JP2002147726A

JP2002147726A - 焼却装置

Info

Publication number: JP2002147726A
Application number: JP2000345851A
Authority: JP
Inventors: Minoru Wada; 実和田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却装置のメンテナンス性を向上させ、焼却物
の焼却過程および冷却過程においてダイオキシン類の発
生を抑制できる焼却装置を提供する。【解決手段】一次焼却室２の固定床１２底部に設けた空
気噴出ノズル３０を一次焼却室の外部にまで延設し、そ
の延設部にノズル掃除口３２を設ける。また、一次焼却
室２に追加投入装置２０を設けて少量づつ焼却物を投入
し、さらに熱リサイクル装置４０によって一次焼却室２
および二次燃焼ゾーン３の高温状態を維持することによ
って焼却物の完全燃焼を確保するとともに、脱塩剤供給
装置９および高温バグフィルター１０によって塩化水素
および飛灰を除去し、集塵飛灰搬出装置５０と焼却灰搬
出装置７０に灰を急速に冷却する冷却装置を設け、これ
を二重冷却構造とすることによって搬出途中の灰を急速
に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱量が少ない低
質ゴミを焼却した場合でも完全燃焼が実現でき、焼却物
の燃焼過程および冷却過程において発生するダイオキシ
ン類を抑制し、また、焼却室内部に設けられた空気噴出
ノズルのメンテナンス性を向上させた焼却装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自治体で処理する一般廃棄物には、廃プ
ラスチック等の高発熱量の焼却物と、紙・木屑等の低発
熱量の焼却物が混在したもの、あるいは発熱量が約２０
００kcal/kgに満たない生ゴミを含む低質ゴミからなる
焼却物が多く、これを処理する焼却設備には、焼却物を
完全燃焼して低ダイオキシン化が図れ、かつ高い処理能
力を備えたものが望まれている。

【０００３】自治体で処理する一般廃棄物は、専らスト
ーカー炉で焼却されているが、高発熱量の廃プラスチッ
クの割合が高く発熱量が大きい場合には、焼却温度が上
昇し焼却炉自体の機械的強度上の問題が発生するため、
排ガス温度を９５０℃以下にするべく排ガスの冷却を行
いながら焼却するようにしている。また、低質ゴミを燃
焼させた場合は、高発熱量の焼却物の割合が少ないゆえ
に、通常の燃焼温度は８００℃以下となることも多く、
化石燃料による燃焼温度の昇温等が行われている。

【０００４】このため、いずれの場合においても焼却物
は不完全燃焼を起こしやすくなり、ダイオキシン前駆体
が生成しやすいため、ダイオキシン類濃度が高くなる結
果となっていた。

【０００５】上記ダイオキシン類の発生を低減させるた
め、特開平１１−１０１４１９号公報（以下、従来例と
いう）には、固定床である一次焼却室および二次燃焼室
とを備え、一次焼却室および二次燃焼室において完全燃
焼を保証するために、旋回流を発生させて十分な攪拌を
行い、また、二次燃焼室では、酸素濃度計からの測定結
果に基づいて供給空気量を制御し、さらに、助燃バーナ
ーにより完全燃焼を達成する最低温度を維持させるよう
にした焼却装置が提案されている。

【０００６】この従来例によると、固定床構造の一次焼
却室内部では、その底部において空気噴出ノズルを設け
て液状の焼却物の攪拌を可能とすることにより、水分の
多い焼却物や廃プラスチックの焼却が可能となり、二次
燃焼室においては、旋回流によりガス量が少ないときで
も二次燃焼室内のショートパスが防止できる。また、助
燃バーナーによりガス発生の初期あるいは末期にも燃焼
室の温度が低いことによる不完全燃焼を防止でき、さら
に、二次燃焼室の酸素濃度制御により発生ガスの量やエ
ネルギーの変化への対応が容易に行え、多種多様の焼却
物の持つ性質に応じた適正燃焼条件で制御でき、ダイオ
キシンの発生しやすい不完全燃焼を容易に避けることが
できるというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
一次焼却室底部に設けられた空気噴出ノズルは、圧力空
気を噴出させて焼却物を攪拌することにより、燃焼空気
と焼却物との反応界面積を増大させ、焼却物の燃焼速度
を維持するものである。しかしながら、短期的、あるい
は長期的な使用によってノズルは焼却灰等で徐々に閉塞
してゆく。このため、空気噴出ノズルが閉塞した場合
は、焼却に異常をきたし、燃焼速度が維持できない可能
性があった。

【０００８】この場合、一次焼却室を一旦冷却し、作業
者が一次焼却室の内部へ入り、ノズルの掃除をしなけれ
ばならなかった。空気噴出ノズルの掃除は、焼却灰が存
在する中での作業となり、作業者にとっては非常に過酷
な状況下での作業となっていた。

