JP6800251B2 - 流動床式焼却炉 - Google Patents

Description

本発明は、流動床式焼却炉に関する。

従来、廃棄物を焼却処理する焼却システムにおいて、例えば、流動床式焼却炉が用いられる。流動床式焼却炉は、例えば、特許文献１に示すように、乾燥・熱分解室と燃焼室とを有する。乾燥・熱分解室と燃焼室とには、各々の下方で連続し、かつ流動媒体が流動する流動床が設けられる。乾燥・熱分解室では、炉床から乾燥用ガスを噴射させて廃棄物を流動媒体と混合しながら加熱乾燥させて、これを熱分解する。燃焼室では、炉床から燃焼用ガスを噴射させて乾燥・熱分解後の廃棄物を流動媒体と混合しながら燃焼する。乾燥・熱分解室内で廃棄物の熱分解により生じたガスは、例えば、焼却炉から排出されて発電装置で熱回収される。燃焼室内で廃棄物の燃焼により生じた燃焼ガスは、例えば、排ガスとして焼却炉から排出される。

特開２００６−２７５４４２号公報

上記した流動床式焼却炉では、乾燥用ガスと燃焼用ガスとが炉床の下方から流動床中に噴射されるため、乾燥・熱分解室内に燃焼用ガスが流れ込んで廃棄物が燃焼する場合がある。また、燃焼室内に乾燥用ガスが流れ込んで燃焼状態が悪化する場合もある。また、流動床式燃焼炉では、各室内のガスを別々に回収または排出したい場合もある。

そこで本発明は、流動床式焼却炉において、焼却炉における各室内のガスの混合を適切に防止可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る流動床式焼却炉は、第１炉床から噴射されるガスにより第１ガスが満たされた第１室と、前記第１炉床と連続する第２炉床から噴射されるガスにより第２ガスが満たされた第２室と、炉内を前記第１室と前記第２室とに区画する区画壁と、前記区画壁の下方で前記第１炉床及び前記第２炉床の上に連続して設けられ、かつ流動媒体が流動する流動床と、を備え、前記区画壁には、内部に第３ガスが流通する第３ガス流通路が設けられるとともに、前記流動床中に第３ガスを噴出する噴出口が形成されている。

上記構成によれば、流動床中において、区画壁に設けられた噴出口から、第３ガス流通路を流通した第３ガスが噴出され、この第３ガスの噴出する勢いにより、第１室及び第２室間の第１ガスと第２ガスとの混合が防止される。これにより、焼却炉内に大掛かりな装置や構造物を設けなくても、流動床中において、第１ガスと第２ガスとを離隔させ、これらのガスが混合するのを防止できる。

前記区画壁は、炉内の天井から鉛直方向に延びるように設けられ、前記噴出口が、前記区画壁の少なくとも下端に設けられていてもよい。

このように、炉内の天井から鉛直方向に区画壁を延ばして設けることで、第１室に満たされる第１ガスと、第２室に満たされる第２ガスとが、流動床の上方で混合されるのを区画壁で防止できる。また、区画壁の下端に設けた噴出口より噴出する第３ガスによって、流動床中において、第１ガスと第２ガスとが噴出口の近傍で混合するのを防止できる。

前記噴出口は、鉛直方向に第３ガスを噴出するように設けられていてもよい。

これにより焼却炉内において、区画壁の下端よりも上方では、区画壁により第１ガス及び第２ガスを離隔できるとともに、区画壁の下端よりも下方では、鉛直方向に噴出される第３ガスによって、流動床中で第１ガス及び第２ガスの各流動に影響を与え、第１ガス及び第２ガスを離隔できる。

前記噴出口は、前記第２炉床に向かって第３ガスを噴出するように設けられていてもよい。

これにより流動床中において、特に第２室内の第２ガスを、区画壁と流動床との間隙の近傍から離隔し易くできる。

前記噴出口は、前記第２室側の前記流動床の内部から、側方に第３ガスを噴出するように設けられていてもよい。

これにより、第２室内の第２ガスを区画壁の近傍から離隔し易くできるとともに、側方に噴出する第３ガスの勢いによって、区画壁から離隔する方向に廃棄物を搬送することもできる。

前記噴出口は、前記第２室側の斜め上方に向かって、第３ガスを噴出するように設けられていてもよい。

これにより、第２ガスを区画壁の近傍から離隔し易くできるとともに、第２室内の下方から上方に向かう方向への第２ガスの流通を促進させ、第２ガスを第２室内の上方に誘導できる。

