JP3801775B2

JP3801775B2 - Waste carbonization pyrolysis melting combustion power generator

Info

Publication number: JP3801775B2
Application number: JP08358698A
Authority: JP
Inventors: 大祐鮎川
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11281021A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等の廃棄物の熱分解溶融燃焼処理に利用されるものであり、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスの熱回収システムに改良を加えることにより、燃焼排ガスの熱を用いて蒸気過熱管に高温腐食を生ずることなく経済的に発電用蒸気の高温・高圧化が図れ、発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物焼却炉や廃棄物溶融炉、廃棄物乾留熱分解溶融燃焼炉（以下、廃棄物燃焼処理装置と呼ぶ）を備えた廃棄物処理プラントに於いては、ボイラ装置と発電装置を組み合せ使用することにより廃棄物燃焼処理装置からの排ガスの熱を電気エネルギーとして回収し、プラント運転用電力を除いた余剰電力を外部へ供給するようにしたプラントシステムが多く採用されている。
【０００３】
しかし、上記廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、廃棄物燃焼処理装置からの排ガス内に含まれるＨＣｌガスと煤塵中の腐食成分の複合作用により、ボイラ装置等に強烈な腐食が引き起こされる。
【０００４】
図３はごみ焼却炉に於ける排ガス温度と腐食の関係の一例を示す公知のデータ（Ｋ・Ｆａｓｓｌｅｒ，Ｈ・Ｓｐａｈｎ「ＫｏｒｒｏｓｉｏｎｅｎａｎＭｕｌｌｖｅｒｂｒｅｎｎｕｎｇｓＫｅｓｓｅｌｎ」，ＭＩＴＴＥＬＵＮＧＥＮＤＥＲＶＧＢ４８ＨｅｆｔＡｐｒｉｌｌ１９６８）であり、排ガス温度が１５０℃以下の範囲では所謂低温腐食が、また排ガス温度が３２０℃以上の範囲では所謂高温腐食が夫々起こることになる。
【０００５】
即ち、蒸気過熱装置の蒸気過熱管や廃熱ボイラの各部伝熱面は、管壁温度が約３００℃を越えると高温腐食の進行により急激に腐食されることになり、このような高温腐食の進行を避けるためには、廃熱ボイラの、特に蒸気過熱管の運転条件は３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、３００℃以下とする必要があった。
【０００６】
そのため、従前の廃棄物処理プラントのプラントシステムに於いては、ボイラ装置の蒸気条件をほぼ２７０℃、２５ｋｇ／ｃｍ²近傍に設定することにより高温腐食の発生を避けるようにしているが、結果として排熱回収による発電効率が１０〜１３％程度の低効率になることとなり、近年の事業用火力発電所の発電効率（約４０％）に遠く及ばない状態にある。
【０００７】
尚、従前の廃棄物処理プラントに於いても、勿論発電効率を高めるために種々の工夫が為されている。
例えば、▲１▼ボイラ過熱蒸気管の材質を耐食性材料とし、過熱蒸気温度を４００℃〜４３５℃程度にまで高める方法、▲２▼腐食原因物質であるＨＣｌガスを中和するため、炉内へＮａ₂ＣＯ₃やＣａＣＯ₃等のアルカリ剤を噴霧する方法、▲３▼腐食原因物質である煤塵をより少なくするか、或は蒸気管壁に付着しにくくするための燃焼技術の改善やボイラ構造の改善、▲４▼最も腐食を起しやすい過熱蒸気管を消耗部品として交換し易くする方法、▲５▼過熱蒸気管の外部にキャスタブル耐熱材を被覆する方法等の工夫が為されている。
【０００８】
しかし、上記何れの対策も、根本的に腐食を防止することは困難であり、しかも、建設費や維持費が高価なものになると云う難点を抱えている。
特に、廃棄物の熱分解溶融燃焼装置の溶融燃焼炉から排出される燃焼排ガスは、約１１００℃〜１３００℃の高温度であるため、この中へ塩化水素ガスの吸収反応剤（例えば消石灰や生石灰、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等）を投入して塩化水素ガスと十分に接触させたとしても、化学的な平衡関係から、生成した塩化カルシウム或いは塩化ナトリウムは水蒸気と反応して再び塩化水素を生成するため、結局塩化水素ガス濃度を引き下げることはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の廃棄物の燃焼処理装置に於ける上述の如き問題、即ち所謂高温腐食の発生により発電用過熱蒸気の蒸気条件が約３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ・３００℃以下に押さえられ、発電効率のより一層の向上を図ることができないと云う問題を解決せんとするものであり、蒸気過熱装置の蒸気過熱管を腐食環境から隔離することにより、蒸気過熱管の高温腐食を防止して廃棄物発電に於ける発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、廃棄物を乾留熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣にする乾留熱分解ドラムと，熱分解ガスと熱分解残渣内の可燃物を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と，溶融燃焼装置の下流側に設けられ、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスにより熱媒体である砂を加熱するロータリーキルン型の砂加熱装置と，砂加熱装置の下流側に設けられ、砂加熱装置から排出した燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラと，砂加熱装置の下方位置に設けられ、砂加熱装置との連通孔を側壁の中間部に及び砂排出口をその下方に夫々設けた筒状の本体と、筒状の本体内に配設した蒸気過熱管と、上記過熱管の下方に配設した空気を砂内へ噴出するパージ用ノズルと、本体内の砂のレベルを検知する砂レベル計と、蒸気過熱管からの過熱蒸気の温度制御装置とを備え、前記砂加熱装置からの高温の砂により前記廃熱ボイラからの蒸気を過熱する蒸気過熱装置と，蒸気過熱装置からの過熱蒸気を駆動源とする蒸気タービン発電装置と，蒸気過熱装置から砂を導出する砂出しスクリュー装置と、導出した砂を搬送するバケットコンベア装置と、砂内から異物を除去するスクリーン装置と、前記砂加熱装置の砂レベル計の検出信号により運転が制御されて砂を補給する補給砂供給装置とを備え、前記蒸気過熱装置から排出した砂を砂加熱装置の上方の砂散布口へ戻す砂搬送装置とを発明の基本構成とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて蒸気過熱装置を、振動可能に支持され且つ振動装置により微振動させるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施態様に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の全体系統図であり、図２は本発明の要部を示す部分拡大縦断面図である。