JP3461457B2 - 廃棄物処理装置 - Google Patents
廃棄物処理装置Info
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物処理装置に
関し、特に廃棄物を熱分解した分解残滓を燃焼する燃焼
炉の冷却ガスとして前記熱分解ガスの燃焼排ガスを用い
た廃棄物処理装置に関する。
関し、特に廃棄物を熱分解した分解残滓を燃焼する燃焼
炉の冷却ガスとして前記熱分解ガスの燃焼排ガスを用い
た廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ゴミなどの廃棄物の増加に伴って、
前記廃棄物を焼却処理した焼却灰の処分場の容量が逼迫
している。このため、焼却炉から排出される焼却灰を溶
融して減容化する装置の開発が進められている。しか
し、焼却灰を再度溶融して減容化するためには新たにエ
ネルギーを必要とする。特公平６−５６２５３号公報に
は、都市ゴミなどの廃棄物を熱分解装置に投入し、還元
性雰囲気で加熱して熱分解し、熱分解ガスと固体残滓と
を生成し、該固体残滓から不純物を取り除いた燃料粒子
をさらに燃焼炉に投入し、該燃焼炉中で燃焼して前記燃
料粒子に含まれる灰分をスラグして回収する廃棄物回収
装置が示されている。
前記廃棄物を焼却処理した焼却灰の処分場の容量が逼迫
している。このため、焼却炉から排出される焼却灰を溶
融して減容化する装置の開発が進められている。しか
し、焼却灰を再度溶融して減容化するためには新たにエ
ネルギーを必要とする。特公平６−５６２５３号公報に
は、都市ゴミなどの廃棄物を熱分解装置に投入し、還元
性雰囲気で加熱して熱分解し、熱分解ガスと固体残滓と
を生成し、該固体残滓から不純物を取り除いた燃料粒子
をさらに燃焼炉に投入し、該燃焼炉中で燃焼して前記燃
料粒子に含まれる灰分をスラグして回収する廃棄物回収
装置が示されている。
【０００３】この廃棄物処理装置によれば、前記廃棄物
の持つエネルギーを直接利用して前記廃棄物に含まれる
灰分を溶融減容化することができる。したがって燃焼炉
から排出される灰を溶融減容化するために新たなエネル
ギーを必要としない。
の持つエネルギーを直接利用して前記廃棄物に含まれる
灰分を溶融減容化することができる。したがって燃焼炉
から排出される灰を溶融減容化するために新たなエネル
ギーを必要としない。
【０００４】また、特開平２−１５０６１１号公報に
は、前記燃焼炉に関して燃料粒子および燃焼用空気を燃
焼炉内で旋回させて燃焼することが示されている。この
形式の燃焼炉は高温で燃料粒子を燃焼するため、燃料粒
子中の灰分が溶融して生成した液滴あるいは燃え残った
灰粒子が燃焼ガスに同伴されて、燃焼室あるいは燃焼室
下流の配管壁面に付着する。特に壁面が耐火材である場
合には、付着した灰が壁面に固着して成長して、炉ある
いは前記配管を閉塞する可能性がある。
は、前記燃焼炉に関して燃料粒子および燃焼用空気を燃
焼炉内で旋回させて燃焼することが示されている。この
形式の燃焼炉は高温で燃料粒子を燃焼するため、燃料粒
子中の灰分が溶融して生成した液滴あるいは燃え残った
灰粒子が燃焼ガスに同伴されて、燃焼室あるいは燃焼室
下流の配管壁面に付着する。特に壁面が耐火材である場
合には、付着した灰が壁面に固着して成長して、炉ある
いは前記配管を閉塞する可能性がある。
【０００５】特開平８−９２５７３号公報には、石炭ガ
ス化炉の絞り部（燃焼炉出口）に、シールガス噴出ノズ
ルを備え、該ノズルからシールガスを噴出して、灰粒子
の壁面付着を抑制して絞り部の閉塞を抑制することが示
されている。
ス化炉の絞り部（燃焼炉出口）に、シールガス噴出ノズ
ルを備え、該ノズルからシールガスを噴出して、灰粒子
の壁面付着を抑制して絞り部の閉塞を抑制することが示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平２−１５０
６１１号公報に示される燃焼炉は、燃焼炉を灰の溶融条
件を満たす１次燃焼室と、完全燃焼させるための２次燃
焼室に分けている。また、特開平８−９２５７３号公報
に示される石炭ガス化炉は、炉を灰の溶融条件を満たす
ガス化部と、熱回収部に分けている。
６１１号公報に示される燃焼炉は、燃焼炉を灰の溶融条
件を満たす１次燃焼室と、完全燃焼させるための２次燃
焼室に分けている。また、特開平８−９２５７３号公報
に示される石炭ガス化炉は、炉を灰の溶融条件を満たす
ガス化部と、熱回収部に分けている。
【０００７】日本エネルギー学会誌７４巻４号ｐ２２１
（１９９５）によれば、灰は炉の壁面温度が３００℃程
度では粉状であり、壁面温度が７００℃程度で塊状とな
り、壁面温度が１３００℃程度で溶融する。
