JP3239081B2 - 固体燃料投入装置の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として固体燃料
（本明細書において、可燃性廃棄物を含む。）を使用
し、内部を正圧の状態に保って運転される燃焼炉（本明
細書において、焼却炉を含む。）内に固体燃料を投入す
るために、燃焼炉に設置して用いられる固体燃料投入装
置の運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の固体燃料を使用する燃焼炉は、燃
焼炉の内部が負圧で運転されるものが多く、このため、
燃焼炉の運転中に、燃料の追加投入を行なうために燃焼
炉に直接形成した燃料投入扉を開いても、燃料投入口よ
り外気が吸入されるため、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎
が燃料投入口から噴出することが少なく、容易に燃料の
追加投入を行うことが可能であった。

【０００３】ところで、近年、燃焼炉から放出される有
害物質による大気汚染の問題や、生活廃棄物及び産業廃
棄物の処理に関する問題が深刻化する中で、焼却環境の
改善及び燃焼効率を向上して省エネルギー化を図ること
を目的として、燃焼炉の構造に改良が加えられ、内部を
正圧の状態に保って運転される燃焼炉、例えば、乾溜ガ
ス化燃焼炉が多用されるようになってきた。

【０００４】この内部を正圧の状態に保って運転される
燃焼炉においては、燃焼炉の運転中に、固体燃料の追加
投入を行なうために燃焼炉に直接形成した燃料投入扉を
開いた場合、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎が燃料投入口
から噴出し、安全に燃料の追加投入を行なうことができ
ないため、この種の燃焼炉は、燃焼炉の運転開始時に所
要量の燃料を燃焼炉内に充填するだけで、運転中に燃料
を燃焼炉内に追加投入しない方式、所謂バッチ運転方式
が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、固体燃料
を使用し、内部を正圧の状態に保って運転する燃焼炉に
おいて、燃焼炉の運転中に、燃料を燃焼炉内に追加投入
しようとする場合、従来から採用されている燃焼炉に燃
料投入扉を直接形成し、この燃料投入扉を開いて燃料を
投入する装置又は手法では、燃焼炉内の未燃焼ガスや火
炎が燃料投入口から噴出するおそれがあるため、燃料投
入作業の作業環境が劣悪なものとなるだけでなく、作業
に危険を伴うという問題があった。このため、この種の
燃焼炉は、燃焼炉の運転開始時に所要量の燃料を燃焼炉
内に充填するだけで、運転中に燃料を燃焼炉内に追加投
入しないバッチ運転方式が採用されているが、このバッ
チ運転方式の場合、燃焼炉の運転中に、燃焼炉内に燃料
を追加投入しないために、燃焼炉を継続して運転するこ
とができる時間に限界があった。この場合、１運転サイ
クルを終了した時点で、燃焼炉内を一旦冷却し、その
後、所要量の固体燃料を燃焼炉内に再充填して運転を再
開するする手法が採用されているが、このため、燃焼炉
の運転が断続運転となり、特に、燃焼エネルギーを他の
目的に利用する燃焼炉にあっては、燃焼炉の断続運転に
よる燃焼エネルギーの変動が大きな問題となっていた。
また、燃焼炉を継続して運転することができる時間を延
長するためには、燃焼炉の運転開始時に燃焼炉内に充填
する固体燃料の充填量を増大することが必要であるが、
この場合、燃焼炉自体が大形化し、設備コストが上昇す
るという問題があった。また、いずれにしても、このバ
ッチ運転方式の場合、燃焼炉を継続して運転することが
できる時間は、最大１０時間程度で、これ以上の連続運
転は困難であった。

【０００６】本発明は、上記従来の固体燃料を使用し、
内部を正圧の状態に保って運転する燃焼炉の有する問題
点に鑑み、固体燃料を使用し、内部を正圧の状態に保っ
て運転する燃焼炉において、燃焼炉の運転中に、固体燃
料を燃焼炉内に投入する場合、燃焼炉内の未燃焼ガスや
火炎が燃料投入口より噴出するのを防止して、燃焼炉の
運転中の任意の時期に、安全かつ確実に固体燃料を燃焼
炉内に追加投入することを可能にし、これにより、燃焼
炉の長時間の連続運転を可能にするとともに、燃焼炉が
適正に小形化できることによる設備コストの低減を図る
ことを可能にした固体燃料投入装置の運転方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の固体燃料投入装置の運転方法は、燃料投入
部の上部又は下部をそれぞれ閉鎖する上部ゲート及び下
部ゲートを設けるとともに、前記上部ゲート又は下部ゲ
ートを開閉駆動するための上部ゲート開閉機構及ぴ下部
ゲート開閉機構を設け、燃料投入部にシールドガス導入
口を形成し、該シールドガス導入口にシールドガス送気
管を接続した、燃焼炉に設置する固体燃料投入装置の運
転方法において、 （Ａ）下部ゲートを閉じた状態で上部ゲート開閉機構に
より上部ゲートを開き、燃料投入部内に固体燃料を投入
し、上部ゲート開閉機構により上部ゲートを閉じた後、
燃料投入部にシールドガス送気管からシールドガス導入
口を介してシールドガスを導入し、燃料投入部の内部を
燃焼炉の内部の圧力と同等か、それ以上の正圧の状態に
保ちながら、下部ゲート開閉機構により下部ゲートを開
き、燃料投入部内の固体燃料を燃焼炉内に投入する工程 （Ｂ）燃料投入部にシールドガス送気管からシールドガ
ス導入口を介してシールドガスを導入しながら下部ゲー
ト開閉機構により下部ゲートを徐々に閉じることによ
り、燃料投入部内に流入した燃焼炉内の未燃焼ガス等を
シールドガスによって押し出した後、開閉弁を閉鎖して
シールドガス送気管からのシールドガスの導入を停止
し、燃料投入部内に固体燃料を投入するために、上部ゲ
ート開閉機構により上部ゲートを開く工程を備えた こと
を特徴とする。

