JP3763772B2 - 焼却炉 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却炉に関し、比較的小規模の焼却炉として適し、都市ゴミや一般廃棄物の他、プラスチックス等の高分子化合物を含む産業廃棄物等を効率良く焼却することができると共に、ダイオキシン等の有害物質の排出を基準未満に十分に抑えることができる焼却炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に焼却炉における焼却は、被焼却物の乾燥、乾留ガス化、気化燃焼、固体燃焼、後燃焼(灰の処理)といった燃焼過程を経て行われる。そして小型焼却炉の場合は、燃焼室には通常、固定の火格子が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような固定の火格子を用いた小型焼却炉の場合は、スペースが少ないことから、火格子上での被焼却物の乾燥、乾留ガス化、気体燃焼、固体燃焼といった処理と、それによって火格子上に蓄積されてくる灰の処理との両方を、相互に不都合なく且つ効率良く、確実に行うことが難しいという問題があった。また前記被焼却物の乾燥、乾留ガス化、気体燃焼という処理と、発生したガスからの有害物質分解のための処理との両方を、相互に不都合なく且つ効率良く、確実に行うことが難しいという問題があった。
そして火格子上での燃焼が高温になりすぎると、被焼却物の灰が溶融してクリンカーが生じ、焼却炉に損傷を与えたり、クリンカーが炉内表面にこびりつくことでその後の使用やメンテナンスを著しく困難にする等の問題があった。その一方、燃焼温度が低いとダイオキシン等が発生し易くなり、燃焼も完全に行われないという問題があった。
【0004】
そこで本発明は上記従来の小型焼却炉における問題を解消し、小規模用の焼却炉として好ましく用いることができ、また被焼却物の乾燥、乾留ガス化、気体燃焼、固体燃焼という処理と、それによって発生したガスから有害物質を分解するための処理と、被焼却物の燃焼により生じる灰の処理とを、それぞれをうまく区別して行うことができ、よって何れの処理をも効率良く行うことができると共に、有害物質の排出を確実に基準値未満に抑えることができ、加えてクリンカー等の発生による炉寿命の低下をなくすことができる焼却炉の提供を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の焼却炉は、投入された被焼却物を燃焼してガスと灰とにさせる第1燃焼室と、該第1燃焼室の上部から上方に導かれてくるガスを更に十分な空気を加えて再燃焼させる再燃焼室と、該再燃焼室で燃焼されたガスを十分に空気と接触反応させる接触反応室と、前記第1燃焼室から下方に導かれた灰を溶融燃焼させる灰溶融室とを有し、前記第1燃焼室には、投入された被焼却物をその上に載せて燃焼させると共に水平姿勢と傾斜姿勢とをとることができるように構成した火床と、該火床が前記傾斜姿勢にされた際に火床から移動して落下してくる灰を溜める灰溜め部とを設け、前記火床に対しては傾斜姿勢にある火床を振動させる火床振動手段を配備し、前記灰溜め部には溜まった灰を開閉自在に下方の前記灰溶融室に導く開閉手段を設けてあることを第1の特徴としている。
また本発明の焼却炉は、上記第1の特徴に加えて、第1燃焼室に対して燃焼バーナを、再燃焼室に対して再燃焼バーナを、灰溶融室に対して灰溶融バーナをそれぞれ配備し、また第1燃焼室には、該室での燃焼を助長するための1次空気導入手段と、第1燃焼室内に全体的に空気を供給すると共に第1燃焼室内の温度を調節するための2次空気導入手段とを配備し、また再燃焼室には該室での再燃焼を完全燃焼とするのに必要な空気量を導入するための再燃焼空気導入手段を配備してあることを第2の特徴としている。
また本発明の焼却炉は、上記第1又は第2の特徴に加えて、灰溶融室で発生した高温ガスを温度調節して第1燃焼室に循環させることを第3の特徴としている。