【０００９】また、従来例の焼却装置は、廃プラスチッ
クの多い場合には有効であるが、発熱量が２０００kcal
/kg以下の低質ゴミ等の場合、一次焼却室での焼却物の
ガス発生量が少ないのと相反して、一次焼却室で処理す
べき固定炭素分が相対的に多くなるため、一次焼却室で
十分な処理能力を得られず、その結果、高い処理能力を
維持できないといった難点があった。

【００１０】廃プラスチック等の少ない低質ゴミの場
合、燃焼後のガス成分の形態は一酸化炭素となりやす
く、これを二次燃焼室で完全燃焼するためには、助燃バ
ーナーによって熱エネルギーを供給して一酸化炭素の反
応性を高める必要があるが、本来助燃バーナーなどによ
って化石燃料を使用することは、焼却設備のランニング
コストが高くなり、資源の無駄使いとなり、極力これら
化石燃料を使用しない焼却装置が望まれるところであ
る。

【００１１】また、焼却物が不完全燃焼した場合はダイ
オキシン類の発生が懸念されるが、このダイオキシン類
は焼却物の焼却過程だけでなく、冷却過程においても、
ある温度領域においてde novo合成反応によって生成す
ることがわかっている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記焼却設備における種
々の問題を解決するために、以下の手段を講じた。まず
排ガス中のダイオキシン類の生成を低減するダイオキシ
ン前駆体の抑制に必要な焼却燃焼反応を完全に安定的か
つ高速で行う方法について以下の通り考えた。

【００１３】すなわち、一次焼却室の空気噴出ノズルの
メンテナンス性を向上させて、ノズル閉塞による焼却物
の燃焼速度低下を防止するために、一次焼却室を中空に
位置させ固定床構造の一次焼却室の底部に設けられた空
気噴出ノズルの外端を一次焼却室の外部にまで延設し、
この延設部にノズルの掃除口を設ける構成を採用した。
これにより、作業者は一次焼却室の外部からノズル掃除
が可能となるため、メンテナンス作業の効率を向上させ
ることが可能となる。また、作業者が中に入る際に一次
焼却室を一旦冷却する必要がなくなるため、高温状態の
まま連続操業が可能となる。

【００１４】次に、焼却装置において、発熱量が小さい
低質ゴミでも完全燃焼を達成するために以下の手段を講
じた。すなわち、一次焼却室内において発生した生成ガ
スは二次燃焼ゾーンへ導かれる。二次燃焼ゾーンでは、
焼却物の完全燃焼燃焼が行われ、二次燃焼ゾーンからは
高温の排ガスが排出されるが、二次燃焼ゾーンでは、焼
却物が発熱量２０００kcal/kg以下の低質ゴミの場合や
水分の多い生ゴミ等の場合には完全燃焼が不充分となる
可能性がある。この対策として、通常は助燃バーナー等
が使用されるが、化石燃料を使用するため、ランニング
コストが高くなる。

【００１５】そこで、本発明では、二次燃焼ゾーンから
排出される約８００℃前後の高温排ガスについて着目
し、この熱エネルギーを利用する熱リサイクル装置を設
けることにより、一次焼却室や二次燃焼ゾーンを高温に
維持し、発熱量が約２０００kcal/kg以下の低質ゴミや
生ゴミを多く含む焼却物であっても完全燃焼を維持でき
る条件を作り出すようにした。

【００１６】なお、一次焼却室が固定床構造とすると、
廃プラスチックが少ない場合や発熱量が約２０００kcal
/kg以下の低質ゴミ等、固定炭素分が相対的に多くな
り、一次焼却室の処理能力不足の問題が発生するため一
次焼却室において可及的に処理能力を高める手法が望ま
れるところである。

【００１７】そこで、本発明では、固定床型の一次焼却
室において、その処理能力を上げ充分な酸素供給を確保
させるため、一次焼却室に焼却物の追加投入装置を設
け、固定炭素の多い焼却物の焼却進行を少量づつ進行さ
せるようにした。一次焼却室において、少量づつ焼却物
を追加投入すれば、焼却物の相対的な反応界面積が増加
することになり、一括投入した場合よりも焼却反応が促
進されるからである。

【００１８】また、少量づつ焼却物を追加投入すれば、
固定炭素燃焼による焼却室温度の上昇のし過ぎをその都
度抑制することになり、高温になりすぎることによる耐
火物への悪影響やクリンカーの生成を懸念することな
く、一次焼却室への酸素供給量を増加させることがで
き、この点においても高能率化することが可能となる。

【００１９】さらに、上述の熱リサイクル装置により一
次焼却室の燃焼温度は８００℃〜１０００℃以上の高温
となり、さらに高温を維持することが可能となるため、
発熱量が約１２００kcal/kg程度の低質ゴミでも完全燃
焼させることができる。以上が焼却燃焼過程における低
ダイオキシン化対策である。

