JP2566260B2 - 汚泥溶融焼却炉 - Google Patents

汚泥溶融焼却炉

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JP2566260B2 JP62292938A JP29293887A JP2566260B2 JP 2566260 B2 JP2566260 B2 JP 2566260B2 JP 62292938 A JP62292938 A JP 62292938A JP 29293887 A JP29293887 A JP 29293887A JP 2566260 B2 JP2566260 B2 JP 2566260B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は汚泥溶融焼却炉に係り、特に汚泥中の有機物
の焼却と同時に灰分を効率的に溶融、固化するのに好適
な汚泥溶融焼却炉に関する。
〔従来の技術〕
近年、下水道の普及により下水処理施設から排出され
る下水汚泥の量は膨大なものになっている。これらの下
水汚泥は、流動層焼却炉などにおいて助燃燃料とともに
汚泥中の可燃分を焼却し、残部の焼却灰を埋め立てると
いう方法で処分されている。しかしながら、この方法で
は広大な埋め立て用地が必要であり、また埋め立て地ま
での焼却灰の運搬費がかさむなどの問題がある。
この対応策として、汚泥中の有機物を必要に応じて添
加される助燃燃料とともに高温で燃焼し、汚泥自身の焼
却とともに、その燃焼熱によって灰分を溶融、スラグ化
させる汚泥溶融焼却炉が開発され、焼却灰の大幅な減容
化、重金属などの有害物質の固定化、生成スラグの有効
利用などが図られている。
第3図は、従来技術による旋回流型溶融焼却炉の縦断
面図である(京都大学環境衛生工学研究会第9回シンポ
ジウム講演論文集、第348頁および第356頁参照)。この
装置は、溶融焼却室1と該溶融焼却室1の下部に設置さ
れたスラグ固化室2とからなる。溶融焼却室1の頂部か
ら補助燃料22と燃焼用空気24Aが供給され、さらに溶融
焼却室1の内周壁に沿って乾燥汚泥21と燃焼用空気24B
がバーナー23から吹きこまれ、これらは旋回流を形成し
ながら燃焼して炉壁を高温に加熱し、汚泥を焼却、溶融
させる。汚泥中の灰分は、溶融状態で炉壁を伝わって流
下し、溶融焼却室1の炉底部出口13よりスラグ固化室2
に排出される。一方、燃焼排ガス33は、スラグ固化室2
の燃焼排ガス出口32から排出される。
このような旋回流型溶融焼却炉においては、昇温時間
が十分でない場合、または汚泥の発熱量が比較的低い場
合に、炉底部出口13での温度低下により溶融スラグが固
化し、炉底部出口13の閉塞を生じ易い欠点があった。ま
た、炎と直接接触するバーナーからの吹き込み部の炉壁
が高温により溶融、損傷した場合、炉壁が一体構造であ
るため、その補修が全体におよぶという欠点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去し、炉底
部での溶融スラグの固化および出口の閉塞を防止するこ
とができ、かつ炉壁損傷部の補修が容易である旋回流型
の汚泥溶融焼却炉を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、汚泥中の有機物を燃焼用空気とともにバー
ナーから縦型円筒炉内に吹き込んで焼却すると同時に、
灰分を溶融、固化する汚泥溶融焼却炉において、前記炉
内の中心部に耐火物製で下端が円錐形を有している円柱
状のターゲットを設けるとともに、バーナーから供給さ
れる乾燥汚泥と燃焼用空気の吹き込み方向が前記ターゲ
ット外周の接線方向または僅かに中心方向となるよう
に、バーナーを取りつけたことを特徴とする。
本発明に用いられる乾燥汚泥としては、含有する水分
量の変動が少ない下水汚泥または都市ごみの焼却炉から
排出される焼却灰であることが好ましい。
〔作用〕
