JP2006153371A

JP2006153371A - 産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法

Info

Publication number: JP2006153371A
Application number: JP2004346359A
Authority: JP
Inventors: Seizo Katsui; 征三勝井; Yoshinari Narumi; 良成鳴海
Original assignee: Plantec Inc
Current assignee: Plantec Inc
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】竪型ごみ焼却炉におけるクリンカ及び溶融物の溶着・肥大化を防止して焼却灰排出時の障害を解消するとともに、燃焼の安定化に寄与する産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法を提供する。
【解決手段】焼却炉本体ＭＢの上方に排ガス混合手段ＧＭを介して再燃焼室ＲＣが戴置されるとともに、焼却炉本体の下方には焼却灰排出機構ＡＤが配置され、焼却炉本体内には火炎層ｔ、ごみ層ｕ、おき燃焼層ｙ及び灰層ｚが形成される竪型ごみ焼却炉１において、焼却炉本体の下部耐火物の外周に冷却ジャケットＣＪを設けるとともに、再燃焼室で発生した再燃ガスｒを下流の水噴射式ガス冷却設備３で降温したのち、排ガス処理設備４１で浄化した清浄ガスｐの一部を分岐した循環ガスｃを、おき燃焼層ｙと灰層ｚの少なくとも一方に送入する１次空気ａに添加し、且つ循環ガスｃ中の含有酸素量に相当する１次空気量を減少させて１次空気ａの空気過剰率を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ごみ質の変動が大きい産業廃棄物、特に医療系廃棄物を含む産業廃棄物を焼却する竪型ごみ焼却炉における燃焼制御方法に関し、詳しくは焼却時におけるクリンカの炉壁への溶着を防止する燃焼制御方法に関する。

産業廃棄物は、有害物質が多く含まれるだけでなく、固体・液体・粘性体とその性状が多種多様であり、高発熱量物質や難燃物あるいは不燃物が混在してごみ質の変動が大きいことから、安定燃焼が難しいだけでなく、高発熱量物質の燃焼による局所的な温度上昇が発生し易いために、溶融した不燃物が炉壁に溶着してクリンカを形成、肥大化することにより焼却や灰排出時の大きな障害となっていた。

特にごみ質のバラツキが大きく、病原性ウィルスを含む危険な感染性物質や、ガラス等の溶融しやすい物質を多量に含むうえに、注射針等の鋭利物を含む感染性廃棄物を所定の梱包状態のまま焼却炉に投入する必要がある医療系廃棄物を焼却処理する場合には、この現象は一層顕著であった。

医療系廃棄物の焼却処理に一般に用いられている、ロータリーキルン式、傾斜回転炉床式、あるいは攪拌手段付水平回転炉床式等の焼却炉は、廃棄物を転回あるいは攪拌しながら燃焼させる方式であるために、薄いごみ層において紙やプラスチック等の燃えやすい物だけ先燃えして難燃物が残る燃えむらが生じ易く、完全焼却が困難であるのに対して、竪型ごみ焼却炉は、固定床式の竪型炉内にごみ層を厚く設け、垂直方向にごみ質を均質化させる上述の欠点を解消した燃焼方式であるが、一方で焼却時のごみの移動が少ないために局所的な温度上昇の影響を受け易く、操業に当たっては他方式以上に、炉出口部や炉壁へのクリンカ及びガラス類の溶着に対する注意が必要であった。

［竪型ごみ焼却炉の構造］
図４は、この対策を行った特許文献１の「産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉」に開示された従来技術の竪型ごみ焼却炉の構造を示す模式図である。

図４において、竪型ごみ焼却炉Ｂは、中央の円筒部ＣＰと連接する漏斗部ＦＰからなる焼却炉本体ＭＢと、底部に配設された焼却灰排出機構ＡＤ及び、焼却炉本体ＭＢの上部に排ガス混合手段ＧＭを介して載置された再燃焼室ＲＣを主体に構築されている。

