JPH08128601A

JPH08128601A - ごみ焼却発電方法及びその設備

Info

Publication number: JPH08128601A
Application number: JP26534894A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Hatamiya; 重雄幡宮; Yasuko Ajiro; 泰子網代; Harumi Wakana; 晴美若菜
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ごみの燃料だけで発電効率を確実に高め得る
ごみ焼却発電方法，設備。【構成】排ガスの発生時、ごみがストーカ１１の前燃
焼ストーカ部１１ｂで燃焼する塩素成分濃度の高い排ガ
スは、蒸発器用の流路部２１を経て蒸気発生器３０に導
かれ、ごみがストーカ１１の後燃焼ストーカ部１１ｃで
燃焼する塩素成分濃度の低い排ガスは過熱器用の流路部
２２を経て蒸気過熱器３２に導かれ、蒸気過熱器３２に
て蒸気と熱交換される。従って、塩素成分濃度の低くか
つ高温の排ガスを蒸気過熱器３２に導くので、蒸気過熱
器３２による蒸気の過熱をより高温化でき、その結果、
発電効率を確実に高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみを焼却したときに
発生する排ガスを利用し発電するごみ焼却発電方法及び
その装置に係り、特に、発電効率を高めるのに好適なご
み焼却発電に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ごみを焼却したときの排ガスを利用して
発電を行うごみ焼却発電装置は、近年増加しつつある。
特に、ごみの増加によってその処理が解消し得ない昨今
ではその重要性が認識されている。しかし、ごみ焼却に
よる排ガスを利用した場合、ごみの中に含まれているプ
ラスチックの一種となる塩化ビニールや厨芥の中に含ま
れている食塩などが原因で、燃焼ガス中の塩素が多く含
まれており、その塩素ガスが高温ではボイラチューブの
腐食を進行させると云う不具合がある。

【０００３】一方、発電効率を改善する従来技術とし
て、特開昭５９−２１５５０３号公報（以下、第１の従
来技術と云う），特開平５−５９９０５号公報（以下、
第２の従来技術と云う）に示される技術のものがある。
この第１の従来技術は、ごみ焼却炉とは独立的に設けら
れ、かつ燃焼炉により重油ＬＰＧなどのＨＣｌ分を含ま
ない燃料を燃焼して得た燃焼ガスにより加熱される蒸気
過熱器を設置するように構成している。

【０００４】第２の従来技術は、ごみ焼却炉にガスター
ビンの排ガスボイラを組合せると共に、そのごみ焼却炉
に、高温腐食のおそれのある過熱器を設置しないで、節
炭器，蒸発器のみを設置し、ごみ焼却炉で発生した飽和
蒸気と、排ガスボイラの高圧蒸発器で発生した飽和蒸気
とを、共に排ガスボイラの高温過熱器に導入することに
より、蒸気を高温高圧にでき、高効率を達成できること
が開示されている。また、ガスタービンの排ガスボイラ
には燃料供給を受けることも開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ごみ焼却設
備においては、ごみの焼却を的確に実施してゆくこと、
また発電燃料としてのごみの処理業務に支障をきたすの
を最大限避けることが肝要である他、発電効率を今以上
に高めることも重要課題である。そして、また環境問題
に対する関心の高まりから、各種有害物質の排出に関し
さまざまな規制が設けられている。

【０００６】しかしながら、上記に示す第１の従来技術
は、過熱器によって蒸気を過熱する場合、その過熱器に
排ガスが供給されると共に、過熱器が燃焼炉の燃焼ガス
によって過熱されているので、燃焼炉が必要となり、そ
のため、ごみとは別の燃料を必要としている。一方、第
２の従来技術は、ごみ焼却炉と別個に設置された排ガス
ボイラを用いているが、この排ガスボイラも、ごみとは
別の燃料を必要としている。従って、第１，第２の従来
技術の何れも、蒸気タービンに供給すべき蒸気がごみの
みならず、別の燃料を用いているので、それだけ発電に
必要な燃料費がかさむ問題がある。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、ごみだけを燃料として確実に発電することができ
ると共に、発電効率を確実に高め得るごみ焼却発電方法
を提供することにあり、他の目的は、上記方法を的確に
実施し得るごみ焼却発電設備を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】多くのごみ焼却炉で使用
されているストーカ方式では、ごみを投入後、乾燥，燃
焼，後燃焼といった段階を経てごみの燃焼が進む。とこ
ろで、ごみの燃焼において、伝熱管の高温腐食の元凶と
されているのが、プラスチックの一種であるポリ塩化ビ
ニール、あるいは厨芥に含まれている食塩であるが、こ
の中で、ポリ塩化ビニールは、２００℃〜３００℃で熱
分解し、熱分解生成物として塩化水素あるいは塩素ガス
を発生して、塩素を解離してしまう。このことは、日本
機械学会発行「機械工学便覧エンジニアリング編
Ｃ８環境装置」において第１４９頁で論じられている。
それによれば、ポリ塩化ビニールの熱分解温度は他のプ
ラスチックに比べても低く、ごみ焼却炉内の早い段階で
塩化水素あるいは塩素ガスが発生することを示してい
る。本発明者等は、その点に着目し、ごみの燃焼の段階
に応じた燃焼排ガスの取り出し口を複数設け、複数の排
ガスの取り出し口により塩素成分濃度の異なる排ガスを
独立的に取りだすことが可能となることを見いだした。

