JP3014953B2 - 焼却炉 - Google Patents
焼却炉Info
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- JP3014953B2 JP3014953B2 JP7338994A JP33899495A JP3014953B2 JP 3014953 B2 JP3014953 B2 JP 3014953B2 JP 7338994 A JP7338994 A JP 7338994A JP 33899495 A JP33899495 A JP 33899495A JP 3014953 B2 JP3014953 B2 JP 3014953B2
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- gas
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉に関し、よ
り詳しくは廃棄物（ごみ）等の被燃焼物の焼却時に天然
ガスのような炭化水素系燃料を吹き込んで低ＮＯX 化を
図ることのできる焼却炉に関するものである。
り詳しくは廃棄物（ごみ）等の被燃焼物の焼却時に天然
ガスのような炭化水素系燃料を吹き込んで低ＮＯX 化を
図ることのできる焼却炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、都市等においてごみの処理量が増
加する傾向にある。これらごみの中には再生利用される
ものもあるが、多くはごみ焼却プラントにて焼却処分さ
れているのが実情である。このごみ焼却プラントでの焼
却に際しては、窒素酸化物（ＮＯX ），一酸化炭素（Ｃ
Ｏ），ダイオキシン類等の空気汚染物質が排出され、こ
れら空気汚染物質が都市環境に少なからず影響を及ぼし
ている。
加する傾向にある。これらごみの中には再生利用される
ものもあるが、多くはごみ焼却プラントにて焼却処分さ
れているのが実情である。このごみ焼却プラントでの焼
却に際しては、窒素酸化物（ＮＯX ），一酸化炭素（Ｃ
Ｏ），ダイオキシン類等の空気汚染物質が排出され、こ
れら空気汚染物質が都市環境に少なからず影響を及ぼし
ている。
【０００３】従来、このような空気汚染物質の排出量を
抑制するために、特公平７−６２５２４号公報に開示さ
れているように、天然ガスを用いて排気ガスを再燃焼さ
せる方法（天然ガス再燃焼法）が提案されている。この
天然ガス再燃焼法は、被燃焼物を一次燃焼空気により主
燃焼させる一次燃焼ゾーンの上方の二次燃焼ゾーンに天
然ガスを吹き込み燃焼ガスを還元性雰囲気にしてＮＯX
を除去するとともに、この天然ガス還元後の残留炭化水
素と燃焼室にて発生した炭化水素およびＣＯを二次燃焼
空気により完全燃焼させるものである。この天然ガス再
燃焼法によれば、天然ガスを用いない場合と比較してＮ
ＯX ，ＣＯの排出量をそれぞれ最大で６０％，５０％の
低減率で抑制できることが実証されている。
抑制するために、特公平７−６２５２４号公報に開示さ
れているように、天然ガスを用いて排気ガスを再燃焼さ
せる方法（天然ガス再燃焼法）が提案されている。この
天然ガス再燃焼法は、被燃焼物を一次燃焼空気により主
燃焼させる一次燃焼ゾーンの上方の二次燃焼ゾーンに天
然ガスを吹き込み燃焼ガスを還元性雰囲気にしてＮＯX
を除去するとともに、この天然ガス還元後の残留炭化水
素と燃焼室にて発生した炭化水素およびＣＯを二次燃焼
空気により完全燃焼させるものである。この天然ガス再
燃焼法によれば、天然ガスを用いない場合と比較してＮ
ＯX ，ＣＯの排出量をそれぞれ最大で６０％，５０％の
低減率で抑制できることが実証されている。
【０００４】ここで、ＮＯX の除去機構は次のとおりで
ある。すなわち、還元雰囲気の二次燃焼ゾーンでは次の
ような反応が進行していると考えられている。 Ｃn Ｈm ＋Ｏ2 →Ｃn ’Ｈm ’＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋Ｃn ’Ｈm ’→Ｃn ”Ｈm ”＋Ｎ2 ＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ｏｒ ＮＯ＋Ｃn ’Ｈm ’→Ｃn ”Ｈm ”＋ＮＨi ＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ （但し、’は化学反応初期のラジカルを示し、ＮＨi は
窒素化合物を示す。）
ある。すなわち、還元雰囲気の二次燃焼ゾーンでは次の
ような反応が進行していると考えられている。 Ｃn Ｈm ＋Ｏ2 →Ｃn ’Ｈm ’＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋Ｃn ’Ｈm ’→Ｃn ”Ｈm ”＋Ｎ2 ＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ ｏｒ ＮＯ＋Ｃn ’Ｈm ’→Ｃn ”Ｈm ”＋ＮＨi ＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ （但し、’は化学反応初期のラジカルを示し、ＮＨi は
窒素化合物を示す。）
【０００５】この反応式からもわかるように、炭化水素
（Ｃn Ｈm ）と一次燃焼空気中の酸素（Ｏ2 ）との反応
により生成される炭化水素ラジカル（Ｃn ’Ｈm ’）が
窒素酸化物（ＮＯ）と反応することによりそのＮＯが還
元されて結果として除去されることになる。
（Ｃn Ｈm ）と一次燃焼空気中の酸素（Ｏ2 ）との反応
により生成される炭化水素ラジカル（Ｃn ’Ｈm ’）が
窒素酸化物（ＮＯ）と反応することによりそのＮＯが還
元されて結果として除去されることになる。
【０００６】ところで、前述のような天然ガス再燃焼法
を用いる際に、被燃焼物の種類等が変わった場合に燃焼
