JPH05196218A - ごみ焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉内でごみの完全燃焼を図り、炉出口排
ガス中の未燃分を低減できるごみ焼却炉を提供する。 【構成】 一次空気３を導入する一次空気ノズル４およ
び流動床２を有する一次燃焼室５の出口に二次燃焼室入
口絞部６を設け、その後流に二次燃焼室９を連結し、こ
の二次燃焼室９の出口に三次燃焼室入口絞部１０を連結
し、この三次燃焼室入口絞部１０の後流に三次燃焼室１
１を設け、二次燃焼室入口絞部６の入口と二次燃焼室９
とに二次空気７の供給ノズル８を設ける。 【効果】 燃焼ガスと燃焼用空気とがミクロおよびマク
ロ混合されて燃焼性が向上するので、炉出口排ガス中の
未燃分を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉に係り、特
に流動床焼却炉出口燃焼ガス中の一酸化炭素等の未燃分
を大幅に減少させるごみ焼却炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のごみ焼却炉の説明図であ
る。この焼却炉は、焼却炉本体２１と、その底部に設け
られた流動化空気２６の供給管２２と、該流動化空気供
給管２２の上部に形成された流動層２３と、該流動層２
３の上部の炉側壁に設けられたごみ供給管２４と、炉本
体２１の中段部に設けられた二次空気供給管２５とから
主として構成されている。ごみ供給管２４から導入され
たごみは、一次燃焼部Ａで流動層２３と混合して燃焼
し、このとき発生する未燃ガスは流動層２３の上部の二
次燃焼部Ｂで二次空気と混合して燃焼する。

【０００３】しかしながら、このような従来のごみ焼却
炉の一次または二次燃焼部は、空筒形状であり、燃焼ガ
スは、例えば流速１〜３ｍ／ｓのピストンフローとな
り、未燃ガスと燃焼用空気との混合が不十分となる。し
たがって、焼却炉出口排ガス中の未燃分、例えば一酸化
炭素（以下、ＣＯという）濃度は約５００ｐｐｍ、ダイ
オキシン濃度もそれに比例した高い値になるという問題
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、焼却炉内でごみの完全燃焼
を図り、炉出口排ガス中の未燃分を低減することができ
るごみ焼却炉を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、一次空気の供給部と二次空気の供給部とを有
する燃焼室でごみを焼却するごみ焼却炉において、前記
燃焼室が、流動床を有する一次燃焼室と、該一次燃焼室
の後流の二次燃焼室入口絞部と、該二次燃焼室入口絞部
の後流の二次燃焼室と、該二次燃焼室の後流の三次燃焼
室入口絞部と、該三次燃焼室入口絞部の後流の三次燃焼
室とからなり、前記二次燃焼室入口絞部の入口と二次燃
焼室とに二次空気の供給部を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】ごみ焼却炉の燃焼室を、一次燃焼室と、その後
流の二次燃焼室および三次燃焼室とで構成し、前記一次
燃焼室と二次燃焼室との間に二次燃焼室入口絞部を、ま
た二次燃焼室と三次燃焼室との間に三次燃焼室入口絞部
を設けるとともに、前記二次燃焼室入口絞部の入口と二
次燃焼室内とに二次空気の供給部を設けたことにより、
炉床からの燃焼ガスは、一次燃焼室を経て二次燃焼室入
口絞部に到り、その入口部で供給される二次空気とマク
ロ混合およびミクロ混合され、十分に空気と混合した状
態で後流の二次燃焼室に入り、該二次燃焼室で供給され
る二次空気とさらにマクロ混合されて燃焼する。次いで
その燃焼ガスは、三次燃焼室入口絞部に到り、ここで燃
焼用空気とさらにミクロ混合され、その後三次燃焼室に
流入して完全燃焼する。

【０００７】すなわち本発明においては、燃焼室に二次
燃焼室入口絞部および三次燃焼室入口絞部を設けること
により、空塔部を流れる燃焼ガスおよび燃焼用空気の流
れを一旦絞り、燃焼ガス中の未燃ガスが燃焼用空気と接
触することなくフリーパスするのを防止し、未燃ガスと
燃焼用空気との混合を促進させている。本発明において
マクロ混合とは、混合速度が空気吹込み速度Ｕと空気吹
込みノズルの径Ｄとに比例する混合をいい、主に内径の
大きな一次、二次および三次燃焼室で生じる、燃焼ガス
と燃焼用空気との混合をいう。

【０００８】またミクロ混合とは、二次および三次燃焼
室入口絞部で生じる燃焼ガスと燃焼用空気との混合をい
い、ミクロ混合における燃焼ガスと空気との混合時間は
次式で表される。 τ＝Ｃｍ・ｄ／ｕ ここで τ：混合時間 Ｃｍ：定数 ｄ：絞部の径 ｕ：絞部の流速 本発明では二次および三次燃焼室入口部の絞部の径を燃
焼室の径よりも小さくし、しかも燃焼用空気の吹込み速
度を速くしてミクロ混合による燃焼ガスと空気との混合
時間の短縮を図っている。

