JPH06221534A - 流動式ごみ焼却炉の燃焼装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動式燃焼炉に於ける燃焼を好適に行う。 【構成】 流動床５を有する燃焼室１の底面に、流動化
用の複数のエアノズル６ａ〜６ｆを、ごみ供給口３から
不燃物排出口７に至る間に適当な間隔で配設する。ごみ
供給口から流動床上に投入されたごみを燃焼させつつ不
燃物排出口に向けて移動させるべく、流動床の床面に矢
印Ａ方向に向かう波を形成するように各エアノズルの吐
出圧を周期的に変化させる。ごみの移動過程に於ける前
段での燃焼ガス中にはごみの腐食性成分がほとんど含ま
れ、後段での燃焼ガス中には腐食成分が含まれない。後
段の燃焼ガスを蒸気加熱器等に導くことにより、蒸気加
熱器の蒸気の圧力・温度を高めることができるため、高
温腐食を回避できる。 【効果】 プラスチックなどの燃焼に好適な流動床式焼
却炉に於いて燃焼ガスを分離することによって高温腐食
を回避でき、かつ好適な燃焼を行わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動式ごみ焼却炉の燃
焼装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉には、種々の構造のものがあ
り、固定床式・移動床式・流動床式などが用いられてい
る。ところで、回収されるごみ中には、プラスチック類
が多量に含まれる場合がある。

【０００３】上記プラスチックを多量に含むごみの焼却
に於いて、固定床式では、燃焼効率が悪く完全燃焼し難
く、焼却能力も小さいという問題があり、移動床式で
は、プラスチック混入により局部加熱が生じて金属材料
が損傷を受けるため、部品交換の頻度が高くなるばかり
でなく、炉床でプラスチックが溶融・分解し、分解油や
溶融物が摺動部に付着すると、摺動部が作動し難くなる
という問題がある。それらに対して、流動床式は、プラ
スチックを含むごみの焼却に適している。

【０００４】ところで、ごみには、塩化ビニールや食塩
やゴムなど、塩酸や硫黄化合物などの腐食成分が含まれ
ている。従って、燃焼ガスが熱回収に使われる場合に
は、その燃焼ガス中に腐食成分が含まれるため、熱回収
による発電を行う際には、腐食対策のための多くの制約
を受ける。

【０００５】上記流動床式ごみ焼却炉の燃焼室内で発生
する燃焼ガス中には上記腐食成分が含まれている。ま
た、流動燃焼に於いては、短時間で燃焼が完結するた
め、ごみの供給量や発熱量の変化に敏感であり、回収熱
による発電を行う場合には、その設備には特別な対策が
必要であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、燃焼を好適に行い
得る流動式ごみ焼却炉の燃焼装置及びその方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ごみの焼却を流動床上にて行う形式の燃焼
室の一端側に設けられたごみ供給口から当該燃焼室の他
端側に設けられた不燃物排出口に至る方向に間隔をおい
て前記燃焼室の底部に配設されかつ上方に臨むようにさ
れた複数の流体吹き出し口と、前記各流体吹き出し口の
吐出圧をそれぞれ別個に変化させるためのエア供給装置
とを有することを特徴とする流動式ごみ焼却炉の燃焼装
置を提供することにより達成され、特に、前記燃焼室の
前記ごみ供給口から前記不燃物排出口に至る方向に間隔
をおいて前記燃焼室の天井部に配設された少なくとも２
つの燃焼ガス排出口と、前記各燃焼ガス排出口の間に設
けられた仕切板とを有すると良い。あるいは、ごみの焼
却を流動床上にて行う形式の燃焼室の一端側に設けられ
たごみ供給口から当該燃焼室の他端側に設けられた不燃
物排出口に至る方向に間隔をおいて前記燃焼室の底部に
配設されかつ上方に臨むようにされた複数の流体吹き出
し口とを有し、前記流動床上にて燃焼しているごみを前
記不燃物排出口に向けて移動させるように前記流動床の
表面を変化させるべく、前記複数の流体吹き出し口の吐
出圧を周期的に変化させることを特徴とする流動式ごみ
焼却炉の燃焼方法を提供することにより達成され、特
に、前記流動床上にて燃焼しているごみの前記移動範囲
の前段から生じる燃焼ガスと、前記流動床上にて燃焼し
ているごみの前記移動範囲の後段から生じる燃焼ガスと
をそれぞれ別個に排出すると良い。

