JPH11281020A - 廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】塩化水素ガス腐食の問題なしに過熱蒸気を高温
・高圧化し、発電効率を大幅に高める、廃熱ボイラ利用
の廃棄物乾留熱分解溶融燃焼装置を提供する。 【解決手段】廃棄物Ｃを熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄに
する乾留分解ドラム２と、可燃物を溶融させる溶融燃焼
装置４と、その下流側に設けられ、溶融燃焼装置４から
の燃焼排ガスＧ_O より砂Ｓを散布して熱回収する砂加熱
装置２５と、その下流側に設けられ、砂加熱装置２５か
ら排出した燃焼排ガスＧ_O の熱を回収すす廃熱ボイラ７
と、砂加熱装置の下方に設けられ、高温の砂Ｓにより廃
熱ボイラ７からの蒸気を過熱する蒸気過熱装置２６と、
蒸気過熱装置２６からの過熱蒸気を駆動源とする蒸気タ
ービン発電装置１４と、蒸気過熱装置２６からの砂Ｓを
砂加熱装置２５へ戻す砂搬送装置２８とから廃棄物の乾
留熱分解溶融燃焼発電装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ等の廃棄物
の熱分解溶融燃焼処理に利用されるものであり、溶融燃
焼装置からの燃焼排ガスの熱回収システムに改良を加え
ることにより、燃焼排ガスの熱を用いて蒸気過熱管に高
温腐食を生ずることなく経済的に発電用蒸気の高温・高
圧化が図れ、発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物
の乾留熱分解溶融燃焼発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみ等の廃棄物焼却炉や廃棄
物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉（以下、廃棄物
燃焼処理装置と呼ぶ）を備えた廃棄物処理プラントに於
いては、ボイラ装置と発電装置を組み合せ使用すること
により廃棄物燃焼処理装置からの排ガスの熱を電気エネ
ルギーとして回収し、プラント運転用電力を除いた余剰
電力を外部へ供給するようにしたプラントシステムが多
く採用されている。

【０００３】しかし、上記廃棄物処理プラントのプラン
トシステムに於いては、廃棄物燃焼処理装置からの排ガ
ス内に含まれるＨＣｌガスと煤塵中の腐食成分の複合作
用により、ボイラ装置等に強烈な腐食が引き起こされ
る。

【０００４】図３はごみ焼却炉に於ける排ガス温度と腐
食の関係の一例を示す公知のデータ（Ｋ・Ｆａｓｓｌｅ
ｒ，Ｈ・Ｓｐａｈｎ「Ｋｏｒｒｏｓｉｏｎｅｎ ａｎ
Ｍｕｌｌｖｅｒｂｒｅｎｎｕｎｇｓ Ｋｅｓｓｅｌ
ｎ」，ＭＩＴＴＥＬＵＮＧＥＮＤＥＲ ＶＧＢ４８ Ｈ
ｅｆｔ Ａｐｒｉｌｌ １９６８）であり、排ガス温度
が１５０℃以下の範囲では所謂低温腐食が、また排ガス
温度が３２０℃以上の範囲では所謂高温腐食が夫々起こ
ることになる。

【０００５】即ち、蒸気過熱装置の蒸気過熱管や廃熱ボ
イラの各部伝熱面は、管壁温度が約３００℃を越えると
高温腐食の進行により急激に腐食されることになり、こ
のような高温腐食の進行を避けるためには、廃熱ボイラ
の、特に蒸気過熱管の運転条件は３０ｋｇ／ｃｍ² Ｇ、
３００℃以下とする必要があった。

【０００６】そのため、従前の廃棄物処理プラントのプ
ラントシステムに於いては、ボイラ装置の蒸気条件をほ
ぼ２７０℃、２５ｋｇ／ｃｍ² 近傍に設定することによ
り高温腐食の発生を避けるようにしているが、結果とし
て排熱回収による発電効率が１０〜１３％程度の低効率
になることとなり、近年の事業用火力発電所の発電効率
（約４０％）に遠く及ばない状態にある。

