廃棄物処理装置および廃棄物処理方法
【課題】、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能な廃棄物処理装置および廃棄物処理方法を提供すること。
【解決手段】圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉４と、加熱炉４から圧縮された廃棄物１１を受けて廃棄物堆積層１２を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉５ｂ及び該ガス化溶融炉５ｂの上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉５ａを有する高温反応炉５とを設けた廃棄物処理装置において、ガス化溶融炉５ｂは廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口１３ａと廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口１５ａとを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【解決手段】圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉４と、加熱炉４から圧縮された廃棄物１１を受けて廃棄物堆積層１２を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉５ｂ及び該ガス化溶融炉５ｂの上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉５ａを有する高温反応炉５とを設けた廃棄物処理装置において、ガス化溶融炉５ｂは廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口１３ａと廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口１５ａとを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物をガス化、溶融処理する廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関し、廃棄物を安定して処理することが可能な廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、廃棄物処理場の不足が顕著化しており、産業廃棄物あるいは一般廃棄物の多くは、発生したままの姿で、あるいは何らかの事前処理の上、焼却処理し減容化した後に、埋立などの最終処分が行われる場合が多い。上記した焼却処理の方法として種々の方法が挙げられるが、近年、焼却場における発生ガス中のダイオキシン類など有害物質の管理が問題となっており、高温酸化雰囲気で有害物を分解することが可能な処理方法が求められている。
【０００３】
このような高温処理が可能な廃棄物処理方法として、特許文献１〜３に開示された廃棄物処理プロセスが挙げられる。上記したプロセスは、廃棄物を圧縮成形後、乾燥、熱分解、炭化し、生成した炭化生成物を部分酸化・ガス化し、不燃分を溶融して、燃料ガスおよびスラグ、金属を得る廃棄物処理プロセスである。
【０００４】
図２は従来の廃棄物処理設備の一例を側断面図によって示したものである。
図２において、１は廃棄物を回分的（バッチ的）に加圧、圧縮する圧縮装置、２は圧縮用ピストン、３は圧縮支持盤、４は圧縮された廃棄物（圧縮廃棄物）（以下圧縮成形物とも記す）を乾燥、熱分解するための水平型トンネル式加熱炉（以下、トンネル式加熱炉とも記す）、４ａは圧縮成形物の乾燥領域、４ｂは圧縮成形物の熱分解領域、４ｅはトンネル式加熱炉４の入口、４ｆは高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口（：トンネル式加熱炉４の出口）、５は竪型の高温反応炉（上部はガス改質炉５ａ、下部はガス化溶融炉５ｂ）、６ａ、６ｂはそれぞれトンネル式加熱炉４の側壁内に配設された加熱用高温ガスの流通パイプ、１０ａ、１０ｉは圧縮成形物、１１ｉ、１１ｎは乾燥された圧縮成形物、１２は乾燥、熱分解された廃棄物１１の堆積層（以下、廃棄物堆積層とも記す）、１４は溶融物、１４Ｈは溶融物排出口、１５はガス化溶融炉５ｂの下部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給管、１５ａは酸素含有ガス供給口、１６は高温反応炉５の下部側壁に接続された水平型筒状加熱炉である溶融物加熱・保温炉、１６ｅは溶融物加熱・保温炉の入口、１７は溶融物加熱・保温炉内に高温燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給装置（バーナ）、２０は廃棄物投入口、２１は廃棄物投入口の蓋、３０は高温反応炉５から排出される高温反応炉発生ガスの急冷装置、３１はガス精製装置、３２は高温反応炉５の改質ガス排出口、３３は精製ガス、ｆ１は圧縮成形物１０ａ、１０ｉの移動方向、ｆ２は乾燥された圧縮成形物１１ｉ、１１ｎの移動方向、ｆ３はトンネル式加熱炉４内で生成した熱分解ガスの流れ方向、ｆ４は高温反応炉５内への酸素含有ガスの吹き込み方向、ｆ５は圧縮用ピストン２の移動方向、ｆ６は圧縮支持盤３の移動方向、ｆ７は廃棄物投入口２０の蓋２１の回転方向を示す。
【０００５】
図２に示す廃棄物処理設備においては、先ず、廃棄物投入口２０から圧縮装置１内へ所定量供給した廃棄物を、回分的（バッチ的）に圧縮し、ち密な圧縮成形物１０ａとする。次に、この圧縮成形物１０ａを、外部から加熱された細長いトンネル式加熱炉４内へ押し込む。
【０００６】
圧縮成形物１０ａの断面形状は、トンネル式加熱炉４の入口４ｅの内壁断面と同形、同一寸法であり、圧縮成形物１０ａはトンネル式加熱炉４の内壁と接触状態を保ったまま押し込まれるため、トンネル式加熱炉入口で加熱炉内雰囲気をシールできる。圧縮成形物１０ｉは、順次新しい圧縮成形物が押し込まれる毎に、トンネル式加熱炉４内を滑りながら移動する。
【０００７】
トンネル式加熱炉４は前記したように外部から加熱されており、内部は６００℃程度まで昇温され、圧縮成形物１０ｉの移動、昇温過程において、圧縮成形物１０ｉ中の水分と揮発分が蒸発、揮発され乾燥、熱分解される。乾燥、熱分解された圧縮成形物１１ｎおよび熱分解により発生した熱分解ガスは、高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口４ｆから１０００℃以上に維持された高温反応炉５内へ装入、供給される。
【０００８】
