JP4791157B2

JP4791157B2 - 廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉

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Publication number: JP4791157B2
Application number: JP2005337888A
Authority: JP
Inventors: 利昌白井; 佐藤　　淳
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: JP2007139396A

Description

本発明は、廃棄物をガス化して発生した熱分解ガスを燃焼させ灰分を溶融スラグ化するガス化溶融装置に関し、特に、溶融炉のスラグ排出口が閉塞することを防止する構成を備え、安定運転を可能とした廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉に関する。

従来より、都市ごみを始めとして不燃ごみ、焼却残渣、汚泥、埋立ごみ等の廃棄物まで幅広く処理できる装置としてガス化溶融装置が知られている。ガス化溶融装置は、廃棄物を熱分解してガス化するガス化炉と、該ガス化炉の下流側に設けられ、ガス化炉にて生成された熱分解ガスを高温燃焼し、ガス中の灰分を溶融スラグ化する溶融炉と、該溶融炉から排出される排ガスを燃焼する二次燃焼室とを備えており、廃棄物の資源化、減容化及び無害化を図るために、溶融炉からスラグを取り出して路盤材等の土木資材として再利用したり、二次燃焼室から排出される排ガスから廃熱を回収して発電を行うなどしている（特許文献１等）。

図６及び図７に従来のガス化溶融装置の溶融炉を示す。該溶融炉５０の一例として、軸線がほぼ鉛直な円筒状で上部が円錐状に絞られた炉本体５１と、該炉本体５１の下部に設けられ、炉本体５１の切線方向に向いたノズルを有するバーナ５５と、炉本体５１の下端に設けられたスラグ排出口５３と、炉本体５１の上端に接続され、炉本体５１よりも小径で上方に延びるガス出口５４とを備え、炉本体５１の上部円錐角θが４５°を超え７５°未満、ガス出口５４の内径Ｄと炉本体５１の内径ｄとの比が０．２を超え０．６未満である縦型旋回流方式の溶融炉がある。
このような溶融炉では、前段のガス化炉で廃棄物をガス化して発生した熱分解ガス及び微細なチャーを、前記バーナ５５より炉内に噴出させ、溶融炉５０内でガスの旋回流Ａを形成させながら燃焼する。このとき、熱分解ガスの熱量が不足する場合には補助燃料バーナを１つ以上設ける。

熱分解ガス及び補助燃料は、炉内径より小さい径を有する仮想円の接線方向に吹出すように炉内に導入される。旋回流Ａに搬送される灰分は炉壁５１に衝突して、灰分が溶融したスラグは壁面を流下する。従って、旋回流を決定する仮想円は炉壁に近い位置に設定されている。燃焼排ガスは溶融炉内壁面に沿って旋回しながら上昇し、上部中央に設置したガス出口５４より排出され、二次燃焼室６０に導入される。
一方、スラグは炉内壁面に付着し、図中矢印Ｂに示すごとく壁面を流下しながら下部中央に設置したスラグ排出口５３より排出される。溶融炉５０の底面５２はスラグが流下し易いようにスラグ排出口５３に向けて下方に傾斜している。

このような溶融炉においては、火炎及び高温の燃焼排ガスは炉壁に沿って上昇し、上部の排ガス出口から排出されるため、炉底中央のスラグ排出口５３の温度はガスの流れる部分に比べて低くなり、溶融したスラグが排出口付近で冷却され、固体となって付着し、スラグ排出口５３を閉塞させるといった問題がある。特に処理規模が大きくなるほど炉壁とスラグ排出口５３との距離が離れるため、この現象が顕著になってくる。
この対策として、特許文献２（特開昭６３−２０４０１２号公報）、特許文献３（特開平１１−６３４３６号公報）、特許文献４（特開平１１−２９４７４９号公報）には、図６に示すようにスラグ排出口５３下部より溶融炉５０内の高温の燃焼排ガスの一部若しくは全量をファン５７などで吸引し、スラグ排出口５３を通過させることで高温を維持する方法が提案されている。

一方、特許文献５（特開平２−１５０６１１号公報）には、旋回流径が（廃棄物バーナ装置）＞（助燃バーナ装置）となるよう廃棄物バーナ装置の各ノズルの噴射方向を助燃バーナ装置の各ノズルの噴射方向よりも炉壁寄りとした廃棄物の溶融炉が開示されている。また、炉内径Ｄに対する旋回流径は、廃棄物バーナ装置の旋回流径が０．７Ｄ、助燃バーナ装置の旋回流径が０．３Ｄ程度となるようにし、助燃バーナ装置から噴射する火炎をスラグ流出孔に近付ける構成が開示され、この構成によりスラグ流出孔の温度低下を防いでいる。さらに、廃棄物バーナ装置は助燃バーナ装置より上段に配置し、スラグ流出孔に火炎を近づけるため噴射方向を角度θだけ下に傾けており、助燃バーナ装置も同様に噴射方向を下向きに傾ける構成についても提案している。

