JP2001289424A - ガス化焼却炉の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次燃焼室の燃焼温度が安定し、ダイオキシ
ン及び窒素酸化物の発生もきわめて少ないガス化焼却炉
の運転方法を提供する。 【解決手段】 焼却の前期にあっては再燃バーナー１４
を停止し、ガス化室６へのエアー量を制御して２次燃焼
室温度を所定温度に維持し、その後は再燃バーナー１４
をも制御して２次燃焼室温度を所定温度に維持する。再
燃バーナー１４の出力を１００％としても２次燃焼室温
度が規定温度まで下がるようになったならば、焼却を終
了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴミ等を焼却するた
めのガス化焼却炉の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴミの焼却にガス化焼却炉が用いられる
ことがある。このガス化焼却炉は、ガス化室と、該ガス
化室からガスが導入される２次燃焼室と、該ガス化室へ
の空気供給手段と、該２次燃焼室への空気供給手段と、
該２次燃焼室に設けられた再燃バーナーとを有する。ゴ
ミはこのガス化焼却炉においてバッチ式に焼却される。
即ち、ゴミをガス化室へ投入し、点火し、発生したガス
を２次燃焼室に導き、必要に応じ再燃バーナーを作動さ
せてガスを焼却する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このガス化焼却炉によ
るゴミ焼却に際しては、少なくともゴミ焼却炉本体出口
でのダイオキシン発生量を５ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ^３以下
まで減少させる必要があり、そのためにはガス化焼却炉
の２次燃焼室で８００℃以上で２秒以上の滞留時間をと
るべきである。

【０００４】このために、従来次の（１）〜（３）の制
御が行われている。 （１） ２次燃焼室温度は再燃バーナーをＯＮ／ＯＦＦ
して制御する。ガス化量はガス化室温度により炉床エア
ー流量調整バルブを自動で増減して制御する。 （２） ２次燃焼室温度は再燃バーナーをＯＮ／ＯＦＦ
して制御する。ガス化量は燃焼段階に応じて細かく炉床
エアーダンパーを手動開閉する。ガス化室のＯ_２やＣＯ
などの濃度を測定し、その値によりガス化空気量を制御
する。 （３） ガス化室に蒸気や水を噴霧し、温度制御する。

【０００５】この（１）〜（３）の方法には次のような
問題点がある。 （ａ） バーナーのＯＮ／ＯＦＦによりパージ時間差で
２次燃焼室温度が１００℃以上変化する。 （ｂ） 同様の原因で燃焼ガスの２次燃焼室滞留時間が
大きく変動する。 （ｃ） 助燃に必要な燃料の使用量が大である。たとえ
ば、１００ｋｇ焼却するのに約５０Ｌ必要になることも
ある。 （ｄ） こまめに手動調整しなければ煙突から炎や煙が
出たり温度の上がりすぎが発生する。 （ｅ） そのため焼却中はある程度監視が必要となる。

【０００６】これらの問題点の内、特に２次燃焼室の温
度と燃焼ガス滞留時間が不安定な点はダイオキシン発生
量削減には最も重要なポイントとなっている。

【０００７】本発明は、２次燃焼室の燃焼温度が安定
し、ダイオキシン及び窒素酸化物の発生もきわめて少な
いガス化焼却炉の運転方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のガス化焼却炉の
運転方法は、ガス化室と、該ガス化室からガスが導入さ
れる２次燃焼室と、該ガス化室への空気供給手段と、該
２次燃焼室への空気供給手段と、該２次燃焼室に設けら
れた再燃バーナーとを有するガス化焼却炉によってガス
化室内の可燃物を焼却するガス化焼却炉の運転方法にお
いて、該再燃バーナーに点火して２次燃焼室内を昇温開
始させ、次いで可燃物に点火し、該２次燃焼室が所定温
度に達した後、再燃バーナーを停止し、前記ガス化室へ
の空気供給量を前記空気供給手段によって制御して該２
次燃焼室の温度を所定範囲に維持し、その後、該空気供
給手段によるガス化室への空気供給量が規定量に達した
ならば、その後は前記再燃バーナーに点火し、該再燃バ
ーナーの出力を制御することにより２次燃焼室の温度を
所定範囲に維持し、その後、可燃物が燃焼しきったなら
ば再燃バーナーを停止することを特徴とするものであ
る。

