JP2014114989A - Waste incinerator and waste incineration method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grate type waste incinerator and a waste incineration method that can suppress amount of generated harmful substances and can perform a low air ratio combustion operation without problems.SOLUTION: A grate type waste incinerator includes: a combustion chamber 2 having a grate and burning waste on the grate; primary air blowing means 9 for blowing combustion primary air from the lower side of the grate into the combustion chamber 2; and high temperature gas blowing means 13 for blowing high temperature gas downwardly from a ceiling of the combustion chamber toward any region from a combustion start region to a main combustion region within the combustion chamber in the incinerator length direction that is a movement direction of the waste on the grate. The high temperature gas blowing means includes high temperature gas blowing flow rate control means 15 for controlling a blowing flow rate of the high temperature gas to a range indicating by the following formula (1) in relationship with height of the combustion chamber: (1) -0.107X+4.70X+3.96≤Y≤-0.199X+8.73X+7.36, wherein Y is the blowing flow rate of the high temperature gas (m/sec) and X is the height of the combustion chamber (m).

Description

本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法に関する。   The present invention relates to a grate-type waste incinerator and a waste incineration method for incinerating waste such as municipal waste.

都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられている。その代表的なものの構成の概要を以下に説明する。   Grate-type waste incinerators are widely used as incinerators for incinerating waste such as municipal waste. The outline of the configuration of the representative one will be described below.

火格子式廃棄物焼却炉は、廃棄物を燃焼する燃焼室の下部に廃棄物の移動方向に配置され三段から成る火格子(乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子)を有し、後燃焼火格子の上方に位置する燃焼室の出口に二次燃焼室が連設されている。上記燃焼室には乾燥火格子の上方に位置して廃棄物投入口が設けられている。そして後燃焼火格子の廃棄物の移動方向下流側下方には灰落下口が設けられている。通常、上記二次燃焼室は廃熱回収用の廃熱ボイラの一部でもあり、その入口近傍部分である。また、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子それぞれの火格子下から燃焼用一次空気を吹き込む燃焼用一次空気吹込み機構が設けられている。   The grate-type waste incinerator has a three-stage grate (dry grate, combustion grate, and post-combustion grate) that is arranged in the direction of waste movement at the bottom of the combustion chamber that burns the waste. The secondary combustion chamber is connected to the outlet of the combustion chamber located above the post-combustion grate. The combustion chamber is provided with a waste inlet located above the dry grate. An ash drop port is provided at the downstream side of the post-combustion grate waste in the moving direction. Usually, the secondary combustion chamber is also a part of a waste heat boiler for waste heat recovery, and is in the vicinity of the inlet. Further, a combustion primary air blowing mechanism for blowing combustion primary air from below the grate of each of the dry grate, the combustion grate, and the post-combustion grate is provided.

このような火格子式廃棄物焼却炉において、廃棄物投入口から燃焼室内に投入された廃棄物は、乾燥火格子上に堆積され、乾燥火格子の下からの空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火する。すなわち、上記乾燥火格子の直上方では、廃棄物の移動方向の上流側空間で乾燥領域が形成され、乾燥火格子の直上方の下流側空間から燃焼火格子の直上方の上流側空間にかけて燃焼開始領域が形成される。燃焼開始領域で着火して燃焼を開始した廃棄物は、乾燥火格子から燃焼火格子上に送られ、廃棄物が熱分解されて可燃性ガスが発生し、燃焼火格子の下から送られる燃焼用一次空気により可燃性ガスと固形分が燃焼し、燃焼火格子の直上方空間で主燃焼領域が形成される。そして、更に後燃焼火格子上で、固定炭素など未燃分が完全に燃焼し、該後燃焼火格子の直上方空間で後燃焼領域が形成される。しかる後、燃焼後に残った灰は、灰落下口より外部に排出される。   In such a grate-type waste incinerator, waste thrown into the combustion chamber from the waste inlet is deposited on the dry grate and dried by air from the bottom of the dry grate and radiant heat in the furnace. At the same time, the temperature is raised and ignition occurs. That is, immediately above the dry grate, a dry region is formed in the upstream space in the waste movement direction, and combustion occurs from the downstream space directly above the dry grate to the upstream space directly above the combustion grate. A starting region is formed. The waste that ignites in the combustion start area and starts combustion is sent from the dry grate onto the combustion grate, and the waste is pyrolyzed to generate combustible gas, and the combustion sent from the bottom of the combustion grate The primary air for combustion burns combustible gas and solid content, and a main combustion region is formed in the space immediately above the combustion grate. Further, unburned components such as fixed carbon are completely burned on the post-combustion grate, and a post-combustion region is formed in a space immediately above the post-combustion grate. Thereafter, the ash remaining after combustion is discharged to the outside from the ash drop opening.

かくして、火格子式廃棄物焼却炉では、廃棄物は燃焼室にて三段の火格子の下から吹き込まれる燃焼用一次空気により燃焼する。さらに、燃焼室からの燃焼排ガスに含まれている可燃性ガスの未燃分は、二次燃焼室で二次燃焼用空気を受けて燃焼する。   Thus, in the grate-type waste incinerator, the waste is burned by the primary combustion air blown from below the three-stage grate in the combustion chamber. Further, the unburned portion of the combustible gas contained in the combustion exhaust gas from the combustion chamber receives and burns secondary combustion air in the secondary combustion chamber.

従来の火格子式廃棄物焼却炉では、実際に焼却炉内に供給する空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した比(空気比)は、通常、1.6程度である。これは、一般燃料の燃焼に必要な空気比である1.05〜1.2に比べて大きくなっている。その理由は、廃棄物には、一般燃料としての液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ不均質なため、空気の利用効率が低く、燃焼を行うには多量の空気が必要となるためである。しかし、単に供給空気を多くすると、空気比が大きくなるにしたがって排ガス量も多くなるので、これに伴ってより大きな排ガス処理設備が必要となる。   In a conventional grate-type waste incinerator, the ratio (air ratio) obtained by dividing the amount of air actually supplied into the incinerator by the theoretical amount of air necessary for combustion of the waste is usually about 1.6. . This is larger than 1.05 to 1.2 which is an air ratio necessary for combustion of general fuel. The reason for this is that waste has a higher incombustibility than liquid fuel or gaseous fuel as a general fuel and is inhomogeneous, so the efficiency of air utilization is low, and a large amount of air is required for combustion. Because it becomes. However, if the supply air is simply increased, the amount of exhaust gas increases as the air ratio increases, and accordingly, a larger exhaust gas treatment facility is required.

廃棄物焼却炉において空気比を小さくした状態で、支障なく廃棄物を燃焼することができれば、排ガス量は低減し、排ガス処理設備がコンパクトになり、その結果、廃棄物焼却施設全体が小型化して設備費を低減できる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤使用量も低減するので、運転費を低減できる。さらには、排ガス量の低減により廃熱ボイラの熱回収率を向上できるので、熱回収できずに大気に捨てられる熱量を低減させ、これに伴って廃棄物焼却廃熱を利用する発電の効率を上げることができる。   If waste can be burned without any problems in a waste incinerator with a reduced air ratio, the amount of exhaust gas will be reduced, and the exhaust gas treatment facility will become compact. As a result, the entire waste incineration facility will be downsized. Equipment costs can be reduced. In addition, since the amount of chemicals used for exhaust gas treatment is reduced, the operating cost can be reduced. Furthermore, since the heat recovery rate of the waste heat boiler can be improved by reducing the amount of exhaust gas, the amount of heat that can not be recovered and discarded to the atmosphere is reduced, and the efficiency of power generation using waste incineration waste heat is reduced accordingly. Can be raised.

このように、低空気比燃焼を行う利点は大きいが、一方で、空気比が1.5以下の低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題が生じる。すなわち、低空気比で廃棄物を燃焼させると、燃焼が不安定となり、COの発生が増加したり、火炎温度が局所的に上昇してNOxが急増したり、煤が大量に発生したりして排ガス中の有害物が増加するという問題が生じ、また、局所的な高温により廃棄物や灰が溶融して炉壁に付着してクリンカが発生したり、炉壁の耐火物の寿命が短くなるという問題点がある。   Thus, the advantage of performing the low air ratio combustion is great, but on the other hand, the low air ratio combustion with the air ratio of 1.5 or less causes a problem that the combustion becomes unstable. In other words, when waste is burned at a low air ratio, combustion becomes unstable, CO generation increases, flame temperature rises locally, NOx increases rapidly, and soot is generated in large quantities. As a result, there is a problem that harmful substances in the exhaust gas increase, and waste and ash melt and adhere to the furnace wall due to local high temperatures, and clinker is generated, and the refractory life of the furnace wall is shortened. There is a problem of becoming.

このような状況のもとで、空気比が1.5以下の低空気比で安定して燃焼することができる廃棄物焼却炉が検討されており、特許文献1に開示されている(段落0063)。この特許文献1では、廃棄物焼却炉の二次燃焼領域の出口側から高温排ガスを導出し除塵した後、空気と混合し高温ガスとし燃焼室内に吹き込むことにより、以下の効果が得られるとしている。   Under such circumstances, a waste incinerator capable of stably burning at a low air ratio of 1.5 or less has been studied and disclosed in Patent Document 1 (paragraph 0063). ). According to Patent Document 1, high temperature exhaust gas is led out from the outlet side of the secondary combustion region of the waste incinerator, dust is removed, and then mixed with air to be blown into the combustion chamber as a high temperature gas, thereby obtaining the following effects. .

即ち、高温ガスの顕熱と輻射により廃棄物の熱分解を促進すること、酸素を含んだ高温ガスの吹込みにより廃棄物の熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼を促進すること、さらに高温ガスを燃焼室の側壁に設けたノズルから燃焼室内に吹き込み(段落0040)、この高温ガスの流れと、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させ、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域を形成することにより、可燃性ガスの流れが緩やかになり、可燃性ガスが酸化剤成分と十分に混合されるため安定した燃焼が行われることなどの効果があり、高温ガスを燃焼室内に吹き込むことにより、低空気比燃焼操業下で廃棄物の燃焼を安定して行わせることができるとしている。   That is, promoting the thermal decomposition of waste by sensible heat and radiation of high temperature gas, promoting the combustion of combustible gas generated by thermal decomposition of waste by blowing high temperature gas containing oxygen, Gas is blown into the combustion chamber from a nozzle provided on the side wall of the combustion chamber (paragraph 0040), and the flow of the high-temperature gas collides with the upward flow of the combustible gas and the combustion gas generated from the waste. By forming a stagnation region where the flow is slow immediately above, the flow of combustible gas becomes gentle, and there is an effect that stable combustion is performed because the combustible gas is sufficiently mixed with the oxidant component, By blowing high temperature gas into the combustion chamber, it is said that the combustion of waste can be performed stably under low air ratio combustion operation.

特開2004−84981号公報JP 2004-84981 A

廃棄物焼却炉による廃棄物の燃焼においては、廃棄物が熱分解されて発生する可燃性ガスの燃焼を安定して行うことが、燃焼によって発生するCO,NOxなどの有害物質の発生量を抑制することに大きく寄与する。特許文献1に記載の廃棄物焼却炉では、燃焼室側壁に設けたノズルから高温ガスを燃焼室内に吹き込むようになっている。この場合、側壁から吹き込まれた高温ガスが、側壁近傍から中央部までの燃焼室全般に亘って、上記の効果を偏りなく奏して、低空気比燃焼操業下で廃棄物層から発生する可燃性ガスの燃焼を安定して行うことが、必ずしもできないことがある。   In the combustion of waste in a waste incinerator, stable combustion of combustible gas generated by thermal decomposition of the waste suppresses the generation of harmful substances such as CO and NOx generated by the combustion. To make a big contribution. In the waste incinerator described in Patent Document 1, high-temperature gas is blown into the combustion chamber from a nozzle provided on the side wall of the combustion chamber. In this case, the high-temperature gas blown from the side wall exerts the above-described effects evenly over the entire combustion chamber from the vicinity of the side wall to the central part, and is combustible generated from the waste layer under the low air ratio combustion operation. It may not always be possible to stably perform gas combustion.

また,廃棄物の焼却処理量が多く、燃焼室幅(火格子上での廃棄物の移動方向に対して直角方向での幅)が広い焼却炉の場合には、側壁から吹き込まれた高温ガスが、燃焼室中央付近まで到達せず、上記の燃焼促進効果や燃焼安定化効果を発揮できない。そのため、低空気比燃焼操業が十分に行えないという問題がある。また、焼却炉の規模や燃焼室の形状に応じた高温ガスの適切な吹き込み条件が必ずしも明確になっていないことがある。   In the case of an incinerator with a large amount of waste incineration and a wide combustion chamber width (width in the direction perpendicular to the direction of waste movement on the grate), high-temperature gas blown from the side wall However, it does not reach the vicinity of the center of the combustion chamber, and the above-described combustion promotion effect and combustion stabilization effect cannot be exhibited. Therefore, there is a problem that the low air ratio combustion operation cannot be performed sufficiently. In addition, appropriate blowing conditions for high-temperature gas depending on the size of the incinerator and the shape of the combustion chamber may not always be clear.

