JP2013133983A - 複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設 - Google Patents

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Abstract

【課題】 発酵槽で生成されたバイオガスの有効利用を図ると共に、焼却炉のストーカが設けられている燃焼室内にバイオガスの燃焼排ガスを投入することで、緩慢燃焼を行なって燃焼を促進し、CO及びNOの発生を低減させることができる複合施設における焼却炉の燃焼促進方法を提供すること。
【解決手段】 バイオマスを発酵させるための発酵槽12と、発酵槽12で生成されたバイオガスを燃焼させるための燃焼器15と、この燃焼器15から排出されるバイオガスの燃焼排ガスが吹き込まれる焼却炉17とを備える複合施設11における焼却炉17の燃焼促進方法であって、バイオガスの燃焼排ガスを、焼却炉17のストーカが設けられている一次燃焼室18に吹き込む構成。
【選択図】 図1

Description

本発明は、バイオマスを発酵させる発酵槽で発生したバイオガスを燃焼器で燃焼させ、得られた燃焼排ガスを焼却炉に吹き込むようにした複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設に関する。
従来のごみ焼却プラントでは、ごみ焼却炉からの排ガスを熱源として、蒸気を発生させるボイラを設けて、ごみ焼却炉から排出される廃熱を回収している。そして、ボイラの蒸気ドラムから出てくる蒸気を過熱器で過熱し、蒸気ヘッダを介して蒸気タービンに導き、発電機を作動させて発電するようになっているものがある。
この場合、焼却炉の排ガス中には、ごみ中に含まれる塩素分等の燃焼によって発生する塩化水素等の腐食性成分が含まれているために、ボイラの過熱器管の腐食を防止する目的から、過熱器の表面温度を許容温度未満とするような対策が行なわれている。
このように、過熱器の温度を許容温度未満となるようにして、過熱蒸気を蒸気タービンに供給する場合、エネルギの有効利用が十分に図れず発電効率が低くなる。
そこで、このボイラの過熱器を別置きとした独立過熱器とし、この独立過熱器に腐食性の少ない燃料を供給して、更に高温の過熱蒸気にする方法が考えられている(例えば、特許文献1参照。)。
この蒸気の高温化方法によると、過熱器の腐食の問題を生じさせずに、過熱蒸気の温度を高めて、高い発電効率で蒸気タービンを運転することができる。
また、この独立過熱器から排出される腐食性の少ないバイオガスの燃焼排ガスは、焼却炉のストーカが配置されている一次燃焼室の下流に設けられている二次燃焼室に吹き込まれて熱回収が行なわれている。
一方、ごみ焼却プラントは燃焼の安定化のために、未燃ガスを燃焼させる空気(二次燃焼用空気)のみを使用して、ごみを燃焼させた際に排出される未燃排ガスの再燃焼を行っているものがある。しかし、二次燃焼用空気のみでは、未燃排ガスとの混合が不足することによる一酸化炭素(CO)濃度の悪化や、また空気中の酸素(O)濃度が高いことによる局部燃焼が原因で窒素酸化物(NO)濃度の悪化が発生することがあった。
そこで、O濃度が空気よりも低い焼却炉での燃焼後の排ガスを再循環させて焼却炉内に再投入する排ガス再循環システムを採用することにより、混合撹拌の促進による燃焼排ガス中の一酸化炭素(CO)濃度の低減や、O濃度が低いことによる局部燃焼抑制によって、窒素酸化物(NO)濃度の低減を行ってきている。
しかし、再循環ガスの組成は、焼却炉内の燃焼状況に影響を受け、O濃度が低い場合には、上記効果が出にくいことがあった。更に、再循環ガスは排ガス処理工程の途中から抜き出した場合には、完全な排ガス処理が行われていないことから腐食性をもち、ガスリークが発生した際には周囲の機器の汚損や周囲の環境の悪化が発生する恐れがあった。
特開平4−313604号公報
