JP5807903B2

JP5807903B2 - 間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法及び熱回収利用システム

Info

Publication number: JP5807903B2
Application number: JP2011161510A
Authority: JP
Inventors: 泰樹森岡; 泰行藤田
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: JP2013024504A

Description

本発明は、主に都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する間欠運転式のごみ焼却施設に於いて利用されるものであり、施設の運転中には、ごみの燃焼により発生した燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を施設の起動時又は休止時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法及び熱回収利用システムに関するものである。

小規模のごみ焼却施設に於いては、ごみの処理量も少なく、運転コスト削減のため、間欠運転が一般的である。即ち、間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、毎日処理するごみの処理量が少ないために、１日に数時間運転や十数時間運転を行い、焼却炉によりごみを焼却処理している。

図９は従来の間欠運転式のごみ焼却施設の一例を示すものであり、当該ごみ焼却施設は、ストーカ式の焼却炉１、排ガス減温塔２、白煙防止用空気加熱器３、集じん装置４、誘引通風機５及び煙突６等から構成されており、ストーカ式の焼却炉１から排出された高温の燃焼排ガスを排ガス減温塔２及び白煙防止用空気加熱器３により減温して温度調整してから集じん装置４に導き、集じん装置４で排ガス中の飛灰及び酸性ガス等を除去した後、クリーンになった燃焼排ガスを煙突６から大気中へ放出するようにしている。

また、白煙防止用空気加熱器３で燃焼排ガスとの間接熱交換より加熱された空気は、余熱利用設備７へ供給され、ここで温水発生器７ａ等の熱源として利用された後、煙突６の入口側の燃焼排ガスに混合されて大気中へ放出されている。

尚、図９に於いて、９は起動用バーナ、１０はごみ投入ホッパ、１１はごみ供給装置、１２はストーカ、１３は押込送風機、１４は一次空気供給ダクト、１５は一次空気用ダンパ、１６は二次送風機、１７は二次空気供給ダクト、１８は二次空気用ダンパ、１９は白煙防止用送風機、２０は白煙防止用空気供給ダクト、２１は消石灰貯留槽、２２は助剤貯留槽、２３は薬剤用送風機、２４は飛灰搬送装置、２５は飛灰貯留槽である。

ところで、上述した間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の起動と停止を毎日行わなければならないため、焼却炉１の停止中に焼却炉１内の温度が放熱等により低下することになる。
そのため、焼却炉１の起動時には、焼却炉１内に常温空気を挿入し、化石燃料（灯油等）を燃料とする起動用バーナ９の燃焼により炉内を昇温するようにしているため、加温空気を用いる場合に比較して化石燃料（灯油等）の消費量が多くなると云う問題があった。

また、前記間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、燃焼排ガスからの熱回収を白煙防止用空気加熱器３内で燃焼排ガスと空気の間接熱交換により行い、熱利用後の空気を煙突６の入口側で燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにしているが、回収した熱量を有効に利用できない場合がある。何故なら、熱回収して高温になった空気は、施設内の給湯や暖房、排ガスの白煙防止用に利用するが一般的であり、冬季以外の季節や夜間では需要が少ないからである。

更に、前記間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、熱回収率の向上や温暖化ガスの排出抑制が要求される時流にもかかわらず、運転時期・時間と熱需要先・使用先での時期・時間とを合致させることが難しく、使い先のない回収熱を系外へ放出することが多かった。しかも、外部へ熱供給している施設に於いては、予備ボイラ等を設置したうえで化石燃料を使用して施設休止時の熱供給を維持することが少なくなく、施設起動時や施設休止時に於ける燃費向上及び回収熱の有効利用は殆ど考慮されていないのが実情である。

一方、ごみ焼却施設に於いては、蓄熱装置を用いて燃焼排ガスの熱を蓄熱し、この蓄熱した熱を有効利用することが行われている。

従来、この種のごみ焼却施設としては、例えば、特開２００１−０６５８４０号公報（特許文献１）や特開２０１０−１５１４３２号公報（特許文献２）、特開平０８−０６１６５４号公報（特許文献３）、特開平０８−０６８５２３号公報（特許文献４）、特開平０８−１８９６１８号公報（特許文献５）に開示されたものが知られている。

即ち、特許文献１に記載されたごみ焼却施設は、蓄熱式熱交換器を用いて高温除じん装置により煤塵を除去した燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱すると共に、常温の空気を前記蓄熱式熱交換器に通して加熱し、この加熱した空気を蒸気発生器へ供給して蒸気を発生させた後、再加熱器へ供給して白煙防止用の空気として利用したり、或は加熱した空気を燃焼ガスタービンへ供給して燃焼ガスタービンの燃焼用空気として利用したりするものである。

また、特許文献２に記載されたごみ焼却施設は、廃熱ボイラとバグブィルタとの間に鉱物油を熱媒体とした熱交換器を設置すると共に、前記熱交換器に蓄熱装置を接続し、熱交換器により排ガスから熱を回収してこの熱を蓄熱装置に蓄熱し、蓄熱装置への蓄熱が完了すると、蓄熱装置を熱交換器から切り離して熱利用施設へ車両搬送し、熱利用施設で蓄熱装置の熱を利用するようにしたものである。

更に、特許文献３に記載されたごみ焼却施設は、バグフィルタの入口側煙道及び出口側煙道に蓄熱材充填部を接続し、水冷塔を通過した排煙を蓄熱材充填部を通してバグフィルタに流し、排煙の温度が高ければ蓄熱材充填部に熱を吸収させ、また、排煙の温度が低ければ蓄熱材充填部に熱を放出させてバグフィルタに供給される排煙の温度変化を少なくし、更に、装置の起動時にバグフィルタの出口側の排煙を蓄熱材充填部に流して蓄熱を行うようにしたものである。

