JP5800237B2

JP5800237B2 - 廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法

Info

Publication number: JP5800237B2
Application number: JP2012132784A
Authority: JP
Inventors: 知広傳田; 中山　剛; 剛中山
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: JP2013257065A

Description

本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法に関する。

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おり、その代表的なものの概要構成を添付図面の図２に示す。この図２の形式の焼却炉は特許文献１にも開示されている。

図２に示される焼却炉は、廃棄物を燃焼する主燃焼室１の下部に廃棄物の移動方向に配置され三段から成る火格子（乾燥火格子１ａ、燃焼火格子１ｂそして後燃焼火格子１ｃ）を有し、後燃焼火格子１ｃの上方に位置する主燃焼室１の出口に二次燃焼室２が連設されている。上記主燃焼室１には乾燥火格子１ａの上方に位置して廃棄物投入口３がそして後燃焼火格子１ｃの右下方には灰落下口４がそれぞれ設けられている。通常、上記二次燃焼室２は廃熱回収用の廃熱ボイラ１０の一部でもあり入口近傍部分である。また、上記主燃焼室１には、燃焼火格子１ｂと後燃焼火格子１ｃにまたがる範囲で火格子の上方位置に外部からの二次空気を主燃焼室１内へ吹き込む二次空気吹込み口５が設けられている。

図２に示される焼却炉にあっては、廃棄物投入口３から炉内に投入された廃棄物は、シュート３ａを通して乾燥火格子１ａ上に堆積され、乾燥火格子１ａの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。すなわち、上記乾燥火格子１ａの直上方では、廃棄物の流れ方向の上流側たる左域空間で乾燥領域をそして下流側たる右域空間では燃焼開始領域を形成する。燃焼開始領域で着火して燃焼を開始した廃棄物は、燃焼火格子１ｂ上に送られ、廃棄物が熱分解ガス化され可燃性ガスが発生し、燃焼火格子１ｂの下から送られる燃焼用の一次空気によりガス分と固形分が燃焼し、上記燃焼火格子１ｂの直上方空間で主燃焼領域を形成する。そして、更に後燃焼火格子１ｃ上で、後燃焼火格子１ｃの下から送られる燃焼用の一次空気により固定炭素など未燃分が完全に燃焼し、該後燃焼火格子１ｃ直上方空間で後燃焼領域を形成する。しかる後、燃焼後に残った灰は、灰落下口４より外部に排出される。かくして廃棄物は三段の火格子１ａ〜１ｃの下から吹き上げる一次空気により、燃焼する。

このような焼却炉では、廃棄物の燃焼は主燃焼室１内で行われ、燃焼排ガスに含まれている未燃ガスは、二次空気吹込み口５からの二次空気を受けて二次燃焼室２で二次的な燃焼が行われて未燃分が完全に燃焼する。二次燃焼室２からの排ガスは、廃熱ボイラ１０にて熱交換された後に、減温塔、バグフィルタ（共に図示せず）等を経由して無害化された状態で煙突から外部に放出される。廃熱ボイラでは、高温の燃焼排ガスから熱交換器により熱回収され蒸気を発生し、その蒸気を熱供給，発電等に供している。

この図２の焼却炉は、一次空気と二次空気の２系統の燃焼用空気供給系を備え、一次空気供給系はファン６からダンパ等の流量調節機構７を介して火格子１ａ〜１ｃに空気を送り込む系統であり、二次空気供給系はファン８からダンパ等の流量調節機構９を介して二次空気を吹込み口５から主燃焼室１内に吹き込む系統である。

特開平９-４９６２４

図２に示されるような従来の廃棄物焼却炉では、実際に炉内に供給する空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した比は（空気比）は、通常１．６程度である。これは、一般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。その理由は、廃棄物には、上記一般燃料としての液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ燃料分の分布が不均質なため、空気の利用効率が低く、燃焼を行うには多量の空気が必要となるためである。しかし、単に供給空気を多くすると、空気比が大きくなるにしたがって排ガス量も多くなるので、これに伴ってより大きな排ガス処理設備が必要となる。

焼却炉において空気比を小さくした状態で支障なく廃棄物を燃焼することができ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できる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤量も低減するので、運転費を低減できる。さらには、熱回収できずに大気に捨てられる熱量を低減させ、廃熱ボイラの熱回収率を向上できるので、廃棄物発電の効率を上げることができる。

