JP2001221419A

JP2001221419A - 廃棄物の乾燥供給装置

Info

Publication number: JP2001221419A
Application number: JP2000028399A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Goto; 善則後藤; Shizuo Yasuda; 静生保田; Hirotoshi Horizoe; 浩俊堀添; Yoshinori Terasawa; 良則寺澤; Jun Sato; 佐藤　　淳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: JP3486385B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固形廃棄物を乾燥して粉砕小片化して流動床
炉に供給する小型コンパクトな廃棄物の乾燥供給装置を
提供すること。【解決手段】流動床炉内で高温になる熱流動媒体を乾
燥フィーダに還流し、該乾燥フィーダに供給された廃棄
物と前記熱流動媒体を乾燥フィーダの送りパドルで攪拌
混合して送りながら前記流動媒体の熱により廃棄物を乾
燥し、乾燥が進んだところで攪拌パドルの強い機械的衝
撃により小片に粉砕し、粉砕小片化された乾燥廃棄物と
前記流動媒体との均一混合体となして流動床炉に供給す
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、都市ごみや産業廃
棄物を焼却し、その焼却熱によって、廃棄物に含有され
る灰分を溶融し、及びボイラー給水を加熱して、建築用
骨材等、及び発電プラント用等の蒸気を製造するシステ
ム等において、流動床式燃焼炉或は熱分解炉内の熱流動
媒体を還流し、その熱を利用して廃棄物を乾燥、粉砕し
流動床炉に供給する、廃棄物の乾燥供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物を焼却し、その焼
却熱によって、廃棄物に含有される灰分を溶融後冷却し
て建築用骨材等を得、更に発電プラント用等の蒸気を製
造するシステムにおいて、従来、流動床式熱分解炉に供
給する固形廃棄物は適当な大きさに粉砕して流動層の上
部空間に供給されている。或は、特開平１０−８９６４
８には流動床式乾燥炉を設けて、散気板を通して供給さ
れる１５０℃前後のＥＧＲを供給するとともに、チャー
燃焼炉から循環された熱流動砂を供給して廃棄物を乾燥
し、乾燥された廃棄物・砂混合体を前記乾燥炉から重力
で熱分解炉の流動層に供給する装置及び二軸スクリュー
横型攪拌搬送装置にＥＧＲと熱流動砂を供給して廃棄物
と攪拌、混合して送りながら廃棄物を乾燥し、乾燥され
た廃棄物・砂混合体を重力で熱分解炉に供給する装置が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】都市ごみ等廃棄物の発
熱量は廃棄物の種類によって異なるが、特に廃棄物中の
水分含有率の影響が大きい。水は蒸発潜熱が大きく、ま
た水蒸気の比熱は空気や炭酸ガスの比熱の２倍を越え、
水分含有率が高いと廃棄物の発熱量が小さくなり、燃焼
ガスの温度が低くなるので、燃焼ガスの温度を利用する
装置の運転が困難になることがある。また水分の含有率
が異なる廃棄物が混在すると廃棄物燃焼による燃焼ガス
の温度のばらつきが大きくなり、燃焼ガスの温度を利用
する装置の安定的運転が困難になる。特に流動床式熱分
解炉で廃棄物の熱分解を行ない、熱分解ガスを灰溶融炉
で燃焼させた高温ガスで灰分を溶融してスラグ化する装
置では発熱量の大きい熱分解ガスが要求される。

【０００４】従って、かかる装置では廃棄物を充分に乾
燥させて熱分解炉に供給する必要がある。前記特開平１
０−８９６４８に開示された廃棄物の乾燥供給装置は、
流動床式乾燥炉では廃棄物の紛砕及び流動砂との混合が
迅速、充分に行なわれ難く、また、二軸スクリュー式攪
拌搬送装置でも粉砕が迅速、充分に行なわれ難く、従っ
て乾燥に時間を要するので、乾燥装置はある程度大きく
ならざるを得なかった。

