專利名稱：廢棄物的處理方法以及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對一般廢棄物和工業(yè)廢棄物等的廢棄物(以下，在本說明中統(tǒng)稱作“廢棄物”)進(jìn)行燃燒、氣化或熔融中的至少一個的處理的廢棄物的處理方法以及處理裝置。特別地，本發(fā)明涉及在將廢棄物中包含的有機(jī)物氣化，回收可作為燃料使用的氣體(以下稱作“能源氣體”)，將在這些廢棄物中所包含的低沸點金屬作為粉塵回收，將在這些廢棄物中所包含的灰分以及有價金屬(以下只稱作“金屬”)分別作為熔渣以及熔融金屬回收的同時，用于實現(xiàn)以商業(yè)的規(guī)模長期穩(wěn)定化這些處理的廢棄物的處理方法以及處理裝置。
還有，在本發(fā)明中，廢棄物主要是例如以生活垃圾為代表的都市垃圾為主體，還包括塑料屑或鐵屑，廢棄的汽車或家電制品的粉碎灰塵，焚化灰、包含土砂的挖掘出的垃圾、污泥、泥渣、制鐵灰塵、醫(yī)療類廢棄物、廢木材。
背景技術(shù)：
生活垃圾等的一般廢棄物和工業(yè)廢棄物等的一部分的廢棄物以往幾乎全部被進(jìn)行燃燒處理。但是，在對這些廢棄物進(jìn)行燃燒處理時，在200～600℃，特別300℃左右的處理溫度會產(chǎn)生二噁英(dioxin)類。此外，不僅很難確保焚燒灰分的最終處理場所，同時還要求從資源有效利用的觀點出發(fā)要求有效回收廢棄物。由此，在現(xiàn)有的燃燒的廢棄物的處理，不能充分與此對應(yīng)。
在此，本申請人首先根據(jù)國際公開第WO00/45090號已提出有關(guān)氣化熔融爐以及氣化熔融方法的發(fā)明，其通過使用氣化熔融爐。該氣化熔融爐具有沿爐軸向下方向?qū)⒅夹詺怏w吹向爐內(nèi)的可升降的爐中心噴槍(lance)；將吹動助燃性氣體的角度偏離爐軸方向配置的一段以上的上部風(fēng)口；在將助燃性氣體或助燃性氣體及燃料向爐軸吹的配置中在爐內(nèi)突出配置的一段以上的下部風(fēng)口。這樣，可防止產(chǎn)生氣化熔融爐的爐體內(nèi)部的低溫區(qū)域，可集中用于進(jìn)行廢棄物的燃燒處理的火點。根據(jù)該發(fā)明，可穩(wěn)定回收付加價值高的熔渣以及各種金屬以及能量氣體。
但是，作為本發(fā)明者們重復(fù)應(yīng)謀求根據(jù)國際公開第WO00/45090號已提出的氣體化熔融爐(以下，稱作“基本氣化熔融爐”)的進(jìn)一步發(fā)展的集中調(diào)查的結(jié)果可知，在基本的氣體熔融爐中存在以下所述的課題(a)～(g)，如果解決了這些課題(a)～(g)，那么可將基本氣化熔融爐進(jìn)一步高性能化，可提供在難處理性廢棄物中也可適用的廢棄物的處理方法以及處理裝置。
(a)管道堵塞近年來，多利用將廢棄物燃燒、氣化或熔融化的廢棄物的處理爐。但是在這些處理爐中，根據(jù)廢棄物的種類，在伴隨處理而產(chǎn)生的排出氣體的流動的管道內(nèi)壁上，會附著及堆積垃圾，并有導(dǎo)致管道的堵塞的可能。例如，如果在廢棄物中含有大量低沸點物質(zhì)，那么將這些物質(zhì)在爐內(nèi)蒸發(fā)，使蒸發(fā)后的一部分附著在管道的內(nèi)壁面上，在此之后逐漸增多，堵塞管道。在這種情況下，無奈只能停止處理爐的運行，存在長時間不能穩(wěn)定進(jìn)行操作的可能性。
在基本氣化熔融爐中，為了抑制二噁英類的排出，存在于爐體上部的氣體的溫度在1000℃以上1400℃以下時，從氣體排出口排出氣體，在后段的排出氣體的冷卻裝置中迅速冷卻到200℃以下。特別在為完全抑制二噁英類的產(chǎn)生，期望將爐體的上部的溫度變地更高。然而，由于爐內(nèi)的氣體溫度變高，因此將在廢棄物中所包含的低沸點物質(zhì)在爐內(nèi)蒸發(fā)，其一部分附著在管道的內(nèi)面上并增多，有堵塞管道的可能。
直到目前，作為用于防止所述管道的堵塞的技術(shù)，已知有通過將水或薄霧等的制冷劑吹向管道內(nèi)部，將排出氣體中的低沸點氣體狀物質(zhì)冷卻固化，防止向管道的附著的發(fā)明(特開2001-33027號公報、同2002-349841號公報、特開平7-197046號公報以及同8-219436號公報等)和由機(jī)械的方法刮掉管道的附著物的發(fā)明(特開2002-168433號公報等)。但是，這些發(fā)明中存在以下所述的問題。
即如果向管道內(nèi)部吹入制冷劑，那么存在根據(jù)廢棄物的種類或制冷劑的吹動位置不能得到充分的堵塞抑制效果的問題。例如，即使將制冷劑吹入管道內(nèi)部，由于在管道的入口附近的排出氣體的溫度仍然保持高的狀態(tài)，因此排出氣體中的低沸點氣體狀物質(zhì)附著在管道的入口的附近，最終有堵塞管道的可能。此外，在管道的內(nèi)部吹動薄霧的情況下，如果將吹動薄霧的擴(kuò)展角不對管道的內(nèi)徑適當(dāng)設(shè)置，那么薄霧等的制冷劑沖突或附著在管道的內(nèi)壁上，變?yōu)槲凑舭l(fā)水，存在很難控制設(shè)置在氣化熔融爐的下流的氣體冷卻裝置的可能性。
另一方面，在管道的內(nèi)壁上附著低沸點氣體狀物質(zhì)，并已堵塞管道的情況下，最有效地是采用機(jī)械的去除機(jī)構(gòu)將這些物質(zhì)去除。例如，在特開2002-168433號公報中，已公開了管道清理裝置，其具備具有插入在管道內(nèi)部的刮離葉片的驅(qū)動軸，和使該驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)且使在該軸方向往復(fù)運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
在這種情況下，由于驅(qū)動軸邊旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)行往復(fù)運動，因此會有已產(chǎn)生的氣體從爐內(nèi)的氣封部泄漏或向外部空氣的管道內(nèi)吸入的可能。特別在伴隨操作而使CO氣體產(chǎn)生的爐中，有向外部泄漏CO氣體等的可能性。此外，在將CO氣體作為能量再利用的情況下，吸入外部氣體，導(dǎo)致得到的氣體的卡路里(calorie)降低。此外，還有雖然在驅(qū)動軸的中心軸附近流動驅(qū)動軸冷卻用的空氣，但在管道內(nèi)部為高溫的情況下，驅(qū)動軸的外表面會受到熱損傷。特別在管道的內(nèi)部明顯堵塞的情況下，需要增加對驅(qū)動軸的負(fù)載，由此將在堵塞物的去除中所需要的時間長時間化，熱損傷進(jìn)一步變大，裝置的損失或氣體的泄漏的任一個都會更明顯。
(b)爐內(nèi)填充時間在將廢棄物通過基本氣化熔融爐處理的情況下，為了使操作穩(wěn)定化將已裝入爐內(nèi)的廢棄物的上端面的高度控制為規(guī)定的高度，這點很重要。在該氣化熔融爐啟動時，利用燃燒器(burner)的燃燒，將爐內(nèi)溫度上升至規(guī)定溫度后，開始廢棄物的裝入，在此之后逐漸堆積廢棄物，將廢棄物上端面的高度調(diào)整為目標(biāo)高度。然而，在將廢棄物的上端面的高度增大到規(guī)定的高度之前，需要相當(dāng)長的時間。
此外，在升溫的過程中，由于爐內(nèi)的燃燒溫度不可避免地經(jīng)過很容易產(chǎn)生二噁英類的200～600℃的溫度區(qū)域，因此在爐升溫的階段裝入二噁英類的構(gòu)成元素的氯氣等的鹵素類含有量高的廢棄物，在堆積的情況下，在該氣化熔融爐的啟動時使二噁英類產(chǎn)生。
(c)未利用碳的排出在基本氣化熔融爐的操作中，將被投入的廢棄物中所包含的碳的一部分在未利用的狀態(tài)下分散，通過管道后，由除塵裝置作為粉塵回收。為減少未利用碳，考慮利用水煤氣反應(yīng)(C+H2O＝CO+H2)，將未利用碳轉(zhuǎn)換為CO氣體。
在使該水煤氣反應(yīng)進(jìn)行時，需要H2O。在此，雖然在廢棄物中含有水分，但在廢棄物中含有的水分的大部分被消耗在比廢棄物的上端面低的位置的熱分解殘渣碳的氣化反應(yīng)中。因此，減少在下部風(fēng)口前燃燒的熱分解殘渣碳的量，很難將在下部風(fēng)口前的燃燒溫度維持得高，有不能穩(wěn)定進(jìn)行在廢棄物中所包含的灰分以及金屬類的熔融化、以及熔渣或熔融金屬的排出的可能。此外，如果在廢棄物中含有大量水分，那么在投入廢棄物后不久的氣體變動變大，操作不能穩(wěn)定，此外通過水的蒸發(fā)也降低了產(chǎn)生的氣體的熱量。因此，在廢棄物中含有大量的水分也是不理想的。
在特開平8-152118號公報中，已公開了下述的發(fā)明通過從設(shè)置在廢棄物的充填層內(nèi)的上部風(fēng)口供給蒸氣，將上部風(fēng)口層的燃燒溫度變?yōu)樾∮诨曳值娜廴跍囟?，由此通過抑制上部風(fēng)口層的熱分解殘渣或可燃性氣體的燃燒而產(chǎn)生的半熔融物的生成，抑制將半熔融物附著在爐內(nèi)壁上。即從設(shè)置在充填層內(nèi)的上部風(fēng)口吹入的蒸氣將設(shè)置上部風(fēng)口的高度的燃燒溫度抑制為很低，抑制該層的半熔融物的生成。此外，隨著在充填層內(nèi)吹入蒸氣，進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，也可謀求碳的氣化的進(jìn)行。
