JPH02192508A - 粉状廃棄物溶融炉における燃焼方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾燥・粉砕された汚泥、又はその焼却灰等の
粉状の廃棄物の溶融炉における燃焼方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の汚泥の燃焼方法を第７図によって説明する。汚泥
０１を乾燥・粉砕工程で乾燥・粉砕して乾燥粉体汚泥と
し、燃焼用突気０２［よシこれを空送して溶融炉０３内
へ供給し同炉０３内において、補助燃料０４とともに、
又は汚泥単独で燃焼させ発生するスラグを高温下で溶融
する。ここで低ＮＯｘ化を図るために燃焼空気比を極力
低下させ、空気中の酸素量を理論燃焼酸素量以下に低下
させると、理論燃焼酸素量で燃焼させた場合にくらべ燃
焼温度が低下する不具合があるので、溶融炉のように、
灰分の溶融に必要な高温を保持せねばならないよう々炉
の場合は、自ずから空気比低下による低ＮＯｘ燃焼には
限界があった。

第８図に上記溶融炉における空気比と炉内（燃焼）温度
、発生ＮＯＸの関係を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記したような、従来の汚泥等の高温燃焼による溶融技
術では、低ＮＯｘ燃焼のために行う空気比低下は燃焼温
度維持の視点から限界があった。

従って、粉状廃棄物の溶融炉においては、必要な高温燃
焼を低空気比で行わせ、かつ、空気中の窒素分が高温下
にて部分酸化し所謂サーマルＮＯＸを生成するが、該サ
ーマルＮＯｘを抑制させるようにすることが技術課題で
あった。

本発明はこの課題を解決する粉状廃棄物の溶融炉の燃焼
方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

方発明は、汚泥又はその焼却灰その他の粉状廃棄物の溶
融炉において、同炉に供給される空気中の酸素濃度を体
積比で２５％以上に高め、かつ、上記空気中の酸素の理
論燃焼酸素量に対する比を０．６〜０．９の範囲にして
、溶融炉で燃焼を行ない、発生するスラグｔ−ｇ融させ
るようで燃焼又は溶融させる際に生成するＮＯｘは、汚
泥又は燃料中に含まれる窒素分に由来するフューエルＮ
ＯＸと空気中の窒素に由来するサーマルＮＯＸがある。

サーマルＮＯｘの抑制には燃焼温度低下と空気比低下が
通常の手段であるか、溶融炉のように発生し比法を溶か
すに必要な温度を保持しなければならないものでは、燃
焼温度低下による方法は原則的には困難である。また空
気比低下による方法も燃焼温度低下をきたすので限界が
ある。

即ち、本発明では、上記のように溶融炉に供給される燃
焼空気中の酸素濃度を体積比（以下酸素富化率という）
で２５％以上に高め、かつ、上記空気中の酸素の理論燃
焼酸素量に対する比（以下酸素比という）を０．６〜０
．９の範囲とした。

代表的な汚泥、即ち、生・無機汚泥、生・有機汚泥及び
消化・有機汚泥の焼却灰の溶融スラグの粘度及び温度の
関係は第３図に示す通りである。溶融スラグを安全に流
下、排出させるためには約１００１４　ｐｏｉｓｅ程度
以下の粘度が好ましく、これを最低の温度で達成できる
生・有機汚泥の場合には、その温度が１．３５０℃であ
る。

換言すれば、汚泥を焼却した場合、又は汚泥焼却灰を溶
融させた場合において、溶融スラグを安全に流下、排出
させるなめには、１，３５０℃以上の温度を必要とする
。

乾燥・粉砕さｔｌ、た汚泥粉を酸素比０．８で溶融炉で
燃焼させたときには、第４図に示すように、上記１，３
５０℃の温度（溶融炉出口温度）は、酸素富化率２５ｍ
のときに達成される。ｔた汚泥以外の粉状の廃棄物を燃
焼させるときにも、はソこの条件が充たされる。

一方、粉状廃棄物として汚泥の焼却灰を溶融するときに
は、焼却灰が自燃しないために、溶融炉内で燃料を燃焼
させて焼却灰を溶融させるが、汚泥以外の燃料について
も、同様にはｙ上記の条件が満足される。

従って、本発明では、酸素富化率を２５−以上に高める
こととした。

また、溶融炉において、上記酸素富化率２５チの空気で
汚泥又は燃料を燃焼させ九ときのＮＯＸ発生量は第５図
に示す通υである。発生ＮＯＸは酸素比が減少すると共
に減少するが、酸素比１．０と０．９との間での減少量
が大きくまた、酸素比０．９においてはこれが低い値と
なっていることが判明し比。

また、酸素比が１以下で燃焼を行うときには、通常不完
全燃焼の排ガスを２次燃焼室に導いて、更に空気を導入
して完全燃焼させるが、溶融炉と２次燃焼室に供給され
る空気の合計酸素比を７．２ ト＝４とし第５図に示される条件下の排ガスを２次燃焼
室に導して完全燃焼させ次場合の２次燃焼室出口におけ
るＮＯｘの量は第６図に示す通シである。同図に示すよ
うに、溶融炉における酸素比が０．６ないし０．９の間
において、２次燃焼室出口におけるＮＯＸの量が著しく
小さいことが判明した。

