JP3525077B2 - 直結型焼却灰溶融設備及びその運転制御方法 - 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、一般廃棄物や産業
廃棄物などのごみを焼却するごみ焼却施設において、該
ごみ焼却施設から排出される焼却灰を溶融処理する直結
型焼却灰溶融設備及びその運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、実用に供されている灰溶融炉の形
式としては、焼却炉との関係位置による分類では、焼却
灰排出口に直接結合させる直結型と、焼却炉から排出さ
れた湿灰を一旦灰ホッパ等に貯留したのち処理する別置
型とがあり、熱源による分類では、灰中の未燃物を溶融
の主熱源とする内部溶融炉と、油やガスを加熱源とする
表面溶融炉と、電気を熱源とするプラズマ炉やアーク炉
等及び、コークスを熱源とするシャフト炉に大別でき
る。

【０００３】以下、直結型内部溶融炉について、図５に
その概略構造を示すキルン式内部溶融炉と、図６にその
概略構造を示す熱分解ガス化溶融炉とを、従来の代表例
として説明する。

【０００４】図５において、ホッパａから投入された通
常のごみｂ₁ は、回転キルンｃ内において、図示しない
燃焼用空気予熱器により昇温された燃焼用空気ｄ₁ によ
って乾燥・燃焼され、回転キルンｃ内から発生する不完
全燃焼状態の排ガスｅ₁ は再燃焼室ｆに上昇し、後述の
後燃焼火格子ｇから発生する排ガスｅ₂ とともに再燃焼
される。

【０００５】一方、金属等の不燃物を含む焼却残渣ｂ₂
は、後燃焼火格子ｇ上を送られながら、同じく燃焼空気
ｄ₁ により、残存する未燃物が更に乾燥・燃焼されて焼
却灰ｈとなり、溶融装置Ｍに落下する。

【０００６】後燃焼火格子ｇ上で後燃焼されたとはい
え、上述の焼却灰ｈ中には、なお、１２〜１５％程度の
遊離炭素を含む可燃物が残存する( 熱灼減量換算３０〜
６０％）ように制御されており、この可燃分が溶融時の
内部熱源となる。

【０００７】前記溶融装置Ｍにおいて、セラミックス等
の耐火材で構成された炉床Ｍ₁ に堆積された焼却灰ｈ
は、プッシャＭ₂ で少量ずつ押出されながら前進し、天
井部に配設されたバーナＭ₃ による加熱と、後述する炉
床下部から圧送される高温の溶融用燃焼空気ｄ₂ とによ
り、前述の残存可燃分が着火燃焼を始め、１２００〜１
５００℃に昇温して表面から溶融する。

【０００８】溶融した溶融スラグＳ₁ は、落下管Ｍ₄ か
ら水封コンベアｊ中に滴下し、急冷破砕されて水砕スラ
グＳ₂ となり、図示しない場外に搬出されるようになさ
れている。

【０００９】ここで、溶融装置Ｍ内で発生した高温の排
ガスｅ₃ は、 排ガスファンｋ₁ により落下管Ｍ₄ 部から
吸引されて、溶融炉送風機ｋ₂ を備えた高温空気加熱器
ｋ₃において熱交換され、常温空気ｄ₃ と混合して更に
減温されたのち、排ガスファンｋ₁ を経て再燃焼室ｆへ
と排出される。

【００１０】また、前述の溶融用燃焼空気ｄ₂ は、燃焼
用空気ｄ₁ を溶融炉送風機ｋ₂ で吸引し、高温空気加熱
器ｋ₃ により、５００℃前後まで昇温されたものであ
る。

【００１１】つまり、本溶融方式における自己熱源は、
焼却灰ｈ中の遊離炭素と灰の保有熱のみであり、バーナ
Ｍ₃ により不足熱量を補うことにより溶融が成立してお
り、ごみ燃焼時に発生する排ガスｅ₁ とｅ₂ の熱量は利
用されていない。

