JP2004211976A

JP2004211976A - 焼却炉

Info

Publication number: JP2004211976A
Application number: JP2003000019A
Authority: JP
Inventors: Jiro Oikawa; 二郎及川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-01-06
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】焼却温度、焼却効率を高める。更には、被焼却物１０４の供給をし易くし、焼却を停止することなく、延いては、焼却温度を低下させることなく被焼却物１０４の供給を為し得るようする。
【解決手段】焼却炉本体１００からの廃ガスにより回転するスターリングエンジン１４４により発電機１４８を駆動するようにする。また、酸素発生機（高酸素組成空気発生機）１５８で発生した高酸素組成空気及び水素発生機１６０で発生した水素を焼却炉本体１００に供給するようにする。更には、焼却炉本体１００の底部近傍に廃油又は廃液を供給する廃油又は廃液供給部１６２を設ける。
【効果】高酸素組成空気及び水素等の供給効果により燃焼温度を２０００℃以上に高めることができ、ダイオキシンの発生を完全になくすことが可能となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却温度、焼却効率を高めることができ、被焼却物の供給をし易くし、且つ、焼却温度を低下させることなく被焼却物の供給を為し得るようにした焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物、家庭から排出されるゴミ等の焼却による処理にとって非常に重要なのは、焼却温度が充分に高いことであり、例えば１５００℃以上で焼却しないと癌等の原因となる有害な物質、例えば、ダイオキシンが出る。そのような高温でゴミを焼却することができる焼却炉の開発には種々の努力が為され、漸くその努力の成果が現れた。その成果の一つが大韓民国特開１０−０３３０８１４号公報により紹介されている。
【０００３】
この公報に記載された焼却炉は、本体部内に内槽を有した二重構造を有し、本体部外部に、内槽と本体部外壁との間の一部から廃ガスをファンにより吸引し、内槽と本体部外壁との間の上記一部より上の他の部分に排出する廃ガス環流通路を複数有している。
そして、この焼却炉は、通常の焼却炉と同様に、焼却炉の内槽内底面上にて被焼却物を焼却し、それにより発生する廃ガスの大部分が焼却炉本体部の上面から排出される、上方向への気流が発生する。更に、それと共に、本焼却炉は、上記気流発生機構により平面方向で回転する気流も発生し、それにより極めて有効に燃焼が進み、焼却効率が高まると共に、燃焼温度も１５００℃以上となり、ダイオキシンの発生が少ないゴミ焼却ができるという利点がある。また、二重構造にしたことにより、燃焼温度が高いにも拘わらず、焼却炉の外面温度が低く、安全性が高いという他の焼却炉にはない特有の利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記焼却炉にも、より一層の小型化と、より一層焼却温度を高めることと、より一層燃焼効率を高めること、焼却により得られたエネルギーの利用効率をより高めることとが要求された。殊に、本願発明者の知見によれば、燃焼温度を１５００℃より更に高めると、例えば２０００℃或いはそれ以上に高めることが望ましいといえる。
また、上記焼却炉には、１回の焼却が終わると、温度が所定温度以下（例えば２００〜３００℃或いは常温近く）に低下するまで待ってゲートを開き、被焼却物を取り出した後、そのゲートから新たな被焼却物を焼却炉の内底面上に入れて燃焼させるということが必要であり、焼却を終わった後次の焼却を行う作業が面倒であり、また、その間、燃焼温度が一時的であるとはいえ低下し、燃焼効率が低下するのみならず、燃焼温度が低下した状態での燃焼により有害なダイオキシンが発生するという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、第１に、焼却温度、焼却効率を高めることを目的とし、第２に、焼却により生じたエネルギーをより有効に活用することを目的とし、第３に、被焼却物の供給をし易くし、且つ、焼却温度を低下させることなく被焼却物の供給を為し得るようにし、被焼却物をダイオキシン等の有害物質を発生させることなく連続的に焼却が進行できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の焼却炉は、焼却炉本体に供給する酸素組成比の高い空気を発生する高酸素組成空気発生機を備えたことを特徴とする。
従って、請求項１の焼却炉によれば、燃焼に不可欠な酸素の酸素組成比の高い空気を高酸素組成空気発生機によりつくって焼却炉本体に供給するので、より燃焼効率を高めることができる。