【００２０】次に、焼却物の冷却過程で進行するダイオ
キシン類の合成反応を抑制することにより、低ダイオキ
シン化を図るために以下の対策を講じた。すなわち、排
ガスの処理ゾーンの排ガス温度が約４００℃〜２００℃
の領域では、ダイオキシン類が発生しやすい状況とな
る。ダイオキシン類の生成抑制には、燃焼過程で生成す
るダイオキシン前駆体の抑制と、冷却過程でのダイオキ
シン類生成反応が最も大きい温度領域約４００〜２００
℃前後でのde novo合成反応の抑制が重要である。な
お、排ガス処理ゾーンとは、熱交換器の排ガス流路から
排ガスが外部へ放出されるまでの間において、排ガス中
の有害物質の除去処理を行う区域をいう。

【００２１】焼却過程で生じるダイオキシン前駆体は、
上述の通り、一次焼却室に追加投入装置を備えた構成を
採用し、さらに熱リサイクル装置を設けて一次焼却室お
よび二次燃焼ゾーンの高温を維持して焼却物を完全燃焼
させることにより、ダイオキシン類前駆体の発生を抑制
しダイオキシン類の低濃度化を実現することが可能であ
る。

【００２２】しかし、排ガス流路でのダイオキシン類の
合成は、焼却物の冷却過程の約４００℃〜２００℃前後
におけるde novo合成反応により進行する。de novo合成
反応は、ダイオキシン前駆体、塩化水素および触媒とな
る飛灰の存在により進行すると考えられている。このde
novo合成反応の詳細な反応機構は未だ明らかになって
いないが、排ガス中に含まれる飛灰の表面で進行する反
応と考えられており、粒子状物質が適当な温度領域にあ
る限り反応が継続して起こる可能性が高い。

【００２３】そこで、焼却物の冷却過程における低ダイ
オキシン化対策として、排ガス温度が２００〜４００℃
の温度領域でde novo合成反応を促進させる塩化水素お
よび飛灰をさらに低減する手段を採用することが好適で
ある。

【００２４】塩化水素の低減は、排ガス流路に脱塩剤供
給装置を設けることで達成できる。また、de novo合成
反応の触媒となる飛灰の除去は、脱塩剤供給装置の後段
の排ガス流路上に集塵機を配設することで達成できる。
この集塵機は、集塵能力の高いバグフィルター（濾過式
集塵機）を用い、さらにde novo合成反応が進行する温
度領域（２００℃〜４００℃）以上の使用においても耐
え得る高温バグフィルターを用いるのが好適である。高
温バグフィルターは、排ガス温度が４００℃以上の領域
で使用することが可能である。

【００２５】そこで、熱交換器の後段の排ガス流路上に
脱塩剤供給装置を設ける構成において、高温バグフィル
ターの場合は４００℃以上の排ガス温度領域に供給する
方法を採用した。これらの方法、すなわち、排ガス温度
４００℃以上の領域における飛灰の除去と脱塩剤の供給
による塩化水素濃度の低減により、低ダイオキシン化が
図れる。

【００２６】これにより、de novo合成反応が進行する
以前において、塩化水素濃度および触媒となる飛灰濃度
を低下させることができるため、排カ゛ス中のダイオキシ
ン類の生成を抑制することができる。

【００２７】次に、高温バグフィルターにより除去され
た集塵飛灰についても、その搬出途中でde novo合成反
応が起こる可能性があるので、搬出装置に集塵飛灰を急
速に冷却する冷却部を設ける構成を採用した。

【００２８】すなわち、集塵飛灰は集塵飛灰搬出装置に
より外部へ運ばれるが、このとき集塵飛灰の自然放冷過
程で時間がかかりすぎると、予期しないde novo合成反
応が進行し、ここでもダイオキシン類が再合成する可能
性がある。

【００２９】集塵飛灰は、一般に低酸素濃度雰囲気下に
晒されているので、仮に高温の状態で空気中に排出され
ると、酸化反応を起こしやすい成分の酸化反応が進み、
集塵飛灰の温度が見かけ上、あまり下がらないという現
象が起こる。すなわち、酸化反応が進みやすい部分を持
つ集塵飛灰の温度が上昇し、温度分布にばらつきを生じ
ることになる。このような状態では温度分布のばらつき
のどこかでデノボ合成反応が進行しやすい条件となるた
め、どうしてもダイオキシン類の生成が進行することに
なる。

【００３０】このような状態を避けるためには、集塵飛
灰を急速に冷却し、飛灰の温度上昇を全体的に抑えるこ
とが望ましい。

【００３１】そこで、集塵飛灰を急速に冷却する冷却部
を設ける構成を採用した。この急速冷却部の構成として
は、集塵灰搬出装置を内管と外管とからなる二重筒構造
とし、さらに内管内部に集塵飛灰搬出用の管状構造の搬
出体を設け、内管と外管の間の空間部および搬出体の内
部空間に冷却媒体を通過させる構成とするのが最適であ
る。この搬出体の外周部には、集塵飛灰を搬送するため
の搬送羽根が設けられている。

【００３２】このような構成によれば、集塵飛灰は集塵
飛灰搬出装置の内管内の搬出体において搬出される際、
搬出体の内部空間および内管と外管の間の空間部に存在
する冷却媒体により搬出路の内外から同時に冷却する二
重冷却構造となるので、集塵飛灰は短時間で急速に冷却
され、de novo合成反応が進行する温度領域を瞬時に脱
することが可能となる。

