JPH0366565B2 - - Google Patents
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- JPH0366565B2 JPH0366565B2 JP62187454A JP18745487A JPH0366565B2 JP H0366565 B2 JPH0366565 B2 JP H0366565B2 JP 62187454 A JP62187454 A JP 62187454A JP 18745487 A JP18745487 A JP 18745487A JP H0366565 B2 JPH0366565 B2 JP H0366565B2
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- fuel
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Links
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Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、微粉炭、石炭・水スラリ
ー、石炭・油スラリー等の発熱量の小さい低質燃
料等を燃焼してボイラ、電気炉、転炉用の高温の
熱風を得るための燃焼方法、下水汚泥、都市ゴ
ミ、廃棄物等のさらに発熱量の小さい処理物及び
これらの焼却灰を焼却、溶融する処理方法に関
し、特に高負荷、かつ完全燃焼を可能にするとと
もに、燃料中通の灰分及びNOX濃度を低減でき
るようにした燃焼処理方法に関する。
ー、石炭・油スラリー等の発熱量の小さい低質燃
料等を燃焼してボイラ、電気炉、転炉用の高温の
熱風を得るための燃焼方法、下水汚泥、都市ゴ
ミ、廃棄物等のさらに発熱量の小さい処理物及び
これらの焼却灰を焼却、溶融する処理方法に関
し、特に高負荷、かつ完全燃焼を可能にするとと
もに、燃料中通の灰分及びNOX濃度を低減でき
るようにした燃焼処理方法に関する。
従来、ボイラ、電気炉、転炉においては、原単
位低減の観点から、燃料コストの底い微粉炭等の
低質燃料等を燃焼装置で燃焼して高温の熱風を発
生させ、これを上記ボイラ等に供給するようにし
ている。このような低質燃料等の燃焼装置とし
て、従来、第９図に示すものがあつた。第９図に
おいて、１は燃焼炉２の側面に形成された開口２
ａ部分に装着された燃焼装置であり、外燃焼装置
１は燃焼用空気を流入する開口４ａを有する風箱
４内に、上記微粉炭及び一次空気を炉内に噴射す
る微粉炭バーナ５を挿入固着し、該微粉炭バーナ
５内に油バーナまたはガスバーナ７を挿入すると
ともに、先端部に保炎器５ａを取り付け、外周に
二次空気を炉体２内に噴射する二次空気ノズル６
を装着し、さらに該二次空気ノズル６の外周に、
旋回フイン７ａを有し、三次空気を炉体２内に噴
射する三次空気ノズル８を装着して構成されてい
る。
位低減の観点から、燃料コストの底い微粉炭等の
低質燃料等を燃焼装置で燃焼して高温の熱風を発
生させ、これを上記ボイラ等に供給するようにし
ている。このような低質燃料等の燃焼装置とし
て、従来、第９図に示すものがあつた。第９図に
おいて、１は燃焼炉２の側面に形成された開口２
ａ部分に装着された燃焼装置であり、外燃焼装置
１は燃焼用空気を流入する開口４ａを有する風箱
４内に、上記微粉炭及び一次空気を炉内に噴射す
る微粉炭バーナ５を挿入固着し、該微粉炭バーナ
５内に油バーナまたはガスバーナ７を挿入すると
ともに、先端部に保炎器５ａを取り付け、外周に
二次空気を炉体２内に噴射する二次空気ノズル６
を装着し、さらに該二次空気ノズル６の外周に、
旋回フイン７ａを有し、三次空気を炉体２内に噴
射する三次空気ノズル８を装着して構成されてい
る。
上記燃焼装置１においては、上記微粉炭及び一
次空気が微粉炭バーナ５から炉体２内に噴射さ
れ、二次空気、三次空気がそれぞれ二次空気ノズ
ル６、三次空気ノズル８から炉体２内に噴射さ
れ、これにより微粉炭は炉体２内の輻射熱により
着火し燃焼する。この場合、まず二次空気によつ
て低空気比で燃焼し、その後三次空気によつて完
全燃焼する二段燃焼が行われ、排気ガス中の
NOX濃度を低下させている。
次空気が微粉炭バーナ５から炉体２内に噴射さ
れ、二次空気、三次空気がそれぞれ二次空気ノズ
ル６、三次空気ノズル８から炉体２内に噴射さ
れ、これにより微粉炭は炉体２内の輻射熱により
着火し燃焼する。この場合、まず二次空気によつ
て低空気比で燃焼し、その後三次空気によつて完
全燃焼する二段燃焼が行われ、排気ガス中の
NOX濃度を低下させている。
しかしながら、上記従来方法では、微粉炭等の
低質燃料等の場合は、燃焼火炎の高温領域が外燃
焼火炎の下流側にずれ、そのままでは未燃分が発
生したり、炉壁等に火炎が当つたりすることから
燃焼室容積を大きくする必要が生じ、高負荷燃焼
（例えば500×104Kcal／m3・hr以上）をさせるこ
とは困難であり、単位容積当たりの燃焼容量が低
下するとともに完全燃焼が困難となる問題があ
る。
低質燃料等の場合は、燃焼火炎の高温領域が外燃
焼火炎の下流側にずれ、そのままでは未燃分が発
生したり、炉壁等に火炎が当つたりすることから
燃焼室容積を大きくする必要が生じ、高負荷燃焼
（例えば500×104Kcal／m3・hr以上）をさせるこ
とは困難であり、単位容積当たりの燃焼容量が低
下するとともに完全燃焼が困難となる問題があ
る。
また排気ガスから灰分を分離する点については
