JPH11257623A

JPH11257623A - 廃棄物処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH11257623A
Application number: JP6250498A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Shibata; 強柴田; Toshiaki Arato; 利昭荒戸; Masayuki Taniguchi; 正行谷口; Yoshinobu Kobayashi; 啓信小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物の熱分解ガスおよび熱分解残渣中から効
率良くＨＣｌを除去して機器の腐食を回避し、熱分解生
成物の広範な利用を可能とする装置および方法を提供す
る。【解決手段】単一の熱分解炉にアルカリ性固体を混合し
た廃棄物を投入して、廃棄物の熱履歴を制御することに
より、熱分解中にＨＣｌガスとして放出されるＣｌ分を
熱分解残渣中に効率良く固定する。熱分解炉外に取り出
した熱分解残渣は水洗式の脱塩工程を用いてＣｌ分を除
去する。これにより、熱分解ガス，熱分解残渣ともに清
浄化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみなどの廃
棄物を処理する方法及び装置に係り、特に廃棄物を熱分
解する工程と熱分解残渣を燃焼する工程とを有する廃棄
物の処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物処理設備においては、廃棄物の加
熱中にＨＣｌガス等の腐食性ガスが発生し、機器の腐食
やダイオキシン生成の原因となっている。このため、Ｈ
Ｃｌガスを熱分解ガスや燃焼排ガス中から取り除く方法
がこれまでにも種々検討されてきた。

【０００３】廃棄物処理過程において発生するＨＣｌガ
スの除去方法としては、特開昭49−111470号公報に開示
された二段式の熱分解方法が知られている。これによれ
ば、廃棄物は熱分解温度が異なる二つの熱分解装置を用
いて処理される。熱分解温度が２００〜３５０℃に設定
された前段の熱分解装置中で発生したＨＣｌガスは一旦
熱分解装置外に導かれ湿式洗浄装置で脱ＨＣｌされた
後、再び熱分解装置内に戻される。これにより廃棄物中
の塩化ビニルから発生したＨＣｌガスの大半を除去でき
るとしている。こうして脱ＨＣｌされた廃棄物は、熱分
解温度が約８００℃に設定された後段の熱分解装置に導
かれ、熱分解を完了する。この他、特開平7−324716 号
公報に開示された都市ごみの熱分解方法によれば、４５
０℃程度の第１分解炉で生成したＨＣｌを含んだ熱分解
ガスを、直ちに７００℃程度の第２分解炉に導びいて熱
分解ガス中に含まれる重質タール分を分解する方法が述
べられている。熱分解ガスは第２分解炉により軽質化さ
れているため、これを湿式洗浄塔を用いて脱ＨＣｌして
も洗浄塔排水がタール分で汚染されることが無い、とし
ている。ところが、以上２種の公知の廃棄物熱分解方法
では効率的な脱ＨＣｌが可能となる一方で、熱分解用と
は別個に脱ＨＣｌ専用もしくは熱分解ガス軽質化専用の
熱分解装置を備える必要がある。このため、設備の大規
模化やプラント全体の熱効率の低下が課題であった。

【０００４】これに対し、廃棄物にＣａ(ＯＨ)₂のよう
なアルカリ性固体を予め混合することにより、その後の
熱分解中に発生したＨＣｌガスとアルカリ性固体との反
応によって、ＣａＣｌ₂等の固体として塩素分を固定す
る方法が考案され広く知られている。この方法によれ
ば、従来の熱分解装置に廃棄物とアルカリ性固体を混合
する簡単な装置を付加するだけで、熱分解中に発生する
ＨＣｌガスが容易に固定できると考えられた。ところが
実際には、廃棄物の熱分解中のＨＣｌガスとアルカリ性
固体の反応効率を実用的なレベルに維持するのが困難で
あり、これを補うために複雑な前処理工程を導入する必
要が生じてしまうなど、結果として簡便な脱塩方法とは
ならなかった。廃棄物中にアルカリ性固体を混合して塩
素分を固定する方法としては、例えば特開昭56−88491
号公報に開示された熱分解方法が知られている。

