JP3956862B2 - Combustion control method for waste incinerator and waste incinerator - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥等の廃棄物を焼却する火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法、及びこのような燃焼制御方法を実施するのに好適な火格子式廃棄物焼却に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられている。その代表的なものの概略図を図３に示す。ホッパ３１に投入された廃棄物３２は、シュートを通して乾燥火格子３３に送られ、下からの空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開始した廃棄物３２は、燃焼火格子３４に送られ、下から送られる燃焼空気により熱分解されてガス化され、一部は燃焼する。そして、更に後燃焼火格子３５で、廃棄物中の未燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、主灰シュート３６より外部に取り出される。
【０００３】
燃焼は燃焼室３７内で行われ、二次燃焼室４１で二次的な燃焼が行われて可燃性ガスが完全に燃焼する。二次燃焼室４１からの排ガスは、廃熱ボイラ４３に送られ、熱交換された後に減温塔、バグフィルタ等を経由して外部に放出される。
【０００４】
このような火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉において、廃棄物を焼却処理する場合、廃棄物が性状の異なる数多くの物質からなるため、炉内の燃焼状態を一定に維持することは困難であり、燃焼室３７内の温度や燃焼ガスの濃度の分布が時間的、空間的に不均一となることは避けられない。
【０００５】
このような課題を解決する方法として、特開平１１−２１１０４４号公報（特許文献１）には、蓄熱式バーナで発生させた高温気体を、焼却炉の主燃焼室又は二次燃焼室に吹き込む方法が開示されている。この技術は、焼却炉において発生する排ガス中の、ＣＯ及び芳香族系炭化水素等を多く含む未燃ガスや有害物質等を低減させることを目的としたものである。
【０００６】
また、特開平１１−２７０８２９号公報（特許文献２）には、ごみ焼却炉において発生した燃焼排ガス中のＣＯ濃度が、予め設定されているダイオキシン低減のための値となるように、燃焼排ガス中のＣＯ値、Ｏ2値および焼却炉の炉内温度に基づいて、ごみ焼却炉の火格子速度、燃焼用空気量および炉温冷却用空気量を制御する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１１０４４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１１−２７０８２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、廃棄物焼却炉において、廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で実際に炉内に供給する空気量を除した比（空気比）は１．７〜２．０程度である。これは、一般的な燃料の燃焼に必要な空気比である１．０５〜１．２に比べて大きくなっている。この理由は、廃棄物には他の液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ不均質なため、燃焼を行うには多量の空気が必要なためである。しかし、空気比が多くなるに従って排ガス量も多くなり、大型の排ガス処理設備が必要となっている。
【００１０】
空気比を小さくすれば排ガス量は低減し、排ガス処理設備がコンパクトになり、その結果廃棄物焼却施設全体が小型化して設備費を低減することができる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤量も低減できるので、運転費を低減できる。さらに、熱回収できずに失われる熱量を低減できるので、廃熱ボイラの熱回収率が向上し、これに伴ってごみ発電の発電効率を上げることができる。
【００１１】
このように、低空気比燃焼に対する利点は大きいが、低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題がある。すなわち、低空気比で燃焼させると、燃焼が不安定となり、ＣＯの発生が増加したり、火炎温度が局所的に上昇してＮＯｘが急増したり、煤が大量に発生したり、クリンカが発生したり、局所的な高温により炉の耐火物の寿命が短くなるという問題点があった。上記特許文献１及び特許文献２に記載されている燃焼技術では、このような問題点を解決することが不十分であった。
【００１２】
また、炉温冷却用空気として、空気のみ、或いは、空気に焼却炉からの排ガスを混合して用いることは、新たな空気を炉内に導入することとなるので排ガス総量の低減ができないという問題もある。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を行った場合においてもＣＯやＮＯｘ等の有害ガスの発生量が低減でき、さらに、焼却炉から排出される排ガス総量を大幅に低減できる廃棄物焼却炉の燃焼制御方法及び廃棄物焼却炉を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１５】
請求項１の発明は、火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけることを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１において、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（１）及び（２）を満足することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１において、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（３）及び（４）を満足することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）
請求項４の発明は、火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけ、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、廃棄物として都市ごみを燃焼する際にはＱ１を１、Ｑ２を０．１とし、都市ごみ以外の灰分や水分の少ない廃棄物を燃焼する際にはＱ１を０．８〜０．９、Ｑ２を０．１より大きくして、下式（１）及び（２）を満足するようにＱ１、Ｑ２及びＱ３を設定することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）
請求項５の発明は、火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけ、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、廃棄物として都市ごみを燃焼する際にはＱ１を１、Ｑ２を０．１とし、都市ごみ以外の灰分や水分の少ない廃棄物を燃焼する際にはＱ１を０．９、Ｑ２を０．１より大きくして、下式（３）及び（４）を満足するようにＱ１、Ｑ２及びＱ３を設定することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）
【００１８】
請求項６の発明は、請求項２乃至請求項５のいずれかにおいて、Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつ、Ｑ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６において、焼却炉内の状況を監視する因子が、燃焼室内で発生した可燃性ガスの二次燃焼を行う二次燃焼領域出口近傍における、ガス温度、ガス中Ｏ ２ 濃度、ガス中ＣＯ濃度、ガス中ＮＯ Ｘ 濃度のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物焼却炉の燃焼制御方法である。
【００２０】
請求項８の発明は、燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込む燃焼用一次空気吹き込み手段と、高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込む高温ガス吹き込み手段と、焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込む循環排ガス吹き込み手段とを備え、さらに、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（１）及び（２）を満足させるように、Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつＱ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節するＱ３調節手段を備えることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）
【００２１】
請求項９の発明は、燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込む燃焼用一次空気吹き込み手段と、高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込む高温ガス吹き込み手段と、焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込む循環排ガス吹き込み手段とを備え、さらに、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（３）及び（４）を満足させるように、Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつＱ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節するＱ３調節手段を備えることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉である。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る廃棄物焼却炉３０の一実施形態を示す概略側断面図である。
【００２４】
図1に示す廃棄物焼却炉３０は、燃焼室３と、この燃焼室３の上流側（図１の左側）に配置され廃棄物２を燃焼室３内に投入するためのホッパ１と、このホッパ１と反対側の燃焼室３下流側の上方に連設されるボイラ１２とを有する火格子式のニ回流炉である。
【００２５】
燃焼室３の底部には、廃棄物２を移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）が設けられている。この火格子は、ホッパ１から遠ざかるに従って下がるように傾斜して設けられている。この火格子には２つの段差が形成されており、３つの部分に分かれる。この３つの火格子を、ホッパ１に近い方から、乾燥火格子５、燃焼火格子６、後燃焼火格子７と呼んでいる。乾燥火格子５では主として廃棄物２の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子６では主として廃棄物２の熱分解、部分酸化が行われ、可燃性ガスの燃焼が行われる。燃焼火格子６において廃棄物２の燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子７上では、僅かに残った廃棄物２中の未燃分を完全に燃焼させる。完全に燃焼した後の燃焼灰は、主灰シュート１５より排出される。
【００２６】
上記乾燥火格子５、燃焼火格子６及び後燃焼火格子７の下部には、それぞれ風箱８，９，１０が設けられている。ブロワ１３により供給される燃焼用一次空気は、燃焼用一次空気供給管１６を通って前記各風箱８，９，１０に供給され、各火格子５，６，７を通って燃焼室３内に供給される。なお、火格子下から供給される燃焼用一次空気は、火格子上の廃棄物２の乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子の冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。
【００２７】
ホッパ１と反対側の燃焼室３出口には、廃熱ボイラ１２の二次燃焼領域１７が連設されている。そして、燃焼室３内には、燃焼室３の出口近傍に、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスを分流するための障壁（中間天井）１１が設けられ、可燃性ガスと燃焼ガスの流れを主煙道２０と副煙道２１に分流している。前記主煙道２０と副煙道２１に分流された可燃性ガスと燃焼ガスは、廃熱ボイラ１２に導かれ、そこで混合・攪拌され、廃熱ボイラ１２の一部である二次燃焼領域１７内で二次燃焼し、この二次燃焼により発生した燃焼排ガスは廃熱ボイラ１２で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ１２から排出された燃焼排ガスは、ダクト１４を通って第一の除塵装置１８に送られ、そこで前記燃焼排ガス中に含まれる飛灰の回収が行われる。前記第一の除塵装置１８で除塵された後の燃焼排ガスは、消石灰による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに第二の除塵装置１９に送られ、活性炭などが回収される。前記第二の除塵装置１９で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、誘引ファン２２により誘引され、煙突２３から大気中に放出される。なお、前記除塵装置１８，１９としては、例えば、バグフィルタ方式、サイクロン方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。
【００２８】
このような装置構成において、本発明は、燃焼用一次空気を火格子下から燃焼室内に吹き込み、高温ガスを前記燃焼室内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込み、焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスを前記燃焼室内の後燃焼領域に吹き込むことにより、廃棄物焼却炉の燃焼制御を行うものである。なお、図１においては、中間天井１１を有し、火格子が傾斜して設けられている炉を図示しているが、本発明はこのような中間天井を有しない炉や火格子が水平に設けられている炉においても適用できることは言うまでもない。
［燃焼用一次空気の吹き込み］
ここで、前記燃焼用一次空気は、上述したように、ブロワ１３から燃焼用一次空気供給管１６を通って各乾燥火格子５、燃焼火格子６及び後燃焼火格子７のそれぞれの下部に設けられた風箱８，９，１０に供給された後、各火格子５，６，７を通って燃焼室３内に供給される。燃焼室３内に供給される燃焼用一次空気の流量は、前記燃焼用一次空気供給管１６に設けられた流量調節弁２４により調整され、さらに、各風箱に供給される流量は、各風箱に分岐して設けられたそれぞれの供給管１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに備える流量調節弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄにより調節される。また、前記風箱及び燃焼用一次空気を供給するための燃焼用一次空気供給管等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。
［高温ガスの吹き込み］
前記高温ガスは、燃焼室３内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込まれる。これは、高温ガスは火炎が存在し、可燃性ガスが多く存在する領域に吹き込むことが燃焼を安定させる上で好ましいためである。なお、火格子式或いは流動床式の廃棄物焼却炉において、可燃性ガスが多く存在する領域は、燃焼開始領域から主燃焼領域までである。
【００２９】
