特開 2024-171823 廃棄物焼却設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171823

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】廃棄物焼却設備

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/04 20060101AFI20241205BHJP

   F23G 5/44 20060101ALI20241205BHJP

   F23G 5/46 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

F23G5/04 D

F23G5/04 Z

F23G5/44 B

F23G5/46 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023089066

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】517306640

【氏名又は名称】株式会社下瀬微生物研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100130199

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 充弘

(72)【発明者】

【氏名】下瀬 眞一

【テーマコード（参考）】

3K065

【Ｆターム（参考）】

3K065AA02

3K065AB01

3K065AC01

3K065BA06

3K065CA13

3K065CA20

3K065EA04

3K065EA06

3K065EA23

3K065JA05

3K065JA18

(57)【要約】

【課題】オペレータの勘や経験に頼ることなく、廃棄物を安定して焼却処理することが可能な廃棄物焼却設備を提供する。
【解決手段】廃棄物を受け入れる廃棄物ピット２と、廃棄物ピット２に貯留された廃棄物を焼却処理するための焼却炉７とを備えている。また、廃棄物を減圧下で所定の温度範囲に加熱しながら発酵乾燥させる発酵乾燥装置４と、発酵乾燥装置４で生成された発酵乾燥物を貯留する貯留ホッパ６とを備え、貯留ホッパ６に貯留された発酵乾燥物を焼却炉７に投入して発酵乾燥物を焼却処理する。また、廃棄物ピット２と発酵乾燥装置４とを接続する第１コンベア３と、発酵乾燥装置４と貯留ホッパ６とを接続する第２コンベア５とを備えている。第１コンベア３および第２コンベア５の駆動により、廃棄物ピット２の廃棄物から発酵乾燥物への生成処理と発酵乾燥物の貯留ホッパ６への貯留とを連続的に行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃棄物を受け入れる廃棄物ピットと、前記廃棄物ピットに貯留された前記廃棄物を焼却処理するための焼却炉と、を備えた廃棄物焼却設備において、
前記廃棄物を減圧下で所定の温度範囲に加熱しながら発酵乾燥させる発酵乾燥装置と、
前記発酵乾燥装置で生成された発酵乾燥物を貯留する貯留ホッパと、を備え、
前記貯留ホッパに貯留された前記発酵乾燥物を前記焼却炉に投入して前記発酵乾燥物を焼却処理するように構成した、
ことを特徴とする廃棄物焼却設備。

【請求項2】

前記廃棄物ピットと前記発酵乾燥装置とを接続する第１コンベアと、前記発酵乾燥装置と前記貯留ホッパとを接続する第２コンベアと、を備え、
前記第１コンベアおよび前記第２コンベアの駆動により、前記廃棄物ピットの前記廃棄物から前記発酵乾燥物への生成処理と前記発酵乾燥物の前記貯留ホッパへの貯留とを連続的に行うように構成した、
ことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却設備。

【請求項3】

前記焼却炉の燃焼室における前記発酵乾燥物の燃焼により発生した排気ガスの熱回収を行うボイラー装置を備え、
前記ボイラー装置と前記発酵乾燥装置とは、蒸気供給路によって接続され、
前記ボイラー装置で発生させた蒸気を前記蒸気供給路により前記発酵乾燥装置に供給して前記廃棄物の加熱に利用するように構成した、
ことを特徴とする請求項２に記載の廃棄物焼却設備。

【請求項4】

前記発酵乾燥装置は、前記廃棄物を収容するための収容部と廃棄物投入口と排出口とを有する密閉容器と、前記第１コンベアの終端部と前記廃棄物投入口とを接続する投入管と、前記排出口と前記第２コンベアの始端部とを接続する排出管と、を備え、
前記投入管には、第１投入バルブと、第２投入バルブと、前記第１投入バルブと前記第２投入バルブとの間に設けられる投入側一時貯留部とが設けられ、
前記排出管には、第１排出バルブと、第２排出バルブと、前記第１排出バルブと前記第２排出バルブとの間に設けられる排出側一時貯留部とが設けられ、
前記第１投入バルブと、前記第２投入バルブと、前記第１排出バルブと、前記第２排出バルブとは、バルブ制御部によって制御され、
前記バルブ制御部が前記第１投入バルブと前記第２投入バルブのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて前記収容部への前記廃棄物の投入が行われる一方、前記バルブ制御部が前記第１排出バルブと前記第２排出バルブのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて前記収容部からの前記発酵乾燥物の排出が行われるように構成した、
ことを特徴とする請求項３に記載の廃棄物焼却設備。

【請求項5】

前記発酵乾燥装置に供給する蒸気量を制御する蒸気制御装置を備え、
前記蒸気制御装置は、前記第１コンベアおよび前記第２コンベアの搬送速度の調整を行うためのコンベア速度調整部と、前記貯留ホッパから前記焼却炉の前記燃焼室への前記発酵乾燥物の投入量を調整するための炉内投入量調整部と、を有している、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の廃棄物焼却設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃棄物を受け入れる廃棄物ピットと廃棄物ピットに貯留された廃棄物を焼却処理するための焼却炉とを備えた廃棄物焼却設備に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、廃棄物を受け入れる廃棄物ピットと、廃棄物ピットに貯留された廃棄物を焼却処理するための焼却炉と、廃棄物ピットの廃棄物を掴んで焼却炉の廃棄物ホッパに投入するクレーンとを備えた廃棄物焼却設備が知られている。このような廃棄物焼却設備においては、塵芥収集車が荷箱から廃棄物ピットへ廃棄物を投入する。廃棄物ピットへ投入された廃棄物は、収集された場所によって材質や水分が異なっている。そこで、廃棄物が塵芥収集車によって廃棄物ピット内に投入された後に、水分などが偏って廃棄物に含まれないようにするために、オペレータがクレーンで廃棄物の吊り上げと落下を繰り返して攪拌する作業を行っている。