【０００５】また、廃棄物を流動層上部空間に供給する
場合は、固形廃棄物の場合、廃棄物の形が不定形でばら
つきが大きく供給量に変動が生じ易い、ビニール等の軽
質物がフリーボード部に飛散して生成ガスに混入し該生
成ガスを灰溶融炉に供給するノズルの閉塞を惹起する、
廃棄物を投入する炉内の圧力は大気圧より高いため廃棄
物を炉内に供給する際は炉内のガスが漏出する、等の問
題がある。本発明は、上記問題点に鑑み、小型コンパク
トで、廃棄物が充分に粉砕されて流動砂と均一に混合さ
れた状態で、流動床炉に供給できる廃棄物の乾燥供給装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の送りパドルと攪拌パドルを有する二軸の回転軸を
回転自在に枢支したケーシングの外周面の一端側上面に
廃棄物と熱流動媒体を供給する供給口を設け、前記外周
面の他端側下面に排出口を設け、前記送りパドルは前記
回転軸に前記供給口寄りに固設して主として前記廃棄物
と熱流動媒体の前記排出口側への送りを行ない、前記攪
拌パドルは前記回転軸に前記排出口寄りに固設して主と
して前記廃棄物と熱流動媒体の攪拌・粉砕・混合を行な
い、前記供給口から供給された廃棄物を前記熱流動媒体
の熱によって乾燥させながら粉砕して前記熱流動媒体と
均一な混合体にして前記排出口に送り出す乾燥フィーダ
を含むことを特徴とする。

【０００７】かかる発明によれば、乾燥フィーダの供給
口から投入された廃棄物は、まず回転軸に前記供給口寄
りに固設されたパドル面の前記回転軸直角方向に対する
傾き角が小さい、即ち食違い角が小さい複数の送りパド
ルによって、前記供給口から供給される流動床式燃焼炉
から還流された高温の流動砂と攪拌混合されながら前記
乾燥フィーダの排出口に向って送られ、送られるにした
がって廃棄物は前記流動砂の熱によって乾燥される。

【０００８】廃棄物は乾燥されるにしたがってパドルか
ら受ける機械的衝撃により粉砕され易くなり、粉砕され
て小片化するほど嵩が減少するので、前記乾燥フィーダ
の排出口に近づくほど送り速度は遅くするのがよい。廃
棄物は前記供給口から或る程度前記排出口側に進むと、
乾燥が進んだ廃棄物が前記回転軸に前記排出口寄りに固
設されたパドル面の前記回転軸直角方向に対する傾き角
が大きい、即ち食違い角が大きくて送り機能が小さい複
数のパドルによって大きな衝撃を受けて小片に粉砕さ
れ、廃棄物の表面積が増大するので熱流動砂との接触面
積が増え、ますます乾燥し易くなる。廃棄物は、前記排
出口に到達した時には細かく砕かれた廃棄物と廃棄物と
の熱交換で温度が下がった流動砂とが均一に混合した状
態になり、前記排出口から排出され、所要の場所に供給
される。

【０００９】請求項２記載の発明は、乾燥フィーダの下
側に配設されて前記乾燥フィーダの排出口に続設され前
記均一混合体を流動床炉に供給する第２フィーダを含む
ことを特徴とするもので、前記乾燥フィーダの排出口で
は細かく砕かれた廃棄物と廃棄物との熱交換で温度が下
がった流動砂とが均一に混合した状態の混合体は、前記
乾燥フィーダの排出口に入口が連結された第２フィーダ
に流下し、該フィーダによって流動床炉に供給される。
請求項３記載の発明は、乾燥フィーダのパドルの先端側
を根元側より幅狭に形成したことを特徴とするもので、
パドルに紐状の廃棄物が絡みついた場合にパドルの先端
に向って滑って外れ易くしたものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、乾燥フィーダの下
側に配設されて前記乾燥フィーダの排出口に続設され前
記均一混合体を流動床炉に供給する第２フィーダの排出
口が流動床炉の流動層に対面するように取付けたことを
特徴とするもので、乾燥、粉砕小片化された廃棄物を流
動砂と均一に混合された状態で流動層に押込むことによ
り流動床炉からのガス漏れを略完全に防ぐことができ、
また廃棄物の流動層への混合を早めて熱分解や燃焼が均
一になり、発熱量の安定した熱分解や燃焼生成物が得ら
れる。

【００１１】請求項５記載の発明は、乾燥フィーダの下
側に配設されて前記乾燥フィーダの排出口に続設され前
記均一混合体を流動床炉に供給する第２フィーダの排出
口が流動床炉の流動層上方空間に対面するように取付け
たことを特徴とするもので、前記第２フィーダ内及び該
第２フィーダへの前記均一混合体の入口と前記乾燥フィ
ーダの排出口との接続部には前記均一混合体が充満して
いてシール効果を有するので、流動層上方空間に廃棄物
を供給してもガス漏れがない。また充分に乾燥、粉砕小
片化された廃棄物は流動砂と均一に混合された状態で投
入されるので、ビニール布片等が飛散することもない。