【０００７】尚、従前の廃棄物処理プラントに於いて
も、勿論発電効率を高めるために種々の工夫が為されて
いる。例えば、ボイラ過熱蒸気管の材質を耐食性材料
とし、過熱蒸気温度を４００℃〜４３５℃程度にまで高
める方法、腐食原因物質であるＨＣｌガスを中和する
ため、炉内へＮａ₂ ＣＯ₃ やＣａＣＯ₃ 等のアルカリ剤
を噴霧する方法、腐食原因物質である煤塵をより少な
くするか、或は蒸気管壁に付着しにくくするための燃焼
技術の改善やボイラ構造の改善、最も腐食を起しやす
い過熱蒸気管を消耗部品として交換し易くする方法、
過熱蒸気管の外部にキャスタブル耐熱材を被覆する方法
等の工夫が為されている。

【０００８】しかし、上記何れの対策も、根本的に腐食
を防止することは困難であり、しかも、建設費や維持費
が高価なものになると云う難点を抱えている。特に、廃
棄物の熱分解溶融燃焼装置の溶融燃焼炉から排出される
燃焼排ガスは、約１１００℃〜１３００℃の高温度であ
るため、この中へ塩化水素ガスの吸収反応剤（例えば消
石灰や生石灰、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等）を
投入して塩化水素ガスと十分に接触させたとしても、化
学的な平衡関係から、生成した塩化カルシウム或いは塩
化ナトリウムは水蒸気と反応して再び塩化水素を生成す
るため、結局塩化水素ガス濃度を引き下げることはでき
ない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の廃棄
物の燃焼処理装置に於ける上述の如き問題、即ち所謂高
温腐食の発生により発電用過熱蒸気の蒸気条件が約３０
ｋｇ／ｃｍ² Ｇ・３００℃以下に押さえられ、発電効率
のより一層の向上を図ることができないと云う問題を解
決せんとするものであり、蒸気過熱装置の蒸気過熱管を
腐食環境から隔離することにより、蒸気過熱管の高温腐
食を防止して廃棄物発電に於ける発電効率の大幅な向上
を可能とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置を提
供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、廃棄
物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする乾留
熱分解ドラムと、熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を
溶融燃焼させる溶融燃焼装置と、溶融燃焼装置の下流側
に設けられ、溶融燃焼装置からの燃焼排ガス内へ上方よ
り熱媒体である砂を散布することにより砂を加熱して熱
を回収する砂加熱装置と、砂加熱装置の下流側に設けら
れ、砂加熱装置から排出した燃焼排ガスの熱を回収する
廃熱ボイラと、砂加熱装置の下方位置に設けられ、砂加
熱装置からの高温の砂により前記廃熱ボイラからの蒸気
を過熱する蒸気過熱装置と、蒸気過熱装置からの過熱蒸
気を駆動源とする蒸気タービン発電装置と、前記蒸気過
熱装置から排出した砂を砂加熱装置の上方の砂散布口へ
戻す砂搬送装置とを発明の基本構成とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の発明
に於いて、砂加熱装置の本体と蒸気過熱装置の本体とを
一体として縦型の筒状体に形成し、当該筒状体の中間部
から上方へ向けて燃焼排ガスを導入してその上方部から
導出すると共に、筒状体の最上部に砂散布口を、また最
下部に砂排出口を夫々形成するようにしたものである。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明に於いて、蒸気過熱装置の筒状の本体を砂加熱装
置の筒状の本体へ振動可能に連結すると共に、振動可能
に支持した蒸気過熱装置の本体を振動装置により微振動
させるようにしたものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１の発明に於い
て、蒸気過熱装置を、下方に砂排出口を設けた筒状の本
体と、筒状の本体内に配設した蒸気過熱管と、蒸気過熱
管の下方に配設した空気を砂内へ噴出するパージ用ノズ
ルとから形成するようにしたものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１の発明に於い
て砂搬送装置を、蒸気過熱装置から砂を導出する砂出し
スクリュー装置と、導出した砂を搬送するバケットコン
ベア装置と、砂内から異物を除去するスクリーン装置と
から形成するようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の実施態様に係る廃
棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の全体系統図であ
り、図２は本発明の要部を示す部分拡大縦断面図であ
る。図に於いて、１は廃棄物供給装置、２は乾留熱分解
ドラム、３は搬出装置、４は溶融燃焼装置、５は選別装
置、６は粉砕装置、７は廃熱ボイラ、８は集塵装置、９
はガス浄化装置、１０は煙突、１１は廃棄物加熱管、１
２は加熱ガス発生炉、１３はボイラ蒸気過熱器、１４は
蒸気タービン発電装置、１５は送風機、１６は誘引通風
機、１７は冷却コンベア、１８は可燃性微粉貯留槽、１
９は加熱ガス流路、２０は循環ファン、２１は熱交換
器、２２はオイル又はガスバーナ、２３は廃棄物ピッ
ト、２４は廃棄物供給用クレーンであって、これらの各
部材は公知の廃棄物乾留熱分解溶融燃焼装置の場合と全
く同一の構成である。

