| 【発明の名称】 |
廃棄物の焼却方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 廣
【氏名】日高 啓次郎
【氏名】辻 良明
【氏名】栗本 隆志
【氏名】上原 忠章
【氏名】金森 聖二
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却する廃棄物の焼却方法において、炉の底部に配設した攪拌装置により固形廃棄物を攪拌しながら、該攪拌装置に形成した空気放出孔から固形廃棄物中に空気を送り込むとともに、固形廃棄物を炉の中心に向けて順次掻き寄せ、焼却灰を炉底の中心部から排出することを特徴とする廃棄物の焼却方法。
【請求項２】 炉内温度を８５０℃以上にすることによってダイオキシン及び一酸化炭素の発生を抑制することを特徴とする請求項１記載の廃棄物の焼却方法。
【請求項３】 焼却排ガスに空気を強制的に混合して焼却排ガスの温度を略２００℃以下に冷却することによってダイオキシンの発生を抑制することを特徴とする請求項１又は２記載の廃棄物の焼却方法。
【請求項４】 固形廃棄物の炉内滞留時間が、３０分〜２時間になるように攪拌装置を駆動することを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃棄物の焼却方法。
【請求項５】 液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却するようにした廃棄物の焼却装置において、液体廃棄物を炉内に噴射して焼却するバーナを配設するとともに、固形廃棄物の投入口を形成し、炉底に、中空状の攪拌軸にスクレーパを備え、空気放出孔を形成した攪拌装置を配設するとともに、その中心部に焼却灰の排出口を形成したことを特徴とする廃棄物の焼却装置。
【請求項６】 耐火材で覆った炉の外周を二重壁で形成し、該二重壁の内部を空気が強制的に流通するようにするとともに、二重壁の内部を流通した空気を炉内に導入するようにしたことを特徴とする請求項５記載の廃棄物の焼却装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶内において発生するビルジ廃油などの液体廃棄物及び含油スラッジ、梱包廃材、食物残査などの固形廃棄物の焼却方法及びその装置に関し、さらに詳しくは、液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を同炉内に投入して焼却処理することにより、海洋の汚染防止に寄与するする廃棄物の焼却方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】船舶内で発生する廃棄物は多種多様であるが、主として漏水、漏油、ウェイスト、ガーベッジ、梱包廃材、シーウェッジ（屎尿）、食物残査などに大別される。これらのうち、船内機器の運転中または開放時などに発生する漏水、漏油、排水、廃油が船底に落ちたビルジ廃油は、油分を含むために、その海上排出は汚染の原因になる。さらに、海洋汚染の原因となるこれら廃棄物の海上投棄については、ＭＡＲＰＯＬ７３／７８条約などによる規制がますます厳しくなる傾向にある。
【０００３】ところで、従来の船舶に設けられる廃棄物の焼却装置は、その構造などに規制がないこともあって、性能はあまりよいとはいえなかった。特に、簡易な焼却炉を用いた場合には、燃料清浄機、デカンター、潤滑油清浄機などから排出される含油スラッジは、粘度が高く、常温で固化してしまうために、表面のみが燃焼する不完全燃焼に終わり、燃焼中の攪拌がない限り十分な焼却は不可能であった。
【０００４】この問題に対処するために、廃棄物を攪拌する方式、例えば、ロータリーキルン式や回転炉床式の焼却炉が開発され、実用化されてきてはいるが、簡易な焼却炉を用いた場合を含め、これら従来の焼却炉には、依然として次のような問題があった。
(1) 炉全体を回転する方式の焼却炉では、全重量がその回転機構にかかり、機構的に問題があるだけでなく、故障しやすく、特に、船舶用として使用するには、取り扱い、保守の点で問題がある。
(2) 従来の焼却炉は、固形廃棄物をバッチで投入し、焼却しているため、廃プラスチック等を含む固形廃棄物を一度に大量に投入すると、焼却の途中で燃焼が終わり燃焼温度が下がって不完全燃焼のまま焼却処理が終了したり、焼却排ガスの温度が高過ぎたり低過ぎたりして不安定な燃焼となるため、ダイオキシンや一酸化炭素が発生するおそれがある。
(3) 従来の焼却炉は、一般に灰出し機構がなく、廃棄物をバッチで投入し、一定の時間後の焼却終了を見計らって、焼却灰を人手で排出しているため、その管理が十分にできず、実際には、焼却灰が溶融して固化することにより、灰出し作業が困難になる。