【００１２】次に、図６は特開平９−７９５４６号公報
で開示された廃棄物溶融処理装置の概略構成図である。

【００１３】図６において、廃棄物溶融処理装置は、竪
型の熱分解ガス化溶融炉である廃棄物溶融炉Ｐと、該溶
融炉Ｐにおいて発生する熱分解ガスｑを燃料とするガス
燃焼装置Ｒ及び、このガス燃焼装置Ｒに熱分解ガスｑを
供給する煙道Ｔに備えられ、熱分解ガスｑに伴って流出
する炭素粉ｕを捕集する炭素粉捕集装置Ｖ等で構成され
ている。

【００１４】ここで、収集されたごみｗは、廃棄物溶融
炉Ｐ上方のホッパＰ₁ に投入され、該ホッパＰ₁ に設け
られたダンパ機構Ｐ₂ の操作により順次廃棄物溶融炉Ｐ
内に投入される。

【００１５】廃棄物溶融炉Ｐ内は、上から乾燥帯Ｐ₃ 、
熱分解帯Ｐ₄ 及び、燃焼溶融帯Ｐ₅の３つの処理帯で構
成されており、投入されたごみｗは、 ３００〜５００℃
に維持された乾燥帯Ｐ₃ で乾燥され、５００〜８００℃
の熱分解帯Ｐ₄ に下降して、有機物は分離されて熱分解
ガスｑとなって乾燥帯Ｐ₃ を経て煙道Ｔに流出し、ガス
化後の残渣ｘは、約１５００℃に維持される燃焼溶融帯
Ｐ₅ で溶融処理されて溶融スラグＳ₁ となり、水冷槽Ｐ
₆ に落下して水砕スラグＳ₂ となる。

【００１６】前記熱分解ガスｑ中の炭素粉ｕは、炭素粉
捕集装置Ｖのサイクロン部Ｖ₁ によって捕集され、炭素
粉輸送手段Ｖ₂ によって燃焼溶融帯Ｐ₅ の側壁部に形成
された羽口Ｐ₇ から空気や酸素富化ガス等による補助燃
料ｙと共に供給される。

【００１７】この炭素粉ｕと補助燃料ｙの供給により、
熱分解後の未燃物と遊離炭素を含む残渣ｘが高温で燃焼
し、その高熱で含有する不燃物が溶融される。

【００１８】前記炭素粉捕集装置Ｖで炭素粉ｕが分離さ
れた３００〜５００℃の可燃性の排ガスｚは、ガス燃焼
装置Ｒに導入されて再燃焼及び熱交換をしたのち、図示
しない排ガス処理装置を経て大気中に放出される。

【００１９】即ち、熱分解により発生した熱分解ガスｑ
中の炭素粉ｕを分離して、溶融用の熱源として有効利用
した所に特徴があり、可燃性である熱分解ガスそのもの
の保有熱量は、発電等に余熱利用されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、キルン
式内部溶融炉は、焼却灰中に残存する可燃物の燃焼熱と
バーナの加熱により、焼却炉から搬出された高温の焼却
灰をそのまま溶融する方式である。

【００２１】従って、一旦加湿・冷却した灰を再び加熱
する別置型に比べれば熱効率が高く、不燃物も一括して
溶融する事が可能であるという利点はあるが、元来、ご
み質は変動が非常に大きいために、焼却灰中に残存する
可燃物量が一定せず、溶融炉内での温度は安定しない。

【００２２】その結果、溶融スラグの特性が不安定にな
るだけでなく、温度を維持するための燃料費が増大する
ほか、高温の排ガスｅ₃ が器内を貫流するために、高温
空気加熱器ｋ₃ の高温腐食が避けられない。

【００２３】また、キルンｃから排出される未燃焼の排
ガスｅ₁ が比較的低温でダイオキシンが分解されていな
いため、大規模な排ガス再燃焼設備が必要となる。

【００２４】これに対して、熱分解ガス化溶融炉は、上
述と同様に熱分解されるごみ質の変動が大きいために、
溶融用の熱源として熱分解ガスから抽出する炭素粉の質
・量が不安定となり、焼却残渣中の可燃物量の変動と併
せて、燃焼溶融帯内の温度が不安定になる。

