JP3936884B2 - ストーカ式焼却炉の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理する焼却炉、特に乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るストーカを備え、後燃焼ストーカ上で発生した後燃焼段ガスを炉外へ引き抜いて冷却した後、後燃焼段ガスを還流ガスとして炉内へ吹き込むようにしたストーカ式焼却炉の制御方法の改良に係り、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスの性状を測定することによって後燃焼ストーカ上での燃焼量（後燃焼ストーカ上の可燃分量）を把握し、これに基づいて後燃焼ストーカに供給する一次燃焼空気の量を最適化し、焼却灰の仕上がりを安定化させると共に、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜く後燃焼段ガスの性状を安定化させるようにしたストーカ式焼却炉の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、都市ごみや産業廃棄物等（以下ごみと云う）の処理方法としては、所謂焼却による処理がその主流を占めており、ストーカ式焼却炉や流動床式焼却炉を用いた処理方法が多く実用化されている。その中でもストーカ式焼却炉は、多くの稼働実績を有する焼却炉であり、ごみを比較的安定して燃焼させることができると云う優れた実用的効用を有している。又、ストーカ式焼却炉には、大都市部でのごみの排出量の増加に伴い、大量のごみを連続的に焼却処理できるように大容量で且つ自動運転型のものが多く用いられている。
【０００３】
図３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、ごみ供給ホッパ３２、ストーカ３３、乾燥ストーカ３３ａ、燃焼ストーカ３３ｂ、後燃焼ストーカ３３ｃ、ストーカ下ホッパ３４、一次燃焼室３５、二次燃焼室３６、灰出し口３７、排ガス出口３８、一次燃焼空気供給ダクト３９、一次燃焼空気送風機４０、二次燃焼空気供給ダクト４１、二次燃焼空気送風機４２、ダンパ４３、還流ガスダクト４４、還流ガス送風機４５及び熱交換器４６等から構成されている。
【０００４】
而して、前記ストーカ式焼却炉３０によれば、ごみ供給ホッパ３２から炉内に供給されたごみは、乾燥ストーカ３３ａ上へ連続的に供給され、ここで乾燥ストーカ３３ａ下から供給される一次燃焼空気Ａ１と高温状態にある一次燃焼室３５からの輻射熱により加熱・乾燥されると共に、ごみの一部に燃焼が始まる。これにより、ごみ中の水分や揮発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、乾燥されたごみは、引き続き乾燥ストーカ３３ａから燃焼ストーカ３３ｂ上へ送られ、ここで燃焼ストーカ３３ｂ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３３ｂ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３３ｂの下流側端部に於いて燃え切ったごみは、引き続き後燃焼ストーカ３３ｃ上へ送られ、ここで後燃焼ストーカ３３ｃ下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殆どない焼却灰となった後、灰出し口３７から落下排出される。
【０００５】
一方、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生した揮発分や未燃分を多く含む乾燥・燃焼段ガスＧ１（又は主燃焼ガス）は、一次燃焼室３５内を上昇して行き、又、後燃焼ストーカ３３ｃ上で発生した残存酸素を多く含む後燃焼段ガスＧ２は、後燃焼ストーカ３３ｃの上部空間から引き抜かれて熱交換器４６により減温された後、還流ガスとして一次燃焼室３５の下流側領域に吹き込まれる。これにより、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１は、一次燃焼室３５の下流側領域に於いて後燃焼段ガスＧ２により攪拌・混合されることになる。その結果、一次燃焼室３５と二次燃焼室３６との間には、燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ１と後燃焼段ガスＧ２が混合されたガス）の温度及び組成が均一な還元ゾーン４７が形成されることになり、ＮＯｘの発生が抑制される。
その後、還元ゾーン４７内の燃焼ガスは、二次燃焼室３６へ上昇して行き、ここで二次燃焼室３６内に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２により更に攪拌・混合され、燃焼ガス中に含まれる未燃ガス等が完全燃焼された後、排ガスとなって排ガス出口３８から排出される。
