JP2005114213A - 回転式焼却炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 炉内での廃棄物の乾燥速度を増大させて乾燥時間の短縮化を図り、炉長を短かくし小型化を図る。
【解決手段】 円筒状のストーカ炉本体１を回転可能にして横置きする。入口側よりストーカ炉本体１内に供給される廃棄物１４を、該ストーカ炉本体１の回転で撹拌しながら炉下流側となる出口側へ移送される。この間に、下側位置に配設した風箱１６からストーカ炉本体１内へ燃焼用空気５を供給して、廃棄物１４を乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分させる。上記ストーカ炉本体１の炉上流側となる内壁面に、上記乾燥中の廃棄物１４を撹拌、混合して水分蒸発面２２を増大させるためのリフタ２３を、半径方向内方へ突出するように周方向に複数取り付ける。リフタ２３で乾燥中の廃棄物１４を撹拌できて乾燥速度を増大できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は都市ごみ等の廃棄物を焼却するために用いる回転式焼却炉に関するものである。

廃棄物を焼却処理する装置の１つとして用いられている回転ストーカ式焼却炉は、図４（イ）（ロ）（ハ）にその一例を示す如きものが提案されている。すなわち、回転ストーカ式焼却炉Ｉは、リング状に形成した入口側ヘッダー管２と出口側ヘッダー管３との間に、多数の水管４を周方向に一定間隔で配置して、該各水管４の両端を、上記入口側及び出口側の各ヘッダー管２，３に連通させて接続すると共に、該各水管４間の隙間に、長手方向の所要間隔位置に多数の空気孔６が穿設してあるフィン７を取り付けて円筒状に成形してなるストーカ炉本体１を有している。更に、該ストーカ炉本体１を、カバーケーシング８内に、入口側ヘッダー管２よりも出口側ヘッダー管３の方が低くなるように傾斜して横置きして、入口側と出口側の端部外周に取り付けたタイヤ９を、それぞれターニングローラ１０上に載置させて、駆動装置１１でターニングローラ１０を回転させることによりストーカ炉本体１を回転駆動させるようにしてある。又、各水管４内には、出口側ヘッダー管３に連結したロータリージョイント１２を介してボイラ水を循環流通させるようにしてある。更に又、上記ストーカ炉本体１には、入口側より投入ホッパ１３内の廃棄物１４を給じん機１５で供給するようにしてあり、一方、下側位置には風箱１６があって、ストーカ炉本体１内の下部位置から燃焼用空気５を上記各空気孔６を通して炉内に供給するようにしてある。

上記風箱１６は、ストーカ炉本体１の長手方向に３分割した分割流路１６ａを有し、各分割流路１６ａごとにダンパ１７を備えて、ダンパ１７の調整で燃焼用空気５の供給量を調整するようにしてある。又、上記風箱１６の各分割流路１６ａは、各々が図４（ロ）の如く周方向にも複数分割されていて、それぞれの分割部１６ｂにダンパ１７を有して、ストーカ炉本体１の底部に滞留する廃棄物１４の周方向の量に応じて空気の供給量を調整できるようにしてある。

更に、上記風箱１６の周方向への各分割部１６ｂのストーカ炉本体１寄りの位置には、それぞれシール装置１８が取り付けてあり、ストーカ炉本体１の各水管４の外側に取り付けてあるシール用フィン１９が回転しながら上記各シール装置１８に接することによりシール作用が行われ、風箱１６から供給される燃焼用空気５がストーカ炉本体１内へ供給されるようにしてある。

かかる構成としてある回転ストーカ式焼却炉Ｉでは、ストーカ炉本体１内へ供給された廃棄物１４を、風箱１６から供給する燃焼用空気５により乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分するようにしてある。