更に、特許文献４に記載されたごみ焼却施設は、ごみ焼却炉の排ガス経路中にボイラーを設置すると共に、当該ボイラの出入口に蓄熱式の加熱バーナーをそれぞれ設置し、ごみ焼却炉の休止時に加熱バーナーを起動時間ごとに起動・停止を交互に繰返してボイラーを加熱して排ガス中の有害物質の結露による露点腐食を防止し、また、一方の蓄熱式の加熱バーナーの排ガスを有効利用して他方の蓄熱式の加熱バーナーの蓄熱体を加熱し、蓄熱体の熱で加熱バーナーの燃焼空気を加熱して燃費を向上させるようにしたものである。

そして、特許文献５に記載されたごみ焼却施設は、一対の蓄熱体をごみ焼却炉内に設置し、一対の蓄熱体に燃焼排ガスと燃焼空気とを交互に供給し、燃焼排ガスにより加熱された一方の蓄熱体又は他方の蓄熱体に燃焼空気を接触させて加熱し、この加熱した燃焼空気をごみ焼却炉の燃焼室に供給するようにしたものである。

蓄熱装置を用いた上述した各ごみ焼却施設に於いては、蓄熱及び放熱のタイミングとして、炉の運転中に蓄熱及び放熱を繰り返すもの、炉の運転中は使用せず、休止中にのみ蓄熱及び放熱を繰り返すもの、なりゆきで蓄熱及び放熱を繰り返すものである。また、用途としては、燃焼空気の加熱用、白煙防止用、バグフィルタの入口温度の調節用、休止時のボイラ水管の腐食防止用、施設外での熱源用として用いるものである。更に、蓄熱装置そのものの形態として、煙道に設置されているもの、煙道とは独立して設置されているもの、単槽で使用するもの、複数の蓄熱槽を切り替えて使用するものである。

しかし、前記特許文献１〜５に記載されたごみ焼却施設に於いては、独立の蓄熱装置を設けている点、蓄熱装置と煙道との間を熱媒が循環している点、炉内加熱用バーナの燃焼空気をバーナの排熱を蓄熱して加熱する点、熱媒として空気を使用すれば、休炉中の低温腐食の問題は生じない点、准連続炉に適用する点が記載されているだけであり、焼却炉の運転中にごみの燃焼により発生した燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を焼却炉の起動時に熱源として利用することは記載されておらず、図９に示すごみ焼却施設と同様に施設起動時や施設休止時に於ける燃費向上及び回収熱の有効利用は殆ど考慮されていない。

特開２００１−０６５８４０号公報特開２０１０−１５１４３２号公報特開平０８−０６１６５４号公報特開平０８−０６８５２３号公報特開平０８−１８９６１８号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、間欠運転式のごみ焼却施設の運転中には、ごみの燃焼により発生した燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を施設の起動時又は休止時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法及び熱回収利用システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用し、また、前記蓄熱用空気加熱器及び白煙防止用空気加熱器により燃焼排ガスを順次減温すると共に、白煙防止用空気加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用し、また、前記蓄熱用空気加熱器及び白煙防止用空気加熱器により燃焼排ガスを順次減温すると共に、白煙防止用空気加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下へそれぞれ供給して起動用バーナの燃焼用空気及びストーカ下空気として利用するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項３の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器の後段に設置した白煙防止用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を白煙防止用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱すると共に、蓄熱装置を通過した空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項４の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の休止時に、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気をごみ焼却施設以外の別施設の装置へ供給して外部熱供給用の熱源として利用するようにしたことに特徴がある。

本発明の請求項５の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用し、また、熱回収された燃焼排ガスを間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器により更に減温すると共に、白煙防止用加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることに特徴がある。

本発明の請求項６の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用し、また、熱回収された燃焼排ガスを間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器により更に減温すると共に、白煙防止用加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下の両方へ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることに特徴がある。

本発明の請求項７の発明は、間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器の後段に設置した白煙防止用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器、白煙防止用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱装置により加熱された空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることに特徴がある。

本発明の請求項８の発明は、蓄熱装置が、汽水ドラム付排熱回収ボイラから成ることに特徴がある。

本発明の請求項９の発明は、蓄熱装置が、汽水ドラム付排熱回収ボイラと、汽水ドラム付排熱回収ボイラに連結され、汽水ドラム付排熱回収ボイラからの熱を蓄熱し得ると共に、汽水ドラム付排熱回収ボイラへ熱を供給し得るスチームアキュムレータとから成ることに特徴がある。

本発明の請求項１の発明は、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしているため、起動時に於ける起動用バーナの燃料消費量を削減することができる。
また、本発明の請求項１の発明は、減温された燃焼排ガスが流れる煙道に蓄熱用空気加熱器を配設して燃焼排ガスから蓄熱装置に必要な熱を回収するようにしているため、例えば、蓄熱用空気加熱器の後段側に設けた白煙防止用空気加熱器（ガスと空気の間接熱交換器）により燃焼排ガスの冷却及び廃熱回収を行い、熱利用後の高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出する施設に本発明を適用した場合に於いては、蓄熱用空気加熱器により燃焼排ガスが冷却されるので、蓄熱用空気加熱器の後段側での白煙防止用空気加熱器に必要な空気量が減少し、燃焼排ガスに混合する空気量も必然的に減少することになり、煙突の口径を小さくすることができる。

本発明の請求項２の発明は、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下へそれぞれ供給して起動用バーナの燃焼用空気及びストーカ下空気として利用するようにしているため、本発明の請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。
しかも、本発明の請求項２の発明は、蓄熱装置で加熱された空気をストーカ下へ供給してストーカ下空気として利用するようにしているため、焼却炉の起動時のごみ投入開始後、しばらくの間は、押込送風機とストーカとの間に設けた空気予熱器を使用せずに、ストーカ上のごみの乾燥及び燃焼を良好且つ確実に行える。

本発明の請求項３の発明は、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を白煙防止用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱すると共に、蓄熱装置を通過した空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱した空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしているため、本発明の請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明に於いて、間欠運転式のごみ焼却施設の休止時に、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱した空気をごみ焼却施設以外の別施設の装置（例えば、給湯装置や暖房装置等）へ供給して外部熱供給用の熱源として利用するようにしているため、本発明の請求項１〜３の発明と同様の作用効果を奏することができるうえ、施設休止時に於いても回収熱の有効利用を図ることができる。