何ら考慮されていないため、排気ガス中に多量の
灰分が含まれたままボイラ等に供給されることと
なり、ボイラの熱効率が低下したり、電気炉の原
単位が悪化する問題がある。
何ら考慮されていないため、排気ガス中に多量の
灰分が含まれたままボイラ等に供給されることと
なり、ボイラの熱効率が低下したり、電気炉の原
単位が悪化する問題がある。
本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、低質燃料等であつても高負荷条
件で、かつ略完全燃焼でき、さらに灰分が除去さ
れた、NOX濃度の低い熱風を発生でき、また処
理物、焼却灰の溶融処理についてはスラグ化率が
高く、かつ低NOX濃度の処理が可能な低質燃料
等の燃焼処理方法を提供することを目的としてい
る。
なされたもので、低質燃料等であつても高負荷条
件で、かつ略完全燃焼でき、さらに灰分が除去さ
れた、NOX濃度の低い熱風を発生でき、また処
理物、焼却灰の溶融処理についてはスラグ化率が
高く、かつ低NOX濃度の処理が可能な低質燃料
等の燃焼処理方法を提供することを目的としてい
る。
そこで本願第１発明は、低質燃料等を燃焼又は
溶融する処理方法において、燃焼用空気を一次空
気と二次空気とに分け、該一次空気を旋回を与え
つつ燃焼炉内に該炉の軸方向に吹き込むととも
に、上記低質燃料等を上記一次空気の内側を通る
ように軸方向に吹き込み、上記二次空気を燃焼炉
の上流側半分部に形成された噴出孔から旋回を与
えつつ燃焼炉内に略軸直角方向に吹き込み、上記
一次空気の旋回強さを上記二次空気の旋回強さよ
り弱く設定して上記低質燃料等を燃焼又は溶融す
ることを特徴としている。
溶融する処理方法において、燃焼用空気を一次空
気と二次空気とに分け、該一次空気を旋回を与え
つつ燃焼炉内に該炉の軸方向に吹き込むととも
に、上記低質燃料等を上記一次空気の内側を通る
ように軸方向に吹き込み、上記二次空気を燃焼炉
の上流側半分部に形成された噴出孔から旋回を与
えつつ燃焼炉内に略軸直角方向に吹き込み、上記
一次空気の旋回強さを上記二次空気の旋回強さよ
り弱く設定して上記低質燃料等を燃焼又は溶融す
ることを特徴としている。
又本願第２発明は、上記第１発明に加えて、さ
らに二段目空気を燃焼炉出口付近に形成された二
段目空気噴出孔から噴出させて上記低質燃料等を
燃焼又は溶融することを特徴としている。
らに二段目空気を燃焼炉出口付近に形成された二
段目空気噴出孔から噴出させて上記低質燃料等を
燃焼又は溶融することを特徴としている。
ここで、本願第１、第２発明においては、二次
空気を炉壁に沿つて流した後炉内に吹き込んだ
り、あるいはあらかじめ一次空気中に低質燃料等
を混合した後炉内に吹き込むようにすることがで
きる。
空気を炉壁に沿つて流した後炉内に吹き込んだ
り、あるいはあらかじめ一次空気中に低質燃料等
を混合した後炉内に吹き込むようにすることがで
きる。
本発明に係る燃焼処理方法では、一次空気を炉
内に旋回させつつ軸方向に吹き込むとともに二次
空気を燃焼炉上流側半分部、つまりバーナ近傍か
らこれも旋回を与えつつ略軸直角方向に噴射させ
たので、バーナ噴射口近傍で旋回しながら燃焼す
ることとなり、そのため従来のように火炎の高温
領域が下流側にずれることはなく、燃焼室負荷を
大きくとることができ、燃焼容量増大するととも
に完全燃焼が可能となる。
内に旋回させつつ軸方向に吹き込むとともに二次
空気を燃焼炉上流側半分部、つまりバーナ近傍か
らこれも旋回を与えつつ略軸直角方向に噴射させ
たので、バーナ噴射口近傍で旋回しながら燃焼す
ることとなり、そのため従来のように火炎の高温
領域が下流側にずれることはなく、燃焼室負荷を
大きくとることができ、燃焼容量増大するととも
に完全燃焼が可能となる。
また燃焼炉内においては、一次空気、二次空気
の吹き込みによる強い旋回力が生じ、質量の重い
灰分は炉壁に沿つて燃焼炉下部に落下してここに
溜まり、これにより焼却灰は燃焼排気ガスと分離
され、燃焼排気ガス中に含まれる灰分を取り除く
ことができる。
の吹き込みによる強い旋回力が生じ、質量の重い
灰分は炉壁に沿つて燃焼炉下部に落下してここに
溜まり、これにより焼却灰は燃焼排気ガスと分離
され、燃焼排気ガス中に含まれる灰分を取り除く
ことができる。
ここで本発明において、二次空気を炉壁に沿つ
て流した場合は、この二次空気は燃焼炉外壁に沿
つて流れる間に該燃焼炉耐火物の熱を吸収し、こ
の高温の二次空気の導入によつて、低質燃料が予
熱され、かつ両者の混合が促進され、この点から
も、低質燃料等の高負荷条件で燃焼でき、完全燃
焼を促進することができる。
て流した場合は、この二次空気は燃焼炉外壁に沿
つて流れる間に該燃焼炉耐火物の熱を吸収し、こ
の高温の二次空気の導入によつて、低質燃料が予
熱され、かつ両者の混合が促進され、この点から
も、低質燃料等の高負荷条件で燃焼でき、完全燃
焼を促進することができる。
また、一次空気の旋回強さを二次空気の旋回強
さよりも弱くすると共に一次空気と二次空気の空
気量配分を調整した場合は、炉内のフローパター
ン、すなわち燃焼状態を制御できる。特に旋回流
では内部循環渦を発生するが、一次空気の旋回強
さが二次空気の旋回強さよりも弱いと、強い逆流
域がバーナ近傍に発生せず燃焼が安定し、未然カ
ーボンや灰分がバーナに付着しない。また二次空
気の旋回が強いほうが、炉内の内部循環渦域が適
切に広くなる。そして粒径の小さい粒子の炉内滞
留時間が、上記内部循環渦域（再循環域）によつ
