JP2002022133A

JP2002022133A - 廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ及びその排ガス温度制御方法

Info

Publication number: JP2002022133A
Application number: JP2000211240A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Ishibashi; 宏仁石橋; Minoru Suzuki; 実鈴木; Masaaki Nishino; 雅明西野; Kazufumi Harikae; 一史張替
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はダイオキシン類の生成が盛んになる
温度域の形成を回避させるための制御を適切に行い、廃
熱ボイラ出口でのダイオキシン類の濃度を格段に低い値
に抑えるごみ焼却炉の廃熱ボイラとその排ガス温度制御
方法を提供する。【解決手段】火格子式ごみ焼却炉１の廃熱ボイラ１１
は第２放射室１２と、冷却室１６を通過する排ガスの部
位を三次元のブロック番地として捉える制御装置１８
と、第２放射室１２と冷却室１６に、縦横断面のガス温
度分布を計測する音波式計測装置２０を設置し、制御装
置１８で、音波式計測装置２０からの温度分布のデータ
を組み合わせて、得られた各ブロック番地の三次元の温
度域と基準温度域とを比較演算して、それに基づいて制
御要因を調整して正常な温度域に制御し、ダイオキシン
類の生成が盛んな３００℃〜４００℃前後の温度域を短
時間で通過させ、廃熱ボイラ出口でのダイオキシン類の
濃度を格段に低い値に抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物を焼却する廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ及びその排ガス
温度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物（以下ごみという）
の増加にともない、廃棄物を焼却するストーカ炉、流動
炉等の廃棄物焼却炉（以下ごみ焼却炉という）が実用化
されている。

【０００３】ごみは、ごみ焼却炉で焼却処理により減量
化、無臭化、無害化等が施される。一方、ばいじん、塩
化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物、ダイオキシン類、重
金属類が発生するので、排ガス処理、排水処理、灰の無
害化処理等を施すことが必要であり、これらについては
種々の対策が行われており、それらのより厳密な防止を
図るべく検討が進められている。特に、ダイオキシン類
は公害発生防止上大きな課題となっている。

【０００４】ごみ焼却炉によるごみの焼却処理工程で
は、例えば、ストーカ炉では、供給されたごみは水分蒸
発が行われる乾燥ゾーン、ごみの活発な燃焼が行われる
燃焼ゾーン、燃焼速度の遅い未燃物を燃焼させる後燃焼
ゾーンを経て灰化し、冷却工程を経て不燃物とともに排
出される。低沸点成分は飛灰として燃焼排ガス中に移行
し、集塵装置で捕集される。

【０００５】この場合、ダイオキシン類の生成過程に
は、不完全な熱分解・燃焼過程で生成する場合（一次生
成）、熱分解せずに残留した未燃分あるいは前駆物質か
ら、温度、ガス組成、触媒などの条件が適当にそろって
生成する場合（二次生成）等が知られている。

【０００６】一次生成は炉内での不完全燃焼によって気
相で生成する反応であり、多くの中間体が生成して、そ
れらが化学反応を起こして有機塩素化合物（その中にダ
イオキシン類が含まれる）になると考えられている。

【０００７】二次生成は炉内の二次燃焼において完全燃
焼しないで残留した未燃分あるいは前駆物質が、二次燃
焼室からボイラ、集塵装置を通過する過程で、温度、ガ
ス組成、触媒などの条件が適当に揃って、燃焼によって
発生した塩化水素等の塩素が関与してダイオキシン類が
生成する。この反応は一次生成に比べて反応速度はやや
遅い。

【０００８】特に生成が盛んな温度域が３００℃〜４０
０℃といわれている。この生成反応には、３００〜４
００℃で、未燃炭素や炭化水素（ＨＣ）の存在下で、ダ
スト中の銅や鉄の触媒反応による生成と、クロロフェ
ノールやクロロベンゼン等の前駆物質から生成する反応
経路があり、このうち、ごみ焼却施設におけるダイオキ
シン類の生成は特にの生成反応による割合が大きいと
云われている。