このような状況のもとで、空気比を１．３以下の低空気比で廃棄物焼却炉を操業することが検討されている。低空気比操業を行うことにより焼却炉より排出される排ガス量が低減されるため、排ガスの体積当たりの顕熱が増加し廃熱ボイラでの熱回収効率が向上して発生蒸気による発電効率が向上でき、また、排ガス処理設備をコンパクトにでき廃棄物焼却設備全体をコンパクトにできる効果がある。

しかしながら、このように、低空気比燃焼に対する利点は大きくなるが、一方で、低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題が残る。すなわち、低空気比で廃棄物を燃焼させると、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る。

火格子式焼却炉では、焼却炉へ供給する空気量を低減して低空気比燃焼を指向する場合でも、乾燥、燃焼、後燃焼のため火格子から供給する一次空気は空気比１．２程度は供給しないと廃棄物の燃焼状況が悪化してしまい、燃え切りが悪くなり灰分中未燃分の増加（熱勺減量の増加）につながることになってしまう。したがって、低空気比燃焼での操業を行うためには、二次空気量をも減少させることが試みられているが、次のような問題がある。すなわち、二次空気は火格子上の廃棄物層の上方で焼却炉側壁に設けた複数のノズルから炉幅方向（水平方向）に吹き込むようになっている。その結果、低空気比燃焼の操業を指向し二次空気量を減少させると、ノズルから供給された二次空気は炉中央部まで到達できず、炉中央部では二次空気が炉内発生ガスと十分な混合がなされないまま、炉壁側に沿って上昇してしまうため、未燃ガスが完全燃焼されず、燃焼排ガス中に数百ｐｐｍオーダのＣＯガスが残存する場合があり、ＣＯスパイクの発生の原因ともなる。ＣＯスパイクが発生すると、有害物質を含んだ排ガスが炉外に放出されることになり、公害防止の上から好ましくない。そのため低空気比燃焼を実現するのが困難になっている。

本発明は、かかる事情に鑑み、低空気比燃焼を行った場合においても、ＣＯ等の有害ガスの発生を抑制でき、廃棄物を安定して燃焼できる火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。

本発明によると、上記課題は、次のように構成される廃棄物焼却炉あるいは廃棄物焼却方法によって解決される。

＜廃棄物焼却炉＞
本発明に係る廃棄物焼却炉は、廃棄物投入口から投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられていると共に、乾燥火格子と燃焼火格子のそれぞれの下方から一次空気を供給する一次空気供給手段が設けられている。

かかる廃棄物焼却炉において、本発明では、後燃焼火格子の下方から１００〜２００℃の高温空気を供給する高温空気供給手段が設けられており、高温空気が主燃焼室を経て二次燃焼室へ供給されるようになっていることを特徴としている。

本発明において、高温空気供給手段は、後燃焼火格子上の廃棄物の未燃分を燃焼すること、そして二次燃焼室で未燃ガスを燃焼することに十分な高温空気量を供給する供給能力を有していることが好ましい。

＜廃棄物焼却方法＞
本発明に係る廃棄物焼却方法は、廃棄物投入口から投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられている廃棄物焼却炉にて、乾燥火格子と燃焼火格子のそれぞれの下方から一次空気を供給する。

かかる廃棄物焼却方法において、本発明では、後燃焼火格子の下方から１００〜２００℃の高温空気を供給し、高温空気が主燃焼室を経て二次燃焼室へ供給されることを特徴としている。

本発明において、高温空気は、後燃焼火格子上の廃棄物の未燃分を燃焼すること、そして二次燃焼室で未燃ガスを燃焼することに十分な高温空気量を供給されることが好ましい。

このような本発明の廃棄物焼却炉そして廃棄物焼却方法にあっては、乾燥火格子そして燃焼火格子のそれぞれの下方から一次空気が供給されることに加えて、１００〜２００℃の高温空気が後燃焼火格子の下方から供給されるので、後燃焼火格子上での燃焼反応性が格段に向上する。そのため、高温空気により、後燃焼火格子の廃棄物の未燃分が効率よく燃焼されるとともに、高温空気が主燃焼室を経て二次燃焼室へ供給され、二次燃焼室で未燃ガスを完全に燃焼することができる。そのため、低空気比燃焼でも廃棄物、未燃ガスを安定して燃焼することができ、ＣＯなど有害物の発生を抑制でき、低空気比燃焼を達成できる。

