JP3922975B2 - 廃棄物の焼却装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物の焼却装置に係り、特に廃棄物の燃焼によって発生したダイオキシン等の有害物質を効率良く除去する廃棄物の焼却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
廃棄物(発泡材、プラスチック、ゴム材等の高分子系物質)の焼却にあっては、一般的に、灯油等の燃料を用いる助燃バーナを備えた焼却装置を利用している。この焼却装置には、燃焼室を形成する炉体と、この炉体内に空気を送給する送風機と、燃焼室の廃棄物を燃焼する助燃バーナ等の機器とで構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、廃棄物の焼却装置においては、助燃バーナを用いることから、この助燃バーナを常時作動させて廃棄物を燃焼しているので、燃料の消費量や電気の使用量が多くなるとともに、ダイオキシン等の有害物質が多く発生し易く、また、黒鉛や臭気も多く発生するという不都合があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、廃棄物が投入される燃焼室を形成するように底部と筒部とからなる炉壁が備えられた焼却炉を設け、前記炉壁内に散気口管を立設し、この散気口管に所定開口面積の散気口を複数段に形成する廃棄物の焼却装置において、前記焼却炉の上部にはスライド式ガイドレールによってスライド移動可能な蓋体を設け、この蓋体には廃棄物の投入時で該蓋体がスライド移動されたときに前記燃焼室に連通する投入用筒を設け、前記散気口管には下面からの所定の高さ位置を含み該所定の高さ位置よりも上方に前記散気口を複数段に形成し、前記散気口管の前記各段の各散気口においては上段側の散気口の数を下段側の散気口の数よりも増加し且つ上段側の散気口の径を下段側の散気口の径よりも大きく形成し、前記散気口管内に空気を送ってこの空気を前記各散気口から噴出させる送風機を設け、前記炉壁の前記筒部の下側には燃料タンクからの燃料を前記燃焼室に噴出する燃料ノズルを設け、前記炉壁の前記筒部の上側には前記燃焼室の中層・上層の温度を検出する温度センサを設け、前記燃焼室で廃棄物の燃焼中に前記燃焼室の中層・上層の温度が一定値以下になったら燃料ポンプを作動して前記燃料ノズルから燃料を噴出させる制御盤を前記温度センサに連絡して設け、前記送風機から前記散気口管内に空気を送って前記各段の各散気口から横方向に空気を噴出して複数段のエアカーテン層を作り出すことにより、これら複数段のエアカーテン層間に複数段の燃焼エリアを形成し、前記焼却炉の底部位で前記廃棄物が燃焼して液化し且つ気化して発生した気体を上層の高温の燃焼エリアでガス化燃焼することを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
この発明は、廃棄物の焼却に際し、先ず、固体の廃棄物を焼却炉内に投入し、この焼却炉内の底部位で廃棄物に着火し、この廃棄物が燃焼することにより、この廃棄物自体が燃料になって燃焼し、そして、液化し、且つ気化して気体が発生し、散気口管内に空気を送り、この散気口管の各段の各散気口から空気が横方向に噴出されると、この各段の各散気口から噴出された空気によって複数段のエアカーテン層が作り出されることで、これら各段のエアカーテン層間に複数段の燃焼エリアが形成され、そして、廃棄物の燃焼によって発生した気体が上層の燃焼エリアでガス化燃焼され、よって、この気体に含有したダイオキシン等の有害物質が上層の高温の燃焼エリアで十分に燃焼分解されることから、ダイオキシン等の有害物質が十分に除去されるとともに、黒鉛や臭気も除去され、よって、環境の改善に寄与し、また、廃棄物を燃焼させるために常時燃料を供給する必要がないので、助燃バーナを不要とし、燃料の消費量を低減するとともに、電気の使用量も低減し、よって、省エネルギーに寄与することができる。
【0006】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図1〜10は、この発明の第1実施例を示すものである。図1において、2は廃棄物(発泡材、プラスチック、ゴム材等の高分子系物質)の焼却装置である。この焼却装置2は、基台4上に焼却炉6と送風機(ブロワ)8とを設置して構成されている。