【0003】

従来、廃棄物ピットに貯留された廃棄物を攪拌する作業に関しては、ピット上のどの部分をクレーンで採取し、上層から投入したという記録を残すことができないために、どの程度攪拌したのかという攪拌度合いの目安がなく、オペレータの勘や経験に頼っていた。そこで、従来、ごみの攪拌度合いを定量化してオペレータに提示することが可能なごみ攪拌評価装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２７５０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のごみ攪拌評価装置では、廃棄物ピット内に堆積される廃棄物の３次元的な堆積分布形状と、クレーンによって廃棄物が掴みあげられる際のピット内のへこみ部分の３次元的な形状と、廃棄物の堆積履歴に基づいた廃棄物の攪拌回数とから、評価関数を導き、それに基づいて均一に攪拌を行うようにしていた。この特許文献１の方法では、廃棄物の実際の水分を測定して攪拌を行うものでない。従って、廃棄物ピットの堆積履歴に基づいて均一に攪拌を行っても廃棄物に含まれる水分まで均一にするには不十分であった。

【0006】

また、廃棄物ピット内に堆積される廃棄物が全体的に水分量の多いものである場合には、焼却炉は、投入される廃棄物の水分の蒸発によって大量の熱が奪われることになる。また、このような水分量の多い廃棄物では、焼却炉内の温度が局所的に低下して温度ムラが生じる。そのため、焼却炉内で廃棄物を安定して燃焼させるのが難しく、助燃燃料として化石燃料の使用量が増加するという問題があった。

【0007】

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、その目的は、オペレータの勘や経験に頼ることなく、助燃燃料の使用量を大幅に削減し、廃棄物を安定して焼却処理可能な廃棄物焼却設備を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の課題を解決するために本明細書に開示する発明は、以下のように構成されている。すなわち、第１の発明は、廃棄物を受け入れる廃棄物ピットと、前記廃棄物ピットに貯留された前記廃棄物を焼却処理するための焼却炉と、を備えた廃棄物焼却設備において、前記廃棄物を減圧下で所定の温度範囲に加熱しながら発酵乾燥させる発酵乾燥装置と、前記発酵乾燥装置で生成された発酵乾燥物を貯留する貯留ホッパと、を備え、前記貯留ホッパに貯留された前記発酵乾燥物を前記焼却炉に投入して前記発酵乾燥物を焼却処理するように構成したことを特徴とする。なお、本発明において、発酵乾燥物とは、発酵乾燥前の廃棄物と比較して、水分が少なくなるとともに発酵が進んだ状態の廃棄物を意味するものとする。

【0009】

第１の発明によれば、廃棄物を焼却炉に投入する前に、発酵乾燥装置により廃棄物を発酵乾燥させ、水分を十分に除去した発酵乾燥物にすることができる。そして、この発酵乾燥物を貯留ホッパに一時的に貯留した後に、焼却炉に投入することができる。発酵乾燥装置で処理される前の廃棄物の水分量にムラがあっても、発酵乾燥物の水分量は略均一にすることができる。発酵乾燥物を生成するにあたっては、オペレータの勘や経験に頼る必要がない。このように、水分が十分に除去されて水分量が略均一となった発酵乾燥物が、焼却炉内で燃焼される。これにより、焼却炉は、元の廃棄物が水分の多いものであっても大量の熱が奪われることがなく、温度ムラが生じることがない。これにより、焼却炉内で廃棄物を安定して燃焼させて焼却処理を行うことができる。

【0010】

また、発酵乾燥装置では、減圧下で加熱しながら発酵が行われるので、沸点を低下させて水分の蒸発を早めることができるとともに、発酵のための微生物が活性化する温度で水分を蒸発させることができる。これにより、発酵乾燥装置では、減圧しない場合と比較して発酵乾燥が促進されるので、水分の多い元の廃棄物を短時間で発酵乾燥物に変えることができる。これにより、廃棄物の受け入れから焼却処理までを効率よく行うことができる。また、発酵乾燥装置では、微生物により廃棄物を発酵して分解することによって、発酵乾燥物では、廃棄物の臭気成分が分解された状態になる。これにより、廃棄物ピットに受け入れた廃棄物を早い段階で発酵乾燥装置により発酵乾燥物に変えて貯留ホッパに貯留することにより、焼却設備内の悪臭を低減し、作業者の作業環境を向上させることができる。

【0011】

第２の発明では、第１の発明において、前記廃棄物ピットと前記発酵乾燥装置とを接続する第１コンベアと、前記発酵乾燥装置と前記貯留ホッパとを接続する第２コンベアと、を備え、前記第１コンベアおよび前記第２コンベアの駆動により、前記廃棄物ピットの前記廃棄物から前記発酵乾燥物への生成処理と前記発酵乾燥物の前記貯留ホッパへの貯留とを連続的に行うように構成したことを特徴とする。

【0012】

第２の発明によれば、第１コンベアおよび第２コンベアにより、自動的に、廃棄物および発酵乾燥物の移動を行うことができる。これにより、従来のクレーンを備えた廃棄物焼却設備のような、オペレータが廃棄物ピットから焼却炉の廃棄物ホッパへ廃棄物を移動させる作業を不要にできる。

【0013】

第３の発明では、第２の発明において、前記焼却炉の燃焼室における前記発酵乾燥物の燃焼により発生した排気ガスの熱回収を行うボイラー装置を備え、前記ボイラー装置と前記発酵乾燥装置とは、蒸気供給路によって接続され、前記ボイラー装置で発生させた蒸気を前記蒸気供給路により前記発酵乾燥装置に供給して前記廃棄物の加熱に利用するように構成したことを特徴とする。

