廃棄物処理方法及び廃棄物処理システム

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【発明の名称】	廃棄物処理方法及び廃棄物処理システム
【発明者】	【氏名】松澤克明【氏名】上野俊一朗【氏名】西野順也【氏名】石野森禎【氏名】綾部統夫
【要約】	【課題】廃棄物の熱分解ガスから塩素分を除去して事業用ボイラで燃焼させることにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることを目的とする。【解決手段】廃棄物Ｈを炭化してチャー（炭化物）Ｔを石炭Ｃと混合しこれを火力発電装置Ｘの事業用ボイラ１で燃焼することにより廃棄物Ｈを処理する方法であって、廃棄物Ｈを熱分解炉６で加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスＳと炭化物Ｔとに熱分解させる熱分解工程と、塩素除去装置１０で熱分解ガスＳ中から少なくとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスＤを生成する塩素除去工程と、脱塩素化熱分解ガスＤを熱源装置１３で燃焼して事業用ボイラ１の熱源とする燃焼工程とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混合しこれを火力発電装置の石炭焚き事業用ボイラで燃焼することにより前記廃棄物を処理する方法であって、前記廃棄物を熱分解炉で加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解工程と、該熱分解ガス中から少なくとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去工程と、該脱塩素化熱分解ガスを燃焼して前記事業用ボイラの熱源とする燃焼工程とを備えることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】前記塩素除去工程に先だって、前記熱分解ガス中に混入している炭化物を取り除くことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理方法。
【請求項３】前記熱分解ガス中から取り除かれた炭化物を石炭と混合することを特徴とする請求項２記載の廃棄物処理方法。
【請求項４】前記熱分解ガス及び前記脱塩素化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼ガスを前記熱分解炉の熱源とすることを特徴とする請求項１、２または３記載の廃棄物処理方法。
【請求項５】前記燃焼ガスを、前記火力発電装置に備える排ガス処理装置で処理することを特徴とする請求項４記載の廃棄物処理方法。
【請求項６】前記塩素除去工程では、前記熱分解ガス中に消石灰を加えて塩素分を除去することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の廃棄物処理方法。
【請求項７】廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混合しこれを火力発電装置の事業用ボイラで燃焼することにより前記廃棄物を処理するシステムであって、前記廃棄物を加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解炉と、該熱分解ガス中から少なくとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去装置と、該脱塩素化熱分解ガスを燃焼して前記事業用ボイラの熱源とする熱源装置とを備えることを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項８】前記熱分解ガスが前記塩素除去装置に送られる前に、該熱分解ガス中に混入している炭化物を取り除くガス処理装置を備えることを特徴とする請求項７記載の廃棄物処理システム。
【請求項９】前記ガス処理装置で取り除かれた炭化物を石炭と混合するための搬送経路を備えることを特徴とする請求項８記載の廃棄物処理システム。
【請求項１０】前記熱分解ガス及び前記脱塩素化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼ガスを前記熱分解炉の熱源とする燃焼装置を備えることを特徴とする請求項７、８または９記載の廃棄物処理システム。
【請求項１１】前記熱分解炉から排出された燃焼ガスを、前記火力発電装置に備える排ガス処理装置へ送り込む排ガス搬送経路を備えることを特徴とする請求項１０記載の廃棄物処理システム。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物を炭化してこの炭化物を火力発電装置の石炭焚き事業用ボイラで燃焼することにより廃棄物を処理する方法およびシステムに関し、特に、廃棄物に含有する塩素分の一部を除去した状態で事業用ボイラで燃焼させる技術に関する。なお、本明細書において、廃棄物とは、紙類，廃プラスチックなどの都市ゴミや、わら，木材チップ，廃パルプなどのバイオマス系の産業廃棄物を含む意で用いている。
