JPH05296428A - 廃棄物用流動床燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄屑等の不燃物を含んだ廃棄物を流動燃焼さ
せるときに、該不燃物を流動燃焼室から円滑に炉外へ排
出し流動燃焼を安定して行えるようにする。 【構成】 空気分散管４１の上端に少なくとも流動燃焼
室７０に臨む上面４２ａが平面状に形成された上端キャ
ップ４２をその上面が不燃物排出口５０側に向かって低
くなるように傾斜させて設けると共に、排出口５０側に
隣接する空気分散管の上端キャップ４２をその上面４２
ａが排出口５０側に行くにつれて順次低い高さとなるよ
うに段状に設け、空気分散管４１に空気噴出口４３を上
端キャップ４２の下面位置と排出口５０側に隣接する空
気分散管４１の上端キャップ４２の上面４２ａとの間の
高さ位置で排出口５０側に向け開口させて設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、シュレッダダ
ストや都市ごみ等から分別され、鉄屑等の不燃物を含ん
だ廃プラスチック等の廃棄物を燃焼・焼却する廃棄物用
流動床燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から鉄屑等の不燃物を含んだ廃プラ
スチック等の廃棄物を燃焼・焼却する流動床燃焼装置と
しての流動床焼却炉は図４に示すような構成とされてい
る。

【０００３】１２は流動燃焼室であり、内部には複数本
の水平管からなる空気分散管１１が燃焼室１２を横断し
て取付けられている。空気分散管１１には斜め下方位置
に多数の空気噴出口１１ａが形成されており、空気ブロ
ア１３により配管１５を経由して空気分散管１１に送ら
れた空気は空気噴出口１１ａから噴出され流動媒体１０
ａを流動化させて流動床１０を形成させる。この流動床
１０は所定の高温に保たれる。

【０００４】鉄屑等の不燃物を含んだ廃棄物は流動燃焼
室１２の上方から流動床１０中に投入されてこの中で流
動燃焼され、不燃物は流動媒体１０ａと共に流動燃焼室
１２の下部排出口１２ａを通ってスクリューフィーダ１
６により機外へ抜き出される。そしてこの不燃物と流動
媒体は分離器１７へ送入され、スクリーン１７ａによっ
て不燃物と流動媒体が分離され、スクリーン１７ａ上に
残った不燃物は分離器１７外へ排出され、スクリーン１
７ａを通過した流動媒体は循環コンベヤ１８によって再
度流動燃焼室１２へ戻されて使用される。このように不
燃物を混入した廃棄物の燃焼では流動燃焼室１２に不燃
物が溜まるため不燃物を流動燃焼室１２から除去する必
要がある。

【０００５】ところで、流動燃焼室の流動媒体を流動化
させるための空気分散管１１は水平方向に間隔を置かれ
て配置されており、不燃物は流動媒体と共にこの分散管
１１の間の隙間を通って下方へ落下されるが、ワイヤー
等の細長い鉄屑や大きいサイズの不燃物はこの隙間を通
り抜け切らず引っ掛かり次第に堆積していき不燃物が円
滑に排出されなくなるばかりか流動化を妨げるため廃棄
物の流動燃焼ができなくなるという問題がある。この問
題は分散管１１の間隔が小さくなると著しくなる。な
お、分散管１１の間隔は均一流動化の上からも広くする
には限界がある。

【０００６】一方、図５は、空気分散部の構造が空気分
散板２０である場合を示すものである。図５において、
２１は垂直状の空気分散管であり、上端部にキャップ２
１ａが固着され、その下方には円周方向に均等間隔で複
数個の空気噴出口２１ｂが形成されている。このように
形成された空気分散管２１は多数、水平状の仕切板２２
によって固定されて配置されている。各空気分散管２１
の間には仕切板２２によって水冷管２３が設けられてい
る。２４は仕切板２２の上下に取付けられた耐火物であ
る。分散板２０の上面２０ａ（耐火物２４の上面）は水
平平面となっている。不燃物と流動媒体の排出口は、図
示していないが空気分散板２０のやや上方位置の炉壁に
開設されている。

