JP3121840B2 - 熱処理すべき物質の処理法 - Google Patents
熱処理すべき物質の処理法Info
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23G2202/00—Combustion
- F23G2202/10—Combustion in two or more stages
- F23G2202/101—Combustion in two or more stages with controlled oxidant supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2203/00—Furnace arrangements
- F23G2203/101—Furnace arrangements with stepped or inclined grate
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、一次空気が火格子に対して下から燃焼室に
向かって通気される、並流加熱の原理による方法を実施
するための焼却装置の火格子上でゴミのような熱処理す
べき廃棄物を焼却する方法に関するものである。
向かって通気される、並流加熱の原理による方法を実施
するための焼却装置の火格子上でゴミのような熱処理す
べき廃棄物を焼却する方法に関するものである。
廃棄物の熱処理は、集約した廃棄物の経済的側面の構
想の枠組みにおいて重要である。しかしながら、廃棄物
は、依然として、相対的に多くの量の過剰空気を用いて
燃焼されている。約8MJ/kgの発熱量を有する可燃性物質
1kg当たり、3Nm3を上回る空気が必要とされている。実
際には、少し前までは、まだ6Nm3を使用していた。今日
まで、固有の空気消費量は、約5Nm3に削減されている。
想の枠組みにおいて重要である。しかしながら、廃棄物
は、依然として、相対的に多くの量の過剰空気を用いて
燃焼されている。約8MJ/kgの発熱量を有する可燃性物質
1kg当たり、3Nm3を上回る空気が必要とされている。実
際には、少し前までは、まだ6Nm3を使用していた。今日
まで、固有の空気消費量は、約5Nm3に削減されている。
費用有効性の廃棄物焼却施設は、NOX排出量を削減す
るためのあらゆる手段を必要とせずに、排ガス浄化装置
が排ガス管中で要求されている程度に一次燃焼位置での
NOXの形成を阻止する処理法が利用できるようにはなっ
ていないので今日までのところ開発されていない。廃棄
物の燃焼にはNOX200mg/Nm3の極限値が存在するけれど
も、社会からは、NOX排出量を前記の値に半分以下にす
ることが期待されている。従って、NOX排出量削減の第
一に達成しなければならない目標は、100mg/Nm3であ
る。
るためのあらゆる手段を必要とせずに、排ガス浄化装置
が排ガス管中で要求されている程度に一次燃焼位置での
NOXの形成を阻止する処理法が利用できるようにはなっ
ていないので今日までのところ開発されていない。廃棄
物の燃焼にはNOX200mg/Nm3の極限値が存在するけれど
も、社会からは、NOX排出量を前記の値に半分以下にす
ることが期待されている。従って、NOX排出量削減の第
一に達成しなければならない目標は、100mg/Nm3であ
る。
米国特許第3808986号明細書から、廃棄物の燃焼法及
びそのための装置は公知である。前記装置の目的及び設
計は、通常では燃焼不可能な成分の減量を達成するため
に燃焼温度を上昇させることを意図している。しかしな
がらこれにより、排ガス温度は1000℃をはるかに上回る
ことになり、結果として、相対的に大量のNOXが排ガス
中に形成されることになってしまうので、排ガス規制が
厳しくなるにつれて、許容できる手段ではなくなってい
る。中間流運転及び向流運転で運転される公知技術水準
による他の装置は、200mg/Nm3から40Gm/Nm3を上回る範
囲の一般に高いNOX値を示している。
びそのための装置は公知である。前記装置の目的及び設
計は、通常では燃焼不可能な成分の減量を達成するため
に燃焼温度を上昇させることを意図している。しかしな
がらこれにより、排ガス温度は1000℃をはるかに上回る
ことになり、結果として、相対的に大量のNOXが排ガス
中に形成されることになってしまうので、排ガス規制が
厳しくなるにつれて、許容できる手段ではなくなってい
る。中間流運転及び向流運転で運転される公知技術水準
による他の装置は、200mg/Nm3から40Gm/Nm3を上回る範
囲の一般に高いNOX値を示している。
ドイツ連邦共和国特許第4219231C1号明細書及びThome
−Kozmiensky:Thermische Abfallbehandlung、ベルリン
在、EF−Verlag fr Energie−und Umwelttechnik、19
94年、第160〜163頁から、廃棄物のための並流原理によ
るもう１つの燃焼法及びそのための装置は公知である。
前記の方法の場合、二次空気又は煙ガスが上方から燃焼
室の中に吹き込まれるが、火格子の上の燃焼帯域中の温
度特性は、火格子の出発地点での700℃の温度から、燃
焼室の後方で煙ガス管の前方に位置する燃焼帯域の端部
で煙ガス温度が1300℃にまで達している。これでは前記
の場合と同様に望ましくない高いNOX値を生じることに
なるが、しかしこれについては、この場合並びに前記文
献の当該箇所においても認識されていないので、その除
去のために対策が講じられることもなかった。
−Kozmiensky:Thermische Abfallbehandlung、ベルリン
在、EF−Verlag fr Energie−und Umwelttechnik、19
94年、第160〜163頁から、廃棄物のための並流原理によ
るもう１つの燃焼法及びそのための装置は公知である。
前記の方法の場合、二次空気又は煙ガスが上方から燃焼
室の中に吹き込まれるが、火格子の上の燃焼帯域中の温
度特性は、火格子の出発地点での700℃の温度から、燃
