JP2001227719A - 廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却残渣の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火格子式焼却炉や排ガスの熱回収装置から排
出される焼却残渣に含まれている未燃分などの有機物を
低減するすることができる廃棄物焼却装置及びその装置
から排出される焼却残渣の処理方法を提供すること。 【解決手段】 火格子式の焼却炉１０及びボイラ１３を
備えた廃棄物焼却装置であって、後燃焼火格子１１ｃの
後に、後燃焼火格子１１ｃから排出される焼却灰３１を
受け入れて滞留させる焼却残渣滞留部２０が設けられ、
この焼却残渣滞留部２０に火格子から落下した焼却灰を
搬出する落下灰コンベア１４に接続された落下焼却灰投
入口２１及びボイラ１３で沈降した灰の排出手段に接続
された沈降灰投入口２２が設けられると共に、高温ガス
を吹き込むためのガス吹き込み口２４が設けられ、焼却
残渣３１が再加熱された後に排出されるように構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は火格子式焼却炉及び
排ガスの熱回収装置を備えた廃棄物焼却装置及びその装
置から排出される焼却残渣の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火格子式の廃棄物焼却炉は、装入された
廃棄物が火格子上を移送されている間に廃棄物の燃焼・
灰化が行われるようになっており、例えば、図３に示す
ように、乾燥段火格子１１ａ、燃焼段火格子１１ｂ、後
燃焼段火格子１１ｃよりなる３基の火格子が連設された
構成になっている。このような焼却炉１０においては、
まず、廃棄物３０が乾燥段火格子１１ａ上へ装入され、
火格子の下から吹き込まれる燃焼用空気と炉内の輻射熱
によって乾燥されながら昇温して着火する。次いで、燃
焼段火格子１１ｂ上に移送されて燃焼し、さらに燃焼段
火格子１１ｃ上へ移送されて灰化し、焼却灰３１となっ
て炉外へ排出される。又、上各火格子から落下した焼却
灰は火格子の下に設けられたホッパーに溜められた後、
抜き出され、火格子の上から排出された焼却灰３１と一
緒に処分される。

【０００３】一方、燃焼排ガスは二次燃焼室１２で二次
燃焼処理されて８５０℃〜９５０℃に調整された後、ボ
イラ１３などの熱回収装置へ導入されて熱回収される。
二次燃焼室１２における二次燃焼処理は、廃棄物の乾燥
・昇温時及び初期の燃焼段階で生成したＨ₂ 、ＣＯ、Ｃ
Ｈ₄ などの可燃性ガスを燃焼させる。ボイラ１３におい
ては、８５０℃〜９５０℃の燃焼排ガスが熱回収されて
２５０℃程度に冷却され、排ガス処理工程へ送られて浄
化処理される。又、ボイラ１３では、焼却炉１０から飛
散してきて沈降した灰の一部が溜まり、この灰は抜き出
され、火格子の上から排出された焼却灰３１と一緒に処
分される。

【０００４】なお、図３においては、熱回収装置とし
て、ボイラ１３を設けた場合の廃棄物焼却装置を示した
が、他の熱回収装置としては、空気加熱器などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、火格子式焼
却炉から排出される焼却灰には、通常、１〜３％程度の
未燃分が含まれている。その上、規制値に対しては遙か
に微量であるが、ダイオキシン類が含まれていることも
判明している。このため、これらの物質が焼却灰の埋め
立て処分の支障になったり、或いは焼却灰の有効利用を
妨げたりすることが懸念される。

【０００６】さらに、火格子から落下した焼却灰には、
焼却炉へ装入された廃棄物が加熱されて昇温する初期の
燃焼段階、すなわち、酸素不足の雰囲気における燃焼が
行われやすい段階で落下したものが混じっているので、
この落下した焼却灰は火格子の上から排出された焼却灰
３１よりも未燃分やダイオキシン類をより多く含有して
いる。

【０００７】又、ボイラ１３などの熱回収装置において
は、ダイオキシン類生成の触媒作用をなすと言われてい
る金属類などが含まれている灰が存在しており、又、排
ガスが２５０℃程度まで冷却されるので、ダイオキシン
類が合成されやすい条件になっている。このため、ボイ
ラ１３などの熱回収装置から抜き出された灰には火格子
の上から排出される焼却灰３１よりもより多くのダイオ
キシン類を含有している。

