廃棄物溶融炉の操業方法

【課題】可燃性ダスト量の変動時や不足時でも、羽口前の燃焼量を確保して確実にコークス使用量を低減することができる廃棄物溶融炉の操業方法を提供する。
【解決手段】複数本の羽口Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６が炉底部の外周に間隔をおいて配置された廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集して廃棄物溶融炉内に羽口から吹き込む方法において、可燃性ダストと共に、可燃性ダスト以外の可燃物を吹き込む廃棄物溶融炉の操業方法。下段羽口の送風酸素量と、コークス、可燃性ダスト及び可燃性ダスト以外の可燃物の燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストとともに、その他の可燃物を羽口から廃棄物溶融炉内に吹き込んでコークス使用量を低減することができる廃棄物溶融炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物の処理方法として、廃棄物溶融炉内で乾燥、熱分解、燃焼・溶融して、スラグとメタルにする廃棄物溶融処理が利用されている。廃棄物溶融処理は、廃棄物溶融炉に廃棄物が副資材であるコークス、石灰石とともに投入され、炉下部の外周に間隔をおいて設けられた複数の羽口から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口からスラグとメタルが排出される。
【０００３】
廃棄物中の可燃分は熱分解されて熱分解ガスとして廃棄物溶融炉上部のダクトから排出され、熱分解ガス中の可燃性ダストはサイクロンなどの除じん器で捕集される。廃棄物溶融炉におけるコークス使用量の低減方法として、可燃性ダストの羽口吹込み技術がある。この技術は、廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集し、捕集した可燃性ダストを羽口から吹き込むことによって、可燃性ダストが羽口前で燃焼し、この燃焼熱が装入物の乾燥及び昇温用の熱源となるため、従来、装入物の乾燥・昇温及び溶融の熱源であったコークスを低減することが可能となる（特許文献１参照）。
【０００４】
廃棄物溶融炉で飛散する可燃性ダストの羽口からの吹き込みは、特許文献２〜４に開示されている。
【０００５】
図８は前記特許文献２に記載された従来の廃棄物溶融炉の概略を示す概略図、図９は従来の羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【０００６】
図８、図９において、廃棄物溶融炉１の炉底部の外周には、間隔をおいて複数本の羽口１３が配置され、廃棄物溶融炉１に廃棄物、コークス、石灰石が投入され、羽口１３から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口１４からスラグとメタルが排出される。
【０００７】
廃棄物溶融炉１から飛散した可燃性ダストを除塵器２で捕集し、可燃性ダストホッパー３に貯留する。可燃性ダストホッパー３に所定量の可燃性ダストが貯留されると、ダンパーを開き、可燃性ダストはスクリューコンベア４、水冷式のスクリューコンベア５、篩装置６を経て、中間ホッパー７に落下する。中間ホッパー７では、上部ダンパー８、下部ダンパー９が交互に開閉することにより、可燃性ダストを可燃性ダスト吹き込み装置１０に落下させる。可燃性ダスト吹き込み装置１０内の可燃性ダストは、モータＭによりサークルフィーダ１２の回転数を調節して、可燃性ダストの吹き込み量を調整してブロワ１１により配管１４を通してすべての羽口（図９において、Ｎｏ．１〜６）から吹き込みを行う。
【０００８】
コークス使用量の低減量は、可燃性ダストの捕集量によって決まるが、この可燃性ダストの捕集量は処理する廃棄物の組成によって増減するため、捕集量は一定ではなく変動したり、必要十分量が得られないことがある。その結果、一時的なコークス不足による溶融物の流動性悪化が見られたりして、コークス使用量の低減量が限られていた。
【特許文献１】特開２００１−２１１２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１０８２０９号公報
【特許文献３】特開２００２−２６７１３０号公報
【特許文献４】特開２００２−２６７１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
その場合、外部燃料として、コークス粉等の固形燃料やバイオマスを、可燃性ダストと共に吹き込むことが考えられる。しかしながら、適正量を吹き込んだ場合はコークス使用量が低減できるが、大量に吹き込んだ場合は、羽口前で燃焼できずに再飛散し、除じん器での捕集量が加速的に増加したり、逆に少量の場合は、吹き込みによる効果が現れないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、可燃性ダスト量の変動時や不足時でも、羽口前の燃焼量を確保して確実にコークス使用量を低減することができる廃棄物溶融炉の操業方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の廃棄物溶融炉の操業方法は、複数本の羽口が炉底部の外周に間隔をおいて配置された廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集して廃棄物溶融炉内に羽口から吹き込む方法において、可燃性ダストと共に、可燃性ダスト以外の可燃物を吹き込むことを特徴とする。