【０００９】二次燃焼室では熱分解・燃焼反応が主で、
ダイオキシン類の生成は少なく、そして、二次燃焼室で
の燃焼が完全であるほど未燃の有機物質が減少するの
で、つぎの段階でのダイオキシン類の生成も少なくな
る。

【００１０】ごみ焼却炉では、炉内で発生する燃焼ガス
の燃焼室出口温度を８００〜９５０℃（好ましくは８５
０〜９５０℃）に維持し、それから排ガス処理設備入口
（例えば集塵装置）温度を２５０〜３００℃まで冷却す
る。この冷却方式として、一般に、廃熱ボイラが使用さ
れ、熱回収が行われる。

【００１１】廃熱ボイラは、排ガス温度を８００〜９５
０℃から３００℃未満にするために、一例として、水管
壁で構成し、上流側から下流側に沿って蒸発管、過熱
器、蒸発管、節炭器を配置し、排ガス温度は燃焼室出口
温度とボイラ出口温度が計測され、更に途上の排ガス温
度が計測される。廃熱ボイラ内の排ガスの温度は一般に
熱電対により計測されており、また、放射式温度計も使
用される。

【００１２】そして、ボイラの水管にダストが付着堆積
した場合には、ボイラをスートブロー・ハンマリング等
でダストを除去することにより、排ガスから水管への伝
熱効率の低下を抑えると共に、ダスト表面上でのダイオ
キシン類の合成を抑制する。

【００１３】また、特開平１１−１４２２５９号公報に
はごみ焼却炉の廃熱ボイラの排ガス温度を計測する音速
定数測定用の恒温槽を設けた音響式温度計を備えたガス
温度測定装置が開示されている。

【００１４】

【発明が解決する課題】前述した廃熱ボイラでは、ダイ
オキシン類の生成反応が盛んになる温度域３００℃〜４
００℃を排ガスが通過する。従って、この温度域を回避
するか又は排ガスを短時間で通過させること、廃熱ボイ
ラの水管にダストが付着・堆積しにくい構造を採用する
ことにより、ダイオキシン類の生成を抑制することがで
きる。

【００１５】しかしながら、従来の熱電対による計測法
や、放射式温度計測法では、ダイオキシン類の生成反応
が盛んになる温度域を特定又は正確に計測することは困
難である即ち、熱電対を用いた接触式計測法では、特定
位置しか計測できず、熱電対本体または熱電対の保護管
の耐久性や輻射による計測誤差などの問題がある。

【００１６】更に、ボイラ内中央部のガス温度測定には
長いプローブが必要であり、ダスト付着・堆積により、
常時温度計測することが困難な場合がある。

【００１７】また、火炎などの分光特性を利用した放射
式温度計測法は非接触式計測法であるが、一般に観測窓
（例えば赤外線カメラ）が設置され、その観測窓から可
視化できる範囲のみ計測可能であり、計測窓の汚れや散
乱などによりダストが多く存在する環境下では不適であ
る。また、８００℃程度以下では粒子からの発光が弱
く、適用困難となる。更に、種々雑多なごみを燃焼させ
るため、火炎からの輻射率を特定できないという本質的
な問題がある。

【００１８】また、特開平１１−１４２２５９号公報に
開示されている技術は音速定数測定用の恒温槽で音速定
数を測定することが必要であり、ダストトラブルが発生
し易く、稼働率が低く、補修費も増加する。また、設備
も高価になる。

【００１９】実際上、音速定数に及ぼすガス組成の影響
を無視したとしても、計測温度の誤差は高々１％程度以
内であり、恒温槽の適用によるダイオキシン類の対策へ
の貢献はわずかである。