【００１６】又、図に於いて、Ｓは砂、２５は砂加熱装
置、２５ａは筒状本体、２５ｂは砂散布口、２５ｃは燃
焼排ガス導入口、２５ｄは燃焼排ガス導出口、２６は蒸
気過熱装置、２６ａは筒状本体、２６ｂは蒸気過熱管、
２６ｃはパージ用ノズル、２６ｄは砂排出口、２６ｅは
伸縮継手、２６ｆは伸縮継手、２６ｇは支持スプリン
グ、２６ｈはフレキシブル管、２７は補充サイロ、２７
ａは砂散布器、２８は砂搬送装置、２８ａは砂出しスク
リュー装置、２８ｂはバケットコンベア装置、２８ｃは
スクリーン装置、２９はスラグ水冷槽、３０は振動発生
装置、３１は温度制御装置、３２はヘッダ、３３は制御
弁、３４は砂レベル計、３５は集塵灰サイロ、３６は送
風機、３７は燃焼排ガス流路であり、図番２５〜図番３
４までの部材が本発明の要部を構成する部材である。

【００１７】前記乾留熱分解ドラム２は、水平に対して
約１．５度の傾斜角度で入口側を上方に、出口側を下方
に位置せしめた状態で回転自在に軸支されており、運転
中は約１〜３ｒｐｍの回転速度で回転駆動される。又、
乾留熱分解ドラム２の内部には、複数本の廃棄物加熱管
１１がドラムの軸芯方向に平行に配設されている。この
各廃棄物加熱管１１は、両端部を入口ケーシング及び出
口ケーシングへ夫々連通せしめた状態で支持固定されて
おり、乾留熱分解ドラム２と一体となって回転する。

【００１８】前記高温溶融燃焼装置４は、縦円筒状本体
４ａと傾斜状底面４ｂと燃焼排ガスＧ_O の排出流路４ｃ
等を備えており、円筒状本体４ａの上方より熱分解ガス
Ｇ、熱分解残渣Ｄ内のカーボン残渣Ｉ_O 及び集塵灰サイ
ロ３５からの集塵灰Ｅ等が噴射され、ここで高温溶融燃
焼される。また、溶融燃焼により形成された溶融スラグ
Ｆは傾斜状底面４ｂに沿って流下し、スラグ排出口４ｄ
からスラグ水冷槽２９内へ落下する。

