JPH1089640A - 廃棄物の焼却装置と該廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱分解工程に投入される廃棄物やチャー燃焼
工程より得られた高温砂が高熱雰囲気下でも円滑な乾燥
と熱分解が可能となる廃棄物の焼却装置の提供。 【解決手段】 １００〜３００℃の温度で好ましくは酸
素不足下で廃棄物を乾燥する手段と、温度３００℃以上
の空間内に流動媒体とともに前記乾燥手段により乾燥さ
れた廃棄物を供給して熱分解反応を行なわせ、その反応
により発生した熱分解ガスと未分解残渣および流動媒体
から成るチャー混合物と不燃物とを互いに分離する熱分
解手段とを含み、前記乾燥手段若しくは熱分解手段を、
仕切壁により区分けされた複数の流動域を具えた流動床
で形成するとともに、該流動床に供給された廃棄物が前
記流動域を循環しながら乾燥を行う流動槽で形成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物等を焼却し、その燃焼排ガスの熱により蒸気を製造
して、例えば該蒸気を発電プラント等に用いる過熱蒸気
製造に関する発明で、より具体的には廃棄物の焼却装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より都市ごみ等の廃棄物を焼却する
焼却装置には流動床焼却装置が多く用いられ、かかる装
置は流動床焼却炉内の分散板（例えば多孔板）上に収容
された砂等の流動媒体に分散板下方より空気または焼却
排ガス等を吹き込むことにより流動媒体を流動化すると
ともに加熱し、そのようにして形成された流動床内に都
市ごみ等の廃棄物を投入して燃焼させる。この燃焼によ
り発生した燃焼ガスは、燃焼ガス出口ラインを経てボイ
ラに至り、該ボイラ内で温水との熱接触により蒸気を発
生させ、該蒸気を発電プラント等のタービン駆動源とし
て用いるものである。

【０００３】さてかかる都市ごみ等の廃棄物中には塩ビ
プラスチック等の含塩素有機化合物が混入しており、可
燃分中にＣ１として約０．２〜０．５％含有されてい
る。そして都市ごみ等の廃棄物中に混入した塩ビプラス
チック等に含まれる塩素は、燃焼によってＨＣ１となり
（通常、都市ごみ燃焼排ガス中のＨＣ１は約５００〜１
０００ppm）、焼却炉の後流に設置された蒸気発生用ボ
イラのチューブに作用してこれを腐食させる。特にチュ
ーブ表面温度が約３５０℃以上では温度の増加とともに
高温腐食が顕著となる。このため、従来、チューブ表面
温度は３５０℃以下にする必要があり、製造される蒸気
の温度は約３００℃が限界であった。その結果、従来の
ごみ焼却による発電効率は約１５％以下であって、塩素
を殆ど含有しない重油やＬＮＧ等を燃料とし、ボイラチ
ューブ温度を５００〜６００℃にできるプラントの発電
効率約３０〜４０％に比べて著しく低く、その改善が強
く望まれていた。

【０００４】かかる課題を解決するため、先の特願平８
−６９０６７において、ボイラ水の加熱を少なくとも２
段階以上の複数段階とし、少なくとも一の段階加熱を所
定温度以上の流動媒体を含む空間内に廃棄物を供給して
熱分解反応を行なわせる熱分解工程で得た熱分解ガスの
燃焼熱エネルギを利用して直接若しくは間接的に行な
い、一方他の段階加熱を、前記熱分解手段より取り出さ
れた未分解残渣および流動媒体から成るチャー混合物を
空気または燃焼排ガスによって流動させながら前記未分
解残渣を燃焼させるチャー燃焼工程により得られた熱エ
ネルギを利用して行なう過熱蒸気製造方法を提案してい
る。

【０００５】すなわち、前記複数段階加熱の作用は、例
えば図２に示すように、都市ごみ等の廃棄物を熱分解
（本先願発明では、温度３００℃以上の空間内に廃棄物
を供給して熱分解反応を行なわせ、その反応により発生
した熱分解ガスと未分解残渣および流動媒体から成るチ
ャー混合物と不燃物とを互いに分離する熱分解手段によ
り構成している。）してその熱分解ガス中にＨＣｌ等が
含有する含塩素熱分解ガスであっても、該含塩素熱分解
ガスの熱エネルギによるボイラ水の加熱は、略２００℃
〜３２０℃前後の略沸点温度としている為に、含塩素熱
分解ガスが蒸気発生用ボイラのチューブに作用してもチ
ューブ表面温度が約３５０℃以上とならない為に、これ
を腐食させる事にならない。この場合前記ボイラ水は加
圧により沸点を略２００℃〜３２０℃前後に設定してあ
る為に前記含塩素熱分解ガスのボイラ水への熱エネルギ
の付与にバラツキが生じていてもそれは該ボイラ水の潛
熱の吸収（言い換えれば水から蒸気への相変換にのみ使
用され温度上昇分として作用しない）に使用されるため
に、ボイラ水の熱交換チューブの表面温度が塩素腐触温
度以上に上昇する事なく、安定した加熱温度のボイラ水
若しくは蒸気を得る事が出来る。