【０００２】
【従来の技術】近年、紙類，廃プラスチックなどの都市ゴミや、わら，木材チップ，廃パルプなどのバイオマス系の産業廃棄物を各種燃料として再利用することが提案され、これによりゴミ（廃棄物）のエネルギ利用効率の向上が期待される。そのため、ゴミ焼却炉によるボイラ発電も提案されているが、ゴミ焼却の際に生じる塩化水素がボイラチューブを腐食させるためボイラを過酷な条件で運転できないことや、ゴミが多くの水分を含んでいるため燃焼温度が低いことなどから、発電効率が悪い。さらに、ゴミ焼却で発生する灰を廃棄するには多大なコストを必要とするため経済的ではない。
【０００３】従って、廃棄物を火力発電所に既に設置されている石炭焚き事業用ボイラや石炭ガス化設備の燃料として使用することも考えられ、これにより廃棄物処理のための焼却炉が不要となるが、廃棄物をこのような事業用ボイラ等に直接投入することは難しい。というのも、事業用ボイラ等はバーナーなどの構造上廃棄物を直接燃焼するのが難しいのに加え、排ガス規制やボイラチューブの腐食防止のため燃料の質の管理が厳しく行われており、燃料としての質が不安定な都市ゴミなどでは対応できないことに起因する。
【０００４】また、特開平１０－２４４１７６号公報では、廃プラスチックなどの有機系廃棄物を石炭焚きボイラの燃料として適用する技術が開示されている。これは、有機系廃棄物を予め酸素不足雰囲気で２００～５００℃の温度範囲で加熱処理し、この加熱処理によって生じたガスをボイラで燃焼させ、さらに、加熱処理後にローラミルで粉砕した固形物（炭素を主成分とするいわゆる炭化物）を燃料の石炭と混合してボイラで燃焼させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した廃棄物中には、塩化ビニル等の高分子の塩素系樹脂中に存在する塩素分と、塩化ナトリウムや塩化カルシウムなどに存在する塩素分とがあり（本明細書においては便宜上前者を有機系塩素と、後者を無機系塩素と呼ぶ。）、これら有機系塩素と無機系塩素とがおよそ半々の割合で存在するものと考えて差し支えない。そして、廃棄物を加熱処理すなわち熱分解により炭化する過程で生じる熱分解ガスは有機系塩素のうち８０～９０％を塩化水素として含んでいるため、この熱分解ガスを火力発電所などの事業用ボイラ等で大量に燃焼させたのではバーナの作動不良やボイラチューブの腐食を引き起こすため少量ずつしか燃焼させることができない。
【０００６】一方、廃棄物の加熱処理後に得られる炭化物は、発熱量や固有水分，揮発比などの性状が石炭と似ているため、例えば火力発電所に既設の石炭焚き事業用ボイラ等の燃料に混入して燃焼させることは可能である。ただし、廃棄物の炭化物には、無機系塩素の大部分が残っており、発熱量などの性状が石炭と似ているものの石炭と比較して塩素分を極めて多く含んでいる点で相違している。従って、この炭化物を事業用ボイラの燃料として使用したのでは前記と同様にバーナの作動不良やボイラチューブの腐食を引き起こすため、石炭に少量ずつしか混入させることはできない。
【０００７】以上のように、石炭焚き事業用ボイラなど、燃料の質が厳しく管理されたものに対して塩素分が大きな影響を与えることに鑑みると、廃棄物を加熱処理し、その加熱処理過程で生じた熱分解ガス及び炭化物を事業用ボイラで適正に燃焼させるには、バーナーの作動不良やボイラチューブの腐食を避けるために、石炭との混合比で廃棄物（熱分解ガス及び炭化物）をわずかに１％程度燃焼させ、全体に占める塩素分の割合を微少として対応せざるを得ない。その結果、単位時間あたりの廃棄物処理量が少なくなり、前記したゴミのエネルギ利用効率の向上を達成することができない。
【０００８】しかも、事業用ボイラでの燃焼後の排ガス中に塩素分が含まれるため、排ガス規制を満足するために排ガス処理施設に塩素除去機能を付加する必要が生じる。しかし、排ガス中に少量含まれる塩素分を除去するために、大型の排ガス処理施設に塩素除去機能を付加するのでは、コストの面で好ましくない。また、石炭焚きボイラの排ガス処理過程で生じたダストは、石炭のみを燃焼して得られることを前提として再利用可能であるのに対し、排ガス中に多くの塩素分が含まれていたのではダストから塩素分を除去する工程等が必要になるなど、ダストの再利用価値を低下させることになる。
