JP3183226B2 - 廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法 - Google Patents
廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物および
産業廃棄物（以下、これらを区別せず、単に廃棄物とも
いう）に含まれる有機物をガス化して燃料として使用で
きるガス（以下、エネルギーガスという）を回収し、ま
たは、さらに、これら廃棄物に含まれる低沸点重金属類
をダストとして回収するとともに、これら廃棄物に含ま
れる灰分と有価金属類（以下、単に金属類ともいう）を
それぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する廃棄物の
ガス化溶融炉およびガス化溶融方法に関する。
産業廃棄物（以下、これらを区別せず、単に廃棄物とも
いう）に含まれる有機物をガス化して燃料として使用で
きるガス（以下、エネルギーガスという）を回収し、ま
たは、さらに、これら廃棄物に含まれる低沸点重金属類
をダストとして回収するとともに、これら廃棄物に含ま
れる灰分と有価金属類（以下、単に金属類ともいう）を
それぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する廃棄物の
ガス化溶融炉およびガス化溶融方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみを主体とする一般廃棄物、およ
び廃棄された自動車や家電製品のシュレッダーダストを
主体とする産業廃棄物の処理方法として、埋立て処分な
いしは焼却後埋立て処分する方法が採られている。しか
し、最近の埋立て処分地の確保が極めて困難であるとい
う逼迫した状況の下にあって、これまで一般的に採用さ
れている焼却方式が見直されてきている。
び廃棄された自動車や家電製品のシュレッダーダストを
主体とする産業廃棄物の処理方法として、埋立て処分な
いしは焼却後埋立て処分する方法が採られている。しか
し、最近の埋立て処分地の確保が極めて困難であるとい
う逼迫した状況の下にあって、これまで一般的に採用さ
れている焼却方式が見直されてきている。
【０００３】また、廃棄物をそのまま埋立て処分ないし
は焼却後埋立て処分するのではなく、一旦減容固形化し
た廃棄物、すなわち、一般的にＲＤＦ（Refuse Derived
Fuel ：廃棄物に由来する燃料を意味する）と呼ばれる
固形燃料にした後、焼却する方法も開発され、一部では
実用化されている。この方式による廃棄物処理システム
としては、例えば、（株）日本リサイクルマネジメント
によるＴＣ−システム、（株）荏原製作所によるＪ−カ
トレルシステム、あるいは三重県におけるリサイクルエ
ネルギーセンター構想等があげられる（第６回「ごみ固
形燃料化技術に関するセミナー」講演要旨集、平成８年
６月２８日（環境計画センター））。
は焼却後埋立て処分するのではなく、一旦減容固形化し
た廃棄物、すなわち、一般的にＲＤＦ（Refuse Derived
Fuel ：廃棄物に由来する燃料を意味する）と呼ばれる
固形燃料にした後、焼却する方法も開発され、一部では
実用化されている。この方式による廃棄物処理システム
としては、例えば、（株）日本リサイクルマネジメント
によるＴＣ−システム、（株）荏原製作所によるＪ−カ
トレルシステム、あるいは三重県におけるリサイクルエ
ネルギーセンター構想等があげられる（第６回「ごみ固
形燃料化技術に関するセミナー」講演要旨集、平成８年
６月２８日（環境計画センター））。
【０００４】一方、有限資源愛護の見地からみると、こ
れら廃棄物あるいはＲＤＦを単に焼却するのではなく、
再生利用可能なものは資源（有用物質）あるいはエネル
ギー（熱エネルギー）として回収することが望ましい。
現在、実用化されている例として次のようなものがあげ
られる。 １．物質回収 金属（アルミ缶、スチール缶など）の分別回収 プラスチック（ＰＥＴボトルなど）の分別回収 古紙（新聞紙など）の分別回収 ２．物質転換回収 プラスチックの熱分解油化による燃料油としての回収 プラスチックの熱分解ガス化による燃料ガスとしての
回収 ３．熱エネルギー回収 廃棄物焼却時の蒸気回収 上記の１は廃棄物に至る手前の事前処理方法であるた
め、分別後の廃棄物からの有用物質の回収は上記の２あ
るいは３の手段に頼らざるをえない。特に最近は、生活
様式の変化（多様化）によって、一般廃棄物および産業
廃棄物には様々な物質が含まれるため、各種の廃棄物に
柔軟に対応することができ、かつ経済性のよいガス化方
式が脚光を浴びてきている。
れら廃棄物あるいはＲＤＦを単に焼却するのではなく、
再生利用可能なものは資源（有用物質）あるいはエネル
ギー（熱エネルギー）として回収することが望ましい。
現在、実用化されている例として次のようなものがあげ
られる。 １．物質回収 金属（アルミ缶、スチール缶など）の分別回収 プラスチック（ＰＥＴボトルなど）の分別回収 古紙（新聞紙など）の分別回収 ２．物質転換回収 プラスチックの熱分解油化による燃料油としての回収 プラスチックの熱分解ガス化による燃料ガスとしての
回収 ３．熱エネルギー回収 廃棄物焼却時の蒸気回収 上記の１は廃棄物に至る手前の事前処理方法であるた
め、分別後の廃棄物からの有用物質の回収は上記の２あ
るいは３の手段に頼らざるをえない。特に最近は、生活
様式の変化（多様化）によって、一般廃棄物および産業
廃棄物には様々な物質が含まれるため、各種の廃棄物に
柔軟に対応することができ、かつ経済性のよいガス化方
式が脚光を浴びてきている。
【０００５】このガス化方式としては、次のようなもの
があげられる。 Ａ．新日鐵のコークスベッド方式直接溶融システム （「鉄鋼界報」Ｎｏ．１６７４，１９９６．３．２１
（日本鉄鋼連盟）、「燃料及燃焼」第６１巻，第８号
（１９９４）５７２〜５７８頁、および特公平７−３５
８８９号公報参照） 溶融炉本体は単段羽口の竪型シャフト炉であり、炉中央
部から廃棄物とともにコークスと石灰石が投入される。
炉内は上部から予熱・乾燥帯（約３００℃）、熱分解帯
（３００〜１０００℃）および燃焼・溶融帯（１７００
〜１８００℃）に区分される。予熱・乾燥帯では廃棄物
が加熱され水分が蒸発する。乾燥された廃棄物は次第に
降下し、熱分解帯に移行して有機物はガス化する。この
発生ガスは、炉上部から排出され、後段の燃焼室で完全
に燃焼し、廃熱ボイラー等の熱回収システムにより熱エ
ネルギーの回収が図られる。
があげられる。 Ａ．新日鐵のコークスベッド方式直接溶融システム （「鉄鋼界報」Ｎｏ．１６７４，１９９６．３．２１
（日本鉄鋼連盟）、「燃料及燃焼」第６１巻，第８号
（１９９４）５７２〜５７８頁、および特公平７−３５
８８９号公報参照） 溶融炉本体は単段羽口の竪型シャフト炉であり、炉中央
部から廃棄物とともにコークスと石灰石が投入される。
炉内は上部から予熱・乾燥帯（約３００℃）、熱分解帯
（３００〜１０００℃）および燃焼・溶融帯（１７００
〜１８００℃）に区分される。予熱・乾燥帯では廃棄物
が加熱され水分が蒸発する。乾燥された廃棄物は次第に
降下し、熱分解帯に移行して有機物はガス化する。この
発生ガスは、炉上部から排出され、後段の燃焼室で完全
に燃焼し、廃熱ボイラー等の熱回収システムにより熱エ
ネルギーの回収が図られる。
【０００６】一方、ガス化された残りの灰分と無機物は
コークスとともに燃焼・溶融帯に降下する。コークスは
羽口から供給される空気により燃焼し、その熱によって
灰分と無機物が完全に溶融する。溶融物は投入された石
灰石によって適度な粘度および塩基度に調整され、出湯
口から炉外へ排出される。
コークスとともに燃焼・溶融帯に降下する。コークスは
羽口から供給される空気により燃焼し、その熱によって
灰分と無機物が完全に溶融する。溶融物は投入された石
灰石によって適度な粘度および塩基度に調整され、出湯
口から炉外へ排出される。
【０００７】なお、コークスを節減するために、コーク
スと廃棄物の装入系統を別個にして排ガスの顕熱を廃棄
物の乾燥および予熱に利用し、炉の熱効率を上げる方法
が開示されている（前記特公平７−３５８８９号公
報）。 Ｂ．ＮＫＫの高温ガス化直接溶融システム （「鉄鋼界報」Ｎｏ．１６７４，１９９６．３．２１
（日本鉄鋼連盟）） 溶融炉本体は、高さ方向に３段階に区分された羽口を有
する竪型炉であり、１０００℃程度の高温に維持された
廃棄物の乾留物で形成される流動層に、コークス等の補
助燃料とともに廃棄物が直接投入される。中段の羽口
（２段羽口）から流動層内に送風することにより、生成
ガスの一部が燃焼して温度が維持される。
スと廃棄物の装入系統を別個にして排ガスの顕熱を廃棄
物の乾燥および予熱に利用し、炉の熱効率を上げる方法
が開示されている（前記特公平７−３５８８９号公
報）。 Ｂ．ＮＫＫの高温ガス化直接溶融システム （「鉄鋼界報」Ｎｏ．１６７４，１９９６．３．２１
（日本鉄鋼連盟）） 溶融炉本体は、高さ方向に３段階に区分された羽口を有
する竪型炉であり、１０００℃程度の高温に維持された
廃棄物の乾留物で形成される流動層に、コークス等の補
助燃料とともに廃棄物が直接投入される。中段の羽口
（２段羽口）から流動層内に送風することにより、生成
ガスの一部が燃焼して温度が維持される。
【０００８】不燃物を含む乾留物は、補助燃料とともに
炉下部の移動層に降下し、下段の羽口（主羽口）からの
酸素富化空気により高温燃焼・ガス化し、不燃物および
灰分が溶融、滴下して比重差によりメタルと分離され
る。一方、フリーボード下部に設置した羽口（３段羽
口）からの送風によりフリーボード温度が常に１０００
℃以上に保たれ、タール分の発生、ダイオキシン類およ
びその前駆体の生成が防止される。 Ｃ．Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌｅｃｔ方式 （Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌｅｃｔ（１９９５．５．２６），
ＰＡＲＴ１”Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste”） この方式で用いられる炉は、廃棄物中の水分の蒸発と有
機物の熱分解を行うプレス加圧式管型熱分解器と、酸素
による熱分解残渣（チャー）の燃焼、灰の溶融およびガ
スの改質を行う燃焼溶融炉とが一体に連結された熱分解
溶融炉である。燃焼溶融炉の内部では、まず、熱分解器
からの有機物の分解ガスが炉の中間部に導かれ、一方、
チャーは炉底部に降下し、酸素によって高温で燃焼して
灰が溶融するとともに、炉上部の高温雰囲気下で有機物
分解ガスのＣＯおよびＨ2 への転換（ガスの改質）が進
行する。しかしながら、上記従来の方式には次のような
問題がある。すなわち、上記の方式Ａのシステムの竪型
シャフト炉は高価なコークスを必須とし、生成ガスを完
全燃焼させるのでその顕熱しか回収できない。また、こ
の方式では、炉上部の予熱・乾燥帯温度が約３００℃程
度であるので、充分分解しきれないタール等の炭化水素
やダイオキシン類が多量に炉外に排出される。さらに、
低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラグ中
に残留するので、このスラグを還元するためにコークス
が必須となる。方式Ｂのシステムの竪型炉も、方式Ａの
場合と同様に高価なコークスを必須としている。これ
は、低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラ
グ中に残留するので、このスラグを還元するためであ
る。さらに、フリーボードを常に１０００℃以上に保つ
ために、大きなフリーボードを必要とし、炉の大型化が
避けられない。方式Ｃで用いられる炉は、２つの反応器
（炉）が一体に連結されているとはいいながら、実際上
は明らかに熱分解炉と燃焼溶融炉の２炉に分離されてい
る。したがって、構造的に複雑であり、設備コストが高
くなる。また、熱分解炉は燃焼溶融炉とは分離された間
接加熱型の炉であるため、燃焼溶融炉の排ガス顕熱が充
分利用されない。
炉下部の移動層に降下し、下段の羽口（主羽口）からの
酸素富化空気により高温燃焼・ガス化し、不燃物および
灰分が溶融、滴下して比重差によりメタルと分離され
る。一方、フリーボード下部に設置した羽口（３段羽
口）からの送風によりフリーボード温度が常に１０００
℃以上に保たれ、タール分の発生、ダイオキシン類およ
びその前駆体の生成が防止される。 Ｃ．Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌｅｃｔ方式 （Ｔｈｅｒｍｏｓｅｌｅｃｔ（１９９５．５．２６），
ＰＡＲＴ１”Foundation for the continuos conversio
ns of solid waste”） この方式で用いられる炉は、廃棄物中の水分の蒸発と有
機物の熱分解を行うプレス加圧式管型熱分解器と、酸素
による熱分解残渣（チャー）の燃焼、灰の溶融およびガ
スの改質を行う燃焼溶融炉とが一体に連結された熱分解
