【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する火格子式廃棄物焼却炉の操業方法及びその方法を実施するための廃棄物焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられている。その一例として、特開２００１−１０８２２０号公報に示されている、都市ごみを焼却する廃棄物焼却炉がある（特許文献１）。図８はその廃棄物焼却炉の概略図である。図８において、１は燃焼室、２はホッパ、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃焼ストーカ、６は燃焼用空気を供給するための供給管を連結した風箱、７は主灰シュート、８は二次燃焼室、９は廃熱ボイラ、４０は廃棄物（都市ごみ）である。そして、３０は燃焼室の炉壁の対向位置に設けられた一対又は複数対の気体噴出ノズルである。
【０００３】
ホッパ２に投入された廃棄物４０は、シュートを通って乾燥ストーカ３に送られ、その下から吹き込まれる空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開始した廃棄物４０は、燃焼ストーカ４上に送られ、ここでさらに熱分解が進み可燃性ガスが発生し、一部は燃焼する。そして、更に後燃焼ストーカ５で、未燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、主灰シュート７より外部に取出される。
【０００４】
廃棄物の燃焼は燃焼室１内で主に行われ、ここで燃焼しきれなかった可燃性ガスは二次燃焼室８で二次的な燃焼が行われて可燃性ガスが完全に燃焼する。二次燃焼室８から排出された排ガスは、廃熱ボイラ９に送られて熱交換された後、減温塔、バグフィルタ等を経由して外部に放出される。
【０００５】
このような火格子式廃棄物焼却炉において、廃棄物を焼却処理する場合、廃棄物が性状の異なる数多くの物質からなるため、炉内の燃焼状態を一定に維持することは困難であり、燃焼室１内の温度や燃焼ガスの濃度の分布が時間的、空間的に不均一となることは避けられない。
【０００６】
さらに、火炎の状態が不安定であると、火炎が吹き飛びやすく、高負荷燃焼が困難であるという問題点がある。
【０００７】
この問題に対処し、特許文献１の廃棄物焼却炉では、燃焼室の炉壁の対向位置に設けられた一対又は複数対の気体噴出ノズル３０から気体を噴出させている。そして、対向するノズルから噴出される気体の噴流によって、燃焼室１内によどみ領域を形成したり、旋回領域を形成したりすることにより、燃焼室１内における燃焼を安定化させている。
【０００８】
対向するノズル３０から噴出する気流を衝突させると、炉内によどみ領域が形成され、この領域の前方において火炎が定在しやすくなり、かつ、炉内ガスの滞留時間が長くなって、火炎が安定する。又、対向するノズル３０から噴出する２つの気流が間隔をあけて流れるようにすると、炉内に旋回領域が形成され、可燃性ガスの混合が促進されて、燃焼が安定化し、局所高温領域及び局所低温領域が減少する。
【０００９】
このように上記対向するノズルからの気体吹き込みにより、燃焼が安定化し、局所高温領域の発生が減少するので、ＮＯｘの生成量が減少する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１０８２２０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の廃棄物焼却炉においては、燃焼室の炉壁の対向位置に設けられた一対又は複数対の気体噴出ノズルから気体を噴出させることにより、燃焼を安定化させ、排ガスの低ＮＯｘ化が図られている。すなわち廃棄物の燃焼が行われる空間の火炎温度の局所的な上昇を抑えることができるので、空気中の窒素に起因するＮＯｘの生成を抑制するようにしたものである。
【００１２】
しかし、排ガスの低ＮＯｘ化を図るためには、他にもＮＯｘの生成を抑制しなければならない箇所がある。すなわち、廃棄物から揮発分の放出が終了した後に、主に後燃焼火格子上で行われるチャー（廃棄物が加熱されて揮発分が放出された後の残滓）の燃焼が行われていると、チャーの中に残存する窒素分から、ＮＯｘが発生するという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、後燃焼火格子上におけるチャーの燃焼に伴うＮＯｘの生成を抑制し、一層の低ＮＯｘ化を図ることができる火格子式廃棄物焼却炉の操業方法及びその方法を実施するための廃棄物焼却炉を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の廃棄物焼却炉の操業方法は、階段式火格子を有する廃棄物焼却炉の操業方法であって、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部から後燃焼火格子上のチャー層の上へ排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを吹き込むことを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の廃棄物焼却炉の操業方法は、階段式火格子を有する廃棄物焼却炉の操業方法であって、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部から後燃焼火格子上のチャー層中へ排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを吹き込むことを特徴としている。