JPH1182969A - 廃棄物焼却炉 - Google Patents

廃棄物焼却炉

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JPH1182969A
JPH1182969A JP9247571A JP24757197A JPH1182969A JP H1182969 A JPH1182969 A JP H1182969A JP 9247571 A JP9247571 A JP 9247571A JP 24757197 A JP24757197 A JP 24757197A JP H1182969 A JPH1182969 A JP H1182969A
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JP
Japan
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ash
exhaust gas
burner
superheater
waste
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Application number
JP9247571A
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English (en)
Inventor
Koji Ishizeki
幸二 石関
Original Assignee
Nkk Corp
日本鋼管株式会社
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Abstract

(57)【要約】 【課題】 独立過熱器を用いることなく、高温の過熱蒸
気を得ることができる廃棄物焼却炉を提供する。 【解決手段】 焼却炉本体と廃熱ボイラの過熱器との間
の部分に除灰装置50が設けられている。排ガスは排ガ
ス入口54からサイクロン部51に入り、旋回流とな
る。そして、旋回流の遠心力により、排ガス中の灰が排
ガスと分離されてサイクロン部51の壁面に付着する。
サイクロン部51の壁面に付着した灰は、蓄熱式バーナ
56により加熱されて溶融し、サイクロン部51の壁面
に沿って流れ落ち、漏斗状になっているサイクロン部5
1の下部から水封コンベア53上に落下し、水封コンベ
ア53によって外部に排出される。除灰装置50により
灰が除去されるので、排ガスによる腐食が軽減され、廃
熱ボイラの過熱器を高温部に設置できる。よって、高温
の過熱蒸気が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等を焼却
する廃棄物焼却炉であって、廃熱ボイラを有する廃棄物
焼却炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する廃棄
物焼却炉には、その廃熱を有効利用するために、廃熱ボ
イラが付属されているのが一般的である。代表的な廃棄
物焼却炉の概略図を図6に示す。
【0003】ホッパ1に投入されたごみ2は、シュート
を通して乾燥ストーカ3におくられ、下からの空気と炉
内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火す
る。着火して燃焼を開始したごみ2は、燃焼ストーカ4
に送られ、下から送られる燃焼空気によりガス化され、
一部は燃焼する。そして、更に後燃焼ストーカ5で、未
燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、
主灰シュート6より外部に取出される。
【0004】燃焼は主燃焼室7内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井8の存在により、主煙道9と副煙道10に
別れて排出される。主煙道9を通る排ガスには、未燃分
はほとんど含まれず、酸素が10%程度含まれている。
副煙道10を通る排ガスには、未燃分が含まれている。
これらの排ガスは、廃熱ボイラ20に送られ、2次燃焼
室を兼ねた輻射伝熱室21中で完全燃焼する。
【0005】輻射伝熱室21の壁面には水管(蒸発管)
が設けられており、火炎からの輻射伝熱により内部の水
が加熱されて蒸気となり、対流蒸発器26で発生した蒸
気と共に気水ドラム(図示せず)に送られる。気水ドラ
ムの蒸気は、低温過熱器、高温過熱器からなる過熱器2
2に送られ、排ガスにより更に加熱されて過熱蒸気とな
り、図示しない発電タービンに送られて発電を行う。
【0006】過熱器22を通過した排ガスは、対流伝熱
部23に送られる。対流伝熱部23には、対流蒸発器2
6、エコノマイザー、空気予熱器が設けられ、更なる廃
熱回収が行われる。廃熱ボイラ20を通過した排ガス
は、減温塔、バグフィルタ、ガス処理設備等を経由して
外部に放出される。
【0007】このように、廃棄物焼却炉においては、炉
の後段に設けられた廃熱ボイラにより過熱蒸気を発生さ
せ、それにより発電を行うことで熱回収を図っている。
しかしながら、この方法で発生できる過熱蒸気の温度
