JPS6035086A - 廃物を処理するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に、有用ガスを回収するために廃物また
はごみを処理する方法および装置に関し、特に、破砕し
た廃物をガス創生用の加熱された気密ドラムまたは容器
内へ導入し、熱分解（パイロリシス）またはそれと同様
な熱的分解法によって廃物から有用ガスを回収するため
の方法に関する。灰やその他の粒状物のような熱分解残
留物は、ガスから分離され、ガスは、燃焼生成ガスを発
生させるために空気と熱の存在下でガス変換器内で処理
される。本発明は、また本発明の方法を実施するための
装置にも関する。

従来技術の説明 廃物を処理するための方法および装置は、ドイツ特許第
２４５２５０号に記載されている。一般に、例えば家庭
の生ごみや、産業廃棄物などの廃物の熱分解中、廃物に
含まれている有機成分が揮発し、ガスが放出される。そ
のガスを回収して更に追加の工程で処理し、ガスタービ
ンやガスモータの駆動のために使用しうるガスとするこ
とができる。また、このようなガスは、新しい製品を産
出するための合成用ガスとして化学的操作に使用するこ
ともでき、あるいは、ボイラーや大型加熱プラントのた
めの燃料ガスとして使用することができる。

そのようなガスの生成は、通常、水平に対して僅かに傾
斜した長手軸線の周りに回転する水平装置の容器まだは
処理ドラムによって行われる。反応器即ちドラムは、気
密であり、その内部の作動温度は、酸素の不存在下で間
接的加熱によって約４５０〜６００℃の範囲に維持され
る。

従来の方法では、通常、供給材料として細断された廃物
を用いていた。ドラムの気密は、その両端に設けられた
弁によって保持されるようになされているので、一般に
、そのようなドラムは、不連続態様で、即ちパッチ式で
用いられていた。上記の温度では、酸素が実質的に排除
された状態では最も処理しにくい物質であっても、完全
に分解することができる。熱分解の残留物としては、灰
、金属、ガラス、ガスを抜かれた木材および石炭残留物
即ち低温コークスなどがある。

この処理方法で得られたガスは、後にガス変換器まだは
それに類する反応器内で処理される。

この処理は、例えば、ガスを約１１００〜１２００℃の
範囲の分解（クラッキング）温度にまで加熱する部分燃
焼工程を含む。この分解工程中、長鎖の炭化水素がメタ
ンと水素、およびその他の単純な炭化水素に変換される
。それと同時に、ガス混合物に蒸気相で含まれている水
の、水素と酸素への部分的分離も生じる。この分離□過
程中、ガスは、高温石炭の床内を通され、更に反応が生
じる。その結果得られたガス混合物は、変換器から排出
され、ガス冷却および精製系統に通された後使用される
。

廃物の予備処理および反応器ドラムへの導入、およびド
ラムからの残留物の取出し操作は、往々にして困難な問
題を随伴し、従来は満足なものではなかった。従って、
従来は、収集した廃物を細断機で粗く破砕してベルトコ
ンベヤによって貯留所へ搬送した上で処理していた。即
ち、与えられた要件に応じて、その破砕廃物を大型ホッ
パから処理容器内へ導入する。ホッパの端部は、処理容
器の対応する端部を気密状態に密封する。この従来の方
法の欠点の１つは、廃物内に水分が含有されているため
、相当量の水が生じることでちる゛。この水は、一般に
、冷却およびＦＡＮ工程で分離される。このような水の
量は、廃物１を当如Ｑ、　５　、ａを越える場合がある
。

廃物の水には相当量の有害物質を含有しているので、費
用のかかる精製が必要とされる。更に、廃物内の含水量
が高いので、熱処理を行うのに高いエネルギー人力が必
要とされ、従゛つて、所望の温度条件を維持するために
は、反応器ドラムを連続的に間接加熱することが必要と
される。