【００２５】また、炭素粉捕集装置が余分に必要となる
ほか、上記熱分解ガスは、 未燃分を多量に含有する高カ
ロリーガスであり、誤操作やガス燃焼装置までの配管や
装置等からの漏洩によって、爆発事故を起こす危険性が
あり、ダイオキシン対策とあわせて大規模な排ガス再燃
焼設備が必要となり、設備費が高騰する。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の直
結型焼却灰溶融設備は、一般廃棄物や産業廃棄物などの
ごみを焼却するごみ焼却炉から排出される焼却灰を高温
のまま溶融する、直結型焼却灰溶融設備において、前記
ごみ焼却炉は、熱分解処理を行う焼却炉本体と、焼却炉
本体に連接された２次燃焼室を主体として構築され、該
ごみ焼却炉の焼却灰排出口には高温溶融室が直結される
とともに、前記２次燃焼室の出口に接続された燃焼ガス
ダクトは、その一部が分岐されて上記高温溶融室に接続
され、他方が高温溶融室から排出される溶融排ガスの排
ガス処理設備に連結され、更に、上記高温溶融室には、
溶融バーナが設けられるとともに、酸素分を多量に含有
する溶融空気を該高温溶融室に供給するための溶融空気
供給手段が接続されたものである。

【００２７】請求項２に係る発明の直結型焼却灰溶融設
備の運転制御方法は、一般廃棄物や産業廃棄物などのご
みを焼却するごみ焼却炉から排出される焼却灰を高温の
まま溶融する、直結型焼却灰溶融設備の運転制御方法に
おいて、第１燃焼段階である焼却炉本体において、 酸素
不足状態でごみを高温炭化燃焼させ、上部から排出され
た未燃分を多量に含む熱分解ガスを、焼却炉本体に連接
された２次燃焼室において略完全燃焼させることにより
高温の燃焼ガスとなし、一方、ごみ焼却炉本体底部から
排出された未燃物を含む焼却残渣に対し、前記燃焼ガス
の一部を第２燃焼段階である高温溶融室に導入すること
により、 該焼却残渣の加熱に利用するとともに、酸素分
を多量に含有する溶融空気を該高温溶融室に噴出させ
て、溶融バーナの加熱と相まって焼却残渣中の未燃物の
内部燃焼を誘起させることにより焼却灰を溶融処理する
ことを特徴としている。

【００２８】請求項３に係る発明の直結型焼却灰溶融設
備の運転制御方法は、前記高温溶融室に分流する燃焼ガ
スは、焼却残渣加熱に必要な最小限の量とし、残余の燃
焼ガスは、高温溶融室から排出される溶融排ガスととも
に、再燃焼室において再燃焼されることを特徴としてい
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３０】図１は、本発明に係る直結型焼却灰処理設
備の全体構成の概略を示す断面図であり、図２は、ごみ
焼却炉及び高温溶融室関係の各物質の流れを示す概略フ
ロー図である。

【００３１】図１及び図２において、１は竪型のごみ焼
却炉であり、耐火物及び鋼材等で構成された焼却炉本体
１１と、該焼却炉本体１１に連接された２次燃焼室１２
とで主体を構成し、焼却炉本体１１の上部に取付けられ
たごみ供給手段を有する投入ホッパ１３と、下部に設け
られた収納室１４、１４内に収納され、焼却炉本体１１
内に出没自在であるごみ支持板１５、１５と、底部に設
けられた開閉自在の残渣排出板１６、１６と、２次燃焼
室１２の出口に設けられ、次述の高温溶融室２に連結さ
れる燃焼ガスダクト１７及び、排ガス処理設備４に接続
される分岐ダンパ１８ｖを有する分岐ダクト１８を備え
ている。

