JP6797084B2 - Gas supply method for secondary combustion, gas supply structure for secondary combustion, and waste incinerator - Google Patents
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Description
本発明は、主として、二次燃焼で用いられる二次燃焼用気体を適切に供給する方法に関する。 The present invention mainly relates to a method for appropriately supplying a gas for secondary combustion used in secondary combustion.
従来から、一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉が知られている。特許文献1から3では、二次燃焼用気体の供給に関する技術が開示されている。
Conventionally, a waste incinerator that performs primary combustion and secondary combustion that burns primary combustion gas including unburned gas generated in primary combustion in a combustion chamber has been known.
特許文献1は、二次燃焼用気体として、一方の炉壁から燃焼室に酸素富化空気(又は通常空気)を供給するとともに、他方の炉壁から燃焼室に再循環排ガスを供給することで、二次燃焼用気体と一次燃焼の未燃分(未燃焼ガス)等との混合を良好にする構成の焼却炉を開示する。
特許文献2は、二次空気と返送排ガスのそれぞれの流量を調整することで混合割合を調整した混合ガスを生成し、この混合ガスを燃焼室に供給する構成の焼却炉を開示する。
特許文献3は、二次空気を供給する二次空気供給管の内部にノズルを配置し、このノズルから圧縮空気を吹き込むことで、二次空気と可燃ガスの未燃分(未燃焼ガス)との混合を良好にする構成の焼却炉を開示する。なお、特許文献3では、ノズルから供給される気体は二次空気と圧縮空気であり、ともに空気であるため同じ種類の二次燃焼用気体であると考えられる。
In
しかし、特許文献1は、酸素富化空気(又は通常空気)と再循環排ガスとを別の箇所から燃焼室に供給するため、例えば一方の二次燃焼用気体の供給量を減らした場合、この二次燃焼用気体が届く範囲が限られるため、この二次燃焼用気体と一次燃焼の未燃分等との混合が十分に行われない。また、2種類の二次燃焼用気体をそれぞれ個別の供給箇所から供給する必要性があるため、供給箇所が多数必要となる。また、特許文献2は、二次空気と返送排ガスとを事前に混合した後に燃焼室に供給するが、この方法では、当該混合ガスと、燃焼室内の未燃焼ガスとの混合が十分とならない可能性があり、改善が望まれていた。また、特許文献3は、圧縮空気を生成するための空気圧縮機が必要となるとともに、空気圧縮機を動作させるために動力消費量が大幅に大きくなる。更に、特許文献3では、二次空気と循環排ガスの両方を燃焼室に供給する構成については記載されていない。
However, in
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、動力消費量を抑えつつ、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと二次燃焼用気体とを十分に混合させるための二次燃焼用気体供給方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to sufficiently mix a primary combustion gas containing an unburned gas and a secondary combustion gas while suppressing power consumption. The purpose is to provide a gas supply method for secondary combustion.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.
本発明の観点によれば、以下の二次燃焼用気体供給方法が提供される。即ち、この二次燃焼用気体供給方法は、一次燃焼と、一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、を燃焼室で行う廃棄物焼却炉に対して行われる。二次燃焼用気体供給方法は、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体であって、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの3種類の何れかである二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む。前記供給工程では、内側空間と、外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が前記燃焼室へ供給される。二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、前記内側空間は、二次燃焼用気体が流れる空間であり、前記外側空間は、前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類の二次燃焼用気体が流れる空間である。前記内側空間及び前記外側空間を流れる二次燃焼用気体の種類の組合せを前記廃棄物焼却炉の制御装置が状況に応じて変更する。 From the viewpoint of the present invention, the following gas supply method for secondary combustion is provided. That is, this gas supply method for secondary combustion is performed on a waste incinerator in which primary combustion and secondary combustion for burning primary combustion gas including unburned gas generated in the primary combustion are performed in a combustion chamber. Will be. The secondary combustion gas supply method is a gas containing oxygen used in the secondary combustion, and is a secondary combustion gas that is one of three types: secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. Includes supply process. In the supply step, the secondary combustion gas is supplied to the combustion chamber so that an inner space and an outer space are formed. When viewed in the flow direction of the secondary combustion gas, the inner space is a space through which the secondary combustion gas flows, and the outer space is located outside the inner space and also covers the inner space. It is a space surrounded by a space through which a gas for secondary combustion different from the gas for secondary combustion flowing in the inner space flows. The inner space and the control device of the waste incinerator to different combinations of secondary combustion gas flowing through said outer space is changed according to the situation.
