JP2005308281A - 廃棄物の熱分解設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】 機器や装置の点数を削減して設備自体の簡素化を図れるようにする。
【解決手段】 廃棄物を高温空気A又は高温蒸気により間接加熱して部分熱分解する第1熱分解ドラム7と、第1熱分解ドラム7から排出された熱分解ガス及び部分熱分解された廃棄物を受け入れ、熱分解ガスの一部を燃焼用空気A1により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させると共に、高温燃焼排ガスを排ガス処理された再循環排ガスGにより温度制御する熱分解ガス燃焼チャンバー8と、熱分解ガス燃焼チャンバー8から排出された部分熱分解された廃棄物を高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、熱分解により発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた第2熱分解ドラム9とから成り、第2熱分解ドラム9内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと共に燃焼溶融炉19へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備2へ供給する。
【選択図】 図1
【解決手段】 廃棄物を高温空気A又は高温蒸気により間接加熱して部分熱分解する第1熱分解ドラム7と、第1熱分解ドラム7から排出された熱分解ガス及び部分熱分解された廃棄物を受け入れ、熱分解ガスの一部を燃焼用空気A1により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させると共に、高温燃焼排ガスを排ガス処理された再循環排ガスGにより温度制御する熱分解ガス燃焼チャンバー8と、熱分解ガス燃焼チャンバー8から排出された部分熱分解された廃棄物を高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、熱分解により発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた第2熱分解ドラム9とから成り、第2熱分解ドラム9内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと共に燃焼溶融炉19へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備2へ供給する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、都市ごみ等の廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラントに用いるものであり、廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解ドラムを備えた廃棄物の熱分解設備の改良に関するものである。
一般に、熱分解ガス化溶融プラントは、廃棄物の貯留、破砕及び搬送等を行う前処理設備と、間接加熱式の熱分解ドラムにより廃棄物を無酸素又は低酸素雰囲気で乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解設備と、熱分解残渣を冷却してカーボン残渣、鉄、アルミニウム等に選別処理する熱分解残渣冷却選別設備と、熱分解ガス及びカーボン残渣等を燃焼溶融炉により燃焼・溶融する高温燃焼溶融設備と、排ガスからの熱回収により発生したボイラ蒸気を蒸気タービン発電機へ供給して発電を行うボイラ発電設備と、排ガスの冷却及び排ガス中のダストの除去等を行う排ガス処理設備等から構成されており、廃棄物から鉄やアルミニウム等の有価物を再利用し易い形で回収できると共に、低NOx化及び低ダイオキシン化を図れる等、優れた利点を有する廃棄物の処理プラントである。
ところで、従来の熱分解設備に於いては、熱分解ドラムから発生した熱分解ガスの一部を加熱ガス燃焼炉で燃焼させて高温排ガスを発生させ、この高温排ガスを熱分解ドラムの間接加熱用熱源として循環使用している(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
即ち、前記熱分解設備51は、図3に示す如く、間接加熱式の熱分解ドラム52、分離器53、加熱ガス燃焼炉54、加熱ガス集塵器55、送風機56及びガス配管57等から構成されており、廃棄物を熱分解ドラム52で乾留熱分解して熱分解ガスG′と熱分解残渣Dにすると共に、熱分解ドラム52から排出される熱分解ガスG′及び熱分解残渣Dを分離器53で分離し、分離器53から高温燃焼溶融炉50へ導かれる熱分解ガスG′の一部を加熱ガス燃焼炉54へ導き、ここで熱分解ガスG′を燃焼させて高温排ガスG″(約530℃)を発生させ、この高温排ガスG″を熱分解ドラム52、加熱ガス集塵器55、送風機56及び加熱ガス燃焼炉54等から成るループ状の循環路内で循環流通させるようにしている。
