JP3516801B2

JP3516801B2 - ロータリキルン抑制燃焼方法

Info

Publication number: JP3516801B2
Application number: JP11323496A
Authority: JP
Inventors: 隆一阿部; 淳志小林; 智郎吉武; 重御手洗
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 2004-04-05
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH09280524A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種産業廃棄物を
焼却処理するために用いられるロータリキルンにおい
て、ロータリキルンの炉壁に付着するクリンカの生成を
防止することのできるロータリキルン抑制燃焼方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃プラスチック、汚泥、油泥等を
固形化した固形廃棄物の燃焼設備として、ロータリキル
ン、ストーカ炉及び２次燃焼室からなる廃棄物焼却炉が
知られている。このようなロータリキルンでは、固形廃
棄物中の不燃性成分等がクリンカとなって炉壁に付着
し、固形廃棄物を供給する際の障害となる。そして、前
記クリンカの生成を抑制するために、理論空気量より少
ない量の空気を用いる抑制燃焼状態で固形廃棄物の燃焼
処理が行われている。このロータリキルンにおける抑制
燃焼により、一酸化炭素ガス、及び水素ガスを含む部分
燃焼排ガス、並びに炭素分を主体とする燃焼残渣が発生
する。前記部分燃焼排ガスは、ストーカ炉の上方に配置
された２次燃焼室に送入され、燃焼残渣はストーカ炉の
入側の火格子上に排出される。ストーカ炉では完全燃焼
させるために積極燃焼用の空気即ち、理論空気量を超え
る量の空気が送風され、燃焼残渣は火格子上で火炎を上
げて燃焼すると共に、過剰空気分の酸素を含む燃焼排ガ
スと焼却灰とが発生する。この燃焼排ガスは２次燃焼室
において、ロータリキルンで発生した部分燃焼排ガスと
混合して燃焼させる。一方、ストーカ炉の焼却灰は灰出
し装置によって炉外に排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
リキルン出側における廃棄物の燃焼残渣は、ストーカ炉
及び２次燃焼室からの輻射熱あるいは燃焼設備に流入す
る漏洩空気により過剰燃焼状態となって高温となり、溶
融したクリンカがロータリキルンの炉壁に付着して、ロ
ータリキルンの運転が不可能となるため、定期的に設備
を停止してクリンカを除去しなければならないという問
題があった。また、前記漏洩空気の量を的確に制御する
ことができないために、ロータリキルン内に送入される
１次燃焼用空気量が変動して、ロータリキルン内の燃焼
ガスの温度が局所的に高温となり、クリンカの融着を助
長すると共に、固形廃棄物のガス化率が低下するという
問題があった。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、ロータリキルン、ストーカ炉及び２次燃焼室
からなる燃焼設備におけるロータリキルン内のクリンカ
の発生を抑制すると共に、固形廃棄物のガス化率を向上
させることのできるロータリキルン抑制燃焼方法を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のロータリキルン抑制燃焼方法は、固形廃棄物供給
装置及び押込空気供給装置とを備えたロータリキルン炉
前部と、前記押込空気供給装置から供給される押込空気
及び前記ロータリキルン炉前部に侵入する炉頭漏洩空気
からなる１次燃焼用空気を用いて前記固形廃棄物供給装
置から供給される固形廃棄物を部分燃焼させるロータリ
キルンと、該ロータリキルンから排出される前記固形廃
棄物の燃焼残渣に残渣燃焼用空気を送入して燃焼させる
ストーカ炉と、該ストーカ炉及び前記ロータリキルンか
ら排出される部分燃焼排ガスを２次燃焼用空気を用いて
燃焼させる２次燃焼室とを備え、全体が減圧制御された
燃焼設備における前記ロータリキルンの抑制燃焼方法で
あって、前記炉頭漏洩空気量を測定すると共に、前記押
込空気量を制御して、前記固形廃棄物を燃焼させる理論
空気量の０．１５〜０．６倍量の前記１次燃焼用空気を
前記ロータリキルンに供給し、該ロータリキルン内の部
分燃焼排ガスの最高温度を７５０℃以上として、かつ該
部分燃焼排ガス中の酸素濃度を２％以下に保持してい
る。

