JPH1078207A - 廃棄物熱分解溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料ガスとして排出される排ガスの温度低下
を防止し、同時に、発生ガス路への廃棄物の沈積のおそ
れのない廃棄物溶融処理設備を提供する。 【解決手段】 廃棄物装入手段３から投入された廃棄物
Ｗを乾燥する乾燥帯Ａと、前記乾燥帯Ａで乾燥された廃
棄物を熱分解する熱分解帯Ｂと、前記熱分解帯Ｂで熱分
解された廃棄物を燃焼溶融する燃焼溶融帯Ｃを順次上か
ら下に自然形成された炉本体１に、前記廃棄物が前記熱
分解して生成する可燃性ガスを排出する発生ガス路２を
接続してある廃棄物熱分解溶融炉における、前記発生ガ
ス路２との接続用の開口部１ｂを、前記炉本体１の前記
乾燥帯Ａ表面の下方の位置に設け、かつ、廃熱ボイラ２
２より発生する煤塵を前記炉本体１の上部へ戻すように
構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物熱分解溶融
炉に関し、詳しくは、炉頂部に廃棄物装入手段を備え、
その廃棄物装入手段から投入された廃棄物を乾燥する乾
燥帯と、前記乾燥帯で乾燥された廃棄物を熱分解する熱
分解帯と、前記熱分解帯で熱分解された廃棄物を燃焼溶
融する燃焼溶融帯を順次上から下に自然形成された炉本
体に、前記廃棄物の前記熱分解により生成された可燃性
ガスを排出する発生ガス路を接続してある廃棄物熱分解
溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物熱分解溶融炉においては、
図２に一例を示すように、炉頂部１ａに廃棄物装入手段
３を備え、その廃棄物装入手段３から投入された廃棄物
を乾燥する乾燥帯Ａと、前記乾燥帯Ａで乾燥された廃棄
物を熱分解する熱分解帯Ｂと、前記熱分解帯Ｂで熱分解
された廃棄物を燃焼溶融する燃焼溶融帯Ｃが順次上から
下に自然形成された炉本体１に、前記廃棄物が前記熱分
解して生成する可燃性ガスを排出する発生ガス路２を構
成する煙道２ａを接続してある。そして、前記炉頂部１
ａに、前記煙道２ａの開口部１ｂと、廃棄物装入手段３
の装入部３ｃとが共に配置されていた。つまり、前記廃
棄物装入手段３のゴミホッパ３ａから投入された廃棄物
は、前記ゴミホッパ３ａの下方に備えるプッシャ３ｂに
よって押し出され、前記装入部３ｃから炉内の前記乾燥
帯Ａの上面上に投入される。さらに、前記炉頂部１ａに
設けた開口部１ｂに、前記発生ガス路２が接続されてお
り、前記熱分解帯Ｂで発生した熱分解ガスは、一旦、前
記炉頂部の前記乾燥帯Ａの上面上の空間を経て前記発生
ガス路２に導出される。従って、装入廃棄物は前記乾燥
帯Ａの上方から投入され、また、排出する可燃性ガスも
前記乾燥帯Ａの上方の空間から発生ガス路２へ吸引され
るように構成してあった。また、廃棄物熱分解溶融炉で
発生した可燃性ガスを燃焼する二次燃焼室２２ｂで発生
した煤塵は、前記二次燃焼室２２ｂの下部より室外へ取
り出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の廃棄物熱分
解溶融炉においては、生成された可燃性ガスが前記乾燥
帯Ａの上方の空間から前記発生ガス路２へ吸引されるよ
うに構成されているために、前記廃棄物装入手段３の装
入部３ｃから外気が吸引されて、そのまま前記発生ガス
路２に至る結果、以下の問題点を有している。つまり、
前記乾燥帯Ａを経て吸引され、前記発生ガス路２に導出
される前記熱分解ガスは、前記廃棄物装入手段３から前
記装入部３ｃを経て吸引される外気と混合希釈され、可
燃性ガスの温度低下及び熱分解ガスの保有カロリーの低
下を招く。また、前記外気が前記乾燥帯Ａの上方の空間
を経て前記発生ガス路２に導出される際に、前記装入部
３ｃから落下して、前記空間内に浮遊する細かく、軽い
廃棄物を同伴して前記発生ガス路２に至り、前記発生ガ
ス路２内に前記浮遊する廃棄物が沈降し、前記発生ガス
路２の閉塞や流路断面積の縮小を招き、また、閉塞に至
らないまでも、前記発生ガス路２内の清掃を必要とす
る。さらに、前記二次燃焼室２２ｂの下方に沈着する煤
塵は、廃棄処分するための処理を必要としている。そこ
で、本発明の廃棄物熱分解溶融炉は、上記の問題点を解
決し、燃料ガスとして排出される排ガスの温度低下を防
止し、同時に、発生ガス路への廃棄物の沈積のおそれの
ない廃棄物溶融処理設備を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔第１特徴構成〕上記の目的のための本発明の廃棄物溶
融処理設備の第１特徴構成は、請求項１記載のとおり、
炉頂部に廃棄物装入手段を備え、その廃棄物装入手段か
ら投入された廃棄物を乾燥する乾燥帯と、前記乾燥帯で
乾燥された廃棄物を熱分解する熱分解帯と、前記熱分解
帯で熱分解された廃棄物を燃焼溶融する燃焼溶融帯が順
次上から下に形成された炉本体に、前記廃棄物が前記熱
分解して生成する可燃性ガスを排出する発生ガス路を接
続してある廃棄物熱分解溶融炉における、前記発生ガス
路との接続用の開口部を、前記炉本体の前記乾燥帯表面
より下方の位置に発生ガスの二次燃焼により発生する煤
塵を前記廃棄物処理炉の廃棄物の上部に戻すコンベヤー
を設けてある点にある。 〔第１特徴構成の作用効果〕上記第１特徴構成によれ
ば、前記排気口を前記乾燥帯の廃棄物の上面より低い位
置に開口させることによって、前記排気口の上方の廃棄
物の通気抵抗によって、前記廃棄物の上面上の空間から
の煙道へのガスの吸引を防止することが可能である。従
って、前記廃棄物の上面上方空間からの前記廃棄物装入
手段を経て吸引された外気の前記煙道への導入に対する
抵抗が生じ、前記上面上方空間を経て吸引される外気に
よって排気が希釈されたり冷却されることを防止出来
る。また、前記乾燥帯の廃棄物層がフィルタの作用を果
たし、前記廃棄物の上面上の空間に浮遊する細かい廃棄
物或いは塵が前記煙道に吸入されて煙道閉塞の障害を発
生することも防止出来る。更に、二次燃焼の過程で発生
する煤塵をスクリューコンベヤー等で直ちに溶融炉に戻
し、溶融処理するならば、従来よりこれら廃棄物処理の
施設が簡略になるのみならず、最終処分残渣も減少出来
る。その結果、燃料ガスとして排出される排ガスの温度
低下を防止し、同時に、発生ガス路への廃棄物の沈積を
防止出来る。