は、最高400℃程度に留まっている。この理由は、廃
熱ボイラにおいては排ガス中にHClと灰が含まれてお
り、過熱器中での蒸気温度が400℃より高温になる
と、これらによる高温腐食が激しくなり、過熱器に高合
金を使用した場合でも、交換までの寿命が非常に短くな
るためである。が過熱器中の蒸気管を腐食させるためで
ある。
【0008】一般的に、自家発電での中型発電タービン
に使用されている過熱蒸気の温度は約540℃、圧力は
100Kg/cm2程度である。廃棄物焼却炉における廃熱
ボイラの発生蒸気温度はこれに比してかなり低く、従っ
て、一般のボイラを使用した発電に比して発電効率が悪
いという問題点がある。
【0009】このような問題点を解決するために、排ガ
ス系統とは独立した独立過熱器を設け、独立過熱器によ
り蒸気を540℃近くまで過熱する方法が提案されてい
る。
【0010】その系統図を図7に示す。図7において、
21は廃熱ボイラの輻射伝熱部であり、図6における輻
射伝熱部21と同じものである。輻射伝熱部21の水管
(蒸発管)24中の水は、輻射伝熱部21中の排ガスの
燃焼火炎からの輻射により加熱され、蒸気となって気水
ドラム25に集められる。(この他にも、対流蒸発器2
6で加熱されて発生した蒸気も気水ドラム25に集めら
れるが、図では省略してある。)気水ドラム25の蒸気
は、蒸気管31を通って独立過熱器30に送られる。独
立過熱器30には、バーナ32が設けられており、気水
ドラム25から送られてくる飽和蒸気を加熱して過熱蒸
気とする。独立過熱器30は、排ガス系統とは独立して
おり、清浄な燃料を使用したバーナ32により加熱を行
うので、過熱蒸気温度を540℃近くまで上昇させるこ
とができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すような廃熱ボイラは、独立過熱器という廃熱ボイラ
本体とは異なる特別の設備を必要とする。
【0012】さらに、独立過熱器のバーナの排ガスの熱
回収が十分にはできないという問題点がある。すなわ
ち、図7のような系統の独立過熱器においては、バーナ
排ガスは外部に放出されてしまい、排ガスの顕熱が回収
できない。バーナ排ガスの顕熱を回収する方法として
は、バーナ排ガスを廃熱ボイラの排ガス系統に入れてや
ることが考えられるが、この方法では、配管系等が複雑
になるばかりでなく、廃熱ボイラの容量を大きくする必
要があり、さらにはガス処理設備の容量も大きくしなけ
ればならないという問題点がある。
【0013】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、独立過熱器を用いることなく、高温の過熱
蒸気を得ることができる廃棄物焼却炉を提供することを
課題とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記課題は、廃熱ボイラ
を有する廃棄物焼却炉であって、焼却炉本体と廃熱ボイ
ラの過熱器との間の部分に、除灰装置が設けられている
ことを特徴とする廃棄物焼却炉によって解決される。
【0015】焼却炉本体とは、廃熱ボイラより前の部分
のことである。よって、除灰装置は、廃熱ボイラ直前か
ら廃熱ボイラの過熱器の直前の部分のどの場所に設置し
てもよい。この除灰装置により、過熱器の前で排ガス中
の灰が除去されるので、排ガス中にHClが含まれても、
過熱器蒸気管の腐食が大幅に軽減される。よって、過熱
器を高温排ガス中に置くことができ、廃熱ボイラ中の過
熱器により約540℃程度の高い過熱蒸気を得ることが
できる。
【0016】除灰装置としては、除灰装置内部で排ガス
の旋回流を発生させ、その遠心力により灰を除灰装置の
壁面に付着させ、壁面に付着した灰を加熱装置によって
溶融させて落下させて除灰装置の下部より取出し、排ガ
スは除灰装置の側面から排出することにより除灰を行う
方式のものを使用するのが望ましい。このような方式の
除灰装置により、高効率で除灰を行うことができる。
【0017】加熱装置としては、蓄熱式バーナを用いる
ことが好ましい。蓄熱式バーナとは、蓄熱体を有するバ
ーナを対にして使用し、一方のバーナが燃焼していると
き、他方のバーナは排ガスを吸引して、その排ガスによ
り蓄熱体を加熱して蓄熱し、燃焼中のバーナにおいては
蓄熱体に蓄熱された熱で燃焼空気を加熱した後、燃料と
混合して燃焼させる方式のバーナである。
【0018】蓄熱式バーナの火炎温度は高く、かつ高温
火炎領域が非常に広く広がっている。よって、除灰装置
の壁面に付着した灰を効率よく溶融することができる。
さらに、蓄熱式バーナでは、排ガスの熱回収を蓄熱バー
ナ自身によって行っているので、熱効率が良い。
【0019】加熱装置として、蓄熱式バーナの代わり
に、燃焼空気を800℃以上に加熱する空気加熱器を有
するバーナを用いることも、同じく好ましい。この方式
のバーナにおいても、火炎温度は高く、かつ高温火炎領
域が非常に広く広がっているので、除灰装置の壁面に付
着した灰を効率よく溶融することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図1は本発明の実施の形態の例を示す