本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物焼却炉の燃焼室の大きさにかかわらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼操業を行った場合においても、燃焼室側壁近傍から中央部までの燃焼室全般に亘って、廃棄物の燃焼を安定して行うことができ、CO,NOx等の有害物質の発生量を抑制でき、低空気比燃焼操業を問題なく行うことが可能な火格子式廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。   In view of such circumstances, the present invention is not limited to the size of the combustion chamber of the waste incinerator, even when a low air ratio combustion operation with an air ratio of 1.5 or less is performed, from the vicinity of the combustion chamber side wall to the central portion. A fire that can stably burn waste throughout the entire combustion chamber, suppress the generation of harmful substances such as CO and NOx, and perform low-air ratio combustion operations without problems. It is an object to provide a lattice-type waste incinerator and a waste incineration method.

発明者らは、燃焼室天井に設けた吹込口から高温ガスを燃焼室内に下向きに吹き込む廃棄物焼却炉を検討し、下向きの高温ガスの流れと、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させることにより、燃焼室の大きさにかかわらず燃焼室内全般に亘って、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を形成することができ、燃焼促進効果や燃焼安定化効果が得られることを見出した。さらに、燃焼室天井の吹込口から高温ガスを下向きに吹き込む場合に、吹き込む高温ガスの流速を適切に定めることが重要であり、吹き込む高温ガスの流速を燃焼室高さに合わせて設定することが好ましいことを見出し、燃焼室高さに合わせた高温ガスの流速の適切な範囲を、廃棄物の燃焼安定性への影響を調べることにより定めた。   The inventors have studied a waste incinerator that blows high-temperature gas downward into the combustion chamber from a blow-off port provided in the ceiling of the combustion chamber. The inflow furnace has a downward flow of high-temperature gas and combustible gas and combustion gas generated from the waste. , A slow stagnation area or a circulation area that circulates in the vertical direction directly over the waste layer, regardless of the size of the combustion chamber. It has been found that a combustion promoting effect and a combustion stabilizing effect can be obtained. Furthermore, when hot gas is blown downward from the combustion chamber ceiling blow-in port, it is important to appropriately determine the flow rate of the hot gas to be blown, and the flow rate of the hot gas to be blown can be set according to the height of the combustion chamber. We found it preferable and determined the appropriate range of the hot gas flow rate to match the combustion chamber height by examining the impact on the combustion stability of the waste.

本発明によれば、上述の課題は、 火格子式廃棄物燃焼炉に関しては次の第一発明、その廃棄物焼却方法に関しては第二発明により解決される。   According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by the following first invention with respect to the grate-type waste combustion furnace, and with the second invention with respect to the waste incineration method.

<火格子式廃棄物焼却炉>
(1)第一発明
火格子式廃棄物焼却炉であって、火格子を備え火格子上の廃棄物を燃焼する燃焼室と、
燃焼用一次空気を上記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、高温ガスを上記燃焼室の天井から、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で上記燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に向かって下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段とを具備し、上記高温ガス吹込み手段は、高温ガスの吹込み流速を、燃焼室高さとの関係において次の(1)式で表される範囲とするように、制御する高温ガス吹込み流速制御手段を備えることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉。
<Grate-type waste incinerator>
(1) 1st invention It is a grate-type waste incinerator, Comprising: The combustion chamber which comprises a grate and burns the waste on a grate,
The primary air blowing means for blowing the primary air for combustion into the combustion chamber from under the grate, and the combustion in the furnace length direction, which is the moving direction of the waste on the grate, from the ceiling of the combustion chamber High-temperature gas blowing means for blowing downward toward an arbitrary region between the combustion start area in the room and the main combustion area, the high-temperature gas blowing means, A grate-type waste incinerator comprising a high-temperature gas blowing flow rate control means for controlling so as to be within a range represented by the following expression (1) in relation to height:

−0.107X2+4.70X+3.96 ≦ Y ≦ −0.199X2+8.73X+7.36…(1)
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
第一発明において、高温ガス吹込み手段は、温度が100〜400℃の範囲であり、酸素濃度が5〜30体積%の範囲である高温ガスを吹き込むことが好ましい。
-0.107X 2 + 4.70X + 3.96 ≤ Y ≤ -0.199X 2 + 8.73X + 7.36 (1)
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
In the first invention, the high temperature gas blowing means preferably blows high temperature gas having a temperature in the range of 100 to 400 ° C. and an oxygen concentration in the range of 5 to 30% by volume.

また、第一発明において、高温ガス吹込み手段は、焼却炉から排出された排ガスの一部を返送した返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、空気、酸素を含有するガス及び酸素富化空気のうち少なくとも一つを高温ガスとして供給する高温ガス供給源を備えることが好ましい。   In the first invention, the high-temperature gas blowing means includes a return exhaust gas that returns a part of the exhaust gas discharged from the incinerator, a mixed gas of the return exhaust gas and air, air, a gas containing oxygen, and oxygen-enriched air. It is preferable to provide a high-temperature gas supply source that supplies at least one of them as a high-temperature gas.

<火格子式廃棄物焼却方法>
(2)第二発明
燃焼室を備える火格子式廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、高温ガスを上記燃焼室の天井から、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で上記燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に向かって下向きに吹き込み、高温ガスの吹込み流速を、燃焼室高さとの関係において次の(1)式で表される範囲とすることを特徴とする廃棄物焼却方法。
<Grate-type waste incineration method>
(2) Second invention A waste incineration method using a grate-type waste incinerator having a combustion chamber, wherein primary combustion air is blown into the combustion chamber from below the grate, and hot gas is introduced from the ceiling of the combustion chamber In the furnace length direction, which is the direction of movement of waste on the grate, it is blown downward toward any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber, and the hot gas blowing flow rate is burned. A waste incineration method characterized by having a range represented by the following formula (1) in relation to the room height.

−0.107X2+4.70X+3.96 ≦ Y ≦ −0.199X2+8.73X+7.36…(1)
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
第二発明において、高温ガスは、温度が100〜400℃の範囲であり、酸素濃度が5〜30体積%の範囲であることが好ましい。
-0.107X 2 + 4.70X + 3.96 ≤ Y ≤ -0.199X 2 + 8.73X + 7.36 (1)
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
In the second invention, the high temperature gas preferably has a temperature in the range of 100 to 400 ° C. and an oxygen concentration in the range of 5 to 30% by volume.

第二発明において、高温ガスを、燃焼室内ガス流量を炉長方向に対して直角な面での燃焼室内断面積で除した空塔速度の5〜20倍の流速で吹き込むことが好ましい。   In the second invention, the hot gas is preferably blown at a flow rate 5 to 20 times the superficial velocity obtained by dividing the flow rate of the combustion chamber gas by the cross-sectional area of the combustion chamber in a plane perpendicular to the furnace length direction.

また、第二発明においては、高温ガスは、焼却炉から排出された排ガスの一部を返送した返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、空気、酸素を含有するガス及び酸素富化空気のうち少なくとも一つであることが好ましい。   In the second invention, the high-temperature gas is a return exhaust gas obtained by returning a part of the exhaust gas discharged from the incinerator, a mixed gas of the return exhaust gas and air, air, a gas containing oxygen, and oxygen-enriched air. It is preferable that it is at least one.

本発明では、以上のように、燃焼室の天井から高温ガスを吹き込むこととしたので、次のような効果を得る。   In the present invention, as described above, since the high temperature gas is blown from the ceiling of the combustion chamber, the following effects are obtained.

廃棄物焼却炉燃焼室の天井に設けた吹込口から高温ガスを下向きに吹き込み、吹き込む高温ガスの流速を燃焼室高さに対して適切な範囲にするので、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させ、廃棄物層直上でガス流れが緩やかなよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を燃焼室の幅方向と長さ方向の広い範囲に亘って形成することができるので、平面状燃焼領域を定在させることができ、焼却炉の大きさ、すなわち、燃焼室の幅や高さに関わらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼においても廃棄物と、発生する可燃性ガスを安定して燃焼することができる。そして、燃焼が安定するため、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCO,NOxなど有害物の発生量を抑制することができる。さらには、定在する平面状火炎の輻射などにより廃棄物の熱分解を促進することができるため、火格子に供給する廃棄物量(火格子負荷)および燃焼室内に供給する廃棄物の熱量(火炉負荷)を大きくすることができる。このため廃棄物焼却処理量に対して燃焼室内容積を小さくすることができ、焼却炉の炉高を低くすることができ廃棄物焼却設備をコンパクトにすることにより設備費用と運転費用を低減することができる。   High temperature gas is blown downward from the blow-off port provided on the ceiling of the waste incinerator combustion chamber, and the flow velocity of the high temperature gas to be blown is in an appropriate range with respect to the height of the combustion chamber. Combustion gas generated from the material layer collides with the upward flow of combustion gas, and the stagnation region where the gas flow circulates just above the waste layer or the circulation region where it circulates in the vertical direction is the width direction and length of the combustion chamber Since it can be formed over a wide range of directions, a planar combustion region can be established, and the air ratio is 1. regardless of the size of the incinerator, that is, the width and height of the combustion chamber. Even in low air ratio combustion of 5 or less, waste and generated combustible gas can be stably burned. And since combustion is stabilized, the generation amount of harmful substances such as CO and NOx in the exhaust gas discharged from the waste incinerator can be suppressed. Furthermore, the thermal decomposition of waste can be promoted by radiation of a standing flat flame, etc., so the amount of waste supplied to the grate (grate load) and the amount of waste heat supplied to the combustion chamber (furnace) Load) can be increased. For this reason, the volume of the combustion chamber can be reduced relative to the amount of waste incineration, the furnace height of the incinerator can be reduced, and the waste incineration equipment can be made compact to reduce equipment costs and operating costs. Can do.

本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の概要を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an outline of a waste incinerator concerning one embodiment of the present invention. 図2(b)は焼却炉内燃焼状態を説明するための図1の廃棄物焼却炉の燃焼室幅方向の断面図であり、図2(a)の従来の焼却炉の対応断面図と対比して示されている。2B is a sectional view in the combustion chamber width direction of the waste incinerator of FIG. 1 for explaining the combustion state in the incinerator, and is compared with the corresponding sectional view of the conventional incinerator of FIG. It is shown as 廃棄物焼却炉に吹き込む高温ガスの吹込み流速の、燃焼室高さに対する適切な範囲を示す図である。It is a figure which shows the suitable range with respect to the combustion chamber height of the blowing flow velocity of the hot gas injected into a waste incinerator.

以下、本発明の種々の実施形態により本発明を詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。   Hereinafter, the present invention will be described in detail according to various embodiments of the present invention. The technical scope of the present invention is not limited by these embodiments, and can be implemented in various forms without changing the gist of the invention. Further, the technical scope of the present invention extends to an equivalent range.

先ず、本実施形態の説明に先立ち、本発明による高温ガス吹込みによる燃焼安定化に関し、従来の廃棄物焼却炉と、本発明の廃棄物焼却炉との構造上の比較、そして本発明により得られる効果を要約して述べておく。   First, prior to the description of this embodiment, regarding the stabilization of combustion by high-temperature gas injection according to the present invention, the structural comparison between the conventional waste incinerator and the waste incinerator of the present invention, and the present invention obtained. Summarize the effects that can be achieved.

添付図面の図2(a)は、従来の廃棄物焼却炉(特許文献1に記載の廃棄物焼却炉)内の燃焼状態を示し、図2(b)は、本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉内の燃焼状態を示しており、これを参照して、高温ガス吹込みによる燃焼安定化に関して、廃棄物焼却炉内の燃焼状態について、従来の廃棄物焼却炉と本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉とを比較して説明する。   FIG. 2 (a) of the accompanying drawings shows a combustion state in a conventional waste incinerator (the waste incinerator described in Patent Document 1), and FIG. 2 (b) relates to one embodiment of the present invention. The combustion state in the waste incinerator is shown. With reference to this, the combustion state in the waste incinerator and the conventional waste incinerator and one of the present invention regarding the stabilization of combustion by blowing high-temperature gas are shown. The waste incinerator according to the embodiment will be described in comparison.

