JP2006075755A - Method for treating car shredder dust - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーシュレッダーダストの処理方法に関し、詳しくは、自動車の解体によって生じたカーシュレッダーダストを加熱乾留して可燃性ガスと炭化混合物とに分解した後に可燃性ガスを改質することから成る、ダイオキシン類の発生が抑制されたカーシュレッダーダストの処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating car shredder dust, and more specifically, comprises heating and carbonizing car shredder dust generated by dismantling of an automobile to decompose it into a combustible gas and a carbonized mixture, and then reforming the combustible gas. The present invention relates to a method for treating car shredder dust in which generation of dioxins is suppressed.
自動車の解体の最後に残るカーシュレッダーダストは、繊維質、硬軟、発泡各種プラスチック、ゴム類、布・紙・木、被覆導線、その他雑多なものを含んでいて、そのままでは部品や素材としてリサイクル困難な廃棄物であり、焼却するとダイオキシン類などの有害物質を発生する恐れがある。そのため、カーシュレッダーダストの乾留処理により、燃料ガスとして回収、銅などの非鉄金属の回収などが考えられており、特に、得られるガスの発電用熱源としての利用が最も実際的な方法として考えられている。 Car shredder dust that remains at the end of car dismantling includes fiber, hard and soft, foamed plastics, rubber, cloth / paper / wood, coated conductors, and other miscellaneous items, and is difficult to recycle as parts and materials. It is a waste, and if it is incinerated, it may generate harmful substances such as dioxins. For this reason, recovery of fuel gas and non-ferrous metals such as copper are considered by dry distillation treatment of car shredder dust, and the use of the resulting gas as a heat source for power generation is considered the most practical method. ing.
例えば、カーシュレッダーダスト等の廃棄物の処理方法として、燃料と空気を燃焼させて得られた高温の燃焼ガスにより外部から加熱した熱分解炉を使用し、空気遮断状態下で廃棄物を加熱乾留して可燃性ガスと炭化混合物とに分解する熱分解工程、得られた可燃性ガスをガス改質装置に導入して可燃性ガス中の重質成分を軽質化するガス改質工程、可燃性ガス中に含まれるダスト及びダイオキシン類などの有害成分を浄化処理するガス浄化工程とから成る廃棄物の処理方法が提案されている。
しかしながら、上述の廃棄物の処理方法は、ダイオキシン類などの発生が十分抑制されるものとは言い難い。そして、軽質化処理工程に可燃性ガスを移送する際に、配管などにタール分の付着やコーキングが発生するという問題がある。この問題を解決するために、配管などを500〜600℃に加熱しなければならず、電気ヒーター等の付設が必要となる。さらに、熱分解炉を外側から加熱するための燃料や得られた重質可燃性ガスを軽質化するためのガス改質装置が必要である。その結果、設備費用、運転・保守費用が増大すると言う問題が生ずる。 However, it is difficult to say that the above-described waste treatment method sufficiently suppresses the generation of dioxins and the like. And when combustible gas is transferred to a lightening treatment process, there exists a problem that adhesion of a tar part and coking generate | occur | produce on piping. In order to solve this problem, the piping or the like must be heated to 500 to 600 ° C., and an electric heater or the like is required. Furthermore, there is a need for a gas reforming device for lightening the fuel for heating the pyrolysis furnace from the outside and the obtained heavy combustible gas. As a result, there arises a problem that equipment costs and operation / maintenance costs increase.
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、ダイオキシン類の発生が抑制されると共に、タール分の付着やコーキングの発生を防ぐことが出来、かつ、設備費用、運転・保守費用などが低減された経済的なカーシュレッダーダストの処理方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to suppress the generation of dioxins, to prevent tar content and coking, and to reduce equipment costs, operation and It is an object of the present invention to provide an economical car shredder dust processing method with reduced maintenance costs.
本発明者は、種々検討を重ねた結果、改質チャンバーとその大部分が改質チャンバーで包囲され且つその周面に複数のガス抜き孔を有する金属製回転レトルトとを備えたガス化炉を使用し、金属製回転レトルトにカーシュレッダーダストを供給して加熱乾留し、改質チャンバー中において複数のガス抜き孔から噴出した可燃性ガスと酸化剤とを混合し、可燃性ガスの部分燃焼による発熱で金属製回転レトルトを加熱することによりカーシュレッダーダストの加熱乾留を行なう際に、改質チャンバー内の酸素濃度を特定量以下に制御すると共に、特定量の水および/またはスチームを改質チャンバー内に供給すると、意外にも、上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得た。 As a result of various studies, the inventor has developed a gasification furnace including a reforming chamber and a metal rotating retort that is surrounded by the reforming chamber and has a plurality of vent holes on its peripheral surface. Used, supplying car shredder dust to a metal rotating retort, heating and distilling, mixing flammable gas ejected from multiple vent holes and oxidizer in the reforming chamber, and by partial combustion of flammable gas When heating and distilling car shredder dust by heating a metal rotating retort with heat generation, the oxygen concentration in the reforming chamber is controlled below a specified amount, and a specified amount of water and / or steam is reformed in the reforming chamber. Surprisingly, it has been found that the above object can be easily achieved.
