JP2002013715A - Waste incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物を焼却する火格子式廃棄物焼却炉に関する。The present invention relates to a grate type waste incinerator for incinerating waste such as municipal waste.
【０００２】[0002]
【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却
炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられてい
る。その代表的なものの概略図を図４に示す。ホッパ１
１に投入されたごみ９は、シュートを通して乾燥ストー
カ１２におくられ、下からの燃焼空気と炉内の輻射熱に
より火格子２２上で乾燥されると共に、昇温されて着火
する。着火して燃焼を開始したごみ９は、燃焼ストーカ
１３に送られ、下から送られる燃焼空気によりガス化さ
れ、火格子２３上で一部は燃焼する。そして、更に後燃
焼ストーカ１４の火格子２４上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２８よ
り外部に取出される。2. Description of the Related Art Grate-type waste incinerators are widely used as incinerators for incinerating waste such as municipal waste. FIG. 4 shows a schematic diagram of a representative example. Hopper 1
The refuse 9 charged in 1 is sent to a drying stoker 12 through a chute, dried on a grate 22 by combustion air from below and radiant heat in the furnace, and is heated to ignite. The refuse 9 ignited and starting combustion is sent to the combustion stoker 13, gasified by combustion air sent from below, and partially burned on the grate 23. Then, the unburned components are completely burned on the grate 24 of the post-burning stoker 14. Then, the ash remaining after the combustion is taken out from the main ash chute 28.
【０００３】燃焼は主燃焼室１５内で行われ、燃焼排ガ
スは、中間天井１７の存在により、主煙道１８と副煙道
１９に別れて排出される。主煙道１８を通る排ガスに
は、未燃分はほとんど含まれず、酸素が１０％程度含ま
れている。副煙道１９を通る排ガスには、未燃分が８％
程度含まれている。これらの排ガスは、２次燃焼室１６
で混合され、２次的な燃焼が行われて未燃分が完全に燃
焼する。２次燃焼室１６からの排ガスは、除塵室２１で
粒径の大きなダストが除去された後、廃熱ボイラ２０に
送られ、熱交換された後に排ガス処理装置１、誘引ファ
ン２を経由して煙突３から外部に放出される。[0003] The combustion is performed in the main combustion chamber 15, and the flue gas is discharged separately to a main flue 18 and a sub-flue 19 due to the presence of the intermediate ceiling 17. The exhaust gas passing through the main flue 18 contains almost no unburned components and contains about 10% of oxygen. 8% of unburned gas is contained in exhaust gas passing through the auxiliary flue 19.
Degree included. These exhaust gases are supplied to the secondary combustion chamber 16.
And the secondary combustion is performed, and the unburned components are completely burned. Exhaust gas from the secondary combustion chamber 16 is sent to a waste heat boiler 20 after dust having a large particle size is removed in a dust removal chamber 21, and after being subjected to heat exchange, passes through an exhaust gas treatment device 1 and an induction fan 2. It is released from the chimney 3 to the outside.
【０００４】これらの焼却炉においては、主要な酸化
剤、すなわちごみとごみから排出されるガスを燃焼させ
るための主要な酸化剤として常温の空気が使用されてい
る。また、主として低公害化と排ガス顕熱の有効利用を
目的として、排ガスを空気と混ぜて主要な酸化剤として
炉内に吹き込む、いわゆる排ガス再循環法が採用される
場合もある。さらに、燃焼効率を高めることを主たる目
的として、空気に酸素を混合して酸素リッチな気体とし
て主要な酸化剤として炉内に吹き込むことも行われてい
る。なお、これらの酸化剤は図４に示すように、各スト
ーカ内に供給され火格子を通して炉内に吹き込まれる。[0004] In these incinerators, room temperature air is used as a main oxidizing agent, that is, a main oxidizing agent for burning refuse and gas discharged from the refuse. A so-called exhaust gas recirculation method, in which exhaust gas is mixed with air and blown into a furnace as a main oxidizing agent, may be employed mainly for the purpose of reducing pollution and effectively utilizing exhaust gas sensible heat. Further, for the main purpose of increasing the combustion efficiency, oxygen is mixed with air and blown into the furnace as a main oxidant as an oxygen-rich gas. These oxidizing agents are supplied into each stoker and blown into the furnace through a grate as shown in FIG.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、酸化剤として
常温の空気を炉内に吹き込んだ場合、吹き込んだ空気と
炉内ガスとの粘性の違いが大きいため、炉内の酸素濃度
や温度の分布が不均一になり易く、これに伴い、正味の
酸素利用効率が低くならざるを得なかった。このため、
空気過剰率を大きく設定せざるを得ず、排ガス量の増加
を招いていた。排ガス量の増加は、排ガスによる熱損失
の増大、排ガスの処理に必要な排ガス処理装置の大型
化、排ガス処理用の助剤使用量の増加といった問題を引
き起こしている。However, when air at room temperature is blown into the furnace as an oxidizing agent, the difference in viscosity between the blown air and the gas in the furnace is large, so that the oxygen concentration and temperature distribution in the furnace are increased. Tended to be non-uniform, and the net oxygen utilization efficiency had to be reduced accordingly. For this reason,
The excess air ratio had to be set large, leading to an increase in the amount of exhaust gas. The increase in the amount of exhaust gas causes problems such as an increase in heat loss due to the exhaust gas, an increase in the size of an exhaust gas treatment device required for treating the exhaust gas, and an increase in the amount of an auxiliary agent used for treating the exhaust gas.