【００３２】２は、耐火物を主体とする高温溶融室であ
り、ほぼ全体が前方に傾斜した炉床２１と、炉床を囲繞
する炉壁２２、炉天井２３と、高温溶融室２内の高熱を
シールし灰層の厚みを一定とする入口喉部２４と、前述
の燃焼ガスダクト１７が連結される排ガス導入部２５及
び、溶融バーナ２６並びに溶融空気噴出手段２７で構成
されており、上述の傾斜部から水平に角度を変えた炉床
２１の先端部の上面略中央部には、図２に示すような例
えばＶ字形のスラグ滴下部２８が刻み込まれている。

【００３３】また、焼却炉本体１１の底部に連結される
高温溶融室２の人口部には、焼却炉本体１１の焼却灰排
出口から排出された焼却残渣（以下、単に残渣とい
う。）５４を受入れる受入部２９と、受入れた残渣５４
を炉床２１上に移送する摺動式のプッシャ３０が設けら
れている。

【００３４】高温溶融室２の出口部の下方には、空冷ま
たは水冷式のスラグ形成部３１に連通し下方が水冷ジャ
ケットになった耐火構造の落下管３２が接続されてお
り、該落下管３２の上部には、水または空気噴射式の１
次冷却手段３３が配設されるとともに、中部からは、次
述の排ガス処理設備４の底部に連結される耐火構造の高
温ダクト３４が分岐されている。

【００３５】排ガス処理設備４は、分岐ダクト１８と高
温ダクト３４とが合流されて排ガス処理設備４の下方の
導入部に接続される集合ダクト４１と、入口部のガス混
合手段４２と再燃焼空気供給手段４３とを備えた再燃焼
室４４と、ガス冷却手段４５を備えたガス冷却室４６と
から成り、後続する空気予熱器４７と、図示しないバグ
フィルタ設備や誘引通風機を経て煙突に接続されてい
る。

【００３６】なお、各装置の高温部は、図示しない保温
材等で保温されている。次に、上述のように構成された
直結型焼却灰溶融設備の運転方法について主に図２を、
必要に応じて図１を参照しながら説明する。

【００３７】平常操業中においては、実線で示す如く、
ごみ支持板１５、１５は収納室１４、１４内に収納さ
れ、残渣排出板１６、１６は閉鎖されているため、図示
しないごみ貯留設備から投入ホッパ１３に投入された生
ごみは、順次焼却炉本体１１内に投入される。

【００３８】ここで、焼却炉本体１１内には、既に燃焼
中であるごみ及び残渣５４が堆積されており、理論空気
量以下になるように、焼却炉本体１１の上部・中部・下
部にそれぞれ供給される高温の燃焼空気６１、６２、６
３によって、酸欠状態の高温炭化燃焼（＝熱分解）が行
われ、残渣５４中の未燃物の量が調整される。

【００３９】その結果、燃焼状態や投入・排出状態によ
って移動するものの、焼却炉本体１１内に、上から順に
乾燥域５１、熱分解域５２、残渣域５３が形成され、こ
の乾燥域５１上に、上述の生ごみが投入される。

【００４０】この状態で燃焼が進行して、残渣域５３が
ごみ支持板１５、１５の設置位置より上に広がると、収
納室１４、１４内に後退していたごみ支持板１５、１５
を一点鎖線で示す如く焼却炉本体１１内に突出させて、
これより上方に位置する残渣５４、並びに投入されたご
みの荷重を支持する。

【００４１】続いて、残渣排出板１６、１６を、実線で
示す水平位置から一点鎖線で示す垂直位置に転回させる
と、ごみ支持板１５、１５より下方の残渣域５３にある
不燃物及び未燃物を含む炭化した残渣（チャー）５４
は、例えば４５０〜５５０℃の高温状態で、受入部２９
に落下する。

【００４２】次に、残渣排出板１６、１６を、一点鎖線
の垂直位置から、実線の水平位置に戻した後、ごみ支持
板１５、１５を一点鎖線の突出位置から収納室１４、１
４内の実線位置に後退させれば、今まで、ごみ支持板１
５、１５に支持されていた残渣域５３の上層と熱分解域
５２及び乾燥域５１の残渣及びごみは、残渣排出板１
６、１６上に落下し、再び前述の熱分解状態に戻る。

