JPH06147446A - ごみ焼却炉の二次燃焼方法 - Google Patents
ごみ焼却炉の二次燃焼方法Info
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- JPH06147446A JPH06147446A JP30108792A JP30108792A JPH06147446A JP H06147446 A JPH06147446 A JP H06147446A JP 30108792 A JP30108792 A JP 30108792A JP 30108792 A JP30108792 A JP 30108792A JP H06147446 A JPH06147446 A JP H06147446A
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Abstract
燃させ、未燃ガスの残存率を少なくしてごみをより完全
燃焼させることができるごみ焼却炉の二次燃焼方法を提
供することにある。 【構成】 燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを燃焼
させ、排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガス中
の残留未燃ガスを燃焼するごみ焼却炉の二次燃焼方法に
おいて、一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排
ガス中の残留未燃ガスに供給して縦方向に混合し、さら
に、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速の約
2倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに供給して水平方
向に混合するものである。
Description
ガス中の残留未燃ガスを再燃させる二次燃焼方法に関す
る。
は、回収され、ごみ焼却炉で焼却して処分されている
(例えば、特開平3−28617号公報参照)。
ごみが供給されるホッパと、このホッパからごみを案内
するホッパシュートと、このホッパシュートのごみを移
送するごみ押出機を有する給塵装置と、給塵装置により
供給されたごみを乾燥する乾燥ストーカと、乾燥ストー
カからのごみを燃焼する燃焼ストーカと、燃焼ストーカ
からのごみをおき火燃焼させる後燃焼ストーカとを備え
ている。
ーカは、燃焼室を形成する。この燃焼室は、炉体下部に
設けられている。そして、炉体上部には排ガス冷却室が
形成され、さらに、ガス冷却室上端には排ガスを排出す
る排出口が形成されている。
ーカ内には、それらの各下部空気吹込口から、高温の一
次燃焼空気が吹き込まれる。ごみは、乾燥ストーカにお
いて、攪拌・解きほぐされながら前方に移送され、乾燥
ストーカから燃焼ストーカに運ばれ、さらに、燃焼スト
ーカで、攪拌・解きほぐされながら一次燃焼され、前方
に移送して後燃焼ストーカに運ばれる。
近に設けられた送風機は、燃焼温度が高くなった場合に
常温の空気を吹き込むように操作され、炉体上部の排ガ
ス冷却室に導かれた排ガスを冷却していた。
したときのみ、ごみ焼却炉の炉出口の排ガス温度制御と
して、冷却空気を吹き込むといった考え方で燃焼が制御
されていた。
付近に設けられる送風機は、炉冷却ファンと呼ばれ、炉
温が高くなった場合に吹き込むように操作され、炉温が
制御されていたが、燃焼制御ではなかった。
体の形状の工夫等により、高温の排ガスと未燃ガスとを
接触させることにより、また、その滞留時間をより長く
取る方が良いとされ、排ガスの二次燃焼のために再燃空
気を積極的に吹き込むことは行われていなかった。
問題等により、ごみの完全燃焼の達成が求められるよう
になってきた。従来の炉温をある範囲にすれば良いとい
うだけの炉温管理から、より高度の完全燃焼管理が求め
られるようになってきた。完全燃焼達成は、排ガス中の