【００３３】また、一次焼却室の焼却灰を搬出する際に
もde novo合成反応が搬出途中で進行する可能性がある
ので、上記の集塵飛灰搬出装置と同様な構成の搬出装置
を用い、低ダイオキシン化を図ることも可能である。

【００３４】なお、焼却灰搬出装置には、焼却灰同士が
固着した場合にこれらを分散させる空気ノズルを設ける
のが好適である。これは、焼却灰は集塵飛灰に比して水
分を多く含むために焼却灰同士が固着しやすいからであ
る。焼却灰同士が固まった場合、塊の内部になるほど高
温となり、二重冷却構造を採用しても塊の内部は充分に
冷却されない場合も考えられる。この状態を放置すると
de novo合成反応が搬出途中でランダムに進行する可能
性があるため、空気ノズルにより灰を充分分散させるこ
とにより焼却灰の冷却面積を大きくし、二重冷却構造に
よる冷却効率の向上を図ったものである。

【００３５】上記のごとく、焼却過程において燃焼温度
を高くし、これを維持することによりダイオキシン類の
生成を抑制するだけでなく、冷却過程においてde novo
合成反応が進行する温度領域において反応を抑制するこ
とにより、排ガス中及び灰中のダイオキシン類の発生を
総合的に抑制することが可能になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】（第一実施形態）図１は本発明の
実施形態に係る焼却装置１の概略構成図である。本実施
形態の焼却装置１は、焼却物の燃焼過程だけでなく冷却
過程において発生するダイオキシン類をも低減可能な焼
却装置であり、一次焼却室２と、二次燃焼ゾーン３を形
成する二次燃焼室４とが煙道５を介して連結されてな
り、二次燃焼室４の下流排ガス路６には、燃焼用空気供
給路７の空気と熱交換するための熱交換器８、脱塩剤供
給装置９、高温バグフィルター１０、並びに排ガスを大
気に導くファンモーター１１が設置されている。

【００３７】一次焼却室２は、その室壁が廃プラスチッ
クの高温燃焼にも耐え得る耐火物構造となっており、そ
の床面は溶解が進行して液体化した廃プラスチックを物
理的に保持できる固定床構造１２となっている。

【００３８】この一次焼却室２の上方開口部１３には、
搬送されてきた一般廃棄物を一次焼却室２の内部に投入
可能なホッパー１４が設けられ、このホッパー１４の上
下にはシャッター１５が設けられ、このシャッター１５
により、一般廃棄物を大気との接触を基本的に遮断しつ
つ、焼却物を燃焼させている。また、一次焼却室２に焼
却物を少量づつ追加投入する追加投入装置２０が配設さ
れている。

【００３９】追加投入装置２０は、二本のレール２１と
ゴミ運搬容器２２とからなり、ゴミ運搬容器２２の上下
両端がレール２１に取付けられている。レール２１は、
地面から一次焼却室２の上方開口部１３に向かって設置
され、上方開口部１３付近で二本のレール２１のうち、
ゴミ運搬容器２２の上端側に取付けられたレール２１は
上方開口部１３側に水平に曲がっている。ゴミ運搬容器
２２は、レール２１に沿って上昇し、上方開口部１３上
で、図１の二点鎖線で示すように、９０度傾いて一次焼
却室２内へ焼却物を投入するようになっている。

【００４０】追加投入装置２０を用いることにより、固
定炭素の多い焼却物の焼却進行を少量づつ進行させるこ
とができるので、焼却物の相対的な反応界面積が増加す
ることになり、一括投入した場合よりも焼却反応が促進
される。また、少量づつ焼却物を追加投入すれば、固定
炭素燃焼による焼却室温度の上昇し過ぎをその都度抑制
することになるため、高温になりすぎることによる耐火
物への悪影響やクリンカーの生成を懸念することなく、
一次焼却室２への酸素供給量を増加させることができ、
この点においても高能率化することが可能となる。

【００４１】一次焼却室２の側壁および二次燃焼室４の
底部には着火バーナー１６および助燃バーナー２３が設
けられ、また、それぞれの側壁にはブロワ−１７によっ
て供給量を制御された状態で送られてくる燃焼用空気の
噴出口１８が設けられている。

【００４２】一次焼却室２の底部の固定床１２は、図２
に示すごとく中空に位置するとともにホッパー状とさ
れ、一次焼却室２の固定床１２底部には、圧縮空気によ
り焼却物を攪拌する空気噴出ノズル３０が複数設けられ
ている。空気噴出ノズル３０は、その外端が一次焼却室
２の外部まで延設されており、その延設部の先端からノ
ズルの掃除ができるようになっている。この空気噴出ノ
ズル３０の構成は、図３に示すように、両端に空気噴出
口３１とノズル掃除口３２が、空気噴出ノズル３０の側
面には空気送入口３３が設けられている。

