[发明专利]废弃物熔融处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及在竖炉式熔融炉内将废弃物热分解、燃烧、熔融的废弃物熔融处理方法。

背景技术

作为处理城市垃圾、碎纸机粉尘等的废弃物的技术，已知有将废弃物热分解、燃烧，将热分解残渣熔融制成炉渣而排出的废弃物熔融处理。

该处理方法具有以下优点：将废弃物热分解来气化，由此可以回收其燃烧热，同时将热分解残渣熔融以炉渣形式排出后，可以减少在填埋处理等中所需进行最终处理的量。这种熔融处理方法有多种方式，但作为其之一是利用形成竖式的竖炉式废弃物气化熔融炉的方法。

该竖炉式废弃物气化熔融炉例如是进行以下处理的炉：使炉下部堆积的焦炭燃烧，将废弃物投入该高温的焦炭上，使其热分解及部分氧化而气化，同时将残渣熔融，制成炉渣（参照专利文献1）。

专利文献1的竖炉式废弃物气化熔融炉中，形成竖式筒状的炉体的功能在纵向（上下）方向上大致分为三个区域。即，形成高温燃烧带，该高温燃烧带具有在炉下部堆积焦炭而成的焦炭床，在该高温燃烧带之上形成废弃物层，在炉体的上部于该废弃物层的上方形成大空间的熔化室部。

在所述气化熔融炉中，在上述3个区域各自中，将含氧气体向炉内吹入。在炉下部的高温燃烧带设置主风口，为了使投入而堆积的焦炭床的焦炭燃烧，得到将废弃物的热分解残渣熔融的熔融热源，吹入富氧空气。另外，在废弃物层设置副风口，为了使投入而堆积的废弃物缓慢地流动，同时使废弃物热分解及部分氧化，吹入空气。另外，在熔化室部设置第三级风口，为了使废弃物热分解而生成的热分解气体（可燃性气体）的一部分部分燃烧，将内部维持在规定温度，吹入空气。

如上所述，竖炉式废弃物气化熔融炉是在一个炉子中，使废弃物在该炉内下降的同时，可以进行热分解气化处理和熔融处理两种处理的设备。所投入的废弃物被热分解，生成气体和残渣。通过来自主风口的富氧空气的鼓风，焦炭床的焦炭被燃烧，形成高温燃烧带，将废弃物的热分解残渣熔融，以炉渣和金属的形式排出。由高温燃烧带的焦炭燃烧产生的高温气体将在高温燃烧带上形成的废弃物层的废弃物加热，利用来自副风口的空气的鼓风将废弃物热分解，包含由该热分解产生的可燃性气体的气体在废弃物层内上升，经过熔化室部，通过在炉内上部设置的排出烟道，向炉外的二次燃烧室排出。气体含有大量的可燃气体，在二次燃烧室使其燃烧，通过锅炉进行热回收，产生蒸气，将该蒸气用于发电等。由锅炉排出的气体通过旋风分离器除去比较粗大的粉尘，进一步用降温装置冷却，通过与有害物质除去剂反应，除去有害气体，通过集尘器进行除尘处理等的排气处理后，由烟囱释放到大气中。

在所述废弃物气化熔融炉中，在炉底部形成堆积焦炭而成的焦炭床，焦炭燃烧形成热分解残渣的熔融热源，但是近年来，期望降低来自化石燃料的煤焦炭的使用量，减少二氧化碳排放量。提出了削减焦炭使用量的废弃物熔融方法，其中，作为煤焦炭的替代物，将建筑废料的屑末加热压缩成型进行碳化，利用得到的碳化物或木炭等的块状的生物质（参见专利文献2），或者将生物质加压成型而成的坯块等生物质固体投入到废弃物气化熔融炉，在炉内使其碳化物化，形成碳化物层（参见专利文献3）。

专利文献1： 日本特开平09-060830

专利文献2： 日本特开2005-249310

专利文献3： 日本特开2005-274122。

发明内容

为了减少二氧化碳排放量，同时降低废弃物熔融炉的运转费用，应当减少废弃物熔融炉中的焦炭使用量，但即使如专利文献2、3那样利用碳化物的块状生物质或生物质固体作为焦炭的替代物，也有以下所示的问题。即，如专利文献2那样利用碳化物的块状生物质，或者如专利文献3那样将生物质固体投入废弃物熔融炉、在炉内使其碳化物化的情况下，生物质原料所具有的挥发成分的燃烧热在碳化过程中被消耗，生物质原料的相当于固定碳的份的热量用于作为焦炭替代物的熔融热源。因此，相对于所欲削减煤焦炭的量，必须投入大量的碳化物的块状生物质或生物质固体，它们与煤焦炭相比是昂贵的，因此存在以下问题：为了削减煤焦炭使用量所需的费用庞大，废弃物熔融炉的运转费用庞大。另外，还存在生物质原料所具有的挥发成分的燃烧热没有被有效利用的问题。另外，还存在以下问题：碳化物的块状生物质或生物质固体在炉内碳化而成的碳化物作为高温炉栅的稳定性比煤焦炭差，发生熔融炉下部的温度降低或熔融炉渣的排出不良，作业变得不稳定。