特許 5694690 流動層炉及び廃棄物処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5694690

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】流動層炉及び廃棄物処理方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/027 20060101AFI20150312BHJP

   F23G 5/30 20060101ALI20150312BHJP

   F23C 10/26 20060101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   F23G5/027 BZAB

   F23G5/30 B

   F23C10/26

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2010-141830(P2010-141830)

(22)【出願日】2010年6月22日

(65)【公開番号】特開2012-7763(P2012-7763A)

(43)【公開日】2012年1月12日

【審査請求日】2012年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100109058

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】松村 卓也

(72)【発明者】

【氏名】細田 博之

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 正

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−９５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３３８６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０５７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７１２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−６５３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平９−５００７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１４５９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１１０１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５９７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｇ ５／０２７

Ｆ２３Ｇ ５／３０

Ｆ２３Ｃ １０／２６

Ｃ１０Ｊ ３／００

Ｃ１０Ｊ ３／５４

Ｃ１０Ｊ ３／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出す流動層炉であって、
廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、
前記流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体と、
前記炉本体の底壁から前記流動粒子に向かって流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子を流動化させるガス供給部と、
前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁から前記流動層上における当該供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより前記流動層上の廃棄物を前記不燃物排出口側に移動させる廃棄物供給部と、
前記不燃物排出口から排出された流動粒子を前記廃棄物供給部側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する砂循環装置と、
前記流動層の上方に配置された複数の温度計と、
前記流動層上に空気を供給可能な空気供給部とを備え、
前記ガス供給部は、前記不燃物排出口の周囲から前記流動化ガスを吹き込んで、前記流動粒子が対流して前記廃棄物と混合することにより当該廃棄物をガス化させる第１の流動領域を形成するとともに、この第１の流動領域と前記廃棄物供給部との間に前記第１の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより、当該第１の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第２の流動領域を形成し、
前記廃棄物供給部は、前記第２の流動領域上に前記廃棄物が滞留し、かつ、その滞留した廃棄物が順次前記第１の流動領域内に進入するように、前記供給側側壁から前記流動層に対して廃棄物の供給を行い、
前記複数の温度計は、前記第２の流動領域の上方の互いに異なる位置に配置されており、
前記空気供給部は、前記複数の温度計のそれぞれの指標値に基づいて、前記炉本体内の温度が上がるように前記第２の流動領域上に空気を供給する、流動層炉。

【請求項2】

請求項１記載の流動層炉において、
前記廃棄物供給部は、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させる、流動層炉。

【請求項3】

請求項１又は２記載の流動層炉において、
前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をＵ_ｍｆ、当該流動化ガスの平均断面流速をＵ_０とすると、前記ガス供給部は、前記第２の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行い、前記第１の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行う、流動層炉。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流動層炉において、
前記炉本体は、前記廃棄物供給部による前記廃棄物の押込み方向と直交する方向である幅方向の寸法が当該押込み方向について均一な平面形状を有する、流動層炉。

【請求項5】

請求項４記載の流動層炉において、
前記廃棄物供給部は、前記幅方向に延びる押込み面を有するプッシャと、このプッシャの押込み面が当該押込み面の幅方向全域にわたって同時に廃棄物を前記流動層上に押し込むように当該プッシャを前記押込み方向と平行な方向に往復動作させる駆動部とを有する、流動層炉。

【請求項6】

廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出すための廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、この流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体とを有する流動層炉を用意する工程と、
前記炉本体の底壁のうち前記不燃物排出口の周囲の領域から前記流動粒子に向けて流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子が対流する第１の流動領域を形成するとともに、この第１の流動領域と前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁との間に前記第１の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより当該第１の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第２の流動領域を形成する工程と、
前記不燃物排出口から排出される流動粒子を前記供給側側壁の側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する工程と、
前記供給側側壁から前記流動層上における前記供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより、前記第２の流動領域上に前記廃棄物を滞留させ、かつ、その滞留した廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させてガス化する工程と、を含み、
前記流動層炉を用意する工程では、前記流動層炉として、前記第２の流動領域の上方の互いに異なる位置に配置された複数の温度計と、前記第２の流動領域上に空気を供給可能な空気供給部とをさらに有するものを用意し、
前記複数の温度計のそれぞれの指標値に基づいて、前記炉本体内の温度が上がるように前記空気供給部から空気を供給する工程をさらに含む廃棄物処理方法。

【請求項7】

請求項６記載の廃棄物処理方法において、
前記ガス化する工程では、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させてガス化する、廃棄物処理方法。

【請求項8】

請求項６又は７記載の廃棄物処理方法において、
前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をＵ_ｍｆ、当該流動化ガスの平均断面流速をＵ_０とすると、前記第２の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれ、前記第１の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれる、廃棄物処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流動粒子を流動化させた流動層において廃棄物を加熱することにより、当該廃棄物から可燃性ガスを取り出す流動層炉、及び廃棄物処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、流動層炉として特許文献１に記載のものが知られている。この流動層炉は、図１１に示されるように、炉底部に流動砂（流動粒子）１０２を有する炉本体１０４と、流動砂１０２を流動化させて流動層を形成するために炉底部の流動砂１０２中に空気を供給する空気供給部１０６と、を備える。炉本体１０４は側壁を有し、この側壁に、前記流動層の上に廃棄物を投入するための投入部１０８が設けられる。

【0003】

この流動層炉１００では、空気供給部１０６が高温の流動砂１０２中に空気を供給することにより流動砂１０２を浮遊懸濁状態にして流動化し、これにより、流動層を形成する。前記空気供給部１０６は、投入部１０８から流動層上に投入された廃棄物を層内部に取り込んで効率よく燃焼できるよう、流動層の全域において流動砂１０２の流動状態が略一定となるように空気を供給する。

【0004】

高温の流動砂に投入部１０８から廃棄物が投入される度に、当該廃棄物は前記流動層の高温の流動砂１０２と混合されて熱分解（ガス化）される。これにより、可燃性ガスが発生する。この可燃性ガスは、例えば、後段の溶融炉で高温燃焼される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２４２４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

