JP3152586B2 - 廃棄物の乾留ガス化焼却処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃タイヤ等の廃棄物を
焼却処理する装置に関し、さらに詳しくは前記焼却処理
による燃焼熱を熱源とするボイラ装置を備える焼却処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置
としては、例えば、本出願人が特開平２−１３５２８０
号公報に開示した乾留ガス化焼却処理装置が知られてい
る。

【０００３】この乾留ガス化焼却処理装置は、ガス化炉
内に収納した廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱
により該廃棄物の未乾留部を乾留（熱分解）し、最終的
には、該廃棄物を完全燃焼させて灰化する一方、この
時、該廃棄物の乾留により生じる可燃性ガスをガス化炉
からガス通路を介して燃焼炉に導入すると共に、該燃焼
炉において、該可燃性ガスを酸素（空気）と混合し、予
め設定された燃焼温度で燃焼させることにより、窒素酸
化物等による環境汚染を生ぜしめることなく、廃棄物を
焼却処理するようにしたものである。

【０００４】この場合、前記燃焼炉にボイラ装置を接続
することにより、該燃焼炉における前記可燃性ガスの燃
焼により生じる燃焼熱を有効に利用することができる。

【０００５】しかしながら、前記乾留ガス化焼却処理装
置は、該可燃性ガスの燃焼温度が予め設定された温度に
略一定に維持されるように、前記ガス化炉における可燃
性ガスの発生量を制御するものであって、前記燃焼炉に
おける発熱量は制御されていないので、前記ボイラ装置
が過熱されて水蒸気圧が過度に上昇することがあり、こ
のような場合には該ボイラ装置に附設された大気解放弁
を作動させて前記水蒸気圧を一旦下げなければならず、
前記燃焼熱が無駄になるとの不都合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、燃焼炉で発生す
る燃焼熱を、該燃焼炉に接続されたボイラ装置で有効に
利用することができる乾留ガス化焼却処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の乾留ガス化焼却処理装置は、廃棄物を収
納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱
により該廃棄物の未乾留部を乾留して可燃性ガスを生ぜ
しめるガス化炉と、該ガス化炉からガス通路を介して導
入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に
おける前記可燃性ガスの燃焼温度を検知するガス燃焼温
度検知手段と、前記燃焼炉における可燃性ガスの自然燃
焼が開始された後に前記ガス燃焼温度検知手段により検
知される該可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された設定
温度に略一定に維持するように前記ガス化炉への酸素供
給量を調整しつつ前記廃棄物の一部の燃焼及び未乾留部
の乾留に必要な酸素を該ガス化炉に供給する酸素供給手
段と、該燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼熱を熱源
とするボイラ装置とを備えた乾留ガス化焼却処理装置に
おいて、前記ボイラ装置に該ボイラ装置で発生される水
蒸気の圧力を検知する圧力検知手段を設けると共に、該
圧力検知手段で検知される水蒸気圧が予め設定された範
囲の圧力になるように、前記可燃性ガスの燃焼温度の設
定温度を変更して制御する設定温度制御手段を設けてな
ることを特徴とする。

【０００８】前記設定温度制御手段は、前記圧力検知手
段が前記予め設定された範囲を超える圧力を検知したと
きに前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された第１の
設定温度より低い第２の設定温度に変更する設定温度変
更手段と、前記可燃性ガスの燃焼温度が該第２の設定温
度に変更されたのち、前記圧力検知手段が前記予め設定
された範囲の下限の圧力を検知したときに該第２の設定
温度を該第１の設定温度に復帰させる設定温度復帰手段
とからなることを特徴とする。

【０００９】また、前記ボイラ装置には、前記圧力検知
手段が前記予め設定された範囲を超える所定の圧力を検
知したときに作動する大気解放弁が設けられている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、圧力検知手段によりボイラ装
置で発生される水蒸気の圧力を検知し、検知された水蒸
気圧が予め設定された範囲の圧力、例えば該ボイラ装置
の常用水蒸気圧の範囲になるように、設定温度制御手段
が前記可燃性ガスの燃焼温度の設定温度を変更して制御
する。前記設定温度制御手段により前記設定温度が変更
されると、酸素供給手段は、ガス燃焼温度検知手段によ
り検知される可燃性ガスの燃焼温度が前記変更された設
定温度に略一定に維持されるように、前記ガス化炉への
酸素供給量を調整するので、燃焼炉における発熱量が前
記ボイラ装置の水蒸気圧が予め設定された範囲の圧力に
なるように制御される。

【００１１】具体的には、まず、前記圧力検知手段が前
記予め設定された範囲を超える圧力を検知したときに
は、前記設定温度制御手段に設けられた設定温度変更手
段が、前記可燃性ガスの燃焼温度を予め設定された第１
の設定温度より低い第２の設定温度に変更する。する
と、前記酸素供給手段による前記ガス化炉への酸素供給
量が、該第２の設定温度に応じたものとなり、該ガス化
炉における廃棄物の乾留が抑制される。この結果、前記
可燃性ガスの燃焼温度が、該第２の設定温度に略一定に
維持されるように低下するので、これに伴って前記燃焼
炉の発熱量が低下し、前記水蒸気圧も低下する。

【００１２】次に、前記のように低下した水蒸気圧が前
記予め設定された範囲の下限に達したことを前記圧力検
知手段が検知したときには、前記設定温度制御手段に設
けられた設定温度変更手段が、前記可燃性ガスの燃焼温
度を前記第２の設定温度から前記第１の設定温度に復帰
させる。すると、前記酸素供給手段による前記ガス化炉
への酸素供給量が、該第１の設定温度に応じたものとな
り、該ガス化炉における廃棄物の乾留が促進される。こ
の結果、前記可燃性ガスの燃焼温度が、該第１の設定温
度に略一定に維持されるように上昇するので、これに伴
って前記燃焼炉の発熱量が上昇し、前記水蒸気圧も上昇
する。