【００２０】本発明は、ダイオキシン類の生成が盛んに
なる温度域の形成を回避させるための制御を適切に行
い、廃熱ボイラの出口でのダイオキシン類の濃度を格段
に低い値に安定して抑えることのできるごみ焼却炉の廃
熱ボイラ及びその排ガス温度制御方法を提供することを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明は、
廃棄物焼却炉の燃焼室に接続された廃熱ボイラであっ
て、前記廃熱ボイラ内のガス温度分布を計測する温度計
測装置と、前記廃熱ボイラ内の空間を複数のブロックに
区分し、ブロック番地として入力し、前記計測装置によ
るガス温度分布のデータを組み合わせてガス温度分布の
データとし、廃熱ボイラ内のブロック番地のガス温度域
を基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて廃熱ボ
イラ内を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４００
℃の温度域のよどみ及び／又は定在を回避する調整を行
い、各ブロック番地のガス温度域を制御する制御装置を
設けたことを特徴とする廃棄物焼却炉の廃熱ボイラであ
る。

【００２２】請求項２による発明は、請求項１による発
明において、ブロック内に、そのブロック内の特定位置
におけるガス温度を計測する別の温度計測装置と排ガス
分析装置を配設したことを特徴とする。

【００２３】請求項３による発明は、請求項１又は請求
項２による発明において、組み合わせたガス温度分布の
データが三次元であることを特徴とする。

【００２４】請求項４による発明は、請求項１、請求項
２又は請求項３による発明において、温度計測装置が音
波式ガス温度計測装置であることを特徴とする。

【００２５】請求項５による発明は、廃棄物焼却炉の燃
焼室に接続された廃熱ボイラ内の温度制御方法であっ
て、温度計測装置により前記廃熱ボイラ内のガス温度分
布を計測し、制ダイオキシン類の生成が盛んになる温度
域の形成を回避させるための制御を適切に行い、前記廃
熱ボイラ内の空間を複数のブロックに区分し、ブロック
番地として制御装置に入力しておき、該制御装置で前記
計測装置によるガス温度分布のデータを組み合わせてガ
ス温度分布のデータとし、前記ブロック番地のガス温度
域を基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて廃熱
ボイラ内を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４０
０℃の温度域のよどみ及び／又は定在を回避する調整を
行い、各ブロック番地のガス温度域を制御することを特
徴とする廃棄物焼却炉の廃熱ボイラの排ガス温度制御方
法である。

【００２６】本発明の廃棄物焼却炉の廃熱ボイラによれ
ば、上記温度計測装置と制御装置を設けることにより、
廃熱ボイラ内を通過する排ガスの流れに生じる３００〜
４００℃の温度域のよどみ及び／又は定在を回避する調
整を行い、各ブロック番地のガス温度域を制御すること
ができるので、ダイオキシン類が生成し易い３００℃〜
４００℃の温度域を回避することができる。従って、廃
熱ボイラの出口でのダイオキシン類の濃度を常時低い値
に抑制することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明ではごみ焼却炉の廃熱ボイ
ラを対象として、廃熱ボイラ内で廃熱ボイラの出口での
ダイオキシン類の濃度を常時低い値に抑制することので
きるものである。以下に、音波式ガス温度計測装置を用
い、該計測装置で計測されたガス温度分布のデータを組
み合わせて三次元のガス温度分布のデータとして、それ
に基づいて廃熱ボイラ内を通過する排ガスの流れに生じ
る３００〜４００℃の温度域のよどみ及び／又は定在を
回避する調整を行い、各ブロック番地のガス温度域を制
御する制御装置を設けた廃熱ボイラの好ましい実施の形
態を図によって詳述する。よどみは温度域３００℃〜４
００℃を排ガスが短時間で通過できない状態であり、定
在は温度域３００℃〜４００℃に排ガスが滞留する状態
である。

【００２８】図１は本発明による実施の形態を示す一部
切欠きを有する概略側面図である。図１において、火格
子式ごみ焼却炉１は、ホッパ２、乾燥ストーカ３、燃焼
ストーカ４、後燃焼ストーカ５，主燃焼室６、二次燃焼
室７から構成されている。ここでは中間天井８を設置し
て、主燃焼室６と二次燃焼室７との間に主煙道９と副煙
道１０を設けている。

