JPH03156206A

JPH03156206A - 廃棄物処理方法

Info

Publication number: JPH03156206A
Application number: JP1293351A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Motomura; 本村　武彦; Hitoshi Hagiwara; 均萩原; Satoshi Inoue; 里志井上
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: US5081940A; ES2039110T3; EP0427231A3; CA2029104A1; CA2029104C; DE69000870D1; EP0427231B1; EP0427231A2; JPH07111247B2; DE69000870T2

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、廃棄物を焼却すると共にその焼却灰を高温溶
融する廃棄物処理方法に関する。

［従来の技術］近来にあっては、都市ごみ等の焼却灰（焼却残渣）を減
容化、無公害化、再資源化するものとして、これを高温
溶融して固化する方法が知られている。

この方法を実施する装置としては、例えば第５図に示す
ような電気溶融炉と、第６図に示すようなフィルム溶融
炉とがある。

電気溶融炉は、炉１の上部に設けられた供給口２から焼
却灰Ａを投入し、炉１内に装入された電極３によるアー
ク熱でこれを溶融するようになっている。溶融化されて
“湯”の状態になった溶湯Ｂは、炉１の側部に設けられ
た排出口４から排出されて固化されることになる。

またフィルム溶融炉は、炉１１の上部の供給口１２から
焼却灰Ａを投入して、油バーナ１３の火焔によってその
表面１４を溶融し、下部の排出口１５からｆｆ１ｉＢを
排出するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記従来の方法及び装置にあっては、高温
溶融するための大１の燃料或いは電気が必要であるため
、ランニングコスト高になってしまうという問題があっ
た。

この課題を解決するために、本出願人は先に、新規な廃
棄物処理方法（特願昭６２−２３２６４６号、他）を提
案した。

第７図に示すように、この方法は、主燃焼炉たる回転ス
トーカ式焼却炉３１においてごみＳを焼却する際に、所
定の量の炭素（未燃カーボン）を残留させて、この焼却
灰Ａを後燃焼ストーカ３２を経由させて灰溶融炉３３に
移送し、燃焼空気を供給して未燃炭素を高温燃焼させる
ことにより、焼却灰Ａを高温溶融させるものである。

そしてこの未燃炭素の量を管理するために、焼却炉３１
内のごみ燃切点Ｍと未燃炭素の残留量とに相関があるこ
とに着目し、燃焼炉３１の燃焼空気及びストーカ回転速
度等の運転条件を関節することで、ごみ燃切点Ｍを制御
する方法を開示した。

このようにすることで、ごみの性状などによりその炭素
含有量が変化しても、所望する炭素量を含んだ焼却灰を
′／８融炉へ安定して供給でき、他の溶融熱源を必要と
しない経済的な溶融化が実現できることとなった。

しかし、前記出願時点ではごみ燃切点Ｍの具体的な制御
システムが確立されていなかったので、このごみ燃切点
Ｍは、ごみが投入されてから長い時間が経過した（例え
ば１時間程度）後の情報であり、ある時点のごみ燃切点
Ｍの位置が不適切と判明して、運転条件を調節しても、
その不適切な焼却灰Ａは灰溶融炉３３に供給され、不安
定な溶融状態がしばらく続くことになる。

従って、投入されたごみの燃焼状態（ごみ質）をより速
く把握し、ごみ燃切点Ｍの制御、即ち未燃炭素量の管理
を適切に行うことが課題として残されていた。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、常に適切な未燃炭素
量の焼却灰を灰溶融炉に供給できる廃棄物処理方法を提
供すべく創案されたものである。

［ａ！１１！ｕを解決するための手段及び作用］本発明
は、都市ごみ等を主燃焼炉内で移送させつつ燃焼空気を
供給して焼却し、その焼却灰を、灰中に残留する未燃炭
素の高温燃焼熱により溶融させるに際して、上記未燃炭
素量の割合と相関性が大きい上記主燃焼炉の入口部ガス
温度及びこみ燃切点を検出し、これら検出値が予め設定
した基準値の範囲内になるように上記主燃焼炉のごみ移
送速度とごみ燃焼空気量とを調節するものである。

