JPH11201427A - 可燃性廃棄物のサーマルリサイクル方法および装置 - Google Patents

可燃性廃棄物のサーマルリサイクル方法および装置

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JPH11201427A
JPH11201427A JP10001675A JP167598A JPH11201427A JP H11201427 A JPH11201427 A JP H11201427A JP 10001675 A JP10001675 A JP 10001675A JP 167598 A JP167598 A JP 167598A JP H11201427 A JPH11201427 A JP H11201427A
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Tomohiro Yoshida
朋広 吉田
Tsuneo Matsudaira
恒夫 松平
Sunao Nakamura
直 中村
Masahiro Sudo
雅弘 須藤
Yuichi Yamakawa
裕一 山川
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
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Nippon Kokan Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物ガス化炉で生成される可燃性ガスのエ
ネルギーを安定して高温・高圧の蒸気に熱回収する可燃
性廃棄物のサーマルリサイクル技術を提供すること。 【解決手段】 可燃性廃棄物の高温ガス化炉11と、該
ガス化炉で発生したガスを350℃以下に冷却する冷却
手段13と、該冷却したガスの除塵および脱塩手段14
と、除塵・脱塩したガスを燃料とし、交番燃焼する蓄熱
バーナ21を備えたボイラ手段15とからなる、可燃性
廃棄物のサーマルリサイクル装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物のサーマ
ルリサイクル技術に関する。詳しくは、可燃性廃棄物の
ガス化炉から発生する可燃性ガスの効率のよい熱利用技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】これまでは、廃棄物ガス化炉で生成され
たガスを図3に示すように単純に二次燃焼し、ボイラに
て熱回収していた。また、ボイラーで発生した蒸気を用
いて発電するときの効率を高めるために、蒸気の高温・
高圧化が有効とされており、ボイラーチユーブの腐食を
避けるために良質な燃料を用いた独立過熱器を用いる技
術が試行されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】1)廃棄物から生成さ
れるガスは一般に発熱量が低い(800〜1200kcal
/Nm3 )。また、ガス化される廃棄物の組成や操業条
件の変動より、発生するガス量の変動や発熱量の変動が
発生することにより二次燃焼が不安定となる。燃焼が不
安定なため、ダイオキシン類が生じやすい。
【0004】2)ボイラーで熱回収が行われるが、低カ
ロリーガスのため燃焼ガス温度が低く、ボイラーの蒸気
圧が高くできない問題点がある。1)の問題点に対して
は、二次燃焼に補助燃料を加えて火炎の安定性や温度を
維持する方法がとられているが、そのための廃棄物燃料
以外の追加燃料が必要となり、補助燃料削減が期待され
ている。
【0005】2)の問題点に対しては、ガスを高温のま
ま除塵してボイラーの腐食を防止しようとする技術(特
開平9−159132号)があるが、高温で長期安定に
除塵するフィルターは実用に程遠く、性能維持に多大の
負荷がかかる問題がある。
【0006】この発明は、廃棄物ガス化炉の生成ガスに
上記のような変動があっても、確実に排ガス中の有害物
を除去し、かつ廃棄物から発生する可燃性ガスのエネル
ギーを安定して高温・高圧の蒸気に熱回収する可燃性廃
棄物のサーマルリサイクル技術を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1) 可燃性廃棄物を
800℃以上の高温でガス化し、発生したガスを350
℃以下に冷却して除塵し、脱塩(HCI)し、除塵・脱
塩したガスを蓄熱バーナを持つボイラーで燃焼させ蒸気
を発生させる、ことを特徴とする可燃性廃棄物のサーマ
ルリサイクル方法。
【0008】(2) 可燃性廃棄物の高温ガス化炉と、
該ガス化炉で発生したガスを350℃以下に冷却する冷
却手段と、該冷却したガスの除塵および脱塩手段と、除
塵・脱塩したガスを燃料とし、交番燃焼する蓄熱バーナ
を備えたボイラ手段と、からなる可燃性廃棄物のサーマ
