JP3460604B2

JP3460604B2 - 廃棄物焼却溶融炉

Info

Publication number: JP3460604B2
Application number: JP00360899A
Authority: JP
Inventors: 実鈴木; 和広寺辻; 能成藤澤
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2019-01-11
Also published as: JP2000199619A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却炉と灰
溶融炉が直結され、廃棄物を焼却し、その際に発生する
灰を溶融処理する廃棄物焼却溶融炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物を焼却・溶融処理す
る装置として、(1) 火格子式焼却炉の燃焼領域の下流に
スラグタップ式灰溶融炉を直結し、焼却炉と灰溶融炉の
煙道を共通にしたもの(特開昭６１−９６１２８号公
報、以下、「先行技術１」という)、(2) 火格子式焼却
炉の燃焼領域の下流にバーナ式表面溶融炉を直結したも
の(特許２６８１１４０号公報、以下、「先行技術２」
という)、(3) 焼却炉の出口側に、ダムが形成された回
転キルン式灰溶融炉を設けると共に、前記灰溶融炉の出
口側に加熱バーナを設置したもの(特開平５−３１２３
１２号公報、以下、「先行技術３」という)、(4) 焼却
炉の燃焼領域の下流に焼却灰溶融炉を直結し、焼却炉内
の排ガスを酸化剤とし、かつ焼却灰中の未燃物を熱源と
して灰が溶融するように配設したもの(特公平６−３２
９６号公報、以下、「先行技術４」という)、(5) (4)に
おいて、灰溶融炉の炉床から熱風を吹き込むことによ
り、炉内での燃焼温度を高めて灰の溶融が促進されるよ
うにしたもの(特開平９−１１２８５４号公報、以下、
「先行技術５」という)、(6) 焼却炉の燃焼領域の下流
に焼却灰溶融炉を直結し、前記灰溶融炉の天井から灰層
に向けて予熱空気を吹き込み、焼却灰中の未燃物を熱源
として、灰が溶融するように配設したもの(特許２６８
１１４０号公報、以下、「先行技術６」という)、等が
提案されている。

【０００３】その代表的なものの概略図(先行技術２)を
図８に示す。図８において、４１はホッパ、４２は火格
子、４３は灰ホッパ、４４は溶融室、４５は溶融スラ
グ、４６はスラグ排出用シュート、４７は空気予熱器で
ある。

【０００４】ホッパー４１に投入された都市ごみは、給
塵器を介して焼却炉内の火格子４２上に送られ、下から
の空気と炉内の輻射熱により火格子４２上を移動しなが
ら着火し、燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、灰
ホッパー４３を経由して溶融室４４に送られる。溶融室
４４では、溶融用バーナ又は灰中の未燃物の燃焼熱、及
び炉内の輻射熱により灰が溶融し、溶融スラグ４５とな
って、スラグ排出用シュート４５を経由して炉外に排出
される。また、灰溶融炉内で発生した排ガスは、空気予
熱器４７を経由して焼却炉内に戻される。なお、灰中の
未燃物を熱源とする場合には、前記灰溶融炉内に予熱空
気が供給される。一方、焼却炉内で発生した燃焼排ガス
は、廃熱ボイラ、減温塔、バグフィルター、排煙設備等
を経由して大気に放出される。

【０００５】従来の廃棄物焼却溶融炉においては、いず
れの場合にも、灰溶融炉内温度の空間分布や時間変動を
平均化するための手段は備えられていない。また、溶融
不適物(金属、セラミックス等の比較的大きな固まり)と
溶融可能な焼却灰とを区別せずに一括処理される。

【０００６】また、焼却炉内排ガス循環設備としては、
排ガスを循環ブロワーにより搬送して炉内に吹き込むも
のの他、特許第２７６１４１７号に記載されているよう
に、冷空気によるエジェクター作用を利用して、排ガス
を搬送し、炉内に吹き込むものが公知となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記先行技術１から先
行技術６を都市ごみの焼却溶融分野に適用した場合、以
下のような個別又は共通の問題点がある。 (1) 灰溶融炉内の局所低温領域でダストやスラグが部分
固化しやすく、炉内清掃が必要不可欠である(先行技術
１〜６)。 (2) 焼却排ガスや焼却灰の性状が変動するため、安定出
湯は難しい(先行技術１〜６)。 (3) (1)及び(2)に関連して、スラグの性状のバラツキが
大きく、スラグの有効利用が難しい(先行技術２〜６)。 (4) 焼却炉側の安定操業又は低公害化を優先させた場
合、灰溶融炉の主要熱源としての炉内未燃ガス又は灰中
未燃物の発熱量が低くなり、補助燃料、熱風等の新たな
外部熱源が必要となり、ランニングコストが高くつくと
共に、操作が複雑になる(先行技術３〜６)。 (5) 灰溶融炉出口からの灰の飛散を抑制する手段が備え
られていないため、高スラグ化率が達成できない(先行
技術２〜６)。 (6) 焼却排ガスの大部分が灰溶融炉内を通過するように
配設されているため、灰溶融炉内温度の均一化や灰溶融
炉のコンパクト化が難しい(先行技術３)。 (7) バーナ火炎により、局所高温部が形成され、内壁等
が焼損する場合がある(先行技術２、３)。 (8) 灰溶融炉の入口付近で焼却灰やダストの一部が溶融
・固化したり、溶融不適物が曲がり部等に引っかかりや
すいため、棚吊りが発生しやすく、長時間安定操業が難
しい(先行技術２、４〜６)。

【０００８】また、従来の排ガス循環方式においては、
以下のような問題点がある。すなわち、循環ブロワーを
用いた排ガス循環方式においては、ブロワーを構成している部品の耐熱性に限界があり、
高温排ガスの循環が難しい。このため、排ガス循環によ
る熱効率の改善率が、小さな値に留まることとなる。排ガス中のダスト等がブロワーの羽根等に付着するた
め、定期的に設備を停止して清掃することが必要とな
る。ブロワーの設備費が高価である。ブロワー用の電気代や、メンテナンス費用等のランニ
ングコストが高い。焼却炉内に排ガスを吹き込む場合に、排ガスのＯ₂濃
度が低すぎて炉内での火炎の安定性が悪くなる。排ガスの炉内への吹き込み圧が、ブロワーの出口圧で
規制されるため、吹き込み圧を高くすることが困難であ
る。というような問題点がある。

【０００９】冷空気のエジェクター作用を利用して排ガ
ス循環を行う方法においては、吹き込むべき排ガスの温度が高いほど、駆動流として
の冷空気と排ガスの粘性の違いが顕著となり、エジェク
ターの効果が低くなる。炉内に吹き込む冷空気と排ガスの混合気の平均温度が
低下し、炉内火炎の安定性が悪くなる。これに関連し
て、熱効率が低下する。という問題点がある。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めに成されたものであり、上記の各問題点を発生させる
ことなく、灰溶融炉の長時間安定操業を実現させると共
に、高性能化及び多機能化を実現させ、さらに廃棄物の
焼却から灰溶融までのトータルシステムとしての省エネ
ルギー及び低公害化を実現させることを課題とする。