【０００５】請求項２記載のロータリキルン抑制燃焼方
法は、請求項１記載のロータリキルン抑制燃焼方法にお
いて、前記炉頭漏洩空気を前記１次燃焼用空気の０．５
倍量以下とする。請求項３記載のロータリキルン抑制燃
焼方法は、請求項１又は２記載のロータリキルン抑制燃
焼方法において、前記２次燃焼室と前記ロータリキルン
間から前記燃焼設備に流入する炉尾漏洩空気の量が、前
記１次燃焼用空気の０．５倍量以下とする。請求項４記
載のロータリキルン抑制燃焼方法は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のロータリキルン抑制燃焼方法におい
て、前記ロータリキルンの内側に前記固形廃棄物を撹拌
する掻き上げ装置が設けられている。

【０００６】ロータリキルンに供給される前記１次燃焼
用空気の量が理論空気量の０．１５倍より少ないと、固
形廃棄物を抑制燃焼させてガス化するのに必要な温度を
維持することが困難となり、逆に前記１次燃焼用空気の
量が理論空気量の０．６倍を超えると、酸化反応が過剰
となり温度分布が不均一となるために、炉壁の高温部分
にクリンカを生成し易くなって、クリンカの炉壁への付
着が助長されるので好ましくない。加えて、前記ロータ
リキルン内の部分燃焼排ガスの最高温度が７５０℃より
低いと、固形廃棄物のガス化率が極端に低下し、ガス化
されずに残る燃焼残渣中の可燃分の量が増大して処理効
率が低下する。さらに、ロータリキルンから排出される
部分燃焼排ガス中の酸素濃度が２％を超えるような燃焼
条件下では、１次燃焼用空気の量、部分燃焼排ガスの最
高温度が前記の条件を満たしたとしても、残存酸素によ
り固形廃棄物が部分的に酸化され、ロータリキルンの炉
壁内で局所的に温度が高くなり、クリンカの付着が促進
される。

【０００７】前記炉頭漏洩空気の量が前記１次燃焼用空
気の０．５倍量を超えると、抑制燃焼の状態を維持し
て、固形廃棄物のガス化率を必要な限度に保持すること
が困難となると共に、１次燃焼用空気量の制御に支障を
生じるので好ましくない。前記２次燃焼室と前記ロータ
リキルン間から前記燃焼設備に流入する炉尾漏洩空気の
量が、前記１次燃焼用空気の０．５倍量を超えると、炉
尾漏洩空気がロータリキルン内に逆流して、ロータリキ
ルンから排出される部分燃焼排ガス又は燃焼残渣中の可
燃分を激しく酸化するため、この酸化に伴う温度上昇に
より、クリンカの炉壁への付着傾向が大きくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の第１の実施
の形態に係るロータリキルン抑制燃焼方法を適用する燃
焼設備１０の構成図である。燃焼設備１０は図１に示す
ように、固形廃棄物供給装置１２及び押込空気供給装置
１４とを備えたロータリキルン炉前部１１と、固形廃棄
物供給装置１２から供給される固形廃棄物２３を部分燃
焼させるロータリキルン１７と、該ロータリキルン１７
から排出される前記固形廃棄物２３の燃焼残渣２４に残
渣燃焼用空気を送入して燃焼させるストーカ炉２０と、
前記ロータリキルン１７から排出される部分燃焼排ガス
を２次燃焼用空気を用いて燃焼させる２次燃焼室１８
と、ロータリキルン１７、ストーカ炉２０及び２次燃焼
室１８に燃焼用空気を供給するためのブロワ１６、及び
２次燃焼室１８を減圧して排ガスを処理する図示しない
排ガス処理装置とを有している。ロータリキルン炉前部
１１は、ロータリキルン１７の前部に備えられ回転摺動
する炉頭シール部３２を介して密封配置されている。こ
のため、炉頭シール部３２を経由して、減圧制御されて
いるロータリキルン１７の中に流入する炉頭漏洩空気の
量が抑制されるようになっている。

