JPH11337037A

JPH11337037A - 廃棄物処理方法

Info

Publication number: JPH11337037A
Application number: JP14915798A
Authority: JP
Inventors: Taro Kusakabe; 太郎日下部; Takashi Matsui; 貴松井; Fumihiro Miyoshi; 史洋三好; Masayasu Fukui; 雅康福井; Noboru Yasukawa; 登安川
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】熱補償のための余分な燃料を使用せず、ま
た、廃棄物処理量の減少を伴うことなく、廃棄物を安定
して燃焼し、灰分を溶融することが可能な廃棄物処理方
法の提供。【解決手段】廃棄物を圧縮成型する工程と、得られた
圧縮成型物を加熱し、乾燥、熱分解、炭化する工程と、
得られた炭化生成物を燃焼し、灰分を溶融する工程を有
する廃棄物処理方法であって、前記した圧縮成型の対象
とする廃棄物を、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配
合物とし、前記した乾燥、熱分解、炭化する工程におけ
る前記圧縮成型物の温度が所定の範囲内となるように、
前記した水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制
御する廃棄物処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を圧縮成型
し、圧縮成型物を乾燥、熱分解、炭化し、得られた炭化
生成物を燃焼し、灰分を溶融する廃棄物処理方法に関
し、特に、水分量の異なる複数種類の廃棄物を安定的に
処理することが可能な廃棄物処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、廃棄物最終処分場の不足などが顕
在化しており、産業廃棄物あるいは一般廃棄物の多く
は、発生したままの姿で、あるいは何らかの事前処理の
上、焼却処分され減容化された後に埋立などの最終処分
が行われる場合が多い。上記した焼却処分の方法として
は様々な方法が挙げられるが、近年、焼却場における発
生ガス中のダイオキシンなど有害物質の管理が問題とな
っており、高温雰囲気で有害物を分解することが可能な
処理方法が求められている。

【０００３】このような高温処理が可能な廃棄物処理方
法として、特開平６−26626 号公報、特開平６−79252
号公報、特開平７−323270号公報に開示された廃棄物処
理プロセスが挙げられる。これらは、廃棄物を圧縮成型
後、乾燥、熱分解、炭化し、生成した炭化物を溶融、ガ
ス化して燃料ガスを得る廃棄物処理プロセスである。

【０００４】図５に、上記した従来技術の廃棄物処理設
備を側面図によって示す。図５において、１は廃棄物を
回分的（：バッチ的）に加圧、圧縮成型する圧縮装置、
２は圧縮用シリンダ、３は圧縮支持盤、４は圧縮装置１
で得られた廃棄物（以下圧縮成型物とも記す）を乾燥、
熱分解、炭化するためのトンネル式加熱炉、4aは圧縮成
型物の乾燥領域、4bは圧縮成型物の熱分解、炭化領域、
４_Eはトンネル式加熱炉４の入口（以下トンネル式加熱
炉入口とも記す）、４_Oはトンネル式加熱炉４の出
口（：高温反応器５内への炭化生成物の装入口）（以下
トンネル式加熱炉出口とも記す）、５はトンネル式加熱
炉４で炭化した圧縮成型物（以下炭化生成物とも記す）
を燃焼し、灰分を溶融する高温反応器、６は炭化生成物
の燃焼・溶融帯（以下燃焼・溶融帯とも記す）、10a 、
10i は圧縮成型物、11_i、11_nは炭化した圧縮成型
物（：炭化生成物）、12は炭化生成物と燃焼残渣の混合
物、13は酸素含有ガスの吹き込み口、14は溶融物、14H
は溶融物排出口、20は廃棄物投入口、21は廃棄物投入口
の蓋、50は高温反応器５から排出される排ガス（以下発
生ガスとも記す）の急冷装置、51はガス精製装置、52は
高温反応器５のガス排出口、53は精製ガス、ｆ₁は圧縮
成型物10a 、10i の移動方向、ｆ₂は炭化生成物11_{i 、}
11_nの移動方向、ｆ₃はトンネル式加熱炉４内で生成し
た熱分解ガスの流れ方向、ｆ₄は高温反応器５内への酸
素含有ガスの吹き込み方向、ｆ₅は圧縮用シリンダ２の
移動方向、ｆ₆は圧縮支持盤３の移動方向、ｆ₇は廃棄
物投入口20の蓋21の回転方向を示す。