（１９９５）によれば、灰は炉の壁面温度が３００℃程
度では粉状であり、壁面温度が７００℃程度で塊状とな
り、壁面温度が１３００℃程度で溶融する。
【０００８】ところで、前記炉の２次燃焼室および熱回
収部は前記灰が塊状となる温度域にある。したがって、
前記炉には灰が付着、成長して、炉の長期間に亘る安定
な運転を妨げる可能性がある。
収部は前記灰が塊状となる温度域にある。したがって、
前記炉には灰が付着、成長して、炉の長期間に亘る安定
な運転を妨げる可能性がある。
【０００９】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、炉壁面における灰の付着および成長を抑制すること
のできる廃棄物処理装置を提供する。
で、炉壁面における灰の付着および成長を抑制すること
のできる廃棄物処理装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を採用した。
解決するために次のような手段を採用した。
【００１１】廃棄物を還元性雰囲気中で熱分解し、熱分
解ガスおよび熱分解残滓を生成する熱分解装置と、前記
熱分解ガスを燃焼して前記熱分解装置を加熱する燃焼器
と、前記熱分解により生成した残滓を燃焼する燃焼炉お
よび該燃焼炉の主排気ガスを排出する主排気管とを具備
する廃棄物処理装置において、前記燃焼器は、前記熱分
解ガスを燃焼した燃焼排ガスを導出する燃焼排ガス供給
配管およびノズルを備え、前記燃焼排ガスが前記ノズル
を介して前記燃焼炉の下流側に燃焼炉を冷却する冷却ガ
スとして供給されることを特徴とする。
解ガスおよび熱分解残滓を生成する熱分解装置と、前記
熱分解ガスを燃焼して前記熱分解装置を加熱する燃焼器
と、前記熱分解により生成した残滓を燃焼する燃焼炉お
よび該燃焼炉の主排気ガスを排出する主排気管とを具備
する廃棄物処理装置において、前記燃焼器は、前記熱分
解ガスを燃焼した燃焼排ガスを導出する燃焼排ガス供給
配管およびノズルを備え、前記燃焼排ガスが前記ノズル
を介して前記燃焼炉の下流側に燃焼炉を冷却する冷却ガ
スとして供給されることを特徴とする。
【００１２】また、前記廃棄物処理装置において、前記
燃焼排ガス供給配管は前記燃焼排ガスを前記主排気管に
側路する側路配管を備え、前記燃焼排ガスの一部を前記
主排気管に排出することを特徴とする。
燃焼排ガス供給配管は前記燃焼排ガスを前記主排気管に
側路する側路配管を備え、前記燃焼排ガスの一部を前記
主排気管に排出することを特徴とする。
【００１３】また、前記廃棄物処理装置において、前記
主排気管の下流側に廃熱回収ボイラを備え、該廃熱回収
ボイラの廃ガスの一部を前記燃焼排ガス供給配管に供給
することを特徴とする。
主排気管の下流側に廃熱回収ボイラを備え、該廃熱回収
ボイラの廃ガスの一部を前記燃焼排ガス供給配管に供給
することを特徴とする。
【００１４】また、前記廃棄物処理装置において、前記
燃焼排ガス供給配管は、前記燃焼炉に供給する燃焼排ガ
ス量を制御する制御弁を備え、前記燃焼炉壁の熱負荷に
応じて燃焼排ガスの供給量を制御することを特徴とす
る。
燃焼排ガス供給配管は、前記燃焼炉に供給する燃焼排ガ
ス量を制御する制御弁を備え、前記燃焼炉壁の熱負荷に
応じて燃焼排ガスの供給量を制御することを特徴とす
る。
【００１５】また、前記廃棄物処理装置において、前記
ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの旋回方向にその噴出口を
配置したことを特徴とする廃棄物処理装置。
ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの旋回方向にその噴出口を
配置したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【００１６】また、前記廃棄物処理装置において、前記
ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの排出口方向にその噴出口
を配置したことを特徴とする。
ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの排出口方向にその噴出口
を配置したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施形態を
図１ないし図３を用いて説明する。図１は本実施形態に
係る廃棄物処理装置を示す図である。
図１ないし図３を用いて説明する。図１は本実施形態に
係る廃棄物処理装置を示す図である。
【００１８】図において、１は破砕した都市ゴミなどの
廃棄物、２は乾燥炉、３は廃棄物１を還元性雰囲気で熱
