JPH0617738B2 - 廃棄物焼却熱回収設備における乾留塔の空気供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は産業廃棄物を乾留塔にて不完全燃焼させ熱分解
により高発熱量を有する乾留ガスに変換し、該乾留ガス
を完全燃焼させ熱交換器にて熱回収を図る廃棄物の熱回
収設備について、その乾留塔の空気供給装置の改良に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近時、産業廃棄物は増加の一途をたどっており、この廃
棄物を有効に利用及び処理することが急務となってい
る。

産業廃棄物、ことに廃タイヤ、廃ゴム、ラミネート紙
屑、ラベル印刷屑、クラフト紙、紙接着テープ屑等の廃
棄処理としては、該廃棄物を燃焼処理するとともに、燃
焼熱を廃熱ボイラーで回収する方法が採用されており、
一般に産業廃棄物の乾留装置、乾留ガスの燃焼装置及び
燃焼ガスの熱回収装置（例えば廃熱ボイラー）から構成
されている。上記のような廃棄物焼却熱回収設備におけ
る乾留装置としてはロータリーキルン、多段炉、流動床
炉、固定床炉等が使用される。これらのうちロータリー
キルン、多段炉、流動床炉は建設費が高く、併設される
燃焼装置・廃熱ボイラー等に比べ割高であり、一般の中
小処理設備には採用できない。このため、構造が堅牢で
建設費が割安となる固定床式の乾留塔が利用される。

従来の乾留塔の床構造は例えば、火格子状あるいは多孔
板状であって、このような乾留塔にあっては床下部から
格子隙間あるいは孔を通じて燃焼用一次空気を供給し、
床上部に積載した廃棄物を一部不完全燃焼せしめ、その
熱にて廃棄物を熱分解し、可燃性揮発分を回収するよう
に構成されている。しかし、このような従来の構造にお
いては、通気隙間が廃棄物あるいは炭化物により一部閉
塞を起し、乾留塔内の空気の流れに偏流を生じ、廃棄物
の乾留に長時間を要する上に、乾留ガス中の可燃成分の
濃度が低下し、燃焼後の熱回収率が低下するといった問
題がある。しかも、不測の事態により空気孔が広範囲に
わたって閉塞すると乾留塔の一部に空気の不通過部分が
発生して非乾留廃棄物が残存し、一部廃棄物の再処理を
必要とするといった問題が起る場合もあった。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その
目的は乾留塔の床面の一次空気供給孔の閉塞を防止し、
廃棄物を均等に加熱することにより、短時間で廃棄物の
乾留を行い、可燃焼性の高濃度な乾留ガスを得ることに
より熱回収の効率化を図るとともに、低コスト耐火性の
ある床構造を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、冷却水壁で包囲し
た廃棄物焼却熱回収設備の乾留塔の底部に前記冷却水壁
に連通する断面逆台形の冷却水路を所要ピッチで平行に
配列し、各水路の中心部に空気供給管を設け、冷却水路
側壁間に多数の空気ノズルを実質上水平に設けたことを
特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて説明す
る。第１図は廃棄物焼却熱回収設備の構成図であって、
図面中の符号(2)は下部において前述の産業廃棄物を不
完全燃焼し、その燃焼熱で廃棄物の熱分解を行わしめ、
可燃性の揮発分を回収する乾留塔である。(11)は乾留塔
の後留側に設けられ、不足空気を供給して乾留ガスを完
全燃焼せしめて高温の燃焼ガスを得るための燃焼筒であ
る。(12)は高温燃焼ガスの保有熱を回収するための熱交
換器としての廃熱ボイラー、(13)は軸流サイクロン、(1
4)は誘引ファン、(15)は煙突である。

第２図は本発明における乾留塔下部の断面図、第３図は
第２図III−III矢視図、第４図は空気供給要部断面図で
ある。図面中の符号(1)は乾留塔周囲の耐火壁(16)を包
囲して設けられる冷却水壁である。該冷却水壁の水は給
水ポンプＰにて供給され、予熱されて廃熱ボイラー等に
利用される。(3)は上部が乾留塔の床を構成する断面逆
台形状の冷却水路であって、該水路の両端は水冷壁に連
通した状態で所要間隔をおいて多数設けられている。
(4)は各冷却水路ごとにその中心部を通る状態で設けら
れる空気供給管であり、その一端は各空気供給管共通の
ウィンドボックス(17)に連通している。(18)は該ウィン
ドボックスに連通する乾留用ブロワーである。(6)は内
側に傾斜する冷却水路側壁(5)より乾留塔内に開口する
状態で空気供給管(4)に所要間隔で実質上水平に多数設
けられる乾留用のノズルである。(19)は乾留塔底板(20)
を保護するための耐火材である。(21)は乾留塔炉床部よ
り上部の乾留塔周壁に所要ピッチで多数設けられる炭燃
焼用ノズル、(22)は前記炭燃焼用ノズルを包囲して設け
られる炭燃焼用ウィンドボックス、(23)は炭燃焼用ウィ
ンドボックスに連通する炭燃焼用送風機である。(24)は
後続の燃焼筒に連接する乾留塔出口であって該出口には
上下の冷却水壁を連通する状態でパイプ(25)が垂直方向
に所要間隔をおいて多数設けられている。該パイプは乾
留塔内の廃棄物が燃焼筒側に流出するのを防止する。