本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、カーシュレッダーダストを加熱乾留して可燃性ガスと炭化混合物とに分解した後に可燃性ガスを改質することから成るカーシュレッダーダストの処理方法において、水および/またはスチームの供給口と酸化剤供給口とガス排出口とを有する改質チャンバー、および、その大部分が改質チャンバーで包囲され且つその周面に複数のガス抜き孔を有する金属製回転レトルトを備え、金属製回転レトルトの一端にカーシュレッダーダストの供給装置が接続され、他端に排出装置を介して選別機が設けられているガス化炉を使用し、金属製回転レトルトにカーシュレッダーダストを供給して加熱乾留し、改質チャンバー中においてガス抜き孔から噴出した可燃性ガスと酸化剤と混合し、可燃性ガスの部分燃焼による発熱で金属製回転レトルトを加熱することにより前記の加熱乾留を行ない、この際、改質チャンバー内の酸素濃度を15容量%以下に制御し、更に、改質チャンバー内にカーシュレッダーダスト中の有機成分量に対して0.2〜3.0重量倍の水および/またはスチームを供給することを特徴とするカーシュレッダーダストの処理方法に存する。 The present invention has been completed on the basis of the above findings, and the gist of the present invention is that the car shredder dust is heated and distilled to decompose it into a combustible gas and a carbonized mixture, and then reforms the combustible gas. In the method for treating shredder dust, a reforming chamber having a water and / or steam supply port, an oxidant supply port, and a gas discharge port, and a plurality of the reformer chamber being surrounded by the reforming chamber and having a plurality of peripheral surfaces Use a gasification furnace equipped with a metal rotating retort with a vent hole, a car shredder dust supply device connected to one end of the metal rotating retort, and a sorter provided at the other end via a discharge device Carshredder dust is supplied to a metal rotating retort and heated to dry distillation, and then mixed with combustible gas and oxidant injected from the vent hole in the reforming chamber. Then, the heating and dry distillation is performed by heating the metal rotating retort with heat generated by partial combustion of the combustible gas. At this time, the oxygen concentration in the reforming chamber is controlled to 15% by volume or less, and further reforming is performed. The present invention resides in a method for treating car shredder dust, characterized in that water and / or steam is supplied in an amount of 0.2 to 3.0 times the amount of organic components in the car shredder dust in the chamber.
本発明によれば、ダイオキシン類の発生を抑制することが出来ると共に、配管へのタール分の付着やコーキングの発生が起こることなく、且つ、発電用熱源として利用価値の高いガスを得ることが出来、さらに、加熱乾留を行なうために必要な燃料を著しく低減することが出来る。しかも、熱分解ガスの軽質化のためのガス改質装置、タール分の付着やコーキングの発生を防ぐための電気ヒーター等の付設も必要としないため、設備費用、運転・保守費用などを低減することが出来る。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of dioxins, and to obtain a gas with high utility value as a heat source for power generation, without causing tar adhesion or coking to pipes. Furthermore, the fuel required for carrying out heating dry distillation can be remarkably reduced. In addition, it eliminates the need for a gas reformer for reducing the weight of pyrolysis gas and an electric heater to prevent the adhesion of tar and the occurrence of coking, reducing equipment costs, operating and maintenance costs, etc. I can do it.
以下、本発明に係るカーシュレッダーダストの処理方法を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るカーシュレッダーダストの処理装置を説明する図である。図2は、排出されたガスの発電への利用を説明図である。図3は、排出されたガスの発電への別の利用を説明する図である。図4は、排出されたガスの発電への他の利用を説明する図である。 Hereinafter, a method for treating car shredder dust according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining a car shredder dust processing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the use of the exhausted gas for power generation. FIG. 3 is a diagram for explaining another use of the exhausted gas for power generation. FIG. 4 is a diagram for explaining another use of the exhausted gas for power generation.
先ず、図1により、本発明で使用するカーシュレッダーダストの処理装置について説明する。カーシュレッダーダストの処理装置は、水および/またはスチームの供給口(251)と酸化剤供給口(252)とガス排出口(253)とを有する改質チャンバー(25)と、その大部分が改質チャンバー(25)で包囲され且つその周面に複数のガス抜き孔(H)を有する金属製回転レトルト(21)とから構成されているガス化炉(20)と、金属製回転レトルト(21)の一端に接続されているカーシュレッダーダスト(D)の供給装置(10)と、他端に排出装置(図示は省略)を介して設けられている選別機(80)とから構成されている。 First, a processing apparatus for car shredder dust used in the present invention will be described with reference to FIG. The car shredder dust treatment apparatus is largely modified by a reforming chamber (25) having a water and / or steam supply port (251), an oxidant supply port (252), and a gas discharge port (253). A gasification furnace (20) which is constituted by a metal rotation retort (21) which is surrounded by a quality chamber (25) and which has a plurality of vent holes (H) on its peripheral surface, and a metal rotation retort (21 ) Is connected to one end of a car shredder dust (D), and a sorter (80) is provided at the other end via a discharge device (not shown). .
ガス化炉(20)を構成する改質チャンバー(25)は、通常、固定式であり、改質チャンバー(25)のカーシュレッダーダストの供給装置側には水および/またはスチームの供給口(251)と酸化剤供給口(252)とが設けられ、排出装置側にはガス排出口(253)とが設けられている。 The reforming chamber (25) constituting the gasification furnace (20) is normally a fixed type, and water and / or steam supply ports (251) are provided on the car shredder dust supply device side of the reforming chamber (25). ) And an oxidant supply port (252), and a gas discharge port (253) is provided on the discharge device side.
