JP3582710B2

JP3582710B2 - ストーカ式焼却炉の燃焼方法及びストーカ式焼却炉

Info

Publication number: JP3582710B2
Application number: JP2000081077A
Authority: JP
Inventors: 静夫片岡; 良二鮫島; 知宣麻生
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP2001263631A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理するストーカ式焼却炉の燃焼方法及びストーカ式焼却炉の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、都市ごみ等の廃棄物は、その多くが焼却炉にて焼却処理されているのが実情である。この焼却炉には、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉が用いられており、その中でもストーカ式焼却炉が広く利用されている。これら焼却炉に投入された都市ごみ等の廃棄物は、炉内で完全燃焼されて灰となり、減量化及び減容化されて排出されている。又、これら焼却炉は、大都市部での廃棄物の排出量の増加に伴い、大量の廃棄物を連続的に焼却処理できるように大容量で且つ自動化されている。
【０００３】
図２は従来のストーカ式焼却炉の一例を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉３０は、炉本体３１、廃棄物ホッパ３２、供給プッシャー３３、ストーカ３４、ストーカ下ホッパ３５、一次燃焼室３６、二次燃焼室３７、一次燃焼空気供給管３８、二次燃焼空気供給管３９、灰出し口４０及び排ガス出口４１等から構成されている。又、ストーカ３４は、乾燥ストーカ３４ａ、燃焼ストーカ３４ｂ及び後燃焼ストーカ３４ｃから成り、ストーカ３４下から各ストーカ３４ａ，３４ｂ，３４ｃに一次燃焼空気Ａ１が供給されるようになっている。
【０００４】
而して、廃棄物ホッパ３２に投入された廃棄物Ｗは、供給プッシャー３３により乾燥ストーカ３４ａ上へ順次供給され、ここで乾燥ストーカ３４ａの下方から供給される一次燃焼空気Ａ１と上方の高温状態にある一次燃焼室３６からの輻射熱により加熱・乾燥される。これにより、廃棄物Ｗ中の水分や揮発分が蒸発すると共に、ＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）等の未燃ガス（還元ガス）が放出される。
乾燥された廃棄物Ｗは、引き続き乾燥ストーカ３４ａから燃焼ストーカ３４ｂ上へ送られ、下方から供給される一次燃焼空気Ａ１によって火炎を上げて燃焼すると共に、燃焼ストーカ３４ｂの下流側端部に於いて丁度燃え切り点に達する。そして、燃焼ストーカ３４ｂの下流側端部に於いて燃え切った廃棄物Ｗは、引き続き後燃焼ストーカ３４ｃ上へ送られ、ここで後燃焼ストーカ３４ｃの下方から供給される一次燃焼空気Ａ１により所謂おき燃焼をして未燃分が５％以下の焼却灰となった後、灰出し口４０から落下排出される。
一方、廃棄物Ｗの焼却に伴い発生する未燃ガスや未燃物は、ストーカ３４下から供給される一次燃焼空気Ａ１や二次燃焼室３７に供給される二次燃焼空気Ａ２により、二次燃焼室３７内に於いて所謂二次燃焼をして完全燃焼した後、排ガス出口４１から排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ストーカ式焼却炉３０に於いては、廃棄物Ｗはその焼却過程に於いて発生するガスの組成や温度が異なり、焼却過程に沿ってＣＯ等の未燃ガスが多い領域、激しく燃焼してＮＯｘが発生する領域、過剰空気により残存酸素が１５％以上含まれる５００〜７００℃の低温領域ができ、炉内は不均一な状態となっている。
そこで、従来のストーカ式焼却炉３０に於いては、この不均一な炉内を攪拌・混合するために、酸性ガス処理を行った後の排ガスを再循環して炉内に吹き込む方法、二次燃焼空気Ａ２（温度調整用空気）を吹き込む方法、又はこれらを組み合わせた方法等が用いられることがあるが、何れも排ガスや二次燃焼空気Ａ２を大量に吹き込まなければならず、炉から排出される排ガス量が増え、ストーカ式焼却炉３０の下流側に設置する排ガス処理装置等の機器が大型化してしまうと云う問題があった。又、燃焼空気の供給量を多くしてＣＯ等の未燃ガスの発生を抑制すると、ＮＯｘを抑制することができず、反対に燃焼空気の供給量を少なくしてＮＯｘの発生を抑制すると、ＣＯ等の未燃ガスが多く排出されると云う問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するため、特公平７−５２００２号公報に開示されているように、燃焼ストーカの上方に燃焼ガスが煙道に直通するのを防止する中間天井を設け、中間天井の前方から乾燥ストーカからの未燃ガスを、又、中間天井の後方から燃焼ストーカからの燃焼ガスを夫々煙道に導くようにし、中間天井の上方で両者を衝突させて混合することにより、未燃ガスの完全燃焼を図ると共に、ＮＯｘの発生を抑制する方法が実用化されている。
