JPH0455606A - 廃棄物の流動層燃焼方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、廃棄物の流動層燃焼方法に関し、特に都市ご
み等のように経時的に量および質が異なる可燃物を流動
層の形成下に燃焼させる燃焼方法に関する。

［従来の技術］ 従来、都市ごみ等を焼却する流動層燃焼炉の問題点の一
つとして、供給されるごみの量および譬の時間変動に伴
って排ガス中に未燃分が残り、黒煙または一酸化炭素等
の有害ガスを生成するという問題がある。これは炉の規
模が小さくなる程、ごみの大小の影響が大きく、大きな
問題となる。

これを解決するために、供給されるごみの量および質に
応じて予め空気量その他を先行制御する方法や、ごみを
細か（破砕して定量的に炉内へ投入する方法が提案され
ているが、設計上の制約が多く、実用化は困難であった
。また流動層を形成する燃焼部から発生する未燃ガスと
流動層上方の空塔部に供給される２次空気との混合が悪
いと、未燃分を含む煙や高濃度の一酸化炭素ガス等を含
む燃焼排ガスが、そのまま煙道を通って炉外に排出し、
２次公害を起こす起こす恐れがある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上記流動層燃焼装置に特有の問題を解
決し、流動層炉内に投入する廃棄物の量、質の時間的変
動があっても、これに左右されずに緩慢な燃焼速度で廃
棄物を完全に燃焼させ、また２次空気との混合性を改善
して炉外へのＣＯガス等の排出を防止し、またボイラ等
に用いた場合の蒸気回収率も向上させることができる流
動層燃焼方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明は、流動層部に１次空気の供給ノズルを多数有す
る散気管を多数配列した流動層炉を用い、該散気管から
１次空気を供給して廃棄物を燃焼させ、さらに空塔部で
２次空気の供給下に燃焼ガス中の未燃分を燃焼させる廃
棄物の流動層燃焼方法において、前記各散気管に開閉ダ
ンパを含む空気供給量調節手段を設け、空気流量Ｕ０と
流動化最少空気量Ｕｍｆとの比Ｕ　Ｏ／　Ｕ−ｆがダン
パ開時に１゜４〜４、ダンパ閉時に０．５〜２の範囲に
なるように、それぞれ１〜１０秒および１０〜１００秒
の間隔でダンパ開閉を行うとともに、流動層部に１次空
気の供給ノズルを多数有する散気管を多数配列した流動
層炉を用い、該散気管から１次空気を供給して廃棄物を
燃焼させ、さらに空塔部で２次空気の供給下に燃焼ガス
中の未燃分を燃焼させる廃棄物の流動層燃焼方法におい
て、前記各散気管に開閉ダンパを含む空気供給量調節手
段を設け、空気流量Ｕ０と最少流動化空気量Ｕｍ、七の
比Ｕ０／ＵＭｆがダンパ開時に１．４〜４、ダンパ閉時
に０゜５〜２の範囲になるように、それぞれ１〜１０秒
および１０〜１００秒の間隔でダンパ開閉を行うととも
に、前記２次空気の入口部に、燃焼ガス流を多数の流れ
に分割し、再び合流される燃焼ガス混合装置を設けたこ
とを特徴とする。

本発明において、燃焼される可燃物は、都市ごみ等のよ
うに経時的に量および質が異なるもので、嵩密度、水分
量、発熱量等が経時的に変化するものが好適である。都
市ごみの他にこのように量および質が異なる可燃物であ
ればいずれも本発明を適用することができ、これらの例
としては汚泥、鉱石等が挙げられる。

本発明においては、燃焼用１次空気を供給する散気管に
開閉ダンパを設け、１次空気の流量Ｕ。

と流動化最少空気量ＵＡｆとの比Ｕ　Ｏ／　Ｕ−ｆがダ
ンパ開時に１．４〜４、ダンパ閉時に０．５〜２の範囲
になるように、それぞれ１〜１０秒および１０〜１００
秒の間隔でダンパ開閉を行うものであるが、上記ダンパ
開の時間が１秒未満では流動化用空気による撹拌が不充
分であり、またダンパ開の時間が１０秒を越えると、燃
焼に寄与する空気が過剰になり、ＣＯ低減効果が得られ
なくなる。またダンパ開時のＵｏ／Ｕ−ｆが４を越える
と流動化用空気を過剰に供給することになり、運転コス
トが上昇し、また燃焼ガスに灰が同伴され易くなる。