分解する熱分解装置、４は熱分解により生成した分解残
滓、５は熱分解により生成した熱分解ガス、６は熱分解
残滓４を粉砕した後、金属片などの異物を取り除いて生
成した燃料粒子、７は燃料粒子６を燃焼する燃焼炉、７
ａは燃焼炉７の燃焼排ガスを排出する主配管、８は燃料
粒子に含まれる不純物および灰分が燃焼炉で溶融して生
成したスラグ、９は燃焼炉に空気を旋回方向に投入する
空気ノズル、１０は熱分解ガス５に空気を混合して燃焼
する燃焼器であり、熱分解装置３を加熱する。１０ａは
燃焼器１０の燃焼排ガスを燃焼炉７に冷却ガスとして供
給する燃焼排ガス供給配管、１１は燃焼器１０の燃焼排
ガスを燃焼炉７の供給する送風装置、１２は燃焼器１０
の燃焼排ガスを後述する過熱蒸気発生器１８を通して冷
却した冷却ガス、１３は廃熱回収ボイラ、１４は脱塵装
置、１５は煙突、１６は蒸気タービン、１７は蒸気ター
ビンで駆動する発電機、１８は熱分解ガスの燃焼排ガス
でタービン１６に供給する主蒸気を加熱する過熱蒸気発
生器である。
廃棄物、２は乾燥炉、３は廃棄物１を還元性雰囲気で熱
分解する熱分解装置、４は熱分解により生成した分解残
滓、５は熱分解により生成した熱分解ガス、６は熱分解
残滓４を粉砕した後、金属片などの異物を取り除いて生
成した燃料粒子、７は燃料粒子６を燃焼する燃焼炉、７
ａは燃焼炉７の燃焼排ガスを排出する主配管、８は燃料
粒子に含まれる不純物および灰分が燃焼炉で溶融して生
成したスラグ、９は燃焼炉に空気を旋回方向に投入する
空気ノズル、１０は熱分解ガス５に空気を混合して燃焼
する燃焼器であり、熱分解装置３を加熱する。１０ａは
燃焼器１０の燃焼排ガスを燃焼炉７に冷却ガスとして供
給する燃焼排ガス供給配管、１１は燃焼器１０の燃焼排
ガスを燃焼炉７の供給する送風装置、１２は燃焼器１０
の燃焼排ガスを後述する過熱蒸気発生器１８を通して冷
却した冷却ガス、１３は廃熱回収ボイラ、１４は脱塵装
置、１５は煙突、１６は蒸気タービン、１７は蒸気ター
ビンで駆動する発電機、１８は熱分解ガスの燃焼排ガス
でタービン１６に供給する主蒸気を加熱する過熱蒸気発
生器である。
【００１９】図において、破砕した都市ゴミなどの廃棄
物１は廃棄物中の水分を除去するために乾燥炉２で乾燥
する。乾燥した廃棄物は、熱分解装置３に投入し、還元
雰囲気で加熱して熱分解した後、熱分解残滓４と熱分解
ガス５とに分離する。ここでは、乾燥炉２を使用する装
置について説明しているが、乾燥炉２は省略してもよ
い。熱分解残滓４は粉砕し、金属などの異物を取り除い
た後、燃料粒子６として燃焼炉７に投入して燃焼する。
燃料粒子６に含まれる不燃物や灰分は燃焼炉７で溶融
し、スラグ化する。スラグは冷却後、スラグ回収装置８
で回収する。燃焼炉７には空気を空気ノズル９から旋回
方向に吹き込み、炉内に旋回流を形成する。燃焼炉７の
下部では燃料粒子６を燃焼し、炉内を還元雰囲気とす
る。一方、炉上部には空気を供給して完全燃焼させる。
物１は廃棄物中の水分を除去するために乾燥炉２で乾燥
する。乾燥した廃棄物は、熱分解装置３に投入し、還元
雰囲気で加熱して熱分解した後、熱分解残滓４と熱分解
ガス５とに分離する。ここでは、乾燥炉２を使用する装
置について説明しているが、乾燥炉２は省略してもよ
い。熱分解残滓４は粉砕し、金属などの異物を取り除い
た後、燃料粒子６として燃焼炉７に投入して燃焼する。
燃料粒子６に含まれる不燃物や灰分は燃焼炉７で溶融
し、スラグ化する。スラグは冷却後、スラグ回収装置８
で回収する。燃焼炉７には空気を空気ノズル９から旋回
方向に吹き込み、炉内に旋回流を形成する。燃焼炉７の
下部では燃料粒子６を燃焼し、炉内を還元雰囲気とす
る。一方、炉上部には空気を供給して完全燃焼させる。
【００２０】可燃性のガスである前記熱分解ガス５は空
気を混合して燃焼器１０内で燃焼して、熱分解装置３を
加熱する。熱分解ガス５が燃焼した燃焼排ガスは過熱蒸
気発生器１８により冷却されて冷却ガス１２となる。送
風機１１は冷却ガス１２を燃焼炉７の上部すなわち下流
側に送風して燃焼炉を冷却する。
気を混合して燃焼器１０内で燃焼して、熱分解装置３を
加熱する。熱分解ガス５が燃焼した燃焼排ガスは過熱蒸
気発生器１８により冷却されて冷却ガス１２となる。送
風機１１は冷却ガス１２を燃焼炉７の上部すなわち下流
側に送風して燃焼炉を冷却する。
【００２１】燃焼炉７で生成した燃焼ガスは主排気管を
通して廃熱回収ボイラ１３で熱交換した後、脱塵装置１
４で脱塵し、煙突１５から大気へ排出する。廃熱回収ボ
イラ１３で得られた蒸気は、過熱蒸気発生器１８を介し
て蒸気タービン１６に送られ、蒸気タービン１６で駆動
する発電機１７によって電気エネルギーに変換する。
通して廃熱回収ボイラ１３で熱交換した後、脱塵装置１