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の廃棄物焼却炉は、階段式火格子を有する廃棄物焼却炉であって、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部上部にガス吹き込み口を設け、このガス吹き込み口から排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを後燃焼火格子上のチャー層の上に吹き込むガス吹き込み手段を有することを特徴としている。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の廃棄物焼却炉は、階段式火格子を有する廃棄物焼却炉であって、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部下部にガス吹き込み口を設け、このガス吹き込み口から排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを後燃焼火格子上のチャー層中に吹き込むガス吹き込み手段を有することを特徴としている。
【００１８】
焼却炉内へ投入された廃棄物は、昇温されて着火し、熱分解されて可燃性ガスが発生し、火炎を伴って燃焼した後、チャー燃焼に移行し、チャー燃焼が終了したものが焼却灰となって排出される。上記チャー燃焼とは、廃棄物が熱分解して揮発分が放出された残滓（チャー）が燃焼していることを言い、この燃焼は燃焼火格子の下流の一部でも行われるが、主として後燃焼火格子上で行われる。
【００１９】
チャー燃焼が行われている領域が高温であり、かつ酸化性雰囲気であると、チャー中の窒素分が燃焼過程でＮＯｘに転換される。このチャー中の窒素のＮＯｘへの転換率を抑制するには、主にチャー燃焼領域の温度を低下させることと、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけることと、そしてより燃料過濃な状態に近づけるための操作を行う必要がある。
【００２０】
本発明においては、廃棄物焼却炉から排出される排ガス又は排ガスと空気の混合ガスをチャー燃焼が行われている領域へ吹き込むことにより、チャー燃焼領域の温度を下げ、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づけることを図っている。
【００２１】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスは、廃熱ボイラで熱回収され、さらに冷却された後、集塵機で除塵処理されたガスであって、その温度は１６０〜２００℃程度である。このため、排出された排ガスをそのまま、あるいは空気を加えた混合ガスをチャー燃焼領域へ吹き込むことにより、チャー燃焼領域の温度を低下させ、チャー中の窒素分がＮＯｘへ転換する割合を減らすことができる。
【００２２】
又、廃棄物焼却炉から排出された排ガスは酸素濃度は通常約６〜１１％の範囲にあり、ある程度の空気を混合した場合であっても、酸素濃度が低いので、この排ガス又はその排ガスを主体とする混合ガスをチャー燃焼領域へ吹き込んだ場合、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づけることができる。
【００２３】
吹き込みガスの好ましい酸素濃度は１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下である。酸素濃度が１５％以下であると、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づけるので、チャー中の窒素分のＮＯｘへの転換率が抑えられ、その結果、ＮＯｘの生成が抑制される。そして、吹き込みガスの酸素濃度が１０％以下であると、チャー燃焼領域の雰囲気を確実に強還元性雰囲気にでき、かつ、より燃料過濃な状態にできるので、ＮＯｘの生成が一層抑制される。
【００２４】
チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気にするという意味だけからすると、排ガスをそのまま吹き込んだ方が好ましいが、燃焼ストーカで廃棄物が熱分解されて発生した可燃性ガスが炉内に残っていることがある。このような場合には、その可燃性ガスを燃焼させるための酸素を補給しなければならないので、排ガスに空気を混合したものを吹き込む必要がある。
【００２５】
前述のように、チャー燃焼は主として後燃焼火格子上で行われるが、特に後燃焼火格子の上流部で行われる。このため、本発明においては、主たるチャー燃焼の領域である後燃焼火格子上流部の上へ排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを吹き込み、チャー燃焼領域の温度を下げ、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づける。