焼室の後方で煙ガス管の前方に位置する燃焼帯域の端部
で煙ガス温度が1300℃にまで達している。これでは前記
の場合と同様に望ましくない高いNOX値を生じることに
なるが、しかしこれについては、この場合並びに前記文
献の当該箇所においても認識されていないので、その除
去のために対策が講じられることもなかった。
これとは異なり、本発明の場合、装置の排ガス中のNO
X量の削減を達成するための、純粋に炉室の側に対する
手段によって実現可能な方法を記載するという課題が課
されている。この場合、本発明は、流出する煙ガスが、
燃焼室の端部で900℃を下回る範囲にまで温度が低下す
ることによって削減を達成することができるという認識
から出発している。このような課題の設定は、新規であ
る。
X量の削減を達成するための、純粋に炉室の側に対する
手段によって実現可能な方法を記載するという課題が課
されている。この場合、本発明は、流出する煙ガスが、
燃焼室の端部で900℃を下回る範囲にまで温度が低下す
ることによって削減を達成することができるという認識
から出発している。このような課題の設定は、新規であ
る。
前記課題の解決のために、本発明は、上位概念による
方法の場合に、請求項１の特徴部に記載されている処理
工程を提案する。前記方法のための燃焼装置に関連する
本発明の他の有利な特徴並びに課題の解決は、従属請求
項の特徴部に記載されている。
方法の場合に、請求項１の特徴部に記載されている処理
工程を提案する。前記方法のための燃焼装置に関連する
本発明の他の有利な特徴並びに課題の解決は、従属請求
項の特徴部に記載されている。
本発明による方法を用いることにより、純粋に炉室の
側に対する手段と、各帯域に応じて生じる温度低下によ
って、燃焼空気量を特異的に削減するだけでなく、煙ガ
スの側でも900℃を著しく下回る温度を達成することが
でき、これによって特に有利に、この後の熱によるNOX
形成を阻止することができる。従って、煙ガス温度を上
昇させることになる後燃焼のための二次空気供給は不要
である。本発明にとっては、燃焼室中で生じることにな
る温度フィールドもしくは温度特性を記載することが重
要である。
側に対する手段と、各帯域に応じて生じる温度低下によ
って、燃焼空気量を特異的に削減するだけでなく、煙ガ
スの側でも900℃を著しく下回る温度を達成することが
でき、これによって特に有利に、この後の熱によるNOX
形成を阻止することができる。従って、煙ガス温度を上
昇させることになる後燃焼のための二次空気供給は不要
である。本発明にとっては、燃焼室中で生じることにな
る温度フィールドもしくは温度特性を記載することが重
要である。
この場合、排ガスは、炉室中の特殊な装置内部材を用
いて、火格子の上で廃棄物が移動する並流中で、ベール
状空気の供給（Schleierluftzugabe）によって所定の温
度範囲内で帯域を通過し、流動方向を上向きに転換させ
られ、かつ該装置内部材上で再度方向転換させられる。
熱い燃焼ガスを強制的に供給することにより、前記装置
内部材はガスの温度を吸収し、付加的に向流燃焼の場合
に乾燥帯域の上に存在する熱いガス体と同様に赤外線放
射体として作用する。炉の位置は、本発明による並流炉
の配置の場合、他に何の手段も講じていない向流炉の配
置と同じである。従って、この装置は、特に有利に、既
に記載された改善策とともに、排ガス組成物に関連し
て、更に双方の燃焼法のそれぞれ有用な特徴を合わせ持
っている。
いて、火格子の上で廃棄物が移動する並流中で、ベール
状空気の供給（Schleierluftzugabe）によって所定の温
度範囲内で帯域を通過し、流動方向を上向きに転換させ
られ、かつ該装置内部材上で再度方向転換させられる。
熱い燃焼ガスを強制的に供給することにより、前記装置
内部材はガスの温度を吸収し、付加的に向流燃焼の場合
に乾燥帯域の上に存在する熱いガス体と同様に赤外線放
射体として作用する。炉の位置は、本発明による並流炉
の配置の場合、他に何の手段も講じていない向流炉の配
置と同じである。従って、この装置は、特に有利に、既
に記載された改善策とともに、排ガス組成物に関連し
て、更に双方の燃焼法のそれぞれ有用な特徴を合わせ持
っている。
新規方法の詳細は、以下に、図１〜４に基づき詳細に
説明される： 図１は、廃棄物焼却装置を示す略示的断面図であり、 図２は、図１の燃焼室領域を示す拡大断面図であり、 図３は、本発明方法による温度経過を示す略図であり、 図４は、図１及び２の第一領域Ｉの高さでの側壁を通る
略示的断面図である。
説明される： 図１は、廃棄物焼却装置を示す略示的断面図であり、 図２は、図１の燃焼室領域を示す拡大断面図であり、 図３は、本発明方法による温度経過を示す略図であり、 図４は、図１及び２の第一領域Ｉの高さでの側壁を通る
略示的断面図である。
可能な実施例として図１中に略示的に記載した装置中
では、火格子１の上で、並流炉の原理により廃棄物が燃
焼される。一次空気は、一次空気帯域（Unterwindzone
n）ａ〜ｄにより下から火格子を通して供給される。熱
い排ガス又は煙ガス2a〜2eは、第一領域Ｉの燃焼帯域５
とほぼ同じ長さになる、火格子１の上に配置された熱伝
導性及び蓄熱性の装置内部材３、４により、火格子１の
上を廃棄物が移動する並流中で、燃焼方向６に向かっ
て、この第一領域Ｉに強制的に供給される（図１、矢印
2a、2b）。この場合、燃焼は、後に図２及び３に基づき
詳細に記載されているような、燃焼の温度で正確に定義
された連続する帯域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）中で行われる。
引き続き、熱い排ガスは、火格子端部７の領域内で、装
置内部材４の端部を廻って上向きに方向転換し（図１、
矢印2c）、かつ第二領域IIの装置内部材３の上で、火格
子１の上を廃棄物が移動するのとは反対方向の、図１中
に記載された装置の実施態様の矢印2d,2eのように、ほ
ぼ該火格子の開始領域８の上にまで強制的に送り込まれ