【０００６】そして前記略３００℃〜５００℃の熱分解
により分解されなかった未分解残渣は既に脱塩素されて
いるために、これを燃焼させて得られる、例えば５００
〜９５０℃前後の熱エネルギ（本先願発明では前記熱分
解手段より取り出された未分解残渣および流動媒体から
成るチャー混合物を、空気によって流動させながら前記
未分解残渣を燃焼させるチャー燃焼手段により５００〜
９５０℃前後の熱エネルギを得ている。）を主として利
用して前記略２００℃〜３２０℃前後に一次加熱したボ
イラ水若しくは蒸気を二次〜三次加熱して４００〜５０
０℃の加熱蒸気（ボイラチューブ温度を約４５０〜５５
０℃）を得ても低級材でもチューブ腐触が生じる恐れが
ない。これによりごみ焼却による発電を行なった場合に
おいても、塩素を殆ど含有しない重油やＬＮＧ等を燃料
としたプラントと同様な３０〜４０％の発電効率を低コ
ストで得る事が出来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】かかる先願技術によれ
ば熱分解炉とチャー燃焼炉及びボイラやスーパヒータを
効率よく組合せる事により、塩素の低減ともに且つ高温
度の過熱蒸気を得ることの出来るが、熱分解炉内に投入
する生ごみを含む生活廃棄物には、水分を多く含んだも
のが存在し、前記熱分解炉で得られた熱分解ガスが、前
記含水ごみよりの蒸発水分によって希釈され、カロリー
低下が生じてしまい、灰溶融炉の温度を１３００℃以上
にするために、熱分解ガス燃焼用空気源として、３０〜
５０％の酸素富化空気を用いる必要が生じ、酸素富加設
備とその運転動力コストが大幅に増大する。本発明は、
かかる先願技術の欠点を、解消することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
前記加熱蒸気を製造するための熱エネルギーを得るため
の装置に関する発明で、温度３００℃以上の空間内に、
流動媒体とともに廃棄物を供給して熱分解反応を行なわ
せ、その反応により発生した熱分解ガスと、未分解残渣
および流動媒体から成るチャー混合物と、不燃物とを互
いに分離する熱分解手段と、前記熱分解手段より導かれ
た未分解残渣および流動媒体から成るチャー混合物を、
空気によって流動させながら前記未分解残渣を燃焼させ
るチャー燃焼手段とを含むことは前記先願技術と同様で
あるが、前記熱分解手段を、仕切壁により区分けされた
複数の流動域を具えた流動床で形成するとともに、該流
動床に供給された廃棄物が前記流動域を循環しながら熱
分解を行う流動槽で形成したことを特徴とするものであ
る。かかる発明によれば複数の流動域を順次廃棄物が循
環する事により、処理物が出口にショートパスすること
なく、十分なる熱分解と連続投入処理が可能となるとと
もに、流動化ガスの低減が可能となり熱分解ガスのカロ
リー低下を抑制することが出来る。

【０００９】さて前記図２の作用を達成するためには熱
分解ガスとチャー混合物の熱カロリー比が「約７（熱分
解ガス）：約３（チャー混合物）」になるように熱分解
を行うことが好ましい。これは、加温すべきボイラ水を
１００Ｋｇｆ／ｃｍ²前後に加圧してその沸点を３０９
℃前後に設定している為に、熱分解ガスでは後記図１に
示す水冷壁ボイラ３６及び第１のボイラ２７（両者を第
１の蒸気製造工程（手段）という）でボイラ水を常温よ
り「沸点３０９℃＋蒸発潜熱」言換えれば３０９℃で殆
ど蒸気化するまで立上げるカロリーと、該立上げた蒸気
を沸点３０９℃より５００℃まで立上げるカロリーの比
は、約７：３である事による。従って前記発明によれば
熱分解を十分に行う事が出来、これにより熱分解ガスの
熱エネルギーは十分に大きくする事が出来る。

【００１０】尚、前記した通り生ごみを含んだ都市ごみ
等の廃棄物を直接熱分解炉に投入すると熱分解ガスが水
分で希釈されて、カロリー低下を招く。そこで請求項２
記載の発明においては、１００〜３００℃の温度で好ま
しくは酸素不足下で廃棄物を乾燥する手段と、温度３０
０℃以上の空間内に流動媒体とともに前記乾燥手段によ
り乾燥された廃棄物を供給して熱分解反応を行なわせ、
その反応により発生した熱分解ガスと未分解残渣および
流動媒体から成るチャー混合物と不燃物とを互いに分離
する熱分解手段と、前記熱分解手段より取り出された未
分解残渣および流動媒体から成るチャー混合物を、空気
によって流動させながら前記未分解残渣を燃焼させるチ
ャー燃焼手段とを含み、前記乾燥手段を、仕切壁により
区分けされた複数の流動域を具えた流動床で形成すると
ともに、該流動床に供給された廃棄物が前記流動域を循
環しながら乾燥を行う流動槽で形成したことを特徴とす
るものである。