図2(a)に示すように、従来の廃棄物焼却炉20は、側壁(火格子5上の廃棄物Wの移動方向に直角方向となる炉幅方向で対向する側壁)21に吹込口23が設けられ、火格子5上の廃棄物Wを、下方からの燃焼用空気Aにより燃焼する。廃棄物Wの燃焼に際しては、燃焼室の側壁21に設けられた吹込口23から高温ガスBを斜め下方に吹き込み、高温ガスBと、火格子5上の廃棄物層Wから上昇してくる熱分解により発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させ、廃棄物層W直上に流れの遅いよどみ領域を形成する。そこで可燃性ガスを燃焼し、平面状燃焼領域(平面火炎)Dを形成している。このような従来の焼却炉では、低空気比燃焼操業でも安定な燃焼が得られるが、燃焼室幅(上記側壁同士間距離)の大きい燃焼炉では、 図2(a)に示すように、側壁21の吹込口23から吹き込まれた高温ガスBが、燃焼室中央付近まで到達せず、中央部ではよどみ領域を形成できないため、中央部では、平面状燃焼領域を形成することができず、可燃性ガスが十分に燃焼されず、炉幅方向に不均質な燃焼となってしまうという問題がある。   As shown in FIG. 2 (a), the conventional waste incinerator 20 has an inlet 23 in a side wall (a side wall facing in the furnace width direction perpendicular to the moving direction of the waste W on the grate 5) 21. The waste W on the grate 5 is burned by the combustion air A from below. During the combustion of the waste W, the hot gas B is blown obliquely downward from the blow-in port 23 provided on the side wall 21 of the combustion chamber, and the heat rising from the hot gas B and the waste layer W on the grate 5 The upward flow of the combustible gas generated by the decomposition and the combustion gas collide with each other to form a stagnation region where the flow is slow immediately above the waste layer W. Therefore, a combustible gas is burned to form a planar combustion region (planar flame) D. In such a conventional incinerator, stable combustion can be obtained even in a low air ratio combustion operation, but in a combustion furnace having a large combustion chamber width (distance between the side walls), as shown in FIG. Since the hot gas B blown from the blow-in port 21 does not reach the vicinity of the center of the combustion chamber and cannot form a stagnation region in the center, a planar combustion region cannot be formed in the center and is combustible. There is a problem that the property gas is not burned sufficiently and the combustion becomes heterogeneous in the furnace width direction.

これに対し、図2(b)に示すように、本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉1は、天井22に吹込口13が炉幅方向に複数設けられ、火格子5上の廃棄物Wを、下方からの燃焼用空気Aにより燃焼するものである。廃棄物Wの燃焼に際しては、天井22に設けられた吹込口13から高温ガスBを下向きに吹き込み、高温ガスBと、廃棄物Wから上昇してくる可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させ、廃棄物層W直上に流れの遅いよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を形成し、平面状燃焼領域(平面火炎)Eを炉幅方向、炉長方向(廃棄物の移動方向)に均一に形成する。これにより、炉幅の大きい焼却炉でも、均一で安定した燃焼が可能となる。   In contrast, as shown in FIG. 2 (b), the waste incinerator 1 according to the embodiment of the present invention is provided with a plurality of inlets 13 in the ceiling width direction in the ceiling 22 and disposed on the grate 5. The object W is burned by the combustion air A from below. When the waste W is burned, the hot gas B is blown downward from the blowing port 13 provided in the ceiling 22, and the upward flow of the hot gas B and the combustible gas and the combustion gas rising from the waste W , A stagnation area where the flow is slow or a circulation area that circulates in the vertical direction is formed immediately above the waste layer W, and the planar combustion area (planar flame) E is set in the furnace width direction and the furnace length direction (the direction of movement of waste). ) Uniformly. Thereby, even in an incinerator having a large furnace width, uniform and stable combustion is possible.

本発明の廃棄物焼却炉は、燃焼室天井に設けた吹込口から高温ガスを燃焼室内に下向きに吹き込み、下向きの高温ガスの流れと、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させることにより、燃焼室の大きさにかかわらず燃焼室内全般に亘って、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域を形成し、燃焼促進効果や燃焼安定化効果が得られる。さらに、燃焼室天井の吹込口から下向きに吹き込む高温ガスの流速を、燃焼室高さに合わせて設定することにより、燃焼室高さにかかわらず燃焼促進効果や燃焼安定化効果が確実に得られる。すなわち、このように、本発明では、高温ガスを燃焼室天井から下向きに吹き込むことにより、次のような効果を得る。   The waste incinerator of the present invention blows high temperature gas downward into the combustion chamber from the blow port provided in the ceiling of the combustion chamber, and the downward flow of high temperature gas and the rise of combustible gas and combustion gas generated from waste By colliding with the flow, regardless of the size of the combustion chamber, a stagnation region with a slow flow is formed immediately above the waste layer over the entire combustion chamber, and a combustion promoting effect and a combustion stabilizing effect are obtained. Furthermore, by setting the flow rate of the high-temperature gas blown downward from the combustion chamber ceiling inlet according to the combustion chamber height, the combustion promotion effect and the combustion stabilization effect can be reliably obtained regardless of the combustion chamber height. . That is, in the present invention, the following effects are obtained by blowing hot gas downward from the ceiling of the combustion chamber.

高温ガスを燃焼室天井から下向きに吹き込むことの効果を詳しく説明する。   The effect of blowing hot gas downward from the ceiling of the combustion chamber will be described in detail.

(1)高温ガスの顕熱と輻射により廃棄物Wの熱分解を促進する。   (1) The thermal decomposition of the waste W is promoted by the sensible heat and radiation of the high temperature gas.

(2)酸素を含んだ高温ガスの吹込みにより廃棄物Wの熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼を促進する。   (2) The combustion of the combustible gas generated by the thermal decomposition of the waste W is promoted by blowing a high-temperature gas containing oxygen.

(3)高温ガスを燃焼室の天井22に設けた吹込口13から燃焼室内に下向きに吹き込み、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物Wから発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを対向させ、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域又は流れが上下方向に循環する循環領域を形成することにより、可燃性ガスの流れが緩やかになり、可燃性ガスが燃焼用一次空気や高温ガスによって供給される酸化剤成分と十分に混合されるため安定した燃焼が行われる。この廃棄物層直上のよどみ領域又は循環領域で可燃性ガスが安定して燃焼し平面状燃焼領域(平面火炎)が形成され、定在する。   (3) The hot gas is blown downward into the combustion chamber from the inlet 13 provided in the ceiling 22 of the combustion chamber, the downward flow of the high temperature gas, and the upward flow of the combustible gas and the combustion gas generated from the waste W Facing each other and forming a slow stagnation region or a circulation region in which the flow circulates in the vertical direction directly above the waste layer, the flow of combustible gas becomes gentle, and the combustible gas flows into the primary air for combustion or high temperature. Since it is sufficiently mixed with the oxidant component supplied by the gas, stable combustion is performed. In the stagnation region or circulation region immediately above the waste layer, the combustible gas is stably burned to form a flat combustion region (planar flame), which is present.

(4)定在する平面火炎の輻射により廃棄物Wの熱分解を促進する。   (4) The thermal decomposition of the waste W is promoted by radiation of the standing flat flame.

かくして、(1)〜(4)の作用により、低空気比燃焼操業下でも廃棄物Wの燃焼を安定して行わせることができる。そして、燃焼が安定するため可燃性ガスが十分に燃焼され、焼却炉から排出される排ガス中のCO,NOxなど有害物の発生量を抑制することができる。   Thus, by the actions (1) to (4), the waste W can be stably burned even under the low air ratio combustion operation. And since combustion is stabilized, combustible gas is fully combusted and the generation amount of harmful substances, such as CO and NOx, in the exhaust gas discharged from the incinerator can be suppressed.

さらに、定在する平面火炎Eの輻射などにより廃棄物Wの熱分解を促進することができるため、火格子5に供給する廃棄物Wの量(火格子負荷)および燃焼室内に供給する廃棄物Wの熱量(火炉負荷)を大きくすることができる。このため廃棄物焼却処理量に対して燃焼室内容積を小さくすることができ、焼却炉の炉高を低くすることができ、廃棄物焼却設備をコンパクトにすることにより設備費用及び運転費用を低減することができる。   Further, since the thermal decomposition of the waste W can be promoted by radiation of the standing flat flame E or the like, the amount of waste W supplied to the grate 5 (grate load) and the waste supplied to the combustion chamber The amount of heat of W (furnace load) can be increased. For this reason, the volume of the combustion chamber can be reduced with respect to the amount of waste incineration, the furnace height of the incinerator can be reduced, and the waste incineration equipment can be made compact, thereby reducing the equipment cost and operation cost. be able to.

次いで、本発明では、燃焼室高さに対応した高温ガス吹込み流速の適切な範囲の上限と下限を明らかにし、好ましい範囲を定めた。   Next, in the present invention, an upper limit and a lower limit of an appropriate range of the hot gas injection flow rate corresponding to the combustion chamber height are clarified, and a preferable range is determined.

廃棄物から発生する可燃ガス及び燃焼ガスの上昇流に対向して、燃焼室天井から下向きに高温ガスを吹き込むことにより、廃棄物層の直上に適切によどみ領域又は循環領域を形成して平面状燃焼領域を定在させるためには、吹込み高温ガスを廃棄物層からの上昇流に適切に衝突させる必要があり、燃焼室高さが高くなれば流速を速くする必要がある。ただし、流速を速くし過ぎてしまうと廃棄物層に直接吹込み高温ガスが衝突してしまい、廃棄物を冷却してしまったり、廃棄物を飛び散らかせてしまったりして、燃焼の不安定化、飛灰の増加等がおこり好ましくない。そこで、廃棄物層に悪影響を与えない流速を求め高温ガスの流速の上限を定める。また、よどみ領域又は循環領域を形成することができる限界の流速から高温ガスの流速の下限を定める。このようにして燃焼室高さに合わせて高温ガス流速の適切な範囲を定める。   Opposite the upward flow of combustible gas and combustion gas generated from waste, high temperature gas is blown downward from the ceiling of the combustion chamber to form an appropriate stagnation region or circulation region directly above the waste layer. In order to establish the combustion region, it is necessary to appropriately impinge the hot gas blown into the upward flow from the waste layer, and it is necessary to increase the flow velocity as the combustion chamber height increases. However, if the flow rate is made too high, the high temperature gas blows directly into the waste layer, causing the waste to cool down or scatter the waste, resulting in unstable combustion. , Fly ash increases and is not preferable. Therefore, an upper limit of the flow rate of the hot gas is determined by obtaining a flow rate that does not adversely affect the waste layer. Further, the lower limit of the flow rate of the hot gas is determined from the limit flow rate at which the stagnation region or the circulation region can be formed. In this way, an appropriate range of the hot gas flow rate is determined in accordance with the combustion chamber height.

廃棄物の燃焼安定性への影響を示す指標として、発生する有害物の発生量を調べることにより、燃焼室高さに合わせた高温ガスの流速の適切な範囲を定めた。詳しくは、ある燃焼室高さの廃棄物焼却炉について高温ガスの流速を様々に変えた場合に、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCO,NOxなど有害物の濃度を調べ、有害物の発生量を抑制することができる、つまり安定した燃焼が行える高温ガスの流速の範囲を求め、さらに、燃焼室高さが異なる場合について同様に検討し、燃焼室高さに対する高温ガスの流速の好ましい範囲を明らかにした。このような範囲は、燃焼室高さに対する高温ガスの吹込み流速の関係を示す図3で、示されるような上限と下限をもつ範囲である。   As an indicator of the impact on the combustion stability of waste, we determined the appropriate range of the flow rate of high-temperature gas according to the height of the combustion chamber by examining the amount of harmful substances generated. Specifically, for a waste incinerator with a certain combustion chamber height, when the flow rate of high-temperature gas is changed variously, the concentration of harmful substances such as CO and NOx in the exhaust gas discharged from the waste incinerator is investigated, The range of high-temperature gas flow velocity that can suppress the generation of gas, that is, stable combustion, is determined, and the case where the combustion chamber height is different is examined in the same way, and the flow rate of the high-temperature gas relative to the combustion chamber height is The preferred range was clarified. Such a range is a range having an upper limit and a lower limit as shown in FIG. 3 showing the relationship of the flow velocity of the hot gas to the combustion chamber height.

高温ガスの吹込み流速の適切な範囲の上限と下限を示す線は、高温ガスの吹込み流速(Y)と燃焼室高さ(X)との関係式として、下記のようになる。   A line indicating an upper limit and a lower limit of an appropriate range of the hot gas blowing flow rate is as follows as a relational expression between the hot gas blowing flow rate (Y) and the combustion chamber height (X).

上限 Y=−0.199X2+8.73X+7.36
下限 Y=−0.107X2+4.70X+3.96
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
高温ガスの吹込み流速を燃焼室高さに対して、このような上限と下限を示す関係式により定められるような適切な範囲にすることにより、本発明の廃棄物焼却炉そして廃棄物焼却方法では、燃焼室高さに対して、燃焼室天井の吹込口から下向きに吹き込まれる高温ガスの適切な吹き込み条件が明確になり、広い範囲の燃焼室高さの焼却炉で、高温ガスの作用により、低空気比燃焼下でも廃棄物の燃焼が安定する。
Upper limit Y = −0.199X 2 + 8.73X + 7.36
Lower limit Y = −0.107X 2 + 4.70X + 3.96
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
The waste incinerator and the waste incineration method of the present invention can be achieved by setting the flow velocity of hot gas to an appropriate range as defined by the relational expression indicating the upper and lower limits with respect to the combustion chamber height. In the incinerator with a wide range of combustion chamber heights, the appropriate blowing conditions of the high temperature gas blown downward from the combustion chamber ceiling inlet are clarified. The combustion of waste is stable even under low air ratio combustion.