【０００５】図５に示す廃棄物処理設備においては、先
ず、廃棄物投入口20から圧縮装置１内に所定量供給した
廃棄物を、回分的（：バッチ的）に圧縮装置１を用いて
圧縮して緊密な圧縮成型物10a とする。次に、この圧縮
成型物10a を、外部から加熱された細長いトンネル式加
熱炉４内へ押し込む。

【０００６】この際、廃棄物中に含まれていた水分は、
上記した圧縮工程で絞り出され、廃棄物と共にトンネル
式加熱炉４内に移動する。圧縮成型物10a の断面形状
は、トンネル式加熱炉入口４_Eの内壁断面と同形、同一
寸法であり、圧縮成型物10a を押し込むと圧縮成型物10
a はトンネル式加熱炉４の内壁と接触状態を保ったまま
押し込まれるため、トンネル式加熱炉入口で加熱炉内雰
囲気をシールすることができる。

【０００７】圧縮成型物10i は、順次新しい圧縮成型物
が押し込まれる毎に、トンネル式加熱炉４内を滑りなが
ら移動する。トンネル式加熱炉４は前記したように外部
から加熱されており、内壁部は 500℃程度まで昇温さ
れ、圧縮成型物10i の移動、昇温過程において、圧縮成
型物10i は乾燥、熱分解、炭化する。

【０００８】炭化生成物11n および熱分解により発生し
たガス成分は、1000℃以上に維持された高温反応器５内
へ装入および吹き込まれる。その後、鉱物分、金属分を
含む炭化生成物中の可燃物は、酸素含有ガスによって燃
焼、熱分解してガス化する。この場合、酸素含有ガス中
の酸素量を調整することで、高温反応器５から排出され
る発生ガスは一酸化炭素と水素を含む燃料用ガス（以下
発生ガスとも記す）として回収できる。

【０００９】また、燃焼、熱分解によってガス化しない
残渣部分（：不燃分）は、高温反応器５内で溶融し、溶
融金属および溶融スラグで構成される溶融物14となって
高温反応器５下部の溶融物排出口14H から回収される。
一方、図４に示すように、廃棄物には、廃プラスチッ
ク、事務所などから出る書類ゴミ、自動車、家電製品な
どを破砕処理した時に発生する破砕屑（：シュレッダー
ダスト）、一般家庭、商店から出る生ごみなどの都市ご
み、下水汚泥などの有機汚泥、無機汚泥、フライアッシ
ュ、各種製造業の中間工程から出るスラグなどの産業廃
棄物など種々のものがあり、各々発熱量が異なる。

【００１０】このため、前記した従来技術の廃棄物処理
プロセスを用いて、これらの種々の廃棄物を処理する場
合、下記の問題点があった。〔乾燥、熱分解、炭化工程
における熱分解、炭化の進行の遅れに伴う問題点：〕汚
泥など水分が多く発熱量が低い廃棄物を処理する場合、
乾燥、熱分解、炭化工程における外部からの熱の供給の
みでは、熱分解、炭化が十分に進行せず、高温反応器内
へ押し出された後に熱分解、炭化が進行することになる
ため、高温反応器内の温度が低下する。

【００１１】高温反応器内の雰囲気温度は1000℃以上に
保持できないと、熱分解で発生するガス中の有機物分が
十分に分解せず、発生ガスの冷却、精製工程での配管の
閉塞などの原因となる。このような場合には、図３に示
すように、例えば高温反応器５の炉下部に設けた可燃性
ガスと酸素含有ガスの吹き込み口15から高温反応器５内
へＬＰＧ、ＬＮＧ、プロパンガスなどの燃料ガスを別途
供給する必要がある。

【００１２】また、トンネル式加熱炉内での熱分解、炭
化の程度が不足していると、高温反応器へ押し出された
後で熱分解、炭化が進行し、高温反応器の炉下部での熱
分解によるガス発生量が増加する。この結果、高温反応
器の炉下部におけるガス空塔速度が上昇し、炉下部での
固形物の燃焼により発生する灰分が流動化して発生ガス
に同伴され、高温反応器の系外へ排出されるダスト量が
増加する。

