JPH10281423A - 廃棄物の焼却処理方法及び装置 - Google Patents

廃棄物の焼却処理方法及び装置

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JPH10281423A
JPH10281423A JP10542497A JP10542497A JPH10281423A JP H10281423 A JPH10281423 A JP H10281423A JP 10542497 A JP10542497 A JP 10542497A JP 10542497 A JP10542497 A JP 10542497A JP H10281423 A JPH10281423 A JP H10281423A
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JP
Japan
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furnace
pyrolysis
gas
waste
exhaust gas
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JP10542497A
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Yoshimasa Ikeda
善正 池田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 都市ゴミ等の廃棄物を熱分解、溶融燃焼して
処理する廃棄物焼却炉の熱分解炉に溶融炉の燃焼排ガス
を直接使用することで、簡単な設備で熱分解を可能にす
る。 【解決手段】 溶融炉の燃焼空気を多段で供給し、第一
段目の燃焼空気を、排ガス中にCOガスが存在するよう
に供給することで、酸素を含まない高温の排ガスを熱分
解に使用することが可能になり、熱交換器を介さないで
直接熱分解を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に一般家庭から
発生する廃棄物の処理方法及び装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の廃棄物焼却炉は、800〜900
℃前後で燃焼するストーカ炉、流動層炉等が多く用いら
れているが、廃棄物中に含まれる空き瓶、空き缶等も混
合して焼却し、焼却灰にはこれらが混合されて、減容化
が不十分である欠点がある。そこで、焼却灰の減容化を
図るため、焼却灰を1300℃以上の高温で溶融化処理
して、焼却灰を減容化する方法もあるが、更に電力・石
油等の熱源と溶融設備が必要であり、焼却灰中の空き缶
は、酸化されて資源として有効活用出来ない欠点があ
る。
【0003】これらを解決する方法として、図2に示す
ように、熱分解ドラム16で廃棄物を450℃程度で熱
分解して、廃棄物中の有機物を熱分解ガスと熱分解物固
形物にして、熱分解固形物は冷却して空き缶等は分離装
置3で分離して再資源化し、残りの主に炭素からなる熱
分解固形物は、熱分解固形物自身と熱分解ドラムと溶融
炉を連結する熱分解ガス配管15によって熱分解ドラム
16から供給される熱分解ガスを燃料として、溶融炉4
で1300℃程度の温度で燃焼して熱分解固形物に含ま
れる灰分を溶融処理して、灰分は排ガスと分離後冷却・
固化して水砕状の固形物を得る方法が提案されている。
この方法は、灰を溶融するための電力・石油等の熱源が
不要で、燃焼灰を溶融・固化して大幅に減容でき、か
つ、空き缶は酸化されないで分離・回収が可能であるこ
とから、資源の再利用の点からも非常に有利である。こ
の方法では、廃棄物の熱分解ドラム16は、溶融炉4で
発生した高温の排ガスと空気を熱交換器17で熱交換し
た高温の空気を熱源とし、これを空気ファン18で、熱
分解ドラム16の図示しない伝熱チューブに通して循環
して廃棄物を間接的に高温加熱する方法である。この方
法では、循環空気と溶融炉排ガスとの空気熱交換器17
及び熱分解ドラムと廃棄物の熱交換が必要であり、熱分
解ドラムへの高温空気の供給部及び、廃棄物の供給部、
熱分解ガス・熱分解固形物の排出部における熱分解ドラ
ムと外部のシール性の確保等の課題の他に、燃焼排ガス
と空気の熱交換器が燃焼排ガス中に含まれる塩酸ガスで
高温腐食する問題があり、より簡単な方法で廃棄物を熱
分解できる方法が望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】熱分解炉で廃棄物を加
熱分解する方法としては、高温のガスで直接加熱する方
法が、簡単な設備構造で済む点から望ましいが、高温の