【００４３】ここで、収納室１４、１４には、常温の空
気６４が供給されており、この空気６４によって、焼却
炉本体１１内に突出中に加熱されたごみ支持板１５、１
５を冷却するとともに、ごみ支持板１５、１５が収納室
１４、１４に後退している間は、燃焼中に発生した粉じ
ん等が収納室１４、１４内に進入するのを防止してい
る。

【００４４】第１燃焼段階である高温炭化燃焼により熱
分解して発生した熱分解ガス７１は、多量の未燃分を伴
った高カロリーの可燃性ガスであり、誤操作や外部への
漏洩による爆発の虞があるため、焼却炉本体１１に連接
される２次燃焼室１２において、２次燃焼空気６５の供
給を受けて略完全燃焼された燃焼ガス７２となり、燃焼
ガスダクト１７に排出される。

【００４５】その後、燃焼ガス７２は図１に示すように
２分され、残渣を加熱するための必要最小限量の燃焼ガ
ス７２は、分岐ダンパ１８ｖによって流量を調節されな
がら加熱ガス導入部２５から高温溶融室２に送入された
のち、次述の溶融空気８５が添加されて加熱ガス７３と
なり、残りは排ガス７４として分岐ダクト１８を経て集
合ダクト４１に送られる。

【００４６】炉天井２３に設置された溶融空気噴出手段
２７には、図２に示すように、送風機８１によって常温
空気６４が吸引されて、空気予熱器４７によって加熱さ
れた高温空気８２と、酸素発生手段８３から送出される
酸素８４との混合体である溶融空気８５が混合器８６を
介して供給されており、上述の送風機８１と酸素発生手
段８３と混合器８６及び後述の高温空気ダンパ８２ｖと
調節弁８４ｖとにより溶融空気供給手段８が構成されて
いる。

【００４７】そして、炉壁２２に設置された溶融バーナ
２６により加熱された雰囲気中に、酸素含有量は少ない
ものの８５０〜９５０℃の必要分量の燃焼ガス７２と溶
融空気８５を添加された加熱ガス７３が送入されること
により、高温溶融室２内が高温化する。

【００４８】一方、受入部２９に落下・堆積された４５
０〜５５０℃の残渣５４は、前述の高温炭化燃焼の結
果、調整された多少の未燃炭素を含んでおり、プッシャ
３０の摺動作用により、入口喉部２４で灰層の高さを薄
く抑えられながら、炉床２１の傾斜面上を、順次前方に
移送される。

【００４９】炉床２１上に移送された残渣５４中の未燃
物及び未燃炭素は、上述の高温化雰囲気の中で溶融空気
８５の供給を受けて燃焼するため、残渣５４中に含有さ
れる未燃物は加熱されて高温焼却灰５５となり、未燃炭
素の燃焼により発生した高温の炭酸ガスは上記加熱ガス
７３とともに１３００〜１５００℃の溶融排ガス７５と
なり、高温焼却灰５５の表面に沿って前方に流れる。

【００５０】そのため、高温焼却灰５５は、内部からの
燃焼熱と溶融排ガス７５の放射熱を受けて表面溶融を始
め、溶融した部分はスラグ５６となって炉床２１の傾斜
部を流下して水平部に至り、 水平部中央のスラグ滴下部
２８から落下管３２内へと滴下する。

【００５１】即ち、高温溶融室２内では、溶融バーナ２
６の加熱と、加熱ガス７３が保有している高熱及び、 酸
素吹付けによる高温燃焼熱とを利用して、第２燃焼段階
である高温の残渣５４中の未燃物及び未燃炭素を燃焼さ
せて高温の溶融排ガス７５を発生させ、残渣５４中の不
燃分即ち、高温焼却灰５５を溶融させるものである。

【００５２】ここで、燃焼ガス７２の流入量を最小限に
したのは、高温溶融室２の容積を縮小させるとともに、
以降の溶融排ガス７５の冷却及び再燃焼等の処理を容易
にするためである。

