JP3729654B2 - ガス化灰溶融炉のスラグ排出方法および装置 - Google Patents

ガス化灰溶融炉のスラグ排出方法および装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動床式ガス化焼却設備において、熱分解ガスを導入して燃焼させ同伴された灰を加熱溶融して溶融スラグとして捕捉し、水冷して水砕スラグを生成するガス化灰溶融炉のスラグ排出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の流動式ガス化焼却設備は、図2に示すように、粉砕された都市ごみや産業廃棄物がごみホッパー2から定量供給フィーダ3を介して流動床式ガス化焼却炉1に定量ずつ投入され、複数の分散管1aから供給される分散用空気により流動化された層材中で緩慢燃焼されて可燃ガスやチャーなどの未燃分を含む熱分解ガスが生成される。そして、この熱分解ガスがガス化灰溶融炉4の燃焼溶融室4aに導入されて一次空気により燃焼され同伴された灰を加熱溶融し、さらにスラグ回収室4bでこの排ガスを迂回させて溶融スラグを捕捉し、燃焼排ガスを二次燃焼室4cに導入して二次空気により完全燃焼させる。そして、ガス冷却塔5で冷却後、空気予熱器6で燃焼空気を予熱して熱回収した後、さらに調温塔7で200〜230℃以下に冷却後、乾式法による消石灰や脱DXN用の活性炭などの薬剤などが排ガス中に吹込まれ、バグフィルター8に導入されて煤塵や塩類、重金属類、ダイオキシンなどか捕捉される。そしてガス冷却塔5や調温塔7、バグフィルター8で捕捉された飛灰は、安定化処理装置9に移送されて処理された後、埋立て等に供せられる。またスラグ回収室4bで捕捉された溶融スラグは、スラグ冷却装置10の冷却水槽10aに排出されて水砕スラグが生成される。
【0003】
上記従来構成において、スラグ回収室4bから排出される溶融スラグを冷却固化を防止する手段として、従来では、スラグ排出口付近に補助加熱バーナーAを設けて強制加熱したり、またスラグ回収室4b内の高温の燃焼排ガスの一部を導入してスラグの冷却固化を防止していた。なお、この排ガスの一部は、吸引ファンFによりガス排出ラインBを介して調温塔7の入口側に排出されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加熱用バーナーAによるものでは、燃料や純酸素の消費量が運転コストを増大させる原因となっていた。またガス排出ラインBにより排ガスの一部を使用するものでは、スラグの加熱に使用された燃焼排ガスの一部が、完全燃焼されないまま排出されるため、排ガス中に未燃分(CO等)やダイオキシンが含まれている場合が多く、排ガス中のダイオキシンが基準値の0.1ng/Nm3以下にまで十分に除去されないおそれがあった。
【0005】
本発明は、上記問題点を解決して、排ガス中の有害物質も十分に除去でき、溶融スラグをスムーズに排出でき、低コストなガス化灰溶融炉のスラグ排出方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係るガス化灰溶融炉のスラグ排出方法は、ガス化焼却炉から灰を同伴した熱分解ガスを燃焼溶融室に導入して燃焼させ、灰を加熱溶融してスラグ回収室で燃焼排ガス中から溶融スラグを捕捉し、この燃焼排ガスを二次燃焼室に導入して完全燃焼させるガス化灰溶融炉の溶融スラグ排出方法であって、スラグ回収室の排滓口からスラグ排出通路に、スラグ回収室の燃焼排ガスの一部を導入して溶融スラグを加熱し、加熱後の燃焼排ガスを二次燃焼室の入口に導入して、二次燃焼室の入口に設けられた絞り部により燃焼排ガスを自然吸引させ、この燃焼排ガスに前記二次燃焼室の入口近傍で燃焼空気を吹込むものである。
【0007】