然而，如果將蒸氣吹入廢棄物的充填層內(nèi)并進(jìn)行碳的氣化，那么通過與蒸氣進(jìn)行反應(yīng)將在熱分解殘渣中包含的碳消耗掉。由此通過從下部風(fēng)口供給的助燃性氣體減少燃燒的碳的量，很難將下部風(fēng)口前的燃燒溫度維持為較高。由此，有不能穩(wěn)定進(jìn)行在廢棄物中所包含的灰分以及金屬的熔融化，以及熔渣或熔融金屬的排出的可能。
(d)廢棄物的上端面位置的控制基本氣化熔融爐是在使廢棄物燃燒，將廢棄物中的有機(jī)物氣化作為能量氣體回收的同時，將廢棄物中的灰分以及金屬作為熔融物回收的豎型爐。該氣化熔融爐分別具備設(shè)置在爐體上部的氣體排出口；設(shè)置在爐體下部的熔渣以及熔融金屬排出口；設(shè)置在熔渣以及熔融金屬排出口和氣體排出口之間的廢棄物裝入口；在爐體的上部沿爐軸向下方向設(shè)置的、將助燃性氣體吹向爐內(nèi)的可升降的爐中心噴槍；設(shè)置在廢棄物裝入口和氣體排出口之間的爐壁上的一段以上的用于吹入助燃性氣體的上部風(fēng)口；設(shè)置在廢棄物裝入口和熔渣以及熔融金屬排出口之間的爐壁上的朝向爐內(nèi)的一段以上的，將助燃性氣體或助燃性氣體以及燃料朝向爐軸方向吹動的下部風(fēng)口。并且，通過在裝入到爐內(nèi)的廢棄物的上端面中使加熱為高溫的廢棄物的熱分解殘渣中的碳分燃燒，使該氣化熔融爐即使不使用高價的焦炭，也能將殘渣中的灰分或金屬溶解。
然而，廢棄物的成分不固定且不均勻的情況很多，根據(jù)情況也考慮了在熱分解殘渣中幾乎不存在碳分的情況。例如，由于在塑料屑以及粉碎殘渣等中所包含的碳幾乎通過熱分解反應(yīng)被氣化，因此在熱分解殘渣中所包含的碳非常少。因此，在保持裝入到爐內(nèi)的廢棄物的上端面的位置時，需要頻繁進(jìn)行調(diào)整從下部風(fēng)口以及爐中心噴槍吹入的助燃性氣體的量的操作，且在該操作需要熟練進(jìn)行。
(e)鹵素類的材料重復(fù)利用在廢棄物中所包含的氯或溴等的鹵素類，一方面作為二噁英的來源，另一方面是非常高的付加價值的物質(zhì)，期望進(jìn)行高效的材料重復(fù)利用。但是，還沒有確立氯含有率高的廢棄物的有效的處理方法以及重復(fù)利用方法。目前雖然由燃燒爐將包括氯等的鹵素類的廢棄物燃燒處理，但由于燃燒溫度低，因此在抑制二噁英類的排出時，需要精確的氣體處理技術(shù)。
在基本氣化熔融爐中，通過吹入高濃度的氧，由高溫將廢棄物氣化熔融，由氣體冷卻裝置將已產(chǎn)生的高溫的氣體快速冷卻，因此幾乎不排出二噁英類，含有很多鹵素類的廢棄物也可進(jìn)行無害化處理。在廢棄物中所包含的氯在爐內(nèi)變?yōu)槁然瘹錃獾鹊柠u化氫氣體，而通過在設(shè)置于氣體冷卻設(shè)備的后段的除塵設(shè)備中吹入熟石灰等的輔助劑，可將廢棄物中的氯從生成氣體分離去除。此時，為了抑制二噁英類的再合成或鹵素的腐蝕，將氣體冷卻裝置的出口溫度設(shè)置為120℃以上200℃以下，還有將除塵設(shè)備的內(nèi)部的溫度也設(shè)置為100℃以上。
然而，在將含有鹵素類較多的廢棄物作為對象的情況下，雖然對回收氯或溴的鹵素是有效的，但在該氣化熔融爐中將鹵素固定為氯化鈣，則很難進(jìn)行材料重復(fù)利用。此外，由于產(chǎn)生的鹵化氫氣體變?yōu)楦邼舛?，因此也容易對設(shè)備進(jìn)行腐蝕。
此外，在特開2001-162248號公報中，已公開了下述的裝置在250～500℃將包含氯乙烯的廢塑料熱分解，在燃燒裝置中燃燒包括氯的排出氣體，在將該燃燒氣體作為熱源由鍋爐(boiler)產(chǎn)生蒸氣的同時，將使蒸氣產(chǎn)生后的燃燒氣體供給到冷卻裝置并冷卻，由氯回收裝置回收已冷卻的氣體中的氯化氫。將在冷卻裝置前的排出氣體溫度保持為200℃以上以便抑制氯化氫的腐蝕。
然而，在200℃以上的溫度條件下，有二噁英類的再合成的可能。此外，一旦含有鹵素的塑料廢棄物進(jìn)行在500℃以下的低溫的熱分解氣化，就會產(chǎn)生焦油(tar)，也有堵塞管道的可能。
此外，雖然在特開2000-202419號公報中已公開了通過將產(chǎn)生的氯化氫由氣體水洗裝置去除，處理包括含鹵素的難燃材料的廢棄物的方法，但沒有記載用于抑制設(shè)備腐蝕的詳細(xì)的溫度管理條件等，因此不明確。
(f)有害廢棄物的裝入根據(jù)基本氣化熔融爐，也可對醫(yī)學(xué)系廢棄物或污染土壤，還有多氯化聯(lián)(二)苯(PCB)等的有害廢棄物進(jìn)行無害化處理。
這些有害廢棄物在向爐內(nèi)裝入后落入爐內(nèi)，雖然到達(dá)廢棄物充填層的上端面，但在裝入爐內(nèi)的廢棄物到達(dá)充填層的上端面之前，將低沸點的有害成分氣化，有在沒有充分分解前將已氣化的有害成分從氣體排出口向爐外排出的可能。
(g)熔融物滯留室的內(nèi)部壓力的增大在國際公開第WO00/45090號中已公開了作為基本氣化熔融爐的期望的形態(tài)，具備熔融物滯留室，其在內(nèi)部具有在排出熔渣以及熔融金屬前可暫時蓄積這些物質(zhì)的空間。通過設(shè)置該熔融物滯留室，爐內(nèi)通常成為在爐底不存儲熔渣或熔融金屬的狀態(tài)的干燥爐底(dry hearth)，使?fàn)t的操作穩(wěn)定化。
然而，為了進(jìn)行設(shè)備的檢查等，存在使廢棄物的殘渣或熔渣殘留在爐內(nèi)的狀態(tài)下，暫時中止該氣化熔融爐的情況。而在此之后的啟動操作中，有殘留在氣化熔融爐的內(nèi)部的廢棄物或冷卻的熔渣堵塞爐和熔融物滯留室之間的連接部的可能，這樣，在熔融物滯留室的內(nèi)部已產(chǎn)生的氣體很難流過爐體。在這種情況下，有增大熔融物滯留室內(nèi)的壓力，氣體從熔渣以及熔融排出口泄漏的可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對有關(guān)上述的基本氣化熔融爐的課題(a)～(g)，提供以下解決方案。
(1)對課題(a)的解決方案在本發(fā)明中，將在爐內(nèi)已產(chǎn)生的高溫的排出氣體，在例如從基本氣化熔融爐等的廢棄物處理爐的爐體向管道流入前的、存在于爐內(nèi)的階段進(jìn)行冷卻。具體地說，例如，通過將由水、惰性氣體、以及生產(chǎn)廢氣或蒸氣的至少一個構(gòu)成的制冷劑吹入到爐的出口的附近(管道的入口的附近的爐內(nèi))，從而，將排出氣體在管道的入口的附近的爐內(nèi)冷卻。由此，可將管道的入口的附近中的排出氣體中的低沸點氣體狀物質(zhì)的表面溫度確切地降低到不附著在管道的內(nèi)壁上的溫度。
流入管道的排出氣體的溫度，雖然為了抑制管道的堵塞而優(yōu)選低的方，但為了抑制二噁英類的再合成，期望將管道內(nèi)部的排出氣體溫度維持為800℃以上，優(yōu)選850℃以上。此外，如果向爐體的出口的附近吹入制冷劑，那么由于可降低設(shè)置在后段的氣體冷卻裝置的入口的溫度，因此可減小在氣體冷卻裝置中使用的薄霧量，減輕其負(fù)擔(dān)，也可謀求氣體冷卻裝置的小型化。
此外，在本發(fā)明中，提出了在管道的內(nèi)壁上附著低沸點氣體狀物質(zhì)而已堵塞管道的情況下，將可在短時間進(jìn)行堵塞物的機(jī)械去除的堵塞物去除裝置作為廢棄物的處理裝置。
首先，由于可在短時間進(jìn)行堵塞物的機(jī)械去除作業(yè)，因此在管道的堵塞程度小的階段運轉(zhuǎn)堵塞物去除裝置是有效的。因此，在本發(fā)明中，在管道的入口以及出口上設(shè)置可監(jiān)視管道的入側(cè)以及出側(cè)的壓差的壓差計，在該壓差表示比運轉(zhuǎn)開始時增大的傾向的情況下，判斷已開始堵塞，運行堵塞物的去除裝置。還有與此不同，也可與管道的堵塞的有無沒有關(guān)系，定期運行堵塞物的去除裝置。
(2)對課題(b)的解決方案為迅速將已被裝入到基本氣化熔融爐的爐內(nèi)的裝入物的上端面的高度增大到操作時的控制高度，從爐的升溫階段裝入含碳材料是有效的。此外，如果為了增大裝入物的上端面的高的程度，將裝入的含碳材料中所包含的鹵素類的總濃度變?yōu)?.1％，那么可在不產(chǎn)生二噁英類的情況下升溫。根據(jù)本發(fā)明，在基本氣化熔融爐的升溫中，通過在進(jìn)行燃燒器燃燒的同時，投入鹵素類的總濃度低的含碳材料，將裝入物的上端面的高度增大到規(guī)定的高度，可縮短爐內(nèi)的填充時間。
(3)對課題(c)的解決方案在本發(fā)明中，提出通過將蒸氣吹入到比充填層更上的部分而減少未利用的碳。由此，蒸氣只與在爐上部飛散的未利用碳接觸，進(jìn)行氣化。由于吹入的蒸氣與充填層內(nèi)的熱分解殘渣碳不接觸，因此可穩(wěn)定進(jìn)行廢棄物中包含的灰分以及金屬類的熔融化，還有熔渣和/或熔融金屬的排出。
例如，在未完全氣化廢棄物中的碳，而將未利用的碳作為粉塵由除塵設(shè)備回收的情況下，也可再次投入到氣化熔融爐中。在這種情況下，由于粉塵的顆粒直徑為1mm以下非常小，若直接投入那么在爐內(nèi)有飛散的可能，但如果在投入時將包含該未利用碳的粉塵與廢棄物一起混合壓密后裝入，則可防止粉塵的飛散。
(4)對課題(d)的解決方案在本發(fā)明中，在將熱分解殘渣碳少的廢棄物作為對象的情況下，通過投入含碳材料，可容易進(jìn)行充填層的上端面的位置的控制。即使基本氣化熔融爐，也可在將含碳材料混合到廢棄物之后，進(jìn)行壓密，作為一個塊裝入爐中。在這種情況下，即使使用顆粒直徑細(xì)的含碳材料，也沒有飛散，也沒有氣體通氣性惡化的憂患。此外，基本氣化熔融爐，由于使火點集中在爐的中心部，因此也沒有惡化熔融物的通液性而不能排出穩(wěn)定的熔渣的憂患。因此，完全不需要將含碳材料限定為高價的焦炭，也可使用含有木材等的熱分解殘渣碳的含碳材料。
