JPH11281023A

JPH11281023A - 廃棄物処理設備

Info

Publication number: JPH11281023A
Application number: JP8525598A
Authority: JP
Inventors: Yoshitoshi Sekiguchi; 善利関口; Hideo Shitaya; 英雄下谷; Daisuke Fujita; 大祐藤田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】乾燥装置から排出される含湿排ガスを二次燃
焼室へ導入して、含湿排ガス中に含まれる悪臭成分を分
解する場合、二次燃焼室内の助燃を不要にし得るととも
に二次燃焼室内の温度低下を防止でき、さらに、二次燃
焼室から排出される燃焼排ガスの排出量を低減する。【解決手段】ガス化炉２の上流側に廃棄物１を乾燥さ
せる乾燥装置１１が設けられ、二次燃焼室４から排出さ
れる燃焼排ガスＢの一部Ｂ₁を乾燥装置１１へ供給する
燃焼排ガス供給経路１３と、乾燥装置１１から排出され
た含湿排ガスＣを二次燃焼室４へ導入する含湿排ガス導
入経路１４とが設けられ、含湿排ガス導入経路１４に、
含湿排ガスＣ中に含まれる水分を除去する水分除去装置
３４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物などの廃棄物を燃焼させて処理する廃棄物処理設備
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の廃棄物処理設備として
は、図２に示すように、廃棄物１（都市ごみや産業廃棄
物など）を熱分解してガス化するガス化炉２（例えば流
動床ガス化炉）と、上記ガス化炉２で発生した熱分解ガ
スを一次燃焼室３で燃焼させて燃焼排ガスと共に飛散す
る灰を溶融し二次燃焼室４で熱分解ガスを完全に燃焼さ
せる燃焼溶融炉５と、上記二次燃焼室４から排出された
燃焼排ガスを冷却するガス冷却塔６と、このガス冷却塔
６から排出された排ガスの熱を利用して空気を予熱する
空気予熱器７と、上記ガス冷却塔６から排出された排ガ
スを処理する排ガス処理装置８と、処理された排ガスを
大気に放出する煙突１６と、上記ガス化炉２に空気を送
風する送風機９と、上記空気予熱器７に空気を送風する
送風機１０とが備えられている。また、上記ガス化炉２
の上流側には、廃棄物１を乾燥させる乾燥装置１１が設
けられている。

【０００３】上記空気予熱器７で予熱された空気Ａは空
気供給経路１２を通って燃焼用空気として一次燃焼室３
へ供給される。また、上記二次燃焼室４から排出される
燃焼排ガスＢの一部Ｂ₁は燃焼排ガス供給経路１３を通
って乾燥装置１１に供給され、上記乾燥装置１１から排
出された含湿排ガスＣは含湿排ガス導入経路１４を通っ
て二次燃焼室４へ導入される。尚、上記含湿排ガスＣ
は、多量の水分とともに、ＣＯ，ＮＨ₃等を含有する臭
気性ガスである。

【０００４】これによると、廃棄物１は、乾燥装置１１
によって乾燥された後、ガス化炉２内で部分燃焼され、
その熱によって熱分解される。この際に発生した熱分解
ガス（未分解残渣、チャー等を含んでいる）は、一次燃
焼室３内で高温燃焼し、これにより灰を溶融させ、その
後、二次燃焼室４内で完全に燃焼させる。そして、二次
燃焼室４から排出された燃焼排ガスは、ガス冷却塔６で
冷却され、最終的に排ガス処理装置８で処理されて煙突
１６から大気中へ放出される。