流動層炉１００に投入される廃棄物は、活発な流動層の中に取り込まれて燃焼若しくはガス化するが、廃棄物が間欠的に投入される度に廃棄物中の可燃物が急激に燃えることにより、発生する可燃性ガスの発生量や濃度等の急激な変動が繰り返される。このガス化反応の変化は廃棄物の供給の定量性に大きく依存するため、廃棄物供給の変動やごみ質に変化がある場合、可燃性ガスを安定して発生させることができない。特に、廃棄物に紙やシート状のプラスチック等の燃え易いゴミが多く含まれる場合には、発生する可燃性ガスの変動がより大きくなり、その安定化が求められる。

【0007】

例えば、発生させた可燃性ガスをガスエンジンに用いて発電を行うような場合、可燃性ガスの変動が大きいと安定したエネルギーを得ることができないため、流動層炉において得られる可燃性ガスの安定化がより求められる。

【0008】

そこで、燃え易いゴミを含む廃棄物であっても可燃性ガスを安定して得ることができる流動層炉、及び廃棄物処理方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出す流動層炉であって、廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、前記流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体と、前記炉本体の底壁から前記流動粒子に向かって流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子を流動化させるガス供給部と、前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁から前記流動層上における当該供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより前記流動層上の廃棄物を前記不燃物排出口側に移動させる廃棄物供給部と、前記不燃物排出口から排出された流動粒子を前記廃棄物供給部側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する砂循環装置とを備える。そして、前記ガス供給部は、前記不燃物排出口の周囲から前記流動化ガスを吹き込んで、前記流動粒子が対流して前記廃棄物と混合することにより当該廃棄物をガス化させる第１の流動領域を形成するとともに、この第１の流動領域と前記廃棄物供給部との間に前記第１の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより、当該第１の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第２の流動領域を形成し、前記廃棄物供給部は、前記第２の流動領域上に前記廃棄物が滞留し、かつ、その滞留した廃棄物が順次前記第１の流動領域内に進入するように、前記供給側側壁から前記流動層に対して廃棄物の供給を行う、ことを特徴とする。

【0010】

この流動層炉によれば、流動層に不燃物排出口の周囲の第１の領域とこの第１の領域よりも流動化の度合いの低い第２の流動領域とが形成される一方、廃棄物が前記第２の流動領域上に滞留し、この第２の流動領域上に滞留した廃棄物が順に第１の流動領域側に送られるように廃棄物供給部が流動層上における供給側側壁に隣接する領域に廃棄物を供給することにより、流動層炉から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物のガス化を十分に行い、これにより、廃棄物から可燃性ガスを安定して発生させることができる。

【0011】

具体的に、第２の流動領域では、流動が抑えられているので、廃棄物が流動粒子と混合されずに第２の流動領域上に滞留しながら燃え易い廃棄物がゆっくりガス化する。そのため、第２の流動領域では、廃棄物の急激な燃焼が抑えられ、また、廃棄物の急激なガス化による可燃性ガスの発生も少ない。この第２の流動領域上に滞留する廃棄物は、廃棄物供給部により炉本体内に新たな廃棄物が供給されることによって順に第１の領域に進入する。そうすると、この第１の流動領域では、流動が活発で且つ廃棄物の燃焼により高温であるため、第２の流動領域上から進入してきた廃棄物が流動粒子と十分に混合され、これにより、廃棄物が十分にガス化されて可燃性ガスが発生する。その結果、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。尚、第２の流動領域の温度は、砂循環装置により不燃物排出口から排出された高温の流動粒子を流動層の第２の流動領域に戻すことにより維持される。但し、砂循環装置によって不燃物排出口から流動層に戻されるまでの間に流動粒子の温度が低下するため、第２の流動領域の温度は、第１の流動領域の温度よりも低くなる。

【0012】

また、炉本体の底壁の上面が不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜しているため、流動層において底壁まで沈んだ廃棄物中の不燃物は、不燃物排出口に向かって底壁の上面上を降下する。これにより、不燃物排出口から流動粒子と共に排出することによって、前記不燃物を炉本体から容易に排出することができる。

【0013】

前記廃棄物供給部は、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させること、が好ましい。

【0014】

かかる構成によれば、新たな廃棄物が第２の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて横向きに押し込まれるため、この廃棄物に押されて第２の流動領域上に滞留する廃棄物を確実に第１の流動領域内に進入させることができる。

【0015】

尚、本発明に係る流動層炉において、前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をＵ_ｍｆ、当該流動化ガスの平均断面流速をＵ_０とすると、前記ガス供給部は、前記第２の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行い、前記第１の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行うことが好ましい。このような流速での流動化ガスの吹き込みにより、好ましい第１の流動領域と第２の流動領域とを形成することができる。その結果、廃棄物の急激な燃焼を抑えながら当該廃棄物のガス化を好適に行うことができ、廃棄物から可燃性ガスを安定して得ることができる。

【0016】

前記炉本体は、前記廃棄物供給部による前記廃棄物の押込み方向と直交する方向である幅方向の寸法が当該押込み方向について均一な平面形状を有することが好ましい。

【0017】

かかる構成によれば、第２の流動領域上の廃棄物が廃棄物供給部から新たに押し込まれた廃棄物に押されて第１の流動領域側に進入するときに、炉本体のこの移動方向と直交する幅方向の寸法が均一であるため、前記廃棄物の移動が安定する。しかも、砂循環装置によって形成される第２の流動領域から第１の流動領域へ向う流動粒子の流れも前記廃棄物の移動方向と同じであるため、前記流動粒子の流れも安定する。

【0018】

前記廃棄物供給部は、前記幅方向に延びる押込み面を有するプッシャと、このプッシャの押込み面が当該押込み面の幅方向全域にわたって同時に廃棄物を前記流動層上に押し込むように当該プッシャを前記押込み方向と平行な方向に往復動作させる駆動部とを有することが好ましい。

【0019】

かかる構成によれば、幅方向に均一に廃棄物を押し込むことができるため、第２の流動領域から第１の流動領域側への廃棄物の移動が幅方向において略均一となり、炉内の一部に廃棄物が集中することを防ぐことができる。

