CN106537037A - 无烟焚烧炉以及使用该无烟焚烧炉的系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种无烟焚烧炉，使未燃烧气体完全燃烧并抑止黑烟的产生，并且即使进行充分的燃烧也不担心会使燃烧室的燃烧器破损。具有：一次燃烧室(A)，其设置有主燃烧部(A1)和水冷套部(A2)，上述主燃烧部(A1)被投入燃烧对象物并且具备耐火砖壁(A12)和用于辅助燃烧的助燃用燃烧器(A31)，上述水冷套部(A2)配置于耐火砖部(A1)的上方并且具备水冷套壁(A27)；二次燃烧室(B)，其配置于一次燃烧室(A)的上方并具备再燃烧用燃烧器(B1)；在二次燃烧室(B)的一侧方依次配置为一排的带过滤器的燃烧室(C)和三次燃烧室(D)，该三次燃烧室(D)具备旋风集尘器(D3)；四次燃烧室(E)，其配置于三次燃烧室(D)的上方并且具备再燃烧用燃烧器(E1)；以及排气筒(F)，其具备强制排气机构(F2、F5)。

Description

无烟焚烧炉以及使用该无烟焚烧炉的系统
技术领域
本发明涉及不产生二恶英以及CO的无烟焚烧炉以及使用该无烟焚烧炉的发电系统或者热交换系统。
背景技术
对于依次投入废弃物并焚烧的焚烧炉而言提出有很多技术。焚烧对象物是从家庭、事业单位废弃的有机物，例如有生活垃圾、纸张、木头、草等植物、废橡胶、废塑料等多种。
在抑制二恶英类的产生而构成的焚烧炉中，在一次燃烧室中使用助燃用燃烧器在800℃以上进行燃烧(专利文献1)。另外，在一次燃烧室中，通常供给适量的空气，由此抑止由不完全燃烧引起的一氧化碳的产生。自动控制空气供给量也是公知的。另外，为了保护一次燃烧室的炉壁，还存在在一次燃烧室设置有水冷套的焚烧炉(专利文献2)。
专利文献1：日本专利第5625205号公报
专利文献2：日本专利第4120422号公报
专利文献3：日本特开2008-136919号公报
小型焚烧炉的一次燃烧室比大型焚烧炉的小，所以向一次燃烧室投入过度的有机物容易引起温度降低、局部空气不足。
另外，即使炉内空气充分，也会由于与未燃烧气体搅拌不足而使空气不足。另外，空气的过度也会产生温度降低。上述结果会产生含有未燃烧气体的黑烟。黑烟中含有二恶英类、一氧化碳。最近，小型焚烧炉的二恶英类对策有所进展，设置用于使在一次燃烧室中没有完全燃烧的未燃烧气体再燃烧的二次燃烧室很受重视。然而，现状是还未实现完全排除黑烟的无烟的小型焚烧炉。
另外，为了应对有机物的过度投入而在一次燃烧室进行过度燃烧，结果可能对二次燃烧室施加过度的压力。其结果，频繁引起在一次燃烧室以及二次燃烧室中使用的燃烧器破损。
另外，在为了保护一次燃烧室的炉材免受高温而设置水冷套的情况下，担心一次燃烧室的温度容易降低而产生含有二恶英类的黑烟。
发明内容
鉴于以上的现状，本发明的目的是提供一种无烟焚烧炉，其将一次燃烧室充分保持高温，并使未燃烧气体完全燃烧由此抑止黑烟的产生，并且即使进行充分燃烧也不担心会使燃烧室的燃烧器破损。并且，目的是提供一种将这样的无烟焚烧炉、发电机以及/或者热交换器组合而成的系统。
为了解决上述课题，本发明提供以下的结构。此外，括弧内的数字是后述的附图中的附图标记，为了参考而标注。