図に於いて、Ｃは廃棄物、Ｋは加熱ガス、Ｄは熱分解残渣、Ｇは熱分解ガス、Ｉは可燃性固形物、Ｉ_Oはカーボン残渣、Ｆは溶融スラグ、Ｇ_Oは燃焼排ガス、Ｅは集塵灰、１は廃棄物供給装置、２は乾留熱分解ドラム、３は搬出装置、４は溶融燃焼装置、５は選別装置、６は粉砕装置、７は廃熱ボイラ、８は集塵装置、９はガス浄化装置、１０は煙突、１１は廃棄物加熱管、１２は加熱ガス発生炉、１３はボイラ蒸気過熱器、１４は蒸気タービン発電装置、１５は送風機、１６は誘引通風機、１７は冷却コンベア、１８は可燃性微粉貯留槽、１９は加熱ガス流路、２０は循環ファン、２１は熱交換器、２２はオイル又はガスバーナ、２３は廃棄物ピット、２４は廃棄物供給用クレーンであって、これ等の各部材は公知の廃棄物乾留熱分解溶融燃焼装置の場合と全く同一の構成である。
【００１５】
又、図に於いて、Ｓは砂、２５は砂加熱装置、２５ａはロータリーキルン、２５ｂは支持架台、２５ｃは砂供給口、２５ｄは砂出口、２６は蒸気過熱装置、２６ａは筒状本体、２６ｂは蒸気過熱管、２６ｃはパージ用ノズル、２６ｄは砂排出口、２６ｅは伸縮継手、２６ｆは伸縮継手、２６ｇは支持スプリング、２６ｈはフレキシブル管、２７は補給砂供給装置、２７ａは補給砂サイロ、２８は砂搬送装置、２８ａは砂出しスクリュー装置、２８ｂはバケットコンベア装置、２８ｃはスクリーン装置、２９はスラグ水冷槽、３０は振動発生装置、３１は温度制御装置、３２はヘッダ、３３は制御弁、３４は砂レベル計、３５は集塵灰サイロ、３６は送風機、３７はロータリーキルン駆動装置、３８は燃焼排ガス流路であり、図番２５〜図番３４までの部材が本発明の要部を構成する部材である。
【００１６】
前記乾留熱分解ドラム２は、水平に対して約１．５度の傾斜角度で入口側を上方に、出口側を下方に位置せしめた状態で回転自在に軸支されており、運転中は約１〜３ｒｐｍの回転速度で回転駆動される。又、乾留熱分解ドラム２の内部には、複数本の廃棄物加熱管１１がドラムの軸芯方向に平行に配設されている。この各廃棄物加熱管１１は、両端部を入口ケーシング及び出口ケーシングへ夫々連通せしめた状態で支持固定されており、乾留熱分解ドラム２と一体となって回転する。
【００１７】
前記高温溶融燃焼装置４は、縦円筒状本体４ａと傾斜状底面４ｂと燃焼排ガスＧ_Oの排出流路４ｃ等を備えており、円筒状本体４ａの上方より熱分解ガスＧ、熱分解残渣Ｄ内のカーボン残渣Ｉ_O及び集塵灰サイロ３５からの集塵灰Ｅ等が噴射され、ここで高温溶融燃焼される。
また、溶融燃焼により形成された溶融スラグＦは傾斜状底面４ｂに沿って流下し、スラグ排出口４ｄからスラグ水冷槽２９内へ落下する。
【００１８】
前記砂加熱装置２５は、図２に示す如く所謂ロータリーキルン型の加熱装置であり、ロータリーキルン２５ａは、入口側を上方に出口側を下方に位置せしめた傾斜姿勢で支持架台２５ｂ上に回転自在に支持されており、ロータリーキルン駆動装置３７により矢印方向へ所定の速度で回転駆動される。
尚、前記筒状本体２５ａの下方は開口されており、後述するように蒸気過熱装置２６の上方開口へ連通されている。
【００１９】
前記ロータリーキルン２５ａの上方開口は、砂Ｓと燃焼排ガスＧ_Oとの導入口となっており、溶融燃焼装置４のガス排出流路４ｃへ連通されている。
また、ロータリーキルン２５ａの下方開口は砂Ｓと燃焼排ガスＧ_Oとの導出口となっており、後述するように蒸気過熱装置２６を形成する筒状本体２６ａの上方へ開口されると共に、燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ連通されている。
【００２０】
前記蒸気過熱装置２６は、底面を逆円錐状に形成した筒状本体２６ａと、筒状本体２６ａ内に配設した蒸気過熱管２６ｂと、蒸気過熱管２６ｂの下方に設置したパージ用ノズル２６ｃ等から形成されており、前記砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内を下降してきた高温の砂Ｓが、順次筒状本体２６ａの上方へ排出されてくる。
また、筒状本体２６ａの上端は、高温の燃焼排ガスＧ_Oを廃熱ボイラ７へ導出するための燃焼排ガス流路３８の下端へ伸縮継手２６ｅを介して連通状に連結されており、固定された砂加熱装置２５及び燃焼排ガス流路３８に対して、蒸気過熱装置２６は後述するように僅かな寸法距離だけ相対移動可能に支持されている。
更に、筒状本体２６ａの最下端部には砂排出口２６ｄが設けられており、後述する砂出しスクリュー装置２８ａを通して砂Ｓが所定の流量で排出されて行く。
【００２１】
尚、本実施形態に於いては、蒸気過熱装置２６を伸縮継手２６ｅ・２６ｆ、支持スプリング２６ｇ及びフレキシブル管２６ｈ等を介して所謂振動自在に吊下げ支持するようにしており、振動発生装置（振動モータ）３０を作動することにより筒状本体２６ａに所定周波数の微振動を与え、これによって砂Ｓと蒸気過熱管２６ｂ間の熱伝達率を高めるようにしているが、燃焼排ガスＧ_Oの流路３８を形成する筒体と蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａとを一体的に形成し、蒸気過熱装置２６を固定式としてもよいことは勿論である。同様に、別に形成した蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａを、流路３８の下端部へ気密状に固定するようにしてもよい。
【００２２】
前記蒸気過熱管２６ｂは、筒状本体２６ａ内に複数本並設されている。そして、各蒸気過熱管２６ｂの蒸気入口側及び蒸気出口側は夫々ヘッダ３２へ連結されており、ボイラ蒸気過熱器１３で過熱された蒸気が更に当該蒸気過熱管２６ｂ内で過熱されたあと、過熱蒸気流路１４ａを通して蒸気タービン発電装置１４へ供給されて行く。
また、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側には、制御弁３３を介設して給水管が接続されており、温度制御装置３１からの信号によって制御弁３３の開度を調整して水又は低温蒸気を供給することにより、蒸気タービン発電装置１４へ供給する過熱蒸気の温度が調整される。
尚、図に於いて３４は砂レベル計である。また、パージ用ノズル２６ｃへは空気管を通して適宜量の空気が供給されている。
【００２３】
前記補給砂サイロ２７ａは補給用の砂Ｓを貯留するものであり、砂レベル計３４の検出信号によって補給砂供給装置２７の運転を制御することにより、砂供給口２５ｃを通して新しい砂Ｓが供給され、これによって筒状本体２６ａ内の砂レベルが所定位置に保持されている。
