JP2002013716A - 廃棄物焼却炉 - Google Patents
廃棄物焼却炉Info
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Abstract
灰内のダイオキシン類や重金属類の含有量を低減させる
と共に、焼却灰の熱灼減量値を低下させ、焼却灰を安全
に且つ経済的に処理できるようにする。 【解決手段】 乾燥ストーカ1と燃焼ストーカ2と後燃
焼ストーカ3とを備えたストーカ式廃棄物焼却炉におい
て、前記後燃焼ストーカ3を、酸素富化空気A3が供給
される上流側後燃焼ストーカ3aと低温空気A4 が供給
される下流側後燃焼ストーカ3bとを備えた水冷構造の
後燃焼ストーカ3とし、前記上流側後燃焼ストーカ3a
へ供給する酸素富化空気A3 の酸素濃度の調整により上
流側燃焼ストーカ3a上の燃焼残渣W3 の温度を700
℃〜900℃とすると共に、低温空気A4 の供給により
下流側後燃焼ストーカ3b上の燃焼残渣W3 を冷却する
構成とする。
Description
を焼却するストーカ式廃棄物焼却炉の改良に関するもの
であり、焼却灰中のダイオキシン類や重金属類の含有量
及び焼却灰の熱灼減量値を大幅に低減できるようにした
ストーカ式廃棄物焼却炉に関するものである。
ことにより減量させ、発生した焼却灰を埋立地へ投棄し
たり、資源として再利用することにより処理されてい
る。また、この種廃棄物の焼却には、従前から運転の安
定性、経済性及び焼却処理性能等の点で多くの優れた効
用を有するストーカ式廃棄物焼却炉が広く用いられてい
る。
構成を示す断面概要図であり、図4に於いて1は乾燥ス
トーカ、2は燃焼ストーカ、3は後燃焼ストーカ、4は
燃焼室、5は廃熱回収ボイラ、6は廃棄物供給ホッパ、
7は廃棄物供給装置、8は燃焼用空気供給装置、9は空
気予熱器、10は焼却灰排出口である。尚、ストーカ式
廃棄物焼却炉の構成やその作動については公知であるた
め、ここではその説明を省略する。
へは、通常炉内へ供給される廃棄物Wの物性に応じて2
0℃〜200℃の空気A1 、A2 が供給されている。ま
た、後燃焼ストーカ3へは、排出する焼却灰W0 内の可
燃性未燃物量を減らしてその熱灼減量値を下げるため、
空気予熱器9で昇温した加熱空気A5 が供給されてい
る。
焼物W1 の温度は約500℃〜700℃位いになってい
る。また、燃焼ストーカ2から移送されてきた燃焼残渣
W2は、後燃焼ストーカ3上で所謂おき燃焼され、燃焼
残渣W2 内に残存する未燃物が後燃焼ストーカ3の後半
部分をおき燃焼完結点Pとして、ゆっくりとおき燃焼さ
れる。
き燃焼に於いては、燃焼残渣W2 から部分的に炎が断続
的に立上っているものの、全体的には、おき燃焼中の燃
焼残渣W2 が供給された加熱空気A5 によって冷却され
る状態になっている。
されてきた焼却灰W0 内に存在するダイオキシン類の発
生源としては、ごみW内に含まれていて、分解されずに
排出されてきたもの、ごみW内の所謂前駆物質が燃焼ス
トーカ2上で反応をしてダイオキシン類となったもの及
び後燃焼ストーカ3上の燃焼残渣W2 内の有機性前駆物
質が、その冷却過程でダイオキシン類に変換(再合成)
されたもの等が想定される。
燃焼ストーカ2上に於ける被燃焼物W1 の温度は、前記
の通り約500℃〜700℃であって比較的低温度であ
るため、廃棄物W内に含まれているダイオキシンを完全
に分解することは困難である。また、後燃焼ストーカ3
上の燃焼残渣W2 は、その冷却過程で約300℃〜40
0℃の温域を時間をかけて通過するため、所謂ダイオキ
シン類の再合成が行なわれることになり、ダイオキシン
類の再合成を完全に防止することは困難である。更に、
廃棄物W内に含まれていた鉛や亜鉛等の重金属類は、前
記500℃〜700℃の温度下では十分に揮散せず、焼
却灰W0 内に残存することになる。
出されてくる焼却灰W0 中には、焼却対象である廃棄物
Wの種類によっても異るが、通常50〜300pg−T
EQ/g程度のダイオキシン類が含まれており、また鉛
や亜鉛等の有害な重金属類も多量に含まれることにな
る。
る場合には、含有するダイオキシン類や重金属類による
環境汚損の防止を厳重に図る必要があり、投棄のための
コストが上昇するだけでなく、投棄する焼却灰W0 中の