該焼却炉本体ＭＢは、その外殻をなす図示しない鋼製のケーシングと内側の上部耐火物ＵＲ（円筒部ＣＰに配置）及び下部耐火物ＬＲ（漏斗部ＦＰに配置）から構成され、その側面には、ごみＲを投入するための開閉式の投入ダンパＣＤを備えた投入口ＣＥが配設されるとともに、発生したガスの２次燃焼のために常温の２次空気ｂを送入する複数の２次空気ノズルＳＮが配置されている。

また、焼却炉本体ＭＢの中間部から下方の漏斗部ＦＰは、ごみ層を厚くして性状の異なるごみ質を平準化させるために漏斗状に絞られて形成されており、その側部にごみ質に応じて調温された１次空気ａを供給する複数の１次空気供給管Ｄ１〜Ｄ４が夫々ダンパを備えて配置されるとともに、下部耐火物ＬＲを覆って冷却する冷却ジャケットＣＪ（上部を空冷ジャケットＡＪ、下部を水冷ジャケットＷＪとした２分割タイプを図示）が配置されている。

焼却灰排出機構ＡＤは、漏斗部ＦＰ下部に設けられ、上方に配置された対向する一対の出没自在なごみ支持板ＲＳ，ＲＳと、底部に設けられた開閉自在の焼却灰排出板ＯＤ，ＯＤ及び、図示しない駆動機構により構成されている。ごみ支持板ＲＳ，ＲＳは、図のように通常時は焼却炉本体ＭＢ内から没した状態に配置されているが、焼却灰排出板ＯＤ，ＯＤが開放して焼却灰を排出する時にのみ、図において１点鎖線で示すように灰層ｚの中に突出して、このごみ支持板ＲＳ，ＲＳより上部にあるごみＲと焼却灰Ａの荷重を支持することにより、下方の焼却灰Ａを焼却灰排出機構ＡＤの下方に配置された灰搬出装置ＡＨに排出するよう制御されている。

［竪型ごみ焼却炉の燃焼及び冷却方法］
次に、このように構成された竪型ごみ焼却炉Ｂにおけるごみの燃焼状況と、冷却ジャケットＣＪによる焼却灰Ａの冷却状況について説明する。

ごみＲは投入ダンパＣＤの開閉により、所定の間隔で投入口ＣＥから焼却炉本体ＭＢ内に投入される。竪型ごみ焼却炉Ｂの平常操業状態において、焼却炉本体ＭＢ内はごみの燃焼状態により位置が移動するものの、上から火炎層ｔ、ごみ層ｕ、おき燃焼層ｙ及び灰層ｚを形成しており、投入されたごみＲは、ごみ層ｕに堆積されるとともに、おき燃焼層ｙから上昇する未燃ガスｅの保有する熱と１次空気供給管Ｄ１から供給される高温の１次空気ａによって、プラスチック類や紙・繊維類等の高発熱量の易燃物が着火されてガス化燃焼し、水分の多いごみや難燃物は乾燥されるとともに炭化燃焼を続け、上述の易燃物とともに未燃ガスｅを発生させる。

この高温の未燃ガスｅは、ごみ層ｕ内を通過して上昇し、その熱で上部のごみＲの乾燥・着火及びガス化を促進しながら火炎層ｔに到達し、複数の２次空気ノズルＳＮから火炎層ｔ上方に供給される常温の２次空気ｂにより２次燃焼されて燃焼ガスｗとなったのち、排ガス混合手段ＧＭを通過して再燃焼室ＲＣに入り、再燃バーナＲＢの加熱により残存未燃ガスや浮遊炭素粒子の完全焼却とダイオキシン類等有機化合物の熱分解及び燃焼が行われた再燃ガスｒとなって下流の設備に送られる。

