JP2002130641A - 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉 - Google Patents
下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硫黄酸化物（ＳＯｘ）やダイオキシン（Ｄ
ＸＮ）等の有害ガスや二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化二
窒素（Ｎ２Ｏ）等の温室効果ガスを低減可能である下水
汚泥等の廃棄物焼却炉を提供するものである。 【解決手段】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環流動炉のフリ
ーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維持するよう
に、圧力計によりフリーボード懸濁密度を監視し、一次
空気、二次空気及び外部循環域で投入される循環用空気
の３種の空気吹き込みバランスにより、これを４〜１６
ｋｇ／ｍ３にコントロールするとともに、石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を汚泥とともに循環流動炉３に供給し、炉内脱
硫する。
ＸＮ）等の有害ガスや二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化二
窒素（Ｎ２Ｏ）等の温室効果ガスを低減可能である下水
汚泥等の廃棄物焼却炉を提供するものである。 【解決手段】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環流動炉のフリ
ーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維持するよう
に、圧力計によりフリーボード懸濁密度を監視し、一次
空気、二次空気及び外部循環域で投入される循環用空気
の３種の空気吹き込みバランスにより、これを４〜１６
ｋｇ／ｍ３にコントロールするとともに、石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を汚泥とともに循環流動炉３に供給し、炉内脱
硫する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は下水汚泥等の高含水
率・高揮発性の廃棄物焼却炉に係り、特に下水汚泥の廃
棄物を焼却するために外部循環型流動層炉を用いて下水
汚泥を処理する装置に関する。
率・高揮発性の廃棄物焼却炉に係り、特に下水汚泥の廃
棄物を焼却するために外部循環型流動層炉を用いて下水
汚泥を処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、産業廃棄物や都市ゴミ、下水
汚泥等の焼却処理には、流動層焼却炉が広く用いられて
いる。流動層焼却炉は、流動層（砂層）の熱吸収力が強
いため、汚泥の様な高含水率の廃棄物の燃焼に適してい
る。
汚泥等の焼却処理には、流動層焼却炉が広く用いられて
いる。流動層焼却炉は、流動層（砂層）の熱吸収力が強
いため、汚泥の様な高含水率の廃棄物の燃焼に適してい
る。
【０００３】ここで、流動層焼却炉は、気泡流動層炉と
循環型流動層炉とに分類される。このうち、気泡流動層
炉は、炉床に砂等の流動砂を敷き、一次空気の吹き込み
により砂を流動化させて層内を沸騰（バブリング）状態
にし、流動層上部約１〜１．５ｍのところから汚泥等の
廃棄物を投入して燃焼させるように構成されている。
循環型流動層炉とに分類される。このうち、気泡流動層
炉は、炉床に砂等の流動砂を敷き、一次空気の吹き込み
により砂を流動化させて層内を沸騰（バブリング）状態
にし、流動層上部約１〜１．５ｍのところから汚泥等の
廃棄物を投入して燃焼させるように構成されている。
【０００４】しかし、この気泡流動層炉では、廃棄物燃
焼の一部をフリーボードに頼っており、フリーボードの
過熱を招く傾向があった。これは、下水汚泥のように高
含水率・高揮発性の廃棄物を焼却する場合には、炉砂層
部（濃厚層部）で廃棄物中の水分を蒸発させるため温度
が低下傾向となり、反対にフリーボード部では砂層部で
ガス化した可燃分が燃焼し過熱傾向となり、結果とし
て、フリーボード容積を大きくとる必要があった。そこ
で、炉内温度差が小さく、かつ流動砂を循環させること
によって、排ガス量の低減や設備のコンパクト化を図る
ことが可能な循環流動炉が提案された。
焼の一部をフリーボードに頼っており、フリーボードの
過熱を招く傾向があった。これは、下水汚泥のように高
含水率・高揮発性の廃棄物を焼却する場合には、炉砂層
部（濃厚層部）で廃棄物中の水分を蒸発させるため温度
が低下傾向となり、反対にフリーボード部では砂層部で
ガス化した可燃分が燃焼し過熱傾向となり、結果とし
て、フリーボード容積を大きくとる必要があった。そこ
で、炉内温度差が小さく、かつ流動砂を循環させること
によって、排ガス量の低減や設備のコンパクト化を図る
ことが可能な循環流動炉が提案された。
【０００５】このような循環流動炉の一例について、図
２を参照しながら説明する。この循環流動炉は、フリー