【０００５】また、以上述べて来た従来の技術は、いず
れも廃棄物の熱分解工程において発生する熱分解ガス中
に、ＨＣｌとして移行する揮発性Ｃｌ分の除去もしくは
固定に関するものである。ところが、廃棄物は８００℃
以下の温度域ではほとんど揮発しない不揮発性Ｃｌ分を
ＮａＣｌのような塩類として含有するのが一般的であ
る。都市ごみのような一般廃棄物では、全Ｃｌ分中の揮
発性Ｃｌと不揮発性Ｃｌの比は約１：１であるといわれ
ており、不揮発性Ｃｌ分の除去が重要な課題となってい
る。なぜなら、廃棄物は最終的に８００℃以上で燃焼処
理されることが多いため、これら不揮発性Ｃｌ分の大半
は分解して燃焼排ガス中に移行してしまうからである。
排ガス中に移行したＣｌ分は様々な過程を経て、煙道中
に配設された機器を腐食するほか、ダイオキシン類の生
成を助長する要因ともなる。したがって、アルカリ性固
体を用いて揮発性Ｃｌを不揮発性Ｃｌとして固定した場
合であれば、なおさらその除去は重要な課題である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、廃棄物の熱
分解・燃焼処理の際にガス中に放出されるＣｌ分を、上
記従来技術の問題点を克服しつつ、効率良く除去する廃
棄物処理装置及び方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物を熱分
解して熱分解ガスと熱分解残渣とに分離する熱分解工程
と熱分解残渣を燃焼する燃焼工程とを有する廃棄物処理
方法において、前記熱分解残渣を水で洗浄して塩素分を
除去する水洗式脱塩工程を設け、該水洗式脱塩工程で処
理された熱分解残渣を前記燃焼工程で燃焼するようにし
たことを特徴とする廃棄物処理方法にある。

【０００８】また本発明は、廃棄物を熱分解して熱分解
ガスと熱分解残渣とに分離する熱分解工程と熱分解残渣
を燃焼する燃焼工程とを有し、前記熱分工程ではアルカ
リ性固体を添加して熱分解によって発生した揮発性の塩
素分をアルカリ性固体との反応によって固体として固定
するようにした廃棄物処理方法において、前記固体とし
て固定された塩素分を含む熱分解残渣を水で洗浄して塩
素分を除去する水洗式脱塩工程を設け、該水洗式脱塩工
程で処理された熱分解残渣を前記燃焼工程で燃焼するよ
うにしたことを特徴とする廃棄物処理方法にある。

【０００９】また、前掲の方法において、熱分解工程で
廃棄物を２５０〜３００℃の温度範囲に少なくとも１０
分間滞留させることを特徴とする廃棄物処理方法にあ
る。

【００１０】また、廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分
解残渣とに分離する熱分解炉と、熱分解残渣を燃焼する
燃焼炉もしくは燃焼器とを有する廃棄物処理装置におい
て、前記熱分解残渣を水で洗浄して塩素分を除去する水
洗式脱塩装置を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置
にある。

【００１１】また、廃棄物にアルカリ性固体を添加して
乾留し熱分解ガスと熱分解残渣とに分離する熱分解炉
と、熱分解残渣を燃焼する燃焼炉もしくは燃焼器とを有
する廃棄物処理装置において、前記熱分解炉に投入され
た廃棄物を２５０〜３００℃の温度範囲に少なくとも１
０分間滞留させる手段と、該熱分解炉で発生した熱分解
残渣を水で洗浄して塩素分を除去する水洗式脱塩装置と
を設けたことを特徴とする廃棄物処理装置にある。

【００１２】また、廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分
解残渣とに分離する熱分解工程と、熱分解残渣を燃焼す
る燃焼工程とを有する廃棄物処理方法において、廃棄物
中に含まれる塩素分の少なくとも８０％を前記熱分解工
程で熱分解残渣中に固体として移行させ、その後、熱分
解残渣を水で洗浄して塩素分を除去し、水洗浄を終えた
熱分解残渣を前記燃焼工程に送って燃焼するようにした
ことを特徴とする廃棄物処理方法にある。

【００１３】また、廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分
解残渣とに分離する熱分解炉と、熱分解残渣を燃焼する
燃焼炉もしくは燃焼器とを有する廃棄物処理装置におい
て、廃棄物中に含まれる塩素分の少なくとも８０％を前
記熱分解炉で生じる熱分解残渣中に固体として移行させ
る手段と、該熱分解炉で生じた熱分解残渣を水で洗浄し
て塩素分を除去する水洗脱塩手段とを備えたことを特徴
とする廃棄物処理装置にある。

【００１４】前述の本発明の課題を解決するためには、
最終的に燃焼に供する廃棄物もしくは熱分解残渣のよう
な廃棄物の転換物から、燃焼以前にその含有Ｃｌ分の大
半が除去されているような脱塩手段を見いださなければ
ならない。

【００１５】廃棄物もしくは廃棄物の転換物中にＣｌ分
が残留したままこれらを燃焼処理すると、不揮発性Ｃｌ
分も含めた大半のＣｌ分が高温の排ガス中に放出され
る。一旦高温ガス中に放出されたＣｌ分は、これを熱損
失を伴うことなく除去することは困難である。例えば燃
焼排ガス中のＣｌ分除去に多用されているバグフィルタ
装置は、濾布の耐熱性から装置入口ガス温度を３００℃
以下とする必要がある。したがって、廃熱回収ボイラ等
の熱回収装置の前段に脱塩装置を挿入できず、熱回収装
置はＣｌ濃度の高い排ガスに曝されるため、腐食回避の
ため運転温度を低めに設定せざるを得ない。これは熱回
収装置の効率を極端に低下させる。

