JPH08247430A - バーナー式焼却灰溶融炉の操業方法 - Google Patents

バーナー式焼却灰溶融炉の操業方法

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JPH08247430A
JPH08247430A JP7048584A JP4858495A JPH08247430A JP H08247430 A JPH08247430 A JP H08247430A JP 7048584 A JP7048584 A JP 7048584A JP 4858495 A JP4858495 A JP 4858495A JP H08247430 A JPH08247430 A JP H08247430A
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JP
Japan
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exhaust gas
heat storage
burner
flue
storage body
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Withdrawn
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JP7048584A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Yoshida
朋広 吉田
Sunao Nakamura
直 中村
Takashi Yokoyama
隆 横山
Masanobu Kimura
正信 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱体やダクトに低沸点金属等が凝集付着し
ないバーナー式焼却灰溶融炉の操業を確立する。 【構成】 1群の溶融バーナーと他の1群のバーナーを
煙道と離れた位置に対向するように配置し、燃焼排ガス
量(Q)と前記蓄熱体通過排ガス量(QG )との比A=
G /Qが設定値以下となるように、燃焼排ガスの一部
を前記煙突から排出するバーナー式焼却灰溶融炉の操業
方法。 【効果】 蓄熱体やダクトが低沸点金属等で閉塞されな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、都市ごみ焼却炉ある
いは産業廃棄物焼却炉から排出される焼却灰を、溶融し
て減容化するとともに、重金属が飛散あるいは溶出して
公害を引き起こすのを防止するためのバーナー式焼却灰
溶融炉の操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉から排出される焼却灰
を、減容化および無害化するために溶融処理する従来の
設備としては、蓄熱式バーナーを使用した焼却灰溶融炉
がある。
【0003】この焼却灰溶融炉は、図4のフロー図に示
すように、蓄熱体21を有する一方の蓄熱式バーナー2
2により、燃料を燃焼させて炉23内に投入した焼却灰
を溶融し、発生した燃焼排ガスを蓄熱体24を有する他
方の蓄熱式バーナー25で吸引し、蓄熱体24を通過さ
せて燃焼排ガスの顕熱を蓄熱体24に蓄熱させるもので
ある。
【0004】蓄熱式バーナー22で燃焼しているときに
は、切替え弁26を通って燃焼用空気が蓄熱体21を経
由して蓄熱式バーナー22に送られる。そして、燃焼用
空気は蓄熱体21を通過中に、高温の蓄熱体21に接触
して、熱エネルギを吸収し、高温となる。
【0005】また、この間燃焼排ガスは、蓄熱体24か
ら切替え弁26を通って、大気中に排出される。そし
て、燃焼排ガスの保有する顕熱は、蓄熱体24通過中に
熱交換され、蓄熱体24に蓄熱される。
【0006】上述した操業状態が一定時間継続された
後、一方の蓄熱式バーナー22に供給されていた燃料が
停止され、他方の蓄熱式バーナー25に燃料が供給され