【0014】

第３の発明によれば、焼却炉の燃焼室において発酵乾燥物を焼却処理する際に発生する排気ガスの熱を、発酵乾燥装置で廃棄物を加熱させるために有効活用することができる。発酵乾燥装置で廃棄物を加熱するために別の燃料を使用することがないので、経済的である。

【0015】

第４の発明では、第３の発明において、前記発酵乾燥装置は、前記廃棄物を収容するための収容部と廃棄物投入口と排出口とを有する密閉容器と、前記第１コンベアの終端部と前記廃棄物投入口とを接続する投入管と、前記排出口と前記第２コンベアの始端部とを接続する排出管と、を備え、前記投入管には、第１投入バルブと、第２投入バルブと、前記第１投入バルブと前記第２投入バルブとの間に設けられる投入側一時貯留部とが設けられ、前記排出管には、第１排出バルブと、第２排出バルブと、前記第１排出バルブと前記第２排出バルブとの間に設けられる排出側一時貯留部とが設けられ、前記第１投入バルブと、前記第２投入バルブと、前記第１排出バルブと、前記第２排出バルブとは、バルブ制御部によって制御され、前記バルブ制御部が前記第１投入バルブと前記第２投入バルブのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて前記収容部への前記廃棄物の投入が行われる一方、前記バルブ制御部が前記第１排出バルブと前記第２排出バルブのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて前記収容部からの前記発酵乾燥物の排出が行われるように構成したことを特徴とする。

【0016】

第４の発明によれば、発酵乾燥装置の稼働中において、密閉容器の収容部への廃棄物の投入、および、当該収容部からの発酵乾燥物の排出を、収容部の減圧状態を維持しつつ連続的に行うことができる。これにより、貯留ホッパへの発酵乾燥物の貯留と焼却炉への発酵乾燥物の投入とをスムーズに行うことができるので、焼却炉内で発酵乾燥物を安定して燃焼させて焼却処理を行うことができる。

【0017】

第５の発明では、第３または第４の発明において、前記発酵乾燥装置に供給する蒸気量を制御する蒸気制御装置を備え、前記蒸気制御装置は、前記第１コンベアおよび前記第２コンベアの搬送速度の調整を行うためのコンベア速度調整部と、前記貯留ホッパから前記焼却炉への前記発酵乾燥物の投入量を調整するための炉内投入量調整部と、を有していることを特徴とする。

【0018】

第５の発明によれば、蒸気制御装置が第１コンベアおよび第２コンベアの搬送速度の調整をコンベア速度調整部により行うことによって、発酵乾燥装置で生成される発酵乾燥物の量と貯留ホッパに送られる発酵乾燥物の量が調整される。また、蒸気制御装置が貯留ホッパから焼却炉の燃焼室へ投入される発酵乾燥物の量を炉内投入量調整部により行うことによって、燃焼室で発生する排気ガスの温度や流量を調整し、ボイラー装置で発生する蒸気量が調整される。ボイラー装置で発生する蒸気量が調整されることにより、発酵乾燥装置において廃棄物を効率よく加熱することができる。これにより、発酵乾燥装置における発酵乾燥物の生成と焼却炉における発酵乾燥物の焼却処理とをバランスよく行うことができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る廃棄物焼却設備によれば、オペレータの勘や経験に頼ることなく、廃棄物を安定して焼却処理することができる。
できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施形態に係る廃棄物焼却設備を示す全体概略図である。

【図2】第１実施形態に係る発酵乾燥装置およびその周辺を示す概略図である。

【図3】第１実施形態に係るボイラー装置およびボイラー装置で発生した蒸気の流れを主として示す概略図である。

【図4】第１実施形態に係る廃棄物処理設備の総合制御装置および蒸気制御装置と制御対象の各部との接続関係を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る廃棄物焼却設備を示す全体概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0022】

図１は、本発明の第１実施形態に係る廃棄物焼却設備１を示す全体概略図である。第１実施形態の廃棄物焼却設備１は、搬入された都市ごみ等の一般廃棄物を焼却処理する設備である。特に、この廃棄物焼却設備１は、生ごみ等の有機性廃棄物を多く含む廃棄物の処理に適している。図１に示すように、廃棄物焼却設備１は、廃棄物を受け入れる廃棄物ピット２と、廃棄物ピット２に貯留された廃棄物を焼却処理するための焼却炉７とを備えている。廃棄物ピット２は、塵芥収集車Ｇから投入された廃棄物を一時的に貯留するために設けられている。焼却炉７は、ストーカ式であり、公知の構造のものが使用される。焼却炉７は、燃焼ストーカ７２および後燃焼ストーカ７３を備えている。

【0023】

燃焼ストーカ７２および後燃焼ストーカ７３の上方には、一次燃焼室７７が形成されている。一次燃焼室７７の上方には、二次燃焼室７８が形成されている。燃焼ストーカ７２の下方には、第２送風箱７５が設けられている。後燃焼ストーカ７３の下方には、第３送風箱７６が設けられている。第２送風箱７５および第３送風箱７６には、一次空気供給装置１４から一次空気が供給される。一次空気は、ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室７７に供給されてストーカ上の廃棄物が一次燃焼される。また、二次燃焼室７８には、二次空気供給装置１５から二次空気が供給される。二次燃焼室７８では、一次燃焼室７７で発生した未燃ガスや未燃物が二次燃焼される。