【００１６】これに対して燃焼前に脱塩処理を実施すれ
ば、熱分解工程は６００℃以下の比較的低温で実施され
るため、熱分解工程中もしくはその直後に脱塩処理を実
施する際でも、熱損失を最小限に抑えられる。また、熱
分解工程は還元雰囲気中で行われるためＣｌ分の存在下
でもダイオキシン類が生成せず、脱塩処理によりダイオ
キシン類が系外に漏出することが無い等の利点がある。

【００１７】すなわち、燃焼処理以前に廃棄物中のＣｌ
分を除去することにより、廃棄物焼却設備における熱回
収効率の大幅な改善と、さらにはダイオキシン類の系外
への放出抑制が達成され、前記課題は解決される。

【００１８】次に、燃焼前の脱塩工程において、Ｃｌ分
の除去率をどの程度確保すれば燃焼工程以後の腐食回避
に有効であるかについて述べる。

【００１９】図６は、廃棄物焼却ガスの模擬ガス中のＣ
ｌ濃度と鋼材の腐食速度の関係を試験片のメタル温度３
００〜５００℃の間で比較した図である。メタル温度３
００℃ではＣｌ濃度に係わらず腐食減量が小さく腐食が
回避されるのに対し、４００℃以上ではＣｌ濃度上昇と
ともに急激に腐食速度が増加する。一般的な廃棄物焼却
炉では排ガス中Ｃｌ濃度が約１０００ppm となるため、
ボイラ水管メタル温度が３００〜３５０℃となるように
運転されている。これに対し、排ガス中Ｃｌ濃度が低い
一般の廃熱ボイラでは水管温度の上限を５００℃以上と
して高い熱回収効率を実現している。図６から水管温度
５００℃とした時の腐食速度を、メタル温度３００℃・
Ｃｌ濃度１０００ppm とした時と同等とするためには、
排ガス中Ｃｌ濃度を２００ppm 以下にする必要があるこ
とがわかる。これらの検討結果をまとめると、ボイラ水
管の腐食を従来の廃棄物焼却炉付設のボイラ並としなが
ら、同時に一般ボイラと同等の熱回収効率を確保するた
めには、廃棄物中全Ｃｌ分の８０％以上が燃焼前に除去
されている必要があることがわかる。

【００２０】ところが、廃棄物として都市ごみを例に取
ると、公知のＨＣｌ除去方法では不揮発性Ｃｌ分が熱分
解残渣中に残留するため、廃棄物中全Ｃｌの約５０％ま
でしか燃焼工程前に除去できない。

【００２１】本発明によれば、熱分解及び燃焼工程を有
する廃棄物処理設備において以下に述べる熱分解時塩素
固定方法と熱分解残渣からの塩素除去方法を組合せて最
適化することにより、廃棄物に含まれる全Ｃｌ量の８０
％以上が燃焼工程前に除去される。

【００２２】まず、熱分解時の塩素固定方法について述
べる。

【００２３】従来の技術の項で述べた通り、公知の熱分
解時塩素固定方法は添加したアルカリ固体とＨＣｌの反
応率確保が課題であった。そこで、本発明者らは熱分解
時にも両者の十分な反応率を確保する方策を検討した。
その結果、十分な反応率が得られなかった原因が、熱分
解時の廃棄物の加熱方法にあることを見いだした。

【００２４】図２は、廃棄物中に含まれる主要なＨＣｌ
ガス発生源である塩化ビニルの熱分解曲線である。図に
示された通り、塩化ビニルは温度上昇と共に二段階の熱
分解特性を示し、２５０℃以上で６０分以上保持すると
ほぼ完全に脱ＨＣｌすることが知られている。したがっ
て、廃棄物にアルカリ性固体を混合しておけば、熱分解
装置内で温度上昇と共に生成したＨＣｌガスは直ちにア
ルカリ性固体と反応し、塩素分は固定されると考えられ
てきた。しかしながらすでに述べた通り、実際に廃棄物
にアルカリ性固体を添加して処理しても、アルカリ性固
体の添加量に見合う程の塩素固定率は得られていないの
が実状であった。

【００２５】本発明者らは、ＨＣｌガス−アルカリ性固
体間の反応率の温度依存性に着目し、代表的なアルカリ
性固体であるＣａ(ＯＨ)₂を用いてＨＣｌガスとの反応
率を測定した。その結果、該反応率は温度上昇と共に急
激に低下し４００℃以下では０％に近づくことが判明し
た。図３は、該反応率の温度依存性を示したものであ
る。図２および図３から、塩化ビニルに含まれるＨＣｌ
ガスを効率良くＣａ(ＯＨ)₂と反応させるためには、２
５０〜３００℃の温度範囲が適当であることが導かれ
た。