【００２４】
前記砂搬送装置２８は、蒸気過熱装置２６内から砂Ｓを取り出す砂出しスクリュー装置２８ａと、取り出した砂Ｓを搬送するバケットコンベア装置２８ｂと、バケットコンベア装置２８ｂから排出した砂Ｓ内の固形物等を除くスクリーン装置２８ｃ等から形成されている。尚、熱媒体用の砂Ｓとしては、粒径１〜３ｍｍの炭化けい素が使用されている。
【００２５】
次に、本発明の廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の作動について説明する。
廃棄物ピット２３内に貯えられた廃棄物Ｃは、廃棄物供給装置１によって順次乾留熱分解ドラム２内へ供給され、略酸素が遮断された状態の下で廃棄物加熱管１１内を流通する加熱ガス発生炉１２からの加熱ガスＫにより、常温から３００℃〜６００℃、好ましくは４００℃〜５００℃の温度に加熱される。この状態で約１時間程度攪拌混合されることにより、乾留熱分解ドラム２内の廃棄物Ｃは熱分解され、熱分解ガスＧと固形の熱分解残渣Ｄが生成される。
【００２６】
前記廃棄物Ｃの熱分解は通常約１時間程度で完了し、概ね７５ｗｔ％の熱分解ガスＧと２５ｗｔ％の熱分解残渣Ｄとが生成される。
尚、生成された熱分解残渣Ｄは、乾留熱分解ドラム２内で攪拌・混合されることにより均一化され、一様な大きさの粒子となる。
また、発生した熱分解ガスＧは、水分、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂及び炭化水素を主成分とするものであり、ダスト及びタールも若干含まれており、その低位発熱量は約１５００〜２０００ｋｃａｌ／ｋｇである。
更に、熱分解残渣Ｄは炭素と灰分がその主体を成すものであるが、炭素含有量は熱分解残渣Ｄの粒径によって変化し、粒径が小さいものほど炭素の含有量が増加する。例えば、熱分解残渣Ｄの粒径が５ｍｍ以下の場合には、炭素の含有量は概ね３５ｗｔ％となる。
【００２７】
乾留熱分解ドラム２内の熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄは隣接する搬出装置３内へ排出され、ここで熱分解ガスＧと熱分解残渣Ｄとに分離される。
分離された熱分解ガスＧは溶融燃焼装置４へ供給され、後述するカーボン残渣Ｉ_Oや集塵灰Ｅと共に所謂溶融燃焼される。
また、熱分解残渣Ｄの方は、冷却コンベア１７上で約４００℃〜５００℃の温度から約８０℃の温度にまで冷却され、選別装置５に於いて有価物である鉄、アルミや不燃物である砂、ガラス等が選別されることにより、可燃物を主体とする可燃性固形物Ｉが分離される。
更に、分離された可燃性の可燃性固形物Ｉは、破砕装置６で微粒化されたあと可燃性微粉貯留槽１８に貯えられ、前述の如く廃熱ボイラ７や集塵装置８等からの集塵灰Ｅと共に空気輸送によって溶融燃焼装置４へ送られ、ここで熱分解ガスＧと共に燃焼される。
即ち、溶融燃焼装置４内へ供給された炭素含有量の高いカーボン残渣Ｉ_Oは、熱分解ガスＧと共に溶融燃焼装置４内で、灰の溶融温度より１００〜１５０℃ほど高い約１３００℃の高温で燃焼され、溶融スラグＦとなって傾斜状底面４ｂに沿って流下し、スラグ排出口４ｄからスラグ水冷槽２９内へ排出されることにより、所謂水砕スラグとなる。
【００２８】
溶融燃焼装置４内で発生した約１１００〜１２００℃の高温の燃焼排ガスＧ_Oは、ガス排出流路４ｃを通して砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内へ導入される。また、導入された高温の燃焼排ガスＧ_Oは、ロータリーキルン２５ａ内を通過する間にその保有熱を砂Ｓやロータリーキルン２５ａに与え、その後燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ導入される。
【００２９】
前記砂加熱装置２５のロータリーキルン２５ａ内へは、その上流側の側面に設けた砂供給口２５ｃから熱媒体用の砂Ｓが所定の流量で供給されており、この投入された砂Ｓは、ロータリーキルン２５ａの回転に伴なってその内部を下降する間に前記燃焼排ガスＧ_Oやロータリーキルン２５ａの内壁面と接触し、加熱される。
具体的には、ロータリーキルン２５ａの回転数は約２〜５ｒｐｍに設定されており、また燃焼排ガスＧ_Oの入口温度は１０００〜１１００℃、出口温度は７００〜８００℃、砂Ｓの入口温度は３００〜４００℃、出口温度は７００〜８００℃に夫々設定されている。
【００３０】
砂加熱装置２５に於いて７００〜８００℃に加熱された砂Ｓは、ロータリーキルン２５ａの下流側の砂出口２５ｄから燃焼排ガスＧ_Oと共に蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａの上方へ排出され、重力により下降する。また、燃焼排ガスＧ_Oは、前述の通り燃焼排ガス流路３８を通して廃熱ボイラ７へ送られ、廃熱ボイラでの熱回収により約２００℃位にまで冷却された燃焼排ガスＧ_Oは、集塵装置８によってダストが除去された後、ガス浄化装置９で洗浄され、ＨＣｌやＳＯｘ、ＮＯｘなどの有害物質を除去した後、煙突１０より大気中へ排出されて行く。
【００３１】
前記蒸気過熱装置２６の筒状本体２６ａ内には、熱媒体である砂Ｓが層状に溜った状態となっており、砂加熱装置２５から下降してくる砂Ｓの量と、砂出しスクリュー装置２８ａにより筒状本体２６ａ内から排出される砂Ｓの量とがほぼバランスした状態になっている。
即ち、筒状本体２６ａ内の砂レベルは砂レベル計３４によって所定範囲内のレベルに制御されており、熱媒体である砂Ｓは、砂加熱装置２５・蒸気過熱装置２６・砂搬送装置２８で形成される循環路内を循環しており、後述する補給砂サイロ２７ａから系内へ砂Ｓの不足分が補給される。
【００３２】
蒸気過熱装置２６内では、高温の砂Ｓが筒状本体２６ａ内を流下する間に、蒸気過熱管２６ｂを介してその保有熱をボイラ蒸気過熱器１３からの過熱蒸気に与え、これを過熱する。
具体的には、本実施形態の蒸気過熱装置２６では、砂の入口温度７００〜８００℃、出口温度４００〜５００℃、過熱蒸気の入口温度２５０〜３００℃、過熱蒸気の出口温度約５００℃に夫々設定されている。
【００３３】
尚、蒸気過熱装置２６の底部に設けたパージ用ノズル２６ｃからは、適宜の空気が砂Ｓ内へ噴出されている。当該空気を砂Ｓ内へ噴出することにより、砂Ｓに付着して蒸気過熱装置２６内へ持ち込まれたＨＣｌ等を含む燃焼排ガスＧ_Oが上方へ放散され、筒状本体２６ａ内がより清浄な状態に保持される。
また、前記砂Ｓと蒸気過熱管２６ｂ間の熱交換性を高めるため、筒状本体２６ａは微振動可能に保持されており、必要に応じて振動発生装置３０を作動させ、蒸気過熱装置２６を微振動させるようにしてもよい。
更に、過熱蒸気の出口側温度を調整するため、前記蒸気過熱管２６ｂの入口側へ蒸気タービン復水が制御弁３３を通して供給され、これによって蒸気過熱装置２６から蒸気タービン発電装置１４へ供給される過熱蒸気の温度が約５００℃に保持されている。