高温反応炉５内へ供給された乾燥、熱分解された圧縮成形物１１ｎは、高温反応炉５の下部（ガス化溶融炉５ｂ）に乾燥、熱分解された廃棄物１１の堆積層（廃棄物堆積層１２）を形成する。ガス化溶融炉５ｂの下部に設けられた酸素含有ガス供給口１５ａから廃棄物堆積層１２中へ酸素含有ガスが供給され、廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、その熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。高温反応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉１６において、溶融物１４を、バーナなどの燃焼ガス供給装置１７から供給される高温燃焼ガスで加熱し、溶融物に含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物１４は溶融物排出口１４Ｈから溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【０００９】
トンネル式加熱炉４から高温反応炉５に装入された熱分解ガスと、ガス化溶融炉５ｂの廃棄物堆積層１２から発生したガスとは、高温反応炉５の上部（ガス改質炉５ａ）で一部が燃焼されて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で２秒以上滞留されて、一酸化炭素と水素を主に含むガスに改質され、発生ガス排出口３２から排出され急冷装置３０での冷却、ガス精製装置３１での精製の後燃料用の精製ガス３３として回収される。
【００１０】
廃棄物堆積層１２において、その下部の酸素含有ガス供給口１５ａから供給された酸素含有ガスにより廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、燃焼して発生した高温ガスの熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。廃棄物堆積層１２の廃棄物１１は可燃物の部分酸化・ガス化と不燃分の溶融が進むにつれて、廃棄物堆積層１２の上層から下層へ降下する。廃棄物堆積層１２の下部で廃棄物１１の燃焼時に発生した高温ガスは、廃棄物堆積層１２内を上昇し、この上昇する高温ガスは、廃棄物堆積層１２内で降下する廃棄物１１と向流熱交換を行い、廃棄物１１の顕熱を増加させる。顕熱の大きい廃棄物１１は、容易に燃焼、熱分解され、さらに廃棄物堆積層１２の下層で容易に不燃分が溶融される温度にまで加熱されることとなる。
【００１１】
以上、加熱炉、高温反応炉および溶融物加熱・保温炉を配設した従来の廃棄物処理設備について述べたが、従来の廃棄物処理設備によれば下記の問題点があった。
ガス化溶融炉に供給される廃棄物が、トンネル式加熱炉において十分に加熱されてない場合には、廃棄物中に水分および揮発分の残存量が多くなり、廃棄物堆積層下部で発生した高温ガスの熱エネルギーがこの水分および揮発分の蒸発、ガス化に消費され、廃棄物の加熱が十分に行われない。その結果、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近まで降下した時の廃棄物の温度が低く、不燃分が溶融して生成した溶融物温度が低いことがある。溶融物温度が低いと、溶融物をガス化溶融炉から溶融物加熱・保温炉に排出する間に溶融物の流れが悪くなったり、溶融物が凝固したりして、溶融物排出不良に伴う操業トラブルが発生することになる。
【００１２】
また、ガス化溶融炉に供給される廃棄物中の水分および揮発分の残存量が多いと、廃棄物が廃棄物堆積層を降下する間に蒸発、揮発する水分蒸発量および揮発分の揮発量が多くなり、廃棄物堆積層上部の温度が比較的低い部位においてこれらの水分および揮発分が凝縮し、廃棄物が廃棄物堆積層を降下する移動が円滑に行われなくなることがある。廃棄物の降下不良が生じると、廃棄物が棚吊り状態となり降下不良が生じた部位の下部に空間が生じたり、空間上方の棚吊り状態となった廃棄物が一気に崩壊して落下するなどの現象が生じて、廃棄物の降下が安定となる。そのため、高温ガスと廃棄物の熱交換が十分に行われず、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近まで降下した時の廃棄物の温度が低く、溶融物温度が低くなり、上記と同様に溶融物排出不良に伴う操業トラブルが発生することになる。
【００１３】
また、廃棄物堆積層内で廃棄物の降下不良が生じると、廃棄物の部分酸化・ガス化もこれに伴い不安定となり、ガス発生量が大きく変動する。発生ガス量が多くなると、ガス改質炉内でガス改質に十分なガスの滞留時間を確保することができない問題が生じたり、後段のガス処理系の圧力損失の制約から高温反応炉の炉内圧が上昇する問題が生じる。このように精製ガス量、もしくは高温反応炉の炉内圧が閾値を越えると、高温反応炉に供給する酸素含有ガス量を低減し、ガス発生量を低減させるフィードバック制御を行うが、そうすると、高温反応炉に供給する酸素含有ガス量の減少に伴い、廃棄物処理量の低下をきたすとともに、ガス発生量減少によりガスの発生量変動を助長させることとなり問題が生じる。
【００１４】
このような溶融物温度の低下によるトラブルを回避する対策としては、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近に燃料を供給し、燃料を燃焼させて溶融物温度を上昇させることが可能であるが、燃料コストがかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−２６６２６号公報
【特許文献２】特開平６−７９２５２号公報
【特許文献３】特開平７−３２３２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する廃棄物処理装置および廃棄物処理方法において、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能な廃棄物処理装置および廃棄物処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは前記した従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結果、従来のガス化溶融炉とガス改質炉とからなる高温反応炉を設けた廃棄物処理装置において、ガス化溶融炉における廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを設けることにより、上記の課題を解決することができることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下に記載する通りの廃棄物処理装置および廃棄物処理方法である。
【００１８】
