JP3507807B2 - 熱分解設備 - Google Patents
熱分解設備Info
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Description
ら供給された加熱ガスで廃棄物を間接的に加熱して熱分
解残渣と熱分解ガスに熱分解する熱分解ドラムを設け、
前熱分解ドラムは、加熱ガス受入部と、前記加熱ガスを
通す加熱管と、加熱ガス排出部とを熱分解ドラム本体に
設けて構成してある熱分解設備に関する。
ス供給部は、特開2000−314511号に開示され
ているように、灯油等の化石燃料を燃焼させて加熱ガス
を生成する熱風炉を設け、前記加熱ガスが熱分解ドラム
の加熱ガス受入部に供給されて加熱ガス排出部から熱風
炉側に戻されるように、前記加熱ガスを循環させる加熱
ガス循環送風機を設けて構成してあるだけで、熱分解ド
ラムの運転中は熱風炉で化石燃料を燃焼し続けなければ
ならなかった。
ば、熱分解ドラムの運転中は熱風炉で化石燃料を燃焼し
続けなければならなかったために、燃料に多くのコスト
がかかり、運転コストが高くなるという問題があった。
からの熱分解ガスと、熱分解残渣から選別されたカーボ
ン残渣とを燃焼させる燃焼溶融炉の燃焼排ガスの出口側
に、熱分解ドラムの加熱ガス排出部からのガスを前記燃
焼排ガスで間接的に加熱する加熱器を設けた技術が提案
されている。
には多くの塩化水素が含まれているために、塩化水素で
加熱器が腐食しやすいという新たな問題が生じていた。
で、その目的は、運転コストを低廉化できながら、加熱
器を設けることなく加熱ガス供給部や熱分解ドラムの加
熱管の腐食を抑制することができる熱分解設備を提供す
る点にある。
成・作用・効果は次の通りである。
て、前記加熱ガス供給部を構成するに、運転開始用の加
熱ガス第1供給手段と、運転開始後の運転用の加熱ガス
第2供給手段とを、加熱ガス供給状態と非供給状態に各
別に切り換え自在に設け、前記加熱ガス第2供給手段
は、前記熱分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定量
の熱分解ガスを燃焼させる熱分解ガス燃焼器を設け、前
記熱分解ドラムの加熱ガス排出部から排出されてガス回
収路側に回収されたガスを、前記熱分解ガス燃焼器から
の燃焼排ガスと混合させて前記加熱ガスを生成するガス
混合機を設け、前記ガス回収路に、前記加熱ガス排出部
からのガスを中和するガス中和処理装置を設けて構成し
てある。
のように運転させることができる。
合、加熱ガス第1供給手段を加熱ガス供給状態側に設定
する。そして、加熱ガス第1供給手段に設けた例えばバ
ーナで灯油等の化石燃料を燃焼させて加熱ガスを生成
し、熱分解ドラムの加熱ガス受入部に供給する。
解残渣が排出されるようになると、加熱ガス第2供給手
段もガス供給状態側に切り換え、熱分解ドラムからの熱
分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼
器に導入して燃焼させる。
ら排出されてガス回収路に回収されたガスと、熱分解ガ
ス燃焼器からの燃焼排ガスとをガス混合機で混合させて
加熱ガスを生成し、この加熱ガスを熱分解ドラムの加熱
ガス受入部に供給する。
ガスに約25%移行し、熱分解残渣に約75%が移行す
る。従って、熱分解ガス燃焼器で熱分解ガスだけを燃焼
させた場合、その燃焼排ガス中のHCl濃度は、熱分解
残渣と熱分解ガスを共に燃焼させた場合や熱分解残渣だ
けを燃焼させた場合の燃焼排ガス中のHCl濃度よりも
低くなる。
の加熱管等が腐食するという問題が解消される程度のH
Cl濃度まで低くなっているわけではない。
を、前記ガス回収路に設けたガス中和処理装置で中和し
てからガス混合機に供給する。
は別個に熱分解ガスだけを燃焼させて、低いHCl濃度
の燃焼排ガスを得、しかも、この低いHCl濃度の燃焼
