JP2002106816A - 廃棄物焼却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可燃性廃棄物の処理装置において、発生したダ
イオキシン類をほぼ完全に分解でき、また、燃焼排ガス
の高温によるダイオキシン類の再合成反応や窒素酸化物
の生成反応などを制御して、排出ガス規制値をクリアで
きる小型化可能な廃棄物焼却装置を提供すること 【解決手段】一次燃焼室で比較的低温で乾留的に自己燃
焼させ、ここで発生した乾留ガスを二次燃焼室に導入し
て補助バーナー利用で，ダイオキシン類の分解する高
温、かつ短時間で十分な空気で完全燃焼させた後、三次
燃焼室、四次冷却室に導入して排出ガスを急冷すること
によりダイオキシン類の再合成反応と窒素酸化物の生成
を抑制する手段を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病院、学校、工場
などから発生する可燃性の廃棄物をガス化してから完全
燃焼させ、ダイオキシンなどの規制値をクリアできる、
小型化可能な廃棄物焼却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、病院、学校、工場等から排出され
る可燃の廃棄物を所有の小型焼却設備で焼却する際に、
排煙に含まれるダイオキシンなどが環境中に放出される
ことが大きな問題となっており、近い将来には、従来の
焼却設備が使用できなくなる可能性が高く、これらの廃
棄物の処理手段が急ぎ求められている。

【０００３】上記廃棄物の処理手段として、焼却炉の一
次燃焼室の温度を高温にして分解する方法が開示されて
おり、例えば特開平１１−２０１４２６号公報には、燃
焼室に送風口と排気口を形成し、少なくとも排気口に被
さるようにしてコークス群をセットし、送風口からエア
を吹き込んでコークスを燃焼させると供に、そのコーク
ス群の中を通して排気口から排気させる構成とし、約
１，８００℃の高温にしてダイオキシン等を発生させる
ことなく廃棄物を処理する方法が開示されている。

【０００４】当該方法によると、面倒で比較的高価なコ
ークスの定期的な補充、コークスの燃焼による灰の増量
などの問題があり、また、主として塩化ビニル樹脂など
の塩素含有物質の燃焼で発生するダイオキシン類は、コ
ークスの燃焼による高温で確かに、その時は分解される
が、その後にゆっくり冷されるとダイオキシン類が再合
成される現象があることや、高温状態がやや長い時間持
続することから窒素酸化物が排気中に多く含まれること
などから、当該方法だけでは、完璧なものではなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上に鑑み、
面倒で、比較的高価で、灰の増量するコークスなどの固
体燃料を使用することなく自己燃焼させると共に、発生
したダイオキシン類をほぼ完全に分解でき、また、燃焼
排ガスの高温によるダイオキシン類の再合成反応や窒素
酸化物の生成反応などを制御して、排出ガス規制値を余
裕をもってクリアできる小型化可能な廃棄物焼却装置を
提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、前記
課題を解決するために、一次燃焼室で可燃ゴミ類を空気
の吹き込み量を調整しながら比較的低温で乾留的に自己
燃焼させ、ここで発生した乾留ガスを二次燃焼室に導入
して補助バーナー利用で，ダイオキシン類の分解する高
温、かつ短時間で十分な空気で完全燃焼させた後、三次
燃焼室、または更に四次冷却室に導入して排出ガスを急
冷することによりダイオキシン類の再合成反応と窒素酸
化物の生成を抑制し、集塵機を通してから排出すること
により容易に規制値をクリアできる方法を採用した。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明における一実施例
の構成図であるが、主要な部分は、一次燃焼室Ａ、二次
燃焼室Ｂ、三次燃焼室Ｃ、四次冷却室Ｄ、集塵機Ｅ、油
タンクＦ、空気タンクＧで構成されており、処理手順に
したがって詳しく説明する。

【０００８】一次燃焼室Ａは、可燃性の廃棄物であれば
何でも焼却可能であり、例えば生ゴミ、木材、プラスチ
ック、ゴム、廃油などの単体または混合物を使用するこ
とができ、これらの廃棄物を上方の投入ホッパー１また
は前面投入口２から、燃焼室内に一括または分散してゴ
ミ投入レベル線１５程度の高さ程度まで投入し、給水タ
ンク６からの水冷用の水を燃焼室の壁内に循環冷却し、
加熱沸騰した蒸気は蒸気排出口８から排出可能とし、押
込送風機１４やコンプレッサーなどからの圧縮空気を貯
蔵した空気タンクＧからの空気を燃焼室の下方に設けた
空気ノズル３で吹き込み、そして油タンクＦからポンプ
４で圧送された灯油または重油などと、空気タンクＧか
らの空気を使用した燃焼室の下方に設けた着火バーナー
５に点火して廃棄物に着火する。