廃棄物が焼却される場合、まず水分の蒸発が起こり、次いで熱分解・部分酸化反応が起こり、可燃性ガスが生成し始める。ここで燃焼開始領域とは、廃棄物の燃焼が始まり、廃棄物の熱分解、部分酸化により可燃性ガスが生成し始める領域である。また、主燃焼領域とは、廃棄物の熱分解、部分酸化と燃焼が行われ、可燃性ガスが発生し火炎を伴って燃焼している領域であり、火炎を伴う燃焼が完了する点（燃え切り点）までの領域である。燃え切り点より後の領域では、廃棄物中の固形未燃分（チャー）が燃焼するチャー燃焼領域（熾燃焼領域）となる。火格子式焼却炉では燃焼開始領域は乾燥火格子の上部空間であり、主燃焼領域は燃焼火格子の上部空間に相当する。
【００３０】
高温ガスを燃焼室３内の燃焼開始領域から主燃焼領域に吹き込むことにより廃棄物層直上によどみ領域または旋回領域を形成して、廃棄物から発生した可燃性ガスの混合、攪拌が促進されるので安定した燃焼が行われる。その結果、ＣＯ，ＮＯｘ、ダイオキシン類等の有害物質の発生を抑制すると共に煤の生成を抑制することができる。このため、焼却炉全体に吹き込む空気の量を減少させ、低空気比燃焼を行うことができる。
【００３１】
また、廃棄物層の直上に高温ガスが吹き込まれるので、高温ガスからの熱輻射と顕熱によって加熱され、廃棄物の熱分解が促進される。
【００３２】
ここで、前記高温ガスとしては、例えば、ガス温度２００〜６００℃程度、含有する酸素濃度１０〜１８％程度のものを用いることが好ましい。これにより、上述の効果がより効果的に発揮され、低ＮＯｘ化、低ＣＯ化がより促進される。
【００３３】
前記のガス温度及び酸素濃度となるような高温ガスとしては、返送排ガス又は返送排ガスと空気の混合ガスを用いることが好適である。返送排ガスは、廃棄物焼却炉より排出される排ガスの一部であり、従来はこれを燃焼室内あるいは二次燃焼領域に戻すことによりその顕熱を利用したり、燃焼室内のガス混合を改善して燃焼状態の改善を図ることに用いられているものである。
【００３４】
前記返送排ガスが所定の条件を満たしている場合は、返送排ガスをそのまま炉内に吹き込めばよいが、返送排ガスの温度が低く、かつ、酸素濃度が低いことがある。この場合、バーナ燃焼ガス等の高温燃焼ガス、或いは、高温空気製造装置や熱風炉による高温の空気を返送排ガスに混合して、温度と酸素濃度が所定の条件を満たすような高温ガスとして、炉内に吹き込むようにしてもよい。
【００３５】
また、二次燃焼領域からの排ガスを返送して使用する場合、その返送排ガスが、温度が十分高く、かつ酸素濃度が高いものであれば、高温空気製造装置等を設けることなく、その返送排ガスを高温空気の代わりに使って、空気と混合して吹き込んでもよい。さらに、二次燃焼領域からの返送排ガスの温度と酸素濃度が所定の条件を満たすようなものであれば、その返送排ガスを高温ガスとして直接炉内に吹き込んでもよい。
【００３６】
前記高温空気製造装置の例としては、蓄熱バーナや、レキュペレータ、燃焼バーナからの燃焼ガスに空気や酸素を混合するもの、酸素富化バーナ等が使用できる。
【００３７】
ここで、返送排ガスと、高温燃焼ガス或いは高温空気とをガス混合装置により混合して高温ガスを調製する場合に、前記ガス混合装置をエゼクタ装置２９とすることもできる。この場合、前記高温燃焼ガス或いは高温空気をエゼクタ装置２９に導いて、これを駆動流として、前記返送排ガスを吸引しながら混合して、燃焼室３内に吹き込むようにする。このようにすれば、返送排ガスを導出するためのブロワが必要でないので、装置構成が簡単になると共に、返送排ガス中に含まれるダスト等によるトラブルを軽減することが可能となる。
【００３８】
図１においては、高温ガス吹き込み口２５は燃焼室３内の燃焼開始領域から主燃焼領域に相当する乾燥火格子５上部及び燃焼火格子６の左側上部に設置されている。ここで、廃棄物の熱分解反応は温度が２００℃程度で起こり、温度が４００℃程度となった段階でほぼ完了する。高温ガスを可燃性ガスが生成している領域に吹込むことにより、可燃性ガスの混合、攪拌が促進され安定した燃焼が行われる。図１に示す例では、乾燥火格子５の後部及び燃焼火格子６の前部に相当するので、これらの位置にガス吹き出し口２５を設けて高温ガスを吹き込んでいる。廃棄物２の組成、性状によっては、もっと高い温度で熱分解反応が完了するものがあり、この場合は、図１に示す位置より後側（図の右側）にも、ガス吹き出し口２５を設けることが好ましい。
【００３９】
また、ガス吹き出し口２５は、図１に示すように、燃焼開始領域から主燃焼領域の各領域における燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に、より好ましくは燃焼室高さの１／３を超えない高さ位置に設けることが好ましい。これにより、燃焼室内の廃棄物層直上において、ガス吹き出し口２５から吹き込まれた高温ガスによって保炎効果が現われるため、炉内の廃棄物層直上に高温領域（火炎）を定在させることができる。よって、廃棄物の熱分解が効率的に行われると共に、高温領域が天井から遠くなるので、内壁近傍での消炎が軽減されると共に、天井の焼損程度を軽減することができる。なお、前記燃焼室高さとは、火格子の各部において、主燃焼が行われる空間の高さであって、火格子から燃焼室天井又は二次燃焼用空気が吹き込まれる位置までの高さをいう。
【００４０】
図１においては、燃焼室３の両側面に対向して少なくとも一対のガス吹き出し口２５を設け、ここから高温ガスを吹き込んでいる。ここで、ガス吹き出し口２５はガスの吹き込み方向が水平、又は下向きとなるように設けることが好ましい。
【００４１】
廃棄物から発生する可燃性ガスは、通常上向きに流れる。よって、高温ガスの吹き込み方向が上向きであると、可燃性ガスと高温ガスの流れが同じ方向の速度成分を持つことになり、攪拌の効果が小さくなって、高温ガス吹き込みの効果が低減する。これに対し、高温ガスの吹き込み方向が水平あるいは下向きであると、上昇する可燃性ガスと高温ガスが良く攪拌されるようになり、可燃性ガスの燃焼を促すことができる。このような攪拌作用を促す意味では、ガス吹き出し口は下向けに設けることが好ましいが、あまり角度を付けすぎると、燃焼室３の幅方向全体に高温ガスが届かなくなる。よって角度は下向き１０〜２０°の範囲とすることが特に好ましい。なお、一般に焼却炉の燃焼におけるダイオキシン類などの有害物質を低減する要因は３Ｔといわれている。これらは、温度（Temperature）、攪拌（Turbulence）、滞留時間(Time)であるが、特に、高温ガスを下向きに吹き込むことにより、攪拌（Turbulence）と、滞留時間(Time)を向上させることができ、高温ガスの攪拌効果により焼却炉内の空間温度をより均一化することができる。
【００４２】
なお、前記高温ガスの燃焼室３内への吹き込みは燃焼室３の片側側面からのみ行うようにしてもよい。さらに、燃焼室３の側面からではなく、中間天井、又は天井から吹き込むようにしてもよい。
［焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスの吹き込み］前記焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスは、燃焼室３内の後燃焼領域に吹き込まれる。
【００４３】
ここで、前記焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスとしては、図１に示すように、例えば、焼却炉３０から排出され第一の除塵装置１８を通過した後の排ガスの一部を抜き出したガス（ガス温度：１６０〜２００℃程度、酸素濃度：５〜８％程度）、或いは、第二の除塵装置１９を通過した後の排ガスの一部を抜き出したガス（ガス温度：１５０〜１９０℃程度、酸素濃度：５〜８％程度）を用いることができる。また、前記循環排ガスは、焼却炉３０から排出された排ガスをそのまま用いても良く、空気を混合したものであっても良い。
【００４４】
前記排ガスに空気を混合する場合、混合する空気を駆動流とするエゼクタを用いて排ガスを吸引しながら混合して、燃焼室３内の後燃焼領域に吹き込むようにしてもよい。このようにすれば、排ガスを抜き出すためのブロワが必要でないので、装置構成が簡単になると共に、排ガス中に含まれる腐食性ガス等によるトラブルを軽減することが可能となる。
【００４５】
また、前記循環排ガスを吹き込む後燃焼領域とは、燃焼室３内の後燃焼火格子７上方空間をいう。前記循環排ガスを後燃焼領域に吹き込むことにより、燃焼室３内後燃焼領域の火炎温度を低下させ、局所的な高温領域の発生を防止して、ＮＯｘの発生を抑制する。さらに、低酸素濃度（５〜８％程度）の循環排ガスを吹き込むことにより、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけ、ＮＯｘの発生を抑制する。
【００４６】
また、後燃焼領域に前記循環排ガスを吹き込むことにより、後燃焼領域での酸素濃度を低下させ、燃料過濃雰囲気に近づけることにより、後燃焼火格子７上の焼却灰に含まれるチャー中の窒素分がＮＯｘに転換されるのを抑制する。
【００４７】
また、前記後燃焼領域に循環排ガスを吹き込むための循環排ガス吹き出し口２７は、燃焼室高さの１／３を超えない高さ位置に、より好ましくは燃焼室高さの１／５を超えない高さ位置に設けることが好ましい。ここで、前記燃焼室高さとは、火格子の各部において、主燃焼が行われる空間の高さであって、火格子から燃焼室天井又は二次燃焼用空気が吹き込まれる位置までの高さをいう。燃焼室高さの１／３を超えない高さ位置、より好ましくは燃焼室高さの１／５を超えない高さ位置から循環排ガスを後燃焼領域に吹き込むことにより、循環排ガスが火格子上の焼却灰層の直上に吹き込まれ、上述のＮＯｘ発生抑制効果がより効果的に発揮される。
【００４８】
なお、燃焼室３の後燃焼領域に設けた循環排ガス吹き出し口２７はガスの吹き込み方向が水平、又は下向きとなるように設けることが好ましい。循環排ガスの吹き込み方向が上向きであると、後燃焼領域内の雰囲気ガスと循環排ガスの流れが同じ方向の速度成分を持つことになり、攪拌の効果が小さくなって、循環排ガス吹き込みの効果が低減する。これに対し、循環排ガスの吹き込み方向が水平あるいは下向きであると、上昇する後燃焼領域内の雰囲気ガスと循環排ガスが良く攪拌されるようになる。なお、攪拌効果をより向上させるために、循環排ガスが旋回流を形成するように吹き込むことが好ましい。
【００４９】
また、前記火格子下から燃焼室３内に吹き込まれる燃焼用一次空気により供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、前記燃焼室３内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込まれる高温ガスにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、前記燃焼室３内の後燃焼領域に吹き込まれる循環排ガスにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とは、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（１）及び（２）、より好ましくは下式（３）及び（４）を満足するように吹き込むことが好ましい。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）
ここで、前記廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量は、燃焼室内に投入される廃棄物の性状及び成分等から決定される廃棄物の単位質量当りの燃焼に必要な酸素量（Ｎｍ3／ｋｇ）と、焼却炉における廃棄物の焼却速度（ｋｇ／ｈｒ）との積（Ｎｍ3／ｈｒ）により決定される。また、前記Ｑ１は、火格子２５，２６，２７から燃焼室３内に供給される燃焼用一次空気により供給される単位時間当りの酸素量であり、前記燃焼用一次空気の流量を増減させることにより調整する。また、Ｑ２及びＱ３は、それぞれ前記燃焼室３内の燃焼開始領域から主燃焼領域までの間の任意の領域に吹き込まれる高温ガスの流量及び前記燃焼室３内の後燃焼領域に吹き込まれる循環排ガスの流量を増減させることにより調整される。
【００５０】
なお、以下において、Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３をλと記載する。
【００５１】
前記Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を上式の範囲とすることにより、廃棄物焼却炉において低空気比燃焼（１．３≦λ≦１．５）を行った場合においてもＣＯやＮＯｘ等の有害ガスの発生量が低減でき、焼却炉から排出される排ガス総量を大幅に低減できる。
【００５２】
廃棄物の燃え残りや有害物質の発生を抑制して安定した低空気比燃焼を達成させる配分比としては、Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．１：０．２５、λ＝１．３５を基準とし、炉内に投入される廃棄物の組成や性状等に基づきλを１．３〜１．５の範囲でＱ１，Ｑ２，Ｑ３を上記の範囲内で調整する。
【００５３】
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，λの具体例を以下に記載する。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．１：０．２５、λ＝１．３５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．２：０．１、λ＝１．３
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．２５：０．１５、λ＝１．４
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．２：０．２、λ＝１．４
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．２５：０．２、λ＝１．４５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．３：０．２、λ＝１．５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．１：０．３、λ＝１．３
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．１：０．３５、λ＝１．３５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．２：０．２５、λ＝１．３５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．３：０．１５、λ＝１．３５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．３：０．１、λ＝１．３
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９：０．２５：０．２、λ＝１．３５
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８：０．３：０．２５、λ＝１．３５
以下、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の調整基準を説明する。
【００５４】
［Ｑ１の調整基準］
通常の都市ごみ等の廃棄物を乾燥させ燃焼させるにはＱ１＝１．０を基準とし、灰分の少ない廃棄物や水分の少ない廃棄物、例えばプラスチック等を燃焼する際には、Ｑ１を０．８〜０．９程度に減らし、その代わりにＱ２を増加させる。
【００５５】
［Ｑ２の調整基準］
通常の都市ごみ等の廃棄物を燃焼させるにはＱ２＝０．１を基準とし、灰分や水分が少なく可燃分が大部分である廃棄物、例えばプラスチック等、或いは、揮発分の大きい廃棄物を燃焼させる場合には、Ｑ２を増加させる。Ｑ２が少ないと、上述の高温ガス吹き込みの効果が十分に得られない。なお、上記範囲を超えてＱ２を増加させると、低空気比燃焼が達成できず、高温ガスを発生させるための燃料代が嵩む。
【００５６】
［Ｑ３の調整基準］
まず、廃棄物焼却炉の標準操業基準として、上記基準に基づき、廃棄物の組成や性状等を考慮してＱ１及びＱ２を決定し、次いでＱ３の標準値を設定する。廃棄物焼却炉の実際の操業では標準操業基準で操業していても、焼却炉内の燃焼状況が変化し排出される排ガス中の有害物質量が変動することがある。そこで、前記決定したＱ１及びＱ２の値は維持したまま、廃棄物焼却炉内の状況を監視する因子に基づいてＱ３を調節する。このような燃焼制御方法をとることにより、焼却炉内の燃焼状況が変化しても、燃焼を安定して行うように調整でき、最終的に廃棄物焼却炉から排出される排ガス中の有害物質量を制御しやすくなり、さらに、焼却炉の燃焼制御系を簡単にすることができる。