方、ダンパ開時のＵ、／Ｕｆｉ、が１．４未満の場合は
流動層の攪拌効果が充分ではなくなる。さらにダンパ閉
の場合、その閉止時間が１０秒未満ではＣＯ低減効果が
充分でなく、また１００秒を越えると、流動層内に温度
むらを生じ、局部的な過熱が進んでタリン力等を生じる
。さらにダンパ閉時のＵ　ｏ　／　Ｕ−ｔが２を越える
とＣＯ低減効果がなくなり、また０、５未満では廃棄物
の燃焼に必要な空気量を確保できなくなる。上述のダン
パ開閉時間とＵ、　／ｌＪ、、の好ましい範囲は、Ｕｏ
　／Ｕ、ｆ２．０〜３、０でダンパ開３〜７秒、Ｕ　０
／Ｕｍｆが０．５〜１゜５でダンパ閉３０〜６０秒であ
る。

本発明において、１次空気を前記の基準に従って供給す
ることにより、好ましい緩慢な燃焼状態が得られるが、
さらに好ましい燃焼状態を得るためには、流動層部の温
度を５５０〜８００°Ｃの範囲（好ましくは６００〜７
５０°Ｃ）となるように助燃料または水を適量供給して
制御することが好ましい。

本発明においては、燃焼ガス混合装置とは、流動層部か
らの燃焼ガス流を多数のガス流に分割した後、再び合流
させることができるもので、その形状としては格子状物
、管状または棒状物を千鳥配置に配列したもの等が挙げ
られる。管状物を千鳥配置に配列した場合には、その管
に２次空気を導入するための孔を設けると、２次空気と
の混合がさらに促進され、良好な結果を得ることできる
。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

［実施例］ 第１図は、本発明を実施するための流動層燃焼装置の一
例を示す平面断面図、第２図はその要部の正面断面図で
ある。この装置は、流動層燃焼装置の炉本体１と、該炉
本体１内に１次空気を送入するためのブロア１５と、該
ブロア１５により送入される１次空気を管８．９、バル
ブ１１および７を介して炉１内に導入する散気管とを有
しており、該散気管５には、それぞれ管８から分岐され
た、バルブ１３を通してオフ時の空気を導入するための
バイパス管９Ａが付設されている。さらにこの装置は、
流動層３に挿入された温度検出器１７と、該流動層３の
上面に向くように配置された助燃料（例えば　油）また
は水の供給ノズル２３と、上記温度検出器１７で検出さ
れた温度が所定範囲（５５０〜８００°Ｃ）になるよう
に弁２１および２２から適当量の助燃料または水を供給
する温度制御ライン２０と、空塔部に開口する２次空気
の供給管２２と、該２次空気の入口の直上部の炉断面に
設けられたアーチ型の燃焼ガス分割格子２３とから構成
される。

第１図の装置における空気量制御は、まず弁１３を開け
てライン９Ａより各散気管５に燃焼に最低限必要な空気
量、すなわち第４図に示すダンパ閉時のＵ、／Ｕ、、の
下床より上に相当する１次空気を供給しておき、さらに
各散気管５のダンパ制御弁７を調節し、ダンパ開時およ
びダンパ閉時にＵ、／Ｕ、、が第４図に示す斜線の範囲
内に入るように調整する。散気管５のオン−オフ制御は
バルブ７（制御弁）により例えば第７図、第８図に示さ
れるようなパターンに従ってオン−オフを繰返し、一方
管９Ａにはバルブ１３を介して上記オン−オフにかかわ
らず、常に一定量の空気が供給される。

なお、オフ時の空気の供給は、第１図に示すようなバイ
パス管９Ａを用いずに、第３図に示すようにローリミツ
ター付きの制御弁７Ａを管９にそれぞれ設け、第１図と
同様に制御してもよい。この場合制御弁７Ａのオフ時に
は、ローリミツターがはたらき、常に一定量の空気が流
れることになる。また第２図の温度検出器１７により温
度を連続測定し、流動層温度が５５０〜８００°Ｃの範
囲内に入るように制御する。すなわち、流動層温度が８
００“Ｃを越えようとするときには、制御ライン２０に
より水の流量調節弁２２が開き、適当量の水が流動層に
注入され、流動層を冷却する。−方、流動層温度が５５
０°Ｃより以下に低下する場合には、助燃料の流量調節
弁２１が同様に開き、適当量の助燃料が供給され、その
燃焼熱により流動層温度を所定値に復帰する。流動層か
らの燃焼ガスは空塔部を上昇し、管２２から供給された
２次空気と混合され、さらに空塔部上方の燃焼ガス混合
装置９を通る闇に多数のガス流に分割され、そしてこの
分割されたガス流の後方に小渦流を生じ、燃焼ガスの混
合が促進され、その結果、ガス中の一酸化炭素、未燃分
等が２次空気により完全燃焼され、これらの炉本体から
の排出が防止される。