特開２００４−１４４４０２号公報特開昭６３−２０４０１２号公報特開平１１−６３４３６号公報特開平１１−２９４７４９号公報特開平２−１５０６１１号公報

しかしながら、特許文献２乃至４に記載される構成では、ファン等の燃焼排ガスを吸引するための設備が増加し、維持管理が煩雑となるなどの問題があった。また、燃焼排ガス中には未溶融ダストが含まれており、これが吸引中に溶融してダクト内に付着・堆積し、閉塞するという問題もあり運転が困難である。
また、特許文献５については、一般的にガス化溶融炉においては助燃バーナ装置は常時使用するものではなく、ごみカロリーが低下して溶融炉の温度を１３００℃以上に維持できなくなった場合に助燃バーナ装置を使用することになるため、通常時においてはスラグ流出孔の近傍に火炎を維持することができなくなり、スラグ流出孔の加熱が困難になるという問題がある。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構造で以って確実に溶融炉のスラグ排出口の閉塞を防止することができ、安定した運転を行うことを可能としたガス化溶融装置の溶融炉を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、廃棄物のガス化により発生した熱分解ガスを炉内に導入する熱分解ガスバーナと、炉内に補助燃料を常時導入する補助燃料バーナと、を備え、前記熱分解ガスバーナが炉内の熱分解ガス旋回流により形成される仮想円の接線方向に熱分解ガスを導入するように配置され、前記補助燃料バーナが前記仮想円の接線方向に補助燃料を導入するとともに前記熱分解ガスバーナの近傍で且つ前記熱分解ガス旋回流の旋回方向に対して前記熱分解ガスバーナより上流側に配置されるようにした廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉であって、
前記熱分解ガスバーナ及び前記補助燃料バーナが上下方向に夫々複数段設けられ、下段側のバーナ高さにおける仮想円径が上段側のバーナ高さにおける仮想円径より小となるように夫々のバーナを配置したことを特徴とする。

本発明によれば、炉本体の上下方向に熱分解ガスバーナ及び補助燃料バーナを複数段設け、下段側に設置した熱分解ガスバーナ及び補助燃料バーナの旋回径を上段側より小さくし、炉の底部に設置されるスラグ排出口の近傍に火炎及び高温の燃焼排ガスが集まるようにすることで、スラグ排出口が冷却することを防止し、スラグ排出口の閉塞を防止することを可能としている。よって、スラグ排出口の温度低下を防ぐことができ、設備費の低減、運転の簡易化につながる。尚、上段側のバーナは旋回径を大きくしてあるため、炉内の熱分解ガスの旋回や灰分の回収に支障をきたすことなく円滑な運転が可能である。また、熱分解ガスバーナの他に、補助燃料を常時導入する補助燃料バーナについても同様に下段側の旋回径を小さくしているため、スラグ排出口近傍に対して常に十分な熱量を送ることができ、スラグ排出口を確実に保温することができる。

さらに、前記溶融炉の内径をＤ_０とした場合、前記上段側のバーナ高さにおける仮想円径Ｄ_１がＤ_１／Ｄ_０＝０．６〜０．８、且つ前記下段側のバーナ高さにおける仮想円径Ｄ_２がＤ_２／Ｄ_０＝０．３〜０．５となるように夫々のバーナを配置したことを特徴とする。
上段側の仮想円径が０．８より大きくなり１．０に近くなると熱分解ガスバーナから噴出する固形粒子が溶融炉壁面に衝突し、溶融炉の耐火材を損耗する。逆に仮想円径が０．６未満となると溶融スラグが壁面で捕集されずに、排ガスとともに二次燃焼室へ排出されてしまう。従って、仮想円径の内径を上記範囲内とすることにより耐火材の損耗を軽減し、かつ溶融スラグの捕集効率を維持することが可能となる。
一方、スラグ排出口径をＤ_３とした場合、Ｄ_３／Ｄ_０＝０．３〜０．５であることから、下段側の仮想円径Ｄ_２をこれと同等とすることで、スラグ排出口を効果的に保温できる。