【０００５】また、上記乾燥装置１１において、廃棄物
１は、二次燃焼室４から燃焼排ガス供給経路１３を通っ
て乾燥装置１１に供給される高温の燃焼排ガスＢ₁によ
って乾燥される。さらに、廃棄物１を乾燥させた後、上
記乾燥装置１１から排出された含湿排ガスＣは含湿排ガ
ス導入経路１４を通って二次燃焼室４へ導入される。こ
れにより、上記含湿排ガスＣ中に含まれる悪臭成分が二
次燃焼室４内で分解されて除去される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来形式では、乾燥装置１１で廃棄物１を乾燥させた
際、乾燥装置１１から排出される含湿排ガスＣ中には多
量の水分が含まれているため、この含湿排ガスＣを二次
燃焼室４へ導入へ導入した際、二次燃焼室４内で多量の
顕熱が奪われてしまい、その結果、二次燃焼室４内の温
度が低下し、含湿排ガスＣ中の悪臭成分の分解除去に必
要な高温を維持することが困難になるといった問題があ
った。この問題の対策として、二次燃焼室４内で助燃を
行うことで、二次燃焼室４内の高温を維持しているが、
助燃分だけ運転コストが増加するといった新たな問題が
生じた。

【０００７】さらに、二次燃焼室４から排出される燃焼
排ガスＢの排出量を低減することが望まれているが、上
記の従来形式では燃焼排ガスの排出量の低減は困難であ
った。

【０００８】本発明は、廃棄物を乾燥装置で乾燥させる
場合、燃焼室内の助燃を不要にし得るとともに燃焼室内
の温度低下を防止でき、さらに、燃焼室から排出される
燃焼排ガスの排出量を低減することができる廃棄物処理
設備を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第１発明における廃棄物処理設備は、燃焼室を有
する燃焼装置の上流側に、燃焼前の廃棄物を乾燥させる
乾燥装置が設けられ、上記燃焼室から排出される燃焼排
ガスの一部を上記乾燥装置へ供給する燃焼排ガス供給経
路と、上記乾燥装置から排出された含湿排ガスを上記燃
焼室へ導入する含湿排ガス導入経路とが設けられ、上記
含湿排ガス導入経路に、上記含湿排ガス中に含まれる水
分を除去する水分除去装置が設けられているものであ
る。

【００１０】これによると、廃棄物は、乾燥装置によっ
て乾燥された後、燃焼装置の燃焼室内で燃焼される。こ
の際、燃焼室から排出される高温の燃焼排ガスの一部は
燃焼排ガス供給経路を通って乾燥装置へ供給される。

【００１１】上記乾燥装置において、廃棄物は、燃焼室
から燃焼排ガス供給経路を通って乾燥装置に供給された
高温の燃焼排ガスによって乾燥される。さらに、廃棄物
を乾燥させた後、上記乾燥装置から排出された含湿排ガ
スは含湿排ガス導入経路を通って燃焼室内へ導入され
る。これにより、上記含湿排ガス中に含まれる悪臭成分
が燃焼室内で分解されて除去される。

【００１２】上記のように乾燥装置から排出された含湿
排ガスが含湿排ガス導入経路を通過する際、含湿排ガス
中に含まれる水分が水分除去装置によって除去されるた
め、含湿排ガスは含有水分量の少ない状態で燃焼室内へ
導入され、これにより、燃焼室内で助燃を行わずに、燃
焼室内の温度低下を防止することができ、含湿排ガス中
の悪臭成分が十分に分解除去される。

【００１３】また、含湿排ガス導入経路を通過する含湿
排ガス中の水分を上記水分除去装置で除去することによ
って、除去された水分に相当する分量の水蒸気の発生が
燃焼室内で減少し、その結果、燃焼室から排出される燃
焼排ガス中の水蒸気の量が減少する。これにより、燃焼
室から排出される燃焼排ガスの排出量が低減される。

【００１４】本第２発明における廃棄物処理設備は、水
分除去装置は、水分を吸着しかつ一定温度以上に加熱さ
れると脱水作用を起こす水分吸着剤を有し、燃焼室から
排出される燃焼排ガスの熱を回収して上記水分吸着剤を
加熱する熱回収装置と、上記水分吸着剤の脱水作用によ
って放出された水分を外部へ排出する水分排出部とが設
けられているものである。