おき燃焼層ｙでは、ごみ層ｕで燃焼できなかった未燃炭化物や難燃物に、下層の灰層ｚから上昇する熱気と、１次空気供給管Ｄ２，Ｄ３から供給される高温の１次空気ａにより、時間をかけておき燃焼がなされるとともに、この燃焼により未燃ガスｅが発生する。

灰層ｚでは、１次空気供給管Ｄ３，Ｄ４から供給される高温の１次空気ａにより、残留する未燃炭化物の燃焼が完結されるとともに、燃焼完結後の焼却灰Ａは上述のごみ支持板ＲＳ，ＲＳ及び焼却灰排出板ＯＤ，ＯＤの開閉動作により、灰搬出装置ＡＨに排出されるまで滞留される。

なお、上述の１次空気ａは、再燃焼室ＲＣ内に配置した高温空気予熱器ＨＰに、図示しないごみピット周辺の空気を押込送風機ＦＦから送入して昇温したのち、ごみ質に応じて必要により常温空気を混合させて調温して使用される。

ここで、焼却炉本体ＭＢの下部耐火物ＬＲの外側に配置された冷却ジャケットＣＪでは、上側に配置された冷却用空気が送入される空冷ジャケットＡＪの効果で下部耐火物ＬＲの外側が徐冷されているため、ごみ層ｕと接する下部耐火物ＬＲの表面は、７００℃程度以下の温度を維持しており、ごみＲの燃焼を阻害することなく、易燃物の部分燃焼によるクリンカの溶着を防止している。

また、下側に配置された冷却水が送入される水冷ジャケットＷＪの冷却効果により、おき燃焼層ｙの位置での下部耐火物ＬＲの表面温度は４００〜５００℃となり、ガラス溶融物の溶着・固化が防止されるとともに、燃焼が完結する灰層ｚの位置での当該温度は３００℃程度まで低下している。
特開２００１−３０４５１９号公報

しかしながら、図４に示す従来の竪型ごみ焼却炉Ｂでは、下部耐火物ＬＲの外側に設けた冷却ジャケットＣＪ内に貫流させた常温流体との熱交換により、耐火物表面付近の温度上昇を抑制して、クリンカやガラス溶融物の溶着を防止しているものの、低熱伝導率の厚い耐火物を介して冷却する方法であるために、高発熱量の易燃物の局部燃焼による急激な異常温度上昇に対して追随できず、高温化を完全には防止できないという問題がある。

すなわち、全体として高発熱量のうえ、ごみ質のバラツキが大きい産業廃棄物、特に、プラスチック・紙・布類等の高発熱量物質や雑誌・ギプス等の難燃物、注射針等の不燃物及びガラス等の易溶融物を多く含む医療系廃棄物、あるいはプラスチック類や繊維屑等の高発熱量物質や、鉄片・針金等の不燃物及びアルミ片・ガラス等の易溶融物の含有量が多く、水分が少ないという特性を持つシュレッダーダスト等の産業廃棄物を焼却処理する場合には、揮発分の分解燃焼や高発熱量物質の部分燃焼による局部的な高温化により周囲の灰が溶融した強固なクリンカが耐火物表面に溶着・成長したり、不燃物や易溶融物を中核として固着した肥大物によるブリッジが発生して焼却灰Ａの排出が不可能となることがあり、その排除のために運転を停止し、炉温低下を待って作業者が直接に、例えば鉄棒の如きクリンカ破壊道具を操作してクリンカを破壊するという危険作業を行う必要があるだけでなく、操業停止による処理計画への影響も大であった。

