JPH0117055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は下部に流動層を有し、そして下方から
空気を供給する押込送風機およびフリーボード部
に空気を供給する二次空気用の送風機により燃焼
用空気が供給される流動床焼却炉を備え、その流
動床焼却炉からの排ガスが空気予熱器および集塵
機を介して排出される流動床焼却設備の腐蝕防止
方法に関する。

［従来の技術］ 一般に流動床焼却設備は機械式の焼却炉に比べ
て被処理物の発熱量が低くても補助燃料を用いる
ことなく焼却できること、焼却炉内部に機械的可
動部がないこと及び可燃物をより完全に焼却でき
ること等の特徴があるため、塩化ビニル等のプラ
スチツクが多量に含まれているもの、下水スラツ
ジ等の発熱量が低いもの或いは都市ごみ等の焼却
に用いられている。

これらの可燃廃棄物を単に焼却するだけなら
ば、焼却設備は非常に簡単なものとなるが、昨今
のエネルギー事情の悪化のため多量の可燃廃棄物
を処理する焼却設備では全て高温度の排ガスのも
つ熱エネルギを回収し何らかの形で利用してい
る。例えば代表的な流動床焼却設備を第１図に示
し、その排ガスからのエネルギ回収や排ガス処理
の形態をみると、燃焼用空気は押込送風機２及び
二次空気用の送風機２ａとによつて流動床焼却炉
３へ送気されるが、この場合季節によつて空気予
熱器６，７の１つ又は２つを利用し、フイルタ１
を介し、押込送風機２からの空気を加熱して流動
床焼却炉へ導くものである。流動床焼却炉３はそ
の下部に流動層３ａを有している。流動床焼却炉
３からの排ガスは先ず水スプレーによるガス冷却
室４によつて減温されて空気予熱器６，７へ至
り、次いで電気集塵機５によつてダストを分離さ
れ浄化されたのち、誘引フアン８で吸引され煙突
Ｔから放出される。そして排ガスに接触する機壁
やダスクト壁等は通常耐火レンガ、キヤスタブル
等の耐火材を用いているが、排ガスの温度が300
〜400℃以下となるガス冷却室４又は空気予熱器
６，７以降は炭素鋼或いは低合金鋼等の金属製と
している。

なお送風機２ｂは白煙対策用のものであつて、
空気予熱器６，７の１つ又は２つを用いて空気を
加熱し、この加熱された空気を電気集塵機の下流
の排ガスに混合し、白煙を減らすためのものであ
る。なお空気予熱器６，７は伝熱を良好にならし
めるため、金属面を介して高温度の排ガスと空気
とが間接的に接触し、熱交換を行うものである。
また、電気集塵機５は排ガスを広い金属容器中に
導いて、その中で金属製の放電極及び集塵板によ
つて排ガス中のダストを除去をするものである。

排ガスの熱エネルギを回収する方法としては、
第１図の他に、炉３のすぐ後や電気集塵機５の後
方などさまざまな位置に温水発生器や蒸気発生器
を設けることが通常実施されているが、いずれの
場合も熱伝達を高めるために金属面を介して間接
的に排ガスの熱を回収するものである。

［従来技術の問題点］ ところで流動床焼却炉からの排ガス中には被処
理物に由来する塩酸ガス（HCl）、硫酸ガス
（SOx）、および窒素酸化物（NOx）等の有害物
質、各種金属酸化物、塩類を多量に含む煤塵およ
び多量の水分が含まれており、これらの有害物質
は強い腐蝕性を有している。特にこのような排ガ
ス中におかれた炭素鋼の排ガスと接触する側の表
面温度が70℃以下（条件によつては120℃以下）、
或いは400℃以上（条件によつては320℃以上）と
なると、急激な腐食反応が進行することが知られ
ている。前者の70℃ないし120℃以下の温度領域
で促進される腐食は低温腐食といはれ、金属表面
での結露に起因する電気化学的な腐食である。

したがつて従来の流動床焼却設備では排ガス流
路中に設けられる金属面の排ガス側の表面温度が
320℃ないし400℃以上或いは70℃ないし120℃以
下とならないように各種機器を設計し、又そのよ
うな設計基準に合致するように操作していた。