前記第３ガス流通路は、前記区画壁を介し、第１ガスまたは第２ガスと熱交換可能に第３ガスを流通させ、前記第３ガス流通路を流通する際の第３ガスが、第１ガスまたは第２ガスよりも低温であってもよい。

これにより、上記のように第１ガス及び第２ガスの混合防止を図りながら、第３ガスを用いて第１ガスまたは第２ガスを冷却でき、焼却炉内の温度分布の均一化を期待できる。また、第１ガスまたは第２ガスよりも低温の第３ガスを第３ガス流通路に流通させることにより、第１ガスまたは第２ガスの高温により区画壁が過度に加熱されるのを防止できる。また、第１ガスと第２ガスとの温度差が大きい場合でも、区画壁を第３ガスで冷却することにより、区画壁の熱変形及び熱損傷を防止でき、区画壁を安定して維持できる。

前記区画壁は、前記第１室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁と、前記第２室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁とからなる一対の側壁を有し、第３ガス流通路内において、前記一対の側壁の各々に接続されて水平方向に延びる複数のフィンが上下方向に並設され、上下方向で隣接する各々のフィンが、互いに異なる位置で断続して延びていてもよい。

上記構成によれば、第３ガス流通路内の第３ガスの流れを各々のフィンが断続する位置において乱流に調整し易くでき、第３ガス流通路を流れる第３ガスの温度分布が偏るのを抑制して、第１ガスまたは第２ガスを第３ガスと安定して熱交換し易くできる。

前記区画壁は、前記第１室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁と、前記第２室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁とからなる一対の側壁を有し、第３ガス流通路内において、前記一対の側壁の各々に接続されて水平方向に延びる複数のフィンが上下方向に並設され、各々のフィンの長手方向の両端部のいずれかの端部と、前記区画壁との間に、上下方向に交互に間隙が設けられていてもよい。

上記構成によれば、第３ガス流通路内における第３ガスの流れを各フィンに沿って水平方向に長く確保でき、第３ガスの流通性を高められる。従って、第１ガスまたは第２ガスを第３ガスと効率よく熱交換できる。

前記区画壁は、前記第１室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁と、前記第２室と前記第３ガス流通路との間に設けられた側壁とからなる一対の側壁を有し、第３ガス流通路内において、水平方向に延びる複数のフィンが、前記一対の側壁のうちの一方の側壁から他方の側壁に向かって、上下方向に交互に突出するように並設され、各々のフィンの突出側の先端と、前記他方の側壁との間に、間隙が設けられていてもよい。

上記構成によれば、第３ガス流通路内において、水平方向への第３ガスの流通性と、上下方向への第３ガスの流通性との両方を確保しながら、第１ガスまたは第２ガスを第３ガスと効率よく熱交換できる。また、各々のフィンは、一対の側壁のうちの一方の側壁にのみ接続されており、一対の側壁同士が互いに拘束されていない。このため、区画壁では熱応力が発生しにくくなっているので、区画壁を安定して維持できる。

前記第１室は、廃棄物の乾燥室であり、第１ガスは、廃棄物の乾燥により生じた乾燥排ガスであり、前記第２室は、前記乾燥室で乾燥された廃棄物を燃焼する燃焼室であり、第２ガスは、廃棄物の燃焼により生じた燃焼ガスであってもよい。

上記構成によれば、上記したいずれかの形態の区画壁と、第３ガスとを用いることによって、炉内での乾燥排ガスと燃焼ガスとの混合を防止し、乾燥排ガスと燃焼ガスとを容易に分けて管理できる。

前記噴出口は、第１の噴出口であり、前記区画壁には、前記第２室側の側面から第３ガスを前記第２室内に噴出する第２の噴出口が設けられていてもよい。

上記構成によれば、第２の噴出口から燃焼室に噴出される第３ガスによって、廃棄物の燃焼により生じた燃焼ガスの流動に影響を与えることにより、廃棄物の燃焼状態を調整し易くできる。

第３ガスは、前記乾燥室から排出された第１ガスの一部であってもよい。これにより、乾燥室から排出された第１ガスの一部を、例えば発電装置の発電に用いる際において、第１ガスの成分の変動を抑えながら、安定した発電を行える。

第３ガスは、空気であってもよい。これにより、燃焼室内に未燃ガスがあっても、当該未燃ガスを空気で燃焼でき、焼却炉の燃焼効率を高められる。

第３ガスは、前記燃焼室から排出されたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスで
あってもよい。

