JP2000283435A - 廃棄物処理方法及び廃棄物処理システム - Google Patents

廃棄物処理方法及び廃棄物処理システム

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JP2000283435A JP9441599A JP9441599A JP2000283435A JP 2000283435 A JP2000283435 A JP 2000283435A JP 9441599 A JP9441599 A JP 9441599A JP 9441599 A JP9441599 A JP 9441599A JP 2000283435 A JP2000283435 A JP 2000283435A
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禎 石野森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物の熱分解ガスから塩素分を除去して排
熱回収ボイラで燃焼させることにより単位時間あたりの
廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の
向上を図ることを目的とする。 【解決手段】 廃棄物Hのチャー(炭化物)Tを石炭C
と混合して火力発電装置Xで燃焼させ廃棄物Hを処理す
る方法であって、火力発電装置Xは、ガスタービン4駆
動用の可燃性ガスFを生成する石炭ガス化設備1と、可
燃性ガスFを燃焼して蒸気タービン9駆動用の蒸気を発
生する排熱回収ボイラ8とを備え、廃棄物Hを熱分解炉
14で加熱して熱分解ガスSとチャーTとに熱分解さ
せ、チャーTを主搬送経路16を介して石炭Cと混合
し、塩素除去装置19で熱分解ガスS中から塩素分を除
去して脱塩素化熱分解ガスDを生成し、脱塩素化熱分解
ガスDを熱源装置22で燃焼して排熱回収ボイラ8の熱
源としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を炭化して
この炭化物を火力発電装置で燃焼することにより廃棄物
を処理する方法およびシステムに関し、特に、廃棄物に
含有する塩素分の一部を除去した状態で火力発電装置で
燃焼させる技術に関する。なお、本明細書において、廃
棄物とは、紙類,廃プラスチックなどの都市ゴミや、わ
ら,木材チップ,廃パルプなどのバイオマス系の産業廃
棄物を含む意で用いている。
【0002】
【従来の技術】近年、紙類,廃プラスチックなどの都市
ゴミや、わら,木材チップ,廃パルプなどのバイオマス
系の産業廃棄物を各種燃料として再利用することが提案
され、これによりゴミ(廃棄物)のエネルギ利用効率の
向上が期待される。そのため、ゴミ焼却炉によるボイラ
発電も提案されているが、ゴミ焼却の際に生じる塩化水
素がボイラチューブを腐食させるためボイラを過酷な条
件で運転できないことや、ゴミが多くの水分を含んでい
るため燃焼温度が低いことなどから、発電効率が悪い。
さらに、ゴミ焼却で発生する灰を廃棄するには多大なコ
ストを必要とするため経済的ではない。
【0003】従って、廃棄物を火力発電所に既に設置さ
れている石炭焚き事業用ボイラや石炭ガス化設備の燃料
として使用することも考えられ、これにより廃棄物処理
のための焼却炉が不要となるが、廃棄物をこのような事
業用ボイラ等に直接投入することは難しい。というの
も、事業用ボイラ等はバーナーなどの構造上廃棄物を直
接燃焼するのが難しいのに加え、排ガス規制やボイラチ
ューブの腐食防止のため燃料の質の管理が厳しく行われ
ており、燃料としての質が不安定な都市ゴミなどでは対
応できないことに起因する。
【0004】また、特開平10−244176号公報で
は、廃プラスチックなどの有機系廃棄物を石炭焚きボイ
ラの燃料として適用する技術が開示されている。これ
は、有機系廃棄物を予め酸素不足雰囲気で200〜50
0℃の温度範囲で加熱処理し、この加熱処理によって生
じたガスをボイラで燃焼させ、さらに、加熱処理後にロ
ーラミルで粉砕した固形物(炭素を主成分とするいわゆ
る炭化物)を燃料の石炭と混合してボイラで燃焼させる
ものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した廃
棄物中には、塩化ビニル等の高分子の塩素系樹脂中に存
在する塩素分と、塩化ナトリウムや塩化カルシウムなど
に存在する塩素分とがあり(本明細書においては便宜上
前者を有機系塩素と、後者を無機系塩素と呼ぶ。)、こ
れら有機系塩素と無機系塩素とがおよそ半々の割合で存
在するものと考えて差し支えない。そして、廃棄物を加
熱処理すなわち熱分解により炭化する過程で生じる熱分
解ガスは有機系塩素のうち80〜90%を塩化水素とし
て含んでいるため、この熱分解ガスを火力発電所などの
事業用ボイラ等で大量に燃焼させたのではバーナの作動
不良やボイラチューブの腐食を引き起こすため少量ずつ
しか燃焼させることができない。
【0006】一方、廃棄物の加熱処理後に得られる炭化
物は、発熱量や固有水分,揮発比などの性状が石炭と似
ているため、例えば火力発電所に既設の石炭焚き事業用
ボイラ等の燃料に混入して燃焼させることは可能であ
る。ただし、廃棄物の炭化物には、無機系塩素の大部分
が残っており、発熱量などの性状が石炭と似ているもの
の石炭と比較して塩素分を極めて多く含んでいる点で相
違している。従って、この炭化物を事業用ボイラの燃料
として使用したのでは前記と同様にバーナの作動不良や
ボイラチューブの腐食を引き起こすため、石炭に少量ず
つしか混入させることはできない。
【0007】以上のように、石炭焚き事業用ボイラな
ど、燃料の質が厳しく管理されたものに対して塩素分が
大きな影響を与えることに鑑みると、廃棄物を加熱処理
し、その加熱処理過程で生じた熱分解ガス及び炭化物を
事業用ボイラで適正に燃焼させるには、バーナーの作動
不良やボイラチューブの腐食を避けるために、石炭との
混合比で廃棄物(熱分解ガス及び炭化物)をわずかに1
%程度燃焼させ、全体に占める塩素分の割合を微少とし
て対応せざるを得ない。その結果、単位時間あたりの廃
棄物処理量が少なくなり、前記したゴミのエネルギ利用
効率の向上を達成することができない。
【0008】しかも、事業用ボイラでの燃焼後の排ガス
中に塩素分が含まれるため、排ガス規制を満足するため
