JP4400467B2 - 含水廃棄物の燃焼方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、含水廃棄物の燃焼方法及び装置に関するものである。

近年、生ゴミ、下水汚泥を含む汚泥類等は増加の一途を辿っており、その処理が社会的な問題となっている。生ゴミや下水汚泥等を処理する処理方法の主なものとしては、例えば、燃焼炉による焼却処理が挙げられる。しかし、下水汚泥はおよそ７０〜８０［％］程度の水分を含有しており、又、生ゴミでは６０［％］前後の水分を含有しており、このように高い水分割合を有している含水廃棄物を焼却炉で焼却しようとした場合には、炉内温度が低下する傾向となり、そのために含水廃棄物はそのままでは焼却することができない。

図３は従来の下水汚泥の焼却処理設備の一例を示すものであって、１は焼却炉、２は空気予熱器、３は冷却塔、４はバグフィルタ、５は排煙処理器である。

図３に示す焼却処理設備では、焼却炉１に下水汚泥ａが供給されると共に、都市ガス、或いは灯油や重油等の助燃料ｂが供給されて、焼却炉１内部で下水汚泥ａと助燃料ｂの混焼が行われるようになっており、焼却炉１からの排ガスが空気予熱器２を通過する際に燃焼用空気と熱交換し、予熱された燃焼用空気は前記焼却炉１へ導入される。一方、前記空気予熱器２を通過した排ガスは、冷却塔３において噴霧される水により冷却され、続いて、バグフィルタ４で焼却灰が分離除去された後、排煙処理器５において噴霧される水により前記バグフィルタ４で分離除去しきれなかった灰が除去され、クリーンなガスとして大気放出されるようになっている。

又、図４は従来の焼却処理設備の他の例を示すものであって、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、下水汚泥ａを乾燥させて焼却炉１へ供給する乾燥機６を追加装備したものである。

図４に示される焼却処理設備においては、水分をおよそ７０〜８０［％］程度含有する下水汚泥ａが乾燥機６で乾燥され、含有する水分がおよそ３０〜５０［％］程度まで低減された乾燥汚泥は焼却炉１に供給されて、該焼却炉１において乾燥汚泥の自燃が行われ、その排ガスが空気予熱器２を通過する際に燃焼用空気と熱交換し、予熱された燃焼用空気が前記焼却炉１へ導入される一方、前記焼却炉１から排出される排ガスの一部が前記乾燥機６へ導かれてその廃熱が下水汚泥ａの乾燥に供されるようになっている。又、前記空気予熱器２を通過した排ガスは、図３に示される例の場合と同様に、冷却塔３において噴霧される水により冷却され、続いて、バグフィルタ４で焼却灰が分離除去された後、排煙処理器５において噴霧される水により前記バグフィルタ４で分離除去しきれなかった灰が除去され、クリーンなガスとして大気放出されるようになっている。

しかし、前記図３に示されるような従来の焼却処理設備では、水分をおよそ７０〜８０［％］程度含有する下水汚泥ａを焼却炉１で焼却するためには、都市ガス、或いは灯油や重油等の助燃料ｂが大量に必要となり、このために運転コストが大幅に増大してしまう問題がある。

又、前記図４に示されるような従来の焼却処理設備では、水分をおよそ７０〜８０［％］程度含有する下水汚泥を先ず乾燥機６で乾燥させ、含有する水分がおよそ３０〜５０［％］程度まで低減された乾燥汚泥を焼却炉１で自燃させるようにしているため、図３の焼却炉１での都市ガス、或いは灯油や重油等の助燃料ｂは不要にできるものの、乾燥機６を余分に設置する必要があり、且つそのための設置スペースも必要となる。又、乾燥機６で乾燥した乾燥汚泥はポンプで圧送することができないために、乾燥機６から焼却炉１への搬送はベルトコンベヤ等を使用せざるを得ないが、ベルトコンベヤ等で搬送すると臭気の放散が避けられず、実用化する上で大きな問題となっていた。

