JPH11264530A - Combustion equipment - Google Patents

Combustion equipment

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JPH11264530A
JPH11264530A JP9087598A JP9087598A JPH11264530A JP H11264530 A JPH11264530 A JP H11264530A JP 9087598 A JP9087598 A JP 9087598A JP 9087598 A JP9087598 A JP 9087598A JP H11264530 A JPH11264530 A JP H11264530A
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JP
Japan
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combustion
exhaust gas
air ratio
heat
air
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Pending
Application number
JP9087598A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kaji
均 加治
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Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously perform recovery of high-efficient heat generation energy and reduction of an emission gas amount by throttling an air ratio and to achieve reduction of a construction cost, in various kinds of combustion equipment, such as a boiler and a treatment device for waste. SOLUTION: This combustion equipment comprises a partial combustion part 10 to perform combustion by supplying air having an air ratio lower than a theoretical air ratio; a first heat exchanger 15 to recover heat of emission gas emitted from the partial combustion part 10; a complete combustion part 17 to perform complete combustion of emission gas, emitted from the partial combustion part 10, by oxygen having an air ratio higher than the theoretical air ratio; and a second heat-exchanger 20 to recover the heat of emission gas emitted from the complete combustion part 17.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラや廃棄物の
処理設備等の燃焼設備に係り、より詳しくは総合的な熱
効率を向上させた燃焼設備に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion facility such as a boiler and a waste treatment facility, and more particularly, to a combustion facility having improved overall thermal efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における環境保護および経済性の要
請から、一般に廃棄物の処理設備等の各種の燃焼設備に
おいては、当該燃焼によって発生した熱エネルギーを極
力効率的に回収することによってその高効率化を図る、
さまざまな省エネルギー対策が施されている。図3は、
従来のこの種の熱回収手段を有する廃棄物の処理設備の
一例を示すものである。図3において、符号1は、熱分
解ガス化溶融を利用した竪型のシャフト炉であって、そ
の上部側壁に廃棄物を破砕することによって得られた破
砕ごみを投入するための投入口2が設けられている。ま
た、このシャフト炉1の底部1aには、ごみの熱分解に
よって得られたチャーに供給して内部を高温に保持する
酸素富化空気を供給するための導入管3が接続されてい
る。また、このシャフト炉1の側壁には、押込送風機4
から送られてくる燃焼用空気の供給管5が接続されてい
る。そして、このシャフト炉1の上部から延出する排気
管6が、廃熱ボイラ7に導かれている。
2. Description of the Related Art Due to recent demands for environmental protection and economy, various types of combustion equipment, such as waste treatment equipment, generally have a high efficiency by recovering heat energy generated by the combustion as efficiently as possible. Planning,
Various energy saving measures are taken. FIG.
This shows an example of a conventional waste treatment facility having this type of heat recovery means. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a vertical shaft furnace utilizing pyrolysis gasification and melting, and an inlet 2 for introducing crushed garbage obtained by crushing waste into an upper side wall thereof is provided. Is provided. In addition, an inlet pipe 3 for supplying oxygen-enriched air for supplying the char obtained by pyrolysis of the refuse to keep the inside at a high temperature is connected to the bottom 1a of the shaft furnace 1. In addition, a forced air blower 4 is provided on a side wall of the shaft furnace 1.
Is connected to a supply pipe 5 for the combustion air sent from the vessel. An exhaust pipe 6 extending from the upper part of the shaft furnace 1 is led to a waste heat boiler 7.

【0003】以上の構成からなる廃棄物の処理設備にお
いては、先ず破砕ごみをシャフト炉1の投入孔2から投
入すると、当該破砕ごみが内部で熱分解されることによ
り、熱分解ガスと炭素質で高カロリーなチャーとが生成
される。そして、上記チャーは、導入管3から供給され
た酸素富化空気と反応することにより、当該シャフト炉
1の底部1aが高温に保持される。また、これと並行し
て供給管5から燃焼用空気を供給する。これにより、シ
ャフト炉1内は、投入口2から底部1aに向けて、順次
乾燥帯域、熱分解帯域および燃焼用空気が供給される燃
焼帯域、並びに底部1aの溶融帯域が連続した状態で形
成される。そして、ごみ中の不燃物は、底部の燃焼・溶
融帯域において無害の溶融スラグ(金属やガラスの溶融
物)となり、底部1aから連続的に排出されて行く。他
方、竪型シャフト炉1の底部1aにおける反応によって
発生した高温ガスは、炉内を上昇して順次投入された破
砕ごみを熱分解帯域において熱分解ガスとなり、さらに
この熱分解ガスによって投入孔2から投入されたばかり
の破砕ごみが乾燥される。
[0003] In the waste treatment facility having the above-mentioned structure, when crushed waste is first introduced through the input hole 2 of the shaft furnace 1, the crushed waste is thermally decomposed therein, so that the pyrolysis gas and carbonaceous material are decomposed. And produce high calorie char. Then, the char reacts with the oxygen-enriched air supplied from the introduction pipe 3 to keep the bottom 1a of the shaft furnace 1 at a high temperature. At the same time, combustion air is supplied from the supply pipe 5. Thereby, in the shaft furnace 1, a drying zone, a pyrolysis zone, a combustion zone to which combustion air is supplied, and a melting zone of the bottom 1 a are sequentially formed from the input port 2 toward the bottom 1 a. You. The incombustibles in the refuse become harmless molten slag (metal or glass melt) in the combustion / melting zone at the bottom, and are continuously discharged from the bottom 1a. On the other hand, the high-temperature gas generated by the reaction at the bottom 1a of the vertical shaft furnace 1 rises inside the furnace and turns the crushed garbage that has been sequentially charged into a pyrolysis gas in the pyrolysis zone. The crushed garbage just introduced from is dried.