このように、第３ガスにＥＧＲガスを用いることで、燃焼室内に流れ込んだＥＧＲガスにより廃棄物の過度の燃焼を抑制できる。よって、燃焼室の過昇温を防止して、焼却炉内の温度分布を調整できる。

上記した本発明の各態様によれば、流動床式焼却炉において、焼却炉における各室内のガスの混合を適切に防止できる。

第１実施形態に係る焼却システムの全体を示す図である。 第２実施形態に係る焼却システムの全体を示す図である。 第３実施形態に係る焼却システムの全体を示す図である。 第４実施形態に係る焼却システムの一部を示す図である。 第５実施形態に係る焼却システムの一部を示す図である。 第６実施形態に係る焼却システムの一部を示す図である。 第７実施形態に係る焼却システムの一部を示す図である。 第８実施形態に係る区画壁の厚み方向の断面図である。 第８実施形態に係る区画壁の長手方向断面図である。 第９実施形態に係る区画壁の長手方向断面図である。 第１０実施形態に係る区画壁の厚み方向断面図である。 第１０実施形態に係る区画壁の長手方向断面図である。

以下、本発明の各実施形態について、各図を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る焼却システム１の全体を示す図である。図１に示す焼却システム１は、廃棄物の一例として下水汚泥または木質系物質等の湿潤バイオマスを焼却処理する、湿潤バイオマス焼却システムであって、焼却炉２、集塵機３、発電装置４、空気予熱器５、廃熱ボイラ６、湿潤バイオマス供給路Ｒ１、乾燥用ガス供給路Ｒ２、乾燥排ガス排出路Ｒ３、空気供給路Ｒ４、燃焼ガス排出路Ｒ５、燃焼灰排出路Ｒ６及び乾燥排ガス流通路Ｒ７を備える。

焼却炉２は、流動床式（一例として、内部循環流動層式）である。焼却炉２の内部には、炉床２ｉの上方の空間Ｓ１、Ｓ２が区画壁２ｅで区画されることにより、廃棄物の一例である湿潤バイオマスＭを加熱乾燥させる乾燥室（第１室）２ａと、乾燥室２ａで加熱乾燥されたバイオマスＭである乾燥バイオマスを燃焼する燃焼室（第２室）２ｂとが形成される。さらに焼却炉２には、乾燥室２ａ内の下方と燃焼室２ｂ内の下方とにわたって、互いに連続する流動床２ｃ、２ｄが設けられる。流動床２ｃ、２ｄは、流動媒体Ｆを用いて構成される。流動媒体Ｆは、例えば珪砂であるが、流動媒体Ｆは、これに限定されない。

乾燥室２ａの上方には、外部から乾燥室２ａ内に湿潤バイオマスＭを供給するための湿潤バイオマス供給路Ｒ１が接続される。乾燥室２ａの流動床２ｃの下方には、内部が中空の箱体である風箱２ｆが設けられる。風箱２ｆには、湿潤バイオマスＭを流動媒体（粒子状物質）Ｆと混合させながら乾燥させるための乾燥用ガスをポンプＰ１の駆動により乾燥室２ａに供給する乾燥用ガス供給路Ｒ２が接続される。焼却システム１の稼働中、乾燥室２ａ内には、湿潤バイオマスＭの乾燥により生じた乾燥排ガス（第１ガス）が満たされる。乾燥室２ａの上方には、乾燥排ガスを乾燥室２ａの外部に排出するための乾燥排ガス排出路Ｒ３が接続される。

燃焼室２ｂの流動床２ｄの下方には、風箱２ｆと略同一構成の風箱２ｇが設けられる。風箱２ｇの下方には、乾燥バイオマスを流動媒体Ｆと混合させながら燃焼させる燃焼用ガスとして、空気をブロアＢ２の駆動により燃焼室２ｂに供給する空気供給路Ｒ４が接続される。焼却システム１の稼働中、燃焼室２ｂ内には、乾燥バイオマスの燃焼により生じた燃焼ガス（第２ガス）が満たされる。風箱２ｆ、２ｇの間は、仕切壁２ｈにより仕切られる。燃焼室２ｂの上方には、燃焼ガスを燃焼室２ｂの外部に排出するための燃焼ガス排出路Ｒ５が接続される。