【0007】
基台4は、長方形状であり、基台上板10と基台下板12間で、幅方向Yの複数の幅側基台鋼材14、14、14、14を所定間隔で配設することによって構成されている。この基台4の下面となる基台下板12の各隅部位には、キャスタ16が夫々取り付けられている。
【0008】
基台4の基台上板10上には、焼却炉6が立設されている。この焼却炉6は、炉壁18と、この炉壁18を覆うように配置した四角形状の外側カバー20と、これら炉壁18及び外側カバー20の上部に配置された蓋体22とを備えている。
【0009】
炉壁18は、断熱機能を有し、底部24とこの底部24に連設した筒部26とによって有底筒形状に形成され、上方に開口28を有する燃焼室30を形成している。
【0010】
外側カバー20は、第1、第2端板32−1、32−2・第1、第2側板34−1、34−2とからなり、筒部26を覆うことで、長手方向Xの一側の第1端板32−1側で第1空間36−1を形成するとともに、長手方向Xの他側の第2端板32−2側で第2空間部36−2を形成する。第1、第2側板34−1、34−2は、図2に示す如く、長手方向Xに延長して筒部26の外面に接している。
【0011】
蓋体22は、介在板38を介して炉壁18及び外側カバー20の上面に配設されている。この蓋体22は、断熱機能を有する蓋壁40と、この蓋壁40の外面に取り付けた長手方向Xの第1、第2蓋側部鋼材42−1A、42−2A・幅方向Yの第1、第2蓋端部鋼材42−1B、42−2Bとからなる。
【0012】
この蓋体22は、図1、2に示す如く、スライド式ガードレール44によって炉壁18及び外側カバー20に対して長手方向Xにスライド可能に設けられている。このスライド式ガードレール44は、第1側板34−1の上部に設けた第1下側レール部46−1Aと、この第1下側レール部46−1Aに係合するように第1蓋側部鋼材42−1Aに設けた第1上側レール部46−1Bと、第2側板34−2の上部に設けた第2下側レール部46−2Aと、この第2下側レール部46−2Aに係合するように第2蓋側部鋼材42−2Aに設けた第2上側レール部46−2Bとからなる。
【0013】
この蓋体22には、図1、8に示す如く、廃棄物投入口48と煙突口50とが長手方向Xに並んで形成され、廃棄物投入口48に投入用筒52が設けられているとともに、煙突口50に煙突54が設けられている。蓋体22が炉壁18及び外側カバー20の上面に合致しているときには、煙突54が燃焼室30に連通する一方、蓋体22が炉壁18及び外側カバー20の上面で外側カバー20の第1端板32−1側にスライド移動されたときには、投入用筒52が燃焼室30に連通する。
【0014】
筒部26の下部位には、図1、9に示す如くに示す如く、灰取出開口56が形成され、この灰取出開口56に灰取出蓋枠58が挿着され、この灰取出蓋枠58に灰取出蓋60が着脱可能に設けられている。この灰取出蓋60は、灰取出蓋壁62を収容した蓋カバー部64と、この蓋カバー部64に連結した端面板66と、この端面板66の端部位で灰取出蓋枠58の突出端部58Aに係合するように折曲形成された係合部68と、端面板66の外面に固着された取手70とを有している。
【0015】
炉壁18内の略中央部位には、散気口管72が立設されている。この散気口管72は、下部のねじ部72Aが炉壁18の底部24の管取付孔74に取り付けられている。
【0016】
この散気口管72には、図2〜6に示す如く、下面からの所定の高さ位置H、つまり、下面からの所定の高さ位置(H1)を含み該所定の高さ位置(H1)よりも上方で且つ所定開口面積の内径Dの散気口76が複数段に形成されている。