【０００７】このような構成の空気分散板２０では空気
室２５から空気分散管２１内へ空気が取り入れられ、そ
の空気噴出口２１ａから流動燃焼室２６上方へ噴出され
ることにより流動媒体が流動化され流動床が形成されて
この中で廃棄物が燃焼されるが、この構造の空気分散管
２１では細長い鉄屑等の不燃物が分散管２１の上端の隣
合うキャップ２１ａの間Ａで引っ掛かり易く不燃物が円
滑に炉外へ排出されず、前記水平構造の空気分散管１１
のタイプと同様な問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、解決しよ
とする問題点は、不燃物を含んだ廃棄物を流動燃焼させ
る場合に、不燃物を円滑に炉外ヘ排出できず、このため
に流動燃焼が安定して行えない点である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）空気分
散管の上端に少なくとも流動燃焼室に臨む上面が平面状
に形成された上端キャップをその上面が流動媒体及び不
燃物用の排出口の側に向かって低くなるように傾斜させ
て設けると共に、排出口側に隣接する空気分散管の上端
キャップをその上面が排出口側に行くにつれて順次低い
高さとなるように段状に設け、空気分散管に空気噴出口
を上端キャップの下面位置と排出口側に隣接する空気分
散管の上端キャップの上面との間の高さ位置で排出口側
に向け開口させて設けたことを特徴とする。

【００１０】また、上記（１）の構成において、排出口
側へ向かう方向と直交する方向の列に位置する空気分散
管の上端キャップの上面は同じ高さ位置に設けられ、そ
の上端キャップはその列で隣接する空気分散管の上端キ
ャップとの間に僅かの隙間を開けて同一平面を形成して
空気分散管に取付けられ、排出口側方向に隣接する空気
分散管の上端キャップは排出口側に位置する空気分散管
の上端キャップの反排出口側の端部が反排出口側に位置
する空気分散管の上端キャップの排出側の端部よりも下
側に入り込んで取付けられていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記（１）の構成では、流動燃焼室では流動媒
体が各々の空気分散管から噴出される空気によって流動
化されて流動床が形成される。そして、空気分散管には
流動燃焼室に臨む上面が平面状に形成された上端キャッ
プがその上面を流動媒体及び不燃物用の排出口側が低く
なるように傾斜されて設けられ、また、排出口側に隣接
する空気分散管の上端キャップをその上面が排出口側に
行くにつれて順次低い高さとなるように段状に設けられ
ており、かつ、空気分散管に空気噴出口を上端キャップ
の下面位置と排出口側に隣接する空気分散管の上端キャ
ップの上面との間の高さ位置で排出口側に向かって開口
されて設けられていることにより、各々の空気分散管の
空気噴出口から噴出された空気が排出口側に位置する空
気分散管の上端キャップの上面に沿って流れる。

【００１２】これにより、流動床を形成する流動媒体は
排出口側に隣接する空気分散管の上端キャップの上面で
ある段状の下降斜面に沿って順次排出口側に向かって流
れ、その後、上昇して下降するという循環動作を行う。
これにより、流動床には循環動作が形成される。なお、
流動燃焼室の上方の燃焼排ガス排出口の下流側に設けら
れる誘引ファン又は空気室上流側に設けられる押込ファ
ンの作用によって前記各々の空気分散管の空気噴出口か
ら流動燃焼室内に空気が供給される。

【００１３】従って、この流動床中に投入された廃棄物
は循環している流動媒体と混合を良くされて効率良く燃
焼されると共に、不燃物は、排出口側に隣接する空気分
散管の上端キャップの段状の傾斜上面に沿って順次反排
出口側の高位側から排出口側の低位側へと排出口に向か
って上端キャップ等に引っ掛かることなく円滑に下降し
て流れ、一部の流動媒体と共に排出口から機外へ排出さ
れる。これにより、空気噴出が阻害されることなく行わ
れて流動化が妨げられることなく流動床が円滑に形成さ
れ、安定した流動燃焼が行われる。