一方、下水汚泥を焼却処理する他の例としては、循環流動炉が例えば特許文献１に示されている。

この循環流動炉は、図５に示されるように、流動層７とフリーボード８を形成する流動層炉本体９と、前記フリーボード８に吹き上げられる排ガスが出口ダクト１０を介して導入され排ガス中の流動媒体（砂等）を捕集する媒体分離装置としてのホットサイクロン１１と、流動媒体を返送するダウンカマー１２と、炉内の未燃ガスのホットサイクロン１１への吹き抜けを防止するシールポット１３と、ダウンカマー１２の流動媒体を流動層炉本体９に戻す戻し管１４とから構成されている。又、前記ホットサイクロン１１で流動媒体が分離された排ガスは、空気予熱器１５に導かれて空気の予熱を行い、予熱された空気の一部は空気口１６から流動用空気として前記シールポット１３に供給され、又、それ以外の予熱空気は、一次空気口１７から流動用空気として流動層炉本体９内下部に供給されると共に、二次空気口１８から流動層７の上方に供給される。尚、図５中、１９は流動層炉本体９の流動層７の上部に下水汚泥を供給する下水汚泥供給口、２０は起動時等に流動層７に都市ガス、或いは灯油や重油等の補助燃料を供給する燃料供給口である。

上記した循環流動炉においては、空気予熱器１５で予熱されて一次空気口１７から流動層炉本体９に供給される流動用空気によって流動化している流動層７上に、下水汚泥供給口１９から下水汚泥を供給すると、下水汚泥は流動層７内で混合撹拌されつつ、流動媒体との接触により微細化され、且つ流動媒体により加熱されて乾燥及び熱分解しながら燃焼される。一方、前記流動層７の流動媒体と共に吹き上げられる下水汚泥中の未燃ガスや揮発分等の軽い成分は、二次空気口１８からの二次空気によりフリーボード８へ導かれ、該フリーボード８でその未燃分が燃焼される。この後、流動媒体は、出口ダクト１０を介してホットサイクロン１１で流動媒体が捕集され、流動媒体はダウンカマー１２、シールポット１３及び戻し管１４を経て再び流動層炉本体９に還流される。
特開２００２−１３０６４１号公報

しかし特許文献１の構成を示す図５の循環流動炉においても、ホットサイクロン１１出口の排ガスと空気予熱器１５で熱交換した予熱空気を、シールポット１３の流動媒体を流動させるための流動用空気と、流動層炉本体９の流動層７を形成するための流動用空気と、流動層炉本体９に供給するための二次空気として供給しているが、前記空気予熱器１５で熱交換して得られる予熱空気は流動層炉本体９出口の排ガスより低い温度であり、このように低い温度の予熱空気を単にシールポット１３や流動層炉本体９に供給しただけでは流動層炉本体９の炉内温度を高く維持することは困難である。又、このように流動層炉本体９の炉内温度が低下すると、ホットサイクロン１１に導かれる排ガスの温度も低下し、ダウンカマー１２を経て流動層炉本体９に戻される流動媒体の温度も低下してしまう。このように流動層炉本体９の炉内温度が低下した状態では、前記流動層炉本体９に水分割合が高い下水汚泥等を供給した場合に含水廃棄物を自燃させることができない問題がある。

従って、このような場合には、下水汚泥等の含水廃棄物を燃焼させるために、燃料供給口２０から都市ガス、或いは灯油や重油等の補助燃料を常時供給して燃焼させることにより炉内温度を高める必要が生じ、よって運転コストが大幅に増大してしまう問題がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、補助燃料を供給することなく含水廃棄物を自燃させることができ、運転コストの低減を図り得る含水廃棄物の燃焼方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、燃焼炉から導出される排ガスを媒体分離装置に導いて流動媒体を分離した後、蓄熱式熱交換器へ導いて空気を加熱することにより高温の流動用空気を生成し、前記媒体分離装置で分離された流動媒体と、前記蓄熱式熱交換器で高温化された流動用空気と、含水廃棄物とを部分ガス化炉に供給して流動層を形成し、該含水廃棄物を乾燥・部分ガス化することにより可燃性ガスと可燃性固形分とを生成し、前記部分ガス化炉で生成した可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスを前記燃焼炉に導いて該燃焼炉を加熱しつつ、前記部分ガス化炉で生成された可燃性固形分と、前記部分ガス化炉の流動媒体と、前記蓄熱式熱交換器で高温化された流動用空気とを燃焼炉に供給して流動層を形成し前記可燃性固形分を燃焼炉で燃焼させることを特徴とする含水廃棄物の燃焼方法にかかるものである。