【0004】次いで、上記熱分解ガスは、排気管6から
廃熱ボイラ7に送られ、その廃熱がボイラ給水管8から
送られてくる給水で回収されるとともに、得られた過熱
蒸気が排出ライン9から図示されない発電機を駆動する
蒸気タービンに送られ、当該発電機によって電力として
回収される。また、廃熱ボイラ7において廃熱が回収さ
れた排ガスは、さらに下流側に配設された集塵機に送ら
れて、当該排ガス中の飛灰等が捕集された後に、含有す
る亜硫酸ガス等が除去されて無害化され、煙突から大気
に放出される。
Next, the pyrolysis gas is sent from an exhaust pipe 6 to a waste heat boiler 7, and the waste heat is recovered by feed water sent from a boiler feed pipe 8, and the obtained superheated steam is discharged. It is sent from a line 9 to a steam turbine that drives a generator (not shown), and is collected as power by the generator. Further, the exhaust gas from which waste heat is recovered in the waste heat boiler 7 is sent to a dust collector disposed further downstream, and after the fly ash and the like in the exhaust gas are collected, the sulfur dioxide gas and the like contained therein are removed. Removed, rendered harmless and released to the atmosphere from the chimney.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ストーカー
炉等の従来の炉にあっては、固体燃焼であるために2.
0以上の空気比(可燃物が理論燃焼するために必要とす
る空気量に対する実際に供給した空気量の比率)が必要
となる。このため、空気に同伴される窒素によって、高
温の燃焼ガスを冷却することになり、よって発熱量に対
する回収熱量が低くなって熱効率が低下するという欠点
がある。この点、上記従来の廃棄物の処理設備における
竪型シャフト炉1にあっては、廃棄物を一旦部分酸化あ
るいは乾留することで熱分解ガスを発生させるものであ
るため、その燃焼がガス燃焼となり、よって1.2程度
の空気比で完全燃焼させることが可能であるため、高効
率化を達成し易いという利点がある。
However, in a conventional furnace such as a stalker furnace, since it is a solid combustion, 2.
An air ratio of 0 or more (the ratio of the actually supplied air amount to the air amount required for the combustible to theoretically burn) is required. For this reason, the high-temperature combustion gas is cooled by the nitrogen entrained in the air, so that there is a disadvantage that the amount of recovered heat with respect to the amount of generated heat is reduced and the thermal efficiency is reduced. In this regard, in the vertical shaft furnace 1 in the above-mentioned conventional waste treatment facility, since the pyrolysis gas is generated by once partially oxidizing or carbonizing the waste, the combustion becomes gas combustion. Therefore, since complete combustion can be performed at an air ratio of about 1.2, there is an advantage that high efficiency can be easily achieved.

【0006】しかしながら、上記竪型シャフト炉1にお
いて、図4に示すように空気比1.0、すなわち理論空
気比に近づけようとすると、廃熱ボイラ7に入る排ガス
の温度が極めて高温になってしまう。例えば、空気比を
1.2とした場合には、低質の廃棄物(1000kca
l/kg程度)であっても900℃を越え、さらに高質
の廃棄物(3000kcal/kg程度)にあっては、
1600℃を超えてしまう。この結果、廃熱ボイラ7に
おいて給水(受熱体)は、輻射伝熱主体となり、大きな
空間を必要とするとともに、排熱ボイラ7の入口におけ
る排ガス温度が高温になると、排ガス中の窒素酸化物
(Nox)の加速度的生成を助長したり、灰分のスラグ
化を誘発するといった不都合が生じる。加えて、排ガス
の流路に沿う各種部材として高価な耐熱材を使用しなけ
ればならないという問題点も生じる。
However, in the vertical shaft furnace 1, when the air ratio approaches 1.0, that is, the theoretical air ratio as shown in FIG. 4, the temperature of the exhaust gas entering the waste heat boiler 7 becomes extremely high. I will. For example, when the air ratio is 1.2, low-quality waste (1000 kca
l / kg), even if the temperature exceeds 900 ° C and the quality of waste (about 3000 kcal / kg)
It exceeds 1600 ° C. As a result, in the waste heat boiler 7, the water supply (heat receiving body) is mainly composed of radiant heat transfer and requires a large space, and when the exhaust gas temperature at the inlet of the waste heat boiler 7 becomes high, the nitrogen oxides ( Inconveniences such as promoting accelerated generation of Nox) and inducing slag of ash are caused. In addition, there is a problem that expensive heat-resistant materials must be used as various members along the flow path of the exhaust gas.