【００１２】
下段羽口の送風酸素量と、コークス、可燃性ダスト及び可燃性ダスト以外の可燃物の燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０とする。ここで、酸素量のモル比は、
モル比＝（可燃性ダストおよび可燃性ダスト以外の可燃物）の炭素量から計算した理論燃焼酸素量／下段羽口より吹き込む全酸素量（送風空気及び送風酸素）
である。
【００１３】
可燃性ダストと可燃性ダスト以外の可燃物を別々の羽口から吹き込む。その際、それぞれの羽口の送風酸素量を、コークス、可燃性ダスト及び可燃性ダスト以外の可燃物の燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０にする。
【００１４】
可燃性ダストと共に、可燃性ダスト以外の可燃物（以下「その他の可燃物」という。）を炉内へ吹き込むことにより、可燃性ダスト量の変動時や不足時でも、羽口前での燃焼量を確保することで、確実にコークス使用量の低減が出来る。
【００１５】
その他の可燃物としては、コークス粉などの固形燃料、粉状バイオマス、廃プラスチック等の可燃物であり、炭化物、非炭化物を問わず使用することができる。
【００１６】
羽口の送風酸素量のモル比を０．５〜１．０とすることにより、確実に吹き込んだ可燃物を燃焼させ再飛散を防ぎ、コークスの低減が可能となる。酸素量のモル比が０．５未満では羽口から供給された酸素は、可燃性ダストを燃焼しきった後、コークスと反応し始め、コークスベッドの高さが低くなり、炉底部でのコークスベッドが不均一になり、溶融物温度が低下し、安定操業が難しくなる。逆に酸素量のモル比が１．０を越える場合は、可燃性ダストが羽口前で完全に燃焼されず、残った可燃性ダストは気流に乗って溶融炉から再度飛散してしまう。その結果、捕集される可燃性ダスト量が増加するだけでなく、除塵器を通過する可燃性ダスト量も増加するため、後流の燃焼室・ボイラ・集塵装置で捕集されるダスト量が増加することとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、可燃性ダストと共にコークス粉等の固形燃料や粉状バイオマスなどの可燃物を羽口から吹き込むことで、可燃性ダスト量が変動や不足したときでも、羽口前の燃焼量を確保することにより、確実にコークス使用量の低減が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明を実施するための廃棄物溶融炉の概略を示す概略図、図２は同羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【００２０】
図８及び図９に示す従来例と同様に、廃棄物溶融炉１の炉底部の外周には、間隔をおいて複数本の羽口１３が配置され、廃棄物溶融炉１に廃棄物、コークス、石灰石が投入され、羽口１３から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口１４からスラグとメタルが排出される。
【００２１】
廃棄物溶融炉１で発生して飛散した可燃性ダストをサイクロンなどの除じん器２で捕集し、捕集した可燃性ダストを可燃性ダストホッパー３に一時的に貯留する。可燃性ダストホッパー３に所定量の可燃性ダストが貯留されると、ダンパーを開き、可燃性ダストをスクリューコンベア４、水冷式のスクリューコンベア５、篩装置６を経て、中間ホッパー７に送る。中間ホッパー７では、上部ダンパー８、下部ダンパー９が交互に開閉することにより、可燃性ダストを可燃性ダスト吹き込み装置１０に送る。
【００２２】
可燃性ダスト吹き込み装置１０には、ブロワ１１により羽口１３に可燃性ダストを吹き込むための分配器として、例えば、サークルフィーダ１２が設けられている。可燃性ダスト吹き込み装置内の可燃性ダストは、モータＭによりサークルフィーダ１２の回転数を調節して、各羽口の吹き込み量を調節し、ブロワ１１により羽口から吹き込まれる。
【００２３】
本実施例は、可燃性ダスト吹き込み装置１０に可燃物を供給し、可燃性ダストとともに羽口から吹き込む例である。
【００２４】
図５〜図７に示すグラフは、２０ｔ／Ｄテスト機によるデータからもとめたものであり、図５はコークス使用量３０ｋｇ／ｔ−ゴミ時の可燃ダストの発生量を示すグラフ、図６は図５に示す発生した可燃ダストの炭素量とコークス中の炭素量とから総炭素量の理論燃焼酸素量を求めたグラフ、図７は図５および図６から酸素量のモル比を下記式により計算してグラフ化したものである。
【００２５】
モル比＝（可燃性ダストおよび可燃性ダスト以外の可燃物）の炭素量から計算し燃焼酸素量／下段羽口より吹き込む全酸素量（送風空気及び送風酸素）
図７で（ｃ）のコークス比を３０ｋｇ／ｔ−ゴミに対して、（ａ）はコークス比を１０ｋｇ／ｔ−ゴミ増加させた場合、（ｂ）はコークス比を１０ｋｇ／ｔ−ゴミ減少させた場合を示す。
