JPH0387507A - ごみ焼却方法及びその焼却設備 - 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、特にプラスチック類を多く含む、いわゆる高
質ごみといわれている被焼却物（以下、ごみという）を
良好に焼却し得るようにした、ごみ焼却方法及びその焼
却設備に関する。

〔従来の技術］ 周知のように、都市ごみ等を焼却処理するごみ焼却設備
としては、例えば流動床式焼却炉（以下、単に焼却炉と
いう）を備えたごみ焼却設備が良く使用されている。

上記したようなごみ焼却設備の例を、その模式的構成説
明図の第６図を参照しながら以下に説明すると、同図に
示す符号（１）は竪形の円胴状をした焼却炉であって、
この焼却炉（１）の側面にはごみを供給するごみ供給口
（１ｅ）が設けられ、内部の下部には散気板（ｌｂ）が
設けられると共に、その上には高温の砂で形成されてな
る流動床、いわゆるごみを焼却する砂層部（１ｃ）が形
成される他、その上方部位には発生ガスを完全燃焼させ
るための燃焼室（１ａ）が設けられている。さらに、焼
却炉（１）の上部には燃焼排ガスを所定の温度に冷却す
るガス冷却室（６）が設けられ、このガス冷却室（６）
のガス排出側はダクト（７）を介して空気予熱器（８）
に連通し、またこの空気予熱器（８）の出口側には集！
！器（９）が設けられると共に、この集塵器（９）から
出た排ガスは誘引送風機（１０）を介して煙突Ｃ１１）
から大気中に排出されるようになっている。また、−次
空気押込送風機（２）から前記空気予熱器（８）の入口
に連通し、出口から焼却炉（１）の底部と散気板（１ｂ
）との間の風箱（１ｒ）に連通し、かつ−次空気連通ダ
ンバ（３ａ）を介して入口の上流部と出口の下流部とが
連通されてなる一次空気供給ダクト（３）が配設され、
さらに二次空気押込送風機（４）から二次空気を供給す
る二次空気供給ダクト（５）が前記焼却炉（１）の円胴
部を貫通する二次空気ノズル（ｎ）を介して、この焼却
炉（１）の燃焼室（１ａ）に連通してなる構成になって
いる。

なお、散気板（１ｂ）からこの焼却炉（１）の下方に突
出しているものは、ごみに混入している不燃物を炉外に
排出するための不燃物排出口（１ｄ）である。

以下、上記した構成になる焼却設備の作用Ｂ様を説明す
ると、先ず発熱量の少ない低質ごみを焼却するときには
、−次空気押込送風機（２）にて−次空気供給ダクト（
３）を介して送られる一次空気を一次空気違通ダンバ（
３ａ）閉じて空気予熱器（８）に送込んで加熱した後に
、また発熱量の多い高質ごみを焼却するときには、−次
空気連通ダンバ（３ａ）を全開して未加熱の一次空気を
、それぞれ散気板（１ｂ）の下側から砂等の流動媒体よ
りなる砂層部（１ｃ）に供給して、形成された高温の砂
の流動床にごみ供給口（１ｅ）から投入したごみを砂層
部（１ｃ）内で短時間に熱分解及び−次燃焼させる。次
いで、この−次燃焼により発生した分解ガス等の可燃ガ
スを、二次空気ノズルＩ＠　Ｊａ　（４１により二次空
気を二次空気供給ダクト（５）を介して二次空気ノズル
（ｎ）より燃焼室（１ａ）内に供給して完全に二次燃焼
させている。

ところで、ごみに混入している不燃物は不燃物排出口（
１ｄ）から前記流動媒体と共に焼却炉（１）の下方外方
に排出される一方、二次燃焼後の燃焼排ガスはガス冷却
室（６）に流入し、このガス冷却室（６）により所定の
温度に冷却された後に空気予熱器（３）をとおり、次い
で集塵器（９）にて脱塵されて煙突ＣＩ＋１から大気中
に排出されることとなる。