これにより、例えば内側空間と外側空間の一方の二次燃焼用気体の供給量を減らした場合であっても、全体としての供給量が大きく減ることはないため、二次燃焼用気体を一次燃焼ガスと十分に混合できる。また、1箇所で2種類(又は混合割合が異なる)二次燃焼用気体を供給できるので、焼却炉が備える気体供給箇所を減らすことができる。また、事前に2種類の二次燃焼用気体を混合する場合と異なり、内側空間の二次燃焼用気体と外側空間の二次燃焼用気体とを同時に個別に供給するため、燃焼室内での流れの中で、2種類の二次燃焼用気体の流れ界面における異種気体接触による渦流効果が生じ、この渦流効果により、2種類の二次燃焼用気体全体としての燃焼室内での一次燃焼ガスとの攪拌・拡散効果をより大きく発揮させることができるので、二次燃焼用気体と一次燃焼ガスを十分に混合させることができる。また、二次燃焼用気体を加速するための圧縮空気を生成する空気圧縮機が不要であるため、動力消費量を抑えることができる。 As a result, for example, even if the supply amount of the secondary combustion gas in one of the inner space and the outer space is reduced, the supply amount as a whole is not significantly reduced, so that the secondary combustion gas is primarily burned. Can be mixed well with gas. Further, since two types (or different mixing ratios) of secondary combustion gas can be supplied at one location, the number of gas supply locations provided in the incinerator can be reduced. Also, unlike the case where two types of secondary combustion gas are mixed in advance, the secondary combustion gas in the inner space and the secondary combustion gas in the outer space are supplied separately at the same time, so the flow in the combustion chamber In the above, a vortex effect is generated by contact of different gases at the flow interface of the two types of secondary combustion gases, and this vortex effect causes the two types of secondary combustion gases as a whole to be combined with the primary combustion gas in the combustion chamber. Since the stirring / diffusing effect can be more exerted, the secondary combustion gas and the primary combustion gas can be sufficiently mixed. Further, since an air compressor that generates compressed air for accelerating the secondary combustion gas is not required, the power consumption can be suppressed.
本発明によれば、動力消費量を抑えつつ、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと二次燃焼用気体とを十分に混合させるための二次燃焼用気体供給方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for supplying a secondary combustion gas for sufficiently mixing a primary combustion gas containing an unburned gas and a secondary combustion gas while suppressing power consumption.
初めに、図1を参照して、本実施形態の焼却炉(廃棄物焼却炉)10について説明する。図1は、本発明の一実施形態の焼却炉10の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼用気体、燃焼ガス、排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。
First, the incinerator (waste incinerator) 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
本発明は、様々な構成の焼却炉に適用可能である。従って、例えば焼却炉10は、火格子式焼却炉であってもよいし、流動床式焼却炉であってもよいし、固定床式焼却炉であってもよい。
The present invention is applicable to incinerators having various configurations. Therefore, for example, the
焼却炉10は、燃焼室20と、気体供給装置50と、を備える。初めに、燃焼室20について説明する。燃焼室20には、一次燃焼ゾーン11と、二次燃焼ゾーン12と、が形成されている。以下、一次燃焼ゾーン11で行われる一次燃焼と、二次燃焼ゾーン12で行われる二次燃焼と、について説明する。
The
<一次燃焼と二次燃焼>一次燃焼ゾーン11は、一次燃焼のための空間である。一次燃焼とは、投入された廃棄物を一次燃焼用気体(gas for primary combustion)と反応させて燃焼(乾燥、火炎燃焼、オキ燃焼)させることである。一次燃焼用気体とは、一次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。また、一次燃焼により、CO等の未燃焼ガスを含む一次燃焼ガス(flue gas after primary combustion)が発生する。