本发明的第一实施方式的无烟焚烧炉的特征在于，具有：一次燃烧室(A)，其设置有主燃烧部(A1)和水冷套部(A2)，上述主燃烧部(A1)被投入燃烧对象物并且具备耐火砖壁(A12)和用于辅助燃烧对象物的燃烧的助燃用燃烧器(A31)，上述水冷套部(A2)配置于上述主燃烧部(A1)的上方并且具备水冷套壁(A27)；二次燃烧室(B)，其配置于上述一次燃烧室(A)的上方并且具备用于使未燃烧气体燃烧的再燃烧用燃烧器(B1)；在上述二次燃烧室(B)的一侧方依次配置为一排的带过滤器的燃烧室(C)和三次燃烧室(D)，上述带过滤器的燃烧室(C)具备陶瓷过滤器(C1)，上述三次燃烧室(D)具备旋风集尘器(D3)；四次燃烧室(E)，其配置于上述三次燃烧室(D)的上方并且具备用于使未燃烧气体燃烧的另外的再燃烧用燃烧器(E1)；以及排气筒(F)，其配置于上述四次燃烧室(E)的上方并且具备强制排气机构(F2、F5)。
在上述第一实施方式中，上述二次燃烧室(B)的再燃烧用燃烧器(B1)被安装在位于与上述带过滤器的燃烧室(C)对置的侧面相邻的侧面，并且以相对于朝向上述带过滤器的燃烧室(C)的方向呈锐角(α)的方式倾斜地安装。
在上述第一实施方式中，上述二次燃烧室(B)的再燃烧用燃烧器(B1)能够对上述带过滤器的燃烧室(C)以及上述三次燃烧室(D)进行加热。
在上述第一实施方式中，上述二次燃烧室(B)、上述带过滤器的燃烧室(C)、上述三次燃烧室(D)以及上述四次燃烧室(E)分别具备多孔质陶瓷壁(B2、C2、D2、E2)。
在上述第一实施方式中，在上述一次燃烧室(A)内具备沿上下方向延伸并供给空气的多个空气喷嘴(A11)。
在上述第一实施方式中，在上述一次燃烧室(A)的上述主燃烧部(A1)的下方部分具备供给用于余烬燃烧的空气的余烬燃烧用空气喷嘴(A10)。
在上述第一实施方式中，在上述一次燃烧室(A)的上述主燃烧部(A1)，且在上述助燃用燃烧器(A31)的上方还具备另外的再燃烧用燃烧器(A32)。
在上述第一实施方式中，在上述一次燃烧室(A)的上述水冷套部(A2)还具备另外的再燃烧用燃烧器(A33)。
本发明的第二实施方式的发电系统的特征在于，具有：上述第一实施方式的无烟焚烧炉(1)、和被供给从上述一次燃烧室(A)的上述水冷套部(A2)送出的蒸气来进行发电的发电机(G)。
本发明的第三实施方式的热交换系统特征在于，具有：上述第一实施方式的无烟焚烧炉(1)、和被供给从上述排气筒(F)送出的排气来进行热交换的热交换器(H)。
本发明的无烟焚烧炉由主燃烧部和配置于其上方的冷却套部构成一次燃烧室，由此在主燃烧部保持足够的高温进行完全燃烧，并且利用冷却套部防止过度的加热，能够稳定地保持主燃烧部的温度。由此有助于无烟化。
在一次燃烧室中，封闭炉内并供给焚烧所需要的最小限度的空气，由此使在焚烧时产生的热分解气体与空气混合，使炉内上部作为用于未燃烧气体的滞留和再燃烧的空间发挥功能，从而使焚烧引起的气化速度稳定，从而能够平衡地进行燃烧。在炉内稳定时，能够仅利用空气高效地进行完全燃烧。
另外，将二次燃烧室、带过滤器的燃烧室以及三次燃烧室沿水平方向依次配置，并且能够利用设置于二次燃烧室的再燃烧用燃烧器加热这3个室的全部，所以能够节能并且高效地使排气中的未燃烧气体再燃烧，有助于无烟化。
在具有旋风集尘器的三次燃烧室中，在加热形成的高温下进行集尘，所以也能使集尘中途的微粒燃烧，减少集尘灰并且有助于无烟化。
附图说明
图1是简要表示作为本发明的实施方式的一个例子的无烟焚烧炉的主视图。
图2是与图1相同的左侧视图。
图3是与图1相同的俯视图。
图4是示意性示出无烟焚烧炉的主要部位的正面剖视图。
图5是示意性示出无烟焚烧炉的其它主要部位的正面剖视图。
图6是表示陶瓷过滤器的一个例子的图，(a)是表示排气的流入面的图，(b)是(a)的I-I剖视图。
图7是示意性表示本发明的无烟焚烧炉的燃烧工序的第一部分的流程的图。
图8是示意性表示本发明的无烟焚烧炉的燃烧工序的第二部分的流程的图。
图9是示意性表示本发明的无烟焚烧炉的燃烧工序的第三部分的流程的图。
具体实施方式