て長くなり、灰分のスラグ化率が向上する。
さよりも弱くすると共に一次空気と二次空気の空
気量配分を調整した場合は、炉内のフローパター
ン、すなわち燃焼状態を制御できる。特に旋回流
では内部循環渦を発生するが、一次空気の旋回強
さが二次空気の旋回強さよりも弱いと、強い逆流
域がバーナ近傍に発生せず燃焼が安定し、未然カ
ーボンや灰分がバーナに付着しない。また二次空
気の旋回が強いほうが、炉内の内部循環渦域が適
切に広くなる。そして粒径の小さい粒子の炉内滞
留時間が、上記内部循環渦域（再循環域）によつ
て長くなり、灰分のスラグ化率が向上する。
さらにまた、一次空気の中にあらかじめ低質燃
料等を混合した場合は、炉内全域に均一に燃料を
分散させることにより高負荷燃焼を実現できる。
また、旋回強さの弱い一次空気に低質燃料を混入
することにより、燃料が耐火壁に遠心力で衝突す
る力が弱くなり、耐火物の寿命は長く保つことが
できる。また、一部の燃料粒子は耐火壁に衝突す
るように運動するが、二次空気の噴射位置を上流
側半分部にしているので、この二次空気流が該粒
子を包み込むために、耐火物への衝突力も軽減さ
れ、耐火物の寿命が長くなる。
料等を混合した場合は、炉内全域に均一に燃料を
分散させることにより高負荷燃焼を実現できる。
また、旋回強さの弱い一次空気に低質燃料を混入
することにより、燃料が耐火壁に遠心力で衝突す
る力が弱くなり、耐火物の寿命は長く保つことが
できる。また、一部の燃料粒子は耐火壁に衝突す
るように運動するが、二次空気の噴射位置を上流
側半分部にしているので、この二次空気流が該粒
子を包み込むために、耐火物への衝突力も軽減さ
れ、耐火物の寿命が長くなる。
また、本願第２発明では、二段目空気を燃焼炉
出口付近に形成された二段目空気噴出孔から噴出
させるようにしたので、燃焼用空気を、一次、二
次空気と二段目空気とに適当な比率に分けて吹き
込んで二段燃焼を行うことにより、FuelNOX、
Thermal NOXの発生を抑制することができ、そ
の結果燃焼排気ガス中の灰分、及びNOX濃度を
低減することができる。
出口付近に形成された二段目空気噴出孔から噴出
させるようにしたので、燃焼用空気を、一次、二
次空気と二段目空気とに適当な比率に分けて吹き
込んで二段燃焼を行うことにより、FuelNOX、
Thermal NOXの発生を抑制することができ、そ
の結果燃焼排気ガス中の灰分、及びNOX濃度を
低減することができる。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図ないし第５図は、本発明の燃焼方法を実施
するための燃焼炉を示し、本第１実施例は、低質
燃料等の燃焼を行う例である。
第１図ないし第５図は、本発明の燃焼方法を実施
するための燃焼炉を示し、本第１実施例は、低質
燃料等の燃焼を行う例である。
第１図において、１０は垂直縦型の燃焼炉であ
り、該燃焼炉１０は、炉体１１の上端部に燃料流
入部１２をフランジ接続し、下端部に円筒状の灰
収容部１３を固着して構成されている。なお、い
うまでもなく本発明は縦型炉に限定されるもので
なく、傾斜型、水平型にも適用できる。
り、該燃焼炉１０は、炉体１１の上端部に燃料流
入部１２をフランジ接続し、下端部に円筒状の灰
収容部１３を固着して構成されている。なお、い
うまでもなく本発明は縦型炉に限定されるもので
なく、傾斜型、水平型にも適用できる。
上記炉体１１は耐火煉瓦等の断熱材で内張され
た円筒状の一次燃焼部１４の下部側面に二次燃焼
部１５を一体形成して構成されており、支持架台
１９によつて垂直方向に起立状態に支持されてい
る。上記一次燃焼部１４の上部には燃焼室１４ａ
が形成されており、該燃焼室１４ａの垂直下方に
絞り部１４ｂを分して上記灰収容部１３の灰ポツ
ト１３ａが位置している。そして上記燃焼室１４
ａの外周には二次空気空気通路１４ｃが形成され
ており、該通路１４の上端部には４個の噴出孔１
４ｄが燃焼室１４ａに対して接線方向に形成され
ている。なお、１４ｅは上記二次空気通路１４ｃ
に二次空気供給管を接続する二次空気流入口であ
る。
た円筒状の一次燃焼部１４の下部側面に二次燃焼
部１５を一体形成して構成されており、支持架台
１９によつて垂直方向に起立状態に支持されてい
る。上記一次燃焼部１４の上部には燃焼室１４ａ
が形成されており、該燃焼室１４ａの垂直下方に
絞り部１４ｂを分して上記灰収容部１３の灰ポツ
ト１３ａが位置している。そして上記燃焼室１４
ａの外周には二次空気空気通路１４ｃが形成され
ており、該通路１４の上端部には４個の噴出孔１
４ｄが燃焼室１４ａに対して接線方向に形成され
ている。なお、１４ｅは上記二次空気通路１４ｃ
に二次空気供給管を接続する二次空気流入口であ
る。
また上記二次燃焼部１５には上記燃焼室１４ａ
と連通する排気ガス流出通路１５ａが形成されて
おり、該通路１５ａの出側付近には下流方向に拡
大する拡大通路１５ｂが形成されている。またこ
の二次燃焼部１５の外周には、環状の二段目空気
用ヘツダ１５ｂがこれを取り巻くように装着され
ており、また拡大通路１５ｂの外壁内には円周方
向に沿つて８個の二段目空気ノズル１５ｃが排気
ガス流出方向に形成されており、これらの流入側
は上記ヘツダ１５ｄに接続されており、流出側は
図示しない後燃焼室を臨んでいる。またこの後燃
焼室は排気ガス通路を介して煙突に連通されてい
る。また上記ヘツダ１５ｄには図示しない二段目
空気供給管が接続されている。
と連通する排気ガス流出通路１５ａが形成されて
おり、該通路１５ａの出側付近には下流方向に拡