本発明の請求項５の熱回収利用システムは、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とを備えているため、本発明の請求項１に記載の方法を好適に実施することができると共に、本発明の請求項１の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の請求項６の熱回収利用システムは、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下の両方へ供給し得る空気循環切替供給装置とを備えているため、本発明の請求項２に記載の方法を好適に実施することができると共に、本発明の請求項２の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の請求項７の熱回収利用システムは、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、常温空気を蓄熱用空気加熱器、白煙防止用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱装置により加熱された空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とを備えているため、本発明の請求項３に記載の方法を好適に実施することができると共に、本発明の請求項３の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の請求項８の熱回収利用システムは、蓄熱装置が汽水ドラム付排熱回収ボイラから成るため、蓄熱装置の新たな技術開発が不要となり、既存の汽水ドラム付排熱回収ボイラを使用することができ、至極便利である。

本発明の請求項９の熱回収利用システムは、蓄熱装置が汽水ドラム付排熱回収ボイラ及びスチームアキュムレータから成るため、蓄熱容量を増加させることができる。

本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の一例を示す概略系統図である。間欠運転式のごみ焼却施設に用いる蓄熱装置の一例を示す概略図である。間欠運転式のごみ焼却施設に用いる蓄熱装置の他の例を示す概略図である。本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の他の例を示す概略系統図である。本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の更に他の例を示す概略系統図である。本発明のシステムと従来のシステムの炉立上げ時の空気温度の時間変化を示すグラフである。本発明のシステムと従来のシステムの炉立上げ時の空気量の時間変化を示すグラフである。本発明のシステムと従来のシステムの炉立上げ時の灯油使用量の時間変化を示すグラフである。従来の間欠運転式のごみ焼却施設の一例を示す概略系統図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の一例を示す概略系統図であり、当該ごみ焼却施設は、都市ごみ等を焼却するストーカ式の焼却炉１と、焼却炉１から排出された高温の燃焼排ガスを減温する排ガス減温塔２と、排ガス減温塔２で減温された燃焼排ガスを更に減温すると共に、白煙防止用の空気を加熱する白煙防止用空気加熱器３と、排ガス中の飛灰及び酸性ガス等を除去する集じん装置４と、焼却炉１内の燃焼排ガスを吸引する誘引通風機５と、燃焼排ガスを大気中へ放出する煙突６と、白煙防止用空気加熱器３からの加熱された空気を熱源として利用する温水発生器７a等から成る余熱利用設備７と、焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を施設の起動時又は休止時に熱源として利用する熱回収利用システム８とから構成されており、焼却炉１の運転中には、熱回収利用システム８を用いて焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、また、焼却炉１の起動時には、熱回収利用システム８を用いて蓄熱した熱により常温空気を加熱し、この加熱空気を焼却炉１の起動用バーナ９へ供給して起動用バーナ９の燃焼用空気として利用するようにしている。

尚、図１に於いて、１０はごみ投入ホッパ、１１はごみ供給装置、１２はストーカ、１３は押込送風機、１４は一次空気供給ダクト、１５は一次空気用ダンパ、１６は二次送風機、１７は二次空気供給ダクト、１８は二次空気用ダンパ、１９は白煙防止用送風機、２０は白煙防止用空気供給ダクト、２１は消石灰貯留槽、２２は助剤貯留槽、２３は薬剤用送風機、２４は飛灰搬送装置、２５は飛灰貯留槽である。
また、熱回収利用システム８以外の設備及び機器（焼却炉１、排ガス減温塔２、白煙防止用空気加熱器３、集じん装置４、誘引通風機５及び余熱利用設備７等）は、従来公知のものと同様構造に構成されているため、ここではその詳細な説明を省略する。

前記熱回収利用システム８は、焼却炉１から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器２６と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器２６により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置２７と、前記蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７及び焼却炉１に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器２６へ通さずに蓄熱装置２７に通して加熱してから少なくとも焼却炉１の起動用バーナ９へ供給し得る空気循環切替供給装置２８とから構成されている。

具体的には、前記蓄熱用空気加熱器２６は、燃焼排ガスの温度が概ね４５０℃以下で且つ概ね３００℃以上になる煙道に設けられており、焼却炉１の運転時に燃焼排ガスと空気を間接熱交換し、概ね３００℃以下の高温の空気を得られるようにしている。

この実施の形態では、蓄熱用空気加熱器２６は、鋼板製のケーシング２６ａとケーシング２６ａ内に配設した伝熱管２６ｂとから成り、排ガス減温塔２と白煙防止用空気加熱器３との間の煙道で且つ白煙防止用空気加熱器３の入口側に設けられている。

尚、蓄熱用空気加熱器２６を設置する個所を概ね４５０℃以下とするのは、鋼板製のケーシング２６ａの耐熱温度及び伝熱管２６ｂのガス側の高温腐食を避けるためであり、また、概ね３００℃以上とするのは、加熱後の空気温度を２５０℃以上まで昇温できるようにし、蓄熱装置２７内の圧力を高めることで蓄熱量を増加させるためである。更に、常温空気の通気時に低温腐食を回避することにもなる。

前記蓄熱装置２７は、焼却炉１の運転時に高温空気と熱媒液を間接熱交換して熱媒液に蓄熱し、蓄熱した熱を焼却炉１停止後の次回焼却炉１起動時に常温空気の昇温用として利用するものであり、熱媒液が水の場合には、圧力容器内に密封されて大気圧以上で且つ概ね４ＭＰａ以下まで昇圧されるようになっている。また、熱媒液として熱媒体油を用いる場合には、沸点以下の運転温度として設計圧力１ＭＰａ程度の装置とすることも可能である。

この実施の形態では、蓄熱装置２７には、水を熱媒とした汽水ドラム付排熱回収ボイラ、或は、汽水ドラム付排熱回収ボイラとスチームアキュムレータ３３とを組み合わせたものが使用されている。