【０００６】
前記ストーカ式焼却炉３０は、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１を炉内へ吹き込まれる後燃焼ストーカ３３ｃ上方の後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）と二次燃焼空気Ａ２とにより二回に亘って攪拌・混合するようにしているため、大量の燃焼空気を炉内へ吹き込むことなく、燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ１と後燃焼段ガスＧ２が混合されたガス）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、ＮＯｘやダイオキシン類等の発生を抑制することができると云う優れた利点がある。
【０００７】
【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、燃焼ストーカ３３ｂ上の燃え切り点の位置を安定させることは、焼却灰の熱灼減量（焼却灰に含まれる未燃分の割合）の低減や燃焼ガスの完全燃焼、焼却炉の長寿命化を図るうえで極めて重要な要因である。
そのため、従来のストーカ式焼却炉３０では、工業用テレビによる画像処理や放射温度計による温度測定によって燃焼ストーカ３３ｂ上の燃え切り点の位置を検出し、これに基づいて一次燃焼空気Ａ１の供給量やストーカ３３の作動速度等を自動調整し、燃焼ストーカ３３ｂ上の燃え切り点の位置を制御するようにしている。
【０００８】
ところが、ストーカ式焼却炉３０で焼却処理されるごみは、収集の形態や地域性、季節等によりごみ質が多様に変化する。その結果、燃焼ストーカ上３３ｂの燃え切り点の位置も、ごみ質の変化等により変動することになる。
従って、後燃焼ストーカ３３ｃ上方の後燃焼段ガスＧ２を炉外へ引き抜いてこれを還流ガスとして炉内へ吹き込む方式のストーカ式焼却炉３０に於いては、後燃焼ストーカ３３ｃの上部空間から引き抜く後燃焼段ガスＧ２の量を一定にすると、ごみ質の変動に伴う燃焼ストーカ３３ｂ上の燃え切り点の位置の変動により後燃焼ストーカ３３ｃ上での燃焼量（主に固定炭素の燃焼）が変化し、後燃焼ストーカ３３ｃ上方から引き抜かれる後燃焼段ガスＧ２の性状も変動することになる。
【０００９】
特に、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生するＨＣｌやＳＯｘ等の腐食性ガスを多く含んだ乾燥・燃焼段ガスＧ１の一部を引き抜くと、還流ガスダクト４４内を流れる後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）のＨＣｌ濃度やＳＯｘ濃度が高くなるため、還流ガスダクト４４や還流ガス送風機４５、熱交換器４６に腐蝕の問題を生じることになり、これらの寿命が低下することになる。
又、後燃焼ストーカ３３ｃ上方から引き抜く後燃焼段ガスＧ２の量は、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１を攪拌・混合するのに必要な量を確保しなければならないため、燃え切り点の位置より下流側で発生するガス量に合せて後燃焼ストーカ３３ｃ上方から引き抜く後燃焼段ガスＧ２の量を変動させるのは好ましくない。
【００１０】
図４（Ａ）〜（Ｃ）はストーカ３３上の燃え切り点の位置と後燃焼ストーカ３３ｃ上方のガスの性状を示す説明図である。
即ち、図４（Ａ）に示すようにストーカ３３上の燃え切り点の位置が基準位置（燃焼ストーカ３３ｂの下流側端部）にある場合には、後燃焼ストーカ３３ｃの上部空間から常時同じ性状の後燃焼段ガスＧ２（酸素濃度が高くて揮発分や未燃分の少ない後燃焼段ガスＧ２）を引き抜くことができると共に、後燃焼ストーカ３３ｃ上での燃焼量（後燃焼ストーカ３３ｃ上の可燃分量）も最適なものとなり、焼却灰の仕上がりも安定化することになる。
又、図４（Ｂ）に示すようにストーカ３３上の燃え切り点の位置が基準位置よりもストーカ３３の下流側（図４の右側）に移動した場合には、後燃焼ストーカ３３ｃ上での燃焼量（後燃焼ストーカ３３ｃ上の可燃分量）が増加するためにそれに見合った一次燃焼空気Ａ１を供給しなければ、焼却灰の仕上がりの低下（未燃分の増加）を招くことになる。然も、乾燥ストーカ３３ａ及び燃焼ストーカ３３ｂ上で発生するＨＣｌやＳＯｘ等の腐食性ガスを多く含んだ乾燥・燃焼段ガスＧ１の一部を後燃焼ストーカ３３ｃの上部空間から引き抜き易くなるため、還流ガスダクト４４内を流れる後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）のＨＣｌ濃度やＳＯｘ濃度が高くなって還流ガスダクト４４や還流ガス送風機４５、熱交換器４６に腐蝕の問題を生じることになる。