大する拡大通路１５ｂが形成されている。またこ
の二次燃焼部１５の外周には、環状の二段目空気
用ヘツダ１５ｂがこれを取り巻くように装着され
ており、また拡大通路１５ｂの外壁内には円周方
向に沿つて８個の二段目空気ノズル１５ｃが排気
ガス流出方向に形成されており、これらの流入側
は上記ヘツダ１５ｄに接続されており、流出側は
図示しない後燃焼室を臨んでいる。またこの後燃
焼室は排気ガス通路を介して煙突に連通されてい
る。また上記ヘツダ１５ｄには図示しない二段目
空気供給管が接続されている。
上記燃料流入部１２は不定形耐火物で内張され
た略円筒状のもので、その中心にはバーナタイル
１２ａが装着され、該タイル１２ａ内にはバーナ
２１が取り外し自在に取り付けられている。この
バーナ２１は筒状の本体２２に低質燃料供給管と
しての石炭・水スラリーノズル（以下スラリーノ
ズルと記す）２３、気体燃料（ガス）ノズル３３
（第４図参照）又は微粉炭ノズル４３（第５図参
照）を取り替え可能に挿入して構成されている。
上記本体２２は後端面にノズル挿入孔２２ａを形
成し、後端部に直角に一次空気流入口２２ｂを形
成してなり、下流側端面には６枚の旋回羽根２２
ｃが旋回角度Ｂが15〜60度になるように取り付け
られている。また上記スラリーノズル２３は、先
端部に絞り部２３ｃを有するスラリー供給管２３
ａにアトスマイズ空気管２３ｂを装着し、絞り部
２３ｃ近傍にガイド２３ｄを取り付けるととも
に、先端にアトマイズ室２３ｆを形成するバーナ
チツプ２３ｅを固着して構成されている。このバ
ーナチツプ２３ｅには噴射角度Ａが25度になるよ
うに噴射孔２３ｇが形成されている。なお、図示
していないが、スラリー供給管２３ａ、アトマイ
ズ空気管２３ｂにはそれぞれスラリー供給通路、
アトマイズ空気供給通路が接続されている。
た略円筒状のもので、その中心にはバーナタイル
１２ａが装着され、該タイル１２ａ内にはバーナ
２１が取り外し自在に取り付けられている。この
バーナ２１は筒状の本体２２に低質燃料供給管と
しての石炭・水スラリーノズル（以下スラリーノ
ズルと記す）２３、気体燃料（ガス）ノズル３３
（第４図参照）又は微粉炭ノズル４３（第５図参
照）を取り替え可能に挿入して構成されている。
上記本体２２は後端面にノズル挿入孔２２ａを形
成し、後端部に直角に一次空気流入口２２ｂを形
成してなり、下流側端面には６枚の旋回羽根２２
ｃが旋回角度Ｂが15〜60度になるように取り付け
られている。また上記スラリーノズル２３は、先
端部に絞り部２３ｃを有するスラリー供給管２３
ａにアトスマイズ空気管２３ｂを装着し、絞り部
２３ｃ近傍にガイド２３ｄを取り付けるととも
に、先端にアトマイズ室２３ｆを形成するバーナ
チツプ２３ｅを固着して構成されている。このバ
ーナチツプ２３ｅには噴射角度Ａが25度になるよ
うに噴射孔２３ｇが形成されている。なお、図示
していないが、スラリー供給管２３ａ、アトマイ
ズ空気管２３ｂにはそれぞれスラリー供給通路、
アトマイズ空気供給通路が接続されている。
なお、上記ガスノズル３３は円筒体の先端部に
所定の噴射角の噴出孔３３ｂを有するバーナチツ
プ３３ａを取り付けてなる。また微粉炭ノズル４
３は先端部にバーナチツプ４３ａを有する微粉炭
供給管４３ｂに、助燃料供給管４３ｃを装着して
構成されている。
所定の噴射角の噴出孔３３ｂを有するバーナチツ
プ３３ａを取り付けてなる。また微粉炭ノズル４
３は先端部にバーナチツプ４３ａを有する微粉炭
供給管４３ｂに、助燃料供給管４３ｃを装着して
構成されている。
次に上記装置において、石炭・スラリーを燃焼
する場合について説明する。
する場合について説明する。
まず、バーナ２１の本体２２にスラリーノズル
２３を取り付け、石炭・スラリー250Kg／ｈをス
ラリー供給管２３ａから供給するとともに、アト
マイズ空気管２３ｂららアトマイズ空気を供給す
る。するとこのスラリーは霧化され、燃焼室１４
ａ内に噴射され、またこれとともにこのスラリー
ノズル２３の外周部からは350Nm3／ｈの一次空
気が旋回フイン２２ｃにより旋回角60度で燃焼室
１４ａ内に吹き込まれ、これによりスラリーは燃
焼空気と良く混合して旋回を与えながら炉内に噴
射されることとなる。さらにこのとき、750N
m3／ｈの二次空気が二次空気供給口１４ｅから供
給され、通路１４ｃ内を燃焼室の外周に沿つて上
昇し、炉内からの放散熱を吸収して350度に達し
た後、噴射ノズル１４ｄを通つて燃焼室の軸直角
方向に、かつ接線方向に噴射され、この二次空気
により燃焼室１４ａ内には、接線方向に90ｍ／ｓ
の強い旋回が生じる。これにより上記スラリーは
一次空気及び二次空気と確実に混合され、燃焼室
１４ａ内の全域において、着火燃焼することとな
る。
２３を取り付け、石炭・スラリー250Kg／ｈをス
ラリー供給管２３ａから供給するとともに、アト
マイズ空気管２３ｂららアトマイズ空気を供給す
る。するとこのスラリーは霧化され、燃焼室１４
ａ内に噴射され、またこれとともにこのスラリー
ノズル２３の外周部からは350Nm3／ｈの一次空
気が旋回フイン２２ｃにより旋回角60度で燃焼室
１４ａ内に吹き込まれ、これによりスラリーは燃
焼空気と良く混合して旋回を与えながら炉内に噴
射されることとなる。さらにこのとき、750N
m3／ｈの二次空気が二次空気供給口１４ｅから供
給され、通路１４ｃ内を燃焼室の外周に沿つて上
昇し、炉内からの放散熱を吸収して350度に達し
た後、噴射ノズル１４ｄを通つて燃焼室の軸直角