そして、ごみの燃焼中の焼却炉の炉内温度は、砂層部（
５）では６５０〜８００　’Ｃの温度範囲に、また燃焼
室（８）では７５０〜９５０　’Ｃの温度範囲で維持さ
れるようになっている。

（発明が解決しようとする課題〕 上記構成になるごみ焼却設備はそれなりに有用であるが
、ごみの種類に基づくその焼却能力の観点からすると、
未だに以下に説明するような問題点を持っている。

即ち、被焼却物としてのごみは種々の物質の混合物であ
り、季節や収集地区等によっても大きな変動があり、燃
焼発熱量の多少によって低質ごみ、基準ごみ、高質ごみ
の３種類のごみ質を設定して炉の設計計画が行われてい
るが、近年では高質ごみとして３０００〜４０００Ｋｃ
ａｌ／ｋｇという高い値を採用する例もでてきている。

これは、ごみ中へのプラスチック類の混入率が多くなっ
ていることに起因している。

従って、このような高質ごみを従来の技術になる上記ご
み焼却設備で焼却する場合には、砂層部で発生した可燃
ガスを完全燃焼させるためにはかなり多量の二次空気を
供給する必要があるが、あまり多量の二次空気が供給さ
れると、この二次空気自体により焼却炉内の可燃ガスが
冷却され、二次空気が十分に供給されていても燃焼室内
の温度が上昇せず、さらにガス量が増加するため焼却炉
内における滞留時間が短くなり可燃ガスの燃焼に必要な
燃焼時間の確保も困難になる結果、−酸化炭素等の未燃
ガスや煤等の未燃カーボンが燃焼できずにそのまま多量
に放出されてしまい、大気汚染の一因となる。

また、プラスチック、特に塩化ビニールのような塩素や
ヘンゼン核を含むごみを焼却する場合には、ダイオキシ
ン等の有害物質の発生にも十分注意しなければならない
が、焼却炉の燃焼室の温度が低いためにダイオキシン等
を十分に分解し得す、ダイオキシン等が大気中に放出さ
れてしまうという問題点もあった。

さらに、高質ごみを焼却しようとする場合、次燃焼の行
われる砂層部の温度が、焼却炉の運転条件６５０〜８０
０°Ｃ以上の高温になり、砂や塩類が溶融・付着して流
動媒体の流動不良を起こし、砂層部での一次燃焼が悪化
し、その上の燃焼室での負担をさらに増大させ、最終的
には流動不良により焼却炉の運転の継続が不可能になる
という問題点も生しることとなる。

従って、本発明は焼却炉の燃焼室の燃焼温度を高めるこ
とにより、プラスチックのような高質ごみの焼却におい
て一酸化炭素等の未燃ガス、煤等の未燃カーボン、ダイ
オキシン等の有害物質の発生量を大幅に削減し得るごみ
焼却方法及びその焼却設備の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、焼却炉の燃焼室の燃焼温度に着目して上記し
たｙＡ題を解決したものであって、従って、本発明の第
１発明に係るごみ焼却方法の要旨は、ごみ焼却炉の砂層
部に一次空気を供給し、かつ燃焼室に二次空気を供給し
て燃焼炉内のごみを焼却するごみ焼却方法において、前
記二次空気を予熱することを特徴とする。

また、本発明の第２発明に係るごみ焼却設備の構成は、
ごみ焼却炉の砂層部に、焼却炉からの排気ガスを利用す
る空気予熱器を介して連通ずる一次空気供給ダクトを備
えると共に、燃焼室への二次空気供給ダクトを備えてな
るごみ焼却設備において、前記二次空気供給ダクトの途
中に空気予熱器を介してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、ごみ焼却炉の燃焼室に空気予熱器で予
熱された二次空気が供給されるので、燃焼室の温度低下
の程度が少なく、燃焼室内をより高温度で維持すること
ができる。