此外，在裝入預(yù)先篩分的顆粒直徑大的含碳材料的情況下，期望具有在用于將廢棄物裝入爐內(nèi)的廢棄物裝入路徑上串聯(lián)配置的兩個閥門的裝入裝置。該裝入裝置，在打開外部側(cè)的閥門的同時，關(guān)閉內(nèi)部側(cè)的閥門的狀態(tài)下，將含碳材料供給到外部側(cè)的閥門和內(nèi)部側(cè)的閥門之間的空間中，通過關(guān)閉外部側(cè)的閥門后，打開內(nèi)部側(cè)的閥門，可將含碳材料裝入到爐內(nèi)。由于該裝入裝置的外部側(cè)的閥門或內(nèi)部側(cè)的閥門的任一個通常關(guān)閉，因此可防止大量的爐內(nèi)氣體通過裝入裝置向爐外泄漏，或在爐內(nèi)大量吸入爐外的空氣。此外，由于為了解決該課題(d)而投入的含碳材料，在爐內(nèi)的溫度狀況已升溫到完全熱分解二噁英類之后投入，因此也沒有含碳材料中的鹵素類濃度變高的問題。
(5)對課題(e)的解決方案在本發(fā)明中，將介由連接在基本氣化熔融爐的爐體的氣體排出口的管道而導(dǎo)出的排出氣體按照下述的兩種方法中的一種或兩種將已被回收的酸轉(zhuǎn)換為鹵素(i)在除塵后，由酸回收裝置將在已除塵的排出氣體中包含的鹵化氫氣體作為酸回收，將被回收的酸轉(zhuǎn)換為鹵素，和/或，(ii)冷卻至100℃以下，使在已冷卻的排出氣體中所包含的鹵化氫氣體冷凝，通過將在排出氣體中包含的鹵化氫作為酸回收。由此，可邊抑制二噁英類的排出或設(shè)備的腐蝕，邊對在廢棄物中包含的鹵素進(jìn)行材料循環(huán)利用。
(6)對課題(f)的解決方案在將包含醫(yī)療類廢棄物、污染土壤或多氯化聯(lián)苯等的有害廢棄物裝入基本氣化熔融爐的情況下，將這些有害廢棄物封入密閉容器中，將該密閉容器從具有在廢棄物裝入路徑上串聯(lián)配置的兩個閥門的上述的裝入裝置投入是有效的。由此，將產(chǎn)生的有害氣體在爐內(nèi)經(jīng)由充分高溫條件下的滯留時間完全分解，向爐外排出。
(7)對課題(g)的解決方案在暫時停止?fàn)t后而啟動時，為了防止起因于在爐內(nèi)殘留的廢棄物或冷卻的熔渣等堵塞爐和熔融物滯留室之間的連接部而使熔融物滯留室的內(nèi)部的壓力過分增大，在熔融物滯留室內(nèi)的壓力增大的情況下，設(shè)置用于將在熔融物滯留室產(chǎn)生的氣體排出的配管是有效的。


圖1是用于詳細(xì)說明在本實施方式中采用的廢棄物的氣化熔融爐的詳情的概略圖。
圖2是表示在實施方式的氣化熔融爐中，由機(jī)械的方法將管道內(nèi)壁的附著物去除的廢棄物的處理裝置的附著物去除裝置的說明示意圖。
圖3是表示在前端部設(shè)置纖維鏡(fiber scope)的驅(qū)動軸的說明圖。
圖4是表示用于回收實施方式的鹵素的系統(tǒng)流程的說明圖。
圖5是表示用于回收實施方式的鹵素的系統(tǒng)流程的說明圖。
圖6是表示用于回收實施方式的鹵素的系統(tǒng)流程的說明圖。
圖7是表示用于回收實施方式的鹵素的系統(tǒng)流程的說明圖。
圖8是表示對在圖1中所示的氣化熔融爐中設(shè)置熔融物滯留室的氣化熔融爐，將其一部分簡略化的說明示意圖。
圖9是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
圖10是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
圖11是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
圖12是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
圖13是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
圖14是表示管道的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說明有關(guān)本發(fā)明的廢棄物的處理方法以及處理裝置的實施方式。
圖1是用于詳細(xì)說明在本實施方式中采用的廢棄物的氣化熔融爐1的的概略圖。
如圖所示，本實施方式的氣化熔融爐1的爐體1a由爐襯耐火物2內(nèi)襯。此外，在爐體1a上具有用于裝入廢棄物3的廢棄物裝入口4、用于將生成的能量氣體(以下稱作“排出氣體”)以及粉塵排出的氣體排出口5、介由該氣體排出口5連通爐體1a的內(nèi)部空間的管道6。在廢棄物裝入口4上安裝推動件(pusher)7，將裝入的含碳材料8與廢棄物3同時從廢棄物裝入口4被壓縮的狀態(tài)下裝入。
圖1中的符號9是沿爐軸(爐中心軸)朝下方向?qū)⒅夹詺怏w9a吹入爐內(nèi)的可升降的爐中心噴槍。符號10是按照將助燃性氣體10a吹向從朝向爐軸方向偏離的方向的方式在爐體1a的爐壁上配置一段以上(本例中為2段)的上部風(fēng)口。還有，符號11是按照將助燃性氣體11a或助燃性氣體11a及助燃性氣體11b吹向朝爐軸方向的方式，在爐內(nèi)突出配置的一段以上(本例中為2段)的下部風(fēng)口。
在圖1的管道6的附近，既爐體1a的上部的排出氣體的出口的附近，設(shè)置一個以上的管嘴(nozzle)13，該管嘴用于吹動例如由水、惰性氣體、生產(chǎn)廢氣(process gas)或蒸氣的至少一種構(gòu)成的制冷劑12。
在氣化熔融爐1的爐體1a的內(nèi)部中，通過將已生成的氣體暫時加熱到1000℃以上，保持兩秒以上，分解二噁英。被加熱到1000℃以上在爐內(nèi)生成的生成氣體，由從設(shè)置在爐體1a的上部的排出氣體的出口的附近的制冷劑吹入管嘴13吹入的制冷劑12被冷卻。
雖然為了抑制管道6的堵塞而優(yōu)選向管道6的內(nèi)部流入的排出氣體的溫度設(shè)置得低，但為了抑制二噁英類的再合成，期望管道6內(nèi)的排出氣體溫度為800℃以上，優(yōu)選保持850℃以上。將在管道6內(nèi)保持800℃以上的氣體由后段的排出氣體冷卻裝置(圖中未示出)迅速冷卻到200℃以下。由此，抑制二噁英類的再合成，明顯抑制來自處理整體的二噁英類的排出量。
如果從管嘴13向爐體1a的內(nèi)部吹入的制冷劑12由水、惰性氣體、生產(chǎn)廢氣或蒸氣的至少一種構(gòu)成，則雖然可抑制向管道6的內(nèi)面產(chǎn)生低沸點氣體狀物質(zhì)的附著，但其中期望采用水。在作為制冷劑12使用惰性氣體的情況下，會產(chǎn)生在爐內(nèi)已生成的高卡路里氣體的熱量減小。此外，由于蒸氣與水相相比沒有蒸發(fā)潛熱，因此生成的氣體的冷卻單位消耗高。因此，由于在排出氣體中加入大量不必要的水，故存在包括后處理工序、不經(jīng)濟(jì)的缺點。由此，期望將在后段工序中可與已生成的高卡路里氣體的分離且冷卻效率高的水(尤其是薄霧狀的水)作為制冷劑。在為了將水進(jìn)行薄霧化而由氣體將水霧狀化的情況下，期望不使用惰性氣體等而采用生產(chǎn)廢氣，以便抑制生成氣體熱量的減小。
此外，在管道6上堆積固體粉塵的情況下，從在管道6上可吹入高壓的氣體的一個以上的管嘴14吹入氣體15，通過將固體垃圾吹到爐體1a的內(nèi)部側(cè)和/或后段的氣體冷卻裝置側(cè)，清掃管道6的內(nèi)部。
由此，根據(jù)本實施方式，通過向管道6的附近吹入制冷劑12，可防止管道6的堵塞。
圖2是表示在實施方式的氣化熔融爐1中，由機(jī)械的方法將管道6的內(nèi)壁的附著物去除的廢棄物處理裝置的附著物去除裝置16的說明示意圖。
在管道6的內(nèi)部的附著物17的堵塞程度，可根據(jù)管道6的入口部6a的壓力和出口部6b的壓力之間的壓差的變化進(jìn)行預(yù)測。壓差的變化由壓差測定裝置18連續(xù)監(jiān)視。即在將由壓差測定裝置18測定的壓差的絕對值與初期(操作開始時)的值相比較，表示增加傾向的情況下，預(yù)測為已有管道6內(nèi)的堵塞。
在本實施方式中，在這種情況下采用附著物去除裝置16，進(jìn)行附著物17的去除。通過首先驅(qū)動軸19-1前進(jìn)以及后退，接著驅(qū)動軸19-2進(jìn)行前進(jìn)以及后退的動作，將附著物17從管道6的內(nèi)壁剝離去除。驅(qū)動軸19-1以及19-2由升降裝置20沿管道6的延設(shè)方向進(jìn)行動作。
此外，驅(qū)動軸19-1以及19-2由水冷卻方式冷卻到其前端附近。由此，抑制驅(qū)動軸19-1以及19-2的熱的負(fù)載的曲損或損傷。在驅(qū)動軸19-1以及19-2上設(shè)置用于供給以及排出冷卻水21的給排水管(圖中未示出)，也能對應(yīng)在高溫條件下的使用。此外，通過在驅(qū)動軸19-1以及19-2的驅(qū)動部分中設(shè)置密封件(gland-seal)方式的氣體泄漏防止裝置22，在驅(qū)動軸19-1以及19-2的動作時，可防止系統(tǒng)內(nèi)的氣體泄漏到系統(tǒng)外。
作為使驅(qū)動軸19-1動作的時間，期望在管道6的內(nèi)部的堵塞程度小時進(jìn)行。如果堵塞的程度小，那么不需要像特開2002-168433號公報那樣使驅(qū)動軸19-1以及19-2旋轉(zhuǎn)，此外不需要附加用于將堵塞物從驅(qū)動軸19-1以及19-2去除的大負(fù)載，短時間可去除堵塞物。因此，也沒有在氣體泄漏防止裝置22的氣體的泄漏，提高了裝置的壽命。例如，壓差測定裝置18的值與從開始操作到兩個小時的平均值進(jìn)行比較，期望在已增加到20mmH2O以上400mmH2O以下的時刻進(jìn)行。或者，期望堵塞物去除裝置16以1小時以上24小時以下的周期定期進(jìn)行運轉(zhuǎn)。