CO濃度や排ガス中のカーボンの残量等により評価され
る。
中、炉体の燃焼ストーカ上の燃焼帶でのごみは、完全燃
焼若しくはそれに近い状態で燃焼され、ほぼ完全燃焼さ
れた高温の排ガスが発生するが、乾燥ストーカ上の乾燥
帶では、未だ充分に乾いていないごみが燃焼されること
から、不完全燃焼の比較的低温の未燃ガスを含む排ガス
が発生するおそれが多い。
は、一次燃焼側のより安定した燃焼(ごみ供給量,一次
燃焼空気量制御)と、一次燃焼では取り残される高温の
排ガス中の未燃ガスを、二次燃焼区間にて、二次燃焼空
気と混合させ、二次燃焼を促進させることが要求され
る。
も、炉冷却用として二次燃焼区間へ一次燃焼空気を送る
制御では、特に、炉温低下時に、二次燃焼空気が吹き込
まれなくなるため、二次燃焼空気の供給量が一次燃焼空
気量に対して不足したり、或いは、混合用の風速が得ら
れなくなり、完全燃焼の達成には遠く、例えば、CO濃
度は、通常炉温時の10〜100倍のピーク値となるこ
ともある。
なされたもので、その目的は、一次燃焼で発生する排ガ
ス中の未燃ガスを再燃させ、未燃ガスの残存率を少なく
してごみをより完全燃焼させることができるごみ焼却炉
の二次燃焼方法を提供することにある。
燃焼空気を供給してごみを燃焼させ、排ガスを炉体に導
き、燃焼室で発生する排ガス中の残留未燃ガスを燃焼す
るごみ焼却炉の二次燃焼方法において、一次燃焼空気に
対応した量の二次燃焼空気を排ガス中の残留未燃ガスに
供給して縦方向に混合し、さらに、所定の量の三次燃焼
空気を二次燃焼空気の風速の約2倍の風速で排ガス中の
残留未燃ガスに供給して水平方向に混合するものであ
る。
焼空気を吹き込み、二次燃焼室下部において、乾燥ゾー
ンで発生する未燃ガスと燃焼ゾーンからの高温の燃焼ガ
スとを縦方向に混合し、急激な部分燃焼によるサーマル
NOxの発生を抑制しながら未燃ガスの再燃焼を行う。
焼空気による急速水平混合がなされ、二次燃焼室での未
燃ガスの完全燃焼がほぼ達成され、COを低減すること
ができる。
明する。図1は本発明の実施例に係わるごみ焼却炉の構
成図である。
ている。このごみ焼却炉1は、ごみクレーン(図示せ
ず)によりごみが供給されるホッパ2と、このホッパ2
からごみを案内するホッパシュート3と、このホッパシ
ュート3のごみを移送するごみ押出機4を有する給塵装
置と、給塵装置により供給されたごみを乾燥する乾燥ス
トーカ5と、乾燥ストーカ5からのごみを燃焼する燃焼
ストーカ6と、燃焼ストーカ6からのごみをおき火燃焼
させる後燃焼ストーカ7とを備えている。
に設けられている。乾燥ストーカ5,燃焼ストーカ6,
後燃焼ストーカ7は、炉体8内に収容され、この炉体8
の上端には燃焼ガスを排出する排出口9が形成され、炉
体8の側壁面には、冷却水供給口10と、二次燃焼空気
用送風機11と、冷却水供給口10と二次燃焼空気用送
風機11の間の三次燃焼空気用送風機12とが配設さ
れ、炉体8の下端には助燃バーナ13が配設されてい
る。
トーカ6,後燃焼ストーカ7の上方にある一次燃焼室1
4と、二次燃焼空気用送風機11付近の二次燃焼室15
と、二次燃焼室15の上方の三次燃焼室16と、三次燃
焼室16の上方のガス冷却室17とで構成されている。
燃焼室14の直上に設けられている。二次燃焼空気吹込
ノズル11Aは、二次燃焼室15の上部側と下部側に設
けられている。
まれた二次燃焼空気は、炉体8の二次燃焼室15の下部
から上部に向かってほぼS字状(蛇行状)を描きながら
縦方向に排ガスの上昇流と混合される。
付近の断面は円形状に構成され、図2に示すように、炉
体8の三次燃焼室16における壁面には、三次燃焼空気
用送風機12から空気が送られる複数の三次燃焼空気吹
込ノズル12Aが所定の間隔で円周状に設けられてい
る。
向は、それぞれ炉体8の壁面に対して所定の傾斜角度
で、かつ炉体8の接線方向に対して同一傾斜角度となっ
ており、炉体8内に二次燃焼空気の渦流を生成するよう
