JP2000346327A - 二回流式廃棄物焼却炉及びその運転方法 - Google Patents

二回流式廃棄物焼却炉及びその運転方法

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JP2000346327A
JP2000346327A JP11162574A JP16257499A JP2000346327A JP 2000346327 A JP2000346327 A JP 2000346327A JP 11162574 A JP11162574 A JP 11162574A JP 16257499 A JP16257499 A JP 16257499A JP 2000346327 A JP2000346327 A JP 2000346327A
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雅明 西野
Naoyuki Isozaki
直之 磯崎
Takehiko Inada
武彦 稲田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は主燃焼室内での燃焼が不安定な状態
の場合であっても、ガス混合室での2次燃焼を安定さ
せ、未燃分を完全に燃焼させる二回流式廃棄物焼却炉及
びその運転方法を提供する。 【解決手段】 二回流式廃棄物焼却炉1は、乾燥ゾーン
2および燃焼ゾーン3を有するストーカ4と、主燃焼室
5が設けられ、主燃焼室5には中間天井6を設けて区分
された部分に副煙道7および主煙道8とをそれぞれ接続
し、それらを介して2次燃焼室9に接続されている。主
煙道8の部分に、そこを通過して2次燃焼室9に送られ
る排ガスの温度を測定する温度センサ10と、排ガスの
温度を調節する補助燃料吹込み装置11を設けている。
主煙道8を出た800℃以上の所定の温度に維持された
排ガスAは、2次燃焼室9に送られ、副煙道7から送ら
れた未燃分を含んだ排ガスBと混合される。そして、未
燃分を含んだ排ガスBは完全に燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ゴミ等の廃棄物
を焼却処理する二回流式廃棄物焼却炉及びその運転方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミ等の廃棄物を焼却処理する焼却
炉として、火格子式廃棄物炉が広く用いられている。そ
の中でも、特に、スートカ上で発生する燃焼ガスを、未
燃ガスを多量に含み、酸素の殆どない燃焼ガスと、比較
的酸素を多く含んだ高温の主燃焼ガスとに二分割して、
ガス混合室(二次燃焼室)で強制的に正面衝突させて混
合攪拌させる二回流式廃棄物焼却炉は、二次燃焼を効果
的に行えるため、焼却炉からの排ガスに含まれるCO,
NOx等の排出を抑制できる炉形状である。
【0003】二回流式廃棄物焼却炉は、乾燥ゾーン及び
燃焼ゾーンを有するストーカと、ストーカの上方に設け
た主燃焼室と、主燃焼室に中間天井を設けて形成された
副煙道、主煙道と、それらの煙道に接続された2次燃焼
室とを備えている。
【0004】二回流式廃棄物焼却炉では、ホッパに投入
された廃棄物は、シュートを通して乾燥ストーカに送ら
れ、下からの空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共
に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開始した廃棄
物は、燃焼ストーカに送られ、そして、更に後燃焼スト
ーカで、未燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に残
った灰は、主灰シュートより外部に取出される。
【0005】燃焼は主燃焼室内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井の存在により、中間天井の上流側(乾燥ゾ
ーン側)に設けられた副煙道と下流側(燃焼ゾーン側)
に設けられた主煙道とに別れて排出される。従って、主
煙道を通る排ガスには、酸素が10%程度含まれてお
り、未燃ガス成分は少ない。一方、副煙道を通る排ガス
は、酸素濃度が1%以下であり、未燃ガス分が数%含ま
れている。
【0006】これらの排ガスは2次燃焼室で混合され、
2次的な燃焼が行われて副煙道を通ってきた排ガス中の
未燃分が主煙道を通ってきた排ガス中の酸素により完全