室内に吹き込まれる天然ガスの供給量に過不足を生じる
ことから、特開平６−３０７６１９号公報において、二
次燃焼ゾーンにて発生するＣＯの濃度とその二次燃焼ゾ
ーンから排出されるＮＯX の濃度とをそれぞれ検出し、
これら濃度が所定値になるように天然ガスおよび一次燃
焼空気の供給量を制御するようにした焼却炉の燃焼制御
装置が提案されている。この燃焼制御装置によれば、常
に安定した低減率でＣＯおよびＮＯX のような空気汚染
物質の排出を抑制することが可能となる。
を用いる際に、被燃焼物の種類等が変わった場合に燃焼
室内に吹き込まれる天然ガスの供給量に過不足を生じる
ことから、特開平６−３０７６１９号公報において、二
次燃焼ゾーンにて発生するＣＯの濃度とその二次燃焼ゾ
ーンから排出されるＮＯX の濃度とをそれぞれ検出し、
これら濃度が所定値になるように天然ガスおよび一次燃
焼空気の供給量を制御するようにした焼却炉の燃焼制御
装置が提案されている。この燃焼制御装置によれば、常
に安定した低減率でＣＯおよびＮＯX のような空気汚染
物質の排出を抑制することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のように天然ガス
再燃焼法をごみ焼却炉に用いると、ＮＯX 低減対策とし
て極めて有効であるだけでなく、使用された天然ガスは
熱エネルギーとして、更には電気エネルギーとして回収
されるため、全くの損失にはならないという利点があ
る。
再燃焼法をごみ焼却炉に用いると、ＮＯX 低減対策とし
て極めて有効であるだけでなく、使用された天然ガスは
熱エネルギーとして、更には電気エネルギーとして回収
されるため、全くの損失にはならないという利点があ
る。
【０００８】しかしながら、この天然ガス再燃焼法にお
いて使用される天然ガスの量は、投入ごみの熱量比で約
１０％に相当する量であるために、ごみ焼却炉の運転に
際しては、常時、投入ごみの熱量比で約１０％に相当す
る量の天然ガスを供給する必要があるとともに、ごみ焼
却炉建設に当たっては、通常のごみ焼却炉に対し約１０
％だけ大きな熱エネルギー回収装置が必要になるという
問題点がある。
いて使用される天然ガスの量は、投入ごみの熱量比で約
１０％に相当する量であるために、ごみ焼却炉の運転に
際しては、常時、投入ごみの熱量比で約１０％に相当す
る量の天然ガスを供給する必要があるとともに、ごみ焼
却炉建設に当たっては、通常のごみ焼却炉に対し約１０
％だけ大きな熱エネルギー回収装置が必要になるという
問題点がある。
【０００９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ＮＯX 低減効果を維持しつつ天然ガス等の
炭化水素系燃料の使用量を最小限に抑えることができ、
これによって炭化水素系燃料の用役費および熱エネルギ
ー回収装置の設備費を低減することのできる焼却炉を提
供することを目的とするものである。
れたもので、ＮＯX 低減効果を維持しつつ天然ガス等の
炭化水素系燃料の使用量を最小限に抑えることができ、
これによって炭化水素系燃料の用役費および熱エネルギ
ー回収装置の設備費を低減することのできる焼却炉を提
供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による焼却炉は、第１に、被燃焼物を一次
燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾーンの上方の二
次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給してその二次燃焼
ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼ゾーンの上方に
て二次燃焼空気により未燃物もしくは不完全燃焼物を完
全燃焼させる焼却炉において、前記炭化水素系燃料を水
蒸気と混合して前記二次燃焼ゾーンに送入することを特
徴とするものである。
めに、本発明による焼却炉は、第１に、被燃焼物を一次
燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾーンの上方の二
次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給してその二次燃焼
ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼ゾーンの上方に
て二次燃焼空気により未燃物もしくは不完全燃焼物を完
全燃焼させる焼却炉において、前記炭化水素系燃料を水
蒸気と混合して前記二次燃焼ゾーンに送入することを特
徴とするものである。
【００１１】また、本発明による焼却炉は、第２に、被
燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾー
ンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給して
その二次燃焼ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼ゾ
ーンの上方にて二次燃焼空気により未燃物もしくは不完
全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉において、前記炭化水
素系燃料を前記一次燃焼ゾーンから取り出される燃焼ガ
スの一部と混合して前記二次燃焼ゾーンに送入すること
を特徴とするものである。
燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾー
ンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給して
その二次燃焼ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼ゾ
ーンの上方にて二次燃焼空気により未燃物もしくは不完
全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉において、前記炭化水
素系燃料を前記一次燃焼ゾーンから取り出される燃焼ガ
スの一部と混合して前記二次燃焼ゾーンに送入すること
を特徴とするものである。
【００１２】さらに、本発明による焼却炉は、第３に、
被燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾ
ーンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給し
てその二次燃焼ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼
ゾーンの上方にて二次燃焼空気により未燃物もしくは不
完全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉において、前記炭化
水素系燃料を水蒸気および前記一次燃焼ゾーンから取り
出される燃焼ガスの一部と混合して前記二次燃焼ゾーン
に送入することを特徴とするものである。
被燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼させる一次燃焼ゾ
ーンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素系燃料を供給し
てその二次燃焼ゾーンを還元雰囲気にし、この二次燃焼
ゾーンの上方にて二次燃焼空気により未燃物もしくは不
完全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉において、前記炭化
水素系燃料を水蒸気および前記一次燃焼ゾーンから取り
出される燃焼ガスの一部と混合して前記二次燃焼ゾーン
に送入することを特徴とするものである。
【００１３】前記水蒸気は、当該焼却炉の熱回収装置と
して付設される廃熱ボイラにて発生する水蒸気とするの
が好ましい。
して付設される廃熱ボイラにて発生する水蒸気とするの
が好ましい。
【００１４】
【作用・効果】本発明の前提技術である天然ガス再燃焼
法において使用される天然ガスは、焼却炉の一次燃焼ガ
スを完全な還元雰囲気としてＮＯX を除去するためのも
のである。したがって、この天然ガスの量は、一次燃焼
ガス中に存在する残留酸素等の酸化性物質の量に左右さ
れる。すなわち、この天然ガスの量を最小限に抑えるた
めには、一次燃焼ガス中の酸化性物質の量を最小限にし
ておかねばならない。一方、焼却炉においてはごみ等の
被燃焼物を完全燃焼させることが必要であって、この焼
却炉から排出される焼却灰の中に未燃固形物もしくは不
完全燃焼固形物が多量に残存することがあってはならな
い。
法において使用される天然ガスは、焼却炉の一次燃焼ガ
スを完全な還元雰囲気としてＮＯX を除去するためのも
のである。したがって、この天然ガスの量は、一次燃焼
ガス中に存在する残留酸素等の酸化性物質の量に左右さ
れる。すなわち、この天然ガスの量を最小限に抑えるた
めには、一次燃焼ガス中の酸化性物質の量を最小限にし
ておかねばならない。一方、焼却炉においてはごみ等の
被燃焼物を完全燃焼させることが必要であって、この焼
却炉から排出される焼却灰の中に未燃固形物もしくは不
完全燃焼固形物が多量に残存することがあってはならな
い。
【００１５】このような両方の要求を満足させるため
に、この天然ガス再燃焼法では、通常、乾燥ストーカ部
分，燃焼ストーカ部分および後燃焼ストーカ部分よりな
る焼却炉において、乾燥ストーカ部分，燃焼ストーカ部
分に供給される一次燃焼用空気が極度に抑えられ、これ
によってそれら各ストーカ部分から発生する一次燃焼ガ
スが、一酸化炭素，炭化水素ガスのような不完全燃焼ガ
スもしくは未燃ガスを多量に含む還元性雰囲気の強いガ
スにされている。こうして、これら乾燥ストーカ部分お
よび燃焼ストーカ部分にて残存する酸素の量は少なく
（２％以下）なっている。一方、後燃焼ストーカ部分で
は、焼却灰中に未燃固形物もしくは不完全燃焼固形物が
残存することがないように、他の部分よりも大きな空燃
比になるように燃焼用空気が供給される。したがって、
この後燃焼ストーカ部分の直上の燃焼ガスは酸素を多く
（１７〜１９％程度）含む酸化性雰囲気のガスとなって
いる。
に、この天然ガス再燃焼法では、通常、乾燥ストーカ部
分，燃焼ストーカ部分および後燃焼ストーカ部分よりな
る焼却炉において、乾燥ストーカ部分，燃焼ストーカ部
分に供給される一次燃焼用空気が極度に抑えられ、これ
によってそれら各ストーカ部分から発生する一次燃焼ガ
スが、一酸化炭素，炭化水素ガスのような不完全燃焼ガ
スもしくは未燃ガスを多量に含む還元性雰囲気の強いガ
スにされている。こうして、これら乾燥ストーカ部分お
よび燃焼ストーカ部分にて残存する酸素の量は少なく
（２％以下）なっている。一方、後燃焼ストーカ部分で
は、焼却灰中に未燃固形物もしくは不完全燃焼固形物が
残存することがないように、他の部分よりも大きな空燃
比になるように燃焼用空気が供給される。したがって、
この後燃焼ストーカ部分の直上の燃焼ガスは酸素を多く
（１７〜１９％程度）含む酸化性雰囲気のガスとなって
いる。
【００１６】ところで、前述の乾燥ストーカ部分および
燃焼ストーカ部分にて生成される還元性雰囲気の強い一
次燃焼ガスと、後燃焼ストーカ部分にて生成される酸化
性雰囲気の燃焼ガスとは合体し、天然ガスによって完全
な還元性雰囲気とされ、前述の化学反応式に示される反
応によってＮＯX が除去されることとなる。この場合、
一次燃焼ガスと天然ガスとを迅速かつ完全に混合し、一
様で完全な還元性雰囲気をつくり出すことが必要とな
る。このために、通常は、焼却炉下流の煙道ガスの一部