に排ガス処理施設に塩素除去機能を付加する必要が生じ
る。しかし、排ガス中に少量含まれる塩素分を除去する
ために、大型の排ガス処理施設に塩素除去機能を付加す
るのでは、コストの面で好ましくない。また、石炭焚き
ボイラの排ガス処理過程で生じたダストは、石炭のみを
燃焼して得られることを前提として再利用可能であるの
に対し、排ガス中に多くの塩素分が含まれていたのでは
ダストから塩素分を除去する工程等が必要になるなど、
ダストの再利用価値を低下させることになる。
【0009】本発明は、以上の課題を解決するものであ
り、廃棄物を炭化させる工程で生じる炭化物を石炭ガス
化設備で燃焼するとともに、同じく廃棄物を炭化させる
工程で生じる熱分解ガスから塩素分を除去しこれを石炭
ガス化設備に付設の排熱回収ボイラで燃焼させること
で、石炭ガス化設備や排熱回収ボイラに投入される塩素
分の量を減少させ、これにより単位時間あたりの廃棄物
の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を
図ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明は、廃棄物を炭化してその炭
化物を石炭と混合しこれを火力発電装置で燃焼すること
により廃棄物を処理する方法であって、火力発電装置と
して、発電用のガスタービンを駆動するための可燃性ガ
スを生成する石炭ガス化設備と、ガスタービンからの可
燃性ガスを用いて発電用の蒸気タービンを駆動するため
の蒸気を発生する排熱回収ボイラとを備えるものを用
い、廃棄物を熱分解炉で加熱することにより塩素を含ん
だ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解工程と、
熱分解工程で生じた炭化物を石炭ガス化設備への石炭と
混合する混合工程と、熱分解ガス中から少なくとも塩素
分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去工
程と、脱塩素化熱分解ガスを燃焼して排熱回収ボイラの
熱源とする燃焼工程とを備える技術が採用される。この
廃棄物処理方法では、炭化物を石炭ガス化設備で燃焼す
るとともに、熱分解ガスから塩素分を除去しこれを排熱
回収ボイラで燃焼してその熱源としているため、熱分解
ガス中に含まれる有機系塩素が石炭ガス化設備や排熱回
収ボイラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を石炭
ガス化設備で燃焼させることができ、これにより単位時
間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ
利用効率の向上を図ることが可能となる。さらに、熱分
解ガス中の塩素分は塩素除去工程で除去されるため、廃
棄物に含まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく
除去されることになる。
【0011】請求項2に係る発明は、請求項1の廃棄物
処理方法において、塩素除去工程に先だって、熱分解ガ
ス中に混入している炭化物を取り除く技術が適用され
る。この廃棄物処理方法では、熱分解ガス中に混入して
いる微粉状の炭化物を分離してから塩素分を除去するた
め、塩素除去工程を行うに際して炭化物が影響を与える
ことを回避し、安定して塩素除去を実施するとともに、
集じん器等への悪影響を軽減することが可能となる。
【0012】請求項3に係る発明は、請求項2の廃棄物
処理方法において、熱分解ガス中から取り除かれた炭化
物を石炭ガス化設備への石炭と混合する技術が適用され
る。この廃棄物処理方法では、熱分解ガスから取り除か
れた微粉状の炭化物を石炭ガス化設備の燃料である石炭
と混合させるため、熱分解炉で生成された炭化物を効率
よく燃料として用いることができ、より一層ゴミのエネ
ルギ利用効率の向上を図ることが可能となる。
【0013】請求項4に係る発明は、請求項1、2また
は3の廃棄物処理方法において、熱分解ガス及び脱塩素
化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してそ
の燃焼ガスを熱分解炉の熱源とする技術が適用される。
この廃棄物処理方法では、熱分解ガス及び脱塩素化熱分
解ガスの一方を燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源
とするため、熱分解炉専用の熱源の省略もしくは縮小を
可能とし、低コストで効率よく熱分解炉を加熱すること
が可能となる。なお、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスを
用いるときは、燃焼ガスに塩素分が含まれていないた
め、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に回避することが
可能となる。
【0014】請求項5に係る発明は、請求項4の廃棄物
処理方法において、燃焼ガスを、火力発電装置に備える
排ガス処理装置で処理する技術が適用される。この廃棄
物処理方法では、燃焼ガスを排ガス処理装置で処理する
ため、熱分解炉から排出された燃焼ガスを効率よく処理
することが可能となる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃
焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、
排熱回収ボイラに付設される通常の排ガス処理装置をそ
のまま燃焼ガスの処理に用いることが可能となる。
【0015】請求項6に係る発明は、請求項1、2、
3、4または5記載の廃棄物処理方法において、塩素除
去工程では、熱分解ガス中に消石灰を加えて塩素分を除
去する技術が適用される。この廃棄物処理方法では、熱
分解ガス中に消石灰を加えることにより熱分解ガス中の
有機系塩素(塩化水素)と消石灰(水酸化カルシウム)
とを反応させ、その反応物を除去することにより効率よ
く熱分解ガスから塩素分を除去することが可能となる。
【0016】請求項7に係る発明は、廃棄物を炭化して
その炭化物を石炭と混合しこれを火力発電装置で燃焼す
ることにより廃棄物を処理するシステムであって、火力
発電装置は、発電用のガスタービンを駆動するための可
燃性ガスを生成する石炭ガス化設備と、ガスタービンか
らの可燃性ガスを用いて発電用の蒸気タービンを駆動す
