JP2005201594A - Waste incinerator - Google Patents

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JP2005201594A JP2004010358A JP2004010358A JP2005201594A JP 2005201594 A JP2005201594 A JP 2005201594A JP 2004010358 A JP2004010358 A JP 2004010358A JP 2004010358 A JP2004010358 A JP 2004010358A JP 2005201594 A JP2005201594 A JP 2005201594A
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Minoru Suzuki
実 鈴木
Masaaki Nishino
雅明 西野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a waste incinerator, preventing the occurrence of local high temperature and adhesion of dust to the inner wall of a furnace even if high-temperature gas is blown into a furnace. <P>SOLUTION: High-temperature combustion gas such as a burner combustion gas is introduced into a gas mixing device 24 through a high-temperature combustion gas regulator valve 26, and the air is also introduced through an air regulating valve 27. The high-temperature combustion gas and the air are mixed to generate high-temperature exhaust gas. The high-temperature exhaust gas is blown into a main combustion chamber 1. The high-temperature exhaust gas from the gas mixing device is blown into the main combustion chamber 1 through a rotary valve 25. With the rotation of a rotor of the rotary valve 25, pulsation is caused in the flow of the high-temperature exhaust gas. Thus, mixing of the high-temperature exhaust gas blown into the main combustion chamber 1 and the peripheral gas is accelerated to avoid the occurrence of local high temperature. Accordingly, the possibility of damaging the refractory material of the furnace is lowered and emission of dioxin and the like is restrained. Further NOx can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、廃棄物焼却炉、及び排熱処理炉又は灰溶融炉を付属物として有する廃棄物焼却炉に関するものである。   The present invention relates to a waste incinerator and a waste incinerator having a waste heat treatment furnace or an ash melting furnace as an accessory.

灰溶融炉付廃棄物焼却炉においては、廃棄物が廃棄物焼却炉本体内で焼却され、残った灰が、灰溶融炉で溶融されて排出されるようになっている。このような廃棄物焼却炉は、例えば特開2000−199619号公報(特許文献1)に記載されている。その概要を図5に示す。ホッパ41に装入されたごみ42は、主燃焼室43で火格子下からの熱風又は主燃焼室43内に設置された助燃バーナ(図示せず)により着火し燃焼する。燃焼により生成された焼却灰44は、先細煙道45を通過し、溶融不適物検出・除去部46に入る。溶融不適物検出・除去部46には、溶融不適物の検出器と、検出された溶融不適物を炉外に排出する装置が設けられている。溶融不適物を除去された焼却灰44は、格子47を通って落下し、灰溶融炉48で溶融されて溶融スラグ49となり、スラグコンベア50上に落下して、スラグ溜め51に溜められる。スラグコンベア50とスラグ溜め51を設けず、溶融スラグを水中に落下させ、水砕スラグとすることもできる。   In the waste incinerator with an ash melting furnace, the waste is incinerated in the main body of the waste incinerator, and the remaining ash is melted and discharged in the ash melting furnace. Such a waste incinerator is described in, for example, JP 2000-199619 A (Patent Document 1). The outline is shown in FIG. Garbage 42 charged in the hopper 41 is ignited and burned in the main combustion chamber 43 by hot air from below the grate or an auxiliary burner (not shown) installed in the main combustion chamber 43. The incinerated ash 44 generated by the combustion passes through the tapered flue 45 and enters the melting inappropriate material detection / removal unit 46. The inadequate melting object detection / removal unit 46 is provided with a detector for inadequate melting object and a device for discharging the detected inadequate melting object out of the furnace. The incinerated ash 44 from which the unsuitable melting material has been removed falls through the lattice 47, is melted in the ash melting furnace 48 to become molten slag 49, falls onto the slag conveyor 50, and is stored in the slag reservoir 51. Without providing the slag conveyor 50 and the slag reservoir 51, the molten slag can be dropped into water to form a granulated slag.

灰溶融炉48内には、ガス吹出し口60が設けられ、A−A’断面図に示されるように、このガス吹出し口60からは、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性ガス(焼却炉内未燃ガス)と高温空気の混合気体が、高速で炉内に吹き込まれている。この高温混合気体の吹き込み方向は、A−A’断面図に見られるように灰溶融炉48の内壁の接線方向とされているので、吹き込まれた高温混合気体により、灰溶融炉48内で図示されているように旋回火炎又は管状火炎が生成される。   A gas blowout port 60 is provided in the ash melting furnace 48, and as shown in the AA ′ cross-sectional view, the gas blowout port 60 has a combustible gas generated in the waste incinerator (incinerator). A mixture of unburned gas and hot air is blown into the furnace at high speed. Since the high-temperature gas mixture is blown in the tangential direction of the inner wall of the ash melting furnace 48 as seen in the AA ′ cross-sectional view, it is illustrated in the ash melting furnace 48 by the high-temperature gas mixture blown in. A swirling flame or a tubular flame is generated as described.