【０００６】また、排ガス再循環法を廃棄物焼却炉に適
用して低公害化、省エネルギー化を実現しようとした場
合には、以下のような問題点がある。 (1)通常の燃焼法と比較して炉内での気流の滞留時間、
反応時間が短くなり、これに伴って炉内容積を大きくす
る必要がある。 (2) 従来の燃焼法と比較して、排ガス処理系を通過する
正味排ガス量は同一であり、排ガス処理系のコンパクト
化を実現できない。 (3) (1)に関連して、炉内での火炎の安定性が低下し、
炉内温度や排ガス組成の分布が大きく変化する場合があ
る。 (4) 排ガス中のＣＯ2やＨ2Ｏが増加し、これらの気体の
消炎効果により、火炎の安定範囲が狭くなると共に、Ｃ
Ｏ2やＨ2Ｏの比熱がＮ2やＯ2と比較して大きいために、
炉内温度が低下する。 (5) 再循環ガス中の粉塵、高温ガス等により、排ガス供
給系の閉塞や熱損傷等のトラブルが発生する場合があ
る。 (6) 再循環ガス中の可燃性の粉塵（アルミ粉、スス等）
と酸素が細長いダクト内で反応すると、燃焼波の圧力が
上昇し、爆轟（デトネーション）が発生してダクト、バ
ルブ、計測器等が破損する場合がある。Further, when the exhaust gas recirculation method is applied to a waste incinerator to reduce pollution and save energy, there are the following problems. (1) residence time of the airflow in the furnace compared to the normal combustion method,
The reaction time is shortened, and accordingly, it is necessary to increase the furnace volume. (2) Compared with the conventional combustion method, the net amount of exhaust gas passing through the exhaust gas treatment system is the same, and the exhaust gas treatment system cannot be made compact. (3) In connection with (1), the flame stability in the furnace decreases,
The distribution of the furnace temperature and the composition of the exhaust gas may vary greatly. (4) CO 2 and H 2 O in the exhaust gas increase, and the quenching effect of these gases narrows the stable range of the flame.
Since the specific heat of O 2 and H 2 O is large compared to N 2 and O 2 ,
The furnace temperature drops. (5) Dust and high-temperature gas in the recirculated gas may cause problems such as blockage of the exhaust gas supply system and thermal damage. (6) Combustible dust in recirculated gas (aluminum powder, soot, etc.)
When oxygen and oxygen react in an elongated duct, the pressure of the combustion wave increases, detonation occurs, and the duct, valve, measuring instrument, and the like may be damaged.
【０００７】さらに、空気に酸素を混合して酸素リッチ
な気体とし、又は酸素富化空気を混合して主要な酸化剤
として炉内に吹き込む場合には、以下のような問題点が
ある。 (1) 炉内温度が上がりすぎて、炉本体のごみ層直上付近
の側壁を損傷する場合がある。 (2) 酸素富化により炉内温度が上昇し、これに伴って窒
素酸化物が生成し易くなり、排ガスの後処理費用が高く
なる。 (3) 酸素が吹き込まれたバイパス内の温度が高い場合、
内壁等の寿命が短くなる。 (4)火格子下空気の酸素富化に伴って、酸化剤の流量が
低下するため、ごみ層直上付近に高温の燃焼領域が形成
され、火格子温度が過大となる。Further, when oxygen is mixed with air to form an oxygen-rich gas, or when oxygen-enriched air is mixed and blown into a furnace as a main oxidizing agent, there are the following problems. (1) The temperature inside the furnace may be too high, damaging the side wall of the furnace body just above the waste layer. (2) Oxygen enrichment raises the furnace temperature, which makes it easier to generate nitrogen oxides and increases the post-treatment cost of exhaust gas. (3) If the temperature inside the bypass with oxygen injected is high,
The life of the inner wall etc. is shortened. (4) The flow rate of the oxidizing agent decreases with the enrichment of the air under the grate, so that a high-temperature combustion region is formed just above the refuse layer, and the grate temperature becomes excessive.
【０００８】本発明はこれらの問題点を解決し、排ガス
量を低減することによって、炉全体の熱効率の向上、排
ガス処理設備の小型化、及び排ガス処理用助剤の節約を
図るとともに、炉内燃焼の安定化を図ることにより有害
ガスの排出濃度が低く、省エネ効果を有し、さらに耐久
性の高い廃棄物焼却炉を提供することを目的とする。The present invention solves these problems and reduces the amount of exhaust gas, thereby improving the thermal efficiency of the entire furnace, reducing the size of exhaust gas treatment equipment, and saving exhaust gas treatment auxiliaries. It is an object of the present invention to provide a waste incinerator which has a low emission concentration of harmful gas by stabilizing combustion, has an energy saving effect, and has high durability.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、火格
子を有する廃棄物焼却炉において、主燃焼室内に火格子
下から酸素富化空気を供給する手段と、排ガス又は排ガ
スと空気の混合気体のいずれか一方を前記火格子下以外
の部分から主燃焼室内に供給する手段とを有することを
特徴とする廃棄物焼却炉である。According to the first aspect of the present invention, there is provided a waste incinerator having a grate, means for supplying oxygen-enriched air into the main combustion chamber from below the grate, exhaust gas or exhaust gas and air. Means for supplying any one of the mixed gas from a portion other than below the grate into the main combustion chamber.
【００１０】請求項２の発明は、請求項１において、火
格子下から供給する酸素富化空気の酸素濃度及び／又は
火格子下以外の部分から供給する排ガス流量を制御する
手段を有することを特徴とする廃棄物焼却炉である。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided means for controlling an oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate and / or a flow rate of exhaust gas supplied from portions other than below the grate. It is a special waste incinerator.