【０００９】そして、所定炉内圧力条件における炉頭漏
洩空気量は、例えば、炉頭シール部３２の近傍に配置し
た風速センサにより炉頭漏洩空気の流速を測定して、炉
頭シール部３２の全周にわたる漏洩空気量を算出するこ
とができる。また、空気とは異なる成分組成の指標ガ
ス、例えば窒素１００％のガスを押込空気供給装置１４
を介してロータリキルン炉前部１１に供給して、この
時、ロータリキルン１７の尾部から排出される指標ガス
と炉頭漏洩空気とが混合してなる混合ガスの成分を測定
することにより、所定炉内圧力条件における前記炉頭漏
洩空気量を計算することができる。前記風速センサある
いは指標ガスを用いる方法により、同様にして燃焼設備
１０に流入する炉尾漏洩空気量を算出することが可能で
ある。固形廃棄物供給装置１２は、廃プラスチック、汚
泥、油泥等を固形化して得られる固形廃棄物２３を所定
の供給速度でロータリキルン１７に供給する搬送装置で
あり、円筒の内部に配置されたスクリュウをモータ１３
を用いて回転させることにより、供給口１２ａから投入
された固形廃棄物２３が回転するスクリュウに沿って移
動して、ロータリキルン１７内に供給されるようになっ
ている。押込空気供給装置１４は押込空気供給制御弁１
５を有しており、ブロワ１６の出力及び押込空気供給制
御弁１５の開度を調整することにより、必要に応じて押
込空気量の調整ができるようになっている。また、２次
燃焼室１８及びストーカ炉２０にブロワ１６を用いて供
給される２次燃焼用空気、残渣燃焼用空気の量は、それ
ぞれ２次燃焼用空気制御弁１９、残渣燃焼用空気制御弁
２１により制御できるようになっている。

【００１０】ロータリキルン１７はアルミナシリカ質等
の耐火物で内張りされた内径１２５０ｍｍ、長さ２５０
０ｍｍの円筒状の回転体であり、固形廃棄物２３約２０
０ｋｇ／ｈの処理能力を有し、ロータリキルン駆動装置
２６を用いて、ロータリキルン１７の回転速度を０．３
〜３ｒｐｍの範囲で調整することができる。なお、ロー
タリキルン１７内のガス温度を測定するための温度測定
装置３１がロータリキルン１７の内壁の前部、中部及び
後部の位置に突出して配置されており、炉内ガスの温度
を測定することができ、また必要に応じて、光高温計あ
るいは輻射式温度計等を用いて炉内温度を測定すること
ができる。

【００１１】さらに、ロータリキルン１７から排出され
る部分燃焼排ガスの中の酸素濃度を測定するための酸素
濃度測定装置３０が、２次燃焼室１８内にあるロータリ
キルン１７の炉尾部の近傍に設けられた仕切り壁２９に
配置されている。ロータリキルン１７の後部は、ロータ
リキルン１７外壁に設けられた炉尾シール部３４を介し
て２次燃焼室１８に摺動自在に配置されており、炉尾シ
ール部３４より燃焼設備１０に流入する炉尾漏洩空気の
量が規制される。

【００１２】ストーカ炉２０は、面積が１．４４ｍ²で
ある階段型の火格子２２を内部に有しており、ロータリ
キルン１７から排出される燃焼残渣２４を火格子２２上
に送入すると共に、火格子２２の下部から送入される残
渣燃焼用空気を用いて燃焼させる装置である。２次燃焼
室１８は、円筒形状あるいは四角型の外形を有する内部
容積が約６ｍ³の燃焼装置であり、その内部側面の少な
くとも１箇所以上から２次燃焼用空気を室内に吹き込ん
で２次燃焼室１８の温度を８００〜９５０℃の範囲に制
御する。排ガス処理装置は、２次燃焼室１８を減圧する
ことにより２次燃焼室１８に接続して配置されたロータ
リキルン１７、ストーカ炉２０の雰囲気を大気中より低
い圧力に維持すると共に、吸引される燃焼排ガス中の硫
黄酸化物（ＳＯ_x）、塩化水素（ＨＣｌ）、窒素酸化物
（ＮＯ_x）及びダスト等を処理する装置である。