【０００８】

【作用】このようにすれば、複数の流体吹き出し口から
吐出される流体の吐出圧の周期的変化により、流動床上
の表面にごみ供給口から不燃物排出口に向かう波を生じ
させることができるため、ごみ供給口から投入されたご
みを、燃焼しつつ不燃物排出口に向けて移送可能であ
る。このとき、燃焼が進んで小さくなったごみは比較的
早く送られ、燃焼の遅い比重の大きなごみは比較的遅く
送られるようになるため、燃焼時間のかかるごみを十分
な時間をかけて燃焼させることができる。また、燃焼ガ
スをその移動方向について分けて、それぞれ対応する排
出口から排出させることにより、腐食成分を含むガスと
含まないガスとを好適に選別でき、腐食成分を含まない
ガスの熱利用を好適に行い得る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【００１０】図１は、本発明が適用された流動式ごみ焼
却炉を示す要部模式図である。このごみ焼却炉の燃焼室
１を形成する本体は、図に於ける左右方向に長くされ、
上下及び側方の全面を覆うように水冷壁または耐火レン
ガにより形成されている。また、燃焼室１の底部には、
長手方向に沿う両壁面の下部を傾斜面を介してある程度
狭められて形成された長手方向に延在する溝部２が設け
られている。燃焼室１の図に於ける左側の壁の中間部に
は、燃焼室１内に連通するごみ供給口３を有するごみホ
ッパー４が取り付けられており、図示されないごみピッ
トからクレーンなどを用いてごみが供給されるようにな
っている。

【００１１】燃焼室１内の下部の上記したように狭めら
れた溝部２には、砂など細かい粒子からなる流動床５が
形成されており、燃焼室１の底部には、流動化用として
上記溝部２の底面から上方に臨む流体吹き出し口として
の開口を有するエアノズル６ａ〜６ｆが複数設けられて
いる。これらエアノズル６ａ〜６ｆは、ごみ供給口３か
ら、図に於ける右側の壁の下部に設けられた不燃物排出
口７に至る方向に、例えば等間隔にて図では６箇所に配
設されている。これらエアノズル６ａ〜６ｆにはエア供
給装置８が接続されており、各エアノズル６ａ〜６ｆか
らの吐出圧が周期的に変動するようにされている。エア
ノズル６ａ〜６ｆからのエアの吹き出しにより、流動床
の上面である床面が波打つようになるが、ごみ供給口３
から不燃物排出口７に向けて波の頂点が移動するよう
に、各エアノズル６ａ〜６ｆからの吐出圧が変動するよ
うに図示されない制御装置により制御されている。

【００１２】燃焼室１の天部には、ごみ供給口３側に前
段燃焼ガス排出口９が設けられ、不燃物排出口７側に後
段燃焼ガス排出口１０が設けられている。また、両燃焼
ガス排出口９・１０の間であって若干ごみ供給口３寄り
に仕切板１１が垂下するように設けられている。前段燃
焼ガス排出口９は図示されない蒸気発生器に連通し、後
段燃焼ガス排出口１０は図示されない蒸気加熱器と連通
している。なお、両燃焼ガス排出口９・１０の各ガス排
出路同士間にはバイパス１２が設けられている。

【００１３】なお、不燃物排出口７の外側の下方には、
粗大灰選別ふるい１３と粒子選別ふるい１４とが上下に
それぞれ設けられている。粗大灰選別ふるい１３の下流
側には粗大灰廃棄コンベア１５が配設され、粒子選別ふ
るい１４の下流側には流動床用粒子回収装置１６及びご
みホッパー４の下方に設けられた流動床用粒子供給装置
１７がそれぞれ配設されている。また、粒子選別ふるい
１４の下方には焼却灰廃棄コンベア１８が配設されてい
る。

【００１４】本発明によれば、前記したように各エアノ
ズル６ａ〜６ｆからの吐出圧を周期的に変化させて、流
動床５の床面に波を生じさせている。その波の形成要領
を図２〜５を参照して以下に示す。図２は、ごみ供給口
３側から４番目のエアノズル６ｄの吐出圧が最大である
場合であり、その所定時間経過後を示す図３では、吐出
圧の最大のものが次の５番目のエアノズル６ｅに移り、
その所定時間経過後を示す図４では、吐出圧の最大のも
のが最後の６番目のエアノズル６ｆに移っている。そし
て、その所定時間経過後には、図５に示されるように吐
出圧の最大のものが最初の１番目のエアノズル６ａに移
る。このように、吐出圧の最大位置が、ごみ供給口３側
から不燃物排出口７に向けて順次各エアノズル６ａ〜６
ｆを移り、繰り返すように制御されている。また、各エ
アノズル６ａ〜６ｆに於いては、吐出圧が最大に達した
後には吐出圧が漸減するようにされており、それらに伴
って波の進行方向に対して最大高さの直前の位置に最低
部分が位置するような波が流動床５の床面に形成され
る。

