らが先に出願したガ
ス化溶融炉(特願平8−249795号)を用いる場合
について説明する。
As an example, a case where a gasification and melting furnace (Japanese Patent Application No. 8-249797) filed by the present inventors has been described.

【0047】図2は、このガス化溶融炉の一例の構成を
示す概略縦断面図である。なお、このガス化溶融炉は、
RDF化した廃棄物を処理するので、ここでは、RDF
ガス化溶融炉という。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing the structure of an example of the gasification and melting furnace. In addition, this gasification melting furnace,
Since RDF waste is treated, here, RDF
It is called a gasification melting furnace.

【0048】図示するように、RDFガス化溶融炉1
は、上部にRDFを装入するためのRDF装入口11−
1と生成するガスを排出するためのガス排出口3−1を
有している。RDF装入口11−1には、ホッパー11
−2およびプッシャー10が取り付けられ、また、ガス
排出口3−1には、排ガス4を回収するためのダクト3
−2が取り付けられている。炉下部には溶融スラグおよ
び溶融金属13を排出するための排出口9が設けられて
いる。
As shown, the RDF gasification and melting furnace 1
Is an RDF loading inlet 11- for loading RDF in the upper part.
1 and a gas outlet 3-1 for discharging generated gas. The hopper 11 is connected to the RDF loading port 11-1.
-2 and a pusher 10 are attached, and a gas exhaust port 3-1 has a duct 3 for collecting exhaust gas 4.
-2 is attached. A discharge port 9 for discharging the molten slag and the molten metal 13 is provided in the lower part of the furnace.

【0049】炉側壁のRDF装入口11−1と溶融スラ
グおよび溶融金属の排出口9との間には、それぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
高さ方向に3段に分かれた羽口が設けられている。すな
わち、炉の下方から順に、RDFを脱水加熱、熱分解し
て生成される炭化物を主体とする充填層14に支燃性ガ
ス7−1および補助燃料6−1を吹き込むための羽口
(下段の羽口で、以下、「1次羽口5−1」という)
と、装入された状態のRDFを主体とする充填層15に
支燃性ガス7−2および補助燃料6−2を吹き込むため
の羽口(中段の羽口で、以下、「2次羽口5−2」とい
う)と、フリーボード16に支燃性ガス7−3および補
助燃料6−3を吹き込むための羽口(上段の羽口で、以
下、「3次羽口5−3」という)である。なお、支燃性
ガスとは、純酸素、または酸素を含有するガスであり、
補助燃料とは、微粉炭等の固体燃料、重油等の液体燃
料、天然ガス等の気体燃料である。
Between the RDF loading inlet 11-1 on the furnace side wall and the discharge port 9 for molten slag and molten metal, three steps in the height direction in which the supporting gas and the auxiliary fuel can be blown independently. There are separate tuyeres. That is, in order from the bottom of the furnace, the tuyere (lower stage) for injecting the combustion supporting gas 7-1 and the auxiliary fuel 6-1 into the packed bed 14 mainly composed of carbide generated by dehydrating, heating, and thermally decomposing the RDF. (Hereinafter referred to as “primary tuyere 5-1”)
And a tuyere (a middle tuyere, hereinafter referred to as a “secondary tuyere”) for injecting the combustible gas 7-2 and the auxiliary fuel 6-2 into the packed bed 15 composed mainly of RDF in a charged state. 5-2 ") and a tuyere (upper tuyere, hereinafter referred to as a" tertiary tuyere 5-3 ") for blowing the combustible gas 7-3 and the auxiliary fuel 6-3 into the free board 16. ). Note that the supporting gas is pure oxygen or a gas containing oxygen.
The auxiliary fuel is a solid fuel such as pulverized coal, a liquid fuel such as heavy oil, or a gaseous fuel such as natural gas.

【0050】さらに、炉上部には、炉内に装入されたR
DFのレベル(高さレベルで、以下、原料層頂レベルと
いう)を計測するための手段であるサウンジングデバイ
ス17が設けられ、このデバイス17の先端に取り付け
られたサウンジングウェイト18が炉内に垂下されてい
る。
Further, at the upper part of the furnace, the R
A sounding device 17 as a means for measuring the level of the DF (height level, hereinafter referred to as a raw material layer top level) is provided, and a sounding weight 18 attached to the tip of the device 17 is placed in the furnace. It is hanging.

【0051】また、炉側壁には、中段の羽口(2次羽口
5−2)レベルの近傍の温度を計測するための熱電対2
0と、炉の上方部の雰囲気ガスの温度(すなわち、フリ
ーボード空間の排ガス温度)を計測するための熱電対2
1、ならびにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度
変換器19が取り付けられている。なお、中段の羽口
(2次羽口5−2)レベルの近傍の温度とは、2次羽口
5−2に対応する第2ゾーンの温度をいう。
A thermocouple 2 for measuring the temperature near the level of the tuyere (secondary tuyere 5-2) at the middle stage is provided on the furnace side wall.
0 and a thermocouple 2 for measuring the temperature of the atmospheric gas in the upper part of the furnace (that is, the temperature of the exhaust gas in the freeboard space).
1 and a temperature converter 19 for converting the signals of the thermocouples into temperatures. The temperature near the middle tuyere (secondary tuyere 5-2) level means the temperature of the second zone corresponding to the secondary tuyere 5-2.

【0052】上記のように、RDFガス化溶融炉は、竪
型の、1炉方式のガス化溶融炉である。1炉方式なの
で、設備が簡素化され、設備費が安価であり、また、炉
体からの熱損失が少ない。
As described above, the RDF gasification and melting furnace is a vertical, one-furnace type gasification and melting furnace. Since it is a one-furnace system, equipment is simplified, equipment costs are low, and heat loss from the furnace body is small.

【0053】このRDFガス化溶融炉を用いてRDFを
ガス化溶融するには、RDFをホッパー11−2に投入
し、プッシャー10で押し込んでRDF装入口11−1
から炉内へ装入し、以下に詳述する第1ゾーン〜第3ゾ
ーンでの反応により、COとH2 を主成分とするエネル
ギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉
上部に設けられたガス排出口3−1から回収し、後者を
炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出口
9から回収する。
In order to gasify and melt RDF using this RDF gasification and melting furnace, the RDF is put into a hopper 11-2, pushed in by a pusher 10 and pushed into an RDF inlet 11-1.
And into the furnace, and by the reactions in the first to third zones described in detail below, an energy gas containing CO and H 2 as main components, molten slag and molten metal, and the former is placed in the upper part of the furnace. The gas is recovered from the gas outlet 3-1 provided, and the latter is recovered from the molten slag and molten metal outlet 9 provided in the lower part of the furnace.