る。これによって、前記のガス流によって装置内部材
３、４に伝達された熱は、火格子１の方向で前記装置内
部材３、４全体から燃焼物に向かって再度放射されるの
で、その熱を再度利用することができる。同様に、流出
開口部12の遮断によって、装置内部材の一部だけの上の
より短い長さの熱伝達も可能である。
では、火格子１の上で、並流炉の原理により廃棄物が燃
焼される。一次空気は、一次空気帯域（Unterwindzone
n）ａ〜ｄにより下から火格子を通して供給される。熱
い排ガス又は煙ガス2a〜2eは、第一領域Ｉの燃焼帯域５
とほぼ同じ長さになる、火格子１の上に配置された熱伝
導性及び蓄熱性の装置内部材３、４により、火格子１の
上を廃棄物が移動する並流中で、燃焼方向６に向かっ
て、この第一領域Ｉに強制的に供給される（図１、矢印
2a、2b）。この場合、燃焼は、後に図２及び３に基づき
詳細に記載されているような、燃焼の温度で正確に定義
された連続する帯域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）中で行われる。
引き続き、熱い排ガスは、火格子端部７の領域内で、装
置内部材４の端部を廻って上向きに方向転換し（図１、
矢印2c）、かつ第二領域IIの装置内部材３の上で、火格
子１の上を廃棄物が移動するのとは反対方向の、図１中
に記載された装置の実施態様の矢印2d,2eのように、ほ
ぼ該火格子の開始領域８の上にまで強制的に送り込まれ
る。これによって、前記のガス流によって装置内部材
３、４に伝達された熱は、火格子１の方向で前記装置内
部材３、４全体から燃焼物に向かって再度放射されるの
で、その熱を再度利用することができる。同様に、流出
開口部12の遮断によって、装置内部材の一部だけの上の
より短い長さの熱伝達も可能である。
この方法が実施される例示的廃棄物燃焼装置の中心的
構成要素は、第一領域Ｉ及び第二領域IIからなる炉室10
であるが、この炉室は、上の方向では熱断壁９によって
閉鎖されており、図２中では拡大されて記載されてい
る。図２中に記載された細部は、図１の細部に対応する
ものであり、同じ構成要素は、特に記載されていない場
合であっても、図１中と同じ符号で示されるものとす
る。炉室の下方の部分の第一領域Ｉには、火格子１が存
在し、該火格子の上には、個々の帯域からなる全燃焼帯
域５が存在するが、これについても図２に見られる（帯
域Ａ、Ｂ、Ｃ帯及びＤ）。燃焼物搬入部11を介して火格
子１の開始領域８の中に入れられた廃棄物の燃焼は、並
流炉の原理により行われ、この場合、燃焼物は、燃焼方
向６でもしくは燃焼とともに灰搬出部14に移動する。生
じた煙ガスもしくは排ガス２は、第二領域II内の矢印2a
から2eへ向かう方向で、燃焼帯域５から煙ガス管13中の
流出開口部12へ流れている。流出開口部12は、図１中に
例示的に記載した装置の場合、燃焼方法６で見て、ほぼ
火格子１の上の燃焼帯域５の開始地点の上で第二領域II
の後方の炉室10の上部の壁９中に存在し、かつ該流出開
口部を通ってその上に存在する煙ガス管13に通じてい
る。しかし、煙ガス管への流出開口部は、燃焼方向から
反対に見て、第二領域II内で更に前方に配置されていて
もよい。
構成要素は、第一領域Ｉ及び第二領域IIからなる炉室10
であるが、この炉室は、上の方向では熱断壁９によって
閉鎖されており、図２中では拡大されて記載されてい
る。図２中に記載された細部は、図１の細部に対応する
ものであり、同じ構成要素は、特に記載されていない場
合であっても、図１中と同じ符号で示されるものとす
る。炉室の下方の部分の第一領域Ｉには、火格子１が存
在し、該火格子の上には、個々の帯域からなる全燃焼帯
域５が存在するが、これについても図２に見られる（帯
域Ａ、Ｂ、Ｃ帯及びＤ）。燃焼物搬入部11を介して火格
子１の開始領域８の中に入れられた廃棄物の燃焼は、並
流炉の原理により行われ、この場合、燃焼物は、燃焼方
向６でもしくは燃焼とともに灰搬出部14に移動する。生
じた煙ガスもしくは排ガス２は、第二領域II内の矢印2a
から2eへ向かう方向で、燃焼帯域５から煙ガス管13中の
流出開口部12へ流れている。流出開口部12は、図１中に
例示的に記載した装置の場合、燃焼方法６で見て、ほぼ
火格子１の上の燃焼帯域５の開始地点の上で第二領域II
の後方の炉室10の上部の壁９中に存在し、かつ該流出開
口部を通ってその上に存在する煙ガス管13に通じてい
る。しかし、煙ガス管への流出開口部は、燃焼方向から
反対に見て、第二領域II内で更に前方に配置されていて
もよい。
特殊な手段として、炉室10の火格子１の上方及び上方
壁９の下方には、順次並んでいる個々のセラミックプレ
ート３及び４からなる熱伝導性及び蓄熱性の中間壁が燃
焼帯域５とほぼ同じ長さではめ込まれている。該中間壁
は、炉室10の側壁17に装着された棚15の上に載置されて
おり、かつ第一領域Ｉと第二領域IIとを分離している。
この場合、最後のセラミックプレート４は、燃焼方向６
で見て、火格子１の方向に傾斜している。中間壁３、４
は、炉室10の側壁17と前面壁16との間で密接しており、
かつ燃焼方向６で見て、火格子端部７又は燃焼帯域５の
領域にほぼ達している。第一領域Ｉもしくは燃焼帯域５
に対応配置されている側壁17の下方部分は、18で示され
ている。
壁９の下方には、順次並んでいる個々のセラミックプレ
ート３及び４からなる熱伝導性及び蓄熱性の中間壁が燃
焼帯域５とほぼ同じ長さではめ込まれている。該中間壁
は、炉室10の側壁17に装着された棚15の上に載置されて
おり、かつ第一領域Ｉと第二領域IIとを分離している。
この場合、最後のセラミックプレート４は、燃焼方向６
で見て、火格子１の方向に傾斜している。中間壁３、４
は、炉室10の側壁17と前面壁16との間で密接しており、
かつ燃焼方向６で見て、火格子端部７又は燃焼帯域５の
領域にほぼ達している。第一領域Ｉもしくは燃焼帯域５
に対応配置されている側壁17の下方部分は、18で示され
ている。
また、中間壁３、４の後方には、再度燃焼方向６で見