【００１９】前記砂加熱装置２５は、図２に示す如く所
謂縦型の筒状に形成された砂散布型の加熱装置であり、
筒状本体２５ａからその主要部が構成されている。即
ち、筒状本体２５ａの下方部側壁には燃焼排ガス導入口
２５ｃが、また筒状本体２５ａの上方部側壁には燃焼排
ガス導出口２５ｄが、更に筒状本体２５ａの最上部には
砂散布口２５ｂが夫々形成されている。前記筒状本体２
５ａの下方は開口されており、後述するように蒸気過熱
装置２６の上方開口へ連通されている。また、筒状本体
２５ａの燃焼排ガス導入口２５ｃは溶融燃焼装置４のガ
ス排出流路４ｃへ連通されており、更に筒状本体２５ａ
の燃焼排ガス導出口２５ｄは燃焼排ガス流路３７を通し
て廃熱ボイラ７へ連通されている。

【００２０】前記蒸気過熱装置２６は、底面を逆円錐状
に形成した筒状本体２６ａと、筒状本体２６ａ内に配設
した蒸気過熱管２６ｂと、蒸気過熱管２６ｂの下方に設
置したパージ用ノズル２６ｃ等から形成されており、前
記砂加熱装置２５内を下降してきた高温の砂Ｓが、順次
筒状本体２６ａの上方へ排出されてくる。また、筒状本
体２６ａの上端は、前記砂加熱装置２５の筒状本体２５
ａの下端へ伸縮継手２６ｅを介して連結されており、固
定された砂加熱装置２５に対して蒸気過熱装置２６は後
述するように僅かな寸法距離だけ相対移動可能に支持さ
れている。更に、筒状本体２６ａの最下端部には砂排出
口２６ｄが設けられており、後述する砂出しスクリュー
装置２８ａを通して砂Ｓが所定の流量で排出されて行
く。

【００２１】尚、本実施形態に於いては、蒸気過熱装置
２６を伸縮継手２６ｅ・２６ｆ、支持スプリング２６ｇ
及びフレキシブル管２６ｈ等を介して所謂振動自在に吊
下げ支持するようにしており、振動発生装置（振動モー
タ）３０を作動することにより筒状本体２６ａに所定周
波数の微振動を与え、これによって砂Ｓと蒸気過熱管２
６ｂ間の熱伝達率を高めるようにしているが、砂加熱装
置２５の筒状本体２５ａと蒸気過熱装置２６の筒状本体
２６ａとを一体的に形成し、蒸気過熱装置２６を固定式
としてもよいことは勿論である。

【００２２】前記蒸気過熱管２６ｂは、筒状本体２６ａ
内に複数本並設されている。そして、各蒸気過熱管２６
ｂの蒸気入口側及び蒸気出口側は夫々ヘッダ３２へ連結
されており、ボイラ蒸気過熱器１３で過熱された蒸気が
更に当該蒸気過熱管２６ｂ内で過熱されたあと、過熱蒸
気流路１４ａを通して蒸気タービン発電装置１４へ供給
されて行く。また、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側に
は、制御弁３３を介設して給水管が接続されており、温
度制御装置３１からの信号によって制御弁３３の開度を
調整して水又は低温蒸気を供給することにより、蒸気タ
ービン発電装置１４へ供給する過熱蒸気の温度が調整さ
れる。尚、図に於いて３４は砂レベル計である。また、
パージ用ノズル２６ｃへは空気管を通して適宜量の空気
が供給されている。

【００２３】前記補充砂サイロ２７は補充用の砂Ｓを貯
留するものであり、砂レベル計３４の検出信号によって
補充砂サイロ２７の砂供給弁２７ｂが開閉制御され、砂
散布器２７ａの上方へ新しい砂Ｓを供給することによ
り、筒状本体２６ａ内の砂レベルが所定位置に保持され
ている。