【００１３】続いて、図１に示した燃焼設備１０を用い
る本発明の第１の実施の形態に係るロータリキルン抑制
燃焼方法について説明する。まず、図示しない助燃装置
を用いて、燃料ガス及び空気とを燃焼させてロータリキ
ルン１７内を所定の温度、例えば６００℃に昇温して、
排ガス処理装置を稼働させて、燃焼設備１０内を大気圧
より低い減圧状態に維持する。そして、固形廃棄物２３
の一例である低位発熱量が６２００ｋｃａｌ／ｋｇであ
る廃プラスチックを固形廃棄物供給装置１２に投入す
る。そして、廃プラスチックを１８０ｋｇ／ｈの供給速
度でロータリキルン１７内に供給すると共に、押込空気
供給装置１４を用いてロータリキルン炉前部１１に供給
される押込空気量が１５０Ｎｍ³／ｈとなるようにし
た。このときロータリキルン炉前部１１における炉内圧
力は大気圧より１５ｍｍＡｑ低い圧力であり、燃焼設備
１０におけるこのような大気圧との圧力差に相当する炉
頭漏洩空気量は５２Ｎｍ³／ｈであった。従って、ロー
タリキルン１７内に送入される空気量、即ち１次燃焼用
空気量は前記押込空気量と炉頭漏洩空気量との和（１５
０Ｎｍ³／ｈ＋５２Ｎｍ³／ｈ）となり、この１次燃焼
用空気量は前記廃プラスチック（供給量：１８０ｋｇ／
ｈ）を完全燃焼させるのに要する空気量、即ち理論空気
量の２０％に相当する量であり、この１次燃焼用空気量
と理論空気量との比（空気比）をロータリキルン抑制燃
焼率として定義する。

【００１４】そして、１次燃焼用空気量及び廃プラスチ
ックの供給量とを維持した状態で、ロータリキルン１７
を回転させながら、廃プラスチックを１次燃焼用空気と
撹拌、接触させて廃プラスチックを燃焼させる。こうし
て定常状態に達した時点でのロータリキルン１７前部、
中部及び後部における炉内ガスの温度はそれぞれ５９０
℃、７１０℃、８４０℃であった。なお、ロータリキル
ン１７の尾部から排出される部分燃焼排ガスの酸素濃度
及び温度は０．２％、８４０℃であり、このような稼働
条件下においてロータリキルン１７の内壁に付着するク
リンカの量は極めて小量であった。因みに、クリンカの
付着量は、燃焼設備１０を１旦停止して、冷却して炉壁
に付着するクリンカの厚み、量等を実際に測定すること
もできる。一方、ロータリキルン１７から排出される廃
プラスチックの燃焼残渣２４は、ストーカ炉２０の火格
子２２上に供給されると共に、該火格子２２の下部から
吹き込まれる残渣燃焼用空気によりさらに酸化燃焼さ
れ、一部は燃焼排ガスとなって上方の２次燃焼室１８へ
導かれ、前記燃焼残渣２４の焼却灰２５（ストーカ炉出
口残渣）は火格子２２を通って下部に排出される。ここ
でストーカ炉２０より排出される焼却灰（ストーカ炉出
口残渣）２５を、所定の温度下で空気中に一定時間保持
したときの熱灼減量（灼熱減量）は６．９％であった。