即ち、蒸気過熱装置２６からは温度が約５００℃の過熱蒸気（温度約５００℃、圧力約１００ｋｇ／ｃｍ²）が蒸気タービン発電装置１４へ供給される。
【００３４】
前記蒸気過熱装置２６内から砂出しスクリュー装置２８ａにより排出された砂Ｓは、バケットコンベア装置２８ｂによってスクリーン装置２８ｃ上へ搬送され、ここで砂加熱装置２５内で発生したクリンカー等の固形異物や燃焼排ガスＧ_O内に含まれていたダスト等が除去されたあと、砂加熱装置２５内へ戻される。また、補給砂供給装置２７により補給砂サイロ２７ａから適宜量の砂Ｓが系内へ供給される。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に於いては、熱媒体として砂を用い、溶融燃焼装置からの高温の燃焼排ガスによって砂を加熱するとと共に、砂の顕熱により蒸気過熱装置に於いて、廃熱ボイラからの過熱蒸気を更に高温度にまで過熱する構成としている。
即ち、溶融燃焼装置からの燃焼排ガスとの熱交換により得られた高温の砂は、燃焼排ガスに含まれる塩化水素ガスのような腐食性ガス成分を殆んど含有せず、クリーンな熱源である。従って蒸気過熱装置に設けた蒸気過熱管は高温腐食を殆んど生じない条件下に置かれることになり、長期に亘って安定した運転が行なえる。
その結果、本発明に於いては従前のごみ発電のように、蒸気過熱管等の腐食を回避するために過熱蒸気条件を３００℃・３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ以下に保持する必要が無くなり、容易に５００℃・１００ｋｇ／ｃｍ²Ｇの過熱蒸気を得る事ができる。また、これに伴なって廃棄物発電に於ける発電効率を、従来の１０〜１５％程度から３０％程度まで引上げることが可能となった。
【００３６】
また、蒸気過熱装置を微振動させるようにした場合には、砂と過熱蒸気間の熱交換性が向上し、熱回収を図るうえで好都合である。
更に、パージ用ノズルから所定量の空気を砂層内へ噴出した場合には、砂加熱装置からの砂に随伴して蒸気過熱装置内へ侵入した燃焼排ガスが容易に排出されることになり、蒸気過熱管の高温腐食をより完全に防止することができる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の全体系統図である。
【図２】本発明に係る廃棄物の乾留熱分解溶融燃焼発電装置の要部を示す部分拡大縦断面図である。
【図３】塩化水素ガスを含有する燃焼排ガスの管壁温度と腐食速度の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｃ…廃棄物、Ｄ…熱分解残渣、Ｇ…熱分解ガス、Ｉ…可燃性固形物、Ｉ_O…カーボン残渣、Ｆ…溶融スラグ、Ｇ_O…燃焼排ガス、Ｋ…加熱ガス、Ｅ…集塵灰、Ｓ…砂、１…廃棄物供給装置、２…乾留熱分解ドラム、３…搬出装置、４…溶融燃焼装置、４ａ…円筒状本体、４ｂ…傾斜状底面、４ｃ…ガス排出流路、４ｄ…スラグ排出口、５…選別装置、６…粉砕装置、７…廃熱ボイラ、８…集塵装置、９…ガス浄化装置、１０…煙突、１１…廃棄物加熱管、１２…加熱ガス発生炉、１３…ボイラ蒸気過熱器、１４…蒸気タービン発電装置、１５…送風機、１６…誘引通風機、１７…冷却コンベア、１８…可燃性微粉貯留槽、１９…加熱ガス流路、２０…循環ファン、２１…熱交換器、２２…オイルバーナ又はガスバーナ、２３…廃棄物ピット、２４…廃棄物供給用クレーン、２５…砂加熱装置、２５ａ…ロータリーキルン、２５ｂ…支持架台、２５ｃ…砂供給口、２５ｄ…砂出口、２６…蒸気過熱装置、２６ａ…筒状本体、２６ｂ…蒸気過熱管、２６ｃ…パージ用ノズル、２６ｄ…砂排出口、２６ｅ…伸縮継手、２６ｆ…伸縮継手、２６ｇ…支持スプリング、２６ｈ…フレキシブル管、２７…補給砂供給装置、２７ａ…補給砂サイロ、２８…砂搬送装置、２８ａ…砂出しスクリュー装置、２８ｂ…バケットコンベア装置、２８ｃ…スクリーン装置、２９…スラグ水冷槽、３０…振動発生装置、３１…温度制御装置、３２…ヘッダ、３３…制御弁、３４…砂レベル計、３５…集塵灰サイロ、３６…送風機、３７…ロータリーキルン駆動装置、３８…燃焼排ガス流路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for pyrolysis melting and combustion treatment of waste such as municipal waste, and by adding improvements to a heat recovery system for combustion exhaust gas from a melting combustion device, steam overheating is performed using the heat of the combustion exhaust gas. The present invention relates to a dry distillation pyrolysis-melting-combustion power generation apparatus for waste, which can increase the temperature and pressure of steam for power generation economically without causing high-temperature corrosion in the tube, and can greatly improve power generation efficiency.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in waste treatment plants equipped with waste incinerators such as municipal waste, waste melting furnaces, and waste carbonization pyrolysis melting and combustion furnaces (hereinafter referred to as waste combustion treatment equipment), boiler equipment and Many plant systems have been adopted in which the heat of exhaust gas from the waste combustion treatment device is recovered as electrical energy by using a power generation device in combination, and surplus power excluding power for plant operation is supplied to the outside. .