ルリサイクル装置。
【0009】そして、交番燃焼する蓄熱バーナは低NO
x型バーナである。 「作用」可燃性廃棄物を高温でガス化するので、廃棄物
中の可燃分がすべてガス化される。また、後工程で付着
等の障害となるタールなどの可燃性の粒子が残らない。
【0010】350℃以下に冷却することにより、低融
点金属などのダスト成分がDXNの再合成触媒の可能性
があるとされるCuCl2 (融点430℃)を含めてす
べて凝縮し、維持コストのかからないバグフィルターな
どで確実に除塵できる。
【0011】また石灰吹込みなどによりDXNの合成物
質である塩素(HC1)の大部分を除去できる。このた
めダイオキシンの生成がほとんど無い。蓄熱バーナを使
用することにより高温の予熱空気が得られるので、ガス
が低発熱量であり、また熱量・発生量の変動があっても
ガスが安定して燃焼する。
【0012】予め塩素(HCl)を除去してあるためガ
スを高温で燃焼させてもボイラチューブの腐食がなく、
蒸気を高温・高圧にできる。ガスを350℃以下で除塵
してあるので、蓄熱バーナの蓄熱体がダストや低沸点金
属塩によリ閉塞、ないし蓄熱体を侵食することを防げ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図1
を参照して説明する。 高温ガス化直接溶融炉11→排熱回収器(ボイラ)12
→冷却手段(ガスクーラ)13→除塵・脱塩手段(バグ
フィルター)14→二次燃焼炉(ボイラ)15→吸引フ
アン。
【0014】可燃性廃棄物のガス化炉として高温ガス化
直接溶融炉11を使用する。高温ガス化直接溶融炉11
は堆積層の上部を流動させて廃棄物をガス化し、堆積層
下部の移動層部分で高温溶融帯を形成し廃棄物を熱分解
すると同時に、廃棄物の灰分を2000℃以上の高温で
溶融し、炉底から排出する。
【0015】廃棄物をガス化して生成したガスは800
℃以上、好ましくは1000℃程度の高温にすることに
よりタールを分解し、ダイオキシン類やダイオキシン前
駆体を分解する。
【0016】生成するガスの発熱量は平均800〜l2
00kcal/Nm3 程度になる。ガス発熱量の変動幅は最
大20%程度である。また、ガス量の変動は最大20%
程度である。
【0017】ガス組成は廃棄物種類によって変わるが、
都市ごみの場合CO,H2 が約30%を占めている。生
成したガスの有する熱量はボイラ12で熱回収する。
【0018】この部分のボイラーは、耐火物に埋め込ま
れたチューブで熱回収するので、HCl腐食の問題はな
い。ただし、400〜300℃までしか顕熱回収ができ
ないので、さらに、水冷タイプのガスクーラー13で3
50℃以下、好ましくは200℃程度までガスを冷却
後、除塵、脱HClする。
【0019】この場合、除塵はバグフィルター14を用
いる。脱HClのためバグフィルター上流でガス中に消
石灰を噴霧する。脱HCI後のHCI濃度は20ppm
以下となる。
【0020】低温で除塵するため、低沸点金属塩をすべ
て除去できる。こうして除塵・脱塩処理されたガスを二
次燃焼炉(ボイラ)15で燃焼させる。
【0021】この二次燃焼炉(ボイラ)15には、図2
に示すように、処理したガスを交番燃焼する蓄熱バーナ
21が設けられている。この蓄熱バーナ21は低NOx
燃焼型のバーナである。
【0022】蓄熱バーナ21,21は2基を一対として
二次燃焼炉(ボイラ)15の両側に設置されている。そ
して、ガスは三方弁20によって切換えられてバーナ2
1に送給される。
【0023】二次燃焼炉15の両側(バーナ近く)にボ
イラの放射伝熱面32,32を、また炉の中央部(バー
ナ遠方)に対流伝熱面31が設けられている。バーナ近
くの高温部で蒸気を高温に加熱できる。交互に燃焼する
ので放射伝熱面32を両側に取る。炉中央の対流伝熱面
31を広く取って効率よく蒸気を作る。
【0024】誘導フアン25で燃焼用空気を蓄熱体22
を通してバーナに送る。大部分の燃焼ガスを蓄熱体22
を通して吸引する吸引ファン26が設けられており、ま
た、一対のバーナ21,21を切替える四方制御弁24
が設けられている。
【0025】ガス発生量に応じて一定比率の燃焼用空気
量を供給する。この際、空気比率は燃焼ガス温度を最大
にするように調整し、ガスの発生量・カロリー変化があ
ってもガスの可燃分を二次燃焼炉(ボイラー)15で完
全燃焼させる。このような操作によりボイラー炉内の燃
焼ガスの温度を700℃以上に維持できた。
【0026】吸引フアン26で吸引したガスは、蓄熱体
22を通して次サイクルの燃焼用空気予熱用に熱回収す
る。燃焼ガスの顕熱は蓄熱体に蓄熱され、吸引フアンへ
の排ガスは150〜200℃程度まで熱回収できる。
【0027】蓄熱体21で回収できない場合(可燃分の
組成による)は、蓄熱体の出口ガス温度が吸引ファン2
6の耐熱温度より上昇するので、その時は燃焼ガスの一
