JPS61184321A - 家庭ごみ、工業ごみ、特殊ごみのような廃棄物を燃焼させるための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、家庭ごみ及び家庭ごみに類似の廃棄物及び
／または工業ごみ並びに特殊ごみを予熱された燃焼空気
の供給の下にロータリーキルン中で燃焼させるための方
法と装置に関する。

廃棄物、特に始めに記載した種類のごみのような廃棄物
の経済的な排除は解決困難な問題である。

これは特に前記のような廃棄物を通常のごみ燃焼装置中
で処理する場合について言える。それらのごみ燃焼装置
には主に火格子があり、これらの火格子は、はぼ完全な
燃焼を保証するためには、大量の空気を必要とする。た
とえばそのような火格子では空気の過剰量は１．８〜２
．２という数字である。ここから特に大きな欠点が生じ
る。即ちこうして使°用された格子はたとえば８００〜
９００℃という比較的低い温度の煙道ガスを多量に出す
。従ってたとえば蒸気発生機または発電機のようなエネ
ルギーを獲得するための、煙道ガス流中に挿入された装
置の効率は比較的低い。更に、煙道ガスが大量に出ると
大きい、従って高価な排ガス浄化装置が必要になる。

廃棄物の非均質性と発熱量の違い及び、廃棄物を格子炉
中で渦巻かせて燃焼空気と接触させることが困難である
ことの結果炉の中に、目指した燃焼温度が８００℃にな
らず且つ／または酸素欠乏の帯域が生じる。この情況は
特に、比較的湿っていて、発熱量の小さい廃棄物が使用
される周期では危険である。こうして約８００℃以下で
燃焼が行なわれる炉の中に制御不能な領域が生じる。し
かしこれらの温度域では塩素及び芳香族基本体（たとえ
ば塩素含有プラスチック、リグニンスルホン酸、ペンタ
クロルフェノール、ポリクロル化ビフェニレン等から成
る）の存在下で廃棄物中にある、ポリクロル化ジベンゼ
ンダイオキシン及びジベンゼンフラン、特にＴＣＤＤ及
び１”　ＣＤ　Ｐが形成されることがある。特にダイオ
キシンは１０００℃の温度でもなお非常に安定しており
、従って格子燃焼装置中で分解しない。それで既に各種
のごみ燃焼装置の飛散灰及び純ガス塵中に含まれるダイ
オキシンが検出されている（１９８４年３月２日号のデ
ィ・ツァイト（Ｄ　ｉｅ　　Ｚ　ｅｉｔ）、ディオキシ
ン、デル　レッヒエル　アウス　デル　レトルテ（Ｄ　
１ｏｘｉｎ、ｄｅｒ　　Ｒａｃｈｃｒ　　ａｕｓ　　ｄ
ｅｒ　　Ｒｅｔｏｒｔｅ）。

ダイオキシンの非常な毒性は知られている（１９８４年
１１月号１ビルト　デル　ライラセンシャフトＪ（Ｂｉ
ｌｄ　　ｄｅｒ　　Ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ）、６４
〜７６頁）。こうして格子炉中の従来のごみ燃焼は世間
一般で問題になっている（１９８３年６月６日号、ケミ
カル　エンジニアリング（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ１２０〜６４頁）。

理論的には燃焼の際に生じるダイオキシンを、格子式燃
焼器に少なくとも１２００℃の燃焼温度の二次燃焼段を
後置接続することによって再度分解させることもできよ
う。しかしこれには多額の資本と従来の燃料が必要であ
り、従って極めて不経済であろう。

他の方法、即ち高い燃焼温度で高温処理された・燃焼空
気を使用して燃焼を行うという方法は燃焼空気が格子式
燃焼４の場合には７０〜８０％が一次空気として格子の
下に回り、同時に格子板を冷脚する機能を発揮するから
失敗に終わる。従って加熱は極めて限られている。

二次空気の加熱も煙道ガスの温度を比較的僅かしか−Ｌ
界させないだろう。特に燃焼空気入り口の下側の燃焼温
度はこれによって」；昇しないからなおさらである。

結局格子炉中の燃焼温度を高く上昇させることは、それ
によってもえかすが融解し、格子板が詰まるから不可能
である。

格子炉中の燃焼温度が比較的低いという条件によって廃
棄物の重金属または重金属化合物はそのごく一部しか揮
発しない。残りはもえかすと共に搬出されて、このもえ
かすを道路建設及びそれに類似の利用分野に使用するの
は問題である。

家庭ごみをロータリーキルン中で燃焼させることは目下
の所限られた範囲でしか行なわれていない。このような
燃焼には次のような欠点が挙げられる。

即も＊ロータリーキルン自体は格子炉より経費がかかる
。

＊ロータリーキルンの直径を大きくするとかきたて（酸
素接触を保証するための燃焼材の循環）が低下するので
、その結果家庭ごみ用には今日まで比較的小さなユニッ
ト（直径約４センチメートルまで）しか使用されていな
い。

＊ごみへの完全な点火は、特に廃棄物が比較的湿ってい
て発熱量が小さい場合は必ずしも保証されないので、高
価な点火装置による助勢が必要である。

＊特にごみ組成が変わる場合は、各種の工程（乾燥、乾
留、点火、燃焼）の経過と継続を炉の一定の領域で保証
するのが困難である。ロータリーキルンの軸に沿うこれ
らの工程の推移は不利な結果と見なされる。ロータリー
キルンの軸には相互に独立していない影響を及ぼすこと
ができない。