しかし、このような方法の場合、中間天井の前方と後方に流れるガス量は成り行きとなって制御できないため、ガスの組成や温度等が大きく変動する廃棄物の焼却に対しては常に最適な状態で安定した運転を行うことが困難であるうえ、炉の形状が複雑になると云う問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は焼却炉からの排ガスの排出量を低減することができ、又、燃焼室内を廃棄物の種類や性状に拘わらず常に最適な状態で攪拌・混合し、未燃ガスや未燃物を完全燃焼できると共にＣＯやＮＯｘ等を抑制できるようにしたストーカ式焼却炉の焼却方法及びストーカ式焼却炉を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉に於いて、ストーカ下から供給する一次燃焼空気の供給量を一次空気比で０．９〜１．１とすると共に、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元性雰囲気にし、前記引き抜いた燃焼ガスを二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合することにより、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内を燃焼ガスの組成分布や温度が均一な弱還元性の雰囲気にし、その後二次燃焼空気を燃焼室内へ吹き込んで全空気比を１．３程度として未燃物を完全燃焼させるようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、炉外へ引き抜いた燃焼ガスを熱交換器により熱回収して３００℃〜３５０℃の温度に減温すると共に、熱交換器において加熱した二次燃焼空気の一部を分岐してストーカの下流側のストーカ下へ供給し、ストーカの下流側でストーカの上方の温度が６００℃以上となるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の分配量及び温度とストーカによる廃棄物の送り量とを制御するようにしたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、ストーカ式焼却炉の排ガス出口から排出される排ガス中のＮＯｘが６００ｐｐｍ以下となるように、ストーカの下流側でストーカの上方から炉外へ引き抜かれて二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込まれる燃焼ガスの量を制御するようにした
【００１２】
請求項４の発明は、ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉に於いて、ストーカ下から一次燃焼室内へ一次空気比で０．９〜１．１の量の一次燃焼空気を供給する一次燃焼空気供給装置と、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導く燃焼ガス循環路と、燃焼ガス循環路に介設され、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを吸引して二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込む送風機と、送風機よりも上流側の燃焼ガス循環路に配置した燃焼ガスの熱を回収して二次燃焼空気を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器で加熱した二次燃焼空気比で０．２〜０．４の二次燃焼空気を二次燃焼室内へ供給する二次燃焼空気供給装置とを備え、全空気比を１．３程度として未燃ガスや未燃物を完全燃焼させる構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、二次燃焼空気供給装置を、熱交換器で加熱した二次燃焼空気の一部をストーカの下流側のストーカ下へ供給する分岐管及び分岐管に介設した風量調整ダンパを備えた二次燃焼空気供給装置としたものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、熱交換器を、ストーカの下流側の炉天上壁に形成した燃焼ガス引き抜くための吸引室内に配設した空気予熱器としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を実施するストーカ式焼却炉１の一例を示し、当該ストーカ式焼