になっている。
場合、中心部の吹き抜け防止を行い、混合効率を高める
に、三次空気吹込ノズル12Aの吹込角度をそれぞれ変
えると良い。
ット19に接続され、その他端側は途中で分岐して、炉
体8の乾燥ストーカ5の下部8Aに接続する第1分岐管
18A、燃焼ストーカ6の下部8Bに接続する第2分岐
管18B、後燃焼ストーカ7の下部8Cに接続する第3
分岐管18Cを構成している。
パ18Dと、一次燃焼空気用送風機20と、一次燃焼空
気温度調整ダンパ20Aとが設けられている。第1分岐
管18Aの途中には一次燃焼空気振分け第1ダンパ21
Aが、第2分岐管18Bの途中には一次燃焼空気振分け
第2ダンパ21Bが、第3分岐管18Cの途中には一次
燃焼空気振分け第3ダンパ21Cがそれぞれ設けられて
いる。
が接続され、その途中に空気予熱器23,電気集塵器2
4が順番に介装されている。空気供給管18の一次燃焼
空気温度調整ダンパ20Aの両側部分には、空気予熱器
23を通る熱交換用空気管25,25が接続されてい
る。空気予熱器23を介して、排出管22中の排気ガス
と、熱交換用空気管25,25内の一次燃焼空気が熱交
換され、空気供給管18内の一次燃焼空気が高温になる
とともに排出管22中の排気ガスが冷却される。
うに構成されたごみ焼却炉による燃焼制御方法について
説明する。本実施例においては、乾燥ストーカ5の下部
8Aに、燃焼ストーカ6の下部8Bに、後燃焼ストーカ
7の下部8Cにそれぞれ高温の一次燃焼空気が吹き込ま
れ、ごみ供給量,一次燃焼空気量制御により、乾燥スト
ーカ5,燃焼ストーカ6,後燃焼ストーカ7上のごみが
安定燃焼されて排ガスが生成され、この排ガスは炉体8
内を上昇し、二次燃焼室15内に至る。
〜3m/secである。一方、二次燃焼空気用送風機11か
ら一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気が、その送
風速度を排ガスの上昇流の流速の約6〜8倍程度にし
て、二次燃焼室15内に吹き込まれ、二次燃焼室15の
下部において、乾燥ゾーンで発生する未燃ガスと燃焼ゾ
ーンからの高温の燃焼ガスとを縦方向に混合し、急激な
部分燃焼によるサーマルNOxの発生を抑制しながら未
燃ガスの再燃焼を行う。
焼空気量を1とすると、1:0.4 〜0.6 とされている。
また、二次燃焼空気については、従来炉温冷却としての
使用目的のため常温の空気が用いられていたのに対し
て、本実施例においては、二次燃焼を主目的に二次燃焼
空気を吹き込むので、二次燃焼空気も高温に設定され、
二次燃焼をより効果的にしている。
は、一次燃焼により生成された排ガスとともに上昇し、
三次燃焼室16に至る。一方、三次燃焼空気用送風機1
2から複数の三次燃焼空気吹込ノズル12Aを介して三
次燃焼空気が、その送風速度を二次燃焼空気の吹込風速
の約2倍程度の値にして、三次燃焼室16内に吹き込ま
れる。
焼空気量を1とすると、1:0.3 〜0.4 とされている。
三次燃焼室16内では、三次燃焼空気と、二次燃焼によ
ってもまだ燃焼していない排ガス中の残留未燃ガスとの
混合が促進される。
ガスに対する冷却をより効果的にしており、また、複数
の三次燃焼空気吹込ノズル12Aを介して炉体8内へ常
温の三次燃焼空気が渦巻くように吹き込まれるので、三
次燃焼空気と排ガス中の残留未燃ガスとの混合の促進を
効果的にしている。
燃焼が促進される。そして、一次燃焼,二次燃焼,三次
燃焼により生成された排ガスは、ガス冷却室17に導か
れ、冷却水供給口10から噴霧された冷却水により冷却
され、排出口9に導かれ、さらに、排出管22から空気
予熱器23を経て冷却され、電気集塵器24に至る。な
お、炉温上昇時の炉温の冷却操作は、ごみ送り量の操作
によって適切に制御されている。
未燃ガスとの混合を促進するように一次燃焼空気に対応
した量の二次燃焼空気が、炉体8内に縦方向に混合する
ように供給されるので、一次燃焼で生成された排ガス中
の残留未燃ガスと高温の燃焼ガスとを緩やかに縦方向に