【００２４】前記砂搬送装置２８は、蒸気過熱装置２６
内から砂Ｓを取り出す砂出しスクリュー装置２８ａと、
取り出した砂Ｓを搬送するバケットコンベア装置２８ｂ
と、バケットコンベア装置２８ｂから排出した砂Ｓ内の
固形物等を除くスクリーン装置２８ｃ等から形成されて
いる。尚、熱媒体用の砂Ｓとしては、粒径１〜３ｍｍの
炭化けい素が使用されている。

【００２５】次に、本発明の廃棄物の乾留熱分解溶融燃
焼発電装置の作動について説明する。廃棄物ピット２３
内に貯えられた廃棄物Ｃは、廃棄物供給装置１によって
順次乾留熱分解ドラム２内へ供給され、略酸素が遮断さ
れた状態の下で廃棄物加熱管１１内を流通する加熱ガス
発生炉１２からの加熱ガスＫにより、常温から３００℃
〜６００℃、好ましくは４００℃〜５００℃の温度に加
熱される。この状態で約１時間程度攪拌混合されること
により、乾留熱分解ドラム２内の廃棄物Ｃは熱分解さ
れ、熱分解ガスＧと固形の熱分解残渣Ｄが生成される。

【００２６】前記廃棄物Ｃの熱分解は通常約１時間程度
で完了し、概ね７５ｗｔ％の熱分解ガスＧと２５ｗｔ％
の熱分解残渣Ｄとが生成される。尚、生成された熱分解
残渣Ｄは、乾留熱分解ドラム２内で攪拌・混合されるこ
とにより均一化され、一様な大きさの粒子となる。ま
た、発生した熱分解ガスＧは、水分、ＣＯ、ＣＯ₂ 、Ｈ
₂ 及び炭化水素を主成分とするものであり、ダスト及び
タールも若干含まれており、その低位発熱量は約１５０
０〜２０００ｋｃａｌ／ｋｇである。更に、熱分解残渣
Ｄは炭素と灰分がその主体を成すものであるが、炭素含
有量は熱分解残渣Ｄの粒径によって変化し、粒径が小さ
いものほど炭素の含有量が増加する。例えば、熱分解残
渣Ｄの粒径が５ｍｍ以下の場合には、炭素の含有量は概
ね３５ｗｔ％となる。

【００２７】乾留熱分解ドラム２内の熱分解ガスＧと熱
分解残渣Ｄは隣接する搬出装置３内へ排出され、ここで
熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。分離され
た熱分解ガスＧは溶融燃焼装置４へ供給され、後述する
カーボン残渣Ｉ_O や集塵灰Ｅと共に所謂溶融燃焼され
る。また、熱分解残渣Ｄの方は、冷却コンベア１７上で
約４００℃〜５００℃の温度から約８０℃の温度にまで
冷却され、選別装置５に於いて有価物である鉄、アルミ
や不燃物である砂、ガラス等が選別されることにより、
可燃物を主体とする可燃性固形物Ｉが分離される。更
に、分離された可燃性の可燃性固形物Ｉは、破砕装置６
で微粒化されたあと可燃性微粉貯留槽１８に貯えられ、
前述の如く廃熱ボイラ７や集塵装置８等からの集塵灰Ｅ
と共に空気輸送によって溶融燃焼装置４へ送られ、ここ
で熱分解ガスＧと共に燃焼される。即ち、溶融燃焼装置
４内へ供給された炭素含有量の高いカーボン残渣Ｉ
_O は、熱分解ガスＧと共に溶融燃焼装置４内で、灰の溶
融温度より１００〜１５０℃ほど高い約１３００℃の高
温で燃焼され、溶融スラグＦとなって傾斜状底面４ｂに
沿って流下し、スラグ排出口４ｄからスラグ水冷槽２９
内へ排出されることにより、所謂水砕スラグとなる。

【００２８】溶融燃焼装置４内で発生した約１１００〜
１２００℃の高温の燃焼排ガスＧ_Oは、ガス排出流路４
ｃを通して砂加熱装置２５の筒状本体２５ａの下方部か
らその内部へ導入される。また、導入された高温の燃焼
排ガスＧ_O は、筒状本体２５ａ内を上方へ向けて通過す
る間にその保有熱を上方から散布されて下降する砂Ｓに
与え、その後燃焼排ガス流路３７を通して廃熱ボイラ７
へ導入される。

