JP2002206727A - 焼却灰処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動床式焼却炉において、良好な燃焼状態を
継続的な維持するとともに効率的に焼却灰の処理を行
う。 【解決手段】 この焼却灰処理装置は、被焼却物投入口
１１から投入された被焼却物を搬送しつつ燃焼する可動
式床２１が配置された燃焼室１２を有する可動式焼却炉
に組み込まれる。焼却灰受室２５の底面近傍に形成され
た酸素導入口２６（又は酸素バーナー）からは、被焼却
物の燃焼によって生じた焼却灰に高濃度酸素（又は燃料
と高濃度酸素との混合気）が吹きつけられ、これによっ
て、焼却灰受室に堆積した焼却灰が溶融流動化処理され
て、流動化焼却灰となる。焼却灰受室の底面は予め定め
られた方向に傾斜しており、焼却灰受室の底面に沿って
流動する流動化焼却灰は、焼却灰流出口２７から炉外に
排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業廃棄物又は一
般廃棄物等を焼却処理する際に用いられる焼却炉に関
し、特に、可動床式焼却炉とともに用いられる焼却灰処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、可動床式焼却炉には、種々のも
のが知られており、例えば、並列揺動式焼却炉、階段式
焼却炉、逆動式焼却炉、移床式焼却炉、回転ローラー式
焼却炉、及び扇型反転式焼却炉等がある。ここで、一例
として、階段式焼却炉について概説すると、燃焼室に
は、被焼却物が搬送される可動式床（搬送床：ストーカ
ー）が配設されており、このストーカーは、所定の傾斜
角をもって配置されている（つまり、被焼却物の投入口
から徐々に下方に下がるように傾斜して配置されてい
る）。ストーカーは固定火格子（固定段）及び可動火格
子（可動段）を備えており、これら固定火格子及び可動
火格子は交互に配列されている。そして、可動火格子
は、例えば、電動又は油圧によって、例えば、往復動さ
れる。

【０００３】このような焼却炉では、燃焼室に投入され
た被焼却物は、ストーカー上を下方に移動しつつ燃焼す
る。この際、可動式火格子が往復動して被焼却物を攪拌
しながら移送する。そして、固体の焼却残留物、即ち、
焼却灰（スラグ）は、ストーカーの下端から排出され、
燃焼室下部に堆積する。燃焼室下部に堆積した固体残留
物は、燃焼室の外壁下部に形成された焼却灰排出口から
取り出される。一方、燃焼中に発生するガス生成物は、
ガス排出口から排出される。

【０００４】他の可動床式焼却炉においても、ほぼ同様
の処理が行われるが、可動床式焼却炉において、被焼却
物がストーカー上を移動しつつ、被焼却物が攪拌される
から燃焼効率が良いという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、可動床
式焼却炉においては、被焼却物がストーカー上を移動し
つつ、被焼却物が攪拌されるから燃焼効率が良いという
利点があるものの、構造上、可動床式焼却炉では、高温
で燃焼することが難しい。一方、可動床式焼却炉では、
焼却灰等の固体残留物は、焼却灰排出口から自動的に排
出されるものの、被焼却物そのものの燃焼熱以外にバー
ナー等の他の熱源を用いたり、燃料を燃焼室に投入した
りして、燃焼を補助することがある。

【０００６】さらに、大量の焼却灰を処理する際には、
一旦、焼却炉の外に焼却灰を取り出して冷却した後、例
えば、電気誘導炉で焼却灰を再び加熱して溶融させる。
その後、溶融焼却灰を再固化させて、主として容量的に
減量化するようにしている。しかしながら、このような
焼却灰の処理は、余分なエネルギーを必要とするばかり
でなく、処理時間上のロスが大きくなってしまうという
問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、可動床式焼却炉におい
て、他の熱源を用いることなく、良好な燃焼状態を継続
的に維持することができる焼却灰処理装置を提供するこ
とにある。

