JP2989605B2 - 流動層式焼却方法 - Google Patents
流動層式焼却方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は被焼却物である汚泥などの流動層式焼却方法
に係り，特に被焼却物を流動層内において充分に流動さ
せることのできる流動媒体を用いた燃焼効率が高く，自
然焼却が可能な流動層式焼却方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に，都市下水処理場において発生する汚泥は濃縮
し脱水した後に焼却されるか，または埋立処理されてい
る。この汚泥の脱水工程で発生するケーキは，通常の場
合，含水率が70〜80％で，その見掛比重は，ほぼ1.0を
示す。 この汚泥ケーキを，さらにプレス式高圧脱水機にかけ
て，含水率を40〜50％に低減したケーキ（二次脱水ケー
キと言う）は，灰分などを添加しているので，外観上は
固い塊状であるが，水分が少ないために，その見掛比重
は0.6〜0.7程度になっている。 この二次脱水ケーキを流動層式焼却炉で処理する場合
に，流動層において使用される流動媒体は通常，粒径が
約0.5〜1.5mmで，真比重が約2.0〜2.5のものが使用さ
れ、この流動媒体を用いて流動燃焼させた場合に，流動
層の見掛比重はほぼ1.0程度になる。したがって，上記
の流動媒体を用いて上記の二次脱水ケーキのごとく見掛
比重の小さいものを流動層において焼却すると，第４図
に示すごとく、焼却炉内の流動層に供給された被焼却物
である二次脱水ケーキは比重差により，流動層の上部に
浮上して空塔部15で燃焼するので，燃焼を継続するため
流動層内の燃焼効率が著しく低下し，多重の補助燃料を
必要とする欠点があった。すなわち，図において，真比
重が2.0〜2.5程度の従来の流動媒体２′を用い，これに
見掛比重が0.6〜0.7程度の二次脱水ケーキ５を流動層式
焼却炉１内に装入すると，水分が蒸発して二次脱水ケー
キの固形分６が生成し，これと上記の流動媒体２′とに
よって流動層が形成され燃焼されることになる。しかし
二次脱水ケーキの固形分６の見掛比重は，運転中の流動
層の見掛比重1.0よりも小さいので流動層上に浮上して
空筒部15で燃焼されるため，流動層と空筒部での燃焼比
率が，例えば7:3程度になって，流動層温度と空筒部温
度との温度差が，おおよそ200〜300℃にも達することに
なり，流動層における燃焼効率が著しく悪化し，これの
改善をはかる必要があった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述したごとく，従来技術においては，二次脱水ケー
キなどの被焼却物の見掛比重を考慮した流動媒体の選定
がなされておらず，被焼却物の燃焼による発熱量を十分
に流動層内に伝達されないために流動層内における焼却
物の燃焼効率が極めて悪いという問題があった。 本発明の目的は，二次脱水ケーキなどの見掛比重が小
さな被焼却物であっても，流動層内で充分に燃焼させる
ことのできる燃焼効率が高く，廃棄物の自然焼却が可能
な流動層式焼却方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記本発明の目的は，廃棄物である汚泥などの被焼却
物を流動媒体と共に流動させて燃焼を行う流動層式焼却
方法において，流動中の流動層の見掛比重が，被焼却物
である二次脱水ケーキの見掛比重よりも小さい無機質材
料である気泡セメント、水砕または風砕スラグのうちの
少なくとも１種よりなる流動媒体を用いることにより、
達成される。 本発明の流動層式焼却に用いる流動媒体は，気泡セメ
ント，水砕または風砕スラグなどの運転中の流動層の見
掛比重が，おおよそ0.5程度になる無機質材料を用いる
ことができる。 〔作用〕 本発明の流動層式焼却方法において，流動中の流動層
の見掛比重が，廃棄物である汚泥などの被焼却物である
二次脱水ケーキの見掛比重よりも小さいため、被焼却物
である二次脱水ケーキは流動層における比重差により，
流動層の内部において均一に分散されるため，流動層内
で均等に燃焼し焼却されることになり，流動層上部の空
筒部で被焼却物が浮上し燃焼されることがないので，空
筒部の温度が流動層内の温度より高くなることがなく，
流動層内で充分に燃焼され，そのため流動層内における
燃焼効率は一段と向上し，廃棄物の自然焼却が可能とな
る。 〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を挙げ，図面に基づいてさら
に詳細に説明する。 （実施例１） 第１図に示すごとく，流動層式焼却炉１には，あらか
じめ気泡セメント，水砕または風砕スラグなどの無機質
材料かなる流動媒体２が充填されている。焼却炉の底部
より空気ファン３によって流動燃焼用空気17が導入され
ると同時に，焼却炉の空筒部15に設置した起動バーナ４
によって流動媒体２が加熱昇温される。焼却する汚泥の
燃焼可能な温度である700〜800℃の温度に加熱昇温され