従来の方法および装置のもう１つの欠点は、廃物の分解
が破砕された状態での中間貯留の間に行われること、従
って、廃物の中に貯えられている有価エネルギーが長期
の貯留期間中に失われることである。

従来の装置の更に別の欠点は、廃物に、例えばナイロン
のストッキングや、ローブや、合成プラスチックの帯片
などの細長い、絡まシ易い物が含まれていることである
。そのような物質は、送り装置の部品や、回転部品に引
掛かるので装置の作動を乱すことになる。また、従来の
装置では、反応器ドラムから残留物を除去するのも困難
である。そのような残留物は、約４５０〜６００℃の範
囲の温度で生成されるので、はぼ完全に乾燥している。

残留物は、このような状態では搬送するのが困難である
ため、残留物が搬送ｔたは貯留中粉塵公害などを起さな
いように残留物を湿潤させる必要性がでてくる。

発明の概要 従って、廃物またはそれに類する残留物の処理を改良す
ることに対する要望がある。

従って、本発明の目的は、廃物から熱分解により有用な
ガスを回収するための、公害のない、エネルギー消費の
少い方法、および、その方法を実施す不ための装置を提
供することである。

本鵬明の方法は、作動を途中で中断しなければならない
ような事態を生じることがなく、自動作動に適する。

本発明の主要な特徴によれば、上記目的は、廃物を椀体
、ベレツ）または粒体の形に突固め、それを処理ドラム
または容器内へ導入するごとによって達成される。

本発明の教示によれば、廃物を従来のように比較的粗大
に破砕するのではなく、周知の構造のプレスによって小
さい椀体、ベレットまたは粒体に突固める。本発明のと
の地理方法は、予想外の利点をもたらす。

第１に、突固め操作の際、摩擦熱によ）バクテリヤを駆
除するのに十分に高い温度の高熱が生じることである。

また、突固めによって形成した椀体、ペレットマ九は粒
体には高い乾燥固形分が得られる。

ζこでは、椀体、ベレット、粒体等を総称して「粒体」
と称することとする。

本発明の他の利点は、突固めにより供給物質（廃物）に
巻きついたり、絡まった）する細長物が含まれないよう
にされるので、粒体を処理ドラム内へ供給する操作が容
易にされる仁とである。

本発明の好ましい実施例によれば、粒体は、約１麿〜５
謂の粒子寸法に形成する。この寸法では、ガラス片、岩
石片、金属片は、プレス内で突固める前に選別しておか
なくても、処理工程を阻害することがない程度にまで破
砕されている。更に、処理ドラムへの供給廃物を調製す
る本発明のこの方法は、ドラムの入口部分を簡単な構造
とすることができ、従って製造コストを安くするという
利点を有する。従って、大型の供給ホッパが不要になる
。粒体は、ＩＡ処理ドラム内の空気の進入を阻止するパ
ケットホイール型弁またはそれに類する供給弁によって
供給することができる。供給弁は、ドラム内へ導入すべ
き供給物の量に応じて制御される駆動装置によって制御
することができる。

本発明の好ましい実施例によれば、廃物を粒状化し、突
固めることによってその乾燥固形分を７０−以上とする
。更に好ましい実施例によれば、突固めた粒体を爾後の
乾燥工程において８４％以上の乾燥固形分に相当する乾
燥度にまで乾燥する。この工程は、突固め工程において
生じた高温蒸気と、それと組合せた熱交換器を利用する
ことによって行うことができる。

かくして得られた粒体は、長時間に亘って貯留すること
ができ、分解することがなく、廃水が生じない。これら
は、環境保全の観点から重要な要素である。残留水分は
、生成されるガスと共に実質的に搬出され、ガスの分解
過程に用いられる。

好ましい実施例では、酸素含有ガス、例えば空気をドラ
ム内へ供給し、それによってドラム内の温度を約５００
℃以下とし、廃物の一部を理論量以下の条件で燃焼させ
る。この酸素含有ガスの供給は、系の温度が約り００℃
〜約６００℃の範囲に維持されるように制御する。