はじめる。同時に切替え弁26が作動し、切替え弁26
を通って燃焼用空気が蓄熱体24を経由して蓄熱式バー
ナー25に送られる。そして、燃焼用空気は蓄熱体24
を通過中に、高温の蓄熱体24に接触して、熱エネルギ
を吸収し、高温となる。
【0007】また、この間燃焼排ガスは、蓄熱体21か
ら切替え弁26を通って、大気中に排出される。そし
て、燃焼排ガスの保有する顕熱は、蓄熱体21通過中に
熱交換され、蓄熱体21に蓄熱される。
【0008】従来の蓄熱式バーナーを使用した焼却灰溶
融炉においては、上述したように、燃焼に寄与するバー
ナーと、排ガス排出に寄与するバーナーとが、一定時間
毎に切り替わるようになっており、燃焼排ガスの保有す
る熱エネルギを有効に利用して、燃焼効率を高めるよう
にしている。図5は、発生する燃焼排ガス量と熱回収排
ガス量の比と、焼却灰1トンを溶融するのに必要な灯油
使用量の一例を示すグラフである。燃焼排ガスの顕熱を
例えば60%回収することにより燃料使用量を約40%
も節約できることが分かる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の蓄熱式バーナーを使用した焼却灰溶融炉におい
ては、蓄熱式バーナーに吸い込まれる排ガスには、対向
する蓄熱式バーナーからの排ガスのみならず、焼却灰が
溶融したときに発生する低沸点金属塩が含まれる。すな
わち、表1の焼却灰の分析結果に示されるように、焼却
灰中にはK、Na、燃焼性Cl、非燃焼性Cl等の元素
が少なからず含まれているが、これらのうちのかなりな
割合が焼却灰の溶融により低沸点金属塩となり、ガス中
に飛散する。この低沸点金属が燃焼排ガス中に含まれて
蓄熱式バーナー中に吸引され、ハニカム構造の蓄熱体や
ダクト中に付着堆積し、最終的には蓄熱体やダクトが閉
塞されるという問題点があった。
【0010】
【表1】
【0011】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、低沸点金属に
より蓄熱体やダクトが閉塞されない蓄熱式バーナーを使
用した焼却灰溶融炉の操業方法を提供することを目的と
している。
【0012】
【問題点を解決するための手段】この発明に係るバーナ
ー式焼却灰溶融炉の操業方法は、溶融バーナーとして蓄
熱式バーナーを複数本備え、この複数本の溶融バーナー
を2群に分割して、1群が燃料を燃焼させて投入口より
炉内に投入された焼却灰を溶融しているときには、発生
した燃焼排ガスの一部を他の1群の溶融バーナーに通し
て、燃焼排ガスが保有する熱エネルギを溶融バーナーの
蓄熱体に蓄熱させた後排出するとともに、燃焼排ガスの
残部は煙道から排出し、かつ溶融により発生した溶融ス
ラグは排出口より排出するバーナー式焼却灰溶融炉の操
業方法において、1群の溶融バーナーと他の1群のバー
ナーをその煙道と離れた位置に対向するように配置し、
蓄熱式バーナーの燃焼排ガス量(Q)と蓄熱体通過排ガ
ス量(QG )との比A=QG/Qが設定値以下となるよ
うに、燃焼排ガスの残部を前記煙道から排出するもので
ある。
【0013】
【作用】1群の溶融バーナ−と他の1群の溶融バーナ−
とを、煙道と離れた位置に対向するように配置している
ので、バーナーより発生した燃焼ガスは、対向する溶融
バーナーに向かって流れていく。図3は、特定の炉にお
いて、溶融バーナーの燃焼排ガス量(Q)に対する蓄熱
式バーナーを通過する通過排ガス量(QG )の比A=Q
G /Qの100分率を横軸に、縦軸に低沸点金属等の煙
道側への排出割合(%)をとったグラフである。Aが6
0%以下であれば、低沸点金属等がほとんど完全に煙道
側へ排出され、蓄熱式バーナーの蓄熱体やダクトを通過
しないことが理解できる。これは、溶融バーナーが煙道
と離れた位置に設置されているので、Aが60%以下で
ある場合には、蓄熱式バーナーに吸入されるガスはほと
んど対向する蓄熱式バーナーの排ガスのみであり、低沸
点金属等を含む灰溶融物からのガスは煙道側に流れて、
