废弃物炭化、能量利用系统技术方案

本发明专利技术提供了一种将废弃物的炭化装置和气化熔融炉技术相结合，不受废弃物的种类和所含水分的影响，以低运转成本就能够运行的废弃物炭化、能量利用系统。本发明专利技术的废弃物炭化、能量利用系统（１０）包括炭化装置（２０）、气化熔融炉（３０）和发电设备（热能利用系统）（４０），炭化装置（２０）将废弃物炭化后生成炭，气化熔融炉（３０）使生成的炭燃烧，发电设备（４０）再利用其燃烧产生的热能来发电，并且，发电后的排放废气再次利用于炭化装置（２０）的炭化处理，从而使运转成本的降低成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将炭化装置和气化熔融炉技术相结合，不受废弃物的种类和所含水分的影响，以低运转成本就能够运行的废弃物炭化、能量利用系统。
技术介绍
近年，包含大量生垃圾的城市垃圾等废弃物有增多的趋势。另一方面，将其掩埋，在垃圾处理场保存也处于一种极端困难的状况。尤其在大都市，上述状况已成为很大的社会问题。因此，为解决这些问题及地球环境问题，一种将废弃物燃烧，将其热能用于发电等的废弃物燃烧能量利用系统得以发展。图4是专利文献1所披露的这种系统的一个实例，为一种废弃物气化发电系统。在这种废弃物气化发电系统100中，气化炉101为流化床炉，废弃物从给尘机102送入炉内。在气化炉101中所产生的部分氧化气体全部从气体排放口排出后，被送往旋风分离器103，部分氧化气体在旋风分离器103中分离成未燃烧炭105、粉尘104和可燃气体120。未燃烧炭105循环回到气化炉101中，作为可燃物使用。粉尘104与未燃烧成分同样地在灰熔炉等中进行处理。分离了固体成分的可燃气体120经过空气预热器，被导入燃烧炉110中。将在空气预热器中加热过的一部分空气送往燃烧炉110，而将剩余的空气作为流动化空气送往扩散管(未图示)。送往燃烧炉110的可燃气体120与空气一起在燃烧炉中燃烧，产生高温的燃烧气体。高温的燃烧排放气体使锅炉111中产生蒸汽，并通过袋式除尘器114除尘后，经过引流鼓风机，从烟囱115排放到大气中。在袋式除尘机114的前面，从熟石灰仓筒中添加熟石灰，除去盐分和酸性成分。并且，在锅炉111中过热的蒸汽使蒸汽涡轮机113驱动，进行发电。专利文献1日本特开平11-118124号公报但是，由于现有熔融炉采用直接投放废弃物，使温度直接上升到1500℃，因而需要大量的燃油。此外，为使废弃物熔化并发生反应，需要施加内压，因而造成设备的结构复杂，操作起来十分困难，所以必须从制造厂家派遣操作人员，为此需要庞大的人工费用。而且，一旦含有水分，温度将难以上升到1500℃。像这样，现有熔融炉中，因为结构复杂，所以造成设备费高昂，同时需要庞大的燃料费和人工费，由此导致运转成本上升。另外，在现有熔融炉中，虽然使从炉底灰、烟灰等焚烧残渣中产生的二恶英吸附在活性炭及消石灰上以除去，但结果导致包含这些二恶英的废弃物不断产生，成为另一问题。另外，在图4的废弃物发电系统100中，虽然在旋风分离器103中将燃烧产生的灰烬清除，仅向燃烧炉提供气化气体，但是旋风除尘器103中的灰烬的收集率最多不过90％，不可避免某种程度的灰烬飞散到锅炉111中。燃烧产生的灰烬中包含大量的氯化物(NaCl，KCl)和硫酸盐(Na2SO4，K2SO4)，甚至，在燃烧产生的气体中包含大量的，例如接近1000ppm的HCl气体。因此，由于500℃以下的低熔点化合物和气体中的HCl的合成作用，在设置于锅炉中的热交换器上发生剧烈的高温腐蚀。由此，现有废弃物发电系统中蒸汽温度为400℃以下，存在发电效率低的问题。对此，虽然尝试在炉和热交换器中间设置过滤式的除尘装置等，提高混合在燃烧气体中的灰烬的收集率，由此防止使用在热交换器上的材料的腐蚀，提高发电效率，但是却无法得到令人满意的效果。另外，近年来，在寻求资源的有效利用的过程中，也开始寻求利用生物量(生物资源)。但是，在利用生物量中的废木料等木质系生物量或生垃圾等生活系生物量时，确保稳定的收集量、性质变化、含水率高等是重要的课题。特别是，虽然在生活系生物量方面，由于排放量大，可做到稳定收集，但是木质系生物量却很难保证稳定的收集量。
技术实现思路