【００２６】
そして、本発明における後燃焼火格子上流部上へのガス吹き込みは、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部に設けたガス吹き込み口から、チャーの進行方向に向けて吹き込む方法によって行う。この際、吹き込みガスは、チャー燃焼領域の温度を下げ、チャー燃焼領域の雰囲気を還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づけるために行うものであるので、後燃焼火格子上のチャー層の直上の空間、及び／又は後燃焼火格子上のチャー層の中へ吹き込まれる。
【００２７】
ガス吹き込みを、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部から廃棄物の進行方向に向けて吹き込む方法によって行う理由は次の通りである。
【００２８】
炉の側壁側からチャー層中へガス吹き込みを行った場合、側壁に近い箇所のチャー層だけにしか吹き込みガスの影響を及ぼすことができないため、後燃焼火格子上のチャー層全体の温度を下げ、還元性雰囲気に近づけ、かつ、より燃料過濃な状態に近づけることが困難である。又、チャーの進行方向と交叉する方向にガス吹き込みが行われるので、チャーの流れ（進行）を乱すことにもなる。
【００２９】
側壁からチャー層の直上の空間へガス吹き込みを行った場合、その効果を炉内の中心部までもたらすためには、大きな流速で吹き込まなければならないので、ダストの飛散が多くなり、他の箇所に影響を及ぼす。
【００３０】
これに対し、本発明においては、燃焼火格子と後燃焼火格子との間の段差部からチャーの進行方向に向けて吹き込むので、ストーカの幅方向（チャー層の幅方向）に多数のガス吹き込み口を設けることができる。このため、小さな流速でガス吹き込みをすることができるので、チャーの流れを乱したり、ダストを飛散させたりすることなく、ガス吹き込みを行うことができる。このため、吹き込みガスをチャー層の表面に沿って流れるようにしたり、チャー層中へ吹き込むことができるので、チャー燃焼領域がむらなく適度に冷却されると共に、チャー燃焼領域の雰囲気がむらなく還元性雰囲気に近づけられる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の１例である、都市ごみを焼却する廃棄物焼却炉を示す図である。図１において、１は燃焼室、２はホッパ、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃焼ストーカ、６は燃焼用空気を供給するための供給管を連結した風箱、７は主灰シュート、８は二次燃焼室、９は廃熱ボイラ、４０は廃棄物（都市ごみ）、４１はチャーである。４２は火炎を示す。
【００３２】
燃焼室１の底部には、廃棄物及びチャーを移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）が設けられている。この火格子は、廃棄物の移動方向に向かって傾斜して設けられると共に、２つの段差が設けられて階段式に形成され、乾燥ストーカ３、燃焼ストーカ４、及び後燃焼ストーカ５からなる３つの部分に分かれている。乾燥ストーカ３では主として廃棄物４０の乾燥と着火が行われる。燃焼ストーカ４では主として廃棄物４０の燃焼が行われるが、廃棄物が燃焼すると共に熱分解し、燃焼ガスと共に可燃性ガスが発生する。廃棄物４０の燃焼は、実質的には、燃焼ストーカ４で完了する。後燃焼ストーカ５上では、僅かに残ったチャー４１中の未燃分を完全に燃焼させる。チャー４１が完全に燃焼した後の燃焼残滓（焼却灰）は、主灰シュート７より排出される。
【００３３】
上記各ストーカの下部には、それぞれ燃焼用空気を供給するための供給管を連結した風箱６が設けられている。
【００３４】
ホッパ２と反対側の燃焼室１の上方には、二次燃焼室８が接続されている。廃熱ボイラ９の下流には、除塵処理及び有害ガスを除去する処理を行う排ガス処理設備（図示せず）が設けられている。
【００３５】
そして、燃焼ストーカ５と後燃焼ストーカ５の間の段差部には、ガス吹き込み口１４が設けられており、後燃焼ストーカ５上へ移動してきたチャー層の直上へ排ガス又は排ガスと空気の混合ガスの吹き込みが行われるようになっている。
【００３６】
ガス吹き込み口１４は、図２及び図３に示すように、段差部の壁１３上部のチャーで覆われない高さの位置に、ストーカの幅方向に複数設けられており、それぞれのガス吹き込み口１４には、ノズル１５が取り付けられている。ノズル１５は水平又は斜め下方を指向して設けられている。図２中、１６は各ノズル１５に吹き込みガスを分配するためのヘッダー管である。
【００３７】
なお、ガス吹き込み口１４は、図３のようなストーカの幅方向に複数設けるものに限定されるものではなく、図４のように、ストーカの幅方向にスリット状に形成したものであってもよい。
【００３８】
又、ガス吹き込み口１４の配置位置は、図５及び図６に示すように、チャーで覆われる段差部の壁１３の下部の箇所であってもよい。この場合には、チャー層の中へガス吹き込みが行われる。
【００３９】
又、図１の廃棄物焼却炉の火格子は、廃棄物の移動方向に向かって傾斜して設けられているが、これに限らず水平に設けられていても良いことは言うまでもない。