【００１３】そして、以上の操作を繰り返すことによ
り、前記ボイラ装置が前記予め設定された範囲の水蒸気
圧で運転される。

【００１４】また、前記圧力検知手段が前記予め設定さ
れた範囲を超える所定の圧力、例えば前記水蒸気圧が突
発的に上昇して、前記予め設定された範囲を過度に上回
る圧力を検知したときには、前記ボイラ装置に設けられ
た大気解放弁が作動し、前記水蒸気圧を下げるようにな
っている。

【００１５】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の廃
棄物の焼却処理方法についてさらに詳しく説明する。図
１は本発明の乾留ガス化焼却処理装置の一例を示す概略
的システム構成図、図２は図１の焼却処理装置における
設定温度制御手段の構成を示すブロック図、図３は図１
の焼却処理装置における燃焼温度とボイラ装置の水蒸気
圧との相関関係を示す線図、図４は本発明の乾留ガス化
焼却処理装置の他の例を示す概略的システム構成図であ
る。

【００１６】図１に示すように、本実施例の乾留ガス化
焼却処理装置は、廃タイヤ等の廃棄物Ａを収納し、その
乾留・ガス化並びに燃焼・灰化を行わしめるガス化炉
１、廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスを燃焼させ
る燃焼炉２、燃焼炉２に接続されたボイラ装置３、ガス
化炉１に酸素（空気）を供給する酸素供給手段４及び燃
焼炉２に酸素（空気）を供給する酸素供給手段５から構
成されている。

【００１７】ガス化炉１の上面部には、開閉自在な投入
扉６を有する投入口７が形成され、該投入口７から廃棄
物Ａがガス化炉１内に投入できるようになっている。そ
して、ガス化炉１は、投入扉５を閉じた状態では、その
内部が実質的に外気と遮断されるようになっている。

【００１８】ガス化炉１の下部は、下方に突出する円錐
台形状に形成され、その底面部８及び斜面状の側壁部９
の外面部には、それぞれガス化炉１の内部と隔離された
空室１０，１１が形成されている。そして、これらの空
室１０，１１は、それぞれ底面部８及び側壁部９に設け
られた給気ノズル１２を介してガス化炉１の内部に連通
されている。

【００１９】ガス化炉１の下部の側部には、ガス化炉１
内に収容された廃棄物Ａに着火するための着火装置（着
火手段）１３が取付けられている。この着火装置１３は
点火バーナ等により構成されるものであり、ガス化炉１
の外部に設けられた助燃油等の燃料供給装置１４に供給
管１５を介して接続されている。かかる構成により、着
火装置１３は、燃料供給装置１４から供給管１５を介し
て供給される燃料を燃焼させることにより、ガス化炉１
の内部に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼炎により
ガス化炉１内の廃棄物Ａに着火するようにしている。

【００２０】また、ガス化炉１の外周部には、その冷却
構造として該ガス化炉１の内部と隔離されたウォータジ
ャケット１６が形成され、ウォータジャケット１６は水
位センサ１７により検知される水位に基づいて、ガス化
炉１の外部に設けられた給水装置１８から給水管１９を
介して給水されるようになっている。

【００２１】また、ガス化炉１の上部には、ガス化炉１
の内部の温度Ｔ₁ を検知する温度センサ２０が取付けら
れている。

【００２２】前記燃焼炉２は、廃棄物Ａの乾留により生
じる可燃性ガスとその完全燃焼に要する酸素（空気）と
を混合するバーナ部２１と、該酸素と混合された可燃性
ガスを燃焼せしめる燃焼部２２とから成り、燃焼部２２
はバーナ部２１の先端部側で該バーナ部２１に連通され
ている。そして、燃焼部２２には、可燃性ガスの燃焼温
度Ｔ₂ を検知するガス燃焼温度検知手段としての温度セ
ンサ２３及び可燃性ガスが自然燃焼し得る下限の温度の
Ｔ₃ を検知する温度センサ２４が取付けられている。

【００２３】バーナ部２１の後端部には、ガス化炉１の
上部にその内部と連通して設けられた接続部２５から導
出されたガス通路であるガス管２６が接続され、ガス化
炉１の内部で廃棄物Ａの乾留により生じる可燃性ガスが
ガス管２６を介してバーナ部２１の内部に導入されるよ
うになっている。

【００２４】このバーナ部２１の外周部には、該バーナ
部２１の内部と隔離された空室２７が形成され、この空
室２７は、バーナ部２１の内周部に穿設された複数のノ
ズル孔２８を介してバーナ部２１の内部に連通されてい
る。

【００２５】また、バーナ部２１の後端部には、その内
部に導入された可燃性ガスに着火するための着火装置
（着火手段）２９が取付けられている。この着火装置２
９は、前記着火装置１３と同様に、点火バーナ等により
構成されるものであり、前記燃料供給装置１４に供給管
３０を介して接続されている。かかる構成により、着火
装置２９は、燃料供給装置１４から供給管３０を介して
供給される燃料を燃焼させることにより、バーナ部２１
から燃焼部２２に向かって燃焼炎を生ぜしめ、この燃焼
炎によりバーナ部２１を介して燃焼部２２に導入される
可燃性ガスに着火するようにしている。

【００２６】この場合、着火装置２９は、その着火作動
を制御する制御部２９ａを備えており、該制御部２９ａ
には、前記温度センサ２４の検知信号が入力される。そ
して、詳細は後述するが、着火装置２９の制御部２９ａ
は、温度センサ２４が検知する温度Ｔ₃ が可燃性ガスの
自然燃焼可能な下限の温度以下になったときに該着火装
置２９の着火作動を行うようにしている。