一方、−次空気を加熱せずに砂層部に供給し、また必要
に応じてその供給量を増加することにより、砂層部の温
度を低下させることができる。

（実施例） 本発明の実施例を、第１同乃至第５因を参照しながら以
下に説明する。

策工夫益員 この第１実施例を、その模式的構成説明図の第１図と、
ダイオキシン等の熱分解特性線図の第２図と、煤の燃焼
説明線図の第３図とに基づいて、従来と同一のものは同
一符号を以て説明する。

即ち、第１因に示す符号（＋）は竪形の円胴状をした焼
却炉で、この焼却炉（１）の上部には燃焼排ガスを所定
の温度に冷却するガス冷却室（６）が設けられると共に
、その底部付近には一次空気がとおる散気板（１ｂ）が
、またその上にはごみを受は入れて燃焼させる砂層部（
１Ｃ）が、さらに砂層部（ＩＣ）の上方には吹込まれた
二次空気により可燃ガスを燃焼させる燃焼室（ｌａ）が
設けられている。そして、ガス冷却室（６）のガス排出
側はダクト（７）を介して空気予熱器（８）に連通し、
さらにこの空気予熱器（８）の出口側には集塵器（９）
が設けられると共に、この集塵器（９）から出た排ガス
は誘引送風ｉＱＩを介して煙突００から大気中に排出さ
れるようになっている。

また、−次空気押込送風＠　（２）から前記空気予熱器
（８）の入口に一次空気人ロダンバ（３ｂ）を介して連
通し、出口から一次空気出ロダンパ（３ｃ）を介して焼
却炉（１）の底部と散気板（ｌｂ）との間の風箱（１ｆ
）に連通し、かつ−次空気連通ダンバ（３ａ）を介して
入口の上流部と出口の下流部とが連通されてなる一次空
気供給ダクト（３）が配設され、さらに二次空気押込送
風機（４）から二次空気を供給する二次空気供給ダクト
（５）が前記焼却炉（１）の円側部を貫通する二次空気
ノズル（ｎ）を介して焼却炉（１）の燃焼室（１ａ）に
連通している。

この二次空気供給ダクト（５）の詳細は、前記空気予熱
器（８）の入口に二次空気人口ダンパ（５ｂ）を介して
連通し、出口から二次空気供給ダクト（５ｃ）を介して
焼却炉（１）の底部と散気板（１ｂ）との間に連通し、
かつ二次空気連通ダンパ（５ａ）を介して入口の上流部
と出口の下流部とが連通されてなる構成になっている。

以下、上記ｔ！戒になる焼却設備の作用態様を説明する
と、先ず低質ごみを焼却するときには一次押込送風機（
２）にて−次空気供給ダクト（３）を介して送られる一
次空気をダンパ（３ａ）を閉じて一次空気を空気予熱Ｈ
（８）により加熱して焼却炉（１）に供給するが、高質
ごみを焼却するときには一次空気を加熱せず、砂層部（
１ｃ）の冷却用として使用する。

そこで、高質ごみの焼却に際しては、−次空気連通ダン
バ（３ａ）を全開し、−次空気出入口ダンパ（３ｂ）、
（３ｃ）を閉しると共に、二次空気連通ダンパ（５ａ）
を閉じ、そして二次空気出入口ダンパ（５ｂ）、（３ｃ
）を全開すれば、二次空気押込送風機（４）により二次
空気供給ダクト（５）を通して送られる二次空気は空気
予熱器（８）により２５０〜３００°Ｃ程度の温度に加
熱されて、二次空気ノズル（ｎ）から焼却炉（１）内に
吹込まれる。

従って、砂層部（１ｃ）は−次空気で冷却され、砂層部
（１ｃ）は６５０〜８５０°Ｃの適切な温度で維持され
るので、砂や塩類の溶融・付着による流動媒体の流動不
良に起因する不具合が確実に防止されることとなる。

