JPH03244911A - 流動床焼却方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は流動床焼却方法および装置に関し、さらに詳し
くは都市ごみ等を流動床焼却炉で焼却処理する際に発生
する一酸化炭素（Ｃｏ）等の未燃ガスの発生を抑制した
流動床焼却方法および装置に関する。

〔従来の技術］ 都市ごみ等の被焼却物を焼却処理する従来の流動床焼却
装置を第４図に示す。この装置は、焼却炉本体１と、そ
の下部に設けられた流動化空気１３の供給管３と、該流
動化空気によって形成された流動媒体（砂等）の流動床
７と、該流動床７の上部の炉側壁に設けられた都市ごみ
等の被焼却物１５の供給管と、同じく炉側壁に設けられ
た２次空気の供給管１７と、前記流動化空気の供給管３
の下部炉底に設けられた焼却残渣排出装置２１とから構
成される。被焼却物１５は炉側壁の供給管から流動床７
に投入され、流動床７で流動化空気１３によって流動媒
体が流動化されるとともに被焼却物は焼却処理され、燃
焼後の残渣は一部の流動媒体とともに焼却残渣排出装置
２１（スクリュ式移送機）によって炉外に排出され、一
方燃焼排ガス中の未燃分は炉内上部で２次空気によって
さらに燃焼し、炉頂部から排ガス１９として排出される
。なお、図中助燃料等の供給装置は図示省略されている
。

流動床焼却炉に都市ごみ等の形状および質の異なる被焼
却物を投入すると、流動状態にある流動層内で激しい流
動媒体（砂等）の運動によりその塊が壊され、かつ高温
の流動媒体と接触して迅速に加熱され、急激に乾燥、そ
して熱分解する。都市ごみ等のように形状の不安定なご
みを投入する場合、ごみの量と組成が経時的に変化する
、いわゆる脈動を生じることがあるが、投入されるごみ
の量と組成が脈動すれば、熱分解によって発生する可燃
性ガスの量も脈動する。これらの脈動幅がある範囲を超
えると、部分的または炉内全体に酸素不足の状態が一瞬
生じることがある。このとき高濃度のＣＯガスや、とき
には煤を含んだ燃焼ガスが炉外に排出される。第５図に
従来の流動床焼却炉における排ガス中のＣＯ濃度測定例
を示したものであるが、ごみ量が安定しているときは約
２０〜４０ｐｐｍであるが、１０分間に１回くらいの頻
度で５００ｐｐｍを超える高濃度のＣＯが瞬間的に出て
いることがわかる。この場合のＣ０６度の１時間平均値
は１５０ｐｐｍであった。したがって瞬間的な高濃度が
平均値に大きく影響していることが明らかである。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、都市ごみ等のように被焼却物の供給量
が一定でなく、燃焼排ガス中に高濃度ＣＯなどの不燃ガ
スが含有されることを防止し、性状または形状の不安定
な被焼却物をも完全に燃焼させることができる流動床焼
却方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 上述のように高濃度のＣＯの発生原因は瞬間的に所定量
を大きく超えた量のごみが炉内の燃焼速度の大きい流動
床に投入されるからである。しかし大きさがまちまちで
、かつ不均質なごみの性状を考えると、ごみの投入量の
脈動、厳密には投入熱量の脈動をなくすることは現実に
は非常に困難である。

本発明者は、このような問題点を解決するために、流動
圧内に非流動化部分を設け、該非流動化部分に沿ってご
みが移動して徐々に流動床部へ供給するように設定すれ
ば、炉内でのごみの乾燥と熱分解の時間が充分長（とれ
、ごみが脈動をもって炉内に投入されでも、熱分解ガス
の発生量は比較的均一となり、このため酸素不足になる
こともなく、燃焼が安定し、ＣＯ等の排出量も低減する
ことを見出し、本発明に到達した。

本発明方法は、ごみ等の被焼却物を流動床に供給して焼
却処理する流動床焼却方法において、流動床の一部に非
流動化部を形成させ、該非流動化部に被焼却物を供給し
、該非流動化部と流動化部との境界に被焼却物の移動部
を形成しつつ、該被焼却物が該移動部を経て順次流動化
部へ供給されるように被焼却物の供給量を調整すること
を特徴とする。