上記特許文献1のように、従来の蒸気の高温化方法では、独立過熱器から排出される腐食性の少ないバイオガスの燃焼排ガスを焼却炉の二次燃焼室に吹き込むことにより熱回収のみが行なわれているが、一次燃焼室における燃焼状態は考慮されていない。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、バイオガスの燃焼排ガスの投入位置をストーカが設けられている燃焼室とすることで、ごみの燃焼時に生成されるCOやNOを抑制することができる燃焼が可能となるものであり、発酵槽で生成されたバイオガスの有効利用を図ると共に、焼却炉の燃焼室内にバイオガスの燃焼排ガスを投入することで、緩慢燃焼を行なって燃焼を促進し、CO及びNOの発生を低減させることができる複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設を提供することを目的としている。
本発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法は、バイオマスを発酵させてバイオガスを生成するための発酵槽と、前記バイオガスを燃焼させるための燃焼器と、廃棄物を焼却するための焼却炉とを備える複合施設における焼却炉の燃焼促進方法であって、前記発酵槽で生成されたバイオガスを前記燃焼器で燃焼させ、その燃焼排ガスを、前記焼却炉のストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことを特徴とするものである。
本発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法によれば、発酵槽で生成されたバイオガスを燃焼器で燃焼させ、この燃焼によって生成されたバイオガスの燃焼排ガスを、ストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことができる。これによって、発酵槽で生成されたバイオガスの有効利用を図ることができると共に、燃焼室内で緩慢燃焼を行なわせることによって、燃焼を促進することができる。このように、緩慢燃焼を行うことができるのは、燃焼排ガスが、空気よりも酸素濃度が低いことも要因の1つとなっている。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、バイオガスの燃焼排ガスを、前記燃焼室内の未燃ガスを燃焼させる空気の一部として使用するものとすることができる。
このようにすると、バイオガスの燃焼排ガスは、焼却炉から排出される排ガスを焼却炉内に戻す排ガス再循環の排ガスよりも酸素濃度が高く、更に、燃焼排ガスの組成は、焼却炉での燃焼の影響を受けないので、廃棄物及び未燃ガスの燃焼が安定的に促進され、局部燃焼が抑制されることにより、NOが低減し、燃焼排ガスが混合撹拌されることで、不完全燃焼ガス(CO)が完全燃焼又はそれに近い燃焼を行ってCOを低減することができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、前記発酵槽で生成されたバイオガスを前記燃焼室に吹き込むものとすることができる。
このようにすると、発酵槽で余剰なバイオガスが生じた際には、バイオガスを燃焼室に直接に吹き込むことができ、燃焼室内の廃棄物の燃焼域を適切に保つことが可能になることや、バイオガスの燃焼によって発生する燃焼熱により、炉内温度が高められ、ボイラの熱回収率を向上させることができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、前記燃焼室の側壁若しくは天井、又はその両方には、複数のガス供給口部が設けられ、これら複数のガス供給口部のうち所望の前記ガス供給口部からバイオガスの燃焼排ガス若しくはバイオガス、又は両方のガスを、前記燃焼室内に吹き込むことができるようにすることができる。