て、流出開口部12へ向かって中間壁３、４の上の廃棄物
の移動方向とは反対方向2d及び2eに合わせるように、煙
ガスの方向2a、2bを転換させるための方向転換領域2cが
存在している。該中間壁の上で、第二領域IIは、既に方
向転換領域2cから開始している。プレート３、４は、例
えばAl−酸化物セラミックからなるものであり、火格子
の幅が80cmの場合では、厚さ25〜35mmを有している。更
に、該プレートは、排ガス領域2d、2eから、再度熱放射
により燃焼帯域５中へ戻る良好な熱伝導を保証する高い
熱伝導性を有している。
て、流出開口部12へ向かって中間壁３、４の上の廃棄物
の移動方向とは反対方向2d及び2eに合わせるように、煙
ガスの方向2a、2bを転換させるための方向転換領域2cが
存在している。該中間壁の上で、第二領域IIは、既に方
向転換領域2cから開始している。プレート３、４は、例
えばAl−酸化物セラミックからなるものであり、火格子
の幅が80cmの場合では、厚さ25〜35mmを有している。更
に、該プレートは、排ガス領域2d、2eから、再度熱放射
により燃焼帯域５中へ戻る良好な熱伝導を保証する高い
熱伝導性を有している。
本発明による方法の場合、第一領域Ｉでの燃焼は、４
つの連続する帯域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ中で行われるが、前
記帯域は、図２中に記載されているように、ほぼそれぞ
れに対する一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及びｄの上に存在し
ている。この場合、NOX形成には次の３つのメカニズム
がある： 1.燃焼中に含有されている窒素から形成される（この場
合、通常の廃棄物には、化学結合した窒素が約１％含有
されている）。
つの連続する帯域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ中で行われるが、前
記帯域は、図２中に記載されているように、ほぼそれぞ
れに対する一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及びｄの上に存在し
ている。この場合、NOX形成には次の３つのメカニズム
がある： 1.燃焼中に含有されている窒素から形成される（この場
合、通常の廃棄物には、化学結合した窒素が約１％含有
されている）。
2.迅速なNOX形成が行われる（この場合、窒素は燃焼空
気に由来する）。
気に由来する）。
3.項目2.と同様に、空気からの窒素によって、燃焼室の
後方の排ガス管中でより高い温度で炎を形成しながら形
成される。このNOX形成は、本発明の方法にとって重要
であり、このため、前記排ガス管中で、より低い温度を
達成することが求められているのである。
後方の排ガス管中でより高い温度で炎を形成しながら形
成される。このNOX形成は、本発明の方法にとって重要
であり、このため、前記排ガス管中で、より低い温度を
達成することが求められているのである。
こうしてその上更に、この方法による個々の帯域Ａ、
Ｂ、Ｃ及びＤ中での温度は、図３中で経過曲線で示され
ているように極めて特殊に推移するかもしくは調節され
る： 第一領域Ｉの火格子１の上の炉室10の燃料の乾燥及び
熱分解帯域である第一帯域Ａ中では、900℃を下回る範
囲の平均温度。
Ｂ、Ｃ及びＤ中での温度は、図３中で経過曲線で示され
ているように極めて特殊に推移するかもしくは調節され
る： 第一領域Ｉの火格子１の上の炉室10の燃料の乾燥及び
熱分解帯域である第一帯域Ａ中では、900℃を下回る範
囲の平均温度。
燃料の脱ガス及び気化帯域である第二帯域Ｂ中では、
帯域Ａ中よりも高い、最大で1000℃の範囲内の正確に制
御された平均温度。
帯域Ａ中よりも高い、最大で1000℃の範囲内の正確に制
御された平均温度。
この後、重要な工程として、燃料の燃焼帯域である第
三帯域Ｃ中では、第二帯域Ｂと比べて低い平均温度950
℃〜900℃の範囲内で推移し、次に、 燃焼帯域である第四帯域Ｄ中では、900℃未満から700
℃未満の更に低い温度に推移する。
三帯域Ｃ中では、第二帯域Ｂと比べて低い平均温度950
℃〜900℃の範囲内で推移し、次に、 燃焼帯域である第四帯域Ｄ中では、900℃未満から700
℃未満の更に低い温度に推移する。
これは、物質床の上での煙ガスの流動方向で生じた温
度を意味する。この場合、最も望ましい温度特性は、一
次空気が各帯域に対応して一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及び
ｄから、火格子を通して供給されることによって得られ
るのであるが、この場合、帯域Ａ及びＢのための空気量
は、前記帯域で、物質床中で化学量論的不足量の燃焼が
行われるような程度に供給される。燃焼の際の一次的に
制限された酸素不足によって、前記の領域内では、物質
床から100g/Nm3の程度の著量のCOが遊離し、このCOが、
既に形成していたNOXに再度還元的に作用して、元素状
の窒素が形成される。これ以外にも、NOX還元に影響を
及ぼすことがあるような多数のラジカル反応を行うこと
もできる。化学量論的不足量の燃焼は、選択的に燃料供
給の増大又は一次空気帯域からの空気量の抑制によって
実施することができる。
度を意味する。この場合、最も望ましい温度特性は、一
次空気が各帯域に対応して一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及び
ｄから、火格子を通して供給されることによって得られ
るのであるが、この場合、帯域Ａ及びＢのための空気量
は、前記帯域で、物質床中で化学量論的不足量の燃焼が
行われるような程度に供給される。燃焼の際の一次的に
制限された酸素不足によって、前記の領域内では、物質
床から100g/Nm3の程度の著量のCOが遊離し、このCOが、
既に形成していたNOXに再度還元的に作用して、元素状
の窒素が形成される。これ以外にも、NOX還元に影響を