【0024】

上述の構成の焼却炉７には、廃棄物ピット２の廃棄物を発酵乾燥処理したものが投入される。具体的に説明すると、廃棄物焼却設備１は、廃棄物ピット２と焼却炉７との間に、第１コンベア３と、発酵乾燥装置４と、第２コンベア５と、貯留ホッパ６とを備えている。発酵乾燥装置４は、廃棄物を減圧下で所定の温度範囲（例えば６０度～６５度）に加熱しながら発酵乾燥させる装置である。貯留ホッパ６は、発酵乾燥装置４で生成された発酵乾燥物を貯留する。貯留ホッパ６は、焼却炉７の一次燃焼室７７の入口に接続されている。貯留ホッパ６と一次燃焼室７７とを仕切る壁には、貯留ホッパ投入扉６ａが設けられている。貯留ホッパ投入扉６ａを開くことによって、貯留ホッパ６内に貯留された発酵乾燥物が焼却炉７に投入される。そして、発酵乾燥物は、燃焼ストーカ７２および後燃焼ストーカ７３上で順次移動されながら焼却処理される。

【0025】

第１コンベア３は、廃棄物ピット２と発酵乾燥装置４とを接続している。第１コンベア３は、廃棄物ピット２から発酵乾燥装置４へ、人手を介することなく廃棄物を移動させる。第１コンベア３は、例えばスクリュー式のコンベアから成る。第２コンベア５は、発酵乾燥装置４と貯留ホッパ６とを接続している。第２コンベア５は、発酵乾燥装置４から貯留ホッパ６へ、人手を介することなく発酵乾燥物を移動させる。第２コンベア５は、第１コンベア３と同様にスクリュー式のコンベアから成る。ただし、第１コンベア３で移動させる廃棄物は、発酵乾燥処理の前であるため固く大きいものが多い。そのため、第１コンベア３は、第２コンベア５よりスクリュー径が大きいものを使用する等、詰まりにくいものが使用される。第１コンベア３および第２コンベア５の駆動により、廃棄物ピット２の廃棄物から発酵乾燥物への生成処理と発酵乾燥物の貯留ホッパ６への貯留とが、連続的に行われる。

【0026】

廃棄物焼却設備１は、焼却炉７の下流側に、ボイラー装置１７、空気予熱器８、空気加熱器９、冷却塔１０、バグフィルタ１１、誘引送風機１２および煙突１３を備えている。ボイラー装置１７は、焼却炉７の二次燃焼室７８に接続されている。ボイラー装置１７は、焼却炉７の一次燃焼室７７および二次燃焼室７８における発酵乾燥物の燃焼により発生した排気ガスの熱回収を行う。ボイラー装置１７は、水ドラム１７ａと、気水ドラム１７ｂと、水ドラム１７ａと気水ドラム１７ｂとを連結する複数の水管１７ｃとを有している。ボイラー装置１７の気水ドラム１７ｂと発酵乾燥装置４とは、蒸気供給路Ｒによって接続されている。ボイラー装置１７で発生させた蒸気は、蒸気供給路Ｒにより発酵乾燥装置４に供給される。

【0027】

ボイラー装置１７と空気予熱器８とは第１接続流路１６ａにより接続されている。空気加熱器９と冷却塔１０とは第２接続流路１６ｂにより接続されている。冷却塔１０とバグフィルタ１１とは第３接続流路１６ｃにより接続されている。バグフィルタ１１と誘引送風機１２とは第４接続流路１６ｄにより接続されている。誘引送風機１２と煙突１３とは第５接続流路１６ｅにより接続されている。焼却炉７の二次燃焼室７８で発生した排気ガスは、ボイラー装置１７、空気予熱器８、空気加熱器９、冷却塔１０、バグフィルタ１１および誘引送風機１２を順に通過し、煙突１３から排気される。

【0028】

図２は、第１実施形態に係る発酵乾燥装置４およびその周辺を示す概略図である。発酵乾燥装置４は、図２に示すように、密閉容器４１と、攪拌装置４２と、加熱ジャケット４３と、凝縮部４４、投入管４５と、排出管４６とを備えている。密閉容器４１は、内部を大気圧以下に保持するように気密に形成されている。密閉容器４１は、筒状の周壁部４１ｄと、周壁部４１ｄの開口端を塞ぐ一対の端壁部４１ｅ，４１ｅとを有している。密閉容器４１の内部には、廃棄物を収容するための収容部４１ｃが形成されている。周壁部４１ｄの長手方向の一端部の上部には、廃棄物投入口４１ａが設けられている。廃棄物投入口４１ａには、投入管４５が取り付けられている。また、周壁部４１ｄの長手方向の他端部の上部には、連通管４７が取り付けられている。一対の端壁部４１ｅ，４１ｅの一方側には、投入された廃棄物を処理した後の発酵乾燥物を排出するための排出口４１ｂが設けられている。

【0029】

攪拌装置４２は、収容部４１ｃで廃棄物を攪拌するために設けられている。攪拌装置４２は、攪拌シャフト４２ａと、複数の攪拌羽根４２ｂと、電動モータ４２ｃとを有している。攪拌シャフト４２ａの両端部は、一対の端壁部４１ｅ，４１ｅに支持されている。攪拌羽根４２ｂは、攪拌シャフト４２ａの軸方向に所定間隔をもって、かつ、攪拌シャフト４２ａから放射状に延びるように、攪拌シャフト４２ａに複数取り付けられている。電動モータ４２ｃは、攪拌シャフト４２ａを回転させる。

【0030】

加熱ジャケット４３は、密閉容器４１の周壁部４１ｄを包囲するように設けられている。加熱ジャケット４３は、収容部４１ｃを加熱するために設けられている。加熱ジャケット４３には、蒸気供給路Ｒを通じてボイラー装置１７から加熱用蒸気が供給される。加熱ジャケット４３に供給された加熱用蒸気は、熱交換により凝縮されて凝縮水となる。この凝縮水は、加熱ジャケット４３に接続された戻配管によってボイラー装置１７に戻される。