【０００８】本発明の他の目的は、可動床式焼却炉にお
いて、余分なエネルギーが不要でしかも効率的に焼却灰
の処理を行うことのできる焼却灰処理装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、被焼却
物投入口から投入された被焼却物を搬送しつつ燃焼する
可動式床が配置された燃焼室を有する可動式焼却炉に組
み込まれ、前記被焼却物の燃焼によって生じた焼却灰を
溶融流動化処理し流動化焼却灰とする第１の手段と、前
記流動化焼却灰を炉外に排出する第２の手段とを有する
ことを特徴とする焼却灰処理装置が得られ、前記第１の
手段は、例えば、前記焼却灰に高濃度酸素を吹きつけて
前記焼却灰を溶融流動化処理する。なお、前記第１の手
段は、前記焼却灰に高濃度酸素と燃料との混合気を吹き
つけて前記焼却灰を溶融流動化処理するようにしてもよ
い。

【００１０】例えば、前記可動式床は前記被焼却物投入
口側に位置する入口端と該入口端の反対側に位置する出
口端とを有し、前記焼却灰は前記出口端から前記燃焼室
に設けられた焼却灰受室に落下して該焼却灰受室に堆積
されており、前記第１の手段は、前記焼却灰受室の底面
近傍に設けられた酸素導入口と、該酸素導入口から前記
燃焼室に前記高濃度酸素を供給する酸素供給手段とを有
している。また、前記第１の手段は、前記焼却灰受室の
底面近傍に設けられた酸素バーナーを有するようにして
もよく、この場合には、酸素バーナーには燃料及び高濃
度酸素が供給される。

【００１１】さらに、前記焼却灰受室の底面は予め定め
られた方向に傾斜しており、前記第２の手段は、前記焼
却灰受室の底面に沿って流動する前記流動化焼却灰を前
記炉外に排出する排出口を有している。そして、前記焼
却灰受室の底面には前記予め定められた方向に延びる溝
部を形成することが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明について実施の形態に
基づいて説明する。

【００１３】図１を参照して、ここでは、可動床式焼却
炉として、階段式焼却炉を例にあげて、説明するが、他
の可動床式焼却炉においても、同様にして本発明を適用
することができる。

【００１４】図示の階段式焼却炉では、被焼却物投入口
１１から被焼却物（以下単にゴミという）が燃焼室１２
内に投入される。この被焼却物投入口１１には、例え
ば、開閉扉（図示せず）が設けられており、ゴミを燃焼
室１２に投入する都度開閉扉が開かれる。燃焼中、燃焼
室１２には、空気ノズル（図示せず）から燃焼用空気が
吹き込まれる。 燃焼室１２の上方には、ガス排出口１
３が形成されており、ゴミの燃焼によって発生した排気
ガスは、ガス排出口１３から外部に排出される。

【００１５】図示のように、燃焼室１２内において、被
焼却物投入口１１の下側には、ゴミが搬送される可動式
床（搬送床：ストーカー）２１が配設されている（図示
の例では、ストーカー２１を燃焼室１２内に支持するた
めの支持部材等は図示されていない）。このストーカー
２１は、被焼却物投入口１１側に位置する入口端２１ａ
とこの入口端の反対側に位置する出口端（出口端壁）２
１ｂとを有しており、複数の固定火格子（固定段）２２
及び可動火格子（可動段）２３を備えている。これら固
定火格子２２及び可動火格子２３は交互に配列され、階
段状となっている。そして、可動火格子２３は、例え
ば、電動又は油圧によって、例えば、実線矢印３１で示
す方向に往復動される。なお、前述の燃焼用空気はスト
ーカーの下側から供給される。

【００１６】階段式焼却炉では、燃焼室１２に投入され
たゴミは、ストーカー２１上を下方（入口端２１ａから
出口端２１ｂの方向）に移動しつつ燃焼する。この際、
可動式火格子２３が往復動してゴミを攪拌しながら移送
する。そして、燃焼によって発生した固体の焼却残留
物、即ち、焼却灰（スラグ）は、ストーカー２１の出口
端２１ｂ（下端）から落下して、燃焼室１２の下部に位
置する焼却灰受部（焼却灰受室）２４上に堆積する。

【００１７】図１に示す階段式焼却炉では、燃焼室内に
高濃度の酸素を導入して、ゴミを燃焼させることによっ
て、燃焼温度を高めて、焼却灰を完全に溶融化、つま
り、流動化させる。ここでは、高濃度の酸素とは、純粋
な酸素又は酸素組成割合の高い空気もしくは混合気体を
意味するものとする。