た後，二次脱水ケーキ５が投入され，まず二次脱水ケー
キ５中の水分が蒸発して乾燥され，二次脱水ケーキの固
形分６が生成され，これに着火し燃焼が進行する。本発
明によれば，運転中の流動層16の見掛比重が二次脱水ケ
ーキの固形分６の見掛比重より小さいため，第２図に示
すごとく，多孔板７上に充填された流動媒体２は流動層
16内に均一に分散されることになり，したがって二次脱
水ケーキの固形分６も流動媒体２と均一に混在されるこ
とになる。このため流動層16内での二次脱水ケーキの固
形分６の燃焼割合が著しく向上し，自燃焼却が可能とな
る。 流動媒体としてケイ砂を用いた従来法と，本発明の方
法である運転中の流動層の見掛比重がおおよそ0.5程度
になる気泡セメント，水砕または風砕スラグなどの無機
質材料を用いた場合の流動層燃焼結果を第１表に示す。 第１表に示すごとく，本実施例においては流動層と空
塔部の温度はほぼ同じであり，補助燃料は不要であり自
然焼却が可能であることが分かる。これは，運転中の流
動層を形成する流動媒体の見掛比重が，二次脱水ケーキ
の固形分の見掛比重よりも小さいため，上記固形分が流
動層の上部に分離されることなく，流動層間での燃焼熱
が対流伝熱により流動媒体に効率よく伝えられているこ
とを示しているものであり，燃焼効率が極めて良好であ
ることを示している。 （実施例２） 第２表に示すごとく，本発明の流動層式焼却炉に使用
する流動媒体２は重さが軽いために，従来法に比べてウ
インドボックス８の圧力を約６割に低減することがで
き，これによって空気ファン３の動力が著しく低減され
ると同時に，ウインドボックス８の耐圧，強度部材の低
減をはかることができる。 （実施例３） 第３表に示すごとく，本発明の流動層式焼却炉の流動
層16内では被焼却物がほぼ完全燃焼するため灰中の未燃
分が従来法よりも著しく低減することが分かる。これ
は，運転中の流動層16を形成する流動媒体２と二次脱水
ケーキの固形分６の比重がほぼ等しいため，二次脱水ケ
ーキの固形分６の流動層16内滞留時間が長くなるため，
完全燃焼するに必要な時間が保持されるからである。 （実施例４） なお，本発明の流動層式焼却方法において，流動媒体
２を循環使用する場合の一例を第３図に示す。図におい
て，流動燃焼用空気17によってキャリオーバした流動媒
体の粗粒流11は，流動層式焼却炉１の出口部に上昇する
が，焼却炉の出口部に燃焼ガスを旋回させる内筒９が装
備されているため，同伴した流動媒体２は遠心力により
炉壁10を伝わって流動層16に戻ってくる。しかし，この
焼却炉内を循環する流動媒体２は比較的粒子の粗い流動
媒体の粗粒流11であるが，焼却炉の煙道部にキャリオー
バする流動媒体２は細粒であるため，流動媒体の細粒流
18となって焼却炉の煙道に設けられているサイクロン捕
集器12により捕集される。このサイクロン捕集器12によ
り捕集された流動媒体２を，循環器13によって流動層16
の下部循環ライン14に戻すように構成したものである。
このようにすることにより，流動媒体２を循環使用する
ことができ，本発明の流動層式焼却方法におけるランニ
ングコストを著しく低減することができる。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したごとく，本発明の流動層式焼却方
法は，流動中の流動層の見掛比重を，被焼却物である二
次脱水ケーキの見掛比重よりも小さくすることによっ
て，被焼却物である二次脱水ケーキを流動層内において
完全燃焼させることができるので，流動層内での燃焼効
率は著しく向上し自燃焼却が可能となる。また，被焼却
物である二次脱水ケーキとほぼ同程度の見掛比重を有す
る無機質材料である気泡セメント、水砕または風砕スラ
グのうちの少なくとも１種よりなる流動媒体は軽いた
め、従来の焼却炉では流動化に必要な空気の流速が1.0
〜1.5m/sであったのに対し,0.5〜0.8m/sで運転すること
ができ，さらに流動層の圧力損失は従来法に比べて６割
程度に低減することが可能であるため，流動燃焼用空気
ファンの消費電力を大幅に低減できる効果がある。そし
て，上記の空気量低減と流動層内の燃焼効率の向上と相
まって，流動層式焼却炉における自然限界を従来の800
〜1000kcal/kgから400〜600kcal/kgに低減できるため，
著しい燃費低減の効果がある。
に係り，特に被焼却物を流動層内において充分に流動さ
せることのできる流動媒体を用いた燃焼効率が高く，自
然焼却が可能な流動層式焼却方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に，都市下水処理場において発生する汚泥は濃縮
し脱水した後に焼却されるか，または埋立処理されてい
る。この汚泥の脱水工程で発生するケーキは，通常の場
合，含水率が70〜80％で，その見掛比重は，ほぼ1.0を
示す。 この汚泥ケーキを，さらにプレス式高圧脱水機にかけ
て，含水率を40〜50％に低減したケーキ（二次脱水ケー