【０００９】本発明は、以上の課題を解決するものであり、廃棄物を炭化させる工程で生じる熱分解ガスから塩素分を除去し、これを事業用ボイラで燃焼させることで、事業用ボイラに投入される塩素分の量を減少させ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混合しこれを火力発電装置の石炭焚き事業用ボイラで燃焼することにより廃棄物を処理する方法であって、廃棄物を熱分解炉で加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解工程と、熱分解ガス中から少なくとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去工程と、脱塩素化熱分解ガスを燃焼して事業用ボイラの熱源とする燃焼工程とを備える技術が採用される。この廃棄物処理方法では、熱分解ガスから塩素分を除去してからこれを火力発電装置の事業用ボイラで燃焼してその熱源としているため、熱分解ガス中に含まれる有機系塩素が事業用ボイラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を事業用ボイラで燃焼させることができ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることが可能となる。さらに、熱分解ガス中の塩素分は塩素除去工程で除去されるため、廃棄物に含まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去されることになる。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１の廃棄物処理方法において、塩素除去工程に先だって、熱分解ガス中に混入している炭化物を取り除く技術が適用される。この廃棄物処理方法では、熱分解ガス中に混入している微粉状の炭化物を分離してから塩素分を除去するため、塩素除去工程を行うに際して炭化物が影響を与えることを回避し、安定して塩素除去を実施するとともに、集じん器等への悪影響を軽減することが可能となる。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２の廃棄物処理方法において、熱分解ガス中から取り除かれた炭化物を石炭と混合する技術が適用される。この廃棄物処理方法では、熱分解ガスから取り除かれた微粉状の炭化物を事業用ボイラの燃料である石炭と混合させるため、熱分解炉で生成された炭化物を効率よく燃料として用いることができ、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１、２または３の廃棄物処理方法において、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とする技術が適用される。この廃棄物処理方法では、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、効率よく熱分解炉を加熱することが可能となる。なお、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスを用いるときは、燃焼ガスに塩素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に回避することが可能となる。
【００１４】請求項５に係る発明は、請求項４の廃棄物処理方法において、燃焼ガスを、火力発電装置に備える排ガス処理装置で処理する技術が適用される。この廃棄物処理方法では、燃焼ガスを排ガス処理装置で処理するため、熱分解炉から排出された燃焼ガスを効率よく処理することが可能となる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、事業用ボイラに付設される通常の排ガス処理装置をそのまま燃焼ガスの処理に用いることが可能となる。
【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４または５記載の廃棄物処理方法において、塩素除去工程では、熱分解ガス中に消石灰を加えて塩素分を除去する技術が適用される。この廃棄物処理方法では、熱分解ガス中に消石灰を加えることにより熱分解ガス中の有機系塩素（塩化水素）と消石灰（水酸化カルシウム）とを反応させ、その反応物を除去することにより効率よく熱分解ガスから塩素分を除去することが可能となる。
【００１６】請求項７に係る発明は、廃棄物を炭化してその炭化物を石炭と混合しこれを火力発電装置の石炭焚き事業用ボイラで燃焼することにより廃棄物を処理するシステムであって、廃棄物を加熱することにより塩素を含んだ熱分解ガスと炭化物とに熱分解させる熱分解炉と、熱分解ガス中から少なくとも塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成する塩素除去装置と、脱塩素化熱分解ガスを燃焼して事業用ボイラの熱源とする熱源装置とを備える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、熱分解炉より排出された熱分解ガスから塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成し、これを火力発電装置の事業用ボイラで燃焼して熱源とするため、熱分解ガス中に含まれる有機系塩素が事業用ボイラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を事業用ボイラで燃焼させることができ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることが可能となる。さらに、熱分解ガス中の塩素分は塩素除去装置で除去されるため、廃棄物に含まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去されることになる。