【００１５】ごみには大きさや比重の異なるものが不規
則に存在しており、それらの燃焼速度も様々である。燃
焼が進んだごみは、一般に比重が小さくなるので、エア
ノズル６ａ〜６ｆからの吐出圧を高めたときには流動床
５の上層から上方に浮き上げられ、流動床５の波面の高
低差により、特に波面の最大高さと直前の最低部分との
落差により、図１の矢印Ａに示されるように右方である
波の進行方向に移動する。また、比重の大きいものは、
流動床５の上方に浮き上がりにくいため相対的に緩やか
に同方向に移動することになる。

【００１６】このようにして、比較的燃焼時間の長いも
のは燃焼室１内での滞留時間が長くなり、種々のごみに
於いて十分な燃焼時間をもって燃焼が行われる。ごみに
含まれる金属片などは、流動床の粒子と共に波の進行方
向にゆっくりではあるが移動し、不燃物排出口７から排
出される。なお、各エアノズル６ａ〜６ｆの噴出口の向
きを波の進行方向に若干向くように傾けることにより、
ごみを好適に波の進行方向に移動させることができる。

【００１７】また、各エアノズル６ａ〜６ｆによる流動
化のための流量を適当に増減させることにより、燃焼速
度を変えることができる。例えば、ごみ供給口３近傍で
は流動化を大きめにして燃焼を促進し、ダイオキシンの
発生を抑制する。不燃物排出口７側の方では、ゆっくり
流動化させることにより、ごみの滞留化時間を十分に確
保することができると共に、燃焼空気を少なくして後段
燃焼ガス排出口１０に接続されている排煙処理施設を小
型化することができる。従って、排出ガスが少なくな
り、煙突からの熱損失を少なくすることができ、ごみの
もつ熱エネルギを最大限利用できる。

【００１８】このようにして、燃焼室１内でごみが燃焼
しつつ流動床５の波により移動する過程で、その前段か
らの燃焼ガスが図１の矢印Ｂに示されるように前段燃焼
ガス排出口９から取り出され、蒸気発生器に導かれ熱回
収が行われる。この前段燃焼ガス排出口９から取り出さ
れる燃焼ガス中には腐食性ガスが含まれるが、蒸気発生
器の加熱管の温度はボイラ水の温度よりも１０〜３０℃
程度高いが高温腐食温度以下であり、高温腐食を生じる
ことを回避できる。

【００１９】上記前段での燃焼ガス中にほとんどの腐食
性ガスが含まれて排出されるため、仕切板１１による区
切り部分を越えて移動していくごみ中には腐食性ガスを
放出するものが無くなっている。そして、後段燃焼ガス
排出口１０から図１の矢印Ｃにより示されるように取り
出される燃焼ガスは、蒸気加熱器に導かれる。蒸気加熱
器の管温度はボイラ装置の中で最も高温となり蒸気温度
よりも２０〜５０℃程度高いが、上記したように、蒸気
加熱器に導かれる燃焼ガス中には高温腐食性ガスが含ま
れないため、過熱管の腐食は生じない。なお、本実施例
では、バイパス１２を適宜開くことにより、後段の燃焼
ガスの余剰分を蒸気発生器の方に逃がすこともでき、蒸
気加熱器の温度制御を行うこともできるようになってい
る。また、燃焼ガス排出口を３つ以上設けても良く、そ
の場合には燃焼ガスをより一層細かく選別して排出し得
る。

