WO2004042279A1

WO2004042279A1 - 廃棄物の処理方法及び処理装置

Info

Publication number: WO2004042279A1
Application number: PCT/JP2003/000046
Authority: WO
Inventors: Shouichi Kume
Original assignee: Tokyo Elex Co., Ltd.
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-05-21
Also published as: EP1469253A4; US20040231574A1; US7392753B2; CN1267679C; EP1469253A1; CN1547653A; JP2004205188A; BR0302849A

Abstract

この発明の廃棄物処理装置１は、一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物及びコークスや石炭などの固体燃料の投入量をそれぞれ計量する計量ホッパー２と、計量ホッパー２でそれぞれ計量された廃棄物及び固体燃料が投入される投入ホッパー３と、この投入ホッパー３に投入された廃棄物を高温溶融させて無害化する溶融炉４と、投入ホッパー３と溶融炉４の間に配設され、投入ホッパー３に投入された廃棄物及び固体燃料の溶融炉４内への投入を、炉内ガスの外部への流出なしに行うことができる多段仕切弁９をもつ投入ダンパー５とを具えることを特徴とする。

Description

明細書廃棄物の処理方法及び処理装置技術分野

この発明は、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、炉内温度を一定に保持するための、例えばコークス、石炭、木炭、炭化物などの固体燃料の投入量を有効に削減することができる廃棄物の処理方法及び処理方法に関する。

背景技術

従来、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融処理する縦型の溶融炉は、貯留ホッパーに貯留された廃棄物を、投入ホッパーを通じて溶融炉内に適宜供給し、溶融処理が終わると残渣を含むガスを排出口から排出させ、サイクロン分離機、バグフィル夕一等により残渣を分離して清浄化処理したガスを空中に放出し、順次又は連続的にこの操作を繰り返し行っている。

これらの溶融炉は、一般的にはストーカー炉ゃロータリーキルン流動床炉であり、重油やプロパンガスを燃料とするパーナ一を炉心に向けて射出して投入廃棄物を溶融させるバーナー方式の溶融炉である。

しかしながら、かかるバーナー式の溶融炉は、重油やプロパンガスを燃料とするため、燃焼コストが高く、また、このときの溶融温度は 3 0 0〜8 0 0での中温であるため、かかる溶融炉では、溶融処理後に、飛灰や焼却灰が発生するのに加えて、排ガス中にダイォキシン等の有害物質が大量に発生するという欠点があつた。また、貯留ホッパー 17 'に貯留させた廃棄物は、その投入量が大まかに見積もられた後に投入ホッパー溶融炉 4 'に送り込まれるか、又は全く計量せずに、図 2に示すようなチャック付きクレーン 18 'のチャック 19 'で挟んで溶融炉 4 'に送り込まれていたため、炉内温度の調節等の適正な処理制御がなされてなく、前述したダイォキシンの発生の他、炉頂ガスが投入口で爆発する危険性があった。

この発明の目的は、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、炉内温度を一定に保持するための、例えばコークス、石炭、木炭、炭化物などの固体燃料の投入量を有効に削減することができる廃棄物の処理方法及び処理方法を提供することにある。

発明の開示

上記目的を達成するため、この発明に従う廃棄物の処理装置は、一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物及びコークスゃ石炭などの固体燃料の投入量をそれぞれ計量する計量ホッパーと、計量ホッパーでそれぞれ計量された廃棄物及び固体燃料が投入される投入ホッパーと、この投入ホッパーに投入された廃棄物を高温溶融させて無害化する溶融炉と、投入ホッパーと溶融炉の間に配設され、投入ホッパーに投入された廃棄物及び固体燃料の溶融炉内への投入を、炉内ガスの外部への流出なしに行うことができる多段仕切弁をもつ投入ダンパーとを具えることにある。

また、投入ダンパーは、その多段仕切弁を構成する仕切弁と仕切弁で仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シールを形成して、溶融炉を密閉構造とすることが好ましい。

さらに、前記多段仕切弁を構成する仕切弁の数は 2個であり、上側に位置する仕切弁は、落下する廃棄物を一時堰き止める耐荷重構造を有し、下側に位置する仕切弁は、耐火及び密閉構造を有することがより好適である。

