WO2012051958A1 - 废弃物处理设备 - Google Patents

Description

废弃物处理设备 技术领域

本发明涉及邻接水泥制造设备设置，利用水泥分解炉卫生地对废弃物进行处理用的废弃物处理设备 。

背景技术

近年来，即使是在例如发展中国家，也随着生活水平的提高，也越来越需要对垃圾进行卫生处理，其焚烧处理量在增大也在预测之中，但是也存在建设一般的垃圾焚烧炉需要很大的费用，需要很长的工期的问题。而且也需要评价焚烧炉对周围环境的影响，对附近的居民公开信息，因此在开工之前需要有很长的时间来准备。而且在日本国内还存在掩埋焚烧炉发生的炉灰的掩埋处理场不足的问题，在设立新垃圾处理场的情况下，灰熔融炉的设置和灰的再利用方法的确立等是必要条件。

另一方面，水泥行业向来为了降低水泥制造成本，有将可燃性废弃物作为燃料的一部分利用的动向，例如专利文献1所公开的那样，该文献提出有效利用已有的水泥制造设备对废弃物进行卫生处理。在该例子中，在气化炉中将废弃物热分解，从发生的热分解气体中分离碳和灰分，然后将热分解气体提供给水泥窑（烧成炉），将碳和灰分提供给预热器。

也就是说，在上述已有技术例子中，可以将气化炉发生的热分解气体作为燃料气体的一部分利用，同时将碳和灰分作为水泥原料利用，但是必须将两者加以分离，用另外的系统提供给水泥制造设备，因此存在系统繁杂的困难。

又，通常垃圾的发热量为1000～3000千卡/千克左右，比在水泥窑中通常使用的燃料（在使用媒的情况下，低等级媒的发热量为5000～7000千卡/千克）低，因此在将来自垃圾的热分解气体混在一起使用时，窑内的温度偏低，从而也有燃费不理想的可能。

而且来自垃圾的热分解气体中包含的水蒸气对水泥熟料的性状可能有不良影响，热分解气体在水泥窑中燃烧时，有发生热点生成附着物的可能。

对此，本申请的发明人开发出将气化炉发生的热分解气体与碳和灰分一起提供给水泥制造设备的分解炉或烧成炉（窑）的技术并且首先申请了专利（专利文献2）。由于分解炉的温度比窑低，大约是900℃左右，所以在这里提供的热分解气体和碳作为燃料得到有效利用，灰分也成为水泥原料的一部分。

又，在分解炉中通入来自窑中的高温废气，作为喷射气流将水泥原料吹上去，因此在这里提供的热分解气体也一边燃烧一边向上吹，与水蒸气等一起被输送到预热器。因此，不担心在窑内发生水泥熟料性状恶化和附着物的问题。

专利文献1：特许第3838951号公报。

专利文献2：中国专利申请公开CN101434461A。

发明内容

但是，即使是像上面所述把热分解气体提供给分解炉，如果其量过多则会发生如下所述的不良情况。例如由于某种故障，气化炉运行停止的情况下，从该处向分解炉的热分解气体的供给也会停止，因此在分解炉中即使增加煤炭等的使用量也会产生燃料供应不足的问题，可能造成运行故障。

又，废弃物也因其种类的不同发热量有很大差异，其热分解气体的发热量波动也很大，在各不同时间处理场集中的废弃物的种类不同，其发热量也有很大变动。因此，如果提供给分解炉的热分解气体的量多，则因其燃烧产生的发热量变动也会造成分解炉温度的变动。

也就是说，如果对分解炉提供作为燃料的热分解气体的量增多，有可能妨碍水泥制造设备的稳定运行。

鉴于上述存在的问题，本发明的目的在于，在将气化炉发生的热分解气体在保持其含有的碳和灰分原封不动的情况下输送到水泥制造设备中时，确保该水泥制造设备运行的稳定性。

为了实现上述目的，本发明的邻近水泥制造设备设置的废弃物处理设备，具备使废弃物气化发生热分解气体的气化炉、以及将在所述气化炉发生的热分解气体在保持其含有的碳和灰分原封不动的情况下输送到所述水泥制造设备的水泥分解炉的气体输送通道；来自所述气化炉的热分解气体的流量与从所述分解炉排出的废气的流量之比被限制于规定的流量比以下。

在具有这样结构的废弃物处理设备中，在气化炉中废弃物热分解发生热分解气体时，利用气体输送通道将该热分解气体在保持其含有的碳和灰分原封不动的情况下输送到水泥分解炉，在分解炉中燃烧。这时热分解气体和碳的燃烧发生的热量因废弃物的种类等的关系而有较大的变动，但是如果将热分解气体的流量与分解炉排出的废气的流量之比限制于规定的流量比以下，则能够抑制分解炉的温度变动。

又，如果由于某种故障造成气化炉运行停止，热分解气体和碳的供应也停止，如果其量小，也可以通过增加煤炭等的供应维持分解炉的运行状态。也就是说，通过将气化炉向分解炉输送的热分解气体的流量与分解炉来的废气流量之比限制于规定流量比以下，能够实现水泥制造设备的稳定运行。

具体地说，将通过所述气体输送通道的热分解气体的流量相对于从所述分解炉排出的废气的流量之比规定为例如0.3以下的流量比即可，如果是这样调整投入气化炉的废弃物投入量，而且气化炉是流动层式的气化炉，则也可以调整流动化空气的流量，抑制热分解气体的发生量。例如投入气化炉的废弃物投入量和流动化空气的流量根据该气化炉和分解炉的负压的大小进行调整，可以维持于上述流量比以下。

通常在水泥制造设备的分解炉中，诱发窑中的废气等形成负压状态，在这里，如果热分解气体流入，则相应于该流量，负压变小。从而，如果根据该分解炉的负压而诱发热分解气体的气化炉的负压的大小，调整废弃物的投入量和流动化空气的流量，则能够控制热分解气体的发生量，将流入该分解炉的流量维持于规定值以下。

又，如果这样利用分解炉的负压从气化炉诱发热分解气体，在气体输送通道和气化炉内也能够保持负压状态，则热分解气体不向外部泄漏是理想的情况。为了这样输送热分解气体，而且将作为输送源头的气化炉内维持于负压，往往在气体输送通道的中途设置送风机，但是在来自废弃物的热分解气体中包含碳和灰分时，其一部分会在送风机的叶轮等上附着堆积，造成叶轮本身的磨耗，有可能发生故障。

为了防止发生这样的麻烦，也考虑从热分解气体中去除碳和灰分，但是为此需要去除装置，而且由于去除的碳和灰分的温度低，不适于在后面的工序中再度利用。又，送风机的出口有可能局部处于正压，万一发生这样的情况，热分解气体有可能向管道外喷出。

如果这点也考虑到，则通过气体输送通道的热分解气体的流量，与从分解炉排出的废气的流量之比最好是在例如0.2以下，到此为止，如果使流量比为较小值，这相比原来流过分解炉的窑废气等流量，追加的热分解气体的流量相当少，因此能够将分解炉内的负压维持在足够大的状态，能够利用该负压诱发热分解气体，而且气化炉也能够维持负压状态。

从而，在气体输送通道的中途也可以不设置送风机，不用担心热分解气体中的碳和灰分在其上附着、堆积，造成送风机故障。也不用担心万一送风机出口变成正压，热分解气体喷出。

在这里，作为气化炉，有采取低温气化方式的流动层式类型以及窑式，作为高温气化方式有轴式，但是如果采用低温气化方式，则有废弃物内的铁、铝等可以不被氧化地加以回收的优点。又，流动层式的方法比窑式反应效率（气化效率）高，也有设备紧凑的优点，因此最好是采用这种流动层式的气化炉。