【００１３】〔種々の廃棄物を処理する際の問題点：〕
廃棄物は、各々、その発生量が異なり、また発生するタ
イミングも異なる。この結果、前記した廃棄物処理プロ
セスで種々の廃棄物を順次処理すると、入荷する廃棄物
の種類によって高温反応器内の雰囲気温度が変動し、そ
れに応じて燃料ガスの供給量、廃棄物の処理量の変更を
行う必要があり、熱効率の低下による燃料ガス使用量の
増加、廃棄物処理量の減少という問題を回避できない。

【００１４】

【課題が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題を解決し、熱補償のための余分な燃料を使
用せず、また、廃棄物処理量の減少を伴うことなく、廃
棄物を安定して燃焼し、灰分を溶融することが可能な廃
棄物処理方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した廃
棄物処理プロセスの問題点を解決するために鋭意検討を
行った結果、高温反応器の炉内ガス温度を高温かつ安定
して維持するためには、圧縮成型物の乾燥、熱分解、炭
化工程で、圧縮成型物の炭化がほぼ一定の炭化度まで進
行している必要があることが分かった。

【００１６】しかし、通常の連続操業においては、乾
燥、熱分解、炭化工程の最終段階における圧縮成型物の
炭化の程度を直接測定することは困難である。本発明者
らは、さらに検討を重ねた結果、圧縮成型物の乾燥、熱
分解、炭化工程の最終段階で炭化生成物の温度が所定の
温度まで上昇していれば、炭化の程度がほぼ一定の程度
にまで進んでいることに着目した。

【００１７】また、このためには、圧縮成型物の乾燥、
熱分解、炭化工程において多くの熱量を必要とする水分
の蒸発潜熱の変動を少なくし、乾燥、熱分解、炭化工程
における圧縮成型物の温度が所定の範囲内となるよう
に、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制御す
ることが有効であることが分かった（第１の発明）。ま
た、圧縮成型物の乾燥、熱分解、炭化工程において多く
の熱量を必要とする水分の蒸発潜熱の変動を少なくし、
乾燥、熱分解、炭化工程において得られる炭化生成物の
温度が500 〜600 ℃の範囲内となるように、水分量の異
なる複数種類の廃棄物の配合比を制御することが有効で
あることが分かった。

【００１８】さらに、圧縮成型物の乾燥、熱分解、炭化
工程においてトンネル式加熱炉を用いる場合の乾燥、熱
分解、炭化の過程を検討した結果、以下に述べる知見を
得た。前記した廃棄物処理プロセスにおいては、乾燥、
熱分解、炭化は、トンネル式加熱炉の外部加熱によって
行われている。

【００１９】したがって、熱の供給は、ほぼ一定の条件
で行われ、廃棄物の乾燥がトンネル式加熱炉のほぼ一定
の位置で終了していれば、乾燥後、500 〜600 ℃に到達
するのに必要な距離は、後記する図１に示されるように
一定であり、乾燥、熱分解、炭化工程の最終段階の廃棄
物の温度は500 〜600 ℃に保たれる。すなわち、乾燥が
終了すると廃棄物の温度は、約100 ℃から上昇するが、
本発明の廃棄物の処理方法によれば、廃棄物は緊密に圧
縮成型されているため、その比重は約0.5t/m³、比熱は
約0.3kcal/kg・℃とほぼ一定であり、トンネル式加熱炉
の入口から一定距離の領域内において乾燥が終了するよ
うに、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制御
することによって、トンネル式加熱炉の最終段階での廃
棄物の温度は500 〜600 ℃に保たれ、熱分解、炭化が終
了する（第２の発明）。

【００２０】すなわち、第１の発明は、廃棄物を圧縮成
型する工程と、得られた圧縮成型物を加熱し、乾燥、熱
分解、炭化する工程と、得られた炭化生成物を燃焼し、
灰分を溶融する工程を有する廃棄物処理方法であって、
前記した圧縮成型の対象とする廃棄物を、水分量の異な
る複数種類の廃棄物の配合物とし、前記した乾燥、熱分
解、炭化する工程における前記圧縮成型物の温度が所定
の範囲内となるように、前記した水分量の異なる複数種
類の廃棄物の配合比を制御することを特徴とする廃棄物
処理方法である。