【００１１】尚前記都市ごみの乾燥温度は、３００℃以
上で行うと炭化水素ガスが発生し好ましくなく、又１０
０℃以下では十分な蒸発が出来ない。又乾燥雰囲気は酸
素不足下で低温燃焼が生じず、好ましい。従って、前記
乾燥手段も熱分解手段と同様な構成で温度管理のみ行う
ような方策がよい。すなわち、例えば乾燥手段も熱分解
手段と同様なチャー燃焼手段より得られた高温砂を利用
して廃棄物の乾燥を行う流動床、キルン、横型攪拌槽の
いずれかであるのがよく、これにより、熱エネルギーの
有効利用が図れる。そして、前記熱分解工程に投入され
る廃棄物をチャー燃焼工程より得られた高温砂を利用し
て十分に乾燥させるのがよい。これにより前記課題の解
決とともに、チャー燃焼工程より得られる高温砂は温度
的にも又熱容量的にも十分なる大きさを有する為に、容
易に乾燥が可能である。又本発明は前記乾燥手段を、仕
切壁により区分けされた複数の流動域を廃棄物が循環し
ながら乾燥を行っている為に、請求項１記載の発明と同
様な効果を有する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図３は図１の本発明の実施例に係る廃棄物
の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置び使用する夫々流
動床からなる熱分解炉と乾燥炉を示し、いずれも多孔板
等の分散板３−１上に流動砂等の流動媒体を堆積させて
流動床を形成し、該流動床内を下降流と上昇流により回
流可能に中央仕切板３ー３により左右２つの流動域、
に分割され、そして前記仕切り板３ー３は流動床上部
と底部が夫々開口されている。又、分散板３ー１は不燃
物出口９側に向け下向きに傾斜されており、前記仕切り
板３ー３により夫々仕切られる分散板３ー１下方空間の
底部には夫々燃焼排ガス供給ライン２５／６−１／６−
２に接続された分岐ライン６Ａ／６Ｂが接続されてお
り、そして該分岐ライン６Ａ／６Ｂには夫々不図示の流
量調整弁が設けられ、仕切り板３−３により２分割され
る夫々の流動域、に供給される空気流を制御可能に
構成される。

【００１３】すなわち分岐ライン６Ａの空気流量を分岐
ライン６Ｂより少なくすることにより、又左側流動域部
が下降流動域となり、右側に位置する流動域は上昇流
動域とすることが出来る。具体的には下降流動域の
ガス空塔速度は、０．０〜０．３ｍ／ｓｅｃ、好ましく
は０．０〜０．２ｍ／ｓｅｃ、又上昇流動域のガス空
塔速度は、０．３〜１．０ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．
４〜０．６ｍ／ｓｅｃに設定するのがよい。又分散板３
−１の傾斜角度は５〜４５°好ましくは１０〜４５°前
後に設定するのがよい。係るガス空塔速度や分散板３−
１の傾斜角度等の構成は図２の熱分解炉も同様である。

【００１４】そしてかかる乾燥炉１Ｂ側の流動槽におい
ては下降流動域側の流動床上部に廃棄物供給ライン４
を設け、該ライン４より都市ごみ等の廃棄物が、又その
下側に、チャー燃焼炉１０の流動砂がサイクロン１８を
介して戻入される分岐ライン５２の出口端を接続し、該
ライン５２の出口端より６５０℃前後の高温の流動砂が
夫々投入可能に構成される。

【００１５】そして前記上昇流動域側の流動床上面に
は熱分解炉１Ａの下降流動域側の流動床内に乾燥廃棄
物が重力により投入可能に、熱分解炉１Ａ側に向けてに
下向きに傾斜された傾斜出口ライン９−２を設ける。こ
の際傾斜出口ライン９−２の熱分解炉１Ａ側の出口端は
逆流防止とガスシールを兼ねるために、流動床の中に出
口開口９−２ａを設けるのがよい。尚、流動媒体もその
多くは傾斜出口ライン９より熱分解炉１Ａに投入される
が、該流動媒体中の金属等の不燃物の移送を行うため
に、前記上昇流動域側の流動床底面の分散板３−１上
に、プッシャ若しくはスクリューコンベア９−３を介し
た移送ライン９−１を設けるのがよい。

【００１６】かかる乾燥炉１Ｂによれば燃焼排ガス入口
ライン６−２より分岐ライン６Ａ／６Ｂを介して夫々供
給された燃焼排ガス等（本乾燥炉は基本的には酸素不足
下の乾燥の為に、供給されるガスは酸素を消費した燃焼
排ガスが大部分である。）により、ライン４よりの都市
ごみ等の廃棄物と、ライン５２よりの６５０℃前後の高
温の流動砂とが流動床内で下降流動域と上昇流動域
による循環流動を繰り返しながら温度１００〜３００
℃、好ましくは１００〜２５０℃の循環流動床空間を生
成し、廃棄物の乾燥を行なわせ、図１に示すようにその
蒸発により発生した湿気ガスは出口ライン７２より流量
調整弁５７を介してボイラ３６が収納された熱分解ガス
燃焼炉３０Ｂに導入され、一方乾燥した廃棄物は流動砂
とともに下向きに傾斜された傾斜出口ライン９−２より
重力により熱分解炉１Ａに投入される。又流動媒体の一
部は、不燃物排出ライン８よりフィルタ８０により大型
不燃物を除去した後、その残余の流動媒体をバケットコ
ンベア等からなる戻入ライン５を介して乾燥炉１Ｂ又は
チャー燃焼炉１０に戻入され流動媒体の循環制御を行
う。

【００１７】一方前記乾燥廃棄物および流動砂が導入さ
れる熱分解炉１Ａは、前記乾燥炉１Ｂと同様に、下降流
動域側の流動床内に、サイクロン１８を介してチャー
燃焼炉１０の砂戻入用分岐ライン５１を開口し、該ライ
ン５１より６５０℃前後の高温の流動砂が投入可能に構
成する。そして前記上昇流動域側の流動床上面にはチ
ャー燃焼炉１０の流動床内にチャー混合物が重力により
投入可能に、チャー燃焼炉１０側に向けて下向きに傾斜
された傾斜出口ライン９を設ける。