次に上記構成の作用について説明する。まず、乾留塔上
部より被焼却物を所定量投入しておく。又、乾留塔の水
冷却壁や廃熱ボイラーに水を所定量供給しておく。次に
予熱運転に入り、誘引ファンを稼動し、設定時間燃焼筒
及び廃熱ボイラーのリパージを行った後、燃焼筒に設け
たバーナ（図示せず）を点火して燃焼筒の予熱を行う。
燃焼温度が約 700℃に達した点で乾留運転に移行する。
乾留運転においては誘引ファン・燃焼バーナ稼動の状態
で燃焼筒の燃焼用送風機（図示せず）を稼動し燃焼筒に
乾留ガス燃焼用の空気を供給するとともに除塵用送風機
（図示せず）を稼動して軸流サイクロンの抽気を開始し
たのち乾留塔下部点火口（図示せず）より廃棄物に点火
する。ついで乾留用ブロワーを稼動し、乾留用ノズルよ
り空気を噴出して乾留塔床部において燃焼を開始する。
該燃焼熱にて廃棄物は高温に加熱され熱分解を起して可
燃性の揮発分を発生する。この乾留ガスは燃焼筒に入る
と、燃焼用送風機からの二次空気と混合し、完全燃焼を
行い高温の燃焼ガスとなって廃熱ボイラーに至る。廃熱
ボイラーで熱交換を行い、低温となった排ガスは軸流サ
イクロンで除塵され煙突より系外に排出される。燃焼筒
の燃焼温度が約 900℃に達すれば加熱用のバーナを停止
して定常状態に移行する。廃棄物の乾留化が完了した燃
焼用送風機を稼動しても燃焼筒温度が 200℃以下に低下
すると乾留運転を終了し廃棄物の炭燃焼運転に移行す
る。即ち、炭燃焼送風機と乾留ブロワーを同時に稼動し
て炭燃焼を開始する。炭燃焼が完了すれば灰出部より残
灰をかき出す。以上の操作を例えば１日１回のサイクル
で繰返して行い、産業廃棄物を処理する。このとき、乾
留用のノズルは逆台形の冷却水路側壁に向って水平に設
けられている上に冷却水路が逆台形状であって冷却水路
側壁側の開口部が冷却水路上面にて保護されるように構
成されているので、従来のように投入した廃棄物がその
荷重でもってノズル開口部を閉塞し、乾留用空気の供給
にバラツキを生じ、廃棄物をすべて乾留するのに長時間
を要したり、又乾留不能個所が生じるといった問題がな
くなる。しかも、空気供給管及び冷却水路壁は水で冷却
されているので乾留のための燃焼熱の影響を受け焼損に
いたるといった問題がなくなり、特殊耐熱材料を使用す
る必要がなく、乾留塔の低コスト化が図れる。なお、前
記冷却水路を一方向に傾斜して設けることにより、冷却
水路の水の流れがよくなる。即ち、冷却水壁下部から乾
留塔床下に流入した冷却水は冷却水路周壁から加熱さ
れ、比重差により水路を上昇し、他の冷却水壁側に流出
する。上記により、冷却水路壁の冷却が促進されるとと
もに、空気・蒸気の滞留がなくなり、局部過熱が防止さ
れる。

第５図は他の実施例における空気供給要部断面図であっ
て乾留用空気ノズル(6)はわずかに下向きに傾斜して設
けられる。他は第４図の場合と同様である。従って第４
図のようにノズルを水平に設けた場合に比べノズル開口
部が廃棄物によって閉塞することがさらに少なくなり、
前記問題点の発生を防止する。即ち積載した廃棄物の荷
重はノズル開口部に直接はたらかないので、たとえ廃棄
物がノズル開口部を閉塞しても空気圧にて容易に除去す
ることができ、乾留塔底部に均等な空気供給が可能であ
る。又、ノズルを下向きに傾斜して設けることにより、
常に底板上の耐火材を冷却する効果があり、底板の加熱
を防止する効果もある。さらに互に対峙して設けられる
冷却水路のノズル開口部を互に半ピッチずらせて設ける
ことにより、ノズルから噴射される空気が互に干渉する
ことなく、遠距離まで到達しうる上に、互に反対方向の
空気流れが形成され、廃棄物との良好な混合燃焼が形成
されうる。