【００２１】前記した第１の発明のより好適な態様は、
廃棄物を圧縮成型する工程と、得られた圧縮成型物を加
熱し、乾燥、熱分解、炭化する工程と、得られた炭化生
成物を燃焼し、灰分を溶融する工程を有する廃棄物処理
方法であって、前記した圧縮成型の対象とする廃棄物
を、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合物とし、前
記した乾燥、熱分解、炭化する工程において得られる炭
化生成物の温度が500 〜600 ℃の範囲内となるように、
前記した水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制
御することを特徴とする廃棄物処理方法である（第１の
発明の第１の好適態様）。

【００２２】前記した第１の発明、第１の発明の第１の
好適態様においては、前記した圧縮成型物を加熱し、乾
燥、熱分解、炭化する工程においてトンネル式加熱炉を
用い、前記した圧縮成型物を該トンネル式加熱炉内に装
入、移動し、乾燥、熱分解、炭化すると共に、該工程で
得られた炭化生成物を燃焼し、灰分を溶融する工程にお
いて、前記したトンネル式加熱炉の出口と直接接続され
た高温反応器を用いることが好ましい（第１の発明の第
２の好適態様、第１の発明の第３の好適態様）。

【００２３】第２の発明は、廃棄物を圧縮成型する工程
と、得られた圧縮成型物をトンネル式加熱炉内に装入、
移動し、乾燥、熱分解、炭化する工程と、得られた炭化
生成物を高温反応器内に装入し、燃焼し、灰分を溶融す
る工程を有する廃棄物処理方法であって、前記した圧縮
成型の対象とする廃棄物を、水分量の異なる複数種類の
廃棄物の配合物とし、前記トンネル式加熱炉内の下記式
(1) で規定される領域Ａ内の少なくともいずれかの箇所
において圧縮成型物の温度が100 〜150 ℃となるよう
に、前記した水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比
を制御することを特徴とする廃棄物処理方法である。

【００２４】（２／７）Ｌ≦Ａ≦（１／２）Ｌ………(1) 〔上記式中、Ｌはトンネル式加熱炉入口からトンネル式
加熱炉出口までの距離を示す。〕なお、前記した第１の
発明、第１の発明の第１の好適態様における圧縮成型物
の温度、炭化生成物の温度とは、それぞれ圧縮成型物の
中心温度、炭化生成物の中心温度を示す。

【００２５】また、前記した第１の発明の第２の好適態
様、第２の発明における圧縮成型物の温度とは、トンネ
ル式加熱炉内における圧縮成型物の移動方向に垂直な圧
縮成型物断面の中心温度を示し、前記した第１の発明の
第１の好適態様、第３の好適態様における炭化生成物の
温度とは、トンネル式加熱炉内における炭化生成物の移
動方向に垂直な炭化生成物断面の中心温度を示す。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は、廃棄物を、圧縮成型、乾燥、熱分解、
炭化、燃焼、灰分の溶融によって処理する廃棄物処理方
法において、乾燥、熱分解、炭化工程から炭化生成物の
燃焼、灰分の溶融工程へ供給される時点での圧縮成型物
の炭化の進行度が安定するように、水分量の異なる複数
種類の廃棄物の配合比を制御することを特徴としてい
る。

【００２７】すなわち、乾燥、熱分解、炭化工程での圧
縮成型物の炭化が遅れている場合、該工程へ供給する廃
棄物中の水分量が低い廃棄物の配合比を増加し、炭化を
促進する。また、逆に、乾燥、熱分解、炭化工程での圧
縮成型物の炭化が進んでいて、熱分解、炭化の領域に余
裕がある場合、該工程へ供給する廃棄物中の水分量が高
い廃棄物の配合比を増加する。

【００２８】乾燥、熱分解、炭化工程における圧縮成型
物の炭化の程度は、該工程における圧縮成型物の温度を
測定することによって求めることができる。本発明にお
いては、乾燥、熱分解、炭化工程において得られる最終
の炭化生成物の中心温度が500 〜600 ℃となるように、
水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制御するこ
とが好ましい。

【００２９】これは、上記した工程で得られる最終の炭
化生成物の中心温度を500 ℃以上とすることで、有機系
揮発成分はほぼ気化し、炭化が完了し、熱分解、炭化の
進行の遅れに伴う燃焼時の温度低下、ダスト発生量の増
加の問題を生じることがなく、また、600 ℃以下とする
ことによって、実質的に無酸素状態の炭化工程において
必要な熱量を低減することができるためである。