よって、これらの火炎からの輻射又は直接伝熱により炉の内壁がほぼ均一に加熱される。従って、ダストやスラグの部分固化、あるいは内壁の過熱による焼損トラブルが抑制される。   Therefore, the inner wall of the furnace is heated almost uniformly by radiation from these flames or direct heat transfer. Therefore, the trouble of burning due to partial solidification of dust or slag or overheating of the inner wall is suppressed.

主燃焼室43内には、中間天井56が設けられており、これにより排ガスの流れが図の矢印のように2つに分けられる。そして、中間天井56の上部を通過する排ガスは未燃ガスを多く含み、中間天井56の下部を通過する排ガスは未反応酸素を多く含んでおり、しかもこれらの組成は比較的安定している。   An intermediate ceiling 56 is provided in the main combustion chamber 43, whereby the flow of exhaust gas is divided into two as shown by the arrows in the figure. The exhaust gas passing through the upper part of the intermediate ceiling 56 contains a lot of unburned gas, the exhaust gas passing through the lower part of the intermediate ceiling 56 contains a lot of unreacted oxygen, and these compositions are relatively stable.

中間天井56を迂回した排ガスの大部分は、二次燃焼室57に導かれ、ここで、炉内攪拌気体の出口59から吹出される攪拌気体により攪拌されて旋回流となり、二次燃焼を効率的に行う。そして、排熱ボイラ58により熱交換を行った後、その大部分は除塵器53及び排ガス処理装置に送られ、ダストや有害物質を除去された後に煙突から大気中に放散される。   Most of the exhaust gas that bypasses the intermediate ceiling 56 is led to the secondary combustion chamber 57 where it is stirred by the stirring gas blown from the outlet 59 of the stirring gas in the furnace to become a swirling flow, and the secondary combustion is made efficient. Do it. Then, after heat exchange is performed by the exhaust heat boiler 58, most of the heat is sent to the dust remover 53 and the exhaust gas treatment device, and after dust and harmful substances are removed, it is dissipated from the chimney to the atmosphere.

灰溶融炉48に吹込まれる高温空気は、図示されていない高温空気発生装置により空気を加熱して製造される。一般的には、燃料を燃焼させ、その熱により空気を加熱する。   The high-temperature air blown into the ash melting furnace 48 is manufactured by heating air with a high-temperature air generator (not shown). Generally, fuel is burned and air is heated by the heat.

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、主燃焼室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。   In such a grate-type waste incinerator, when the waste is incinerated, it is difficult to maintain a constant combustion state in the furnace because the waste consists of many substances having different properties. It is inevitable that the temperature and combustion gas concentration distribution in the combustion chamber will be non-uniform in time and space.

このような課題を解決する方法として、特開平11−211044号公報(特許文献2)には、蓄熱式バーナで発生させた高温気体を、焼却炉の主燃焼室又は二次燃焼室に吹き込む方法が開示されている。   As a method for solving such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-2111044 (Patent Document 2) discloses a method in which high-temperature gas generated by a regenerative burner is blown into a main combustion chamber or a secondary combustion chamber of an incinerator. Is disclosed.

また、特開平11−223323号公報(特許文献3)には、蓄熱式バーナで発生させた高温気体を、800℃以上の温度で炉内に吹き込む方法が開示されている。これらの技術は、いずれも焼却炉において発生する排ガス中の、CO及び芳香族系炭化水素等を多く含む未燃ガスや有害物質等を低減させることを目的としたものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223323 (Patent Document 3) discloses a method in which a high-temperature gas generated by a heat storage burner is blown into a furnace at a temperature of 800 ° C. or higher. All of these techniques are intended to reduce unburned gas and harmful substances containing a large amount of CO, aromatic hydrocarbons, and the like in exhaust gas generated in an incinerator.

特開2000−199619号公報JP 2000-199619 A 特開平11−211044号公報JP 11-2111044 A 特開平11−223323号公報JP-A-11-223323

しかしながら、場合によっては、炉内への過大な高温ガスの吹き込みによって、局所高温部が発生し、耐火物の損傷をもたらしたり、NOxガスの発生量が増加したりする可能性がある。又、炉内雰囲気が1000℃を超えるような場合には、炉内壁にダストが付着しやすくなり、ダスト除去のためにメンテナンスを頻繁に行わなければならないという問題点がある。   However, in some cases, blowing of an excessively high temperature gas into the furnace may cause a local high temperature portion, which may cause damage to the refractory or increase the amount of NOx gas generated. Further, when the furnace atmosphere exceeds 1000 ° C., dust tends to adhere to the furnace inner wall, and there is a problem that maintenance must be frequently performed for dust removal.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、炉内に高温ガスを吹き込む場合でも、局所高温が発生したり、炉内壁にダストが付着することが少ない廃棄物焼却炉を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a waste incinerator in which local high temperature is not generated and dust does not adhere to the furnace inner wall even when high temperature gas is blown into the furnace. Is an issue.

前記課題を解決するための第1の手段は、高温空気又は高温排ガスの少なくとも一方を、炉内に吹き込む機能を有する廃棄物焼却炉であって、前記高温空気又は高温排ガスが、脈動を伴って吹き込まれるようにされていることを特徴とする廃棄物焼却炉(請求項1)である。   The first means for solving the problem is a waste incinerator having a function of blowing at least one of high temperature air or high temperature exhaust gas into the furnace, and the high temperature air or high temperature exhaust gas is accompanied by pulsation. A waste incinerator (Claim 1) characterized by being blown.