及ぼすことがあるような多数のラジカル反応を行うこと
もできる。化学量論的不足量の燃焼は、選択的に燃料供
給の増大又は一次空気帯域からの空気量の抑制によって
実施することができる。
更に、燃焼室の１つ又はそれ以上の側壁を通してか又
は炉室10の装置内部材３及び４の下方の主に帯域Ａ及び
Ｂの領域内か又は該帯域Ａ及びＢの領域内だけに、即
ち、火格子１の上の燃焼室中に、燃焼室中の燃焼室温度
と比べて低いか又は燃焼室温度とほぼ同じ温度の付加的
な空気としてのベール状空気20が供給される。この供給
空気は、空気膜を形成する。ベール状空気は、帯域Ａ及
びＢ中での気相反応を促進する。この場合、第二領域II
内の装置内部材３及び４の上方の領域内で、即ち、第四
帯域Ｄの後方ではもはや更に二次空気を供給しないこと
が重要である。
は炉室10の装置内部材３及び４の下方の主に帯域Ａ及び
Ｂの領域内か又は該帯域Ａ及びＢの領域内だけに、即
ち、火格子１の上の燃焼室中に、燃焼室中の燃焼室温度
と比べて低いか又は燃焼室温度とほぼ同じ温度の付加的
な空気としてのベール状空気20が供給される。この供給
空気は、空気膜を形成する。ベール状空気は、帯域Ａ及
びＢ中での気相反応を促進する。この場合、第二領域II
内の装置内部材３及び４の上方の領域内で、即ち、第四
帯域Ｄの後方ではもはや更に二次空気を供給しないこと
が重要である。
ベール状空気20の供給の説明のために、図４中には、
路室10の高さで装置の側壁を通る断面図が記載されてい
る。側壁17中には、冷気通路19が延在しており、該冷気
通路を通して、記載されていない送風機を用いて側壁の
冷却のために一定の冷気過圧で燃焼方向６に対して並流
で冷気22が供給される。前記側壁17は、第一領域Ｉと通
路19との間で第一領域Ｉと並行して存在する部分領域18
内で空気透過性にして形成されているので、通路19から
ベール状空気20が第一領域Ｉ内に現れることができる。
空気透過性は、細孔、小通路又はその他の通路21によっ
て達成することができる。この場合、細孔又は開口を有
する側壁17の部分領域18は、有利に又は主として帯域Ａ
及びＢの領域中にのみ存在している。
路室10の高さで装置の側壁を通る断面図が記載されてい
る。側壁17中には、冷気通路19が延在しており、該冷気
通路を通して、記載されていない送風機を用いて側壁の
冷却のために一定の冷気過圧で燃焼方向６に対して並流
で冷気22が供給される。前記側壁17は、第一領域Ｉと通
路19との間で第一領域Ｉと並行して存在する部分領域18
内で空気透過性にして形成されているので、通路19から
ベール状空気20が第一領域Ｉ内に現れることができる。
空気透過性は、細孔、小通路又はその他の通路21によっ
て達成することができる。この場合、細孔又は開口を有
する側壁17の部分領域18は、有利に又は主として帯域Ａ
及びＢの領域中にのみ存在している。
空気透過性の予定基準及び／又は冷気圧の変動によっ
て、ベール状空気20は、任意に供給することができる。
ベール状空気の温度は、壁の中でその加熱によって定め
られる。
て、ベール状空気20は、任意に供給することができる。
ベール状空気の温度は、壁の中でその加熱によって定め
られる。
第一領域Ｉは、炉室ライニング（Feuerraumausmaueru
ng）の形で、下方向では火格子１によって制限されてお
り、上方向ではセラミックプレートの装置内部材３及び
４によって制限されており、また横方向では下方の側壁
18によって制限されている。第一領域Ｉ内の前記側壁18
は、完全にか又は部分的に、既に記載されたように、ベ
ール状空気20の供給のための一定の空気透過性を示して
いる。該空気透過性は、壁自体又は個々の壁部分の均一
で、一定かつ調節可能な空気透過率によって制御するこ
とができる。これは、側壁17を外側から冷却する冷気22
からベール状空気20が取出されるような前記の場合に特
に有用である。しかし、ベール状空気20は、壁の中の若
干又は複数の開口部を通して別の源からも供給できる。
ng）の形で、下方向では火格子１によって制限されてお
り、上方向ではセラミックプレートの装置内部材３及び
４によって制限されており、また横方向では下方の側壁
18によって制限されている。第一領域Ｉ内の前記側壁18
は、完全にか又は部分的に、既に記載されたように、ベ
ール状空気20の供給のための一定の空気透過性を示して
いる。該空気透過性は、壁自体又は個々の壁部分の均一
で、一定かつ調節可能な空気透過率によって制御するこ
とができる。これは、側壁17を外側から冷却する冷気22
からベール状空気20が取出されるような前記の場合に特
に有用である。しかし、ベール状空気20は、壁の中の若
干又は複数の開口部を通して別の源からも供給できる。
図３中には、下方の部分には、新規方法の温度経過曲
線が個々の帯域上で線図により記載されており、かつ上
方の部分には、燃焼の他の特性値が記載されている。こ
れらは、廃棄物燃焼装置中で実施された試験の測定値で
ある。この場合、丸い測定点を有する曲線は、第一領域
Ｉ内、即ち帯域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ中の測定位置T70からT
75での温度経過曲線を示し、四角い点を有する曲線は測
定位置T105から排ガス管中のT107での温度経過曲線を示
している。この場合、黒点は、ベール状空気20を供給し
ない温度経過曲線を示しており、白抜き点は、ベール状
空気20を供給する本発明方法の場合に望ましい経過曲線
を示している。この場合、後方の帯域Ｃ及びＤの促進さ
れた温度低下が達成されていることは明らかである。こ
の場合、約1/5〜1/6のベール状空気対一次空気の体積比
（即ち、全体の空気のベール状空気含量ほぼ14〜17％）
は、約500℃〜750℃の示された燃焼温度及びベール状空
気温度の場合に特に有用であることが判明した。
線が個々の帯域上で線図により記載されており、かつ上
方の部分には、燃焼の他の特性値が記載されている。こ