【００１１】前記課題を解決するための第１の手段は、
廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃棄物を焼却し、
その際に発生する灰を溶融処理する廃棄物焼却溶融炉で
あって、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性ガスの一部
と、燃料を燃焼して空気を加熱する高温空気発生装置か
ら発生した高温の空気とが、灰溶融炉内で旋回火炎又は
管状火炎が、排ガスおよび焼却灰の流れと直角な方向
で、炉壁に沿った方向に向けて形成されるように、高速
で吹き込まれ、当該旋回火炎又は管状火炎により灰溶融
炉の内壁が加熱されるようにされていることを特徴とす
る廃棄物焼却溶融炉（請求項１）である。

【００１２】本手段においては、廃棄物焼却炉内で発生
した可燃性ガス（未燃成分を含む燃焼排ガス）の一部と
高温の空気とが灰溶融炉内に吹き込まれ、炉軸に対して
ほぼ対称形状の旋回火炎又は管状火炎が形成される。よ
って、これらの火炎からの輻射又は直接伝熱により炉の
内壁がほぼ均一に加熱される。従って、ダストやスラグ
の部分固化、あるいは内壁の過熱による焼損トラブルが
抑制される。さらに、灰溶融炉内の旋回流の遠心効果に
より、気流中の焼却灰やダストが内壁表層部のスラグコ
ーティング層で捕集されるため、高スラグ化率が達成で
きる。

【００１３】灰溶融炉内で旋回火炎又は管状火炎を形成
する方向としては、排ガス及び焼却灰の流れと直角な方
向で溶融炉の炉壁に沿った方向が好ましいので、本手段
においては、火炎形成方向をこの方向に限定している。
特に溶融炉の断面形状が円形に近い場合には、吹き込み
点におけるその略円形の接線方向に吹き込むことが望ま
しい。

【００１４】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記高温空気発生装置が燃料
により空気を加熱するものであり、当該燃料の高温の燃
焼排ガスを、前記焼却炉の２次燃焼領域に旋回吹込みす
ることにより焼却炉内を攪拌するための気体として使用
可能なことを特徴とするもの（請求項２）である。

【００１５】本手段においては、高温空気発生装置から
排出された高温の燃焼排ガスを、廃棄物焼却炉の２次燃
焼領域に旋回吹き込みすることにより、空気過剰率を変
更することなく炉内を攪拌することができる。よって、
廃棄物焼却炉内での完全燃焼を促進させることができる
と共に、排ガスの低ＮＯ_x化にも有効である。

【００１６】前記課題を解決するための第３の手段は、
廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃棄物を焼却し、
その際に発生する灰を溶融処理する廃棄物用焼却炉であ
って、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性ガスの一部と、
酸素濃度が調整された酸化剤ととが、灰溶融炉内で旋回
火炎又は管状火炎が、排ガスおよび焼却灰の流れと直角
な方向で、炉壁に沿った方向に向けて形成されるよう
に、高速で吹き込まれ、当該旋回火炎又は管状火炎によ
り灰溶融炉の内壁を加熱するようにされていることを特
徴とするもの（請求項３）である。

【００１７】本手段においても、第１の手段と同様に、
灰溶融炉内に、炉軸に対してほぼ対称形状から成る旋回
火炎又は管状火炎が形成され、これらの火炎からの輻射
により炉の内壁がほぼ均一に加熱される。よって、ダス
トやスラグの部分固化、あるいは内壁の過熱による焼損
トラブルが抑制される。さらに、灰溶融炉内の旋回流の
遠心効果により、気流中の焼却灰やダストが内壁表層部
のスラグコーティング層で捕集されるため、高スラグ化
率が達成できる。

【００１８】加えて、酸化剤中の酸素濃度を高めに設定
した場合、酸化剤の絶対流量が減少するため、灰溶融炉
内での気流の滞留時間が長くなり、これに伴ってさらに
高スラグ化率が達成できる。また、酸化剤中の酸素濃度
を低く設定することにより、灰溶融炉内で低ＮＯ_x燃焼
が実現できる。

【００１９】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段であって、前記廃棄物焼却炉内で発生し
た排ガスの一部と酸素との混合気体を酸化剤として使用
可能なことを特徴とするもの（請求項４）である。

【００２０】本手段においては、焼却排ガスの顕熱や未
反応酸素が有効利用できるため、灰溶融炉内での燃焼反
応が促進され、より低コストで溶融炉内の高温化が実現
できる。また、空気を使用する場合に比して窒素の量が
少なくて済むので、ガスボリュームが小さくなり、排ガ
ス処理系統を小型化することができる。

【００２１】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、高
温の空気又は酸素濃度が調整された酸化剤の温度が、灰
溶融炉内の温度を所定値に保つように調整されているこ
とを特徴とするもの（請求項５）である。

【００２２】本手段によれば、廃棄物焼却炉側の炉況が
変化し、焼却排ガスや焼却灰の性状が変動した場合に
も、高温の空気又は酸素濃度が調整された酸化剤の温度
が調整され、常に灰溶融炉内の温度が適正範囲内に維持
されるため、長時間安定操業が実現できる。これによ
り、廃棄物焼却炉側の安定化や低公害化を優先して運転
した場合にも、灰溶融炉で生成されたスラグの性状の変
動が小さく抑えられる。

【００２３】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、灰
溶融炉内の温度を調整するための補助燃料の供給装置が
備えられていることを特徴とするもの（請求項６）であ
る。

【００２４】本手段によれば、前記第１の手段から第５
の手段の場合よりさらに直接的に灰溶融炉内の温度調整
ができるため、焼却炉側の炉況が急激に悪化した場合、
あるいは何らかの原因で湯口が閉塞気味になった場合
に、焼却炉側の運転条件を変更することなく、迅速に灰
溶融炉内温度を再調整できる。このため、プラントの稼
働率を高いレベルに維持することができる。

【００２５】また、灰溶融炉内に燃料を供給することに
より、焼却炉側と独立に灰溶融炉内温度の調整ができる
ため、プラントの立ち上げや立ち下げの作業時間を短縮
することができる。

【００２６】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第６の手段であって、前記補助燃料が炭素含有燃料
からなり、前記灰溶融炉内に燃料と灰とを攪拌するため
の手段が設けられていることを特徴とするもの（請求項
７）である。

【００２７】本手段においては、補助燃料に炭素含有燃
料を使用し、かつ、灰溶融炉内に燃料と灰とを攪拌する
ための手段が設けられているので、灰を還元性雰囲気で
溶融することができる。その結果、灰中の重金属の揮散
が促進されると共に、ダイオキシン類の分解率を高める
ことができる。なお、炭素含有燃料が、微粉コークスの
ように粒径が小さく、炉内の気流への随伴性が良いばあ
いには、炉内での旋回流の遠心効果により、その内壁に
押しつけられるため、攪拌のための手段が無くても、あ
る程度の燃料の分散性が確保できることはいうまでもな
い。

【００２８】前記課題を解決するための第８の手段は、
前記第１の手段から第６の手段のいずれかであって、前
記灰溶融炉の下流側が出口に向けて次第に細くなるよう
にされていることを特徴とするもの（請求項８）であ
る。

【００２９】本手段においては、灰溶融炉の形状が出口
に向けて次第に細くなっているため、下流側ほど気流の
旋回流速が大きくなる。よって、灰やダストの捕集効率
が高まると共に、火炎による内壁の加熱がより効果的に
行えること、スラグが一ヶ所に集中して出湯するため湯
口が閉塞しにくくなること、炉内ガスの混合が促進され
るため排ガスの低公害化が実現されることなどのメリッ
トが附加される。