更に、図４（Ｃ）に示すようにストーカ３３上の燃え切り点の位置が基準位置よりもストーカ３３の上流側（図４の左側）に移動した場合には、後燃焼ストーカ３３ｃ上での燃焼量（後燃焼ストーカ３３ｃ上の可燃分量）が少なくなるために必要以上に一次燃焼空気Ａ１を供給すると、焼却灰を過冷却することになり、焼却灰の仕上がりを低下させることになる。
【００１１】
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、その目的は後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスの性状を測定することによって後燃焼ストーカ上での燃焼量を把握し、これに基づいて後燃焼ストーカに供給する一次燃焼空気の量を最適化し、焼却灰の仕上がりの安定化並びに後燃焼ストーカの上部空間から引き抜かれる後燃焼段ガスの性状の安定化を図るようにしたストーカ式焼却炉の制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１に記載の発明は、乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るストーカを備え、後燃焼ストーカ上で発生した後燃焼段ガスを炉外へ引き抜いてこれを還流ガスとして炉内へ吹き込むようにしたストーカ式焼却炉に於いて、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスのＯ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、何れか一つ又は複数のガス濃度を測定し、測定したガス濃度の値が設定値になるように後燃焼ストーカへ供給する一次燃焼空気の量を制御するようにしたことに特徴がある。
【００１３】
又、本発明の請求項２に記載の発明は、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスのＯ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、何れか一つ又は複数のガス濃度をレーザ式ガス濃度計により測定するようにしたことに特徴がある。
【００１４】
【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ためのストーカ式焼却炉１の一例を示すものであり、当該ストーカ式焼却炉１は、炉本体２、ごみ供給ホッパ３、ストーカ４、乾燥ストーカ４ａ、燃焼ストーカ４ｂ、後燃焼ストーカ４ｃ、ストーカ下ホッパ５、一次燃焼室６、二次燃焼室７、灰出し口８、排ガス出口９、一次燃焼空気供給装置１０、還流ガスダクト１１、還流ガス送風機１２、熱交換器１３、二次燃焼空気供給装置１４、レーザ式ガス濃度計１５及び制御装置１６等から構成されており、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃ下に個別に一次燃焼空気Ａ１を供給してストーカ４上のごみを順次乾燥、燃焼、おき燃焼させつつ、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスＧ２を還流ガスとして一次燃焼室６の下流側領域に吹き込んで一次燃焼室６と二次燃焼室７との間に還元ゾーン１７を形成し、更に、還流ガスダクト１１内の後燃焼段ガスＧ２の性状を測定し、これに基づいて後燃焼ストーカ４ｃへ供給する一次燃焼空気Ａ１の量を制御すると共に、二次燃焼室７内に二次燃焼空気Ａ２を吹き込んで燃焼ガス（乾燥ストーカ４ａ及び燃焼ストーカ４ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１と後燃焼ストーカ４ｃ上で発生した後燃焼段ガスＧ２が混合されたガス）中の未燃ガス等を完全燃焼させるようにしたものである。
【００１５】
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５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上のごみを攪拌しながら上流側から下流側（図１の左側から右側）へ前進させるようになっている。
又、ストーカ４の上方位置には、ストーカ４下から供給された一次燃焼空気Ａ１によりストーカ４上を順次前進するごみを燃焼させる一次燃焼室６と、一次燃焼室６で燃焼して生成された未燃ガスや未燃物を燃焼させる二次燃焼室７とが夫々設けられている。
【００１６】