以下、本発明の一実施形態の火格子式焼却炉の基本構成、各構成装置そして作用について説明する。   Hereinafter, the basic configuration, each component device, and operation of the grate-type incinerator of one embodiment of the present invention will be described.

図1は本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉を示す概略側断面図である。まず、本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の基本構成と焼却方法の概要を説明し、次いで各構成装置の詳細を説明する。この実施形態において、燃焼室内での廃棄物の移動方向における燃焼室の上流側を前部、下流側を後部という。   FIG. 1 is a schematic sectional side view showing a waste incinerator according to an embodiment of the present invention. First, a basic configuration of a waste incinerator and an overview of an incineration method according to an embodiment of the present invention will be described, and then details of each component device will be described. In this embodiment, the upstream side of the combustion chamber in the movement direction of the waste in the combustion chamber is referred to as a front portion, and the downstream side is referred to as a rear portion.

<火格子式焼却炉の基本構成>
図1に示す廃棄物焼却炉1は、高温ガスを天井等から下向きに吹き込むことにより低空気比燃焼を安定して行うことによって、火格子式廃棄物焼却炉設備をコンパクトにすることができ、設備費用、運転費用を大幅に低減できる。
<Basic configuration of grate-type incinerator>
The waste incinerator 1 shown in FIG. 1 can make the grate-type waste incinerator equipment compact by stably performing low air ratio combustion by blowing high temperature gas downward from the ceiling or the like. Equipment costs and operating costs can be greatly reduced.

本実施形態に係る廃棄物焼却炉1は、燃焼室2と、この燃焼室2の廃棄物の流れ方向の上流側(図1の左側)上方に配置され、廃棄物を燃焼室内に投入するための廃棄物投入口3と、燃焼室2の廃棄物の流れ方向の下流側(図1の右側)の上方に連設されるボイラ4とを備える火格子式の焼却炉である。   The waste incinerator 1 according to the present embodiment is disposed on the combustion chamber 2 and on the upstream side (left side in FIG. 1) in the flow direction of the waste in the combustion chamber 2 so as to put the waste into the combustion chamber. This is a grate-type incinerator that includes a waste inlet 3 and a boiler 4 that is provided above the downstream side (the right side in FIG. 1) in the waste flow direction of the combustion chamber 2.

燃焼室2の底部には、廃棄物を移動させながら燃焼させる火格子(ストーカ)5が設けられている。この火格子5は、廃棄物投入口3に近い方から、すなわち、上流側から乾燥火格子5a、燃焼火格子5b、後燃焼火格子5cの順に設けられている。   At the bottom of the combustion chamber 2, there is provided a grate (stoker) 5 that burns while moving the waste. The grate 5 is provided in the order of the dry grate 5a, the combustion grate 5b, and the post-combustion grate 5c from the side closer to the waste inlet 3, that is, from the upstream side.

乾燥火格子5aでは主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子5bでは主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、熱分解により発生した可燃性ガスと固形分の燃焼が行われる。後燃焼火格子5c上では、僅かに残った廃棄物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灰は、灰落下口6より排出される。   In the dry grate 5a, waste is mainly dried and ignited. In the combustion grate 5b, waste is thermally decomposed and partially oxidized, and combustible gas and solid content generated by the thermal decomposition are combusted. On the post-combustion grate 5c, the remaining unburned matter in the waste is completely burned. The combustion ash after complete combustion is discharged from the ash drop opening 6.

上記燃焼室2内の乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cの下部には、それぞれ風箱7a,7b,7c,7dが設けられている。ブロワ8により供給される燃焼用一次空気Aは、燃焼用一次空気供給管9を通って上記各風箱7a,7b,7c,7dに供給され、各火格子5a,5b,5cを通って燃焼室2内に供給される。なお、火格子下から供給される燃焼用一次空気Aは、火格子5a,5b,5c上の廃棄物の乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子5a,5b,5cの冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。   Wind boxes 7a, 7b, 7c, and 7d are provided below the dry grate 5a, the combustion grate 5b, and the post-combustion grate 5c in the combustion chamber 2, respectively. The combustion primary air A supplied by the blower 8 is supplied to the wind boxes 7a, 7b, 7c, 7d through the combustion primary air supply pipe 9, and combusts through the fire grates 5a, 5b, 5c. It is supplied into the chamber 2. The primary air A for combustion supplied from below the grate is used for drying and burning waste on the grate 5a, 5b, 5c, cooling action of the grate 5a, 5b, 5c, Has a stirring action.

上記燃焼室2の下流側における出口には廃熱ボイラ4が連設され、廃熱ボイラ4の入口近傍が燃焼室2から排出されるガス中の未燃ガスを燃焼する二次燃焼領域10となっている。廃熱ボイラの一部である二次燃焼領域10内で未燃ガスを二次燃焼用ガスを吹き込み二次燃焼し、この二次燃焼の後に燃焼排ガスは廃熱ボイラ4で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラから排出された燃焼排ガスは、図示しない排ガス処理装置系で消石灰等による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに図示しない除塵装置に送られ、中和反応生成物、活性炭、ダストなどが回収される。上記除塵装置で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、図示しない誘引ファンにより誘引され、煙突から大気中に放出される。   A waste heat boiler 4 is connected to the outlet on the downstream side of the combustion chamber 2, and the vicinity of the inlet of the waste heat boiler 4 is a secondary combustion region 10 for burning unburned gas in the gas discharged from the combustion chamber 2. It has become. In the secondary combustion region 10 which is a part of the waste heat boiler, secondary combustion gas is blown into the unburned gas, and secondary combustion is performed. After this secondary combustion, the combustion exhaust gas is recovered by the waste heat boiler 4. After heat recovery, the combustion exhaust gas discharged from the waste heat boiler is neutralized with acid gas by slaked lime, etc. and dioxins are adsorbed by activated carbon in an exhaust gas treatment system (not shown), and further to a dust removal equipment (not shown). The neutralized reaction product, activated carbon, dust and the like are collected. The combustion exhaust gas that has been dedusted and detoxified by the dust removing device is attracted by an attraction fan (not shown) and released from the chimney into the atmosphere.

このような基本構成である火格子式焼却炉において、本実施形態に係る廃棄物焼却炉1は、燃焼用一次空気を上記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、高温ガスを燃焼室2の天井から、炉長方向で燃焼室2内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に向かって下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段と、二次燃焼用ガスを二次燃焼領域に吹き込む二次燃焼用ガス吹込み手段とを具備している。高温ガス吹込み手段は、複数の高温ガス吹込口を備え、高温ガスを廃棄物から発生する可燃性ガス及び燃焼ガスの上昇流に対向して吹き込むことにより、廃棄物層の直上によどみ領域又は循環領域を形成して平面状燃焼領域を定在させる。   In the grate-type incinerator having such a basic configuration, the waste incinerator 1 according to the present embodiment includes a primary air blowing means for blowing the primary air for combustion into the combustion chamber from under the grate, and a high temperature. High temperature gas blowing means for blowing gas downward from the ceiling of the combustion chamber 2 toward any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 2 in the furnace length direction, and a secondary combustion gas Secondary combustion gas blowing means for blowing the gas into the secondary combustion region. The hot gas blowing means includes a plurality of hot gas blowing ports, and blows the hot gas against the upward flow of the combustible gas and the combustion gas generated from the waste, so that the stagnation region directly above the waste layer or A circulation region is formed to make the planar combustion region stand.

<一次空気吹込み手段>
本実施形態では、廃棄物焼却炉1は、燃焼用空気となる一次空気の一次空気供給系を備えている。一次空気供給系は、空気供給源からの一次空気Aを管路9を経て、乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの風箱7a,7b,7c,7dに分岐供給管から送り込むようになっており、上記管路9には、ブロワ8そして流量調整機構としてのダンパ11が設けられている。
<Primary air blowing means>
In the present embodiment, the waste incinerator 1 includes a primary air supply system of primary air that serves as combustion air. In the primary air supply system, the primary air A from the air supply source is branched to the wind boxes 7a, 7b, 7c, and 7d of the dry grate 5a, the combustion grate 5b, and the post-combustion grate 5c via the pipe line 9, respectively. The pipe 9 is provided with a blower 8 and a damper 11 as a flow rate adjusting mechanism.

<高温ガス吹込み手段>
高温ガス吹込み手段は、燃焼室2の外に設けられた高温ガス供給源12と、燃焼室2へ高温ガスBを吹き込む高温ガス吹込口13と、高温ガスBを上記高温ガス供給源12から上記高温ガス吹込口13へ導く管路14と、流量調整機構としてのダンパ15とを有している。
<High-temperature gas blowing means>
The high temperature gas blowing means includes a high temperature gas supply source 12 provided outside the combustion chamber 2, a high temperature gas injection port 13 for blowing the high temperature gas B into the combustion chamber 2, and the high temperature gas B from the high temperature gas supply source 12. It has a conduit 14 leading to the high temperature gas inlet 13 and a damper 15 as a flow rate adjusting mechanism.

高温ガス吹込口13は、燃焼室2の天井の、乾燥火格子5aの廃棄物の移動方向下流側(後部)から燃焼火格子5bまでの範囲内の火格子直上の任意位置に設けられている。図1の例では、廃棄物の移動方向すなわち焼却炉2の長さ方向で、上記乾燥火格子5aの下流側位置の火格子直上方と燃焼火格子5bの火格子直上方の3列に設けられている。   The hot gas inlet 13 is provided at an arbitrary position directly above the grate within the range from the downstream side (rear part) of the waste grate 5a in the movement direction of the waste to the combustion grate 5b on the ceiling of the combustion chamber 2. . In the example of FIG. 1, in the moving direction of the waste, that is, in the length direction of the incinerator 2, it is provided in three rows immediately above the grate downstream of the dry grate 5a and directly above the grate of the combustion grate 5b. It has been.

上記高温ガス吹込口13は、焼却炉の幅方向(図1にて紙面に対して直角な方向)にも複数箇所に設けられている。したがって、高温ガス吹込口13は、焼却炉の長さ方向と幅方向の複数位置に配置される。また、高温ガスBが下方に吹き込まれるように、高温ガス吹込口13の向きが定められている。かくして、高温ガスは、乾燥火格子5aの下流側域と燃焼火格子5bの直上に形成される、燃焼開始領域から主燃焼領域に向かって吹き込まれる。   The high temperature gas inlet 13 is also provided at a plurality of locations in the width direction of the incinerator (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1). Therefore, the hot gas inlet 13 is disposed at a plurality of positions in the length direction and the width direction of the incinerator. Further, the direction of the high temperature gas inlet 13 is determined so that the high temperature gas B is blown downward. Thus, the hot gas is blown from the combustion start region toward the main combustion region, which is formed immediately downstream of the dry grate 5a and directly above the combustion grate 5b.

<二次燃焼用ガス供給手段>
また、本実施形態の廃棄物焼却炉1は、二次燃焼用ガスをボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に吹き込む二次燃焼用ガス(二次空気)供給系を備えている。二次燃焼用ガス供給系は、二次燃焼用ガス供給源からの二次燃焼用ガスCを管路19を経て、二次燃焼領域10に設けられた二次燃焼用ガス吹込口16に送り込むようになっており、上記管路19には、ブロワ17そして流量調整機構としてのダンパ18が設けられている。二次燃焼用ガス吹込口16は、ボイラ4の入口近傍にある二次燃焼領域10に二次燃焼用ガスCを吹き込むように、ボイラ4の周壁に設けられている。
<Secondary combustion gas supply means>
In addition, the waste incinerator 1 of the present embodiment includes a secondary combustion gas (secondary air) supply system that blows the secondary combustion gas into a secondary combustion region 10 corresponding to the vicinity of the inlet of the boiler 4. . The secondary combustion gas supply system feeds the secondary combustion gas C from the secondary combustion gas supply source through the pipe 19 to the secondary combustion gas inlet 16 provided in the secondary combustion region 10. The pipe 19 is provided with a blower 17 and a damper 18 as a flow rate adjusting mechanism. The secondary combustion gas inlet 16 is provided on the peripheral wall of the boiler 4 so as to blow the secondary combustion gas C into the secondary combustion region 10 in the vicinity of the inlet of the boiler 4.

なお、本発明において、上記燃焼用一次空気、高温ガスそして二次燃焼用ガスを供給するための管路等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。   In the present invention, the configuration of the pipeline for supplying the primary air for combustion, the high-temperature gas, and the secondary combustion gas is not limited to those shown in the drawings, and may be appropriately selected depending on the scale, shape, application, etc. of the incinerator. Can be selected.

<燃焼室の諸領域>
このような本実施形態の焼却炉では、乾燥火格子5aと燃焼火格子5bの上に廃棄物の層が形成され、その燃焼により、燃焼室2内の空間には、廃棄物層の直上に下記のような諸領域が形成される。
<Combustion chamber areas>
In such an incinerator of this embodiment, a waste layer is formed on the dry grate 5a and the combustion grate 5b, and due to the combustion, the space in the combustion chamber 2 is directly above the waste layer. The following areas are formed.