を再循環して天然ガスと混合し、この混合ガスを炉内の
一次燃焼ガス部分から送入して十分なガス攪乱を与えて
完全混合を図っている。
燃焼ストーカ部分にて生成される還元性雰囲気の強い一
次燃焼ガスと、後燃焼ストーカ部分にて生成される酸化
性雰囲気の燃焼ガスとは合体し、天然ガスによって完全
な還元性雰囲気とされ、前述の化学反応式に示される反
応によってＮＯX が除去されることとなる。この場合、
一次燃焼ガスと天然ガスとを迅速かつ完全に混合し、一
様で完全な還元性雰囲気をつくり出すことが必要とな
る。このために、通常は、焼却炉下流の煙道ガスの一部
を再循環して天然ガスと混合し、この混合ガスを炉内の
一次燃焼ガス部分から送入して十分なガス攪乱を与えて
完全混合を図っている。
【００１７】しかし、この煙道ガスは、二次燃焼によっ
て完全燃焼した排ガスであって、このガス中には多く
（８〜１２％）の酸素を含有しているために、新たな酸
素供給源となって、燃焼室内に完全な還元性雰囲気を醸
成するために必要な天然ガスの消費量を増大させる一因
となってしまう。
て完全燃焼した排ガスであって、このガス中には多く
（８〜１２％）の酸素を含有しているために、新たな酸
素供給源となって、燃焼室内に完全な還元性雰囲気を醸
成するために必要な天然ガスの消費量を増大させる一因
となってしまう。
【００１８】本発明では、この炭化水素系燃料の混合用
媒体として、酸素量の比較的多い煙道ガスに代えて、水
蒸気もしくは一次燃焼ゾーンから取り出される燃焼ガス
の一部あるいはそれらを併用して用い、これによって一
様で完全な還元性雰囲気を醸成するとともに、ＮＯX を
除去するための炭化水素系燃料の消費量を減ずることを
可能にしている。
媒体として、酸素量の比較的多い煙道ガスに代えて、水
蒸気もしくは一次燃焼ゾーンから取り出される燃焼ガス
の一部あるいはそれらを併用して用い、これによって一
様で完全な還元性雰囲気を醸成するとともに、ＮＯX を
除去するための炭化水素系燃料の消費量を減ずることを
可能にしている。
【００１９】すなわち、本発明によれば、一次燃焼ガス
に炭化水素系燃料を加えて完全な還元性雰囲気をつくる
に際して、炭化水素系燃料の搬送と燃焼室内の攪乱の媒
体として、水蒸気または一次燃焼ガスの一部あるいはそ
の両者が併用して用いられることによって、炭化水素系
燃料と一次燃焼ガスとの混合を迅速かつ完全に行うこと
が可能となる。こうして、混合の不良による未反応炭化
水素系燃料の存在によってＮＯX の低減率が下がった
り、あるいはＮＯX の低減率を維持するために余剰の炭
化水素系燃料を使用したりする必要がなくなる。また、
このような攪乱媒体が用いられることによって系内の酸
素を増加させることがなく、これによって炭化水素系燃
料の使用量を減じることができる。この結果、焼却炉建
設に当たって熱エネルギー回収装置の設備費を低減する
ことができるとともに、焼却炉の運転において使用する
炭化水素系燃料量を減じることができる。
に炭化水素系燃料を加えて完全な還元性雰囲気をつくる
に際して、炭化水素系燃料の搬送と燃焼室内の攪乱の媒
体として、水蒸気または一次燃焼ガスの一部あるいはそ
の両者が併用して用いられることによって、炭化水素系
燃料と一次燃焼ガスとの混合を迅速かつ完全に行うこと
が可能となる。こうして、混合の不良による未反応炭化
水素系燃料の存在によってＮＯX の低減率が下がった
り、あるいはＮＯX の低減率を維持するために余剰の炭
化水素系燃料を使用したりする必要がなくなる。また、
このような攪乱媒体が用いられることによって系内の酸
素を増加させることがなく、これによって炭化水素系燃
料の使用量を減じることができる。この結果、焼却炉建
設に当たって熱エネルギー回収装置の設備費を低減する
ことができるとともに、焼却炉の運転において使用する
炭化水素系燃料量を減じることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明による焼却炉の具体
的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】本発明の一実施例に係るごみ焼却炉の概略
構成図が図１に示されている。本実施例のごみ焼却炉１
においては、被燃焼物としてのごみ２が投入されるホッ
パー３と、このホッパー３から投入されたごみ２を燃焼
させるストーカ４と、このストーカ４の上方に設けられ
炉壁５により画定される燃焼室６と、このストーカ４を
通して燃焼室６内に一次燃焼空気を供給する一次燃焼空
気供給装置７と、燃焼後の焼却灰を取り出す灰排出口８
とが設けられている。
構成図が図１に示されている。本実施例のごみ焼却炉１
においては、被燃焼物としてのごみ２が投入されるホッ
パー３と、このホッパー３から投入されたごみ２を燃焼
させるストーカ４と、このストーカ４の上方に設けられ
炉壁５により画定される燃焼室６と、このストーカ４を
通して燃焼室６内に一次燃焼空気を供給する一次燃焼空
気供給装置７と、燃焼後の焼却灰を取り出す灰排出口８
とが設けられている。
【００２２】前記ストーカ４は、乾燥ストーカ４ａ，燃
焼ストーカ４ｂおよび後燃焼ストーカ４ｃよりなり、各
ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃに対応して一次燃焼空気供給
装置７の各空気導管７ａ，７ｂ，７ｃがそれぞれ設けら
れている。なお、これら空気導管７ａ，７ｂ，７ｃには
押込送風機７ｄから一次燃焼空気が供給される。こうし
て、ホッパー３から投入されるごみ２は、乾燥ストーカ
４ａ，燃焼ストーカ４ｂおよび後燃焼ストーカ４ｃの順
に前進しながら各空気導管７ａ，７ｂ，７ｃを介して各
ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃに供給される一次燃焼空気に