【0007】そこで、従来上記排ガス温度を低下させ
て、廃熱ボイラ7入口の排ガス温度を900℃に維持す
るために、別途空気によって希釈する方法も採用されて
いる。ところが、これを例えば2600kcal/kg
程度の発熱量を有する一般廃棄物に対して適用しようと
すると、上述したストーカー炉等の従来の炉が必要とす
る空気比以上の2.5程度の空気比まで希釈する必要が
ある。この結果、同伴される窒素による冷却効果によっ
て、熱効率の低下を招くとともに、排ガス全体の容量が
増加して、下流側における排ガスの処理システムでの負
担が大幅に増加するという問題点がある。加えて、上記
排ガスに対して、廃熱ボイラ7における熱回収率を向上
させようとすると、当該廃熱ボイラ7出口の排ガス温度
が低くなり過ぎ、この結果一般廃棄物中に含まれる硫化
物や塩化物に起因して発生した亜硫酸ガスや塩素ガスに
よって、下流側の装置における低温腐食を誘発するとい
う問題点がある。
In order to maintain the exhaust gas temperature at the inlet of the waste heat boiler 7 at 900 ° C. by lowering the exhaust gas temperature, a method of separately diluting with air has been adopted. However, this is, for example, 2600 kcal / kg
In order to apply the method to general waste having a calorific value, it is necessary to dilute the air to an air ratio of about 2.5, which is higher than the air ratio required by a conventional furnace such as the stalker furnace described above. As a result, there is a problem that the cooling effect of the entrained nitrogen causes a decrease in thermal efficiency, increases the capacity of the entire exhaust gas, and significantly increases the load on the exhaust gas processing system on the downstream side. In addition, when the heat recovery rate in the waste heat boiler 7 is to be improved with respect to the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas at the outlet of the waste heat boiler 7 becomes too low, and as a result, the sulfide contained in the general waste and There is a problem in that low-temperature corrosion is induced in downstream equipment by sulfurous acid gas or chlorine gas generated due to chloride.

【0008】本発明者等は、このような従来の燃焼設備
を高効率化させる際の各種制約や問題点を有効に解決す
べく鋭意研究を重ねた結果、従来のボイラや廃棄物の処
理において前提とされている理論空気比以上での完全燃
焼の条件を覆し、あえて理論空気比以下での部分燃焼を
行なった場合に、上記制約や問題点を回避して高効率化
を達成し得るとの知見を得るに至った。すなわち、図5
に示すように、熱回収装置入口での排ガスの温度は、理
論空気比以下の空気を供給して燃焼を行なった場合に、
当該空気比の低下とほぼ比例して低下することになる。
ちなみに、熱回収装置入口での排ガス温度は、空気比に
相当する可燃物のみが燃焼し、残部は組成変化しないと
すると、約2.5の空気比で完全燃焼を行なった場合
と、約0.4の空気比で部分燃焼を行なった場合とでほ
ぼ等しくなる。
The present inventors have conducted intensive studies to effectively solve the various restrictions and problems in increasing the efficiency of such conventional combustion equipment. If the condition of complete combustion above the stoichiometric air ratio is reversed and partial combustion below the stoichiometric air ratio is daringly performed, the above-mentioned restrictions and problems can be avoided to achieve high efficiency. Of knowledge. That is, FIG.
As shown in the figure, the temperature of the exhaust gas at the inlet of the heat recovery device, when the combustion is performed by supplying air at a theoretical air ratio or less,
It will decrease almost in proportion to the decrease in the air ratio.
Incidentally, the exhaust gas temperature at the inlet of the heat recovery device is, assuming that only the combustible material corresponding to the air ratio burns and the rest does not change in composition, the case where complete combustion is performed at the air ratio of about 2.5 and the case of about 0 It is almost equal to the case where the partial combustion is performed at an air ratio of 0.4.

【0009】したがって、理論空気比以下で部分燃焼さ
せ、その排ガスの熱を熱交換器によって回収した後に、
さらに残余の可燃物を従来と同じ空気比で完全燃焼さ
せ、さらにその熱を熱回収器によって回収すれば、排ガ
スの温度を灰分がスラグ化したり、あるいは排ガス中の
Noxの加速度的生成を助長したりすることのない低い
温度帯域に保持しつつ、かつ低空気比の燃焼を行なうこ
とができ、よって燃焼設備全体における高効率化を図る
ことが可能になるのである。
Therefore, after partially burning at a stoichiometric air ratio or less and recovering the heat of the exhaust gas by a heat exchanger,
Furthermore, if the remaining combustibles are completely burned at the same air ratio as before, and the heat is recovered by a heat recovery unit, the temperature of the exhaust gas will become slag, or the accelerated generation of Nox in the exhaust gas will be promoted. It is possible to perform combustion at a low air ratio while maintaining the temperature in a low temperature range where no combustion occurs, and therefore, it is possible to increase the efficiency of the entire combustion equipment.