しかしながら、連続運転中は前記の如く温度制
御することは可能であるが、焼却炉を停止する場
合にはどうしても金属の表面温度が70℃ないし
120℃以下となり所謂低温腐食が促進されること
となる。

特に、水スプレーによるガス冷却を行つている
場合には、流動用空気の供給停止直後まで水スプ
レーによる排ガス冷却を行つているため、排ガス
流路（あるいは煙道）中のガスの含有水分量が相
当高くなり、冷却による結露がさけられず、ダス
ト固着に起因してスケールが発生してしまう。そ
して、都市ごみ用の流動床焼却炉にあつては一割
をはるかに超える塩素等の水溶性塩類を含んでい
るので、結露による腐蝕やスケーリング等の弊害
が大きい。

例えば特開昭55−128722号公報にはボイラの停
止時にボイラのダクトの腐蝕を防止するために、
ボイラおよび空気予熱器をバイパスするダクトを
設け、送風機からの冷たい空気をそのバイパスダ
クトを通して排ガスを置換する技術が開示されて
いる。しかし、ボイラの場合は被焼却物が存在せ
ず、排ガス中の有害成分の含有量が少ないので、
この公知技術を都市ごみの焼却炉に適用すること
はできない。また、ボイラの点検等ではボイラ内
の可燃物を充分に除去しボイラの冷却を待つて行
うものであるのに対し、流動床焼却炉の場合は流
動層中に未燃のチヤー（固定炭素分）が残留して
おり、且つ流動層中のクリンカ生成防止と流動層
の温度保持を図らなければならない。従つて、ボ
イラに関する公知技術を流動床焼却炉に対して用
いることはできない。さらに、かかる公知技術で
は、バイパスダクトを設け、かつそのバイパスダ
クトの開閉のためのダンパ、弁等の格別の手段を
必要とする。

［解決しようとする課題］ したがつて本発明の目的は、従来設備に何ら改
良を加えることなく、流動床焼却炉の運転を停止
する際に排ガス流路中の金属面の低温腐蝕を防止
できる流動床焼却設備の腐蝕防止方法を提供する
にある。

［問題点を解決する手段］ 本発明によれば、下部の流動層を有し、そして
流動層へ下方から空気を供給する押込送風機およ
びフリーボード部に空気を供給する二次空気用の
送風機を有する流動床焼却炉を備え、その流動床
焼却炉からの排ガスが水スプレーによるガス冷却
器および集塵機を介して排出される流動床焼却設
備の腐蝕防止方法において、流動床焼却炉へ被焼
却物の供給が停止された後も押込送風機および二
次空気用の送風機を運転し、その後に押込送風機
の運転を停止して、二次空気用の送風機で空気を
フリーボード部に送り、フリーボード部より下流
側の排ガスが排出された後に二次空気用の送風機
を停止する。

［作用］ 従つて、被焼却物の炉内への供給を停止後２〜
３分間だけ流動用の空気を継続して供給し、その
後は炉内での被焼却物の堆積層である流動層より
も下流側である流動床焼却炉の上方の所謂フリー
ボード部から二次空気を供給し、排ガス流路中の
排ガスを大気と置換する。このようにすれば、フ
リーボード部に供給された大気は、例え常温であ
つても耐火材の熱容量が大きいので、焼却炉の内
壁或いは排ガス流路の内壁から熱を受けて暫時高
温の空気となつて金属面に至り、金属面が70℃な
いし120℃以上の高い温度であるうちに、排ガス
が空気と置換されてしまい、金属面の結露が防止
でき、また低温腐食を未然に防止できる。

すなわち本発明においては、被焼却物の炉内へ
の供給を停止した後の、大気の供給は二次空気用
の送風機を用い、押込送風機停止後、５〜20分間
行えばよい。

［実施例］ 第１図の装置を用い、焼却物の投入をやめてか
ら残留焼成物がすべて燃焼を完了するのを待つて
（約３分）、押込送風機２を停止させ、二次空気用
の送風機２ａを作動した。約10分間で流動床焼却
炉３の流動層３ａの下流側から誘引フアン８まで
の排ガスは実質的に置換できた。