又、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解ドラム52から排出される熱分解ガスG′と熱分解残渣Dを分離器53により分離して別々に排出するようにしている。分離器53から排出される熱分解残渣Dには、カーボン残渣(チャー)、鉄やアルミニウム等の有価物、砂やコンクリート片等の溶融不適物が混在しており、これらを選別して回収するには多くの過程が必要である。
そのため、従来の熱分解設備51の下流側に設置される熱分解残渣冷却選別設備には、様々な機能を持った複数の機器や装置を組み合せて成る熱分解残渣冷却選別設備が使用されている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。
そのため、従来の熱分解設備51の下流側に設置される熱分解残渣冷却選別設備には、様々な機能を持った複数の機器や装置を組み合せて成る熱分解残渣冷却選別設備が使用されている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。
即ち、前記熱分解残渣冷却選別設備58は、図4に示す如く、入口残渣シール機59、残渣冷却コンベヤ60、残渣搬送コンベヤ61、出口残渣シール機62、一次選別機63、残渣粉砕機64、二次選別機65、磁選機供給コンベヤ66、磁選機67、アルミ選別機68、サイクロン69、局所集塵器70、局所集塵ファン71、分級スクリーン72、カーボン貯槽73及びサービス貯槽74等から構成されており、分離器53と入口残渣シール機59との間及び出口残渣シール機62と一次選別機63との間を熱分解残渣Dによりマテリアルシールすると共に、残渣冷却コンベヤ60内及び残渣搬送コンベヤ61内を不活性ガスにより発火の危険性がない低酸素雰囲気に保つようにしている。
而して、この熱分解残渣冷却選別設備58によれば、熱分解ドラム52から分離器53及び入口残渣シール機59を経て残渣冷却コンベヤ60内に供給された高温(約450℃)の熱分解残渣Dは、残渣冷却コンベヤ60内に於いて低酸素雰囲気で発火の危険がない約80℃に冷却された後、残渣搬送コンベヤ61により一次選別機63へ搬送され、ここでカーボン残渣等を含む細粒物と鉄やアルミ等の有価物を含む粗粒物とに選別される。
前記細粒物は、一次選別機63から残渣粉砕機64に供給されてここで微粒化された後、二次選別機65に供給されて針金等の金属類が異物として除去される。異物が除去された細粒物は、カーボン貯槽73に貯留されてからサービス貯槽74に移送され、当該サービス貯槽74から空気輸送により燃焼溶融炉へ投入され、ここで熱分解ガスG′と一緒に燃焼・溶融されて溶融スラグとなる。
一方、前記粗粒物は、一次選別機63から磁選機供給コンベヤ66により磁選機67及びアルミ選別機68へ順次供給され、磁選機67及びアルミ選別機68により鉄とアルミが夫々選別回収される。鉄等の有価物が回収された粗粒物は、異物して排出される。
前記細粒物は、一次選別機63から残渣粉砕機64に供給されてここで微粒化された後、二次選別機65に供給されて針金等の金属類が異物として除去される。異物が除去された細粒物は、カーボン貯槽73に貯留されてからサービス貯槽74に移送され、当該サービス貯槽74から空気輸送により燃焼溶融炉へ投入され、ここで熱分解ガスG′と一緒に燃焼・溶融されて溶融スラグとなる。
一方、前記粗粒物は、一次選別機63から磁選機供給コンベヤ66により磁選機67及びアルミ選別機68へ順次供給され、磁選機67及びアルミ選別機68により鉄とアルミが夫々選別回収される。鉄等の有価物が回収された粗粒物は、異物して排出される。
ところで、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解ドラム52の間接加熱用熱源として使用している排ガス中に塩化水素ガス等の有害ガス成分が含まれているため、熱分解ドラム52の出口部のガス配管57に有害ガス除去剤Cを吹き込み、これを後段の加熱ガス集塵器55により除去、排出する必要がある。その結果、従来の熱分解設備51では、有害ガス除去剤吹き込み装置や加熱ガス集塵器55等の有害ガス除去設備が不可欠となる。
又、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解ドラム52から排出される熱分解ガスG′と熱分解残渣Dを分離器53により分離して別々に排出するようにしているため、熱分解設備51の下流側に設置する熱分解残渣選別冷却設備58も、上述したように様々な機能を持った機器や装置を組み合せた構造となる。その結果、熱分解残渣選別冷却設備58自体も、機器や装置の点数が増えて設備自体が大型化すると共に、メンテナンスも手数が掛かると云う問題が発生している。