れらは、廃棄物燃焼装置中で実施された試験の測定値で
ある。この場合、丸い測定点を有する曲線は、第一領域
Ｉ内、即ち帯域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ中の測定位置T70からT
75での温度経過曲線を示し、四角い点を有する曲線は測
定位置T105から排ガス管中のT107での温度経過曲線を示
している。この場合、黒点は、ベール状空気20を供給し
ない温度経過曲線を示しており、白抜き点は、ベール状
空気20を供給する本発明方法の場合に望ましい経過曲線
を示している。この場合、後方の帯域Ｃ及びＤの促進さ
れた温度低下が達成されていることは明らかである。こ
の場合、約1/5〜1/6のベール状空気対一次空気の体積比
（即ち、全体の空気のベール状空気含量ほぼ14〜17％）
は、約500℃〜750℃の示された燃焼温度及びベール状空
気温度の場合に特に有用であることが判明した。
第一領域Ｉの帯域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、前記のよう
に、乾燥、脱ガス、ガス化、焼成反応及び気相反応のよ
うな全てのプロセスが物質床の上方で進行している。こ
の場合、図３に記載の試験の際の一次空気帯域ａ、ｂ、
ｃ及びｄからの一次空気供給の通常の段は、ほぼ170kg/
hの燃料装入量の場合に帯域Ａ及びＤ中ではそれぞれ100
Nm3/hであり、帯域Ｂ及びＣ中ではそれぞれ200Nm3/hで
ある。こうしてこの場合、火格子１の上の物質床上の帯
域Ａ及びＢ中での気相反応の抑制のために、100〜120Nm
3/hの既に記載されたベール状空気が炉室に沿って制限
されている側壁18を通して主に帯域Ａ及びＢに供給され
る。熱い壁を導通する供給方法により、500℃〜750℃の
望ましい温度を有するベール状空気は第一領域Ｉ中に進
入し、この場合、前記領域中での温度は、空気の側の措
置によって予め定めることが可能である。
に、乾燥、脱ガス、ガス化、焼成反応及び気相反応のよ
うな全てのプロセスが物質床の上方で進行している。こ
の場合、図３に記載の試験の際の一次空気帯域ａ、ｂ、
ｃ及びｄからの一次空気供給の通常の段は、ほぼ170kg/
hの燃料装入量の場合に帯域Ａ及びＤ中ではそれぞれ100
Nm3/hであり、帯域Ｂ及びＣ中ではそれぞれ200Nm3/hで
ある。こうしてこの場合、火格子１の上の物質床上の帯
域Ａ及びＢ中での気相反応の抑制のために、100〜120Nm
3/hの既に記載されたベール状空気が炉室に沿って制限
されている側壁18を通して主に帯域Ａ及びＢに供給され
る。熱い壁を導通する供給方法により、500℃〜750℃の
望ましい温度を有するベール状空気は第一領域Ｉ中に進
入し、この場合、前記領域中での温度は、空気の側の措
置によって予め定めることが可能である。
第二領域IIは、第一領域Ｉに直接接続している。この
第二領域IIには、前記のように、他の燃焼空気は全く供
給されていない。該第二室中で進行する化学反応、例え
ば残留COの変換は、第一空気及びベール状空気によって
提供された酸素で十分である。
第二領域IIには、前記のように、他の燃焼空気は全く供
給されていない。該第二室中で進行する化学反応、例え
ば残留COの変換は、第一空気及びベール状空気によって
提供された酸素で十分である。
並流中での前記措置、即ち、装置内部材３及び４を用
いる試験の場合、側壁冷却からのベール状空気20の供給
関連する、火格子の４つの一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及び
ｄからの一次空気の供給によって、5mg/Nm3未満のCO値
を有する完全燃焼を実現した。この場合、帯域Ａ、Ｂ、
Ｃ及びＤ中への特別な空気供給によって、ガス通路中で
の温度分布に対して意図された影響を及ぼすことができ
る。本発明方法により燃焼室側で進行する場合、流れの
下方で、排ガス管中でのNOX削減とともに更に付加的に
排ガスの極めて良好な焼却の原因になっている870〜930
℃の望ましい温度を長い工程に亘って生じることにな
る。
いる試験の場合、側壁冷却からのベール状空気20の供給
関連する、火格子の４つの一次空気帯域ａ、ｂ、ｃ及び
ｄからの一次空気の供給によって、5mg/Nm3未満のCO値
を有する完全燃焼を実現した。この場合、帯域Ａ、Ｂ、
Ｃ及びＤ中への特別な空気供給によって、ガス通路中で
の温度分布に対して意図された影響を及ぼすことができ
る。本発明方法により燃焼室側で進行する場合、流れの
下方で、排ガス管中でのNOX削減とともに更に付加的に
排ガスの極めて良好な焼却の原因になっている870〜930
℃の望ましい温度を長い工程に亘って生じることにな
る。
この場合、試験は、図３の表の上部に記載されている
以下の結果を示した： 測定流mBr171kg/h及び酸素供給9.0ないし10.8％及びそ
れぞれ排ガス側での窒素除去手段なしでの、 ベール状空気を用いない燃焼：排ガス管中のNOX約170mg
/Nm3（黒点の温度経過曲線） ベール状空気を用いる燃焼：排ガス管中のNOX約55mg/Nm
3（白抜き点の温度経過曲線）。前記のように、中間流
運転及び向流運転で運転される公知技術水準による装置
は、200mg/Nm3から400mg/Nm3を上回る範囲内の一般に高
いNOX値を示している。
以下の結果を示した： 測定流mBr171kg/h及び酸素供給9.0ないし10.8％及びそ
れぞれ排ガス側での窒素除去手段なしでの、 ベール状空気を用いない燃焼：排ガス管中のNOX約170mg
/Nm3（黒点の温度経過曲線） ベール状空気を用いる燃焼：排ガス管中のNOX約55mg/Nm
3（白抜き点の温度経過曲線）。前記のように、中間流
運転及び向流運転で運転される公知技術水準による装置
は、200mg/Nm3から400mg/Nm3を上回る範囲内の一般に高
いNOX値を示している。
従って、新規方法を用いた場合、排ガス管中での他の
窒素除去せずに、NOX200mg/Nm3を場合により著しく下回
