JP4355663B2 - 廃棄物溶融炉の可燃性ダストの羽口吹き込み方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集し、羽口から廃棄物溶融炉内に吹き込む可燃性ダストの羽口吹き込み方法に関する。

一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物の処理方法として、廃棄物溶融炉内で廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼・溶融して、出湯口から溶融物としてスラグとメタルにする廃棄物溶融処理が利用されている。廃棄物溶融処理は、廃棄物溶融炉に廃棄物が副資材であるコークス、石灰石とともに投入され、炉下部の外周に間隔をおいて設けられた複数の羽口から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出湯口から溶融物としてスラグとメタルが排出される。

羽口には炉内の監視のためにのぞき窓が設けられており、例えば、溶融物のレベルや羽口の輝度を観察して、出湯時間の決定やコークス使用量や送風量の調整等の操業調整が行われる。

廃棄物中の可燃分は熱分解されて熱分解ガスとして廃棄物溶融炉上部のダクトから排出され、熱分解ガス中の可燃性ダストはサイクロンなどの除じん器で捕集され、捕集された可燃性ダストは炉下部に設けられた複数の羽口から酸素富化空気と共に炉内に吹き込まれる。除じん器からの排ガスは、燃焼室で燃焼され、ボイラで熱回収が行われ、発生した蒸気は蒸気タービン・発電装置へ送られる。ボイラの排ガスは、集じん装置で固気分離され、ブロアにより煙突から排出される。

この方法によれば、炉内へ吹き込まれた可燃性ダストが、羽口前で燃焼することにより、この燃焼が装入物の乾燥及び昇温用の熱源となるため、従来、装入物の乾燥・昇温及び溶融の熱源であったコークス使用量を低減させることが可能となる（特許文献１参照）。また、可燃性ダストを炉内に吹き込み、羽口前で燃焼させることにより可燃性ダスト中の灰分が溶融・スラグ化するため、除じん器以降のダスト量が低減され、ダスト処理費等のランニングコストを低減する効果も有している。

廃棄物溶融炉で飛散する可燃性ダストの羽口からの吹き込みは、特許文献２〜４に開示されている。

図３は前記特許文献２に記載された従来の廃棄物溶融炉の概略を示す概略図、図４は従来の羽口の吹き込み例を示す概略図である。

図３、図４において、廃棄物溶融炉１の炉底部の外周には、間隔をおいて複数本の羽口１３が配置され、廃棄物溶融炉１に廃棄物、コークス、石灰石が投入され、羽口１３から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口１４からスラグとメタルが排出される。

廃棄物溶融炉１から飛散した可燃性ダストを除塵器２で捕集し、可燃性ダストホッパー３に貯留する。可燃性ダストホッパー３に所定量の可燃性ダストが貯留されると、ダンパーを開き、可燃性ダストはスクリューコンベア４、水冷式のスクリューコンベア５、篩装置６を経て、中間ホッパー７に落下する。中間ホッパー７では、上部ダンパー８、下部ダンパー９が交互に開閉することにより、可燃性ダストを可燃性ダスト吹き込み装置１０に落下させる。可燃性ダスト吹き込み装置１０内の可燃性ダストは、羽口本数分設置されたモータＭにより羽口本数分設置されたテーブルフィーダ１２の回転数を調節して、モータＭによりサークルフィーダ１２の回転数を調節して、可燃性ダストの吹き込み量を調整してブロワ１１により配管１４を通してすべての羽口（図４において、Ｎｏ．１〜６）から吹き込みを行う。
特開２００１−２１１２３号公報 特開２００１−１０８２０９号公報 特開２００２−２６７１３０号公報 特開２００２−２６７１２１号公報

従来の可燃性ダストの羽口吹き込み方法では、可燃性ダストをすべての羽口から吹き込んでいるため、すべての羽口に可燃性ダスト供給装置や羽口までの搬送配管が必要となり、設備費を増加させている。

また、可燃性ダストによる配管摩耗が起こるため、各羽口毎に配管の肉厚管理や破口に備えた予備品の準備が必要である。

さらに、可燃性ダスト吹込み時は、羽口の構造上のぞき窓から炉内監視が出来ないため、操業アクションの基準としている溶融物のレベルや羽口の輝度が見ることができない。従って、炉内監視時は可燃性ダストの吹き込みを一時的に停止しているが、適切なタイミングに操業アクションができず、溶融物のレベルが羽口よりも上となってしまったり、コークス不足の状態となり、出湯状況の悪化が見られることがあった。

