JP2002235912A - ストーカ式ごみ焼却炉の焼却方法及び該焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストーカ式ごみ焼却炉のごみ進行方向にスト
ーカの段差を設けた焼却炉の、ストーカ下部より燃焼用
一次空気を供給して燃焼させる焼却方法において、段差
の立ち上がり部燃焼室側面に溶融飛灰の付着、堆積しな
い焼却方法及び装置を提供し、焼却炉の稼働率向上を図
る。 【解決手段】 段差の立ち上がり部燃焼室側面に空気流
通層若しくは低温境膜を形成させることにより、飛灰の
融着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は都市ごみなどを焼
却して、ごみ処理とエネルギ回収を同時に行う目的で汎
用される、ストーカ式ごみ焼却炉の焼却方法及び該焼却
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】ストーカ式ごみ焼却炉は固体燃料である
ごみの投入口から焼却灰の排出口に向けて炉内下部にス
トーカ（火格子）を設け、下部より燃焼用一次空気を供
給し燃焼を進行・完結させるが、通常ごみ投入口から焼
却灰の排出口に向けて、即ちごみ進行方向に、乾燥ゾー
ン、燃焼ゾーン、後段燃焼ゾーンのように分け、それぞ
れのゾーンの目的に適う設備構成とし、且つそれぞれの
ゾーン毎に適切な条件で操作する。また、ストーカ構造
としては、連続して傾斜するもの、各ゾーン毎に段差を
持って傾斜するもの、傾斜がないもの、緩いもの、急な
ものがあり、更にストーカを各種の可動タイプとするな
どして、ごみの動きと攪拌を良好にして円滑な燃焼を図
る工夫がなされている。

【０００３】本発明は前記ストーカ構造として段差を持
ち、例えば乾燥段、燃焼段、後燃焼段から構成されるス
トーカ燃焼炉に関する。該タイプは、格段の移行部分に
段差を設けて、固体燃料の効果的な反転・攪拌を図って
いるが、段差部分での燃焼が活発になり、温度が高くな
るため、溶融飛灰が段差部の立ち上がり面から後段水平
面にかけて付着堆積し、運転不能に陥ることがある。

【０００４】これを、図２（１）で説明すると、ストー
カ前段２０１と後段２０３との間の段差２０２の垂直立
ち上がり面から後段水平面にかけて、図示のような融着
飛灰２０４が堆積する。

【０００５】この、現象は燃焼の完結度を高め、焼却灰
の性状を向上するなどのために一次空気に酸素を添加し
て、酸素富化燃焼を行う際、更に顕著となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点に鑑みてなされたもので、ストーカ式ごみ焼却炉
のごみ進行方向にストーカの段差を設けた焼却炉の、ス
トーカ下部より燃焼用一次空気を供給して燃焼させる焼
却方法において、段差の立ち上がり部燃焼室側面に溶融
飛灰の付着、堆積しない焼却方法及び装置を提供し、焼
却炉の稼働率向上を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のストーカ式ごみ
焼却炉の焼却方法は、ストーカ式ごみ焼却炉のごみ進行
方向にストーカの段差を設けた焼却炉の、ストーカ下部
より燃焼用一次空気を供給して燃焼させる焼却方法にお
いて、段差の立ち上がり部燃焼室側面に空気流通層若し
くは低温境膜を形成させることにより、飛灰の融着を防
止することを特徴とする。

【０００８】段差の立ち上がり部燃焼室側面に空気流通
層が形成されていれば、該層付近は温度が低下し溶融飛
灰が発生しない。また溶融物が付近に存在しても、段差
の立ち上がり部燃焼室側面に空気流通層が形成され温度
が表面に至るまでの薄い空間の温度が低下していれば、
表面に至るまでの該空間で固化し他の部位に飛散する。

【０００９】該効果は上記気流層でなくとも、段差の立
ち上がり部燃焼室側面の低温境膜によっても同様であっ
て、該表面に至るまでの境膜中若しくは付近で、溶融物
は固化し他所へ飛散するか、低温境膜の影響で付近の飛
灰は溶融しない。低温境膜とは冷却固体表面に形成され
た低温域のことであって、物体表面上若しくは付近にお
ける物質移動や熱移動の化学工学的考察によく用いられ
る考え方である。発明では具体的には段差の立ち上がり
部面を冷却することで達成できる。

【００１０】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉の焼
却方法は、燃焼用一次空気に酸素富化空気を用いて焼却
することを特徴とする。

