JP5255509B2 - Waste melting treatment method and waste melting treatment apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄物を乾燥・熱分解して廃棄物中の水分および揮発分を除去した熱分解残渣のみを溶融する廃棄物溶融処理に関し、特に最適熱分解状況に調整する廃棄物溶融処理方法および廃棄物溶融処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a waste melting process that melts only a thermal decomposition residue obtained by drying and pyrolyzing waste to remove moisture and volatile matter in the waste, and in particular, a waste melting method for adjusting to an optimum thermal decomposition state And a waste melting apparatus.
一般廃棄物、産業廃棄物などの廃棄物をシャフト炉式廃棄物溶融炉内にコークスなどの塊状炭素系可燃物質を石灰石とともに装入し、炉体に設けられている羽口から空気又は酸素富化空気を吹き込んで、廃棄物を乾燥・熱分解、燃焼、溶融処理することが行われている。 Waste such as general waste and industrial waste is charged into a shaft furnace type waste melting furnace with a massive carbon-based combustible material such as coke together with limestone, and air or oxygen-rich from the tuyeres provided in the furnace body Waste is dried, pyrolyzed, burned, and melted by blowing chemical air.
シャフト炉式廃棄物溶融炉による廃棄物溶融処理では、被処理物を溶融するための主燃料として使用されるコークスの処理費用に占める割合が大きいので、処理費用を節約するためにコークスの使用量を低減することが望まれている。また、一方で、地球温暖化防止のために環境に対するCO2負荷を削減することからも、溶融熱源として用いる化石燃料に由来するコークス使用量の削減が望まれている。 In waste melting treatment using a shaft furnace type waste melting furnace, the proportion of coke used as the main fuel for melting the material to be processed is large, and the amount of coke used to save processing costs. It is desired to reduce the above. On the other hand, in order to reduce the CO 2 load on the environment in order to prevent global warming, it is desired to reduce the amount of coke derived from fossil fuel used as a melting heat source.
コークス使用量を低減させるため、例えば、羽口を介して炉頂から排出した可燃性ダストとともに、可燃性ダスト以外の可燃物を吹き込む方法(特許文献1)、下段送風羽口から供給される可燃性ダストの吹き込み量に応じて送風条件を変える方法(特許文献2)、加熱コイルによって炉内に充填されたコークスを羽口から吹き込まれた空気又は酸素富化空気により還元燃焼せしめるとともに、該コークスに交番電流を通電して誘導加熱することにより廃棄物を溶融処理する廃棄物の溶融処理方法(特許文献3)あるいは、木材などのバイオマスを利用する方法(特許文献4)などが提案されている。 In order to reduce the amount of coke used, for example, a method of injecting combustible materials other than combustible dust together with combustible dust discharged from the top of the furnace through the tuyere (Patent Document 1), combustible supplied from the lower blower tuyere (Patent Document 2) in which the blowing conditions are changed in accordance with the blowing amount of the functional dust, coke filled in the furnace by the heating coil is reduced and burned by air blown from the tuyere or oxygen-enriched air, and the coke A waste melting treatment method (Patent Document 3) or a method of using biomass such as wood (Patent Document 4) is proposed in which waste current is melt-treated by energizing an alternating current and induction heating. .
