JPS6029849B2 - 固形廃棄物処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固形廃棄物の処理に関するものであり、特にべ
レット化廃棄物を有効なガス状生成物及び不活性残余物
に変換するための垂直シャフト部及び炉床部を備えたシ
ャフト部・炉床部型の炉に関するものである。

ァンダソンの米国特許第３，７２９，２９８号には生成
物として利用価値のある燃料則ち正成ガスと、不活性固
形残余物とを産出する固形廃棄物処理システムが開示さ
れる。

アンダソンプロセスは垂直シャフト部を備え耐火材で内
張りされた炉の上部に廃棄物を導入し、同時に酸素富化
ガスを炉の基底部に導入する工程を有する。廃棄物は垂
直シャフト部に多孔性の充填床も形成する。又シャフト
部は三つの機能帯城、即ち、上方領域の乾燥帯城、中間
領域の熱分解領域及び炉の基底部の燃焼又は溶解帯域（
炉床部）に分けることができる。廃棄物は重力の作用に
よってシャフト部を降下して行く過程において、先ず炉
の下方シャフト部及び炉床部領域にて発生した高温上昇
ガスによって乾燥される。ガスはその熱量を廃棄物に放
出することによって冷却される。少なくとも一部は乾燥
された廃棄物は更にシャフト炉内を降下し、更に高温度
に晒され、その結果廃棄物の有機分は熱分解される。こ
の熱分解段階時に可燃性の有機物質は不十分な酸素雰囲
下にて固形チャー残余物、及び主として一酸化炭素、水
素及び種々の炭化水素から成るガス状混合物に分解され
る。ガス状混合物は熱分解帯域から上昇し、一方チャー
及び残留不活性無機物質は燃焼及び溶解帯城則ち炉床へ
と降下する。炉床部において、主として固定炭素と灰分
とに分解されたチャーは、複数個の羽口を介して炉床部
へと供給される酸素富化ガスによって発熱的に反応（燃
焼）する。

前記アンダソンの従来技術に記載されるように、各羽口
は放射方向に配列されそして炉床部の下半分内のスラグ
溜りのすぐ上に配置される。発熱反応によって発生した
熱は無機物質を溶解し、溶融スラグを形成する。該溶融
スラグは炉の基底から連続的に取り出される。主として
炭素酸化物の混合物から成る発熱反応（燃焼）によって
生成された高温ガス生成物は熱分解帯域へと上昇し、次
で該熱分解帯域にて生じる吸熱反応に寄与する。切断さ
れた廃棄物を用いてァンダソンプロセスを大規模にて行
なった場合の初期に遭遇する一つの問題は垂直廃棄物床
を過剰に圧縮するということであつつた。

このような圧縮は床を通るガス流を不均一なものとし、
従って全体効率を低下せしめる。又、垂直シャフト炉へ
と供給するために廃棄物を小さなべレットに突きかため
ることによって切断廃棄物を用いて作動させた場合に遭
遇する多くの問題は解決し得るということが分った。こ
のような所謂べレット化廃棄物プロセスはアンダソンの
米国特許第４，０４２，３４５号に記載されており、基
本プロセスの全体作動を著しく改良するものである。ア
ンダソンの基本プロセスの変更態様であるべレット化廃
棄物プロセスは原プロセスの基本的目標、つまり燃料ガ
ス及び清浄な不活性スラグ残余物を連続的に産出すると
いう目的を有効に達成することのできる廃棄物処理装置
を提供するけれども、なお一つの問題が残っている。

アンダソンのべレツト化廃棄物プロセスを長時間作動す
ると、熱分解帯域内にて生成されたチヤ−の幾らかは炉
床部内で十分に燃焼し得ず上昇流動ガスに連行される。
このチャーは生成ガスと共に垂直シャフト炉から排出さ
れることが観察された。このチヤー連行問題はプロセス
の基本的機能に有害な影響を及ぼすものではないが、燃
焼ガス清浄化装置を複雑なものとし且つチャーをシャフ
ト炉へと還流するための追加の副装置を必要とし、装置
全体を極めて高価なものとする。従って、チャー連行量
を少なくすか又はこの問題を完全に解決することが好ま
しい。本発明の目的は、ガス生成物中へのチヤ−の連行
量を減少したべレット化廃棄物用垂直シャフト部・炉床
部型炉を提供することである。

本発明の他の目的は、熱分解帯域にて産出したチャーを
より完全に燃焼し、それによってチャー連行量を減少さ
せることのできる改良された構造の炉床部を有する廃棄
物処理炉を提供することである。