流動床２ｃ、２ｄの各下方には、炉床２ｉが設けられる。炉床２ｉは、乾燥室２ａ側に配置された第１炉床２ｉ１と、燃焼室２ｂ側に設けられた第２炉床２ｉ２とを有する。前述した流動床２ｃ、２ｄは、第１炉床２ｉ１と第２炉床２ｉ２との各上面に連続して設けられている。炉床２ｉには、複数のノズル２ｊが、分散して設けられる。第１炉床２ｉ１に設けられた各ノズル２ｊからは、乾燥用ガス供給路Ｒ２から供給された乾燥用ガスが、風箱２ｆを経由して乾燥室２ａ内に噴射される。流動床２ｃでは、各ノズル２ｊから噴射される乾燥用ガスの流れにより、湿潤バイオマスＭが流動媒体Ｆとともに流動し、撹拌混合されながら加熱乾燥される。これにより、湿潤バイオマスＭが乾燥バイオマスとなる。図１に示すように、乾燥バイオマスは、乾燥室２ａから燃焼室２ｂへと搬送される。第２炉床２ｉ２に設けられた各ノズル２ｊからは、空気供給路Ｒ４から供給された空気が、風箱２ｇを経由して燃焼室２ｂ内に噴射される。流動床２ｄでは、各ノズル２ｊから噴射される空気の流れにより、乾燥バイオマスが流動媒体Ｆとともに流動し、撹拌混合されながら燃焼される。これにより、燃焼ガスが生成する。燃焼室２ｂの熱は、流動媒体Ｆとともに乾燥室２ａ側に移動し、乾燥室２ａ内における湿潤バイオマスＭの加熱乾燥に用いられる。

燃焼室２ｂには、乾燥バイオマスの燃焼灰を排出するための燃焼灰排出路Ｒ６が接続される。乾燥バイオマスの燃焼に伴って発生した燃焼灰（焼却灰）は、燃焼灰排出路Ｒ６を介して燃焼室２ｂの外に排出される。

区画壁２ｅは、焼却炉２の天井から鉛直方向に延びるように設けられる。区画壁２ｅの下端には、第３ガスを内部から噴出させる噴出口２ｅ１が形成される。区画壁２ｅの下端は、流動床２ｃ、２ｄ中に埋没される。区画壁２ｅは、乾燥室側側壁２ｅ２と、燃焼室側側壁２ｅ３との一対の側壁２ｅ２、２ｅ３を有する。一対の側壁２ｅ２、２ｅ３の間には、乾燥排ガス流通路Ｒ７が設けられる。乾燥室側側壁２ｅ２は、乾燥室２ａと乾燥排ガス流通路Ｒ７との間に設けられる。燃焼室側側壁２ｅ３は、燃焼室２ｂと乾燥排ガス流通路Ｒ７との間に設けられる。一対の側壁２ｅ２、２ｅ３は、各々の一方の板面を所定の間隔をおいて対向配置するように設けられる。

乾燥排ガス流通路Ｒ７は、焼却炉２の外部まで延びる。乾燥排ガス流通路Ｒ７は、乾燥排ガス排出路Ｒ３と接続されており、乾燥排ガス排出路Ｒ３を流通する乾燥排ガスの一部（第３ガス）が流通する。このように乾燥排ガス流通路Ｒ７は、第３ガス流通路として機能する。第３ガスは、一例として、乾燥排ガス及び燃焼ガスよりも低温である。噴出口２ｅ１は、具体的には区画壁２ｅの下端において、一対の側壁２ｅ２、２ｅ３の長手方向（図１の紙面に垂直な方向）に間隔をおいて複数並設される。噴出口２ｅ１からは、ブロアＢ１の駆動により、乾燥排ガス流通路Ｒ７を流通した第３ガスが、流動床２ｃ、２ｄ中に噴出される。噴出口２ｅ１は、一例として、鉛直方向に沿って、第１炉床２ｉ１に向かって第３ガスを噴出するように設けられる。一対の側壁２ｅ２、２ｅ３の各厚みは、乾燥排ガス流通路Ｒ７を流通する第３ガスが、乾燥排ガスまたは燃焼ガスと熱交換可能な厚みに設定される。

集塵機３は、乾燥排ガス排出路Ｒ３に設けられる。集塵機３は、乾燥排ガス排出路Ｒ３内を流通する乾燥排ガスに混入した煤塵を回収する。発電装置４は、集塵機３が設けられた位置よりも下流側において、乾燥排ガス排出路Ｒ３に設けられる。発電装置４は、一例としてバイナリー発電装置である。