（１）圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉と、加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉及び該ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉を有する高温反応炉とを設けた廃棄物処理装置において、
ガス化溶融炉は廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
（２）酸素含有ガス上部供給口は加熱炉から供給された廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化するための酸素含有ガスを供給するものであり、酸素含有ガス下部供給口は廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応して高温領域を形成し不燃分を溶融するための酸素含有ガスを供給するものであることを特徴とする（１）に記載の廃棄物処理装置。
（３）酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることを特徴とする（１）又は（２）に記載の廃棄物処理装置。
（４）酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０vol％以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
（５）圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉と、ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉とを有する高温反応炉を用いる廃棄物処理方法であって、
廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給して廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化し、
廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給して廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応させて高温領域を形成し不燃分を溶融することを特徴とする廃棄物処理方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する廃棄物処理装置、廃棄物処理方法において、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の廃棄物処理設備の一例を示す側断面図である。
【図２】従来の廃棄物処理設備を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、前記した図２に示す廃棄物処理設備の高温反応炉のガス化溶融炉において、廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口を設けることに加えて、ガス化溶融炉における廃棄物堆積層の上部にも酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口を設けた点に特徴がある。
図１は、本発明の廃棄物処理設備の一例を、側断面図によって示したものであり、図１に基づいて本発明を説明する。
なお、図１において、１３はガス化溶融炉の廃棄物堆積層１２の上部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給管、１３ａは酸素含有ガス上部供給口、ｆ８は廃棄物堆積層１２の上部への酸素含有ガスの吹き込み方向を示し、１５はガス化溶融炉の廃棄物堆積層１２の下部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給管、１５ａは酸素含有ガス下部供給口、ｆ４は廃棄物堆積層１２の下部への酸素含有ガスの吹き込み方向を示し、その他の符号は図２と同一の内容を示す。
【００２２】
図１に示す廃棄物処理設備においては、圧縮成形した廃棄物（圧縮成形物１０ｉ）をトンネル式加熱炉４内で乾燥、熱分解し、乾燥された圧縮成形物１１ｎを、高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口４ｆから高温反応炉５内に装入し、高温反応炉５のガス化溶融炉５ｂ内に堆積した廃棄物１１の廃棄物堆積層１２の上部に酸素含有ガス上部供給口１３ａから酸素含有ガスを供給し、廃棄物１１の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化して高温ガスを発生させ、その高温ガスの熱エネルギーにより廃棄物１１に残存する水分および揮発分を蒸発、揮発させ、水分および揮発分を十分に低減させた廃棄物を廃棄物堆積層１２内に降下させる。
【００２３】
ガス化溶融炉５ｂの下部に設けられた酸素含有ガス下部供給口１５ａから廃棄物堆積層１２の下部へ酸素含有ガスが供給され、廃棄物堆積層１２の上部から降下した廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、その熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。高温反応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉１６において、溶融物１４を、バーナなどの燃焼ガス供給装置１７から供給される高温燃焼ガスで加熱し、溶融物に含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物１４は溶融物排出口１４Ｈから溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【００２４】
トンネル式加熱炉４から高温反応炉５に装入された熱分解ガスと、ガス化溶融炉５ｂの廃棄物堆積層１２から発生したガスとは、高温反応炉５の上部（ガス改質炉５ａ）で一部が燃焼されて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で２秒以上滞留されて、一酸化炭素と水素を主に含むガスに改質され、発生ガス排出口３２から排出され急冷装置３０での冷却、ガス精製装置３１での精製の後、燃料用の精製ガス３３として回収される。
このようにして、廃棄物１１を部分酸化・ガス化、溶融することによって廃棄物の処理を行う。
【００２５】