【0054】炉内は、生じる反応に応じて三つの領域、
すなわち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融が生じ
る領域(第1ゾーン)、RDFの脱水・熱分解が生じる
領域(第2ゾーン)およびガスの改質が進行する領域
(第3ゾーン)に分割されており(図2参照)、その各
々の領域、すなわち第1ゾーン、第2ゾーンおよび第3
ゾーンに、反応のために必要な支燃性ガスおよび補助燃
料を独立して吹き込める上記の1次羽口5−1、2次羽
口5−2および3次羽口5−3がそれぞれ対応して取り
付けられている。このような構成を採ることによって、
竪型炉に特有の棚吊りや吹き抜け(特に、本発明方法の
ようにコークスを使用しない場合に生じ易い)の発生を
回避することができる。
The interior of the furnace has three zones depending on the reaction that takes place:
That is, in order from the lower part of the furnace, a region where gasification and melting of carbides occur (first zone), a region where dehydration / pyrolysis of RDF occurs (second zone), and a region where gas reforming proceeds (third zone). (See FIG. 2), each of which is divided into a first zone, a second zone and a third zone.
The above-mentioned primary tuyere 5-1, secondary tuyere 5-2 and tertiary tuyere 5-3, which can independently inject the supporting gas and auxiliary fuel necessary for the reaction into the zone, respectively. It is attached. By adopting such a configuration,
It is possible to avoid the hanging and the blow-through (specifically, which is likely to occur when coke is not used as in the method of the present invention) peculiar to the vertical furnace.

【0055】第1ゾーンでは下記の式で示した反応が
生じる。この反応は、第2ゾーンで形成され、降下して
きた炭化物(充填層)が1次羽口5−1から吹き込まれ
た支燃性ガス7−1により燃焼する反応で、炭化物は燃
焼ガス化し、2000℃以上の高温のCOを主体とする
還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有され
ている灰分(無機酸化物)と金属類が溶融し、溶融スラ
グと溶融金属となる。なお、必要により1次羽口5−1
から補助燃料6−1を供給する。
In the first zone, a reaction represented by the following equation occurs. This reaction is a reaction in which the carbide (filled bed) formed in the second zone and descending is burned by the oxidizing gas 7-1 blown from the primary tuyere 5-1. It becomes a reducing gas mainly composed of CO at a temperature of 2000 ° C. or higher. In addition, the ash (inorganic oxide) and metals contained in the carbide are melted by the sensible heat to form molten slag and molten metal. The primary tuyere 5-1 may be used if necessary.
Supplies the auxiliary fuel 6-1.

【0056】前記の還元性ガスは第2ゾーンに移行し、
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口9から回収され
る。
The reducing gas moves to the second zone,
The molten slag and the molten metal are recovered from an outlet 9 at the bottom of the furnace.

【0057】C+1/2O2 =CO ・・・ ここで、C :第2ゾーンから供給される炭化物 O2 :1次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第2ゾーンでRDFを脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第1ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融する理由は、このように2段に分ける方が炭化
物の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属からの放熱ロ
スの抑制を効果的に行えるからである。
C + 1 / 2O 2 = CO where C: carbide supplied from the second zone O 2 : oxygen in the supporting gas blown from the primary tuyere RDF in the second zone The reason why this carbide is gasified and melted in the first zone by dehydrating and pyrolyzing the carbonized material is to promote the heating of the carbide, the molten slag and the molten metal This is because heat radiation loss can be effectively suppressed.

【0058】この第1ゾーンでは、生成する還元性ガス
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と金属類を完全に
溶融することが必要であるため、ガスの温度を2000
℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガス中
の酸素濃度を50体積%(以下、ガスについての%は体
積%を意味する)以上とし、必要であれば補助燃料を吹
き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の排出口
から詰まり等を生じさせず円滑に抽出するために、RD
Fの炉内への装入時に炉上から石灰類を同時に装入する
か、あるいは1次羽口から粉状の石灰類を造滓材として
吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好ましい。なお、
この石灰類の装入あるいは吹き込みは、減容成型処理の
段階で石灰類を添加しなかった場合はもちろん、添加し
た場合であっても量的に十分ではないので、実施するの
が望ましい。
In the first zone, it is necessary to completely melt the ash and metals contained in the carbide by the sensible heat of the reducing gas to be generated.
It is preferable to keep the temperature at or above C. For this purpose, the oxygen concentration in the supporting gas is set to 50% by volume or more (hereinafter,% of the gas means volume%), and auxiliary fuel is blown if necessary. In order to extract molten slag and molten metal smoothly from the outlet at the bottom of the furnace without clogging, etc., RD
It is preferable to lower the viscosity of the slag by simultaneously charging lime from above the furnace when the F is charged into the furnace, or by blowing powdery lime as a slag-making material from the primary tuyere. In addition,
The charging or blowing of the lime is preferably performed not only when the lime is not added at the stage of the volume reduction molding treatment but also when the lime is added, because the amount is not sufficient.

【0059】第2ゾーンでは、下記の式〜式で示し
た反応が生じる。式の反応は、RDFの脱水加熱で、
第1ゾーンから供給された高温の還元性ガスの顕熱によ
り行われる。また、この還元性ガスが2次羽口5−2か
ら吹き込まれた支燃性ガス7−2によりの反応式にし
たがって二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行
われる。これにより、RDF中の有機物は式および
式にしたがい炭化物(ただし、式、式ではCとして
表示)と炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により
2次羽口から補助燃料6−2を供給する。
In the second zone, the reactions represented by the following formulas (1) to (3) occur. The reaction of the formula is the dehydration heating of RDF,
This is performed by the sensible heat of the high-temperature reducing gas supplied from the first zone. The reduction gas is also generated by sensible heat generated when the secondary combustion is performed in accordance with the reaction formula of the combustible gas 7-2 blown from the secondary tuyere 5-2. As a result, the organic matter in the RDF is thermally decomposed into a carbide (however, represented as C in the formula and the formula) and hydrocarbon gas according to the formula and the formula. The auxiliary fuel 6-2 is supplied from the secondary tuyere if necessary.

【0060】この工程で得られる炭化物は第1ゾーン
へ、炭化水素ガスは第3ゾーンへそれぞれ移行する。
The carbide obtained in this step moves to the first zone, and the hydrocarbon gas moves to the third zone.

【0061】 H2 O(liq )=H2 O(gas ) ・・・ Cpqr =r/2CO2 +q/nCmn +(p−r/2−qm/n)C ・・・ Cmn =n/4CH4 +{m−(n/4)}C ・・・ CO+1/2O2 =CO2 ・・・ ここで、H2 O(liq ):RDF中の水分 Cpqr :RDF中の有機物 Cmn :RDF中の有機物の分解で生じた炭化水
素ガス C :第1ゾーンに供給される炭化物 CO:第1ゾーンで炭化物が燃焼して生成したCO O2 :2次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 前述したように、廃棄物の減容成型処理の段階で石灰類
を添加しておけば、石灰石、生石灰等も整粒された塊状
物で、密な充填層が形成され、RDFの充填層は一層堅
固なものとなるので、その層内を高温のガスが通過する
際の固・気体間の接触時間が長くなり、前記の(a)〜
(c)の効果に加え、熱効率が向上するという効果も得
られる。
[0061] H 2 O (liq) = H 2 O (gas) ··· C p H q O r = r / 2CO 2 + q / nC m H n + (p-r / 2-qm / n) C · ·· C m H n = n / 4CH 4 + {m- (n / 4)} C ··· CO + 1 / 2O 2 = CO 2 ··· here, H 2 O (liq): moisture in RDF C p H q O r: organic matter in the RDF C m H n: hydrocarbon gas produced by the decomposition of organic matter in RDF C: carbides are supplied to the first zone CO: carbides produced by burning in the first zone CO 2 : oxygen in the combustible gas blown from the secondary tuyere As described above, if lime is added at the stage of waste volume reduction molding processing, limestone, quick lime, etc. are also sized. A dense packed layer is formed by the agglomerate formed, and the packed layer of the RDF becomes more solid. Contact time between the longer, said (a) ~
In addition to the effect of (c), an effect that thermal efficiency is improved can be obtained.