この高温空気は、後燃焼火格子の炉幅方向全体に形成されている該後燃焼火格子の通気孔を通過し、炉幅方向（水平方向）に均等に分散された後に、後燃焼火格子の上方の主燃焼室を経て上昇した後、二次燃焼室へ至る。その結果、低空気比燃焼のもとでも、二次燃焼室には炉幅方向中央部でも十分に均一に高温空気が行きわたり、未燃ガスの燃焼が良好に行われる。

また、高温空気により、後燃焼火格子の廃棄物の未燃分が効率よく燃焼されるため、常温空気を供給する場合に比べて、後燃焼火格子上での未燃分の後燃焼に必要な時間を短くすることができ、後燃焼火格子の面積を縮小することができる。

また、二次燃焼室における未燃ガスの二次燃焼のための二次空気を、後燃焼火格子下から供給する高温空気だけで賄うこともできるため、従来、後燃焼火格子の上方空間へ直接供給されていた二次燃焼用空気の供給のための機構を別途設けることを省くこともできる。

本発明は、以上のように、後燃焼火格子の下方から１００〜２００℃の高温空気を供給することとしたので、後燃焼火格子の廃棄物の未燃分が効率よく燃焼されるとともに、高温空気が主燃焼室を経て二次燃焼室へ供給され、二次燃焼室において、未燃ガスを完全に燃焼することができる。そのため、低空気比燃焼でも廃棄物、未燃ガスを安定して燃焼することができ、ＣＯなど有害物の発生を抑制でき、低空気比燃焼を達成できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することができる。

本発明の第一実施形態として廃棄物焼却炉装置の概要構成図である。従来の廃棄物焼却炉装置の概要構成図である。

以下、添付図面の図１にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

＜第一実施形態＞
図１に示される本実施形態の廃棄物焼却炉は、廃棄物を燃焼するための主燃焼室１１の出口側に二次燃焼室１２が連設されている。二次燃焼室１２は廃熱回収のための廃熱ボイラ１７の一部でもあり入口近傍部分である。

主燃焼室１１の下部には、廃棄物の移動方向（図では右方向）で、上流側から乾燥火格子１１ａ、燃焼火格子１１ｂ、そして後燃焼火格子１１ｃが順に設けられている。各火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、火格子上の廃棄物を右方に移動させる動作を伴っている。

上記焼却炉では、乾燥火格子１１ａの上流側の上方に、廃棄物投入口１３が設けられており、該廃棄物投入口１３から垂下するシュート１４により上記主燃焼室１１の上部空間に連通していて、廃棄物投入口１３から投入された廃棄物が上記シュート１４を経て、図示しない廃棄物供給機構により上記乾燥火格子１１ａに供給されるようになっている。該乾燥火格子１１ａ上に供給された廃棄物は、各火格子１１ａ〜１１ｃの動作によって、火格子上に廃棄物の層を形成しつつ燃焼火格子１１ｂそして後燃焼火格子１１ｃへと移動する。各火格子１１ａ〜１１ｃの下方には、燃焼用の空気の供給を受けるための風箱１１ａ−１，１１ｂ−１，１１ｃ−１が設けられている。燃焼用の一次空気は、火格子上の廃棄物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。また、後燃焼火格子１１ｃに対して下流側で隣接する位置に、下方に開口する灰落下口１５が設けられている。

主燃焼室１１の出口部（下流側）の上方位置で該主燃焼室１１に二次燃焼室１２が連設されている。廃熱ボイラ１７はその入口近傍部分が二次燃焼室１２であり、二次燃焼室１２に続いて屈曲流路空間が形成され、内壁面の水冷壁や伝熱管群により廃熱を回収し、上方の排出口１７ａから排ガスを次工程処理のために排出するようになっている。