ブロック図で、焼却炉本体40と廃熱ボイラ20の間に
除灰装置50を設けた例を示すものである。焼却炉本体
40から排出された排ガスは、除灰装置50で灰を除去
された後に廃熱ボイラ20に導かれる。
【0021】この場合には、廃熱ボイラ20に入る前に
既に灰が除去されているので、廃熱ボイラ中の過熱器の
蒸気管に灰が付着することがない。従って、腐食が軽減
されるので、過熱器を廃熱ボイラ中の高温部に設置する
ことができ、高温の過熱蒸気を得ることができる。
【0022】なお、除灰装置20は、必ずしも廃熱ボイ
ラ20の前に設ける必要はなく、廃熱ボイラ中の過熱器
の前であれば、例えば廃熱ボイラの放射伝熱部の直後に
設けてもよい。
【0023】図2に、除灰装置の一例を示す。図2にお
いて、50は除灰装置、51はサイクロン部、52は下
部タンク部、53は水封コンベア、54は排ガス入口、
55は排ガス出口、56は蓄熱式バーナである。
【0024】排ガスは排ガス入口54からサイクロン部
51に入り、旋回流となる。そして、旋回流の遠心力に
より、排ガス中の灰が排ガスと分離されてサイクロン部
51の壁面に付着する。灰を除去された排ガスは、下部
タンク部の側壁に設けられた排ガス出口55から次工程
に排出される。
【0025】サイクロン部51の天井には、蓄熱式バー
ナ56が設けられている。サイクロン部51の壁面に付
着した灰は、蓄熱式バーナ56により加熱されて溶融
し、サイクロン部51の壁面に沿って流れ落ち、漏斗状
になっているサイクロン部51の下部から水封コンベア
53上に落下し、水封コンベア53によって外部に排出
される。蓄熱式バーナ56の火炎は高温であり、かつ高
温部が極めて広い範囲に広がるので、壁面に付着した灰
を効率よく溶解することができる。
【0026】図3は、別の方式の除灰装置を示す図であ
る。図3の装置が図2の装置と異なる点は、蓄熱式バー
ナ56の代わりに、空気加熱器が付属されたバーナ57
が使用されている点である。空気加熱器により燃焼空気
が800℃以上に加熱されると、蓄熱式バーナ56と同
じように、バーナ57の火炎は高温となり、かつ高温部
が極めて広い範囲に広がる。よって、壁面に付着した灰
を効率よく溶解することができる。
【0027】図4に蓄熱式バーナシステムの1例を示
す。図4において、41a、41bは蓄熱式バーナ、4
2a、42bは蓄熱体、43a、43bは燃料切換弁、
44a、44bは燃焼空気切換弁、45a、45bは排
気切り換え弁、46は燃焼空気ファン、47は排気ファ
ンである。なお、Fは、燃焼中のバーナ41aにより形
成された燃焼火炎である。
【0028】このシステムでは、蓄熱式バーナ41aが
燃焼を開始すると、当該バーナより高温の火炎がサイク
ロン部内に吹き込まれる。このとき、他方の蓄熱式バー
ナ41bは燃焼排ガスを吸引しており、吸引された燃焼
排ガスは、蓄熱体42bを加熱した後にサイクロン部外
に排出される。所定の時間が経過した後、各切換弁を切
り換えることにより、今まで燃焼していた側の蓄熱式バ
ーナ41aに燃焼排ガスを吸引させ、今まで燃焼排ガス
を吸引していた側の蓄熱式バーナ41bで燃焼を行わせ
る。
【0029】燃焼を行うバーナにおいては、燃焼空気が
蓄熱体42a、42bによって加熱され高温となる。以
下、所定時間毎に、対となっている蓄熱式バーナの燃焼
を交互に行うことにより、加熱を継続する。
【0030】このように、蓄熱式バーナ56において
は、排ガス顕熱の回収を自己のシステムの中で行ってい
るので、熱回収のために特別な設備を必要としない。蓄
熱式バーナ33から排出される排ガスの温度は約150
℃であり、ほぼ完全に熱回収が行われている。
【0031】また、蓄熱式バーナ56においては、火炎
が広く広がり、サイクロン部全体が均一に加熱される。
よって、壁面に付着した灰の溶融が効率的に行われる。
さらに、蓄熱式バーナ56の火炎には、局所的な高温部
が無いので、NOxの発生を抑えることができる。
【0032】図5は、空気加熱器を有するバーナシステ
ムを示す系統図である。図5において、57は空気加熱
器が付属されたバーナ、60は空気加熱器、61.61
は蓄熱器、63、64は空気加熱バーナ、65は燃料切
換弁、66は空気・排ガス切換弁、67は送風ブロワ、
68は排ガス吸引ブロワである。
【0033】空気加熱用の燃料は、燃料切換弁65を通
って空気加熱バーナ64に導かれ燃焼し、その熱により
蓄熱器62を加熱した後、空気・排ガス切換弁66を通
って排ガス吸引ブロワ68に吸引され排出される。
【0034】送風ブロワ67により吸引された常温の空
気は、空気・排ガス切換弁66を通って蓄熱器61に導
かれ、蓄熱器61の熱により加熱され、その一部は空気
加熱バーナ64用の燃焼空気として使用され、大部分は
バーナ57に送られて燃焼空気として使用される。加熱
された空気の温度は800〜1000℃となっている。
【0035】燃料切換弁65と、空気・排ガス切換弁6
6を所定時間毎に切り替えることにより、空気加熱用バ
ーナ63、64を交互に燃焼させ、対応する蓄熱体6