前記一次燃焼空気供給装置１０は、ストーカ４下の各ストーカ下ホッパ５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ダクト１８と、一次燃焼空気供給ダクト１８に接続された一次燃焼空気送風機１９と、一次燃焼空気供給ダクト１８の分岐部分に介設され、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ダンパ２０等から構成されており、各ダンパ２０を制御す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０．９〜１．０となるようにしている。
【００１７】
前記還流ガスダクト１１は、後燃焼ストーカ４ｃ上で発生した後燃焼段ガスＧ２（残存酸素が多く含まれ、揮発分や未燃分の少ないガス）を引き抜いてこれを還流ガスとして一次燃焼室６の下流側領域に導くものであり、後燃焼ストーカ４ｃ上方の炉壁に形成したガス引抜き口１１ａと一次燃焼室６の下流側領域の炉壁に形成したガス吹込み口１１ｂとを連通状に接続し、還流ガスダクト１１に介設した還流ガス送風機１２により後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から後燃焼段ガスＧ２をガス引抜き口１１ａへ吸い込み、この吸い込んだ後燃焼段ガスＧ２を還流ガスとしてガス吹込み口１１ｂから一次燃焼室６の下流側領域へ吹き込めるようになっている。
【００１８】
ところで、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から引き抜く後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）の量は、乾燥ストーカ４ａ及び燃焼ストーカ４ｂ上で発生した揮発分や未燃分を多く含んだ乾燥・燃焼段ガスＧ１を良好且つ確実に攪拌・混合するため、常時必要量以上確保（一定）するのが好ましい。
この実施の形態に於いては、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から引き抜く後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）の量は、燃焼ストーカ４ｂ上の燃え切り点の位置が基準位置にあるときに後燃焼ストーカ４ｃへ供給されている必要な一次燃焼空気Ａ１の量をベースに一定量としている。
【００１９】
尚、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から後燃焼段ガスＧ２を炉外へ引き抜き、引き抜いた後燃焼段ガスＧ２を還流ガスとして二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の炉内に吹き込むのは、一次燃焼室６内で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１（又は主燃焼ガス）を攪拌・混合し、一次燃焼室６と二次燃焼室７との間にガスの温度及び組成が均一な還元ゾーン１７を形成するためである。
【００２０】
前記熱交換器１３は、還流ガス送風機１２よりも上流側部分（この例ではガス引抜き口１１ａ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た後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）を還流ガス送風機１２の耐用温度以下に減温するためのものである。
【００２１】
前記二次燃焼空気供給装置１４は、二次燃焼室７の炉壁に形成した複数の空気吹込み口２１ａに接続された二次燃焼空気供給ダクト２１と、二次燃焼空気供給ダクト２１に接続された二次燃焼空気送風機２２等から構成されており、常温若しくは予熱された二次燃焼空気Ａ２を空気吹込み口２１ａから二次燃焼室７内に吹き込めるようになっている。
又、二次燃焼室７内に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２は、二次燃焼室７内の燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ１と後燃焼段ガスＧ２が混合されたガス）を攪拌・混合して温度及び組成が均一な燃焼ガスとし、燃焼ガス中の未燃ガス等を完全燃焼できるように適切な量に調整されている。この二次燃焼空気Ａ２の調整は、二次燃焼空気供給ダクト２１に介設したダンパ２０を制御することにより行われている。
この実施の形態に於いては、二次燃焼室７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０．３〜０．４とし、一次燃焼空気Ａ１と二次燃焼空気Ａ２の合計空気量を空気比で約１．３となるようにしている。
【００２２】