キと言う）は，灰分などを添加しているので，外観上は
固い塊状であるが，水分が少ないために，その見掛比重
は0.6〜0.7程度になっている。 この二次脱水ケーキを流動層式焼却炉で処理する場合
に，流動層において使用される流動媒体は通常，粒径が
約0.5〜1.5mmで，真比重が約2.0〜2.5のものが使用さ
れ、この流動媒体を用いて流動燃焼させた場合に，流動
層の見掛比重はほぼ1.0程度になる。したがって，上記
の流動媒体を用いて上記の二次脱水ケーキのごとく見掛
比重の小さいものを流動層において焼却すると，第４図
に示すごとく、焼却炉内の流動層に供給された被焼却物
である二次脱水ケーキは比重差により，流動層の上部に
浮上して空塔部15で燃焼するので，燃焼を継続するため
流動層内の燃焼効率が著しく低下し，多重の補助燃料を
必要とする欠点があった。すなわち，図において，真比
重が2.0〜2.5程度の従来の流動媒体２′を用い，これに
見掛比重が0.6〜0.7程度の二次脱水ケーキ５を流動層式
焼却炉１内に装入すると，水分が蒸発して二次脱水ケー
キの固形分６が生成し，これと上記の流動媒体２′とに
よって流動層が形成され燃焼されることになる。しかし
二次脱水ケーキの固形分６の見掛比重は，運転中の流動
層の見掛比重1.0よりも小さいので流動層上に浮上して
空筒部15で燃焼されるため，流動層と空筒部での燃焼比
率が，例えば7:3程度になって，流動層温度と空筒部温
度との温度差が，おおよそ200〜300℃にも達することに
なり，流動層における燃焼効率が著しく悪化し，これの
改善をはかる必要があった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述したごとく，従来技術においては，二次脱水ケー
キなどの被焼却物の見掛比重を考慮した流動媒体の選定
がなされておらず，被焼却物の燃焼による発熱量を十分
に流動層内に伝達されないために流動層内における焼却
物の燃焼効率が極めて悪いという問題があった。 本発明の目的は，二次脱水ケーキなどの見掛比重が小
さな被焼却物であっても，流動層内で充分に燃焼させる
ことのできる燃焼効率が高く，廃棄物の自然焼却が可能
な流動層式焼却方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記本発明の目的は，廃棄物である汚泥などの被焼却
物を流動媒体と共に流動させて燃焼を行う流動層式焼却
方法において，流動中の流動層の見掛比重が，被焼却物
である二次脱水ケーキの見掛比重よりも小さい無機質材
料である気泡セメント、水砕または風砕スラグのうちの
少なくとも１種よりなる流動媒体を用いることにより、
達成される。 本発明の流動層式焼却に用いる流動媒体は，気泡セメ
ント，水砕または風砕スラグなどの運転中の流動層の見
掛比重が，おおよそ0.5程度になる無機質材料を用いる
ことができる。 〔作用〕 本発明の流動層式焼却方法において，流動中の流動層
の見掛比重が，廃棄物である汚泥などの被焼却物である
二次脱水ケーキの見掛比重よりも小さいため、被焼却物
である二次脱水ケーキは流動層における比重差により，
流動層の内部において均一に分散されるため，流動層内
で均等に燃焼し焼却されることになり，流動層上部の空
筒部で被焼却物が浮上し燃焼されることがないので，空
筒部の温度が流動層内の温度より高くなることがなく，
流動層内で充分に燃焼され，そのため流動層内における
燃焼効率は一段と向上し，廃棄物の自然焼却が可能とな
る。 〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を挙げ，図面に基づいてさら
に詳細に説明する。 （実施例１） 第１図に示すごとく，流動層式焼却炉１には，あらか
じめ気泡セメント，水砕または風砕スラグなどの無機質
材料かなる流動媒体２が充填されている。焼却炉の底部
より空気ファン３によって流動燃焼用空気17が導入され
ると同時に，焼却炉の空筒部15に設置した起動バーナ４
によって流動媒体２が加熱昇温される。焼却する汚泥の
燃焼可能な温度である700〜800℃の温度に加熱昇温され
た後，二次脱水ケーキ５が投入され，まず二次脱水ケー
キ５中の水分が蒸発して乾燥され，二次脱水ケーキの固
形分６が生成され，これに着火し燃焼が進行する。本発
明によれば，運転中の流動層16の見掛比重が二次脱水ケ
ーキの固形分６の見掛比重より小さいため，第２図に示
すごとく，多孔板７上に充填された流動媒体２は流動層
16内に均一に分散されることになり，したがって二次脱
水ケーキの固形分６も流動媒体２と均一に混在されるこ
とになる。このため流動層16内での二次脱水ケーキの固
形分６の燃焼割合が著しく向上し，自燃焼却が可能とな
る。 流動媒体としてケイ砂を用いた従来法と，本発明の方
法である運転中の流動層の見掛比重がおおよそ0.5程度
になる気泡セメント，水砕または風砕スラグなどの無機
質材料を用いた場合の流動層燃焼結果を第１表に示す。 第１表に示すごとく，本実施例においては流動層と空
