廃棄物処理装置
【課題】 廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上する。
【解決手段】 熱分解炉４から排出される熱分解残渣を冷却水槽６に投入し、急冷することにより、不燃物とチャーとを結合するバインダの結合強度を低下させ、解砕機の圧縮力で容易に解砕し、不燃物とチャーを粗分離する。さらに、粗分離された不燃物とチャーを攪拌機９で攪拌することにより、チャーはさらに細かく解砕され、不燃物に付着しているチャーを分離することができる。これにより、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【解決手段】 熱分解炉４から排出される熱分解残渣を冷却水槽６に投入し、急冷することにより、不燃物とチャーとを結合するバインダの結合強度を低下させ、解砕機の圧縮力で容易に解砕し、不燃物とチャーを粗分離する。さらに、粗分離された不燃物とチャーを攪拌機９で攪拌することにより、チャーはさらに細かく解砕され、不燃物に付着しているチャーを分離することができる。これにより、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処置装置に係り、特に熱分解炉から排出される熱分解残渣中のチャーを回収する処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の減容化と廃棄物灰の無害化を同時に実現できる廃棄物ガス化溶融システムが注目されている。このシステムには、ガス化炉として流動床式を用いるものと、キルン式を用いるものと、ガス化と溶融をひとつの炉で行う高炉式がある。このうち、キルン式ガス化炉は、廃棄物をガス化する場合に、原則として外熱を与えるのみで、炉内に空気を供給しないので、生成する熱分解ガスやチャーの発熱量が高いという特徴がある。このため、廃棄物から炭化燃料である高発熱量のチャーを回収する装置としても注目されている。
【０００３】
すなわち、キルン式ガス化炉等の熱分解炉に供給された廃棄物は、熱分解炉周囲から与えられる外熱によって熱分解されて、熱分解ガスと、不燃物とチャーとを含む熱分解残渣に転換される。この熱分解残渣中のチャーを分離して回収することにより炭化燃料を得ることができる。
【０００４】
熱分解残渣中のチャーを分離する方法として、従来、例えば特許文献１に記載されているように、熱分解残渣を篩にかけて金属片とチャーとを粗分別し、粗分別された金属片をミキサーで混練して金属片表面に付着している微紛状のチャーを脱落させ、金属片と微紛状チャーを分離することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、熱分解炉から排出される熱分解残渣を液中に投下することによって、液中に沈む比重の大きい不燃物と比重が小さくて沈まないチャーとに分離して、チャーを回収することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２５０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来技術では、廃プラスチックを多量に含む廃棄物の熱分解残渣中のチャーの回収率を向上させることについて配慮されていないという問題がある。すなわち、これまで埋め立て処理をしてきた廃プラスチックを一般廃棄物とともに処理する要求があるが、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解炉で熱分解すると、有機性廃棄物が十分に分解されない状態で熱分解残渣として排出される場合がある。このような有機性廃棄物の不完全な熱分解残渣（以下、不完全熱分解残渣という。）は、不燃物とチャーのバインダとなって、不燃物とチャーの分離を阻害することがあり、チャーの回収率を低下させることになる。
【０００８】
本発明は、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上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、本発明の廃棄物処理装置は、廃棄物を熱分解処理する熱分解炉と、熱分解炉で生成された不燃物とチャーとを含む熱分解残渣が投入される冷却水槽と、冷却水槽から取り出した熱分解残渣を圧縮力で解砕する解砕機と、解砕機で解砕された熱分解残渣を攪拌する攪拌機と、攪拌機で攪拌された熱分解残渣からチャーを分離して回収する分離装置とを有してなることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、熱分解炉から排出される熱分解残渣を冷却水槽に投入して急冷することにより、不完全熱分解残渣の結合強度が低下する。そのため、不完全熱分解残渣を含む熱分解残渣は、解砕機の圧縮力で容易に解砕され、不完全熱分解残渣のバインダを起点にチャーが不燃物から粗分離される。さらに、粗分離された不燃物とチャーを攪拌することにより、チャーはさらに細かく解砕され、不燃物に付着しているチャーが分離される。したがって、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【００１１】
この場合において、熱分解炉は、生成する熱分解残渣中のチャーの発熱量が高いキルン式ガス化炉が好ましい。また、解砕機は、ロールクラッシャー又はジョークラッシャーであることが好ましい。これらによれば、チャーの回収率を一層向上することができるからである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用してなる廃棄物処理装置の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の廃棄物処理装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の廃棄物処理装置は、廃棄物を熱分解する熱分解炉４、熱分解により発生した不燃物及びチャーからなる熱分解残渣を急冷する冷却水槽６、冷却水槽６で急冷された熱分解残渣を圧縮力により解砕するロールクラッシャー８、ロールクラッシャー８で解砕された解砕片を攪拌する湿式攪拌装置９、湿式攪拌装置９で攪拌された解砕物からチャーを回収するチャー分離装置１０などで構成されている。