この発明の基本課題は、ロータリーキルン中で初めに記
載した種類のごみのような廃棄物を燃焼する方法と装置
を改良して、燃焼過程で少ない空気過剰量で少なくとも
１２００℃の温度にして有機化合物、特にダイオキシン
を残らず減成することにある。その上意にガス状及び塵
状の有害物質のできるだけ完全な排ガス浄化と浸出抵抗
を示し且つごみ堆積害のないもえかす生成のための経済
的に有利な前提条件を形成しようとするものである。

前記課題は、家庭ごみと家庭ごみに類似の廃棄物及び／
または工業並びに特殊ごみ廃棄物のような廃棄物を加熱
燃焼空気供給の下にロータリーキルン中で燃焼させるた
めの方法で、この発明の、燃焼空気を３００〜８００℃
の範囲の温度に加熱するという特徴によって解決される
。

燃焼空気をこの領域の温度に加熱することによって、ダ
イオキシンの形成が回避され、または既存のダイオキシ
ンの完全な分解が行なわれるような高温でごみの燃焼が
有利に行なわれる。

この方法の一態様では、燃焼空気を特に５００〜７００
℃の温度の範囲に加熱する。

その場合この発明では、燃焼空気を加熱するために廃棄
物燃焼の際に発生する煙道ガスの熱を燃焼空気に伝導す
ることを提案する。

比較的低い温度水準、たとえば５００〜７００℃の温度
に燃焼空気を加熱することには燃焼温度を高くすること
の他に次のような利点がある。

＊加熱された空気が熱エネルギー担体として次のように
作用する。即ちこの空気を炉の中に導入する際廃棄物の
乾燥と乾留が始まり、そうして廃棄物の点火、特にごみ
が比較的湿っている場合い（つかの難問が効果的に解決
される。

＊熱い燃焼空気によって予備乾燥された材料に対する燃
焼条件が改善される。前記材料のかきたて効果も良くな
る。燃焼装置は比較的少ない空気過剰量で使用される。

これにより、従来の格子燃焼装置と比較して煙道ガス量
が少なくなる。この煙道ガスはそれ相応に小さく構成し
た煙道ガス浄化装置を必要しとし、これにより廃棄物燃
焼の費用の大部分を占める煙道ガス浄化装置の投資費用
と運転費用が相応に安くなる。

＊空気過剰量が少ないということは更に、冷気のより少
ない相応量を燃焼空気温度に加熱する必要性を生む。こ
のようにしてこの発明による方法では使用される伝熱量
が同じ場合煙道ガス温度が公知の方法と比較して高い。

更に燃焼装置の放熱量が同じ場合のより少ない空気過剰
量により高い温度で従−］でそれだけ大きい効率を有す
るより少ない煙道ガス川が廃棄物燃焼装置に後置接続さ
れた熱エネルギーの経済的利用のための装置で得られる
。

この方法の一態様では、燃焼空気を、廃棄物燃焼の煙道
ガスが少なくとも１２００℃の温度になり、燃焼かすを
特に融解させる程の高温に加熱する。

これらの燃焼温度では有機化合物全体と特にダイオキシ
ンが破壊されて有利である。更に天分の融解によって灰
分の均一化が生じる。それに続く水槽中での流体のもえ
かすの冷却によって鉱さいか粒が生じる。このか粒は特
に潜在流水性を持っている場合がある。このようにして
この鉱さいについてはたとえばボルトランドセメントタ
リンカによる粉砕を通じて水圧性結合剤製造のための経
済的評価の可能性が生じる。

更にこの発明によって達成された高い燃焼温度によって
重金属とその化合物が可なり揮発する。

このようにして、公知の廃棄物燃焼装置と比較して、有
害物質が極めて少な（、場合によっては有害物質のない
、より一様なもえかすが生じる。それにつれて排ガス中
の重金属とその化合物の含有量も増える。しかしこれは
いづれにしても浄化しなければならない。この場合は常
に乾式または湿式の煙道ガス洗浄装置と脱塵装置が必要
で、法律で規定されている。この場合集積する残塵また
は飛灰は特別の所に置かなければならない。しかしその
量は比較的僅かである。これと比較するともえかすの集
積は遥かに大きく、ここからこの発明による方法によっ
て、−次に有害物質の極めて少ないもえかすが集積し、
このもえかすを材料として使うかまたは無害にして特定
の場所に置くことができることによっていくつかの利点
が得られる。

更にこの発明による方法に従って、燃焼空気を煙道ガス
の少なくとも一部と間接的に熱交換することによって加
熱する。

既に記載したように、燃焼空気温度の高さは燃焼過程の
ために直接有利となるだけでなく、廃棄物乾燥、乾留、
かきたてによるはぐしのような、燃焼過程の前段のため
に間接的にも有利となる。

この発明の方法の重要な構成で有利なのは、燃焼空気へ
の煙道ガスの熱交換を伝熱媒体の使用によって実施し、
その伝熱媒体として一つの固体を使用するということで
ある。