有害物の含有量が法律により規制されているため、焼却
灰W0 の埋立処理そのものが出来なくなると云う問題が
ある。
利用する場合には、可能な限りダイオキシン類や重金属
類の含有量を減らして安全性を高める必要があり、その
ために焼却灰W0 を溶融処理すること等が行なわれてい
る。しかし、焼却灰W0 を溶融処理するには、溶融炉や
溶融のためのエネルギー源が別に必要となるため、廃棄
物処理コストが上昇する等様々な問題を起生する。
ーカ式廃棄物焼却炉に於ける上述の如き問題、即ち排
出される焼却灰W0 のダイオキシン類や重金属類の含有
量が高かく、これを直接埋立処理したり、資源として再
利用することが困難なこと、ダイオキシン類等を除去
するために焼却灰W0 を溶融処理する場合には、処理コ
ストの大幅な上昇を招くこと等の問題を解決せんとする
ものであり、ストーカ式廃棄物焼却炉の後燃焼ストーカ
上に於ける燃焼残渣の燃焼温度の高温化並びにおき燃焼
完結点を通過した後の燃焼残渣の冷却時間の短縮を図る
ことにより、焼却残渣内のダイオキシン類の熱分解を促
進させると共に燃焼残渣内に於けるダイオキシン類の再
合成を防止し、もって焼却灰中のダイオキシン類及び重
金属類の含有量を大幅に低減させると共に、その熱灼減
量値の引下げを可能としたストーカ式廃棄物焼却炉を提
供するものである。
乾燥ストーカと燃焼ストーカと後燃焼ストーカとを備え
たストーカ式廃棄物焼却炉において、前記後燃焼ストー
カ3を、酸素富化空気A3 が供給される上流側後燃焼ス
トーカ3aと低温空気A4 が供給される下流側後燃焼ス
トーカ3bとを備えた水冷構造の後燃焼ストーカ3と
し、前記上流側後燃焼ストーカ3aへ供給する酸素富化
空気A3 の酸素濃度の調整により上流側燃焼ストーカ3
a上の燃焼残渣W3 の温度を700℃〜900℃とする
と共に、前記低温空気A4 の供給により下流側後燃焼ス
トーカ3b上の燃焼残渣W4 を冷却するようにしたこと
を発明の基本構成とするものである。
て非接触式温度計13により上流側燃焼ストーカ3a上
の燃焼残渣W3 の温度を検出すると共に、当該温度検出
信号により酸素供給量調整弁12の開度を制御し、酸素
富化空気A3 の酸素濃度を調整するようにしたものであ
る。
て、酸素富化空気A3 の酸素濃度を25〜30%に調整
すると共に酸素富化空気A3 の供給量及び冷却水Cの供
給量を調整することにより、上流側燃焼ストーカ3a上
の燃焼残渣W3 の温度を700℃〜900℃とするよう
にしたものである。
て、低温空気A4 の供給量及び冷却水Cの供給量を調整
することにより、下流側後燃焼ストーカ3b上の燃焼残
渣W 4 を冷却するようにしたものである。
の発明に於いて、下流側後燃焼ストーカ3b上の燃焼残
渣W4 を焼却灰排出口10へ排出する焼却灰W0 の温度
が少なくとも200℃以下になるように冷却する構成と
したものである。
施形態を説明する。図1は本発明に係るストーカ式廃棄
物焼却炉の断面概要図であり、前記図4の場合と同じ部
位・部材には、図4の場合と同じ参照番号が使用されて
いる。尚、図1に於いて1は乾燥ストーカ、2は燃焼ス
トーカ、3は後燃焼ストーカ、3aは上流側後燃焼スト
ーカ、3bは下流側後燃焼ストーカ、4は燃焼室、5は
廃熱回収装置、6は廃棄物供給ホッパ、7は廃棄物供給
装置、8は燃焼用空気供給装置、9は空気予熱器、10
は焼却灰排出口、11は酸素供給装置、12は酸素供給
量調整弁、13は非接触型温度計、14は温度コントロ
ーラ、Wは廃棄物(ごみ)、W1 は燃焼ストーカ上の被
燃焼物、W3 は上流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣、W
4 は下流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣、Dはダンパ、
Pは燃え切り点である。
物供給装置7により順次炉内へ供給され、乾燥ストーカ
1上で乾燥されたあと燃焼ストーカ2上で燃焼されるこ
と、及び乾燥ストーカ1と燃焼ストーカ2へは、燃焼用
空気供給装置8及び空気予熱器9を通して廃棄物Wの供
給量やその発熱量に応じた温度(20℃〜200℃)及
び流量の空気A1 、A2 が供給されること等は、前記図