【００２７】ボイラ装置３は、水蒸気を発生する水を収
容する蒸気罐３１と、該蒸気罐３１の周囲に設けられ蒸
気罐３１の内部と隔離された加熱部３２とから成る。該
加熱部３２は前記燃焼部２２の先端部側で前記燃焼炉２
の燃焼部２２に接続され、燃焼部２２の燃焼熱で加熱さ
れた空気が該加熱部３２に流通されて蒸気罐３１に収容
された水を加熱して水蒸気を発生するようになってい
る。そして、蒸気罐３１で発生された水蒸気は、蒸気罐
３１に接続された蒸気供給管３３により開閉弁３４を介
して蒸気を必要とする装置３５に送られる。装置３５
は、蒸気を必要とするものであれば、蒸気タービン、加
熱装置、暖房装置等どのような装置であってもよく、特
に限定されない。

【００２８】前記加熱部３２は、排気管３６により煙突
３７に接続されており、排気管３６の途中にガス化炉
１、燃焼炉２及び加熱部３２から可燃性ガス及び排気を
吸引する吸引ファン３８及び開閉弁３９が設けられてい
る。また、開閉弁３９には該開閉弁３９を適宜、開閉す
る開閉弁制御器４０が備えられており、該開閉弁制御器
４０は加熱部３２に設けられた圧力センサ４１の検知信
号により加熱部３２内の圧力が略一定になるように作動
する。このようにすることにより、燃焼炉２における可
燃性ガスの燃焼が安定に進行する。

【００２９】また、前記蒸気罐３１に収容される水は、
該蒸気罐３１の上部に設けられた水位センサ４２により
検知される水位に基づいて、前記給水管１９から分岐さ
れる給水管４３を介して前記給水装置１８から給水され
るようになっている。

【００３０】そして、前記蒸気罐３１の上部空間には、
該蒸気罐３１内で発生される水蒸気の圧力を検知する圧
力センサ（圧力検知手段）４４が設けられており、前記
蒸気を必要とする装置３５の常用水蒸気圧の下限の圧力
Ｐ₁ 、該常用水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₂ 、該蒸気罐３１
の許容水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₃ を検知するようになっ
ている。尚、前記蒸気罐３１の上部空間には、大気解放
弁４５が設けられており、該圧力センサ４４が該蒸気罐
３１の許容水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₃ を検知したときに
は、該大気解放弁４５を開いて、蒸気罐３１内の圧力を
下げるようになっている。

【００３１】ガス化炉１に酸素を供給する前記酸素供給
手段４は、ガス化炉１の外部に設けられた酸素供給源４
６と、該酸素供給源４６から導出された主酸素供給管４
７と、該主酸素供給管４７から分岐されて前記ガス化炉
１の空室１０，１１にそれぞれ接続された一対の副酸素
供給管４８，４９と、該副酸素供給管４８，４９にそれ
ぞれ設けられた開閉弁５０，５１と、開閉弁５０，５１
をそれぞれ適宜、開閉する開閉弁制御手段５２，５３と
から成り、開閉弁制御手段５２には前記温度センサ２３
及び圧力センサ４４の両者の検知信号が入力され、開閉
弁制御手段５３には、前記温度センサ２３、温度センサ
２０及び圧力センサ４４の三者の検知信号が入力され
る。

【００３２】この場合、開閉弁制御手段５２は、圧力セ
ンサ４４の検知信号に応じて前記可燃性ガスの燃焼温度
の設定温度を変更して制御する設定温度制御手段５２ａ
と、該設定温度制御手段５２ａに設定される設定温度及
び温度センサ２３の検知信号に応じて、開閉弁５０の開
閉を制御する開閉弁制御器５２ｂとから構成される。ま
た、開閉弁制御手段５３は、圧力センサ４４の検知信号
に応じて前記可燃性ガスの燃焼温度の設定温度を変更し
て制御する設定温度制御手段５３ａと、該設定温度制御
手段５３ａに設定される設定温度及び温度センサ２３，
２０の検知信号に応じて、開閉弁５１の開閉を制御する
開閉弁制御器５３ｂとから構成される。

【００３３】また、図２示のように、前記設定温度制御
手段５２ａ，５３ａは、それぞれ圧力センサ４４が前記
常用水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₂ を検知したときに前記可
燃性ガスの燃焼温度を予め設定された第１の設定温度よ
り低い第２の設定温度に変更する設定温度変更手段５２
ｃ，５３ｃ、圧力センサ４４が前記常用水蒸気圧の下限
の圧力Ｐ₁ を検知したときに該第２の設定温度を該第１
の設定温度に復帰させる設定温度復帰手段５２ｄ，５３
ｄ、前記両設定温度を記憶し、設定温度変更手段５２
ｃ，５３ｃまたは設定温度復帰手段５２ｄ，５３ｄから
の指令により、前記第１または第２の設定温度を開閉弁
制御器５２ｂ，５３ｂに出力する設定温度メモリ５２
ｅ，５３ｅとから構成される。

【００３４】かかる構成により、酸素供給手段４は、詳
細は後述するが、廃棄物Ａの乾留の進行時に、開閉弁制
御手段５２，５３により、開閉弁５０，５１を開くこと
により、酸素供給源４６から酸素供給管４７，４８，４
９を介してガス化炉１の空室１０，１１に酸素（空気）
を供給し、さらに、該空室１０，１１から前記給気ノズ
ル１２を介してガス化炉１の内部に酸素を供給するよう
にしている。そして、この時、開閉弁制御手段５２，５
３は、圧力センサ４４の検知信号に応じて設定温度制御
手段５２ａ，５３ａにより変更される設定温度に基づ
き、且つ温度センサ２３により検知される可燃性ガスの
燃焼温度に応じて開閉弁５０，５１の開度を調整するよ
うにしている。

【００３５】また、酸素供給手段４は、詳細は後述する
が、廃棄物Ａの乾留の最終段階において、開閉弁５０が
開かれるのと並行して、開閉弁制御器５３により、開閉
弁５１の開度を大きくすることにより、酸素供給源４６
から酸素供給管４７，４９を介してガス化炉１の空室１
１にさらに多量の酸素（空気）を供給し、前記給気ノズ
ル１２を介してガス化炉１の内部に該酸素を供給するよ
うにしている。そして、この時、開閉弁制御器５３は、
温度センサ２０により検知されるガス化炉１内の温度
と、温度センサ２３により検知される可燃性ガスの燃焼
温度とを基に、所定のタイミングで開閉弁５１の開度を
大にするようにしている。