金属製回転レトルト(21)は、その大部分が改質チャンバー(25)で包囲されており、そして、外部から空気の大量流入を阻止するために、その前後の各端部が前後のフード(22)及び(23)包囲されている。また、金属製回転レトルト(21)の周面には改質チャンバー(25)に通じる複数のガス抜き管(H)が設けられている。ガス抜き管(H)は、金属製回転レトルト(21)の固形分が改質チャンバー(25)に落下しないよう、金属製回転レトルト(21)内へ向って直筒状のものが突設されているが、その先端がL字状に折り曲げられた筒状のもの、好ましくは、その先端が金属製回転レトルト(21)の略中心軸まで延びたL字状管などが挙げられるが、後述するように、金属製回転レトルト(21)内で得られた重質可燃性ガスは通過可能であるが、炭化混合物などの固形分は改質チャンバー(25)に落下しないよう構成されているものであれば、これに限定されるものではない。 Most of the metal rotating retort (21) is surrounded by the reforming chamber (25), and the front and rear ends of the metal rotating retort (21) are front and rear hoods ( 22) and (23) are enclosed. A plurality of venting pipes (H) communicating with the reforming chamber (25) are provided on the peripheral surface of the metal rotating retort (21). The gas vent pipe (H) has a straight cylindrical shape protruding toward the metal rotary retort (21) so that the solid content of the metal rotary retort (21) does not fall into the reforming chamber (25). However, a cylindrical shape whose tip is bent in an L shape, preferably an L-shaped tube whose tip extends to a substantially central axis of the metal rotating retort (21), etc., can be mentioned later. As described above, the heavy combustible gas obtained in the metal rotating retort (21) can pass through, but the solid content such as the carbonized mixture is configured not to fall into the reforming chamber (25). If there is, it is not limited to this.
金属製回転レトルト(21)としては、通常、金属製のロータリーキルンを使用することが出来る。 As the metal rotating retort (21), a metal rotary kiln can be usually used.
供給装置(10)は、破砕機により破砕されたカーシュレッダーダスト(D)を金属製回転レトルト(21)内に供給するためのものである。選別機(80)は、加熱乾留によって得られた炭化混合物(C)に含まれる銅屑等の非鉄金属を選別するためのものである。本発明で使用するガス化炉(20)は、カーシュレッダーダスト(D)を破砕する破砕機(図示は省略)、炭化混合物(C)を間接水冷する回転式クーラ(図示は省略)および炭化混合物(C)に含まれる鉄分を分離する磁選機(図示は省略)などを備えていてもよい。そして、必要があれば、排出される可燃性ガスををさらに改質するための改質装置(図示は省略)を設けていてもよい。 The supply device (10) is for supplying the car shredder dust (D) crushed by the crusher into the metal rotating retort (21). The sorter (80) is for sorting non-ferrous metals such as copper scrap contained in the carbonized mixture (C) obtained by heating carbonization. The gasification furnace (20) used in the present invention includes a crusher (not shown) for crushing the car shredder dust (D), a rotary cooler (not shown) for indirectly cooling the carbonized mixture (C), and a carbonized mixture. You may provide the magnetic separator (illustration omitted) etc. which isolate | separate the iron content contained in (C). If necessary, a reforming device (not shown) for further reforming the combustible gas discharged may be provided.
次に、図2〜4により、排出されたガスの発電への利用を説明する。図2に示す発電設備(90)は、排出されたガスの顕熱を回収し、スチームを発生させる廃熱回収ボイラ(91)、得られたスチームによって駆動されるスチームタービン(92)および発電機(93)を備えている。なお、廃熱回収ボイラ(91)から排出された可燃性ガス(G2)は、精製装置(30)で精製されたうえ、ガスホルダ(94)に貯蔵される。 Next, the utilization of the discharged gas for power generation will be described with reference to FIGS. A power generation facility (90) shown in FIG. 2 recovers sensible heat of exhausted gas and generates steam to generate a waste heat recovery boiler (91), a steam turbine (92) driven by the obtained steam, and a generator (93). The combustible gas (G2) discharged from the waste heat recovery boiler (91) is purified by the refining device (30) and stored in the gas holder (94).
図3に示す発電設備(190)は、ガスホルダ(94)からの可燃性ガス(G2)を燃料とするガスエンジン(191)、発電機(192)、その排ガスの顕熱を回収してスチームを発生させる廃熱回収ボイラ(193)、得られたスチームによって駆動されるスチームタービン(194)および発電機(195)を備えている。図4に示す発電設備(290)は、空気圧縮機(291)、ガスホルダ(94)からのガスを燃料とするガスタービン(292)、発電機(293)、ガスタービン(292)からの排ガスの顕熱を回収してスチームを発生させる廃熱回収ボイラ(294)、得られたスチームによって駆動されるスチームタービン(295)および別の発電機(296)を備えている。 The power generation facility (190) shown in FIG. 3 recovers steam by recovering the sensible heat of the gas engine (191), the generator (192), and the exhaust gas using the combustible gas (G2) from the gas holder (94) as fuel. A waste heat recovery boiler (193) to be generated, a steam turbine (194) driven by the obtained steam, and a generator (195) are provided. The power generation facility (290) shown in FIG. 4 includes an air compressor (291), a gas turbine (292) that uses gas from the gas holder (94) as fuel, a generator (293), and exhaust gas from the gas turbine (292). A waste heat recovery boiler (294) that recovers sensible heat to generate steam, a steam turbine (295) driven by the obtained steam, and another generator (296) are provided.
次に、本発明に係わるカーシュレッダーダストの処理方法について説明する。本発明の処理方法は、上述のガス化炉を使用し、金属製回転レトルトにカーシュレッダーダストを供給して加熱乾留し、改質チャンバー中において可燃性ガスと酸化剤とを混合し、可燃性ガスの部分燃焼による発熱で金属製回転レトルトを加熱することにより前記の加熱乾留を行なう際、改質チャンバー内の酸素濃度を15容量%以下に制御し、更に、改質チャンバー内にカーシュレッダーダスト中の有機成分量に対して0.2〜3.0重量倍の水および/またはスチームを供給する方法である。 Next, a method for treating car shredder dust according to the present invention will be described. The treatment method of the present invention uses the gasification furnace described above, supplies car shredder dust to a metal rotating retort, heats and distills, mixes a combustible gas and an oxidant in a reforming chamber, and combustible. When performing the heating and dry distillation by heating a metal rotating retort with heat generated by partial combustion of gas, the oxygen concentration in the reforming chamber is controlled to 15% by volume or less, and further, car shredder dust is contained in the reforming chamber. This is a method of supplying 0.2 to 3.0 times by weight of water and / or steam with respect to the amount of organic components therein.
