JPH1114025A - ごみ焼却溶融装置 - Google Patents

ごみ焼却溶融装置

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JPH1114025A
JPH1114025A JP16880897A JP16880897A JPH1114025A JP H1114025 A JPH1114025 A JP H1114025A JP 16880897 A JP16880897 A JP 16880897A JP 16880897 A JP16880897 A JP 16880897A JP H1114025 A JPH1114025 A JP H1114025A
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JP
Japan
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incineration
melting
combustion
oxygen
residue
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Pending
Application number
JP16880897A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Abe
将一 阿部
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で安定した溶融処理が可能なもの
する。 【解決手段】 ごみの部分燃焼によって残留炭素分を含
む焼却残渣を排出する焼却部1と、この焼却部1の焼却
残渣を完全燃焼する際の燃焼熱でもって焼却残渣を溶融
する溶融部2とを有し、この溶融部2は、上部から充填
された焼却残渣が内部を降下しながら燃焼・溶融されて
下部から溶融スラグとなって排出されるシャフト炉であ
り、下部から送入された酸素含有ガスでもって焼却残渣
を完全燃焼し、その燃焼熱でもって不燃物を溶融すると
共に上層の焼却残渣を熱分解するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみを焼却すると
共にこのとき生成される焼却残渣を溶融処理するごみ焼
却溶融装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】廃棄物の焼却処理において多量に発生す
る残滓(焼却灰)は、埋め立て処分するのが一般的であ
るが、近年、埋め立て処分に係る費用が高騰してきてお
り、焼却残滓の処分に要する費用が、焼却処理費用全体
を押し上げる大きな要因となっている。そこで、この残
滓処分費用を低減し得る有効な方法として、残滓を溶融
させてスラグ化する溶融処理方法が種々発案されてい
る。これらによると、減容化によって処分量が削減され
る他、焼却残滓のままでは溶出の危険性のある重金属等
の有害物を固定して安定化し得るため、埋め立て処分が
容易になるといった利点が得られる上に、適切に溶融処
理すれば建設骨材や建材等として再資源化することが可
能になる。
【0003】このような溶融処理方式の一つとして内部
溶融炉(残留炭素燃焼・溶融方式)が知られている。こ
の内部溶融炉は、前段の焼却炉における燃焼制御によっ
て焼却残渣中に一部残留させておいた炭素分を高温空気
で完全燃焼し、その燃焼熱でもって不燃物を溶融するよ
うにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来形
式の溶融炉では、焼却残渣を連続的に処理可能なよう
に、焼却炉に利用される階段式ストーカと同様な構造の
移送手段でもって炉床上の残渣を横向きに移送する一方
で、炉床から残渣中に高温空気を均等に送入して残留炭
素の燃焼を行うようになっており、炉構造が複雑になる
といった問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、簡易な構成で安定した溶融処理が可能なものするた
めに、本発明においては、ごみの部分燃焼によって残留
炭素分を含む焼却残渣を排出する焼却部と、該焼却部の
焼却残渣を完全燃焼する際の燃焼熱でもって不燃物を溶