【００１４】
熱分解炉４の上流には、熱分解炉４内へ廃棄物を導くシール機構３の一端が連結され、シール機構３の他端は、廃棄物の供給量を調整する定量供給機２に連結されている。さらに定量供給機２には廃棄物を投入する給じんホッパ１が連結されている。
【００１５】
また、熱分解炉４の下流には、熱分解により発生した熱分解ガスと熱分解残渣を分離して排出する排出室５が連結されており、排出室５の室下部には、冷却水槽６が連結されている。冷却水槽６内には、冷却水槽６内で急冷した熱分解残渣をロールクラッシャー８へ導くコンベア７が設けられている。ここで、冷却水槽６内で熱分解残渣の急冷のために用いる冷媒は、工業用水、プラントの循環水、分離水、温水などの液体であれば十分効果は得られる。また、２個の回転ロール間で熱分解残渣を解砕するように構成されているロールクラッシャー８の代わりに、一方のジョーに他方のジョーを押し付け、その間で熱分解残渣を解砕する機構のジョークラッシャーを用いてもよい。
【００１６】
このような構成の廃棄物処理装置の動作と本発明の特徴部について説明する。まず、廃棄物が給じんホッパ１に投入されると、所定量の廃棄物だけが定量供給機２によってシール機構３へ導かれ、シール機構３を経て熱分解炉４に供給される。熱分解炉４に供給された廃棄物は、熱分解炉４周囲から与えられる外熱によって熱分解し、熱分解ガス、不燃物及びチャーを含む熱分解残渣が発生する。ここで、廃棄物中に廃プラスチック等の有機性廃棄物を含んでいるとき、不燃物とチャーは、廃プラスチック等の不完全熱分解残渣がバインダとなって、塊状の熱分解残渣（以下、塊状熱分解残渣という。）となる場合がある。以下は、このような場合を例に説明する。熱分解炉４下流に設けた排出室５では、熱分解ガスは、室上部から排出され、熱分解炉４の外熱源の燃料等として用いられる。一方、塊状熱分解残渣は室下部から排出され、冷却水槽６に供給される。
【００１７】
冷却水槽６内は、例えば水などの冷媒が充填されており、塊状熱分解残渣は、冷媒に投入されることにより急冷され、不燃物とチャーとを結合するバインダの結合強度が低下する。急冷された塊状熱分解残渣は、冷却水槽６内のコンベア７によってロールクラッシャー８へ導かれ、ロールクラッシャー８の圧縮力で解砕される。つまり、不燃物をあまり潰さずにバインダを起点にチャーを不燃物から粗分離することができる。粗分離された不燃物とチャーは、湿式攪拌装置９に供給される。
【００１８】
湿式攪拌装置９では、解砕により分離したチャーが攪拌されることにより、さらに細かく解砕されると同時に、不燃物に付着しているチャーが分離される。湿式攪拌装置９は、横軸スクリュー式とし、チャー付着表面が液体で十分に濡れる程度であればよい。分離された不燃物とチャーは、チャー分離装置１０に供給される。
【００１９】
チャー分離装置１０では、比重の小さいチャーは水面に浮上し、比重の大きい不純物は水底に沈降することにより、不純物とチャーは分級され、チャーは回収される。チャー分離装置１０から取り出されたチャーは、高発熱量の炭化燃料として有効利用される。一方、取り出された不燃物（例えば、鉄やアルミニウム）には、チャーが付着しておらず、有価物として取り扱うことができる。
【００２０】
本実施形態の廃棄物処理装置によれば、これまで埋め立て廃棄処理されてきた廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。また、本発明をガス化溶融システムに採用した場合、ごみ焼却灰を溶融、スラグ化する溶融炉の燃料源として本発明装置で取り出したチャーを用いることができ、燃料削減にも大きく寄与できる。
また、熱分解炉で生成される熱分解残渣を湿式で処理するので、乾式で処理する場合に比べて、粉塵の散乱や周囲の物品への着火がないので、安全面で問題がない。さらに、機器への熱分解残渣の付着がないので、安定した運転が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した廃棄物処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 給じんホッパ
２ 定量供給機
３ シール機構
４ 熱分解炉
５ 排出室
６ 冷却水槽
７ コンベア
８ ロールクラッシャー
９ 湿式攪拌装置
１０ チャー分離装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処置装置に係り、特に熱分解炉から排出される熱分解残渣中のチャーを回収する処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の減容化と廃棄物灰の無害化を同時に実現できる廃棄物ガス化溶融システムが注目されている。このシステムには、ガス化炉として流動床式を用いるものと、キルン式を用いるものと、ガス化と溶融をひとつの炉で行う高炉式がある。このうち、キルン式ガス化炉は、廃棄物をガス化する場合に、原則として外熱を与えるのみで、炉内に空気を供給しないので、生成する熱分解ガスやチャーの発熱量が高いという特徴がある。このため、廃棄物から炭化燃料である高発熱量のチャーを回収する装置としても注目されている。
【０００３】