ボード１と流動層２とからなる流動層炉本体３と、該フ
リーボード１に吹き上げられた流動砂を出口ダクト４を
介して捕集するホットサイクロン５と、流動砂を返送す
るダウンカマー６と、炉内の未燃ガスのホットサイクロ
ン５への吹き抜けを防止するシールポット７と、戻し管
８とから構成されている。
２を参照しながら説明する。この循環流動炉は、フリー
ボード１と流動層２とからなる流動層炉本体３と、該フ
リーボード１に吹き上げられた流動砂を出口ダクト４を
介して捕集するホットサイクロン５と、流動砂を返送す
るダウンカマー６と、炉内の未燃ガスのホットサイクロ
ン５への吹き抜けを防止するシールポット７と、戻し管
８とから構成されている。
【０００６】かかる流動炉においては、一次空気投入口
９から導入される一次空気により流動化されている流動
層２に、廃棄物を投入口１０から供給すると、廃棄物は
流動層２内で混合攪拌されつつ、流動砂との接触により
微細化され、該流動砂と混合状態で流動しつつ乾燥及び
熱分解しながら燃焼される。一方、前記流動層２から吹
き上げる流動砂と汚泥中の未燃ガスや揮発分等の軽い廃
棄物は、二次空気投入口１１より供給された二次空気と
ともにフリーボード１へ導かれ、該フリーボード１でそ
の未燃分が燃焼される。この後、流動砂は、出口ダクト
４を介してサイクロン５で流動砂が捕集され、ダウンカ
マー６、シールポット７及び戻し管８を経て流動層炉本
体３に還流される。
９から導入される一次空気により流動化されている流動
層２に、廃棄物を投入口１０から供給すると、廃棄物は
流動層２内で混合攪拌されつつ、流動砂との接触により
微細化され、該流動砂と混合状態で流動しつつ乾燥及び
熱分解しながら燃焼される。一方、前記流動層２から吹
き上げる流動砂と汚泥中の未燃ガスや揮発分等の軽い廃
棄物は、二次空気投入口１１より供給された二次空気と
ともにフリーボード１へ導かれ、該フリーボード１でそ
の未燃分が燃焼される。この後、流動砂は、出口ダクト
４を介してサイクロン５で流動砂が捕集され、ダウンカ
マー６、シールポット７及び戻し管８を経て流動層炉本
体３に還流される。
【０００７】また、流動層２の上部約１〜１．５ｍのと
ころには、廃棄物の投入口１０が設けられている。この
投入口１０から供給された汚泥等の廃棄物は、循環流動
炉の下部の濃厚層部（砂層部）において水分が蒸発さ
れ、その揮発分がガス化された後、燃焼される。なお、
このガス化した揮発分の一部は、フリーボード１におい
て流動砂による攪拌効果により完全燃焼され、ホットサ
イクロン５において流動砂が回収されて、炉外へ排出さ
れる。
ころには、廃棄物の投入口１０が設けられている。この
投入口１０から供給された汚泥等の廃棄物は、循環流動
炉の下部の濃厚層部（砂層部）において水分が蒸発さ
れ、その揮発分がガス化された後、燃焼される。なお、
このガス化した揮発分の一部は、フリーボード１におい
て流動砂による攪拌効果により完全燃焼され、ホットサ
イクロン５において流動砂が回収されて、炉外へ排出さ
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな循環流動炉においては、ダイオキシン類対策措置法
や地球温暖化防止推進法等の法規制が強化される中、廃
棄物中の成分が燃焼過程で転換する一酸化二窒素（Ｎ２
Ｏ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、ダイオキシン類（ＤＸＮ
ｓ）等の有害ガスや温室効果ガスを低減化することが求
められている。
うな循環流動炉においては、ダイオキシン類対策措置法
や地球温暖化防止推進法等の法規制が強化される中、廃
棄物中の成分が燃焼過程で転換する一酸化二窒素（Ｎ２
Ｏ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、ダイオキシン類（ＤＸＮ
ｓ）等の有害ガスや温室効果ガスを低減化することが求
められている。
【０００９】本発明は、かかる課題に鑑み、一酸化二窒
素（Ｎ２Ｏ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、ダイオキシン類
（ＤＸＮｓ）等の有害ガスや温室効果ガスを低減化する
ことが出来る下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物
焼却炉を提供することを目的とする。
素（Ｎ２Ｏ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、ダイオキシン類
（ＤＸＮｓ）等の有害ガスや温室効果ガスを低減化する
ことが出来る下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物
焼却炉を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記したよう
な課題を解決するためになされたものであり、外部循環
型流動炉において、石灰石（ＣａＣＯ３）を投入し、炉
内脱硫すること、更に循環砂の濃度（顕濁濃度）管理に
よる炉内温度均一化、更には高温化燃焼を行うことによ
り、有害ガスや温室効果ガスの低減を図るものである。
即ち請求項１記載の発明は、下水汚泥等の高含水率・高
揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環
流動炉のフリーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維
持するように下水汚泥供給量、流動炉炉底より導入する
一次空気、フリーボード部に供給する二次空気、外部循
環する流動砂、及び助燃量の少なくともいずれかを制御
することを特徴とする。
な課題を解決するためになされたものであり、外部循環
型流動炉において、石灰石（ＣａＣＯ３）を投入し、炉
内脱硫すること、更に循環砂の濃度（顕濁濃度）管理に
よる炉内温度均一化、更には高温化燃焼を行うことによ
り、有害ガスや温室効果ガスの低減を図るものである。
即ち請求項１記載の発明は、下水汚泥等の高含水率・高
揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環
流動炉のフリーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維
持するように下水汚泥供給量、流動炉炉底より導入する
一次空気、フリーボード部に供給する二次空気、外部循
環する流動砂、及び助燃量の少なくともいずれかを制御
することを特徴とする。
【００１１】かかる発明によれば、前記外部循環流動炉
で、高温の砂が炉内全域に分散しているため、然も焼却
炉全域において約８５０〜９５０℃の均一な高温場が形
成されており、地球温暖化係数が二酸化炭素（ＣＯ２）
の３１０倍である一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を図６の通り
低減化するができる。更に、この傾向は炉内温度を８５
０→９００〜９５０℃と高温化するほど顕著になる。
尚、８５０℃以下ではダイオキシンが発生し、好ましく
ない。又本発明によれば、前記外部循環流動炉では、高
温の砂が炉内に分散し、焼却炉全域で均一な高温場とな
り燃焼効率が高いため、燃焼に必要な空気比が低く、助
燃料が低減化でき燃焼過程で発生する温暖化ガスである
二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減化できる。
で、高温の砂が炉内全域に分散しているため、然も焼却
炉全域において約８５０〜９５０℃の均一な高温場が形
成されており、地球温暖化係数が二酸化炭素（ＣＯ２）
の３１０倍である一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を図６の通り
低減化するができる。更に、この傾向は炉内温度を８５
０→９００〜９５０℃と高温化するほど顕著になる。
尚、８５０℃以下ではダイオキシンが発生し、好ましく
ない。又本発明によれば、前記外部循環流動炉では、高
温の砂が炉内に分散し、焼却炉全域で均一な高温場とな
り燃焼効率が高いため、燃焼に必要な空気比が低く、助
燃料が低減化でき燃焼過程で発生する温暖化ガスである
二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減化できる。
【００１２】請求項２記載の発明は、下水汚泥等の高含
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、該循環流動炉のフリーボード部内温度を８５０〜９
５０℃に維持するように、圧力計によりフリーボード懸
濁密度を監視し、一次空気、二次空気及び外部循環域で
投入される循環用空気の３種の空気吹き込みバランスに
より、これを４〜１６ｋｇ／ｍ３、好ましくは５〜１０
ｋｇ／ｍ３にコントロールすることを特徴とする。
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、該循環流動炉のフリーボード部内温度を８５０〜９
５０℃に維持するように、圧力計によりフリーボード懸
濁密度を監視し、一次空気、二次空気及び外部循環域で
投入される循環用空気の３種の空気吹き込みバランスに
より、これを４〜１６ｋｇ／ｍ３、好ましくは５〜１０
ｋｇ／ｍ３にコントロールすることを特徴とする。
【００１３】かかる発明によれば前記発明の効果に加え
て炉内（フリーボード部）温度分布を５０℃以内にする
事が出来、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を低減化効果が一層
効果的に達成できる。
て炉内（フリーボード部）温度分布を５０℃以内にする
事が出来、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を低減化効果が一層
効果的に達成できる。
【００１４】請求項３記載の発明は、下水汚泥等の高含
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、前記の炉内脱硫における脱硫材である石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を、下水汚泥の廃棄物にあらかじめ混合し、外
部循環流動炉の砂層部に適宜投入することを特徴とす
る。
