ガス化焼却炉

【課題】処理物が溶融しても何ら加熱性能に影響がなく、処理物に対する加熱効率がよく、温度制御も容易で、医療廃棄物等の処理物を、有害物質を発生させることなく確実にガス化焼却処理し得るガス化焼却炉を提供することを課題とする。
【解決手段】上部に再燃焼室３を設けると共に、その下に、前記再燃焼室３と連通していて底部に誘導加熱部６を備えたガス化室２を設けて成り、前記誘導加熱部６は、誘導コイル８を巻装した耐火容体７内に発熱体９を配したものである。前記発熱体９は、例えば炭素質物質の表面に金属被膜を形成したブロック等の電気的導体製発熱ブロック群で構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス化焼却炉、より詳細には、医療廃棄物、高分子系廃プラスチック類、使用済みおむつ等の廃棄物を、ダイオキシン、二酸化炭素、窒素化合物、硫黄酸化物等の有害物質の発生を抑えつつ、超高温でガス化焼却処理するガス化焼却炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物、特に医療廃棄物や廃プラスチック等の中には、８００〜１２００℃程度の一般的焼却処理によった場合にダイオキシン、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、窒素化合物、硫黄酸化物等の有害物質を発生するものがある。そこで、かかる有害物質を発生する廃棄物は、２０００〜２５００℃の超高温下で燃焼・熱分解処理される。
【０００３】
上記用途に用いられる超高熱分解炉としては、図５に示される構成のものがある。これは、熱処理物の投入口５１を備えた一次分解炉５２と、一次分解炉５２の上部に連通状態に連設され、上面に排気口５４を有する二次分解炉５３とから成るもので、各分解炉５２、５３の底部に、発熱体５５、５５ａが配備される。二次分解炉５３の底部には多孔性の受板５６が配置され、その上に発熱体５５ａが置かれる。また、二次分解炉５３の上部には、炉内に上昇気流を発生させるためのブロワー５８が設置される。
【０００４】
発熱体５５、５５ａは、例えば、グラファイト、活性炭、木炭、石炭等の炭素質物質の粒体表面に、クロム、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム等の金属被膜を形成したボールを多数集めて成り、これに電極５７を当てて電流を印加し、ボール間にアーク放電を起こさせて超高温に発熱させるもので、発熱温度は２０００〜２２００℃程度に上げられる（特許第３１９２３９５号公報参照）。
【０００５】
投入口５１から一次分解炉５２内に投入された医療廃棄物、廃プラスチック等の処理物は、２０００〜２５００℃もの高温に晒されて熱分解され、ガス化されて上昇し、受板５６を通過して二次分解炉５３内入り込む。該ガスはその後、発熱体５５ａの隙間を通って上昇するが、その通過の際に再度高熱処理され、含有するダイオキシン等の有害ガスが分解されて無害化され、排気口５４から排出される。
【０００６】
上記従来の分解炉においては、特に処理物中に塩化ビニルが含まれている場合に溶融物がボール間を充填し、ボール間のアーク放電を妨げるという問題がある。また、アーク放電による発熱による加熱自体、加熱効率がよいとは言えない面があり、また、温度制御も必ずしも容易とは言えない。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１９２３９５号公報
【特許文献２】特許第３７２７９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の超高熱分解炉においては上記のような問題があったので、本発明はそのような問題のない、即ち、処理物が溶融しても何ら加熱性能に影響がなく、処理物に対する加熱効率がよく、温度制御も容易で、医療廃棄物等の処理物を、有害物質を発生させることなく確実にガス化焼却処理し得るガス化焼却炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係るガス化焼却炉は、上部に再燃焼室を設けると共に、その下に、前記再燃焼室と連通していて底部に誘導加熱部を備えたガス化室を設けて成り、前記誘導加熱部は、誘導コイルを巻装した耐火容体内に発熱体を配したものであることを特徴とする。
【００１０】
前記発熱体は、例えば炭素質物質の表面に金属被膜を形成したブロック等の電気的導体製発熱ブロック群で構成される。あるいは、前記発熱体は、炭素鋼等の電気的導体製であって、前記耐火容体の内面形状に対応する容体形状を呈するように形成され、前記耐火容体内に嵌装される。
【００１１】
前記耐火容体は、内底面が錐形又は球面状であって、その最下部に、前記ガス化室の下に配設されるスラグ室に抜ける溶融物排出孔が形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述した通りであって、本発明に係るガス化焼却炉においては、誘電加熱によって発熱体を加熱することによって処理物を間接加熱するので、加熱部をコンパクトに構成でき、急速高温加熱が可能で加熱効率がよく、温度制御も容易であり、しかも溶融物は随時溶融物排出孔から流下してスラグ室に回収されるので、それが貯まって加熱性能が劣化するおそれはなく、各種廃棄物を完全に熱分解処理して無害ガス化して放出し得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態について、添付図面に依拠して説明する。図１は本発明に係るガス化焼却炉全体の正面図、図２は炉本体１の縦断面図である。炉本体１は、ガス化室２と、ガス化室２の上段に位置する再燃焼室３とを備えて成る。