蓄熱式バーナーには吸入されないことを示している。A
が60%を超えると、灰溶融物からのガスが蓄熱式バー
ナー側にも吸入されるようになり、Aの増大と共にその
割合が大きくなる。よって、この炉においては、Aが6
0%以下となるように、燃焼排ガスの残部を煙道から排
出すれば、溶融バーナーの蓄熱体を通過する燃焼排ガス
は、低沸点金属等を含まない燃焼ガスが主体となるた
め、蓄熱体やダクトに低沸点金属等の凝集物が付着し
て、蓄熱体やダクトを閉塞させることはない。
【0014】他の炉においても、図3に示すものと同じ
傾向が見られるが、Aがどの程度以下であれば、低沸点
金属等を含む灰溶融物からのガスは煙道側に流れて、蓄
熱式バーナーには吸入されないかは、炉によって異な
る。しかしながら、この値は炉によって固定の所定の値
となるので、あらかじめ実験等により求めることができ
る。
【0015】なお、溶融バーナーの燃焼排ガス量Qは、
燃焼用空気量(QA )から灯油の成分などを考慮して算
出するのが好ましいが、燃焼排ガス量Qそれ自体を測定
して求めてもよい。
【0016】
【実施例】この発明の実施例のバーナー式焼却灰溶融炉
の操業方法を、図1および図2により説明する。
【0017】図1はこの操業方法を実施するバーナー式
焼却灰溶融炉のフロー図、図2はこの操業方法を実施す
るバーナー式焼却灰溶融炉の側面を示したフロー図であ
る。
【0018】このバーナー式焼却灰溶融炉は、焼却灰を
投入する焼却灰投入口1と、焼却灰投入口1に投入され
た焼却灰を、炉中に押し込んで供給する焼却灰供給装置
2と、焼却灰を溶融するための溶融室3と、焼却灰を溶
融してできた溶融スラグを排出する溶融スラグ排出口4
と、焼却灰溶融のための燃料を燃焼させる蓄熱体5を有
する蓄熱式バーナー6、同じく蓄熱体7を有する蓄熱式
バーナー8と、煙突9とから構成されている。
【0019】このバーナー式焼却灰溶融炉をさらに詳述
すると、蓄熱体5または7を燃焼排ガスと燃焼用空気
が、切替え弁10の切り替えによって交互に通過し、か
つ一方の蓄熱体を燃焼排ガスが通過しているときには、
他方の蓄熱体を燃焼用空気が通過するようになってい
る。
【0020】そして、燃焼排ガスが蓄熱体5または7を
通過するときには、燃焼排ガスが保有する顕熱が蓄熱さ
れ、また燃焼用空気が蓄熱体5または7を通過するとき
には、蓄熱体5または7に蓄熱されている熱エネルギー
を吸収して、燃焼用空気は高温となる。
【0021】これら、燃焼用空気の供給量は空気流量計
11で、また燃焼排ガス流量が排ガス流量計12で測定
されるようになっている。
【0022】また、溶融室3から煙突9に至る煙道13
中には、溶融室3から排出される燃焼排ガスを冷却する
冷却器14、燃焼排ガスの流量を調整する排ガスダンパ
15、燃焼排ガスを排出するための排ガスブロワ16お
よびガス処理装置17が設けられている。
【0023】なお、排ガス流量計12を通った燃焼排ガ
スは、排ガスブロア16を経由して、煙突9から排出さ
れる。
【0024】このバーナー式焼却灰溶融炉においては、
蓄熱式バーナー6および8が、煙道13と離れた位置に
対向するように配置されているので、焼却灰の溶融によ
って発生する低沸点金属等のガスは、燃焼排ガスの一部
が煙道13に向かって流れる流れに巻き込まれ、煙道1
3側に排出されるため、低沸点金属等のガスが、蓄熱式
バーナー6または8を通って蓄熱体5または7に送り込
まれる可能性は少なくなっている。
【0025】燃料に灯油を用いた焼却灰溶融炉の操業に
おいては、灰の処理量に応じて灯油の流量が設定され
る。その灯油の実績流量に応じて、完全燃焼させるに必
要な燃焼空気量が送風される。空気流量計11で測定さ
れる燃焼用空気量(QA )から灯油の成分などによって
燃焼排ガス量(Q)が算出される。
【0026】排ガス流量計12で蓄熱体5または7通過
排ガス量(QG )が測定される。調節計で、QG /Qが
設定値(例えば60%)となるように、煙道13に設け
た排ガスダンパ15の開度を調節する。煙道に入った燃