【0010】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、ボイラや廃棄物の処理装置等の各種燃焼設備にお
いて、空気比を絞ることによって高効率な発熱エネルギ
ーの回収と排ガス量の低減とを同時に図ることができる
とともに、建設費の削減も達成することが可能になる燃
焼設備を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made on the basis of the above findings, and in various combustion facilities such as a boiler and a waste treatment apparatus, by reducing the air ratio, it is possible to efficiently recover exothermic energy and reduce the amount of exhaust gas. It is an object of the present invention to provide a combustion facility capable of simultaneously achieving the reduction of the construction cost and achieving the reduction of the construction cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る燃焼設備は、理論空気比以下の空気を供給して燃
焼を行なう部分燃焼部と、この部分燃焼部から発生する
排ガスの熱を回収する第1の熱交換器と、上記部分燃焼
部から排出された排ガスを理論空気比以上の酸素によっ
て完全燃焼させる完全燃焼部と、この完全燃焼部から排
出された排ガスの熱を回収する第2の熱交換器とを備え
てなることを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a combustion facility for supplying air having a stoichiometric air ratio or less to perform combustion, and for exhaust gas generated from the partial combustion portion. A first heat exchanger for recovering heat, a complete combustion unit for completely burning exhaust gas discharged from the partial combustion unit with oxygen having a theoretical air ratio or more, and recovering heat of exhaust gas discharged from the complete combustion unit And a second heat exchanger.

【0012】ここで、請求項2に記載の発明は、上記部
分燃焼部が、廃棄物の投入口が設けられ、内部に空気比
が0.1〜0.8の範囲となる燃焼用空気が供給される
部分燃焼帯域が形成されるとともに、上記廃棄物から生
成された熱分解ガスを排出する排気部が設けられた熱分
解ガス化炉であり、かつ上記第1の熱交換器は、上記熱
分解ガス化炉の上記部分燃焼帯域より下流側に設けられ
ているとともに、上記完全燃焼部は、上記熱分解ガス化
炉から排出された少なくとも上記熱分解ガスを完全燃焼
させるガス燃焼炉であることを特徴とするものである。
Here, the invention according to claim 2 is characterized in that the partial combustion section is provided with a waste inlet, and combustion air having an air ratio in the range of 0.1 to 0.8 is provided therein. A partial combustion zone to be supplied is formed, and a pyrolysis gasification furnace provided with an exhaust unit that discharges pyrolysis gas generated from the waste, and the first heat exchanger includes: The complete combustion section is a gas combustion furnace that is provided downstream of the partial combustion zone of the pyrolysis gasification furnace and completely burns at least the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis gasification furnace. It is characterized by the following.

【0013】請求項1または2に記載の燃焼設備におい
ては、先ず部分燃焼部において、理論空気比以下の空気
を供給して、燃料あるいは廃棄物の部分燃焼を行ない、
さらにその排ガスの熱を第1の熱交換器によって回収す
る。これにより、燃焼されなかった可燃物を含む低い温
度の排ガスが排出される。次いで、この排ガス中に残っ
た可燃物を、完全燃焼部において理論空気比以上の空気
によって完全燃焼させる。この際に、発生する熱は、排
ガス中に残存している可燃物の燃焼によるもののみであ
るために、その排ガス温度を、従来多量の空気で希釈し
た場合と同程度まで低減化させることが可能になる。そ
こで次に、この排ガスを第2の熱交換器に送って当該排
ガスの熱を回収する。
[0013] In the combustion equipment according to the first or second aspect, first, in the partial combustion section, air having a stoichiometric air ratio or less is supplied to partially burn fuel or waste.
Further, the heat of the exhaust gas is recovered by the first heat exchanger. Thus, low-temperature exhaust gas containing unburned combustibles is discharged. Next, the combustibles remaining in the exhaust gas are completely burned by air having a stoichiometric air ratio or more in the complete combustion section. At this time, since the heat generated is only due to the combustion of the combustibles remaining in the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas can be reduced to about the same level as when the conventional exhaust gas is diluted with a large amount of air. Will be possible. Therefore, next, this exhaust gas is sent to the second heat exchanger to recover the heat of the exhaust gas.

