JPS61225508A - 流動床式焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、都市ごみや各種の産業廃棄物等の焼却装置と
して好適に用いられる流動床式焼却炉に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

流動床式焼却炉としては、通常その流動層への流動用空
気の吹き込み方式によりノズル群方式と散気管方式とに
分けられる。

そこで、第１図及び第２図に従来から一般的に用いられ
ているノズル群方式の流動床式焼却炉を示す。

同図において、１は下部に傾斜した炉床部１ａを有する
炉を示し、該炉１内には砕砂等の粒状物からなる流動媒
体を充填することによって流動床となる流動層２が形成
されている。そして、炉床部１ａにはその表面から突出
する状態に多数のノズル３，３．・・・・・・が設けら
れており、該各ノズル３は炉床部１ａの下部に装着した
ウィンドボックス４から供給される流動用空気を流動層
２に向けて噴出させることができるように構成されてい
る。

さらに、炉１の上部には図示は省略するが、焼却物投入
口が設けられると共に、補助バーナ等からなる初期加熱
装置が炉１に付設されており、該初期加熱装置によって
流動層２は所定の燃焼温度に達するまで加熱されるよう
に構成されている。

前述のように構成した焼却炉を使用して都市とみ等の焼
却を行なうには、まず初期加熱装置によって炉１の内部
の流動層２を構成する流動媒体を燃焼温度にまで加熱す
ると共に、ノズル３から流動用空気を流動層２内に吹き
込むことによって、該流動層２を構成する流動媒体を炉
１の内部で流動化させて循環させる。この状態で、焼却
物投入口から焼却物を投入すると、この焼却物のうち可
燃物は、流動層２の表面部ないし該流動層２の内部で完
全燃焼せしめられる。また、多量の水分を含んで比重の
大きな難燃物は、流動層２内を下降し、炉床部１ａに沿
って下方に案内される間に蒸焼き状態となって水分が蒸
発して軽量化することになり、このようにして軽量化さ
れると、流動層２における循環流に巻き込まれて上昇し
、その間に完全燃焼せしめられる。而して、前述の如く
して焼却物の燃焼により生じる熱によって流動層２の加
熱作用が行なわれることになるから、通常の運転時にお
いては初期加熱装置からの熱を必要とせず、従って焼却
炉を省エネルギ的に運転することができる。

さらに、前述の焼却物投入口から投入される物としては
、水分含有量の多い難燃物を含む可燃物だけでなく、金
属等の不燃物が含まれることがある。そして、この不燃
物が投入された場合には、該不燃物は流動層２を通過し
て炉床部１ａに到達し、該炉床部１ａの傾斜に沿って案
内されて、その底部において開設した不燃物の取出口５
に到り、当該部位においてスクリューコンベヤ等の適宜
の手段により流動媒体と共に外部に排出することができ
るようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の如く、ノズル群方式の流動床を有する焼却炉は、
その流動層の層高を低くしても効率的に投入焼却物の焼
却を行なうことができるため、焼却炉全体を低尺化・コ
ンパクト化できる゛と共に、ノズル３からの流動用空気
の吹込圧も低くできるので、送風機等の空気圧源を低圧
、軽負荷で運転でき、省エネルギに資するところが大き
いが、炉床部１ａには、多数のノズル３がその壁面から
突出する状態となっているから、これらノズル３が不燃
物の移動に対する障害となり、この不燃物が円滑に取出
口５にまで移動せず、炉内に残留することになって、流
動用空気の吹き込みによる流動層２の流動媒体の円滑な
流動化が妨げられ、ひいては焼却炉における焼却効率が
低下する等の欠点があった。

一方、他の方式である散気管方式の焼却炉は、炉床部の
上方に散気管を配設し、該散気管から流動用空気を噴出
させることによって流動層を流動化させるように構成さ
れるが、この散気管方式のものにあっては、不燃物の取
出口への案内は良好となるものの、流動層の層高を丈高
に形成する必要があり、焼却炉の全体形状が大型化し、
かつ高層となった流動層の流動媒体を効率的に循環・流
勧化させるために、高圧の流動用空気の吹込みを必要と
し、空気圧源の負荷が大きくなるだけでなく、難燃物が
不完全燃焼の状態で散気管配設部を通過して下降すると
、この不完全燃焼の状態のまま取出口から排出されるこ
とになる等の不都合が生じることになる。

本発明は斜上の点に鑑みてなされたもので、高さの低い
流動層で可燃物を完全燃焼させることができ、しかも不
燃物を円滑に排出することができるようにした流動床式
焼却炉を提供することを目的とするものである。