而且如果气化炉采用能够供给辅助燃料的结构，则即使是对发热量低的废弃物进行处理的情况下，也能够将气化炉的层温度维持于必要的水平。作为这样的辅助燃料，具体地说，可以采用微细碳粉，这可以从上方投入流动层。在这种情况下，如果微细碳粉的颗粒过细，则会跟着热分解气体流从气化炉排出，另一方面，如果颗粒过大，则在流动层内聚集下沉，有可能不会充分对燃烧作出贡献。由于这种情况，微细碳粉的平均粒径最好是0.1～3mm左右。

还有，辅助燃料不限于微细碳粉，除此以外还可以采用例如废轮胎、塑料、木片、碳、泥炭化合物等，只要是能够在流动层内燃烧的物体，不管其种类如何。

又可以在所述气体输送通道的中途配设喷射装置以吹入压缩空气。如果这样做，也可以去除气体输送通道的壁面上附着、堆积的碳和灰分。又，对于与气体输送通道连通将热分解气体引入分解炉的气体导入口，也为了抑制碳和灰分的附着、堆积，使该气体导入口相对于水平面向下倾斜设置。

而且，即使是水泥制造设备中没有分解炉，从烧成炉来的高温废气流入水泥预热器的情况下，如上所述，将来自气化炉的热分解气体的流量相对于预热器排出的废气的流量之比限制于规定的流量比以下，以此能够将预热器内的负压维持于充分大的状态，借助于该负压诱导热分解气体，而且能够使气化炉保持于负压状态。

但是，如上所述由于分解炉中流入来自窑中的高温废气形成喷流，因此在这里导入的热分解气体随着废气的流动，其有可能在没有充分燃烧的情况下向预热器排出。而且，分解炉不仅形成高温的窑废气能够流入的结构，而且也能够流入熟料冷却器来的高温废气（空气），在这种情况下，热分解气体一旦跟上冷却器废气的主流，就会在没有充分燃烧的情况下掠过分解炉排出。

考虑到这一点，若所述分解炉中有来自水泥制造设备的烧成炉或熟料冷却器中的任意一个的高温废气流入的情况下，则在向该分解炉导入来自上述气体输送通道的热分解气体时，该热分解气体的流动以不直接与上述高温废气的主流发生干涉的形态是理想的。

于是，在水泥制造设备的分解炉中即使有来自水泥烧成炉或熟料冷却器的高温废气流入，在不直接与该强大的废气流的主流发生干涉的状态下导入热分解气体，则可以防止热分解气体随着废气流掠过分解炉，从而能够使热分解气体和碳在分解炉内充分燃烧。作为一个，热分解气体在分解炉的停留时间至少在2秒以上，以850℃以上的温度燃烧为理想。

作为一个例子，也可以是，所述分解炉具有筒状周壁，从其筒轴方向的一端向另一端，形成所述烧成炉或熟料冷却器来的废气流的主流的情况下，在所述周壁上指向周方向设置导入口，以便能够围绕所述筒轴的周围旋转地导入热分解气体。这样导入分解炉内的热分解气体，围绕来自所述烧成炉的废气流的主流旋转，不直接与该主流发生干涉。

又，通常所述分解炉的周壁在上下方向上延伸，其下端流入来自烧成炉或熟料冷却器的废气构成喷流，指向上方。与其相反，也可以从气体导入口以相对于水平面向下倾斜规定的倾斜角度导入热分解气体，这样一来，热分解气体就不容易跟随废气流流动。通常由于从气化炉到水泥制造设备的气体输送通道基本上是水平的，因此在气体导入口至少向下倾斜即可。

但是如果向下倾斜过大，则热分解气体流的旋转成分（水平方向的速度）小，因此气体导入口相对于水平面的倾斜最大也要小于40度，最好是30度以下。而且从所述气体导入口来的热分解气体的流速高则有防止上述堆积物造成堵塞的效果，如果流速太高，则在气体导入口的压力损失增大，因此也可以以5～30m/s的流速导入热分解气体。

在这里，像上面所述的已有技术例（专利文献2）那样，烧成炉来的废气流入分解炉的周壁下端情况下，通常在该周壁下部设置将燃烧用的空气引入的空气导入口，但是也可以利用该空气导入口将燃烧用的空气引入，并且使该气流与热分解气体同样方向旋转流动地将其引入。如果这样做，热分解气体的旋转气流与该燃烧用空气的旋转气流一边相互加强，一边通过充分混合提高热分解气体的点火性能和燃烧性能。

为此，最好是空气导入口也设置为相对于水平面向下倾斜规定角度地延伸，同时在该空气导入口上方的规定距离上设置气体导入口。空气导入口的倾斜角度与气体导入口的倾斜角度大致相同，或比其稍小即可。

于是，在热分解气体的旋流下方保持适当间隔形成燃烧用空气的旋流，向上流动通过分解炉内的废气流首先与燃烧用空气的旋流发生干涉。因此废气的主流与热分解气体的旋流的干涉受到抑制。而且被上升的废气主流向上推的燃烧用空气旋流将热分解气体的旋流向上推，两者通过分解炉内向上形成螺旋状旋流，同时相互混合。

又，在上述分解炉下端连接流通从烧成炉来的废气的管道，但是该管道通常向下方延伸后发生L字形弯折，转向烧成炉的入口。于是，通过该L字形管道内向上方改变方向的废气流受到管道内壁面来的力的作用，向烧成炉一侧偏转，因此气体导入口也可以设置于烧成炉一侧的相反侧的周壁上。

而且，也可以在上述烧成炉的周壁上，在气体导入口近旁设置微细碳粉和重油那样的通常使用的燃料供给口。这样一来，比热分解气体着火性更好的燃料先着火，成为火种，可以期待能够提高热分解气体的着火性。在这种情况下，也可以减少这些燃料的供应量，避免微细碳粉和重油等燃料消耗空气。

而且，又，在上述废弃物处理设备中，气化炉设置两台以上的情况下，设置两个以上的气体输送通道以输送各气化炉来的热分解气体，也可以将各气体输送通道分别与上述分解炉的周壁的两个以上的气体导入口连通。在这种情况下，也可以两个以上的气体导入口相互在周方向上保持间隔配置。

如果改变看法，本发明是具有水泥烧成炉，对其烧成物进行冷却的熟料冷却器、以及来自该烧成炉或熟料冷却器任意一个的高温废气流入的分解炉的水泥制造设备，具备将废弃物的热分解气体在保持所含碳和灰分原封不动的情况下输送的气体输送通道、以及从该气体输送通道向分解炉内引入热分解气体，并且使该热分解气体的气流不与该分解炉内的来自上述烧成炉等废气流的主流发生干涉的气体导入单元。如果采用这种水泥制造设备，则能够以低成本实现废弃物的卫生处理。

如以上所述，如果采用本发明，用气化炉使废弃物气化，将发生的热分解气体在保持含有的碳和灰分原封不动的情况下向水泥制造设备的分解炉等输送，可以将其作为燃料使用。这时，使热分解气体的流量与从分解炉等来的废气流量之比限制在规定的流量比以下，以此能够抑制分解炉的温度变动，可以确保水泥制造设备运行时的稳定性。而且利用分解炉等的负压输送热分解气体，也能够将气化炉内保持负压状态。

而且，在将热分解气体导入分解炉的情况下，其在分解炉内的流动不直接与来自烧成炉或熟料冷却器的主流发生干涉的状态下，则可以防止热分解气体掠过分解炉，以在分解炉内充分燃烧。