シャフト炉式ガス化溶融炉内の充填層では直接熱交換により固体の昇温が行われており、熱効率はよいが、廃棄物中には生ごみ等の高水分ごみや木等の揮発分が多く径が大きいものが存在する。従来型のシャフト炉式ガス化溶融炉では、これらの廃棄物の一部が十分に乾燥されなかったり、揮発分のガス化が行われることなく炉最下部に下降したりして、コークスと共に燃焼・溶融する。炉下部において水分や揮発分はいずれも雰囲気温度を低下させることになるため、雰囲気温度を高く維持し非燃焼物を完全溶解するためには、結果としてコークス使用量を増やす必要がある。また、コークス代替としてLPG等の外部燃焼を使用する場合、外部燃焼(コークス+ガス)使用量は高いままであった。また、従来のシャフト炉内ではごみの装入時や未乾燥・未熱分解の廃棄物が炉最下部まで下降した時などに、充填層内での揮発分のガス化に伴う蒸気量や排ガス量の変動が発生していた。 In the packed bed in the shaft furnace type gasification melting furnace, the temperature of the solid is raised by direct heat exchange, and the heat efficiency is good, but the waste contains high moisture waste such as garbage and volatile matter such as wood. There are many large diameters. In conventional shaft furnace type gasification and melting furnaces, some of these wastes are not sufficiently dried or fall to the bottom of the furnace without being gasified of volatiles, and burn with coke.・ Melting. Since moisture and volatile matter in the lower part of the furnace both lower the ambient temperature, it is necessary to increase the amount of coke used as a result in order to maintain the ambient temperature high and completely dissolve non-combustibles. Further, when using external combustion such as LPG as a substitute for coke, the amount of external combustion (coke + gas) used remained high. Also, in conventional shaft furnaces, the amount of steam and exhaust gas associated with the gasification of volatile matter in the packed bed, such as when waste is charged or when undried and unpyrolyzed waste falls to the bottom of the furnace. Variations in quantity occurred.
そこで、本出願人は、廃棄物溶融処理において、火格子にて乾燥・熱分解を燃焼・溶融と分離して行うことによってごみ中の水分や揮発分を除去して廃棄物が乾燥や熱分解されない状態で炉下部に下降することを防止する廃棄物溶融処理を提案した。これにより、溶融炉最下部における雰囲気温度の低下を抑制し、灰分の溶融に必要な量以上に使用されているコークス消費量を抑制して熱分解残渣の持つ熱量と少量のコークスの熱量にて完全溶融を達成するとともに、排ガス量および蒸気量を安定させることが可能となる(特許文献5)。 Therefore, in the waste melting treatment, the present applicant removes moisture and volatile matter in the garbage by separating drying and thermal decomposition from combustion and melting in a grate, and drying and thermal decomposition of the waste. A waste melting process was proposed to prevent it from descending to the lower part of the furnace when it is not. This suppresses the decrease in the ambient temperature at the bottom of the melting furnace, suppresses the consumption of coke that is used in excess of the amount necessary for melting ash, and reduces the amount of heat that the pyrolysis residue has and the amount of heat of a small amount of coke. It is possible to achieve complete melting and stabilize the amount of exhaust gas and the amount of steam (Patent Document 5).
図3により前記特許文献5に記載の廃棄物溶融処理技術を説明する。
The waste melting technique described in
図3において、廃棄物溶融処理装置は、装入された廃棄物を乾燥する乾燥用シャフト部1、乾燥された廃棄物を熱分解して熱分解残渣を生成する火格子部2、熱分解残渣を燃焼・溶融する熱分解残渣溶融部3からなる。乾燥用シャフト部1が火格子部2の入側の上方に配置され、熱分解残渣溶融部3が火格子部2の出側の下方に配置されてクランク形状に連通して一体に接続されている。
In FIG. 3, the waste melting apparatus includes a drying shaft portion 1 that dries the charged waste, a
熱分解残渣溶融部3は下方の炉床部4、この炉床部4の上に連なる朝顔部5、この朝顔部5の上のシャフト部を備える。炉床部4には酸素源として空気と酸素を吹き込む下段羽口8を備えるとともに、朝顔部5からシャフト部の下端部にかけて空気を吹き込む上段羽口7が配置されている。熱分解残渣溶融部3には、シャフト炉式廃棄物溶融炉の炉底部と同じくコークスベットが形成される。コークス、石灰石などの副資材はシャフト6の頂部の副資材装入口15から投入する。
The pyrolysis residue melting
乾燥用シャフト部1の頂部には、排ガス出口9と廃棄物装入口10が設けられ、廃棄物装入口10は、装入の際にガスが吹き出すのを防ぐシール用蓋11が設けられている。乾燥用シャフト部1の下部には廃棄物供給装置12が設けられている。
An exhaust gas outlet 9 and a
火格子部2は、乾燥用シャフト部1から装入された廃棄物を熱分解させながらシャフト部6へ移動させる火格子13を備えている。16は起動用のバーナ、17は乾燥用シャフト部に燃焼空気を吹き込むための羽口である。
The
前記構成において、乾燥用シャフト部1の頂部の廃棄物装入口10から装入された廃棄物は、火格子部2および炉床部3から発生したガスが乾燥用シャフト部1に充填された廃棄物中を通過して熱交換を行うことで効率的な乾燥・熱分解が行われる。乾燥・熱分解により生成された熱分解残渣は、熱分解残渣溶融部3内へ落下してコークスベットの熱源により燃焼、溶融され、炉床部3の出湯口14から排出される。排ガスは、乾燥用シャフト部1の廃棄物中を通過して排ガス出口9から排気される。
In the above-described configuration, the waste charged from the