【００１５】これによると、乾燥装置から排出された含
湿排ガスが含湿排ガス導入経路を通過する際、含湿排ガ
ス中に含まれる水分が水分吸着剤に吸着される。その
後、水分吸着剤を一定温度以上に加熱することにより、
水分吸着剤が脱水作用を起こして水分を放出し、放出さ
れた水分は水分排出部により外部へ排出される。これに
より、含湿排ガス中に含まれる水分が除去される。この
ような水分除去において、水分吸着剤を一定温度以上に
加熱する際、熱回収装置が燃焼室から排出される燃焼排
ガスの熱を回収し、回収された回収熱を用いて上記水分
吸着剤を加熱するため、燃焼排ガスの熱を無駄なく有効
に利用することができる。

【００１６】本第３発明における廃棄物処理設備は、燃
焼装置は、廃棄物を熱分解してガス化するガス化炉と、
このガス化炉で発生した熱分解ガスを燃焼するとともに
灰を溶融する燃焼溶融炉とを備え、熱回収装置で回収さ
れた回収熱で上記ガス化炉の予熱を行うものである。

【００１７】これによると、熱回収装置が燃焼室から排
出される燃焼排ガスの熱を回収し、回収された回収熱を
用いてガス化炉を予熱するため、燃焼排ガスの熱を無駄
なく有効に利用することができる。

【００１８】本第４発明における廃棄物処理設備は、水
分吸着剤として、シリコン化合物が用いられるものであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１に基づいて説明する。尚、先述した従来の廃棄物処理
設備と同一構造のものは同じ番号を付記して、その説明
を省略する。

【００２０】廃棄物処理設備３１には、乾燥装置１１と
燃焼装置３２と空気予熱器７と排ガス処理装置８と煙突
１６と送風機１０とが備えられている。また、上記燃焼
装置３２はガス化炉２と燃焼溶融炉５とを備えており、
この燃焼溶融炉５は一次燃焼室３と二次燃焼室４とで構
成されている。

【００２１】上記空気予熱器７で予熱された空気Ａは、
空気予熱器７と一次燃焼室３との間に設けられた空気供
給経路１２を通って、燃焼用空気として一次燃焼室３へ
供給される。また、上記二次燃焼室４から排出される燃
焼排ガスＢの一部Ｂ₁は、二次燃焼室４と乾燥装置１１
との間に設けられた燃焼排ガス供給経路１３を通って、
乾燥装置１１に供給される。さらに、上記乾燥装置１１
から排出された乾燥後の含湿排ガスＣは、乾燥装置１１
と二次燃焼室４との間に設けられた含湿排ガス導入経路
１４を通って、二次燃焼室４へ導入される。

【００２２】また、乾燥装置１１から含湿排ガス導入経
路１４へ排出された乾燥後の含湿排ガスＣの一部Ｃ
₁は、含湿排ガス導入経路１４と燃焼排ガス供給経路１
３との間に設けられた戻り経路４５を通って、燃焼排ガ
ス供給経路１３に戻される。

【００２３】上記含湿排ガス導入経路１４の途中には、
含湿排ガスＣ中に含まれる水分を除去する水分除去装置
３４が設けられている。この水分除去装置３４は、水分
を吸着しかつ一定温度以上に加熱されると脱水作用を起
こす水分吸着剤３５から成る複数系列（図１では二系
列）の水分吸着層３６ａ，３６ｂを備えている。尚、上
記水分吸着剤３５としては、例えばゼオライトのよう
な、高温での水分吸着性（吸湿性）が良くかつ比較的低
温で脱水作用を起こすシリコン化合物が適している。ま
た、上記水分吸着剤３５の形状は、ペレット状のもの
や、あるいはダストの堆積が少なくかつ圧損の少ないハ
ニカム状のものが用いられる。

