JPS6154127B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下水汚泥等の廃棄物を焼却するための
多段焼却炉に関するものであり、特に燃焼帯にお
ける廃棄物の燃焼が低空気比で安定して行われる
ようにした多段焼却炉に関するものである。

従来の廃棄物焼却用の多段焼却炉は、理論燃焼
空気量の２〜３倍の過剰空気を送入して酸化零囲
気下で焼却を行うものが多かつたが、焼却の為に
燃料が多く必要であること、NOx等の有毒物質
が生成され易くまた排ガス量も多いので大型の排
ガス処理設備を要すること、燃焼温度が高温とな
るので焼却炉の耐用年数が短いこと等の問題点が
指摘されるようになつた。このため、近年では理
論燃焼空気量の２倍を越えない空気を供給しつつ
焼却を行う低空気比燃焼と、燃焼排ガスを再度燃
焼帯へ循環させて排ガス中の残存酸素を燃焼にあ
ずからしめ、排ガス量を低く押えるとともに燃焼
温度の制御を行わせる排ガス循環とが採用される
に至つた。このような排ガス循環式の多段焼却炉
は例えば特公昭54−11629号公報に掲載されてい
るように、燃焼帯の温度が低いときには排ガス循
環量を減少させ、燃焼帯温度が高いときには循環
量を増加させて過剰熱を吸収して燃焼帯温度を一
定に制御するよう構成されているが、下水汚泥等
の廃棄物の性状は一定でないために乾燥帯から燃
焼帯への移送時間や乾燥帯における乾燥速度は大
幅に変動し、燃焼帯温度を検出してこれに応じて
排ガス循環量及び焚込み量を増減する方法では燃
焼帯温度を一定に維持することが困難であつた。
特に、低空気比燃焼式の多段焼却炉では炉内に供
給されるガス量が少ないために乾燥速度の低下を
生じ易く、安定した燃焼を得ることは極めて困難
とされていた。

本発明は前記のような難点を解決して焼却され
るべき廃棄物の性状が変動してもその焼却が低空
気比のもとで安定して行えるようにした低空気比
燃焼式の多段焼却炉を目的として完成されたもの
で、乾燥帯と燃焼帯とを有する低空気比燃焼式の
多段焼却炉において、燃焼帯の温度を検出してそ
の検出温度に応じ燃焼帯への供給熱量を増減する
燃焼帯温度制御装置と、乾燥帯温度または燃焼排
ガス温度に応じ乾燥帯熱風炉によつて加熱された
燃焼排ガスを流量制御しつつ乾燥帯へ循環させる
ことにより乾燥帯における乾燥速度を制御する乾
燥帯制御装置とを備えたことを特徴とするもので
あつて、以下、本発明を図示の実施例により更に
詳細に説明する。

第１図に示す第１の実施例において、１は低空
気比燃焼式の多段焼却炉本体で、その内部は上方
から乾燥帯Ａ、燃焼帯Ｂ、冷却帯Ｃに大別され、
多段焼却炉本体１の頂部には廃棄物供給口２と排
ガス取出口３とが設けられ、該多段焼却炉本体１
の底部には焼却灰排出口４が設けられている。５
は廃棄物を混合移送するアームであり、炉軸モー
タ７によつて回転される炉軸６に取付けられ、該
炉軸６は中空体で内部には下方から軸冷フアン９
によつて軸冷空気が送入される。なお、８は軸冷
空気制御弁、１０は排ガス制御弁、１１は排ガス
フアンである。１２は燃焼帯Ｂの温度を検出して
その検出温度に応じ乾燥帯Ｂへの供給量を増減す
る燃焼帯温度制御装置で、この燃焼帯温度制御装
置１２は乾燥帯Ｂの温度を検出する乾燥帯温度計
１３と、燃焼帯Ｂの酸素濃度を検出する燃焼帯酸
素濃度計１４と、これら両者の出力信号を選択す
る燃焼帯信号選択器１５と、燃焼帯熱風炉１８
と、燃焼帯信号選択器１５の選択信号に応じて該
燃焼帯熱風炉１８に供給されるオイル量、一次空
気量、軸冷空気量、循環排ガス量をそれぞれ制御
するオイル量制御弁１９、一次空気量制御弁２
１、軸冷空気量制御弁２５、循環排ガス量制御弁
２３等から構成されている。なお、２０はオイル
ポンプ、２２は一次空気フアン、２４は循環排ガ
スフアン、２５′は軸冷フアンである。そしてこ
の燃焼帯温度制御装置１２によつて燃焼帯Ｂへの
供給熱量が調節されることとなるが、これのみで
は廃棄物の性状変動に十分対応できぬことは前述
したとおりであつて、これを解決するために本発
明においては更に乾燥帯温度または燃焼排ガス温
度に応じて燃焼排ガスを流量制御しつつ乾燥帯Ａ
へ循環させることにより乾燥帯Ａにおける乾燥速
度を制御する乾燥帯制御装置２６が設けられてい
る。そして、この乾燥帯制御装置２６は排ガス温
度計２７と、乾燥帯Ａの温度を検出する乾燥帯温
度計２８と、燃焼排ガスの一部を加熱する乾燥帯
熱風炉３２と、該乾燥帯熱風炉内の温度を検出す
る乾燥帯熱風炉温度計２９と、乾燥帯温度または
排ガス温度を乾燥帯Ａの設定温度と比較して制御
する乾燥帯温度制御器３１等をもつて構成されて
おり、該乾燥帯温度制御器３１は乾燥帯熱風炉３
２に供給されるオイル量、一次空気量、循環排ガ
ス量及び軸冷空気量をそれぞれ増減するオイル量
制御弁３３、一次空気量制御弁３５、循環排ガス
量制御弁３７、軸冷空気量制御弁３９に接続さ
れ、３４はオイルポンプ、３６は一次空気フア
ン、３８は排ガスフアン、４０は軸冷フアンであ
る。なお、燃焼帯温度制御装置１２や乾燥帯制御
装置２６は前記実施例のようなものに限定される
ことはなく、第２図に示す第２の実施例のよう
に、前記第１の実施例における燃焼帯温度制御装
置１２の燃焼帯信号選択器１５の代りに燃焼帯温
度制御器１６と燃焼帯酸素濃度制御器１７とを設
け、前者によつて燃焼帯温度計１３の検出信号に
応じて該燃焼帯温度制御装置１２の燃焼帯熱風炉
１８へ供給されるオイル量、一次空気量、循環排
ガス量を制御させる一方、後者によつて軸冷空気
循環量を制御させるようにしてもよく、また、前
記第１の実施例における乾燥帯制御装置２６にも
変更を加えてその乾燥帯熱風炉３２へ供給される
軸冷空気の流量が乾燥帯熱風炉温度計２９の検出
信号に応じて乾燥帯熱風炉制御器３０により独立
して制御されるようにしてもよい。