よって一次燃焼される。この際、乾燥ストーカ４ａおよ
び燃焼ストーカ４ｂに供給される一次燃焼用空気は、一
次燃焼ガス中の酸化性物質の量を最小限にするために少
量に抑制される。
焼ストーカ４ｂおよび後燃焼ストーカ４ｃよりなり、各
ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃに対応して一次燃焼空気供給
装置７の各空気導管７ａ，７ｂ，７ｃがそれぞれ設けら
れている。なお、これら空気導管７ａ，７ｂ，７ｃには
押込送風機７ｄから一次燃焼空気が供給される。こうし
て、ホッパー３から投入されるごみ２は、乾燥ストーカ
４ａ，燃焼ストーカ４ｂおよび後燃焼ストーカ４ｃの順
に前進しながら各空気導管７ａ，７ｂ，７ｃを介して各
ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃに供給される一次燃焼空気に
よって一次燃焼される。この際、乾燥ストーカ４ａおよ
び燃焼ストーカ４ｂに供給される一次燃焼用空気は、一
次燃焼ガス中の酸化性物質の量を最小限にするために少
量に抑制される。
【００２３】前記乾燥ストーカ４ａでは、後段の燃焼ス
トーカ４ｂ，後燃焼ストーカ４ｃでの燃焼により生じる
高温燃焼ガスによって主としてごみの乾燥が行われ、一
部燃焼が始まる。しかし、前述のように空気導管７ａか
ら供給される一次燃焼空気が抑制されているために、こ
の乾燥ストーカ４ａの部分から燃焼室６内へ出るガス
は、水分の蒸発による水蒸気，乾留によって生じる炭化
水素ガス，不完全燃焼によって生じるＣＯなどである。
トーカ４ｂ，後燃焼ストーカ４ｃでの燃焼により生じる
高温燃焼ガスによって主としてごみの乾燥が行われ、一
部燃焼が始まる。しかし、前述のように空気導管７ａか
ら供給される一次燃焼空気が抑制されているために、こ
の乾燥ストーカ４ａの部分から燃焼室６内へ出るガス
は、水分の蒸発による水蒸気，乾留によって生じる炭化
水素ガス，不完全燃焼によって生じるＣＯなどである。
【００２４】次に、燃焼ストーカ４ｂでは、空気導管７
ｂから供給される一次燃焼空気により主たる燃焼が行わ
れるが、この一次燃焼空気もやはり抑制されているため
に、この燃焼ストーカ４ｂの部分から燃焼室６内へ出る
ガスには、炭化水素およびＣＯが多量に含まれており、
またそのガス中の未反応の酸素は２％未満に抑えられ
る。こうして、これら乾燥ストーカ４ａおよび燃焼スト
ーカ４ｂの上方の一次燃焼ゾーン６ａにおける燃焼ガス
は、１０００〜１３００℃の高温に達してはいるが、還
元性雰囲気が強く、発生するＮＯX も比較的低く抑えら
れている。
ｂから供給される一次燃焼空気により主たる燃焼が行わ
れるが、この一次燃焼空気もやはり抑制されているため
に、この燃焼ストーカ４ｂの部分から燃焼室６内へ出る
ガスには、炭化水素およびＣＯが多量に含まれており、
またそのガス中の未反応の酸素は２％未満に抑えられ
る。こうして、これら乾燥ストーカ４ａおよび燃焼スト
ーカ４ｂの上方の一次燃焼ゾーン６ａにおける燃焼ガス
は、１０００〜１３００℃の高温に達してはいるが、還
元性雰囲気が強く、発生するＮＯX も比較的低く抑えら
れている。
【００２５】また、後燃焼ストーカ４ｃでは、焼却灰中
に多量の未燃固形物もしくは不完全燃焼固形物が残存す
ることのないよう、乾燥ストーカ４ａ部分および燃焼ス
トーカ４ｂ部分に比べて比較的大きな空燃比になるよう
に一次燃焼空気が供給される。したがって、この後燃焼
ストーカ４ｃの上方の一次燃焼ゾーン６ｂにおける燃焼
ガスは、温度５００〜６００℃付近で、かつ１７〜１９
％程度の酸素が残存しており酸化性雰囲気を有してい
る。但し、この燃焼ガスは比較的低温であることと、ご
み中の窒素成分がほぼなくなってしまっているために、
この後燃焼ストーカ４ｃの部分で発生するＮＯX は少な
く抑えられた状態にある。
に多量の未燃固形物もしくは不完全燃焼固形物が残存す
ることのないよう、乾燥ストーカ４ａ部分および燃焼ス
トーカ４ｂ部分に比べて比較的大きな空燃比になるよう
に一次燃焼空気が供給される。したがって、この後燃焼
ストーカ４ｃの上方の一次燃焼ゾーン６ｂにおける燃焼
ガスは、温度５００〜６００℃付近で、かつ１７〜１９
％程度の酸素が残存しており酸化性雰囲気を有してい
る。但し、この燃焼ガスは比較的低温であることと、ご
み中の窒素成分がほぼなくなってしまっているために、
この後燃焼ストーカ４ｃの部分で発生するＮＯX は少な
く抑えられた状態にある。
【００２６】このようにして燃焼室６下部の一次燃焼ゾ
ーン６ａ，６ｂにおける燃焼ガスは混合されることによ
り還元性雰囲気を保っている。この還元性雰囲気の一次
燃焼ゾーン６ａ，６ｂの上方には炉壁５に供給口５ａが
設けられ、この供給口５ａから燃焼室６内に供給管９を
通して炭化水素系燃料（天然ガス）が供給されるように
なっている。これにより、一次燃焼ゾーン６ａ，６ｂの
上方の二次燃焼ゾーン（リバーンゾーン）６ｃの付近に
完全な還元性雰囲気が形成され、一次燃焼中に発生した
ＮＯX もその二次燃焼ゾーン６ｃで還元されて最大６０
％以上の低減率で低減される。
ーン６ａ，６ｂにおける燃焼ガスは混合されることによ
り還元性雰囲気を保っている。この還元性雰囲気の一次
燃焼ゾーン６ａ，６ｂの上方には炉壁５に供給口５ａが
設けられ、この供給口５ａから燃焼室６内に供給管９を
通して炭化水素系燃料（天然ガス）が供給されるように
なっている。これにより、一次燃焼ゾーン６ａ，６ｂの
上方の二次燃焼ゾーン（リバーンゾーン）６ｃの付近に
完全な還元性雰囲気が形成され、一次燃焼中に発生した
ＮＯX もその二次燃焼ゾーン６ｃで還元されて最大６０
％以上の低減率で低減される。
【００２７】ところで、後燃焼ストーカ４ｃの上方の一
次燃焼ゾーン６ｂ付近の燃焼ガスには、酸素がなお多量
に残存している。そこで、この一次燃焼ゾーン６ｂ付近