２０は二次燃焼室、２１は後燃焼装置である。

上記構成とされている従来の回転ストーカ式焼却炉Ｉは、低速回転させられるストーカ炉本体１内に供給された廃棄物１４を、該回転するストーカ炉本体１の内壁面と被処理物としての廃棄物１４との摩擦力により撹拌しながらストーカ炉本体１の傾斜配置により順次炉下流側へ移送させるようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に示される回転ストーカ式焼却炉では、ストーカ炉本体１内に供給された廃棄物１４を、風箱１６から供給される燃焼用空気５により炉上流側から順に乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処理するものであるが、ストーカ炉本体１内では、炉上流側から炉下流側へ連続した状態で廃棄物１４が存在しており、又、廃棄物１４を乾燥するときの水分蒸発面２２はほぼ上部表面に限定されていて、その水分蒸発面２２は図４（ロ）に示す如く廃棄物体積に対して小さいものであり、しかも、上記上部表面となる水分蒸発面２２は、ストーカ炉本体１の内壁面との摩擦力で廃棄物１４を移動させて撹拌するだけでは大きく変動させることができない。そのため、ストーカ炉本体１内の入口側での廃棄物１４の乾燥過程や熱分解過程では、乾燥速度が一般的に遅いため乾燥時間を長くすることが必要となる。ストーカ炉本体１は炉下流側となる出口側が低くなるようにしてあって回転により廃棄物１４を順次炉下流側へ移送するようにしてあるため、乾燥に長い時間をとるためには、炉長を長くしなければならないことになる。一方、炉長を長くしたくない場合には、ストーカ炉本体１内での廃棄物１４の処理量を減らさなければならない、ということになる。

そのため、ストーカ炉本体１の炉長を長くすることなく、且つ廃棄物１４の処理量を減らすことのない状態で十分に且つ短時間に乾燥できるようにするものが求められる。

従来において、被処理物の乾燥能力を高めるために、積極的に被処理物を撹拌させることに着目したものとしては、次のようなものがある。

(１)回転式焼却炉において被焼却物を撹拌するようにしたもので、回転可能にしたドラムの燃焼室の内面を、周方向の断面が四角形以上の多角形となるように形成し、ドラムの回転に伴って被焼却物が上方へ持ち上げられるときに該被焼却物が燃焼室内面をそのまま滑り落ちないようにして、被焼却物を撹拌するようにしたものがある（たとえば、特許文献２参照）。
(２)連続式回転乾燥機であって、傾斜した中空の胴体の内周壁に、所要長さとしたリフタを周方向に所要間隔で取り付けると共に、胴体の長手方向に千鳥状の配置となるようにリフタを順次取り付けて、全長にわたりリフタを備えた構成とし、胴体内に投入された被処理物を、胴体とともに回転するリフタによって持ち上げ、胴体の内部空間を一様に落下させ、胴体の傾斜とその回転運動によって胴体内部を移動させるようにし、この過程で、胴体の軸心部の中空軸から胴体の内部空間に放射状に吹き出される熱風を被処理物と接触させて乾燥させるようにしたものがある（たとえば、特許文献３参照）。
(３)回転胴型乾燥機において、回転胴の内面にアングル状のリフタを９０度の間隔で設け、該リフタの高さを出口部に設けた平板状の出口堰の高さよりも低くし、且つ上部が尖端形として前面と後面を回転胴の内面に向って裾広がり状に傾斜させ、回転胴の底部に滞留した滞留ゴミの一部をリフタにより持ち上げて撹拌させるようにして乾燥させるものがある（たとえば、特許文献４参照）。
(４)ゴミ焼却用ロータリーキルンにおいて、金属製の胴に耐火材が内張されたロータリーキルン本体の内側に、全長に達するように複数条の耐火物製のリフタを、螺旋状に設け、且つ該螺旋状のリフタをロータリーキルン本体の回転方向とは逆向きに形成したり、あるいは、リフタを長手方向に分割して、分割されたリフタをロータリーキルン本体の軸線と平行になるように配置され、且つ分割リフタが相互に円周方向に対して所定の間隔を置いて配置して階段状に設けた構成として、底部に溜まったごみ類を上記のリフタあるいは分割リフタで順次掻き上げた後に落下させることにより撹拌を行わせるようにしたものがある（たとえば、特許文献５参照）。