【０００９】本発明において、二次燃焼室入口の絞部の
絞り率、すなわち二次燃焼室の内径に対する絞部の内径
の割合は、例えば３０〜５０％であり、三次燃焼室入口
絞部の絞り率は３０〜６０％であることが好ましい。三
次燃焼室入口絞部での燃焼ガスと燃焼用空気とのミクロ
混合を促進するために、前記三次燃焼室入口絞部のガス
滞留時間を十分に確保することが好ましく、三次燃焼室
入口絞部の滞留時間は、例えば０．１〜１．０秒程度に
設定される。この滞留時間を確保するために前記三次燃
焼室入口絞部の長さは前記二次燃焼室入口絞部よりも長
く設計される。

【００１０】本発明において、二次燃焼室に配置される
二次空気ノズルは、二次空気と燃焼ガスとの混合性を向
上させるため、例えば対向する側壁に、例えばそれぞれ
対向して２〜６段配置される。図３は、本発明における
二次燃焼室における二次空気ノズルの配置例を示す側面
断面図である。図３（ａ）は、二次燃焼室の対向する側
壁の、同じ高さにそれぞれ対向して複数段配置した例を
示している。また、図３（ｂ）は、対向する側壁に段違
いに複数段配置された例を示している。

【００１１】図４は、二次空気ノズルの配置例を示す平
面断面図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それ
ぞれ角柱型の二次燃焼室の場合の配置例を示す平面図で
ある。図４（ａ）は、同一平面の対向する側壁に、それ
ぞれ対向するように設けられた３組みの二次空気供給ノ
ズルを示したもので、それぞれ同一の条件で空気を供給
する場合を示している。図４（ｂ）は、同一平面の対向
する側壁に、それぞれ対向するように設けられた３組み
の空気供給ノズルを示すもので、対向するノズルの空気
供給量を一方を多くし、他方を少なくし、しかも隣合う
ノズルの空気供給量を異ならせた例を示す。また図４
（ｃ）は、対向する側壁の同一平面上に設けられた各供
給ノズルが直接対向しないようにずらして配置した例を
示す。

【００１２】図４（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ円筒状二
次燃焼室に配置された二次空気ノズルを示すもので、図
４（ｄ）は、同一平面の同一円周上にそれぞれ対向する
位置に３組みのノズルを配置した例を示している。図４
（ｅ）は、同一平面上で供給された空気が交叉しないよ
うな位置にそれぞれ配置された空気供給ノズルの配置例
を示している。

【００１３】二次燃焼室の二次空気ノズルの種々の配置
例を示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、
燃焼ガスと燃焼用二次空気との混合を促進するものであ
ればよい。本発明において、空気供給ノズルのサイズ
は、燃焼するゴミの種類、燃焼条件等を考慮して適宜選
択されるが、例えば２０〜１５０φのものが好適に使用
される。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示すごみ焼却炉
の説明図である。この焼却炉は、焼却炉本体１と、該焼
却炉本体１の底部の流動床２と、該流動床２に一次空気
３を供給する一次空気ノズル４と、流動床２の上部の一
次燃焼室５と、該一次燃焼室５の上部の二次燃焼室入口
絞部６と、該二次燃焼室入口絞部６と連結する二次燃焼
室９と、該二次燃焼室９の出口の三次燃焼室入口絞部１
０と、該三次燃焼室入口絞部１０に連結された三次燃焼
室１１と、前記二次燃焼室入口絞部６に設けられた二次
空気７の供給ノズル８および二次燃焼室９の炉壁に設け
られた二次空気ノズル８とから主として構成されてい
る。

【００１５】このような構成において、ごみ供給管（図
示省略）を経て焼却炉１の流動床２に供給されたごみ
は、一次空気ノズル４から供給される一次空気３と混合
して燃焼する。発生した燃焼ガスは、例えば２．７ｍ／
ｓで一次燃焼室５を通り、二次燃焼室入口絞部６に入
る。このとき燃焼ガスは、該二次燃焼室入口絞部６の入
口の二次空気ノズル８から、例えば５０ｍ／ｓで供給さ
れる二次空気７とミクロ混合およびマクロ混合し、例え
ば７ｍ／ｓで二次燃焼室９に流入する。二次燃焼室９に
流入した燃焼ガスは、二次燃焼室９の側壁に設けられた
二次空気ノズル８から、例えば２０ｍ／ｓで供給される
二次空気７と再度マクロ混合され、該燃焼ガス中の未燃
ガスが燃焼される。発生する燃焼ガスは、三次燃焼室入
口の長い絞部１０で再び絞られ、前記燃焼用空気と再び
ミクロ混合し、その後、三次燃焼室１１に流入し、ここ
で未燃分、例えば未燃カボーン、ＣＯ、ダイオキシン等
が完全に燃焼される。

