JP2003247711A - 焼却炉の燃焼抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉内温度が上昇し過ぎないように燃焼を抑制
して、クリンカの炉壁内面への付着を防止する。 【解決手段】 流動床式焼却炉１の炉体２の下部位置に
一次燃焼室３を設ける。一次燃焼室３の底部に一次空気
管５に接続された散気管７を配置し、砂を充填して炉床
８を形成させる。炉床８のやや上方部に位置するよう
に、二次空気管９に接続された二次空気ノズル１１を炉
体２の壁部に設ける。送風機２１を備えた排ガス導入管
１９の一端を、流動床式焼却炉１の下流に位置する後部
伝熱部１６の出口部に接続し、他端を二次空気管９に接
続する。炉内温度が設定温度よりも高いときに、後部伝
熱部１６の出口部から排ガス導入管１９、二次空気管９
を経由させて二次空気ノズル１１により排ガスを一次燃
焼室３に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ等の廃棄物
を焼却処理するために用いる焼却炉の燃焼抑制装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するため
に用いられている焼却炉の一つとして炉床を流動化させ
るようにした流動床式焼却炉がある。図２はかかる流動
床式焼却炉１の一例の概略を示すもので、上下方向に長
い炉体２内の下部位置に一次燃焼室３を、又、その上方
部に二次燃焼室４をそれぞれ設け、一次燃焼室３には、
一次空気管５にヘッダー６を介して接続された複数の散
気管７を底部に水平に配置して、流動媒体としての砂を
充填して炉床８を形成させ、一次空気管５を通して供給
した一次空気を上記散気管７で分散させて該炉床８を流
動化させるようにすると共に、二次空気管９にヘッダー
１０を介して接続された複数の二次空気ノズル１１を炉
床８のやや上方部に位置する炉体２の壁部に設けて、二
次空気を供給できるようにし、一次燃焼室３に図示しな
い燃料バンカから供給された廃棄物や燃料を、上記散気
管７からの一次空気と二次空気ノズル１１からの二次空
気によって燃焼させるようにしてあり、一方、二次燃焼
室４には、別の二次空気管１２にヘッダー１３を介して
接続された複数の二次空気ノズル１４を上下方向に複数
段備えて、一次燃焼室３で発生した燃焼排ガス中の未燃
分を二次空気ノズル１４からの二次空気によって燃焼さ
せるようにしてある。更に、二次燃焼室４で燃焼した後
の燃焼排ガスは、炉頂部に設けた廃熱ボイラ１５に導い
て廃熱回収させるようにし、廃熱回収後の燃焼排ガス
を、節炭器等を有する後部伝熱部１６に導いて更に熱回
収させた後、減温塔１７で減温してから下流の排ガス処
理装置へ送るようにしてある。

【０００３】上記流動床式焼却炉１では、一次燃焼室３
で主たる燃焼が行われるが、過燃焼により一次燃焼室３
の炉内温度が上昇し過ぎると、炉壁内面へのクリンカの
付着（灰の溶着）が生じる。そのため、炉内温度の上昇
による炉壁へのクリンカの付着を防止するために、空気
吸込量を減らして過燃焼を抑えるようにすると、酸素不
足となり、不完全燃焼になってＣＯ値が高くなることか
ら、従来では、炉床８よりも上方に位置する炉体２の壁
部に水噴霧ノズル１８を設け、炉内の温度が設定温度
（たとえば、９００℃）より高くなったときに、水噴霧
ノズル１８から水を炉内へ向けて噴霧させるようにし、
水の蒸発熱で排ガス温度を下げることにより炉内温度を
適正な温度範囲内に保持させるようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、水噴霧ノズ
ル１８により炉内へ水を噴霧すると、発生する排ガスの
量が増えるという問題があり、又、排ガス中の水分が増
えることから、特に、冬場においては、煙突からの白煙
の発生が起り易いという問題がある。更に、炉内に噴霧
された水が蒸発するとき排ガスから熱を奪うため、廃熱
ボイラ１５の発生蒸気量が少なくなってしまい、しか
も、水を噴霧した瞬間は炉内温度が急激に低下すること
になるため、燃焼時に発生する有害ガスとしてのＣＯの
濃度が水を噴霧しない場合に比して高くなってしまうと
いう問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、水噴霧方式の如き種々
の問題を発生させることなく、炉内温度が上昇し過ぎな
いように燃焼を抑制して、クリンカの炉壁内面への付着
を防止することができるようにしようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、炉体内の一次燃焼室内に空気を供給して
廃棄物を焼却するようにしてある焼却炉の上記一次燃焼
室に、燃焼排ガスを送れるようにした排ガス導入管を連
通させた構成とする。