るための蒸気を発生する排熱回収ボイラとを備え、廃棄
物を加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスと炭化
物とに熱分解させる熱分解炉と、熱分解炉で生じた炭化
物を石炭ガス化設備への石炭と混合するための主搬送経
路と、熱分解ガス中から少なくとも塩素分を除去して脱
塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去装置と、脱塩素化
熱分解ガスを燃焼して排熱回収ボイラの熱源とする熱源
装置とを備える技術が適用される。この廃棄物処理シス
テムでは、炭化物を石炭ガス化設備で燃焼するととも
に、熱分解炉より排出された熱分解ガスから塩素分を除
去して脱塩素化熱分解ガスを生成し、これを排熱回収ボ
イラで燃焼してその熱源とするため、熱分解ガス中に含
まれる有機系塩素が石炭ガス化設備や排熱回収ボイラに
投入されず、その分だけ多くの炭化物を石炭ガス化設備
で燃焼させることができ、これにより単位時間あたりの
廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の
向上を図ることが可能となる。さらに、熱分解ガス中の
塩素分は塩素除去工程で除去されるため、廃棄物に含ま
れていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去される
ことになる。
【0017】請求項8に係る発明は、請求項7の廃棄物
処理システムにおいて、熱分解ガスが塩素除去装置に送
られる前に、熱分解ガス中に混入している炭化物を取り
除くガス処理装置を備える技術が適用される。この廃棄
物処理システムでは、塩素除去装置に送られる前の熱分
解ガス中に混入している微粉状の炭化物をガス処理装置
によって取り除くため、塩素除去装置において熱分解ガ
スの脱塩素処理に炭化物が影響を与えることを回避し、
安定した塩素除去を実施するとともに、集じん器等への
悪影響を軽減することが可能となる。
【0018】請求項9に係る発明は、請求項8の廃棄物
処理システムにおいて、ガス処理装置で取り除かれた炭
化物を石炭と混合するための副搬送経路を備える技術が
適用される。この廃棄物処理システムでは、ガス処理装
置で取り除かれた微粉状の炭化物を、副搬送経路を介し
て石炭ガス化設備の燃料である石炭と混合させるため、
生成された炭化物を効率よく燃料として用いることがで
き、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ること
が可能となる。
【0019】請求項10に係る発明は、請求項7、8ま
たは9の廃棄物処理システムにおいて、熱分解ガス及び
脱塩素化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼
してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とする燃焼装置を備
える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、
熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼装置で
燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、熱
分解炉専用の熱源の省略もしくは縮小を可能とし、低コ
ストで効率よく熱分解炉を加熱することが可能となる。
なお、脱塩素化熱分解ガスを燃焼装置で燃焼するとき
は、燃焼装置の腐食等を回避するとともに、燃焼ガスに
も塩素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容
易かつ確実に回避することが可能となる。
【0020】請求項11に係る発明は、請求項10の廃
棄物処理システムにおいて、熱分解炉から排出された燃
焼ガスを、火力発電装置に備える排ガス処理装置へ送り
込む排ガス搬送経路を備える技術が適用される。この廃
棄物処理システムでは、火力発電装置の排熱回収ボイラ
に付設された排ガス処理装置を用いて、燃焼装置で発生
した燃焼ガスを処理するため、この燃焼ガスを効率よく
処理することが可能となる。特に、脱塩素化熱分解ガス
の燃焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないた
め、排熱回収ボイラに付設される通常の排ガス処理装置
をそのまま燃焼ガスの処理に用いることが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1〜図4を
参照して説明する。図1に示す廃棄物処理システムは、
紙類,廃プラスチックなどの都市ゴミや、わら,木材チ
ップ,廃パルプなどのバイオマス系の産業廃棄物(本明
細書中での廃棄物)を火力発電装置Xの石炭ガス化設備
1で燃焼させるものである。図1では、廃棄物処理のフ
ロー図を示しており、実線矢印は固形物や液体の流れ、
点線(一点鎖線及び二点鎖線を含む)矢印は気体の流れ
を表している。図1に示す火力発電装置Xは、いわゆる
石炭ガス化複合発電施設であり、ミル2,石炭ガス化設
備1,ガス精製装置3,発電用のガスタービン4,発電
機5,コンプレッサ6,空気分離装置7,排熱回収ボイ
ラ8,発電用の蒸気タービン9,復水器10,排ガス処
理装置11によって概略構成されている。
【0022】先ず、燃料である石炭Cは、湿式のミル2
で微粉状に粉砕され(ただし、ミル2の設置は任意であ
る。)、石炭ガス化設備1のガス化炉(図示せず)に投
入される。そして、石炭ガス化設備1において石炭Cを
ガス化させるものであり、石炭Cとして低品位炭から無
煙炭までを同一炉でガス化することができる。
【0023】ところで、石炭Cのガス化は、石炭Cと、
その石炭Cが完全燃焼するのに必要な酸素量の約半分を
ガス化炉に供給することにより、石炭Cを部分燃焼させ
て一酸化炭素や水素を主成分とする可燃性ガスFを生成
するプロセスである。このとき、石炭Cに水を入れて燃
料スラリを形成することにより、スラリ中の水が炭素と
反応して水性ガス化反応を起こし、ガス化を促進するこ
とが可能である。なお、石炭ガス化設備で生じた灰は、
ガラス状のスラグとして排出される。
【0024】石炭ガス化設備1で生成された高温・高圧