本発明の他の目的及び利益は次の説明にて明らかとなる
であろう。

本発明を要約すると、本発明はべレット化廃棄物を有効
なガス状生成物及び不活性固形残余物に変換することに
よってべレツト化廃棄物を処理するための装置に関する
。

本装置は上端部がべレット化廃棄物導入手段とされる垂
直シャフト部を有する。該シャフト部は上方領域に乾燥
帯域を、又中間領域にはべレット化廃棄物床を形成する
ための熱分解帯域を提供する。炉床部はシャフト部の下
方に位置し、シャフト部の下端部と蓮適する。燃焼帯城
としての炉床部に酸素含有ガスを供給するための手段が
設けられる。廃樺口が炉床部から溶融残余物を排出する
ために炉床部と蓮適する。更に詳しく言えば、本発明に
係る廃棄物処理装置は、｛ａ’炉床部容積Ｖ（ｆｔ３）
は次の式【１ｌで定義される容量より大であること、Ｖ
＝７．２８×１ぴＧｒＤ２ｓ／Ｐｇ ‘
１）ここで、Ｇｒはべレット化廃棄物の最大供給量（ｌ
ｂ．廃棄物／ｎ２シャフト部最小横断面積／秒）、ＤＳ
はシャフト部最づ・等価直径（ｆｔ）、Ｐｇは最小炉圧
力（ｐｓｉａ）である。

【ｂー シャフト部と炉床部との間の開ロ連結部はシャ
フト部最小横断面積の０．０４４〜１．０倍の間の最小
横断面積を有すること、【ｃー 酸素含有ガスを炉床部
へと供給するための手段として複数の羽□を有し、各羽
口は炉床部の上方部分で且つシャフト部・炉床部連結部
に隣接した位置にて円周方向に離隔して配設され、又該
羽口の位置はシャフト部・炉床部連結部の中間部から炉
床部の床部までの垂直距離の３５％以下とされること、
｛ｄ｝ 前記羽口は下方向に且つ前記シャフト部・炉床
部連結部から離れる方向に傾斜しそして前記酸素含有ガ
スがべレット化廃棄物の床に直接衝突しないように配向
されていること、を特徴とする。

本明細書において使用される「廃棄物」という用語は、
通常例えば木材及び食品廃棄物のような可燃性物質並び
に例えば金属及びガラスのような不燃性物質を含有した
通常の都市廃棄物だけではなく、例えば石炭、鏡くず、
木材チップ及びバガスのような有機物を相当量含み従っ
て熱分解し得る成分を含んだ他の種々の物質をも意味す
るものである。

又、本発明に関し、「ベレツト化廃棄物」という表現は
、例えば米国特許第４，１３３，２５ｙ号に開示される
ような装置を用いて円柱状又は他の形状のブロックに突
きかためられた廃棄物だけではなく、原材料が前記アン
ダソンの米国特許第４，０４２，３４５号のべレツト要
件を満足し得る例えば木材のような廃棄物をも包含する
ものである。

本明細書で使用される「シャフト部」という用語は、必
須ではないが、端から端まで一様の横断面積を有した中
空カラムを意味する。第１図を参照すると、炉１０は垂
直シャフト部１１と、炉床部２０とから成る。

垂直シャフト部１１は金属外殻１２と耐火ラィニング１
３とにて構成される。金属外殻は所望に応じ周知の態様
で水冷することができる。垂直シャフト部１１の上端（
図示せず）にはべレット化された廃棄装入物を炉内へと
供給する手段と、炉１０内で発生したガス生成物を除去
する手段とが設けられる。これら機能を達成するための
適当な装置は、例えば前記アンダソンの米国特許に開示
される。垂直シャフト部の下端１５は位置１６にて内方
向へと傾斜し、制限された炉床閉口連結部３４を形成す
る。

炉床部２０は垂直シャフト部１１の制限炉床閉口連結部
３４に環状フランジ２１を介して支持され且つ該制限炉
床閉口連結部３４に前記環状フランジ２１を介して脱着
目在に連結される。このような構造は炉の修理及び保守
の見地から好都合のものである。炉床部２０も又金属外
殻２２と耐火ラィニング２３とから構成される。特に、
炉床部２川ま熱を保持しそして炉床部で発生する高温度
に耐え得るように垂直シャフト部１１より高品質の耐火
材で内張りするのが好ましい。耐火寿命を長くするため
に、炉床部２０の外殻も又水冷ジャケット２８で包囲す
るのが好ましい。冷却作用は炉床部における高温度及び
厳しい腐蝕条件による耐火材の腐蝕を最小限に抑えるこ
とができる。炉１０の作動時に生成されるスラグを除去
するために炉床部２０の基底に廃漣口２４が設けられる
。スラグは廃樺口２４及び水冷スラグダクト２５を介し
て炉床部から流出する。次で該スラグはスラグ堰２６を
越えて流れ、スラグ排出管２７中を流下して流れ、次で
急冷される。炉床部２川こは垂直側壁３１と、内方向に
湾曲した皿形状端部３２，３３とによって囲まれた拡大
容積部３０が設けられる。