塔部の温度はほぼ同じであり，補助燃料は不要であり自
然焼却が可能であることが分かる。これは，運転中の流
動層を形成する流動媒体の見掛比重が，二次脱水ケーキ
の固形分の見掛比重よりも小さいため，上記固形分が流
動層の上部に分離されることなく，流動層間での燃焼熱
が対流伝熱により流動媒体に効率よく伝えられているこ
とを示しているものであり，燃焼効率が極めて良好であ
ることを示している。 （実施例２） 第２表に示すごとく，本発明の流動層式焼却炉に使用
する流動媒体２は重さが軽いために，従来法に比べてウ
インドボックス８の圧力を約６割に低減することがで
き，これによって空気ファン３の動力が著しく低減され
ると同時に，ウインドボックス８の耐圧，強度部材の低
減をはかることができる。 （実施例３） 第３表に示すごとく，本発明の流動層式焼却炉の流動
層16内では被焼却物がほぼ完全燃焼するため灰中の未燃
分が従来法よりも著しく低減することが分かる。これ
は，運転中の流動層16を形成する流動媒体２と二次脱水
ケーキの固形分６の比重がほぼ等しいため，二次脱水ケ
ーキの固形分６の流動層16内滞留時間が長くなるため，
完全燃焼するに必要な時間が保持されるからである。 （実施例４） なお，本発明の流動層式焼却方法において，流動媒体
２を循環使用する場合の一例を第３図に示す。図におい
て，流動燃焼用空気17によってキャリオーバした流動媒
体の粗粒流11は，流動層式焼却炉１の出口部に上昇する
が，焼却炉の出口部に燃焼ガスを旋回させる内筒９が装
備されているため，同伴した流動媒体２は遠心力により
炉壁10を伝わって流動層16に戻ってくる。しかし，この
焼却炉内を循環する流動媒体２は比較的粒子の粗い流動
媒体の粗粒流11であるが，焼却炉の煙道部にキャリオー
バする流動媒体２は細粒であるため，流動媒体の細粒流
18となって焼却炉の煙道に設けられているサイクロン捕
集器12により捕集される。このサイクロン捕集器12によ
り捕集された流動媒体２を，循環器13によって流動層16
の下部循環ライン14に戻すように構成したものである。
このようにすることにより，流動媒体２を循環使用する
ことができ，本発明の流動層式焼却方法におけるランニ
ングコストを著しく低減することができる。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したごとく，本発明の流動層式焼却方
法は，流動中の流動層の見掛比重を，被焼却物である二
次脱水ケーキの見掛比重よりも小さくすることによっ
て，被焼却物である二次脱水ケーキを流動層内において
完全燃焼させることができるので，流動層内での燃焼効
率は著しく向上し自燃焼却が可能となる。また，被焼却
物である二次脱水ケーキとほぼ同程度の見掛比重を有す
る無機質材料である気泡セメント、水砕または風砕スラ
グのうちの少なくとも１種よりなる流動媒体は軽いた
め、従来の焼却炉では流動化に必要な空気の流速が1.0
〜1.5m/sであったのに対し,0.5〜0.8m/sで運転すること
ができ，さらに流動層の圧力損失は従来法に比べて６割
程度に低減することが可能であるため，流動燃焼用空気
ファンの消費電力を大幅に低減できる効果がある。そし
て，上記の空気量低減と流動層内の燃焼効率の向上と相
まって，流動層式焼却炉における自然限界を従来の800
〜1000kcal/kgから400〜600kcal/kgに低減できるため，
著しい燃費低減の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例1,2,3において示した流動層式
焼却炉の構成を示す模式図，第２図は第１図の流動層部
の拡大図，第３図は実施例４において示した流動層式焼
却炉の構成を示す模式図，第４図は従来の流動層式焼却
炉の流動層部の模式図である。 １……流動層式焼却炉、２……流動媒体 ２′……従来の流動媒体、３……ファン ４……起動バーナ、５……二次脱水ケーキ ６……二次脱水ケーキの固形分 ７……多孔板、８……ウインドボックス ９……内筒、10……炉壁 11……流動媒体の粗粒流、12……サイクロン捕集器 13……循環器、14……下部循環ライン 15……空塔部、16……流動層 17……流動燃焼用空気、18……流動媒体の細粒流
焼却炉の構成を示す模式図，第２図は第１図の流動層部
の拡大図，第３図は実施例４において示した流動層式焼
却炉の構成を示す模式図，第４図は従来の流動層式焼却
炉の流動層部の模式図である。 １……流動層式焼却炉、２……流動媒体 ２′……従来の流動媒体、３……ファン ４……起動バーナ、５……二次脱水ケーキ ６……二次脱水ケーキの固形分 ７……多孔板、８……ウインドボックス ９……内筒、10……炉壁 11……流動媒体の粗粒流、12……サイクロン捕集器 13……循環器、14……下部循環ライン 15……空塔部、16……流動層 17……流動燃焼用空気、18……流動媒体の細粒流
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．汚泥を二次脱水し含水率をおおよそ40〜50％程度に
