JPH0755121A - 廃棄物処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩素分を含む廃棄物の熱分解生成物を燃焼し
て生ずる燃焼排ガスの熱エネルギーを熱交換により回収
するにあたり、熱交換器の塩素による腐食を防止し、か
つ熱回収効率を高める。 【構成】 廃棄物中の塩素分は比較的低い温度で分解ガ
ス化されことから、予め加熱器１により廃棄物をその廃
棄物に含まれる塩素分を脱気し得る温度に加熱する。そ
して、塩素分が脱気された廃棄物を熱分解反応器４で熱
分解し、その熱分解生成物を燃焼装置８で燃焼すること
により、排ガスボイラ１８に導かれる燃焼排ガスの塩素
分の含有量は著しく低いものになる。その結果、廃熱ボ
イラ１８の伝熱面の塩素分による腐食を防止でき、かつ
高温域に熱交換器を配置できるから熱回収効率を向上で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭や産業から排出さ
れる可燃物を含む廃棄物を熱分解し、その熱分解生成物
を燃焼して生じる熱エネルギーを電力などに変換して回
収する廃棄物処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の廃棄物処理技術は、特開平１−
４９８１６号公報に開示されている。同公報に開示され
ている技術では、可燃物を含む廃棄物を加熱して熱分解
し、これにより生成される熱分解ガスを含む熱分解生成
物を燃焼し、燃焼排ガスを廃熱ボイラに導いて蒸気を発
生させ、その蒸気により発電して熱エネルギーを回収し
ている。また、熱分解生成物の燃焼に際して、熱分解生
成物に含まれる灰分等の燃焼残渣を溶融スラグ化する高
温（例えば、１２００℃以上）で燃焼させることによ
り、燃焼残渣を建造物や道路の骨材などに再利用可能な
スラグに変換するようにしている。

【０００３】このように、特開平１−４９８１６号公報
の技術によれば、廃棄物を熱分解して燃焼し、その熱エ
ネルギーを電力として有効利用できる他、灰分などの燃
焼残渣はスラグ化してリサイクルを図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術によれ
ば、処理する廃棄物に塩化ビニルなどの塩素分を含む廃
棄物が含まれていると、熱分解ガス及びその燃焼排ガス
に塩化水素などの塩素分が含まれてしまい、その塩素分
により廃熱ボイラなどの熱交換器の伝熱面が腐食される
という問題がある。

【０００５】このような塩素分によるボイラ伝熱面の腐
食は、燃焼排ガス温度がほぼ３３０℃近傍から生じ、特
に５００℃〜７００℃で急速に進むことが知られてい
る。一方、ボイラ伝熱面の燃焼排ガス側の外面温度は、
給水加熱器及び蒸発器においては、内部流体が液相又は
２相流であり内面の熱伝達率が大きいので、内部流体の
温度に支配されて塩素分による腐食雰囲気温度までには
至らない。しかし、過熱器の出口側は内部流体が乾き蒸
気であり、内面の熱伝達率が小さいので外面温度は燃焼
排ガス温度に支配されて高くなるから、塩素分による腐
食が問題となる。

【０００６】そこで、過熱器の塩素分による腐食を抑制
するには、燃焼排ガス温度が腐食雰囲気の温度以下（例
えば５００℃以下）に低下したゾーン、例えば蒸発器の
下流側に過熱器を配置する等の対策が必要になったり、
そのような温度条件のゾーンに過熱器を配置することに
より例えば発生蒸気が３００℃、３０気圧程度に抑えら
れる等、蒸気の質が低く抑えられることになる。このた
め、装置が大きくなったり、発電効率（熱回収効率）を
高めることができないという問題がある。

【０００７】このようなことから、塩素分による廃熱ボ
イラなどの腐食を防止するには、廃熱ボイラなどに導く
前に燃焼排ガス中の塩素分を除去することが望ましい
が、燃焼排ガスは高温であるから塩化水素などの塩素分
を除去することは技術的、経済的に困難である。