【００１８】この際熱分解炉１Ａの分散板３−１上に溜
まった不燃物は、前記上昇流動域側の流動床底面の分
散板３−１上に不燃物排出ライン８を設け、該ライン８
経路途中に配したフィルタ８０に大型不燃物を除去した
後、その残余のチャー混合物はバケットコンベア等から
なる戻入ライン５を介して乾燥炉１Ｂ又はチャー燃焼炉
１０に戻入されるよう構成する。尚、大型不燃物を除去
した後のチャー混合物は既にフィルタ８０等の熱接触に
より１５０℃以下冷却されているために、必ずしも後記
する気流搬送手段で構成する必要はなく通常のバケット
コンベアでよい。

【００１９】図４は、４室構造の熱分解炉（乾燥炉も同
一構成の為、乾燥炉側の構造の説明は省略する。）の構
成を示し、流動槽を仕切板にて十文字状に仕切り、
「田」の字状に４つの流動域空間〜を形成するとと
もに、左端の熱分解炉１Ａの下降流動域の入口側壁に
は廃棄物供給ライン４とチャー燃焼炉１０の高温流動砂
が戻入される分岐ライン５２の出口端が接続され、右端
の上昇流動域出口壁にはチャー燃焼炉１０側に向けて
下向きに傾斜された傾斜出口ライン９と、前記上昇流動
床底面の分散板３−１上に不燃物排出ライン８（８Ａ，
８Ｂ）を夫々設けている。そして分散板３−１は、前記
ライン８、９を設けたの流動域側からの流動域側に
向けて下向きに第一の分散板３−１Ａを、又の流動域
側からの流動域側に向けて下向きに第二の分散板３−
１Ｂを夫々配し、更にの流動域側からの流動域側
に、又の流動域側からの流動域側に夫々オーバフロ
ー可能に、仕切り板３−３Ａ、３−３Ｂ高さを設定す
る。

【００２０】更に前記した如く及びの分岐ライン６
Ａの空気流量を、及びの分岐ライン６Ｂより少なく
することにより、又及びの流動域部が下降流動域と
なり、及びの流動域は上昇流動域とすることが出来
る。又第一及び第二の分散板３−１Ａ、３−１Ｂの下向
き側終端位置にある及びの上昇流動域側の分散板３
−１上の側壁に夫々不燃物排出ライン８Ｂ、８Ａを設け
る。尚乾燥炉の場合は前記不燃物排出ライン８Ｂ、８Ａ
の代りに、プッシャ若しくはスクリューコンベア９−３
を介した移送ライン９−１を設ける。又の上昇流動域
側の流動床上面にはチャー燃焼炉１０の流動床内にチャ
ー混合物が重力により投入可能に、チャー燃焼炉１０側
に向けて下向きに傾斜された傾斜出口ライン９を設け
る。

【００２１】かかる熱分解炉１Ａによれば、分岐ライン
６Ａ／６Ｂを介して夫々供給された燃焼排ガス等によ
り、及びの流動域部が下降流動域となり、及び
の流動域は上昇流動域となり、の下降流動域内にライ
ン９よりチャー物混合物が、又チャー燃焼炉１０の砂が
循環戻入するライン５１より６５０℃の高温の流動砂が
夫々投入されと、→→→→の順で３５０〜５
００℃の下降流と上昇流を繰り返し循環する流動域空間
が形成され、該流動域空間内で乾燥廃棄物の熱分解反応
を行なわせ、その反応により発生した熱分解ガスは熱分
解ガス出口ライン７１より灰溶融炉３１に、又未分解残
渣および流動砂から成るチャー混合物はチャー混合物取
り出しライン９よりチャー燃焼炉１０に、又不燃物は不
燃物取り出しライン８より、夫々互いに分離して取り出
すことが出来る。

【００２２】図５は図３に示す熱分解炉と乾燥炉を一体
構造とした変形例で、図上左方より右方に向け順次、乾
燥炉の下降流動域、上昇流動域、熱分解炉の下降流動域
上昇流動域が配設され、左端の乾燥炉の下降流動域
の入口側壁には廃棄物供給ライン４とチャー燃焼炉１
０の高温流動砂が戻入される分岐ライン５２の出口端が
接続され、右端の熱分解炉の上昇流動域、出口壁に
はチャー燃焼炉１０側に向けて下向きに傾斜された傾斜
出口ライン９と、前記上昇流動床底面の分散板３−１上
に不燃物排出ライン８を夫々設けている。そして分散板
３−１は、乾燥炉１Ｂの上昇流動域側から熱分解炉１
Ａの下降流動域側に向けて下側に向け傾斜させて一連
で配設され、更に乾燥炉１Ｂの上昇流動域側と熱分解
炉１Ａの下降流動域間に配設した仕切板３３は分散板
３−１上方を開口３３ａさせるとともに、該仕切板３３
上端を熱分解炉１Ａの下降流動域側に開口し、その開
口部３３ａに矩形状（逆Ｌ字状）の出口ライン９２を設
け、その底部を熱分解炉１Ａの下降流動域内に開口す
る事により、乾燥後の廃棄物は流動砂とともにきに出口
ライン９２より重力により熱分解炉１Ａの下降流動域
内に投入される。尚前記出口ライン９２より流動砂は乾
燥炉１Ｂ内の熱交換により、既に温度低下してるため
に、チャー燃焼炉１０の砂戻入用分岐ライン５１を熱分
解炉１Ａの下降流動域上に開口し、該ライン５１より
６５０℃前後の高温の流動砂が投入可能に構成するのが
よい。