さらにまた、前記溶融炉の円筒部高さをＨ_０とした場合、前記溶融炉円筒部の上端から前記上段側のバーナまでの高さＨ_１がＨ_１／Ｈ_０＝０．６〜０．８、且つ前記溶融炉円筒部の上端から前記下段側のバーナまでの高さＨ_２がＨ_２／Ｈ_０＝０．８〜０．９となるように夫々のバーナを配置することを特徴とする。
このように、上段側及び下段側のバーナ位置を設定することにより、炉底部を効果的に保温することができるとともに、熱分解ガスバーナの外径から決まる施工上の制約も考慮した好適な構成とすることが可能となる。

また、前記溶融炉へ供給する熱量をＱ_０とした場合、前記上段側のバーナから供給する熱量Ｑ_１がＱ_１／Ｑ_０＝０．７〜０．９、前記下段側のバーナから供給する熱量Ｑ_２がＱ_２／Ｑ_０＝０．１〜０．３となるように設定したことを特徴とする。
下段側のバーナに多くの熱分解ガスを導入した場合には、仮想円径が小さいために溶融スラグの捕集効率が低下する。従って、溶融スラグの捕集効率を高めるためには、できるだけ多くの熱分解ガスを上段側のバーナから溶融炉へ導入する必要がある。また、下段側のバーナの位置は炉底に近いため、施工上も熱分解ガスバーナの口径は小さくする必要があり、吹出流速の制約からも導入できる熱分解ガスの量は少なくする必要がある。これらの観点から、上段側のバーナから供給する熱量Ｑ_１をＱ_１／Ｑ_０＝０．７〜０．９、前記下段側のバーナから供給する熱量Ｑ_２をＱ_２／Ｑ_０＝０．１〜０．３とすることで、溶融スラグの捕集効率を維持するとともに、構造的制約をクリアした好適な構造を有する溶融炉を提供することが可能となる。

さらに、前記下段側の熱分解ガスバーナ及び前記下段側の補助燃料バーナの少なくとも何れか一方を炉中央に向けて下方に傾斜するように配設したことを特徴とする。
このとき、前記バーナの傾斜角度は、水平方向に対して１０〜２０°であることが好ましい。
このように、下段側の熱分解ガスバーナ及び下段側の補助燃料バーナの少なくとも何れか一方をやや下方に傾け、火炎及び高温の排ガスがスラグ排出口付近に集まるようにすることで、炉中央部をより効果的に保温することができ、スラグ付着による閉塞を確実に防止することができる。

以上記載のごとく本発明によれば、熱分解ガスバーナ及び補助燃料バーナを炉本体の上下方向に複数段設け、下段側のバーナにより形成される旋回流が上段側のバーナにより形成される旋回流より小さくなるように夫々のバーナを配置することにより、炉の底部中央付近に火炎及び高温の燃焼排ガスが集まり易くなり、炉底中央に設置されたスラグ排出口が冷却することを防止し、スラグ排出口の閉塞を防止することができる。また、熱分解ガスバーナ若しくは補助燃料バーナをやや下方に傾け、火炎及び高温の排ガスがスラグ排出口付近に集まるようにすることで、より効果的な保温が可能となる。
これらの構成により、スラグ排出口の温度低下を防ぐことが可能となり、スラグ排出口の閉塞を防止し、設備費の低減、運転の簡易化が達成できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１に係る溶融炉を示す側断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は本発明の実施例２に係る溶融炉を示す側断面図、図５は本発明の実施例に係るガス化溶融装置を備えたシステムの全体構成図である。

まず、図５を参照して、本実施例のガス化溶融装置における処理フローの一例につき説明する。ホッパ１０から投入された廃棄物は、必要に応じて破砕された後に給じん機１１を介して流動床式ガス化炉１２へ定量供給される。ガス化炉１２では、温度約１２０〜２３０℃、空気比０．２〜０．７程度の燃焼空気２１が炉下部から吹き込まれ、炉内砂層温度が５５０〜６５０℃程度に維持されている。
破砕ごみはガス化炉１２でガス化され、ガス、タール、チャー（炭化物）に分解される。タールは、常温では液体となる成分であるが、ガス化炉内ではガス状で存在する。
チャーは砂層内で徐々に微粉化され、ガス及びタールに同伴して溶融炉１３へ導入される。以下、溶融炉１３へ導入されるこれらの成分を総称して熱分解ガス２２と呼ぶ。