このようにすると、例えば燃焼室内の燃焼状態に応じて、燃焼室内の所望の空間位置に、バイオガスの燃焼排ガス若しくはバイオガス、又は両方のガスを吹き込むことが可能となり、適切な燃焼域を得ることができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、前記燃焼室の側壁若しくは天井、又はその両方には、一酸化炭素濃度を検出する複数の一酸化炭素濃度検出器が設けられ、これら複数の一酸化炭素濃度検出器で検出された測定一酸化炭素濃度に基づいて、一酸化炭素濃度の高い空間位置にバイオガスの燃焼排ガス、又はバイオガスの燃焼排ガス及びバイオガスの両方を吹き込むものとすることができる。
このようにすると、燃焼室に吹き込まれたバイオガスの燃焼排ガス、又はバイオガスの燃焼排ガス及びバイオガスの両方のガスによって、一酸化炭素濃度の高い空間位置におけるガスを撹拌することができ、これによって、緩慢燃焼、及び完全燃焼又はそれに近い燃焼を行わせることができる。その結果、CO及びNOの低減を図ることができる。そして、燃焼室内の燃焼温度の均一化を図ることができるので、ボイラでの熱回収率の向上を図ることができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、前記複合施設は、前記焼却炉から排出される排ガスを利用するボイラを更に備え、前記ボイラが発生する蒸気を、前記燃焼器から排出されるバイオガスの燃焼排ガスによって過熱して過熱蒸気を高温化し、この過熱蒸気によってタービンを作動させるものとすることができる。
このようにすると、燃焼室内での燃焼が促進され、CO低減が図られている焼却炉から排出される排ガスの熱をボイラで利用することができるので、ボイラの熱回収率の向上が図られる。そして、ボイラが発生する蒸気を、燃焼器から排出されるバイオガスの燃焼排ガスによって過熱して過熱蒸気の高温化を図ることができ、ボイラの過熱器での蒸気の温度をタービンに供給される過熱蒸気の温度よりも低く抑えることができる。これによって、ボイラの過熱器での蒸気温度を過剰に高くする必要がなく、ボイラの過熱器の寿命を長引かせることができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法において、前記焼却炉が並行流型焼却炉であるものとすることができる。
このようにすると、燃焼排ガス及び未燃ガスを、燃焼室の最下流で完全燃焼又はそれに近い燃焼が可能なように流すことができ、燃焼排ガスを燃焼室内に適切な時間だけ滞留させることができる。また、並行流型焼却炉は、ストーカ上部まで仕切り壁が入り込んでいる構造を特徴としている。よって、この仕切り壁から燃焼用空気等を燃焼室内へと吹き込むため、側壁や天井からは遠い位置となる燃焼室の中心部へもバイオガスの燃焼排ガスを吹き込むことができる。
本発明に係る複合施設は、バイオマスを発酵させるための発酵槽と、発酵槽で生成されたバイオガスを燃焼させるための燃焼器と、この燃焼器から排出されるバイオガスの燃焼排ガスが吹き込まれる並行流型焼却炉とを備える複合施設であって、バイオガスの燃焼排ガスを、前記焼却炉のストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことを特徴とするものである。
本発明に係る複合施設によると、発酵槽で生成されたバイオガスを燃焼器で燃焼させ、この燃焼によって生成されたバイオガスの燃焼排ガスを、ストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことができる。これによって、発酵槽で生成されたバイオガスの有効利用を図ることができる。そして、焼却炉が並行流型であるので、燃焼排ガス及び未燃ガスを、緩慢燃焼させながら燃焼室の最下流で完全燃焼又はそれに近い燃焼が可能なように流すことができ、燃焼排ガスを燃焼室内に適切な時間だけ滞留させることができる。
また、並行流型焼却炉は、ストーカ上部まで仕切り壁が入り込んでいる構造を特徴としており、この仕切り壁から燃焼室内へバイオガスの燃焼排ガスを吹き込むことができる。
これによって、燃焼室内での局部燃焼を抑制することができ、緩慢燃焼による適切な燃焼状態を確立することが可能となる。このように、緩慢燃焼を行うことができるのは、バイオガスの燃焼排ガスが、空気よりも酸素濃度が低いことも要因の1つとなっている。