先ず、供給装置(10)から金属製回転レトルト(21)にカーシュレッダーダスト(D)を供給する。外側から加熱されている金属製回転レトルト(21)内では、カーシュレッダーダスト(D)の加熱乾留によって可燃性ガス(G1)および炭化混合物(C)を生成する。生成した可燃性ガス(G1)は、金属製回転レトルト(21)の周面に設けられたガス抜き孔(H)から改質チャンバー(25)内に噴出する。噴出した可燃性ガス(G1)は、改質チャンバー(25)内において酸化剤供給口(252)から供給された酸化剤(OG)と供給口(251)から供給された水および/またはスチームと混合され、可燃性ガスの少なくとも一部分が燃焼すると共に、水性ガス化反応が生起して可燃性ガス(G1)の軽質化および改質を行う。そして、前述の可燃性ガスの部分燃焼により金属製回転レトルト(21)を加熱するして、前記の加熱乾留を行なう。 First, the car shredder dust (D) is supplied from the supply device (10) to the metal rotating retort (21). In the metal rotating retort (21) heated from the outside, combustible gas (G1) and carbonized mixture (C) are generated by heating and dry distillation of the car shredder dust (D). The generated combustible gas (G1) is jetted into the reforming chamber (25) from the gas vent hole (H) provided on the peripheral surface of the metal rotating retort (21). The ejected combustible gas (G1) includes an oxidant (OG) supplied from the oxidant supply port (252) and water and / or steam supplied from the supply port (251) in the reforming chamber (25). At the same time, at least a portion of the combustible gas is combusted, and a water gasification reaction occurs to lighten and reform the combustible gas (G1). And metal rotation retort (21) is heated by the partial combustion of the above-mentioned combustible gas, and the above-mentioned heating dry distillation is performed.
本発明の被処理物であるカーシュレッダーダストは、自動車の解体の最後に残る廃棄物であり、繊維質、硬軟、発泡各種プラスチック、ゴム類、布・紙・木、被覆導線、その他雑多なものを含んでいる。 Car shredder dust, which is the object to be treated of the present invention, is waste that remains at the end of car dismantling, including fiber, hard and soft, foamed plastics, rubbers, cloth, paper, wood, coated conductors, and other miscellaneous items Is included.
本発明で使用する酸化剤としては、酸素ガスまたは酸素を含むガスが挙げられ、具体的には、空気、酸素、酸素富化空気が挙げられる。なお、「少なくとも一部分が燃焼」、「部分燃焼」とは、可燃性ガスの完全燃焼も含まれる。 Examples of the oxidizing agent used in the present invention include oxygen gas or oxygen-containing gas, and specific examples include air, oxygen, and oxygen-enriched air. Note that “at least a part of combustion” and “partial combustion” include complete combustion of combustible gas.
本発明においては、改質チャンバー内の酸素濃度を15容量%以下に制御し、更に、改質チャンバー内にカーシュレッダーダスト中の有機成分量に対して0.2〜3.0重量倍の水および/またはスチームを供給することが重要である。 In the present invention, the oxygen concentration in the reforming chamber is controlled to 15% by volume or less, and further 0.2 to 3.0 times by weight of water in the reforming chamber with respect to the amount of organic components in the car shredder dust. It is important to supply steam and / or steam.
酸化剤供給口(252)から改質チャンバー(25)に供給する酸化剤の量を調整して、上述の改質チャンバー(25)内の酸素濃度を15容量%以下に制御する。改質チャンバー(25)内の酸素濃度が15容量%を超えると、大容積のガス化炉を必要とし経済的でない。 The amount of the oxidant supplied from the oxidant supply port (252) to the reforming chamber (25) is adjusted to control the oxygen concentration in the reforming chamber (25) to 15% by volume or less. If the oxygen concentration in the reforming chamber (25) exceeds 15% by volume, a large-volume gasification furnace is required, which is not economical.
特に、絶乾状態におけるカーシュレッダーダスト中の有機成分の割合が50重量%以上の場合、改質チャンバー(25)内の酸素濃度は、通常5容量%以下、好ましくは3容量%以下、より好ましくは1容量%以下である。絶乾状態におけるカーシュレッダーダスト中の有機成分の割合が50重量%未満の場合、改質チャンバー(25)内の酸素濃度は、通常5〜15容量%、好ましくは7〜15容量%、より好ましくは10〜15容量%である。 In particular, when the proportion of the organic component in the car shredder dust in the absolutely dry state is 50% by weight or more, the oxygen concentration in the reforming chamber (25) is usually 5% by volume or less, preferably 3% by volume or less, more preferably. Is 1% by volume or less. When the proportion of the organic component in the car shredder dust in the absolutely dry state is less than 50% by weight, the oxygen concentration in the reforming chamber (25) is usually 5 to 15% by volume, preferably 7 to 15% by volume, more preferably Is 10-15% by volume.
改質チャンバー(25)におけるダイオキシン類の発生を抑制するためには、可燃性ガスを完全燃焼することが必要である。それ故、改質チャンバー(25)に供給する酸化剤量を多くして可燃性ガスを完全燃焼すれば、ダイオキシン類の発生を抑制する出来る。しかしながら、カーシュレッダーダスト中の有機成分の割合が多くなると、当然可燃性ガスの量も多くなり、供給される酸化剤の量およびスチームの量も多くなる。その結果、大容積の金属製回転レトルトおよび改質チャンバーが必要となり経済的でない。 In order to suppress the generation of dioxins in the reforming chamber (25), it is necessary to completely burn the combustible gas. Therefore, generation of dioxins can be suppressed by increasing the amount of oxidant supplied to the reforming chamber (25) and completely burning the combustible gas. However, when the proportion of the organic component in the car shredder dust increases, naturally the amount of combustible gas also increases, and the amount of oxidant and the amount of steam supplied also increase. As a result, a large volume metal rotating retort and a reforming chamber are required, which is not economical.