【０００９】図２に本発明の基本原理を示している。図
２に示すように、ごみ焼却炉２０内にごみが投入される
と、そのごみは乾燥，燃焼，後燃焼の順に処理される。
この場合、ごみの下方から上方に向かって燃焼用空気が
供給され、燃焼ガスには浮力が働くことと相まってごみ
の乾燥，燃焼の過程において、塩素ガス濃度の高い排ガ
スが出る一方、後燃焼の過程において塩素ガス濃度の低
い排ガスが出ることとなる。従って、この塩素ガス濃度
の高い排ガスを排ガスの流路部２１により排出し、この
塩素ガス濃度の低い排ガスを排ガスの流路部２２により
排出すれば、塩素ガス濃度の高い排ガスと低い排ガスと
を夫々独立的に分離抽出することができる。

【００１０】また、欧米では、ごみ焼却熱を利用したボ
イラの蒸気温度が日本に比較し、１００℃程度高く設定
している例が多く、そのため、発電効率が日本より高く
なっている。そのように蒸気温度を高く設定できる理由
として、伝熱管の材質の違いの他、欧米と日本とのごみ
質の違いが指摘されている。即ち、ごみ燃焼ガスにおけ
る塩素ガスは、季報「エネルギー総合工学Ｖｏｌ．１
６Ｎｏ．１」（１９９３年４月発行）の第７３頁に
おいて記載されているように、日本の方が欧米の２〜３
倍程度高い濃度と推定されている。従って、少なくと
も、排ガス中の塩素成分濃度が日本のこれまでのごみ焼
却炉における濃度の１／２〜１／３以下になるように燃
焼ガスを分離し、塩素成分濃度の低い排ガスを過熱器に
導けば、欧米と同等の蒸気温度まで上げることが可能と
なる。

【００１１】そのため、本発明方法においては、ごみを
焼却したときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の
高い排ガスと、塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立
的に分離抽出し、該塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発
生器に導く一方、塩素成分濃度の低い排ガスを蒸気過熱
器に導くようにしている。

【００１２】また本発明設備においては、ごみを焼却す
るごみ焼却炉と、蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気
を過熱する蒸気過熱器と、過熱蒸気を蒸気タービンに供
給する蒸気過熱器と、ごみの焼却時に発生する排ガス
を、蒸気発生器及び蒸気過熱器の双方に導入し、かつご
みをごみ焼却炉内で焼却したとき、塩素成分濃度の高い
排ガスを蒸気発生器に導く蒸発器用の流路部及び塩素成
分濃度の低い排ガスを蒸気過熱器に導く過熱器用の流路
部とからなる排ガス流路とを有している。

【００１３】

【作用】本発明方法では、ごみ焼却炉内において、ごみ
が投入されると、そのごみが搬送され、乾燥して焼却さ
れることにより、排ガスが発生するが、この排ガスのう
ち、塩素成分濃度の高い排ガスと、塩素成分濃度の低い
排ガスとを夫々独立的に分離抽出し、該塩素成分濃度の
高い排ガスを蒸気発生器に導く一方、塩素成分濃度の低
い排ガスを蒸気過熱器に導くようにしているので、夫々
の排ガスの導入により、蒸気発生器による蒸気の発生，
蒸気過熱器による蒸気の過熱を行うこととなる。従っ
て、塩素成分濃度の低くかつ高温の排ガスを蒸気過熱器
に導くので、蒸気過熱器による蒸気の過熱をより高温化
させることができる。その結果、より高温化された蒸気
で蒸気タービンを駆動するので、ごみの燃焼だけで排ガ
スを塩素濃度の大小に応じ振るい分けることにより、発
電効率を確実に高めることができる。

【００１４】また本発明設備では、上述の如く、ごみを
焼却するごみ焼却炉と、蒸気を発生させる蒸気発生器
と、蒸気を過熱する蒸気過熱器と、過熱蒸気を蒸気ター
ビンに供給する蒸気過熱器と、ごみの焼却時に発生する
排ガスを、蒸気発生器及び蒸気過熱器の双方に導入し、
かつごみをごみ焼却炉内で焼却したとき、塩素成分濃度
の高い排ガスを蒸気発生器に導く蒸発器用の流路部及び
塩素成分濃度の低い排ガスを蒸気過熱器に導く過熱器用
の流路部とからなる排ガス流路とを有しているので、上
記方法を的確に実施し得る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明によるごみ焼却発電方法を実施
するためのごみ焼却発電設備の第１の実施例を示す。

【００１６】図１に示すごみ焼却発電設備は、ごみ焼却
炉２０，蒸気発生器３０，蒸気ドラム３１，蒸気過熱器
３２，蒸気タービン４０，蒸気タービン発電機４１，復
水器４２，集塵器３４，ガス処理器３５，脱硝器３６，
給水加熱器３３，，給水ポンプ４３，煙突３７を有して
いる。そして、加熱水が蒸気発生器３０及び蒸気ドラム
３１に導入されて飽和圧力，飽和温度の蒸気が生成さ
れ、生成された蒸気が蒸気過熱器３２に導入されてさら
に過熱され、該過熱された蒸気が蒸気タービン４０に送
り込まれ、蒸気タービン４０を駆動することにより蒸気
タービン発電機４１が発電する。一方、蒸気タービン４
０から排出された蒸気は、復水器４２により復水され、
給水ポンプ４３により給水加熱器３３を通過し、上述の
如く蒸気発生器３０に導入される加熱水となる。