【０００８】このように、火格子から落下した焼却灰や
熱回収装置で沈降した灰についても、その処分や有効利
用が妨げられることが懸念される。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決し、火格子
式焼却炉や排ガスの熱回収装置から排出される焼却残渣
に含まれている未燃分などの有機物を低減するすること
ができる廃棄物焼却装置及びその装置から排出される焼
却残渣の処理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】上記の課題は次の発明に
より解決される。

【００１１】第１の発明に係る廃棄物焼却装置は、最後
段の火格子の後に、その最後段の火格子から排出される
焼却灰を受け入れて滞留させる焼却残渣滞留部が設けら
れ、この焼却残渣滞留部に火格子から落下した焼却灰の
排出手段に接続された落下焼却灰投入口及び排ガスの熱
回収装置で沈降した灰の排出手段に接続された沈降灰投
入口が設けられると共に、高温ガスを吹き込むためのガ
ス吹き込み口が設けられ、焼却残渣が再加熱された後に
排出されるように構成されたことを特徴としている。

【００１２】第２の発明に係る廃棄物焼却装置は、第１
の発明において、最後段の火格子の後に設けられた焼却
残渣滞留部の下部が縮径された形状に形成され、この焼
却残渣滞留部の縮径されていない部位に高温ガスを吹き
込むためのガス吹き込み口が設けられことを特徴として
いる。

【００１３】第３の発明に係る廃棄物焼却残渣の処理方
法は、最後段の火格子に連設して焼却残渣を滞留させる
焼却残渣滞留部を設け、この焼却残渣滞留部に最後段の
火格子から排出された焼却灰を装入し、さらに火格子か
ら落下した焼却灰及び／又は熱回収装置で沈降した灰を
装入すると共に、焼却残渣滞留部に高温ガスを吹き込ん
で焼却残渣滞留部中の焼却残渣を再加熱した後に排出す
ることを特徴としている。

【００１４】上記各発明における最後段の火格子とは、
必ずしも、図３に示すような階段式の火格子式焼却炉に
おける最後段の火格子に限定されるものではなく、廃棄
物を灰化する段階に配置された火格子を指すものとす
る。

【００１５】上記のように、本発明においては、焼却残
渣を滞留させる焼却残渣滞留部を設け、その中に最後段
の火格子の上から排出された焼却灰を装入し、さらに火
格子から落下した焼却灰及び熱回収装置で沈降した灰、
或いはその一方の焼却残渣を装入して滞留させ、高温ガ
スを吹き込んで再加熱した後、順次抜き出して排出す
る。このため、焼却残渣が焼却残渣滞留部内に滞留しい
る間に、焼却残渣中の未燃分が燃焼し、或いはガス体に
なって離脱してその含有量が著しく低減する。焼却灰を
加熱処理した排ガスは焼却炉内へ流入し、火格子上の燃
焼室で発生した燃焼排ガスと一緒に２次燃焼処理及び熱
回収処理され、次いで浄化処理されて放出される。

【００１６】なお、焼却残渣の再加熱処理においては、
最後段の火格子の上から排出された焼却灰の他に、火格
子から落下した焼却灰及び熱回収装置で沈降した灰の双
方を焼却残渣滞留部へ装入して処理することが望まし
い。しかし、廃棄物焼却装置の機器配置上から上記落下
焼却灰及び熱回収装置で沈降した灰の双方を装入するこ
とが困難な場合には、何れか一方の焼却残渣を装入して
再加熱処理を行う。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
一例を示す概略の縦断面図である。図１において、図３
と同じ構成によるものについては、同一の符号を付し説
明を省略する。この実施の形態においては、最後段の火
格子である後燃焼段火格子１１ｃの後に、その火格子か
ら排出される焼却灰３１を受け入れて滞留させるための
焼却残渣滞留部２０が設けられている。そして、焼却残
渣滞留部２０には火格子から落下した焼却灰の排出手段
である落下灰コンベア１４に接続された落下焼却灰投入
口２１が設けられており、火格子から落下した焼却灰が
焼却残渣滞留部２０へ装入されるようになっている。さ
らに、ボイラ１３で沈降した灰の排出手段であるボイラ
灰排出シュート１５に接続された沈降灰投入口２２が設
けられており、ボイラ１３で沈降した灰が焼却残渣滞留
部２０へ装入されるようになっている。