４で脱塵し、煙突１５から大気へ排出する。廃熱回収ボ
イラ１３で得られた蒸気は、過熱蒸気発生器１８を介し
て蒸気タービン１６に送られ、蒸気タービン１６で駆動
する発電機１７によって電気エネルギーに変換する。
【００２２】廃棄物中に含まれる塩素の大部分は熱分解
残滓４中に含まれるため、熱分解ガス５はそのガス流路
に含まれる金属製の伝熱管や配管などを腐食することが
ない。したがって、熱分解ガス５を燃焼した燃焼排ガス
を乾燥炉２、熱分解装置３および過熱蒸気発生器１８の
熱源として利用することができる。
残滓４中に含まれるため、熱分解ガス５はそのガス流路
に含まれる金属製の伝熱管や配管などを腐食することが
ない。したがって、熱分解ガス５を燃焼した燃焼排ガス
を乾燥炉２、熱分解装置３および過熱蒸気発生器１８の
熱源として利用することができる。
【００２３】図２は本実施形態に係る冷却ガス吹き込み
ノズルを示す図であり、図（ａ）は垂直方向断面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図において１
９は冷却ガスを吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズル
であり、ノズル１９はそれぞれ旋回方向に向けて設置す
る。燃焼炉７では約１０００〜１３００℃の高温の燃焼
ガスが発生するため、１００〜４００℃程度の冷却ガス
１２を壁面に沿って吹き込み、壁面を付着した灰が成長
することを抑制する温度まで冷却する。これにより、溶
けた灰が炉の内壁面に付着して固化することを防止する
ことができる。
ノズルを示す図であり、図（ａ）は垂直方向断面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図において１
９は冷却ガスを吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズル
であり、ノズル１９はそれぞれ旋回方向に向けて設置す
る。燃焼炉７では約１０００〜１３００℃の高温の燃焼
ガスが発生するため、１００〜４００℃程度の冷却ガス
１２を壁面に沿って吹き込み、壁面を付着した灰が成長
することを抑制する温度まで冷却する。これにより、溶
けた灰が炉の内壁面に付着して固化することを防止する
ことができる。
【００２４】また、冷却ガス１２はその大部分がＣ
Ｏ2、Ｈ2ＯおよびＮ2である。このような成分の冷却ガ
スが炉壁内面付近を流れると、前記ＣＯ2やＨ2Ｏガスは
放射性媒体であるため燃焼ガスが発生する放射熱を効率
よく吸収する。
Ｏ2、Ｈ2ＯおよびＮ2である。このような成分の冷却ガ
スが炉壁内面付近を流れると、前記ＣＯ2やＨ2Ｏガスは
放射性媒体であるため燃焼ガスが発生する放射熱を効率
よく吸収する。
【００２５】図３は冷却ガスによる放射熱流束の低減作
用を示す図である。図に示すように炉中心部から放射す
る高温の燃焼ガスの放射熱は、炉内壁面の冷却ガス１２
が流れる範囲内では冷却ガス１２に効率よく吸収され
る。これにより、冷却ガス１２の流れる領域で指数関数
的に放射熱流束は低減し、放射熱による壁面の温度上昇
を抑制できる。これに対して、空気のような放射に透明
な物質を冷却ガスとして吹き込む場合には放射熱を効率
よく吸収できないため上述の効果は現れず、炉内壁面温
度が上昇し、灰が付着する可能性がある。
用を示す図である。図に示すように炉中心部から放射す
る高温の燃焼ガスの放射熱は、炉内壁面の冷却ガス１２
が流れる範囲内では冷却ガス１２に効率よく吸収され
る。これにより、冷却ガス１２の流れる領域で指数関数
的に放射熱流束は低減し、放射熱による壁面の温度上昇
を抑制できる。これに対して、空気のような放射に透明
な物質を冷却ガスとして吹き込む場合には放射熱を効率
よく吸収できないため上述の効果は現れず、炉内壁面温
度が上昇し、灰が付着する可能性がある。
【００２６】また、炉内壁面近傍の燃焼ガスの流れが遅
い領域に冷却ガス１２を高速で吹き込むと、一旦炉内壁
面に付着した灰を冷却ガス流により壁面から剥がすこと
ができる。
い領域に冷却ガス１２を高速で吹き込むと、一旦炉内壁
面に付着した灰を冷却ガス流により壁面から剥がすこと
ができる。
【００２７】さらに前述のように燃焼炉７内の燃焼ガス
の流れが旋回流の場合、旋回方向と逆方向にノズル１９
を向けて冷却ガスを吹き込むと炉内壁面近傍の流れが乱
されるので冷却効果が大きい利点がある。しかし、ノズ
ル１９の先端に灰が進入する可能性があるので、この方
向にノズル１９を設置する場合は、少量の冷却ガスを常
時ノズル１９に供給して、燃焼ガスをパージする必要が
ある。これとは逆に、旋回方向に向けてノズル１９を設