却炉１は、炉壁から成る炉本体２と、廃棄物Ｗが投入される廃棄物ホッパ３と、廃棄物Ｗを燃焼させるストーカ４と、ストーカ４上へ廃棄物Ｗを供給する給じん装置５と、ストーカ４の下方に配設されたストーカ下ホッパ６と、ストーカ４の上方に形成された一次燃焼室７及び一次燃焼室７の上方に形成された二次燃焼室８から成る燃焼室（図番号省略）と、焼却灰を排出する灰出し口９と、排ガスを排出する排ガス出口１０と、ストーカ４下から一次燃焼室７内へ一次燃焼空気Ａ１を供給する一次燃焼空気供給装置１１と、ストーカ４の下流側で且つストーカ４よりも上方の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜いて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導く燃焼ガス循環路１２と、燃焼ガス循環路１２に介設された送風機１３と、送風機１３よりも上流側の燃焼ガス循環路１２内に配置された熱交換器１４（空気予熱器）と、熱交換器１４に接続され、熱交換器１４により予熱された燃焼空気Ａを二次燃焼空気Ａ２及び一次燃焼空気Ａ３として二次燃焼室８内及び下流側のストーカ４下へ夫々供給する二次燃焼空気供給装置１５とから構成されている。
【００１６】
前記ストーカ４は、乾燥ストーカ４ａ、燃焼ストーカ４ｂ及び後燃焼ストーカ４ｃから成り、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方にはストーカ下ホッパ６が夫々配設されている。これら各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃは、従来公知のものと同様に可動火格子（図示省略）と固定火格子（図示省略）とを交互に配列して成り、各可動火格子を流体圧シリンダ等の駆動装置（図示省略）で前後方向へ一定のピッチで往復動させることによって、ストーカ４上の廃棄物Ｗを攪拌しながら上流側から下流側へ前進させるようになっている。
又、ストーカ４の上方には、ストーカ４下から供給された一次燃焼空気Ａ１，Ａ３によりストーカ４上を順次前進する廃棄物Ｗを燃焼させる一次燃焼室７と、一次燃焼室７で燃焼して生成されたＣＯ等の未燃ガスや未燃物を二次燃焼空気Ａ２により燃焼させる二次燃焼室８とから成る燃焼室（図番号省略）が設けられている。
【００１７】
前記一次燃焼空気供給装置１１は、ストーカ４下の各ストーカ下ホッパ６に分岐状に接続され、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ一次燃焼空気Ａ１を夫々供給する一次燃焼空気供給管１６と、一次燃焼空気供給管１６に接続された押込み送風機１７と、一次燃焼空気供給管１６に介設され、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ供給される一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整する複数の風量調整ダンパ１８と、各風量調整ダンパ１８を開閉制御するダンパ駆動装置１９（モータ若しくは流体圧シリンダ）等から構成されており、ダンパ駆動装置１９により風量調整ダンパ１８の開度を変えることによって、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ供給される一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整できるようになっている。
この実施の形態に於いては、ストーカ４下から供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量を一次空気比（一次燃焼空気量／理論燃焼空気量）で０．９〜１．１となるようにしている。又、従来のストーカ式焼却炉ではＮＯｘが高濃度で発生していた燃焼ストーカ４ｂ上部に一次燃焼空気Ａ１全体の約７０％〜８０％を供給し、燃焼ストーカ４ｂの上部に不完全燃焼域（ＣＯ、ＨＣ等の未燃ガスを含んだ還元域）を形成することでＮＯｘの発生しない雰囲気としている。更に、廃棄物Ｗ中の窒素成分が揮発してしまっている後燃焼ストーカ４ｃ上部には約２０％の一次燃焼空気Ａ１，Ａ３を供給することでＮＯｘを発生させずに完全燃焼を図るようにしている。又、後燃焼ストーカ４ｃに供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３量は最小とし、発生する燃焼ガスＧ中の残存酸素が約１％以下となるようにしていると共に、後燃焼ストーカ４ｃ上の温度が６００℃以上（炭素が容易に酸化する温度）となるように各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃ下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の分配量を制御している。