此外，在管道6沒有堵塞，進(jìn)行通常的氣化熔融操作的期間，通過使驅(qū)動軸19-1、19-2后退到待機(jī)位置24，將閥門23變?yōu)殛P(guān)閉的狀態(tài)，可完全防止?fàn)t內(nèi)的氣體的泄漏。通過關(guān)閉閥門23，在氣化熔融爐1的操作中也可進(jìn)行附著物去除裝置16的檢查等。
還有，在沒有運行驅(qū)動軸19-1、19-2時，也可使驅(qū)動軸19-1、19-2待機(jī)在待機(jī)位置24，如果將設(shè)置在待機(jī)位置24的附近的閥門23關(guān)閉，那么可防止氣體的泄漏以及空氣的吸入。通過設(shè)置閥門23，在使驅(qū)動軸19-1、19-2不運轉(zhuǎn)的通常的操作中，由于氣體泄漏防止裝置22幾乎不受管道6內(nèi)的熱影響，因此氣體泄漏防止裝置22的壽命也變長。還有，通過將驅(qū)動軸19-1、19-2的凹陷部分25與氣體泄漏防止裝置22接觸，也可進(jìn)行氣體的密封。
期望將驅(qū)動軸19-1、19-2的最大部分的外徑d變?yōu)楣艿?的內(nèi)徑D的50％以上。此外，期望將驅(qū)動軸19-1、19-2的前端的刮離部件19-1a、19-2a的角度α設(shè)定為10度以上150度以下。
此外，在為了設(shè)置升降裝置20等的設(shè)備且將附著物17去除，雖然應(yīng)采用十分長的驅(qū)動軸19-1、19-2，但如果驅(qū)動軸19-1、19-2的長度太長，那么需要使建筑屋的高度在必要高度以上。因此，期望將驅(qū)動軸19-1、19-2的長度設(shè)定為從驅(qū)動軸19-1、19-2的待機(jī)位置到驅(qū)動軸19-1、19-2的前進(jìn)限度內(nèi)的長度L的3倍以下。在像圖2的驅(qū)動軸19-2那樣在向爐內(nèi)前進(jìn)的情況下，期望將驅(qū)動軸19-1、19-2的前進(jìn)限度26設(shè)置為，從氣體排出口5前進(jìn)到10mm～300mm范圍內(nèi)的位置。此外，在像圖2的驅(qū)動軸19-1那樣朝向管道交差的方向前進(jìn)的情況下，期望使其在對交差的管道的中心軸線前進(jìn)±50mm的位置。
此外，在驅(qū)動軸19-1、19-2的前端部，如圖3所示通過設(shè)置纖維鏡27，從而邊在監(jiān)視管道6內(nèi)的堵塞狀況，邊運轉(zhuǎn)驅(qū)動軸19-1、19-2。雖然基本上由管道6的壓差可推斷堵塞狀況，但在附著物17非常少的情況下，在壓差的測定結(jié)果中有不能表示出明顯的傾向的可能性。在清掃管道6內(nèi)時，如果殘留該很少的附著物17，那么將該附著物作為核，有再次成長的可能性。然而，由纖維鏡27等可有效地邊觀察管道6地內(nèi)部，邊進(jìn)行作業(yè)。如果時常由纖維鏡27觀察管道6，那么雖然不需要進(jìn)行壓差測定，但需要將驅(qū)動軸19-1、19-2時常插入管道6內(nèi)，這樣，驅(qū)動軸19-1、19-2熱損傷的可能性增大。此外，由于在纖維鏡27上附著粉塵等，因此不可進(jìn)行長時間的觀察。此外，由于需要將閥門23保持打開的狀態(tài)，因此密封裝置22的壽命也變短。前端部分19-1a、19-2a的交換或修理，即使在通過后退到待機(jī)位置24，關(guān)閉待機(jī)位置24的附近的閥門23的操作中也可進(jìn)行。
接著，參照表示在本實施方式中采用的廢棄物的氣化熔融爐1的圖1，說明在該氣化熔融爐1的升溫時，通過將爐內(nèi)的裝入物的上端面的高度迅速增大到操作時的控制高度，縮短爐內(nèi)填充時間的方法。
在本實施方式中，從開始?xì)饣廴跔t1的升溫前的階段，將氯等的鹵素濃度為0.1％以下的含碳材料32裝入直到氣化熔融爐1內(nèi)的規(guī)定高度位置。在此，規(guī)定的高度意味著廢棄物裝入口4或裝入裝置28和下部風(fēng)口11之間的高度。
升溫由下述非常簡單的工序開始例如，通過從配置雙重閥門29的裝入裝置28將含碳材料向爐內(nèi)裝入，在預(yù)先已累積的含碳材料32的上端面投入火種后，將閥門29a和/或閥門29b變?yōu)殛P(guān)閉的狀態(tài)，從中心噴槍9吹入助燃性氣體9a，使預(yù)先已裝入的含碳材料32燃燒。含碳材料32的燃燒狀況，可從已設(shè)置在爐體1a的上部的爐內(nèi)監(jiān)視窗口30時常監(jiān)視。
還有，從下部風(fēng)口11也吹入助燃性氣體11a，即使在下部風(fēng)口11的附近也燃燒含碳材料32。在下部風(fēng)口11的前面的燃燒的確認(rèn)，可從監(jiān)視窗口31由目視可確認(rèn)。逐次測定含碳材料32的充填層的上端面的高的程度，按照將上端面的高的程度作為目標(biāo)的水平的方式調(diào)整供給到爐內(nèi)的含碳材料32的量。
由此，可將爐內(nèi)的裝入物的上端面的高度在爐的升溫階段增大到操作時的控制水平，由此，可縮短爐內(nèi)填充時間。
接著，對本實施方式的減少未利用碳的方案進(jìn)行說明。
在圖1中所示的氣化熔融爐1中，在從管道6向爐外飛散的粉塵中，也包含未利用碳。作為減小未利用碳的方法，在本實施方式中向爐內(nèi)吹入蒸氣。
從設(shè)置在圖1中所示的氣化熔融爐1內(nèi)的廢棄物的上端面和氣體排出口5之間的管嘴33、爐中心噴槍9、或上部風(fēng)口10的任何的至少一個吹入蒸氣34，由水煤氣反應(yīng)(C+H2O＝CO+H2)將未利用碳轉(zhuǎn)換為CO氣體。
在此，由于蒸氣34的吹入量可容易地由流量劑控制，因此在該水煤氣反應(yīng)中可正確供給需要量的水蒸氣。此外，為了由吹入的蒸氣34將未利用碳高效轉(zhuǎn)換為CO氣體，期望將蒸氣34從廣角吹入。由此，將蒸氣34均勻地吹到爐體1a的周方向，可高效進(jìn)行上述的水煤氣反應(yīng)。
即使例如將廢棄物中的碳沒有完全氣化而在由除塵設(shè)備將未利用碳作為粉塵回收的情況下，也可再次投入到氣化熔融爐1中。此時，雖然粉塵的顆粒直徑為1mm以下非常小，在爐內(nèi)有飛散的可能，但在本例中，由于通過圖1中所示的推動件7可將包含廢棄物3和未利用碳35的粉塵混合壓密裝入，因此抑制了爐內(nèi)的垃圾的飛散。
接著，說明以下機(jī)構(gòu)，即，在圖1中所示的氣化熔融爐1中，在將熱分解殘渣碳中的少量的廢棄物作為對象的情況下，通過投入含碳材料8和/或含碳材料36，容易進(jìn)行充填層的高度的控制、即廢棄物的上端面的位置的控制的機(jī)構(gòu)。
如上所述，在圖1中所示的氣化熔融爐1中設(shè)置了安裝有推動件7的廢棄物裝入口4，將含碳材料8與廢棄物3同時被混合壓密裝入爐內(nèi)。由此抑制在爐內(nèi)顆粒直徑小的含碳材料8的飛散。
此外，在裝入預(yù)先選定的顆粒直徑為5mm以上的含碳材料36的情況下，期望采用雙重閥門29而裝入。在這種情況下，可只將含碳材料36從具有雙重閥門29的獨立的裝入裝置28投入。具備雙重閥門29的裝入裝置28，通過打開上部門閥門29a，使含碳材料36在上部門閥門29a和下部門閥門29b之間自由落下，在此之后關(guān)閉上部門閥門29a，打開下部門閥門29b，將碳36裝入爐內(nèi)。
根據(jù)該裝入機(jī)構(gòu)，由于在通常上部門閥門29a或下部門閥門29b的任一個關(guān)閉的狀態(tài)下可進(jìn)行動作，因此也可防止大量的爐內(nèi)的氣體通過該裝入裝置28泄漏到爐外，或?qū)t外的空氣大量吸入爐內(nèi)。
由此，通過將含碳材料8和/或含碳材料36投入到爐內(nèi)，即使以熱分解殘渣碳中的較少的廢棄物作為對象，也可容易進(jìn)行充填層的高度的控制。
在將爐內(nèi)溫度升溫到幾乎不產(chǎn)生二噁英類的溫度后，將含碳材料8和/或含碳材料36投入。因此，在含碳材料8和/或含碳材料36中包含的鹵素類的濃度不特別限定。
接著，在本實施方式中，說明進(jìn)行鹵素的材料重復(fù)利用的狀況。
圖4～7任一個都是表示用于回收本實施方式的鹵素的系統(tǒng)流程的說明圖。首先，對由圖4以及圖5表示的系統(tǒng)進(jìn)行說明，接著對由圖6以及圖7表示的系統(tǒng)進(jìn)行說明。
在圖4中，將廢棄物3投入到本實施方式的氣化熔融爐1中。將在廢棄物3中包含的有機(jī)物氣化，生成可作為燃料使用的高卡路里氣體40。將灰分以及有價金屬轉(zhuǎn)換為熔渣38以及熔融金屬39。在氣化熔融爐1內(nèi)，為了減小鹵素類的排出，將其上部的溫度控制為1000℃以上1400℃以下，將廢棄物3直接投入到500～1200℃以上的高溫區(qū)域的熱分解氣化帶內(nèi)，在爐內(nèi)1000℃以上的高溫下保持兩秒以上之后，排出到爐外的高溫的高卡路里氣體40經(jīng)由管道41，通過在氣體冷卻裝置42中由從管嘴43噴出的薄霧44迅速冷卻到120℃以上200℃以下。
由此，即使在處理鹵素含有量高的廢棄物3的情況下，也可有效抑制二噁英類的再合成以及排出，可將來自處理整體的二噁英類的排出量抑制為較低。此外，雖然含有鹵素的塑料類在低溫的熱分解中產(chǎn)生焦油，存在向配管等的附著的問題，但由于在該氣化熔融爐1中進(jìn)行高溫的熱分解氣化，因此也不產(chǎn)生焦油。
