JPH01196407A - 粉体燃焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、各種産業廃棄物、例えば有機質を多く含んだ
廃液を粉化して焼却する粉体燃焼用焼却炉における焼却
灰の炉内付着防止方法およびその装置に関する。

（従来の技術） 有機質を多量に含む各種産業廃棄物を脱水したのちのケ
ーキ状、ブロック状、シート状等の原料を粉砕と同時に
乾燥を行ない、粉状としたものを燃焼処理する焼却炉（
主としてサイクロン構造）がある。

この種の粉体燃焼用焼却炉は、炉内で旋回燃焼する過程
において焼却灰が半溶融乃至は溶融し、これが炉内表面
に到達するとその表面に付着し、次第にその上に焼却灰
が堆積して成長する現象が起る。特に融点の低い原料を
含む焼却物の焼却については、サイクロン型焼却炉ある
いは他の構造の焼却炉のいずれもその逆錐形部の内表面
に付着した焼却灰は傾斜面への付着のため自重では容易
に落下せず、次々と堆積が進行する間にブロック化して
遂には焼却炉を閉塞させることになる。

（発明が解決しようとする課題） そこで焼却炉内の燃焼帯の各高さ方向での燃焼温度を自
動制御して過熱を防止し、焼却灰が溶融しないようにす
る手段が講じられているが、これによると、例えば融点
の低い物質に合せて温度制御設定した場合、未燃分が増
加し、Ｎｏ　　低減と未燃分増加による煤塵量との相互
関係に苦慮することになる。また、投入粉体の残留水分
の変化および発熱量の変化が燃焼帯の変動となって現わ
れ、制御系が安定しなくなり、高温過熱によるトラブル
を起すという問題があった。

本発明はこれに鑑み、燃焼温度制御のみによる焼却灰の
付着防止に依存せず、焼却を完了した燃焼成粒を還元ガ
スと共に焼却炉内に供給し、この焼却灰粒によって炉内
に付着する付着物を除去し、炉壁の清浄化と、還元ガス
による焼却炉内の燃焼温度制御を行ない、さらにＮｏ　
　の低減を同時に達成することができる粉体燃焼用焼却
炉における焼却灰の炉内付着防止方法、およびこれを達
成するための装置を提供することを目的としてなされた
ちのである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） °上記課題解決の目的を達成するため、本発明は、粉体
燃焼用焼却炉において、この焼却炉で焼却が完了した焼
却灰粒を、燃焼および温度制御用還元ガス中に混入して
焼却炉本体内の過剰高温燃焼帯へ供給し、この還元ガス
により炉本体内の燃焼温度を制御するとともに還元ガス
に含まれて炉本体内面にそって流れる焼却灰粒により炉
壁に付着した付着物を除去することを特徴とする粉体燃
焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止方法、および
粉体燃焼用焼却炉の炉本体と、この炉本体から排出され
る熱ガスを導入して熱交換により熱を回収する排熱回収
用ボイラと、このボイラから排出されるガスを炉本体の
燃焼帯部位に接線方向に開口する少くとも１つの還元ガ
ス噴出ノズルに供給する還元ガス供給系と、炉本体から
排出される焼却灰を分級して洗浄用焼却灰粒を取出す焼
却灰粒取出部と、この取出された焼却灰粒を前記還元ガ
ス供給系へ導入する焼却灰粒供給系とを具備し、還元ガ
ス供給系を流れる還元ガス中に焼却灰粒を混入して炉本
体内の過剰高温燃焼帯に接線方向から噴射するようにし
たことを特徴とする粉体燃焼用焼却炉における焼却灰の
炉内付着防止装置としたことにある。

（作　用） 焼却炉の燃焼帯の過剰高温燃焼帯に焼却灰粒を含む還元
ガスを吹出させ、これにより過剰高温燃焼帯の燃焼温度
を低下させて焼却原料の溶融化を防ぎ、炉内壁面への付
着を予防するとともに炉内の燃焼温度を均一にしてＮＯ
の発生を防止し、併せて還元ガスに含まれて吹込まれる
焼却灰粒により炉内壁面に付着した付着物が除去される
。

