JP3654932B2 - 流動層ごみ焼却方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、流動層ごみ焼却炉において、熱交換部等における塩化水素等の有害ガスの影響を低減する流動層ごみ焼却方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ごみ中に占めるプラスチック類の割合が増加しており、このため、ストーカ炉等に比べて、プラスチック類の燃焼に適する流動層ごみ焼却炉が注目を集めている。
従来の流動層ごみ焼却炉において、ごみ中に含まれる塩素系プラスチックの燃焼に起因する塩化水素を除去するため、燃焼させた後の排ガス中に生石灰（ＣａＯ）や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）を噴霧し塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）にして、このＣａＣｌ2 をフィルターで捕集する方法が一般に知られている（例えば、特公昭６０−２５１７９号公報参照）。また、脱塩剤として石灰石（ＣａＣＯ3 ）を用いることもよく知られている。なお、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 は炉内に投入されると、熱分解してＣａＯになる。
【０００３】
従来の流動層ごみ焼却炉においては、ごみは焼却炉内に直接投入されている。通常、ごみ中には３０〜５０wt％の水分が含まれているので、焼却炉内における排ガス中の水分は１０〜２０vol ％になり、流動層温度維持のために水を供給して冷却している場合には、水分が３０vol ％を越えることもある。さらに、層内脱塩は２次空気を投入する前（上流側）で行われるので、脱塩を行う領域での雰囲気水分はさらに高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カルシウム系脱塩剤、例えばＣａＯによる脱塩反応は、数式１のようになる。
【０００５】
【数１】
【０００６】
Ｈ2 Ｏが多いと、すなわち、雰囲気水分が高いと平衡は右から左に寄る。このため、従来の焼却炉では流動層付近の雰囲気水分が高いので、ＨＣｌの平衡濃度が高くなり、流動層の下流に設けられた伝熱部までにＨＣｌを十分に除去することが困難であり、高温・高圧蒸気発生時の伝熱管腐食を防ぐことができない。
【０００７】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、焼却炉に投入する前のごみに熱風等で熱を加えて乾燥及び軽度の熱分解を行って水分とＨＣｌ等の有害ガスを除去した後、そのごみを焼却炉に投入して焼却処理することにより、熱交換部におけるＨＣｌ等の有害ガスの影響を少なくするようにした流動層ごみ焼却方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために、本発明の流動層ごみ焼却方法は、つぎの過程、すなわち、
（ａ） ごみを熱風により乾燥させて水蒸気を含む未燃ガスと、未燃固体とに分離する乾燥過程、
（ｂ） 前記未燃固体を流動層焼却炉に導入するとともに、流動層に脱塩剤を供給して焼却すると同時に脱塩する未燃固体焼却・脱塩過程、
（ｃ） 前記水蒸気を含む未燃ガスを流動層焼却炉に導入して未燃ガスを燃焼させる未燃ガス燃焼過程、
とから構成される。
この方法では、脱塩の妨害因子である雰囲気水分の影響を抑制するために、熱風等で乾燥させたごみを流動層焼却炉内に投入し、効果的な脱塩が行われる。
【０００９】
また、本発明の流動層ごみ焼却方法は、つぎの過程、すなわち、
（ａ） ごみを熱風により乾燥・熱分解させて水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスと、未燃固体とに分離する乾燥・熱分解過程、
（ｂ） 前記未燃固体を流動層焼却炉に導入するとともに、流動層に脱塩剤を供給して焼却するための未燃固体焼却過程、
（ｃ） 前記水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを流動層焼却炉に導入して未燃ガスを燃焼させるとともに、塩化水素と排ガス中に同伴された脱塩剤とを反応させて脱塩する未燃ガス燃焼・脱塩過程、
から構成される。
【００１０】
この方法では、ごみを熱風等で乾燥するとともに軽度の熱分解を行い、ごみ中の水分、ＨＣｌ等の有害ガスを低減し、流動層焼却炉内における有害ガスの発生を抑制する。さらに、流動層内で層内脱塩を行い、ＨＣｌの一層の低減を図り、高温・高圧蒸気の発生を可能にする。
また、ごみの乾燥・熱分解により揮発分等の一部がごみ中から失われるので、ごみのどか落ち等による焼却炉内でのガスの急激な発生が抑制され、フリーボードでの完全燃焼制御が容易となり、ＣＯ濃度を低減することができる。
上記の方法において、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを、流動層焼却炉のフリーボードに設けられた伝熱管の下流に導入することが好ましい。
【００１１】
本発明の流動層ごみ焼却装置は、熱風によりごみを乾燥・熱分解して水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを発生させる乾燥炉と、
この乾燥炉からの未燃固体を焼却し、この乾燥炉からの水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを燃焼させるとともに脱塩するための流動層焼却炉と、
から構成される。
この流動層焼却炉において、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスの導入部の前に（上流に）伝熱管を設けることが好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