本発明は、上記した構成を備えることにより、トンネル式加熱炉から装入された廃棄物の堆積層の上部に酸素含有ガスを供給することにより、廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化して高温ガスを発生させ、その高温ガスの熱エネルギーにより廃棄物に残存する水分および揮発分を蒸発、揮発させ、水分および揮発分を十分に低減させた廃棄物を廃棄物堆積層内に降下させることができる。そして、この廃棄物堆積層内を降下する廃棄物は、水分および揮発分を十分に低減されているため、廃棄物堆積層の下部で供給された酸素含有ガスにより廃棄物を燃焼する時に発生する高温ガスにより十分に加熱され、容易に燃焼、熱分解され、さらに廃棄物堆積層の下層で容易に不燃分が溶融される温度にまで加熱されることとなる。
そのため、溶融物温度の低下によるトラブルの発生や、廃棄物堆積層内での廃棄物の降下不良による問題の発生を防止することができる。
【００２６】
本発明においては、酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量（上部供給酸素量）を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることが好ましい。
このような酸素含有ガス供給量制御手段を設けることにより、廃棄物堆積層の上部においてトンネル式加熱炉から装入された廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することと、廃棄物堆積層の下部において廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することとに消費される酸素量を適切に分配することができる。
【００２７】
上部供給酸素量が合計酸素量の１０％より少ないと、廃棄物堆積層の上部における廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することが不十分となり、発生する高温ガスの熱エネルギーが少なく、廃棄物に残存する水分および揮発分を十分に低減させることが困難になる。また、上部供給酸素量が合計酸素量の５０％より多いと、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガス（下部供給酸素量）が少なくなり、廃棄物堆積層の下部における廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することが不十分となり、発生する高温ガスの熱エネルギーが少なく、不燃分を溶融して生成する溶融物の温度を十分に昇温することが困難になり、溶融物の排出トラブル等が発生して問題となる。
【００２８】
本発明においては、酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０％vol以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることが好ましい。
このような酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることにより、廃棄物堆積層の上部においてトンネル式加熱炉から装入された廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することと、廃棄物堆積層の下部において廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することとを十分に行うことができ、それぞれの燃焼により発生する高温ガスの熱エネルギーが十分に高いレベルとすることができ、円滑に廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能となるので、廃棄物をガス化、溶融処理する廃棄物処理装置として好適に使用することできる。
【符号の説明】
【００３０】
１ 圧縮装置
２ 圧縮用ピストン
３ 圧縮支持盤
４ トンネル式加熱炉
４ａ 圧縮成形物の乾燥領域
４ｂ 圧縮成形物の熱分解領域
４ｅ トンネル式加熱炉の入口（圧縮成形物の入口）
４ｆ トンネル式加熱炉の出口（乾燥された圧縮生成物の出口）
５ 高温反応炉
５ａ ガス改質炉
５ｂ ガス化溶融炉
６ａ、６ｂ 加熱用高温ガスの流通パイプ
１０ａ 、１０ｉ 圧縮成形物
１１ 廃棄物
１１ｉ 、１１ｎ乾燥された圧縮生成物
１２ 廃棄物堆積層
１３ ガス化溶融炉酸素含有ガス上部供給管
１３ａガス化溶融炉酸素含有ガス上部供給口
１４ 溶融物
１４Ｈ 溶融物排出口
１５ ガス化溶融炉酸素含有ガス下部供給管
１５ａ ガス化溶融炉酸素含有ガス下部供給口
１６ 溶融物加熱・保温炉
１６ｅ 溶融物加熱・保温炉の入口（溶融物の入口）
１７ 燃焼ガス供給装置（バーナ）
２０ 廃棄物投入口
２１ 廃棄物投入口の蓋
３０ 高温反応炉発生ガスの急冷装置
３１ ガス精製装置
３２ 高温反応炉の発生ガス排出口
３３ 精製ガス
ｆ１ 圧縮成形物の移動方向
ｆ２ 乾燥された圧縮成形物の移動方向
ｆ３ トンネル式加熱炉内で生成した熱分解ガスの流れ方向
ｆ４ ガス化溶融炉下部への酸素含有ガスの吹き込み方向
ｆ５ 圧縮用ピストンの移動方向
ｆ６ 圧縮支持盤の移動方向
ｆ７ 廃棄物投入口の蓋の回転方向
ｆ８ ガス化溶融炉上部への酸素含有ガスの吹き込み方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物をガス化、溶融処理する廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関し、廃棄物を安定して処理することが可能な廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、廃棄物処理場の不足が顕著化しており、産業廃棄物あるいは一般廃棄物の多くは、発生したままの姿で、あるいは何らかの事前処理の上、焼却処理し減容化した後に、埋立などの最終処分が行われる場合が多い。上記した焼却処理の方法として種々の方法が挙げられるが、近年、焼却場における発生ガス中のダイオキシン類など有害物質の管理が問題となっており、高温酸化雰囲気で有害物を分解することが可能な処理方法が求められている。
【０００３】
このような高温処理が可能な廃棄物処理方法として、特許文献１〜３に開示された廃棄物処理プロセスが挙げられる。上記したプロセスは、廃棄物を圧縮成形後、乾燥、熱分解、炭化し、生成した炭化生成物を部分酸化・ガス化し、不燃分を溶融して、燃料ガスおよびスラグ、金属を得る廃棄物処理プロセスである。
【０００４】
図２は従来の廃棄物処理設備の一例を側断面図によって示したものである。