【００２６】そこで次に、前記温度範囲での滞留時間と
塩素固定率の関係を調べ、必要な滞留時間を求めた。図
４は、２５０〜３００℃での滞留時間と熱分解残渣への
Ｃｌの固定率の関係を示したものである。この図から十
分な塩素固定率を得るためには、１０分以上の滞留時間
が必要であることがわかった。

【００２７】従来行われてきた熱分解時の廃棄物の加熱
方法によれば、炉内に投入された廃棄物は、特に昇温途
中の熱履歴を考慮されることなく、所定の熱分解温度ま
で加熱されていた。またむしろ、所定の熱分解温度に達
するまでの所要時間が短いほうが熱分解炉の容量を小さ
くできる等の利点があるため、昇温速度は可能なかぎり
速くなるように加熱機構及び炉構造が導入されてきた。
このため、従来技術における熱分解方法では、２５０〜
３００℃での滞留時間はせいぜい５分であり十分な塩素
固定率は得られない。

【００２８】本発明における好適な熱分解炉は、２５０
〜３００℃における廃棄物の滞留時間を１０分以上確保
できるような加熱機構及び炉構造を有しており、これに
より熱分解時に廃棄物中全Ｃｌ分の９０％以上を熱分解
残渣に固定できる。

【００２９】次に熱分解残渣からの塩素除去方法につい
て述べる。

【００３０】上記の熱分解時塩素固定法を用いて得られ
た熱分解残渣中では、Ｃｌ分はＮａＣｌ，ＫＣｌ，Ｃａ
Ｃｌ₂などの水溶性の塩として存在している。したがっ
て、熱分解残渣からＣｌ分を除去するには、水洗式の脱
塩工程を用いるのが最も有効である。図５は、上記熱分
解時塩素固定法を用いて作製した熱分解残渣を洗浄水
（蒸留水）中に投入し、攪拌時間と洗浄水へのＣｌ分の
移行率の関係を示したものである。図５から、３分以上
の攪拌により９０％以上のＣｌ分が洗浄水中に移行する
ことがわかる。

【００３１】本発明における水洗式脱塩工程は主に、熱
分解残渣の洗浄槽と洗浄槽からの熱分解残渣搬出装置，
洗浄した熱分解残渣の脱水装置とから構成され、これに
より熱分解残渣中全Ｃｌ分の９０％以上が除去される。

【００３２】また、本発明の水洗式脱塩工程には本工程
をより円滑に運用するために、以下に述べるような装置
が含まれていても良い。すなわち、熱分解残渣中に含ま
れる不燃物を除去する不燃物分離装置，熱分解残渣を適
当な粒径に制御する粉砕装置，脱塩工程で生じた塩類を
含む廃水を処理する廃水処理装置，脱水装置から出た熱
分解残渣の含有水分量を調整する乾燥装置，脱塩された
熱分解残渣を燃焼工程前に一旦貯溜しておく貯溜槽、等
の装置がこれにあたる。

【００３３】以上述べてきた本発明における熱分解時塩
素固定法と熱分解残渣からの塩素除去方法を組合せるこ
とにより、当初廃棄物に含まれていた全Ｃｌの８０％以
上が燃焼工程前に除去される。これにより、熱分解ガス
と熱分解残渣を同一の燃焼炉で燃焼させた場合にも、燃
焼排ガス中のＣｌ濃度は２００ppm 以下となって廃熱ボ
イラにおける腐食が回避され、廃棄物処理装置における
熱回収効率が飛躍的に向上する。また、排ガス中のＣｌ
濃度低下に伴い、ダイオキシン類の生成も抑制される。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明を実施例に基づき説明す
る。

【００３５】図１は本発明における廃棄物処理装置の主
たる構成を示す。本実施例における熱分解炉は回転式熱
分解ドラムであり、アルカリ性固体混合装置５，廃棄物
投入ホッパ２，定量供給機３，熱分解反応容器４及び分
離装置６を備えている。廃棄物は、アルカリ性固体混合
装置５によりＣａ(ＯＨ)₂等と混合された後、廃棄物投
入ホッパ２に搬送される。廃棄物投入ホッパ２は２段ダ
ンパ式であり熱分解反応器内への空気の侵入は最小限に
とどめられる。投入ホッパを通過した廃棄物は定量供給
機３により熱分解反応容器４に導入され、熱分解され
る。熱分解反応容器４には、図示しない加熱用ジャケッ
トもしくは伝熱管等の加熱機構が設置されており、これ
ら加熱機構に接続されたガス導管１０２によって高温ガ
スが導入され、熱分解に必要な熱量が供給される。なお
これら加熱機構は、本発明における熱分解時の塩素固定
法に則り、廃棄物の昇温過程において、２５０〜３００
℃における滞留時間が１０分以上確保されるように構成
されている。また、２５０〜３００℃における廃棄物の
滞留時間を制御する目的で、廃棄物の移動を妨げしたが
って一時的に廃棄物への熱伝達効率を低下せしめるよう
な障害物(図示しない)を、熱分解反応容器４内の廃棄物
が通過する適当な場所に設置してもよい。廃棄物は、熱
分解反応容器４内で最終的に４００〜６００℃で熱分解
された後、分離装置６により熱分解ガスと熱分解残渣に
分離され、各々熱分解ガス導管１０３及び熱分解残渣搬
送ライン１０４によって熱分解炉より送出される。