以下，参照表示一个例子的附图来说明本发明的实施方式。以下说明的本发明的无烟焚烧炉由于燃烧室小所以在容易受到温度降低、局部空气不足的影响的小型焚烧炉中能够实现无烟化，在这一点上特别适用于小型焚烧炉。另一方面，对于大型焚烧炉而言，由于燃烧室大且未燃烧气体的滞留时间长，所以通过供给足够的空气就能够比较容易进行完全燃烧行。本发明当然也能够在这样的大型焚烧炉中实施。
因此，本发明不限定于装置的规模、特定的使用目的以及焚烧对象物，能够作为多样化的焚烧炉实施。在本发明的中，只要在不脱离该特征的结构，则可以根据所应用的焚烧炉的规模、使用目的以及焚烧对象物的需要，适当地设计和改变其尺寸、材质等。
本发明的无烟焚烧炉的焚烧对象物基本是有机物。例如是从家庭、事业单位废弃的有机物，例如生活垃圾、纸张、木头、草等植物、废橡胶、废塑料等多种。然而，也可以是由不会妨碍燃烧处理的无机物、金属混合而成。
以下，示出小型焚烧炉的本发明的应用例，来说明本发明的实施方式。
图1是简要表示作为本发明的实施方式的一个例子的无烟焚烧炉1的主视图，图2是与图1相同的左侧视图，图3是与图1相同的俯视图。图4是示意性示出图1的无烟焚烧炉1的主要部位的正面剖视图，图5是示意性示出无烟焚烧炉1的其它主要部位的正面剖视图。参照图1～图5，说明无烟焚烧炉1的结构。
如图1所示，无烟焚烧炉1具备一次燃烧室A、二次燃烧室B、带过滤器的燃烧室C、三次燃烧室D、四次燃烧室E以及排气筒F作为主要部位。在一次燃烧室A的上方配置二次燃烧室B，在二次燃烧室B的一方的侧面方向依次配置带过滤器的燃烧室C以及三次燃烧室D，在三次燃烧室D的上方配置四次燃烧室E，而且从四次燃烧室E的上表面向上方配置排气筒F。各室的外侧的面基本被钢板覆盖。
以下，说明各室的结构。
＜一次燃烧室A＞
如图4所示，一次燃烧室A具有一个近似长方体的内部空间。一次燃烧室A由沿上下方向配置的两个部分构成。这两个部分是位于下方的主燃烧部A1和位于上方的水冷套部A2。主燃烧部A1与水冷套部A2通过它们的壁构造的不同来区别。
主燃烧部A1是最初对焚烧对象物进行焚烧的空间。在主燃烧部A1的正面设置有用于投入焚烧对象物的投入口A7。投入口A7是能够依次投入的结构，例如是二式投入型的旋转档板。这样的旋转档板形成双层构造以便在投入焚烧对象物时不使一次燃烧室A内的温度降低，在朝向主燃烧部A1的入口配置有陶瓷隔热件(未图示)。这样的投入口是公知的。另外，在主燃烧部A1的背面侧设置有出灰口A8。
如图4所示，主燃烧部A1在表面的钢板的内侧设置有规定厚度的耐火砖壁A12。耐火砖壁A12与各侧壁配置于底壁。主燃烧部A1的内部空间为了在焚烧时防止二恶英类的产生而优选维持800℃以上的温度，850℃～900℃更好。耐火砖壁A12能够防止焚烧时的内部空间的温度降低，由此，能够进行不产生二恶英类的焚烧，并且能够促进因焚烧的气化所产生的排气中的未燃烧气体的再燃烧。图4中的黑箭头示出了排气的流动方向。
耐火砖壁A12具备能够承受内部空间的温度的材质和厚度。例如可以使用耐火砖、高铝砖等作为耐火砖壁A12。耐火砖成本低，所以适合小型焚烧炉(例如，加贺耐火砖株式会社制的型号“SK34”，最高使用温度1380℃)。另外，利用耐火砖壁A12确保与外部隔热，也能够抑止表面的钢板的变形、劣化。
在主燃烧部A1的侧壁设置有助燃用燃烧器A31。助燃用燃烧器A31用于对焚烧对象物最初的点火。在大多情况下，一旦开始燃烧的焚烧对象物会通过自燃而持续燃烧。主燃烧部A1的温度能够通过焚烧对象物的自燃而达到所需要的焚烧温度。因此，几乎不用为了焚烧而消耗燃料。为了根据燃烧状况来控制焚烧对象物的气化而适当使用助燃用燃烧器A31。
