廃棄物熱分解ガス化装置
【課題】 外熱と内熱の運転方式の切換えと併用を簡単な装置構成で実現する。
【解決手段】 キルン炉１外周部の外部加熱用の加熱流路１０に、熱風発生炉１１を、流量調整弁１６付きの燃焼ガス供給ライン１３を介し接続する。流量調整弁１６よりも上流側位置から分岐する流量調整弁１７付きの分岐燃焼ガス供給ライン１４を、キルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５に接続する。外熱運転方式では、流量調整弁１６を開き、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を加熱流路１０に流通させてキルン炉１内の廃棄物６を熱分解ガス化処理させる。内熱運転方式では、流量調整弁１７を開き、熱風発生炉１１で発生させる酸素濃度が５％よりも大の燃焼ガス１２を、燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１内へ導入させて廃棄物６を部分燃焼させ、その燃焼熱で廃棄物６の熱分解ガス化処理を行わせる。併用の場合は、流量調整弁１６と１７を共に開く。
【解決手段】 キルン炉１外周部の外部加熱用の加熱流路１０に、熱風発生炉１１を、流量調整弁１６付きの燃焼ガス供給ライン１３を介し接続する。流量調整弁１６よりも上流側位置から分岐する流量調整弁１７付きの分岐燃焼ガス供給ライン１４を、キルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５に接続する。外熱運転方式では、流量調整弁１６を開き、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を加熱流路１０に流通させてキルン炉１内の廃棄物６を熱分解ガス化処理させる。内熱運転方式では、流量調整弁１７を開き、熱風発生炉１１で発生させる酸素濃度が５％よりも大の燃焼ガス１２を、燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１内へ導入させて廃棄物６を部分燃焼させ、その燃焼熱で廃棄物６の熱分解ガス化処理を行わせる。併用の場合は、流量調整弁１６と１７を共に開く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした廃棄物熱分解ガス化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物を処理し、再利用を図る手法の１つとして、廃棄物の熱分解ガス化（炭化）処理が知られている。
【０００３】
これは、廃棄物を、不活性雰囲気（低酸素雰囲気又は無酸素雰囲気）下で所要温度に加熱して熱分解することにより、該廃棄物中の可燃分を熱分解させて可燃性の熱分解ガスと、固定炭素（チャー）を主体とする熱分解残渣を生成させ、上記熱分解ガスと熱分解残渣を分離して回収できるようにしたものである。
【０００４】
上記のような廃棄物を熱分解ガス化処理するために用いる熱分解ガス化装置の１つの形式としては、たとえば、長手方向一端部の入口より他端部の出口に向けて或る角度、たとえば、約３度程度で下方傾斜させた状態で回転駆動可能に横向きに配置したロータリー式のキルン炉内に、入口に設けてある投入ホッパを備えた給じん機より廃棄物を供給し、該廃棄物が上記キルン炉の回転に伴って該キルン炉内にて徐々に出口へ向けて送られるときに、上記キルン炉における上記廃棄物が移動する区画の外周部に設けてある外熱加熱用の加熱流路に流通させる燃焼ガス等の高温のガスを熱源として、上記廃棄物を間接加熱して熱分解ガス化させ、その後、上記廃棄物の熱分解ガス化に伴って発生した熱分解ガスと熱分解残渣を、上記キルン炉の出口側に設けた分離室で分離して取り出すことができるようにしてなる外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置がある。
【０００５】
又、廃棄物熱分解ガス化装置の別の形式としては、廃棄物を装入したキルン炉内に、酸素含有ガスを直接供給して、該酸素含有ガスにより廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を熱源として上記部分燃焼分以外の廃棄物を熱分解ガス化させるようにした内熱運転方式（部分燃焼方式）の廃棄物熱分解ガス化装置がある。
【０００６】
ところで、上記外熱運転方式の熱分解ガス化装置は、廃棄物を間接加熱するようにしてあるため、高カロリーで不燃性ガス成分の少ない良質の熱分解ガスが得られるという利点がある。しかし、加熱方式が間接加熱であるがゆえに伝熱効率が低いことから、上記キルン炉にて加熱流路を流通させる加熱ガスと廃棄物との伝熱面積を充分に確保するには装置全体が大型化してしまう。
【０００７】
これに対し、上記内熱運転方式の熱分解ガス化装置は、キルン炉の構造が簡単で装置全体の小型化を図るには有利であるが、キルン炉内での燃焼により二酸化炭素や水蒸気が発生するため、高カロリーの良質の熱分解ガスが得にくくなってしまう。特に、処理対象となる都市ごみ等の廃棄物中に水分の多いカロリーの低いごみが混入している場合は、上記内熱運転方式を実施する際のキルン炉内での燃焼割合が高くなり、ガスの性状が悪化する傾向が生じてしまう。
【０００８】
そのため、上記外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置と同様に、長手方向の一端部を入口とし、他端部を出口として回転駆動可能に横向きに配置したキルン炉内で、上記入口に設けた投入ホッパを備えた給じん機より供給された廃棄物を、キルン炉における上記廃棄物が移動する区画の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路に流通させる高温の燃焼ガスにより間接加熱して熱分解ガス化させ、この廃棄物の熱分解ガス化に伴って発生する熱分解ガスと熱分解残渣を、上記キルン炉の出口側に設けた分離室で分離して取り出すことができるようにした構成において、上記キルン炉の入口側に、該入口を通してキルン炉内に酸素を含有したガス（以下、酸素含有ガスと云う）を導入するための酸素含有ガス導入用の手段を備えてなる構成として、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにした形式の廃棄物熱分解ガス化装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【０００９】
なお、前述した外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置と同様の構成において、キルン炉の外周部に設けてある外熱加熱用の加熱流路に流通させる加熱ガスとして、熱風発生炉にて燃焼ガスの酸素濃度が５％以下になるように燃焼制御して発生させた燃焼ガスを用いるようにし、更に、上記加熱流路における上記燃焼ガスの出口に接続してある加熱ガス排出ライン（燃焼ガス排出ライン）の途中に、開度調整装置を備えたパージラインを分岐接続し、該パージラインを、上記キルン炉の入口側に接続した構成として、上記酸素濃度が５％以下の燃焼ガスを、必要に応じて上記キルン炉内へパージガスとして供給させるようにする考えも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−３５０８６号公報
【特許文献２】特表平８−５１０７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１、２に示された外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにしてなる形式の廃棄物熱分解ガス化装置では、キルン炉の入口側へ内熱運転用の酸素含有ガスを供給するために、キルン炉の外熱加熱用の加熱流路へ加熱用ガスを供給するための加熱ガス供給ライン系とは別に、酸素含有ガス供給手段を備える必要がある。
【００１２】
又、上記内熱運転方式の処理を開始するときには、キルン炉の入口側から酸素含有ガスを供給するが、このとき、キルン炉へ供給する酸素含有ガスの温度が、該キルン炉の出口側における熱分解ガス温度（以下、単にキルン炉出口側ガス温度と云う）よりも低いと、該酸素含有ガスの温度をキルン炉出口側ガス温度まで昇温させるための熱量が必要になるため、熱効率的なロスが生じてしまう。
【００１３】
上記のような熱効率的なロスを防ぐためには、上記酸素含有ガス供給手段に上記キルン炉へ供給する酸素含有ガスの予熱を行う予熱器等の設備機器を装備するようにすればよいと考えられる。しかし、上記キルン炉出口ガス温度は、廃棄物の熱分解ガス化を行うために、通常４５０℃程度となるようにしてあるため、上記酸素含有ガスを、上記した如き熱効率的なロスが生じなくなる４５０℃あるいはそれ以上の温度に予熱することは容易ではない。
【００１４】
しかも、上記のような酸素含有ガスの予熱は、外熱運転方式の実施時には不要であって、内熱運転方式の実施時にのみ必要とされることから、このような内熱運転方式の実施時にのみ機能するように予熱器を設けるのも容易ではない。
【００１５】
又、特許文献１、２に示された外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにしてなる形式の廃棄物熱分解ガス化装置では、キルン炉の入口側に酸素含有ガスを導入するための手段を備えた構成が示されているのみであり、キルン炉のパージを行う考えは全く示されていない。
【００１６】
一方、熱風発生炉で発生させてキルン炉の外熱加熱用の加熱流路に流通させた燃焼ガスを、必要に応じて上記キルン炉内へパージガスとして供給させる手法では、キルン炉のパージを行うパージガスは不活性ガスとする必要があり、このため、上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガスの酸素濃度は５％以下にする必要がある。よって、燃焼ガスを用いた内熱運転方式の実施が何ら示唆されるものではない。
【００１７】
そこで、本発明は、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用することができるようにしてある形式の廃棄物熱分解ガス化装置を更に発展させて、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用するために必要となるキルン炉の外熱加熱用の加熱流路への高温のガスの供給と、キルン炉の入口側への酸素を含有したガスの供給とを行うガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができ、しかも、内熱運転方式を実施するときには、キルン炉の入口に供給する酸素を含有したガスのキルン炉出口側ガス温度との温度差に起因する熱効率的なロスを防ぐことができる廃棄物熱分解ガス化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成とする。
【００１９】
又、上記構成において、熱風発生炉に、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下と、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように切換え制御するための酸素濃度制御器を付設して備えるようにした構成とする。
【００２０】
更に、上記構成において、熱風発生炉に付設した酸素濃度制御器に上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下、又は、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように設定させるための酸素濃度制御指令を与える機能と、燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能と、分岐燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能を有する制御装置を備えるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の廃棄物熱分解ガス化装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成としてあるので、廃棄物の部分燃焼に使用可能な酸素含有ガスとなるように熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを燃焼ガス導入部よりキルン炉の入口側へ導入させて、上記燃焼ガス中の酸素により廃棄物の部分燃焼を行わせ、該燃焼熱によりキルン炉内の廃棄物の熱分解ガス化処理を行うようにする内熱運転方式と、熱風発生炉で発生させる燃焼ガスをキルン炉の加熱流路に流通させ、該加熱流路を流通する燃焼ガスの保有する熱によりキルン炉内の廃棄物を間接加熱して熱分解ガス化処理する外熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を実施することができる。
（２）上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを用いて、キルン炉内のタール等の残留物を除去する内部清掃処理を行うことができる。
（３）更に、熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを用いて外熱運転方式と内熱運転方式の運転を共に実施できるため、該外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解ガス化処理を実現するためにキルン炉の加熱流路と燃焼ガス導入部に接続するガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができる。