【0014】このように、上記燃焼設備によれば、部分
燃焼部および完全燃焼部において、所定の温度以上にな
らないように制御することが可能であり、しかも、部分
燃焼部および完全燃焼部で消費する空気量の総和に対応
する全空気比が小さくなるため、空気中の窒素に起因す
る熱効率の低下を抑制することができる。また、排ガス
の高温度化を抑えるために、別途空気等で希釈する必要
がないために、排ガスの容量の増加を招来することもな
い。加えて、第2の熱交換器の入口温度を所定温度以下
に抑えることができる結果、排ガス中のNoxの加速度
的生成を抑制し、かつ灰分のスラグ化を抑止することも
できるとともに、排ガスの流路に沿う各種部材として高
価な耐熱材を使用する必要がなく、建設費用の低減化も
図ることが可能になる。
As described above, according to the above-mentioned combustion equipment, it is possible to control the temperature in the partial combustion section and the complete combustion section so as not to exceed a predetermined temperature, and to further reduce the consumption in the partial combustion section and the complete combustion section. Since the total air ratio corresponding to the total amount of air to be reduced becomes small, it is possible to suppress a decrease in thermal efficiency due to nitrogen in the air. Further, since it is not necessary to separately dilute the exhaust gas with air or the like in order to suppress an increase in the temperature of the exhaust gas, the capacity of the exhaust gas does not increase. In addition, as a result that the inlet temperature of the second heat exchanger can be suppressed to a predetermined temperature or less, the generation of Nox in the exhaust gas can be suppressed at an accelerated rate, and the slag of ash can be suppressed, and the exhaust gas can be suppressed. It is not necessary to use expensive heat-resistant materials as various members along the flow path, and it is possible to reduce the construction cost.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の燃焼設備を、熱
分解ガス化溶融により廃棄物を処理する直接溶融炉を備
えた廃棄物の処理設備に適用した一実施形態を示すもの
である。図1において、符号10が直接溶融炉(部分燃
焼部、熱分解ガス化炉)である。この直接溶融炉10
は、側壁に廃棄物を破砕することによって得られた破砕
ごみを投入するための投入口11が設けられ、底部10
aには、PSA分離器等によって空気から分離された酸
素富化空気をそれぞれ供給するための導入管12が接続
されている。そして、この直接溶融炉10の側壁には、
押込送風機13から送られてくる理論空気比以下の燃焼
用空気の供給管14が接続されており、さらにこの供給
管14の上方位置には、蒸発器(第1の熱交換器)15
が設けられている。
FIG. 1 shows an embodiment in which the combustion equipment of the present invention is applied to a waste treatment equipment provided with a direct melting furnace for treating waste by pyrolysis gasification and melting. is there. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a direct melting furnace (partial combustion section, pyrolysis gasification furnace). This direct melting furnace 10
Is provided with an inlet 11 for introducing crushed refuse obtained by crushing waste on the side wall, and a bottom 10
A is connected to an inlet pipe 12 for supplying oxygen-enriched air separated from air by a PSA separator or the like. And, on the side wall of the direct melting furnace 10,
A supply pipe 14 for combustion air having a stoichiometric air ratio or less sent from the push-in blower 13 is connected, and an evaporator (first heat exchanger) 15 is provided above the supply pipe 14.
Is provided.

【0016】また、この直接溶融炉10の上部には、排
気管(排気部)16が接続され、この排気管16の他端
部がガス燃焼炉(完全燃焼部)17に導入されている。
このガス燃焼炉17は、上記押込送風機13から供給管
18を経て送られてくる理論空気比以上の空気によって
排ガスを完全燃焼させるためのもので、このガス燃焼炉
17を経た排ガスが、流路19から廃熱ボイラ(第2の
熱交換器)20に導入されている。
An exhaust pipe (exhaust section) 16 is connected to the upper part of the direct melting furnace 10, and the other end of the exhaust pipe 16 is introduced into a gas combustion furnace (complete combustion section) 17.
The gas combustion furnace 17 is for completely combusting exhaust gas with air having a stoichiometric ratio or more sent from the push-in blower 13 through the supply pipe 18. From 19, it is introduced into a waste heat boiler (second heat exchanger) 20.

【0017】一方、ボイラ給水は、入口管21から一旦
廃熱ボイラ20に送られて予熱された後にスチームドラ
ム22に送られ、当該スチームドラム22から循環ライ
ン23を介して上記蒸発器15と廃熱ボイラ20に送ら
れて、熱分解ガスにより一部蒸発された後にスチームド
ラム22に戻され、スチームドラム22内の飽和蒸気が
廃熱ボイラ20で過熱されて、得られた過熱蒸気が図示
されない蒸気タービンへ送られるようになっている。ま
た、廃熱ボイラ20で熱が回収された排ガスは、別途排
ガス処理装置に送られて無害化された後に、大気に放出
されるようになっている。
On the other hand, the boiler feedwater is sent from the inlet pipe 21 to the waste heat boiler 20 and is preheated, and then sent to the steam drum 22. The steam drum 22 sends the wastewater to the evaporator 15 via the circulation line 23. After being sent to the heat boiler 20 and partially evaporated by the pyrolysis gas, the steam is returned to the steam drum 22, and the saturated steam in the steam drum 22 is superheated by the waste heat boiler 20, and the obtained superheated steam is not shown. It is sent to a steam turbine. Further, the exhaust gas from which heat is recovered by the waste heat boiler 20 is sent to a separate exhaust gas treatment device, rendered harmless, and then released to the atmosphere.