【００１４】また、上記（２）の構成では、上端キャッ
プ上面によって排出口側に向けて低くなるように傾斜し
たフラット（平面状）の広い上面が段状に形成され、し
かも、排出口側に位置する空気分散管の上端キャップの
反排出口側の端部が反排出口側に隣接して位置する空気
分散管の上端キャップの排出口側の端部の下側に入り込
んでいて排出口に向かう方向に流れの障害がなくされて
いるため、不燃物は上記のフラットな段付の上面に沿っ
て反排出口側の高位から排出口側の低位に向かい引っ掛
かることなく円滑に流れ落ちて、より一層確実に排出口
に排出される。

【００１５】また、隣接する上端キャップの間には僅か
の隙間が持たされているため、高温の流動床によって加
熱されて上端キャップが伸びても、炉本体や空気分散管
等に無理な応力が作用せず、堅牢な装置とされ、上記フ
ラットな上端キャップ上面の平面度も有効に保たれる。

【００１６】

【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明に係る流動床燃焼装置として
の流動床焼却炉の１実施例を示す縦断面図、図２は図１
の空気分散管部の要部拡大図、図３は図２のＩＩＩ線矢
視平面図である。流動床焼却炉３０は、キャスタブル等
の耐火材３１ａで形成された炉壁３１で周囲を囲まれた
内部に空気分散板４０で画成されて上部に流動燃焼室７
０が、下部に空気室３２、３３が位置して形成されてい
る。空気分散板４０は傾斜されて取付けられており、空
気分散板４０には多数の空気分散管４１が空気分散板４
０を貫通して垂直状に取付けられている。

【００１７】空気分散管４１は図３に示すように平面視
で縦方向（排出口５０側に向かう方向と直交する方向）
にも伸びて一直線上に等間隔で複数個配置され、このよ
うに縦方向に伸びる縦列が横方向（排出口５０側に向か
う方向）に等間隔で複数列（本実施例では７列）となる
ように配置され、横方向に隣合う縦列の空気分散管４１
は縦方向に位相をずらして互い違いになるように千鳥状
に配設されている。即ち、横方向に隣合う縦列の分散管
は隣の縦列の２個の分散管の中間位置になるように配置
されている。各々の空気分散管４１は仕切板４６に固定
されている。

【００１８】空気分散管４１の間には仕切板４６に水冷
管４５が上半分を露出させて水平状に配置、固定されて
おり、仕切板４６の下側にはキャスタブル（不定形耐火
物）等の耐火物３１ａが取付けられている。空気分散板
４０の下方は垂直状の仕切壁３４により２室に分割され
た空気室３２、３３が位置し、空気室３２側方には流動
燃焼室７０の最も下位の位置で流動燃焼室７０と連通さ
れて流動媒体６１と鉄屑等の不燃物６３を炉外へ排出す
る排出口５０が形成されている。５１は排出口端であ
る。排出口５０の空気室３２側の垂直壁にも水冷管４５
がその断面半分を排出口５０に露出させて取付けられて
いる。３６、３７はそれぞれ空気室３２、３３に高温空
気を供給する供給口である。

【００１９】しかして、図１、図２に示すように、空気
分散管４１は排出口５０側が最も短く、反排出口側に行
くにしたがって順次長く形成されて空気分散板４０から
上方へ突出されて設けられている。そして、各々の空気
分散管４１の上端には平板状の上端キャップ４２が排出
口５０側に向かって低くなるように傾斜されて取付けら
れると共に、排出口５０側方向の傾斜方向に隣合う空気
分散管４１の上端キャップ４２はその上面４２ａが排出
口５０側に行くにつれて順次低い高さとなるように段状
に取付けられている。