【００５３】このように、高温溶融室２に導入される燃
焼ガス７２が高温であるので、溶融空気８５は比較的低
温でよく、このため溶融空気用の加熱源である空気予熱
器４７は、前述した如くガス冷却室４６以降に設置すれ
ばよく、高温腐食による空気予熱器４７の焼損を回避で
きる。

【００５４】溶融排ガス７５は、スラグ５６の冷却固化
を防ぐため、スラグ滴下部２８から落下管３２途中ま
で、スラグ５６と同伴するが、落下管３２の上部に位置
する１次冷却手段３３から噴出する１次冷却媒体６６に
よって、ある程度冷却された高温ガス７６となり、高温
ダクト３４を経て図１に示す排ガス処理設備４へと誘導
される。

【００５５】この高温ガス７６と集合ダクト４１を経て
再燃焼室４４内に導入された排ガス７４とは、入口に設
けられたガス混合手段４２によって混合されるととも
に、再燃焼室４４内のガス量分布が平均化される。

【００５６】そして、上記ガス混合手段４２及び再燃焼
空気供給手段４３から排ガス中に吹込まれる再燃焼空気
６７によって、２次燃焼室１２内での第１燃焼段階で残
存する未燃分及び、高温溶融室２内での第２燃焼段階で
発生する未燃分の再燃焼を完結させて再燃焼ガス７７と
なし、ダイオキシン及びその前駆物質である未然炭素粒
子を完全燃焼・分解させるが、２次燃焼室１２内及び高
温溶融室２内で、これらは略焼却し尽くされているた
め、再燃焼室４４は従来の物より小規模の物で済む。

【００５７】引き続き、ガス冷却室４６に導入された上
記再燃焼ガス７７は、ガス冷却手段４５から噴霧される
２次冷却水６８によって所望の温度まで冷却されて、次
工程の空気予熱器４７に導入され、以後、図示しないバ
グフィルタ設備、誘引通風機等を経て、煙突から大気中
に放出される。

【００５８】また、前記スラグ５６は、水または気体に
よる１次冷却媒体６６の噴射によって同じく冷却され
て、スラグ形成部３１へと落下する。

【００５９】図３は、本発明に係る焼却灰溶融処理を行
うための制御系の概略を示す系統図であり、通常の制御
装置の説明は省略する。

【００６０】図３において、炉用制御盤９１はごみ焼却
炉１の熱分解及び２次燃焼条件を確立するために設置さ
れたものであり、熱分解ガス７１のＣＯ濃度を測定する
ためにガス冷却器及びガスフィルタ等の前処理手段を有
するガス化ＣＯ濃度計９２ａと、熱分解ガス７１の温度
を測定するガス化温度計９３及び、残渣温度計９４の信
号により、ごみ焼却炉本体１１内の熱分解の状況を勘案
して、焼却炉本体１１の乾燥域５１、熱分解域５２及び
残渣域５３のそれぞれに供給する燃焼空気６１、６２、
６３の供給量を、ダンパ６１ｖ、６２ｖ、６３ｖによっ
て調整する。

【００６１】次に、上記ガス化ＣＯ濃度計９２ａと同様
の構成による炉頂ＣＯ濃度計９２ｂと炉頂温度計９５の
信号により２次燃焼の完結を期するために、２次燃焼空
気６５の供給量をダンパ６５ｖによって調整する。

【００６２】その結果、未燃分を多量に含んで危険な高
カロリーの熱分解ガス７１は、２次燃焼されて高温で安
全な燃焼ガス７２となって、燃焼ガスダクト１７に排出
される。

【００６３】次に、溶融制御盤９６は、高温溶融室２に
おける高温焼却灰５５の溶融状況と、再燃焼室４４にお
ける排ガス７４と高温ガス７６との再燃焼制御を司る装
置であり、炉床２１上の高温焼却灰５５のスラグ化状況
を監視するＩＴＶ９７による映像を標準パターンと比較
する回路の信号と、溶融排ガス７５の温度を検出する溶
融排ガス温度計９８の信号とにより、溶融空気８５の供
給量及び酸素濃度を調節する高温空気ダンパ８２ｖ及び
調節弁８４ｖを制御するとともに燃焼ガス７２の流入量
をダンパ１８ｖで制御する。