このように、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解設備51自体は勿論のこと、後続の熱分解残渣選別冷却設備58も機器や装置の点数が大幅に増えることになり、イニシャルコスト及びランニングコストが高くなると共に、メンテナンスにも手数が掛かるうえ、広い設置スペースが必要になると云う問題が発生している。
特開2002−263626号公報
特開2003−279014号公報
特開2000−310415号公報
特開2001−334215号公報
又、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解ドラム52から排出される熱分解ガスG′と熱分解残渣Dを分離器53により分離して別々に排出するようにしているため、熱分解設備51の下流側に設置する熱分解残渣選別冷却設備58も、上述したように様々な機能を持った機器や装置を組み合せた構造となる。その結果、熱分解残渣選別冷却設備58自体も、機器や装置の点数が増えて設備自体が大型化すると共に、メンテナンスも手数が掛かると云う問題が発生している。
このように、従来の熱分解設備51に於いては、熱分解設備51自体は勿論のこと、後続の熱分解残渣選別冷却設備58も機器や装置の点数が大幅に増えることになり、イニシャルコスト及びランニングコストが高くなると共に、メンテナンスにも手数が掛かるうえ、広い設置スペースが必要になると云う問題が発生している。
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は機器や装置の点数を削減して設備自体の簡素化を図れると共に、後続の熱分解残渣冷却選別設備も簡素化することができるようにした廃棄物の熱分解設備を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の発明は、廃棄物を高温空気又は高温蒸気により間接加熱して部分熱分解する間接加熱式の第1熱分解ドラムと、第1熱分解ドラムから排出された熱分解ガス及び部分熱分解された廃棄物を受け入れると共に、受け入れた熱分解ガスの一部を燃焼用空気により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させ、当該高温燃焼排ガスを排ガス処理設備で処理された再循環排ガスにより温度制御する熱分解ガス燃焼チャンバーと、熱分解ガス燃焼チャンバーから排出された部分熱分解された廃棄物を前記高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、熱分解により発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた直接加熱式の第2熱分解ドラムとから成り、第2熱分解ドラム内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと共に燃焼溶融炉へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備へ供給するようにしたことに特徴がある。
本発明の請求項2の発明は、熱分解ガス燃焼チャンバーが、第2熱分解ドラムから排出されて熱分解残渣冷却選別設備により選別回収された熱分解残渣中のカーボン残渣を投入できる投入口を備えていることに特徴がある。
本発明の熱分解設備は、廃棄物を高温空気又は高温蒸気により間接加熱して熱分解する間接加熱式の第1熱分解ドラムと、第1熱分解ドラムで発生した熱分解ガスの一部を燃焼空気により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させる熱分解ガス燃焼チャンバーと、第1熱分解ドラムから排出された熱分解残渣を熱分解ガス燃焼チャンバーからの高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた第2熱分解ドラムとから成り、第2熱分解ドラム内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと一緒に燃焼溶融炉へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備へ供給するようにしているため、次のような効果を奏することができる。
即ち、本発明の熱分解設備は、第1熱分解ドラムで廃棄物を高温空気又は高温蒸気による間接加熱により熱分解しているため、従来の熱分解設備では必要であった加熱ガス燃焼炉や加熱ガス集塵器、有害ガス除去剤吹き込み装置等が不要となり、機器や装置の点数を削減することができる。