【０００７】炉内温度が設定温度よりも高いときに、排
ガス導入管を通して一次燃焼室内に排ガスを導入する
と、燃焼を抑制して燃焼温度を下げることができるた
め、クリンカを溶融させることがなく、炉壁内面への付
着を防止することができる。

【０００８】又、排ガスの導入を、一次燃焼室へ二次空
気を供給する二次空気管を利用して行うようにした構成
とすることにより、既存の二次空気管を有効に活用する
ことができて有利となる。

【０００９】更に、排ガスを、焼却炉下流の後部伝熱部
の出口より抜き出すようにした構成とすることにより、
排ガスを再循環させることができて有効利用することが
できる。

【００１０】更に又、炉内温度を検出する温度検出器を
設け、該温度検出器の検出値を基に排ガスの導入量をコ
ントロールできるようにした構成とすることにより、焼
却炉の運転を安定して行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図２に示したものと同様な構成としてある流動床式
焼却炉において、一次燃焼室３に、燃焼排ガスを導入す
るための排ガス導入管１９を連通させるように設けて、
後部伝熱部１６の出口より抜き出した排ガスを一次燃焼
室３内に導入できるようにし、炉内温度が高いときに、
該排ガス導入管１９を通して一次燃焼室３内に排ガスを
導入することにより、燃焼を抑制して炉内温度を下げ、
クリンカの付着を防止するようにする。

【００１３】詳述すると、上記流動床式焼却炉１の出口
に設置された廃熱ボイラ１５の下流に位置する後部伝熱
部１６の出口部の減温塔１７に排ガス導入管１９の一端
を接続して、該排ガス導入管１９の途中にコントロール
ダンパ２０と循環用の送風機２１とを上流側から順に並
べて備え、且つ該排ガス導入管１９の他端を、一次燃焼
室３に二次空気を送る二次空気管９の途中に接続して、
上記送風機２１の運転で、後部伝達部１６の出口部の排
ガス煙道を通る酸素濃度１０％前後の排ガスを排ガス導
入管１９を経由させて二次空気管９内を通る二次空気と
共に二次空気ノズル１１より一次燃焼室３内に導入でき
るようにする。更に、炉内温度を検出する温度検出器２
２と、該温度検出器２２の検出温度と設定温度とを比較
して上記コントロールダンパ２０に開閉指令を送るコン
トローラ２３とを設けて、炉内温度に基づきコントロー
ルダンパ２０の開度を調節して一次燃焼室３に導入する
排ガスの量をコントロールすることにより、炉内温度を
設定温度以下に抑制できるようにする。

【００１４】流動床式焼却炉１の運転時に、排ガス導入
管１９の送風機２１を駆動するようにし、且つこの際、
温度検出器２２で検出した炉内温度をコントローラ２３
に送るようにする。

【００１５】上記の状態において、コントローラ２３で
は、温度検出器２２の検出温度と設定温度（たとえば、
９００℃）を比較し、検出温度が設定温度を上回るよう
な差が生じているときに、排ガス導入管１９のコントロ
ールダンパ２０へ開度コントロール指令を与えてコント
ロールダンパ２０を開くようにする。これにより、後部
伝熱部１６の出口部を通る燃焼排ガスが排ガス導入管１
９に吸引され、二次空気管９内を通る二次空気に合流さ
せられて二次空気ノズル１１より一次燃焼室３内に導入
される。

【００１６】上記後部伝熱部１６の出口部を通る排ガス
は、通常、酸素濃度が１０％程度の不活性ガスであるた
め、炉内温度が高いときに一次燃焼室３内に導入される
と、炉内の酸素濃度が低くなることにより一次燃焼室３
内での燃焼を抑制でき、燃焼温度を下げることができ
る。したがって、クリンカが溶融することがなくなり炉
壁内面へ付着することを未然に防ぐことができる。この
場合、従来のように炉内へ向けて水を噴霧するようなこ
とはしないため、発生排ガス量の増加を防ぐことができ
ると共に、煙突から白煙が生じるようなこともなく、
又、炉内温度は徐々に下がることから、廃熱ボイラ１５
の発生蒸気量の低下を防ぐことができる。更に、一次燃
焼室３への二次空気の供給量は減らさない（変えない）
ので、不完全燃焼を起すことによりＣＯ値が高くなって
しまうようなこともない。