【0020】

また、上記課題を解消すべく、本発明は、廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出すための廃棄物処理方法であって、前記廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、この流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体とを有する流動層炉を用意する工程と、前記炉本体の底壁のうち前記不燃物排出口の周囲の領域から前記流動粒子に向けて前記流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子が対流する第１の流動領域を形成するとともに、この第１の流動領域と前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁との間に前記第１の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより当該第１の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第２の流動領域を形成する工程と、前記不燃物排出口から排出される流動粒子を前記供給側側壁の側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する工程と、前記供給側側壁から前記流動層上における前記供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより、前記第２の流動領域上に前記廃棄物を滞留させ、かつ、その滞留した廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させてガス化する工程と、を含むことを特徴とする。

【0021】

この廃棄物処理方法によれば、流動層に不燃物排出口の周囲の第１の領域とこの第１の領域よりも流動化の度合いの低い第２の流動領域とが形成される一方、廃棄物が前記第２の流動領域上に滞留し且つこの第２の流動領域上に滞留した廃棄物が順に第１の流動領域側に進入することにより、流動層炉から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物のガス化を十分に行い、これにより、廃棄物から可燃性ガスを安定して発生させることができる。

【0022】

また、炉本体の底壁の上面が不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜しているので、廃棄物中の不燃物は、不燃物排出口に向かって底壁の上面上を降下するため、不燃物排出口から流動粒子と共に排出することにより、前記不燃物を炉本体から容易に排出することができる。

【0023】

前記ガス化する工程では、前記供給側側壁から前記廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第２の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第１の流動領域内に進入させてガス化すること、が好ましい。

【0024】

かかる構成によれば、新たな廃棄物が第２の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて横向きに押し込まれるため、この廃棄物に押されて第２の流動領域上に滞留する廃棄物を確実に第１の流動領域内に進入させてガス化することができる。

【0025】

尚、この廃棄物処理方法において、前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をＵ_ｍｆ、当該流動化ガスの平均断面流速をＵ_０とすると、前記第２の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれ、前記第１の流動領域ではＵ_０／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれること、が好ましい。このような流速での流動化ガスの吹き込みにより、好ましい第１の流動領域と第２の流動領域とを形成することができる。その結果、廃棄物の急激な燃焼を抑えながら当該廃棄物のガス化を好適に行うことができ、廃棄物から可燃性ガスを安定して得ることができる。

【発明の効果】

【0026】

以上より、本発明によれば、燃え易いゴミを含む廃棄物であっても可燃性ガスを安定して得ることができる流動層炉、及び廃棄物処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態に係る流動層炉の概略構成図である。

【図2】前記流動層炉における廃棄物の挿入位置と流動粒子の挿入位置とを説明するための炉本体の横断面図である。

【図3】前記炉本体の底壁におけるノズルの配置を説明するための図である。

【図4】前記炉本体内の流動層へ直接流動粒子を押し込む構成を説明するための図である。

【図5】他実施形態に係る流動層炉における前壁に反射部を有する炉本体を説明するための図である。

【図6】他実施形態に係る流動層炉における後壁に案内部を有する炉本体を説明するための図である。

【図7】他実施形態に係る流動層炉における前壁と後壁とに屋根部を有する炉本体を説明するための図である。

【図8】他実施形態に係る流動層炉における屈曲した底壁を有する炉本体を説明するための図である。

【図9】他実施形態に係る流動層炉における温度計と空気供給部とを備えた炉本体を説明するための図である。

【図10】他実施形態に係る流動層炉における廃棄物供給部を説明するための図である。

【図11】従来の流動層炉の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

【0029】

本実施形態に係る流動層炉は、高温の流動粒子によって廃棄物を加熱することにより、廃棄物から可燃性ガスを取り出す炉である。この流動層炉は、図１に示されるように、流動粒子１２と、炉本体２０と、ガス供給部３０と、廃棄物供給部４０と、砂循環装置５０と、を備える。

【0030】

流動粒子１２は、炉本体２０の内部において流動層１４を構成し、廃棄物１８を加熱するための粒子である。即ち、廃棄物の一部の燃焼により加熱されて高温になった流動粒子１２が廃棄物１８と混合されることにより、廃棄物１８がガス化されて可燃性ガスが発生する。本実施形態では、流動粒子１２して珪砂等が用いられる。

【0031】

炉本体２０は、流動粒子１２を内部に有し、高温の流動粒子１２により廃棄物１８から可燃性ガスを取り出す部位である。炉本体２０は、流動粒子１２を下方から支持する底壁２１と、この底壁２１から立上がる側壁２２と、側壁２２上端に設けられた可燃性ガス排出部２３とを有する。

【0032】

側壁２２は、上下に延びる角筒形状を有する。具体的に、側壁２２は、図２にも示されるように、前後（図２において左右）に間隔をおいて対向する前壁（供給側側壁）２４及び後壁２５と、これら前壁２４と後壁２５との端部同士をそれぞれ接続する横壁２６，２６と、を有する。横壁２６，２６同士は互いに平行である。即ち、炉本体２０は、横壁２６，２６同士の間隔である幅方向の寸法が前後方向について均一な平面形状を有する。

【0033】

この側壁２２のうち底壁２１の中心位置を挟んで不燃物排出口２９と反対側に位置する側壁（前壁）２４には、流動粒子１２を炉本体２０内へ挿入するための砂挿入部２７と、炉本体２０内へ廃棄物１８を挿入するための廃棄物挿入口２８と、が設けられる。

【0034】

砂挿入部２７は、炉本体２０内の幅方向の両端部に流動粒子を挿入できるように（図２参照）、前壁２４の下部の幅方向両端部に設けられる。この砂挿入部２７は、炉本体２０の底壁２１に支持される流動粒子１２（流動層１４）の上方から流動層１４に向けて流動粒子１２を投入できる高さ位置に、設けられている。尚、流動粒子１２を投入する箇所は、幅方向の両端部に限定されず、幅方向における片方の端部でもよい。また、流動粒子１２を投入する箇所は、廃棄物１８の上部（図２の前壁２４側の中央部）でもよい。流動粒子１２を廃棄物１８の上に投入することにより当該流動粒子１２を着火源とすることができ、燃え易いごみのみを先に安定燃焼（ガス化）させることができる。