実施例１
図１は本発明の流動層ごみ焼却装置の一実施例を示している。ごみはごみ投入口１０から乾燥炉１２に投入され、空気予熱器１４で温められた２５０〜４５０℃の乾燥用空気によって熱せられ、乾燥させられるとともに一部熱分解する。このように処理された未燃固体（以下、未燃分という）は、流動層焼却炉１６に投入され完全燃焼させられる。
【００１３】
このとき、流動層１８内には脱塩剤として、例えばＣａＯが投入され、ＨＣｌを除去する。乾燥炉１２で発生した水分、ＨＣｌ等を含む未燃ガスは、焼却炉１６のフリーボードに設けられた伝熱管２０より下流側に導入され、空気が加えられて完全燃焼させられるとともに、ＨＣｌは排ガス中に含まれる微粉のＣａＯと反応して除去される。２２は乾燥炉の風箱、２４はガス分散板、２６は焼却炉の風箱、２８は空気分散板、３０は脱塩剤供給管である。
脱塩剤としては、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 、ドロマイト、ＮａＯＨ、Ｎａ2 ＣＯ3 等が用いられる。
また、脱塩剤を、流動層１８上側から供給したり、流動層１８内に直接供給したり、風箱２６内に噴霧供給したり、又は１次空気供給管３２内に噴霧供給したりすることができる。
【００１４】
図１における乾燥炉１２は、ストーカ型式のものが示されているが、先に述べた機能を有しているものであればその型式にはとらわれない。また、乾燥用の熱源として予熱された空気を用いているが、これも、例えば排ガスの一部を循環させる方法や、空気流ではなくヒーター等を用いて加熱する方法でも良い。排ガスを用いる場合はＯ2 濃度を低くできるので熱分解の点で好ましい。
図３は、６００℃における雰囲気水分とＨＣｌ平衡濃度の関係を示す。ただし、ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ2 ＋Ｈ2 Ｏの反応式の場合である。上述の方法により、水分を３０vol ％から１０vol ％に減らすと、ＨＣｌの平衡濃度は約２８０ppm から１６０ppm になる。なお、この方法は他のカルシウム系の脱塩剤、ナトリウム系の脱塩剤についても有効である。
【００１５】
実施例２
本実施例は、図２に示すように、乾燥炉１２において、投入されたごみを１５０〜２５０℃の乾燥用空気によって熱して、乾燥させ、熱分解まで至らないようにしたものである。他の構成及び作用は実施例１の場合と同様である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 乾燥炉でごみを乾燥・熱分解させる場合は、ごみ中の水分・塩素分が減るので、焼却炉内で発生するＨＣｌは減少し、さらに、焼却炉内の雰囲気水分を低く抑えることができるので、焼却炉内に脱塩剤を供給した場合、高い脱塩効果が期待できる。これらの効果により、熱交換部までにガス中のＨＣｌ濃度が下がり、高温・高圧蒸気発生時における伝熱管の腐食を防ぐことができる。
（２） ごみを乾燥・熱分解させる場合は、揮発分の一部がごみ中から失われるので、ごみのどか落ち等による焼却炉内でのガスの急激な発生が抑制され、フリーボードでの完全燃焼制御が容易になり、ＣＯ濃度の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動層ごみ焼却装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の流動層ごみ焼却装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【図３】６００℃の排ガス中の水分とＨＣｌ平衡濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ごみ投入口
１２ 乾燥炉
１４ 空気予熱器
１６ 流動層焼却炉
１８ 流動層
２０ 伝熱管
【産業上の利用分野】
本発明は、流動層ごみ焼却炉において、熱交換部等における塩化水素等の有害ガスの影響を低減する流動層ごみ焼却方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ごみ中に占めるプラスチック類の割合が増加しており、このため、ストーカ炉等に比べて、プラスチック類の燃焼に適する流動層ごみ焼却炉が注目を集めている。
従来の流動層ごみ焼却炉において、ごみ中に含まれる塩素系プラスチックの燃焼に起因する塩化水素を除去するため、燃焼させた後の排ガス中に生石灰（ＣａＯ）や消石灰（Ｃａ（ＯＨ）2 ）を噴霧し塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）にして、このＣａＣｌ2 をフィルターで捕集する方法が一般に知られている（例えば、特公昭６０−２５１７９号公報参照）。また、脱塩剤として石灰石（ＣａＣＯ3 ）を用いることもよく知られている。なお、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 は炉内に投入されると、熱分解してＣａＯになる。
【０００３】
従来の流動層ごみ焼却炉においては、ごみは焼却炉内に直接投入されている。通常、ごみ中には３０〜５０wt％の水分が含まれているので、焼却炉内における排ガス中の水分は１０〜２０vol ％になり、流動層温度維持のために水を供給して冷却している場合には、水分が３０vol ％を越えることもある。さらに、層内脱塩は２次空気を投入する前（上流側）で行われるので、脱塩を行う領域での雰囲気水分はさらに高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カルシウム系脱塩剤、例えばＣａＯによる脱塩反応は、数式１のようになる。
