JPH04347407A - 流動床式焼却炉における燃焼制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動床式焼却炉におけ
る燃焼制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、都市ごみ用の焼却炉において、
ごみの投入量は、ごみの大小・長短・乾湿などの違いに
より、どのような供給装置を使用しても、精度の良い安
定供給（体積または重量においても）を行うことが困難
であった。

【０００３】このため、焼却炉として流動床式のものを
使用する場合、ごみ質が季節や場所により大きく変化す
るとともに、投入ラインの中でも局所的に大きく変化し
、したがってめ発熱量や必要燃焼空気量が大幅に変化し
て、下記に示すような不都合が生じる。

【０００４】すなわち、上述したような、発熱量や必要
燃焼空気量の変動に対して、流動床における燃焼時間は
１〜２分と速いため、流動層内およびフリーボードの温
度、空気流量および残存酸素が急変（季節的な変動では
定常的なアンバランスが生じる）し、炉内の大きな圧力
変動とともにＮＯＸ　・ＣＯ（ダイオキシン）などの有
害ガス発生の大要因となっている。

【０００５】このため、従来、流動床式焼却炉において
は、ごみの投入量や流動化用の空気量を変化させること
により、対処がなされていた。具体的には、流動層温度
や排ガス酸素濃度により全体の空気量を一括して変化さ
せる外、流動化の悪い箇所にごみを投入して熱分解させ
る部分を流動層の一部に形成させた上で、空気量を変化
させるようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
制御方法によると、例えば空気量の制御を、風箱を複数
に分離して各風箱から吹き出される空気量を異ならせる
ようにしても、その吹き出し量の違いによる流動層内で
の作用、すなわちその役割の分担が明確ではなく、結局
、流動層全体の混合具合も変化して、熱分解速度と循環
混合による燃焼速度とを、それぞれ別個に制御をするこ
とができないという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題を解消し得る流
動床式焼却炉における燃焼制御方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の流動床式焼却炉における燃焼制御方法は、燃
焼室の水平断面形状を矩形状になし、燃焼室を構成する
四方の壁体の内、少なくとも互いに対向する一方の第１
壁体を垂直に設けるとともに、他方の第２壁体を垂直面
に対して内方に傾斜させ、燃焼室の底部に配置される分
散板を第２壁体側に向かって１０〜３０度の傾斜角でも
って下向きに傾斜させるとともにこの分散板に設けられ
た空気の噴出穴を第２壁体側に向け、かつ上記分散板の
下方に設けられる風箱を、第１壁体と第２壁体との間に
おいて、複数に分割した流動床式焼却炉の燃焼制御方法
であって、上記分散板を介して各風箱から吹き出される
空気の吹き出し速度を制御して、流動媒体全体量が１回
循環する時間を１〜１０分の範囲内で変化させる方法で
ある。

【０００９】

【作用】上記の制御方法によると、高速で吹き出される
空気により、流動媒体の循環量をすなわち流動層内燃焼
速度を、また低速で吹き出される空気により、熱分解速
度をそれぞれ独立に制御することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
き説明する。図１において、１は流動床式焼却炉で、炉
本体２の燃焼室３の水平断面形状が矩形状にされるとと
もに、その燃焼室３の四方の壁体４の内１つの壁体、例
えば前後左右の壁体４Ａ〜４Ｄの内、後部壁体（第２壁
体）４Ｂが、鉛直面に対して所定の傾斜角（例えば、１
０度〜３０度の範囲）（Θ）でもって傾けられるととも
に、少なくともこの後部壁体４Ｂに対向する前後壁体４
Ａが鉛直に設けられている。なお、左右の壁体４Ｃ，４
Ｄについては、鉛直でも、また後部壁体４Ｂと同様の傾
斜角でもって傾斜させてもよい。

【００１１】上記前部壁体４Ａにはごみの投入口５が設
けられ、また後部壁体４Ｂには焼却残渣の排出口６が設
けられている。また、炉本体２の燃焼室３の底部には、
分散板７が前部壁体４Ａから後部壁体４Ｂに向かって約
１０度の傾斜角でもって下向きに傾斜して設けられると
ともに、この分散板７に形成される多数の流動化用空気
の噴出穴７ａの噴出方向が、図２に示すように、ほぼ水
平方向でかつ後部壁体４Ｂ側に向かって設けられている
。