特に、後者の蓄熱装置２７は、汽水ドラム付排熱回収ボイラにスチームアキュムレータ３３を併設して蓄熱量を増加させることができるものであり、汽水ドラム付排熱回収ボイラの熱量で不足する場合に、スチームアキュムレータ３３で蓄熱量を補うものである。
尚、スチームアキュムレータ３３は、ボイラからの蒸気をタンク内部の熱水中に吹き込むことにより飽和熱水として蓄積しておき、必要に応じてタンク内で自己蒸発する蒸気を取り出して使用するように構成されている。

図２は汽水ドラム付排熱回収ボイラから成る蓄熱装置２７を示し、当該蓄熱装置２７は、空気入口２９ａ及び空気出口２９ｂを備えたケーシング２９と、ケーシング２９の上部に配設した汽水ドラム３０と、ケーシング２９の下部に配設した水ドラム３１と、ケーシング２９内に配設され、汽水ドラム３０と水ドラム３１を連結する水管群３２とから構成されている。

図３は汽水ドラム付排熱回収ボイラ及びスチームアキュムレータ３３から成る蓄熱装置２７を示し、当該蓄熱装置２７は、上述した汽水ドラム付排熱回収ボイラの汽水ドラム３０及び水ドラム３１に上部連結管３４及び下部連結管３５を介してスチームアキュムレータ３３を接続したものであり、両者の水位を平衡させるようになっている。
つまり、汽水ドラム付排熱回収ボイラで発生した蒸気がスチームアキュムレータ３３へ送られ、スチームアキュムレータ３３の水位が上昇すると、下部連結管３５を通して汽水ドラム付排熱回収ボイラへ高温水が供給されるようになっている。
また、起動の際の空気加熱時には、スチームアキュムレータ３３の上部から蒸気を抜き出し、蒸気供給管３６を介して汽水ドラム付排熱回収ボイラへ供給し、汽水ドラム付排熱回収ボイラの内部の水を加熱するようになっている。

前記汽水ドラム付排熱回収ボイラから成る蓄熱装置２７は、高温空気の通気により内部の水（熱媒液）が昇温・昇圧され、最高で概ね４ＭＰａ（飽和温度約２５４℃）まで昇圧されるようになっている。

尚、水（熱媒液）を４ＭＰａまで昇圧するのは、蓄熱用空気加熱器２６で得られる高温空気の最高温度（概ね３００℃）による蓄熱装置２７の経済的設計の視点、高温空気の最高温度が蓄熱用空気加熱器２６の入口側の燃焼排ガスの最高温度４５０℃に基づく経済的設計の視点から決まる。
また、蓄熱装置２７は、図示していないが、保温を充分に行って停止中の放熱を極力減らせるように工夫されている。

前記空気循環切替供給装置２８は、蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７と焼却炉１とに接続されており、常温空気を蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器２６へ通さずに蓄熱装置２７に通して加熱してから焼却炉１の起動用バーナ９へ供給し得るものであり、焼却炉１の運転中には、常温空気を蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７との間で循環させて蓄熱用空気加熱器２６で加熱された空気の熱を蓄熱装置２７に蓄熱し、また、焼却炉１の起動時には、常温空気を蓄熱用空気加熱器２６へ通さずに蓄熱装置２７に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉１の起動用バーナ９へ供給できるようになっている。

この実施の形態では、空気循環切替供給装置２８は、蓄熱用空気加熱器２６の出口と蓄熱装置２７の入口並びに蓄熱用空気加熱器２６の入口と蓄熱装置２７の出口をそれぞれ連結する空気循環用ダクト３７と、蓄熱装置２７の入口側に連結した空気循環用ダクト３７に介設した蓄熱用空気循環送風機３８と、蓄熱用空気加熱器２６の出入口側で空気循環用ダクト３７に介設した空気用ダンパ３９と、蓄熱用空気循環送風機３８と空気用ダンパ３９との間で空気循環用ダクト３７に分岐状に接続され、常温空気を起動用の空気として取り入れる空気取入用ダクト４０と、空気取入用ダクト４０に介設した常温空気用ダンパ４１と、蓄熱装置２７の出口と空気用ダンパ３９の間で空気循環用ダクト３７に分岐状に接続され、蓄熱装置２７により加熱された空気を起動用バーナ９へ燃焼用空気として供給するバーナ用空気ダクト４２と、バーナ用空気ダクト４２に介設した加熱空気用ダンパ４３とから構成されている。

また、前記空気循環切替供給装置２８は、蓄熱装置２７に蓄えられた熱が必要な容量を超えないように、加熱空気を大気中へ放出して蓄熱装置２７内の蓄熱量を調整する蓄熱調整用ダクト４４を備えており、当該蓄熱調整用ダクト４４は焼却炉１の運転中に使用されるものである。

前記蓄熱調整用ダクト４４は、蓄熱装置２７の出口と空気用ダンパ３９の間で空気循環用ダクト３７に分岐状に接続されており、この蓄熱調整用ダクト４４には、加熱空気の放出量を調整する蓄熱調整用ダンパ４６が介設されている。
尚、蓄熱調整用ダクト４４及び蓄熱調整用ダンパ４６を使用する時には、空気取入用ダクト４０及び常温空気用ダンパ４１を用いて常温空気を取り入れる。

而して、上述した熱回収利用システム８を用いた間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の運転中には、焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、焼却炉１の起動時には、蓄熱した熱を熱源として利用できるようになっている。

即ち、焼却炉１の運転中は、蓄熱用空気加熱器２６の出入口側の空気用ダンパ３９を開くと共に、常温空気用ダンパ４１、加熱空気用ダンパ４３、蓄熱調整用ダンパ４６を閉じ、この状態で蓄熱用空気循環送風機３８を稼働し、空気循環用ダクト３７内や蓄熱装置２７内等にある空気を蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７との間で循環させる。

尚、蓄熱用空気加熱器２６の入口側の空気温度は、蓄熱装置２７の温度（内部圧力）により変化する。また、焼却炉１起動完了直後の運転当初は、蓄熱装置２７に熱が殆ど残っておらず、蓄熱装置２７は常温に近い。