（実施例） 以下、本発明を図面に示すサイクロン型焼却炉を用いた
場合の実施例について説明する。

図において符号１はサイクロン型焼却炉本体を示し、通
常のサイクロンと同様に中心部に燃焼ガスと焼却灰とを
分離可能とする耐熱鋼製あるいは水冷ジャケット構造と
しだ内筒２を有し、この内筒２は排ガス連通路３を通じ
て廃熱回収用熱交換器としてのボイラ４に接続され、焼
却炉本体１の上方側部には起動時に燃料を噴射する助燃
バーナー５が焼却炉本体１の接線方向に向けて設けられ
ている。この助燃バーナー５は、焼却炉本体１内の温度
を計測する温度計６の計測温度により制御部７をして燃
料供給弁８の開閉が制御されるようになっている。

焼却炉本体１の下部には、焼却灰の冷却および排出用の
スクリュー構造のコンベア９が配設され、このコンベア
９の末端に焼却灰粒取出部１０が設けられている。この
焼却灰粒取出部１０は、前記排出用コンベア９の末端に
設けられるロックバルブ１１と、このロックバルブ１１
の下方に設けられる焼却灰篩分器１２とを有し、この篩
分器１２によって篩い分けられた細かい焼却灰を排出す
るシュート１３側には、焼却灰に湿気を加えてミキシン
グする加湿パドルミキサー１４と、このパドルミキサー
１４から排出される焼却灰を廃棄のため貯溜するバンカ
ー１５が設けられ、粗い焼却灰を排出するシュート１６
側には、これを貯溜すると共にスタート時に新砂を供給
し得るバンカー１７と、このバンカー１７の下部にあっ
て搬出するスクリュー構造の灰出しコンベア１８と、こ
のコンベア１８の末端にあるロックバルブ１９と、この
ロックバルブ１９から排出される焼却灰を受入れる沈降
分離槽２０とを有している。

焼却炉本体１の燃焼帯となる直胴部の前記助燃バーナー
５とは反対側の側壁には、被焼却物である粉体を炉内に
噴射供給する粉体供給ノズル２１が接線方向に開口され
、この粉体供給ノズル２１の上下に複数個（図示の例で
は４個）の還元ガス噴出ノズル２２　．２２２，２２３
．２２．が所定の間隔を置いて列設されている。さらに
前記内筒２の下端よりも下位の焼却炉本体１の円錐部の
側壁には、該内筒２の下端内部に向かうように仰角をな
して還元ガス噴出ノズル２３が設けられている。

上記各還元ガス噴出ノズル２２□、２２゜。

２２３．２２４および２３には、前記焼却灰粒取出部１
０の沈降分離槽２０の上部に接続された還元ガス流路２
４から分岐する分岐流路２５、。

２５　．２５３，２５４．２６が接続され、これら分岐
流路には流量制御弁２７４．２７□。

２７　．２７４．２８が介装されており、これら制御弁
は弁開閉用駆動部（モータまたはソレノイド等）２９　
．２９２，２９３，２９４．３０の■ 駆動により開閉および開度調整が行なわれるようになっ
ている。

前記還元ガス噴出ノズル２２〜２２４に対向■ する側壁には、前記還元ガス噴出ノズル２２２゜２２３
．２２４．２３の各中間高さ位置に、焼却炉本体１内の
燃焼帯の温度を検出する温度検出器３１　．３１２，３
１３　（熱電対）がそれぞれ配設されており、温度検出
器３１、は還元ガス噴出ノズル２２　の流量制御弁２７
゜の駆動部２９□を、以下温度検出器３１　は駆動部２
９３を、温度検出器３１　は駆動部２９４をそれぞれ制
御するようになっていて、各燃焼帯の温度に応じ駆動部
を駆動して還元ガスの噴出が切換え乃至調整されるよう
になっている。