の燃焼ガスが炉壁５の排出口５ｂからブースター１０に
よって供給管１１ａを介して吸引され、この供給管１１
ａに接続される別の供給管１１ｂからの新鮮な空気とと
もに、二次燃焼空気として二次燃焼ゾーン６ｃの上方の
ゾーン（バーンアウトゾーン）６ｄに供給口５ｃを介し
て供給される。
次燃焼ゾーン６ｂ付近の燃焼ガスには、酸素がなお多量
に残存している。そこで、この一次燃焼ゾーン６ｂ付近
の燃焼ガスが炉壁５の排出口５ｂからブースター１０に
よって供給管１１ａを介して吸引され、この供給管１１
ａに接続される別の供給管１１ｂからの新鮮な空気とと
もに、二次燃焼空気として二次燃焼ゾーン６ｃの上方の
ゾーン（バーンアウトゾーン）６ｄに供給口５ｃを介し
て供給される。
【００２８】こうして、一次燃焼によって燃焼ガス中に
生成される炭化水素ガス，ＣＯガスあるいは余剰の炭化
水素ガスなどが、このバーンアウトゾーン６ｄにおいて
二次燃焼空気によって完全燃焼され、燃焼室６頂部より
排出されて図示されない廃熱ボイラを含む熱回収装置お
よび排ガス処理装置を経て煙突より大気に放出される。
一方、焼却灰は灰排出口８から排出される。なお、前記
バーンアウトゾーン６ｄにおいては天然ガスの吹き込み
によって既にＮＯX は低減されている上に、９００〜１
０００℃の比較的低温で燃焼が行われるために、新たな
ＮＯX の発生はほとんどなく、排ガス中のＮＯX は５０
ＰＰＭ以下に抑えられる。
生成される炭化水素ガス，ＣＯガスあるいは余剰の炭化
水素ガスなどが、このバーンアウトゾーン６ｄにおいて
二次燃焼空気によって完全燃焼され、燃焼室６頂部より
排出されて図示されない廃熱ボイラを含む熱回収装置お
よび排ガス処理装置を経て煙突より大気に放出される。
一方、焼却灰は灰排出口８から排出される。なお、前記
バーンアウトゾーン６ｄにおいては天然ガスの吹き込み
によって既にＮＯX は低減されている上に、９００〜１
０００℃の比較的低温で燃焼が行われるために、新たな
ＮＯX の発生はほとんどなく、排ガス中のＮＯX は５０
ＰＰＭ以下に抑えられる。
【００２９】本実施例では、天然ガス（炭化水素系燃
料；以下、天然ガスとして説明する。）を供給口５ａか
ら一次燃焼ガス中に送入するのに、供給管１２にて水蒸
気エゼクター１３に送入される水蒸気に、供給管９を通
して供給される所要量の天然ガスと、供給管１４にて一
次燃焼ゾーン６ａに最も近接する排出口５ｄよりの酸素
が少なく還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスとを、それぞ
れ前記水蒸気エゼクター１３によって吸引，混合させ、
これら天然ガス，水蒸気および一次燃焼ガスの混合ガス
を供給口５ａから燃焼室６内に噴射するようにされてい
る。これによって、燃焼室６内に十分な攪乱を生ぜしめ
てその天然ガスと一次燃焼ガスとの混合を旺盛にし、Ｎ
ＯX 低減反応を推進させるようにされている。ここで、
供給管１２にて送入される水蒸気としては、当該焼却炉
１の熱回収装置として付設される廃熱ボイラ（図示せ
ず）にて発生する水蒸気の一部が利用されるのが好まし
い。
料；以下、天然ガスとして説明する。）を供給口５ａか
ら一次燃焼ガス中に送入するのに、供給管１２にて水蒸
気エゼクター１３に送入される水蒸気に、供給管９を通
して供給される所要量の天然ガスと、供給管１４にて一
次燃焼ゾーン６ａに最も近接する排出口５ｄよりの酸素
が少なく還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスとを、それぞ
れ前記水蒸気エゼクター１３によって吸引，混合させ、
これら天然ガス，水蒸気および一次燃焼ガスの混合ガス
を供給口５ａから燃焼室６内に噴射するようにされてい
る。これによって、燃焼室６内に十分な攪乱を生ぜしめ
てその天然ガスと一次燃焼ガスとの混合を旺盛にし、Ｎ
ＯX 低減反応を推進させるようにされている。ここで、
供給管１２にて送入される水蒸気としては、当該焼却炉
１の熱回収装置として付設される廃熱ボイラ（図示せ
ず）にて発生する水蒸気の一部が利用されるのが好まし
い。
【００３０】前記供給管１４により排出口５ｄから吸引
される一次燃焼ガスの温度は１０００〜１３００℃の高
温であるので、この供給管１４は煉瓦もしくはその他の
耐熱性を有する材料で製作するのが好ましく、また必要
に応じて反転もしくは旋回等の除塵対策を講じても良
い。
される一次燃焼ガスの温度は１０００〜１３００℃の高
温であるので、この供給管１４は煉瓦もしくはその他の
耐熱性を有する材料で製作するのが好ましく、また必要
に応じて反転もしくは旋回等の除塵対策を講じても良
い。
【００３１】このように燃焼室内の攪乱媒体として水蒸
気および還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスを用いること
によって、天然ガスと一次燃焼ガスとを迅速かつ完全に
混合させることができ、これによって天然ガスの使用量
を減じることが可能となる。すなわち、水蒸気導入によ
る攪乱効果によって天然ガスと一次燃焼空気との混合を
迅速かつ完全にすることができるとともに、過剰の天然
ガスを投入する必要がなくなり、また煙道ガスの代わり
に酸素含有量の遙かに少ない一次燃焼ガスを攪拌媒体に
使用することによって、外部より系内への酸素の導入が
抑制されて天然ガスの使用量が減じられる。こうして、
従来の方法（酸素を８〜１２％を残有する煙道ガスを用
いる方法）では投入ごみの熱量比で平均的に約１０％
（７〜１２％）に相当する天然ガスを必要としていたの
に対し、ＮＯX 低減の効果を減ずることなく、この従来
方法における天然ガスの約５０％を更に減ずることが可
能となった。この結果、投入ごみの熱量比で約５％に相
当する量の天然ガスとすることができた。