【００６４】同時に、１次冷却手段３３に供給する１次
冷却媒体６６の量を制御弁６６ｖで調節して、再燃焼室
４４に導入される高温ガス７６を１次冷却するととも
に、再燃温度計９９の測定値により、再燃焼室４４の入
口部で噴射される再燃焼空気６７の供給量を、分岐ダン
パ１８ｖと再燃焼空気ダンパ６７ｖとにより制御する。
以上の制御により、安全で高温の燃焼ガス７２と、第２
燃焼段階に適した溶融空気８５とを高温溶融室２に供給
して高温燃焼させる結果、未燃物が残存する残渣５４を
高温燃焼させて、該残渣５４中の不燃物を容易にスラグ
化することができる。

【００６５】なお、受入部２９は、残渣５４のみを受入
れる説明をしたが、例えばバグフィルタ設備の捕集灰や
他施設からの乾燥汚泥５７（図２参照）など比較的少量
の物を添加してもよいし、この添加物は投入ホッパ１３
に供給してもよい。

【００６６】また、排ガス処理設備４は、十分な再燃焼
及びガス冷却機能を有すれば、他の形式でも差し支えな
い。

【００６７】図４は、ごみ焼却炉を横型にした他の実施
の形態を示し、前記実施の形態で説明した縦型の直結型
焼却灰溶融設備と同一機能には同一符号を付して、詳細
説明は省略する。

【００６８】図４のごみ焼却炉には、通常の後燃焼火格
子または同様の機能を有する装置はない。

【００６９】ここで、１０１は乾燥火格子またはプッシ
ャであり、投入ホッパ１３から送入されたごみを、乾燥
させて次段階の燃焼火格子１０２に送り、前述した竪型
のごみ焼却炉と同じく酸欠状態の高温炭化燃焼を行わ
せ、熱分解ガス７１は２次燃焼室１２へ、残渣５４は高
温溶融室２へと送られる。

【００７０】その他の構造及び運転制御方法は、前述し
た竪型のごみ焼却炉と同一であり、説明は省略する。

【００７１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、第１燃焼
段階での熱分解によって排出された高カロリーの熱分解
ガスの全量を一旦２次燃焼させて高温で安全な燃焼ガス
とした後、その一部を加熱ガスとして用いるものであ
り、第２燃焼段階である高温溶融炉において、上記燃焼
ガスに高酸素濃度の溶融空気を混入して吹込むととも
に、上部の溶融バーナで加熱することにより、同じく熱
分解により産出した未燃分を含有する残渣中の遊離炭素
を高温燃焼させ、それらの熱により残渣中の不燃物を溶
融固化する方式である。

【００７２】従って、ごみ質の変動に起因する、スラグ
特性の不安定や溶融炉内温度の変動の影響が少なくなる
だけでなく、配管途中等の熱分解ガスの爆発の危険性が
解消でき、爆発のおそれがある溶融空気を高温溶融室に
直接噴射させるため安全で安定した運転が可能となる。

【００７３】また、高温の燃焼ガスを必要最小限だけ送
入して残渣の加熱に利用するため、小容量の溶融バーナ
以外には、特別な熱源を必要としないだけでなく、高温
の残渣を直接溶融するために、別置型に見られる湿灰の
乾燥と昇温に余分な熱量を消費することもなく、熱源費
が大幅に節減できる。

【００７４】さらに、高温溶融室に導入される燃焼ガス
が高温であるので、溶融空気は比較的低温でよく、この
ため溶融空気の加熱源である空気予熱器は、ガス冷却室
以降に設置すればよく、従来例の如く、高温の溶融排ガ
ス系統に設置する必要がないために、高温腐食による空
気予熱器の焼損を回避できる。