（４）しかも、上記キルン炉にて内熱運転方式の運転を実施するときには、熱風発生炉で発生させた燃焼ガスを、上記燃焼ガス供給ラインと分岐燃焼ガス供給ラインと燃焼ガス導入部を経てキルン炉の入口へ導入させるようにしてあるため、キルン炉出口側ガス温度よりも低い酸素含有ガスを用いて内熱運転方式の運転を実施する場合のように内部導入ガスの昇温のための熱量が不要となる。このため、熱効率的なロスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の実施の一形態を示す切断概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００２５】
すなわち、長手方向の一端を入口２とし且つ他端を出口３としたロータリー型のキルン炉１を、入口２側より出口３側へ或る角度、たとえば、約３度下方傾斜させた状態で横向きに配置して図示しない駆動機構により回転駆動できるようにする。
【００２６】
上記キルン炉１の入口２には、投入ホッパ５を備えた給じん機４を設けて、上記投入ホッパ５内の廃棄物６を上記給じん機４により上記キルン炉１の入口２へ供給できるようにする。又、上記キルン炉１の出口３には、熱分解ガス８と熱分解残渣９を分離して取り出すための分離室７を設ける。
【００２７】
上記キルン炉１における上記廃棄物６を移動させる区画の外周部には、外熱加熱用の加熱流路１０を設け、該加熱流路１０におけるキルン炉１の出口３寄り個所に設けたガス入口１０ａに、燃焼炉である熱風発生炉１１を、燃焼ガス供給ライン１３を介し接続する。これにより、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス供給ライン１３を介して上記キルン炉１の加熱流路１０にガス入口１０ａより供給して、該加熱流路１０内にて、該加熱流路１０におけるキルン炉１の入口２寄り個所に設けてあるガス出口１０ｂまで流通させることができるようにする。
【００２８】
更に、上記燃焼ガス供給ライン１３の途中位置より分岐させて設けた分岐燃焼ガス供給ライン１４を、上記キルン炉１の入口２側に燃焼ガス１２を該入口２内へ導入するために設けた燃焼ガス導入部１５に接続し、且つ上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも下流側となる位置と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４に、上記加熱流路１０と上記燃焼ガス導入部１５へ供給する燃焼ガス１２の量を調整するための流量調整弁１６と１７を個別に設けてなる構成とする。
【００２９】
詳述すると、上記キルン炉１は、たとえば、入口２側に供給管１９を、出口３側に排出管２０をそれぞれ一体に接続した内筒１８と、その外側に同心状に配置した外筒２１との間に上記加熱流路１０を形成してなる二重筒構造としてある。
【００３０】
上記給じん機４は、廃棄物６の出口を上記供給管１９の内側に挿入するように配置して、投入ホッパ５内の廃棄物６を、上記給じん機４により上記内筒１８内へ供給できるようにしてある。
【００３１】
上記分離室７は、上記キルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６の熱分解ガス化処理によって発生する熱分解ガス８と熱分解残渣９を、上記排出管２０を通して一旦受けると共に、該分離室７内で、気体である上記熱分解ガス８と固体である上記熱分解残渣９とを分離させて、頂部の熱分解ガス回収口２２と底部の熱分解残渣回収口２３よりそれぞれ回収できるようにしてある。
【００３２】
上記熱分解ガス回収口２２には、熱分解ガスファン２５を備えた熱分解ガスライン２４が接続してあり、更に、該熱分解ガスライン２４の途中位置より分岐させて設けた分岐熱分解ガスライン２６を、上記熱風発生炉１１に接続する。これにより、上記熱分解ガスファン２５の運転により上記キルン炉１の分離室７より回収される熱分解ガス８の一部を、上記熱風発生炉１１へ供給して燃焼用の燃料として使用するようにしてある。よって、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動時に、上記キルン炉１における廃棄物６の熱分解ガス化処理が開始されて、該熱分解ガス化処理により生じる熱分解ガス８が上記熱風発生炉１１へ供給されるようになるまでの期間を除いては、該熱風発生炉１１で用いる燃焼用の燃料を、上記キルン炉１での廃棄物６の熱分解ガス化処理で発生させる熱分解ガス８により自給できるようにしてある。
【００３３】
なお、上記熱風発生炉１１で燃料として燃焼させる以外の余剰分の熱分解ガス８は、上記熱分解ガスライン２４を通して下流側に設けてある図示しない別の燃焼装置へ導いて燃焼用の燃料として使用するようにすればよい。
【００３４】
上記分岐熱分解ガスライン２６には、上記した本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動時や停止時に上記熱分解ガス８に代えて上記熱風発生炉１１へ燃焼用燃料として供給するための外部ガス燃料２８の燃料供給部２７が接続してある。
【００３５】
更に、上記分岐熱分解ガスライン２６における上記外部ガス燃料２８の燃料供給部２７の接続位置よりも下流側位置に、燃料供給量調整ダンパ２９を設けると共に、上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも上流側位置に、熱風発生炉１１で発生させて該燃焼ガス供給ライン１３へ導かれる燃焼ガス１２の温度を計測するための燃焼ガス温度計３０を設け、且つ該燃焼ガス温度計３０で計測した燃焼ガス温度の計測結果を基に、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ指令を与える燃焼ガス温度制御器３１を設ける。
【００３６】
上記燃焼ガス温度制御器３１は、上記キルン炉１にて廃棄物６の外熱加熱による熱分解ガス化処理を進行させるために上記加熱流路１０へ供給する燃焼ガス１２に必要とされる燃焼ガス温度を予め設定、たとえば、５５０℃として予め設定することができるようにしてある。更に、上記燃焼ガス温度制御器３１は、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３を流通する燃焼ガス１２について上記燃焼ガス温度計３０で計測される実際の温度計測値が、上記設定温度である５５０℃よりも低い場合は、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ開度を開く方向の操作指令を与え、一方、上記燃焼ガス温度計３０での実際の温度計測値が、上記設定温度である５５０℃よりも高い場合は、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ開度を絞る方向の操作指令を与える機能を備えるようにしてある。
【００３７】
したがって、上記燃焼ガス温度制御器３１による上記燃料供給量調整ダンパ２９の制御により、上記熱風発生炉１１へ供給する燃焼用燃料である上記熱分解ガス８や外部ガス燃料２８の供給量を自動的に調整して、上記燃焼ガス温度計３０で計測される燃焼ガス１２の実際の温度計測値、すなわち、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を経てキルン炉１へ向けて供給される燃焼ガス１２の実際の温度が、上記燃焼ガス温度の設定値である５５０℃に常に保たれるようにしてある。
【００３８】
又、上記熱風発生炉１１へ燃焼用空気３２を供給する空気供給ライン３３に、空気供給量調整ダンパ３４を設けると共に、上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも上流側位置に、熱風発生炉１１で発生させて該燃焼ガス供給ライン１３へ導かれる燃焼ガス１２中の酸素濃度を計測するための酸素濃度計３５を設け、且つ該酸素濃度計３５による上記燃焼ガス１２中の酸素濃度の計測結果を基に、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度の調整指令を与える酸素濃度制御器３６を設ける。
【００３９】
上記酸素濃度制御器３６は、燃焼ガス１２中に残存させることが所望される酸素濃度を設定することができるようにしてある。更に、上記酸素濃度制御器３６は、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３を流通する燃焼ガス１２について上記酸素濃度計３５で計測される実際の酸素濃度の計測値が、上記設定された酸素濃度の値よりも低い場合は、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度を開く方向の操作指令を与え、一方、上記酸素濃度計３５での実際の酸素濃度の計測値が、上記設定された酸素濃度の値よりも高い場合は、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度を絞る方向の操作指令を与える機能を備えるようにしてある。
【００４０】
したがって、上記酸素濃度制御器３６による上記空気供給量調整ダンパ３４の制御により、上記熱風発生炉１１へ供給する燃焼用空気３２の量を自動的に調整して、上記酸素濃度計３５で計測される燃焼ガス１２中の酸素濃度が、すなわち、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を経てキルン炉１に向けて供給される燃焼ガス１２の実際の酸素濃度が、上記酸素濃度制御器３６に設定された酸素濃度の設定に保たれるようにしてある。
【００４１】
これにより、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度の設定値を、不活性ガスとして使用可能な燃焼ガス１２の酸素濃度の上限値（以下、不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値と云う）が５％であるのでそれ以下となるように設定すれば、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２が、キルン炉１のパージに使用することが可能なほぼ不活性なガスとなる。
【００４２】
又、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度を、上記不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値である５％よりも大で且つ１５％以下の値となるように設定すれば、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、廃棄物６の部分燃焼に使用可能な酸素含有ガスとすることができる。
【００４３】
更に、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度の設定値を、１５％よりも大で且つ空気中の酸素濃度として自ずから上限として定まる２１％未満の値に設定すれば、以下のような熱効率的の面であまり実用的ではないが、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、より多くの酸素を含んだ酸素含有ガスとすることができる。
【００４４】
なお、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２中の酸素濃度を高めるために該熱風発生炉１１に対する燃焼用空気３２の供給量を増すと、上記燃焼用燃料である熱分解ガス８や外部ガス燃料２８の燃焼時に生じる燃焼熱が、上記増加した燃焼用空気３２の昇温（加熱）により多く消費されるようになる。このため、上記酸素濃度制御器３６で設定する酸素濃度の設定値は、小さい値に設定する方が熱効率的には有利となる。
【００４５】
上記キルン炉１における加熱流路１０のガス出口１０ｂには、燃焼ガス循環ファン３８を備えた燃焼ガス循環ライン３７の上流側端部となる一端部を接続すると共に、該燃焼ガス循環ライン３７の下流側端部となる他端部を、上記熱風発生炉１１に接続した構成としてある。これにより、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を通して導かれる燃焼ガス１２を、図１に矢印ａで示すように流通させると、キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へガス入口１０ａを通して供給された燃焼ガス１２が、該加熱流路１０を流通する間にその保有する熱がキルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６の熱分解ガス化処理用の熱源として利用され、その後、温度が低下した燃焼ガス１２が上記ガス出口１０ｂより排出されると、この燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス循環ファン３８の運転により燃焼ガス循環ライン３７を通して上記熱風発生炉１１へ戻して循環利用することで、該廃棄物６の熱分解ガス化処理用の熱源に供された後の燃焼ガス１２に残存する熱を有効に利用できるようにしてある。なお、上記熱風発生炉１１では、燃焼用燃料である熱分解ガス８や外部ガス燃料２８を燃焼用空気３２を用いて燃焼させることによって新たな燃焼ガス１２が順次発生する。このため、上記キルン炉１の加熱流路１０のガス出口１０ｂより上記燃焼ガス循環ライン３７へ導かれる燃焼ガス１２のうち、或る時点で上記熱風発生炉１１へ戻す燃焼ガス１２の量は、その時点で上記熱風発生炉１１で新たに発生する燃焼ガス１２の量と、上記キルン炉１の加熱流路１０や該キルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ供給すべき燃焼ガス１２の量との差分となるように、たとえば、上記燃焼ガス循環ライン３７に備えた図示しない流量調節手段により適宜調整できるようにしてあるものとする。上記燃焼ガス１２の余剰分は、上記燃焼ガス循環ライン３７における上記流量調整手段の設置位置よりも上流側位置より分岐させた排気ライン３９を通して系外に排出するようにしてある。