第６図はパルスエアー噴射機構を備えた乾留塔下部の断
面図、第７図は第６図における空気供給要部断面図であ
る。図面中の符号(8)はパルスエアー供給管であって、
空気供給管(4)に併置して設けられており、その一端に
は所要の間隔で開閉する電磁弁(7)が設けられている。
(10)はパルスエアー供給管により冷却水路上面(9)に至
り上部に向って開口するように実質上垂直となし、所定
のピッチで多数設けられるパルスノズルである。（26）
は前記電磁弁(7)に連通して設けられるパルス用送風機
である。他は第２図、第４図と同様である。本構成にお
いては、乾留運転中並びに炭燃焼中、パルス電磁弁とパ
ルス用送風機が稼動し、所要の間隔でパルスノズルより
高圧の空気（例えば2000mmＡｑ）が噴射される。このた
め、乾留によって固着した炭あるいは炭燃焼によって固
着した灰を高圧空気で破壊し、乾留用空気あるいは炭燃
焼用空気の偏流を防止し、乾留並びに炭燃焼がさらに促
進され前述の効果がさらに向上する。なお、パルスエア
ーは高圧であるので、パルスノズル開口部を廃棄物で閉
塞しても該廃棄物を容易に吹き飛ばし、パルス効果を阻
害することはない。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているので、下記のよう
な効果が期待できる。

(1) 乾留塔の床炉を冷却水路で構成したので炉床の過
熱がなくなるとともに特殊な耐熱材を使用する必要がな
くなり乾留塔の低コスト化を図ることができる。

(2) ことに冷却水路を傾斜して設けることにより、空
気・蒸気の滞留部がなくなり、炉床の局部過熱がなくな
る。

(3) 乾留用のノズルを逆台形状の冷却水路側壁に実質
上水平に配して設けたので、廃棄物がノズル開口部を閉
塞することがなくなる。廃棄物でノズル開口部を閉塞し
ても積載した廃棄物の荷重が直接ノズル開口部に作用す
ることがないので、空気圧で、ノズル開口部と閉塞する
廃棄物を容易に除去することができる。このため、空気
の供給が常に均等に行われることとなり乾留が均一確実
に行われ、乾留時間の短縮が図られるとともに未乾留廃
棄物が残存するといったこともなくなる。

(4) 乾留用のノズルをわずかに下向きに傾斜して設け
ると上記効果はさらに向上する上に炉床の底板上の耐火
材が冷却され、底板の過熱といった問題はさらに低減さ
れる。

(5) 又、互に隣接する冷却水路の対峙するノズルを半
ピッチずらせて設けることにより、ノズルの噴射空気が
互に干渉することなく、互に反対方向の整然とした空気
流れが形成され、さらに均等な乾留が可能となる。

(6) 炉床にパルス機構を設けることにより、炉床上に
固着する炭化物あるいは灰を周期的に高圧エアーにて破
壊するので乾留並びに炭燃焼用の空気の流れに偏流が生
じるのを防止することができ、上述と同様に乾留並びに
炭燃焼が良好に行われ、乾留運転及び炭燃焼時間がさら
に短縮され、又、未処理の廃棄物が残存するといった問
題もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は廃棄物焼却熱回収設備の構成図、第２図は本発
明における乾留塔下部の断面図、第３図は第２図のIII
−III矢視図、第４図は空気供給要部断面図、第５図は
他の実施例における空気供給要部断面図、第６図は本発
明におけるパルスエアー供給噴射機構を備えた乾留塔下
部の断面図、第７図は第６図における空気供給要部断面
図である。 (1)……冷却水壁、(2)……乾留塔 (3)……冷却水路、(4)……空気供給管 (5)……冷却水路側壁、(6)……ノズル (7)……電磁弁 (8)……パルスエアー供給管 (9)……冷却水路上面、(10)……パルスノズル (11)……燃焼筒、(12)……廃熱ボイラー (13)……軸流サイクロン、(14)……誘引ファン (15)……煙突、(16)……耐火壁 (17)……ウィンドボックス、(18)……乾留用ブロワー (19)……耐火材、(20)……底板 (21)……ノズル、(22)……ウィンドボックス (23)……炭燃焼用送風機、(24)……出口 (25)……パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却水壁(1)で包囲した熱回収設備の乾留
   塔(2)の底部に前記冷却水壁に連通する断面逆台形の冷
   却水路(3)を所要ピッチで平行に配列し、各水路の中心
   部に空気供給管(4)を設け、冷却水路側壁(5)間に多数の
   空気ノズル(6)を実質上水平に設けたことを特徴とする
   廃棄物焼却熱回収設備における乾留塔の空気供給装置。
2. 【請求項２】前記断面逆台形の冷却水路(3)を軸方向に
   ついてわずかに傾斜させたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の廃棄物焼却熱回収設備における乾留塔
   の空気供給装置。
3. 【請求項３】周壁を冷却水壁(1)で包囲された廃棄物焼
   却熱回収設備の乾留塔(2)において、その底部に前記冷
   却水壁に連通する断面逆台形の冷却水路(3)を所要ピッ
   チで適当数平行に配列し、各水路の中心部に空気供給管
   (4)を設け、該空気供給管と冷却水路側壁(5)間に多数の
   ノズル(6)を実質上水平に設け、さらに前記空気供給管
   に併置し上流側に所定の間隔で開閉する電磁弁(7)を備
   えたパルスエアー供給管(8)を設け、該パルスエアー供
   給管と逆台形冷却水路上面(9)に多数のパルスノズル(1
   0)を実質上垂直に設けたことを特徴とする廃棄物焼却熱
   回収設備における乾留塔の空気供給装置。