【0062】また、高温の還元性ガスを2次燃焼させる
理由は、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、熱
分解温度を800〜1000℃に制御するためである。
この二次燃焼熱は、前記式の燃焼熱(一次燃焼熱)に
比べて格段に大きく、RDFの脱水・熱分解に必要な熱
の補充に有効である。なお、この際、発生ガス量を少な
くして廃棄物の飛散を防止して顕熱ロスを抑制するとと
もに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、支燃性
ガス中の酸素濃度を50%以上にするのが好ましい。
The reason why the high-temperature reducing gas is subjected to the secondary combustion is to promote the heating by using the secondary combustion heat of the formula and to control the thermal decomposition temperature to 800 to 1000 ° C.
This secondary combustion heat is much larger than the combustion heat (primary combustion heat) in the above equation, and is effective in replenishing the heat required for dehydration and thermal decomposition of RDF. At this time, in order to suppress the sensible heat loss by reducing the amount of generated gas to prevent scattering of waste and to suppress the calorie reduction of the generated gas, the oxygen concentration in the supporting gas should be 50% or more. It is preferred that

【0063】第3ゾーンでは、下記の式および式で
示した反応が生じる。これらの反応は第2ゾーンから供
給される炭化水素ガスの熱分解反応(ガス改質反応)
で、COとH2 を主成分とするガス(エネルギーガス)
が得られる。これらの反応は3次羽口5−3から吹き込
まれる支燃性ガス7−3との反応により進行する。な
お、必要により3次羽口から補助燃料6−3を供給す
る。
In the third zone, the following equation and the reaction represented by the equation occur. These reactions are thermal decomposition reactions (gas reforming reactions) of hydrocarbon gas supplied from the second zone.
Gas with CO and H 2 as main components (energy gas)
Is obtained. These reactions proceed by the reaction with the combustible gas 7-3 blown from the tertiary tuyere 5-3. The auxiliary fuel 6-3 is supplied from the tertiary tuyere if necessary.

【0064】 Cmn +m/2O2 =mCO+n/2H2 ・・・ CH4 +1/2O2 =CO+2H2 ・・・ ここで、Cmn :第2ゾーンでRDFが熱分解して生
成した炭化水素ガス CH4 :第2ゾーンでCmn が熱分解して生成した
メタンガス O2 :3次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸
素 この第3ゾーンでの反応はフリーボード部16で行われ
るが、このような空洞部で反応を行わせる理由は、気体
間の反応であるガス改質反応を円滑に進めるためであ
る。空洞内の雰囲気温度を800〜1000℃に制御す
ると、改質反応が充分に進行するので好ましい。
C m H n + m / 2O 2 = mCO + n / 2H 2 ··· CH 4 + 1 / 2O 2 = CO + 2H 2 ··· Here, C m H n : RDF is generated by thermal decomposition in the second zone. hydrocarbon gas CH 4: methane O 2 in which the second zone C m H n is generated by thermal decomposition: reaction with oxygen the third zone of the combustion assisting gas blown from 3 tuyeres free The reason why the reaction is performed in such a cavity, which is performed in the board section 16, is to smoothly advance a gas reforming reaction, which is a reaction between gases. Controlling the atmosphere temperature in the cavity to 800 to 1000 ° C. is preferable because the reforming reaction sufficiently proceeds.

【0065】支燃性ガス中の酸素濃度は50%以上とす
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。さらに、ダイオキシン類やその前駆体の生成を抑制
するために、ガスの温度は500℃以上とするのが好ま
しい。
It is preferable that the oxygen concentration in the supporting gas is 50% or more. This is because the calorie of the recovered gas is increased so that the gas can be easily used in applications such as power generation in the next process. Further, in order to suppress the generation of dioxins and their precursors, the temperature of the gas is preferably 500 ° C. or higher.

【0066】以上述べたように、本発明方法では、第1
ゾーン〜第3ゾーンでの反応により、COとH2 を主成
分とするエネルギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属
を回収する。そのため、本発明方法を実施するためのR
DFガス化溶融炉では、1次〜3次の3段の羽口が設け
られている。
As described above, in the method of the present invention, the first
By the reaction in the zone to the third zone, the energy gas containing CO and H 2 as main components, the molten slag and the molten metal are recovered. Therefore, the R for implementing the method of the present invention is
In the DF gasification and melting furnace, three-stage tuyeres of primary to tertiary are provided.

【0067】さらに、各段の羽口はそれぞれ独立して支
燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができるように
構成されている。その理由は、以下のとおりである。
Further, the tuyere of each stage is configured to be capable of independently injecting the supporting gas and the auxiliary fuel. The reason is as follows.

【0068】まず、1次羽口の場合、式の反応に関与
するC(炭化物)の量は、式および式で表される反
応の進行度合いによって変化する。また、RDFの組成
が変化すれば、自ずと式および式で表される反応の
生成物量も変化する。したがって、1次羽口から吹き込
む支燃性ガスの量は他の工程とは独立して定め得るもの
となっている。必要に応じて供給する補助燃料について
も同様である。
First, in the case of the primary tuyere, the amount of C (carbide) involved in the reaction of the formula varies depending on the formula and the degree of progress of the reaction represented by the formula. Also, if the composition of the RDF changes, the formula and the amount of the reaction product represented by the formula naturally change. Therefore, the amount of the supporting gas blown from the primary tuyere can be determined independently of other steps. The same applies to auxiliary fuel supplied as needed.

【0069】次に、2次羽口から吹き込む支燃性ガス量
は、反応式で決まり、式のCO量は反応式で決ま
ってくるので、見掛け上1次羽口から吹き込む支燃性ガ
ス量と連動していると見なされる。しかし、実際は反応
式で生成するCOガスをすべて2次燃焼させる必要は
なく、第2ゾーンでは、少なくともRDF中の水分の脱
水加熱とRDF中の有機物の熱分解に必要な熱を加え、
さらに第2ゾーンの雰囲気温度を800〜1000℃に
保つために必要な熱を加えるだけでよい。したがって、
2次羽口からの支燃性ガス量は、RDFに含まれる成分
によって大きく変化する。すなわち、2次羽口から吹き
込む支燃性ガスの量も独自に定め得るものとなってい
る。補助燃料についても同様である。
Next, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere is determined by the reaction formula, and the amount of CO in the formula is determined by the reaction formula. Is considered to be linked to However, in fact, it is not necessary to perform secondary combustion on all of the CO gas generated by the reaction formula. In the second zone, at least heat required for dehydration heating of moisture in the RDF and thermal decomposition of organic substances in the RDF are added.
Further, it is only necessary to apply heat necessary to maintain the atmosphere temperature in the second zone at 800 to 1000 ° C. Therefore,
The amount of combustible gas from the secondary tuyere varies greatly depending on the components contained in the RDF. That is, the amount of the supporting gas blown from the secondary tuyere can also be determined independently. The same applies to auxiliary fuel.