図２において、１は廃棄物を回分的（バッチ的）に加圧、圧縮する圧縮装置、２は圧縮用ピストン、３は圧縮支持盤、４は圧縮された廃棄物（圧縮廃棄物）（以下圧縮成形物とも記す）を乾燥、熱分解するための水平型トンネル式加熱炉（以下、トンネル式加熱炉とも記す）、４ａは圧縮成形物の乾燥領域、４ｂは圧縮成形物の熱分解領域、４ｅはトンネル式加熱炉４の入口、４ｆは高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口（：トンネル式加熱炉４の出口）、５は竪型の高温反応炉（上部はガス改質炉５ａ、下部はガス化溶融炉５ｂ）、６ａ、６ｂはそれぞれトンネル式加熱炉４の側壁内に配設された加熱用高温ガスの流通パイプ、１０ａ、１０ｉは圧縮成形物、１１ｉ、１１ｎは乾燥された圧縮成形物、１２は乾燥、熱分解された廃棄物１１の堆積層（以下、廃棄物堆積層とも記す）、１４は溶融物、１４Ｈは溶融物排出口、１５はガス化溶融炉５ｂの下部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給管、１５ａは酸素含有ガス供給口、１６は高温反応炉５の下部側壁に接続された水平型筒状加熱炉である溶融物加熱・保温炉、１６ｅは溶融物加熱・保温炉の入口、１７は溶融物加熱・保温炉内に高温燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給装置（バーナ）、２０は廃棄物投入口、２１は廃棄物投入口の蓋、３０は高温反応炉５から排出される高温反応炉発生ガスの急冷装置、３１はガス精製装置、３２は高温反応炉５の改質ガス排出口、３３は精製ガス、ｆ１は圧縮成形物１０ａ、１０ｉの移動方向、ｆ２は乾燥された圧縮成形物１１ｉ、１１ｎの移動方向、ｆ３はトンネル式加熱炉４内で生成した熱分解ガスの流れ方向、ｆ４は高温反応炉５内への酸素含有ガスの吹き込み方向、ｆ５は圧縮用ピストン２の移動方向、ｆ６は圧縮支持盤３の移動方向、ｆ７は廃棄物投入口２０の蓋２１の回転方向を示す。
【０００５】
図２に示す廃棄物処理設備においては、先ず、廃棄物投入口２０から圧縮装置１内へ所定量供給した廃棄物を、回分的（バッチ的）に圧縮し、ち密な圧縮成形物１０ａとする。次に、この圧縮成形物１０ａを、外部から加熱された細長いトンネル式加熱炉４内へ押し込む。
【０００６】
圧縮成形物１０ａの断面形状は、トンネル式加熱炉４の入口４ｅの内壁断面と同形、同一寸法であり、圧縮成形物１０ａはトンネル式加熱炉４の内壁と接触状態を保ったまま押し込まれるため、トンネル式加熱炉入口で加熱炉内雰囲気をシールできる。圧縮成形物１０ｉは、順次新しい圧縮成形物が押し込まれる毎に、トンネル式加熱炉４内を滑りながら移動する。
【０００７】
トンネル式加熱炉４は前記したように外部から加熱されており、内部は６００℃程度まで昇温され、圧縮成形物１０ｉの移動、昇温過程において、圧縮成形物１０ｉ中の水分と揮発分が蒸発、揮発され乾燥、熱分解される。乾燥、熱分解された圧縮成形物１１ｎおよび熱分解により発生した熱分解ガスは、高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口４ｆから１０００℃以上に維持された高温反応炉５内へ装入、供給される。
【０００８】
高温反応炉５内へ供給された乾燥、熱分解された圧縮成形物１１ｎは、高温反応炉５の下部（ガス化溶融炉５ｂ）に乾燥、熱分解された廃棄物１１の堆積層（廃棄物堆積層１２）を形成する。ガス化溶融炉５ｂの下部に設けられた酸素含有ガス供給口１５ａから廃棄物堆積層１２中へ酸素含有ガスが供給され、廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、その熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。高温反応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉１６において、溶融物１４を、バーナなどの燃焼ガス供給装置１７から供給される高温燃焼ガスで加熱し、溶融物に含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物１４は溶融物排出口１４Ｈから溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【０００９】
トンネル式加熱炉４から高温反応炉５に装入された熱分解ガスと、ガス化溶融炉５ｂの廃棄物堆積層１２から発生したガスとは、高温反応炉５の上部（ガス改質炉５ａ）で一部が燃焼されて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で２秒以上滞留されて、一酸化炭素と水素を主に含むガスに改質され、発生ガス排出口３２から排出され急冷装置３０での冷却、ガス精製装置３１での精製の後燃料用の精製ガス３３として回収される。
【００１０】
廃棄物堆積層１２において、その下部の酸素含有ガス供給口１５ａから供給された酸素含有ガスにより廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、燃焼して発生した高温ガスの熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。廃棄物堆積層１２の廃棄物１１は可燃物の部分酸化・ガス化と不燃分の溶融が進むにつれて、廃棄物堆積層１２の上層から下層へ降下する。廃棄物堆積層１２の下部で廃棄物１１の燃焼時に発生した高温ガスは、廃棄物堆積層１２内を上昇し、この上昇する高温ガスは、廃棄物堆積層１２内で降下する廃棄物１１と向流熱交換を行い、廃棄物１１の顕熱を増加させる。顕熱の大きい廃棄物１１は、容易に燃焼、熱分解され、さらに廃棄物堆積層１２の下層で容易に不燃分が溶融される温度にまで加熱されることとなる。
【００１１】
以上、加熱炉、高温反応炉および溶融物加熱・保温炉を配設した従来の廃棄物処理設備について述べたが、従来の廃棄物処理設備によれば下記の問題点があった。
ガス化溶融炉に供給される廃棄物が、トンネル式加熱炉において十分に加熱されてない場合には、廃棄物中に水分および揮発分の残存量が多くなり、廃棄物堆積層下部で発生した高温ガスの熱エネルギーがこの水分および揮発分の蒸発、ガス化に消費され、廃棄物の加熱が十分に行われない。その結果、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近まで降下した時の廃棄物の温度が低く、不燃分が溶融して生成した溶融物温度が低いことがある。溶融物温度が低いと、溶融物をガス化溶融炉から溶融物加熱・保温炉に排出する間に溶融物の流れが悪くなったり、溶融物が凝固したりして、溶融物排出不良に伴う操業トラブルが発生することになる。
【００１２】