空気予熱器５は、空気供給路Ｒ４と燃焼ガス排出路Ｒ５とにわたって設けられる。空気予熱器５は、風箱２ｇに供給される空気を燃焼ガスと熱交換させることにより予熱する。廃熱ボイラ６は、乾燥用ガス供給路Ｒ２と燃焼ガス排出路Ｒ５とにわたって設けられる。廃熱ボイラ６は、風箱２ｆに供給される乾燥用ガスを燃焼ガスと熱交換させることにより加熱する。

焼却炉２では、乾燥排ガス流通路Ｒ７を流通した第３ガスが区画壁２ｅから流動床２ｃ、２ｄ中に噴出されることにより、この第３ガスの流れによって、流動床２ｃ、２ｄ中における乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂ間の乾燥排ガス及び燃焼ガスの移動を規制できる。区画壁２ｅの噴出口２ｅ１から噴出する第３ガスの勢いを利用することで、焼却炉２内に大掛かりな装置や構造物を設けなくても、流動床２ｃ、２ｄ中において、乾燥排ガスと燃焼ガスとを互いに離隔させて、互いに混合されるのを防止できる。また、区画壁２ｅを挟んで、流動床２ｃ、２ｄを用いて乾燥バイオマスを乾燥室２ａから燃焼室２ｂに搬送可能にする一方で、流動床２ｃ、２ｄ中において、乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂ間での乾燥排ガスと燃焼ガスとの移動を規制し、乾燥排ガス及び燃焼ガスの混合を防止できる。

このように、乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂ間の乾燥排ガス及び燃焼ガスの移動を規制することで、乾燥排ガスと燃焼ガスとを容易に分けて管理できる。よって、例えば、発電装置４の発電に用いられる乾燥排ガスの成分の変動を抑え、安定した発電を行える。

また、上記のように、焼却炉２内の天井から鉛直方向に区画壁２ｅを延ばして設けることで、乾燥室２ａ内の乾燥排ガスと燃焼室２ｂ内の燃焼ガスとが、流動床２ｃ、２ｄの上方で混合されるのを区画壁２ｅで防止できる。また、区画壁２ｅの下端に設けた噴出口２ｅ１より噴出する第３ガスによって、流動床２ｃ、２ｄ中において、区画壁２ｅの噴出口２ｅ１近傍で乾燥排ガス及び燃焼ガスが混合されるのを防止できる。さらに、区画壁２ｅから鉛直方向に第３ガスを噴出することで、第３ガスが乾燥室２ａ及び燃焼室２ｂの両方に吹き込まれるため、乾燥排ガス及び燃焼ガスの各々の流動に影響を与え、乾燥排ガス及び燃焼ガスの両方の流動を区画壁２ｅから離間するように規制できる。

また、乾燥排ガスを再循環させて第３ガスとして用いることにより、焼却システム１のプロセスバランス（乾燥バイオマスの燃焼反応及び焼却炉２内の温度分布）を崩しにくくできる。従って、第３ガスの流量調整の自由度を高められる。

また、区画壁２ｅを介して乾燥排ガスまたは燃焼ガスと熱交換可能に第３ガスを乾燥排ガス流通路Ｒ７に流通させるとともに、乾燥排ガス流通路Ｒ７を流通する際の第３ガスを乾燥排ガスまたは燃焼ガスよりも低温にしたことによって、上記のように乾燥排ガス及び燃焼ガスの混合防止を図りながら、第３ガスで乾燥排ガスまたは燃焼ガスを冷却でき、焼却炉２内の温度分布の均一化を期待できる。また、低温の第３ガスで区画壁２ｅを冷却できるので、乾燥排ガスまたは燃焼ガスで区画壁２ｅが過度に加熱されるのを防止できる。また、乾燥排ガスと燃焼ガスとの温度差が大きい場合でも、第３ガスで区画壁２ｅを冷却することで、区画壁２ｅの熱伸びによる変形や、高温による熱損傷を防止し、安定して区画壁２ｅを維持できる。このため、区画壁２ｅを例えば金属材料で作製することもできる。なお、乾燥排ガス流通路Ｒ７内の第３ガス流量を調節することで、区画壁２ｅの温度と、乾燥排ガス及び燃焼ガスの温度とをそれぞれ所定の範囲で調節できる。また、乾燥室２ａ内の乾燥排ガス圧と、燃焼室２ｂ内の燃焼ガス圧とがなるべく同一になるように調整することで、乾燥排ガスと燃焼ガスとの混合防止をさらに図れる。