溶融炉である。燃焼溶融炉の内部では、まず、熱分解器
からの有機物の分解ガスが炉の中間部に導かれ、一方、
チャーは炉底部に降下し、酸素によって高温で燃焼して
灰が溶融するとともに、炉上部の高温雰囲気下で有機物
分解ガスのＣＯおよびＨ2 への転換（ガスの改質）が進
行する。しかしながら、上記従来の方式には次のような
問題がある。すなわち、上記の方式Ａのシステムの竪型
シャフト炉は高価なコークスを必須とし、生成ガスを完
全燃焼させるのでその顕熱しか回収できない。また、こ
の方式では、炉上部の予熱・乾燥帯温度が約３００℃程
度であるので、充分分解しきれないタール等の炭化水素
やダイオキシン類が多量に炉外に排出される。さらに、
低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラグ中
に残留するので、このスラグを還元するためにコークス
が必須となる。方式Ｂのシステムの竪型炉も、方式Ａの
場合と同様に高価なコークスを必須としている。これ
は、低沸点の重金属類が十分にガス化されずに溶融スラ
グ中に残留するので、このスラグを還元するためであ
る。さらに、フリーボードを常に１０００℃以上に保つ
ために、大きなフリーボードを必要とし、炉の大型化が
避けられない。方式Ｃで用いられる炉は、２つの反応器
（炉）が一体に連結されているとはいいながら、実際上
は明らかに熱分解炉と燃焼溶融炉の２炉に分離されてい
る。したがって、構造的に複雑であり、設備コストが高
くなる。また、熱分解炉は燃焼溶融炉とは分離された間
接加熱型の炉であるため、燃焼溶融炉の排ガス顕熱が充
分利用されない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、埋立て処分
地の問題に関連して、廃棄物中の可燃分、灰分および鉄
分などを有効利用し、埋立てに係わる費用の低減を図る
とともに、生成する副生ガスを発電用燃料等に活用する
ためになされたものである。すなわち、本発明の課題
は、一般廃棄物および産業廃棄物を単に焼却するのでは
なく、廃棄物中に含まれる有機物をガス化してエネルギ
ーガスとして回収するとともに、廃棄物中に含まれる灰
分と鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）等の有価金属類を、そ
れぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する方法、およ
びそのための炉を提供することにある。具体的には、上
記の従来技術における問題を解決し、高価なコークスを
使用せずに、廃棄物のガス化溶融、脱水・熱分解および
ガスの改質の一連の工程を１炉で実施し、かつタールや
ダイオキシン等が含まれない清浄な排ガスとすることが
できるガス化溶融炉およびガス化溶融方法を提供するこ
とを目的としている。
地の問題に関連して、廃棄物中の可燃分、灰分および鉄
分などを有効利用し、埋立てに係わる費用の低減を図る
とともに、生成する副生ガスを発電用燃料等に活用する
ためになされたものである。すなわち、本発明の課題
は、一般廃棄物および産業廃棄物を単に焼却するのでは
なく、廃棄物中に含まれる有機物をガス化してエネルギ
ーガスとして回収するとともに、廃棄物中に含まれる灰
分と鉄（Ｆｅ）および銅（Ｃｕ）等の有価金属類を、そ
れぞれ溶融スラグと溶融金属として回収する方法、およ
びそのための炉を提供することにある。具体的には、上
記の従来技術における問題を解決し、高価なコークスを
使用せずに、廃棄物のガス化溶融、脱水・熱分解および
ガスの改質の一連の工程を１炉で実施し、かつタールや
ダイオキシン等が含まれない清浄な排ガスとすることが
できるガス化溶融炉およびガス化溶融方法を提供するこ
とを目的としている。
【００１０】
装入廃棄物のレベル値から定められた量の支燃性ガスと
補助燃料を下段の羽口から吹き込み、第２ゾーンで生成
した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させる
とともに炭化物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融
スラグおよび溶融金属とする。 〔第２ゾーン〕 中段の羽口近傍の温度計測値から定められた量の支燃性
ガスと補助燃料を中段の羽口から吹き込み、第１ゾーン
で発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装入口か
ら装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化水素ガ
スに熱分解する。 〔第３ゾーン〕 炉の上方部の雰囲気ガスの温度計測値から定められた量
の支燃性ガスと補助燃料を上段の羽口から吹き込み、第
２ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解してＣＯとＨ
2 を主成分とするエネルギーガスとする。（３） ガス化溶融炉の第３ゾーンに、回収したエネルギ
ーガスの一部をそのままリサイクルガスとして吹き込む
か、またはその吹き込むエネルギーガスの少なくとも一
部を燃焼させてＣＯ2 およびＨ2 Ｏを生成、含有させた
後のガスをリサイクルガスとして吹き込むか、または、
前記リサイクルガスと酸素の混合ガスを吹き込むことを
特徴とする上記（２）に記載の廃棄物のガス化溶融方
法。（４） リサイクルガス、またはリサイクルガスと酸素の
混合ガスの吹き込みを、ガス化溶融炉の円周方向の接線
に対する角度θを０度＜θ＜９０度として設置した羽口
を用いて行う上記（３）に記載の廃棄物のガス化溶融方
法。なお、前記（１）の「複数段に分かれた羽口」の
「複数段」とは、実用的には３段であるが、必ずしも３
段に限定されず、補助的に設けられた羽口を含め、４段
以上であってもよい。
補助燃料を下段の羽口から吹き込み、第２ゾーンで生成
した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させる
とともに炭化物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融
スラグおよび溶融金属とする。 〔第２ゾーン〕 中段の羽口近傍の温度計測値から定められた量の支燃性
ガスと補助燃料を中段の羽口から吹き込み、第１ゾーン
で発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装入口か
ら装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化水素ガ
スに熱分解する。 〔第３ゾーン〕 炉の上方部の雰囲気ガスの温度計測値から定められた量
の支燃性ガスと補助燃料を上段の羽口から吹き込み、第
２ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解してＣＯとＨ
2 を主成分とするエネルギーガスとする。（３） ガス化溶融炉の第３ゾーンに、回収したエネルギ
ーガスの一部をそのままリサイクルガスとして吹き込む
か、またはその吹き込むエネルギーガスの少なくとも一
部を燃焼させてＣＯ2 およびＨ2 Ｏを生成、含有させた
後のガスをリサイクルガスとして吹き込むか、または、
前記リサイクルガスと酸素の混合ガスを吹き込むことを
特徴とする上記（２）に記載の廃棄物のガス化溶融方
法。（４） リサイクルガス、またはリサイクルガスと酸素の
混合ガスの吹き込みを、ガス化溶融炉の円周方向の接線
に対する角度θを０度＜θ＜９０度として設置した羽口
を用いて行う上記（３）に記載の廃棄物のガス化溶融方
法。なお、前記（１）の「複数段に分かれた羽口」の
「複数段」とは、実用的には３段であるが、必ずしも３
段に限定されず、補助的に設けられた羽口を含め、４段
以上であってもよい。
【００１１】前記（２）の「ゾーン」とは、後述する
が、炉内における領域であって、そこで生じる反応に応
じて第１ゾーン、第２ゾーンおよび第３ゾーンと称す
る。
が、炉内における領域であって、そこで生じる反応に応
じて第１ゾーン、第２ゾーンおよび第３ゾーンと称す
る。
【００１２】また、前記（１）の「金属類」とは、前記
のように有価金属類を指し、例えば、鉄（Ｆｅ）、銅
（Ｃｕ）の他、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）等の金属、およびその酸化物であって、回収すれば
一般的に価値有るものとして評価されるものをいう。
のように有価金属類を指し、例えば、鉄（Ｆｅ）、銅
（Ｃｕ）の他、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）等の金属、およびその酸化物であって、回収すれば
一般的に価値有るものとして評価されるものをいう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明（上
記（１）〜（４）の発明）を詳細に説明する。
記（１）〜（４）の発明）を詳細に説明する。
【００１４】図１は、上記（１）の発明の廃棄物のガス
化溶融炉の一例の構成を示す概略縦断面図で、高さ方向
に３段に分かれた羽口を有する場合である。以下、この
場合を例にとって説明する。
化溶融炉の一例の構成を示す概略縦断面図で、高さ方向
に３段に分かれた羽口を有する場合である。以下、この
場合を例にとって説明する。
【００１５】図示するように、廃棄物ガス化溶融炉１
は、上部に廃棄物を装入するための廃棄物装入口１１−
１と生成するガスを排出するためのガス排出口３−１を
有している。廃棄物装入口１１−１には、ホッパー１１
−２およびプッシャー１０が取り付けられ、また、ガス
排出口３−１には、排ガス４を回収するためのダクト３
−２が取り付けられている。炉下部には溶融スラグおよ
び溶融金属１３を排出するための排出口９が設けられて
いる。
は、上部に廃棄物を装入するための廃棄物装入口１１−
１と生成するガスを排出するためのガス排出口３−１を
有している。廃棄物装入口１１−１には、ホッパー１１
−２およびプッシャー１０が取り付けられ、また、ガス
排出口３−１には、排ガス４を回収するためのダクト３
−２が取り付けられている。炉下部には溶融スラグおよ
び溶融金属１３を排出するための排出口９が設けられて
いる。
【００１６】炉側壁の廃棄物装入口１１−１と溶融スラ
グおよび溶融金属の排出口９との間には、それぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
高さ方向に３段に分かれた羽口が設けられている。すな
わち、炉の下方から順に、廃棄物を脱水加熱し、熱分解
させることにより生成する炭化物を主体とする充填層１
４に支燃性ガス７−１および補助燃料６−１を吹き込む
ための羽口（下段の羽口で、以下、「１次羽口５−１」
という）と、装入された状態の廃棄物を主体とする充填
層１５に支燃性ガス７−２および補助燃料６−２を吹き
込むための羽口（中段の羽口で、以下、「２次羽口５−
２」という）と、フリーボード１６に支燃性ガス７−３
および補助燃料６−３を吹き込むための羽口（上段の羽
口で、以下、「３次羽口５−３」という）である。な
お、支燃性ガスとは、純酸素、または酸素を含有するガ
スであり、補助燃料とは、微粉炭等の固体燃料、重油等
の液体燃料、天然ガス等の気体燃料である。
グおよび溶融金属の排出口９との間には、それぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
高さ方向に３段に分かれた羽口が設けられている。すな
わち、炉の下方から順に、廃棄物を脱水加熱し、熱分解
させることにより生成する炭化物を主体とする充填層１
４に支燃性ガス７−１および補助燃料６−１を吹き込む
ための羽口（下段の羽口で、以下、「１次羽口５−１」
という）と、装入された状態の廃棄物を主体とする充填
層１５に支燃性ガス７−２および補助燃料６−２を吹き
込むための羽口（中段の羽口で、以下、「２次羽口５−
２」という）と、フリーボード１６に支燃性ガス７−３
および補助燃料６−３を吹き込むための羽口（上段の羽
口で、以下、「３次羽口５−３」という）である。な
お、支燃性ガスとは、純酸素、または酸素を含有するガ
スであり、補助燃料とは、微粉炭等の固体燃料、重油等
の液体燃料、天然ガス等の気体燃料である。
【００１７】さらに、炉上部には、炉内に装入された廃
棄物のレベル（高さレベルで、以下、原料層頂レベルと
いう）を計測するための手段であるサウンジングデバイ
ス１７が設けられ、このデバイス１７の先端に取り付け
られたサウンジングウェイト１８が炉内に垂下されてい
る。
棄物のレベル（高さレベルで、以下、原料層頂レベルと
いう）を計測するための手段であるサウンジングデバイ
ス１７が設けられ、このデバイス１７の先端に取り付け
られたサウンジングウェイト１８が炉内に垂下されてい
る。
【００１８】また、炉側壁には、中段の羽口（２次羽口
５−２）近傍の温度を計測するための熱電対２０と、炉
の上方部の雰囲気ガスの温度（すなわち、フリーボード
空間の排ガス温度）を計測するための熱電対２１、なら
びにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度変換器１
９が取り付けられている。なお、中段の羽口（２次羽口
５−２）近傍の温度とは、２次羽口５−２に対応する第
２ゾーンの温度をいう。
５−２）近傍の温度を計測するための熱電対２０と、炉
の上方部の雰囲気ガスの温度（すなわち、フリーボード
空間の排ガス温度）を計測するための熱電対２１、なら
びにそれら熱電対の信号を温度に変換する温度変換器１
９が取り付けられている。なお、中段の羽口（２次羽口
５−２）近傍の温度とは、２次羽口５−２に対応する第
２ゾーンの温度をいう。
【００１９】上記のように、本発明のガス化溶融炉は、
竪型の、１炉方式のガス化溶融炉である。１炉方式とし
た理由は、設備の簡素化と設備費の低減を図るためであ
る。また、炉体からの熱損失を抑制するためにも、１炉
方式が好ましい。このガス化溶融炉において、羽口を炉
の高さ方向に３段に分けて設けた理由、サウンジングデ
バイス１７を設け、さらに、炉側壁の所定の部位に熱電
対を取り付けた理由については、以下に述べる前記
（２）の発明の廃棄物のガス化溶融方法と併せて説明す
る。 （２）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、上記（１）
の発明のガス化溶融炉を用いて行う廃棄物のガス化溶融
方法である。以下、上記の図１に示したガス化溶融炉を
用いる場合について説明する。
竪型の、１炉方式のガス化溶融炉である。１炉方式とし
た理由は、設備の簡素化と設備費の低減を図るためであ
る。また、炉体からの熱損失を抑制するためにも、１炉
方式が好ましい。このガス化溶融炉において、羽口を炉
の高さ方向に３段に分けて設けた理由、サウンジングデ
バイス１７を設け、さらに、炉側壁の所定の部位に熱電
対を取り付けた理由については、以下に述べる前記
（２）の発明の廃棄物のガス化溶融方法と併せて説明す
る。 （２）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、上記（１）
の発明のガス化溶融炉を用いて行う廃棄物のガス化溶融
方法である。以下、上記の図１に示したガス化溶融炉を
用いる場合について説明する。
【００２０】まず、廃棄物をホッパー１１に投入し、プ
ッシャー１０で押し込んで廃棄物装入口１１−１から炉
内へ装入し、次いで、以下に詳述する第１ゾーン〜第３
ゾーンでの反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネ
ルギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を
炉上部に設けられたガス排出口３−１から回収し、後者
を炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出
口９から回収する。炉内は、生じる反応に応じて三つの
領域、すなわち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融
が生じる領域（第１ゾーン）、廃棄物の脱水・熱分解が
生じる領域（第２ゾーン）およびガスの改質が進行する
領域（第３ゾーン）に分割されており（図１参照）、そ
の各々の領域、すなわち第１ゾーン、第２ゾーンおよび
第３ゾーンに、反応のために必要な支燃性ガスおよび補
助燃料を独立して吹き込める上記の１次羽口５−１、２
次羽口５−２および３次羽口５−３がそれぞれ対応して
取り付けられている。このような構成を採ることによっ
て、竪型炉に特有の棚吊りや吹き抜け（特に、本発明方
法のようにコークスを使用しない場合に生じ易い）の発
生を回避することができる。なお、支燃性ガスおよび補
助燃料を供給するための羽口は、上述した３段に限定さ
れず、反応に必要な量を供給するため、必要に応じて各
ゾーンに複数段設け、全体として４段以上の複数段とし
てもよい。
ッシャー１０で押し込んで廃棄物装入口１１−１から炉
内へ装入し、次いで、以下に詳述する第１ゾーン〜第３
ゾーンでの反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネ
ルギーガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を
炉上部に設けられたガス排出口３−１から回収し、後者
を炉下部に設けられた溶融スラグおよび溶融金属の排出
口９から回収する。炉内は、生じる反応に応じて三つの
領域、すなわち、炉下部から順に炭化物のガス化、溶融
が生じる領域（第１ゾーン）、廃棄物の脱水・熱分解が
生じる領域（第２ゾーン）およびガスの改質が進行する
領域（第３ゾーン）に分割されており（図１参照）、そ
の各々の領域、すなわち第１ゾーン、第２ゾーンおよび
第３ゾーンに、反応のために必要な支燃性ガスおよび補
助燃料を独立して吹き込める上記の１次羽口５−１、２
次羽口５−２および３次羽口５−３がそれぞれ対応して
取り付けられている。このような構成を採ることによっ
て、竪型炉に特有の棚吊りや吹き抜け（特に、本発明方
法のようにコークスを使用しない場合に生じ易い）の発
生を回避することができる。なお、支燃性ガスおよび補
助燃料を供給するための羽口は、上述した３段に限定さ
れず、反応に必要な量を供給するため、必要に応じて各
ゾーンに複数段設け、全体として４段以上の複数段とし
てもよい。
【００２１】第１ゾーンでは下記の式で示した反応が
生じる。この反応は、第２ゾーンで形成され、降下して
きた炭化物（充填層）が１次羽口５−１から吹き込まれ
た支燃性ガス７−１により燃焼する反応で、炭化物は燃
焼ガス化し、２０００℃以上の高温のＣＯを主体とする
還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有され
ている灰分（無機酸化物）と金属類が溶融し、溶融スラ
グと溶融金属となる。なお、必要により１次羽口５−１
から補助燃料６−１を供給する。
生じる。この反応は、第２ゾーンで形成され、降下して
きた炭化物（充填層）が１次羽口５−１から吹き込まれ
た支燃性ガス７−１により燃焼する反応で、炭化物は燃
焼ガス化し、２０００℃以上の高温のＣＯを主体とする
還元性ガスとなる。また、その顕熱で炭化物に含有され
ている灰分（無機酸化物）と金属類が溶融し、溶融スラ
グと溶融金属となる。なお、必要により１次羽口５−１
から補助燃料６−１を供給する。
【００２２】前記の還元性ガスは第２ゾーンに移行し、
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口９から回収され
る。 Ｃ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ ・・・ ここで、Ｃ ：第２ゾーンから供給される炭化物 Ｏ2 ：１次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第２ゾーンで廃棄物を脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第１ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融する理由は、このように２段に分ける方が炭化
物の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属からの放熱ロ
スの抑制を効果的に行えるからである。
溶融スラグと溶融金属は炉下部の排出口９から回収され
る。 Ｃ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ ・・・ ここで、Ｃ ：第２ゾーンから供給される炭化物 Ｏ2 ：１次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 なお、第２ゾーンで廃棄物を脱水・熱分解することによ
り炭化物の充填層とし、第１ゾーンでこの炭化物をガス
化、溶融する理由は、このように２段に分ける方が炭化
物の加熱促進、溶融スラグおよび溶融金属からの放熱ロ
スの抑制を効果的に行えるからである。
【００２３】この第１ゾーンでは、生成する還元性ガス
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と金属類を完全に
溶融することが必要であるため、ガスの温度を２０００
℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガス中
の酸素濃度を５０体積％（以下、ガスについての％は体
積％を意味する）以上とし、また、必要であれば補助燃
料を吹き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の
排出口から詰まり等を生じさせず円滑に抽出するため
に、廃棄物の炉内への装入時に炉上から石灰石を同時に
装入するか、あるいは１次羽口から粉状の石灰石を造滓
材として吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好まし
い。第２ゾーンでは、下記の式〜式で示した反応が
生じる。式の反応は、廃棄物の脱水加熱で、第１ゾー
ンから供給された高温の還元性ガスの顕熱により行われ
る。また、この還元性ガスが２次羽口５−２から吹き込
まれた支燃性ガス７−２によりの反応式にしたがって
二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行われる。
これにより、廃棄物中の有機物は式および式にした
がい炭化物（ただし、式、式ではＣとして表示）と
炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により２次羽口
から補助燃料６−２を供給する。
の顕熱で炭化物に含有されている灰分と金属類を完全に
溶融することが必要であるため、ガスの温度を２０００
℃以上に保つのが好ましい。そのために、支燃性ガス中
の酸素濃度を５０体積％（以下、ガスについての％は体
積％を意味する）以上とし、また、必要であれば補助燃
料を吹き込む。また、溶融スラグと溶融金属を炉下部の
排出口から詰まり等を生じさせず円滑に抽出するため
に、廃棄物の炉内への装入時に炉上から石灰石を同時に
装入するか、あるいは１次羽口から粉状の石灰石を造滓
材として吹き込み、スラグの粘度を下げるのが好まし
い。第２ゾーンでは、下記の式〜式で示した反応が
生じる。式の反応は、廃棄物の脱水加熱で、第１ゾー
ンから供給された高温の還元性ガスの顕熱により行われ
る。また、この還元性ガスが２次羽口５−２から吹き込
まれた支燃性ガス７−２によりの反応式にしたがって
二次燃焼するときに生成する顕熱によっても行われる。
これにより、廃棄物中の有機物は式および式にした
がい炭化物（ただし、式、式ではＣとして表示）と
炭化水素ガスに熱分解する。なお、必要により２次羽口
から補助燃料６−２を供給する。
【００２４】この工程で得られる炭化物は第１ゾーン
へ、炭化水素ガスは第３ゾーンへそれぞれ移行する。 Ｈ2 Ｏ（liq ）＝Ｈ2 Ｏ（gas ） ・・・ Ｃp Ｈq Ｏr ＝ｒ／２ＣＯ2 ＋ｑ／ｎＣm Ｈn ＋（ｐ−ｒ／２−ｑｍ／ｎ）Ｃ ・・・ Ｃm Ｈn ＝ｎ／４ＣＨ4 ＋｛ｍ−（ｎ／４）｝Ｃ ・・・ ＣＯ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ2 ・・・ ここで、Ｈ2 Ｏ（liq ）：廃棄物中の付着水分 Ｃp Ｈq Ｏr ：廃棄物中の有機物 Ｃm Ｈn ：廃棄物中の有機物の分解で生じた炭化水素ガス Ｃ ：第１ゾーンに供給される炭化物 ＣＯ：第１ゾーンで炭化物が燃焼して生成したＣＯ Ｏ2 ：２次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 この工程では、炉内へ装入する廃棄物に必要に応じて副
原料（例えば、石灰石、生石灰等）を加えて充填層を形
成させておく。つまり、廃棄物が比較的密に充填された
状態としておく。このような廃棄物の充填層とすること
により、その層内を高温のガスが通過する際の固・気体
間の接触時間が長くなり、熱効率が向上する。
へ、炭化水素ガスは第３ゾーンへそれぞれ移行する。 Ｈ2 Ｏ（liq ）＝Ｈ2 Ｏ（gas ） ・・・ Ｃp Ｈq Ｏr ＝ｒ／２ＣＯ2 ＋ｑ／ｎＣm Ｈn ＋（ｐ−ｒ／２−ｑｍ／ｎ）Ｃ ・・・ Ｃm Ｈn ＝ｎ／４ＣＨ4 ＋｛ｍ−（ｎ／４）｝Ｃ ・・・ ＣＯ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ2 ・・・ ここで、Ｈ2 Ｏ（liq ）：廃棄物中の付着水分 Ｃp Ｈq Ｏr ：廃棄物中の有機物 Ｃm Ｈn ：廃棄物中の有機物の分解で生じた炭化水素ガス Ｃ ：第１ゾーンに供給される炭化物 ＣＯ：第１ゾーンで炭化物が燃焼して生成したＣＯ Ｏ2 ：２次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 この工程では、炉内へ装入する廃棄物に必要に応じて副
原料（例えば、石灰石、生石灰等）を加えて充填層を形
成させておく。つまり、廃棄物が比較的密に充填された