【０００５】〔第２特徴構成及び作用効果〕上記の目的
のための本発明の廃棄物溶融処理設備の第２特徴構成
は、請求項２記載のとおり、上記第１特徴構成に於ける
前記発生ガス路を俯角６０°以上になるように形成して
ある点にあり、発生ガス路に於ける煤塵等の排出ガスに
同伴する固形物の沈積を防止出来る。その結果、燃料ガ
スとして排出される排ガスの温度低下を防止し、同時
に、発生ガス路への廃棄物の沈積を確実に防止出来るよ
うになる。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記本発明の廃棄物熱分解溶融炉
の実施の形態の一例としての廃棄物溶融処理装置につい
て、以下に、図面を参照しながら説明する。廃棄物溶融
処理装置は、図１に示すように、廃棄物熱分解溶融炉の
炉本体１と、前記炉本体１における発生ガスを導出する
発生ガス路２を構成する煙道２ａと、前記煙道２ａに備
られた、前記発生ガスを燃焼させるボイラ２２と、前記
ボイラ２２からの廃ガスを除塵するバグフィルタ２３
と、前記ボイラ２２により生成された蒸気により発電す
る発電装置２５等を設けて構成してある。

【０００７】前記炉本体１には、廃棄物として収集され
た生ゴミＷを受け入れるための廃棄物投入手段３と、酸
素又は酸素富化ガスを供給する羽口５と、空気又は酸素
富化ガスを供給する羽口６を設けて、炉内に酸素ガス等
を吹き込んで炉内に装入された廃棄物をガス化溶融させ
るようにしてある。前記廃棄物投入手段３は、前記生ゴ
ミＷを受け入れるゴミホッパ３ａと、前記ゴミホッパ３
ａの下部に設けられた、前記ゴミホッパ３ａから投入さ
れた生ゴミＷを炉内に投入するプッシャ３ｂとで構成さ
れている。