炉床部２０の上方皿形状端部３３は制限炉床閉口連結部
３４の位置にて垂直シャフト部１１に連結している。炉
床容積部３０の上方部分には複数の羽口３５が設けられ
る。該羽口には適当な酸素へツダ（図示せず）から酸素
含有ガスが供給される。各羽口への酸素含有ガスの流量
は個々に調整し得るのが好ましい。このようにすること
によって、オペレータは炉床部において羽□によって設
定されるガス流循環模様を選択的に操作し、変えること
ができる。各羽口３５は、制限されたシャフト部・炉床
部関口連結部３４に近接した炉床部２０の上方部に円周
方向に互いに離隔して配置される。羽□３５はシャフト
部・炉床部制限開□連結部３４の基底３６に配置される
のが好ましい。

各羽口３５は制限炉床開口達結部３４から傾斜角度Ｑだ
け離れるよるように下方向へと傾斜して配置される。傾
斜角度は好ましくは１０〜４５度の範囲内にある。一般
に、シャフト部・炉床部関口連結部３４はシャフト部１
１の最小横断面積の０．０４４〜１．Ｍ音の最小横断
面積を有する。

第１図の実施態様において、シャフト部・炉床部関口連
結部３４は垂直シャフト部横断面積より横断面積が相当
小さいという点で、即ち、前記横断面積比が１．０より
小さいという点で「制限」されている。このような関係
は、連結部３４に接続する垂直シャフト部の内方向に傾
斜した下方端１６と相俊つて連結部３４がべレット化さ
れた廃棄物の床６０の支持体として機能することを可能
とする。べレツト化廃棄物床６０を炉床部の床にて担特
するようにした構造に比べ、第１図の好ましい実施態様
は一部熱分解された材料がスラグ溜り中に落下するのを
より有効に防止することができる。

一部熱分解された材料がスラグ溜り中に落下するという
ことは溜り及び炉床部を冷却すると言った有害な作用を
有し、それによって廃淫口２４をスラグで閉塞するとい
った可能性を生ぜしめる。一方、もし前記横断面積比が
余りにも４・さ過ぎると、上昇ガスの速度が相当大とな
り、シャフト部上端から吐出されるガス生成物中に許容
できない程度の多量のチャーが連行されることとなるの
であろう。０．０７５〜０．２の間の制限開□都対シャ
フト部横断面積比が第１図の実施態様にとっては上記諸
点を考慮した均衡のとれたものと考えられる。

本発明にとって一般的に必要とされることは羽口３５が
酸素含有ガスを直接廃棄物床に衝突させないように配置
せしめることである。各羽口はシャフト部・炉床部連結
部３４の両側に配置され且つシャフト部連結部基底３６
によってべレット化廃棄物床６０とは横方向に隔離され
ているので、酸素含有ガスによる直接の衝突は回避され
る。この構成によると、羽□がべレット化廃棄物床６０
から流下してくる溶融スラグによって閉塞されるのを防
止するともできる。炉床２０に挿入される廃棄物べレッ
トに対する羽□３５（及び該羽口から吐出される酸素含
有ガス）の配向態様が第２図に例示される。本発明のこ
の実施態様においては全ての羽□３５はシャフト部・炉
床部開口達結部３４１こ対して概略接線方向に配向して
配置されている。本明細書で使用される「概略接線方向
に配向して」という語句は、羽□３５の軸線の機軸線（
各羽口３５の藤線４１を該羽口の高さ位置の平面上に投
影して得られる線４２で定義される軸線）と、制限炉床
閉口を平面でみて（第２図）、羽□の高さ位置にある炉
床部の内接円４４に対する真の接線４３との間に形成さ
れる角度Ｂが６０度より小さいということを意味する。
例えば、もし炉床部が羽□位置で円形断面を有し且つ羽
□が放射方向に配置されているとすれば、上記角度８は
９０度である。好ましい実施例において角度３は約２５
〜３０度である。第２図に図示されるように、炉床部に
は円周方向に隔設された８個の羽□３５が設けられる。
好ましい実施例においては、物理的に空間が許す限りに
おいて出来るだけ多くの羽口が炉床部の周囲に互いに離
隔して配置される。各羽口３５は下方向に差し向けられ
、そして炉床部２０の上方皿形状端部３３に形成された
閉口３７を貫通して配置される。前述のように、各羽口
３５は炉床部の上方部分の所定位置、つまり横方向にお
けるシャフト部・炉床部開□連結部３４の中央部から炉
床部の床部までの垂直距離の３５％以下の位置にあるよ
うに配置されねばならない。