一方、バイオガスの燃焼排ガスは、焼却炉から排出される排ガスを焼却炉内に戻す排ガス再循環の排ガスよりも酸素濃度が高いので、適切な吹込み位置とすることで、廃棄物及び未燃ガスの燃焼が促進され、不完全燃焼ガス(一酸化炭素)が完全燃焼又はそれに近い燃焼が行われ、CO及びNOの発生を低減することができる。
また、バイオガスの燃焼排ガスは、空気や排ガス再循環の排ガスよりも高温であるので、焼却炉内の温度の低下を防ぎ、燃焼効率の向上を図ることができる。
この発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法、及び複合施設によると、燃焼室内での局部燃焼を抑制することができ、緩慢燃焼が促進されることから、廃棄物及び未燃ガスの燃焼を促進して完全燃焼又はそれに近い燃焼を行わせることができる。これによって、CO及びNOの低減を図ることができる。
この発明の一実施形態に係る焼却炉の燃焼促進方法が使用される複合施設を示す系統図である。 図1に示す焼却炉及びボイラを示す拡大図である。 同実施形態に係る複合施設の制御回路を示すブロック図である。
以下、本発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法、及びその方法を使用する複合施設の一実施形態を、図1〜図3を参照して説明する。図1に示す複合施設11は、バイオマス等(例えば、木質バイオマス、下水汚泥、厨介ごみ等)が供給機構(図示せず)によって供給される発酵槽12を備えている。この発酵槽12は、供給されたバイオマスを適切な温度、圧力下にて反応させて発酵させることができるものである。
発酵槽12で発生したバイオガスは、生成ガス管13に導かれる。この生成ガス管13は、その下流側において分岐している。この一方の第1分岐ガス管14は、燃焼器15のガス入口部に接続されており、発酵槽12で発生したバイオガスが、生成ガス管13及び第1分岐ガス管14を通って燃焼器15のガス入口部に導入可能となっている。
そして、他方の第2分岐ガス管16は、焼却炉17の一次燃焼室18に接続されており、発酵槽12で発生したバイオガスが、生成ガス管13及び第2分岐ガス管16を通って一次燃焼室18の第2ガス供給口部20に導入可能となっている。
また、燃焼器15のガス出口部は、燃焼排ガス管22を介して焼却炉17の一次燃焼室18に接続されており、燃焼器15で発生したバイオガスの燃焼排ガスが、燃焼排ガス管22を通って一次燃焼室18の第1ガス供給口部19に導入可能となっている。
つまり、バイオガスの燃焼排ガスを、焼却炉17内のガス化した未燃ガスを燃焼させる空気の一部として使用することができるようになっている。
このようにすると、バイオガスの燃焼排ガスは、焼却炉17から排出される排ガスを焼却炉17内に戻す排ガス再循環の排ガスよりも酸素濃度(O濃度)が高く、更に、燃焼排ガスの組成は、焼却炉17での燃焼の影響を受けないので、廃棄物及び未燃ガスの燃焼が安定的に促進され、局部燃焼が抑制されることにより、NOが低減し、燃焼排ガスが混合撹拌されることで、不完全燃焼ガス(一酸化炭素:CO)が完全燃焼又はそれに近い燃焼を行ってCOを低減することができる。
次に、図1に示す焼却炉17、廃熱ボイラ23、タービン24、及び発電機25を説明する。焼却炉17は、所謂ストーカ式の並行流型焼却炉であり、焼却炉17の廃熱を利用して発電するための廃熱ボイラ23、タービン24、及び発電機25が設けられている。
焼却炉17は、バイオマスを含むごみ等の廃棄物(被焼却物)26が供給されるホッパ27を備えている。ホッパ27は、シュート28を介して一次燃焼室18に繋がっており、ホッパ27に供給された廃棄物26は、シュート28を通って一次燃焼室18に送られる。一次燃焼室18には、乾燥ストーカ29、燃焼ストーカ30及び後燃焼ストーカ31が設けられている。各ストーカ29、30、31の下方から一次空気が送られており、また、一次燃焼室18の天井32又は側壁41(図2参照)から未燃ガスを燃焼させる空気(二次空気)(図示せず)が送られている。