【００４６】
したがって、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６を開くことにより、上記熱風発生炉１１で発生させた所定温度、すなわち、５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ａで示すように、キルン炉１における加熱流路１０にガス入口１０ａより供給して、該加熱流路１０に流通させることができるようにしてある。よって、回転駆動させたキルン炉１の内筒１８内に給じん機４より供給された廃棄物６を、上記加熱流路１０に流通させる燃焼ガス１２の保有する熱を熱源として間接加熱して熱分解ガス化処理を行わせる外熱運転方式での運転を実施することができるようにしてある。
【００４７】
又、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開くことにより、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３へ供給された上記５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ｂで示すように、該燃焼ガス供給ライン１３より分岐させた分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１の燃焼ガス導入部１５へ導いて、該燃焼ガス導入部１５より、キルン炉１の入口２へ導入することができるようにしてある。
【００４８】
よって、この際、上記酸素濃度制御器３６により燃焼ガス１２の酸素濃度が５％よりも大となるように設定されている場合は、上記キルン炉１の入口２より導入される燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして用いて、該キルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６を部分燃焼させ、該燃焼に伴って生じる燃焼熱を熱源として廃棄物６の残部の熱分解ガス化処理を行わせる内熱運転方式による運転を実施することができるようにしてある。
【００４９】
更に、キルン炉１内への廃棄物６の供給を停止し、キルン炉１内より可燃性の熱分解ガス８や固定炭素を主体とする熱分解残渣９を排出させた状態で、上記燃焼ガス１２中の酸素濃度をより増加させるように酸素濃度制御器３６における設定を変更したり、上記流量調整弁１７の開度を開いて上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１内に入口２より導入する酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２の量を増加させるようにすることにより、該キルン炉１内に、廃棄物６の熱分解ガス化処理時に発生する熱分解ガス８の温度よりも高い５５０℃の酸素含有ガスである燃焼ガス１２が直接導入されるようになるため、該キルン炉１内に残留するタール等の残留物を、分解あるいは燃焼させて除去するようにする内部清掃処理を行うことができるようにしてある。
【００５０】
一方、上記と同様に分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開いて、上記熱風発生炉１１で発生させた上記５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ｂで示すように、燃焼ガス供給ライン１３より分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１の燃焼ガス導入部１５より該キルン炉１の入口２へ導入させるときに、上記酸素濃度制御器３６により燃焼ガス１２の酸素濃度が５％以下となるように設定させておくと、上記キルン炉１内には、ほぼ不活性なガスである燃焼ガス１２が導入されるようになる。
【００５１】
よって、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置を起動させるためのキルン炉１の昇温時に、上記熱風発生炉１１で外部ガス燃料２８を燃焼させて発生させる燃焼ガス１２の酸素濃度が５％以下となるよう上記酸素濃度制御器３６に設定し、この状態で、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開くことにより、不活性なガスとなる５５０℃の上記燃焼ガス１２を用いて、上記キルン炉１内をプレパージするプレパージ処理を行うことができるようにしてある。
【００５２】
なお、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６の開閉操作によるキルン炉１の加熱流路１０への燃焼ガス１２の供給と供給停止の切換えや供給時における供給量の調整、及び、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７の開閉操作によるキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５への燃焼ガス１２の供給と供給停止の切換えや供給時における供給量の調整を、それぞれ独立して行うと、上記熱風発生炉１１より上記加熱流路１０や燃焼ガス導入部１５へ供給すべき燃焼ガス１２の総量が様々に変化するが、この燃焼ガス１２の供給量の変化は、上述した燃焼ガス循環ライン３７より熱風発生炉１１へ戻して循環利用する燃焼ガス１２の量の増減で対応することができるようにしてある。
【００５３】
更に、図１に示した本発明の廃棄物熱分解ガス化装置では、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７にそれぞれ制御指令を与えることができるようにした制御装置４０を備えて、該制御装置４０により上記酸素濃度制御器３６及び各流量調整弁１６，１７を制御することにより、上記キルン炉１を、外熱運転方式のみによる運転状態と、外熱運転方式と内熱運転方式の併用による運転状態と、内熱運転方式のみよる運転状態と、プレパージ処理を行う状態と、内部清掃処理を行う状態に一括して切換え操作できるようにしてある。
【００５４】
４１は上記熱風発生炉１１におけるパイロットバーナ等の図示しない着火機器へ供給するプロパン等の着火用燃料、４２はキルン炉１の回転シールプレート、４３は回転継手、４４はキルン炉１へパージ用に供給する窒素ガス等の不活性ガスである。
【００５５】
以下、上記制御装置４０による制御の内容に即して、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の使用方法について説明する。
【００５６】
本発明の廃棄物熱分解ガス化装置を使用する場合は、予め、上記熱風発生炉１１を上記燃焼ガス温度制御器３１により制御して、該熱風発生炉１１にて燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８を燃焼させて、５５０℃の燃焼ガス１２を発生させるようにしておく。
【００５７】
この状態で、上記キルン炉１を外熱運転方式のみで運転する場合は、図１に示すように、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して開操作の制御指令Ａｏを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては閉止の制御指令Ｂｃを与えるようにする。この際、上記キルン炉１を外熱運転方式で運転する場合は、上記燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして使用することはないため、前述した酸素濃度制御器３６における燃焼ガス１２の酸素濃度の設定値と熱効率の観点から、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％以下に設定させる酸素濃度制御指令Ｃ１を与えるようにすることが望ましい。
【００５８】
これにより、上記熱風発生炉１１では、上記燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８が、上記酸素濃度制御器３６によって制御される空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を経て供給される燃焼用空気３２を用いて燃焼されることで、酸素濃度が５％以下で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該熱風発生炉１１より上記燃焼ガス供給ライン１３を通して導かれる燃焼ガス１２が、図１に矢印ａで示すように、上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へ供給されて、該加熱流路１０内をガス入口１０ａよりガス出口１０ｂに向けて流通させられるようになる。
【００５９】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記加熱流路１０内を流通する上記高温の燃焼ガス１２の保有する熱により、上記内筒１８の周壁を介して間接加熱されるため、該廃棄物６が熱分解ガス化処理されるようになる。
【００６０】
上記廃棄物６の熱分解ガス化処理により発生する熱分解ガス８と熱分解残渣９のうち、熱分解ガス８は、分離室７にて上記熱分解残渣９と分離された後、熱分解ガス回収口２２より上記熱分解ガスライン２４へ回収され、その一部が、分岐熱分解ガスライン２６を経て上記熱風発生炉１１へ燃焼用の燃料として供給されるようになる。よって、その後は外部より燃料供給を行うことなく上記廃棄物６自体の有する熱量のみによって、上記キルン炉１における廃棄物の熱分解ガス化処理が継続して行われるようになる。
【００６１】
一方、上記熱分解残渣９は、上記分離室７の熱分解残渣回収口２３より適宜回収される。
【００６２】
次に、上記キルン炉１を外熱運転方式と内熱運転方式の併用により運転する場合は、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して上記外熱運転方式のみを実施する場合と同様の開操作の制御指令Ａｏを与えると共に、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しても図１に括弧書きで示す如き開操作の制御指令Ｂｏを与えるようにする。更に、上記制御装置４０は、酸素濃度制御器３６に対し、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させるための図１に括弧書きで示す如き酸素濃度制御指令Ｃ２を与えるようにする。
【００６３】
これにより、上記熱風発生炉１１では、上記燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８が、上記酸素濃度制御器３６によって制御される空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を経て供給される燃焼用空気３２を用いて燃焼されることで、酸素濃度が５％よりも大で且つ１５％以下、すなわち、酸素含有ガスとして使用可能で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該燃焼ガス１２が、図１に矢印ａで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３を通して上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へ供給されて、該加熱流路１０内をガス入口１０ａよりガス出口１０ｂに向けて流通させられるようになり、更に、上記燃焼ガス供給ライン１３を流通する上記酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５にも導かれて、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。
【００６４】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記加熱流路１０内を流通する上記高温の燃焼ガス１２の保有熱による間接加熱を受け、更に、該廃棄物６が上記内筒１８内に導入された酸素含有ガスである燃焼ガス１２中の酸素により部分的に燃焼されることで、該燃焼の際に生じる燃焼熱により内筒１８内の廃棄物６の残部が直接加熱されるようになり、この直接加熱と上記間接加熱の併用により上記廃棄物６の熱分解ガス化処理が行われるようになる。
【００６５】
上記のようにキルン炉１を外熱運転方式と内熱運転方式の併用により運転する場合は、上記キルン炉１にて、廃棄物６を、加熱流路１０を流通させる燃焼ガス１２による間接加熱に加えて、該廃棄物６の部分燃焼による燃焼熱による直接加熱によっても加熱することができるため、キルン炉１における廃棄物６の加熱効率の向上化を図ることができ、よって、都市ごみ等の処理対象となる廃棄物６が水分を含んでいたり、カロリーの低いごみが混入している場合であっても、該廃棄物６を効率よく熱部分解ガス化処理することが可能になる。
【００６６】
しかも、上記内熱運転方式を実施するために上記キルン炉１の入口２側より導入する燃焼ガス１２は、上記加熱流路１０に対して廃棄物６の外熱加熱用に供給する燃焼ガス１２と同じ５５０℃という高い温度を有しており、上記キルン炉１の出口３側における熱分解ガス８の温度よりも高くなっているため、キルン炉１の内部導入ガスである該燃焼ガス１２をキルン炉出口側ガス温度まで昇温させるための熱量を不要にできて、熱効率的なロスを防止することが可能になる。