排ガスに、中和処理したガス(加熱ガス排出部からのガ
ス)を混合させて加熱ガスを生成するから、加熱ガス受
入部側に供給する加熱ガス中のHCl濃度をさらに低く
することができる。
で燃焼させる熱分解ガスの量を徐々に増やしていくとと
もに、加熱ガス第1供給手段で燃焼させる化石燃料の量
を徐々に少なくしていく。
ガスの量が設定量になると、加熱ガス第1供給手段のガ
ス供給作動を停止させて非供給状態にし、加熱ガス第2
供給手段だけで加熱ガスを加熱ガス受入部に送り込む。
この状態で定常運転に入る。
転させることができるから、加熱ガス第1供給手段で
は、定常運転に入る前の上記[イ],[ロ]の間だけ化
石燃料を燃焼させればよく、化石燃料の消費量が少なく
て済む。
により、運転コストを低廉化できながら、稼働率の低下
を抑制でき、加熱ガス供給部や熱分解ドラムの加熱管の
腐食を抑制することができる熱分解設備を提供すること
ができた。
次の通りである。
て、前記ガス中和処理装置を、前記ガス回収路に中和剤
を供給する中和剤供給機構で構成し、前記ガス混合機と
中和剤供給機構との間にバグフィルタを設けてある。
の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏す
ることができる。
を、ガス回収路に設けた中和剤供給機構からの中和剤で
中和し、そのガスからバグフィルタでダストを除去して
からガス混合機に供給する。
果と同様の効果を奏することができるのに加え、加熱ガ
ス供給部や熱分解ドラムの加熱管の腐食を、より抑制す
ることができ、また、ダストの除去も同時にできる熱分
解設備を提供することができた。
次の通りである。
て、前記バグフィルタから排出されるガスのHCl濃度
を検出するHCl濃度検出計を設け、前記HCl濃度検
出計の検出結果に基づいて、前記バグフィルタからのガ
スのHCl濃度が設定濃度を超えないように前記中和剤
供給機構を制御する制御手段を設けてある。
の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏す
ることができる。
濃度をHCl濃度検出計で検出する。そして例えばHC
l濃度が高かった場合、制御手段が中和剤供給機構を制
御して中和剤の供給量を増やし、バグフィルタからのガ
スのHCl濃度が設定濃度を超えないようにする。
果と同様の効果を奏することができるのに加え、加熱ガ
ス供給部や熱分解ドラムの加熱管の腐食を、より抑制す
ることができる熱分解設備を提供することができた。
次の通りである。
て、前記ガス処理装置を中和剤充填塔で構成してある。
の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏す
ることができる。
を、ガス回収路に設けた中和剤充填塔で中和するととも
に、そのガスからダストを除去してからガス混合機に供
給する。
塔下部より引き抜き、未反応の充填物を塔上部より供給
する。
果と同様の効果を奏することができるのに加え、加熱ガ
ス供給部や熱分解ドラムの加熱管の腐食を、より抑制す
ることができる熱分解設備を提供することができた。
次の通りである。
一つによる発明の構成において、前記中和剤は重曹であ
る。
一つの構成による作用と同様の作用を奏することができ
るのに加え、次の作用を奏することができる。
加熱ガス排出部から排出されるガスの温度は一般的には
320°C程度であり、請求項5の構成によれば中和剤
が重曹(NaHCO3 )であるから、ガスの温度が32
0°C程度でもHClを効果的に除去することができ
る。
いずれか一つの構成による効果と同様の効果を得やすく
なった。
次の通りである。
れか一つによる発明の構成において、前記加熱ガス第1
供給手段を構成するに、前記熱分解ガス燃焼器の上流側
の熱分解ガス管路にダンパを設け、前記熱分解ガス燃焼