【００３６】燃焼炉２に酸素を供給する前記酸素供給手
段５は、前記酸素供給源４６及び主酸素供給管４７と、
該主酸素供給管４７から分岐されて前記燃焼炉２の空室
２７に接続された一対の副酸素供給管５４，５５と、該
副酸素供給管５４，５５にそれぞれ設けられた開閉弁５
６，５７と、開閉弁５６を適宜、開閉する開閉弁制御手
段５８とから成り、開閉弁制御手段５８には前記温度セ
ンサ２３及び圧力センサ４４の両者の検知信号が入力さ
れる。

【００３７】この場合、開閉弁制御手段５８は、前記開
閉弁制御手段５２，５３と同様に、圧力センサ４４の検
知信号に応じて前記可燃性ガスの燃焼温度の設定温度を
変更して制御する設定温度制御手段５８ａと、該設定温
度制御手段５８ａに設定される設定温度及び温度センサ
２３の検知信号に応じて、開閉弁５６の開閉を制御する
開閉弁制御器５８ｂとから構成され、該設定温度制御手
段５８ａは、図２示のように、圧力センサ４４が前記常
用水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₂ を検知したときに前記可燃
性ガスの燃焼温度を予め設定された第１の設定温度より
低い第２の設定温度に変更する設定温度変更手段５８
ｃ、圧力センサ４４が前記常用水蒸気圧の下限の圧力Ｐ
₁ を検知したときに該第２の設定温度を該第１の設定温
度に復帰させる設定温度復帰手段５８ｄ、前記両設定温
度を記憶し、設定温度変更手段５８ｃまたは設定温度復
帰手段５８からの指令により、前記第１または第２の設
定温度を開閉弁制御器５８ｂに出力する設定温度メモリ
５８ｅとから構成される。

【００３８】かかる構成により、酸素供給手段５は、開
閉弁制御手段５８により、適宜、開閉弁５６を開くこと
により、酸素供給源４６から酸素供給管４７，５４を介
して燃焼炉２の空室２７に酸素（空気）を供給し、さら
に、該空室２７から前記ノズル孔３８を介して燃焼炉２
のバーナ部２１に酸素を供給するようにしている。そし
て、この時、詳細は後述するが、開閉弁制御手段５８
は、圧力センサ４４の検知信号に応じて設定温度制御手
段５８ａにより変更される設定温度に基づき、且つ温度
センサ２３により検知される可燃性ガスの燃焼温度に応
じて開閉弁５６の開度を調整するようにしている。

【００３９】尚、この場合、開閉弁５７は手動で開閉し
得るように構成されており、該開閉弁５７を手動で適
宜、開閉することによっても、酸素供給源４６からバー
ナ部２１への酸素供給量を調整し得るようにされてい
る。

【００４０】次に、かかる乾留ガス化焼却処理装置の作
動を説明する。

【００４１】図１において、廃棄物Ａを焼却処理する際
には、まず、ガス化炉１の投入扉６が開かれて、廃棄物
Ａがガス化炉１内に投入される。

【００４２】次いで、投入扉６を閉じた後に、前記着火
装置１３が作動され、これにより、ガス化炉１内の廃棄
物Ａへの着火が行われると共に、該廃棄物Ａの部分的燃
焼が開始される。そして、該廃棄物Ａの部分的燃焼が開
始されると、着火装置１３は停止される。

【００４３】この場合、この着火に先立って、ガス化炉
１のウォータジャケット１６、ボイラ装置３の蒸気罐３
１には、前述したように、給水装置１８から給水管１
９，４３を介して適宜、給水されており、また、燃焼炉
２の着火装置２９がその制御部２９ａの制御により作動
されている。さらに、ガス化炉１の内部の空気は、後述
するように発生する可燃性ガスを燃焼炉２に導入するた
めに、ボイラー装置３に設けられた吸引ファン３８によ
り、燃焼炉２及びガス管２６を介して適宜、吸気されて
いる。

【００４４】また、この着火の際には、酸素供給手段４
の開閉弁５０，５１は、開閉弁制御手段５２，５３によ
り比較的小さな所定の開度であらかじめ開かれており、
これにより、前述したように、酸素供給源４６から酸素
供給管４７，４８，４９、ガス化炉１の空室１０，１１
及び給気ノズル１２を介してガス化炉１内に比較的少量
の酸素が供給されている。このため、着火装置１３によ
る廃棄物Ａへの着火はガス化炉１内に存在していた酸素
と、酸素供給源４６から供給される少量の酸素とを使用
して行われる。

【００４５】尚、この着火の際には、酸素供給手段５の
開閉弁５６，５７はいずれも閉じられている。

【００４６】かかる着火が行われると、ガス化炉１内の
廃棄物Ａは、その下層部がガス化炉１内に存在していた
酸素と酸素供給源４６から供給される少量の酸素とを消
費しつつ徐々に燃焼していき、その燃焼熱により、該廃
棄物Ａの上層部が乾留を開始すると共に、その乾留によ
り可燃性ガスを発生し始め、この可燃性ガスは、ガス化
炉１内からガス管２６を介して燃焼炉２のバーナ部２１
に導入される。そして、バーナ部２１に導入された可燃
性ガスは燃焼炉２内に存在していた空気（酸素）と混合
して、前記着火装置２９により着火され、これにより、
該可燃性ガスが燃焼炉２の燃焼部２２において燃焼し始
める。