気および還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスを用いること
によって、天然ガスと一次燃焼ガスとを迅速かつ完全に
混合させることができ、これによって天然ガスの使用量
を減じることが可能となる。すなわち、水蒸気導入によ
る攪乱効果によって天然ガスと一次燃焼空気との混合を
迅速かつ完全にすることができるとともに、過剰の天然
ガスを投入する必要がなくなり、また煙道ガスの代わり
に酸素含有量の遙かに少ない一次燃焼ガスを攪拌媒体に
使用することによって、外部より系内への酸素の導入が
抑制されて天然ガスの使用量が減じられる。こうして、
従来の方法（酸素を８〜１２％を残有する煙道ガスを用
いる方法）では投入ごみの熱量比で平均的に約１０％
（７〜１２％）に相当する天然ガスを必要としていたの
に対し、ＮＯX 低減の効果を減ずることなく、この従来
方法における天然ガスの約５０％を更に減ずることが可
能となった。この結果、投入ごみの熱量比で約５％に相
当する量の天然ガスとすることができた。
【００３２】本実施例において、天然ガスの燃焼室６へ
の吹き込み箇所である供給口５ａは、二次燃焼空気の供
給口５ｃよりも少なくとも下方の位置であれば良く、ま
たその供給口５ａの数は１か所に限らず、２か所以上で
あっても良い。一方、一次燃焼ガスの排出口５ｄは、燃
焼室６下方の一次燃焼ゾーン６ａ付近の還元性雰囲気の
強い一次燃焼ガスの吸引できる位置であればどの位置で
も良く、またその排出口５ｄの数は１か所に限らず、２
か所以上であっても良い。
の吹き込み箇所である供給口５ａは、二次燃焼空気の供
給口５ｃよりも少なくとも下方の位置であれば良く、ま
たその供給口５ａの数は１か所に限らず、２か所以上で
あっても良い。一方、一次燃焼ガスの排出口５ｄは、燃
焼室６下方の一次燃焼ゾーン６ａ付近の還元性雰囲気の
強い一次燃焼ガスの吸引できる位置であればどの位置で
も良く、またその排出口５ｄの数は１か所に限らず、２
か所以上であっても良い。
【００３３】本実施例では、燃焼室内の攪乱媒体として
水蒸気と還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスとの両方を用
いるものについて説明したが、この攪乱媒体としては水
蒸気のみを用いても良く、このようにしても同様の作用
効果を奏するものである。なお、この水蒸気自体は、燃
焼室の高温によってラジカル状態になっても酸化性物質
として働くことはない。
水蒸気と還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスとの両方を用
いるものについて説明したが、この攪乱媒体としては水
蒸気のみを用いても良く、このようにしても同様の作用
効果を奏するものである。なお、この水蒸気自体は、燃
焼室の高温によってラジカル状態になっても酸化性物質
として働くことはない。
【００３４】また、図２に示されているように、この攪
乱媒体として還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスのみを用
いる実施例も可能である。この実施例の焼却炉１’の場
合、一次燃焼ゾーン６ａ付近の排出口５ｄからの一次燃
焼ガスを供給管９からの所要量の天然ガスとともにブー
スター１５によって吸引，圧縮して、供給口５ａを介し
て二次燃焼ゾーン６ｃの入口付近の還元性雰囲気をもっ
た一次燃焼ガスに圧入するようにされている。なお、こ
の一次燃焼ガス中に含有する酸素の量は通常２％または
それ以下と少ないので、この一次燃焼ガスが天然ガスと
混合されても爆発を起こすことはない。また、吸引する
一次燃焼ガスの量はブースター１５（もしくは水蒸気エ
ゼクター１３）の設計により、あるいは供給管１４に設
けられるノズルもしくはダンパー等により望ましい量に
設定することができる。
乱媒体として還元性雰囲気の強い一次燃焼ガスのみを用
いる実施例も可能である。この実施例の焼却炉１’の場
合、一次燃焼ゾーン６ａ付近の排出口５ｄからの一次燃
焼ガスを供給管９からの所要量の天然ガスとともにブー
スター１５によって吸引，圧縮して、供給口５ａを介し
て二次燃焼ゾーン６ｃの入口付近の還元性雰囲気をもっ
た一次燃焼ガスに圧入するようにされている。なお、こ
の一次燃焼ガス中に含有する酸素の量は通常２％または
それ以下と少ないので、この一次燃焼ガスが天然ガスと
混合されても爆発を起こすことはない。また、吸引する
一次燃焼ガスの量はブースター１５（もしくは水蒸気エ
ゼクター１３）の設計により、あるいは供給管１４に設
けられるノズルもしくはダンパー等により望ましい量に
設定することができる。
【００３５】この場合、天然ガスとともに吹き込む一次
燃焼ガスは、煙道ガスのように他の部分から導入される
成分を異にするガス体ではなく、燃焼室６内で発生した
一次燃焼ガスそのものであって成分を異にするものでは
なく、また自分自身で自己攪拌を旺盛にするものであっ
て酸素量を増加することにはならない。
燃焼ガスは、煙道ガスのように他の部分から導入される
成分を異にするガス体ではなく、燃焼室６内で発生した
一次燃焼ガスそのものであって成分を異にするものでは
なく、また自分自身で自己攪拌を旺盛にするものであっ
て酸素量を増加することにはならない。
【００３６】前記各実施例においては、二次燃焼空気と
して、供給管１１ａによって吸引される燃焼ガスと別の
供給管１１ｂからの新鮮な空気とを用いるものとした
が、この二次燃焼空気としては新鮮空気のみを用いても
良い。
して、供給管１１ａによって吸引される燃焼ガスと別の
供給管１１ｂからの新鮮な空気とを用いるものとした
が、この二次燃焼空気としては新鮮空気のみを用いても
良い。
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るごみ焼却炉の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の他の実施例に係るごみ焼却炉