以上の理由で、本発明では、酸素比ヲ０．６ないし０．
９の範囲とした。

上記し念ように、本発明では、溶融炉に供給される空気
の酸素富化率及び酸素比を上記のように選定することに
よって、ＮＯＸの発生を抑えると共に、高温の燃焼を行
ない、溶融スラグとの粘度を下げてこれを安定して排出
することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第一図によって説明する。

汚泥１は、乾燥・粉砕工程で水分５〜工０慢、粒径０．
５鵬以下程度の乾燥・粉砕汚泥２にされ、１次空気３に
より溶融炉４内へ供給されて燃焼される。同炉４内へは
、酸素５を混入した二次全党６も供給され、汚泥が溶融
する温度が保持される。溶融したスラグ７と排ガス８は
溶融炉４から排出される。また、汚泥の熱量が不足の場
合は補助燃料９を適宜用いる場合がある。

本実施例では、酸素５を混入した２次空気によって、溶
融炉４へ供給される空気中の酸素濃度は体積比で２５係
以上に高められ、かつその酸素比が０．６〜０．９の範
囲とされる。

本実施例は、溶融炉４へ供給される空気中の酸素濃度を
体積比で２５％以上に高めることによって、供給される
空気中の窒素の量が減少し、燃焼物における窒素と酸素
の反応によるＮＯｘの発生が抑えられると共に、酸素比
を下げても燃焼温度を溶融炉４が必要とする温度、上記
「作用」の欄で説明した１、３５０℃以上の高温に保持
することができる。ｔた、酸素比を下げることによって
、必要とする空気の量も減少し、これに伴って発生する
ＮＯｘの量を減少させることができる。

第２図は本実施例の効果を示す実験結果を示し几もので
、横軸に酸素比、縦軸に炉内温度及びＮＯｘ値を示した
ものである。溶融温度を１４５０℃とした場合、この温
度を保持するために酸素富化空気を用い友燃焼（実線）
では、酸素比は０．７２５、通常空気を用いた燃焼（−
点鎖線）では酸素比は０．８２５となシ、発生ＮＯｘ値
も大巾に異々シ酸素富化燃焼は低ＮＱｘ化に効果がある
ことが分る。なお本実験例における運転データ概要を第
１表に示す。

第 表 なシ、上記実施例は汚泥の溶融炉に本発明を適用したも
のであるが、本発明はこれに限らず、他の粉状の廃棄物
、又は汚泥その他の粉状の廃棄物からの焼却灰の溶融炉
に適用することができる。焼却灰の溶融に当っては、焼
却灰は自燃しないために、溶融炉内における燃焼の念め
に燃料が供給される。

ま几、上記実施例では２次空気に酸素を混合して酸素濃
度を高めているが、本発明はこれに限らず、例えば圧力
スイング式ｒＩＩ素富化装置等によって生ずる酸素富化
空気を１次空気又は２空気として用いるようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明は、酸素濃度を体積比で２５以上に高めた酸素富
化空気を用いて、理論燃焼酸素に対する酸素の比を０．
６〜０．９の範囲の下で溶融炉における燃焼を行なうこ
とによって、高温の燃焼を行なうことができて、溶融ス
ラグの排出を安定かつ容易にすることができると共に、
発生するＮＯｘ量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例に係る系統図、第２図は同実施
例による実験例におけるＮＯｘ、炉内温度と酸素比の関
係を示すグラフ、第３図は汚泥焼却灰の溶融スラグの粘
度と温度の関係を示すグラフ、第４図は汚泥燃焼におけ
る燃焼空気の酸素富化率と燃焼温度の関係を示すグラフ
、第５図は汚泥燃焼溶融炉におけるＮＯ！発生量と酸素
比の関係を示すグラフ、第６図は溶融炉に供給される空
気の酸素比と２次燃焼室出口におけるＮＯｘ量の関係を
示すグラフ、第７図は従来の汚泥溶融炉による燃焼方法
を示す系統図、第８図は上記従来の燃焼方法における酸
素比及びＮＯＸ炉内温度を示すグラフである。 １・・・汚泥、２・・・乾燥粉砕汚泥、３・・・１次空
気、４・・・溶融炉、５・・・酸素、６・・・２次９気
、７・・・スラグ、８・・・排ガス、９・・・補助燃料
。 代理人　弁理士　　坂　間　　　　暁　　　　　外２名
第３図 湯度（′Ｃ） 第１閃 第２図 ａ２票比 第４図 酸禾冨化竿（〃） 酸素比（ｊ２社かにｈける）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉状廃棄物溶融炉において、同炉に供給される燃焼空気
   中の酸素濃度を体積比で２５％以上に高め、かつ、上記
   空気中の酸素の理論燃焼酸素量に対する比を０．６〜０
   ．９の範囲にして、溶融炉で燃焼を行ない、発生するス
   ラグを溶融させることを特徴とする粉状廃棄物溶融炉に
   おける燃焼方法。