JP3081943B2 - 攪拌焼却炉並びにその運転管理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の目的】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は汚泥と夾雑物等その他廃
棄物を混焼することができる攪拌焼却炉に関するもので
あって、特に炉床内で生ずる焼却灰のレベルを検知する
ことによって最適な運転状況を得ることができるように
した攪拌焼却炉並びにその運転管理方法に係る。

【０００２】

【発明の背景】空気を吹き出しつつ水平回転する攪拌装
置を炉床内に有する例えば円形攪拌焼却炉は、し尿処理
汚泥、下水処理汚泥等を焼却するために広く利用されて
いる。この攪拌焼却炉では、炉壁から投入された被焼却
物は攪拌装置で攪拌されながら焼却されつつ炉床中央部
に移動し、生じる焼却灰は炉床中央部に設けられた排出
シュートに落下し、スクリュコンベア等で外部に引き抜
かれている。また焼却炉内は焼却ガスの外部へのリーク
を防止するため通常は負圧で運転されている。

【０００３】従って焼却灰を抜き取りすぎると焼却灰に
よるいわゆるマテリアルシールが壊れてスクリュコンベ
ア、排出シュートを通じて外気が焼却炉内に流入するた
め、炉内温度が低下したりあるいは局所的に高温部分を
生じてクリンカーが発生するという不都合がある。また
灰層レベルの低下は、攪拌装置の攪拌効果をも低下させ
るため、焼却炉の燃焼負荷を増加させる。一方、灰の抜
き取りを怠ると灰層レベルが上昇し、攪拌装置の動力が
過負荷状態となる。従って焼却炉の安定的な運転のため
には、炉床内の灰層を適当なレベルに保つことが必要と
なる。しかし炉床内は７００℃以上の高温下であるため
通常のレベルセンサを設置することはできないし、耐熱
ガラスをはめた点検窓から目視による確認も火炎や粉塵
のため困難である。

【０００４】そこで従来は排出シュートの開口部に排出
堰を設け、この堰の高さを調整したり、排出シュート内
にダンパを設けたり、あるいは排出コンベアの運転を一
定の時間でオン−オフ制御する方法などが試みられた。
しかし、排出堰による方法では灰層レベルの下限を調整
することができず、またダンパ方式でもクリンカーの噛
み込みがあり、いずれもシール性に問題が生じる。更に
排出コンベアの運転をオン−オフ制御する方法について
も灰層レベルを検知した上でなされたものではない。従
ってこれらの方法では灰の抜き取り過ぎによるマテリア
ルシールの破壊による外気の流入、それに基づく炉内温
度の低下やクリンカーの発生、あるいは焼却灰の溜まり
過ぎによる攪拌動力の過負荷状態の発生を防止すること
ができなかった。

【０００５】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような背景に
鑑みなされたものであって、攪拌焼却炉の安定的な運転
には炉床内の焼却灰の灰層を適当なレベルに保つことが
必要であるとの考えに基づいて、高温下での使用に耐え
られる攪拌焼却炉における運転管理装置並びに方法の開
発を試みたものである。

【０００６】

【発明の構成】

【目的達成の手段】即ち本出願に係る第一の発明たる攪
拌焼却炉は、炉体内に投入される被焼却物を、回転軸と
これに対し設けられた複数本のアームと、このアームに
対しほぼ下方に向かって取り付けられた攪拌棒とからな
る攪拌機構によって攪拌しながら焼却すると共に、前記
回転軸近傍には焼却灰排出シュートを形成して成る装置
において、前記焼却灰排出シュート内に、圧力空気を常
時吹き出す空気吹出管を具え、焼却灰が空気吹出管の端
部と接触しているか否かで生じる圧力変化を検知する接
触型圧力センサを設けたことを特徴として成るものであ
る。

【０００７】また本出願に係る第二の発明たる攪拌焼却
炉は、前記要件に加えて前記焼却灰排出シュートの開口
部の上部ないし開口部に臨む位置に、圧力空気を常時吹
き出す空気吹出管を具え、焼却灰が空気吹出管の端部と
接触しているか否かで生じる圧力変化を検知する接触型
圧力センサを設けたことを特徴として成るものである。