【００１４】
ガス化室２の側壁には、処理物を投入するための上部投入口４が設置され、また、必要に応じ、下方に下部投入口５が設置される。また、ガス化室２の底部には、処理物をガス化するための誘導加熱部６が配置される。図２及び図３に示す誘導加熱部６は、通例セラミックス製で内底面が錐形状又は球面状の耐火容体７に誘導コイル８を巻装し、耐火容体７内に発熱体を収めたものである。
【００１５】
発熱体は、２０００〜２５００℃程度の超高熱を発するものであり、ここで用いるものとしては、例えば、グラファイト、活性炭、木炭、石炭等の炭素質物質の粒体表面に、クロム、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム等の金属被膜を形成した、球状、立方体状等のブロック、その他の電気的導体製発熱ブロック９群で構成することができる。
【００１６】
耐火容体７の内底面の最下部（通例、中心部）には、溶融物を流下させる排出孔１０が形成される。排出孔１０の下には、スラグ取出し口１２を備えたスラグ室１１が配置され、そこに、排出孔１０から随時流下してくる溶融物が貯まる。その溶融物が固化したスラグは、スラグ室１１を設けたスラグ取出し口１２から取り出されて回収される。
【００１７】
図４に示す誘導加熱部６は、通例セラミックス製で断面Ｕ字形の耐火容体１３に誘導コイル８を巻装し、耐火容体１３内に、その内面に密着する対応形状の炭素鋼等の電気的導体製発熱容体１４を嵌装したものである。耐火容体７と同様に耐火容体１３の底面に溶融物流下用の排出孔１５が形成され、また、発熱容体１４にも排出孔１５に連通する排出孔１６が形成される。
【００１８】
この実施形態の場合、上記実施形態に比較して、処理物が発熱容体１４に接触する面積が大となるので、より加熱効率が向上する。
【００１９】
１７は、ガス化室２内の温度測定をする熱電対を示し、１８はガス化室２内に空気を導入する空気孔を示す。１９はガス化室２内に空気を送り込むためのガス化室用送風機である。また、図１においてはガス化室用送風機１９に隠れて見えないが、その裏側に、再燃焼室３内に空気を送り込むための再燃焼室用送風機２０が存する。
【００２０】
再燃焼室３はガス化室２の上側に、ガス化室２と連通状態にして連設される。再燃焼室３の容積はガス化室２の容積よりも小さくされ、その底部に、再燃用の誘導加熱部２１が設置される。この誘導加熱部２１は、セラミックス等製の円筒体に誘導コイルを巻装したものである。
【００２１】
再燃焼室３内には、例えば縦向きにしたステンレスパイプの集合体である通気部２２が設置され、また、再燃焼室３の外壁に、再燃用バーナー２３が配備される。また更に、その側壁を貫いて、再燃焼室用送風機２０から送られてくる空気を導入するための空気路２４が形成される（図２参照）。
【００２２】
図１における２５は再燃焼室３用の熱電対であり、２６は空気導入孔、２７は煙突である。また、２８は、再燃用バーナー２３に接続されるオイルタンクである。
【００２３】
上記構成において、処理物は、上部投入口４からガス化室２内に投入され、そこにおいて誘導加熱部６により、２０００〜２５００℃の超高熱にて燃焼・熱分解処理され、ほとんど灰を残すことなくガス化される。
【００２４】
このガスを含む煙は上昇し、誘導加熱部２１を経て再燃焼室３内に流入し、誘導加熱部２１によって再度加熱処理されると共に、再燃用バーナー２３の作用で再燃焼される。かくして、ダイオキシン、窒素化合物等の有害物質が確実に焼却処理されて無害化され、煙突２７から排出される。
【００２５】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るガス化燃焼炉の正面図である。
【図２】本発明に係るガス化燃焼炉の炉本体の縦断面図である。
【図３】本発明に係るガス化燃焼炉における誘導加熱部の構成例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係るガス化燃焼炉における誘導加熱部の他の構成例を示す縦断面図である。
【図５】従来の超高熱分解炉の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１炉本体
２ガス化室
３再燃焼室
４上部投入口
５下部投入口
６誘導加熱部
７耐火容体
８誘導コイル
９発熱ブロック
１０排出孔
１１スラグ室
１２スラグ取出し口
１３耐火容体
１４発熱容体
１５、１６排出孔
１７熱電対
１８空気孔
１９ガス化室用送風機
２０再燃焼室用送風機
２１誘導加熱部
２２通気部
２３再燃用バーナー
２４空気路
２５熱電対
２６空気導入孔
２７煙突
２８オイルタンク

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に再燃焼室を設けると共に、その下に、前記再燃焼室と連通していて底部に誘導加熱部を備えたガス化室を設けて成り、前記誘導加熱部は、誘導コイルを巻装した耐火容体内に発熱体を配したものであることを特徴とするガス化焼却炉。
【請求項２】
前記発熱体は、電気的導体製発熱ブロック群で構成される請求項１に記載のガス化焼却炉。
【請求項３】
前記発熱体は、電気的導体製であって、前記耐火容体の内面形状に対応する容体形状を呈するように形成されて、前記耐火容体内に嵌装される請求項１に記載のガス化焼却炉。
【請求項４】
前記耐火容体は、内底面が錐形状又は球面状であって、その最下部に、前記ガス化室の下に配設されるスラグ室に抜ける溶融物排出孔が形成される請求項１乃至３のいずれかに記載のガス化焼却炉。

【図１】