置すると先端に灰が詰まりにくい利点がある。
の流れが旋回流の場合、旋回方向と逆方向にノズル１９
を向けて冷却ガスを吹き込むと炉内壁面近傍の流れが乱
されるので冷却効果が大きい利点がある。しかし、ノズ
ル１９の先端に灰が進入する可能性があるので、この方
向にノズル１９を設置する場合は、少量の冷却ガスを常
時ノズル１９に供給して、燃焼ガスをパージする必要が
ある。これとは逆に、旋回方向に向けてノズル１９を設
置すると先端に灰が詰まりにくい利点がある。
【００２８】また、熱分解ガス５の燃焼排ガスを燃焼炉
７に送出すると燃焼排ガス処理する処理装置を省略する
ことができる。
７に送出すると燃焼排ガス処理する処理装置を省略する
ことができる。
【００２９】図４は本発明の第２の実施形態を示す図で
ある。図において２０は冷却ガスの一部を燃焼炉７の下
流側に設けた主排気管７ａに側路する側路配管である。
なお、図において図１に示される部分と同一部分につい
ては同一符号を付してその説明を省略する。
ある。図において２０は冷却ガスの一部を燃焼炉７の下
流側に設けた主排気管７ａに側路する側路配管である。
なお、図において図１に示される部分と同一部分につい
ては同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】燃焼炉７から排出する燃焼ガスは高温であ
るため、燃焼炉７の下流側の主排気管７ａ内にも灰付着
が起きる可能性がある。したがって、前記主排気管内に
冷却ガス１２を吹き込み、主排気管内壁の温度を低下し
て前記主排気管内壁への灰付着を抑制する。
るため、燃焼炉７の下流側の主排気管７ａ内にも灰付着
が起きる可能性がある。したがって、前記主排気管内に
冷却ガス１２を吹き込み、主排気管内壁の温度を低下し
て前記主排気管内壁への灰付着を抑制する。
【００３１】また、冷却ガス１２を燃焼炉７の下流側の
主排気管に側路する側路配管２０設け、側路配管に側路
する冷却ガス流量を制御することにより、燃焼炉７に吹
き込む冷却ガス１２の量を一定に制御できる。例えば、
廃棄物の性状が変化して、熱分解炉３で発生する熱分解
ガスの量が増加した場合、冷却ガス１２の量も増加す
る。このとき、燃焼炉７内へ投入すべき所定量を超える
冷却ガス１２を側路配管２０に側路する。これにより、
燃焼炉７に吹き込む冷却ガス１２の流量は一定となり、
燃焼炉７内の冷却熱量を一定とし、安定な燃焼炉７の運
転を可能にする。
主排気管に側路する側路配管２０設け、側路配管に側路
する冷却ガス流量を制御することにより、燃焼炉７に吹
き込む冷却ガス１２の量を一定に制御できる。例えば、
廃棄物の性状が変化して、熱分解炉３で発生する熱分解
ガスの量が増加した場合、冷却ガス１２の量も増加す
る。このとき、燃焼炉７内へ投入すべき所定量を超える
冷却ガス１２を側路配管２０に側路する。これにより、
燃焼炉７に吹き込む冷却ガス１２の流量は一定となり、
燃焼炉７内の冷却熱量を一定とし、安定な燃焼炉７の運
転を可能にする。
【００３２】図５は本発明の第３の実施形態を示す図で
ある。図において２１は廃熱回収ボイラの下流側の燃焼
排ガスの一部を燃焼炉７に冷却ガスとして供給する冷却
ガス補給配管である。なお、図において図１および図４
に示される部分と同一部分については同一符号を付して
その説明を省略する。
ある。図において２１は廃熱回収ボイラの下流側の燃焼
排ガスの一部を燃焼炉７に冷却ガスとして供給する冷却
ガス補給配管である。なお、図において図１および図４
に示される部分と同一部分については同一符号を付して
その説明を省略する。
【００３３】本実施形態は前記第２の実施形態における
場合とは逆に熱分解炉３で発生する熱分解ガスの量が減
少した場合、集塵装置１４と煙突１５の間の配管から燃
焼排ガスを送風装置１１の上流に帰還し、冷却ガス１２
の不足分を補充する図６は本発明の第４の実施形態を示
す図である。図において２２は炉壁内あるいは炉内壁面
に取り付けた熱流束および温度を測定する計測器、２３
は弁制御装置、２４は制御弁である。なお、図において
図１に示される部分と同一部分については同一符号を付
してその説明を省略する。炉壁内および炉内壁面に取り
付けた熱流束及び温度を計測する計測器２２からの信号
を制御装置２３に取り込む。炉壁に灰が付着すると、灰
が熱抵抗となって熱が伝わりにくくなり、計測器が計測
する熱流束及び温度は所定の値より小さくなる。制御装
置２３は熱流束及び温度は所定の値より小さくなること
を検出すると冷却ガス１２を供給する管路に設置した弁
２４を開き、冷却ガス流量を増大して炉内壁を冷却し、
灰の付着および成長を抑制する。
場合とは逆に熱分解炉３で発生する熱分解ガスの量が減