【０００８】また本出願に係る第三の発明たる攪拌焼却
炉の運転管理方法は、炉体内に投入される被焼却物を回
転軸と、これに対し設けられた複数本のアームと、この
アームに対しほぼ下方に向かって取り付けられた攪拌棒
とからなる攪拌機構によって攪拌しながら焼却すると共
に、前記回転軸近傍に形成した焼却灰排出シュートから
焼却灰を排出する攪拌焼却炉の運転管理を行なう方法に
おいて、前記炉体内における焼却灰のレベルを接触型圧
力センサによって検出し、この検出信号出力に応じて前
記焼却灰排出シュートの下流に設けた焼却灰排出コンベ
アを停止または駆動もしくは駆動速度を調整することを
特徴として成るものである。これら発明によって前記目
的を達成しようとするものである。

【０００９】

【発明の作用】本発明では焼却灰排出シュート内に設け
た接触型圧力センサにより焼却炉の安定的な運転に必要
な灰層レベルの下方限界を管理することができ、また焼
却灰排出シュートの開口部の上部ないし開口部に臨む位
置に設けた接触型圧力センサにより上方限界を管理する
ことができる。これにより各センサと焼却灰排出コンベ
アの駆動機構とを連絡させることで、焼却灰排出コンベ
アの停止または駆動開始もしくは駆動速度の調整により
焼却灰の灰層レベルを一定範囲に調整することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。符号１は本発明の適用された一例である円形攪拌焼
却炉であって、このものは耐火物で構成された炉体２の
内部に炉２ａ及び炉床３を形成するとともに、炉床３に
は回転軸４を有する攪拌機構５を設け、また回転軸４の
近傍から炉２ａの外部へかけて焼却灰排出シュート６を
形成して成る。

【００１１】炉体２の上部には排気ガスの排気口７が形
成され、また中程には助燃バーナ７ａが設けられ、更に
炉体２の内壁中程には被焼却物供給口８が形成される。
因みに被焼却物供給口８は、炉体２の外部に設けた被焼
却物供給ホッパ１０からスクリュコンベア１１により被
焼却物Ａを炉２ａ内に供給する部分である。

【００１２】また炉体２の外周壁底部には循環ガス案内
路１２が形成され、一方炉体２の内周壁底部には循環ガ
ス案内路１２と通ずる複数の循環ガス吹出孔１３が一定
の間隔で形成される。因みにこの循環ガス吹出孔１３は
炉周壁に対して接線方向に循環ガスを吹き出して、炉２
ａ内の燃焼炎に旋回流を形成させるためのものである。
尚、このような循環ガスは循環ガス案内路１２に形成さ
れる循環ガス吹込口１４から供給されるようになってい
る。

【００１３】次に攪拌機構５は回転軸４に一例として４
本のアーム１５を放射状に張り出すように取り付け、各
アーム１５にはそれぞれに複数の吹出孔１６を有する複
数の攪拌棒１７を下向きに取り付けて成る。また回転軸
４、アーム１５及び攪拌棒１７はそれぞれ内部が中空状
態となっていて、これらが連続形成されることで空気案
内路１８が形成され、この空気案内路１８を介して炉体
２の外部に設けた燃焼ブロア１９から取り入れた燃焼用
空気が吹出孔１６より吹き出す構造になっている。

【００１４】次に焼却灰排出シュート６は回転軸４の近
傍にその開口部２０を形成し、他端側は焼却灰排出コン
ベア２１に接続される。またこの焼却灰排出シュート６
の内部には、適宜の深さのところに図３に示すように接
触型圧力センサ２２が設けられる。因みにこの接触型圧
力センサ２２は、焼却灰排出シュート６内における焼却
灰Ｂの下限高さを管理するもので、このものは空気吹出
管２３と、このものから吹き出される空気圧の変化を検
知する検知装置２４とを具えて成る。