また、ごみ中に高発熱量物質と低発熱量の難燃物あるいは不燃物が多く混在するために、局所的な温度変動が大きく燃焼状態が不安定になり易いため、燃焼の安定化が難しいという問題も孕んでいた。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、竪型ごみ焼却炉におけるクリンカ及び溶融物の溶着・肥大化を防止して焼却灰排出時の障害を解消するとともに、燃焼の安定化に寄与する産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明の産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法は、竪型の焼却炉本体の上方に排ガス混合手段を介して再燃焼室が戴置されるとともに、該焼却炉本体の下方には焼却灰排出機構が配置され、焼却炉本体内には上方から火炎層、ごみ層、おき燃焼層及び灰層が形成される竪型ごみ焼却炉において、焼却炉本体の下部耐火物の外周に冷却ジャケットを設けるとともに、上記再燃焼室で発生した再燃ガスを下流の水噴射式ガス冷却設備で降温したのち、排ガス処理設備で浄化した清浄ガスの一部を分岐した循環ガスを、上記おき燃焼層と灰層の少なくとも一方に送入する１次空気に添加するとともに、上記循環ガス中の含有酸素量に相当する１次空気量を減少させて１次空気の空気過剰率を維持することを特徴とする。

請求項２に係る発明の産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法は、竪型の焼却炉本体の上方に排ガス混合手段を介して再燃焼室が戴置されるとともに、該焼却炉本体の下方には焼却灰排出機構が配置され、焼却炉本体内には上方から火炎層、ごみ層、おき燃焼層及び灰層が形成される竪型ごみ焼却炉において、焼却炉本体の下部耐火物の外周に冷却ジャケットを設けるとともに、上記おき燃焼層と灰層の少なくとも一方に送入する１次空気に水蒸気を５〜１５vol ％添加することを特徴とする。

以上述べたように、本発明に係る産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法によれば、竪型ごみ焼却炉のガス冷却設備の種類に応じ、循環ガスの供給ラインあるいは水蒸気の供給ラインを設け、循環ガスまたは水蒸気を１次空気に添加して炉内に吹き込むことによりクリンカの生成を効果的に防止して焼却灰の排出を容易に行うことができる。

また、１次空気に添加する循環ガスあるいは水蒸気が少量で済むために、排ガス処理設備を拡張する必要がないだけでなく、簡単な追加設備で構成できるため、既設炉にも容易に適用することができる。

さらに、局部的な高温化が抑制されて炉内の燃焼状態が安定するために、炉温急上昇時にごみ投入を停止する必要もなく、安定した焼却量が維持できるとともに、設備寿命を延ばすことができるといった優れた特徴を有する。

以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。また、竪型ごみ焼却炉の構造は背景技術で説明した図４と略同一のため、必要に応じて同図を参照して説明する。

図１は、水噴射式の排ガス冷却設備を備えた竪型ごみ焼却炉を用いたごみ処理施設全体の構成を示す概略フローである。なお、背景技術の図４で説明した物質や装置と同一のものには同一の符号を付し、詳細説明は省略する。

［排ガス循環による燃焼制御方法に関する設備構成の説明］
図１において、１は竪型ごみ焼却炉である。２は、ごみ供給装置であって、図示しない定量供給装置のコンベアから供給される産業廃棄物や所定梱包に入れられた感染性医療廃棄物を、二重ダンパ等により外気とのシール性を保ちながら炉内に投入するよう構成されている。

３は水噴射式の排ガス冷却設備であって、竪型ごみ焼却炉１で発生した高温の再燃ガスｒを水噴射冷却により２００℃程度以下に降温している。

バグフィルタ等の排ガス処理設備４１では、前記排ガス冷却設備３で降温された排ガスｇ中のばいじんや有害ガス成分を中和・濾過して浄化するとともに、処理後の清浄ガスｐは、後続の誘引通風機４２に吸引されて煙突４３から大気中に放出される。

灰処理設備４４では、竪型ごみ焼却炉１から排出される焼却灰Ａ、あるいは排ガス冷却設備３及び排ガス処理設備４１からの飛灰Ｆを貯留・無害化したのち、最終処分がなされる。