【００２３】図１及び図６、７は本発明の実施例に係る
廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置を示し、図
１はその全体図、図６、７は乾燥炉と熱分解炉、及びチ
ャー燃焼炉を示す要部構成を示す正面図と平面図であ
る。尚本図の乾燥炉と熱分解炉は図３と同様であるので
その説明は省略する。流動床炉からなるチャー燃焼炉１
０は、図６、７に示すように、底部に不燃物出口部側に
向け下向きに傾斜させて配した分散板１１頂部側の流動
床内にチャー混合物導入ライン９と流動媒体取り出しラ
イン１６０を夫々接続するとともに、前記導入ライン９
より導入されたチャー混合物からなる主流動床１０Ａの
分散板１１の傾斜下方側部に仕切壁１０Ｃを介して副流
動床１０Ｂを形成する。そして前記分散板１１下方の空
気供給ライン１２より主流動床１０Ａと副流動床１０Ｂ
に夫々空気が供給されて、先ず主流動床１０Ａ内で６０
０〜７５０℃に加熱して未分解残渣の燃焼を行い、更に
主流動床１０Ａと仕切壁１０Ｃを介して隣接している副
流動床１０Ｂとの間で未分解残渣の燃焼と流動砂が循環
するように構成し、そして前記副流動床（副チャー燃焼
部）１０Ｂの流動媒体内に第３スーパヒータ２９−２を
配設し、チャー燃焼炉１０の上方域に配設された第２ス
ーパヒータ２９−１とライン４０を介して接続してい
る。尚、主流動床１０Ａも前記図２と同様に下降流動域
と上昇流動域で循環するように構成してもよい。

【００２４】尚、チャー燃焼炉１０上方に配設された第
２スーパヒータ２９−１は、第１スーパヒータ２８より
ライン２８−１を介して導入された過熱蒸気の過熱とと
もに、９５０〜１３００℃前後と無用に高くなった燃焼
ガスを約８５０℃に落とす役目を、又チャー燃焼炉１０
上方ダクト域にはボイラ３６ー２が配設され、無用に高
くなった燃焼ガスを落とす役目をする。尚前記のように
燃焼ガス温度を約８５０℃に落としても第１スーパヒー
タ２８における蒸気温度を４００〜５２０℃に維持する
上で何の支障もない。

【００２５】そして前記チャー燃焼炉１０で燃焼されな
い小型の不燃物は不燃物取り出しライン１４より取り出
され、そして前記不燃物取り出しライン１４には網目が
２ｍｍ前後の第２フィルタ１４０が介装され、前記ライ
ン１４より排出された排出物について小型不燃物と流動
砂・灰分とを分離し、前記バケットコンベア等のライン
５／５−１／５−２より流動砂を乾燥炉１Ｂの流動床下
降流動域又はチャー燃焼炉１０に給送するように構成
している。さて前記チャー燃焼炉１０内の流動媒体は出
口通路より気流搬送機構１６に導かれ、該搬送機構１６
で空気流による搬送力が付与された後、ライン１７を介
して気・固分離装置例えばサイクロン１８に導入され、
ここで流動媒体と高温空気流に分離され、高温空気流は
灰溶融炉３１に、高温流動媒体は分岐弁５０、分岐ライ
ン５１，５２を介して夫々乾燥炉１Ｂと熱分解炉１Ａに
戻入される。

【００２６】前記チャー燃焼炉１０内の流動媒体出口ラ
イン１６０側に設けた気流搬送機構で、前記サイクロン
１８に通じる垂直通路部１６１の底側側壁に前記出口ラ
イン１６０の終端と連設する水平通路部１６２を設け、
前記垂直通路部１６１の底面より２０〜２００℃前後の
常圧空気流を連続的に、又水平通路部１６２側端より２
０〜２００℃前後の３〜６Ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮空気流
を間欠的に夫々送給する。そして前記流動媒体と空気流
の固気重量比を、（砂／空気）：１／１〜５／１に設定
する事により前記流動媒体をサイクロンまで円滑に搬送
できる気流搬送力を得る事が出来る。

【００２７】灰溶融炉３１は、該灰溶融炉３１内に前記
サイクロン１８を介してチャー燃焼炉よりの高温空気及
びラインを介して熱分解炉よりの熱分解ガスが導入さ
れ、更に徐塵バグフィルタ３７より取り出したダスト２
９及び／又はチャー燃焼炉１０よりの不燃分をライン３
０より気流を介して導入して、例えば旋回流により灰を
旋回分離させながら、前記高温空気と熱分解ガスとの燃
焼熱により１３００℃以上として前記ダスト２９や不燃
分を溶融して、該溶融した灰分を溶融灰出口ラインを介
して不図示の水貯溜部に落下させ、数ｍｍ程度の水冷ス
ラッグを生成し、又は空冷により除冷し、該スラッグを
建築用骨材として利用するように構成する。又、前記灰
溶融炉３１の上方域には熱分解ガス燃焼炉３０Ｂが配設
され、該熱分解ガス燃焼炉３０Ｂ内に配設した水冷壁ボ
イラ３６の加熱を行い沸点２００〜３０９℃近くまで立
上げる蒸気／ボイラ水を製造する。