【０００７】
請求項２の焼却炉は、焼却炉本体に供給する水素を発生する水素発生機を設けたことを特徴とする。
従って、請求項２の焼却炉によれば、爆発的燃焼をもたらす水素を焼却炉本体に供給するので、より燃焼をより激しくすることができ、延いては、より燃焼効率を高めることができる。
【０００８】
請求項３の焼却炉は、請求項１又は２記載の焼却炉において、焼却炉本体の底部近傍に廃油又は廃液を供給し得るようにしてなることを特徴とする。
従って、請求項３の焼却炉によれば、焼却炉本体の底部近傍に廃油又は廃液を供給し得るので、焼却炉本体の底部の温度が低くなろうとしたとき、或いは点火のときにその近傍に廃油又は廃液を供給してその部分の燃焼を激しくしてより迅速に目標温度に達するようにすることができる。
【０００９】
請求項４の焼却炉は、請求項１、２又は３記載の焼却炉において、焼却炉本体から排出される廃ガスにより駆動されるスターリングエンジンと、これにより駆動される発電機と、を備えたことを特徴とする。
従って、請求項４の焼却炉によれば、焼却炉本体から排出される廃ガスを利用し、スターリングエンジンを用いて発電機により発電するので、焼却により生じたエネルギーから電力を得ることができ、延いては、焼却により生じたエネルギーをより有効に活用することが可能になる。
【００１０】
請求項５の焼却炉は、焼却炉本体の下部に、該本体内底面に被焼却物を搬送する被焼却物搬送路と、該被焼却物搬送路の一部に被焼却物を供給する被焼却物供給路と、該被焼却物搬送路内にて、上記被焼却物供給路により供給された被焼却物を上記焼却炉本体内底面上に移動させる被焼却物供給機構を有することを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項５の焼却炉によれば、被焼却物搬送路から被焼却物供給路の一部に供給された被焼却物を被焼却物供給機構により焼却炉本体内底面上に供給することができ、その供給が容易であるのみならず、その供給を被焼却物の焼却状態でも行うようにすることが可能になる。
依って、焼却を中断することなく継続することができ、従来におけるように、焼却の中断による焼却温度の低下、その低下による有害物質、例えばダイオキシン等の発生、及び焼却効率の低下が生じるという問題を回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施の形態例に従って詳細に説明する。
図１は本発明焼却炉の第１の実施の形態例を示す縦断面図である。図面において、１００は焼却炉本体、１０２は該本体の内底面上に産業廃棄物、家庭から発生するゴミ等を脱水、粉砕（後述する粉砕機にて粉砕）して粉末乃至粒状にされた被焼却物１０４（梨地で示す）を搬送する筒状の被焼却物搬送路で、焼却炉本体１００の下部から外側に略水平に延び、焼却炉本体１００と連通するように設けられている。
【００１３】
１０６は上記被焼却物搬送路１０２の上面の一部に該被焼却物搬送路１０２と連通するように一端が連結された被焼却物供給路で、粉砕室１１４と連通された他端から被焼却物搬送路１０２内に被焼却物１０４を搬送するようになっている。１０８は被焼却物搬送路１０２内に慴動可能に設けられた被焼却物搬送用のピストン、１１０は該ピストン１０８に連結されたピストンロッド、１１２は該ピストン１０８を該ピストンロッド１１０を介して往復移動させるピストン駆動機構である。
【００１４】
該ピストン機構１１２は、図１に示す状態が通常状態であり、焼却炉本体１００内の被焼却物１０４が一定量以下になったときに、焼却炉本体１００内に向けて移動することにより、被焼却物供給路１０６により被焼却物搬送路１０２内に供給されていた被焼却物１０４を焼却炉本体１００内底面上に移動させて被焼却物１０４の供給を行う。尚、１１４は粉砕機で、粉砕室１１３内にて産業廃棄物、家庭から発生するゴミ等を脱水、粉砕する。
このような被焼却物供給機構があるので、被焼却物搬送路１０２から被焼却物供給路１０６の一部に供給された被焼却物１０４をピストン機構１１２により焼却炉本体１００内底面上に簡単に供給することができる。
【００１５】
そして、その供給は被焼却物の焼却状態でも行うことができ、従って、焼却を中断することなく継続することができる。依って、従来におけるように、焼却の中断による焼却温度の低下、その低下による有害物質、例えばダイオキシン等の発生、及び焼却効率の低下が生じるという問題を回避することができる。
尚、焼却炉本体１００内底面上或いはその近傍まで延びるスパイラル状のスクリューをピストンに代えて被焼却物搬送路１０２内に設け、それを回転させることにより、焼却物搬送路１０２から被焼却物供給路１０６の一部に供給された被焼却物１０４を焼却炉本体１００内底面上に移動させて被焼却物１０４の供給を行うようにしても良い。
【００１６】