前記レーザ式ガス濃度計１５は、還流ガスダクト１１に設置されており、還流ガスダクト１１内を流れている後燃焼段ガスＧ２の特定成分のガス濃度を検出するものである。
即ち、レーザ式ガス濃度計１５は、還流ガスダクト１１に対向状に配設したレーザ発信部１５ａ及びレーザ受信部１５ｂと、レーザ発信部１５ａ及びレーザ受信部１５ｂに接続されたレーザ発信器兼信号処理器１５ｃとから成り、レーザ発信部１５ａより測定対象となるガスの吸収波長のレーザ光を照射し、レーザ受信部１５ｂで受信したレーザ光の減衰度合いによりガスの濃度を測定するものである。
このレーザ式ガス濃度計１５は、還流ガスダクト１１のダクト径が大きい場合には図２（Ａ）に示すようにレーザ発信部１５ａ及びレーザ受信部１５ｂを還流ガスダクト１１の径方向に対向状に配置し、又、還流ガスダクト１１のダクト径が小さい場合には図２（Ｂ）に示すようにレーザ発信部１５ａ及びレーザ受信部１５ｂを還流ガスダクト１１の長手方向に対向状に配置する。
この実施の形態に於いては、還流ガスダクト１１にレーザ式Ｏ₂ 濃度計を設置し、還流ガスダクト１１内を流れる後燃焼段ガスＧ２の酸素濃度を測定するようにしている。
【００２３】
前記制御装置１６は、レーザ式ガス濃度計１５（レーザ式Ｏ₂ 濃度計）からの検出信号に基づいて後燃焼ストーカ４ｃのストーカ下ホッパ５に接続されている一次燃焼空気供給ダクト１８の分岐部分に介設したダンパ２０を開閉制御するものであり、レーザ式ガス濃度計１５（レーザ式Ｏ₂ 濃度計）により測定された還流ガスダクト１１内の後燃焼段ガスＧ２の酸素濃度が設定値（ストーカ４上の燃え切り点の位置が基準位置にあるときに還流ガスダクト１１内を流れている後燃焼段ガスＧ２のＯ₂ 濃度の値）となるように前記ダンパ２０を制御し、後燃焼ストーカ４ｃへ供給される一次燃焼空気Ａ１の量を調整するようになっている。
【００２４】
即ち、レーザ式ガス濃度計１５（レーザ式Ｏ₂ 濃度計）により測定した還流ガスダクト１１内の後燃焼段ガスＧ２の酸素濃度が設定値より低い場合には、後燃焼ストーカ４ｃ上での燃焼量（後燃焼ストーカ４ｃ上の可燃分（主に固定炭素）量）が多いこととなり、一次燃焼空気Ａ１が不足していると同時にＨＣｌ等の腐食性ガスが高くなっているので、制御装置１６により後燃焼ストーカ４ｃのストーカ下ホッパ５に接続されている一次燃焼空気供給ダクト１８の分岐部分に介設したダンパ２０を制御し、後燃焼ストーカ４ｃへ供給される一次燃焼空気Ａ１の量を増加する。
反対にレーザ式ガス濃度計１５（レーザ式Ｏ₂ 濃度計）により測定した還流ガスダクト１１内の後燃焼段ガスＧ２の酸素濃度が設定値より高い場合には、後燃焼ストーカ４ｃ上での燃焼量（後燃焼ストーカ４ｃ上の可燃分量）が少ないのに後燃焼ストーカ４ｃへ一次燃焼空気Ａ１が過剰に入り、後燃焼ストーカ４ｃ上の焼却灰を冷却していることになるので、制御装置１６により後燃焼ストーカ４ｃのストーカ下ホッパ５に接続されている一次燃焼空気供給ダクト１８の分岐部分に介設したダンパ２０を制御し、後燃焼ストーカ４ｃへ供給される一次燃焼空気Ａ１の量を減少させる。
これにより、燃焼ストーカ４ｂ上の燃え切り点の位置が基準位置になく、ストーカ４の下流側又は上流側へ変動した場合でも、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から常時同じ性状の後燃焼段ガスＧ２（酸素濃度が高くてＨＣｌ等の腐食性ガスの少ない後燃焼段ガスＧ２）を引き抜くことができると共に、焼却灰の仕上がりも安定化することになる。
【００２５】
而して、上述したストーカ式焼却炉１に於いては、ごみ供給ホッパ３から炉内に供給されたごみは、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、一次燃焼空気送風機１９から一次燃焼空気供給ダクト１８及び各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃを通して一次燃焼室６に供給される一次燃焼空気Ａ１によって一次燃焼される。
【００２６】
即ち、ごみ供給ホッパ３から炉内に供給されたごみは、ごみ供給プッシャー（図示省略）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と高温状態にある一次燃焼室６からの輻射熱により加熱・乾燥されると共に、ごみの一部に燃焼が始まる。これにより、ごみ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、乾燥されたごみは、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ごみは、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８から落下排出される。