即ち、立設された散気口管72の側部位72Bにおいては、図2、3に示す如く、例えば、第1高さ位置H1=45mmで、第1散気口76−1が、第1内径D1=3mmで、且つ、図6(A)に示す如く、円周方向等間隔で6箇所に形成され、第2高さ位置H2=65mmで、第2散気口76−2が、第2内径D2=3mmで、且つ、図6(B)に示す如く、円周方向等間隔で9箇所に形成され、第3高さ位置H3=105mmで、第3散気口76−3が、第3内径D3=3mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第4高さ位置H4=305mmで、第4散気口76−4が、第4内径D4=3mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第5高さ位置H5=345mmで、第5散気口76−5が、第5内径D5=3mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第6高さ位置H6=545mmで、第6散気口76−6が、第6内径D6=3mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第7高さ位置H7=585mmで、第7散気口76−7が、第7内径D7=3mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第8高さ位置H8=785mmで、第8散気口76−8が、第8内径D8=4mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成され、第9高さ位置H9=825mmで、第9散気口76−9が、第9内径D9=4mmで、且つ、図6(C)に示す如く、円周方向等間隔で18箇所に形成されている。つまり、散気口管72に形成される各段の散気口76は、下段から上段に向かって、その数が増加し且つ開口面積が大きく形成されている。散気口管72の頂部位は、管蓋72Aによって閉塞されている。
【0017】
この散気口管72の下端には、図1に示す如く、空気連絡管78の一端側が接続している。この空気連絡管78は、基台4の基台空間80内に配置され、中央部位の各幅側基台鋼材14−2、14−2の各挿通孔82を経て外側カバー20の第2端板32−2側に延設している。
【0018】
この空気連絡管78の他端側には、送風機8が接続している。この送風機8は、基台下板12に支持材84によって支持され、基台上板10に形成した孔部86から上方に突出し、第2端板32−2と基台上板10とに接続されて段差88Aを有する縞鋼板88で覆われている。
【0019】
第2端板32−2と筒部26との間の第2空間36−2の下側には、基台上板10に立設した土台90上に燃料タンク92が設置されているとともに、この燃料タンク92に連結した燃料ポンプ94が配設されている。この燃料ポンプ94は、燃料管96を経て燃料ノズル98に燃料としての灯油を供給する。
【0020】
この燃料ノズル98は、図1に示す如く、筒部26の下側で、第3散気口76−3と第4散気口76−4との中間付近の高さ位置Mに設けられ、燃焼室30に燃料としての灯油を噴射するものである。また、筒部26には、図7に示す如く、円周方向等間隔に、例えば、3つの第1〜3燃料ノズル98−1〜98−3が設けられている。
【0021】
第2端板32−2には、燃料タンク92の高さ位置に、メンテナンス扉100が設けられている。
【0022】
また、筒部26には、上側で、第7散気口76−7と第8散気口76−8との中間付近の高さ位置に、温度センサ(サーモスタット)102が設けられている。この温度センサ102は、センサ側連絡線104を介して第2端板32−2の外面に取り付けた制御盤106に連絡している。この制御盤106は、温度表示器としての機能を有し、ポンプ側連絡線108を介して燃料ポンプ94に連絡し、燃焼室30内の中層・上層の温度が一定値(例えば摂氏800度)以下になったら、燃料ポンプ94を作動して燃料ノズル98から燃料を噴出させ、燃焼室30内の中層・上層の温度を常時一定値以上に保持させる。
【0023】
次に、この第1実施例の作用を説明する。
【0024】
廃棄物の焼却の際に、焼却装置2においては、図10に示す如く、先ず、蓋体22を炉壁18及び外側カバー20上に合致している状態で(実線で示す)、投入筒52から固定の廃棄物を投入すると、この廃棄物が第2空間部36−2の介在板38上に位置し、そして、蓋体22を第1端板32−1側にスライド移動して投入筒52が燃焼室30の上方に位置すると(二点鎖線で示す)、廃棄物が燃焼室30に落下し(一点鎖線で示す)、そして、蓋体22を炉壁18及び外側カバー20上に合致するように元の位置に戻すと、煙突54が燃焼室30の上方に配置される(実線で示す)。
【0025】