前記沈降分離槽２０の上部反対側には、前記ボイラ４の
排出側に接続された還元ガス流路３２が接続され、この
還元ガス流路３２の途中には送風機３３が接続されてい
て、この送風機３３の駆動によりボイラ４から出た熱交
換器のガスを吸引して焼却炉本体１の還元ガス噴出ノズ
ル２２、〜２２４方向へ圧送し、その間に沈降分離槽２
０の内部上方に存在する比較的小粒子の焼却灰粒が還元
ガスに混入して前記還元ガス噴出ノズル２２、〜２２４
あるいは２３から噴出されるようになっている。

前記廃熱回収用熱交換器としてのボイラ４は、ボイラ本
体３４内に多数本のパイプからなる煙管３５．３５・・
・を有し、この煙管下部の本体３４には沈降分離槽３６
が形成され、この沈降分離槽３６の下部にはスクリュー
構造の排出コンベア３７が設けられており、このコンベ
ア３７の末端に設けられたロックバルブ３８を介し輸送
路３９を通じて前記焼却灰篩分器１２に接続されている
。

そして上記沈降分離槽３６の排気口４０に前述の還元ガ
ス流路３２が接続されている。図において４１は、廃熱
を回収する媒体としての水タンクで、配管４２．４３を
通じ矢印のようにボイラ４の煙管３５．３５・・・の周
囲を通し、加熱されて回収されるようになっている。

被焼却物となる原料４４を粉化して焼却炉１へ供給する
ための乾燥物粉体供給装置４５は概ね公知であるが、図
にはその一例を示している。

高水分を含有する原料４４を投入する原料投入部４６に
ロックバルブ４７を一介して原料の見掛は水分を下げる
前処理機４８が設置され、この前処理機４８の吐出口側
にはフィーダ４９が接続されていて原料と乾燥粉体とを
混合した原料を乾燥機５０の下部内に供給するようにな
っている。

この乾燥機５０の下部内には一対の破砕羽根５１．５１
が回転駆動自在に設けられており、この破砕羽根５１．
５１の近傍には前記ボイラ４の排気口４０から出る高温
のガス（２５０〜４５０℃）を導入路５２を通じて吹込
まれるようになっていて、破砕羽根５１．５１の回転に
よる原料の跳ね上げと上記導入路５２を通じて吹込まれ
る熱ガスとで瞬時に水分を蒸発させ、粉粒化して上昇さ
せ、固気分離サイクロン５３へ導いて粉粒体と廃ガスと
に分離し、廃ガスは流路５４を通じファン５５で吸引し
て廃ガス処理設＃５６へ入れ、クリーンガスは大気中へ
放出させるとともに粉粒体はロックバルブ５７を介して
加湿機へ送り、湿気を加え無公害の状態として投棄され
る。また前記固気分離サイクロン５３により分離された
粉体は分岐ダンパ５８を介し燃焼用空気供給路５９ヘロ
ツクバルブ６０を介して接続され、焼却炉１へ送られて
粉体供給ノズル２１から焼却炉１へ粉体が供給されるよ
うになっている。６１は燃焼用空気供給兼粉体輸送用フ
ァン、６２は連通管である。

次に上記実施例の作用を説明する。

乾燥機５０によって乾燥された粉体は、連通管６２から
燃焼用空気供給路５９を通じファン６１の駆動により輸
送して粉体供給ノズル２１から焼却炉本体１内へ粉体を
供給する前準備として、助燃バーナー５から燃料を供給
して焼却炉本体１内で着火開始温度まで炉内温度を上昇
させ、焼却炉本体１内が所定の燃焼温度に達して自然状
態になったのち助燃バーナー５を停止させる。

粉体の自燃が開始されると、粉体は焼却炉本体１内を旋
回しながら次第に下降し、燃焼ガスは内筒２を通じてボ
イラ４へ送られ、煙管３５．３５・・・を通って沈降分
離槽３６へ至る間に水と熱交換が行なわれる。また焼却
炉本体１内の焼却灰はサイクロン作用により沈降してそ
の下部からコンベア９に入り、冷却後コンベア９により
送られてロックバルブ１１を通じ焼却灰篩分器１２に入
り、二＼で一定の大きさ以下の焼却灰はシュート１３を
通じて加湿パドルミキサー１４に入り、その末端からバ
ンカー１５へ投入されて貯溜され、適時に投棄される。