【００１１】前記したように、酸素富化燃焼を行うとき
はより高温となって、本発明の方法を欠くことができな
いからである。そして、該空気層の空気は当然酸素富化
空気ではなく、酸素濃度のむしろ低い空気さらには温度
を低く調節した空気を別の経路から導入するのが好まし
い。

【００１２】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
ごみ進行方向にストーカの段差を有し、該ストーカ下部
より燃焼用一次空気を供給する一次空気供給手段を有す
るストーカ式ごみ焼却炉において、段差の立ち上がり部
燃焼室側面に空気流通層を形成させる空気流通層形成手
段若しくは低温境膜を形成させる低温境膜形成手段を有
することを特徴とする。

【００１３】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
前記一次空気供給手段に酸素富化手段を有していること
を特徴とする。通常酸素富化手段は酸素製造設備あるい
は酸素タンク（ボンベ）等から圧力調節弁及び流量調節
弁をへて空気供給ラインに導入されるパイプラインで構
成される。

【００１４】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
前記空気流通層形成手段が、一次空気供給手段を構成す
る風箱の乾燥段、燃焼段、後燃焼段のそれぞれの段差寄
り部分を隔壁で仕切ることにより前記一次空気供給手段
を構成する風箱とは独立させた、それぞれの風箱と、該
風箱に一次空気とは別途経路で空気を供給する供給手段
とを有することを特徴とする。

【００１５】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
前記空気流通層形成手段が、空気孔のある段差部立ち上
がり構造と、該段差部立ち上がり構造の裏面から、一次
空気とは別途経路で空気を供給する供給手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１６】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
前記空気流通層形成手段が、連通気泡を有する多孔質体
によって構成される段差部立ち上がり構造と、該段差部
立ち上がり構造の裏面から、一次空気とは別途経路で空
気を供給する供給手段とを有することを特徴とする。

【００１７】ここで連通気泡とは、多孔質体の気泡
（孔）が独立閉鎖して存在するのではなく、互いに連通
していて、気体が一方から他方へ抜けることのできるよ
うな構成になっていることをいう。特に材質は限定しな
いが、炉内温度との関連からセラミックスなど耐熱性の
材質が好ましい。

【００１８】更に、本発明のストーカ式ごみ焼却炉は、
前記低温境膜形成手段が、冷却媒体が流通可能な段差部
立ち上がり構造と、該段差部立ち上がり構造に冷却媒体
を流通せしめる冷却媒体流通手段とを有することを特徴
とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に本発明の発明における実施形
態を図面を参照しながら、例示的に説明する。但し、こ
の実施例に記載される寸法、材質、形状、その相対位置
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。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の本発明のスト
ーカ式ごみ焼却炉の例を示す該念図である。１０１はス
トーカ式ごみ焼却炉炉体の燃焼室、１０２はストーカー
の乾燥段、１０３はストーカーの燃焼段、１０４はスト
ーカーの後燃焼段、１０５ａ、１０５ｂは各段の境に設
けられた段差、１０６は各段の風箱に設けられた隔壁、
１０７供給空気、１０８は酸素富化空気、１０９は投入
されるごみ、１１０は乾燥段の風箱、１１１は燃焼段の
風箱、１１２は後燃焼段の風箱である。

【００２１】焼却すべきごみ１０９はホッパから投入さ
れ、乾燥段１０２に落下する。ここでは主として、ごみ
含有水分の乾燥を目的とした条件で、酸素富化一次空気
１０８が図示実線の経路で風箱１１０に供給され、スト
ーカ下部より燃焼室側へと送気される。ごみは前記条件
下で乾燥段１０２上を進行し、段差１０５ａで落下反転
して燃焼段に至る。ここでは主とする燃焼が行なわれる
条件で酸素富化一次空気１０８が図示実線の経路で風箱
１１１に供給され、ストーカ下部より燃焼室側へと送気
される。主たる燃焼をしながら燃焼段を進行してきたご
みは次の段差１０５ｂで落下反転して、後燃焼段に到
達、残存燃料分を所定規格まで燃焼させる条件で、酸素
富化一次空気１０８を図示実線の経路で風箱１１２に供
給され、ストーカ下部より燃焼室側へと送気され、燃焼
を完結される。後燃焼段で燃焼した結果の焼却灰は後燃
焼段後のシュートにより外部に排出される。