ガスに酸素が混入していると、廃棄物及び発生する熱分
解ガスが熱分解炉内で燃焼して局部的に高温になり好ま
しくない。例えば、溶融炉の排ガスは、1300℃以上
の温度を有していることから、廃棄物の加熱源として使
用できるが、溶融炉では、熱分解物固形物を完全に燃焼
するため空気比1以上で燃焼するので、排ガス中には酸
素が存在し、そのまま適用することは無理がある。
【0005】本発明は、溶融炉の燃焼方法を改善して、
溶融炉の高温の排ガスを直接利用して、廃棄物を熱分解
することによって、効率的に廃棄物を処理する方法及び
その装置を提案することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の手段は以下の通りである。 (1)都市ゴミ等の廃棄物を熱分解炉において加熱し、
熱分解ガスと熱分解固形物に熱分解し、この熱分解固形
物をこの熱分解ガスと空気を吹き込んで溶融炉で燃焼、
溶融処理する廃棄物焼却処理方法において、熱分解固形
物を燃焼、溶融処理する溶融炉の排ガスの一部を、廃棄
物を熱分解処理する熱分解炉に供給することを特徴とす
る廃棄物の焼却処理方法である。 (2)前記溶融炉に、熱分解ガス及び熱分解固形物の入
側から出側に、少なくとも2段階に空気を供給すると共
に、少なくとも、1段目の燃焼後の排ガス中のCO濃度
が1000ppm以上になるように空気供給量を制御
し、少なくとも1段目の燃焼後の排ガスを熱分解炉に供
給することを特徴とする(1)項記載の廃棄物の焼却処
理方法である。 (3)都市ゴミ等の廃棄物を加熱し、熱分解ガスと熱分
解固形物に熱分解する熱分解炉と、この熱分解固形物を
この熱分解ガスと空気を吹き込んで燃焼、溶融処理する
溶融炉とを少なくとも有する廃棄物焼却設備において、
前記熱分解炉と前記溶融炉との間に、前記溶融炉の排ガ
スを前記熱分解炉に供給するガス供給管を設けたことを
特徴とする廃棄物焼却装置である。 (4)前記熱分解炉と前記溶融炉との間に、前記溶融炉
の排ガスを前記熱分解炉に供給するガス供給管にCO濃
度分析計を設けることを特徴とする(3)項記載の廃棄
物焼却装置である。 (5)前記溶融炉に、溶融炉の熱分解ガス入側から出側
に向かって、空気吹き込み装置が多段に設けられ、前記
熱分解炉と前記溶融炉との間に、前記溶融炉の排ガスを
前記熱分解炉に供給するガス供給管が、熱分解ガス入口
側に近い空気吹き込み装置の近傍に開口して配置される
ことを特徴とする(3)または(4)項記載の廃棄物焼
却装置である。
【0007】本発明においては、溶融炉の空気の供給を
多段に行い、第1段目では燃焼排ガス中の酸素がない条
件にし、順次空気を添加して最終的には熱分解ガス及び
熱分解物を完全に燃焼する空気を添加する。熱分解炉に
は、第一段目で燃焼した酸素を含まない排ガスの一部を
溶融炉より取り出して熱分解炉に供給することで、熱分
解に必要な高温の酸素を含まないガスを供給できる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の方法を実施する
装置の一実施例である。本装置は、熱分解炉2と溶融炉
4とから実質的に構成されており、破砕機1、分離装置
3、熱回収装置5、集塵装置6、排ガス処理装置7が付
属して設けられている。
【0009】熱分解炉2は、シャフト炉であって、上方
に装入装置12、下方に排出装置13を備えている。熱
分解炉2の側方には、溶融炉燃焼排ガス送入口21と熱
分解ガスと溶融炉の排ガスの混合ガス(以下、熱分解ガ
スと略す)の熱分解ガス送出口22が備えられている。
熱分解炉2は、シャフト炉の他に、ストーカ炉、流動層
炉が熱分解炉として適用できる。分離装置3は、空き
缶、ガラス塊片、陶片などの大型の塊状物と、粉状の炭
素片、灰状物とを分離できれば良く、格子状または網目
状の篩、振動篩等が適用できる。なお、この分離装置3
の後段に、磁選機、金属検出器を設置して鉄、非鉄金属
を分離して回収するのが好ましい。
【0010】溶融炉4は、縦型の気流層炉であって、上
方に熱分解固形物と、熱分解ガスと共に供給するバーナ
ー19とこのバーナー19に燃焼用空気を供給する空気
吹き込み装置11aとしてノズルが、底部にスラグタッ
プ10、炉の上方側方に溶融炉の燃焼排ガス送出口20
を備えている。また、本発明の溶融炉4の熱分解ガスの
入側から出側の方向に、多段に空気吹き込み装置11
b、11cが設けられている。
【0011】熱分解炉2の熱分解ガス送出口22と溶融
炉4のバーナー19の間には、熱分解ガスを溶融炉のバ
ーナー19に供給する熱分解ガス配管15が設けられて
いる。この配管の途中には、熱分解ガスを昇圧するファ
ン8を設けるのが好ましい。
【0012】また、溶融炉4の燃焼排ガス送出口20と