【００３０】圧縮成型物は、乾燥、熱分解、炭化工程に
おいて、外部から加熱され、約100℃に達するまでに含
有水分が蒸発し、乾燥後さらに温度が上昇して熱分解が
行われる。一方、含有水分の量に応じて乾燥、熱分解、
炭化工程における乾燥に必要な熱量や時間は変動する
が、乾燥がほぼ完了した後の圧縮成型物の昇温挙動は処
理する廃棄物によってそれほど大きく変化しない。

【００３１】これは、本発明においては、廃棄物を乾
燥、熱分解、炭化する前に、その容積が10分の１程度と
なるように廃棄物を緊密に圧縮するためである。すなわ
ち、廃棄物同士の接触が緊密となり、密度が常時ほぼ一
定となると同時に、比熱も固体の単位重量当たりの比熱
として、それほど大きな変動はないため、乾燥、熱分
解、炭化工程において経時的に一定温度で加熱すると、
乾燥後の圧縮成型物は常時ほぼ同様の昇温挙動を示すこ
とになる。

【００３２】したがって、乾燥、熱分解、炭化工程とし
てトンネル式加熱炉を用いる場合、前記した図５におけ
るトンネル式加熱炉入口４_Eから一定距離における圧縮
成型物の温度を適正に保持するように制御すれば、トン
ネル式加熱炉出口（：高温反応器５内への炭化生成物の
装入口）４_Oにおける炭化生成物の炭化の程度をほぼ一
定に保持できる。

【００３３】図１に、水分量が異なる廃棄物を図３に示
す廃棄物処理設備で処理した時の、トンネル式加熱炉４
内における圧縮成型物の移動方向に垂直な圧縮成型物断
面の中心温度を測定した結果を示す。なお、図３におい
て、16は可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み口、ｆ₉
は可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み方向を示し、そ
の他の符号は、図５と同様の内容を示す。

【００３４】また、上記した圧縮成型物の中心部の温度
の測定は、圧縮成型物の中心部に熱電対の先端を取り付
け、補償導線を、トンネル式加熱炉の下面隅部にトンネ
ル式加熱炉の長手方向に取り付けたパイプ内を延長、移
動することによって行った。本測定結果から、水分量の
相違によって、各廃棄物がトンネル式加熱炉内におい
て、下記の昇温経過を経ることが明らかとなった。

【００３５】〔廃プラスチック（水分：５wt％）〕水分
の少ない廃プラスチック（水分：５wt％）は、トンネル
式加熱炉入口４_Eを通過後、間もなく昇温し、トンネル
式加熱炉出口４_Oの４ｍ手前で既に550 ℃以上の温度に
到達した。〔一般家庭ごみ（水分：40wt％）、ごみ混合物｛一般家
庭ごみと有機汚泥の混合物｝（水分：60wt％）〕水分量
の相違によって、乾燥に必要なトンネル式加熱炉進行方
向の距離は異なるが、トンネル式加熱炉出口４_Oの７〜
10ｍ手前の位置で乾燥を終了し、廃棄物の中心温度が10
0 〜150 ℃に到達した。

【００３６】また、その後の昇温によって、トンネル式
加熱炉出口４_Oの近傍では550 ℃を超え、ほぼ炭化が終
了した。〔有機汚泥（水分：85wt％）〕水分：85wt％の有機汚泥
の場合、乾燥が遅れ、トンネル式加熱炉出口４_Oの手前
４ｍ程度の位置まで移動した時点で初めて100 ℃を超
え、トンネル式加熱炉出口４_Oまで550 ℃に昇温するこ
とは不可能であった。

【００３７】また、この場合、炭化が不十分な炭化生成
物中の有機物の熱分解に伴う吸熱によって、高温反応器
５の炉下部の温度低下および高温反応器５の炉下部の燃
焼・溶融帯におけるガス発生量増加によって高温反応器
の系外へ排出されるダスト量が増加した。以上述べた結
果から、圧縮成型物の乾燥、熱分解、炭化をトンネル式
加熱炉で行う場合、全長が14ｍのトンネル式加熱炉４に
おいては、トンネル式加熱炉４の入口４_Eから４〜７ｍ
の位置において、廃棄物の圧縮成型物の温度が100 〜15
0℃となるように、廃棄物の配合比を制御し、水分量の
調整を行うことで、高温反応器において、常に安定した
廃棄物の燃焼、灰分の溶融が可能となる。