【００５７】
ここで、前記廃棄物焼却炉内の状況を監視する因子としては、例えば、燃焼室３内で発生した可燃性ガスと燃焼ガスの二次燃焼を行う二次燃焼領域１７出口近傍における、ガス温度、ガス中Ｏ2濃度、ガス中ＣＯ濃度、ガス中ＮＯX濃度のいずれか一つ以上とすることが好ましい。前記監視因子の具体的な組み合わせとしては、例えば、▲１▼ガス温度、▲２▼ガス中Ｏ2濃度、▲３▼ガス温度とガス中Ｏ2濃度、▲４▼ガス温度とガス中ＣＯ濃度、▲５▼ガス中ＮＯX濃度とガス温度、▲６▼ガス中ＮＯX濃度とガス中ＣＯ濃度、を用いることができる。
【００５８】
また、前記Ｑ３を調節する方法としては、燃焼室３内の後燃焼領域に吹き込まれる循環排ガスが焼却炉から排出された排ガスのみからなる場合には、前記排ガスの流量を調節することにより行われ、前記循環排ガスが、例えば、焼却炉から排出された排ガスと空気との混合ガスである場合には、この混合される空気量を調節することにより行うことができる。
【００５９】
図２に、Ｑ３の調節方法として、排ガスに混合される空気量を調節する場合における調節手段２６の概略構成の一例を示す。図２に示す調節手段２６は、第一の除塵装置１８を通過した後の排ガスの一部、或いは、第二の除塵装置１９を通過した後の排ガスの一部を抜き出し、ブロワ５２を介して燃焼室３の後燃焼領域に設けた循環排ガス吹き出し口２７から後燃焼領域に循環排ガスを吹き込むための配管２８の途中に設けられる。前記調節手段２６は、排ガスと空気を混合するためのガス混合装置５０と、前記ガス混合装置５０に空気を供給するための空気供給配管５１と、前記ガス混合装置５０に供給する空気量を制御するための空気量制御装置５８とを有する。
【００６０】
前記空気供給配管５１には、空気を取り込むためのブロワ５６と、ガス混合装置５０に供給する空気量を調節する流量調節弁５４とが備えられている。また、前記空気量制御装置５８は、前記監視因子を計測する計測手段５９からの計測信号に基づき排ガスに混合する空気量を決定し、その空気量となるように前記流量調節弁５４を制御する。
【００６１】
なお、後燃焼領域に吹き込まれる循環排ガスが焼却炉から排出された排ガスのみからなる場合には、前記配管２８の途中に設けられたダンパの開度を制御することにより循環排ガス流量の調節が行われる。
【００６２】
表１及び表２に実際の廃棄物焼却炉におけるＱ３の調節方法の一例を示す。監視因子が基準値から変動した場合における排ガス中における有害物質量の変動と、Ｑ３をどのように調節するのかを示している。
【００６３】
Ｑ３の調節は、排ガスに混合される空気量を調節すること、又は、循環排ガスとして焼却炉から排出された排ガスのみを用いる場合は吹き込む排ガス量を調節することにより行う。さらに、前記循環排ガスは、二次燃焼領域１７入口近傍の後燃焼領域の燃焼室３側壁から、後燃焼領域内の雰囲気ガスの流れに対向する方向に旋回流を形成するように吹き込む。
【００６４】
ここで、前記廃棄物焼却炉内の状況を監視する因子である二次燃焼領域１７出口近傍でのガス温度、ガス中Ｏ2濃度、ガス中ＣＯ濃度、ガス中ＮＯX濃度のそれぞれの基準値、及び、その計測手段は以下に示すとおりである。
［基準値］
ガス温度：９５０±５０℃
ガス中Ｏ2濃度：６．０±０．５％
ガス中ＣＯ濃度：平均３０ｐｐｍ以下
（瞬間値が１００ｐｐｍを超えないように制御）
ガス中ＮＯX濃度：１００ｐｐｍ以下
［計測手段］
ガス温度：温度センサ（熱電対、放射温度計）
ガス中Ｏ2濃度：酸素濃度計
ガス中ＣＯ濃度：ＣＯ濃度計
ガス中ＮＯX濃度：ＮＯX濃度計
【００６５】
【表１】

Figure 0003956862
【００６６】
【表２】
Figure 0003956862
【００６７】
焼却炉内で廃棄物と熱分解によって発生する可燃性ガスを適正な速度や温度等の範囲内で燃焼させた場合に、ＣＯ、ＮＯｘ、ＤＸＮ（ダイオキシン類）等の有害物質の発生が最も抑制される。
【００６８】
表１において、二次燃焼領域１７出口近傍でのガス温度が高い場合（（１）の場合）は、燃焼室での燃焼が抑制され、その結果二次燃焼領域での燃焼が急激に行われるためガス温度が上昇していると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度は減少するか変化が無いがＮＯｘ濃度は増加するため、Ｑ３を増加させて、酸素の供給量を増加し燃焼室での燃焼を適正に行うようにする。
【００６９】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中Ｏ2濃度が高い場合（（２）の場合）は、必要以上の酸素が供給された状態で炉内の燃焼が行われていると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度は減少するか変化は無いが、ＮＯｘ濃度は増加するため、Ｑ３を減少させて、酸素の供給量を少なくする。反対に、二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中Ｏ2濃度が低い場合（（３）の場合）は、酸素の供給量がやや不足した状態で炉内の燃焼が行われていると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＮＯｘ濃度は減少するが、ＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度は増加するか変化の無い状態となるため、Ｑ３を増加させて酸素の供給量を多くする。
【００７０】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＣＯ濃度が低い場合（（４）の場合）は、炉内の燃焼が適正に行われている状態と考えられる。この場合は、特に調節の必要は無くＱ３はそのままの状態で維持する。
【００７１】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス温度が低く、ガス中Ｏ2濃度が高い場合（（５）の場合）は、燃焼室の後燃焼領域に吹き込む循環排ガスの流量が過剰であるため、炉内温度が低下し、燃焼が不安定になっていると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度が増加するため、Ｑ３を減少させて炉内温度を上昇させ、燃焼を安定化させる。
【００７２】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス温度が低く、ガス中Ｏ2濃度が低い場合（（６）の場合）は、燃焼室の後燃焼領域に吹き込む循環排ガスの流量が不足しており、燃焼が抑制され、ガス温度が低下していると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度が増加するため、Ｑ３を増加させて燃焼を促進させる。
【００７３】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＣＯ濃度が高く、ガス温度が高い場合（（７）の場合）は、燃焼室での燃焼が不完全で、二次燃焼領域での燃焼が急激に行われるためガス温度が上昇しており、また、未燃焼の可燃性ガスが残存していると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度が増加するため、Ｑ３を増加させて燃焼を適正化させる。
【００７４】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＣＯ濃度が高く、ガス温度が低い場合（（８）の場合）は、廃棄物の供給量が減って燃焼室の後燃焼領域に吹き込む循環排ガスの流量が過剰になったため、炉内温度が低下し、燃焼が不安定になっていると考えられる。この場合、焼却炉から排出されるＣＯ濃度及びＤＸＮ濃度が増加するため、Ｑ３を減少させて炉内温度を上昇させ、燃焼を安定化させる。
【００７５】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＮＯX濃度が高く、ガス温度が高い場合（（９）の場合）は、燃焼室での燃焼が抑制され、その結果二次燃焼領域での燃焼が急激に行われるためガス温度が上昇し、ガス中ＮＯX濃度が増加していると考えられる。この場合にはＱ３を増加させて酸素の供給量を増加させ、燃焼室での燃焼を適正化させるようにする。
【００７６】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＮＯX濃度が低いが、ＣＯ濃度が高い場合（（１０）の場合）は、燃焼室での燃焼が不十分であり、未燃焼の可燃性ガスが残存していると考えられる。この場合には、Ｑ３を増加させて燃焼を適正化させる。
【００７７】
二次燃焼領域１７出口近傍でのガス中ＮＯX濃度が低く、ＣＯ濃度も低い場合（（１１）の場合）は、炉内の燃焼が適正に行われている状態と考えられる。この場合は特に調節の必要は無くＱ３はそのままで維持する。
【００７８】
上記のように制御することにより、複雑な制御を行うことなく効果的に廃棄物焼却炉から排出されるＣＯ、ＮＯｘ、ＤＸＮ等の有害物質の量を低減することが可能となる。
【００７９】
また、表３には、実際の廃棄物焼却炉において、実施例としてＱ１：Ｑ２：Ｑ３＝１．０：０．１：０．２５、λ＝１．３５として廃棄物の燃焼を行った場合に、焼却炉から排出される排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度、ＤＸＮ濃度を測定した結果を示す。なお、表３には、比較例１及び比較例２として、主燃焼領域に吹き込むガスとして高温ガスを用いる代わりに空気を用いて、さらに、後燃焼領域に吹き込むガスとして廃棄物焼却炉から排出された排ガスを用いる代わりに空気を用いて、火格子下から吹き込む燃焼用一次空気により供給される単位時間当りの酸素量ｑ１、主燃焼領域に吹き込む空気により供給される単位時間当りの酸素量ｑ２、後燃焼領域に吹き込む空気により供給される単位時間当りの酸素量ｑ３及びλ’＝ｑ１＋ｑ２＋ｑ３を表３に示すように設定した場合の焼却炉から排出される排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度、ＤＸＮ濃度を測定した結果を示す。
【００８０】
【表３】
Figure 0003956862
【００８１】
表３に示すように、実施例では、低空気比燃焼（λ＝１．３５）が達成でき、ＣＯ、ＮＯｘ、ＤＸＮの発生が抑制されている。それに対し、比較例１では、低空気比燃焼が達成できず（λ’＝１．７）、またＮＯｘの発生量が多い。比較例２では、低空気比燃焼（λ’＝１．３）を行うと、ＮＯｘの発生量は低くなるが、ＣＯの発生が多い。これは、炉内の燃焼状態が不安定になり、可燃性ガスが未燃のままＣＯとして排出されており、さらに煤などの未燃分が発生し、これらによりダイオキシン類の発生量も高くなっている。
【００８２】
また、高温ガスや循環排ガスの吹き込み流量の調整を焼却炉から排出される排ガス流量に対する比率を用いて行ってもよい。これにより、簡便に吹き込み流量の設定や調整を行うことができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を行った場合においてもＣＯやＮＯｘ等の有害ガスの発生量が低減でき、さらに、焼却炉から排出される排ガス総量を大幅に低減できる廃棄物焼却炉の燃焼制御方法及び廃棄物焼却炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物焼却炉の一実施形態を示す概略側断面図である。
【図２】本発明に係る排ガスに混合される空気量調節手段の概略構成の一例を示す図である。
【図３】従来技術に係る廃棄物焼却炉の一例を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
１ ホッパ
２ 廃棄物
３ 燃焼室
４ 焼却灰
５ 乾燥火格子
６ 燃焼火格子
７ 後燃焼火格子
８，９，１０ 風箱
１１ 障壁（中間天井）
１２ 廃熱ボイラ
１３ ブロワ
１４ ダクト
１５ 主灰シュート
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 燃焼用一次空気供給管
１７ 二次燃焼領域
１８ 第一の除塵装置
１９ 第二の除塵装置
２０ 主煙道
２１ 副煙道
２２ 誘引ファン
２３ 煙突
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 流量調節弁
２５ 高温ガス吹き込み口
２６ 調節手段
２７ 循環排ガス吹き出し口
２８ 配管
２９ エゼクタ装置
３０ 廃棄物焼却炉[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion control method for a grate-type waste incinerator that incinerates general waste, industrial waste, waste such as sewage sludge, and a grate-type suitable for implementing such a combustion control method. Regarding waste incineration.
[0002]
[Prior art]
Grate-type waste incinerators are widely used as incinerators for incinerating waste such as municipal waste. A schematic diagram of a representative one is shown in FIG. The waste 32 thrown into the hopper 31 is sent to the drying grate 33 through a chute, dried by air from below and radiant heat in the furnace, and heated to ignite. The waste 32 ignited and started to burn is sent to the combustion grate 34, pyrolyzed and gasified by the combustion air sent from below, and part of it is burned. Further, the unburned matter in the waste is completely burned in the post-burning grate 35. The ash remaining after combustion is taken out from the main ash chute 36.
[0003]
Combustion is performed in the combustion chamber 37, secondary combustion is performed in the secondary combustion chamber 41, and the combustible gas is completely combusted. The exhaust gas from the secondary combustion chamber 41 is sent to the waste heat boiler 43, and after heat exchange, it is discharged to the outside through a temperature reducing tower, a bag filter, and the like.
[0004]
In such a grate-type or fluidized-bed type waste incinerator, when incinerating waste, it is difficult to maintain a constant combustion state in the furnace because the waste consists of many substances with different properties. Thus, it is inevitable that the temperature and the distribution of the concentration of the combustion gas in the combustion chamber 37 are non-uniform in time and space.