本手段においては、高温空気又は高温排ガスが、脈動を伴って吹き込まれるようにされているので、周囲ガスとの混合が促進され、局所高温領域の発生が防止されて、炉壁を損傷する可能性が少なくなると共に、COやダイオキシン類の排出、NOxガスの排出を抑制することが可能となる。なお、本明細書及び請求の範囲で「高温排ガス」と言うのは、燃焼排ガスであって、まだ酸化剤として働くだけの酸素が残留しているもの、又は燃焼排ガスと空気、酸素の混合気体であって、酸化剤として働くだけの酸素が含まれているものをいう。   In this means, high-temperature air or high-temperature exhaust gas is blown in with pulsation, so that mixing with the surrounding gas is promoted, generation of a local high-temperature region is prevented, and the furnace wall can be damaged. As well as reducing the property, it is possible to suppress the emission of CO and dioxins and the emission of NOx gas. In the present specification and claims, “high temperature exhaust gas” refers to combustion exhaust gas in which oxygen that still acts as an oxidant remains, or a mixture of combustion exhaust gas, air, and oxygen That is, it contains oxygen sufficient to act as an oxidant.

前記課題を解決するための第2の手段は、高温空気又は高温排ガスの少なくとも一方を、炉に付属する灰熱処理炉又は灰溶融炉に吹き込む機能を有する廃棄物焼却炉であって、前記高温空気又は高温排ガスが、脈動を伴って吹き込まれるようにされていることを特徴とする廃棄物焼却炉(請求項2)である。   The second means for solving the problem is a waste incinerator having a function of blowing at least one of high temperature air or high temperature exhaust gas into an ash heat treatment furnace or an ash melting furnace attached to the furnace, wherein the high temperature air Alternatively, the waste incinerator is characterized in that the high-temperature exhaust gas is blown in with pulsation (claim 2).

本手段においても、炉に付属する灰熱処理炉又は灰溶融炉において、前記第1の手段と同じ作用効果を得ることができる。   Also in this means, the same effects as the first means can be obtained in the ash heat treatment furnace or ash melting furnace attached to the furnace.

前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記高温空気又は高温排ガスの脈動が、ロータリーバルブによって発生するようにされていることを特徴とするもの(請求項3)である。   A third means for solving the problem is the first means or the second means, wherein the pulsation of the high-temperature air or the high-temperature exhaust gas is generated by a rotary valve. (Claim 3).

本手段においては、高温空気又は高温排ガスの脈動が、ロータリーバルブによって発生するようにされているので、脈動を単純なメカニズムで発生させることができ、故障が少なく、かつ、設備費を安価にすることができる。   In this means, the pulsation of high temperature air or high temperature exhaust gas is generated by the rotary valve, so the pulsation can be generated by a simple mechanism, there is little failure, and the equipment cost is reduced. be able to.

前記課題を解決するための第4の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記高温排ガスの脈動が、前記高温排ガスをパルスバーナでの燃焼で発生させることにより発生するようにされていることを特徴とするもの(請求項4)である。   A fourth means for solving the problem is the first means or the second means, wherein the pulsation of the high temperature exhaust gas is generated by generating the high temperature exhaust gas by combustion in a pulse burner. It is characterized by the above-mentioned (claim 4).

本手段においては、高温排ガスの脈動が、高温排ガスをパルスバーナでの燃焼で発生させることにより発生するようにされているので、バーナと脈動発生装置を兼用することができ、設備費を安価にすることができる。   In this means, the pulsation of the high-temperature exhaust gas is generated by generating the high-temperature exhaust gas by combustion with the pulse burner, so that the burner and the pulsation generator can be used together, and the equipment cost can be reduced. can do.

前記課題を解決するための第5の手段は、前記第1の手段又は第2の手段であって、前記高温空気又は高温排ガスの脈動が、これらの気体を、1/4波長管を通過させることにより発生するようにされていることを特徴とするもの(請求項5)である。   The fifth means for solving the problem is the first means or the second means, and the pulsation of the high temperature air or the high temperature exhaust gas causes these gases to pass through the quarter wavelength tube. (Claim 5).

1/4波長管(Rijke Tube)とは、その長さのうち一端から1/4の場所を加熱し、他の1端から1/4の場所を冷却することにより、気柱振動を発生させることができる配管である。本手段においては、可動部を設けることなく、強い脈動を発生させることができる。   A quarter-wave tube (Rijke Tube) generates air column vibrations by heating a quarter of the length from one end and cooling a quarter from the other end. Piping that can. In this means, strong pulsation can be generated without providing a movable part.

以上説明したように、本発明によれば、炉内に高温ガスを吹き込む場合でも、局所高温が発生したり、炉内壁にダストが付着することが少ない廃棄物焼却炉を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a waste incinerator in which even when high temperature gas is blown into the furnace, local high temperatures are generated and dust does not adhere to the inner wall of the furnace.