前記含水廃棄物の燃焼方法においては、部分ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスの一部を前記部分ガス化炉に供給することが好ましい。

又、前記含水廃棄物の燃焼方法においては、燃焼炉と部分ガス化炉の少なくとも一方に、固形燃料、易燃焼性のバイオマス、廃プラスチックからなる加熱用燃料の少なくとも一つを供給することができる。

一方、本発明は、流動用空気により流動層を形成して可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、
流動用空気により流動層を形成して投入される含水廃棄物の乾燥・部分ガス化を行い可燃性ガスと可燃性固形分とを生成する部分ガス化炉と、
前記燃焼炉から導入される排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記部分ガス化炉に供給する媒体分離装置と、
該媒体分離装置で流動媒体が分離された排ガスと空気とを熱交換させて前記燃焼炉及び部分ガス化炉に導く高温の流動用空気を生成する蓄熱式熱交換器と、
前記部分ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスを前記燃焼炉へ導く燃焼器と、
前記部分ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に前記燃焼炉に戻す戻し管と
を備えたことを特徴とする含水廃棄物の燃焼装置にかかるものである。

前記含水廃棄物の燃焼装置においては、燃焼器からの高温ガスの一部を部分ガス化炉に供給することが好ましい。

又、前記含水廃棄物の燃焼装置においては、蓄熱式熱交換器下流の排ガスと熱交換して廃熱を回収する熱エネルギ回収装置を備えることが好ましい。

本発明の含水廃棄物の燃焼方法及び装置によれば、含水廃棄物を乾燥・部分ガス化して得られる可燃性ガスを燃焼させた高温ガスにて燃焼炉の炉内温度を高め、又、燃焼炉には含水廃棄物の乾燥・部分ガス化によって生じた可燃性固形分のみを供給して燃焼性を高め、更に、燃焼炉から導出される排ガスの熱を蓄熱式熱交換器で回収し高温の流動用空気を燃焼炉と部分ガス化炉へ供給することにより、補助燃料を供給することなく含水廃棄物を自燃させることができ、運転コストの低減を図り得るという優れた効果を奏し得る。更に、含水廃棄物は、揮発分含有量が多いことから燃焼性が良いため、従来と比較して、燃焼炉の高さを低くでき、初期投入費の削減を図り得る効果もある。

又、燃焼装置が含水廃棄物の自燃によって運転されている状態において、蓄熱式熱交換器出口の排ガス温度が高く保持されている場合には、その排ガスの廃熱を熱エネルギ回収装置により蒸気或いは温水として回収し、得られた蒸気及び温水を暖房等のために利用することができ、又、蓄熱式熱交換器出口の排ガス温度が更に高い場合には、ボイラにより高温の蒸気を生じさせて蒸気発電にも利用できるので、燃焼装置によって含水廃棄物の焼却処理と熱エネルギの回収とを同時に達成できる効果がある。

一方、前記燃焼炉と部分ガス化炉の少なくとも一方に加熱用燃料を供給すると、燃焼炉からの排ガス温度、流動媒体温度が高まり、部分ガス化炉の温度も高まるため、部分ガス化炉における乾燥・部分ガス化作用によって生じる可燃性ガスの生成量が大幅に増大し、燃焼器による高温ガスのガス温度が高まり、燃焼炉及び部分ガス化炉の内部温度が更に高められるようになるので、蓄熱式熱交換器出口の排ガス温度が上昇し、排ガスから回収できる廃熱量が増大し、蒸気発電による電力量を増大させることができ、燃焼装置を熱エネルギの発生装置として更に積極的に利用することができる効果がある。更に、このとき、前記加熱用燃料として、比較的安価で入手が容易な固形燃料、易燃焼性バイオマス、廃プラスチック等を用いることにより、低コストで大きな熱エネルギを取り出せる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例であって、図１の燃焼装置は、主に可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉２１と、主に含水廃棄物の乾燥・部分ガス化を行う部分ガス化炉２２とから構成されている。前記燃焼炉２１の下部には、従来の流動層を加熱するのに一般に用いられている都市ガス、灯油、重油等の起動用燃料２３と流動用空気とが供給されて砂等の流動媒体とバブリングしながら混合燃焼することにより流動層２４が形成され、燃焼炉２１内上部には高温のフリーボード２５が形成され、流動層２４の上方に二次空気が供給されるようになっている。このとき、図１では、燃焼炉２１の底部に散気板２４ａを設置して該散気板２４ａにより燃焼炉２１内に流動用空気を吹き込んで流動層２４を形成する場合を例示したが、従来から実施されている散気ノズルを用いて流動用空気を吹き込んで流動層２４を形成するようにしても良い。