る純粋に燃焼室側の手段によって期待されるべき放出極
限値を十分に下回ることができることが判明した。
窒素除去せずに、NOX200mg/Nm3を場合により著しく下回
る純粋に燃焼室側の手段によって期待されるべき放出極
限値を十分に下回ることができることが判明した。
符号の一覧表： Ｉ 第一領域 II 第二領域 ａ〜ｄ 一次空気帯域 １ 搬送火格子 ２ 排ガス（2a〜2e流れの矢印） ３ プレート ４ 傾斜したプレート ５ 燃焼帯域 Ａ 乾燥帯域及び熱分解帯域 Ｂ 脱ガス帯域及びガス化帯域 Ｃ 燃焼帯域 Ｄ 燃焼帯域 ６ 燃焼方向 ７ 火格子端部 ８ 開始領域 ９ 上方の壁 10 燃焼室 11 燃焼物搬入部 12 流出開口部 13 煙ガス管 14 灰搬出部 15 棚 16 前面壁 17 側壁 18 側壁第一領域 19 冷気路 20 ベール状空気 21 細孔又は通路 22 冷気 T70〜T75 燃焼室領域中での温度測定位置 T105〜T107 排ガス管中での温度測定位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラント ヴァルター ドイツ連邦共和国 グラーベン−ノイド ルフ エルレンヴェーク ５ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/44 F23M 9/06
Claims (10)
- 【請求項１】火格子の上で炉室を廃棄物が通り抜け、該
火格子を通して、一次空気を下から廃棄物の燃焼のため
に廃棄物に向かって供給して熱い燃焼ガスを生じさせ、
該燃焼ガスを、該廃棄物との並行流で火格子上の廃棄物
の上でかつ該火格子上に配置された装置内部材の下に導
き、次に該燃焼ガスを、該火格子上の燃焼ガス流とは反
対の流動方向になるよう前記装置内部材の上の排出開口
部（12）に向かって導く、火格子を有する塵芥焼却装置
中で、家庭のゴミのような廃棄物を焼却処理する方法に
おいて、この方法が、以下の工程： 第一領域Ｉ中の火格子（１）の上の炉室（10）の乾燥及
び熱分解帯域である第一帯域（Ａ）中で、平均温度を90
0℃未満に保持し、 前記の第一帯域に隣接する脱ガス及び気化帯域である第
二帯域（Ｂ）中で、平均温度を約1000℃に保持し、 前記の第二帯域に隣接する燃焼帯域である第三帯域
（Ｃ）中で、平均温度を、前記の第二帯域（Ｂ）中で保
持した温度よりも低い950〜900℃未満に保持し、 前記の第三帯域に隣接する燃焼帯域である第四帯域
（Ｄ）中で、温度を900℃未満から700℃未満に保持し、 一次空気を前記の火格子の下から、前記の火格子を通し
て前記の第一帯域（Ａ）、第二帯域（Ｂ）、第三帯域
（Ｃ）及び第四帯域（Ｄ）に向けて、前記の第一帯域
（Ａ）及び第二帯域（Ｂ）中での燃焼が化学量論的不足
量であるように制御して通気し、 側壁面を通して前記の第一帯域（Ａ）及び第二帯域
（Ｂ）に向けて付加的な燃焼空気であるベール状空気
を、前記の装置内部材の下及び前記の火格子の上に通気
するが、この付加的な燃焼空気は、前記の炉室に入る前
に、炉室の各帯域中の温度にほぼ相応する温度に加熱さ
せてあり、前記の火格子上の前記の廃棄物を、前記の燃
焼空気によって燃焼させて、燃焼ガスを生じさせるが、
該燃焼ガスは、前記の装置内部材を包囲する前記の火格
子上を前記の廃棄物が移動するのと同じ方向で、前記の
火格子上を流動しており、前記の火格子の上で燃焼させ
られる前記の廃棄物の移動とは反対の流動方向になるよ
う前記の装置内部材の上に導かれるが、その際、付加的
な空気は、前記の装置内部材の上の反対の流動方向の排
気ガスに対して供給されていないことからなる、火格子
を有する塵芥焼却装置中で廃棄物を焼却処理する方法。 - 【請求項２】付加的なベール状空気が500℃〜750℃の温
度を有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】ベール状空気対一次空気の体積比が約1/5
〜1/6である、請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】ベール状空気を、炉室の側壁中に形成され
た通路を通して前記の炉室に通気させる、請求項１から
３までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】請求項１〜４までのいずれか１項に記載の
方法を実施するための、火格子（１）の上で炉室（10）
を廃棄物が通り抜ける火格子、該火格子上に配置された
装置内部材、該火格子の反対側に配置された側壁（17）
を有する炉室を含む焼却装置において、前記の側壁の間
には火格子の長さに亘って延在し、かつ前記の炉室を前
記の火格子と中間壁（３、４）との間の第一領域（Ｉ）
と、前記の中間壁と前記の炉室の頭部との間の第二領域
（II）とに分離し、前記の中間壁の末端に、火格子の上
の廃棄物と同じ方向で前記の第一領域（Ｉ）中を流動
し、かつ第二領域（II）で、燃焼ガス（２）の流動方向
を反対の方向に方向転換させるための方法転換領域を形
成する中間壁を形成させるために前記の装置内部材を堅
固に支持しており、前記の側壁（17）は、冷気通路（1
9）を有し、かつ前記の第一領域（Ｉ）と前記の冷気通
路（19）との間で空気透過性を有しており、それによ
り、空気（22）が前記の冷気通路（19）に供給され、前
記の側壁を介してそれぞれの第一炉室領域の中へ通り抜
けられることを特徴とする、焼却装置。 - 【請求項６】前記の冷却空気にとって空気透過性である
前記の側壁（17）の前記の領域（18）が、所定の空気透
過性分布を有する、請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】前記の側壁の領域（18）の前記の空気透過
性が前記の側壁を貫通している通路によって得られる、
請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】空気透過性である前記の側壁の領域（18）
が、主として前記の第一帯域及び第二帯域中に配置され