さらにまた、計量ホッパーに廃棄物投入量を監視、制御する制御装置をさらに設けることが好ましい。

加えて、計量ホッパーと投入ホッパーとの間で移動可能であり、計量ホッパーで計量した廃棄物及び固体燃料を投入ホッパーに投入する搬送手段をさらに設けることが好ましく、特に、搬送手段は、計量ホッパーの下方に位置し、計量ホッパーで計量し、落下させた廃棄物及び固体燃料を収納するスキップバケツ卜と、このスキップバケツトを投入ホッパーまで持ち上げる巻上げウィンチとを具えることがより好適である。

加えてまた、計量ホッパーは、計量した廃棄物及び固体燃料をスキップバケツトに円滑に落下させるため、水平に対し大きな角度で傾斜させた底面を有することが好ましい。

尚、溶融炉はコークスべッド式還元ガス化溶融炉であることがより好適である。この発明に従う廃棄物の処理方法は、一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で高温溶融させて処理するにあたり、溶融炉内に投入されるコークスゃ石炭などの固体燃料が炉内で最も燃焼するときの廃棄物の投入量を予め算出しておき、この算出した投入割合に基づいて、廃棄物と固体燃料とをそれぞれ計量した後、これら計量した廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入することにある。また、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入するに先立って算出される廃棄物と固体燃料の投入割合は、投入ごとに算出されることが好ましい。

さらに、前記溶融炉は、多段仕切弁をもつ投入ダンパーを上部に具える密閉型溶融炉であり、この溶融炉に投入ダンパーを通じて廃棄物と固体燃料を投入する場合には、投入ダンパーに設けた多段仕切弁の少なくとも 1個の仕切弁が閉鎖するように構成することが好ましく、特に、前記多段仕切弁を構成する仕切弁の数は 2個であり、上側に位置する仕切弁は、落下する廃棄物を一時堰き止める耐荷重構造を有し、下側に位置する仕切弁は、耐火及び密閉構造を有し、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入する場合には、上側の仕切弁だけが開き、投入物が落下したら上側の仕切弁が閉じて下側の仕切弁が開く構成にすることによって、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入することがより好適である。

さらにまた、前記溶融炉は、多段仕切弁を構成する仕切弁と仕切弁で仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シールを形成することにより、溶融炉を密閉構造とすることが好ましい。

図面の簡単な説明

図 1はこの発明に従う代表的な廃棄物の処理装置の概略正面図である。

図 2は従来の廃棄物処理装置（の一部）の概略正面図である。

図 3はこの発明の他の廃棄物処理装置を構成する 2段式投入ダンパーのみを抜き出した拡大正面図である。

発明を実施するための最良の形態

図 1に、この発明による一般廃棄物（例えば生活ごみやプラスチック等）及び産業廃棄物（例えば医療廃棄物等）の処理装置の実施形態の一例を示す。

図 1に示す廃棄物処理装置 1は、計量ホッパー 2と、投入ホッパー 3と、溶融炉 4と、投入ダンパー 5とで主に構成されており、図 1では、さらに、廃棄物を貯留する貯留ホッパー 6と、貯留ホッパー 6の下方に位置し、貯留ホッパー 6のフィーダ一 7から落下させた廃棄物を計量ホッパー 2まで所定量だけ移動させるコンベア一 8などの搬送手段を具えている。

計量ホッパー 2は、一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物と、コ一クス、石炭、木炭、炭化物などの固体燃料の投入量をそれぞれ計量するために配設する。投入ホッパー 3は、計量ホッパー 2でそれぞれ計量された廃棄物及び固体燃料を溶融炉 4内に投入するための投入口として、溶融炉の上部に設ける。

溶融炉 4は、投入ホッパー 3に投入された廃棄物を 1 2 0 0〜2 6 0 O t:の高温で溶融させた後、廃棄物をスラグやメタルとして無害化する、好適にはコークスべッド式還元ガス化溶融炉である。