乾燥火格子5aの直上方で廃棄物投入口3の下方に対応して位置する、乾燥火格子5aの上流側範囲には乾燥領域が形成され、乾燥火格子5aの下流側範囲から燃焼火格子5bの上流側範囲には燃焼開始領域が形成される。すなわち、乾燥火格子5a上の廃棄物は、上流側範囲で乾燥され、下流側範囲で着火して燃焼が開始する。   A dry region is formed in the upstream range of the dry grate 5a, which is positioned directly above the dry grate 5a and below the waste inlet 3, and is combusted from the downstream range of the dry grate 5a. A combustion start region is formed in the upstream range of 5b. That is, the waste on the dry grate 5a is dried in the upstream range, ignited in the downstream range, and combustion starts.

乾燥火格子5aから運ばれた燃焼火格子5b上の廃棄物はここで熱分解そして部分酸化が行われ、廃棄物から発生した可燃性ガスと廃棄物中の固形分が燃焼する。廃棄物はこの燃焼火格子5b上で実質的に殆んど燃焼される。こうして、上記燃焼火格子5b直上に主燃焼領域が形成される。しかる後、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分が後燃焼火格子5c上で完全に燃焼される。この後燃焼火格子5c上に後燃焼領域が形成される。   The waste on the combustion grate 5b carried from the dry grate 5a is thermally decomposed and partially oxidized here, and the combustible gas generated from the waste and the solid content in the waste are combusted. The waste is substantially burned on the combustion grate 5b. Thus, a main combustion region is formed immediately above the combustion grate 5b. Thereafter, the unburned matter such as fixed carbon in the remaining waste is completely burned on the post-burning grate 5c. Thereafter, a post-combustion region is formed on the post-combustion grate 5c.

燃焼室2内で発生した可燃性ガスはそのほとんどが燃焼室2内で燃焼され、残存する未燃ガスは、後燃焼火格子5cの上方に連接されるボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に流入して、ここで二次燃焼用ガスが供給され、二次燃焼する。   Most of the combustible gas generated in the combustion chamber 2 is combusted in the combustion chamber 2, and the remaining unburned gas is secondary corresponding to the vicinity of the inlet of the boiler 4 connected above the post-combustion grate 5c. The gas flows into the combustion region 10 where secondary combustion gas is supplied and secondary combustion occurs.

廃棄物が焼却される場合、まず水分の蒸発が起こり、次いで熱分解と部分酸化反応が起こり、可燃性ガスが生成し始める。ここで燃焼開始領域とは、廃棄物の燃焼が始まり、廃棄物の熱分解、部分酸化により可燃性ガスが生成し始める領域である。また、主燃焼領域とは、廃棄物の熱分解、部分酸化と燃焼が行われ、可燃性ガスが発生し、火炎を伴って燃焼している領域であり、火炎を伴う燃焼が完了する点(燃え切り点)までの領域である。燃え切り点より後の領域では、廃棄物中の固形未燃分(チャー)が燃焼するチャー燃焼領域(後燃焼領域)となる。火格子式廃棄物焼却炉では燃焼開始領域は乾燥火格子5aの上方空間であり、主燃焼領域は燃焼火格子5bの上方空間に相当する。   When the waste is incinerated, water evaporation occurs first, followed by thermal decomposition and partial oxidation reaction, and combustible gas begins to be generated. Here, the combustion start region is a region where combustion of waste starts and combustible gas begins to be generated by thermal decomposition and partial oxidation of the waste. The main combustion region is a region where waste is thermally decomposed, partially oxidized and burned, combustible gas is generated and burned with a flame, and combustion with a flame is completed ( This is the area up to the burnout point. In a region after the burn-out point, a char combustion region (post-combustion region) in which solid unburnt (char) in the waste is combusted is obtained. In the grate-type waste incinerator, the combustion start area corresponds to the space above the dry grate 5a, and the main combustion area corresponds to the space above the combustion grate 5b.

次に、このように構成される本実施形態の装置での焼却状況の概要、燃焼用一次空気、高温ガス、燃焼用二次空気の吹込みによる作用について順次説明する。   Next, an outline of the incineration situation in the apparatus of the present embodiment configured as described above, and actions by blowing in primary combustion air, high temperature gas, and secondary combustion air will be sequentially described.

<焼却状況の概要>
先ず、廃棄物投入口3へ廃棄物を投入すると、落下する廃棄物は乾燥火格子5a上に堆積され、各火格子の動作により、燃焼火格子5b上そして後燃焼火格子5c上へと移動し、各火格子上に廃棄物の層を形成する。各火格子は、風箱7a,7b,7c,7dを経て、燃焼用の一次空気を受けており、これにより各火格子の廃棄物は乾燥そして燃焼される。
<Overview of incineration>
First, when the waste is introduced into the waste inlet 3, the falling waste is deposited on the dry grate 5a and is moved onto the combustion grate 5b and onto the post-combustion grate 5c by the operation of each grate. And a waste layer is formed on each grate. Each grate receives the primary air for combustion via the wind boxes 7a, 7b, 7c, 7d, whereby the waste in each grate is dried and burned.

乾燥火格子5a上では主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。すなわち、乾燥火格子5aの上流側域で乾燥がそして下流側域で着火(燃焼開始)が行われる。燃焼火格子5b上では主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、可燃性ガスと廃棄物中の固形分の燃焼が行われる。燃焼火格子5b上において廃棄物の燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子5c上では、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分を完全燃焼させる。完全燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口6より排出される。このように廃棄物が燃焼している状態で、各火格子5a,5b,5cの直上空間には、乾燥領域、燃焼開始領域、主燃焼領域そして後燃焼領域がそれぞれ形成される。   Wastes are mainly dried and ignited on the dry grate 5a. That is, drying is performed in the upstream region of the drying grate 5a and ignition (combustion start) is performed in the downstream region. On the combustion grate 5b, the thermal decomposition and partial oxidation of the waste are mainly performed, and the combustible gas and the solid content in the waste are combusted. The combustion of the waste is substantially completed on the combustion grate 5b. On the post-combustion grate 5c, unburned components such as fixed carbon in the remaining waste are completely burned. The combustion ash after complete combustion is discharged from the ash drop opening 6. In a state where the waste is burning in this way, a dry region, a combustion start region, a main combustion region, and a post-combustion region are formed in the space immediately above each grate 5a, 5b, 5c.

既述のごとく、燃焼室2の出口に、廃熱ボイラ4が連設されていて、廃熱ボイラ4の入口近傍が二次燃焼領域10となっている。したがって、燃焼室2内で発生した未燃ガスは、二次燃焼領域10に導かれ、そこで二次燃焼用ガスCと混合・攪拌され、二次燃焼する。二次燃焼の後に燃焼排ガスは廃熱ボイラ4で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ4から排出された燃焼排ガスは、消石灰等による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに除塵装置(図示せず)に送られ、中和反応生成物、活性炭、ダストなどが回収される。上記除塵装置で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、誘引ファン(図示せず)により誘引され、煙突から大気中に放出される。なお、上記除塵装置としては、例えば、バグフィルタ方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。   As described above, the waste heat boiler 4 is connected to the outlet of the combustion chamber 2, and the vicinity of the inlet of the waste heat boiler 4 is the secondary combustion region 10. Therefore, the unburned gas generated in the combustion chamber 2 is guided to the secondary combustion region 10, where it is mixed and stirred with the secondary combustion gas C, and undergoes secondary combustion. After the secondary combustion, the combustion exhaust gas is recovered by the waste heat boiler 4. After the heat is recovered, the combustion exhaust gas discharged from the waste heat boiler 4 is subjected to neutralization of acid gas by slaked lime and the like, adsorption of dioxins by activated carbon, and further sent to a dust removal device (not shown), Neutralization reaction products, activated carbon, dust, etc. are recovered. The combustion exhaust gas that has been dedusted and detoxified by the dust removing device is attracted by an attracting fan (not shown) and released from the chimney into the atmosphere. In addition, as said dust removal apparatus, dust removal apparatuses, such as a bag filter system and an electrostatic dust collection system, can be used, for example.

次に、一次燃焼用空気、高温ガス、二次燃焼用ガスの吹込みについて詳細に説明する。   Next, the blowing of the primary combustion air, the high temperature gas, and the secondary combustion gas will be described in detail.

<燃焼用一次空気の吹込み>
燃焼用一次空気Aは、ブロワ8から燃焼用一次空気供給管9を通って乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの下部に設けられた風箱7a,7b,7c,7dに供給された後、各火格子5a,5b,5cを通って燃焼室2内に供給される。燃焼室2内に供給される燃焼用一次空気Aの流量は、燃焼用一次空気供給管9に設けられた流量調節ダンパ11により調整され、さらに、各風箱7a,7b,7c,7dに供給される流量は、各風箱に分岐して設けられたそれぞれの供給管に備える流量調節ダンパ(図示省略)により調節される。また、風箱7a,7b,7c,7d及び燃焼用一次空気Aを供給するための燃焼用一次空気供給管9等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。
<Blowing primary air for combustion>
The primary air A for combustion passes from the blower 8 through the primary air supply pipe 9 for combustion, and wind boxes 7a, 7b, 7c provided at the lower portions of the dry grate 5a, the combustion grate 5b, and the post-combustion grate 5c, respectively. , 7d and then supplied into the combustion chamber 2 through the grate 5a, 5b, 5c. The flow rate of the combustion primary air A supplied into the combustion chamber 2 is adjusted by a flow rate adjusting damper 11 provided in the combustion primary air supply pipe 9, and further supplied to each wind box 7a, 7b, 7c, 7d. The flow rate to be adjusted is adjusted by a flow rate adjustment damper (not shown) provided in each supply pipe provided to be branched to each wind box. Further, the configurations of the wind boxes 7a, 7b, 7c, 7d and the combustion primary air supply pipe 9 for supplying the combustion primary air A are not limited to those shown in the figure, but the incinerator scale, shape, application, etc. Can be appropriately selected.

燃焼用一次空気Aとしては、温度が常温〜200℃の範囲であり、酸素濃度が15〜21体積%の範囲のガスを用いることが好ましい。燃焼用一次空気Aとして、空気、酸素を含有するガス及び返送排ガスのいずれかを用いてもよいし、これらの混合ガスを用いてもよい。   As the primary air A for combustion, it is preferable to use a gas having a temperature in the range of room temperature to 200 ° C. and an oxygen concentration in the range of 15 to 21% by volume. As the primary air A for combustion, any of air, oxygen-containing gas and return exhaust gas may be used, or a mixed gas thereof may be used.

<高温ガス吹込みによる燃焼安定化>
図1に見られるように、高温ガスBは、燃焼室2内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域において,廃棄物層に向かって下向きに吹き込まれる。これは、火炎が存在し可燃性ガスが多く存在する領域に、高温ガスを吹き込むことが燃焼を安定させる上で好ましいためである。なお、火格子式廃棄物焼却炉において、可燃性ガスが多く存在する領域は、燃焼開始領域から主燃焼領域までである。
<Combustion stabilization by hot gas injection>
As seen in FIG. 1, the hot gas B is blown downward toward the waste layer in any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 2. This is because in order to stabilize combustion, it is preferable to blow high temperature gas into a region where a flame exists and a large amount of combustible gas exists. In the grate-type waste incinerator, the region where a large amount of combustible gas exists is from the combustion start region to the main combustion region.

高温ガスBを燃焼室2内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの領域に、かつ燃焼室天井から廃棄物層W直上に向かって下向きに吹き込むことにより、下向きに吹き込まれる高温ガスBは、廃棄物の熱分解・部分酸化により生じた可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流と対向し、双方のガス流れが衝突し、廃棄物層W直上に平面状の流れの遅いよどみ領域または上下方向に循環する循環領域が生じる。これらの領域はガス流れの速度が遅いため、可燃性ガスが燃焼する火炎が定在することになり、すなわち廃棄物層W直上に平面状燃焼領域(平面火炎)が定在し、可燃性ガスが安定して燃焼される。その結果、低空気比燃焼においてもCO,NOx、ダイオキシン類等の有害物質の発生を抑制すると共に煤の生成を抑制することができる。このため、低空気比燃焼を支障なく行うことができる。   By blowing the hot gas B downward into the region from the combustion start region to the main combustion region in the combustion chamber 2 and directly downward from the combustion chamber ceiling toward the waste layer W, the hot gas B blown downward is discarded. Opposite the upward flow of combustible gas and combustion gas generated by the thermal decomposition and partial oxidation of the material, both gas flows collide, and in the stagnation area where the flat flow is slow or vertically above the waste layer W A circulating area that circulates occurs. Since these regions have a slow gas flow rate, a flame in which the combustible gas burns is fixed, that is, a planar combustion region (planar flame) is present immediately above the waste layer W, and the combustible gas is present. Is stably burned. As a result, generation of soot can be suppressed while suppressing generation of harmful substances such as CO, NOx, dioxins and the like even in low air ratio combustion. For this reason, low air ratio combustion can be performed without hindrance.