このように構成された多段焼却炉により下水汚
泥等の廃棄物を焼却するには、先ず燃焼帯Ｂを昇
温し所定の温度に達した後に廃棄物供給口２から
廃棄物を多段焼却炉本体１に投入すると、廃棄物
はアーム５によつて混合されつつ次第に下方へ移
動し、燃焼排ガスにより乾燥帯Ａで乾燥された後
に燃焼帯Ｂに向う。燃焼帯Ｂの状態は前述した燃
焼帯温度制御装置１２により例えば温度800℃、
空気比が0.6〜1.6の範囲となるように制御されて
いて空気比が1.0以下のときには乾留状態とな
り、1.0以上のときには焼却状態となるのである
が、いずれを採用することも自由である。ただ
し、空気比が大きくなると急激にエネルギーコス
トや排ガス処理設備が増大するし、逆に空気比が
過小となると未燃物量が増加するとともに炉内の
ガス量が不足する欠点を生ずるので、空気比は上
記の範囲内とするのが好ましい。この空気比の制
御は通常はこの空気比に対応する燃焼ガス中の酸
素濃度を目安として行うものであり、第１図の多
段焼却炉では燃焼帯酸素濃度計１４により検出さ
れた酸素濃度が設定値以下の場合には燃焼帯酸素
濃度計１４の検出信号に優先して燃焼帯温度計１
３の検出信号が選択され、逆に酸素濃度が設定値
以上の場合には燃焼帯温度計１３の検出信号に優
先して燃焼帯酸素濃度計１４の検出信号が選択さ
れるよう燃焼帯信号選択器１５をセツトして燃焼
制御がなされる。また、第２図に示した多段焼却
炉では、燃焼帯Ｂの温度制御は燃焼帯温度制御器
１６により行われ、酸素濃度は燃焼帯酸素濃度制
御器１７により行われる。このようにして、燃焼
帯Ｂの燃焼制御が行われる一方、前述した乾燥帯
制御装置２６によつて乾燥帯温度または乾燥帯通
過後の燃焼排ガス温度が一定に維持されるように
該乾燥帯制御装置２６の乾燥帯熱風炉３２へ供給
される熱量、ガス量の制御が行われている。前述
したように下水汚泥等の廃棄物は水分、組成、粘
着性等の性状が大幅に変化するものであり、水分
が多く燃焼しにくい組成の廃棄物が定常状態で運
転されている本発明の多段焼却炉本体１に投入さ
れた場合には、乾燥帯Ａを通過する燃焼排ガスの
温度及び流量は当初一定であるから廃棄物に多く
の熱量が吸収される結果、乾燥帯温度および乾燥
帯通過後の燃焼排ガス温度は一時的に低下する傾
向を示す。この温度低下は排ガス温度計２７或い
は乾燥帯温度計２８によつて直ちに検出され、乾
燥帯温度制御器３１はその乾燥帯熱風炉３２へ供
給するオイル量、一次空気量等を増加させるとと
もに燃焼排ガスの流量をも増加させる。この結果
乾燥帯Ａへ乾燥帯制御装置２６の乾燥帯熱風炉３
２を通じて供給される熱量及び排ガス循環量が増
加し、廃棄物は急速に乾燥されて乾燥帯温度及び
乾燥帯通過後の燃焼排ガス温度が設定値に復帰さ
れる。従つて、このような水分の多い燃焼しにく
い組成の廃棄物が乾燥帯Ａを通過して燃焼帯Ｂに
達したときにはもはや通常の廃棄物と大差ない状
態にまで乾燥されており、燃焼帯温度制御装置１
２により安定した焼却を行うことが可能となる。
このような乾燥帯Ａの温度制御を迅速かつ適確に
行うには、乾燥帯熱風炉３２の温度を乾燥帯Ａの
温度よりも高めに設定しておき、乾燥帯温度の制
御は排ガス循環量等の調節により熱風量を増減し
て行うという方法が有効であるが、乾燥速度をよ
り迅速に増減するには乾燥帯制御装置２６の乾燥
帯熱風炉３２の温度をも同時に昇降させる方法を
採用してもよい。また、第１図及び第２図に示し
た実施例では乾燥帯Ａ、燃焼帯Ｂ中の各一段につ
いてのみ温度制御を行つているが、特に乾燥帯Ａ
における乾燥速度を適確に制御するには複数段に
ついて温度制御を行えば更に好ましい結果が得ら
れ、また、燃焼帯温度制御装置１２の燃焼帯熱風
炉１８及び乾燥帯制御装置２６の乾燥帯熱風炉３
２の代りに、炉にバーナを取付けて燃焼排ガス、
オイル、一次空気等を直接炉内に吹込むようにし
てもよい。このようにして焼却された廃棄物は冷
却帯Ｃを経て焼却灰排出口４から排出される。