従って、蓄熱装置２７内等にある空気は、常温空気となっており、この常温空気は、蓄熱用空気加熱器２６に入ってここで燃焼排ガスとの間接熱交換により昇温（例えば、１００℃に昇温）された後、蓄熱装置２７に入る。

蓄熱装置２７に入った加熱空気は、蓄熱装置２７内で熱媒液を加温（例えば、熱媒液がボイラ水の場合、ボイラ水を５０℃に加温）すると共に、熱媒液により減温（例えば、加熱空気が７０℃に減温）される。

蓄熱装置２７内で減温された空気は、蓄熱用空気加熱器２６に入ってここで燃焼排ガスとの間接熱交換により再び昇温（例えば、１５０℃に昇温）されてから再度蓄熱装置２７に入り、蓄熱装置２７内で熱媒液を加温（例えば、熱媒液がボイラ水の場合、ボイラ水を１００℃に加温）すると共に、熱媒液により減温（例えば、１２０℃に減温）される。

このようにして、蓄熱装置２７の入口側の空気温度が３００℃、熱媒液（ボイラ水）の温度が２５０℃、蓄熱装置２７の出口側の空気温度が２７０℃程度になるまで、加熱した空気を蓄熱用空気加熱器２６と蓄熱装置２７との間で循環させ、蓄熱装置２７に蓄熱する。

また、焼却炉１の停止に際しては、蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７及び蓄熱用空気循環送風機３８を停止させると共に、蓄熱用空気加熱器２６の出入口側に設けた空気用ダンパ３９を閉じ、ごみ焼却炉１の次の起動時まで停止状態を維持する。

そして、焼却炉１の起動時には、空気取入用ダクト４０及びバーナ用空気ダクト４２に設けた常温空気用ダンパ４１及び加熱空気用ダンパ４３を開き、この状態で蓄熱用空気循環送風機３８を起動する。

そうすると、空気取入用ダクト４０から流入した常温空気は、蓄熱用空気循環送風機３８及び蓄熱装置２７の入口側の空気循環用ダクト３７を通って蓄熱装置２７内に入り、ここで加温されてから蓄熱装置２７の出口側の空気循環用ダクト３７及びバーナ用空気ダクト４２を通って起動用バーナ９へ供給され、起動用バーナ９の燃焼用空気として利用される。

尚、起動当初は、蓄熱装置２７の温度が高いので、蓄熱装置２７の出口側の空気温度も高くできる（例えば、２００℃）。起動が進むにつれて蓄熱装置２７の温度が低下するため、それに伴って蓄熱装置２７の出口側の空気温度も低下する。
従って、蓄熱装置２７は、焼却炉１の起動が完了するまでに必要な熱量を貯蔵できるように設計されている。
また、蓄熱装置２７内の熱量が不足する場合、蓄熱装置２７には、汽水ドラム付排熱回収ボイラとスチームアキュムレータ３３とを組み合わせたものを使用し、スチームアキュムレータ３３により蓄熱量を補うようにする。

上述した間欠運転式のごみ焼却施設は、熱回収利用システム８を用い、焼却炉１の運転中には、焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、焼却炉１の起動時には、蓄熱した熱を熱源として利用し、起動用バーナ９へ供給する空気を蓄熱した熱により加熱してこの加熱空気を燃焼用空気として利用しているため、焼却炉１の起動時に於ける起動用バーナ９の燃料消費量を削減することができる。
また、この間欠運転式のごみ焼却施設は、白煙防止用空気加熱器３の前段側に蓄熱用空気加熱器２６を配設し、燃焼排ガスから蓄熱装置２７に必要な熱を回収するようにしているため、燃焼排ガスが白煙防止用空気加熱器３に入るまでに蓄熱用空気加熱器２６により冷却され、蓄熱用空気加熱器２６の後段側に設置した白煙防止用空気加熱器３での必要空気量が減少し、煙突６の入口側で燃焼排ガスに混合する空気量も必然的に減少することになり、煙突６の口径を小さくすることができる。

図４は本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の他の例を示す概略系統図であり、当該ごみ焼却施設は、熱回収利用システム８の空気循環切替供給装置２８に改良を加えたものであり、焼却炉１の運転中には、熱回収利用システム８を用いて焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、また、焼却炉１の起動時には、熱回収利用システム８を用いて蓄熱した熱により常温空気を加熱し、この加熱した空気を焼却炉１の起動用バーナ９と焼却炉１のストーカ下へそれぞれ供給して起動用バーナ９の燃焼用空気及びストーカ下空気として利用するようにしたものである。

即ち、前記熱回収利用システム８の空気循環切替供給装置２８は、図４に示す如く、蓄熱用空気加熱器２６の出口と蓄熱装置２７の入口並びに蓄熱用空気加熱器２６の入口と蓄熱装置２７の出口をそれぞれ連結する空気循環用ダクト３７と、蓄熱装置２７の入口側に連結した空気循環用ダクト３７に介設した蓄熱用空気循環送風機３８と、蓄熱用空気加熱器２６の出入口側で空気循環用ダクト３７に介設した空気用ダンパ３９と、蓄熱用空気循環送風機３８と空気用ダンパ３９との間で空気循環用ダクト３７に分岐状に接続され、常温空気を起動用の空気として取り入れる空気取入用ダクト４０と、空気取入用ダクト４０に介設した常温空気用ダンパ４１と、蓄熱装置２７の出口と空気用ダンパ３９の間で空気循環用ダクト３７に分岐状に接続され、蓄熱装置２７により加熱された空気を起動用バーナ９へ燃焼用空気として供給するバーナ用空気ダクト４２と、バーナ用空気ダクト４２に介設した加熱空気用ダンパ４３と、加熱空気用ダンパ４３の下流側でバーナ用空気ダクト４２及び一次空気供給ダクト１４に分岐状に接続され、蓄熱装置２７により加熱された空気を一次空気供給ダクト１４へ流して焼却炉１のストーカ下空気として供給するストーカ下空気ダクト４８と、ストーカ下空気ダクト４８に介設した加熱空気用ダンパ４３とから構成されている。