第１図において、水平点線５０は垂直方向における関口
３４の中央部を画定する。水平点線４２は炉床部上方部
分の羽口の口の中心を表わす。従って点線５０から点線
４２まで垂直距離が羽□の炉床容積部への絶対的垂直変
位層「ｄ」を画定する。点線５０から炉床部の床５１ま
での垂直距離「ｈ」で前記変位量「ｄ」を割り、そして
１０併音した値が第１図の実施態様で言及した３５％以
下の所要垂直変位層の根拠とされる。例示されるように
、第１図における（ｄ／ｈ）×１００の値は約２３％で
ある。各羽口は主として二つの理由によって前記態様に
て炉床部内に配置される。

羽○をスラグ溜りに近接した炉床部の半分以下の所に配
置せしめて構成されるような米国特許第３，８０１，０
８２号及び第３，９８５，５１８号に開示される従釆の
アンダソンの構造体において問題とされるスラグ閉塞の
問題は羽□を高い位置に配置することによって最小限に
抑えることができる。第２の、又極めて重要なことであ
るが、各羽口は、炉床部へと通過挿入される全ての可燃
性物質に直ちに作用するようにシャフト部・炉床部連結
部に近接して配置される。詳細は後で説明するが、本発
明に係る炉床構造体と所定配向の羽□とから成る組合せ
体の重要な機能の一つは炉床部における可燃性物質の保
持時間を長くすることである。保持時間を長くすること
によってチャー燃焼をより完全に行ない、従ってチャー
の連行量が減少する。このように羽口を配置することに
よって、炉床部に降下してくるチヤーは、単に重力によ
って該チャーを炉床部へと流動せしめるのではなく炉床
部の循環ガス中へと強制的に送入される。第１図及び第
２図の実施態様に示される態様にて羽□を配置せしめる
ことによって得られる大きな利益は、炉床部の上方環状
領域で且つ炉床部開口連結部３４の下方部に施回流の燃
焼支持ガス流を生ぜしめるということである。

このような渦流状の燃焼支持ガスは炉床部に落下してく
るチャー粒子を炉床容積部に保持する時間を長くすると
いう効果を与える。チャー粒子は、渦流状態に流動され
ることによる自分自体の慣性によって、該施回流から抜
け出てシャフト炉部を上方向へと貫流するガス状生成物
と共に流動する代わりに大きな渦流ガス体に滞溜する傾
向を有する。その結果、チャーは炉床部にてより完全に
燃焼され、従って結果的には上方向に流動するガスに連
行されるチャー粒子の量及び大きさが著しく減少される
。第２図に例示されるような羽口の概略接線方向の配向
が好ましいものではあるが、本発明に係る第１図の実施
態様は羽口の放射方向配向又は接線方向と放射方向の間
の任意の配向にて作動せしめることも可能である。この
点に関し重要なことは、羽□からの吐出ガスが制限炉床
部開口３４の上方に支持されたべレット化廃棄物の床に
直接衝突しないということと、羽口からの吐出ガス流が
炉床部に適当なガス循環を生ぜしめそれによって炉床部
に可燃性物質をより長時間保持するようにすることであ
る。炉菱入物に羽口ガスを直接衝突せしめることは、溶
鉱炉の作業においては標準の作業技術ではあるが、本発
明においては望ましくなく、回避されるべきである。本
発明に係る装置は羽口に酸素富化ガスを供給して作動せ
しめることが好ましいが、各羽口から吐出されるガス流
量は、典型的には予加熱された空気を使用して作動する
溶鉱炉の羽□吐出量よりかなり少なくされる。その結果
、例えば直接衝突によって発生するような羽□ガス吐出
流れを妨害するような作用は羽□によって確定される有
効なガス循環を減少させるは又は消失せしめる。羽口の
接線方向配向は特に羽口の適当な傾斜角度Ｑと相挨つて
極めて有効な施回流ガス循環模様を確定し得るものであ
るが、もし羽□が接線方向に配置されておらず、又例え
放射方向に配置されていたとしても第１図の実施態様に
おいては適当な循環模様が発現されるであろう。例えば
傾斜角度Ｑが２０度、放射方向でＰが９０度の組合せで
あってもトロィド状のガス流動模様が生じ、ガスは炉床
容積部の内部では下方向に流れ、壁近くでは上方向に流
動する。このような流動模様も又炉床部における可燃性
物質（チヤー）の滞溜時間を長くすることができる。こ
のような両極端（即ち、接線方向配置と放射方向配置）
の間の羽□配向は施回ガス循環模様とトロイダルガス循
環模様の混合したものとなるであるつｏ本発明は又、前
記羽口配向と共に、炉床部自体が次の式‘１｝で定義さ
れる容積と等しいか又はそれより大きい容積を有するこ
とを必要とする。