【００１８】ここで、図１及び図２を参照して、焼却灰
受室２４に対応して、焼却炉の外壁には酸素導入口２５
が設けられており（この酸素導入口２５は焼却灰受室２
４の底面近傍に設けられる）、この酸素導入口２５から
高濃度の酸素が焼却灰受室２４に導入される（つまり、
図示しない酸素供給装置から酸素導入口２５を介して焼
却灰受室２４に高濃度の酸素が導入される）。酸素導入
口２５と焼却灰受室２４との間には、例えば、図２にお
いて縦方向に所定の間隔をおいて多数の小孔が形成され
た酸素吹付部２６が配置され、これによって、焼却灰受
室２４の全体に満遍なく酸素を吹きつける。

【００１９】このようにして、燃焼中において、焼却灰
受室２４に堆積する焼却灰に高濃度の酸素を吹きつける
と、焼却灰は溶融して、流動化することになる。図示の
例では、焼却灰受室２４の底面は、図２において左側か
ら右側に向かって下がるように傾斜しており、その結
果、溶融流動化した焼却灰は、自然に図中左側から右側
に向かって流れていくことができる。

【００２０】加えて、図示のように、流動してきた焼却
灰が到達する焼却灰受室２４の最も低い位置に焼却灰流
出口（排出口）２７が形成されているから、燃焼中にお
いても、流動化焼却灰を焼却炉の外部に排出させること
ができる。そして、流動化焼却灰は、ほぼ液状であるの
で、焼却灰流出口２７の開口の大きさは、極めて小さい
ものとすることができる。従って、燃焼中、焼却灰流出
口２７が常に開口していても、燃焼過程にはほとんど影
響を与えない。

【００２１】排出された流動化焼却灰は、例えば、水中
に滴下させた上、掻き出しコンベヤで取り出すか又は鋳
滓機でインゴット状に固められる。流動化しない場合に
比べて、流動化焼却灰は、その容積が小さくなるので
（１／３程度となる）、最終処分場に持ち込んでも、有
利である。具体的には、上述のようにして、処理された
焼却灰は、一旦、焼却炉の外部に配置された焼却灰回収
部２８に蓄えられることになる。この焼却灰回収部２８
は、従来のように焼却灰を回収する場合に比べて、遙か
に容積が小さいもので十分である。なお、焼却灰受室２
４の底面をＶ字状に形成するようにしてもよい。つま
り、焼却灰受室２４の底面の中央部に図中左側から右側
に向かって延びるＶ字溝部を形成するようにしてもよ
い。このように、Ｖ字溝部を形成するようにすれば、流
動化した焼却灰をさらに効率的に排出することができ
る。

【００２２】このようにして、焼却灰受室２４に焼却灰
処理装置を配置することによって、良好な燃焼状態を継
続的な維持して、効率的に焼却灰の処理を行うことがで
きることになる。

【００２３】なお、上述の例では、階段式焼却炉に焼却
灰処理装置を組み込む例について説明したが、他の可動
床式焼却炉についても、同様にして焼却灰処理装置を組
み込むことができる。

【００２４】さらに、上述の例では、図２において、左
側から右側に焼却灰受室２４の底面を傾斜ささせて、焼
却灰流出口２７から流動化焼却灰を排出させるようにし
たが、図２において、焼却灰受室２４の底面を、紙面の
裏側から表側又は表側から裏側に下がるように傾斜させ
てもよく、この場合には、図２において紙面の表側又は
裏側に位置する炉壁に焼却灰流出口２７が形成される。
さらに、空気導入口２５は、図２において紙面の表側又
は裏側に位置する炉壁に設けるようにしてもよく、いず
れにしても、焼却灰受室２４の全体に満遍なく酸素を吹
きつけることができる位置に、空気導入口２５を設ける
ようにすればよい。加えて、図２に示す例では、酸素吹
付部２６には、縦方向に所定の間隔をおいて多数の小孔
が形成されているが、横方向（図２において、紙面の表
から裏側に向かう方向）に所定の間隔をおいて多数の小
孔を形成するようにしてもよい。