一方、燃焼室（１ａ）内には砂層部（１ｃ）で発生した
可燃ガスを燃焼させるために加熱された二次空気が供給
されるので可燃ガスは冷却されず、この燃焼室（ｌａ）
内の温度を１０００〜１１００’Ｃの高温度に維持する
ことができる。

因みに、温度変化に対するダイオキシンの分解割合を第
２図により説明すると、従来の焼却炉は７５０〜９５０
°Ｃの温度範囲で制御ｌされており、この温度が７５０
°Ｃ付近の低温域にある場合には、発生ダイオキシン類
の９０％程度しか分解されないのに対して、この実施例
のようなｔｏｏｏ〜１１００°Ｃの炉内塩度が保持され
る場合には、その９９％以上が分解されてしまうので、
ダイオキシンの排出量は大幅に削減されることとなる。

また、黒煙の発生原因となる未燃カーボンの量は、第３
図に示すように、燃焼室（１ａ）内の燃焼ガスの温度が
高ければ、その温度の高さに応じて煤の燃焼時間が短時
間で済むため、煤の多くを燃焼させることができるよう
になり、未燃カーボンの排出量を大幅に削減することが
可能になる。

なお、低発熱量の低質ごみを焼却するに際し、−次空気
を予熱して砂層部（１ｃ）の塩度を上げる必要のあると
きには、前記空気予熱器（８）の二次空気出入口ダンパ
（５ｂ）、（５ｃ）を閉じて、二次空気連通ダンパ（５
ａ）を全開すると共に、−次空気出入ロダンバ（３ｂ）
、（３ｃ）を全開して、−次空気連通ダンパ（３ａ）を
閉じれば良い。

このように、ダンパのそれぞれを開閉操作するだけで、
低質ごみ、高質ごみ等のごみの種類を問わず容易に対応
することもできる。

且り実益■ この第２実施例を、その模式的構成説明図の第４図に基
づいて、第１実施例と構成上相違する点についてだけ説
明する。

即ち、空気予熱器（８）に空気予熱器（８ａ）を直列に
連通させ、前者の空気予熱器（８）には−次空気供給ダ
クト（３）を介すると共に、この空気予熱器（８）の入
口の上流部と、出口の下流部との間に一次空気連通ダン
バ（３ａ）を介して連通さ仕た構成とする一方、後者の
空気予熱器（８ａ〉には二次空気供給ダクト（５）を介
すると共に、この空気予熱器（８ａ）の入口の上流部と
、出口の下流部との間に二次空気連通ダンパ（５ａ）を
介して連通させてなる構成とした。

従って、二次空気押込送風機（４）により二次空気供給
ダクト（５）を通して送られる二次空気は空気予熱器（
８ａ）で加熱された後に焼却炉（１）の燃焼室（１ａ〉
に供給されるので、その作用と効果と・は第１実施例と
回動である。

但し、この実施例では一次空気と二次空気とを個別に加
熱して供給し得るので、それぞれ独立に２０〜３００°
Ｃの範囲で自由に選定することによりごみ質に合わせた
きめ細かな対応が可能になり、ごみ質に最も合った燃焼
条件を容易に設定することができる点において第１実施
例に比較して優れている。

第１０艷桝 この第３実施例を、その模式的構成説明図の第５図に基
づいて、第１実施例と構成上相違する点についてだけ説
明する。

即ち、空気予熱器（８）には−次空気供給ダクト（３）
を介すると共に、この空気予熱器（８）の入口の上流部
と、出口の下流部との間に一次空気連通ダンバ（３ａ）
を介して連通させてなる構成とする一方、ガス冷却室（
６）を廃熱ボイラとし、この廃熱ボイラで発生した蒸気
を活用する熱交換器（８ｂ）を蒸気流出連通管を介して
付設する他、この熱交換器（８ｂ）には二次空気供給ダ
クト（５）を介すると共に、この熱交換器（８ｂ）の入
口の上流部と、出口の下流部との間に二次空気連通ダン
パ（５ａ）を介して連通させてなる構成とした。