【００１８】
前記燃焼ガス循環路１２は、ストーカ４の下流側上方（後燃焼ストーカ４ｃ上方）の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜いて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導くものであり、後燃焼ストーカ４ｃ上方の炉壁に一次燃焼室７に連通するように形成され、後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を引き抜く吸引室１２ａと、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室の炉壁に形成した複数の燃焼ガス吹込み口１２ｂと、吸引室１２ａ及び燃焼ガス吹込み口１２ｂを連通状に接続する燃焼ガス供給管１２ｃとから成り、燃焼ガス供給管１２ｃに介設した送風機１３により後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を吸引室１２ａへ吸い込み、この吸い込んだ燃焼ガスＧ′を燃焼ガス供給管１２ｃを通して燃焼ガス吹込み口１２ｂから二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ高速で吹き込めるようになっている。
尚、後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜くのは、燃焼ガスＧ′が燃焼ストーカ４ｂ上方へ流れると、ＮＯｘの発生につながるからである。又、引き抜いた燃焼ガスＧ′を二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込むのは、一次燃焼室７内で発生した燃焼ガスＧを攪拌・混合し、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内を燃焼ガスＧの組成分布や温度が均一な弱還元性雰囲気にするためである。
【００１９】
前記熱交換器１４（空気予熱器）は、燃焼ガス供給管１２ｃに介設した送風機１３よりも上流側の燃焼ガス循環路１２内（この例では吸引室１２ａ内）に配置されており、後燃焼ストーカ４ｃ上方から引き抜かれて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ吹き込まれる燃焼ガスＧ′を減温すると共に、後述する二次燃焼空気供給装置１５から二次燃焼室８内へ供給される二次燃焼空気Ａ２及び後燃焼ストーカ４ｃ下へ供給される一次燃焼空気Ａ３を予熱するものである。
ところで、燃焼ガスＧ中のＨＣｌやＳＯｘ等の腐食性ガスは廃棄物Ｗ中に含まれている塩化ビニール等のプラスチック類の燃焼により発生している。プラスチック類は、３５０℃〜５００℃で分解・燃焼し、その燃焼速度も速いために燃焼ストーカ４ｂ上で燃焼する。そのため、腐食性ガスは、主に燃焼ストーカ４ｂ上で発生し、燃焼ストーカ４ｂや乾燥ストーカ４ａの上方の燃焼ガスＧ中に多く存在し、後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′中には腐食性ガスやダストが殆ど残存していない。
従って、前記熱交換器１４を後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を引き抜く吸引室１２ａ内に配置することができると共に、燃焼ガスＧ′から熱回収して３００℃〜３５０℃に減温した燃焼ガスＧ′を送風機１３により二次燃焼室８内に吹き込むことができる。
【００２０】
前記二次燃焼空気供給装置１５は、熱交換器１４に接続された上流側二次燃焼空気供給管２０ａと、上流側二次燃焼空気供給管２０ａに接続された押込み送風機２１と、二次燃焼室８の炉壁に形成した複数の二次燃焼空気供給口２０ｂと、熱交換器１４及び二次燃焼空気供給口２０ｂに接続された下流側二次燃焼空気供給管２０ｃと、二次燃焼空気供給管２０ｃ及び後燃焼ストーカ４ｃ下のストーカ下ホッパ６に接続された分岐管２０ｄ等から構成されており、燃焼空気Ａを熱交換器１４により予熱し、この予熱された燃焼空気Ａを二次燃焼空気Ａ２及び一次燃焼空気Ａ３として二次燃焼室８内及び後燃焼ストーカ４ｃ下へ夫々供給できるようになっている。尚、二次燃焼室８内に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２の量は、押込み送風機２１により調整されている。又、後燃焼ストーカ４ｃ下へ供給される一次燃焼空気Ａ３の量は、分岐管２０ｄに介設した風量調整ダンパ１８及び風量調整ダンパ１８を制御するダンパ駆動装置１９により調整されている。