なお、４５は竪型ごみ焼却炉１に２次空気ｂと空冷ジャケットＡＪへの冷却空気を送入するための２次押込送風機である。

５は排ガス循環設備であって、誘引通風機４２下流の煙道から分岐された循環ダクト５１と、切換ダンパ５２と、循環ガス送風機５３及び、前記１次空気供給管Ｄ２〜Ｄ４に夫々連結される合流ダクト５４、５５、５６から構成されている。この合流ダクト５４〜５６には、各々、図示しない流量調整のためのダンパが設けられており、前記煙道を流れる清浄ガスｐの一部が分岐されて循環ダクト５１中を流れる循環ガスｃとして、循環ガス送風機５３を介して所定量を１次空気供給管Ｄ２〜Ｄ４に各々供給することにより、１次空気ａに混合させている。

６１は、排ガス循環設備４１の下流煙道中に設けられたＣＯ濃度検出器であり、また、竪型ごみ焼却炉１の下部耐火物ＬＲを貫通して、おき燃焼層ｙの温度を検出する複数（１個のみ図示）のおき燃焼層温度検出器６２、及び灰層ｚの温度を検出する複数（１個のみ図示）の灰層温度検出器６３が配設されている。

なお、竪型ごみ焼却炉１の本体部の外形は円形状であっても、あるいは角形状であっても構わない。また、焼却灰排出板ＲＳ，ＲＳには、小径の空気孔が複数穿孔されており、下方から送入された１次空気ａ等を通過させて、上部の層に作用させている。

［排ガス循環による燃焼制御方法の説明］
次に、このように構成された水噴射式の排ガス冷却設備を備えた竪型ごみ焼却炉における燃焼制御方法について、主に図１により、必要に応じて図４を参照して説明する。なお、竪型ごみ焼却炉１内に投入されたごみＲの燃焼による火炎層ｔ、ごみ層ｕ、おき燃焼層ｙと灰層ｚの形成状況及び、平常操業状態に移行するまでの燃焼状況については、前述の背景技術と同様であるため、詳細説明は省略する。

竪型ごみ焼却炉１の平常操業状態では、ごみ質によって異なるが通常、炉内下部に送入する１次空気ａの空気過剰率（＝「１次空気供給量／理論空気量」）を０．８程度に絞り、投入されたごみＲを貧酸素状態で抑制燃焼させることにより、高発熱量の易燃物の燃焼を抑えて炉温の過上昇を抑制するとともに、未燃炭化物は時間をかけておき燃焼させて完全焼却を行い、酸素不足状態の燃焼により多く発生する未燃ガスｅは、火炎層ｔの上方で充分な２次空気ｂを供給して２次燃焼させている。

しかしながら、高発熱量物質を多く含み、設計発熱量が高い医療系廃棄物あるいはシュレッダーダスト等のプラスチック類を主体とする産業廃棄物を焼却する場合には、高発熱量の易燃物の局部的燃焼による異常高温でクリンカが形成されたり、からみ易い針金等の不燃物やアルミ・ガラス等の易溶融物を中核として固着した肥大物が発生して耐火物に溶着する事態が生じることもあった。

この対策として、前述の冷却ジャケットＣＪを用いて下部耐火物ＬＲを介してその表面を徐冷するとともに、局部燃焼による急激な異常温度上昇を抑制するために、おき燃焼層ｙあるいは灰層ｚの温度上昇をおき燃焼層温度検出器６２及び灰層温度検出器６３により検出して、所定温度を超過した場合には、循環ダクト５１に設けられた切換ダンパ５２を開くとともに、循環ガス送風機５３を始動させて合流ダクト５４、５５、５６の少なくとも１箇所から、対応する１次空気供給管Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に循環ガスｃを供給し、１次空気ａとともに灰層ｚあるいはおき燃焼層ｙに送入する。