特開平１１−２５７６１６号公報 特開平８−３１２９３２号公報 特開２００１−２７２１６９号公報 特開平９−３１０９７８号公報 特開平８−２３３２３４号公報

ところが、特許文献２に記載されているものは、燃焼室の内面を全長にわたり多角形にして、燃焼室の各部で被焼却物を撹拌するようにしたものであるが、炉下流側に比して炉上流側での被焼却物の滞留時間をかせぐようには構成されておらず、被焼却物の乾燥を積極的に行わせようとするものではない。

特許文献３に記載されたものは、乾燥機において中空胴体内に全長にわたり配置されたリフタにより被処理物の撹拌を行わせながら乾燥を行わせるようにするものであるが、焼却炉において乾燥効率を高めることにより乾燥領域を短かくしようとすることを示唆するものではない。

特許文献４に記載されているものも、乾燥機において回転胴の内側で滞留ゴミを撹拌させて乾燥させるようにするものであるが、焼却炉において乾燥効率を高めることにより乾燥領域を短かくしようとすることを示唆するものではない。

又、特許文献５に記載されたものは、ロータリーキルン本体の全長においてごみ類の撹拌を絶えず行うことにより燃焼効率の著しい向上を図るというものであるが、ごみ類の乾燥領域の短縮化に着目したものではないし、示唆するものでもないのである。

そこで、本発明は、回転式焼却炉における廃棄物の乾燥速度を増大して乾燥時間の短縮化を図り、炉長を短かくして小型化が図れるようにしようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、円筒状に成形されたストーカ炉本体を回転可能に横置きし、上流側としての入口側から供給される廃棄物を上記ストーカ炉本体の回転により撹拌しながら順次下流側としての出口側へ移送し、下側の風箱から供給される燃焼用空気により廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分するようにしてある回転ストーカ式焼却炉において、上記ストーカ炉本体内の炉上流側部分の内壁面に、複数のリフタを半径方向内方へ所要高さ突出させて取り付けた構成とする。

又、各リフタの炉下流側端部の高さを、連続的又は段階的に減少させるようにした構成とする。

更に、各リフタを、炉下流側端部がストーカ炉本体の回転方向下流側に位置するよう傾斜させた構成とする。

本発明の回転式焼却炉によれば、次のような優れた効果を奏し得る。
(１)円筒状に成形されたストーカ炉本体を回転可能に横置きし、上流側としての入口側から供給される廃棄物を上記ストーカ炉本体の回転により撹拌しながら順次下流側としての出口側へ移送し、下側の風箱から供給される燃焼用空気により廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分するようにしてある回転ストーカ式焼却炉において、上記ストーカ炉本体内の炉上流側部分の内壁面に、複数のリフタを半径方向内方へ所要高さ突出させて取り付けた構成としてあるので、炉上流側での乾燥領域において廃棄物の撹拌、混合、小塊化を促進することができて、廃棄物の水分蒸発面、入熱面を増大させることができ、これに伴い乾燥速度を増大できて乾燥時間を短縮でき、炉長を短かくして小型化を図ることが可能となる。
(２)各リフタの炉下流側端部の高さを、連続的又は段階的に減少させるようにしてあるので、燃焼領域での受熱によるリフタ損傷を防止でき、又、リフタにより燃焼を阻害するおそれもなくすことができる。
(３)各リフタを、炉下流側端部がストーカ炉本体の回転方向下流側に位置するように傾斜させることにより、リフタで持ち上げた廃棄物を直下に落したり、炉上流側寄りに落したりすることができて、乾燥領域での廃棄物の滞留時間を長くすることができて、乾燥をより効果的に行わせることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の実施の一形態を示すもので、図４（イ）（ロ）（ハ）に示した従来の回転ストーカ式焼却炉と同様に、水管壁構造としてあるストーカ炉本体１をカバーケーシング８内に回転可能に横置きして、入口側より供給される廃棄物１４を、ストーカ炉本体１の回転により撹拌しながら下流側へ移送させ、ストーカ炉本体１の下側位置の風箱１６から供給される燃焼用空気５により廃棄物１４を乾燥、熱分解、燃焼させて処理するようにしてある回転式焼却炉において、上記ストーカ炉本体１内で廃棄物１４を燃焼させる炉下流側領域を除く、炉上流側領域での廃棄物１４の乾燥時間が短かくなるようにするため、ストーカ炉本体１の炉上流側内壁面にリフタ２３を取り付けた構成とする。

