JP3567756B2

JP3567756B2 - 廃棄物処理炉

Info

Publication number: JP3567756B2
Application number: JP25719098A
Authority: JP
Inventors: 実鈴木
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP2000088223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物処理炉、特に、ごみ焼却炉等の廃棄物処理炉におけるガス混合室部分の剛性を高めるために、ガス混合室の幅方向中央部に補強壁を構築しても、ガス混合室における一次燃焼排ガスの旋回流による混合が阻害されて、未燃ガスの二次燃焼効率が低下することがない廃棄物処理炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、都市ごみの大部分は、廃棄物処理炉としてのごみ焼却炉によって焼却される。この際、ごみ焼却炉から発生する燃焼排ガスは、一酸化炭素、芳香族系炭化水素等を多く含有する未燃ガスおよび極めて毒性の強いダイオキシン類等の有機塩素化合物を含有している。
【０００３】
そこで、これら有害物質の発生を抑制することを目的としたごみ焼却炉が特開平２−１６６３０６号公報に開示されている。以下、この従来ごみ焼却炉を、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図４は、従来ごみ焼却炉を示す概略断面図である。
図４に示すように、燃焼室１（一次燃焼室）の一端上部には、ごみ投入口２が設けられ、燃焼室１の他端上部には、ボイラーに接続するガス混合室３（二次燃焼室）が設けられ、燃焼室１の他端下部には、焼却灰排出口４が設けられ、そして、燃焼室１内には、耐火材またはボイラー水冷壁の壁構造からなる中間天井６が傾斜させて設けられている。燃焼室１の底部には、ごみ投入口２側から焼却灰排出口４に向けて火格子５が階段状に設置されている。火格子５の下部からは、燃焼用空気が供給される。
【０００５】
中間天井６によって燃焼室１のごみ投入口２側には、副煙道７が、そして、焼却灰排出口４側には、主煙道８がそれぞれ形成されている。燃焼室１の上流側の未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスＡは、副煙道７を通り、上記酸素を多量に含む一次燃焼排ガスＢは、主煙道８を通り、それぞれガス混合室３内で混合される。
【０００６】
中間天井６は、上記一次燃焼排ガスＡとＢとをガス混合室３内において衝突させて、両ガスＡ、Ｂの混合効率を高め、これによって未燃ガスの二次燃焼効率を向上させる効果と、火格子５上のごみを輻射熱により加熱する効果とを有している。
【０００７】
上述した従来ごみ焼却炉によれば、ごみ投入口２から燃焼室１内に投入されたごみは、火格子５上を下方に向けて移動する間に、乾燥および燃焼されて焼却灰となり、焼却灰排出口４から炉外に排出される。この際、火格子５上でのごみの燃焼は、中間天井６からの輻射熱によって助長される。
【０００８】
一方、燃焼室１の上流側の未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスＡは、中間天井６により形成された副煙道７を通り、そして、燃焼室１の下流側の酸素を多量に含む一次燃焼排ガスＢは、中間天井６により形成された主煙道８を通ってガス混合室３内に流れ込む。ガス混合室３内に流れ込む際に一次燃焼排ガスＡ、Ｂは、互いに対向流となって衝突する。この結果、両ガスＡ、Ｂの混合効率が高まって、ガス混合室３内での未燃ガスの二次燃焼効率が向上する。このようにして、未燃ガスが燃焼することによって、排ガス中のダイオキシン類の発生が抑制される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来ごみ焼却炉は、以下のような問題点を有している。
【００１０】
近年、ごみ焼却炉は、大型化の傾向にある。ごみ焼却炉を大型化する一つの手段として炉幅の拡張があるが、炉幅の拡張に伴い、ボイラーに続くガス混合室３部分の剛性を高める必要がある。ガス混合室３部分の剛性を高めるには、従来ごみ焼却炉の概略断面図である図５、および、図５のＡ−Ａ線断面図である図６に示すように、ガス混合室３の幅方向中央部に補強壁９を垂直に構築する必要がある。
【００１１】
しかしながら、このように、ガス混合室３の幅方向中央部に補強壁９を構築すると、ガス混合室３における上記一次燃焼排ガスＡとＢとの旋回流による混合が阻害されて、未燃ガスの二次燃焼効率が低下する。
【００１２】