【００２４】また、上記二次燃焼室４の下流側には、二
次燃焼室４から排出される燃焼排ガスＢの熱を回収し、
この回収熱によって上記空気予熱器７と上記水分吸着層
３６ａ，３６ｂとを加熱し、さらに上記ガス化炉２を予
熱する熱回収装置３８が設けられている。すなわち、送
風機３９によって送風された空気が熱回収装置３８で加
熱されて熱風となり、この熱風は上記水分除去装置３４
とガス化炉２とに送られる。尚、上記水分除去装置３４
は、一方の系列の水分吸着層３６ａと他方の系列の水分
吸着層３６ｂとが片方ずつ交互に熱回収装置３８からの
熱風で加熱されるように構成されており、加熱されてい
ない方の水分吸着層３６ａ（または水分吸着層３６ｂ）
に上記含湿排ガスＣが流れる。また、上記熱回収装置３
８は蓄熱型または流動層型のものが用いられている。

【００２５】また、上記水分吸着剤３５の脱水作用によ
って放出された水分は水分排出部４０から外部へ排出さ
れる。この水分排出部４０は、コンデンサ４１と排水部
４２と空気放出部４３とを備えている。すなわち、両水
分吸着層３６ａ，３６ｂのいずれか片方が上記熱回収装
置３８からの熱風で加熱されることによって、水分吸着
剤３５の脱水作用により発生した水蒸気はコンデンサ４
１により水と空気とに分離され、水は排水部４２から外
部へ排出され、空気は空気放出部４３から大気へ放出さ
れる。尚、上記熱回収装置３８からの熱風の一部は、空
気放出部４３から放出される空気に混合される。

【００２６】以下に、上記構成における作用を説明す
る。これによると、廃棄物１は、乾燥装置１１によって
乾燥された後、ガス化炉２内で部分燃焼され、その熱に
よって熱分解される。この際に発生した熱分解ガス（未
分解残渣、チャー等を含んでいる）は、一次燃焼室３内
で高温燃焼し、これにより灰を溶融させ、その後、二次
燃焼室４内で完全に燃焼させる。そして、二次燃焼室４
から排出された高温（約８００℃）の燃焼排ガスＢは最
終的に排ガス処理装置８で処理されて煙突１６から大気
中へ放出される。この際、二次燃焼室４から排出された
燃焼排ガスＢの一部Ｂ₁が燃焼排ガス供給経路１３を通
って乾燥装置１１に供給される。

【００２７】上記乾燥装置１１において、廃棄物１は、
燃焼排ガス供給経路１３を通って乾燥装置１１に供給さ
れる高温の燃焼排ガスＢ₁によって乾燥される。さら
に、廃棄物１を乾燥させた後、上記乾燥装置１１から排
出された乾燥後の低温の含湿排ガスＣは含湿排ガス導入
経路１４を通って二次燃焼室４へ導入される。これによ
り、上記含湿排ガスＣ中に含まれる悪臭成分が二次燃焼
室４内で分解されて除去される。

【００２８】尚、上記二次燃焼室４から排出される燃焼
排ガスＢの温度は約８００℃と非常に高温であるため、
上記燃焼排ガスＢの一部Ｂ₁をそままま乾燥装置１１に
供給した場合、乾燥装置１１内の廃棄物１が燃焼する恐
れがあり、この対策として、含湿排ガス導入経路１４内
の低温の含湿排ガスＣの一部Ｃ₁を戻り経路４５から燃
焼排ガス供給経路１３内の燃焼排ガスＢ₁へ混入させ
て、燃焼排ガス供給経路１３から乾燥装置１１に供給さ
れる燃焼排ガスＢ₁の温度を約８００℃から約２００℃
に低下させている。