また本発明の焼却炉は、上記第1〜第3の何れかの特徴に加えて、第1燃焼室内での燃焼雰囲気温度を800〜950℃に制御し、再燃焼室から接触反応室内の雰囲気温度を1000〜1100℃に制御することを第4の特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の焼却炉の実施形態を、以下の図面を参照して更に説明する。
図1は本発明に係る焼却炉の縦断面図、図2は図1のI−I断面図、図3は火床の正面図、図4は火床の側面図である。図5はホッパーの開閉蓋を示す概略図、図6は十分な空気の存在下において燃焼されたガス中のCO濃度と雰囲気温度との関係を示す図である。
【0007】
炉本体10は、その外壁の大部分が耐火壁で構成されており、少なくとも炉本体10の上半部は天井壁11a、前壁11b、後壁11c、及び図示しない左右側壁から形成されている。また外壁であっても、あまり高温にならない一部は金属壁12で構成されている。
炉本体10の一側面に被焼却物の投入口20が設けら、該投入口20の奥に第1燃焼室Aが構成されている。
【0008】
前記投入口20にはスライドシャッター21が設けられ、該スライドシャッター21が駆動機211によって上方に引き上げられることで投入口20が開き、またスライドシャッター21が降下されることで投入口20が閉止されるようになっている。
前記投入口20の外に投入用のホッパー22が設けられている。ホッパー22には開閉蓋23が設けられ、またプッシャー24が設けられている。
前記開閉蓋23は、図5に示すように、駆動機231によってホッパー22閉止位置とホッパー22開放位置とに移動されるようになされている。
また前記プッシャー24は駆動機241によって進退され、後退位置から進出されることで、ホッパー22内にある被焼却物を前記スライドシャッター21が開いた投入口20から第1燃焼室A内に押し入れる。
【0009】
第1燃焼室Aには、前記投入口20から投入された被焼却物を受け取ってその上に載せる火床30を設けている。また第1燃焼室Aには、前記火床30の前方に灰溜め部31を設けている。
前記火床30は水平姿勢と傾斜姿勢とがとれるように構成されており、傾斜姿勢をとることで火床30上の灰を前記灰溜め部31側に移動させて落下させることができるようにしている。
更に第1燃焼室Aには、前記火床30に載せられた状態の被焼却物に対して炎を浴びせることができるようにした燃焼バーナ32を配備している。また第1燃焼室A内での被焼却物の燃焼を助長するための1次空気導入手段33を配備している。
また第1燃焼室Aには該室内の温度を検出する図示しない温度センサが設けられている。
【0010】
図3、4も参照して、前記火床30は、火床本体301が回転軸302に固定されており、駆動機303によりアーム304を介して回転軸302が回転することで、前記火床本体301が水平姿勢と傾斜姿勢とをとることができるようになされている。
図1において、305は当り片で、火床本体301が傾斜姿勢をとった時に火床本体301の底面がその上に当接して止まるようになっている。
前記火床本体301には、複数本の溝301aが火床本体301の傾斜方向と同方向に構成されており、1次空気導入手段33から吹き出された空気が前記溝301aの谷間にも入っていくようになされている。
また火床本体301は底付きであるので、該火床本体301から直接的に下方に灰が落下するようなことはなく、後述するように、火床本体301が傾斜姿勢とされた時に、灰が火床本体301上を前方の灰溜め部31へと移動して落下する。
前記火床振動手段34は、火床本体301が傾斜姿勢となっている時に前記アーム304と火床振動手段34の振動子341とが当接状態となり、振動子341が振動されることで当接するアーム304を介して火床本体301が振動される。火床本体301が振動されることで、傾斜した火床本体301上の灰が容易に傾斜前方に移動して灰溜め部31に落下される。