【０００８】前記炉本体１は、下部の拡大した形状の竪
型炉で、乾燥帯Ａ、熱分解帯Ｂ、燃焼溶融帯Ｃという三
つの処理帯を順次上方から下方に自然形成して構成して
あり、前記ゴミホッパ３ａから投入された生ゴミＷから
なる廃棄物は、乾燥帯Ａで乾燥され、さらに下降して熱
分解帯Ｂで廃棄物に含まれる有機物が熱分解される。更
に、乾燥、熱分解の促進のために羽口６から空気又は酸
素富化ガスが供給される。発生ガスは、前記熱分解帯Ｂ
から前記乾燥帯Ａを経て前記煙道２ａに流出し、ガス化
後の残渣が燃焼溶融帯Ｃで溶融処理されるものである。

【０００９】前記煙道２ａは、前記乾燥帯Ａに於ける前
記熱分解帯Ｂとの境界の上側、つまり、投入された廃棄
物の上面より低い位置の前記炉本体１の炉壁に、開口部
１ｂとして周方向に亘って設けられた排気口を取り巻く
環状ダクト２ｂに連結されている。この環状ダクト２ｂ
と前記煙道２ａとで発生ガス路２を構成している。前記
環状ダクト２ｂの底面は６０°の勾配に形成してあり、
煙道２ａから戻る煤塵が前記乾燥帯Ａの廃棄物層の内部
に戻って、下降して溶融処理されるようにしてある。前
記排気口１ｂを前記上面より低い位置に開口させること
によって、前記排気口１ｂの上方の廃棄物の通気抵抗に
よって、前記投入された廃棄物の上面上の空間からの煙
道２ａへのガスの吸引を防止するようにしてある。従っ
て、前記炉本体１の前記廃棄物の上面上方空間からの前
記廃棄物装入手段３から吸引されたガスの前記煙道２ａ
への導入に対する抵抗が生じ、前記上面上方空間からの
ガスによって排ガスが希釈されたり冷却されることを防
止出来る。これによって、前記排ガスの燃料としての効
率を高めることが出来る。また、前記乾燥帯Ａの廃棄物
層がフィルタの作用を果たし、前記廃棄物の上面上の空
間に浮遊する微細ゴミが前記煙道２ａに吸入されて前記
煙道２ａ内に堆積したり、未燃物の排ガスダクトへの飛
散及び煙道閉塞の障害を発生することも防止出来る。

【００１０】前記燃焼溶融帯Ｃの下部には前記溶融処理
され、前記残渣の溶融した溶融スラグの溶融部があり、
その溶融スラグを排出するためのスラグ排出部８を前記
炉本体１の下部に設けてある。前記スラグ排出部８に
は、前記溶融部表面の部位の側方にスラグ排出口が設け
られ、前記スラグ排出口から冷却水を蓄えた水冷槽の中
に前記溶融スラグが滴下し、急冷されて水砕スラグとな
り、前記水冷槽の底部を通じて設けられたコンベヤー
（図中には省かれている。）によって取り出されるよう
にしてある。前記羽口５は、幾分下向きに形成してあ
り、燃焼溶融用ガスとして酸素又は酸素富化ガスを、前
記燃焼溶融帯Ｃの下部の溶融スラグの溶融部の表面に向
けて吹き付けるようにしてある。その結果、前記溶融部
の表面から前記羽口５から供給される燃焼溶融用ガスの
一部が溶融スラグ中に吹き込まれ、溶融スラグ中の未燃
物を液中燃焼させ、溶融廃棄物を完全に酸化して未燃分
を含まないスラグとして排出出来るようにしてある。