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例である廃棄物焼却炉の例を示す図である。図1中の1は主燃焼室であり、この主燃焼室1の一方の側(図1の左側)には、廃棄物3を主燃焼室1内に投入するためのホッパ2が設けられている。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a waste incinerator as an example of an embodiment of the present invention. 1 is a main combustion chamber, and a hopper 2 for introducing waste 3 into the main combustion chamber 1 is provided on one side (left side in FIG. 1) of the main combustion chamber 1. Yes.

主燃焼室1の底部には、廃棄物3を移動させながら燃焼させる火格子(ストーカ)が、ホッパ2から遠ざかるに従って下がるように傾斜して設けられている。この火格子には2つの段差が形成されており、3つの部分に分かれる。この3つの火格子を、ホッパ2に近い方から、乾燥ストーカ4、燃焼ストーカ5、後燃焼ストーカ6と呼んでいる。乾燥ストーカ4では主として廃棄物3の乾燥と着火が行われる。燃焼ストーカ5では主として廃棄物3の燃焼が行われるが、廃棄物3は燃焼すると共に熱分解し、未燃ガスを燃焼ガスと共に放出する。燃焼ストーカ5において廃棄物3の燃焼は実質的に完了する。後燃焼ストーカ5上では、僅かに残った廃棄物3中の未燃分を完全に燃焼させる。完全に燃焼した後の燃焼残滓は、主灰シュート7より排出される。
各火格子の下部には、燃焼用空気を供給するための供給管を連結した風箱8が設けられている。
At the bottom of the main combustion chamber 1, a grate (stalker) that burns while moving the waste 3 is provided so as to be lowered as it moves away from the hopper 2. This grate has two steps and is divided into three parts. These three grates are called dry stoker 4, combustion stoker 5, and post-combustion stoker 6 from the side closer to hopper 2. In the dry stoker 4, the waste 3 is mainly dried and ignited. The combustion stoker 5 mainly burns the waste 3, but the waste 3 is burned and thermally decomposed, and unburned gas is released together with the combustion gas. Combustion of the waste 3 is substantially completed in the combustion stoker 5. On the post-combustion stoker 5, the remaining unburned matter in the waste 3 is completely burned. The combustion residue after complete combustion is discharged from the main ash chute 7.
A wind box 8 connected to a supply pipe for supplying combustion air is provided below each grate.

ホッパ2と反対側の主燃焼室1の下方及び上方には、主煙道9と副煙道10が設けられ、これらには、廃熱ボイラ11の2次燃焼室12が接続して設けられている。そして、主燃焼室1内には、主燃焼室1の出口近傍に、燃焼ガスを分流するための障壁(中間天井)13が設けられ、燃焼ガスの流れを主煙道9と副煙道10に分流している。   A main flue 9 and a sub flue 10 are provided below and above the main combustion chamber 1 on the side opposite to the hopper 2, and a secondary combustion chamber 12 of the waste heat boiler 11 is connected to these. ing. In the main combustion chamber 1, a barrier (intermediate ceiling) 13 for diverting the combustion gas is provided in the vicinity of the outlet of the main combustion chamber 1, and the flow of the combustion gas is divided into the main flue 9 and the sub flue 10. It is divided into two.

図1に示すように、ホッパ2から主燃焼室1内に廃棄物3を投入すると共に、燃焼用空気を各供給管及び風箱8を通して、火格子上を移動する廃棄物3に供給しながら廃棄物3を乾燥させ、さらに燃焼させる。
主燃焼室1の側壁にはノズル14が設けられており、このノズル14から、高温空気又は高温排ガス(以下「高温ガス」という)が主燃焼室1内に吹き込まれている。
As shown in FIG. 1, waste 3 is introduced from the hopper 2 into the main combustion chamber 1, and combustion air is supplied to the waste 3 moving on the grate through each supply pipe and the wind box 8. The waste 3 is dried and further combusted.
A nozzle 14 is provided on the side wall of the main combustion chamber 1, and high-temperature air or high-temperature exhaust gas (hereinafter referred to as “hot gas”) is blown into the main combustion chamber 1 from the nozzle 14.

図1においては、ノズル14は乾燥ストーカ4上部及び燃焼ストーカ5の左側上部に設置されている。廃棄物3が焼却される場合、まず水分の蒸発が起こり、次いで熱分解・部分酸化反応が起こる。ここで、熱分解反応は温度が200℃程度で起こり、温度が約400℃となった段階でほぼ完了する。図1に示す例では、乾燥ストーカ4の部分(後段部)及び燃焼ストーカ5の前段部に相当するので、この領域を燃焼開始領域といい、これらの位置にノズル14を設けて高温ガスを吹き込んでいる。廃棄物3の種類によっては、もっと高い温度で熱分解反応が完了するものがあり、この場合は、図1に示す位置より後段側(図の右側)にも、ノズル14を設けることが好ましい。   In FIG. 1, the nozzles 14 are installed on the upper part of the dry stalker 4 and the upper left part of the combustion stalker 5. When the waste 3 is incinerated, moisture first evaporates, and then thermal decomposition and partial oxidation occur. Here, the thermal decomposition reaction occurs at a temperature of about 200 ° C., and is almost completed when the temperature reaches about 400 ° C. In the example shown in FIG. 1, since it corresponds to the dry stoker 4 part (rear stage part) and the front stage part of the combustion stoker 5, this area is referred to as a combustion start area, and nozzles 14 are provided at these positions to blow in hot gas. It is out. Depending on the type of the waste 3, there are those in which the pyrolysis reaction is completed at a higher temperature. In this case, it is preferable to provide the nozzle 14 on the rear side (right side in the figure) from the position shown in FIG. 1.