尚、前記空気循環切替供給装置２８以外の設備及び機器（焼却炉１、排ガス減温塔２、白煙防止用空気加熱器３、集じん装置４、余熱利用設備７、蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７等）は、図１に示すごみ焼却施設と同じ構造に構成されており、図１に示すごみ焼却施設と同じ部位・部材には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示す熱回収利用システム８を用いた間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の運転中は、熱回収利用システム８が図１に示す間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム８と同様の働きをし、焼却炉１から排出された燃焼排ガスから蓄熱用空気加熱器２６により熱を回収して蓄熱装置２７に蓄熱し、また、焼却炉１の停止に際しては、図１に示す間欠運転式のごみ焼却施設と同様に、蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７及び蓄熱用空気循環送風機３８を停止させると共に、蓄熱用空気加熱器２６の出入口側に設けた空気用ダンパ３９等を閉じ、ごみ焼却炉１の次の起動時まで停止状態を維持する。

そして、焼却炉１の起動時には、空気取入用ダクト４０、バーナ用空気ダクト４２及びストーカ下空気ダクト４８に設けた常温空気用ダンパ４１及び加熱空気用ダンパ４３を開き、この状態で蓄熱用空気循環送風機３８を起動する。

そうすると、押込送風機１３から空気取入用ダクト４０に流入した常温空気は、蓄熱用空気循環送風機３８及び蓄熱装置２７の入口側の空気循環用ダクト３７を通って蓄熱装置２７内に入り、ここで加温されてから蓄熱装置２７の出口側の空気循環用ダクト３７、バーナ用空気ダクト４２、ストーカ下空気ダクト４８及び一次空気供給ダクト１４を介して起動用バーナ９及びストーカ下へそれぞれ供給され、起動用バーナ９の燃焼用空気及びストーカ下空気として利用される。

上述した図４に示す間欠運転式のごみ焼却施設は、図１に示す間欠運転式のごみ焼却施設と同様の作用効果を奏することができる。
特に、このごみ焼却施設は、蓄熱装置２７で加熱された空気をストーカ下へも供給してストーカ下空気として利用するようにしているため、焼却炉１の起動時のごみ投入開始後、しばらくの間は、押込送風機１３とストーカ１２との間に設けた空気予熱器（図示省略）を使用せずに、ストーカ上のごみの乾燥及び燃焼を良好且つ確実に行える。

図５は本発明を適用した間欠運転式のごみ焼却施設の更に他の例を示す概略系統図であり、当該ごみ焼却施設は、熱回収利用システム８に改良を加え、図１及び図４に示す蓄熱用空気循環送風機３８を省略して白煙防止用送風機１９により蓄熱用の空気を送るようにしたものであり、焼却炉１の運転中には、熱回収利用システム８を用いて焼却炉１から排出された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、また、焼却炉１の起動時には、熱回収利用システム８を用いて蓄熱した熱により常温の空気を加熱し、この加熱した空気を焼却炉１の起動用バーナ９へ供給して起動用バーナ９の燃焼用空気として利用するようにしたものである。

即ち、前記熱回収利用システム８は、図５に示す如く、白煙防止用空気加熱器３の入口側の煙道に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器２６と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器２６により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置２７と、前記蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱用空気加熱器２６の後段に設置した白煙防止用空気加熱器３、蓄熱装置２７及び焼却炉１に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器２６、白煙防止用空気加熱器３及び蓄熱装置２７に通して蓄熱装置２７により加熱された空気を白煙防止用空気加熱器３及び蓄熱用空気加熱器２６に戻し得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱装置２７に通して加熱してから焼却炉１の起動用バーナ９へ供給し得る空気循環切替供給装置２８とから構成されている。

尚、熱回収利用システム８の空気循環切替供給装置２８以外の設備及び機器（焼却炉１、排ガス減温塔２、白煙防止用空気加熱器３、集じん装置４、余熱利用設備７、蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７等）は、図１に示すごみ焼却施設と同じ構造に構成されており、図１に示すごみ焼却施設と同じ部位・部材には同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
また、図示していないが、空気切替供給装置には、蓄熱調整用ダクト４４が接続されている。

前記熱回収利用システム８の空気循環切替供給装置２８は、白煙防止用送風機１９と、蓄熱用空気加熱器２６の入口及び白煙防止用空気加熱器３の入口に接続されると共に、白煙防止用送風機１９に接続された白煙防止用空気供給ダクト２０と、蓄熱用空気加熱器２６の出口と蓄熱装置２７の入口とを連結する空気循環用ダクト３７と、蓄熱用空気加熱器２６の出口側で空気循環用ダクト３７に介設した空気用ダンパ３９と、蓄熱装置２７の出口に接続されて白煙防止用送風機１９の上流側ダクト４９に分岐状に接続された加熱空気供給ダクト５０と、加熱空気供給ダクト５０に介設した空気用ダンパ３９と、加熱空気供給ダクト５０に分岐状に接続され、蓄熱装置２７により加熱された空気を起動用バーナ９へ燃焼用空気として供給するバーナ用空気ダクト４２と、バーナ用空気ダクト４２に介設した加熱空気用ダンパ４３とから構成されている。

図５に示す熱回収利用システム８を用いた間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の運転中は、空気循環用ダクト３７の空気用ダンパ３９及び加熱空気供給ダクト５０の空気用ダンパ３９を開くと共に、加熱用空気ダンパ４３を閉じ、この状態で白煙防止用送風機１９を稼働し、常温空気を白煙防止用空気加熱器３、蓄熱用空気加熱器２６及び蓄熱装置２７に通す。

蓄熱装置２７を出た空気は、白煙防止用送風機１９の入口側で上流側ダクト４９内を流れる常温空気と混合され、その一部が白煙防止用空気加熱器３に送られる。白煙防止用空気加熱器３で昇温された空気（例えば、１７０℃の空気）は、余熱利用設備７へ供給されてここで温水発生器７a等の熱源として利用された後、煙突６の入口側で燃焼排ガスと混合されて大気中へ放出されている。