【００３０】前記課題を解決するための第９の手段は、
前記第１の手段から第８の手段のいずれかであって、前
記灰溶融炉内またはその上流に気体、液体、又は粒子状
の有害廃棄物が吹き込めるように有害廃棄物供給装置が
配設され、前記灰溶融炉の下流に排ガス処理装置が配設
されていることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉（請求項
８）である。

【００３１】本手段においては、焼却灰の処理と並行し
て、フロン、廃油、ＰＣＢ等の有害物質が灰溶融炉内で
処理できるため、廃棄物処理装置としての省エネ化や多
機能化が実現できる。

【００３２】前記課題を解決するための第１０の手段
は、前記第１の手段から第９の手段のいずれかであっ
て、前記灰溶融炉の上流側に焼却灰中の溶融不適物を検
出して除去する不適物除去装置が配設されていることを
特徴とする廃棄物焼却溶融炉（請求項９）である。

【００３３】本手段においては、灰溶融炉の上流で溶融
不適物が検出・除去されるため、灰溶融炉の入り口付近
での焼却灰の棚吊りや、湯口の閉塞がなくなり、長時間
安定出湯が実現できる。また、灰溶融炉内に溶融不適物
が介在しなくなれば、炉内の平均温度を低めに設定でき
るため、省エネ化や排ガスの低ＮＯ_x化が実現できる。

【００３４】前記課題を解決するための第１１の手段
は、前記第１の手段から第１０の手段のいずれかであっ
て、前記灰溶融炉が回転キルン式灰溶融炉であることを
特徴とする廃棄物焼却溶融炉(請求項１１)である。

【００３５】本手段においては、灰溶融炉が下流側に向
けて下向きに傾斜し、かつ回転するため、たとえ溶融不
適物が介在した場合でも、これらを炉内に滞留させるこ
となく、焼却灰を強制的に下流側に搬送することができ
る。また、灰溶融炉の内壁に付着したダストが、ある程
度の大きさになると自重で離脱して下流側に搬送される
ため、灰溶融炉内の清掃は不要となり、省力化が実現で
きると共に、装置の稼働率を高めることができる。

【００３６】前記課題を解決するための第１２の手段
は、廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃棄物を焼却
し、その際に発生する灰を溶融処理する廃棄物焼却溶融
炉であって、廃棄物焼却炉と灰溶融炉との連通部に、廃
棄物焼却炉から灰溶融炉への焼却排ガスの流入を抑制す
るためのダンパが備えられており、灰溶融炉の炉内圧力
が廃棄物焼却炉の炉内圧力より僅かに高くなるようにダ
ンパ開度が調整されていることを特徴とする廃棄物焼却
溶融炉（請求項１２）である。

【００３７】本手段においては、灰溶融炉の炉内圧力が
廃棄物焼却炉の炉内圧力より僅かに高くなるようにダン
パ開度が調整されているので、低温の焼却排ガスが灰溶
融炉内に侵入するのを抑制できる。よって、灰溶融炉内
が高温に維持され、安定出湯が実現できると共に、加熱
すべきガスの絶対量が低減されるため、省エネルギー化
が実現できる。また、ダイオキシン類の構成元素の一つ
である塩素が、焼却排ガスと共に灰溶融炉内に侵入する
のを抑制できるため、灰溶融炉から下流でのダイオキシ
ン類の生成を低く抑えることができる。

【００３８】ダンパ開度の調節は以下のように行う。す
なわち、廃棄物焼却炉と灰溶融炉の炉内圧力をそれぞれ
検出し、灰溶融炉の炉内圧力が廃棄物焼却炉の炉内圧力
より僅かに高めになるように、ダンパ開度を調整する。

【００３９】前記課題を解決するための第１３の手段
は、前記第１の手段から第１２の手段のいずれかであっ
て、高温空気を駆動流として、廃棄物焼却炉の排ガスを
搬送し、廃棄物焼却炉内に吹込みを行うエジェクター装
置が設けられていることを特徴とするもの（請求項１
３）である。

【００４０】本手段によれば、駆動流として高温空気を
利用したエジェクター装置により、廃棄物焼却炉の排ガ
ス（多くの場合排熱ボイラー出口における２次燃焼排ガ
ス）を搬送し、廃棄物焼却炉内に吹込みを行っているの
で、高温空気の高粘性及び運動エネルギーを利用して、
排ガスを炉内に高速で吹き込むことが可能となる。ま
た、この噴流の作用により、炉内火炎を直接制御するこ
とが可能となる。さらに、高温空気と排ガスとの混合気
の温度が高いため、混合気が高粘性となり、炉内攪拌を
より効果的に行うことができる。また、排ガス循環のた
めの所要動力がブロワー等に比して少なくて済むため、
省エネルギーが実現できる。さらに、高温含塵ガスの安
定した搬送が可能となるので、高温排ガスの再循環が実
現でき、熱効率が上がって省エネルギー化につながる。
なお、エジェクターは、排ガスの循環通路に設けてもよ
いし、炉内への吹き込み口に設けてもよい。ただし、前
者の場合、エジェクターのすぐ下流に火炎が形成される
ため、エジェクターの下流には耐火物施工を実施する必
要がある。

【００４１】前記課題を解決するための第１４の手段
は、前記第１の手段から第１３の手段のいずれかであっ
て、高温空気を駆動流として、廃棄物焼却炉内で発生し
た可燃性ガスを搬送し、灰溶融炉内に吹込みを行うエジ
ェクター装置が設けられていることを特徴とするもの
（請求項１４）である。

【００４２】本手段においても、駆動流として高温空気
を利用したエジェクター装置により、廃棄物焼却炉内の
排ガス（廃棄物焼却炉内で発生する１次燃焼排ガス）を
搬送し、灰溶融炉内に吹込みを行っているので、高温空
気の高粘性及び運動エネルギーを利用して、排ガスを炉
内に高速で吹き込むことが可能となる。また、この噴流
の作用により、炉内火炎を直接制御することが可能とな
る。よって、炉内火炎が安定し、低公害化や稼働率の向
上につながる。さらに、高温空気と排ガスとの混合気の
温度が高いため、混合気が高粘性となり、炉内攪拌をよ
り効果的に行うことができる。よって、低空気比燃焼が
可能となり、排ガス量が低減して省エネルギー化につな
がる。また、排ガス循環のための所要動力がブロワー等
に比して少なくて済むため、省エネルギーが実現でき
る。さらに、高温含塵ガスの安定した搬送が可能となる
ので、高温排ガスの再循環が実現でき、熱効率が上がっ
て省エネルギー化につながる。なお、エジェクターは、
排ガスの循環通路に設けてもよいし、炉内への吹き込み
口に設けてもよい。ただし、前者の場合、エジェクター
のすぐ下流に火炎が形成されるため、エジェクターの下
流には耐火施工を実施する必要がある。

【００４３】前記課題を解決するための第１５の手段
は、前記第１３の手段又は第１４の手段における高温空
気に代えて、排ガス放散系統に設置された誘引ファンの
下流の排ガスを使用することを特徴とする廃棄物焼却溶
融炉（請求項１５）である。

【００４４】本手段においては、エジェクター装置の駆
動流として、排ガス放散系統に設置された誘引ファンの
下流の排ガスを使用しているので、排ガス循環用の専用
ブロワーが必要でなくなり、かつ排ガス処理設備を通過
した低温排ガスの顕熱を回収することができる。また、
低温排ガス中のＯ₂を、焼却炉内での燃焼用Ｏ₂として使
用できるので、供給空気量を低減できる。