作為通過氣體冷卻裝置42的出口的管道45的氣體，包含一氧化碳以及氫等，同時還有鹵化氫氣氣體等。這些氣體在由除塵裝置46對所含有的粉塵47進(jìn)行除塵之后，被導(dǎo)入到鹵素回收裝置48中。
在鹵素回收裝置48中，通過從管嘴50吹入水49，將高卡路里氣體冷卻到100℃以下，通過冷凝包含的鹵化氫氣，作為冷凝水51和鹽酸等的酸52的混合液，使其它的能量氣體53和鹵素分離。酸52和冷凝水51的混合液，通過管嘴54循環(huán)到鹵素回收裝置48中，濃縮酸52并回收。酸52和冷凝水51的混合液不使用管嘴54，也可從管嘴50與水49混合而進(jìn)行循環(huán)。被回收的酸52由鹵化裝置55轉(zhuǎn)換為鹵素56。
此外，由除塵裝置46、氣體冷卻裝置42分別與氣體被分離去除的粉塵47、57，與新裝入的廢棄物3一起被再投入到氣化熔融爐中。在此，由氣體冷卻裝置42冷卻的氣體，在流入到鹵素回收裝置48之前從防止鹵化氫氣的腐蝕的角度來看，期望為100℃以上，優(yōu)選120℃以上。尤其在溫度變低的除塵裝置46以下，使用哈斯特萊合金等的耐酸性材料是有效的。此外，作為在鹵素回收裝置48中使用的材料，可列舉即使在100℃以下也很難產(chǎn)生酸腐蝕的FRP等。
此外，作為酸的回收方法，也可是如圖5所示的通過氣體冷卻裝置42之后回收的方法。圖5是由氣化熔融爐1生成1000℃以上1400℃以下的高溫且將高卡路里氣體40由氣體冷卻裝置42迅速冷卻到100℃以下，回收在能量氣體40中所包含的鹵素的方式。在該方式中，將在氣體40中所包含的水分以及由氣體冷卻裝置42噴出的薄霧44在氣體冷卻裝置42的內(nèi)部冷凝，從氣體冷卻裝置42的下部回收。雖然在被回收的冷凝水58中包含酸以及泥渣(sludge)59，但被回收的冷凝水58由過濾裝置60分離去除泥渣59后，變?yōu)榘?1的冷凝水62，由鹵化裝置55轉(zhuǎn)換為鹵素56。
雖然氣體冷卻裝置42的出口氣體的溫度為100℃以下，但由于鹵素的幾乎全部轉(zhuǎn)移到在氣體冷卻裝置42的下方被回收的冷凝水58中，因此不對氣體冷卻裝置42的后段的設(shè)備進(jìn)行腐蝕。但是，由于含有少量的鹵化氫氣體，因此在除外塔65上供給包含苛性鈉71的水72，回收酸66，與在由氣體冷卻裝置42的下部回收的酸61一起由鹵化裝置55被鹵化。此外，可將泥渣59再投入到氣化熔融爐1中，進(jìn)行氣化熔融。
此外，雖然廢棄物中的鹵素濃度的范圍很大，但鹵素濃度高的選樣方的回收酸濃度也變高。還有，具有每一廢棄物處理量的鹵素回收量變大，回收效率變高等的優(yōu)點。在此，在處理鹵素濃度低的廢棄物的情況下，添加鹵素濃度高的廢棄物并回收濃縮的酸也是有效的。
此外，在廢棄物中包含的鹵素類的濃度低的情況下，期望在除塵設(shè)備46中吹入熟石灰，去除鹵素。這是因為在鹵素類濃度低的情況下，鹵素回收效率低。如果由除塵設(shè)備46將鹵素固定化，那么不需要將鹵素類進(jìn)行水洗處理的鹵素回收裝置55，不需要進(jìn)行從該裝置排出的水的處理。
接著，對由圖6以及圖7表示的系統(tǒng)進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，說明與由上述的圖4所示的系統(tǒng)不同的部分，省略相同部分的說明。
在圖6中，在通過氣體冷卻裝置42的出口的管道45的氣體，由除塵裝置46將所包含的粉塵47除塵后，向鹵素回收裝置48導(dǎo)入的期間與由上述圖4所示的系統(tǒng)相同。
在本例中，在鹵素回收裝置48中，通過將水49從管嘴50噴出，將高卡路里氣體40冷卻到100℃以下，通過將所含的鹵化氫氣體冷凝，形成冷凝水51和酸52的混合液，使其它的能量氣體53和鹵素分離。酸52和冷凝水51的混合液，通過管嘴43循環(huán)到氣體冷卻裝置42中，濃縮由鹵素回收裝置48回收的酸52的濃度。
將回收的酸52由鹵化裝置55轉(zhuǎn)換為鹵素56。通過將酸52和冷凝水51的混合液循環(huán)到氣體冷卻裝置42中，可減少由氣體冷卻裝置42使用的水44的量。此外，由除塵裝置46、氣體冷卻裝置42與氣體被分離去除的粉塵47、57，與廢棄物3一起被再投入到氣化熔融爐1中。
在本例中，由氣體冷卻裝置42冷卻的能量氣體，在流入到鹵素回收裝置48前從防止鹵化氫氣體的腐蝕的角度來看，期望為100℃以上，優(yōu)選120℃以上。特別在溫度變低的除塵裝置46以下中，使用哈斯特萊合金等的耐酸性材料是有效的。此外作為在鹵素回收裝置48中使用的材料，可列舉即使在100℃以下也很難產(chǎn)生酸腐蝕的FRP等。
此外，圖7是采用作為酸回收方法的氣體冷卻器方式的例子。還有，在以下的說明中，說明由上述的圖6所示的系統(tǒng)不同的部分，省略相同的部分的說明。
在圖7中，在通過氣體冷卻裝置42的出口的管道45的氣體，由除塵裝置46將所包含的粉塵47除塵后，向鹵素回收裝置48導(dǎo)入的期間與由上述圖6所示的系統(tǒng)相同。
在本例中，在鹵素回收裝置48中，由氣體冷卻器方式將高卡路里氣體40冷卻到100℃以下，通過將所含的鹵化氫氣體冷凝，形成冷凝水51和酸52的混合液，使其它的能量氣體53和鹵素分離。將回收的酸52由鹵化裝置55轉(zhuǎn)換為鹵素56。此外，由除塵裝置46、氣體冷卻裝置42，與氣體被分離去除的粉塵47、57，與新裝入的廢棄物3一起被再投入到氣化熔融爐1中。
即使在本例中，由氣體冷卻裝置42冷卻的能量氣體，也在流入到鹵素回收裝置48前從防止鹵化氫氣體的腐蝕的角度來看，期望為100℃以上，優(yōu)選120℃以上。特別在溫度變低的除塵裝置46以下中，使用哈斯特萊合金等的耐酸性材料是有效的。
接著，說明采用本實施方式的氣化熔融爐1，處理醫(yī)療類廢棄物、污染土壤或PCB等的有害廢棄物的狀況。
封入到密閉容器中的有害廢棄物，可采用圖1中所示的氣化熔融爐1進(jìn)行無害化處理。在向爐體1a裝入時，可從基于雙重閥門方式的裝入裝置29投入。雙重閥門方式的裝入裝置29，通過打開上部門閥門29a使密閉容器自由下落到上部門閥門29a和下部門閥門29b之間，在此之后關(guān)閉上部門閥門29a，打開下部門閥門29b，將密閉容器裝入到爐內(nèi)。由此，由于通?？删S持將上部門閥門29a或下部門閥門29b的任一個關(guān)閉的狀態(tài)，因此可防止大量的爐內(nèi)氣體通過裝入裝置向爐外泄漏，或?qū)t外的空氣大量吸入爐內(nèi)。還有，期望將爐內(nèi)的壓力，通過在下流設(shè)置的誘導(dǎo)通風(fēng)機(jī)(induction fan)等控制在大氣壓以下。
由此，將從封入到密閉容器中并裝入到爐內(nèi)的有害廢棄物產(chǎn)生的有害熱分解氣體不從密閉容器排出，可使有害廢棄物到達(dá)充填層的上端面。有害廢棄物，在到達(dá)充填層的上端面后，由熱量而在密閉容器上形成孔，將被熱分解的熱分解氣體從密閉容器排出。從密閉容器排出的有害氣體，在高溫條件下為了經(jīng)過充分的滯留時間，在爐內(nèi)完全被分解，向爐外排出。該密封容器的材質(zhì)以及厚度也可按照在密閉容器到達(dá)充填層的上端面之前的期間沒有形成孔的方式適當(dāng)設(shè)定。
還有，在本實施方式中，說明解決熔融物滯留室的內(nèi)部壓力增大的機(jī)構(gòu)。
圖8是表示將在圖1中所示的氣化熔融爐1中設(shè)置熔融物滯留室73的氣化熔融爐1-1一部分簡略化的說明示意圖。還有，在以下的氣化熔融爐1-1的說明中，說明與氣化熔融爐1不同的部分，省略相同部分的說明。
如圖8所示，在該氣化熔融爐1-1中，連通爐體1a的下部的內(nèi)部，設(shè)置有熔融物滯留室73。該熔融物滯留室73是為了回收從氣化熔融爐1-1排出的灰分以及有價金屬，而將已生成的熔渣以及熔融金屬等的熔液暫時存儲的機(jī)構(gòu)。從熔融物滯留室風(fēng)口81吹入助燃性氣體81a以及燃料81b，維持熔融物滯留室內(nèi)溫度。
在本例中，在熔融物滯留室73的上部設(shè)置氣體排出用的配管74，連接在爐體1a的內(nèi)部的廢棄物的上端面76和氣體排出口5之間。在該間隔中，配置閥門75，通常閥門75為關(guān)閉的狀態(tài)下進(jìn)行操作。
熔融物滯留室73的內(nèi)部的壓力，可由壓力測定裝置77連續(xù)測定。雖然在通常的操作中，在壓力測定裝置77的值為熔融物滯留室73的設(shè)計壓力的0.5倍以下進(jìn)行操作，但在該值超過設(shè)計壓力的0.5倍的情況下，打開閥門75，從氣體排出口5將在熔融物滯留室73的內(nèi)部已產(chǎn)生的氣體向爐體1a的外部排出。
由此，在將氣化熔融爐1暫時停止后而啟動時，通過在爐內(nèi)殘留的廢棄物或冷卻的熔渣等堵塞爐體1a和熔融物滯留室73之間的連接部78，可防止熔融物滯留室73的內(nèi)部的壓力上升太高。
由此，根據(jù)本實施方式，可解決基本氣化熔融爐所具有的課題(a)管道6的閉塞；(b)爐內(nèi)填充時間；(c)未利用碳的排出；(d)有害廢棄物的上端面位置的控制；(e)鹵素類的材料循環(huán)利用；(f)有害廢棄物的裝入；(g)熔融物滯留室73的內(nèi)部壓力上升，由此可將基本氣化熔融爐更加高性能化。為此，根據(jù)本實施方式，可間隔長時間穩(wěn)定地以商用的規(guī)模繼續(xù)氣化熔融操作，可提供實際的實用性高的廢棄物的處理方法以及處理裝置。
(實施例)參照實施例，具體說明本發(fā)明。還有，在以下的說明中，吹入量的單位(Nm3/hr)表示m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))/hr。