図1においては、炉の両側面にノズル14を設け、ここから高温ガスを吹き込んでいる。ノズルは水平、又は下向きに設けることが好ましい。このようにすることにより、廃棄物層を通過した燃焼用空気と熱分解ガス(未燃ガス)の上向流を、高温ガスによりせき止めて、よどみ領域を形成する。上向流をせき止める作用を促す意味では、ノズルは下向けに設けることが好ましいが、あまり角度を付けすぎると、炉幅方向全体に高温ガスが届かなくなる。よって角度は下向き10〜20°の範囲とすることが特に好ましい。   In FIG. 1, nozzles 14 are provided on both sides of the furnace, and hot gas is blown from here. The nozzle is preferably provided horizontally or downward. By doing so, the upward flow of the combustion air and pyrolysis gas (unburned gas) that has passed through the waste layer is blocked by the high-temperature gas to form a stagnation region. In order to promote the action of stopping the upward flow, it is preferable that the nozzle is provided downward. However, if the angle is set too much, the hot gas does not reach the entire furnace width direction. Therefore, it is particularly preferable that the angle is in the range of 10 to 20 degrees downward.

図1におけるノズルの配置を示すために、A−A’断面図を図2に示す。ただし、図2においては、本発明に関係のない構造物は図示を省略している。図2において15はよどみ領域、17は炉壁、18は炉天井、19は高温ガス、21は熱分解ガスである。   In order to show the arrangement of the nozzles in FIG. 1, a cross-sectional view along A-A ′ is shown in FIG. 2. However, in FIG. 2, illustration of structures not related to the present invention is omitted. In FIG. 2, 15 is a stagnation region, 17 is a furnace wall, 18 is a furnace ceiling, 19 is a hot gas, and 21 is a pyrolysis gas.

図2は、図1のA−A’断面図を示すもので、両側の炉壁17に下向きに設けられたノズル14から吹き出された高温ガス19が、熱分解ガス21と燃焼用空気との上向流をせき止めて、流れが遅く滞留しているよどみ領域15を形成している様子を示すものである。よどみ領域15においては、熱分解ガスがせき止められているので、安定な拡散火炎が形成され、燃焼が安定して行われる。さらに高温ガスにより廃棄物が放射加熱され、熱分解が促進される。その結果、従来技術と異なり、低空気比率燃焼条件下でも燃焼開始領域での燃焼の不安定性が増幅されず、煤等の発生が抑制され、均一で安定した燃焼が期待できる。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, and the hot gas 19 blown out from the nozzle 14 provided downward on the furnace wall 17 on both sides is converted into the pyrolysis gas 21 and the combustion air. The upward flow is blocked and the stagnation region 15 where the flow stays slowly is shown. In the stagnation region 15, since the pyrolysis gas is blocked, a stable diffusion flame is formed and combustion is performed stably. Further, the waste is radiantly heated by the high-temperature gas, and thermal decomposition is promoted. As a result, unlike the prior art, instability of combustion in the combustion start region is not amplified even under low air ratio combustion conditions, soot generation is suppressed, and uniform and stable combustion can be expected.

高温ガスを、後述する手段により、脈動を伴って吹き込むことにより、高温ガスと周囲ガスとの混合が促進され、局所高温領域の発生が防止されて、炉壁を損傷することが無くなる。それと共に、内壁近傍での温度勾配が低減されることにより、ダストが熱泳動効果により内壁に付着したり溶着することを防止することができる。又、局所高温領域の発生を防止することにより、NOxの発生を抑制することができる。   By blowing the hot gas with pulsation by means described later, the mixing of the hot gas and the surrounding gas is promoted, the generation of the local hot region is prevented, and the furnace wall is not damaged. At the same time, by reducing the temperature gradient in the vicinity of the inner wall, it is possible to prevent dust from adhering to or welding to the inner wall due to the thermophoretic effect. Moreover, generation | occurrence | production of NOx can be suppressed by preventing generation | occurrence | production of a local high temperature area | region.

さらに、高温ガスを脈動を伴って吹き込むので、高温ガス中の酸素と熱分解ガス中の燃料成分との、分子レベルでの衝突確率を高めることができ、その結果として、燃焼を促進し、未燃分の排出を少なくすることができる。   Further, since the hot gas is blown with pulsation, it is possible to increase the collision probability at the molecular level between oxygen in the hot gas and the fuel component in the pyrolysis gas. Emissions of fuel can be reduced.