融する溶融部とを有するごみ焼却溶融装置であって、前
記溶融部は、上部から充填された焼却残渣が内部を降下
しながら燃焼・溶融されて下部から溶融スラグとなって
排出されるシャフト炉であり、下部から送入された酸素
含有ガスでもって焼却残渣を燃焼し、その燃焼熱でもっ
て不燃物を溶融すると共に上層の焼却残渣を熱分解する
ものとした。
【0006】このようにすると、溶融部で処理すべき焼
却残渣が重力の作用で降下しながら処理されるため、複
雑な移送手段が不要であり、しかも、焼却残渣が均質で
小径化しているため、充填密度が均一化し、安定した移
動層が形成される。このため、棚落ち現象やチャネリン
グ現象を起こすことがなく、極めて簡単な構造で安定し
た処理を行うことができる。
【0007】焼却部においては、所定割合で炭素分を残
留させるが、この焼却残渣中の残留炭素分の割合は、重
量比で10%以上、好ましくは10%乃至20%とする
と良い。焼却部の形式は、特に限定されないが、ごみを
破砕する必要のないストーカ式あるいはロータリーキル
ン式が好適である。
【0008】また、焼却部における燃焼によってごみ中
の塩素分の殆どが燃焼ガスに移行するため、溶融部で処
理される焼却残渣には塩素分が殆ど残っていない。この
ため、溶融部では有機塩素はもとより無機塩素の分解も
殆ど起こらず、生成された熱分解ガス中には塩酸ガスや
塩素ガス等の腐食成分が殆ど含まれない。したがって、
腐食成分を殆ど含まない熱分解ガスが溶融部から安定し
て得られる。
【0009】そこで、前記溶融部から回収された高温熱
分解ガスでもって被加熱流体を300℃以上に加熱する
熱回収手段を備えていると良い。前記の通り、高温熱分
解ガスは腐食成分を殆ど含まないため、熱回収手段での
高温腐食が回避されるので、300℃以上の高温加熱が
可能になる。
【0010】特に、前記熱回収手段が、前記溶融部に送
入する酸素含有ガスを加熱するものであると良い。これ
によると、溶融部に送入される酸素含有ガスを高温化す
ることで、燃焼に要する酸素と同時に溶融に要する熱も
溶融部に供給することができ、補助燃料を削減したり、
あるいは酸素含有ガス中の酸素濃度を低減することがで
きる。
【0011】また、前記熱回収手段は、蒸気タービン駆
動用の過熱蒸気を得るものであり、該蒸気タービンの発
生する動力を用いて酸素を製造するようにすると良い。
これによると、高い蒸気温度で効率良くタービンを駆動
させることができ、このタービンの発生動力を用いて酸
素を製造すれば、溶融部に送入する酸素含有ガスの調製
に用いられる酸素を低コストに得ることができる。なお
この場合、蒸気タービンの発生動力を一旦電力に変換し
た上で酸素製造手段に給電してこれを駆動する他、蒸気
タービンの発生動力で酸素製造手段を直接駆動するもの
としても良い。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された実施
形態に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明に基づき構成されたごみ焼
却溶融装置を示している。このごみ焼却溶融装置は、ご
みの乾燥並びに燃焼を行うストーカ式の焼却炉1と、こ
の焼却炉1から回収された焼却残渣の熱分解、燃焼並び
に溶融を行うシャフト式の熱分解溶融炉2とを有してい
る。
【0014】ここでは、処理すべきごみが、図示されな
いごみ供給機によって焼却炉1のストーカに供給され、
ストーカ上を前進しながら乾燥並びに燃焼の各過程を経
て熱分解溶融炉2へ送られる。他方、乾燥・燃焼によっ
て生成した燃焼ガスが焼却炉1から排出される。
【0015】焼却炉1では、燃焼が完全に終了しないよ
うに燃え切り点制御を行い、炭素分を一部残した状態で
焼却残渣が回収される。この残留炭素分は重量比で概ね
10%乃至20%とすると良い。燃焼残渣を熱分解溶融
炉2に導入するにあたっては、ストーカーの終了端に対
向してその下方に熱分解溶融炉2の導入口を配置し、燃
焼残渣が自由落下にて熱分解溶融炉2内に投入されるよ
うにすると良い。
【0016】熱分解溶融炉2の上部から炉内に充填され
た焼却残渣は、炉内を徐々に下降しながら順次、熱分
解、燃焼、並びに溶融の各過程を経て次第に減容して下
部から溶融スラグとなって回収される。他方、熱分解反