本专利技术鉴于这些问题，提供了一种高效的废弃物炭化、能量利用系统，该系统通过将炭化装置和气化熔融炉技术相结合，不会产生导致激烈的高温腐蚀的焚化灰，并且能够利用包括水分多的生垃圾在内的所有种类的废弃系生物量。本专利技术通过一种废弃物炭化、能量利用系统来解决上述问题。所述的废弃物炭化、能量利用系统的特征在于包括将废弃物炭化后生成炭的炭化装置；使所述炭燃烧的气化熔融炉；所述的气化熔融炉中产生的热能的利用系统；另外，将所述热能的利用系统排放的废气再次利用于所述炭化装置的炭化处理。根据本专利技术，由于在炭化装置中进行废弃物的炭化时完全不会产生焚化灰，所以可以防止高温腐蚀的发生。由此，可以在高温下进行燃烧，从而可以将包括水分多的生垃圾在内的所有种类的废弃生物量加以利用，并且能得到高的能量利用效率。此外，由于将热能利用后的排放废气再次利用于炭化装置的炭化处理，所以除运行初期和降温时以外，不需要使用辅助燃料，因此，能够控制运行成本。附图说明图1是本专利技术的废弃物炭化、能量利用系统的示意图；图2是本专利技术的废弃物炭化、能量利用系统的炭化装置的说明图，其中(a)为炭化装置的剖面图，(b)为(a)的A部的放大剖面图；图3是现有技术的炭化装置的示意图；以及图4是现有技术的废弃物气化发电系统的示意图。具体实施例方式下面，参照图1及图2，对本专利技术进行说明。本专利技术的废弃物炭化、能量利用系统10包括炭化装置20、气化熔融炉30和发电设备(热能利用系统)40，该炭化装置20将废弃物炭化后生成炭，气化熔融炉30使生成的炭燃烧，发电设备40利用其燃烧产生的热能进行发电；并且，通过将发电后的排放废气再利用于炭化装置20的炭化处理，由此使运转成本的降低成为可能。将采用适当方法回收的废弃物(也可以包含液体物质或塑料)从给尘机50提供给炭化装置20。在炭化装置20中，首先将废弃物干燥，然后炭化，再投放到气化熔融炉30中。围绕一个气化熔融炉30设有多台(例如4-6台)炭化装置20，经炭化变成炭的废弃物分别从各自的炭化装置20提供给气化熔融炉30。在炭化装置20的炭化处理中产生的为有机气体的炭化气体在燃烧炉24中燃烧，并被导入气化熔融炉30中。围绕一个气化熔融炉30设有多台(例如4-6台)炭化装置20的理由在于因为将废弃物在炭化装置20中炭化通常需要40-60分钟，所以通过使多台炭化装置20依次工作，可以使发电顺利进行。被炭化的废弃物在气化熔融炉30中急剧燃烧。气化熔融炉30内的温度变成1250～1500℃。在炭化物燃烧的下方，温度超过1500℃。在发电设备40中，利用这种热能，使蒸汽涡轮机工作而进行发电。并且，将发电后的排放废气再利用到炭化装置20的炭化处理中。此外，导入发电设备40中的气体温度为1100℃～1500℃，而被再利用到炭化处理中的排放废气温度为600℃左右。在炭化处理中经过了再利用的排放废气最后在降温器60中下降到200℃左右，经过集尘机70，从烟囱80排放到大气中。另外，热能利用系统并不局限于发电设备，也可以是局域的冷暖气系统。在此，炭化装置20是，例如特开平10-185138号公报中所披露的装置，如图2(a)所示，其包括炭化槽护套28，在其内部被提供有加热介质(热风)；炭化槽传热面26，其是被加热介质加热的内壁面；旋转叶片21，用于使废弃物旋转并通过离心力将其推向炭化槽传热面26。该炭化装置20内部具有被投放废弃物的炭化槽22。在炭化槽22内产生的为有机气体的碳化气体Y在燃烧炉24中进行燃烧，再导入到气化熔融炉30中。对炭化槽传热面26进行加热的加热介质是排放气体H，该排放气体H就是发电后的大约600℃的热风，废气H流入炭化槽护套28，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废弃物炭化、能量利用系统，其特征在于包括：炭化装置，用于将废弃物炭化后生成炭；气化熔融炉，用于使所述炭燃烧；热能利用系统，用于利用在所述气化熔融炉中产生的热能；并且，将所述热能利用系统排出的废气再次利用于所述炭化装置的炭化处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金井正夫，
申请(专利权)人：金井正夫，
类型：发明
国别省市：JP[日本]