【００２０】上端キャップ４２は空気分散管４１の空気
噴出口４３へ流動媒体６１が入らぬように作用すると共
に、空気分散管４１の上端位置から反排出口側に伸びて
その端部４２ｂが隣接する反排出口側の空気分散管４１
の上端キャップ４２の排出口側の端部の下側で該空気分
散管４１の中心位置迄入り込んでおり、端部４２ｂの両
側を該空気分散管４１に当接されて固定されている。そ
して、排出口５０側へ向かう方向と直交する方向の縦列
に位置する空気分散管４１の上端キャップ４２の上面４
２ａは同じ高さとされると共に、その列で隣合う空気分
散管４１の上端キャップ４２の端部の間は僅かの、例え
ば２〜３ｍｍ程度の隙間８０を開けた状態とされ、該同
一の列では上端キャップ４２の上面４２ａは縦方向に幅
の広い同一高さ平面が傾斜されて形成されている。

【００２１】各々の空気分散管４１には空気噴出口４３
が上端キャップ４２の下面位置と排出口５０側に隣合う
空気分散管４１の上端キャップ４２の上面４２ａとの間
の高さ位置で排出口５０側に向けて開口されて設けられ
ている。この空気噴出口４３は図３に示すように空気分
散管４１の排出口５０側方向（横方向）の中心線に対し
て等角度で振り分けられて全角度αをもって排出口５０
側に向けてスリット状に開設されており、この角度αは
例えば１２０度というように空気噴出口４３の前に流動
媒体６１及び不燃物６３に広範囲に当たるように広い角
度に設定されている。

【００２２】空気噴出口４３から出た空気は（図中に符
号Ｏで示す）は丁度、排出口５０側の隣の縦列の傾斜し
た上端キャップ４２の上面４２ａに沿って排出口５０側
に向かって噴出されて流れるようになっている。図１に
符号Ｒで示す位置でその上方から廃棄物が流動床６０中
に投入される。７０ａは流動床６０上部のフリーボード
である。流動媒体は粒径が０．５〜１．０ｍｍ程度の珪
砂等の砂または石灰石が用いられる。

【００２３】次に、このような構成の流動床焼却炉の作
動を説明する。空気室３２、３３に導入された高温空気
は空気分散板４０に取付けられた各々の空気分散管４１
に流入され、その上部の空気噴出口４３から流動燃焼室
７０内へ流出され、空気分散管４１の上端キャップ４２
の上面４２ａ上で流動媒体６１を流動化させ流動床６０
を形成させる。この流動床６０は所定の高温度、例えば
８００〜９００℃にに保たれる。

【００２４】この場合、空気分散管４１の上端キャップ
４２の上面４２ａは反排出口側から排出口５０側に向け
て順次低い位置にされていると共に、空気分散管４１の
空気噴出口４３は排出口５０側に向かうにしたがって順
次低い位置に開設されて空気が上端キャップ４２の上面
４２ａに沿って排出口５０側に向けて（図１中に符号Ｏ
で示す）噴出されるため、流動床６０には、図１中に符
号Ｑで示すように流動媒体６１が各々の空気分散管４１
の空気噴出口４３から排出口５０側の空気分散管４１の
上端キャップ４２の上面４２ａの下降斜面に沿って排出
口５０側に向かって流れようとし、その後、上昇して下
降するという循環動作が誘起され流動媒体６１の混合、
攪拌が行われ流動床６０の攪拌作用が誘起される。

【００２５】流動燃焼室７０からは空気がフリーボード
７０ａから誘引ファンによって吸引されて排出されてい
る。なお、誘引ファンの代わりに空気室上流側に押込フ
ァンを設けて空気を流動燃焼室７０内に供給する場合も
ある。なお、空気分散板４０の上面には上端キャップ４
２の隙間８０から流動媒体６１である砂が落下して堆積
され断熱層として作用される。