少した場合、集塵装置１４と煙突１５の間の配管から燃
焼排ガスを送風装置１１の上流に帰還し、冷却ガス１２
の不足分を補充する図６は本発明の第４の実施形態を示
す図である。図において２２は炉壁内あるいは炉内壁面
に取り付けた熱流束および温度を測定する計測器、２３
は弁制御装置、２４は制御弁である。なお、図において
図１に示される部分と同一部分については同一符号を付
してその説明を省略する。炉壁内および炉内壁面に取り
付けた熱流束及び温度を計測する計測器２２からの信号
を制御装置２３に取り込む。炉壁に灰が付着すると、灰
が熱抵抗となって熱が伝わりにくくなり、計測器が計測
する熱流束及び温度は所定の値より小さくなる。制御装
置２３は熱流束及び温度は所定の値より小さくなること
を検出すると冷却ガス１２を供給する管路に設置した弁
２４を開き、冷却ガス流量を増大して炉内壁を冷却し、
灰の付着および成長を抑制する。
【００３４】図７ないし図１０は燃焼炉７に冷却ガスを
吹き込むノズル１９の他の実施形態を示す図である。な
お、これらの図において図２に示される部分と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略する。
吹き込むノズル１９の他の実施形態を示す図である。な
お、これらの図において図２に示される部分と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】図７において１９１は燃焼炉７に冷却ガス
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９１の噴出口は燃焼炉７の下流方向（上方）を向
いている。ノズル１９１は第１の実施形態におけるノズ
ル１９と同様に炉内壁面に沿って冷却ガス１２が流れ、
付着した灰が成長することを抑制する温度まで壁面を冷
却することができ、溶融した灰が炉壁内面に付着固化す
ることを防ぐことができる。燃焼炉７の下流方向にノズ
ル１９１向けると、燃焼炉下部のスラグタップ近傍の燃
焼域に低温の冷却ガスが混入しないので、燃焼室７内の
燃焼状態を良好に保つことができる。また、ノズル１９
１の先端に灰が詰まりにくいことなどの利点がある。
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９１の噴出口は燃焼炉７の下流方向（上方）を向
いている。ノズル１９１は第１の実施形態におけるノズ
ル１９と同様に炉内壁面に沿って冷却ガス１２が流れ、
付着した灰が成長することを抑制する温度まで壁面を冷
却することができ、溶融した灰が炉壁内面に付着固化す
ることを防ぐことができる。燃焼炉７の下流方向にノズ
ル１９１向けると、燃焼炉下部のスラグタップ近傍の燃
焼域に低温の冷却ガスが混入しないので、燃焼室７内の
燃焼状態を良好に保つことができる。また、ノズル１９
１の先端に灰が詰まりにくいことなどの利点がある。
【００３６】図８において１９２は燃焼炉７に冷却ガス
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９２の噴出口は燃焼炉７の下流方向でかつ旋回方
向を向いている。この場合はノズルの噴出口を燃焼炉の
下流方向および旋回方向に向けた場合とほぼ同様な作用
効果が得られる。
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９２の噴出口は燃焼炉７の下流方向でかつ旋回方
向を向いている。この場合はノズルの噴出口を燃焼炉の
下流方向および旋回方向に向けた場合とほぼ同様な作用
効果が得られる。
【００３７】図９において１９３は燃焼炉７に冷却ガス
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９３の噴出口は燃焼炉７の半径方向でかつ旋回方
向および逆旋回方向を向いている。半径方向でかつ旋回
方向および逆旋回方向に向けた複数のノズル１９３から
冷却ガスを吹き込むと、冷却ガス１２は炉内壁面近傍に
燃焼ガスが接近することを抑制するため、炉内壁面近傍
を効果的に冷却できる。
を吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該ノ
ズル１９３の噴出口は燃焼炉７の半径方向でかつ旋回方
向および逆旋回方向を向いている。半径方向でかつ旋回
方向および逆旋回方向に向けた複数のノズル１９３から
冷却ガスを吹き込むと、冷却ガス１２は炉内壁面近傍に
燃焼ガスが接近することを抑制するため、炉内壁面近傍
を効果的に冷却できる。
【００３８】図１０において１９４は燃焼炉７に冷却ガ
スを吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該