方向に、かつ接線方向に噴射され、この二次空気
により燃焼室１４ａ内には、接線方向に90ｍ／ｓ
の強い旋回が生じる。これにより上記スラリーは
一次空気及び二次空気と確実に混合され、燃焼室
１４ａ内の全域において、着火燃焼することとな
る。
また、上述の燃焼において、燃焼室１４ａの下
部においても強い旋回力が発生しており、これに
より質量の重い灰分は遠心力によつて炉壁に吹き
付けられ、自重により落下し、灰ポツト１３ａ内
にあつめられる。言方、排気ガスは排気ガス流出
通路１５ａを通つて二次燃焼室１５内に進入し、
これにより、排気ガスと灰分とが分離される。
部においても強い旋回力が発生しており、これに
より質量の重い灰分は遠心力によつて炉壁に吹き
付けられ、自重により落下し、灰ポツト１３ａ内
にあつめられる。言方、排気ガスは排気ガス流出
通路１５ａを通つて二次燃焼室１５内に進入し、
これにより、排気ガスと灰分とが分離される。
さらに、上記二次燃焼室１５において、上記排
気ガスに対して、二段目空気が二段目空気ノズル
１５ｃから吹き付けられ、これにより、上記排気
ガス中の未然分が燃焼し、しかる後この排気ガス
は煙道を通つて大気中に排出されることとなる。
気ガスに対して、二段目空気が二段目空気ノズル
１５ｃから吹き付けられ、これにより、上記排気
ガス中の未然分が燃焼し、しかる後この排気ガス
は煙道を通つて大気中に排出されることとなる。
このようなスラリーの燃焼において、上述のよ
うに従来の燃焼方法では、低質燃料等の場合は、
燃焼火炎の高温領域が外燃焼火炎の下流側にずれ
ることにより、高負荷燃焼をさせることができな
く、それだけ燃焼容量が低下し、かつ完全燃焼が
困難という問題があつた。これに対して、本実施
例では、一次空気を旋回を与えつつ吹き込むとと
もに、二次空気噴射孔１４ｄを炉体上部に配設し
て二次空気をスラリーの噴射方向に対して直角に
供給するようにしたので、スラリーと燃焼用空気
との混合が促進され、スラリーのような着火、燃
焼性の悪い低質燃料等でも着火位置をバーナ近傍
にすることができ、低質燃料等であつても500×
104Kcal／m3・Hr以上という高負荷条件での燃焼
が可能となり、燃焼室１４ａ内において90％以上
の燃焼率で略完全燃焼させることができる。
うに従来の燃焼方法では、低質燃料等の場合は、
燃焼火炎の高温領域が外燃焼火炎の下流側にずれ
ることにより、高負荷燃焼をさせることができな
く、それだけ燃焼容量が低下し、かつ完全燃焼が
困難という問題があつた。これに対して、本実施
例では、一次空気を旋回を与えつつ吹き込むとと
もに、二次空気噴射孔１４ｄを炉体上部に配設し
て二次空気をスラリーの噴射方向に対して直角に
供給するようにしたので、スラリーと燃焼用空気
との混合が促進され、スラリーのような着火、燃
焼性の悪い低質燃料等でも着火位置をバーナ近傍
にすることができ、低質燃料等であつても500×
104Kcal／m3・Hr以上という高負荷条件での燃焼
が可能となり、燃焼室１４ａ内において90％以上
の燃焼率で略完全燃焼させることができる。
また、上述のように二次空気を燃焼炉外周に沿
つて流すようにしたので炉内からの放熱量を約５
％熱回収することができ、炉体１４からの放散熱
損失を15％以下とすることができ、予熱空気によ
り高い熱効率で燃焼することができる。
つて流すようにしたので炉内からの放熱量を約５
％熱回収することができ、炉体１４からの放散熱
損失を15％以下とすることができ、予熱空気によ
り高い熱効率で燃焼することができる。
また、燃焼空気を旋回を与えつつ炉内に吹き込
み、灰分を炉内壁に吹き付けて灰ポツト内に落下
させるようにしたので、灰分の分離除去が確実と
なつた。ちなみに、本実施例では、排気ガスの脱
灰率を85％以上にすることができた。
み、灰分を炉内壁に吹き付けて灰ポツト内に落下
させるようにしたので、灰分の分離除去が確実と
なつた。ちなみに、本実施例では、排気ガスの脱
灰率を85％以上にすることができた。
また本実施例では、燃焼用空気を、一次、二次
及び二段目に分け、各々の吹き込み位置、吹き込
み量、吹き込み状態を調整することにより排気ガ
ス中のNOX濃度が低減できた。
及び二段目に分け、各々の吹き込み位置、吹き込
み量、吹き込み状態を調整することにより排気ガ
ス中のNOX濃度が低減できた。
第６図は空気比−NOX濃度（６％換算）特性
を示しており、これは理論空気量A0×1.2＝（１次
空気量A1＋２次空気量A2）＋二段目空気量A3の
条件で（A1＋A2）、A3を変化させた場合のNOX
濃度を実験的に求めたものであり、図から明らか
なように（A1＋A2）を減少させ、A3を増加させ
ることにより、排気ガス中のNOX濃度を減少さ
せることができ、石炭・水スラリーの場合は
（A1＋A2）＝0.7A0とし、A3＝0.5A0とすることに
よりNOX濃度を250ppm（６％換算）以下とする
ことができることがわかる。
を示しており、これは理論空気量A0×1.2＝（１次
空気量A1＋２次空気量A2）＋二段目空気量A3の
条件で（A1＋A2）、A3を変化させた場合のNOX
濃度を実験的に求めたものであり、図から明らか
なように（A1＋A2）を減少させ、A3を増加させ
ることにより、排気ガス中のNOX濃度を減少さ
せることができ、石炭・水スラリーの場合は
（A1＋A2）＝0.7A0とし、A3＝0.5A0とすることに
よりNOX濃度を250ppm（６％換算）以下とする
ことができることがわかる。
また一次空気、二次空気に、酸素富化を行つて