【００１１】請求項３の発明は、請求項１において、火
格子の温度をモニターするための温度計と、前記温度計
の出力に基づき火格子下から供給する酸素富化空気の酸
素濃度を制御する手段とを有することを特徴とする廃棄
物焼却炉である。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, a thermometer for monitoring the temperature of the grate and controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate based on the output of the thermometer. And a waste incinerator.
【００１２】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３において、火格子下から水蒸気を吹き込むための手段
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記
載の廃棄物焼却炉。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the waste incinerator according to any one of the first to third aspects, further comprising means for blowing steam from under the grate. .
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は本発明の廃棄物焼却炉の一
実施形態を示す概略側断面図である。この実施形態の廃
棄物焼却炉（以下ごみ焼却炉という）はストーカ型ごみ
焼却炉１０であるが、他の火格子を有する廃棄物焼却炉
においても適応することができる。ここで、図４に示し
た従来の火格子式廃棄物焼却炉と共通の部分に関して
は、図４と同一の符号を付し説明を省略する。FIG. 1 is a schematic sectional side view showing an embodiment of a waste incinerator according to the present invention. The waste incinerator of this embodiment (hereinafter referred to as a waste incinerator) is a stoker-type waste incinerator 10, but can also be applied to a waste incinerator having another grate. Here, portions common to the conventional grate-type waste incinerator shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 4 and description thereof is omitted.
【００１４】本発明においては、火格子２２，２３，２
４の下から酸素富化空気を主燃焼室１５内に供給できる
ように、乾燥ストーカ１２、燃焼ストーカ１３、後燃焼
ストーカ１４に酸素富化空気を供給するための配管３０
が配設されている。この酸素富化空気供給配管３０は、
乾燥ストーカ１２、燃焼ストーカ１３、後燃焼ストーカ
１４毎に分岐して配設されるが、各ストーカの構造等に
より各ストーカへの分岐の数は適宜選択され、図示した
ものに限定されるものではない。In the present invention, the grate 22, 23, 2
A pipe 30 for supplying oxygen-enriched air to the drying stoker 12, the combustion stoker 13, and the post-combustion stoker 14 so that oxygen-enriched air can be supplied into the main combustion chamber 15 from below.
Are arranged. This oxygen-enriched air supply pipe 30
The branch is disposed for each of the drying stoker 12, the burning stoker 13, and the post-burning stoker 14, but the number of branches to each stoker is appropriately selected depending on the structure of each stoker, and is not limited to the illustrated one. Absent.
【００１５】なお、前記酸素富化空気とは、空気に酸素
を添加したものを用いても良く、或いは酸素富化空気製
造装置を通すことにより酸素濃度を高めた空気を用いて
も良い。酸素富化空気を用いることにより、燃焼の反応
性が向上し、炉内燃焼の安定化及び排ガス量の低減が図
られる。The oxygen-enriched air may be air obtained by adding oxygen to air, or air having an increased oxygen concentration by passing through an oxygen-enriched air producing apparatus. The use of oxygen-enriched air improves the reactivity of combustion, stabilizes combustion in the furnace, and reduces the amount of exhaust gas.
【００１６】ここで、図１における各分岐配管３０ａ，
３０ｂ，３０ｃには酸素富化空気の供給量を調整するた
めの調整弁４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び流量計４１ａ，
４１ｂ，４１ｃを設置することが好ましい。燃焼状態の
制御がより細かく行えるようになるからである。Here, each branch pipe 30a in FIG.
Adjustment valves 40a, 40b, 40c for adjusting the supply amount of oxygen-enriched air and flow meters 41a,
It is preferable to install 41b and 41c. This is because the combustion state can be controlled more finely.
【００１７】さらに、本発明においては、排ガス又は排
ガスと空気の混合気体のいずれか一方を火格子２２，２
３，２４の下以外から主燃焼室１５内に供給できるよう
に配設した気体供給口を有している。気体供給口の位置
としては、例えば炉の側壁或いは天井等に設けることが
できる。なお、気体供給口の位置及び数は、排ガス又は
排ガスと空気の混合気体のいずれか一方をごみ層直上付
近の一部によどみ領域が形成されるように供給できる位
置及び数であれば特に限定されず、炉の形状等により適
宜選択される。図１には炉の側壁に気体供給口３１を配
設した場合を示す。Further, in the present invention, one of the exhaust gas and the mixed gas of the exhaust gas and the air is supplied to the grate 22, 2.
It has a gas supply port arranged so that it can be supplied into the main combustion chamber 15 from a position other than below 3 and 24. The position of the gas supply port can be provided, for example, on the side wall or ceiling of the furnace. The position and number of the gas supply ports are not particularly limited as long as either the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air can be supplied so that a stagnation region is formed in a part immediately above the refuse layer. Instead, it is appropriately selected depending on the shape of the furnace and the like. FIG. 1 shows a case where a gas supply port 31 is provided on the side wall of the furnace.