また、高温ガスの熱輻射と顕熱によって廃棄物が加熱され、熱分解・部分酸化が促進されることに加えて、廃棄物層の直上に平面状燃焼領域(平面火炎)が定在するので、この平面状燃焼領域からの熱輻射と顕熱によって廃棄物が加熱され、熱分解・部分酸化がさらに促進される。   In addition to the fact that wastes are heated by thermal radiation and sensible heat of high-temperature gas, and thermal decomposition and partial oxidation are promoted, a planar combustion region (planar flame) is present directly above the waste layer. The waste is heated by thermal radiation and sensible heat from the planar combustion region, and thermal decomposition and partial oxidation are further promoted.

<高温ガス吹込み流速>
高温ガス吹込口13から吹き込まれる高温ガスBは、燃焼室高さに合わせた適切な範囲の吹込み流速で、燃焼室2内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込むことが好ましい。高温ガスの吹込み流速の燃焼室高さに合わせた適切な範囲は、次の関係式で示す範囲である。
<High-temperature gas blowing flow rate>
The hot gas B blown from the hot gas blow-in port 13 is blown into an arbitrary region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 2 at a blowing flow rate in an appropriate range according to the height of the combustion chamber. It is preferable. An appropriate range in accordance with the combustion chamber height of the hot gas blowing flow rate is a range represented by the following relational expression.

−0.107X2+4.70X+3.96 ≦ Y ≦ −0.199X2+8.73X+7.36…(1)
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
燃焼室天井の吹込口から下向きに吹き込む高温ガスの流速を、燃焼室高さに合わせて設定することにより、吹き込んだ高温ガスBを、廃棄物の熱分解・部分酸化によって生じる可燃性ガスと燃焼ガスの上昇流に適切に衝突させ、廃棄物層W直上に平面状の流れの遅いよどみ領域または上下方向に循環する循環領域を形成し、廃棄物層W直上に平面状燃焼領域を定在させることができ、可燃性ガスを安定して燃焼させて、燃焼室高さにかかわらず低空気比燃焼操業で燃焼促進効果や燃焼安定化効果が確実に得られる。
-0.107X 2 + 4.70X + 3.96 ≤ Y ≤ -0.199X 2 + 8.73X + 7.36 (1)
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
Combustion gas and combustion generated by pyrolysis and partial oxidation of waste by setting the flow velocity of the hot gas blown downward from the blow-off port of the combustion chamber ceiling to the height of the combustion chamber. Appropriately collides with the upward flow of gas, forms a flat stagnation region of slow flow or a circulation region that circulates in the vertical direction directly above the waste layer W, and establishes a planar combustion region directly above the waste layer W In addition, the combustible gas can be stably burned, and the combustion promotion effect and the combustion stabilization effect can be reliably obtained in the low air ratio combustion operation regardless of the height of the combustion chamber.

さらに、高温ガスの吹込み流速を、燃焼室内ガス流量を炉長方向に直角な面での燃焼室内断面積で除した空塔速度の5〜20倍の流速として吹き込むことが好ましく、燃焼室内ガス流れによる影響を受けずに、上記よどみ領域または循環領域を安定して形成することができる。   Further, it is preferable that the high-temperature gas blowing flow rate is blown as a flow rate 5 to 20 times the superficial velocity obtained by dividing the flow rate of the combustion chamber gas by the cross-sectional area of the combustion chamber in a plane perpendicular to the furnace length direction. The stagnation region or the circulation region can be formed stably without being affected by the flow.

高温ガスBの吹込み速度は、例えば、高温ガスBを送るブロワの送風量調整や管路14に設けた流量調整機構としてのダンパ15の開度を調整し高温ガスBの吹込み流量を調整することなどにより調整される。   The blowing speed of the high temperature gas B is adjusted, for example, by adjusting the blowing amount of the blower that sends the high temperature gas B or the opening degree of the damper 15 as a flow rate adjusting mechanism provided in the pipe 14. It is adjusted by doing.

高温ガスガス吹込口13が複数ある場合,高温ガスBはそれぞれの高温ガス吹込口13から必ずしも等流速で吹き込まれる必要はなく,焼却炉2の規模、形状、用途或いは廃棄物性状、量、廃棄物層厚さ等により、各高温ガス吹込口13からの吹込み流速は異なるように適宜変更され得る。   When there are a plurality of hot gas gas inlets 13, the hot gas B does not necessarily have to be blown from each hot gas inlet 13 at an equal flow rate, and the scale, shape, application or waste properties, quantity, waste of the incinerator 2 Depending on the layer thickness or the like, the blowing flow rate from each hot gas blowing port 13 can be appropriately changed so as to be different.

燃焼室2で廃棄物から発生する可燃性ガスと燃焼ガスの発生量の変動に対応して、廃棄物層の直上に平面状燃焼領域を変動なく定在させるように、高温ガスBの吹込み流量を調整することが好ましい。平面状燃焼領域の状態が変動すると、可燃性ガスの燃焼状態が変化し燃焼排ガス中のCO濃度、酸素濃度などが変動するため、監視因子としてボイラから排出される排ガスのCO濃度、酸素濃度を計測しその変化に対応して、高温ガスBの吹込み流量を調整するようにしてもよい。   In response to fluctuations in the amount of combustible gas and combustion gas generated from waste in the combustion chamber 2, the hot gas B is injected so that the planar combustion region is fixed immediately above the waste layer without fluctuation. It is preferable to adjust the flow rate. When the state of the planar combustion region changes, the combustion state of the combustible gas changes and the CO concentration, oxygen concentration, etc. in the combustion exhaust gas change, so the CO concentration and oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the boiler are monitored as monitoring factors. You may make it adjust the blowing flow volume of the hot gas B according to the measurement and the change.

<高温ガスの調製>
高温ガス吹込口13,15から吹き込まれる高温ガスBの温度は、100〜400℃の範囲とすることが好ましく、200℃程度とすることがより好ましい。100℃未満の温度のガスを吹き込むと炉内温度が低下し、燃焼が不安定となりCO発生量が増加する。400℃を超えるガスを吹き込むと燃焼室内における火炎温度が著しく高温になり、クリンカの生成が助長されるなど問題が生じる。
<Preparation of hot gas>
The temperature of the hot gas B blown from the hot gas blowing ports 13 and 15 is preferably in the range of 100 to 400 ° C, more preferably about 200 ° C. When a gas having a temperature of less than 100 ° C. is blown, the temperature in the furnace decreases, combustion becomes unstable, and the amount of CO generated increases. When a gas exceeding 400 ° C. is blown, the flame temperature in the combustion chamber becomes extremely high, which causes problems such as promotion of clinker generation.

また、高温ガスBの含有する酸素濃度は5〜30体積%程度、望ましくは5〜15体積%とすることが好ましい。これにより、上述の効果がより効果的に発揮され、排ガスの低NOx化、低CO化がより促進される。   The oxygen concentration contained in the high temperature gas B is preferably about 5 to 30% by volume, and preferably 5 to 15% by volume. Thereby, the above-mentioned effect is exhibited more effectively, and the reduction of NOx and the reduction of CO of exhaust gas is further promoted.

上記のガス温度及び酸素濃度となるような高温ガスBとしては、二次燃焼領域10から下流側で排ガスの一部を抜き出し返送した返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、酸素を含有するガス、空気及び酸素富化空気のうちいずれかを用いることが好適である。返送排ガスとしては、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを除塵、中和処理した排ガス、すなわち、バグフィルタから排出される排ガスの一部を返送して用いることが好ましい。返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、酸素を含有するガス、空気及び酸素富化空気のうちいずれかを必要に応じて廃熱ボイラで発生させた蒸気により加熱して、温度と酸素濃度が上記所定の条件を満たすような高温ガスとして燃焼室内に吹き込む。   As the high-temperature gas B having the above gas temperature and oxygen concentration, a part of the exhaust gas is extracted downstream from the secondary combustion region 10 and returned, a mixed gas of return exhaust gas and air, and a gas containing oxygen. It is preferable to use any one of air and oxygen-enriched air. As the return exhaust gas, it is preferable to return and use a part of the exhaust gas discharged from the waste incinerator, that is, the dust exhausted and neutralized, that is, the exhaust gas discharged from the bag filter. The exhaust gas, the mixed gas of the return exhaust gas and air, the gas containing oxygen, the air, and the oxygen-enriched air are heated by steam generated in the waste heat boiler as necessary, and the temperature and oxygen concentration are The gas is blown into the combustion chamber as a high-temperature gas that satisfies the predetermined condition.

高温ガスを調製する際の返送排ガスと空気の混合割合や、返送排ガス又は返送排ガスと空気の混合ガス等の加熱条件などを調整して、高温ガスの温度、酸素濃度を所望の範囲とする。   By adjusting the mixing ratio of the return exhaust gas and air when preparing the high temperature gas, the heating conditions such as the return exhaust gas or the return exhaust gas and air mixed gas, etc., the temperature and oxygen concentration of the high temperature gas are adjusted to the desired ranges.

<高温ガスの吹込み領域>
図1において、高温ガス吹込口13は、燃焼室2内の燃焼開始領域から主燃焼領域に相当する乾燥火格子5aの上方及び燃焼火格子5bの上方において、燃焼室2の天井に設置されている。ここで、廃棄物の熱分解反応は温度が200℃程度で起こり、温度が400℃程度となった段階でほぼ完了する。高温ガスBを可燃性ガスが生成している領域において、燃焼室2の天井から廃棄物層直上に向かって下向きに吹き込むことにより、炉内の廃棄物層直上付近によどみ領域又は循環領域を形成させ、平面状燃焼領域を定在させて、安定した燃焼が行われる。
<High-temperature gas blowing area>
In FIG. 1, the hot gas inlet 13 is installed on the ceiling of the combustion chamber 2 above the dry grate 5 a and the combustion grate 5 b corresponding to the main combustion region from the combustion start region in the combustion chamber 2. Yes. Here, the thermal decomposition reaction of waste occurs at a temperature of about 200 ° C., and is almost completed when the temperature reaches about 400 ° C. In the region where the flammable gas is generated, the hot gas B is blown downward from the ceiling of the combustion chamber 2 directly above the waste layer to form a stagnation region or a circulation region near the waste layer in the furnace. Thus, the planar combustion region is allowed to stand and stable combustion is performed.

図1に示す例では、乾燥火格子5aの下流部及び燃焼火格子5bの上方は燃焼開始領域から主燃焼領域に相当するので、これらの位置の上方に高温ガス吹込口13を設けて高温ガスBを吹き込んでいる。廃棄物の組成、性状によっては、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に示す位置より下流側(図の右側)にも、高温ガス吹込口を設けることが好ましい。   In the example shown in FIG. 1, since the downstream part of the dry grate 5a and the upper part of the combustion grate 5b correspond to the main combustion area from the combustion start area, a high temperature gas inlet 13 is provided above these positions to provide a high temperature gas. B is blowing. Depending on the composition and properties of the waste, the thermal decomposition reaction may be completed at a higher temperature. In this case, a high-temperature gas inlet should also be provided downstream of the position shown in FIG. Is preferred.

<高温ガス吹込口>
高温ガス吹込口13は、燃焼室2の天井の、乾燥火格子5aの廃棄物の移動方向下流側(後部)から燃焼火格子5bまでの範囲内での火格子直上の任意位置に設けられている。高温ガス吹込口13は、燃焼室2の幅方向と長さ方向との複数の列にそって配置される。高温ガス吹込口13は、ノズル型でもスリット型でもよい。
<High temperature gas inlet>
The hot gas inlet 13 is provided at an arbitrary position directly above the grate within the range from the downstream side (rear part) of the waste grate 5a in the movement direction of the waste to the combustion grate 5b on the ceiling of the combustion chamber 2. Yes. The hot gas inlets 13 are arranged along a plurality of rows in the width direction and the length direction of the combustion chamber 2. The hot gas inlet 13 may be a nozzle type or a slit type.

高温ガス吹込口13の配置位置、配置数、配置間隔、吹込み方向、吹込口の形状(吹き込まれた高温ガスBの広がり形状に関係する)、高温ガスBの吹込み流速、吹込み流量などの高温ガス吹込口13の設定及び操作条件は、廃棄物焼却炉の処理量、容積、形状、廃棄物の性状などに合わせ、平面状燃焼領域の状態を所望の状態に制御するように設定又は調整される。   Arrangement position, arrangement number, arrangement interval, blowing direction, shape of blowing port (related to spreading shape of blowing hot gas B), blowing flow rate of blowing hot gas B, blowing flow rate, etc. The setting and operating conditions of the hot gas inlet 13 are set so as to control the state of the planar combustion region to a desired state in accordance with the processing amount, volume, shape, waste property, etc. of the waste incinerator. Adjusted.

燃焼室内の廃棄物層直上で幅方向と長さ方向の広い範囲に亘って平面状燃焼領域が形成されるように、廃棄物からの上昇流と対向させる高温ガスの流れの状況を好ましい状態に制御するように、高温ガス吹込口の配置位置、配置数、配置間隔、吹込み方向、吹込口の形状、高温ガスの吹込み流速及び吹込み流量のうち少なくとも一つを、設定又は調整する。   The state of the flow of the high-temperature gas facing the upward flow from the waste is favored so that a planar combustion region is formed over a wide range in the width direction and the length direction immediately above the waste layer in the combustion chamber. In order to control, at least one of the arrangement position, the number of arrangements, the arrangement interval, the blowing direction, the shape of the blowing port, the blowing flow rate and the blowing flow rate of the hot gas is set or adjusted.