【００１５】そして、ロータリキルン１７で生成する部
分燃焼排ガスは、減圧制御された２次燃焼室１８に導入
され、ここで吹き込まれる２次燃焼用空気により酸化燃
焼される。このような２次燃焼用空気には、ロータリキ
ルン１７尾部の炉尾シール部３４から燃焼設備１０内に
侵入する炉尾漏洩空気が含まれると共に、この炉尾漏洩
空気の一部がロータリキルン１７内に逆流して、過度な
酸化燃焼を引き起こして、ロータリキルン１７の内壁に
付着するクリンカ量を増加させる要因となる。従って、
このような炉尾漏洩空気量を計算に入れた上で、２次燃
焼室１８あるいはロータリキルン１７の尾部近傍におけ
る燃焼反応あるいはガス化反応を的確に制御することが
重要となる。部分燃焼排ガスは２次燃焼室１８で燃焼さ
れた後、排ガス処理装置に送られてダスト、窒素酸化
物、硫黄酸化物等を除去する処理が行われる。表１のＡ
は前述した第１の実施の形態に係るロータリキルン抑制
燃焼方法の諸元を示すものであり、表１のＤに示すよう
にシュレッダダストを用いて一次燃焼空気量の過剰とな
る条件で処理した比較例に較べてストーカ炉出口残渣２
５の熱灼減量が少ないことから分かるように、固形廃棄
物のガス化効率を向上することができ、クリンカ付着量
も少なくできる。

【００１６】

【表１】

【００１７】続いて、本発明の第２の実施の形態に係る
ロータリキルン抑制燃焼方法について説明する。第２の
実施の形態で用いる燃焼設備は第１の実施の形態で示し
た燃焼設備１０におけるロータリキルン１７の内壁に、
固形廃棄物を撹拌する掻き上げ装置を配置したものであ
り、前記実施の形態と同一の構成要素については同一の
符号を記してその詳しい説明を省略する。ここで、ロー
タリキルン１７の内壁には、耐火物製あるいは耐火物で
保護された周囲から約１０ｃｍ程度突出して形成された
掻き上げ装置の一例であるリフターが複数箇所に配置さ
れており、ロータリキルン１７を回転させることによ
り、供給される固形廃棄物２３をリフターにより掻き上
げて撹拌して、炉壁に付着滞留する固形廃棄物２３を１
次燃焼用空気と接触させて、ガス化効率を高めたり、ク
リンカの局部的な生成を防止したりして、均一な燃焼を
行わせることができるようになっている。

【００１８】本発明の第２の実施の形態に係るロータリ
キルン抑制燃焼方法においては、まず、図示しない助燃
装置を用いて、燃料ガス及び空気とを燃焼させてロータ
リキルン１７内を所定の温度、例えば６００℃に昇温し
て、排ガス処理装置を稼働させて、燃焼設備１０内を例
えば、大気圧より１０〜２０ｍｍＡｑ低い減圧状態に維
持する。そして、表１のＢに示されるように、固形廃棄
物２３の一例である低位発熱量が２２００ｋｃａｌ／ｋ
ｇである水分量の少ない下水汚泥を固形廃棄物供給装置
１２に投入する。そして、下水汚泥を３２０ｋｇ／ｈの
供給速度でロータリキルン１７内に供給すると共に、押
込空気供給装置１４を用いてロータリキルン炉前部１１
に供給される押込空気量が１７０Ｎｍ³／ｈとなるよう
にした。このときロータリキルン１７の炉頭シール部３
２で測定計算される炉頭漏洩空気量は５５Ｎｍ³／ｈで
あった。従って、ロータリキルン１７内に送入される空
気量、即ち１次燃焼用空気量は前記押込空気量と炉頭漏
洩空気量との和（１７０Ｎｍ³／ｈ＋５５Ｎｍ³／ｈ＝
２２５Ｎｍ³／ｈ）となり、この１次燃焼用空気量は前
記下水汚泥（供給量：３２０ｋｇ／ｈ）を完全燃焼させ
るのに要する空気量、即ち理論空気量の３０％に相当す
る量である。なお、この炉頭漏洩空気量（５５Ｎｍ³／
ｈ）は前記１次燃焼用空気量（２２５Ｎｍ³／ｈ）の２
４％に相当する量である。