【００２０】そして、焼却灰及び不燃物が、流動床５の
粒子と共に不燃物排出口７から炉外へ排出される。ま
ず、粗大灰選別ふるい１３により比較的大きな燃え殻を
ふるい分け、その比較的大きな燃え殻を粗大灰廃棄コン
ベア１５にて図１の矢印Ｄに示されるように搬出し、粗
大灰選別ふるい１３を通過した灰は、粒子選別ふるい１
４により流動床用粒子と焼却灰とにふるい分けられる。
流動床用粒子は、図１の矢印Ｅに示されるように流動床
用粒子回収装置１６及び流動床用粒子供給装置１７にて
再び燃焼室１内に戻され、焼却灰は、図１の矢印Ｆに示
されるように焼却灰廃棄コンベア１８にて搬出される。
なお、粗大灰の搬出過程に於いて、磁選器や高周波アル
ミ選別器などからなる金属分離器を設けることにより、
金属分を分離して、再資源化することができる。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、ストーカな
どの機械式移動装置を用いることなく、流動床の波の形
成によりごみを燃焼室内で移動させることができ、流動
床式焼却炉と機械式摺動装置を用いた焼却炉とを組み合
わせてそれぞれの特長を生かした燃焼を行わせることが
できる。すなわち、機械式摺動装置を用いた焼却炉では
困難であったプラスチックを多量に含むごみを流動式燃
焼により可能にすると共に、流動式焼却炉では共に取り
出していた燃焼の初期及び後期の燃焼ガスを、ごみを移
動させると共に、その移動方向に間隔をおいて設けた複
数の排出口及び仕切板により、例えば燃焼の初期のもの
と後期のものとに分離して取り出すことができる。従っ
て、腐食成分をほとんど含む燃焼初期の比較的温度の低
い燃焼ガスと、腐食成分を含まない燃焼後期の比較的温
度の高い燃焼ガスとをそれぞれを分離して取り出すこと
ができ、ごみ焼却炉に併設されたボイラ装置の最も高温
となる金属部分に腐食ガスが導かれることがなく、高価
な材料を用いることなくボイラの圧力を高めることがで
き、効率の高いボイラ装置を低価格で用い得るなど、そ
の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された流動式ごみ焼却炉を模式的
に示す側断面図。

【図２】本発明に基づく流動床の床面の波の形成要領を
示す図。

【図３】図２から所定時間経過後の状態を示す図２と同
様の図。

【図４】図３から所定時間経過後の状態を示す図２と同
様の図。

【図５】図３から所定時間経過後の状態を示す図２と同
様の図。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ 溝部 ３ ごみ供給口 ４ ごみホッパー ５ 流動床 ６ａ〜６ｆ エアノズル ７ 不燃物排出口 ８ エア供給装置 ９ 前段燃焼ガス排出口 １０ 後段燃焼ガス排出口 １１ 仕切板 １２ バイパス １３ 粗大灰選別ふるい １４ 粒子選別ふるい １５ 粗大灰廃棄コンベア １６ 流動床用粒子回収装置 １７ 流動床用粒子供給装置 １８ 焼却灰廃棄コンベア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ごみの焼却を流動床上にて行う形式の燃
   焼室の一端側に設けられたごみ供給口から当該燃焼室の
   他端側に設けられた不燃物排出口に至る方向に間隔をお
   いて前記燃焼室の底部に配設されかつ上方に臨むように
   された複数の流体吹き出し口と、前記各流体吹き出し口
   の吐出圧をそれぞれ別個に変化させるためのエア供給装
   置とを有することを特徴とする流動式ごみ焼却炉の燃焼
   装置。
2. 【請求項２】 前記燃焼室の前記ごみ供給口から前記不
   燃物排出口に至る方向に間隔をおいて前記燃焼室の天井
   部に配設された少なくとも２つの燃焼ガス排出口と、前
   記各燃焼ガス排出口の間に設けられた仕切板とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の流動式ごみ焼却炉の
   燃焼装置。
3. 【請求項３】 ごみの焼却を流動床上にて行う形式の燃
   焼室の一端側に設けられたごみ供給口から当該燃焼室の
   他端側に設けられた不燃物排出口に至る方向に間隔をお
   いて前記燃焼室の底部に配設されかつ上方に臨むように
   された複数の流体吹き出し口とを有し、 前記流動床上にて燃焼しているごみを前記不燃物排出口
   に向けて移動させるように前記流動床の表面を変化させ
   るべく、前記複数の流体吹き出し口の吐出圧を周期的に
   変化させることを特徴とする流動式ごみ焼却炉の燃焼方
   法。
4. 【請求項４】 前記流動床上にて燃焼しているごみの前
   記移動範囲の前段から生じる燃焼ガスと、前記流動床上
   にて燃焼しているごみの前記移動範囲の後段から生じる
   燃焼ガスとをそれぞれ別個に排出することを特徴とする
   請求項３に記載の流動式ごみ焼却炉の燃焼方法。