【００１８】排ガスは、例えば廃熱ボイラ２０の下流の
排ガスの一部を再循環させることにより供給することが
できる。この場合、廃熱ボイラ２０と排ガス処理装置１
の間から分岐した高温排ガス配管３２ａと、誘引ファン
２と煙突３の間から分岐した低温排ガス配管３２ｂとを
有する構成とすることが好ましい。なお、高温排ガス配
管３２ａには流量計４１ｅ，調整弁４０ｅ，高温除塵装
置３５，高温ブロア３６が設けられており、廃熱ボイラ
２０からの高温排気の一部は高温除塵装置３５によって
ダストを取り除かれた後、高温ブロワ３６によって吸引
され、流量計４１ｅ及び調整弁４０ｅにより流量を調整
され、後述する低温排ガス配管３２ｂと合流した後気体
供給口３１から主燃焼室１５に供給される。高温除塵装
置３５は高温ブロワ３６の上流側に配することが望まし
く、これによりダストが高温ブロワ３６の羽根車等に衝
突して羽根車等が摩耗するのを防止することができる。The exhaust gas can be supplied, for example, by recirculating a part of the exhaust gas downstream of the waste heat boiler 20. In this case, the waste heat boiler 20 and the exhaust gas treatment device 1
It is preferable to have a configuration having a high-temperature exhaust gas pipe 32a branching from the space between them and a low-temperature exhaust gas pipe 32b branching from the space between the induction fan 2 and the chimney 3. The high-temperature exhaust gas pipe 32a is provided with a flow meter 41e, a regulating valve 40e, a high-temperature dust remover 35, and a high-temperature blower 36. A part of high-temperature exhaust gas from the waste heat boiler 20 is removed by the high-temperature dust remover 35. After being sucked by the high-temperature blower 36, the flow rate is adjusted by the flow meter 41e and the regulating valve 40e, and after being merged with the low-temperature exhaust gas pipe 32b described later, it is supplied to the main combustion chamber 15 from the gas supply port 31. The high-temperature dust remover 35 is desirably arranged on the upstream side of the high-temperature blower 36, thereby preventing dust from colliding with the impeller of the high-temperature blower 36 and wearing the impeller.
【００１９】低温排ガス配管３２ｂには流量計４１ｆ及
び調整弁４０ｆが設けられており、誘引ファン２により
押し出された低温排気の一部は流量計４１ｆ及び調整弁
４０ｆにより流量が調整された後、高温排ガス配管３２
ａに合流し、気体供給口３１から主燃焼室１５内に供給
される。The low-temperature exhaust gas pipe 32b is provided with a flow meter 41f and a regulating valve 40f. A part of the low-temperature exhaust gas pushed out by the induction fan 2 is adjusted after the flow rate is adjusted by the flow meter 41f and the regulating valve 40f. High temperature exhaust gas pipe 32
a and is supplied into the main combustion chamber 15 from the gas supply port 31.
【００２０】高温排ガスと低温排ガスの流量を調整する
ことにより、主燃焼室１５内に供給される排ガス温度を
調整することが可能となる。なお、高温排ガス配管３２
ａと低温排ガス配管３２ｂの分岐点の近くにはそれぞれ
遮断弁３４を設けても良い。By adjusting the flow rates of the high temperature exhaust gas and the low temperature exhaust gas, the temperature of the exhaust gas supplied into the main combustion chamber 15 can be adjusted. The high-temperature exhaust gas pipe 32
A shut-off valve 34 may be provided near each of the branch points of the pipe a and the low-temperature exhaust gas pipe 32b.
【００２１】さらに、気体供給口３１には空気供給配管
５０が接続されており、ブロワ３９で吸引され流量計４
１ｄ及び調整弁４０ｄで流量が調整された空気が気体供
給口３１で排ガスと混合した後主燃焼室１５内に供給で
きる構成となっている。ここで、空気と排ガスが気体供
給口３１のところで混合されるようにしているのは、排
ガス中の腐食性ガスが空気中の酸素と混合することで配
管の内壁を酸化したり、排ガス中の未然ガスやダストが
配管中で爆轟等、異常燃焼するのを避けるためである。Further, an air supply pipe 50 is connected to the gas supply port 31, and the air supply pipe 50 is sucked by the blower 39 and is supplied to the flow meter 4.
The air whose flow rate has been adjusted by 1 d and the adjustment valve 40 d is mixed with the exhaust gas at the gas supply port 31 and can be supplied into the main combustion chamber 15. Here, the reason that the air and the exhaust gas are mixed at the gas supply port 31 is that the corrosive gas in the exhaust gas is mixed with the oxygen in the air to oxidize the inner wall of the pipe, This is to prevent gas and dust from burning abnormally such as detonation in the piping.
【００２２】上記構成とすることにより、排ガス又は排
ガスと空気の混合気体のいずれか一方が気体供給口３１
から主燃焼室１５内に供給される。With the above structure, either the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air is supplied to the gas supply port 31.
From the main combustion chamber 15.
【００２３】以上本発明の構成により、酸素富化空気が
火格子下より供給され、ごみ層内での熱分解及びガス化
を促進させつつ、ごみ層直上付近に排ガス又は排ガスと
空気の混合気体のいずれか一方を吹き込むことにより、
火炎の安定化に適したよどみ領域を形成させ、かつ排ガ
スの低酸素濃度による消炎効果により燃焼を抑制し、局
所的な高温領域の形成を回避することで炉内温度の平均
化を促進させることができる。すなわち、炉内の最高温
度を低く抑えることができる。また、炉の上流（火格子
下等）で酸素富化空気と排ガスとが混合することがない
ため、火格子間の通気口等へのダストの固化による閉塞
や結露に伴う腐食トラブルを防止することができる。According to the configuration of the present invention, oxygen-enriched air is supplied from under the grate to promote thermal decomposition and gasification in the refuse layer, and exhaust gas or mixed gas of exhaust gas and air immediately above the refuse layer. By blowing either one of
To form a stagnation region suitable for flame stabilization, suppress combustion by the quenching effect due to low oxygen concentration of exhaust gas, and promote the averaging of furnace temperature by avoiding the formation of local high temperature region. Can be. That is, the maximum temperature in the furnace can be kept low. Also, since oxygen-enriched air and exhaust gas do not mix upstream of the furnace (e.g., under the grate), corrosion problems caused by solidification of dust in the vents between the grate and dew condensation are prevented. be able to.