并且，优选在助燃用燃烧器A31的上方的侧壁设置有再燃烧用燃烧器A32。为了根据主燃烧部A1的未燃烧气体的滞留状况(例如在产生了黑烟时)，使未燃烧气体再燃烧而适当使用再燃烧用燃烧器A32。使未燃烧气体再燃烧，由此使黑烟变为无色，能够抑制恶臭的产生。
水冷套部A2位于主燃烧部A1的上方。水冷套部A2的作用是防止主燃烧部A1的温度过度上升。主燃烧部A1的耐火砖壁A12适于保持高温，但缺点是温度容易过度上升。在该情况下，导致过度燃烧而产生空气不足从而形成不完全燃烧并产生黑烟。为防止该情况而设置具备水冷套壁A27的水冷套部A2。水冷套壁A27是在表面的钢板的内侧隔着间隙配置有其它钢板的双层壁，使水在该间隙流动而构成。水冷套部A2的水冷套壁A27吸收下方的主燃烧部A1的多余热量，从而能够维持主燃烧部A1的温度稳定。由此，能够使主燃烧部A1的气化速度稳定，平衡地进行燃烧。
在现有技术中，为了保护一次燃烧室而大多以包围一次燃烧室整体的方式设置水冷套壁，但在该情况下，主燃烧部的温度容易降低，其结果是，容易不完全燃烧，存在容易产生二恶英类之类的问题。
从图2以及图3所示的供水箱A21向水冷套部A2的水冷套壁A27供水。从外部通过供水口A26使供水箱21储水。利用图2所示的水冷供水管A22从供水箱21向水冷套壁27送水。在水冷套壁27中流动的水因处于高温而成为蒸气，如图2所示，通过蒸气送出管A23向膨胀箱A24输送。在膨胀箱A24中蒸气的温度适当降低，然后从朝上方延伸的蒸气筒A25通过而释放。
水冷套部A2在侧壁设置有再燃烧用燃烧器A33。再燃烧用燃烧器A33与主燃烧部A1的再燃烧用燃烧器A32相同，为了根据上升了的排气中的未燃烧气体的滞留状况使未燃烧气体再燃烧而适当地使用。使未燃烧气体再燃烧，由此抑制恶臭的产生。
如图4所示，在一次燃烧室A的内部空间设置有从最下部沿铅垂方向延伸到最上部为止的空气喷嘴A11。在该例中，在内部空间的四角配置有4根空气喷嘴A11。在空气喷嘴A11的表面形成有多个空气喷出孔。图4中的白箭头示出了气流。
向空气喷嘴A11供给的空气例如从涡轮鼓风机A4经由阀A5被输送，在配置于主燃烧部A1的底部的空气箱A6积存。各空气喷嘴A11与空气箱A6连通。通过控制阀A5，能够仅将燃烧所需要的量的空气输送至一次燃烧室A。喷射至内部空间的空气供给焚烧对象物的燃烧所需要的氧，并且与未燃烧气体搅拌而成为混合气体，从而能够高效地进行完全燃烧。
此外，可以在一次燃烧室A的主燃烧部A1的底部附近设置余烬燃烧用空气喷嘴A10。余烬燃烧用空气喷嘴A10促进焚烧对象物在固体状态下红热并燃烧的余烬燃烧。在图示的例中从后述的高压涡轮鼓风机F2经由阀A9适当地供给余烬燃烧用空气。
＜二次燃烧室B＞
二次燃烧室B在一次燃烧室A的上方即水冷套部A2的上方配置。二次燃烧室B通过设置在水冷套部A2的上表面中央部的出口、与二次燃烧室B的下表面中央部的入口之间的短的管路而与水冷套部A2的上表面中央部的出口连结。
如图4所示，二次燃烧室B在表面的钢板的内侧设置有规定厚度的多孔质陶瓷壁B2。多孔质陶瓷壁B2由耐火温度在1250℃以上的多孔质陶瓷构成。多孔质陶瓷具备微小气孔，由此接近内部空间的部分发挥蓄热效果即保温效果，接近外表面的部分发挥隔热效果。面向内部空间的表面成为高温由此放射辐射热(远红外线)。这样的多孔质陶瓷是固定有陶瓷粉体的块产品，例如可以使用加藤电炉材料制造有限公司制的商品名为“耐火自由砖”(耐火温度1250℃)的产品。