Ｖ＝７．２８ｘｌびＧｒ戊Ｓ／Ｐｇ
‘１’ここでＧｒ：べレット化廃棄物の最大供給量（ｌ
ｂ．廃棄物／ｎ２シャフト部最小横断面積／秒）Ｄｓ：
シャフト部最小等価直径（ｆｔ） Ｐｇ：シャフト部最小作動圧力（ｐｓｉａ）式｛１｝に
おいてＧｒはべレット化廃棄物の最大供給量であり、即
ち、本装置は該最大供給量において生成ガスのＢＴＵ値
、チャーの燃焼率、生成ガスに連行されるチャーの最小
量及び酸素の使用量を勘案した最大効率で長時間運転す
ることができるということを理解されたい。

通常この最大供給量は固形廃棄物処理システムの設計規
準において特定される。もし炉床部容積が該式に基づい
た大きさとされ、且つシステムがべレット化廃棄物最大
供給量より小さい値にて定期的に作動されるのであれば
、羽□への酸素含有ガス供給量を比例的に減少させて高
効率で作業を続行することができることが式ｍの性質か
ら明らかであろう。式ｔｌ｝は又シャフト部の最小横断
面積の点からＧｒを特定している。

これはべレット化廃棄物供給量が前記最小横断面積によ
って制限されるからである。同様に、シャフト部幅Ｄｓ
は最小等価直径に換算してある。従って非円径の横断面
はこれに基づいて変換される。この大きさはＧｒと同じ
理由で「最小」を基礎とされている。シャフト部最小作
動圧力Ｐｇ（ｐｓｉａ）は上方領域の設計圧力を示し、
又少なくとも大気圧よりは幾分大となるであろう。後述
するように、本発明に係るべレット化廃棄物処理装置は
好ましくは大気圧により相当高い圧力で作動される。も
し前述の羽□節向からもたらされる全ての利益を完全に
実現化するためには垂直シャフト部に換算した炉床部の
寸法要件を満足させる必要がある。

廃棄物処理量に関連して炉床容積は炉床部に確定された
循環ガスの本体からの燃焼ガス生成物の流動量を制御す
る。容量が小さ過ぎると、燃焼生成ガスの吐出量は大と
なり、従って炉床部におけるチャー保持時間は不都合に
も減少し過剰のチヤーの連行を生ぜしめることとなる。
廃棄物処理割合（ＴＰＤ／日２／ｐｓｉａ）及び炉床部
容積（ｆｔ３）が炉床部からの燃焼生成物ガスの理論的
吐出量に与える影響が第３図に図示される。

燃焼生成物ガスの吐出量は図示されてはいない。代わり
に炉床部内のガスの満溜時間（８）が用いられている。
しかしながら定義によって平均濃溜時間は炉床からのガ
ス吐出量に反比例する（つまり、平均補溜時間は炉床部
ガス容量をガス吐出量によって割った値に等しい）。従
って任意の特定の炉床部容量において、満溜時間が小さ
いということは吐出量が大きいということになる。従っ
て、ガス保持時間は大きいことが好ましく、又炉床部は
好ましくは少なくとも２秒の理論的平均ガス保持時間を
提供するように本発明に従って構成される。この制限は
式｛１｝の容量の項にて考慮されている。しかしながら
、本発明に係るチヤー連行減少に関する改良は炉床部で
のガス保持時間の増大にのみ起因するものではないこと
を理解されたい。