4に示した従前のストーカ式廃棄物焼却炉の場合と同様
である。また、廃熱回収ボイラ5で熱回収をされた排ガ
スが、ガス浄化処理装置(図示省略)を通して清浄化さ
れたあと、大気中へ放散されること及び焼却灰排出口1
0から排出された焼却灰W0 が、スラグ冷却水槽等(図
示省略)を介して外部へ搬出されること等は、公知のス
トーカ式廃棄物焼却炉の場合と同様である。従って、こ
こではその詳細な説明は省略する。
が後述するように所謂水冷式構造となっており、且つ上
流側後燃焼ストーカ3aと下流側後燃焼ストーカ3bの
二つに分割されており、各ストーカ3a、3bへは、下
方のホッパを介して空気A3、A4 が夫々独立に供給さ
れる構成となっている。尚、図1の実施形態では後燃焼
ストーカ3を二分割型の構成としているが、これを三分
割型の構成としてもよいことは勿論である。
後燃焼ストーカ3bは、図2に示すような固定火格子1
5と可動火格子16を階段状に複数段組み合せることに
より形成されており、可動火格子16を矢印方向へ往復
動させることにより、火格子上の燃焼残渣(図示省略)
が順次下方へ移送されて行く。
は、図2に示すように後燃焼ストーカ3の横幅方向に複
数個の冷却水通過孔17が平行状に貫通されており、所
謂水冷式構造の火格子15、16に形成されている。即
ち、上流側後燃焼ストーカ3a及び下流側後燃焼ストー
カ3bへは、図3に示すように入口ヘッダ18、連結チ
ューブ19・20、出口ヘッダ21、水冷却装置(図示
省略)及び冷却水循環ポンプ(図示省略)を通して冷却
水Cが循環流動されており、これによって後述するよう
に、各ストーカ3a・3b上の燃焼残渣W3 ・W4 の温
度を調整する構成となっている。
後燃焼ストーカ3aと下流側後燃焼ストーカ3bの両方
を水冷式構造としているが、下流側後燃焼ストーカ3b
のみを水冷式構造として、後述するように上流側後燃焼
ストーカ3a上の燃焼残渣W 3 の温度は、供給する酸素
富化空気A3 の酸素濃度又は酸素濃度とその供給量を調
整することにより、所定の温度に保持するようにしても
よい。
後燃焼ストーカ3bの下方へ供給された空気A3 、A4
は、図2に示すように固定火格子15と可動火格子16
間の隙間G又は別途に各火格子15・16に配設した空
気噴出ノズル(図示省略)から、燃焼残渣W3 、W4 内
へ供給されて行く。
る空気A3 は、空気予熱器9からの高温空気に酸素供給
装置11からの酸素O2 を注入することにより、酸素濃
度を約25〜30%にした所謂酸素富化空気A3 であ
る。当該酸素富化空気A3 の供給により、上流側後燃焼
ストーカ3a上における燃焼残渣W3 のおき燃焼が、従
前のストーカ炉の場合よりも高温度下で行なわれると共
に、おき燃焼が完結して(もえ切り点P)、燃焼残渣W
3 が下流側後燃焼ストーカ3b上へ移動するまで、前記
高温状態が維持される。
たダイオキシン類は、その大部分が高温度下で分解され
ると共に、燃焼残渣W3 内の鉛等の低融点重金属類は揮
散される。尚、排ガス内へ移行した重金属類は、排ガス
処理装置(図示省略)側に於いて回収除去される。
の燃焼残渣W3 の燃焼部分の温度は、燃焼残渣W3 の溶
融又は焼結を生ぜず且つ鉛等の重金属類の揮散が可能な
約700℃〜900℃の温度に、酸素富化空気A3 内
の酸素濃度の調整、酸素濃度と酸素富化空気A3 の供
給量の調整、酸素濃度と冷却水量の調整、酸素富化
空気A3 の供給量と冷却水量の調整又は酸素濃度と酸
素富化空気の供給量と冷却水量の調整の何れかの方式に
より制御されている。
整は、非接触型温度計(放射温度計)13からの温度検
出信号により、温度コントローラ14を介して酸素供給
量調整弁12の開度を制御することにより行なわれてお
り、また、酸素供給装置11にはPSA酸素供給装置又
は容器貯留型酸素供給装置が用いられている。尚、上記
酸素供給量の調整方式や酸素供給装置11の種類は、如
何なるものであっても良いことは勿論である。
空気供給装置8から約20℃の低温空気(冷却用空気)
A4 が供給されており、当該低温空気A4 と前記ストー
カ3bの火格子15・16内を流通する冷却水Cによ
り、燃焼残渣W4 の冷却が行なわれる。具体的には、上
流側後燃焼ストーカ3a上の末端部Pでおき燃焼を完結
した燃焼残渣W3 は、下流側後燃焼ストーカ3b上へ移