【００２９】本発明では、上記した火格子式ごみ焼却炉
１の二次燃焼室７に接続して配設した廃熱ボイラ１１を
対象とする。廃熱ボイラ１１は二次燃焼室（第１放射室
とも云う）７に接続した第２放射室１２と、上流側から
下流側に沿って蒸発管１３ａ、過熱器１４、蒸発管１３
ｂ、１３ｃ、節炭器１５を配置した冷却室１６から構成
されている。第２放射室１２と冷却室１６の間にはバイ
パス通路１７が設けられている。符号３１はスートブロ
ー・ハンマリング装置である。

【００３０】本発明では、廃熱ボイラ１１の第２放射室
１２と、冷却室１６を通過する排ガスの通過部位による
ガス温度分布を制御する制御装置１８を設ける。制御装
置１８には廃熱ボイラ内の空間を三次元の複数のブロッ
クに区分し、ブロック番地として入力しておく。廃熱ボ
イラ内の空間の場合は、ガス温度分布領域が上流側から
下流側に沿って異なるので、要所にブロック番地を集合
した区域番地を設ける。第一区域番地は第２放射室１２
の下部の空間とし、第２区域番地はボイラ下ホッパ１９
の空間とし、第３区域番地は蒸発管１３ａ、過熱器１４
と蒸発管１３ｂの間の空間とし、第４区域番地は蒸発管
１３ｂと蒸発管１３ｃの間の空間とし、第５区域番地は
蒸発管１３ｃと節炭器１５の間の空間とし、そして第６
区域番地は節炭器１５の下流側の空間とした。各区域番
地の中にはブロック番地を設けた。

【００３１】本発明では、第１区域番地〜第６区域番地
内の各ブロック番地の温度領域を三次元のガス温度分布
によるデータにより計測するために、上記した第１区域
番地〜第６区域番地内の各ブロック番地内のガス温度分
布を連続的に計測する音波式ガス温度計測装置（以下音
波式計測装置と呼称する）２０を設置し、音波式計測装
置２０で計測された横縦断面のガス温度分布のデータを
組み合わせて、三次元のガス温度分布のデータとし、そ
れにより第１区域番地〜第６区域番地内の温度域とその
区域番地内の基準温度域とを比較演算し、その差が所定
範囲を超えた際には、それに基づいて一次空気量、二次
空気量、火格子上のごみ送り速度、水噴霧量、ごみ供給
量、スートブロー・ハンマリング、空気吹込み、循環排
ガスの吹込みの一種以上を制御するようにしている。符
号３４は空気吹込み装置で調節弁３４ａ〜３４ｅが設け
られている。

【００３２】音波式計測装置２０は市販品を利用するこ
とができ、それはセンサー２１と信号処理装置２２とＣ
Ｔ処理装置２３から構成されている。センサー２１はス
ピーカ、マイク、ホーンから構成されている。

【００３３】ここでは排ガス温度計測装置に音波式を用
いたが、ダストが散在する排ガスの牡温度を計測できる
ものであれば、同様に使用することができる。

【００３４】複数のセンサー２１は第１区域番地〜第６
区域番地の空間を形成する両壁に碁盤目状に取付けられ
ている。

【００３５】碁盤目状に取付けたのは第１区域番地〜第
６区域番地内を通過する排ガスの流れ方向に直交する横
断面の温度分布と、排ガスの流れ方向縦断面の温度分布
を計測して、それらを組合わせて、第１区域番地〜第６
区域番地の温度分布を三次元のブロックとして捉えるた
めである。但し、計測精度の低下が許容される場合に
は、センサーの間隔を大きくしたり、不規則に配置して
もよい。

【００３６】第１区域番地〜第６区域内の空間の温度分
布をブロックとして三次元に捉えることによって、第１
区域番地〜第６区域番地の排ガスによる各部位の実際の
温度分布をブロック番地として正確に捉えることがで
き、各区域番地のブロック番地が区域番地毎の各基準温
度設定値に対して超えた温度域になった際には、その区
域番地のブロック番地を異常状態として扱い、そのブロ
ック番地の温度域を正常にするための制御を行う。