【００４０】
次に、上記の構成による廃棄物焼却炉の操業方法を説明する。図１に示すように、ホッパ２から燃焼室１内へ廃棄物４０を投入すると共に、各風箱６から燃焼用空気を供給し、火格子上の廃棄物４０を移動させながら乾燥させ、次いで燃焼させる。
【００４１】
又、燃焼ストーカ４と後燃焼ストーカ５の間の段差部の壁に設けられているガス吹き込み口１４から、後述する手段によって、排ガス又は排ガスと空気の混合ガスが後燃焼ストーカ５の上のチャー層上、又はチャー層中へ吹き込まれる。後燃焼ストーカ５においては、チャー燃焼が完了し、灰化された焼却灰は主灰シュート７から排出される。
【００４２】
ガス吹き込み口１４からの排ガス又は排ガスと空気の混合ガスの吹込みにより、チャー燃焼が盛んに行われている後燃焼ストーカ５の上流部においては、チャー層の上に上記吹き込みガスが流れ、チャー層が冷却されると共に還元性に近づいた雰囲気となり、かつ、より燃料過濃な状態に近づけられる。これにより、チャー中の窒素分からのＮＯｘへの転換が抑制される。又、チャー層の中にガス吹き込みが行われた場合には、チャー層全体の温度が低下すると共に還元性に近づいた雰囲気になり、かつ、より燃料過濃な状態に近づけられるので、さらに一層チャー中の窒素分のＮＯｘへの転換が抑制される。
【００４３】
なお、ガス吹き込み口１４からチャー層の上へ排ガス又は排ガスと空気の混合ガスを吹き込む場合には、ガスの吹き込み方向は水平又は斜め下向きであることが好ましい。
【００４４】
又、ガス吹き込み口１４から吹き込む排ガス又は排ガスと空気の混合ガスの酸素濃度は低い方が好ましいが、後燃焼ストーカ５上のチャー燃焼を妨げないことが重要である。チャー燃焼領域の温度が４００℃より低いと、チャー燃焼が進行せず燃え残り量が大きくなるので、チャー燃焼領域の温度が４００℃以上になるように、ガス吹き込み口１４から吹き込む排ガス又は排ガスと空気の混合ガスの酸素濃度と吹き込み量を調整する。例えば排ガス又は排ガスと空気の混合ガスの酸素濃度が１５％程度の場合には、チャー燃焼領域の温度が４００℃以上になるように、吹き込み量を増減して調整する。
【００４５】
また、本発明によれば、燃焼室出口付近の雰囲気温度を低くすることができるので、空間に存在する窒素分からのＮＯｘへの転換（サーマルＮＯｘ）を抑制することができる。
【００４６】
図７はガス吹き込み口に接続されたガス吹き込み手段を示す図である。図７において、１は廃棄物焼却炉の燃焼室、１４は燃焼室の燃焼火格子と後燃焼火格子の間の段差部に設けられたガス吹き込み口、８は二次燃焼室、９は廃熱ボイラ、１０は集塵機、１１は誘引ファン、１２は煙突である。又、４０は廃棄物、４１はチャー灰を示す。
【００４７】
そして、誘引ファン１１の下流側の煙道には排ガス供給配管２０が分岐されており、この配管２０は燃焼室のガス吹き込み口１４に接続されている。このため、配管２０は焼却炉から排出された排ガスの一部が循環する循環路を形成している。配管２０の経路には、集塵処理された排ガスを抜き出してガス吹き込み口１４へ供給する排ガス供給ファン２１が設けられており、排ガス供給ファン２１の吐出側には、排ガスと空気を混合するガス混合器２２が設けられている。ガス混合器２２には空気供給配管２３が接続されており、その出口部に設けられた温度計２４及び酸素濃度計２５の測定値に基づき、必要に応じて空気が供給され、又、その空気供給量が調節される。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、後燃焼火格子上におけるチャー燃焼に伴うチャー中の窒素分からのＮＯｘへの転換を抑制することができ、一層の低ＮＯｘ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却炉を示す図である。
【図２】図１におけるガス吹き込み口を示す第１の例を図である。
【図３】図２におけるガス吹き込み口の配置の一例を示す図である。
【図４】図２におけるガス吹き込み口の配置の他の例を示す図である。
【図５】図１におけるガス吹き込み口を示す第２の例を示す図である。
【図６】図５におけるガス吹き込み口の配置の一例を示す図である。
【図７】ガス吹き込み口に接続されたガス吹き込み手段を示す図である。
【図８】従来の廃棄物焼却路を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃焼室
２ ホッパ
３ 乾燥ストーカ
４ 燃焼ストーカ
５ 後燃焼ストーカ
６ 風箱
７ 主灰シュート
８ 二次燃焼室
９ 廃熱ボイラ
１０ 集塵機
１１ 誘引ファン
１２ 煙突
１３ 段差部の壁
１４ ガス吹き込み口
１５ ノズル
１６ ヘッダー管
２０ 排ガス供給配管
２１ 排ガス供給ファン
２２ ガス混合器
２３ 空気供給配管
２４ 温度計
２５ 酸素濃度計
４０ 廃棄物
４１ チャー
４２ 火炎[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of operating a grate-type waste incinerator for incinerating waste such as municipal waste and a waste incinerator for performing the method.