【００１７】請求項８に係る発明は、請求項７の廃棄物処理システムにおいて、熱分解ガスが塩素除去装置に送られる前に、熱分解ガス中に混入している炭化物を取り除くガス処理装置を備える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、塩素除去装置に送られる前の熱分解ガス中に混入している微粉状の炭化物をガス処理装置によって取り除くため、塩素除去装置において熱分解ガスの脱塩素処理に炭化物が影響を与えることを回避し、安定した塩素除去を実施するとともに、集じん器等への悪影響を軽減することが可能となる。
【００１８】請求項９に係る発明は、請求項８の廃棄物処理システムにおいて、ガス処理装置で取り除かれた炭化物を石炭と混合するための搬送経路を備える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、ガス処理装置で取り除かれた微粉状の炭化物を、搬送経路を介して事業用ボイラ等の燃料である石炭と混合させるため、生成された炭化物を効率よく燃料として用いることができ、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００１９】請求項１０に係る発明は、請求項７、８または９の廃棄物処理システムにおいて、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスのうち少なくとも一方の一部を燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とする燃焼装置を備える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼装置で燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、効率よく熱分解炉を加熱することが可能となる。なお、脱塩素化熱分解ガスを燃焼装置で燃焼するときは、燃焼装置の腐食等を回避するとともに、燃焼ガスにも塩素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に回避することが可能となる。
【００２０】請求項１１に係る発明は、請求項１０の廃棄物処理システムにおいて、熱分解炉から排出された燃焼ガスを、火力発電装置に備える排ガス処理装置へ送り込む排ガス搬送経路を備える技術が適用される。この廃棄物処理システムでは、火力発電装置の事業用ボイラに付設された排ガス処理装置を用いて、燃焼装置で発生した燃焼ガスを処理するため、この燃焼ガスを効率よく処理することが可能となる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、事業用ボイラ等に付設される通常の排ガス処理装置をそのまま燃焼ガスの処理に用いることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１～図４を参照して説明する。図１に示す廃棄物処理システムは、紙類，廃プラスチックなどの都市ゴミや、わら，木材チップ，廃パルプなどのバイオマス系の産業廃棄物（本明細書中での廃棄物）を火力発電装置Ｘの石炭焚き事業用ボイラ１で燃焼させるものである。図１では、廃棄物処理のフロー図を示しており、実線矢印は固形物の流れ、点線矢印は気体の流れを表している。先ず、図１に示す火力発電装置Ｘは、ミル２，石炭焚きの事業用ボイラ１，排ガス処理装置３によって概略構成される。そして、火力発電装置Ｘに備える事業用ボイラ１としては、例えば微粉炭焚ボイラやストーカ焚ボイラ，流動床ボイラなどがあり、いずれも石炭を燃料とするものである。
【００２２】微粉炭焚ボイラは、石炭バンカ（図示せず）から取り出された石炭Ｃをミル２で微粉状に粉砕し、１次空気によりバーナから炉内へ吹き込んで浮遊燃焼させる方式を採用しており、燃焼ガスの滞留時間を長くとり未燃分が低く、高い燃焼効率を実現できる。
【００２３】ストーカ焚ボイラは、石炭を散布機により火格子上に散布する方式を採用しており、浮遊中に乾燥されながら燃えつつある石炭上に新たな石炭を薄く広く散布することにより、容易に着火、燃焼し、着火しにくい石炭での比較的安定した燃焼が得られる。なお、ストーカ焚ボイラでは石炭Ｃを微粉状に粉砕する必要がないため、ミル２は不要である。
【００２４】流動床ボイラは、燃焼炉の下部に設置した空気散布板から送入した空気によって灼熱された砂（ベッド材）を炉内で流動させて流動床を形成し、この流動床に投入された燃料を瞬時に乾燥・着火する方式を採用しており、ベッド材の流動と長い滞留時間により効率よく燃焼させ、低品位炭をはじめ全炭種を焚くことができる。なお、流動床ボイラにおいても石炭Ｃを微粉状に粉砕する必要がないため、ミル２は不要である。