【００３７】センサー３３の数、取付け位置は対象とす
る区域番地の形状、大きさ等によって選択して決定され
る。

【００３８】各センサー２１による計測値は信号処理装
置２２で処理され、ＣＴ処理装置２３で第１区域番地〜
第６区域番地の縦横断面による温度分布が表示される。
ＣＴ処理装置２３による温度分布のデータは制御装置１
８に入力される。

【００３９】制御装置１８では、それらの温度分布のデ
ータを組合わせて、第１区域番地〜第６区域番地のブロ
ック番地の三次元による温度分布として捉える。

【００４０】制御装置１８には、第１区域番地〜第６区
域番地の各ブロック番地とその区域番地毎の基準温度域
の設定値が予め入力されており、計測された各区域番地
のブロック番地の温度がその区域番地の基準温度域の設
定値と比較演算されて、その設定値を超えた場合には、
そのブロック番地に基づいて一次空気量、二次空気量、
火格子上のごみ送り速度、冷却流体量、ごみ供給量、ス
ートブロー・ハンマリング、空気吹込み、循環排ガス吹
込みの一種以上から最も適した制御パターンが選択され
て、制御パターンにより制御されて、各区域番地毎の各
ブロック番地を正常化にするために制御される。

【００４１】従って、各ブロック番地の温度計測に基づ
くきめ細かな制御により、廃熱ボイラによる排ガスの入
口から出口までの８００〜９５０℃から３００℃未満に
変化する温度分布の中で、ダイオキシン類の生成が盛ん
な３００℃〜４００℃前後の温度域を回避するか又は排
ガスを極力短時間で通過させ、廃熱ボイラ出口でのダイ
オキシン類を規定値以下に安定して抑制することができ
る。

【００４２】図２は本発明に用いる制御装置に入力され
た各区域番地のブロック番地の状態を示す模式図であ
る。各区域番地及びその中のブロック番地を分かり易く
するために太矢印に示すように引き出し、画像による軸
Ａ、Ｂ、Ｃの座標を表示した。即ち、平面による軸Ａ、
軸Ｂと、その平面軸Ａ、軸Ｂに対する高さ軸Ｃにより、
３次元のブロック番地による温度領域の制御ができるよ
うにしている。

【００４３】従って、この各区域番地は温度領域の温度
範囲が異なるので、その中のブロック番地は各区域番地
毎に軸ＡＢＣにより起点を決めて番地を特定している。
例えば、第４区域番地、第５区域番地、第６区域番地に
は、各ブロック番地Ａ₁Ｂ₁Ｃ ₁、Ａ₂Ｂ₁Ｃ₁、Ａ₃Ｂ₁Ｃ₁、
Ａ₁Ｂ₂Ｃ₁、Ａ₂Ｂ₂Ｃ₁、Ａ₃Ｂ₂Ｃ₁、Ａ₁Ｂ₃Ｃ₁、Ａ₂Ｂ₃
Ｃ₁、Ａ₃Ｂ₃Ｃ₁として捉えられる。

【００４４】第６区域番地の各ブロック番地は３００℃
未満の区域であり、基準温度設定値として２５０℃以下
が設定される。従って、設計上、第６区域番地の温度領
域を基準として、上流側の各区域番地の基準温度設定値
が決められ、排ガスが円滑に熱交換した場合には第６区
域番地で確実に上記範囲になるようにしている。一例と
して、第５区域番地の基準温度設定値は３００℃、第４
区域番地の基準温度設定値は５００℃、第３区域番地の
基準温度設定値は７００℃、第２区域番地、第１区域番
地の基準温度設定値は９００℃とする。

【００４５】本発明では廃熱ボイラ内に８５０〜９５０
℃の排ガスが送り込まれた際に、第２放射室、冷却室の
水管壁による伝熱、冷却室内の蒸発管、過熱器、節炭器
による伝熱によって、廃熱ボイラ出口の排ガスの温度が
２５０℃未満になるように設計されているので、各要所
の区域番地での温度分布が各区域番地での基準温度設定
値の範囲を超えた場合には、その区域番地の前の区域番
地等で排ガスに異常が生じたものと判断し、最も適した
制御パターンによって正常に戻すための温度制御が行わ
れる。