【0011】
前記灰溜め部31は、既述したように火床30の傾斜方向の前方に設けられている。灰溜め部31の底である床には開閉手段である開閉シャッター35が設けられている。開閉シャッター35は駆動機351により車両352がレール等の軌道353上を進退されることで、灰溜め部31の底を開閉する。開閉シャッター35が開けられることで、灰溜め部31の灰が下方に落下し、灰溶融室Dに導かれる。
【0012】
前記燃焼バーナ32は石油バーナ等の液体燃料バーナやガスバーナとすることができる。燃焼バーナ32は炉本体10の外から第1燃焼室A内に炎噴出口を臨ませるように配備する。燃焼バーナ32には当然であるが図示しない燃料供給手段、空気供給手段及びそれらの制御手段等が設けられている。
【0013】
前記1次空気導入手段33は、例えば押し込み空気ファン331と空気ヘッダー332と空気ノズル333とから構成することができる。そして前記空気ノズル333は、図4に示すように、火床30の基端側の斜め上方から火床30に向けて斜め下方前方に1次空気を吹き出すように配備されている。また前記空気ノズル333は、図3に示すように、火床本体301の各溝301aに沿って1次空気が流れるように、各溝301aに対応するような形で複数個の吹き出し口を設けるようにしてもよい。このように構成することで、空気を被焼却物の燃焼に効率よく供給することができ、第1燃焼室Aでの燃焼を助長することができる。また火床30が傾斜姿勢にある時においても、1次空気が火床30の傾斜姿勢に沿うように吹き出されることになって、火床30上の溝301a等にある燃え残り等の燃焼を十分に助長しながら傾斜前方への移動を促進させることができる。
【0014】
第1燃焼室Aの前記火床30よりも下方の空間Eに、2次空気導入手段36を配備している。即ち、2次空気導入手段36からの2次空気を空間E内に吹き出すようにし、該2次空気が前記火床30の周囲の隙間から第1燃焼室Aに供給されるようにしている。この2次空気は第1燃焼室Aに対して全体的に供給されるようにした空気で、第1燃焼室Aでの燃焼に対する全体的な空気補給の役割の他、該2次空気の供給によって第1燃焼室Aの雰囲気温度を調節する役割を果たす。即ち単純には、前記1次空気の供給により燃焼が助長されること等により第1燃焼室A内の温度が必要以上に上昇する場合に、2次空気量を増やすことで第1燃焼室A内の温度を低下させ、温度調節をはかる役割を持たせている。
【0015】
第1燃焼室Aでの燃焼により発生したガスは、ガス誘導路40を通って、再燃焼室Bに送られる。
前記ガス誘導路40は、第1燃焼室Aの前記投入口20がある側とは反対側の第1燃焼室後壁11dの上端天井部を出発点として斜め上方前方へ延びた後に前記前壁11bに平行した状態に垂直方向に延設されてなる仕切り兼用のガイド壁13と、前記前壁11b、及び図示しない一対の左右の側壁とによって囲まれた通路空間として構成されている。これによって第1燃焼室Aで発生したガスが第1燃焼室Aの天井部からガス誘導路40を通って上昇される。
前記ガイド壁13の上端13aは、天井壁11aに至ることなく終り、よって第1燃焼室Aで発生したガスは前記ガイド壁13の上端13aから出ることで再燃焼室Bに入る。
【0016】
再燃焼室Bは、前記ガイド壁上端13aよりも上の空間であって、前記天井壁11aと前壁11bと仕切り壁52とで囲まれた空間である。
前記再燃焼室Bには、再燃焼バーナ50と再燃焼空気導入手段51とが配備されている。また該再燃焼室B内の雰囲気温度を検出する図示しない温度センサを配備している。
前記再燃焼バーナ50は前壁11bの上部から内部に臨まされ、火炎が前記ガス誘導路40を上昇してきたガスを巻き込んで再燃焼室B内に吹き出されるように方向付けられて配備されている。再燃焼バーナ50は前記燃焼バーナ32と同様に、石油等の液体燃料バーナやガスバーナとすることができる。