状態としておく。このような廃棄物の充填層とすること
により、その層内を高温のガスが通過する際の固・気体
間の接触時間が長くなり、熱効率が向上する。
【００２５】また、高温の還元性ガスを２次燃焼させる
理由は、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、熱
分解温度を８００〜１０００℃に制御するためである。
この二次燃焼熱は、前記式の燃焼熱（一次燃焼熱）に
比べて格段に大きく、廃棄物の脱水・熱分解に必要な熱
の補充に有効である。なお、この際、発生ガス量を少な
くして廃棄物の飛散を防止して顕熱ロスを抑制するとと
もに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、支燃性
ガス中の酸素濃度を５０％以上にするのが好ましい。第
３ゾーンでは、下記の式および式で示した反応が生
じる。これらの反応は第２ゾーンから供給される炭化水
素ガスの熱分解反応（ガス改質反応）で、ＣＯとＨ2 を
主成分とするガス（エネルギーガス）が得られる。これ
らの反応は３次羽口５−３から吹き込まれる支燃性ガス
７−３との反応により進行する。なお、必要により３次
羽口から補助燃料６−３を供給する。 Ｃm Ｈn ＋ｍ／２Ｏ2 ＝ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・ ＣＨ4 ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・ ここで、Ｃm Ｈn ：第２ゾーンで廃棄物が熱分解して生成した炭化水素 ガス ＣＨ4 ：第２ゾーンでＣm Ｈn が熱分解して生成したメタン ガス Ｏ2 ：３次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 この第３ゾーンでの反応はフリーボード１６部で行われ
るが、このような空洞部で反応を行わせる理由は、気体
間の反応であるガス改質反応を円滑に進めるためであ
る。空洞内の雰囲気温度を８００〜１０００℃に制御す
ると、改質反応が充分に進行するので好ましい。
理由は、式の二次燃焼熱を利用して加熱を促進し、熱
分解温度を８００〜１０００℃に制御するためである。
この二次燃焼熱は、前記式の燃焼熱（一次燃焼熱）に
比べて格段に大きく、廃棄物の脱水・熱分解に必要な熱
の補充に有効である。なお、この際、発生ガス量を少な
くして廃棄物の飛散を防止して顕熱ロスを抑制するとと
もに、発生ガスのカロリー低下を抑制するため、支燃性
ガス中の酸素濃度を５０％以上にするのが好ましい。第
３ゾーンでは、下記の式および式で示した反応が生
じる。これらの反応は第２ゾーンから供給される炭化水
素ガスの熱分解反応（ガス改質反応）で、ＣＯとＨ2 を
主成分とするガス（エネルギーガス）が得られる。これ
らの反応は３次羽口５−３から吹き込まれる支燃性ガス
７−３との反応により進行する。なお、必要により３次
羽口から補助燃料６−３を供給する。 Ｃm Ｈn ＋ｍ／２Ｏ2 ＝ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・ ＣＨ4 ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・ ここで、Ｃm Ｈn ：第２ゾーンで廃棄物が熱分解して生成した炭化水素 ガス ＣＨ4 ：第２ゾーンでＣm Ｈn が熱分解して生成したメタン ガス Ｏ2 ：３次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 この第３ゾーンでの反応はフリーボード１６部で行われ
るが、このような空洞部で反応を行わせる理由は、気体
間の反応であるガス改質反応を円滑に進めるためであ
る。空洞内の雰囲気温度を８００〜１０００℃に制御す
ると、改質反応が充分に進行するので好ましい。
【００２６】支燃性ガス中の酸素濃度は５０％以上とす
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。さらに、ダイオキシン類やその前駆体の生成を抑制
するために、ガスの温度は５００℃以上とするのが好ま
しい。
るのが好ましい。これは、回収されるガスのカロリーを
高めて次工程の発電等の用途に利用し易くするためであ
る。さらに、ダイオキシン類やその前駆体の生成を抑制
するために、ガスの温度は５００℃以上とするのが好ま
しい。
【００２７】以上述べたように、（２）の発明の廃棄物
のガス化溶融方法では、上記第１ゾーン〜第３ゾーンで
の反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネルギーガ
スと、溶融スラグおよび溶融金属を回収する。そのた
め、１次〜３次の３段の羽口が必要となる。さらに、各
段の羽口がそれぞれ独立して支燃性ガスおよび補助燃料
を吹き込むことができるものでなければならない。その
理由は、以下のとおりである。
のガス化溶融方法では、上記第１ゾーン〜第３ゾーンで
の反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネルギーガ
スと、溶融スラグおよび溶融金属を回収する。そのた
め、１次〜３次の３段の羽口が必要となる。さらに、各
段の羽口がそれぞれ独立して支燃性ガスおよび補助燃料
を吹き込むことができるものでなければならない。その
理由は、以下のとおりである。
【００２８】まず、１次羽口の場合、式の反応に関与
するＣ（炭化物）の量は、式および式で表される反
応の進行度合いによって変化する。また、廃棄物の種類
が変化すれば、自ずと式および式で表される反応の
生成物量も変化する。したがって、１次羽口から吹き込
む支燃性ガスの量は他の工程とは独立して定め得るもの
としておかなければならない。必要に応じて供給する補
助燃料についても同様である。次に、２次羽口から吹き
込む支燃性ガス量は、反応式で決まり、式のＣＯ量
は反応式で決まってくるので、見掛け上１次羽口から
吹き込む支燃性ガス量と連動していると見なされる。し
かし、実際は反応式で生成するＣＯガスをすべて２次
燃焼させる必要はなく、第２ゾーンでは、少なくとも廃
棄物中の付着水分の脱水加熱と廃棄物中の有機物の熱分
解に必要な熱を加え、さらに第２ゾーンの雰囲気温度を
８００〜１０００℃に保つために必要な熱を加えるだけ
でよい。したがって、２次羽口からの支燃性ガス量は、
廃棄物に含まれる成分によって大きく変化する。すなわ
ち、２次羽口から吹き込む支燃性ガスの量も独自に定め
得るものとしておかなければならない。補助燃料につい
ても同様である。３次羽口から吹き込む支燃性ガス量は
反応式およびで決まる。この場合も廃棄物中の含有
成分によってＣm Ｈn とＣＨ4 の生成量が変化するの
で、３次羽口から吹き込む支燃性ガス量についても独自
に定め得るものとしておかなければならない。なお、補
助燃料についても同様である。
するＣ（炭化物）の量は、式および式で表される反
応の進行度合いによって変化する。また、廃棄物の種類
が変化すれば、自ずと式および式で表される反応の
生成物量も変化する。したがって、１次羽口から吹き込
む支燃性ガスの量は他の工程とは独立して定め得るもの
としておかなければならない。必要に応じて供給する補
助燃料についても同様である。次に、２次羽口から吹き
込む支燃性ガス量は、反応式で決まり、式のＣＯ量
は反応式で決まってくるので、見掛け上１次羽口から
吹き込む支燃性ガス量と連動していると見なされる。し
かし、実際は反応式で生成するＣＯガスをすべて２次
燃焼させる必要はなく、第２ゾーンでは、少なくとも廃
棄物中の付着水分の脱水加熱と廃棄物中の有機物の熱分
解に必要な熱を加え、さらに第２ゾーンの雰囲気温度を
８００〜１０００℃に保つために必要な熱を加えるだけ
でよい。したがって、２次羽口からの支燃性ガス量は、
廃棄物に含まれる成分によって大きく変化する。すなわ
ち、２次羽口から吹き込む支燃性ガスの量も独自に定め
得るものとしておかなければならない。補助燃料につい
ても同様である。３次羽口から吹き込む支燃性ガス量は
反応式およびで決まる。この場合も廃棄物中の含有
成分によってＣm Ｈn とＣＨ4 の生成量が変化するの
で、３次羽口から吹き込む支燃性ガス量についても独自
に定め得るものとしておかなければならない。なお、補
助燃料についても同様である。
【００２９】先に述べた（１）の発明のガス化溶融炉に
おいて、羽口を３段に分けて設け、しかもそれぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
こととしたのは上記の理由によるものである。
おいて、羽口を３段に分けて設け、しかもそれぞれ独立
して支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むことができる
こととしたのは上記の理由によるものである。
【００３０】支燃性ガスの吹き込み量と必要により供給
する補助燃料の量は以下のようにして定める。
する補助燃料の量は以下のようにして定める。
【００３１】処理の対象が例えば異種の廃棄物が混在し
た一般廃棄物のような場合、通常は炉内に装入する前に
成分分析を行うことはしないので、炉内では未知の成分
が燃焼し、あるいは熱分解することになり、生成ガス量
およびその含有成分を予測することは実際上不可能であ
る。
た一般廃棄物のような場合、通常は炉内に装入する前に
成分分析を行うことはしないので、炉内では未知の成分
が燃焼し、あるいは熱分解することになり、生成ガス量
およびその含有成分を予測することは実際上不可能であ
る。
【００３２】このような条件下では、装入した廃棄物の
レベル（原料層頂レベル）を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層（廃棄物の充填層および炭化物の充填
層）の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第１ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて１次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適である。ところで、第１ゾーンで形成される
炭化物の充填層の上には、第２ゾーンで形成される廃棄
物の充填層が存在するので、計測される原料層頂レベル
は、第１ゾーンと第２ゾーンにおけるそれぞれの変化量
の合計として表れる。したがって、第１ゾーンと第２ゾ
ーンにおける変化量を区別する必要があるが、第２ゾー
ンにおける反応の変化は、第２ゾーンの温度変化を逐次
計測することにより間接的に把握できる。すなわち、第
２ゾーンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分の脱水加
熱と廃棄物中の有機物の熱分解に必要な熱を加え、さら
に第２ゾーンの雰囲気温度を８００〜１０００℃に保つ
ために必要な熱を加えるだけでよいので、第２ゾーンの
領域内にある廃棄物の温度変化を逐次計測し、それが低
下すれば熱不足と判断し、２次羽口からの支燃性ガス量
を増加して２次燃焼させるＣＯ量（反応式で生成する
ＣＯのうち２次燃焼させる量）を上げてやる。逆に、温
度が上昇すれば熱的に余裕があると判断できるので、２
次羽口からの支燃性ガス量を減少させて２次燃焼させる
ＣＯ量を下げてやればよい。なお、前記の廃棄物の温度
変化は第２ゾーンの温度変化をもってそれとみなすこと
ができ、第２ゾーンの温度変化は、例えば、第２ゾーン
の内張り煉瓦表面に熱電対を設置し、その表面温度を測
定することにより求めることができる。
レベル（原料層頂レベル）を逐次計測する。これによっ
て、炉内の充填層（廃棄物の充填層および炭化物の充填
層）の厚みの変化を間接的に把握することができる。す
なわち、第１ゾーンで形成される炭化物の充填層は燃焼
量が多いほど荷下がりが進み、原料層頂レベルが下が
る。したがって、事前に経験的に所定の原料層頂レベル
を決めておき、その後の原料層頂レベルの上下変動に基
づいて１次羽口からの支燃性ガスと、必要により供給す
る補助燃料の吹き込み量を決定すればよい。なお、使用
する原料層頂レベル計としては、製鉄分野の高炉内部の
原料層頂レベル計として知られているサウンジングデバ
イスが好適である。ところで、第１ゾーンで形成される
炭化物の充填層の上には、第２ゾーンで形成される廃棄
物の充填層が存在するので、計測される原料層頂レベル
は、第１ゾーンと第２ゾーンにおけるそれぞれの変化量
の合計として表れる。したがって、第１ゾーンと第２ゾ
ーンにおける変化量を区別する必要があるが、第２ゾー
ンにおける反応の変化は、第２ゾーンの温度変化を逐次
計測することにより間接的に把握できる。すなわち、第
２ゾーンでは、少なくとも廃棄物中の付着水分の脱水加
熱と廃棄物中の有機物の熱分解に必要な熱を加え、さら
に第２ゾーンの雰囲気温度を８００〜１０００℃に保つ
ために必要な熱を加えるだけでよいので、第２ゾーンの
領域内にある廃棄物の温度変化を逐次計測し、それが低
下すれば熱不足と判断し、２次羽口からの支燃性ガス量