の可燃性ガスFは、ガス精製装置3に送られる。ガス精
製装置3は、脱硫塔などの硫黄分を回収するための脱硫
装置や、フィルタなどの脱じん装置などを備え、可燃性
ガスFを高温乾式処理するものである。なお、このガス
精製装置3では、脱じん装置により可燃性ガスFから除
去された異物はダストとして排出処理する。
【0025】ガス精製装置3によって精製された可燃性
ガスFは、高温・高圧のままガスタービン4へ供給され
る。ガスタービン4は、その回転軸4aが発電機5に接
続されており、可燃性ガスFの圧力を受けて回転するこ
とにより回転軸4aを介して発電機5を駆動し、発電を
実施する。同時に、ガスタービン4の回転軸4aに配置
されたコンプレッサ6を駆動して空気を圧縮して空気分
離装置7に送っている。空気分離装置7は、石炭ガス化
設備1において石炭を部分燃焼させるための酸素を生成
するものであり、精留塔を用いて圧縮空気を酸素と窒素
とに分離する高圧深冷分離法が適用され、生成された酸
素を石炭ガス化設備1のガス化炉に供給する。
【0026】ガスタービン4を駆動した後の可燃性ガス
Fは、排熱回収ボイラ8に送られてバーナ等で燃焼され
排熱回収ボイラ8の熱源として使用される。排熱回収ボ
イラ8で生じた蒸気は、ガスタービン4の回転軸4aに
配置された蒸気タービン9に送られてこれを回転させ
る。従って、蒸気タービン9が回転することにより回転
軸4aを介して発電機5を駆動し、発電を実施する。
【0027】蒸気タービン9を駆動した後の蒸気は、復
水器10で冷却水と熱交換されて腹水となって排熱回収
ボイラ8に戻される。また、復水器10で冷却された腹
水の一部は、石炭ガス化設備1に送られ、この石炭ガス
化設備1(ガス化炉)を熱源として利用することにより
蒸気とし、この蒸気を蒸気タービン9へ送るようにして
いる。
【0028】このように、火力発電装置Xは、可燃性ガ
スFの圧力によるガスタービン4の回転と、蒸気による
蒸気タービン9の回転とによって発電機5で発電するも
のであり、ガスタービン4を駆動した可燃性ガスFの燃
焼及び石炭ガス化設備1のガス化炉の熱によって得られ
た蒸気でさらに蒸気タービン9を駆動するため、熱効率
が高く、ひいては高効率で発電することができる。
【0029】排熱回収ボイラ8から排出された排ガスは
排ガス処理装置11によって処理されてから大気に放出
される。排ガス処理装置11は、排ガス処理装置11
は、例えばガス冷塔,サイクロンなどの集じん器,乾式
アンモニア接触還元法を採用する脱硝装置,高温乾式や
湿式による石灰石石膏法を採用する脱硫装置などにより
構成される。この排ガス処理装置11によって分離され
たダスト(石炭灰)は各種再利用される。
【0030】次に、前記した火力発電装置Xを用いて廃
棄物を処理するシステムについて説明する。廃棄物H
は、先ず破砕機12に投入されて破砕される。このと
き、廃棄物は、後述する熱分解炉14での熱効率をあげ
るためにおよそ150mm以下に破砕される。そして、
破砕された廃棄物Hは、乾燥機13に投入されて効率よ
く乾燥(水分を除去)されてから熱分解炉14に送られ
る。
【0031】通常、廃棄物Hには水分を約30%〜60
%ほど含んでいると考えられ、水分による熱分解効率の
低下を防止するためにも乾燥機13により短時間で廃棄
物Hから水分を除去することが好ましい。ただし、比較
的水分含有量の少ない廃棄物Hを処理するのであれば、
自然乾燥もしくはそのまま熱分解炉14への投入が可能
であり、本システムにおいて破砕された廃棄物Hを乾燥
機13により乾燥させるか否かは任意である。
【0032】図2は、熱分解炉14の一例を示す模式図
であり、外熱式ロータリキルンを示している。この熱分
解炉14は、回転可能に軸支された外筒141と、外筒
141内に所定の隙間142を隔てて設置された内筒1
43と、内筒143へ破砕された廃棄物Hを投入するた
めの投入口144と、内筒143内で熱分解された熱分
解ガス及び炭化物を排出するための排出部145と、外
筒141の一端から燃焼ガスを隙間142へ流入させる
流入口146と、隙間142を通った燃焼ガスを外筒1
41の他端からから排出する排出口147とで概略構成
されている。なお、外筒141及び内筒143は、外筒
141の外周面に設けられた歯車148が不図示の駆動
源(モータ等)からの駆動力を受けて所定速度で回転す
る。
【0033】そして、この熱分解炉14は、内筒143
内を大気と遮断すなわち内筒143内を無酸素または酸
素不足雰囲気に設定した状態で、隙間142内に燃焼ガ
スが供給されることにより、内筒143内に投入された
廃棄物Hを間接加熱する。廃棄物Hの加熱中は外筒14
1が回転しており、この回転によって内筒143内の廃
棄物Hは加熱されながら内筒143内を転動するため、
加熱ムラが生じるのを回避し、さらに転動による衝撃で
より一層破砕される。
【0034】なお、熱分解炉14としては、図2に示す
ような外熱式ロータリキルンに限定するものではなく、
無酸素または酸素不足雰囲気において廃棄物Hを加熱で
きる各種のものが適用できる。例えば、筒状体の内側空
間に複数のパイプを配置してこれに燃焼ガスを流すこと
により筒状体内部を加熱するタイプなどいわゆる連続処
理式タイプや、燃焼炉を用いて所定量の廃棄物づつ加熱
するいわゆるバッチ式タイプのものであってもよい。
【0035】廃棄物Hは、無酸素または酸素不足雰囲気
で加熱されることにより、可燃性の熱分解ガスSとチャ
ー(炭化物)Tとに熱分解されて排出部145からそれ
ぞれ取り出される(熱分解工程)。なお、廃棄物H中に
は、塩化ビニル等の有機系塩素と、塩化ナトリウム等の
無機系塩素とがおよそ半々の割合で存在することを前記
した。そして、有機系塩素のうち80〜90%は塩化水
素として熱分解ガスSに含まれ、一方有機系塩素の残り
及び無機系塩素は、加熱処理後も分解せずにチャーTの
中に大部分が残った状態となっている。
【0036】図1に戻り、熱分解炉14から排出された
チャーTは、選別装置15に送られる。選別装置15
は、廃棄物Hに混入しているアルミ缶や鉄缶,ガレキ,
金属線などの不燃物をチャーTから取り除くものであ
る。選別装置15の構成としては、例えば所定の隙間を
持つ選別部分の上にチャーTを供給し、熱分解によって
炭化したチャーTを隙間から下方に落とす一方、アルミ
缶等の不燃物を隙間上に貯留させる構成のものが採用さ
れる。さらに、選別装置15においては、除去された不