附图说明

图1是本发明第1实施形态的废弃物处理设备以及水泥制造设备的系统图。

图2A是在上述水泥制造设备中从右侧观察旋转窑所示的分解炉的正视图。

图2B是从旋转窑侧观察分解炉的右侧面图。

图2C是变形例的分解炉的与图2B相当的图。

图3A是放大表示分解炉的下部的正视图。

图3B是放大表示分解炉的下部的右侧面图。

图3C是放大表示分解炉的下部的左侧面图。

图3D是放大表示分解炉的下部的俯视图，分解炉的一部分省略。

图4A是表示分解炉内的窑废气流的CFD模拟图。

图4B是表示燃烧用的空气流的与图4A相当的图。

图5A是表示设置两个气体导入口的变形例的与图3A相当的图。

图5B是表示设置两个气体导入口的变形例的与图3B相当的图。

图5C是表示设置两个气体导入口的变形例的与图3C相当的图。

图5D是表示设置两个气体导入口的变形例的与图3D相当的图。

图6是表示气导入口的倾斜角度与水平方向的气流速之间关系的曲线图。

图7是表示热分解气体导入口的高度方向的CO浓度的无因次标准偏差的推移的曲线图。

图8A是表示气化炉中发生的气体量的变动的一个例子的曲线图。

图8B是表示分解炉内的压力变动的一个例子的曲线图。

图8C是表示气化炉内的压力变动的模拟结果的曲线图。

图9是表示热分解气体流量与窑废气流量之比与气化炉内的压力之间的关系的模拟结果的曲线图。

图10A是表示热分解气体的流量比与从分解炉来的总废气流量比之间的相互关系的曲线图。

图10B是表示热分解气体的流量比与分解炉中的煤发热量比之间的相互关系的曲线图。

图11是冷却器废气流入分解炉的第2实施形态的与图1相当的图。

图12是具备具有旋转分解室和混合室的分解炉的变形例的与图1相当的图。

图13在周壁的中途具有环状的细腰部，向其近旁引入再燃烧用的空气的变形例的与图1相当的图。

图14是不具有分解炉的变形例的与图1相当的图。

具体实施方式

—第1实施形态—

下面参照附图对本发明的理想的实施形态进行说明。图1是第1实施形态的废弃物处理设备100以及与其相邻设置的水泥制造设备200的总体系统图。图中左侧表示的废弃物处理设备100在气化炉1中使废弃物热分解，将发生的气体（热分解气体）用在水泥的烧成工序中混合燃烧。该热分解气体的量为例如2～3万Nm3/h左右，比图中所示的水泥制造设备200的废气量（例如30万Nm3/h）少得多，因此废弃物处理设备100可以对已有的水泥厂几乎不加修改地设置于其附近。

―废弃物处理设备―

在废弃物处理设备100中收集例如家庭来的一般废弃物、包含废塑料的工业废弃物等以及包含可燃性物体的废弃物。这些废弃物通过陆上输送等运来，被投入槽2内的料斗2a，利用未图示的破碎机进行破碎。这样破碎过的废弃物利用吊车3输送到由投入料斗和传送带等构成的输送装置4，借助于该输送装置4的动作送到气化炉1。

输送装置4的输送带是例如螺旋输送器，通过改变其工作速度，可以调整每单位时间投入气化炉1的废弃物投入量。借助于此，能够与下面所述的流动化空气流量的调整一起抑制气化炉1的温度状态和热分解气体的发生量。

也就是说，作为一个例子，气化炉1是流动层式的气化炉，在炉内的下部形成的流动沙（流动介质）的层（流动层）借助于空气流动化。送往流动层的流动化空气在图例中利用电动送风机5从废弃物的槽2吸出，被提供给气化炉1。因此废弃物的槽2内保持于负压，异常臭味不容易泄漏到外部。又，在从送风机5到气化炉1的空气供给通道5a的中途，设置开度可以调整的调节风门（未图示），借助于此，可以以很好的响应特性对空气供给量进行控制。

而且可以改变上述送风机5的转速和调整调节风门的开度，以此调整流动化空气的流量。例如，如果增加流动化空气的流量，使所述废弃物的投入量增加，则气化炉1的层温度保持一定而热分解气体的发生量增大。气化炉1的流动层温度通常为500～600℃左右（最低也有450℃以上）。在该高温的流动层中，废弃物一边在流动沙的作用下分散，一边热分解，废弃物的一部分燃烧也促进热分解。

一般的废弃物发热量大约为1000～3000千卡/千克左右，因此其一部分燃烧能够将流动层的温度维持于适当温度，但是，因废弃物种类的关系，如果是其发热量小的（例如低于1000千卡/千克的）所谓低品位废弃物，则流动层的温度低。因此，本实施形态的气化炉1（具体结构未图示）靠近输送装置4设置微细碳粉供给装置7，以从废弃物投入口向气化炉1内投入作为辅助燃料的例如微细碳粉。

利用这种供给装置7从上方向流动层投入的微细碳粉的平均粒径为0.1～3mm左右。微细碳粉的粒径为0.1mm时，根据计算，其最后速度为约0.9m/s，比在气化炉1内上升的热分解气体和空气的流速（气体基准的空塔流速）稍低，因此其大部分飞散，对流动层的燃烧没有贡献。

另一方面，如果微细碳粉粒径过大，则很快就在流动层内下沉，恐怕对燃烧不大有贡献。粒径3.0mm的微细碳粉在500℃左右的流动层内燃烧所需要的时间约为粒径0.1mm的颗粒的数十倍，为了对层内的燃烧有贡献，必须确保颗粒在层内的滞留时间。在这里，粒径3.0mm的微细碳粉的最小流动化速度根据计算，约为1.8m/s，与流动层的空气基准的空塔流速相同，因此如果平均粒径在3.0mm以下则没有问题。

因此，根据需要提供微细碳粉，能够将流动层的温度维持于适当的范围，被投入的废弃物能够有效分解气化。该热分解气体从气化炉1的上部排出，借助于气体输送线6（气体输送通道）输送到水泥制造设备200。在热分解气体中，作为未燃烧成分的碳和灰分构成小颗粒浮游着，与热分解气体一起被输送。流动层式的气化炉1中，废弃物被流动沙的流动所粉碎，因此碳和灰分的粒径容易变小，这对于防止其附着、堆积是有利的。

在本实施形态中，从气化炉1来的气体如下所述利用分解炉20的负压输送，因此气化炉1内也保持负压，热分解气体不会向外部泄漏。热分解气体由于能够利用分解炉20的负压输送，所以在气体输送线6中不设置送风机。因此不用担心送风机的叶轮等上附着、堆积热分解气体中的碳和灰分引起故障。

但是在气体输送线6的管道内壁面上，随着时间的推移有附着、堆积碳和灰分等的情况发生，因此会造成压力损失的增加，所以在本实施形态中，在气体输送线6的中途在规定以上的间隔配设多个喷射装置6a。利用这个喷射装置6a，将未图示的压缩机提供的压缩空气间歇性地吹入管道中，能够将堆积的碳和灰分吹走。还有，在气体输送线6中途也设置开闭式的调节风门，可以在废弃物处理设备100的运行休止时将调节风门关闭。

相对于这样将废弃物的热分解气体从气化炉1的上部向气体输送线6排出，包含作为气化炉1中的热分解后的残渣的金属片的不燃烧物通过流动沙下层与流动沙一起从气化炉1的下端落下。也就是说，废弃物的残渣利用流动层进行所谓比重分离。这样从气化炉1排出的沙和不燃烧物利用未图示的传送带等输送，利用图外的分级装置分离的沙返回气化炉1。另一方面，利用分选装置从不燃烧物中选出金属成分，其余的不燃烧物用作水泥原料。

―水泥制造设备―

水泥制造设备200在图例中具备一般的NSP窑。水泥原料在作为预热器的悬挂式预热器10中预热后，用分解炉20加热到900℃左右（煅烧），在作为烧成炉的旋转窑30中，以1500℃左右的高温烧成。通过旋转窑30的烧成物在空气淬火冷却器40中骤冷，成为颗粒状的水泥熟料，然后送到图外的精制工序中。