【００２２】燃焼により発生する炎は燃焼室中央部付近
まで達し、これにより発生する高温のガスは適当な図示
していない熱回収装置により熱回収され、必要に応じ図
示していない排ガス処理装置を経て大気中に排出され
る。

【００２３】本実施例では、一次空気供給手段を構成す
る風箱１１０、１１１、１１２の乾燥段１０２、燃焼段
１０３、後燃焼段１０４のそれぞれの段差１０５寄り部
分を隔壁１０６で仕切ることにより、点線で示したよう
に、前記一次空気供給手段を構成する風箱とは独立した
ように、それぞれの風箱を設けた。そして該風箱に一次
空気とは別途経路の点線でしめしたように配管を配設
し、酸素富化をしていない空気１０７を供給した。押込
みブロワなど供給手段を構成する装置の一部は図示せず
省略してある。

【００２４】これにより、それぞれの段差の立ち上がり
部燃焼室側面に点線矢印のごとく空気流通層が形成され
て、この部分付近に図２（１）のような従来堆積した溶
融飛灰の堆積は無くなり、炉の稼働時間を大幅に延長す
ることができる。

【００２５】（実施例２）図２（２）は空気孔のある段
差部立ち上がり構造の例を示す略図である。２０１は前
段ストーカ、２０３は後段ストーカ、２０２は段差部、
２０５は空気孔のある段差部立ち上がり構造、２０６は
空気孔、２０７は空気気流層若しくは低温境膜、２０８
は送入空気である。

【００２６】本実施例では、前段ストーカ２０１と後段
ストーカ２０３との境の段差部２０２に、空気孔２０６
を設けた段差部立ち上がり構造２０５とした。そして、
この空気孔２０６を通じて図示していないが、一次空気
とは別途経路で空気を供給する供給手段により酸素富化
していない空気２０８を供給しながら、焼却を行なう。

【００２７】これにより、段差の垂直立ち上がり部燃焼
室側面に空気流通層２０７が形成されて、この部分付近
に図２（１）のような従来堆積した溶融飛灰の堆積は無
くなり、炉の稼働時間を大幅に延長することができる。

【００２８】（実施例３）図２（３）は連通気泡を有す
る多孔質体によって構成される段差部立ち上がり構造の
例を示す略図である。２０１は前段ストーカ、２０３は
後段ストーカ、２０２は段差部、２０９は連通気泡を有
する多孔質体によって構成される段差部立ち上がり構
造、２０７は空気気流層若しくは低温境膜、２０８は送
入空気である。

【００２９】本実施例では、前段ストーカ２０１と後段
ストーカ２０３との境の段差部２０２に、連通気泡を有
する多孔質体によって構成される段差部立ち上がり構造
２０９とした。そして、この多孔質体を通じて図示して
いないが、一次空気とは別途経路で空気を供給する供給
手段により酸素富化していない空気２０８を供給しなが
ら、焼却を行なう。

【００３０】これにより、段差の垂直立ち上がり部燃焼
室側面に空気流通層２０７が形成されて、この部分付近
に図２（１）のような従来堆積した溶融飛灰の堆積は無
くなり、炉の稼働時間を大幅に延長することができる。

【００３１】（実施例４）図２（４）は冷却媒体が流通
可能な段差部立ち上がり構造の例を示す略図である。２
０１は前段ストーカ、２０３は後段ストーカ、２０２は
段差部、２１０は冷却媒体が流通可能な段差部立ち上が
り構造、２０７は空気気流層若しくは低温境膜、２０８
は送入空気である。２１１は流通冷却媒体である。

【００３２】本実施例では、前段ストーカ２０１と後段
ストーカ２０３との境の段差部２０２に、冷却媒体が流
通可能な段差部立ち上がり構造２１０とした。いわゆ
る、ジャケット構造とした。そして、このジャケットに
冷却媒体２１１として冷却水を図示していないが、冷却
水供給手段により供給しながら、焼却を行なう。

【００３３】これにより、段差の垂直立ち上がり部燃焼
室側面に低温境膜２０７が形成されて、この部分付近に
図２（１）のような従来堆積した溶融飛灰の堆積は無く
なり、炉の稼働時間を大幅に延長することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によりスト
ーカ式ごみ焼却炉のごみ進行方向にストーカの段差を設
けた焼却炉の、ストーカ下部より燃焼用一次空気を供給
して燃焼させる焼却方法において、段差の立ち上がり部
燃焼室側面に溶融飛灰の付着、堆積しない焼却方法及び
装置を提供し、焼却炉の稼働率向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のストーカ式ごみ焼却炉の例を示す該
念図である。