すなわち、キルン式ガス化炉等の熱分解炉に供給された廃棄物は、熱分解炉周囲から与えられる外熱によって熱分解されて、熱分解ガスと、不燃物とチャーとを含む熱分解残渣に転換される。この熱分解残渣中のチャーを分離して回収することにより炭化燃料を得ることができる。
【０００４】
熱分解残渣中のチャーを分離する方法として、従来、例えば特許文献１に記載されているように、熱分解残渣を篩にかけて金属片とチャーとを粗分別し、粗分別された金属片をミキサーで混練して金属片表面に付着している微紛状のチャーを脱落させ、金属片と微紛状チャーを分離することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、熱分解炉から排出される熱分解残渣を液中に投下することによって、液中に沈む比重の大きい不燃物と比重が小さくて沈まないチャーとに分離して、チャーを回収することが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２５０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来技術では、廃プラスチックを多量に含む廃棄物の熱分解残渣中のチャーの回収率を向上させることについて配慮されていないという問題がある。すなわち、これまで埋め立て処理をしてきた廃プラスチックを一般廃棄物とともに処理する要求があるが、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解炉で熱分解すると、有機性廃棄物が十分に分解されない状態で熱分解残渣として排出される場合がある。このような有機性廃棄物の不完全な熱分解残渣（以下、不完全熱分解残渣という。）は、不燃物とチャーのバインダとなって、不燃物とチャーの分離を阻害することがあり、チャーの回収率を低下させることになる。
【０００８】
本発明は、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上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、本発明の廃棄物処理装置は、廃棄物を熱分解処理する熱分解炉と、熱分解炉で生成された不燃物とチャーとを含む熱分解残渣が投入される冷却水槽と、冷却水槽から取り出した熱分解残渣を圧縮力で解砕する解砕機と、解砕機で解砕された熱分解残渣を攪拌する攪拌機と、攪拌機で攪拌された熱分解残渣からチャーを分離して回収する分離装置とを有してなることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、熱分解炉から排出される熱分解残渣を冷却水槽に投入して急冷することにより、不完全熱分解残渣の結合強度が低下する。そのため、不完全熱分解残渣を含む熱分解残渣は、解砕機の圧縮力で容易に解砕され、不完全熱分解残渣のバインダを起点にチャーが不燃物から粗分離される。さらに、粗分離された不燃物とチャーを攪拌することにより、チャーはさらに細かく解砕され、不燃物に付着しているチャーが分離される。したがって、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【００１１】
この場合において、熱分解炉は、生成する熱分解残渣中のチャーの発熱量が高いキルン式ガス化炉が好ましい。また、解砕機は、ロールクラッシャー又はジョークラッシャーであることが好ましい。これらによれば、チャーの回収率を一層向上することができるからである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用してなる廃棄物処理装置の実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の廃棄物処理装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の廃棄物処理装置は、廃棄物を熱分解する熱分解炉４、熱分解により発生した不燃物及びチャーからなる熱分解残渣を急冷する冷却水槽６、冷却水槽６で急冷された熱分解残渣を圧縮力により解砕するロールクラッシャー８、ロールクラッシャー８で解砕された解砕片を攪拌する湿式攪拌装置９、湿式攪拌装置９で攪拌された解砕物からチャーを回収するチャー分離装置１０などで構成されている。
【００１４】
熱分解炉４の上流には、熱分解炉４内へ廃棄物を導くシール機構３の一端が連結され、シール機構３の他端は、廃棄物の供給量を調整する定量供給機２に連結されている。さらに定量供給機２には廃棄物を投入する給じんホッパ１が連結されている。
【００１５】
また、熱分解炉４の下流には、熱分解により発生した熱分解ガスと熱分解残渣を分離して排出する排出室５が連結されており、排出室５の室下部には、冷却水槽６が連結されている。冷却水槽６内には、冷却水槽６内で急冷した熱分解残渣をロールクラッシャー８へ導くコンベア７が設けられている。ここで、冷却水槽６内で熱分解残渣の急冷のために用いる冷媒は、工業用水、プラントの循環水、分離水、温水などの液体であれば十分効果は得られる。また、２個の回転ロール間で熱分解残渣を解砕するように構成されているロールクラッシャー８の代わりに、一方のジョーに他方のジョーを押し付け、その間で熱分解残渣を解砕する機構のジョークラッシャーを用いてもよい。
【００１６】
このような構成の廃棄物処理装置の動作と本発明の特徴部について説明する。まず、廃棄物が給じんホッパ１に投入されると、所定量の廃棄物だけが定量供給機２によってシール機構３へ導かれ、シール機構３を経て熱分解炉４に供給される。熱分解炉４に供給された廃棄物は、熱分解炉４周囲から与えられる外熱によって熱分解し、熱分解ガス、不燃物及びチャーを含む熱分解残渣が発生する。ここで、廃棄物中に廃プラスチック等の有機性廃棄物を含んでいるとき、不燃物とチャーは、廃プラスチック等の不完全熱分解残渣がバインダとなって、塊状の熱分解残渣（以下、塊状熱分解残渣という。）となる場合がある。以下は、このような場合を例に説明する。熱分解炉４下流に設けた排出室５では、熱分解ガスは、室上部から排出され、熱分解炉４の外熱源の燃料等として用いられる。一方、塊状熱分解残渣は室下部から排出され、冷却水槽６に供給される。