[0003]
However, in the plant system of the above-described waste treatment plant, intense corrosion is caused in the boiler device or the like due to the combined action of HCl gas contained in the exhaust gas from the waste combustion treatment device and the corrosive component in the dust. .
[0004]
FIG. 3 shows known data (K.Fassler, H.Spahn “Korrosionen an Mullverbrunnings Kesseln”, MITTELUNGENDER VGB48 Heft April 1980) showing an example of the relationship between exhaust gas temperature and corrosion in a waste incinerator. So-called low-temperature corrosion occurs in the range below ℃, and so-called high-temperature corrosion occurs in the exhaust gas temperature range above 320 ℃.
[0005]
That is, the heat transfer surface of each part of the steam superheater and the waste heat boiler of the steam superheater is rapidly corroded by the progress of high temperature corrosion when the tube wall temperature exceeds about 300 ° C. In order to avoid the progress, the operating conditions of the waste heat boiler, particularly the steam superheated tube, were required to be 30 kg / cm ² G, 300 ° C. or lower.
[0006]
Therefore, in the plant system of the conventional waste treatment plant, the steam condition of the boiler device is set to approximately 270 ° C. and around 25 kg / cm ² so as to avoid the occurrence of high temperature corrosion. The power generation efficiency by exhaust heat recovery will be as low as about 10 to 13%, which is far from the power generation efficiency (about 40%) of recent commercial thermal power plants.
[0007]
In the conventional waste treatment plant, of course, various devices have been made to increase the power generation efficiency.
For example, (1) the boiler superheated steam pipe is made of a corrosion-resistant material and the superheated steam temperature is raised to about 400 ° C to 435 ° C, and (2) to neutralize the HCl gas, which is a corrosion-causing substance, into the furnace. Method of spraying alkaline agent such as Na ₂ CO ₃ or CaCO ₃ , (3) Improvement of combustion technology and boiler structure to reduce soot that is a causative substance or to make it difficult to adhere to the steam pipe wall (4) A method of making it easy to replace the superheated steam pipe that is most likely to be corroded as a consumable part, and (5) a method of covering the outside of the superheated steam pipe with a castable heat-resistant material.
[0008]
However, it is difficult to fundamentally prevent any of the above countermeasures, and the construction and maintenance costs are expensive.
In particular, the flue gas discharged from the melting combustion furnace of the waste pyrolysis melting combustion apparatus has a high temperature of about 1100 ° C. to 1300 ° C. Therefore, an absorption reactant of hydrogen chloride gas (for example, slaked lime or quick lime) , Calcium carbonate, sodium carbonate, etc.) are added and brought into sufficient contact with hydrogen chloride gas, due to chemical equilibrium, the generated calcium chloride or sodium chloride reacts with water vapor to generate hydrogen chloride again. Therefore, the hydrogen chloride gas concentration cannot be lowered after all.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention suppresses the steam condition of the superheated steam for power generation to about 30 kg / cm ² G · 300 ° C. or less due to the above-mentioned problem in the conventional waste combustion treatment apparatus, that is, the occurrence of so-called high temperature corrosion. It is intended to solve the problem that the efficiency cannot be further improved. By isolating the steam superheater pipe of the steam superheater from the corrosive environment, the steam superheater pipe is prevented from high temperature corrosion and discarded. It is an object of the present invention to provide a waste carbonization pyrolysis-melting-combustion power generator capable of significantly improving power generation efficiency in physical power generation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 includes a dry distillation pyrolysis drum that pyrolyzes waste to pyrolyze pyrolysis gas and pyrolysis residue, a melt combustion apparatus that melts and combusts pyrolysis gas and combustibles in the pyrolysis residue, A rotary kiln type sand heating device that is provided on the downstream side of the melting combustion device and heats the sand that is the heat medium by the combustion exhaust gas from the melting combustion device, and is provided on the downstream side of the sand heating device and discharged from the sand heating device. A waste heat boiler that recovers the heat of the combustion exhaust gas , and a cylindrical main body provided at a position below the sand heating device, with a communication hole for the sand heating device in the middle part of the side wall and a sand discharge port below it A steam superheater pipe disposed in the cylindrical main body, a purge nozzle for injecting air disposed below the superheater pipe into the sand, and a sand level meter for detecting the level of sand in the main body The temperature control device for superheated steam from the steam superheater For example, a steam superheater for superheating the steam from the waste heat boiler by hot sand from the sand heater, a steam turbine power generation system for the superheated steam from the steam superheater and the drive source, sand from the steam superheater Operation is controlled by the detection signal of the sand level meter of the sand heating device, the bucket conveyor device for conveying the derived sand, the screen conveyor device for removing foreign substances from the sand, and the sand A basic construction of the present invention is a sand transport device that includes a replenishment sand supply device that replenishes and returns sand discharged from the steam superheating device to a sand spraying port above the sand heating device.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the steam superheater according to the first aspect of the present invention is supported so as to be able to vibrate and is vibrated slightly by the vibration device .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall system diagram of a dry distillation pyrolysis melting combustion power generation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the present invention. In the figure, C is waste, K is heated gas, D is pyrolysis residue, G is pyrolysis gas, I is flammable solid, I _O is carbon residue, F is molten slag, G _O is combustion exhaust gas , E is dust collection ash, 1 is a waste supply device, 2 is a carbonization pyrolysis drum, 3 is an unloading device, 4 is a melting combustion device, 5 is a sorting device, 6 is a pulverizing device, 7 is a waste heat boiler, and 8 is Dust collector, 9 is a gas purification device, 10 is a chimney, 11 is a waste heating pipe, 12 is a heated gas generator, 13 is a boiler steam superheater, 14 is a steam turbine power generator, 15 is a blower, 16 is an induced draft Machine, 17 is a cooling conveyor, 18 is a combustible fine powder storage tank, 19 is a heated gas flow path, 20 is a circulation fan, 21 is a heat exchanger, 22 is an oil or gas burner, 23 is a waste pit, 24 is a waste supply Each of which is a known waste dry distillation pyrolysis fusion fuel It is the completely same structure as the case of a baking apparatus.