【００６７】
次いで、上記キルン炉１を内熱運転方式のみにより運転する場合は、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示す如き閉止の制御指令Ａｃを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と同様に、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。更に、上記制御装置４０は、酸素濃度制御器３６に対し、上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させるための図１に括弧書きで示した酸素濃度制御指令Ｃ２を与えるようにする。
【００６８】
これにより、上記熱風発生炉１１では、酸素濃度が５％よりも大で且つ１５％以下となり、酸素含有ガスとして使用可能で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。この際、上記流量調整弁１６は閉止されていることから、上記キルン炉１の加熱流路１０に燃焼ガス１２が流れることはない。
【００６９】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記内筒１８内に導入された酸素含有ガスである燃焼ガス１２中の酸素により部分的に燃焼され、該燃焼の際に生じる燃焼熱により内筒１８内の廃棄物６の残部が直接加熱されて熱分解ガス化処理が行われるようになる。
【００７０】
上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と、内熱運転方式のみによる場合のいずれの場合も、上記キルン炉１における廃棄物６の熱分解ガス化処理で生じる熱分解ガス８と熱分解残渣９は、前述した外熱運転方式のみを実施する場合と同様に処理される。
【００７１】
又、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動の際に、上記キルン炉１にてプレパージ処理を行う場合は、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、上述した外熱運転方式を実施する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％以下に設定させる酸素濃度制御指令Ｃ１を与える。
【００７２】
これにより、上記熱風発生炉１１では、外部ガス燃料２８の燃焼により発生させる５５０℃の燃焼ガス１２が、酸素濃度５％以下のほぼ不活性ガスとなる。
【００７３】
上記のようにして、上記熱風発生炉１１で酸素濃度５％以下の燃焼ガス１２を発生させた状態で、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示した閉止の制御指令Ａｃを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。
【００７４】
これにより、上記熱風発生炉１１で発生させた燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。したがって、上記キルン炉１では、内筒１８内が、上記ほぼ不活性となる酸素濃度５％以下の燃焼ガス１２でプレパージされるようになる。
【００７５】
上記のようにしてキルン炉１内の上記燃焼ガス１２によるプレパージが行われた後は、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を閉じた後、キルン炉１内に次の廃棄物６が投入される直前に、窒素ガス等の不活性ガス４４を入口２側より導入してパージを行わせるようにすればよい。
【００７６】
このように、上記熱風発生炉１１を制御して酸素濃度が５％以下になるよう発生させた燃焼ガス１２を用いてキルン炉１内をプレパージするようにしてあるので、多量の不活性ガスによるプレパージを不要にできて、不活性ガスの使用量を低減させることができる。 しかも、上記プレパージ処理のためにキルン炉１内に導入するのは、上記５５０℃の燃焼ガス１２であるため、プレパージ処理の際に該キルン炉１の昇温を行わせることができる。よって、その後の上記不活性ガス４４を用いたパージの際も内部温度の低下を抑制することが可能になる。
【００７７】
更に、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置にて、キルン炉１の内部清掃処理を実施する場合は、予め、キルン炉１内への廃棄物６の供給を停止し、キルン炉１内より熱分解ガス８と熱分解残渣９を排出させておく。
【００７８】
この状態で、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、上述した内熱運転方式のみによる運転を実施する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させる図１に括弧書きで示した酸素濃度制御指令Ｃ２を与える。
【００７９】
これにより、上記熱風発生炉１１では、熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８の燃焼により発生させる５５０℃の燃焼ガス１２が、酸素濃度５％よりも大で且つ１５％以下の酸素含有ガスとなる。
【００８０】
上記のようにして、上記熱風発生炉１１で酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２を発生させた状態で、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示した閉止の制御指令Ａｃを与え、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。
【００８１】
これにより、上記熱風発生炉１１で発生させた上記燃焼ガス１２が、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。
【００８２】
これにより、上記キルン炉１内では、廃棄物６の熱分解ガス化処理に伴って発生する熱分解ガス８の温度よりも高い５５０℃の高温を有し且つ酸素含有ガスである燃焼ガス１２の直接導入により、該キルン炉１内に残留するタール等の残留物が、分解あるいは燃焼されて除去されるようになる。
【００８３】
なお、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の運転の途中で、上述したような外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物６の熱分解ガス化処理を一時的に停止させ、この状態で上記本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動の際のキルン炉１のプレパージ処理と同様の手法でほぼ不活性ガスとなる燃焼ガス１２のキルン炉１内へのパージを行ってから、上記キルン炉１の内部清掃処理を実施するようにしてもよい。このようにすれば、運転途中のキルン炉１内の一時的な内部清掃が行われるようになる。
【００８４】
このように、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置によれば、キルン炉１にて外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を実施することができる。更に、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を用いて、キルン炉１のプレパージ処理と、キルン炉１内のタール等の残留物を除去する内部清掃処理も行うことができる。
【００８５】
又、熱風発生炉１１より上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０に高温の燃焼ガス１２を導くための燃焼ガス供給ライン１３の途中位置より分岐させた分岐燃焼ガス供給ライン１４を上記キルン炉１の入口２側に設けた燃焼ガス導入部１５に接続して、キルン炉１の内熱運転方式の運転を実施するときには、該燃焼ガス導入部１５より酸素含有ガスとして用いることが可能な燃焼ガス１２を上記キルン炉１の入口２より導入させるようにしてあるため、上記キルン炉１にて外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を行うためのガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができる。
【００８６】
更に、上記キルン炉１の内熱運転方式の運転を実施するときには、熱風発生炉１１で発生させた高温の燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス供給ライン１３と分岐燃焼ガス供給ライン１４と燃焼ガス導入部１５を経てキルン炉１の入口へ導入させるようにしてあるため、キルン炉出口側ガス温度よりも低い酸素含有ガスを用いて内熱運転方式の運転を実施する場合のような熱効率的なロスを防止することができる。
【００８７】
上記熱風発生炉１１の下流側となる燃焼ガス供給ライン１３上に設けた酸素濃度計３５と、該酸素濃度計３５の計測した燃焼ガス１２中の酸素濃度の値に応じて該熱風発生炉１１に接続した空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を制御する酸素濃度制御器３６を備えて、該酸素濃度制御器３６により、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２中の酸素濃度を、該燃焼ガス１２をほぼ不活性ガスとすることができる不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値である酸素濃度５％以下と、燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして使用することができる酸素濃度が５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下にそれぞれ制御できるようにしてあるため、１つの熱風発生炉１１で酸素濃度を変えて発生させる燃焼ガス１２を用いて、内熱運転方式によるキルン炉１の運転と、キルン炉１内のプレパージ処理を共に実施することができる。
【００８８】
更に、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に制御指令を与える制御装置４０を備えた構成としてあるため、上記キルン炉１の外熱運転方式単独による運転と、外熱運転方式と内熱運転方式の併用による運転と、内熱運転方式単独による運転と、キルン炉１のプレパージ処理と、内部清掃処理とを、該制御装置４０に対する指示や操作により一括して切り換えることができる。
【００８９】
なお、上記制御装置４０における上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換え、及び、キルン炉１のプレパージ処理と、内部清掃処理との切換えは、たとえば、上記制御装置４０に備えた図示しない運転状態切換え用のスイッチ等を作業者が直接操作することで行うようにしてもよい。
【００９０】
又、上記制御装置４０における上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換えは、たとえば、図１に二点鎖線で示す如き熱分解ガスライン２４上に設けた熱分解ガス温度計４５によって計測されるキルン炉１より回収された熱分解ガス８の温度計測結果に応じて、自動的に切り換えさせるようにしてもよい。
【００９１】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、制御装置４０は設けることが望ましいが、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を、所望するキルン炉１の運転状態や、プレパージ処理、内部清掃処理に対応して適宜個別操作する場合は、上記制御装置４０は省略してもよい。
【００９２】
又、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置にて、キルン炉のプレパージ処理の機能が不要な場合は、酸素濃度制御器３６を省略してもよい。この場合は、熱風発生炉１１で酸素濃度が５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下の酸素濃度の燃焼ガス１２を常時発生させるようにすればよい。このようにしても、上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換えと、内部清掃処理を実施する機能を得ることができる。
【００９３】
熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２の温度は、キルン炉１にて廃棄物１の熱分解ガス化処理を行う際に必要とされる熱を供給できるようにしてあれば、５５０℃より多少上下した温度に設定するようにしてもよい。
【００９４】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９５】
１ キルン炉
２ 入口
３ 出口
６ 廃棄物
８ 熱分解ガス
９ 熱分解残渣
１０ 加熱流路
１１ 熱風発生炉
１２ 燃焼ガス
１３ 燃焼ガス供給ライン
１４ 分岐燃焼ガス供給ライン
１５ 燃焼ガス導入部
１６ 流量調整弁
１７ 流量調整弁
３６ 酸素濃度制御器
４０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした廃棄物熱分解ガス化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物を処理し、再利用を図る手法の１つとして、廃棄物の熱分解ガス化（炭化）処理が知られている。