燃物を有価金属ごとに選別させることも可能である。た
だし、選別装置15は必ずしも必要ではなく、廃棄物H
中に不燃物がないことが明らかな場合などでは不要であ
る。
【0037】選別装置15によって不燃物が除去された
チャーTは主搬送経路16を介して貯留槽Wに送られ、
ここから所定量づつ取り出されて火力発電装置X(石炭
ガス化設備1)の燃料である石炭Cに混入されて石炭ガ
ス化設備1で燃焼される(混合工程)。ただし、チャー
Tを貯留槽Wで貯留するか否かは任意であり、例えば選
別装置15を経たチャーTをそのまま石炭Cに混入させ
ることも可能である。また、チャーTが既に微粉状であ
れば石炭Cとともにミル2で粉砕する必要はなく、例え
ばミル2の下流側においてチャーTを石炭Cに混入させ
るようにしてもよい。
【0038】ここで、前記のとおりチャーTには無機系
塩素の大部分が残っているので石炭Cと多量に混合させ
ることはできない。しかし、後述するが、熱分解ガスS
はチャーTと異なるルートで処理され、塩素分を除去し
てから排熱回収ボイラ8で燃焼させるため、石炭ガス化
設備1や排熱回収ボイラ8に投入可能な塩素量が決めら
れているとすれば、有機系塩素を80〜90%有する熱
分解ガスSから塩素分を除去した分だけ多くの(およそ
2倍の)チャーTを石炭Cに混合でき、その結果単位時
間あたりの廃棄物Hの処理量がおよそ2倍となる。
【0039】また、石炭ガス化設備1だけでなく、ガス
精製装置3,ガスタービン4なども塩素による腐食等の
影響を受けるが、前記のように、およそ2倍のチャーT
を石炭Cに混合したところで熱分解ガスSから有機系塩
素の大部分が除去されているため、これらへの塩素分に
よる腐食等の悪影響が大きくなることはない。さらに、
排ガス処理装置11から取り出されるダストについて
は、全体に占める塩素が微少であることからその後の処
理にほとんど影響を与えない。従って、廃棄物を焼却炉
で焼却したときに生じる灰の処理にコストがかかってい
たことと比較して既存のダスト処理施設をそのまま利用
することができ、コストを削減することができる。
【0040】続いて、熱分解炉14から排出された熱分
解ガスSは、ガス処理装置17に送られる。ガス処理装
置17は、熱分解ガスS中に混入している微粉状のチャ
ーT1を除去するための集じん器(例えばサイクロンな
ど)を備えている。さらに、ガス処理装置17として、
熱分解ガスS及びその油成分を分離除去する機能などを
付加することも可能である。なお、分離された油成分
は、バーナ等の各種燃料として用いられる。
【0041】なお、ガス処理装置17は、廃棄物Hの質
変動による下流装置の影響をやわらげるバッファ的な役
割を持つ。また、ガス処理装置17で取り出されたチャ
ーT1を、選別装置15からのチャーTと同様に貯留槽
Wに送り、ここから火力発電装置Xの石炭Cに混入させ
るための副搬送経路18が設けられている。チャーT1
は実質的にチャーTと同じものであり、石炭Cに混入可
能である点はチャーTと同様である。ただし、ガス処理
装置17及び副搬送通路18の設置は任意であり、下流
の塩素除去装置19が微粉状のチャーT1の混入や廃棄
物Hの質変動を許容できるものであれば、必ずしも必要
ではない。また、チャーT1を貯留槽Wに溜めずにその
まま石炭Cに混入可能な点もチャーTと同様である。
【0042】ガス処理装置17で処理された熱分解ガス
Sは、塩素除去装置19に送られる。塩素除去装置19
は、熱分解ガスSに含んでいる有機系塩素を除去するこ
とにより脱塩素化熱分解ガスDを生成するものであり
(塩素除去工程)、消石灰投入装置20や、サイクロン
などの集じん器21、ガス冷塔(図示せず)などを備
え、消石灰投入装置20で熱分解ガスSに消石灰を加え
ることにより塩素分を塩化カルシウムとし、これを下流
の集じん器21で捕集して熱分解ガスSから塩素分を除
去し、脱塩素化熱分解ガスDを生成する。ただし、塩素
除去装置19は、これに限定するものではなく、熱分解
ガスSから塩素分を除去できる各種の装置が適用され
る。
【0043】塩素除去装置19で生成された脱塩素化熱
分解ガスDは、熱源装置22に送られて燃焼され排熱回
収ボイラ8の熱源として使用される(燃焼工程)。熱源
装置22は、排熱回収ボイラ8に設けられるバーナ等で
あって、このバーナ等で脱塩素化熱分解ガスDを燃焼し
て排熱回収ボイラ1の熱源の一部としている。排熱回収
ボイラ8は、そもそも可燃性ガスFを燃焼することで熱
源としているが、熱源装置22が熱量の一部を負担する
ため、その分だけ可燃性ガスFの投入量を減少でき、ひ
いては石炭ガス化設備1への石炭Cの投入量を減少する
ことができ、これによりゴミのエネルギ利用効率の向上
が図られる。
【0044】脱塩素化熱分解ガスDは、有機系塩素が除
去されているため、これを燃焼して排熱回収ボイラ8の
熱源としても排熱回収ボイラ8に投入される塩素分がほ
とんど増加せず、ボイラーチューブの腐食等の影響も少
ない。さらに、排熱回収ボイラ8から排出される排ガス
についても塩素分の増加が微少であり、この排ガスを既
設の排ガス処理装置11でそのまま処理することができ
る。なお、この脱塩素化熱分解ガスDを火力発電装置X
内において、排熱回収ボイラ8以外の例えば石炭ガス化
設備1の熱源として用いることも可能である。
【0045】また、脱塩素化熱分解ガスDの一部は、燃
焼装置23に送られて燃焼され燃焼ガス(熱風)Gを生
成する。燃焼装置23は、脱塩素化熱分解ガスDを燃焼
するためのバーナを備え、この燃焼ガスGを熱分解炉1
4に供給して廃棄物Hを加熱するための熱源としてい
る。すなわち、燃焼ガスGは、図2に示す外熱式ロータ
リキルンにおいて、流入口146から隙間142を通り
排出口147から排出されるといった経路を流れてお
り、隙間142を通る間に内筒143内を加熱するもの
である。
【0046】なお、熱源装置22及び燃焼装置23への
脱塩素化熱分解ガスDの分配態様としては、第1態様と
して、排熱回収ボイラ8の熱源として必要な分だけ熱源
装置22に供給して残りを燃焼装置23に供給する方法
と、第2態様として、熱分解炉14の熱源として必要な
分だけ燃焼装置23に供給して残りを熱源装置22に供
給する方法とがある。ただし、前者の第1態様では、熱
分解炉14の熱源として必要な量だけ脱塩素化熱分解ガ
スDが供給されない場合がり、この場合は足りない分だ