【００１７】ごみ焼却炉２０は、ごみを焼却したときに
排ガスが発生するが、その発生した排ガスを蒸気発生器
３０と蒸気過熱器３２との双方に導入するように構成さ
れている。

【００１８】具体的に述べると、ごみ焼却炉２０には、
ごみを焼却しながら搬送するストーカ１１が設置されて
いる。このストーカ１１は、ごみが搬入されると、その
ごみを乾燥させる乾燥ストーカ部１１ａと、ごみを燃焼
させ、塩素成分濃度の高い排ガスを発生させる前燃焼ス
トーカ部１１ｂと、前燃焼ストーカ部１１ｂに続いてご
みを高温で燃焼させ、塩素成分の低い排ガスを発生させ
る後燃焼ストーカ部１１ｃとを有し、ごみを乾燥ストー
カ部１１ａと前燃焼ストーカ部１１ｂと後燃焼ストーカ
部ｃとに順次搬送させるようにしている。

【００１９】前燃焼ストーカ部１１ｂは、乾燥されたご
みを比較的低い温度で燃焼し、その際主に、ボイラ腐食
の原因となるポリ塩化ビニールや食塩などの種類のごみ
が熱分解して塩素を解離させることにより、塩素成分濃
度の高い排ガスを発生させるようにしている。後燃焼ス
トーカ部１１ｃは、前燃焼ストーカ部１１ｂで燃焼され
たごみを、前燃焼ストーカ部１１ｂにおける燃焼温度よ
り高い温度で燃焼させ、塩素成分濃度の低い排ガスが発
生するようにしている。これら前燃焼ストーカ部１１ｂ
及び後燃焼ストーカ部１１ｃは、ごみ焼却炉２０内で互
いに異なる位置に配置され、しかも下から上方に空気を
送風することにより、前燃焼ストーカ部１１ｂからの塩
素成分濃度の高い排ガスと後燃焼ストーカ部１１ｃから
の塩素成分濃度の低い排ガスとが殆ど混じり合うことが
ないようにごみ燃焼を行うように構成されている。

【００２０】なお、乾燥ストーカ部１１ａは本例では、
搬入されたごみをごみ焼却炉内の熱によって乾燥させる
処理内容であるが、他に送風手段等により熱風を積極的
に供給してごみを乾燥させるようにしてもよい。

【００２１】そして、ごみ焼却炉２０と、蒸気発生器３
０及び蒸気過熱器３２との間が二系統の排ガス流路によ
って接続されている。該排ガス流路は、蒸発器用の流路
部２１と過熱器用の流路部２２からなっている。

【００２２】即ち、蒸発器用の流路部２１は、その一端
がごみ焼却炉２０におけるストーカ１１の前燃焼ストー
カ部１１ｂと対応する位置に配置されると共に、その他
端側に蒸気発生器３０を設置しており、前燃焼ストーカ
部１１ｂでごみが燃焼されたときに発生する塩素成分濃
度の高い排ガスを抽出して蒸気発生器３０に導入する。
この場合、蒸発器用の流路部２１は、内部を通過する排
ガスがごみ焼却炉の燃焼室出口付近では８００℃以上の
高温であるので、管の腐食を防止する観点から、蒸気発
生器３０の入口付近ではほぼ４５０℃程度に減温するよ
うな手段を有している。

【００２３】過熱器用の流路部２２は、その一端がごみ
焼却炉２０におけるストーカ１１の後燃焼ストーカ部１
１ｃと対応する位置に配置されると共に、その他端が配
管２２ａを介し蒸気過熱器３２に接続され、後燃焼スト
ーカ部１１ｃで燃焼されたときに発生する塩素成分濃度
の低い排ガスを抽出して蒸気過熱器３２に導入する。従
って、流路部２２により、蒸気発生器３０に供給される
排ガスより温度の高い排ガスを蒸気過熱器３２に供給す
る。なお、この流路部２２は塩素成分濃度の低いもので
あって、管の腐食を招くおそれがないことから、基本的
には前記蒸発器用の流路部２１のように排ガスを減温さ
せる手段を備えていない。

【００２４】また、蒸気発生器３０に導かれた排ガス
は、蒸気発生器３０を通過するとき、加熱水と熱交換さ
れ、次いで、蒸気発生器３０の下流側に配管された排出
管２１ａにより、集塵器３４を経て集塵された後、ガス
処理器３５を通過し、排ガス中に含まれている有害物質
が除去され、その後、脱硝器３６により脱硝され、給水
過熱器３３を通過することにより煙突３７から排出され
る。即ち、排出管２１ａは、一端が蒸気発生器３０を通
過した流路部２１の末端部に接続されると共に、その他
端が集塵器３４，ガス処理器３５，脱硝器３６，給水加
熱器３３を経て煙突３７に接続されている。