【０００９】かかるガス化焼却炉の運転方法によると、
２次燃焼室の燃焼温度がきわめて安定したものとなり、
この結果、ダイオキシン及び窒素酸化物の発生がきわめ
て少なくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
について説明する。図１は実施の形態に係る方法に採用
されるガス化焼却炉の一例を示す断面図、図２はこのガ
ス化焼却炉の正面図、図３は運転状態を示すグラフであ
る。

【００１１】このガス化焼却炉は、下部に設けられたガ
ス化室６に対し炉床４と炉壁５にそれぞれ設けられたエ
アー吹出口（ガス化室６への空気供給手段）からエアー
が吹き込まれる。ガス化室６の上側には水冷却壁７が設
けられている。

【００１２】ガス化室６で発生したガスは、１次煙道２
から２次燃焼室９に導入される。この２次燃焼室９の入
口側（拡散燃焼室）には、再燃バーナー１４と、２次燃
焼エアーの吹出口１３（２次燃焼室９への空気供給手
段）が設けられている。燃焼ガスは、エアーエジェクタ
１１を有した煙突から排出される。なお、１次煙道２と
２次燃焼室９にそれぞれ温度を検出するために熱電対
８，１０が設けられている。各吹出口にはそれぞれブロ
アーからエアーが供給される。

【００１３】このガス化焼却炉は次のようにしてゴミ等
を焼却する。即ち、再燃バーナー１４に点火して２次燃
焼室９内を昇温開始させ、次いで可燃物に点火し、該２
次燃焼室９が所定温度に達した後、再燃バーナー１４を
停止し、前記ガス化室６への空気供給量を制御して該２
次燃焼室９の温度を所定範囲に維持し、その後、ガス化
室６への空気供給量が規定量に達したならば、その後は
前記再燃バーナー１４に点火し、該再燃バーナー１４の
出力を制御することにより２次燃焼室９の温度を所定範
囲に維持し、その後、可燃物が燃焼しきったならば再燃
バーナー１４を停止する。

【００１４】具体的には次のようにしてゴミ等を焼却す
る。 （１） 扉１からガス化室６に焼却物を投入する。 （２） 再燃バーナー１４、及び各ブロアーの運転を開
始する。 （３） 再燃バーナー１４により２次燃焼室９を予熱
（３５０〜７００℃）後、ガス化室の焼却物に点火す
る。 （４） 焼却物は炉床４からのエアーにより燃焼を開始
し、発生した熱により燻された状態となり、ガス化し始
める。ガス化室内は黒煙が立ちこめた状態になる。 （５） ガスは１次煙道２を通って２次燃焼室９に入
り、吹出口１３からの２次燃焼室エアーにより高温燃焼
する。 （６） 燃焼ガスはエジェクター１１で吸引され、煙突
１２から大気に放出される。 （７） 次の６段階で１サイクルが完了する。

【００１５】第１段階…準備作業（灰だし、焼却物投
入、冷却水確認など） 第２段階…着火及び昇温（ブロアーＯＮ、２次燃焼室再
燃バーナーＯＮ、焼却物に点火昇温） 第３段階…再燃バーナーを必要としない活発なガス化燃
焼（ガス化室６へのエアー量を１０〜５０％くらいに減
少させる） 第４段階…再燃バーナーを必要とするゆるやかなガス化
燃焼 第５段階…おき燃焼（ガス化室内の残留炭化物が燃え切
る） 第６段階…再燃バーナーＯＦＦでブロアーにより燃え残
りの燃焼と炉体の冷却を行う。