【0031】

凝縮部４４は、密閉容器４１の収容部４１ｃで加熱された廃棄物から発生する蒸気を凝縮させるために設けられている。凝縮部４４は、凝縮ケーシング部４４ａと、凝縮ケーシング部４４ａに接続される案内管４４ｅとを有している。凝縮ケーシング部４４ａは、密閉容器４１に隣接するとともに密閉容器４１の長手方向に沿って延びるように設けられている。案内管４４ｅの先端は、連通管４７の先端と接続部４８によって接続されている。凝縮ケーシング部４４ａの内部には、一対のヘッド４４ｂ，４４ｂと、一対のヘッド４４ｂ，４４ｂによって支持された複数の冷却管４４ｃが設けられている。冷却管４４ｃは、クーリングタワー１８と冷却水流路１９によって接続されている。

【0032】

クーリングタワー１８は、受水槽１８ａ、汲み上げポンプ１８ｂ、ノズル１８ｃ、流下部１８ｄおよびファン１８ｅを有している。受水槽１８ａには、凝縮部４４から排出された冷却水が流入する。汲み上げポンプ１８ｂは、受水槽１８ａから冷却水を汲み上げる。ノズル１８ｃは、汲み上げられた冷却水を流下部１８ｄに向けて噴射する。ファン１８ｅは、冷却水が流下部１８ｄを流下する間、流下部１８ｄに向けて送風を行う。冷却水は、ファン１８ｅからの送風を受けて温度が低下する。冷却水は、流下部１８ｄを流下した後、再び受水槽１８ａに流入する。クーリングタワー１８で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ１９ａによって送水され、冷却水流路１９を通って凝縮部４４に戻される。冷却水は、凝縮部４４とクーリングタワー１８との間の冷却水流路１９を循環する。

【0033】

クーリングタワー１８では、加熱された廃棄物から発生する蒸気が凝縮部４４において凝縮した凝縮水も注水される。本実施形態では、凝縮部４４の凝縮ケーシング部４４ａに吸引管４４ｄを介して真空ポンプ４９が接続されている。真空ポンプ４９は、密閉容器４１の収容部４１ｃを減圧するとともに、凝縮ケーシング部４４ａおよび吸引管４４ｄに滞留した凝縮水をクーリングタワー１８の受水槽１８ａへ導く。

【0034】

密閉容器４１の廃棄物投入口４１ａから投入された廃棄物は、加熱ジャケット４３によって加熱されながら、攪拌装置４２の攪拌羽根４２ｂの回転によって攪拌される。そして、所定時間経過した後、発酵乾燥物は、排出口４１ｂから排出される。

【0035】

発酵乾燥装置４は、第１コンベア３の終端部と密閉容器４１の廃棄物投入口４１ａとを接続する投入管４５と、密閉容器４１の排出口４１ｂと第２コンベア５の始端部とを接続する排出管４６とを備えている。投入管４５は、鉛直方向に直線状に延びるように配置されている。投入管４５には、第１投入バルブ４５ａと、第１投入バルブ４５ａよりも下方に位置する第２投入バルブ４５ｂと、投入側一時貯留部４５ｃとが設けられている。第１投入バルブ４５ａおよび第２投入バルブ４５ｂは、例えばプレート状のバルブ体を有するゲートバルブである。投入側一時貯留部４５ｃは、第１投入バルブ４５ａと第２投入バルブ４５ｂとの間に設けられている。投入側一時貯留部４５ｃは、第１コンベア３によって送られてきた廃棄物を一時的に貯留するために設けられている。

【0036】

第１投入バルブ４５ａおよび第２投入バルブ４５ｂは、バルブ制御部２４によって制御される。投入側一時貯留部４５ｃに一時的に廃棄物を貯留する際には、第１投入バルブ４５ａが全開状態にされる一方、第２投入バルブ４５ｂが全閉状態にされる。また、投入側一時貯留部４５ｃの廃棄物を密閉容器４１の収容部４１ｃに投入する際には、第１投入バルブ４５ａが全閉状態にされる一方、第２投入バルブ４５ｂが全開状態にされて、廃棄物が収容部４１ｃに重力落下で移動する。つまり、第１投入バルブ４５ａと第２投入バルブ４５ｂとが同時に開くことがないように制御される。バルブ制御部２４が第１投入バルブ４５ａと第２投入バルブ４５ｂのいずれか一方のみ開くように制御することに基づいて収容部４１ｃへの廃棄物の投入が行われる。これにより、発酵乾燥装置４の稼働中において、廃棄物ピット２から密閉容器４１の収容部４１ｃへ第１コンベア３により連続的に廃棄物を送る場合であっても、収容部４１ｃの減圧状態を維持できるように構成されている。

【0037】

排出管４６は、第２コンベア５へ向かって下方に傾斜して延びるように配置されている。排出管４６には、第１排出バルブ４６ａと、第１排出バルブ４６ａよりも第２コンベア５側に位置する第２排出バルブ４６ｂと、排出側一時貯留部４６ｃとが設けられている。第１排出バルブ４６ａおよび第２排出バルブ４６ｂは、例えばプレート状のバルブ体を有するゲートバルブである。排出側一時貯留部４６ｃは、第１排出バルブ４６ａと第２排出バルブ４６ｂとの間に設けられている。排出側一時貯留部４６ｃは、密閉容器４１の排出口４１ｂから排出された発酵乾燥物を一時的に貯留するために設けられる。排出口４１ｂから排出側一時貯留部４６ｃへの発酵乾燥物の移動は、攪拌装置４２の攪拌シャフト４２ａの回転により攪拌羽根４２ｂが収容部４１ｃの発酵乾燥物を排出口４１ｂの外へ押し出すことよって行われる。