【００２５】さらに、蒸気過熱器３２に導かれた排ガス
は、蒸気過熱器３２を通過するとき、蒸気発生器３０，
蒸気ドラム３１からの蒸気と熱交換され、次いで排出管
２２ｂにより、脱硝器３６に導入されるようにしてい
る。即ち、排出管２２ｂは、その一端が蒸気過熱器３２
に接続されると共に、他端が排出管２１ａにおけるガス
処理器３５と脱硝器３６の流入部との間に接続され、蒸
気過熱器３２を通過した排ガスを、蒸気発生器３０を通
過した排ガスと混合して共に脱硝器３６に導かれる。

【００２６】従って、実施例のごみ焼却発電設備は、ご
みの焼却時に発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高
い排ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に
分離抽出し、塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器３
０に導く蒸発器用の流路部２１と、塩素成分濃度の低い
排ガスを蒸気過熱器３２に導く過熱器用の流路部２２と
からなる排ガス流路を有している。次に、実施例のごみ
焼却発電設備の作用に関連して本発明のごみ焼却発電方
法の一実施例について述べる。ごみ焼却炉２０内におい
て、ごみが搬入されると、そのごみがストーカ１１によ
って搬送され、乾燥して焼却されることにより、排ガス
が発生する。この排ガスは蒸気発生器３０及び蒸気過熱
器３２に振り分けられることにより、蒸気発生器３０に
よる蒸気の発生，蒸気過熱器３２による蒸気の過熱を行
うこととなる。

【００２７】前記排ガスの発生時、ごみがストーカ１１
の前燃焼ストーカ部１１ｂで燃焼すると、塩素成分濃度
の高い排ガスを発生させるが、その排ガスは、蒸発器用
の流路部２１を経て蒸気発生器３０に導かれ、蒸気発生
器３０にて加熱水と熱交換される。一方、ごみがストー
カ１１の後燃焼ストーカ部１１ｃで燃焼すると、塩素成
分濃度の低い排ガスを発生させるが、その排ガスが過熱
器用の流路部２２を経て蒸気過熱器３２に導かれ、蒸気
過熱器３２にて蒸気と熱交換される。従って、過熱器用
の流路部２２により、塩素成分濃度の低くかつ高温の排
ガスを蒸気過熱器３２に導くので、蒸気過熱器３２によ
る蒸気の過熱をより高温化させることができ、その結
果、より高温化された蒸気で蒸気タービン４０を駆動す
るので、ごみの燃焼だけで排ガスを塩素濃度の大小に応
じ振るい分けることにより、発電効率を確実に高めるこ
とができる。

【００２８】解析によれば、蒸気過熱器３２に塩素成分
濃度が低くかつ高温の排ガスを導入した場合、蒸気過熱
器３２による蒸気を３００℃，３０気圧から、４００
℃，３０気圧に上昇させることができる結果、発電効率
を１４％から１８％に向上できることが確認された。因
みに、蒸発器用の流路部２１と過熱器用の流路部２２に
おけるガスの伝熱量の比について試算した結果を下記の
表１に示す

【００２９】

【表１】

【００３０】４００℃の過熱蒸気を得る場合、蒸気蒸発
器３０への伝熱量と蒸気過熱器３２への伝熱量は４対１
ないし５対１の程度であり、条件を大きく変化させなけ
れば、過熱器用の流路２２を通過する排ガスの流量は２
０％程度の流量であればよいことがわかる。

【００３１】また、上述の如く、塩素成分濃度の低くか
つ高温の排ガスを導入することによって蒸気過熱器３２
がより高温に過熱する一方、塩素成分濃度の高い排ガス
を蒸気発生器３０に導き、蒸気発生器３０が蒸気を確実
に発生させるので、ごみ焼却炉２０によって焼却される
ごみのみで確実に発電させることができる。

【００３２】さらに、蒸気過熱器３２より下流側の排出
管２２ｂが、蒸気発生器３０より下流側の排出管２１ａ
においての脱硝器３６の前部に接続され、蒸気過熱器３
２からの排ガスと蒸気発生器３０からの排ガスとが共に
脱硝器３６を通過するので、脱硝器３６による脱硝効率
を高めることができる。

【００３３】即ち、蒸気発生器３０からの排ガスは、塩
素成分濃度の高い排ガスであり、ガス処理器３５を通過
したとき、該ガス処理器３５が冷却水等を用いることに
よって冷却され、自身の温度が下がることとなり、その
下がった温度のまま脱硝器３６を通過すると、脱硝器３
６の脱硝触媒の特性上、脱硝効率が低下するおそれがあ
る。しかしながら、実施例の如く、蒸気発生器３０から
の排ガスと蒸気過熱器３２からの高温の排ガスを混合さ
せると、それだけ温度の高いガスとなって脱硝器３６を
通過するので、脱硝器３６による脱硝効率を確実に高め
ることができる。これに加え、蒸気過熱器３２からの排
ガスは塩素成分濃度の低く、ガス処理器３５で処理する
必要のないものであるばかりでなく、蒸気発生器３０か
らの排ガスに比較し、温度の高いものであるので、脱硝
器３６の上流部で蒸気発生器３０からの排ガスと混合さ
せると、その混合ガス自体の温度が下がるのを防止する
こともでき、これが脱硝効率を高める一因ともなる。