【００１９】そして、１次燃焼用空気量及び下水汚泥の
供給量とを維持した状態で、リフターが設けられたロー
タリキルン１７を回転させながら、下水汚泥を１次燃焼
用空気と効率的に撹拌、接触させて下水汚泥を燃焼させ
る。こうして定常状態に達した時点でのロータリキルン
１７の前部、中部及び後部における炉内ガスの温度はそ
れぞれ５９０℃、７１０℃、８４０℃であった。なお、
ロータリキルン１７の尾部から排出される部分燃焼排ガ
スの酸素濃度及び温度はそれぞれ２．０％、８４０℃で
あり、このような燃焼設備２７の稼働条件下においてロ
ータリキルン１７の内壁に付着するクリンカの量は極め
て少量となると共に、ストーカ炉２０出口における燃焼
残渣２４の熱灼減量を６．８％とすることができた。な
お、第２の実施の形態における炉尾漏洩空気の量は、１
次燃焼用空気の０．３倍であり、炉尾漏洩空気のロータ
リキルン１７への逆流による温度上昇及びこれに伴うク
リンカ付着量の増加分は無視できるレベルであった。表
１のＢに示すように、第２の実施の形態においては、ロ
ータリキルン１７内での固形廃棄物２３の撹拌効果が向
上するために、表１の比較例Ｄに較べてクリンカ付着量
が少なくでき、しかもストーカ炉出口残渣２５の熱灼減
量を低水準に維持できることが分かる。

【００２０】続いて、本発明の第３の実施の形態に係る
ロータリキルン抑制燃焼方法について説明する。第３の
実施の形態で用いる燃焼設備２７は、図２に示すよう
に、第１の実施の形態で示した燃焼設備１０に前記押込
空気供給装置１４、固形廃棄物供給装置１２、２次燃焼
用空気制御弁１９、残渣燃焼用空気制御弁２１及びロー
タリキルン駆動装置２６を集中制御するための制御装置
２８及び、該制御装置２８に接続される各測定装置（炉
頭漏洩空気測定装置３３、炉尾漏洩空気測定装置３５）
が付加されたものであり、その他については同一の構成
である。ここで、温度測定装置３１は、ロータリキルン
１７の内壁から突出して設けられた測温装置であり、ロ
ータリキルン１７の前部、中部、及び後部の位置の炉内
ガスの温度をそれぞれ測定することができるようになっ
ている。なお、ロータリキルン炉前部１１に設けられた
図示しない覗き孔より前部、中部、後部の各位置におけ
る耐火物表面温度、あるいは固形廃棄物２３の温度ある
いは炉内ガス温度（輝炎）を輻射温度計あるいは光高温
計等を用いて測定して、これを炉内ガス温度とみなして
もよい。酸素濃度測定装置３０は、ロータリキルン１７
尾部の近傍に設けられた２次燃焼室１８からの輻射熱を
遮蔽するための仕切り壁２９あるいはその近傍に配置さ
れた貫通孔から炉内ガスを採取して、そのガス中の酸素
濃度を測定する装置である。

【００２１】本発明の第３の実施の形態に係るロータリ
キルン抑制燃焼方法について説明する。まず、図示しな
い助燃装置を用いて、燃料ガス及び空気とを燃焼させて
ロータリキルン１７内を所定の温度、例えば６００℃に
昇温して、排ガス処理装置を稼働させて、燃焼設備２７
内を、例えば大気圧より１０〜２０ｍｍＡｑ低い減圧状
態に維持する。そして、表１のＣに示されるように、固
形廃棄物２３の一例である低位発熱量が４１００ｋｃａ
ｌ／ｋｇである水分量の少ないシュレッダダストを固形
廃棄物供給装置１２に投入した。なお、シュレッダダス
トとは廃車あるいは廃家電製品あるいは産業廃棄物を切
断あるいは粉砕して細片とする際に生じる金属粉、及び
プラスチック粉等を含むダストである。そして、制御装
置２８により固形廃棄物供給装置１２、押込空気供給装
置１４を制御して、理論空気量が時間当たり８４０Ｎｍ
³／ｈとなるシュレッダダストを２００ｋｇ／ｈの供給
速度でロータリキルン１７に供給すると共に、ロータリ
キルン炉前部１１に供給される押込空気量が６０Ｎｍ³
／ｈとなるようにした。このとき、炉頭漏洩空気測定装
置３３で測定される炉頭漏洩空気量は５０Ｎｍ ³／ｈ、
ロータリキルン１７から排出される部分燃焼排ガスの温
度は６５０℃、酸素濃度は０．２％であった。