【００１２】そして、上記分散板７の下方には、流動化
用の空気を供給するための風箱８が設けられている。こ
の風箱８は、傾斜されていない前部壁体４Ａと傾斜され
た後部壁体４Ｂとの間において、前部風箱８Ａ、中央部
風箱８Ｂおよび後部風箱８Ｃとの３つに分割して設けら
れている。

【００１３】なお、上記分散板７の下面でかつ噴出穴７
ａに対応する位置には、流動媒体の落下防止用の受け板
９がそれぞれ取り付けられ、また燃焼室３内のフリーボ
ードに対応する各壁体４には、燃焼用の２次空気の供給
管１０が接続されている。

【００１４】そして、さらに上記各風箱８から吹き出さ
れる空気の速度は、ごみの投入口５が設けられた前部壁
体４Ａ側から焼却残渣の排出口６が設けられた後部壁体
４Ｂに向かって順次大きく、具体的には、流動開始速度
をＵとすると、前部風箱８Ａからの空気速度はＵ／２〜
Ｕ，中央部風箱８Ｂからの空気速度は３×Ｕ〜５×Ｕの
範囲，後部風箱８Ｃからの空気速度は５×Ｕ〜１０×Ｕ
の範囲とされる。

【００１５】このように、後部壁体４Ｂ側では速い速度
でもって空気が吹き出されているので、図１に示すよう
に、流動媒体Ａは後部壁体４Ｂに沿って上昇した後、逆
に前部壁体４Ａ側に降り注がれて落下する。

【００１６】そして、前部壁体４Ａ側に落下された流動
媒体は、各風箱８から吹き出される空気により、順次後
部壁体４Ｂ側に移動される。すなわち、流動媒体が燃焼
室３内を一巡することになる。

【００１７】そして、さらにこの流動媒体の一巡の時間
が、１〜１０分となるように、風箱８Ａ〜６Ｃから吹き
出される空気速度（すなわち空気量）が調節される。こ
のように、流動媒体の一巡の時間の下限を１分としたの
は、従来型流動床焼却炉における最高の燃焼速度に相当
する値であり、例えばこれ以上速くすると、たとえ一定
投入される均質ごみの場合でも、燃焼が充分に行われな
いためであり、またその上限を１０分としたのは、特に
問題となる数分程度内のごみの量およびごみの質が変動
した場合でも、燃焼変動をを充分に抑えることができる
からである。

【００１８】なお、流動媒体の循環時間と高速側流動化
用空気量との関係は、図３に示すような関係となる。こ
こで、具体的な制御方法について説明する。

【００１９】すなわち、炉本体２内に設けられたビデオ
カメラ１２などで、燃焼室３内を監視するとともに内部
の状態を検知し、そしてごみ質により変化するが、例え
ば流動層の温度（ＴＢ　）が７００℃程度、フリーボー
ドの温度（ＴＦ　）が９００℃程度となるように各風箱
８Ａ〜８Ｃから吹き出す空気量を調節する。

【００２０】例えば、短時間レベルでの制御としては、
下記のような制御が行われる。 ＴＢ　が上昇気配とすると、中間部風箱８Ｂの空気量→
増大，後部風箱８Ｃの空気量→減少 ＴＢ　が下降気配とすると、中間部風箱８Ｂの空気量→
減少，後部風箱８Ｃの空気量→増大 ＴＦ　が上昇気配とすると、前部風箱８Ａの空気量→減
少，２次空気量→増大 ＴＦ　が下降気配とすると、前部風箱８Ａの空気量→増
大，２次空気量→減少 その他、全体空気量の増減少や水噴霧量の増減も考慮し
て（これらは、燃焼室内の圧力変動を伴うため、あまり
急激な変化をさせることはできないが）制御が行われる
。

【００２１】なお、前部風箱８Ａからの空気量の増大は
、混合・攪拌効果増大による熱分解速度の増大につなが
るが、そこでの燃焼量が増大して温度の上昇を通じて、
さらに熱分解が進むことになる。

【００２２】このように、上記の実施例の制御方法によ
ると、流動層に吹き出される空気の速度を３段階に分け
て、高速で吹き出される空気により、流動媒体の循環量
をすなわち流動層内燃焼速度を、また低速で吹き出され
る空気により、熱分解速度をそれぞれ独立に制御するこ
とができる。