[0005]
As a method for solving such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-2111044 (Patent Document 1) discloses a method in which high-temperature gas generated by a regenerative burner is blown into a main combustion chamber or a secondary combustion chamber of an incinerator. Is disclosed. This technique is intended to reduce unburned gas and harmful substances containing a large amount of CO and aromatic hydrocarbons in exhaust gas generated in an incinerator.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-270829 (Patent Document 2) describes in the combustion exhaust gas so that the CO concentration in the combustion exhaust gas generated in the waste incinerator becomes a preset value for dioxin reduction. CO value of O2A method for controlling the grate speed, the amount of combustion air and the amount of air for cooling the furnace temperature of the incinerator based on the value and the in-furnace temperature of the incinerator is disclosed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 11-2111044 A
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-11-270829
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in a waste incinerator, the ratio (air ratio) obtained by dividing the amount of air actually supplied into the furnace by the theoretical amount of air necessary for the combustion of waste is about 1.7 to 2.0. This is larger than 1.05 to 1.2 which is an air ratio necessary for combustion of a general fuel. The reason for this is that the waste contains more non-combustible material than other liquid fuels and gaseous fuels and is inhomogeneous, so that a large amount of air is required for combustion. However, as the air ratio increases, the amount of exhaust gas increases and a large exhaust gas treatment facility is required.
[0010]
If the air ratio is reduced, the amount of exhaust gas is reduced and the exhaust gas treatment facility becomes compact. As a result, the entire waste incineration facility can be miniaturized and the equipment cost can be reduced. In addition, since the amount of chemicals for exhaust gas treatment can be reduced, the operating cost can be reduced. Furthermore, since the amount of heat lost without heat recovery can be reduced, the heat recovery rate of the waste heat boiler can be improved, and the power generation efficiency of waste power generation can be increased accordingly.
[0011]
As described above, although the advantage over the low air ratio combustion is great, there is a problem that the combustion becomes unstable in the low air ratio combustion. That is, when burned at a low air ratio, the combustion becomes unstable, the generation of CO increases, the flame temperature rises locally, NOx increases rapidly, a large amount of soot is generated, and clinker is generated However, there is a problem that the life of the refractory in the furnace is shortened due to a local high temperature. In the combustion techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it has been insufficient to solve such problems.
[0012]
Moreover, as air for cooling the furnace temperature, using only air or mixing the exhaust gas from the incinerator with the air introduces new air into the furnace, so the total amount of exhaust gas cannot be reduced. There is also.
[0013]
The present invention has been made to solve the above problems, and even when low air ratio combustion is performed in a waste incinerator, the generation amount of harmful gases such as CO and NOx can be reduced, and further discharged from the incinerator. An object of the present invention is to provide a waste incinerator combustion control method and a waste incinerator capable of greatly reducing the total amount of exhaust gas discharged.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
[0015]
The invention of claim 1 is a combustion control method for a grate-type waste incinerator, which is a combustion control method for a grate-type waste incinerator, wherein the combustion primary air A is introduced into the combustion chamber from below the grate. Blow in and hot gas BFrom a height that does not exceed 1/2 of the combustion chamber heightIn the combustion chamberBlowing into the area from the rear of the dry grate to the front of the combustion grate in a blowing direction in the range of 20 ° downward from the horizontal, allowing the flame to stand directly above the waste layer,Circulating exhaust gas C containing at least a part of the exhaust gas discharged from the incinerator is disposed in the combustion chamber.Blows into the space above the post-combustion grate, bringing the post-combustion zone closer to the reducing atmosphereThis is a combustion control method for a waste incinerator.
[0016]
The invention of claim 2 is the invention according to claim 1,An oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A, an oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high temperature gas B, and an oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C A waste incinerator combustion control method characterized by satisfying the following expressions (1) and (2) when the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion of waste is 1.
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2)
[0017]
According to a third aspect of the present invention, the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A, the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high temperature gas B, and the circulating exhaust gas C When the amount of oxygen supplied per unit time Q3 is 1 when the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion of waste is 1,(3)as well as(4)Is a combustion control method for a waste incinerator characterized by satisfying
Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4)
The invention of claim 4A combustion control method for a grate-type waste incinerator, wherein the combustion primary air A is blown into the combustion chamber from below the grate, and the high temperature gas B is introduced from a height not exceeding 1/2 of the combustion chamber height. Blowing into the area from the rear of the drying grate in the combustion chamber to the front of the combustion grate in a blowing direction in the range of 20 ° downward from the horizontal, causing a flame to stand just above the waste layer, and exhaust discharged from the incinerator A circulating exhaust gas C containing at least a part of gas is blown into the space above the post-combustion grate in the combustion chamber, the post-combustion region is brought close to a reducing atmosphere, and the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the primary air for combustion A And the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high-temperature gas B and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C are the theoretical oxygen amounts per unit time required for the combustion of waste. If 1 Q1 is set to 1 and Q2 is set to 0.1 when combusting municipal waste as waste, and Q1 is set to 0.8 to 0.9 and Q2 when combusting waste with little ash and moisture other than municipal waste. Is set to be larger than 0.1, and Q1, Q2 and Q3 are set so as to satisfy the following expressions (1) and (2), a combustion control method for a waste incineratorIt is.