け他の燃焼装置から熱分解炉14へ燃焼ガス等を補充す
る。
【0047】なお、脱塩素化熱分解ガスDの一部を燃焼
して熱分解炉14に供給するか否かは任意であり、脱塩
素化熱分解ガスDの全てを熱源装置22に供給するよう
にしてもよい。また、熱分解炉14から排出された燃焼
ガスGは、乾燥機13や他の補器などの熱源が必要な装
置の熱源として用いられる。これにより乾燥機13等の
装置の熱源が不要となり、システムのコストを低減でき
る。ただし、燃焼ガスGを乾燥機13等の熱源として用
いるか否かは任意であり、乾燥機13等を迂回して下流
で合流させることも可能である。
【0048】熱分解炉14から排出された燃焼ガスG
は、排ガス搬送経路24を介して火力発電装置Xの排ガ
ス処理装置11に送られる。燃焼ガスGは、熱分解ガス
Sから有機系塩素が除去された脱塩素化熱分解ガスDを
燃焼して得られるものであり、塩素分の含有量が微少で
ある。従って、火力発電装置Xの排ガス処理装置11に
より燃焼ガスGを処理することができ、排ガス規制等に
適合するように脱硝装置や脱硫装置などで処理されてか
ら大気中に放出される。ただし、燃焼ガスGを火力発電
装置Xの排ガス処理装置11で量的または質的に処理で
きない場合には、補助的に排ガス処理装置25を設置し
てもよい。
【0049】図3は、本発明に係る廃棄物処理システム
の他の実施形態を示すフロー図である。なお、図1と同
一の符号を付したものは図1で説明したものと同一であ
るため説明を省略する。図1と図3との大きな相違は、
図1が脱塩素化熱分解ガスDを燃焼装置23に供給する
のに対し、図3がガス処理装置17で処理された熱分解
ガスSを燃焼装置23に供給する点にある。すなわち、
燃焼装置23には、塩素分が除去されていない熱分解ガ
スSが供給され、これを燃焼して燃焼ガスG1を生成し
て熱分解炉14の熱源としている。
【0050】ただし、燃焼ガスG1は、有機系塩素の8
0〜90%を含んでいるため、そのままでは脱塩素機能
のない排ガス処理装置11に送り込むことができない。
従って、燃焼ガスG1を塩素除去装置26により塩素を
除去してから大気に放出している。塩素除去装置26
は、基本的には塩素除去装置19と同様の構成が採用さ
れ、消石灰投入装置27や、サイクロンなどの集じん器
28、ガス冷塔(図示せず)などを備え、消石灰投入装
置27で燃焼ガスG1に消石灰を加えることにより塩素
分を塩化カルシウムとし、これを下流の集じん器28で
捕集して燃焼ガスG1から塩素分を除去する。
【0051】ただし、塩素除去装置26は、これに限定
するものではなく、燃焼ガスG1から塩素分を除去でき
る各種の装置が適用される。なお、塩素除去装置26に
より塩素分が除去された燃焼ガスG1は、排ガス規制等
に適合するように脱硝装置29などで処理されてから大
気中に放出される。また、塩素除去装置26により塩素
分が除去された燃焼ガスG1を火力発電装置Xの排ガス
処理装置11に送るようにしてもよい。
【0052】図3に示すものでは、システム全体として
塩素除去装置が2基(19と26)必要となるが、それ
ぞれが負担する塩素除去量が図1に示すものと比較して
少ないので、各塩素除去装置19及び26の塩素除去能
力を下げることができ、各塩素除去装置19及び26を
小型化することが可能となる。
【0053】また、燃焼装置23で塩素分(有機系塩
素)を含んだ熱分解ガスSを燃焼することから、燃焼後
に有機系塩素が塩化水素となり、燃焼ガスG1は塩化水
素を含んだ状態となっており、この状態のまま熱分解炉
14に供給したのでは熱分解炉14の腐食など劣化の原
因となる。従って、燃焼装置23の下流側に熱交換器
(図示せず)を設置し、燃焼ガスG1と流体(例えば空
気やオイルなど)とを熱交換器で熱交換し、加熱流体を
熱分解炉14に供給してもよい。これにより熱分解炉1
4は塩素分による影響を受けないようにすることができ
る。さらに、流体としてオイルを用いる場合は、熱交換
器により加熱されたオイルを熱分解炉14へ供給し、ま
た熱分解炉14から排出されたオイルを熱交換器へ送っ
て再度燃焼ガスG1と熱交換して熱分解炉14へ送ると
いった循環経路を形成してもよい。
【0054】図4は、本発明に係る廃棄物処理システム
の他の実施形態を示すフロー図である。なお、図1及び
図3と同一の符号を付したものは図1及び図3で説明し
たものと同一であるため説明を省略する。図3と図4と
の相違は、図3がガス処理装置17で処理された熱分解
ガスSを燃焼装置23に供給するのに対し、図4が熱分
解炉14で生じた熱分解ガスSをそのまま燃焼装置23
に供給する点にある。すなわち、燃焼装置23には、微
粉状の炭化物等を含んだ状態の熱分解ガスSが供給さ
れ、これを燃焼して燃焼ガスG1を生成して熱分解炉1
4の熱源としている。
【0055】図4に示すものは、熱分解ガスSに微粉状
のチャーT1が混入した状態や、廃棄物Hの質変動が生
じたときでも許容できるタイプの燃焼装置23が用いら
れる場合に採用され、これによりガス処理装置17によ
り処理する熱分解ガスSの量を減少させることができる
ため、ガス処理装置17の負担を軽減することができ
る。また、図3に示すものと同様に、燃焼装置23の下
流側に熱交換器を設置することや、集じん器28から排
出された燃焼ガスG1を火力発電装置Xの排ガス処理装
置11に送ることは可能である。
【0056】なお、前記実施の形態において示した各構
成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明
の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき
種々変更可能である。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る廃
棄物処理方法は、炭化物を石炭ガス化設備で燃焼すると
ともに、熱分解ガスから塩素分を除去しこれを排熱回収
ボイラで燃焼してその熱源としているため、熱分解ガス
中に含まれる有機系塩素が石炭ガス化設備や排熱回収ボ
イラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を石炭ガス
化設備で燃焼させることができ、これにより単位時間あ
たりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用