熱分解炉2の溶融炉燃焼排ガス送入口21との間には、
溶融炉の燃焼排ガスの一部を熱分解炉に供給するための
排ガス配管14が設けられている。なお、この排ガス配
管14の途中には、COガス分析装置9を設けるのが好
ましい。
【0013】溶融炉4の溶融炉燃焼排ガス送出口23の
後段には、熱回収装置5が、その後段には集塵装置7
が、そしてその後段には排ガス処理装置8が設けられて
いる。
【0014】廃棄物は、破砕機1で粉砕され熱分解炉2
に装入される。熱分解炉2では、溶融炉4の排ガスの一
部を排ガス配管14から供給し、廃棄物を加熱して熱分
解し、廃棄物中の有機物は熱分解ガスと熱分解固形物に
分解される。熱分解ガスは、溶融炉から供給された燃焼
排ガスと混合され、熱分解ガス配管15からファン8で
吸引して溶融炉に供給され、溶融炉で燃料として使用さ
れる。一方、熱分解炉で熱分解された熱分解固形物は、
有機物は炭素状の粉体になり、空き缶、瓦礫等の不燃物
と容易に分離可能な状態になり、分離装置3で不燃物を
分離後、分離物は溶融炉で燃焼する。溶融炉4の排ガス
の一部は、排ガス配管14を経て、溶融炉燃焼排ガス送
入口21から、熱分解炉2の上部に供給され、下部から
熱分解ガスと混合された状態で熱分解ガス送出口22か
ら排出され、熱分解ガス配管15、ファン8から溶融炉
4に送られる。破砕機1で破砕された廃棄物は熱分解炉
2の上部のシールされた装入装置12から熱分解炉に供
給して、溶融炉排ガスで加熱して熱分解され、熱分解固
形物と空き缶等は下部のシールされた排出装置13から
排出される。この結果、熱分解炉のガスは外部に流出す
ることを防止できる。
【0015】溶融炉4では、熱分解炉2から排出される
熱分解で発生したガスと熱分解炉へ供給した溶融炉排ガ
スの混合物である熱分解ガスと空気を供給し、熱分解炉
で生成した熱分解固形物のうちの分離装置3で分離した
有機物を燃焼する。
【0016】燃焼空気は、本実施例では、空気吹き込み
装置11a、11b、11cから3段で供給し、第1段
の空気吹き込み装置11aは、溶融炉上部から熱分解ガ
ス及び熱分解固形物を供給するバーナーの空気供給装置
を使用することも可能である。第2、3段の空気吹き込
み装置11b、11cは、溶融炉の燃焼排ガス送出口2
0の後段に設置し、溶融炉に空気のみを供給するように
設置する。第1段目の空気比は1以下にするが、溶融炉
4から熱分解炉2に加熱源として供給する溶融炉4の燃
焼排ガス中には、未反応の酸素が存在する可能性がある
が、CO濃度がが1000ppm以上であれば酸素はほ
とんど存在しないことが分かった。したがって、溶融炉
4から熱分解炉2に燃焼排ガスを供給する排ガス配管1
4にCO濃度分析計9を設置してCO濃度が1000p
pm以上になるよう第1段目の空気吹き込み装置11a
の空気流量を制御することによって、熱分解炉2に高温
の酸素を含有しないガスを供給することが好ましい。
【0017】溶融炉4では、熱分解固形物中の有機物と
熱分解炉から排出される熱分解ガスを熱源に、空気吹き
込み装置11a,11b、11cから供給された空気で
1300℃以上の高温で燃焼し、熱分解固形物中の灰分
は、溶融してスラグタップ10から水中に落下し、水砕
状の固形物になる。回収した水砕状の固形物は、セメン
ト原料、土木建築材料として有効に活用できる。溶融炉
燃焼排ガス排出口23から排出された燃焼排ガスは、熱
回収装置5で熱回収後、集塵装置6で除塵、排ガス処理
装置7で排ガス中の有害物を除去する。熱回収装置5
は、廃熱ボイラー等が利用でき、回収した蒸気は熱源あ
るいは発電に利用できる。集塵装置6は、バグフィルタ
ー等の装置で未燃物、飛散したスラグを捕集する。排ガ
ス処理装置7は、水洗塔等で、排ガス中の有害物例えば
塩化水素ガス、重金属等を除去する。これらの装置は既
存のゴミ焼却炉に使用しているものが適用できる。
【0018】
【実施例】次に、図1に示した本発明装置を用いて、溶
融炉はシャフト炉を使用した実施例を示す。廃棄物は、
都市ゴミ100T/日を処理し、都市ゴミ中には可燃物
の他に、空き缶、空き瓶、瓦礫等の不燃物が6%含まれ
ている他に、可燃物中にも灰分が5%含まれる。廃棄物
は破砕機で200mm以下に破砕されて熱分解炉に装入
する。熱分解炉には溶融炉の第1段目で燃焼した900
℃の排ガスの一部16000Nm3/hを分岐して供給
した。この溶融炉から分岐させたガスは、熱分解炉で発
生した熱分解ガス3400Nm3/hと混合して450
℃で溶融炉に循環される。熱分解炉に供給する排ガス
は、COを0.2%含有し、酸素は含有していなかっ
た。熱分解炉は、並流式の熱交換方式を採用したこと
で、十分な熱分解時間が確保できほとんど炭化した熱分
解物が得られ、空き缶等との分離も容易であった。熱分