【００４６】制御を行うための調節項目は一次空気量、
二次空気量、火格子上のごみ送り速度、冷却流体量、ご
み供給量、スートブロー・ハンマリング、空気吹込み、
循環排ガス吹込みであり、これらの一種以上を組み合わ
せて制御パターンが構成される。

【００４７】廃熱ボイラでのダイオキシン類の生成は、
前工程のごみ焼却炉の操業条件に大きく影響されるの
で、それらの操業調節項目も含めて、ダイオキシン類の
より厳重な生成防止を図ることが必要である。

【００４８】従って、制御パターンとしては、一般に、
冷却室１６では、廃熱ボイラ内の調節項目のスートブロ
ー・ハンマリングにより、ダスト付着・堆積を抑制し、
ダイオキシン類の生成防止を行うとともに、一次空気
量、二次空気量、火格子上のごみ送り速度、冷却流体
量、ごみ供給量、空気吹込み、循環排ガス吹込みの一種
以上と組み合わせて、ダイオキシン類の厳重な生成防止
を図る。

【００４９】図３は本発明による制御系統の一例を示す
図である。図３において、廃熱ボイラ１１の第１区域番
地〜第６区域番地の両壁に碁盤目状に取付けられた複数
のセンサー２１による計測値の信号が連続的に信号処理
装置２２に入力される。信号処理装置２２では各センサ
ー２１による計測値が処理され、ＣＴ処理装置２３で第
１区域番地〜第６区域番地による空間の縦横断面の温度
分布が画像され、それらが制御装置１８に入力される。

【００５０】制御装置１８では各ブロック番地とその区
域番地毎の基準温度域の設定値が予め入力されており、
音波式計測装置２０で計測された横縦断面のガス温度分
布のデータを組み合わせて、三次元のガス温度分布のデ
ータとし、それによる第１区域番地〜第６区域番地内の
温度域とその区域番地内の基準温度域とを比較演算し、
その差が所定範囲を超えた際には、それに基づいて一次
空気量、二次空気量、火格子上のごみ送り速度、水噴霧
量、ごみ供給量、スートブロー・ハンマリング、空気吹
込み、循環排ガス吹込みの一種以上を制御する。

【００５１】区域番地内のブロック番地で温度領域が基
準温度域を超えた場合は制御装置３２で直ぐに捉えら
れ、それらのブロック番地を正常化するために、調整項
目としてごみ供給量供給部２６、火格子上のごみ送り速
度調整装置２７、一次空気量供給部２８、水噴霧量供給
部２９、二次空気量供給部３０、スートブロー・ハンマ
リング装置３１、空気吹込み装置３４（循環排ガス吹込
み装置に切り替えることができる）が設けられており、
それらには各調整弁２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａ、
３０ａ、３１ａ、３４ａ〜３４ｅが設けられている。

【００５２】図２に示すように、例えば、第４区域番
地、第５区域番地の各ブロック番地Ａ ₁Ｂ₁Ｃ₁、Ａ₂Ｂ₂
Ｃ₁、Ａ₃Ｂ₃Ｃ₁の温度域がそれらの基準温度領域を超え
て高い温度として捉えられて場合、制御パターンは、ス
ートブロー・ハンマリングと二次空気量が決められる。
制御装置３２から制御パターンに選定されると、それに
従ってスートブロー・ハンマリング３１の調節弁３１ａ
は調節される。定置型スートブロー・ハンマリング装置
３１は第６区域番地と第５区域番地の間の節炭器１５
と、第５区域番地と第４区域番地の間の発管１３ｃと、
第４区域番地と第３区域番地の間の蒸発管１３ｂとに設
置され、蒸発管１３ａには長抜差型スートブロー・ハン
マリング装置が設置されているが、ここでは、節炭器１
５と、蒸発管１３ｃに設置した定置型スートブロー・ハ
ンマリング装置３１が作動され、その２７箇所のノズル
孔から蒸気が節炭器１５と蒸発管１３ｃに吹き付けら
れ、付着したダスト等が除去される。