本発明は前記実施例による説明から明らかなよ
うに、燃焼帯の温度を検出してこの検出温度に応
じ燃焼帯への供給熱量を増減する燃焼帯制御装置
を設けて燃焼帯における燃焼状態を一定に制御す
るとともに、乾燥帯には乾燥帯温度または乾燥帯
通過後の燃焼排ガス温度に応じて燃焼排ガスの一
部を流量制御しつつ乾燥帯へ循環させる乾燥帯制
御装置を設けたので、乾燥しにくい廃棄物が投入
された場合にも乾燥帯温度及びガス量が速やかに
増加して乾燥速度を向上させ、その廃棄物が乾燥
帯を通過する間に十分な乾燥が行われ、この結
果、燃焼帯における温度制御装置は十分に余裕を
もつて作動し、安定した焼却を行うことができる
ものである。一般に低空気比燃焼式の多段焼却炉
は炉内のガス量が少ないために十分な乾燥を行い
にくい欠点を有するものであるが、本発明の多段
焼却炉では高温の燃焼排ガスを更に加熱してその
流量調整により乾燥帯温度を制御するので、炉内
のガス量が不足することはなく、しかも、流量制
御は温度制御と比較して極めて応答が早いから、
迅速適確な乾燥速度の制御を行うことができる。
従つて、本発明によれば性状変動が著しい下水汚
泥等の廃棄物を低空気比で安定して焼却すること
ができ、焼却のための燃料の削減、排ガス処理設
備規模の縮少、焼却炉の耐用年数の増加等の効果
のほか、常に安定した焼却が行われることによる
未燃物の減少、焼却効率の向上等に顕著な効果が
あり、業界の発展に寄与するところ極めて大なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すフローシ
ート、第２図は本発明の第２の実施例を示すフロ
ーシートである。 １：多段焼却炉本体、１２：燃焼帯温度制御装
置、２６：乾燥帯制御装置、Ａ：乾燥帯、Ｂ：燃
焼帯、Ｃ：冷却帯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥帯と燃焼帯とを有する低空気比燃焼式の
   多段焼却炉において、燃焼帯の温度を検出してそ
   の検出温度に応じ燃焼帯への供給熱量を増減する
   燃焼帯温度制御装置と、乾燥帯温度または燃焼排
   ガス温度に応じ乾燥帯熱風炉によつて加熱された
   燃焼排ガスを流量制御しつつ乾燥帯へ循環させる
   ことにより乾燥帯における乾燥速度を制御する乾
   燥帯制御装置とを備えたことを特徴とする多段焼
   却炉。 ２ 乾燥帯制御装置の乾燥帯熱風炉が循環する燃
   焼排ガスを乾燥帯の設定温度以上に加熱する機能
   を有している特許請求の範囲第１項記載の多段焼
   却炉。