この実施の形態に於いては、二次燃焼室８に供給する二次燃焼空気Ａ２の供給量を二次空気比（二次燃焼空気量／理論燃焼空気量）で０．２〜０．４となるようにしている。又、一次燃焼空気Ａ１，Ａ３と二次燃焼空気Ａ２の合計空気量を空気比で約１．３となるようしている。更に、後燃焼ストーカ４ｃ下に供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の量は、後燃焼ストーカ４ｃ上の温度が６００℃以上になるように調整されており、後燃焼ストーカ４ｃ上の温度が６００℃以下の場合には一次燃焼空気Ａ３の比率を増やすようにしている。
【００２１】
このように構成されたストーカ式焼却炉１に於いては、廃棄物ホッパ３から炉内に投入された廃棄物Ｗは、乾燥ストーカ４ａ、燃焼ストーカ４ｂ及び後燃焼ストーカ４ｃ上を順次前進しながら、押込み送風機１７から一次燃焼空気供給管１６及び各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃを通して一次燃焼室７に供給される一次燃焼空気Ａ１や分岐管２０ｄから後燃焼ストーカ４ｃ下に供給される一次燃焼空気Ａ３によって一次燃焼される。
【００２２】
即ち、廃棄物ホッパ３から炉内に投入された廃棄物Ｗは、給じん装置５により乾燥ストーカ４ａ上へ連続的に供給され、ここで乾燥ストーカ４ａ下から供給される一次燃焼空気Ａ１と後段の燃焼ストーカ４ｂ及び後燃焼ストーカ４ｃ上での燃焼により生じる高温の燃焼ガスＧとによって乾燥されると共に廃棄物Ｗの一部に燃焼が始まる。これにより、廃棄物Ｗ中の水分が蒸発すると共に、ＣＯやＨＣ等の未燃ガスが放出される。
次に、乾燥された廃棄物Ｗは、引き続き乾燥ストーカ４ａから燃焼ストーカ４ｂ上へ送られ、ここで燃焼ストーカ４ｂ下から供給される一次燃焼空気Ａ１によって火炎を上げて燃焼をすると共に、燃焼ストーカ４ｂの下流側端部に於いて丁度燃え切り点に達する。
そして、燃焼ストーカ４ｂの下流側端部に於いて燃え切った廃棄物Ｗは、引き続き後燃焼ストーカ４ｃ上へ送られ、ここで後燃焼ストーカ４ｃ下から供給される一次燃焼空気Ａ１，Ａ３により所謂おき燃焼をして未燃分が殆どない焼却灰となった後、灰出し口９から冷却水槽（図示省略）内へ落下排出される。
【００２３】
このストーカ式焼却炉１に於いては、ストーカ４下から供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量を一次空気比で０．９〜１．１とし、そのうち燃焼ストーカ４ｂ上部に一次燃焼空気Ａ１全体の約７０％〜８０％を供給して不完全燃焼域（ＣＯ、ＨＣ等の未燃ガスを含んだ還元域）を形成すると共に、廃棄物Ｗ中の窒素成分がほぼ揮発してしまっている後燃焼ストーカ４ｃ上部に約２０％の一次燃焼空気Ａ１，Ａ３を供給するようにしている。又、後燃焼ストーカ４ｃ上の温度が６００℃以上となるように各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃ下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の分配量を制御していると共に、後燃焼ストーカ４ｃに供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の量は最小とし、発生する燃焼ガスＧ中の残存酸素が約１％以下となるようにしている。
従って、ストーカ４上方の一次燃焼室７は、強い還元性雰囲気に保たれることになり、ＮＯｘの発生を大幅に抑制することができると共に、廃棄物Ｗを完全燃焼させることができる。
【００２４】
又、このストーカ式焼却炉１に於いては、後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′（温度：６００℃〜７００℃）を送風機１３により吸引室１２ａ内に吸引してここで熱交換器１４により燃焼ガスＧ′から熱回収し、減温した燃焼ガスＧ′（温度：３００℃〜３５０℃）を燃焼ガス供給管１２ｃを通して燃焼ガス吹込み口１２ｂから二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内（二次燃焼空気供給口２０ｂより下方側の燃焼室内）に高速（５０ｍ／ｓ）で吹き込んで一次燃焼室７で発生した燃焼ガスＧを攪拌・混合し、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内を燃焼ガスＧの組成分布や温度が均一な弱還元性雰囲気にした後、押込み送風機２１から上流側二次燃焼空気供給管２０ａを通って熱交換器１４により予熱された二次燃焼空気Ａ２を下流側二次燃焼空気供給管２０ｃを通して二次燃焼空気供給口２０ｂから二次燃焼室８内に吹き込むようにしている。このとき、二次燃焼室８に供給する二次燃焼空気Ａ２の供給量を二次空気比で０．２〜０．４となるようにしていると共に、一次燃焼空気Ａ１，Ａ３と二次燃焼空気Ａ２の合計空気量を空気比で約１．３となるようしている。
