JPH07103441A - 流動層焼却炉の炉内温度制御方法およびその装置 - Google Patents

流動層焼却炉の炉内温度制御方法およびその装置

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JPH07103441A
JPH07103441A JP25049693A JP25049693A JPH07103441A JP H07103441 A JPH07103441 A JP H07103441A JP 25049693 A JP25049693 A JP 25049693A JP 25049693 A JP25049693 A JP 25049693A JP H07103441 A JPH07103441 A JP H07103441A
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JP
Japan
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fluidized bed
temperature
burner
nox
control
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Pending
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JP25049693A
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English (en)
Inventor
Hisato Tawara
久人 田原
Mitsuo Imamura
三夫 今村
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】流動層内の温度の制御とNOx発生の抑制を、
空塔バーナへの燃料供給量の増減に干渉されることなく
単独に温度制御を行い、最小限のNOx値に維持するこ
とができる流動層焼却炉の温度制御方法およびその装置
を提供する。 【構成】産業廃棄物を焼却する流動層焼却炉の流動層上
の空塔部を加熱して温度制御を行う複数の空塔バーナ
と、上記流動層の内部を加熱して温度制御を行う複数の
層中バーナを少なくとも備えた流動層焼却炉において、
上記空塔バーナの1部をNOx抑制用バーナとして用
い、下向きに燃焼させてNOxの発生を抑制する温度範
囲に単独に制御すると共に、残部の空塔バーナを上向き
に燃焼させて炉内空塔部を所定の温度に単独に加熱制御
する流動層焼却炉の炉内温度制御方法およびそれを実施
する装置。 【効果】空塔バーナの燃料流量の変化による層中温度へ
の干渉を無くすることができ、排出NOx値を最小値に
維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流動層焼却装置に係り、
特にボイラ火炉設備等で発生する重原油燃焼灰等の集塵
捕集灰を焼却する流動層焼却炉の流動層上の炉内空塔部
の温度制御を行い、低NOx燃焼を行うのに好適な産業
廃棄物の流動層焼却炉における炉内温度制御方法ならび
にその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】重油または原油を燃料とするボイラ火炉
等から発生する重原油灰は、集塵装置によって捕集さ
れ、その減容を主目的として焼却装置により焼却され
る。特に、近年脱硝バーナの設置によって生成される灰
分の量も増加し、また環境保護のための集塵装置も世界
的規模で設置されるに伴い、運転ならびに温度制御が容
易な流動層焼却装置を提供することが重要な課題となっ
ている。この重原油燃焼灰の焼却装置は、大容量の灰を
焼却処理するに適した流動層式の焼却炉が多く採用され
ている。この流動層焼却炉における従来の空塔温度制御
方法は、窒素酸化物(NOxと言う)の生成を考慮し
て、例えば図4に示すように、流動層焼却炉1におい
て、層中バーナ2および空塔バーナ3へ供給する油量
は、層中温度計6および空塔温度計7の温度を一定に保
持するようにコントローラ21によって制御されていた
(特開昭54−137870号公報、火力原子力発電V
OL33、No.8、35頁〜45頁)。しかし、空塔
バーナ3と層中バーナ2の温度制御上の干渉および排出
NOx値の変動幅を少なくし、かつ排出NOx値を最小
値に保持するという点についての配慮は全くなされてい
なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
技術においては流動層焼却炉内の温度制御方法からみ
て、空塔バーナに供給される燃料油の量は、炉内の空塔
温度を一定に保持するよう制御され、空塔バーナへの燃
料の増減は流動層を構成する流動媒体の温度に影響を及
ぼす。空塔バーナへの燃料の増加は、流動媒体が加熱さ
れて流動層内の温度制御に対して外乱を与えることにな
り、本来の流動層における層中バーナの助燃による層内
温度保持の目的が、空塔バーナへの燃料油量の増加によ
って影響を受け、層中バーナへ供給する燃料油の量が減
少し、流動層の温度制御範囲を逸脱する場合がしばしば
発生する。また、空塔バーナへの燃料油の減少は、NO
xの生成を抑制する効果が半減し排出NOx値が大きく
変動するという点についての配慮がなく、流動層中の温
度の調整とNOxの生成を抑制することができないとい
う問題があった。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消し、流動層中の温度の調整およびNOxの発