伝熱固体を用いることで、必要な熱量が間接的な熱交換
によって高温処理された煙道ガスから燃焼空気へ容易に
伝達され、この燃焼空気は３００〜８００℃、特に５０
０〜７００℃という予定の温度水準に加熱される。

その場合この方法の有利な実際的な実施のために、伝熱
固体を煙道ガス流と接触させて一加熱段で加熱し、続い
て冷却段に移し、そこで空気と接触させて冷却し、その
場合この空気を燃焼空気温度に加熱する。

このように一方では煙道ガスと伝熱固体との、他方では
伝熱固体と空気との接触による伝熱によって、空気が直
接煙道ガスと接触することなくその都度高効率が得られ
る。従ってこの発明による伝熱機構は燃焼空気への煙道
ガスの間接的伝熱という方法で機能する。

煙道ガスの熱量のできる限り経済的な利用を行うために
、更に別の構成の利点は、煙道ガスの熱を流動方向に見
てまず部分的に伝熱固体に伝達し、次に有効エネルギー
を生成するために援用し、最後に再び伝熱固体の予熱の
ためにこの固体に伝熱するために使用することにある。

この段階的な伝熱の利点の本質は、これらの段階のそれ
ぞれで予定の目標にとっ有利な、煙道ガス温度の中間を
利用することで、たとえば有効エネルギー生成のために
なお比較的高い温度水準の煙道ガスを利用し、有効エネ
ルギーの生成から生じる排熱を固体の予熱に使用し、他
方煙道ガスの最高温範囲を固体の可能な限り高度の加熱
のために利用することにある。

更に別の構成ではその場合、伝熱固体の加熱には利用さ
れない煙道ガスの熱エネルギーを別に熱経済的にたとえ
ばごみ乾燥、蒸気発生、遠隔暖房熱発生およびまたは発
電のために利用する。

この発明の重要な一構成では更に、伝熱固体として少な
くとも部分的に微粒子状の鉱物性固体を使用する。この
固体の成分、たとえば石灰または石灰石のような成分は
ごみ燃焼の際遊離する有害物質の化学的または吸着性結
合をするための活性物質を有する。

この場合、たとえばセメント原粉のような石灰石粉末ま
たは石灰石含有製品を伝熱固体として使用するのが特に
有利であることが立証されている。

石灰石粉末は廉価に製造することができ、得られるので
、熱交換時の高温によって条件づけられて脱酸されて高
反応性石灰になる。この石灰の融点は極めて高いので、
伝熱に際して循環する伝熱固体の場合の融解相発生が確
実に防止される。

こうして予定の伝熱固体の使用によって燃焼空気への煙
道ガスの熱エネルギーの伝達の有利で容易な可能性のみ
でなく、煙道ガスの強力な浄化効果または中性化効果が
得られ、その場合有害物質は公知の態様で固体によって
化学的または吸着的に結合される。これに伴って従来の
廃棄物燃焼装置では通常の、別個の煙道ガス洗浄は不要
となり、経費が大きく節約できて有利である。

この発明は更に、伝熱固体として少なくとも部分的にご
み燃焼過程で得られる特にか粒状のもえかすを有利に使
用する可能性を提供する。

伝熱の効率を上げるにも煙道ガスの浄化と中性化の効率
の上昇に６微粒子状の伝熱固体、特に固体粉末状の伝熱
固体が有利に伝熱に使用される。

この発明の更に別の重要な構成では、加熱段と冷却段を
通過する伝熱固体の量を少なくとも大部分散度にわたっ
て伝熱系中を循環させる。

このようにして一方では燃焼空気の加熱後なお熱をもっ
ている固体の熱経済的に好都合な予熱が行なわれる。更
に煙道ガスの浄化または中性化が異なる高さの温度の範
囲で行なわれる。その場合比較的低温の範囲では特に、
比較的高温の範囲では固体には結合されえない揮発性の
重金属および／またはその化合物が化学的および／また
は吸着結合によって伝熱固体によって吸収される。

この場合循環中に固体に蓄積する有害物質の量を予定の
限界以下におさえることができるように、更にこの発明
は、この固体に有害物質の割合に応じて新固体を供給し
、消耗した固体を排除することを提案する。このために
、固体の有害物質蓄積の程度を循環の少なくとも一箇所
で測定し、固体排出量および／または供給量の基準とし
て利用する。

その場合、熱交換に必要な比較的多量の固体に原因して
且つまた、伝熱固体を循環中に繰り返し有害物質と接触
させることによって特に石灰含有の固体によって比較的
普通以上に大きい結合力を得ることができる。これに伴
って煙道ガスの量と比較して循環から外される固体の量
または新固体の消耗は少ない。

明細書の浄？ＣＩ’Ｊ　３に変更なし）従ってａ常ごろ
燃焼装置に使用される乾式煙道ガス洗浄方法と比較して
この発明による方法は、６かに少ない吸着剤の使用で間
に合う。これに伴い、処理に多額の費用がか＼る僅かな
量の固体を排除して経常運転費を安くしなければならな
い。

煙道ガス中の有害物質の含有量が短期に増加すると、循
環中の大全の固体ににって補集することかできるが、通
常そうであるように煙道ガス中の最大限の有害物質濃度
の割合に応じて煙道ガス処理装置を調整する必要はない
。