この循環ガスｃは、竪型ごみ焼却炉１から発生した再燃ガスｒを水噴射式のガス冷却設備３で冷却したのち、ばいじんや有害ガスを濾過・中和した清浄ガスｐの一部を分岐したものであり、清浄ガスｐと同様にこの循環ガスｃ中には水蒸気Ｈ₂Ｏが概ね３０vol ％以上含まれている。

上述の操作により、水蒸気を多く含む循環ガスｃは１次空気ａとともに、灰層ｚあるいはおき燃焼層ｙに送入されるが、このとき、循環ガスｃ中の水蒸気が高温部に作用して水性ガス化反応（Ｃ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋Ｈ₂）が生じ、この反応は吸熱反応であるために炉内の異常温度上昇を抑えるとともに、局部的な高温化を抑制してクリンカの生成を効果的に防止することができる。

つまり、前記冷却ジャケットＣＪの定常的な冷却作用と水性ガス化反応（吸熱反応）による温度上昇抑制作用の相乗効果により、燃焼時のクリンカや溶融物の下部耐火物ＬＲ表面の溶着を原因とする排出障害を効果的に防止することができる。また、局部的な異常燃焼が抑制されて緩慢な燃焼状態に移行されることにより、燃焼状態が安定するとともに、窒素酸化物の発生も抑制される。

ここで、１次空気ａに添加される循環ガスｃ中には残留酸素が含まれることから、1 次空気ａの空気過剰率が増加するため、１次空気ａ供給量を減少させることにより、１次空気供給管Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４から送入される混合ガス（１次空気ａ＋循環ガスｃ）中の空気過剰率を維持するように調節する。

なお、１次空気ａに添加される循環ガスｃの総量は、概ね１次空気ａの総量の２０％程度であり、ごみ質及び循環ガスｃ中の水分含有率によっても異なるが、好ましくは、１０〜３０％程度である。

次に、上記燃焼制御の一例を、具体的数値を挙げて図２により説明する。

まず、焼却対象物のごみ質と単位時間当りの処理量を勘案して、１次空気ａの空気過剰率（例えば０．８）と１次空気送入量を設定する（ステップＳ１）。

灰層ｚの温度が設定値（６００℃）以上の場合には、１次空気供給管Ｄ３、Ｄ４から灰層ｚに送入する１次空気ａに循環ガスｃを添加するとともに、循環ガスｃ中のＯ₂量の相当分だけこの１次空気ａを減少させて空気過剰率を維持しながら送入し、灰層ｚでの局部異常燃焼を抑制して、温度が設定値まで降下すれば循環ガスｃの送入を停止するとともに、減少させた１次空気ａの送入量を復帰させる（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）。

この制御を行ってもおき燃焼層ｙの温度が設定値（７５０℃）以上の場合には、１次空気供給管Ｄ２からおき燃焼層ｙに送入する１次空気ａに循環ガスｃを添加するとともに、上述の操作により空気過剰率を維持しながら送入し、循環ガスｃ中の水蒸気の作用により緩慢燃焼状態に導き、温度が設定値以下まで降下すれば、同様に制御して復帰させる（ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７）。

さらに、排ガス処理設備４１下流の煙道に設けたＣＯ濃度検出器６１の単位時間平均濃度が設定値（５０ｐｐｍ）以上の場合には、１次空気ａに循環ガスｃを添加しておき燃焼層ｙあるいは灰層ｚに送入することにより、燃焼状態を安定させてＣＯ濃度を低減させるとともに、ＣＯ濃度が設定値以下となれば、同様に制御して復帰させる（ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０）。

以上の制御により灰層ｚの温度が設定値（３５０℃）以下を維持して安定していれば、ごみ支持板ＲＳ，ＲＳを閉鎖して、上部の焼却灰ＡとごみＲの加重を支持するとともに、焼却灰排出板ＯＤ，ＯＤを下方に転回して開放して、焼却灰Ａを順次排出する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。