図3に示す廃棄物溶融処理装置では、火格子部での乾燥・熱分解が不十分である場合には熱分解残渣溶融部内における水分乾燥熱量の補填が必要となり、また、完全燃焼させてしまった場合には灰を溶融するための熱量の補填が必要となる。したがって、廃棄物の乾燥・熱分解が適正に行われないと、熱量補填のために熱分解残渣溶融部で使用するコークスの使用量が増加したり、CO2排出量が増えたりしていた。 In the waste melting treatment apparatus shown in FIG. 3, if drying and pyrolysis in the grate portion are insufficient, it is necessary to compensate for the moisture drying heat amount in the pyrolysis residue melting portion, and complete combustion is caused. In such a case, it is necessary to supplement the amount of heat to melt the ash. Accordingly, if the waste is not properly dried and pyrolyzed, the amount of coke used in the pyrolysis residue melting part for supplementing the amount of heat increases, and the amount of CO 2 emission increases.
そこで、本発明は、廃棄物の乾燥・熱分解を火格子部にて行い、生成された熱分解残渣を溶融炉の供給し、炉上部から供給された塊状炭素系可燃物質とともに溶融処理する廃棄物溶融処理において、乾燥・熱分解する火格子部での炉内ガス成分濃度を測定し、その測定結果により廃棄物の乾燥・熱分解状況を把握して、火格子速度、送風空気量、送風空気温度、廃棄物供給量を変化させ、廃棄物の廃棄物乾燥・熱分解状況が最適となるようにする廃棄物溶融処理方法および廃棄物溶融処理装置を提供するものである。 Therefore, the present invention is a waste that performs drying and pyrolysis of the waste in the grate portion, supplies the generated pyrolysis residue to the melting furnace, and melts it together with the massive carbon combustible material supplied from the upper part of the furnace. In the melting process, the gas component concentration in the furnace is measured at the grate where it is dried and pyrolyzed, and the measurement results are used to determine the drying and pyrolysis status of the waste. The present invention provides a waste melting treatment method and a waste melting treatment apparatus that change the air temperature and the amount of waste supply so that the waste drying / thermal decomposition state of the waste is optimized.
請求項1の発明は、炉上部から廃棄物および塊状炭素系可燃物質を供給し、炉下部の羽口から酸素源を供給して廃棄物を溶融し、炉床部の出湯口から溶融物を出湯する廃棄物溶融炉による廃棄物溶融処理方法において、廃棄物を乾燥する乾燥用シャフト部と乾燥用シャフト部で乾燥した廃棄物を熱分解して熱分解残渣を生成する火格子部とを溶融炉の上部に連結し、乾燥用シャフト部内に炉頂から装入して形成された廃棄物充填層に火格子部および溶融炉で発生したガスを通過させることによって乾燥・熱分解させて熱分解残渣を生成し、廃棄物充填層を通過したガスは乾燥用シャフト部の頂部から排出し、生成した熱分解残渣を溶融炉に供給してコークスベッドを熱源として燃焼・溶融し、火格子部における炉内ガス成分濃度を分析することによって火格子部における廃棄物の乾燥・熱分解状況を把握し、把握した乾燥・熱分解状況を元に最適な廃棄物乾燥・熱分解状況となるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度、廃棄物供給量のいずれか又は2種以上を変化させることを特徴とする廃棄物溶融処理方法である。 In the first aspect of the invention, waste and a massive carbon-based combustible material are supplied from the upper part of the furnace, an oxygen source is supplied from the tuyeres at the lower part of the furnace, the waste is melted, and the molten material is supplied from the outlet of the hearth part. In a waste melting treatment method using a waste melting furnace for discharging hot water, a drying shaft portion for drying waste and a grate portion for generating thermal decomposition residue by pyrolyzing the waste dried by the drying shaft portion are melted. It is connected to the upper part of the furnace, and it is dried and pyrolyzed by passing the gas generated in the grate part and melting furnace through the waste packed bed formed by charging from the top of the furnace into the drying shaft part and pyrolyzing Residue is generated and the gas that has passed through the waste packed bed is discharged from the top of the drying shaft, and the generated pyrolysis residue is supplied to the melting furnace and burned and melted using the coke bed as the heat source. Analyze the concentration of gas components in the furnace Ascertain the drying / pyrolysis status of waste in the grate, and the grate speed, blown air volume, blown air so as to obtain the optimal waste drying / pyrolysis status based on the grasped drying / pyrolysis status A waste melting treatment method characterized by changing any one or two or more of temperature and waste supply amount.