送されることにより、低温空気A4 による空冷と冷却水
Cによる水冷によって急冷却され、下流側後燃焼ストー
カ3bから燃焼灰排出口10内へ排出される焼却灰Cの
温度が、約300℃以下の温度となるように冷却され
る。
の燃焼残渣W4 は、短時間内にダイオキシンの所謂再合
成温度領域(300℃〜400℃)を通過して約300
℃以下の温度にまで到達し、250℃〜300℃以下の
焼却灰W0 となって焼却灰排出口10から炉外へ排出さ
れる。そのため、ダイオキシンの再合成が有効に防止さ
れ、結果として焼却灰W0 内のダイオキシン類の含有量
が減少する。
式廃棄物焼却炉を用い、その後燃焼ストーカ3を2分割
して上流側後燃焼ストーカ(長さ約1200mm、横幅
4380mm)3aと下流側後燃焼ストーカ(長さ約1
200mm)3bとすると共に、各ストーカ3a・3b
を形成する各火格子15・16に夫々3本の冷却水通水
孔17を平行に設け、これに冷却水C(入口温度約25
℃)を流通させるようにした。
焼却運転状態下で、上流側後燃焼ストーカ3aへ供給す
る酸素富化空気A3 の供給流量を所定値に設定し、その
O2濃度を調整することによりストーカ3a上の燃焼残
渣W3 の平均温度を約800℃〜850℃に保持すると
共に、下流側後燃焼ストーカ3bへの低温空気(約20
℃)A4 の供給流量及び下流側後燃焼ストーカ3bへ流
す冷却水(入口温度約25℃)Cの供給流量を調整する
ことにより、焼却灰排出口10へ排出される焼却灰W0
の温度が約150℃〜200℃となるようにした。
のダイオキシン類の含有量は40pg−TEQ/g以下
に、また重金属類の溶出量は0.01mg/l以下
(鉛)に、夫々低減されていることが判明した。従前の
同容量のストーカ式廃棄物焼却炉を用いた場合に、排出
される焼却灰W 0 中のダイオキシン類含有量が、50〜
100pg−TEQ/g及び重金属類溶出量が0.1〜
0.3mg/l(鉛)程度であるのに比較して、本発明
ではダイオキシン類の含有量及び重金属類の溶出量が大
幅に減少する。
物焼却炉の前記後燃焼ストーカ3を、酸素富化空気A3
が供給される上流側後燃焼ストーカ3aと低温空気A4
が供給される下流側後燃焼ストーカ3bとを備えた水冷
構造の後燃焼ストーカ3とし、前記上流側後燃焼ストー
カ3aへ供給する酸素富化空気A3 の酸素濃度の調整に
より上流側燃焼ストーカ3a上の燃焼残渣W3 の温度を
700℃〜900℃とすると共に、低温空気A4 の供給
により下流側後燃焼ストーカ3b上の燃焼残渣W 4 を冷
却する構成としている。その結果、廃棄物W内に含まれ
ていたダイオキシン類が高温の上流側後燃焼ストーカ3
a上でほぼ完全に分解されると共に、廃棄物Wに含まれ
ていた重金属類も揮散され、燃焼ガス内へ移行して排ガ
ス処理装置側で回収されることになる。また、下流側後
燃焼ストーカ3b上の燃焼残渣W4 内に於けるダイオキ
シン類の再合成も有効に防止されることになる。更に、
高温の上流側後燃焼ストーカ3a上で燃焼残渣W3 内の
未燃物が燃焼されることにより、焼却灰W0 の熱灼減量
の値が低下する。本発明は上述の通り、焼却灰W0 内の
重金属類やダイオキシン類を大幅に減少させることが出
来るうえ、焼却灰の熱灼減量値も大幅に低下し、優れた
実用的効用を奏するものである。
炉の構成を示す断面概要図である。
斜面図である。
る。
面概要図である。
物、W3 は上流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣、W4 は
下流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣、W0 は焼却灰、A
1 は乾燥ストーカへの空気、A2 は燃焼ストーカへの空
気、A3 は酸素富化空気、A4 は低温空気、O2 は酸
素、Dはダンパ、Pはおき燃焼完結点、Cは冷却水、1
は乾燥ストーカ、2は燃焼ストーカ、3は後燃焼ストー
カ、3aは上流側後燃焼ストーカ、3bは下流側後燃焼
ストーカ、4は燃焼室、5は廃熱回収ボイラ、6は廃棄
物供給ホッパ、7は廃棄物供給装置、8は燃焼用空気供
給装置、9は空気予熱器、10は焼却灰排出口、11は
酸素供給装置、12は酸素供給量調整弁、13は非接触
