説明

廃棄物処理システム

【課題】 チャーやカーボンなどの熱分解処理系統からの排出固体の、排出途中における発火を防止し、安定して廃棄物の処理を継続できる廃棄物処理システムを提供すること。
【解決手段】 廃棄物を熱分解して有効活用可能な物質に変質させる熱分解処理系統200を有する廃棄物処理システムで、前記熱分解処理系統200に生じる可燃性の固体を系外のサイロ15に排出するための密閉された搬送装置14を有し、この密閉された搬送装置14内に、ガス封入装置201によって外気より高い圧力で不活性ガスを封入した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、廃棄物を熱分解して再利用可能な物質に変質させ、資源を有効にリサイクルする廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、様々な汚染物質を含む未分別でかつ未処理の廃棄物を処理して使用可能な物質に変質させ、資源を有効にリサイクルする廃棄物処理システムがある。この廃棄物処理システムとして、廃棄物を熱分解し、ガス改質処理する廃棄物処理システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このような熱分解処理を主体とする廃棄物処理システムについて、図2を用いて説明する。図2は、廃棄物を熱分解したのち、熱分解ガスをガス改質する廃棄物処理システムである。
【0004】
図2において、廃棄物101は、前処理装置102で破砕され、分別された後、廃棄物供給装置103を通して外熱式の熱分解炉104に送られる。熱分解炉104では、約500〜600℃前後で廃棄物を熱分解ガスとチャーと呼ばれる残渣に熱分解する。チャーは、熱分解炉104からチャー冷却装置105を通り、チャー貯留サイロ106に貯留され、再資源化される。一方、熱分解炉104で分解された熱分解ガスは、ガス改質炉107内で約900〜1200℃前後で改質される。さらに、改質されたガスは、ガス浄化装置108で冷却され、かつ、カーボン粉末が除塵され、洗浄された可燃性のガスとして生成され、熱分解炉104の燃料などとして有効利用される。
【0005】
また、図3は、純粋な廃プラスチックを主体とする廃棄物を熱分解処理し、その後に油として回収する廃棄物処理システムである。
【0006】
図3において、廃プラスチックは、前処理装置111で破砕された後、廃棄物供給装置112を通して外熱式の熱分解炉113に送られる。熱分解炉113では、廃プラスチックを約400〜600℃前後で熱分解ガスとチャーに熱分解する。熱分解炉113内に生じたチャーは、チャー冷却装置114を通り、チャー貯留サイロ115に貯留され、再資源化される。一方、熱分解ガスは、熱分解炉113から生成油回収工程116へ送られ、ここで油が回収される。生成された油は、熱分解炉113の燃料などとして有効利用される。
【0007】
このような廃棄物処理システムにおいて、熱分解処理系統、すなわち、図2の例では、熱分解炉104からガス浄化装置108に到る一連の処理系統には、前述のように、チャーや徐塵されたカーボン粉末が生じる。これらチャーやカーボン粉末はそのままにしておくと熱分解処理系統内に滞留し、熱分解処理に支障を与えるので、チャー用のサイロ106や図示しないカーボン用のサイロなどに排出される。
【特許文献1】特開2000−202419号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、このような廃棄物の熱分解処理においては、廃棄物を安定的に継続して処理することが望まれる。
【0009】
しかしながら、廃棄物処理過程で発生するチャー及びカーボン粉末などの固体は、それらの主成分が炭素であるため、搬送装置の中で発火して、廃棄物処理が継続できない問題が想定された。
【0010】
本発明の目的は、チャーやカーボンなどの熱分解処理系統からの排出固体の、排出途中における発火を防止し、安定して廃棄物の処理を継続できる廃棄物処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の廃棄物処理システムは、廃棄物を熱分解して有効活用可能な物質に変質させる熱分解処理系統を有する廃棄物処理システムであって、前記熱分解処理系統に生じる可燃性の固体を系外のサイロに排出するための密閉された搬送装置と、この密閉された搬送装置内に外気より高い圧力で不活性ガスを封入するガス封入装置とを備えたことを特徴とする。
【0012】
本発明では、サイロは、搬送装置により搬送されてきた可燃性の固体を、この固体により埋もれた状態を維持して外部と遮蔽し、マテリアルシールを形成した状態で排出させる排出機構を有する。
【0013】
また、本発明では、搬送装置は、密閉性を維持するために、熱分解処理系統側の連結部分に、交互に開閉動作するダブルダンパを有する。
【0014】
また、本発明では、搬送装置は、密閉性を維持するために、熱分解処理系統側の連結部分に、ロータリバルブを設けてもよい。