【００３４】図３は本発明によるごみ焼却発電設備の第
２の実施例を示している。この場合は、前述した実施例
とほぼ同様の発電設備に、ガスタービン５０による発電
設備を組み合わせたものであり、いわゆるスーパーごみ
発電と呼ばれている。即ち、コンプレッサー５１により
空気が加圧され、該加圧空気と燃料とを混合し燃焼した
ガスにより、ガスタービン５０を駆動し、ガスタービン
発電機５２にて発電させる。そのとき、ガスタービン５
０を通過した高温の排ガスが蒸気過熱器３２に導入さ
れ、蒸気過熱を行うようにしている。

【００３５】そして、第１の実施例と同様、塩素成分濃
度の高い排ガスが、破線に示す如き蒸発器用の流路部２
１により蒸気過熱器３０に導かれると共に、塩素成分濃
度の低い排ガスが熱器用の流路部２２により蒸気過熱器
３２に導かれるようにしている。なお、流路部２１，２
２及びストーカ１１の構成は第１の実施例と基本的に同
様であるので、ここではその説明を省略する。

【００３６】この実施例によれば、蒸気過熱器３２には
ガスタービン５０からの排ガスのみならず、ごみ焼却炉
２０から排出されかつ塩素成分濃度の低い高温の排ガス
をも蒸気過熱器３２に導入するので、蒸気過熱器３２を
よりいっそう高温の蒸気に過熱させることができる。そ
のため、蒸気タービン４０の駆動力をいっそう高めるこ
とができるので、発電効率が向上する。

【００３７】図４は本発明によるごみ焼却発電設備の第
３の実施例を示している。この実施例においては、図３
に示す第２の実施例を応用したものであるが、第２の実
施例と異なるのは、ごみ焼却炉２０内に、過熱器用の流
路２２を開閉し得る排ガスダンパ２３を設けたものであ
る。

【００３８】排ガスダンパ２３は、ごみ焼却炉２０内の
流路２２の端部にその流路を開閉し得るように取付ら
れ、ダンパ開閉制御部３８により、昼間と夜間とによる
電力需要の大小の時間帯に応じて開閉する。ダンパ開閉
制御部３８は、昼間のように電力需要の大きい時間帯で
は、ごみ焼却炉２０内の排ガスダンパ２３を閉じた状態
にしておき、また夜間のように電力需要の小さい時間帯
では、排ガスダンパ２３を開けるように制御する。

【００３９】実施例のごみ焼却発電設備は、次のように
動作する。即ち、昼間のような電力需要の大きい時間で
は、排ガスダンパ２３が閉じているので、ごみ焼却によ
って発生する排ガスが流路２１を介し蒸気発生器３０に
導入される一方、ガスタービン５０の駆動により、該ガ
スタービン５０から発生する排ガスがタービン用の流路
部を介し蒸気過熱器３２に導入される。従って、蒸気過
熱器３２ではガスタービン５０からの排ガスが導入され
ることによって蒸気を過熱し、その過熱した蒸気が蒸気
タービン４０に供給される。このとき、排ガスダンパ２
３が閉じた状態であるので、蒸気発生器３０には、ごみ
焼却によって発生した全ての排ガスが導入されるので、
蒸気発生器３０による発生蒸気量が増加し、それだけ蒸
気タービン４０の出力を増加させることができる。

【００４０】一方、昼間の時間帯から電力需要の小さい
夜間の時間帯になると、ガスタービン５０の作動を停止
させると共に、排ガスダンパ２３を開き、塩素成分濃度
の低い排ガスを流路部２２を介し蒸気過熱器３２に導入
させ、蒸気過熱器３２が塩素成分濃度の低い排ガスのみ
と熱交換することにより蒸気を過熱し、その過熱した蒸
気が蒸気タービン４０に供給される。

【００４１】このように、電力需要の小さい時間帯に、
塩素成分濃度の低い排ガスを導入して蒸気過熱器を機能
させると、電力需要が小さいことによって設備の運転を
完全に停止させた場合に比較すると、以下に述べる効果
を奏する。即ち、電力需要の小さい時間帯にガスタービ
ン５０を停止し、蒸気過熱器３２に対する蒸気の供給を
停止すると、蒸気過熱器３２が冷却するが、その後、電
力需要の大きい時間になり、ガスタービン５０の駆動に
より蒸気過熱器３２を再起動させる場合には、その再起
動のために多くのエネルギーが必要となり、それだけ熱
損失が発生することとなる。しかし、電力需要の小さい
時間帯に、上述の如く、塩素成分濃度の低い排ガスを蒸
気過熱器３２に導入し、蒸気タービン４０をほぼ同程度
の条件で駆動することができるので、熱損失を低減させ
ることができ、この熱損失の低減量としては、夜間のよ
うな時間帯に蒸気過熱器３２を停止させておいたときに
比較し得ない程の大きな熱エネルギーである。

【００４２】しかも、蒸気過熱器３２に対する排ガスの
導入状態を常時維持しておくと、蒸気過熱器３２自体の
みならず、蒸気過熱器３２より下流側の蒸気の配管系統
に発生しがちな熱サイクル疲労を低減させることがで
き、熱サイクル疲労を減少させることができる。

