JP5010828B2 - 焼却設備のダイオキシン類抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物等の塩素化合物を含む可燃物を燃焼するストーカ式ごみ焼却炉等の焼却設備に用いられ、燃焼過程で生成されるダイオキシン類を抑制するダイオキシン類抑制方法の改良に関する。

従来、ストーカ式ごみ焼却炉等の焼却設備に於て、ダイオキシン類を抑制する方法としては、次の様なものが知られている。
（１） 焼却炉の出口付近の所謂ガス燃焼ゾーン（二次燃焼室）に、還流ガスや再循環ガスと二次空気とを吹き込んだり、二次空気のみを吹き込む事に依り燃焼排ガスを攪拌混合するもの（特許文献１，２参照）。
（２） 焼却炉の出口付近の所謂ガス燃焼ゾーンに、旋回手段を設けて燃焼排ガスの流れを利用して攪拌混合を促進するもの（特許文献３参照）。

特開２００１−２４８８３０号公報 特開２００３−３２２３２１号公報 特開２００１−２３５１２６号公報

然しながら、前記（１）は、燃焼排ガスを攪拌混合する為に還流ガスや再循環ガスや二次空気等の所謂攪拌混合ガスを使用するので、排ガス処理量が増大すると共に、攪拌混合ガスを供給する為の送風機が必要であるので、エネルギ消費も増大していた。
前記（２）は、旋回手段にダストが付着しても、これを払い落す事ができず、付着ダストが成長して運転に支障を与えたり、通流抵抗が増大すると共に、耐熱を図る為に冷却水に依り冷却せねばならないので、燃焼排ガスの熱を損失する惧れがあった。
この様に従来の何れのものも、夫々一長一短があり、攪拌混合ガスや冷却水を用いずに常に最適な状態で燃焼排ガスの攪拌混合を促進してダイオキシン類の生成を抑制するものがなかった。

本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、攪拌混合ガスや冷却水を用いずに常に最適な状態で燃焼排ガスの攪拌混合を促進してダイオキシン類の生成を抑制する様にした焼却設備のダイオキシン類抑制方法を提供するにある。

本発明に係る焼却炉のダイオキシン類抑制方法は、焼却炉燃焼室の燃焼排ガスの出口付近に、円筒状の周壁全面に亘って多数の微細孔が相互に密接した状態で存在し且つ一端が閉塞されて他端からその内方へ空気が供給される複数の多孔質セラミック製の耐熱性中空多孔質体を所定の間隔を置いて水平に並設すると共に、当該耐熱性中空多孔質体の水平列を上下方向に間隔を置いて複数段千鳥状に配置し、燃焼室からの燃焼排ガスを前記耐熱性中空多孔質体相互の隙間及び耐熱性中空多孔質体と燃焼室側壁の隙間を通路として流通させることにより燃焼排ガスを攪拌混合すると共に、高温の燃焼排ガスにより各耐熱性中空多孔質体を加熱してこれ等に燃焼排ガスの熱を畜熱し、当該加熱された各耐熱性中空多孔質体からの輻射熱により前記各隙間を流通する燃焼排ガスの温度を常に高温状態に維持するようにし、また、前記各耐熱性中空多孔質体の他端からその内方へ定期的にコンプレッサやブロワから成る空気供給源からの高圧の煤払用空気を所定時間供給し、耐熱性中空多孔質体の多孔質壁を通して煤払用空気を耐熱性中空多孔質体の全表面から膜状を為して均一に前記ガス通路内へ噴出することにより、各耐熱性中空多孔質体の外表面に付着したダストを払い落とすことを発明の基本構成とするものである。

燃焼室の出口付近に複数の耐熱性中空多孔質体を並設したので、この耐熱性中空多孔質体に依って燃焼排ガスの攪拌混合が促進されると共に、燃焼排ガスに依り耐熱性中空多孔質体が加熱されてその輻射熱に依って燃焼室の出口付近が均一に高温に維持されるので、ダイオキシン類が高温分解されてその生成が抑制される。
耐熱性中空多孔質体の外部に付着されるダストは、定期的にコンプレッサやブロワ等の空気供給源からの空気を耐熱性中空多孔質体の中空部に供給し、耐熱性中空多孔質体の微細孔からその表面に噴出させる事に依り払い落とされる。