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2)
The invention of claim 5A combustion control method for a grate-type waste incinerator, wherein the combustion primary air A is blown into the combustion chamber from below the grate, and the high temperature gas B is introduced from a height not exceeding 1/2 of the combustion chamber height. Blowing into the area from the rear of the drying grate in the combustion chamber to the front of the combustion grate in a blowing direction in the range of 20 ° downward from the horizontal, causing a flame to stand just above the waste layer, and exhaust discharged from the incinerator A circulating exhaust gas C containing at least a part of gas is blown into the space above the post-combustion grate in the combustion chamber, the post-combustion region is brought close to a reducing atmosphere, and the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the primary air for combustion A And the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high-temperature gas B and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C are the theoretical oxygen amounts per unit time required for the combustion of waste. If 1 Q1 is set to 1 and Q2 is set to 0.1 when combusting municipal waste as waste, and Q1 is set to 0.9 and Q2 is set to 0.1 when combusting waste other than municipal waste with less ash and moisture. A combustion control method for a waste incinerator characterized in that Q1, Q2 and Q3 are set so as to satisfy the following expressions (3) and (4)It is.
Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4)
[0018]
The invention of claim 6In any one of Claim 2 thru | or 5, Q3 is adjusted based on the factor which monitors the condition in an incinerator, maintaining Q1 and Q2 at a predetermined value.This is a combustion control method for a waste incinerator.
[0019]
The invention of claim 7In Claim 6, the factor which monitors the condition in an incinerator is gas temperature in the vicinity of the secondary combustion area | region exit which performs the secondary combustion of the combustible gas which generate | occur | produced in the combustion chamber, O in gas 2 Concentration, CO concentration in gas, NO in gas X The concentration according to claim 6, wherein the concentration is at least one of the concentrations.This is a combustion control method for a waste incinerator.
[0020]
The invention of claim 8 is characterized in that combustion primary air blowing means for blowing combustion primary air A from below the grate into the combustion chamber, and hot gas BFrom a height that does not exceed 1/2 of the combustion chamber heightIn the combustion chamberIn the blowing direction in the range of 20 ° downward from horizontal to the area from the rear of the dry grate to the front of the combustion grateHigh temperature gas blowing means for blowing, and circulating exhaust gas C containing at least part of exhaust gas discharged from the incinerator in the combustion chamber.The space above the post-combustion grateWith circulating exhaust gas blowing meansFurthermore, the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A, the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high temperature gas B, and the oxygen amount per unit time supplied by the circulating exhaust gas C Q3 maintains Q1 and Q2 at predetermined values so that the following equations (1) and (2) are satisfied when the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion of waste is 1. Q3 adjustment means that adjusts Q3 based on factors that monitor the situation in the incineratorThis is a grate-type waste incinerator.
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2)
[0021]
The invention of claim 9Combustion primary air blowing means for blowing combustion primary air A into the combustion chamber from below the grate, and a rear portion of the drying grate in the combustion chamber from a height not exceeding 1/2 of the combustion chamber height. From the horizontal to the front of the combustion grate in a blowing direction in the range of 20 ° downward from the horizontal, and circulating exhaust gas C containing at least a part of the exhaust gas discharged from the incinerator in the combustion chamber A circulating exhaust gas blowing means for blowing into the upper space of the post-combustion grate, and further an oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A and an oxygen amount per unit time supplied by the high temperature gas B When Q2 and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C are set to 1 as the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion of waste, the following equations (3) and (4 Grate-type waste incineration characterized by comprising Q3 adjustment means for adjusting Q3 based on a factor for monitoring the situation in the incinerator while maintaining Q1 and Q2 at predetermined values so as to satisfy FurnaceIt is.
Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4)
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
[0023]
FIG. 1 is a schematic sectional side view showing an embodiment of a waste incinerator 30 according to the present invention.
[0024]
A waste incinerator 30 shown in FIG. 1 includes a combustion chamber 3, a hopper 1 disposed on the upstream side (left side in FIG. 1) of the combustion chamber 3 for introducing the waste 2 into the combustion chamber 3, This is a grate-type dual-flow furnace having a boiler 12 connected to the upper side of the downstream side of the combustion chamber 3 opposite to the hopper 1.
[0025]
At the bottom of the combustion chamber 3 is provided a grate (stoker) that burns the waste 2 while moving it. This grate is provided so as to incline so as to be lowered as the distance from the hopper 1 increases. The grate is formed with two steps and is divided into three parts. These three grates are called a dry grate 5, a combustion grate 6, and a post-combustion grate 7 from the side closer to the hopper 1. In the dry grate 5, the waste 2 is mainly dried and ignited. In the combustion grate 6, the waste 2 is mainly thermally decomposed and partially oxidized, and combustible gas is combusted. The combustion of the waste 2 in the combustion grate 6 is substantially completed. On the post-combustion grate 7, the remaining unburned matter in the waste 2 is completely burned. The combustion ash after complete combustion is discharged from the main ash chute 15.
[0026]
Below the dry grate 5, the combustion grate 6, and the post-combustion grate 7, wind boxes 8, 9, and 10 are provided, respectively. The combustion primary air supplied by the blower 13 is supplied to the wind boxes 8, 9, 10 through the combustion primary air supply pipe 16, and passes through the grate 5, 6, 7 in the combustion chamber 3. To be supplied. The primary air for combustion supplied from below the grate is used for drying and burning the waste 2 on the grate, and also has a grate cooling action and a waste agitation action.
[0027]
A secondary combustion region 17 of the waste heat boiler 12 is connected to the outlet of the combustion chamber 3 on the side opposite to the hopper 1. In the combustion chamber 3, a barrier (intermediate ceiling) 11 is provided in the vicinity of the outlet of the combustion chamber 3 for diverting the combustible gas generated from the waste and the combustion gas. The flow is divided into a main flue 20 and a sub flue 21. The combustible gas and the combustion gas divided into the main flue 20 and the sub flue 21 are led to the waste heat boiler 12 where they are mixed and stirred, and the secondary combustion region 17 which is a part of the waste heat boiler 12. The combustion exhaust gas generated by the secondary combustion is recovered by the waste heat boiler 12. After the heat recovery, the combustion exhaust gas discharged from the waste heat boiler 12 is sent to the first dust removing device 18 through the duct 14 where the fly ash contained in the combustion exhaust gas is recovered. The combustion exhaust gas after being dust-removed by the first dust removing device 18 is subjected to neutralization of acid gas by slaked lime and adsorption of dioxins by activated carbon, and is further sent to the second dust removing device 19, where activated carbon and the like are Collected. The combustion exhaust gas that has been dedusted and detoxified by the second dust removing device 19 is attracted by the induction fan 22 and discharged from the chimney 23 into the atmosphere. In addition, as said dust removal apparatuses 18 and 19, dust removal apparatuses, such as a bag filter system, a cyclone system, and an electrostatic dust collection system, can be used, for example.
[0028]
In such an apparatus configuration, the present invention blows primary combustion air into the combustion chamber from below the grate, blows high-temperature gas into any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber, and incinerates. Combustion control of the waste incinerator is performed by blowing circulating exhaust gas including at least a part of exhaust gas discharged from the furnace into a post-combustion region of the combustion chamber. In FIG. 1, a furnace having an intermediate ceiling 11 and having a grate inclined is illustrated. However, in the present invention, a furnace or grate having no intermediate ceiling is horizontally arranged. Needless to say, the present invention can also be applied to the furnace provided.
[Blowing primary air for combustion]
Here, as described above, the primary combustion air is provided at the lower part of each dry grate 5, combustion grate 6, and post-combustion grate 7 from the blower 13 through the primary air supply pipe 16 for combustion. After being supplied to the air boxes 8, 9, 10, the air is supplied into the combustion chamber 3 through the grate 5, 6, 7. The flow rate of the primary combustion air supplied into the combustion chamber 3 is adjusted by a flow rate control valve 24 provided in the primary combustion air supply pipe 16, and the flow rate supplied to each wind box is The flow rate is adjusted by flow control valves 24a, 24b, 24c, and 24d provided in the supply pipes 16a, 16b, 16c, and 16d, which are branched from the box. Further, the configuration of the wind box and the combustion primary air supply pipe for supplying the combustion primary air is not limited to the illustrated one, and may be appropriately selected depending on the scale, shape, application, etc. of the incinerator.
[Blowing hot gas]
The hot gas is blown into an arbitrary region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 3. This is because it is preferable for stabilizing the combustion that the high-temperature gas is blown into a region where a flame exists and a large amount of combustible gas exists. In the grate-type or fluidized-bed type waste incinerator, the region where a large amount of combustible gas exists is from the combustion start region to the main combustion region.
[0029]
When the waste is incinerated, moisture first evaporates, then pyrolysis / partial oxidation occurs, and combustible gas begins to be generated. Here, the combustion start region is a region where combustion of waste starts and combustible gas begins to be generated by thermal decomposition and partial oxidation of the waste. The main combustion region is a region where waste is thermally decomposed, partially oxidized and burned, combustible gas is generated and burned with flame, and combustion with flame is completed (burning This is the area up to the cutting point. In the region after the burn-out point, a char combustion region (soot combustion region) in which solid unburned matter (char) in the waste is combusted is obtained. In the grate-type incinerator, the combustion start area is the upper space of the dry grate, and the main combustion area corresponds to the upper space of the combustion grate.
[0030]
By blowing high temperature gas from the combustion start region in the combustion chamber 3 into the main combustion region, a stagnation region or swirl region is formed immediately above the waste layer, and mixing and stirring of the combustible gas generated from the waste is promoted. Therefore, stable combustion is performed. As a result, generation of soot can be suppressed while suppressing generation of harmful substances such as CO, NOx, dioxins and the like. For this reason, the amount of air blown into the entire incinerator can be reduced, and low air ratio combustion can be performed.
[0031]
Further, since the high temperature gas is blown directly on the waste layer, it is heated by heat radiation and sensible heat from the high temperature gas, and thermal decomposition of the waste is promoted.
[0032]
Here, as the high-temperature gas, for example, it is preferable to use a gas having a gas temperature of about 200 to 600 ° C. and an oxygen concentration of about 10 to 18%. Thereby, the above-mentioned effect is exhibited more effectively, and the reduction of NOx and the reduction of CO are further promoted.
[0033]
As the high-temperature gas having the above gas temperature and oxygen concentration, it is preferable to use return exhaust gas or a mixed gas of return exhaust gas and air. Returned exhaust gas is a part of the exhaust gas discharged from the waste incinerator. Conventionally, returning the exhaust gas to the combustion chamber or the secondary combustion region can utilize the sensible heat or improve the gas mixing in the combustion chamber. This is used to improve the combustion state.