【００４５】前記課題を解決するための第１６の手段
は、廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃棄物を焼却
し、その際に発生する灰を溶融処理する廃棄物焼却溶融
炉であって、前記廃棄物焼却炉が排ガス循環式焼却炉
で、かつ前記灰溶融炉の排ガスが、前記廃棄物焼却炉の
排ガス循環ブロワで吸引され、それに伴って、かつ前記
廃棄物焼却炉の上流域の未燃ガスを、バイパス経由で前
記灰溶融炉内に引き込むようにされていることを特徴と
する廃棄物焼却溶融炉（請求項１６）である。

【００４６】排ガス循環式焼却炉とは、焼却炉から排出
される排ガスの一部を再び焼却炉内に吹き込んで燃焼用
に使用する方式の焼却炉である。本手段においては、焼
却炉用排ガス循環ブロワを用いて灰溶融炉の排ガスを吸
引することにより、焼却炉の上流域の未燃ガスをバイパ
ス経由で灰溶融炉内に引き込むようにしている。よっ
て、灰溶融炉に燃焼排ガスを吹き込むための特別なブロ
ワを設置する必要が無く、かつ省エネルギーが実現でき
る。また、灰溶融炉の排ガスが、焼却炉の循環ブロワを
経由して焼却炉内に戻されるため、熱効率が向上すると
共に、灰溶融炉単独で排ガス処理装置を備える必要がな
くなり、設備費の低減にもなる。さらに、前記第１１の
手段と組み合せた場合には、ダンパにより、焼却排ガス
が灰溶融炉の入口から過剰に侵入するのを抑制すること
ができる。

【００４７】前記課題を解決するための第１７の手段
は、前記第１の手段から第１１の手段のいずれかであっ
て、前記廃棄物焼却炉が、一次燃焼室（主燃焼室）内に
中間天井を備えた二回流式火格子焼却炉であり、前記可
燃ガスが前記中間天井により分離されたガス流のうち、
未燃ガスを多く含む側の排ガスの一部を取出したもので
あることを特徴とするもの（請求項１７）である。

【００４８】本手段においては、焼却炉内の中間天井に
より、未燃ガスを多く含む排ガスと未反応酸素を多く含
む排ガスとに明確に分離され、かつこれらの組成が比較
的安定しているため、前者の未燃ガスを灰溶融炉の主要
熱源（可燃性ガス）として適用することにより、より効
果的に灰溶融炉の長時間安定操業及び省エネルギー化が
実現できる。

【００４９】前記課題を解決するための第１８の手段
は、前記第１の手段から第１７の手段のいずれかであっ
て、灰溶融炉内が還元性雰囲気になるように、燃料及び
酸化剤の少なくとも一方を調整するための装置が備えら
れていることを特徴とするもの（請求項１８）である。

【００５０】本手段においては、灰溶融炉内を還元性雰
囲気に保つことにより、灰中の重金属の揮散が促進され
ると共に、ダイオキシン類の分解効率を高めることがで
きる。また、灰溶融炉の内壁近傍が還元性雰囲気となる
ため、内壁の焼損を抑制することができる。なお、調整
する燃料又は酸化剤は、廃棄物焼却炉に投入されるもの
であっても、灰溶融炉内に投入されるものであってもよ
い。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１
例を示す図である。図１において、１はホッパ、２はご
み、３は主燃焼室、４は焼却灰、５は先細煙道、６は溶
融不適物検出・除去部、７は格子、８は灰溶融炉、９は
溶融スラグ、１０はスラグコンベア、１１はスラグ溜
め、１２は調整ダンパ、１３は除塵器、１４は熱交換
器、１５は排ガス循環ブロワ、１６は中間天井、１８は
排熱ボイラ、１９は炉内攪拌気体の出口、２０はガス吹
出し口である。

【００５２】ホッパ１に装入されたごみ２は、主燃焼室
３で火格子下からの熱風又は主燃焼室３内に設置された
助燃バーナ（図示せず）により着火し燃焼する。燃焼に
より生成された焼却灰４は、先細煙道５を通過し、溶融
不適物検出・除去部６に入る。溶融不適物検出・除去部
６には、後に説明するように、溶融不適物の検出器と、
検出された溶融不適物を炉外に排出する装置が設けられ
ている。溶融不適物を除去された焼却灰４は、格子７を
通って落下し、灰溶融炉８で溶融されて溶融スラグ９と
なり、スラグコンベア１０上に落下して、スラグ溜め１
１に溜められる。スラグコンベア１０とスラグ溜め１１
を設けず、溶融スラグを水中に落下させ、水砕スラグと
することもできる。

【００５３】溶融不適物検出・除去部６と灰溶融炉８の
間には、廃棄物焼却炉より灰溶融炉８に入る排ガス量を
抑制する調整ダンパ１２が設けられ、灰溶融炉８側に燃
焼排ガスが流れ込むのを防止している。なお、調整ダン
パ１２を設けずに、灰溶融炉８の上流に常時焼却灰４を
満たすように運転し、マテリアルシールとするようにし
てもよい。

【００５４】後に説明するように、灰溶融炉８内には、
ガス吹出し口２０が設けられ、Ａ−Ａ’断面図に示され
るように、このガス吹出し口２０からは、廃棄物焼却炉
内で発生した可燃性ガス（焼却炉内未燃ガス）と高温空
気の混合気体が、高速で炉内に吹き込まれている。この
高温混合気体の吹き込み方向は、Ａ−Ａ’断面図に見ら
れるように灰溶融炉８の内壁の接線方向とされているの
で、吹き込まれた高温混合気体により、灰溶融炉８内で
図示されているように旋回火炎又は管状火炎が生成され
る。

【００５５】よって、これらの火炎からの輻射又は直接
伝熱により炉の内壁がほぼ均一に加熱される。従って、
ダストやスラグの部分固化、あるいは内壁の過熱による
焼損トラブルが抑制される。さらに、灰溶融炉内の旋回
流の遠心効果により、気流中の焼却灰やダストが内壁表
層部のスラグコーティング層で捕集されるため、高スラ
グ化率が達成できる。

【００５６】灰溶融炉８で焼却炉内未燃ガスが燃焼して
発生した排ガスは、廃棄物焼却炉の排ガス循環系に導入
され、除塵器１３によりダストを除去され、熱交換器１
４で冷却された後、排ガス循環ブロワ１５を介して、酸
素と混合され、再び廃棄物焼却炉内に吹き込まれる。こ
のような系統とする代わりに、独立のブロワを設置し、
灰溶融炉８を通過した排ガスを昇圧して、後に述べる二
次燃焼室１７での攪拌気体として使用することもでき
る。

【００５７】主燃焼室３内には、中間天井１６が設けら
れており、これにより排ガスの流れが図の矢印のように
２つに分けられる。そして、中間天井１６の上部を通過
する排ガスは未燃ガスを多く含み、中間天井１６の下部
を通過する排ガスは未反応酸素を多く含んでおり、しか
もこれらの組成は比較的安定している。

【００５８】本実施の形態においては、この中間天井１
６の上部を通る排ガス、すなわち未燃ガスを多く含む排
ガスの一部を取出して焼却炉内未燃ガスとして灰溶融炉
８内に吹き込んで、灰溶融炉８の主要熱源として利用し
ている。すなわち、中間天井１６の上部を通る排ガスの
一部は、排ガス循環ブロワ１５によって発生する負圧に
より、ガス吹出し口２０を介して灰溶融炉８内に引き込
まれていることになる。よって、焼却炉内未燃ガスを灰
溶融炉８内に吹き込むための特別なブロワは必要ではな
い。