【００４３】従って、電力需要の大小の時間帯に応じ、
排ガスダンパ２３を選択的に開閉することにより、省エ
ネ効果を果たすばかりでなく、熱サイクル疲労を減少す
ることができる。

【００４４】図５は本発明によるごみ焼却発電設備の他
の実施例を示している。この場合は、図１に示す第１の
実施例の一部を変更したものである。即ち、ごみ焼却炉
２０に設置されたストーカ１１が、塩素成分を含まない
ごみと、塩素を含むごみとを夫々独立的に搬送するよう
にしている。

【００４５】具体的に述べると、ごみ焼却炉２０で消却
されるごみは、予め、紙や木質系の廃棄物等のように塩
素成分を含まないごみと、塩化ビニールや食塩等のよう
に塩素成分を実質的に含むごみとに分別する。ごみ焼却
炉２０内のストーカ１１は、塩素成分を実質的に含むご
みを燃焼しながら搬送する塩素系ストーカ部１１ｄと、
塩素成分を含まないごみを燃焼しながら搬送する非塩素
系ストーカ部１１ｅとからなっている。

【００４６】塩素系ストーカ部１１ｄは、ごみ焼却炉２
０内において図５に示すように、蒸発器用の流路部２１
の一端と対応する位置に設置され、非塩素系ストーカ部
１１ｅは過熱器用の流路部２２の一端と対応する位置に
設置され、これら両ストーカ部１１ｄ，１１ｅの間には
ごみを燃焼しつくしたときに発生する灰を下方に落とし
込めるように排出部１１ｆが設けられている。またごみ
焼却炉２０の両側には、前記各ストーカ部１１ｄ，１１
ｅに予め分別された夫々のごみを搬入し得るように搬入
口２３，２４が設けられている。

【００４７】この実施例によれば、ごみを、予め塩素成
分を含むごみと実質的に含まないごみとに分別し、塩素
成分を含むごみを焼却したときに発生する排ガス（塩素
成分濃度の高い排ガス）を、蒸発器用の流路２１を経て
蒸気発生器３０に導き、塩素成分を実施的に含まないご
みを焼却したときに発生する排ガス（塩素成分濃度の低
い排ガス）を、過熱器用の流路２２を経て蒸気過熱器３
２に導くので、流路２２を通る排ガスが塩素成分をほと
んど含むことがなく、従って、前記第１の実施例に比較
し、蒸気過熱器３２にはよりクリーンな排ガスを供給で
きるので、管の腐食をより抑えることができる。また、
ストーカ１１が塩素系ストーカ部１１ｄと非塩素系スト
ーカ部１１ｅとに分離形成されているにも関わらず、両
者１１ｄ，１１ｅの間の排出部１１ｆに双方の灰を落と
し込め、灰の処理を別々に行う必要がない。

【００４８】このようなストーカ部１１ｄ，１１ｅを有
するごみ焼却炉２０は、図３及び図４に示す実施例に応
用することもできる。また本実施例においては、各スト
ーカ部１１ｄ，１１ｅの搬入口２３，２４寄りの部分に
乾燥ストーカ部（符示せず）を備えていることは云うま
でもない。

【００４９】図６はこれまで述べたストーカの例を夫々
示している。即ち、同図（ａ）に示すストーカ１１は、
ごみ焼却炉２０において、搬入口２３側の一端から流路
部２２と対応する他端方向に向かって次第に傾斜する複
数の傾斜段差１１１〜１１４を有し、搬入口２３にごみ
を搬入（或いは投入）すると、ごみが傾斜段差１１１〜
１１４を燃焼しながら順次ころがり落ちるようにしたも
のである。

【００５０】この場合、傾斜段差１１２及び１１３で
は、比較的低い温度でごみを燃焼すると共に、主にポリ
塩化ビニールを熱分解し、塩素を解離させることによ
り、塩素成分濃度の高い排ガスを発生させるようにして
おり、図１に示す実施例の前燃焼ストーカ部１１ｂと同
様である。傾斜段差１１４では、傾斜段差１１２及び１
１３での燃焼温度より高い温度でごみを燃焼させ、塩素
成分濃度の低い排ガスを発生させるようにしており、図
１に示す実施例の後燃焼ストーカ部１１ｃと同様であ
る。

【００５１】同図（ｂ）に示すストーカ１１は、階段部
１１５〜１１８をなしている。この階段部１１５〜１１
８は夫々が水平に形成され、かつ搬入口２３側から奥部
に至るに従って順次低くなっている。これらのうち、階
段部１１６及び１１７が図１に示す前燃焼ストーカ部１
１ｂを構成し、階段部１１８が後燃焼ストーカ部１１ｃ
を構成している。また階段部１１６〜１１８の夫々には
図示矢印方向に移動可能な押し出し手段１１６ａ〜１１
８ａが設けられている。そして、階段部１１６上でのご
みの燃焼時、そのごみを押し出し手段１１６ａで押しだ
し、隣接する階段部１１７上でごみを燃焼させ、その
後、階段部１１７上の押し出し手段１１７ａで押し出し
て階段部１１８上でごみを燃焼させ、燃焼後、灰を階段
部１１８上の押し出し手段１１８ａで押し出して排出す
る。