前記再燃焼空気導入手段51は再燃焼室Bでのガスの燃焼を完全燃焼とするのに十分な空気量を導入するための手段で、前記ガス誘導路40から再燃焼室Bに入って行くガスに十分な空気が加えられるよう、前記再燃焼バーナ50の近傍の前壁11bや天井壁11aから空気ノズルを再燃焼室B内部に臨むように配備している。
【0017】
前記再燃焼室Bの下流に接触反応室Cが設けられる。該接触反応室Cは再燃焼室Bの下方のガイド壁13と仕切り壁52とで挟まれた空間と、該空間から仕切り壁53の下端を越えて、仕切り壁52と後壁11cと天井壁11aとガイド壁13とで囲まれた空間とからなる。
再燃焼室Bで再燃焼されたガスは、矢印で示すように、降下して接触反応室Cに入り、更に仕切り壁52の下端を越えてもう一つの接触反応室Cに入り、その後、ガス排出口53から排出される。54は灰排出口で、接触反応室Cをガスが通過する間に沈降して溜まった灰を排出するのに用いる。
前記ガス排出口53を出たガスは、図示しない水冷式等のガス冷却塔を経て冷却され、サイクロセパレータやバグフィルター等からなる集塵機で固形物を除去された後、大気に開放される。
【0018】
上記第1燃焼室Aの灰溜め部31の下方に開閉シャッター35を介して構成される灰溶融室Dは、水冷耐火壁等で周囲が構成されると共に、前記灰溜め部31から導かれた灰がその中で加熱溶融されながら出口に向かって移動していくような構成としている。灰溶融室Dには灰溜め部31からの灰を加熱溶融するための灰溶融バーナ60が配備される。また灰溶融室Dの雰囲気温度を検出する図示しない温度センサが配備される。
灰溶融室Dでは高温ガスの流れを、溶融灰の流れの方向と同方向に誘導した後、灰溶融室Dの溶融物出口63付近から循環路61を介して前記第1燃焼室Aに循環するように構成している。循環路61を通るガスは、その途中で空気混入手段61aにより第1燃焼室Aでの燃焼温度程度以下に冷却され、第1燃焼室Aに戻される。
また灰溶融室Dには掃除用の扉62が設けられ、必要に応じて内部を掃除できるようになされている。
灰溶融室Dからの溶融物は溶融物出口63から水タンク等の受けタンク64に排出され、冷却、固形化される。
【0019】
次に本発明の焼却炉での作用ないし動作、及び動作制御について説明する。
投入ホッパー22への被焼却物の投入は、スライドシャッター21を閉じた状態において投入ホッパー22の開閉蓋23を開いて行う。投入ホッパー22内の被焼却物の第1燃焼室Aへの投入は、前記開閉蓋23が閉じている時にスライドシャッター21を開き、プッシャー24を進出させることで行う。第1燃焼室A内に投入された被焼却物は水平姿勢とされた火床30上に載る。
【0020】
第1燃焼室A内に被焼却物が投入され、スライドシャッター21が閉止されると、燃焼バーナ32が着火されて燃焼が開始される。燃焼バーナ32の着火に先立って、2次空気導入手段36による2次空気の導入、1次空気導入手段33による1次空気の導入が開始され、再燃焼空気導入手段51による再燃焼用空気の導入が開始される。
また燃焼バーナ32の着火に続いて再燃焼バーナ50が着火される。
【0021】
第1燃焼室Aでの燃焼はバッチ処理的に行われる。投入ホッパー22から第1燃焼室Aへの1回毎の投入量はほぼ一定であるので、燃焼バーナ32による前記1回分の被燃焼物の燃焼もある程度の時間範囲内で完了する。被燃焼物の燃焼が終了すると、火床30を水平姿勢から傾斜姿勢とし、火床振動手段34により火床30を振動させて火床30上の灰を灰溜め部31に移動・落下させ、再び水平姿勢に戻す。そして火床30が水平に戻ったところで、再びスライドシャッター21を開いてプッシャー24による被焼却物の投入を行う。この動作を繰り返す。