本実施形態では、焼却炉は、燃焼用空気となる一次空気、高温空気そして、好ましい形態として、さらに二次空気の３系統の空気供給系を備えている。一次空気供給系２１は、空気供給源からの空気を管路２２を経て、乾燥火格子１１ａ、燃焼火格子１１ｂのそれぞれの風箱１１ａ−１，１１ｂ−１に分岐供給管２１ａ，２１ｂから送り込むようになっており、上記管路２２には、圧送用ファン２３そして流量調整機構としてのダンパ２４が設けられている。高温空気供給系２５は、上記空気供給源からの空気を、管路２６に設けられた空気予熱器２７で予熱した後に、後燃焼火格子１１ｃの風箱１１ｃ−１に送り込むようになっており、上記管路２６には、圧送用ファン２８そして流量調整機構としてのダンパ２９が設けられている。また、二次空気供給系３１は、空気供給源からの空気を管路３２を経て、二次燃焼室１２に送り込むようになっており、上記管路３２には、圧送用ファン３３そして供給量調整機構としてのダンパ３４が設けられている。なお、上記風箱及び燃焼用の一次空気、高温空気そして二次空気を供給するための管路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。廃熱ボイラ１７の排出口１７ａには、排出口１７ａから排出される排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計３５が設けられていて、炉外に設けられた制御装置３６に該酸素濃度計３５の検出信号が送られ、制御装置３６が検出酸素濃度に応じて上記ダンパ３４の開度を制御するようになっている。

上記一次空気供給系２１、高温空気供給系２５そして二次空気供給系３１の空気供給源は、互いに共通でも個別に設けられていてもよい。

後燃焼火格子１１ｃの下から供給する高温空気の温度は、１００〜２００℃の範囲とされている。その理由は、吹き込む高温空気の温度を１００℃未満とすると、二次燃焼室の温度が低下し、未燃ガスの二次燃焼が不安定となり、ＣＯが増加してしまうし、高温空気の温度が２００℃を超えると高温化に見合った経済的効果がないからである。また、上記空気予熱器２７の熱源としては廃熱ボイラで生成された蒸気を用いることができる。

本実施形態では、後燃焼火格子１１ｃの下から高温空気を吹き込むので、後燃焼火格子１１ｃ上の廃棄物の未燃分は、高温空気によって加熱され、燃焼が促進され、完全に燃焼が終了する。高温空気により、後燃焼火格子１１ｃ上の廃棄物の未燃分が効率よく燃焼されるため、常温空気を供給する場合に比べて、後燃焼火格子１１ｃ上での未燃分の後燃焼に必要な時間を短くすることができ、後燃焼火格子１１ｃの長さを縮小することができる。

本実施形態では、好ましい形態として、さらに、二次空気供給系３１に二次空気の供給量調整機構としてのダンパ３４を有しているが、その場合には、二次燃焼室１２を含む廃熱ボイラ１７からの排ガスの酸素濃度を上記酸素濃度計３５で検出して、その濃度が所定範囲内に収まるように、上記ダンパ３４を制御して二次空気の供給量を増減する。二次燃焼室１２における未燃ガスの二次燃焼のための二次空気を、後燃焼火格子１１ｃ下から供給する高温空気だけで十分に賄うこともできる場合には、二次空気供給系３１を省略することもできる。

このような本実施形態の焼却炉では、各火格子１１ａ〜１１ｃの上に廃棄物の層が形成される。

乾燥火格子１１ａの直上方で該乾燥火格子１１ａ上であって廃棄物の流れ方向の上流側範囲には乾燥領域が形成され、下流側範囲には燃焼開始領域が形成される。すなわち、乾燥火格子１１ａの廃棄物は、上流側範囲で乾燥され、下流側範囲で着火して燃焼が開始し燃焼火格子１１ｂへと移動する。燃焼火格子１１ｂ上の廃棄物はここで熱分解そして部分酸化が行われ、可燃ガスと固形分が燃焼する。廃棄物はこの燃焼火格子１１ｂ上で実質的に殆んど燃焼される。こうして、上記燃焼火格子１１ｂ直上に主燃焼領域が形成される。しかる後、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分が後燃焼火格子に移動して該後燃焼火格子１１ｃ上で完全に燃焼される。この後燃焼火格子１１ｃ上に後燃焼領域が形成される。

主燃焼室１１内で発生した未燃ガスは、上記後燃焼火格子１１ｃの上方に位置する二次燃焼室１２に流入してここで燃焼し、上記後燃焼領域の上方に二次燃焼領域を形成する。

このような本実施形態の焼却炉は、次の要領で運転される。

先ず、廃棄物投入口１３へ廃棄物を投入すると、シュート１４を経て、廃棄物は乾燥火格子１１ａに堆積され、各火格子１１ａ〜１１ｃの動作により、燃焼火格子１１ｂ上そして後燃焼火格子１１ｃ上へと移動し、各火格子１１ａ〜１１ｃ上に廃棄物の層を形成する。