【０００５】
【数１】
Ｈ2 Ｏが多いと、すなわち、雰囲気水分が高いと平衡は右から左に寄る。このため、従来の焼却炉では流動層付近の雰囲気水分が高いので、ＨＣｌの平衡濃度が高くなり、流動層の下流に設けられた伝熱部までにＨＣｌを十分に除去することが困難であり、高温・高圧蒸気発生時の伝熱管腐食を防ぐことができない。
【０００７】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、焼却炉に投入する前のごみに熱風等で熱を加えて乾燥及び軽度の熱分解を行って水分とＨＣｌ等の有害ガスを除去した後、そのごみを焼却炉に投入して焼却処理することにより、熱交換部におけるＨＣｌ等の有害ガスの影響を少なくするようにした流動層ごみ焼却方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために、本発明の流動層ごみ焼却方法は、つぎの過程、すなわち、
（ａ） ごみを熱風により乾燥させて水蒸気を含む未燃ガスと、未燃固体とに分離する乾燥過程、
（ｂ） 前記未燃固体を流動層焼却炉に導入するとともに、流動層に脱塩剤を供給して焼却すると同時に脱塩する未燃固体焼却・脱塩過程、
（ｃ） 前記水蒸気を含む未燃ガスを流動層焼却炉に導入して未燃ガスを燃焼させる未燃ガス燃焼過程、
とから構成される。
この方法では、脱塩の妨害因子である雰囲気水分の影響を抑制するために、熱風等で乾燥させたごみを流動層焼却炉内に投入し、効果的な脱塩が行われる。
【０００９】
また、本発明の流動層ごみ焼却方法は、つぎの過程、すなわち、
（ａ） ごみを熱風により乾燥・熱分解させて水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスと、未燃固体とに分離する乾燥・熱分解過程、
（ｂ） 前記未燃固体を流動層焼却炉に導入するとともに、流動層に脱塩剤を供給して焼却するための未燃固体焼却過程、
（ｃ） 前記水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを流動層焼却炉に導入して未燃ガスを燃焼させるとともに、塩化水素と排ガス中に同伴された脱塩剤とを反応させて脱塩する未燃ガス燃焼・脱塩過程、
から構成される。
【００１０】
この方法では、ごみを熱風等で乾燥するとともに軽度の熱分解を行い、ごみ中の水分、ＨＣｌ等の有害ガスを低減し、流動層焼却炉内における有害ガスの発生を抑制する。さらに、流動層内で層内脱塩を行い、ＨＣｌの一層の低減を図り、高温・高圧蒸気の発生を可能にする。
また、ごみの乾燥・熱分解により揮発分等の一部がごみ中から失われるので、ごみのどか落ち等による焼却炉内でのガスの急激な発生が抑制され、フリーボードでの完全燃焼制御が容易となり、ＣＯ濃度を低減することができる。
上記の方法において、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを、流動層焼却炉のフリーボードに設けられた伝熱管の下流に導入することが好ましい。
【００１１】
本発明の流動層ごみ焼却装置は、熱風によりごみを乾燥・熱分解して水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを発生させる乾燥炉と、
この乾燥炉からの未燃固体を焼却し、この乾燥炉からの水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを燃焼させるとともに脱塩するための流動層焼却炉と、
から構成される。
この流動層焼却炉において、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスの導入部の前に（上流に）伝熱管を設けることが好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
実施例１
図１は本発明の流動層ごみ焼却装置の一実施例を示している。ごみはごみ投入口１０から乾燥炉１２に投入され、空気予熱器１４で温められた２５０〜４５０℃の乾燥用空気によって熱せられ、乾燥させられるとともに一部熱分解する。このように処理された未燃固体（以下、未燃分という）は、流動層焼却炉１６に投入され完全燃焼させられる。
【００１３】
このとき、流動層１８内には脱塩剤として、例えばＣａＯが投入され、ＨＣｌを除去する。乾燥炉１２で発生した水分、ＨＣｌ等を含む未燃ガスは、焼却炉１６のフリーボードに設けられた伝熱管２０より下流側に導入され、空気が加えられて完全燃焼させられるとともに、ＨＣｌは排ガス中に含まれる微粉のＣａＯと反応して除去される。２２は乾燥炉の風箱、２４はガス分散板、２６は焼却炉の風箱、２８は空気分散板、３０は脱塩剤供給管である。
脱塩剤としては、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 、ドロマイト、ＮａＯＨ、Ｎａ2 ＣＯ3 等が用いられる。
また、脱塩剤を、流動層１８上側から供給したり、流動層１８内に直接供給したり、風箱２６内に噴霧供給したり、又は１次空気供給管３２内に噴霧供給したりすることができる。
【００１４】
図１における乾燥炉１２は、ストーカ型式のものが示されているが、先に述べた機能を有しているものであればその型式にはとらわれない。また、乾燥用の熱源として予熱された空気を用いているが、これも、例えば排ガスの一部を循環させる方法や、空気流ではなくヒーター等を用いて加熱する方法でも良い。排ガスを用いる場合はＯ2 濃度を低くできるので熱分解の点で好ましい。