そして、燃料ポンプ94の作動によって燃料ノズル98から燃料を燃焼室30内に噴射し、次いで、この燃焼室30の底部位の廃棄物に所定の着火手段(図示せず)によって着火し、この廃棄物が燃焼することにより、この廃棄物自体が、燃料して燃焼して行き、そして、液化し、且つ、気化して気体が発生する。このとき、燃焼室30内の中層・上層の温度が一定値(例えば摂氏800度)以上になると、燃料ポンプ94の作動が停止されて燃料ノズル98からの燃料の噴射が中止される一方、燃焼室30の中層・上層の温度が一定値(例えば摂氏800度)以下になったら、燃料ポンプ94の作動によって燃料ノズル98から燃料が噴出され、燃焼室30の中層・上層の温度が常時一定値以上に保持されている。
【0026】
またこのとき、送風機8によって散気口管72内に空気を送り、この散気口管72の各段の各散気口76から空気が噴出されると、この各段の各散気口76から散出された空気によって複数段(例えば4段)のエアカーテン層Eが形成されることで、これら各段のエアカーテン層E間に複数段(例えば3段)の燃焼エリアFが形成される。つまり、図1、2に示す如く、各段の散気口76−1〜76−9が存在する第1〜第9高さ位置H1〜H9で、横方向に第1〜9エア流れG1〜G9が生じ、隣接する第1〜3エア流れG1〜G3によって第1エアカーテン層E1が形成され、隣接する第4、5エア流れG4、G5によって第2エアカーテン層E2が形成され、隣接する第6、7エア流れG6、G7によって第3エアカーテン層E3が形成され、隣接する第8、9エア流れG8、G9によって第4エアカーテン層E4が形成され、この結果、第1エアカーテン層E1と第2エアカーテン層E2との間に一次燃焼エリアF1(低層)が形成され、第2エアカーテン層E2と第3エアカーテン層E3との間に二次燃焼エリアF2(中層)が形成され、第3エアカーテン層E3と第4エアカーテン層E4との間に三次燃焼エリアF3(上層)が形成される。
【0027】
廃棄物は一次燃焼エリアF1で液化し、そして、この液化した物が気化する。この一次燃焼エリアF1では、摂氏500〜600度位である。
【0028】
そして、気化した気体は、上方の二次燃焼エリアF2でガス化燃焼される。この二次燃焼エリアF2では、摂氏800度位である。
【0029】
更に、二次燃焼エリアF2で燃焼された気体は、上方の三次燃焼エリアF3でガス化燃焼される。この三次燃焼エリアF3では、摂氏1000度位である。
【0030】
従って、廃棄物が、個別の燃焼室を持たない一つの燃焼室30で、3段階の燃焼エリアF1、F2、F3で燃焼されることから、廃棄物が燃焼することで発生した気体に含有したダイオキシン等の有害物質が上層の高温の燃焼エリアF2、F3で十分に燃焼分解されることになり、ガス化燃焼により完全燃焼を実現し、これにより、ダイオキシン等の有害物質が十分に除去されるとともに、黒鉛や臭気も除去され、環境の改善に寄与する。
【0031】
また、廃棄物を燃焼させるために常時燃料を供給する必要がないので、助燃バーナを不要とし、燃料の消費量を低減するとともに、電気の使用量も低減し、よって、省エネルギーに寄与することができる。
【0032】
更に、廃棄物を燃焼室30内に投入する際に、蓋体22をスライド移動して廃棄物を燃焼室30内に投入するので、煙突54と空気取入部分とを除き、燃焼室30が外気と遮断される状態となり、これにより、燃焼室30に外気が入り込まず、不完全燃焼を防止することができる。
【0033】
図11は、この発明の第2実施例を示すものである。
【0034】
以下の実施例においては、上述の第1実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【0035】
この第2実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、炉壁18の筒部26は、内側壁26−1と外側壁26−2とで環状の空間112を有する二重管構造として形成されている。そして、内側壁26−1には、各段の散気口76−1〜76−9が形成されている。また、空間112には、送風機8からの空気が送られる。
【0036】
この第2実施例の構成によれば、炉壁18の空間112に空気を送ることで、各段の散気口76−1〜76−9から燃焼室30の中心側に散出され、エアカーテン層Fを効率良く形成するとともに、燃焼室30内を燃焼のために有効に利用することができ、更に、空間112によって断熱効果を向上することができる。