耐熱性中空多孔質体は、一端が閉塞されて他端から空気が供給される筒状の多孔質セラミックで形成されているのが好ましい。この様にすれば、その全面に亘って多数の微細孔が相互に密接した状態で存在しているので、中空部に供給された空気が全表面から膜状を為して均一に噴出される事になり、外表面に付着されたダストを効果的に払い落とす事ができる。

本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１） 燃焼室の出口付近に複数の耐熱性中空多孔質体を並設して燃焼排ガスの攪拌混合と高温維持を行う様にしたので、攪拌混合ガスや冷却水を使用する事なく、ダイオキシン類の生成を抑制する事ができる。その結果、排ガス処理量やエネルギ消費量を大幅に減少させる事ができる。
（２） 耐熱性中空多孔質体の外部に付着するダストを耐熱性中空多孔質体の中空部に供給される空気に依り払い落とす様にしたので、蒸気等を外部から吹付ける一般的な煤吹き装置を用いる場合に比べて、耐熱性中空多孔質体の円周全面に亘って均一にダストの払い落としを行う事ができる。又、ダストの払い落としに際しては、定期的に空気を供給するだけあるので、排ガス処理量やエネルギ消費量が増大する事もない。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のダイオキシン類抑制方法を適用した焼却設備を示す概要図。図２は、耐熱性中空多孔質体を示す斜視図である。

本発明のダイオキシン類抑制方法を採用するのに好適な焼却設備１は、この例では、ストーカ式ごみ焼却炉にしてある。
これは、ごみ供給口２から階段状のストーカ３の前端部に供給されたごみを、ストーカ３の下から燃焼用空気を供給させつつ、ストーカ３上を後方へと流下させる事に依り乾燥・焼却させてその焼却残渣を排出口４から排出させると共に、燃焼室５の分解燃焼ゾーン（一次燃焼室）６で発生した燃焼排ガスＡを燃焼室５の出口付近の所謂ガス燃焼ゾーン（二次燃焼室）７を経て炉外に排出させる様に構成されている。

而して、燃焼室５の出口付近（ガス燃焼ゾーン）７には、複数の耐熱性中空多孔質体８が並設されている。
耐熱性中空多孔質体８は、一端が閉塞されて他端から空気が供給される筒状の多孔質セラミックで形成されている。つまり、一端が空気供給口９にされる円筒状の周壁１０とその他端を閉塞する端壁１１とを備えている。

耐熱性中空多孔質体８の周壁１０及び端壁１１は、燃焼排ガスＡの温度に対して十分な耐熱性（一般に、耐熱温度１４００℃以上）を有する耐熱材で構成されている。
とりわけ、周壁１０は、外径が６０ｍｍ、内径が４０ｍｍ、肉厚が１０ｍｍ、空隙率が３０％の多孔質セラミックで構成されて居り、アルミナやコージェライト等のセラミック粉末を円筒状に成形した上でこの成形物を適当温度で焼成する事に依って得られ、全面的に微細孔１２を有する再結晶セラミック焼結体にしてある。
端壁１１は、周壁１０の他端部を機密状に閉塞するものであり、周壁１０の他端部に周知の耐火材を充填・固化させる事に依って形成されている。

耐熱性中空多孔質体８は、燃焼室５の出口付近７を形成する側壁１３の内部に複数のものが所定間隔（１００〜５００ｍｍ）を置いて水平状態に並列されていると共に、この様なものが上下方向に複数段に亘って千鳥状に配置されて居り、隣接するものどうしの間及び側壁１３との間には、燃焼排ガスＡが通流する通路１４が形成されるべく両端が側壁１３に取付けられている。

そして、各耐熱性中空多孔質体８の空気供給口９には、図略しているが、配管を介してコンプレッサやブロワ等の空気供給源が接続されて居り、空気供給口９から供給された空気Ｂが周壁１０の全面に存在する微小孔１２から均一に噴出される様になっている。