【００１７】
冷却水槽６内は、例えば水などの冷媒が充填されており、塊状熱分解残渣は、冷媒に投入されることにより急冷され、不燃物とチャーとを結合するバインダの結合強度が低下する。急冷された塊状熱分解残渣は、冷却水槽６内のコンベア７によってロールクラッシャー８へ導かれ、ロールクラッシャー８の圧縮力で解砕される。つまり、不燃物をあまり潰さずにバインダを起点にチャーを不燃物から粗分離することができる。粗分離された不燃物とチャーは、湿式攪拌装置９に供給される。
【００１８】
湿式攪拌装置９では、解砕により分離したチャーが攪拌されることにより、さらに細かく解砕されると同時に、不燃物に付着しているチャーが分離される。湿式攪拌装置９は、横軸スクリュー式とし、チャー付着表面が液体で十分に濡れる程度であればよい。分離された不燃物とチャーは、チャー分離装置１０に供給される。
【００１９】
チャー分離装置１０では、比重の小さいチャーは水面に浮上し、比重の大きい不純物は水底に沈降することにより、不純物とチャーは分級され、チャーは回収される。チャー分離装置１０から取り出されたチャーは、高発熱量の炭化燃料として有効利用される。一方、取り出された不燃物（例えば、鉄やアルミニウム）には、チャーが付着しておらず、有価物として取り扱うことができる。
【００２０】
本実施形態の廃棄物処理装置によれば、これまで埋め立て廃棄処理されてきた廃プラスチック等の有機性廃棄物を含む廃棄物を熱分解して得られる熱分解残渣中のチャーの回収率を向上することができる。また、本発明をガス化溶融システムに採用した場合、ごみ焼却灰を溶融、スラグ化する溶融炉の燃料源として本発明装置で取り出したチャーを用いることができ、燃料削減にも大きく寄与できる。
また、熱分解炉で生成される熱分解残渣を湿式で処理するので、乾式で処理する場合に比べて、粉塵の散乱や周囲の物品への着火がないので、安全面で問題がない。さらに、機器への熱分解残渣の付着がないので、安定した運転が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した廃棄物処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 給じんホッパ
２ 定量供給機
３ シール機構
４ 熱分解炉
５ 排出室
６ 冷却水槽
７ コンベア
８ ロールクラッシャー
９ 湿式攪拌装置
１０ チャー分離装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解処理する熱分解炉と、前記熱分解炉で生成された不燃物とチャーとを含む熱分解残渣が投入される冷却水槽と、前記冷却水槽から取り出した前記熱分解残渣を圧縮力で解砕する解砕機と、前記解砕機で解砕された前記熱分解残渣を攪拌する攪拌機と、前記攪拌機で攪拌された前記熱分解残渣から前記チャーを分離して回収する分離装置とを有してなる廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記熱分解炉は、キルン式ガス化炉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】
前記解砕機は、ジョークラッシャー又はロールクラッシャー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４】
前記分離装置は、水より比重の大きい前記不燃物と比重の小さい前記チャーを分級して前記チャーを回収することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処置装置。
【請求項１】
廃棄物を熱分解処理する熱分解炉と、前記熱分解炉で生成された不燃物とチャーとを含む熱分解残渣が投入される冷却水槽と、前記冷却水槽から取り出した前記熱分解残渣を圧縮力で解砕する解砕機と、前記解砕機で解砕された前記熱分解残渣を攪拌する攪拌機と、前記攪拌機で攪拌された前記熱分解残渣から前記チャーを分離して回収する分離装置とを有してなる廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記熱分解炉は、キルン式ガス化炉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】
前記解砕機は、ジョークラッシャー又はロールクラッシャー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４】
前記分離装置は、水より比重の大きい前記不燃物と比重の小さい前記チャーを分級して前記チャーを回収することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処置装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−６１７６４（Ｐ２００７−６１７６４Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５３４７８（Ｐ２００５−２５３４７８）
【出願日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１日（２００５．９．１）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
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