[0015]
In the figure, S is sand, 25 is a sand heating device, 25a is a rotary kiln, 25b is a support frame, 25c is a sand supply port, 25d is a sand outlet, 26 is a steam superheater, 26a is a cylindrical body, 26b Is a steam superheat pipe, 26c is a purge nozzle, 26d is a sand discharge port, 26e is an expansion joint, 26f is an expansion joint, 26g is a support spring, 26h is a flexible pipe, 27 is a supply sand supply device, 27a is a supply sand silo, 28 is a sand conveying device, 28a is a sanding screw device, 28b is a bucket conveyor device, 28c is a screen device, 29 is a slag water cooling tank, 30 is a vibration generator, 31 is a temperature control device, 32 is a header, 33 is a control valve , 34 is a sand level gauge, 35 is a dust collecting ash silo, 36 is a blower, 37 is a rotary kiln drive device, 38 is a combustion exhaust gas flow path, FIG. Member up is a member constituting a part of the invention.
[0016]
The dry distillation pyrolysis drum 2 is rotatably supported at an inclination angle of about 1.5 degrees with respect to the horizontal so that the inlet side is positioned upward and the outlet side is positioned downward. It is rotationally driven at a rotational speed of 1 to 3 rpm. A plurality of waste heating tubes 11 are disposed in the dry distillation pyrolysis drum 2 in parallel to the axial direction of the drum. Each waste heating pipe 11 is supported and fixed in a state where both ends thereof are communicated with the inlet casing and the outlet casing, respectively, and rotates integrally with the dry distillation pyrolysis drum 2.
[0017]
The hot melt combustion apparatus 4 includes a longitudinal cylindrical body 4a and inclined bottom surface 4b is provided with a discharge channel 4c, etc. of the combustion exhaust gas G _O, pyrolysis gas G from the upper cylindrical body 4a, the pyrolysis residue D The carbon residue _IO and the dust collection ash E from the dust collection ash silo 35 and the like are jetted and melted and burned at a high temperature.
Moreover, the molten slag F formed by the melt combustion flows down along the inclined bottom surface 4 b and falls into the slag water cooling tank 29 from the slag discharge port 4 d.
[0018]
The sand heating device 25 is a so-called rotary kiln type heating device as shown in FIG. 2, and the rotary kiln 25a is rotatably supported on the support frame 25b in an inclined posture with the inlet side positioned upward and the outlet side positioned downward. The rotary kiln drive device 37 is rotationally driven in the direction of the arrow at a predetermined speed.
In addition, the lower part of the said cylindrical main body 25a is opened, and it connects with the upper opening of the steam superheater 26 so that it may mention later.
[0019]
The rotary kiln 25a upper opening of the can has a inlet sand S and the combustion exhaust gas G _O, is communicated to the gas discharge channel 4c of melt combustion apparatus 4.
Further, the lower opening of the rotary kiln 25a is a sand S and the combustion exhaust gas G _O with the outlet port, together with the upward opening of the cylindrical main body 26a to form a vapor superheater 26 as will be described later, flue gas stream The waste heat boiler 7 communicates with the passage 38.
[0020]
The steam superheater 26 includes a cylindrical main body 26a whose bottom surface is formed in an inverted conical shape, a steam superheater pipe 26b disposed in the cylindrical main body 26a, a purge nozzle 26c installed below the steam superheater pipe 26b, and the like. The high-temperature sand S that has descended in the rotary kiln 25a of the sand heating device 25 is sequentially discharged to the upper side of the cylindrical main body 26a.
The upper end of the tubular body 26a is connected to the communication form through the lower end to the expansion joint 26e of the flue gas passage 38 for leading the high-temperature combustion exhaust gas G _O to the waste heat boiler 7 is fixed The steam superheater 26 is supported relative to the sand heater 25 and the combustion exhaust gas passage 38 so as to be relatively movable by a small dimensional distance as will be described later.
Further, a sand discharge port 26d is provided at the lowermost end of the cylindrical main body 26a, and the sand S is discharged at a predetermined flow rate through a sand discharge screw device 28a described later.
[0021]
In this embodiment, the steam superheater 26 is suspended and supported so as to freely vibrate via the expansion joints 26e and 26f, the support spring 26g, the flexible pipe 26h, etc. gives small vibrations of a predetermined frequency to the cylindrical main body 26a by operating the motor) 30, thereby has been to enhance the heat transfer rate between the sand S and steam superheating tubes 26b, the flow path of the combustion exhaust gas G _O Needless to say, the cylindrical body forming the cylinder 38 and the cylindrical main body 26a of the steam superheater 26 may be integrally formed, and the steam superheater 26 may be fixed. Similarly, the tubular body 26 a of the steam superheater 26 formed separately may be fixed to the lower end of the flow path 38 in an airtight manner.
[0022]
A plurality of the steam superheat tubes 26b are arranged in parallel in the cylindrical main body 26a. The steam inlet side and the steam outlet side of each steam superheat pipe 26b are respectively connected to the header 32, and after the steam superheated in the boiler steam superheater 13 is further superheated in the steam superheat pipe 26b, It is supplied to the steam turbine power generator 14 through the steam flow path 14a.
Further, a water supply pipe is connected to the inlet side of the steam superheat pipe 26b via a control valve 33, and the opening of the control valve 33 is adjusted by a signal from the temperature control device 31 so that water or low temperature is supplied. By supplying the steam, the temperature of the superheated steam supplied to the steam turbine power generator 14 is adjusted.
In the figure, 34 is a sand level meter. An appropriate amount of air is supplied to the purge nozzle 26c through an air pipe.
[0023]
The replenishment sand silo 27a stores replenishment sand S. By controlling the operation of the replenishment sand supply device 27 by the detection signal of the sand level meter 34, new sand S is supplied through the sand supply port 25c. As a result, the sand level in the cylindrical main body 26a is held at a predetermined position.
[0024]
The sand conveying device 28 includes a sand removing screw device 28a for taking out the sand S from the steam superheater 26, a bucket conveyor device 28b for conveying the taken sand S, and a solid matter in the sand S discharged from the bucket conveyor device 28b. Are formed from a screen device 28c and the like. In addition, as the sand S for a heat medium, silicon carbide having a particle diameter of 1 to 3 mm is used.