又、本発明の熱分解設備は、第2熱分解ドラム内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと一緒に燃焼溶融炉へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備へ供給するようにしているため、熱分解残渣設備の下流側に設置される熱分解残渣冷却選別設備の残渣冷却コンベヤ、残渣搬送コンベヤ、粉砕機、不活性ガスの吹込み装置等が不要となり、熱分解残渣冷却選別設備の機器や装置の点数を大幅に削減することができる。
更に、本発明の熱分解設備は、熱分解残渣冷却選別設備に供給される熱分解残渣中のカーボン残渣の量が大幅に減少するため、熱分解残渣冷却選別設備の規模も小さくて済み、設備自体の簡素化及びコンパクト化をより一層図れるうえ、カーボン残渣の発火に留意する必要もなく、不活性ガスの吹込み、CO計やO2 計による監視も不要となる。
加えて、本発明の熱分解設備は、熱分解ガス燃焼チャンバーが第2熱分解ドラムから排出されて熱分解残渣冷却選別設備により選別回収された熱分解残渣中のカーボン残渣を投入できる投入口を備えているため、鉄やアルミ等の有価物と一緒に排出されたカーボン残渣も燃焼溶融炉へ投入して確実に処理することができる。
このように、本発明の熱分解設備を熱分解ガス化溶融プラントに用いれば、設備自体の簡略化を図れることになり、イニシャルコスト及びランニングコスト等を低く抑えることができると共に、メンテナンスも簡単且つ容易に行え、設置スペースも少なくて済む。
又、本発明の熱分解設備は、第2熱分解ドラム内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと一緒に燃焼溶融炉へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備へ供給するようにしているため、熱分解残渣設備の下流側に設置される熱分解残渣冷却選別設備の残渣冷却コンベヤ、残渣搬送コンベヤ、粉砕機、不活性ガスの吹込み装置等が不要となり、熱分解残渣冷却選別設備の機器や装置の点数を大幅に削減することができる。
更に、本発明の熱分解設備は、熱分解残渣冷却選別設備に供給される熱分解残渣中のカーボン残渣の量が大幅に減少するため、熱分解残渣冷却選別設備の規模も小さくて済み、設備自体の簡素化及びコンパクト化をより一層図れるうえ、カーボン残渣の発火に留意する必要もなく、不活性ガスの吹込み、CO計やO2 計による監視も不要となる。
加えて、本発明の熱分解設備は、熱分解ガス燃焼チャンバーが第2熱分解ドラムから排出されて熱分解残渣冷却選別設備により選別回収された熱分解残渣中のカーボン残渣を投入できる投入口を備えているため、鉄やアルミ等の有価物と一緒に排出されたカーボン残渣も燃焼溶融炉へ投入して確実に処理することができる。
このように、本発明の熱分解設備を熱分解ガス化溶融プラントに用いれば、設備自体の簡略化を図れることになり、イニシャルコスト及びランニングコスト等を低く抑えることができると共に、メンテナンスも簡単且つ容易に行え、設置スペースも少なくて済む。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る廃棄物の熱分解設備1を組み込んだ熱分解ガス化溶融プラントの概略系統図を示すものであり、当該熱分解ガス化溶融プラントは、廃棄物の貯留、破砕及び搬送等を行う前処理設備(図示省略)と、廃棄物を間接加熱及び直接加熱により熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解設備1と、熱分解残渣を冷却してカーボン残渣、鉄、アルミニウム等に選別処理する熱分解残渣冷却選別設備2と、熱分解ガス及びカーボン残渣等を燃焼・溶融する高温燃焼溶融設備3と、排ガスからの熱回収により発生したボイラ蒸気を蒸気タービン発電機(図示省略)へ供給して発電を行うボイラ発電設備4と、排ガスの冷却及び排ガス中のダストの除去等を行う排ガス処理設備5等から構成されており、廃棄物から鉄やアルミニウム等の有価物を再利用し易い形で回収できると共に、低NOx化及び低ダイオキシン化を図れるようにしたものである。
この熱分解ガス化溶融プラントの前処理設備、高温燃焼溶融設備3、ボイラ発電設備4及び排ガス処理設備5は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
図1は本発明の実施の形態に係る廃棄物の熱分解設備1を組み込んだ熱分解ガス化溶融プラントの概略系統図を示すものであり、当該熱分解ガス化溶融プラントは、廃棄物の貯留、破砕及び搬送等を行う前処理設備(図示省略)と、廃棄物を間接加熱及び直接加熱により熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする熱分解設備1と、熱分解残渣を冷却してカーボン残渣、鉄、アルミニウム等に選別処理する熱分解残渣冷却選別設備2と、熱分解ガス及びカーボン残渣等を燃焼・溶融する高温燃焼溶融設備3と、排ガスからの熱回収により発生したボイラ蒸気を蒸気タービン発電機(図示省略)へ供給して発電を行うボイラ発電設備4と、排ガスの冷却及び排ガス中のダストの除去等を行う排ガス処理設備5等から構成されており、廃棄物から鉄やアルミニウム等の有価物を再利用し易い形で回収できると共に、低NOx化及び低ダイオキシン化を図れるようにしたものである。