一方、白煙防止用送風機１９により送られた残りの空気（例えば、４５℃の空気）は、蓄熱用空気加熱器２６に入ってここで燃焼排ガスとの間接熱交換により再び昇温（例えば、１２５℃に昇温）されてから再度蓄熱装置２７に入る。

蓄熱装置２７に入った加熱された空気は、再び蓄熱装置２７内で熱媒液を加温（例えば、熱媒液がボイラ水の場合、ボイラ水を７５℃に加温）すると共に、熱媒液により減温（例えば、空気が９５℃に減温）される。

このようにして、蓄熱装置２７の入口側の空気温度が３００℃、熱媒液（ボイラ水）の温度が２５０℃、蓄熱装置２７の出口側の空気温度が２７０℃程度になるまで、加熱された空気を蓄熱用空気加熱器２６及び蓄熱装置２７に通し、蓄熱装置２７に蓄熱する。

また、焼却炉１の停止に際しては、蓄熱用空気加熱器２６、蓄熱装置２７及び白煙防止用送風機１９を停止させると共に、空気循環用ダクト３７に設けた空気用ダンパ３９及び加熱空気供給ダクト５０に設けた空気用ダンパ３９等を閉じ、ごみ焼却炉１の次の起動時まで停止状態を維持する。

そして、焼却炉１の起動時には、空気循環用ダクト３７及びバーナ用空気ダクト４２に設けた空気用ダンパ３９及び加熱空気用ダンパ４３を開き、白煙防止用送風機１９を起動する。

そうすると、白煙防止用送風機１９の上流側ダクト４９から流入した常温空気は、白煙防止用送風機１９、白煙防止用空気供給ダクト２０、蓄熱用空気加熱器２６、空気循環用ダクト３７を通って蓄熱装置２７内に入り、ここで加温されてから加熱空気供給ダクト５０及びバーナ用空気ダクト４２を通って起動用バーナ９へ供給され、起動用バーナ９の燃焼用空気として利用される。

上述した図５に示す間欠運転式のごみ焼却施設は、図１に示す間欠運転式のごみ焼却施設と同様の作用効果を奏することができる。
特に、このごみ焼却施設は、白煙防止用送風機１９を用いて蓄熱用の空気を蓄熱用空気加熱器２６及び蓄熱装置２７等へ送るようにしているため、図１及び図４に示す蓄熱用空気循環送風機３８を省略することができてコスト低減を図れる。
また、この間欠運転式のごみ焼却施設は、蓄熱装置２７を出た空気を白煙防止用送風機１９の入口側で上流側ダクト４９内を流れる常温空気と混合するようにしているため、白煙防止用空気加熱器３に送られる空気が昇温されるので、図１及び図３に示すごみ焼却施設のように、白煙防止用空気加熱器３の低温腐食を防止するために白煙防止用空気加熱器３の出口側の加熱された空気を白煙防止用送風機１９の入口側に戻すためのダクトを省略することができる。

次に、同じ規模の従来の間欠運転式のごみ焼却施設（以下、従来システムと云う）と本発明の熱回収利用システム８を用いた間欠運転式のごみ焼却施設（以下、本システムと云う）の起動時に於ける燃料消費量を比較して見る。
尚、従来システム及び本システムの規模は、何れも１時間当り約３ｔｏｎのごみを焼却処理でき、一日に８時間運転を行うものを想定している。

下記の表１は、従来システムで常温の空気（起動用バーナ９の燃焼用及び炉内への洩れ込み）１０，０００ｍ^３Ｎを用いて灯油を燃焼し、１．５時間後に４００℃の燃焼排ガスを得る場合についての試算例を示すものであり、また、本システムで同量の燃焼排ガスを得るために２００℃から５０℃へ変化する空気を使用した場合を比較対照用に示すものである。尚、灯油の低位発熱量は、３４．１ＭＪ／Ｌとした。

表１の結果に基づいて炉立上げ時の空気温度、空気量、灯油使用量の時間変化をグラフで示すと、図６、図７、図８に示すようなグラフになる。
図８のグラフより起動時の灯油消費量を求める（グラフの面積により計算する）と、従来システムが２４２Ｌの灯油を使用するのに対し、本システムでは使用する灯油が１８０Ｌで済み、灯油を約２５％削減することができる。

また、本システムに於ける必要蓄熱量は、蓄熱装置２７の放熱も含めて２８０２ＭＪであり、定常運転時（発熱量１０ＭＪ／ｋｇ、ごみ処理量３ｔ／ｈ、運転時間６ｈｒ）ごみ入熱の１．５６％に相当する。蓄熱用空気加熱器２６の入口の排ガス温度を３５０℃とすると、蓄熱用空気加熱器２６の出口の排ガス温度は３３７．５℃となる。従って、蓄熱用空気加熱器２６の後段に白煙防止用空気加熱器３を設置した場合でも、白煙防止及び余熱利用設備７での温水発生に必要な熱量を十分にまかなえる。

下記の表２は、上述した従来システムと本システムの定常運転時に於ける煙突６からの燃焼排ガス量を比較したものである。
尚、白煙防止条件は、大気温度５℃、相対湿度５０％、余熱利用設備７の温水発生器７aでの回収熱量を約１８０ｋＷとした。

表２からも明らかなように、本システムに於いては、白煙防止用空気混合後の排ガス量（煙突６入口側の排ガス量）が従来システムに比較して２３７０ｍ^３ _Ｎ／ｈ（３．６％）減少し、煙突６の口径を３０ｍｍ（１．９％）小さくすることができる。
更に、蓄熱調整ラインを併用し、必要熱量と同量の熱量を大気へ放出した場合には、これらの効果はより大きくなる。具体的には、排出ガス量が４７５０ｍ^３ _Ｎ／ｈ（７．２％）減少し、煙突６の口径を６０ｍｍ（３．８％）小さくすることができる。