【0035】

廃棄物挿入口２８は、前壁２４の下部において幅方向の略全域に設けられている。この廃棄物挿入口２８は、炉本体２０の底壁２１が支持する流動粒子１２（流動層１４）の上面上に廃棄物１８を横向きに押し込むことができる高さ位置、即ち、流動層１４の上面よりも僅かに高い位置に廃棄物挿入口２８の下端が位置するように設けられている。

【0036】

可燃性ガス排出部２３は、炉本体２０内で発生した可燃性ガスを排出する部位である。この可燃性ガス排出部２３は、炉本体２０で得られた可燃性ガスを後段の例えば発電プロセスのガスエンジン等に供給するためのダクト等を接続できるよう、側壁２２よりも外径が絞られている。

【0037】

底壁２１には、その中心位置から特定の方向に偏った位置に廃棄物１８中の不燃物を流動粒子１２と共に排出するための不燃物排出口２９が設けられる。この不燃物排出口２９は、底壁２１において幅方向全域に開口している。底壁２１の上面２１ａは、当該上面２１ａ上を不燃物が降下するように不燃物排出口２９に向って低くなるように傾斜する。本実施形態の底壁２１では、後方側に偏った位置に不燃物排出口２９が設けられ、底壁２１の上面２１ａは、後方へ向かって（図１において左から右に向って）一定の下り勾配となる傾斜面である。具体的に、底壁２１の上面２１ａは、水平面に対して１５°〜２５°の傾斜面である。

【0038】

ガス供給部３０は、底壁２１から流動粒子１２に向って流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子１２を流動化させる部位である。このガス供給部３０は、流動化ガスを吹き出すための複数のノズル３１と、各ノズル３１に流動化ガスを供給する風箱３２と、風箱３２へ流動化ガスを送風する送風部３３と、を有する。

【0039】

複数のノズル３１は、底壁２１において幅方向及び前後方向に間隔をおいた格子状に配設される。各ノズル３１は、底壁２１を貫通するように底壁２１に取付けられている。本実施形態では、図３にも示されるように、底壁２１を前側領域２１ｂと後側領域２１ｃとに分け、前側領域２１ｂに設けられたノズル３１の数の方が後側領域２１ｃに設けられたノズル３１の数よりも多くなるように各領域２１ｂ，２１ｃにノズル３１が配設される。尚、領域２１ｂ，２１ｃ間のノズル３１の数の大小は限定されず、前側領域２１ｂのノズル３１の数と後側領域２１ｃのノズル３１の数とが同じでもよい。また、後側領域２１ｃのノズル３１の数の方が前側領域２１ｂのノズル３１の数より大きくてもよい。

【0040】

風箱３２は、幅方向に延びる箱形状を有し、底壁２１において幅方向に並ぶ各ノズル３１に流動化ガスを分配するヘッダーとして働くものであり、幅方向に並ぶ各ノズル３１から吹き出される流動化ガスの流量を均一にする機能をもつ。本実施形態では、複数の風箱３２が底壁２１の下面側において前後方向に並ぶ。従って、各風箱３２に対応するノズル３１毎に、そのノズル３１から吹き出す流動化ガスの流量を変更することが可能である。本実施形態では、５個の風箱３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが前後方向に並んでいる。詳しくは、不燃物排出口２９よりも前壁２４側に４個の風箱３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが配置され、不燃物排出口２９よりも後壁２５側に１個の風箱３２ｅが配置されている。

【0041】

送風部３３は、各風箱３２に流動化ガスを送風（供給）するための部位であり、風箱３２毎に異なる流量で流動化ガスを送風することができる。本実施形態の送風部３３は、前後方向に隣り合う風箱３２，３２に対し、前側の風箱３２に送風する流動化ガスの流量よりも後側の風箱３２に送風する流動化ガスの流量が大きくなるように流動化ガスを送風する。送風部３３は、各風箱３２に流動化ガスとして空気を送風するが、この空気に加えて窒素等の不活性ガスも送風することができる。

【0042】

詳しくは、流動層炉１０の通常の操業時、即ち、廃棄物１８を炉本体２０内に挿入してこの廃棄物１８から可燃性ガスを発生させるときに、送風部３３は、不燃物排出口２９の周囲から流動化ガスを吹き込ませ、流動粒子１２が対流して廃棄物１８と混合することにより当該廃棄物１８をガス化させる第１の流動領域１５を形成させると共に、この第１の流動領域１５と前壁２４との間に第１の流動領域１５での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込ませることにより、第１の流動領域１５よりも流動粒子１２の流動化の度合いが低い第２の流動領域１６を形成させる。即ち、送風部３３は、前記のように、前後方向に隣り合う風箱３２に対して前側の風箱（例えば、３２ｂ）に送風する流動化ガスの流量よりも後側の風箱（例えば、３２ｃ）に送風する流動化ガスの流量を大きくすることにより、流動層１４において不燃物排出口２９の周囲に流動状態が活発な第１の流動領域１５を形成すると共にこの第１の流動領域１５と前壁２４とに間に流動が抑えられた第２の流動領域１６を形成する。例えば、送風部３３は、前壁２４側の風箱３２ａ，３２ｂへ供給する流動化ガスの流量よりも後壁２５側の風箱３２ｃ，３２ｄ，３２ｅへ供給する流動化ガスの流量を多くすることにより、流動層１４において前壁側の風箱３２ａ，３２ｂに対応する領域に流動が抑えられた第２の流動領域１６を形成すると共に後壁側の風箱３２ｃ，３２ｄ，３２ｅに対応する領域に流動が活発な第１の流動領域１５を形成する。

【0043】

具体的に、送風部３３は、第２の流動領域１６では、Ｕ_ｏ／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませ、第１の流動領域１５では、Ｕ_ｏ／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませる。ここで、Ｕ_ｍｆは、流動粒子１２を流動化するための流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度であり、Ｕ_ｏは、流動化ガスの平均断面流速である。