ノズル１９４は燃焼炉の上部壁面の近傍に取り付ける。
ノズルを取り付けない場合には図（ａ）に示すように燃
焼炉上部に燃焼ガスのよどみ領域が形成されるが、ノズ
ル１９４を燃焼炉の上部壁面の近傍に取り付けると、図
（ｂ）に示すように燃焼炉上部の燃焼ガスのよどみ領域
に溜まる灰粒子を拡散することができるので、灰の付着
を抑制できる。
スを吹き込む複数の冷却ガス吹き込みノズルであり、該
ノズル１９４は燃焼炉の上部壁面の近傍に取り付ける。
ノズルを取り付けない場合には図（ａ）に示すように燃
焼炉上部に燃焼ガスのよどみ領域が形成されるが、ノズ
ル１９４を燃焼炉の上部壁面の近傍に取り付けると、図
（ｂ）に示すように燃焼炉上部の燃焼ガスのよどみ領域
に溜まる灰粒子を拡散することができるので、灰の付着
を抑制できる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば廃
棄物処理装置において、廃棄物を熱分解した分解残滓を
燃焼する燃焼炉の冷却ガスとして前記熱分解ガスの燃焼
排ガスを用いるので、燃焼炉の炉壁面における灰の付着
および成長を抑制することができる。
棄物処理装置において、廃棄物を熱分解した分解残滓を
燃焼する燃焼炉の冷却ガスとして前記熱分解ガスの燃焼
排ガスを用いるので、燃焼炉の炉壁面における灰の付着
および成長を抑制することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る廃棄物処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図２】冷却ガスの吹き込みノズルを示す図である。
【図３】冷却ガスによる放射熱流束の低減作用を示す図
である。
である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る廃棄物処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る廃棄物処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る廃棄物処理装置
を示す図である。
を示す図である。
【図７】冷却ガスの吹き込みノズルの他の実施形態を示
す図である。
す図である。
【図８】冷却ガスの吹き込みノズルの他の実施形態を示
す図である。
す図である。
【図９】冷却ガスの吹き込みノズルの他の実施形態を示
す図である。
す図である。
【図１０】冷却ガスの吹き込みノズルの他の実施形態を
示す図である。
示す図である。
１ 廃棄物
２ 乾燥炉
３ 熱分解炉
４ 熱分解残滓
５ 熱分解ガス
６ 燃料粒子
７ 燃焼炉
７ａ 主排気管
８ スラグ
９ 空気ノズル
１０ 燃焼器
１０ａ 燃焼排ガス供給配管
１１ 送風装置
１２ 冷却ガス
１３ 廃熱回収ボイラ
１４ 脱塵装置
１５ 煙突
１６ 蒸気タービン
１７ 発電機
１８ 過熱蒸気発生器
１９，１９１，１９２，１９３，１９４ 冷却ガス吹き
込みノズル ２０ 側路配管 ２１ 冷却ガス補給配管
込みノズル ２０ 側路配管 ２１ 冷却ガス補給配管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 荒戸 利昭
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 柴田 強
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 久保田 昌良
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 宇津野 英明
茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式
会社 日立製作所 日立工場内
(56)参考文献 特開 平８−49820（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−300034（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−54210（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−37427（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−196407（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−205736（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−122926（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23G 5/44