【００１５】また一方焼却灰排出シュート６の開口部２
０の上部には、空気案内路１８を介して上記センサと同
様な構造を有する他の接触型圧力センサ２５における空
気吹出管２３ａの端部が臨む。因みにこの接触型圧力セ
ンサ２５は炉床３に溜まる焼却灰Ｂの上限高さを管理す
るものであり、空気吹出管２３ａから吹き出される空気
圧の変化を検知装置２４ａで検知するようになってい
る。尚、各接触型圧力センサ２２、２５は制御装置２６
を介して焼却灰排出コンベア２１の駆動モータＭに接続
される。また尚、接触型圧力センサ２５における空気吹
出管２３ａの端部は、開口部２０に臨ませるように設け
てもよい。また本実施例では焼却灰Ｂの上限及び下限の
各レベルをいずれも接触型圧力センサ２２、２５により
管理するようにしたが、例えば下限レベルのみ接触型圧
力センサ２２を適用し、焼却灰Ｂの上限レベルの検知
は、攪拌棒１７が溜まった焼却灰Ｂを攪拌する時に回転
軸４に掛かる負荷を計測することにより行なってもよ
い。

【００１６】次に炉内における燃焼状態を模式図的に説
明すると、図４に示すように被焼却物供給口８付近は水
分が蒸発する乾燥ゾーン２７となっており、そこから循
環ガスの流れる下流の外側には小さい炎の分解ガス発生
ゾーン２８、更に下流の外側には大きな炎の揮発性ガス
発生ゾーン２９が形成される。また分解ガス発生ゾーン
２８と揮発性ガス発生ゾーン２９の内側には、赤熱した
炭化物燃焼ゾーン３０が形成され、その内側には焼却灰
ゾーン３１が形成されて全体としてドーナツ状に各ゾー
ンが分布する構造となっている。

【００１７】本発明が適用された円形攪拌焼却炉１は、
以上のような構造を有するものであって、以下このもの
の作動状態について説明する。まず被焼却物供給口８か
ら被焼却物Ａが炉２ａ中に投入され、これに着火される
と被焼却物Ａの品温が上昇するにつれて被焼却物Ａから
気化ガスや熱分解ガスが発生し、これらは攪拌棒１７の
吹出孔１６から吹き出される燃焼用空気により燃焼す
る。

【００１８】また投入された被焼却物Ａは攪拌機構５に
よって炉床３上で万遍なく掻きならされるため常に表面
が更新され、可燃性ガスが炉床３上で平均して発生す
る。更に循環ガス吹出孔１３から炉２ａ内の燃焼炎に旋
回流を形成させるように循環ガスが吹き込まれ、これに
より可燃性ガスの燃焼は焼却灰層の表面では緩慢とな
り、上部の炉２ａ内で完全燃焼する。

【００１９】ガスを放出したあとの炭素を主体とした固
形物は赤熱灰と攪拌混合しながら燃焼用空気と接触し、
いわゆる燠燃焼して徐々に炉中心部へ移動する。炉中心
部の焼却灰排出シュート６の開口部２０付近では、焼却
を完了した灰が攪拌棒１７の吹出孔１６から吹き出した
燃焼用空気により冷却される。

【００２０】このようにして被焼却物Ａが燃焼された灰
は炉床３に溜まるとともに、焼却灰排出シュート６から
その一部が落下して焼却灰排出コンベア２１により適宜
排出されていく。尚、焼却灰排出シュート６内にある程
度の量の焼却灰Ｂが溜まることにより、これがマテリア
ルシールの機能を果たす。

【００２１】このような状態で焼却灰排出コンベア２１
により焼却灰Ｂが排出され、その高さが接触型圧力セン
サ２２における空気吹出管２３の端部より低くなると、
空気吹出管２３から吹き出される空気の圧力抵抗が小さ
くなり、この変化を検知装置２４が検知する。そして、
その検知結果に応じた出力信号が焼却灰排出コンベア２
１の駆動モータＭを制御し、これを停止または減速させ
る。これにより焼却灰Ｂは焼却灰排出シュート６に溜ま
っていくようになる。