【００２５】そして、事業用ボイラ１によって生じた蒸気により蒸気タービン（図示せず）を回転させ、この蒸気タービンに接続された発電機（図示せず）により発電を実施するものである。なお、事業用ボイラ１から排出された排ガスは排ガス処理装置３によって処理されてから大気に放出される。排ガス処理装置３は、例えばガス冷塔，サイクロンなどの集じん器，乾式アンモニア接触還元法を採用する脱硝装置，高温乾式や湿式による石灰石石膏法を採用する脱硫装置などにより構成される。この排ガス処理装置３によって分離されたダスト（石炭灰）は各種再利用される。
【００２６】次に、前記した事業用ボイラ１を用いて廃棄物を処理するシステムについて説明する。廃棄物Ｈは、先ず破砕機４に投入されて破砕される。このとき、廃棄物は、後述する熱分解炉６での熱効率をあげるためにおよそ１５０ｍｍ以下に破砕される。そして、破砕された廃棄物Ｈは、乾燥機５に投入されて効率よく乾燥（水分を除去）されてから熱分解炉６に送られる。
【００２７】通常、廃棄物Ｈには水分を約３０％～６０％ほど含んでいると考えられ、水分による熱分解効率の低下を防止するためにも乾燥機５により短時間で廃棄物Ｈから水分を除去することが好ましい。ただし、比較的水分含有量の少ない廃棄物Ｈを処理するのであれば、自然乾燥もしくはそのまま熱分解炉６への投入が可能であり、本システムにおいて破砕された廃棄物Ｈを乾燥機５により乾燥させるか否かは任意である。
【００２８】図２は、熱分解炉６の一例を示す模式図であり、外熱式ロータリキルンを示している。この熱分解炉６は、回転可能に軸支された外筒６１と、外筒６１内に所定の隙間６２を隔てて設置された内筒６３と、内筒６３へ破砕された廃棄物Ｈを投入するための投入口６４と、内筒６３内で熱分解された熱分解ガス及び炭化物を排出するための排出部６５と、外筒６１の一端から燃焼ガスを隙間６２へ流入させる流入口６６と、隙間６２を通った燃焼ガスを外筒６１の他端からから排出する排出口６７とで概略構成されている。なお、外筒６１及び内筒６３は、外筒６１の外周面に設けられた歯車６８が不図示の駆動源（モータ等）からの駆動力を受けて所定速度で回転する。
【００２９】そして、この熱分解炉６は、内筒６３内を大気と遮断すなわち内筒６３内を無酸素または酸素不足雰囲気に設定した状態で、隙間６２内に燃焼ガスが供給されることにより、内筒６３内に投入された廃棄物Ｈを間接加熱する。廃棄物Ｈの加熱中は外筒６１が回転しており、この回転によって内筒６３内の廃棄物Ｈは加熱されながら内筒６３内を転動するため、加熱ムラが生じるのを回避し、さらに転動による衝撃でより一層破砕される。
【００３０】なお、熱分解炉６としては、図２に示すような外熱式ロータリキルンに限定するものではなく、無酸素または酸素不足雰囲気において廃棄物Ｈを加熱できる各種のものが適用できる。例えば、筒状体の内側空間に複数のパイプを配置してこれに燃焼ガスを流すことにより筒状体内部を加熱するタイプなどいわゆる連続処理式タイプや、燃焼炉を用いて所定量の廃棄物づつ加熱するいわゆるバッチ式タイプのものであってもよい。
【００３１】廃棄物Ｈは、無酸素または酸素不足雰囲気で加熱されることにより、可燃性の熱分解ガスＳとチャー（炭化物）Ｔとに熱分解されて排出部６５からそれぞれ取り出される（熱分解工程）。なお、廃棄物Ｈ中には、塩化ビニル等の有機系塩素と、塩化ナトリウム等の無機系塩素とがおよそ半々の割合で存在することを前記した。そして、有機系塩素のうち８０～９０％は塩化水素として熱分解ガスＳに含まれ、一方無機系塩素は、加熱処理後も分解せずにチャーＴの中に大部分が残った状態となっている。
【００３２】図１に戻り、熱分解炉６から排出されたチャーＴは、選別装置７に送られる。選別装置７は、廃棄物Ｈに混入しているアルミ缶や鉄缶，ガレキ，金属線などの不燃物をチャーＴから取り除くものである。選別装置７の構成としては、例えば所定の隙間を持つ選別部分の上にチャーＴを供給し、熱分解によって炭化したチャーＴを隙間から下方に落とす一方、アルミ缶等の不燃物を隙間上に貯留させる構成のものが採用される。さらに、選別装置７においては、除去された不燃物を有価金属ごとに選別させることも可能である。ただし、廃棄物Ｈ中に不燃物がないことが明らかであれば選別装置７は必ずしも必要ではない。
【００３３】選別装置７によって不燃物が除去されたチャーＴは貯留槽Ｗに送られて貯留され、ここから所定量づつ取り出されて火力発電装置Ｘ（事業用ボイラ１）の燃料である石炭Ｃに混入されることにより石炭Ｃとともに事業用ボイラ１で燃焼される。ただし、チャーＴを貯留槽Ｗで貯留するか否かは任意であり、例えば選別装置７を経たチャーＴをそのまま石炭Ｃに混入させることも可能である。また、事業用ボイラ１が微粉炭焚ボイラである場合、チャーＴが既に微粉状であれば石炭Ｃとともにミル２で粉砕する必要はなく、例えばミル２の下流側においてチャーＴを石炭Ｃに混入させるようにしてもよい。
【００３４】ここで、前記のとおりチャーＴには無機系塩素の大部分が残っているので石炭Ｃと多量に混合させることはできない。しかし、後述するが、熱分解ガスＳはチャーＴと異なるルートで処理され、塩素分を除去してから事業用ボイラ１で燃焼させるため、事業用ボイラ１に投入可能な塩素量が決められているとすれば、有機系塩素を８０～９０％有する熱分解ガスＳから塩素分を除去した分だけ多くの（およそ２倍の）チャーＴを石炭Ｃに混合でき、その結果単位時間あたりの廃棄物Ｈの処理量がおよそ２倍となる。