一定の大きさ以上の焼却灰は、シュート１６を通じて洗
浄医用バンカー１７へ入り、灰出しコンベア１８、ロッ
クバルブ１つを通じて沈降分離槽２０に供給される。

一方、焼却炉本体１内の燃焼帯の温度は温度検出器３１
，３１□、３１３により階層的に計測■ され、所定の温度（例えば１０００℃）を超えた過剰高
温燃焼帯が生じたときはそれに対応する流量制御弁２７
〜２７４を開け、送風機３３により還元ガス流路２４を
通じ還元ガスを焼却炉本体１内へ吹込む。このとき還元
ガスが還元ガス流路３２．２４間に存在する沈降分離槽
２０を通るので、一定の大きさ以上で圧送圧力に乗れる
洗浄用焼却灰粒が還元ガス中に混入して送られ、焼却炉
本体１内に旋回流となって吹込まれる。

これにより還元ガスと共に焼却灰粒が焼却炉本体１内の
高温燃焼帯の炉壁内面乃至内筒２の外周面に吹きつけら
れ、この焼却灰粒が溶融乃至半溶融状態で炉壁内面に付
着しようとする粉体に当りてこれを剥離し、その付着成
長を防止する。これと同時に酸素濃度の低い（約６％前
後の酸素量）還元ガスの吹込みにより燃焼温度が抑えら
れ、炉内の部分的高温化を防ぎ、粉体の溶融化を防止す
る。

この還元ガスの吹込みは、温度検出器３１、〜３１３の
検出結果によりこれと対応する制御弁２７〜２７４の開
閉を制御して高温帯にのみ還元ガスを供給し、炉内温度
の均一化が図られる。

内筒２の内面に溶融粉体が付着したときは、制御弁３０
を開けて噴射ノズル２３から焼却灰粒を含む還元ガスを
吹出すことによりその焼却灰粒が内筒２の内周面に当っ
て溶着粉体を除去し、そしてその除去を行なった焼却灰
粒は連通路３を通じてボイラ４へ送られるので、このボ
イラ４の煙管３５．３５・・・内を通る間にこの煙管の
内周面の清掃が行なわれる。　　　　− 煙管３５．３５・・・の下端から出た焼却灰粒および剥
離された粉体はその下部の沈降分離槽３６に入り、ニー
で沈降分離されてコンベア３７、ロックバルブ３８、輸
送路３９を通じ焼却灰粒取出部１０の焼却灰篩分器１２
へ送られ、ニーで前記と同様に篩い分けられて大粒の焼
却灰粒は再び沈降分離槽２０へ貯えられ、次回の清掃に
供される。

なお、洗浄用として用いる焼却灰粒の大きさは、好まし
くは０．４ｔｇ／ｌａφ前後のものがよい。

第２図は、上記実施例における内筒２が燃焼ガスにより
腐蝕されやすい場合、その内筒を用いない構造とした実
施例を示すもので、この図では乾燥物粉体供給装置４５
の詳細は省略しである。

この実施例では、焼却炉本体１の下部から排出される焼
却灰および排ガスはコンベア９の外筐９ａ内へ入り、焼
却灰はスクリュー９ｂによりロックバルブ１１を経て沈
降分離槽６３へ送られ、前記外筐９ａ内を通る間に焼却
灰と分離された排ガス連通炉３を通じてボイラ４へ送ら
れる。

このボイラ４の下部の沈降分離槽３６において沈降分離
されたのち誘引排風機により排ガス処理装置（図示せず
）へ送られ、一部を分岐して還元ガスとして還元ガス流
路３２から送風機３３により焼却灰粒を混入して焼却炉
本体１内へ投入される。

このように内筒２を有しない焼却炉であっても、焼却灰
を還元ガスに混入して焼却炉本体１へ供給することによ
り、焼却炉本体１の内壁面に付着する溶融粉体の除去お
よび炉内の部分高温化を防止することができる。なお、
第２図において第１図と共通する部分にはこれと同一符
号を付して説明を省略する。