【０００３】
これは、廃棄物を、不活性雰囲気（低酸素雰囲気又は無酸素雰囲気）下で所要温度に加熱して熱分解することにより、該廃棄物中の可燃分を熱分解させて可燃性の熱分解ガスと、固定炭素（チャー）を主体とする熱分解残渣を生成させ、上記熱分解ガスと熱分解残渣を分離して回収できるようにしたものである。
【０００４】
上記のような廃棄物を熱分解ガス化処理するために用いる熱分解ガス化装置の１つの形式としては、たとえば、長手方向一端部の入口より他端部の出口に向けて或る角度、たとえば、約３度程度で下方傾斜させた状態で回転駆動可能に横向きに配置したロータリー式のキルン炉内に、入口に設けてある投入ホッパを備えた給じん機より廃棄物を供給し、該廃棄物が上記キルン炉の回転に伴って該キルン炉内にて徐々に出口へ向けて送られるときに、上記キルン炉における上記廃棄物が移動する区画の外周部に設けてある外熱加熱用の加熱流路に流通させる燃焼ガス等の高温のガスを熱源として、上記廃棄物を間接加熱して熱分解ガス化させ、その後、上記廃棄物の熱分解ガス化に伴って発生した熱分解ガスと熱分解残渣を、上記キルン炉の出口側に設けた分離室で分離して取り出すことができるようにしてなる外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置がある。
【０００５】
又、廃棄物熱分解ガス化装置の別の形式としては、廃棄物を装入したキルン炉内に、酸素含有ガスを直接供給して、該酸素含有ガスにより廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を熱源として上記部分燃焼分以外の廃棄物を熱分解ガス化させるようにした内熱運転方式（部分燃焼方式）の廃棄物熱分解ガス化装置がある。
【０００６】
ところで、上記外熱運転方式の熱分解ガス化装置は、廃棄物を間接加熱するようにしてあるため、高カロリーで不燃性ガス成分の少ない良質の熱分解ガスが得られるという利点がある。しかし、加熱方式が間接加熱であるがゆえに伝熱効率が低いことから、上記キルン炉にて加熱流路を流通させる加熱ガスと廃棄物との伝熱面積を充分に確保するには装置全体が大型化してしまう。
【０００７】
これに対し、上記内熱運転方式の熱分解ガス化装置は、キルン炉の構造が簡単で装置全体の小型化を図るには有利であるが、キルン炉内での燃焼により二酸化炭素や水蒸気が発生するため、高カロリーの良質の熱分解ガスが得にくくなってしまう。特に、処理対象となる都市ごみ等の廃棄物中に水分の多いカロリーの低いごみが混入している場合は、上記内熱運転方式を実施する際のキルン炉内での燃焼割合が高くなり、ガスの性状が悪化する傾向が生じてしまう。
【０００８】
そのため、上記外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置と同様に、長手方向の一端部を入口とし、他端部を出口として回転駆動可能に横向きに配置したキルン炉内で、上記入口に設けた投入ホッパを備えた給じん機より供給された廃棄物を、キルン炉における上記廃棄物が移動する区画の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路に流通させる高温の燃焼ガスにより間接加熱して熱分解ガス化させ、この廃棄物の熱分解ガス化に伴って発生する熱分解ガスと熱分解残渣を、上記キルン炉の出口側に設けた分離室で分離して取り出すことができるようにした構成において、上記キルン炉の入口側に、該入口を通してキルン炉内に酸素を含有したガス（以下、酸素含有ガスと云う）を導入するための酸素含有ガス導入用の手段を備えてなる構成として、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにした形式の廃棄物熱分解ガス化装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【０００９】
なお、前述した外熱運転方式の廃棄物熱分解ガス化装置と同様の構成において、キルン炉の外周部に設けてある外熱加熱用の加熱流路に流通させる加熱ガスとして、熱風発生炉にて燃焼ガスの酸素濃度が５％以下になるように燃焼制御して発生させた燃焼ガスを用いるようにし、更に、上記加熱流路における上記燃焼ガスの出口に接続してある加熱ガス排出ライン（燃焼ガス排出ライン）の途中に、開度調整装置を備えたパージラインを分岐接続し、該パージラインを、上記キルン炉の入口側に接続した構成として、上記酸素濃度が５％以下の燃焼ガスを、必要に応じて上記キルン炉内へパージガスとして供給させるようにする考えも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−３５０８６号公報
【特許文献２】特表平８−５１０７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１、２に示された外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにしてなる形式の廃棄物熱分解ガス化装置では、キルン炉の入口側へ内熱運転用の酸素含有ガスを供給するために、キルン炉の外熱加熱用の加熱流路へ加熱用ガスを供給するための加熱ガス供給ライン系とは別に、酸素含有ガス供給手段を備える必要がある。
【００１２】
又、上記内熱運転方式の処理を開始するときには、キルン炉の入口側から酸素含有ガスを供給するが、このとき、キルン炉へ供給する酸素含有ガスの温度が、該キルン炉の出口側における熱分解ガス温度（以下、単にキルン炉出口側ガス温度と云う）よりも低いと、該酸素含有ガスの温度をキルン炉出口側ガス温度まで昇温させるための熱量が必要になるため、熱効率的なロスが生じてしまう。
【００１３】
上記のような熱効率的なロスを防ぐためには、上記酸素含有ガス供給手段に上記キルン炉へ供給する酸素含有ガスの予熱を行う予熱器等の設備機器を装備するようにすればよいと考えられる。しかし、上記キルン炉出口ガス温度は、廃棄物の熱分解ガス化を行うために、通常４５０℃程度となるようにしてあるため、上記酸素含有ガスを、上記した如き熱効率的なロスが生じなくなる４５０℃あるいはそれ以上の温度に予熱することは容易ではない。
【００１４】
しかも、上記のような酸素含有ガスの予熱は、外熱運転方式の実施時には不要であって、内熱運転方式の実施時にのみ必要とされることから、このような内熱運転方式の実施時にのみ機能するように予熱器を設けるのも容易ではない。
【００１５】
又、特許文献１、２に示された外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用できるようにしてなる形式の廃棄物熱分解ガス化装置では、キルン炉の入口側に酸素含有ガスを導入するための手段を備えた構成が示されているのみであり、キルン炉のパージを行う考えは全く示されていない。
【００１６】
一方、熱風発生炉で発生させてキルン炉の外熱加熱用の加熱流路に流通させた燃焼ガスを、必要に応じて上記キルン炉内へパージガスとして供給させる手法では、キルン炉のパージを行うパージガスは不活性ガスとする必要があり、このため、上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガスの酸素濃度は５％以下にする必要がある。よって、燃焼ガスを用いた内熱運転方式の実施が何ら示唆されるものではない。
【００１７】
そこで、本発明は、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用することができるようにしてある形式の廃棄物熱分解ガス化装置を更に発展させて、外熱運転方式と内熱運転方式を単独又は併用するために必要となるキルン炉の外熱加熱用の加熱流路への高温のガスの供給と、キルン炉の入口側への酸素を含有したガスの供給とを行うガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができ、しかも、内熱運転方式を実施するときには、キルン炉の入口に供給する酸素を含有したガスのキルン炉出口側ガス温度との温度差に起因する熱効率的なロスを防ぐことができる廃棄物熱分解ガス化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成とする。
【００１９】
又、上記構成において、熱風発生炉に、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下と、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように切換え制御するための酸素濃度制御器を付設して備えるようにした構成とする。
【００２０】
更に、上記構成において、熱風発生炉に付設した酸素濃度制御器に上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下、又は、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように設定させるための酸素濃度制御指令を与える機能と、燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能と、分岐燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能を有する制御装置を備えるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の廃棄物熱分解ガス化装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成としてあるので、廃棄物の部分燃焼に使用可能な酸素含有ガスとなるように熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを燃焼ガス導入部よりキルン炉の入口側へ導入させて、上記燃焼ガス中の酸素により廃棄物の部分燃焼を行わせ、該燃焼熱によりキルン炉内の廃棄物の熱分解ガス化処理を行うようにする内熱運転方式と、熱風発生炉で発生させる燃焼ガスをキルン炉の加熱流路に流通させ、該加熱流路を流通する燃焼ガスの保有する熱によりキルン炉内の廃棄物を間接加熱して熱分解ガス化処理する外熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を実施することができる。
（２）上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを用いて、キルン炉内のタール等の残留物を除去する内部清掃処理を行うことができる。
（３）更に、熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを用いて外熱運転方式と内熱運転方式の運転を共に実施できるため、該外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解ガス化処理を実現するためにキルン炉の加熱流路と燃焼ガス導入部に接続するガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができる。
（４）しかも、上記キルン炉にて内熱運転方式の運転を実施するときには、熱風発生炉で発生させた燃焼ガスを、上記燃焼ガス供給ラインと分岐燃焼ガス供給ラインと燃焼ガス導入部を経てキルン炉の入口へ導入させるようにしてあるため、キルン炉出口側ガス温度よりも低い酸素含有ガスを用いて内熱運転方式の運転を実施する場合のように内部導入ガスの昇温のための熱量が不要となる。このため、熱効率的なロスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の実施の一形態を示す切断概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００２５】
すなわち、長手方向の一端を入口２とし且つ他端を出口３としたロータリー型のキルン炉１を、入口２側より出口３側へ或る角度、たとえば、約３度下方傾斜させた状態で横向きに配置して図示しない駆動機構により回転駆動できるようにする。
【００２６】
上記キルン炉１の入口２には、投入ホッパ５を備えた給じん機４を設けて、上記投入ホッパ５内の廃棄物６を上記給じん機４により上記キルン炉１の入口２へ供給できるようにする。又、上記キルン炉１の出口３には、熱分解ガス８と熱分解残渣９を分離して取り出すための分離室７を設ける。
【００２７】
上記キルン炉１における上記廃棄物６を移動させる区画の外周部には、外熱加熱用の加熱流路１０を設け、該加熱流路１０におけるキルン炉１の出口３寄り個所に設けたガス入口１０ａに、燃焼炉である熱風発生炉１１を、燃焼ガス供給ライン１３を介し接続する。これにより、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス供給ライン１３を介して上記キルン炉１の加熱流路１０にガス入口１０ａより供給して、該加熱流路１０内にて、該加熱流路１０におけるキルン炉１の入口２寄り個所に設けてあるガス出口１０ｂまで流通させることができるようにする。
【００２８】
更に、上記燃焼ガス供給ライン１３の途中位置より分岐させて設けた分岐燃焼ガス供給ライン１４を、上記キルン炉１の入口２側に燃焼ガス１２を該入口２内へ導入するために設けた燃焼ガス導入部１５に接続し、且つ上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも下流側となる位置と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４に、上記加熱流路１０と上記燃焼ガス導入部１５へ供給する燃焼ガス１２の量を調整するための流量調整弁１６と１７を個別に設けてなる構成とする。
【００２９】
