JP2005164117A - 溶融炉の燃焼用空気予熱方法及びその装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 焼却炉に併設された溶融炉において、空気予熱器の小型化及びコストの低減が可能な燃焼用空気予熱方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置４Ａを備えた溶融炉４において、前記バーナ装置４Ａに供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱装置であって、前記溶融炉４に併設されたごみ焼却炉１の煙道１Ｃに配置され、前記ごみ焼却炉１の燃焼排ガスとの間で熱交換して所定温度に加熱する空気予熱器２と、前記空気予熱器２により加熱された空気を燃焼用空気として前記バーナ装置４Ａに供給する空気供給機構８を設けて構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置を備えた溶融炉において、前記バーナ装置に供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱方法に関する。
従来、図２に示すように、バーナ装置に供給される燃焼用空気は、ブロワーで溶融炉の煙道に設けられた熱交換器（空気予熱器）に供給され、高温の燃焼排ガスと間接的に熱交換された後にバーナ装置に供給されるように構成されていた。
特開昭５７−１１１２０４号公報
上述の溶融炉は焼却炉に併設され、焼却炉で焼却処理された焼却灰や飛灰が最終的に溶融処理される。焼却炉で発生する焼却灰や飛灰には、被焼却物に含まれる塩素分や硫黄分などが、焼却炉の排ガス処理設備で中和処理によって反応生成物として濃縮され多量に含まれるが、これらが溶融処理により再揮散するために、溶融炉の排ガスに含まれる腐食ガス濃度は極めて高いものとなる。
従って、上述の従来の構成によれば排ガスに含まれるＨＣｌやＳＯｘなどの酸性ガスによって空気予熱器本体が厳しい腐食環境に晒されることとなり、空気予熱器本体の接ガス部をキャスタ張りなどにより保護する必要があった。このため、空気予熱器の単位面積当たりの熱伝達率が低下するので、キャスタ張りしない場合に比較して広い伝熱面積が必要となり空気予熱器の大型化を招きコストが嵩むという問題があった。
さらに、溶融炉は焼却炉における燃焼温度よりも高い温度で溶融運転されるので、排ガス中に低沸点重金属類が揮散しやすく、空気予熱器により冷却されることにより、揮散された低沸点重金属類が析出して煙道に固着する傾向が強いという問題もあった。
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、焼却炉に併設された溶融炉において、空気予熱器の小型化及びコストの低減が可能な燃焼用空気予熱方法及びその装置を提供する点にある。
上述の目的を達成するため、本発明による溶融炉の燃焼用空気予熱方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置を備えた溶融炉において、前記バーナ装置に供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱方法であって、前記溶融炉に併設されたごみ焼却炉の燃焼排ガスとの間で熱交換して空気を加熱し、加熱された空気を前記バーナ装置に供給する点にある。
上述の構成によれば、相対的に腐食性ガス濃度の低い焼却炉の排ガスにより溶融炉のバーナ装置に供給する燃焼用空気を予熱することにより、空気予熱装置の腐食の程度を軽減することが可能となる。これにより、空気予熱装置の単位面積当たりの熱伝達率の向上が図れて空気予熱器の伝熱面積を小さくして装置を小型化且つ低コスト化できるようになった。
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記溶融炉の被処理物が前記ごみ焼却炉による焼却残渣及び飛灰である点にあり、塩素分、硫黄分が濃縮して多量に含まれる飛灰など焼却残渣を溶融処理するのに好適である。
本発明による溶融炉の燃焼用空気予熱装置の第一の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置を備えた溶融炉において、前記バーナ装置に供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱装置であって、前記溶融炉に併設されたごみ焼却炉の煙道に配置され、前記ごみ焼却炉の燃焼排ガスとの間で熱交換して所定温度に加熱する空気予熱器と、前記空気予熱器により加熱された空気を燃焼用空気として前記バーナ装置に供給する空気供給機構を設けて構成される点にある。
同第二の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記溶融炉の被処理物が前記ごみ焼却炉による焼却残渣及び飛灰である点にある。
同第三の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記空気供給機構は、前記バーナ装置に必要な燃焼用空気の供給量を調節する流量調節機構を設けてある点にあり、流量調節機構を設けることにより所定温度に加熱された燃焼用空気を常に適量だけバーナ装置に供給することができるようになった。
以上説明した通り、本発明によれば、焼却炉に併設された溶融炉において、空気予熱器の小型化及びコストの低減が可能な燃焼用空気予熱方法及びその装置を提供することができるようになった。
以下に本発明による溶融炉の燃焼用空気予熱方法及びその装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、焼却炉の一例であるストーカ式の都市ごみ焼却炉１と前記都市ごみ焼却炉１の焼却残渣が溶融処理される回転式表面溶融炉４が同一敷地内に併設された廃棄物処理システムが構築されている。
前記都市ごみ焼却炉１は、炉内に装入された都市ごみをストーカ装置１Ｂにより攪拌搬送しながら焼却処理するもので、炉内で生じた高温の燃焼排ガスは、煙道１Ｃに設けられ蒸気発電装置Ｇなどに供給される蒸気を生成する廃熱ボイラ１Ａ、及び、下流側の空気予熱器２で熱交換された後に、バグフィルタなどを備えた排ガス処理設備３で浄化されて煙突６から排気される。
前記回転式表面溶融炉４は、前記都市ごみ焼却炉１で処理された焼却灰及び前記空気予熱器２や前記排ガス処理設備３で回収された飛灰が被処理物として炉内に供給され、炉天部に設けたバーナ装置４Ａによる燃焼熱で溶融処理され、溶融スラグが出滓口４Ｂから排出されスラグピット４Ｃ（水槽）に落下する。炉内の燃焼排ガスは後燃焼室４Ｄに供給され、後燃焼処理された後に排ガス処理設備５により浄化されて前記煙突６から排気される。
前記回転式表面溶融炉４のバーナ装置４Ａは、重油や灯油などの化石燃料を燃料として燃焼用空気を混合して燃焼させるもので、前記空気予熱器２により所定温度（約２００〜３００℃）に加熱された空気が空気供給機構８を介して供給される。前記空気供給機構８は、前記空気予熱器２で加熱された空気を前記バーナ装置４Ａに供給する供給管８Ａと前記供給管８Ａに設けられた流量調節機構としてのダンパ装置８Ｂで構成され、余剰空気は前記供給管８Ａに分岐接続された分岐管８Ｄによりダンパ装置８Ｃと介して大気開放されるように構成される。
前記空気予熱器２は、前記煙道１Ｃに伝熱管２Ａを配設して構成され、煙道１Ｃを通過する高温の排ガスにより伝熱管２Ａ内部を通過する空気が間接的に加熱される。前記バーナ装置４Ａが必要とする最大空気量以上の十分な空気がブロワファン７により供給されるが、前記空気予熱器２の出口部に設けられた温度センサＳＴによる検出温度が所定温度に維持されるように給気量が調整され、所定温度に加熱された燃焼用空気が、前記ダンパ装置８Ｂの下流側に設けられた流量センサＳＦに基づきバーナ装置４Ａに必要な所定流量となるように流量調節されてバーナ装置４Ａに供給され、残余の空気は分岐管８Ｄから大気放出されるように制御装置９を設けてある。ここに加熱された余剰空気は都市ごみ焼却炉１の燃焼用空気として供給されるように構成されるものであってもよい。
上述したように、前記溶融炉４のバーナ装置４Ａに供給される燃焼用空気を加熱する空気予熱器２を相対的に腐食性ガス濃度の低い都市ごみ焼却炉１の煙道１Ｃに配置することにより、空気予熱器２の腐食の程度を軽減することが可能となり、これにより、空気予熱装置の単位面積当たりの熱伝達率の向上が図れて空気予熱器２の伝熱面積を小さくして装置を小型化且つ低コスト化できるのである。ここに、前記伝熱管２Ａはその表面が煙道１Ｃを通流する排ガスに露出するように配置されるが、キャスタで覆うことも可能である。後者の場合には、溶融炉の煙道に配置するよりも厚さを薄く構成できる。
上述した実施形態は本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではない。例えば、焼却炉はストーカ式の都市ごみ焼却炉に限るものではなく、他の方式によるものであってもよい。溶融炉も回転式表面溶融炉に限るものではなく、バーナ装置による燃焼熱で溶融処理する方式のものであれば適用可能である。
上述した溶融炉は、焼却炉で生じた焼却灰や飛灰を溶融処理するものであるが、溶融対象物はそれ以外に、溶融処理により腐食性ガスが生じる任意の被溶融処理物に適用可能である。
上述した廃棄物処理システムにおいては、焼却炉と溶融炉を夫々一基設けたものを説明したが、本発明においては一対一の構成に限るものではなく、複数基の焼却炉に対して一基の溶融炉を設けるものであってもよい。また、排ガスを共通の煙突から排気するものを説明したが、夫々に煙突を設けるものであってもよい。
本発明による溶融炉の燃焼用空気予熱装置の説明図 従来の溶融炉の燃焼用空気予熱装置の説明図
符号の説明
１：焼却炉
２：空気予熱器
２Ａ：伝熱管
３：排ガス処理設備（焼却炉）
４：溶融炉
４Ａ：バーナ装置
５：排ガス処理装置（溶融炉）
６：煙突
７：ブロワファン
８：空気供給機構
８Ａ：供給管
８Ｂ：流量調節機構（ダンパ装置）
８Ｃ：ダンパ装置
８Ｄ：分岐管
９：制御装置