応によって生成した熱分解ガスが熱分解溶融炉2の上部
から回収される。
【0017】熱分解溶融炉2の下部には、酸素富化ガス
または高温空気、必要に応じて補助燃料が供給され、こ
れによって残渣中の未燃炭素分が燃焼し、その燃焼熱に
よって不燃物が溶融される。溶融に必要な温度は一般に
1200℃以上であるが、ごみ質に応じて酸素濃度若し
くは補助燃料の供給量でもって適宜調整される。ここで
は1400乃至1650℃になるように制御される。下
部から回収された溶融スラグは、連続的に系外に排出さ
れ、水槽に導かれて水砕スラグになる。
【0018】燃焼によって生成した高温の燃焼ガスは上
昇して上層部の焼却残渣を高温で熱分解する。この熱分
解では、必要に応じて水蒸気を供給して炭素の存在下に
おいて、C+H2O→CO+H2で示される反応を起こさ
せ、CO並びにH2成分を増加させると共に塔の上部温
度を制御する。ここでは、熱分解ガスの温度制御は特に
必要ではない。
【0019】熱分解溶融炉2で処理される焼却残渣は既
に殆どが炭化されているため均質であることから、炭化
物の燃焼反応や熱分解反応は温度や酸素濃度との相関関
係が成立し、制御が容易である。しかも、残渣は均質で
かつ殆どは小径化していることから残渣の下方への移動
もスムーズに行われ、安定した移動層が形成される。
【0020】焼却炉1並びに熱分解溶融炉2から回収さ
れた燃焼ガス並びに高温熱分解ガスは共に、二次燃焼室
3に導かれ、ここで供給された燃焼空気等の酸化剤によ
って完全燃焼される。この燃焼ガスは、ボイラ等の熱回
収設備4に送られて熱回収された後、冷却並びに排ガス
処理設備5を経て最終的に煙突6から大気中に放出され
る。
【0021】ところで、ごみに含まれる硫黄分や塩素分
等の有害成分は、その殆どが焼却炉1において燃焼ガス
中に放出される。一方、熱分解溶融炉2から回収された
高温熱分解ガスは、塩化水素、塩素ガス、硫黄酸化物と
いった腐食成分を微量しか含まない。
【0022】そこで、図2に示すように、この熱分解溶
融炉2からの高温熱分解ガスを有効利用可能なように、
焼却炉1からの燃焼ガスと独立して回収利用するように
しても良い。
【0023】この場合、高温熱分解ガスは、燃焼ガスの
二次燃焼器3と別系統の二次燃焼器7において完全燃焼
された上で熱回収設備8に送られる。ここで、ボイラに
よる熱回収を行い、これで得られた過熱蒸気で蒸気ター
ビンを駆動して発電を行う。このとき、高温熱分解ガス
には塩素分などが少なく、加熱器の高温腐食が回避され
るため、蒸気温度を500℃程度まで高めることができ
る。従来の方式では燃焼ガス中に塩素分などの腐食成分
が含まれるため、蒸気加熱器の温度が300℃以下に制
約されていたが、このように蒸気温度を高温化すること
が可能となるため、蒸気タービン効率が向上し、発電量
を増加させることができる。この増加発電量によって、
熱分解溶融炉2に供給する酸素を製造するために消費さ
れる電力を充分に賄うことも可能である。
【0024】高温熱分解ガスの熱回収設備8からの排ガ
スは、排ガス処理設備9を経て煙突6から大気中に放出
されるが、熱回収設備8を蒸気過熱器として、図2中に
破線で示すように、その排ガスを燃焼ガスの二次燃焼器
3に導入するようにすると良い。この場合、高温熱分解
ガスの二次燃焼器7では、熱回収設備8での熱回収に必
要十分な熱が得られるように燃焼空気を制御し、不完全
燃焼の排ガスは二次燃焼器3で完全燃焼させる。これに
より、二次燃焼器7において高温熱分解ガスを全量完全
燃焼させる必要がなくなり、二次燃焼器7を小型化する
ことができる。
【0025】また、熱分解溶融部2の下部に送入する酸
素富化ガスまたは高温空気は、図2中に破線で示すよう
に、高温熱分解ガスの熱回収設備8にて予熱されるもの
とすると良い。前述の通り、高温熱分解ガスは腐食成分
を殆ど含まないため、酸素富化ガスまたは高温空気を5
00℃程度に加熱することは容易であり、これによって
溶融に必要な熱を供給することができ、酸素含有ガス中
の酸素濃度の低減や補助燃料の削減が可能となる。
【0026】なお、以上のように熱分解ガスを焼却炉1
からの燃焼ガスと独立して回収利用する方式(図2参
照)では、構成が若干複雑になるため、熱分解ガスが多
量に生成される大規模なごみ処理施設に適している。他