以下、本発明のその他の各実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る焼却システム１の全体を示す図である。図２に示すように、焼却システム１では、空気予熱器５よりも上流側において、空気流通路Ｒ８が空気供給路Ｒ４に接続される。空気流通路Ｒ８は、第３ガス流通路として機能する。これにより、第３ガスに空気が用いられる。

第２実施形態では、第３ガスに空気を用いることで、燃焼室２ｂ内への乾燥ガスの流入を抑制でき、焼却炉２の燃焼効率の低下を防止できる。また、空気供給路Ｒ４の上流側に設けられたブロアＢ２によって、空気流通路Ｒ８に吹込用ファン等を別途設けなくても、第３ガスを炉内に良好に供給できる。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る焼却システム１の全体を示す図である。図３に示すように、焼却システム１では、廃熱ボイラ６よりも下流側において、燃焼ガス流通路Ｒ９が燃焼ガス排出路Ｒ５に接続される。燃焼ガス流通路Ｒ９は、第３ガス流通路として機能する。これにより、第３ガスとして燃焼ガスが用いられる。

酸素成分が減少して不活性となった燃焼ガス（ＥＧＲガス）を第３ガスとして用いることで、燃焼室２ｂ内での乾燥バイオマスの過度の燃焼を抑制できる。これにより、燃焼室２ｂの過昇温を防止し、焼却炉２内の温度分布を調整できる。また、燃焼ガスを再循環させて第３ガスとして用いるため、第１実施形態と同様に、焼却システム１のプロセスバランスを崩しにくく、第３ガスの流量調整の自由度を高められる。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係る焼却システム１の一部を示す図である。図４に示すように、焼却炉２の区画壁２ｅでは、噴出口２ｅ１が、流動床２ｃ、２ｄ中において、第２炉床２ｉ２に向かって第３ガスを噴出するように設けられる。このように第３ガスを噴出させることで、流動床２ｃ、２ｄ中において、区画壁２ｅの噴出口２ｅ１と流動床２ｄとの間から燃焼室２ｂ内の燃焼ガスを離隔させ易くでき、燃焼室２ｂ側から乾燥室２ａへの燃焼ガスの移動を一層良好に規制できる。

（第５実施形態）
図５は、第５実施形態に係る焼却システム１の一部を示す図である。図５に示すように、焼却炉２の区画壁２ｅでは、流動床２ｃ、２ｄ中において、噴出口２ｅ１が、燃焼室２ｂ側の流動床２ｄの内部から側方に向けて第３ガスを噴出するように設けられる。このように噴出口２ｅ１から第３ガスを噴出させることで、流動床２ｃ、２ｄ中において、区画壁２ｅの側壁２ｅ３から燃焼ガスを離隔し易くできるとともに、側方に噴出する第３ガスの勢いによって、区画壁２ｅから離隔する方向に乾燥バイオマスを搬送できる。

（第６実施形態）
図６は、第６実施形態に係る焼却システム１の一部を示す図である。図６に示すように、焼却炉２の区画壁２ｅでは、流動床２ｃ、２ｄ中において、噴出口２ｅ１が、燃焼室２ｂ側の下方から斜め上方に向かって、第３ガスを噴出するように設けられる。このように第３ガスを噴出させることで、燃焼ガスを区画壁２ｅの噴出口２ｅ１の近傍から離隔し易くできるとともに、燃焼室２ｂの下方から上方に向かう方向への燃焼ガスの流通を促進し、燃焼ガスを燃焼室２ｂの上方に誘導できる。従って、例えば図６に示すように、燃焼室２ｂの上方に燃焼ガス排出路Ｒ５が設けられる場合には、燃焼ガスを速やかに燃焼室２ｂから排出できる。

（第７実施形態）
図７は、第７実施形態に係る焼却システム１の一部を示す図である。図７に示すように、焼却炉２の区画壁２ｅでは、噴出口２ｅ１は、第１の噴出口として用いられる。区画壁２ｅには、燃焼室側側壁２ｅ３において、第２の噴出口２ｅ４がさらに設けられる。第２の噴出口２ｅ４は、燃焼室２ｂ側の側面から燃焼室２ｂ内に第３ガスを噴出できるように、流動床２ｄの層高よりも高い位置に配置される。