各火格子１１ａ〜１１ｃは、風箱１１ａ−１，１１ｂ−１を経て燃焼用の一次空気を、そして風箱１１ｃ−１を経て高温空気をそれぞれ受けており、これにより各火格子１１ａ〜１１ｃ上の廃棄物は燃焼する。

乾燥火格子１１ａでは主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。すなわち、乾燥火格子１１ａの廃棄物の流れ方向の上流側域で乾燥がそして下流側域で着火（燃焼開始）が行われる。燃焼火格子１１ｂでは主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、可燃性ガスと固形分の燃焼が行われる。燃焼火格子１１ｂにおいて廃棄物の燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子１１ｃ上では、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分を完全におき燃焼させる。完全に燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口１５より排出される。このように廃棄物が燃焼している状態で、各火格子１１ａ〜１１ｃ直上空間には、上述の乾燥領域、燃焼開始領域、主燃焼領域そして後燃焼領域がそれぞれ形成される。

本実施形態では、後燃焼火格子１１ｃには、空気予熱器２７で予熱された高温空気が圧送用ファン２８により風箱１１ｃ−１を経て供給される。上記風箱１１ｃ−１内に送入された高温空気は、後燃焼火格子１１ｃの炉幅方向全体に形成されている通気孔を通過し、炉幅方向（図１にて紙面に直角方向）均一に分布した状態で、主燃焼室１１内の後燃焼領域を経てその上方の二次燃焼室１２へ至ることとなり、ここで二次空気供給系３１で供給される二次空気とともに二次燃焼に寄与する。

本実施形態では、高温空気を後燃焼火格子１１ｃの下方から送入することとしたので、高温空気が炉幅方向で均一に行きわたり、その結果、低空気比燃焼においても、空気量が不十分な領域がなくなり、二次燃焼室１２内の未燃ガス量に応じた最低限の空気量の供給で二次燃焼を行うことができる。

上記二次空気の供給量は、制御装置３６によるダンパ３４の開度を増減して調整されるが、これは、酸素濃度計３５により検出された廃熱ボイラ１７の排出口１７ａの排ガスの検出酸素濃度が、所定範囲内に収まるように行われる。排ガスの酸素濃度はＣＯ濃度と相関しており、この酸素濃度の所定範囲の下限は、ＣＯスパイクが起きないような酸素濃度として定め、上限を極力低空気比となる値として定めることにより、上記所定範囲を決定する。

既述のごとく、廃棄物投入口１３とは反対側となる主燃焼室１１の出口に、廃熱ボイラ１７の一部である二次燃焼室１２が連設されている。したがって、主燃焼室１１内で発生した未燃ガスは、二次燃焼室１２に導かれ、そこで上述の高温空気と二次空気と混合・攪拌され、二次燃焼し、二次燃焼室１２からの燃焼排ガスは廃熱ボイラ１７で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ１７から排出された燃焼排ガスは、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、さらに除塵装置（図示せず）に送られ、活性炭や中和反応物などが回収される。上記除塵装置で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、誘引ファン（図示せず）により誘引され、煙突から大気中に放出される。なお、上記第一そして第二の除塵装置としては、例えば、バグフィルタ方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。

次に、本実施形態において、二次燃焼室の雰囲気そして排ガス酸素濃度にもとづく二次空気量の制御について詳述する。

＜二次燃焼室の雰囲気＞
二次燃焼室内のガス温度は、８００〜１０５０℃の範囲となるように、二次空気の流量を調整することが好ましい。その理由は、二次燃焼室内のガス温度が８００℃未満となると燃焼が不十分となり、ＣＯが増加してしまうからであり、また、二次燃焼室内のガス温度が１０５０℃を超えると二次燃焼室内におけるクリンカの生成が助長され、さらに、ＮＯｘが増加してしまうからである。

＜排ガス酸素濃度にもとづく二次空気量の制御＞
本実施形態において、廃熱ボイラ１７の排出口１７ａの排ガスの酸素濃度を測定し、これにもとづいて二次空気供給量を制御することとしているが、この酸素濃度と排ガス中のＣＯ濃度、排ガス中のＮＯｘ濃度、二次空気供給量との関係を表１に示す。