すなわち、ストーカ炉本体１の内壁面を構成する各水管４のうち、任意の水管４の炉上流側部分に、半径方向内方へ向けて所要高さ突出するように所要長さのリフタ２３をそれぞれ取り付け、ストーカ炉本体１内で乾燥過程から熱分解過程を経て熱分解された廃棄物１４を燃焼する燃焼領域ではリフタ２３が炉内壁に存在していない構成、すなわち、リフタ２３の存在部が炉上流側のみとなるようにする。

又、上記各リフタ２３は、図２（イ）（ロ）に示す如く炉下流側の端部の高さを、炉下流側へ向うに従い連続的あるいは段階的に減少させるような形状とし、燃焼ガスからの入熱によりリフタ２３が焼損するおそれや、ストーカ炉本体１内でのリフタ２３による燃焼阻害のおそれがないようにする。

その他の構成は、図４（イ）（ロ）（ハ）に示すものと同じであり、同一のものには同じ符号が付してある。

廃棄物１４の焼却処理のためにストーカ炉本体１を低速で回転させると、炉上流側の内壁面に存在しているリフタ２３もストーカ炉本体１の回転に伴い周方向へ移動させられる。このリフタ２３の周方向の移動により、ストーカ炉本体１の入口側より供給される廃棄物１４は、炉底部で隣接するリフタ２３と炉内壁面との間で受けられた状態で次々と持ち上げられてからリフタ２３の傾きにより滑って落されることにより撹拌と混合作用を繰り返して受けることができる。これにより炉上流側での乾燥中に廃棄物１４は撹拌、混合が十分に受けることができ、廃棄物１４の水分蒸発面２２を大きくして乾燥寄与面積の拡大を図ることができて、乾燥速度の増大を図ることが可能となる。

上記において、各リフタ２３を炉上流側端部よりも炉下流側端部が、ストーカ炉本体１の回転方向の下流側に位置するように所要角度傾斜させて取り付けることができる。

上記リフタ２３の取付け傾斜角度は、ストーカ炉本体１自体が下流側となる出口側が低くなるように傾斜して、該ストーカ炉本体１の回転で廃棄物１４が徐々に出口側へ移送されるようになっていることから、このストーカ炉本体１の傾斜角度と同等か、該傾斜角度よりも大となるようにする。

このようにリフタ２３をストーカ炉本体１の回転軸に平行とすることなく、上記の如く炉下流側端部がストーカ炉本体１の回転方向の下流側に位置するように所要角度傾斜させておくと、ストーカ炉本体１の回転に伴い該ストーカ炉本体１の底部に滞留する廃棄物１４を持ち上げて落すときに、極力同じ位置、あるいは、炉上流側位置に落すことが可能となって、乾燥領域での廃棄物１４の滞留時間を長くすることが可能となる。これにより、乾燥速度のより増大化を図ることが可能となって炉長を短かくできることをより確実なものとすることができることになる。