【０００９】一次燃焼室Ａの燃焼は、図２に示す炉内温
度−時間グラフのようにバーナー着火ａすると燃焼室内
温度が次第に上昇していき自己燃焼段階ｃに達した時
に、バーナー停止ｂをし、空気ノズル３からの空気量を
調整することにより、３００℃程度の比較的低温状態に
管理して自己燃焼を持続する。そして、投入した廃棄物
の全体に火が回ると、おき火燃焼段階ｄ（８００〜１０
００℃）に移行して、完全燃焼してから焼却完了ｅとす
ることにより、残灰を極めて少なくすることが可能とな
る。

【００１０】本発明における一次燃焼室Ａは、前記した
ように、投入した廃棄物の下側で着火し、下方の空気ノ
ズル３から燃焼用空気を供給し、比較的低い温度（３０
０℃程度）で燃焼を行い、発生ガスを煙道７より二次燃
焼室Ｂへ供給していく燃焼システムを採用することによ
り、投入された廃棄物が下から上に焼却され、蒸し焼き
状態になりやすい、主として乾留ガス化の燃焼方式を採
用している。

【００１１】また、下方に煙道７を設けたことにより、
燃焼室の上部に上昇した発生ガスは、再度下方に吸引さ
れて、二次燃焼室Ｂへ進むことにより、燃焼室内の温度
分布が、徐々に加温され、かつ均一になりやすく、供給
空気量の調整で温度と発生ガス量のコントロールも容易
にできることから、どんなゴミを焼却しても安定した燃
焼を持続できる。例えば廃プラスチックを従来の焼却炉
で燃焼すると、温度が高いために、直ちに溶けてから燃
焼するために、クリンカ現象が著しく発生して処理が難
しい場合が多いが、本発明の方法によれば、徐々に加温
され、かつ低い温度で燃焼可能なため、ゆっくり溶けな
がらガス化を急激に進行するためにクリンカを殆ど発生
させないことが可能であり、また、下方に煙道６を設け
たことにより、火のこ、灰などの二次燃焼室Ｂへの持ち
出しが少なく排気処理をより容易にでき、また、一次燃
焼室Ａの前面扉が全開し、内部構造が非常にシンプルな
ので内部の清掃管理などが極めて簡単にできる。

【００１２】前記一次燃焼室Ａで発生した可燃性ガス
を、予め、油タンクからの軽油または重油と空気タンク
Ｇからの空気で二次バーナー９を燃焼させて８００℃以
上に昇温させている二次燃焼室Ｂ内に導き８００〜１２
００℃の温度条件で十分な空気料で完全燃焼させること
により、ダイオキシン類の熱分解と、一酸化炭素の生成
防止などで有害物質を極めて少なくできる。

【００１３】そして、二次燃焼室Ｂからの燃焼ガスは三
次燃焼室Ｃの中に導かれ、三次燃焼室Ｃは、僅かに残燃
焼しながら廃ガスを一定時間滞留させて冷却する部屋で
あり、２〜３秒間以上滞留させて急激に冷却して、ダイ
オキシン類の再合成と窒素酸化物の生成などを防止す
る。なお二次燃焼室Ｂから三次燃焼室Ｃに移動させる配
管部分付近には、温度センサー１０を設けて温度管理す
ることが望ましい。

【００１４】そして、三次燃焼室Ｃからの廃ガスを集塵
機Ｅを通して排気しても良いが、望ましくは、更に四次
冷却室Ｄの中に導いて、２８０℃程度にまで冷却してか
ら、サイクロン、バッグ、静電などの集塵機Ｅにより灰
などの微粒子状物質（ダスト）を除去し、ダストは、ダ
ストボックス１１に集められて処理され、誘引送風機１
２により１８０℃程度の温度のガスとして排気口１３か
ら大気中に飛散される。また必要により、水などによる
洗浄集塵装置を導入してもよい。

【００１５】また本発明の方法によれば、前記したよう
に焼却装置の冷却に水を循環して実施しており、焼却熱
の有効利用を行う事ができ、風呂、シャワー、温室、室
内暖房、発電などに利用できる。