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、前記の炉内脱硫における脱硫材である石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を、下水汚泥の廃棄物にあらかじめ混合し、外
部循環流動炉の砂層部に適宜投入することを特徴とす
る。
【００１５】かかる発明によれば、高効率炉内脱硫を行
い有害ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）を高効率で低減
可能であるとともに、記の炉内脱硫時に投入した石灰石
（ＣａＣＯ３）により、脱塩素（ＨＣｌ除去）し、ダイ
オキシンおよびその前駆体の発生を防止する。
い有害ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）を高効率で低減
可能であるとともに、記の炉内脱硫時に投入した石灰石
（ＣａＣＯ３）により、脱塩素（ＨＣｌ除去）し、ダイ
オキシンおよびその前駆体の発生を防止する。
【００１６】請求項４記載の発明は、下水汚泥等の高含
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、前記の炉内脱硫における脱硫材である石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を、少なくとも炉内脱硫時に、少なくとも炉内
脱硫時に、理論必要量より当量比１．５〜３．５倍程度
多めに投入し、後段の排ガス処理設備でこの余剰分の脱
硫剤で脱硫反応を生ぜしめることを特徴とする。
水率・高揮発性の廃棄物焼却炉に外部循環流動炉を用
い、前記の炉内脱硫における脱硫材である石灰石（Ｃａ
ＣＯ３）を、少なくとも炉内脱硫時に、少なくとも炉内
脱硫時に、理論必要量より当量比１．５〜３．５倍程度
多めに投入し、後段の排ガス処理設備でこの余剰分の脱
硫剤で脱硫反応を生ぜしめることを特徴とする。
【００１７】かかる発明によれば前記発明の効果に加え
て、後段の排ガス処理設備でこの余剰分の脱硫剤で脱硫
反応を生ぜしめ、一層効果的に石灰石（ＣａＣＯ３）の
脱硫効果を達成することが出来る。
て、後段の排ガス処理設備でこの余剰分の脱硫剤で脱硫
反応を生ぜしめ、一層効果的に石灰石（ＣａＣＯ３）の
脱硫効果を達成することが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の種類、温度、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は本発
明の実施形態に係る外部循環型流動層炉を用いた下水汚
泥の廃棄物焼却炉である。図１に示した外部循環型流動
層炉を用いた下水汚泥の廃棄物焼却炉は、フリーボード
１と流動層２とからなる流動層炉本体３と、該流動層炉
本体３の上部と出口ダクト４を介して繋がり、フリーボ
ード１に吹き上げられた流動砂を捕集するホットサイク
ロン５と、流動砂を返送するダウンカマー６と、炉内未
燃ガスのホットサイクロン５への吹き抜けを防止するシ
ールポット７と戻し管８とから構成されている。なお、
この炉の高さは、一次空気投入口９から測って約１５ｍ
〜２０ｍ程度である。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の種類、温度、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は本発
明の実施形態に係る外部循環型流動層炉を用いた下水汚
泥の廃棄物焼却炉である。図１に示した外部循環型流動
層炉を用いた下水汚泥の廃棄物焼却炉は、フリーボード
１と流動層２とからなる流動層炉本体３と、該流動層炉
本体３の上部と出口ダクト４を介して繋がり、フリーボ
ード１に吹き上げられた流動砂を捕集するホットサイク
ロン５と、流動砂を返送するダウンカマー６と、炉内未
燃ガスのホットサイクロン５への吹き抜けを防止するシ
ールポット７と戻し管８とから構成されている。なお、
この炉の高さは、一次空気投入口９から測って約１５ｍ
〜２０ｍ程度である。
【００１９】かかる循環流動層炉に下水汚泥を供給す
る、汚泥ポンプ１３には、脱硫材である石灰石（ＣａＣ
Ｏ３）が汚泥とともに混合可能に供給されている。ここ
で、汚泥と石灰石は一定の比率で汚泥ポンプに供給、混
合された後、循環流動炉に供給される。また、循環流動
炉には、フリーボード１部の圧力差を監視するための圧
力計１４と温度差を監視するための温度計１５が取り付
けられ、これらの計装機器により、フリーボード１内の
砂濃度（顕濁濃度）と温度を、流動ブロワ１６からの燃
焼空気を一次空気ダンパ１７、二次空気ダンパ１８、シ
ールポット空気ダンパ１９を調整するとともに、更に助
燃料調整弁２０により制御している。
る、汚泥ポンプ１３には、脱硫材である石灰石（ＣａＣ
Ｏ３）が汚泥とともに混合可能に供給されている。ここ
で、汚泥と石灰石は一定の比率で汚泥ポンプに供給、混
合された後、循環流動炉に供給される。また、循環流動
炉には、フリーボード１部の圧力差を監視するための圧
力計１４と温度差を監視するための温度計１５が取り付
けられ、これらの計装機器により、フリーボード１内の
砂濃度（顕濁濃度）と温度を、流動ブロワ１６からの燃