采用在圖1中所示的氣化熔融爐1，進(jìn)行廢棄物的氣化熔融試驗。氣化熔融爐1的各部分的尺寸、上部風(fēng)口10、下部風(fēng)口11、其它安裝部件的數(shù)量以及配置如下所示。還有，將熔渣和/或熔融金屬的排出口略記為熔液排出口。
(1)尺寸爐徑2.0m(在已內(nèi)襯耐火物2后的內(nèi)徑)爐高6.0m(在已內(nèi)襯耐火物2后的從爐底到爐頂?shù)母叨?從熔液排出口78的上端到廢棄物裝入口4的下端的高度2.8m從熔液排出口78的上端到下段的下部風(fēng)口11的下端的高度0.8m從熔液排出口78的上端到上段的下部風(fēng)口11的下端的高度1.6m從熔液排出口78的上端到下段的上部風(fēng)口10的高度3.9m從熔液排出口78的上端到上段的上部風(fēng)口10的高度4.7m從爐底到爐中心噴槍9的前端的高度標(biāo)準(zhǔn)5.0m(上下可變)(2)數(shù)量下部風(fēng)口11圓周方向3個、爐高方向1段上部風(fēng)口10圓周方向3個、爐高方向2段蒸氣吹入風(fēng)口33圓周方向3個、爐高方向1段爐中心噴槍91個熔液排出口781個計測裝入廢棄物的上端面位置的位置計測裝置791個(3)配置下部風(fēng)口11沿圓周方向每隔120度等間隔設(shè)置，將前端從內(nèi)襯耐火物2的表面突出100m設(shè)置在爐內(nèi)側(cè)上上部風(fēng)口10沿圓周方向每隔120度等間隔設(shè)置，從爐軸方向偏離45度設(shè)置爐中心噴槍9配置在爐中心(爐軸上)上熔液排出口78配置在爐底端位置計測裝置79爐中心噴槍9和側(cè)壁之間在試驗中已使用的廢棄物3是粉碎殘渣(shredder dust)以及高濃度含鹵素塑料屑，在表3中表示其組成。
即，在表1中表示廢棄物3以及輔助原料的工業(yè)分析值(質(zhì)量％)，在表2中表示廢棄物3以及輔助原料中的可燃成分組成(質(zhì)量％)、在表3中表示去除廢棄物3以及輔助原料中的金屬分的不可燃組成(質(zhì)量％)。
表1

*1塑料屑使用高濃度氯塑料表2

*1塑料屑使用高濃度氯塑料表3

*1塑料屑使用高濃度氯塑料(處理條件的設(shè)定次序)(a)將含碳材料32從裝入裝置28裝入到爐內(nèi)，堆積到高度1.5m。
(b)在含碳材料32的充填層的上端面投入火種，由來自爐中心噴槍9的助燃性氣體9a使堆積在爐內(nèi)的含碳材料32著火。
(c)從下部風(fēng)口11、上部風(fēng)口10順次流過氧。
(d)調(diào)整助燃性氣體的吹入量以及含碳材料32的裝入量，將爐內(nèi)升溫到規(guī)定的溫度。
(e)開始廢棄物3的投入，停止含碳材料32的裝入。
(f)由于隨著廢棄物3的燃燒，被裝入的廢棄物3的上端面的位置下降，因此按照將該位置維持為1.5m的方式，逐次裝入廢棄物3。
(h)按照時常將由被裝入的廢棄物3的上端面的附近的熱電偶測定的溫度維持為600℃以上，且由超高(freeboard)空間的熱電偶測定的溫度維持在1000℃以上1400℃以下的方式，調(diào)整從爐中心噴槍9、上部風(fēng)口10以及下部風(fēng)口11吹入的氧量。
即，在下降速度快，在規(guī)定的廢棄物3的處理量中不能將已被裝入的廢棄物3的上端面的位置維持為規(guī)定的位置的情況下，由下部風(fēng)口11以及某些情況使來自爐中心噴槍9的氧吹入量減小。在廢棄物3的上端面附近的溫度未達(dá)到600℃的情況下，使來自爐中心噴槍9的氧吹入量增加。此外，在超高空間的溫度比1000℃低的情況下，使來自上部風(fēng)口10的氧吹入量增加。反過來，在超高空間的穩(wěn)定超過1400℃的情況下，由上部風(fēng)口10以及某些情況使來自爐中心噴槍9的氧吹入量減小。
(h)測定從熔液排出口78排出的熔渣以及熔融金屬的溫度，在比規(guī)定的溫度(雖然至少熔渣以及熔融金屬任一個都不固定溫度，但在本實施例中設(shè)定為1400℃以下1600℃以下)低的情況下，增加來自下部風(fēng)口11的助燃性氣體11a的供給量。此外，分析熔渣以及熔融金屬的成分，按照變?yōu)橐?guī)定的熔渣堿度的方式調(diào)整投入的石灰石量。
(i)重復(fù)進(jìn)行從上述的(f)到(h)的操作。
以下，列述在本實施例中的(i)管道6的堵塞、(ii)爐內(nèi)填充時間、(iii)未利用碳的減小、(iv)廢棄物的上端面的位置的控制、(v)關(guān)于鹵素的材料循環(huán)利用的試驗結(jié)果。
(i)管道6的堵塞①向排出氣體吹入制冷劑12為了看到管道6內(nèi)的堵塞物去除裝置16以及堵塞防止裝置的效果，將鉛以及鋅等的低沸點物質(zhì)分別添加20kg/hr到粉碎殘渣中，在使管道6容易堵塞的條件下進(jìn)行試驗。將操作數(shù)據(jù)以及試驗結(jié)果收集在表4中表示。
表4

(比較例1)
比較例1是從圖1中所示的制冷劑吹入管嘴13進(jìn)行制冷劑12的吹入的例子。已生成的能量氣體的溫度由爐上部的溫度測定裝置80顯示為1150℃，由管道6的入口的溫度測定裝置81顯示1100℃左右。
在圖9中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。在圖9以后的各圖(圖9～14)中，縱軸P表示壓力(mmH2O)，橫軸d表示操作天數(shù)(天)，此外符號○表示管道6的入側(cè)以及出側(cè)間的壓差，△符號表示爐內(nèi)壓。
如圖9所示，該壓差從操作開始20天后開始增加。在管道6的壓差變?yōu)?00mmH2O的時刻，關(guān)閉爐子，觀察管道6的內(nèi)部。其結(jié)果，觀察到在管道6的內(nèi)壁的整個四周上的附著物。
(本發(fā)明例1)在本發(fā)明例1中，從吹入制冷劑的管嘴13吹入作為制冷劑12的氮氣，在已生成的能量氣體流入管道6前已冷卻。能量氣體的溫度在溫度測定裝置80中為1150℃，在管道6的入口的溫度測定裝置81中為950℃左右。此外，在流入后段的氣體冷卻裝置之前能量氣體溫度為850℃左右。被回收的能量氣體的卡路里通過吹入氮氣，與比較例1相比稍微降低一些。
在圖10中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。如圖10所示，看不到管道6的入口部和出口部的壓差的上升。而且，在操作結(jié)束后觀察管道6的內(nèi)部時，沒有觀察到附著物。
(本發(fā)明例2)本發(fā)明例2是從圖1中所示的吹入制冷劑的管嘴13吹入顆粒直徑在200μm以下的霧狀化的水(薄霧)的例子。能量氣體的溫度，在溫度測定裝置80中為1150℃，在管道9的入口的溫度測定裝置81中為950℃左右。此外，流入后段的氣體冷卻裝置之間的能量氣體溫度是850℃左右。
在圖11中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。如圖11所示，如果在操作中看到管道6的入口部和出口部的壓差的上升，那么即使在操作結(jié)束后觀察管道6的內(nèi)部，也觀察不到附著物。還有，被回收的能量氣體的卡路里也與比較例1相同，表示了相對于作為制冷劑12吹入惰性氣體的本發(fā)明例1的優(yōu)越性。
此外，在后段的氣體冷卻裝置中所使用的薄霧量，只減少了與從管嘴13吹入的薄霧量大致相同的量。
②堵塞物的機(jī)械去除比較例2以及比較例3～4是說明有關(guān)本發(fā)明的堵塞物去除裝置16的效果的例子，在圖5中表示操作數(shù)據(jù)以及試驗結(jié)果。
表5

(比較例2)在比較例2中，忽略了在圖2中所示的壓差測定裝置18的值，以爐內(nèi)壓力為依據(jù)，預(yù)測堵塞程度。并且，升降驅(qū)動軸19-1、19-2，去除堵塞物。
在圖12中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。在圖12的圖表中的A點，升降驅(qū)動軸19-1、19-2，去除堵塞物。
如圖12所示，即使將管道6的入口和出口的壓差相對基準(zhǔn)值(0mmH2O)增加100mmH2O以上，也看不到爐內(nèi)壓力的上升。即，爐內(nèi)壓力的變化，與該壓差相比較，對管道6的堵塞的反應(yīng)遲鈍。當(dāng)相對基準(zhǔn)值(0mmH2O)壓差測定裝置18的值增加為300mmH2O以上，則表示爐內(nèi)壓力已明顯增加。
雖然在該時刻使驅(qū)動軸19-1、19-2進(jìn)行動作，但為了去除堵塞物需要花費大約1小時。此外，作為繼續(xù)長時間的作業(yè)的結(jié)果，確認(rèn)爐內(nèi)氣體從壓差測定裝置18的氣體密封部22已泄漏。此外，該作業(yè)結(jié)束后，觀察驅(qū)動軸19-1、19-2，確認(rèn)驅(qū)動軸已變形。
為了使堵塞物去除裝置16的壽命增長，在管道6的堵塞的程度輕時，使驅(qū)動軸19-1、19-2進(jìn)行動作很重要。為此，觀察爐內(nèi)壓力，連續(xù)觀察管道6的入口和出口的壓差，對迅速對應(yīng)管道6的內(nèi)部的堵塞是有效的。
(本發(fā)明例3)在本發(fā)明例3中，基于壓差測定裝置18的值，升降圖2中所示的驅(qū)動軸19-1、19-2，去除堵塞物。
在圖13中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。在圖13的圖表中的B點，升降驅(qū)動軸19-1、19-2，去除堵塞物。