【００２９】前記砂加熱装置２５の筒状本体２５ａ内へ
は、その最上部に設けた砂散布口２５ｂから熱媒体用の
砂Ｓが所定の流量で散布されており、この散布された砂
Ｓは、筒状本体２５ａ内を下降する間に前記燃焼排ガス
Ｇ_O と接触し、加熱される。具体的には、燃焼排ガスＧ
_O の入口温度は１０００〜１１００℃、出口温度は７０
０〜８００℃、砂Ｓの入口温度は３００〜４００℃、出
口温度は７００〜８００℃に夫々設定されている。ま
た、砂Ｓは砂散布器２７ａにより、筒状本体２５ａの断
面に対して均等に分散放出されるようになっている。

【００３０】砂加熱装置２５に於いて７００〜８００℃
に加熱された砂Ｓは、筒状本体２５ａの下方から蒸気過
熱装置２６の筒状本体２６ａの上方へ排出され、重力に
より下降する。また、燃焼排ガスＧ_O は、前述の通り燃
焼排ガス流路３７を通して廃熱ボイラ７へ送られ、廃熱
ボイラでの熱回収により約２００℃位にまで冷却された
燃焼排ガスＧ_O は、集塵装置８によってダストが除去さ
れた後、ガス浄化装置９で洗浄され、ＨＣｌやＳＯｘ、
ＮＯｘなどの有害物質を除去した後、煙突１０より大気
中へ排出されて行く。

【００３１】前記蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａ内
には、熱媒体である砂Ｓが層状に溜った状態となってお
り、砂加熱装置２５から下降してくる砂Ｓの量と、砂出
しスクリュー装置２８ａにより筒状本体２６ａ内から排
出される砂Ｓの量とがほぼバランスした状態になってい
る。即ち、筒状本体２６ａ内の砂レベルは砂レベル計３
４によって所定範囲内のレベルに制御されており、熱媒
体である砂Ｓは、砂加熱装置２５・蒸気過熱装置２６・
砂搬送装置２８で形成される循環路内を循環しており、
後述する補充砂サイロ２７から系内へ砂Ｓの不足分が補
給される。

【００３２】蒸気過熱装置２６内では、高温の砂Ｓが筒
状本体２６ａ内を流下する間に、蒸気過熱管２６ｂを介
してその保有熱をボイラ蒸気過熱器１３からの過熱蒸気
に与え、これを過熱する。具体的には、本実施形態の蒸
気過熱装置２６では、砂の入口温度７００〜８００℃、
出口温度４００〜５００℃、過熱蒸気の入口温度２５０
〜３００℃、過熱蒸気の出口温度約５００℃に夫々設定
されている。

【００３３】尚、蒸気過熱装置２６の底部に設けたパー
ジ用ノズル２６ｃからは、適宜の空気が砂Ｓ内へ噴出さ
れている。当該空気を砂Ｓ内へ噴出することにより、砂
Ｓに付着して蒸気過熱装置２６内へ持ち込まれたＨＣｌ
等を含む燃焼排ガスＧ_O が上方へ放散され、筒状本体２
６ａ内がより清浄な状態に保持される。また、前記砂Ｓ
と蒸気過熱管２６ｂ間の熱交換性を高めるため、筒状本
体２６ａは微振動可能に保持されており、必要に応じて
振動発生装置３０を作動させ、蒸気過熱装置２６を微振
動させるようにしてもよい。更に、過熱蒸気の出口側温
度を調整するため、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側へ蒸
気タービン復水が制御弁３３を通して供給され、これに
よって蒸気過熱装置２６から蒸気タービン発電装置１４
へ供給される過熱蒸気の温度が約５００℃に保持されて
いる。即ち、蒸気過熱装置２６からは温度が約５００℃
の過熱蒸気（温度約５００℃、圧力約１００ｋｇ／ｃｍ
² ）が蒸気タービン発電装置１４へ供給される。

