JPH0749229Y2 - ガス混合装置を備えたごみ焼却炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、一般廃棄物や産業廃棄
物などを焼却するごみ焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラスチック類の多用とＯＡ化の
進展等の影響で、一般廃棄物及び産業廃棄物におけるご
み質の高騰と多様化は甚しく、ごみ焼却炉内での燃焼状
態の変動は激しくなる一方である。

【０００３】このため、焼却炉内で発生する燃焼ガスの
一部は、完全燃焼できずに、ダイオキシン類を始め一酸
化炭素等の有害ガスや煤等の未燃酸化物を含んだまま排
出する事があり、周辺住民に対して公害問題を惹起して
いる。

【０００４】図３は、従来のストーカ式ごみ焼却炉の概
略構成を示している。

【０００５】このストーカ式ごみ焼却炉は、焼却室ｅの
上部に水噴射式のガス冷却室ｈを設置したものである。
このストーカ式ごみ焼却炉において、ごみピット（図示
省略）からごみクレーン（図示省略）で把持されたごみ
は、ホッパａに投入される。ホッパａに投入されたごみ
は、乾燥火格子ｂ及び燃焼火格子ｃ上で、各火格子ｂ，
ｃの下から送入される１次燃焼空気（図示省略）により
着火燃焼され、残った難燃物及び未燃物は、後燃焼装置
ｄ上でおき燃焼されて焼却灰となり、高温の焼却灰は灰
冷却槽（図示省略）で消火・吸湿させられた後、場外へ
搬出される。

【０００６】ごみの燃焼に伴って発生した燃焼ガスは、
燃焼室ｅの上部で１次燃焼による火炎及び炉壁からの放
射熱を受けるとともに、２次燃焼空気を供給口ｆから供
給させることによって２次燃焼する。それに伴い燃焼ガ
ス中に含まれる未燃分を酸化燃焼させるとともに、臭気
成分を熱分解させて、燃焼室ｅとガス冷却室ｈとの連通
部ｈを経てガス冷却室ｈに送られ、水噴射ノズルｉから
の噴射水により冷却された後、誘引送風機（図示省略）
の吸引力により後続の装置に排出される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼室
ｅ内における未燃ガス、ダイオキシン類、及び煤や一酸
化炭素等の未燃酸化物の発生位置及び発生量は、ごみ質
によって激しく変動するため、２次燃焼空気を過剰に供
給しているにもかかわらず、未燃ガス、ダイオキシン
類、及び未燃酸化物を含む燃焼ガスとこの２次燃焼空気
とが十分に混合されないと、２次燃焼域を通過しても、
その一部は未燃焼・未分解のままガス冷却室ｈに排出さ
れることになる。

【０００８】これは、連通部ｇの通気抵抗が小さいため
に、２次燃焼空気と燃焼ガスが十分混合されることな
く、２次燃焼空気と燃焼ガスとが供給口ｆや燃焼ガス発
生位置からガス冷却室ｈ側に直進して速やかに入ること
になり、燃焼室ｅ全体を２次燃焼に有効に利用できない
ためである。

【０００９】次に、ガス冷却室ｈ内を上昇する排ガス
は、燃焼室ｅからのガス流の影響を受けて、ガス冷却室
ｈの中心部あるいは片側に偏って直進するため、ガス冷
却室ｈの一部を使用するだけであり、ガス冷却室ｈ全体
が有効に利用されていない。

【００１０】また、ガス冷却による上部からの放射冷却
作用及び噴射水の相互干渉あるいは水噴射ノズルｉの磨
耗に起因する未蒸発水滴降下の影響により、連通部ｇ付
近のガス温度は、残在する未燃ガスの再燃焼温度を下回
ることが多く、連通部ｇ付近以降での再燃焼は期待でき
ない。

【００１１】一方、平成２年１２月に厚生省から「ダイ
オキシン類発生防止等ガイドライン（案）」が通達さ
れ、このガイドラインではごみ焼却炉において完全燃焼
を行い未燃酸化物の排出量を低減させるという指標によ
り、ダイオキシン類の発生を防止・抑制するように定
め、また、集じん装置入口の排ガス温度を低下させるよ
うに定めている。