生を抑制するものであって、空塔バーナへの燃料の増減
に関係なく、効果的に炉内の温度制御を行うことがで
き、かつ最小限のNOx値に維持することが可能な産業
廃棄物の流動層焼却炉における炉内温度制御方法および
それを実施する装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、流
動層焼却炉の炉内空塔部に配設されている複数の空塔バ
ーナのうちの1部を、NOx抑制用の温度調整バーナと
して用い、流動層を低NOx燃焼に適した温度範囲に調
整し制御することにより達成される。本発明は、産業廃
棄物を焼却する流動層焼却炉の流動層上の空塔部を加熱
して温度制御を行う複数の空塔バーナと、流動層の内部
を加熱して温度制御を行う複数の層中バーナを少なくと
も備えた流動層焼却炉において、上記空塔バーナの1部
をNOx抑制用バーナ(脱硝用バーナ)として用い、下
向きに燃焼させて流動層上を加熱して、NOxの生成を
抑制する温度範囲に単独に加熱制御すると共に、残部の
空塔バーナを上向きに燃焼させて、炉内空塔部の温度を
所定の温度範囲に単独に加熱制御する流動層焼却炉の炉
内温度制御方法である。さらに本発明は、産業廃棄物を
焼却する流動層焼却炉の流動層上の空塔部を加熱して温
度制御を行う複数の空塔バーナと、上記流動層の内部を
加熱して温度制御を行う複数の層中バーナを少なくとも
備えた流動層焼却炉の炉内温度制御装置であって、上記
空塔バーナの1部を下向き燃焼に配設し、NOxの生成
を抑制する温度範囲に単独に加熱制御する手段と、残部
の空塔バーナを上向き燃焼に配設して炉内空塔部の温度
を所定の温度範囲に単独に加熱制御する手段を少なくと
も設けた流動層焼却炉の炉内温度制御装置である。
【0006】
【作用】本発明は、複数の空塔バーナの1部を、NOx
抑制用のバーナにして単独に加熱制御し、また炉内空塔
部の温度は、残部の空塔バーナにより単独に加熱制御す
ることにより、炉内空塔温度および層中温度は、各々の
空塔バーナおよび層中バーナによって単独に制御される
ので、層中の温度制御に対し上記空塔バーナの温度制御
による干渉がなくなり、かつ発生するNOx値は、NO
x制御用の単独バーナにより、常に、NOxの生成を抑
制することができる最適温度範囲に制御することが可能
となるので、NOx値の変動が少なく最小のNOx値に
維持することができる低NOx燃焼を実現することがで
きる。
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いて
さらに詳細に説明する。図1は、本実施例で例示する産
業廃棄物の流動層焼却炉の全体の構成を示す模式図であ
る。流動層焼却炉1において、流動媒体(砂など)19
を介して、重原油燃焼灰(集塵捕集灰)16を焼却す
る。 流動媒体19は、流動用空気ファン10からの空
気流量を、流動用空気調節計18および流動用空気制御
ダンパ17により所定の流量に調整された流動用空気に
より流動される。層中温度計6は、助燃料ポンプ11か
らの油量を、層中バーナ制御弁4および層中温度調節計
8により、層中バーナ2に供給して、流動層内の温度制
御を行う。一方、空塔温度計7、空塔温度調節計9およ
び空塔バーナ制御弁5により、空塔バーナ3に燃料油を
供給して炉内空塔部の温度制御を行う。NOxを抑制す
るための空塔バーナ(NOx制御用バーナ12と言う)
は、煙道NOx計14でNOx値を検知し、NOx調節
計15およびNOx制御用バーナ12の燃料制御弁13
により、NOx値に見合った所定量の燃料が供給され、
NOx値が最小となるように燃焼制御される。NOx制
御用バーナ12は、図2(a)、(b)に示すように、
空塔バーナ3と同一高さに設置し、下向きに燃焼させて
流動層上を加熱する。なお、図2(b)は、図2(a)
のA矢視図である。NOx制御用バーナ12は、流動層
上に燃料を噴霧し燃焼させることにより、流動層内で発
生したNOxを気相還元してN2となし、流動層焼却炉
1から排出されるNOx値を抑制するものである。NO
x制御用バーナ12への燃料供給量は、流動層焼却炉1
の出口NOx値が最小となるように所定の流量に保持す
る。また、流動層焼却炉1の空塔部の温度は、流動層内
で燃焼されなかった未燃焼の重原油燃焼灰を、所定の温
度範囲内で完全に焼却することを目的とするものであっ
て、空塔バーナ3には、空塔温度計7が所定の値となる
ように燃料をTIC(空塔温度調節計)9により調節し
供給する。すなわち、流動媒体19の温度は、層中バー
ナ2により、空塔温度計7は空塔バーナ3により、また
煙道NOx計14に示されるNOx値は、NOx制御用
バーナ12により各々設定された最適値に単独に制御さ
れる。流動層内で発生したNOxは、ある温度領域で気
相還元されNOxの生成が抑制されるので、層上温度計
20が示す層上温度からNOx制御用バーナの燃料制御
弁13を制御することによりNOx制御用バーナへの燃
料供給量を制御することも可能である。上記の流動層上
における気相還元反応によるNOx抑制は、重原油燃焼
灰中に含まれる硫安〔硫酸アンモニア:(NH4)2
4〕が流動層内で分解して発生したNH3(アンモニ
ア)と、NOx制御用バーナ12により適切な反応温度
に保つことにより達成される。流動層内における硫安の
分解反応は、次の(化1)式で示される。 (NH4)2SO4 → 2NH3+SO3+H2O ……(化1) そして、流動層内で分解されたNH3による気相還元反