【００２４】また、本発明においては、火格子２２，２
３，２４の下から供給する酸素富化空気の酸素濃度及び
／又は火格子下以外の部分から供給する排ガス流量を制
御する手段を有することが好ましい。In the present invention, the grate 22, 2
It is preferable to have means for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below 3, 24 and / or the flow rate of exhaust gas supplied from parts other than under the grate.
【００２５】ここで、酸素富化空気を得るための方法と
しては、空気に酸素を添加する方法、空気から窒素を除
去し酸素濃度を高める方法がある。その酸素濃度を調整
する具体的方法を図２に示す。Here, as a method for obtaining oxygen-enriched air, there are a method of adding oxygen to air and a method of removing nitrogen from air to increase the oxygen concentration. FIG. 2 shows a specific method for adjusting the oxygen concentration.
【００２６】図２（ａ）は、ブロワ５１で吸引され流量
計５３ａ及び調整弁５４ａで流量を調整された空気に、
例えば酸素製造装置５２で製造した酸素を流量計５３ｂ
及び調整弁５４ｂで所定量添加することにより酸素濃度
の調整を行うものであり、この濃度調整された酸素富化
空気が酸素富化空気供給配管３０に供給される。FIG. 2 (a) shows that the air sucked by the blower 51 and the flow rate of which is adjusted by the flow meter 53a and the regulating valve 54a is
For example, the oxygen produced by the oxygen producing device 52 is supplied to a flow meter 53b.
The oxygen concentration is adjusted by adding a predetermined amount with the adjustment valve 54b, and the oxygen-enriched air whose concentration has been adjusted is supplied to the oxygen-enriched air supply pipe 30.
【００２７】図２（ｂ）は、空気中の窒素を除去する酸
素富化空気製造装置５５の運転条件（窒素除去量）を変
更することにより酸素富化空気の酸素濃度の調整を行う
ものであり、酸素富化空気製造装置５５で所定の酸素濃
度に調整された空気は流量計５３ｃ及び調整弁５４ｃで
流量を調整され酸素富化空気供給配管３０に供給され
る。FIG. 2B is a diagram for adjusting the oxygen concentration of the oxygen-enriched air by changing the operating conditions (nitrogen removal amount) of the oxygen-enriched air producing apparatus 55 for removing nitrogen from the air. The air adjusted to a predetermined oxygen concentration by the oxygen-enriched air producing device 55 is supplied to the oxygen-enriched air supply pipe 30 after the flow rate is adjusted by the flow meter 53c and the adjusting valve 54c.
【００２８】図２（ｃ）は、図２（ｂ）で酸素富化空気
製造装置５５をバイパスさせるバイパス配管５６を有す
る構成とするものであり、酸素富化空気製造装置５５で
所定の酸素濃度に調整され流量計５３ｃ及び調整弁５４
ｃで流量を調整され酸素富化空気に、バイパス配管５６
から流量計５３ｄ及び調整弁５４ｄで流量を調整された
空気を所定量添加し、酸素濃度の調整を行うものであ
る。FIG. 2C shows a configuration having a bypass pipe 56 for bypassing the oxygen-enriched air producing device 55 in FIG. The flowmeter 53c and the regulating valve 54
c, the flow rate is adjusted to oxygen-enriched air,
Then, a predetermined amount of air whose flow rate has been adjusted by the flow meter 53d and the adjustment valve 54d is added to adjust the oxygen concentration.
【００２９】なお、前記図２（ａ）〜（ｃ）のブロワ５
１は、図１のブロワ３９と共用することも可能である。It should be noted that the blower 5 shown in FIGS.
1 can be shared with the blower 39 of FIG.
【００３０】前記酸素濃度制御手段は、図１で示した酸
素富化空気供給配管３０の分岐する手前の１箇所に設け
ても良く、各分岐配管３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各配管
毎に、或いは濃度調整の必要な特定の配管に設けても良
い。The oxygen concentration control means may be provided at one point before the branch of the oxygen-enriched air supply pipe 30 shown in FIG. 1, and may be provided for each of the branch pipes 30a, 30b, 30c, or It may be provided in a specific pipe requiring concentration adjustment.
【００３１】ここで、火格子２２，２３，２４の下から
供給する酸素富化空気の酸素濃度は、炉内の燃焼状態に
より調整されるが２１〜３０ｖｏｌ％の範囲で調整する
ことが好ましく、２５ｖｏｌ％程度とすることが最も好
ましい。酸素濃度が３０ｖｏｌ％より高いと燃焼温度が
高くなり過ぎ、炉内耐火物の焼損を防止するために冷却
装置等の設置が必要となり、さらに炉内のダストの溶着
量の増加及びＮＯｘの排出量の増加をもたらすからであ
る。Here, the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate 22, 23, 24 is adjusted according to the combustion state in the furnace, but is preferably adjusted within a range of 21 to 30% by volume. Most preferably, it is about 25 vol%. If the oxygen concentration is higher than 30 vol%, the combustion temperature becomes too high, and it is necessary to install a cooling device or the like in order to prevent burnout of the refractory in the furnace, and further increase the amount of dust deposited in the furnace and the emission of NOx. This is because it leads to an increase.
【００３２】また、火格子下以外の部分から供給する排
ガス流量を制御する方法としては、例えば高温排ガス配
管３２ａ及び低温排ガス配管３２ｂにそれぞれ有する調
整弁４０ｅ及び４０ｆを調整し流量を制御することによ
り行うことができる。As a method of controlling the flow rate of the exhaust gas supplied from a portion other than below the grate, for example, the flow rate is controlled by adjusting the regulating valves 40e and 40f respectively provided in the high-temperature exhaust pipe 32a and the low-temperature exhaust pipe 32b. It can be carried out.