従って、絶乾状態におけるカーシュレッダーダスト中の有機成分の割合が50重量%以上の場合は、カーシュレッダーダストの加熱乾留に必要な熱量を供給するに要する可燃性ガス量が燃焼される。そして、大半の可燃性ガスは、燃焼、軽質化、改質されることなく、ガス排出口(253)から排出され、後工程で新たに設けた燃焼炉(図示は省略)で完全燃焼する、或いは、改質装置(図示は省略)で軽質化または改質する。それため、改質チャンバー(25)に供給される酸化剤の量は、カーシュレッダーダストの加熱乾留に必要な熱量を供給するために可燃性ガスの燃焼に要する量であって、改質チャンバー(25)内の酸素濃度が通常5容量%以下となる量である。 Therefore, when the proportion of the organic component in the car shredder dust in the absolutely dry state is 50% by weight or more, the amount of combustible gas required to supply the amount of heat necessary for heating and dry distillation of the car shredder dust is combusted. And most combustible gas is discharged from the gas outlet (253) without being burned, lightened or reformed, and completely burned in a combustion furnace (not shown) newly provided in a later process. Alternatively, lightening or reforming is performed by a reformer (not shown). Therefore, the amount of the oxidant supplied to the reforming chamber (25) is an amount required for combustion of the combustible gas to supply the amount of heat necessary for heating and dry distillation of the car shredder dust, 25) is such an amount that the oxygen concentration is usually 5% by volume or less.
絶乾状態におけるカーシュレッダーダスト中の有機成分の割合が50重量%未満の場合は、生成した可燃性ガスは、改質チャンバー(25)内で完全燃焼される。それため、改質チャンバー(25)に供給される酸化剤の量は、可燃性ガスを完全燃焼させるために要する量であって、改質チャンバー(25)内の酸素濃度が通常5〜15容量%となる量である。 When the proportion of the organic component in the car shredder dust in the absolutely dry state is less than 50% by weight, the generated combustible gas is completely burned in the reforming chamber (25). Therefore, the amount of the oxidant supplied to the reforming chamber (25) is an amount required to completely burn the combustible gas, and the oxygen concentration in the reforming chamber (25) is usually 5 to 15 volumes. %.
改質チャンバー(25)内に供給される水および/またはスチームの量は、カーシュレッダーダスト中の有機成分量に対して0.2〜3.0重量倍、好ましくは1.0〜3.0重量倍である。水および/またはスチームの量が0.2重量倍未満の場合は、ダイオキシン類の発生を抑制することが困難となり、ガス排出口(253)から排出される排ガス中のダイオキシン類の濃度が高くなる。水および/またはスチームの量が3.0重量倍を超える場合は、大容積のガス化炉を必要とし経済的でない。 The amount of water and / or steam supplied into the reforming chamber (25) is 0.2 to 3.0 times by weight, preferably 1.0 to 3.0 times the amount of organic components in the car shredder dust. Weight times. When the amount of water and / or steam is less than 0.2 times by weight, it is difficult to suppress the generation of dioxins, and the concentration of dioxins in the exhaust gas discharged from the gas discharge port (253) increases. . When the amount of water and / or steam exceeds 3.0 times by weight, a large-volume gasifier is required, which is not economical.
水および/またはスチーム(S)の供給によって、改質チャンバー(25)内の可燃性ガスは、水性ガス反応を生起し、可燃性ガス(G1)の軽質化、改質が行われる。さらに、カーシュレッダーダスト(D)の構成および性状が変動しても、改質チャンバー(25)への水および/またはスチーム(S)の供給量の増減によって、水性ガス反応量、それに伴う熱発生量、加熱量を容易に調節可能であるため、運転が暴走することなく、運転の安定化を図ることが出来ると共に、加熱乾留が不十分のまま金属製回転レトルト(21)から排出されたり、金属製回転レトルト(21)が過剰に過熱されたりすることがない。 By supplying water and / or steam (S), the combustible gas in the reforming chamber (25) causes a water gas reaction, and the combustible gas (G1) is lightened and reformed. Furthermore, even if the configuration and properties of the car shredder dust (D) fluctuate, the amount of water gas reaction and the heat generation associated therewith are changed by increasing or decreasing the amount of water and / or steam (S) supplied to the reforming chamber (25). Since the amount and the heating amount can be easily adjusted, the operation can be stabilized without running out of control and discharged from the metal rotating retort (21) with insufficient heating and dry distillation, The metal rotating retort (21) is not excessively heated.
さらに、改質チャンバー(25)に導入された水および/またはスチーム(S)からのスチームによってガスが稀釈されるため、可燃性ガス(G2)の重合およびタール化が抑制され、可燃性ガスの軽質化によりタール分やコークがガス化されて、改質チャンバー(25)内面のコーキング進行速度を抑制する。従って、改質チャンバー(25)から排出される軽質可燃性ガス(G2)は、精製装置(30)へ輸送する途中の配管にタールの付着やコーキングが生ずることない。そのため、配管の加熱の設備や運転保守の負担が大幅に軽減されると共に、精製が一層容易になる。 Further, since the gas is diluted by water introduced into the reforming chamber (25) and / or steam from the steam (S), polymerization and tarification of the combustible gas (G2) are suppressed, and the combustible gas The tar and coke are gasified by the lightening, and the coking progress speed on the inner surface of the reforming chamber (25) is suppressed. Therefore, the light flammable gas (G2) discharged from the reforming chamber (25) does not cause tar adhesion or coking on the piping in the middle of being transported to the refining device (30). As a result, the burden of piping heating equipment and operation and maintenance is greatly reduced, and purification becomes easier.