なお図示実施例においては、焼却炉をサイクロン型とし
た場合について説明したが、この焼却炉の構造はサイク
ロン型に限られるものではなく、他の構造の焼却炉であ
っても本発明を適用し得ることはもちろんである。また
その他の構成についても図示実施例に限定されるもので
はなく、他に設計変更は任意である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による焼却灰の炉内付着防止
方法によれば、粉体を焼却する焼却炉の燃焼帯に還元ガ
スを供給するようにし、この焼却炉内の過剰高温燃焼帯
に還元ガスを吹込むことにより当該燃焼帯の燃焼温度を
低くすると同時に還元ガスに含ませる焼却灰粒により高
温燃焼帯での高熱により溶融状態となって炉壁内面に付
着する付着物を除去するようにしたので、焼却炉内の局
部高温化を抑制して炉内温度を均一にしＮＯの発生を防
止しなから炉壁内面に溶着しようとする付着物の発生お
よび着床を防ぎ、付着物の成長をな（し、焼却炉の詰り
ゃ燃焼不良の発生を防止することができる。

また請求項２，３の焼却灰の付着防止装置によれば、焼
却炉の排ガスを熱交換に利用したのち還元ガスとして焼
却炉へ送るようになっているので、廃熱の有効利用が図
れるほか、還元ガスにより焼却炉の過剰高温化を防いで
粉体の溶融化による炉壁内面へ付着する現象を未然に防
ぎつ＼、炉壁内面（および内筒表面）への付着物の除去
ができ、燃焼効率を一段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、ｉ２図は同地
の変形例を示す構成図である。 １・・・焼却炉本体、２・・・内筒、４・・・ボイラ（
熱交換ｒｉ）、５・・・助燃バーナー、１０・・・焼却
灰粒取出部、１２・・・焼却灰篩分器、２０・・・沈降
分離槽、２１・・・粉体供給ノズル、２１〜２２４．２
３・・・還元ガス噴出ノズル、２４．３２・・・還元ガ
ス流路、３１〜３１３・・・温度検出器、３５・・・煙
管、４５・・・粉体供給装置、５０・・・乾燥機。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉体燃焼用焼却炉において、この焼却炉で焼却が完
   了した焼却灰粒を、燃焼および温度制御用還元ガス中に
   混入して焼却炉本体内の過剰高温燃焼帯へ供給し、この
   還元ガスにより炉本体内の燃焼温度を制御するとともに
   還元ガスに含まれて炉本体内面にそって流れる焼却灰粒
   により炉壁に付着した付着物を除去することを特徴とす
   る粉体燃焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止方法
   。 ２、粉体燃焼用焼却炉の炉本体と、この炉本体から排出
   される熱ガスを導入して熱交換により熱を回収する排熱
   回収用ボイラと、このボイラから排出されるガスを炉本
   体の燃焼帯部位に接線方向に開口する少くとも１つの還
   元ガス噴出ノズルに供給する還元ガス供給系と、炉本体
   から排出される焼却灰を分級して洗浄用焼却灰粒を取出
   す焼却灰粒取出部と、この取出された焼却灰粒を前記還
   元ガス供給系へ導入する焼却灰粒供給系とを具備し、還
   元ガス供給系を流れる還元ガス中に焼却灰粒を混入して
   炉本体内の過剰高温燃焼帯に接線方向から噴射するよう
   にしたことを特徴とする粉体燃焼用焼却炉における焼却
   灰の炉内付着防止装置。 ３、焼却炉本体内に排ガス吸引用内筒を有し、この内筒
   の下端より下位の炉本体の側壁に前記内筒の下端内部に
   向けて噴出ノズルを設け、この噴出ノズルに還元ガス供
   給系からの分岐供給系を接続し、前記噴出ノズルを通じ
   内筒の下部に向け焼却灰粒を含む還元ガスを吹付けるよ
   うにしたことを特徴とする請求項２記載の粉体燃焼用焼
   却炉における焼却灰の炉内付着防止装置。