に燃焼する。また、主煙道側の排ガスに含まれるNOx
は、副煙道側のガスに含まれる還元性ガスにより還元分
解される。2次燃焼室からの排ガスは廃熱ボイラに送ら
れ、熱回収された後に減温塔、バグフィルタ等を経由し
て外部に放出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとく二回流式
廃棄物焼却炉は2次燃焼を効果的に行なうことができ、
排ガスに含まれるCO,NOx等の排出を抑制できる。
しかしながら、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する場
合、廃棄物が性状の異なる数多くの物質からなるため、
炉内の燃焼状態を常に一定に維持することは困難であ
り、主燃焼室内の温度や燃焼ガスの濃度の分布が時間
的、空間的に不均一となることは避けられない。
【0008】一般的には水分を多量に含み比較的低カロ
リーの成分の割合が多い場合、燃焼温度が低く燃焼速度
が遅い。一方、プラスチックなどの高カロリーの揮発成
分を多量に含んだ廃棄物の割合が増加すると、燃焼温度
が高く燃焼速度が速い。これらの廃棄物性状の変化に伴
う燃焼状況の変動により主燃焼室内のガス温度、性状、
あるいは主燃焼位置が変動し、それに伴い、副煙道およ
び主煙道それぞれを通過する排ガスの性状、温度が変動
する。通常、主燃焼室内の燃焼状況を良好に維持し、ま
た主燃焼室内の温度をある範囲に維持するために、スト
ーカ速度、燃焼空気量、冷却空気量などにより、燃焼が
制御される。しかしながら、廃棄物の性状が急激に変化
した場合などは、それらの燃焼制御のみでは対応できな
い。その結果、特に主煙道を通過する排ガスの温度が低
下したが場合、副煙道からの未燃分を含んだ排ガスとの
混合による2次燃焼が不安定となり、二回流式廃棄物焼
炉の特性が十分に発現せず、2次燃焼室から排出される
最終排ガス中のCOなどの未燃焼ガスおよびNOxなど
が一時的に増加する。
【0009】本発明は二回流式廃棄物焼却炉を対象とし
て、上記のような問題点の解決を図ったものであり、主
燃焼室内での燃焼が不安定な状態の場合であっても、ガ
ス混合室での2次燃焼を安定させ、未燃分を完全に燃焼
させることができる二回流式廃棄物焼却炉及びその運転
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第一発明は、乾燥ゾーン
および燃焼ゾーンを有するストーカと、ストーカ上部に
設けた主燃焼室と、該主燃焼室に中間天井を設けて区分
された部分にそれぞれ接続された副煙道および主煙道
と、それらの煙道を介して接続させた2次燃焼室と、を
具備した二回流式廃棄物焼却炉において、前記主煙道の
部分に、そこを通過する排ガスの温度を測定する温度セ
ンサと、温度センサの測定値により該排ガスの温度を調
節する補助燃料吹込み装置を設けたことを特徴とする二
回流式廃棄物焼却炉である。
【0011】この発明は、補助燃料吹込み装置を備えて
いるので、主煙道を通過する排ガスの温度を所望の温度
に調節できる。従って、常に所定の温度に維持した排ガ
スを2次燃焼室に送り、二回流式廃棄物焼却炉の特徴で
ある、副煙道からの未燃分を含んだ排ガスとの混合によ
る2次燃焼を良好に維持できる。
【0012】第二発明は、第一発明の二回流式廃棄物焼
却炉を使用する際、主煙道を通過する排ガスに補助燃料
を吹込んで、その排ガスを常に800℃以上の温度に維
持して2次燃焼室に送ることを特徴とする二回流式廃棄
物焼却炉の運転方法である。
【0013】本発明によれば、都市ゴミ等の廃棄物の種
類等により、主燃焼室内での燃焼が不安定になり、主煙
道に入る排ガスの排ガス温度が変動しても、主煙道から
2次燃焼室に送られる排ガス温度は常に800℃以上の
温度に維持されているので、2次燃焼室で副煙道から送
入された未燃分を含む排ガスとの混合燃焼が効果的に行
われ、2次燃焼室から排出される最終排ガス中のCOな
どの未燃焼ガスおよびNOxなどの有害成分が非常に少
なくなる。
【0014】第三発明は、燃焼ゾーンで発生し主煙道を
通過する排ガスに吹込む補助燃料が下水汚泥から発生す
る下水消化ガスであることを特徴とする第二発明の二回
流式廃棄物焼却炉の運転方法である。
【0015】この発明は、吹込む補助燃料に下水消化ガ
スを用いることにより、都市ガスの使用量を低減すると
ともに、下水消化ガスに含まれる硫化水素等を焼却炉お
よび焼却炉に付属した排ガス処理設備で除去処理できる