また、ガス化溶融炉に供給される廃棄物中の水分および揮発分の残存量が多いと、廃棄物が廃棄物堆積層を降下する間に蒸発、揮発する水分蒸発量および揮発分の揮発量が多くなり、廃棄物堆積層上部の温度が比較的低い部位においてこれらの水分および揮発分が凝縮し、廃棄物が廃棄物堆積層を降下する移動が円滑に行われなくなることがある。廃棄物の降下不良が生じると、廃棄物が棚吊り状態となり降下不良が生じた部位の下部に空間が生じたり、空間上方の棚吊り状態となった廃棄物が一気に崩壊して落下するなどの現象が生じて、廃棄物の降下が安定となる。そのため、高温ガスと廃棄物の熱交換が十分に行われず、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近まで降下した時の廃棄物の温度が低く、溶融物温度が低くなり、上記と同様に溶融物排出不良に伴う操業トラブルが発生することになる。
【００１３】
また、廃棄物堆積層内で廃棄物の降下不良が生じると、廃棄物の部分酸化・ガス化もこれに伴い不安定となり、ガス発生量が大きく変動する。発生ガス量が多くなると、ガス改質炉内でガス改質に十分なガスの滞留時間を確保することができない問題が生じたり、後段のガス処理系の圧力損失の制約から高温反応炉の炉内圧が上昇する問題が生じる。このように精製ガス量、もしくは高温反応炉の炉内圧が閾値を越えると、高温反応炉に供給する酸素含有ガス量を低減し、ガス発生量を低減させるフィードバック制御を行うが、そうすると、高温反応炉に供給する酸素含有ガス量の減少に伴い、廃棄物処理量の低下をきたすとともに、ガス発生量減少によりガスの発生量変動を助長させることとなり問題が生じる。
【００１４】
このような溶融物温度の低下によるトラブルを回避する対策としては、廃棄物堆積層下部の酸素含有ガス供給口付近に燃料を供給し、燃料を燃焼させて溶融物温度を上昇させることが可能であるが、燃料コストがかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平６−２６６２６号公報
【特許文献２】特開平６−７９２５２号公報
【特許文献３】特開平７−３２３２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する廃棄物処理装置および廃棄物処理方法において、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能な廃棄物処理装置および廃棄物処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは前記した従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結果、従来のガス化溶融炉とガス改質炉とからなる高温反応炉を設けた廃棄物処理装置において、ガス化溶融炉における廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを設けることにより、上記の課題を解決することができることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下に記載する通りの廃棄物処理装置および廃棄物処理方法である。
【００１８】
（１）圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉と、加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉及び該ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉を有する高温反応炉とを設けた廃棄物処理装置において、
ガス化溶融炉は廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
（２）酸素含有ガス上部供給口は加熱炉から供給された廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化するための酸素含有ガスを供給するものであり、酸素含有ガス下部供給口は廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応して高温領域を形成し不燃分を溶融するための酸素含有ガスを供給するものであることを特徴とする（１）に記載の廃棄物処理装置。
（３）酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることを特徴とする（１）又は（２）に記載の廃棄物処理装置。
（４）酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０vol％以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
（５）圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉と、ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉とを有する高温反応炉を用いる廃棄物処理方法であって、
廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給して廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化し、
廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給して廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応させて高温領域を形成し不燃分を溶融することを特徴とする廃棄物処理方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する廃棄物処理装置、廃棄物処理方法において、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の廃棄物処理設備の一例を示す側断面図である。
【図２】従来の廃棄物処理設備を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明は、前記した図２に示す廃棄物処理設備の高温反応炉のガス化溶融炉において、廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口を設けることに加えて、ガス化溶融炉における廃棄物堆積層の上部にも酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口を設けた点に特徴がある。
図１は、本発明の廃棄物処理設備の一例を、側断面図によって示したものであり、図１に基づいて本発明を説明する。
なお、図１において、１３はガス化溶融炉の廃棄物堆積層１２の上部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給管、１３ａは酸素含有ガス上部供給口、ｆ８は廃棄物堆積層１２の上部への酸素含有ガスの吹き込み方向を示し、１５はガス化溶融炉の廃棄物堆積層１２の下部へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給管、１５ａは酸素含有ガス下部供給口、ｆ４は廃棄物堆積層１２の下部への酸素含有ガスの吹き込み方向を示し、その他の符号は図２と同一の内容を示す。