この特徴は、燃焼エネルギー即ち熱がエネルギー源とし
て利用されるようにするので、簡単な態様でエネルギー
の節約を可能にする。

ドラム内で生成されるガス混合物の含水量を制御するた
めに水または蒸気を添加することができる。この添加は
、ドラム内へ直接行ってもよく、あるいは後続のガス収
集器内へ行ってもよい。所望ならば、ガス変換器の下流
に配置されるガス冷却・精製装置からのオーバーフロー
の水を使用することもできる。その場合は、特別の水供
給源を設ける必要はない。

処理ドラムまたは容器の加熱をガス変換器から排出され
る高温ガスによって行うようにした場合は、更にエネル
ギーの節約が達成される。

これは、例えば、ガスバーナによって加熱したガスをド
ラム内に配設した配管を通して循環させることによって
実施することができる。また、ガスバーナの燃焼ガスは
、約り００℃〜約７００℃の温度であシ、適当な熱交換
器を介して処理ドラムのためのガスを再加熱するのに用
いることができる。

廃物を粒体の形に突固める操作は、例えば熱ねじプレス
のようなねじプレスによって行われる。

本発明の好ましい実施例によれば、処理ドラムを廃物導
入手段とは独立して設け、その残留物排出端に搬出スク
リュウを設置する。搬出スクリュウは、例えば水浴など
の急冷浴に接続することかできる。水浴にも残留物コン
ベヤを設け、急冷された残留物を貯留場所へ搬送するよ
うにする。

従来は、残留物はパケットホイール型弁を介して処理ド
ラムから排出されていたが、本発明によれば、残留物を
水浴へ通してから排出する。

従って、乾燥した灰が排出されることがなく、残留物は
濡れているので、容易に貯留することができる。それと
ともに、水浴は、処理ドラムの内部を気密に保持する役
割をも果す。

ドラムの出口端即ち残留物排出端の残留物排出コンベヤ
は、いろいろな態様で設けることができるが、重要なこ
とは、残留物が灰の浮揚を防止するのに十分な深さのと
ころで水浴内へ導入されるようにすることである。この
ようにして濡らされた残留物は、例えばスクリュウコン
ベヤのような適当なコンベヤ手段によって水浴から搬出
される。

従って、ドラムの出口のところに例えば排出スクリュウ
を設け、それに続いて充填用スクリュウを設けることが
できる。この充填用スクリュウの底端は水浴内の十分に
深いところへ延長させる。充填用スクリュウは、スクリ
ュウの詰まυを防止するために垂直下向きに向けるのが
有利である。そのような配向では、小さい粒子も重力作
用を受け、スフＩＪ　ｚつは、主として浮揚しようとす
る物質を液面の下へ押込む働きをする。

残留物を水浴から搬出する残留コンベヤ手段として、例
えばスクリュウコンベヤを設け、その入口端を充填スク
リュウの近くで液面の下に配置し、出口端を液面より上
に配置することができる。

スクリュウによる送シ作用を確実にするためにスクリュ
ウのらせん羽根にキャリヤパーを付設することができる
。また、排出スクリュウのピッチは、所望の目的を達成
するために、変えることができる。排出スクリュウに可
変ピッチを用いる場合、スクリュウの前方部分の羽根と
羽根の間の距離（ピッチ）を大きくシ、従って、廃物が
比較的弛く圧縮され搬送されるようにする。（これは、
また、ガスが排出される領域でもある。）排出スクリュ
ウの後端部分の羽根間隔は、上記充填スクリュウへの適
正な移行を行うために比較的密にする。

実施例の説明 第１〜４図には本発明の一実施例による装置の全体構成
が示されている。以下の説明では個々の処理段階につい
て記述する。

家庭のごみ、産業廃棄物またはそれに類する廃物が、搬
送スクリュウと、加熱手段および／または温度制御手段
を有する加熱ねじプレス１内へ導入される。廃物は、最
初に、金属、ガラスおよびその他の再使用可能な物質を
分離するために必要に応じて一部が再循環される。また
、必要に応じて、重質画分の分離も行われる。廃物の突
固めは、プレス１内で摩擦圧力によシ約１１０〜約１５
０℃の温度で行われ、約１’ｓｇ〜約５０１ｍの粒子寸
法の粒体を生成する。