を増加して２次燃焼させるＣＯ量（反応式で生成する
ＣＯのうち２次燃焼させる量）を上げてやる。逆に、温
度が上昇すれば熱的に余裕があると判断できるので、２
次羽口からの支燃性ガス量を減少させて２次燃焼させる
ＣＯ量を下げてやればよい。なお、前記の廃棄物の温度
変化は第２ゾーンの温度変化をもってそれとみなすこと
ができ、第２ゾーンの温度変化は、例えば、第２ゾーン
の内張り煉瓦表面に熱電対を設置し、その表面温度を測
定することにより求めることができる。
【００３３】このように、原料層頂レベル計によるレベ
ル値および第２ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第１ゾーンおよび第２ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。第３ゾーンでは、
第２ゾーン出口（フリーボード側）の雰囲気温度を８０
０〜１０００℃に保てば、排ガス中の炭化水素、特に配
管閉塞等のトラブルの原因となるタールのような炭素数
が５以上の炭化水素（Ｃm Ｈn ：m ≧５）をすべて分解
できる。したがって、第３ゾーンのフリーボード空間内
に温度計を設置してその温度を逐次計測し、温度が８０
０℃よりも低下したときは、３次羽口から支燃性ガスと
必要によっては補助燃料を吹き込めばよい。特に、廃棄
物を炉内に装入した直後は、第２ゾーンの原料層頂およ
び第３ゾーンのフリーボードにおける温度が急激に下が
るので、第２ゾーンおよび第３ゾーンの温度から判断し
て、生成する炭化水素（Ｃm Ｈn ：m ≧５）を分解する
ために、支燃性ガスと必要により補助燃料の吹き込みを
実施するのが効果的である。上記（２）の発明の廃棄物
のガス化溶融方法によれば、高価なコークスを使用せず
に、廃棄物のガス化溶融、脱水・熱分解およびガス改質
の一連の工程を１炉で実施し、かつタール等が含まれな
い清浄な排ガスとすることができる。 （３）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、前記（２）
に記載のガス化溶融方法において、ガス化溶融炉の第３
ゾーンに、回収したエネルギーガスの一部をそのままリ
サイクルガスとして吹き込むか、またはその吹き込むエ
ネルギーガスの少なくとも一部を燃焼させてＣＯ2 、Ｈ
2 Ｏを生成させ、ＣＯ2 およびＨ2 Ｏ、またはそれらの
いずれか一方を含有させたガスをリサイクルガスとして
吹き込むか、または、これらのリサイクルガスと酸素の
混合ガスを吹き込む方法である。図２は、この発明を実
施するための廃棄物のガス化溶融炉の一例の構成を示す
図である。このガス化溶融炉は前記の図１に示したガス
化溶融炉と同じ構成を有しているが、図示するように、
第３ゾーンに吹き込むエネルギーガス（炉から排出され
る排ガスでもある）の少なくとも一部を燃焼させるため
の排ガス燃焼室２８と、フリーボード１６に支燃性ガス
７−３および補助燃料６−３を吹き込むとともに、回収
したエネルギーガスの一部をリサイクルガスとして吹き
込むための３次羽口５−３とを備えている。このガス化
溶融炉を用いて（３）の発明の方法を実施するには、
（２）の発明のガス化溶融方法を実施する場合と同様、
まず、廃棄物をホッパー１１に投入し、プッシャー１０
で押し込んで廃棄物装入口１１−１から炉内へ装入す
る。次いで、ガス化溶融炉内の第１ゾーン〜第３ゾーン
での反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネルギー
ガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉上部
に設けられたガス排出口３−１から回収するのである
が、このとき、回収したエネルギーガス（排ガス）の一
部をリサイクルガス７−４または７−５としてガス化溶
融炉の第３ゾーンに吹き込む。溶融スラグおよび溶融金
属は炉下部に設けられた排出口９から回収する。第１ゾ
ーンおよび第２ゾーンにおける反応は（２）の発明のガ
ス化溶融方法を実施する場合と同じである。
ル値および第２ゾーンの内張り煉瓦の表面温度を逐次計
測することにより、第１ゾーンおよび第２ゾーンの支燃
性ガスと必要により供給する補助燃料の吹き込み量をそ
れぞれ独自に決定することができる。第３ゾーンでは、
第２ゾーン出口（フリーボード側）の雰囲気温度を８０
０〜１０００℃に保てば、排ガス中の炭化水素、特に配
管閉塞等のトラブルの原因となるタールのような炭素数
が５以上の炭化水素（Ｃm Ｈn ：m ≧５）をすべて分解
できる。したがって、第３ゾーンのフリーボード空間内
に温度計を設置してその温度を逐次計測し、温度が８０
０℃よりも低下したときは、３次羽口から支燃性ガスと
必要によっては補助燃料を吹き込めばよい。特に、廃棄
物を炉内に装入した直後は、第２ゾーンの原料層頂およ
び第３ゾーンのフリーボードにおける温度が急激に下が
るので、第２ゾーンおよび第３ゾーンの温度から判断し
て、生成する炭化水素（Ｃm Ｈn ：m ≧５）を分解する
ために、支燃性ガスと必要により補助燃料の吹き込みを
実施するのが効果的である。上記（２）の発明の廃棄物
のガス化溶融方法によれば、高価なコークスを使用せず
に、廃棄物のガス化溶融、脱水・熱分解およびガス改質
の一連の工程を１炉で実施し、かつタール等が含まれな
い清浄な排ガスとすることができる。 （３）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、前記（２）
に記載のガス化溶融方法において、ガス化溶融炉の第３
ゾーンに、回収したエネルギーガスの一部をそのままリ
サイクルガスとして吹き込むか、またはその吹き込むエ
ネルギーガスの少なくとも一部を燃焼させてＣＯ2 、Ｈ
2 Ｏを生成させ、ＣＯ2 およびＨ2 Ｏ、またはそれらの
いずれか一方を含有させたガスをリサイクルガスとして
吹き込むか、または、これらのリサイクルガスと酸素の
混合ガスを吹き込む方法である。図２は、この発明を実
施するための廃棄物のガス化溶融炉の一例の構成を示す
図である。このガス化溶融炉は前記の図１に示したガス
化溶融炉と同じ構成を有しているが、図示するように、
第３ゾーンに吹き込むエネルギーガス（炉から排出され
る排ガスでもある）の少なくとも一部を燃焼させるため
の排ガス燃焼室２８と、フリーボード１６に支燃性ガス
７−３および補助燃料６−３を吹き込むとともに、回収
したエネルギーガスの一部をリサイクルガスとして吹き
込むための３次羽口５−３とを備えている。このガス化
溶融炉を用いて（３）の発明の方法を実施するには、
（２）の発明のガス化溶融方法を実施する場合と同様、
まず、廃棄物をホッパー１１に投入し、プッシャー１０
で押し込んで廃棄物装入口１１−１から炉内へ装入す
る。次いで、ガス化溶融炉内の第１ゾーン〜第３ゾーン
での反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネルギー
ガスと、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉上部
に設けられたガス排出口３−１から回収するのである
が、このとき、回収したエネルギーガス（排ガス）の一
部をリサイクルガス７−４または７−５としてガス化溶
融炉の第３ゾーンに吹き込む。溶融スラグおよび溶融金
属は炉下部に設けられた排出口９から回収する。第１ゾ
ーンおよび第２ゾーンにおける反応は（２）の発明のガ
ス化溶融方法を実施する場合と同じである。
【００３４】しかし、第３ゾーンでは、前記の式およ
び式で示した反応が生じるとともに、リサイクルガ
ス、またはリサイクルガスと酸素の混合ガスを吹き込ん
でいるので、下記の−２、−２、−３および−
３の反応が生じる。なお、リサイクルガスとは、前記の
ように、回収したエネルギーガスそのもの、もしくはそ
の少なくとも一部を燃焼させてＣＯ2 、Ｈ2 Ｏを生成さ
せ、ＣＯ2 およびＨ2 Ｏ、またはそれらのいずれか一方
を含有させたガスをいう。 Ｃm Ｈn ＋ｍ／２Ｏ2 ＝ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・ ＣＨ4 ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・ ここで、Ｃm Ｈn ：第２ゾーンで廃棄物が熱分解して生成した炭化水素 ガス ＣＨ4 ：第２ゾーンでＣm Ｈn が熱分解して生成したメタン ガス Ｏ2 ：３次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 また、 Ｃm Ｈn ＋ｍＣＯ2 ＝２ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・−２ ＣＨ4 ＋ＣＯ2 ＝ ２ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・−２ Ｃm Ｈn ＋ｍＨ2 Ｏ＝ｍＣＯ＋｛ｍ＋（ｎ／２）｝Ｈ2 ・・−３ ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ＝ＣＯ＋３Ｈ2 ・・・−３ ここで、ＣＯ2 ：３次羽口５−３から吹き込まれたリサイクルガス中の ＣＯ2 （すなわち、第２ゾーンで生成したＣＯ2 、ま たは、そのＣＯ2 と、エネルギーガスの少なくとも一 部の燃焼により生成したＣＯ2 ） Ｈ2 Ｏ：３次羽口５−３から吹き込まれたリサイクルガス中の Ｈ2 Ｏ（すなわち、第２ゾーンで生成したＨ2 Ｏ、ま たは、そのＨ2 Ｏと、エネルギーガスの少なくとも一 部の燃焼により生成したＨ2 Ｏ） すなわち、リサイクルガス、またはリサイクルガスと酸
素の混合ガスを吹き込むことによって、式および式
で示した反応に加えて、上記の−２から−３までの
反応が起こり、廃棄物の熱分解反応によって発生した炭
化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体として存在す
る炭化水素ガスの熱分解反応が促進され、ＣＯおよびＨ
2 を主成分とするガス（エネルギーガス）へと改質され
る。リサイクルガスとしては、図２に示したように、回
収したエネルギーガスの一部をそのままリサイクルガス
７−４として第３ゾーンに吹き込んでもよいし、あるい
はエネルギーガスの一部を排ガス燃焼室２８へ導いてそ
の少なくとも一部を燃焼させた後、リサイクルガス７−
５として吹き込んでもよい。前者の方法を採用する場合
は、リサイクルガス中に第２ゾーンで生成したＣＯ2 お
よびＨ2 Ｏが含まれ、後者の方法を採用する場合は、さ
らに排ガス燃焼室２８での燃焼により生じたＣＯ2 およ
び／またはＨ2 Ｏも含まれ、これらの成分が上記の−
２から−３までの炭化水素ガスの熱分解反応に寄与す
る。さらに、リサイクルガスに酸素を加えた混合ガスを
第３ゾーンに吹き込んでもよい。この場合は、リサイク
ルガスに含まれるＣＯ2 およびＨ2 Ｏによる炭化水素ガ
スの熱分解に加え、酸素が多量に含まれているので、こ
の酸素によって上記のおよびの反応が促進され、炭
化水素ガスの熱分解反応が一層促進される。リサイクル
ガスに加える酸素の割合は特に限定されないが、ＣＯ
2 、Ｈ2 Ｏの生成を抑制するため、熱分解によって生成
する炭化水素（Ｃm Ｈn ）のｍ／２以下のモル量とする
のが好ましい。 （４）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、上記（３）
の方法において、リサイクルガス、またはリサイクルガ
スと酸素との混合ガスのガス化溶融炉内への吹き込み
を、図３に示すように、ガス化溶融炉１の円周方向の接
線に対する角度θを、０度＜θ＜９０度として設置した
羽口５−３を用いて行う方法である。すなわち、炉壁面
に対して垂直方向に吹き込むのではなく、斜め方向に吹
き込むのである。
び式で示した反応が生じるとともに、リサイクルガ
ス、またはリサイクルガスと酸素の混合ガスを吹き込ん
でいるので、下記の−２、−２、−３および−
３の反応が生じる。なお、リサイクルガスとは、前記の
ように、回収したエネルギーガスそのもの、もしくはそ
の少なくとも一部を燃焼させてＣＯ2 、Ｈ2 Ｏを生成さ
せ、ＣＯ2 およびＨ2 Ｏ、またはそれらのいずれか一方
を含有させたガスをいう。 Ｃm Ｈn ＋ｍ／２Ｏ2 ＝ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・ ＣＨ4 ＋１／２Ｏ2 ＝ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・ ここで、Ｃm Ｈn ：第２ゾーンで廃棄物が熱分解して生成した炭化水素 ガス ＣＨ4 ：第２ゾーンでＣm Ｈn が熱分解して生成したメタン ガス Ｏ2 ：３次羽口から吹き込まれた支燃性ガス中の酸素 また、 Ｃm Ｈn ＋ｍＣＯ2 ＝２ｍＣＯ＋ｎ／２Ｈ2 ・・・−２ ＣＨ4 ＋ＣＯ2 ＝ ２ＣＯ＋２Ｈ2 ・・・−２ Ｃm Ｈn ＋ｍＨ2 Ｏ＝ｍＣＯ＋｛ｍ＋（ｎ／２）｝Ｈ2 ・・−３ ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ＝ＣＯ＋３Ｈ2 ・・・−３ ここで、ＣＯ2 ：３次羽口５−３から吹き込まれたリサイクルガス中の ＣＯ2 （すなわち、第２ゾーンで生成したＣＯ2 、ま たは、そのＣＯ2 と、エネルギーガスの少なくとも一 部の燃焼により生成したＣＯ2 ） Ｈ2 Ｏ：３次羽口５−３から吹き込まれたリサイクルガス中の Ｈ2 Ｏ（すなわち、第２ゾーンで生成したＨ2 Ｏ、ま たは、そのＨ2 Ｏと、エネルギーガスの少なくとも一 部の燃焼により生成したＨ2 Ｏ） すなわち、リサイクルガス、またはリサイクルガスと酸