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酸素濃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。表１において、ボイラ出口近傍での排ガス中酸素濃度が高い場合は、焼却炉から排出されるＣＯ濃度は減少するかあるいは変化無しであるが、ＮＯｘ濃度は増加する。そのため、二次空気供給量を減少させ、二次燃焼室への酸素の供給量を減少させて二次燃焼室の燃焼を適正に行うようにする。反対に、ボイラ出口近傍での排ガス中酸素濃度が低い場合は、焼却炉から排出されるＮＯｘ濃度は減少するかあるいは変化無しの状態となるが、ＣＯ濃度は増加する状態となる。そのため、二次空気供給量を増加させ、二次燃焼室への酸素の供給量を増やし、二次燃焼室の燃焼を適正に行うようにする。

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燃焼の安定性が維持され、且つ、局所高温領域の発生が抑制され、ＣＯやＮＯｘ等の有害ガスの発生量が低減できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。さらに、低空気比燃焼を行えるので焼却炉から排出される排ガス総量を大幅に低減でき、また、廃熱の回収効率を向上できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。

１１主燃焼室
１１ａ乾燥火格子
１１ｂ燃焼火格子
１１ｃ後燃焼火格子
１２二次燃焼室
１３廃棄物投入口
２１一次空気供給手段

Claims

乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられ廃棄物を燃焼する主燃焼室と、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室と廃熱ボイラとを有する火格子式の廃棄物焼却炉において、
二次燃焼室が後燃焼火格子の上方に設けられた主燃焼室の出口に接続され、
乾燥火格子と燃焼火格子のそれぞれの下方から予熱しない一次空気を供給する一次空気供給手段と、後燃焼火格子の下方から１００〜２００℃の高温空気を供給する高温空気供給手段と、二次燃焼室へ二次空気を供給する二次空気供給手段と、二次空気供給量を制御する制御装置と、廃熱ボイラから排出される排ガスの酸素濃度を測定する酸素濃度計とを有し、
一次空気供給手段と高温空気供給手段と二次空気供給手段とが、一次空気、高温空気及び二次空気により供給する総空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した空気比を１．３以下の低空気比とするように一次空気、高温空気及び二次空気を供給し、
高温空気供給手段は、高温空気を後燃焼火格子の下方から供給し上方へ上昇させ主燃焼室から二次燃焼室内に流入させ、後燃焼火格子上の廃棄物の未燃分を燃焼すること、そして二次燃焼室で二次空気とともに未燃ガスと混合して未燃ガスを燃焼することのための必要量以上の高温空気量を供給し、
制御装置は、酸素濃度計により測定された排ガス中酸素濃度測定値に基づき、排ガス中酸素濃度測定値が所定範囲より高いとき二次空気供給量を減少し、所定範囲より低いとき二次空気供給量を増加することで、測定値が所定範囲内に収まるように二次空気供給量を制御する、
ことを特徴とする廃棄物焼却炉。
乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられ廃棄物を燃焼する主燃焼室と、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室と廃熱ボイラとを有する火格子式の廃棄物焼却炉を用いる廃棄物焼却方法において、
乾燥火格子と燃焼火格子のそれぞれの下方から予熱しない一次空気を供給し、高温空気供給手段により後燃焼火格子の下方から１００〜２００℃の高温空気を供給し、二次空気供給手段により二次燃焼室の入口へ二次空気を供給し、一次空気、高温空気及び二次空気により供給する総空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した空気比を１．３以下の低空気比とするように一次空気、高温空気及び二次空気を供給し、
高温空気供給手段により、高温空気を後燃焼火格子の下方から供給し上方へ上昇させ、後燃焼火格子の上方に設けられた主燃焼室出口に接続された二次燃焼室内に流入させ、後燃焼火格子上の廃棄物の未燃分を燃焼すること、そして主燃焼室から二次燃焼室内に流入し二次空気とともに未燃ガスと混合して未燃ガスを燃焼することのための必要量以上の高温空気量を供給し、
廃熱ボイラから排出される排ガスの酸素濃度を酸素濃度計により測定し、
酸素濃度計により測定された排ガス中酸素濃度測定値に基づき、排ガス中酸素濃度測定値が所定範囲より高いとき二次空気供給量を減少し、所定範囲より低いとき二次空気供給量を増加することで、測定値が所定範囲内に収まるように二次空気供給量を制御する、
ことを特徴とする廃棄物焼却方法。