【００４７】図３に示す乾留の初期段階では、廃棄物Ａ
の下層部の燃焼は、酸素供給源４６から供給されている
少量の酸素を消費しつつ徐々に安定化していくと共にそ
の範囲が徐々に拡大していく。そして、このように廃棄
物Ａの下層部の燃焼が安定化していくに従って、その燃
焼熱による廃棄物Ａの上層部の乾留も進行して、該乾留
により生じる可燃性ガスの量も増大していく。このた
め、燃焼炉２に導入される可燃性ガスの量も増大してい
き、これにより燃焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度
Ｔ₂ も上昇していく。

【００４８】そして、この時、図３示の可燃性ガスの燃
焼温度Ｔ₂ は前記温度センサ２３により検知され、この
温度センサ２３により検知された可燃性ガスの燃焼温度
Ｔ₂があらかじめ定められた所定の温度Ｔ_2aに達する
と、酸素供給手段４の開閉弁制御手段５２，５３が、開
閉弁５０，５１を所定の時間だけ、最初の開度よりも若
干、大きな開度に開き、さらに該所定時間の経過後に、
さらに大きめの開度に開く。

【００４９】このように、開閉弁５０，５１の開度を段
階的に、徐々に増大させていくことにより、廃棄物Ａの
下層部に、その継続的な燃焼に必要な程度で酸素供給源
４６から酸素が供給され、これにより、該廃棄物Ａの下
層部の燃焼が必要以上に拡大することもなく安定に行わ
れるようになっていき、また、廃棄物Ａの上層部の乾留
も安定に進行するようになっていく。

【００５０】次いで、温度センサ２３により検知される
可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ がさらに上昇し、該可燃性ガ
スが自然燃焼し得る温度Ｔ_2cに達すると、酸素供給手段
３の開閉弁制御手段５２，５３が、可燃性ガスの燃焼温
度Ｔ₂ を、該可燃性ガスが自然燃焼し得ると共に、その
燃焼による窒素酸化物等の発生が少ないものとなる燃焼
温度としてあらかじめ設定された温度Ｔ_2b（第１の設定
温度、Ｔ_2a＜Ｔ_2c＜Ｔ _2b）に維持するように、開閉弁５
０，５１の開度を自動的に調整する。尚、温度Ｔ_2bは、
前記可燃性ガスが自然燃焼し得る温度Ｔ_2cよりも十分高
い温度として、例えば１０００℃に設定される。

【００５１】前記開閉弁５０，５１の開度の自動的調整
は、具体的には、次のように行われる。まず、燃焼温度
Ｔ₂ が温度Ｔ_2bよりも小さくなると、開閉弁５０，５１
の開度が大きくされて、ガス化炉１への酸素供給量が増
加され、これにより、廃棄物Ａの下層部の燃焼が促進さ
れると共に、その燃焼熱による廃棄物Ａの上層部の乾留
及びこの乾留による可燃性ガスの発生が助長される。逆
に、燃焼温度Ｔ₂ が温度Ｔ_2bよりも大きくなると、開閉
弁５０，５１の開度が小さくされて、ガス化炉１への酸
素供給量が減少され、これにより、廃棄物Ａの下層部の
燃焼が抑制されると共に、その燃焼熱による廃棄物Ａの
上層部の乾留及びこの乾留による可燃性ガスの発生が抑
制される。

【００５２】これにより、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ は
温度Ｔ_2bに略維持され、この状態で、廃棄物Ａの下層部
の燃焼及び上層部の乾留が安定に進行することとなり、
図３示の乾留進行段階に移行する。

【００５３】そして、このように該可燃性ガスの燃焼温
度Ｔ₂ が、自然燃焼し得る温度に維持されるようになる
と、燃焼炉２の着火装置２９はその制御部２９ａの制御
により停止され、該可燃性ガスは継続的に自然燃焼する
こととなる。また、かかる可燃性ガスの燃焼熱により加
熱された空気が前記吸引ファン３８によりボイラ装置３
の加熱部３２に吸引されて、蒸気罐３１に収容されてい
る水を加熱することとなる。

【００５４】尚、かかるガス化炉１における廃棄物Ａの
乾留の際には、前記温度センサ２０により検知されるガ
ス化炉１内の温度Ｔ₁ は、通常、図３に示すように、廃
棄物Ａの乾留の初期段階においては、該廃棄物Ａの下層
部の燃焼の開始に伴って上昇し、その後に、その燃焼熱
が上層部の廃棄物Ａの燃焼のために吸収されることによ
り一旦、下降し、続いて、廃棄物Ａの乾留が安定に進行
する乾留進行段階になると、廃棄物Ａの下層部の燃焼の
進行に伴って上昇していく。

【００５５】一方、前述した燃焼炉２における可燃性ガ
スの燃焼には、酸素が必要であるが、この燃焼に必要な
酸素は、次に説明するように、温度センサ２３により検
知される可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ に応じて前記酸素供
給手段５により供給される。

【００５６】すなわち、酸素供給手段５の開閉弁制御手
段５８は、温度センサ２３により検知される可燃性ガス
の燃焼温度Ｔ₂ に応じて開閉弁５６を適当な開度で開
き、これにより、前述したように、酸素供給源４６から
酸素供給管４７，５４、燃焼炉２の空室２７及びノズル
孔２８を介して燃焼炉２のバーナ部２１に酸素を供給
し、燃焼炉２に導入される可燃性ガスと、その完全燃焼
に必要な酸素とをバーナ部２１において混合させる。

【００５７】具体的には、開閉弁制御手段５８は、廃棄
物Ａの乾留の初期段階においては、燃焼炉２に導入され
る可燃性ガスの量が増大してその燃焼温度Ｔ₂ が上昇す
るに従って、開閉弁５６をその開度が増大するように開
いて燃焼炉２への酸素供給量を増加させ、廃棄物Ａの乾
留が安定に進行する段階では、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ
₂ の若干の増減に伴って、開閉弁５６の開度を増減させ
て、燃焼炉２への酸素供給量を調整し、これにより、燃
焼炉２に導入される可燃性ガスが完全燃焼し得る量の酸
素と該可燃性ガスとを混合する。

