JP6256859B2 - 廃棄物焼却方法 - Google Patents
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Description
燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、高温ガスを上記燃焼室の天井で炉長方向の複数位置に配置した高温ガス吹込口から下向きに吹き込む廃棄物焼却方法において、
火格子から高温ガス吹込口までの高さを炉長方向後部に向かって順次低くして、炉長方向後部に向かって、高温ガスの廃棄物層への到達速度を順次速く、高温ガスの勢いを順次強くすることで、燃焼室の炉長方向の後部領域で、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させて対向流場を形成して、廃棄物の熱分解により発生する可燃性ガスの存在量が多い炉長方向の後部領域での可燃性ガスの燃焼を安定化させるとともに、燃焼ガスが炉長方向の後部領域から二次燃焼領域へ流出する流れを抑制し、可燃性ガスが未燃のまま二次燃焼領域へ流入することを抑制して、可燃性ガスが燃焼室内に滞留する時間を長くし可燃性ガスの殆どを燃焼室で燃焼させることを特徴とする廃棄物焼却方法。
廃棄物焼却炉燃焼室の天井に設けた吹込口から高温ガスを下向きに吹き込み、高温ガスの顕熱と輻射により廃棄物の熱分解を促進することができ、廃棄物の熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼を促進することができ、さらに、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させ、廃棄物層直上でガス流れが緩やかなよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を燃焼室の幅方向と長さ方向の広い範囲に亘って形成することができるので、安定した燃焼が行われ、平面状燃焼領域(火炎)を定在させることができる。また、定在する平面状火炎の輻射などにより廃棄物の熱分解をさらに促進することができる。このように高温ガス吹き込みにより、焼却炉の大きさに関わらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼においても廃棄物と、発生する可燃性ガスを安定して燃焼することができる。そして、燃焼が安定するため、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCO、NOxなど有害物の発生量を抑制することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の概要構成を示している。まず、本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の基本構成と焼却方法の概要を説明し、次いで各構成装置の詳細を説明する。この実施形態において、燃焼室内での廃棄物の移動方向(炉長方向)における燃焼室の上流側を前部、下流側を後部という。
本実施形態では、廃棄物焼却炉1は、燃焼用空気となる一次空気の一次空気供給系を備えている。一次空気供給系は、空気供給源からの一次空気Pを燃焼用一次空気供給管9を経て、乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの風箱7a,7b,7c,7dに分岐供給管から送り込むようになっており、上記燃焼用一次空気供給管9には、ブロワ8そして流量調整機構としてのダンパ11が設けられている。
本実施形態では、廃棄物焼却炉1は、後方に向け下方に傾斜する上記燃焼室2の天井2Aから高温ガスを下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段を備えている。高温ガス吹込み手段は、火格子5上の廃棄物の移動方向である炉長方向に複数の高温ガス吹込口13と、高温ガス吹込口へ高温ガスを供給する高温ガス供給手段とを備え、高温ガス吹込口が乾燥火格子5aの後部から燃焼火格子5bの後部までの範囲で天井2Aに設けられている。
また、本実施形態の廃棄物焼却炉1は、二次燃焼用ガスを廃熱ボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に吹き込む二次燃焼用ガス供給系を備えている。二次燃焼用ガス供給系は、二次燃焼用ガス供給源からの二次燃焼用ガスQを管路12を経て、二次燃焼領域10に設けられた二次燃焼用ガス吹込口17に送り込むようになっており、上記管路12には、ブロワ18そして流量調整機構としてのダンパ19が設けられている。二次燃焼用ガス吹込口17は、廃熱ボイラ4の入口近傍にある二次燃焼領域10に二次燃焼用ガスQを吹き込むように、廃熱ボイラ4の周壁に設けられている。 燃焼室2内で発生した可燃性ガスはそのほとんどが燃焼室2内で燃焼され、残存する未燃ガスは、後燃焼火格子5cの上方に連接される廃熱ボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に流入して、ここで二次燃焼用ガスが供給され、二次燃焼される。