前記第1燃焼室Aへの被焼却物の投入動作から次の投入動作までの一連の動作は自動的に行うようにしてもよい。即ち、第1燃焼室Aへの1回の投入量を一定とすると、その投入量を第1燃焼室Aで燃焼させてその燃焼を完了させる時間もほぼ一定時間、例えば4分で行うことが可能となる。従って被焼却物の投入から、例えば4分が経過した時に火床30の姿勢を水平姿勢から傾斜姿勢に姿勢変更し、また火床振動手段34を駆動し、更に前記火床30上の傾斜姿勢によって灰が灰溜め部31に落下を完了するのに必要な時間、例えば投入から4分50秒後に再び火床30を水平姿勢に戻し、投入から5分が経過した時に次の被焼却物の投入を開始するように、一連の動作を自動制御することができる。
そしてまた前記火床30を一定回数、例えば5回傾斜姿勢とした都度、前記灰溜め部31の開閉シャッター35を開いて、溜まっている灰を灰溶融室D側に導くように自動制御することができる。
前記第1燃焼室Aでの、スライドシャッター21、プッシャー24、火床30、火床振動手段34、開閉シャッター35の一連の自動動作制御は、図示しないコントローラに内臓のマイクロコンピュータにプログラムを組み込むことで行うことができる。
勿論、前記自動制御において、被焼却物の各投入毎における第1燃焼室Aでの燃焼の完了については、燃焼の完了を検出するセンサを用いて検出し、その燃焼完了を検出した時点で火床30が傾斜されるようにしてもよい。また火床30の水平姿勢への復帰については、火床30上の灰が灰溜め部31に落下したのをセンサで検出するようにし、その検出をもって復帰させるようにしてもよい。更に被焼却物の投入は、2回目以降においては火床30が水平姿勢に復帰したことを条件に行うようにすることができる。
【0022】
第1燃焼室Aでの被燃焼物の燃焼は、雰囲気温度が800〜950℃になるように制御する。好ましくは雰囲気温度が850〜950℃の範囲となるように制御する。この温度範囲とする理由は、要するに第1燃焼室Aでの被焼却物の燃焼温度が低い場合にはダイオキシン等の有害物質が発生しやすく、また燃焼温度が高すぎる場合は被燃焼物が溶融してクリンカーを生じるからであり、これらの発生を予防するためである。
第1燃焼室Aの雰囲気温度は図示しない温度センサで検出される。この検出値はコントローラに送られ、コントローラは前記検出値を予め記憶させている所定の温度範囲と比較し、必要な温度制御動作を燃焼バーナ32、1次空気導入手段33、2次空気導入手段36等に指令する。
コントローラは検出された温度が950℃を超える場合には、燃焼バーナ32を消火させる。また下限温度を下回る場合は、消火している燃焼バーナ32を着火させる。また所定の温度範囲内であっても、温度が低い場合は1次空気導入手段33からの1次空気を増加させ、温度が高い場合は2次空気を短期的に増加させて雰囲気温度を低下させ、或いは燃焼バーナ32の燃焼量を調整することで温度調整ができるようにしてある。
【0023】
第1燃焼室Aにおいて、投入された被焼却物は乾燥され、乾留ガス化され、ガスとなったものは気化燃焼される。またガス化されずに残ったものは固体燃焼される。
第1燃焼室Aで発生したガスは上昇し、ガス誘導路40を通って再燃焼室Bに導かれる。再燃焼室Bに導かれるガスの多くは未燃焼ガスである。このガスに対して再燃焼空気導入手段51から前記ガスが十分に完全燃焼されるだけの空気を送り、再燃焼バーナ50により再燃焼を行い、引き続いて接触反応室Cを通過する間に空気との十分な接触反応を行わせてガスの完全燃焼を図る。
再燃焼室B及びこれに続く接触反応室Cにおける雰囲気温度は、1000〜1100℃の範囲に制御する。好ましくは1000〜1050℃に制御する。温度制御は、再燃焼室Bに設けた図示しない温度センサでの検出温度をコントローラにおいて予め記憶させている温度範囲、例えば1000〜1050℃と比較し、この範囲内に雰囲気温度が保持されるように前記再燃焼バーナ50の火炎出力を調整することで行うことができる。
前記接触燃焼室Cは、該室Cを通過してガス排出口53から排出されるまでのガスの滞留時間が2秒以上になるように構成している。これによってガスが十分に空気との接触反応を行うことができるようにしている。