ている、請求項５に記載の装置。 - 【請求項９】前記の側壁の領域（18）の上部に、炉室を
仕切るための別々のセラミック板からなる中間壁（３、
４）を有し、かつ前記の側壁（17）が棚（15）を有し、
その棚の上で前記のセラミック板が支持されている、請
求項５に記載の装置。 - 【請求項１０】火格子上の廃棄物の移動方向の下流に存
在する火格子の末端では、前記の第４の帯域中の前記の
別個のセラミック板の最後のセラミック板（４）が、前
記の火格子（１）に向かって下向きに傾斜させられてい
る、請求項９に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19526457.6 | 1995-07-20 | ||
| DE19526457 | 1995-07-20 | ||
| PCT/EP1996/003198 WO1997004274A1 (de) | 1995-07-20 | 1996-07-19 | Verfahren zur verbrennung von thermisch zu behandelnden stoffen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10508371A JPH10508371A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3121840B2 true JP3121840B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=7767304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09506309A Expired - Fee Related JP3121840B2 (ja) | 1995-07-20 | 1996-07-19 | 熱処理すべき物質の処理法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6038988A (ja) |
| EP (1) | EP0839301B1 (ja) |
| JP (1) | JP3121840B2 (ja) |
| AT (1) | ATE191552T1 (ja) |
| DE (2) | DE59604896D1 (ja) |
| DK (1) | DK0839301T3 (ja) |
| WO (1) | WO1997004274A1 (ja) |
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| US6497187B2 (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-24 | Gas Technology Institute | Advanced NOX reduction for boilers |
| CN1304786C (zh) * | 2003-08-17 | 2007-03-14 | 王曙光 | 无助燃垃圾焚烧炉 |
| DE10339133B4 (de) * | 2003-08-22 | 2005-05-12 | Fisia Babcock Environment Gmbh | Verfahren zur NOx-Minderung in Feuerräumen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US20070209562A1 (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | L/Mfg/E, Inc. | Burner for furnace |
| US20080145281A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Jenne Richard A | Gas oxygen incinerator |
| CA2668147A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-03 | James Gallant | Combustion system with cellular chain grate |
| US9885478B1 (en) * | 2011-02-28 | 2018-02-06 | Recycling Solutions Technology, Llc | Process for generating combustible gas from organic feedstock and reactors therefor |
| CN104214779A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 王惠生 | 一种节能型的垃圾焚烧炉 |
| CN105698183B (zh) * | 2016-04-06 | 2017-09-22 | 湖南民兴智能科技有限公司 | 用于处理垃圾的焚烧炉 |
| CN105698182B (zh) * | 2016-04-06 | 2017-10-17 | 湖南民兴智能科技有限公司 | 用于处理垃圾的焚烧系统 |
| CN105698185B (zh) * | 2016-04-06 | 2017-10-10 | 湖南民兴智能科技有限公司 | 能抑制垃圾焚烧过程中产生未燃烧物的焚烧炉 |
| CN105698184B (zh) * | 2016-04-06 | 2017-10-10 | 湖南民兴智能科技有限公司 | 能抑制垃圾焚烧过程中产生未燃烧物的焚烧系统 |
| CN108488829A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-04 | 无锡华光锅炉股份有限公司 | 一种锅炉炉排下一次风的配风结构 |
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