【００２２】このように空気比（（押込空気量＋炉頭漏
洩空気量）／理論空気量＝１１０／８４０＝０．１３）
が０．１５より低くく、部分燃焼排ガスの最高温度が７
５０℃より低い条件下では、ロータリキルン１７内の操
業条件が適正でないために、ロータリキルン１７内での
固形廃棄物のガス化率が低くなる。そこで、炉頭漏洩空
気量を監視しながら押込空気量を調整して、空気比（抑
制燃焼率）を０．１５〜０．６の範囲に維持すると共
に、ロータリキルン１７内の操業条件を適正にし、ロー
タリキルン１７内のガス化反応あるいは燃焼反応を制御
して、ガス化率、及び部分燃焼排ガス中の酸素濃度、部
分燃焼排ガス温度を所定範囲（酸素濃度２％以下、部分
燃焼排ガス温度７５０℃以上）となるようにすることが
できる。

【００２３】さらに、炉尾漏洩空気量が１次燃焼用空気
量の０．５倍以下となるように炉尾シール部３４を介し
て燃焼設備２７に流入する炉尾漏洩空気量を規制する。
これにより、ロータリキルン１７内に逆流する炉尾漏洩
空気量を抑制して、ロータリキルン１７の後部位置の温
度上昇を防止して、ロータリキルン１７の内壁のクリン
カ付着を効果的に防止することができる。そして、この
ような最適条件を実現するための操作手順を過去の操業
データを集約して求め、この手順を制御装置２８に入力
しておき、この手順に従って燃焼設備２７の全系を制御
することにより、最適条件での操業状態を定常的に維持
することが可能である。表１のＣはこの定常状態におけ
る操業状態の一例であり、ストーカ炉出口残渣２５の熱
灼減量は４．８％と低率となり、ガス化効率が高く、し
かもクリンカの付着を抑制することができる最適状態を
示している。

【００２４】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこのような実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては、ロータ
リキルン内の固形廃棄物を均一撹拌するための掻き上げ
装置として、ロータリキルン内壁に突出するリフター
（突出部）を複数配置したが、リフターの数、寸法、及
び形状等の要素に制約されることなく、本発明の適用が
可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１〜４記載のロータリキルン抑制
燃焼方法においては、炉頭シール部により炉頭漏洩空気
量を測定しつつ、押込空気量を制御して、固形廃棄物を
燃焼させる理論空気量の０．１５〜０．６倍量の１次燃
焼用空気をロータリキルンに供給するので、正確に制御
された量の空気を用いてロータリキルン内における固形
廃棄物を抑制燃焼させてそのガス化反応、及び燃焼反応
を制御することができる。そして、前記ロータリキルン
内の部分燃焼排ガスの最高温度を７５０℃以上として、
かつ該部分燃焼排ガス中の酸素濃度を２％以下に保持す
るので、ロータリキルン内壁へのクリンカの付着が最小
限度の範囲に防止されると共に、抑制燃焼を維持してガ
ス化率を向上させることができる。