O2濃度を上げることにより、炉内の燃焼率、脱
灰率を向上することができた。第７図はO2濃度
一脱灰率、燃焼率特性を示しており、図から明ら
かなように、O2濃度を31％にすることによつて、
燃焼率、脱灰率ともに95％以上にすることができ
ることがわかる。
O2濃度を上げることにより、炉内の燃焼率、脱
灰率を向上することができた。第７図はO2濃度
一脱灰率、燃焼率特性を示しており、図から明ら
かなように、O2濃度を31％にすることによつて、
燃焼率、脱灰率ともに95％以上にすることができ
ることがわかる。
次に本発明の第２実施例による石炭灰、下水汚
泥、都市ゴムの処理物、及び焼却灰の燃焼、溶融
について説明する。
泥、都市ゴムの処理物、及び焼却灰の燃焼、溶融
について説明する。
上記処理物の燃焼及び焼却灰の溶融は上記第１
実施例のバーナ２１において、第８図に示す処理
物用のバーナ２４と交換することにより可能であ
る。
実施例のバーナ２１において、第８図に示す処理
物用のバーナ２４と交換することにより可能であ
る。
第８図において、第４図と同一符号は同一又は
相当部分を示し、本実施例をバーナ２４は、円筒
状の本体２２に気体燃料ノズル２４ａを挿入して
構成されている。そして本体２２と一次空気流入
口２２ｂの側部には石炭灰・都市ゴミ、乾燥汚泥
等を流入する処理物流入口２４ｂが形成されてい
る。
相当部分を示し、本実施例をバーナ２４は、円筒
状の本体２２に気体燃料ノズル２４ａを挿入して
構成されている。そして本体２２と一次空気流入
口２２ｂの側部には石炭灰・都市ゴミ、乾燥汚泥
等を流入する処理物流入口２４ｂが形成されてい
る。
次に本第２実施例の作用効果について説明す
る。
る。
石炭灰、下水汚泥、都市ゴミ等の処理物は、真
発熱量が約4000Kcal／Kg以下と微粉炭や石炭・
水スラリー、石炭・油スラリー等の廃棄物と比べ
てさらに低く、また該処理物の焼却灰は可燃物を
含まないため、助燃料を必要とする。さらに、該
処理物及び灰は未燃物を完全燃焼させ乾式のま
ま、又は溶融、固化して排気ガスと分離し、補集
する必要がある。
発熱量が約4000Kcal／Kg以下と微粉炭や石炭・
水スラリー、石炭・油スラリー等の廃棄物と比べ
てさらに低く、また該処理物の焼却灰は可燃物を
含まないため、助燃料を必要とする。さらに、該
処理物及び灰は未燃物を完全燃焼させ乾式のま
ま、又は溶融、固化して排気ガスと分離し、補集
する必要がある。
そこで本実施例では処理物及び焼却灰の燃焼、
溶融を行う場合、該処理物及び該焼却灰を燃焼用
空気（一次空気）中に混合し、かつ旋回を与えて
燃焼室１４ａ内に吹き込むとともに、助燃料とし
てブタンを供給する。
溶融を行う場合、該処理物及び該焼却灰を燃焼用
空気（一次空気）中に混合し、かつ旋回を与えて
燃焼室１４ａ内に吹き込むとともに、助燃料とし
てブタンを供給する。
上記処理物の焼却灰250Kg／ｈを気流輪送して
処理物流入口２４ｂから供給し、一次空気流入口
２２ｂからの一次空気680Nm3／ｈ（350℃）と混
合し、旋回フイン２２ｃにより旋回を与えて、燃
焼室１４ａ内に吹き込み、これとともに気体燃料
供給ノズル２６からブタン25Nm3／ｈを供給し、
燃焼させた。また、二次空気170Nm3／ｈを二次
空気噴射口１４ｄから旋回を与えて燃焼室１４ａ
内に吹き込んだ。
処理物流入口２４ｂから供給し、一次空気流入口
２２ｂからの一次空気680Nm3／ｈ（350℃）と混
合し、旋回フイン２２ｃにより旋回を与えて、燃
焼室１４ａ内に吹き込み、これとともに気体燃料
供給ノズル２６からブタン25Nm3／ｈを供給し、
燃焼させた。また、二次空気170Nm3／ｈを二次
空気噴射口１４ｄから旋回を与えて燃焼室１４ａ
内に吹き込んだ。
これにより燃焼室１４ａ内において焼却灰と燃
焼用空気の固気二相流は接線方向に100ｍ／ｓ以
上の旋回が与えられ、また助燃料の燃焼により、
燃焼室１４ａ内の温度及び炉壁温度は1300℃以上
となり、そのため上記焼却灰は、炉内及び炉壁で
溶融し、スラグ化されて炉壁に付着し、この炉壁
に付着したスラグは自重により落下し、灰ポツト
１３ａ内に補集された。また、炉壁温度を灰融点
以下に保てばスラグ化しないて灰中の未燃分を燃
焼させることができる。
焼用空気の固気二相流は接線方向に100ｍ／ｓ以
上の旋回が与えられ、また助燃料の燃焼により、
燃焼室１４ａ内の温度及び炉壁温度は1300℃以上
となり、そのため上記焼却灰は、炉内及び炉壁で
溶融し、スラグ化されて炉壁に付着し、この炉壁
に付着したスラグは自重により落下し、灰ポツト
１３ａ内に補集された。また、炉壁温度を灰融点
以下に保てばスラグ化しないて灰中の未燃分を燃
焼させることができる。
このようにして本実施例では、焼却灰のスラグ
化率は96.6〜99.0％に達し、燃焼炉１０の出口で
の排気ガスの媒塵濃度は3.05〜10.08ｇ／Ｎm3と
なつた。
化率は96.6〜99.0％に達し、燃焼炉１０の出口で
の排気ガスの媒塵濃度は3.05〜10.08ｇ／Ｎm3と
なつた。
以上のように本発明に係る燃焼処理方法によれ
ば、一次空気を低質燃料等を吹き込むバーナから
旋回を与えつつ炉内に吹き込み、二次空気を炉の
上流側半分部から噴出させ、また場合によつては
さらに二段目空気を燃焼炉出口付近に形成された
二段目空気噴出孔から噴出させたので、燃焼室負
荷を大きくとつて燃焼容量を増大できるとともに
略完全燃焼させることができ、また灰分が除去さ
れた、NOX濃度の低い排気ガスを発生させるこ
とができる効果がある。