混合し、急激な部分燃焼によるサーマルNOxの発生を
抑制しながら未燃ガスの再燃焼が行われる。
を少なくしてごみをより完全燃焼させることができる。
特に、炉温低下時にも、二次燃焼空気が吹き込まれ、二
次燃焼空気の供給量が一次燃焼空気量に対して対応した
量となるので、二次燃焼空気の量が不足することなく、
あるいは、混合用としての二次燃焼空気の風速を得るこ
とができ、完全燃焼の達成に近くなり、例えば、CO濃
度を低減することができる。
残留未燃ガスを二次燃焼し、さらに、二次燃焼後の排ガ
ス温度は、約800℃〜900℃となるため、二次燃焼
した排ガス中に、三次燃焼空気を送り込み、再混合する
ことにより、排ガス中の残留未燃ガスを再燃させること
ができる。
を少なくしてごみをより完全燃焼させることができる。
しかも、二次燃焼した排ガス中に残留未燃ガスがほぼ無
くなったとしても、三次燃焼空気吹き込みによる冷却効
果を得ることができる。したがって、炉体8のガス冷却
室17への冷却水の供給量を低減し、排ガス中の水分を
低減し、ごみ焼却炉1から排出される白煙の量を少なく
することができる。
ば、既設のごみ焼却炉においても、炉体8の排出管22
の途中に設けた電気集塵器24の入口の排ガス温度を約
300℃に設備設計した場合、これより低い例えば25
0℃〜280℃の目標値に制御しようとすれば、ガス冷
却室17の容量や冷却水供給口10等からなる冷却水噴
霧設備の改修が必要となる場合が多い。
前述の二次燃焼空気供給とともに三次燃焼空気供給を図
ることにより、ごみ焼却炉の全体としての冷却能力を向
上させ、ガス冷却室17の容量や冷却水噴霧設備の改修
をしないで、排ガス温度の冷却目標値を達成することが
できる。
置型としても良い。つぎに、図6にしたがって本発明の
ごみ焼却炉について説明する。ごみ焼却炉の能力は、25
t/16h ×2 炉=50t/day 、形式は、准連続燃焼式焼却炉
とした。そのフローは、図6に示すとおりである。
示す。一段混合していた従来の方法(以下、従来システ
ムと呼ぶ)で立ち上げた場合のCO濃度を破線で示し、
本発明のごみ焼却炉を用いた場合を一点鎖線で示す。
えるCO濃度のピークが生じていた。立上時のCO濃度
低減対策として、バーナの昇温と三次燃焼空気の併用
で、CO濃度のピークを700ppm程度に低減することがで
きる。
焼空気量制御にファジィ制御を用いた自動燃焼制御シス
テムと併用することで、立上時のCO濃度のピークを30
0ppmまで低減することができる。
度の経時的変化について、従来システムと本発明の塵焼
却炉を使った場合との測定結果を図8に示す。また、本
発明のごみ焼却炉を用いた場合と、本発明のごみ焼却炉
を自動燃焼制御システムと併用した場合についての経時
変化を図9に示す。
を用いた場合、CO濃度は約2/3に低減され、NOx
濃度も約2/3に低減された。このことから、本発明の
ごみ燃焼炉では、CO濃度を低減させる混合を行いなが
ら、NOx濃度を低レベルで管理することのできるシス
テムであることが確認できた。
場合、NOx濃度は本発明のごみ焼却炉を単独で使用し
た場合と同レベルであったが、CO濃度は約1/2に低
減された。
を用いた場合、および自動燃焼制御システムを併用した
場合の集塵灰中の有機炭素量(T−C)(%)の測定結
果は、従来システムでは 1.9%、本発明では 1.4%、自
動燃焼制御システムを併用した場合では0.75%であっ
た。
時間ごとに4回サンプリングを行い、コンポジットした
資料について分析したものである。従来システムでは、
1.9%であったが、本発明のごみ燃焼炉を用いた場合は
1.4 %となり、CO濃度同様約2/3に低減されてい
た。自動燃焼制御システムを併用した場合には、0.75%
となっており、さらに約1/2に低減されていた。
り、二次燃焼室での混合効率が向上し、排ガス中の未燃
分のほとんどが熱分解され、より完全燃焼に近づけるこ
とができた。