【0018】以上の構成からなる廃棄物の処理設備にお
いては、直接溶融炉10において投入孔2から投入され
た破砕ごみが溶融スラグ化処理されて底部10aから排
出される作用については、図3に示したものと同様であ
る。この際に、本廃棄物の処理設備にあっては、先ず直
接溶融炉10において、供給管18から理論空気比以
下、好ましくは空気比0.1〜0.8の空気を供給する
ことにより、燃焼帯域を部分燃焼帯域として熱分解ガス
の部分燃焼を行なう。これにより、例えば0.4の空気
比で燃焼を行なった場合には、上記熱分解ガスの40%
が直接溶融炉10内において燃焼し、残りの60%が後
段のガス燃料炉17において燃焼されることになる。こ
のようにして部分燃焼された熱分解ガスは、蒸発器15
によって循環ライン23から送られてくる飽和水を一部
蒸発させることによって、その熱が回収される。この結
果、排気管16からは、可燃物を含む低い温度の排ガス
が排出される。
In the waste treatment facility having the above-described structure, the operation of the crushed refuse supplied from the charging hole 2 in the direct melting furnace 10 to be converted into molten slag and discharged from the bottom 10a is shown in FIG. It is the same as shown. At this time, in the waste treatment facility, first, in the direct melting furnace 10, by supplying air having a theoretical air ratio or less, preferably an air ratio of 0.1 to 0.8 from the supply pipe 18, The partial combustion of the pyrolysis gas is performed using the combustion zone as a partial combustion zone. Thereby, for example, when combustion is performed at an air ratio of 0.4, 40% of the pyrolysis gas is burned.
Is directly burned in the melting furnace 10, and the remaining 60% is burned in the gas fuel furnace 17 in the subsequent stage. The pyrolysis gas partially burned in this way is supplied to the evaporator 15.
By partially evaporating the saturated water sent from the circulation line 23, the heat is recovered. As a result, low-temperature exhaust gas containing combustibles is discharged from the exhaust pipe 16.

【0019】次いで、上述したようにこの熱分解ガス
を、ガス燃焼炉17において供給管18から送られてく
る理論空気比以上の空気によって完全燃焼させる。この
際に、発生する熱は、排ガス中に残存している可燃物の
燃焼によるもののみであるために、上記空気比を適宜設
定することにより、その排ガス温度を、従来多量の空気
で希釈した場合と同程度まで低減化させることが可能に
なる。そこで次に、この排ガスを流路19から廃熱ボイ
ラ20に送ってボイラ給水を過熱することにより、その
熱を回収する。そして、この廃熱ボイラ20において得
られた過熱蒸気が、図示されないタービンを駆動するこ
とにより、上記排ガスの熱エネルギーが発電機を介して
電力として回収される。他方、廃熱が回収された排ガス
は、さらに下流側に配設されたバグフィルタ等の集塵機
に送られて、当該排ガス中の飛灰等が捕集された後に、
含有する亜硫酸ガス等が除去されて無害化され、煙突か
ら大気に放出される。
Next, as described above, the pyrolysis gas is completely burned in the gas combustion furnace 17 by air having a stoichiometric air ratio or higher sent from the supply pipe 18. At this time, since the generated heat is only due to the combustion of the combustibles remaining in the exhaust gas, by appropriately setting the air ratio, the exhaust gas temperature was conventionally diluted with a large amount of air. This can be reduced to the same extent as in the case. Then, next, this exhaust gas is sent from the flow path 19 to the waste heat boiler 20, and the heat is recovered by superheating the boiler feedwater. Then, the superheated steam obtained in the waste heat boiler 20 drives a turbine (not shown), so that the thermal energy of the exhaust gas is recovered as electric power via a generator. On the other hand, the exhaust gas from which the waste heat is recovered is sent to a dust collector such as a bag filter disposed further downstream, and after fly ash and the like in the exhaust gas are collected,
The contained sulfurous acid gas and the like are removed and rendered harmless, and are discharged from the chimney to the atmosphere.

【0020】以上のように、上記廃棄物の処理設備によ
れば、直接溶融炉10において発生する排ガスの温度が
低く、よってガス燃焼炉17に完全燃焼させるに際して
も、空気比を適宜設定することにより所定の温度以上に
ならないように制御することができ、しかも直接溶融炉
10およびガス燃焼炉17における全空気比が小さくな
るため、空気中の窒素に起因する熱効率の低下を抑制す
ることができる。
As described above, according to the waste treatment equipment described above, the temperature of the exhaust gas directly generated in the melting furnace 10 is low, so that even when the gas is completely burned in the gas combustion furnace 17, the air ratio is appropriately set. Thus, the temperature can be controlled so as not to exceed a predetermined temperature, and the total air ratio in the direct melting furnace 10 and the gas combustion furnace 17 decreases, so that a decrease in thermal efficiency due to nitrogen in the air can be suppressed. .