【００１８】焼却残渣滞留部２０は上部が開放されて焼
却炉内と連通しており、その下端には焼却残渣排出手段
２３が設けられている。このため、焼却残渣滞留部２０
に受け入れて滞留させていた焼却残渣が順次抜き出さ
れ、焼却残渣の移動層が形成されるようになっている。
又、焼却残渣滞留部２０の中間部分には、高温ガスを吹
き込むためのガス吹き込み口２４が設けられている。こ
のため、後燃焼段火格子１１ｃの上から排出された焼却
灰３１、火格子から落下して落下灰コンベア１４で搬出
されてきた焼却灰、及びボイラ１３で沈降した灰が一緒
に再加熱されて高温に保持され、順次排出されるように
なっている。そして、吹き込まれた高温ガスは上方へ流
れ、焼却炉内へ送られる。

【００１９】焼却残渣滞留部２０に設けるガス吹き込み
口２４の配置に際しては、ガス吹き込み口２４が、落下
焼却灰投入口２１又は沈降灰投入口２２のうち、下方に
位置する投入口と焼却残渣排出手段２３の中間点より上
方になるように位置決めされている。すなわち、この実
施の形態においては、ガス吹き込み口２１と焼却残渣排
出手段２3の間の高さＨ₂ が落下焼却灰投入口２１と焼
却残渣排出手段２３の間の高さＨ₀ に対して１／２以上
になっている。

【００２０】このため、焼却残渣の再加熱時には、焼却
残渣滞留部２０内に滞留している焼却残渣量の多少にか
かわらず、常に、ガス吹き込み口２４より下に堆積され
る焼却残渣の層高ｈ₂ がその上に堆積される焼却残渣の
層高ｈ₁ よりも大きくなり、ガス吹き込み口２４より下
の焼却残渣層が、吹き込まれた高温ガスが下方に流れて
外部へ排出されないようにするためのシール部としての
機能を有している。このようにして、焼却残渣滞留部の
下部が焼却残渣層によってシールされるようにすれば、
機械的なシール機構を設ける必要がなく、装置の簡素化
を図ることができる。

【００２１】焼却残渣滞留部２０による焼却残渣の再加
熱処理に際し、ガス吹き込み口２４より上に堆積する焼
却残渣の層高ｈ₁ は少なくとも０．１ｍ以上にする必要
があり、又、焼却残渣滞留部２０の全高は少なくとも１
ｍ以上にすることを要する。

【００２２】なお、焼却残渣排出手段２３としては、ス
クリューコンベア、チェーンコンベアなどのコンベア
類、或いは押しだし排出を行うプッシャーなどを使用す
ることができる。

【００２３】焼却残渣の加熱温度は３００℃〜８００℃
程度にするのがよい。焼却残渣を３００℃以上にする
と、焼却残渣中の未燃分の一部がガス体になって離脱
し、さらに昇温すると、未燃分の酸化・燃焼が始まり、
その含有量が減少する。なお、３００℃を超える程度の
温度領域においては、焼却残渣中のダイオキシン類は分
解されないが、気化して焼却炉内へ流入し、火格子上の
燃焼室で発生した燃焼排ガスと一緒に二次燃焼室及び熱
回収装置を通過した後、排ガス処理工程へ送られ、除去
される。焼却残渣を９００℃以上に加熱すると、焼却残
渣が焼結して固まり、その排出が困難になると言う問題
が起こる。又、あまり高温にするよりも、加熱時間（滞
留時間）を長くした方が加熱エネルギーが節減されるの
で、焼却残渣の加熱温度の上限は８００℃程度にするの
がよい。

【００２４】ガス吹き込み口２１から焼却残渣滞留部２
０内への高温ガスの吹き込みに際しては、その吹き込み
量を適量に調節する必要がある。適正なガス吹き込み量
は焼却残渣の性状によって異なる。高温ガスの吹き込み
量が多すぎると、焼却残渣滞留部２０内に滞留している
焼却残渣のうち細粒のものが流動化する。そして、粒径
が大きいものと粒径が小さいものに分離し、ガス吹き込
み口２１より上方に細粒の焼却残渣が蓄積したり、細粒
の焼却残渣が焼却炉内へ飛散してしまったりする。

【００２５】図２は本発明の実施の形態に係る他の例を
示す概略の縦断面図である。図２において、図１又は図
３と同じ構成によるものについては、同一の符号を付し
説明を省略する。この実施の形態においては、焼却残渣
滞留部２０のガス吹き込み口２４よりも下の部位２５が
縮径された形状になっており、ガス吹き込み口２４より
上の部位よりも断面積が狭められている。焼却残渣滞留
部２０の下部を縮径した形状にすると、ガスの通気抵抗
が増加するので、ガス吹き込み口より下の長さを短くし
てもシール機能を果たすことができる。