<Primary combustion and secondary combustion> The
一次燃焼について更に説明する。例えば焼却炉10が火格子式焼却炉であって、乾燥段、燃焼段、及び後燃焼段で構成されているとする。この場合、乾燥段では、廃棄物が乾燥するとともに熱分解ガスが発生する。燃焼段では、乾燥段で乾燥した廃棄物が主に火炎燃焼を起こし、灰と、燃焼しきれなかった固体の未燃物と、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと、が主に発生する。また、後燃焼段では、燃焼段で燃焼しきれなかった固体の未燃物がオキ燃焼し、灰と、未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスと、が主に発生する。ここで、乾燥段、燃焼段、及び後燃焼段では、廃棄物が乾燥・火炎燃焼・オキ燃焼して一次燃焼ガスが発生しているため、一次燃焼が行われていることとなる。なお、上述のように、本発明は様々な構成の焼却炉に適用可能であるため、焼却炉10は、乾燥段及び後燃焼段の少なくとも一方が存在しない構成であってもよいし、各構成段が明確に区分されていない構成であってもよい。
The primary combustion will be further described. For example, assume that the
二次燃焼ゾーン12は、二次燃焼のための空間である。二次燃焼とは、一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを二次燃焼用気体と反応させて燃焼させることである。二次燃焼用気体とは、二次燃焼のために供給される酸素を含んだ気体である。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、二次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。二次燃焼を行うことにより、燃焼完結性を進めることができる。
The
また、図1では、一次燃焼ゾーン11の真上に二次燃焼ゾーン12が形成されているが、一次燃焼ガスが供給される空間であれば、一次燃焼ゾーン11の真上以外に二次燃焼ゾーン12が形成されていてもよい。また、例えば二次燃焼用気体を上流側と下流側で供給することにより、一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを複数回に分けて燃焼させる構成の焼却炉であってもよい。この場合であっても、上記の二次燃焼の定義を考慮すると、複数回の燃焼の全てが二次燃焼に該当する。
Further, in FIG. 1, the
<一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給>気体供給装置50は、燃焼室20内に気体(一次燃焼用気体、二次燃焼用気体)を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置50は、一次空気供給部51と、二次空気供給部52と、排ガス供給部53と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。それぞれの供給部(送風機)は、気体を移動させることを目的としているため、気体の圧縮を目的とした圧縮機とは異なる。
<Supply of primary combustion gas and secondary combustion gas> The
一次空気供給部51は、一次供給経路71を介して燃焼室20に一次空気を供給する。一次供給経路71には第1ダンパ81が設けられており、燃焼室20に供給する一次空気の供給量を調整することができる。図2に示すように、第1ダンパ81は制御装置90によって制御されている。
The primary
また、一次供給経路71にヒータを設け、燃焼室20に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。また、上述のように、一次燃焼用気体には、循環排ガス及び混合ガスも含まれるため、それらが燃焼室20に供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、一次燃焼用気体は、一次燃焼ゾーン11に下方から供給されるが、一次燃焼ゾーン11の側方等から供給されてもよい。また、一次燃焼用気体は、一次燃焼に用いられるのであれば、一次燃焼ゾーン11よりも上流側に供給されてもよい。
Further, a heater may be provided in the
二次空気供給部52は、上流側二次供給経路72及び/又は下流側二次供給経路73を介して、二次空気(二次燃焼用気体)を燃焼室20に供給する。排ガス供給部53は、上流側二次供給経路72及び/又は下流側二次供給経路73を介して、循環排ガス(二次燃焼用気体)を燃焼室20に供給する。
The secondary
更に詳細に説明すると、二次空気供給部52と上流側二次供給経路72とを接続する経路には、第2ダンパ82が設けられており、制御装置90の制御に応じて、上流側二次供給経路72に供給する二次空気の供給量を調整することができる。また、排ガス供給部53と上流側二次供給経路72とを接続する経路には、第3ダンパ83が設けられており、制御装置90の制御に応じて、上流側二次供給経路72に供給する循環排ガスの供給量を調整することができる。この構成により、上流側二次供給経路72から供給される二次空気の供給量、循環排ガスの供給量、及びそれらの割合を制御することができる。
More specifically, a
同様に、二次空気供給部52と下流側二次供給経路73とを接続する経路には、第4ダンパ84が設けられており、排ガス供給部53と下流側二次供給経路73とを接続する経路には、第5ダンパ85が設けられている。この構成により、制御装置90の制御に応じて、下流側二次供給経路73から供給される二次空気の供給量及び循環排ガスの供給量、及びそれらの割合を制御することができる。また、第2ダンパ82から第5ダンパ85により調整部80が構成されている。従って、調整部80は、複数の経路を介して供給される二次燃焼用気体の種類(二次空気、循環排ガス、又は混合ガス)及び供給量を調整可能である。
Similarly, a