そこで、本発明は、廃棄物溶融炉の可燃性ダストの羽口吹き込み方法において、可燃性ダストの羽口吹き込みのための設備費、維持費を削減し、且つ常時、羽口から炉内監視を可能にし、最適なタイミングで最適な操業アクションを実施できる可燃性ダストの羽口吹き込み方法を提供するものである。

本発明による廃棄物溶融炉の可燃性ダストの羽口吹き込み方法は、複数本の羽口が炉底部の外周に間隔をおいて配置された廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集して廃棄物溶融炉内に下段羽口から吹き込む方法において、複数本の下段羽口は、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口と、酸素富化空気のみを吹き込む羽口とが間隔をおいて交互に配置されるとともに、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口のみが可燃性ダスト吹き込み装置に配管で接続され、可燃性ダストの吹き込みは、羽口の合計酸素量は変更せずに、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口の送風酸素量のモル比を０．５〜１．０の範囲で調整して可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込み、酸素富化空気のみを吹き込む羽口からは可燃性ダストを吹き込まずに酸素富化空気のみを吹き込むことを特徴とする。

可燃性ダストを酸素富化空気とともに吹き込む羽口と可燃性ダストを吹き込まずに酸素富化空気のみを吹き込む羽口を交互に配置することが好ましく、この配置により、炉内に可燃性ダストを片寄ることなく均一に供給することができるため、炉底部での燃焼領域を均一に確保することができ、溶融状況や操業が安定する。

また、可燃性ダストを酸素富化空気とともに吹き込む羽口において、送風酸素量とコークス及び可燃性ダストの燃焼に必要な酸素量のモル比を０．５〜１．０となるように酸素富化空気の酸素量を調整する。酸素量のモル比が０．５未満では羽口から供給された酸素は、可燃性ダストを燃焼しきった後、コークスと反応し始め、コークスヘッド高さが低くなり、炉底部でのコークスベッドが不均一となり、溶融物温度が低下し、安定操業が難しくなる。逆に、酸素量のモル比が１．０を越える場合は、可燃性ダストが羽口前で完全に燃焼されず、残った可燃性ダストは、気流に乗って溶融炉から再度飛散してしまう。その結果、捕集される可燃性ダスト量が増加するだけでなく、除じん器を通過する可燃性ダスト量も増加するため、後流の燃焼室・ボイラ・集じん装置で捕集されるダスト量が増加することとなる。

本発明は、可燃性ダストを吹き込む羽口本数を低減することにより、低減した羽口本数分の可燃性ダストの吹き込み装置や搬送配管を削減することができ、設備費・維持費の削減が可能となるとともに、可燃性ダストの吹き込みを実施しない羽口から常時炉内監視が可能となるため、操業アクションの基準としている溶融物のレベルや羽口の輝度を見ることができるので、最適なタイミングで最適な操業アクションを実施することができる。

また、吹き込まない羽口本数は、下段羽口の半数以下とすることにより、炉底部での燃焼領域を大きく偏らないようにすることができ、さらに、可燃性ダストを酸素富化空気とともに吹き込む羽口と可燃性ダストを吹き込まず酸素富化空気のみを吹き込む羽口を交互に配置することにより、炉内に可燃性ダストを均一に供給することができるため、炉底部での燃焼領域を均一に確保できることができ、溶融状況や操業を安定させることができる。

本発明では、可燃性ダストを６本の羽口のうち３本の羽口を使用して吹き込んだが、安定した操業ができ、コークス投入量を従来と同程度に低減することができた。また、可燃性ダストを吹き込まない羽口ののぞき窓から炉内を常時監視することができるので、溶融物のレベルが上昇した際に迅速に対応することができた。

また、可燃性ダストを吹き込む羽口を交互に配置することにより、溶融物温度を従来と同程度に維持することができた。

さらに、可燃性ダストを吹き込む羽口の酸素量のモル比を０．５〜１．０の範囲にすることによって、安定的に操業を行うと同時に、集じん装置で捕集されるダスト量を従来と 同程度に維持することができた。

図１は本発明を実施するための廃棄物溶融炉の概略を示す概略図、図２は本発明を実施するための羽口の吹き込み例を示す概略図である。

図３及び図４に示す従来例と同様に、廃棄物溶融炉１の炉底部の外周には、間隔をおいて複数本の羽口１３が配置され、廃棄物溶融炉１に廃棄物、コークス、石灰石が投入され、羽口１３から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物は乾燥、熱分解、燃焼、溶融の過程を経て出滓口１４からスラグとメタルが排出される。