【００４３】ノズル掃除口３２は、空気噴出口３１を閉
塞させる焼却灰等を外部から除去できるように、一次焼
却室の外部まで延設されたものであり、空気噴出ノズル
３０を掃除する際、作業者は一次焼却室内２に入る必要
がなくなり、メンテナンス作業の効率が向上する。ま
た、ノズル掃除作業のとき以外はノズル掃除口３２には
蓋３４が取付けられており、空気噴出時においてノズル
掃除口３２から圧力が抜けないようになっている。ここ
で、一次焼却室２の側壁に設けられたノズルは、燃焼用
空気の噴出ノズル３５である。この燃焼用空気噴出ノズ
ル３５もその外端が一次焼却室２の外部まで延設されて
おり、延設部の先端からノズル掃除をすることができ
る。

【００４４】二次燃焼ゾーン３から排出された高温の排
ガスは、二次燃焼ゾーン３の排ガス流路上に配設された
熱リサイクル装置４０により一次焼却室２または二次燃
焼ゾーン３に戻される。

【００４５】この熱リサイクル装置４０は、熱交換器８
と燃焼用空気供給路７、４１とから構成されている。二
次燃焼ゾーン３からの高温排ガスは、後段に配設された
熱交換器８で熱交換され、高温空気は燃焼用空気供給路
７、４１によって一次焼却室２または二次燃焼ゾーン３
に供給される。これにより、一次焼却室２および二次燃
焼室４は、常時８００℃〜１０００℃の高温を維持する
ことができるので、発熱量が約１２００kcal/kg程度の
低質ゴミでも完全燃焼を確保することが可能となり、ダ
イオキシン類およびダイオキシン類前駆体の発生を抑制
することが可能となる。なお、二次燃焼ゾーン３とは、
一次焼却室２と物理的に分離した二次燃焼室４のみなら
ず、両者が分離していない場合や、一次焼却室２と物理
的に連続する空間部をも含む概念である。

【００４６】ところで、熱交換器８から排出された排ガ
ス温度は、約４００℃前後になっており、冷却過程でde
novo合成反応が進行しやすい温度領域になっている。d
e novo合成反応は、排ガス中のダイオキシン前駆体、塩
化水素および反応触媒となる飛灰の存在により進行する
と考えられている。

【００４７】従って、この反応をさらに抑制するために
は、塩化水素および飛灰を低減させることが必要にな
る。そこで、本発明者は、排ガス温度が約４００℃前後
になる領域において脱塩剤供給装置９および高温バグフ
ィルター１０を配設し、排ガス中の塩化水素および飛灰
を除去すれば、冷却過程でのde novo合成反応を抑制で
きると考えた。

【００４８】排ガス中の塩化水素は、熱交換器８の排ガ
ス流路に配設された脱塩剤供給装置９から脱塩剤を添加
することにより削減される。具体的には、塩化水素が脱
塩剤に吸着することにより排ガス中から除去される。脱
塩剤としては、消石灰（水酸化カルシウム）や生石灰
（酸化カルシウム）等の石灰系、水酸化マグネシウム等
のマグネシウム系等が使用される。例えば、水酸化カル
シウムを用いた場合は以下の反応によって脱塩される。

【００４９】Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O 2 Ca(OH) ₂ + 2Cl₂ → 2CaCl₂ + 2H₂O + O₂ 脱塩された排ガスは、さらに後段に配設された高温バグ
フィルター１０において飛灰および脱塩剤が除去され
る。

【００５０】排ガス中の飛灰は、高温バグフィルター１
０を通すことにより０．０１g/Nm³以下とすることがで
きるため、de novo合成反応が進行する温度領域におい
てもダイオキシン類の生成を抑制することができる。な
お、高温バグフィルター１０を通過した排ガスは、さら
に後段の冷却水噴霧装置１９により冷却された後、ファ
ンモーター１１で外部へ放出される。

【００５１】高温バグフィルター１０により集塵された
飛灰は、高温バグフィルター１０の底部から図４に示す
集塵飛灰搬出装置５０で外部へ搬出される。このとき、
集塵飛灰を自然放冷により冷却したのではde novo合成
反応に充分な時間を与えることになり、搬送途中でダイ
オキシン類が生成する可能性がある。

【００５２】そこで、本発明者は、集塵飛灰を急速に冷
却することによりde novo合成反応を抑制する方法を案
出し、以下の構成の集塵飛灰搬出装置５０を採用した。

【００５３】図４は集塵飛灰搬出装置５０の側面図、図
５は集塵飛灰搬出装置５０の断面図である。集塵飛灰搬
出装置５０は、内管５１と外管５２とからなる二重筒構
造を有し、内管５１の内部に集塵飛灰を搬出する搬出体
であるスクリューコンベア５３を備えている。スクリュ
ーコンベア５３の軸５４は内管５１の両端で支持され、
二重筒の一端において、スクリューコンベア５３の軸５
４とモーター５５の軸５６にスプロケット５７が取付け
られて、動力はチェーン５８を介してスクリューコンベ
ア５３に伝えられる。