請求項2の発明は、前記炉内ガス成分濃度がCO濃度、O2濃度、H2濃度およびCH4濃度のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の廃棄物処理方法である。
The invention according to
請求項3の発明は、前記最適な乾燥・熱分解状況となるCO濃度が4〜25体積%であることを特徴とする請求項1又は2記載の廃棄物処理方法である。 A third aspect of the present invention is the waste treatment method according to the first or second aspect, wherein the CO concentration at which the optimum drying / pyrolysis state is achieved is 4 to 25% by volume.
請求項4の発明は、前記最適な乾燥・熱分解状況となるO2濃度が3体積%以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の廃物物処理方法である。 A fourth aspect of the present invention is the waste disposal method according to the first, second, or third aspect, wherein the O 2 concentration at which the optimum drying / pyrolysis state is achieved is 3% by volume or less.
請求項5の発明は、炉上部から廃棄物および塊状炭素系可燃物質を供給し、炉下部の羽口から酸素源を供給して廃棄物を溶融し、炉床部の出湯口から溶融物を出湯する溶融炉の上部に、廃棄物を乾燥する乾燥用シャフト部と該乾燥用シャフト部で乾燥・熱分解した廃棄物をさらに熱分解して熱分解残渣を生成する火格子部が連結され、乾燥用シャフト部内に炉頂から装入して形成された廃棄物充填層を通過したガスを排出する排ガス出口が乾燥用シャフト部の頂部に設けられ、さらに、前記火格子部における炉内ガス成分濃度を分析することによって前記火格子部における廃棄物の乾燥・熱分解状況を把握する手段と、前記把握する手段により把握した乾燥・熱分解状況を元に最適な廃棄物乾燥・熱分解状況となるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度、廃棄物供給量のいずれか又は2種以上を変化させる手段が設けられていることを特徴とする廃棄物溶融処理装置である。
The invention of
請求項6の発明は、上記ガス分析手段がレーザ分析計であることを特徴とする請求項5記載の廃棄物処理装置である。 A sixth aspect of the present invention is the waste treatment apparatus according to the fifth aspect, wherein the gas analyzing means is a laser analyzer.
本発明は、火格子部炉内ガス成分濃度を測定することにより乾燥・熱分解の状態を正確に把握できるので、適正に廃棄物を乾燥・熱分解することが可能となり、乾燥・熱分解を最適化することによって廃棄物の持つエネルギーを有効利用することができ、結果として溶融炉で使用するコークスなどの外部燃料の使用量およびCO2排出量を極小化することが可能となる。 Since the present invention can accurately grasp the state of drying and pyrolysis by measuring the gas component concentration in the grate furnace, it becomes possible to properly dry and pyrolyze waste, and to perform drying and pyrolysis. By optimizing, it is possible to effectively use the energy of the waste, and as a result, it is possible to minimize the amount of external fuel used such as coke used in the melting furnace and the amount of CO 2 emission.