【００２７】
このストーカ式焼却炉１に於いては、後燃焼ストーカ４ｃ上で発生した後燃焼段ガスＧ２（腐食性ガスが殆ど存在せず、酸素濃度の高いガス）を後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から還流ガス送風機１２によりガス引抜き口１１ａに引き抜き、この引き抜いた後燃焼段ガスＧ２を熱交換器１３により減温した後、還流ガスとしてガス吹込み口１１ｂから一次燃焼室６の下流側領域に吹き込んで乾燥ストーカ４ａ及び燃焼ストーカ４ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１（又は主燃焼ガス）を攪拌・混合している。その結果、一次燃焼室６と二次燃焼室７との間に燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ１と後燃焼段ガスＧ２が混合されたガス）の温度及び組成が均一な還元ゾーン１７が形成されることになり、ＮＯｘの発生を十分に抑制することができる。
又、二次燃焼室７内に二次燃焼空気Ａ２を吹き込み、還元ゾーン１７から二次燃焼室７内に上昇して来た燃焼ガスを二次燃焼室７内に於いて二次燃焼空気Ａ２により更に攪拌・混合するようにしている。その結果、二次燃焼室７内に高温の完全燃焼ゾーンが形成されることになり、燃焼ガス中のＣＯ等の未燃ガスが完全燃焼されると共に、ダイオキシン類等の未燃物が完全分解されることになる。
【００２８】
特に、このストーカ式焼却炉１に於いては、還流ガスダクト１１内を流れる後燃焼段ガスＧ２の酸素濃度をレーザ式ガス濃度計１５（レーザ式Ｏ₂ 濃度計）により測定し、測定された酸素濃度が設定値となるように制御装置１６により後燃焼ストーカ４ｃのストーカ下ホッパ５に接続された一次燃焼空気供給ダクト１８に介設したダンパ２０を制御し、後燃焼ストーカ４ｃへ供給される一次燃焼空気Ａ１の量を調整するようにしているため、炉内に供給されるごみ質の変化等によりストーカ４上の燃え切り点の位置が基準位置からストーカ４の下流側又は上流側に変動した場合でも、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から常時同じ性状の後燃焼段ガスＧ２（酸素濃度が高くて腐食性ガスの少ない後燃焼段ガスＧ２）を引き抜くことができる。その結果、還流ガスダクト１１や還流ガス送風機１２、熱交換器１３の腐蝕を抑制することができると共に、後燃焼ストーカ４ｃから排出される焼却灰の熱灼減量を低減させることができる。
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の上部空間から引き抜く後燃焼段ガスＧ２（還流ガス）の量を一定量としているため、乾燥ストーカ４ａ及び燃焼ストーカ４ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ１の攪拌・混合に必要な燃焼ガス量を確保することができ、乾燥・燃焼段ガスＧ１の攪拌・混合を確実且つ良好に行える。
【００２９】
尚、上記実施の形態に於いては、レーザ式ガス濃度計１５にレーザ式Ｏ₂ 濃度計を使用し、レーザ式Ｏ₂ 濃度計により還流ガスダクト１１内を流れる後燃焼ガス（還流ガス）の酸素濃度を測定し、これに基づいて後燃焼ストーカ４ｃ上での燃焼量（燃焼位置）を把握するようにしたが、他の実施の形態に於いては、レーザ式ガス濃度計１５にレーザ式ＣＯ濃度計、レーザ式ＣＯ₂ 濃度計、レーザ式ＨＣｌ濃度計又はレーザ式ＳＯ₂ 濃度計を使用し、これらのレーザ式ガス濃度計１５により還流ガスダクト１１内を流れる後燃焼段ガスＧ２のＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度又はＳＯ₂ 濃度を夫々測定し、測定したガス濃度の値が設定値（ストーカ４上の燃え切り点の位置が基準位置にあるときに還流ガスダクト１１内を流れている後燃焼段ガスＧ２のＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度又はＳＯ₂ 濃度の値）になるように後燃焼ストーカ４ｃへ供給する一次燃焼空気Ａ１の量を制御するようにしても良い。
この場合、後燃焼段ガスＧ２のＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度が設定値より高ければ、乾燥・燃焼段ガスＧ１の一部を後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から引き抜いていることとなり、ストーカ４上の燃え切り点の位置がストーカ４の下流側へ移動しているので、制御装置１６によりダンパ２０を制御し、後燃焼ストーカ４ｃへ供給する一次燃焼空気Ａ１の量を増加する。