投入ダンパー 5は、投入ホッパー 3と溶融炉 4の間に配設され、投入ホッパー 3に投入された廃棄物及び固体燃料の溶融炉 4内への投入を、炉内ガスの外部への流出なしに行うことができる多段仕切弁 9を有する。特に、図 1では、投入ホッパ一 3と多段仕切弁 9と溶融炉 4とが垂直線上に沿って一列に配置され、縦型密閉式溶融炉を形成する。

投入ダンパー 5は、その多段仕切弁 9を構成する仕切弁 9aと仕切弁 9bで仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧、すなわち大気圧よりも高圧となるように窒素シールを形成して、溶融炉を密閉構造とすることが、炉内ガス中に仮に有害ガスが含まれていたとしても、かかる炉内ガスが投入ダンパー 3から外部に排出されることがなくなる結果、これに起因したガス爆発が生じる危険性もなくなる。

また、図 1に示すように、多段仕切弁 9を構成する仕切弁の数が 2個である場合には、上側に位置する仕切弁 9a は、落下する廃棄物を一時堰き止める耐荷重構造を有することが好ましく、また、下側に位置する仕切弁 9b は、炉内の高温ガスと接触するとともにかかる炉内ガスが炉頂から外部に排出されるのを遮断するため、温度を耐火及び密閉構造を有することが好ましい。

計量ホッパ 2—は、廃棄物投入量を監視、制御する制御装置 10 をさらに設けることが好ましい。この制御装置 9により、廃棄物の投入量との関係で固体燃料の投入量を、溶融炉内のコークスの燃焼性が一定に保てる最小量に調整することができ、その結果、少ない燃料コストで有効に廃棄物を処理することができる。また、炉内温度を 1 2 0 0〜2 6 0 0 ^の高温で一定に保持することができるので、炉内ガス中におけるダイォキシン等の有害物質の発生を極力低減することができる。尚、図 1では、制御装置 10を、溶融炉 4やガス排出管 11にも接続し、溶融炉内ゃガス排出管内の温度等の状態を考慮して計量ホッパー 2内で所定量を計量するように構成してあるが、この構成だけには限定されない。

また、図 1では、計量ホッパー 2で計量した廃棄物及び固体燃料を投入ホッパ一 3に投入するため、計量ホッパーと投入ホッパーとの間で移動可能である搬送手段をさらに具えており、より具体的に言えば、搬送手段は、計量ホッパー 2の下方に位置し、計量ホッパー 2で計量し、落下させた廃棄物及び固体燃料を収納するスキップバケツト 12と、このスキップバケツト 12をレールのようなガイド部材 13に沿って投入ホッパー 3まで持ち上げる巻上げウィンチ 14とを具えているが、計量ホッパー 2で計量した廃棄物及び固体燃料を投入ホッパー 3に投入できる搬送手段であればよく、この構成だけには限定されない。

計量ホッパー 2は、計量した廃棄物及び固体燃料をスキップパケット 12 に円滑に落下させるため、水平に対し大きな角度で傾斜させた底面を有するように構成すれば、計量ホッパー 2からスキップバケツトへの廃棄物及び固体燃料の落下移動を短時間でかつ確実に行えるようにできる点で好ましく、これは、廃棄物及び固体燃料を溶融炉に投入するまでの時間を短縮することになるため、廃棄物の処理能力を高めることができる。さらに、計量ホッパー 2の排出口の面積を大きくすれば、スキップバケツ卜への廃棄物及び固体燃料の落下移動をより促進できる点でより好適である。

次に、この発明に従う廃棄物の処理方法を以下で説明する。

一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で高温溶融させて処理するにあたり、溶融炉内に投入されるコークスゃ石炭などの固体燃料が炉内で最も燃焼するときの廃棄物の投入量を予め算出しておき、この算出した投入割合に基づいて、廃棄物と固体燃料とをそれぞれ計量した後、これら計量した廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入する。

尚、前回の投入量に増減があるときは、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入するに先立って算出される廃棄物と固体燃料の投入割合は、投入ごとに算出されることが好ましい。これによつて、コークス等の固体燃料の燃焼を一定に保ちながらダイォキシンの発生を抑制するとともに、飛灰や焼却灰の発生を抑制することができる。