[0025]
Next, the operation of the dry distillation pyrolysis melting combustion power generation apparatus of the present invention will be described.
The waste C stored in the waste pit 23 is sequentially supplied into the dry distillation pyrolysis drum 2 by the waste supply device 1 and circulates in the waste heating pipe 11 in a state where substantially oxygen is shut off. The heating gas K from the heating gas generation furnace 12 is heated from room temperature to a temperature of 300 ° C. to 600 ° C., preferably 400 ° C. to 500 ° C. By stirring and mixing in this state for about 1 hour, the waste C in the dry distillation pyrolysis drum 2 is pyrolyzed, and a pyrolysis gas G and a solid pyrolysis residue D are generated.
[0026]
Thermal decomposition of the waste C is usually completed in about 1 hour, and approximately 75 wt% of pyrolysis gas G and 25 wt% of pyrolysis residue D are generated.
The generated pyrolysis residue D is homogenized by stirring and mixing in the dry distillation pyrolysis drum 2 and becomes particles of uniform size.
The generated pyrolysis gas G is mainly composed of moisture, CO, CO ₂ , H ₂ and hydrocarbons, and contains a little dust and tar, and its lower heating value is about 1500 to 2000 kcal. / Kg.
Furthermore, although the pyrolysis residue D is mainly composed of carbon and ash, the carbon content varies depending on the particle size of the pyrolysis residue D, and the smaller the particle size, the greater the carbon content. For example, when the particle size of the pyrolysis residue D is 5 mm or less, the carbon content is approximately 35 wt%.
[0027]
The pyrolysis gas G and pyrolysis residue D in the dry distillation pyrolysis drum 2 are discharged into the adjacent carry-out device 3 where they are separated into pyrolysis gas G and pyrolysis residue D.
The separated pyrolysis gas G is supplied to the melt combustion apparatus 4 and is so-called melt burned together with the carbon residue _IO and dust collection ash E described later.
Further, the pyrolysis residue D is cooled on the cooling conveyor 17 from a temperature of about 400 ° C. to 500 ° C. to a temperature of about 80 ° C., and in the sorting device 5, iron, aluminum, or non-combustible material that is a valuable material. By sorting sand, glass and the like, the combustible solid material I mainly composed of combustible material is separated.
Further, the separated combustible combustible solid I is atomized by the crushing device 6 and then stored in the combustible fine powder storage tank 18 and collected from the waste heat boiler 7 and the dust collecting device 8 as described above. Along with dust ash E, it is sent to the melting combustion device 4 by pneumatic transportation, where it is burned together with the pyrolysis gas G.
That is, the carbon residue I 2 _O having a high carbon content supplied into the melt combustion apparatus 4 is heated at a high temperature of about 1300 ° C., which is about 100 to 150 ° C. higher than the melting temperature of ash in the melt combustion apparatus 4 together with the pyrolysis gas G The molten slag F is burned and flows down along the inclined bottom surface 4b, and is discharged into the slag water cooling tank 29 from the slag discharge port 4d, thereby forming a so-called granulated slag.
[0028]
Combustion exhaust gas G _O of elevated temperature of about 1100 to 1200 ° C. occurring in the melt combustion apparatus within 4 is introduced into the rotary kiln 25a of sand heating device 25 through the gas discharge channel 4c. The combustion exhaust gas G _O of the introduced high temperature, the heat retained during passage through the rotary kiln 25a provided to the sand S and rotary kiln 25a, it is introduced into the waste heat boiler 7 through subsequent flue gas passage 38.
[0029]
Into the rotary kiln 25a of the sand heating device 25, the heat medium sand S is supplied at a predetermined flow rate from a sand supply port 25c provided on the upstream side surface thereof. with the rotation of 25a in contact with the inner wall surface of the combustion exhaust gas G _O or rotary kiln 25a while descending the interior is heated.
Specifically, the rotational speed of the rotary kiln 25a is set to about 2～5Rpm, also the inlet temperature of the combustion exhaust gas G _O is 1000 to 1100 ° C., outlet temperature 700 to 800 ° C., inlet temperature of the sand S 300 The outlet temperature is set to 700 to 800 ° C., respectively.
[0030]
Sand S that has been heated to 700 to 800 ° C. In the sand heating device 25 is discharged from the downstream side of the sand outlet 25d of the rotary kiln 25a upward of the cylindrical main body 26a of the steam superheater 26 with the combustion exhaust gas G _O, gravity To descend. Further, the combustion exhaust gas G _O is sent to the waste heat boiler 7 through previously described flue gas passage 38, the combustion exhaust gas G _O cooled to about 200 ° C.-position by heat recovery in the waste heat boiler, dust collecting After the dust is removed by the device 8, the dust is cleaned by the gas purification device 9, and after removing harmful substances such as HCl, SOx, NOx, etc., it is discharged from the chimney 10 into the atmosphere.
[0031]
In the cylindrical main body 26a of the steam superheater 26, the sand S as a heat medium is accumulated in a layered manner. The amount of the sand S descending from the sand heater 25 and the sanding screw device The amount of sand S discharged from the cylindrical main body 26a is substantially balanced by 28a.
That is, the sand level in the cylindrical main body 26a is controlled to a level within a predetermined range by the sand level meter 34, and the sand S as the heat medium is transferred by the sand heating device 25, the steam superheater 26, and the sand transport device 28. Circulating in the formed circulation path, the shortage of sand S is replenished into the system from a replenishment sand silo 27a described later.
[0032]
In the steam superheater 26, while the high-temperature sand S flows down in the cylindrical main body 26a, the retained heat is given to the superheated steam from the boiler steam superheater 13 through the steam superheater pipe 26b, and this is superheated. .
Specifically, in the steam superheater 26 of the present embodiment, the sand inlet temperature is 700 to 800 ° C, the outlet temperature is 400 to 500 ° C, the superheated steam inlet temperature is 250 to 300 ° C, and the superheated steam outlet temperature is about 500 ° C. Each is set.
[0033]
Incidentally, appropriate air is jetted into the sand S from the purge nozzle 26 c provided at the bottom of the steam superheater 26. By ejecting the air into the sand S, is dissipated adhered to the sand S into the combustion exhaust gas G _O is above containing steam superheater or the like HCl was brought to 26, and more it clean is the cylindrical body 26a Kept in a state.
Further, in order to improve heat exchange between the sand S and the steam superheater pipe 26b, the cylindrical main body 26a is held so as to be able to vibrate, and if necessary, the vibration generating device 30 is operated so that the steam superheater 26 is installed. You may make it make it vibrate slightly.