【００２２】
図１に示す廃棄物処理設備においては、圧縮成形した廃棄物（圧縮成形物１０ｉ）をトンネル式加熱炉４内で乾燥、熱分解し、乾燥された圧縮成形物１１ｎを、高温反応炉５の側壁に設けられた圧縮成形物入口４ｆから高温反応炉５内に装入し、高温反応炉５のガス化溶融炉５ｂ内に堆積した廃棄物１１の廃棄物堆積層１２の上部に酸素含有ガス上部供給口１３ａから酸素含有ガスを供給し、廃棄物１１の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化して高温ガスを発生させ、その高温ガスの熱エネルギーにより廃棄物１１に残存する水分および揮発分を蒸発、揮発させ、水分および揮発分を十分に低減させた廃棄物を廃棄物堆積層１２内に降下させる。
【００２３】
ガス化溶融炉５ｂの下部に設けられた酸素含有ガス下部供給口１５ａから廃棄物堆積層１２の下部へ酸素含有ガスが供給され、廃棄物堆積層１２の上部から降下した廃棄物１１の熱分解炭素などの可燃物を燃焼（部分酸化・ガス化）させ、その熱エネルギーで廃棄物１１の部分酸化・ガス化をさらに行うとともに、廃棄物１１中の不燃分（金属、灰分など）を溶融し溶融物１４を生成する。高温反応炉５の下部側壁に接続された溶融物加熱・保温炉１６において、溶融物１４を、バーナなどの燃焼ガス供給装置１７から供給される高温燃焼ガスで加熱し、溶融物に含まれる微量の炭素などをガス化、除去し、溶融物１４は溶融物排出口１４Ｈから溶融スラグ、溶融金属として排出される。
【００２４】
トンネル式加熱炉４から高温反応炉５に装入された熱分解ガスと、ガス化溶融炉５ｂの廃棄物堆積層１２から発生したガスとは、高温反応炉５の上部（ガス改質炉５ａ）で一部が燃焼されて、ガス温度を１０００℃以上にした領域で２秒以上滞留されて、一酸化炭素と水素を主に含むガスに改質され、発生ガス排出口３２から排出され急冷装置３０での冷却、ガス精製装置３１での精製の後、燃料用の精製ガス３３として回収される。
このようにして、廃棄物１１を部分酸化・ガス化、溶融することによって廃棄物の処理を行う。
【００２５】
本発明は、上記した構成を備えることにより、トンネル式加熱炉から装入された廃棄物の堆積層の上部に酸素含有ガスを供給することにより、廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化して高温ガスを発生させ、その高温ガスの熱エネルギーにより廃棄物に残存する水分および揮発分を蒸発、揮発させ、水分および揮発分を十分に低減させた廃棄物を廃棄物堆積層内に降下させることができる。そして、この廃棄物堆積層内を降下する廃棄物は、水分および揮発分を十分に低減されているため、廃棄物堆積層の下部で供給された酸素含有ガスにより廃棄物を燃焼する時に発生する高温ガスにより十分に加熱され、容易に燃焼、熱分解され、さらに廃棄物堆積層の下層で容易に不燃分が溶融される温度にまで加熱されることとなる。
そのため、溶融物温度の低下によるトラブルの発生や、廃棄物堆積層内での廃棄物の降下不良による問題の発生を防止することができる。
【００２６】
本発明においては、酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量（上部供給酸素量）を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることが好ましい。
このような酸素含有ガス供給量制御手段を設けることにより、廃棄物堆積層の上部においてトンネル式加熱炉から装入された廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することと、廃棄物堆積層の下部において廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することとに消費される酸素量を適切に分配することができる。
【００２７】
上部供給酸素量が合計酸素量の１０％より少ないと、廃棄物堆積層の上部における廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することが不十分となり、発生する高温ガスの熱エネルギーが少なく、廃棄物に残存する水分および揮発分を十分に低減させることが困難になる。また、上部供給酸素量が合計酸素量の５０％より多いと、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガス（下部供給酸素量）が少なくなり、廃棄物堆積層の下部における廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することが不十分となり、発生する高温ガスの熱エネルギーが少なく、不燃分を溶融して生成する溶融物の温度を十分に昇温することが困難になり、溶融物の排出トラブル等が発生して問題となる。
【００２８】
本発明においては、酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０％vol以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることが好ましい。
このような酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることにより、廃棄物堆積層の上部においてトンネル式加熱炉から装入された廃棄物の可燃分を一部燃焼して部分酸化・ガス化することと、廃棄物堆積層の下部において廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物の可燃分を燃焼して部分酸化・ガス化することとを十分に行うことができ、それぞれの燃焼により発生する高温ガスの熱エネルギーが十分に高いレベルとすることができ、円滑に廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融する処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、廃棄物堆積層内での廃棄物の加熱不足や降下不良を防止し、廃棄物の部分酸化・ガス化、溶融を安定して行うことが可能となるので、廃棄物をガス化、溶融処理する廃棄物処理装置として好適に使用することできる。
【符号の説明】
【００３０】
１ 圧縮装置
２ 圧縮用ピストン
３ 圧縮支持盤
４ トンネル式加熱炉
４ａ 圧縮成形物の乾燥領域
４ｂ 圧縮成形物の熱分解領域
４ｅ トンネル式加熱炉の入口（圧縮成形物の入口）