【００１７】上記において、焼却炉１で発生した燃焼排
ガスを一次燃焼室３へ再循環させるので、有効利用する
ことができ、又、排ガスは既存の二次空気管９から二次
空気ノズル１１を利用して一次燃焼室３に導入するよう
にすることにより、炉体２に加工を施す必要がなくて有
利である。

【００１８】上記のようにして、炉内燃焼が抑制される
ことにより、温度検出器２２による検出温度が設定温度
よりも低くなった場合は、コントローラ２３からコント
ロールダンパ２０へ全閉又は小開度指令が送られ、排ガ
スの導入が停止又は少量に調整される。この際、コント
ロールダンパ２０を全閉としたときは、コントローラ２
３から送風機２１へ駆動停止指令を送るようにしておい
てもよい。

【００１９】なお、上記実施の形態では、クリンカの付
着が主として一次燃焼室３の炉壁内面に発生することか
ら、一次燃焼室３の二次空気ノズル１１に接続されてい
る１段の二次空気管９に排ガス導入管１９を接続するよ
うにした場合を示したが、二次空気ノズル１１が複数段
ある場合には、それぞれに接続される二次空気管９に、
排ガス導入管１９を接続するようにしてもよく、又、二
次燃焼室４の二次空気ノズル１４に接続されている二次
空気管１２に排ガス導入管１９を接続して、二次燃焼室
４に排ガスを導入するようにすることは任意であるこ
と、又、排ガス導入管１９は一次燃焼室３に位置する炉
体２の壁部に直接接続して連通させるようにしてもよい
こと、更に、一次燃焼室３への排ガスの導入量は送風機
２１の回転数制御で調整するようにしてもよいこと、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の焼却炉の燃焼
抑制装置によれば、炉体内の一次燃焼室内に空気を供給
して廃棄物を焼却するようにしてある焼却炉の上記一次
燃焼室に、燃焼排ガスを送れるようにした排ガス導入管
を連通させた構成としてあるので、次の如き優れた効果
を発揮する。 (1)炉内温度が設定温度よりも高くなったときに、一次
燃焼室へ排ガスを導入することにより、燃焼を抑制する
ことができて燃焼温度を下げることができるので、クリ
ンカの溶融による炉壁内面への付着を未然に防止するこ
とができ、又、水を噴霧する場合に比して発生排ガス量
の増加や廃熱ボイラでの発生蒸気量の低下を防ぐことが
できると共に、水を噴霧しないことから、白煙を生じさ
せたり、ＣＯ濃度を高めたりすることもない。 (2)排ガスの導入を、一次燃焼室へ二次空気を供給する
二次空気管を利用して行うようにした構成とすることに
より、炉体を改造することなく排ガスの導入を行うこと
ができて有利となる。 (3)排ガスを、焼却炉下流の後部伝熱部の出口より抜き
出すようにした構成とすることにより、排ガスを有効活
用することができる。 (4)炉内温度を検出する温度検出器を設け、該温度検出
器の検出値を基に排ガスの導入量をコントロールできる
ようにした構成とすることにより、焼却炉の安定した運
転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼却炉の燃焼抑制装置の実施の一形態
を示す概略図である。

【図２】焼却炉の一例を示す流動床式焼却炉の概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 流動床式焼却炉（焼却炉） ２ 炉体 ３ 一次燃焼室 ９ 二次空気管 １６ 後部伝熱部 １９ 排ガス導入管 ２２ 温度検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体内の一次燃焼室内に空気を供給して
   廃棄物を焼却するようにしてある焼却炉の上記一次燃焼
   室に、燃焼排ガスを送れるようにした排ガス導入管を連
   通させた構成を有することを特徴とする焼却炉の燃焼抑
   制装置。
2. 【請求項２】 排ガスの導入を、一次燃焼室へ二次空気
   を供給する二次空気管を利用して行うようにした請求項
   １記載の焼却炉の燃焼抑制装置。
3. 【請求項３】 排ガスを、焼却炉下流の後部伝熱部の出
   口より抜き出すようにした請求項１又は２記載の焼却炉
   の燃焼抑制装置。
4. 【請求項４】 炉内温度を検出する温度検出器を設け、
   該温度検出器の検出値を基に排ガスの導入量をコントロ
   ールできるようにした請求項１、２又は３記載の焼却炉
   の燃焼抑制装置。