【0024】
再燃焼室B及び接触反応室Cにおける雰囲気温度を1000〜1100℃の範囲とするのは、その理由の1つとして、クリンカーの発生を防ぐためである。灰の溶融点は1050〜1080℃であり、灰の温度がその温度を超えると溶融してクリンカーが発生する。しかし雰囲気温度が1100℃程度までは、実際の灰の温度は1050℃未満となって、クリンカーの発生を防ぐことができる。
第2の理由は、ガスの完全燃焼を達成することで、COガスの発生を最小限にし、これによってダイオキシンの発生及び排出を基準未満とすることである。
【0025】
図6は十分な空気量と接触時間を確保した状態における雰囲気温度とガス中のCO濃度との関係を示す図である。この図6から明らかなように、雰囲気温度を1000〜1050℃に維持することで、ガス中のCO濃度を最小にする(即ち完全燃焼の度合いを最大にする)ことができる。これによって塩素が炭素に結び付くチャンスをなくして、燃料系ダイオキシン等の発生を防止し或いは存在しているダイオキシンやその他の有害物質を熱分解して、排出を許容基準値未満に抑制することができる。
勿論、ガス排出口53から出たガスに残留した排ガス塵等は、既述したガス冷却塔、サイクロセパレータやバグフィルター等からなる集塵機を経る間に除去される。
【0026】
前記第1燃焼室Aの灰溜め部31に溜まった灰は、一定のタイミングで灰溶融室Dに導く。灰溜め部31の開閉シャッター35を開くタイミングは、既述したように、前記火床30の傾斜回数が一定回数に達する毎に自動的に開くようにすることができる。また第1燃焼室Aでの運転が一定時間経過する毎に自動的に開くようにすることも可能である。また灰溜め部31での灰の溜まり具合をセンサで検出し、灰が一定以上溜まった時に自動的に開くようにしてもよい。その他、灰の溜まり具合を耐熱ガラス窓から作業が監視して、開閉シャッター35を開くようにしてもよい。
開閉シャッター35を開いている間は、灰溶融室Dの灰溶融バーナ60は、その燃焼を停止し或いは燃焼量を十分に落とすように自動制御する。
この自動制御は、例えばコントローラをして、開閉シャッター35に対する開閉動作指令に先立って灰溶融バーナ60の燃焼停止或いは最小燃焼化を指令させるようプログラムを組むと共に、開閉シャッター35の再閉止を条件に灰溶融バーナ60の再着火或いは燃焼能力の再増加を指令させるようプログラムを組むことで行うことができる。
【0027】
灰溶融室Dの雰囲気温度は1300〜1400℃に維持するようにするが、要は灰溜め部31から導入されてきた灰を溶融することができる温度以上であればよい。
灰溶融室Dの雰囲気温度は図示しない温度センサによって検出され、コントローラにおいて予め記憶させている設定温度範囲と比較し、該設定温度範囲内となるように灰溶融バーナ60の燃焼能力が調整される。具体的な制御方法は、比例制御による等、従来周知の種々の方法で行うことができる。
溶融された灰は水等の冷却媒を入れた受けタンク64に落下され、固化された後、外部に排出される。
灰溶融室Dで発生した高温ガスは、溶融灰の流れの方向に流れて循環路61に入り、空気混入手段61aからの冷却用空気によって第1燃焼室Aでの雰囲気温度範囲内の適当な温度まで冷却され、第1燃焼室Aに循環される。
【0028】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用よりなり、請求項1に記載の焼却炉によれば、投入された被焼却物を燃焼してガスと灰とにさせる第1燃焼室と、該第1燃焼室の上部から上方に導かれてくるガスを更に十分な空気を加えて再燃焼させる再燃焼室と、該再燃焼室で燃焼されたガスを十分に空気と接触反応させる接触反応室と、前記第1燃焼室から下方に導かれた灰を溶融燃焼させる灰溶融室とを有し、前記第1燃焼室には、投入された被焼却物をその上に載せて燃焼させると共に水平姿勢と傾斜姿勢とをとることができるように構成した火床と、該火床が前記傾斜姿勢にされた際に火床から移動して落下してくる灰を溜める灰溜め部とを設け、前記火床に対しては傾斜姿勢にある火床を振動させる火床振動手段を配備し、前記灰溜め部には溜まった灰を開閉自在に下方の前記灰溶融室に導く開閉手段を設けてあるので、