【００１６】上記第３，４段階における２次燃焼室の維
持温度は８００℃以上であれば良い。８００℃未満であ
ると、自燃し難く、２次燃焼室での滞留時間が長時間必
要となる。ただし、燃焼温度が高くなるとＮＯ_Ｘが発生
してしまう恐れがあるので、また、エネルギー消費の観
点からも高すぎない方が良い。８５０℃以上であればダ
イオキシンの発生が抑えられるので好ましい。

【００１７】再燃バーナーを必要としない活発なガス化
燃焼段階での維持温度と再燃バーナーを必要とするゆる
やかなガス化燃焼段階での維持温度との温度差は２０℃
以上が好ましい。２０℃以下だと制御装置が互いに干渉
して適切に制御できないことがある。

【００１８】上記各段階の時間は焼却対象物によって異
なる。通常は、上記の第３段階及び第４段階はそれぞれ
３〜４時間程度とされ、第２〜６段階で計７〜１２時間
程度とされるが、これに限定されるものではない。

【００１９】第３段階では、ガス化室温度が５００℃以
下にまで下がる。高カロリーの焼却物ほど温度が下がる
傾向にある。この焼却方法は、おだやかな燃焼なので、
比較的飛灰は発生しにくい。適正な温度で操作すると集
塵機内で捕捉された飛灰中に未燃カーボンはほとんど存
在しない。

【００２０】なお、上記の空気供給量は、２次燃焼室内
での排ガス滞留時間を考慮して予め設定する。即ち、空
気供給量は、２次燃焼室の温度の低下を防ぐのに必要な
量と、ガス化室から２次燃焼室に入ってきたガスが２次
燃焼室で熱分解するようにガスを２次燃焼室内で滞留さ
せるのに必要な量とのバランスがとれるように選定す
る。

【００２１】上記第６段階において、可燃物が燃焼しき
ったことを判断する方法として、２次燃焼室の温度が
規定温度にまで低下したかどうか（具体的には、熱電対
１０による温度測定）、ガス化室の温度が規定温度に
まで低下したかどうか（具体的には、熱電対８による温
度測定）がある。

【００２２】

【実施例】次に、図３を参照して具体的な運転例につい
て説明する。

【００２３】扉１を開けてゴミをガス化室６に投入した
後、ガス化室６へのエアー吹込量を定格値の１００％と
し、再燃バーナー１４を点火した。２次燃焼室９の温度
が約５５０℃に達した時点でガス化室６内のゴミに点火
した（図３のＡ）。２次燃焼室９の温度が約８５０℃に
達した時点（Ｂ）で再燃バーナー１４の燃料供給量を減
少させ始めた。２次燃焼室９の温度が９５０℃に達した
時点（Ｃ）で再燃バーナー１４の燃料供給量は０％とな
り、ガス化室６へのエアー量をほぼ半減させる（Ｄ）と
共に、２次燃焼室９の温度が９００℃を維持するように
このエアー量を比例制御した（Ｄ〜Ｅ）。

【００２４】やがて、ガス化室６からのガスが燃焼熱量
の低いものに変化してくるので、２次燃焼室９の温度が
低下するのを防ぐためにガス化室６へのエアー量を徐々
に増大させる（Ｅ〜Ｆ）。

【００２５】ガス化室６へのエアー量が規定量に達した
（Ｆ）後は、しばらくこの状態を維持する（Ｆ〜Ｇ）。
そうすると、２次燃焼室９の温度は少しずつ低下してく
る。

【００２６】なお、Ｆ点を超えてもエアー量を増加させ
た時は、２次燃焼室内に入ってきたガスが２次燃焼室内
で十分に滞留しないため、熱分解していないガスが大気
に放出される。

【００２７】そこで、２次燃焼室９の温度が８５０℃に
まで低下してきた時点（Ｇ）で再燃バーナー１４を点火
し、２次燃焼室９の温度が８５０℃となるように再燃バ
ーナー１４への燃料供給量を制御する（Ｇ〜Ｈ）。