上述悬挂式预热器10具有在上下方向并排设置的多级旋流器11。旋流器11分别一边利用旋流输送水泥原料一边与从下级吹入的高温废气进行热交换。该废气流如下所述，从旋转窑30来的高温废气（以下简称为“窑废气”）通过分解炉20内上升，被提供给最下一级的旋流器11。窑废气如图中虚线所示，通过旋流器逐级上升，到达最上一级的旋流器11，从该处向废气管线50流出。

如图所示，在废气管线50设置诱导窑废气将其往烟囱51送出的大容量的诱导通风机52，在该诱导通风机52的更前一侧、即废气流的上游侧，介入设置气体冷却器53（例如锅炉）以及集尘机54。诱导通风机52通过悬挂式预热器10和分解炉20从旋转窑30引导大量废气，同时还如上所述在分解炉20内形成负压，因此具有从气化炉1诱导热分解气体的功能。

另一方面，在悬挂式预热器10的各旋流器11中，如上所述水泥原料与高温窑废气进行热交换后，如图中实线所示，向下方降落，向下一级旋流器11移动。这样从最上一级的旋流器11依序逐级通过多个旋流器11时，水泥原料得到充分预热，从最下一级的上面一级旋流器11向分解炉20提供。

分解炉20在上下方向延伸地设置于旋转窑30的窑后部，详细情况将参照图2和图3下面叙述，向其下部流入来自旋转窑30的高温的窑废气，同时如上所述从旋流器11对其提供水泥原料。而且对分解炉20的下部提供来自上述气化炉的热分解气体和微细碳粉等，而且提供来自空气淬火冷却器40的高温的冷却器废气作为使其燃烧用的空气。这些热分解气体和燃烧用空气利用分解炉20内的负压吸引，换一种看法，就是利用窑废气同时还有诱导通风机52诱导。

在分解炉20的下端连接大概为L字形的下部管道21，将其再与旋转窑30之间加以连接，该下部管道21从分解炉20下端向下方延伸后向旋转窑30一侧弯折，大致水平延伸。通过该下部管道21向分解炉20下端送入高温的窑废气，作为喷流向上方吹。利用该窑废气流将水泥原料向上吹送。

在这样向上吹送通过分解炉20内部上升时，水泥原料被加热到900℃左右，石灰成分的80％～90％发生脱二氧化碳反应。然后通过连接于分解炉20最上部的上部管道22，向悬挂式预热器10的最下一级旋流器输送。在这里，窑废气与水泥原料分离，向上一级旋流器11移动，另一方面，水泥原料从旋流器11的下端落下，到达旋转窑30的入口。

旋转窑30是将一个例如70～100m的横向长圆筒状的旋转窑从入口向出口稍微向下倾斜配置形成的。旋转窑围绕其轴心缓慢旋转，以此将水泥原料向出口侧输送。在该出口侧配设燃烧装置31，煤、天然气、重油等燃烧产生的高温燃烧气体向入口侧喷出。被燃烧气体包围的水泥原料发生化学反应（水泥烧成反应），其一部分烧成到半熔融状态。

该水泥烧成物在空气淬火冷却器40中受到冷风骤冷，形成颗粒状的水泥熟料。而且，尽管图示及详细说明省略，水泥熟料储藏于熟料仓库后，添加石膏等进行成分调整，然后经过研磨粉碎为细粉（精加工工序）。另一方面，从烧成物中取得热量升高到800℃左右的冷却器废气，如上所述，作为燃烧用的空气提供给分解炉20。也就是说，回收废热使分解炉20中的燃烧用空气升温，以此谋求提高热效率。

—分解炉的详细结构—

下面参照所述图2A、2B、图3A～3D对本实施形态的分解炉20的结构，特别是能够合适地引入热分解气体和燃烧用空气用的结构进行详细说明。图2A是从右侧观察旋转窑30所示的分解炉20的正视图，图2B是从旋转窑30一侧观察分解炉的右侧面图。图2C示出下述变形例的分解炉。而图3A～图3C分别是放大表示分解炉20的下部的正视图、右侧面图、左侧视图，图3D是放大表示分解炉20的下部的俯视图，分解炉的一部分省略。

如图2A、2B所示，分解炉20为上下延伸的圆筒状，从其上端到下部的大部分为大致相同直径的侧壁部23（筒状周壁），在其下方连接下面较窄的斜壁部24。在该斜壁部24的下端连接大致为L字形的下部管道21的上端部。如上所述，高温的窑废气作为喷流通过下部管道21从旋转窑30流入，在分解炉20内从其下端向上吹。

如在图3A中的灰色箭头所示，在下部管道21内流通的窑废气流从旋转窑30的侧面（右侧）流入大概为L字形的下部管道21的水平部分，在曲折部分转向上方。这样流动的方向改变时，由于从下部管道21的内壁面受到的力的作用，通过分解炉20下部的上升的窑废气主流向旋转窑30一侧偏（图中有夸张表示）。

其后，窑废气的主流通过分解炉20内部一边上升一边慢慢往中心靠，而且受到燃烧用空气的旋流的影响，变得具有旋转成分。这样的窑废气流一边将水泥原料向上吹一边来到分解炉20上端从该处流向上部管道22，上部管道22向上方延伸后，向与下部管道21相反一侧弯曲，到达最下一级的旋流器11（参照图1）。

对分解炉20的下部提供作为燃料的微细碳粉和燃烧用的空气，使其以这样的窑废气流适当相互干涉，适度混合升温。也就是说，像放大表示于图3A～3C那样，在分解炉20下端的斜壁部24，以相对于水平面向下倾斜的状态设置燃烧用空气的导入口25。对该空气导入口25提供如上所述从空气淬火冷却器40来的高温的冷却器废气。

空气导入口25如图A的跟前一侧所示，设置于分解炉20的侧壁部23中的正面侧，如图3D所示，从上方观察时，不是向着分解炉20的中心的上下轴线20a（筒轴线），而是与其相对指向30～45度左右的圆周方向。因此从空气导入口25向分解炉20内导入的燃烧用空气流如图3B的白箭头所示，沿着斜壁部24内周，围绕上下轴线20a周围旋转。

又，空气导入口25的剖面形状在图例中为上底比下底长的台型，斜边按照分别对应的斜壁部24的倾斜度倾斜。空气导入口25的流入截面积比下述燃料供给口26和气体导入口27大，因此其流量也较大。该流量较多的燃烧用空气的旋流与从下方来的窑废气主流适度相互干涉。而且如图4B所示，空气流一边旋转一边向上，另一方面，窑废气流如图4A所示，一边上升一边旋转。

图4A、4B是CFD模拟图，从旋转窑30一侧观察，分解炉20内的窑废气流与燃烧用空气流分别用流线模拟表示。从图4A可知，从其下端形成喷流流入分解炉20内的窑废气主流推压从左侧空气导入口25引入的燃料用空气流（用白色箭头表示），使其向图中右侧偏，其后，以旋转成分缓慢地盘旋并上升。

另一方面，从图4B可知，从空气导入口25来的燃烧用空气流，在分解炉20的下端的斜壁部24一边旋转一边借助于下方来的窑废气流（灰色箭头所示）向上推，流向上方。燃烧用空气流的一部分跟着窑废气流主流急剧上升，但是另一部分气流卷绕着窑废气主流向上盘旋。

在分解炉20的侧壁部23的最下部，设置燃料供给口26，以便能够与这样一边盘旋一边向上的空气流混合。向该燃料供给口26提供的燃料是例如微细碳粉、天然气、重油等，使用微细碳粉的情况下，利用空气流对其进行输送，从燃料供给口26将其向分解炉20内吹入即可。采用天然气或重油作为燃料的情况下，以规定的压力将其从燃料供给口26喷射即可。

如图3A～3C分别所示，两个燃料供给口26在侧壁部23的正面侧和背面侧分别大致水平延伸设置。又，从图3D可知，两个燃料供给口26在旋转窑30一侧和其相反侧偏开平行设置。换句话说，两个燃料供给口26在同一圆周上相互偏开大约180度相位在其圆周的切线方向上设置，以便能够分别沿着侧壁部23的内周吹入燃料。