本発明装置は、ごみ等の被焼却物を流動床に供給して焼
却処理する流動床焼却装置において、流動床内に形成さ
れた非流動化部と、該非流動化部に被焼却物を直接供給
する手段とを有し、該非流動化部は被焼却物を該非流動
化部と流動化部の境界に沿って順次下方に移動させるた
めの傾斜面を有していることを特徴とする。

［作用］ 流動層の一部の流動化空気の供給を停止すると、そこの
流動砂は動かなくなり、非流動化部分を形成する、そし
てこの部分が流動化している部分と隣接していると、非
流動化部分の表面の砂がゆっくりと下降して流動媒体で
ある砂の移動層を形成する。したがってごみをこの移動
層を形成している部分に供給すれば、ごみはまずこの移
動層の砂と混合されて燃焼を開始し、次いで移動層の下
部で燃焼速度の大きい流動化部に巻き込まれて通常の流
動床燃焼に移行することになる。したがってごみが流動
床の流動化部に直接供給されるよりも、乾燥から燃焼開
始に到るまでの時間が充分とれ、瞬間的な可燃性ガスの
大量発生を抑えることができ、−酸化炭素などの不燃ガ
スの排出を防止することができる。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示す流動床焼却炉の主要部の
断面図、第１Ａ図は、第１図のＡＡ線に沿った断面図で
ある。第１図において、流動床７にはその中心部にｌの
幅だけ流動化空気を供給しない非流動化部８が設けられ
ている。この非流動化部８は、図に示すようにごみが供
給される流動層の中心部の空気供給管を省略するか、ま
たは、中心部の流動化空気供給管の空気の供給を停止す
ることによって簡単に形成することができる。この非流
動化部８は、ごみが投入落下する位置と一致させる必要
がある。そのためのごみ供給手段としてはシュート方式
によるもの、または細長い帯状にごみを散布することが
できるスプレッダ等が好適である。要はごみを非流動化
部に直接供給するものであれば、どのようなタイプのご
み供給装置でもよい。第１Ａ図においては、スプレンダ
式のごみ投入器１５からが示されている。

このような構成において、ごみはごみ投入器１５から流
動床中央の非流動化部８に投入され、流動媒体７が非流
動化部の流動媒体と接する境界面１１に沿って移動層９
を形成しながら下方に移動する間にごみを同伴し、ごみ
は周囲の砂からゆっくり熱を受けて乾燥、熱分解、時に
は燃焼もする。

この流動媒体の非流動化部の幅！は、ごみの大部分が非
流動化部に投入するに必要な幅が理想的である。

上述の焼却装置によれば、ごみを熱分解速度の遅い流動
媒体の移動層を介して後燃焼速度の大きい流動化部に供
給するので、可燃性ガスの発生量が均一化され、不完全
燃焼や高濃度のＣＯガス発生を防止することができる。

ところで流動床焼却炉では焼却残渣（不燃物等）は流動
化空気の供給管３の下方に移動し、排出装置２１により
炉外に排出されるが、この際前述の非流動化部の表面に
形成された移動層に沿って供給されたごみが燃焼速度の
速い流動層部に入ることなく、ストレートに空気ヘッダ
１３のレヘルより下の部分に移行し、引き続き排出機２
１に到達し、未燃物のままで炉外に抜出される可能性が
ある。

第２図および第２Ａ図に示す実施例はこのような欠点を
改善したもので、炉中央部骨の非流動化部として耐火物
からなる角錐状物２３を前記流動床部に設けたものであ
る。この場前記角錐物２３は長方形状となっており、こ
の長方形状の非流動化部の長さ方向に沿ってスプレッダ
によりごみが帯状に供給されるようになっている。この
ような構成において、角錐状物２３の上方から供給され
たごみは、該角錐物２３の頂点からその両側に伸びる傾
斜面に沿って形成される流動媒体の移動層９に沿って順
次下方に移動し、乾燥、熱分解、焼却の過程を経て最終
的に流動床部７に入り、ここで完全燃焼処理される。こ
の角錐状物２３は耐火物からなり、流動床部７の中央部
分に設けられている。なお、−面がガラスで構成された
常温の２次元流動層試験機で同様な条件における流動化
部と非流動化部の境界を調べたところ、境界線は垂直線
に対して約２０°　（水平に対して約７０°）の角度を
有していた。これより該角錐部分２３の傾斜面の角度（
垂直線に対する角度、第２図のθ／２）は２０〜４５°
が好ましい。この実施例においても、ごみは矢印に示す
ように非流動化部８の表面に形成された、移動層９に沿
って順次乾燥、熱分解および燃焼の順序に処理され、さ
らに流動層部７に移行して完全燃焼されるので、ごみ供
給量の変化によるＣ○等の異常発生を防止することがで
きる。なお、第２回の角錐状物は上記傾斜面を有してい
ればその形状は特に限定されるものではない。