図３は、６００℃における雰囲気水分とＨＣｌ平衡濃度の関係を示す。ただし、ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ2 ＋Ｈ2 Ｏの反応式の場合である。上述の方法により、水分を３０vol ％から１０vol ％に減らすと、ＨＣｌの平衡濃度は約２８０ppm から１６０ppm になる。なお、この方法は他のカルシウム系の脱塩剤、ナトリウム系の脱塩剤についても有効である。
【００１５】
実施例２
本実施例は、図２に示すように、乾燥炉１２において、投入されたごみを１５０〜２５０℃の乾燥用空気によって熱して、乾燥させ、熱分解まで至らないようにしたものである。他の構成及び作用は実施例１の場合と同様である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 乾燥炉でごみを乾燥・熱分解させる場合は、ごみ中の水分・塩素分が減るので、焼却炉内で発生するＨＣｌは減少し、さらに、焼却炉内の雰囲気水分を低く抑えることができるので、焼却炉内に脱塩剤を供給した場合、高い脱塩効果が期待できる。これらの効果により、熱交換部までにガス中のＨＣｌ濃度が下がり、高温・高圧蒸気発生時における伝熱管の腐食を防ぐことができる。
（２） ごみを乾燥・熱分解させる場合は、揮発分の一部がごみ中から失われるので、ごみのどか落ち等による焼却炉内でのガスの急激な発生が抑制され、フリーボードでの完全燃焼制御が容易になり、ＣＯ濃度の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動層ごみ焼却装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の流動層ごみ焼却装置の他の実施例を示す概略構成図である。
【図３】６００℃の排ガス中の水分とＨＣｌ平衡濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ごみ投入口
１２ 乾燥炉
１４ 空気予熱器
１６ 流動層焼却炉
１８ 流動層
２０ 伝熱管
Claims (2)
- つぎの過程、すなわち、
（ａ） ごみを熱風により乾燥・熱分解させて水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスと、未燃固体とに分離する乾燥・熱分解過程、
（ｂ） 前記未燃固体を流動層焼却炉に導入するとともに、流動層に脱塩剤を供給して焼却するための未燃固体焼却過程、
（ｃ） 前記水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを流動層焼却炉に導入して未燃ガスを燃焼させるとともに、塩化水素と排ガス中に同伴された脱塩剤とを反応させて脱塩する未燃ガス燃焼・脱塩過程、からなり、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを、流動層焼却炉のフリーボードに設けられた伝熱管の下流に導入することを特徴とする流動層ごみ焼却方法。 - 熱風によりごみを乾燥・熱分解して水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを発生させる乾燥炉と、
この乾燥炉からの未燃固体を焼却し、この乾燥炉からの水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスを燃焼させるとともに脱塩するための流動層焼却炉と、
からなり、流動層焼却炉において、水蒸気及び塩化水素を含む未燃ガスの導入部の上流に伝熱管を設けたことを特徴とする流動層ごみ焼却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18645094A JP3654932B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 流動層ごみ焼却方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18645094A JP3654932B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 流動層ごみ焼却方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828844A JPH0828844A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3654932B2 true JP3654932B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=16188674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18645094A Expired - Fee Related JP3654932B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 流動層ごみ焼却方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3654932B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101287950B (zh) * | 2005-09-30 | 2012-09-26 | 巴威福龙股份公司 | 具有高电力效率和改善的废渣质量的由废气生产蒸汽的锅炉 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18645094A patent/JP3654932B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828844A (ja) | 1996-02-02 |
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