Further, in order to adjust the temperature on the outlet side of the superheated steam, steam turbine condensate is supplied to the inlet side of the steam superheat pipe 26b through the control valve 33, and thereby supplied from the steam superheater 26 to the steam turbine power generator 14. The temperature of the superheated steam is maintained at about 500 ° C.
That is, superheated steam having a temperature of about 500 ° C. (temperature of about 500 ° C. and pressure of about 100 kg / cm ² ) is supplied from the steam superheater 26 to the steam turbine power generator 14.
[0034]
Sand S discharged from the steam superheater 26 by the sanding screw device 28a is conveyed onto the screen device 28c by the bucket conveyor device 28b, where solid foreign matters such as clinker generated in the sand heating device 25 and combustion are generated. after the dust contained in the exhaust gas G _O is removed and returned to the sand heating device 25. An appropriate amount of sand S is supplied from the replenishment sand silo 27a into the system by the replenishment sand supply device 27.
[0035]
【The invention's effect】
In the present invention, sand is used as the heat medium, and the sand is heated by the high-temperature combustion exhaust gas from the melting combustion device, and the superheated steam from the waste heat boiler is removed by the steam superheating device by sensible heat of the sand. Furthermore, it is set as the structure overheated to high temperature.
That is, the high-temperature sand obtained by heat exchange with the combustion exhaust gas from the melt combustion apparatus does not contain a corrosive gas component such as hydrogen chloride gas contained in the combustion exhaust gas, and is a clean heat source. . Therefore, the steam superheater provided in the steam superheater is placed under conditions that hardly cause high temperature corrosion, and can be operated stably over a long period of time.
As a result, in the present invention, it is not necessary to maintain the superheated steam condition at 300 ° C. and 30 kg / cm ² G or less in order to avoid corrosion of the steam superheated pipe, etc., as in the case of conventional waste power generation. Superheated steam at 500 ° C. and 100 kg / cm ² G can be obtained. As a result, the power generation efficiency in waste power generation can be increased from about 10-15% to about 30%.
[0036]
In addition, when the steam superheater is vibrated slightly, the heat exchange between the sand and the superheated steam is improved, which is convenient for heat recovery.
Further, when a predetermined amount of air is ejected from the purge nozzle into the sand layer, the combustion exhaust gas that has entered the steam superheating device accompanying the sand from the sand heating device is easily discharged, and the steam High temperature corrosion of the superheated tube can be more completely prevented.
The present invention has excellent practical utility as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of a dry distillation pyrolysis melting combustion power generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the dry distillation pyrolysis melting combustion power generation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the tube wall temperature and the corrosion rate of combustion exhaust gas containing hydrogen chloride gas.
[Explanation of symbols]
C ... Waste, D ... Pyrolysis residue, G ... Pyrolysis gas, I ... Combustible solid, _IO ... Carbon residue, F ... Molten slag, G _O ... Combustion exhaust gas, K ... Heating gas, E ... Dust collection Ash, S ... sand, 1 ... waste supply device, 2 ... dry distillation pyrolysis drum, 3 ... unloading device, 4 ... melting combustion device, 4a ... cylindrical body, 4b ... inclined bottom surface, 4c ... gas discharge flow path, 4d ... Slag discharge port, 5 ... Sorting device, 6 ... Crushing device, 7 ... Waste heat boiler, 8 ... Dust collector, 9 ... Gas purification device, 10 ... Chimney, 11 ... Waste heating pipe, 12 ... Heated gas generation Furnace, 13 ... Boiler steam superheater, 14 ... Steam turbine generator, 15 ... Blower, 16 ... Induction fan, 17 ... Cooling conveyor, 18 ... Combustible fine powder storage tank, 19 ... Heated gas flow path, 20 ... Circulation fan 21 ... Heat exchanger, 22 ... Oil burner or gas burner, 23 ... Waste pit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Waste supply crane, 25 ... Sand heating apparatus, 25a ... Rotary kiln, 25b ... Support stand, 25c ... Sand supply port, 25d ... Sand outlet, 26 ... Steam superheater, 26a ... Cylindrical main body, 26b ... Steam superheat Pipe, 26c ... Purge nozzle, 26d ... Sand discharge port, 26e ... Expansion joint, 26f ... Expansion joint, 26g ... Support spring, 26h ... Flexible pipe, 27 ... Supply sand supply device, 27a ... Supply sand silo, 28 ... Sand Conveying device, 28a ... Sanding screw device, 28b ... Bucket conveyor device, 28c ... Screen device, 29 ... Slag water cooling tank, 30 ... Vibration generator, 31 ... Temperature control device, 32 ... Header, 33 ... Control valve, 34 ... Sand level meter, 35 ... dust collecting ash silo, 36 ... blower, 37 ... rotary kiln driving device, 38 ... combustion exhaust gas passage.

Claims

A dry distillation pyrolysis drum that pyrolyzes waste into pyrolysis gas and pyrolysis residue, a melt combustion device that melts and combusts the pyrolysis gas and combustibles in the pyrolysis residue, and a downstream side of the melt combustion device A rotary kiln-type sand heating device that heats sand as a heat medium with combustion exhaust gas from the melting combustion device and a downstream of the sand heating device that recovers the heat of the combustion exhaust gas discharged from the sand heating device A cylindrical main body provided at a position below the waste heat boiler and the sand heating device, with a communication hole for the sand heating device provided in the middle part of the side wall, and a sand discharge port provided therebelow, and in the cylindrical main body A steam superheater pipe disposed in the pipe, a purge nozzle for jetting air disposed below the superheater pipe into the sand, a sand level meter for detecting the level of sand in the main body, and a superheat from the steam superheater pipe and a temperature control device of the steam, the sand heated instrumentation A steam superheater to superheat the steam from the waste heat boiler by hot sand from the steam turbine power generation system for the superheated steam from the steam superheater and the drive source, sand out screw for deriving the sand from the steam superheater Device, bucket conveyor device for conveying the derived sand, a screen device for removing foreign matter from the sand, and a replenishment sand supply device for replenishing sand by controlling the operation by a detection signal of a sand level meter of the sand heating device And a sand transport device for returning sand discharged from the steam superheater to a sand spraying port above the sand heating device.

2. The waste carbonization pyrolysis-melting-combustion power generation apparatus according to claim 1, wherein the steam superheater is configured so as to be vibrated and slightly vibrated by the vibration device.