前記ガス化炉１２の炉頂部より排出された熱分解ガス２２は、ライニングダクトを経て前記溶融炉１３の熱分解ガスバーナ５（図１参照）へ導入される。該熱分解ガスバーナ５で、熱分解ガス２２は燃焼空気２５と混合されて炉内に導入され、旋回流を形成する。このとき、燃焼空気２５は空気比０．９〜１．１、好ましくは１．０程度であると良い。
前記溶融炉１３では、熱分解ガス２２と燃焼空気２５の混合ガスが燃焼することにより炉内温度が１３００〜１５００℃に維持され、熱分解ガス中の灰分が溶融、スラグ化される。溶融したスラグは、溶融炉１３の内壁面に付着、流下し、炉底部のスラグ出滓口から排出される。前記溶融炉１３から排出されたスラグは、スラグ水砕水槽２３で急冷され、スラグコンベア２４により搬出されて水砕スラグとして回収される。回収された水砕スラグは、路盤材等に有効利用することが可能である。
尚、前記溶融炉１３の内壁は、水冷管を埋設した水冷構造とし、水冷により冷却・固化したスラグのセルフコート層を炉内壁面に形成することにより、耐火材の侵食を防止するようになっている。

一方、溶融炉１３から排出された燃焼排ガスは、円錐状の広がり部を経由して、二次燃焼室１４へ導入される。二次燃焼室１４では、燃焼空気２６が空気比１．２〜１．５となるように供給され、前記燃焼排ガス中の未燃分はここで完全燃焼される。
燃焼排ガスは、ボイラ１５で熱回収されて、２５０℃程度まで冷却される。ボイラ１５から排出された燃焼排ガスは、減温塔１６へ導入され、直接水噴霧により１５０℃程度まで冷却される。減温塔１６から排出された燃焼排ガスは、必要に応じて煙道で消石灰、活性炭が噴霧され、反応集塵装置１７に導入される。反応集塵装置１７では、燃焼排ガス中の煤塵、酸性ガス、ＤＸＮ類等が除去される。反応集塵装置１７から排出された集塵灰は薬剤処理して埋立処分され、燃焼排ガスは蒸気式加熱器１８で再加熱され、触媒反応装置１９でＮＯ_ｘが除去された後、煙突２０より大気放出される。

図１乃至図３に本実施例１に係る廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉を示す。溶融炉１３は、略円筒状の炉壁１と、炉壁上部に設けられ二次燃焼室１４に連通するガス排出口４と、炉壁下部に設けられたスラグ排出口３を有する。スラグ排出口３は炉底２の中央付近に設けられ、該炉底２はスラグ排出口３に向けて下方に傾斜されている。
また、炉壁１には一の水平断面上に一又は複数の熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂが取付けられている。図２及び図３に示すように、熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂは、炉内の熱分解ガス旋回流により形成される仮想円８ａ、８ｂの接線方向に熱分解ガス２２を噴出するように配置される。
また、本実施例では、炉壁１の一の水平断面上に一又は複数の補助燃料バーナ６ａ、６ｂが設置されている。補助燃料バーナ６ａ、６ｂは、熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂの近傍で且つ該熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂより旋回流の旋回方向に対して上流側に設けられ、さらに前記熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂと同様に、仮想円８ａ、８ｂの接線方向に補助燃料を噴出するように配置される。

さらに本実施例の特徴的な構成として、熱分解ガスバーナ５及び補助燃料バーナ６は、炉本体１の上下方向に複数段設けられる。一例として本実施例では上下に夫々のバーナを２段設置した構成につき説明する。上段の熱分解ガスバーナは５ａ、同様に上段の補助燃料バーナは６ａ、下段の熱分解ガスバーナは５ｂ、同様に下段の補助燃料バーナは６ｂで示される。
上段の熱分解ガスバーナ５ａ及び上段の補助燃料バーナ６ａは何れもガス噴出方向が仮想円８ａの接線上となるように配置される。上段のバーナ高さにおける仮想円８ａの仮想円径をＤ_１とする。
下段の熱分解ガスバーナ５ｂ及び上段の補助燃料バーナ６ｂは何れもガス噴出方向が仮想円８ｂの接線上となるように配置される。下段のバーナ高さにおける仮想円８ｂの仮想円径をＤ_２とする。