【００３６】なお本実施例においては、熱分解炉に供給
される廃棄物は、予め約１５０mm以下に破砕された後に
乾燥炉１内で乾燥処理されている。乾燥炉は１００〜２
００℃で運転され、ごみの含水分はおよそ１０ｗｔ.％
程度となる。乾燥炉の熱源は、熱分解炉加熱用高温ガス
の排ガスを、ガス導管１０２によってに乾燥炉に導き賄
うことができる。

【００３７】このような乾燥前処理を実施することは、
含水分量が２０ｗｔ.％を越えるような廃棄物を処理す
る場合には次の点で特に有利である。すなわち、１）乾
燥炉に較べ複雑な構成要件を有する熱分解炉の容量を大
幅に縮小できる、２）廃棄物の含水分量変動に対して生
成する熱分解ガス発熱量が受ける影響を極小にできる、
３）含水分量８０ｗｔ.％以上の超低発熱量廃棄物にも
対応できる、等の利点がある。

【００３８】熱分解残渣搬送ライン１０４によって熱分
解炉中から取り出された熱分解残渣は、洗浄水が貯溜さ
れた洗浄槽７に投入され適度に攪拌されて、残渣中に含
まれるＣｌ分が洗浄水中に溶出し脱塩される。脱塩され
た熱分解残渣は熱分解残渣搬出装置１３によって脱水装
置１４に導入され、Ｃｌ分を含む洗浄水が熱分解残渣か
ら分離される。こうして清浄化された熱分解残渣は、熱
分解残渣搬送ライン１０９によって燃焼炉８に導入され
る。

【００３９】燃焼炉８には、熱分解残渣とともに燃焼用
空気が高温空気ライン１０６によって供給され、炉内温
度が１２００〜１４００℃となるように運転される。こ
れにより、熱分解残渣中に含まれる灰分は溶融スラグ化
して燃焼炉中を流下し、炉底の図示しないスラグ排出口
から炉外に排出される。排出された溶融スラグは直ちに
冷却されてガラス化し、回収される。

【００４０】燃焼炉８で生じた燃焼排ガスは、煙道１０
７を通して最終的に煙突９から排出される。また煙道１
０７には廃熱回収ボイラ１０および熱交換器１１が設置
され、排ガスから熱回収を行う。

【００４１】廃熱回収ボイラ１０で生成した高温高圧蒸
気は、蒸気管１０８を介して汽力発電装置１２に供給さ
れ、回収された熱が電気エネルギーに変換される。ここ
では、脱塩された熱分解残渣から生じた燃焼排ガスを熱
源としているため、ボイラチューブの腐食に特段の配慮
を要することなく、廃熱回収ボイラ１０における生成蒸
気温度を５００℃以上に設定でき、熱回収効率は飛躍的
に向上する。

【００４２】熱交換器１１では３００〜５００℃の高温
空気が生成され、高温空気ライン１０６を介して燃焼炉
８に供給される。また、高温空気ライン１０６は本廃棄
物処理装置内の必要な部分に分岐して接続可能で、例え
ば水洗式脱塩処理工程で熱源が必要な場合にはこれを供
給できる。

【００４３】図７〜図９は、図１の実施例を基本とし
て、部分的により多くの技術要素を含みしたがってより
有利な実施の形態について示す。したがって、図７〜図
１０では特に図示しない部分は、図１に示した実施例と
同様の構成を有する。また、図７〜図１０に示す実施例
の複数例を組合せた構成を用いることも可能である。

【００４４】図７は、熱分解炉で生成した熱分解ガス
を、熱源として有効利用した実施例を示す。本実施例で
は、熱分解ガス導管１０３の分岐ライン１０３ａを介し
て、熱分解ガスの一部もしくは全部を燃焼炉８に導入し
て燃焼することができる。熱分解ガスを燃焼炉に導入す
ることにより、これを燃焼炉起動用及びスラグ排出口保
温用の熱源として利用できるため、これらの用途に用い
られるべき補助燃料を節減できる利点がある。

【００４５】さらに本実施例では、熱分解ガス導管の分
岐ライン１０３ｂを介して、熱分解ガスの一部もしくは
全部を燃焼器１５に供給することができる。燃焼器１５
で生成した高温ガスは、ガス導管１０２を介して熱分解
炉および乾燥炉の加熱源として利用できるほか、ガス導
管１０２ａを介して廃熱回収ボイラ１０の直前の煙道１
０７に導入されてボイラにおける蒸気生成量を増加させ
たり、ガス導管102ｂを介して蒸気過熱器に導入され
て、本発明装置における熱回収効率をさらに向上させる
用途に用いることもできる。