粒体から放出された水蒸気は、蒸気排出管２および水蒸
気を冷却しその熱エネルギーを利用するための熱交換器
３を通し、フィルター４を通して凝縮器５へ送られる。

この水は、その後、この処理サイクル内の適当な部署で
使用されない場合は、最寄シの清澄装置へ送られる。所
与の条件に応じて廃物は、プレス１内で約５０−〜約６
５−の初期乾燥固形分（乾量百分率）から少くとも７０
チの乾燥固形分となるまで圧縮処理される。次いで、こ
の粒体化廃物は、プレス１から排出され、乾燥ユニット
６内で少くとも８４％の乾燥固形分となるまで乾燥され
る。

この乾燥工程のために、プレス１内で生じた廃熱、即ち
、熱交換器３内での水蒸気との熱交換によって得られる
熱を利用することができる。

このようにして得られた乾燥廃物粒体は、実質的に無臭
であり、分解を起すことなく、長期間に亘って貯留する
ことができる。

乾燥ユニット６から粒体貯留器７内に貯えられた粒体は
、スクリュウコンベヤ８によってパケットホイール屋装
入弁またはそれに類するゲ−ト手段にまで送られる。弁
またはゲート９は、反応器ドラム１２またはそれに類す
る熱処理容器への気密入口を構成する。粒体は送りスク
リュウ１０によってドラム１２内へ装入される。

ドラム１２は、化学理論量未満の条件下での燃焼に使用
することができるように空気導入導管１１を備えている
。ドラム１２内での廃物粒体の燃焼によって生じるガス
の水分含有量の制御は、ドラムの入口端のところに接続
された水調量供給管１Ｓと、ドラムの出口端またはその
僅かに後方に接続された蒸気調量供給管１４によって行
われる。また、廃油や、その他の特殊な廃物、および予
め脱水処理された有機物を、ドラム１２に接続した別個
の導管（図示せず）を通してドラム内へ添加し、環境保
全上許容しうる（公害を起さない）態様で処理すること
もできる。

ドラム１２は、間接的に加熱され、出口端即ち、残留物
排出端の方に向って僅かに下向きに傾斜した長手軸線の
周）にゆつく多回転される。

廃物粒体は、ドラム１２内で約４５０’Ｑ〜約６００℃
の範囲の温度に露呈される。予熱段階で必要とされる熱
は、石油またはガス炊きバーナから供給される。その後
、熱は、例えば、ガス変換器の分岐管から間接加熱のた
めに供給されるか、あるいは、導管１１を通して供給さ
れる制御された量の空気によりドラム１２内で行われる
化学理論量未満の条件下での燃焼から供給される。

ドラム１２の間接的加熱は、約６００℃の温度を有する
加熱用ガスによって行われる。そのような加熱用ガスは
、ドラム１２内に長手方向に延設された管系統を通して
通流せしめられ、ガスのカロリー値が管壁を通してドラ
ム１２内の処理すべき廃物粒体へ与えられる。その結果
冷却した加熱用ガスは、再循環され、再加熱される。

廃物粒体から発生したガスは、生成ガス排出管１５を通
して上方へ排出され、約４００℃〜５００°Ｃの温度で
ガス変換器１９へ導入される。

ドラム１２内に廃物の理論量未満条件下での燃焼の結果
として生じた残留物（残滓）は、気密コンベヤ装置によ
って排出される。このコンベヤ装置は、排出スクリュウ
１６と、それと協同する垂直配置の充填または詰込みス
クリュウ１７を含む。充填スクリュウ１７は、残滓を湿
潤させるための水浴５０と協同する。湿潤された残滓は
、スクリュウコンベヤ１８によって系外へ搬出される。