【００７５】また、２次燃焼室からの排ガスや高温溶融
室からの溶融排ガスは高温であり、２次燃焼室や高温溶
融室で未燃分が略焼却されているだけでなく、高温溶融
室に送入される燃焼ガスは必要最小限の量であるため
に、後続の再燃焼室は小規模の容積で済み、従来の内部
溶融炉の如き大規模の再燃焼室を設置する必要もなく、
設備費が節減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直結型焼却灰処理設備の全体構成の概
略を示す断面図である。

【図２】ごみ焼却炉及び高温溶融室関係の各物質の流れ
を示す概略フロー図である。

【図３】本発明の直結型焼却灰処理設備の運転制御を行
うための制御系の概略を示す系統図である。

【図４】本発明の直結型焼却灰処理設備の他の構成を示
す断面図である。

【図５】従来のキルン式内部溶融炉の構成を示す概略図
である。

【図６】従来の熱分解ガス化溶融炉の構成を示す概略図
である。

【符号の説明】

１ ごみ焼却炉 １１ 焼却炉本体 １２ ２次燃焼室 １７ 燃焼ガスダクト ２ 高温溶融室 ２６ 溶融バーナ ４ 排ガス処理設備 ５４ 焼却残渣 ７１ 熱分解ガス ７２ 燃焼ガス ７３ 加熱ガス ７５ 溶融排ガス ８ 溶融空気供給手段 ８５ 溶融空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−198606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−140026（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−14625（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−103635（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−26124（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−294736（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−173520（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−339418（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23J 1/00 F23G 5/027 F23G 5/24 F23G 5/14 F23G 5/50 F23G 5/00 115

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般廃棄物や産業廃棄物などのごみを焼却
   するごみ焼却炉から排出される焼却灰を高温のまま溶融
   する、直結型焼却灰溶融設備において、 前記ごみ焼却炉は、熱分解処理を行う焼却炉本体と、焼
   却炉本体に連接された２次燃焼室を主体として構築さ
   れ、該ごみ焼却炉の焼却灰排出口には高温溶融室が直結
   されるとともに、前記２次燃焼室の出口に接続された燃
   焼ガスダクトは、その一部が分岐されて上記高温溶融室
   に接続され、他方が高温溶融室から排出される溶融排ガ
   スの排ガス処理設備に連結され、更に、上記高温溶融室
   には、溶融バーナが設けられるとともに、酸素分を多量
   に含有する溶融空気を該高温溶融室に供給するための溶
   融空気供給手段が接続されたことを特徴とする直結型焼
   却灰溶融設備。
2. 【請求項２】一般廃棄物や産業廃棄物などのごみを焼却
   するごみ焼却炉から排出される焼却灰を高温のまま溶融
   する、直結型焼却灰溶融設備の運転制御方法において、 第１燃焼段階である焼却炉本体において、 酸素不足状態
   でごみを高温炭化燃焼させ、上部から排出された未燃分
   を多量に含む熱分解ガスを、焼却炉本体に連接された２
   次燃焼室において略完全燃焼させることにより高温の燃
   焼ガスとなし、一方、ごみ焼却炉本体底部から排出され
   た未燃物を含む焼却残渣に対し、前記燃焼ガスの一部を
   第２燃焼段階である高温溶融室に導入することにより、
   該焼却残渣の加熱に利用するとともに、酸素分を多量に
   含有する溶融空気を該高温溶融室に噴出させて、溶融バ
   ーナの加熱と相まって焼却残渣中の未燃物の内部燃焼を
   誘起させることにより焼却灰を溶融処理することを特徴
   とする直結型焼却灰溶融設備の運転制御方法。
3. 【請求項３】前記高温溶融室に分流する燃焼ガスは、焼
   却残渣加熱に必要な最小限の量とし、残余の燃焼ガス
   は、高温溶融室から排出される溶融排ガスとともに、再
   燃焼室において再燃焼されることを特徴とする、請求項
   ２記載の直結型焼却灰溶融設備の運転制御方法。