在二次燃烧室B设置有再燃烧用燃烧器B1。为了使排气中的未燃烧气体再燃烧而适当地使用再燃烧用燃烧器B1。该再燃烧用燃烧器B1如图3的俯视图所示，被安装在位于与带过滤器的燃烧室C对置的侧面相邻的侧面(即图示的例中的正面)。此外，再燃烧用燃烧器B1以相对于朝向带过滤器的燃烧室C的方向r呈锐角α的方式倾斜地安装。该安装方法被认为对防止再燃烧用燃烧器B1破损非常有用。在将再燃烧用燃烧器B1安装在与带过滤器的燃烧室C相反的一侧的侧面的情况下或者以垂直于侧面的方式安装的情况下，由于来自一次燃烧室的排气的压力而使再燃烧用燃烧器B1破损的情况很多。这样倾斜地安装于规定的侧面，由此使再燃烧用燃烧器B1不破损。
二次燃烧室B的出口在与沿水平方向邻接的带过滤器的燃烧室C对置的侧面设置。因此，从下方的入口进入的排气朝上方的流动因二次燃烧室B而弯曲为水平方向。由此，排气的速度变慢，滞留时间变长。其结果是能够使未燃烧气体的再燃烧的时间充分。
另外，再燃烧用燃烧器B1不仅能对二次燃烧室B加热，还能对后述的带过滤器的燃烧室C以及三次燃烧室D加热。这是由于二次燃烧室B、带过滤器的燃烧室C以及三次燃烧室D沿水平方向依次配置为一排。在该情况下，上述3个室的内部空间从二次燃烧室B到三次燃烧室D的入口为止包含各室间的短的连结管路部分，具有大小相同的剖面而连结。在各室间的连结管路部分也设置有多孔质陶瓷壁。即，形成有从二次燃烧室B到三次燃烧室D的上部为止相连结的一个立方体的内部空间。利用这样3个室B、C、D的配置与结构，一个再燃烧用燃烧器B1能够承担3个室B、C、D的加热功能。
＜带过滤器的燃烧室C＞
带过滤器的燃烧室C在二次燃烧室B的一侧方邻接地配置。如图4所示，带过滤器的燃烧室C也在外表面(上下表面以及两个侧面)的钢板的内侧设置有规定厚度的多孔质陶瓷壁C2。
在带过滤器的燃烧室C的中央部配置有陶瓷过滤器C1。陶瓷过滤器C1被设置为将带过滤器的燃烧室C的内部空间分隔为入口侧和出口侧两个区域。因此，排气通过陶瓷过滤器C1并流动。如上所述，带过滤器的燃烧室C被二次燃烧室B的再燃烧用燃烧器B1加热，陶瓷过滤器C1也会被加热。陶瓷过滤器C1具有吸附并除去排气中的微粒的效果。另外，带过滤器的燃烧室C被加热而成为高温，由此也会促进排气中的未燃烧气体的再燃烧。带过滤器的燃烧室C也设置有多孔质陶瓷壁C2，所以由于其辐射热(远红外线)而成为高温，再燃烧被促进。
图6是表示这样的陶瓷过滤器C1的一个例子的图。(a)示出了一个侧面，(b)示出了(a)的I-I剖面。黑箭头表示排气的流动。这样的陶瓷过滤器是公知的，例如在专利文献3中被公开了。陶瓷过滤器C1例如可以采用伊索来特工业株式会社制的陶瓷管。
＜三次燃烧室D＞
三次燃烧室D相对于带过滤器的燃烧室C邻接地配置在与二次燃烧室B相反的一侧的一侧方。如图4所示，三次燃烧室D也在外表面的钢板的内侧设置有规定厚度的多孔质陶瓷壁D2。
三次燃烧室D具备旋风集尘器D3。旋风集尘器D3具有向下的圆锥形状。在旋风集尘器D3的下方设置有规定大小的集尘室D4。在集尘室D4的正面设置有出灰口D1。
旋风集尘器D3使排气旋转由此延长滞留时间，并且利用旋转的离心力收集排气中的微粒。微粒下降并积存于集尘室D4。
如上所述，三次燃烧室D被二次燃烧室B的再燃烧用燃烧器B1加热而成为高温，由此排气中的未燃烧气体的再燃烧被促进。三次燃烧室D也设置有多孔质陶瓷壁D2，所以也由于其辐射热(远红外线)而成为高温，再燃烧被促进。这样，微粒被除去且未燃烧气体再燃烧了的排气被后述的强制排气流吸引，从设置于上表面的出口前往四次燃烧室E。
＜四次燃烧室E＞
四次燃烧室E配置于三次燃烧室D的上方。如图5所示，四次燃烧室E也在外表面的钢板的内侧设置有规定厚度的多孔质陶瓷壁E2。