方、規模が小さい場合には、ガス熱回収設備を1系統に
簡素化して溶融処理を重視した構成(図1参照)とし、
建設コストの増大を抑えるのが好ましい。また、熱分解
ガスを独立回収利用するものの、その熱分解ガス専用の
熱回収設備を小型化したければ、熱分解ガスの一部のみ
を独立利用し、残部を焼却炉1の燃焼ガスに合流させる
ような構成とすれば良い。
【0027】
【発明の効果】このように本発明によれば、溶融部にお
ける複雑な構造の残渣移送手段や高温空気送入手段が不
要であり、しかも処理すべき焼却残渣が均質で小径化し
ていることから安定した移動層が形成されるため、極め
て簡単な構造で安定した処理を行うことができる。しか
も、塩化物などの腐食成分を殆ど含まない高品質な熱分
解ガスが溶融部から安定して得られるため、後流の熱分
解ガス利用設備での熱分解ガスの利用が容易になる上、
熱分解ガス利用設備での高温腐食を回避することができ
る。
【0028】したがって、熱分解ガスの熱回収により高
温の加熱流体を得ることが可能となり、例えば溶融部で
の燃焼に供される酸素含有ガスを加熱するものとすれ
ば、高温の酸素含有ガスを溶融部に供給することで、酸
素と同時に溶融に要する熱を溶融部に供給することがで
き、補助燃料の削減や、酸素含有ガス中の酸素濃度の低
減による酸素製造設備の小型化を図ることができる。ま
た、蒸気過熱を行う場合には、高い蒸気温度で効率良く
タービンを駆動させることができ、このタービンの発生
動力を用いて酸素を製造すれば、溶融部に送入する酸素
含有ガスの調製に用いられる酸素を低コストに得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるごみ焼却溶融装置の概略構成を示
す概念図である。
【図2】図1に示したごみ焼却溶融装置の変形形態を示
す概念図である。
【符号の説明】
1 焼却炉 2 熱分解溶融炉 3 二次燃焼室 4 燃焼ガスの熱回収設備 5 排ガス処理設備 6 煙突 7 二次燃焼器 8 高温熱分解ガスの熱回収設備 9 排ガス処理設備
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/16 ZAB F23G 5/16 ZABE 5/46 ZAB 5/46 ZABA

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ごみの部分燃焼によって残留炭素分を
    含む焼却残渣を排出する焼却部と、該焼却部の焼却残渣
    を完全燃焼する際の燃焼熱でもって不燃物を溶融する溶
    融部とを有するごみ焼却溶融装置であって、 前記溶融部は、上部から充填された焼却残渣が内部を降
    下しながら燃焼・溶融されて下部から溶融スラグとなっ
    て排出されるシャフト炉であり、下部から送入された酸
    素含有ガスでもって焼却残渣を燃焼し、その燃焼熱でも
    って不燃物を溶融すると共に上層の焼却残渣を熱分解す
    るようにしたことを特徴とするごみ焼却溶融装置。
  2. 【請求項2】 前記溶融部から回収された高温熱分解
    ガスでもって流体を300℃以上に加熱する熱回収手段
    を備えていることを特徴とする請求項1に記載のごみ焼
    却溶融装置。
  3. 【請求項3】 前記熱回収手段が、前記溶融部に送入
    する酸素含有ガスを加熱するものであることを特徴とす
    る請求項2に記載のごみ焼却溶融装置。
  4. 【請求項4】 前記熱回収手段は、蒸気タービン駆動
    用の過熱蒸気を得るものであり、該蒸気タービンの発生
    する動力を用いて酸素を製造するようにしたことを特徴
    とする請求項2に記載のごみ焼却溶融装置。
JP16880897A 1997-06-25 1997-06-25 ごみ焼却溶融装置 Pending JPH1114025A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104019452A (zh) * 2014-01-21 2014-09-03 无锡高尔环保科技有限公司 一种垃圾焚烧装置及其焚烧工艺
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