【００５９】一方、中間天井１６の下部を通る排ガスに
は、未燃分が少ししか含まれていないので、これを灰溶
融炉８の中に入れても燃料として役立たず、かえって灰
溶融炉８内の温度を下げて有害である。前述の調整ダン
パ１２は、この排ガスが灰溶融炉８内に流入するのを妨
げるために設けられているものである。具体的には、主
燃焼室３と先細煙道５の境界付近の炉内圧力と灰溶融炉
８内の圧力とを検出し、後者の圧力を前者の圧力よりわ
ずかに高く保つようにダンパ１２の開度を調節する。

【００６０】炉の設計条件によっては、後者の圧力が前
者の圧力より低くならざるを得ないこともあるが（たと
えば、図１に示される実施の形態においては、排ガス循
環ブロワ１５により焼却炉内未燃ガスを灰溶融炉８内に
引き込んでいるので、後者の圧力は前者の圧力より低く
なる。）、この場合でも、両者の圧力差を僅かなものに
保ち、できるだけ排ガスが先細煙道５を通って灰溶融炉
内に流入しないように開度を調節する。

【００６１】中間天井１６を迂回した排ガスの大部分
は、二次燃焼室１７に導かれ、ここで、炉内攪拌気体の
出口１９から吹出される攪拌気体により攪拌されて旋回
流となり、二次燃焼を効率的に行う。そして、排熱ボイ
ラ１８により熱交換を行った後、その大部分は除塵器１
３、熱交換器１４、排ガス循環ブロワ１５からなる排ガ
ス循環系に導かれ、酸素と混合されて、再び廃棄物焼却
炉内に吹き込まれる。排ガスの一部は、排ガス処理装置
に送られ、ダストや有害物質を除去された後に煙突から
大気中に放散される。

【００６２】図１に示される実施の形態においては、排
ガス循環ブロワ１５を通った排ガスを酸素と混合した気
体が火格子の下部から主燃焼室３内に吹き込まれている
が、排ガス中にＨCl等が含まれる場合には、火格子が腐
食される場合がある。このような場合には、火格子の下
からは空気を吹き込み、酸素と排ガスの混合気体は主燃
焼室に直接吹き込むようにすることが好ましい。

【００６３】灰溶融炉８に吹込まれる高温空気は、図示
されていない高温空気発生装置により空気を加熱して製
造される。一般的には、燃料を燃焼させ、その熱により
空気を加熱する。このときの燃焼排ガスを、炉内攪拌気
体の出口１９から吹出される攪拌気体として利用する
と、空気過剰率を変更することなく炉内を攪拌すること
ができ、炉内での燃焼を促進させると共に、排ガスの低
ＮＯ_x化にも有効である。また、高温空気発生装置の燃
焼排ガス顕熱を排熱ボイラ１８で回収することができ
る。

【００６４】又、この実施例では灰溶融炉８には、焼却
炉内未然ガスと高温空気の混合気体を吹込んでいるが、
高温空気の代わりに酸素濃度が調整された酸化剤を使用
してもよい。酸化剤は、例えば酸素と廃棄物焼却炉の排
ガスを混合して製造することができる。この方法におい
ては、酸化剤中の酸素濃度を高めに設定した場合、酸化
剤の絶対流量が減少するため、灰溶融炉内での気流の滞
留時間が長くなり、これに伴ってさらに高スラグ化率が
達成できる。また、酸化剤中の酸素濃度を低く設定する
ことにより、灰溶融炉内で低ＮＯ_x燃焼が実現できる。

【００６５】さらに、灰溶融炉８内の温度を検出し、こ
の温度を一定に保つように、高温の空気又は酸素濃度が
調整された酸化剤の温度を調整することが好ましい。こ
れにより、廃棄物焼却炉側の炉況が変化し、焼却排ガス
や焼却灰の性状が変動した場合にも、長時間安定操業が
実現できる。従って、廃棄物焼却炉側の安定化や低公害
化を優先して運転した場合にも、灰溶融炉８で生成され
たスラグの性状の変動が小さく抑えられる。

【００６６】また、補助燃料供給装置を設けて灰溶融炉
８内に補助燃料を吹き込み、補助燃料の量を調整するこ
とにより灰溶融炉８内の温度を調整するようにしてもよ
い。これにより、灰溶融炉８内の温度が正確に制御でき
るようになるため、焼却炉側の炉況が急激に悪化した場
合、あるいは何らかの原因で湯口が閉塞気味になった場
合に、焼却炉側の運転条件を変更することなく、迅速に
灰溶融炉内温度を再調整できる。このため、プラントの
稼働率を高いレベルに維持することができる。また、焼
却炉側と独立に灰溶融炉内温度の調整ができるため、プ
ラントの立ち上げや立ち下げの作業時間を短縮すること
ができる。

【００６７】吹き込む補助燃料としては、炭素を含有す
る燃料を、たとえば粉状にしたものを用いるのが好まし
い。このようにすると、吹き込んだ炭素含有燃料が、灰
と同様に内壁近傍に遠心力で押し付けられ、かつ、この
場所で炭素含有燃料が燃焼するため、灰近傍が選択的に
還元雰囲気となる。これにより、灰からの重金属の揮散
がさらに促進される。また、内壁近傍も還元雰囲気とな
るため、内壁の焼損が抑制される。その結果、装置の稼
働率が高まると共に、炉材の張り替え等の補修費の低減
効果がある。

【００６８】図２に、本発明の実施の形態の１例である
廃棄物焼却溶融炉における排ガス、蒸気等の系統を示
す。酸素製造装置により空気から分離された酸素は、混
合器において排ガス循環系統の排ガスと混合され、焼却
炉内に吹込まれてごみを燃焼させる。焼却炉の排ガスの
大部分は、除塵器、熱交換器、ブロワからなる排ガス循
環系統に流れ、混合器で酸素と混合されて再び焼却炉内
に吹込まれる。この場合には、火格子の下からは空気が
吹き込まれ、混合器で酸素と混合された排ガスは直接燃
焼室内に吹き込まれている。混合される排ガスと酸素の
比率を変えることにより、焼却炉内でのごみの燃焼状態
を制御可能であると共に、空気を吹込む場合と異なり、
余分な窒素が炉内に吹込まれないので、排ガスボリュー
ムを小さくすることができ、排ガス処理設備の小型化を
図ることができる。

【００６９】排ガス循環系統に流れない排ガスのうち、
一部は前述したように灰溶融炉８に流入し、他の一部は
排ガス処理設備に流入する。灰溶融炉で燃焼して焼却灰
を加熱した排ガスは、前述したように除塵器に導かれ、
排ガス循環系統に入る。排ガス処理設備に流入した排ガ
スは、水分を除去されて煙突から大気に放散される。Ｃ
Ｏ₂固定化装置が設けられている場合は、排ガス中のＣ
Ｏ₂は固定化されて大気に放散されることはない。排ガ
ス処理設備で除去された水分は、排水処理設備で処理さ
れた後放出される。

【００７０】焼却炉の排ガス顕熱の大部分は、排ガスボ
イラで蒸気を発生するのに使用され、発生した蒸気は、
発電プラントに利用される。図２においては、熱交換器
は、廃熱ボイラへの給水を加熱するのに使用されてい
る。