本発明において、CO濃度、O2濃度、H2濃度およびCH4濃度を測定し、CO濃度を4〜25体積%、O2濃度を3体積%以下の範囲で管理することによって、火格子部で生成される熱分解残渣中の可燃分を20〜65質量%程度にすることが可能となる。廃棄物熱分解残渣中可燃分割合が20〜65質量%程度であれば火格子部の後段に設置されている溶融炉において熱分解残渣中可燃分とコークス等の外部燃料使用量を極小化することが可能となる。 In the present invention, the grate portion is measured by measuring the CO concentration, O 2 concentration, H 2 concentration and CH 4 concentration, and managing the CO concentration in the range of 4 to 25% by volume and the O 2 concentration in the range of 3% by volume or less. It becomes possible to make the combustible part in the thermal decomposition residue produced | generated by 20 to about 20-65 mass%. If the combustible fraction in the waste pyrolysis residue is about 20 to 65% by mass, the combustible component in the pyrolysis residue and the use of external fuel such as coke are minimized in the melting furnace installed after the grate. It becomes possible.
廃棄物中可燃分が高すぎると、廃棄物の乾燥までしか行えないことを意味し、火格子部に連結されている溶融炉において、揮発分を揮発するための熱量補填が必要となり、コークス等の外部燃料使用量を極小化することが困難である。一方で、熱分解残渣中可燃分が低すぎると、熱分解残渣が灰化されていることを意味し、溶融炉において熱分解残渣中可燃分を有効利用することによってコークス等の外部燃料使用量を極小化することが難しくなる。このように、溶融炉において、火格子部で生成される熱分解残渣中の可燃分を適正な範囲に制御することが非常に重要である。 If the combustible content in the waste is too high, it means that it can only be done until the waste is dried. In the melting furnace connected to the grate part, it is necessary to supplement the amount of heat to volatilize the volatile matter, such as coke. It is difficult to minimize the amount of external fuel used. On the other hand, if the combustible content in the pyrolysis residue is too low, it means that the pyrolysis residue is incinerated, and by using the combustible content in the pyrolysis residue effectively in the melting furnace, the amount of external fuel used such as coke Is difficult to minimize. As described above, in the melting furnace, it is very important to control the combustible content in the pyrolysis residue generated in the grate portion within an appropriate range.
さらに、乾燥・熱分解を火格子構造にて行うことで、炉内ガス成分濃度から推測される廃棄物の乾燥・熱分解状況を自在に変化させることが可能となる。たとえば、炉内ガス成分濃度から廃棄物の乾燥・熱分解が不十分と推測される場合は、火格子における滞留時間を長くすることで乾燥・熱分解を促進したあとに溶融炉へ熱分解残渣を供給することが可能となる。 Furthermore, by performing drying / pyrolysis with a grate structure, it becomes possible to freely change the drying / pyrolysis state of waste estimated from the concentration of gas components in the furnace. For example, if it is surmised that the drying / pyrolysis of waste is insufficient from the concentration of gas components in the furnace, the pyrolysis residue is transferred to the melting furnace after accelerating the drying / pyrolysis by increasing the residence time in the grate. Can be supplied.
また、レーザ式分析計にて炉内ガス成分濃度を管理することで、ガス分析時間のタイムラグを生じさせることなく、火格子部の廃棄物乾燥・熱分解制御を行うことが可能となり、溶融炉におけるコークス等の外部燃料使用量を少なくすることが可能となる。 In addition, by controlling the gas component concentration in the furnace with a laser analyzer, it becomes possible to control the drying and pyrolysis of the grate waste without causing a time lag in the gas analysis time. It is possible to reduce the amount of external fuel used such as coke.