【００２９】上記のように乾燥装置１１から排出された
含湿排ガスＣが、含湿排ガス導入経路１４を流れ、ある
程度冷却された後、水分除去装置３４の一方の系統の水
分吸着層３６ａを通過する際、含湿排ガスＣ中に含まれ
る水分が上記水分吸着層３６ａの水分吸着剤３５に吸着
されるため、含湿排ガスＣは含有水分量の少ない状態で
二次燃焼室４内へ導入される。これにより、二次燃焼室
４内で助燃を行わずに、二次燃焼室４内の温度低下を防
止することができ、含湿排ガスＣ中の悪臭成分が十分に
分解除去され、さらに、ガス中の水分によって起こる腐
食が低減され、煙突１６から白煙が放出されるといった
不具合も減少し、運転コストが低減される。

【００３０】また、含湿排ガス導入経路１４を通過する
含湿排ガスＣ中の水分を上記水分除去装置３４で除去す
ることによって、除去された水分に相当する分量の水蒸
気の発生が二次燃焼室４内で減少し、その結果、二次燃
焼室４から排出される燃焼排ガスＢ中の水蒸気の量が減
少する。これにより、二次燃焼室４から排出される燃焼
排ガスＢの排出量が低減される。一般に、上記燃焼排ガ
スＢには約３０％程度の水蒸気が含まれているため、上
記水分除去装置３４による水分除去によって、二次燃焼
室４から排出される燃焼排ガスＢの排出量が約３０％程
度減少することになる。これにより、下流側の排ガス処
理装置８や煙突１６を小型化することができる。

【００３１】その後、上記一方の系統の水分吸着層３６
ａを熱回収装置３８からの熱風によって一定温度以上に
加熱することにより、水分吸着層３６ａの水分吸着剤３
５が脱水作用を起こして水分を放出し、放出された水分
は水蒸気となって水分排出部４０へ流れる。そして、上
記水蒸気は水分排出部４０のコンデンサ４１によって水
と空気とに分離され、水は排水部４２から外部へ排出さ
れ、空気は空気放出部４３から大気中へ放出される。こ
れにより、上記含湿排ガスＣ中に含まれる水分が除去さ
れる。

【００３２】尚、上記のように一方の系統の水分吸着層
３６ａを加熱している場合は、含湿排ガス導入経路１４
を流れる含湿排ガスＣが他方の系統の水分吸着層３６ｂ
を通過して、同様な水分除去が行われ、反対に、他方の
系統の水分吸着層３６ｂを加熱している場合は、含湿排
ガスＣが一方の系統の水分吸着層３６ａを通過する。こ
のように、両水分吸着層３６ａ，３６ｂを交互に加熱す
ることで、水分の吸着と脱水とを連続して行うことがで
きる。

【００３３】また、上記熱回収装置３８が二次燃焼室４
から排出される燃焼排ガスＢの熱を回収し、回収された
回収熱の一部を用いて得られる熱風で上記水分吸着層３
６ａ，３６ｂを加熱するため、上記燃焼排ガスＢの熱を
無駄なく有効に利用することができる。

【００３４】さらに、熱回収装置３８によって回収され
た燃焼排ガスＢの回収熱の一部は空気予熱器７の加熱お
よび起動時のガス化炉２の予熱にも用いられるため、上
記燃焼排ガスＢの熱を一層無駄なく有効に利用すること
ができる。また、上記熱回収装置３８を設けたことによ
って、従来設けていたガス冷却塔６を不要にでき、ガス
冷却に必要であった多量の冷却水が不要となる。

【００３５】上記実施の形態では、ガス化炉２と燃焼溶
融炉５とを備えたガス化溶融炉型の燃焼装置３２を挙げ
たが、ガス化溶融炉型以外の型式の焼却炉であってもよ
い。上記実施の形態では、含湿排ガス導入経路１４によ
り含湿排ガスＣを二次燃焼室４へ導入しているが、ガス
化炉２へ導入してもよい。

【００３６】上記実施の形態では、水分排出部４０にお
いて、含湿排ガスＣ中から除去された水蒸気をコンデン
サ４１で水と空気とに分離しているが、コンデンサ４１
を設けず、上記水蒸気をそのまま大気中に放出してもよ
い。