また、前述の丈低流動層で不燃物の完全燃焼を図ること
ができ、かつ不燃物の円滑な排出を可能とすると共に、
炉内全体に亘り均一で効率的な流動用空気の供給を可能
とし、もって優れた焼却効率の流動床式焼却炉を提供す
ることも、本発明の目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するために、流動媒体を充填すること
により流動層を形成させてなる炉における傾斜炉床部に
、ダクト状に形成した複数の空気通路部材を、該炉床部
の炉壁内に部分的に埋設させて、その傾斜に沿った階段
状となるように装着することによって、該空気通路部材
が不燃物の前記炉床部底部に形成した取出口への移動に
対する非障害状態となるように設置し、この空気通路部
材の流動層への露出部に流動用空気を噴出する多数の噴
出口を穿設する構成としたことをその特徴とするもので
ある。

また、前述の第１の発明の構成に付加して、取出口の上
部にウィンドボックスを設置し、このウィンドボックス
にもダクト状の空気通路部材を階段状に装着して、該空
気通路部材における流動層への露出部に流動用空気を噴
出させる多数の噴出口を穿設する構成としたことも、特
徴とするものである。

〔作用〕

而して、焼却炉を運転状態にして、焼却物投入口から焼
却物を投入すると、この焼却物のうち可燃物及び難燃物
は、炉床部に装着した空気通路部材に穿設した噴出口か
ら噴出される流動用空気の作用により、前述の従来技術
におけるノズル群方式の焼却炉で説明したと同様、完全
燃焼せしめられる。また、金属等の不燃物は、流動層を
下降して炉床部に到達した後に該炉床部の傾斜に沿って
移動するが、この炉床部に装着された空気通路部材は、
該炉床部の傾斜に沿った階段状に装着゛されて、前述の
不燃物の移動に対する障害とならないようになっている
から、該不燃物は円滑かつ確実にその取出口にまで移動
して、該取出口から速やかに排出される。

また、第２の発明の如く構成すると、ウィンドボックス
に装着した空気通路部材に穿設した噴出口からの流動用
空気の供給により、流動層を構成する流動媒体の流動・
循環が炉内全体に均一かつ効率的に行なわれ、可燃物の
流動層内における滞留時間が十分とれるようになるので
、優れた焼却効率が発揮される。そして、この空気通路
部材もウィンドボックスに階段状に取付けられているか
ら、このウィンドボックスが不燃物の流動層内における
下降の妨げとならないことはいうまでもない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

まず、第３図乃至第６図は本発明の第１の実施例を示し
、図中において・、炉１０にはその下部に１５°乃至６
０’、好ましくは３０″乃至４０°傾斜した、傾斜炉床
部１０ａが形成されており、この炉１０内には流動媒体
を充填することによって流動層１１が形成され、また炉
床部１０ａの底部にはスクリューコンベヤ１２を装着し
た不燃物の取出口１３が開設されている点については、
前述した従来技術のものと格別の差異はない。　　′ 然るに、前記傾斜炉床部１０ａには複数の空気通路部材
１４　、１４　、・・・・・・が取付けられている。

これら空気通路部材１４はダクト状に形成されて、炉床
部１０ａを形成する炉壁に部分的に埋没した状態に取付
けられて、該各空気通路部材１４の内部に形成される空
気通路は炉１０の下部に取付けた第１のウィンドボック
ス１５と連通孔１６により連通せしめられている。そし
て、各空気通路部材１４は水平に配設した頂面部と、該
頂面部に連なる側面のうち炉１０の中央側に面する部分
の一部のみが炉床部１０ａの壁面から露出した状態とな
るようにして、炉床部１０ａの傾斜に沿った階段状とな
るように設置されている。これによって、炉床部１０ａ
はその空気通路部材１４の形成部も含めて上方から下方
に向って不燃物が移動する際に、その移動に対する障害
となるような突起部がなく、全体として下方に傾斜する
か、または平坦な面を構成するようになっている。そし
て、前記各空気通路部材１４にはその側面部における流
動層１１への露出部に、前記第１のウィンドボックス１
５から供給される流動用空気を流動層１１に向けて噴出
させる噴出口１７，１７．・・・・・・が多数穿設され
ている。

次に、１Ｂは第２のウィンドボックスを示し、該第２の
ウィンドボックス１８は取出口１３の上方位置において
１、その両端部がそれぞれ炉１０の壁部を貫通する状態
に取付けられ、この炉１０の壁部に支持された状態とな
っている。そして、このウィンドボックス１８の屋根状
に傾斜した天蓋部１８＆にも複数の空気通路部材１９，
１９．・・・・・・が装着されており、該各空気通路部
材１９は前述の空気通路部材１４と同様の構造となって
いる。