焼空気を一次空気ダンパ１７、二次空気ダンパ１８、シ
ールポット空気ダンパ１９を調整するとともに、更に助
燃料調整弁２０により制御している。
【００２０】図３は砂層部とフリーボード部の温度を炉
高さ方向の位置で示したもので、フリーボード部では８
７０℃〜８８０℃の範囲に維持されている。
高さ方向の位置で示したもので、フリーボード部では８
７０℃〜８８０℃の範囲に維持されている。
【００２１】更に、同操作により、フリーボード空間に
高温の循環砂や脱硫剤がまんべんなく分散することにな
り、燃焼場、反応場として良好な状態となり、良好な排
ガス性状が得られることになる。
高温の循環砂や脱硫剤がまんべんなく分散することにな
り、燃焼場、反応場として良好な状態となり、良好な排
ガス性状が得られることになる。
【００２２】また、フリーボード温度及び温度差は、温
度計１５で監視し、懸濁密度を向上させても規定の（８
５０〜９５０℃）の温度とならない場合には、助燃料調
整弁２０を調整し、助燃料を制御する。
度計１５で監視し、懸濁密度を向上させても規定の（８
５０〜９５０℃）の温度とならない場合には、助燃料調
整弁２０を調整し、助燃料を制御する。
【００２３】また、ホットサイクロン５から排出される
排ガスは、熱回収設備２１で約６５０℃の流動空気とし
て熱回収され、その後排ガス処理設備２２で有害ガスを
除去後排出するものとする。
排ガスは、熱回収設備２１で約６５０℃の流動空気とし
て熱回収され、その後排ガス処理設備２２で有害ガスを
除去後排出するものとする。
【００２４】更に、排ガス処理設備は、ガス冷却塔２３
とバグフィルタ２４から構成され、炉内脱硫時の余剰石
灰石（ＣａＣＯ３）が熱分解した生石灰（ＣａＯ）をも
とに、ガス冷却塔２３で噴霧した水が、亜硫酸生成反
応、消石灰生成反応を引き起こし、二次脱硫可能とな
る。
とバグフィルタ２４から構成され、炉内脱硫時の余剰石
灰石（ＣａＣＯ３）が熱分解した生石灰（ＣａＯ）をも
とに、ガス冷却塔２３で噴霧した水が、亜硫酸生成反
応、消石灰生成反応を引き起こし、二次脱硫可能とな
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る外部
循環流動炉によれば、脱硫剤が高温の循環砂とともに炉
内全域に分散しているので、高効率の炉内脱硫率を達成
可能である。これを、図４に示すが、従来の気泡型流動
炉では、炉内脱硫率は、当量比２で約３０％程度であっ
たものが、循環流動炉では約８０％の高脱硫率を達成可
能である。即ち、有害ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）
を高効率で低減をさせることができる。
循環流動炉によれば、脱硫剤が高温の循環砂とともに炉
内全域に分散しているので、高効率の炉内脱硫率を達成
可能である。これを、図４に示すが、従来の気泡型流動
炉では、炉内脱硫率は、当量比２で約３０％程度であっ
たものが、循環流動炉では約８０％の高脱硫率を達成可
能である。即ち、有害ガスである硫黄酸化物（ＳＯｘ）
を高効率で低減をさせることができる。
【００２６】即ち、図４では従来の気泡型流動炉では、
当量比２の石灰石を投入しても炉内脱硫率は約３０％程
度であったものが、循環流動炉では約８０％の高脱硫率
を達成可能である。これにより石灰石投入量が当量比
１．５〜３．５程度でも十分なる脱硫効果を上げること
が出来、石灰石の投入量を少なくすることが出来るとと
もに、結果としてその分下水汚泥の投入量が増加して燃
焼効率の向上が図れる。
当量比２の石灰石を投入しても炉内脱硫率は約３０％程
度であったものが、循環流動炉では約８０％の高脱硫率
を達成可能である。これにより石灰石投入量が当量比
１．５〜３．５程度でも十分なる脱硫効果を上げること
が出来、石灰石の投入量を少なくすることが出来るとと
もに、結果としてその分下水汚泥の投入量が増加して燃
焼効率の向上が図れる。
【００２７】また、上記炉内脱硫においては、脱硫材で
ある石灰石（ＣａＣＯ３）を、あらかじめ汚泥ホッパで
下水汚泥等の廃棄物に混合し、これを循環流動炉砂層部
に投入する。これは砂層部での燃焼効率（層内燃焼率）
は、約７０〜９０％と高いため、この燃焼過程で発生す
る硫黄酸化物（ＳＯｘ）は、砂層部で激しく攪拌される
ため、脱硫効率が高くなる。
ある石灰石（ＣａＣＯ３）を、あらかじめ汚泥ホッパで
下水汚泥等の廃棄物に混合し、これを循環流動炉砂層部
に投入する。これは砂層部での燃焼効率（層内燃焼率）
は、約７０〜９０％と高いため、この燃焼過程で発生す
る硫黄酸化物（ＳＯｘ）は、砂層部で激しく攪拌される
ため、脱硫効率が高くなる。
【００２８】さらに、本発明では、前記の炉内脱硫時に
投入した石灰石（ＣａＣＯ３）が、高温の循環砂ととも
に炉内全域に分散することにより、脱塩素（ＨＣｌ除
去）可能であり、ダイオキシンおよびその前駆体の発生
を防止することができる。特に石灰石（ＣａＣＯ３）は
８００℃以上でないと生石灰石（ＣａＯ）に分解されな
いが、本発明はフリーボード内温度を８５０℃に維持し
ているために問題がない。
投入した石灰石（ＣａＣＯ３）が、高温の循環砂ととも
に炉内全域に分散することにより、脱塩素（ＨＣｌ除
去）可能であり、ダイオキシンおよびその前駆体の発生