部(最大で約10%)を補助煙道27から放散する。
【0028】なお、蓄熱バーナ21が、この例の場合の
ように低NOx燃焼型であれば脱NOx処理は不要とな
るが、低NOx燃焼型でないときは必要により脱硝処理
を行なって大気放散する。
【0029】ボイラー15から発生する蒸気は一定温度
(500℃、50ata )で蒸気タービン33に供給し発
電機34により発電する。発電量は発生ガスの熱量(蒸
気発生量)によって変化する。この場合、自家使用する
分以外は売電可能である。
【0030】なお、符号30は気水ドラムである。 実施例の効果 蓄熱バーナ21を利用するため燃焼用空気温度が高くな
り、低発熱量のガスでも安定して燃焼が可能となる。
【0031】蓄熱バーナ21を利用するため燃焼炉(ボ
イラ)15内の温度が均一で高温に維持できるため、ダ
イオキシンの生成、再合成を阻止できる。低NOx型の
蓄熱バーナ21を使用するので燃焼範囲が広がり、緩慢
燃焼となるので、局部高温域が発生せずNOxの発生が
低減できる。
【0032】ダストやHClを除去しているためボイラ
ーのチューブ腐食がなく、蒸気圧、温度を高く出来る
(500℃、50ata )。このため効率のよい発電が可
能となる。
【0033】
【発明の効果】蓄熱バーナを使用し、燃焼用空気を高温
に予熱して、ガスの燃焼を安定させる。これにより、排
出CO濃度を5ppm から0.5ppm (1時間平均)に低
下できる。また、ダイオキシン濃度を0.l〜0.5ng
/Nm3 TEQから0.01〜0.lng/Nm3 TEQ
まで低下でき、環境ガイドラインを十分に維持できる。
さらに、発生蒸気を300℃から500℃、50ata ま
で上げることができ、高効率発電が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の態様の一例を示す説明図。
【図2】蓄熱バーナを備えた二次燃焼炉(ボイラ)の説
明図。
【図3】廃棄物ガス化炉で生成されたガスの従来の熱回
収フローの説明図。
【符号の説明】
11…高温ガス化炉、13…冷却手段(ガスクーラ)、
14…除塵・脱塩手段(バグフィルター)、15…二次
燃焼炉(ボイラ)、21…蓄熱バーナ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/46 ZAB F23L 15/02 F23L 15/02 B01D 53/34 134A (72)発明者 須藤 雅弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山川 裕一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鈴木 康夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可燃性廃棄物を800℃以上の高温でガ
    ス化し、発生したガスを350℃以下に冷却して除塵
    し、脱塩し、除塵・脱塩したガスを蓄熱バーナを持つボ
    イラーで燃焼させ蒸気を発生させる、ことを特徴とする
    可燃性廃棄物のサーマルリサイクル方法。
  2. 【請求項2】 可燃性廃棄物の高温ガス化炉と、該ガス
    化炉で発生したガスを350℃以下に冷却する冷却手段
    と、該冷却したガスの除塵および脱塩手段と、除塵・脱
    塩したガスを燃料とし、交番燃焼する蓄熱バーナを備え
    たボイラ手段とからなる、可燃性廃棄物のサーマルリサ
    イクル装置。
  3. 【請求項3】 交番燃焼する蓄熱バーナが低NOx型バ
    ーナである請求項2に記載の可燃性廃棄物のサーマルリ
    サイクル装置。
JP00167598A 1998-01-07 1998-01-07 可燃性廃棄物のサーマルリサイクル方法および装置 Expired - Fee Related JP3496495B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003056986A (ja) * 2001-08-09 2003-02-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 溶解炉の燃焼排ガス中に含まれるダイオキシン類を低減する方法
US9033700B2 (en) 2004-11-04 2015-05-19 Novelis Inc. Apparatus and method for cleaning regenerative-burner media bed
CN111664456A (zh) * 2020-06-11 2020-09-15 扬州康业环境工程技术有限公司 一种垃圾处理用自动化高效热解气化炉

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