即ち、空気通路部材１９と第２のウィンドボックス１８
との間に設けた連通口を介して流動用空気が供給される
ようになっており、しかも前記空気通路部材１４と同じ
ように第２のウィンドボックス１８の天蓋部１８ａに階
段状に装着せしめられている。さらに、これら空気通路
部材１９には前記空気通路部材１４と同様の流動用空気
の噴出口２０が多数配設されている。

なお、第３図中において、２１．２２はそれぞれ第１．
第２のウィンドボックス１５．１８内に設置されて、各
部に設置された空気通路部材１４゜１９への供給空気量
を制御するだめの仕切板である。

本実施例は前述の構成を有するもので、炉１０内の流動
層１１を初期加熱装置により加熱すると共に、第１．第
２のウィンドボックスｉｓ、ｉａに送風機等の空気圧源
から流動用空気を供給して空気通路部材１４．１９の噴
出口１７．２０から流動用空気を流動層１１内に噴出さ
せ、この状態で、炉１０の上部に設けた焼却物投入口か
ら焼却物を投入する。これにより可燃物や難燃物が燃焼
せしめられるが、流動用空気は炉床部１０ｍに設けた空
気通路部材１４からだけでなく、該空気通路部材１４に
よる流動用空気の作用が及び難い取出口１３の上部位置
に第２のウィンドボックス１８に設置した空気通路部材
１９からも流動用空気が供給されるから、炉１０内の全
体に亘って流動層１１を形成する流動媒体が均一かつ効
率的に流動化せしめられることになり、流動媒体の淀み
部の形成が防止されるから、焼却物の流動層１１内にお
ける滞留時間が長くなり、流動層１１の層高を短かくし
ても効率よく焼却処理が行なわれる。

一方、焼却物投入口から投入されたもののうち、不燃物
は流動層１１内を下降し、炉床部１０ａに到達する。そ
して、該不燃物は、この炉床部１０ａの傾斜に沿って取
出口１３にまで移動するが、流動層１１に流動用空気を
吹込む空気通路部材１４は該炉床部１０＆の傾斜に沿っ
た階段状に装着されて、該空気通路部１４は不燃物の前
述した移動に対する障害となることがないようになって
いるので、この不燃物は円滑かつ迅速に取出口１３に向
けて移動し、途中で滞留する等の不都合を生じることは
ない。また、空気通路部材１４の噴出口１７はその側壁
部に穿設されているので、該空気通路部材１４の水平に
配設した頂面部上に位置したときに、その上方位置に装
着された空気通路部材１４の噴出口１７から供給、され
る流動用空気が不燃物に直接作用し、この不燃物の取出
口１３への移動がさらに促進される。一方、炉１０の中
央部から第２のウィンドボックス１８に向けて下降する
不燃物は該第２のウィンドボックス１８の傾斜する天蓋
部１８ａに沿って移動して取出ｑ１３に至るが、該天蓋
部１ａ＆に装着された空気通路部材１９は、前述の空気
通路部材１４と同様階段状となっているので、不燃物の
移動に対する障害となることはない。このようにして不
燃物は迅速かつ確実にその取出口１３にまで移動し、ス
クリューコンベヤ１２により外部に搬出されることにな
るため、焼却炉を良好な状態で長期間運転することがで
き、メンテナンスが容易となる等、好都合である。

さらに、前述の如く取出口１３の上部に第２のウィンド
ボックス１８を設置し、該第２のウィンドボックス１８
に空気通路部材１９を装着させることによって、流動層
１１の流動化が促進され、流動媒体はより広汎に循環せ
しめられることになるから、この流動媒体を長時間流動
層１１内に滞留させることができるようになり、また前
述した如く不燃物の取出口１３への移動が促進されるこ
とと相俟って、取出口１３近傍における不燃物の濃度が
高くなり、この取出口１３から排出される流動媒体の量
が少なくなるから、該流動媒体の持つ熱量の損失は最小
限度に抑制される。そして、このように第２のウィンド
ボックス１８を介して流動用空気を取出口１３上に供給
するようにしているから、不燃物を効率的に取出すため
に該取出口１３の口径を大きくしても流動層１１の流動
化を損うことはない。

さらにまた、第１．第２のウィンドボックス１５゜１８
への送風を各別に行なうようにしてそれぞれの送風量を
制御し、また仕切板２ｆ、２２の積付位置や数を適宜変
更することにより、投入焼却物の量や流動層１１の層高
等に応じて最適な状態で流動層１１に流動用空気を供給
することができる。