【００３７】上記実施の形態では、二系列の水分吸着層
３６ａ，３６ｂを用いて、水分の吸着と脱水とを交互に
行っているが、三系列以上の水分吸着層を用いてもよ
い。上記実施の形態では、水分除去装置３４として、水
分吸着剤３５を有する吸着型のものを用いているが、吸
着型に限ったものではない。

【００３８】

【発明の効果】本第１発明によると、乾燥装置から排出
された含湿排ガスが含湿排ガス導入経路を通過する際、
含湿排ガス中に含まれる水分が水分除去装置によって除
去されるため、含湿排ガスは含有水分量の少ない状態で
燃焼室内へ導入され、これにより、燃焼室内で助燃を行
わずに、燃焼室内の温度低下を防止することができ、し
たがって、含湿排ガス中の悪臭成分が十分に分解除去さ
れ、運転コストも低減される。

【００３９】また、含湿排ガス導入経路を通過する含湿
排ガス中の水分を上記水分除去装置で除去することによ
って、除去された水分に相当する分量の水蒸気の発生が
燃焼室内で減少し、その結果、燃焼室から排出される燃
焼排ガス中の水蒸気の量が減少する。これにより、燃焼
室から排出される燃焼排ガスの排出量が低減される。

【００４０】本第２発明によると、含湿排ガス中に含ま
れる水分を吸着した水分吸着剤を一定温度以上に加熱す
ることにより、水分吸着剤が脱水作用を起こして水分を
放出し、放出された水分は水分排出部により外部へ排出
される。これにより、含湿排ガス中に含まれる水分が除
去される。このような水分除去において、水分吸着剤を
一定温度以上に加熱する際、熱回収装置が燃焼室から排
出される燃焼排ガスの熱を回収し、回収された回収熱を
用いて上記水分吸着剤を加熱するため、燃焼排ガスの熱
を無駄なく有効に利用することができる。

【００４１】本第３発明によると、熱回収装置が燃焼室
から排出される燃焼排ガスの熱を回収し、回収された回
収熱を用いてガス化炉を予熱するため、燃焼排ガスの熱
を無駄なく有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における廃棄物処理設備の
構成図である。

【図２】従来における廃棄物処理設備の構成図である。

【符号の説明】

１廃棄物２ガス化炉４二次燃焼室５燃焼溶融炉１１乾燥装置１３燃焼排ガス供給経路１４含湿排ガス導入経路３１廃棄物処理設備３２燃焼装置３４水分除去装置３５水分吸着剤３８熱回収装置４０水分排出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室を有する燃焼装置の上流側に、燃
焼前の廃棄物を乾燥させる乾燥装置が設けられ、上記燃
焼室から排出される燃焼排ガスの一部を上記乾燥装置へ
供給する燃焼排ガス供給経路と、上記乾燥装置から排出
された含湿排ガスを上記燃焼室へ導入する含湿排ガス導
入経路とが設けられ、上記含湿排ガス導入経路に、上記
含湿排ガス中に含まれる水分を除去する水分除去装置が
設けられていることを特徴とする廃棄物処理設備。
【請求項２】水分除去装置は、水分を吸着しかつ一定
温度以上に加熱されると脱水作用を起こす水分吸着剤を
有し、燃焼室から排出される燃焼排ガスの熱を回収して
上記水分吸着剤を加熱する熱回収装置と、上記水分吸着
剤の脱水作用によって放出された水分を外部へ排出する
水分排出部とが設けられていることを特徴とする請求項
１記載の廃棄物処理設備。
【請求項３】燃焼装置は、廃棄物を熱分解してガス化
するガス化炉と、このガス化炉で発生した熱分解ガスを
燃焼するとともに灰を溶融する燃焼溶融炉とを備え、熱
回収装置で回収された回収熱で上記ガス化炉の予熱を行
うことを特徴とする請求項２記載の廃棄物処理設備。
【請求項４】水分吸着剤として、シリコン化合物が用
いられることを特徴とする請求項２または請求項３に記
載の廃棄物処理設備。