前記燃焼炉２１の上部には排ガス管２８が接続されており、該排ガス管２８から導出した排ガスは、媒体分離装置としてのホットサイクロン２９に導かれて排ガス中の流動媒体を分離するようになっており、該ホットサイクロン２９で分離された流動媒体は前記部分ガス化炉２２に供給されるようになっている。

前記部分ガス化炉２２の上部には含水廃棄物投入口２６が設けてあり、該含水廃棄物投入口２６から、生ゴミ、食品廃棄物、工場排液汚泥、下水汚泥、家畜排泄物を含むし尿系汚泥のうちの少なくとも一つの含水廃棄物２７を供給するようにしている。

前記ホットサイクロン２９にて流動媒体が分離された排ガスは、蓄熱式熱交換器３０に導かれて空気を高温（およそ１０７３［Ｋ］≒８００［℃］）に加熱するようになっており、該蓄熱式熱交換器３０で加熱された高温の流動用空気は流動用空気管３１により前記燃焼炉２１の散気板２４ａ下部に導かれて前記流動層２４を形成する一方、前記流動用空気の一部は部分ガス化炉２２の散気板３２ａ下部に導かれて流動層３２を形成するようになっている。この場合も散気板３２ａに代えて散気ノズルを用いるようにしても良い。

上記したように、前記部分ガス化炉２２に高温の流動用空気が供給されると、前記含水廃棄物２７と流動媒体とが流動化して流動層３２が形成され、これにより、前記含水廃棄物２７は乾燥・部分ガス化されて、可燃性ガスと可燃性固形分とが生成されるようになっている。そして、前記部分ガス化炉２２で生成された可燃性固形分は、該部分ガス化炉２２内の流動媒体の一部と共に戻し管２１ａを通り燃焼炉２１に供給されるようになっている。

前記部分ガス化炉２２において含水廃棄物２７の乾燥・部分ガス化により生成された可燃性ガスは、ガス取出管３５により燃焼器３６に供給されて燃焼し高温ガスを生じるようになっている。そして、前記燃焼器３６で生じた高温ガスは、高温ガス管３７により前記燃焼炉２１の散気板２４ａ下部に供給するようにしてある。

又、前記燃焼器３６によって得られた高温ガスの一部は高温ガス管３７により前記部分ガス化炉２２の散気板３２ａ下部にも供給するようにしてある。

前記部分ガス化炉２２において含水廃棄物２７の乾燥・部分ガス化によって生成された可燃性固形分は、該部分ガス化炉２２内で流動する流動媒体の一部と共に傾斜した戻し管２１ａを通って燃焼炉２１の流動層２４に供給されるようになっている。

更に、図１の構成では、前記蓄熱式熱交換器３０で流動用空気の加熱を行った後の排ガスは、排ガス管３８により熱交換器３９ａ等からなる熱エネルギ回収装置３９に導かれ、水と熱交換することにより蒸気又は温水を生成するようになっている。このとき、前記蓄熱式熱交換器３０出口の排ガス温度が高い場合は、前記熱エネルギ回収装置３９にボイラを備えて蒸気を生じさせ、この蒸気で発電用のタービンを駆動して電力を出力させることもできる。更に、前記熱エネルギ回収装置３９で水の加熱を行った後の排ガスは、排ガス管３８によりスクラバ４０へ導くようにし、該排ガスに対して水を噴霧し、アンモニアやタールの処理並びに脱硫、脱硝、灰処理等を行うと共に、前記排ガス中の蒸気を凝縮し、クリーンなガスとして大気放出するようになっている。