【0038】

第１排出バルブ４６ａおよび第２排出バルブ４６ｂは、バルブ制御部２４によって制御される。排出側一時貯留部４６ｃに一時的に発酵乾燥物を貯留する際には、第１排出バルブ４６ａが全開状態にされる一方、第２排出バルブ４６ｂが全閉状態にされる。また、排出側一時貯留部４６ｃの発酵乾燥物を第２コンベア５に送る際には、第１排出バルブ４６ａが全閉状態にされる一方、第２排出バルブ４６ｂが全開状態にされて、発酵乾燥物が第２コンベア５の始端部へ重力落下で移動する。つまり、第１排出バルブ４６ａと第２排出バルブ４６ｂとが同時に開くことがないように制御される。バルブ制御部２４が第１排出バルブ４６ａと第２排出バルブ４６ｂのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて収容部４１ｃからの発酵乾燥物の排出が行われる。これにより、発酵乾燥装置４の稼働中において、密閉容器４１の収容部４１ｃから貯留ホッパ６へ第２コンベア５により連続的に発酵乾燥物を送る場合であっても、収容部４１ｃの減圧状態を維持できるように構成されている。

【0039】

図３は、第１実施形態に係るボイラー装置１７およびボイラー装置１７で発生した蒸気の流れを主として示す概略図である。図３において一点鎖線の矢印は、蒸気または水の流れを示す。また、図３において破線の矢印は、電気の流れを示す。図３に示すように、廃棄物焼却設備１は、上述の構造のボイラー装置１７における蒸気の発生量、および、発酵乾燥装置４の加熱ジャケット４３への蒸気の供給量を制御するための蒸気制御装置２１を備えている。蒸気制御装置２１は、蒸気供給路Ｒの途中部に設けられている。蒸気制御装置２１は、蒸気供給路Ｒの上流部を経て供給された蒸気の一部について、蒸気供給路Ｒの下流部を経て発酵乾燥装置４の加熱ジャケット４３に供給し、密閉容器４１を加熱するように制御する。また、蒸気制御装置２１は、供給された蒸気の他の一部を蒸気発電機２２に供給するように制御する。蒸気発電機２２で発生させた電力は、攪拌装置４２の電動モータ４２ｃの駆動に利用される。

【0040】

図４は、第１実施形態に係る廃棄物焼却設備１の総合制御装置２３および蒸気制御装置２１と制御対象の各部との接続関係を示すブロック図である。総合制御装置２３は、廃棄物ピット２に貯留された廃棄物を発酵乾燥装置４において発酵乾燥物に変えた後、焼却炉７で焼却処理されるまでの設備全体の制御を行うために設けられている。総合制御装置２３は、図４に示すように、蒸気制御装置２１、バルブ制御部２４、第１コンベア３、第２コンベア５、貯留ホッパ投入扉６ａ、一次空気供給装置１４および二次空気供給装置１５と電気的に接続されている。

【0041】

蒸気制御装置２１は、総合制御装置２３と協働して蒸気の発生と供給に関する制御を行う。蒸気制御装置２１は、コンベア速度調整部２１ａと、供給空気量調整部２１ｂと、炉内投入量調整部２１ｃと、ストーカ速度調整部２１ｄとを有している。コンベア速度調整部２１ａは、第１コンベア３および第２コンベア５の搬送速度の調整を行う。コンベア速度調整部２１ａにより第１コンベア３の搬送速度を増加させると、発酵乾燥装置４の密閉容器４１の収容部４１ｃへの廃棄物の単位時間あたりの投入量を増加させることができる。また、コンベア速度調整部２１ａにより第２コンベア５の搬送速度を増加させると、貯留ホッパ６への発酵乾燥物の単位時間あたりの供給量を増加させることができる。

【0042】

供給空気量調整部２１ｂは、一次空気供給装置１４および二次空気供給装置１５の供給空気量を調整するために設けられている。炉内投入量調整部２１ｃは、貯留ホッパ６から焼却炉７の一次燃焼室７７への発酵乾燥物の投入量を調整するために設けられている。ストーカ速度調整部２１ｄは、燃焼ストーカ７２および後燃焼ストーカ７３の搬送速度を調整するために設けられている。

【0043】

また、蒸気制御装置２１は、蒸気圧力センサ２１ｅ、蒸気流量計２１ｆ（流量計測センサ）、炉内温度センサ２１ｇおよび炉内圧力センサ２１ｈと電気的に接続されている。蒸気圧力センサ２１ｅおよび蒸気流量計２１ｆは、例えばボイラー装置１７の気水ドラム１７ｂの蒸気口と蒸気制御装置２１との間の蒸気供給路Ｒに設けられている。蒸気圧力センサ２１ｅは、気水ドラム１７ｂで発生する蒸気の圧力を測定する。また、蒸気流量計２１ｆは、蒸気供給路Ｒを通る蒸気の流量を測定する。また、炉内温度センサ２１ｇは、一次燃焼室７７の温度と二次燃焼室７８の温度を測定可能な箇所に取り付けられる。また、炉内圧力センサ２１ｈは、一次燃焼室７７の圧力と二次燃焼室７８の圧力を測定可能な箇所に取り付けられる。

【0044】

蒸気制御装置２１は、蒸気圧力センサ２１ｅと蒸気流量計２１ｆを利用して、ボイラー装置１７の気水ドラム１７ｂの蒸気口から供給される蒸気の圧力と流量を監視する。また、蒸気制御装置２１は、炉内温度センサ２１ｇと炉内圧力センサ２１ｈを利用して、焼却炉７の一次燃焼室７７および二次燃焼室７８の温度と圧力を監視する。コンベア速度調整部２１ａは、上記センサの出力信号に基づいて、第１コンベア３および第２コンベア５の搬送速度の調整を、総合制御装置２３との協働により行う。また、供給空気量調整部２１ｂは、上記センサの出力信号に基づいて、一次空気供給装置１４および二次空気供給装置１５の供給空気量の調整を、総合制御装置２３との協働により行う。また、炉内投入量調整部２１ｃは、上記センサの出力信号に基づいて、貯留ホッパ６の貯留ホッパ投入扉６ａの開閉を、総合制御装置２３との協働により行う。また、ストーカ速度調整部２１ｄは、上記センサの出力信号に基づいて、燃焼ストーカ７２および後燃焼ストーカ７３の搬送速度の調整を、総合制御装置２３との協働により行う。