【0037】
図12は、この発明の第3実施例を示すものである。
【0038】
この第3実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、散気口管72には、炉壁26の内周面の円周方向に空気を噴出するように、湾曲形状の湾曲散気口114を形成した。
【0039】
この第3実施例の構成によれば、燃焼室30内においては、湾曲散気口114からの空気が炉壁18の筒部26の内周面26Aの円周方向に噴出されて、噴出した空気に回転流を生じさせることができ、より強いエアカーテン層Fを作り出すことができる。
【0040】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、廃棄物の燃焼によって発生した気体に含有したダイオキシン等の有害物質が上層の高温の燃焼エリアで十分に燃焼分解されることから、ダイオキシン等の有害物質が十分に除去されるとともに、黒鉛や臭気も除去され、よって、環境の改善に寄与し、また、廃棄物を燃焼させるために常時燃料を供給する必要がないので、助燃バーナを不要とし、燃料の消費量を低減するとともに、電気の使用量も低減し、よって、省エネルギーに寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼却装置の断面図である。
【図2】図1のII−II線による焼却装置の断面図である。
【図3】散気口の口径と高さ位置を示す説明図である。
【図4】散気口管の側面図である。
【図5】散気口管の散気口の正面図である。
【図6】(A)は散気口を円周方向等間隔に6箇所に設けた概略説明図である。
(B)は散気口を円周方向等間隔に9箇所に設けた概略説明図である。
(C)は散気口を円周方向等間隔に18箇所に設けた概略説明図である。
【図7】図1のVII−VII線による焼却装置の断面図である。
【図8】図1のVIII−VIII線による焼却装置の断面図である。
【図9】図1の焼却装置の灰取出口部位の断面図である。
【図10】廃棄物を燃焼室に投入する際の概略説明図である。
【図11】第2実施例において焼却炉の断面図である。
【図12】第3実施例において散気口管の湾曲散気口の断面図である。
【符号の説明】
2 焼却装置
6 焼却炉
8 送風機
18 炉壁
20 外側カバー
22 蓋体
30 燃焼室
44 スライド式ガードレール
72 散気口管
76 散気口
98 燃料ノズル
106 制御盤
E エアカーテン層
F 燃焼エリア

Claims (1)

  1. 廃棄物が投入される燃焼室を形成するように底部と筒部とからなる炉壁が備えられた焼却炉を設け、前記炉壁内に散気口管を立設し、この散気口管に所定開口面積の散気口を複数段に形成する廃棄物の焼却装置において、前記焼却炉の上部にはスライド式ガイドレールによってスライド移動可能な蓋体を設け、この蓋体には廃棄物の投入時で該蓋体がスライド移動されたときに前記燃焼室に連通する投入用筒を設け、前記散気口管には下面からの所定の高さ位置を含み該所定の高さ位置よりも上方に前記散気口を複数段に形成し、前記散気口管の前記各段の各散気口においては上段側の散気口の数を下段側の散気口の数よりも増加し且つ上段側の散気口の径を下段側の散気口の径よりも大きく形成し、前記散気口管内に空気を送ってこの空気を前記各散気口から噴出させる送風機を設け、前記炉壁の前記筒部の下側には燃料タンクからの燃料を前記燃焼室に噴出する燃料ノズルを設け、前記炉壁の前記筒部の上側には前記燃焼室の中層・上層の温度を検出する温度センサを設け、前記燃焼室で廃棄物の燃焼中に前記燃焼室の中層・上層の温度が一定値以下になったら燃料ポンプを作動して前記燃料ノズルから燃料を噴出させる制御盤を前記温度センサに連絡して設け、前記送風機から前記散気口管内に空気を送って前記各段の各散気口から横方向に空気を噴出して複数段のエアカーテン層を作り出すことにより、これら複数段のエアカーテン層間に複数段の燃焼エリアを形成し、前記焼却炉の底部位で前記廃棄物が燃焼して液化し且つ気化して発生した気体を上層の高温の燃焼エリアでガス化燃焼することを特徴とする廃棄物の焼却装置。
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