詳述すると、上記キルン炉１は、たとえば、入口２側に供給管１９を、出口３側に排出管２０をそれぞれ一体に接続した内筒１８と、その外側に同心状に配置した外筒２１との間に上記加熱流路１０を形成してなる二重筒構造としてある。
【００３０】
上記給じん機４は、廃棄物６の出口を上記供給管１９の内側に挿入するように配置して、投入ホッパ５内の廃棄物６を、上記給じん機４により上記内筒１８内へ供給できるようにしてある。
【００３１】
上記分離室７は、上記キルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６の熱分解ガス化処理によって発生する熱分解ガス８と熱分解残渣９を、上記排出管２０を通して一旦受けると共に、該分離室７内で、気体である上記熱分解ガス８と固体である上記熱分解残渣９とを分離させて、頂部の熱分解ガス回収口２２と底部の熱分解残渣回収口２３よりそれぞれ回収できるようにしてある。
【００３２】
上記熱分解ガス回収口２２には、熱分解ガスファン２５を備えた熱分解ガスライン２４が接続してあり、更に、該熱分解ガスライン２４の途中位置より分岐させて設けた分岐熱分解ガスライン２６を、上記熱風発生炉１１に接続する。これにより、上記熱分解ガスファン２５の運転により上記キルン炉１の分離室７より回収される熱分解ガス８の一部を、上記熱風発生炉１１へ供給して燃焼用の燃料として使用するようにしてある。よって、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動時に、上記キルン炉１における廃棄物６の熱分解ガス化処理が開始されて、該熱分解ガス化処理により生じる熱分解ガス８が上記熱風発生炉１１へ供給されるようになるまでの期間を除いては、該熱風発生炉１１で用いる燃焼用の燃料を、上記キルン炉１での廃棄物６の熱分解ガス化処理で発生させる熱分解ガス８により自給できるようにしてある。
【００３３】
なお、上記熱風発生炉１１で燃料として燃焼させる以外の余剰分の熱分解ガス８は、上記熱分解ガスライン２４を通して下流側に設けてある図示しない別の燃焼装置へ導いて燃焼用の燃料として使用するようにすればよい。
【００３４】
上記分岐熱分解ガスライン２６には、上記した本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動時や停止時に上記熱分解ガス８に代えて上記熱風発生炉１１へ燃焼用燃料として供給するための外部ガス燃料２８の燃料供給部２７が接続してある。
【００３５】
更に、上記分岐熱分解ガスライン２６における上記外部ガス燃料２８の燃料供給部２７の接続位置よりも下流側位置に、燃料供給量調整ダンパ２９を設けると共に、上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも上流側位置に、熱風発生炉１１で発生させて該燃焼ガス供給ライン１３へ導かれる燃焼ガス１２の温度を計測するための燃焼ガス温度計３０を設け、且つ該燃焼ガス温度計３０で計測した燃焼ガス温度の計測結果を基に、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ指令を与える燃焼ガス温度制御器３１を設ける。
【００３６】
上記燃焼ガス温度制御器３１は、上記キルン炉１にて廃棄物６の外熱加熱による熱分解ガス化処理を進行させるために上記加熱流路１０へ供給する燃焼ガス１２に必要とされる燃焼ガス温度を予め設定、たとえば、５５０℃として予め設定することができるようにしてある。更に、上記燃焼ガス温度制御器３１は、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３を流通する燃焼ガス１２について上記燃焼ガス温度計３０で計測される実際の温度計測値が、上記設定温度である５５０℃よりも低い場合は、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ開度を開く方向の操作指令を与え、一方、上記燃焼ガス温度計３０での実際の温度計測値が、上記設定温度である５５０℃よりも高い場合は、上記燃料供給量調整ダンパ２９へ開度を絞る方向の操作指令を与える機能を備えるようにしてある。
【００３７】
したがって、上記燃焼ガス温度制御器３１による上記燃料供給量調整ダンパ２９の制御により、上記熱風発生炉１１へ供給する燃焼用燃料である上記熱分解ガス８や外部ガス燃料２８の供給量を自動的に調整して、上記燃焼ガス温度計３０で計測される燃焼ガス１２の実際の温度計測値、すなわち、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を経てキルン炉１へ向けて供給される燃焼ガス１２の実際の温度が、上記燃焼ガス温度の設定値である５５０℃に常に保たれるようにしてある。
【００３８】
又、上記熱風発生炉１１へ燃焼用空気３２を供給する空気供給ライン３３に、空気供給量調整ダンパ３４を設けると共に、上記燃焼ガス供給ライン１３における分岐燃焼ガス供給ライン１４の分岐位置よりも上流側位置に、熱風発生炉１１で発生させて該燃焼ガス供給ライン１３へ導かれる燃焼ガス１２中の酸素濃度を計測するための酸素濃度計３５を設け、且つ該酸素濃度計３５による上記燃焼ガス１２中の酸素濃度の計測結果を基に、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度の調整指令を与える酸素濃度制御器３６を設ける。
【００３９】
上記酸素濃度制御器３６は、燃焼ガス１２中に残存させることが所望される酸素濃度を設定することができるようにしてある。更に、上記酸素濃度制御器３６は、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３を流通する燃焼ガス１２について上記酸素濃度計３５で計測される実際の酸素濃度の計測値が、上記設定された酸素濃度の値よりも低い場合は、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度を開く方向の操作指令を与え、一方、上記酸素濃度計３５での実際の酸素濃度の計測値が、上記設定された酸素濃度の値よりも高い場合は、上記空気供給量調整ダンパ３４へ開度を絞る方向の操作指令を与える機能を備えるようにしてある。
【００４０】
したがって、上記酸素濃度制御器３６による上記空気供給量調整ダンパ３４の制御により、上記熱風発生炉１１へ供給する燃焼用空気３２の量を自動的に調整して、上記酸素濃度計３５で計測される燃焼ガス１２中の酸素濃度が、すなわち、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を経てキルン炉１に向けて供給される燃焼ガス１２の実際の酸素濃度が、上記酸素濃度制御器３６に設定された酸素濃度の設定に保たれるようにしてある。
【００４１】
これにより、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度の設定値を、不活性ガスとして使用可能な燃焼ガス１２の酸素濃度の上限値（以下、不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値と云う）が５％であるのでそれ以下となるように設定すれば、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２が、キルン炉１のパージに使用することが可能なほぼ不活性なガスとなる。
【００４２】
又、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度を、上記不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値である５％よりも大で且つ１５％以下の値となるように設定すれば、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、廃棄物６の部分燃焼に使用可能な酸素含有ガスとすることができる。
【００４３】
更に、上記酸素濃度制御器３６にて、酸素濃度の設定値を、１５％よりも大で且つ空気中の酸素濃度として自ずから上限として定まる２１％未満の値に設定すれば、以下のような熱効率的の面であまり実用的ではないが、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を、より多くの酸素を含んだ酸素含有ガスとすることができる。
【００４４】
なお、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２中の酸素濃度を高めるために該熱風発生炉１１に対する燃焼用空気３２の供給量を増すと、上記燃焼用燃料である熱分解ガス８や外部ガス燃料２８の燃焼時に生じる燃焼熱が、上記増加した燃焼用空気３２の昇温（加熱）により多く消費されるようになる。このため、上記酸素濃度制御器３６で設定する酸素濃度の設定値は、小さい値に設定する方が熱効率的には有利となる。
【００４５】
上記キルン炉１における加熱流路１０のガス出口１０ｂには、燃焼ガス循環ファン３８を備えた燃焼ガス循環ライン３７の上流側端部となる一端部を接続すると共に、該燃焼ガス循環ライン３７の下流側端部となる他端部を、上記熱風発生炉１１に接続した構成としてある。これにより、上記熱風発生炉１１より燃焼ガス供給ライン１３を通して導かれる燃焼ガス１２を、図１に矢印ａで示すように流通させると、キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へガス入口１０ａを通して供給された燃焼ガス１２が、該加熱流路１０を流通する間にその保有する熱がキルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６の熱分解ガス化処理用の熱源として利用され、その後、温度が低下した燃焼ガス１２が上記ガス出口１０ｂより排出されると、この燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス循環ファン３８の運転により燃焼ガス循環ライン３７を通して上記熱風発生炉１１へ戻して循環利用することで、該廃棄物６の熱分解ガス化処理用の熱源に供された後の燃焼ガス１２に残存する熱を有効に利用できるようにしてある。なお、上記熱風発生炉１１では、燃焼用燃料である熱分解ガス８や外部ガス燃料２８を燃焼用空気３２を用いて燃焼させることによって新たな燃焼ガス１２が順次発生する。このため、上記キルン炉１の加熱流路１０のガス出口１０ｂより上記燃焼ガス循環ライン３７へ導かれる燃焼ガス１２のうち、或る時点で上記熱風発生炉１１へ戻す燃焼ガス１２の量は、その時点で上記熱風発生炉１１で新たに発生する燃焼ガス１２の量と、上記キルン炉１の加熱流路１０や該キルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ供給すべき燃焼ガス１２の量との差分となるように、たとえば、上記燃焼ガス循環ライン３７に備えた図示しない流量調節手段により適宜調整できるようにしてあるものとする。上記燃焼ガス１２の余剰分は、上記燃焼ガス循環ライン３７における上記流量調整手段の設置位置よりも上流側位置より分岐させた排気ライン３９を通して系外に排出するようにしてある。
【００４６】
したがって、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６を開くことにより、上記熱風発生炉１１で発生させた所定温度、すなわち、５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ａで示すように、キルン炉１における加熱流路１０にガス入口１０ａより供給して、該加熱流路１０に流通させることができるようにしてある。よって、回転駆動させたキルン炉１の内筒１８内に給じん機４より供給された廃棄物６を、上記加熱流路１０に流通させる燃焼ガス１２の保有する熱を熱源として間接加熱して熱分解ガス化処理を行わせる外熱運転方式での運転を実施することができるようにしてある。
【００４７】
又、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開くことにより、上記熱風発生炉１１で発生させて燃焼ガス供給ライン１３へ供給された上記５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ｂで示すように、該燃焼ガス供給ライン１３より分岐させた分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１の燃焼ガス導入部１５へ導いて、該燃焼ガス導入部１５より、キルン炉１の入口２へ導入することができるようにしてある。
【００４８】
よって、この際、上記酸素濃度制御器３６により燃焼ガス１２の酸素濃度が５％よりも大となるように設定されている場合は、上記キルン炉１の入口２より導入される燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして用いて、該キルン炉１の内筒１８内に供給された廃棄物６を部分燃焼させ、該燃焼に伴って生じる燃焼熱を熱源として廃棄物６の残部の熱分解ガス化処理を行わせる内熱運転方式による運転を実施することができるようにしてある。
【００４９】
更に、キルン炉１内への廃棄物６の供給を停止し、キルン炉１内より可燃性の熱分解ガス８や固定炭素を主体とする熱分解残渣９を排出させた状態で、上記燃焼ガス１２中の酸素濃度をより増加させるように酸素濃度制御器３６における設定を変更したり、上記流量調整弁１７の開度を開いて上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１内に入口２より導入する酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２の量を増加させるようにすることにより、該キルン炉１内に、廃棄物６の熱分解ガス化処理時に発生する熱分解ガス８の温度よりも高い５５０℃の酸素含有ガスである燃焼ガス１２が直接導入されるようになるため、該キルン炉１内に残留するタール等の残留物を、分解あるいは燃焼させて除去するようにする内部清掃処理を行うことができるようにしてある。