１２０は焼却炉本体１００の廃ガスが排出される、天井の開口筒１２２の上にこれと一体で且つ連通するように設けられた上室、１２４は該上室１２０内に設けられたボイラー、１２６は図示しない吸水管により該ボイラー１２４内に供給された水、１３０はボイラー１２４から発生したスチームを通すコイル状スチーム管であり、上室１２０内から上室１２０外に導出された外側部分１３０ａを通じてスチームタービン１４０に連通されている。
【００１７】
１３２はボイラー１２４とスチームタービン１４０との間に設けられたスチーム管で、該スチーム管１３２を通じてもボイラー１２４からスチームタービン１４０へのスチームの供給が為される。１３４はスチームタービン１４０と焼却炉本体１００との間に設けられたスチーム管で、スチームタービン１４０で次に述べる発電機（１４２）を駆動する役目を終えたスチームを焼却炉本体１００へ送る。
従って、ボイラ１２４で生じたスチームはタービン１４０を経て発電に寄与した上で焼却炉本体１００に戻るので、そのスチームが焼却炉本体１００内にて高温下で水素原子Ｈと酸素原子Ｏとに分離し、そのスチームから生じた水素原子Ｈが酸素原子Ｏと化合することにより爆発的燃焼をもたらし、より一層の焼却温度の上昇及び焼却効率の向上を図ることができる。
【００１８】
そして、スチーム管のコイル状部分１３０は上室１２０内にて上記高熱の廃ガスにより加熱されるので、焼却炉本体１００内に戻されるスチームの温度をより高めることができ、そのスチームの焼却炉本体１００内にての高温下での水素原子と酸素原子との分離、及びその分離により生じた水素原子と酸素原子との化合による爆発的燃焼が生じ焼却をより激しくすることができ、より一層の焼却温度の上昇及び焼却効率の向上を図ることができる。
【００１９】
１４２は上記スチームタービン１４０により駆動されて発電する発電機であり、この発電出力がごみ焼却により生じた熱エネルギーを変換して得た電気エネルギーとして有効利用され得るのである。
【００２０】
１４４はスターリングエンジンで、廃ガス管１４６を通じて供給された廃ガスにより回転し、発電機１４８を駆動して発電する。このこの発電出力もごみ焼却により生じた熱エネルギーを変換して得た電気エネルギーとして有効利用され得るのである。１５０は冷却装置で、廃ガス管１５２を通じてスターリングエンジン１４４から排気された廃ガスを冷却する。１５４は該冷却装置１５０にて冷却された廃ガス中からごみ、塵等を除去して無害化する集塵装置、１５６は該集塵装置１５４から排気された廃ガスを熱交換する熱交換機で、該熱交換機１５６からごみ、塵等が除去されて無害化し、熱が除かれた廃ガスが放出される。
【００２１】
１５８は酸素発生機（高酸素組成空気）で、空気中から窒素成分を取り去り酸素の組成比を通常（空気の組成比は概ね窒素：酸素＝４：１）よりも高くした空気を発生する。そして、この酸素発生機１５４から発生した高酸素組成空気が焼却炉本体１００に供給される。
従って、燃焼に不可欠な酸素の酸素組成比の高い空気を高酸素組成空気発生機によりつくって焼却炉本体に供給するので、より燃焼効率を高めることができる。
【００２２】
１６０は水素発生機で、水の電気分解により水素と酸素を分離し、この分離により得られた水素ガスを焼却炉本体１００に供給する。
元来、水素は燃焼の生じているところに供給すると爆発的燃焼をもたらすが、本実施の形態例によれば、そのような水素を焼却炉本体に供給するので、より燃焼をより激しくすることができ、延いては、より燃焼効率を高めることができる。
【００２３】
１６２は焼却炉本体１００の底部近傍に廃油又は廃液を供給する廃油又は廃液供給部であり、該廃油又は廃液供給部により、焼却炉本体１００の底部近傍に廃油又は廃液を供給し得るのである。従って、焼却炉本体１００の底部の温度が低くなろうとしたとき、或いは点火のときにその近傍に廃油又は廃液を供給してその部分の燃焼を激しくしてより迅速に目標温度に達するようにすることができる。
【００２４】
１６４はＦ溶融スラグ回収部で、該Ｆ溶融スラグ回収部１６４にてＦ溶融スラグを回収することができる。
【００２５】
本焼却炉によれば、焼却炉本体１００からゴミ等の焼却により発生した高熱の廃ガスにより加熱されたボイラー１２４から発生したスチーム（Ｈ_２Ｏ）をスチーム管１３０、１３０ａ、１３２、スチームタービン１４０及びスチーム管１３４を通じて焼却炉本体１００内に戻すので、そのスチームが焼却炉本体１００内にて高温下で水素原子Ｈと酸素原子Ｏとに分離し、そのスチームから生じた水素原子Ｈが酸素原子Ｏと化合することにより爆発的燃焼をもたらし、より一層の焼却温度の上昇及び焼却効率の向上を図ることができる。因みに、焼却温度は、具体的には、２０００℃以上に高めることができ、ダイオキシンの発生を全く伴わない焼却が充分に可能となる。
【００２６】
そして、スチーム管のコイル状部分１３０は上室１２０内にて上記高熱の廃ガスにより加熱されるので、焼却炉本体内に戻されるスチームの温度をより高めることができ、そのスチームの焼却炉内にての高温下での水素原子と酸素原子との分離、及びその分離により生じた水素原子と酸素原子との化合による爆発的燃焼が生じ焼却をより激しくすることができ、より一層の焼却温度の上昇及び焼却効率の向上を図ることができる。
