JPH0745928B2 - 高含水可燃物の燃焼方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高含水可燃物の燃焼方法及び装置に係り、特に
下水汚泥や泥炭などの高含水可燃物を乾燥させてから高
温な燃焼用空気により燃焼させる方法及び装置に関す
る。

［従来の技術］ 含水量が多くて機械的に脱水しても燃焼が困難な可燃
物、例えば下水汚泥を焼却させるためには、所定の含水
量になるまで乾燥する工程が必要である。

第２図に示すように、従来この種の廃棄物焼却装置は、
流動層式等の焼却炉１と、廃棄物を乾燥させて焼却炉１
へ供給するための間接加熱式乾燥機２と、焼却炉１から
の高温排ガスの顕熱を利用して乾燥機２に入熱させるた
めの廃熱ボイラ３とにより主として構成されている。即
ち、乾燥機２によって含水量を減ぜられた廃棄物は、焼
却炉１で燃焼されると、そのガス顕熱の一部が回収され
ると共に、集塵器４及び排ガス処理設備５を通って排気
されるようになっている。

また、廃熱ボイラ３の前後に熱交換器を設けて、燃焼用
空気の予熱や白煙防止用空気の予熱等に利用するように
構成したものもある。

一方、近来にあっては、石炭と燃料とする発電用ボイラ
等に循環流動層式燃焼炉を使用することが提案されてい
る。この燃焼炉は、炉内の熱媒体（砂）を浮遊した状態
に流動させると共に、炉頂部にサイクロンを設けて、飛
散する粒子（熱媒体及び焼却灰の一部）を捕集し、炉内
へと循環させるようになっている。この燃焼炉の特長
は、廃ガス中の有害物質（Nox,Sox,Hcl等）の発生を抑
えることができ、排ガス処理設備を簡略化し得ることに
ある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の高含水可燃物を燃焼させる装置におい
ては、第２図に示した乾燥機２の熱源として蒸気・温水
・温油などのためのボイラ３等が不可欠である。このた
め、装置が大規模となり、設備コスト等が大になるとい
う問題があった。

また、乾燥を間接加熱によって行うことになるため、熱
効率が悪く、所望の含水状態にするのが困難であった。
例えば、脱水された廃棄物の含水率が80％であったと
き、自燃可能な60％にまで減ずるのは難かしく、焼却炉
に補助燃料が必要になっていた。即ちランニングコスト
が大となる問題があった。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、乾燥のための大規模
な設備を必要とせず、しかも熱効率を高めることで自燃
可能にすることができる高含水可燃物の燃焼方法及び装
置を提供すべく創案されたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、高含水可撚物を乾燥させて流動炉により燃焼
させる方法において、高含水可撚物に流動炉から飛散し
た流動媒体粒子を混合させて接触させて一次乾燥させた
後、その可撚物及び流動媒体粒子を流動炉から排出され
た廃ガスにより流動化させて自燃領域まで二次乾燥さ
せ、流動炉に供給するものである。

また本発明は、上記方法を実施するための装置であっ
て、加熱された媒体粒子を流動化させて供給された可撚
物を燃焼させるための流動炉と、流動炉とその燃焼灰を
捕集するための集塵器との間に設けられ、燃焼ガスに伴
われて上昇した流動媒体粒子を捕集して流動炉の可撚物
供給口側へ移送する循環移送手段と、循環移送手段によ
り移送されてきた流動媒体粒子を高含水可撚物に混させ
るための第一の乾燥手段と、混合された流動媒体粒子及
び可撚物を流動炉から排出された廃ガスによって流動化
させると共に流動炉内に順次供給するための第二の乾燥
手段とを備えたものである。