[0034]
When the return exhaust gas satisfies a predetermined condition, the return exhaust gas may be blown into the furnace as it is, but the temperature of the return exhaust gas may be low and the oxygen concentration may be low. In this case, a high-temperature combustion gas such as a burner combustion gas, or a high-temperature gas produced by mixing high-temperature air from a high-temperature air production apparatus or hot-air furnace with the returned exhaust gas so that the temperature and oxygen concentration satisfy predetermined conditions, You may make it blow in.
[0035]
In addition, when the exhaust gas from the secondary combustion region is returned and used, if the return exhaust gas has a sufficiently high temperature and high oxygen concentration, the return exhaust gas is not provided without providing a high-temperature air production device or the like. May be used instead of hot air and mixed with air. Further, as long as the temperature and oxygen concentration of the return exhaust gas from the secondary combustion region satisfy predetermined conditions, the return exhaust gas may be directly blown into the furnace as a high temperature gas.
[0036]
As examples of the high-temperature air production apparatus, a heat storage burner, a recuperator, a mixture of air and oxygen with combustion gas from a combustion burner, an oxygen-enriched burner, or the like can be used.
[0037]
Here, when the return exhaust gas and the high-temperature combustion gas or high-temperature air are mixed by the gas mixing device to prepare the high-temperature gas, the gas mixing device can be used as the ejector device 29. In this case, the high-temperature combustion gas or high-temperature air is guided to the ejector device 29, and this is used as a driving flow to mix while sucking the return exhaust gas and blown into the combustion chamber 3. In this way, since a blower for deriving the return exhaust gas is not required, the configuration of the apparatus is simplified, and troubles due to dust or the like contained in the return exhaust gas can be reduced.
[0038]
In FIG. 1, the hot gas inlet 25 is installed on the upper portion of the dry grate 5 and the upper left side of the combustion grate 6 corresponding to the main combustion region from the combustion start region in the combustion chamber 3. Here, the thermal decomposition reaction of waste occurs at a temperature of about 200 ° C., and is almost completed when the temperature reaches about 400 ° C. By blowing high temperature gas into the region where the combustible gas is generated, mixing and stirring of the combustible gas are promoted and stable combustion is performed. In the example shown in FIG. 1, since it corresponds to the rear part of the dry grate 5 and the front part of the combustion grate 6, the gas blowout port 25 is provided at these positions to blow high temperature gas. Depending on the composition and properties of the waste 2, the pyrolysis reaction may be completed at a higher temperature. In this case, a gas outlet 25 is also provided on the rear side (right side of the figure) from the position shown in FIG. 1. It is preferable.
[0039]
Further, as shown in FIG. 1, the gas outlet 25 is located at a height not exceeding 1/2 of the combustion chamber height in each region from the combustion start region to the main combustion region, more preferably at the combustion chamber height. It is preferable to provide at a height not exceeding 1/3. As a result, the flame holding effect is exhibited by the high-temperature gas blown from the gas outlet 25 immediately above the waste layer in the combustion chamber, so that a high-temperature region (flame) can be established immediately above the waste layer in the furnace. . Therefore, the thermal decomposition of the waste is efficiently performed, and the high temperature region is far from the ceiling, so that the flame extinguishing near the inner wall is reduced and the degree of burning of the ceiling can be reduced. The combustion chamber height refers to the height of the space where main combustion is performed in each part of the grate, and the height from the grate to the position where the combustion chamber ceiling or secondary combustion air is blown. .
[0040]
In FIG. 1, at least a pair of gas blowing ports 25 are provided facing both side surfaces of the combustion chamber 3, and hot gas is blown from here. Here, it is preferable to provide the gas blowing port 25 so that the gas blowing direction is horizontal or downward.
[0041]
The combustible gas generated from the waste usually flows upward. Therefore, if the blowing direction of the high-temperature gas is upward, the flow of the combustible gas and the high-temperature gas have velocity components in the same direction, the stirring effect is reduced, and the high-temperature gas blowing effect is reduced. On the other hand, when the blowing direction of the high temperature gas is horizontal or downward, the rising combustible gas and the high temperature gas are well stirred, and combustion of the combustible gas can be promoted. In order to promote such a stirring action, it is preferable to provide the gas outlet port downward, but if the angle is set too much, the high temperature gas does not reach the entire width direction of the combustion chamber 3. Therefore, it is particularly preferable that the angle is in a downward range of 10 to 20 °. In general, a factor that reduces harmful substances such as dioxins in combustion in an incinerator is said to be 3T. These are temperature, agitation (Turbulence), and residence time (Time). In particular, by blowing high temperature gas downward, agitation (Turbulence) and residence time (Time) can be improved. The space temperature in the incinerator can be made more uniform due to the stirring effect of the high temperature gas.
[0042]
The hot gas may be blown into the combustion chamber 3 only from one side surface of the combustion chamber 3. Furthermore, you may make it blow in from an intermediate | middle ceiling or a ceiling instead of from the side surface of the combustion chamber 3. FIG.
[Blowing of circulating exhaust gas including at least part of exhaust gas discharged from incinerator] Circulating exhaust gas including at least part of exhaust gas discharged from the incinerator is blown into a post-combustion region in the combustion chamber 3.
[0043]
Here, as the circulating exhaust gas including at least a part of the exhaust gas discharged from the incinerator, as shown in FIG. 1, for example, the exhaust gas after being discharged from the incinerator 30 and passing through the first dust removing device 18 is used. Gas extracted partially (gas temperature: about 160 to 200 ° C., oxygen concentration: about 5 to 8%) or gas extracted partially after passing through the second dust removing device 19 (gas temperature) : About 150 to 190 ° C., oxygen concentration: about 5 to 8%). The circulating exhaust gas may be the exhaust gas discharged from the incinerator 30 as it is or may be a mixture of air.
[0044]
When air is mixed with the exhaust gas, the exhaust gas may be sucked and mixed using an ejector that uses the mixed air as a driving flow, and then blown into the rear combustion region in the combustion chamber 3. In this way, since a blower for extracting the exhaust gas is not necessary, the configuration of the apparatus is simplified, and troubles caused by corrosive gas contained in the exhaust gas can be reduced.
[0045]
The post-combustion region into which the circulating exhaust gas is blown refers to the space above the post-combustion grate 7 in the combustion chamber 3. By blowing the circulating exhaust gas into the post-combustion region, the flame temperature in the post-combustion region in the combustion chamber 3 is lowered, the generation of a local high temperature region is prevented, and the generation of NOx is suppressed. Furthermore, by blowing circulating exhaust gas having a low oxygen concentration (about 5 to 8%), the post-combustion region is brought closer to the reducing atmosphere and the generation of NOx is suppressed.
[0046]
Also, by blowing the circulating exhaust gas into the post-combustion region, the oxygen concentration in the post-combustion region is lowered and brought closer to the fuel rich atmosphere, so that nitrogen in the char contained in the incinerated ash on the post-combustion grate 7 Suppresses conversion of minutes into NOx.
[0047]
Further, the circulating exhaust gas outlet 27 for blowing the circulating exhaust gas into the post-combustion region is at a height not exceeding 1/3 of the combustion chamber height, more preferably not exceeding 1/5 of the combustion chamber height. It is preferable to provide at a height position. Here, the combustion chamber height is the height of the space where the main combustion is performed in each part of the grate, and is the height from the grate to the position where the combustion chamber ceiling or secondary combustion air is blown. Say. By circulating circulating exhaust gas into the post-combustion region from a height position not exceeding 1/3 of the combustion chamber height, more preferably not exceeding 1/5 of the combustion chamber height, the circulating exhaust gas is placed on the grate. The above-described NOx generation suppression effect is more effectively exhibited.
[0048]
The circulating exhaust gas outlet 27 provided in the post-combustion region of the combustion chamber 3 is preferably provided so that the gas blowing direction is horizontal or downward. When the direction of circulating exhaust gas blowing is upward, the atmosphere gas in the post-combustion zone and the flow of circulating exhaust gas have velocity components in the same direction, reducing the effect of stirring and reducing the effect of circulating exhaust gas blowing. To do. On the other hand, if the blowing direction of the circulating exhaust gas is horizontal or downward, the atmospheric gas and the circulating exhaust gas in the after-burning region that rises are well stirred. In addition, in order to improve the stirring effect more, it is preferable to blow in so that the circulating exhaust gas forms a swirling flow.
[0049]
Further, an oxygen amount Q1 per unit time supplied by the primary combustion air blown into the combustion chamber 3 from below the grate, and an arbitrary region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 3 The oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high-temperature gas blown into the region and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region in the combustion chamber 3 are When the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion is 1, it is preferable to blow in so as to satisfy the following expressions (1) and (2), more preferably the following expressions (3) and (4).
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2)
Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4)
Here, the theoretical oxygen amount per unit time required for the combustion of the waste is the amount of oxygen required for the combustion per unit mass of the waste determined from the properties and components of the waste put into the combustion chamber. (NmThree/ Kg) and the product (Nm) of the waste incineration speed (kg / hr) in the incineratorThree/ Hr). Q1 is the amount of oxygen per unit time supplied by the combustion primary air supplied from the grate 25, 26, 27 into the combustion chamber 3, and increases or decreases the flow rate of the combustion primary air. Adjust by. Q2 and Q3 are the flow rate of the hot gas blown into any region between the combustion start region and the main combustion region in the combustion chamber 3 and the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region in the combustion chamber 3, respectively. It is adjusted by increasing or decreasing the flow rate.
[0050]
In the following, Q1 + Q2 + Q3 is described as λ.
[0051]
By setting Q1, Q2 and Q3 in the range of the above formula, even when low air ratio combustion (1.3 ≦ λ ≦ 1.5) is performed in a waste incinerator, harmful gases such as CO and NOx The amount generated can be reduced, and the total amount of exhaust gas discharged from the incinerator can be greatly reduced.
[0052]
The distribution ratio for achieving stable low air ratio combustion by suppressing the generation of unburned waste and harmful substances is as follows: Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.1: 0.25, λ = 1. With reference to 35, Q1, Q2, and Q3 are adjusted within the above range with λ in the range of 1.3 to 1.5 based on the composition and properties of the waste put into the furnace.
[0053]
Specific examples of Q1, Q2, Q3, and λ will be described below.
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.1: 0.25, λ = 1.35
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.2: 0.1, λ = 1.3
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.25: 0.15, λ = 1.4
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.2: 0.2, λ = 1.4
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.25: 0.2, λ = 1.45
Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.3: 0.2, λ = 1.5
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.1: 0.3, λ = 1.3
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.1: 0.35, λ = 1.35
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.2: 0.25, λ = 1.35
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.3: 0.15, λ = 1.35
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.3: 0.1, λ = 1.3
Q1: Q2: Q3 = 0.9: 0.25: 0.2, λ = 1.35
Q1: Q2: Q3 = 0.8: 0.3: 0.25, λ = 1.35
Hereinafter, the adjustment criteria of Q1, Q2, and Q3 will be described.