四次燃烧室E在侧壁设置有再燃烧用燃烧器E1。再燃烧用燃烧器E1用于在该位置的排气中仍残留有未燃烧气体的情况下使其再燃烧。该位置的未燃烧气体的残留由设置于后述的排气筒F的测定口F1的测定来探测。在探测到未燃烧气体的情况下，利用再燃烧用燃烧器E1加热四次燃烧室E来进行再燃烧。四次燃烧室E也设置有多孔质陶瓷壁E2，所以也由于其辐射热(远红外线)而成为高温，再燃烧被促进。
＜排气筒F＞
排气筒F是以从四次燃烧室E的上表面的出口朝上方延伸的方式配置的圆筒状钢管部件。优选提高耐热性·耐腐蚀性的熔融铝电镀加工。
在排气筒F的长度方向的中间位置安装有强制排气管F5。
强制排气管F5的上端将排气筒F的筒壁从外部向内部贯通，在排气筒F的中心轴上朝上方开口。另一方面，强制排气管F5的下端与空气送出管F4的一端连接。空气送出管F4的另一端与设置于高压涡轮鼓风机F2的送风口的空气腔室F3连接。
若使高压涡轮鼓风机F3运转，则从强制排气管F5的上端向上方喷射高压空气。由此，在排气筒F内形成朝向上方的强大空气流。该空气流以吸引来自四次燃烧室E的排气的方式强制使其前往上方。由该强制排气管F5产生的强制空气流以使比四次燃烧室E更靠前段配置的各室的排气前往规定的方向的方式作用。
这样，排气从排气筒F的上端向大气中释放。在该时刻，未燃烧气体大致为零，所以无色无臭的排气被释放出来。
在排气筒F上比强制排气管F5的安装位置更靠下方设置测定口F1。测定口F1用于将从四次燃烧室E送出的排气的一部分取出。被取出的排气被用于针对其成分的各种计测。计测结果输送至控制部(未图示)，控制部根据计测结果控制四次燃烧室E的再燃烧用燃烧器E1等。
接下来，参照图7～图9，更详细地说明图1～图6所示的无烟焚烧炉1的焚烧动作流程。此外，在说明中，有时参照图1～图6中的附图标记。
图7是示意性表示从焚烧开始到一次燃烧室A的燃烧工序为止的流程图。黑箭头表示焚烧对象物或者其焚烧后的排气的流动，白箭头表示空气或者水的流动(以下的图中也相同)。
在开始焚烧时，打开投入口A7投入焚烧对象物。此外，也可以在焚烧中途逐次追加投入。在小型焚烧炉中，也常用无秩序投入焚烧对象物的使用方法。在该情况下，本发明的无烟焚烧炉也不会降低主燃烧部A1的温度来进行燃烧。这是因为主燃烧部A1被耐火砖壁围起，足够的空气从空气喷嘴A11被供给。根据主燃烧部A1的温度来控制空气喷嘴11的空气的供给量。主燃烧部A1的温度由温度传感器(未图示)计测，计测结果输送至控制部(未图示)，控制部由此进行控制。
助燃用燃烧器A31在最初点火时使用，而在通过自燃进行稳定燃烧的情况下停止。然后仅通过供给适量的空气的就能高效地进行完全燃烧。在主燃烧部A1中焚烧对象物的大部分燃烧并气化从而成为排气。作为固体的焚烧灰积存在主燃烧部A1的底部，从出灰口被取出。另一方面，排气中除了含有完全燃烧后的气化成分即二氧化碳和水(蒸气)以外，还含有未燃烧气体(一氧化碳、其它的有害气体)和可悬浮的固体(微粒)。
在该情况下，一次燃烧室A的主燃烧部A1的上部和水冷套部A2作为排气中的未燃烧气体的滞留空间发挥功能。未燃烧气体通过主燃烧室的再燃烧用燃烧器A32以及/或者水冷套室A2的再燃烧用燃烧器A33而再燃烧。由此，能够尽可能减少排气中的未燃烧气体，从而使排气前往二次燃烧室。
向水冷套部A2供给的水能够作为水蒸汽而被取出。如图7所示，可以利用水蒸汽驱动发电机G。发电机G例如是蒸汽涡轮。这样的发电技术是公知的。本发明的无烟焚烧炉能够构成与这样的发电机G组合而成的发电系统。
图8是示意性表示从二次燃烧室B到四次燃烧室E的流程图。二次燃烧室B、带过滤器的燃烧室C以及三次燃烧室D沿水平方向依次配置为一排，所以设置于二次燃烧室B的再燃烧用燃烧器B1能够一直加热到带过滤器的燃烧室C以及三次燃烧室D。上述室壁由具有较高的蓄热以及保温效果的多孔质陶瓷形成，若被加热而成为高温则从壁面放射辐射热(远红外线)。由此，排气中的未燃烧气体的再燃烧被促进。在该结构中，能够利用一个再燃烧用燃烧器加热3个燃烧室，所以能够高效地利用燃料，有助于节能。在该过程中未燃烧气体进行再燃烧，促进无烟化。