【００５０】
一方、上記と同様に分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開いて、上記熱風発生炉１１で発生させた上記５５０℃の燃焼ガス１２を、図１に矢印ｂで示すように、燃焼ガス供給ライン１３より分岐燃焼ガス供給ライン１４を通してキルン炉１の燃焼ガス導入部１５より該キルン炉１の入口２へ導入させるときに、上記酸素濃度制御器３６により燃焼ガス１２の酸素濃度が５％以下となるように設定させておくと、上記キルン炉１内には、ほぼ不活性なガスである燃焼ガス１２が導入されるようになる。
【００５１】
よって、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置を起動させるためのキルン炉１の昇温時に、上記熱風発生炉１１で外部ガス燃料２８を燃焼させて発生させる燃焼ガス１２の酸素濃度が５％以下となるよう上記酸素濃度制御器３６に設定し、この状態で、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を開くことにより、不活性なガスとなる５５０℃の上記燃焼ガス１２を用いて、上記キルン炉１内をプレパージするプレパージ処理を行うことができるようにしてある。
【００５２】
なお、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６の開閉操作によるキルン炉１の加熱流路１０への燃焼ガス１２の供給と供給停止の切換えや供給時における供給量の調整、及び、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７の開閉操作によるキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５への燃焼ガス１２の供給と供給停止の切換えや供給時における供給量の調整を、それぞれ独立して行うと、上記熱風発生炉１１より上記加熱流路１０や燃焼ガス導入部１５へ供給すべき燃焼ガス１２の総量が様々に変化するが、この燃焼ガス１２の供給量の変化は、上述した燃焼ガス循環ライン３７より熱風発生炉１１へ戻して循環利用する燃焼ガス１２の量の増減で対応することができるようにしてある。
【００５３】
更に、図１に示した本発明の廃棄物熱分解ガス化装置では、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７にそれぞれ制御指令を与えることができるようにした制御装置４０を備えて、該制御装置４０により上記酸素濃度制御器３６及び各流量調整弁１６，１７を制御することにより、上記キルン炉１を、外熱運転方式のみによる運転状態と、外熱運転方式と内熱運転方式の併用による運転状態と、内熱運転方式のみよる運転状態と、プレパージ処理を行う状態と、内部清掃処理を行う状態に一括して切換え操作できるようにしてある。
【００５４】
４１は上記熱風発生炉１１におけるパイロットバーナ等の図示しない着火機器へ供給するプロパン等の着火用燃料、４２はキルン炉１の回転シールプレート、４３は回転継手、４４はキルン炉１へパージ用に供給する窒素ガス等の不活性ガスである。
【００５５】
以下、上記制御装置４０による制御の内容に即して、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の使用方法について説明する。
【００５６】
本発明の廃棄物熱分解ガス化装置を使用する場合は、予め、上記熱風発生炉１１を上記燃焼ガス温度制御器３１により制御して、該熱風発生炉１１にて燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８を燃焼させて、５５０℃の燃焼ガス１２を発生させるようにしておく。
【００５７】
この状態で、上記キルン炉１を外熱運転方式のみで運転する場合は、図１に示すように、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して開操作の制御指令Ａｏを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては閉止の制御指令Ｂｃを与えるようにする。この際、上記キルン炉１を外熱運転方式で運転する場合は、上記燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして使用することはないため、前述した酸素濃度制御器３６における燃焼ガス１２の酸素濃度の設定値と熱効率の観点から、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％以下に設定させる酸素濃度制御指令Ｃ１を与えるようにすることが望ましい。
【００５８】
これにより、上記熱風発生炉１１では、上記燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８が、上記酸素濃度制御器３６によって制御される空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を経て供給される燃焼用空気３２を用いて燃焼されることで、酸素濃度が５％以下で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該熱風発生炉１１より上記燃焼ガス供給ライン１３を通して導かれる燃焼ガス１２が、図１に矢印ａで示すように、上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へ供給されて、該加熱流路１０内をガス入口１０ａよりガス出口１０ｂに向けて流通させられるようになる。
【００５９】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記加熱流路１０内を流通する上記高温の燃焼ガス１２の保有する熱により、上記内筒１８の周壁を介して間接加熱されるため、該廃棄物６が熱分解ガス化処理されるようになる。
【００６０】
上記廃棄物６の熱分解ガス化処理により発生する熱分解ガス８と熱分解残渣９のうち、熱分解ガス８は、分離室７にて上記熱分解残渣９と分離された後、熱分解ガス回収口２２より上記熱分解ガスライン２４へ回収され、その一部が、分岐熱分解ガスライン２６を経て上記熱風発生炉１１へ燃焼用の燃料として供給されるようになる。よって、その後は外部より燃料供給を行うことなく上記廃棄物６自体の有する熱量のみによって、上記キルン炉１における廃棄物の熱分解ガス化処理が継続して行われるようになる。
【００６１】
一方、上記熱分解残渣９は、上記分離室７の熱分解残渣回収口２３より適宜回収される。
【００６２】
次に、上記キルン炉１を外熱運転方式と内熱運転方式の併用により運転する場合は、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して上記外熱運転方式のみを実施する場合と同様の開操作の制御指令Ａｏを与えると共に、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しても図１に括弧書きで示す如き開操作の制御指令Ｂｏを与えるようにする。更に、上記制御装置４０は、酸素濃度制御器３６に対し、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させるための図１に括弧書きで示す如き酸素濃度制御指令Ｃ２を与えるようにする。
【００６３】
これにより、上記熱風発生炉１１では、上記燃焼用燃料である廃棄物６の熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８が、上記酸素濃度制御器３６によって制御される空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を経て供給される燃焼用空気３２を用いて燃焼されることで、酸素濃度が５％よりも大で且つ１５％以下、すなわち、酸素含有ガスとして使用可能で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該燃焼ガス１２が、図１に矢印ａで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３を通して上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０へ供給されて、該加熱流路１０内をガス入口１０ａよりガス出口１０ｂに向けて流通させられるようになり、更に、上記燃焼ガス供給ライン１３を流通する上記酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５にも導かれて、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。
【００６４】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記加熱流路１０内を流通する上記高温の燃焼ガス１２の保有熱による間接加熱を受け、更に、該廃棄物６が上記内筒１８内に導入された酸素含有ガスである燃焼ガス１２中の酸素により部分的に燃焼されることで、該燃焼の際に生じる燃焼熱により内筒１８内の廃棄物６の残部が直接加熱されるようになり、この直接加熱と上記間接加熱の併用により上記廃棄物６の熱分解ガス化処理が行われるようになる。
【００６５】
上記のようにキルン炉１を外熱運転方式と内熱運転方式の併用により運転する場合は、上記キルン炉１にて、廃棄物６を、加熱流路１０を流通させる燃焼ガス１２による間接加熱に加えて、該廃棄物６の部分燃焼による燃焼熱による直接加熱によっても加熱することができるため、キルン炉１における廃棄物６の加熱効率の向上化を図ることができ、よって、都市ごみ等の処理対象となる廃棄物６が水分を含んでいたり、カロリーの低いごみが混入している場合であっても、該廃棄物６を効率よく熱部分解ガス化処理することが可能になる。
【００６６】
しかも、上記内熱運転方式を実施するために上記キルン炉１の入口２側より導入する燃焼ガス１２は、上記加熱流路１０に対して廃棄物６の外熱加熱用に供給する燃焼ガス１２と同じ５５０℃という高い温度を有しており、上記キルン炉１の出口３側における熱分解ガス８の温度よりも高くなっているため、キルン炉１の内部導入ガスである該燃焼ガス１２をキルン炉出口側ガス温度まで昇温させるための熱量を不要にできて、熱効率的なロスを防止することが可能になる。
【００６７】
次いで、上記キルン炉１を内熱運転方式のみにより運転する場合は、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示す如き閉止の制御指令Ａｃを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と同様に、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。更に、上記制御装置４０は、酸素濃度制御器３６に対し、上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させるための図１に括弧書きで示した酸素濃度制御指令Ｃ２を与えるようにする。
【００６８】
これにより、上記熱風発生炉１１では、酸素濃度が５％よりも大で且つ１５％以下となり、酸素含有ガスとして使用可能で且つ５５０℃の燃焼ガス１２が発生し、該燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。この際、上記流量調整弁１６は閉止されていることから、上記キルン炉１の加熱流路１０に燃焼ガス１２が流れることはない。
【００６９】
したがって、上記キルン炉１を回転駆動した状態で、投入ホッパ５内の廃棄物６が給じん機４によりキルン炉１の内筒１８の内側へ供給されると、該内筒１８内の廃棄物６は、上記内筒１８内に導入された酸素含有ガスである燃焼ガス１２中の酸素により部分的に燃焼され、該燃焼の際に生じる燃焼熱により内筒１８内の廃棄物６の残部が直接加熱されて熱分解ガス化処理が行われるようになる。
【００７０】
上記外熱運転方式と内熱運転方式を併用する場合と、内熱運転方式のみによる場合のいずれの場合も、上記キルン炉１における廃棄物６の熱分解ガス化処理で生じる熱分解ガス８と熱分解残渣９は、前述した外熱運転方式のみを実施する場合と同様に処理される。
【００７１】
又、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動の際に、上記キルン炉１にてプレパージ処理を行う場合は、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、上述した外熱運転方式を実施する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％以下に設定させる酸素濃度制御指令Ｃ１を与える。
【００７２】
これにより、上記熱風発生炉１１では、外部ガス燃料２８の燃焼により発生させる５５０℃の燃焼ガス１２が、酸素濃度５％以下のほぼ不活性ガスとなる。
【００７３】
上記のようにして、上記熱風発生炉１１で酸素濃度５％以下の燃焼ガス１２を発生させた状態で、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示した閉止の制御指令Ａｃを与える一方、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。
【００７４】
これにより、上記熱風発生炉１１で発生させた燃焼ガス１２が、図１に矢印ｂで示すように、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。したがって、上記キルン炉１では、内筒１８内が、上記ほぼ不活性となる酸素濃度５％以下の燃焼ガス１２でプレパージされるようになる。