また、ノズル14は、図1に示すように、主燃焼室高さの1/2を超えない高さ位置に設けることが好ましい。その理由は、廃棄物3直上によどみ領域を定在させることができるからである。   Moreover, as shown in FIG. 1, it is preferable to provide the nozzle 14 in the height position which does not exceed 1/2 of the main combustion chamber height. The reason is that the stagnation area can be made to be located immediately above the waste 3.

また、温度が400℃以上で、かつ未燃ガスが存在する空間に高温ガスを吹き込むことにより、未燃ガスの燃焼を促進させることができる。よって、未燃ガスを多く含む副煙道ガスと主煙道ガスとが混合する領域、すなわち、中間天井13の上方、二次燃焼室12の入り口部に、高温ガスを吹き込むように、ノズルを側壁、天井、中間天井13,二次燃焼室12入り口に設けてもよい。   Moreover, the combustion of the unburned gas can be promoted by blowing the high temperature gas into the space where the temperature is 400 ° C. or higher and the unburned gas exists. Therefore, the nozzle is arranged so that the hot gas is blown into the region where the sub flue gas containing a large amount of unburned gas and the main flue gas are mixed, that is, above the intermediate ceiling 13 and into the entrance of the secondary combustion chamber 12. You may provide in a side wall, a ceiling, the intermediate | middle ceiling 13, and the secondary combustion chamber 12 entrance.

又、図1においては、中間天井13を有する炉を図示しているが、本発明は、このような中間天井を有しない炉においても適用できることは言うまでもない。   Moreover, although the furnace which has the intermediate ceiling 13 is illustrated in FIG. 1, it cannot be overemphasized that this invention is applicable also to the furnace which does not have such an intermediate ceiling.

又、図1においては主燃焼室1内に高温ガスを吹き込んでいるが、2次燃焼室12内のガス混合部に高温ガスを吹き込むようにしてもよい。さらに、高温ガスの吹き込みは炉の片側側面から行うようにしてもよい。さらに、炉の側面からではなく、中間天井、又は天井から吹き込むようにしてもよい。   In FIG. 1, the hot gas is blown into the main combustion chamber 1, but the hot gas may be blown into the gas mixing section in the secondary combustion chamber 12. Further, the hot gas may be blown from one side surface of the furnace. Furthermore, you may make it blow in from an intermediate | middle ceiling or a ceiling instead of from the side surface of a furnace.

図3に、本発明の実施の形態の1例である廃棄物焼却炉における高温排ガス吹き込み系統の概要を示す。図1に詳しく示したように、主燃焼室1からの排ガスは廃熱ボイラ11に導かれ、その一部である2次燃焼室12内で2次燃焼した後、廃熱ボイラ11で熱交換を行い、排ガス処理設備22で清浄化処理されて、煙突23から大気放散される。   FIG. 3 shows an outline of a high-temperature exhaust gas blowing system in a waste incinerator as an example of an embodiment of the present invention. As shown in detail in FIG. 1, the exhaust gas from the main combustion chamber 1 is guided to the waste heat boiler 11, and after secondary combustion in the secondary combustion chamber 12, which is a part of the exhaust gas, heat exchange is performed in the waste heat boiler 11. After being purified by the exhaust gas treatment facility 22, it is emitted from the chimney 23 to the atmosphere.

この実施の形態においては、空気と高温燃焼ガスを、ガス混合装置24で混合している。ガス混合装置24には、バーナ燃焼ガス等の高温燃焼ガスが、高温燃焼ガス調節弁26を介して導入されていると共に、空気が空気調節弁27を介して導入されている。   In this embodiment, air and high-temperature combustion gas are mixed by the gas mixing device 24. A high-temperature combustion gas such as a burner combustion gas is introduced into the gas mixing device 24 via a high-temperature combustion gas control valve 26 and air is introduced via an air control valve 27.

ガス混合装置24は、高温燃焼ガスと空気を混合し、高温排ガスを発生させる。この高温排ガスは、主燃焼室1内に吹き込まれる。この高温排ガス中の酸素濃度は、酸素濃度調節装置29で調節される。酸素濃度調節装置29は、炉内に吹き込まれる高温排ガスの酸素濃度を所定濃度にするように、空気調節弁27の開度を調整する。また、高温排ガスの温度は、温度調節装置28で調節される。温度調節装置28は、高温排ガスの温度が所定の範囲になるように高温燃焼ガス調節弁26の開度を調整する。   The gas mixing device 24 mixes high-temperature combustion gas and air to generate high-temperature exhaust gas. This high temperature exhaust gas is blown into the main combustion chamber 1. The oxygen concentration in the high-temperature exhaust gas is adjusted by the oxygen concentration adjusting device 29. The oxygen concentration adjusting device 29 adjusts the opening degree of the air control valve 27 so that the oxygen concentration of the high-temperature exhaust gas blown into the furnace becomes a predetermined concentration. Further, the temperature of the high temperature exhaust gas is adjusted by the temperature adjustment device 28. The temperature control device 28 adjusts the opening degree of the high-temperature combustion gas control valve 26 so that the temperature of the high-temperature exhaust gas falls within a predetermined range.