【００７１】図３に本発明の実施の形態の１例における
灰溶融炉の例の詳細を示す。以下の図においては、発明
の実施の形態の欄における前出の図で示された構成要素
と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略
する。図３において、２１は焼却炉内未然ガス吹込口、
２２は高温空気吹込口、２３は出口である。

【００７２】灰溶融炉８は横断面が略円形の炉であり、
その下流側は、出口２３に近づくに従って次第に細くな
るようになっている。そして、その上流側の側壁の一部
には、ガス吹き出し口２０が設けられ、これは焼却炉内
未然ガス吹込口２１、高温空気吹込口２２に連結されて
いる。焼却炉炉内未然ガス吹込口２１から吹込まれる排
ガスと、高温空気吹込口２２から吹込まれる高温空気
は、ガス吹き出し口２０で混合され、略円形断面の灰溶
融炉８断面の接線方向に向かって、すなわち円周に沿う
ように吹込まれる。これにより、炉軸に対してほぼ対称
形状の旋回火炎又は管状火炎が形成される。

【００７３】よって、これらの火炎からの輻射又は直接
伝熱により炉の内壁がほぼ均一に加熱される。従って、
ダストやスラグの部分固化、あるいは内壁の過熱による
焼損トラブルが抑制される。さらに、灰溶融炉内の旋回
流の遠心効果により、気流中の焼却灰やダストが内壁表
層部のスラグコーティング層で捕集されるため、高スラ
グ化率が達成できる。また、廃棄物焼却炉と灰溶融炉８
とが直結されているため、高温の灰が冷却されずに灰溶
融炉８内に導かれるので、熱効率が高くなる。

【００７４】又、灰溶融炉８の下流側は、出口２３に近
づくに従って細くなるようになっているので、下流側ほ
ど火炎の旋回流速が大きくなる。よって、灰やダストの
捕集効率が高まる。又、火炎による内壁の加熱がより効
果的に行える。さらに、スラグが一ヶ所に集中して出湯
するため湯口が閉塞しにくくなる。加えて、炉内ガスの
混合が促進されるため排ガスの低公害化が実現される。

【００７５】図４は、本発明の実施の形態の１例におけ
る、先細煙道、溶融不適物検出・除去部と灰溶融炉の連
結部の詳細を示す図である。図４において、２４は高温
空気発生装置、２５は有害物質供給装置である。ＰＣＢ
等の粉体の有害物質は、有害物質供給装置２５から溶融
不適物検出・除去部６に装入され、フロンや廃油等の気
体・液体の有害物質は、焼却炉内未燃ガス吹込口２１か
ら焼却炉内未燃ガスと一緒に溶融炉８内に吹込まれる。
これらの物質は高温の灰溶融炉８内で分解され、最終的
には図２に示す排ガス処理装置で吸収処理される。

【００７６】粉体の有害物質を焼却炉内未燃ガス吹込口
２１から吹き込まず、溶融不適物検出・除去部６に装入
しているのは、これらの物質を高温空気吹き込み口２２
から吹き込むと、灰溶融炉８内で飛散し、十分に分解が
進まずに、灰溶融炉８の出口から未処理のまま排出され
る恐れがあるので、これを防止するためである。よっ
て、溶融不適物検出・除去部６に装入し、焼却灰４と一
緒に灰溶融炉８内に入れることにより分解を促す。

【００７７】溶融不適物検出・除去部６と灰溶融炉８の
境界には、調整ダンパ１２が設けられており、油圧シリ
ンダによりダンパを上下させて、前述のように、廃棄物
焼却炉から灰溶融炉８に流入する排ガスの量を抑制す
る。実操業においては、ダンパの開度は、焼却灰４の表
面にほぼ一致するような開度となる。

【００７８】図５は、本発明の実施の形態の１例におけ
る溶融不適物検出・除去部の詳細を示す図である。図５
において、２６はＴＶカメラ、２７はプッシャ、２８は
冷却用空気入口、２９は遮蔽板、３０はカバー、３１は
加振装置である。

【００７９】溶融不適物とは、鋼材等、燃焼せず、かつ
灰溶融炉で溶融しないものであり、このようなものが灰
溶融炉に入ると設備を破損したり、入口付近で焼却灰の
棚吊りを発生させたり、湯口を閉塞さたりする恐れがあ
る。よって、溶融不適物検出・除去部６の出側には格子
７が設けられており、これらの溶融不適物が格子に邪魔
されて落下せず、灰溶融炉には入らないようにされてい
る。格子７は中空であり、冷却用空気入口２７から供給
される空気により冷却されている。

【００８０】格子７上に残留した溶融不適物をＴＶカメ
ラ２６で監視し、プッシャ２７を作動させることによ
り、炉外に排出する。このとき、遮蔽板２９を上に上
げ、溶融不適物が通過する空間を作る。カバー３０はヒ
ンジにより上部構造物から垂下されており、溶融不適物
に押されて回動し、これにより、溶融不適物はカバー３
０を通過して炉外に排出される。その後、プッシャ２７
を元の位置に戻し、遮蔽板２９を下げて炉内をシールす
る。

【００８１】格子７には加振装置３１が設けられ、格子
７に振動を与えている。これにより、格子７上の焼却灰
は、格子７上に残留すること無く落下し、灰溶融炉内に
導かれる。

【００８２】図６は、灰溶融炉がロータリーキルン型の
本発明の実施の形態の例を示す図である。図６におい
て、８’は灰溶融炉であるロータリーキルン、３２はロ
ーラであり、３３は、可燃性ガスと高温空気の混合気体
の吹き込み口である。ローラ３２の回転によりロータリ
ーキルン８’が回転する。ロータリーキルン８’は、下
流側に向かって下向きに傾斜し、その下流側は先細とな
っている。

【００８３】可燃性ガスと高温空気は、吹き込み口３３
の直前で混合されてロータリーキルン８’内に吹き込ま
れる。吹き込み方向は、ロータリーキルン８’の中心軸
を通らず、壁面に向かって進行方向に斜め方向とされて
いる。よって、ロータリーキルン８’内には、旋回火炎
又は管状火炎が発生する。

【００８４】灰溶融炉をロータリーキルン型とすること
により、下流側に向けて下向きに傾斜し、かつ回転する
ため、たとえ溶融不適物が介在した場合でも、これらを
炉内に滞留させることなく、焼却灰を強制的に下流側に
搬送することができる。また、灰溶融炉の内壁に付着し
たダストが、ある程度の大きさになると自重で離脱して
下流側に搬送されるため、灰溶融炉内の清掃は不要とな
り、省力化が実現できる。

【００８５】図７は、本発明の実施の形態の１例である
エジェクター装置を利用した炉内燃焼ガスと燃焼排ガス
の循環系統の概要図を示す図である。図７において３
４、３５はエジェクターである。排熱ボイラー１８の入
口近傍において２次燃焼を行った後の燃焼排ガス（ＥＲ
Ｇ）の一部は、排ガス循環用配管を通って、エジェクタ
ー３４に導かれる。エジェクター３４には、駆動流とし
て高温空気（燃焼排ガスの着火温度以上）が吹き込まれ
ており、ＥＲＧは、エジェクター３４に吸引され、高温
空気と混合されて、主燃焼室３に吹き込まれる。