器に、化石燃料を燃焼させる燃焼機構を設けてある。
れか一つの構成による作用と同様の作用を奏することが
できるのに加え、次の作用を奏することができる。
解ガス燃焼器の上流側の熱分解ガス管路のダンパを閉
じ、前記燃焼機構で灯油等の化石燃料を燃焼させて加熱
ガスを生成する。そして、この加熱ガスを熱分解ドラム
の加熱ガス受入部に供給する。
が排出されるようになると、ダンパを徐々に開放して、
加熱ガス第2供給手段もガス供給状態側に切り換え、熱
分解ドラムからの熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガ
スを熱分解ガス燃焼器に導入して燃焼させる。
させる熱分解ガスの量を徐々に増やしていくとともに、
加熱ガス第1供給手段で燃焼させる化石燃料の量を徐々
に少なくしていく。
分解ガス燃焼器を加熱ガス第1供給手段の一部として兼
用させてあるから、加熱ガス供給部の部品点数が多くな
るのを回避することができる。
5のいずれか一つの構成による効果と同様の効果を奏す
ることができるのに加え、構造の簡素化を図ることがで
きた。
に基づいて説明する。
ュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラ
ントである熱分解ガス化溶融プラントを示してある。
備1・熱分解設備2・熱分解残渣選別設備3・高温燃焼
溶融設備4・ボイラ発電設備5・排ガス処理設備6から
成る。
れた廃棄物を破砕機で破砕し、破砕廃棄物を搬送装置等
で熱分解設備2に送る。
に、廃棄物ピット7からの廃棄物を熱分解ドラム12に
搬送供給し、加熱ガス供給部102から熱分解ドラム1
2に加熱ガスを供給する。
加熱しながら、廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰囲気で
約450°Cの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解し、
熱分解ガスを後述の高温燃焼溶融炉13に送り、熱分解
残渣を熱分解残渣選別設備3に送る。本設備2の構造に
ついては後で詳しく説明する。
2からの熱分解残渣を、振動フィーダ70・冷却振動コ
ンベア14を介してバケットコンベア55側に送る。そ
して、バケットコンベア55からの熱分解残渣をシール
用振動コンベア59を介して熱分解残渣選別装置91に
送る。
等を選別された後の熱分解残渣を粉砕する(粉砕したも
のを、以下「カーボン残渣」と呼ぶ)。カーボン残渣は
カーボン残渣サイロ61に送り、カーボン残渣サイロ6
1内のカーボン残渣を高温燃焼溶融炉13にその炉頂側
から吹き込む。また、磁選機(図示せず)で選別した鉄
類を鉄類コンテナ96に回収するとともに、アルミ選別
機(図示せず)で選別したアルミをアルミコンテナ97
に回収する。
ボン残渣・集塵ダストを高温燃焼溶融炉13に炉頂側か
ら吹き込み、これらを旋回燃焼する。焼却灰・集塵ダス
トは溶融し、炉底から連続排出する。
ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、過熱
蒸気管群に送る。ボイラ18で蒸気を熱回収し、タービ
ン・発電機(図示せず)で電気として回収する。
21・第1バグフィルタ17・第2バグフィルタ22等
で処理して煙突25から排気する。
る。
うに前記熱分解ドラム12は、廃棄物ピット7からの廃
棄物をコンベアケース11内に受け入れて搬送するスク
リューコンベア10を、横型の熱分解ドラム本体27
(以下、「ドラム本体27」と略称する)にその軸芯方
向一端側から前記軸芯方向に沿う状態に挿入し、前記加
熱ガス供給部102からの廃棄物加熱用のガスを流通さ
せる複数本の加熱管28を、ドラム本体27の中空内の
前記軸芯方向一端側の隔壁36と他端側の隔壁37とに
わたって、ドラム本体27の長手方向に沿う状態に架設
して構成してある。