【００５２】同図（ｃ）に示すストーカ１１は、ベルト
コンベア１１９を利用した構造のものであり、搬入口２
３から搬入されたごみを蒸発器用の流路部２１，過熱器
用の流路部２２を経て燃焼させる。この場合、ベルトコ
ンベア１１９上において蒸発器用の流路部２１と対応す
る位置が前ストーカ部をなし、過熱器用の流路部２２と
対応する位置が後ストーカ部をなしている。なお、図６
（ａ）〜（ｃ）に示すストーカ１１は、何れも、下方か
ら上方に向かって空気を吹き出すように構成され、ごみ
の燃焼を確実なものとしている。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
７によれば、ごみを焼却したときに発生する排ガスのう
ち、塩素成分濃度の高い排ガスと塩素成分濃度の低い排
ガスとを夫々独立的に分離抽出し、塩素成分濃度の高い
排ガスを蒸気発生器に導く一方、塩素成分濃度の低い排
ガスを蒸気過熱器に導くように構成したので、ごみのみ
の焼却だけで確実に発電することができ、しかも塩素成
分濃度の低い排ガスを蒸気過熱器に導くことにより、蒸
気過熱器による蒸気の過熱をより高温化させることがで
き、ごみ燃料を有効に活用することによって、発電効率
を確実に高めることができる効果がある他、ごみ処理問
題を解消するための一躍を担う効果もある。

【００５４】特に、請求項２によれば、脱硝機能が高ま
るので環境保全上の有利性を得ることができる。しか
も、請求項３によれば、スーパーごみ発電にも有益とな
り、請求項５によれば、スーパーごみ発電において電力
需要の大小に応じ蒸気過熱器に導く排ガスを切り替え、
蒸気過熱器を常時機能させるので、熱エネルギーの省力
化を図れると共に、熱サイクル疲労を減少でき、高寿命
化も図れる効果がある。

【００５５】請求項８〜１３によれば、請求項１〜６の
方法を的確に実施することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるごみ焼却発電方法を実施するため
のごみ焼却発電設備の第１の実施例を示す概略図。