【０００８】この固体燃料投入装置は、燃料投入部内に
固体燃料を投入し、上部ゲート開閉機構により上部ゲー
トを閉じた後、燃料投入部にシールドガスを導入し、燃
料投入部の内部を燃焼炉の内部の圧力と同等か、それ以
上の正圧の状態に保ちながら、下部ゲート開閉機構によ
り下部ゲートを開き、燃料投入部内の固体燃料を燃焼炉
内に投入する。この場合、燃料投入部の内部が、燃焼炉
の内部の圧力と同等か、それ以上の正圧の状態に保たれ
ているため、燃焼炉の運転中に、下部ゲートを開いて固
体燃料を燃焼炉内に投入しても、燃焼炉内の未燃焼ガス
や火炎は、燃料投入部に急激に噴出することがなく、ま
た、上部ゲートが閉じられているため、燃焼炉の運転中
に、下部ゲートを開いて固体燃料を燃焼炉内に投入して
も、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎は、上部ゲートにより
遮断され、固体燃料投入装置の外部に噴出するのを防止
して、燃焼炉の運転中の任意の時期に、安全かつ確実に
固体燃料を燃焼炉内に追加投入することが可能となる。
次に、燃料投入部にシールドガスを導入しながら下部ゲ
ート開閉機構により下部ゲートを閉じるとともに、シー
ルドガスの導入を停止した後、燃料投入部内に固体燃料
を投入するために、上部ゲート開閉機構により上部ゲー
トを開くようにする。この場合、固体燃料を燃焼炉内に
投入することによって空になった燃料投入部に流入した
燃焼炉内の未燃焼ガス等は、燃料投入部に導入されるシ
ールドガスによって置換されるため、燃料投入部内に固
体燃料を投入するために、上部ゲート開閉機構により上
部ゲートを開いたときに、燃焼炉内の未燃焼ガス等が、
固体燃料投入装置の外部に噴出することをより確実に防
止することが可能となる。

【０００９】また、シールドガスには、燃焼排気ガス、
水蒸気、不活性ガス、空気の１種又は２種以上からなる
混合ガスを用いることができる。

【００１０】これにより、燃焼炉や固体燃料の種類、使
用の態様等に応じて、燃料投入部に導入するシールドガ
スの種類を選択することができる。この場合、燃焼炉内
の未燃焼ガスと燃料投入部に導入したシールドガスとが
反応しないように、燃料投入部に導入するシールドガス
の種類を適宜選択することにより、燃焼炉の運転中に、
下部ゲートを開いて固体燃料を燃焼炉内に投入しても、
燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎は、燃料投入部に噴出する
ことがなく、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎が、固体燃料
投入装置の外部に噴出することをより確実に防止するこ
とが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体燃料投入装置
の運転方法の実施の形態を、この方法を実施する固体燃
料投入装置を備えた燃焼炉を例に図面に基づいて説明す
る。

【００１２】この固体燃料投入装置１は、燃焼炉３の上
部に設置して用いられるもので、燃焼炉３の燃料投入口
１４に接続される燃料排出口２を備えた燃料投入部１０
と、軸６を中心に揺動して燃料投入部１０の上部を開閉
する上部ゲート４と、上部ゲート４を開閉駆動するため
の油・空圧シリンダ等の任意の駆動機構からなる上部ゲ
ート開閉機構５と、水平方向に摺動して燃料投入部１０
の下部を開閉する下部ゲート７と、下部ゲート７を開閉
駆動するための油・空圧シリンダ等の任意の駆動機構か
らなる下部ゲート開閉機構８と、燃料投入部１０に形成
したシールドガス導入口９と、シールドガス導入口９に
接続したシールドガス送気管１２と、シールドガス送気
管１２に配設した送風機１１及び開閉弁１３とから構成
する。