【0015】
また、本発明では、熱分解処理系統は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に生じる残渣である。
【0016】
また、本発明では、熱分解処理系統は、熱分解炉で発生した熱分解ガスを改質するガス改質炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に滞留するカーボンである
また、本発明では、熱分解処理系統は、ガス改質炉で改質された改質ガスを冷却する冷却ボイラを有し、可燃性の固体はこの冷却ボイラに滞留するカーボンである。
【0017】
また、本発明では、熱分解処理系統は、改質ガスに含まれるカーボンを除去するバグフィルターを有し、可燃性の固体はこのバグフィルターにより除去されたカーボンである。
【0018】
さらに、本発明では、熱分解処理系統は、廃棄物を熱分解して油を回収する熱分解炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に生じる残渣である。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、熱分解処理系統で発生する固体の排出物、例えば、熱分解炉から排出されるチャーや、ガス改質炉、ボイラ、バグフィルターから排出されるカーボンを搬送する固体搬送装置を密閉構造にして、その内部に外気より若干高めの圧力で窒素などの不活性ガスを封入したことにより、炭素が主成分のチャー及びカーボンが、固体搬送装置の中で発火することを防止して、安定して廃棄物の処理を継続できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の廃棄物処理システムの一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0021】
図1において、1は廃棄物の投入装置で、廃棄物を熱分解炉2に挿入する。廃棄物は、カーシュレッダーダスト、廃プラスチック、木くず、紙くず、廃家電品、廃OA品、都市ゴミ、汚泥およびこれらの混合物を主体としたもので、投入装置1により、空気の漏れ込みを防ぎながら熱分解炉2に投入される。
【0022】
熱分解炉2は、例えば、外熱式の回転ドラムを有し、外部の空気と遮断して投入された廃棄物を、いわゆる蒸し焼き状態にして熱分解させる。すなわち、回転ドラム内温度は400℃から600℃程度に設定されており、前記廃棄物は、熱分解炉2の回転ドラム内でチャーと呼ばれる残渣とガス化した熱分解ガスに分かれる。チャーと熱分解ガスは熱分解炉2の出口部分で互いに分離され、このうち熱分解ガスは後続のガス改質炉3に送られる。
【0023】
ガス改質炉3は、図示しないガス改質バーナを有し、熱分解ガスを低酸素状態で部分燃焼させ、約1000℃の高温を保ってガス改質を行う。この改質過程で高分子の熱分解ガスが水素や一酸化炭素などの低分子のガスに改質される。このとき、同時にカーボン(煤)が発生する。発生したカーボンはその一部が改質炉3内に滞留すると共に、残りは改質ガスに含まれ後続するガス冷却ボイラ4に送られる。
【0024】
ガス冷却ボイラ4は、送られてきたカーボンを含んだ改質ガスを約200℃まで急冷却する。さらに、カーボンを多量に含んだガスは後続のバグフィルター5に運ばれ、木目細かなろ布を介してカーボンが除去される。カーボンが除かれたガスは、ガス洗浄装置6に運ばれ、ここで塩化水素やアンモニウムなどの化学物質が洗い落され、再利用可能な生成ガスが得られる。
【0025】
生成ガスはブロワ7で誘引するので、熱分解炉2からガス洗浄装置6までの熱分解処理系統200は、若干の負圧に保たれる。ブロワ7を出た生成ガスは、水封装置8で逆流防止され、ブロワが停止しても外記の空気が逆流しないようにしている。さらに、生成ガスはガス供給装置9によって昇圧され、熱分解炉2の燃料や、図示しないガスエンジンの燃料として利用される。
【0026】
一方、熱分解炉2の出口で熱分解ガスと分離されたチャーは、図示しない排出機構により外気と遮断された状態で排出され、同じく外気と遮断されたチャー冷却機10で冷却される。チャー冷却機10の排出側には、交互に開閉動作するダンパ11,12を直列に並べたダブルダンパ13による排出機構に連結している。このため、チャー冷却機10で冷却されたチャーは、このダブルダンパ13による排出機構を通り、シールを形成しながら固体搬送装置14に送られる。
【0027】
固体搬送装置14は密閉構造で、チャー用のサイロ(以下、チャーサイロと呼ぶ)15まで引き込まれる。チャーサイロ15は、入り口、出口を除いて密閉構造になっている。また、チャーサイロ15の天井部にはレベルセンサ18を設け、内部に貯留されるチャー17の貯留量を測定できるようにしている。さらに、チャーサイロ15の底部には切出スクリュー16が設けられており、チャーサイロ15内に貯留されたチャーを切り出し、外部に排出できるように構成している。
【0028】