【００３８】また、圧縮成型物のトンネル式加熱炉４内
における昇温曲線は、トンネル式加熱炉４の長さが変わ
っても、相似的な昇温曲線となるため、圧縮成型物の乾
燥、熱分解、炭化を、トンネル式加熱炉で行う場合、ト
ンネル式加熱炉内の下記式(1) で規定される領域Ａ内の
少なくともいずれかの箇所において圧縮成型物の中心温
度が100 〜150 ℃となるように、水分量の異なる複数種
類の廃棄物の配合比を制御し、水分量の調整を行うこと
が好ましい。

【００３９】（２／７）Ｌ≦Ａ≦（１／２）Ｌ………(1) 〔上記式中、Ｌはトンネル式加熱炉入口４_Eからトンネ
ル式加熱炉出口４_Oまでの距離を示す。〕

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。前記した図３に示す廃棄物処理量が300t
/d規模の廃棄物処理設備を用いて、本発明の廃棄物処理
試験を行った。以下、[I.]廃棄物処理設備および廃棄物
処理方法、[II.] 廃棄物処理試験結果の順に述べる。

【００４１】[I.]廃棄物処理設備および廃棄物処理方
法：図３に示す廃棄物処理設備におけるトンネル式加熱
炉入口４_E内壁の断面形状は、幅：2000mm、高さ：500m
m の矩形であり、トンネル式加熱炉入口４_E部には上方
から圧縮支持盤３が挿入される構成となっている。圧縮
支持盤３を挿入した状態で廃棄物投入口20から圧縮装置
１内に廃棄物を落とし込んだ後、圧縮用シリンダ２を10
00t/m²の荷重で押し、廃棄物投入口20下方の廃棄物を圧
縮成型する。

【００４２】この結果、圧縮用シリンダ２と圧縮支持盤
３との間で、廃棄物は約１／10程度の容積にまで圧縮さ
れ圧縮成型物10a が得られる。得られる圧縮成型物10a
の断面形状は、トンネル式加熱炉入口４_E内壁の断面形
状と同形、同一寸法であり、入口４_Eは圧縮成型物によ
りシールされる。圧縮後、圧縮支持盤３を上方へ抜き出
し、圧縮用シリンダ２をさらに押し込むことによって、
上記で得られた圧縮成型物10a をトンネル式加熱炉４内
へ押し込む。

【００４３】トンネル式加熱炉入口４_Eから新規の圧縮
成型物を押し込むことによって、既にトンネル式加熱炉
内に装入されている圧縮成型物は順次押し込まれてトン
ネル式加熱炉４内を滑りながら移動する。この場合、圧
縮成型物の断面とトンネル式加熱炉入口４_Eの内壁断面
とは同形、同一寸法であるため、トンネル式加熱炉内に
押し込んだ時に圧縮成型物の外周とトンネル式加熱炉の
内壁は密着した状態に保持される。

【００４４】トンネル式加熱炉４は14ｍの長さを有し、
トンネル式加熱炉の他端は高温反応器５に接続されてい
る。トンネル式加熱炉４内は、天井面および床面を外部
からガスヒータによって加熱し、内面が約 600℃以上に
昇温される。この結果、上記した圧縮成型物は、トンネ
ル式加熱炉内を移動しながら乾燥し、一部熱分解が進む
と共に、最終的に、有機物などの炭化物および鉱物、金
属類などを含む炭化生成物11_nとなる。

【００４５】得られた炭化生成物11_nはトンネル式加熱
炉入口４_Eの圧縮成型物10a と比べて体積が収縮してお
り、トンネル式加熱炉入口４_E側から圧力を受けながら
移動するため、図３に示したように、トンネル式加熱炉
の出口側では上部に隙間が形成されると共に、トンネル
式加熱炉出口４_Oにおいて、炭化生成物11_nは高温反応
器５内へ押し出される。

【００４６】高温反応器５内にはトンネル式加熱炉４か
ら押し出された炭化生成物が堆積し、堆積物は、高温反
応器５下部の外周に設けられた酸素含有ガスの吹き込み
口13から吹き込まれる酸素含有ガス（：純酸素）によっ
て燃焼、熱分解し、この燃焼熱によって、高温反応器５
下部の炉内雰囲気温度は、1800℃程度に維持される。高
温反応器５の上部は、炉下部で発生するガスとトンネル
式加熱炉４内から流入する熱分解ガスの混合ガスによる
入熱および炭化水素ガスの熱分解による吸熱によって12
00℃〜1350℃程度に維持される。