この熱分解ガス化溶融プラントの前処理設備、高温燃焼溶融設備3、ボイラ発電設備4及び排ガス処理設備5は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。
尚、図1に於いて、6はスクリューコンベヤ、7は第1熱分解ドラム、8は熱分解ガス燃焼チャンバー、9は第2熱分解ドラム、10は分離器、11は第2押込送風機、12は第2空気予熱器、13は熱分解残渣冷却装置、14は振動コンベヤ、15は磁選機、16はアルミ選別機、17は第1押込送風機、18は第1空気予熱器、19は燃焼溶融炉、20は廃熱ボイラ、21は減温塔、22は前段集塵器、23は後段集塵器、24は飛灰処理装置、25は排ガス再循環送風機、26は蒸気式ガス再加熱器、27はアンモニア注入器、28は脱硝反応器、29は誘引通風機、30は白煙防止用押込送風機、31は白煙防止用空気加熱器、32は煙突である。
本発明の実施の形態に係る廃棄物の熱分解設備1は、図1に示す如く、都市ごみ等の廃棄物を高温空気A(又は高温蒸気)による間接加熱により部分熱分解して熱分解ガスと部分熱分解された廃棄物とにする間接加熱式の第1熱分解ドラム7と、第1熱分解ドラム7で発生した熱分解ガスの一部を燃焼用空気A1により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させると共に、この高温燃焼排ガスを排ガス処理設備5で処理された再循環排ガスGにより温度制御する熱分解ガス燃焼チャンバー8と、第1熱分解ドラム7から排出された部分熱分解された廃棄物を熱分解ガス燃焼チャンバー8からの高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた第2熱分解ドラム9とから成り、第2熱分解ドラム9内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと一緒に燃焼溶融炉19へ投入し、又、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備2へ供給するようにしたものである。
具体的には、前記第1熱分解ドラム7は、回転自在に支持されたドラム本体33と、ドラム本体33内に軸心方向に沿って配設された複数本の加熱管(図示省略)と、ドラム本体33の下流側端部にシール機構(図示省略)を介して接続された高温空気Aの入口ケーシング34と、ドラム本体33の上流側端部にシール機構(図示省略)を介して接続された高温空気Aの出口ケーシング35と、入口ケーシング34及び出口ケーシング35に接続された高温空気用配管36と、廃熱ボイラ20の出口側に設置されて高温空気用配管36に接続された空気加熱器37と、高温空気用配管36に介設された加熱空気循環送風機38等から成り、空気加熱器37で約400℃に加熱された高温空気Aを高温空気用配管36、入口ケーシング34、加熱管、出口ケーシング35及び空気加熱器37等から成るループ状の循環路内を循環流通させ、スクリューコンベヤ6からドラム本体33内へ供給された廃棄物を加熱管内を流れる高温空気Aにより間接加熱して部分熱分解するように構成されている。
前記熱分解ガス燃焼チャンバー8は、その上端部側が第1熱分解ドラム7の出口側にシール機構(図示省略)を介して接続された縦長ボックス状のケーシングにより形成されており、ケーシングの側壁部分には、熱分解ガス燃焼チャンバー8内の熱分解ガスの一部を燃焼させるためのバーナ39(オイルバーナ又はガスバーナ)と熱分解残渣冷却選別設備2により選別回収されたカーボン残渣や外部より搬入された焼却灰等を熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ再投入するための投入口40とが夫々設けられている。
又、熱分解ガス燃焼チャンバー8には、第2空気予熱器12で予熱された約200℃の燃焼用空気A1を熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給し、熱分解ガスの一部を燃焼させる燃焼用空気供給管41及び第2押込送風機11が接続されている。これにより、熱分解ガス燃焼チャンバー8内では、熱分解ガスの一部が燃焼して高温燃焼排ガスが発生する。
更に、熱分解ガス燃焼チャンバー8には、排ガス処理設備5を通過したクリーンなガスを再循環排ガスGとして熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給し、熱分解ガス燃焼チャンバー8内で発生した高温燃焼排ガスを約500℃の温度に温度制御するために再循環排ガス供給管42及び排ガス再循環送風機25が接続されている。