定められた循環を維持するために更に、循環中の固体の
量の流れを特に冷却された状態で重量または容量で測定
して、循環させられた固体量の基学としている。

その隔意に、固体の浄化作用および中性化作用の場合の
濃度勾配を維持するために有害物質の増殖の割合に応じ
て部分１を固体循環のそれぞれ異なる位置、たとえば異
なる温度水準または高い比増Ｍの位置でとり出すことに
している。このようにして、たとえば比較的低い温度水
準で有害物質明細書の浄ｔ：ａ　、ｉ　’ｒ　Ｊｌ：変
更なし】に結合され重金属またはその化合物を高い温度
水準の位置で再び完全に気化するのが防止される。

−態様では、伝熱固体を加熱段で煙道ガス流に、そして
場合によっては一部をロータリーキルンにも供給する。

燃焼温度が高い場合に酸化窒素の有害な形成を阻止する
かまたはこれを分解することができるために、−態様で
は、燃料の添加によって煙道ガスから伝熱固体に伝熱す
る際に還元作用のある大気を調整し、且つ熱交換終了後
排ガス中に含まれる燃料を燃焼空気の添加により二次燃
焼させ、そのために場合によっては加熱した空気を使用
する。

更に別の有利な一態様では、ごみ燃焼を燃焼空気より酸
素含有量の多い燃焼ガスにより実施し、あるいは、予熱
された燃焼空気に添加して酸素をロータリーキルンの燃
焼装置中に導入する。特に比較的湿っていて発熱量の少
ない廃棄物を使用する場合には酸素ガスをロータリーキ
ルンの燃焼装置の中へ供給すると燃焼が著しく強化され
、更に高温度水準で集積する煙道ガスがこの発明の目標
どおりに減少す２結果となる。

リーキルンの外側で放熱する曲に反応室中に通し、そこ
で煙道ガスの１５３度と滞留時間を設定する。

有機化学化合物と特に各種のダイオキシンの完全な分解
は予定された高温度水準での煙道ガスの滞留時間を１ｉ
う提としているので、反応室の接続によって、前記の危
険な有害物質を完全に解体するためには前記の条件をど
んな事情の下でも、即ち時間的に不都合な燃焼情況の場
合にも満たされることが保証される。

ごみ燃焼装置、特に加熱された燃焼空気を発生させるた
めの装置が併設されたごみ燃焼ユニットとしてのロータ
リーキルンによってこの発明による方法を実施するため
の装置の特徴は、この装置が燃焼空気を３００〜８００
℃、場合によっては５００〜７００℃の間の温度に加熱
するだめの手段を持っていることにある。

この場合特にロータリーキルンと加熱燃焼空気発生装置
との間にそれらの装置と連結される反応室が配設されて
いる。

ガスの熱を燃焼空気に間接的に伝達するために構成して
あり、少なくとも二台の別個の熱交換機を有し、第一の
熱交換機は煙道ガスと直接熱交換するための伝熱固体の
ための加熱機として、第二の熱交換機は加熱伝熱固体と
直接熱交換するための燃焼空気用の加熱機として構成し
てあり、第一の熱交換機は加熱煙道ガスと固体を通し案
内するための手段を、第二の熱交換機は加熱固体と加熱
すべき空気を通し案内するための手段を有し且つ第一段
、即ち加熱段で加熱される伝熱固体を第二段、即ち冷却
段に移すための手段とを持っている。

一実施例を示した図について更に詳記する。

第１図のブロック略図から分かるように、ごみ燃焼装置
はごみ燃焼ユニットとしてのロータリーキルン１を備え
ている。ロータリーキルンには排出口側に煙道ガス３か
ら燃焼に必要な燃焼空気４．４゛に伝熱するための装置
２が併設されている。

この伝熱装置２は二台の別個の熱交換機５．６を有する
。ここから第一熱交換機５は煙道ガス３と固体８の間の
直接熱交換のための固体加熱機として、第二の熱交換機
６は熱い固体８°と加熱される空気４との間の直接的熱
交換のための燃焼空気加熱機として構成されている。こ
れらの熱交換機５．６の各は煙道ガス３と固体８または
熱い固体８°と空気４を通し案内するための手段を有す
る。

更に手段４３は第一熱交換機５で加熱された固体８°を
第二の熱交換機６の中に移すために設けである。

熱交換機５．６は公知の態様で粒状または微粒状の固体
８と煙道ガス３または燃焼空気４との間の直接的熱交換
のためにたとえば熱交換機サイクロン１２〜１８（第２
図）のような熱交換機ユニットを有する浮遊ガス熱交換
機として構成することができる。

しかし熱交換機５．６も流動熱交換機としてまたはガス
の流出・入可能な移動火格子燃焼機を備えるかまたは竪
型熱交換機として構成することができて有利である。

直接作用する熱交換機装置のそのような構成は現在の専
門知識に属するので、概観上の理由がらこの発明との関
連において各種の実施例を図示することは省く。

第１図に示したこの方法の基本形から分かるように、熱
交換機５には排熱利用のための装置７が後置されている
。この排熱の利用装置は蒸気発生機をもつことができる
し、また同様に他の廃棄物乾燥、エネルギー発生のよう
な排熱利用のための経済的装置をも持つことができる。