本実施形態では、二次燃焼用気体は、二次燃焼ゾーン12に供給される。しかし、二次燃焼用気体は、二次燃焼に用いられるのであれば、二次燃焼ゾーン12よりも上流側(例えば一次燃焼ゾーン11)に供給されてもよい。
In the present embodiment, the secondary combustion gas is supplied to the
本実施形態では、二次燃焼用気体は上流側と下流側に分けて供給されるが、何れか一方のみから二次燃焼用気体が供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、上流側と下流側のそれぞれ1箇所から二次燃焼用気体が供給されるが、それぞれ複数箇所から二次燃焼用気体が供給される構成であってもよい。また、本実施形態では、上流側と下流側の両方において、二次空気と循環排ガスをともに供給可能であるが、上流側と下流側の一方のみについて、二次空気のみ、又は、循環排ガスのみが供給される構成であってもよい。 In the present embodiment, the secondary combustion gas is supplied separately to the upstream side and the downstream side, but the secondary combustion gas may be supplied from only one of them. Further, in the present embodiment, the secondary combustion gas is supplied from each of the upstream side and the downstream side, but the secondary combustion gas may be supplied from a plurality of locations, respectively. Further, in the present embodiment, both the secondary air and the circulating exhaust gas can be supplied on both the upstream side and the downstream side, but only the secondary air or the circulating exhaust gas is provided on only one of the upstream side and the downstream side. May be supplied.
<電気的な構成及び自動燃焼制御>焼却炉10には、図1及び図2に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉10には、燃焼室ガス温度センサ(燃焼センサ)91と、COガス濃度センサ(燃焼センサ)92と、NOxガス濃度センサ(燃焼センサ)93と、が設けられている。
<Electrical configuration and automatic combustion control> As shown in FIGS. 1 and 2, the
燃焼室ガス温度センサ91は、燃焼室20内に配置されており、燃焼室20内のガス温度である燃焼室ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。燃焼室ガス温度センサ91は、気体流れ方向における位置が異なる箇所に複数設けられていてもよい。この場合、上流側の燃焼室ガス温度と、下流側の燃焼室ガス温度と、を個別に取得できるので、燃焼状態をより的確に推測できる。また、燃焼室ガス温度センサ91は、気体流れ方向における位置が同じ箇所(例えば一方の側壁と、同じ高さの他方の側壁)に複数設けられていてもよい。この場合、気体流れ方向における位置が同じ箇所の温度をより正確に測定できるので、燃焼状態をより的確に推測できる。
The combustion chamber
COガス濃度センサ92は、燃焼室20の下流であって図略の集じん器よりも更に下流に配置されており、排ガスに含まれるCOガス濃度(焼却炉排出COガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。COガス濃度センサ92が検出する焼却炉排出COガス濃度からは、燃焼室20で二次燃焼によって二次燃焼用気体と反応させたものの、二次燃焼用気体との十分な接触反応がなされなかったことで、燃焼室20の出口から排出される燃焼ガス(二次燃焼ガス)中に残留してしまった未燃焼ガスであるCOの濃度(未燃焼ガスがどれだけ生じているか)を把握することができる。
The CO
NOxガス濃度センサ93は、COガス濃度センサ92と同様に集じん器よりも更に下流に配置されており、排ガスに含まれるNOxガス濃度(焼却炉排出NOxガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。NOxガス濃度センサ93が検出する焼却炉排出NOxガス濃度からは、燃焼室20から排出されるNOxガスの濃度と目標NOxガス濃度との差が把握できる。
Like the CO
制御装置90は、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、焼却炉10全体を制御する。以下、制御装置90が行う制御のうち、自動燃焼制御について説明する。
The
自動燃焼制御とは、上述した複数のセンサから得られる焼却炉10の燃焼に関するデータ(炉内検出データ)を総合的に判断し、燃焼室20の燃焼状態を長期間にわたって安定的に維持させるための制御である。具体的には、制御装置90は、図2に示すように、第1ダンパ81〜第5ダンパ85を調整することで、各部に供給される気体の供給量を調整する。また、気体の供給量以外の制御項目が調整される構成であってもよい。
The automatic combustion control is to comprehensively judge the combustion data (internal detection data) of the
このような調整を行うことにより、燃焼室20の燃焼状態を長期間にわたって安定的に維持させることができる。また、焼却炉10で生じる燃焼は、焼却炉10の形状や構造、投入される廃棄物によって大きく異なる。また、自動燃焼制御で目標とする値についても、焼却炉10の耐久性、要求される処理量、排ガスに関する法規制等により大きく異なる。制御装置90は、それらを総合的に判断して自動燃焼制御を行う。