【００２５】加えて、酸素導入口２７の代わりに、図３
に示す酸素バーナー４０を用いるようにしてもよい。こ
の酸素バーナーは、燃料供給管部４１と燃料供給管部４
１の外側に燃料供給管部４１と同心円状に配置された酸
素供給管部４２とを備えている。燃料供給管部４１に供
給された燃料は、燃料供給管部４１の先端に取り付けら
れたノズル４１ａから噴射するが、この際、酸素供給管
部４２に供給された酸素と混合され混合気として焼却灰
受室２４内に供給される。このような酸素バーナー４０
を用いれば、単に酸素を供給する場合に比べて、より燃
焼効率を向上させることができ、焼却灰の流動化を効率
的に行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、燃焼
室内で発生した焼却灰に対して燃焼中に高濃度の酸素又
は酸素・燃料の混合気を吹きつけ、焼却灰を溶融流動化
して、焼却炉外へ排出するようにしたから、焼却灰によ
って燃焼効率が低下することがない。従って、良好な燃
焼状態を継続して維持することができるという効果があ
り、他の熱源又は燃料等の補助を必要としない。

【００２７】さらに、本発明では、焼却灰処理を、燃焼
中に同時進行的に行うことができ、この結果、従来のよ
うに、一旦冷却した焼却灰を再び電気誘導炉等で加熱す
る必要がなく、効率的に焼却灰の処理を行うことができ
るという効果がある。つまり、省エネルギーで焼却灰の
処理を行うことができる。

【００２８】加えて、本発明では、燃焼室内で焼却灰が
流動化されるので、焼却灰は人手を介することなく自動
的に回収場所に流入することになる。従って、冷却固化
の後焼却灰を適宜廃棄処理すればよく、従来のように、
固形の焼却灰を取り出すという作業が不要となって、作
業性が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による焼却灰処理装置の一例を組み込ん
だ可動床式焼却炉の一例を示す図である。

【図２】図１に示す焼却灰受部（焼却灰受室）を一部分
拡大して示す図である。

【図３】図１に示す酸素導入口の代わりに用いられる酸
素バーナーを概略的に示す図である。

【符号の説明】

１１ 被焼却物投入口 １２ 燃焼室 １３ ガス排出口 ２１ 可動式床（搬送床：ストーカー） ２２ 固定火格子（固定段） ２３ 可動火格子（可動段） ２４ 燃焼室底部 ２５ 酸素導入口 ２６ 酸素吹付部 ２７ 焼却灰流出口 ２８ 焼却灰回収部 ４０ 酸素バーナー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被焼却物投入口から投入された被焼却物
   を搬送しつつ燃焼する可動式床が配置された燃焼室を有
   する可動式焼却炉に組み込まれ、前記被焼却物の燃焼に
   よって生じた焼却灰を溶融流動化処理し流動化焼却灰と
   する第１の手段と、前記流動化焼却灰を炉外に排出する
   第２の手段とを有することを特徴とする焼却灰処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の手段は、前記焼却灰に高濃度
   酸素を吹きつけて前記焼却灰を溶融流動化処理するよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の焼却灰処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記可動式床は前記被焼却物投入口側に
   位置する入口端と該入口端の反対側に位置する出口端と
   を有し、前記焼却灰は前記出口端から前記燃焼室に設け
   られた焼却灰受室に落下して該焼却灰受室に堆積されて
   おり、前記第１の手段は、前記焼却灰受室の底面近傍に
   設けられた酸素導入口と、該酸素導入口から前記燃焼室
   に前記高濃度酸素を供給する酸素供給手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の焼却灰処理装置。
4. 【請求項４】 前記第１の手段は、前記焼却灰に高濃度
   酸素と燃料との混合気を吹きつけて前記焼却灰を溶融流
   動化処理するようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の焼却灰処理装置。
5. 【請求項５】 前記可動式床は前記被焼却物投入口側に
   位置する入口端と該入口端の反対側に位置する出口端と
   を有し、前記焼却灰は前記出口端から前記燃焼室に設け
   られた焼却灰受室に落下して該焼却灰受室に堆積されて
   おり、前記第１の手段は、前記焼却灰受室近傍の底面に
   設けられた酸素バーナーを有し、該酸素バーナーには燃
   料及び高濃度酸素が供給されるようにしたことを特徴と
   する請求項４に記載の焼却灰処理装置。
6. 【請求項６】 前記焼却灰受室の底面は予め定められた
   方向に傾斜しており、前記第２の手段は、前記焼却灰受
   室の底面に沿って流動する前記流動化焼却灰を前記炉外
   に排出する排出口を有していることを特徴とする請求項
   ３又は５に記載の焼却灰処理装置。
7. 【請求項７】 前記焼却灰受室の底面には前記予め定め
   られた方向に延びる溝部が形成されていることを特徴と
   する請求項６に記載の焼却灰処理装置。