応は、次の(化2)、(化3)式で示される。 NO+NH3+1/4O2 → N2+3/2H2O ……(化2) 2NO+C(またはCO)→ N2+CO2 ……(化3) そして、気相還元反応の温度領域は700〜900℃程
度でなければならないことから、NOx制御用バーナ1
2に一定量の燃料を供給し、所定の温度範囲に制御とす
ることにより、安定した低NOx運転が可能となる。流
動層内では、上記(化1)式で示される硫安の分解と共
に、下記の(化4)式で示されるようにNOxが発生す
る。 4NH3+5O2 → 4NO+6H2O ……(化4) このNOxの発生を抑制するために、上記の(化2)式
および(化3)式による流動層上での気相還元反応によ
り無害のN2に還元させるものである。図3に、層上温
度と発生するNOx値との関係を示す。図に示すよう
に、層上温度がおおよそ700〜900℃において、N
Ox値が最低となる領域が存在する。したがって、層上
温度を700〜900℃に制御することにより気相還元
反応によってNOx値を急激に減少させることが可能と
なる。なお、上記実施例において例示した図2(a)、
(b)に示すNOx制御用バーナ12は、1本のみを示
しているが、流動層焼却炉1の大きさによって複数のN
Ox制御用バーナ12を配設することにより、 流動層
上をNOx制御バーナ12のフレームにより、すべてカ
バーすることができるので、排出NOx値をいっそう低
減させることが可能となる。
【0008】
【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本発明の流
動層焼却炉の炉内温度制御方法によれば、炉内に設けら
れている複数の空塔バーナのうちの1部を、NOx制御
用バーナとして下向きに燃焼させてNOxの発生を抑制
する温度範囲に単独に制御できるようにすると共に、残
部の空塔バーナを上向き燃焼させて炉内空塔部の温度を
所定の温度に単独に制御できる構造としているので、空
塔バーナへの燃料供給量の変化(増減)による流動層内
の温度制御への干渉を無くすることができ、排出NOx
値の変動幅を小さくすることができると共に、最小のN
Ox値に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で例示した流動層焼却炉の構成
を示す模式図。
【図2】本発明の実施例で例示した流動層焼却炉のNO
x制御用バーナ部の構成を示す模式図。
【図3】本発明の実施例で例示した流動層焼却炉のNO
x制御用バーナを用いた場合の層上温度と排出NOx値
の関係を示すグラフ。
【図4】従来の流動層焼却炉の構成を示す模式図。
【符号の説明】
1…流動層焼却炉 2…層中バーナ 3…空塔バーナ 4…層中バーナ制御弁 5…空塔バーナ制御弁 6…層中温度計 7…空塔温度計 8…層中温度調節計(TIC) 9…空塔温度調節計(TIC) 10…流動用空気ファン 11…助燃料ポンプ 12…NOx制御用バーナ 13…NOx制御用バーナの燃料制御弁 14…煙道NOx計 15…NOx調節計 16…重原油燃焼灰(集塵捕集灰) 17…流動用空気制御ダンパ 18…流動用空気調節計(FIC) 19…流動媒体 20…層上温度計 21…コントローラ 22…流動用空気ファン 23…流動媒体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】産業廃棄物を焼却する流動層焼却炉の流動
    層上の空塔部を加熱して温度制御を行う複数の空塔バー
    ナと、流動層の内部を加熱して温度制御を行う複数の層
    中バーナを少なくとも備えた流動層焼却炉において、上
    記空塔バーナの1部をNOx制御用バーナとして上記流
    動層上に配設し、NOxの生成を抑制する温度範囲に単
    独に加熱制御すると共に、残部の空塔バーナにより炉内
    空塔部の温度を所定の温度範囲に単独に加熱制御するこ
    とを特徴とする流動層焼却炉の炉内温度制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、NOx制御用バーナを
    下向きに燃焼させて、流動層の層上温度を700〜90
    0℃の範囲に単独に加熱制御すると共に、空塔バーナを
    上向きに燃焼させて、炉内空塔部を所定の温度範囲に単
    独に加熱制御することを特徴とする流動層焼却炉の炉内
    温度制御方法。
  3. 【請求項3】産業廃棄物を焼却する流動層焼却炉の流動
    層上の空塔部を加熱して温度制御を行う複数の空塔バー
    ナと、上記流動層の内部を加熱して温度制御を行う複数
    の層中バーナを少なくとも備えた流動層焼却炉の炉内温
    度制御装置であって、上記空塔バーナの1部を下向き燃
    焼となるように流動層上に配設して、NOxの生成を抑
    制する温度範囲に単独に加熱制御する手段と、残部の空
    塔バーナを上向き燃焼となるように配設して、炉内空塔
    部を所定の温度に単独に加熱制御する手段を少なくとも
    設けたことを特徴とする流動層焼却炉の炉内温度制御装
    置。
JP25049693A 1993-10-06 1993-10-06 流動層焼却炉の炉内温度制御方法およびその装置 Pending JPH07103441A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002162013A (ja) * 2000-09-15 2002-06-07 Rohm & Haas Co 産業廃棄物の焼却方法

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