改質チャンバー(25)への水および/またはスチーム(S)の供給量は、金属製回転レトルト(21)の外面温度を所定の温度範囲に維持する制御システム(40)によってコントロールされる。この運転安定化制御は、重質可燃性ガス(G1)の部分燃焼に伴う発熱と、水および/またはスチーム(S)からのスチームとの水性ガス反応に伴う吸熱(蒸発、加熱によるものも含まれる)とを利用したものである。なお、運転の安定化は、水および/またはスチーム(S)の供給量ばかりでなく、改質チャンバー(25)への酸化剤(OG)の供給量、金属製回転レトルト(21)への酸化剤(OG)の供給量、カーシュレッダーダストダスト(D)の供給量の調節によっても可能である。 The amount of water and / or steam (S) supplied to the reforming chamber (25) is controlled by a control system (40) that maintains the outer surface temperature of the metal rotating retort (21) within a predetermined temperature range. This operation stabilization control includes heat generation due to partial combustion of heavy combustible gas (G1) and endothermic (vaporization and heating) due to water gas reaction with water and / or steam from steam (S). Is used). The stabilization of operation is not only the supply amount of water and / or steam (S), but also the supply amount of oxidant (OG) to the reforming chamber (25), oxidation to the metal rotating retort (21). It is also possible to adjust the supply amount of the agent (OG) and the supply amount of the car shredder dust dust (D).
本発明において、改質チャンバー(25)内の温度は、通常600〜750℃、好ましくは600〜650℃であり、カーシュレッダーダストの加熱乾留が行われる金属製回転レトルト(21)内の温度は、通常450〜550℃、好ましくは500〜550℃である。そして、改質チャンバー(25)内の圧力は、金属製回転レトルト(21)内で発生した重質可燃性ガス(G1)が改質チャンバー(25)へ噴出可能となる様に、金属製回転レトルト(21)内のガス圧力よりも僅かに低く保持される。改質チャンバー(25)内では重質可燃性ガス(G1)が酸化剤(OG)と混合して部分燃焼し、スチーム(S)と混合して水性ガス化され、それらの反応に伴って発生する熱が金属製回転レトルト(21)の外側からカーシュレッダーダスト(D)に伝達される。そして、改質チャンバー(25)内のガス(G2)は、ガス排出口(253)から排出される。 In the present invention, the temperature in the reforming chamber (25) is usually 600 to 750 ° C., preferably 600 to 650 ° C., and the temperature in the metal rotating retort (21) where car shredder dust is heated and distilled is Usually, it is 450-550 degreeC, Preferably it is 500-550 degreeC. The pressure in the reforming chamber (25) is adjusted so that the heavy combustible gas (G1) generated in the metal rotating retort (21) can be ejected into the reforming chamber (25). It is kept slightly lower than the gas pressure in the retort (21). In the reforming chamber (25), the heavy combustible gas (G1) is mixed with the oxidant (OG) and partially burned, mixed with the steam (S) and converted into water gas, and is generated along with the reaction. Heat is transmitted from the outside of the metallic rotating retort (21) to the car shredder dust (D). The gas (G2) in the reforming chamber (25) is discharged from the gas discharge port (253).
金属製回転レトルト(21)内の酸素濃度は、通常3容量%以下、好ましくは1容量%以下、より好ましくは0.5容量%以下である。酸素濃度が3容量%を超える場合は、ダイオキシン類の発生を抑制することが困難となり、排ガス中のダイオキシン類の濃度が高くなる。 The oxygen concentration in the metal rotating retort (21) is usually 3% by volume or less, preferably 1% by volume or less, more preferably 0.5% by volume or less. When the oxygen concentration exceeds 3% by volume, it becomes difficult to suppress the generation of dioxins, and the concentration of dioxins in the exhaust gas becomes high.
カーシュレッダーダストの加熱乾留は、通常、空気遮断状態下で行われ、金属製回転レトルト(21)内の酸素濃度は、0容量%である。しかしながら、原料のカーシュレッダーダスト中に酸素が含有されている場合は、加熱乾留中の熱分解により、金属製回転レトルト(21)内の可燃性ガス(G1)中に酸素ガスとして存在することがある。そして、金属製回転レトルト(21)内の温度が可燃性ガス(G1)の着火温度よりも高い場合、生成した酸素ガスは、その酸素当量分の可燃性ガス(G1)を燃焼(部分燃焼)させる。 Car shredder dust is usually heated and distilled in an air-blocked state, and the oxygen concentration in the metal rotating retort (21) is 0% by volume. However, when oxygen is contained in the raw car shredder dust, it may be present as oxygen gas in the combustible gas (G1) in the metal rotating retort (21) due to thermal decomposition during heating and dry distillation. is there. And when the temperature in metal rotation retort (21) is higher than the ignition temperature of combustible gas (G1), produced | generated oxygen gas burns combustible gas (G1) for the oxygen equivalent (partial combustion) Let
金属製回転レトルト(21)内の温度が可燃性ガス(G1)の着火温度よりも低い場合は、酸素ガスが可燃性ガス(G1)の燃焼によって消費されることが無いので、酸素濃度が3容量%を超えることがある。この場合、金属製回転レトルト(21)内の温度を可燃性ガス(G1)の着火温度よりも高くして、可燃性ガス(G1)の部分燃焼によって酸素ガスを消費する等の手段により、金属製回転レトルト(21)内の酸素濃度を3容量%以下にするのが好適である。 When the temperature in the metal rotating retort (21) is lower than the ignition temperature of the combustible gas (G1), the oxygen concentration is not 3 because the oxygen gas is not consumed by the combustion of the combustible gas (G1). May exceed volume%. In this case, the temperature in the metal rotating retort (21) is made higher than the ignition temperature of the combustible gas (G1), and the oxygen gas is consumed by partial combustion of the combustible gas (G1). It is preferable that the oxygen concentration in the rotating retort (21) is 3% by volume or less.