F23G 5/027
F23G 5/00
F23G 5/14
F23G 5/46
Claims (6)
- 【請求項１】 廃棄物を還元性雰囲気中で熱分解し、熱
分解ガスおよび熱分解残滓を生成する熱分解装置と、 前記熱分解ガスを燃焼して前記熱分解装置を加熱する燃
焼器と、 前記熱分解により生成した残滓を燃焼する燃焼炉および
該燃焼炉の主排気ガスを排出する主排気管とを具備する
廃棄物処理装置において、 前記燃焼器は、前記熱分解ガスを燃焼した燃焼排ガスを
導出する燃焼排ガス供給配管およびノズルを備え、前記
燃焼排ガスが前記ノズルを介して前記燃焼炉の下流側に
燃焼炉を冷却する冷却ガスとして供給されることを特徴
とする廃棄物処理装置。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、 前記燃焼排ガス供給配管は前記燃焼排ガスを前記主排気
管に側路する側路配管を備え、前記燃焼排ガスの一部を
前記主排気管に排出することを特徴とする廃棄物処理装
置。 - 【請求項３】 請求項１ないし請求項２の何れか１の記
載において、 前記主排気管の下流側に廃熱回収ボイラを備え、該廃熱
回収ボイラの廃ガスの一部を前記燃焼排ガス供給配管に
供給することを特徴とする棄物処理装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れか１の記
載において、 前記燃焼排ガス供給配管は、前記燃焼炉に供給する燃焼
排ガス量を制御する制御弁を備え、前記燃焼炉壁の熱負
荷に応じて燃焼排ガスの供給量を制御することを特徴と
する廃棄物処理装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の何れか１の記
載において、 前記ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの旋回方向にその噴出
口を配置したことを特徴とする廃棄物処理装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５の何れか１の記
載において、 前記ノズルは、燃焼炉の燃焼ガスの排出口方向にその噴
出口を配置したことを特徴とする廃棄物処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05167799A JP3461457B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 廃棄物処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05167799A JP3461457B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 廃棄物処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249322A JP2000249322A (ja) | 2000-09-12 |
| JP3461457B2 true JP3461457B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=12893525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05167799A Expired - Lifetime JP3461457B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 廃棄物処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461457B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109058998A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-21 | 黄志优 | 一种固体废物处理装置 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP05167799A patent/JP3461457B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000249322A (ja) | 2000-09-12 |
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