【００３５】また、排ガス処理装置３から取り出されるダストについては、全体に占める塩素が微少であることからその後の処理にほとんど影響を与えない。従って、廃棄物を焼却炉で焼却したときに生じる灰の処理にコストがかかっていたことと比較して既存のダスト処理施設をそのまま利用することができ、コストを削減することができる。
【００３６】続いて、熱分解炉６から排出された熱分解ガスＳは、ガス処理装置８に送られる。ガス処理装置８は、熱分解ガスＳ中に混入している微粉状のチャーＴ１を除去するための集じん器（例えばサイクロンなど）を備えている。さらに、ガス処理装置８として、熱分解ガスＳ及びその油成分を分離除去する機能などを付加することも可能である。なお、分離された油成分は、バーナ等の各種燃料として用いられる。
【００３７】なお、ガス処理装置８は、廃棄物Ｈの質変動による下流装置の影響をやわらげるバッファ的な役割を持つ。また、ガス処理装置８で取り出されたチャーＴ１を、選別装置７からのチャーＴと同様に貯留槽Ｗへ送り、ここから火力発電装置Ｘの石炭Ｃに混入させるための搬送通路９が設けられている。チャーＴ１は実質的にチャーＴと同じものであり、石炭Ｃに混入可能である点はチャーＴと同様である。ただし、ガス処理装置８及び搬送通路９の設置は任意であり、下流の塩素除去装置１０が微粉状のチャーＴ１の混入や廃棄物Ｈの質変動を許容できるものであれば、必ずしも必要ではない。また、チャーＴ１を貯留槽Ｗに溜めずにそのまま石炭Ｃに混入可能な点もチャーＴと同様である。
【００３８】ガス処理装置８で処理された熱分解ガスＳは、塩素除去装置１０に送られて熱分解ガスＳに含んでいる有機系塩素を除去することにより脱塩素化熱分解ガスＤを生成する（塩素除去工程）。塩素除去装置１０は、消石灰投入装置１１や、サイクロンなどの集じん器１２、ガス冷塔（図示せず）などを備え、消石灰投入装置１１で熱分解ガスＳに消石灰を加えることにより塩素分を塩化カルシウムとし、これを下流の集じん器１２で捕集して熱分解ガスＳから塩素分を除去し、脱塩素化熱分解ガスＤを生成する。ただし、塩素除去装置１０は、これに限定するものではなく、熱分解ガスＳから塩素分を除去できる各種の装置が適用される。
【００３９】塩素除去装置１０で生成された脱塩素化熱分解ガスＤは、熱源装置１３に送られて燃焼され事業用ボイラ１の熱源として使用される（燃焼工程）。熱源装置１３は、事業用ボイラ１に設けられるバーナ等であって、このバーナ等で脱塩素化熱分解ガスＤを燃焼して事業用ボイラ１の熱源の一部としている。事業用ボイラ１は、そもそも石炭Ｃを投入してこれを燃焼することで熱源としているが、熱源装置１３が熱量の一部を負担するため、その分だけ石炭Ｃの投入量を減少することができ、これによりゴミのエネルギ利用効率の向上が図られる。
【００４０】脱塩素化熱分解ガスＤは、有機系塩素が除去されているため、これを燃焼して事業用ボイラ１の熱源としても事業用ボイラ１に投入される塩素分がほとんど増加せず、ボイラーチューブの腐食等の影響も少ない。さらに、事業用ボイラ１から排出される排ガスについても塩素分の増加が微少であり、この排ガスを既設の排ガス処理装置３でそのまま処理することができる。
【００４１】また、脱塩素化熱分解ガスＤの一部は、燃焼装置１４に送られて燃焼され燃焼ガス（熱風）Ｇを生成する。燃焼装置１４は、脱塩素化熱分解ガスＤを燃焼するためのバーナを備え、この燃焼ガスＧが熱分解炉６に供給されて廃棄物Ｈを加熱するための熱源となる。すなわち、燃焼ガスＧは、図２に示す外熱式ロータリキルンにおいて、流入口６６から隙間６２を通り排出口６７から排出されるといった経路を流れており、隙間６２を通る間に内筒６３内を加熱するものである。
【００４２】なお、熱源装置１３及び燃焼装置１４への脱塩素化熱分解ガスＤの分配態様としては、第１態様として、事業用ボイラ１の熱源として必要な分だけ熱源装置１３に供給して残りを燃焼装置１４に供給する方法と、第２態様として、熱分解炉６の熱源として必要な分だけ燃焼装置１４に供給して残りを熱源装置１３に供給する方法とがある。ただし、前者の第１態様では、熱分解炉６の熱源として必要な量だけ脱塩素化熱分解ガスＤが供給されない場合があり、この場合は足りない分だけ他の燃焼装置から熱分解炉６へ燃焼ガス等を補充する。
【００４３】なお、脱塩素化熱分解ガスＤの一部を燃焼して熱分解炉６に供給するか否かは任意であり、脱塩素化熱分解ガスＤの全てを熱源装置１３に供給するようにしてもよい。また、熱分解炉６から排出された燃焼ガスＧは、乾燥機５や他の補器などの熱源が必要な装置の熱源として用いられる。これにより乾燥機５等の装置の熱源が不要となり、システムのコストを低減できる。ただし、燃焼ガスＧを乾燥機５等の熱源として用いるか否かは任意であり、乾燥機５等を迂回して下流に合流させることも可能である。