【００３０】
又、上記実施の形態に於いては、後燃焼ストーカ４ｃの上部空間から引き抜いた燃焼ガスのＯ₂ 濃度のみを測定し、これに基づいて後燃焼ストーカ４ｃへ供給する一次燃焼空気Ａ１の量を制御するようにしたが、他の実施の形態に於いては、Ｏ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、複数のガス濃度をレーザ式ガス濃度計１５により測定し、これに基づいて後燃焼ストーカ４ｃに供給する一次燃焼空気Ａ１の量を制御するようにしても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスのＯ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、少なくとも何れか一つのガス濃度を測定し、その測定値が設定値になるように後燃焼ストーカへ供給する一次燃焼空気の量を制御するようにしているため、次のような優れた効果を奏することができる。
（１）即ち、本発明は、ごみ質の変化による後燃焼ストーカ上での燃焼量（後燃焼ストーカ上の可燃分量）の変動を後燃焼段ガスの特定成分のガス濃度を測定することにより把握し、これに基づいて後燃焼ストーカに供給する一次燃焼空気の量を制御するようにしているため、後燃焼ストーカに供給する一次燃焼空気の量を最適化することができ、灰の熱灼減量（未燃分）を低減することができる。
（２）又、本発明は、後燃焼ストーカへ供給される一次燃焼空気の量を最適化して後燃焼ストーカの上部空間から引き抜かれる後燃焼段ガスの性状を安定化するようにしているため、後燃焼ストーカの上部空間からＨＣｌ、ＳＯｘ等の腐食性ガスを多く含んでいる乾燥・燃焼段ガスを引き抜くことがなく、燃え切り点以降の酸素濃度が高くＨＣｌ等の腐食性ガスの少ない後燃焼段ガスのみを引き抜くことができ、還流ガスダクト及び還流ガス送風機等の腐蝕を抑制することができる。
（３）更に、本発明は、後燃焼ストーカへ供給される一次燃焼空気の量を最適化してストーカ上の燃え切り点以降のガス量を一定とし、これを後燃焼ストーカの上部空間から引き抜くようにしているため、乾燥・燃焼段ガスの攪拌・混合に必要な還流ガス量を確保することができる。
（４）加えて、本発明は、後燃焼ストーカに供給される一次燃焼空気の量を最適化しているため、ストーカ上の燃え切り点の位置によらず、乾燥ストーカ及び燃焼ストーカ上で発生する乾燥・燃焼段ガスを引き抜くことがなく、熱交換器へ入る後燃焼段ガス温度の変動を抑えることができ、熱交換器の余裕率を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法を実施するためのストーカ式焼却炉の概略図である。
【図２】 還流ガスダクトに設置したレーザ式ガス濃度計を示し、（Ａ）はレーザ発信部及びレーザ受信部を還流ガスダクトの径方向に配置した状態のレーザ式ガス濃度計の概略図、（Ｂ）はレーザ発信部及びレーザ受信部を還流ガスダクトの長手方向に配置した状態のレーザ式ガス濃度計の概略図である。
【図３】 従来のストーカ式焼却炉の概略図である。
【図４】 ストーカ上の燃え切り点の位置と後燃焼ストーカ上方のガスの性状を示す説明図である。
【符号の説明】
１はストーカ式焼却炉、４はストーカ、４ａは乾燥ストーカ、４ｂは燃焼ストーカ、４ｃは後燃焼ストーカ、１５はレーザ式ガス濃度計、Ａ１は一次燃焼空気、Ｇ２は後燃焼段ガス。

Claims (2)

1. 乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るストーカを備え、後燃焼ストーカ上で発生した後燃焼段ガスを炉外へ引き抜いてこれを還流ガスとして炉内へ吹き込むようにしたストーカ式焼却炉に於いて、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスのＯ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、何れか一つ又は複数のガス濃度を測定し、測定したガス濃度の値が設定値になるように後燃焼ストーカへ供給する一次燃焼空気の量を制御するようにしたことを特徴とするストーカ式焼却炉の制御方法。
2. 後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスのＯ₂ 濃度、ＣＯ濃度、ＣＯ₂ 濃度、ＨＣｌ濃度、ＳＯ₂ 濃度のうち、何れか一つ又は複数のガス濃度をレーザ式ガス濃度計により測定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制御方法。

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