【0044】

一方、流動層炉１０の停止時、即ち、炉本体２０内への廃棄物１８の挿入を停止したときには、送風部３３は、各風箱３２へ供給する流動化ガスとして空気に不活性ガスを混ぜたものを送風する。そして、送風部３３は、流動化ガスにおける空気と不活性ガスとの比率を不活性ガスが徐々に多くなるようにして炉本体２０内に残っている廃棄物１８が激しく燃えるのを抑制し、炉本体２０内の温度上昇を抑える。

【0045】

詳しくは、炉本体２０内では、通常の操業時には、酸素濃度が廃棄物１８の燃焼に適した値よりも低い状態で廃棄物１８の燃焼及びガス化等が行われている。この状態で廃棄物１８の炉本体２０内への挿入が停止されると、炉本体２０内における可燃物の量が減少するが、炉本体２０内へは流動層１４を維持するために所定の流量で流動化ガス（空気）が供給されているため炉本体２０内の酸素濃度が高くなる。炉本体２０内の酸素濃度が炉本体２０内に残っている廃棄物１８の燃焼に適した値となると、この廃棄物１８が激しく燃焼して炉本体２０内の温度が通常の操業時よりも上昇する。炉本体２０内がこのような高温状態になると、この熱により流動層１４を形成する流動粒子１２が固まる。このように流動粒子１２が固まると、次に流動層１４を形成しようと流動粒子１２に流動化ガスを吹き込んでも当該流動粒子１２が流動化しない。そこで、送風部３３は、廃棄物１８の炉本体２０内への挿入が停止されたときには、炉本体２０内に吹き込ませる空気に不活性ガスを混ぜ、この不活性ガスの比率を徐々に増やす。これにより、炉本体２０内の酸素濃度が廃棄物１８の燃焼に適した値よりも低く保たれ、その結果、炉本体２０内に残っている廃棄物１８が激しく燃焼することが抑えられる。

【0046】

さらに、送風部３３は、風箱３２に送風する流動化ガスの温度を調整することができる。送風部３３は、流動層炉１０の運転を開始するときに、高温の流動化ガスを不燃物排出口２９の周辺から流動粒子１２に向けて吹き込ませ、廃棄物１８の燃焼やガス化が可能な温度になるまで流動粒子１２の加熱を行う。この場合、流動粒子１２が高温となり廃棄物１８の燃焼が始まると、この燃焼により流動粒子１２の温度が維持されるため、送風部３３は、風箱３２に送風する流動化ガスの温度を下げてもよい。

【0047】

廃棄物供給部４０は、前壁２４から流動層１４上における前壁２４に隣接する領域に廃棄物１８を供給する部位である。本実施形態の廃棄物供給部４０は、前壁２４（詳しくは、前壁２４の廃棄物挿入口２８）から流動層１４上に廃棄物１８を横向きに押し込み、これにより当該廃棄物１８を不燃物排出口２９側に移動させる部位である。即ち、廃棄物供給部４０は、第２の流動領域１６上に廃棄物１８が滞留し、且つ、その滞留した廃棄物１８が順次第１の流動領域１５内に進入するように、廃棄物１８の押込みを行う。この廃棄物供給部４０は、プッシャ４１と、このプッシャ４１を駆動するための駆動部（図示省略）とを有する。プッシャ４１は、幅方向に延びる押込み面４２を有する。本実施形態では、押込み面４２の幅方向の長さが前壁２４の廃棄物挿入口２８の幅と同じであり、上下方向の長さが廃棄物挿入口２８の開口高さの略半分である。このプッシャ４１は、廃棄物挿入口２８と同じ高さ位置において前後方向に移動可能に設置されている。駆動部は、モータやシリンダ等の動力源を含み、その動力によりプッシャ４１を前後方向に往復移動させる。尚、廃棄物供給部４０の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態の廃棄物供給部４０では、プッシャ４１が廃棄物１８を炉内に押し込むが、スクリュー押し込み機等によって廃棄物１８が炉内に押し込まれてもよい。プッシャ４１やスクリュー押し込み機を利用することで、紙やプラスチックシートのような嵩比重が小さく、飛散しやすいごみを塊で炉本体２０内に供給することができ、従来のように炉の上部から投入する場合に比べ、炉本体２０内でこれらのごみが飛散することを抑制することができる。

【0048】

砂循環装置５０は、不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２を廃棄物供給部４０側から流動層１４に戻すことにより当該流動粒子１２を循環させる装置である。このように不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２を前壁２４側に循環させることにより、流動層１４内で前壁２４から不燃物排出口２９へ向けた流動粒子１２の流れが形成されると共に、第２の流動領域１６がある程度高温に保たれる。この砂循環装置５０は、不燃物排出部５１と、分離部５２と、搬送部５３とを有する。

【0049】

不燃物排出部５１は、底壁２１の不燃物排出口２９の下方に設けられ、この不燃物排出口２９から落下してきた不燃物と流動粒子１２との混合物を分離部５２へ移動させる。本実施形態の不燃物排出部５１は、不燃物排出口２９から落下してきた混合物をスクリュー押し込み機によって分離部５２まで移動させる。分離部５２は、不燃物排出部５１から送られてきた混合物から流動粒子１２を分離する。本実施形態の分離部５２は、ふるいによって混合物から流動粒子１２を分離する。搬送部５３は、分離部５２において分離された流動粒子１２を炉本体２０の砂挿入部２７まで搬送し、当該砂挿入部２７から炉本体２０内に挿入する。

【0050】

尚、本実施形態の砂循環装置５０は、流動層１４の上方から当該流動層１４の上面に向けて流動粒子１２を投入し、これにより、不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２を流動層１４に戻しているが、これに限定されない。例えば、図４に示されるように、不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２が流動層１４中に直接戻されてもよい。図４に示される例では、砂挿入部（砂挿入開口）２７Ａが前壁２４において流動層１４の中間の高さ位置に設けられる。砂循環装置５０の搬送部５３の炉本体２０側の端部にスクリュー押し込み機５５が設けられ、この搬送部５３の端部が砂挿入部２７に挿入される。このように、不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２は、流動層１４中に直接押し込まれるようにして、流動層１４に戻されてもよい。この場合、砂層入部２７は流動層１４の中間高さ位置に限定されず、高さ方向の上側に位置してもよいし、下側に位置してもよい。流動粒子１２を流動層１４内に押し込むことによって流動粒子１２の横方向の移動をより強制的に行うことができ、炉床に不燃物が停滞することを抑制することができる。