【００４４】熱分解炉６から排出された燃焼ガスＧは、排ガス搬送経路１５を介して火力発電装置Ｘの排ガス処理装置３に送られる。燃焼ガスＧは、熱分解ガスＳから有機系塩素が除去された脱塩素化熱分解ガスＤを燃焼して得られるものであり、塩素分の含有量が微少である。従って、火力発電装置Ｘの排ガス処理装置３により燃焼ガスＧを処理することができ、排ガス規制等に適合するように脱硝装置や脱硫装置などで処理されてから大気中に放出される。
【００４５】図３は、本発明に係る廃棄物処理システムの他の実施形態を示すフロー図である。なお、図１と同一の符号を付したものは図１で説明したものと同一であるため説明を省略する。図１と図３との大きな相違は、図１が脱塩素化熱分解ガスＤを燃焼装置１４に供給するのに対し、図３がガス処理装置８で処理された熱分解ガスＳを燃焼装置１４に供給する点にある。すなわち、燃焼装置１４には、塩素分が除去されていない熱分解ガスＳが供給され、これを燃焼して燃焼ガスＧ１を生成して熱分解炉６の熱源としている。
【００４６】ただし、燃焼ガスＧ１は、有機系塩素の８０～９０％を含んでいるため、そのままでは脱塩素機能のない排ガス処理装置３に送り込むことができない。従って、燃焼ガスＧ１を塩素除去装置１６により塩素を除去してから大気に放出している。塩素除去装置１６は、基本的には塩素除去装置１０と同様の構成が採用され、消石灰投入装置１７や、サイクロンなどの集じん器１８、ガス冷塔（図示せず）などを備え、消石灰投入装置１７で燃焼ガスＧ１に消石灰を加えることにより塩素分を塩化カルシウムとし、これを下流の集じん器１８で捕集して燃焼ガスＧ１から塩素分を除去する。
【００４７】ただし、塩素除去装置１６は、これに限定するものではなく、燃焼ガスＧ１から塩素分を除去できる各種の装置が適用される。なお、塩素除去装置１６により塩素分が除去された燃焼ガスＧ１は、排ガス規制等に適合するように脱硝装置１９などで処理されてから大気中に放出される。また、塩素除去装置１６により塩素分が除去された燃焼ガスＧ１を火力発電装置Ｘの排ガス処理装置３に送るようにしてもよい。
【００４８】図３に示すものでは、システム全体として塩素除去装置が２基（１０と１６）必要となるが、それぞれが負担する塩素除去量が図１に示すものと比較して少ないので、各装置１１，１６の塩素除去能力を下げることができ、各塩素除去装置１０及び１６を小型化することが可能となる。
【００４９】また、燃焼装置１４で塩素分（有機系塩素）を含んだ熱分解ガスＳを燃焼することから、燃焼後に有機系塩素が塩化水素となり、燃焼ガスＧ１には塩化水素を含んだ状態となっており、この状態のまま熱分解炉６に供給したのでは熱分解炉６の腐食など劣化の原因となる。従って、燃焼装置１４の下流側に熱交換器（図示せず）を設置し、燃焼ガスＧ１と流体（例えば空気やオイルなど）とを熱交換器で熱交換し、加熱流体を熱分解炉６に供給してもよい。これにより熱分解炉６は塩素分による影響を受けないようにすることができる。さらに、流体としてオイルを用いる場合は、熱交換器により加熱されたオイルを熱分解炉６へ供給し、また熱分解炉６から排出されたオイルを熱交換器へ送って再度燃焼ガスＧ１と熱交換して熱分解炉６へ送るといった循環経路を形成してもよい。
【００５０】図４は、本発明に係る廃棄物処理システムの他の実施形態を示すフロー図である。なお、図１及び図３と同一の符号を付したものは図１及び図３で説明したものと同一であるため説明を省略する。図３と図４との相違は、図３がガス処理装置８で処理された熱分解ガスＳを燃焼装置１４に供給するのに対し、図４が熱分解炉６で生じた熱分解ガスＳをそのまま燃焼装置１４に供給する点にある。すなわち、燃焼装置１４には、微粉状の炭化物等を含んだ状態の熱分解ガスＳが供給され、これを燃焼して燃焼ガスＧ１を生成して熱分解炉６の熱源としている。
【００５１】図４に示すものは、熱分解ガスＳに微粉状のチャーＴ１が混入した状態や、廃棄物Ｈの質変動が生じたときでも許容できるタイプの燃焼装置１４が用いられる場合に採用され、これによりガス処理装置８により処理する熱分解ガスＳの量を減少させることができるため、ガス処理装置８の負担を軽減することができる。また、図３に示すものと同様に、燃焼装置１４の下流側に熱交換器を設置することや、集じん器１８から排出された燃焼ガスＧ１を火力発電装置Ｘの排ガス処理装置３に送ることは可能である。
【００５２】なお、前記実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る廃棄物処理方法は、熱分解ガスから塩素分を除去してからこれを火力発電装置の事業用ボイラで燃焼してその熱源としているため、熱分解ガス中に含まれる有機系塩素が事業用ボイラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を事業用ボイラで燃焼させることができ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることができる。また、熱分解ガスを燃焼して事業用ボイラの熱源とするため、事業用ボイラを加熱するためのコストを削減でき、より安価に廃棄物を処理することができる。さらに、熱分解ガス中の塩素分は塩素除去工程で除去されるため、廃棄物に含まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去されることになる。