従って、一次燃焼室７で発生した未燃ガスや未燃物を含む燃焼ガスＧは、燃焼ガス吹込み口１２ｂから二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込まれる燃焼ガスＧ′と、二次燃焼室８に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２とにより二回に亘って攪拌・混合されることになる。即ち、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃから発生する成分の異なる燃焼ガスＧは、炉内へ吹き込まれる燃焼ガスＧ′と二次燃焼空気Ａ２とにより二回に亘って良好且つ確実に攪拌・混合され、その組成分布や温度が均一になると共に、二次燃焼空気Ａ２と十分に混合されることになる。その結果、大量の燃焼空気を炉内へ吹き込むことなく、燃焼ガスＧ中の未燃ガスや未燃物を完全燃焼させることができると共に、ＣＯやダイオキシン類、ＮＯｘ等の発生を十分に抑制することができる（ＣＯ＜１０ｐｐｍ、ＤＸＮ＜０．５ｎｇＴＥＱ／ｍ^３Ｎ、ＮＯｘ＜６０ｐｐｍ）。
又、後燃焼ストーカ４ｃの上方から引き抜かれる燃焼ガスＧ′は、腐蝕性ガスであるＨＣｌ等を殆ど含んでいないため、吸引室１２ａに配置した熱交換器１４は腐食の問題を生じることもなく、寿命が大幅に延びることになる。
更に、送風機１３に流入する燃焼ガスＧ′を熱交換器１４により減温しているため、送風機１３が燃焼ガスＧ′の熱の影響を受けると云うこともなく、送風機１３の寿命も延びることになる。
【００２５】
そして、未燃ガスや未燃物を含む燃焼ガスＧは、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込まれる燃焼ガスＧ′と二次燃焼室８に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２により完全燃焼した後、排ガスとなって排ガス出口１０から排出され、ボイラ（図示省略）及び排ガス処理装置（図示省略）等を経て大気中へ放出される。
【００２６】
尚、上記実施の形態に於いては、吸引室１２ａに熱交換器１４として空気予熱器を配置するようにしたが、他の実施の形態に於いては、吸引室１２ａにエコノマイザ、ボイラ水管或いは過熱器等を配置するようにしても良い。
【００２７】
又、上記実施の形態に於いては、吸引室１２ａ及び燃焼ガス供給管１２ｃ等から成る燃焼ガス循環路１２の前記吸引室１２ａ内に熱交換器１４を配置するようにしたが、他の実施の形態に於いては、後燃焼ストーカ４ｃの上方空間と二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内とを燃焼ガス供給管１２ｃだけで連通し、この燃焼ガス供給管１２ｃの途中に熱交換器１４及び送風機１３を介設するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、ストーカ下から供給する一次燃焼空気の供給量を一次空気比で０．９〜１．０とすると共に、ストーカの下流側上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を強い還元性雰囲気にし、この引き抜いた燃焼ガスを二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合し、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内を燃焼ガスの組成分布や温度が均一な弱還元性雰囲気にし、その後二次燃焼室に二次燃焼空気を吹き込んで全空気比を１．３程度として未燃ガスや未燃物を燃焼させる三段燃焼方式としている。
即ち、本発明は、炉内に燃焼ガスと二次燃焼空気を二回に亘って吹き込んで炉内を確実且つ良好に攪拌・混合し、炉内を燃焼ガスの組成分布や温度が均一な状態にするため、未燃ガスや未燃物等を全空気比約１．３で完全燃焼させることができる。その結果、燃焼室での攪拌・混合を十分に行うために空気比１．７〜１．８で燃焼させていた従来のストーカ式焼却炉のように炉から排出される排ガス量が増加すると云うことがなく、排ガス量を大幅に低減できて焼却炉下流側に配置される排ガス処理装置等の機器を小型化することができる。又、燃焼ガスと二次燃焼空気の積極的な吹き込みにより、燃焼室内を廃棄物の種類や性状に拘わらず常に最適な状態で攪拌・混合することができ、未燃ガスや未燃物を完全燃焼できると共に、ＣＯやＮＯｘ、ダイオキシン類を大幅に抑制することができる。