1、62を加熱して蓄熱する。そして、他の蓄熱体に空
気を通して、蓄熱体により空気を加熱してバーナ57に
送る。
【0036】これにより、バーナ57は、常に高温の燃
焼空気を供給されて燃焼するので、蓄熱式バーナ56と
同じように、火炎が広く広がり、サイクロン部全体が均
一に加熱される。よって、壁面に付着した灰の溶融が効
率的に行われる。さらに、このバーナ57の火炎には、
局所的な高温部が無いので、NOxの発生を抑えること
ができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、焼却炉本体と廃熱ボイラの過熱器との間の部分に、
除灰装置が設けられているので、過熱器の前で排ガス中
の灰が除去される。よって、排ガス中にHClが含まれて
も、過熱器蒸気管の腐食が大幅に軽減されので、過熱器
を高温排ガス中に置くことができ、廃熱ボイラ中の過熱
器により高温の過熱蒸気を得ることができる。
【0038】また、除灰装置としては、除灰装置内部で
排ガスの旋回流を発生させ、その遠心力により灰を除灰
装置の壁面に付着させ、壁面に付着した灰を加熱装置に
よって溶融させて落下させて除灰装置の下部より取出
し、排ガスは除灰装置の側面から排出することにより除
灰を行う方式のものを使用すれば、高効率で除灰を行う
ことができる。
【0039】そして、加熱装置として、蓄熱式バーナ、
又は燃焼空気を800℃以上に加熱する空気加熱器を有
するバーナを用いれば、火炎温度が高く、かつ高温火炎
領域が非常に広く広がっているので、除灰装置の壁面に
付着した灰を効率よく溶融することができる。特に蓄熱
式バーナの場合は、高い熱効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の態様の1例を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明に係る除灰装置の1例を示す図である。
【図3】本発明に係る除灰装置の他の例を示す図であ
る。
【図4】蓄熱式バーナシステムの1例を示す系統図であ
る。
【図5】空気加熱器を有するバーナシステムの1例を示
す系統図である。
【図6】従来の廃棄物焼却炉の概要を示す図である。
【図7】独立過熱器を用いた従来の廃熱ボイラの例を示
す系統図である。
【符号の説明】
1 ホッパ 2 ごみ 3 乾燥ストーカ 4 燃焼ストーカ 5 後燃焼ストーカ 6 主灰シュート 7 主燃焼室 8 中間天井 9 主煙道 10 副煙道 20 廃熱ボイラ 21 輻射伝熱室 22 過熱器 23 対流伝熱部 24 水管(蒸発管) 25 気水ドラム 30 独立過熱器 31 蒸気管 32 バーナ 40 焼却炉本体 41a、41b 蓄熱式バーナ 42a、42b 蓄熱体 43a、43b 燃料切換弁 44a、44b 燃焼空気切換弁 45a、45b 排気切り換え弁 46 燃焼空気ファン 47 排気ファン F 燃焼火炎 50 除灰装置 51 サイクロン部 52 下部タンク部 53 水封コンベア 54 排ガス入口 55 排ガス出口 56 蓄熱式バーナ 57 バーナ 60 空気加熱器 61、62 蓄熱器 63,64 空気加熱バーナ 65 燃料切換弁 66 空気・排ガス切換弁 67 送風ブロワ 68 排ガス吸引ブロワ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃熱ボイラを有する廃棄物焼却炉であっ
    て、焼却炉本体と廃熱ボイラの過熱器との間の部分に、
    除灰装置が設けられていることを特徴とする廃棄物焼却
    炉。
  2. 【請求項2】 除灰装置が、除灰装置内部で排ガスの旋
    回流を発生させ、その遠心力により灰を除灰装置の壁面
    に付着させ、壁面に付着した灰を加熱装置によって溶融
    させて落下させ、除灰装置の下部より取出し、排ガスは
    除灰装置の側面から排出することにより除灰を行うもの
    であることを特徴とする請求項1に記載の廃棄物焼却
    炉。
  3. 【請求項3】 加熱装置が、蓄熱式バーナであることを
    特徴とする請求項2に記載の廃棄物焼却炉。
  4. 【請求項4】 加熱装置が、燃焼空気を800℃以上に
    加熱する空気加熱器を有するバーナであることを特徴と
    する請求項2に記載の廃棄物焼却炉。
JP9247571A 1997-08-29 1997-08-29 廃棄物焼却炉 Pending JPH1182969A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001153347A (ja) * 1999-11-22 2001-06-08 Babcock Hitachi Kk 廃熱回収ボイラ及び廃棄物処理用設備
JP2009127934A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Osaka Gas Co Ltd 蓄熱式燃焼装置

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