【００１６】また本発明の方法によれば、木材などを使
用して、空気の吹き込み量を調整することにより無公害
の炭、コークスなどの固形燃料の製造も可能となる。

【００１７】実際に図１に示す試作機による燃焼テスト
を実施し、廃ガスの分析を専門機関に依頼して実施した
ところ下記の通りであり、ダイオキシン類において２〜
４ｔ／ｈ以下の廃棄物焼却炉の新設設備の排出基準１ｎ
ｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎに適合していた。 ダイオキシン類の基準値は、環境庁の１９９９．１２．
１０今後の有害大気汚染物質対策のあり方について（第
五次答申）において下記のように決定している。

【００１８】

【発明の効果】本発明の廃棄物の焼却装置は、前記した
構成により以下のような効果を奏する。 （１）コークスなどの固体燃料を使用することなく自己
燃焼させると共に、一次燃焼室で発生したダイオキシン
類などの含んだ乾留廃ガスを、二次燃焼室Ｂ内に導いて
８００〜１２００℃の温度条件で完全燃焼させることに
より、ダイオキシン類、一酸化炭素などの有害物質を極
めて少なくできる。 （２）さらに、燃焼排ガスの急冷をすることにより、高
温によるダイオキシン類の再合成反応による生成や、窒
素酸化物の生成を抑えることができる。 （３）下方に煙道７を設けたことにより、燃焼室の上部
に上昇した発生ガスは、再度下方に吸引されて、二次燃
焼室Ｂへ進むことにより、燃焼室内の温度分布が徐々に
加温され、かつ均一になりやすく、また供給空気量の調
整で温度と発生ガス量のコントロールも容易にできるこ
とから、どんなゴミを焼却しても安定した燃焼を持続で
きる。例えば廃プラスチックを従来の焼却炉で燃焼する
と、温度が高いために、直ちに溶けてから燃焼するため
に、クリンカ現象が著しく発生して処理が難しい場合が
多いが、本発明の方法によれば、低い温度で燃焼可能な
ため、ゆっくり溶けながらガス化を急激に進行するため
にクリンカ現象を抑えて処理できる。 （４）三次、または四次の処理室を設けた焼却装置で、
完全燃焼されるため、集塵機の排気処理装置だけで大気
汚染防止法を容易にクリアでき、また小型化を容易に図
ることができる。 （５）一次燃焼室の前面扉が全開し、内部構造が非常に
シンプルなので内部の清掃管理が簡単にできる。 （６）焼却装置の冷却を水を循環して実施しており、焼
却熱の有効利用を行う事ができ、風呂、シャワー、温
室、室内暖房、発電などに利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明に係る第一燃焼室の燃焼時の炉内温度−
時間グラフである。

【符号の説明】

Ａ 一次燃焼室 Ｂ 二次燃焼室Ｂ Ｃ
三次燃焼室 Ｄ 四次冷却室 Ｅ 集塵機 Ｆ
油タンク Ｇ 空気タンク １ 投入ホッパー ２ 前面投入口 ３
空気ノズル３ ４ ポンプ ５ 着火バーナー ６
給水タンク ７ 煙道 ８ 蒸気排出口 ９
二次バーナー １０ 温度センサー １１ ダストボックス １２
誘引送風機 １３ 排気口 １４ 押込送風機 １５
ゴミ投入レベル線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄物の焼却処理において、一次燃焼室、
   二次燃焼室、三次燃焼室の順に三つの処理室を設け、一
   次燃焼室では、廃棄物の下方から空気を吹き込み、下か
   ら上に向かって自己燃焼を行い、発生した乾留性ガス
   を、予めバーナーでダイオキシン類の分解に必要な温度
   に管理加熱した二次燃焼室に導入して、十分な空気量で
   当該乾留性ガスを完全燃焼させてから、三次燃焼室で速
   やかに冷却する構成にしたことを特徴とする廃棄物焼却
   装置。
2. 【請求項２】三次燃焼室Ｃの後に、四次冷却室Ｄを設
   け、四か所の処理室で処理することを特徴とする前記請
   求項１記載の廃棄物焼却装置。
3. 【請求項３】一次燃焼室Ａにおいて、着火バーナー５と
   煙道７をゴミ投入レベル線１５より下方に設けることを
   特徴とする前記請求項１記載の廃棄物焼却装置。