解ガスを昇圧するファンは、450℃の熱分解ガスを昇
圧することから特別な耐熱ファンを使用しなかった。
【0019】溶融炉には、空気を空気吹き込み装置11
a、11b、11cから3段で供給し各段に各々50
%、30%、20%づつ供給し、溶融炉底部の排ガス温
度は1350℃であった。この結果、熱分解固形物は完
全に燃焼され、有機物中の灰分は溶融して水砕状の固形
物になり、炭素は存在しなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、廃棄物を熱分解する熱
源を溶融炉の燃焼ガスの一部を直接使用することで、従
来は溶融炉の排ガスを熱交換して間接加熱する方法に比
べ、熱交換器が省略でき、回転炉を使用しないで済むの
でガスのシール装置が不要な設備で熱分解に必要な熱を
供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃棄物焼却炉の説明図である。
【図2】従来の廃棄物焼却炉の説明図である。
【符号の説明】
1 破砕機 2 熱分解炉 3 分離装置 4 溶融炉 5 熱回収装置 6 集塵装置 7 排ガス処理装置 8 ファン 9 COガス分析計 10 スラグタップ 11a 空気吹き込み装置 11b 空気吹き込み装置 11c 空気吹き込み装置 12 装入装置 13 排出装置 14 排ガス配管 15 熱分解ガス配管 16 熱分解ドラム 17 空気熱交換器 18 空気ファン 19 バーナー 20 燃焼排ガス送出口 21 溶融炉燃焼排ガス送入口 22 熱分解ガス送出口 23 溶融炉燃焼排ガス送出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/50 ZAB F23G 5/50 ZABH

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 都市ゴミ等の廃棄物を熱分解炉において
    加熱し、熱分解ガスと熱分解固形物に熱分解し、この熱
    分解固形物をこの熱分解ガスと空気を吹き込んで溶融炉
    で燃焼、溶融処理する廃棄物焼却処理方法において、熱
    分解固形物を燃焼、溶融処理する溶融炉の排ガスの一部
    を、廃棄物を熱分解処理する熱分解炉に供給することを
    特徴とする廃棄物の焼却処理方法。
  2. 【請求項2】 前記溶融炉に、熱分解ガス及び熱分解固
    形物の入側から出側に、少なくとも2段階に空気を供給
    すると共に、少なくとも、1段目の燃焼後の排ガス中の
    CO濃度が1000ppm以上になるように空気供給量
    を制御し、少なくとも1段目の燃焼後の排ガスを熱分解
    炉に供給することを特徴とする請求項1記載の廃棄物の
    焼却処理方法。
  3. 【請求項3】 都市ゴミ等の廃棄物を加熱し、熱分解ガ
    スと熱分解固形物に熱分解する熱分解炉と、この熱分解
    固形物をこの熱分解ガスと空気を吹き込んで燃焼、溶融
    処理する溶融炉とを少なくとも有する廃棄物焼却設備に
    おいて、前記熱分解炉と前記溶融炉との間に、前記溶融
    炉の排ガスを前記熱分解炉に供給するガス供給管を設け
    たことを特徴とする廃棄物焼却装置。
  4. 【請求項4】 前記熱分解炉と前記溶融炉との間に、前
    記溶融炉の排ガスを前記熱分解炉に供給するガス供給管
    にCO濃度分析計を設けたことを特徴とする請求項3記
    載の廃棄物焼却装置。
  5. 【請求項5】 前記溶融炉に、溶融炉の熱分解ガス入側
    から出側に向かって、空気吹き込み装置が多段に設けら
    れ、前記熱分解炉と前記溶融炉との間に、前記溶融炉の
    排ガスを前記熱分解炉に供給するガス供給管が、熱分解
    ガス入口側に近い空気吹き込み装置の近傍に開口して配
    置されていることを特徴とする請求項3または4記載の
    廃棄物焼却装置。
JP10542497A 1997-04-09 1997-04-09 廃棄物の焼却処理方法及び装置 Withdrawn JPH10281423A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002081624A (ja) * 2000-09-05 2002-03-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd 廃棄物ガス化溶融炉と同溶融炉の操業方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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