[0002]
[Prior art]
Grate-type waste incinerators are widely used as incinerators for incinerating waste such as municipal solid waste. As one example, there is a waste incinerator for incinerating municipal solid waste as disclosed in JP-A-2001-108220 (Patent Document 1). FIG. 8 is a schematic diagram of the waste incinerator. In FIG. 8, 1 is a combustion chamber, 2 is a hopper, 3 is a drying stoker, 4 is a combustion stoker, 5 is a post-combustion stoker, 6 is a wind box connected to a supply pipe for supplying combustion air, and 7 is a main box. Ash chute, 8 is a secondary combustion chamber, 9 is a waste heat boiler, and 40 is waste (municipal waste). Reference numeral 30 denotes a pair or a plurality of pairs of gas ejection nozzles provided at positions facing the furnace wall of the combustion chamber.
[0003]
The waste 40 put into the hopper 2 is sent to the drying stoker 3 through the chute, dried by the air blown from below and the radiant heat in the furnace, and heated to ignite. The waste 40 that has ignited and started burning is sent to the combustion stoker 4, where it undergoes further thermal decomposition to generate flammable gas, and a portion is burned. Then, the unburned components are completely burned by the post-burning stoker 5. The ash remaining after the combustion is taken out from the main ash chute 7.
[0004]
The combustion of the waste is mainly performed in the combustion chamber 1, and the combustible gas that has not been completely burned is subjected to secondary combustion in the secondary combustion chamber 8 to completely burn the combustible gas. The exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber 8 is sent to a waste heat boiler 9 where heat is exchanged, and then discharged to the outside via a cooling tower, a bag filter and the like.
[0005]
In such grate-type waste incinerators, when incinerating waste, it is difficult to maintain a constant combustion state in the furnace because the waste consists of many substances with different properties. It is inevitable that the distribution of the temperature and the concentration of the combustion gas in the chamber 1 become uneven in time and space.
[0006]
Further, when the state of the flame is unstable, there is a problem that the flame is easily blown off and it is difficult to perform high-load combustion.
[0007]
To cope with this problem, in the waste incinerator disclosed in Patent Literature 1, gas is ejected from a pair or a plurality of pairs of gas ejection nozzles 30 provided at positions facing the furnace wall of the combustion chamber. Then, the combustion in the combustion chamber 1 is stabilized by forming a stagnation region or a swirl region in the combustion chamber 1 by the jet of gas ejected from the opposed nozzle.
[0008]
When the airflows ejected from the opposing nozzles 30 collide with each other, a stagnation region is formed in the furnace, and the flame tends to be located in front of this region, and the residence time of the gas in the furnace increases. Stabilize. Further, when the two airflows ejected from the opposed nozzles 30 are made to flow at an interval, a swirling region is formed in the furnace, and the mixing of combustible gas is promoted, the combustion is stabilized, and the local high-temperature region and Local cold regions are reduced.
[0009]
As described above, the gas is blown from the opposed nozzle, so that the combustion is stabilized and the generation of the local high-temperature region is reduced, so that the generation amount of NOx is reduced.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-108220 A
[Problems to be solved by the invention]
In the waste incinerator disclosed in Patent Literature 1, gas is ejected from a pair or a plurality of pairs of gas ejection nozzles provided at positions opposing a furnace wall of a combustion chamber, thereby stabilizing combustion and reducing NOx in exhaust gas. Is planned. That is, since a local increase in the flame temperature in the space where the waste is burned can be suppressed, the generation of NOx due to nitrogen in the air is suppressed.
[0012]
However, in order to reduce NOx in exhaust gas, there are other places where generation of NOx must be suppressed. That is, after the release of volatiles from the waste is completed, the burning of the char (residue after the waste is heated and the volatiles are released) mainly performed on the post-combustion grate is performed. There is a problem that NOx is generated from the nitrogen remaining in the char.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a grate-type waste incineration that can suppress generation of NOx due to char combustion on a post-combustion grate and further reduce NOx. An object of the present invention is to provide a furnace operation method and a waste incinerator for performing the method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for operating a waste incinerator according to claim 1 of the present invention is a method for operating a waste incinerator having a stepped grate, comprising a combustion grate and a post-combustion fire. The method is characterized in that exhaust gas or a mixed gas of exhaust gas and air is blown from a step portion between the grate and the char layer on the post-combustion grate.