図1においては、燃焼室2の天井に高温ガス吹込口13を設け、ここから廃棄物層に向かって下向きに高温ガスBを吹き込んでいる。ここで、高温ガスBの吹込み方向としては、廃棄物層に対する垂線から20°までの角度範囲の吹込み方向で吹き込まれることが望ましい。これは、吹き込んだ高温ガスBと、廃棄物の熱分解・部分酸化によって生じる可燃性ガスと燃焼ガスの上昇流とが衝突して生じる流れ場を対向流場とするためであり、高温ガスBの吹込み方向が廃棄物層に対する垂線から20°より大きい範囲となると、適切な対向流場が形成されなくなるためである。   In FIG. 1, a hot gas blowing port 13 is provided on the ceiling of the combustion chamber 2, and the hot gas B is blown downward from here toward the waste layer. Here, as a blowing direction of the high temperature gas B, it is desirable to blow in a blowing direction in an angle range from a perpendicular to the waste layer to 20 °. This is because the flow field generated when the blown hot gas B collides with the combustible gas generated by the thermal decomposition and partial oxidation of the waste and the upward flow of the combustion gas is used as the counter flow field. This is because a suitable counter flow field is not formed when the blowing direction of is in a range larger than 20 ° from the perpendicular to the waste layer.

<二次燃焼用ガスの吹込み>
二次燃焼用ガスが二次燃焼領域10に吹き込まれ、燃焼室2からの未燃ガスが二次燃焼される。二次燃焼用ガスとして、温度は常温〜200℃の範囲であり、酸素濃度は15〜21体積%の範囲のガスを用いることが好ましい。二次燃焼用ガスとして、空気、酸素を含有するガス、返送排ガスを用いてよいし、これらの混合ガスを用いてもよい。
<Injection of secondary combustion gas>
The secondary combustion gas is blown into the secondary combustion region 10 and the unburned gas from the combustion chamber 2 is subjected to secondary combustion. As the secondary combustion gas, it is preferable to use a gas having a temperature in the range of room temperature to 200 ° C. and an oxygen concentration in the range of 15 to 21% by volume. As the secondary combustion gas, air, a gas containing oxygen, a return exhaust gas, or a mixed gas thereof may be used.

上記二次燃焼用ガスの吹込口16は、二次燃焼領域内に旋回流が生じる方向にガスを吹き込めるように1つ又は複数設置することが好ましい。二次燃焼用ガスCを二次燃焼領域10内に旋回流が生じる方向に吹き込むことにより、二次燃焼領域10内のガス温度及び酸素濃度分布を均一化、平均化でき、未燃ガスの二次燃焼が安定して行われ、局所高温領域の発生を抑制し、排ガスのさらなる低NOx化が可能となる。さらに、未燃ガスと酸化剤との混合が促進されるため燃焼安定性が向上し、完全燃焼が達成できるため、排ガスの低CO化も可能となる。   It is preferable to install one or more secondary combustion gas inlets 16 so as to blow gas in a direction in which a swirling flow is generated in the secondary combustion region. By blowing the secondary combustion gas C in the direction in which the swirl flow is generated in the secondary combustion region 10, the gas temperature and oxygen concentration distribution in the secondary combustion region 10 can be made uniform and averaged. Subsequent combustion is performed stably, generation of a local high temperature region is suppressed, and exhaust gas can be further reduced in NOx. Furthermore, since the mixing of the unburned gas and the oxidant is promoted, the combustion stability is improved and complete combustion can be achieved, so that the exhaust gas can be reduced in CO.

二次燃焼用ガスCとしては、ブロワにより供給される燃焼用二次空気のみ、ブロワ供給後の燃焼用二次空気に希釈剤を混合し酸素濃度を調整したガス、除塵装置を通過した後の排ガスの一部を抜き出した返送排ガスのみ、又は上記燃焼用二次空気と返送排ガスを混合したガス等を用いることができる。   As the secondary combustion gas C, only the secondary air for combustion supplied by the blower, the gas in which the diluent is mixed with the secondary air for combustion after supply of the blower and the oxygen concentration is adjusted, after passing through the dust removing device Only the return exhaust gas from which a part of the exhaust gas is extracted, or a gas in which the secondary air for combustion and the return exhaust gas are mixed can be used.

希釈剤としては、窒素、二酸化炭素などが考えられる。   Diluents such as nitrogen and carbon dioxide are conceivable.

上記二次燃焼領域10内のガス温度が、800〜1050℃の範囲となるように、上記二次燃焼用ガスの流量を調整することが好ましい。二次燃焼領域10内のガス温度が800℃未満となると未燃ガスの燃焼が不十分となり、排ガス中のCOが増加する。また、二次燃焼領域10内のガス温度が1050℃を超えると二次燃焼領域10内におけるクリンカの生成が助長され、さらに、NOxが増加する。   It is preferable to adjust the flow rate of the secondary combustion gas so that the gas temperature in the secondary combustion region 10 is in the range of 800 to 1050 ° C. When the gas temperature in the secondary combustion region 10 is less than 800 ° C., the combustion of the unburned gas becomes insufficient and the CO in the exhaust gas increases. Moreover, when the gas temperature in the secondary combustion area | region 10 exceeds 1050 degreeC, the production | generation of clinker in the secondary combustion area | region 10 will be encouraged, and NOx will increase further.

<低空気比燃焼を実現するための酸素量比配分>
次に、本実施形態の廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を実現するための吹き込むガスの酸素量比配分について説明する。
<Distribution of oxygen amount ratio to achieve low air ratio combustion>
Next, the oxygen amount ratio distribution of the blown gas for realizing the low air ratio combustion in the waste incinerator of the present embodiment will be described.

廃棄物の燃焼に必要な単位時間当たりの理論酸素量(X)に対する、火格子下から燃焼室内に吹き込まれる燃焼用一次空気により供給される単位時間当りの酸素量(Y1)の比Q1(=Y1/X)と、燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込まれる高温ガスにより供給される単位時間当りの酸素量(Y2)の比Q2(=Y2/X)と、二次燃焼領域に吹き込まれる二次燃焼用ガスにより供給される単位時間当りの酸素量(Y3)の比Q3(=Y3/X)とは、下式(1)及び(2)、より好ましくは下式(3)及び(4)を満足するように、それぞれのガスを吹き込むことが好ましい。下式(3)及び(4)を満足するように、それぞれのガスを吹き込む比率を制御することにより、焼却炉全体へ供給する空気量を空気比1.3以下のより低空気比での燃焼を実現できる。   Ratio Q1 (=) of oxygen amount per unit time (Y1) supplied by combustion primary air blown into the combustion chamber from below the grate with respect to theoretical oxygen amount (X) per unit time required for combustion of waste Y1 / X) and the ratio Q2 (= Y2 / X) of the amount of oxygen (Y2) per unit time supplied by the high-temperature gas blown into any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber And the ratio Q3 (= Y3 / X) of the oxygen amount (Y3) per unit time supplied by the secondary combustion gas blown into the secondary combustion region is expressed by the following equations (1) and (2): Preferably, each gas is blown so as to satisfy the following expressions (3) and (4). Combustion at a lower air ratio with an air ratio of 1.3 or less by controlling the ratio of blowing each gas so that the following equations (3) and (4) are satisfied. Can be realized.

Q1:Q2:Q3=0.75〜1.10:0.05〜0.40:0.10〜0.40 ………(1)
1.0≦Q1+Q2+Q3≦1.5 …………………………………………(2)
Q1:Q2:Q3=0.80〜1.0:0.10〜0.30:0.10〜0.30…………(3)
1.1≦Q1+Q2+Q3≦1.3 ……………………………………… (4)
ここで、上記廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量(X)は、燃焼室内に投入される廃棄物の性状及び成分等から決定される廃棄物の単位質量当りの燃焼に必要な酸素量(Nm/kg)と、焼却炉における廃棄物の焼却処理速度(kg/hr)との積(Nm/hr)により決定される。
Q1: Q2: Q3 = 0.75 to 1.10: 0.05 to 0.40: 0.10 to 0.40 (1)
1.0 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 ………………………………………… (2)
Q1: Q2: Q3 = 0.80 to 1.0: 0.10 to 0.30: 0.10 to 0.30 (3)
1.1 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.3 ……………………………………… (4)
Here, the theoretical oxygen amount (X) per unit time required for the combustion of the waste is necessary for the combustion per unit mass of the waste determined from the properties and components of the waste introduced into the combustion chamber. It is determined by the product (Nm 3 / hr) of the amount of oxygen (Nm 3 / kg) and the waste incineration rate (kg / hr) in the incinerator.

また、上記Q1の値は、火格子の下方から燃焼室内に供給される燃焼用一次空気により供給される単位時間当りの酸素量(Y1)の理論酸素量に対する比であり、上記燃焼用一次空気の流量を増減させることにより調整する。また、Q2の値は、燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込まれる高温ガスの流量を増減させることにより調整される。また、Q3の値は、二次燃焼領域に吹き込まれる二次燃焼用ガスの流量を増減させることにより調整される。   The value of Q1 is the ratio of the oxygen amount per unit time (Y1) supplied by the primary combustion air supplied from below the grate into the combustion chamber to the theoretical oxygen amount, and the primary combustion air Adjust by increasing or decreasing the flow rate. Also, the value of Q2 is adjusted by increasing or decreasing the flow rate of the hot gas blown into an arbitrary region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber. The value of Q3 is adjusted by increasing or decreasing the flow rate of the secondary combustion gas blown into the secondary combustion region.

なお、以下において、Q1+Q2+Q3をλと記載する。   In the following, Q1 + Q2 + Q3 is described as λ.

上記比Q1,Q2,Q3を上式の範囲とすることにより、廃棄物焼却炉において低酸素比燃焼(1.0≦λ≦1.5)(すなわち、低空気比燃焼に相当する)を行った場合においても、COやNOx等の有害ガスの発生量が低減でき、焼却炉から排出される排ガス総量を大幅に低減できる。   By setting the above ratios Q1, Q2, and Q3 within the range of the above formula, low oxygen ratio combustion (1.0 ≦ λ ≦ 1.5) (ie, equivalent to low air ratio combustion) is performed in a waste incinerator. Even in this case, the generation amount of harmful gases such as CO and NOx can be reduced, and the total amount of exhaust gas discharged from the incinerator can be greatly reduced.

<さらなる低空気比(空気比1.3以下で)の燃焼を実現するための酸素量比配分>
廃棄物の燃え残りや有害物質の発生を抑制して安定した低空気比燃焼を達成させることができるより好ましい配分比としては、Q1:Q2:Q3=0.90:0.15:015、λ=1.20を基準とし、焼却炉内に投入される廃棄物の組成や性状等に基づきλを1.1〜1.3の範囲でQ1,Q2,Q3を上記の範囲内で調整する。
<Distribution of oxygen amount ratio to realize combustion at a lower air ratio (with an air ratio of 1.3 or less)>
More preferable distribution ratios that can achieve stable low air ratio combustion by suppressing the generation of unburned waste and harmful substances are as follows: Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.15: 015, λ Based on = 1.20, Q1, Q2, and Q3 are adjusted within the above range with λ in the range of 1.1 to 1.3 based on the composition and properties of the waste put into the incinerator.

Q1、Q2、Q3、λの具体例を以下に記載する。
Q1:Q2:Q3=0.90:0.05:0.25、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.90:0.10:0.20、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.90:0.20:0.10、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.90:0.25:0.05、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=1.00:0.05:0.15、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=1.00:0.10:0.10、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=1.00:0.15:0.05、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.85:0.10:0.25、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.85:0.20:0.15、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.80:0.15:0.25、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.80:0.20:0.20、λ=1.20
Q1:Q2:Q3=0.75:0.20:0.20、λ=1.15
Q1:Q2:Q3=0.80:0.15:0.20、λ=1.15
Q1:Q2:Q3=0.80:0.10:0.20、λ=1.10
Q1:Q2:Q3=0.80:0.15:0.15、λ=1.10
Q1:Q2:Q3=0.85:0.20:0.25、λ=1.30
Q1:Q2:Q3=0.90:0.15:0.25、λ=1.30
Q1:Q2:Q3=1.00:0.10:0.20、λ=1.30
以下、Q1、Q2、Q3の調整基準について説明する。
Specific examples of Q1, Q2, Q3, and λ will be described below.
Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.05: 0.25, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.10: 0.20, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.20: 0.10, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.25: 0.05, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 1.00: 0.05: 0.15, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 1.00: 0.10: 0.10, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 1.00: 0.15: 0.05, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.85: 0.10: 0.25, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.85: 0.20: 0.15, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.80: 0.15: 0.25, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.80: 0.20: 0.20, λ = 1.20
Q1: Q2: Q3 = 0.75: 0.20: 0.20, λ = 1.15
Q1: Q2: Q3 = 0.80: 0.15: 0.20, λ = 1.15
Q1: Q2: Q3 = 0.80: 0.10: 0.20, λ = 1.10.
Q1: Q2: Q3 = 0.80: 0.15: 0.15, λ = 1.10
Q1: Q2: Q3 = 0.85: 0.20: 0.25, λ = 1.30
Q1: Q2: Q3 = 0.90: 0.15: 0.25, λ = 1.30
Q1: Q2: Q3 = 1.00: 0.10: 0.20, λ = 1.30
Hereinafter, adjustment criteria for Q1, Q2, and Q3 will be described.