ので、下水消化ガス自体の脱硫処理等を省略できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって詳述する。
【0017】図1は本発明による実施の形態の一例を示
す断面図である。二回流式廃棄物焼却炉1は、乾燥ゾー
ン2および燃焼ゾーン3を有するストーカ4と、ストー
カ4上部のの主燃焼室5が設けられている。主燃焼室5
には中間天井6を設けて区分された部分に副煙道7およ
び主煙道8とをそれぞれ接続し、それらの煙道を介して
2次燃焼室9に接続されている。
【0018】本発明では二回流式廃棄物焼却炉1におい
て、主煙道8の部分に、そこを通過して2次燃焼室9に
送られる排ガスの温度を測定する温度センサ10と、排
ガスの温度を調節する補助燃料吹込み装置11を設けて
いる。
【0019】二回流式廃棄物焼却炉1では、ホッパ12
に投入された廃棄物13は、フィーダで切出されて、乾
燥ストーカ4aに送られ、空気吹込装置14により下方
から吹込まれる空気と炉内の輻射熱により乾燥されると
共に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開始した廃
棄物13は、燃焼ストーカ4bに送られ、下方から吹込
まれる空気により、前半で一部が燃焼する。そして、更
に後半で、未燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に
残った灰は、主灰シュート15より外部に取出される。
【0020】燃焼は主燃焼室7内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井の存在により、中間天井の上流側に設けら
れた副煙道と下流側に設けられた主煙道とに別れて排出
される。主煙道を通る排ガスには、酸素が10%程度含
まれており、未燃ガス成分は少ない。一方、副煙道を通
る排ガスは、酸素濃度が1%以下であり、未燃ガス分が
数%含まれている。これらの排ガスは2次燃焼室9で混
合され、2次的な燃焼が行われて排ガスB中の未燃分が
燃焼する。また、主煙道側の排ガスに含まれるNOx
は、副煙道側のガスに含まれる還元性ガスにより還元分
解される。2次燃焼室9からの排ガスは、廃熱ボイラに
送られ、熱回収された後に減温塔、バグフィルタ等を経
由して外部に放出される。
【0021】上記主煙道8を通る排ガスAは、温度セン
サ12によって、排ガス温度が連続的に測定されて、制
御装置16に入力される。制御装置16では排ガス温度
が常に800℃以上の温度に維持されるように基準値を
設定して制御を行い、その指示に基づき、排ガスAに、
補助燃料吹込み装置11から補助燃料ガスが吹き込まれ
る。ここで、基準値は800+α℃の形で設定すればよ
く、αについては、装置特性等から適宜決めることがで
きる。
【0022】補助燃料ガスには都市ガス、更には下水汚
泥から発生する下水消化ガス等が用いられる。表1に下
水消化ガスの組成の一例を示す。
【0023】 [表1] ガスの組成(%) CH4 64.4 CO2 31.8 H2S 0.17 O2 0.52 N2 3.02 H2 0.02
【0024】下水消化ガスの場合は、下水消化ガスに含
まれる上記した硫化水素を焼却炉あるいは焼却炉に付属
した排ガス処理設備で除去処理できるので、下水消化ガ
ス自体の脱硫処理等を省略できる。
【0025】助燃料ガスはメタン系炭化水素を主成分と
したものであり、排ガスAに含有する過剰の高温の酸素
ガスにより容易に燃焼して、排ガスAの排ガス温度を所
定の温度まで上昇させる。
【0026】主煙道8を出た800℃以上の所定の温度
に維持された排ガスAは、2次燃焼室9に送られる。2
次燃焼室9に送られた排ガスAは、副煙道7から送られ
た未燃分を含んだ排ガスBと混合される。そして、未燃
分を含んだ排ガスBは完全に燃焼される。
【0027】図2は本発明による二回流式廃棄物焼却炉
を用いて廃棄物を焼却した場合の主煙道を通過した排ガ
スの排ガス温度と2次燃焼室出口側における最終排ガス
の未燃分(CO)の関係を示す図である。
【0028】図2から明らかなように、主煙道を通過し
た排ガスの排ガス温度が800℃未満の場合には、2次
燃焼室出口側における最終排ガスの未燃分(CO)が高
くなり易いのに対して、800℃以上の温度では未燃分
(CO)が非常に低くなる。従って、本発明の二回流式
廃棄物焼却炉によれば、主煙道から2次燃焼室に送られ