効率の向上を図ることができる。また、熱分解ガスガス
を燃焼して排熱回収ボイラの熱源とするため、排熱回収
ボイラを加熱するためのコストを削減でき、より安価に
廃棄物を処理することができる。さらに、熱分解ガス中
の塩素分は塩素除去工程で除去されるため、廃棄物に含
まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去され
ることになる。
【0058】請求項2に係る廃棄物処理方法は、熱分解
ガス中に混入している微粉状の炭化物を分離してから塩
素分を除去するため、塩素除去工程を行うに際して炭化
物が影響を与えることを回避し、安定して塩素除去を実
施するとともに、集じん器等への悪影響を軽減すること
ができる。
【0059】請求項3に係る廃棄物処理方法は、熱分解
ガスから取り除かれた微粉状の炭化物を石炭ガス化設備
の燃料である石炭と混合させるため、熱分解炉で生成さ
れた炭化物を効率よく燃料として用いることができ、よ
り一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることができ
る。
【0060】請求項4に係る廃棄物処理方法は、熱分解
ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼してその燃焼
ガスを熱分解炉の熱源とするため、熱分解炉専用の熱源
の省略もしくは縮小を可能とし、低コストで効率よく熱
分解炉を加熱することができる。なお、脱塩素化熱分解
ガスの燃焼ガスを用いるときは、燃焼ガスに塩素分が含
まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に
回避することができる。
【0061】請求項5に係る廃棄物処理方法は、燃焼ガ
スを火力発電装置に備える排ガス処理装置で処理するた
め、熱分解炉から排出された燃焼ガスを効率よく処理す
ることができる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガス
では、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、排熱回
収ボイラに付設される通常の排ガス処理装置をそのまま
燃焼ガスの処理に用いることができる。
【0062】請求項6に係る廃棄物処理方法は、熱分解
ガス中に消石灰を加えることにより熱分解ガス中の有機
系塩素(塩化水素)と消石灰(水酸化カルシウム)とを
反応させ、その反応物を除去することにより効率よく熱
分解ガスから塩素分を除去することができる。
【0063】請求項7に係る廃棄物処理システムは、炭
化物を石炭ガス化設備で燃焼するとともに、熱分解炉よ
り排出された熱分解ガスから塩素分を除去して脱塩素化
熱分解ガスを生成し、これを排熱回収ボイラで燃焼して
その熱源とするため、熱分解ガス中に含まれる有機系塩
素が石炭ガス化設備や排熱回収ボイラに投入されず、そ
の分だけ多くの炭化物を石炭ガス化設備で燃焼させるこ
とができ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量
を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ること
ができる。また、熱分解ガスを燃焼して排熱回収ボイラ
の熱源とするため、排熱回収ボイラを加熱するためのコ
ストを削減でき、より安価に廃棄物を処理することがで
きる。さらに、熱分解ガス中の塩素分は塩素除去工程で
除去されるため、廃棄物に含まれていた塩素分の少なく
とも一部が効率よく除去されることになる。
【0064】請求項8に係る廃棄物処理システムは、塩
素除去装置に送られる前の熱分解ガス中に混入している
微粉状の炭化物をガス処理装置によって取り除くため、
塩素除去装置において熱分解ガスの脱塩素処理に炭化物
が影響を与えることを回避し、安定した塩素除去を実施
するとともに、集じん器等への悪影響を軽減することが
できる。
【0065】請求項9に係る廃棄物処理システムは、ガ
ス処理装置で取り除かれた微粉状の炭化物を、副搬送経
路を介して石炭ガス化設備の燃料である石炭と混合させ
るため、生成された炭化物を効率よく燃料として用いる
ことができ、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を
図ることができる。
【0066】請求項10に係る廃棄物処理システムは、
熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼装置で
燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、熱
分解炉専用の熱源の省略もしくは縮小を可能とし、低コ
ストで効率よく熱分解炉を加熱することができる。な
お、脱塩素化熱分解ガスを燃焼装置で燃焼するときは、
燃焼装置の腐食等を回避するとともに、燃焼ガスにも塩
素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易か
つ確実に回避することができる。
【0067】請求項11に係る廃棄物処理システムは、
火力発電装置の排熱回収ボイラに付設された排ガス処理
装置を用いて、燃焼装置で発生した燃焼ガスを処理する
ため、この燃焼ガスを効率よく処理することができる。
特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスでは、燃焼ガス中
に塩素分を含んでいないため、排熱回収ボイラに付設さ
れる通常の排ガス処理装置をそのまま燃焼ガスの処理に
用いることができ、本システムの簡略化を図ることによ
りコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る廃棄物処理システムの実施形態
を示すフロー図である。
【図2】 熱分解炉の一例を示す斜視図である。
【図3】 本発明に係る廃棄物処理システムの他の実施
形態を示すフロー図である。
【図4】 本発明に係る廃棄物処理システムの他の実施
形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