【００３３】流量制御は、炉内温度が基準値より低下
し、排出される排ガスの性状が悪化してきた場合には排
ガスの流量を減らし燃焼を活発化させ、炉内温度が基準
値より上昇した場合には排ガスの流量を増やし燃焼を抑
制させる方法で行う。In the flow rate control, when the furnace temperature falls below the reference value and the properties of the exhaust gas discharged deteriorate, the flow rate of the exhaust gas is reduced to activate combustion, and the furnace temperature rises above the reference value. In this case, the method is performed by increasing the flow rate of the exhaust gas to suppress combustion.
【００３４】以上本発明の構成により、火格子下より供
給する酸素富化空気の酸素濃度を変更してもガスの全流
量の変化率を小さく抑えることができるため、炉内での
ガスの流動パターンがほとんど変化せず、酸素濃度を変
更しても燃焼の安定性が維持できる。また、火格子下以
外の部分から供給する排ガスの流量を制御することによ
りごみ層内での熱分解に影響を及ぼすことなくごみ層直
上付近での過激な燃焼を抑制することができる。As described above, according to the structure of the present invention, even if the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from under the grate is changed, the rate of change of the total flow rate of the gas can be suppressed to a small value. The pattern hardly changes, and the stability of combustion can be maintained even when the oxygen concentration is changed. Further, by controlling the flow rate of the exhaust gas supplied from a portion other than the portion below the grate, it is possible to suppress the extreme combustion immediately above the waste layer without affecting the thermal decomposition in the waste layer.
【００３５】また、本発明においては、火格子の温度を
モニターするための温度計と、前記温度計の出力に基づ
き火格子下から供給する酸素富化空気の酸素濃度を制御
する手段とを有することが好ましい。Further, the present invention has a thermometer for monitoring the temperature of the grate, and means for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate based on the output of the thermometer. Is preferred.
【００３６】ここで、温度計６０ａ，６０ｂ，６０ｃの
出力に基づき火格子下から供給する酸素富化空気の酸素
濃度を制御する手段としては、例えば、前述した図２
（ａ）〜（ｃ）の構成に、さらに、火格子に設置した温
度計からの出力信号及び各流量計からの出力信号を取り
込み、各調整弁の流量及び酸素富化空気製造装置の運転
条件を制御できる酸素濃度制御装置を有する構成とする
ことにより行うことができる。これにより、温度計の出
力に基づき火格子下から供給する酸素富化空気の酸素濃
度を制御することができる。As means for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate based on the outputs of the thermometers 60a, 60b, 60c, for example, the means shown in FIG.
In addition to the configurations of (a) to (c), an output signal from a thermometer installed on the grate and an output signal from each flow meter are taken in, and the flow rate of each regulating valve and the operating conditions of the oxygen-enriched air producing apparatus are taken. Can be performed by using a configuration having an oxygen concentration control device capable of controlling the temperature. Thereby, the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate can be controlled based on the output of the thermometer.
【００３７】具体的装置構成を図３（ａ）〜（ｂ）に示
す。図３（ａ）の場合、酸素濃度制御装置５９は、温度
計６０からの信号（温度）と流量計５３ａ及び５３ｂか
らの信号（流量）を取り込み、温度計６０からの信号
（温度）に対し予め設定されている酸素濃度となるよう
に、調整弁５４ａ及び５４ｂに制御信号を送信し流量調
整を行う。図３（ｂ）の場合、酸素濃度制御装置５９
は、温度計６０からの信号（温度）と流量計５３ｃから
の信号（流量）を取り込み、温度計６０からの信号（温
度）に対し予め設定されている酸素濃度となるように、
酸素富化空気製造装置５５及び調整弁５４ｃに制御信号
を送信し、酸素富化空気製造装置５５に対しては運転条
件（窒素除去量）の制御と調整弁５４ｃに対しては流量
調整を行う。図３（ｃ）の場合、酸素濃度制御装置５９
は、温度計６０からの信号（温度）と流量計５３ｃ及び
５４ｄからの信号（流量）を取り込み、温度計６０から
の信号（温度）に対し予め設定されている酸素濃度とな
るように、酸素富化空気製造装置５５、調整弁５４ｃ及
び５４ｄに制御信号を送信し流量調整を行う。FIGS. 3A and 3B show a specific device configuration. In the case of FIG. 3A, the oxygen concentration control device 59 takes in the signal (temperature) from the thermometer 60 and the signals (flow rate) from the flow meters 53a and 53b, and responds to the signal (temperature) from the thermometer 60. The control signal is transmitted to the regulating valves 54a and 54b so that the oxygen concentration becomes a preset oxygen concentration, and the flow rate is adjusted. In the case of FIG. 3B, the oxygen concentration control device 59
Captures the signal (temperature) from the thermometer 60 and the signal (flow rate) from the flow meter 53c, and adjusts the signal (temperature) from the thermometer 60 to a preset oxygen concentration.
A control signal is transmitted to the oxygen-enriched air producing device 55 and the regulating valve 54c, and the operating conditions (nitrogen removal amount) are controlled for the oxygen-enriched air producing device 55 and the flow rate is regulated for the regulating valve 54c. . In the case of FIG. 3C, the oxygen concentration control device 59
Captures the signal (temperature) from the thermometer 60 and the signals (flow rate) from the flow meters 53c and 54d, and adjusts the oxygen (oxygen) so that the signal (temperature) from the thermometer 60 has a preset oxygen concentration. A control signal is transmitted to the enriched air producing device 55 and the regulating valves 54c and 54d to adjust the flow rate.