【００５３】スートブロー・ハンマリングによれば、節
炭器１５、蒸発管１３ｃの付着ダスト等の除去により熱
交換が正常に戻り、排ガスの温度が均一に低下する。ま
た、蒸気または冷空気による排ガス温度の低下を均一に
行うことができ、ダイオキシン類の生成し易い３００℃
〜４００℃前後の温度域を短時間で通過させることがで
きる。

【００５４】また、この際、二次空気供給量を調節弁２
９ａにより二次空気供給量を調節することによって、ご
み焼却炉１の二次燃焼室（第１放射室）の排ガス出口温
度を調節して、正常な状態の排ガスを廃熱ボイラ１１内
に送り込むようにする。

【００５５】制御パターンは、各区域番地の部位から経
験等によって、ごみ焼却炉の廃熱ボイラとして、排ガス
処理の総合的判断により、ダイオキシン類の濃度が廃熱
ボイラ出口で規定値以下に安定して入るように選択、決
定される。

【００５６】次に、図１〜図３に基づいて、火格子式ご
み焼却炉１により都市ごみ１１を連続的に焼却して、そ
れに接続した廃熱ボイラによる燃焼ガス温度を制御し、
ダイオキシン類の生成を低い値に抑制する方法について
詳述する。

【００５７】ホッパ２に投入された都市ごみは、シュー
トを通して乾燥ストーカ３に送られ、下からの一次空気
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ごみは、燃焼ストーカ
４に送られ、下から送られる一次空気によりガス化さ
れ、一部は燃焼する。そして、さらに、後燃焼ストーカ
５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２４より外部に取出される。

【００５８】燃焼は主燃焼室６内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井８の存在により、主煙道９と副煙道１０に
別れて排出される。これらの燃焼排ガスは、二次燃焼室
（第１放射室）７で混合され、二次的な燃焼が行われて
未燃分が完全に燃焼する。二次燃焼室７からの燃焼排ガ
スは廃熱ボイラ１１に送り込まれる。

【００５９】廃熱ボイラ１１は上流側から第２放射室１
２、冷却室１６を配置し、入口での８５０〜９５０℃の
排ガス温度を出口で２５０℃以下にするために、水管
壁、過熱器１４、蒸発管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、節炭
器１５で給水等と熱交換させる。

【００６０】廃熱ボイラ１１内ではダイオキシン類の生
成が盛んな温度域である３００℃〜４００℃前後の温度
域を含むものであり、この生成反応には、３００〜４５
００℃の雰囲気で、未燃炭素や炭化水素（ＨＣの存在下
で、ダスト中の銅や鉄の触媒作用が強い）や未燃炭素等
が関係した触媒反応によって合成されると云われている
ので、それらのダイオキシン類の生成を防止するため
に、つぎの制御を行う。

【００６１】第１区域番地〜第６区域番地内の各ブロッ
ク番地の温度領域を三次元のガス温度分布によるデータ
により計測するために、上記した第１区域番地〜第６区
域番地内の各ブロック番地内のガス温度分布を連続的に
計測する音波式ガス温度計測装置（以下音波式計測装置
と呼称する）２０を設置し、音波式計測装置２０で計測
された横縦断面のガス温度分布のデータを組み合わせ
て、三次元のガス温度分布とし、それにより第１区域番
地〜第６区域番地内の温度域とその区域番地内の基準温
度域とを比較演算し、その差が所定範囲を超えた際に
は、それに基づいて一次空気量、二次空気量、火格子上
のごみ送り速度、水噴霧量、ごみ供給量、スートブロー
・ハンマリングね空気吹込み、循環排ガス吹込みの一種
以上を制御する。