炉出口の排ガス中の水分は約２％、（水露点約
18℃）ダスト約１ｇ／Ｎm³、温度800℃であり、
電気集塵機５の入口の水分は約４％（水露点30
℃）、ダスト約0.8ｇ／Ｎm³、温度300℃であつた。
したがつて温度が120℃以下である腐食の発生す
るような場合には排ガスは実質的に排除されてお
り、腐食の心配がなかつた。

［比較例］ 本発明を実施しない場合、炉出口における水分
は約25％（水露点約65℃）、ダストは約15ｇ／Ｎ
m³であり電気集塵機５の入口における水分および
ダストは約40％（水露点約75℃）であり、ダスト
は約10ｇ／Ｎm³であつた。したがつて温度が70℃
ないし120℃以下になると結露による腐食の問題
が生じる。特に温水発生機や空気予熱器などでは
焼却運転停止後、その表面温度は直ちに50〜100
℃程度となるので容易に結露が生じ、次の焼却運
転時までの長い時間激しい腐食環境におかれるこ
ととなる。

［発明の効果］ 焼却炉が流動床式のものではなく、機械式のも
のであれば、被焼却物の炉内への供給が停止した
後も長時間にわたつて燃焼が持続して、有害物質
であるHCl、SOx及び多量の水分を含む排ガスを
発生し、またその間徐々に被焼却物の炉内での堆
積量が減少しながら排ガス温度が低下するので、
効果的な置換操作は難しくなる。しかるに本発明
では、流動床焼却炉を用い、炉内に供給された被
焼却物は速やかに焼却されてしまうので、炉内へ
の被害焼却物の供給が停止されると２〜３分間で
残留焼却物の揮発物の燃焼が完了し、チヤー（固
定炭素物）のみが残留する。そのため燃焼排ガス
の発生が停止し、有害物質であるHCl、SOx等の
成分や煤塵の発生がなくなり、また被処理物に同
伴して持ち込まれた水分の蒸発も減少する。これ
により、水スプレーによるガス冷却器を有する流
動床焼却設備であつても、排ガス流路あるいは煙
道の金属面の低温腐蝕や結露によるダスト固着に
起因するスケールの発生が防止される。

特に本発明では、二次空気用の送風機を用いて
いるので、従来の流動床焼却設備に何の改良を加
えることなく、単に二次空気用の送風機の運転時
間を制御するだけでよく、しかも短時間で排ガス
を空気と置換できる。

その際に、被焼却物の炉内での堆積層（堆積位
置）の下方から外気を供給し、この堆積層を通過
させて外気を排ガス流路に導くのは、流動層自体
を浮遊させるので、送風に要するエネルギが多く
なり好ましくないが、二次空気用の送風機を用い
るので、排ガスは実質的にすべて置換できる。そ
のために、排ガスの下流側に設けたすべての機器
の金属腐蝕を防止できる。

また被焼却物の供給停止後、焼却物堆積部への
押込み空気の量が少なくてすむので、いたずらに
流動媒体の温度を低下させることがなく、準備続
式或いはバツチ式の運転を行つているいずれの流
動床焼却設備でも、流動層の温度を高温度に維持
できるので、次回の運転の再開に際しては極めて
短い時間で定常運転に復帰できるという利点もあ
る。

このように単に二次空気用の送風機の運転時間
を制御するだけで、目的を達成できるので、例え
ばタイマを設けることにより自動制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する流動床焼却設備の一
例を示すブロツク図である。 １……フイルタ、２……押込送風機、２ａ……
二次空気用の送風機、３……流動床焼却炉、３ａ
……堆積部、３ｂ……フリーボード部、４……ガ
ス冷却室、５……電気集塵機、６，７……空気予
熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下部に流動層を有し、そして流動層へ下方か
   ら空気を供給する押込送風機およびフリーボード
   部に空気を供給する二次空気用の送風機を有する
   流動床焼却炉を備え、その流動床焼却炉からの排
   ガスが水スプレーによるガス冷却器および集塵機
   を介して排出される流動床焼却設備の腐蝕防止方
   法において、流動床焼却炉へ被焼却物の供給が停
   止された後も押込送風機および二次空気用の送風
   機を運転し、その後に押込送風機の運転を停止し
   て、二次空気用の送風機で空気をフリーボード部
   に送り、フリーボード部より下流側の排ガスが排
   出された後に二次空気用の送風機を停止すること
   を特徴とする流動床焼却設備の腐食防止方法。