ことで、二次燃焼室へ入る排ガス量や排ガス温度が常に
安定化され、二次燃焼室における混合がより効果的に働
き、完全燃焼に対して非常に有効な組合せ(トータルシ
ステム)となることが確認できた。
排ガス温度 220℃で運転管理した状態で、三次燃焼空気
を使用しない場合と、使用して運転した場合について、
電気集塵器出口排ガス中のダイオキシン類同族体濃度を
測定した。その結果を図10に示す。
ては、H7CDDS およびO7CDDが多少増えたものの、他の同
族体は減少していて、全体としてダイオキシン類は低減
されていた。排ガスの冷却プロセスと冷却条件を同じに
していることから、三次燃焼空気を用いることにより二
次燃焼室出口までに生成されるダイオキシン類が低減さ
れたと考えられる。
た場合の TEQは3.3ng/Nm3 で、使用しない場合は2.6ng/
Nm3 と減少していた。以上のことから、三次燃焼空気を
使用することにより、二次燃焼室出口で完全燃焼がより
達成され、ダイオキシン類の低減に対しても有効である
ことが確認できた。
まず、一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排ガ
ス中の残留未燃ガスに供給して縦方向に混合するので、
高温の燃焼ガスと未燃排ガスとが急激な部分燃焼を起こ
すことなく緩やかに燃焼し、サーマルNOxの発生を抑
制しながら未燃ガスの再燃焼を行うことができる。
焼空気の風速の約2倍の風速で排ガス中の残留未燃ガス
に供給して水平方向に混合するので、残留未燃ガスを水
平方向に急激に燃焼して完全燃焼に近づけることが可能
となり、CO濃度を低減することができる。
る。
る。
体の断面図である。
斜視図である。
要図である。
す斜視図である。
基づく処理フローである。
基づく立上時のCO濃度経時変化を示すグラフである。
基づく定常運転時CO,NOx濃度経時変化を示すグラ
フである。
自動燃焼制御システムと併用した場合の定常運転時C
O,NOx濃度経時変化を示すグラフである。
を自動燃焼制御システムと併用した場合のI−TEQ同
族体濃度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを
燃焼させ、排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガ
ス中の残留未燃ガスを燃焼するごみ焼却炉の二次燃焼方
法において、 一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排ガス中の
残留未燃ガスに供給して縦方向に混合し、 さらに、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速
の約2倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに供給して水
平方向に混合することを特徴とするごみ焼却炉の二次燃
焼方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4301087A JP2642568B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | ごみ焼却炉の二次燃焼方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06147446A true JPH06147446A (ja) | 1994-05-27 |
JP2642568B2 JP2642568B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17892710
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---|---|---|---|
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