また、上記入口部ガス温度及びごみ燃切点に加えて、上
記焼却による排ガス中の酸素濃度を検出することが望ま
しい。

さらに、上記ごみ移送速度とごみ燃焼空気量とに加えて
、上記主燃焼炉に備えられた給しんプレッシャのインタ
ーバルを調節するようにしてもよい。

上記方法によって、焼却灰中の未燃炭素は常に適切な量
にでき、高温燃焼されて、溶融が安定化される。

［実施例〕以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。

まず、本発明に係る廃棄物処理方法を適用した廃棄物処
理装置の一実施例を、第１図によって説明する。

この廃棄物処理装置は、従来同様に、主燃焼炉たる回転
ストーカ式焼却炉３１と、後燃焼ストーカ３２と、灰溶
融炉３３とにより主として構成されている。

焼却炉３１の炉本体４１は円筒形を呈し、軸心が下方に
傾斜して保持されていると共に、その端部に設けられた
回転駆動装置４２によって軸廻りに回転されるようにな
っている。また炉本体４１にはホッパ４３が備えられ、
投入された廃棄物たる都市ごみＳを給じんブツシャ４４
，４５によって炉本体４１内に押し出し、上記回転と相
代って反対側に移送するようになっている。

炉本体４１の下部には、移送方向に三分割された風箱４
６，４７．４８が設けられ、空気供給源４つからの燃焼
空気を炉本体４１内に吹き込むようになっている。これ
ら風箱４６・・・４８は、それぞれに皓えられたダンパ
５０．５１．５２により、炉本体４１の各セクションａ
、ｂ、ｃへの空気量を調節できるようになっている。

後燃焼ストーカ３２は、焼却炉３１の移送方向Ｃ下流側
に接続され、炉本体４１の下＠Ｄから排出されてきた焼
却灰Ａを灰溶融炉３３に移送するようになっている。こ
の後燃焼ストーカ３２は、元来焼却灰Ａ中の未燃物を燃
焼させて、いわゆるきれいな灰にして炉外へ排出するも
のであるが、本実施例にあっては、焼却灰Ａ中に残留す
る未燃炭素を過度に燃焼させないように、主としてフィ
ーダの役割を果たしている。

灰溶融炉３３は、燃焼空気を吹き出すノズル（図示せず
）を有した火床５３と、火床５３に埋設された高温発熱
体５４と、火床５３上の焼却灰Ａを押し出すブツシャ５
５とを備え、移送されてきた焼却灰Ａを高温溶融させ、
これを搬送水封コンベヤ５７に落下させ、消火、冷却、
固化させるようになっている６また炉本体４１の下＠Ｄ及び後燃焼ストーカ３２の上方
には火炉５８が起立され、その上部に排カスの熱エネル
ギを回収すべくボイラ５９が設けられている。

そして、このように構成された廃棄物処理装置に、燃焼
状態を検出する手段として、本発明の特長に係わるごみ
燃切点検出用カメラ６０と、焼却炉３１の入口部６１の
ガス温度ｔを検出するための温度センサ（熱電対）６２
とが設けられており、これらの情報に基づいて焼却炉３
１の運転条件を調節するコントローラ６３が備えられて
いる。また本実施例にあっては、排ガスの酸素濃度りを
検出するための０２センサ６４が火炉５８の下流側に設
けられ、その検出情報をコントローラ６３に入力させる
ようになっている。

ごみ燃切点検出用カメラ６０は、火炉５８の後壁に、焼
却炉３１の炉本体４１の下端りに対向する位置で取り付
けられ、炉内のごみＳ及び火焔Ｆを画像として捕らえ、
これを画像処理装置６５を経由さぜることで、ごみ層か
ら火焔Ｆの出る最下流位置から焼却炉下端までの距＃　
（１）の情報に変換して、コントローラ６３に送るよう
になっている。