従って、二次空気押込送風１（４）により二次空気供給
ダクト（５）を通して送られる二次空気は熱交換器（８
ｂ）で加熱された後に焼却炉（１）の燃焼室（ｌａ）に
供給されるので、その作用と効果とは第１実施例と同効
である。

また、この実施例にあっても第２実施例と同様に、−次
空気と二次空気とを個別に加熱して供給し得るゝので、
ごみ質に合わせたきめ細かな対応が可能になり、ごみ質
に最も合った燃焼条件を容易に設定することができる点
において第１実施例に比較して優れている。

なお、上記した実施例は何れも本発明の具体例にすぎず
、従ってこれらの実施例によって本発明の技術思想の範
囲が限定されるものではなく、しかもこの技術思想を逸
脱しない範囲内における設計変更等は自由自在である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明に係るごみ焼却方法及びそ
の焼却設備によれば、ごみ焼却炉の燃焼室に空気予熱器
により予熱された二次空気が供給されるので、二次空気
吹き込みによる燃焼室の温度低下の程度が少なく、燃焼
室内をより高温度で維持することができるようになった
結果、Ｃ○等の未燃ガスや煤等の未燃カーボンの排出量
と、ダイオキシン等の有害物質の排出量とを大幅に削減
することが可能になり、大気汚染の抑制効果は極めて大
である。

しかも、高質ごみの焼却には、未加熱の一次空気を供給
して砂層部の温度を低下させ得るので、砂層部の流動不
良もなくなり、従来の設備のように運転停止状態に陥る
ようなことがなくなった。

従って、本発明によって燃焼室の燃焼温度を高めること
により、プラスチックのような二次燃焼空気を多量に必
要とする高質ごみの焼却において一酸化炭素等の未燃ガ
ス、煤等の未燃カーボン、ダイオキシン等の有害物質の
排出量を大幅に削減し得る極めて優れ、かつ有用なごみ
焼却方法及びその焼却設備を実現することができたので
ある。

【図面の簡単な説明】 第１問は第１実施例になるごみ焼却設備の模式的構成説
明図、第２図はダイオキシン等の熱分解特性線図、第３
図は煤の燃焼説明線図、第４図は第２実施例になるごみ
焼却設備の模式的構成説明図、第５図は第３実施例にな
るごみ焼却設備の模式的構成説明図、第６０は従来の技
術になるごみ焼却設備の模式的構成説明図である。 （ｎ）−二次空気ノズル、（１）−焼却炉、（ｌａ）−
燃焼室、（ｉｂ）−１散気板、（ｌｃ）−砂層部、（Ｉ
ｅ）−ごみ供給口、（ｌｆ）−風箱、（２）、（４）−
空気押込送風機、（３）、（５）−空気供給用のダクト
、（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（５ａ）、（５ｂ）
、（５Ｃ）、（７）−ダンパ、（６）−ガス冷却室、（
８）、（８ａ）−空気予熱器、（８ｂＬ−熱交換器、（
９）−集ｍ器、Ｑｏ）　−誘引送風機、ａｌ）−煙突。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ごみ焼却炉の砂層部に一次空気を供給し、かつ燃
   焼室に二次空気を供給して燃焼炉内のごみを焼却するご
   み焼却方法において、前記二次空気を予熱することを特
   徴とするごみ焼却方法。
2. （２）ごみ焼却炉の砂層部に、燃焼炉からの排気ガスを
   利用する空気予熱器を介して連通する一次空気供給ダク
   トを備えると共に、燃焼室への二次空気供給ダクトを備
   えてなるごみ焼却設備において、前記二次空気供給ダク
   トの途中に空気予熱器を介してなることを特徴とするご
   み焼却設備。