【００２７】
また、上記スチームタービン１４０により発電機１４２を駆動するので、焼却により生じた熱を電気エネルギーに変換して利用することができる。
また、上記上室１２０から排気された廃ガスがスターリングエンジン１４４を経由し、冷却、集塵、熱交換等の処理されて焼却炉から排気され、そのスターリングエンジン１４４により発電機１４８を駆動するので、焼却により生じた熱を電気エネルギーに変換して利用することができる。
依って、焼却により生じたエネルギーから電力を極めて有効に得ることができ、延いては、焼却により生じたエネルギーを極めて有効に活用することが可能になる。
【００２８】
更に、燃焼に不可欠な酸素の酸素組成比の高い空気を高酸素組成空気発生機１５８によりつくって焼却炉本体１００に供給し、更に、爆発的燃焼をもたらす水素を水素発生機１６０によりつくり、その水素を焼却炉本体１００に供給するので、より燃焼をより激しくすることができ、延いては、より燃焼効率を高めることができる。
また、焼却炉本体１００の底部近傍に廃油又は廃液供給部１６４により廃油又は廃液を供給し得るので、焼却炉本体の底部の温度が低くなろうとしたとき、或いは点火のときにその近傍に廃油又は廃液を供給してその部分の燃焼を激しくしてより迅速に目標温度に達するようにすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の焼却炉によれば、燃焼に不可欠な酸素の酸素組成比の高い空気を高酸素組成空気発生機によりつくって焼却炉本体に供給するので、より燃焼効率を高めることができる。
【００３０】
請求項２の焼却炉によれば、爆発的燃焼をもたらす水素を焼却炉本体に供給するので、より燃焼をより激しくすることができ、延いては、より燃焼効率を高めることができる。
【００３１】
請求項３の焼却炉によれば、焼却炉本体の底部近傍に廃油又は廃液を供給し得るので、焼却炉本体の底部の温度が低くなろうとしたとき、或いは点火のときにその近傍に廃油又は廃液を供給してその部分の燃焼を激しくしてより迅速に目標温度に達するようにすることができる。
【００３２】
請求項４の焼却炉によれば、焼却炉本体から排出される廃ガスを利用し、スターリングエンジンを用いて発電機により発電するので、焼却により生じたエネルギーから電力を得ることができ、延いては、焼却により生じたエネルギーをより有効に活用することが可能になる。
【００３３】
請求項５の焼却炉によれば、被焼却物搬送路から被焼却物供給路の一部に供給された被焼却物を被焼却物供給機構により焼却炉本体内底面上に供給することができ、その供給が容易であるのみならず、その供給を被焼却物の焼却状態でも行うようにすることが可能になる。
依って、焼却を中断することなく継続することができ、従来におけるように、焼却の中断による焼却温度の低下、その低下による有害物質、例えばダイオキシン等の発生、及び焼却効率の低下が生じるという問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明焼却炉の第１の実施の形態例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１００・・・焼却炉本体、１０２・・・被焼却物搬送路、
１０４・・・被焼却物、１０６被焼却物供給路、
１０８、１１０、１１２・・・被焼却物供給機構、１２４・・・ボイラー、
１３０、１３０ａ、１３２、１３４・・・スチーム通路、
１４０・・・スチームタービン、１４４・・・スターリングエンジン、
１４２、１４８・・・発電機、１５８・・・高酸素組成空気発生機、
１６０・・・水素発生機、１６２・・・廃油又は廃液供給部。

Claims

酸素組成比の高い空気を発生する高酸素組成空気発生機を備え、
上記高酸素組成空気発生機から発生した酸素組成比の高い空気を焼却炉本体に供給するようにしてなる
ことを特徴とする焼却炉。
水素発生機を備え、
上記水素発生機から発生した水素を焼却炉本体に供給するようにしてなる
ことを特徴とする焼却炉。
焼却炉本体の底部近傍に廃油又は廃液を供給しうるようにしてなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の焼却炉。
焼却炉本体から排出される廃ガスにより駆動されるスターリングエンジンと、
上記スターリングエンジンにより駆動される発電機と、
を備えた
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の焼却炉。
焼却炉本体の下部に設けられた、該本体内底面に被焼却物を搬送する被焼却物搬送路と、
上記被焼却物搬送路の一部に被焼却物を供給する被焼却物供給路と、
上記被焼却物搬送路内にて、上記被焼却物供給路により供給された被焼却物を上記焼却炉本体内底面上に移動する被焼却物供給機構と、
を有することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の焼却炉。