[0054]
[Q1 adjustment criteria]
Q1 = 1.0 is the standard for drying and burning ordinary municipal waste and other waste. When burning waste with low ash content or low moisture, such as plastics, Q1 is set to 0.00. Reduce to around 8 to 0.9 and instead increase Q2.
[0055]
[Q2 adjustment criteria]
To burn normal municipal waste, etc., based on Q2 = 0.1, waste with little ash and moisture, most combustible, such as plastic, or waste with a large volatile content In the case of burning, Q2 is increased. When Q2 is small, the above-described effect of blowing high-temperature gas cannot be obtained sufficiently. If Q2 is increased beyond the above range, low air ratio combustion cannot be achieved, and the fuel cost for generating high-temperature gas increases.
[0056]
[Q3 adjustment criteria]
First, as a standard operation standard of a waste incinerator, Q1 and Q2 are determined in consideration of the composition and properties of waste based on the above standard, and then a standard value of Q3 is set. In actual operation of the waste incinerator, even if the operation is based on the standard operation standard, the combustion state in the incinerator may change and the amount of harmful substances in the exhaust gas emitted may fluctuate. Therefore, Q3 is adjusted based on a factor for monitoring the situation in the waste incinerator while maintaining the determined values of Q1 and Q2. By adopting such a combustion control method, even if the combustion situation in the incinerator changes, it can be adjusted so that the combustion is performed stably, and finally harmful substances in the exhaust gas discharged from the waste incinerator The amount can be easily controlled, and the combustion control system of the incinerator can be simplified.
[0057]
Here, as a factor for monitoring the situation in the waste incinerator, for example, the gas temperature in the vicinity of the outlet of the secondary combustion region 17 where secondary combustion of the combustible gas and the combustion gas generated in the combustion chamber 3 is performed. , In gas O2Concentration, CO concentration in gas, NO in gasXAny one or more of the concentrations are preferable. As specific combinations of the monitoring factors, for example, (1) gas temperature, (2) O in gas2Concentration, (3) Gas temperature and O in gas2Concentration, (4) Gas temperature and CO concentration in gas, (5) NO in gasXConcentration and gas temperature, (6) NO in gasXThe concentration and the CO concentration in the gas can be used.
[0058]
Further, the method of adjusting the Q3 is performed by adjusting the flow rate of the exhaust gas when the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region in the combustion chamber 3 is composed only of exhaust gas discharged from the incinerator. In the case where the circulating exhaust gas is, for example, a mixed gas of exhaust gas discharged from an incinerator and air, the amount of air mixed can be adjusted.
[0059]
FIG. 2 shows an example of a schematic configuration of the adjusting means 26 when adjusting the amount of air mixed with the exhaust gas as a method of adjusting Q3. The adjusting means 26 shown in FIG. 2 extracts a part of the exhaust gas after passing through the first dust removing device 18 or a part of the exhaust gas after passing through the second dust removing device 19, and passes through the blower 52. It is provided in the middle of a pipe 28 for blowing the circulating exhaust gas from the circulating exhaust gas outlet 27 provided in the post-combustion region of the combustion chamber 3 into the post-combustion region. The adjusting means 26 controls a gas mixing device 50 for mixing exhaust gas and air, an air supply pipe 51 for supplying air to the gas mixing device 50, and an amount of air supplied to the gas mixing device 50. An air amount control device 58.
[0060]
The air supply pipe 51 is provided with a blower 56 for taking in air and a flow rate adjusting valve 54 for adjusting the amount of air supplied to the gas mixing device 50. Further, the air amount control device 58 determines the amount of air to be mixed with the exhaust gas based on the measurement signal from the measuring means 59 for measuring the monitoring factor, and controls the flow rate adjusting valve 54 so as to be the amount of air. .
[0061]
When the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region consists only of exhaust gas discharged from the incinerator, the circulating exhaust gas flow rate is adjusted by controlling the opening degree of the damper provided in the middle of the pipe 28. Is called.
[0062]
Tables 1 and 2 show examples of Q3 adjustment methods in actual waste incinerators. It shows how the amount of harmful substances in the exhaust gas changes when the monitoring factor changes from the reference value and how to adjust Q3.
[0063]
The adjustment of Q3 is performed by adjusting the amount of air mixed with the exhaust gas, or by adjusting the amount of exhaust gas to be blown when only the exhaust gas discharged from the incinerator is used as the circulating exhaust gas. Further, the circulating exhaust gas is blown from the side wall of the combustion chamber 3 in the post-combustion region near the inlet of the secondary combustion region 17 so as to form a swirling flow in a direction opposite to the flow of the atmospheric gas in the post-combustion region.
[0064]
Here, the gas temperature near the outlet of the secondary combustion region 17, which is a factor for monitoring the situation in the waste incinerator,2Concentration, CO concentration in gas, NO in gasXEach reference value of concentration and its measuring means are as shown below.
[Standard value]
Gas temperature: 950 ± 50 ° C
O in gas2Concentration: 6.0 ± 0.5%
CO concentration in gas: 30ppm or less on average
(Control so that instantaneous value does not exceed 100ppm)
NO in gasXConcentration: 100 ppm or less
[Measuring means]
Gas temperature: Temperature sensor (thermocouple, radiation thermometer)
O in gas2Concentration: Oxygen concentration meter
CO concentration in gas: CO concentration meter
NO in gasXConcentration: NOXDensitometer
[0065]
[Table 1]
Figure 0003956862
[0066]
[Table 2]
Figure 0003956862
[0067]
Generation of toxic substances such as CO, NOx, DXN (dioxins) is most suppressed when combustible gas generated by waste and thermal decomposition in an incinerator is combusted within an appropriate range of speed and temperature. Is done.
[0068]
In Table 1, when the gas temperature near the outlet of the secondary combustion region 17 is high (in the case of (1)), combustion in the combustion chamber is suppressed, and as a result, combustion in the secondary combustion region is rapidly performed. Therefore, it is considered that the gas temperature is rising. In this case, the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator decrease or remain unchanged, but the NOx concentration increases. Therefore, Q3 is increased to increase the supply amount of oxygen so that combustion in the combustion chamber is properly performed. To do.
[0069]
O in gas near the outlet of the secondary combustion region 172When the concentration is high (in the case of (2)), it is considered that combustion in the furnace is performed in a state where more oxygen than necessary is supplied. In this case, the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator are decreased or not changed, but the NOx concentration is increased. Therefore, Q3 is decreased and the supply amount of oxygen is decreased. On the contrary, in the gas near the outlet of the secondary combustion region 17 O2When the concentration is low (in the case of (3)), it is considered that combustion in the furnace is performed in a state where the supply amount of oxygen is slightly insufficient. In this case, the NOx concentration discharged from the incinerator decreases, but the CO concentration and DXN concentration increase or remain unchanged, so Q3 is increased to increase the amount of oxygen supplied.
[0070]
When the CO concentration in the gas near the outlet of the secondary combustion region 17 is low (in the case of (4)), it is considered that the combustion in the furnace is properly performed. In this case, there is no need for adjustment, and Q3 is maintained as it is.
[0071]
The gas temperature near the outlet of the secondary combustion region 17 is low, and O in the gas2When the concentration is high (in the case of (5)), the flow rate of the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region of the combustion chamber is excessive, so that the furnace temperature is lowered and combustion is considered to be unstable. In this case, since the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator increase, Q3 is decreased, the furnace temperature is increased, and combustion is stabilized.
[0072]
The gas temperature near the outlet of the secondary combustion region 17 is low, and O in the gas2When the concentration is low (in the case of (6)), it is considered that the flow rate of the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region of the combustion chamber is insufficient, combustion is suppressed, and the gas temperature is lowered. In this case, since the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator increase, Q3 is increased to promote combustion.
[0073]
When the CO concentration in the gas near the outlet of the secondary combustion region 17 is high and the gas temperature is high (in the case of (7)), combustion in the combustion chamber is incomplete, and combustion in the secondary combustion region is abrupt. Since this is done, the gas temperature is increased, and it is considered that unburned combustible gas remains. In this case, since the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator increase, Q3 is increased to optimize combustion.
[0074]
When the CO concentration in the gas near the outlet of the secondary combustion region 17 is high and the gas temperature is low (in the case of (8)), the flow rate of the circulating exhaust gas blown into the post-combustion region after reducing the amount of waste supplied It is considered that the temperature inside the furnace has decreased and combustion has become unstable. In this case, since the CO concentration and DXN concentration discharged from the incinerator increase, Q3 is decreased, the furnace temperature is increased, and combustion is stabilized.
[0075]
NO in gas near outlet of secondary combustion region 17XWhen the concentration is high and the gas temperature is high (in the case of (9)), combustion in the combustion chamber is suppressed, and as a result, combustion in the secondary combustion region is performed abruptly. NOXThe concentration is thought to increase. In this case, Q3 is increased to increase the supply amount of oxygen so as to optimize combustion in the combustion chamber.
[0076]
NO in gas near outlet of secondary combustion region 17XWhen the concentration is low but the CO concentration is high (in the case of (10)), it is considered that combustion in the combustion chamber is insufficient and unburned combustible gas remains. In this case, Q3 is increased to optimize combustion.
[0077]
NO in gas near outlet of secondary combustion region 17XWhen the concentration is low and the CO concentration is low (in the case of (11)), it is considered that combustion in the furnace is properly performed. In this case, there is no need for adjustment, and Q3 is maintained as it is.
[0078]
By controlling as described above, it is possible to effectively reduce the amount of harmful substances such as CO, NOx, and DXN discharged from the waste incinerator without performing complicated control.
[0079]
Also,Table 3In an actual waste incinerator, when the waste is burned as Q1: Q2: Q3 = 1.0: 0.1: 0.25 and λ = 1.35 as an example, the incinerator The result of having measured CO density | concentration, NOx density | concentration, and DXN density | concentration in the waste gas discharged | emitted from is shown. In addition,Table 3In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, air is used instead of high-temperature gas as the gas blown into the main combustion region, and further, exhaust gas discharged from the waste incinerator is used as the gas blown into the post-combustion region. Instead, by using air, the oxygen amount q1 per unit time supplied by the combustion primary air blown from below the grate, the oxygen amount q2 per unit time supplied by the air blown into the main combustion region, and the post-combustion region The oxygen amount q3 and λ ′ = q1 + q2 + q3 per unit time supplied by the blown airTable 3The result of having measured CO density | concentration, NOx density | concentration, and DXN density | concentration in the waste gas discharged | emitted from an incinerator at the time of setting as shown in this is shown.