[0015]
The method for operating a waste incinerator according to claim 2 of the present invention is a method for operating a waste incinerator having a stepped grate, wherein a step between the combustion grate and the post-combustion grate is provided. It is characterized in that exhaust gas or a mixed gas of exhaust gas and air is blown into the char layer on the post-combustion grate.
[0016]
The waste incinerator according to claim 3 of the present invention is a waste incinerator having a stepped grate, wherein a gas inlet is provided above a step between the combustion grate and the post-combustion grate. And a gas blowing means for blowing exhaust gas or a mixed gas of exhaust gas and air from the gas blowing port onto the char layer on the post-combustion grate.
[0017]
The waste incinerator according to claim 4 of the present invention is a waste incinerator having a stepped grate, wherein a gas inlet is provided at a lower portion of a step between the combustion grate and the post-combustion grate. And a gas blowing means for blowing the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air into the char layer on the post-combustion grate from the gas injection port.
[0018]
The waste put into the incinerator is heated, ignited, pyrolyzed to generate flammable gas, burned with a flame, and then transferred to char combustion. Emitted as incineration ash. The above-mentioned char combustion means that the residue (char) from which the waste is thermally decomposed and the volatile components are released is burning. This combustion is also performed in a part of the downstream of the combustion grate, but it is mainly performed afterwards. It is performed on a combustion grate.
[0019]
If the region where char combustion is performed is at a high temperature and in an oxidizing atmosphere, nitrogen in the char is converted to NOx in the combustion process. In order to suppress the conversion rate of nitrogen in the char to NOx, the temperature of the char combustion region is mainly reduced, the atmosphere of the char combustion region is made closer to the reducing atmosphere, and the more fuel-rich atmosphere is used. It is necessary to perform an operation to approach the state.
[0020]
In the present invention, the temperature of the char combustion region is reduced by blowing the exhaust gas discharged from the waste incinerator or the mixed gas of the exhaust gas and air into the region where the char combustion is performed, and the atmosphere of the char combustion region is reduced. The aim is to bring it closer to a neutral atmosphere and to a more fuel-rich state.
[0021]
The exhaust gas discharged from the waste incinerator is a gas that has been heat-recovered by a waste heat boiler, further cooled, and then subjected to dust removal processing by a dust collector, and has a temperature of about 160 to 200 ° C. For this reason, the temperature of the char combustion region is reduced by blowing the discharged exhaust gas as it is or by mixing a gas mixture containing air into the char combustion region, thereby reducing the rate at which nitrogen in the char is converted to NOx. it can.
[0022]
Also, the exhaust gas discharged from the waste incinerator usually has an oxygen concentration in the range of about 6 to 11%, and even if a certain amount of air is mixed, the oxygen concentration is low. When the main mixed gas is blown into the char combustion region, the atmosphere in the char combustion region can be made closer to the reducing atmosphere and more fuel-rich.
[0023]
The oxygen concentration of the blown gas is preferably 15% or less, more preferably 10% or less. If the oxygen concentration is 15% or less, the atmosphere in the char combustion region is made closer to a reducing atmosphere and more fuel-rich, so that the conversion rate of nitrogen in the char to NOx is suppressed, and As a result, generation of NOx is suppressed. When the oxygen concentration of the blown gas is 10% or less, the atmosphere in the char combustion region can be reliably made a strong reducing atmosphere and the fuel can be made richer, so that the generation of NOx is further suppressed. .
[0024]
It is preferable to inject exhaust gas as it is from the viewpoint of reducing the atmosphere in the char combustion zone to a reducing atmosphere.However, the combustible gas generated by pyrolysis of waste by the combustion stoker remains in the furnace. There is. In such a case, it is necessary to supply oxygen for burning the combustible gas, so that it is necessary to blow a mixture of exhaust gas and air.
[0025]
As mentioned above, char combustion takes place mainly on the afterburning grate, but in particular upstream of the afterburning grate. For this reason, in the present invention, exhaust gas or a mixed gas of exhaust gas and air is blown onto the upstream portion of the post-combustion grate, which is the main char combustion region, to lower the temperature of the char combustion region and reduce the atmosphere of the char combustion region. Close to a neutral atmosphere and more fuel rich.