廃棄物溶融炉１で発生して飛散した可燃性ダストをサイクロンなどの除じん器２で捕集し、捕集した可燃性ダストを可燃性ダストホッパー３に一時的に貯留する。可燃性ダストホッパー３に所定量の可燃性ダストが貯留されると、ダンパーを開き、可燃性ダストをスクリューコンベア４、水冷式のスクリューコンベア５、篩装置６を経て、中間ホッパー７に送る。中間ホッパー７では、上部ダンパー８、下部ダンパー９が交互に開閉することにより、可燃性ダストを可燃性ダスト吹き込み装置１０に送る。

可燃性ダスト吹き込み装置１０には、ブロワ１１により羽口１３に可燃性ダストを吹き込むための分配器として、例えば、サークルフィーダ１２が設けられている。可燃性ダスト吹き込み装置内の可燃性ダストは、モータＭによりサークルフィーダ１２の回転数を調節して、各羽口の吹き込み量を調節し、ブロワ１１により羽口から吹き込まれる。

本発明では、可燃性ダスト吹き込み装置１０は、可燃性ダストを吹き込む羽口（図２において、Ｎｏ．２，４，６の羽口）のみ配管１４で接続される。

表１は、可燃性ダストを吹き込む羽口本数を低減し、その羽口の配置や可燃性ダストの吹込み量、送風酸素量を変化させた実験結果を表にしたものである。

比較例１は羽口全数から可燃性ダストを吹き込んでいるケース、実施例１は可燃性ダストを吹き込む羽口本数を半分とし交互に配置したケースであるが、どちらのケースでも溶融物温度は１５００℃以上を維持しており、溶融物の流動性は良好で、安定した操業ができた。また、可燃性ダストを吹き込んでいない羽口から炉内監視ができたため、溶融物のレベルが羽口よりも上になった際に、迅速に出湯作業を行うことができた。但し、集じん装置捕集ダスト（廃棄物処理量に対する捕集ダストの重量割合）が１．２から１．７％に増加しており、これは可燃性ダスト吹き込みを実施した羽口の酸素量のモル比が１．０をこえていることが原因と考えられる。

そのため、実施例２では、合計の酸素量は変更せずに可燃性ダスト吹き込みを実施する羽口の送風酸素量を増量し、酸素量のモル比を０．８１まで低下させた。その結果、集じん装置捕集ダスト量は１．３％に低下した。

さらに、比較例２では、可燃性ダスト吹き込みを実施する羽口の送風酸素量を増量し、酸素量のモル比を０．４８まで低下させたところ、集じん装置捕集ダスト量は大きな変化がなかったが溶融物温度が低下し、溶融物の流動性が悪化した。

また、比較例３は、実施例２と送風条件は同じとし、羽口配置を交互（羽口番号２，４，６）から連続（羽口番号２，３，４）に変更した例であるが、集じん装置捕集ダスト量の増加はなく、溶融物温度が若干低下したが、操業は可能であった。

本発明を実施するための廃棄物溶融炉の概略を示す概略図である。 本発明を実施するための羽口の吹き込み例を示す概略図である。 従来の廃棄物溶融炉の概略を示す概略図である。 従来の羽口の吹き込み例を示す概略図である。

符号の説明

１：廃棄物溶融炉
２：除じん器
３：可燃性ダストホッパー
４：スクリューコンベア
５：水冷式のスクリューコンベア
６：篩装置
７：中間ホッパー
８：上部ダンパー
９：下部ダンパー
１０：可燃性ダスト吹き込み装置
１１：ブロワ
１２：テーブルフィーダ
１３：羽口
１４：配管
１５：出湯口

Claims (2)

1. 複数本の羽口が炉底部の外周に間隔をおいて配置された廃棄物溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集して廃棄物溶融炉内に下段羽口から吹き込む方法において、
   複数本の下段羽口は、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口と、酸素富化空気のみを吹き込む羽口とが間隔をおいて交互に配置されるとともに、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口のみが可燃性ダスト吹き込み装置に配管で接続され、
   可燃性ダストの吹き込みは、羽口の合計酸素量は変更せずに、可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込む羽口の送風酸素量のモル比を０．５〜１．０の範囲で調整して可燃性ダストを酸素富化空気又は空気とともに吹き込み、酸素富化空気のみを吹き込む羽口からは可燃性ダストを吹き込まずに酸素富化空気のみを吹き込むことを特徴とする廃棄物溶融炉の可燃性ダストの吹き込み方法。
2. 可燃性ダストを吹き込まずに酸素富化空気のみを吹き込む羽口から炉内監視することを特徴とする請求項１記載の廃棄物溶融炉の可燃性ダストの吹き込み方法。

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