【００５４】請求項２に係る廃棄物処理方法は、熱分解ガス中に混入している微粉状の炭化物を分離してから熱分解ガスを燃焼させるため、塩素除去工程を行うに際して炭化物が影響を与えることを回避し、安定して塩素除去を実施するとともに、集じん器等への悪影響を軽減することができる。
【００５５】請求項３に係る廃棄物処理方法は、熱分解ガスから取り除かれた微粉状の炭化物を事業用ボイラの燃料である石炭と混合させるため、熱分解炉で生成された炭化物を効率よく燃料として用いることができ、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることができる。
【００５６】請求項４に係る廃棄物処理方法は、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、効率よく熱分解炉を加熱することができる。なお、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスを用いるときは、燃焼ガスに塩素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に回避することができる。
【００５７】請求項５に係る廃棄物処理方法は、燃焼ガスを火力発電装置に備える排ガス処理装置で処理するため、熱分解炉から排出された燃焼ガスを効率よく処理することができる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、事業用ボイラに付設される通常の排ガス処理装置をそのまま燃焼ガスの処理に用いることができる。
【００５８】請求項６に係る廃棄物処理方法は、熱分解ガス中に消石灰を加えることにより熱分解ガス中の有機系塩素（塩化水素）と消石灰（水酸化カルシウム）とを反応させ、その反応物を除去することにより効率よく熱分解ガスから塩素分を除去することができる。
【００５９】請求項７に係る廃棄物処理システムは、熱分解炉より排出された熱分解ガスから塩素分を除去して脱塩素化熱分解ガスを生成し、これを火力発電装置の事業用ボイラで燃焼して熱源とするため、熱分解ガス中に含まれる有機系塩素が事業用ボイラに投入されず、その分だけ多くの炭化物を事業用ボイラで燃焼させることができ、これにより単位時間あたりの廃棄物の処理量を増加させ、ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることができる。熱分解ガスを燃焼して事業用ボイラの熱源とするため、事業用ボイラを加熱するためのコストを削減でき、より安価に廃棄物を処理することができる。さらに、熱分解ガス中の塩素分は塩素除去装置で除去されるため、廃棄物に含まれていた塩素分の少なくとも一部が効率よく除去されることになる。
【００６０】請求項８に係る廃棄物処理システムは、塩素除去装置に送られる前の熱分解ガス中に混入している微粉状の炭化物をガス処理装置によって取り除くため、塩素除去装置において熱分解ガスの脱塩素処理に炭化物が影響を与えることを回避し、安定した塩素除去を実施するとともに、集じん器等への悪影響を軽減することができる。
【００６１】請求項９に係る廃棄物処理システムは、ガス処理装置で取り除かれた微粉状の炭化物を、搬送経路を介して事業用ボイラの燃料である石炭と混合させるため、生成された炭化物を効率よく燃料として用いることができ、より一層ゴミのエネルギ利用効率の向上を図ることができる。
【００６２】請求項１０に係る廃棄物処理システムは、熱分解ガス及び脱塩素化熱分解ガスの一方を燃焼装置で燃焼してその燃焼ガスを熱分解炉の熱源とするため、効率よく熱分解炉を加熱することができる。なお、脱塩素化熱分解ガスを燃焼装置で燃焼するときは、燃焼装置の腐食等を回避するとともに、燃焼ガスにも塩素分が含まれていないため、熱分解炉の腐食等を容易かつ確実に回避することができる。
【００６３】請求項１１に係る廃棄物処理システムは、火力発電装置の事業用ボイラに付設された排ガス処理装置を用いて、燃焼装置で発生した燃焼ガスを処理するため、この燃焼ガスを効率よく処理することができる。特に、脱塩素化熱分解ガスの燃焼ガスでは、燃焼ガス中に塩素分を含んでいないため、事業用ボイラに付設される通常の排ガス処理装置をそのまま燃焼ガスの処理に用いることができ、本システムの簡略化を図ることによりコストを低減することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００００９９【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
【出願日】	平成１１年３月３１日（１９９９．３．３１）
【代理人】	【識別番号】１０００６４９０８【弁理士】【氏名又は名称】志賀正武（外１名）
【公開番号】	特開２０００－２８３４３２（Ｐ２０００－２８３４３２Ａ）
【公開日】	平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３）
【出願番号】	特願平１１－９４４１２