【００６２】図１〜図３に示す実施の形態では火格子式
ごみ焼却炉の廃熱ボイラについて説明したが、流動炉等
のごみ焼却炉の廃熱ボイラについても同様に適用でき
る。

【００６３】以上のように、本発明によれば、第１区域
番地〜第６区域番地内の各ブロック番地内のガス温度分
布を連続的に計測することができるので、出口の排ガス
温度を２５０℃以下にすることができるとともに、３０
０℃〜４００℃前後のダイオキシン類の生成し易い温度
領域を回避するか又は排ガスを短時間で通過させること
ができるので、ダイオキシン類の生成を規定値以下の濃
度に安定して抑制することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明は、上述した温度
計測装置と制御装置を設けることにより、廃熱ボイラ内
を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４００℃の温
度域のよどみ、定在を回避する調整を行い、各ブロック
番地のガス温度域を制御することができるので、３００
℃〜４００℃の温度域で排ガスの流れがよどみ及び／又
は定在して生じるダイオキシン類を回避することができ
る。従って、廃熱ボイラの出口でのダイオキシン類の濃
度を規定値以下に安定して抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態を示す一部切欠きを有
する概略斜視図である。

【図２】本発明による区分ブロック番地の温度分布の一
例を示す模式図である。

【図３】本発明による制御系統の一例を示す図である。

【符号の説明】

１火格子式ごみ焼却炉２ホッパ３乾燥ストーカ４燃焼ストーカ５後燃焼ストーカ６主燃焼室７二次燃焼室（第１放射室）８中間天井９主煙道１０副煙道１１廃熱ボイラ１２第２放射室１３ａ、１３ｂ、１３ｃ蒸発管１４過熱器１５節炭器１６冷却室１７バイバス通路１８制御装置１９ボイラ下ホッパ２０音波式計測装置２１センサー２２信号処理装置２３ＣＴ処理装置２４灰シュート２５ボイラドラム２６ごみ供給量供給部２６ａ、２７ａ、２８ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａ、３
４ａ〜３４ｅ調節弁２７火格子上のごみ送り速度調整装置２８一次空気量供給部２９水噴霧量供給部３０二次空気量供給部３１スートブロー・ハンマリング装置３２熱伝対３３排ガス分析装置３４空気吹込み装置

フロントページの続き (72)発明者西野雅明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)発明者張替一史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 BB02 CA01 CB09 DA01 DA03 DA21 DB03 DB06 DB08 DB17 DB28 3K065 AA02 AB01 AC01 BA02 JA05 JA18 3L021 BA03 DA28 EA04 FA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物焼却炉の燃焼室に接続された廃熱
ボイラであって、前記廃熱ボイラ内のガス温度分布を計
測する温度計測装置と、前記廃熱ボイラ内の空間を複数
のブロックに区分し、ブロック番地として入力し、前記
計測装置によるガス温度分布のデータを組み合わせてガ
ス温度分布のデータとし、廃熱ボイラ内のブロック番地
のガス温度域を基準ガス温度域と比較演算し、それに基
づいて廃熱ボイラ内を通過する排ガスの流れに生じる３
００〜４００℃の温度域におけるよどみ及び／又は定在
を回避する調整を行い、各ブロック番地のガス温度域を
制御する制御装置を設けたことを特徴とする廃棄物焼却
炉の廃熱ボイラ。
【請求項２】ブロック内に、そのブロック内の特定位
置におけるガス温度を計測する別の温度計測装置と排ガ
ス分析装置を配設したことを特徴とする請求項１記載の
廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ。
【請求項３】組み合わせたガス温度分布のデータが三
次元であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
の廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ。
【請求項４】温度計測装置が音波式ガス温度計測装置
であることを特徴とする請求項１，請求項２又は請求項
３記載の廃棄物焼却炉の廃熱ボイラ。
【請求項５】廃棄物焼却炉の燃焼室に接続された廃熱
ボイラ内の温度制御方法であって、温度計測装置により
前記廃熱ボイラ内のガス温度分布を計測し、前記廃熱ボ
イラ内の空間を複数のブロックに区分し、ブロック番地
として制御装置に入力しておき、該制御装置で前記計測
装置によるガス温度分布のデータを組み合わせてガス温
度分布のデータとし、前記ブロック番地のガス温度域を
基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて廃熱ボイ
ラ内を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４００℃
の温度域のよどみ及び／又は定在を回避する調整を行
い、各ブロック番地のガス温度域を制御することを特徴
とする廃棄物焼却炉の廃熱ボイラの排ガス温度制御方
法。