スクリュウコンベヤ１８も、その残滓受取端（入口端）
を水面よシ下に配置し、水面に対して傾けられている。

コンベヤ１８は、残滓を例えば貯留場所へ搬送する。

廃物をドラム１２内へ導入するための手段は、第５およ
び６図に拡大して示されており、残滓排出手段は第７お
よび８図に拡大して示されている。これらの細部につい
ては以下に説明する。

廃物粒体から放出された生成ガスの爾後の処理は、ガス
変換器１９内で行われる。ガス変換器１９内には、高温
石炭またはそれに類する燃料の床が配設される。この目
的のために、ガス変換器１９へ石炭またはコークスが供
給され、加熱された空気が空気導管２ｊを通して導入さ
れる。この種のガス変換器の構成および作動は、当該技
術において周知であり、ここではこれ以上説明する必要
はない。かくして得られた燃焼ガスまたはタービン駆動
用ガスは、変換器１９からガス導管２２を通して排出さ
れ、次いで、冷却精製装置２３内で処理される。それに
よって得られた精製ガスは、高いエネルギー量を有し、
長鎖炭化水素を含んでいない。冷却精製装置２３内では
、ガスからそれに捕捉されているダストが除去され、ガ
スの温度は、ガスタービン２４またはそれと同様な装置
内へ動作流体として約４０°０の温度で導入されるよう
に低下せしめられる。ガスタービン２４はに発を機２５
を駆動し、電力を創生ずる。

第１図に点線輪郭で示されるように、ドラム１２内で処
理するために最初に準備された廃物の堆積２６は、プレ
ス１内へ供給する前に、通常、細断機２７内で破砕され
る。もちろん、廃物を直接プレス１内へ供給するのも、
本発明の範囲内である。

第５．６図を参照して説明すると、粒体をドラム１２内
へ供給するための供給装置は、多面室またはパケットホ
イールを有する弁９を備えている。弁９は、モータ２９
によシ駆動チェーン２Ｂを介して駆動される。モータ２
９は、ドラム１２への廃物の供給速度を調節するために
制御される。

第７．８図を参照して説明すると、排出スクリュウ１６
の羽根またはキャリヤ部材またはバーは、スクリュウの
前端（下流端）に近い方よシも、後端（上流端）即ちド
ラム１２に近い端部における方が間隔が密になっている
。従って、残滓は、スクリュウ１６によっである程度圧
縮され（突固められ）、充填スクリュウ１７によって更
に搬送される。充填スクリュウ１７は、垂直に延長して
おシ、その下端は、水浴５０内へ突入している。充填ス
クリュウ１７の羽根またはキャリヤは、残滓を水浴３０
の水面下へ押込む。残滓は、水浴３０からスクリュウコ
ンベヤ１８によって搬出される。スクリュクコンペ（ハ
） ユウコンベヤ。