【図２】 （１）は段差に溶融飛灰が堆積する状況を示
す略図、（２）は空気孔のある段差部立ち上がり構造の
例を示す略図、（３）は連通気泡を有する多孔質体によ
って構成される段差部立ち上がり構造の例を示す略図、
（４）は冷却媒体が流通可能な段差部立ち上がり構造の
例を示す略図である。

【符号の説明】

１０１ 燃焼室 １０２ 乾燥段 １０３ 燃焼段 １０４ 後燃焼段 １０５ 段差 １０６ 隔壁 １０７ 空気 １０８ 酸素富化空気 １０９ ゴミ １１０ 乾燥段の風箱 １１１ 燃焼段の風箱 １１２ 後燃焼段の風箱 ２０１ 前段ストーカー ２０２ 段差部 ２０３ 後段ストーカー ２０４ 融着飛灰 ２０５ 空気孔のある段差部立ち上がり構造 ２０６ 空気孔 ２０７ 空気気流層若しくは低温境膜 ２０８ 送入空気 ２０９ 連通気泡を有する多孔質体によって構成され
る段差部立ち上がり構造 ２１０ 冷却媒体が流通可能な段差部立ち上がり構造 ２１１ 冷却媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘田 岳洋 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 常泉 慎也 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 Ｆターム(参考） 3K061 HA03 HA11 HA17 ND03 ND12 3K065 AA02 AB01 AC01 BA04 GA03 GA07 GA12 GA22 GA23 GA33

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストーカ式ごみ焼却炉のごみ進行方向に
   ストーカの段差を設けた焼却炉の、ストーカ下部より燃
   焼用一次空気を供給して燃焼させる焼却方法において、
   段差の立ち上がり部燃焼室側面に空気流通層若しくは低
   温境膜を形成させることにより、飛灰の融着を防止する
   ことを特徴とするストーカ式ごみ焼却炉の焼却方法。
2. 【請求項２】 燃焼用一次空気に酸素富化空気を用いて
   焼却することを特徴とする請求項１記載のストーカ式ご
   み焼却炉の焼却方法。
3. 【請求項３】 ごみ進行方向にストーカの段差を有し、
   該ストーカ下部より燃焼用一次空気を供給する一次空気
   供給手段を有するストーカ式ごみ焼却炉において、段差
   の立ち上がり部燃焼室側面に空気流通層を形成させる空
   気流通層形成手段若しくは低温境膜を形成させる低温境
   膜形成手段を有することを特徴とするストーカ式ごみ焼
   却炉。
4. 【請求項４】 前記一次空気供給手段に酸素富化手段を
   有していることを特徴とする請求項３記載のストーカ式
   ごみ焼却炉。
5. 【請求項５】 前記空気流通層形成手段が、一次空気供
   給手段を構成する風箱の乾燥段、燃焼段、後燃焼段のそ
   れぞれの段差寄り部分を隔壁で仕切ることにより前記一
   次空気供給手段を構成する風箱とは独立させた、それぞ
   れの風箱と、該風箱に一次空気とは別途経路で空気を供
   給する供給手段とを有することを特徴とする請求項３若
   しくは４記載のストーカ式ごみ焼却炉。
6. 【請求項６】 前記空気流通層形成手段が、空気孔のあ
   る段差部立ち上がり構造と、該段差部立ち上がり構造の
   裏面から、一次空気とは別途経路で空気を供給する供給
   手段とを有することを特徴とする請求項３乃至５いずれ
   かの項記載のストーカ式ごみ焼却炉。
7. 【請求項７】 前記空気流通層形成手段が、連通気泡を
   有する多孔質体によって構成される段差部立ち上がり構
   造と、該段差部立ち上がり構造の裏面から、一次空気と
   は別途経路で空気を供給する供給手段とを有することを
   特徴とする請求項３乃至５いずれかの項記載のストーカ
   式ごみ焼却炉。
8. 【請求項８】 前記低温境膜形成手段が、冷却媒体が流
   通可能な段差部立ち上がり構造と、該段差部立ち上がり
   構造に冷却媒体を流通せしめる冷却媒体流通手段とを有
   することを特徴とする請求項３乃至５いずれかの項記載
   のストーカ式ごみ焼却炉。