上述の金属製回転レトルト(21)内の部分燃焼によって、金属製回転レトルト(21)内面に付着したタールやコークも燃焼する。なお、僅少とは言え、金属製回転レトルト(21)内での部分燃焼によって発生する熱量分だけ、金属製回転レトルト(21)の外側から伝えられる熱量が低減される。そのため、金属製回転レトルト(21)の温度が低く抑えられ、それに対する負担(材料の耐熱性)が軽減され、耐熱性の低い材料の使用が可能になる。また、可燃性ガス(G1)は、前述の部分燃焼によって生成したスチーム及びその他のガスによる稀釈および/またはスチームとの水性ガス反応により、金属製回転レトルト(21)内のタールやコークの生成が抑制されると共に、コーキング進行速度が抑制され、連続運転期間を延長することが出来る。 Due to the partial combustion in the metal rotary retort (21), tar and coke adhering to the inner surface of the metal rotary retort (21) are also burned. Note that although it is small, the amount of heat transmitted from the outside of the metallic rotating retort (21) is reduced by the amount of heat generated by partial combustion in the metallic rotating retort (21). Therefore, the temperature of the metal rotating retort (21) can be kept low, the burden on it (heat resistance of the material) is reduced, and the use of a material with low heat resistance becomes possible. Further, the combustible gas (G1) generates tar and coke in the metal rotating retort (21) by dilution with steam and other gases generated by the partial combustion and / or water gas reaction with steam. In addition to being suppressed, the coking progress rate is suppressed, and the continuous operation period can be extended.
本発明によれば、金属製回転レトルト(21)内カーシュレッダーダスト(D)のガス化に必要な熱が改質チャンバー(25)内の重質可燃性ガス(G1)の部分燃焼によって十分賄われるため、精製された高価な燃料は殆ど不要である。しかも、カーシュレッダーダスト(D)から取り扱いが容易で、貯蔵が可能な、且つ、ガスタービン、ボイラ等の燃料としても利用可能な軽質可燃性ガス(G2)および有用な非鉄金属を含む炭化混合物(C)が得られる。 According to the present invention, the heat necessary for gasifying the car shredder dust (D) in the metal rotating retort (21) is sufficiently covered by the partial combustion of the heavy combustible gas (G1) in the reforming chamber (25). Therefore, the refined and expensive fuel is almost unnecessary. Moreover, a carbonized mixture containing a light flammable gas (G2) and a useful nonferrous metal (G2) that can be easily handled and stored from the car shredder dust (D) and can also be used as a fuel for gas turbines, boilers, etc. C) is obtained.
金属製回転レトルト(21)から排出される炭化混合物(C)は、溶融しておらず、崩壊し易いため、還元雰囲気下で酸化されなかった銅線屑などの非鉄金属が、風簸、水簸などの比重差を利用した選別機(80)によって容易に回収できる。また、炭化混合物(C)には、硫黄と塩素が灰分に固定されるため、軽質可燃性ガス(G2)に含まれる硫黄と塩素の量は微量である。塩化ビニル樹脂などから発生するHClは、軽質可燃性ガス(G2)に含まれるが、塩基性溶液によって容易に吸収、除去されるため、可燃性ガス(G2)の精製は容易であり、排出物による環境汚染の問題も一挙に解消される。 Since the carbonized mixture (C) discharged from the metal rotating retort (21) is not melted and easily collapses, non-ferrous metals such as copper wire scraps that have not been oxidized in a reducing atmosphere are treated with wind and water. It can be easily collected by a sorter (80) using a specific gravity difference such as straw. Moreover, since sulfur and chlorine are fixed to ash in the carbonized mixture (C), the amount of sulfur and chlorine contained in the light combustible gas (G2) is very small. HCl generated from vinyl chloride resin and the like is contained in the light flammable gas (G2), but is easily absorbed and removed by the basic solution, so that the flammable gas (G2) is easily purified and discharged. The problem of environmental pollution caused by is solved at once.
図2において、改質チャンバー(25)から排出されたガスは高温であので、可燃性、不燃性を問わず、その顕熱が回収されてスチームが得られ、発電に利用される。例えば、廃熱ボイラ(91)において、改質チャンバー(25)排出されたガスの顕熱を利用してスチームを生成し、スチームタービン(92)を駆動し、発電機(93)にて発電する。そして、改質チャンバー(25)から排出されたガスが可燃性である場合は、その顕熱が回収され、精製された後、ガスホルダ(94)に貯蔵する。得られた電力は、例えば、負荷電力が激しく変動する、自動車解体作業に効果的に活用可能であり、電力費用の節減が可能である。 In FIG. 2, since the gas exhausted from the reforming chamber (25) is at a high temperature, the sensible heat is recovered to obtain steam regardless of flammability and nonflammability, and is used for power generation. For example, in the waste heat boiler (91), steam is generated using the sensible heat of the gas discharged from the reforming chamber (25), the steam turbine (92) is driven, and power is generated by the generator (93). . When the gas discharged from the reforming chamber (25) is flammable, the sensible heat is recovered and purified, and then stored in the gas holder (94). The obtained electric power can be effectively used for, for example, car dismantling work in which the load electric power fluctuates drastically, and the power cost can be reduced.