従って、この発明の目的は、ごみ焼却炉等の廃棄物処理炉におけるガス混合室部分の剛性を高めるために、ガス混合室の幅方向中央部に補強壁を構築しても、ガス混合室における一次燃焼排ガスの旋回流による混合が阻害されて、未燃ガスの二次燃焼効率が低下することがない廃棄物処理炉を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、燃焼室の上流側上部を通る、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと、前記燃焼室の下流側上部を通る、酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとを、前記燃焼室の上部とボイラーとの間に形成された、幅方向中央部に補強壁が垂直に構築され幅方向に２分されたガス混合室内において混合させ、かくして、前記一次燃焼排ガス中の未燃ガスを、前記ガス混合室内において二次燃焼させる廃棄物処理炉において、前記燃焼室の上流側上部の相対する側壁の各々に仕切壁を前記補強壁側に張り出して、仕切壁端部間の隙間がガス混合室幅の約半分となるように設け、かくして、前記ガス混合室内に流入する前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの流れを速くし幅方向中央部に導き、さらに補強壁によって２分することによって、左右対称に旋回させ、高速旋回流を形成し、もって前記２分されたガス混合室内において、前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの高速旋回流によって、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと前記ガス混合室内に下方から流入する酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとの混合効率を向上させ、前記未燃ガスの二次燃焼効率を向上させることに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、燃焼室内に中間天井が設けられ、前記中間天井によって前記燃焼室の廃棄物投入口側に副煙道が、焼却灰排出口側に主煙道がそれぞれ形成され、そして、前記副煙道を通る、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと、前記主煙道を通る、酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとを、前記中間天井とボイラーとの間に形成された、幅方向中央部に補強壁が垂直に構築され幅方向に２分されたガス混合室内において混合させ、かくして、前記一次燃焼排ガス中の未燃ガスを、前記ガス混合室内において二次燃焼させる廃棄物処理炉において、前記副煙道のガス入側の相対する側壁の各々に仕切壁を前記補強壁側に張り出して、仕切壁端部間の隙間がガス混合室幅の約半分となるように設け、かくして、前記ガス混合室内に流入する前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの流れを速くし幅方向中央部に導き、さらに補強壁によって２分することによって、左右対称に旋回させ、高速旋回流を形成し、もって、前記２分されたガス混合室内において、前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの高速旋回流によって、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと前記ガス混合室内に下方から流入する酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとの混合効率を向上させ、前記未燃ガスの二次燃焼効率を向上させることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記ガス混合室に旋回促進用ノズルを設け、前記旋回促進用ノズルから前記ガス混合室内に流体を吹き込んで、前記ガス混合室内における前記一次燃焼排ガスの旋回を促進させることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、前記流体は、空気または前記一次燃焼排ガスであることに特徴を有するものである。
請求項５記載の発明は、前記補強壁の端部に冷却用ノズルを設け、前記冷却用ノズルから流体を吹き出して、前記補強壁を冷却することに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記流体は、空気であることに特徴を有するものである。
請求項７記載の発明は、仕切壁の各々は、進退可能であることに特徴を有するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の廃棄物処理炉を、図面を参照しながら説明する。