本発明においてバーナーから供給される乾燥汚泥と燃
焼用空気は、ターゲット外周接線方向または僅かに中心
方向に吹き込まれて燃焼し、ターゲット壁を加熱しなが
ら焼却され、溶融される。灰分は溶融状態でターゲット
壁に衝突して付着し、ターゲット壁を伝わって流下する
が、該ターゲットは燃焼ガスに包まれた状態にあり熱伝
導による熱損傷が少なく、高温に保たれているため、溶
融灰の固化が生じにくい。さらに、溶融灰はターゲット
端部の円錐状部先端に流下し、その先端からスラグ固化
室に滴となって落下するため温度の低い炉出口壁に触れ
ることなく排出され、炉出口の閉塞を起こすことがな
い。
また本発明におけるターゲットは、炉内で回転が可能
であるため、炎との直接接触によってターゲット壁が溶
融、損傷した場合には一時的な措置として、その回転に
よって損傷部の位置を健全部にずらして対処することが
できる。さらにターゲットの全面的な補修を要する場合
には、ターゲットのみを取り出して交換することができ
るので、炉全体に補修を及ぼすことなく簡易に短時間、
低コストで対処することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す旋回流型下水汚泥
溶融焼却炉の縦断面図であり、第2図は、第1図のII−
II矢視断面図である。第1図において、第3図と同一部
分は同一符号を付し、説明を省略する。図において、溶
融焼却室1は円筒状の耐火壁11および中心部に挿入され
た円柱状ターゲット12により環状部が形成され、その下
方部は円錐状に断面が縮小されて炉底部出口13となり、
スラグ固化室2に連結されている。前記ターゲット12
は、耐火物製の円柱からなり、その下端14が円錐状とな
っており、溶融焼却室1の頂部15から該溶融焼却室と同
心軸に挿入され、端板16によって固定される。頂部15の
挿入孔はターゲット径より僅かに大きい円形孔となって
おり、端板16の固定をはずせば、回転することが可能で
ある。
前記耐火壁11の上部には、ターゲット12の接線方向ま
たは僅かに中心方向に向けて噴射するように取り付けら
れたバーナー23A、23Bが設けられている。両バーナー23
A、23Bからは、それぞれ乾燥汚泥21A、21B、補助燃料搬
送用空気24A、24B、燃焼用空気25A、25Bおよび必要に応
じて供給される補助燃料22A、22Bが供給される。
溶融燃焼室1の炉底部出口13と連結されたスラグ固化
室2は、耐火壁31によって形成され、スラグ固化室2の
底部には水槽41、固化スラグ粒子43の搬出装置42が設置
され、また中腹部には燃焼ガス33の排出孔32が設けられ
ている。
このような構成において、乾燥汚泥粒子21A、21Bは、
それぞれ補助燃料搬送用空気24A、24Bによって運ばれ、
バーナー23A、23Bから燃焼用空気25A、25Bとともに、タ
ーゲット12の接線方向または僅かに中心方向にむけて溶
融燃焼室1内に噴出され、旋回流を生じながら、燃焼さ
れる。起動時には乾燥汚泥の代わりにプロパンガスや石
炭などの補助燃料22A、22Bが供給され、また汚泥の発熱
量が低い場合にも汚泥とともにそれらの燃料が補助燃料
として供給される。
乾燥汚泥粒子としては、数mmの大きさにほぐされた水
分50重量%以下のものが好ましい。これらの乾燥汚泥
は、溶融溶融室1内で1500〜1600℃の温度で燃焼され、
汚泥中の灰分が溶融状態となってその大部分がターゲッ
ト12の表面に付着する。該溶融灰分18は、ターゲット12
の表面を流下し、その下端である円錐の頂点からスラグ
固化室2へ滴状となって落下する。ターゲット12は高温
の燃焼ガスに囲まれ、熱損失が少ないので高温に保持さ
れており、溶融灰分18が冷却されて流下の途中で固化す
ることがない。また、滴下する溶融灰分は炉底部出口13
のほぼ中心を通るので該出口に触れることが少なく、該
出口を閉塞させることがない。
滴下した溶融灰分は、水槽41内に落下して急冷、破砕