【0051】

以上のように構成される流動層炉１０では、以下のようにして廃棄物１８から可燃性ガスが回収される。

【0052】

送風部３３が各風箱３２に流動化ガスを供給する。これにより、底壁２１から流動粒子１２に向けて流動化ガスが吹き込まれ、炉本体２０内に流動層１４が形成される。このとき送風部３３は、各風箱３２に送風する流動化ガスの流量を調整することにより、流動層１４において不燃物排出口２９側に流動が活発な第１の流動領域１５を形成すると共に第１の流動領域１５と前壁２４との間に流動が抑えられた第２の流動領域１６を形成する。また、送風部３３は、第１の流動領域１５に対応する風箱３２（本実施形態では、例えば、風箱３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ）には高温の流動化ガスを供給することで第１の流動領域１５の流動粒子１２を積極的に加熱する。

【0053】

一方、砂循環装置５０が流動粒子１２を循環させ、流動層１４において流動粒子１２の流れを形成する。具体的に、不燃物排出部５１が炉本体２０の不燃物排出口２９から落下してきた流動粒子１２を分離部５２に送り、分離部５２を通過した流動粒子１２を搬送部５３が炉本体２０の砂挿入部２７まで搬送する。この搬送された流動粒子１２は、砂挿入部２７から流動層１４の前壁２４側に戻される。このように、後壁２５側の不燃物排出口２９から排出された流動粒子１２が流動層１４の前壁２４側に戻されることにより、流動層１４において前壁２４から不燃物排出口２９へ向けた流動粒子１２の流れが形成される。このとき、不燃物排出口２９から高温の第１の流動領域１５の流動粒子１２が排出され、この流動粒子１２を砂循環装置５０が流動層１４の前壁２４側に戻すことにより、第２の流動領域１６の温度が所定の温度に維持される。但し、砂循環装置５０によって不燃物排出口２９から流動層１４に戻されるまでの間に流動粒子１２の温度が低下するため、第２の流動領域１６の温度は、第１の流動領域１５の温度よりも低くなる。好ましくは、第１の流動領域１５の温度が６００℃〜８００℃であるのに対し、第２の流動領域１６の温度が４００℃〜６００℃程度に保たれる。

【0054】

このようにして、炉本体２０内に形成した流動層１４の各領域１５，１６の温度がそれぞれ所定の温度になると、廃棄物供給部４０が廃棄物１８を廃棄物挿入口２８から炉本体２０内に押し込み始める。具体的には、駆動部により駆動されたプッシャ４１が後壁２５側へ向けて横向きに廃棄物１８を押し込む。これにより、廃棄物１８は、第２の流動領域１６上の前壁２４近傍に押し込まれる（図２参照）。

【0055】

第２の流動領域１６では、流動粒子１２の流動が抑えられているので、押し込まれた廃棄物１８は流動粒子１２と積極的には混合されず、その大部分が第２の流動領域１６上に滞留し、重たい不燃物は沈降する。そのため、第２の流動領域１６では、廃棄物１８の急激な燃焼が抑えられ、炉本体２０内の熱輻射によりガス化し易いものはガス化する。即ち、プラスチックや紙等のガス化し易い廃棄物１８は第２の流動領域１６の表層を移動しながらガス化する。一方、木片などのガス化し難いものは一部がガス化されるものの、大部分がガス化されずに第１の流動領域１５に到達する。ガス化し易い廃棄物１８が激しい流動層（第１の流動領域１５）に到達する前に、第２の流動領域１６において穏やかな条件でガス化させることにより発生する可燃性ガスの変動を抑制することができる。尚、滞留している廃棄物１８は、上記の通り炉本体２０内の輻射熱によって燃焼するが、この炉内の温度が８００〜９００℃と流動層１４を形成する流動粒子１２よりも高いものの、空気との接触が良好ではないため、主に廃棄物１８に含まれる紙やシート状のプラスチック等の燃え易いゴミがガス化する。このとき、温度が低く且つ第２の流動領域１６に供給されている空気（流動化ガス）が少ないので、前記燃え易いゴミであっても、徐々にガス化する。さらに、流動粒子１２が不燃物排出口２９を通じて徐々に排出されるため、流動粒子１２の排出と流動化ガスによる流動粒子１２の流動とにより、滞留する廃棄物１８の一部が図１の左側から右側へと少しずつ移動若しくは拡散する。そのため、塊状で投入され、その内部に燃え易い紙類があった場合でも拡散時に表面側に出てくることでそのガス化を促すことも期待しうる。このように第２の流動領域１６では、廃棄物１８の急激な燃焼が抑えられ、廃棄物１８挿入時の可燃性ガスの急増が防がれる。

【0056】

次に、プッシャ４１によって新たな廃棄物１８が廃棄物挿入口２８から炉本体２０内に押し込まれる。これにより、第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８は、押し込まれた新たな廃棄物１８に押されて順に第１の領域１５側に進入する。第１の流動領域１５では、流動が活発で且つ廃棄物１８の燃焼により高温となるため、第２の流動領域１６上から進入してきた廃棄物１８が流動粒子と混合されてガス化が十分に行われ、これにより可燃性ガスが発生する。詳しくは、流動層１４では前壁２４から不燃物排出口２９に向って流動状態が徐々に活発となっているので、廃棄物１８は、第２の流動領域１６上の前壁２４近傍から第１の流動領域１５に進むに従って徐々に流動粒子１２と混合される。また、第２の流動領域１６から第１の流動領域１５に進むにしたがって吹き込まれる空気（流動化ガス）が多くなるため、廃棄物１８が燃焼して流動粒子１２の温度が高くなる。そして、この高温の流動層１４における不燃物排出口２９の上方領域及びその周辺において、廃棄物１８が流動粒子１２と十分に混合され、これにより、第１の流動領域１５において第２の流動領域１６で燃え残った廃棄物１８のガス化が十分に行われる。

【0057】

一方、プッシャ４１によって第２の流動領域１６上に新たに押し込まれた廃棄物１８は、前記のように流動粒子１２と殆ど混合されずに第２の流動領域１６上に滞留し、激しい燃焼を抑えられた状態で徐々に燃焼する。