端側に、加熱ガス受入部29と熱分解ガス・熱分解残渣
排出部31とを、また、ドラム本体27の軸芯方向一端
側に加熱ガス排出部30を設けてある。
壁37から、ドラム本体27よりも小径の残渣排出管3
8を前記搬送方向下手側にドラム本体27と同芯状に延
出してある。この残渣排出管38の内周面側に残渣送り
スクリュー101を設けてある。
口39を備えた加熱ガス受入ケース40を、残渣排出管
38の長手方向中間部分を囲む状態に、かつ、ドラム本
体27の回転を許す状態に支持台35に支持させて構成
してある。
は、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45を、前記残
渣排出管38の排出口を覆う状態に設けて構成し、この
熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45の上端側の熱分
解ガス排出口46から熱分解ガスを排出して高温燃焼溶
融炉13に送り、熱分解残渣は熱分解ガス・熱分解残渣
排出ケース45の下端側の熱分解残渣排出口47から排
出して、熱分解残渣選別設備3に送るようにしてある。
る煙突25の上流側の誘引ファン130(図1参照)で
誘引する。
口42を備えた加熱ガス排出ケース43を、スクリュー
コンベア10の所定長さにわたるコンベアケース部分を
囲む状態に、かつ、ドラム本体27の回転を許す状態に
支持台35に支持させて構成してある。
すように前記加熱ガス供給部102は、運転開始用の加
熱ガス第1供給手段103と、運転開始後の運転用の加
熱ガス第2供給手段104とを、加熱ガス供給状態と非
供給状態に各別に切り換え自在に設けて構成してある。
記加熱ガス第2供給手段104について説明すると、熱
分解ドラム12の熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース4
5からの熱分解ガスを高温燃焼溶融炉13に流通案内す
る熱分解ガス管路108から熱分解ガス分岐管路109
を分岐してある。
導入した熱分解ガス(つまり、熱分解ドラム12からの
熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガス)を燃焼させる
熱分解ガス燃焼炉110(熱分解ガス燃焼器に相当)を
設け、熱分解ガス燃焼炉110に対する空気供給装置1
24を設けてある。
122に、燃焼器用押し込みファン121と押し込み空
気加熱器123とを設けて構成してある。
ース43から排出されてガス回収路105側に回収され
たガスを、熱分解ガス燃焼炉110からの燃焼排ガスと
混合させて加熱ガスを生成するガス混合機111を設
け、前記ガス回収路105に、加熱ガス排出ケース43
からのガスを中和する中和剤供給機構113(ガス中和
処理装置に相当)を設け、ガス混合機111と中和剤供
給機構113との間のガス回収路105にバグフィルタ
114を設けてある。
は、ガス混合機111とバグフィルタ114の間のガス
回収路105に設けた回収ファン116でガス回収路1
05側に導入する。
4の上流側で分岐してあり、ガス回収路105側に導入
したガスのうちの所定量のガスを、排気ファン120で
分岐管路119を通してボイラ18の入口に供給するよ
う構成してある。
対する中和剤供給機構113からの中和剤は重曹であ
る。この中和剤供給機構113は、重曹貯留タンク12
6と重曹供給駆動部128とから成る。
記加熱ガス第1供給手段103を構成するに、熱分解ガ
ス燃焼炉110の上流側の熱分解ガス管路109にダン
パ107を設け、熱分解ガス燃焼炉110に、灯油を燃
焼させるバーナー106(燃焼機構に相当)を設けてあ
る。
る場合、ダンパ107を閉じ、熱分解ガス燃焼炉110
に空気供給装置124で空気を供給しながら、バーナー
106で灯油を燃焼させて、回収ファンで回収された加