【００１２】請求項６記載の発明は、乾燥フィーダから
排出される前記均一混合体を流動床炉の流動層上方空間
に供給することを特徴とするもので、流動床炉内のガス
が前記乾燥フィーダを通って漏出するのを防ぐために、
前記乾燥フィーダ排出口から流動床炉の投入口との間の
前記均一混合体の通路抵抗を或る程度大きくして、前記
乾燥フィーダが常に前記均一混合体を押出すように通路
抵抗と前記乾燥フィーダの送出し力との兼合いをとる。
また、流動床炉の前記均一混合体投入口と前記乾燥フィ
ーダとの高度差をできるだけ大きくしてヘッド差による
シール効果の増大をはかる。前記均一混合体は乾燥、粉
砕小片化された廃棄物と砂が均一に混合しているもので
あるからかなり緻密であり、シールは容易に確保でき
る。また充分に乾燥、粉砕小片化された廃棄物は流動砂
と均一に混合した状態で投入されるので、ビニール布片
等が飛散することもない。

【００１３】請求項７記載の発明は、第２フィーダがス
クリューコンベア式の第２フィーダであることを特徴と
するもので、乾燥、粉砕小片化された廃棄物と流動砂の
均一混合体をスクリューコンベアによって一定流量で流
動床炉に供給するので、発熱量ばらつきの小さい廃棄物
が一定流量で供給されることになり、安定した熱分解炉
や燃焼炉の運転が容易に可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る寸法、材質、形状、その相対位置などは特に特定的な
記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例にすぎない。図１は、本発明
の第１実施例に係わる廃棄物の乾燥供給装置の構成を示
す断面図で、(A)は縦断面図、(Ｂ)は(A)におけるＺ−Ｚ
断面を示す。図２は図１における乾燥フィーダの拡大図
で、(A) は縦断面図、(Ｂ)は(A)におけるＸ−Ｘ断面、
(Ｃ)は(A)におけるＹ−Ｙ断面を示す。図３は図２(A)に
おけるパドル形状を第２実施例の形状とした場合を示
す。

【００１５】図１、２において、乾燥フィーダ１０の供
給口１１から入口ダクト２を通って供給された廃棄物と
流動床炉から還流される熱流動媒体は、モータ７で回転
駆動される２個のパドル軸４、４'の夫々に軸方向間隔
をとって固設された複数の送りパドル５によって排出口
１２側へ向かって送られる。１はケーシング、３は出口
ダクト、８はパドル軸の軸受けである。パドル軸４、
４'のパドルは互いにかみ合うように回転される。廃棄
物と熱流動媒体は別別の供給口から供給されてもよい。
廃棄物は、送りパドル５により送られるに従って熱流動
媒体と混合され、該熱流動媒体の熱により乾燥されて体
積が縮小され、攪拌パドル６によって前記熱流動媒体と
攪拌混合される。廃棄物は乾燥するに従って粉砕され易
くなるので、前記攪拌パドル６により小片に粉砕されな
がら流動媒体と均一に混合されて乾燥が促進され、前記
排出口１２に送られる。廃棄物の乾燥により発生する湿
気ガス９は、熱分解炉生成ガス流れの後流に配設される
二次燃焼炉に導かれ、湿気ガス９中の臭気分は二次燃焼
炉内の高温で分解される。

【００１６】パドル軸４に固設される送りパドル５のパ
ドル軸４に直角方向に対する傾き角度、いわゆる食違い
角ａの大きさによって送り速度が変る。図２(A)では、
攪拌パドル６の食違い角ａは９０°として送り機能をも
たせてないが、送りパドルと攪拌パドルは前記食違い角
ａを順次変えて送り機能と攪拌機能を適宜按配するよう
にしてもよい。図２(B)、(C)において、パドルは４方向
に９０°間隔で配設されているが、４方向以外の例えば
３方向或は５方向等でもよい。図２におけるパドルの正
面形状は長方形であるが、図３に示すように、パドル５
a，６aの正面形状を梯形としてもよい。あるいは、パド
ルの先端が根元よりも幅狭の形状であればよい。廃棄物
の送りや攪拌中に紐状の廃棄物がパドルに絡み付くこと
があり、パドル形状が先端に向って幅狭であると絡みつ
いた紐状物がパドルの先端に向って滑り、外れ易くな
る。