され、固化スラグ粒子43となり、搬出装置42によって外
部に取り出される。一方、燃焼ガス33は、排出孔32を通
って二次燃焼炉、廃熱回収部、集塵装置などの後続装置
へ送られる。
なお、ターゲット12はその補強のためにターゲットの
中心に芯材17を設けるか、またはその重量を低減するた
めにターゲットを中空とすることが好ましい。
また、耐火壁11に取りつけられるバーナーの数に制限
はないが、2本以上取りつけることによって汚泥処理量
が増加でき、より円滑な旋回流れを得ることができるの
で好ましい。
実施例1 本発明の旋回流型溶融焼却炉として、溶融焼却室1の
内径が800mmで、その円筒部の長さが700mm、溶融焼却室
下方の円錐状断面縮小部の高さが200mm、炉底部出口13
の内径が350mm、ターゲット12の外径が300mmで、その炉
内露出部の円柱部長さが600mm、円錐部の長さが150mmで
あり、溶融焼却室1の天井から下方100mmの位置に2本
のバーナー23A、23Bを設置した焼却炉を用いて次の焼却
試験を行った。
あらかじめ微粉炭のみを燃焼して炉内を昇温したの
ち、灰分36.4重量%、可燃分33.6重量%および水分30重
量%の細粒子状の乾燥汚泥を約400kg/hの供給量で供給
し、約900Nm3/h、200℃の搬送および燃焼空気によって
焼却、溶融した。その結果、溶融焼却室1の炉底部出口
13を閉塞させることなく継続した運転を良好に行うこと
ができた。
実施例2 実施例1と同じ炉において、別の汚泥焼却炉で発生し
た焼却灰を約150kg/hの供給速度で、補助燃料の微粉炭
約35kg/hとともに2本のバーナーから炉内に供給し、約
290Nm3/h、200℃の搬送および燃焼空気によって溶融処
理した。その結果、溶融焼却室の出口13を閉塞させるこ
となく継続した運転を良好に行うことができた。
本実施例で用いた燃焼灰は、含有する水分量の変動が
少ないので、汚泥の処理におけるよりも安定した溶融、
焼却処理ができた。
〔発明の効果〕
本発明によれば、溶融灰の固化による焼却室出口の閉
塞を防止することができるので信頼性が高く、安定した
運転を行うことができる。さらにターゲットの交換を容
易に行えるので、炉の補修が短時間に、低コストで行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す下水汚泥溶融焼却炉
の縦断面図、第2図は、第1図のバーナー設置部B−B
矢視断面図、第3図は、従来の旋回流型汚泥溶融焼却炉
の縦断面図である。 1……溶融焼却室、2……スラグ固化室、11、31……耐
火壁、12……ターゲット、13……炉底部出口、18……溶
融灰分、21A、21B……乾燥汚泥、22A、22B……補助燃
料、23A、23B……バーナー、24A、24B……補助燃料搬送
用空気、25A、25B……燃焼用空気、33……燃焼排ガス、
43……固化スラグ粒子。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】汚泥中の有機物を燃焼用空気とともにバー
    ナーから縦型円筒炉内に吹き込んで焼却すると同時に、
    灰分を溶融、固化する汚泥溶融焼却炉において、前記炉
    内の中心部に耐火物製で下端が円錐形を有している円柱
    状のターゲットを設けるとともに、バーナーから供給さ
    れる乾燥汚泥と燃焼用空気の吹き込み方向が前記ターゲ
    ット外周の接線方向または僅かに中心方向となるよう
    に、バーナーを取りつけたことを特徴とする汚泥溶融焼
    却炉。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記乾燥
    汚泥が、下水汚泥または都市ごみの焼却炉から排出され
    る焼却灰であることを特徴とする汚泥溶融焼却炉。
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