【００５８】尚、かかる燃焼炉２への酸素供給に際して
は、作業者が可燃性ガスの燃焼状態を確認しつつ、開閉
弁５７を手動で操作することによって、燃焼炉２への酸
素供給量を調整するようにすることも可能である。

【００５９】ところで、前述のようにして廃棄物Ａの乾
留を行うと、燃焼炉２における前記可燃性ガスの燃焼温
度Ｔ_2bは、前記可燃性ガスが自然燃焼し得る温度Ｔ_2cよ
りも十分高く設定されているので、その燃焼熱により、
ボイラ装置３の蒸気罐３１から発生される水蒸気の圧力
が次第に増加し、図３に仮想線示するように、該蒸気罐
３１の許容水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₃ （例えば、８．０
ｋｇ／ｃｍ² ）を超えるようになる。このようなときに
は、圧力センサ４４が前記圧力Ｐ₃ を検知して大気解放
弁４５を開くことにより、蒸気罐３１内の水蒸気圧が大
気圧まで下げられる。しかし、このようにすると、前記
蒸気を必要とする装置３５は、蒸気罐３１内の水蒸気圧
が再び上昇するまで、蒸気を得ることができず、また、
蒸気罐３１から発生される水蒸気の圧力が前記圧力Ｐ₃
を超えるまでの加熱に用いられた燃焼熱は浪費されたこ
とになる。

【００６０】そこで、本実施例の装置では、前記開閉弁
制御手段５２，５３，５８に前記可燃性ガスの燃焼温度
の設定温度を変更して制御する設定温度制御手段５２
ａ，５３ａ，５８ａを設け、圧力センサ４４で検知され
る水蒸気圧が前記装置３５の常用水蒸気圧の範囲である
略一定の圧力Ｐ₁ 〜Ｐ₂ に維持されるようにしている。

【００６１】次に、図２及び図３を参照して、設定温度
制御手段５２ａ，５３ａ，５８ａの作用について説明す
る。

【００６２】まず、前記廃棄物Ａの乾留の進行中に、圧
力センサ４４で検知される水蒸気圧が前記装置３５の常
用水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₂ （例えば７．５ｋｇ／ｃｍ
² ）に達すると、圧力センサ４４から前記設定温度制御
手段５２ａ，５３ａ，５８ａの設定温度変更手段５２
ｃ，５３ｃ，５８ｃに検知信号が送られる。設定温度変
更手段５２ｃ，５３ｃ，５８ｃは前記検知信号を受ける
と、設定温度メモリ５２ｅ，５３ｅ，５８ｅに設定温度
を変更することを指令する。設定温度メモリ５２ｅ，５
３ｅ，５８ｅは、前記可燃性ガスの燃焼温度の設定温度
として、前記温度Ｔ_2bと、温度Ｔ_2bよりも低く前記可燃
性ガスが自然燃焼し得る温度Ｔ_2cよりも高い温度Ｔ
_2d（第２の設定温度、例えば４００℃）とを記憶してお
り、設定温度変更手段５２ｃ，５３ｃ，５８ｃから設定
温度変更の指令を受けると、前記第１の設定温度Ｔ_2bに
変えて前記第２の設定温度Ｔ_2dを開閉弁制御器５２ｂ，
５３ｂ，５８ｂに出力する。

【００６３】この結果、開閉弁制御器５２ｂ，５３ｂ
は、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ を、前述の温度Ｔ_2bに維
持する場合と同様にして、温度Ｔ_2dに維持するように、
ガス化炉１に酸素を供給する開閉弁５０，５１の開度を
自動的に調整するようになる。また、開閉弁制御器５８
ｂは、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ_2dに応じて開閉弁５６を
適当な開度で開き、これにより、燃焼温度Ｔ_2dにおける
可燃性ガスの完全燃焼に必要な酸素を燃焼炉２に供給す
るようになる。

【００６４】前記のように、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂
を第２の設定温度Ｔ_2dに変更すると、圧力センサ４４で
検知される水蒸気圧は図３示のように下降し始める。そ
して、圧力センサ４４で検知される水蒸気圧が前記装置
３５の常用水蒸気圧の下限の圧力Ｐ₁ （例えば７．０ｋ
ｇ／ｃｍ² ）に達すると、圧力センサ４４から前記設定
温度制御手段５２ａ，５３ａ，５８ａの設定温度復帰手
段５２ｄ，５３ｄ，５８ｄに検知信号が送られる。設定
温度変更手段５２ｄ，５３ｄ，５８ｄは前記検知信号を
受けると、設定温度メモリ５２ｅ，５３ｅ，５８ｅに設
定温度を第２の設定温度Ｔ_2dから第１の設定温度Ｔ_2bに
復帰することを指令し、設定温度メモリ５２ｅ，５３
ｅ，５８ｅは、第１の設定温度Ｔ_2bを開閉弁制御器５２
ｂ，５３ｂ，５８ｂに出力する。

【００６５】この結果、開閉弁制御器５２ｂ，５３ｂ
は、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ を、再び温度Ｔ_2bに維持
するように、ガス化炉１に酸素を供給する開閉弁５０，
５１の開度を自動的に調整するようになり、開閉弁制御
器５８ｂは、再び可燃性ガスの燃焼温度Ｔ_2bに応じて開
閉弁５６を適当な開度で開き、これにより、燃焼温度Ｔ
_2bにおける可燃性ガスの完全燃焼に必要な酸素を燃焼炉
２に供給するようになる。

【００６６】そして、前記廃棄物Ａの乾留が進行する
間、前記操作を繰り返すことにより、蒸気罐３１で発生
される水蒸気の圧力が前記装置３５の常用水蒸気圧の範
囲である略一定の圧力Ｐ₁ 〜Ｐ₂ に維持されるように制
御される。

【００６７】このとき、前記温度センサ２３は、前記設
定温度Ｔ_2b，Ｔ_2dを検知するために、バーナ部２１で生
じる燃焼炎に直接曝露されないことが好ましく、バーナ
部２１から離間して燃焼部２２に設けられる。