【0070】3次羽口から吹き込む支燃性ガス量は反応
式およびで決まる。この場合もRDF中の含有成分
によってCmn とCH4 の生成量が変化するので、3
次羽口から吹き込む支燃性ガス量についても独自に定め
得るものとなっている。なお、補助燃料についても同様
である。
The amount of the supporting gas blown from the tertiary tuyere is determined by the reaction formula. Since the amount of C m H n and CH 4 is changed by containing components even in RDF this case, 3
The amount of combustible gas blown from the next tuyere can also be determined independently. The same applies to the auxiliary fuel.

【0071】上記のRDFガス化溶融炉において、羽口
が3段に分けて設けられ、しかもそれぞれ独立して支燃
性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができるように構
成されているのは上記の理由によるものである。
In the above-mentioned RDF gasification and melting furnace, the tuyeres are provided in three stages, and are configured so that the supporting gas and the auxiliary fuel can be blown independently of each other. It is for a reason.

【0072】支燃性ガスの吹き込み量と必要により供給
する補助燃料の量は以下のようにして定める。
The blowing amount of the supporting gas and the amount of the auxiliary fuel to be supplied if necessary are determined as follows.

【0073】処理の対象が例えば異種の廃棄物が混在し
た一般廃棄物をRDF化したものである場合、通常は炉
内に装入する前に成分分析を行うことはしないので、炉
内では未知の成分が燃焼し、あるいは熱分解することに
なり、生成ガス量およびその含有成分を予測することは
実際上不可能である。
When the target of the treatment is, for example, general waste in which different kinds of wastes are mixed into RDF, the component analysis is not usually performed before charging the waste into the furnace. Is burned or thermally decomposed, and it is practically impossible to predict the amount of produced gas and its contained components.

【0074】このような条件下では、装入したRDFの
レベル(原料層頂レベル)を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層(RDFの充填層および炭化物の充填
層)の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第1ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて1次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適である。
Under these conditions, the level of the loaded RDF (the top level of the raw material layer) is sequentially measured. This makes it possible to indirectly grasp the change in the thickness of the packed bed (the packed bed of RDF and the packed bed of carbide) in the furnace. That is, as the amount of combustion increases, the loading of the carbide packed layer formed in the first zone decreases, and the top level of the raw material layer decreases. Therefore, a predetermined raw material layer top level is determined empirically in advance, and then the supporting gas from the primary tuyere and the auxiliary fuel supplied as necessary are blown based on the vertical fluctuation of the raw material layer top level. The amount may be determined. In addition, as a raw material layer top level meter to be used, a sounding device known as a raw material layer top level meter inside a blast furnace in the field of steelmaking is suitable.

【0075】ところで、第1ゾーンで形成される炭化物
の充填層の上には、第2ゾーンで形成されるRDFの充
填層が存在するので、計測される原料層頂レベルは、第
1ゾーンと第2ゾーンにおけるそれぞれの変化量の合計
として表れる。したがって、第1ゾーンと第2ゾーンに
おける変化量を区別する必要があるが、第2ゾーンにお
ける反応の変化は、第2ゾーンの温度変化を逐次計測す
ることにより間接的に把握できる。すなわち、第2ゾー
ンでは、少なくともRDF中の水分の脱水加熱とRDF
中の有機物の熱分解に必要な熱を加え、さらに第2ゾー
ンの雰囲気温度を800〜1000℃に保つために必要
な熱を加えるだけでよいので、第2ゾーンの領域内にあ
るRDFの温度変化を逐次計測し、それが低下すれば熱
不足と判断し、2次羽口からの支燃性ガス量を増加して
2次燃焼させるCO量(反応式で生成するCOのうち
2次燃焼させる量)を上げてやる。逆に、温度が上昇す
れば熱的に余裕があると判断できるので、2次羽口から
の支燃性ガス量を減少させて2次燃焼させるCO量を下
げてやればよい。なお、前記のRDFの温度変化は第2
ゾーンの温度変化をもってそれとみなすことができ、第
2ゾーンの温度変化は、例えば、第2ゾーンの内張り煉
瓦表面に熱電対を設置し、その表面温度を測定すること
により求めることができる。
By the way, since the RDF-filled layer formed in the second zone exists on the carbide-filled layer formed in the first zone, the measured raw material layer top level is different from that of the first zone. It appears as the sum of the respective amounts of change in the second zone. Therefore, it is necessary to distinguish the amount of change between the first zone and the second zone, but the change in the reaction in the second zone can be indirectly grasped by sequentially measuring the temperature change in the second zone. That is, in the second zone, at least dehydration heating of water in RDF and RDF
The heat required to thermally decompose the organic matter in the medium and the heat required to maintain the ambient temperature of the second zone at 800 to 1000 ° C. are sufficient. Therefore, the temperature of the RDF in the region of the second zone is sufficient. The change is measured successively, and if it decreases, it is judged that the heat is insufficient, and the amount of the supporting gas from the secondary tuyere is increased to increase the amount of CO to be subjected to secondary combustion (secondary combustion of CO generated by the reaction formula). The amount to be made). Conversely, if the temperature rises, it can be determined that there is a thermal margin, so the amount of the supporting gas from the secondary tuyere may be reduced to reduce the amount of CO to be subjected to secondary combustion. The temperature change of the RDF is the second
This can be regarded as a change in the temperature of the zone. The change in the temperature of the second zone can be determined, for example, by installing a thermocouple on the surface of the lining brick in the second zone and measuring the surface temperature.

【0076】このように、原料層頂レベル計によるレベ
ル値および第2ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第1ゾーンおよび第2ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。
As described above, by successively measuring the level value by the raw material layer top level meter and the surface temperature of the lining brick in the second zone, the auxiliary gas to be supplied as necessary and the supporting gas in the first and second zones are measured. Each fuel injection amount can be independently determined.