Claims (5)

  1. 炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置を備えた溶融炉において、前記バーナ装置に供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱方法であって、
    前記溶融炉に併設されたごみ焼却炉の燃焼排ガスとの間で熱交換して空気を加熱し、加熱された空気を前記バーナ装置に供給する溶融炉の燃焼用空気予熱方法。
  2. 前記溶融炉の被処理物が前記ごみ焼却炉による焼却残渣及び飛灰である請求項１記載の溶融炉の燃焼用空気予熱方法。
  3. 炉内に装入された被処理物を加熱溶融するバーナ装置を備えた溶融炉において、前記バーナ装置に供給される燃焼用空気を予熱する溶融炉の燃焼用空気予熱装置であって、
    前記溶融炉に併設されたごみ焼却炉の煙道に配置され、前記ごみ焼却炉の燃焼排ガスとの間で熱交換して所定温度に加熱する空気予熱器と、前記空気予熱器により加熱された空気を燃焼用空気として前記バーナ装置に供給する空気供給機構を設けて構成される溶融炉の燃焼用空気予熱装置。
  4. 前記溶融炉の被処理物が前記ごみ焼却炉による焼却残渣及び飛灰である請求項３記載の溶融炉の燃焼用空気予熱装置。
  5. 前記空気供給機構は、前記バーナ装置に必要な燃焼用空気の供給量を調節する流量調節機構を設けてある請求項３または４記載の燃焼用空気予熱装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007127355A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Takuma Co Ltd ごみ焼却溶融方法及びこれに用いるごみ焼却溶融装置
CN103851625A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 胡波 烟气反馈焚烧炉
JP2016121820A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 川崎重工業株式会社 焼却プラント
CN115654518A (zh) * 2022-11-14 2023-01-31 徐州海德测控技术有限公司 一种直燃式空气加热系统

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