ヤ１８は、その入口端を冷却水浴３０の水面下に配置さ
れ、その排出端の方に向って上向きに傾斜している。水
浴３０内の冷却液、例えば水を所望の水位に維持するた
めに液面表示装置および水補給装置（いずれも図示せず
）を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による廃物処理装置の上から
みた平面図、第２図は第１図の線■−Ｉに沿ってみた側
面図、第３図は第１図の線■−■に沿ってみた側面図、
第４図は第１図の線ＩＶ−ｍＶに沿ってみた側面図、第
５図はドラムの廃物受入端を示す側面図、第６図は第５
図の矢印Ａの方向にみた端面図、第７図はドラムの残留
物排出端の側面図、第８図はドラムの残留物排出端の上
からみた平面図である。 図中、１はプレス、５は熱交換器、６は乾燥ユニット、
９は弁、１２は反応器ドラム、１５は生成ガス排出管（
抽出管）、１６は排出スクリュウ、１７は充填スクリュ
ウ、１８はスクリ（財） 特許出願人　ピーケイエイ　ピロ２イズクラフタンラー
ゲン　ゲーエムベーノへ−−１゛ｉ イ〜：　Ｊｔ　メミ　蝕　０フ　沖　ン了　’１．．．
：！、、ｊ・旨　−１ −ニー、Ｌｏ、−一、、３ Ｆｉｇ、５ Ｆｉｇ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）有用ガスを回収するために廃物を熱分解によって処
   理するための方法において、 廃物を塊体、ペレットま九は粒体の形に突固める突固め
   工程と、 該突固めた廃物を気密の加熱されたドラム内へ供給して
   ガスを生成させ、その生成ガスを、灰およびその他の固
   形物を含む残留物から分離する工程と、 ガス変換器内の高温燃料床の上で前記生成ガスから燃焼
   ガスを分離する工程とから成る方法。 ２）前記突固め工程は、廃物が約１１１１〜約５０■の
   粒子寸法となるまで行われることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３）前記廃物は、約２ｍ〜約１０諺の粒子寸法を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 リ　前記突固め工程は、廃物を、７０−以上の乾燥固形
   分を有する粒体の形に突固めることから成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５）前記突固め工程において得られた高温蒸気を空気と
   熱交換させて、該空気を加熱し、その加熱された空気を
   用いて前記突固められた廃物を８４チ以上の乾燥固形分
   となるまで乾燥させる工程を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ６）約５００℃以下の内部温度を有する前記ドラム内へ
   前記廃物の少くとも一部分の化学理論量未満の酸素存在
   下での燃焼を起させるような量の酸素含有ガスを添加し
   、該酸素含有ガスの添加量を、約り００℃〜約６００℃
   の温度の熱が回収されるように制御する工程を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７）前記酸素含有ガスは空気であることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項記載の方法。 ８）前記ドラム内で生成されるガス混合物の含水量を、
   水または蒸気を添加することによって制御する工程を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９）前記水は、前記ガス変換器の下流に接続されたガス
   精製および冷却装置のオーバーフローまたは凝縮器から
   得られた水であり、該水を前記ドラム内へ、または、該
   ドラムとガス変換器とを接続した導管内へ添加すること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０）前記ガス変換器から排出される高温ガスを前記ド
   ラム内へ導入して前記廃物を間接的に加熱することを特
   徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１）有用ガスを回収するために廃物を熱分解によって
   処理するだめの装置において、 間接的に加熱されるようになされており、廃物を受入れ
   るための少くとも実質的に気密の入口および固形残留物
   を排出するための出口を有し、ガス抽出管系統に接続す
   ることができるようになされているドラムと、 該ドラムに対しその上流に接続されるようになされてお
   り、前記廃物を椀体、ベレットまたは粒体の形に突固め
   るだめのプレスとから成る装置。 １２）前記ドラムは、その入口にパケットホイール型弁
   を備えている特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １５）前記プレスは、その出口端に該プレスから排出さ
   れた廃物を乾燥させるための乾燥装置を備えており、該
   乾燥装置は、該プレスから流出した蒸気を処理するため
   の熱交換器に接続することができるようになされている
   特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １り前記ドラムは、その出口端に前記残留物を水浴へ搬
   送するための残留物コンベヤ手段を備えており、該水浴
   から残留物を搬出するだめの手段が設けられている特許
   請求の範囲第１１項記載の装置。 １５）前記残留物コンベヤ手段は、排出スクリュウと、
   充填スクリュウとから成り、該充填スクリュウの前端は
   前記水浴内の液体の液面よシ実質的に下方に突入してい
   る特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６）前記残留物コンベヤ手段は、前記水浴から残留物
   を搬出するだめのスクリュウコンベヤを含み、該スクリ
   ュウコンベヤの入口端は、前記充填スクリュウの出口端
   の近くで前記水浴の液面より下に配置され、該スクリュ
   ウコンベヤの出口端は、水浴の液面よシ上に配置されて
   いる特許請求の範囲第１５項記載の装置。