次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
ごみ供給口２からストーカ３に供給されたごみは、ストーカ３の下から燃焼用空気が供給されつつ、ストーカ３上を後方へと流下される事に依り乾燥・焼却され、その焼却残渣が排出口４から排出される。
燃焼室５の分解燃焼ゾーン６で発生した燃焼排ガスＡは、燃焼室５の出口付近（ガス燃焼ゾーン）７を経て炉外に排出される。
この時、燃焼室５の出口付近７には、複数の耐熱性中空多孔質体８が並設されているので、この耐熱性中空多孔質体８に依って燃焼排ガスＡの攪拌混合が促進されると共に、燃焼排ガスＡに依り耐熱性中空多孔質体８が加熱されてその輻射熱に依って燃焼室５の出口付近７が均一に高温に維持される。この為、ダイオキシン類が高温分解されてその生成が抑制される。加えて、従来必要とされた８５０℃以上の滞留時間を２秒からその１／２以下にする事が可能となる。その結果、それだけ焼却設備１をコンパクトにする事ができる。

耐熱性中空多孔質体８の外部に付着されるダストは、定期的にコンプレッサやブロワ等の空気供給源からの空気Ｂが耐熱性中空多孔質体８の空気供給口９を経て中空部に供給され、耐熱性中空多孔質体８の微細孔１２からその表面に噴出される事に依り払い落とされる。
その結果、蒸気等を外部から吹付ける一般的な煤吹き装置を用いる場合に比べて、耐熱性中空多孔質体８に付着したダストを完全に払い落とす事ができ、付着ダストが成長して、運転の阻害となったり、通風抵抗が増す惧れがない。

尚、耐熱性中空多孔質体８は、先の例では、千鳥状に配置したが、これに限らず、例えば特開２００１−２４８８３０号（特許文献１）に記載されている如く、碁盤目状や格子状に配置しても良い。

本発明のダイオキシン類抑制方法を適用した焼却設備を示す概要図。 耐熱性中空多孔質体を示す斜視図。

符号の説明

１…焼却設備、２…ごみ供給口、３…ストーカ、４…排出口、５…燃焼室、６…分解燃焼ゾーン、７…ガス燃焼ゾーン、８…耐熱性中空多孔質体、９…空気供給口、１０…周壁、１１…端壁、１２…微細孔、１３…側壁、１３…通路、Ａ…燃焼排ガス、Ｂ…空気。

Claims (2)

1. 焼却炉燃焼室の燃焼排ガスの出口付近に、円筒状の周壁全面に亘って多数の微細孔が相互に密接した状態で存在し且つ一端が閉塞されて他端からその内方へ空気が供給される複数の多孔質セラミック製の耐熱性中空多孔質体を所定の間隔を置いて水平に並設すると共に、当該耐熱性中空多孔質体の水平列を上下方向に間隔を置いて複数段千鳥状に配置し、燃焼室からの燃焼排ガスを前記耐熱性中空多孔質体相互の隙間及び耐熱性中空多孔質体と燃焼室側壁の隙間を通路として流通させることにより燃焼排ガスを攪拌混合すると共に、高温の燃焼排ガスにより各耐熱性中空多孔質体を加熱してこれ等に燃焼排ガスの熱を畜熱し、当該加熱された各耐熱性中空多孔質体からの輻射熱により前記各隙間を流通する燃焼排ガスの温度を常に高温状態に維持するようにし、また、前記各耐熱性中空多孔質体の他端からその内方へ定期的にコンプレッサやブロワから成る空気供給源からの高圧の煤払用空気を所定時間供給し、耐熱性中空多孔質体の多孔質壁を通して煤払用空気を耐熱性中空多孔質体の全表面から膜状を為して均一に前記ガス通路内へ噴出することにより、各耐熱性中空多孔質体の外表面に付着したダストを払い落とすことを特徴とする焼却炉のダイオキシン類抑制方法。
2. 前記各耐熱性中空多孔質体の他端から常時その内方へコンプレッサやブロワから成る空気供給源から煤付着抑制用空気を定量供給すると共に、その内方へ定期的にコンプレッサやブロワから成る空気供給源からの高圧の煤払用空気を所定時間供給するようにした請求項１に記載の焼却炉のダイオキシン類抑制方法。

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