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HOME > 製品紹介 > 廃棄物処理 > 流動床式ガス化溶融炉

逆浸透法による浸出水処理システム - DTモジュールシステム

流動床式ガス化溶融炉

Q3流動床式ガス化溶融炉の原理及び特長は?

1)流動床式ガス化溶融施設のプロセスフロー

ごみは、ごみ収集車からピットに投入され、貯留されます。貯留されたごみは給じん装置を経てガス化炉に供給されます。

ガス化炉では、ごみは熱分解により、可燃性ガス、未燃分及び灰に分解されます。溶融炉では、可燃性ガス、未燃分が完全燃焼して、約1200℃以上の高温となります。灰はこの高温により溶融され、スラグとなります。スラグは連続的に出滓し、スラグ冷却装置で水砕スラグとなります。

溶融炉で発生する高温の排ガスは、廃熱ボイラにて熱回収され、発電、余熱利用施設、給湯設備などに熱利用されます。

廃熱ボイラを出た排ガスは減温塔、バグフィルタ、触媒反応塔で処理された後、煙突より排出されます。

ガス化溶融炉のプロセス・フロー
ガス化溶融炉のプロセス・フロー
2)流動床式ガス化溶融炉の構成

流動床式ガス化溶融炉は、流動床式ガス化炉と旋回流溶融炉から構成されます。当社は、流動床式ごみ焼却炉で30年以上の稼動実績、旋回流溶融炉で20年以上の稼動実績を持ち、これらの実績に基づく技術を融合した流動床式ガス化溶融炉は非常に信頼性の高いシステムです。

流動床式ガス化溶融炉の構成
流動床式ガス化溶融炉の構成
流動床式ガス化炉

流動床式ガス化炉では、砂層に空気が送り込まれて流動状態となっています。投入されたごみは流動砂によって分散されます。ここで、ごみの一部を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して可燃物を可燃性ガス、未燃分および灰に熱分解します。燃料は立上げ時のみ使用し、運転時は不要です。ごみに含まれている鉄・アルミなどの資源は、ガス化炉の下部から、砂に磨かれ未酸化の状態で取り出されます。

当社の流動床式ガス化炉の特長は(1)円筒形の流動床:流動不良の起こるコーナー部をなくし、炉床全体に渡って安定したガス化を行っています。(2)コンパクト:竪型で高負荷が取れるため他方式に比べ設置スペースが少なくて済みます。(3)優れた耐久性:稼動部が無く、また耐火物の長寿命化は補修費の低減に貢献します。(4) 信頼性の高い砂層,抜き出し部:30年以上の実績がある中央抜出型傾斜分散板が不燃物を確実に抜き出します。(5)優れたリサイクル性:流動床式ガス化炉の残渣では、未酸化の鉄とアルミが分離され砂で磨かれたきれいな状態で回収されるのでマテリアルリサイクルが容易です。

流動床式ガス化炉の特長
流動床式ガス化炉の特長
旋回流溶融炉

ガス化炉で発生した可燃性ガス、未燃分および灰は溶融炉に供給されます。接線方向に供給されることによって、溶融炉内では旋回流が形成されます。溶融炉では燃焼用の空気が供給され、可燃性ガス、未燃分が完全燃焼して、約1200℃以上の高温となります。灰はこの高温により溶融され、旋回による遠心力で壁面にぶつかり、溶融状態のスラグになって壁面を流下します。流下した溶融状態のスラグは溶融炉下部で一箇所に集中してスラグ出滓部からスラグ冷却装置に連続的に安定して出滓します。出滓したスラグはスラグ冷却装置で冷却され水砕スラグとなります。ごみの保有するエ ネルギーを利用した自己熱溶融のため、溶融のための電気や燃料は不要です。また、排ガス中のダイオキシン類は溶融炉の高温領域で確実に分解されます。