なお、上述の各設定値は一例を示すものであって焼却対象物により調整すべき値である。また、本実施の形態では、おき燃焼層ｙと灰層ｚとの双方に循環ガスｃを添加した１次空気ａを送入する制御について説明したが、これに限らずおき燃焼層ｙと灰層ｚとの一方にのみ循環ガスｃを添加した１次空気ａを送入してもよく、あるいは灰層ｚのみに循環ガスｃを添加した１次空気ａを送入することもできる（１次空気供給管Ｄ４単独、あるいは１次空気供給管Ｄ３、Ｄ４から送入）。これは、灰層ｚに送入された循環ガスｃ中の水蒸気が上昇しておき燃焼層ｙに到達し、同様の燃焼抑制作用をもたらすことによる。

［ボイラ式ガス冷却設備における処理説明］
次に、竪型ごみ焼却炉施設の排ガス冷却設備にボイラを用いた場合について説明する。図３は、ボイラ式の排ガス冷却設備を備えた竪型ごみ焼却炉によるごみ処理施設全体の構成を示す概略フローである。なお、図１で説明した物質や装置と同一のものには同一の符号を付し、詳細説明は省略する。

図３において、７はボイラ式の排ガス冷却設備であって、竪型ごみ焼却炉で発生した高温の再燃ガスｒを、エコノマイザを備えた廃熱ボイラにより２００℃程度以下に降温している。

８１は、前記排ガス冷却設備７で発生した蒸気の一部を供給する水蒸気供給ラインであり、供給される水蒸気ｓは供給バルブ８２を介して、図示しない調節バルブを備えた複数の蒸気送入管８３、８４、８５に送入されて、前記１次空気供給管Ｄ２〜Ｄ４に夫々合流するよう構成されている。

この実施の形態では、おき燃焼層ｙあるいは灰層ｚの温度を、おき燃焼層温度検出器６２、または灰層温度検出器６３で検出するとともに、所定温度を超過した場合には、供給バルブ８２を開いて蒸気送入ライン８１を経由して、蒸気送入管８３、８４、８５の少なくとも１箇所から、対応する１次空気供給管Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に水蒸気ｓを送入し、１次空気ａとともに灰層ｚあるいはおき燃焼層ｙに送入される水蒸気の作用により、上述の循環ガスｃの場合と同様に、クリンカの生成防止と燃焼の安定化を図ることができる。

なお、廃熱ボイラを利用せずに、別途設けたパッケージボイラから水蒸気を供給して利用しても良く、この場合には、ガス冷却設備の形式によらず対策を行うことができる。

また、図２に準じた燃焼制御は水蒸気添加の場合にも行うことができる。この場合には、同図における循環ガスｃを水蒸気ｓに読み替えるとともに、１次空気ａの減量及び復帰操作は、酸素量の増加がないため必要としない。

［実施例の説明］
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１は、図１で示した水噴射式の排ガス冷却設備３を備えた竪型ごみ焼却炉１に排ガス循環設備５を設け、１次空気ａ中に循環ガスｃを添加して行った燃焼制御実験に関するものであり、結果は表１のとおりである。

焼却に用いたごみ（医療系廃棄物と産業廃棄物の混合ごみ）の高位発熱量を４５００ｋｃａｌ／ｋｇとし、焼却量を８６０ｋｇ／ｈに設定したときの理論空気量４１２０Ｎｍ₃／ｈに対して、１次空気ａの空気過剰率を０．８３として実験を行った。

なお、１次空気ａの炉内送入には１次空気送入管Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を使用し、循環ガスｃは１次空気送入管Ｄ３、Ｄ４のみに供給するとともに、含有酸素量に相当する１次空気ａを減量して補正した。その際、循環ガスｃ中の水分を３５％、Ｏ₂乾き１２％として計算した。

注・添加比＝（循環ガス添加量／１次空気総量）×１００
・下部耐火物面のクリンカは、焼却運転１日後の目視判定による。
・ＣＯ濃度は排ガス処理設備下流の煙道上で測定。