【００１３】次に、固体燃料を使用し、内部を正圧の状
態に保って運転する燃焼炉３の運転中に、固体燃料を燃
焼炉３内に追加投入する、この固体燃料投入装置１の使
用方法について説明する。

【００１４】まず、下部ゲート７を閉じた状態で上部ゲ
ート開閉機構５により上部ゲート４を開き、燃料投入部
１０内に固体燃料を投入する。この場合、燃焼炉３の下
部ゲート７が閉じられているため、燃焼炉３内の未燃焼
ガスや火炎は、下部ゲート７により遮断され、燃料投入
部１０に噴出することが防止されている。

【００１５】次に、上部ゲート開閉機構５により上部ゲ
ート４を閉じた後、燃料投入部１０にシールドガス送気
管１２からシールドガスを導入し、燃料投入部１０の内
部を燃焼炉３の内部の圧力と同等か、それ以上の正圧の
状態に保ちながら、下部ゲート開閉機構８により下部ゲ
ート７を開き、燃料投入部１０内の固体燃料を燃焼炉３
内に投入する。この場合、燃料投入部１０の内部が、燃
焼炉３の内部の圧力と同等か、それ以上の正圧の状態に
保たれているため、燃焼炉３の運転中に、下部ゲート７
を開いて固体燃料を燃焼炉３内に投入しても、燃焼炉３
内の未燃焼ガスや火炎は、燃料投入部１０に急激に噴出
することがなく、また、上部ゲート４が閉じられている
ため、燃焼炉３の運転中に、下部ゲート７を開いて固体
燃料を燃焼炉３内に投入しても、燃焼炉３内の未燃焼ガ
スや火炎は、上部ゲート４により遮断され、固体燃料投
入装置１の外部に噴出するのを防止して、燃焼炉３の運
転中の任意の時期に、安全かつ確実に固体燃料を燃焼炉
３内に追加投入することが可能となる。

【００１６】次に、燃料投入部１０にシールドガス送気
管１２からシールドガスを導入しながら下部ゲート開閉
機構８により下部ゲート７を徐々に閉じることにより、
燃料投入部１０内に流入した燃焼炉３内の未燃焼ガス等
をシールドガスによって押し出した後、開閉弁１３を閉
鎖してシールドガス送気管１２からのシールドガスの導
入を停止し、燃料投入部１０内に固体燃料を投入するた
めに、上部ゲート開閉機構５により上部ゲート４を開く
ようにする。この場合、固体燃料を燃焼炉３内に投入す
ることによって空になった燃料投入部１０に流入した燃
焼炉３内の未燃焼ガス等は、燃料投入部１０に導入され
るシールドガスによって置換されるため、燃料投入部１
０内に固体燃料を投入するために、上部ゲート開閉機構
５により上部ゲート４を開いたときに、燃焼炉３内の未
燃焼ガス等が、固体燃料投入装置１の外部に噴出するこ
とをより確実に防止し、燃料投入作業の作業環境を良好
に維持することが可能となる。

【００１７】以下、この一連の操作を所要回数繰り返し
て、燃焼炉３内に固体燃料の追加投入を行なうが、この
ように、固体燃料を使用し、内部を正圧の状態に保って
運転する燃焼炉３の運転中に、固体燃料の追加投入作業
を安全かつ確実に行うことができるため、燃焼炉の長時
間の連続運転を可能にするとともに、燃焼炉が適正に小
形化できることによる設備コストの低減を図ることがで
きる。

【００１８】ところで、本実施例においては、燃料投入
部１０にシールドガスとして、送風機１１及びシールド
ガス送気管１２を介して空気を導入するようにしたが、
シールドガスには、空気のほか、燃焼炉３や固体燃料の
種類、使用の態様等に応じて、その種類を適宜選択する
ことができる。より具体的には、燃焼炉３内の未燃焼ガ
スと燃料投入部１０に導入したシールドガスとが反応し
ないように、燃焼排気ガス、水蒸気、不活性ガス、空気
の１種又は２種以上からなる混合ガスを用いることがで
きる。この場合、燃料投入部１０にシールドガスを導入
する手段として、送風機１１に代えて、圧縮機、ガスボ
ンベ等を使用することができる。

【００１９】なお、燃焼炉３の内部が負圧で運転される
場合の固体燃料の追加投入は、上部ゲート４又は下部ゲ
ート７のいずれか一方を開いた状態にしておき、他方の
ゲートを開閉操作することにより行うようにする。ま
た、このとき、送風機１１は停止し、開閉弁１３は閉鎖
しておくものとする。