【図２】本発明によるごみ焼却発電方法の基本原理を示
す説明図。

【図３】ごみ焼却発電設備の第２の実施例を示す概略
図。

【図４】ごみ焼却発電設備の第３の実施例を示す概略
図。

【図５】ごみ焼却発電設備の他の実施例を示す概略図。

【図６】ストーカの種々の構成例を示す説明図。

【符号の説明】

１１…ストーカ、１１ｂ…前燃焼ストーカ部、１１ｃ…
後燃焼ストーカ部、２１…蒸発器用の流路部、２２…過
熱器用の流路部、２３…排ガスダンパ、３０…蒸気発生
器、３１…蒸気ボイラ、３２…蒸気過熱器、３３…給水
加熱器、３４…集塵器、３５…ガス処理器、３６…脱硝
器、３８…ダンパ開閉制御部、４０…蒸気タービン、４
１…蒸気タービン発電機、５０…ガスタービン、５１…
ガスタービン発電機。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ごみを焼却したときに発生する排ガスの
うち、塩素成分濃度の高い排ガスと、塩素成分濃度の低
い排ガスとを夫々独立的に分離抽出し、該塩素成分濃度
の高い排ガスを蒸気発生器に導く一方、塩素成分濃度の
低い排ガスを蒸気過熱器に導くことを特徴とするごみ焼
却発電方法。
【請求項２】ごみを焼却したときに発生する排ガスの
うち、塩素成分濃度の高い排ガスと、塩素成分濃度の低
い排ガスとを夫々独立的に分離抽出し、該塩素成分濃度
の高い排ガスを蒸気発生器に導く一方、塩素成分濃度の
低い排ガスを蒸気過熱器に導き、蒸気発生器を通過した
排ガスと蒸気過熱器を通過した排ガスとを脱硝器の流入
部に混合させて導入することを特徴とするごみ焼却発電
方法。
【請求項３】ごみを焼却したときに発生する排ガスと
ガスタービンからの排ガスとにより蒸気タービンを駆動
し、発電するごみ焼却発電方法において、ごみを焼却し
たときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排
ガスと、塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分
離抽出し、該塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に
導く一方、塩素成分濃度の低い排ガスを、ガスタービン
からの排ガスと共に前記蒸気過熱器に導くことを特徴と
するごみ焼却発電方法。
【請求項４】ごみを焼却したときに発生する排ガスと
ガスタービンからの排ガスとにより蒸気タービンを駆動
し、発電するごみ焼却発電方法において、ごみを焼却し
たときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排
ガスと、塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分
離抽出し、該塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に
導く一方、塩素成分濃度の低い排ガスを、ガスタービン
からの排出ガスと共に蒸気過熱器に導き、蒸気発生器を
通過した排ガスと蒸気過熱器を通過した排ガスとを脱硝
器の流入部に混合させて導入することを特徴とするごみ
焼却発電方法。
【請求項５】ごみを焼却したときに発生する排ガスと
ガスタービンからの排ガスとにより蒸気タービンを駆動
し、発電するごみ焼却発電方法において、電力需要の大
きい時間帯に、ごみ焼却炉からの排ガスを蒸気発生器に
導入すると共に、ガスタービンからの排ガスを蒸気過熱
器に導入し、電力需要の小さい時間帯に、ごみ焼却路か
ら排出される排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排ガス
と塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分離抽出
し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に導入
すると共に、塩素成分濃度の低い排ガスを蒸気過熱器に
導入し、蒸気過熱器を常時作動させることを特徴とする
ごみ焼却発電方法。
【請求項６】予め塩素成分を含むごみと塩素成分を実
質的に含まないごみに分別しておき、前記塩素成分を含
むごみと含まないごみとをごみ焼却炉内で夫々独立的に
焼却し、前記塩素成分を含むごみを焼却したときに発生
しかつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に導く一
方、前記塩素成分を含まないごみを焼却したときに発生
しかつ塩素成分濃度の低い排ガスを蒸気過熱器に導くよ
うにすることを特徴とするごみ焼却発電方法。
【請求項７】蒸気発生器を通過した排ガスと蒸気過熱
器を通過した排ガスとを脱硝器の流入部に混合させて導
入することを特徴とする請求項５または６の何れか一項
記載のごみ焼却発電方法。
【請求項８】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を発
生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、該過熱蒸気を蒸
気タービンに供給する蒸気過熱器と、ごみをごみ焼却炉
内で焼却したときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃
度の高い排ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独
立的に分離抽出し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸
気発生器に導く蒸発器用の流路部，塩素成分濃度の低い
排ガスを蒸気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる排
ガス流路とを有することを特徴とするごみ焼却発電設
備。
【請求項９】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を発
生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、該過熱蒸気を蒸
気タービンに供給する蒸気過熱器と、ごみをごみ焼却炉
内で焼却したときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃
度の高い排ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独
立的に分離抽出し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸
気発生器に導く蒸発器用の流路部，塩素成分濃度の低い
排ガスを蒸気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる排
ガス流路と、排ガスを脱硝する脱硝器と、蒸気発生器を
通過した排ガスと蒸気過熱器を通過した排ガスとを脱硝
器の流入部に混合させて導入する管路とを有することを
特徴とするごみ焼却発電設備。
【請求項１０】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を
発生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、かつガスター
ビンからの排ガスと熱交換した過熱蒸気を蒸気タービン
に供給する蒸気過熱器と、ごみをごみ焼却炉内で焼却し
たときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排
ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分離
抽出し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に
導く蒸発器用の流路部，塩素成分濃度の低い排ガスを蒸
気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる排ガス流路と
を有することを特徴とするごみ焼却発電設備。
【請求項１１】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を
発生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、かつガスター
ビンからの排ガスと熱交換した過熱蒸気を蒸気タービン
に供給する蒸気過熱器と、ごみをごみ焼却炉内で焼却し
たときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排
ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分離
抽出し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に
導く蒸発器用の流路部，塩素成分濃度の低い排ガスを蒸
気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる排ガス流路
と、排ガスを脱硝する脱硝する脱硝器と、蒸気発生器を
通過した排ガスと蒸気過熱器を通過した排ガスとを脱硝
器の流入部に混合させて導入する管路とを有することを
特徴とするごみ焼却発電設備。
【請求項１２】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を
発生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、該過熱蒸気を
蒸気タービンに供給する蒸気過熱器と、ごみ焼却炉内に
設置され、塩素成分を含むごみと塩素成分を実質的に含
まないごみとに分別された夫々のごみを独立的に燃焼さ
せる二組のストーカ部と、ごみをごみ焼却炉内で焼却し
たときに発生する排ガスのうち、前記塩素成分含むごみ
の燃焼によって発生しかつ塩素成分濃度の高い排ガスを
蒸気発生器に導く蒸発器用の流路部，前記塩素成分を含
まないごみの燃焼によって発生しかつ塩素成分濃度の低
い排ガスを蒸気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる
排ガス流路と、過熱器用の流路部を開閉し得る排ガスダ
ンパと、該排ガスダンパを電力需要の大小に応じ開閉さ
せるダンパ開閉制御部とを有することを特徴とするごみ
焼却発電設備。
【請求項１３】ごみを焼却するごみ焼却炉と、蒸気を
発生させる蒸気発生器と、蒸気を過熱し、かつガスター
ビンからの排ガスと熱交換した過熱蒸気を蒸気タービン
に供給する蒸気過熱器と、ごみをごみ焼却炉内で焼却し
たときに発生する排ガスのうち、塩素成分濃度の高い排
ガスと塩素成分濃度の低い排ガスとを夫々独立的に分離
抽出し、かつ塩素成分濃度の高い排ガスを蒸気発生器に
導く蒸発器用の流路部，塩素成分濃度の低い排ガスを蒸
気過熱器に導く過熱器用の流路部からなる排ガス流路
と、排ガスを脱硝する脱硝器と、蒸気発生器を通過した
排ガスと蒸気過熱器を通過した排ガスとを脱硝器の流入
部に混合させて導入する管路と、ごみ焼却炉内における
蒸発器用の流路部及び過熱器用の流路部と対応する位置
に設置され、塩素成分を含むごみと塩素成分を実質的に
含まないごみとに分別された夫々のごみを独立的に燃焼
させる二組のストーカ部とを有することを特徴とするご
み焼却発電設備