図3において、ガスホルダ(94)に貯蔵された可燃性ガス(G2)を燃料として使用し、ガスエンジン(191)を駆動し、発電機(192)にて発電する。そして、ガスエンジン(191)から得られた排ガスの顕熱を利用して廃熱回収ボイラ(193)でスチームを生成し、スチームタービン(194)を駆動し、発電機(195)にて発電する。 In FIG. 3, the combustible gas (G2) stored in the gas holder (94) is used as fuel, the gas engine (191) is driven, and the generator (192) generates electric power. Then, steam is generated by the waste heat recovery boiler (193) using the sensible heat of the exhaust gas obtained from the gas engine (191), the steam turbine (194) is driven, and power is generated by the generator (195). .
図4において、改質チャンバー(25)から排出されたガスが可燃性である場合は、可燃性ガス(G2)を燃料として直接使用して、ガスエンジン(191)又はガスタービン(292)を駆動し、発電機(293)にて発電する。そして、ガスエンジン(191)又はガスタービン(292)から得られた排ガスの顕熱を利用して廃熱回収ボイラ(294)でスチームを生成し、スチームタービン(295)を駆動し、発電機(296)にて発電する。
In FIG. 4, when the gas discharged from the reforming chamber (25) is flammable, the gas engine (191) or the gas turbine (292) is driven using the flammable gas (G2) directly as fuel. Then, power is generated by the generator (293). Then, steam is generated in the waste heat recovery boiler (294) using the sensible heat of the exhaust gas obtained from the gas engine (191) or the gas turbine (292), the steam turbine (295) is driven, and the generator ( 296).
以下、本発明を、実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
実施例1:
原料として自動車の解体の最後に残るカーシュレッダーダスト(ASR)を図1に示す処理装置を使用して以下の要領にて処理をした。
Example 1:
Car shredder dust (ASR) remaining at the end of car dismantling as a raw material was processed in the following manner using the processing apparatus shown in FIG.
上記の原料を供給装置(10)から金属製回転レトルト(21)に供給し、供給口(251)からスチームをガス化炉(20)に供給し、酸化剤供給口(252)空気をガス化炉(20)に供給して加熱乾留を行った。ガス化炉(20)の操作条件を表1示し、ガス排出口(253)からの排ガスの組成を表2に示す。 The above raw materials are supplied from the supply device (10) to the metal rotating retort (21), steam is supplied from the supply port (251) to the gasification furnace (20), and the oxidant supply port (252) is gasified. It supplied to the furnace (20) and heat-distilled. Table 1 shows the operating conditions of the gasifier (20), and Table 2 shows the composition of the exhaust gas from the gas outlet (253).
表2におけるダスト濃度、窒素酸化物濃度、硫黄酸化物濃度、塩化水素濃度、ダイオキシン類の濃度は夫々以下の方法で測定した。 The dust concentration, nitrogen oxide concentration, sulfur oxide concentration, hydrogen chloride concentration, and dioxin concentration in Table 2 were measured by the following methods.
(1)ダスト濃度は、JIS Z 8808.8に記載の方法に準じて行った。(2)窒素酸化物濃度は、JIS K 0104.4.2に記載の方法に準じて行った。(3)硫黄酸化物濃度は、JIS K0103.6.1に記載の方法に準じて行った。(4)塩化水素濃度は、JIS K 0107.6.2に記載の方法に準じて行った。ダイオキシン類の濃度は、「廃棄物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」(平成9年2月厚生省生活衛生局水道環境部環境整備課)に記載の方法に準じて行った。 (1) The dust concentration was determined according to the method described in JIS Z 8808.8. (2) The nitrogen oxide concentration was determined according to the method described in JIS K 0104.4.2. (3) The sulfur oxide concentration was measured in accordance with the method described in JIS K0103.6.1. (4) The hydrogen chloride concentration was determined according to the method described in JIS K 0107.6.2. The concentration of dioxins was determined according to the method described in the “Manual for Standard Measurement and Analysis of Dioxins in Waste Disposal” (Environmental Maintenance Division, Department of Health and Welfare, February 1997).
10:供給装置
20:ガス化炉
21:金属製回転レトルト
22:フード
23:フード
25:改質チャンバー
30:精製装置
40:制御システム
80:非鉄金属の選別機
90:発電設備
91:廃熱回収ボイラ
92:スチームタービン
93:発電機
94:ガスホルダ
190:発電設備
191:ガスエンジン
192:発電機
193:廃熱回収ボイラ
194:スチームタービン
195:発電機
251:供給口
252:酸化剤供給口
253:ガス排出口
290:発電設備
291:空気圧縮機
292:ガスタービン
293:発電機
294:廃熱回収ボイラ
295:スチームタービン
296:発電機
C:炭化混合物
D:カーシュレッダーダスト
G1:重質可燃性ガス
G2:軽質可燃性ガス
H:ガス抜き孔
OG:酸化剤
S:水および/またはスチーム
10: Supply device
20: Gasification furnace 21: Metal rotating retort 22: Hood 23: Hood 25: Reforming chamber 30: Refiner 40: Control system 80: Non-ferrous metal sorter 90: Power generation equipment 91: Waste heat recovery boiler 92: Steam Turbine 93: Generator 94: Gas holder 190: Power generation equipment 191: Gas engine 192: Generator 193: Waste heat recovery boiler 194: Steam turbine 195: Generator 251: Supply port 252: Oxidant supply port 253: Gas discharge port 290 : Power generation equipment 291: Air compressor 292: Gas turbine 293: Generator 294: Waste heat recovery boiler 295: Steam turbine 296: Generator C: Carbonized mixture D: Car shredder dust G1: Heavy combustible gas G2: Light combustible Gas H: Gas vent hole OG: Oxidizing agent S: Water and / or steel
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