By making such adjustments, the combustion state of the
例えば、燃焼室ガス温度センサ91が検出した燃焼室ガス温度が低い場合、燃焼室20での燃焼が不十分である可能性が高いので、一次燃焼用気体及び/又は二次燃焼用気体に含まれる酸素量を増やす(供給量を増やす、又は、空気の供給割合を増やす)制御が行われる可能性がある。また、例えばCOガス濃度センサ92が検出した焼却炉排出COガス濃度が高い場合、二次燃焼が不十分である可能性が高いので、二次燃焼用気体に含まれる酸素量を増やす(供給量を増やす、又は、空気の供給割合を増やす)制御が行われる可能性がある。また、例えばNOxガス濃度センサ93が検出した焼却炉排出NOxガス濃度が高い場合、これを減らすために、循環排ガスの供給量又は供給割合を増やす制御が行われる可能性がある。なお、上記で示した制御は、他の炉内検出データの値によっては行われないこともある。
For example, when the combustion chamber gas temperature detected by the combustion chamber
<二次燃焼用気体の具体的な供給構造>次に、燃焼室20に二次燃焼用気体を供給するための構造である二次燃焼用気体供給構造30について図3を参照して説明する。図3(a)は、二次燃焼用気体供給構造30を示す断面図である。図3(b)は、二次燃焼用気体供給構造30を二次燃焼用気体の流れ方向で見た図(図3(a)のA−A断面図)である。
<Specific Supply Structure of Secondary Combustion Gas> Next, the secondary combustion
なお、本実施形態では、二次燃焼用気体は上流側二次供給経路72と下流側二次供給経路73の二箇所から供給されるが、何れも同じ構造の二次燃焼用気体供給構造30が採用される。二次燃焼用気体供給構造30は、内管31と、外管32と、第1中継管33と、第2中継管34と、を備える。
In the present embodiment, the secondary combustion gas is supplied from two locations, the upstream side
図3(a)及び図3(b)に示すように、内管31と外管32は二重管構造である。即ち、内管31の外側に、内管31を囲むように外管32が配置されている。本実施形態では、内管31及び外管32はともに円筒であって中心軸の位置が等しいが、内管31及び外管32の少なくとも一方が円筒以外であってもよいし、中心軸の位置がある程度異なっていてもよい。また、内管31の下流側の端部は、燃焼室20の壁部20aの内側面と同一面位置とするが、二次燃焼ゾーン12内部での二次燃焼用気体の流れ形状を適切化するために、内管31の下流側の端部を、壁部20aの内側面と同一面位置から、炉外側方向に引っ込んだ位置又は炉内側方向に突き出た位置としてもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
燃焼室20の壁部20aには、孔が形成されており、この孔に外管32が取り付けられている。また、内管31も同様に、壁部20aに形成された孔を通っている。この構成により、内管31及び外管32の両方から燃焼室20へ二次燃焼用気体を供給することができる。なお、外管32は壁部20aに垂直に取り付けられているが、傾斜させて取り付けられていてもよい。
A hole is formed in the
内管31の外周面には、第1中継管33が接続されている。第1中継管33には、二次空気供給部52が供給した二次空気が流れている。この構成により、内管31に二次空気が供給される。なお、第1中継管33は、内管31の外周面以外に接続されていてもよい。また、内管31は上流側の端部において外管32の軸方向外側に位置しており、この部分に第1中継管33が接続される。なお、第1中継管33は、内管31のうち外管32の内側に位置している部分に接続される構成であってもよい。
A
外管32の外周面には、第2中継管34が接続されている。第2中継管34には、排ガス供給部53が供給した循環排ガスが流れている。この構成により、外管32に循環排ガスが供給される。なお、第2中継管34は、外管32の外周面以外に接続されていてもよい。
A second relay pipe 34 is connected to the outer peripheral surface of the
本実施形態では、内管31から燃焼室20へ二次空気が供給されるとともに、外管32から燃焼室20へ循環排ガスが供給される。また、上記の自動燃焼制御が行われることで、二次空気と循環排ガスの供給量及びその供給割合が調整される。
In the present embodiment, the secondary air is supplied from the
内管31及び外管32から供給される二次燃焼用気体は上記に限られない。以下、具体的に説明する。以下の説明では、内管31から供給される二次燃焼用気体を二次燃焼用気体Aとし、外管32から供給される二次燃焼用気体を二次燃焼用気体Bと称する。
The secondary combustion gas supplied from the
二次燃焼用気体の組合せの例が図4の表に記されている。図4は、内管31から供給される二次燃焼用気体Aと外管32から供給される二次燃焼用気体Bの組合せの例を示す表である。上述のように、二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、及びそれらの混合ガスの3種類が存在する。また、混合ガスは、混合割合を異ならせることもできる。ここで、二次燃焼用気体Aと二次燃焼用気体Bは、種類又は混合割合が異なるように定められる。以上により、図4の表に示すように、7通りの組合せが考えられる。1番目から6番目の組合せは、二次燃焼用気体Aと二次燃焼用気体Bで種類が異なる。7番目の組合せは混合割合が異なる。
Examples of combinations of secondary combustion gases are shown in the table of FIG. FIG. 4 is a table showing an example of a combination of the secondary combustion gas A supplied from the