素の混合ガスを吹き込むことによって、式および式
で示した反応に加えて、上記の−２から−３までの
反応が起こり、廃棄物の熱分解反応によって発生した炭
化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体として存在す
る炭化水素ガスの熱分解反応が促進され、ＣＯおよびＨ
2 を主成分とするガス（エネルギーガス）へと改質され
る。リサイクルガスとしては、図２に示したように、回
収したエネルギーガスの一部をそのままリサイクルガス
７−４として第３ゾーンに吹き込んでもよいし、あるい
はエネルギーガスの一部を排ガス燃焼室２８へ導いてそ
の少なくとも一部を燃焼させた後、リサイクルガス７−
５として吹き込んでもよい。前者の方法を採用する場合
は、リサイクルガス中に第２ゾーンで生成したＣＯ2 お
よびＨ2 Ｏが含まれ、後者の方法を採用する場合は、さ
らに排ガス燃焼室２８での燃焼により生じたＣＯ2 およ
び／またはＨ2 Ｏも含まれ、これらの成分が上記の−
２から−３までの炭化水素ガスの熱分解反応に寄与す
る。さらに、リサイクルガスに酸素を加えた混合ガスを
第３ゾーンに吹き込んでもよい。この場合は、リサイク
ルガスに含まれるＣＯ2 およびＨ2 Ｏによる炭化水素ガ
スの熱分解に加え、酸素が多量に含まれているので、こ
の酸素によって上記のおよびの反応が促進され、炭
化水素ガスの熱分解反応が一層促進される。リサイクル
ガスに加える酸素の割合は特に限定されないが、ＣＯ
2 、Ｈ2 Ｏの生成を抑制するため、熱分解によって生成
する炭化水素（Ｃm Ｈn ）のｍ／２以下のモル量とする
のが好ましい。 （４）の発明の廃棄物のガス化溶融方法は、上記（３）
の方法において、リサイクルガス、またはリサイクルガ
スと酸素との混合ガスのガス化溶融炉内への吹き込み
を、図３に示すように、ガス化溶融炉１の円周方向の接
線に対する角度θを、０度＜θ＜９０度として設置した
羽口５−３を用いて行う方法である。すなわち、炉壁面
に対して垂直方向に吹き込むのではなく、斜め方向に吹
き込むのである。
【００３５】これによって、廃棄物の熱分解反応により
発生した炭化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体と
して存在する炭化水素ガスと、炉内に吹き込まれるリサ
イクルガスとの混合が促進され、炭化水素ガスの分解反
応（ガス改質反応）が促進される。上記（３）または
（４）の廃棄物のガス化溶融方法によれば、廃棄物の熱
分解反応によって発生した炭化水素ガス、特に沸点が高
く常温では液体として存在する炭化水素ガスの熱分解反
応が促進されるので、ＣＯおよびＨ2 を主成分とするガ
ス（エネルギーガス）の回収効率を高めることができ
る。
発生した炭化水素ガス、特に沸点が高く常温では液体と
して存在する炭化水素ガスと、炉内に吹き込まれるリサ
イクルガスとの混合が促進され、炭化水素ガスの分解反
応（ガス改質反応）が促進される。上記（３）または
（４）の廃棄物のガス化溶融方法によれば、廃棄物の熱
分解反応によって発生した炭化水素ガス、特に沸点が高
く常温では液体として存在する炭化水素ガスの熱分解反
応が促進されるので、ＣＯおよびＨ2 を主成分とするガ
ス（エネルギーガス）の回収効率を高めることができ
る。
【００３６】
【実施例】（実施例１） 前記の図１に示した構成を有する竪型炉を用い、廃棄物
のガス化溶融試験を行った。なお、竪型炉の各部の寸
法、羽口その他取り付け部品の数量およびそれらの配置
は以下のとおりである。 寸法 炉径：０．５ｍ（但し、煉瓦内張り後の炉内径） 炉高：２．７ｍ（但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ） 炉底から１次羽口までの高さ：０．５ｍ 炉底から２次羽口までの高さ：１．１ｍ 炉底から３次羽口までの高さ：１．９ｍ 第２ゾーンの熱電対の位置 ：１．５ｍ （第２ゾーンの熱電対の位置とは、第２ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう） 第３ゾーンの熱電対の位置 ：１．７ｍ （第３ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう） 数量 １次羽口：３個 ２次羽口：３個 ３次羽口：３個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口：１個 サウンジングデバイス（原料層頂レベル計）：１個 サウンジングウェイト：１個 第２ゾーンの熱電対：３個 第３ゾーンの熱電対：３個 配置 １次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 ２次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 ３次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 溶融スラグおよび溶融金属の排出口：炉底端 サウンジングデバイス：炉中心 第２ゾーンの熱電対：周方向に１２０度毎の等間隔 第３ゾーンの熱電対：周方向に１２０度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみと廃棄
プラスチックが混合した３種類（試料１、２および３と
する）で、それぞれ廃棄物１ｋｇ当たり５７１８ｋｃａ
ｌ、３５０６ｋｃａｌおよび１５０６ｋｃａｌの発熱量
を有するものである。表１にこれらの廃棄物の組成を、
表２に使用した副原料（石灰石）の組成を、また、表３
に使用した補助燃料（微粉炭）の組成を示す。なお、廃
棄物の寸法は１０〜１００ｍｍであった。
のガス化溶融試験を行った。なお、竪型炉の各部の寸
法、羽口その他取り付け部品の数量およびそれらの配置
は以下のとおりである。 寸法 炉径：０．５ｍ（但し、煉瓦内張り後の炉内径） 炉高：２．７ｍ（但し、煉瓦内張り後の炉底から炉頂までの高さ） 炉底から１次羽口までの高さ：０．５ｍ 炉底から２次羽口までの高さ：１．１ｍ 炉底から３次羽口までの高さ：１．９ｍ 第２ゾーンの熱電対の位置 ：１．５ｍ （第２ゾーンの熱電対の位置とは、第２ゾーンの内張り煉瓦の 表面に取り付けられた熱電対の炉底からの高さをいう） 第３ゾーンの熱電対の位置 ：１．７ｍ （第３ゾーンの熱電対の位置とは、フリーボード空間内に取り 付けられた熱電対の炉底からの高さをいう） 数量 １次羽口：３個 ２次羽口：３個 ３次羽口：３個 溶融スラグおよび溶融金属の排出口：１個 サウンジングデバイス（原料層頂レベル計）：１個 サウンジングウェイト：１個 第２ゾーンの熱電対：３個 第３ゾーンの熱電対：３個 配置 １次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 ２次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 ３次羽口：周方向に１２０度毎の等間隔 溶融スラグおよび溶融金属の排出口：炉底端 サウンジングデバイス：炉中心 第２ゾーンの熱電対：周方向に１２０度毎の等間隔 第３ゾーンの熱電対：周方向に１２０度毎の等間隔 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみと廃棄
プラスチックが混合した３種類（試料１、２および３と
する）で、それぞれ廃棄物１ｋｇ当たり５７１８ｋｃａ
ｌ、３５０６ｋｃａｌおよび１５０６ｋｃａｌの発熱量
を有するものである。表１にこれらの廃棄物の組成を、
表２に使用した副原料（石灰石）の組成を、また、表３
に使用した補助燃料（微粉炭）の組成を示す。なお、廃
棄物の寸法は１０〜１００ｍｍであった。
【００３７】
【表１】
【表２】
【表３】 副原料として使用した石灰石は、１０〜５０ｍｍの塊状
のものであった。また、補助燃料として使用した微粉炭
は、事前に乾燥された３ｍｍ以下の粉状のものであっ
た。
のものであった。また、補助燃料として使用した微粉炭
は、事前に乾燥された３ｍｍ以下の粉状のものであっ
た。
【００３８】１次羽口、２次羽口および３次羽口から吹
き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースとし、これに窒素
を若干混合したガスである。それらの流量（酸素および
窒素それぞれの流量）を表４に示した。なお、表中で、
１次とは１次羽口を意味する。２次、３次についても同
様である。
き込んだ支燃性ガスは、酸素をベースとし、これに窒素
を若干混合したガスである。それらの流量（酸素および
窒素それぞれの流量）を表４に示した。なお、表中で、
１次とは１次羽口を意味する。２次、３次についても同
様である。
【００３９】試験の条件および結果を表４に併せて示
す。表中で、条件というのはこの試験の実施条件（定常
状態）で、試料１、２および３のそれぞれについて下記
の（１）〜（８）の手順にしたがって定めた。なお、試
験においては、最初、試料１を炉内へ装入してこの表４
の試料１の欄に示した条件で処理を行い、次いで、試料
２に変更して同じく試料２の欄に示した条件で処理を行
い、さらに試料３に変更して試料３の欄に示した条件で
処理を行った。それぞれの試料の処理時間は２４時間
で、その間の廃棄物の処理量は、各試料とも１トン（合
計３トン）とした。 （処理条件の設定手順） （１）最初に装入する廃棄物（ここでは、試料１を指
す）の組成をあらかじめ分析することにより求めた。こ
れはベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるため
に必要であり、また、造滓材として投入する石灰石量を
決めるためにも必要である。なお、石灰石量は、この試
験では、溶融スラグの流動性が最もよいと考えられるス
ラグ塩基度（すなわち、スラグ塩基度＝１．０）になる
ように調整した。 （２）ガス化溶融炉をあらかじめバーナー等で加熱し、
羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱していない常温のガ
スでも廃棄物が着火する状態にした。 （３）廃棄物を炉内に装入し、サウンジング高さ１．５
〜１．７ｍまで積み上げた。サウンジング高さとは、炉
底から原料層頂までの高さを意味する。 （４）１次羽口から徐々に酸素ガスを流した後、溶融ス
ラグおよび溶融金属の排出口を開けた。 （５）試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層頂レベルが下
がったので、そのレベルを１．５〜１．７ｍの範囲に維
持するように原料（廃棄物および石灰石）を逐次投入し
た。定常状態では、廃棄物の投入速度は常に４０ｋｇ／
ｈに設定した。 （６）第２ゾーンの内張り煉瓦の表面に取り付けられた
熱電対、および第３ゾーンのフリーボード空間に取り付
けられた熱電対により測定される温度が常に８００〜１
０００℃を維持するように、１次羽口、２次羽口および
３次羽口から吹き込む酸素ガス量を調整した。
す。表中で、条件というのはこの試験の実施条件（定常
状態）で、試料１、２および３のそれぞれについて下記
の（１）〜（８）の手順にしたがって定めた。なお、試
験においては、最初、試料１を炉内へ装入してこの表４
の試料１の欄に示した条件で処理を行い、次いで、試料
２に変更して同じく試料２の欄に示した条件で処理を行
い、さらに試料３に変更して試料３の欄に示した条件で
処理を行った。それぞれの試料の処理時間は２４時間
で、その間の廃棄物の処理量は、各試料とも１トン（合
計３トン）とした。 （処理条件の設定手順） （１）最初に装入する廃棄物（ここでは、試料１を指
す）の組成をあらかじめ分析することにより求めた。こ
れはベースとなる酸素吹き込み量の概略値を決めるため
に必要であり、また、造滓材として投入する石灰石量を
決めるためにも必要である。なお、石灰石量は、この試
験では、溶融スラグの流動性が最もよいと考えられるス
ラグ塩基度（すなわち、スラグ塩基度＝１．０）になる
ように調整した。 （２）ガス化溶融炉をあらかじめバーナー等で加熱し、
羽口から吹き込む支燃性ガスが加熱していない常温のガ
スでも廃棄物が着火する状態にした。 （３）廃棄物を炉内に装入し、サウンジング高さ１．５
〜１．７ｍまで積み上げた。サウンジング高さとは、炉
底から原料層頂までの高さを意味する。 （４）１次羽口から徐々に酸素ガスを流した後、溶融ス
ラグおよび溶融金属の排出口を開けた。 （５）試験中、廃棄物の燃焼に伴い原料層頂レベルが下
がったので、そのレベルを１．５〜１．７ｍの範囲に維