一次燃焼室18内の廃棄物26は、まず乾燥ストーカ29に送られ、一次空気及び一次燃焼室18の輻射熱により乾燥され着火される。着火した廃棄物26は、燃焼ストーカ30に送られる。また着火した廃棄物26からは、熱分解により可燃性ガスが発生する。この可燃性のガスは、一次空気により一次燃焼室18の上部のガス層に送られ、このガス層にて二次空気と共に燃焼する。この燃焼に伴う熱輻射により、廃棄物26は、更に昇温される。着火した廃棄物26の一部は、燃焼ストーカ30にて燃焼し、残りの未燃焼分は、後燃焼ストーカ31へと送られる。未燃焼分の廃棄物26は、後燃焼ストーカ31でおき燃焼して、燃焼後に残った焼却灰は、シュート33(図2参照)から外部へと排出される。
また、一次燃焼室18は、図1に示すように、焼却炉17に設けられている廃熱ボイラ23の二次燃焼室36に接続しており、廃棄物26の燃焼により生じた燃焼排ガスが、一次燃焼室18から二次燃焼室36に送られてくる。この燃焼排ガスは、二次燃焼室36で再度燃焼してから第1放射室34で熱回収が行なわれ、更に、廃熱ボイラ23の第2放射室35を通ってエコノマイザー37へと導かれる。その後、排ガス処理設備38で無害化の処理が成されてから、誘引送風機39及び煙突40を通って大気に放出される。
このように、この焼却炉17の一次燃焼室18は、図2に示すように、廃棄物26を保持する床部が、乾燥ストーカ29、燃焼ストーカ30及び後燃焼ストーカ31で形成され、そして、側面部が側壁41で形成され、上壁部が天井32及び仕切り壁42によって形成されている。
この一次燃焼室18内の未燃ガスは、廃棄物26が3つのストーカ29〜31上を移動する方向と並行して流れるようになっている。この焼却炉17が並行流型焼却炉と言われる理由である。
更に、廃熱ボイラ23の第1放射室34及び第2放射室35を形成するそれぞれの壁には、複数の水管(図示せず)が設けられ、これらの水管は、ボイラドラム43に接続されている。水管内には、ボイラドラム43から送られてくる水が流れており、水管内の水は、第1又は第2放射室34又は35の廃熱を回収して、その一部が蒸発して汽水となりボイラドラム43に戻される。ボイラドラム43に戻った汽水は、一部が気化して蒸気となっている。蒸気は、ボイラドラム43から過熱器44へと送られて、過熱される。また、エコノマイザー37は、ボイラドラム43へ供給する水を予熱するためのものである。
このように過熱されて高温高圧となった蒸気は、図1に示すように、蒸気管46を通って独立過熱器47に流入し、この独立過熱器47によって、更に過熱されて高温となる。そして、この高温となった過熱蒸気は、タービン24へと送られ、このタービン24によって発電機25を回転させて発電することができる。
この独立過熱器47は、燃焼排ガス管22のうち燃焼器15のガス出口部に接近する位置に設けられている。この独立過熱器47は、バイオガスが燃焼器15で燃焼したときに発生する高温の燃焼排ガスによって、蒸気管46を通って独立過熱器47に流入してくる蒸気を高温に過熱することができるものである。
また、図1に示すように、排ガス処理設備38から一部抜き出された排ガスは、排ガス再循環ガス管48を通って、一次燃焼室18の第3ガス供給口部21に導入可能となっている。
因みに、図1に示す燃焼器15におけるバイオガスの燃焼排ガスの温度T1は、約900℃、この燃焼排ガスの独立過熱器47の出口温度T2は、450〜600℃、蒸気管46内の独立過熱器47に流入する過熱蒸気の温度T3は、約350℃以上、蒸気管46内の独立過熱器47から流出する過熱蒸気の温度T4は、400℃以上である。
そして、排ガス再循環ガス管48を通って、一次燃焼室18の第3ガス供給口部21に導入される排ガスは、温度T5が150〜200℃であり、O濃度N5が5〜10%である。また、バイオガスの燃焼排ガスは、温度T2は450〜600℃であり、O濃度N2が10〜18%である。