【００２６】

【実施例】図１に示す焼却残渣滞留部と同様の構成によ
る試験装置を製作し、この装置の焼却炉に都市ごみを装
入して焼却した。そして、排出された焼却灰、落下焼却
灰、及び燃焼排ガスの集塵灰を焼却残渣滞留部に装入
し、再加熱する処理を行った。この際に使用した焼却残
渣滞留部は全高が３ｍで、上端から１ｍの位置にガス吹
き込み口を設け、下端にスクリューコンベアを取り付け
たものであった。そして、燃料燃焼バーナで発生させた
約４００℃の熱風を吹き込んだ。熱風の吹き込み量は焼
却残渣滞留部内の平均単位断面積流速が０．０１ｍ／ｓ
ｅｃ程度になるように調整した。焼却残渣の排出量はガ
ス吹き込み口より上の部分における焼却残渣の滞留時間
が１０分程度になるようにした。

【００２７】排出された焼却残渣を分析したところ、未
燃分は０．１％、ダイオキシン濃度は０．００２ｎｇ−
ＴＥＱ／ｇであった。

【００２８】

【発明の効果】本発明においては、焼却残渣を滞留させ
る焼却残渣滞留部を設け、この焼却残渣滞留部に最後段
の火格子から排出された焼却灰を装入し、さらに火格子
から落下した焼却灰及び／又は熱回収装置で沈降した灰
を装入して滞留させ、高温ガスを吹き込んで再加熱した
後に排出するので、焼却残渣中の未燃分などの有機物が
燃焼し、或いはガス化して離脱し、その含有量が著しく
低減する。このため、未燃分などの有機物の含有量が極
めて少ない焼却残渣が排出される。

【００２９】又、焼却残渣を滞留させる焼却残渣滞留部
の下部を縮径された形状に形成し、その縮径されていな
い部位に高温ガスの吹き込み口を設けた場合には、ガス
の通気抵抗が増加するので、ガス吹き込み口より下の長
さを短くしても、その下部がシール機能を有するように
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る一例を示す概略の縦
断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る他の例を示す概略の
縦断面図である。

【図３】従来の火格子式焼却炉を備えた廃棄物焼却装置
を示す概略の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 火格子式焼却炉 １１ａ 乾燥段火格子 １１ｂ 燃焼段火格子 １１ｃ 後燃焼段火格子 １２ 二次燃焼室 １３ ボイラ １４ 落下灰コンベア １５ ボイラ灰排出シュート ２０ 焼却残渣滞留部 ２１ 落下焼却灰投入口 ２２ 沈降灰投入口 ２３ 焼却残渣排出手段 ２４ 高温ガスの吹き込み口 ２５ ガス吹き込み口よりも下の部位 ３０ 廃棄物 ３１ 焼却灰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 隆 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 (72)発明者 永関 三千男 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） 3K061 AA02 AB01 AC01 BA05 CA07 DA11 DA17 DB20 NA01 NA13 PB02 PB07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火格子式の焼却炉及び排ガスの熱回収装
   置を備えた廃棄物焼却装置において、最後段の火格子の
   後に、その最後段の火格子から排出される焼却灰を受け
   入れて滞留させる焼却残渣滞留部が設けられ、この焼却
   残渣滞留部に火格子から落下した焼却灰の排出手段に接
   続された落下焼却灰投入口及び排ガスの熱回収装置で沈
   降した灰の排出手段に接続された沈降灰投入口が設けら
   れると共に、高温ガスを吹き込むためのガス吹き込み口
   が設けられ、焼却残渣が再加熱された後に排出されるよ
   うに構成されたことを特徴とする廃棄物焼却装置。
2. 【請求項２】 最後段の火格子の後に設けられた焼却残
   渣滞留部の下部が縮径された形状に形成され、この焼却
   残渣滞留部の縮径されていない部位に高温ガスを吹き込
   むためのガス吹き込み口が設けられことを特徴とする請
   求項１に記載の廃棄物焼却装置。
3. 【請求項３】 火格子式焼却炉及び排ガスの熱回収装置
   を備えた廃棄物焼却装置における焼却残渣の処理方法に
   おいて、最後段の火格子に連設して焼却残渣を滞留させ
   る焼却残渣滞留部を設け、この焼却残渣滞留部に最後段
   の火格子から排出された焼却灰を装入し、さらに火格子
   から落下した焼却灰及び／又は熱回収装置で沈降した灰
   を装入すると共に、焼却残渣滞留部に高温ガスを吹き込
   んで焼却残渣滞留部中の焼却残渣を再加熱した後に排出
   することを特徴とする廃棄物焼却残渣の処理方法。