ここで、前記レベルセンサ18は、チャーサイロ15内におけるチャー17の貯留量を測定しているので、その測定結果により、切出スクリュー16を運転する際、この切り出しスクリュー16が常にチャー17で埋まっている状態を確保しながら運転し、チャー17を外部に切出すようにしている。すなわち、チャーサイロ15の出口部分を外部に対してシールした、いわゆるマテリアルシールを構成した状態で、チャー17を外部に切り出すようにしている。
【0029】
密封された固体搬送装置14には、ガス封入装置201により、例えば、窒素などの不活性ガス(以下、窒素として説明する)が、外気より若干高い圧力で封入される。ガス封入装置201は、窒素タンク19を有し、この窒素タンク19は窒素供給ライン20により固体搬送装置14と連結している。また、窒素供給ライン20には分岐配管21を設け、水封タンク22内に水23を入れて水封を形成し、水封レベル以上の圧力で窒素を供給しないように構成している。このため、ガス封入装置201は、窒素タンク19からの窒素を、外気より若干高い圧力で固体搬送装置14に注入している。
【0030】
以上のような構成にすることにより、固体搬送装置14からチャーサイロ15までに窒素を封入することができ、チャーの発火を防止し、または発火したチャーを消火することができる。
【0031】
次に、ガス改質炉3内で発生し、内部に滞留したカーボンについて説明する。このカーボンは、図示しない排出機構により外気と遮断された状態でガス改質炉3から排出され、同じく外気と遮断された冷却機24で冷却される。冷却機24の排出側は、交互に開閉動作するダンパ25,26を直列に並べたダブルダンパ27に連結している。冷却機24で冷却されたカーボンは、このダブルダンパ排出機構27を通り、シールを形成しながら固体搬送装置28に送られる。
【0032】
固体搬送装置28は密閉構造で、カーボン用のサイロ(以下、カーボンサイロと呼ぶ)29まで引き込まれる。カーボンサイロ29は、入り口、出口を除いて密閉構造になっている。また、カーボンサイロ29の天井部にもレベルセンサ32を設け、内部に貯留されるカーボン31の貯留量を測定できるようにしている。さらに、カーボンサイロ29の底部には切出スクリュー30が設置され、サイロ29内のカーボン31を底部より切り出し、外部に排出することができる。
【0033】
前記レベルセンサ32は、カーボンサイロ29内におけるカーボン31の貯留量を測定しており、その測定結果により、切り出しスクリュー30が常にカーボン31で埋まっている状態を確保しながら運転する。すなわち、カーボンサイロ29の出口部分を外部に対してシールした、いわゆるマテリアルシールを構成した状態で、カーボン31を外部に排出させている。さらに、固体搬送装置28には、ガス封入装置201から窒素が注入されている。
【0034】
以上のような構成にすることにより、固体搬送装置28からカーボンサイロ29までを窒素で封入することができ、カーボンの発火防止または発火したカーボンを消火することができる。
【0035】
次に、バグフィルター5によりガスから除去されたカーボンについて説明する。このカーボンは、図示しない排出機構により外気から遮断された状態でバグフィルター5内から排出され、カーボン冷却機33で冷却される。冷却されたカーボンは、交互に開閉するダンパ34,35を直列に並べたダブルダンパ36を通り、シールを形成しながら固体搬送装置37に送られる。固体搬送装置37は密閉構造で、カーボンサイロ38まで引き込まれている。
【0036】
カーボンサイロ38の底部には切出スクリュー39が設置され、サイロ38内のカーボン40を底部より外部に排出することができる。このカーボンサイロ38は、入り口、出口を除いて密閉構造になっている。また、カーボンサイロ38の天井部にもレベルセンサ41を設けており、カーボン40の貯留量を測定する。このレベルセンサ41の測定結果により、切出スクリュー39を、常にカーボン40で埋まっている状態を確保しながら運転し、カーボン40を切出すようにしている。さらに、固体搬送装置37には、ガス封入装置201により窒素を注入している。
【0037】
以上のような構成にすることにより、固体搬送装置37からカーボンサイロ38までを窒素で封入することができ、カーボンの発火防止または発火したカーボンを消火することができる。
【0038】
次に、ガス冷却ボイラ4から排出されたカーボンについて説明する。このカーボンは、ロータリーバルブ42による排出機構を通り、シールを形成しながら固体搬送装置43に送られる。固体搬送装置43は密閉構造で、カーボンサイロ38まで引き込まれる。カーボンサイロ38の底部には、前述のように切出スクリュー39が設置され、天井部に設けられたレベルセンサ41と共に、切出スクリュー39が常にカーボン40で埋まっている状態を確保しながらカーボン40を切出すことができる。さらに、固体搬送装置43にはガス封入装置201から窒素が注入される。
【0039】
以上のような構成にすることにより、固体搬送装置43からカーボンサイロ38までを窒素で封入することができ、カーボンの発火防止または発火したカーボンを消火することができる。