第２図の実施例に示すように排熱利用のための装置７に
は固体予熱機９とたとえば脱塵と中性化による排ガス４
４の浄化のための装置２８を後置接続してある。

既記のように煙道ガス浄化装置２８の場合には、廃棄物
燃焼の場合の空気過剰量が少ないために一方では浄化す
べき量の煙道ガスが公知のごみ燃焼装置より遥かに少な
く、他方では伝熱固体の循環によってたとえば塩化物、
ふり化物、二酸化硫黄及び重金属またはその化合物のよ
うな煙道ガス中にもともと含まれている有害物質が伝熱
固体に化学的にまたは吸着的に結合されるので、費用が
安くなって有利である。

ロータリーキルンｌは流体のもえかす２２の排出口２０
とこの排出口の後方に冷却用の装置２Ｉを有する。この
冷却用装置は特に造粒装置として構成してある。この装
置は更に固体或いはもえかすか粒２３または石灰石を固
体加熱機５または固体予熱機９中に搬送または循環案内
するための供給手段１０，１０°を宵する。ロータリー
キルン１の供給側には廃棄物を配量して供給する。更に
炉頭部中には熱い燃焼空気４°を導入するための導管１
８が通じている。点火バーナ３１は装置の始動の際ロー
タリーキルンＩを暖め、その後供給された廃棄物２６に
点火するために設けである。

更にロータリーキルンｌには固体供給装置３２がある。

その場合はもえかすの部分を有する再循環固体材料も問
題になることがある。更に塵状の微粒子の固体は予熱さ
れた燃焼空気と共に導管１８を通ってロータリーキルン
！の中に入る。矢印３３は、消耗した固体をごみ置場ま
で搬出する装置を示している。場合によってはこの固体
はごみ置場に捨てる前に水和物にされる。自体公知のこ
の処置はここにこれ以」二は記載しない。この処置の応
用はその場合場合の材料組成の割合に応じて当業者によ
って決められる。

固体加熱機５は必要に応じて燃料供給のための手段３４
を持つことができる。これにより固体加熱機を還元条件
下で使用する可能性が生じる。その際炭素が遊離し、こ
の炭素は煙道ガス３中に含まれている酸化窒素をそこの
温度条件下で遊離窒素と一酸化炭素とに分解する。消耗
しない一酸化炭素は装置７に入る前または入る際に排熱
利用のために燃焼空気を添加して二次燃焼される。この
ために燃焼空気用に特に制御可能な供給装置３５を設け
である。蒸気発生機としての装置７を構成する場合には
この装置は水の取入口３６と蒸気取出口３７とを有する
。固体加熱機５または固体予熱機９には固体の供給部３
８をそなえている。固体としてはたとえば酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化珪素、酸化鉄、或いは類似
物としての含有物を有する鉱物が問題になる。これらの
鉱物はたとえば水和物結合剤を製造するための基本物質
としても利用される。これらの材料は、特に熱活性状態
では煙道ガス中に含まれている有害物質のための吸着剤
であるから、適している。これと脱塵のための更に別の
二次処理段とによって装置によって浄化され且つ特に脱
窒素並びに脱塵された排ガス３１が大気中に放出される
。ガス浄化装置２８中に集積する塵２９は場合によって
は固体中に再循環させるか或いは廃棄することができる
。

運転中の装置の機能は次のようである。

熱いロータリーキルンｌの燃焼装置中に廃棄物が時間毎
に予定した量で連続的に投入され、その際熱い燃焼空気
４゛の導入によってまず予備乾燥され、渦流にされ、乾
留され、点火される。その場合生じる燃焼工程の熱作用
は燃焼空気添加を制御した場合、１２００℃以上の煙道
ガス温度になる程大きい。高温のために比較的大きい燃
焼空気の比熱量とそこから生じる、最善の廃棄物燃焼の
ための利点の故に燃焼装置は公知のごみ燃焼方法と装置
とは反対にたとえば１．２〜１．３という比較的少ない
過剰量の空気で処理することができる。

煙道ガス３は伝熱装置２の固体加熱機５の中に導入され
、そこで粒状の固体から微粒状の固体にいたるまでの固
体８と密接接触して繰り返し直接接触する。その場合熱
交換が公知の態様で行なわれ、その際煙道ガス３がその
熱電の一部を固体８に伝達する。煙道ガス３からの分離
の後加熱された固体８°は燃焼空気加熱機６中に導入さ
れてこの加熱機中を通り抜け、その際空気４により冷却
される。空気４と熱い固体８°とが密接で且つ幾重にも
直接接触するこの伝熱工程では空気が予定の燃焼空気温
度に加熱され、導管１８によってロータリーキルンｌの
中へ導入される。′たとえば５００〜７００℃の高温の
燃焼空気によって燃焼が有利に最善の状態になる。その
場合原因と結果が実際に連続してロータリーキルン中で
廃棄物が流動し、渦流となり、その後乾留されて点火さ
れる。この発明によって改善された燃焼条件の結果空気
過剰量が化学量論的に比較的少ない場合にも高い煙道ガ
ス温度が設定され、煙道ガス量が減少する結果となり、
これにより煙道ガス浄化と煙道ガス洗浄にかかる費用が
目立って安くなる。

熱交換機６中でかなり冷却された固体８は搬送装置１０
と１０°によって大部分が再び循環させられて固体加熱
機５と固体予熱機９とに運ばれ、続いて熱交換循環が前
記のような仕方で継続される。その場合一つの利点は、
固体８の冷却後固体８の中に残った熱が熱交換機５へ再
循環するときほぼ完全に残り、これによって熱交換循環
の熱効率が高くなる。