した二次脱水ケーキからなる被焼却物を、流動媒体を流
動燃焼空気で流動化させる流動層で燃焼し焼却する流動
層式焼却方法において、上記流動層の流動媒体は、上記
二次脱水ケーキに含まれる灰分から独立した気泡セメン
ト、水砕または風砕スラグのうちの少なくとも１種より
なり、該流動媒体による流動層の見掛比重が、上記二次
脱水ケーキからなる被焼却物の見掛比重より小さく、お
およそ0.5程度であることを特徴とする流動層式焼却方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62223020A JP2989605B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 流動層式焼却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62223020A JP2989605B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 流動層式焼却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6467520A JPS6467520A (en) | 1989-03-14 |
| JP2989605B2 true JP2989605B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16791576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62223020A Expired - Fee Related JP2989605B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 流動層式焼却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989605B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013146597A1 (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | 月島機械株式会社 | 加圧流動炉システムの起動方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100913245B1 (ko) * | 2008-01-03 | 2009-08-24 | 정맥산업개발(주) | 동 슬래그의 재활용 방법 |
| JP6292149B2 (ja) * | 2015-03-11 | 2018-03-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ロータリーキルンのガスシール装置およびガスシール方法 |
| JP7413991B2 (ja) * | 2020-12-22 | 2024-01-16 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 廃プラスチックの前処理方法及び前処理装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5363779A (en) * | 1976-11-18 | 1978-06-07 | Babcock Hitachi Kk | Fluidic bed incinerator with sludge medium |
| JPS6021769A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | 加藤 博和 | 加温療法における深所患部の加温装置 |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP62223020A patent/JP2989605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013146597A1 (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | 月島機械株式会社 | 加圧流動炉システムの起動方法 |
| US10006631B2 (en) | 2012-03-26 | 2018-06-26 | Tsukishima Kikai Co., Ltd. | Method for starting up pressurized fluidized bed incinerator system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6467520A (en) | 1989-03-14 |
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