【0045】

また、蒸気制御装置２１は、上記センサの出力信号に基づいて、総合制御装置２３を通じてバルブ制御部２４に制御信号を送る。バルブ制御部２４はこの制御信号に基づいて、第１投入バルブ４５ａ、第２投入バルブ４５ｂ、第１排出バルブ４６ａおよび第２排出バルブ４６ｂの開閉タイミングの制御を行う。

【0046】

上述の総合制御装置２３および蒸気制御装置２１の働きにより、加熱ジャケット４３および蒸気発電機２２に供給する蒸気量が最適になるように制御される。

【0047】

図５は、本発明の第２実施形態に係る廃棄物焼却設備１００を示す全体概略図である。第１実施形態と同じ構成のところは第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。この廃棄物焼却設備１００は、第１実施形態のストーカ式の焼却炉７を備えた廃棄物焼却設備１と異なり、発酵乾燥装置４等を流動床式の焼却炉２５に適用する例である。廃棄物焼却設備１００は、図５に示すように、流動床式の焼却炉２５、空気加熱器２６、燃焼用空気供給装置２７、冷却塔２８、集塵器２９、ガス洗浄塔３１、誘引送風機３２および煙突３３等を備えている。焼却炉２５は、燃焼室２５ａを備えている。燃焼室２５ａの下部には、珪砂等の流動媒体から成る流動層２５ｂが設けられる。廃棄物ピット２の廃棄物は、発酵乾燥装置４において発酵乾燥物に変えられ、貯留ホッパ６に貯留される。発酵乾燥物は、貯留ホッパ６の貯留ホッパ投入扉６ａを通じて焼却炉２５の燃焼室２５ａに投入される。焼却炉２５の燃焼室２５ａでは、発酵乾燥物が燃焼用空気により流動している流動媒体と混合攪拌されつつ燃焼される。燃焼室２５ａで発生した高温の排気ガスは、ボイラー装置１７および空気加熱器２６で熱回収してから冷却塔２８で冷却し、集塵器２９およびガス洗浄塔３１を通過させてクリーンガスとした後、誘引送風機３２を通じて煙突３３から大気へ放出される。

【0048】

以上のとおり、上記実施形態に係る廃棄物焼却設備１，１００は、廃棄物を受け入れる廃棄物ピット２と、廃棄物ピット２に貯留された廃棄物を焼却処理するための焼却炉７，２５とを備えている。また、廃棄物焼却設備１，１００は、廃棄物を減圧下で所定の温度範囲に加熱しながら発酵乾燥させる発酵乾燥装置４と、発酵乾燥装置４で生成された発酵乾燥物を貯留する貯留ホッパ６とを備え、貯留ホッパ６に貯留された発酵乾燥物を焼却炉７，２５に投入して発酵乾燥物を焼却処理する。

【0049】

上記構成によれば、廃棄物を焼却炉７，２５に投入する前に、発酵乾燥装置４により廃棄物を発酵乾燥させ、水分を十分に除去した発酵乾燥物にすることができる。そして、この発酵乾燥物を貯留ホッパ６に一時的に貯留した後に、焼却炉７，２５に投入することができる。発酵乾燥装置４で処理される前の廃棄物の水分量にムラがあっても、発酵乾燥物の水分量は略均一にすることができる。この発酵乾燥物が、焼却炉７，２５内で燃焼される。これにより、焼却炉７，２５は、元の廃棄物が水分の多いものであっても大量の熱が奪われることがなく、温度ムラが生じることがない。これにより、焼却炉７，２５内で発酵乾燥後の廃棄物を安定して燃焼させて焼却処理を行うことができる。

【0050】

また、発酵乾燥装置４では、減圧下で加熱しながら発酵が行われるので、沸点を低下させて水分の蒸発を早めることができるとともに、発酵のための微生物が活性化する温度で水分を蒸発させることができる。これにより、発酵乾燥装置４では、減圧しない場合と比較して発酵乾燥が促進されるので、水分の多い元の廃棄物を短時間で発酵乾燥物に変えることができる。これにより、廃棄物の受け入れから焼却処理までを効率よく行うことができる。また、発酵乾燥装置４では、微生物により廃棄物を発酵して分解することによって、発酵乾燥物では、廃棄物の臭気が取り除かれた状態になる。これにより、廃棄物ピット２に受け入れた廃棄物を早い段階で発酵乾燥装置４により発酵乾燥物に変えて貯留ホッパ６に貯留することにより、廃棄物焼却設備１，１００内の悪臭を低減し、作業者の作業環境を向上させることができる。

【0051】

また、上記実施形態の廃棄物焼却設備１，１００では、廃棄物ピット２と発酵乾燥装置４とを接続する第１コンベア３と、発酵乾燥装置４と貯留ホッパ６とを接続する第２コンベア５とを備えている。そして、上記実施形態は、第１コンベア３および第２コンベア５の駆動により、廃棄物ピット２の廃棄物から発酵乾燥物への生成処理と発酵乾燥物の貯留ホッパ６への貯留とを連続的に行うように構成されている。