［作用］ 上記構成によって、流動炉は、流動媒体粒子と燃焼用空
気とによって、供給される高含水可撚物を燃焼させる。
循環移送手段は、流動炉の頂部へと上昇してきた流動媒
体粒子を捕集し、これを流動炉の可撚物供給口側へと移
送する。第一の乾燥手段は、高含水可撚物に高温な流動
媒体粒子を直接接触させることで一次乾燥させる。第二
の乾燥手段は、混合された流動媒体粒子及び可撚物を流
動炉から排出されたガスによって流動化させ、自燃可能
な所定の含水量にして、流動炉内に順次供給する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

まず、本発明に係る高含水可燃物の燃焼装置の一実施例
を第１図によって説明する。本実施例にあっては、高含
水可燃物として下水汚泥を、またその燃焼装置として焼
却装置を適用している。

この装置は、主として、高温な焼燃用空気を下部から吹
き込まれるように形成された流動焼却炉11と、その頂部
と連絡された循環移送手段たる第一サイクロン12と、そ
の移送下流側に設けられた第一の乾燥手段たるミキサ13
と、さらにその移送下流側かつ流動焼却炉11の供給口14
に連設された第二の乾燥手段15とにより構成されてい
る。

第一サイクロン12は、燃焼ガスに伴われて上昇した流動
媒体粒子を捕集して流動焼却炉11の可撚物供給口側へ移
送するようになっている。

ミキサ13は、循環される途中の高温粒子と、焼却される
汚泥とを取り入れる開口部を有して形成されていると共
に、これらを混合し水分を蒸発させながら、焼却炉11に
臨む出口16まで移送するフィーダ機能を有している。

第二の乾燥手段15は、ミキサ13の出口16からの混合物Ｍ
を収容すると共にこれを順次焼却炉11内に移送する乾燥
室17と、焼却炉11からの廃ガスによって形成される流動
床部18とを有しており、混合物Ｍを流動層内で撹拌する
ことで、乾燥を次段階に促進させるようになっている。
乾燥室17内には仕切板19が移送方向を横断するように設
けられ、混合物Ｍが乾燥室17内に滞留せずに直に流動焼
却炉11に供給されるのを防止するようになっている。

また、ミキサ13と第二の乾燥手段15とには、第二サイク
ロン20が連結されており、混合時あるいは撹拌時に発生
する蒸気やガスを捕集して、その中に混在する粒子を焼
却炉11内に還送させるようになっていると共に、冷却器
21によって水分を排出させた後、臭気を分解するために
ブロワ22によって焼却炉11内に送り込むようになってい
る。

一方、第一サイクロン12の排気下流側には、従来同様の
焼却灰を捕集するための集塵器23が設けられていると共
に、廃ガスの熱エネルギを回収して、燃焼用空気を予熱
するための熱交換器24が設けられている。

そして本実施例にあっては、熱交換後の廃ガスの一部を
適宜冷却・量調整して第２の乾燥手段15に供給するため
の廃ガス回収手段25が設けられている。即ち、ファン26
によって排気される系路とは別に、第二の乾燥手段15の
流動床部18に連絡する廃ガス環流路27が形成されてい
る。

次に、高含水可燃物の燃焼方法の一実施例を、上述した
構成の作用として説明する。

流動焼却炉11は、熱媒体を加熱・流動化させて、供給さ
れた汚泥を燃焼させる。第一サイクロン12は、流動焼却
炉11の頂部へと上昇してきた流動媒体粒子を捕集し、こ
れを流動焼却炉11の可撚物供給口14の側へと移送する。
ミキサ13は、あらかじめ機械脱水された汚泥に高温な流
動媒体粒子を直接接触させることで一次乾燥させる。第
二の乾燥手段15は、これら混合物Ｍを廃ガス環流路27を
経由した廃ガスにより流動化・撹拌して、所望の含水量
（自燃領域）にし、焼却炉11内に供給する。

従って、含水率80％程度に脱水された汚泥は、粒子との
直接接触によって約75％にまで乾燥される。そして第二
の乾燥手段15によって、自燃可能な約60％の含水率とな
るように乾燥させる。このとき、過度に高温な廃ガスに
よって乾燥されると、汚泥中の揮発成分が気化し、適切
な燃焼が損われてしまう。このため廃ガス回収手段25
は、所定の温度、例えば約200℃に廃ガスの温度を抑え
て調節することになる。