【００１１】前記ボイラ２２は、燃焼器２２ａを備えた
二次燃焼室２２ｂに水管２２ｃを配して構成してあり、
前記炉本体１において発生した約４００℃〜５００℃の
可燃性ガスが、前記炉本体１と前記燃焼器２２ａの間に
形成された、発生ガス路としての煙道２ａを介して供給
され、前記燃焼器２２ａから助燃空気と共に前記二次燃
焼室２２ｂに供給されて燃焼し、前記燃焼器２２ａで発
生した高温の燃焼ガスは、前記水管２２ｃと接触し、熱
交換された後に誘引送風機により誘引されてエコノマイ
ザ２２ｄを経てバグフィルタ２３等の排ガス処理装置を
介して煙突２４から排気される。前記ボイラ２２で生成
された蒸気は、発電機を駆動する蒸気タービンを備えた
発電装置２５に供給され、前記発電装置２５で発電され
た電力が廃棄物溶融処理装置の稼働用の電力として使用
され、余剰電力は外部に供給される。

【００１２】前記水管２２ｃ及びエコノマイザ２２ｄの
下方には、沈積する煤塵の排出部に、排出される煤塵を
捕集して搬出する煤塵収集機構としてのスクリューフィ
ーダからなる捕集煤塵搬送機構４がロータリバルブ（図
示省略）を介して設けられており、前記捕集煤塵搬送機
構４の排出部４ａが、前記炉本体１の前記乾燥帯Ａ上面
の上方の位置に取り付けられ、捕集した煤塵を装入廃棄
物上に返送するようにしてある。炉内に戻された冷却さ
れていない煤塵は、前記乾燥帯Ａの廃棄物と共に前記熱
分解帯Ｂに下降し、未燃分が燃焼乃至は部分燃焼し、さ
らに下降して溶融処理される。

【００１３】各家庭等で発生し、ゴミ収集車により収集
された廃棄物としての生ゴミＷは、一旦ゴミピット２０
に投入され、前記ゴミピット２０に貯留された後、ゴミ
クレーン２１によって掴み上げて前記ゴミホッパ３ａか
ら前記炉本体１内に投入され、前記ゴミホッパ３ａから
投入された廃棄物は、プッシャ３ｂの制御によって、炉
内の燃焼状況に合わせて送給量を調節しつつ炉内に供給
される。前記ゴミホッパ３ａから投入された生ゴミＷ
は、約４００℃から５００℃に維持される乾燥帯Ａで乾
燥され、さらに、下降して約５００℃から８００℃に維
持される熱分解帯Ｂで乾燥後のゴミに含まれる有機物が
大部分ガス即ちメタン、水素、一酸化炭素等の可燃性ガ
ス及び二酸化炭素に熱分解され、発生ガスとして前記熱
分解帯Ｂから前記乾燥帯Ａを経て前記煙道２ａに吸引さ
れ、ガス化後の残渣は約１５００℃に維持される燃焼溶
融帯Ｃで溶融処理される。前記煙道２ａは、前記乾燥帯
Ａの下部の炉壁に周方向に亘って設けられた排気口１ｂ
を取り巻く環状ダクト２ｂを介して、前記炉本体１に望
ましくは俯角６０°以上で接続されている。このように
排気口１ｂを配置して、前記乾燥帯Ａの装入廃棄物の通
気抵抗によって、前記乾燥帯Ａ上方の空間内のガスが前
記煙道２ａに吸引されることを抑制するとともに、外気
の前記煙道２ａへの混入を回避し、同時に、前記乾燥帯
Ａ表面部の装入廃棄物が排ガスによって吹き上げられ、
浮遊する廃棄物が排ガスと共に前記煙道２ａへ吸引され
ることをも防止するようにし、たとえ煙道２ａへ吸引さ
れたとしても、炉内へ戻りやすくするように煙道２の俯
角を６０°以上としてある。前記燃焼溶融帯Ｃでは、乾
燥・熱分解後の残渣中の可燃成分が、前記燃焼溶融帯Ｃ
の側壁部に形成された羽口５から供給される酸素や酸素
富化ガス等と燃焼反応して高温高熱を発し、この熱によ
り灰分や無機物が溶融処理され、同時にそのとき発生す
る熱及び羽口６から供給される酸素含有ガス等による部
分燃焼熱が前記熱分解帯Ｂでの熱分解処理、前記乾燥帯
Ａでの乾燥処理に供される。