またガス化灰溶融炉のスラグ排出装置は、ガス化焼却炉から灰を同伴する熱分解ガスを燃焼溶融室に導入して燃焼させ、灰を加熱溶融してスラグ回収室で燃焼排ガス中から溶融スラグを捕捉し、この燃焼排ガスを二次燃焼室に導入して完全燃焼させるガス化灰溶融炉のスラグ排出装置において、スラグ回収室に排滓口を介して連通されたスラグ排出通路と、前記二次燃焼室の入口で絞り部の上流側との間に、スラグ回収室の燃焼排ガスの一部を吸引する循環ガスダクトを接続し、この循環ガスダクトの出口近傍に、燃焼空気を吹込んで未燃分を燃焼させる空気ノズルを設けたものである。
【0008】
上記構成によれば、スラグ排出口で溶融スラグを加熱した燃焼排ガスの一部を、絞り部のエゼクタ効果により排滓口からスラグ排出通路を介して循環ガスダクトに効率良く吸引し、二次燃焼室に導入するとともに、この燃焼排ガスに燃焼空気を吹込んで、燃焼排ガス中の未燃分を完全燃焼させることができるので、燃焼排ガスに含まれる有害成分が排出されることもなく、また加熱用の燃料や誘引ファンなども不要で、運転コストおよび設備コストを低減することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るガス化溶融炉の実施の形態を図1に基づいて説明する。なお、従来例と同一部材には同一符号を付して説明する。
【0010】
ガス化灰溶融炉4の燃焼溶融室4aでは、熱分解ガスGを旋回攪拌しつつ加熱バーナー11や一次空気ノズル12から吹込まれた一次空気(燃焼空気)により還元燃焼させ、同伴された灰等を加熱溶融する。またスラグ回収室4bでは、燃焼溶融室4aの出口の第1絞り部13により加速されて下方に吹き出された燃焼排ガスGwが底壁14に衝突されてさらに下流側上方に迂回され、これにより燃焼排ガスG中の溶融スラグSmが底壁14に接触されて効果的に捕捉される。さらに二次燃焼室4cでは、溶融スラグSmを捕集した後の大部分の燃焼排ガスGwが第2絞り部(絞り部)15で加速されて攪拌され、第2絞り部15に設けられた二次空気ノズル(空気ノズル)16と下流側の二次空気ノズル17から二次空気(燃焼空気)が燃焼排ガスGw中に吹込まれて完全燃焼される。
【0011】
前記スラグ回収室4bの底壁14は、下流側上方に傾斜されて溶融スラグSmを上流側の排滓口18に案内して排出するように構成されている。
スラグ冷却装置10は、冷却水槽10aの入口と排滓口18とを接続するスラグ案内ダクト19によりスラグ排出通路20が形成されている。また冷却水槽10aの他端部にはスラグ取出口21が形成され、冷却水槽10a内に配置されたスラット式スラグコンベヤ22より、溶融スラグSmが冷却水中に投下されて2〜3mm程度の粒状に生成された水砕スラグScをスラグ取出口21から排出することができる。
【0012】
前記スラグ案内ダクト19の上部には、本発明に係る循環ガスダクト31の始端部が接続され、終端部が二次燃焼室4cの入口に接続されて第2絞り部15の手前に開口されており、スラグ回収室4b内の高温の燃焼排ガスGwの一部を排滓口18からスラグ排出通路20に自然吸引して溶融スラグSmを加熱し、溶融スラグSmが排滓口18近傍で冷却され凝固付着して固化し、成長して排滓口18が閉塞されるのを防止することができる。この循環ガスダクト31の吸引は、第2絞り部15のエゼクタ効果によりさらに増幅されている。
【0013】
また循環ガスダクト31内で出口手前近傍位置には、循環された燃焼排ガスGw中に二次空気を吹込むガス燃焼空気ノズル(空気ノズル)32が配設され、さらに循環ガスダクト31出口近傍の第2絞り部15で二次空気ノズル16が配設されている。これらガス燃焼空気ノズル32と二次空気ノズル16から吹込まれる二次空気により、循環ガスダクト31から二次燃焼室2cに排出された燃焼排ガスGw中に含まれる未燃分が燃焼され、この燃焼排ガスGwが完全燃焼される。
【0014】