このとき、（仮想円径Ｄ_１）＞（仮想円径Ｄ_２）となるように、夫々のバーナが配置される。これにより、炉本体１の底面近傍における熱分解ガス旋回流は上方より小さくなってスラグ排出口３の近傍に火炎及び高温の燃焼排ガスが集まり、スラグ排出口が保温されてスラグ排出口３の閉塞を防止することができる。よって、設備費の低減、運転の簡易化につながる。尚、上段側のバーナは旋回径を大きくしてあるため、炉内の熱分解ガス２２の旋回に支障をきたすことなく円滑な運転が可能である。また、熱分解ガスバーナ５とともに補助燃料を常時導入する補助燃料バーナ６ａ、６ｂについても同様に下段側の旋回径を小さくしているため、スラグ排出口近傍に対して常に十分な熱量を送ることができ、スラグ排出口３を確実に保温することができる。
尚、本実施例において、熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂ及び補助燃料バーナ６ａ、６ｂを一の水平断面上に２つ以上設ける場合には、図２及び図３に示すように夫々が対称となる位置に設けることが好ましい。

また本実施例において、溶融炉の内径をＤ_０とした場合、上段の仮想円径Ｄ_１がＤ_１／Ｄ_０＝０．６〜０．８で且つ下段の仮想円径Ｄ_２がＤ_２／Ｄ_０＝０．３〜０．５となるように夫々のバーナを配置することが好ましい。尚、前記内径Ｄ_０は、底面２と、排ガス出口４へ向けて傾斜する炉本体天井を除いた炉本体の円筒部の内径をいう。
このように、上段の仮想円径Ｄ_１が内径Ｄ_０に対して０．６〜０．８の範囲内となるように設定することにより、炉壁に近い位置に旋回流が形成され、炉内の熱分解ガス旋回流に含まれる灰分が壁面に衝突して灰分が溶融したスラグが壁面を流下し易くなり、効果的にスラグを回収できる。一方、下段の仮想円径Ｄ_２が内径Ｄ_０に対して０．３〜０．５となるように設定することにより、スラグ排出口３に近い位置に熱分解ガス及び補助燃料が吹き込まれるため、スラグ排出口３の保温効果を高めることができる。
即ち、上段の仮想円径が０．８以上より大きくなり１．０に近くなると熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂから噴出する固形粒子が溶融炉壁面に衝突し、溶融炉の耐火材を損耗する。逆に仮想円径が０．６未満となると溶融スラグが壁面で捕集されずに、排ガスとともに二次燃焼室へ排出されてしまう。従って、仮想円径の内径を上記範囲内とすることにより耐火材の損耗を軽減し、かつ溶融スラグの捕集効率を維持することが可能となる。
一方、スラグ排出口径をＤ_３とした場合、Ｄ_３／Ｄ_０＝０．３〜０．５であることから、下段側の仮想円径Ｄ_２をこれと同等とすることで、スラグ排出口を効果的に保温できる。

さらに、溶融炉の高さをＨ_０とした場合、熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂ及び補助燃料バーナ６ａ、６ｂの接続位置は上段位置Ｈ_１がＨ_１／Ｈ_０＝０．６〜０．８で且つ下段位置Ｈ_２がＨ_２／Ｈ_０＝０．８〜０．９となるようにすることが好ましい。尚、溶融炉高さＨ_０は、底面２と、排ガス出口４へ向けて傾斜する天井を除いた炉本体の円筒部の高さをいい、上段位置Ｈ_１は円筒部の上端からバーナまでの高さ、下段位置Ｈ_２は円筒部の上端からバーナまでの高さをいう。
このように上段及び下段のバーナ位置Ｈ_１、Ｈ_２を設定することにより、炉底部を効果的に保温することができるとともに、熱分解ガスバーナ５ａ、５ｂの外径から決まる施工上の制約も考慮した好適な構成とすることが可能である。

さらにまた、前記溶融炉へ供給する熱量をＱ_０とした場合、前記上段のバーナから供給する熱量Ｑ_１はＱ_１／Ｑ_０＝０．７〜０．９、前記下段のバーナから供給する熱量Ｑ_２はＱ_２／Ｑ_０＝０．１〜０．３となるように設定することが好ましい。このように、上段のバーナから供給する熱量Ｑ_１をＱ_１／Ｑ_０＝０．７〜０．９、下段のバーナから供給する熱量Ｑ_２をＱ_２／Ｑ_０＝０．１〜０．３とすることで、溶融スラグの捕集効率を維持するとともに、構造的制約をクリアした好適な構造を有する溶融炉を提供することが可能となる。ここで、熱量Ｑは熱分解ガスと補助燃料を合計した熱量をいう。このとき、熱分解ガスと補助燃料の導入量の割合を上下段で一定に保つことで、適正な旋回流の形成、適正な燃焼場の形成、溶融スラグの捕集効率の維持が可能となる。