而且这两个燃料供给口26中，侧壁部23的正面侧的燃料供给口的正上方附近设置热分解气体的导入口27，在其上方设置水泥原料投入口28。气体导入口27将如上所述利用气体输送管线6从废物处理设备100输送来的热分解气体以下面说明的规定的状态引入分解炉20内。又，从原料导入口28投入如上所述从旋流器11落下来的水泥原料。

如图3A～3C所示，气体导入口27在空气导入口25上方以规定的间隔（例如2～6m）设置，在图例中，与空气导入口25一样相对于水平面向下导入热分解气体。又，从图3D可知，气体导入口27在分解炉20的侧壁部23设置于旋转窑30一侧的相反侧，指向周方向，以便沿着该周壁部23的内周导入热分解气体。

从该气体导入口27导入的热分解气体沿着分解炉20的侧壁部23的内周流动，如图3B的黑箭头所示，在燃烧用空气的旋流（白箭头所示）上方并排着围绕上下轴线20a周围旋转。换句话说，从气体导入口27导入的热分解气体围绕通过分解炉20的大致中央向上吹的窑废气的主流周围旋转流动，与该主流不直接发生干涉。

又，在热分解气体旋流的下方形成更多流量的燃烧用空气的旋流以此抑制热分解气流与窑废气流的干涉。也就是说，参照图4A等，如上所述窑废气的主流在分解炉20下部受到燃烧用空气流的推压偏向空气导入口25的相反侧，因为这样能够将热分解气体引向窑废气主流偏向的一侧的相反侧。

而且，在本实施形态中，参照图3A等，如上所述，在L字形的下部管道21，弯折的窑废气主流在通过分解炉20下部上升时偏向旋转窑30一侧，而将热分解气体引向与其相反的一侧，借助于此，能够抑制热分解气流与窑废气流之间的干涉。

这样做，抑制了热分解气流与窑废气流之间的相互干涉，另一方面，参照图4B，如上所述，燃烧用空气的旋流与下方来的窑废气流相互干涉充分升温，同时被向上推。这样被向上推的燃烧用空气流与在其上方并排旋转的热分解气流充分混合并且上升时，热分解气体能够充分燃烧。

在这里，对关于使将热分解气体导向分解炉20的方向不同以进行调查的结果进行说明。例如，图3D所示，以旋转窑30一侧为基准，用角度θ₁表示气体导入口27的水平面内的位置和方向；如图3C所示，用角度θ₂表示相对于气体导入口27的水平面向下倾斜的角度。对于该向下倾斜的角度θ₂，由于从气化炉1到旋转窑30一侧的气体输送管线6基本上是水平的，因此在气体导入口27至少向下倾斜（θ₂＞0）就特别没有问题。但是如图6所示，如果θ₂过大，则热分解气流的旋转成分（水平方向的速度）小，因此θ₂最大也只能在40度以下，30度以下是理想的。

还有，从热分解气体与窑废气或燃烧用空气的混合的考虑出发，可以说气体导入口27处的热分解气体的流速越高越好，但是如果流速高起来，则气体导入口27的压力损失变大，例如在气体的流速为30m/s的情况下为0.3～0.5kPa左右。因此，为了使在气体导入口27的压力损失不变得过大，热分解气体的流速在30m/s以下是理想的。另一方面，如果气体流速慢，则气体的旋转力小，过多伴随窑废气流，因此气体流速最好是与窑废气流速相同水平的5m/s以上。

而且，图7表示为调查热分解气体中的一氧化碳（CO）在分解炉20内的扩散状况而实施的模拟的结果。图7的横轴表示从热分解气体投入口起算的高度，纵轴表示一氧化碳浓度的无因次标准偏差，也就是说，一氧化碳浓度的无因次标准偏差越小，则被认为分解炉20内热分解气体的混合越好。在本模拟中没有考虑一氧化碳的燃烧。

从图7可知，在热分解气体投入口附近，一氧化碳浓度的无因次标准偏差大，热分解气体的混合不充分。可知从热分解气体投入口越是向上，一氧化碳浓度的无因次标准偏越是变小，热分解气体与空气的混合得到促进。

还有，该图中的情况A、情况C1、情况C2、情况D1、情况D2表示将热分解气体导入分解炉20的方向不同的5种情况。具体地说，方便使如图3D所示气体导入口27的水平面内的方向以旋转窑30一侧为基准表示的θ₁有3种不同角度以及如图3C所示气体导入口27相对于水平面内向下倾斜的角度θ₂有 2种不同角度。更具体地的表示见下表。

	情况A	情况C1	情况C2	情况D1	情况D2
θ1	70度	95度	95度	135度	135度
θ2	20度	20度	25度	20度	25度

如果仔细观看图7的曲线，可知情况A即θ₁为70度时，随着从热分解气体导入口27起的高度变高，与情况C1、情况C2、情况D1、情况D2相比，热分解气体与空气的混合变差。又将情况C1、情况C2、即θ₁为95度的情况与情况D1、情况D2、即θ₁为135度的情况相比，最后了解到在情况D1、情况D2的情况下的热分解气体与空气的混合稍好。另一方面，对于气体导入口27的倾斜角度，在θ₂为20度时和25度时看不出有意义的差别。

在以上所述结构的分解炉20中，如上所述，在气化炉1中发生的热分解气体在碳和灰分含量不变的状态下利用输送管线6输送。从旋转窑30来的高温窑废气流入此分解炉20，形成喷流向上方吹，但是导入热分解气体时，不直接使其与该窑废气主流发生干涉，因此该热分解气体和碳没有被刮走，能够在分解炉20内充分燃烧。

即，从设置于分解炉20的周壁部23的下部的气体导入口27将热分解气体围绕着窑废气主流周围旋转地引入，同时在其下方形成更大流量的燃烧用空气的旋流，如果使其先与来自下方的窑废气流发生干涉，则能够可靠抑制窑废气流将热分解气体刮走的情况的发生。

然后将借助于窑废气提高温度的燃烧用空气与并行旋转的热分解气体充分混合，提高其点火性能和燃烧性能，然后从靠近气体导入口27设置的燃料供给口26提供微细碳粉那样的燃料，将其点火使其燃烧，这可望进一步提高作为火种的热分解气体的点火性能。

―分解炉的变形例―

而且，如上所述，第1实施形态中，对水泥制造设备200的分解炉20引入热分解气体，使其气流围绕窑废气的主流周围旋转，同时在其下方导入燃烧用空气使其并排旋转，但是并不限于此。

也就是说，燃烧用的空气也可以在热分解气体的旋流上方引入分解炉20内，也可以燃烧用空气和热分解气体两者都不旋转地引入。简而言之，使热分解气体不与分解炉20内的窑废气主流直接发生干涉地导入即可，因此在例如窑废气作为旋流流入分解炉20内的情况下，也可以沿着该旋流的旋转中心引入热分解气体。

又，第1实施形态中，将热分解气体和燃烧用空气引入分解炉20的周壁部23上旋转窑30一侧的相反侧，但是不限于此，例如也可以引入旋转窑30一侧，也可以如图2C所示在空气导入口25的中途连接气体导入口27 ，先将热分解气体和燃料用空气混合再使其流入分解炉20。

又，热分解气体的导入口27的数目也不限于一个。假如在废弃物处理设备100中，气化炉1设置两个以上，则也可以利用各气体输送管线6从各气化炉1将输送的热分解气体引入各分解炉20内。

例如，在图5A～5D中表示出在分解炉20中设置两个气体导入口27的变形例。在该变形例中，只是气体导入口27的数目和位置不同于第1实施形态的分解炉20，其他都相同。如图5A～5C所示，在变形例的分解炉20中，两个气体导入口27在旋转窑30一侧和其相反侧分别与第1实施形态一样相对于水平面向下倾斜设置。