図１は、請求項２記載の発明の廃棄物処理炉としてのごみ焼却炉を示す概略断面図、図２は、図１のＡ −Ａ線断面図、図３は、旋回促進用ノズルを設けた、請求項２記載の発明の廃棄物処理炉としてのごみ焼却炉を示す概略断面図である。
【００１９】
図１から図３において、図４から図６と同一番号は、同一物を示す。即ち、１は、燃焼室、２は、ごみ投入口、３は、ガス混合室、４は、焼却灰排出口、５は、火格子、６は、中間天井、７は、副煙道、８は、主煙道、９は、補強壁、そして、１０は、副煙道７のガス入側の相対する側壁の各々に補強壁９側に張り出して設けられた一対の仕切壁である。
【００２０】
Ａは、燃焼室１の上流側の未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガス、Ｂは、燃焼室１の下流側の酸素を多量に含む一次燃焼排ガスである。一次燃焼排ガスＡは、中間天井６により形成された副煙道７を通り、そして、一次燃焼排ガスＢは、中間天井６により形成された主煙道８を通ってガス混合室３内に流れ込む。
【００２１】
仕切壁１０を設けることにより副煙道７の幅（Ｌ）が狭まって、ガス混合室３内に流れ込む一次燃焼排ガスＡの流速が速くなる。しかも、一次燃焼排ガスＡは、補強壁９によって２分され、補強壁９を挟んで左右対称の方向に旋回する。この一次燃焼排ガスＡの高速旋回流によって、ガス混合室３内における上記一次燃焼排ガスＡとＢとの混合効率が大幅に高まって、未燃ガスの二次燃焼効率が向上する。
【００２２】
未燃ガスの二次燃焼効率が向上する結果、排ガス中のＣＯ等の未燃ガス排出濃度が低下するので、ダイオキシン類等のポリハロゲン化合物の排出濃度が低下し、また、二次燃焼排ガスの温度が局部的に高温になることが回避されるので、ボイラーチューブの高温腐食が防止でき、更に、空気利用効率が向上するので、空気比が低減し、この結果、排ガス量が減少するので、特に排ガス処理系の設備の小型化が図れる。
【００２３】
図３に示すように、ガス混合室３に旋回促進用ノズル１１を設け、旋回促進用ノズル１１からガス混合室３内における一次燃焼排ガスＡの旋回方向と同一方向に旋回用流体１２を吹き込めば、ガス混合室３内における一次燃焼排ガスの旋回を促進させることができる。この結果、ガス混合室３内における上記一次燃焼排ガスＡとＢとの混合効率が更に高まって、未燃ガスの二次燃焼効率が一層、向上する。旋回促進用ノズル１１からガス混合室３に吹き込む旋回用流体１２としては、空気または二次燃焼排ガスＡを使用する。
【００２４】
補強壁９は高温にさらされる。そこで、補強壁９の副煙道側端部に図３に示すように、冷却用ノズル１３を設け、冷却用ノズル１３から冷却用空気１４を吹き出せば、冷却用空気１４は、ガス混合室３内に流れ込む一次燃焼排ガスＡの流れに同伴して補強壁９の表面上を流れる。これによって、補強壁９の表面は、冷却用空気１４によって冷却されるので、補強壁９の温度上昇が阻止される。なお、補強壁９の下端に冷却用ノズル１３を設けても良い。
【００２５】
仕切壁１０を進退可能にして、副煙道７の幅（Ｌ）を調整できるようにすれば、ごみの燃焼状態に合致したガス混合室３内での一次燃焼排ガスＡ、Ｂの混合条件を選択することができる。
【００２６】
以上は、燃焼室１内に中間天井６を設けた場合であるが、請求項１記載の発明のように、燃焼室１内に中間天井を設けない場合であっても、中間天井を設けた場合のように理想的な対向流にはならないが、一次燃焼排ガスＡとＢの流れが燃焼室１内において生じる。従って、この場合であっても、上述した効果とほぼ同様な効果がもたらされる。
【００２７】
この発明は、上述したごみ焼却炉以外に、ガス化溶融炉、灰溶融炉、産業廃棄物焼却炉等の他の廃棄物処理炉に適用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、補強壁を設けたごみ焼却炉等の廃棄物処理炉において、副煙道のガス入側（燃焼室の上流側上部）の相対する側壁の各々に仕切壁を設けることによって、ガス混合室内での未燃ガスの二次燃焼効率が向上する結果、以下のような有用な効果がもたらされる。
▲１▼ 排ガス中のＣＯ等の未燃ガス排出濃度が低下するので、ダイオキシン類等のポリハロゲン化合物の排出濃度が低下する。
▲２▼ 二次燃焼排ガスの温度が局部的に高温になることが回避されるので、ボイラーチューブの高温腐食が防止できると共に、排ガス中のＮＯｘの排出濃度を低減することができる。
▲３▼ 空気利用効率が向上するので、空気比の低減が可能となり、この結果、排ガス量が減少するので、特に排ガス処理系の設備の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の廃棄物処理炉としてのごみ焼却炉を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ −Ａ線断面図である。