図４に本実施例２に係る溶融炉を示す。尚、本実施例２において、上記した実施例１と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本実施例２の溶融炉１３は、実施例１に記載した構成に加えて、下段側の熱分解ガスバーナ５ｂ及び下段側の補助燃料バーナ６ｂの少なくとも何れか一方を、炉中央に向けて下方に傾斜させて取り付けている。好ましくは、バーナの傾斜角度θを１０〜２０°程度とする。さらに好ましくは、バーナの傾斜角度θを炉底２の傾斜角度とほぼ同様の角度とする。
下段側の熱分解ガスバーナ５ｂのみを傾斜させる場合には、熱分解ガスバーナ５ｂからの熱分解ガスの燃焼熱により炉中央付近が保温され、スラグの付着を防止できる。また、ガス圧により炉底を流れるスラグをスラグ排出口３へ押し込み、流下することを促進できる。
下段側の補助燃料バーナ６ｂのみを傾斜させる場合には、熱量の大きい補助燃料を炉中央に吹き込むことでスラグ排出口３近傍が効果的に保温され、スラグの付着を防止できる。
また、下段側の熱分解ガスバーナ５ｂ及び下段側の補助燃料バーナ６ｂの両方を下方傾斜させる構成としてもよく、これにより上記２つの効果を併せもつことができる。

本発明の実施例１に係る溶融炉を示す側断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である本発明の実施例２に係る溶融炉を示す側断面図である。本発明の実施例に係るガス化溶融装置を備えたシステムの全体構成図である。従来の溶融炉を示す側断面図である。従来の溶融炉を示す側断面図である。

符号の説明

１炉壁
２炉底面
３スラグ排出口
４排ガス出口
５ａ、５ｂ熱分解ガスバーナ
６ａ、６ｂ補助燃料バーナ
８ａ、８ｂ仮想円
１２ガス化炉
１３溶融炉
１４二次燃焼室
１５ボイラ
１６減温塔
２３冷却水槽
２４スラグコンベア
３３燃焼空気
３４熱分解ガス
３５燃焼空気

Claims

廃棄物のガス化により発生した熱分解ガスを炉内に導入する熱分解ガスバーナと、炉内に補助燃料を常時導入する補助燃料バーナと、を備え、前記熱分解ガスバーナが炉内の熱分解ガス旋回流により形成される仮想円の接線方向に熱分解ガスを導入するように配置され、前記補助燃料バーナが前記仮想円の接線方向に補助燃料を導入するとともに前記熱分解ガスバーナの近傍で且つ前記熱分解ガス旋回流の旋回方向に対して前記熱分解ガスバーナより上流側に配置されるようにした廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉であって、
前記熱分解ガスバーナ及び前記補助燃料バーナが上下方向に夫々複数段設けられ、下段側のバーナ高さにおける仮想円径が上段側のバーナ高さにおける仮想円径より小となるように夫々のバーナを配置したことを特徴とする廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉。
前記溶融炉の内径をＤ_０とした場合、前記上段側のバーナ高さにおける仮想円径Ｄ_１がＤ_１／Ｄ_０＝０．６〜０．８、且つ前記下段側のバーナ高さにおける仮想円径Ｄ_２がＤ_２／Ｄ_０＝０．３〜０．５となるように夫々のバーナを配置したことを特徴とする請求項１記載の廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉。
前記溶融炉の円筒部高さをＨ_０とした場合、前記溶融炉円筒部の上端から前記上段側のバーナまでの高さＨ_１がＨ_１／Ｈ_０＝０．６〜０．８、且つ前記溶融炉円筒部の上端から前記下段側のバーナまでの高さＨ_２がＨ_２／Ｈ_０＝０．８〜０．９となるように夫々のバーナを配置したことを特徴とする請求項１記載の廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉。
前記溶融炉へ供給する熱量をＱ_０とした場合、前記上段側のバーナから供給する熱量Ｑ_１がＱ_１／Ｑ_０＝０．７〜０．９、前記下段側のバーナから供給する熱量Ｑ_２がＱ_２／Ｑ_０＝０．１〜０．３となるように設定したことを特徴とする請求項１記載の廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉。
前記下段側の熱分解ガスバーナ及び前記下段側の補助燃料バーナの少なくとも何れか一方を炉中央に向けて下方に傾斜するように配設したことを特徴とする請求項１記載の廃棄物ガス化溶融装置。