如圖13所示，在壓差測定裝置18的值相對基準(zhǔn)值(0mmH2O)增加50mmH2O以上的時刻，使驅(qū)動軸19-1、19-2運轉(zhuǎn)，由大概3分鐘的作業(yè)將壓差測定裝置18的值返回到基準(zhǔn)值(0mmH2O)，在此之后也可進(jìn)行穩(wěn)定的操作。該操作，即使進(jìn)行300次以上也沒有驅(qū)動軸19-1、19-2的變形以及從氣體密封部22泄漏爐內(nèi)氣體。
即為了觀察管道6的壓差，迅速檢測出管道6的堵塞的征兆，使壓差測定裝置18進(jìn)行動作是有效的。
(本發(fā)明例4)在本發(fā)明4例中，與壓差測定裝置18以及爐內(nèi)氣壓的值無關(guān)，每隔8小時一次定期升降圖2中所示的驅(qū)動軸19-1、19-2。
在圖14中由圖表表示管道6的入口部和出口部的壓差的測定結(jié)果。如圖14所示，壓差測定裝置18的值沒有變?yōu)?0mmH2O以上，即使連續(xù)100天運轉(zhuǎn)也不堵塞管道6，也不產(chǎn)生驅(qū)動軸19-1、19-2的變形以及從氣體密封部22泄漏氣體。
(ii)爐內(nèi)填充時間在表6中所示的比較例3以及本發(fā)明例5，任一個都是對采用含碳材料的爐子的升溫進(jìn)行說明的例子。
表6

(比較例3)在由燃燒器的燃燒使?fàn)t子已升溫的比較例3中，升溫需要48小時。在此之后，雖然開始廢棄物3的裝入，但為了將裝入物的上端面的高的程度增加到目標(biāo)值(控制值)的1.5m，還需要48小時。即，從開始升溫到調(diào)整到結(jié)束裝入物的上端面的高的程度的結(jié)束的時間(爐內(nèi)填充時間)需要96小時。
(本發(fā)明例5)在本發(fā)明例5中，從升溫前的階段裝入含碳材料，在升溫中途也邊計測裝入物的上端面的高度程度，邊逐次調(diào)整含碳材料的裝入量。由此，在升溫結(jié)束的時刻，裝入物的上端面的高度程度已達(dá)到了目標(biāo)(控制高度)。
因此，從升溫開始到結(jié)束裝入物的上端面的高度的調(diào)整以及升溫，開始裝入廢棄物為止，所需要的時間是48小時，與比較例3相比較可減小一半。此外，已使用含碳材料的鹵素濃度在0.1％以下的物質(zhì)的結(jié)果，也可將在升溫途中的二噁英類的排出量抑制到比較低的程度。
(iii)未利用碳的減少表7表示比較例4以及本發(fā)明例6的試驗結(jié)果。
表7

(比較例4)比較例4是不從設(shè)置在圖1中所示的氣化熔融爐1中被裝入的廢棄物的上端到氣體排出口5之間的爐中心噴槍、上部風(fēng)口10以及蒸氣吹入管嘴33的任一個進(jìn)行蒸氣吹入的例子。此時未利用碳量是15kg-C/hr。
(本發(fā)明例6)在本發(fā)明例6中，表示從在圖1中所示的蒸氣吹入管嘴33吹入18kg/hr的蒸氣時的試驗結(jié)果。未利用碳量減少到3kg-C/hr。此外，隨著未利用碳量的減少，通過增加CO氣體產(chǎn)生量，以及將蒸氣轉(zhuǎn)換為氫，增加了單位廢棄物3處理量的生成氣體發(fā)熱量。此外，每1Nm3氣體(干氣)的氣體發(fā)熱量也從2058Kcal/Nm3增加到2070Kcal/Nm3。此外，雖然從爐中心噴槍9或上部風(fēng)口33吹入助燃性氣體和蒸氣，但也得到了同樣的結(jié)果。
(iv)廢棄物上端面位置的控制比較例5以及本發(fā)明例7是表示已控制投入含碳材料的充填層的高度程度的結(jié)果的例子。在表8中表示各個結(jié)果。
表8

(比較例5)比較例5已將粉碎殘渣氣化熔融處理。作為燃料不投入廢木材等的含碳材料而從下部風(fēng)口11吹入8Nm3/hr的LPG。如表1所示，在粉碎殘渣中所包含的熱分解殘渣中的碳量(固定碳)是5.4％，與干燥后的都市垃圾相比是非常小。
在比較例5中，作為控制廢棄物3的上端面的高度程度的方法，控制從下部風(fēng)口11吹入的助燃性氣體的量。即在上端面的高度程度比目標(biāo)低的情況下，減少助燃性氣體的量，反過來在比目標(biāo)高的情況下增加助燃性氣體的量。此外，隨著來自下部風(fēng)口11的助燃性氣體的減小，在減小熔渣以及熔融金屬的排出量的情況下，也增加來自下部風(fēng)口11的助燃性氣體的量。
如圖8所示，在比較例5中，為了將廢棄物3的上端面的高度程度維持為目標(biāo)值的1450～1550mm，需要頻繁調(diào)節(jié)來自下部風(fēng)口11的助燃性氣體量以及來自上部風(fēng)口10的助燃性氣體的量。按照對來自下部風(fēng)口11的助燃性氣體量為20次/天，對來自上部風(fēng)口10的助燃性氣體的量為35次/天的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(本發(fā)明例7)本發(fā)明例7是作為含碳材料使用廢木材而投入的例子。使來自下部風(fēng)口11以及上部風(fēng)口10的助燃性氣體的量幾乎不改變，將廢棄物3的上端的位置控制在目標(biāo)控制范圍內(nèi)。
即特別在將固定碳少的廢棄物3作為對象的情況下，通過含碳材料8和/或含碳材料36的投入，廢棄物3地上端地位置的控制變地容易。
(v)鹵素的材料循環(huán)利用在圖9中表示基于在圖4以及圖5中所示的流程而進(jìn)行的鹵素回收試驗的各數(shù)據(jù)以及結(jié)果。在此，將作為鹵素的代表物質(zhì)的氯的回收，作為例子進(jìn)行說明。
表9

(本發(fā)明例8)在本發(fā)明例8中，基于圖4中所示的流程圖，進(jìn)行氯回收試驗。即，將在氣化熔融爐1的爐內(nèi)已生成的高卡路里氣體40由氣體冷卻裝置42冷卻，還有，將垃圾57由氣體冷卻裝置42的下部，并將粉塵47由除塵裝置46除塵后，進(jìn)行鹽酸回收。
在此所使用的塑料屑是如表2所示那樣含有高濃度的氯的塑料屑。如圖9所示，雖然已投入到氣化熔融爐1的內(nèi)部的所有氯是191kg-Cl/hr，但189kg-Cl/hr的氯通過鹵素回收裝置48以及鹵化裝置55后，被回收。此外，將已裝入的塑料屑在氣化熔融爐1的內(nèi)部由1000℃以上進(jìn)行熱分解氣化，并將生成氣體由氣化冷卻裝置42迅速冷卻到170℃，其結(jié)果可將在排出氣體53中所包含的二噁英類濃度抑制為很小。此外，將從氣體冷卻裝置42排出的氣體，在被導(dǎo)入到鹵素回收裝置48之前的期間維持為130℃以上。還有在除塵裝置46以及接著的配管中采用哈斯特萊合金，并作為鹵素回收裝置48的材料采用FRP。其結(jié)果看不到使用設(shè)備的腐蝕。
(本發(fā)明例9)在本發(fā)明例9中，基于在圖5中所示的流程圖進(jìn)行氯回收試驗。即，將在爐內(nèi)生成的高卡路里氣體40由冷卻裝置42冷卻到100℃以下，通過將包含的氯化氫氣體冷凝，進(jìn)行鹽酸回收。
如表9所示那樣雖然已投入到氣化熔融爐1的內(nèi)部的氯為191kg-Cl/hr，但在氣體冷卻裝置42的下部作為鹽酸被回收，在此之后，由鹵化裝置55被轉(zhuǎn)換為氯，則回收189kg-Cl/hr的氯。此外，與本發(fā)明例8相同，將已裝入的塑料屑在氣化熔融爐1的內(nèi)部由1000℃以上的條件進(jìn)行分解氣化，再將生成的氣體由氣化冷卻裝置42迅速冷卻到100℃以下，其結(jié)果可將在排出氣體70中所包含的二噁英類的濃度抑制為較低。
根據(jù)本發(fā)明，可解決基本氣化熔融爐所具有的以下問題，具體為(a)管道的閉塞；(b)爐內(nèi)填充時間；(c)未利用碳的排出；(d)廢棄物的上端面位置的控制；(e)鹵素類的材料循環(huán)利用；(f)有害廢棄物的裝入；(g)熔融物滯留室的內(nèi)部壓力上升。由此，可將基本氣化熔融爐更加高性能化。因此，根據(jù)本發(fā)明，可經(jīng)由長時間，穩(wěn)定地以商用的規(guī)模繼續(xù)氣化熔融操作，并可確切地提供實用性高的廢棄物的處理方法以及處理裝置。
權(quán)利要求
1.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，而且，在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，基于由所述管道的入口部以及出口部之間的壓差的測定結(jié)果被推斷的所述管道的內(nèi)部的堵塞狀況而使連接在所述爐體上的由圓錐形的外形構(gòu)成的至少一個刮離部件動作，其中，所述刮離部件用于將由所述至少一個處理生成的排出氣體在向所述爐體的外部導(dǎo)出的管道的至少一個的直線狀部分的內(nèi)部上往復(fù)自由移動，并將所述管道的內(nèi)面的附著物刮掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的廢棄物的處理方法，其特征在于，在操作開始時與所述壓差的測定結(jié)果進(jìn)行比較，顯示增加傾向的情況下，使所述至少一個的刮離部件動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的廢棄物的處理方法，其特征在于，使所述至少一個的刮離部件在1小時以上24小時以下的范圍內(nèi)在預(yù)先規(guī)定的期間定期進(jìn)行動作。