【００４６】図８は、燃焼炉８の燃焼方法を制御して、
燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度を低減する構造とした実施例
を示す。本実施例では、高温空気ライン１０６を介して
燃焼炉８に導入される燃焼用空気を、流量調整用のバル
ブを有する分岐ライン106ａ,１０６ｂに分割する。分岐
ライン１０６ａから供給される空気は、熱分解残渣搬送
ライン１０９によって供給される熱分解残渣の初期の燃
焼に利用され、炉内に前段燃焼部を形成する。前段燃焼
部では、燃焼空気比が０.８〜０.９となるように分岐ラ
イン１０６ａの流量が調整される。前段燃焼部では還元
雰囲気燃焼となるため、熱分解残渣の燃焼に伴って生成
するＮＯｘはＮ₂に還元される。こうしてＮＯｘ濃度が
低減された燃焼ガスは、熱分解炉内のより下流側で分岐
ライン１０６ｂにより吹き込まれる空気と混合され、後
段燃焼部を形成する。後段燃焼部では、燃焼空気比が
１.２〜１.３となるように分岐ライン１０６ｂの空気流
量が調整されており、燃焼ガス中の未燃分はこの部分で
完全燃焼する。

【００４７】なお、分岐ライン１０６ａ，１０６ｂは、
燃焼炉８に吹き込まれる際にその先端がさらに複数のノ
ズルで構成されていて良い。またこれら複数のノズル
は、熱分解炉内で旋回流を生成するように配置すること
ができる。熱分解炉内に旋回流を生成した場合には、
１）熱分解残渣と燃焼空気との混合が促進されまた炉内
の滞留時間が稼げるため燃焼効率が高まる、２）溶融し
た熱分解中の灰分を炉壁に強く押しつける作用により燃
焼排ガスとともに炉外に搬送される灰分量を低減でき
る、等の利点がある。

【００４８】図９は、図１に示した水洗式脱塩工程のよ
り有利な実施形態を示したものである。熱分解残渣搬送
ライン１０４により洗浄槽に投入された熱分解残渣は、
洗浄槽内で不燃物と可燃物に比重分別される。熱分解残
渣中に含まれる金属，石，ガレキ等の不燃物は一般に水
より比重が大きいため、洗浄槽の底部に沈降する。一
方、カーボンを主体とする熱分解残渣中の可燃分は水よ
り比重が小さいため、洗浄槽の上部に浮遊する。そこ
で、不燃物分離装置２２を洗浄槽７の底部に、熱分解残
渣搬出装置１３を上部に設置することにより、不燃物と
熱分解残渣の主成分である可燃物を別々に洗浄槽外に取
り出せる。これにより、これ以後の熱分解残渣取扱装置
への負担を軽減できるだけでなく、分離された不燃物中
の金属分を有効に再利用することが可能となる。

【００４９】熱分解残渣搬出装置１３は粉砕器１６に接
続され、適当な粒径に粉砕される。粉砕された熱分解残
渣は分級装置１７に搬送され、所定の粒径以上のものは
熱分解残渣搬送ライン１０４ａにより再度粉砕器１６に
戻される。本実施例においては、熱分解残渣は粒径１mm
以下となるように粉砕されるが、燃焼炉８の形式によっ
ては分級装置１７を通過できる残渣の最大粒径を変更す
ることができる。また、燃焼炉として平面溶融炉を採用
した場合には、粉砕器１６及び分級装置１７は省略して
もよい。

【００５０】粉砕された熱分解残渣は脱水装置１４に搬
送されるが、洗浄槽７における脱塩率が十分でない場合
には、第２洗浄槽１８を設置して再度洗浄脱塩処理した
後に、脱水装置１４に供給することも可能である。

【００５１】脱水装置１４で水分を分離した熱分解残渣
は一旦貯溜槽２０に集積され、必要に応じて熱分解残渣
搬送ライン１０９を介して燃焼炉８へ供給される。な
お、脱水装置１４と貯溜槽２０の中間には、乾燥装置１
９が設置されても良い。熱分解残渣搬送ライン１０９の
搬送方式によって、熱分解残渣の含水率を一定レベル以
下に保つ必要がある場合には、乾燥装置１９を利用して
熱分解残渣の含水率を調整できる。

【００５２】脱水装置１４で熱分解残渣から分離された
Ｃｌ分を含む洗浄水は、廃水処理装置２１において、廃
水からの塩の分離およびｐＨの調整等がなされる。廃水
を蒸発させて塩を分離或いはｐＨを調整して中性にする
ことで、廃水を無害化できる。処理された廃水の一部は
循環水ライン１１１を介して、洗浄槽７及び第２洗浄槽
１８に供給され再利用される。また、乾燥装置１９及び
廃水処理装置２１の運転に必要な熱源は、煙道１０７に
設置された熱交換器１１で生成された高温空気の一部
を、高温空気ライン１０６の分岐ライン１０６ａによっ
て導入できる。またさらに熱源が必要とされる場合は、
熱分解ガスの燃焼器１５で生成した高温ガスを導入する
こともできる。