前記溶融炉 4は、多段仕切弁 9をもつ投入ダンパー 5を上部に具える密閉型溶融炉であり、この溶融炉 4の炉内密閉性を確保するため、投入ダンパー 5を通じて廃棄物と固体燃料を投入する場合には、投入ダンパー 5に設けた多段仕切弁 9 の少なくとも 1個の仕切弁が閉鎖するように構成することが好ましい。

例えば、多段仕切弁 9を構成する仕切弁の数は 2個である場合には、上側に位置する仕切弁 9a は、落下する廃棄物を一時堰き止める耐荷重構造を有し、下側に位置する仕切弁 9b は、耐火及び密閉構造を有し、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入する場合には、上側の仕切弁 9a だけが開き、投入物が落下したら上側の仕切弁 9aが閉じて下側の仕切弁 9bが開く構成にすることによって、廃棄物及び固体燃料を溶融炉 4内に投入することが好ましい。

また、溶融炉 4は、多段仕切弁 9を構成する仕切弁 9aと仕切弁 9bで仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シールを形成することにより、溶融炉 4を密閉構造とすれば、投入の際の炉内で発生した有害ガスが外部に漏れることがなくなる。

本発明に従う廃棄物処理装置（図 1 ) を用いて廃棄物の処理を行った。溶融炉は、コークスベッド式還元ガス化溶融炉 4であり、廃棄物 1 k gを処理するのに固体燃料であるコークスは 0 . 7 5 k g消費し、この溶融炉 4に設けられたガス排出管 1 1 から排出される排ガス中のダイォキシン濃度を分析した結果、 0 . 0 0 2 p p mであった。これに対し、図 2に示すような従来型の溶融炉では、廃棄物 1 k gを処理するのに固体燃料であるコ一クスは 1 . 4 k gと、本発明の廃棄物処理装置を構成する溶融炉でのコ一クスの消費量の約 2倍弱消費し、排ガス中のダイォキシン濃度も 1 6 0 p p mであり、この比較からも本発明の廃棄物処理装置が、低燃料コス卜で優れた燃焼特性を有していることがわかる。

この発明のその他の実施形態として、図 3に示すように、 2つの投入ダンパー 5A、 5B を溶融炉 4の中心軸上に重ねて配置したものであり、各投入ダンパー 5A、又は 5Bは、廃棄物受け仕切弁である上側仕切弁 9al (投入ダンパー 5Aのみ）、その下部にカツトゲート 15a又は 15b、窒素シール仕切弁 16a又は 16b、及び廃棄物受け用下側仕切弁である下側仕切弁 9bl又は 9b2とで構成されている。このような 2段式の投入ダンパー 5A、 5B を配設すれば、炉内ガスや灰等の炉外排出をより一層防止することが可能となる他、炉頂でのガス爆発を未然に防ぐことができる。尚、図 3では 2段式の投入ダンパー 5A、 5B を配設した場合を示したが、必要に応じて投入ダンパーを 3段以上に重ねて配置してもよい。

上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

産業上の利用可能性

この発明によれば、一般廃棄物及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で処理するに際し、炉内温度を一定に保持するための、例えばコークス、石炭、木炭、炭ィヒ物などの固体燃料の投入量を有効に削減することができる廃棄物の処理方法及び処理方法の提供が可能になった。特に、溶融炉内に投入されるコークスゃ石炭などの固体燃料が炉内で最も燃焼するような廃棄物と固体燃料の投入割合で溶融炉内に投入されるので、溶融炉での高温溶融処理を安定して行うことができ、また、炉内温度も高温状態を維持することができるため、ダイォキシン等の有害物質の発生が大幅に抑制される。

また、多段仕切弁構造を溶融炉の原料（廃棄物や固体燃料）投入口に配置したり、多段仕切弁を構成する仕切弁と仕切弁で仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シ一ルを形成して、溶融炉を密閉構造とすれば、炉頂ガスが爆発する危険性も無くなるとともに、有害ガスを含む炉内ガスが大気中に飛散する恐れも無くなる。