又、熱分解ガス燃焼チャンバー8には、第2空気予熱器12で予熱された約200℃の燃焼用空気A1を熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給し、熱分解ガスの一部を燃焼させる燃焼用空気供給管41及び第2押込送風機11が接続されている。これにより、熱分解ガス燃焼チャンバー8内では、熱分解ガスの一部が燃焼して高温燃焼排ガスが発生する。
更に、熱分解ガス燃焼チャンバー8には、排ガス処理設備5を通過したクリーンなガスを再循環排ガスGとして熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給し、熱分解ガス燃焼チャンバー8内で発生した高温燃焼排ガスを約500℃の温度に温度制御するために再循環排ガス供給管42及び排ガス再循環送風機25が接続されている。
前記第2熱分解ドラム9は、熱分解ガス燃焼チャンバー8の下端部側にシール機構(図示省略)を介して回転可能に接続された回転自在なドラム本体43と、ドラム本体43内に軸心方向に沿って配設され、ドラム本体43と一緒に回転する複数本のロッド44から成る粉砕手段等から成り、熱分解ガス燃焼チャンバー8から排出された部分熱分解された廃棄物を受け入れてこれを熱分解ガス燃焼チャンバー8内で発生した高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解過程を完了させると共に、発生した熱分解残渣をドラム本体43と一緒に回転するロッド44により粉砕して細粒化するように構成されている。
又、第2熱分解ドラム9の出口には、第2熱分解ドラム9から排出された熱分解ガス及び熱分解残渣を分離する分離器10がシール機構(図示省略)を介して接続されている。この分離機10は、その上端部側がガス導管19aを介して燃焼溶融炉19へ接続されていると共に、その下端部側が後述する熱分解残渣冷却選別設備2の水冷コンベヤ45に水封状態で接続されている。従って、分離器10内の熱分解ガス、燃焼排ガス及び熱分解残渣中のカーボン残渣は、誘引通風機19の通風力により燃焼溶融炉19へ投入され、又、分離器10内の残りの熱分解残渣は、重力により熱分解残渣冷却選別設備2へ落下供給されることになる。
又、第2熱分解ドラム9の出口には、第2熱分解ドラム9から排出された熱分解ガス及び熱分解残渣を分離する分離器10がシール機構(図示省略)を介して接続されている。この分離機10は、その上端部側がガス導管19aを介して燃焼溶融炉19へ接続されていると共に、その下端部側が後述する熱分解残渣冷却選別設備2の水冷コンベヤ45に水封状態で接続されている。従って、分離器10内の熱分解ガス、燃焼排ガス及び熱分解残渣中のカーボン残渣は、誘引通風機19の通風力により燃焼溶融炉19へ投入され、又、分離器10内の残りの熱分解残渣は、重力により熱分解残渣冷却選別設備2へ落下供給されることになる。
そして、上述した廃棄物の熱分解設備1の下流側に設置される熱分解残渣冷却選別設備2は、分離器10から排出された熱分解残渣を水封・冷却する熱分解残渣冷却装置13と、水封・冷却された熱分解残渣を乾燥しながら搬送する振動コンベヤ14と、熱分解残渣の中から鉄類を選別回収する磁選機15と、熱分解残渣の中からアルミを選別回収するアルミ選別機16とから構成されている。
前記熱分解残渣冷却装置13は、分離器10から落下排出された熱分解残渣を冷却水Wにより冷却する水封式の水冷コンベヤ45と、水冷コンベヤ45に冷却水Wを循環供給する冷却水供給管46と、冷却水供給管46に介設したポンプ47と、冷却水供給管47に介設されて冷却水Wに含まれているカーボン残渣を回収するろ過器48と、冷却水供給管47に介設されて冷却水Wを間接的に冷却する冷却器49とから成り、冷却器49により冷却された冷却水Wを循環使用すると共に、冷却水W中のカーボン残渣をろ過器48により回収するように構成されている。
前記振動コンベヤ14は、水冷コンベヤ45で冷却された熱分解残渣を熱分解ガス燃焼チャンバー8へ供給する予熱された燃焼用空気A1により乾燥させながら後続の磁選機15及びアルミ選別機16へ搬送するものであり、第2空気予熱器12により約200℃に予熱された燃焼用空気A1を振動コンベヤ14のケーシング14a内に吹き込み、当該燃焼用空気A1により熱分解残渣を乾燥させると共に、鉄やアルミ等に付着したカーボン残渣を吹き飛ばすようにしたものである。
次に、上述した廃棄物の熱分解設備1及び熱分解残渣冷却選別設備2を用いて廃棄物の熱分解及び生成された熱分解残渣を選別処理する場合について説明する。