このことは、横断面積が８２．５ｆｔ２で、高さが２８
ｔの円筒体にて垂直シャフト炉を構成した従来のアンダ
ソンタィプのべレット化廃棄物処理装置に開示されてい
る。シャフト部・炉床部閉口連結部は約３肌２の横断面
積を有しており、又べレット化廃棄物／ｆｔ２シャフト
部最小横断面積／秒、即ち、Ｇｒは０．０５６であった
。べレットは直径が約１３インチで、長さが６〜１２イ
ンチのものであった。炉床部は切頭円錐形状とされ、４
．８ｔ直径の床部を有していた。該床部は複数の支えを
支持しており、該支えは床部の上方がｔの所に上面を有
し、対向した各支え間の横断方向距離が２８インチとな
るように配置して設けられた。シャフト部最小作動圧力
（Ｐｇ）は１５ｐｓｉａであった。（第１図を参照して
）ｄの距離がｇｔで、高さが２．５ｆｔとなるように通
常の溶鉱炉の実施態様に従ってシャフト部の下方部分で
あって炉床部の床の上方５．５インチの所に８個の羽□
が配置された。従って羽□位置はシャフト部・炉床部連
結部中央部分から炉床部の床までの垂直距離の８３％で
あった。又、羽□は、Ｑ角度が９度で（第１図）、８の
角度が９０度（第２図）となるように下方向に傾斜して
設けられた。べレット化廃棄物の最大供給量が０．０５
Ｇｂ．廃棄物／ｆｔ２シャフト部最小横断面積となるよ
うにして作動させると、このような従釆技術のアンダソ
ンの装置は総ガス生成物中に過剰のチャーを含んだもの
を、即ち、廃棄物供給量の重量で約７％以上のチャーを
排出した。これら作動条件下における理論的平均ガス保
持時間は６秒であることが分った。チャー連行量を減ら
すために、ベレット化廃棄物の供給量を約０．０２＆ｂ
．廃棄物／日２シャフト部横断面積／秒にまで減した。
それによって理論的平均ガス保持時間は約１．２秒まで
増大した。驚いたことに、このようなことによってはガ
ス生成物中のチャー連行量を実質的に減少することはな
く、従ってチャーは大気に排出しないように或る手段に
て処理することが必要とされた。本発明は生成物ガス中
に連行されるチャ−の量を供給廃棄物の重量（乾燥状態
）で約１％にまで減少し得るであろう。本発明によって
提供される利益は、炉を第３図を参照して説明されるよ
うにより高い圧力で作動せしめた場合により有効に享受
される。

前述のように、炉床部の主たる機能は、廃棄物の熱分解
時に発生したチャ−を燃焼するのに適した環境を提供し
、それによって廃棄物の無機分を溶解し且つ炉の垂直シ
ャフト部で行なわれる吸熱熱分解反応を達成せしめるに
十分な熱量を発生するようにすることである。本発明は
炉床の幾何学的形状及び羽□の配列を改良することによ
ってこれら機能を有効に提供し得るものである。第３図
に従うと、もし炉床部の容積が１０ｍｔ３とされた場合
には廃棄物供給量が０．０８８ＴＰＤ／ｆｔ２／ｐｓｉ
ａ‘こて約２秒の平均ガス満溜時間を得ることができる
であろう。

１５ｐｓｊａの作動圧力にて、性能は１．３２ＴＰＤ／
ｆゼの比処理量に対応するものであるが、作動圧力が６
５ｐｓｉａになると性能は５．７２ｒＰＤ／ｆｔ２の比
処理量に対応するものとなる。

高圧作動によると圧力増大に比例して処理量が３３３％
増大する。しかしながら、加圧することによる効果は他
の態様でより有効に利用することもできる。加圧炉床部
は１５ｐｓｉａの時の設計の容積と同じ大きさに設計す
るのではなく容積を小さくすることができる。この設計
変更は比処理量を減少させるであろうが、表面積を減少
させ、従って炉床部の熱漏洩を減少させると言った利益
を提供するであろう。熱漏洩が小さくなればなるほど高
温作動を可能としそして炉床部の燃焼及び溶解機能の両
条件を著しく改良することができる。例えば、もし前記
実施例において炉床部容量を８肌３にまで減少すると、
炉床部の表面積は１８％だけ減少する。しかしながら、
比処理量はなお１５ｐｓｉａ設計構造体より２６０％以
上大きいものである。次に第４図を参照して本発明の他
の実施態様を説明する。

比較するために、第１図の部材に対応する部材には同じ
参照番号に１００を付加した番号が付与されている。第
４図は、垂直シャフト部１１１を炉床部１２０と分離す
る制限炉床関口連結部１３４の構造の点で第１図と異な
る。炉床開口達結部１３４は耐火材でできた環状リング
１６１の形態をしており、その上面は垂直シャフト部の
内方向に傾斜した下方部分として機能する。該環状リン
グ１６１は炉床部の耐火ラィニングと隣接している。炉
１１０の作動に際し、ベレット化廃棄物装入物が図示さ
れていない手段によって垂直シャフト部１１１の上部に
供給される。べレット化廃棄物はシャフト部を貫通して
降下するとき、炉床部１２川こて発生した高温ガスによ
って乾燥されそして熱分解される。未だべレット化され
たままの廃棄物の床１６０が環状リング１６１によって
炉床１２０の上方に支持される。環状リング１６１は、
熱分解されたいない物質が炉床部へと落下するのを防止
するために必要な架橋作用を提供し、同時にチャー残余
物を燃焼させるためにチャーを炉床部へと落下せしめる
。チャーの燃焼によって発生した熱量は又、炉床部の床
１５１へと落下しそしてスラグ溜りを形成する廃棄物床
１６０内の無機分を溶解する働きをもなす。熔融スラグ
は廃蓬ロー２４を介して炉床部から連続的に排出される
。スラグはスラグ堰１２６を越えてスラグダクト１２５
を貫流し、次でスラグ排出管１２７を通って落下し、引
き続いて急冷される。一実施例を掲げれば、本発明に係
る第１図の実施態様に従った構造であって、直径１０イ
ンチ、長さ６〜１２インチのべレット化廃棄物を１日当
り２００トン処理するように設計された炉は典型的には
約８．２５ｆｔの円径をした２２ｔの垂直円筒状シャフ
ト部を有することができる。