更に、ＨＣｌやＳＯｘ等の腐食性ガス濃度が低く且つダスト量の少ない後燃焼ストーカ上方の燃焼ガスを引き抜き、この燃焼ガス中に熱交換器を配置するようにしているため、熱交換器に腐食の問題を生じることがなく、熱交換器の延命を図れる。又、熱交換器を空気予熱器とし、空気予熱器により予熱された高温の燃焼空気を下流側のストーカ下（後燃焼ストーカ下）へ供給するようにしているため、後燃焼ストーカ上の灰中の未燃分も効率良く燃焼させることができる。そのうえ、燃焼ガスを熱交換器により減温するようにしているため、燃焼ガスを吸引してこれを二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込む送風機も燃焼ガスの熱の影響を受けることがなく、送風機も延命を図れることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するストーカ式焼却炉の概略縦断面図である。
【図２】従来のストーカ式焼却炉の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１はストーカ式焼却炉、４はストーカ、７は一次燃焼室、８は二次燃焼室、１０は排ガス出口、１１は一次燃焼空気供給装置、１２は燃焼ガス循環路、１３は送風機、１４は熱交換器、１５は二次燃焼空気供給装置、Ｗは廃棄物、Ａ１，Ａ３は一次燃焼空気、Ａ２は二次燃焼空気、Ｇ，Ｇ′は燃焼ガス。

Claims

ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉に於いて、ストーカ下から供給する一次燃焼空気の供給量を一次空気比で０．９〜１．１とすると共に、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元性雰囲気にし、前記引き抜いた燃焼ガスを二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合することにより、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内を燃焼ガスの組成分布や温度が均一な弱還元性の雰囲気にし、その後、二次燃焼空気を燃焼室内へ吹き込んで全空気比を１．３程度として未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたことを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼方法。
炉外へ引き抜いた燃焼ガスを熱交換器により熱回収して３００℃〜３５０℃の温度に減温すると共に、熱交換器において加熱した二次燃焼空気の一部を分岐してストーカの下流側のストーカ下へ供給し、ストーカの下流側でストーカの上方の温度が６００℃以上となるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の分配量及び温度とストーカによる廃棄物の送り量とを制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
ストーカ式焼却炉の排ガス出口から排出される排ガス中のＮＯｘが６０ｐｐｍ以下となるように、ストーカの下流側でストーカの上方から炉外へ引き抜かれて二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込まれる燃焼ガスの量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストーカ式焼却炉の燃焼方法。
ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉に於いて、ストーカ下から一次燃焼室内へ一次空気比で０．９〜１．１の量の一次燃焼空気を供給する一次燃焼空気供給装置と、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導く燃焼ガス循環路と、燃焼ガス循環路に介設され、ストーカの下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを吸引して二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込む送風機と、送風機よりも上流側の燃焼ガス循環路に配置した燃焼ガスの熱を回収して二次燃焼空気を加熱するための熱交換器と、前記熱交換器で加熱した二次燃焼空気比で０．２〜０．４の二次燃焼空気を二次燃焼室内へ供給する二次燃焼空気供給装置とを備え、全空気比を１．３程度として未燃ガスや未燃物を完全燃焼させる構成としたことを特徴とするストーカ式焼却炉。
二次燃焼空気供給装置を、熱交換器で加熱した二次燃焼空気の一部をストーカの下流側のストーカ下へ供給する分岐管及び分岐管に介設した風量調整ダンパを備えた二次燃焼空気供給装置とした請求項４に記載のストーカ式焼却炉。
熱交換器を、ストーカの下流側の炉天井壁に形成した燃焼ガス引き抜くための吸引室内に配設した空気予熱器とした請求項４に記載のストーカ式焼却炉。