【００１２】そして、このガイドラインのように完全燃
焼を行い未燃酸化物の排出量を低減させるためには、燃
焼室ｅ内の２次燃焼空気の供給口ｆから連通部ｇまでの
間に十分な滞留時間を持たせるための再燃焼域を設ける
か、または再燃焼バーナを備えた再燃焼室を設けて燃焼
ガスを高温状態で維持し、未燃ガスと２次燃焼空気との
混合を促進させる必要があった。しかし再燃焼域や再燃
焼室を設けると焼却炉全体が大きくなり経済性の面で問
題が生じることになる。

【００１３】また、集じん装置入口の排ガス温度を低下
させるためには、ガス冷却室ｈの容積を増加させるか、
ガス冷却室ｈでの排ガスとガス冷却用噴射水との接触効
率を向上させる必要があった。しかしガス冷却室ｈを大
きくすると焼却炉全体が大きくなり経済性の面で問題が
生じることになる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本考案のガス混合装置を
備えたごみ焼却炉は、燃焼室の上部にガス冷却室が設け
られたごみ焼却炉において、前記燃焼室の上部とガス冷
却室との連通部付近に、燃焼室からガス冷却室へ流入す
る燃焼ガスの通気抵抗となるガス混合装置が設けられ、
該ガス混合装置には、複数のガス通路が一定方向に傾斜
して形成されるとともに、これらガス通路に３次燃焼空
気を噴射する３次燃焼空気供給手段が連設され、この３
次燃焼空気供給手段は、噴射口が前記ガス通路を通過す
る燃焼ガスに対して対峙する方向に３次燃焼空気を噴射
するように設けられるとともに、３次燃焼空気送風機に
より３次燃焼空気が調整弁を介して噴射口から調整自在
に噴射されるように構成されたものである。

【００１５】

【作用】燃焼室の上部とガス冷却室との連通部付近にガ
ス混合装置を設けることにより、燃焼室での放射熱の有
効利用やガス冷却室への燃焼ガスの直進を防止するとと
もに、ガス混合装置のガス通路に３次燃焼空気を噴射す
ることで燃焼ガスと３次燃焼空気とを完全混合させて再
燃焼を徹底する。

【００１６】また、ガス混合装置を通る燃焼ガスはガス
通路の傾斜作用によりガス冷却室で旋回流を発生するこ
とになり、ガス冷却室全体を有効に利用する。

【００１７】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１８】図１は本考案に係るガス混合装置を備えた
ごみ焼却炉の概略構成を示している。

【００１９】同図において、１はホッパ、２は乾燥火格
子、３は燃焼火格子、４は後燃焼装置、５は燃焼室、６
は２次燃焼空気の供給口、１０はガス冷却室、１１は水
噴射ノズルである。

【００２０】２０は、燃焼室５とガス冷却室１０との連
通部９に配設されたガス混合装置である。

【００２１】ガス混合装置２０は、図２に示すように、
燃焼ガス８の保有する熱量を燃焼室５内に反射させ、ガ
ス冷却室１０からの冷却効果を遮断して、燃焼室５内を
高温に保つための耐火物からなる本体２１と、本体２１
に形成された複数のガス通路２２と、ガス通路２２を挟
んで本体２１にそれぞれ配設され３次燃焼空気を供給す
る３次燃焼空気送風機（３次燃焼空気供給手段）３０に
連通された複数の通気管２３と、各通気管２３から分岐
され上記３次燃焼空気を噴射する噴射口２５とから構成
されている。

【００２２】ガス通路２２は、燃焼ガス８の通過時の通
気抵抗となるとともに、通過したガスがガス冷却室１０
内で旋回等のガス流を発生させるように所定の方向にそ
れぞれ傾斜して形成されている。

【００２３】上記３次燃焼空気送風機３０には、各通気
管２３と連通する各配管に調節弁３１がそれぞれ介装さ
れている。よって、これら調節弁３１により各通気管２
３に供給する供給量がそれぞれ個別に調整可能に構成さ
れており、各通気管２３の噴射口２５から噴射する３次
燃焼空気量を調整することができる。