<燃焼用一次空気の比率Q1の調整基準>
通常の都市ごみ等の廃棄物を乾燥させ、燃焼させるには、Q1は0.90を基準とし、灰分の少ない廃棄物や水分の少ない廃棄物、例えばプラスチック等を燃焼する際には、Q1を0.75〜0.85程度に減らし、その代わりに高温ガスの比率Q2を増加させる。
<Adjustment standard of primary air ratio Q1 for combustion>
Q1 is 0.90 for drying and burning normal municipal waste, etc., and Q1 is set when burning waste with low ash content or low moisture, such as plastic. The ratio is reduced to about 0.75 to 0.85, and the ratio Q2 of the hot gas is increased instead.

<高温ガスの比率Q2の調整基準>
通常の都市ごみ等の廃棄物を燃焼させるには、Q2は0.15を基準とし、灰分や水分が少なく可燃分が大部分である廃棄物、例えばプラスチック等、或いは、揮発分の大きい廃棄物を燃焼させる場合には、Q2を0.20〜0.25程度に増加させる。Q2が少ないと、上述の高温ガス吹込みの効果が十分に得られないため、COが増加する。なお、上記範囲を超えてQ2を増加させると、低空気比燃焼が達成できず、高温ガスを調製するための燃料代などが嵩むと共に、燃焼室内の温度が過大となり、内壁にクリンカが生成したり、NOxが増加するなどの問題が生じるので好ましくない。
<Adjustment criteria for high-temperature gas ratio Q2>
To burn waste such as ordinary municipal waste, Q2 is based on 0.15, waste with little ash and moisture, and most combustible, such as plastic, or waste with a large volatile content Q2 is increased to about 0.20 to 0.25. If Q2 is small, the above-described effect of high-temperature gas blowing cannot be obtained sufficiently, and CO increases. If Q2 is increased beyond the above range, low air ratio combustion cannot be achieved, fuel costs for preparing high temperature gas, etc. increase, the temperature in the combustion chamber becomes excessive, and clinker is generated on the inner wall. Or NOx increases, which is not preferable.

<二次燃焼用ガスの比率Q3の調整基準>
まず、廃棄物焼却炉の標準操業基準として、上記基準に基づき、廃棄物の組成や性状等を考慮してQ1及びQ2を決定し、次いでQ3の標準値を設定する。Q3は、0.15を基準とし、0.10〜0.40の範囲で調整する。
<Adjustment standard of secondary combustion gas ratio Q3>
First, as a standard operation standard of a waste incinerator, Q1 and Q2 are determined in consideration of the composition and properties of waste based on the above standard, and then a standard value of Q3 is set. Q3 is adjusted within a range of 0.10 to 0.40 with 0.15 as a reference.

Q3の値を調整することで二次燃焼領域内での燃焼状態を調整する。   The combustion state in the secondary combustion region is adjusted by adjusting the value of Q3.

廃棄物焼却炉の実際の操業では標準操業基準で操業していても、焼却炉内の燃焼状況が変化し、排出される排ガス中の有害物質量が変動することがある。そこで、上記決定したQ1及びQ2の値は維持したまま、廃棄物焼却炉内の状況を監視する因子に基づいてQ3を増減するように調節する。このような燃焼制御方法をとることにより、焼却炉内の燃焼状況が変化しても、燃焼を安定して行うように調整でき、最終的に廃棄物焼却炉から排出される排ガス中の有害物質量を制御しやすくなり、さらに、焼却炉の燃焼制御系を簡単にすることができる。   In actual operation of a waste incinerator, even if it operates with standard operating standards, the combustion status in the incinerator may change, and the amount of harmful substances in the exhaust gas emitted may vary. Therefore, while maintaining the values of Q1 and Q2 determined as described above, adjustment is made to increase or decrease Q3 based on a factor for monitoring the situation in the waste incinerator. By adopting such a combustion control method, even if the combustion situation in the incinerator changes, it can be adjusted so that the combustion is performed stably, and finally harmful substances in the exhaust gas discharged from the waste incinerator The amount can be easily controlled, and the combustion control system of the incinerator can be simplified.

ここで、上記廃棄物焼却炉内の状況を監視する因子としては、例えば、燃焼室から排出される未燃ガスの二次燃焼を行う二次燃焼領域出口近傍又はボイラ出口における、排ガス温度、排ガス中の酸素濃度、CO濃度、NOx濃度のいずれか一つ以上とすることが好ましい。   Here, as the factors for monitoring the situation in the waste incinerator, for example, the exhaust gas temperature near the outlet of the secondary combustion region where the secondary combustion of the unburned gas discharged from the combustion chamber or the boiler outlet is performed, the exhaust gas It is preferable to set any one or more of oxygen concentration, CO concentration, and NOx concentration.

計測手段は、下記の通りである。   Measuring means are as follows.

ガス温度:温度センサ(熱電対、放射温度計)
ガス中O2濃度:酸素濃度計
ガス中CO濃度:CO濃度計
ガス中NOx濃度:NOx濃度計
Gas temperature: Temperature sensor (thermocouple, radiation thermometer)
O 2 concentration in gas: oxygen concentration meter CO concentration in gas: CO concentration meter NOx concentration in gas: NOx concentration meter

以上説明したように、本発明によれば、高温ガス吹き込みにより、燃焼室内の廃棄物層直上付近に安定なよどみ領域又は循環領域を形成させることができ、平面状燃焼領域を定在させ、廃棄物焼却炉の大きさにかかわらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼を行った場合においても、燃焼室内の幅方向と長さ方向の全域に亘って燃焼の安定性が維持され、COやNOx等の有害ガスの発生量が低減できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。さらに、従来よりさらに低空気比で燃焼を行えるので焼却炉から排出される排ガス総量をさらに大幅に低減でき、また、廃熱の回収効率を向上できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。   As described above, according to the present invention, a stable stagnation region or a circulation region can be formed in the vicinity of the waste layer in the combustion chamber by blowing high-temperature gas. Regardless of the size of the incinerator, even when low air ratio combustion with an air ratio of 1.5 or less is performed, the stability of combustion is maintained over the entire width and length of the combustion chamber. A waste incinerator and a waste incineration method capable of reducing the generation amount of harmful gases such as CO and NOx are provided. Furthermore, since the combustion can be performed at a lower air ratio than before, the total amount of exhaust gas discharged from the incinerator can be further greatly reduced, and a waste incinerator and a waste incineration method that can improve the recovery efficiency of waste heat are provided. The

また、定在する平面火炎の輻射などにより廃棄物の熱分解を促進することができるため、火格子に供給する廃棄物の量(火格子負荷)および燃焼室内に供給する廃棄物の熱量(火炉負荷)を大きくすることができる。このため廃棄物焼却処理量に対して燃焼室内容積を小さくすることができ、焼却炉の炉高を低くすることができ、廃棄物焼却設備をコンパクトにすることにより設備費用及び運転費用を低減することができる。   In addition, the thermal decomposition of waste can be promoted by radiation of standing flat flames, etc., so the amount of waste supplied to the grate (grate load) and the amount of waste supplied to the combustion chamber (furnace Load) can be increased. For this reason, the volume of the combustion chamber can be reduced with respect to the amount of waste incineration, the furnace height of the incinerator can be reduced, and the waste incineration equipment can be made compact, thereby reducing the equipment cost and operation cost. be able to.

1 廃棄物焼却炉
2 燃焼室
5a 乾燥火格子
5b 燃焼火格子
5c 後燃焼火格子
13 高温ガス吹込み手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste incinerator 2 Combustion chamber 5a Dry grate 5b Combustion grate 5c Post combustion grate 13 High temperature gas blowing means

Claims (7)

火格子式廃棄物焼却炉であって、
火格子を備え火格子上の廃棄物を燃焼する燃焼室と、
燃焼用一次空気を上記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、
高温ガスを上記燃焼室の天井から、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で上記燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に向かって下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段とを具備し、
上記高温ガス吹込み手段は、高温ガスの吹込み流速を、燃焼室高さとの関係において次の(1)式で表される範囲とするように、制御する高温ガス吹込み流速制御手段を備えることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉。
−0.107X2+4.70X+3.96 ≦ Y ≦ −0.199X2+8.73X+7.36…(1)
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
A grate-type waste incinerator,
A combustion chamber having a grate and burning waste on the grate;
Primary air blowing means for blowing primary air for combustion into the combustion chamber from under the grate,
A high temperature in which hot gas is blown downward from the ceiling of the combustion chamber toward any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber in the furnace length direction, which is the direction of movement of waste on the grate Gas blowing means,
The high-temperature gas blowing means includes high-temperature gas blowing flow rate control means for controlling the high-temperature gas blowing flow rate so as to be in a range represented by the following equation (1) in relation to the combustion chamber height. A grate-type waste incinerator characterized by that.
-0.107X 2 + 4.70X + 3.96 ≤ Y ≤ -0.199X 2 + 8.73X + 7.36 (1)
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
高温ガス吹込み手段は、温度が100〜400℃の範囲であり、酸素濃度が5〜30体積%の範囲である高温ガスを吹き込むこととする請求項1に記載の火格子式廃棄物焼却炉。   The grate-type waste incinerator according to claim 1, wherein the high-temperature gas blowing means blows in a high-temperature gas having a temperature in a range of 100 to 400 ° C and an oxygen concentration in a range of 5 to 30% by volume. . 高温ガス吹込み手段は、焼却炉から排出された排ガスの一部を返送した返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、空気、酸素を含有するガス及び酸素富化空気のうち少なくとも一つを高温ガスとして供給する高温ガス供給源を備えることとする請求項1又は請求項2に記載の火格子式廃棄物焼却炉。   The high-temperature gas blowing means is configured to heat at least one of a return exhaust gas that has returned a part of the exhaust gas discharged from the incinerator, a mixed gas of the return exhaust gas and air, air, a gas containing oxygen, and oxygen-enriched air. The grate-type waste incinerator according to claim 1, further comprising a high-temperature gas supply source that supplies the gas as a gas. 燃焼室を備える火格子式廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、
高温ガスを上記燃焼室の天井から、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で上記燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に向かって下向きに吹き込み、
高温ガスの吹込み流速を、燃焼室高さとの関係において次の(1)式で表される範囲とすることを特徴とする廃棄物焼却方法。
−0.107X2+4.70X+3.96 ≦ Y ≦ −0.199X2+8.73X+7.36…(1)
Y:高温ガスの吹込み流速(m/sec)
X:燃焼室高さ(m)
A waste incineration method using a grate-type waste incinerator with a combustion chamber,
Blow primary air for combustion into the combustion chamber from below the grate,
Hot gas is blown downward from the ceiling of the combustion chamber toward an arbitrary region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber in the furnace length direction, which is the moving direction of waste on the grate,
A waste incineration method characterized in that a high-temperature gas blowing flow rate is in a range represented by the following equation (1) in relation to a combustion chamber height.
-0.107X 2 + 4.70X + 3.96 ≤ Y ≤ -0.199X 2 + 8.73X + 7.36 (1)
Y: Hot gas blowing flow rate (m / sec)
X: Combustion chamber height (m)
高温ガスは、温度が100〜400℃の範囲であり、酸素濃度が5〜30体積%の範囲であることとする請求項4に記載の廃棄物焼却方法。   The waste incineration method according to claim 4, wherein the high-temperature gas has a temperature in the range of 100 to 400 ° C and an oxygen concentration in the range of 5 to 30% by volume. 高温ガスを、燃焼室内ガス流量を炉長方向に対して直角な面での燃焼室内断面積で除した空塔速度の5〜20倍の流速で吹き込むこととする請求項4又は請求項5に記載の廃棄物焼却方法。   The hot gas is blown at a flow rate 5 to 20 times the superficial velocity obtained by dividing the gas flow rate in the combustion chamber by the cross-sectional area of the combustion chamber in a plane perpendicular to the furnace length direction. The waste incineration method described. 高温ガスは、焼却炉から排出された排ガスの一部を返送した返送排ガス、返送排ガスと空気の混合ガス、空気、酸素を含有するガス及び酸素富化空気のうち少なくとも一つであることとする請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の廃棄物焼却方法。   The high-temperature gas is at least one of a return exhaust gas that returns a part of the exhaust gas discharged from the incinerator, a mixed gas of the return exhaust gas and air, air, a gas containing oxygen, and oxygen-enriched air. The waste incineration method according to any one of claims 4 to 6.
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