さらに、計量ホッパーの底部の傾斜角を大きくしたり、計量ホッパーの排出口を大きくする等により、計量から廃棄物を溶融炉内へ投入するまでの時間の短縮化が図れる結果、溶融炉の処理能力を上げることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物及びコ一クスゃ石炭などの固体燃料の投入量をそれぞれ計量する計量ホッパーと、

計量ホッパーでそれぞれ計量された廃棄物及び固体燃料が投入される投入ホッパーと、

この投入ホッパーに投入された廃棄物を高温溶融させて無害化する溶融炉と、投入ホッパーと溶融炉の間に配設され、投入ホッパーに投入された廃棄物及び固体燃料の溶融炉内への投入を、炉内ガスの外部への流出なしに行うことができる多段仕切弁をもつ投入ダンパーと、

を具えることを特徴とする廃棄物の処理装置。

2 . 投入ダンパーは、その多段仕切弁を構成する仕切弁と仕切弁で仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シールを形成して、溶融炉を密閉構造とする請求項 1記載の廃棄物の処理装置。

3 . 前記多段仕切弁を構成する仕切弁の数は 2個であり、上側に位置する仕切弁は、落下する廃棄物を一時堰き止める W荷重構造を有し、下側に位置する仕切弁は、耐火及び密閉構造を有する請求項 1又は 2記載の廃棄物の処理装置。

4. 計量ホッパーに廃棄物投入量を監視、制御する制御装置をさらに設ける請求項 1、 2又は 3記載の廃棄物の処理装置。

5 . 計量ホッパーと投入ホッパーとの間で移動可能であり、計量ホッパーで計量した廃棄物及び固体燃料を投入ホッパーに投入する搬送手段をさらに設ける請求項 1〜 4のいずれか 1項記載の廃棄物の処理装置。

6 . 搬送手段は、計量ホッパーの下方に位置し、計量ホッパーで計量し、落下させた廃棄物及び固体燃料を収納するスキップバケツ卜と、このスキップバケツトを投入ホッパーまで持ち上げる巻上げウインチとを具える請求項 5記載の廃棄物の処理装置。

7 . 計量ホッパーは、計量した廃棄物及び固体燃料をスキップパケットに円滑に落下させるため、水平に対し大きな角度で傾斜させた底面を有する請求項 6記載の廃棄物の処理装置。

8 . 溶融炉はコークスべッド式還元ガス化溶融炉である請求項 1 ~ 7のいずれか 1項記載の廃棄物の処理装置。

9 . 一般及び産業廃棄物等の処理すべき廃棄物を溶融炉内で高温溶融させて処理するにあたり、

溶融炉内に投入されるコークスゃ石炭などの固体燃料が炉内で最も燃焼するときの廃棄物の投入量を予め算出しておき、この算出した投入割合に基づいて、廃棄物と固体燃料とをそれぞれ計量した後、これら計量した廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入することを特徴とする廃棄物の処理方法。

1 0 . 廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入するに先立って算出される廃棄物と固体燃料の投入割合は、投入ごとに算出される請求項 9記載の廃棄物の処理方法。

1 1 . 前記溶融炉は、多段仕切弁をもつ投入ダンパーを上部に具える密閉型溶融炉であり、この溶融炉に投入ダンパーを通じて廃棄物と固体燃料を投入する場合には、投入ダンパーに設けた多段仕切弁の少なくとも 1個の仕切弁が閉鎖するように構成する請求項 9又は 1 0記載の廃棄物の処理方法。

1 2 . 前記多段仕切弁を構成する仕切弁の数は 2個であり、上側に位置する仕切弁は、落下する廃棄物を一時堰き止める耐荷重構造を有し、下側に位置する仕切弁は、耐火及び密閉構造を有し、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入する場合には、上側の仕切弁だけが開き、投入物が落下したら上側の仕切弁が閉じて下側の仕切弁が開く構成にすることによって、廃棄物及び固体燃料を溶融炉内に投入する請求項 1 1記載の廃棄物の処理方法。

1 3 . 前記溶融炉は、多段仕切弁を構成する仕切弁と仕切弁で仕切られた空間に窒素等の不活性ガスを充満して空間が陽圧となるように窒素シールを形成することにより、溶融炉を密閉構造とする請求項 1 1又は 1 2記載の廃棄物の処理方法。