【００６８】尚、前記蒸気罐３１で発生される水蒸気圧
の制御中に、該水蒸気圧が突発的に蒸気罐３１の許容水
蒸気圧の上限の圧力Ｐ₃ を超えたときには、前記のよう
に圧力センサ４４で前記圧力Ｐ₃ を検知することにより
大気解放弁４５を開き、蒸気罐３１内の水蒸気圧を大気
圧に下げる。また、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ がその自
然燃焼し得る温度Ｔ_2cよりも低くなることは、前記燃焼
炉２における失火を意味するので、図３に仮想線示する
ように、前記温度センサ２４が検知する温度Ｔ ₃ が前記
可燃性ガスの自然燃焼し得る温度Ｔ_2c以下になると、前
記着火装置２９の制御部２９ａは着火装置２９を再作動
させ、可燃性ガスを燃焼させ、可燃性ガスの燃焼温度Ｔ
₂ が前記設定温度Ｔ_2bまたはＴ_2dに維持されるようにす
る。

【００６９】次に、図１示の乾留ガス化焼却処理装置の
乾留終了段階の作動を説明する。

【００７０】前述のような廃棄物Ａの乾留の際には、図
１に示すように、ガス化炉１の内部には、その下部側か
ら上部側にかけて順に、灰化層ａ、赤熱層ｂ、流動化層
ｃ、伝熱層ｄ及びガス層ｅが形成され、これらの各層ａ
〜ｅのうち、廃棄物Ａの燃焼の完了により生じる灰化層
ａは廃棄物Ａの部分的燃焼が進行するに従って増大して
いき、これと共に、廃棄物Ａの燃焼が行われている赤熱
層ｂは下層部から上層部に向かって徐々に上昇・移行し
ていく。また、かかる灰化層ａの増大及び赤熱層ｂの上
昇に伴って、廃棄物Ａの乾留が進行する流動化層ｃ、伝
熱層ｄ及びガス層ｅは減少し、換言すれば、乾留し得る
廃棄物Ａの量が減少していく。

【００７１】このように乾留し得る廃棄物Ａの量が減少
していくと、やがて、その乾留により発生する可燃性ガ
スの量が減少傾向となって、燃焼炉２における可燃性ガ
スの燃焼温度Ｔ₂ も減少傾向となる。このため、酸素供
給手段３の開閉弁制御手段５２，５３は、ガス化炉１に
おける廃棄物Ａの部分的燃焼を促進すべく、開閉弁５
０，５１の開度を徐々に継続的に増加させて、ガス化炉
１への酸素供給量を増加させ、これにより燃焼炉２にお
ける可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ が略一定の温度Ｔ _2bまた
はＴ_2dに維持されるように、ガス化炉１内の廃棄物Ａの
乾留を促進する。そして、最終的には、開閉弁５０，５
１の開度は前記温度Ｔ_2bまたはＴ_2dに対する最大の開度
となって、ガス化炉１への酸素供給量も最大となるので
あるが、ガス化炉１内の廃棄物Ａの乾留しうる部分が残
り僅かとなり、さらには無くなると、燃焼炉２における
可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ を前記温度Ｔ_2bまたはＴ_2dに
維持し得るような量の可燃性ガスを生成することができ
なくなり、このため燃焼炉２に導入される可燃性ガスの
量が減少して、その燃焼温度Ｔ₂ も下降していく。

【００７２】また、このように、燃焼炉２における可燃
性ガスの燃焼温度Ｔ₂ が下降してい段階となると、ガス
化炉１内の廃棄物Ａの灰化層ａを除く部分に占める赤熱
層ｂが増加すると共に、その燃焼熱が廃棄物Ａの乾留に
より吸収される量も減少するので、ガス化炉１内の温度
Ｔ₁ は、一旦急上昇するものの、やがて、廃棄物Ａの燃
焼・灰化の進行に伴って下降していく。

【００７３】このように、廃棄物Ａの最終的な灰化が進
行する段階においては、該廃棄物Ａを完全に燃焼させて
確実に灰化させることが望ましい。このため、本実施例
においては、燃焼炉２における燃焼温度Ｔ₂ が略一定の
温度Ｔ_2bまたはＴ_2dに維持された後に下降していく際
に、燃焼炉２の温度センサ２３により検知される可燃性
ガスの燃焼温度Ｔ₂ が例えば前記所定の温度Ｔ_2a以下に
低下し、且つ、ガス化炉１の温度センサ２０により検知
されるガス化炉１内の温度Ｔ₁ が、廃棄物Ａの乾留の終
了段階を示すものとしてあらかじめ設定された所定の温
度Ｔ_1a以上に上昇した時に、開閉弁制御手段５３が開閉
弁５１を全開状態に開き、酸素供給源４６から酸素供給
管４７，４９、ガス化炉１の空室１１及び給気ノズル１
２を介してガス化炉１内に供給される酸素量を増加せし
める。

【００７４】これにより、ガス化炉１内に対する酸素供
給量が増大し、ガス化炉１内の廃棄物Ａの最終的な燃焼
・灰化が促進されて、該廃棄物Ａが完全に灰化され、廃
棄物Ａの乾留ガス化のよる焼却処理が終了する。尚、燃
焼炉２における可燃性ガスの燃焼温度Ｔ₂ が下降してい
く際には、該可燃性ガスが自然燃焼することができなく
なるので、前記温度センサ２４が検知する温度Ｔ₃ が前
記可燃性ガスの自然燃焼し得る温度Ｔ_2c以下になると、
前記着火装置２９の制御部２９ａが着火装置２９を再作
動させて可燃性ガスの燃焼を行う。

【００７５】前記実施例では、ガス化炉１に酸素を供給
する酸素供給手段４において、常時開閉弁５０，５１の
両方の開度を調整するようにしているが、開閉弁５０の
みの開度を常時調整し、開閉弁５１は適宜閉じるように
してもよい。