ガス混合装置24を出た高温排ガスは、ロータリーバルブ25を介して主燃焼室1に吹き込まれる。ロータリーバルブ25のロータの回転に伴い、高温排ガスの流量に脈動が発生する。これにより、主燃焼室1に吹き込まれた高温排ガスと周囲ガスとの混合が促進され、局所高温の発生が回避される。よって、炉壁の耐火物を損傷する可能性が低くなると共に、CO、ダイオキシン類の排出の排出が抑制され、かつ、低NOx化を図ることができる。   The high temperature exhaust gas exiting the gas mixing device 24 is blown into the main combustion chamber 1 via the rotary valve 25. As the rotor of the rotary valve 25 rotates, pulsation occurs in the flow rate of the high-temperature exhaust gas. As a result, the mixing of the high-temperature exhaust gas blown into the main combustion chamber 1 and the surrounding gas is promoted, and the occurrence of local high temperatures is avoided. Therefore, the possibility of damaging the refractory on the furnace wall is reduced, the discharge of CO and dioxins is suppressed, and the NOx can be reduced.

又、炉の内壁近傍での温度勾配が低減するので、ダストの熱泳動効果が低減され、その結果、ダストが炉壁に付着する度合いが低減する。
なお、図3に示した例においては、吹き込まれる高温排ガスの温度制御、酸素濃度制御を行っているが、これらの制御は必ずしも必要ではない。
Moreover, since the temperature gradient in the vicinity of the inner wall of the furnace is reduced, the thermophoresis effect of dust is reduced, and as a result, the degree of dust adhering to the furnace wall is reduced.
In the example shown in FIG. 3, temperature control and oxygen concentration control of the hot exhaust gas to be blown are performed, but these controls are not necessarily required.

図4に、本発明の実施の形態の他の例である廃棄物焼却炉における高温排ガス吹き込み系統の概要を示す。図4に示す例は、図3に示す例とは、吹き込まれる高温排ガスに脈動を与えるために、ロータリーバルブに変えて1/4波長管を使用しているところのみが異なり、他は同じであるので、同じ部分の説明を省略する
図4に示す例においては、ガス混合装置24と主燃焼室1との間の配管30が、1/4波長管を構成している。すなわち、この配管のうち一端から1/4の長さの位置が加熱され、他の一端から1/4の長さの位置が冷却されている。これにより、配管30内で気柱振動が発生し、中を通る高温排ガスの圧力と流量が脈動する。これにより、図3に示す例と同じ効果を得ることができる。
FIG. 4 shows an outline of a high-temperature exhaust gas blowing system in a waste incinerator as another example of the embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 4 differs from the example shown in FIG. 3 only in that a quarter-wave tube is used instead of a rotary valve in order to give pulsation to the hot exhaust gas that is blown, and the others are the same. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the pipe 30 between the gas mixing device 24 and the main combustion chamber 1 constitutes a quarter wavelength tube. That is, the position of 1/4 length from one end of this pipe is heated, and the position of 1/4 length from the other end is cooled. As a result, air column vibrations are generated in the pipe 30 and the pressure and flow rate of the high-temperature exhaust gas passing through the pipe 30 pulsate. Thereby, the same effect as the example shown in FIG. 3 can be acquired.

なお、図3、図4に示す例において、焼却炉の排ガスの一部を高温排ガスに混ぜて、排ガス循環を行わせてもよい。又、図3、図4において、ガス混合装置24、ロータリーバルブ25、1/4波長管30を設けず、空気と燃料の混合気体をパルスバーナに入れてパルス燃焼させ、その結果発生する脈動を持った高温排ガスを吹き込むようにしてもよい。   In the examples shown in FIGS. 3 and 4, exhaust gas circulation may be performed by mixing a part of the exhaust gas of the incinerator with the high temperature exhaust gas. 3 and 4, the gas mixing device 24, the rotary valve 25, and the quarter wavelength tube 30 are not provided, and the mixed gas of air and fuel is put into a pulse burner to perform pulse combustion, and the pulsation generated as a result is detected. You may make it blow in the hot exhaust gas which it had.

さらに、図3、図4に示す例においては、高温燃焼ガスと空気を混合して、酸化剤としての能力を有する高温排ガスを作り出しているが、高温燃焼ガスと空気の熱交換を行い、高温空気を吹き込んでもよい。又、高温燃焼ガスと酸素を混合して吹き込むようにしてもよい。   Further, in the examples shown in FIGS. 3 and 4, high-temperature combustion gas and air are mixed to produce high-temperature exhaust gas having an ability as an oxidant. Air may be blown in. Alternatively, a high temperature combustion gas and oxygen may be mixed and blown.