さらに、空気通路部材１４．１９を炉床部１０ａ、第２
のウィンドボックス１８から取外すことができるように
装着しておけば、その修理、交換に至便である。

なお、前述の実施例では炉１０を矩形にしたものを示し
たが、第７図及び第８図に示したように円形の炉３０に
も当然適用することができるが、この場合には該炉３０
の炉床部３０ａに階段状に装着される空気通路部材３１
は円環状に形成し、これらを炉３０と同心円状に配設す
ればよい。また、空気通路部材の噴出口はその側壁部に
穿設したものだけでなく、第９図に示したように空気通
路部材４１の頂面部４１ａに噴出口４２を穿設する構成
としてもよい。そして、この噴出口４２がら空気通路部
材４１内に流動媒体が侵入するのを防止するために、噴
出口４２には下端部に通風用開口部４３を形成したスリ
ーブ４４を嵌着させると共に、該スリーブ４４には上部
に通風用開口部４５を設けた流動媒体の受皿部材４６が
取付ける構成とすることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明に係る流動床式焼却炉は、
炉の炉床部に階段状となるように空気通路部材を装着し
、この空気通路部材に流動用空気の噴出口を設ける構成
としたから、流動層の高さを低くしても、焼却物の焼却
処理を迅速かつ効率的に行なうことができると共に、不
燃物の取出口からの排出を円滑かつ確実に行なうことが
できる。

また、不燃物の取出口の上部にウィンドボックスを設け
、該ウィンドボックスに前述の炉床部に装着した空気通
路部材と同様の空気通路部材を階段状に設けることによ
り、流動層全体に均一で効率的な流動用空気の供給がで
きるから、流動層を形成する流動媒体の流動化が促進さ
れて、この流動媒体により搬送される可燃物の流動層内
での滞留時間を長くすることができ、従ってこれを確実
に完全燃焼させることができるようになると共に、流動
媒体における流動の活発化によりその炉内での滞留時間
も長くなるから、不燃物の取出口への移動の迅速化と相
俟って、取出口における不燃物の濃度が高くなり、該不
燃物の排出に伴なう流動媒体の流出を抑制することがで
き、該流動媒体が保有する熱量の損失を最小限度に留め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来技術を示すもので、第１図は焼
却炉の要部縦断面図、第２図は第１図の■−■断面図、
第３図乃至第６図は本発明の第１の実施例を示し、第３
図は焼却炉の要部縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−■
断面図、第５図は第３図の矢示Ａ方向から見た要部拡大
図、第６図は第３図のＢ部拡大図、第７図及び第８図は
それぞれ本発明の他の実施例を示す焼却炉の横断面図と
要部縦断面図、第９図は本発明のさらに別の実施例を示
す第６図と同様の断面図である。 １０．３０；炉　　　　１０ａ、３０ａ；炉床部１１；
流動層　　　　　１３；取出口 １４．１９．３１，４１；空気通路部材１７．２０，４
２；噴出口 １８；第２のウィンドボックス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動媒体を充填することによつて流動層を形成さ
   せてなる炉における傾斜炉床部に、ダクト状に形成した
   複数の空気通路部材を、該炉床部の炉壁内に部分的に埋
   没させて、その傾斜に沿つた階段状となるように装着す
   ることによつて、該空気通路部材が不燃物の前記炉床部
   底部に形成した取出口への移動に対する非障害状態とな
   るように設置し、前記空気通路部材の流動層への露出部
   に流動用空気を噴出する多数の噴出口を穿設したことを
   特徴とする流動床式焼却炉。
2. （２）前記炉床部が１５°乃至６０°傾斜するように形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流
   動床式焼却炉。
3. （３）前記噴出口を空気通路部材の側方に開口させる構
   成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   流動床式焼却炉。
4. （４）流動媒体を充填することによつて流動層を形成さ
   せてなる炉における傾斜炉床部に、ダクト状に形成した
   複数の空気通路部材を、該炉床部の炉壁内に部分的に埋
   没させて、その傾斜に沿つた階段状となるように装着す
   ることによつて、該空気通路部材が不燃物の前記炉床部
   底部に形成した取出口への移動に対する非障害状態とな
   るように設置すると共に、該取出口の上部にウインドボ
   ツクスを設置し、該ウインドボツクスにもダクト状の空
   気通路部材を階段状に装着し、前記炉床部に設けた空気
   通路部材及びウインドボツクスに設けた空気通路部材に
   おける前記流動層への露出部に流動用空気を噴出する多
   数の噴出口を穿設したことを特徴とする流動床式焼却炉
   。
5. （５）前記ウインドボツクスを炉壁に取付けることによ
   つて、該炉壁に支持させる構成としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の流動床式焼却炉。