【００５３】本発明の実施態様を以下に示す。

【００５４】（１）廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分
解残渣に分離する熱分解炉と、熱分解ガスおよび熱分解
残渣を燃焼する一つ以上の燃焼炉もしくは燃焼器を有す
る廃棄物処理装置において、被熱分解物である廃棄物中
に含まれる全Ｃｌ分の９０％以上を熱分解残渣中に移行
させる熱分解工程と、熱分解残渣中に移行したＣｌ分の
９０％以上を除去する水洗式脱塩工程を有し、Ｃｌ含有
量が少ない熱分解ガスと熱分解残渣を燃焼処理すること
を特徴とする廃棄物処理装置。

【００５５】（２）上記（１）において、熱分解炉が廃
棄物の２５０〜３００℃での滞留時間を１０分以上とす
ることができる加熱機構及び炉構造を備えていることを
特徴とする廃棄物処理装置。

【００５６】（３）上記（２）において、熱分解炉の加
熱機構が外熱式であり、熱供給媒体として高温ガスを使
用し、炉構造として該高温ガスが流通する加熱用ジャケ
ットもしくは該高温ガスが流通する伝熱管を備えている
ことを特徴とする廃棄物処理装置。

【００５７】（４）上記（２）又は（３）において、熱
分解炉がロ−タリ−キルン炉等の回転式熱分解ドラム装
置であり、該熱分解炉内に廃棄物の流れを妨げるような
障害物が１ケ所以上設置されていることを特徴とする廃
棄物処理装置。

【００５８】（５）上記（１)〜(４）のいずれかにおい
て、水洗式脱塩工程が、熱分解残渣中のＣｌ分を洗浄水
を用いて溶解抽出する洗浄槽と、洗浄した熱分解残渣か
ら洗浄水を分離するための脱水装置の、少なくとも２種
の装置を含む構成であることを特徴とする廃棄物処理装
置。

【００５９】（６）上記（５）において、水洗式脱塩工
程が、熱分解残渣中に含まれる不燃物を除去する不燃物
除去装置，熱分解残渣を粉砕する粉砕装置、該工程にお
いて生じる廃水の塩類除去もしくはｐＨ調整もしくはそ
の両方の処理を行う廃水処理装置，熱分解残渣の乾燥装
置，脱塩処理された熱分解残渣を一旦貯溜しておく貯溜
槽、の内少なくとも一つの装置を含めて構成されている
廃棄物処理装置。

【００６０】（７）上記（１)〜(６）のいずれかにおい
て、熱分解残渣もしくは熱分解ガスと熱分解残渣の両方
を燃焼させる燃焼炉が、空気比０.８〜０.９で燃焼され
る前段燃焼部と空気比１.２〜１.３で燃焼される後段燃
焼部を有することを特徴とする廃棄物処理装置。

【００６１】（８）廃棄物にアルカリ性固体を添加して
熱分解し、乾留中に揮発する廃棄物中のＣｌ分をアルカ
リ性固体と反応させることで、廃棄物中の全Ｃｌ分の９
０％以上を熱分解残渣中に移行させ、さらに該熱分解残
渣から粗大な不燃物を除去した後に水洗・脱水して残渣
中Ｃｌ分の９０％以上を除去し、その後Ｃｌ含有量の少
ない熱分解ガス及び熱分解残渣を燃焼することを特徴と
する廃棄物処理方法。

【００６２】（９）上記（８）において、アルカリ性固
体としてＣａ(ＯＨ)₂，ＣａＯ、およびＮａＯＨのうち
少なくとも一種を廃棄物に添加し、熱分解開始時に該廃
棄物に２５０〜３００℃の範囲で１０分以上の滞留時間
を持たせた後、同一の熱分解炉内で４００〜６００℃に
加熱して熱分解ガスと熱分解残渣を得ることを特徴とす
る廃棄物処理方法。

【００６３】

【発明の効果】本発明における廃棄物処理装置および方
法を廃棄物処理設備を構成することにより、熱分解過程
で生ずる熱分解ガス及び熱分解残渣のいずれもが低Ｃｌ
含有量の高品位燃料としての取扱いが可能となる。この
ため、これら熱分解生成物の燃焼・熱回収に伴う機器の
腐食及びダイオキシン類の生成に関する対策機器の設置
が不要となるだけでなく、機器構成の自由度が拡大し、
装置使用者の要求を充分に取り入れた廃棄物処理システ
ムの構成が実現される。また特に、従来の廃棄物発電シ
ステムにおいてネックとなっていた廃熱回収ボイラの腐
食が大幅に軽減されるため、廃棄物からの熱回収効率は
飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した廃棄物処理システムの一例を
示す図。