第1熱分解ドラム7に供給された都市ごみ等の廃棄物は、ドラム本体33内で加熱管内を流れる高温空気Aにより約350℃の温度に間接加熱されて熱分解される。これにより、第1熱分解ドラム7内に熱分解ガスが発生すると共に、廃棄物が部分熱分解される。
このとき、高温空気Aは、空気加熱器37で約400℃に加熱されてから第1熱分解ドラム7の加熱管内に流入し、加熱管内を通過する間に廃棄物に熱エネルギーを供給して自らは約300℃の空気となって第1熱分解ドラム7から排出され、その後再度空気加熱器37に流入してここで約400℃に再加熱されるようになっている。
又、第1熱分解ドラム7の間接加熱源を従来の温度(約530℃)よりも低い約400℃の高温空気Aとしているため、空気加熱器37は排ガス温度650℃程度の雰囲気化で設置可能であり、腐食が緩和されることになる。
このとき、高温空気Aは、空気加熱器37で約400℃に加熱されてから第1熱分解ドラム7の加熱管内に流入し、加熱管内を通過する間に廃棄物に熱エネルギーを供給して自らは約300℃の空気となって第1熱分解ドラム7から排出され、その後再度空気加熱器37に流入してここで約400℃に再加熱されるようになっている。
又、第1熱分解ドラム7の間接加熱源を従来の温度(約530℃)よりも低い約400℃の高温空気Aとしているため、空気加熱器37は排ガス温度650℃程度の雰囲気化で設置可能であり、腐食が緩和されることになる。
第1熱分解ドラム7で発生した熱分解ガス及び部分熱分解された廃棄物は、後続の熱分解ガス燃焼チャンバー8へ流入する。
このとき、熱分解ガス燃焼チャンバー8では、第2空気予熱器12で約200℃に予熱された燃焼用空気A1が第2押込送風機11及び燃焼用空気供給管41により熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給されているため、熱分解ガスの一部が燃焼して高温燃焼排ガスが発生する。又、この高温燃焼排ガスは、排ガス再循環送風機25及び再循環排ガス供給管42により熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給されている再循環排ガスG(排ガス処理設備5を通過した後のクリーンなガス)により温度制御されて約500℃の温度となる。
このとき、熱分解ガス燃焼チャンバー8では、第2空気予熱器12で約200℃に予熱された燃焼用空気A1が第2押込送風機11及び燃焼用空気供給管41により熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給されているため、熱分解ガスの一部が燃焼して高温燃焼排ガスが発生する。又、この高温燃焼排ガスは、排ガス再循環送風機25及び再循環排ガス供給管42により熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ供給されている再循環排ガスG(排ガス処理設備5を通過した後のクリーンなガス)により温度制御されて約500℃の温度となる。
熱分解ガス燃焼チャンバー8内の熱分解ガス、高温燃焼排ガス及び熱分解残渣は、引き続き第2熱分解ドラム9内に流入し、ここで熱分解残渣が高温燃焼排ガスにより直接加熱されて熱分解され、熱分解過程を完了させる。又、第2熱分解ドラム9内では、ドラム本体43の回転に伴って複数本のロッド44が回転しているため、熱分解残渣が粉砕されて細粒化される。
第2熱分解ドラム9内の熱分解ガス、燃焼排ガス及び細粒化された熱分解残渣は、引き続き第2熱分解ドラム9から分離器10内へ排出され、ここで熱分解ガス、燃焼排ガス及び熱分解残渣中の殆どのカーボン残渣が誘引通風機29の吸引力によりに吸引されてガス導管19aを介して燃焼溶融炉19へ投入され、ここで燃焼・溶融される。前記燃焼溶融炉19内では、熱分解ガス及び燃焼排ガス中に含まれている有機物等が完全に燃焼・分解されると共に、カーボン残渣が溶融されて溶融スラグとなる。燃焼溶融炉19内で発生した燃焼排ガスは、引き続き廃熱ボイラ20に流入して熱回収された後、減温塔21、前段集塵器22、後段集塵器23、アンモニア注入器27、脱硝反応塔28及び誘引送風機29等を経てクリーンなガスとなって煙突32から大気中へ放出される。
一方、分離器10内の残りの熱分解残渣は、その大半が鉄、アルミ及び砂等の溶融不適物であり、これらは分離器10から熱分解残渣冷却装置13の水冷コンベヤ45内へ落下排出され、ここで水封・冷却されてから後続の振動コンベヤ14へ送り込まれる。熱分解残渣冷却装置13では、循環使用している冷却水Wから冷却水W中に含まれているカーボン残渣をろ過器48により回収している。回収後のカーボン残渣は、脱水処理した後、熱分解ガス燃焼チャンバー8の投入口40から熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ投入され、再度カーボン残渣として回収される。