第1燃焼室においては、火床を水平姿勢と傾斜姿勢とに姿勢変更することで、火床上で被焼却物を燃焼させることができると共に、それによって発生した灰を火床上から速やかに除去して灰溜め部に溜めておくことができる。よって被焼却物の燃焼処理と生じた灰の処理とを別々に行うことができ、燃焼処理と灰処理とをそれぞれ効率良く行うことが可能となる。即ち、燃焼処理は灰を火床から除去することで次々に処理を繰り返すことができ、また灰処理は灰溜め部に一定量が溜まった時点でまとめて処理を行うことができる。よって被焼却物の処理を効率良く速やかに行うことができる。
また前記火床は水平姿勢と傾斜姿勢とをとるようにしたことで、火床と灰溜め部とを同じ第1燃焼室内の近い領域内にコンパクトに構成することができる。よって焼却炉における被焼却物の燃焼処理とその灰の処理とを、小型化した焼却炉においても行うことが可能となった。
更に第1燃焼室で発生したガスは再燃焼室及び接触反応室に導いて十分な空気の下で且つ十分な接触反応を確保して処理することができるので、第1燃焼室で発生したガスの完全燃焼化を確実に行うことが可能となり、また第1燃焼室に溜められた灰は灰溜め部に設けた開閉手段によって下方の灰溶融室に導いて溶融を行うので、別の室にて灰処理を確実に行うことが可能となる。即ち本発明の焼却炉によれば、小型の焼却炉であっても、被焼却物の乾燥、乾留ガス化、気体燃焼、固体燃焼という処理(第1燃焼室の役割)と、それによって発生したガスから有害物質を分解するために行う更なる燃焼処理(再燃焼室及び接触反応室の役割)と、被焼却物の燃焼により生じる灰の処理(灰溶融室の役割)とを、それぞれをうまく区別して、全体として何れの処理をも効率良く確実に行うことができる。
特に、傾斜姿勢にある火床を振動させる火床振動手段を配備してあるので、火床を傾斜姿勢にした時に振動を与えることができ、火床上の灰をスムーズに傾斜前方に移動させて灰溜め部に落下させることができる。
また請求項2に記載の焼却炉によれば、上記請求項1に記載の構成による効果に加えて、第1燃焼室に対して燃焼バーナを、再燃焼室に対して再燃焼バーナを、灰溶融室に対して灰溶融バーナをそれぞれ配備し、また第1燃焼室には、該室での燃焼を助長するための1次空気導入手段と、第1燃焼室内に全体的に空気を供給すると共に第1燃焼室内の温度を調節するための2次空気導入手段とを配備し、また再燃焼室には該室での再燃焼を完全燃焼とするのに必要な空気量を導入するための再燃焼空気導入手段を配備してあるので、
第1燃焼室においては、燃焼バーナによる被燃焼物の燃焼を行いながら1次空気導入手段からの空気によるバーナ燃焼の助長を図ることができると共に、2次空気導入手段による第1燃焼室全体の空気量の確保と第1燃焼室内の雰囲気温度の調節を図ることができる。これによって第1燃焼室での燃焼バーナの燃焼状態を調整することができると共に、雰囲気温度を容易に調整することができる。また再燃焼室においては、再燃焼バーナによって第1燃焼室から導入されてきたガスを再燃焼させつつ、再燃焼空気導入手段によって十分な空気量を与えて完全燃焼を行わせることができる。また灰溶融室においては、灰溶融バーナによって第1燃焼室から導入されてきた灰を溶融することができる。よってこれらの総合により、第1燃焼室、再燃焼室及び灰溶融室において、それぞれの役割をもって燃焼を行うことができると共に、空気量の調整や雰囲気温度の調整を行うことができる。
また請求項3に記載の焼却炉によれば、上記請求項1又は2に記載の構成による効果に加えて、灰溶融室で発生した高温ガスを温度調節して第1燃焼室に循環させるので、