また、図1に示す第1〜第3ガス供給口部19、20、21は、一次燃焼室18の天井32、仕切り壁42、及び側壁41のそれぞれに対して複数ずつ設けられている。
更に、複数の第1ガス供給口部19に接続する複数の燃焼排ガス管22(バイオガスの燃焼排ガスが通るガス管)のそれぞれには、第1ガス弁49が設けられている。同様に、複数の第2ガス供給口部20に接続する複数の第2分岐ガス管16(バイオガスが通るガス管)のそれぞれには、第2ガス弁50が設けられ、複数の第3ガス供給口部21に接続する複数の排ガス再循環ガス管48のそれぞれには、第3ガス弁51が設けられている。ただし、各図には、各ガス管22、16、48、並びに、第1〜第3ガス弁49〜51をそれぞれ1つずつ表している。
これによって、それぞれ複数ずつ設けられている第1〜第3ガス弁49〜51のうち所望の第1〜第3ガス弁49〜51を開くことによって、一次燃焼室18の天井32、仕切り壁42、及び側壁41に設けられている所望の第1〜第3ガス供給口部19、20、21から所望の1又は2以上の種類のガスを一次燃焼室18内に吹き出すことができるようになっている。これら複数ずつ設けられている第1〜第3ガス弁49〜51は、図3に示す制御部52(中央演算処理装置)によって、記憶部(図示せず)に記憶されたプログラムに従って開閉制御されるように構成されている。
更に具体的に説明すると、図1に示す一次燃焼室18の天井32、仕切り壁42、及び側壁41のそれぞれには、CO濃度を検出するための複数のCO濃度検出器53が設けられている。
そして、これら複数のCO濃度検出器53で検出された測定CO濃度に基づいて、CO濃度の高い空間位置にバイオガスの燃焼排ガス、バイオガス、及び排ガス再循環ガスのうちから所望の1又は2以上の種類のガスを、所望の流量で吹き込むことができるように、第1〜第3ガス弁49〜51が、図3に示す制御部52によって開閉制御されるように構成されている。
このようにすると、一次燃焼室18に吹き込まれた所望のバイオガスの燃焼排ガス、バイオガス、排ガス再循環ガスによって、CO濃度の高い空間位置におけるガスを撹拌することができ、適切な燃焼域を得ることができる。これによって、燃焼促進、及び完全燃焼又はそれに近い燃焼を行なうことが可能となる。その結果、CO及びNOの低減を図ることができる。そして、一次燃焼室18内の燃焼温度の均一化を図ることができるので、ボイラ23での熱回収率の向上を図ることができる。
ただし、図には示さないが、焼却炉17からボイラ23入口までの全体に複数のCO濃度検出器53を設けてあり、焼却炉17及びボイラ23内の全体のCO濃度分布を検出できるようにして、焼却炉17及びボイラ23内の全体のCO濃度分布が分かるようにしてある。
上記のように構成された複合施設11における焼却炉の燃焼促進方法によれば、図1に示すように、発酵槽12で生成されたバイオガスを燃焼器15で燃焼させ、この燃焼によって生成されたバイオガスの燃焼排ガス、又はこのバイオガス燃焼排ガス及びバイオガスを、乾燥ストーカ29、燃焼ストーカ30及び後燃焼ストーカ31が設けられている一次燃焼室18に吹き込むことができる。これによって、発酵槽12で生成されたバイオガスの有効利用を図ることができる。
そして、バイオガスの燃焼排ガスは、焼却炉17内の燃焼状況の影響を受けず、腐食性も無い上にO濃度も低く安定しているので、このようなバイオガスの燃焼排ガスを一次燃焼室18に投入することによって、一次燃焼室18における燃焼の安定化を図ることができる。
そして、この焼却炉17が並行流型であるので、バイオガス及び廃棄物26のそれぞれの燃焼排ガスを一次燃焼室18の3つのストーカ29〜31の最下流の後燃焼ストーカ31の位置まで流すことができ、未燃ガスを一次燃焼室18内に適切な時間だけ滞留させることができる。更に、並行流型焼却炉17は、ストーカ31の上部まで仕切り壁42が入り込んでいる構造を特徴としており、一次燃焼室18の中心部へバイオガスの燃焼排ガスを吹き込むことができる。