尚、図１、図４及び図５に示す間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の運転中に燃焼排ガスから熱を回収してこの熱を蓄熱し、焼却炉１の起動時に起動用バーナ９に供給される燃焼用空気やストーカ下に供給されるストーカ下空気を蓄熱した熱を利用して加熱するようにしているが、他の実施の形態に於いては、図示していないが、間欠運転式のごみ焼却施設の休止時に、常温の空気を熱回収利用システム８の蓄熱装置２７に通して加熱し、この加熱した空気をごみ焼却施設以外の別施設の装置（例えば、給湯装置や暖房装置等）へ供給して外部熱供給用の熱源として利用するようにしても良い。

例えば、平日にごみ焼却施設を２４時間運転して熱回収利用システム８の蓄熱装置２７に蓄熱し、ごみ焼却施設休止中の週末に熱回収利用システム８の蓄熱装置２７を外部熱供給用の熱源として利用し、蓄熱装置２７により加熱した空気をごみ焼却施設以外の別施設の装置（給湯装置や暖房装置等）へ供給して利用するようにしても良い。
このようにすれば、ごみ焼却施設の休止時に於ける回収熱の有効利用を図ることができる。

また、図５に示す間欠運転式のごみ焼却施設に於いては、焼却炉１の起動時には、空気循環切替供給装置２８を切替操作して常温空気を蓄熱装置２７に通して加熱し、この加熱した空気を焼却炉１の起動用バーナ９へ供給して起動用バーナ９の燃焼用空気として利用するようにしたが、他の実施の形態に於いては、焼却炉１の起動時に、蓄熱装置２７を通って加熱空気された空気を焼却炉１の起動用バーナ９と焼却炉１のストーカ下へそれぞれ供給し、起動用バーナの燃焼用空気及びストーカ下空気として利用するようにしても良い。

本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する間欠運転式のごみ焼却施設に適用したが、燃焼排ガスを排出する施設であれば、他の施設でも適用可能である。例えば、本発明は、燃料を燃焼させて発電を行うようにした間欠運転式の燃料燃焼施設に於いても適用可能である。

１焼却炉、３は白煙防止用空気加熱器、８は熱回収利用システム、９は起動用バーナ、１２はストーカ、２６は蓄熱用空気加熱器、２７は蓄熱装置、２８は空気循環切替供給装置、３３はスチームアキュムレータ。

Claims

間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用し、また、前記蓄熱用空気加熱器及び白煙防止用空気加熱器により燃焼排ガスを順次減温すると共に、白煙防止用空気加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしたことを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法。
間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用し、また、前記蓄熱用空気加熱器及び白煙防止用空気加熱器により燃焼排ガスを順次減温すると共に、白煙防止用空気加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させて蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下へそれぞれ供給して起動用バーナの燃焼用空気及びストーカ下空気として利用するようにしたことを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法。
間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器を設け、前記蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置を煙道外に設け、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器後段の白煙防止用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に、常温空気及び加熱空気を適宜に供給し得る空気循環切替供給装置を接続し、蓄熱装置に蓄熱した熱を少なくとも焼却炉の起動時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法であって、焼却炉の運転中には、空気循環切替供給装置により常温空気を白煙防止用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱用空気加熱器で加熱された空気の熱を蓄熱装置に蓄熱すると共に、蓄熱装置を通過した空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し、また、焼却炉の起動時には、空気循環切替供給装置を切替操作して常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気を焼却炉の起動用バーナへ供給して起動用バーナの燃焼用空気として利用するようにしたことを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法。
間欠運転式のごみ焼却施設の休止時に、空気循環切替供給装置により常温空気を蓄熱装置に通して加熱し、この加熱空気をごみ焼却施設以外の別施設の装置へ供給して外部熱供給用の熱源として利用するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用方法。
間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用し、また、熱回収された燃焼排ガスを間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器により更に減温すると共に、白煙防止用加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム。
間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用し、また、熱回収された燃焼排ガスを間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器により更に減温すると共に、白煙防止用加熱器からの高温空気を煙突の入口側の燃焼排ガスに混合して大気中へ放出するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けた間接熱交換式の白煙防止用空気加熱器の前段側に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器と蓄熱装置との間で循環させ得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱用空気加熱器へ通さずに蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナと焼却炉のストーカ下の両方へ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム。
間欠運転式のごみ焼却施設の焼却炉から排出されて減温処理された燃焼排ガスから熱を回収して蓄熱し、この蓄熱した熱を少なくとも施設の起動時に熱源として利用するようにした間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システムであって、前記熱回収利用システムは、減温処理された燃焼排ガスが流れる煙道に設けられ、燃焼排ガスと常温空気との間接熱交換により常温空気を加熱する蓄熱用空気加熱器と、煙道外に設けられ、蓄熱用空気加熱器により加熱された空気から熱を回収して蓄熱する蓄熱装置と、少なくとも前記蓄熱用空気加熱器、蓄熱用空気加熱器の後段に設置した白煙防止用空気加熱器、蓄熱装置及び焼却炉に接続され、常温空気を蓄熱用空気加熱器、白煙防止用空気加熱器及び蓄熱装置に通して蓄熱装置により加熱された空気を白煙防止用空気加熱器及び蓄熱用空気加熱器に戻し得ると共に、取り入れた常温空気を蓄熱装置に通して加熱してから少なくとも焼却炉の起動用バーナへ供給し得る空気循環切替供給装置とから構成されていることを特徴とする間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム。
蓄熱装置が、汽水ドラム付排熱回収ボイラから成ることを特徴とする請求項５、請求項６又は請求項７に記載の間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム。
蓄熱装置が、汽水ドラム付排熱回収ボイラと、汽水ドラム付排熱回収ボイラに連結され、汽水ドラム付排熱回収ボイラからの熱を蓄熱し得ると共に、汽水ドラム付排熱７回収ボイラへ熱を供給し得るスチームアキュムレータとから成ることを特徴とする請求項５、請求項６又は請求項７に記載の間欠運転式のごみ焼却施設の熱回収利用システム。