の概略構成図である。
の概略構成図である。
１，１’ 焼却炉 ２ ごみ（被燃焼物） ３ ホッパー ４ ストーカ ４ａ 乾燥ストーカ ４ｂ 燃焼ストーカ ４ｃ 後燃焼ストーカ ５ 炉壁 ５ａ，５ｃ 供給口 ５ｂ，５ｄ 排出口 ６ 燃焼室 ６ａ，６ｂ 一次燃焼ゾーン ６ｃ 二次燃焼ゾーン（リバーンゾーン） ６ｄ バーンアウトゾーン ７ 一次燃焼空気供給装置 ７ａ，７ｂ，７ｃ 空気導管 ７ｄ 押込送風機 ８ 灰排出口 ９，１１ａ，１１ｂ，１２，１４ 供給管 １０，１５ ブースター １３ 水蒸気エゼクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−4624（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−307619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/14 ZAB F23G 5/50 ZAB F23G 5/00 ZAB
Claims (4)
- 【請求項１】 被燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼さ
せる一次燃焼ゾーンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素
系燃料を供給してその二次燃焼ゾーンを還元雰囲気に
し、この二次燃焼ゾーンの上方にて二次燃焼空気により
未燃物もしくは不完全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉に
おいて、 前記炭化水素系燃料を水蒸気と混合して前記二次燃焼ゾ
ーンに送入することを特徴とする焼却炉。 - 【請求項２】 被燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼さ
せる一次燃焼ゾーンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素
系燃料を供給してその二次燃焼ゾーンを還元雰囲気に
し、この二次燃焼ゾーンの上方にて二次燃焼空気により
未燃物もしくは不完全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉に
おいて、 前記炭化水素系燃料を前記一次燃焼ゾーンから取り出さ
れる燃焼ガスの一部と混合して前記二次燃焼ゾーンに送
入することを特徴とする焼却炉。 - 【請求項３】 被燃焼物を一次燃焼空気により主燃焼さ
せる一次燃焼ゾーンの上方の二次燃焼ゾーンに炭化水素
系燃料を供給してその二次燃焼ゾーンを還元雰囲気に
し、この二次燃焼ゾーンの上方にて二次燃焼空気により
未燃物もしくは不完全燃焼物を完全燃焼させる焼却炉に
おいて、 前記炭化水素系燃料を水蒸気および前記一次燃焼ゾーン
から取り出される燃焼ガスの一部と混合して前記二次燃
焼ゾーンに送入することを特徴とする焼却炉。 - 【請求項４】 前記水蒸気は、当該焼却炉の熱回収装置
として付設される廃熱ボイラにて発生する水蒸気である
ことを特徴とする請求項１または３に記載の焼却炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338994A JP3014953B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 焼却炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338994A JP3014953B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 焼却炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178135A JPH09178135A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3014953B2 true JP3014953B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=18323269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338994A Expired - Fee Related JP3014953B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 焼却炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014953B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4359536B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2009-11-04 | 三菱重工環境エンジニアリング株式会社 | 燃焼装置および燃焼制御方法 |
| JP5931593B2 (ja) * | 2012-06-06 | 2016-06-08 | 株式会社タクマ | 階段式焼却炉 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338994A patent/JP3014953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178135A (ja) | 1997-07-11 |
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