第２の噴出口２ｅ４から燃焼室２ｂに噴出される第３ガスによって、燃焼ガスの流動に影響を与えることにより、例えば、乾燥バイオマスの周囲の燃焼用ガスの濃度を変化させ、乾燥バイオマスの燃焼状態を調整し易くできる。また、焼却炉２内の温度分布を調節できる。なお、第３ガスとして空気を用いる場合には、第２の噴出口２ｅ４から噴出する第３ガスを例えば二次空気として用いることで、乾燥バイオマスの燃焼を促進できる。また、第３ガスとして乾燥排ガスまたは燃焼ガス等、酸素濃度が低いガス（非酸化性ガス）を用いた場合には、乾燥バイオマスの燃焼を抑制できる。

なお、第２の噴出口２ｅ４は、１つに限定されず、複数であってもよい。また燃焼室側側壁２ｅ３の上下方向の複数の位置に第２の噴出口２ｅ４を設けることもできる。

（第８実施形態）
図８は、第８実施形態に係る区画壁２ｅの厚み方向の断面図である。図９は、第８実施形態に係る区画壁２ｅの長手方向断面図である。図８では、紙面奥側に位置するフィン２ｅ５を破線で示している。図８及び９に示すように、焼却炉２の区画壁２ｅでは、乾燥排ガス流通路Ｒ７内において、複数のフィン２ｅ５が一対の側壁２ｅ２、２ｅ３の各々に接続されて設けられる。各フィン２ｅ５は水平方向に延び、かつ上下方向に並設される。上下方向で隣接する各々のフィン２ｅ５は、互いに異なる位置で断続しながら延びる。なお、ここでいう「水平方向」とは、厳密な水平方向に限定されず、例えば、水平方向に対して数°以内の角度で傾斜した方向も含む。各々のフィン２ｅ５が断続する位置は、例えば、フィン２ｅ５ごとにランダムな位置でもよいし、上下方向に一定数おきに並ぶフィン２ｅ５において同一の位置であってもよい。

このような区画壁２ｅを用いることで、乾燥排ガス流通路Ｒ７を流通する第３ガスの流れを各々のフィン２ｅ５の断続する位置において水平方向及び上下方向等に分岐させ、乾燥排ガス流通路Ｒ７内を流れる第３ガスを乱流に調整し易くできる。よって、乾燥排ガス流通路Ｒ７内を流れる第３ガスの温度分布が偏るのを抑制し、乾燥排ガスまたは燃焼ガスを第３ガスと安定して熱交換し易くできる。

（第９実施形態）
図１０は、第９実施形態に係る区画壁２ｅの長手方向断面図である。図１０に示すように、第８実施形態との違いとして、焼却炉２の区画壁２ｅでは、複数のフィン２ｅ５は水平方向に延び、かつ上下方向に並設される。各々のフィン２ｅ５の長手方向の両端部のいずれかの端部と、区画壁２ｅとの間には、間隙Ｇ１が設けられる。この間隙Ｇ１は、上下方向に交互に設けられる。

このような区画壁２ｅを用いることで、乾燥排ガス流通路Ｒ７内における第３ガスの流れを、フィン２ｅ５に沿って水平方向に長く確保できる。これにより、水平方向における第３ガスの流通性を高められる。従って、乾燥排ガスまたは燃焼ガスを第３ガスと効率よく熱交換できる。

（第１０実施形態）
図１１は、第１０実施形態に係る区画壁２ｅの厚み方向の断面図である。図１２は、第１０実施形態に係る区画壁２ｅの長手方向断面図である。図１１及び１２に示すように、第８実施形態との違いとして、焼却炉２の区画壁２ｅでは、複数のフィン２ｅ５が水平方向に延び、かつ、一対の側壁２ｅ２、２ｅ３のうちの一方の側壁から他方の側壁に向かって、上下方向で交互に突出するように並設される。各々のフィン２ｅ５の突出側の先端と、他方の側壁との間には、間隙Ｇ２が設けられる。

このような区画壁２ｅを用いることで、乾燥排ガス流通路Ｒ７内において第３ガスをフィン２ｅ５同士の間と間隙Ｇ２とに流通させることにより、水平方向への第３ガスの流通性と、上下方向への第３ガスの流通性との両方を確保できる。よって、乾燥排ガスまたは燃焼ガスを第３ガスと効率よく熱交換できる。また、各々のフィン２ｅ５は、一対の側壁２ｅ２、２ｅ３のうちの一方の側壁にのみ接続されているので、一対の側壁２ｅ２、２ｅ３同士が互いに拘束されていない。このため、区画壁２ｅでは熱応力が発生しにくい。よって、区画壁２ｅを安定して維持できる。