上記構成において、ガス化焼却炉1から導入された熱分解ガスGは、燃焼溶融室4aで加熱バーナー11および一次空気ノズル12から供給される燃焼空気により1400℃以上の高温で燃焼され、同伴された灰が加熱溶融される。この燃焼排ガスGwがスラグ回収室4bに導入されて底壁14に接触することにより捕捉され、底壁14を流れ落ちた溶融スラグSmが排滓口18から排出される。この時、循環ガスダクト31により排滓口18を介してスラグ排出通路20に高温の燃焼排ガスGwの一部が吸引されているため、溶融スラグSmが冷却されて凝固することもない。スラグ回収室4bの燃焼排ガスGwの大部分は、二次燃焼室4cに送られて二次空気ノズル16,17から吹込まれた二次空気により完全燃焼される。一方、スラグ排出通路20に導入された燃焼排ガスGwは、循環ガスダクト31から二次燃焼室4cの入口に排出され、循環ガスダクト31の出口近傍でガス燃焼ノズル32から二次空気が添加されるとともに、排出直後に第2絞り部15で二次空気ノズル16から二次空気が吹込まれて、未燃分が燃焼される。
【0015】
上記構成によれば、排滓口18から燃焼排ガスGwの一部を吸引して循環ガスノズル31から二次燃焼室4cの入口に送り出し、出口近傍でガス燃焼空気ノズル32や二次空気ノズル16により二次空気が吹込まれるので、溶融スラグSmを冷却固化することなくスムーズに排出することができるとともに、燃焼排ガスGwの未燃分を完全に燃焼させてダイオキシンを分解することができる。また、循環ガスダクト31を二次燃焼室4cの入口で第2絞り部15の上流に接続したので、第2絞り部15によるエゼクタ効果を利用して燃焼排ガスGwの一部を効率良く自然吸引することができ、誘引ファン等の設備も不要となる。
【0016】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明によれば、スラグ排出口で溶融スラグを加熱した燃焼排ガスの一部を、絞り部のエゼクタ効果により排滓口からスラグ排出通路を介して循環ガスダクトに効率良く吸引し、二次燃焼室に導入するとともに、この燃焼排ガスに燃焼空気を吹込んで、燃焼排ガス中の未燃分を完全燃焼させることができるので、燃焼排ガスに含まれる有害成分が排出されることもなく、また加熱用の燃料や誘引ファンなども不要で、運転コストおよび設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス化灰溶融炉の実施の形態を示す構成図である。
【図2】従来のガス化焼却炉設備を示す構成図である。
【符号の説明】
1 ガス化焼却炉
4 ガス化灰溶融炉
4a 燃焼溶融室
4b スラグ回収室
4c 二次燃焼室
10 スラグ冷却装置
10a 冷却水槽
11 加熱バーナー
12 一次空気ノズル
14 底壁
15 第2絞り部
18 排滓口
19 スラグ案内ダクト
20 スラグ排出通路
31 ガス循環ダクト
32 ガス燃焼空気ノズル
Sm 溶融スラグ
Sc 水砕スラグ
G 熱分解ガス
G w 燃焼排ガス

Claims (2)

  1. ガス化焼却炉から灰を同伴した熱分解ガスを燃焼溶融室に導入して燃焼させ、灰を加熱溶融してスラグ回収室で燃焼排ガス中から溶融スラグを捕捉し、この燃焼排ガスを二次燃焼室に導入して完全燃焼させるガス化灰溶融炉の溶融スラグ排出方法であって、
    スラグ回収室の排滓口からスラグ排出通路に、スラグ回収室の燃焼排ガスの一部を導入して溶融スラグを加熱し、
    加熱後の燃焼排ガスを二次燃焼室の入口に導入して、二次燃焼室の入口に設けられた絞り部により燃焼排ガスを自然吸引させ、
    この燃焼排ガスに前記二次燃焼室の入口近傍で燃焼空気を吹込む
    ことを特徴とするガス化灰溶融炉のスラグ排出方法。
  2. ガス化焼却炉から灰を同伴する熱分解ガスを燃焼溶融室に導入して燃焼させ、灰を加熱溶融してスラグ回収室で燃焼排ガス中から溶融スラグを捕捉し、この燃焼排ガスを二次燃焼室に導入して完全燃焼させるガス化灰溶融炉のスラグ排出装置において、
    スラグ回収室に排滓口を介して連通されたスラグ排出通路と、前記二次燃焼室の入口で絞り部の上流側との間に、スラグ回収室の燃焼排ガスの一部を吸引する循環ガスダクトを接続し、
    この循環ガスダクトの出口近傍に、燃焼空気を吹込んで未燃分を燃焼させる空気ノズルを設けた
    ことを特徴とするガス化灰溶融炉のスラグ排出装置。
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