【０００８】本発明は、塩素分を含む廃棄物の熱分解生
成物を燃焼して生ずる燃焼排ガスの熱エネルギーを熱交
換により回収するにあたり、熱交換器の塩素による腐食
を防止でき、かつ熱回収効率を高めることができる廃棄
物処理方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の廃棄物処理方法及び装置は、可燃物を含む
廃棄物を加熱して熱分解し、この熱分解により排出され
る熱分解ガスを含む熱分解生成物を燃焼残渣が溶融スラ
グ化する温度で燃焼し、この燃焼により排出される燃焼
排ガスの熱エネルギーを熱交換により回収するにあた
り、前記熱分解工程の前に前記廃棄物をその廃棄物に含
まれる塩素分を脱気し得る温度に加熱し、その廃棄物に
含まれる塩素分を除去するようにしたことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明は、廃棄物中の塩素分は比較的低い温度
（例えば、塩化ビニルの場合は３００℃〜３４０℃）に
より分解してガス化されるという知見に基づいてなされ
たものである。すなわち、本発明の廃棄物処理方法及び
装置によれば、廃棄物を通常の熱分解処理する前に、塩
素分が脱気し得る温度に加熱するという簡易な手段によ
り廃棄物から塩素分が除去されるため、通常の熱分解で
得られる熱分解生成物中の塩素分の含有量を著しく低減
できる。これにより、その熱分解生成物を燃焼して得ら
れる燃焼排ガスの塩素分の含有量も著しく低減されるか
ら、廃熱ボイラ過熱器等の伝熱面の塩素分による腐食の
問題が生じない。したがって、過熱器等の熱回収用の熱
交換器を燃焼排ガス温度が十分に高いゾーンに配置する
ことが可能になり、蒸気温度や圧力等の蒸気条件を改善
できることから、熱回収効率を向上させることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の一実施例である廃棄物処理装置
の系統図である。加熱器１は本発明の特徴部である廃棄
物から塩素分を脱気する前処理装置を形成する。本実施
例において、加熱器１には一般的な熱分解ドラムが用い
られており、家庭ゴミなどの廃棄物が供給装置２によっ
て供給される。この加熱器１は内部に図示しない多数の
加熱管が設けられており、その加熱管内部に高温空気を
流通し、供給装置２により供給される廃棄物をほぼ酸素
遮断雰囲気下で廃棄物中の塩素分が脱気しうる温度に加
熱して、この廃棄物中の塩素分を脱気するようになって
いる。ここで、塩素分が脱気しうる温度は、一般に比較
的低温（例えば、塩化ビニルの場合は、３００〜３４０
℃程度）であり、廃棄物中の塩素分は主として塩化水素
ガスとして脱気される。塩素分が除去又は低減された廃
棄物は送給装置３により熱分解装置を形成する熱分解反
応器４に送られる。また、脱気された塩化水素及び加熱
により蒸発した廃棄物中の水分などからなるガスは導管
６を介して脱塩塔５に送られる。脱塩塔５に送られたガ
ス中の塩化水素ガスは苛性ソーダにより中和され、これ
により脱塩された後のガスは導管９を介して燃焼装置８
に導入される。なお、脱塩後のガスを燃焼装置８に導入
しない構成としてもよい。

【００１２】熱分解反応器４は廃棄物の熱分解装置を形
成するものであり、本実施例においては、通常の熱分解
ドラムが用いられている。熱分解反応器４は加熱器１と
同様、内部に図示しない多数の加熱管が設けられてお
り、その加熱管内に高温空気を流通するようになってい
る。これにより、熱分解反応器４の内部に導入される塩
素分が除去された廃棄物は、ほぼ酸素遮断雰囲気下で比
較的高温の３００〜６００℃程度、望ましくは４５０℃
程度の温度に加熱される。この加熱により廃棄物は熱分
解され、これにより発生した熱分解ガスは導管２８によ
り燃焼装置８に送られ、熱分解により生じた残渣は不燃
物分別設備７に送られる。また、熱分解により生じた熱
分解カーボン、可燃性の浮遊物、灰分などを含む熱分解
生成物も、熱分解ガスに同伴して燃焼装置８に送られ
る。また、熱分解残渣としては、不燃物（鉄、アルミ、
ガレキなど）、灰分、熱分解カーボンなどが混ざったも
のである。

【００１３】不燃物分別設備７では、この熱分解残渣が
例えば４５０℃程度で熱分解されて生じたのであれば、
図示しない冷却コンベアで８０℃程度に冷却され、図示
しない振動篩により比較的粗い成分と比較的細かい成分
とに分ける。この比較的細かい成分は主として灰分と熱
分解カーボンとからなるが、図示しない粉砕装置で１ｍ
ｍ以下程度の粒径に粉砕して送給装置１０により燃焼装
置８に送る。比較的粗い成分は主として不燃物からな
り、さらに、鉄、アルミ、ガレキなどに分別して、それ
ぞれ図示しないホッパに貯められる。

【００１４】燃焼装置８は燃焼溶融炉であり、炉内に導
入された熱分解ガス、熱分解カーボン、灰分などの熱分
解生成物を所定の過剰の酸素条件下で高温燃焼する。温
度は１２００℃程度以上、好ましくは、灰分の溶融温度
より１００〜１５０℃程度高い１３００℃程度とする。
炉内滞留時間は有機分を高温で酸化分解するのに十分な
時間とする。この燃焼により生じた溶融灰は、例えば、
炉底に設けられた溶融灰排出口１１から冷却水槽１６に
落ちて急冷され、水砕スラグとして回収される。