【００２８】図１に戻り、２０は第１スーパヒータ２８
及びボイラ２７が配設された熱交換塔で、該熱交換塔２
０頂部に灰溶融炉３１よりの燃焼ガス及び第２スーパヒ
ータ２９ー１を介してチャー燃焼炉１０よりの燃焼ガス
が夫々導入され、先ず第１スーパヒータ２８での加熱に
よりガス温度を落とした後、第１ボイラ２７の加熱を行
う。この結果、第１ボイラ２７でボイラ水入口２６より
取込んだボイラ水を３００℃前後に加熱し、第１ボイラ
出口ライン２５より第１スーパヒータ２８に蒸気若しく
は加熱水を供給する。ボイラ水は分岐ライン２６’、２
６’’を介してチャー燃焼炉１０のボイラ３６−２及び
灰溶融炉３１のボイラ３６にも導入され分岐ライン２
５’、２５’’を介して第１スーパヒータ２８に蒸気若
しくは加熱水を供給する。

【００２９】尚、１００Ｋｇｆ／ｃｍ² 前後に加圧して
その沸点を３０９℃前後に設定している前記ボイラ水は
ボイラ２７、３６、３６ー２に導入されて第１段階の加
熱を行うわけであるが、その加熱温度が前記沸点近くの
３０９℃前後になるようにその通水量を制御している。
この結果、前記各ボイラ３６、３６−２、２７のチュー
ブ表面壁温度は、前記加温水に追従して３０９℃前後に
維持でき、例え熱交換される熱分解ガスに塩素若しくは
ＨＣｌを含んでいても低級材で腐食が生じる事はない。

【００３０】第１スーパヒータ２８では前記各ボイラ３
６、３６−２、２７の出口ライン２５、２５’、２
５’’より取り出した蒸気／加熱水を導入して、前記８
５０℃前後の燃焼ガスにより過熱蒸気を製造し、以下蒸
気出口ライン２８ー１より第２スーパヒータ２９−１
に、更にライン２８ー２より第３スーパヒータ２９−２
に夫々直列若しくは並列に導入して４００〜５５０℃に
過熱された過熱蒸気を取り出し、発電機に送給する。

【００３１】次に前記実施例の作用を簡単に説明する
に、乾燥炉１Ｂには前記したチャー燃焼炉１０から出口
ライン１６０、気流搬送機構１６、ライン１７、サイク
ロン１８及び分岐ライン５１／５２を通して気流搬送に
より６００〜７００℃、具体的には６５０℃の循環流動
砂が供給され、一方廃棄物供給ライン４から都市ごみ等
の含水廃棄物が供給され、更に下部の空気または燃焼排
ガス入口ライン６−２から燃焼排ガスに僅かな温度調整
用空気を供給して流動砂を流動させた流動床内で下降流
と上昇流とにより循環流動させながら、乾燥炉１Ｂ内温
度を１００〜３００℃に維持して乾燥を行った後、乾燥
後の廃棄物および流動砂から成る乾燥廃棄物混合物はラ
イン９−２より熱分解炉１Ａに導入される。又前記乾燥
炉１Ｂ内での乾燥により発生した湿気ガスは出口ライン
７２よりボイラ３６が収納された灰溶融炉３１上方の熱
分解ガス燃焼炉３０Ｂに導入され、熱分解ガス燃焼炉３
０Ｂ内の燃焼ガス温度を８５０℃前後に制御する。

【００３２】さて前記都市ごみ等の廃棄物中には塩ビプ
ラスチック等の含塩素有機化合物が混入しており、可燃
分中にＣ１として約０．２〜０．５％含有されている。
そしてライン９−２から乾燥廃棄物混合物、前記分岐ラ
イン５１から６００〜７００℃の循環流動砂をそれぞれ
熱分解炉１Ａに供給し、下部の空気または燃焼排ガス入
口ライン６−２から燃焼排ガスに僅かな温度調整用空気
を供給して流動砂を流動させた流動床内で下降流と上昇
流とにより循環流動させながら、温度３５０〜５００℃
で処理することにより、下向きに傾斜させたチャー混合
物取り出しライン９からは実質的に塩素を含有しない未
分解残渣が得られる。

【００３３】すなわち、廃棄物中に含まれていた塩素
は、実質的に全て熱分解ガスに含まれて、熱分解ガス出
口ライン７１に排出されることになる。なお、熱分解炉
１Ａ内の熱分解反応で分離された大型の不燃物は、不燃
物取り出しライン８からフィルタ８０を介して装置外に
排出される。また前記熱分解炉１Ａにより得られた熱分
解ガスは灰溶融炉３１にライン７１を介して供給する。

【００３４】これによりライン７１の熱分解ガスは湿気
ガスで希釈されないので高カロリガスとなり、灰溶融炉
３１ではサイクロン１８を介してチャー燃焼炉の流動砂
から分離された５００〜６００℃の高温空気により燃焼
されて灰溶融炉３１の温度を容易に１３００〜１５００
℃にすることが出来る。