持するように原料（廃棄物および石灰石）を逐次投入し
た。定常状態では、廃棄物の投入速度は常に４０ｋｇ／
ｈに設定した。 （６）第２ゾーンの内張り煉瓦の表面に取り付けられた
熱電対、および第３ゾーンのフリーボード空間に取り付
けられた熱電対により測定される温度が常に８００〜１
０００℃を維持するように、１次羽口、２次羽口および
３次羽口から吹き込む酸素ガス量を調整した。
【００４０】すなわち、荷下がり速度が速く、かつ第２
ゾーンおよび第３ゾーンの領域の温度が１０００℃を超
えた場合には、１次羽口からの酸素ガスを減少させた。
逆に第２ゾーンの温度が８００℃より低い場合には、２
次羽口からの酸素ガス吹き込みを行った。また、第３ゾ
ーンの温度が８００℃より低い場合には、３次羽口から
の酸素ガスとともに微粉炭吹き込みを行った。この場
合、３次羽口からの酸素ガスの吹き込みのみでも排ガス
中のＣＯを燃焼させることができるので所定の温度上昇
が可能であるが、排ガスのカロリーが減少するので、そ
の抑制のために微粉炭を使用した。 （７）溶融スラグおよび溶融金属の温度を測定し（この
計測は従来から実施されている）、所定の温度（少なく
とも溶融スラグおよび溶融金属が固まらない温度である
が、後処理を考えて好ましい温度範囲（１４００〜１６
００℃）とした）より低下した場合には、１次羽口から
の微粉炭吹き込みを行った。試料３がそれに該当するケ
ースで、廃棄物自身の発熱量が小さい場合には、１次羽
口からの補助燃料の供給が必要となる。 （８）上記の（５）から（７）を繰り返し行うことによ
って最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹き込み量（す
なわち、表４の条件の欄に示した量）を導き出すことが
できた。また、試料を変更（試料１から試料２へ、およ
び試料２から試料３へ変更）した場合においても、的確
に対応することができた。
ゾーンおよび第３ゾーンの領域の温度が１０００℃を超
えた場合には、１次羽口からの酸素ガスを減少させた。
逆に第２ゾーンの温度が８００℃より低い場合には、２
次羽口からの酸素ガス吹き込みを行った。また、第３ゾ
ーンの温度が８００℃より低い場合には、３次羽口から
の酸素ガスとともに微粉炭吹き込みを行った。この場
合、３次羽口からの酸素ガスの吹き込みのみでも排ガス
中のＣＯを燃焼させることができるので所定の温度上昇
が可能であるが、排ガスのカロリーが減少するので、そ
の抑制のために微粉炭を使用した。 （７）溶融スラグおよび溶融金属の温度を測定し（この
計測は従来から実施されている）、所定の温度（少なく
とも溶融スラグおよび溶融金属が固まらない温度である
が、後処理を考えて好ましい温度範囲（１４００〜１６
００℃）とした）より低下した場合には、１次羽口から
の微粉炭吹き込みを行った。試料３がそれに該当するケ
ースで、廃棄物自身の発熱量が小さい場合には、１次羽
口からの補助燃料の供給が必要となる。 （８）上記の（５）から（７）を繰り返し行うことによ
って最適な支燃性ガスおよび補助燃料の吹き込み量（す
なわち、表４の条件の欄に示した量）を導き出すことが
できた。また、試料を変更（試料１から試料２へ、およ
び試料２から試料３へ変更）した場合においても、的確
に対応することができた。
【００４１】以上の試験で得られた結果を表４の実績の
欄に示す。単位は廃棄物トン当たりの量である。表４中
の試料２および試料３では、第２ゾーンで酸素ガスのみ
を吹き込み、還元性ガスの２次燃焼による反応熱を利用
して、第２ゾーンの温度を８００〜１０００℃に制御し
た。このときの２次燃焼率は、試料２および試料３でそ
れぞれ３４％および８４％であった。ここで、２次燃焼
率とは下記の式により算出される値である。
欄に示す。単位は廃棄物トン当たりの量である。表４中
の試料２および試料３では、第２ゾーンで酸素ガスのみ
を吹き込み、還元性ガスの２次燃焼による反応熱を利用
して、第２ゾーンの温度を８００〜１０００℃に制御し
た。このときの２次燃焼率は、試料２および試料３でそ
れぞれ３４％および８４％であった。ここで、２次燃焼
率とは下記の式により算出される値である。
【００４２】 ２次燃焼率＝｛％ＣＯ2 ／（％ＣＯ＋％ＣＯ2 ）｝×１００ ここで、％ＣＯ ：第２ゾーンにおけるＣＯ％ ％ＣＯ2 ：第２ゾーンにおけるＣＯ2 ％ なお、表４には記述していないが、２次羽口から酸素ガ
スとともに微粉炭を吹き込んでその燃焼熱を利用するこ
とによっても、第２ゾーンの温度を８００〜１０００℃
に制御することは可能であった。表示したように、ＣＯ
とＨ2 を主成分とする高カロリーのエネルギーガス（表
中では、排ガスと表示）と、Ｆｅを主成分とする溶融金
属および溶融スラグを回収することができた。また、排
ガス中の炭化水素、特に、配管閉塞を引き起こす原因と
されるＣm Ｈn （ m≧５）のような炭化水素は全く無視
できる濃度であった。
スとともに微粉炭を吹き込んでその燃焼熱を利用するこ
とによっても、第２ゾーンの温度を８００〜１０００℃
に制御することは可能であった。表示したように、ＣＯ
とＨ2 を主成分とする高カロリーのエネルギーガス（表
中では、排ガスと表示）と、Ｆｅを主成分とする溶融金
属および溶融スラグを回収することができた。また、排
ガス中の炭化水素、特に、配管閉塞を引き起こす原因と
されるＣm Ｈn （ m≧５）のような炭化水素は全く無視
できる濃度であった。
【００４３】
【表４】 ＜比較例＞ 比較のために、実施例で用いた炉と同じ炉を用い廃棄物
のガス化溶融試験を行った。ただし、表５の条件の欄に
示すように、１次羽口、２次羽口および３次羽口から吹
き込む支燃性ガス量と補助燃料量を同一量（合計量は実
施例と同じ）とし、また、サウンジングの高さおよび第
２ゾーンの内張り煉瓦の表面温度とフリーボード空間の
温度は逐次計測したが、そのデータに基づいてそれぞれ
の羽口からの支燃性ガス量と補助燃料量を変更すること
は行わなかった。
のガス化溶融試験を行った。ただし、表５の条件の欄に
示すように、１次羽口、２次羽口および３次羽口から吹
き込む支燃性ガス量と補助燃料量を同一量（合計量は実
施例と同じ）とし、また、サウンジングの高さおよび第
２ゾーンの内張り煉瓦の表面温度とフリーボード空間の
温度は逐次計測したが、そのデータに基づいてそれぞれ
の羽口からの支燃性ガス量と補助燃料量を変更すること
は行わなかった。
【００４４】結果を表５の実績の欄に示す。この結果か
ら明かなように、廃棄物投入速度が同一の条件下では、
原料層頂のレベル（すなわち、サウンジング高さ）の変
動が大きく、１．０〜２．２ｍであった。また、第２ゾ
ーンおよび第３ゾーンの温度変動も大きく、５００〜１
２００℃を示した。
ら明かなように、廃棄物投入速度が同一の条件下では、
原料層頂のレベル（すなわち、サウンジング高さ）の変
動が大きく、１．０〜２．２ｍであった。また、第２ゾ
ーンおよび第３ゾーンの温度変動も大きく、５００〜１
２００℃を示した。
【００４５】これら原料層頂のレベルおよび温度の両者
がともに大きく変動したのは、第１〜第３のそれぞれの
ゾーンに必要な酸素およびこの酸素との反応に伴う熱の
供給がなされなかったためである。温度が極端に低温側
にずれたのは、原料層頂のレベルが２．２ｍと非常に高
くなったことが影響している。逆に、高温側にずれたの
は、原料層頂のレベルが１．０ｍと非常に低くなったた
めである。さらに、第１ゾーンに必要な酸素および燃料
が不足したため、溶融スラグおよび溶融金属の温度は低
温側に変移し、そのバラツキも大きく、排出が不安定で
あった。
がともに大きく変動したのは、第１〜第３のそれぞれの
ゾーンに必要な酸素およびこの酸素との反応に伴う熱の
供給がなされなかったためである。温度が極端に低温側
にずれたのは、原料層頂のレベルが２．２ｍと非常に高
くなったことが影響している。逆に、高温側にずれたの
は、原料層頂のレベルが１．０ｍと非常に低くなったた
めである。さらに、第１ゾーンに必要な酸素および燃料
が不足したため、溶融スラグおよび溶融金属の温度は低
温側に変移し、そのバラツキも大きく、排出が不安定で
あった。
【００４６】また、排ガス中に含有される炭化水素、特
に、配管閉塞の原因とされるＣm Ｈn （ m≧５）のよう
な炭化水素の濃度が高いので、そのままエネルギーガス
として回収できるクリーンなガスは得られなかった。し
かも、Ｃm Ｈn （ m≧５）を除いた排ガスのカロリーは
実施例に比べておよそ２０〜３０％低い値であった。こ
のような状況は試料１から試料３のいずれについても認
められ、また、試料を変更した場合の的確な対応も非常
に困難であった。
に、配管閉塞の原因とされるＣm Ｈn （ m≧５）のよう
な炭化水素の濃度が高いので、そのままエネルギーガス
として回収できるクリーンなガスは得られなかった。し
かも、Ｃm Ｈn （ m≧５）を除いた排ガスのカロリーは
実施例に比べておよそ２０〜３０％低い値であった。こ
のような状況は試料１から試料３のいずれについても認
められ、また、試料を変更した場合の的確な対応も非常
に困難であった。
【００４７】
【表５】 （実施例２） 前記の図２に示した構成を有する堅型炉（ガス化溶融
炉）を用い、廃棄物のガス化溶融試験を行った。なお、
羽口の数量、配置および設置角度を下記のようにした
他、竪型炉の各部の寸法、その他取り付け部品の数量お
よびそれらの配置等は、実施例１におけると同じであ
る。 ３次羽口の設置角度（θ）：θ＝９０゜または３０゜ 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみで、廃
棄物１ｋｇ当たり５７００ｋｃａｌの湿量基準低位発熱
量を有するものである。表６にこの廃棄物の組成を示
す。なお、この廃棄物は、事前に圧縮してサイズを１０
から５０ｍｍとしたＲＤＦに成型して使用した。また、
副原料として使用した石灰石は、１０〜５０ｍｍの塊状
のものであった。
炉）を用い、廃棄物のガス化溶融試験を行った。なお、
羽口の数量、配置および設置角度を下記のようにした
他、竪型炉の各部の寸法、その他取り付け部品の数量お
よびそれらの配置等は、実施例１におけると同じであ
る。 ３次羽口の設置角度（θ）：θ＝９０゜または３０゜ 上記の試験に使用した廃棄物は一般的な都市ごみで、廃
棄物１ｋｇ当たり５７００ｋｃａｌの湿量基準低位発熱
量を有するものである。表６にこの廃棄物の組成を示
す。なお、この廃棄物は、事前に圧縮してサイズを１０
から５０ｍｍとしたＲＤＦに成型して使用した。また、
副原料として使用した石灰石は、１０〜５０ｍｍの塊状
のものであった。
【００４８】
【表６】 主な実験条件を表７に示す。ＲＤＦは１時間当たり６０
ｋｇ投入した。コークス装入量は廃棄物処理量１ｔに対
して１００ｋｇとした。羽口５−１および５−２から吹
き込む支燃性ガスは、酸素ガスをベースに窒素ガスを若
干混合した。
ｋｇ投入した。コークス装入量は廃棄物処理量１ｔに対
して１００ｋｇとした。羽口５−１および５−２から吹
き込む支燃性ガスは、酸素ガスをベースに窒素ガスを若
干混合した。
【００４９】
【表７】 比較例１では、１次羽口から３０Ｎｍ3 ／ｈ、２次羽口
から７．５Ｎｍ3 ／ｈの酸素を吹き込み、３次羽口から
は酸素を吹き込まなかった。
から７．５Ｎｍ3 ／ｈの酸素を吹き込み、３次羽口から
は酸素を吹き込まなかった。
【００５０】実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３においても、１
次、２次の羽口からそれぞれ３０Ｎｍ3 ／ｈ、７．５Ｎ
ｍ3 ／ｈの酸素を吹き込んだ。さらに、実施例Ｎｏ．１
では、ガス化溶融炉の円周方向の接線に対して９０度の
角度で設置した３次羽口から１．０Ｎｍ3 ／ｈの酸素
と、比較例１で生成したエネルギーガスを燃焼させてＣ
Ｏ2 およびＨ2 Ｏを生成させたガス（ＣＯ2 ：Ｈ2 Ｏ：
Ｎ2 ＝５８：２２：２０）をリサイクルガスとして２．
５Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
次、２次の羽口からそれぞれ３０Ｎｍ3 ／ｈ、７．５Ｎ
ｍ3 ／ｈの酸素を吹き込んだ。さらに、実施例Ｎｏ．１
では、ガス化溶融炉の円周方向の接線に対して９０度の
角度で設置した３次羽口から１．０Ｎｍ3 ／ｈの酸素
と、比較例１で生成したエネルギーガスを燃焼させてＣ
Ｏ2 およびＨ2 Ｏを生成させたガス（ＣＯ2 ：Ｈ2 Ｏ：
Ｎ2 ＝５８：２２：２０）をリサイクルガスとして２．
５Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
【００５１】実施例Ｎｏ．２では、３次羽口からの酸素
の吹き込みは行わず、前記の比較例１で生成したエネル
ギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとして
５．０Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
の吹き込みは行わず、前記の比較例１で生成したエネル
ギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとして
５．０Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
【００５２】実施例Ｎｏ．３では、３次羽口の設置角度
をガス化溶融炉円周方向の接線に対して３０度とし、酸
素の吹き込みは行わず、同じく比較例１で生成したエネ
ルギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとし
て５．０Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
をガス化溶融炉円周方向の接線に対して３０度とし、酸
素の吹き込みは行わず、同じく比較例１で生成したエネ
ルギーガスを燃焼させた後のガスをリサイクルガスとし
て５．０Ｎｍ3 ／ｈ吹き込んだ。
【００５３】試験結果を表８に示す。得られたエネルギ
ーガスは、ＣＯ、ＣＯ2 、メタン、エチレン、水素等の
ガスを含み（表では、排出ガス濃度として表示）、その
他に炭素数５以上の常温においては液状の炭化水素が発
生した。液状の炭化水素はガス化溶融炉炉頂では、高温
のためガスであるが、常温では液体として存在する。
ーガスは、ＣＯ、ＣＯ2 、メタン、エチレン、水素等の
ガスを含み（表では、排出ガス濃度として表示）、その
他に炭素数５以上の常温においては液状の炭化水素が発
生した。液状の炭化水素はガス化溶融炉炉頂では、高温
のためガスであるが、常温では液体として存在する。
【００５４】３次羽口から酸素またはリサイクルガスの
吹き込みを行わなかった比較例では、常温で液状の炭素
数５以上の炭化水素が７００ｇ／ｈ回収された。それに
対して、３次羽口からリサイクルガスと酸素を吹き込ん
だ実施例Ｎｏ．１では、常温で液状の炭化水素がＣＯ、
Ｈ2 に改質されたため、その回収量は１７５ｇ／ｈと、
比較例１と比べ減少した。また、常温で液状の炭化水素
の改質反応によって排出ガスに含まれるＣＯおよびＨ2
の量が増加したため、回収されたエネルギーガスの熱量
（表では、排出ガスカロリーと表示）は比較例１に比べ
増加した。
吹き込みを行わなかった比較例では、常温で液状の炭素
数５以上の炭化水素が７００ｇ／ｈ回収された。それに
対して、３次羽口からリサイクルガスと酸素を吹き込ん
だ実施例Ｎｏ．１では、常温で液状の炭化水素がＣＯ、
Ｈ2 に改質されたため、その回収量は１７５ｇ／ｈと、
比較例１と比べ減少した。また、常温で液状の炭化水素
の改質反応によって排出ガスに含まれるＣＯおよびＨ2
の量が増加したため、回収されたエネルギーガスの熱量
（表では、排出ガスカロリーと表示）は比較例１に比べ
増加した。
【００５５】３次羽口からリサイクルガスのみを吹き込
んだ実施例Ｎｏ．２では、常温で液状の炭化水素の量は
実施例Ｎｏ．１の場合と同じであったが、改質反応によ
ってＣＯの量が増加したため、排出ガスカロリーは実施
例Ｎｏ．１に比べ増加した。
んだ実施例Ｎｏ．２では、常温で液状の炭化水素の量は
実施例Ｎｏ．１の場合と同じであったが、改質反応によ
ってＣＯの量が増加したため、排出ガスカロリーは実施
例Ｎｏ．１に比べ増加した。
【００５６】実施例Ｎｏ．３は、ガス化溶融炉円周方向
の接線に対して３０度傾けて設置した３次羽口からリサ
イクルガスのみを吹き込んだ場合であるが、このケース
では、吹き込まれたリサイクルガスと廃棄物のガス化に
よって発生した炭化水素の混合が実施例Ｎｏ．２と比べ
て促進されたため、改質反応が促進され、液状の炭化水
素の発生量が著しく減少するとともに、排出ガスカロリ
ーも増加した。
の接線に対して３０度傾けて設置した３次羽口からリサ
イクルガスのみを吹き込んだ場合であるが、このケース
では、吹き込まれたリサイクルガスと廃棄物のガス化に
よって発生した炭化水素の混合が実施例Ｎｏ．２と比べ
て促進されたため、改質反応が促進され、液状の炭化水
素の発生量が著しく減少するとともに、排出ガスカロリ
ーも増加した。
【００５７】
【表８】
【発明の効果】本発明のガス化溶融炉を用い、本発明の
方法にしたがって廃棄物の焼却を行えば、廃棄物中に含
まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収す
るとともに、廃棄物中に含まれる灰分と金属類をそれぞ
れ溶融スラグと溶融金属として回収することができる。
これによって、現在問題となっている一般廃棄物および
産業廃棄物の埋め立て費用の低減を図り、生成する副生
ガスを発電用燃料等に活用することが可能である。
方法にしたがって廃棄物の焼却を行えば、廃棄物中に含
まれる有機物をガス化してエネルギーガスとして回収す
るとともに、廃棄物中に含まれる灰分と金属類をそれぞ
れ溶融スラグと溶融金属として回収することができる。
これによって、現在問題となっている一般廃棄物および
産業廃棄物の埋め立て費用の低減を図り、生成する副生
ガスを発電用燃料等に活用することが可能である。
【００５８】また、エネルギーガスの一部をリサイクル
ガスとして炉内へ吹き込むことによりエネルギーガスの
回収効率を高めることができる。
ガスとして炉内へ吹き込むことによりエネルギーガスの
回収効率を高めることができる。
【図１】本発明の廃棄物のガス化溶融炉の一例の構成を
示す概略縦断面図である。
示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の廃棄物のガス化溶融炉の他の例の構成
を示す概略縦断面図である。
を示す概略縦断面図である。
【図３】リサイクルガスのガス化溶融炉内への吹き込み
角度の説明図である。
角度の説明図である。
１：ガス化溶融炉本体 ２：耐火れんが ３−１：ガス排出口 ３−２：ガス排出ダクト ４：排ガス ５−１：１次羽口 ５−２：２次羽口 ５−３：３次羽口 ６−１：１次羽口に吹き込む補助燃料 ６−２：２次羽口に吹き込む補助燃料 ６−３：３次羽口に吹き込む補助燃料 ７−１：１次羽口に吹き込む支燃性ガス ７−２：２次羽口に吹き込む支燃性ガス ７−３：３次羽口に吹き込む支燃性ガス ７−４：３次羽口に吹き込むリサイクルガス ７−５：３次羽口に吹き込む燃焼後のリサイクルガス ８：溶融スラグおよび溶融金属の流れ ９：溶融スラグおよび溶融金属の排出口 １０：プッシャー １１−１：廃棄物装入口 １１−２：ホッパー １２：廃棄物 １３：溶融スラグおよび溶融金属 １４：炭化物を主体とする充填層 １５：廃棄物を主体とする充填層 １６：フリーボード １７：サウンジングデバイス（原料層頂レベル計） １８：サウンジングウェイト １９：温度変換器（熱電対の信号を温度に変換する装
置） ２０：第２ゾーンの内張り煉瓦表面に備えられた熱電対 ２１：第３ゾーンのフリーボード空間に備えられた熱電
対 ２８：排ガス燃焼室
置） ２０：第２ゾーンの内張り煉瓦表面に備えられた熱電対 ２１：第３ゾーンのフリーボード空間に備えられた熱電
対 ２８：排ガス燃焼室
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 5/50 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/50 ＺＡＢＮ ＺＡＢＱ (72)発明者 佐藤 弘孝 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−60830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/24 ZAB F23G 5/44 ZAB F23G 5/50 ZAB
Claims (4)
- 【請求項１】廃棄物を燃焼させ、廃棄物中の有機物をガ
ス化してエネルギーガスとして回収するとともに、廃棄
物中の灰分と金属類を溶融物として回収する竪型の廃棄
物のガス化溶融炉であって、上部に前記廃棄物を装入す
る廃棄物装入口と生成するガスを排出するガス排出口を
有し、下部に溶融スラグおよび溶融金属の排出口を有
し、前記廃棄物装入口と溶融スラグおよび溶融金属の排
出口との間に、それぞれ独立して支燃性ガスおよび補助
燃料を吹き込むことができる高さ方向に複数段に分かれ
た羽口を有し、さらに、前記装入された廃棄物のレベル
を計測する手段、中段の羽口近傍の温度を計測する手
段、および炉の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する手
段を有し、前記羽口が、前記廃棄物のレベルを計測する
手段、中段の羽口近傍の温度を計測する手段、および炉
の上方部の雰囲気ガスの温度を計測する手段の測定結果
に基づいてそれぞれ独立して支燃性ガスおよび補助燃料
を吹き込むことができるものであることを特徴とする廃
棄物のガス化溶融炉 - 【請求項２】請求項１に記載の廃棄物のガス化溶融炉を
用いて行う廃棄物のガス化溶融方法であって、廃棄物装
入口から炉内へ装入した廃棄物を、下記の各ゾーンでの
反応により、ＣＯとＨ2 を主成分とするエネルギーガス
と、溶融スラグおよび溶融金属とし、前者を炉上部に設
けられたガス排出口から回収し、後者を炉下部に設けら
れた溶融スラグおよび溶融金属の排出口から回収するこ
とを特徴とする廃棄物のガス化溶融方法。 〔第１ゾーン〕 装入廃棄物のレベル値から定められた量の支燃性ガスと
補助燃料を下段の羽口から吹き込み、第２ゾーンで生成
した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させる
とともに炭化物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融
スラグおよび溶融金属とする。 〔第２ゾーン〕 中段の羽口近傍の温度計測値から定められた量の支燃性
ガスと補助燃料を中段の羽口から吹き込み、第１ゾーン
で発生した還元性ガスを二次燃焼させ、廃棄物装入口か
ら装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化水素ガ
スに熱分解する。 〔第３ゾーン〕 炉の上方部の雰囲気ガスの温度計測値から定められた量
の支燃性ガスと補助燃料を上段の羽口から吹き込み、第
２ゾーンで発生した炭化水素ガスを熱分解してＣＯとＨ
2 を主成分とするエネルギーガスとする。 - 【請求項３】ガス化溶融炉の第３ゾーンに、回収したエ
ネルギーガスの一部をそのままリサイクルガスとして吹
き込むか、またはその吹き込むエネルギーガスの少なく
とも一部を燃焼させて、ＣＯ2 および／またはＨ2 Ｏを
含有させた後のガスをリサイクルガスとして吹き込む
か、または、前記リサイクルガスと酸素の混合ガスを吹
き込むことを特徴とする請求項２に記載の廃棄物のガス
化溶融方法。 - 【請求項４】リサイクルガス、またはリサイクルガスと
酸素の混合ガスの吹き込みを、ガス化溶融炉の円周方向
の接線に対する角度θを０度＜θ＜９０度として設置し
た羽口を用いて行う請求項３に記載の廃棄物のガス化溶
融方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24087697A JP3183226B2 (ja) | 1996-09-20 | 1997-09-05 | 廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24979596 | 1996-09-20 | ||
| JP8-249795 | 1996-09-20 | ||
| JP24087697A JP3183226B2 (ja) | 1996-09-20 | 1997-09-05 | 廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343706A Division JP3558033B2 (ja) | 1996-09-20 | 2000-11-10 | 廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148317A JPH10148317A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3183226B2 true JP3183226B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=26534977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24087697A Expired - Fee Related JP3183226B2 (ja) | 1996-09-20 | 1997-09-05 | 廃棄物のガス化溶融炉およびガス化溶融方法 |
Country Status (1)
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1997
- 1997-09-05 JP JP24087697A patent/JP3183226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10148317A (ja) | 1998-06-02 |
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