【0077】第3ゾーンでは、第2ゾーン出口(フリー
ボード側)の雰囲気温度を800〜1000℃に保て
ば、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞等のトラブルの
原因となるタールのような炭素数が5以上の炭化水素
(Cmn :m ≧5)をすべて分解できる。したがっ
て、第3ゾーンのフリーボード空間内に温度計を設置し
てその温度を逐次計測し、温度が800℃よりも低下し
たときは、3次羽口から支燃性ガスと必要によっては補
助燃料を吹き込めばよい。特に、RDFを炉内に装入し
た直後は、第2ゾーンの原料層頂および第3ゾーンのフ
リーボードにおける温度が急激に下がるので、第2ゾー
ンおよび第3ゾーンの温度から判断して、生成する炭化
水素(Cmn :m ≧5)を分解するために、支燃性ガ
スと必要により補助燃料の吹き込みを実施するのが効果
的である。
In the third zone, if the ambient temperature at the outlet of the second zone (on the free board side) is maintained at 800 to 1000 ° C., hydrocarbons in the exhaust gas, especially tar and the like, which cause troubles such as pipe clogging. All hydrocarbons having 5 or more carbon atoms (C m H n : m ≧ 5) can be decomposed. Therefore, a thermometer is installed in the freeboard space of the third zone, and the temperature is sequentially measured. When the temperature drops below 800 ° C., the tertiary tuyere provides the supporting gas and, if necessary, the auxiliary fuel. Just blow it. In particular, immediately after charging the RDF into the furnace, the temperatures at the top of the raw material layer in the second zone and the freeboard in the third zone drop sharply. In order to decompose hydrocarbons (C m H n : m ≧ 5), it is effective to blow a supporting gas and, if necessary, an auxiliary fuel.

【0078】以上、RDFガス化溶融炉を用いて本発明
方法を実施する場合を例にとって説明した。本発明方法
によれば、RDF化した廃棄物を対象として、高価なコ
ークスを使用せずに、ガス化溶融、脱水・熱分解および
ガス改質の一連の工程を1炉で実施し、かつタール等が
含まれない清浄な排ガスとすることができる。その際、
前述したように、炉内の通気性の改善とそれに基づく安
定したガス化溶融操業、廃棄物中の金属類およびスラグ
類の回収、除去による溶融のためのエネルギー(補助燃
料等)使用量の削減と溶融スラグの利用範囲の拡大、石
灰石等の造滓剤の削減等、種々の効果が得られる。
The case where the method of the present invention is carried out using an RDF gasification melting furnace has been described above as an example. According to the method of the present invention, a series of steps of gasification, melting, dehydration / pyrolysis, and gas reforming are performed in one furnace without using expensive coke for the RDF waste, Etc. can be obtained as clean exhaust gas. that time,
As mentioned above, improvement of gas permeability inside the furnace and stable gasification and melting operation based on it, reduction of energy (auxiliary fuel, etc.) for melting by collecting and removing metals and slags from waste Various effects can be obtained, such as expansion of the range of use of molten slag and reduction of slag-forming agents such as limestone.

【0079】[0079]

【実施例】前記の図2に示した構成を有するRDFガス
化溶融炉を用い、RDFのガス化溶融試験を行った。な
お、竪型炉の各部の寸法、羽口その他取り付け部品の数
量およびそれらの配置は以下のとおりである。
EXAMPLE An RDF gasification / melting test was conducted using an RDF gasification / melting furnace having the structure shown in FIG. In addition, the dimension of each part of a vertical furnace, the number of tuyere and other attachment parts, and their arrangement are as follows.

【0080】 寸法 炉径:0.5m(但し、煉瓦内張り後の炉内径) 炉高:1.8m(但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ) 炉底から1次羽口までの高さ:0.3m 炉底から2次羽口までの高さ:0.6m 炉底から3次羽口までの高さ:1.2m 第2ゾーンの熱電対の位置 :0.8m (第2ゾーンの熱電対の位置とは、第2ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 第3ゾーンの熱電対の位置 :1.0m (第3ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう) 数量 1次羽口:3個 2次羽口:3個 3次羽口:3個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:1個 サウンジングデバイス(原料層頂レベル計):1個 サウンジングウェイト:1個 第2ゾーンの熱電対:3個 第3ゾーンの熱電対:3個 配置 1次羽口:周方向に120度毎の等間隔 2次羽口:周方向に120度毎の等間隔 3次羽口:周方向に120度毎の等間隔 溶融スラグおよび溶融金属の排出口:炉底端 サウンジングデバイス:炉中心 第2ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 第3ゾーンの熱電対:周方向に120度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は、一般的な都市ごみと一
部廃棄プラスチックが混合した廃棄物(試料1とす
る)、この廃棄物をRDF化したもの(試料2とす
る)、およびこの廃棄物をRDF化する際に、ガス化溶
融炉から排出されたダストをRDFに対して2重量%添
加、混合した後、減容成型を施してRDFにしたもの
(試料3とする)である。
Dimensions Furnace diameter: 0.5 m (furnace inner diameter after brick lining) Furnace height: 1.8 m (however, height from furnace bottom to furnace top after brick lining) Furnace from primary tuyere Height from furnace bottom to secondary tuyere: 0.6 m Height from furnace bottom to tertiary tuyere: 1.2 m Position of thermocouple in second zone: 0.8 m (The position of the thermocouple in the second zone refers to the height of the thermocouple attached to the surface of the lining brick in the second zone from the furnace bottom.) The position of the thermocouple in the third zone: 1.0 m (No. The position of the thermocouple in the three zones is the height of the thermocouple installed in the freeboard space from the furnace bottom.) Quantity Primary tuyere: 3 Secondary tuyere: 3 Tertiary tuyere : 3 Molten slag and molten metal outlet: 1 Sounding device (raw material layer top level meter): 1 Sounding weight: 1 2nd zone thermocouple: 3 pieces 3rd zone thermocouple: 3 pieces Arrangement Primary tuyere: Evenly spaced every 120 degrees in the circumferential direction Secondary tuyere: Evenly spaced every 120 degrees in the circumferential direction Tertiary feather Mouth: Equally spaced every 120 degrees in the circumferential direction Molten slag and molten metal outlet: Furnace bottom end Sounding device: Center of the furnace Thermocouple in the second zone: Equally spaced in the circumferential direction every 120 degrees Thermoelectric in the third zone Pair: Equal intervals every 120 degrees in the circumferential direction The waste used in the above test was waste mixed with general municipal solid waste and some waste plastic (referred to as sample 1), and this waste was converted to RDF. When the waste (hereinafter referred to as sample 2) and this waste are converted to RDF, 2% by weight of the dust discharged from the gasification and melting furnace is added to RDF, mixed, and then subjected to volume reduction molding to form RDF. (Sample 3).

【0081】表1にこれらの廃棄物および2種のRDF
の組成を示す。なお、RDF製造時に、表2に示す消石
灰を廃棄物に対して2重量%添加した。表3に使用した
副原料の石灰石の組成を、また、表4に使用した補助燃
料の微粉炭の組成を示す。なお、廃棄物の寸法は5〜2
00mmであった。また、2種のRDFの寸法は20〜
50mmとした。
Table 1 shows these wastes and two types of RDF.
Is shown. At the time of RDF production, 2% by weight of slaked lime shown in Table 2 was added to the waste. Table 3 shows the composition of the limestone used as the auxiliary raw material, and Table 4 shows the composition of the pulverized coal used as the auxiliary fuel. The size of waste is 5-2
00 mm. The size of the two RDFs is 20 to
It was 50 mm.