煙道ガス３の１２００℃以上という高温の結果有機及び
無機の化合物が熱分解し、その元素に分かれる。このよ
うにして、ダイオキシンが生じないか或いは既に廃棄物
中にあるダイオキシンはこの温度では分解することが保
証される。

第２図には前記の装置の形を純粋に図式的に示してあり
、この図から特に熱交換機サイクロン１２〜１８を有す
る熱交換機５．６．９の構成が明らかである。その場合
熱交換機６は固体冷却機の様式の燃焼空気加熱機として
熱交換サイクロン１５．１６．１７を備え、一方熱交換
機５は熱交換機サイクロン１３と１４を有する固体加熱
機として構成され、固体予熱機９はサイクロン１２と１
８を持っている。これらの熱交換機の機能は公知のこと
として前提されている。前記のサイクロン段の数は午な
る例示である。この数は、自体公知のことであるが、熱
交換ユニットの運転温度に合わせて当業者の判断によっ
て決められる。

第２図に示した実施例では熱い煙道ガスは１２００℃以
上の温度範囲でロータリーキルンｌから出て、まず熱交
換機５の熱交換機サイクロン１４中に導入される。その
上にある熱交換機サイクロン１３からは導管３９が固体
を煙道ガス３の流れの中に導く。ガスと微粒状固体は、
ガスと固体の間の自然発生的な熱交換が行なわれるサス
ペンションを生じる。たとえばがれき粉末とスラグか粒
とを含むこの固体は搬送装置ｌＯによって熱交換機６か
ら熱交換機９に供給され、位置４０で放出される。ここ
で固体予熱機９中で煙道ガスの流れとの第一の熱交換が
行なわれ、その際固体がまず予熱される。そうなってか
ら予熱固体は導管４１によって位置４２から固体加熱機
である熱交換機５の中に導入され、そこで更に加熱され
る。熱交換機サイクロンＩ３中で分離した後更に加熱さ
れた固体は導管３９によって煙道ガス３のまだ冷却され
ていない流れに供給されてその際最終温度に加熱される
。熱交換機サイクロン１４中で分離した後加熱された固
体８°は導管４３によって燃焼空気加熱機６の中に導入
される。原理的には熱交換°機５と９と同じ構造と同じ
機能を持つことができるこの加熱機６の中で逆の意味の
熱交換が次のようにして行なわれる。即ち熱い固体が換
気扇４によって供給された冷たい空気に熱を与え且つそ
の際その空気をたとえば３００〜８００℃、特にたとえ
ば５００〜７００℃の燃焼空気温度に加熱する。　第１
図と第２図の実施例から、固体を装置系中で何重にも循
環させることができることが分かる。その際たとえば特
に微粒状の、石灰または石灰石のような固体は３８の所
で且つ場合によっては３２の所でも装置系に供給されて
且つ場合によってばか粒状スラグと混合される。このス
ラグも熱交換固体の循環路に供給することができる。

３２または３８の所の供給位置はただの例示であり、専
門的判断で変更することができる。

固体を連続的に系の循環に入れる度合で消耗した固体を
そこから引き出さなければならない。そのためにたとえ
ば少なくとも一つの排出口を３３の所に設けである。

ロータリーキルンｌは廃棄物の供給のために特に配ｍ作
用する装置を持っている。更にロータリーキルンｌ中に
はその供給側から熱い燃焼空気４゜を運ぶ導管１８が通
じている。ロータリーキルンｌの排出口端部には図示し
てない接続ハウジングを配設してあり、スラッジ排出口
２０がついている。流体スラグ２２はたとえば造粒装置
２１中に投入され、そこで水槽中でか粒にされ、ついで
図示してない搬出装置で搬出され、スラグか粒２３とし
てたとえば全部または一部が搬送装置１０゜に送給され
るかまたは装置から排出される。

造粒装置２１には注水口２４がある。

熱交換機５中で熱量の一部分が取り出された後に温度が
下がった煙道ガス３゛は排熱装置７中に導入され、そこ
でたとえば蒸気発生に利用することができる。排熱利用
装置７から出る煙道ガスは固体予熱機９中に入る。その
中で熱伝導と同時に煙道ガスの有害物質が伝熱固体に化
学的に且つ吸着的に結合される。導管２７によって固体
予熱機９から排出された排ガスはたとえば脱塵装置２８
、電子フィルタまたは繊維フィルタ中で脱塵される。

排気機３０は装置から排ガス４４を引き出してそれを場
合によっては図示してない煙突内へ送る。

煙道ガスには燃料供給装置３４または３４°により熱交
換機５の範囲で燃料を供給することができる。前記燃料
のガス化により還元作用する大気が発生ずる。その際燃
焼装置中に発生した酸化窒素は還元して遊離窒素となり
、炭素は酸化して一酸化炭素を生じる。そうなるとたと
えば排熱利用装置７（第１図）または９（第２図）に追
加燃焼空気３５を供給することによって過剰量の一酸化
炭素を二次燃焼させることができる。