【００７５】
上記のようにしてキルン炉１内の上記燃焼ガス１２によるプレパージが行われた後は、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を閉じた後、キルン炉１内に次の廃棄物６が投入される直前に、窒素ガス等の不活性ガス４４を入口２側より導入してパージを行わせるようにすればよい。
【００７６】
このように、上記熱風発生炉１１を制御して酸素濃度が５％以下になるよう発生させた燃焼ガス１２を用いてキルン炉１内をプレパージするようにしてあるので、多量の不活性ガスによるプレパージを不要にできて、不活性ガスの使用量を低減させることができる。 しかも、上記プレパージ処理のためにキルン炉１内に導入するのは、上記５５０℃の燃焼ガス１２であるため、プレパージ処理の際に該キルン炉１の昇温を行わせることができる。よって、その後の上記不活性ガス４４を用いたパージの際も内部温度の低下を抑制することが可能になる。
【００７７】
更に、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置にて、キルン炉１の内部清掃処理を実施する場合は、予め、キルン炉１内への廃棄物６の供給を停止し、キルン炉１内より熱分解ガス８と熱分解残渣９を排出させておく。
【００７８】
この状態で、上記制御装置４０は、上記酸素濃度制御器３６に対して、上述した内熱運転方式のみによる運転を実施する場合と同様に、燃焼ガス１２の酸素濃度を５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下に設定させる図１に括弧書きで示した酸素濃度制御指令Ｃ２を与える。
【００７９】
これにより、上記熱風発生炉１１では、熱分解ガス８又は外部ガス燃料２８の燃焼により発生させる５５０℃の燃焼ガス１２が、酸素濃度５％よりも大で且つ１５％以下の酸素含有ガスとなる。
【００８０】
上記のようにして、上記熱風発生炉１１で酸素含有ガスとなる燃焼ガス１２を発生させた状態で、上記制御装置４０は、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６に対して図１に括弧書きで示した閉止の制御指令Ａｃを与え、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に対しては、図１に括弧書きで示した開操作の制御指令Ｂｏを与える。
【００８１】
これにより、上記熱風発生炉１１で発生させた上記燃焼ガス１２が、上記燃焼ガス供給ライン１３と上記分岐燃焼ガス供給ライン１４を経てキルン炉１の入口２側の燃焼ガス導入部１５へ導かれ、該燃焼ガス導入部１５よりキルン炉１の内筒１８内へ導入されるようになる。
【００８２】
これにより、上記キルン炉１内では、廃棄物６の熱分解ガス化処理に伴って発生する熱分解ガス８の温度よりも高い５５０℃の高温を有し且つ酸素含有ガスである燃焼ガス１２の直接導入により、該キルン炉１内に残留するタール等の残留物が、分解あるいは燃焼されて除去されるようになる。
【００８３】
なお、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の運転の途中で、上述したような外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物６の熱分解ガス化処理を一時的に停止させ、この状態で上記本発明の廃棄物熱分解ガス化装置の起動の際のキルン炉１のプレパージ処理と同様の手法でほぼ不活性ガスとなる燃焼ガス１２のキルン炉１内へのパージを行ってから、上記キルン炉１の内部清掃処理を実施するようにしてもよい。このようにすれば、運転途中のキルン炉１内の一時的な内部清掃が行われるようになる。
【００８４】
このように、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置によれば、キルン炉１にて外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を実施することができる。更に、熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２を用いて、キルン炉１のプレパージ処理と、キルン炉１内のタール等の残留物を除去する内部清掃処理も行うことができる。
【００８５】
又、熱風発生炉１１より上記キルン炉１の外熱加熱用の加熱流路１０に高温の燃焼ガス１２を導くための燃焼ガス供給ライン１３の途中位置より分岐させた分岐燃焼ガス供給ライン１４を上記キルン炉１の入口２側に設けた燃焼ガス導入部１５に接続して、キルン炉１の内熱運転方式の運転を実施するときには、該燃焼ガス導入部１５より酸素含有ガスとして用いることが可能な燃焼ガス１２を上記キルン炉１の入口２より導入させるようにしてあるため、上記キルン炉１にて外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による廃棄物の熱分解処理ガス化処理を行うためのガス供給ライン系の構成を簡単なものとすることができる。
【００８６】
更に、上記キルン炉１の内熱運転方式の運転を実施するときには、熱風発生炉１１で発生させた高温の燃焼ガス１２を、上記燃焼ガス供給ライン１３と分岐燃焼ガス供給ライン１４と燃焼ガス導入部１５を経てキルン炉１の入口へ導入させるようにしてあるため、キルン炉出口側ガス温度よりも低い酸素含有ガスを用いて内熱運転方式の運転を実施する場合のような熱効率的なロスを防止することができる。
【００８７】
上記熱風発生炉１１の下流側となる燃焼ガス供給ライン１３上に設けた酸素濃度計３５と、該酸素濃度計３５の計測した燃焼ガス１２中の酸素濃度の値に応じて該熱風発生炉１１に接続した空気供給ライン３３上の空気供給量調整ダンパ３４を制御する酸素濃度制御器３６を備えて、該酸素濃度制御器３６により、上記熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２中の酸素濃度を、該燃焼ガス１２をほぼ不活性ガスとすることができる不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値である酸素濃度５％以下と、燃焼ガス１２を酸素含有ガスとして使用することができる酸素濃度が５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下にそれぞれ制御できるようにしてあるため、１つの熱風発生炉１１で酸素濃度を変えて発生させる燃焼ガス１２を用いて、内熱運転方式によるキルン炉１の運転と、キルン炉１内のプレパージ処理を共に実施することができる。
【００８８】
更に、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７に制御指令を与える制御装置４０を備えた構成としてあるため、上記キルン炉１の外熱運転方式単独による運転と、外熱運転方式と内熱運転方式の併用による運転と、内熱運転方式単独による運転と、キルン炉１のプレパージ処理と、内部清掃処理とを、該制御装置４０に対する指示や操作により一括して切り換えることができる。
【００８９】
なお、上記制御装置４０における上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換え、及び、キルン炉１のプレパージ処理と、内部清掃処理との切換えは、たとえば、上記制御装置４０に備えた図示しない運転状態切換え用のスイッチ等を作業者が直接操作することで行うようにしてもよい。
【００９０】
又、上記制御装置４０における上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換えは、たとえば、図１に二点鎖線で示す如き熱分解ガスライン２４上に設けた熱分解ガス温度計４５によって計測されるキルン炉１より回収された熱分解ガス８の温度計測結果に応じて、自動的に切り換えさせるようにしてもよい。
【００９１】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、制御装置４０は設けることが望ましいが、上記酸素濃度制御器３６と、上記燃焼ガス供給ライン１３上の流量調整弁１６と、上記分岐燃焼ガス供給ライン１４上の流量調整弁１７を、所望するキルン炉１の運転状態や、プレパージ処理、内部清掃処理に対応して適宜個別操作する場合は、上記制御装置４０は省略してもよい。
【００９２】
又、本発明の廃棄物熱分解ガス化装置にて、キルン炉のプレパージ処理の機能が不要な場合は、酸素濃度制御器３６を省略してもよい。この場合は、熱風発生炉１１で酸素濃度が５％よりも大、好ましくは、５％よりも大で且つ１５％以下の酸素濃度の燃焼ガス１２を常時発生させるようにすればよい。このようにしても、上記外熱運転方式と内熱運転方式の単独又は併用による運転状態の切換えと、内部清掃処理を実施する機能を得ることができる。
【００９３】
熱風発生炉１１で発生させる燃焼ガス１２の温度は、キルン炉１にて廃棄物１の熱分解ガス化処理を行う際に必要とされる熱を供給できるようにしてあれば、５５０℃より多少上下した温度に設定するようにしてもよい。
【００９４】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００９５】
１ キルン炉
２ 入口
３ 出口
６ 廃棄物
８ 熱分解ガス
９ 熱分解残渣
１０ 加熱流路
１１ 熱風発生炉
１２ 燃焼ガス
１３ 燃焼ガス供給ライン
１４ 分岐燃焼ガス供給ライン
１５ 燃焼ガス導入部
１６ 流量調整弁
１７ 流量調整弁
３６ 酸素濃度制御器
４０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化装置。
【請求項２】
熱風発生炉に、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下と、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように切換え制御するための酸素濃度制御器を付設して備えるようにした請求項１記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
【請求項３】
熱風発生炉に付設した酸素濃度制御器に上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下、又は、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように設定させるための酸素濃度制御指令を与える機能と、燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能と、分岐燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能を有する制御装置を備えるようにした請求項２記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
【請求項１】
長手方向の一端側を入口とし他端側を出口としたキルン炉を回転駆動可能に横置きし、上記一端側の入口よりキルン炉内へ供給した廃棄物を熱分解して他端側の出口側より熱分解ガスと熱分解残渣に分けて取り出すことができるようにしてある廃棄物熱分解ガス化装置において、上記キルン炉より取り出される熱分解ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させるための熱風発生炉を備え、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガスを上記キルン炉の外周部に設けた外熱加熱用の加熱流路へ導くための燃焼ガス供給ラインの下流側を分岐させて、該分岐燃焼ガス供給ラインを、上記キルン炉の入口側に設けた該キルン炉内に燃焼ガスを導入するための燃焼ガス導入部に接続し、更に、上記燃焼ガス供給ラインにおける上記分岐燃焼ガス供給ラインの分岐位置よりも下流側位置と、分岐燃焼ガス供給ラインに、上記キルン炉の加熱流路とガス導入部へ供給する燃焼ガスの量を調整するための流量調整弁を設けてなる構成を有することを特徴とする廃棄物熱分解ガス化装置。
【請求項２】
熱風発生炉に、該熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下と、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように切換え制御するための酸素濃度制御器を付設して備えるようにした請求項１記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
【請求項３】
熱風発生炉に付設した酸素濃度制御器に上記熱風発生炉で発生させる燃焼ガス中の酸素濃度を不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値以下、又は、該不活性ガス用燃焼ガス酸素濃度上限値よりも大となるように設定させるための酸素濃度制御指令を与える機能と、燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能と、分岐燃焼ガス供給ライン上に設けた流量調整弁の開閉を制御する機能を有する制御装置を備えるようにした請求項２記載の廃棄物熱分解ガス化装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−９８０１５（Ｐ２０１２−９８０１５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８７２０（Ｐ２０１０−２４８７２０）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]