【0082】[0082]

【表1】 [Table 1]

【0083】[0083]

【表2】 [Table 2]

【0084】[0084]

【表3】 [Table 3]

【0085】[0085]

【表4】 [Table 4]

【0086】副原料として使用した石灰石は、10〜5
0mmの塊状のものであった。また、補助燃料として使
用した微粉炭は、事前に乾燥された3mm以下の粉状の
ものであった。
Limestone used as an auxiliary material is 10 to 5
It was a lump of 0 mm. The pulverized coal used as the auxiliary fuel was a powdery material of 3 mm or less that had been dried in advance.

【0087】1次羽口、2次羽口および3次羽口から吹
き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースとし、これに窒素
を若干混合したガスである。それらの流量(酸素および
窒素それぞれの流量)を表5に示した。なお、表中で、
1次とは1次羽口を意味する。2次、3次についても同
様である。
The combustible gas blown from the primary tuyere, the secondary tuyere and the tertiary tuyere is a gas based on oxygen and slightly mixed with nitrogen. Table 5 shows the flow rates (the flow rates of oxygen and nitrogen, respectively). In the table,
Primary means primary tuyere. The same applies to the second and third orders.

【0088】試験の条件および結果を表5に併せて示
す。表中で、条件というのはこの試験の実施条件(定常
状態)で、試料1、2および3のそれぞれについて下記
の1〜8の手順にしたがって定めた。なお、試験におい
ては、最初、試料1を炉内へ装入してこの表4の試料1
の欄に示した条件で処理を行い、次いで、試料2に変更
して同じく試料2の欄に示した条件で処理を行い、さら
に試料3に変更して試料3の欄に示した条件で処理を行
った。それぞれの試料の処理時間は24時間で、その間
の廃棄物の処理量は、各試料とも1トン(合計3トン)
とした。
Table 5 also shows the test conditions and results. In the table, the conditions are the conditions under which this test was performed (steady state), and were determined for each of Samples 1, 2 and 3 according to the following procedures 1 to 8. In the test, first, the sample 1 was charged into the furnace, and the sample 1 in Table 4 was obtained.
, And then changed to Sample 2 and processed under the same conditions as shown in the column of Sample 2, and then changed to Sample 3 and processed under the conditions shown in the column of Sample 3. Was done. The processing time of each sample is 24 hours, and the amount of waste during that time is 1 ton (3 tons in total) for each sample.
And

【0089】(処理条件の設定手順) 1.最初に装入する廃棄物(ここでは、試料1を指す)
の組成をあらかじめ分析することにより求めた。これは
ベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるために必
要であり、また、造滓材として投入する石灰石量を決め
るためにも必要である。なお、石灰石量は、この試験で
は、溶融スラグの流動性が最もよいと考えられるスラグ
塩基度(すなわち、スラグ塩基度=0.9)になるよう
に調整した。
(Procedure for Setting Processing Conditions) Waste to be charged first (here, refers to sample 1)
Was determined in advance by analyzing the composition. This is necessary to determine the approximate value of the amount of oxygen to be blown, and also to determine the amount of limestone to be charged as a slag-making material. In this test, the amount of limestone was adjusted so that the molten slag had the best slag basicity (ie, slag basicity = 0.9).

【0090】2.ガス化溶融炉をあらかじめバーナー等
で加熱し、羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱していな
い常温のガスでも廃棄物が着火する状態にした。
2. The gasification and melting furnace was heated in advance by a burner or the like, and the waste was ignited even at room temperature without heating the supporting gas blown from the tuyere.

【0091】3.廃棄物を炉内に装入し、サウンジング
高さ0.8〜1.0mまで積み上げた。サウンジング高
さとは、炉底から原料層頂までの高さを意味する。
3. The waste was charged into the furnace and piled up to a sounding height of 0.8-1.0 m. The sounding height means the height from the furnace bottom to the top of the raw material layer.

【0092】4.1次羽口から徐々に酸素ガスを流した
後、溶融スラグおよび溶融金属の排出口を開けた。
4. After oxygen gas was gradually flowed from the primary tuyere, the outlets for the molten slag and the molten metal were opened.

【0093】5.試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層頂
レベルが下がったので、そのレベルを0.8〜1.0m
の範囲に維持するように原料(廃棄物および石灰石)を
逐次投入した。定常状態では、廃棄物の投入速度は常に
40kg/hに設定した。
[0093] 5. During the test, the top level of the raw material layer decreased due to the burning of the waste, and the level was reduced to 0.8 to 1.0 m.
The raw materials (waste and limestone) were sequentially charged so as to maintain the range. In the steady state, the input speed of waste was always set at 40 kg / h.

【0094】6.第2ゾーンの内張り煉瓦の表面に取り
付けられた熱電対、および第3ゾーンのフリーボード空
間に取り付けられた熱電対により測定される温度が常に
800〜1000℃を維持するように、1次羽口、2次
羽口および3次羽口から吹き込む酸素ガス量を調整し
た。すなわち、荷下がり速度が速く、かつ第2ゾーンお
よび第3ゾーンの領域の温度が1000℃を超えた場合
には、1次羽口からの酸素ガスを減少させた。逆に第2
ゾーンの温度が800℃より低い場合には、2次羽口か
らの酸素ガス吹き込みを行った。また、第3ゾーンの温
度が800℃より低い場合には、3次羽口からの酸素ガ
ス吹き込みを行った。
6. The primary tuyere so that the temperature measured by the thermocouple attached to the surface of the lining brick of the second zone and the thermocouple attached to the freeboard space of the third zone always maintains 800 to 1000 ° C. The amount of oxygen gas blown from the secondary tuyere and the tertiary tuyere was adjusted. That is, when the unloading speed was high and the temperatures in the regions of the second zone and the third zone exceeded 1000 ° C., the oxygen gas from the primary tuyere was reduced. Conversely, the second
When the temperature of the zone was lower than 800 ° C., oxygen gas was blown from the secondary tuyere. When the temperature of the third zone was lower than 800 ° C., oxygen gas was blown from the third tuyere.

【0095】7.溶融スラグおよび溶融金属の温度を測
定し(この計測は従来から実施されている)、所定の温
度(少なくとも溶融スラグおよび溶融金属が固まらない
温度であるが、後処理を考えて好ましい温度範囲(14
50〜1550℃)とした)より低下した場合には、1
次羽口からの微粉炭吹き込みを行った。試料1がそれに
該当するケースで、廃棄物中の含有水分が多くて発熱量
が小さい場合には、1次羽口からの補助燃料の供給が必
要となる。
7. The temperatures of the molten slag and the molten metal are measured (this measurement is conventionally performed), and a predetermined temperature (at least a temperature at which the molten slag and the molten metal do not solidify, but a preferable temperature range (14)
50 to 1550 ° C.)
Pulverized coal was blown from the next tuyere. In the case where the sample 1 is the case, when the water content in the waste is large and the calorific value is small, it is necessary to supply the auxiliary fuel from the primary tuyere.