【００４７】また、高温反応器５上部のガス排出口52近
傍は1000℃以上に保たれる。燃焼、熱分解後の残渣（：
不燃物）は、炉下部において、可燃性ガスおよび酸素含
有ガスの吹き込み口16から供給するＬＰＧおよび純酸素
の燃焼熱によって溶融する。溶融した残滓は、溶融金属
および溶融スラグとなって炉床に溜り、溶融物排出口14
H から排出される。

【００４８】炭化生成物を供給するトンネル式加熱炉４
と高温反応器５との接続部分における炭化生成物の押出
し口（：トンネル式加熱炉出口４_O）の下端の高さとガ
ス排出口52の高さとの距離は14ｍであり、炭化生成物の
燃焼、熱分解で発生するガス、ダストは十分燃焼、熱分
解される。 [II.] 廃棄物処理試験結果：（実施例１）図３に示す廃棄物処理設備を使用して、本
発明の廃棄物処理試験を行った。

【００４９】表１に、処理した廃棄物の性状を示す。本
実施例においては、図２に示すように全長14ｍのトンネ
ル式加熱炉４を長手方向に５等分し、トンネル式加熱炉
の入口４_Eから2.8m、5.6m、8.4m、11.2m の各
位置のトンネル式加熱炉の内壁面の凹部空間部に熱電対
の先端を取り付け、温度を測定した。

【００５０】また、上記した2.8m、8.4mの位置の上
壁の凹部にガスサンプリングノズルの先端を配置し、ガ
スをサンプリングし、熱分解の進行の有無を調べた。ト
ンネル式加熱炉の入口４_Eから2.8mの位置の温度は約
300 ℃で安定していたが、トンネル式加熱炉の入口４_E
から5.6m、8.4m、11.2m の位置の温度は、供給す
る廃棄物の種類によって変化した。

【００５１】そこで、5.6mの位置の温度が400 ℃、
11.2m の位置の温度が500 ℃でそれぞれほぼ安定するよ
うに、廃プラスチックと無機汚泥の配合比を経時的に制
御した。この結果、トンネル式加熱炉の入口４_Eから４
〜７ｍの領域内の少なくともいずれかの箇所において圧
縮成型物の中心温度が100 〜150 ℃となり、トンネル式
加熱炉出口４_O直前の炭化生成物の中心温度が500 〜60
0 ℃に維持された。

【００５２】得られた試験結果を、表２に示す。本試験
においては、可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み口15
からＬＰＧを吹き込むことなく高温反応器５の温度を高
温で安定的に維持し、高温反応器出側の発生ガス量の変
動も小さくすることができた。また、高温燃焼を行うこ
とが可能であったため、高温反応器出側の発生ガス中の
ダイオキシン類の量も、法規制：0.1ng-TEQ/Nm³の1/10
〜1/5 であり、本発明の廃棄物の処理方法が環境保全上
優れていることが分かった。

【００５３】（実施例２）前記した実施例１において、
廃プラスチック、無機汚泥の代わりに、表１に示す性状
のシュレッダーダスト、有機汚泥を用い、シュレッダー
ダストと有機汚泥の配合比を経時的に制御した以外は実
施例１と同様の方法で廃棄物の処理試験を行った。

【００５４】得られた試験結果を、表２に示す。表２に
示されるように、本実施例においても、可燃性ガスと酸
素含有ガスの吹き込み口15からＬＰＧを吹き込むことな
く高温反応器５の温度を高温で安定的に維持し、高温反
応器出側の発生ガス量の変動も小さくすることができ、
高温反応器出側の発生ガスのダイオキシン類の量も、法
規制の1/10とすることができた。

【００５５】（比較例）図３に示す廃棄物処理設備を使
用して、表１に示す性状の廃プラスチック、シュレッダ
ーダスト、有機汚泥、無機汚泥を、従来法と同様に、そ
れらを配合することなく順次処理した。得られた試験結
果を、表２に示す。