なお、二次燃焼用気体A又は二次燃焼用気体Bとして混合ガスを供給するためには、第1中継管33又は第2中継管34の上流側において、二次空気の供給経路と循環排ガスの供給経路とが合流している必要がある。また、混合割合を調整するためには、更に、それぞれの供給経路にダンパ等が必要となる。
In order to supply the mixed gas as the secondary combustion gas A or the secondary combustion gas B, the secondary air supply path and the circulating exhaust gas are on the upstream side of the
また、焼却炉10は、図4に示す組合せの1つを常に採用する構成であってもよいし、状況に応じて組合せを変更する構成であってもよい。後者の構成は、前者の構成よりもダンパ等が増えるとともに制御が複雑になるが、制御項目を増やすことができるので、燃焼状態をより良好に制御できる可能性がある。
Further, the
また、焼却炉10が複数の二次燃焼用気体供給構造30を有する場合、全てにおいて同じ組合せが採用されていてもよいし、少なくとも1つに異なる組合せを採用してもよい。
Further, when the
また、二次燃焼用気体供給構造30は、以上の構成により、一次燃焼ガスと十分に混合されるように、二次燃焼用気体を供給できる。以下、詳細に説明する。二次燃焼用気体供給構造30は二重管構造で二次燃焼用気体A及び二次燃焼用気体Bを供給する。そのため、図5に示すように、二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、二次燃焼用気体Aが流れる内側空間と、内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体Aとは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体Bが流れる外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が燃焼室20へ供給される。
Further, the secondary combustion
これにより、自動燃焼制御等により二次燃焼用気体A又は二次燃焼用気体Bの供給量を減らした場合であっても、全体としての供給量が大きく減ることはない。従って、二次燃焼用気体が届く範囲があまり狭くなることがないため、二次燃焼用気体を一次燃焼ガスと十分に混合できる。また、二次燃焼用気体供給構造30により、種類又は混合割合が異なる2通りの二次燃焼用気体を供給できるため、二次燃焼用気体供給構造30の数を減らすことができる。あるいは、別の観点から説明すると、二次燃焼用気体供給構造30の数を増やすことなく、2通りの二次燃焼用気体を供給できるので、自動燃焼制御の制御項目(制御対象)が増え、より適切な燃焼状況が実現され易くなる可能性がある。
As a result, even if the supply amount of the secondary combustion gas A or the secondary combustion gas B is reduced by automatic combustion control or the like, the supply amount as a whole is not significantly reduced. Therefore, since the reach of the secondary combustion gas is not so narrow, the secondary combustion gas can be sufficiently mixed with the primary combustion gas. Further, since the secondary combustion
また、事前に2種類の二次燃焼用気体を混合して燃焼室に供給する構成と比較しても、本実施形態の方法はより高い効果を発揮できる。即ち、内側空間の二次燃焼用気体Aと外側空間の二次燃焼用気体Bとを同時に個別に供給するため、燃焼室内での流れの中で、2種類の二次燃焼用気体A、Bの流れ界面における異種気体接触による渦流効果が生じ、この渦流効果により、2種類の二次燃焼用気体全体としての燃焼室内での一次燃焼ガスとの攪拌・拡散効果をより大きく発揮させることができる。この撹拌・拡散効果により、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体が混合され易くなる。 Further, the method of the present embodiment can exert a higher effect than the configuration in which two kinds of secondary combustion gases are mixed in advance and supplied to the combustion chamber. That is, since the secondary combustion gas A in the inner space and the secondary combustion gas B in the outer space are supplied individually at the same time, two types of secondary combustion gases A and B are supplied in the flow in the combustion chamber. A vortex effect is generated by the contact of different gases at the flow interface of the two types of gases, and the effect of stirring and diffusing the two types of secondary combustion gases as a whole with the primary combustion gas in the combustion chamber can be further exerted. .. Due to this stirring / diffusing effect, the primary combustion gas and the secondary combustion gas are easily mixed.