この二次乾燥は、循環する粒子との接触のみでは、汚泥
を所望の含水量とするのに大量の粒子が必要となり、そ
のためのエネルギ（流動力）が増大する懸念に対応する
意味もある。逆に言えば、本発明においては、粒子の混
合により例えば摂氏100度程度の昇温で一次乾燥段階を
終えていればよく、揮発成分の気化が生じないように乾
燥させるものである。

このように、従来必要であった間接加熱式乾燥機及びこ
れを作動させるためのボイラ等が不要になるので、設備
費，運転費，保守費の低減が達成される。

また、一次乾燥において高温な流動媒体粒子を汚泥に直
接接触するようにしたので、熱効率が高まり、所望の含
水量に容易になし得る。そして二次乾燥においては、温
度調整した廃ガスを使用するようにしたので、自燃に最
も望ましい状態にすることができ、焼却炉の補助燃料が
不要になる。

さらに、焼却炉に供給する前に、乾燥・撹拌すること
で、汚泥が塊状のまま焼却されることがなく、安定した
操業に寄与する。

そして、循環流動層式焼却炉としたことで、NOx等の有
害な物質の発生が抑えられ、後工程たる排ガス処理設備
を簡略化できる。

なお、本実施例にあっては、サイクロン12からの高温な
流動媒体粒子を全てミキサ13経由で循環させるように図
示してあるが、所望の乾燥ができるとの予想があれば、
粒子の一部だけを汚泥と混合させるようにしてもよい。
流動媒体粒子としては、珪石などの耐熱性・高熱容量の
材料のなかから選択するのが望ましい。

さらに、本発明を下水汚泥を焼却処理する装置として説
明したが、高水分の産業廃棄物あるいは屎尿汚泥の焼却
処理、さらには汚炭などの高含水燃料を燃焼させるエネ
ルギ発生装置にも適用されるものである。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、高い熱効率により自燃可
能な含水量にまで容易に且つ確実に乾燥させることがで
き、従来の乾燥機が不要となって、設備費、保守費等の
大幅な削減が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高含水可燃物の燃焼方法及び装置
の一実施例を示した構成図、第２図は従来の高含水可燃
物の燃焼装置たる廃棄物焼却装置を示した構成図であ
る。 図中、11は流動焼却炉、12は循環移送手段たる第一サイ
クロン、13は第一の乾燥手段たるミキサ、15は第二の乾
燥手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 徹男 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 浅井 稔 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 青木 清 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−56096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−31674（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高含水可撚物を乾燥させて流動炉により燃
   焼させる方法において、上記高含水可撚物に上記流動炉
   から飛散した流動媒体粒子を混合させて一次乾燥させた
   後、その可撚物及び流動媒体粒子を流動炉から排出され
   た廃ガスにより流動化させて自撚領域まで二次乾燥さ
   せ、上記流動炉に供給することを特徴とする高含水可撚
   物の燃焼方法。
2. 【請求項２】加熱された媒体粒子を流動化させて供給さ
   れた可撚物を燃焼させるための流動炉と、該流動炉とそ
   の燃焼灰を捕集するための集塵器との間に設けられ、燃
   焼ガスに伴われて上昇した流動媒体粒子を捕集して上記
   流動炉の可撚物供給口側へ移送する循環移送手段と、該
   循環移送手段により移送されてきた流動媒体粒子を上記
   高含水可撚物に混合させるための第一の乾燥手段と、混
   合された流特媒体粒子及び可撚物を上記流動炉から排出
   された廃ガスによって流動化させると共に上記流動炉内
   に順次供給するための第二の乾燥手段とを備えたことを
   特徴とする高含水可撚物の燃焼装置。