一方、図２は、本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１に示すものと同様であるが、前記燃焼炉２１と部分ガス化炉２２の少なくとも一方に、加熱用燃料４２を供給するようにしている。図２では前記燃焼炉２１の流動層２４の内部と、部分ガス化炉２２の流動層３２の内部とに、加熱用燃料４２を供給する場合を示している。尚、加熱用燃料４２は、前記燃焼炉２１と部分ガス化炉２２の熱バランス等に基づいてその一方に供給するようにしても、或いは図２の如く両方に供給するようにしても良い。前記加熱用燃料４２としては、安価で入手が容易な固形燃料（例えば石炭、ゴミ固形燃料ＲＤＦ等）、易燃焼性バイオマス（例えば廃棄木材チップ等）、廃プラスチック等を用いることができる。この加熱用燃料４２は、その一つを供給しても或いは複数を同時に供給するようにしても良い。

更に、図２の前記蓄熱式熱交換器３０とスクラバ４０との間の排ガス管３８には、ボイラ４３ａによって高温・高圧の蒸気を生成するようにした熱エネルギ回収装置４３を設けてあり、この熱エネルギ回収装置４３で生成した蒸気により蒸気タービン４４を駆動して発電機４５により電力を発生するようにしている。このとき、熱エネルギ回収装置４３で熱を回収した後の排ガスがまだ高い温度を有している場合には、熱エネルギ回収装置４３の下流に図１に示すような熱エネルギ回収装置３９を備えて、排ガスと水とを熱交換させることにより蒸気又は温水を生成するようにしても良い。従って、図２によれば燃焼装置を熱エネルギの発生装置として積極的に利用することができる。

次に、上記図示例の作用を説明する。

図１の燃焼装置において燃焼炉２１を起動するには、燃焼炉２１と部分ガス化炉２２のそれぞれに砂等の流動媒体を装入しておき、先ず、燃焼炉２１に起動用燃料２３と流動用空気を供給して燃焼させ、流動媒体をバブリングさせることにより流動層２４を形成する。又、部分ガス化炉２２にも前記流動用空気を供給することにより流動層３２を形成する。このとき、燃焼炉２１からの排ガスの廃熱によって蓄熱式熱交換器３０で熱交換して得た流動用空気を、流動用空気管３１により前記燃焼炉２１及び部分ガス化炉２２に供給して流動層２４，３２を形成させる。

上記起動用燃料２３の燃焼によって燃焼炉２１の炉内温度が所定の温度に高まると、循環する流動媒体の温度が上昇し、蓄熱式熱交換器３０による流動用空気の温度も上昇するので、部分ガス化炉２２の内部温度も上昇する。部分ガス化炉２２内が所定の温度に達すると、部分ガス化炉２２内に生ゴミ、食品廃棄物、工場排液汚泥、下水汚泥、家畜排泄物を含むし尿系汚泥からなる含水廃棄物２７の少なくとも一つを供給する。含水廃棄物２７は、部分ガス化炉２２内を流動する高温の流動媒体と混合接触して加熱・乾燥されると共に一部熱分解し、これにより含水廃棄物２７は熱分解ガス等の可燃性ガスと可燃性固形分となる。このとき、部分ガス化炉２２内部では含水廃棄物から蒸発する水分の存在下で高温が保持されることにより水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ₂Ｏ＝Ｈ₂＋ＣＯ］が起こり、ＣＯやＨ₂等の可燃性ガスが生成される。