そのため、種類又は混合比が異なる二次燃焼用気体Aと二次燃焼用気体Bを2重にして燃焼室20に供給することで、圧縮空気を用いることなく、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体を十分に混合できる。従って、空気圧縮機が不要であるとともに、空気圧縮機を動作させるための動力消費量も不要となる。従って、二次燃焼用気体Aと二次燃焼用気体Bとで、管内速度が大きく異なることもない(例えば管内速度の比が5未満)。
Therefore, by supplying the
上記のように、本実施形態では、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体の混合が十分に行われるため、燃焼完結性を進めることができる。特に、本実施形態では、上記の自動燃焼制御が行われているため、燃焼完結性を更に進めることができる。 As described above, in the present embodiment, since the primary combustion gas and the secondary combustion gas are sufficiently mixed, the combustion completeness can be promoted. In particular, in the present embodiment, since the above-mentioned automatic combustion control is performed, the combustion completeness can be further promoted.
以上に説明したように、本実施形態の二次燃焼用気体供給方法は、一次燃焼と、二次燃焼と、を燃焼室20で行う焼却炉10に対して行われる。二次燃焼用気体供給方法は、二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体である二次燃焼用気体を供給する供給工程を含む。供給工程では、内側空間と、外側空間と、が形成されるようにして二次燃焼用気体が燃焼室20へ供給される。二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、内側空間は、二次燃焼用気体が流れる空間であり、外側空間は、内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類又は異なる混合割合の二次燃焼用気体が流れる空間である。
As described above, the method for supplying the gas for secondary combustion of the present embodiment is performed on the
これにより、上述したように、一次燃焼ガスと二次燃焼用気体を十分に混合させることができるので、燃焼完結性を進めることができる。 As a result, as described above, the primary combustion gas and the secondary combustion gas can be sufficiently mixed, so that the completion of combustion can be promoted.
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.
上記実施形態では、燃焼センサとして、燃焼室ガス温度センサ91、COガス濃度センサ92、及びNOxガス濃度センサ93を挙げて説明したが、何れか1つの燃焼センサを用いて自動燃焼制御を行ってもよいし、上記とは別の燃焼センサを加えて自動燃焼制御を行ってもよい。
In the above embodiment, the combustion chamber
10 焼却炉(廃棄物焼却炉)
20 燃焼室
30 二次燃焼用気体供給構造
31 内管
32 外管
33 第1中継管
34 第2中継管
72 上流側二次供給経路
73 下流側二次供給経路
80 調整部
90 制御装置
91 燃焼室ガス温度センサ(燃焼センサ)
92 COガス濃度センサ(燃焼センサ)
93 NOxガス濃度センサ(燃焼センサ)
10 Incinerator (waste incinerator)
20
92 CO gas concentration sensor (combustion sensor)
93 NOx gas concentration sensor (combustion sensor)
Claims (4)
前記供給工程では、二次燃焼用気体の流れ方向で見たときに、
二次燃焼用気体が流れる内側空間と、
前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類の二次燃焼用気体が流れる外側空間と、
が形成されるようにして二次燃焼用気体が前記燃焼室へ供給されており、
前記内側空間及び前記外側空間を流れる二次燃焼用気体の種類の組合せを前記廃棄物焼却炉の制御装置が状況に応じて変更することを特徴とする二次燃焼用気体供給方法。 For a waste incinerator that performs primary combustion and secondary combustion that burns primary combustion gas including unburned gas generated in primary combustion in the combustion chamber, it is a gas containing oxygen used in secondary combustion. Therefore, in a secondary combustion gas supply method including a supply step of supplying a secondary combustion gas, which is one of three types of secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof.