【００１４】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記実施の形態においては、生ゴミのみが装入さ
れるものを示したが、固形化廃棄物（ＲＤＦ）を共に装
入するものであってもよく、或いは、固形化廃棄物（Ｒ
ＤＦ）のみが装入されるものであってもよい。前記固形
化廃棄物（ＲＤＦ）は、補助燃料としての固形燃料とし
ても作用し得るものであり、前記燃焼溶融帯Ｃにおける
安定燃焼の維持にも寄与するので、上述の下部の拡大し
た形状の竪型炉であっても、スラグ溶融部近傍の熱拡散
に充分に対応出来る発熱を維持することを可能とする。 〈２〉上記実施の形態においては、煙道２ａが前記乾燥
帯Ａ下部の炉壁に、周方向に亘って設けられた開口部１
ｂを取り巻く環状ダクト２ｂに連結されている例を示し
たが、前記開口部１ｂは炉壁の全周に亘って一体に設け
られた単一のものであってもよく、また、複数の排気口
からなるものであってもよい。また、前記環状ダクト２
ｂが設けられてなくてもよい。要するに、前記炉本体１
からの廃ガスが前記廃棄物Ｗの上面より低い位置から導
出されるように構成されてあればよい。つまり、前記開
口部１ｂは、前記乾燥帯Ａの領域内に設けられてあれば
よく、廃ガス導出位置から直接前記廃棄物の上面上の空
間からガスが吸引されなければよい。尚、前記開口部１
ｂを前記熱分解帯Ｂに設けないのは、前記開口部１ｂよ
り上方には前記燃焼溶融帯Ｃからの高温の排ガスが通過
し難くなり、前記開口部１ｂの上方が熱分解帯、乾燥帯
として機能しなくなるからである。 〈３〉上記実施の形態においては、炉本体１が、下部の
拡大した形状の竪型炉である例を示したが、前記炉本体
１の形状はこれに限られるものではなく、円筒状の炉形
状であってもよく、また、下方の窄まった形状の炉であ
ってもよい。 〈４〉上記実施の形態においては、前記羽口５から炉内
に酸素もしくは酸素富化ガスを吹き込んで炉内に装入さ
れた廃棄物をガス化溶融させる例を示したが、前記羽口
５及び６からは、酸素を富化しない予熱空気を供給して
もよく、前記燃焼溶融帯Ｃに於ける燃焼が充分に維持出
来るときは、予熱しない空気を供給するようにしてあっ
てもよい。 〈５〉上記実施の形態においては、捕集煤塵搬送機構４
をスクリューフィーダからなる構成とした例を示した
が、前記捕集煤塵搬送機構は他の手段によるものであっ
てもよく、例えば、気流搬送されるものであってもよ
い。さらに、煤塵収集機構４として前記捕集煤塵搬送機
構を設けた例を示したが、煤塵を捕集するだけの煤塵収
集機構４と捕集煤塵搬送機構とを別に設けて構成してあ
ってもよい。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物熱分解溶融炉の実施の形態の一
例を示す説明図

【図２】従来の廃棄物熱分解溶融炉を説明する断面図

【符号の説明】

１ 炉本体 １ａ 炉頂部 １ｂ 排ガス排出用開口部 ２ 発生ガス路 ３ 廃棄物装入手段 ２２ 廃熱ボイラ ２２ｄ エコノマイザ Ａ 乾燥帯 Ｂ 熱分解帯 Ｃ 燃焼溶融帯

フロントページの続き (72)発明者 鎌田 充彦 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会社 クボタ技術開発研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉頂部（１ａ）に廃棄物装入手段（３）
   を備え、その廃棄物装入手段（３）から投入された廃棄
   物を乾燥する乾燥帯（Ａ）と、前記乾燥帯（Ａ）で乾燥
   された廃棄物を熱分解する熱分解帯（Ｂ）と、前記熱分
   解帯（Ｂ）で熱分解された廃棄物を燃焼溶融する燃焼溶
   融帯（Ｃ）が順次上から下に自然形成された炉本体
   （１）に、前記熱分解により生成された可燃性ガスを排
   出する発生ガス路（２）を接続してある廃棄物熱分解溶
   融炉であって、 前記発生ガス路（２）との接続用の開口部（１ｂ）を、
   前記炉本体（１）の前記乾燥帯（Ａ）表面より下方の位
   置に設け、かつ、廃熱ボイラ（２２）又はエコノマイザ
   （２２ｄ）より発生する煤塵を前記炉本体（１）の廃棄
   物の上部へ戻すことを特徴とする廃棄物熱分解溶融炉。
2. 【請求項２】 前記発生ガス路（２）を俯角が６０°以
   上になるように形成してある請求項１記載の廃棄物熱分
   解溶融炉。