なお、上記の実施の形態では、多数の水管４をフィン７でつないで円筒状にし、両端に配した入口側ヘッダー管２及び出口側ヘッダー管３に連通接続して駆動装置１１により回転可能に支持させ、その外側に配した固定のカバーケーシング８で覆うようにした構成としてあるが、かかる構成におけるストーカ炉本体１を回転させる構成に代えて、ストーカ炉本体１を固定し、その内部で廃棄物１４の撹拌を行わせるための回転体を回転駆動可能に備えるようにしたものを考えることができる。かかるストーカ炉自体を固定して内部に回転体を備えて廃棄物１４の撹拌を行わせるように焼却炉においても、廃棄物１４の乾燥速度を増大させるように本発明を応用することができる。

すなわち、図３に示す如く、ストーカ炉自体を円筒形一体溶接構造とし且つ水冷構造（図示せず）としてある炉本体２４を構成し、該炉本体２４の下側面に多数の空気孔２５を穿設すると共に、該各空気孔２５を取り囲むように風箱１６を配置して、該風箱１６を上記炉本体２４の外壁面に固定し、該風箱１６の周方向に分割されている各分割部１６ｂから空気孔２５を経て燃焼用空気５が供給されるようにする。更に、上記炉本体２４内での廃棄物１４の撹拌、混合を行わせるための回転体２６を、炉本体２４内に同心状に配置して備え、図示しない回転駆動系を介して回転体２６を回転させるようにしてなる焼却炉とし、風箱１６から燃焼用空気５を空気孔２５を通して炉本体２４内に供給させることにより、炉本体２４底部の廃棄物１４を乾燥、熱分解、燃焼の過程を経て焼却処分させるようにした構成のものにおいても、乾燥中の廃棄物１４の乾燥速度を増大させるようにすることができる。この場合には、たとえば、回転体２６を、周方向に所要間隔を隔てて配置した複数本の水管２７の両端をリング状のヘッダー管２８に連通接続させて、水管２７とヘッダー管２８を一体として回転させるように支持させた構成としたときは、上記適宜の水管２７の炉上流側部分に各々リフタ２３を、半径方向の内側に向けて突出させるように取り付けることにより、回転体２６とともに各リフタ２３が周方向へ移動して炉底部の廃棄物１４をリフタ２３で持ち上げてから落して撹拌させるようにすることができる。

このような炉形式としてリフタ２３で廃棄物１４を撹拌させるようにすれば、炉を固定式にしたものにおいても乾燥領域における廃棄物１４の乾燥速度を増大できて乾燥時間を短かくすることができ、炉全体の長さを短かくして小型化を図ることが可能となる。

本発明の回転式焼却炉の実施の一形態の概要を示す切断正面図である。 本発明の回転式焼却炉におけるリフタの取付要領の一例を示すもので、（イ）はストーカ炉本体内の炉上流側への取付要領の概要を示す斜視図、（ロ）はリフターの形状の一例を示す斜視図である。 本発明の応用例の概要を示す切断正面図である。 回転ストーカ式焼却炉の概要を示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ矢視拡大図、（ハ）は（ロ）のＢ部拡大図である。

符号の説明

１ ストーカ炉本体
４ 水管
５ 燃焼用空気
６ 空気孔
１４ 廃棄物
１６ 風箱
２２ 水分蒸発面
２３ リフタ

Claims (3)

1. 円筒状に成形されたストーカ炉本体を回転可能に横置きし、上流側としての入口側から
   供給される廃棄物を上記ストーカ炉本体の回転により撹拌しながら順次下流側としての出
   口側へ移送し、下側の風箱から供給される燃焼用空気により廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼
   の過程を経て焼却処分するようにしてある回転ストーカ式焼却炉において、上記ストーカ
   炉本体内の炉上流側部分の内壁面に、複数のリフタを半径方向内方へ所要高さ突出させて
   取り付けた構成を有することを特徴とする回転式焼却炉。
2. 各リフタの炉下流側端部の高さを、連続的又は段階的に減少させるようにした請求項１
   記載の回転式焼却炉。
3. 各リフタを、炉下流側端部がストーカ炉本体の回転方向下流側に位置するよう傾斜させ
   た請求項１記載の回転式焼却炉。

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