【００２８】やがて、再燃バーナー１４への燃料供給量
が定格量の１００％に達する（Ｈ）。この状態にしばら
く維持する（Ｈ〜Ｉ）と、やがて２次燃焼室９の温度が
低下し始める（Ｉ〜Ｊ）。そして、２次燃焼室９の温度
が８００℃にまで低下した時点（Ｊ）をもって灰化終了
と判断し、再燃バーナー１４を停止する。

【００２９】上記のガス化焼却炉の燃焼制御により、次
のような効果が得られた。 （１） 温度変動が大幅に減少する。従来±１００℃で
あった温度変動が、設定温度±２℃になる。 （２） 再燃バーナー使用時と自燃時の燃焼ガス量変動
が減少する。 （３） アフターバーニングや煙の発生が防止される。
特に第２段階と第４段階で煙が発生しやすく調整が必要
であったが、解消できた。また、アフターバーニングに
より煙突から炎が出たり、排ガス処理装置を取り付けた
場合は入口ダクト内で異常高温が発生し、装置の劣化を
促進していたが、解消できた。 （４） 再燃バーナーの燃焼使用量が減少する。従来は
焼却約１００ｋｇに対して燃料使用量は５０〜１５０Ｌ
あったものが１０〜３０Ｌにまで減少した。 （５） 手動による調整作業が減少する。ガス化室への
点火後は第５段階まで無人運転が可能になった。 （６） 焼却時間が短縮される。最適燃焼状態の維持に
より、特に第４〜５段階の時間が２０〜５０％前後短縮
できる。 （７） ガス化室に残存する灰中の未燃カーボンが減少
する。

【００３０】なお、既設設備（小型ガス化焼却炉、能力
３０ｋｇ／ｈｒ，炉床面積０．４９ｍ^２）に本発明を適
用したところ、２次燃焼室での燃焼ガス滞留時間は０．
３〜０．４秒程度にもかかわらず、排ガス中のダイオキ
シン量は８．４ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ^３Ｎで、小型焼却炉の
既設施設の排出基準１０ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ^３Ｎが達成で
きた。なお、その場合の焼却物はＲＤＦに塩ビ樹脂を加
えてあり、塩化水素量を６４０ｍｇ／ｍ^３Ｎに高めた厳
しい条件下での試験である。

【００３１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると、ゴミ等を
焼却する際の２次燃焼室の温度をきわめて安定に維持す
ることができ、ダイオキシンや窒素酸化物の発生を著し
く減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る方法に採用されるガス化焼却
炉の一例を示す断面図である。

【図２】図１のガス化焼却炉の正面図である。

【図３】運転状態を示すグラフである。

【符号の説明】

２ １次煙道 ６ ガス化室 ８，１０ 熱電対 ９ ２次燃焼室 １４ 再燃バーナー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K061 AA18 AB02 AC01 BA03 CA01 FA21 FA25 3K062 AA18 AB02 AC01 BA02 CA02 CB03 CB08 DA01 DA07 DB05 DB13 3K078 AA03 BA03 BA24 BA26 CA02 CA09 CA12

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス化室と、 該ガス化室からガスが導入される２次燃焼室と、 該ガス化室への空気供給手段と、 該２次燃焼室への空気供給手段と、 該２次燃焼室に設けられた再燃バーナーとを有するガス
   化焼却炉によってガス化室内の可燃物を焼却するガス化
   焼却炉の運転方法において、 該再燃バーナーに点火して２次燃焼室内を昇温開始さ
   せ、 次いで可燃物に点火し、 該２次燃焼室が所定温度に達した後、再燃バーナーを停
   止し、前記ガス化室への空気供給量を前記空気供給手段
   によって制御して該２次燃焼室の温度を所定範囲に維持
   し、 その後、該空気供給手段によるガス化室への空気供給量
   が規定量に達したならば、その後は前記再燃バーナーに
   点火し、該再燃バーナーの出力を制御することにより２
   次燃焼室の温度を所定範囲に維持し、 その後、可燃物が燃焼しきったならば再燃バーナーを停
   止することを特徴とするガス化焼却炉の運転方法。