又，如图5D所示，在俯视时，两个气体导入口27指向圆周方向，分别沿着侧壁部23内周引导热分解气体，相互相位相差180度平行设置。也就是说，两个气体导入口27在同一圆周上引导热分解气体形成相同的旋流。这样强化旋流的旋转成分同时尽量将热分解气体引向相离的部位，以此进一步提高热分解气体的燃烧性能。

—抽气线—

在如上所述的结构的基础上，如图1所示，还在本实施形态的水泥制造设备200中，为了防止通过悬挂式预热器10和分解炉20循环时气体中的氯成分和碱成分浓缩，设置旁通管线60。也就是说，像本实施形态这样在水泥制造设备中混烧废弃物的热分解气体时，在原来在废弃物中包含的氯成分和碱成分在的影响下水泥熟料中的氯成分和碱成分浓度有变高的倾向，也可能有发生附着的麻烦。

因此，在图示的水泥制造设备200中，利用连接于分解炉20的下部（或下部管道21）的旁通管线60将气体的一部分抽出，在用冷却器60冷却后送往旋流器62（分级器）将灰尘分级。利用风扇63对冷却器61送冷风，通过将抽出的气体骤冷到氯化物等的熔点以下，将抽出的气体中的氯成分或碱成分作为固体（灰尘）分离。

然后在旋流器62中将抽出的气体中的灰尘分级为粗粉和微粉，几乎不包含氯和碱成分的粗粉从旋流器62的下端落下，借助于一部分省略表示的回流管线60a返回分解炉20。另一方面，氯成分和碱成分浓度高的微粉和从旋流器62抽出的抽气一起被排出到旁通管线60的下游侧管线60b，由集尘机54捕集。

还有，在图1中，表示出将旁通管线60的下游侧管线60b连接于废气管线50的中途，共用将窑废气送往烟囱51用的诱导通风机52、气体冷却器53、以及集尘机54，但是实际设备中设置专门用于旁通管线60的诱导通风机、气体冷却器、以及集尘机，使其独立于废气管线50。

―热分解气体的流量比―

如上所述，在本实施形态的废物处理设备100中，利用在水泥制造设备200中诱导窑废气用的负压，从气化炉1中引导出热分解气体，利用气体传送管线6输送到分解炉20。也就是说，在分解炉20中，利用诱导通风机52诱导窑废气，形成负压状态，如果这些废气的流量足够多，则即使与其相对数量较少的热分解气体流入，也能够维持足够大的负压。

在本实施形态中，水泥制造设备200的废气量为气化炉1发生的热分解气体的量的十倍以上，因此分解炉20的负压状态是稳定的，因此，也可以利用该稳定的负压，输送从气化炉1来的热分解气体，在气体输送管线6上不设置送风机。又，气化炉1内也保持负压，热分解气体不泄漏到外部。

但是，热分解气体的流量如果多，则分解炉20的燃烧状态和气化炉1中的热分解气体的发生量等发生变动时，气化炉1暂时不能保持负压状态，热分解气体也又可能向外部泄漏。本发明的发明人一边阶段性地增大热分解气体相对于窑废气流量的流量比，一边利用模拟确认由此引起的气化炉1内的压力变化。

首先，图8A～8C表示像本实施形态这样将流量比定为1/10左右时的模拟结果。图8A表示考虑送往气化炉1的流动层的空气量的变动，以其作为外部扰动提供时的气化炉1的热分解气体的发生量的变动状态。该气体量的变动借助于模拟求出。另一方面，借助于使用实际水泥分解炉的试验，测定其内部气压的变动状态，图8B的曲线是将该变动幅度扩大到3倍的结果。

根据上述气化炉气体发生量的变动和分解炉气体压力的变动进行模拟时，像图8C所示，得到表示气化炉1内的气体压力变动的曲线。可知该气体压力即使是最大也在－0.5kPa以下，流量比为1/10的有余地的状态下，即使热分解气体发生量有变动，气化炉1内也能够保持合适的负压状态。

下面，图9表示热分解气体流量的流量比与气化炉1内的压力之间的关系。关系曲线中，实线表示某一流量比下气化炉1内的压力平均值，考虑如上所述变动的是虚线所示的关系曲线。如关系曲线的左端（流量比＝0）所示，窑单独运行时的分解炉压力采用－0.9kPa。随着流量比的增大、即热分解气体发生量的增大，气化炉1内的压力变高，变得接近大气压。

根据关系曲线可知，如果像本实施形态这样流量比为0.1＝1/10左右，则气化炉1内的压力为－0.5～－0.7kPa，热分解气体的流量比为0.2左右时，像用实线所示的关系曲线表示的那样，气化炉内压的平均值大概为大气压（0）。根据这种情况，可以说，为了以其负压将来自气化炉1的热分解气体输送到水泥的分解炉20，必须将热分解气体的流量降低到窑废气的流量的1/5以下。

但是，上述模拟几乎没有对现有的水泥厂作任何修改，是对于在其附近设置废弃物处理设备100的情况进行的模拟。也就是说，通常在水泥厂中，使排出窑废气的诱导通风机52的容量有10％左右的余量，如上所述，热分解气体流量变多，不能够将气化炉1内维持于负压，是在借助于热分解气体的供给，使来自分解炉20的废气流量增加10％左右时。

在这里，一般的废弃物的发热量为1000～3000千卡/千克，比煤等低，因此单位燃料气体量的发热量也小。因此，如果以利用在分解炉20中的燃烧确保必要的发热量为前提，如果加上发热量低的废弃物来的热分解气体，则包括来自分解炉20的废气、即热分解气体和微细碳粉的燃烧气体与窑废气加在一起的废气总流量增大。

例如，将煤的发热量假定为5500千卡/千克试算，则加上热分解气体产生的总废气流量变化如图10A的关系曲线所示。该管线曲线的横轴是热分解气体的流量与窑废气流量之比，纵轴是总废气流量比、即不加上热分解气体时，为基准的分解炉20来的总废气流量的增加比例。根据该图，可知热分解气体流量比越大，则来自分解炉20的总废气流量越是增大。

又如图中实线、虚线、点划线、依序所示，废弃物的发热量越低，则即使是相同流量比，总废气流量也变多。各关系曲线所示的废弃物发热量分别为2500千卡/千克、1400千卡/千克、1000千卡/千克。如虚线表示的关系曲线所示，如果废弃物的发热量为1400千卡/千克，热分解气体的流量比为0.2时，总废气流量比为1.1。参照图9，如上所述，这对应于水泥工厂中的窑废气的通风系统有10％左右的余量时，如果流量比为0.2，则对应于气化炉1内为正压。

与其相对，如果增强已有的水泥厂的窑废气的通风系统，或在新建设水泥厂时将通风系统的余量设置得比较大，则即使是流量比进一步增大，也能够将气化炉1内维持于负压，假如有20～25％左右的余量，则根据上述图10A的点划线所示的关系曲线，即使是废弃物的发热量为相当低的1000千卡/千克时，也可以使流量比增大到0.3左右。

在下面的图10B的关系曲线中，纵轴是分解炉20的燃烧产生的热量中微细碳粉的燃烧产生的热量的比例（煤发热量比），调查与横轴的流量比之间的相关关系。流量比越高，则燃料中热分解气体所占的比例越高，因此煤发热量比变低，热分解气体的发热量越大，则其程度也就是依着点划线、虚线、实线的顺序逐步增强。

又可以知道，越是流量比高的时候，热分解气体发热量的不同引起的煤发热量比的变化越大，由于热分解气体发热量的波动而引起的燃烧温度的变大。也就是说，热分解气体的流量比越高，则废弃物种类等的不同而引起的发热量的变动被强烈地反映于分解炉20的燃烧温度，分解炉20的温度发生变动。