温度センサ６２は、炉本体４１内の移送方向Ｃ最上流側
の風箱４６の上方に取り付けられ、ごみＳが着火されて
燃え始めのガスの温度ｔを検出するようになっている。

コントローラ６３は、各検出手段（ごみ燃切点検出用カ
メラ６０、温度センサ６２及び０２センサ６４）と接続
された入力部６６と、その入力情報により判断を行う演
算処理装置（ＣＰＵ　）　６７と、演算処理装置６７に
よる判断に基づいて焼却炉３１の各駆動部に信号を送る
出力部６８とを有して構成されている。出力部６８は、
回転駆動装置４２、ダンパ５０・・・５２．空気供給源
、４９及び給じんプッシャ４５に接続されて、それぞれ
に作動信号を出力するようになっている。

そして演算処理装置６７には、予め設定された基準値が
記憶されており、入力された検出値と比較すると共に、
両者に差があるときに、これを解消すべく適切な移送速
度或いは燃焼空気量、各セクションａ・・・Ｃへの空気
比率、ブツシャインターバルを算出するようになってい
る。

次に本発明の一実施例を、上記構成の作用として説明す
る。

第２図に示すように、この廃棄物処理装置でごみＳを焼
却し、その焼却灰Ａを溶融化させるに際して、まず、検
出値と比較すべき適切な基準値（範囲）を設定しておく
。

本発明者らは、ごみ燃切点Ｍの位置ｍと残留する未燃炭
素の量（割合）とが、第３図に示すような相関を示すこ
とを得ている。従って、図中に示した近似相関曲線Ｐに
基づき、残留炭素割合が適切な溶融となる所定の値、例
えば６％以上としてその範囲を基準のごみ燃切点範囲ｚ
０とする０本実施例にあっては、焼却炉の全長（８，４
ｍ）に対して、下端りから０．５〜３．０ｍを適切範囲
Ｚ０とした。

そして第４図に示すように、ごみ燃切点Ｍと入口部ガス
温度しどの関係を見ると、高温で継続した渦流れとなっ
て安定して連続溶融されたらのく図中斜線部）と、低温
で粘性があり不安定であるもの（図中−点鎖線で囲んだ
部分）とにグループ分は出来る。即ち、入口部ガス温度
ｔが炭素含有１の先取り情報として有用であることが示
されており、その相関近似曲線Ｑ及び斜線部領域に従っ
て適切な範囲Ｔ。を設定する。この基準となる適切温度
範囲Ｔ。は、併記した通常のごみ焼却運転時の温度範囲
よりも低めのものである。

さらに同図には、排ガスの酸素濃度の低いらの（図中記
号○）と高いもの（図中記号△）との別を示しである。

この区別によって、グループ分けがより明確になる。言
い換えると、この情報を加味することで、灰の安定Ｆｉ
融のためのより確実な制御が可能になるものである０本
実施例にあっては、高低二段階の値で判断するものとし
て、低濃度Ｈ０を基準範囲とした。

このようにして設定した基準値（範囲）ＺｏＴｏ、Ｈｏ
を、コントローラ６３の記憶装置（図示せず）に入力し
ておく。

そしてごみＳが投入されて焼却炉３１内での焼却が開始
されると、各検出手段が作動する。即ち、温度センサ６
２は、焼却炉３１の入口ガス温度ｔを検出して、その情
報をコントローラ６３に入力する。コントローラ６３は
、この検出値ｔが基準範囲Ｔ０内にあるか否かを比較判
断し、範囲外であるときは、入口部６１の燃焼を促進或
いは抑制すべく、最上流側の風箱４６のダンパ５０の開
度を増減させる。

また、ごみ燃切点検出用カメラ６０は、焼却炉内のごみ
燃切点Ｍの位置ｍを検出し、コントローラ６３に入力す
る。コントローラ６３は、回転駆動装置４２に作動信号
を送り、ごみ燃え切り位置ｍが適切範囲Ｚ０より上流に
ある場合は焼却炉３１の回転数を上げて移送速度を増加
させ、下流にある場合は回転数を下げて移送速度を減少
させる。そして給しんグツシャ４５のインターバルを調
節することで、焼却炉３１内のごみＳの高さ（厚さ）を
増減させ、ごみ燃え切り位置を変化させる。

さらに０２センサ６４は、排ガス中の酸素濃度１１を検
出してこれをコントローラ６３に送り、高濃度である場
合は空気供給ａｉ４９及び各ダンパ５０・・・５２を調
節することで、焼却炉３１に吹き込む燃焼空気量を少な
くする。