垂直シャフト部の下方部分は約２．６５８の直径を持っ
た制限炉床開□連結部を画定するべく約２５度の角度で
内方向へと傾斜せしめることができる。制限関口部は高
さ対直径比が約０．４である円筒形状部を有することが
できる。制限炉床開口部の基底は拡大炉床容積部へと外
方向に拡開している。炉床部は円筒形状とされ、直径が
約５．５ｆｔで、囲包容積は約８がｔ３である。炉床部
は少なくとも５７ｐｓｉａ（Ｐｇ）の圧力で作動せられ
る。炉床には円周方向に離間して配置された１針固の羽
口が設けられる。羽〇は、炉床の上方部分でシャフト部
・炉床部閉口連結部に近接した、つまり制限関口部の中
間点から炉床部の床部へと計測して炉床容積部を通る垂
直距離ｈの大路２３％の位置にある平面内に配置される
。羽〇は、制限炉床関口連結部に対し概略接線方向に配
向して且つ炉床容積部の方へと下方向に傾斜して位置せ
しめられている。羽口はＱ角度が２０度にて炉床容積部
へと下方向に傾斜している。第５図は本発明の他の実施
態様を図示する。

該実施態様においてシャフト部・炉床部閉口連結部２３
４の横断面積はシャフト部２１１の横断面積より小さく
はなく、シャフト部の下方端と同じ大きさとされる。炉
床部２２０には垂直側壁２３１、内方向に湾曲した皿形
状端部２３２，２３３及び円錐形状の廃棄物床２６川こ
よって園包された拡大環状容積部２３０が設けられる。
廃棄物床２６０は第１図及び第４図の実施態様と比較さ
れるように炉床部の床部２５１によって支持される。こ
の構造体の利益は（チャーを連行した）上昇ガスの速度
が制限開□部を通過する際に増大することかないという
ことである。一つの利益はべレット化床２６０の各部分
が破砕し、スラグ中に落ち込むということである。もし
実施者が第５図に図示されるように炉床部の床部にべレ
ット化廃棄物床を形成することを望むのであれば、シャ
フト部閉口連結部最小横断面積は好ましくはシャフト部
最小横断面積の０．７〜１．の音とされる。炉床部２２
０の上方皿形状端部２３３は制限炉床関口連結部２３４
にて垂直シャフト部２１１に連結される。炉床容積部２
３０の上方領域に複数の羽口２３５が設けられる。羽□
には適当な酸素へッダ（図示せず）からの酸素富化ガス
が供給される。各羽口２３５は炉床部２２０の上方領域
で且つ閉口連結部２３４に近接した位置にて円周方向に
互いに離間して配置される。羽口２３５は炉床部２２０
の上方端２３６に位置し、そして関口連結部２３４から
離れる方向に或る角度にて下方向に傾斜して配置される
。傾斜角度Ｑは好ましくは１０〜４５度の範囲内にある
。全ての羽口２３５は、第６図に図示されるように、連
結部２３４に対して概略接線方向に配向して配置される
。

図示されるように、炉床部には８個の円周方向に隔設さ
れた羽□２３５が設けられる。各羽口２３５は、下方向
に差し向けられ、そして炉床部２２０の上方皿形状端部
２３３に適当に形成された開□２３７を貫通して延在す
る。又、第５図に関連して、羽口は、炉床部の床部２５
２に支持された廃棄物カラム２６０から落下した容融ス
ラグによって閉塞されないように配置されていることに
注目されたい。前述のように、本発明は又炉床部自体が
式（１｝で定義された容量に等しいか又は該容量より大
きな容積を有することを必要とする。