【００５４】集塵飛灰は、スクリューコンベア５３の軸
回転によって内管７１から集塵飛灰搬出口５９へ搬出さ
れるが、このとき内管５１内部において冷却されながら
搬出されていく。すなわち、内管５１と外管５２の間の
空間部６０には常に冷却水が流れており、さらにスクリ
ューコンベア５３の軸５４内部空間６１にも冷却水が常
に流れている。このように、集塵飛灰をスクリューコン
ベア５３の軸内部空間６１および内管５１と外管５２の
間の空間部６０を流れる冷却水により冷却する二重冷却
構造を採用することにより、集塵飛灰の急速冷却が可能
となり、de novo合成反応が進行する温度領域を瞬時に
脱することができる。

【００５５】冷却水の流れる方向は、集塵飛灰の冷却効
率を高めるため搬出方向とは逆になっており、空間部６
０への冷却水の入口および出口は外管５２の両端におい
て互いに逆側に形成されている。すなわち、冷却水の入
口は６２で、ドレン排水口は６３である。また、スクリ
ューコンベア５３の軸内部空間６１への冷却水の入口は
軸５４の一端から送り込まれ、他端から排出される。な
お、６４はスクリューコンベアの軸内部空間６１への冷
却水の入口であり、６５はそのドレン排水口である。ま
た、外管５２の長手方向には、空間部６０の掃除等をす
る際に、空間部６０の水抜きをするためのドレンが形成
されており、集塵飛灰の搬出中はねじ込みソケット６６
により塞がれている。

【００５６】また、一次焼却室２の下方においても、一
次焼却室２の内部に蓄積した焼却灰を除去するための焼
却灰搬出装置７０が設けられている。焼却灰搬出装置７
０は、集塵飛灰搬出装置５０と同じ構成の搬出装置が使
用される。

【００５７】熱リサイクル装置４０を採用することによ
り、一次焼却室２が冷却されないまま焼却灰が外部へ搬
出されると、焼却灰は搬出途中において冷却されること
になる。このとき、集塵飛灰の場合と同じく、自然放冷
では冷却に時間がかかりすぎ、ダイオキシン類が生成す
る可能性があるため、本発明者は搬出装置を集塵飛灰搬
出装置５０と同じく、二重冷却構造として焼却灰の急速
冷却を行うことにより、de novo合成反応を抑制する構
成とした。

【００５８】焼却飛灰搬出装置７０は、図６の側面図に
示すように、内管と外管とからなる二重筒構造とされ、
第一搬出部７１と第二搬出部７２とから構成される。第
一搬出部７１と第二搬出部７２は連続して形成されると
ともに、第一搬出部７１は一次焼却室２の下方に設置さ
れ、一次焼却室２の底部から排出された焼却灰は、後述
する灰分散空気ノズル７９によって分散されながら第二
搬出部７２まで運搬され、第二搬出部７２の焼却灰搬出
口７３で外部へ搬出される。なお、第一搬出部７１とは
灰分散ノズル７９が設けられている領域を指し、第二搬
出部は焼却灰搬出口７３までの領域を指している。

【００５９】また、第一搬出部７１および第二搬出部７
２の内管の内部には、搬出体たるスクリューコンベア
（図示せず）が貫通して設けられている。焼却灰搬出装
置７０で用いられるスクリューコンベアは、集塵飛灰搬
出装置５０で用いられるものと同様の構成を有するもの
であり、スクリューコンベアの軸は二重筒の両端部で支
持され、図示しないモーターによって発生した動力によ
りスクリューコンベアが回転し、焼却灰を焼却灰搬出口
７３まで運搬する。

【００６０】図７は焼却灰搬出装置７０の平面図、図８
（a）は第一搬出部の断面図である。第一搬出部７１の
内管７４および外管７５はU字形状の搬出路とされてい
る。内管７４と外管７５の間の空間部７６および内管７
４の内部に設けられたスクリューコンベア７７の軸内部
空間７８にも冷却水が流れている。

【００６１】内管７４と外管７５の間の空間部７６に
は、焼却灰を分散させるための灰分散空気ノズル７９が
焼却灰搬出装置の側壁に設けられ、これが第一搬出部７
１の長手方向に一定間隔で複数設けられている。灰分散
空気ノズル７９は、スクリューコンベア７７によって搬
出される焼却灰に向かって圧力空気を噴射し、焼却灰同
士が固着するのを防ぐことによって焼却灰の冷却効率を
向上させる目的で設置されたものである。これにより焼
却灰の冷却される面積が増大するので、急速な冷却が可
能となり、搬出途中での予期しないde novo合成反応の
進行を防止することができる。

【００６２】空気は、内管７４と外管７５の空間部７６
の一端に形成された空気穴８０から供給される。また、
第一搬出部７１および第二搬出部７２の下部には、内管
７４と外管７５の間の空間部７６を掃除する際に、空間
部７６を流れる冷却水を排水するドレンが複数設けられ
ているが、このドレンは空間部７６の掃除のとき以外は
ねじ込みソケット８１により塞がれている。