对于这一点，观看图10B的三条关系曲线时，煤发热量比的平均值约为0.8是在流量比为0.3时，换句话说，那时热分解气体和微细碳粉的燃烧产生的发热量中约80％是微细碳粉的燃烧产生的热量。也就是说，如果使热分解气体的流量比为0.3以下，则可以使微细碳粉的燃烧对于分解炉20的温度处于支配地位，可以说即使热分解气体的发热量的波动大，也能够实现水泥制造设备200的稳定运行。

在本实施例中，通过控制输送装置4的工作速度调整向气化炉1的废弃物投入量，使流量比为1/10左右，同时利用对送风机5的转速控制和对调节风门开度的控制进行调整，控制热分解气体的发生量。作为一个例子，也可以测定气化炉1的负压和气体输送管线6中的热分解气体的流量、或测量分解炉20的负压和废气流量等，根据该计测值进行控制。

如上所述，第1实施形态的废弃物处理设备100中，在气化炉1中，由废弃物发生的热分解气体在保持所含的碳和灰分保持原封不动的情况下，利用输送管线6送到水泥制造设备200，被引入分解炉20。这时热分解气体的流量相对于窑废气的流量比被限制于规定值以下，因此能够抑制分解炉20的温度变动，能够确保水泥制造设备200的运行安全。

又，借助于分解炉20的负压输送热分解气体，能够将气体输送管线6和气化炉1内维持于负压状态，因此在气体输送管线6不设置送风机也可以，不用担心热分解气体中的碳和灰分等附着，堆积于送风机的叶轮等造成故障。也能够防止气化炉1来的热分解气体的泄漏。

而且假如由于某种故障造成气化炉1运行停止，停止向分解炉20提供热分解气体和碳，只要相应增加微细碳粉等辅助燃料的供应，也能够使分解炉20运行不受影响。

又，气化炉1采用流动层式的气化炉，借助于流动沙的流动将废弃物粉碎到很细的程度，因此热分解气体中的碳和灰分的粒径也容易变小，有利于抑制气体输送管线6中的碳和灰分的附着、堆积。而且通过提供微细碳粉作为附着燃料，即使在处理低品位的废弃物的情况下，也能够充分提高气化炉1的温度，这也有利于抑制气体输送管线6中的碳和灰分等的附着、堆积。

而且，在气体输送管线6的中途配设多个喷射装置6a，间歇性地喷入压缩空气，借助于此，也能够去除堆积在气体输送管线6的内部的碳和灰分。而且对于将热分解气体导入分解炉20的气体导入口27，通过使其向下倾斜，能够抑制碳和灰尘的附着、堆积。

―第2实施形态―

下面参照图11对本发明第2实施形态的废弃物处理设备和水泥制造设备进行说明。该图相当于上述第1实施形态的图1。还有，在该实施形态中，水泥制造设备200的悬挂式预热器10和分解炉20的结构不同于第1实施形态，但是对于分解炉20，除了没有空气导入口25外，与第1实施形态相同，因此标以相同的符号20。除此以外的相同构成的构件，也标以相同的符号并省略其说明。

又，在该图中，气体输送管线6的一部分被悬挂式预热器10所遮蔽，因此配设装置6a的图示省略，同样，为了方便也省略旁通管线60的图示，但是与第1实施形态一样，在气体输送管线6配设多个喷射装置6a，又具备旁通管线60、冷却器61、旋流器62等。

而且本第2实施形态的水泥制造设备200中，悬挂式预热器10分为两个系统，每一系统具备例如5级旋流器11。在图左侧的系统中，从下级吹入窑废气，除了没有设置分解炉20外，与第1实施形态相同。另一方面，图右侧的系统中，设有分解炉20，但是这里流入的不是窑废气，而是来自空气淬火冷却器40的高温冷却废气。

冷却废气与第1实施形态的窑废气一样流入分解炉20下端，作为喷流向上方吹（图中点划线所示）。该冷却废气与被引入分解炉20内的热分解气体混合，一边使其燃烧一边将水泥原料向上吹，从上部管道22到最下一级的旋流器。而且逐级通过旋流器11上升，从最上一级的旋流器11向废气管线50流出。

对分解炉20下部（详细图示省略），与第1实施形态一样从旋流器11提供水泥原料，又，设置从气化炉1引入热分解气体的气体导入口27，但是不设置使其燃烧用的空气的导入口25。因为如上面所述，通过分解炉20向上吹的冷却废气不同于窑废气，含有大量氧气。

除了这点外，分解炉20的结构与第1实施形态相同，将热分解气体的流量控制在冷却废气的流量的1/10左右，同时将其作为回旋流从气体导入口的27引入分解炉20。也就是说，在此实施形态中，热分解气体以不直接与冷却废气的主流发生干涉的状态引入分解炉20。又，热分解气体从相对于水平面向下倾斜设置的气体导入口27被引向分解炉20内。

而，热分解气体不随着冷却废气的主流掠过分解炉20，而是螺旋状围绕与被吹上来的冷却废气主流周围一边旋转一边慢慢混合后充分燃烧。利用该燃烧使冷却废气的温度提高到900℃以上，借助于此，促进被吹上来的水泥原料的煅烧（脱二氧化碳反应）。

又，在废弃物来的热分解气体中，有时候含有二氧(杂)芑，为了使其分解，需要维持约2秒钟以上的时间，850℃以上的气氛，但本实施形态中，在分解炉20内燃烧的热分解气体的温度被维持4秒钟以上、900℃以上温度，二氧(杂)芑能充分分解。

而且在该第2实施形态中，也是热分解气体的流量被抑制于冷却废气的流量的1/10左右，因此其发热量即使因废弃物的种类等而变动，分解炉20的温度变动也不会太大。又，热分解气体利用在分解炉20中生成的负压进行输送。

从而，如本第2实施形态所述，即使是使冷却废气流入分解炉20那样的情况下，通过将气化炉1来的热分解气体相对于该分解炉20来的废气的流量比限制于规定的流量比以下能够是水泥制造设备200进行安全的运行，同时能够只利用分解炉20的负压输送热分解气体。因此在气体输送管线6不设置送风机亦可，因此不必担心其故障。

―其他实施形态―

图12和图13分别表示水泥制造设备200的分解炉的构成不同的实施形态的变形例。又，图14表示没有分解炉的情况。这些实施形态除了关于分解炉的结构以外都与上述第1实施形态相同，因此对于相同的构件标以相同的符号并省略其说明。

首先，图12所示的实施形态的分解炉70与第1实施形态的分解炉一样，具有设置于旋转窑30的窑后部的混合室71。以及与其下部连通的旋转分解室72，在该旋转分解室72配设燃烧装置73。喷出煤、天然气、重油等燃烧产生的高温燃气。在图中所示的旋转分解室72中，作为旋转流导入来自空气淬火冷却器40的高温冷却器废气（空气），同时从最下一级的上面一级旋流器11提供预热的水泥原料。

该水泥原料一边接受来自燃烧装置73的燃气的煅烧一边向混合室71移动，在这里，借助于从下方来的窑废气的喷流将水泥原料向上吹。也就是说，在混合室71、包含水泥原料的燃气流与窑废气流混合，两者一边混合一边上升。在随着上升气流被向上吹时，水泥原料得到充分煅烧，从混合室71的最上部出口通过管道向最下一级的旋流器11输送。还有，只要将来自气化炉1的热分解气体引入从旋转窑30的入口到混合室71的出口之间，或旋转分解炉72与混合室71之间即可。

另一方面，图13所示的实施形态的分解炉75具有大概与第1实施形态相同的结构，在旋转窑30的窑后部设置为向上下方向延伸的结构，在该上下方向的大致中央部位形成环状的细腰部75a，形成在该细腰部75a也能够向分解炉75内引入空气的结构。