なお、図示を省略するが、図5に示されたような、灰溶融炉48又は灰熱処理炉の炉内に吹き込む高温空気に、ロータリーバルブや1/4波長管を通して脈動を与えるようにすることが好ましい。この結果、炉内のガスの混合が促進され、局所高温領域の発生が防止されて、炉壁の損傷、NOxの発生を防ぐことができる。又、ダストの炉内壁への付着、溶着を防止することができる。さらに、焼却炉未燃ガスのような低カロリーのガスを燃料にしても、高温空気との攪拌が行われる結果、安定した燃焼が可能になる。   Although not shown, pulsation is given to the high-temperature air blown into the ash melting furnace 48 or the ash heat treatment furnace as shown in FIG. 5 through a rotary valve or a quarter wavelength tube. Is preferred. As a result, mixing of gas in the furnace is promoted, generation of a local high temperature region is prevented, and damage to the furnace wall and generation of NOx can be prevented. Further, it is possible to prevent dust from adhering to and welding on the inner wall of the furnace. Furthermore, even if a low-calorie gas such as an unburned incinerator gas is used as fuel, agitation with high-temperature air is performed, so that stable combustion is possible.

本発明の実施の形態の1例である廃棄物焼却炉の操業方法を実施する廃棄物焼却炉の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the waste incinerator which implements the operating method of the waste incinerator which is an example of embodiment of this invention. 図1におけるノズルの配置を示すために、A−A’断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in order to show the arrangement of nozzles in FIG. 1. 本発明の実施の形態の1例である廃棄物焼却炉における高温排ガス吹き込み系統の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the high temperature exhaust gas blowing system | strain in the waste incinerator which is an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の他の例である廃棄物焼却炉における高温排ガス吹き込み系統の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the high temperature exhaust gas blowing system | strain in the waste incinerator which is another example of embodiment of this invention. 従来の灰溶融炉付廃棄物焼却炉の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the conventional waste incinerator with an ash melting furnace.

符号の説明Explanation of symbols

1…主燃焼室、2…ホッパ、3…廃棄物、4…乾燥ストーカ、5…燃焼ストーカ、6…後燃焼ストーカ、7…主灰シュート、8…風箱、9…主煙道、10…副煙道、11…廃熱ボイラ、12…2次燃焼室、13…中間天井、14…ノズル、15…よどみ領域、17…炉壁、18…炉天井、19…高温ガス、21…熱分解ガス、22…排ガス処理設備、23…煙突、24…ガス混合装置、25…ロータリーバルブ26…高温燃焼ガス調節弁、27…空気調節弁、28…酸素濃度調節装置、29…温度調節装置、30…配管(1/4波長管)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main combustion chamber, 2 ... Hopper, 3 ... Waste, 4 ... Dry stoker, 5 ... Combustion stoker, 6 ... Post combustion stoker, 7 ... Main ash chute, 8 ... Wind box, 9 ... Main flue, 10 ... Secondary flue, 11 ... Waste heat boiler, 12 ... Secondary combustion chamber, 13 ... Intermediate ceiling, 14 ... Nozzle, 15 ... Stagnation region, 17 ... Furnace wall, 18 ... Furnace ceiling, 19 ... Hot gas, 21 ... Thermal decomposition Gas, 22 ... Exhaust gas treatment equipment, 23 ... Chimney, 24 ... Gas mixing device, 25 ... Rotary valve 26 ... High-temperature combustion gas control valve, 27 ... Air control valve, 28 ... Oxygen concentration control device, 29 ... Temperature control device, 30 ... Piping (1/4 wavelength tube)

Claims (5)

高温空気又は高温排ガスの少なくとも一方を、炉内に吹き込む機能を有する廃棄物焼却炉であって、前記高温空気又は高温排ガスが、脈動を伴って吹き込まれるようにされていることを特徴とする廃棄物焼却炉。 A waste incinerator having a function of blowing at least one of high-temperature air or high-temperature exhaust gas into the furnace, wherein the high-temperature air or high-temperature exhaust gas is blown with pulsation Incinerator. 高温空気又は高温排ガスの少なくとも一方を、炉に付属する灰熱処理炉又は灰溶融炉に吹き込む機能を有する廃棄物焼却炉であって、前記高温空気又は高温排ガスが、脈動を伴って吹き込まれるようにされていることを特徴とする廃棄物焼却炉。 A waste incinerator having a function of blowing at least one of high-temperature air or high-temperature exhaust gas into an ash heat treatment furnace or ash melting furnace attached to the furnace so that the high-temperature air or high-temperature exhaust gas is blown with pulsation Waste incinerator characterized by being. 前記高温空気又は高温排ガスの脈動が、ロータリーバルブによって発生するようにされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の廃棄物焼却炉。 The waste incinerator according to claim 1 or 2, wherein pulsation of the high-temperature air or high-temperature exhaust gas is generated by a rotary valve. 前記高温排ガスの脈動が、前記高温排ガスをパルスバーナでの燃焼で発生させることにより発生するようにされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の廃棄物焼却炉。 The waste incinerator according to claim 1 or 2, wherein the pulsation of the high temperature exhaust gas is generated by generating the high temperature exhaust gas by combustion in a pulse burner. 前記高温空気又は高温排ガスの脈動が、これらの気体を、1/4波長管を通過させることにより発生するようにされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の廃棄物焼却炉。

The waste incineration according to claim 1 or 2, wherein the pulsation of the high-temperature air or the high-temperature exhaust gas is generated by passing these gases through a quarter-wave tube. Furnace.

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