【００３４】前記蒸気過熱装置２６内から砂出しスクリ
ュー装置２８ａにより排出された砂Ｓは、バケットコン
ベア装置２８ｂによってスクリーン装置２８ｃ上へ搬送
され、ここで砂加熱装置２５内で発生したクリンカー等
の固形異物や燃焼排ガスＧ_O内に含まれていたダスト等
が除去されたあと、砂加熱装置２５内へ戻される。ま
た、補充砂サイロ２７から適宜量の砂Ｓが系内へ供給さ
れる。

【００３５】

【発明の効果】本発明に於いては、熱媒体として砂を用
い、溶融燃焼装置からの高温の燃焼排ガスによって砂を
加熱するとと共に、砂の顕熱により蒸気過熱装置に於い
て、廃熱ボイラからの過熱蒸気を更に高温度にまで過熱
する構成としている。即ち、溶融燃焼装置からの燃焼排
ガスとの熱交換により得られた高温の砂は、燃焼排ガス
に含まれる塩化水素ガスのような腐食性ガス成分を殆ん
ど含有せず、クリーンな熱源である。従って蒸気過熱装
置に設けた蒸気過熱管は高温腐食を殆んど生じない条件
下に置かれることになり、長期に亘って安定した運転が
行なえる。その結果、本発明に於いては従前のごみ発電
のように、蒸気過熱管等の腐食を回避するために過熱蒸
気条件を３００℃・３０ｋｇ／ｃｍ² Ｇ以下に保持する
必要が無くなり、容易に５００℃・１００ｋｇ／ｃｍ²
Ｇの過熱蒸気を得る事ができる。また、これに伴なって
廃棄物発電に於ける発電効率を、従来の１０〜１５％程
度から３０％程度まで引上げることが可能となった。

【００３６】また、本発明では砂加熱装置と蒸気過熱装
置とを縦型の筒状に形成して両者を上下方向に一列状に
配設し、高温燃焼排ガスとの向流接触により加熱した砂
を蒸気過熱装置内へ重力により下降させる構成としてい
る。その結果、砂加熱装置や蒸気過熱装置の構造が簡素
化できると共に、ロータリーキルン型の砂加熱装置の如
きキルンの駆動エネルギーが不要となり、一層の省エネ
ルギーが可能となる。

【００３７】更に、蒸気過熱装置を微振動させるように
した場合には、砂と過熱蒸気間の熱交換性が向上し、熱
回収を図るうえで好都合である。加えて、パージ用ノズ
ルから所定量の空気を砂層内へ噴出した場合には、砂加
熱装置からの砂に随伴して蒸気過熱装置内へ侵入した燃
焼排ガスが容易に排出されることになり、蒸気過熱管の
高温腐食をより完全に防止することができる。本発明は
上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様に係る廃棄物の乾留熱分解溶
融燃焼発電装置の全体系統図である。

【図２】本発明に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電
装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。