利用带过滤器的燃烧室C的陶瓷过滤器C1将排气中的微粒除去。另外，还利用三次燃烧室D的旋风集尘器D3将排气中的微粒除去。三次燃烧室D的旋风集尘器在通过加热产生的高温下进行集尘，所以在集尘的中途完全燃烧的微粒的比例变高。由此，能够减少集尘灰，并且进一步促进无烟化。
在三次燃烧室D之前的工序中，排气中的未燃烧气体几乎完全燃烧，而在四次燃烧室E中还有残留的情况下通过再燃烧用燃烧器E1再燃烧。利用排气筒下部的测定口的计测来探测未燃烧气体的残留。
图9是示意性表示排气筒F的排气的流动的流程图。仅有通过完全燃烧产生的排气流入排气筒F，通过强制排气管F5的强制排气，排气释放到大气中。由此结束焚烧。
此外，从排气筒F的下部的测定口F1取出的排气不仅用于测定，还可以应用于热交换器H。该位置的排气例如为350℃左右，为用于热交换器H的足够高的温度。在该情况下，可以代替输送至排气筒F的上部而是将排气全部用于热交换器H。在热交换器H中与水进行热交换，由此能够使水成为开水。另外，在热交换器H中，也可以与空气进行热交换。由此，能够干燥空气，或用于温风暖房。这样的热交换技术是公知的。本发明的无烟焚烧炉能够构成与这样的热交换器H组合而成的热交换系统。
实施例
以下，表示本发明的无烟焚烧炉的试验结果。试验中使用的无烟焚烧炉具备与上述实施方式相同的结构。装置规模如下。焚烧能力：16.191(kg/h)、炉膛面积：0.29(m2)、排气筒：直径250(mm)、高度3.565(m)
＜二恶英类测定结果＞
JIS K0311依据排气中的二恶英类的测定方法的测定结果如下所述。对分别从图1的测定口F1、图2的出灰口A8以及图1的出灰口D1采集的排气、焚烧灰、以及粉尘进行了测定。
[表1]
试料种类 采集位置 测定结果 基准值
排气 测定口(F1) 3.4(ng-TEQ/m3) -
焚烧灰 出灰口(A8) 0.0068(ng-TEQ/g-dry) 3
纷尘 出灰口(D1) 2.1(ng-TEQ/g-dry) 3
对于排气而言，未设定试验出的焚烧炉的规模的基准值。作为参考，一个以上的规模的焚烧炉的基准值为5。
＜一氧化碳以及氧的浓度测定结果＞
从图1的测定口F1采集到的排气中的一氧化碳浓度和氧浓度的测定结果如下所述。
在3小时46分钟的时间内每分钟进行一次测定，计算出平均值。
[表2]
＜排气量·排气温度·排气组成的测定结果＞
从图1的测定口F1采集到的排气的排气量·排气温度·排气组成的测定结果如下所述。排气组成的分析依据JIS K 0301-6.JIS B 7983电化学式进行。
[表3]
排气量(潮湿) 280(m3 N/h)
排气量(干燥) 250(m3 N/h)
排气温度 350℃
排气组成 CO2：7.1％，O2：11.5％，CO：0.0％，N2：81.4％
附图标记的说明
1…无烟焚烧炉；A…一次燃烧室；A1…主燃烧部；A2…水冷套部；A31…助燃用燃烧器；A32、A33…再燃烧用燃烧器；A4…涡轮鼓风机；A5…阀；A6…空气箱；A7…投入口；A8…出灰口；A9…阀；A10…余烬燃烧用空气喷嘴；A11…空气喷嘴；A12…耐火砖壁；A21…供水箱；A22…水冷供水管；A23…蒸气送出管；A24…膨胀箱；A25…蒸气筒；A26…供水口；A27…水冷套壁；B…二次燃烧室；B1…再燃烧用燃烧器；B2…多孔质陶瓷壁；C…带过滤器的燃烧室；C1…陶瓷过滤器；C2…多孔质陶瓷壁；D…三次燃烧室；D1…出灰口；D2…陶瓷炉壁；D3…旋风集尘器；E…四次燃烧室；E1…再燃烧用燃烧器；E2…多孔质陶瓷壁；F…排气筒；F1…测定口；F2…高压涡轮鼓风机；F3…空气腔室；F4…空气送出管；F5…强制排气管；G…发电装置；H…热交换器。