【００３５】一方熱分解炉１Ａでチャー混合物取り出し
ライン９から取り出された流動砂と未分解残渣から成
り、実質的に塩素を含有しないチャー混合物は、燃焼炉
１０の下部に供給され、空気供給ライン１２から分岐ラ
イン１２−１、１２−２、及び分散板１１を介して供給
される空気によって燃焼させることにより６００〜７５
０℃に上昇させて流動砂を流動させながら未分解残渣を
燃焼させる、更に完全燃焼のために空気供給ライン６３
から更に空気を供給することにより燃焼炉１０の温度は
燃焼発熱反応によって上昇する。この温度値は、チャー
混合物取り出しライン９から供給される未分解残渣の発
熱量と空気供給ライン１２、６３の空気および砂循環ラ
イン１９の流動砂の量と温度によって決まるが、１００
０〜１３００℃前後の高温になる場合がある。そこでチ
ャー燃焼炉１０ではボイラ３６ー２を配設し、該ボイラ
３６ー２との熱交換により８５０℃前後に制御した後、
実質的に塩素を含有しない燃焼ガスをライン４０を介し
て第２スーパヒータ２９−１と熱交換した後、ライン１
５を介して熱交換塔２０に導入される。

【００３６】一方本実施例は、図１、図６に示すように
前記チャー燃焼炉１０に第３スーパヒータ２９−２を設
けた副チャー燃焼部１０Ｂを付設させており、チャー燃
焼炉１０での流動媒体を第３スーパヒータ２９−２によ
る奪熱により６００〜７５０℃に落とし、該６００〜７
５０℃に落とした流動媒体をライン１６０、気流搬送機
構１６、サイクロン１８及び分岐ライン５１／５２を介
して５００〜６５０℃の流動砂を熱分解炉１Ａ及び乾燥
炉１Ｂに戻入する事が出来、この結果前記熱分解炉１Ａ
内の熱分解温度を３５０℃から５００℃、乾燥炉１Ｂ温
度を１００〜２５０℃前後に安定して制御が可能であ
る。尚、前記副チャー燃焼部１０Ｂには第３スーパヒー
タ２９−２が内装されており、これによりチャー燃焼温
度の安定化に役立つ。

【００３７】前記灰溶融炉３１では、前記したように前
記熱分解ガス／高温空気とともに、徐塵バグフィルタ等
より分離された灰が導入され、前記熱分解ガスの燃焼エ
ネルギーにより灰分を溶融して、該溶融した灰分を不図
示の水貯溜部に落下させ、数ｍｍ程度の水冷スラッグを
生成し、又は空冷で除冷し、該スラッグを建築用骨材と
して利用する。又、前記灰溶融炉３１上方域には熱分解
ガス燃焼炉３０Ｂが配設され、ライン６２より前記未燃
焼熱分解ガスに十分な空気を供給して該熱分解ガス及び
乾燥炉１Ｂよりの湿気ガスの更なる完全燃焼を行う。こ
の結果熱分解ガス燃焼炉３０Ｂ内の温度を８５０℃前後
に維持できるために、ボイラ３６に導入されたボイラ水
を沸点２００〜３０９℃近くまで温度上昇させた蒸気／
ボイラ水を多量に製造できる。

【００３８】一方灰溶融炉３１から取り出された８５０
℃前後の高温排ガスは、実質的に塩素を含有していない
チャー燃焼炉１０よりの燃焼ガスにより希釈され、該希
釈された燃焼ガスは熱交換塔２０に導入され、第１ボイ
ラ２７及び水冷壁ボイラ３６で製造された２００〜３２
０℃前後の蒸気／ボイラ水を第１スーパヒータ２８で加
熱して過熱蒸気とするために用いられる。灰溶融炉３１
を経て来た排ガスは燃焼により又チャー燃焼炉１０より
の燃焼ガスとの混合により希釈されているので、第１ス
ーパヒータ２８のボイラチューブ表面温度を３５０℃以
上としても高温腐食は軽減されるが、第１スーパヒータ
の負荷は極力小さくするのが好ましい。

【００３９】次に、熱交換塔２０内では、各ボイラ３
６、３６−２、２７により沸点２００〜３０９℃近くま
で温度上昇させた蒸気／ボイラ水が第１スーパヒータ２
８に導入され、一方熱交換塔２０頂部に導入された８５
０℃前後の燃焼ガスが第１スーパヒータ２８を加熱し、
過熱蒸気を得ることができる。尚、前記熱分解ガス燃焼
炉３０Ｂ内に導入されるガスにはＨＣ１が約５００〜１
０００ppm含まれているので、ボイラ水の流量を調整し
てボイラ３６のチューブ表面温度は従来並みの約３５０
℃以下として、高温腐食を抑制する。このためボイラ３
６では高温の過熱蒸気は得られないが、約２００〜３２
０℃までは加熱できるので、これを更に第１スーパヒー
タ２８以降のスーパヒータ２９−１、２９−２で加熱す
れば、約４００〜５５０℃の高温の過熱蒸気を得ること
ができる。

【００４０】そして熱交換塔２０通過後の燃焼排ガス
は、徐塵用バグフィルタ３７でダスト除去後、脱塩素バ
グフィルタ３８で脱塩した後、その大部分は大気排出さ
れるが、一部はライン２５を前記乾燥炉１Ｂと熱分解炉
１Ａに供給される。又徐塵用バグフィルタ３７で除去さ
れたダストは灰溶融炉に供給される。尚、前記ライン２
５を流れる排ガスは酸素が３〜４％でその温度は１５０
℃前後である。