【図２】塩化ビニル（ＰＶＣ）の熱分解曲線を示す図。

【図３】Ｃａ(ＯＨ)₂とＨＣｌガスの反応率の温度依存
性を示す図。

【図４】熱分解炉中における廃棄物の２５０〜３００℃
における滞留時間と塩素固定率の関係を示す図。

【図５】洗浄槽における熱分解残渣の攪拌時間と洗浄水
へのＣｌ移行率の関係を示す図。

【図６】排ガス中Ｃｌ濃度と鉄鋼の腐食減量の関係を示
す図。

【図７】本発明を適用した廃棄物処理システムの一例を
示す図。

【図８】本発明を適用した廃棄物処理システムの一例を
示す図。

【図９】本発明を適用した廃棄物処理システムの一例を
示す図。

【符号の説明】

１…乾燥炉、２…廃棄物投入ホッパ、３…定量供給機、
４…熱分解反応容器、５…アルカリ性固体混合装置、６
…分離装置、７…洗浄槽、８…燃焼炉、１０…廃熱回収
ボイラ、１１…熱交換器、１２…汽力発電装置、１３…
熱分解残渣搬出装置、１４…脱水装置、１６…粉砕器、
１７…分級装置、１８…第２洗浄槽、１９…乾燥装置、
２０…貯溜槽、２１…廃水処理装置、２２…不燃物分離
装置、１０２…ガス導管、１０３…熱分解ガス導管、１
０３ａ，１０３ｂ…熱分解ガス導管の分岐ライン、１０
４，１０４ａ…熱分解残渣搬送ライン、１０６…高温空
気ライン、１０６ａ，１０６ｂ…高温空気ラインの分岐
ライン、１０７…煙道、１０８…蒸気管、１０９…熱分
解残渣搬送ライン、１１１…循環水ライン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林啓信茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解残
渣とに分離する熱分解工程と熱分解残渣を燃焼する燃焼
工程とを有する廃棄物処理方法において、前記熱分解残
渣を水で洗浄して塩素分を除去する水洗式脱塩工程を設
け、該水洗式脱塩工程で処理された熱分解残渣を前記燃
焼工程で燃焼するようにしたことを特徴とする廃棄物処
理方法。
【請求項２】廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解残
渣とに分離する熱分解工程と熱分解残渣を燃焼する燃焼
工程とを有し、前記熱分解工程ではアルカリ性固体を添
加して熱分解によって発生した揮発性の塩素分をアルカ
リ性固体との反応によって固体として固定するようにし
た廃棄物処理方法において、前記固体として固定された
塩素分を含む熱分解残渣を水で洗浄して塩素分を除去す
る水洗式脱塩工程を設け、該水洗式脱塩工程で処理され
た熱分解残渣を前記燃焼工程で燃焼するようにしたこと
を特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記熱分
解工程で廃棄物を２５０〜３００℃の温度範囲に少なく
とも１０分間滞留させることを特徴とする廃棄物処理方
法。
【請求項４】廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分解残渣
とに分離する熱分解炉と、熱分解残渣を燃焼する燃焼炉
もしくは燃焼器とを有する廃棄物処理装置において、前
記熱分解残渣を水で洗浄して塩素分を除去する水洗式脱
塩装置を備えたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項５】廃棄物にアルカリ性固体を添加して乾留し
熱分解ガスと熱分解残渣とに分離する熱分解炉と、熱分
解残渣を燃焼する燃焼炉もしくは燃焼器とを有する廃棄
物処理装置において、前記熱分解炉に投入された廃棄物
を２５０〜３００℃の温度範囲に少なくとも１０分間滞
留させる手段と、該熱分解炉で発生した熱分解残渣を水
で洗浄して塩素分を除去する水洗式脱塩装置とを設けた
ことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項６】廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分解残渣
とに分離する熱分解工程と、熱分解残渣を燃焼する燃焼
工程とを有する廃棄物処理方法において、廃棄物中に含
まれる塩素分の少なくとも８０％を前記熱分解工程で熱
分解残渣中に固体として移行させ、その後、熱分解残渣
を水で洗浄して塩素分を除去し、水洗浄を終えた熱分解
残渣を前記燃焼工程に送って燃焼することを特徴とする
廃棄物処理方法。
【請求項７】廃棄物を乾留して熱分解ガスと熱分解残渣
とに分離する熱分解炉と、熱分解残渣を燃焼する燃焼炉
もしくは燃焼器とを有する廃棄物処理装置において、廃
棄物中に含まれる塩素分の少なくとも８０％を前記熱分
解炉で生じる熱分解残渣中に固体として移行させる手段
と、該熱分解炉で生じた熱分解残渣を水で洗浄して塩素
分を除去する水洗脱塩手段とを備えたことを特徴とする
廃棄物処理装置。