次に第３図は、本発明の他の一実施例を示すもので、炉
本体１の壁面に沿って非流動化部８を設けたものである
。この場合のごみ１５の供給管は、咳非流動化部８の直
上の側壁に設けられ、ごみが直接非流動化部に供給でき
るようになっている。

この場合のごみの供給手段としては、ごみの全量を確実
に移動層部に投入落下できるシュート方式が好ましい。

この実施例においてもごみは移動層９を経由して燃焼速
度の速い流動床部７に供給されるので、前述の実施例と
同様に一酸化炭素濃度の急激な上昇を防止することがで
きる。

〔実施例］ ごみ処理能力６０ｔ／日、流動床内径２．７ｍの実機流
動床ごみ焼却部装置（第１図、第１Ａ図ただし中央部の
流動化空気供給管のあるもの）を用い、中心部の空気ヘ
ッダ２本からの空気の供給を停止して都市ごみの焼却実
験を行った。運転条件を下記の第１表に示す。

第　　　１　　　　表 上記装置から排出された排ガス中のＣＯ濃度の連続測定
結果を第６図に示す。従来技術による運転時のＣＯ測定
結果（第５図）と比較すれば、瞬間的な高濃度ＣＯの発
生頻度が大幅に少なくなっていることが明らかであり、
その結果、ＣＯ濃度の平均値も従来の約１／４に減少し
ていることがわかる。

［発明の効果］ 本発明によれば、流動床焼却装置の流動層の一部を非流
動化部とし、その一部に被焼却物が順次供給される移動
層部を形成する傾斜面を形成したことにより、被焼却物
をこの移動層部を経由して燃焼速度の大きい流動層部に
供給することができるので、被焼却物の不均質、または
形状等が不均一の被焼却物を供給してもＣＯのような未
燃ガスが象、激に発生することはなく、燃焼排ガス中の
ＣＯ濃度等のレベルを著しく低下させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図および第３図は、本発明の実施例を示す
流動床焼却炉の主要部断面図、第１Ａ図および第２ＡＩ
Ｄは、それぞれ第１図および第２図のＡ−Ａ線に沿った
矢視方向の断面図、第４図は、従来の流動床焼却装置の
説明図、第５回および第６回は、それぞれ本発明および
従来技術による流動床焼却炉の燃焼実験結果を示す図で
ある。 １・・・焼却炉本体、３・・・流動化空気供給管、３Ａ
・・・炉床ロフト、５・・・流動化空気供給ノズル、７
・・・流動床、８・・・非流動化部、９・・・移動層、
１１・・・流動床と移動層の仮想境界線、１３・・・流
動化空気供給ヘッダ、１５・・・ごみ供給シュート、１
５・・・被焼却物、１７・・・２次空気供給管、２１・
・・焼却残渣排出装置、２３・・・角錐状物（耐火物）
。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ごみ等の被焼却物を流動床に供給して焼却処理す
   る流動床焼却方法において、流動床の一部に非流動化部
   を形成させ、該非流動化部に被焼却物を供給し、該非流
   動化部と流動化部との境界に被焼却物の移動部を形成し
   つつ、該被焼却物が該移動部を経て順次流動化部へ供給
   されるように被焼却物の供給量を調整することを特徴と
   する流動床焼却方法。
2. （２）ごみ等の被焼却物を流動床に供給して焼却処理す
   る流動床焼却装置において、流動床内に形成された非流
   動化部と、該非流動化部に被焼却物を直接供給する手段
   とを有し、該非流動化部は被焼却物を該非流動化部と流
   動化部の境界に沿って順次下方に移動させるための傾斜
   面を有していることを特徴とする流動床焼却装置。