(4) 従来の焼却炉は、その外表面の温度について、特に規制等がなかったために、安全基準温度である６０℃以上の高温になるものが多く、安全性の点で問題がある。
(5) 高度処理の焼却炉は、設備が大形化するとともに、設備の構築費が著しく上昇する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の焼却炉による廃棄物の焼却処理の有する問題点に鑑み、簡易な機構により、ダイオキシンや一酸化炭素の発生を抑制することができるとともに、焼却灰の後処理を簡単に行うことができる廃棄物の焼却方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の廃棄物の焼却方法は、液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却する廃棄物の焼却方法において、炉の底部に配設した攪拌装置により固形廃棄物を攪拌しながら、該攪拌装置に形成した空気放出孔から固形廃棄物中に空気を送り込むとともに、固形廃棄物を炉の中心に向けて順次掻き寄せ、焼却灰を炉底の中心部から排出することを特徴とする。
【０００７】また、同じ目的を達成するため、本発明の廃棄物の焼却装置は、液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却するようにした廃棄物の焼却装置において、液体廃棄物を炉内に噴射して焼却するバーナを配設するとともに、固形廃棄物の投入口を形成し、炉底に、中空状の攪拌軸にスクレーパを備え、空気放出孔を形成した攪拌装置を配設するとともに、その中心部に焼却灰の排出口を形成したことを特徴とする。
【０００８】この廃棄物の焼却方法及び廃棄物の焼却装置は、液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却することにより、液体廃棄物と固形廃棄物とを１つの焼却装置を用いて同時に焼却処理することができるとともに、炉の底部に配設した攪拌装置により固形廃棄物を攪拌しながら、該攪拌装置に形成した空気放出孔から固形廃棄物中に空気を送り込むことにより、固形廃棄物を安定して完全燃焼させて、確実に焼却を行うことができるとともに、固形廃棄物を炉の中心に向けて順次掻き寄せ、焼却灰を炉底の中心部から確実に排出することができる。
【０００９】この場合において、炉内温度を８５０℃以上にすることができる。
【００１０】これにより、ダイオキシン及び一酸化炭素の発生を確実に抑制することができる。
【００１１】また、焼却排ガスに空気を強制的に混合して焼却排ガスの温度を略２００℃以下に冷却することができる。
【００１２】これにより、ダイオキシンの発生を確実に抑制することができる。
【００１３】また、固形廃棄物の炉内滞留時間が、３０分〜２時間になるように攪拌装置を駆動することができる。
【００１４】これにより、固形廃棄物を完全燃焼させて、確実に焼却を行うことができるとともに、焼却灰を速やかに排出することができる。
【００１５】また、耐火材で覆った炉の外周を二重壁で形成し、該二重壁の内部を空気が強制的に流通するようにするとともに、二重壁の内部を流通した空気を炉内に導入するように構成することができる。
【００１６】これにより、焼却装置の表面の温度を所定の温度、より具体的には、安全基準温度である略６０℃以下に確実に抑えることができるとともに、二重壁の内部を流通した空気を炉内に導入することにより、燃焼用空気や焼却排ガス冷却用空気として利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の廃棄物の焼却方法及びその装置の実施の形態を、図１〜図２に示す廃棄物の焼却装置１に基づいて説明する。この廃棄物の焼却装置１は、船舶内において発生するビルジ廃油などの液体廃棄物及び含油スラッジ、梱包廃材、食物残査などの固形廃棄物からなる廃棄物を、ダイオキシンや一酸化炭素の発生を抑制しながら、効率的に焼却処理することができるようにしたもので、以下、その構成を、運転方法と共に説明する。
【００１８】この廃棄物の焼却装置１の耐火材１４Ａで覆った炉３の炉内３２は、最初は冷めた状態にあるため、炉内３２の温度が焼却処理対象の廃棄物の焼却に適した温度になるまで、助燃用の補助燃料（一般に、良質の燃料）を、例えば、前板２Ａに取り付けたバーナ７から炉内３２へ噴射させて燃焼させる。そして、炉内３２の温度が焼却処理対象の廃棄物の焼却に適した温度になると、助燃用の補助燃料を、焼却処理対象のビルジ廃油などの液体廃棄物に切り替えて、液体廃棄物の焼却を開始する。
【００１９】これに合わせて、焼却処理対象の含油スラッジ、梱包廃材、食物残査などの固形廃棄物を投入口２から炉内３２へ投入し、炉底３１上に堆積するようにした状態で、これらの焼却を開始する。