【００２３】勿論、循環量の増大により低速側への循環
量が増して、多少の熱分解速度への悪影響を与えるが、
その悪影響を充分打ち消す効果を低速側における流動速
度の変化で補うことができる。

【００２４】また、分散板の有する流動層下部の一方向
の移動機構は、最低燃焼速度レベルすなわち高速側にお
ける空気の速度を最低レベルに落とした際に、フリーボ
ードの上部、すなわち一次燃焼室の上部を介しての循環
量がゼロになった場合でも、最小の循環量を維持できる
（一方向移動ではないが、流動層内の上下部分の移動だ
けによって維持できる）という役割を果たす。

【００２５】この両者、すなわち熱分解速度と流動層内
の燃焼速度の独立制御により、炉全体の燃焼速度場を完
全に支配することができる（なお、熱分解速度はその熱
分解ガスがフリーボードで燃える速度に大きな影響を与
えている）。

【００２６】ところで、都市ごみ焼却の場合、特にガス
成分が多いため、フリーボードでの燃焼が増大するが、
熱分解ガスの発生速度を制御することができるので、高
速側の余剰空気またはフリーボードに供給される２次空
気を変化させることによって、そのフリーボードにおけ
る燃焼を制御することができるとともに、高速側での循
環量の制御、すなわち中速域での混合・攪拌の制御が高
速側の流動速度により制御することができ、したがって
フリーボードおよび流動層内の燃焼速度が一応独立して
制御でき、炉内全体の制御を通じて流動層およびフリー
ボードの温度並びに有害ガスの炉内での燃えきりを支配
することができる。

【００２７】また、極低カロリーごみの場合、高速側の
空気を絞り、１次燃焼室の上部を経由する循環量をゼロ
にするとともに、低速側を少し流動化する程度まで空気
量を増加させて燃焼させるような制御を行ってもよい。

【００２８】さらに、低速側での熱分解を促進させかつ
その部分での燃焼を抑制するために、低速側へ燃焼排ガ
スを循環させるような制御を行ってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、互
いに対向する壁体の内、一方の壁体を内方に傾斜して設
けるとともに、分散板も傾斜された壁体側に向かって下
向きに傾斜させ、さらに分散板の下方に設けられる風箱
を両壁体の間において、複数に分割するとともに、それ
ぞれ分割された風箱から吹き出される空気速度を変化さ
せることにより、燃焼室内の流動媒体の循環時間を１〜
１０分間の範囲となるように制御させるので、低速部で
行われる熱分解の速度と、高速部に依存する燃焼速度と
を別個に制御することができ、したがって炉全体におけ
る有害ガスの燃焼を支配することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流動床式焼却炉の概略
断面図である。

【図２】同実施例における焼却炉の要部断面図である。

【図３】同実施例の焼却炉における高速側空気量と層内
循環時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　流動床式焼却炉２　　　　
　　　　　　　　炉本体 ３　　　　　　　　　　　　燃焼室 ４　　　　　　　　　　　　壁体 ４Ａ　　　　　　　　　　前部壁体 ４Ｂ　　　　　　　　　　後部壁体 ７　　　　　　　　　　　　分散板 ７ａ　　　　　　　　　　噴出穴 ８　　　　　　　　　　　　風箱 ８Ａ　　　　　　　　　　前部風箱 ８Ｂ　　　　　　　　　　中間部風箱 ８Ｃ　　　　　　　　　　後部風箱

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室の水平断面形状を矩形状になし、燃
   焼室を構成する四方の壁体の内、少なくとも互いに対向
   する一方の第１壁体を垂直に設けるとともに、他方の第
   ２壁体を垂直面に対して内方に傾斜させ、燃焼室の底部
   に配置される分散板を第２壁体側に向かって１０〜３０
   度の傾斜角でもって下向きに傾斜させるとともにこの分
   散板に設けられた空気の噴出穴を第２壁体側に向け、か
   つ上記分散板の下方に設けられる風箱を、第１壁体と第
   ２壁体との間において、複数に分割した流動床式焼却炉
   の燃焼制御方法であって、上記分散板を介して各風箱か
   ら吹き出される空気の吹き出し速度を制御して、流動媒
   体全体量が１回循環する時間を１〜１０分の範囲内で変
   化させることを特徴とする流動床式焼却炉における燃焼
   制御方法。