熱効率の無駄を無くすと共に、灰溶融室で発生した高温ガスに含まれる灰塵等の外部への排出を防止することができる。
また請求項4に記載の焼却炉によれば、上記請求項1〜3の何れかに記載の構成による効果に加えて、第1燃焼室内での燃焼雰囲気温度を800〜950℃に制御し、再燃焼室から接触反応室内の雰囲気温度を1000〜1100℃に制御するようにしたので、
第1燃焼室においてはクリンカーの発生を防止しながら被焼却物の効率のよい燃焼、及びダイオキシンの発生がなされ難い燃焼を行うことができ、加えて再燃焼室から接触反応室においてもクリンカーの発生を十分に防ぎながら且つCO濃度を最小限に抑えた完全燃焼を図り、ダイオキシン等の排出を基準未満にすることができる。前記第1燃焼室や再燃焼室、接触反応室でのクリンカーの発生を防ぐことで、クリンカー発生による厄介なメンテナンスや炉の破損を防止し、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態に係る焼却炉の縦断面図である。
【図2】図1のI−I断面図である。
【図3】火床の正面図である。
【図4】火床の側面図である。
【図5】ホッパーの開閉蓋を示す概略図である。
【図6】十分な空気の存在下において燃焼されたガス中のCO濃度と雰囲気温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
10 炉本体
20 投入口
21 スライドシャッター
22 投入ホッパー
23 開閉扉
24 プッシャー
30 火床
301 火床本体
301a 溝
302 回転軸
31 灰溜め部
32 燃焼バーナ
33 1次空気導入手段
333 空気ノズル
34 火床振動手段
35 開閉シャッター
36 2次空気導入手段
40 ガス誘導路
50 再燃焼バーナ
51 再燃焼空気導入手段
52 仕切り壁
60 灰溶融バーナ
61 循環路
A 第1燃焼室
B 再燃焼室
C 接触反応室
D 灰溶融室
E 空間
Claims (4)
- 投入された被焼却物を燃焼してガスと灰とにさせる第1燃焼室と、該第1燃焼室の上部から上方に導かれてくるガスを更に十分な空気を加えて再燃焼させる再燃焼室と、該再燃焼室で燃焼されたガスを十分に空気と接触反応させる接触反応室と、前記第1燃焼室から下方に導かれた灰を溶融燃焼させる灰溶融室とを有し、前記第1燃焼室には、投入された被焼却物をその上に載せて燃焼させると共に水平姿勢と傾斜姿勢とをとることができるように構成した火床と、該火床が前記傾斜姿勢にされた際に火床から移動して落下してくる灰を溜める灰溜め部とを設け、前記火床に対しては傾斜姿勢にある火床を振動させる火床振動手段を配備し、前記灰溜め部には溜まった灰を開閉自在に下方の前記灰溶融室に導く開閉手段を設けてあることを特徴とする焼却炉。
- 第1燃焼室に対して燃焼バーナを、再燃焼室に対して再燃焼バーナを、灰溶融室に対して灰溶融バーナをそれぞれ配備し、また第1燃焼室には、該室での燃焼を助長するための1次空気導入手段と、第1燃焼室内に全体的に空気を供給すると共に第1燃焼室内の温度を調節するための2次空気導入手段とを配備し、また再燃焼室には該室での再燃焼を完全燃焼とするのに必要な空気量を導入するための再燃焼空気導入手段を配備してあることを特徴とする請求項1に記載の焼却炉。
- 灰溶融室で発生した高温ガスを温度調節して第1燃焼室に循環させることを特徴とする請求項1又は2に記載の焼却炉。
- 第1燃焼室内での燃焼雰囲気温度を800〜950℃に制御し、再燃焼室から接触反応室内の雰囲気温度を1000〜1100℃に制御することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の焼却炉。
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