【００２４】各噴射口２５はガス通路２２を通過する燃
焼ガス８と対向して噴射するように形成されている。こ
の噴射口２５は、ガス混合装置２０と対向する連通部９
の側壁にも設けられており、調節弁３１を介して前記３
次燃焼空気送風機３０に連通されている。

【００２５】ガス冷却室１０の途中部には、該ガス冷却
室１０内を流れるガスの流量を測定するガス流量測定装
置４０が設けられている。

【００２６】ガス流量測定装置４０は、常時はガス冷却
室１０の外側に没し、指定された時においてのみ一点鎖
線で示すガス冷却室１０内の各測定位置まで突出してガ
ス冷却室１０内の排ガス流量の分布状態を測定する。

【００２７】そして、このガス流量測定装置４０で測定
された測定データは図示しない制御装置に入力される。
制御装置は、測定データに基づいて各調節弁３１を調節
し、ガス冷却室１０内のガス流量の分布状態が略均一に
なるよう各噴射口２５から噴射する３次燃焼空気の量を
それぞれ制御する。

【００２８】次に、上述のように構成された焼却炉によ
るごみの焼却について説明する。

【００２９】まず、ごみピット（図示省略）からごみク
レーン（図示省略）で把持されたごみは、ホッパ１に投
入される。ホッパ１に投入されたごみは、乾燥火格子２
及び燃焼火格子３上で、各火格子２，３の下から送入さ
れる１次燃焼空気（図示省略）により着火燃焼され、残
った難燃物及び未燃物は、後燃焼装置４上でおき燃焼さ
れて焼却灰となり、高温の焼却灰は灰冷却槽（図示省
略）で消火・吸湿させられた後、場外へ搬出される。

【００３０】また、ごみの燃焼によって発生する火炎及
び燃焼ガス８は、燃焼室５内でその保有する高温のエネ
ルギを放射しながら上昇してガス冷却室１０に流入しよ
うとするが、ガス混合装置２０の持つ通気抵抗のために
大部分がガス冷却室１０に直進できずに滞留したり、一
部は反転して燃焼室５内を旋回することになる。

【００３１】このように燃焼ガス８が旋回することで、
燃焼ガス８の持つ熱量が、燃焼室５の前部に放射されて
ごみの乾燥を促進するとともに、この旋回する燃焼ガス
８と、燃焼室５内に存在する未分解のダイオキシン類及
び臭気成分、煤や一酸化炭素等の未燃酸化物を含んだ未
燃ガス７と、２次燃焼空気とが混合して、燃焼室５内全
面で２次燃焼を起こす。

【００３２】また、ガス混合装置２０のガス通路２２に
流入する燃焼ガス８には、噴射口２５から３次燃焼空気
が対向流に噴射されており、これにより燃焼室５内で２
次燃焼したが、なおかつ残存する微少なダイオキシン類
や未燃酸化物を含む燃焼ガス８と３次燃焼空気と完全に
混合され、ガス通路２２の入口付近で未分解物質や未燃
酸化物の再燃焼が行われる。

【００３３】この時、各噴射口２５から噴射される３次
燃焼空気の量は、ガス流量測定装置４０で測定された測
定データに基づいて制御装置によりガス冷却室１０内の
ガス流量の分布状態が略均一になるよう制御されてい
る。

【００３４】なお、この３次燃焼空気は、２次燃焼空気
の補完や、炉内温度の過上昇を低減させることにも使用
される。

【００３５】そして、ガス混合装置２０を通過したガス
は、ガス冷却室１０内に排ガスとして流入され水噴射ノ
ズル１１から噴射されるガス冷却用噴射水により冷却さ
れた後、後続の装置に排出される。

【００３６】ここで、ガス冷却室１０内を流れる排ガス
１２は、上記噴射口２５からの３次燃焼空気の供給量の
制御により各部が平均した流量を保ちつつガス冷却室１
０内を旋回しながら上昇するため、このガス冷却室１０
での滞留時間が長くなり、ガス冷却室１０全体を有効に
利用することになる。したがって、排ガス１２と水噴射
ノズル１１から噴射されるガス冷却用噴射水との接触効
率が向上し、未蒸発水滴の燃焼室５への降下や次工程へ
のキャリオーバによるトラブルが防止できる。