【００７６】例えば、圧力センサ４４が前記装置３５の
常用水蒸気圧の上限の圧力Ｐ₂ を検知して、設定温度変
更手段５３ｃから設定温度メモリ５３ｅに設定温度変更
を指令したときに、設定温度メモリ５３ｅから第２の設
定温度Ｔ_2dを入力された開閉弁制御器５３ｂが開閉弁５
１を閉じ、開閉弁５０だけで前記のように可燃性ガスの
燃焼温度Ｔ₂ が第２の設定温度Ｔ_2dに維持されるよう
に、ガス化炉１に供給される酸素量を調整するようにし
てもよい。

【００７７】また、開閉弁５０だけで前記のように可燃
性ガスの燃焼温度Ｔ₂ が第１の設定温度Ｔ_2bまたは第２
の設定温度Ｔ_2dに維持されるように、ガス化炉１に供給
される酸素量を調整するようにし、開閉弁５１は前記廃
棄物Ａの乾留の終了段階において、廃棄物Ａの完全に灰
化させる際にだけ開くようにしてもよい。

【００７８】さらに、ボイラ装置３を常時稼働させるた
めに、ガス化炉１を２基設け、交互に切り換えるように
してもよい。

【００７９】また、図１示の横型のボイラ装置３に変え
て、図２示のように竪型のボイラ装置６０を用いるよう
にしてもよい。図２示の装置は、ボイラ装置６０の構成
以外は、図１示の装置と同一であるので、次にボイラ装
置６０の構成及び作動について説明する。

【００８０】ボイラ装置６０は、加熱部３２の下方に備
えられ、給水装置１８から給水管１９，４３を介して給
水される水を収容する環状の水管６１と、加熱部３２の
下方に備えられた環状の蒸気管６２と、水管６１及び蒸
気管６２を接続する複数の管６３から成る。該加熱部３
２は前記燃焼部２２の先端部側で前記燃焼炉２の燃焼部
２２に接続され、燃焼部２２の燃焼熱で加熱された空気
が該加熱部３２に流通されて水管６１に収容された水を
加熱し、加熱された水が管６３内で気化して、水蒸気を
発生するようになっている。そして、発生した水蒸気
は、蒸気管６２に接続された蒸気供給管３３により開閉
弁３４を介して蒸気を必要とする装置３５に送られる。

【００８１】ボイラ装置６０では、加熱部３２に圧力セ
ンサ４１が設けられ、管６３に水位センサ４２が設けら
れ、蒸気管６２に該蒸気管６２内の水蒸気の圧力を検知
する圧力センサ（圧力検知手段）４４が設けられてい
る。前記各センサ４１，４２，４４の作動は、前記図１
示の装置と全く同一である。

【００８２】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の乾留ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉に接続され
たボイラ装置で発生される水蒸気の圧力を予め設定され
た範囲の圧力になるように制御することができるので、
該燃焼炉で発生する燃焼熱を有効に利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾留ガス化焼却処理装置の一例を示す
概略的システム構成図。

【図２】図１の焼却処理装置における設定温度制御手段
の構成を示すブロック図。

【図３】図１の焼却処理装置における燃焼温度とボイラ
装置の水蒸気圧との相関関係を示す線図。

【図４】本発明の乾留ガス化焼却処理装置の他の例を示
す概略的システム構成図。

【符号の説明】

１…ガス化炉、 ２…燃焼炉、 ３，６０…ボイラ装
置、 ４…酸素供給手段、 ２３…ガス燃焼温度検知手
段、 ４４…圧力検知手段、 ５２ａ，５３ａ…設定温
度制御手段。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 7/12 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 7/12 ＺＡＢＡ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/027 F23G 5/16 F23G 5/46 F23G 5/50 F23G 7/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部
   を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の未乾留部を乾
   留して可燃性ガスを生ぜしめるガス化炉と、該ガス化炉
   からガス通路を介して導入される可燃性ガスを燃焼させ
   る燃焼炉と、該燃焼炉における前記可燃性ガスの燃焼温
   度を検知するガス燃焼温度検知手段と、前記燃焼炉にお
   ける可燃性ガスの自然燃焼が開始された後に前記ガス燃
   焼温度検知手段により検知される該可燃性ガスの燃焼温
   度を予め設定された設定温度に略一定に維持するように
   前記ガス化炉への酸素供給量を調整しつつ前記廃棄物の
   一部の燃焼及び未乾留部の乾留に必要な酸素を該ガス化
   炉に供給する酸素供給手段と、該燃焼炉における前記可
   燃性ガスの燃焼熱を熱源とするボイラ装置とを備えた乾
   留ガス化焼却処理装置において、 前記ボイラ装置に該ボイラ装置で発生される水蒸気の圧
   力を検知する圧力検知手段を設けると共に、該圧力検知
   手段で検知される水蒸気圧が予め設定された範囲の圧力
   になるように、前記可燃性ガスの燃焼温度の設定温度を
   変更して制御する設定温度制御手段を設けてなり、 前記設定温度制御手段は、前記圧力検知手段が前記予め
   設定された範囲を超える圧力を検知したときに前記可燃
   性ガスの燃焼温度を予め設定された第１の設定温度より
   低い第２の設定温度に変更する設定温度変更手段と、前
   記可燃性ガスの燃焼温度が該第２の設定温度に変更され
   たのち、前記圧力検知手段が前記予め設定された範囲の
   下限の圧力を検知したときに該第２の設定温度を該第１
   の設定温度に復帰させる設定温度復帰手段とからなる こ
   とを特徴とする乾留ガス化焼却処理装置。
2. 【請求項２】前記ボイラ装置に、前記圧力検知手段が前
   記予め設定された範囲を超える所定の圧力を検知したと
   きに作動する大気解放弁を設けることを特徴とする請求
   項１記載の乾留ガス化焼却処理装置。