これによって、一次燃焼室18内で緩慢燃焼を行なわせることによって、燃焼を促進することができる。このように、緩慢燃焼を行うことができるのは、バイオガス燃焼排ガスのO濃度N2(10〜18%)が、空気のO濃度(21%)よりも低いことも要因の1つとなっている。
そして、バイオガスの燃焼排ガスのO濃度N2(10〜18%)は、焼却炉17から排出される排ガスのO濃度N5(5〜10%)よりも高いので、廃棄物26及び未燃ガスの燃焼が促進され、不完全燃焼ガス(CO)が完全燃焼又はそれに近い燃焼を行ってCO及びNOを低減することができる。
また、バイオガスの燃焼排ガスの温度T2(450〜600℃)は、高温であるので、焼却炉17内の温度の低下を防ぎ、燃焼効率の向上を図ることができる。
更に、図1に示すように、焼却炉17から排出される高温の排ガスの熱をボイラ23で利用することができる。ここで、一次燃焼室18には、バイオガスの高温の燃焼排ガスが吹き込まれて一次燃焼室18内のガスが撹拌されているので、一次燃焼室18内の温度の低下を防ぎ、ボイラ23での熱回収率の向上を図ることができる。
そして、図1に示すように、発酵槽12で生成されたバイオガスを、生成ガス管13及び第2分岐ガス管16を介して、一次燃焼室18に吹き込むことができる構成としたので、発酵槽12で余剰なバイオガスが生じた際には、バイオガスを一次燃焼室18に吹き込むことができ、一次燃焼室18内の廃棄物の燃焼域を適切に保つことが可能になることや、バイオガスの燃焼によって発生する燃焼熱により、炉内温度が高められ、ボイラ23の熱回収率を向上させることができる。
また、図1に示すように、ボイラ23が発生する蒸気を、独立過熱器47に通して、燃焼器15から排出されるバイオマスの燃焼排ガスによって過熱して過熱蒸気の高温化を図ることができるので、ボイラ23の過熱器44での蒸気の温度T3(約350℃以上)をタービン24に供給される過熱蒸気の温度T4(約400℃以上)よりも低く抑えることができる。これによって、ボイラ23の過熱器44の高温腐食を回避でき、ボイラ23の過熱器管の寿命を長引かせることができる。
また、上記のように、一次燃焼室18内での燃焼が促進され、CO低減が図られている焼却炉17から排出される排ガスの熱をボイラ23で利用することができるので、ボイラ23の熱回収率の向上が図られる。
ただし、上記実施形態では、図1に示すように、バイオガスを生成ガス管13及び第2分岐ガス管16に通して一次燃焼室18に吹き込むようにしたが、バイオガスを一次燃焼室18に吹き込まないようにしてもよい。
そして、上記実施形態では、図1に示すように、排ガス再循環ガスを排ガス再循環ガス管48に通して一次燃焼室18に吹き込むようにしたが、排ガス再循環ガスを一次燃焼室18に吹き込まないようにしてもよい。
更に、上記実施形態の複合施設11において、バイオガスの燃焼排ガスと空気とを一次燃焼室18の外で混合して約200〜300℃になるようにして、その混合ガスを一次燃焼室18の後燃焼ストーカ31から吹き込むようにしてもよい。また、これに代えて、空気を一次燃焼室18の外でバイオガスの燃焼排ガスで加熱して、約200〜300℃になるようにして、その加熱された空気を一次燃焼室18の後燃焼ストーカ31から吹き込むようにしてもよい。
これによって、焼却炉17(一次燃焼室18)における完全燃焼又はそれに近い燃焼を更に促進することができ、焼却炉17から排出される焼却灰の熱しゃくの低減を図ることができる。しかも、上記実施形態で説明したように、一次燃焼室18にバイオガスの燃焼排ガスを吹き込むことによって、CO及びNOを低減することができる。
以上のように、本発明に係る複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設は、発酵槽で生成されたバイオガスの有効利用を図ると共に、焼却炉のストーカが設けられている燃焼室内で緩慢燃焼を行なって燃焼を促進し、CO及びNOの発生を低減させることができる優れた効果を有し、このような複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設に適用するのに適している。