【図３】旋回促進用ノズルを設けた、この発明の廃棄物処理炉としてのごみ焼却炉を示す概略断面図である。
【図４】従来ごみ焼却炉を示す概略断面図である。
【図５】補強壁を設けた従来ごみ焼却炉を示す概略断面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１：燃焼室
２：ごみ投入口
３：ガス混合室
４：焼却灰排出口
５：火格子
６：中間天井
７：副煙道
８：主煙道
９：補強壁
１０：仕切壁
１１：旋回促進用ノズル
１２：旋回用流体
１３：冷却用ノズル
１４：冷却用空気

Claims

燃焼室の上流側上部を通る、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと、前記燃焼室の下流側上部を通る、酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとを、前記燃焼室の上部とボイラーとの間に形成された、幅方向中央部に補強壁が垂直に構築され幅方向に２分されたガス混合室内において混合させ、かくして、前記一次燃焼排ガス中の未燃ガスを、前記ガス混合室内において二次燃焼させる廃棄物処理炉において、前記燃焼室の上流側上部の相対する側壁の各々に仕切壁を前記補強壁側に張り出して、仕切壁端部間の隙間がガス混合室幅の約半分となるように設け、かくして、前記ガス混合室内に流入する前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの流れを速くし幅方向中央部に導き、さらに補強壁によって２分することによって、左右対称に旋回させ、高速旋回流を形成し、もって前記２分されたガス混合室内において、前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの高速旋回流によって、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと前記ガス混合室内に下方から流入する酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとの混合効率を向上させ、前記未燃ガスの二次燃焼効率を向上させることを特徴とする廃棄物処理炉。
燃焼室内に中間天井が設けられ、前記中間天井によって前記燃焼室の廃棄物投入口側に副煙道が、焼却灰排出口側に主煙道がそれぞれ形成され、そして、前記副煙道を通る、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと、前記主煙道を通る、酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとを、前記中間天井とボイラーとの間に形成された、幅方向中央部に補強壁が垂直に構築され幅方向に２分されたガス混合室内において混合させ、かくして、前記一次燃焼排ガス中の未燃ガスを、前記ガス混合室内において二次燃焼させる廃棄物処理炉において、前記副煙道のガス入側の相対する側壁の各々に仕切壁を前記補強壁側に張り出して、仕切壁端部間の隙間がガス混合室幅の約半分となるように設け、かくして、前記ガス混合室内に流入する前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの流れを速くし幅方向中央部に導き、さらに補強壁によって２分することによって、左右対称に旋回させ、高速旋回流を形成し、もって、前記２分されたガス混合室内において、前記未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスの高速旋回流によって、未燃ガスを多量に含む一次燃焼排ガスと前記ガス混合室内に下方から流入する酸素を多量に含む一次燃焼排ガスとの混合効率を向上させ、前記未燃ガスの二次燃焼効率を向上させることを特徴とする廃棄物処理炉。
前記ガス混合室に旋回促進用ノズルを設け、前記旋回促進用ノズルから前記ガス混合室内に流体を吹き込んで、前記ガス混合室内における前記一次燃焼排ガスの旋回を促進させることを特徴とする、請求項１または２記載の廃棄物処理炉。
前記流体は、空気または前記二次燃焼排ガスであることを特徴とする、請求項１から３のうちの何れか１つに記載された廃棄物処理炉。
前記補強壁の端部に冷却用ノズルを設け、前記冷却用ノズルから流体を吹き出して、前記補強壁を冷却することを特徴とする、請求項１から４のうちの何れか１つに記載された廃棄物処理炉。
前記流体は、空気であることを特徴とする、請求項５記載の廃棄物処理炉。
前記仕切壁の各々は、進退可能であることを特徴とする、請求項１から６のうちの何れか１つに記載された廃棄物処理炉。