上記部分ガス化炉２２で生成された可燃性固形分は、部分ガス化炉２２内の流動媒体の一部と共に戻し管２１ａを通り燃焼炉２１に供給されて燃焼される。

一方、部分ガス化炉２２で生成された可燃性ガスは、ガス取出管３５により燃焼器３６に供給されて燃焼することにより高温ガスとなる。この高温ガスは高温ガス管３７により前記燃焼炉２１の散気板２４ａ下部に供給されて燃焼炉２１を内部から加熱する。このとき、前記燃焼器３６で燃焼する高温ガスは前記燃焼炉２１の炉内温度よりも高い温度とすることができ、よってこの高温ガスにて燃焼炉２１を内部から加熱することにより燃焼炉２１の炉内温度を高い温度に維持することができるようになる。従って、部分ガス化炉２２から供給される固定炭素分を多く含有して比較的燃焼し難い可燃性固形分は燃焼炉２１の高温のフリーボード２５により完全に燃焼されて焼却されるようになる。このように、燃焼炉２１の炉内温度を高く維持することができたことにより、含水廃棄物２７を自燃させることが可能になり、よって燃焼炉２１に供給している起動用燃料２３による補助燃焼をなくすことができる。従って、前記含水廃棄物２７は含水廃棄物２７自身を燃料とする自燃によって効率良く焼却されるようになる。しかも、前記燃焼炉２１から導出される排ガスを媒体分離装置としてのホットサイクロン２９に導いて流動媒体を分離した後、蓄熱式熱交換器３０へ導いて空気を加熱することにより高温（およそ１０７３［Ｋ］≒８００［℃］）の流動用空気を生成可能となり、該高温の流動用空気を燃焼炉２１と部分ガス化炉２２へ供給できるため、燃焼炉２１での可燃性固形分の燃焼と、部分ガス化炉２２での含水廃棄物２７の乾燥・部分ガス化とを確実に行うことが可能となる。更に、含水廃棄物２７は、揮発分含有量が多いことから燃焼性が良いため、従来と比較して、燃焼炉２１の高さを低くすることも可能となり、初期投入費の削減を図ることも可能となる。

又、上記形態において、前記燃焼器３６で生じた高温ガスの一部を部分ガス化炉２２に供給すると、部分ガス化炉２２の内部温度を高めることが容易に可能になり、よって部分ガス化炉２２での含水廃棄物２７の乾燥・部分ガス化作用をより安定させて促進させることができる。

更に、燃焼装置が上記したように含水廃棄物２７の自燃によって運転されている状態において、蓄熱式熱交換器３０出口の排ガス温度が高く保持されている場合には、その排ガスの廃熱を熱エネルギ回収装置３９により蒸気或いは温水として回収し、得られた蒸気及び温水を暖房等のために利用することができる。又、蓄熱式熱交換器３０出口の排ガス温度が更に高い場合には、ボイラを備えて高温の蒸気を生じさせることにより蒸気発電を行うこともできる。従って上記燃焼装置によれば、含水廃棄物２７を焼却処理する作用と熱エネルギを回収する作用とを同時に達成することができる。

一方、図２に示す如く、前記燃焼炉２１と部分ガス化炉２２の少なくとも一方に加熱用燃料４２を供給すると、燃焼炉２１からの排ガス温度、流動媒体温度が高まり、部分ガス化炉２２の温度も高まるため、部分ガス化炉２２における乾燥・部分ガス化作用によって生じる可燃性ガスの生成量が大幅に増大する。このため、燃焼器３６による高温ガスのガス温度が高まり、燃焼炉２１及び部分ガス化炉２２の内部温度が更に高められるようになるので、蓄熱式熱交換器３０出口の排ガス温度が上昇し、よって排ガスから回収できる廃熱量が増大する。従って、熱エネルギ回収装置４３によって取り出される蒸気温度（或いは蒸気量）を高めることができるので、蒸気タービン４４を駆動して発電機４５によって取り出す電力量を増大させることができる。従って、図２の燃焼装置では熱エネルギの発生装置として更に積極的に利用することができる。又、前記したように、加熱用燃料４２を燃焼炉２１に供給するようにした場合には、燃焼装置の起動時に加熱用燃料４２を起動用燃料２３と共に燃焼させて起動用燃料２３の使用量を削減することもできる。

このとき、前記加熱用燃料４２として、比較的安価で入手が容易な固形燃料（例えば石炭、ゴミ固形燃料ＲＤＦ等）、易燃焼性バイオマス（例えば廃棄木材チップ等）、廃プラスチック等を用いることにより、低コストで大きな熱エネルギを取り出すことができる。

尚、燃焼炉２１の炉内温度が低いと、石炭のように固定炭素分が多い燃料は燃え難いという問題があるが、前記したように、蓄熱式熱交換器３０で加熱した高温の流動用空気を燃焼炉２１に導くと共に、該燃焼炉２１に燃焼器３６からの高温ガスを供給し燃焼炉２１を内部から加熱して炉内温度を高く維持しているので、固定炭素分が多くしかも水分含有率も高い泥炭、亜炭、褐炭等の一般に低級炭と称されている石炭も容易に効率良く燃焼させることができ、よって上記低級炭も加熱用燃料４２として有効に利用することができる。