図1において、廃棄物溶融処理装置は、装入された廃棄物を乾燥する乾燥用シャフト部1、乾燥された廃棄物を熱分解して熱分解残渣を生成する火格子部2、熱分解残渣を燃焼・溶融する熱分解残渣溶融部3からなる。乾燥用シャフト部1が水平の火格子部2の入側の上方に配置され、熱分解残渣溶融部3が火格子部2の出側の下方に配置されてクランク形状に連通して一体に接続されている。乾燥用シャフト部1には、必要に応じて燃焼用空気を吹き込む乾燥用シャフト部羽口17が設けられている。
In FIG. 1, a waste melting treatment apparatus includes a drying shaft portion 1 for drying charged waste, a
溶融炉6は下方の炉床部4、この炉床部4の上に連なる朝顔部5、この朝顔部5の上のシャフト部を備える。シャフト部を設けない場合もある。炉床部4には酸素源として空気と酸素を吹き込む下段羽口8を備えるとともに、朝顔部5には空気を吹き込む上段羽口7が配置されている。溶融炉6の上部には、起動用のバーナ16が設けられている。熱分解残渣溶融部3には、シャフト炉式廃棄物溶融炉の炉底部と同じくコークスベットが形成される。コークス、石灰石などの副資材はシャフト6の頂部の副資材装入口15から投入する。
The
火格子部2は、乾燥用シャフト部1から装入された廃棄物を熱分解させながら溶融炉6へ移動させる火格子13を備えている。火格子部2は、周知のストーカ炉と同じく、前後に摺動運動する傾斜した火格子が階段状に配置されている。
The
火格子部2には、炉内ガス成分濃度を分析するガス分析手段が設けられている。ガス分析手段には、ガスを連続分析するレーザ分析計18が適している。レーザ分析計の連続分析により分析時間差がなく精度の高い燃焼制御が可能となる。
The
前記構成において、乾燥用シャフト部1の頂部の廃棄物装入口10から装入された廃棄物は、火格子部2および熱分解残渣溶融部3から発生したガスが乾燥用シャフト部1に充填された廃棄物中を通過して熱交換を行うことで効率的な乾燥が行われる。乾燥・熱分解により生成された熱分解残渣は火格子部2からシャフト部6内へ落下して充填され、コークスベットの熱源により燃焼・溶融され、炉床部3の出湯口14から出湯される。排ガスは、乾燥用シャフト部1の排ガス出口9から排気され、その後熱回収される。
In the above configuration, the waste charged from the
火格子部2の廃棄物は、バーナ16で着火後は可燃物の自燃または炉床部にて発生するガスの輻射により乾燥・熱分解を行い、水分を30%以下または揮発分を30%以下にまで乾燥させる。乾燥用シャフト部1と熱分解残渣溶融部3の間に火格子部2を設けて水分30%以下または揮発分を30%以下にすることにより、残りの水分および揮発分は熱分解残渣溶融部3の充填層における直接熱交換によってガス化することが可能となる。結果として、熱分解残渣溶融部3において雰囲気温度を低下させることがなく、かつ、吹き抜け現象も抑制することができるので、コークス使用量を減らすことが可能となる。従来のシャフト炉式廃棄物溶融炉で発生した吹き抜け現象は、廃棄物の乾燥・熱分解が効率的に行われない結果発生しているが、乾燥・熱分解を乾燥用シャフト部1および火格子部2にて分離して行うことで、排ガス量の安定化を図ることができ、吹き抜けを防止することができる。
The waste in the
さらには火格子部2の乾燥・熱分解によって揮発分が低減できるので、充填層内における揮発分のガス化に伴う排ガスおよび蒸気量の変動を抑制することが可能となる。なお、水分30%を超えまたは揮発分が30%を超えた場合、炉下部における雰囲気温度が従来のシャフト炉式溶融炉と同様に低下してしまうため、雰囲気温度維持のためにコークスを使用しなければならず、コークス使用量を低減することができなくなる。
Furthermore, since the volatile matter can be reduced by drying and thermal decomposition of the
火格子部2の出側の位置が熱分解残渣溶融部3の熱分解残渣の充填層上面より0.5m以下であると、送風空気と熱分解残渣とが混合し異常燃焼を起こしたり、熱分解残渣の飛散量が増加したりする可能性がある。また、熱分解残渣を投入する出側と羽口との距離が10m以上離れていると、投入した熱分解残渣が飛散してしまい排ガス量の変動が大きくなる。
When the position of the exit side of the
本発明では、火格子部2における廃棄物の乾燥・熱分解の際に生じるCO濃度、H2濃度、CH4濃度および未反応のO2濃度をレーザ分析計18により連続分析することによって、乾燥・熱分解状況を把握し、その結果により操業条件を調整して、最適の乾燥・熱分解状況にする。
In the present invention, by continuously analyzing the CO concentration, H 2 concentration, CH 4 concentration and unreacted O 2 concentration generated during drying / pyrolysis of the waste in the
図2において、ごみ中の可燃分の割合が高すぎると乾燥までしか行えていないことを意味し、揮発分の揮発のための熱量補填が必要となる。一方で、ごみ中の可燃分の割合が低すぎると、灰化していることを意味し、灰を溶融するための熱量補填が必要となる。 In FIG. 2, if the ratio of combustible matter in the waste is too high, it means that only the drying can be performed, and it is necessary to supplement the amount of heat for volatilizing the volatile matter. On the other hand, if the proportion of combustible matter in the waste is too low, it means that it is ashed, and it is necessary to compensate for the amount of heat for melting the ash.