In the supply process, when viewed in the flow direction of the secondary combustion gas,
The inner space where the gas for secondary combustion flows and
An outer space that is located outside the inner space and surrounds the inner space, through which a gas for secondary combustion different from the gas for secondary combustion flowing through the inner space flows.
The gas for secondary combustion is supplied to the combustion chamber so as to be formed.
A method for supplying a gas for secondary combustion , wherein the control device of the waste incinerator changes the combination of types of the gas for secondary combustion flowing through the inner space and the outer space according to a situation.
前記二次燃焼用気体供給構造は、二次燃焼用気体の流れ方向に垂直な平面で切った断面において、
二次燃焼用気体が流れる内側空間を形成するための内管と、
前記内側空間の外側に位置しているとともに当該内側空間を囲んでおり、前記内側空間を流れる二次燃焼用気体とは異なる種類の二次燃焼用気体が流れる外側空間を形成するための外管と、
を備え、
前記二次燃焼用気体供給構造は、前記内側空間及び前記外側空間を流れる二次燃焼用気体の種類の組合せを変更する構成を有することを特徴とする二次燃焼用気体供給構造。 For a waste incinerator that performs primary combustion and secondary combustion that burns primary combustion gas including unburned gas generated in primary combustion in the combustion chamber, it is a gas containing oxygen used in secondary combustion. In the secondary combustion gas supply structure provided for supplying the secondary combustion gas, which is one of three types of secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof.
The secondary combustion gas supply structure has a cross section cut by a plane perpendicular to the flow direction of the secondary combustion gas.
An inner pipe for forming an inner space through which the secondary combustion gas flows,
An outer tube that is located outside the inner space and surrounds the inner space to form an outer space through which a type of secondary combustion gas different from the secondary combustion gas flowing in the inner space flows. When,
With
The secondary combustion gas supply structure is characterized by having a configuration in which the combination of types of secondary combustion gas flowing in the inner space and the outer space is changed.
二次燃焼で用いられる酸素を含有した気体である二次燃焼用気体を供給する二次燃焼用気体供給構造を複数備えており、
前記二次燃焼用気体供給構造の少なくとも1つが、請求項2に記載の二次燃焼用気体供給構造であることを特徴とする廃棄物焼却炉。 A waste incinerator that performs primary combustion and secondary combustion that burns primary combustion gas including unburned gas generated in primary combustion in a combustion chamber.
It is equipped with a plurality of secondary combustion gas supply structures that supply a secondary combustion gas, which is a gas containing oxygen used in secondary combustion.
A waste incinerator, wherein at least one of the secondary combustion gas supply structures is the secondary combustion gas supply structure according to claim 2.
前記廃棄物焼却炉は、
前記燃焼室での燃焼に関するデータを検出する燃焼センサと、
複数の前記二次燃焼用気体供給構造により供給される二次燃焼用気体の種類を調整可能な機構を有する調整部と、
前記燃焼センサが検出した燃焼に関するデータに基づいて、複数の前記二次燃焼用気体供給構造の前記内側空間及び前記外側空間からそれぞれ供給される二次燃焼用気体の種類を調整する制御を行う制御装置と、
を備えることを特徴とする廃棄物焼却炉。 The waste incinerator according to claim 3.
The waste incinerator is
A combustion sensor that detects data related to combustion in the combustion chamber,
An adjusting unit having a mechanism capable of adjusting the type of the secondary combustion gas supplied by the plurality of the secondary combustion gas supply structures, and
Control to adjust the types of secondary combustion gas supplied from the inner space and the outer space of the plurality of secondary combustion gas supply structures based on the combustion data detected by the combustion sensor. With the device
A waste incinerator characterized by being equipped with.
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