【００８６】また、主燃焼室３内で発生した１次燃焼排
ガス（炉内未燃ガス）の一部は、配管によって取り出さ
れ、エジェクター３５に導かれる。エジェクター３５に
は、駆動流として高温空気（炉内未燃ガスの着火温度以
上）が吹き込まれており、一次燃焼排ガスは、エジェク
ター３５に吸引され、高温空気と混合されて、灰溶融炉
８に吹き込まれる。

【００８７】エジェクター装置は構造が簡単であり、排
ガス中のダストが付着する可能性は少ないが、中でも、
排ガス配管中、一次燃焼ガス配管中に高温空気用配管を
挿入し、排ガス配管中、一次燃焼ガス配管方向に沿って
高温空気を噴出させるような簡単な構造のエジェクター
を用いることが好ましい。また、排ガス配管はなるべく
曲がりを少なくして、排ガス中のダストが、これら配管
中に付着するのを防止することが好ましい。さらに、排
ガス配管にパルスバーナーを付設して、排ガス配管中の
排ガスに脈動流を生じさせ、ダストの付着を抑制するこ
とが好ましい。

【００８８】また、図２における排ガス放散系統、すな
わち焼却炉から煙突に至るプロセス中に誘引ファンが設
けられている場合は、高温空気の代わりに、この誘引フ
ァンの下流の排ガスを使用することができる。特に、誘
引ファンが排ガス処理設備の後段に設けられている場合
には、誘引ファンの下流の排ガスは、排ガス処理設備に
おいて除塵されており、かつ圧力を有するので、エジェ
クターの駆動流として用いるのに好適である。これによ
り、排ガス循環用の専用ブロワーが不要となるので、設
備費が低減される他、電力の低減が可能となる。また、
駆動流となる排ガスの顕熱を回収することができるの
で、熱効率を上げることができ、省エネルギー化が実施
できる。さらに、排ガス中の残存Ｏ₂を焼却炉内で燃焼
用Ｏ₂として利用できるので、供給空気量を低減でき、
排ガス量も低減することができる。よって、省エネルギ
ー化、ＣＯ₂対策が実現できる。

【００８９】また、図示しないが、灰溶融炉８内の雰囲
気をＯ₂計、ＣＯ計、ＣＯ₂計等により検出し、炉内雰囲
気が還元性に保たれるように、主燃焼室３内に設置され
た助燃バーナ（図示せず）からの燃料、主燃焼室３に吹
き込まれる熱風等の酸化剤、又は灰溶融炉８内にガス吹
き出し口２０から吹き込まれる助燃ガス若しくは高温空
気等の酸化剤のいずれかを調節する灰溶融炉内雰囲気調
節装置を設けてもよい。このようにして、灰溶融炉８内
の雰囲気を積極的に還元性雰囲気に保つことにより、灰
中の重金属の揮散が促進されると共に、ダイオキシン類
の分解効率を高めることができる。また、灰溶融炉の内
壁近傍が還元性雰囲気となるため、内壁の焼損を抑制す
ることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、廃棄物焼却炉と焼却灰溶融炉とを直結させ、焼却炉
内で生成した未燃ガスの一部と、高温空気や酸素冨化空
気のように反応性の高い酸化剤とを灰溶融炉内に旋回吹
き込みすることにより、廃棄物を焼却しながら生成した
灰を連続的に溶融処理するようにされているため、先行
技術の主な欠点であった、灰溶融炉内温度分布の不均一
性に基づくスラグの部分固化や熱源としての焼却排ガス
や焼却灰中未燃物の性状変動に起因した湯口閉塞が回避
され、灰溶融炉の長時間安定操業やスラグの利材化が実
現できると共に、トータルシステムとしての省エネルギ
ー化及び省力化が実現できる。

【００９１】また、灰溶融炉用として、反応性の高い酸
化剤、補助燃料、又は旋回燃焼を適用することにより、
炉内での安定燃焼が促進され、ダイオキシン類、ＣＯ等
の有害物質の排出濃度が低く抑えられると共に、炉の制
御が容易になり、さらに内壁等の焼損が回避される効果
がある。

【００９２】さらに、灰溶融炉用として、溶融不適物除
去装置、調整ダンパ、又は回転キルン型炉を追加適用す
ることにより、溶融すべき焼却灰に有効に熱が伝達され
ると共に、灰溶融炉内でのスラグ固化トラブルがなくな
り、稼働率が格段に向上するという効果が得られる。

【００９３】一方、灰溶融炉出口からの灰の飛散を抑制
する手段として、先細型の炉形状を採用することによ
り、下流に向けて旋回流速が著しく増大するため、内壁
のスラグコーティング層への灰捕集効率が向上すると共
に、炉内での完全燃焼が促進される効果がある。

【００９４】また、排ガス循環型焼却炉を適用対象とし
た場合、焼却炉内の高温未燃排ガスを灰溶融炉内に引き
込む手段として、焼却炉用排ガス循環ブロワと灰溶融炉
の下流端とを接続することにより、特殊な高温ブロワを
適用することなく、長時間安定操業が実現できる。

【００９５】なお、高温空気発生装置を灰溶融炉に適用
した場合、高温空気発生装置から排出された高温の排ガ
スを焼却炉内の混合性改善に利用することにより、焼却
排ガスの低公害化と、排ガスの顕熱の有効利用(焼却炉
の下流のボイラにて熱回収)による省エネルギー化が実
現できる。

【００９６】また、灰熱処理炉内に炭素含有燃料を吹き
込むことにより、内壁近傍を選択的に加熱することがで
きると共に、灰が還元雰囲気で熱処理されるため、灰中
のダイオキシン類の分解効率が高まり、炉材の耐久性が
さらに向上する。

【００９７】また、駆動流に高温空気を使用したエジェ
クター装置を用いて、廃棄物焼却炉の排ガスを搬送して
廃棄物焼却炉内に吹込んだり、廃棄物焼却炉内で発生し
た可燃性ガスを搬送して灰熱処理炉内に吹込んだりする
ことにより、低空気比燃焼が可能となり排ガス量が低減
できて省エネルギーにつながる。加えて、炉内火炎が安
定するので、低公害化が実現できる。また、排ガス循環
のための所要動力が少なくて済むので、省エネルギーが
図れると共に、高温含塵ガスを安定して搬送できるの
で、熱効率が向上し、この面でも省エネルギーが実現で
きる。

【００９８】さらに、エジェクターの駆動流として高温
空気の代わりに、排ガス放散系統に設置された誘引ファ
ンの下流の排ガスを使用することにより、設備費が低減
される他、電力の低減が可能となる。また、熱効率を上
げることができ、省エネルギー化が実施できる。さら
に、排ガス中の残存Ｏ₂を焼却炉内で燃焼用Ｏ₂として利
用できるので、供給空気量を低減でき、排ガス量も低減
することができる。よって、省エネルギー化、ＣＯ₂対
策が実現できる。

【００９９】また、灰溶融炉の炉内雰囲気が還元性に保
たれるように、燃料及び酸化剤の少なくとも一方を調整
する装置を設けることにより、灰中の重金属の揮散が促
進されると共に、ダイオキシン類の分解効率を高めるこ
とができる。また、灰溶融炉の内壁近傍が還元性雰囲気
となるため、内壁の焼損を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却溶
融炉における排ガス、蒸気等の系統を示す図である

【図３】本発明の実施の形態の１例である灰溶融炉例の
詳細を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の１例における、先細煙
道、溶融不適物検出・除去部と灰溶融炉の連結部の詳細
を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態の１例における溶融不適物
検出・除去部の詳細を示す図である。