[0026]
In the present invention, the gas is blown onto the upstream portion of the post-combustion grate by a method in which the gas is blown from the gas injection port provided at the step portion between the combustion grate and the post-combustion grate in the traveling direction of the char. Do. At this time, the blown gas is used for lowering the temperature of the char combustion region, bringing the atmosphere of the char combustion region closer to the reducing atmosphere, and closer to a more fuel-rich state. And / or into the char layer on the post-combustion grate.
[0027]
The reason why the gas is blown from the step between the combustion grate and the post-combustion grate in the direction in which the waste proceeds is as follows.
[0028]
When gas is blown into the char layer from the side wall of the furnace, the blow gas can only affect the char layer near the side wall, so lower the temperature of the entire char layer on the post-combustion grate. It is difficult to approach a reducing atmosphere and a more fuel-rich state. In addition, since the gas is blown in a direction crossing the traveling direction of the char, the flow (progress) of the char is disturbed.
[0029]
When gas is blown from the side wall into the space just above the char layer, it must be blown at a large flow rate in order to bring about the effect to the center of the furnace. affect.
[0030]
On the other hand, in the present invention, a large amount of gas is blown in the width direction of the stoker (the width direction of the char layer) because the gas is blown from the step portion between the combustion grate and the post-combustion grate in the traveling direction of the char. A mouth can be provided. For this reason, gas can be blown at a small flow rate, so that gas can be blown without disturbing the flow of char or scattering dust. For this reason, the blown gas can be caused to flow along the surface of the char layer or can be blown into the char layer, so that the char combustion region is uniformly cooled appropriately and the atmosphere in the char combustion region is uniformly reduced. It can be close to a sexual atmosphere
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a waste incinerator for incinerating municipal waste, which is an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a combustion chamber, 2 is a hopper, 3 is a drying stoker, 4 is a combustion stoker, 5 is a post-combustion stoker, 6 is a wind box connected to a supply pipe for supplying combustion air, and 7 is a main box. Ash chute, 8 is a secondary combustion chamber, 9 is a waste heat boiler, 40 is waste (municipal waste), and 41 is char. 42 indicates a flame.
[0032]
At the bottom of the combustion chamber 1, a grate (stoker) for burning the waste and the char while moving it is provided. The grate is provided in an inclined manner in the moving direction of the waste, and is provided in a stepwise manner with two steps, and includes three drying stokers 3, a burning stoker 4, and a post-burning stoker 5. Divided into parts. In the drying stoker 3, drying and ignition of the waste 40 are mainly performed. In the combustion stoker 4, the waste 40 is mainly burned, but the waste is burned and thermally decomposed, and a combustible gas is generated together with the combustion gas. The combustion of the waste 40 is substantially completed in the combustion stoker 4. On the post-combustion stoker 5, the unburned portion in the char 41 slightly remaining is completely burned. The combustion residue (incinerated ash) after the char 41 has completely burned is discharged from the main ash chute 7.
[0033]
A wind box 6 connected to a supply pipe for supplying combustion air is provided below each of the stokers.
[0034]
Above the combustion chamber 1 on the side opposite to the hopper 2, a secondary combustion chamber 8 is connected. Downstream of the waste heat boiler 9, an exhaust gas treatment facility (not shown) for performing dust removal processing and processing for removing harmful gases is provided.
[0035]
A gas inlet 14 is provided at a step between the combustion stoker 5 and the post-combustion stoker 5, and the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and air is directly above the char layer that has moved onto the post-combustion stoker 5. Is performed.
[0036]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a plurality of gas inlets 14 are provided in the width direction of the stoker at a height above the wall 13 of the stepped portion, which is not covered by the char. A nozzle 15 is attached to 14. The nozzle 15 is provided horizontally or obliquely downward. In FIG. 2, reference numeral 16 denotes a header tube for distributing the blown gas to each nozzle 15.
[0037]
In addition, the gas blowing port 14 is not limited to the one provided in the width direction of the stoker as shown in FIG. 3, but may be formed in a slit shape in the width direction of the stoker as shown in FIG. Good.
[0038]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the gas injection port 14 may be disposed at a position below the stepped wall 13 covered with the char. In this case, gas is blown into the char layer.
[0039]
Further, the grate of the waste incinerator of FIG. 1 is provided to be inclined toward the moving direction of the waste, but it is needless to say that the grate is not limited to this and may be provided horizontally.