先ず、廃棄物投入口3へ廃棄物を投入すると、落下した廃棄物は図示しない廃棄物供給装置により燃焼室2内に供給され、乾燥火格子5a上に堆積され、各火格子5a〜5cの動作により、燃焼火格子5b上そして後燃焼火格子5c上へと移動し、各火格子上に廃棄物Wの層を形成する。各火格子は、風箱7a,7b,7c,7dを経て、燃焼用の一次空気Pを受けており、これにより各火格子の廃棄物は乾燥そして燃焼される。
燃焼用一次空気Pは、ブロワ8から燃焼用一次空気供給管9を通って乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの下部に設けられた風箱7a,7b,7c,7dに供給された後、各火格子5a,5b,5cを通って燃焼室2内に供給される。燃焼室2内に供給される燃焼用一次空気Pの流量は、燃焼用一次空気供給管9に設けられた流量調整用のダンパ11により調整される。また、風箱7a,7b,7c,7d及び燃焼用一次空気Pを供給するための燃焼用一次空気供給管9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。
図1に見られるように、炉長方向で後方に向け下方に傾斜する天井2Aに位置する高温ガス吹込口13(13a,13b,13c)から高温ガスが燃焼開始領域A2から燃焼領域A3の後部の領域に向かって吹き込まれ、廃棄物層Wに向かって下向きに吹き込まれる。すなわち、火炎が存在し可燃性ガスが多く存在する領域に、高温ガスを吹き込むことが燃焼を安定させる上で好ましいため、可燃性ガスが多く存在する領域である燃焼開始領域A2から燃焼領域A3の後部までの領域に高温ガスを吹き込む。
高温ガス吹込口13から吹き込まれる高温ガスの温度は、100〜400℃の範囲とすることが好ましく、150〜200℃程度とすることがより好ましい。100℃未満の温度のガスを吹き込むと炉内温度が低下し、燃焼が不安定となりCO発生量が増加する。400℃を超えるガスを吹き込むと燃焼室内における火炎温度が著しく高温になり、クリンカの生成が助長されるなど問題が生じる。高温ガスの温度を150〜200℃程度とすることにより、前記の問題の発生を抑制するとともに空気を加熱するエネルギーを適切な範囲とすることができるので、より好ましい。
高温ガス吹込口13は、燃焼室2の天井2Aの、乾燥火格子5aの廃棄物の移動方向下流側(後部)から燃焼火格子5bの移動方向下流側(後部)までの範囲内での火格子直上の位置に設けられている。
二次燃焼用ガスQが二次燃焼領域10に吹き込まれ、燃焼室2からの未燃ガスが二次燃焼される。二次燃焼用ガスとして、温度は常温〜200℃の範囲であり、酸素濃度は15〜21体積%の範囲のガスを用いることが好ましい。二次燃焼用ガスとして、空気、酸素を含有するガス、返送排ガスを用いてよいし、これらの混合ガスを用いてもよい。
2 燃焼室
2A 天井
5 火格子
9 一次燃焼空気供給管(手段)
13,24 高温ガス吹込手段
13 高温ガス吹込口
24 高温ガス供給装置
Claims (2)
- 廃棄物を燃焼する燃焼室と廃棄物から発生した可燃性ガスを燃焼する二次燃焼領域を備える火格子式廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、高温ガスを上記燃焼室の天井で炉長方向の複数位置に配置した高温ガス吹込口から下向きに吹き込む廃棄物焼却方法において、
火格子から高温ガス吹込口までの高さを炉長方向後部に向かって順次低くして、炉長方向後部に向かって、高温ガスの廃棄物層への到達速度を順次速く、高温ガスの勢いを順次強くすることにより、
燃焼室の炉長方向の後部領域に、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させて対向流場を形成して、廃棄物層直上に平面状の流れの遅いよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を生じさせ、ガス流れの速度を遅くして可燃性ガスが燃焼する平面状燃焼領域を定在させ、廃棄物の熱分解により発生する可燃性ガスの存在量が多い炉長方向の後部領域で、高温ガスの勢いを強くして対向流場を形成させることにより可燃性ガスの安定燃焼を他の領域より大きく確保するとともに、
炉長方向の後部領域に位置する高温ガス吹込口から吹き出し廃棄物の上面に到達する高温ガスの速度を速く、高温ガスの勢いを強くすることにより、燃焼ガスが炉長方向の後部領域から二次燃焼領域へ流出する流れを抑制し、可燃性ガスが未燃のまま二次燃焼領域へ流入することを抑制して、可燃性ガスが燃焼室内に滞留する時間を長くし可燃性ガスの殆どを燃焼室で燃焼させ、二次燃焼領域での未燃ガスの過剰燃焼により局所的な高温場が発生しNOx発生量が増大することを抑制することを特徴とする廃棄物焼却方法。 - 高温ガスは、焼却炉から排出された排ガスの一部が返送された返送排ガスと高温空気との混合ガス、高温空気及び返送排ガスのうちいずれかであることとする請求項1に記載の廃棄物焼却方法。
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