【００６３】図８（b）は、第二搬出部７２の断面図で
ある。第二搬出部７２は、円筒形状の内管８２と外管８
３からなる二重筒構造であり、この他の構成は第一搬出
部７１と同様である。また、冷却水が流れる方向も集塵
飛灰搬出装置５０と同じく、焼却灰の搬出方向と逆にな
っている。ここで、冷却水の入口およびドレンは第一搬
出部７１の両端部に設けられており、図７において、８
４は第一搬出部７１の空間部７６への冷却水の入口、８
５はドレン排水口である。また、第二搬出部７２にも冷
却水の入口とドレンが両端部に設けられ、８６は第二搬
出部７２の環状空間部８７への冷却水の入口、８８はそ
のドレン排水口である。

【００６４】このように、焼却灰を内管の内部および外
部を流れる冷却水によって同時に冷却する二重冷却構造
を採用することにより、焼却灰は焼却灰搬出装置７０内
で急速に冷却され、de novo合成反応が促進する温度領
域を瞬時に脱することができる。

【００６５】焼却灰搬出口７３から排出された焼却灰は
灰ホッパー９０に集められ、一定量が溜まったところで
外部へ運搬される。

【００６６】（第二実施形態）図９は、第二の実施形態
を示す焼却装置の概略構成図である。本実施形態では、
二次燃焼室４に酸素濃度制御手段１００と蓄熱体１０１
を設けた点を特徴としており、その他の構成は第一実施
形態と同様である。この酸素濃度制御手段１００は、二
次燃焼室４に酸素濃度計１０２を設置し、その計測結果
に基づいて最適な燃焼空気量を供給するように制御する
ものである。具体的な構成としては、二次燃焼室４に設
置された酸素濃度計１０２と、この計測結果に基づいて
ブロワー１７の空気供給量を調節制御するマイクロコン
ピューター等を有する制御部１０３とからなる。

【００６７】また、蓄熱体１０１は、二次燃焼室４の熱
エネルギーを十分に蓄えることができるセラミクス等の
耐火物によって構成され、二次燃焼室４の出口側に設置
されている。

【００６８】上記のごとく、酸素濃度制御手段１００と
蓄熱体１０１とを二次燃焼室４に設け、熱リサイクル装
置４０と併用することにより、二次燃焼室を８００℃〜
１０００℃の高温に維持でき、焼却物の完全燃焼が図れ
るため低ダイオキシン化が実現できる。

【００６９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を
加えることができるのは勿論である。例えば、第一実施
形態では、一次焼却室が一つのものを例示したが、これ
を複数設けたものであってもよい。また、第二実施形態
では、蓄熱体を二次燃焼室の出口側に設けた構成を例示
したが、二次燃焼ゾーン３であれば、適宜の箇所に設置
することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、一次焼却室を中空に位置させる事により一次焼
却室の固定床底部に設けられた空気噴出ノズルを一次焼
却室の外部まで延設し、延設部に掃除口を設け、作業者
が一次焼却室の中に入ってノズル掃除をしなくても良い
ので、メンテナンス作業の効率を向上させることができ
る。

【００７１】また、熱リサイクル装置を付設すれば、生
ゴミ等本来可燃性焼却物とは言えない低発熱量の焼却物
であっても、一次焼却室または二次燃焼ゾーンの高温焼
却が可能となり、発熱量が約２０００kcal/kg以下の低
発熱量の焼却物でも充分な完全燃焼をさせることができ
るため、低ダイオキシン化を実現できる。

【００７２】ダイオキシン類の合成反応が促進される温
度領域（２００℃〜４００℃）以上の排ガス温度領域に
おいて、排ガス中の塩化水素を除去する脱塩剤供給装置
を配設すればde novo合成反応を抑制することができ
る。また脱塩剤と、de novo合成反応の触媒となる飛灰
を高温バグフィルターで除去することにより、さらなる
低ダイオキシン化が図れる。

【００７３】高温バグフィルターにより集塵された集塵
飛灰を搬出する搬出装置に、集塵飛灰を冷却する冷却装
置を設ければ、搬出途中でのde novo合成反応の進行を
防止することができる。このとき、搬出装置は内管と外
管の空間部およびスクリューコンベアの軸内部に冷却水
を流す二重冷却構造を採用することにより、瞬時にdeno
vo合成反応が促進される温度領域を脱することができ
る。

【００７４】また、焼却灰搬送装置の冷却装置も二重冷
却構造を採用することにより、冷却過程で発生するダイ
オキシン類の発生を抑えることができる。さらに、焼却
灰搬出装置において、焼却灰同士の固着を防ぐ灰分散空
気ノズルを設ければ、焼却灰を分散でき、焼却灰の冷却
面積が増大するため、冷却効率を向上させることが可能
になる。

【００７５】このように、焼却過程において焼却物の完
全燃焼を確保するだけでなく、冷却過程において進行す
るダイオキシン類の合成反応（de novo合成反応）も抑
制することにより、排ガス及び灰中のダイオキシン類の
発生を総合的に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る焼却装置の概略構
成図