【0096】8.上記の5から7を繰り返し行うことに
よって最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹き込み量
(すなわち、表5の条件の欄に示した量)を導き出すこ
とができた。また、試料を変更(試料1から試料2へ、
および試料2から試料3へ変更)した場合においても、
的確に対応することができた。
8. By repeating the above steps 5 to 7, the optimum amount of the supporting gas and auxiliary fuel to be blown (that is, the amount shown in the condition column of Table 5) could be derived. Also, change the sample (from sample 1 to sample 2,
And from sample 2 to sample 3),
I was able to respond appropriately.

【0097】以上の試験で得られた結果を表5の実績の
欄に示す。単位は廃棄物あるいはRDF1トン当たりの
量で示した。表5中の試料1から試料3では、第2ゾー
ンで酸素ガスのみを吹き込み、還元性ガスの2次燃焼に
よる反応熱を利用して、第2ゾーンの温度を800〜1
000℃に制御した。
The results obtained in the above tests are shown in the column of results in Table 5. The unit is indicated by the amount per waste ton or RDF ton. In Samples 1 to 3 in Table 5, only oxygen gas was blown in the second zone, and the temperature of the second zone was set to 800 to 1 using the reaction heat generated by the secondary combustion of the reducing gas.
The temperature was controlled at 000 ° C.

【0098】なお、表5には記述していないが、2次羽
口から酸素ガスとともに微粉炭を吹き込んでその燃焼熱
を利用することによっても、第2ゾーンの温度を800
〜1000℃に制御することは可能であった。
Although not described in Table 5, pulverized coal is blown together with oxygen gas from the secondary tuyere and the combustion heat is used to raise the temperature of the second zone to 800.
It was possible to control to ~ 1000 ° C.

【0099】以下に、試料1を使用した比較例と試料2
を使用して本発明方法によりガス化溶融を行った実施例
を対比して説明する。
Hereinafter, a comparative example using sample 1 and sample 2
A description will be made in comparison with an example in which gasification and melting were performed by the method of the present invention using the method of the present invention.

【0100】1)試料1の廃棄物には小サイズのものが
含まれているが、試料2のRDFはほぼ均一の大きさに
成型されているので、排ガス中のダスト含有量が非常に
少なかった。飛散ロスが大幅に低減できたことによるも
のである。
1) Although the waste of sample 1 contains small-sized waste, the RDF of sample 2 is formed to a substantially uniform size, so that the dust content in the exhaust gas is very small. Was. This is because the scattering loss was significantly reduced.

【0101】2)試料2のRDFを使用した場合は、ガ
ス化溶融炉内の通気性が改善されるので、排ガス中の炭
化水素系ガスのバラツキが無くなるとともに、絶対量も
減少した。また、排ガス中の炭化水素、特に配管閉塞
を引き起こす原因とされるCmn ( m≧5)のような
炭化水素は全く無視できる濃度であった。
2) When the RDF of sample 2 was used, the permeability in the gasification melting furnace was improved, so that the dispersion of the hydrocarbon-based gas in the exhaust gas was eliminated and the absolute amount was reduced. Further, at a concentration hydrocarbon entirely negligible, such as hydrocarbons in the exhaust gas, C m H n is a cause of particular cause pipe blockages (m ≧ 5).

【0102】3)試料1の廃棄物が水分を約50%含有
しているのに対して、試料2のRDFは乾燥工程を経て
いるので、水分含有量は7%以下に過ぎない。したがっ
て、ガス化溶融炉内に投入されるエネルギー、すなわち
トータル酸素消費量は約3/4に減少した。しかも、試
料1では第1ゾーンに補助燃料の微粉炭吹き込み(ある
いはコークスの装入)が必要であったのに対し、試料2
では一切必要がなかった。これは、試料2の場合、第2
ゾーンで有機物が熱分解し、充分に炭化した後の残渣
(炭化物)が下部の第1ゾーンに供給されたことによる
ものである。
3) While the waste of Sample 1 contains about 50% moisture, the RDF of Sample 2 has undergone a drying step, so the moisture content is only 7% or less. Therefore, the energy input into the gasification melting furnace, that is, the total oxygen consumption was reduced to about 3/4. In addition, sample 1 required pulverized coal injection of auxiliary fuel (or charging of coke) into zone 1 whereas sample 2 required
Then there was no need. This is the second for sample 2
This is because the residue (carbide) after the organic matter was thermally decomposed in the zone and sufficiently carbonized was supplied to the lower first zone.

【0103】4)このように充分に炭化した炭化物が下
部に存在しているため(つまり、還元性雰囲気になって
いるため)、試料2の溶融スラグ中のFeOおよびPb
Oの含有量も半減した。これは、RDF製造時に、一部
の金属類が回収除去されているためでもある。これによ
って本発明方法で回収される溶融スラグは、冷却後、セ
メント等の原料として有効利用できるものであった。
4) Since the carbide sufficiently carbonized as described above exists at the lower portion (that is, because of a reducing atmosphere), FeO and Pb in the molten slag of Sample 2 were
The O content was also halved. This is also because some metals have been recovered and removed during RDF production. As a result, the molten slag recovered by the method of the present invention could be effectively used as a raw material such as cement after cooling.

【0104】5)試料2では、RDF化の際に一部のが
れきや土砂等のスラグ類が除去されているため、ガス化
溶融炉内に投入する石灰石の量が削減できた。なお、試
料2で溶融スラグの生成量が増えているのは、試料1に
比べて試料中に含有されるスラグ分が多かったためであ
る(表1参照)。
5) In sample 2, since a part of slag such as debris and earth and sand was removed at the time of RDF conversion, the amount of limestone charged into the gasification and melting furnace could be reduced. The reason why the amount of generated molten slag was increased in Sample 2 is that the amount of slag contained in the sample was larger than that in Sample 1 (see Table 1).

【0105】6)試料2では、RDF化の際に消石灰が
内装されているので、ガス化溶融炉における脱Sおよび
脱Clが促進された。したがって、排ガス中のS含有ガ
ス(SO2 、COS、H2 S等)およびCl系ガス(H
Clで代表される)の濃度が著しく低下した。
6) In sample 2, since slaked lime was contained during RDF conversion, removal of S and Cl in the gasification and melting furnace were promoted. Therefore, S-containing gas (SO 2 , COS, H 2 S, etc.) and Cl-based gas (H
(Represented by Cl) significantly decreased.

【0106】7)RDF製造時に消石灰が内装された試
料2ではスラグの溶融化が促進されたため、ガス化溶融
炉から排出された溶融スラグおよび溶融メタルの温度の
バラツキが減少した。すなわち、溶融スラグおよびメタ
ルの安定した排出が可能であった。
7) In Sample 2 in which slaked lime was installed during the production of RDF, the melting of the slag was promoted, so that the variation in the temperature of the molten slag and the molten metal discharged from the gasification melting furnace was reduced. That is, stable discharge of molten slag and metal was possible.

【0107】次に、試料2を使用した実施例と試料3
(ダストを添加したRDF)を使用した実施例とを対比
して説明する。
Next, an example using sample 2 and sample 3
This will be described in comparison with an example using (RDF to which dust is added).