Claims (10)

1.一种无烟焚烧炉，其特征在于，具有：
一次燃烧室(A)，其设置有主燃烧部(A1)和水冷套部(A2)，上述主燃烧部(A1)被投入燃烧对象物并且具备耐火砖壁(A12)和用于辅助燃烧对象物的燃烧的助燃用燃烧器(A31)，上述水冷套部(A2)配置于上述主燃烧部(A1)的上方并且具备水冷套壁(A27)；
二次燃烧室(B)，其配置于上述一次燃烧室(A)的上方并且具备用于使未燃烧气体燃烧的再燃烧用燃烧器(B1)；
在上述二次燃烧室(B)的一侧方依次配置为一排的带过滤器的燃烧室(C)和三次燃烧室(D)，上述带过滤器的燃烧室(C)具备陶瓷过滤器(C1)，上述三次燃烧室(D)具备旋风集尘器(D3)；
四次燃烧室(E)，其配置于上述三次燃烧室(D)的上方并且具备用于使未燃烧气体燃烧的另外的再燃烧用燃烧器(E1)；以及
排气筒(F)，其配置于上述四次燃烧室(E)的上方并且具备强制排气机构(F2、F5)。
2.根据权利要求1所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
上述二次燃烧室(B)的再燃烧用燃烧器(B1)被安装在位于与上述带过滤器的燃烧室(C)对置的侧面相邻的侧面，并且以相对于朝向上述带过滤器的燃烧室(C)的方向呈锐角(α)的方式倾斜地安装。
3.根据权利要求2所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
上述二次燃烧室(B)的再燃烧用燃烧器(B1)能够对上述带过滤器的燃烧室(C)以及上述三次燃烧室(D)进行加热。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
上述二次燃烧室(B)、上述带过滤器的燃烧室(C)、上述三次燃烧室(D)以及上述四次燃烧室(E)分别具备多孔质陶瓷壁(B2、C2、D2、E2)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
在上述一次燃烧室(A)内具备沿上下方向延伸并供给空气的多个空气喷嘴(A11)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
在上述一次燃烧室(A)的上述主燃烧部(A1)的下方部分具备供给用于余烬燃烧的空气的余烬燃烧用空气喷嘴(A10)。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
在上述一次燃烧室(A)的上述主燃烧部(A1)，且在上述助燃用燃烧器(A31)的上方还具备另外的再燃烧用燃烧器(A32)。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的无烟焚烧炉，其特征在于，
在上述一次燃烧室(A)的上述水冷套部(A2)还具备另外的再燃烧用燃烧器(A33)。
9.一种发电系统，其特征在于，具有：
权利要求1～8中任一项所述的无烟焚烧炉(1)、和被供给从上述一次燃烧室(A)的上述水冷套部(A2)送出的蒸气来进行发电的发电机(G)。
10.一种热交换系统，其特征在于，具有：
权利要求1～8中任一项所述的无烟焚烧炉(1)、和被供给从上述排气筒(F)送出的排气来进行热交换的热交换器(H)。
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