【００３８】なお、酸素濃度の制御は、火格子２２，２
３，２４の内の１つ又は２つ以上に設けられた温度計か
らの出力に基づき行われる。温度計が特定の火格子の１
箇所に設けられている場合には、温度計の設けられてい
る特定の火格子のみ酸素濃度を制御しても良く、各火格
子下から供給される全ての酸素濃度を同一条件で制御す
るようにしても良い。また、温度計を各火格子毎に設
け、さらに各火格子に酸素富化空気を供給する配管に前
記酸素濃度制御手段を設けることにより、温度計の出力
に基づき火格子毎に個別に酸素濃度を制御することもで
きる。この場合、各温度計からの測定温度の出力信号は
酸素濃度制御装置に取り込まれ、取り込まれた信号（温
度）に基づき予め設定された酸素濃度となるように各酸
素富化空気製造装置の運転条件或いは各調整弁の流量が
個別に変更される。The oxygen concentration is controlled by the grate 22,2.
The determination is performed based on the output from one or more thermometers provided in one or more of the thermometers 3 and 24. Thermometer is one of the specific grate
When provided at a location, the oxygen concentration may be controlled only for a specific grate provided with a thermometer, and all oxygen concentrations supplied from under each grate are controlled under the same conditions. You may do it. Further, by providing a thermometer for each grate and further providing the oxygen concentration control means in a pipe for supplying oxygen-enriched air to each grate, the oxygen concentration can be individually set for each grate based on the output of the thermometer. Can also be controlled. In this case, the output signal of the measured temperature from each thermometer is taken into the oxygen concentration control device, and the operation of each oxygen-enriched air producing device is performed so that the oxygen concentration becomes a preset oxygen concentration based on the taken signal (temperature). Conditions or flow rates of each regulating valve are individually changed.
【００３９】酸素富化空気の酸素濃度の制御方法として
は、例えば、火格子の温度が３００℃以上、望ましくは
２００℃以上になった場合に供給する酸素富化空気の酸
素濃度を下げることにより燃焼を抑えて火格子の温度を
下げ、また、火格子温度が１３０℃以下又は排ガス中の
未燃分が増加した場合に酸素濃度を上げ燃焼を促進させ
るように制御する。As a method for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air, for example, by lowering the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied when the temperature of the grate reaches 300 ° C. or more, preferably 200 ° C. or more, The combustion is suppressed so that the temperature of the grate is lowered, and when the grate temperature is 130 ° C. or less or the unburned portion in the exhaust gas is increased, the oxygen concentration is increased to promote the combustion.
【００４０】以上本発明の構成により、過熱している火
格子に供給される酸素富化空気の酸素濃度を選択的に低
下させることができるため、火格子の過熱の原因となっ
ている燃焼領域の火炎温度を強制的に低下させることが
できる。従って、炉全体としての燃焼性や平均排ガス組
成を大きく変化させることなく、火格子の温度をある一
定温度以下に制御でき、これにより、火格子の耐久性を
大幅に改善させることができる。As described above, according to the structure of the present invention, the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied to the superheated grate can be selectively reduced, so that the combustion region causing the overheating of the grate can be reduced. Flame temperature can be forcibly reduced. Therefore, the temperature of the grate can be controlled to a certain temperature or less without greatly changing the flammability and the average exhaust gas composition of the entire furnace, whereby the durability of the grate can be greatly improved.
【００４１】また、本発明においては、火格子下から水
蒸気を吹き込むための手段を有することが好ましい。火
格子下から水蒸気を吹き込むための手段としては、例え
ば、廃棄物焼却炉のボイラ配管の一部を分岐配管し、各
ストーカに設けたノズルから水蒸気を供給する方法を用
いることができる。In the present invention, it is preferable to have means for blowing steam from under the grate. As a means for injecting steam from under the grate, for example, a method of branching a part of a boiler pipe of a waste incinerator and supplying steam from a nozzle provided in each stoker can be used.
【００４２】なお、水蒸気を吹き込むためのノズル６１
ａ，６１ｂ，６１ｃは全てのストーカに設置しても良
く、或いは任意のストーカに設置しても良い。また、ス
トーカの形状等により１つのストーカに対して複数のノ
ズルを有する構成とすることもできる。A nozzle 61 for blowing steam is used.
a, 61b, and 61c may be installed in all stokers, or may be installed in any stoker. In addition, a configuration in which a plurality of nozzles are provided for one stoker depending on the shape of the stoker or the like is also possible.
【００４３】火格子下から水蒸気を吹き込むことによ
り、ごみ層での熱分解及びその下流でのガス燃焼を制御
又は反応凍結させ、火格子の過熱やＮＯｘの排出を抑制
することができる。By blowing steam from below the grate, it is possible to control or freeze the pyrolysis in the refuse layer and the gas combustion downstream thereof, thereby suppressing overheating of the grate and emission of NOx.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、酸
素富化空気と循環排ガスとを別系統から炉内に供給する
ことにより、これらを混合することによるデメリットを
回避しつつ、ごみ層直上付近に低酸素濃度からなるよど
み領域を形成させて局所高温を回避し、かつ火炎を安定
化させることにより排ガス量を低減し、炉全体の熱効率
の向上、排ガス処理設備の小型化、及び排ガス処理用助
剤の節約を図るとともに、炉内燃焼の安定化により有害
ガスの排出濃度が低く、省エネ効果を有し、さらに耐久
性の高い廃棄物焼却炉が提供される。As described above, according to the present invention, the oxygen-enriched air and the circulating exhaust gas are supplied into the furnace from separate systems, thereby avoiding the disadvantages caused by mixing them and preventing the waste layer from being mixed. A stagnation region consisting of a low oxygen concentration is formed immediately above to avoid local high temperatures and stabilize the flame to reduce the amount of exhaust gas, improve the thermal efficiency of the entire furnace, reduce the size of exhaust gas treatment equipment, and reduce exhaust gas. A waste incinerator is provided, which saves processing aids, stabilizes combustion in the furnace, has a low harmful gas emission concentration, has an energy saving effect, and has high durability.