ば、一次空気を低質燃料等を吹き込むバーナから
旋回を与えつつ炉内に吹き込み、二次空気を炉の
上流側半分部から噴出させ、また場合によつては
さらに二段目空気を燃焼炉出口付近に形成された
二段目空気噴出孔から噴出させたので、燃焼室負
荷を大きくとつて燃焼容量を増大できるとともに
略完全燃焼させることができ、また灰分が除去さ
れた、NOX濃度の低い排気ガスを発生させるこ
とができる効果がある。
第１図ないし第７図は本考案の第１実施例によ
る低質燃料等の燃焼方法を説明するための図であ
り、第１図は燃焼炉の断面側面図、第２図ａ，ｂ
はそれぞれ第１図のａ−ａ線断面図、ｂ−
ｂ線断面図、第３図ａはスラリーノズルを装着
したバーナの断面側面図、第３図ｂは該バーナの
正面図、第４図ａ，ｂはそれぞれガスノズルを装
着したバーナの正面図、断面側面図、第５図ａ，
ｂはそれぞれ微粉炭ノズルの正面図、断面側面
図、第６図は空気比−NOX濃度特性図、第７図
はO2濃度−脱灰率、燃焼率特性図、第８図ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ第２実施例のバーナの断面側面
図、正面図、断面背面図、第９図は従来例による
低質燃料の燃焼炉の要部断面側面図である。 図において、１０は燃焼炉、１４ａは燃焼室
（燃焼炉内）、１４ｄは二次空気噴射口（炉内噴射
孔）、１５ｃは二段目空気ノズル（二段目空気噴
出孔）、２１，２４はバーナである。
る低質燃料等の燃焼方法を説明するための図であ
り、第１図は燃焼炉の断面側面図、第２図ａ，ｂ
はそれぞれ第１図のａ−ａ線断面図、ｂ−
ｂ線断面図、第３図ａはスラリーノズルを装着
したバーナの断面側面図、第３図ｂは該バーナの
正面図、第４図ａ，ｂはそれぞれガスノズルを装
着したバーナの正面図、断面側面図、第５図ａ，
ｂはそれぞれ微粉炭ノズルの正面図、断面側面
図、第６図は空気比−NOX濃度特性図、第７図
はO2濃度−脱灰率、燃焼率特性図、第８図ａ，
ｂ，ｃはそれぞれ第２実施例のバーナの断面側面
図、正面図、断面背面図、第９図は従来例による
低質燃料の燃焼炉の要部断面側面図である。 図において、１０は燃焼炉、１４ａは燃焼室
（燃焼炉内）、１４ｄは二次空気噴射口（炉内噴射
孔）、１５ｃは二段目空気ノズル（二段目空気噴
出孔）、２１，２４はバーナである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微粉炭、石炭・水スラリー、石炭・油スラリ
ー等の低質燃料、下水汚泥、都市ゴミ、廃棄物等
の処理物又はこれらの焼却灰（以下低質燃料等と
記す）を燃焼又は溶融する低質燃料等の燃焼処理
方法において、燃焼用空気を一次空気と二次空気
とに分け、該一次空気を旋回を与えつつ燃焼炉内
に該炉の軸方向に吹き込むとともに、上記低質燃
料等を上記一次空気の内側を通るように軸方向に
吹き込み、上記二次空気を燃焼炉の上流側半分部
に形成された噴出孔から旋回を与えつつ燃焼炉内
に略軸直角方向に吹き込み、上記一次空気の旋回
強さを上記二次空気の旋回強さより弱く設定して
上記低質燃料等を燃焼又は溶融することを特徴と
する低質燃料等の燃焼処理方法。 ２ 上記二次空気を上記燃焼炉の外面に沿つて下
流部から上流部に流すとともに、上記噴出孔から
炉内に噴射させるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の低質燃料等の燃焼処理
方法。 ３ 上記一次空気の中にあらかじめ粉体燃料又は
焼却灰を混合したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の低質燃料等の燃焼処理方法。 ４ 微粉炭、石炭・水スラリー、石炭・油スラリ
ー等の低質燃料、下水汚泥、都市ゴミ、廃棄物等
の処理物又はこれらの焼却灰（低質燃料等）を燃
焼又は溶融する低質燃料等の燃焼処理方法におい
て、燃焼用空気を一次空気と二次空気とに分け、
該一次空気を旋回を与えつつ燃焼炉内に該炉の軸
方向に吹き込むとともに、上記低質燃料等を上記
一次空気の内側を通るように軸方向に吹き込み、
上記二次空気を燃焼炉の上流側半分部に形成され
た噴出孔から旋回を与えつつ燃焼炉内に略軸直角
方向に吹き込み、上記一次空気の旋回強さを上記
二次空気の旋回強さより弱く設定し、さらに二段
目空気を燃焼炉出口付近に形成された二段目空気
噴出孔から噴出させて上記低質燃料等を燃焼又は
溶融することを特徴とする低質燃料等の燃焼処理
方法。 ５ 上記二次空気を上記燃焼炉の外面に沿つて下
流部から上流部に流すとともに、上記噴出孔から
炉内に噴射させるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の低質燃料等の燃焼処理
方法。 ６ 上記一次空気の中にあらかじめ粉体燃料又は
焼却灰を混合したことを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の低質燃料等の燃焼処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18745487A JPS6433412A (en) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | Processing method for combustion of low quality fuel or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18745487A JPS6433412A (en) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | Processing method for combustion of low quality fuel or the like |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6433412A JPS6433412A (en) | 1989-02-03 |