【００３７】また、水噴射ノズル１１から噴射されるガ
ス冷却用噴射水により形成される低温部からの放射冷却
作用は、ガス混合装置２０の遮へい効果により、燃焼室
５まで到達することがない。また、燃焼ガス８からの放
射熱は、ガス混合装置２０の下面で反射されるため、上
述の効果と併せて、燃焼室５の出口部分は高温状態を維
持することができ、燃焼室５内での再燃焼効率を高める
ため、特に再燃焼室を設置する必要はない。

【００３８】なお、ガス流量測定装置は本例に限らず固
定式でもよく、測定間隔は連続でもよい。

【００３９】

【考案の効果】燃焼室内におけるごみの燃焼により発生
した火炎及び燃焼ガスは、その位置からガス冷却室に向
けて直進しようとするが、燃焼室の上部とガス冷却室と
の連結部付近に設けられたガス混合装置が通気抵抗とな
るために、一部のみが該ガス混合装置内のガス通路を直
接通過するだけで、残りの大部分は、一旦、燃焼室内に
滞留したり、反転して燃焼室内を旋回することになる。
これにより滞留・旋回する高温の燃焼ガスは、保有する
熱量を燃焼室全体に放射することになり、ごみの乾燥を
促進するとともに、燃焼室の側壁面から未燃ガスの中心
部に向って噴射される２次燃焼空気と相まって、未燃ガ
スや未分解のダイオキシン類を２次燃焼させる働きをす
るため、燃焼室内において、放射熱を有効に利用した２
次燃焼を、ほぼ完結に行うことができる。

【００４０】その後、燃焼ガスは、ガス混合装置内に一
定方向に傾斜して形成された複数のガス通路を高速で通
過して、ガス冷却室内に旋回しながら突入する。この通
過せんとするガス中には、なお微量の未燃ガスや未分解
物質が残存しているが、微量の未燃ガスや未分解物質
は、ガス通路内に噴射口をガス流と逆方向に配設してい
るため、この噴射口から噴射される３次燃焼空気が、高
温下で通過ガスと完全に混合して３次燃焼することにな
り、これによって煤や一酸化炭素等の未燃酸化物を含ん
だ未燃ガス及び未分解の臭気成分やダイオキシン類の発
生防止を図ることができる。

【００４１】また、燃焼室を出た燃焼ガスは、一般には
ガス冷却室の中心部のみを直進したり、一部に偏ること
が多いが、本願考案は前述の如く、燃焼ガスがガス冷却
室内をくまなく旋回しながら上昇するために、ガス冷却
室内での滞留時間を長くすることができる。それととも
に、３次燃焼空気噴射量の調節により、ガス冷却室内の
ガス流量分布がほぼ均一になされるために、ガス冷却室
容積を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るガス混合装置を備えた焼却炉の全
体構成を示す縦断側面図である。

【図２】ガス混合装置を示す拡大の断面図である。

【図３】従来の焼却炉の全体構成を示す縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

５ 燃焼室 ９ 連通部 １０ ガス冷却室 ２０ ガス混合装置 ２２ ガス通路 ３０ ３次燃焼空気送風機（３次燃焼空気供給手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室の上部にガス冷却室が設けられた
   ごみ焼却炉において、前記燃焼室の上部とガス冷却室と
   の連通部付近に、燃焼室からガス冷却室へ流入する燃焼
   ガスの通気抵抗となるガス混合装置が設けられ、該ガス
   混合装置には、複数のガス通路が一定方向に傾斜して形
   成されるとともに、これらガス通路に３次燃焼空気を噴
   射する３次燃焼空気供給手段が連設され、この３次燃焼
   空気供給手段は、噴射口が前記ガス通路を通過する燃焼
   ガスに対して対峙する方向に３次燃焼空気を噴射するよ
   うに設けられるとともに、３次燃焼空気送風機により３
   次燃焼空気が調整弁を介して噴射口から調整自在に噴射
   されるように構成されたことを特徴とするガス混合装置
   を備えたごみ焼却炉。