【００２６】このように形成されている流動床６０中に
図１に符号Ｒで示す位置の流動燃焼室７０内の反排出口
側側の上方から不燃物６３を含んだ廃棄物６４が投入さ
れると、廃棄物６４は、符号Ｑで示すように流動媒体が
排出口５０側寄りに向けて循環流動して混合、攪拌され
ている流動床６０中で均一に攪拌されて効率良く燃焼さ
れる。燃焼排ガスはフリーボード７０ａを通って流動燃
焼室７０外へ排気される。そして、ワイヤーや鉄屑等の
不燃物６３は流動床６０中で図１に示すように反排出口
側の高位側の空気分散管４１の上端キャップ４２の傾斜
した上面４２ａから排出口５０側の低位側の空気分散管
４１の上端キャップ４２の傾斜した上面４２ａに沿って
順次円滑に下降して行く。

【００２７】即ち、前記空気分散管４１の上端キャップ
４２の上面４２ａは排出口５０側に向けて順次低くなる
ように設定され、かつ、排出口５０側方向と直交する方
向の列の空気分散管４１の上端キャップ４２の上面４２
ａは同一高さ位置で傾斜して同一平面とされて段状に形
成されていると共に、空気分散管４１の空気噴出口４３
は排出口５０側に向けて広い角度αで開口されていて空
気が隣の排出口５０側に位置する空気分散管４１の上端
キャップ４２の上面４２ａに沿って排出口５０側へ向け
て流され、また、上端キャップ４２は空気分散管４１の
上端位置から反排出口側に伸びてその端部４２ｂが反排
出口側に隣接する空気分散管４１の上端キャップ４２の
排出口５０側の端部の下側で位置され、排出口５０側へ
の流れを阻害する要因が無くされている。

【００２８】このことにより、不燃物６３は上端キャッ
プ４２への引っ掛かりを防止されて空気分散管４１の上
端キャップ４２の傾斜したフラットな段付の上面４２ａ
に沿って反排出口側の高位から排出口５０側の低位へと
円滑に下降して流れ、最下位に至って一部の流動媒体６
１と共に排出口５０へ落下し排出口端５１から機外へ排
出される。

【００２９】そして、排出口側に向かう方向と直交する
方向の縦列にある隣合う空気分散管４１の上端キャップ
４２の間には隙間８０が形成されていることにより、流
動床６０の８００〜９００℃の高温により加熱されても
伸びが許容され、熱応力により空気分散管４１や炉体に
無理な力が作用することがなく堅固な装置とされると共
に、上端キャップ４２の上面４２ａも均等なフラット面
が確保される。

【００３０】そして、本実施例では空気室３２へ供給さ
れる空気量は空気室３３へ供給される空気量よりも大き
くされており、従って空気室３２へ面するガス分散板４
０の空気分散管４１へ供給される空気量の方が空気室３
３ヘ面するガス分散板４０の空気分散管４１へ供給され
る空気量よりも大きくされている。このため、排出口５
０側に寄った部分の空気分散板４０の空気分散管４１か
ら噴出される空気量が多いことにより、図１に符号Ｑで
示す方向の流動床６０全体の空気分散板４０の排出口５
０側から反排出口側へ向かうの流動循環作用がより強く
行われ、不燃物６３が一層円滑かつ確実に排出されると
共に、流動床６０の反排出口側の上面のＲ位置から廃棄
物６４を投入することにより廃棄物６４が流動床６０に
良く混合されて滞留時間が増やされて流動床６０中での
燃焼比率（効率）が上昇される。

【００３１】排出口５０から排出口端５１を通って炉外
へ排出された不燃物６３と流動媒体６１は図示していな
い分離器へ送入され、そのスクリーンによって不燃物６
３と流動媒体６１とに分離されスクリーン上に残った不
燃物６３は分離器外へ排出されて回収され、スクリーン
を通過した流動媒体６１は循環コンベヤ等の適宜な輸送
手段によって再度流動燃焼室７０の流動床６０中へ戻さ
れて循環使用される。