【００２６】特に、請求項２記載のロータリキルン抑制
燃焼方法においては、炉頭漏洩空気を１次燃焼用空気の
０．５倍量以下とするので、１次燃焼用空気量の制御が
容易になると共に、抑制燃焼の適正状態を維持して、固
形廃棄物のガス化率をさらに良好に保持することができ
る。また、請求項３記載のロータリキルン抑制燃焼方法
においては、２次燃焼室とロータリキルン間から燃焼設
備に流入する炉尾漏洩空気の量が、前記１次燃焼用空気
量の０．５倍量以下とするので、ロータリキルン内に逆
流する炉尾漏洩空気量を抑制して、ロータリキルン後部
位置の温度上昇を防止して、ロータリキルン内壁のクリ
ンカ付着をさらに防止することができる。請求項４記載
のロータリキルン抑制燃焼方法においては、ロータリキ
ルンの内側に固形廃棄物を撹拌する掻き上げ装置が設け
られているので、１次燃焼用空気と固形廃棄物とがロー
タリキルン内で効率的に撹拌される。このため、燃焼反
応及びガス化反応が均一化されて、さらに効果的にクリ
ンカ付着が抑制されると共に、ガス化効率の向上が図ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るロー
タリキルン抑制燃焼方法を適用した燃焼設備の構成図で
ある。

【図２】本発明の第３の実施の形態に係るロータリキル
ン抑制燃焼方法を適用した燃焼設備の構成図である。

【符号の説明】

１０燃焼設備１１ロータリ
キルン炉前部１２固形廃棄物供給装置１２ａ供給口１３モータ１４押込空気
供給装置１５押込空気供給制御弁１６ブロワ１７ロータリキルン１８２次燃焼
室１９２次燃焼用空気制御弁２０ストーカ
炉２１残渣燃焼用空気制御弁２２火格子２３固形廃棄物２４燃焼残渣２５焼却灰（ストーカ炉出口残渣）２６ロータリ
キルン駆動装置２７燃焼設備２８制御装置２９仕切り壁３０酸素濃度
測定装置３１温度測定装置３２炉頭シー
ル部３３炉頭漏洩空気測定装置３４炉尾シー
ル部３５炉尾漏洩空気測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林淳志福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者吉武智郎福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者御手洗重福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地59 日鐵プラント設計株式会社内 (56)参考文献特開昭62−52315（ＪＰ，Ａ) 特開平５−322147（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−46118（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−223519（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23G 5/00 F23G 5/027 F23G 5/24 - 5/28 F23G 5/44 F23G 5/50 F23G 7/00 F23G 7/10 - 7/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固形廃棄物供給装置及び押込空気供給装
置とを備えたロータリキルン炉前部と、前記押込空気供
給装置から供給される押込空気及び前記ロータリキルン
炉前部に侵入する炉頭漏洩空気からなる１次燃焼用空気
を用いて前記固形廃棄物供給装置から供給される固形廃
棄物を部分燃焼させるロータリキルンと、該ロータリキ
ルンから排出される前記固形廃棄物の燃焼残渣に残渣燃
焼用空気を送入して燃焼させるストーカ炉と、該ストー
カ炉及び前記ロータリキルンから排出される部分燃焼排
ガスを２次燃焼用空気を用いて燃焼させる２次燃焼室と
を備え、全体が減圧制御された燃焼設備における前記ロ
ータリキルンの抑制燃焼方法であって、前記炉頭漏洩空気量を測定すると共に、前記押込空気量
を制御して、前記固形廃棄物を燃焼させる理論空気量の
０．１５〜０．６倍量の前記１次燃焼用空気を前記ロー
タリキルンに供給し、該ロータリキルン内の部分燃焼排
ガスの最高温度を７５０℃以上として、かつ該部分燃焼
排ガス中の酸素濃度を２％以下に保持することを特徴と
するロータリキルン抑制燃焼方法。
【請求項２】前記炉頭漏洩空気を前記１次燃焼用空気
の０．５倍量以下とすることを特徴とする請求項１記載
のロータリキルン抑制燃焼方法。
【請求項３】前記２次燃焼室と前記ロータリキルン間
から前記燃焼設備に流入する炉尾漏洩空気の量が、前記
１次燃焼用空気の０．５倍量以下とすることを特徴とす
る請求項１又は２記載のロータリキルン抑制燃焼方法。
【請求項４】前記ロータリキルンの内側に前記固形廃
棄物を撹拌する掻き上げ装置が設けられていることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリ
キルン抑制燃焼方法。