C 石炭 D 脱塩素化熱分解ガス F 可燃性ガス G,G1 燃焼ガス H 廃棄物 S 熱分解ガス T,T1 チャー(炭化物) X 火力発電装置 1 石炭ガス化設備 4 ガスタービン 8 排熱回収ボイラ 9 蒸気タービン 11 排ガス処理装置 13 乾燥機 14 熱分解炉 16 主搬送経路 17 ガス処理装置 18 副搬送経路 19,26 塩素除去装置 22 熱源装置 23 燃焼装置 24 排ガス搬送経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23G 5/16 ZAB F23G 5/46 ZABZ 5/46 ZAB B09B 3/00 302E (72)発明者 西野 順也 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 石野森 禎 東京都江東区豊洲3丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 綾部 統夫 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 3G081 BA02 BA13 BB00 BC07 BD00 DA12 DA14 3K061 AA07 AB02 AC13 AC17 AC19 BA05 BA10 CA07 FA10 FA21 3K065 AA07 AB02 AC13 AC17 AC19 BA05 BA10 CA02 CA16 JA03 JA05 JA13 JA19 JA20 3K078 AA05 BA03 BA22 BA23 BA26 CA02 CA04 CA06 CA21 CA24 4D004 AA02 AA07 AA12 AA46 BA03 CA04 CA07 CA24 CA26 CA42 CA50 CB09 CB13 CB50 CC11 CC15

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混
    合しこれを火力発電装置で燃焼することにより前記廃棄
    物を処理する方法であって、 前記火力発電装置として、発電用のガスタービンを駆動
    するための可燃性ガスを生成する石炭ガス化設備と、前
    記ガスタービンからの可燃性ガスを用いて発電用の蒸気
    タービンを駆動するための蒸気を発生する排熱回収ボイ
    ラとを備えるものを用い、 前記廃棄物を熱分解炉で加熱することにより塩素を含ん
    だ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解工程と、
    該熱分解工程で生じた炭化物を前記石炭ガス化設備への
    石炭と混合する混合工程と、前記熱分解ガス中から少な
    くとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する
    塩素除去工程と、該脱塩素化熱分解ガスを燃焼して前記
    排熱回収ボイラの熱源とする燃焼工程とを備えることを
    特徴とする廃棄物処理方法。
  2. 【請求項2】 前記塩素除去工程に先だって、前記熱分
    解ガス中に混入している炭化物を取り除くことを特徴と
    する請求項1記載の廃棄物処理方法。
  3. 【請求項3】 前記熱分解ガス中から取り除かれた炭化
    物を前記石炭ガス化設備への石炭と混合することを特徴
    とする請求項2記載の廃棄物処理方法。
  4. 【請求項4】 前記熱分解ガス及び前記脱塩素化熱分解
    ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼ガ
    スを前記熱分解炉の熱源とすることを特徴とする請求項
    1、2または3記載の廃棄物処理方法。
  5. 【請求項5】 前記燃焼ガスを、前記火力発電装置に備
    える排ガス処理装置で処理することを特徴とする請求項
    4記載の廃棄物処理方法。
  6. 【請求項6】 前記塩素除去工程では、前記熱分解ガス
    中に消石灰を加えて塩素分を除去することを特徴とする
    請求項1、2、3、4または5記載の廃棄物処理方法。
  7. 【請求項7】 廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混
    合しこれを火力発電装置で燃焼することにより前記廃棄
    物を処理するシステムであって、 前記火力発電装置は、発電用のガスタービンを駆動する
    ための可燃性ガスを生成する石炭ガス化設備と、前記ガ
    スタービンからの可燃性ガスを用いて発電用の蒸気ター
    ビンを駆動するための蒸気を発生する排熱回収ボイラと
    を備え、 前記廃棄物を加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガ
    スと炭化物とに熱分解させる熱分解炉と、該熱分解炉で
    生じた炭化物を前記石炭ガス化設備への石炭と混合する
    ための主搬送経路と、前記熱分解ガス中から少なくとも
    塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除
    去装置と、該脱塩素化熱分解ガスを燃焼して前記排熱回
    収ボイラの熱源とする熱源装置とを備えることを特徴と
    する廃棄物処理システム。
  8. 【請求項8】 前記熱分解ガスが前記塩素除去装置に送
    られる前に、該熱分解ガス中に混入している炭化物を取
    り除くガス処理装置を備えることを特徴とする請求項7
    記載の廃棄物処理システム。
  9. 【請求項9】 前記ガス処理装置で取り除かれた炭化物
    を前記石炭ガス化設備への石炭と混合するための副搬送
    経路を備えることを特徴とする請求項8記載の廃棄物処
    理システム。
  10. 【請求項10】 前記熱分解ガス及び前記脱塩素化熱分
    解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼
    ガスを前記熱分解炉の熱源とする燃焼装置を備えること
    を特徴とする請求項7、8または9記載の廃棄物処理シ
    ステム。
  11. 【請求項11】 前記熱分解炉から排出された燃焼ガス
    を、前記火力発電装置に備える排ガス処理装置へ送り込
    む排ガス搬送経路を備えることを特徴とする請求項10
    記載の廃棄物処理システム。
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