熱ガスと混合機で混合され加熱ガスを生成する。そし
て、この加熱ガスを熱分解ドラム12の加熱ガス受入ケ
ース40に供給する。
第2供給手段104の制御系の構造> [1]前記加熱ガス排出ケース43から排出されるガス
の温度を検出する排出ガス温度検出計134を設け、こ
の排出ガス温度検出計134の検出結果に基づいて回収
ファン116を制御する回収ファン制御器135を設け
てある。
れるガスのHCl濃度を検出するHCl濃度検出計12
9を設け、HCl濃度検出計129の検出結果に基づい
て、バグフィルタ114からのガスのHCl濃度が設定
濃度を超えないように重曹供給駆動部128を制御する
重曹供給駆動部制御器130(制御手段に相当)を設け
てある。
する加熱ガスの温度を検出する加熱ガス温度検出計13
1を設け、この加熱ガス温度検出計131の検出結果に
基づいて排気ファン120の電動モータ133を制御す
る排気ファン制御器132を設けてある。
に運転する。
合、熱分解ガス燃焼炉110の上流側の熱分解ガス管路
109のダンパ107を閉じ、熱分解ガス燃焼炉110
に設けたバーナ106で灯油を燃焼させて加熱ガスを生
成する。そして、この加熱ガスを熱分解ドラムの加熱ガ
ス受入ケース40に供給する。
通して熱分解ドラム12の加熱ガス排出ケース43から
排出された加熱ガスをガス混合機111側に回収し、バ
ーナ106で再び加熱して加熱ガス受入ケース40に戻
す。加熱ガス排出ケース43からの余分な加熱ガスは分
岐管路119を通してボイラ18の入口に供給する。
解残渣排出ケース45から熱分解ガスや熱分解残渣が排
出されるようになると、ダンパ107を徐々に開いて、
熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45からの熱分解ガ
スのうちの所定量の熱分解ガスを熱分解ガス燃焼炉11
0に導いて燃焼させる。
流通して加熱ガス排出ケース43から排出されたガスを
ガス回収路105側に回収し、ガス回収路105に設け
た中和剤供給機構113からの重曹で前記ガスを中和す
るとともに、そのガスからバグフィルタ114でダスト
を除去し、ダストが除去されたガスをガス混合機111
に供給する。
と、熱分解ガス燃焼炉110からの燃焼排ガスとを混合
させて加熱ガスを生成し、加熱ガス受入ケース40に供
給する。
を徐々に少なくしていき、熱分解ガス・熱分解残渣排出
ケース45から排出される熱分解ガスの量が設定量にな
ると、バーナー106の運転を停止し、熱分解ガス燃焼
炉110・ガス混合機111だけで加熱ガスを加熱ガス
受入ケース40に送り込む。この状態で定常運転に入
る。
熱分解残渣とは別個に熱分解ガスだけを燃焼させて低い
HCl濃度の燃焼排ガスを得、しかも、この低いHCl
濃度の燃焼排ガスに、中和処理したガス(加熱ガス排出
ケース43からのガス)を混合させて加熱ガスを生成す
るから、加熱ガス受入ケース40に供給する加熱ガス中
のHCl濃度をさらに低くすることができる。
ケース43から排出されるガスの温度は320℃に設定
する。この温度が320℃よりも低くなったことを排出
ガス温度検出計134が検出すると、回収ファン制御器
135が回収ファン116の回転数を上げてガスの循環
量を上げる。
スのHCl濃度は5ppmを超えないようにする。この
HCl濃度が5ppmを超えたことをHCl濃度検出計
129が検出すると、重曹供給駆動部制御器130(制
御手段に相当)が重曹供給駆動部128を制御して、バ
グフィルタ114からのガスのHCl濃度が5ppmを
超えないように重曹の供給量を増やす。
熱ガスの温度は530℃に設定する。この温度が530
℃よりも低くなったことを加熱ガス温度検出計131が
検出すると、排気ファン制御器132が排気ファン12
0の電動モータ133の回転数を上げ、熱分解ガス燃焼
炉110への熱分解ガスの供給量を増やして前記温度を
530℃に設定する。