例えば、O2濃度を3体積%以下、CO濃度を4〜25体積%の範囲に管理することによりごみ中可燃分を20〜65質量%程度にすることができ、ごみを炭化することが可能となる。図2から明らかなとおりCO濃度が4体積%以下だと乾燥・熱分解されていないか、完全に燃焼してしまっているかのいずれかである。CO濃度が4〜25体積%の範囲を外れた場合、安定的な溶融を確保するために、コークスなどの使用量を変化させて熱量補填を行う必要がある。 For example, by controlling the O 2 concentration to 3% by volume or less and the CO concentration to 4 to 25% by volume, the combustible content in the waste can be reduced to about 20 to 65% by mass, and the waste can be carbonized. It becomes. As is clear from FIG. 2, when the CO concentration is 4% by volume or less, it is either not dried or thermally decomposed or completely burned. When the CO concentration is out of the range of 4 to 25% by volume, it is necessary to compensate for the amount of heat by changing the amount of coke used in order to ensure stable melting.
図2において、O2濃度が高すぎることは、ごみが燃焼していないことを意味し、これは、(1)灰化してしまっており、もえるものがなくなっている、(2)乾燥も十分に行えておらず、着火していない、のいずれかの状態を意味している。O2濃度を3体積%以下にすることによりごみ中可燃分を20〜65質量%程度にすることができ、ごみを適正に乾燥・熱分解することが可能となる。さらにO2濃度は3体積%以下にすることでCOガスとO2との滞留混合による爆轟を抑制することも可能となる。O2濃度は1体積%以下がのぞましく、1体積%以下であればごみ中揮発分もほぼ揮発されており、最適な熱分解状態になっていることが推測される。 In FIG. 2, when the O 2 concentration is too high, it means that the garbage is not combusted, which means that (1) it has been ashed and there is no food available. It means one of the states of not performing enough and not igniting. By setting the O 2 concentration to 3% by volume or less, the combustible content in the waste can be reduced to about 20 to 65% by weight, and the waste can be appropriately dried and thermally decomposed. Furthermore, detonation due to staying mixing of CO gas and O 2 can be suppressed by setting the O 2 concentration to 3% by volume or less. The O 2 concentration is preferably 1% by volume or less, and if it is 1% by volume or less, the volatile components in the waste are almost volatilized, and it is estimated that the state is in an optimum thermal decomposition state.
また、ごみ質によって幅はあるものの、ごみの熱分解時に発生するH2濃度およびCH4濃度を測定し、最適な熱分解状態つまり濃度が高くなるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度およびごみ供給速度などの操業条件を調整する。 Although there is a range depending on the waste quality, the H 2 concentration and CH 4 concentration generated during the thermal decomposition of the waste are measured, and the grate speed, the blown air amount, the blown air are set so that the optimum pyrolysis state, that is, the concentration becomes high Adjust operating conditions such as temperature and waste supply rate.
最適の乾燥・熱分解状況にするために、CO濃度、H2濃度、CH4濃度およびO2濃度を連続分析し、特にCO濃度およびO2濃度の値が前記の範囲になるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度およびごみ供給速度などの操業条件を調整する。 In order to obtain an optimal drying / pyrolysis situation, the CO concentration, H 2 concentration, CH 4 concentration and O 2 concentration are continuously analyzed, and in particular, the grate so that the values of the CO concentration and the O 2 concentration are within the above-mentioned ranges. Adjust operating conditions such as speed, air volume, air temperature, and waste supply speed.