【００２２】そして焼却灰Ｂの高さが別の接触型圧力セ
ンサ２５における空気吹出管２３ａの端部よりも高くな
ると、空気吹出管２３ａから吹き出される空気の圧力抵
抗が大きくなり、これを検知装置２４ａが検知する。そ
して検知装置２４ａからの出力信号により、今度は駆動
モータＭを起動または増速すべく制御し、焼却灰Ｂの排
出を行なうことで炉内における焼却灰Ｂのレベルを下げ
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明では焼却灰の量の上限と下限とを
接触型圧力センサで管理するようにしたから、焼却灰の
抜き取り過ぎによるマテリアルシールの破壊を確実に防
止して炉内温度の維持とクリンカーの発生防止を図るこ
とができると共に、焼却灰の溜り過ぎによる攪拌動力の
過負荷状態も防止できる。したがって焼却炉の安定した
連続運転をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した円形攪拌焼却炉を一部破断し
て示す斜視図である。

【図２】同上縦断側面図である。

【図３】同上炉床付近を拡大して示す縦断側面図であ
る。

【図４】同上炉体を適宜の位置で破断して示す骨格的横
断面図である。

【符号の説明】

１ 円形攪拌焼却炉 ２ 炉体 ２ａ 炉 ３ 炉床 ４ 回転軸 ５ 攪拌機構 ６ 焼却灰排出シュート ７ 排気口 ７ａ 助燃バーナ ８ 被焼却物供給口 １０ 被焼却物供給ホッパ １１ スクリュコンベア １２ 循環ガス案内路 １３ 循環ガス吹出孔 １４ 循環ガス吹込口 １５ アーム １６ 吹出孔 １７ 攪拌棒 １８ 空気案内路 １９ 燃焼ブロア ２０ 開口部 ２１ 焼却灰排出コンベア ２２ 接触型圧力センサ ２３ 空気吹出管 ２３ａ 空気吹出管 ２４ 検知装置 ２４ａ 検知装置 ２５ 接触型圧力センサ ２６ 制御装置 ２７ 乾燥ゾーン ２８ 分解ガス発生ゾーン ２９ 揮発性ガス発生ゾーン ３０ 炭化物燃焼ゾーン ３１ 焼却灰ゾーン Ａ 被焼却物 Ｂ 焼却灰 Ｍ 駆動モータ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体内に投入される被焼却物を、回転軸
   とこれに対し設けられた複数本のアームと、このアーム
   に対しほぼ下方に向かって取り付けられた攪拌棒とから
   なる攪拌機構によって攪拌しながら焼却すると共に、前
   記回転軸近傍には焼却灰排出シュートを形成して成る装
   置において、前記焼却灰排出シュート内に、圧力空気を
   常時吹き出す空気吹出管を具え、焼却灰が空気吹出管の
   端部と接触しているか否かで生じる圧力変化を検知する
   接触型圧力センサを設けたことを特徴とする攪拌焼却
   炉。
2. 【請求項２】 前記焼却灰排出シュートの開口部の上部
   ないし開口部に臨む位置に、圧力空気を常時吹き出す空
   気吹出管を具え、焼却灰が空気吹出管の端部と接触して
   いるか否かで生じる圧力変化を検知する接触型圧力セン
   サを設けたことを特徴とする請求項１記載の攪拌焼却
   炉。
3. 【請求項３】 炉体内に投入される被焼却物を回転軸
   と、これに対し設けられた複数本のアームと、このアー
   ムに対しほぼ下方に向かって取り付けられた攪拌棒とか
   らなる攪拌機構によって攪拌しながら焼却すると共に、
   前記回転軸近傍に形成した焼却灰排出シュートから焼却
   灰を排出する攪拌焼却炉の運転管理を行なう方法におい
   て、前記炉体内における焼却灰のレベルを接触型圧力セ
   ンサによって検出し、この検出信号出力に応じて前記焼
   却灰排出シュートの下流に設けた焼却灰排出コンベアを
   停止または駆動もしくは駆動速度を調整することを特徴
   とする攪拌焼却炉の運転管理方法。