これらの調節によって、焼却炉３１の運転は、第４図に
示した適切な運転領域に維持される。即ち、適切な残留
炭素量割合にされた焼却灰Ａが灰溶融炉５７に移送され
、所定の高温安定溶融がなされる。

このように、ごみの燃切点位置ｍ及び焼却炉の入口温度
ｔを検出して、これがそれぞれの適切な基準範囲Ｚ、、
Ｔ、に入るように、焼却炉３１の回転速度、上流側の燃
焼空気量を調節するようにしたので、投入されたごみＳ
の燃え始めの状態をも把握することで、そのごみに直ち
に対応する運転調節が可能となり、未燃炭素量の管理を
適切に行うことができる。即ち、制ｆ／ｎ遅れがなく常
に適切な未燃炭素量の焼却灰Ａを灰溶融炉５７に供給で
きる。

また、０２センサ６４によって排ガス中の酸素濃度りを
検出し、これが基準範囲Ｈ０に入るように全燃焼空気量
を増減するようにしたので、より確実に安定し連続した
溶融を維持することができる。

さらに、給じんプッシャのインターバルをも調節するこ
とで、ごみ燃切点Ｍの制御をきめ細かく行うことができ
る。

なお、本実施例にあっては、こみ燃切点Ｍを制御するた
めに回転速度（移送速度）を調節するものとしたが、ご
み燃切点Ｍは燃焼用空気の量及び温度、各セクションａ
・・・Ｃへの空気バランスなどとも係わるものであるた
め、これらを調節条件に加えても構わない。

さらに本実施例にあっては主燃焼炉として回転ストーカ
式焼却炉を示したが、他のａ１１ｉ炉、例えば無限走行
式ストーカ（温熱式竪形、主燃焼が一段及び二段）、階
段逆摺動式ストーカ、並列揺動階段式ストーカなどであ
っても、本発明は適用できるものである。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

（１）主燃焼炉の入口部ガス温度及びごみ燃切点を検出
し、これら検出値が予め設定した基準値の範囲になるよ
うに主燃焼炉の移送速度と燃焼空気とを調節するように
しなので、常に適切な未燃炭素Ｉの焼却灰を灰溶融炉に
供給でき、安定した連続溶融が達成される。

（２）また、入口部ガス温度及びごみ燃切点に加えて焼
却による排ガス中の酸素濃度を検出するようにした方法
においては、より確実に適切な未燃炭素量を維持するこ
とができる。

（３）さらに、給じんプッシャのインターバルを調節す
るようにした方法においては、ごみ燃切点の制御をより
きめ細かく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る廃棄物処理方法を実施するための
廃棄物処理装置の一実釉例を示した構成図、第２図はそ
の作用たる本発明の廃棄物処理方法の一実施例を示した
フローチャート、第３図は本発明を説明するためのごみ
燃切点と残留炭素割合との関係図、第４図は同じくごみ
燃切点と入口部ガス温度との関係図、第５図は従来の廃
棄物処理方法に係わる溶融炉の断面図、第６図は他の７
８融炉の断面図、第７図は従来の廃棄物処理方法を説明
するための廃棄物処理装置の断面図である。図中、３１は主燃焼炉たる回転ストーカ式焼却炉である
。

Claims

【特許請求の範囲】１、都市ごみ等を主燃焼炉内で移送させつつ燃焼空気を
供給して焼却し、その焼却灰を、灰中に残留する未燃炭
素の高温燃焼熱により溶融させるに際して、上記未燃炭
素量の割合と相関性が大きい上記主燃焼炉の入口部ガス
温度及びごみ燃切点を検出し、これら検出値が予め設定
した基準値の範囲内になるように上記主燃焼炉のごみ移
送速度とごみ燃焼空気量とを調節することを特徴とする
廃棄物処理方法。２、上記入口部ガス温度及びごみ燃切点に加えて、上記
焼却による排ガス中の酸素濃度を検出するようにした請
求項１記載の廃棄物処理方法。３、上記ごみ移送速度とごみ燃焼空気量とに加えて、上
記主燃焼炉に備えられた給じんプッシャのインターバル
を調節するようにした請求項１又は２に記載の廃棄物処
理方法。