【0058】

このように、流動層１４に第１の流動領域１５と第２の流動領域１６とが形成された状態で廃棄物１８がプッシャ４１によって次々に押し込まれることにより、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。

【0059】

そして、流動層炉１０が停止されるときには、先ず、プッシャ４１による廃棄物１８の炉本体２０への押し込みが停止される。廃棄物１８の押し込みが停止されると、送風部３３は、各風箱３２へ供給する流動化ガスとして空気に不活性ガスを混ぜたものを送風する。このとき、送風部３３は、時間の経過に伴って流動化ガスにおける空気と不活性ガスとの比率を不活性ガスが徐々に多くなるようにして炉本体２０内の酸素濃度を抑え、流動層１４内に残っている廃棄物１８が激しく燃えるのを抑制する。

【0060】

尚、本実施形態では、流動層炉１０の停止時に、流動化ガスにおける不活性ガスの比率を大きくすることによって流動層１４に残っている廃棄物１８の激しい燃焼を抑制しているが、流動層１４に水を散布して残っている廃棄物１８の燃焼を防いでもよい。

【0061】

このように、流動層炉１０では、廃棄物に燃え易いゴミが多く含まれていても、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。具体的には、流動層１４に不燃物排出口２９の周囲の第１の領域１５とこの第１の領域１５よりも流動化の度合いの低い第２の流動領域１６とが形成された状態で、新たな廃棄物１８が第２の流動領域１６上に押し込まれ、この新たな廃棄物１８が第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８を順に第１の流動領域１５側に進入させることが繰り返される。これにより、流動層炉１０では、得られる可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物１８のガス化を十分に行い、廃棄物１８から可燃性ガスを安定して発生させることが可能になる。また、廃棄物１８投入直後に活発な流動層１４（第１の流動領域１５）に曝されないため、軽量のごみが炉本体２０内に多量に舞い上がり、フリーボード部で急激に燃焼することを抑制することができる。

【0062】

また、炉本体２０の底壁２１の上面２１ａが不燃物排出口２９に向かって低くなるように傾斜しているため、流動層１４において底壁２１まで沈んだ廃棄物１８中の不燃物は、不燃物排出口２９に向かって底壁２１の上面２１ａ上を降下する。これにより、不燃物排出口２９から流動粒子１２と共に排出することにより、不燃物を炉本体２０から容易に排出することができる。この不燃物排出口２９から流動粒子１２と共に排出された不燃物は、砂循環装置５０の分離部５２において、流動粒子１２と分離され取り除かれる。

【0063】

炉本体２０は、その幅方向の寸法が廃棄物１８の押込み方向について均一な平面形状を有しているから、第２の流動領域１６上の廃棄物１８が廃棄物供給部４０から新たに押し込まれた廃棄物１８に押されて第１の流動領域１５側に進入するときに、廃棄物１８の移動が安定する。しかも、砂循環装置５０によって形成される第２の流動領域１６から第１の流動領域１５へ向う流動粒子１２の流れも廃棄物１８の移動方向と同じであるため、前記流動粒子１２の流れも安定する。

【0064】

廃棄物供給部４０では、押込み面４２が当該押込み面４２の幅方向全域にわたって同時に廃棄物１８を流動層１４上に押し込むようにプッシャ４１が押込み方向（前後方向）と平行な方向に往復動作し、これが幅方向に均一に廃棄物１８を押し込む。従って、第２の流動領域１６から第１の流動領域１５側への廃棄物１８の移動が幅方向において略均一となり、炉内の一部に廃棄物１８が集中することを防ぐことができる。

【0065】

尚、本発明の流動層炉及び廃棄物処理方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【0066】

上記実施形態の側壁２２は、底壁２１から可燃性ガス排出部２３まで真っ直ぐに立上がっているが、これに限定されない。例えば、図５に示されるように、前壁２４Ａが所定の高さ位置で第２の流動領域１６の上方を覆うように後壁２５側に延びる反射部２２４を具備してもよい。この前壁２４Ａによれば、第２の流動領域１６上に滞留する廃棄物１８が反射部２２４からの輻射熱により加熱され、その結果、第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８から可燃性ガスを発生させることができる。即ち、第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８のガス化が促進される。

【0067】

また、図６に示されるように、後壁２５Ａが所定の高さ位置で第１の流動領域１５の上方を覆うように前壁２４側に延びる案内部２２５を具備してもよい。この案内部２２５は、第１の流動領域１５において廃棄物から発生した高温の可燃性ガスが第２の流動領域１６上に滞留する廃棄物１８と接するように当該可燃性ガスを案内し、これにより、当該可燃性ガスを前記第２の流動領域１６上の廃棄物１８の加熱に寄与させる。その結果、特別な加熱手段を付加することなく、当該第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８のガス化が促進される。

【0068】

また、図７に示されるように、炉本体２０は、前壁２４Ｂと後壁２５Ｂとが同じ高さ位置で互いに接近する方向に延びる屋根部３２４，３２５をそれぞれ具備してもよい。この前壁２４Ｂ及び後壁２５Ｂによれば、第２の流動領域１６上に滞留する廃棄物１８が前壁２４Ｂの屋根部３２４からの輻射熱によって加熱され、ガス化が促進される。また、炉本体２０Ｂ上端の可燃性ガス排出部２３よりも低い位置において炉本体２０Ｂの前後方向の寸法を小さくすることで、炉本体２０Ｂの小型化を図ることもできる。

【0069】

上記実施形態では、底壁２１の上面２１ａの傾斜角が、前壁２４から不燃物排出口２９まで均一であるが、これに限られない。例えば、図８に示されるように、第２の流動領域１６側の上面２１ｄの水平面に対する傾斜角αが第１の流動領域１５側の上面２１ｅの水平面に対する傾斜角βより大きくてもよい。このように流動粒子１２の流動が抑えられた第２の流動領域１６を下方から支持する上面２１ｄの傾斜角を大きくすることにより、底壁２１Ａまで沈んだ不燃物を不燃物排出口２９までより確実に降下させることができる。具体的に、第１の流動領域１５側の上面２１ｅの水平面に対する傾斜角βは、１５°〜２５°であり、第２の流動領域１６側の上面２１ｄの水平面に対する傾斜角αは、２０°〜７５°、好ましくは２０°〜３０°である。