4.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，在將廢棄物處理爐升溫時，將含有的鹵素類的總濃度在0.1質(zhì)量％以下的含碳材料裝入到所述廢棄物處理爐中，從升溫階段開始調(diào)整所述廢棄物處理爐的內(nèi)部的裝入物的上端面的高度程度，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的廢棄物的處理方法，其特征在于，在將所述廢棄物處理爐升溫前，將含有的鹵素類的總濃度在0.1質(zhì)量％以下的含碳材料預(yù)先裝入到所述爐體的內(nèi)部；從裝入裝置將火種投入到已裝入的所述含碳材料的上端面上，其中，所述裝入裝置具有在用于將廢棄物裝入爐內(nèi)的廢棄物裝入路徑上串聯(lián)配置的兩個閥門，在打開外部側(cè)的閥門的同時，關(guān)閉內(nèi)部側(cè)的閥門的狀態(tài)下，將含碳材料供給到所述外部側(cè)的閥門和所述內(nèi)部側(cè)的閥門之間的空間中，通過關(guān)閉所述外部側(cè)的閥門后，打開所述內(nèi)部側(cè)的閥門，將含碳材料裝入爐內(nèi)；在此之后，關(guān)閉所述外部側(cè)和/或內(nèi)部側(cè)的閥門，從所述爐中心噴槍吹入助燃性氣體，通過使已裝入的所述含碳材料燃燒，開始所述廢棄物處理爐的升溫。
6.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，將蒸氣從設(shè)置在所述爐中心噴槍、所述上部風(fēng)口、或者所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上的一段以上的管嘴中的至少一個，吹向下述至少一個的方向朝向所述爐體的下部的方向、從所述側(cè)壁朝向爐軸的方向、或朝向與從所述側(cè)壁朝向爐軸方向偏離的方向。
7.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，在所述至少一個的處理中，將從仍舊未利用的所述廢棄物處理爐排出的碳與廢棄物混合壓密后，再次裝入到所述廢棄物處理爐中。
8.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，將含碳材料與廢棄物混合壓密后，裝入到所述廢棄物處理爐中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的廢棄物的處理方法，其特征在于，所述含碳材料介由下述裝入裝置被裝入具有在用于將廢棄物裝入爐內(nèi)的廢棄物裝入路徑上串聯(lián)配置的兩個閥門，在打開外部側(cè)的閥門的同時關(guān)閉內(nèi)部側(cè)的閥門的狀態(tài)下，將含碳材料供給到所述外部側(cè)的閥門和所述內(nèi)部側(cè)的閥門之間的空間中，通過關(guān)閉所述外部側(cè)的閥門后，打開所述內(nèi)部側(cè)的閥門，而將含碳材料裝入爐內(nèi)的裝入裝置。
10.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，將含碳材料介由下述裝入裝置裝入具有在用于將廢棄物裝入爐內(nèi)的廢棄物裝入路徑上串聯(lián)配置的兩個閥門，在打開外部側(cè)的閥門的同時關(guān)閉內(nèi)部側(cè)的閥門的狀態(tài)下，將含碳材料供給到所述外部側(cè)的閥門和所述內(nèi)部側(cè)的閥門之間的空間中，通過關(guān)閉所述外部側(cè)的閥門后打開所述內(nèi)部側(cè)的閥門，而將含碳材料裝入爐內(nèi)的裝入裝置。
11.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上；熔融物滯留室，配置于所述爐體的底部，暫存生成的熔渣以及熔融金屬等熔液，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，在所述熔融物滯留室的內(nèi)部的氣體壓力變?yōu)樗鋈廴谖餃羰业脑O(shè)計壓力的0.5倍以上的情況下，將存儲在所述熔融物滯留室的內(nèi)部的氣體經(jīng)由所述氣體排出口排出。
12.一種廢棄物的處理方法，其特征在于，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，所述廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，在將介由連接在所述氣體排出口上的管道向所述爐體的外部導(dǎo)出的排出氣體除塵后，由酸回收裝置將除塵后的所述排出氣體中所包含的鹵化氫氣體作為酸回收后，將被回收的酸轉(zhuǎn)換為鹵素，或者，將介由連接在所述氣體排出口的管道向所述爐體的外部導(dǎo)出的排出氣體冷卻到100℃以下，使在已冷卻的所述排出氣體中所包含的鹵化氫氣體溶解在冷凝水中，將所述排出氣體中所包含的鹵化氫作為酸回收后，將被回收的酸轉(zhuǎn)換為鹵素。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的廢棄物的處理方法，其特征在于，在所述廢棄物中混合含有的鹵素的濃度在10質(zhì)量％以上的含氯類廢材料，裝入到所述廢棄物處理爐中。
14.一種廢棄物的處理裝置，具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上；熔融物滯留室，其配置在所述爐體的底部，用于將的已生成的熔渣以及熔融金屬等的熔液暫時存儲，且用于在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理，其特征在于，還具備排氣裝置，其用于在所述熔融物滯留室的內(nèi)部的氣體壓力變?yōu)樗鋈廴谖餃羰业脑O(shè)計壓力的0.5倍以上的情況下，將存儲在所述熔融物滯留室的內(nèi)部的氣體經(jīng)由所述氣體排出口排出。
15.一種廢棄物的處理裝置，具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且用于在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理，其特征在于，還具備管道，其連接在所述爐體上，將由所述至少一個處理產(chǎn)生的排出氣體向所述爐體的外部導(dǎo)出；供給部，其用于將由水、生產(chǎn)廢氣、惰性氣體或蒸氣的至少一種構(gòu)成的制冷劑吹入所述管道的入口的附近的爐內(nèi)中。
16.一種廢棄物的處理裝置，具備爐體，用于在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理，其特征在于，還具備管道，將由所述至少一個處理產(chǎn)生的排出氣體向所述爐體的外部導(dǎo)出；供給部，其設(shè)置在所述管道的入口的附近的爐內(nèi)，用于供給由水、生產(chǎn)廢氣、惰性氣體或蒸氣的至少一種構(gòu)成的制冷劑。
17.一種廢棄物的處理裝置，具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且用于在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理，其特征在于，還具備壓差測定裝置，其用于測定所述管道的入口部以及出口部之間的壓差；以圓錐形的外形構(gòu)成的至少一個刮離部，在管道的至少一個的直線狀部分的內(nèi)部中以往復(fù)自由移動的方式配置，且基于所述壓差測定裝置的測定結(jié)果刮掉所述管道的內(nèi)面的附著物，其中，所述管道是將由所述至少一個的處理產(chǎn)生的排出氣體向與所述爐體連接且向所述爐體外部導(dǎo)出的管道。
18.一種廢棄物的處理裝置，具備爐體；氣體排出口，其配置在所述爐體的上部；熔渣和/或熔融金屬的排出口，其配置在所述爐體的下部；廢棄物裝入口，其配置在所述熔渣和/或熔融金屬的排出口和所述氣體排出口之間；爐中心噴槍，其在所述爐體的上部沿爐軸配置，用于將助燃性氣體朝下方向向爐內(nèi)吹入；上部風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述氣體排出口之間的爐壁上被配置一段以上；風(fēng)口，其在所述廢棄物裝入口和所述熔渣和/或熔融金屬的排出口之間的爐壁上被配置一段以上，且用于在所述廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理，其特征在于，還具備蒸氣供給系統(tǒng)，其將蒸氣從設(shè)置在所述爐中心噴槍、所述上部風(fēng)口、或所述廢棄物裝入口，與所述氣體排出口之間的爐壁上設(shè)置一個以上的管嘴中的至少一個，吹向下述的至少一個方向朝向所述爐體的下部的方向、從所述側(cè)壁朝向爐軸的方向、或朝向與從所述側(cè)壁朝向爐軸的方向偏離的方向。
全文摘要
本發(fā)明提供廢棄物的處理方法以及處理裝置，將廢棄物裝入廢棄物處理爐中，其中，該廢棄物處理爐具備爐體；氣體排出口；熔渣和/或熔融金屬的排出口；爐中心噴槍；上部風(fēng)口；風(fēng)口，而且，在該廢棄物上進(jìn)行燃燒、氣化或熔融的至少一個處理時，將由該至少一個處理產(chǎn)生的排出氣體，在與該廢棄物處理爐的爐體連接且將該排出氣體向該爐體的外部導(dǎo)出的管道的入口的附近的爐內(nèi)進(jìn)行冷卻。由此，可將基本氣化熔融爐更加高性能化。
文檔編號F23G5/44GK101029734SQ200710097118
公開日2007年9月5日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者山本高郁, 佐藤弘孝, 松倉良德 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社