11 複合施設
12 発酵槽
13 生成ガス管
14 第1分岐ガス管
15 燃焼器
16 第2分岐ガス管
17 焼却炉
18 一次燃焼室
19 第1ガス供給口
20 第2ガス供給口
21 第3ガス供給口
22 燃焼排ガス管
23 ボイラ
24 タービン
25 発電機
26 廃棄物
27 ホッパ
28、33 シュート
29 乾燥ストーカ
30 燃焼ストーカ
31 後燃焼ストーカ
32 天井
34 第1放射室
35 第2放射室
36 二次燃焼室
37 エコノマイザー
38 排ガス処理設備
39 誘引送風機
40 煙突
41 側壁
42 仕切り壁
43 ボイラドラム
44 ボイラの過熱器
46 蒸気管
47 独立過熱器
48 排ガス再循環ガス管
49 第1ガス弁
50 第2ガス弁
51 第3ガス弁
52 制御部
53 一酸化炭素濃度検出器

Claims (8)

  1. バイオマスを発酵させてバイオガスを生成するための発酵槽と、
    前記バイオガスを燃焼させるための燃焼器と、
    廃棄物を焼却するための焼却炉とを備える複合施設における焼却炉の燃焼促進方法であって、
    前記発酵槽で生成されたバイオガスを前記燃焼器で燃焼させ、
    その燃焼排ガスを、前記焼却炉のストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことを特徴とする複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  2. バイオガスの燃焼排ガスを、前記燃焼室内の未燃ガスを燃焼させる空気の一部として使用することを特徴とする請求項1記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  3. 前記発酵槽で生成されたバイオガスを前記燃焼室に吹き込むことを特徴とする請求項2記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  4. 前記燃焼室の側壁若しくは天井、又はその両方には、複数のガス供給口部が設けられ、これら複数のガス供給口部のうち所望の前記ガス供給口部からバイオガスの燃焼排ガス若しくはバイオガス、又は両方のガスを、前記燃焼室内に吹き込むことができるようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  5. 前記燃焼室の側壁若しくは天井、又はその両方には、一酸化炭素濃度を検出する複数の一酸化炭素濃度検出器が設けられ、これら複数の一酸化炭素濃度検出器で検出された測定一酸化炭素濃度に基づいて、一酸化炭素濃度の高い空間位置にバイオガスの燃焼排ガス、又はバイオガスの燃焼排ガス及びバイオガスの両方を吹き込むことを特徴とする請求項4記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  6. 前記複合施設は、前記焼却炉から排出される排ガスを利用するボイラを更に備え、
    前記ボイラが発生する蒸気を、前記燃焼器から排出されるバイオガスの燃焼排ガスによって過熱して過熱蒸気を高温化し、この過熱蒸気によってタービンを作動させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  7. 前記焼却炉が並行流型焼却炉であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の複合施設における焼却炉の燃焼促進方法。
  8. バイオマスを発酵させるための発酵槽と、
    発酵槽で生成されたバイオガスを燃焼させるための燃焼器と、
    この燃焼器から排出されるバイオガスの燃焼排ガスが吹き込まれる並行流型焼却炉とを備える複合施設であって、
    バイオガスの燃焼排ガスを、前記焼却炉のストーカが設けられている燃焼室に吹き込むことを特徴とする複合施設。
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