なお、第４〜６及び８実施形態の各々においては、第３ガスとして乾燥排ガスを用いる場合を示したが、第３ガスにはその他、空気及び燃焼ガスのいずれかを用いてもよい。

（その他）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除できる。前記各実施形態は、互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成を、他の実施形態に適用してもよい。

上記各実施形態では、第１室を乾燥室とし、第２室を燃焼室とする構成を例示したが、第１室は乾燥室に限定されず、第２室も燃焼室に限定されない。また、上記各実施形態では、第１ガスを乾燥排ガス、第２ガスを燃焼ガスとする構成を例示したが、第１ガスは乾燥排ガスに限定されず、第２ガスも燃焼ガスに限定されない。第１ガスと第２ガスとは、互いの成分または成分比率が異なっていても同一でもよい。また、第１室において、第１炉床から噴射されるガスが第１ガスであってもよい。また、第２室において、第２炉床から噴射されるガスが第２ガスであってもよい。また、上記各実施形態では、廃棄物として湿潤バイオマスを例示したが、廃棄物は湿潤バイオマスに限定されない。

Ｇ１、Ｇ２ 間隙
Ｆ 流動媒体
Ｍ 湿潤バイオマス（廃棄物）
Ｒ７ 乾燥排ガス流通路（第３ガス流通路）
Ｒ８ 空気流通路（第３ガス流通路）
Ｒ９ 燃焼ガス流通路（第３ガス流通路）
２ 焼却炉（流動床式焼却炉）
２ａ 乾燥室（第１室）
２ｂ 燃焼室（第２室）
２ｃ、２ｄ 流動床
２ｅ 区画壁
２ｅ１ 噴出口（第１の噴出口）
２ｅ２ 乾燥室側側壁
２ｅ３ 燃焼室側側壁
２ｅ４ 第２の噴出口
２ｅ５ フィン
２ｉ 炉床

Claims (6)

1. 第１炉床から噴射されるガスにより第１ガスが満たされた第１室と、前記第１炉床と連続する第２炉床から噴射されるガスにより第２ガスが満たされた第２室と、炉内を前記第１室と前記第２室とに区画する区画壁と、前記区画壁の下方で前記第１炉床及び前記第２炉床の上に連続して設けられ、かつ流動媒体が流動する流動床とを備え、
   前記区隔壁が、前記第１炉床の上方における前記第１室の空間と、前記第２炉床の上方における前記第２室の空間との前記炉内での連通を気密に阻止するように配置され、
   前記区画壁には、第３ガスが流通する第３ガス流通路が設けられるとともに、前記流動床中に第３ガスを噴出する噴出口が形成され、
   第３ガスが、空気である、流動床式焼却炉。
2. 前記区画壁は、炉内の天井から鉛直方向に延びるように設けられ、前記噴出口が、前記区画壁の少なくとも下端に設けられる、請求項１に記載の流動床式焼却炉。
3. 前記噴出口は、前記第２炉床に向かって、第３ガスを噴出するように設けられる、請求項２に記載の流動床式焼却炉。
4. 前記噴出口は、前記第２室側の前記流動床の内部から、側方に第３ガスを噴出するように設けられる、請求項２に記載の流動床式焼却炉。
5. 前記第１室は、廃棄物の乾燥室であり、第１ガスは、廃棄物の乾燥により生じた乾燥排ガスであり、前記第２室は、前記乾燥室で乾燥された廃棄物を燃焼する燃焼室であり、第２ガスは、廃棄物の燃焼により生じた燃焼ガスである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の流動床式焼却炉。
6. 第１炉床から噴射されるガスにより第１ガスが満たされた第１室と、前記第１炉床と連続する第２炉床から噴射されるガスにより第２ガスが満たされた第２室と、炉内を前記第１室と前記第２室とに区画する区画壁と、前記区画壁の下方で前記第１炉床及び前記第２炉床の上に連続して設けられ、かつ流動媒体が流動する流動床とを備え、
   前記区隔壁が、前記第１炉床の上方における前記第１室の空間と、前記第２炉床の上方における前記第２室の空間との前記炉内での連通を気密に阻止するように配置され、
   前記区画壁には、第１ガス及び第２ガスのそれぞれと異なる第３ガスが流通する第３ガス流通路が設けられるとともに、前記流動床中に第３ガスを噴出する噴出口が形成されている、流動床式焼却炉。

Images