【００４１】

【発明の効果】以上記載のごとく、請求項１記載の発明
によれば複数の流動域を順次廃棄物が循環する事によ
り、十分なる熱分解と連続投入処理が可能となる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、前記熱分解
手段に投入される廃棄物を乾燥手段で十分に乾燥させて
いる為に、熱分解ガスのカロリのバラツキが生じる事な
く、高カロリの且つ安定した熱分解ガスが得られる。又
請求項３記載の発明によれば、前記乾燥手段を仕切壁に
より区分けされた複数の流動域を廃棄物が循環しながら
乾燥を行っている為に、請求項２記載の発明の効果の一
層の促進が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る廃棄物の焼却熱を利用し
た過熱蒸気製造装置を示す系統図である。

【図２】本発明の基本構成に係る廃棄物の焼却熱を利用
した過熱蒸気の製造手順を示すグラフ図である。

【図３】図１の乾燥炉と熱分解炉を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図４】流動域が「田」の字状に４分割した熱分解炉を
示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）〜（Ｄ）は夫々Ａ−Ａ
線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線断面図である。

【図５】乾燥炉と熱分解炉を一体化した図３の変形例を
示す乾燥炉と熱分解炉を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は正面図である。

【図６】図１の乾燥炉と熱分解炉、及びチャー燃焼炉を
示す要部構成を示す正面図である。

【図７】図１の乾燥炉と熱分解炉、及びチャー燃焼炉を
示す要部構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１Ａ 熱分解炉 １Ｂ 乾燥炉 １０ チャー燃焼炉 １０Ａ 主チャー燃焼部 １０Ｂ 副チャー燃焼部 １６ 気流搬送機構 １８ サイクロン ２０ 熱交換塔 ２７、３６、３６ー２ ボイラ（第１の蒸気製造手
段） ２８、２９−１、２９ー２ スーパヒータ（第２の蒸気
製造手段） ３１ 灰溶融炉 ３７、３８ バグフィルタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る廃棄物の焼却熱を利用し
た過熱蒸気製造装置を示す系統図である。

【図２】本発明の基本構成に係る廃棄物の焼却熱を利用
した過熱蒸気の製造手順を示すグラフ図である。

【図３】図１の乾燥炉と熱分解炉を示し、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図である。

【図４】流動域が「田」の字状に４分割した熱分解炉を
示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は夫々Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ
線、Ｃ−Ｃ線断面図である。

【図５】乾燥炉と熱分解炉を一体化した図３の変形例を
示す乾燥炉と熱分解炉を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）
は正面図である。

【図６】図１の乾燥炉と熱分解炉、及びチャー燃焼炉を
示す要部構成を示す正面図である。

【図７】図１の乾燥炉と熱分解炉、及びチャー燃焼炉を
示す要部構成を示す平面図である。

【符号の説明】 １Ａ 熱分解炉 １Ｂ 乾燥炉 １０ チャー燃焼炉 １０Ａ 主チャー燃焼部 １０Ｂ 副チャー燃焼部 １６ 気流搬送機構 １８ サイクロン ２０ 熱交換塔 ２７、３６、３６−２ ボイラ（第１の蒸気製造手
段） ２８、２９−１、２９−２ スーパヒータ（第２の蒸気
製造手段） ３１ 灰溶融炉 ３７、３８ バグフィルタ

フロントページの続き (72)発明者 保田 静生 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 川見 佳正 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度３００℃以上の空間内に、流動媒体
   とともに廃棄物を供給して熱分解反応を行なわせ、その
   反応により発生した熱分解ガスと、未分解残渣および流
   動媒体から成るチャー混合物と、不燃物とを互いに分離
   する熱分解手段と、 前記熱分解手段より導かれた未分解残渣および流動媒体
   から成るチャー混合物を、空気によって流動させながら
   前記未分解残渣を燃焼させるチャー燃焼手段とを含み、 前記熱分解手段を、仕切壁により区分けされた複数の流
   動域を具えた流動床で形成するとともに、該流動床に供
   給された廃棄物が前記流動域を循環しながら熱分解を行
   う流動槽で形成したことを特徴とする廃棄物の焼却装
   置。
2. 【請求項２】 １００〜３００℃の温度で好ましくは酸
   素不足下で廃棄物を乾燥する手段と、 温度３００℃以上の空間内に流動媒体とともに前記乾燥
   手段により乾燥された廃棄物を供給して熱分解反応を行
   なわせ、その反応により発生した熱分解ガスと未分解残
   渣および流動媒体から成るチャー混合物と不燃物とを互
   いに分離する熱分解手段と、 前記熱分解手段より取り出された未分解残渣および流動
   媒体から成るチャー混合物を、空気によって流動させな
   がら前記未分解残渣を燃焼させるチャー燃焼手段とを含
   み、 前記乾燥手段を、仕切壁により区分けされた複数の流動
   域を具えた流動床で形成するとともに、該流動床に供給
   された廃棄物が前記流動域を循環しながら乾燥を行う流
   動槽で形成したことを特徴とする廃棄物の焼却装置。
3. 【請求項３】 請求項１若しくは２記載の仕切壁により
   区分けされた複数の流動域を、分散板の下方より供給す
   る気流制御により形成される下降流動域と上昇流動域と
   により構成するとともに、前記下降流動域と上昇流動域
   との間を廃棄物が循環するように構成したことを特徴と
   する請求項１若しくは２記載の廃棄物の焼却装置。