也就是说，与上述第1实施形态一样，能够向分解炉75下部导入作为旋转流的来自空气淬火冷却器40的高温冷却废气，但是借助于从该冷却器废气的供给路分叉出的分叉路，将冷却器废气的一部分引入上述细腰部75a，从在该处形成的导入口将其导入分解炉75内。这样导入的冷却器废气的一部分被作为再燃烧用的空气被提供到通过分解炉75内上升的窑废气的喷流中。在该实施形态中也是将气化炉1来的热分解气体引入从旋转窑30的入口到分解炉75的出口之间即可。

而且，在图14所示的实施形态中，不设置分解炉，连接于旋转窑30的入口的下部管道21与连接于悬挂式预热器10的最下一级的旋流器11的上部管道22之间利用上升管道29连接。对该上升管道29分别提供水泥原料和气化炉1来的热分解气体，利用窑废气的喷流将其向上吹。热分解气体与窑废气中包含的氧发生反应在上升管29和悬挂式预热器10中燃烧。

还有，上述各实施形态的说明不过是例示，本发明无意限制其适用物体或其用途。例如上述各实施形态等中，只利用水泥分解炉20的负压输送热分解气体，但是并不限于此。利用分解炉的负压输送热分解气体这件事情不意味着排除辅助性附加送风机，而意味着不设送风机也能够利用负压将热分解气体输送到分解炉20，能够将气化炉1内维持于负压状态。

又，如果是只要处理发热量为例如1000千卡/千克以上的一般的废弃物即可，通过燃烧其一部分就能够将气化炉1的流动层维持于合适的温度，因此不必像上述各实施形态那样提供辅助燃料，也可以省去为此而设置的微细碳粉供给装置7。同样，如果是只处理含氯和含碱比较少的废弃物，则也可以在上述各实施形态中省去旁通管线60。

又，在上述各实施形态中，在从气化炉1到分解炉20的气体输送管线6上配设喷射装置6a，以便能够将堆积的碳和灰分等吹走，但是也可以将其省略。

还有，对于废弃物处理设备100的气化炉1和水泥制造设备200的窑（烧成炉）等的构造，也不限定于上述各实施形态。气化炉1不限于流动层式，同样也可以采用低温气化方式的窑式，也可以采用高温气化方式。又，烧成炉也不限于旋转窑30。例如也可以式流动层窑。

又，上述各实施形态中，作为提供给气化炉1的废弃物设想为来自家庭的一般废弃物和包含废塑料的工业废弃物等，但是并不限于此，也可以对气化炉1提供间伐木材（Thinned wood）、木屑等木质废弃物、或家畜的粪尿、下水道污泥那样的其他动植物燃料废弃物。

工业应用性

如果采用本发明，则能够将气化炉发生的废弃物的热分解气体，在保持所含的碳和灰分原封不动的情况下，向水泥分解炉输送，使其燃烧，因此能够有效利用已有的水泥制造设备，以低成本实现废弃物的卫生处理，工业应用价值很高。

符号说明：

100 废弃物处理设备；

1 气化炉；

6 气体输送线（气体输送通道）；

6a 喷射装置；

7 微细碳粉的供给装置；

200 水泥制造设备；

10 悬挂式预热器；

20 分解炉；

21 下部管道；

23 侧壁部（筒状侧壁）；

24 倾斜部；

25 空气供给口；

26 燃料供给口；

27 气体导入口（气体导入单元）；

30 旋转窑（烧成炉）；

40 空气淬火冷却器（熟料冷却器）。

Claims (18)

1. 一种邻近水泥制造设备设置的废弃物处理设备，具备

   使废弃物气化发生热分解气体的气化炉、以及

   将在所述气化炉发生的热分解气体在保持所含的碳和灰分原封不动的情况下输送到所述水泥制造设备的预热器至水泥分解炉的气体输送通道；

   其中，来自所述气化炉的热分解气体的流量与从所述预热器至水泥分解炉排出的废气的流量之比被限制于规定的流量比以下。
2. 根据权利要求1所述的废弃物处理设备，其特征在于，至少调整所述气化炉的废弃物投入量，使所述热分解气体的流量与从所述水泥分解炉排出的废气的流量之比在所述规定的流量比以下。
3. 根据权利要求2所述的废弃物处理设备，其特征在于，所述气体输送通道将所述热分解气体从所述气化炉输送到所述水泥分解炉，所述气化炉的废弃物投入量与空气供给量根据该气化炉和所述水泥分解炉中的至少一方的压力调整
4. 根据权利要求1～3中的任一项所述的废弃物处理设备，其特征在于，所述规定的流量比为0.3。
5. 根据权利要求1所述的废弃物处理设备，其特征在于，所述气化炉是流动层式的气化炉。
6. 根据权利要求5所述的废弃物处理设备，其特征在于，所述气化炉形成能够提供辅助燃料的结构。
7. 根据权利要求6所述的废弃物处理设备，其特征在于，平均粒径为0.1～3mm的粉末状辅助燃料被投入到所述气化炉内的流动层。
8. 根据权利要求1所述的废弃物处理设备，其特征在于，配设喷射装置以在所述气体输送通道的中途吹入压缩空气。
9. 根据权利要求1所述的废物处理设备，其特征在于，来自所述水泥制造设备的水泥烧成炉或熟料冷却器中的任意一个的高温废气流入所述水泥分解炉，

   所述气体输送通道将所述热分解气体从所述气化炉输送到所述水泥分解炉，

   所述废弃物处理设备还具备以热分解气体的气流不直接与流入所述水泥分解炉内的所述高温废气的主流发生干涉的形态从所述气体输送通道向所述分解炉内引入热分解气体的气体导入单元。
10. 根据权利要求9所述的废弃物处理设备，其特征在于，被引入所述水泥分解炉的所述热分解气体滞留于水泥分解炉时至少有2秒钟以上以850℃以上的温度燃烧。
11. 根据权利要求10所述的废弃物处理设备，其特征在于，

    所述水泥分解炉具有筒状周壁，从其筒轴方向的一端向另一端，形成来自所述烧成炉或熟料冷却器的废气流的主流；

    所述气体导入单元由在所述筒状周壁上指向周方向设置，围绕所述筒轴的周围旋转地导入热分解气体的气体导入口构成。
12. 根据权利要求11所述的废弃物处理设备，其特征在于，

    所述水泥分解炉的筒状周壁在上下方向上延伸，流入其下端的来自所述烧成炉或熟料冷却器的废气构成喷流，指向上方；

    另一方面，所述气体导入口以相对于水平面向下倾斜比0度大且在40度以下的倾斜角度导入热分解气体。
13. 根据权利要求12所述的废弃物处理设备，其特征在于，从所述气体导入口以5～30m/s的流速导入热分解气体。
14. 根据权利要求11所述的废弃物处理设备，其特征在于，

    来自所述烧成炉的废气流入所述水泥分解炉的筒状周壁的下端，另一方面，在该筒状周壁下部，设置导入燃烧用的空气的空气导入口，在与热分解气体相同的方向上形成旋转气流；

    在所述空气导入口的上方，以规定的间隔设置所述气体导入口。
15. 根据权利要求14所述的废弃物处理设备，其特征在于，所述空气导入口以相对于水平面向下倾斜规定的倾斜角度引入燃烧用的空气。
16. 根据权利要求14所述的废弃物处理设备，其特征在于，

    在所述水泥分解炉的下端连接向下方延伸后L字形折曲地到达所述烧成炉的入口的管道；

    所述气体导入口在所述水泥分解炉的筒状周壁中设置于所述烧成炉一侧的相反侧。
17. 根据权利要求11所述的废弃物处理设备，其特征在于，在所述水泥分解炉的筒状周壁上所述气体导入口近旁设置燃料供给口。
18. 根据权利要求11所述的废弃物处理设备，其特征在于，设置两台以上的所述气化炉，从各个气化炉输送热分解气体的两条以上的气体输送通道分别与所述水泥分解炉的筒状周壁上设置的两个以上的气体导入口连通。

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