旋回流溶融炉の特長は、(1)竪型の旋回流溶融炉:旋回流により固気分離を行うことにより、壁面に均一な溶融スラグ層を形成し、効率よく溶融します。(2)優れた耐久性:耐火物をスラグでセルフコーティングするとともに水冷構造とすることにより耐火物の長寿命化を図っています。(3)優れた溶融特性:絞りを設けることで溶融炉内を均一な高温(約1200℃以上)に保ち、安定した溶融を行っています。また、通過ガス流速を増してスラグ流れに衝突させ未溶融灰を効率よく壁面上に捕集して溶融し高スラグ化率を達成しています。(4)スラグの安定出滓:溶融スラグを一つの流れに集め連続的 に安定出滓しています。スラグの出滓部にバーナは不要です。(5)幅広い用途の良質なスラグ:スラグは砂、砕石等の代替のアスファルト混合材、インターブロック用混合材、等として様々な用途に利用が可能です。

旋回流溶融炉の特長
旋回流溶融炉の特長
3)流動床式ガス化溶融炉の特長は?

流動床式ガス化溶融炉は次のような特長をもっています。

1)高いエネルギー効率
  • ・ごみの保有するエネルギーを利用して自己熱溶融を行うため、溶融のための電力、燃料が不要です。
  • ・低空気比により排ガス量が少なく高効率の熱回収が可能です。
2)環境負荷の低減
  • ・ダイオキシン類等の有害物質を高温で完全燃焼し分解します。
  • ・灰をリサイクル可能な溶融スラグ化することにより、最終処分負荷を低減します。
  • ・リサイクル性の高い鉄、アルミ、スラグを回収することができます。
3)優れた経済性
  • ・シンプルな構造と機器構成によるコンパクトで省エネルギーなシステムです。
4)処理能力
  • ・炉規模としては1炉300t/日以下の規模に適しています。
5)安定運転
  • ・300日以上の連続運転や、年間330日程度の運転実績があります。
4)他方式に対して優れている点
1)ストーカ式焼却炉との比較

流動床式ガス化溶融炉では、灰を減容化して有効利用できる溶融スラグとし、最終処分負荷を低減できます。ストーカ式焼却炉(以下、「ストーカ式」と省略)は灰を溶融スラグとするには溶融炉の併設が必要です。

ストーカ式では、鉄は灰が付着した状態、アルミは溶融状態で灰が付着した形で回収されるので、マテリアルリサイクルが困難です。一方、流動床式ガス化溶融炉では未酸化の鉄とアルミが分離され砂で磨かれたきれいな状態で回収されるのでマテリアルリサイクルが容易です。

2)ストーカ+灰溶融方式との比較

ストーカ+灰溶融方式と比べると、流動床式ガス化溶融炉ではシンプルな機器構成が可能になります。そのため消費電力も少なく、ごみの保有するエネルギーを利用し て溶融を行うため余分な電力、燃料が不要です。このため、エネルギー消費、CO2 排出量の面で優れています。

3)シャフト炉式ガス化溶融炉との比較

シャフト炉式ガス化溶融炉(以下、「シャフト炉式」と省略)と比べると、シャフト炉式ではコークス等の副資材が必要であり、エネルギー消費、CO2 排出量の面で流動床式ガス化溶融炉が有利です。

また、シャフト炉式ではスラグ成分のみならず金属成分も溶融メタルとして回収されますが、溶融メタルは用途が限られます。一方、流動床式ガス化溶融炉では未酸化の鉄とアルミが分離され砂で磨かれたきれいな状態で回収されるのでマテリアルリサイクルが可能で、リサイクル性に優れています。

流動床式ガス化溶融炉と他方式との比較
  ガス化溶融方式 焼却+灰溶融 焼却のみ
流動床式 シャフト炉式 ストーカ+灰溶融 ストーカ式
1. リサイクル性
2. 処分場負荷
3. エネルギー消費
4. CO2排出量
5. 安定運転
  • ◎:特に優れている
  • ○:優れている
  • △:課題有り