る排ガス温度は常に800℃以上の温度に維持されてい
るので、2次燃焼室で副煙道から送入された未燃分を含
む排ガスを完全に燃焼させ、2次燃焼室から排出される
最終排ガス中の未燃焼ガスが非常に低く抑制される。
【0029】また、そのため、ダイオキシン類の発生も
低く抑制することができる。
【0030】
【発明の効果】本発明は、二回流式廃棄物焼却炉を対象
として、主煙道の部分に、そこを通過する排ガスの温度
を測定する温度センサと、温度センサの測定値により該
排ガスの温度を調節する補助燃料吹込み装置を設けると
いう簡単な構造によって、主燃焼室内での燃焼状態が変
動した場合であっても、主煙道を通過する排ガスを常に
一定の温度以上に維持して、2次燃焼室で未燃分を含ん
だ副煙道からの排ガスとの2次燃焼を良好に維持するこ
とを可能とする。従って、常に二回流式廃棄物焼却炉の
特徴である、主煙道、副煙道双方からの排ガスの混合燃
焼を常に効果的に行ない、2次燃焼室から排出される最
終排ガス中のCO、ダイオキシン類などの未燃焼ガスお
よびNOxなどの有害成分を常に低く抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施の形態一例を示す断面図であ
る。
【図2】本発明による主煙道を通過した排ガス温度と2
次燃焼室出口側の最終排ガスの未燃分(CO)の関係を
示す図である。
【符号の説明】
1 二回流式廃棄物焼却炉 2 乾燥ゾーン 3 燃焼ゾーン 4 ストーカ 4a 乾燥ストーカ 4b 燃焼ストーカ 5 主燃焼室 6 中間天井 7 副煙道 8 主煙道 9 2次燃焼室 10 温度センサ 11 補助燃料吹込み装置 12 ホッパ 13 廃棄物 14 空気吹込装置 15 主灰シュート 16 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 武彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 3K062 AA01 AB01 AC01 AC19 BA02 BB02 CB06 DA01 DB13 DB17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物の乾燥燃焼過程に沿って乾燥ゾー
    ンおよび燃焼ゾーンを形成するストーカーとその上部に
    設けられた主燃焼室と、該主燃焼室に中間天井を設けて
    区分された部分にそれぞれ接続された副煙道および主煙
    道と、それらの煙道を介して接続させた2次燃焼室と、
    を具備した二回流式廃棄物焼却炉において、前記主煙道
    の部分に、そこを通過する排ガスの温度を測定する温度
    センサと、温度センサの測定値により該排ガスの温度を
    調節する補助燃料吹込み装置を設けたことを特徴とする
    二回流式廃棄物焼却炉。
  2. 【請求項2】 請求項1の二回流式廃棄物焼却炉の排ガ
    ス温度調節方法において、燃焼ゾーンで発生し主煙道を
    通過する排ガスに補助燃料を吹込んで、その排ガスを常
    に800℃以上の温度に維持して2次燃焼室に送ること
    を特徴とする二回流式廃棄物焼却炉の運転方法。
  3. 【請求項3】 燃焼ゾーンで発生し主煙道を通過する排
    ガスに吹込む補助燃料が下水汚泥から発生する下水消化
    ガスであることを特徴とする請求項2記載の二回流式廃
    棄物焼却炉の運転方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107676771A (zh) * 2017-02-28 2018-02-09 浙江爱立美能源科技有限公司 一种强化燃烧系统
CN117739700A (zh) * 2023-12-22 2024-03-22 宜兴市宇友冶金设备有限公司 一种铁合金矿热炉烟气监测装置及检测方法

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CN107676771B (zh) * 2017-02-28 2023-08-04 浙江浙燃能源有限公司 一种强化燃烧系统
CN117739700A (zh) * 2023-12-22 2024-03-22 宜兴市宇友冶金设备有限公司 一种铁合金矿热炉烟气监测装置及检测方法

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