【００１５】燃焼により生じた燃焼排ガスは高温空気加
熱器１２を介して廃熱ボイラ１８に導かれる。高温空気
加熱器１２は熱交換器であり燃焼排ガスにより空気を加
熱する。この空気は高温空気加熱器１２と熱分解反応器
４とを結ぶ導管１３、熱分解反応器４と加熱器１とを結
ぶ導管１４、加熱器１と高温空気加熱器１２とを結ぶ導
管１５とを介し、ブロワ１７により高温空気加熱器１
２、熱分解反応器４、加熱器１とを循環する。高温空気
加熱器１２における熱交換により、例えば１３００℃で
燃焼装置８を出た燃焼排ガスは、例えば９００℃程度に
減温され、廃熱ボイラ１８に導かれる。高温空気加熱器
１２における熱交換により加熱された空気は導管１３を
介して熱分解反応器４に導かれて前述の図示しない熱分
解反応器４内の加熱管を通過する。これにより、この高
温空気は前述の熱分解の熱源となる。この加熱管を通過
して、ある程度冷却された高温空気は、導管１４に導か
れて前述の図示しない加熱器１内の加熱管を通過し、塩
素分の脱気熱源となる。加熱器１を出た空気は導管１５
を介して高温空気加熱器１２に戻り加熱される。なお、
導管１３と導管１４との間には導管１９が設けられ、導
管１９にはバルブ２０が配置され、高温空気の一部を高
温空気熱交換器１２に導入し、残りを直接加熱器１に導
入することを可能としている。

【００１６】廃熱ボイラ１８は高温空気加熱器１２を介
して導入された燃焼排ガスとの熱交換により高温蒸気を
得るものである。廃熱ボイラ１８に燃焼排ガスとともに
流れ込んだ灰などの一部はこの熱交換の過程で廃熱ボイ
ラ１８の下部２１に落下する。この熱交換後の燃焼排ガ
スは集塵機２２に導入されて残りの灰も除去される。集
塵機２２から排出される排ガスは脱硫塔２３で脱硫処理
された後、煙突２４から排出される。一方、廃熱ボイラ
１８の下部２１に落下した灰と、集塵機２２で除去され
た灰は、フィーダなどの搬送装置２５により燃焼装置８
に戻される。これにより、溶融スラグ化されなかった一
部の灰は、燃焼装置８に循環されることによって溶融ス
ラグ化される。廃熱ボイラ１８で得た高温蒸気は例えば
導管２６でタービン２７に導入し発電に用いられる。

【００１７】次に、本実施例の廃棄物処理装置の作用に
ついて説明する。上述のとおり、本実施例によれば、廃
棄物を塩素分が脱気しうる温度に加熱するという簡易な
手段で廃棄物から塩素分を脱気できる。したがって、燃
焼装置８から排出される燃焼排ガス中の塩化水素の含有
率は著しく低減される。したがって、たとえ燃焼排ガス
が５００℃を超える高温であっても、廃熱ボイラ８の伝
熱面などの塩化水素による腐食は防止できる。このよう
に塩素分による伝熱面などの腐食の心配がないので、廃
熱ボイラ８に導入する燃焼排ガスの温度を十分に高くで
きるから、熱回収効率、発電効率を向上させることがで
きる。例えば従来は蒸気条件（温度と圧力）を３００
℃、３０気圧程度としていたのを、４００〜５００℃、
５０〜１００気圧程度にすることができる。しかも、燃
焼装置８における燃焼温度は従来と同じ高温の、溶融流
動性のスラグを生成する温度（望ましくは１３００℃程
度）を保持できるから、溶融スラグの生成に支障はな
い。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した本発明の廃棄物処理方法及
び装置によれば、廃棄物の熱分解生成物をスラグの生成
に支障ない温度で燃焼でき、かつ熱回収効率を高めるこ
とができ、しかも廃熱回収の熱交換器の塩素による腐食
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である廃棄物熱処理装置の系
統図である。

【符号の説明】

１ 加熱器 ４ 熱分解反応器 ５ 脱塩塔 ７ 不燃物分別設備 ８ 燃焼装置 １２ 高温空気加熱器 １６ 冷却水槽 １８ 廃熱ボイラ ２２ 集塵機 ２３ 脱硫塔 ２４ 煙突 ２７ タービン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃物を含む廃棄物を加熱して熱分解す
   る工程と、この工程から排出される熱分解ガスを含む熱
   分解生成物を、燃焼残渣が溶融スラグ化する温度で燃焼
   する工程と、この工程から排出される燃焼排ガスの熱エ
   ネルギーを熱交換により回収する工程とを含んでなる廃
   棄物処理方法において、 前記熱分解工程の前に前記廃棄物をその廃棄物に含まれ
   る塩素分を脱気し得る温度に加熱し、その廃棄物に含ま
   れる塩素分を除去する工程を含むことを特徴とする廃棄
   物処理方法。
2. 【請求項２】 可燃物を含む廃棄物を加熱して熱分解す
   る熱分解装置と、この熱分解装置から排出される熱分解
   ガスを含む熱分解生成物を燃焼残渣が溶融スラグ化する
   温度で燃焼する燃焼装置と、この燃焼装置から排出され
   る燃焼排ガスと熱媒体とを熱交換して熱エネルギーを回
   収する熱交換装置とを含んでなる廃棄物処理装置におい
   て、 前記熱分解装置に供給する前記廃棄物をその廃棄物に含
   まれる塩素分を脱気し得る温度に加熱し、その廃棄物に
   含まれる塩素分を除去する前処理装置を設けたことを特
   徴とする廃棄物処理装置。