1:乾燥用シャフト部 2:火格子部
3:熱分解残渣溶融部 4:炉床部
5:朝顔部 6:溶融炉
7:下段羽口 8:上段羽口
9:排ガス出口 10:廃棄物装入口
11:シール用蓋 12:廃棄物供給装置
13:火格子 14:出湯口
15:副資材装入口 16:バーナ
17:乾燥用シャフト部羽口 18:レーザ分析計
1: Drying shaft part 2: Grate part 3: Pyrolysis residue melting part 4: Hearth part 5: Morning glory part 6: Melting furnace 7: Lower tuyere 8: Upper tuyere 9: Exhaust outlet 10: Waste equipment Inlet 11: Sealing lid 12: Waste supply device 13: Grate 14: Outlet 15: Secondary material inlet 16: Burner 17: Drying shaft part tuyere 18: Laser analyzer
Claims (6)
廃棄物を乾燥する乾燥用シャフト部と乾燥用シャフト部で乾燥した廃棄物を熱分解して熱分解残渣を生成する火格子部とを溶融炉の上部に連結し、乾燥用シャフト部内に炉頂から装入して形成された廃棄物充填層に火格子部および溶融炉で発生したガスを通過させることによって乾燥・熱分解させて熱分解残渣を生成し、廃棄物充填層を通過したガスは乾燥用シャフト部の頂部から排出し、生成した熱分解残渣を溶融炉に供給してコークスベッドを熱源として燃焼・溶融し、火格子部における炉内ガス成分濃度を分析することによって火格子部における廃棄物の乾燥・熱分解状況を把握し、把握した乾燥・熱分解状況を元に最適な廃棄物乾燥・熱分解状況となるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度、廃棄物供給量のいずれか又は2種以上を変化させることを特徴とする廃棄物溶融処理方法。 By a waste melting furnace that supplies waste and massive carbon-based combustible material from the top of the furnace, melts the waste by supplying an oxygen source from the tuyeres at the bottom of the furnace, and discharges the melt from the outlet of the hearth In the waste melting treatment method,
A drying shaft section for drying waste and a grate section for thermally decomposing the waste dried by the drying shaft section to generate pyrolysis residue are connected to the upper part of the melting furnace, and the top of the furnace is placed in the drying shaft section. By passing the gas generated in the grate and melting furnace through the waste packed bed formed by charging from the furnace, it is dried and pyrolyzed to produce a pyrolysis residue, and the gas that has passed through the waste packed bed is It discharges from the top of the shaft for drying, supplies the generated pyrolysis residue to the melting furnace, burns and melts it using the coke bed as a heat source, and analyzes the concentration of gas components in the furnace in the grate section. Grasp the waste drying / pyrolysis situation, and based on the grasped drying / pyrolysis situation, grate speed, blown air volume, blown air temperature, waste supply so as to achieve the optimum waste drying / pyrolysis situation Any one or two Waste melt processing method characterized by changing the least.
乾燥用シャフト部内に炉頂から装入して形成された廃棄物充填層を通過したガスを排出する排ガス出口が乾燥用シャフト部の頂部に設けられ、
さらに、前記火格子部における炉内ガス成分濃度を分析することによって前記火格子部における廃棄物の乾燥・熱分解状況を把握する手段と、前記把握する手段により把握した乾燥・熱分解状況を元に最適な廃棄物乾燥・熱分解状況となるように火格子速度、送風空気量、送風空気温度、廃棄物供給量のいずれか又は2種以上を変化させる手段が設けられていることを特徴とする廃棄物溶融処理装置。 Supply waste and massive carbon-based combustible material from the top of the furnace, supply oxygen source from the tuyeres at the bottom of the furnace, melt the waste, and discharge the melt from the outlet of the hearth to the top of the melting furnace The drying shaft portion for drying the waste and the grate portion for further thermally decomposing the waste dried and pyrolyzed in the drying shaft portion to generate a pyrolysis residue are connected,
An exhaust gas outlet for discharging the gas that has passed through the waste packing layer formed by charging from the furnace top into the drying shaft portion is provided at the top of the drying shaft portion,
Further, by analyzing the concentration of gas components in the furnace in the grate part, the means for grasping the drying / pyrolysis state of waste in the grate part, and the drying / pyrolysis state grasped by the means for grasping It is characterized in that means for changing one or more of the grate speed, the amount of air blown, the temperature of air blown, the amount of waste supply is provided so as to achieve the optimum waste drying / pyrolysis situation Waste melting treatment equipment.
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