【００１６】本実施例によれば、一次燃焼室５と二次燃
焼室９の間に絞部６を設け、二次燃焼室９と三次燃焼室
１１との間に滞留時間が比較的長い絞部１０を設けると
ともに二次燃焼室入口絞部６の入口と二次燃焼室９に二
次空気ノズル８を設けたことにより、一次燃焼による燃
焼ガス中の未燃分と燃焼用空気とがミクロおよびマクロ
混合されて燃焼するので燃焼性が向上し、排ガス中の未
燃分を著しく低下することができる。

【００１７】本実施例における燃焼炉出口排ガス中のＣ
Ｏは、例えば５０ｐｐｍ、ダイオキシンは例えば０．５
ｎｇ／Ｎｍ³ （Ｔ−ＥＱ）であり、それぞれ従来技術に
較べ１／１０以下の低い値とすることができる。図２
は、本発明の他の実施例の要部を示す説明図である。こ
のごみ焼却炉が図１と異なる点は、一次燃焼室５を偏心
型にし、偏心した一次燃焼室５の偏心部に流動床２の中
心部に向かって開口するごみ投入口１２を設けた点であ
る。図において、流動床２の上部の一次燃焼室５が偏心
されており、二次燃焼室および三次燃焼室（図示省略）
の中心位置がそれぞれ流動床２からずれている。

【００１８】ごみ投入口１２から流動床２上に投入され
たごみは、広く分散、解砕されながら熱分解して燃焼
し、発生した燃焼ガスは一次燃焼室５の偏心部で上向流
が変更され、燃焼用空気と効率よく混合されながら二次
燃焼室９に流入し、その後は前記実施例と同様に完全燃
焼される。本実施例によれば、一次燃焼室５を偏心させ
たことにより、燃焼ガスの流れが変化し燃焼用空気との
混合がさらに促進されるので、完全燃焼による未燃分の
低減を図ることができる。

【００１９】図５は、本発明の別の実施例を示す要部拡
大図である。図において、三次燃焼室１１の中央部にバ
ッフル１３が設けられている。このごみ焼却炉が、図１
のごみ焼却炉と異なる点は、三次燃焼室入口絞部１０を
設ける代りに、前記三次燃焼室１１の入口中央部に四角
柱のバッフル１３を設けて断面積を絞り、燃焼ガス１４
を炉側壁に沿って流通させるようにした点である。

【００２０】本実施例によれば、前記実施例と同様、燃
焼ガスと空気とのミクロ混合が促進されるので、完全燃
焼による未燃分の低減を図ることができる。本実施例に
おいて、バッフル１３の形状は燃焼ガス流路断面を絞る
ことができるものであれば特に限定されるものでなく、
四角柱、円柱、その他の形状のものが使用される。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ごみ焼却炉の燃焼室
を、一次燃焼室と、二次燃焼室と三次燃焼室とで構成
し、前記一次燃焼室と二次燃焼室の間および二次燃焼室
と三次燃焼室の間にそれぞれ絞部を設けるとともに、二
次燃焼室入口絞部の入口と二次燃焼室とに燃焼用空気の
供給部を設けたことにより、燃焼ガスと燃焼用空気とが
ミクロおよびマクロに混合されて燃焼が促進されるの
で、排ガス中の未燃分を著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例を示すごみ焼却炉の
説明図である。

【図２】図２は、本発明の他の実施例を示す要部拡大図
である。

【図３】、

【図４】図３および図４は、それぞれ本発明における二
次燃焼室の二次空気ノズルの配置例を示す説明図であ
る。

【図５】図５は、本発明の別の実施例を示す説明図であ
る。

【図６】図６は、従来のごみ焼却炉の説明図である。

【符号の説明】

１…焼却炉本体、２…流動床、３…一次空気、４…一次
空気ノズル、５…一次燃焼室、６…二次燃焼室入口絞
部、７…二次空気、８…二次空気ノズル、９…二次燃焼
室、１０…三次燃焼室入口絞部、１１…三次燃焼室、１
２…ごみ供給管、１３…バッフル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次空気の供給部と二次空気の供給部と
   を有する燃焼室でごみを焼却するごみ焼却炉において、
   前記燃焼室が、流動床を有する一次燃焼室と、該一次燃
   焼室の後流の二次燃焼室入口絞部と、該二次燃焼室入口
   絞部の後流の二次燃焼室と、該二次燃焼室の後流の三次
   燃焼室入口絞部と、該三次燃焼室入口絞部の後流の三次
   燃焼室とからなり、前記二次燃焼室入口絞部の入口と二
   次燃焼室とに二次空気の供給部を設けたことを特徴とす
   るごみ焼却炉。