【００２６】
（ａ）は酸素量のモル比が０．５を下まわることはなくなるが、モル比が１．０を越える期間が増加し吹き込み可燃ダストが飛散する。
【００２７】
（ｂ）は酸素量のモル比が１．０を越えることはなくなるがモル比０．５を下まわる期間が増加し、スラグ温度が低下する。
【００２８】
このように、コークス比を低下させた時、酸素量のモル比が０．５よりも下まわった場合に溶融炉から発生する可燃ダスト以外の例えば紛状炭化物をモル比が０．５から１．０の範囲になるように、吹き込み量を調整すれば、従来よりも大幅にコークス低減が可能となる。なお、この吹き込みはモル比が０．５から１．０範囲になるように間欠的もしくは連続的に吹き込めばよい。
【００２９】
表１はその他の可燃物として炭化木材粉を入れた時の結果を示す。
【表１】

【００３０】
３条件を各３日ずつ実施した。可燃ダストの発生分の吹込みを行った。コークス比１０ｋｇ／ｔ−ゴミ、その他可燃物吹込無しでは一時的にモル比が０．５未満となり、スラグ温度が大きく低下した。
【００３１】
酸素モル比が低下した場合に炭化木材粉を吹き込むことで、[コークス比が１０ｋｇ／ｔ−ゴミ時]においても[コークス比が３０ｋｇ／ｔ−ゴミ時]のその他可燃物吹き込み無し時と同等のスラグ温度を維持できている。なお、[その他可燃物吹き込み無時でコークス比が１０ｋｇ／ｔ−ゴミ時]ではスラグ温度が大幅に低下し、スラグ流動性が悪化する等の悪影響が見られた。
【実施例２】
【００３２】
図３は本発明の別実施例の概略を示す概略図、図４は同羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【００３３】
本実施例では、可燃性ダスト吹き込み装置１０は、可燃性ダストを吹き込む羽口（図４おいて、Ｎｏ．１，３，５の羽口）のみ配管１４で接続される。
【００３４】
その他の可燃物は可燃物吹き込み装置１６により、可燃性ダストを吹き込む羽口（Ｎｏ．１，３，５）以外の残りの羽口（Ｎｏ．２，４，６）から吹き込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施するための廃棄物溶融炉の概略を示す概略図である。
【図２】本発明を実施するための羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【図３】本発明の別実施例の概略を示す概略図である。
【図４】本発明の別実施例の羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【図５】コークス使用量３０ｋｇ／ｔ−ゴミ時の可燃ダストの発生量を示すグラフである。
【図６】図５に示す発生した可燃ダストの炭素量とコークス中の炭素量とから総炭素量の理論燃焼酸素量を求めたグラフである。
【図７】グラフ図７は図５および図６から酸素量のモル比を計算してグラフ化したものである。
【図８】従来の廃棄物溶融炉の概略を示す概略図である。
【図９】従来の羽口の吹き込み例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：廃棄物溶融炉
２：除じん器
３：可燃性ダストホッパー
４：スクリューコンベア
５：水冷式のスクリューコンベア
６：篩装置
７：中間ホッパー
８：上部ダンパー
９：下部ダンパー
１０：可燃性ダスト吹き込み装置
１１：ブロワ
１２：サークルフィーダ
１３：羽口
１４：配管
１５：出滓口
１６：その他可燃物吹き込み装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の羽口が炉底部の外周に間隔をおいて配置された廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集して廃棄物溶融炉内に羽口から吹き込む方法において、
可燃性ダストと共に、可燃性ダスト以外の可燃物を吹き込むことを特徴とする廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項２】
下段羽口の送風酸素量と、コークス、可燃性ダスト及び可燃性ダスト以外の可燃物の燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０とすることを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項３】
可燃性ダストと可燃性ダスト以外の可燃物を別々の羽口から吹き込むことを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項４】
それぞれの羽口の送風酸素量を、コークス、可燃性ダスト及び可燃性ダスト以外の可燃物の燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０にすることを特徴とする請求項３記載の廃棄物溶融炉の操業方法。
【請求項５】
可燃性ダスト以外の可燃物は可燃性ダストの発生量に応じて間欠的に吹き込むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃棄物溶融炉の操業方法。

【図１】