【0021】また、排ガスの高温度化を抑えるために、
別途空気等で希釈する必要がないために、排ガスの容量
の増加を招来することもなく、よって後段の排ガス処理
装置の小型化も図ることが可能になる。加えて、廃熱ボ
イラ20の入口温度を所定温度以下に抑えることができ
る結果、排ガス中のNoxの加速度的生成を抑制し、か
つ灰分のスラグ化を抑止することもできるとともに、排
ガスの流路19に沿う各種部材として高価な耐熱材を使
用する必要がなく、建設費用の低減化も図ることが可能
になる。
Further, in order to suppress the temperature rise of the exhaust gas,
Since there is no need to separately dilute with air or the like, an increase in the capacity of the exhaust gas does not occur, so that it is possible to reduce the size of the exhaust gas processing device in the subsequent stage. In addition, as a result that the inlet temperature of the waste heat boiler 20 can be suppressed to a predetermined temperature or less, the generation of Nox in the exhaust gas can be suppressed at an accelerated rate, the slag of ash can be suppressed, and the flow path of the exhaust gas can be suppressed. There is no need to use expensive heat-resistant materials as various members along the line 19, and construction costs can be reduced.

【0022】[0022]

【実施例】図2は、図1に示した廃棄物の処理設備の効
果を検証するために行なった計算結果を示すものであ
る。なお、計算にあたっては、2600kcal/kg
の廃棄物から発生した熱分解ガスを対象とし、ガス燃焼
炉17における空気比を廃熱ボイラ20の入口温度が9
00℃となるように調整するとともに、当該廃熱ボイラ
20において250℃まで熱回収することを前提条件と
した。また、総合熱効率は、直接溶融炉(部分燃焼部、
熱分解ガス化炉)10とガス燃焼炉(完全燃焼部)17
の熱効率の合計値であり、全空気比は、直接溶融炉10
とガス燃焼炉17とにおいて燃焼用に供給した空気量に
対応した空気比であり、熱回収装置は、図1における廃
熱ボイラ20を示すものである。
FIG. 2 shows the results of calculations performed to verify the effects of the waste treatment equipment shown in FIG. In the calculation, 2600 kcal / kg
The air ratio in the gas combustion furnace 17 is set to 9 when the inlet temperature of the waste heat boiler 20 is 9
The precondition was that the temperature of the waste heat boiler 20 was adjusted to 00 ° C. and that the heat was recovered to 250 ° C. In addition, the total thermal efficiency is determined by the direct melting furnace (partial combustion section,
Pyrolysis gasification furnace) 10 and gas combustion furnace (complete combustion section) 17
Is the total value of the thermal efficiencies, and the total air ratio is
The air recovery ratio is an air ratio corresponding to the amount of air supplied for combustion in the gas combustion furnace 17 and the heat recovery device is the waste heat boiler 20 in FIG.

【0023】図2に見られるように、本実施例によれ
ば、直接溶融炉10の上方の蒸発器15および廃熱ボイ
ラ20入口の排ガス温度を900℃にしても、全空気比
を1.7まで低減させることができる。これに対して、
従来の完全燃焼の理論に基づいて、同様に入口排ガス温
度を900℃にする場合には空気比が2.5になる。し
たがって、本実施例においては、全空気比を従来の2.
5から1.7にまで低減できるため、熱効率で6%優れ
ることになり、また空気比が低減する結果、排ガス量も
30%程度少なくすることが可能になる。
As shown in FIG. 2, according to the present embodiment, even if the exhaust gas temperature at the evaporator 15 and the waste heat boiler 20 inlet above the direct melting furnace 10 is 900 ° C., the total air ratio is 1. 7 can be reduced. On the contrary,
Similarly, when the inlet exhaust gas temperature is set to 900 ° C. based on the conventional theory of complete combustion, the air ratio becomes 2.5. Therefore, in the present embodiment, the total air ratio is set to 2.
Since it can be reduced from 5 to 1.7, the thermal efficiency is improved by 6%, and as a result of reducing the air ratio, the amount of exhaust gas can be reduced by about 30%.