【図１】本発明に係る実施形態の一例を示す概略側断面
図である。FIG. 1 is a schematic side sectional view showing an example of an embodiment according to the present invention.
【図２】本発明に係る酸素富化空気の酸素濃度を制御す
る手段の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a means for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air according to the present invention.
【図３】本発明に係る温度計の出力に基づき酸素富化空
気の酸素濃度を制御する手段の一例を示す構成図であ
る。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a means for controlling the oxygen concentration of oxygen-enriched air based on the output of a thermometer according to the present invention.
【図４】従来技術に係る火格子式廃棄物焼却炉を示す概
略側断面図である。FIG. 4 is a schematic side sectional view showing a grate type waste incinerator according to the related art.
１ 排ガス処理装置 ２ 誘引ファン ３ 煙突 ９ 都市ごみ １０ ストーカ型ごみ焼却炉 １１ ホッパ １２ 乾燥ストーカ １３ 燃焼ストーカ １４ 後燃焼ストーカ １５ 主燃焼室 １６ 二次燃焼室 １７ 中間天井 １８ 主煙道 １９ 副煙道 ２０ 廃熱ボイラ ２１ 除塵室 ２２ 火格子（乾燥ストーカ） ２３ 火格子（燃焼ストーカ） ２４ 火格子（後燃焼ストーカ） ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 酸素富化空気供給配管 ３１ 気体供給口 ３２ａ 高温排ガス配管 ３２ｂ 低温排ガス配管 ３４ 遮断弁 ３５ 高温除塵装置 ３６ 高温ブロワ ３９，５１ ブロワ ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ 調
整弁 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ 流
量計 ５０ 空気供給配管 ５２ 酸素製造装置 ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 流量計 ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ 調整弁 ５５ 酸素富化空気製造装置 ５６ バイパス配管 ５９ 酸素濃度制御装置 ６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 温度計 ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ 水蒸気を吹き込むためのノズ
ルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas treatment apparatus 2 Induction fan 3 Chimney 9 Municipal waste 10 Stoker type waste incinerator 11 Hopper 12 Dry stoker 13 Burning stoker 14 Afterburning stoker 15 Main combustion chamber 16 Secondary combustion chamber 17 Intermediate ceiling 18 Main flue 19 Secondary flue Reference Signs List 20 waste heat boiler 21 dust removal chamber 22 grate (dry stoker) 23 grate (combustion stoker) 24 grate (post-combustion stoker) 30, 30a, 30b, 30c oxygen-enriched air supply pipe 31 gas supply port 32a high-temperature exhaust gas pipe 32b Low-temperature exhaust gas pipe 34 Shut-off valve 35 High-temperature dust remover 36 High-temperature blower 39, 51 Blower 40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f Adjustment valve 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f Flow meter 50 Air supply pipe 52 Oxygen Manufacturing equipment 53a, 53b, 53c, 53d Flow meter 54 a, 54b, 54c, 54d Regulating valve 55 Oxygen-enriched air producing device 56 Bypass pipe 59 Oxygen concentration control device 60, 60a, 60b, 60c Thermometer 61a, 61b, 61c Nozzle for blowing steam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立福 輝生 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 藤澤 能成 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 鈴木 章久 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 AA02 AB01 AC01 BA02 CA01 CB05 DA01 DA07 DA22 DB17 DB30 3K065 AA02 AB01 AC01 GA06 GA13 GA14 GA31 GA33 GA53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Teruo Tachifuku 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinari Fujisawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Akihisa Suzuki 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nihon Kokan Co., Ltd. (reference) 3K062 AA02 AB01 AC01 BA02 CA01 CB05 DA01 DA07 DA22 DB17 DB30 3K065 AA02 AB01 AC01 GA06 GA13 GA14 GA31 GA33 GA53
Claims (4)
燃焼室内に火格子下から酸素富化空気を供給する手段
と、排ガス又は排ガスと空気の混合気体のいずれか一方
を前記火格子下以外の部分から主燃焼室内に供給する手
段とを有することを特徴とする廃棄物焼却炉。1. A waste incinerator having a grate, means for supplying oxygen-enriched air from below the grate into the main combustion chamber, and supplying either exhaust gas or a mixture of exhaust gas and air to the main combustion chamber under the grate. Means for supplying the main combustion chamber from other parts.
濃度及び／又は火格子下以外の部分から供給する排ガス
流量を制御する手段を有することを特徴とする請求項１
に記載の廃棄物焼却炉。2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling the oxygen concentration of the oxygen-enriched air supplied from below the grate and / or the flow rate of exhaust gas supplied from a portion other than below the grate.
The waste incinerator according to 1.
と、前記温度計の出力に基づき火格子下から供給する酸
素富化空気の酸素濃度を制御する手段とを有することを
特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉。3. A thermometer for monitoring the temperature of a grate, and means for controlling the oxygen concentration of oxygen-enriched air supplied from below the grate based on the output of the thermometer. The waste incinerator according to claim 1.
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記
載の廃棄物焼却炉。4. The waste incinerator according to claim 1, further comprising means for injecting steam from under the grate.
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