[0080]
[Table 3]
Figure 0003956862
[0081]
Table 3As shown in FIG. 2, in the embodiment, low air ratio combustion (λ = 1.35) can be achieved, and generation of CO, NOx, and DXN is suppressed. On the other hand, in Comparative Example 1, low air ratio combustion cannot be achieved (λ ′ = 1.7), and the amount of NOx generated is large. In Comparative Example 2, when the low air ratio combustion (λ ′ = 1.3) is performed, the amount of NOx generated is low, but the amount of CO generated is large. This is because the combustion state in the furnace becomes unstable, the combustible gas is discharged as CO without being burned, and further unburned parts such as soot are generated, which also increases the amount of dioxins generated. ing.
[0082]
Further, the flow rate of the hot gas or the circulating exhaust gas may be adjusted using a ratio to the exhaust gas flow rate discharged from the incinerator. Thereby, the setting and adjustment of a blowing flow volume can be performed simply.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when low air ratio combustion is performed in a waste incinerator, the amount of harmful gases such as CO and NOx can be reduced, and the total amount of exhaust gas discharged from the incinerator A method for controlling combustion of a waste incinerator and a waste incinerator that can significantly reduce the above are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side sectional view showing an embodiment of a waste incinerator according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of air amount adjusting means mixed with exhaust gas according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional side view showing an example of a waste incinerator according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Hopper
2 Waste
3 Combustion chamber
4 Incineration ash
5 Dry grate
6 Burning grate
7 Post-burning grate
8, 9, 10 wind box
11 Barrier (intermediate ceiling)
12 Waste heat boiler
13 Blower
14 Duct
15 Main ash chute
16, 16a, 16b, 16c, 16d Primary air supply pipe for combustion
17 Secondary combustion region
18 First dust remover
19 Second dust removing device
20 Main flues
21 Deputy flue
22 Attraction Fan
23 Chimney
24, 24a, 24b, 24c, 24d Flow control valve
25 Hot gas inlet
26 Adjusting means
27 Circulating exhaust outlet
28 Piping
29 Ejector device
30 Waste incinerator

Claims (9)

火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、
燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、
高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、
焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけることを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。A combustion control method for a grate-type waste incinerator,
The primary air A for combustion is blown into the combustion chamber from below the grate,
The hot gas B is blown into the region from a height position not exceeding ½ of the combustion chamber height to the front of the combustion grate from the rear of the dry grate in the combustion chamber in a range of 20 ° downward from the horizontal. Blow in and place a flame directly above the waste layer,
A waste incinerator characterized in that a circulating exhaust gas C containing at least a part of exhaust gas discharged from an incinerator is blown into a space above a post-combustion grate in the combustion chamber to bring the post-combustion region closer to a reducing atmosphere . Combustion control method. 燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、
高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、
循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、
廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（１）及び（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）An oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A;
An oxygen amount Q2 per unit time supplied by the hot gas B;
The amount of oxygen Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C is
The combustion of a waste incinerator according to claim 1, wherein the following equations (1) and (2) are satisfied when the theoretical oxygen amount per unit time required for the combustion of waste is 1: Control method.
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2) 燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、
高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、
循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、
廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、下式（３）及び（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）An oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A;
An oxygen amount Q2 per unit time supplied by the hot gas B;
The amount of oxygen Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C is
The combustion of a waste incinerator according to claim 1 , wherein the following equations (3) and (4) are satisfied when the theoretical oxygen amount per unit time required for the combustion of the waste is 1: Control method.
Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4) 火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、A combustion control method for a grate-type waste incinerator,
燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、The primary air A for combustion is blown into the combustion chamber from below the grate,
高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、The hot gas B is blown into the region from a height position not exceeding ½ of the combustion chamber height to the front of the combustion grate from the rear of the drying grate in the combustion chamber in a range of 20 ° downward from the horizontal. Blow in and place a flame directly above the waste layer,
焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけ、Blowing the exhaust gas C containing at least part of the exhaust gas discharged from the incinerator into the space above the post combustion grate in the combustion chamber, bringing the post combustion region closer to the reducing atmosphere,
燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、An oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A;
高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、An oxygen amount Q2 per unit time supplied by the hot gas B;
循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、The amount of oxygen Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C is
廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、When the theoretical oxygen amount per unit time required for burning waste is 1,
廃棄物として都市ごみを燃焼する際にはＱ１を１、Ｑ２を０．１とし、When burning municipal waste as waste, Q1 is 1, Q2 is 0.1,
都市ごみ以外の灰分や水分の少ない廃棄物を燃焼する際にはＱ１を０．８〜０．９、Ｑ２を０．１より大きくして、When burning ash and non-water waste other than municipal waste, set Q1 to 0.8 to 0.9 and Q2 to be greater than 0.1.
下式（１）及び（２）を満足するようにＱ１、Ｑ２及びＱ３を設定することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。A combustion control method for a waste incinerator, wherein Q1, Q2 and Q3 are set so as to satisfy the following expressions (1) and (2).
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２）1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2) 火格子式廃棄物焼却炉の燃焼制御方法であって、A combustion control method for a grate-type waste incinerator,
燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込み、The primary air A for combustion is blown into the combustion chamber from below the grate,
高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹The hot gas B is blown into the region from a height position not exceeding ½ of the combustion chamber height to the front of the combustion grate from the rear of the drying grate in the combustion chamber in a range of 20 ° downward from the horizontal. Blowing き込み、廃棄物層直上に火炎を定在させ、And set a flame just above the waste layer,
焼却炉から排出された排出ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込み、後燃焼領域を還元雰囲気に近づけ、Blowing the exhaust gas C containing at least part of the exhaust gas discharged from the incinerator into the space above the post combustion grate in the combustion chamber, bringing the post combustion region closer to the reducing atmosphere,
燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、An oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A;
高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、An oxygen amount Q2 per unit time supplied by the hot gas B;
循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、The amount of oxygen Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C is
廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、When the theoretical oxygen amount per unit time required for burning waste is 1,
廃棄物として都市ごみを燃焼する際にはＱ１を１、Ｑ２を０．１とし、When combusting municipal waste as waste, Q1 is set to 1, Q2 is set to 0.1,
都市ごみ以外の灰分や水分の少ない廃棄物を燃焼する際にはＱ１を０．９、Ｑ２を０．１より大きくして、When burning ash and non-water waste other than municipal waste, set Q1 to 0.9 and Q2 to greater than 0.1.
下式（３）及び（４）を満足するようにＱ１、Ｑ２及びＱ３を設定することを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。A combustion control method for a waste incinerator, wherein Q1, Q2 and Q3 are set so as to satisfy the following expressions (3) and (4).
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4) Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつ、
Ｑ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。While maintaining Q1 and Q2 at predetermined values,
The combustion control method for a waste incinerator according to any one of claims 2 to 5 , wherein Q3 is adjusted based on a factor for monitoring a situation in the incinerator. 焼却炉内の状況を監視する因子が、燃焼室内で発生した可燃性ガスの二次燃焼を行う二次燃焼領域出口近傍における、ガス温度、ガス中Ｏ２濃度、ガス中ＣＯ濃度、ガス中ＮＯＸ濃度のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の廃棄物焼却炉の燃焼制御方法。Factors that monitor the situation in the incinerator are gas temperature, O 2 concentration in the gas, CO concentration in the gas, NO in the gas near the outlet of the secondary combustion region where the secondary combustion of the combustible gas generated in the combustion chamber is performed. The combustion control method for a waste incinerator according to claim 6 , wherein the X concentration is one or more of X concentrations. 燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込む燃焼用一次空気吹き込み手段と、
高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込む高温ガス吹き込み手段と、
焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込む循環排ガス吹き込み手段とを備え、
さらに、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつ下式（１）及び（２）を満足させるようにＱ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節するＱ３調節手段を備えることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉。
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．８〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３５ （１）
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．５ （２） Combustion primary air blowing means for blowing the combustion primary air A from below the grate into the combustion chamber;
The hot gas B is blown into the region from a height position not exceeding ½ of the combustion chamber height to the front of the combustion grate from the rear of the dry grate in the combustion chamber in a range of 20 ° downward from the horizontal. Hot gas blowing means for blowing;
A circulating exhaust gas blowing means for blowing a circulating exhaust gas C containing at least part of the exhaust gas discharged from the incinerator into a space above the post combustion grate in the combustion chamber ;
Furthermore, the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A, the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high temperature gas B, and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C When the theoretical oxygen amount per unit time required for combustion of waste is 1, the following equations (1) and (2) are satisfied while maintaining Q1 and Q2 at predetermined values. Q3 grate type waste incinerator, characterized in Rukoto provided with Q3 adjusting means for adjusting based on factors that monitors the status of the incinerator.
Q1: Q2: Q3 = 0.8 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.35 (1)
1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.5 (2) 燃焼用一次空気Ａを火格子下から燃焼室内に吹き込む燃焼用一次空気吹き込み手段と、Combustion primary air blowing means for blowing the combustion primary air A from below the grate into the combustion chamber;
高温ガスＢを燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置から前記燃焼室内の乾燥火格子の後部から燃焼火格子の前部までの領域に水平から下向き２０°の範囲の吹き込み方向で吹き込む高温ガス吹き込み手段と、The hot gas B is blown into the region from a height position not exceeding ½ of the combustion chamber height to the front of the combustion grate from the rear of the drying grate in the combustion chamber in a range of 20 ° downward from the horizontal. Hot gas blowing means for blowing;
焼却炉から排出された排ガスを少なくとも一部に含む循環排ガスＣを前記燃焼室内の後燃焼火格子の上方空間に吹き込む循環排ガス吹き込み手段とを備え、A circulating exhaust gas blowing means for blowing a circulating exhaust gas C containing at least a part of the exhaust gas discharged from the incinerator into the space above the post combustion grate in the combustion chamber;
さらに、燃焼用一次空気Ａにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ１と、高温ガスＢにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ２と、循環排ガスＣにより供給される単位時間当りの酸素量Ｑ３とが、廃棄物の燃焼に必要な単位時間当りの理論酸素量を１とした場合に、Ｑ１とＱ２とを所定の値に維持しつつ下式（３）及び（４）を満足させるようにＱ３を焼却炉内の状況を監視する因子に基づいて調節するＱ３調節手段を備えることを特徴とFurthermore, the oxygen amount Q1 per unit time supplied by the combustion primary air A, the oxygen amount Q2 per unit time supplied by the high temperature gas B, and the oxygen amount Q3 per unit time supplied by the circulating exhaust gas C When the theoretical oxygen amount per unit time necessary for combustion of waste is set to 1, the following expressions (3) and (4) are satisfied while maintaining Q1 and Q2 at predetermined values. Comprising Q3 adjusting means for adjusting Q3 based on a factor for monitoring the condition in the incinerator; する火格子式廃棄物焼却炉。A grate-type waste incinerator.
Ｑ１：Ｑ２：Ｑ３＝０．９〜１．０：０．１〜０．３：０．１〜０．３ （３）Q1: Q2: Q3 = 0.9 to 1.0: 0.1 to 0.3: 0.1 to 0.3 (3)
１．３≦Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３≦１．３５ （４）1.3 ≦ Q1 + Q2 + Q3 ≦ 1.35 (4)
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