焼排ガスの一部は排ガスブロア16を経由して、煙突9
から排出するようにしている。
【0027】そして、このように調整することにより、
焼却灰の溶融によって発生する低沸点金属等のガスを、
煙道13に向かう燃焼排ガスに随伴させ、燃焼排ガスを
冷却器14で冷却させてこれら低沸点金属等のガスを凝
集させて、ガス処理装置17で燃焼排ガスと分離して取
り出すようにしている。
【0028】したがって、全体として蓄熱体5または7
を通過する燃焼排ガスには、低沸点金属等のガスが含ま
れず、これらのガスが凝集して蓄熱体やダクトに付着し
て、蓄熱体やダクトを閉塞させることはない。
【0029】空気流量計11と排ガス流量計13を蓄熱
体に入る前、および蓄熱体を通過した後にそれぞれ設け
ることにより、測定ガスの温度が燃焼温度に比べて十分
低いから簡易な装置で精度の良い測定ができる。蓄熱体
を通るガスの流量と煙道側に流れるガスの流量を調整す
ることが基本なので、設置場所の条件等によっては冷却
器15と排ガスダンパー15の間で煙道側に流れるガス
の流量を計測しても良い。この場合は蓄熱体通過排ガス
量(QG )は、算出される燃焼排ガス量(Q)から、煙
道側に流れるガス流量の計測値を引いたものとする。
【0030】
【発明の効果】この発明により、バーナー式焼却灰溶融
炉において、燃料が極めて節約でき、低沸点金属がダク
トや蓄熱体を閉塞させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するためのバーナー式焼
却灰溶融炉のフロー図である。
【図2】本発明の実施例を説明するためのバーナー式焼
却灰溶融炉の側面を示したフロー図である。
【図3】全燃焼排ガスに対する蓄熱体通過燃焼排ガスの
割合(A、%)と煙道への低沸点金属等の排出割合
(%)を示すグラフである。
【図4】従来のバーナー式焼却灰溶融炉のフロー図であ
る。
【図5】全燃焼排ガスに対する蓄熱体通過燃焼排ガスの
割合と燃料使用量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 焼却灰投入口 2 焼却灰供給装置 3 溶融室 4 溶融スラグ排出口 5 蓄熱体 6 蓄熱式バーナー 7 蓄熱体 8 蓄熱式バーナー 9 煙突 10 切替え弁 11 空気流量計 12 排ガス流量計 13 煙道 14 冷却器 15 排ガスダンパ− 16 排ガスブロワ 17 ガス処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 正信 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融バーナーとして蓄熱式バーナーを複
    数本備え、この複数本の溶融バーナーを2群に分割し
    て、1群が燃料を燃焼させて投入口より炉内に投入され
    た焼却灰を溶融しているときには、発生した燃焼排ガス
    の一部を他の1群の溶融バーナーに通して、燃焼排ガス
    が保有する熱エネルギを溶融バーナーの蓄熱体に蓄熱さ
    せた後排出するとともに、燃焼排ガスの残部は煙道から
    排出し、かつ溶融により発生した溶融スラグは排出口よ
    り排出するバーナー式焼却灰溶融炉の操業方法におい
    て、1群の溶融バーナーと他の1群のバーナーをその煙
    道と離れた位置に対向するように配置し、蓄熱式バーナ
    ーの燃焼排ガス量(Q)と蓄熱体通過排ガス量(QG
    との比A=QG /Qが設定値以下となるように、燃焼排
    ガスの残部を煙道から排出することを特徴とするバーナ
    ー式焼却灰溶融炉の操業方法。
JP7048584A 1995-03-08 1995-03-08 バーナー式焼却灰溶融炉の操業方法 Withdrawn JPH08247430A (ja)

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Effective date: 20020604