【0070】

また、底壁２１の上面２１ａは、前壁２４から不燃物排出口２９に向けて真っ直ぐに傾斜せずに湾曲していてもよい。

【0071】

図９に示されるように、第２の流動領域１６の上方に複数の温度計Ｔが配置されると共に、第２の流動領域１６上に空気を供給可能な空気供給部６０が設けられてもよい。かかる構成によれば、第２の流動領域１６上に滞留する廃棄物１８の滞留量を推定してこの滞留量を制御することが可能となる。具体的に、廃棄物１８に埋まった温度計Ｔの指示値が低くなることを利用して、第２の流動領域１６上の廃棄物１８の滞留量を推定する。滞留量が多い場合、即ち、廃棄物１８に埋まる温度計Ｔが多い場合には、空気供給部６０から空気を供給して炉本体２０内の温度を上げる。そうすると、第２の流動領域１６上に滞留している廃棄物１８のガス化が促進され、廃棄物１８の滞留量が減少する。尚、別の方法としては指定した温度計Ｔの温度が閾値以上であれば当該温度計Ｔの位置にはごみが無いと判断し、閾値未満であれば当該温度計Ｔの位置にごみがある（ごみに埋まっている）と判断して空気の量を制御してもよい。また、空気の量の制御に代えてごみの供給量を制御しても良い。

【0072】

上記実施形態では、送風部３３は、空気や不活性ガスを流動化ガスとして送風するが、炉本体２０内の燃焼状態に応じて、水蒸気や酸素を流動化ガスとして送風するように構成されてもよい。また、流動層炉１０は、側壁２２にガス供給部３０とは別に気体供給部を設け、流動層１４や廃棄物１８の燃焼状況に応じて、前記気体供給部から炉本体２０内に空気や酸素、水蒸気等を供給可能に構成されてもよい。

【0073】

また、第２の流動領域１６に供給する空気（流動化ガス）として、高温の流動化ガスを供給してもよい。高温の流動化ガスを流すことにより、流動粒子１２の循環のみでは第２の流動領域１６の温度を充分に保てない場合であっても、流動化ガスの供給量を増加させることなく第２の流動領域１６の温度を高く維持することができる。

【0074】

上記実施形態では、廃棄物挿入口２８を、流動層１４上に滞留する廃棄物１８に対して上下方向において一部重なる高さ位置に設けて、廃棄物挿入口２８から供給される廃棄物１８によって流動層１４上面に滞留する廃棄物を積極的に横方向（第１の流動領域１５側）に移動させる構成としたが、これに限定されない。即ち、流動層炉１０は、流動層１４上における前壁（供給側側壁）２４に隣接する領域に廃棄物１８を供給するような構成であればよい。例えば、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、廃棄物挿入口２８が、流動層１４の上面近傍の高さ位置で、且つ流動層１４上面における前壁２４に隣接する領域（第２の流動領域１６上）に滞留する廃棄物１８に新たに供給される廃棄物１８が供給時点で接触しない高さ位置に設けられてもよい。この場合、廃棄物挿入口２８は、例えば図１０（Ａ）に示されるように、流動層１４上に滞留する廃棄物よりも上方の高さ位置から横向きに新たな廃棄物を供給可能に設けられてもよく、図１０（Ｂ）に示されるように、流動層１４上に滞留する廃棄物の上方の高さ位置から下方向きに新たな廃棄物を供給可能に設けられてもよい。このように廃棄物１８が炉本体２０内に供給されても、滞留する廃棄物１８上に新たな廃棄物１８が供給されることで廃棄物１８の山が崩れて拡がることによって第１の流動領域１５側に廃棄物１８が進入すると共に、流動層１４内に形成される前壁２４から不燃物排出口２９へ向けた流動粒子１２の流れにより第２の流動領域１６上に滞留する廃棄物１８が第１の流動領域１５側に進入する。これにより、流動層炉１０から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物１８のガス化を十分に行い、その結果、廃棄物１８から可燃性ガスを安定して発生させることができる。

【0075】

また、上記実施形態では、それぞれの流動層１４に供給する流動化ガスは、上記の通り第２の流動領域１６では、Ｕ_ｏ／Ｕ_ｍｆが１以上２未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませ、第１の流動領域１５では、Ｕ_ｏ／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませるが、炉床（底壁２１の上面２１ａ）に不燃物が滞留し外部に排出されない場合、これを外部へ排出するために一定期間のみ第２の流動領域１６でもＵ_ｏ／Ｕ_ｍｆが２以上５未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませるようにしてもよい。この場合、第２の流動領域１６において均一に流動化ガスを吹き込むのではなく、炉本体２０の前壁２４側（図１における左側）から後壁２５側（図１における右側）に向けて順に風箱３２毎に徐々に流動化ガスの供給量を多くする。具体的には、ある時間ｔ０の時点で風箱３２ａに供給される流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくし、数秒後のｔ1の時点で、風箱３２ａに供給する流動化ガスの流量を通常運転時の流量に戻すと共に、隣の風箱３２ｂに供給する流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくする。そして、数秒経過後のｔ２の時点で、風箱３２ｂに供給される流動化ガスの流量を元に戻し、さらに隣に位置する風箱３２ｃに供給する流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくする。このような運転により、通常運転時に炉床に不燃物が滞留したとしても、当該不燃物を炉本体２０の外へ確実に排出することができる。尚、上記の運転を行うのはごくわずかな時間であるため、後段の設備への影響も最小限に抑えることができる。

【符号の説明】

【0076】

１０ 流動層炉
１２ 流動粒子
１４ 流動層
１５ 第１の流動領域
１６ 第２の流動領域
１８ 廃棄物
２０ 炉本体
２１ 底壁
２１ａ 底壁の上面
２２ 側壁
２４ 前壁
２５ 後壁
２９ 不燃物排出口
３０ ガス供給部
４０ 廃棄物供給部
５０ 砂循環装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】