【００３２】以上の実施例では、上端キャップ４２は平
板状の上端キャップとしたが、上端キャップとしてはそ
の上面が少なくとも平面状に形成されて排出口側に向け
て傾斜されておれば平板状に限られることはない。ま
た、上端キャップ４２を各々の空気分散管４１にそれぞ
れ取付けた例を示したが、例えば縦列の空気供給管４１
の複数の管、例えば２本の管をブロック群とし、これに
１枚の板を取付けるようにして上端キャップ４２を構成
してもよい。

【００３３】また、排出口５０側に向かう方向と直交す
る方向の列の空気分散管４１の上端キャップ４２の上面
４２ａの高さは同一としたが、必ずしもそれに限定され
るものではなく、異なるレベルの高さとしてもよいもの
である。なお、空気分散板４０は傾斜して取付けたが水
平状に取付けてもよいことは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の廃棄物用流動床燃焼装置では、請求項１の構成とする
ことにより、廃棄物中に含まれる不燃物を円滑に機外で
排出させることができ、従って、流動媒体の流動化が妨
げられることなく安定して流動床が形成され、廃棄物の
流動燃焼を安定して行わせることができる。

【００３５】請求項２の構成とすることにより、不燃物
の排出口側への移動流れを一層円滑に行わせて一層確実
に排出口へ排出させ、廃棄物の流動燃焼を一層安定して
行わせることができる。また、流動床の高温により上端
キャップが熱伸びしてもこれが許容され熱に対して堅固
な装置とされると共に上端キャップの上面も均等なフラ
ットな面が維持されることにより上記不燃物の円滑な移
動流れが維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流動床焼却炉の１実施例を示す縦断面
図である。

【図２】図１の空気分散管部の要部拡大図である。

【図３】図２０ＩＩＩ線矢視平面図である

【図４】従来の流動床焼却炉の概略構成を示す縦断面図
である。

【図５】従来の空気分散板の異なる例を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

３０ 流動床焼却炉 ４０ 空気分散板 ４１ 空気分散管 ４２ 上端キャップ ４２ａ 上端キャップ上面 ４２ｂ 上端キャップの反排出口側端部 ４３ 空気噴出口 ５０ 排出口 ６０ 流動床 ６１ 流動媒体 ６３ 不燃物 ６４ 廃棄物 ７０ 流動燃焼室 ８０ 上端キャップ間の隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動燃焼室内に多数の空気分散管から空
   気を噴出して流動床を形成しこの流動床中で廃棄物を燃
   焼させると共に、流動媒体と不燃物とを排出口から機外
   へ抜き出し機外で不燃物を除去した後、流動媒体を再度
   流動燃焼室に戻すようにした廃棄物用流動床燃焼装置に
   おいて、前記空気分散管の上端に、少なくとも流動燃焼
   室に臨む上面が平面状に形成された上端キャップをその
   上面が前記排出口側に向かって低くなるように傾斜させ
   て設けると共に、排出口側に隣接する空気分散管の上端
   キャップをその上面が排出口側に行くにつれて順次低い
   高さとなるように段状に設け、空気分散管に空気噴出口
   を上端キャップの下面位置と排出口側に隣接する空気分
   散管の上端キャップの上面との間の高さ位置で排出口側
   に向け開口させて設けたことを特徴とする廃棄物用流動
   床燃焼装置。
2. 【請求項２】 排出口側へ向かう方向と直交する方向の
   列に位置する空気分散管の上端キャップの上面は同じ高
   さ位置に設けられ、その上端キャップはその列で隣接す
   る空気分散管の上端キャップとの間に僅かの隙間を開け
   て同一平面を形成して空気分散管に取付けられ、排出口
   側方向に隣接する空気分散管の上端キャップは排出口側
   に位置する空気分散管の上端キャップの反排出口側の端
   部が反排出口側に位置する空気分散管の上端キャップの
   排出側の端部よりも下側に入り込んで取付けられている
   ことを特徴とする請求項１の廃棄物用流動床燃焼装置。