を防止することができる。特に石灰石（ＣａＣＯ３）は
８００℃以上でないと生石灰石（ＣａＯ）に分解されな
いが、本発明はフリーボード内温度を８５０℃に維持し
ているために問題がない。
【００２９】さらにまた、前記外部循環流動炉では、高
温の砂が炉内に分散し、焼却炉全域で均一な高温場とな
り燃焼効率が高いため、図５の通り燃焼に必要な空気比
が低く（完全燃焼の指標である一酸化炭素（ＣＯ）がミ
ニマムとなる空気比）、結果として助燃料が低減化で
き、結果として燃焼過程で発生する温暖化ガスである二
酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減化できる。即ち図５
に示すように燃焼に必要な空気比は１．２〜１．４でＣ
Ｏ濃度を最小に出来る。
温の砂が炉内に分散し、焼却炉全域で均一な高温場とな
り燃焼効率が高いため、図５の通り燃焼に必要な空気比
が低く（完全燃焼の指標である一酸化炭素（ＣＯ）がミ
ニマムとなる空気比）、結果として助燃料が低減化で
き、結果として燃焼過程で発生する温暖化ガスである二
酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減化できる。即ち図５
に示すように燃焼に必要な空気比は１．２〜１．４でＣ
Ｏ濃度を最小に出来る。
【００３０】逆に二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減
化できるために、生石灰石（ＣａＯ）とＣＯ２に分解さ
れる石灰石（ＣａＣＯ３）を用いても問題なく、これに
より安価な石灰石（ＣａＣＯ３）を用いることが出来る
ために、大幅なコスト削減が可能となる。
化できるために、生石灰石（ＣａＯ）とＣＯ２に分解さ
れる石灰石（ＣａＣＯ３）を用いても問題なく、これに
より安価な石灰石（ＣａＣＯ３）を用いることが出来る
ために、大幅なコスト削減が可能となる。
【００３１】加えて、本発明によれば、前記外部循環流
動炉で、高温の砂が炉内全域に分散しているため、焼却
炉全域において約８５０〜９５０℃の均一な高温場が形
成されており、地球温暖化係数が二酸化炭素（ＣＯ２）
の３１０倍である一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を図６の通り
低減化するができる。更に、この傾向は炉内温度を８５
０→９００℃と高温化するほど顕著になる。
動炉で、高温の砂が炉内全域に分散しているため、焼却
炉全域において約８５０〜９５０℃の均一な高温場が形
成されており、地球温暖化係数が二酸化炭素（ＣＯ２）
の３１０倍である一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を図６の通り
低減化するができる。更に、この傾向は炉内温度を８５
０→９００℃と高温化するほど顕著になる。
【００３２】即ち、図６では気泡流動炉の従来炉が、フ
リーボード温度が８５０℃で一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃
度が２００ｐｐｍであったものが、本発明の外部循環流
動炉ではフリーボード温度が８５０℃で１３０ｐｐｍ
に、更にフリーボード温度が９００℃で５０ｐｐｍに低
減し、９５０℃で更に低減することが予想される。
リーボード温度が８５０℃で一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）濃
度が２００ｐｐｍであったものが、本発明の外部循環流
動炉ではフリーボード温度が８５０℃で１３０ｐｐｍ
に、更にフリーボード温度が９００℃で５０ｐｐｍに低
減し、９５０℃で更に低減することが予想される。
【００３３】ここで、社団法人日本下水道協会編「下水
道における地球温暖化防止実行計画策定の手引き」によ
り温室効果ガス総排出量を処理量：１５０ｔ／ｄ、稼働
日数３００ｄの下水汚泥焼却設備において試算する。こ
の試算結果は、従来型気泡流動炉で表１の通りとなり、
更に、循環流動炉は表２〜３の通りとなる。更に図７に
その結果を示す。即ち、図７では気泡流動炉の従来炉
が、フリーボード温度が８５０℃で温室効果ガス総排出
量が１９、０５５ｔ／年であったものが、本発明の外部
循環流動炉ではフリーボード温度が８５０℃で温室効果
ガス総排出量が１２、９９０ｔ／年に、更にフリーボー
ド温度が９００℃で温室効果ガス総排出量が８、６４１
ｔ／年に低減し、９５０℃で更に低減することが予想さ
れる。
道における地球温暖化防止実行計画策定の手引き」によ
り温室効果ガス総排出量を処理量：１５０ｔ／ｄ、稼働
日数３００ｄの下水汚泥焼却設備において試算する。こ
の試算結果は、従来型気泡流動炉で表１の通りとなり、
更に、循環流動炉は表２〜３の通りとなる。更に図７に
その結果を示す。即ち、図７では気泡流動炉の従来炉
が、フリーボード温度が８５０℃で温室効果ガス総排出
量が１９、０５５ｔ／年であったものが、本発明の外部
循環流動炉ではフリーボード温度が８５０℃で温室効果
ガス総排出量が１２、９９０ｔ／年に、更にフリーボー
ド温度が９００℃で温室効果ガス総排出量が８、６４１
ｔ／年に低減し、９５０℃で更に低減することが予想さ
れる。
【００３４】表１〜３および図７から循環流動炉におい