【0108】1)添加したダストにはCaO、SiO2
等のスラグ分が多く含まれているので、試料3を使用し
た場合は、溶融スラグ量が若干増加し、それを溶融化す
るためのエネルギー供給に必要なCO燃焼用の酸素の消
費量が若干増加した。しかし、試料2と比べて大差はな
かった。
1) CaO, SiO 2
When sample 3 is used, the amount of molten slag slightly increases, and the consumption of oxygen for CO combustion required for supplying energy for melting the sample slightly increases. Increased. However, there was no great difference as compared with Sample 2.

【0109】2)添加したダストにはCaCl2 として
塩素が約10%程度含まれているので、排ガス中のHC
l濃度が著しく増加した。しかしながら、この塩素は排
ガスの水処理で充分除去できるので、プロセス上の問題
はない。
2) Since the added dust contains about 10% of chlorine as CaCl 2 , HC in the exhaust gas
1 concentration increased significantly. However, since this chlorine can be sufficiently removed by treating the exhaust gas with water, there is no problem in the process.

【0110】[0110]

【表5】 [Table 5]

【0111】[0111]

【発明の効果】廃棄物をRDF化してガス化溶融する本
発明方法によれば、廃棄物中に含まれる有機物をガス化
してエネルギーガスとして回収するとともに、廃棄物中
に含まれる灰分と金属類をそれぞれ溶融スラグと溶融金
属として回収することができる。これによって、現在問
題となっている一般廃棄物および産業廃棄物の埋め立て
費用の低減を図るとともに、生成する副生ガスを発電用
燃料等に活用することが可能である。
According to the method of the present invention for converting waste into RDF and gasifying and melting, the organic matter contained in the waste is gasified and recovered as energy gas, and the ash and metals contained in the waste are recovered. Can be recovered as a molten slag and a molten metal, respectively. As a result, it is possible to reduce the cost of landfilling general wastes and industrial wastes, which are currently a problem, and to use the generated by-product gas as fuel for power generation.

【0112】RDFを使用するので、炉内の通気性の改
善とそれに基づく安定したガス化溶融操業が可能であ
り、溶融のためのエネルギー(補助燃料等)使用量の削
減、溶融スラグの利用範囲の拡大、石灰石等の造滓剤の
削減等、種々の効果が得られる。
Since the RDF is used, it is possible to improve gas permeability in the furnace and perform a stable gasification and melting operation based on the permeability, reduce the amount of energy (auxiliary fuel, etc.) used for melting, and use the range of molten slag. Various effects can be obtained, such as expansion of limestone and reduction of slag-forming agents such as limestone.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法で用いるRDFの概略の製造工程を
示す図である。
FIG. 1 is a view showing a schematic manufacturing process of an RDF used in the method of the present invention.

【図2】本発明方法を実施するために用いる廃棄物のガ
ス化溶融炉の一例の構成を示す概略縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing a configuration of an example of a waste gasification and melting furnace used for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ガス化溶融炉本体 2:耐火れんが 3−1:ガス排出口 3−2:ガス排出ダクト 4:排ガスの流れ 5−1:1次羽口 5−2:2次羽口 5−3:3次羽口 6−1:1次羽口に吹き込む補助燃料 6−2:2次羽口に吹き込む補助燃料 6−3:3次羽口に吹き込む補助燃料 7−1:1次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−2:2次羽口に吹き込む支燃性ガス 7−3:3次羽口に吹き込む支燃性ガス 8:溶融スラグおよび溶融金属の流れ 9:溶融スラグおよび溶融金属の排出口 10:プッシャー 11−1:RDF装入口 11−2:ホッパー 12:RDF 13:溶融スラグおよび溶融金属 14:炭化物を主体とする充填層 15:RDFを主体とする充填層 16:フリーボード 17:サウンジングデバイス(原料層頂レベル計) 18:サウンジングウェイト 19:温度変換器(熱電対の信号を温度に変換する装
置) 20:第2ゾーンの内張り煉瓦表面に備えられた熱電対 21:第3ゾーンのフリーボード空間に備えられた熱電
1: Gasification and melting furnace main body 2: Refractory brick 3-1: Gas discharge port 3-2: Gas discharge duct 4: Exhaust gas flow 5-1: Primary tuyere 5-2: Secondary tuyere 5-3: Tertiary tuyere 6-1: Auxiliary fuel to be blown into primary tuyere 6-2: Auxiliary fuel to be blown into secondary tuyere 6-3: Auxiliary fuel to be blown into tertiary tuyere 7-1: To blow into primary tuyere Supporting gas 7-2: Supporting gas blown into secondary tuyere 7-3: Supporting gas blowing into tertiary tuyere 8: Flow of molten slag and molten metal 9: Discharge of molten slag and molten metal Outlet 10: Pusher 11-1: RDF loading inlet 11-2: Hopper 12: RDF 13: Molten slag and molten metal 14: Packing layer mainly composed of carbide 15: Packing layer mainly composed of RDF 16: Free board 17: Sounding device (raw material layer top level meter) 18: Sau Switching weight 19: Temperature converter (device for converting the signal of the thermocouple into temperature) 20: Thermocouple provided on the surface of the lining brick in the second zone 21: Thermocouple provided in the free board space of the third zone

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊坂 勝哉 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 安福 秀章 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号住 友金属工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuya Isaka 4-33, Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Hideaki Anfuku 4-chome, Kitahama, Chuo-ku, Osaka, Osaka 5-33 No. Sumitomo Metal Industries, Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】廃棄物中の有機物をガス化してエネルギー
ガスとして回収するとともに、廃棄物中の灰分と金属類
を溶融物として回収する廃棄物のガス化溶融炉を用いて
廃棄物をガス化溶融する方法において、前記廃棄物を、
あらかじめ下記(1)〜(4)の工程による処理を施し
た後、前記ガス化溶融炉に装入し、ガス化溶融すること
を特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。 (1)廃棄物を粉砕する工程 (2)粉砕した廃棄物を乾燥する工程 (3)乾燥後の廃棄物から銅、アルミニウム等の有価金
属を分別回収し、ガレキ、土砂等の不燃物を分別除去す
る工程 (4)上記(3)の分別回収および分別除去後の廃棄物
に、石灰を添加混合して減容成型する工程
An organic waste gas is gasified and recovered as an energy gas, and the ash and metals in the waste are recovered as a molten material. In the method for melting, the waste is
A method for gasification and melting of waste, wherein the method is subjected to the following processes (1) to (4) in advance and then charged into the gasification and melting furnace and gasified and melted. (1) Step of crushing waste (2) Step of drying crushed waste (3) Separation and collection of valuable metals such as copper and aluminum from the dried waste, and separation of incombustibles such as rubble, earth and sand Step of removing (4) Step of adding and mixing lime to the waste after the separation and collection and the separation and removal of the above (3) to reduce the volume
【請求項2】請求項1に記載の廃棄物のガス化溶融方法
において、ガス化溶融炉から排出されるダストを請求項
1に記載する(4)の工程で処理する廃棄物に添加混合
することを特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。
2. The method for gasifying and melting waste according to claim 1, wherein the dust discharged from the gasification and melting furnace is added to and mixed with the waste to be treated in the step (4) according to claim 1. A method for gasifying and melting waste.
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