を処理し、図2に示すように、ガス混合機111への熱
分解ガスの供給量Gを6900Nm3 /H,ガス温度T
を320℃に設定し、HCl濃度Hが5ppm,ダスト
濃度Dが0.001g/Nm3 を超えないようにした。
ケース40への加熱ガスの供給量Gを8840Nm3 /
H,ガス温度Tを530℃に設定したところ、HCl濃
度Hを50ppm,ダスト濃度Dを0.02g/Nm3
にすることができた。
焼させた場合、HCl濃度Hは200ppm程度になる
が、上記のように本熱分解設備2では加熱ガス受入ケー
ス40への加熱ガスのHCl濃度Hを4分の1の50p
pmにすることができた。
減量比に及ぼすHCl濃度の影響を、実験により求めた
結果を示してある。図3において腐食減量比とは、ある
材料のある条件下での腐食減量(重量減少量)を基準に
して比で表示したものである。ガス温度が500°Cで
HCl濃度が50ppmのときの減量比は1である。前
述のように、熱分解ガス燃焼炉110で熱分解ガスを燃
焼させるだけの場合(つまりガス混合機111を設けて
ない構造)は、ガスのHCl濃度が200ppm程度に
なるが、本熱分解設備の構造によれば、HCl濃度Hを
50ppmにすることができるから、図3から分かるよ
うに、上記の場合(熱分解ガスを燃焼させるだけの場
合)に比べて腐食の程度を6分の1程度にすることがで
きる。
ス中和処理装置を重曹充填塔136(中和剤充填塔に相
当)で構成してあってもよい。
曹を充填したもので、ガスを中和するとともに、ガスか
らダストを除去することができる。
く、例えば炭酸ナトリウムであってもよい。
り、別の数値であってもよい。
響を示す図
Claims (6)
- 【請求項1】 加熱ガス供給部から供給された加熱ガス
で廃棄物を間接的に加熱して熱分解残渣と熱分解ガスに
熱分解する熱分解ドラムを設け、前熱分解ドラムは、加
熱ガス受入部と、前記加熱ガスを通す加熱管と、加熱ガ
ス排出部とを熱分解ドラム本体に設けて構成してある熱
分解設備であって、 前記加熱ガス供給部を構成するに、運転開始用の加熱ガ
ス第1供給手段と、運転開始後の運転用の加熱ガス第2
供給手段とを、加熱ガス供給状態と非供給状態に各別に
切り換え自在に設け、 前記加熱ガス第2供給手段は、前記熱分解ドラムからの
熱分解ガスのうちの所定量の熱分解ガスを燃焼させる熱
分解ガス燃焼器を設け、前記熱分解ドラムの加熱ガス排
出部から排出されてガス回収路側に回収されたガスを、
前記熱分解ガス燃焼器からの燃焼排ガスと混合させて前
記加熱ガスを生成するガス混合機を設け、前記ガス回収
路に、前記加熱ガス排出部からのガスを中和するガス中
和処理装置を設けて構成してある熱分解設備。 - 【請求項2】 前記ガス中和処理装置を、前記ガス回収
路に中和剤を供給する中和剤供給機構で構成し、前記ガ
ス混合機と中和剤供給機構との間にバグフィルタを設け
てある請求項1記載の熱分解設備。 - 【請求項3】 前記バグフィルタから排出されるガスの
HCl濃度を検出するHCl濃度検出計を設け、前記H
Cl濃度検出計の検出結果に基づいて、前記バグフィル
タからのガスのHCl濃度が設定濃度を超えないように
前記中和剤供給機構を制御する制御手段を設けてある請
求項2に記載の熱分解設備。 - 【請求項4】 前記ガス中和処理装置を中和剤充填塔で
構成してある請求項1記載の熱分解設備 - 【請求項5】 前記中和剤が重曹である請求項1,2,
3,4のいずれか一つに記載の熱分解設備。 - 【請求項6】 前記加熱ガス第1供給手段を構成する
に、前記熱分解ガス燃焼器の上流側の熱分解ガス管路に
ダンパを設け、前記熱分解ガス燃焼器に、化石燃料を燃
焼させる燃焼機構を設けてある請求項1,2,3,4,
5のいずれか一つに記載の熱分解設備。
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