【0052】

上記構成によれば、第１コンベア３および第２コンベア５により、自動的に、廃棄物および発酵乾燥物の移動を行うことができる。

【0053】

また、上記実施形態の廃棄物焼却設備１，１００は、焼却炉７，２５の燃焼室７７，７８，２５ａにおける発酵乾燥物の燃焼により発生した排気ガスの熱回収を行うボイラー装置１７を備えている。ボイラー装置１７と発酵乾燥装置４とは、蒸気供給路Ｒによって接続され、ボイラー装置１７で発生させた蒸気を蒸気供給路Ｒにより発酵乾燥装置４に供給して廃棄物の加熱に利用するように構成されている。

【0054】

上記構成によれば、焼却炉７，２５の燃焼室７７，７８，２５ａにおいて発酵乾燥物を焼却処理する際に発生する排気ガスの熱を、発酵乾燥装置４で廃棄物を加熱させるために有効活用することができる。発酵乾燥装置４で廃棄物を加熱するために別の燃料を使用することがないので、経済的である。

【0055】

また、上記実施形態の廃棄物焼却設備１，１００では、発酵乾燥装置４は、廃棄物を収容するための収容部４１ｃと廃棄物投入口４１ａと排出口４１ｂとを有する密閉容器４１と、第１コンベア３の終端部と廃棄物投入口４１ａとを接続する投入管４５と、排出口４１ｂと第２コンベア５の始端部とを接続する排出管４６とを備える。投入管４５には、第１投入バルブ４５ａ、第２投入バルブ４５ｂおよび投入側一時貯留部４５ｃが設けられる。排出管４６には、第１排出バルブ４６ａ、第２排出バルブ４６ｂおよび排出側一時貯留部４６ｃが設けられる。第１投入バルブ４５ａ、第２投入バルブ４５ｂ、第１排出バルブ４６ａおよび第２排出バルブ４６ｂは、バルブ制御部２４によって制御される。バルブ制御部２４が第１投入バルブ４５ａと第２投入バルブ４５ｂのいずれか一方のみ開くように制御することに基づいて収容部４１ｃへの廃棄物の投入が行われる。また、バルブ制御部２４が第１排出バルブ４６ａと第２排出バルブ４６ｂのいずれか一方のみを開くように制御することに基づいて収容部４１ｃからの発酵乾燥物の排出が行われる。

【0056】

上記構成によれば、発酵乾燥装置４の稼働中において、密閉容器４１の収容部４１ｃへの廃棄物の投入、および、収容部４１ｃからの発酵乾燥物の排出を、収容部４１ｃの減圧状態を維持しつつ連続的に行うことができる。これにより、貯留ホッパ６への発酵乾燥物の貯留と焼却炉７，２５への発酵乾燥物の投入とをスムーズに行うことができるので、焼却炉７，２５内で発酵乾燥物を安定して燃焼させて焼却処理を行うことができる。

【0057】

また、上記実施形態の廃棄物焼却設備１，１００は、発酵乾燥装置４に供給する蒸気量を制御する蒸気制御装置２１を備えている。蒸気制御装置２１は、第１コンベア３および第２コンベア５の搬送速度の調整を行うためのコンベア速度調整部２１ａと、貯留ホッパ６から焼却炉７，２５への発酵乾燥物の投入量を調整するための炉内投入量調整部２１ｃとを有している。

【0058】

上記構成によれば、蒸気制御装置２１が第１コンベア３および第２コンベア５の搬送速度の調整をコンベア速度調整部２１ａにより行うことによって、発酵乾燥装置４で生成される発酵乾燥物の量と貯留ホッパ６に送られる発酵乾燥物の量が調整される。また、蒸気制御装置２１が貯留ホッパ６から焼却炉７，２５の燃焼室７７，２５ａに投入される発酵乾燥物の量を炉内投入量調整部２１ｃにより行うことによって、燃焼室７７，７８，２５ａで発生する排気ガスの温度や流量を調整し、ボイラー装置１７で発生する蒸気量が調整される。ボイラー装置１７で発生する蒸気量が調整されることにより、発酵乾燥装置４において廃棄物を効率良く加熱することができる。これにより、発酵乾燥装置４における発酵乾燥物の生成と焼却炉７，２５における発酵乾燥物の焼却処理とをバランスよく行うことができる。

【0059】

今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上述した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

【0060】

例えば、上記実施形態では、２個の投入バルブ４５ａ，４５ｂが投入管４５に設けられ、２個の排出バルブ４６ａ，４６ｂが排出管４６に設けられていた。本発明はこれに限らず、投入バルブと排出バルブをそれぞれ１個ずつとしてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、蒸気制御装置２１やバルブ制御部２４は、設備全体の制御を行う総合制御装置２３と別に構成されていたが、これらを一つにまとめた１個の制御装置で制御を行うようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態の発酵乾燥装置４は、廃棄物焼却設備の規模によって適切に廃棄物を発酵乾燥物に変えることができるように、複数を並列に設けてもよい。また、上記実施形態では、第１コンベア３および第２コンベア５がスクリュー式のコンベアで形成されていたが、他の形式のコンベアであってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 廃棄物焼却設備
２ 廃棄物ピット
３ 第１コンベア
４ 発酵乾燥装置
５ 第２コンベア
６ 貯留ホッパ
７ 焼却炉
１７ ボイラー装置
２１ 蒸気制御装置
２１ａ コンベア速度調整部
２１ｃ 炉内投入量調整部
４１ 密閉容器
４１ａ 廃棄物投入口
４１ｂ 排出口
４１ｃ 収容部
４５ 投入管
４５ａ 第１投入バルブ
４５ｂ 第２投入バルブ
４５ｃ 投入側一時貯留部
４６ 排出管
４６ａ 第１排出バルブ
４６ｂ 第２排出バルブ
４６ｃ 排出側一時貯留部
７７ 一次燃焼室
７８ 二次燃焼室
Ｒ 蒸気供給路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】