型温度計、14は温度コントローラ、15は固定火格
子、16は可動火格子、17は冷却水通過孔、18は入
口ヘッダ、19は連結チューブ、20は連結チューブ、
21は出口ヘッダ。
Claims (5)
- 【請求項1】 乾燥ストーカと燃焼ストーカと後燃焼ス
トーカとを備えたストーカ式廃棄物焼却炉において、前
記後燃焼ストーカを、酸素富化空気が供給される上流側
後燃焼ストーカと低温空気が供給される下流側後燃焼ス
トーカとを備えた水冷構造の後燃焼ストーカとし、前記
上流側後燃焼ストーカへ供給する酸素富化空気の酸素濃
度の調整により上流側燃焼ストーカ上の燃焼残渣の温度
を700℃〜900℃とすると共に、低温空気の供給に
より下流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣を冷却する構成
としたことを特徴とするストーカ式廃棄物焼却炉。 - 【請求項2】 非接触式温度計により上流側燃焼ストー
カ上の燃焼残渣の温度を検出すると共に、当該温度検出
信号により酸素供給量調整弁の開度を制御し、酸素富化
空気の酸素濃度を調整するようにした請求項1に記載の
ストーカ式廃棄物焼却炉。 - 【請求項3】 酸素富化空気の酸素濃度を25〜30%
に調整すると共に酸素富化空気の供給量及び冷却水の供
給量を調整することにより、上流側燃焼ストーカ上の燃
焼残渣の温度を700℃〜900℃とするようにした請
求項1に記載のストーカ式廃棄物焼却炉。 - 【請求項4】 低温空気の供給量及び冷却水の供給量を
調整することにより、下流側後燃焼ストーカ上の燃焼残
渣を冷却するようにした請求項1に記載のストーカ式廃
棄物焼却炉。 - 【請求項5】 下流側後燃焼ストーカ上の燃焼残渣を焼
却灰排出口へ排出する焼却灰の温度が少なくとも200
℃以下になるように冷却する構成とした請求項1又は請
求項4に記載のストーカ式廃棄物焼却炉。
Priority Applications (1)
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JP2000193093A JP3764635B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 廃棄物焼却炉 |
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JP2002013716A true JP2002013716A (ja) | 2002-01-18 |
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JP (1) | JP3764635B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164225A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Jfe Engineering Corp | 廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法 |
JP2020016397A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | Jfeエンジニアリング株式会社 | 廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法 |
JP2020056549A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 焼却炉 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000193093A patent/JP3764635B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP7093709B2 (ja) | 2018-10-03 | 2022-06-30 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 焼却炉 |
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