煙道ガスフィルタ２８中に集積する塵２９は固体循環路
に戻ることができるかまたは有害物質含有量の割合によ
って装置から排出することができる。

この発明による装置の図示と説明から明らかなように、
この装置は緊密で、運転は複雑でなく、本質的に公知の
評価が定まっている単一要素から構成されている。燃焼
状態が最善であることにより装置は極めて経済的に働き
、有毒物質、特にダイオキシンを煙道ガス中に絶対に発
生しない。燃焼温度が高いという条件によって灰分が融
解し、鉱化し、第一に浸出抵抗を示すスラグを形成する
。

このスラグはたとえば建築材料とされ、少なくとも害を
出さずに廃棄場所に蓄積できる。結局このスラグは他の
固体と一緒にしても、燃焼空気を加熱するための伝熱媒
体としてもまた煙道ガス中の有害物質を結合するための
フィルタ材料としても使用することができる。

従ってこの発明による方法と装置は技術水準のｍ口の浄
書；内 欠点を除去していて且つ初めに記載した課題を最善の態
様で解決する。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置のフローシートのブロック線図、第２図は
ごみ燃焼装置の一実施例を示す図である。 図中符号 ｌ・・・ロータリーキルン、２・・・燃焼空気発生装置
、５．６．９・・・熱交換機、７・・・排熱利用装置、
１０，３８・・・搬送装置、１８・・・燃焼−空気供給
装置、１９・・・酸素ガス供給装置、２０・・・スラグ
排出口、２１・・・スラグ冷却装置、２２・・・スラグ
、２５・・・反応室、４１・・・固体転送手段、４３・
・・伝熱固体転送手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）家庭ごみと家庭ごみに類似の廃棄物及び／または工
   業並びに特殊ごみ廃棄物のような廃棄物を加熱燃焼空気
   供給の下にロータリーキルン中で燃焼させるための方法
   において、燃焼空気を３００〜８００℃の範囲の温度に
   加熱することを特徴とする、方法。 ２）燃焼空気を特に５００〜７００℃の範囲の温度に加
   熱する、特許請求の範囲１）に記載の方法。 ３）燃焼空気を加熱するために廃棄物燃焼の際に発生す
   る煙道ガスの熱を燃焼空気に伝達する、特許請求の範囲
   １）または２）に記載の方法。 ４）燃焼空気を、廃棄物燃焼の煙道ガスが少なくとも１
   ２００℃の温度に達し、燃焼の残りかすが特に溶解する
   まで高温に加熱する、特許請求の範囲１）〜３）のいず
   れか一に記載の方法。 ５）燃焼空気を煙道ガスの少なくとも一部を使って間接
   熱交換方式で加熱する、特許請求の範囲１）〜４）のい
   ずれか一に記載の方法。 ６）伝熱媒体を用いて煙道ガスから燃焼空気への間接的
   熱交換を行い、伝熱媒体として固体を使用する、特許請
   求の範囲１）〜５）のいずれか一に記載の方法。 ７）伝熱固体を一加熱段で煙道ガス流と接触させて加熱
   し、次に一冷却段に移し、そこで空気と接触させて冷却
   し、その場合空気を燃焼空気温度に加熱する、特許請求
   の範囲１）〜６）のいずれか一に記載の方法。 ８）煙道ガスの熱を流動方向に見てまづ一部を伝熱固体
   に伝達し、次に有効エネルギーを生じさせるために援用
   し、最後に再度伝熱固体を予熱するために伝熱固体に伝
   熱するために使用する、特許請求の範囲１）〜７）のい
   ずれか一に記載の方法。 ９）伝熱固体の加熱には利用されない煙道ガスの熱エネ
   ルギーを他に熱経済的にたとえば廃棄物乾燥にまたは蒸
   気発生、遠隔暖房熱発生及び／または発電等のために使
   用する、特許請求の範囲１）〜８）のいずれか一に記載
   の方法。 １０）伝熱固体として少なくとも一部が微粒子の鉱物性
   固体を使用し、この固体のたとえば石灰または石灰石の
   ような成分がごみ燃焼の際に遊離する有害物質の化学的
   または吸着性結合のための活性を有する、特許請求の範
   囲１）〜９）のいずれか一に記載の方法。 １１）伝熱固体として少なくとも一部がごみ燃焼過程で
   集積する特にか粒状のもえかすを使用する、特許請求の
   範囲１）〜１０）のいずれか一に記載の方法。 １２）伝熱のために微粒子の形状、特に固体粉末の形状
   の伝熱固体を使用する、特許請求の範囲１）〜１１）の
   いずれか一に記載の方法。 １３）加熱段及び冷却段を貫流する伝熱固体の量の少な
   くとも大部分を数度伝熱系中で循環させる、特許請求の
   範囲１）〜１２）のいずれか一に記載の方法。 １４）循環中の固体に有害物質の蓄積の割合に応じて新
   固体を供給し、消費した固体を排出する、特許請求の範
   囲１）〜１３）のいずれか一に記載の方法。 １５）固体の有害物質蓄積度を循環の少なくとも一箇所
   で測定し、固体排出量及び／または供給量の基準として
   利用する、特許請求の範囲１４）に記載の方法。 １６）循環している固体の量流を特に冷却状態で重量ま
   たは容量を測定し、対応する値を循環に供された固体の