【００５６】本試験においては、高温反応器５の温度の
低下が生じると共に、高温反応器５の経時的温度変動が
大きく、従来と同様に、高温反応器５の出側ガス温度の
経時的変動に対応して、可燃性ガスと酸素含有ガスの吹
き込み口15から熱補償用のＬＰＧを供給すると共に、廃
棄物の供給速度を制御する必要があった。また、高温反
応器出側の発生ガス量の経時的変動も大きく、設定した
発生ガス量の上限値に対応して廃棄物の供給速度を制御
する必要があった。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物を処理するに際
して、熱補償のための燃料を大幅に削減すると共に、廃
棄物を安定して燃焼し、灰分を溶融することが可能とな
った。さらに、本発明によれば、高温反応器出側の発生
ガス量の経時的変動を小さくすることが可能なため、廃
棄物供給速度を上限値近傍に設定でき、廃棄物の処理量
を増加することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル式加熱炉内における廃棄物圧縮成型物
の昇温状況を示すグラフである。

【図２】実施例における温度測定位置を示すトンネル式
加熱炉の側面図である。

【図３】廃棄物処理設備を示す側面図である。

【図４】廃棄物中水分と廃棄物低位発熱量との関係を示
すグラフである。

【図５】廃棄物処理設備を示す側面図である。

【符号の説明】

１廃棄物を回分的に加圧、圧縮する圧縮装置２圧縮用シリンダ３圧縮支持盤４圧縮された廃棄物（：圧縮成型物）の乾燥、熱分
解、炭化のためのトンネル式加熱炉 4a 圧縮成型物の乾燥領域 4b 圧縮成型物の熱分解、炭化領域４_E トンネル式加熱炉入口４_O トンネル式加熱炉出口５高温反応器 10a 、10i 圧縮成型物 11_i、11_n 炭化した圧縮成型物（：炭化生成物） 12 炭化生成物と燃焼残渣の混合物 13 酸素含有ガスの吹き込み口 14 溶融物 14H 溶融物排出口 15 可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み口 16 可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み口 20 廃棄物投入口 21 廃棄物投入口の蓋 50 高温反応器から排出される発生ガス（：排ガス）の
急冷装置 51 ガス精製装置 52 高温反応器のガス排出口 53 精製ガスｆ₁ 圧縮成型物の移動方向ｆ₂ 炭化生成物の移動方向ｆ₃ トンネル式加熱炉内で生成した熱分解ガスの流れ
方向ｆ₄ 高温反応器内への酸素含有ガスの吹き込み方向ｆ₅ 圧縮用シリンダの移動方向ｆ₆ 圧縮支持盤の移動方向ｆ₇ 廃棄物投入口の蓋の回転方向ｆ₈ 高温反応器内への可燃性ガスと酸素含有ガスの吹
き込み方向ｆ₉ 可燃性ガスと酸素含有ガスの吹き込み方向

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/02 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/02 ＺＡＢＤ 5/027 ＺＡＢ 5/027 ＺＡＢＺ 5/14 ＺＡＢ 5/14 ＺＡＢＤＦ２３Ｊ 1/00 Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｂ (72)発明者三好史洋東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社内 (72)発明者福井雅康東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社内 (72)発明者安川登東京都千代田区内幸町２丁目２番３号川崎製鉄株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を圧縮成型する工程と、得られた
圧縮成型物を加熱し、乾燥、熱分解、炭化する工程と、
得られた炭化生成物を燃焼し、灰分を溶融する工程を有
する廃棄物処理方法であって、前記した圧縮成型の対象
とする廃棄物を、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配
合物とし、前記した乾燥、熱分解、炭化する工程におけ
る前記圧縮成型物の温度が所定の範囲内となるように、
前記した水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制
御することを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】廃棄物を圧縮成型する工程と、得られた
圧縮成型物をトンネル式加熱炉内に装入、移動し、乾
燥、熱分解、炭化する工程と、得られた炭化生成物を高
温反応器内に装入し、燃焼し、灰分を溶融する工程を有
する廃棄物処理方法であって、前記した圧縮成型の対象
とする廃棄物を、水分量の異なる複数種類の廃棄物の配
合物とし、前記トンネル式加熱炉内の下記式(1) で規定
される領域Ａ内の少なくともいずれかの箇所において圧
縮成型物の温度が100 〜150 ℃となるように、前記した
水分量の異なる複数種類の廃棄物の配合比を制御するこ
とを特徴とする廃棄物処理方法。記（２／７）Ｌ≦Ａ≦（１／２）Ｌ………(1) 〔上記式中、Ｌはトンネル式加熱炉入口からトンネル式
加熱炉出口までの距離を示す。〕