【0040】
なお、ロータリバルブ排出機構42に代えてダブルダンパ排出機構を用いてもよく、反対にダブルダンパ排出機構に代えてロータリバルブ機構を用いてもよい。
【0041】
また、上記実施の形態では、廃棄物処理システムとして、熱分解処理により生じたガスを改質するシステムを例示したが、廃プラスチックを熱分解して油を回収するシステムにも勿論適用することができる。
【0042】
このように、熱分解炉2からガス洗浄装置6に到る熱分解処理系統200で生じるチャーやカーボン灰などの可燃性の固体を排出する際、それらの搬送装置を密封し、その内部に窒素などの不活性ガスを封入したので、チャーやカーボンなどが発火することを防止して、安定した熱分解による廃棄物処理を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明による廃棄物処理システムを説明するブロック構成図である。
【図2】従来技術の一例を説明するブロック図である。
【図3】従来技術の別の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【0044】
1 投入装置
2 熱分解炉
3 ガス改質炉
4 ガス冷却ボイラ
5 バグフィルター
6 ガス洗浄装置
13,27,36 ダブルダンパ機構
14,28,37,43 搬送装置
15,29,38 サイロ
16,30,39 切り出しスクリューによる排出機構
42 ロータリバルブ機構
200 熱分解処理系統
201 ガス封入装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃棄物を熱分解して有効活用可能な物質に変質させる熱分解処理系統を有する廃棄物処理システムであって、
前記熱分解処理系統に生じる可燃性の固体を系外のサイロに排出するための密閉された搬送装置と、
この密閉された搬送装置内に外気より高い圧力で不活性ガスを封入するガス封入装置と、
を備えたことを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項2】
サイロは、搬送装置により搬送されてきた可燃性の固体を、この固体により埋もれた状態を維持して外部と遮蔽し、マテリアルシールを形成した状態で排出させる排出機構を有することを特徴とする請求項1に記載の廃棄物処理システム。
【請求項3】
搬送装置は、密閉性を維持するために、熱分解処理系統側の連結部分に、交互に開閉動作するダブルダンパを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の廃棄物処理システム。
【請求項4】
搬送装置は、密閉性を維持するために、熱分解処理系統側の連結部分に、ロータリバルブを設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の廃棄物処理システム。
【請求項5】
熱分解処理系統は、廃棄物を熱分解して熱分解ガスを発生させる熱分解炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に生じる残渣であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
【請求項6】
熱分解処理系統は、熱分解炉で発生した熱分解ガスを改質するガス改質炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に滞留するカーボンであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
【請求項7】
熱分解処理系統は、ガス改質炉で改質された改質ガスを冷却する冷却ボイラを有し、可燃性の固体はこの冷却ボイラに滞留するカーボンであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
【請求項8】
熱分解処理系統は、改質ガスに含まれるカーボンを除去するバグフィルターを有し、可燃性の固体はこのバグフィルターにより除去されたカーボンであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
【請求項9】
熱分解処理系統は、廃棄物を熱分解して油を回収する熱分解炉を有し、可燃性の固体はこの熱分解炉に生じる残渣であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の廃棄物処理システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−50357(P2007−50357A)
【公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−237813(P2005−237813)
【出願日】平成17年8月18日(2005.8.18)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】