【００２０】

【発明の効果】本発明の固体燃料投入装置の運転方法に
よれば、燃料投入部の内部を、燃焼炉の内部の圧力と同
等か、それ以上の正圧の状態に保つことができるため、
燃焼炉の運転中に、下部ゲートを開いて固体燃料を燃焼
炉内に投入しても、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎は、燃
料投入部に急激に噴出することがなく、また、上部ゲー
トが閉じられているため、燃焼炉の運転中に、下部ゲー
トを開いて固体燃料を燃焼炉内に投入しても、燃焼炉内
の未燃焼ガスや火炎は、上部ゲートにより遮断され、固
体燃料投入装置の外部に噴出するのを防止して、燃焼炉
の運転中の任意の時期に、安全かつ確実に固体燃料を燃
焼炉内に追加投入することが可能となる。また、固体燃
料を燃焼炉内に投入することによって空になった燃料投
入部に流入した燃焼炉内の未燃焼ガス等は、燃料投入部
に導入されるシールドガスによって置換されるため、燃
料投入部内に固体燃料を投入するために、上部ゲート開
閉機構により上部ゲートを開いたときに、燃焼炉内の未
燃焼ガス等が、固体燃料投入装置の外部に噴出すること
をより確実に防止し、燃料投入作業の作業環境を良好に
維持することが可能となる。

【００２１】また、シールドガスに、燃焼排気ガス、水
蒸気、不活性ガス、空気の１種又は２種以上からなる混
合ガスを用いることにより、燃焼炉や固体燃料の種類、
使用の態様等に応じて、燃料投入部に導入するシールド
ガスの種類を選択することができ、燃焼炉内の未燃焼ガ
スと燃料投入部に導入したシールドガスとが反応しない
ように、燃料投入部に導入するシールドガスの種類を適
宜選択することにより、燃焼炉の運転中に、下部ゲート
を開いて固体燃料を燃焼炉内に投入しても、燃焼炉内の
未燃焼ガスや火炎は、燃料投入部に噴出することがな
く、燃焼炉内の未燃焼ガスや火炎が、固体燃料投入装置
の外部に噴出することをより確実に防止することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体燃料投入装置の運転方法を実施す
る固体燃料投入装置を備えた燃焼炉を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固体燃料投入装置 ２ 燃料排出口 ３ 燃焼炉 ４ 上部ゲート ５ 上部ゲート開閉機構 ６ 軸 ７ 下部ゲート ８ 下部ゲート開閉機構 ９ シールドガス導入口 １０ 燃料投入部 １１ 送風機 １２ シールドガス送気管 １３ 開閉弁 １４ 燃料投入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/44 F23B 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料投入部（１０）の上部又は下部をそ
   れぞれ閉鎖する上部ゲート（４）及び下部ゲート（７）
   を設けるとともに、前記上部ゲート（４）又は下部ゲー
   ト（７）を開閉駆動するための上部ゲート開閉機構
   （５）及ぴ下部ゲート開閉機構（８）を設け、燃料投入
   部（１０）にシールドガス導入口（９）を形成し、該シ
   ールドガス導入口（９）にシールドガス送気管（１２）
   を接続した、燃焼炉（３）に設置する固体燃料投入装置
   （１）の運転方法において、 （Ａ）下部ゲート（７）を閉じた状態で上部ゲート開閉
   機構（５）により上部ゲート（４）を開き、燃料投入部
   （１０）内に固体燃料を投入し、上部ゲート開閉機構
   （５）により上部ゲート（４）を閉じた後、燃料投入部
   （１０）にシールドガス送気管（１２）からシールドガ
   ス導入口（９）を介してシールドガスを導入し、燃料投
   入部（１０）の内部を燃焼炉（３）の内部の圧力と同等
   か、それ以上の正圧の状態に保ちながら、下部ゲート開
   閉機構（８）により下部ゲート（７）を開き、燃料投入
   部（１０）内の固体燃料を燃焼炉（３）内に投入する工
   程 （Ｂ）燃料投入部（１０）にシールドガス送気管（１
   ２）からシールドガス導入口（９）を介してシールドガ
   スを導入しながら下部ゲート開閉機構（８）により下部
   ゲート（７）を徐々に閉じることにより、燃料投入部
   （１０）内に流入した燃焼炉（３）内の未燃焼ガス等を
   シールドガスによって押し出した後、開閉弁（１３）を
   閉鎖してシールドガス送気管（１２）からのシールドガ
   スの導入を停止し、燃料投入部（１０）内に固体燃料を
   投入するために、上部ゲート開閉機構（５）により上部
   ゲート（４）を開く工程 を備えたことを特徴とする固体燃料投入装置の運転方
   法。
2. 【請求項２】 シールドガスに燃焼排気ガス、水蒸気、
   不活性ガス、空気の１種又は２種以上からなる混合ガス
   を用いることを特徴とする請求項１記載の固体燃料投入
   装置の運転方法。