   量の基準として利用する、特許請求の範囲１４）または
   １５）に記載の方法。 １７）固体循環の異なる位置または異なる温度水準また
   は高い比蓄積量の位置で異なる有害物質のそれぞれの量
   の割合に従って固体部分量を引き出す、特許請求の範囲
   １４）〜１６）のいずれか一に記載の方法。 １８）伝熱固体を加熱段で煙道ガス流に、そして場合に
   より一部をロータリーキルンにも供給する、特許請求の
   範囲１）〜１７）のいずれか一に記載の方法。 １９）燃料供給によって煙道ガスから伝熱固体に伝熱す
   る際に還元作用する大気を調節し、熱交換を行った後燃
   焼空気の添加によって排ガス中に含まれている燃料を二
   次燃焼させ、そのために場合によっては加熱された空気
   を使用する、特許請求の範囲１）〜１８）のいずれか一
   に記載の方法。 ２０）燃焼空気より酸素含有量の多い燃焼ガスでごみ燃
   焼を実施し、燃焼空気に加えて酸素ガスをロータリーキ
   ルンの燃焼装置に導入する、特許請求の範囲１）〜１９
   ）のいずれか一に記載の方法。 ２１）煙道ガスをロータリーキルンの外側で放熱する前
   に反応室に通し、その中で煙道ガスの温度と滞留時間を
   設定する、特許請求の範囲１）〜２０）のいずれか一に
   記載の方法。 ２２）家庭ごみと家庭ごみに類似の廃棄物及び／または
   工業並びに特殊ごみ廃棄物のような廃棄物を加熱燃焼空
   気供給の下にロータリーキルン中で燃焼させるために燃
   焼空気を３００〜８００℃の範囲の温度に加熱する方法
   を実施するための、燃焼ユニットとしてロータリーキル
   ンを有し、このロータリーキルンに加熱燃焼空気発生装
   置を併設してある廃棄物燃焼装置において、装置（２）
   が燃焼空気を３００〜８００℃の温度に加熱するための
   手段（５、６、９）を有することを特徴とする装置。 ２３）装置（２）が燃焼空気を５００〜７００℃の温度
   に加熱するための手段（５、６、９）を有する、特許請
   求の範囲２２）に記載の装置。 ２４）ロータリーキルン（１）と加熱燃焼空気発生装置
   （２）との間にこれらのものと連結している反応装置（
   ２５）を有する、特許請求の範囲２２）または２３）に
   記載の装置。 ２５）装置（２）をして伝熱固体を使用して燃焼空気に
   ごみ燃焼の煙道ガスの熱を間接的に伝導するために構成
   してあり、この装置が少なくとも二台の熱交換器である
   手段（５、６）を有し、そのうち第一の熱交換器である
   手段（５）を固体に煙道ガスの熱を直接伝導するための
   伝熱固体用加熱器として、また他の熱交換器である手段
   （６）を空気に伝熱固体の熱を直接伝導するための燃焼
   空気用加熱器として構成してあり、第一の手段（５）は
   熱い排ガスを導通し且つ加熱固体に至る手段を、第二の
   手段（６）が加熱固体を導通し且つ加熱空気に至る手段
   を有し、手段（４３）が第一の手段（５）で加熱された
   伝熱固体を第二の手段（６）の中に移すために設けた、
   特許請求の範囲２２）〜２４）のいずれか一に記載の装
   置。 ２６）第一の手段（５）である熱交換器にガス流動方向
   にみて後方に少なくとも一台の、煙道ガスの排熱利用装
   置（７）を接続してある、特許請求の範囲２２）〜２５
   ）のいずれか一に記載の装置。 ２７）ガス流動方向にみて排熱利用装置（７）の後方に
   固体予熱用熱交換器（９）を接続してあり、前記熱交換
   器が加熱される固体の送りと供給のための手段（１０、
   ３８）と加熱された固体を固体加熱器として配置された
   熱交換器である第一の手段（５）に移すための手段（４
   １）を有する、特許請求の範囲２２）〜２６）のいずれ
   か一に記載の装置。 ２８）第一手段（５）、第二手段（６）、熱交換器（９
   ）を熱交換サイクロン（１２〜１８）を有する浮遊ガス
   熱交換器として構成してある、特許請求の範囲２２）〜
   ２７）のいずれか一に記載の装置。 ２９）第一手段、第二手段、熱交換器（５、６、９）の
   うちの少なくとも一つを渦層・熱交換器として構成して
   ある、特許請求の範囲２２）〜２７）のいずれか一に記
   載の装置。 ３０）第一、第二手段、熱交換器（５、６、９）のうち
   の少なくとも一つに煙道ガスまたは燃焼空気が貫流し、
   伝熱固体が積層された格子、特に移動火格子を取り付け
   てある、特許請求の範囲２２）〜２７）のいずれか一に
   記載の装置。 ３１）ロータリーキルン（１）または、熱交換器サイク
   ロン（１８）である燃焼空気供給を管が酸素ガス供給手
   段（１９）を有する、特許請求の範囲２２）〜３０）の
   いずれか一に記載の装置。 ３２）ロータリーキルン（１）がもえかす（２２）の排
   出口（２０）とこれに後置配設されたもえかす（２２）
   の冷却装置（２１）、特にもえかすか粒化装置を有する
   、特許請求の範囲２２）〜３１）のいずれか一に記載の
   装置。