[0040]
Next, a method of operating the waste incinerator having the above configuration will be described. As shown in FIG. 1, the waste 40 is put into the combustion chamber 1 from the hopper 2, combustion air is supplied from each wind box 6, and the waste 40 is dried while moving the waste 40 on the grate. Burn.
[0041]
Further, the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air is discharged from the gas inlet 14 provided on the wall of the stepped portion between the combustion stoker 4 and the post-combustion stoker 5 by the means described later. Blown onto the layer or into the char layer. In the post-combustion stoker 5, the char combustion is completed, and the incinerated ash is discharged from the main ash chute 7.
[0042]
By blowing the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air from the gas injection port 14, in the upstream portion of the post-combustion stoker 5 where the char combustion is actively performed, the blown gas flows on the char layer, As the layer is cooled, the atmosphere becomes closer to the reducing property, and the state is made closer to a more fuel-rich state. This suppresses the conversion of nitrogen in the char to NOx. In addition, when gas is blown into the char layer, the temperature of the entire char layer is lowered, and the atmosphere becomes closer to the reducing property, and the state becomes more rich in fuel. The conversion of nitrogen in the char to NOx is suppressed.
[0043]
When the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air is blown from the gas blowing port 14 onto the char layer, the gas is preferably blown horizontally or obliquely downward.
[0044]
Further, it is preferable that the oxygen concentration of the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air blown from the gas injection port 14 is low, but it is important that the char combustion on the post-combustion stoker 5 is not hindered. When the temperature of the char combustion region is lower than 400 ° C., the char combustion does not proceed and the unburned amount increases, so that the exhaust gas or the exhaust gas blown from the gas injection port 14 is reduced so that the temperature of the char combustion region becomes 400 ° C. or higher. Adjust the oxygen concentration and blowing amount of the gas mixture of air. For example, when the oxygen concentration of the exhaust gas or the mixed gas of the exhaust gas and the air is about 15%, the blowing amount is increased or decreased so that the temperature of the char combustion region becomes 400 ° C. or higher.
[0045]
Further, according to the present invention, since the ambient temperature near the combustion chamber outlet can be lowered, conversion of nitrogen existing in the space to NOx (thermal NOx) can be suppressed.
[0046]
FIG. 7 is a view showing a gas blowing means connected to the gas blowing port. 7, reference numeral 1 denotes a combustion chamber of a waste incinerator, 14 denotes a gas inlet provided at a step between a combustion grate and a post-combustion grate of the combustion chamber, 8 denotes a secondary combustion chamber, and 9 denotes a waste combustion chamber. A heat boiler, 10 is a dust collector, 11 is an induction fan, and 12 is a chimney. Reference numeral 40 denotes waste and 41 denotes char ash.
[0047]
An exhaust gas supply pipe 20 is branched from a flue on the downstream side of the induction fan 11, and the pipe 20 is connected to the gas inlet 14 of the combustion chamber. Therefore, the pipe 20 forms a circulation path through which part of the exhaust gas discharged from the incinerator circulates. An exhaust gas supply fan 21 that extracts exhaust gas that has been subjected to dust collection processing and supplies the exhaust gas to the gas blowing port 14 is provided in a path of the pipe 20. A gas that mixes exhaust gas and air is provided on the discharge side of the exhaust gas supply fan 21. A mixer 22 is provided. An air supply pipe 23 is connected to the gas mixer 22, and air is supplied as necessary based on the measured values of a thermometer 24 and an oxygen concentration meter 25 provided at the outlet thereof. The supply is adjusted.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the conversion of nitrogen in the char into NOx due to char combustion on the post-combustion grate, and to further reduce NOx.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a waste incinerator which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a first example showing a gas blowing port in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an example of an arrangement of gas blowing ports in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing another example of the arrangement of the gas blowing ports in FIG.
FIG. 5 is a view showing a second example showing the gas blowing ports in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing an example of an arrangement of gas blowing ports in FIG.
FIG. 7 is a view showing gas blowing means connected to a gas blowing port.
FIG. 8 is a view showing a conventional waste incineration path.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion chamber 2 Hopper 3 Dry stoker 4 Combustion stoker 5 Post-combustion stoker 6 Wind box 7 Main ash chute 8 Secondary combustion chamber 9 Waste heat boiler 10 Dust collector 11 Induction fan 12 Chimney 13 Step wall 14 Gas inlet 15 Nozzle 16 Header pipe 20 Exhaust gas supply pipe 21 Exhaust gas supply fan 22 Gas mixer 23 Air supply pipe 24 Thermometer 25 Oxygen concentration meter 40 Waste 41 Char 42 Flame