| JPH0366565B2 true JPH0366565B2 (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=16206359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18745487A Granted JPS6433412A (en) | 1987-07-27 | 1987-07-27 | Processing method for combustion of low quality fuel or the like |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6433412A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4537602B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2010-09-01 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物溶融炉における可燃性ダスト吹き込み方法 |
| JP4533203B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-09-01 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物ガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4561779B2 (ja) * | 1996-09-04 | 2010-10-13 | 宇部興産株式会社 | 旋回溶融炉及び旋回溶融炉を用いた廃棄物のガス化方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133523A (en) * | 1980-01-28 | 1981-10-19 | Volvo Flygmotor Ab | Method of and apparatus for recovering energy contained in waste by burning thereof |
| JPS59205508A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd | スラグタツプ式サイクロン燃焼炉 |
| JPS60191119A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 放射性廃棄物の焼却方法および焼却炉 |
-
1987
- 1987-07-27 JP JP18745487A patent/JPS6433412A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56133523A (en) * | 1980-01-28 | 1981-10-19 | Volvo Flygmotor Ab | Method of and apparatus for recovering energy contained in waste by burning thereof |
| JPS59205508A (ja) * | 1983-05-09 | 1984-11-21 | Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd | スラグタツプ式サイクロン燃焼炉 |
| JPS60191119A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 放射性廃棄物の焼却方法および焼却炉 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4537602B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2010-09-01 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物溶融炉における可燃性ダスト吹き込み方法 |
| JP4533203B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-09-01 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物ガス化で発生する可燃性ガスの燃焼バーナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6433412A (en) | 1989-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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