表１によれば、循環ガスｃを添加した１次空気ａを用いることにより、クリンカの生成防止とＣＯ濃度の低減を達成しているが、循環ガスｃの添加量は１次空気ａの２０％程度で充分であり、好ましくは１０〜３０％である。

実施例２は、図３で示したボイラ式の排ガス冷却設備７を備えた竪型ごみ焼却炉１への適用を想定し、パッケージボイラで発生させた水蒸気を１次空気ａに添加して行った燃焼制御実験に関するものであり、合わせて１次空気ａとともに常温水を水噴射して送入した場合についても確認した。結果は表２のとおりである。

実験時の条件は、実施例１と共通であるが、水蒸気の送入は１次空気送入管Ｄ３、Ｄ４の２箇所、常温噴射水の送入は１次空気送入管Ｄ４の１箇所で行っている。

注・下部耐火物面のクリンカは、焼却運転１日後の目視判定による。
・ＣＯ濃度は排ガス処理設備下流の煙道上で測定。

表２によれば、水噴射の効果が見られないのに対し、水蒸気を１次空気ａに添加して用いることにより、循環ガスｃの場合と同様に、クリンカの生成防止とＣＯ濃度低減に効果があることが分かる。なお、ここで用いた水蒸気の添加量（容量）は循環ガスｃ中の水分量と一致させており１次空気ａの８％程度である。詳しくは５〜１５％程度が好ましい。

水噴射式の排ガス冷却設備を備えた竪型ごみ焼却炉を用いたごみ処理施設全体の構成を示す概略フローである。燃焼制御の一例を示すフローチャート図である。ボイラ式の排ガス冷却設備を備えた竪型ごみ焼却炉によるごみ処理施設全体の構成を示す概略フローである。従来の竪型ごみ焼却炉の構造を示す模式図である。

符号の説明

１竪型ごみ焼却炉
３排ガス冷却設備（水噴射式ガス冷却設備）
４１排ガス処理設備
７排ガス冷却設備（ボイラ式ガス冷却設備）
ａ１次空気
ｃ循環ガス
ｐ清浄ガス
ｒ再燃ガス
ｓ水蒸気
ｔ火炎層
ｕごみ層
ｙおき燃焼層
ｚ灰層
ＡＤ焼却灰排出機構
ＣＪ冷却ジャケット
ＧＭ排ガス混合手段
ＬＲ下部耐火物
ＭＢ焼却炉本体
ＲＣ再燃焼室

Claims

竪型の焼却炉本体の上方に排ガス混合手段を介して再燃焼室が戴置されるとともに、該焼却炉本体の下方には焼却灰排出機構が配置され、焼却炉本体内には上方から火炎層、ごみ層、おき燃焼層及び灰層が形成される竪型ごみ焼却炉において、
焼却炉本体の下部耐火物の外周に冷却ジャケットを設けるとともに、上記再燃焼室で発生した再燃ガスを下流の水噴射式ガス冷却設備で降温したのち、排ガス処理設備で浄化した清浄ガスの一部を分岐した循環ガスを、上記おき燃焼層と灰層の少なくとも一方に送入する１次空気に添加するとともに、上記循環ガス中の含有酸素量に相当する１次空気量を減少させて１次空気の空気過剰率を維持することを特徴とする産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
竪型の焼却炉本体の上方に排ガス混合手段を介して再燃焼室が戴置されるとともに、該焼却炉本体の下方には焼却灰排出機構が配置され、焼却炉本体内には上方から火炎層、ごみ層、おき燃焼層及び灰層が形成される竪型ごみ焼却炉において、
焼却炉本体の下部耐火物の外周に冷却ジャケットを設けるとともに、上記おき燃焼層と灰層の少なくとも一方に送入する１次空気に水蒸気を５〜１５vol ％添加することを特徴とする産業廃棄物焼却用竪型ごみ焼却炉の燃焼制御方法。