４ｆ トンネル式加熱炉の出口（乾燥された圧縮生成物の出口）
５ 高温反応炉
５ａ ガス改質炉
５ｂ ガス化溶融炉
６ａ、６ｂ 加熱用高温ガスの流通パイプ
１０ａ 、１０ｉ 圧縮成形物
１１ 廃棄物
１１ｉ 、１１ｎ乾燥された圧縮生成物
１２ 廃棄物堆積層
１３ ガス化溶融炉酸素含有ガス上部供給管
１３ａガス化溶融炉酸素含有ガス上部供給口
１４ 溶融物
１４Ｈ 溶融物排出口
１５ ガス化溶融炉酸素含有ガス下部供給管
１５ａ ガス化溶融炉酸素含有ガス下部供給口
１６ 溶融物加熱・保温炉
１６ｅ 溶融物加熱・保温炉の入口（溶融物の入口）
１７ 燃焼ガス供給装置（バーナ）
２０ 廃棄物投入口
２１ 廃棄物投入口の蓋
３０ 高温反応炉発生ガスの急冷装置
３１ ガス精製装置
３２ 高温反応炉の発生ガス排出口
３３ 精製ガス
ｆ１ 圧縮成形物の移動方向
ｆ２ 乾燥された圧縮成形物の移動方向
ｆ３ トンネル式加熱炉内で生成した熱分解ガスの流れ方向
ｆ４ ガス化溶融炉下部への酸素含有ガスの吹き込み方向
ｆ５ 圧縮用ピストンの移動方向
ｆ６ 圧縮支持盤の移動方向
ｆ７ 廃棄物投入口の蓋の回転方向
ｆ８ ガス化溶融炉上部への酸素含有ガスの吹き込み方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉と、加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉及び該ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉を有する高温反応炉とを設けた廃棄物処理装置において、
ガス化溶融炉は廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
酸素含有ガス上部供給口は加熱炉から供給された廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化するための酸素含有ガスを供給するものであり、酸素含有ガス下部供給口は廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応して高温領域を形成し不燃分を溶融するための酸素含有ガスを供給するものであることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０vol％以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉と、ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉とを有する高温反応炉を用いる廃棄物処理方法であって、
廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給して廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化し、廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給して廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応させて高温領域を形成し不燃分を溶融することを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項１】
圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉と、加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉及び該ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉を有する高温反応炉とを設けた廃棄物処理装置において、
ガス化溶融炉は廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス上部供給口と廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス下部供給口とを有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
酸素含有ガス上部供給口は加熱炉から供給された廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化するための酸素含有ガスを供給するものであり、酸素含有ガス下部供給口は廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応して高温領域を形成し不燃分を溶融するための酸素含有ガスを供給するものであることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素量を、酸素含有ガス上部供給口と酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの合計酸素量の１０〜５０％に制御する酸素含有ガス供給量制御手段を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
酸素含有ガス上部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を５０vol％以上とし、酸素含有ガス下部供給口から供給する酸素含有ガスの酸素濃度を８０vol％以上とするように制御する酸素含有ガス酸素濃度制御手段を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
圧縮された廃棄物を加熱する加熱炉から圧縮された廃棄物を受けて廃棄物堆積層を形成し廃棄物を部分酸化・ガス化、溶融するガス化溶融炉と、ガス化溶融炉の上部に接続して設けられガス化溶融炉で生成したガスを改質するガス改質炉とを有する高温反応炉を用いる廃棄物処理方法であって、
廃棄物堆積層の上部に酸素含有ガスを供給して廃棄物を乾燥し部分酸化・ガス化し、廃棄物堆積層の下部に酸素含有ガスを供給して廃棄物堆積層を降下してきた廃棄物を部分酸化・ガス化し、廃棄物から生成した熱分解炭素と反応させて高温領域を形成し不燃分を溶融することを特徴とする廃棄物処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２２３５２６（Ｐ２０１０−２２３５２６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３２２７（Ｐ２００９−７３２２７）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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