【００１７】第２フィーダ２０は前記乾燥フィーダ１０
の下に前記出口ダクト３を介して接続され、該ダクト３
を通って流下した小片に粉砕された乾燥廃棄物と流動媒
体の均一混合体を、モータ２３により回転駆動されるス
クリュー２１により一定速度で熱分解炉３０の開口２２
から流動層３１に送込む。その際、第２フィーダ２０内
の廃棄物と流動媒体の均一混合体が炉内流動層に対する
シールを行なうが、前記均一混合体は相当に密度が高い
ので、高温の炉内流動媒体に対して充分なシール効果を
有する。前記第２フィーダはスクリューコンベア以外の
例えばプッシャー等であってもよい。

【００１８】図４は、固形廃棄物の処理システムに本発
明の廃棄物の乾燥供給装置を装着した場合の一実施例を
示す。該処理システムは、流動床式熱分解炉５２で発生
した熱分解ガス・チャー・灰６１を溶融炉５３に導いて
燃焼し、その燃焼熱によって集塵装置５８で捕集し前記
溶融炉５３に導かれた飛灰６３と前記熱分解炉５２で生
成された熱分解ガス・チャー・灰６１中の灰分を約１４
００℃で溶融してスラグ６４とし、該スラグはスラグ水
槽６０に流下して建築用骨材等に用いられる水冷スラグ
を得る。前記溶融炉５３を出た燃焼ガスは二次燃焼炉５
４で完全燃焼され、燃焼排気はボイラ又はスーパーヒー
タ７２で蒸気を過熱後にエアヒータ５７で前記溶融炉５
３及び熱分解炉５２に供給する燃焼用空気８２を加熱
し、集塵装置５８を通って大気中に排出される。前記溶
融炉５３及び二次燃焼炉５４の炉壁は水冷壁ボイラ７０
及び７１に構成されている。廃棄物の乾燥により発生す
る湿気ガス８３は前記二次燃焼炉５４に導かれ、該二次
燃焼炉５４内の高温によって前記湿気ガス８３中の臭気
は分解される。

【００１９】本発明の第２フィーダ２０を含む場合の廃
棄物の乾燥供給装置が前記熱分解炉５２に取付けられ、
乾燥、粉砕された廃棄物と流動砂の均一混合体は前記熱
分解炉５２の流動層にスクリュー式第２フィーダ２０を
介して供給される。前記熱分解炉５２の流動層の砂が前
記第２フィーダ２０内に進入しないように、該フィーダ
２０は前記均一混合体で隙間なく充満されていなければ
ならないが、本発明の廃棄物の乾燥フィーダによって形
成される前記均一混合体は、廃棄物が充分に乾燥され、
細かく砕かれて砂と均一に混合したものであるから、前
記第２フィーダ２０内を隙間なく充満することができ、
シール性に優れている。前記均一混合体を前記第２フィ
ーダ内に充満させるためには、前記乾燥フィーダ１０に
よって前記均一混合体が常に前記第２フィーダ２０に押
込まれるようにしておく必要があり、それは前記第２フ
ィーダ２０の供給速度と前記乾燥フィーダ１０の送出し
力との兼合いで調整される。乾燥フィーダ１０の送出し
力は前に述べたようにパドルの食違い角により調整され
る。

【００２０】図５は、固形廃棄物の処理システムに本発
明の廃棄物の乾燥供給装置を装着した場合の他の実施例
を示す。図４との相違点は、前記均一混合体が前記熱分
解炉５２の流動層上方空間に供給されるように第２フィ
ーダ２０を含む場合の廃棄物の乾燥供給装置が取付けら
れていることである。熱分解炉５２内のガス圧は大気圧
より若干高く、第２フィーダ２０は前記熱分解炉５２内
の空間に面しているので、ガスシールは前記図５の実施
例の場合よりは難しい。しかし、前述のように、第２フ
ィーダ２０内に充満する前記均一混合体はかなり緻密で
あり、前記第２フィーダ２０と前記乾燥フィーダ１０を
連結する該乾燥フィーダ１０の出口ダクト３内を充満す
る前記均一混合体は高さヘッドを持たせることができ、
ガスシールは容易である。この場合も前記第２フィーダ
２０の供給速度と前記乾燥フィーダ１０の送出し力との
兼合いを充分にとらねばならない。