第５回は、第２図に示した装置で用いた燃焼ガス分割格
子２３の平面断面図、第６図は、第６図のＡ−Ａ線に沿
って切断した矢視方向の断面図である。図に示すように
空塔部を通るガス流ｍは格子の開口部２４に入る際に分
割され、そして開口部２４を出るときに合流し、その出
口近傍に小渦流ｎを形成し、２次空気との混合が促進さ
れることがわかる。これらの回において、格子状物のア
ーチの半径、アーチの厚さし、格子の形状（第３図の寸
法ａ、ｂ、ｃおよびｄ）は特に附定されないが、格子状
物の開口比、すなわち炉断面積に対するガス通過面積の
割合は、圧力損失の許容する範囲内、好ましくは５０％
以下がよい。燃焼ガス中の一酸化炭素等の未燃ガスの急
激な減少は上記混合の促進による効果と、赤熱した格子
との接触によって達成されるものと思われる。

［発明の効果］ 本発明によれば、簡単なオンーオフ制欄方式により流動
層炉を用い、流動層温度を所定範囲内に制御して廃棄物
をマイルド燃焼させることにより、その際、ごみの性状
、大小、形状等によらずに未燃分の発生が極めて少ない
条件下で廃棄物を完全燃焼させることができる。また２
次空気導入部の後流に燃焼ガス混合手段を設けることに
より、１次燃焼部からの燃焼ガス中の未燃分、特に−酸
化炭素を効率よく酸化処理することができ、−酸化炭素
ガスによる２次公害を防止することができる。

このため小規模の燃焼炉でも、燃焼ガス中に未燃分がほ
とんど含まれず、黒煙等の発生がなく、安定した条件で
運転することができ、ボイラ等の場合には蒸気発生量が
安定化する。また空電比が通常の流動層燃焼装置よりも
低めに設定することができるので、排ガス量が少なくな
る。さらに可燃物の量、質によらずに安定した燃焼を行
うことができるので、都市ごみ等の流動層焼却の場合に
通常前置される破砕機等の予備処理装置は不要になる。

また機械炉の場合に生じるようなヒートスポット、溶着
等の問題も燃焼条件を選択することによって容易に回避
することができ、運転の許容範囲も広いことから、可燃
物に対する燃焼条件の選択の範囲も大幅に拡大され、大
、中、小いずれの規模の流動Ｎ燃焼炉においても適用す
る二おができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための流動層燃焼装置の一
例を示す平面断面図、第２図は、その要部の正面断面図
、第３図は、本発明の他の実施例を示す流動層燃焼装置
の平面断面図、第４回は、本発明の燃焼方法における数
値範囲を示す図、第５図は、本発明に用いる燃焼ガス混
合装置の一例としての格子状物の断面図、第６図はその
Ａ−Ａ線に沿った矢視断面図、第７図および第８図は本
発明の実施例における１次空気供給のオンオフパターン
を示す説明図である。 ｌ・・・炉本体、２・・・燃焼室、３・・・流動層、４
・・・散気板、５・・・散気管、６・・・風箱、７・・
・バルブ（制御弁）、７Ａ・・・制御弁、８．９．９Ａ
・・・管、１０・・・隔壁、１１．１３・・・バルブ、
１５・・・１次空気ブロア、２２・・・２次空気、２３
・・・燃焼ガス混合装置（分割格子）、２４・・・開口
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動層部に１次空気の供給ノズルを多数有する散
   気管を多数配列した流動層炉を用い、該散気管から１次
   空気を供給して廃棄物を燃焼させ、さらに空塔部で２次
   空気の供給下に燃焼ガス中の未燃分を燃焼させる廃棄物
   の流動層燃焼方法において、前記各散気管に開閉ダンパ
   を含む空気供給量調節手段を設け、空気流量Ｕ＿０と最
   少流動化空気量Ｕ＿ｍ＿ｆとの比Ｕ＿０／Ｕ＿ｍ＿ｆが
   ダンパ開時に１．４〜４、ダンパ閉時に０．５〜２の範
   囲になるように、それぞれ１〜１０秒および１０〜１０
   ０秒の間隔でダンパ開閉を行うとともに、前記２次空気
   の入口部に、燃焼ガス流を多数の流れに分割し、再び合
   流される燃焼ガス混合装置を設けたことを特徴とする廃
   棄物の流動層燃焼方法。