第５図〜第６図の実施態様において、炉床部の容積は、
垂直側壁２３１、上方及び下方皿形状端部２３３及び２
３２、並びに点線２６０‘こよって図示されるべレット
化物質から成る中央部円錐形状カラムによって画定され
、炉床部の内壁を被覆した耐火材によって占有された分
だけ容量が少なくなった環状空間を有する。この容積部
は式（２｝によって概略算出されるであろう。ｖ＝羊（
Ｄ２Ｈ−学・Ｄ学・学） ‘２）ここで、ｈ：シャフ
ト部・炉床部開□連結部２３４（水平線２５０）から炉
床部の床部２５２に至る垂直距離 ＤＨ：炉床部の内径 Ｄｓ：シャフト部の径（開□連結部２３４の蓬）ＤＢ：
炉床部の床部２５２上に戦遣されたべレット化物質のカ
ラムの幅式■は支持された廃棄物床２６０が切頭円錐形
状をとるものと仮定して成立する。

もしカラムが他の形状をとる場合の炉床容積の計算の仕
方については当業者には理解されるであろう。本発明の
好ましい実施態様について詳しく説明したが、本発明の
範囲内にて他の変更実施態様も可能であることが理解さ
れるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様に従った炉のシャフト部及
び炉床部の下方部分の垂直断面図である。 第２図は第１図の線２−２に沿って取った断面図である
。第３図はべレット化廃棄物供給量と炉床容積とが炉床
部におけるガスの理論的平均滞留時間に及ぼす影響を説
明するグラフである。第４図は他の実施態様に係るシャ
フト部及び炉床部の下方部分の垂直断面図である。第５
図は更に他の実施態様に係るシャフト部及び炉床部の下
方部分の垂直断面図である。第６図は第５図の線５−５
に沿って取った断面図である。１１：垂直シャフト部、
２０・・・・・・炉床部、２４・・・・・・廃達口、３
０：拡大容積部、３４：炉床閉口連結部、３５・・・・
・・羽口。 で『１・ 市・『‐ａ‐ 下『４ 市叫‐凸‐ 丁」『‐占 で『白・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端部がペレツト化廃棄物の装入口とされ、上方領
   域には乾燥地域を提供し、中間領域には熱分解帯域を提
   供してペレツト化廃棄物の床を提供するようにした垂直
   シヤフト部と；前記シヤフト部の下方部に位置しそして
   該シヤフト部の下端部と連通している炉床部と；燃焼地
   帯として使用する前記炉床部に酸素含有ガスを供給する
   ための手段と；前記炉床部と連通し、該炉床部から溶融
   残余物を排出するための廃滓口とを具備し、ペレツト化
   廃棄物を有効なガス状生成物及び不活性の固形残余物に
   変換することによつて廃棄物を処理するようにした廃棄
   物処理装置であつて：（ａ） 炉床部容積Ｖ（ｆｔ＾３
   ）は次の式で定義される容量より大であること、 Ｖ＝
   ７．２８×１０＾２Ｇ＿ｒＤ＾２＿Ｓ／Ｐｇここで、Ｇ
   ＿ｒはペレツト化廃棄物の最大供給量（１ｂ．廃棄物／
   ｆｔ＾２シヤフト部最小横断面積／秒）、Ｄ＿ｓはシヤ
   フト部最小等価直径（ｆｔ）、Ｐ＿ｇは炉圧力（ｐｓｉ
   ａ）である。 （ｂ） シヤフト部と炉床部との間の開口連結部はシヤ
   フト部最小横断面積の０．０４４〜１．０倍の間の最小
   横断面積を有すること、（ｃ） 酸素含有ガスを炉床部
   へと供給するための手段として複数の羽口を有し、各羽
   口は炉床部の上方部分で且つシヤフト部・炉床部連結部
   に隣接した位置にて円周方向に離隔して配設され、又該
   羽口の位置はシヤフト部・炉床部連結部の中間部から炉
   床部の床部までの垂直距離の３５％以下とされること、
   （ｄ） 前記羽口は下方向に且つ前記シヤフト部・炉床
   部連結部から離れる方向に傾斜しそして前記酸素含有ガ
   スがペレツト化廃棄物の床に直接衝突しないように配向
   されていること、を特徴とする前記廃棄物処理装置。 ２ 炉床部の平均横断面積は炉床部の高さの二乗の０．
   ７〜３．２倍の間にあるようにした特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ 羽口はシヤフト部開口連結部に対し概略接線方向に
   配向されて成る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ シヤフト部開口連結部の最小横断面積は、ペレツト
   化廃棄物が炉床部の床部に形成されるようにシヤフト部
   最小横断面積の０．７〜１．０倍の間にあるようにした
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ シヤフト部の下端部はシヤフト部開口連結部を形成
   するために内方向に傾斜しており、又最小横断面積はペ
   レツト化廃棄物床をシヤフト部開口連結部によつて支持
   するようにシヤフト部最小横断面積の０．０７５〜０．
   ２倍の間にあるようにした特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ６ 羽口は１０〜４５度の間の傾斜角度（α）にて下方
   向に傾斜して成る特許請求の範囲第１項記載の装置。