て９００℃の運転を行った場合、従来型気泡流動炉と比
較し温室効果ガス総排出量は約５５％低減可能となる。
この傾向は炉内温度を８５０→９００℃と高温化するほ
ど顕著になる。
て９００℃の運転を行った場合、従来型気泡流動炉と比
較し温室効果ガス総排出量は約５５％低減可能となる。
この傾向は炉内温度を８５０→９００℃と高温化するほ
ど顕著になる。
【００３５】尚、表１は１５０ｔ／ｄ規模の従来型気泡
流動炉（燃焼温度８５０℃）の温室効果ガス排出量を試
算した表。表２は１５０ｔ／ｄ規模の本発明の外部循環
流動炉（燃焼温度８５０℃）の温室効果ガス排出量を試
算した表である。表３も１５０ｔ／ｄ規模の本発明の外
部循環流動炉（燃焼温度９００℃）の温室効果ガス排出
量を試算した表である。
流動炉（燃焼温度８５０℃）の温室効果ガス排出量を試
算した表。表２は１５０ｔ／ｄ規模の本発明の外部循環
流動炉（燃焼温度８５０℃）の温室効果ガス排出量を試
算した表である。表３も１５０ｔ／ｄ規模の本発明の外
部循環流動炉（燃焼温度９００℃）の温室効果ガス排出
量を試算した表である。
【００３６】
【表１】
【表２】
【表３】
【図１】 本発明の実施例に係る外部循環型流動層炉の
一実施形態を概略的に示す図である。
一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】 従来技術にかかる外部循環型流動層炉を概略
的に示す図である。
的に示す図である。
【図３】 本発明の実施例に係る外部循環型流動層炉の
実証機での温度分布、圧力分布のデータを表す図であ
る。
実証機での温度分布、圧力分布のデータを表す図であ
る。
【図４】 本発明の実施例に係る外部循環型流動層炉の
実証機での炉内脱硫のデータを表す図である。
実証機での炉内脱硫のデータを表す図である。
【図５】 本発明の実施例に係る外部循環型流動層炉の
実証機での空気比とＣＯ濃度の実機データを示す図であ
る。
実証機での空気比とＣＯ濃度の実機データを示す図であ
る。
【図６】 本発明の実施例に係る外部循環型流動層炉の
実証機の実機データでのＮ２Ｏ低減効果を示す図であ
る。
実証機の実機データでのＮ２Ｏ低減効果を示す図であ
る。
【図７】 １５０ｔ／ｄ下水汚泥焼却設備における従来
型気泡流動炉と本発明の実施例に係る外部循環型流動層
炉の温室効果ガス試算結果を表す図である。
型気泡流動炉と本発明の実施例に係る外部循環型流動層
炉の温室効果ガス試算結果を表す図である。
１ フリーボード ２ 流動層 ３ 流動炉本体 ４ 出口ダクト ５ ホットサイクロン ６ ダウンカマー ７ シールポット ８ 戻し管 ９ 一次空気投入口 １０ 廃棄物投入口 １１ 二次空気投入口 １２ 助燃バーナ １３ 汚泥ポンプ １４ 圧力計 １５ 温度計 １６ 流動ブロワ １７ 一次空気ダンパ １８ 二次空気ダンパ １９ シールポット空気ダンパ ２０ 助燃料調整弁 ２１ 熱回収設備 ２２ 排ガス処理設備 ２３ ガス冷却塔 ２４ バグフィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｃ 10/02 Ｆ２３Ｇ 5/30 ＺＡＢＥ Ｆ２３Ｇ 5/30 ＺＡＢ ＺＡＢＦ ＺＡＢＭ Ｆ２３Ｃ 11/02 ３０３ ３１１ (72)発明者 大貫 博 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 本多 裕姫 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社横浜研究所内 (72)発明者 清水 義仁 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱重工業株式会社横浜研究所内 Ｆターム(参考） 3K062 AA11 AB01 AC02 BA02 BB02 CB03 CB04 CB06 CB09 DA01 DA12 DA40 DB07 DB08 DB13 DB30 3K064 AA01 AA02 AA04 AB01 AB03 AC02 AC12 AC13 AD04 AD08 AE02 AE04 AF03 BA07 BB05
Claims (4)
- 【請求項１】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環流動炉のフリ
ーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維持するように
下水汚泥供給量、流動炉炉底より導入する一次空気、フ
リーボード部に供給する二次空気、外部循環する流動
砂、及び助燃量の少なくともいずれかを制御することを
特徴とする下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼
却炉。 - 【請求項２】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、該循環流動炉のフリ
ーボード部内温度を８５０〜９５０℃に維持するよう
に、圧力計によりフリーボード懸濁密度を監視し、一次
空気、二次空気及び外部循環域で投入される循環用空気
の３種の空気吹き込みバランスにより、これを４〜１６
ｋｇ／ｍ３にコントロールすることを特徴とする下水汚
泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉。 - 【請求項３】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、前記の炉内脱硫にお
ける脱硫材である石灰石（ＣａＣＯ３）を、下水汚泥の
廃棄物にあらかじめ混合し、外部循環流動炉の砂層部に
適宜投入することを特徴とする下水汚泥等の高含水率・
高揮発性の廃棄物焼却炉。 - 【請求項４】 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄
物焼却炉に外部循環流動炉を用い、前記の炉内脱硫にお
ける脱硫材である石灰石（ＣａＣＯ３）を、少なくとも
炉内脱硫時に、理論必要量より当量比１．５〜３．５倍
程度多めに投入し、後段の排ガス処理設備でこの余剰分
の脱硫剤で脱硫反応を生ぜしめることを特徴とする下水
汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318535A JP3771791B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000318535A JP3771791B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130641A true JP2002130641A (ja) | 2002-05-09 |
| JP3771791B2 JP3771791B2 (ja) | 2006-04-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000318535A Expired - Fee Related JP3771791B2 (ja) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | 下水汚泥等の高含水率・高揮発性の廃棄物焼却炉 |
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| JP (1) | JP3771791B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229056A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-10-08 | Mhi Environment Engineering Co Ltd | 循環型流動層炉、循環型流動層炉を備えた処理システム、及び循環型流動層炉の運転方法 |
| JP2009293878A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Metawater Co Ltd | 流動床式焼却炉による汚泥焼却方法 |
| JP2016008761A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 汚泥の燃焼方法および汚泥用の燃焼炉 |
| JP2018200150A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000318535A patent/JP3771791B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009229056A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-10-08 | Mhi Environment Engineering Co Ltd | 循環型流動層炉、循環型流動層炉を備えた処理システム、及び循環型流動層炉の運転方法 |
| WO2010097976A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2010-09-02 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 循環型流動層炉、循環型流動層炉を備えた処理システム、及び循環型流動層炉の運転方法 |
| KR101213001B1 (ko) | 2008-02-28 | 2012-12-20 | 미츠비시 쥬코 칸쿄 카가쿠 엔지니어링 가부시키가이샤 | 순환형 유동층로, 순환형 유동층로를 구비한 처리 시스템, 및 순환형 유동층로의 운전 방법 |
| JP2009293878A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Metawater Co Ltd | 流動床式焼却炉による汚泥焼却方法 |
| JP2016008761A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 汚泥の燃焼方法および汚泥用の燃焼炉 |
| JP2018200150A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム |
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