こうして、含水廃棄物２７を乾燥・部分ガス化して得られる可燃性ガスを燃焼させた高温ガスにて燃焼炉２１の炉内温度を高め、又、燃焼炉２１には含水廃棄物２７の乾燥・部分ガス化によって生じた可燃性固形分のみを供給して燃焼性を高め、更に、燃焼炉２１から導出される排ガスの熱を蓄熱式熱交換器３０で回収し高温の流動用空気を燃焼炉２１と部分ガス化炉２２へ供給することにより、補助燃料を供給することなく含水廃棄物２７を自燃させることができ、運転コストの低減を図り得る。

尚、本発明の含水廃棄物の燃焼方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例としての燃焼装置の全体概要構成図である。 本発明を実施する形態の他の例としての燃焼装置の全体概要構成図である。 従来の焼却処理設備の一例を示す全体概要構成図である。 従来の焼却処理設備の他の例を示す全体概要構成図である。 従来の循環流動炉の一例を示す全体概要構成図である。

符号の説明

２１ 燃焼炉
２１ａ 戻し管
２２ 部分ガス化炉
２４ 流動層
２７ 含水廃棄物
２８ 排ガス管
２９ ホットサイクロン（媒体分離装置）
３０ 蓄熱式熱交換器
３１ 流動用空気管
３２ 流動層
３５ ガス取出管
３６ 燃焼器
３７ 高温ガス管
３８ 排ガス管
３９ 熱エネルギ回収装置
４２ 加熱用燃料
４３ 熱エネルギ回収装置

Claims (6)

1. 燃焼炉から導出される排ガスを媒体分離装置に導いて流動媒体を分離した後、蓄熱式熱交換器へ導いて空気を加熱することにより高温の流動用空気を生成し、前記媒体分離装置で分離された流動媒体と、前記蓄熱式熱交換器で高温化された流動用空気と、含水廃棄物とを部分ガス化炉に供給して流動層を形成し、該含水廃棄物を乾燥・部分ガス化することにより可燃性ガスと可燃性固形分とを生成し、前記部分ガス化炉で生成した可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスを前記燃焼炉に導いて該燃焼炉を加熱しつつ、前記部分ガス化炉で生成された可燃性固形分と、前記部分ガス化炉の流動媒体と、前記蓄熱式熱交換器で高温化された流動用空気とを燃焼炉に供給して流動層を形成し前記可燃性固形分を燃焼炉で燃焼させることを特徴とする含水廃棄物の燃焼方法。
2. 部分ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスの一部を前記部分ガス化炉に供給するようにした請求項１記載の含水廃棄物の燃焼方法。
3. 燃焼炉と部分ガス化炉の少なくとも一方に、固形燃料、易燃焼性のバイオマス、廃プラスチックからなる加熱用燃料の少なくとも一つを供給するようにした請求項１又は２記載の含水廃棄物の燃焼方法。
4. 流動用空気により流動層を形成して可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、
   流動用空気により流動層を形成して投入される含水廃棄物の乾燥・部分ガス化を行い可燃性ガスと可燃性固形分とを生成する部分ガス化炉と、
   前記燃焼炉から導入される排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記部分ガス化炉に供給する媒体分離装置と、
   該媒体分離装置で流動媒体が分離された排ガスと空気とを熱交換させて前記燃焼炉及び部分ガス化炉に導く高温の流動用空気を生成する蓄熱式熱交換器と、
   前記部分ガス化炉で生成された可燃性ガスを燃焼させて得た高温ガスを前記燃焼炉へ導く燃焼器と、
   前記部分ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に前記燃焼炉に戻す戻し管と
   を備えたことを特徴とする含水廃棄物の燃焼装置。
5. 燃焼器からの高温ガスの一部を部分ガス化炉に供給するようにした請求項４記載の含水廃棄物の燃焼装置。
6. 蓄熱式熱交換器下流の排ガスと熱交換して廃熱を回収する熱エネルギ回収装置を備えた請求項５記載の含水廃棄物の燃焼装置。

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