【図２】一次焼却室の概略構成図

【図３】空気噴出ノズルの側面図

【図４】集塵飛灰搬出装置の概略構成図

【図５】図４のA-A断面図

【図６】焼却灰搬出装置の側面図

【図７】焼却灰搬出装置の平面図

【図８】（a）図６のB-B断面図、(b)図６のC-C断面図

【図９】本発明の第二実施形態に係る焼却装置の概略構
成図

【符号の説明】

１焼却装置２一次焼却室３二次燃焼ゾーン７燃焼用空気供給路８熱交換器９脱塩剤供給装置１０高温バグフィルター１２固定床１６着火バーナー２０追加投入装置３０空気噴出ノズル３２ノズル掃除口４０熱リサイクル装置４１燃焼用空気供給路５０集塵飛灰搬出装置５３スクリューコンベア７０焼却灰搬出装置７１第一搬出部７２第二搬出部７９灰分散ノズル

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｃ 15/00 15/00 ＺＦターム(参考） 3K061 NC03 NC09 3K065 AA18 AB01 AC01 AC19 EA04 EA12 EA22 EA25 EA30 EA57 GA03 GA12 GA22 GA23 GA27 GA33 GA34 GA43 GA45 GA55 HA02 HA03 HA05 JA05 JA15 3K070 DA01 DA07 DA09 DA12 DA16 DA32 DA50 3K078 BA03 CA02 CA07 CA12 CA21 CA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定床構造の一次焼却室と二次燃焼ゾーン
とを備え、中空に位置した一次焼却室の底部に一次焼却
室内部に空気を噴出する空気噴出ノズルが設けられると
ともに、その外端が一次焼却室の外部に延設され、この
延設部に前記ノズルの掃除口が形成されたことを特徴と
する焼却装置。
【請求項２】前記一次焼却室に焼却物を少量づつ投入す
るための追加投入装置が設けられたことを特徴とする請
求項１記載の焼却装置。
【請求項３】一次焼却室と二次燃焼ゾーンとを備え、前
記二次燃焼ゾーンの後段に二次燃焼ゾーンから排出され
る排ガス熱を熱交換する熱交換器が配設され、該熱交換
器に排ガス熱を一次焼却室または二次燃焼ゾーンに供給
する熱リサイクル装置が設けられたことを特徴とする焼
却装置。
【請求項４】前記二次燃焼ゾーンの排ガス流路に脱塩剤
を供給する脱塩剤供給装置が配設されたことを特徴とす
る請求項３記載の焼却装置。
【請求項５】前記二次燃焼ゾーンの排ガス流路におい
て、脱塩剤供給装置の下流側に排ガス中の脱塩剤および
飛灰を除去するためのバグフィルターが配設されたこと
を特徴とする請求項３記載の焼却装置。
【請求項６】一次焼却室と二次燃焼ゾーンとを備え、該
二次燃焼ゾーンの排ガス流路に排ガス中の脱塩剤および
飛灰を除去するためのバグフィルターが配設された焼却
装置であって、前記バグフィルターに集塵飛灰搬出装置
が設けられ、該搬出装置は、集塵飛灰を急速に冷却する
冷却装置を備えていることを特徴とする焼却装置。
【請求項７】前記集塵飛灰搬出装置は、内管および外管
からなる二重筒構造とされ、前記内管内部に集塵飛灰を
搬出する搬出体が設けられ、前記搬出体は、その外周部
に搬送羽根を有するとともに、内部に冷却媒体を通過さ
せる管状構造とされ、前記冷却装置は、前記内管と外管
の間の空間部および前記搬出体の内部空間に集塵飛灰を
急速に冷却するための冷却媒体を通過させるようにした
ことを特徴とする請求項６記載の焼却装置。
【請求項８】一次焼却室と二次燃焼ゾーンとを備え、前
記一次焼却室の焼却灰を外部へ搬出する焼却灰搬出装置
が設けられ、該搬出装置は焼却灰を急速に冷却する冷却
装置を備えていることを特徴とする焼却装置。
【請求項９】前記焼却灰搬出装置は、内管および外管か
らなる二重筒構造とされ、前記内管内部に焼却灰を搬出
する搬出体が設けられ、前記搬出体は、その外周部に搬
送羽根を有するとともに、内部に冷却媒体を通過させる
管状構造とされ、前記冷却装置は、前記内管と外管の間
の空間部および前記搬出体の内部空間に焼却灰を急速に
冷却するための冷却媒体を通過させるようにしたことを
特徴とする請求項８記載の焼却装置。
【請求項１０】前記焼却灰搬出装置は、その搬出路の搬
出方向前半部の第一搬出部と、後半部分の第二搬出部と
から構成され、前記第一搬出部に焼却灰同士の固着を防
ぐために前記内管の内部に噴出可能な空気ノズルが焼却
灰の搬出方向に沿って複数設けられたことを特徴とする
請求項９記載の焼却装置。