【0024】なお、上記実施の形態においては、本発明
の燃焼設備を廃棄物の処理設備に適用した場合について
のみ説明したが、これに限るものではなく、ロータリー
キルン炉や流動床炉を利用した熱分解ガス化方式の廃棄
物焼却炉や、ボイラ等の他の燃焼設備に対しても、同様
に適用することが可能である。
In the above embodiment, only the case where the combustion equipment of the present invention is applied to waste treatment equipment has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to other incinerators such as a cracked gasification type waste incinerator and a boiler.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1または2
に記載の燃焼設備によれば、部分燃焼部において発生す
る排ガスの温度が低く、完全燃焼部においても所定の温
度以上にならないように制御することができ、かつ部分
燃焼部および完全燃焼部で消費する空気量の総和に対応
する全空気比が小さくなるため、空気中の窒素に起因す
る熱効率の低下を抑制することができるとともに、排ガ
スの高温度化を抑えるために、別途空気等で希釈する必
要がないために、排ガスの容量の増加を招来することも
ない。加えて、第2の熱交換器の入口温度を所定温度以
下に抑えることができる結果、排ガス中のNoxの加速
度的生成を抑制し、かつ灰分のスラグ化を抑止すること
もできるとともに、排ガスの流路に沿う各種部材として
高価な耐熱材を使用する必要がなく、建設費用の低減化
も図ることが可能になる。
As described above, claim 1 or claim 2
According to the combustion equipment described in the above, the temperature of the exhaust gas generated in the partial combustion section can be controlled so as not to be higher than a predetermined temperature even in the complete combustion section, and the exhaust gas can be consumed in the partial combustion section and the complete combustion section. Since the total air ratio corresponding to the total amount of air to be reduced becomes small, it is possible to suppress a decrease in thermal efficiency due to nitrogen in the air and to separately dilute with air or the like in order to suppress a high temperature of exhaust gas. Since there is no need, there is no increase in the capacity of exhaust gas. In addition, as a result that the inlet temperature of the second heat exchanger can be suppressed to a predetermined temperature or less, the generation of Nox in the exhaust gas can be suppressed at an accelerated rate, and the slag of ash can be suppressed, and the exhaust gas can be suppressed. It is not necessary to use expensive heat-resistant materials as various members along the flow path, and it is possible to reduce the construction cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃焼設備の一実施形態を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a combustion facility of the present invention.

【図2】本発明の実施例の結果を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a result of an example of the present invention.

【図3】従来の燃焼設備の一種である廃棄物の処理設備
を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a waste treatment facility, which is a type of conventional combustion facility.

【図4】可燃物の発熱量と空気比および熱回収装置入口
の排ガス温度との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the calorific value of combustibles, the air ratio, and the exhaust gas temperature at the inlet of the heat recovery device.

【図5】空気比と熱回収装置入口の排ガス温度との関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the air ratio and the exhaust gas temperature at the inlet of the heat recovery device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 直接溶融炉(部分燃焼部、熱分解ガス化炉) 13 押込送風機 14、18 空気の供給管 15 蒸発器(第1の熱交換器) 17 ガス燃焼炉(完全燃焼部) 20 廃熱ボイラ(第2の熱交換器) 21 給水の入口管 22 スチームドラム 23 循環ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Direct melting furnace (partial combustion part, pyrolysis gasification furnace) 13 Push blower 14, 18 Air supply pipe 15 Evaporator (first heat exchanger) 17 Gas combustion furnace (complete combustion part) 20 Waste heat boiler ( Second heat exchanger) 21 Inlet pipe for water supply 22 Steam drum 23 Circulation line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 理論空気比以下の空気を供給して燃焼を
行なう部分燃焼部と、この部分燃焼部から発生する排ガ
スの熱を回収する第1の熱交換器と、上記部分燃焼部か
ら排出された排ガスを理論空気比以上の酸素によって完
全燃焼させる完全燃焼部と、この完全燃焼部から排出さ
れた排ガスの熱を回収する第2の熱交換器とを備えてな
ることを特徴とする燃焼設備。
1. A partial combustion section for supplying air having a stoichiometric air ratio or less to perform combustion, a first heat exchanger for recovering heat of exhaust gas generated from the partial combustion section, and discharging from the partial combustion section. Combustion comprising: a complete combustion section for completely burning the exhaust gas with oxygen having a theoretical air ratio or higher; and a second heat exchanger for recovering heat of the exhaust gas discharged from the complete combustion section. Facility.
【請求項2】 上記部分燃焼部は、廃棄物の投入口が設
けられ、内部に空気比が0.1〜0.8の範囲となる燃
焼用空気が供給される部分燃焼帯域が形成されるととも
に、上記廃棄物から生成された熱分解ガスを排出する排
気部が設けられた熱分解ガス化炉であり、かつ上記第1
の熱交換器は、上記熱分解ガス化炉の上記部分燃焼帯域
より下流側に設けられているとともに、上記完全燃焼部
は、上記熱分解ガス化炉から排出された少なくとも上記
熱分解ガスを完全燃焼させるガス燃焼炉であることを特
徴とする請求項1に記載の燃焼設備。
2. The partial combustion section is provided with a waste inlet, and forms a partial combustion zone in which combustion air having an air ratio in a range of 0.1 to 0.8 is supplied. A pyrolysis gasification furnace provided with an exhaust unit for discharging pyrolysis gas generated from the waste;
The heat exchanger is provided on the downstream side of the partial combustion zone of the pyrolysis gasification furnace, and the complete combustion section completely removes at least the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis gasification furnace. The combustion equipment according to claim 1, wherein the combustion equipment is a gas combustion furnace for burning.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310402A (en) * 2001-02-06 2002-10-23 Nkk Corp Utilizing facility for gas produced by gasifying melting furnace

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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