【００２０】この場合、廃棄物の焼却に必要な燃焼用空気は、廃棄物の焼却装置１の各部分の冷却を行いながら、３つの方向から供給される。第１の空気は、押し込み送風機８から供給され、分岐されて燃焼用空気管９を経由して二重層に形成した前板２Ａの周囲に供給され、前板２Ａを冷却した後、バーナ７の周囲に形成した空気放出孔１６から炉内３２へ吸い出されるように供給され、液体廃棄物の燃焼に供される。第２の空気は、押し込み送風機８から供給され、分岐されてバイパス管１０を経由して、攪拌装置を構成する炉底３１を貫通する中空状の攪拌軸４Ａの内部を通って上方へ流れ、攪拌軸４Ａと連通した２本のアーム６３から、さらに、アーム支え６２の内部を通って下方へ流れて、これらの部分を冷却した後、アーム６３の下部及びアーム支え６２の外周に形成した空気放出孔６４から、炉底３１上に堆積された固形廃棄物中に供給され、固形廃棄物の燃焼に供される。第３の空気は、廃棄物の焼却装置１の炉底３１近傍の外周面に複数個形成された空気取入口１２から、廃棄物の焼却装置１の上部に設けた誘引送風機１１の作用による炉内３２の負圧によって、焼却装置１の二重壁部１３Ａに導入され、二重層に形成した固形廃棄物の投入口２Ｂの周囲を介して、その上方の焼却装置１の二重壁部１３Ａを流れて、これらの部分を冷却した後、耐火材１４Ａに複数個形成した空気放出孔１５から炉内３２へ吸い出されるように供給され、その一部は廃棄物の燃焼に供される。これにより、空気により冷却した部分の耐久性を向上するようにするとともに、廃棄物の焼却装置１の外面の温度上昇を安全基準温度である略６０℃以下に抑えるようにする。
【００２１】一方、焼却装置１の二重壁部１３Ａの上方に、仕切り板１８Ａ２により区画されて形成した焼却装置１の二重壁部１３Ｂには、廃棄物の焼却装置１の上部に設けた誘引送風機１１の作用による負圧によって、第１ダンパー１８Ａ１より取り入れた冷却用空気を導入して、廃棄物の焼却装置１の外面の温度上昇を安全基準温度である略６０℃以下に抑えるようにする。
【００２２】また、焼却炉本体１の二重壁部１３Ｂに導入した空気は、第２ダンパー１８Ｂ１を介して、周囲を断熱材１４Ｂで覆った焼却排ガス冷却室１９に導入し、炉出口１７から排出される焼却排ガスと混合することによって、焼却排ガスの温度をダイオキシンの発生を防止するために必要な略２００℃以下にまで急激に冷却するようにする。
【００２３】また、第２ダンパー１８Ｂ１には、図２に示すように、開口部１８Ｂ１０が形成されており、この開口部１８Ｂ１０と、その下部に接する第２ダンパー１８Ｂ１の支持板１８Ｂ２に形成された開口部１８Ｂ２０とによって、第２ダンパー１８Ｂ１の取手１８Ｂ１１を調節して、その開口面積を調節することができるようにしている。
【００２４】炉内３２及び炉底３１で液体廃棄物及び固形廃棄物からなる廃棄物を焼却する場合、廃棄物の焼却に必要な十分な燃焼用空気を供給することにより、炉内３２の温度を８５０℃以上になるようにし、これによって、ダイオキシン及び一酸化炭素の発生を抑制するようにするが、この結果発生する焼却排ガスは、同様に、８５０℃以上の温度で完全燃焼して炉出口１７に至るが、その過程において、焼却装置１の二重壁部１３Ａの冷却に供された空気と混合され、さらに、その直後に設けた焼却排ガス冷却室１９において、新たに第１ダンパー１８Ａ１及び第２ダンパー１８Ｂ１により供給量が調整されて焼却排ガス冷却室１９に流入した空気と混合されることによって、ダイオキシンの発生を防止するために必要な略２００℃以下にまで急激に冷却されて、集塵機（図示省略）へ、あるいは誘引送風機１１を経て排ガス出口２０を介して大気中に排出される。
【００２５】さらに、本実施例においては、焼却排ガス冷却室１９に第３ダンパー１８Ｃを設けて、この第３ダンパー１８Ｃから空気を直接導入することにより、焼却排ガスをさらに希釈、冷却することによって、焼却排ガスの温度を略２００℃以下に確実に冷却することができるようにしている。
【００２６】液体廃棄物を炉内３２に噴射するために、前板２Ａに配設されるバーナ７には、蒸気噴霧式、空気噴霧式又はロータリー式等の任意の形式のバーナを使用することができる。
【００２７】また、固形廃棄物は、投入口２Ｂから炉内３２へ投入され、炉底３１に堆積するが、炉内３２の高温の雰囲気によって着火し、燃焼用空気が供給させることによって焼却されることになるが、その際、炉底３１を貫通する中空状の攪拌軸４Ａに一体に形成した２本のアーム６３及びこのアーム６３の適宜位置に垂設した、スクレーパー６１を備えたアーム支え６２からなる攪拌装置を、駆動装置４Ｂによって攪拌軸４Ａを介して回転駆動するようにする。このように、スクレーパー６１によって、炉底３１に堆積した固形廃棄物を掘り起こすように攪拌するとともに、固形廃棄物中に燃焼用空気を均一かつ積極的に供給することにより固形廃棄物の燃焼を促進するようにする。これにより、固形廃棄物を完全燃焼させて、確実に焼却を行うことができる。