一方、分離器10内の残りの熱分解残渣は、その大半が鉄、アルミ及び砂等の溶融不適物であり、これらは分離器10から熱分解残渣冷却装置13の水冷コンベヤ45内へ落下排出され、ここで水封・冷却されてから後続の振動コンベヤ14へ送り込まれる。熱分解残渣冷却装置13では、循環使用している冷却水Wから冷却水W中に含まれているカーボン残渣をろ過器48により回収している。回収後のカーボン残渣は、脱水処理した後、熱分解ガス燃焼チャンバー8の投入口40から熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ投入され、再度カーボン残渣として回収される。
振動コンベヤ14内へ送り込まれた熱分解残渣は、振動コンベヤ14のケーシング14a内に吹き込まれる約200℃の燃焼用空気A1により乾燥されると共に、鉄やアルミ等に付着したカーボン残渣が吹き飛ばされる。吹き飛ばされたカーボン残渣は、燃焼用空気A1と一緒にケーシング14a内を通過して熱分解ガス燃焼チャンバー8内へ吹き込まれ、再度カーボン残渣として回収される。
カーボン残渣が取り除かれた残りの熱分解残渣は、振動コンベヤ14から排出されて後続の磁選機15及びアルミ選別機16へ順次送り込まれ、鉄、アルミ、その他の溶融不適物に選別されて回収される。
このとき、熱分解残渣は、カーボン残渣が取り除かれているため、磁選機15及びアルミ選別機16へ送り込まれる量が少なくて済むと共に、熱分解残渣からの鉄やアルミニウム等の有価物の回収も容易に行える。
このとき、熱分解残渣は、カーボン残渣が取り除かれているため、磁選機15及びアルミ選別機16へ送り込まれる量が少なくて済むと共に、熱分解残渣からの鉄やアルミニウム等の有価物の回収も容易に行える。
尚、上記実施の形態に於いては、廃熱ボイラ20の出口側に空気加熱器37を設置し、廃熱ボイラ20を通過する排ガスにより第1熱分解ドラム7の加熱用熱源である高温空気Aを得るようにしているが、廃熱ボイラ20で発生する蒸気の温度が400℃以上ある場合には、高温蒸気により第1熱分解ドラム7へ供給される空気を加熱するようにしても良く、或いは高温蒸気そのものを第1熱分解ドラム7へ供給して廃棄物を間接加熱するようにしても良い。
又、上記実施の形態に於いては、第1熱分解ドラム7、熱分解ガス燃焼チャンバー8及び第2熱分解ドラム9を直接状に配置するようにしたが、熱分解ガス化溶融プラントのレイアウトに合わせて第1熱分解ドラム7、熱分解ガス燃焼チャンバー8及び第2熱分解ドラム9を図2に示すようにU字形又はL字形に配置するようにしても良い。
1は熱分解設備、7は第1熱分解ドラム、8は熱分解ガス燃焼チャンバー、9は第2熱分解ドラム、19は燃焼溶融炉、40は熱分解ガス燃焼チャンバーの投入口、Aは高温空気、A1は燃焼用空気、Gは再循環排ガス。
Claims (2)
- 廃棄物を高温空気又は高温蒸気により間接加熱して部分熱分解する間接加熱式の第1熱分解ドラムと、第1熱分解ドラムから排出された熱分解ガス及び部分熱分解された廃棄物を受け入れると共に、受け入れた熱分解ガスの一部を燃焼用空気により燃焼させて高温燃焼排ガスを発生させ、当該高温燃焼排ガスを排ガス処理設備で処理された再循環排ガスにより温度制御する熱分解ガス燃焼チャンバーと、熱分解ガス燃焼チャンバーから排出された部分熱分解された廃棄物を前記高温燃焼排ガスにより直接加熱して熱分解すると共に、熱分解により発生した熱分解残渣を粉砕して細粒化する粉砕手段を備えた直接加熱式の第2熱分解ドラムとから成り、第2熱分解ドラム内で細粒化した熱分解残渣中のカーボン残渣を熱分解ガス及び燃焼排ガスと共に燃焼溶融炉へ投入し、残りの熱分解残渣を熱分解残渣冷却選別設備へ供給するようにしたことを特徴とする廃棄物の熱分解設備。
- 熱分解ガス燃焼チャンバーが、第2熱分解ドラムから排出されて熱分解残渣冷却選別設備により選別回収された熱分解残渣中のカーボン残渣を投入できる投入口を備えていることを特徴とする請求項1に記載の廃棄物の熱分解設備。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008039330A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Mitsubishi Materials Techno Corp | 廃自動車の処理システム |
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KR101232058B1 (ko) * | 2012-06-05 | 2013-02-12 | 주식회사엔바이오컨스 | 간접건조와 직접건조의 2단계 건조방식을 적용한 유기성 폐기물 자원화 설비시스템 |
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-
2004
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