【００２１】図６は、固形廃棄物の処理システムに本発
明の廃棄物の乾燥供給装置を装着した場合のさらに他の
実施例を示す。図５との相違点は第２フィーダがなく、
乾燥フィーダ１０の排出ダクト３がダクト２５を介して
熱分解炉５２の流動層上方空間に連通していることであ
る。この場合は、ダクト２５の通路抵抗を或る程度大き
くして前記乾燥フィーダ１０が前記混合体を常に押し出
すようにするが、前記乾燥フィーダ１０の出口ダクト３
をできるだけ長くして高さヘッドによるシール効果を得
るのがよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流動床炉内で高温になった熱流動媒体と廃棄物を混合攪
拌して廃棄物を効率的に乾燥粉砕し、粉砕小片化された
乾燥廃棄物と前記流動媒体との均一な混合体にして、流
動床炉に一定の速度で送込むことができるので、炉には
発熱量ばらつきの小さい廃棄物が一定の流量で供給され
ることになり、容易に安定な流動床炉の運転を可能にす
る、廃棄物供給時に炉内ガス漏れのない、別途乾燥用熱
源の必要のない、小型コンパクトな固形廃棄物乾燥供給
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる廃棄物の乾燥供
給装置の構成図で、(Ａ)は縦断面図、（Ｂ）は(Ａ)にお
けるＺ-Ｚ断面図である。

【図２】図１における乾燥フィーダの図解的な構造図
で、(Ａ)は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ断
面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＹ−Ｙ断面図である。

【図３】本発明に係わる乾燥フィーダのパドル形状を
第２実施例の形状とした場合の乾燥フィーダの図解的構
造図である。

【図４】本発明の実施例に係わる廃棄物の乾燥供給装
置を固形廃棄物の処理システムにおける熱分解炉に適用
した一実施例を示す図である。

【図５】本発明の実施例に係わる廃棄物の乾燥供給装
置を固形廃棄物の処理システムにおける熱分解炉に適用
した他の実施例を示す図である。

【図６】本発明の実施例に係わる廃棄物の乾燥供給装
置を固形廃棄物の処理システムにおける熱分解炉に適用
したさらに他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ケーシング２入口ダクト３出口ダクト４、４' パドル軸５送りパドル６攪拌パドル７モータ８軸受け９湿気ガス１０乾燥フィーダ１１供給口１２排出口２０第２フィーダ２１スクリュー２２流動層開口２３モータ３０熱分解炉３１流動層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀添浩俊横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者寺澤良則横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者佐藤淳横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内Ｆターム(参考） 3K065 AA11 AA23 AB02 AB03 AC01 AC03 BA03 BA04 BA05 EA01 EA14 EA23 EA43 EA44 4D067 CB03 CB07 GA18 GA20 4G078 AA30 AB20 BA01 BA07 CA05 CA12 DA01 DB01 DB10 DC08 EA10 EA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の送りパドルと攪拌パドルを有する
二軸の回転軸を夫々回転自在に枢支したケーシングの外
周面の一端側上面に廃棄物と熱流動媒体を供給する供給
口を設け、前記外周面の他端側の下面に排出口を設け、前記送りパドルは前記夫々の回転軸に前記供給口寄りに
固設して主として前記廃棄物と熱流動媒体の前記排出口
側への送りを行ない、前記攪拌パドルは前記夫々の回転軸に前記排出口寄りに
固設して主として前記廃棄物と熱流動媒体の攪拌・粉砕
・混合を行ない、前記供給口から供給された廃棄物を前記熱流動媒体の熱
によって乾燥させながら粉砕して前記熱流動媒体と均一
な混合体にして前記排出口に送り出す乾燥フィーダを含
むことを特徴とする廃棄物の乾燥供給装置。
【請求項２】前記乾燥フィーダの下側に配設されて前
記排出口に続設され前記均一混合体を流動床炉に供給す
る第２フィーダを含むことを特徴とする請求項１記載の
廃棄物の乾燥供給装置。
【請求項３】前記乾燥フィーダのパドルの先端側を根
元側より幅狭に形成したことを特徴とする請求項１記載
の廃棄物の乾燥供給装置。
【請求項４】前記乾燥フィーダの下側に配設されて前
記排出口に続設され前記均一混合体を流動床炉に供給す
る第２フィーダの排出口が流動床炉の流動層に対面する
ように取付けたことを特徴とする請求項２記載の廃棄物
の乾燥供給装置。
【請求項５】前記乾燥フィーダの下側に配設されて前
記排出口に続設され前記均一混合体を流動床炉に供給す
る第２フィーダの排出口が流動床炉の流動層上方空間に
対面するように取付けたことを特徴とする請求項２記載
の廃棄物の乾燥供給装置。
【請求項６】前記乾燥フィーダから排出される前記均一
混合体を流動床炉の流動層上方空間に供給することを特
徴とする請求項１記載の廃棄物の乾燥供給装置。
【請求項７】前記第２フィーダがスクリューコンベア
式のフィーダであることを特徴とする請求項２、５、６
のいずれか１項記載の廃棄物の乾燥供給装置。