【図３】塩化水素ガスを含有する燃焼排ガスの管壁温度
と腐食速度の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｃ…廃棄物、Ｄ…熱分解残渣、Ｇ…熱分解ガス、Ｉ…可
燃性固形物、Ｉ_O …カーボン残渣、Ｆ…溶融スラグ、Ｇ
_O …燃焼排ガス、Ｋ…加熱ガス、Ｅ…集塵灰、Ｓ…砂、
１…廃棄物供給装置、２…乾留熱分解ドラム、３…搬出
装置、４…溶融燃焼装置、４ａ…円筒状本体、４ｂ…傾
斜状底面、４ｃ…ガス排出流路、４ｄ…スラグ排出口、
５…選別装置、６…粉砕装置、７…廃熱ボイラ、８…集
塵装置、９…ガス浄化装置、１０…煙突、１１…廃棄物
加熱管、１２…加熱ガス発生炉、１３…ボイラ蒸気過熱
器、１４…蒸気タービン発電装置、１４ａは過熱蒸気流
路、１５…送風機、１６…誘引通風機、１７…冷却コン
ベア、１８…可燃性微粉貯留槽、１９…加熱ガス流路、
２０…循環ファン、２１…熱交換器、２２…オイルバー
ナ又はガスバーナ、２３…廃棄物ピット、２４…廃棄物
供給用クレーン、２５…砂加熱装置、２５ａ…筒状本
体、２５ｂ…砂散布口、２５ｃ…燃焼排ガス導入口、２
５ｄ…燃焼排ガス導出口、２６…蒸気過熱装置、２６ａ
…筒状本体、２６ｂ…蒸気過熱管、２６ｃ…パージ用ノ
ズル、２６ｄ…砂排出口、２６ｅ…伸縮継手、２６ｆ…
伸縮継手、２６ｇ…支持スプリング、２６ｈ…フレキシ
ブル管、２７…補充砂サイロ、２７ａ…砂散布器、２７
ｂ…砂供給弁、２８…砂搬送装置、２８ａ…砂出しスク
リュー装置、２８ｂ…バケットコンベア装置、２８ｃ…
スクリーン装置、２９…スラグ水冷槽、３０…振動発生
装置、３１…温度制御装置、３２…ヘッダ、３３…制御
弁、３４…砂レベル計、３５…集塵灰サイロ、３６…送
風機、３７…燃焼排ガス流路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢＡ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱
   分解残渣にする乾留熱分解ドラムと、熱分解ガスと熱分
   解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と、溶
   融燃焼装置の下流側に設けられ、溶融燃焼装置からの燃
   焼排ガス内へ上方より熱媒体である砂を散布することに
   より砂を加熱して熱を回収する砂加熱装置と、砂加熱装
   置の下流側に設けられ、砂加熱装置から排出した燃焼排
   ガスの熱を回収する廃熱ボイラと、砂加熱装置の下方位
   置に設けられ、砂加熱装置からの高温の砂により前記廃
   熱ボイラからの蒸気を過熱する蒸気過熱装置と、蒸気過
   熱装置からの過熱蒸気を駆動源とする蒸気タービン発電
   装置と、前記蒸気過熱装置から排出した砂を砂加熱装置
   の上方の砂散布口へ戻す砂搬送装置とから構成したこと
   を特徴とする廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
2. 【請求項２】 砂加熱装置の本体と蒸気過熱装置の本体
   とを一体として縦型の筒状体に形成し、当該筒状体の中
   間部から上方へ向けて燃焼排ガスを導入してその上方部
   から導出すると共に、筒状体の最上部に砂散布口を、ま
   た最下部に砂排出口を夫々形成するようにした請求項１
   に記載の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
3. 【請求項３】 蒸気過熱装置の筒状の本体を砂加熱装置
   の筒状の本体へ振動可能に連結すると共に、振動可能に
   支持した蒸気過熱装置の本体を振動装置により微振動さ
   せる構成とした請求項１又は請求項２に記載の廃棄物の
   乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
4. 【請求項４】 蒸気過熱装置を、下方に砂排出口を設け
   た筒状の本体と、筒状の本体内に配設した蒸気過熱管
   と、蒸気過熱管の下方に配設した空気を砂内へ噴出する
   パージ用ノズルとから形成するようにした請求項１に記
   載の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。
5. 【請求項５】 砂搬送装置を、蒸気過熱装置から砂を導
   出する砂出しスクリュー装置と、導出した砂を搬送する
   バケットコンベア装置と、砂内から異物を除去するスク
   リーン装置とから構成するようにした請求項１に記載の
   廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置。