【図６】灰溶融炉がロータリーキルン型の本発明の実施
の形態の例を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態の１例にであるエジェクタ
ー装置を利用した炉内燃焼ガスと燃焼排ガスの循環系統
を示す概要図である。

【図８】従来の廃棄物焼却溶融炉の例を示す図である。

【符号の説明】

１…ホッパ、２…ごみ、３…主燃焼室、４…焼却灰、５
…先細煙道、６…溶融不適物検出・除去部、７…格子、
８…灰溶融炉、９…溶融スラグ、１０…スラグコンベ
ア、１１…スラグ溜め、１２…調整ダンパ、１３…除塵
器、１４…熱交換器、１５…排ガス循環ブロワ、１６…
中間天井、１８…排熱ボイラ、１９…炉内攪拌気体の出
口、２０…ガス吹出し口、２１…焼却炉内未然ガス吹込
口、２２…高温空気吹込口、２３…出口、２４…高温空
気発生装置、２５…有害物質供給装置、２６…ＴＶカメ
ラ、２７…プッシャ、２８…冷却用空気入口、２９…遮
蔽板、３０…カバー、３１…加振装置、３２…ローラ、
３３…混合気体吹き込み口、３４、３５…エジェクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−307614（ＪＰ，Ａ) 特開平８−35406（ＪＰ，Ａ) 特開平10−2530（ＪＰ，Ａ) 特開平８−110025（ＪＰ，Ａ) 特開平９−133331（ＪＰ，Ａ) 特開平９−196349（ＪＰ，Ａ) 特開平５−256431（ＪＰ，Ａ) 特開平５−141633（ＪＰ，Ａ) 特開平９−26124（ＪＰ，Ａ) 特開平９−236242（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−140026（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−98171（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−115335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23J 1/00 F23G 5/00 115 F23G 5/027 F23G 5/16 F23G 5/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃
棄物を焼却し、その際に発生する灰を溶融処理する廃棄
物焼却溶融炉であって、廃棄物焼却炉内で発生した可燃
性ガスの一部と、燃料を燃焼して空気を加熱する高温空
気発生装置から発生した高温の空気とが、灰溶融炉内で
旋回火炎又は管状火炎が、排ガスおよび焼却灰の流れと
直角な方向で、炉壁に沿った方向に向けて形成されるよ
うに、高速で吹き込まれ、当該旋回火炎又は管状火炎に
より灰溶融炉の内壁が加熱されるようにされていること
を特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項２】請求項１に記載の廃棄物焼却溶融炉であ
って、前記高温空気発生装置が燃料により空気を加熱す
るものであり、当該燃料の高温の燃焼排ガスを、前記焼
却炉の２次燃焼領域に旋回吹込みすることにより焼却炉
内を攪拌するための気体として使用可能なことを特徴と
する廃棄物焼却溶融炉。
【請求項３】廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、廃
棄物を焼却し、その際に発生する灰を溶融処理する廃棄
物用焼却炉であって、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性
ガスの一部と、酸素濃度が調整された酸化剤とが、灰溶
融炉内で旋回火炎又は管状火炎が、排ガスおよび焼却灰
の流れと直角な方向で、炉壁に沿った方向に向けて形成
されるように、高速で吹き込まれ、当該旋回火炎又は管
状火炎により灰溶融炉の内壁を加熱するようにされてい
ることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項４】請求項３に記載の廃棄物焼却溶融炉であ
って、前記廃棄物焼却炉内で発生した排ガスの一部と酸
素との混合気体を酸化剤として使用可能なことを特徴と
する廃棄物焼却溶融炉。
【請求項５】請求項１から請求項４のうちいずれか１
項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、高温の空気又は
酸素濃度が調整された酸化剤の温度が、灰溶融炉内の温
度を所定値に保つように調整されていることを特徴とす
る廃棄物焼却溶融炉。
【請求項６】請求項１から請求項５のうちいずれか１
項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、灰溶融炉内の温
度を調整するための補助燃料の供給装置が備えられてい
ることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項７】請求項６に記載の廃棄物焼却溶融炉であ
って、前記補助燃料が炭素含有燃料からなり、前記灰溶
融炉内に燃料と灰とを攪拌するための手段が設けられて
いることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項８】請求項１から請求項７のうちいずれか１
項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記灰溶融炉の
下流側が出口に向けて次第に細くなるようにされている
ことを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項９】請求項１から請求項８のうちいずれか１
項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記灰溶融炉内
またはその上流に気体、液体、又は粒子状の有害廃棄物
が吹き込めるように有害廃棄物供給装置が配設され、前
記灰溶融炉の下流に排ガス処理装置が配設されているこ
とを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１０】請求項１から請求項９のうちいずれか
１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記灰溶融炉
の上流側に焼却灰中の溶融不適物を検出して除去する不
適物除去装置が配設されていることを特徴とする廃棄物
焼却溶融炉。
【請求項１１】請求項１から請求項１０のうちいずれ
か１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記灰溶融
炉が回転キルン式灰溶融炉であることを特徴とする廃棄
物焼却溶融炉。
【請求項１２】廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、
廃棄物を焼却し、その際に発生する灰を溶融処理する廃
棄物焼却溶融炉であって、廃棄物焼却炉と灰溶融炉との
連通部に、廃棄物焼却炉から灰溶融炉への焼却排ガスの
流入を抑制するためのダンパが備えられており、灰溶融
炉の炉内圧力が廃棄物焼却炉の炉内圧力より僅かに高く
なるようにダンパ開度が調整されていることを特徴とす
る廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１３】請求項１から請求項１２のうちいずれ
か１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、高温空気を
駆動流として、廃棄物焼却炉の排ガスを搬送し、廃棄物
焼却炉内に吹込みを行うエジェクター装置が設けられて
いることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１４】請求項１から請求項１３のうちいずれ
か１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、高温空気を
駆動流として、廃棄物焼却炉内で発生した可燃性ガスを
搬送し、灰溶融炉内に吹込みを行うエジェクター装置が
設けられていることを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１５】請求項１３又は請求項１４に記載の廃
棄物焼却溶融炉における高温空気に代えて、排ガス放散
系統に設置された誘引ファンの下流の排ガスを使用する
ことを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１６】廃棄物焼却炉と灰溶融炉が直結され、
廃棄物を焼却し、その際に発生する灰を溶融処理する廃
棄物焼却溶融炉であって、前記廃棄物焼却炉が排ガス循
環式焼却炉で、かつ前記灰溶融炉の排ガスが、前記廃棄
物焼却炉の排ガス循環ブロワで吸引され、それに伴っ
て、かつ前記廃棄物焼却炉の上流域の未燃ガスを、バイ
パス経由で前記灰溶融炉内に引き込むようにされている
ことを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１７】請求項１から請求項１１のうちいずれ
か１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記廃棄物
焼却炉が、一次燃焼室（主燃焼室）内に中間天井を備え
た二回流式火格子焼却炉であり、前記可燃ガスが前記中
間天井により分離されたガス流のうち、未燃ガスを多く
含む側の排ガスの一部を取出したものであることを特徴
とする廃棄物焼却溶融炉。
【請求項１８】請求項１から請求項１７のうちいずれ
か１項に記載の廃棄物焼却溶融炉であって、前記灰溶融
炉内が還元性雰囲気になるように、燃料及び酸化剤の少
なくとも一方を調整するための装置が備えられているこ
とを特徴とする廃棄物焼却溶融炉。