【００２８】この場合において、固形廃棄物の炉内滞留時間が、３０分〜２時間程度になるように、攪拌装置の攪拌軸４Ａの１時間当たりの回転数を数回転程度に設定するとともに、その回転数に合わせてスクレーパー６１の角度等を設定するようにする。より具体的には、攪拌装置の攪拌軸４Ａの１時間当たり回転数を３〜１０回転程度に設定するとともに、スクレーパー６１は、矩形の板体で以て構成し、進行方向に対して内方に１０°〜２０°程度、かつ先端を下にして３０°程度傾け、その下端が炉底３１から２０ｍｍ〜数十ｍｍ程度の高さとなるようにアーム支え６２に取り付けるようにする。
【００２９】なお、攪拌軸４Ａ、スクレーパー６１、アーム支え６２及びアーム６３は、炉内３２の高温の雰囲気にさらされること等により、損傷を受けやすいため、簡易に取り替えられるように設計することが望ましい。
【００３０】また、炉底３１において固形廃棄物が完全燃焼して残った焼却灰は、攪拌軸４Ａの回転に伴うスクレーパー６１の作用によって、炉底３１の中心部の攪拌軸４Ａの周囲に順次掻き寄せられるとともに、焼却灰の排出口５５に落とし込まれ、この焼却灰の排出口５５の内周面に固定した灰掻き板５３及び攪拌軸４Ａの外周面に固定した灰掻き板５４並びにさらにその下方位置の攪拌軸４Ａの外周面に固定した灰掻き板５２によって掻き落とされて、焼却灰ダクト５１に収容されるようにする。焼却灰ダクト５１に収容された焼却灰は、焼却灰ダクト５１の下部に配設した灰出しダンパー５７を開放することによって、灰だめ５６に排出されるようにする。なお、排出口５５の内周面及び攪拌軸４Ａの外周面に固定する灰掻き板５３，５４は、４分の１円状に形成し、攪拌軸４Ａの回転方向に上向き１０°程度の傾斜を持たせて取り付けるようにする。
【００３１】
【発明の効果】本発明の廃棄物の焼却方法及び廃棄物の焼却装置によれば、液体廃棄物を固定式の炉内に噴射して焼却するとともに、固形廃棄物を前記炉内に投入して焼却することにより、液体廃棄物と固形廃棄物とを１つの焼却装置を用いて同時に焼却処理することができるとともに、炉の底部に配設した攪拌装置により固形廃棄物を攪拌しながら、該攪拌装置に形成した空気放出孔から固形廃棄物中に空気を送り込むことにより、固形廃棄物を安定して完全燃焼させて、確実に焼却を行うことができるとともに、固形廃棄物を炉の中心に向けて順次掻き寄せ、焼却灰を炉底の中心部から確実に排出することができる。これにより、ダイオキシン及び一酸化炭素の発生を抑制することができるとともに、装置全体を非常にコンパクト化でき、攪拌装置の駆動機構を含む全体機構を簡易化することができることと相俟って、設備コストを低廉にでき、また、取り扱いも容易で保守・管理に手数を要しないことから、汎用性があり、大型の船舶から小型の船舶まで、広く適用することができ、海洋汚染防止に寄与することができる。
【００３２】また、炉内温度を８５０℃以上にすることができ、これにより、ダイオキシン及び一酸化炭素の発生を確実に抑制することができる。
【００３３】また、焼却排ガスに空気を強制的に混合して焼却排ガスの温度を略２００℃以下に冷却することができ、これにより、ダイオキシンの発生を確実に抑制することができる。
【００３４】また、固形廃棄物の炉内滞留時間が、３０分〜２時間になるように攪拌装置を駆動することができ、これにより、固形廃棄物を完全燃焼させて、確実に焼却を行うことができるとともに、焼却灰を速やかに排出することができる。
【００３５】また、耐火材で覆った炉の外周を二重壁で形成し、該二重壁の内部を空気が強制的に流通するようにするとともに、二重壁の内部を流通した空気を炉内に導入するように構成することにより、焼却装置の表面の温度を所定の温度、より具体的には、安全基準温度である略６０℃以下に確実に抑えることができるとともに、二重壁の内部を流通した空気を炉内に導入して、燃焼用空気や焼却排ガス冷却用空気として利用することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９５０５５１６２
【氏名又は名称】社団法人日本舶用工業会
【識別番号】５９３１９６８４９
【氏名又は名称】ボルカノ株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】森 治 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８１２１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９７８１３ |
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