JPS62182518A - 流動床炉の安定燃焼法 - 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、都市ゴミなどの被焼却物を流動層内で焼却す
る焼却方法に係り、特に流動層での被焼却物の熱分解・
燃焼を安定させると共に熱分解により発生した可燃ガス
を良好に二次燃焼させることができる流動床炉の安定燃
焼法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、都市ゴミなどの被焼却物の焼却処理を目的とし
た流動床式焼却炉は、炉体内に設けた散気管から空気を
噴出し、散気管上に被焼却物を供給すると共に砂などの
流動媒体を供給し、散気管上で被焼却物と流動媒体とを
流動化させながら被焼却物を熱分解させると共に燃焼さ
せ、発生した分解ガスなどの可燃ガスを二次空気により
燃焼させて焼却処理するもので、不燃物は、散気管の下
部の炉体から流動媒体と共に取り出したのち分解し、流
動媒体は再び散気管上に循環させるものである。

この流動床式焼却炉にあっては、流動層内で流動媒体で
ある砂が熱砂状態で撹拌運動をしており、投入された被
焼却物を流動層内で均一に分散し、被焼却物を瞬時に乾
燥・熱分解・燃焼させ完全焼却を行うことができ、不燃
物として回収されるもえがらは、金属、ガラス、陶磁器
類であり、その被焼却物に対する減容率を９８％にでき
、他の機械式燃焼炉に比べて不燃物の量を１７３に減ら
すことができる利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、流動層に投入される被焼却物は、その投
入量及びゴミ質により発熱量が変化し、しかも上述した
ように投入後の被焼却物は瞬時に乾燥・熱分解・燃焼さ
れるため、投入される被焼却物の量や種類の変動により
燃焼を安定して行うことが難しく、例えば一度に大量の
被焼却物が投入された直後には、大量の可燃ガスが発生
し、二次空気の供給量が追いつかず瞬間的に分解ガスや
ばいじんが発生しやすくなるという問題がある。

また被焼却物は、流動床炉に投入する前に粗砕され、ス
クリューコンベアなどの給じｌｖ＊で流動層に投下され
るが被焼却物の性状により塊状になったり、圧密化され
たりし、これが流動層に一度に投下されると、その燃焼
に悪影響を及ぼす問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、流動層
内への被焼却物の投入量の変動などに係らず安定した燃
焼が行え、しかもばいじんなどの発生を抑えることがで
きる流動床炉の安定燃焼法を提供することを目的とする
。

［発明の概要］ 本発明は、上記の目的を達成するために、流動層に被焼
却物を供給し、その被焼却物を熱分解させると共に燃焼
させ、発生した可燃ガスを流動床炉のフリーボード部で
二次空気により燃焼させるに際して、被焼却物を給しん
機で移送すると共にその給しん機の排出口に設【プた破
砕機で被焼却物を破砕したのち、上記流動層に投下し、
他方上記フリーボード部に、その高さ方向に複数段で、
かつ各段ごと平行な多数のノズルを設け、そのノズル群
からフリーボード部内を横断するよう二次空気を噴出す
ると共に最下段のノズル群からの二次空気流を上記流動
層の上面に近接して噴出させるようにしたもので、給し
ん機から流動層へ被焼却物を供給する間にその被焼却物
を破砕機で掻取り、或はほぐすなど破砕することで被焼
却物の投入量が安定すると共に良好に流動化でき、しか
も最下段のノズル群から吹き出される二次空気流により
流動層上に形成される火炎を均一にし、発生した可燃ガ
スを上段のノズル群から格子状に吹出した二次空気です
みやかに、かつ安定して燃焼できるようにしたものであ
る。

［実施例］ 以下本発明に係る流動床炉の安定燃焼法の好適一実施例
を添付図面に基づいて゛説明する。

第１図は本発明における流動床炉を示すもので、図にお
いて、１は炉体でその炉体１に複数本の散気管２が設け
られ、その上方の炉体１の壁には都市ゴミ、産業廃棄物
などの被焼却物３の投入口４が形成され、その投入口４
に被焼却物３の給しん機５が接続される。

給じん機５は、ケーシング６と、そのケーシング６に回
転自在に設【プられたスクリュー７とからなり、ケーシ
ング６に被焼却物３の供給口８が設【プられ、ケーシン
グ６の他端に投入口４と連通ずる排出口９が設けられる
。排出口９にはスクリュー７で移送された被焼却物３を
破砕（掻取り、はぐす、砕くなど）するための破砕機１
０が設けられる。この破砕１１１１０は放射状のブレー
ドなどからなり、スクリュー７と対向するよう設けられ
、スクリュー７の回転と同一方向でかつスクリュー７と
回転差をもたせて或は逆方向に回転される。

散気管２上の炉体１の壁には砂などの流動媒体１１の投
入口１２が形成される。散気管２には、流動用空気供給
管１３が接続され、その流動用空気が散気管２から噴出
されて散気管２上の被焼却物３と流動媒体１１を流動化
し、流動Ｈ１４を形成する。

炉体１の下部には散気管２の間から流下した流動媒体１
１と被焼却物３中の不燃物１５の出口１６が設けられ、
その出口１６にスクリューコンベアなどの排出機１７が
接続される。排出機１７には不燃物１５に流動媒体１１
とを分離する分級機１８が接続され、そのフルイ上の不
燃物１５は、排出口１９より排出され、フルイ下の流動
媒体１１は、垂直コンベアなどの循環ライン２０により
流動媒体１１の投入口１２に供給される。

炉体１上には、流動層１４で被焼却物３が燃焼され、熱
分解された可燃ガスを炉体１のフリーボード部２１内で
燃焼させるための二次空気供給ノズル群２２が設けられ
、炉体１の頂部には燃焼排ガスを排出する排気口２３が
設けられる。

ノズル群２２は、炉体１の高さ方向に数段設けられ、例
えば図示のように三段設けられ、最下段ノズル群２２ａ
とが炉体１の一壁面に、二段目ノズル群２２ｂと三段目
ノズル群２２ｃとが夫々最下段ノズル群２２ａと対向す
る壁面に設けられ、夫々炉体１の中心Ｏに対して図示の
矢印２２Ａ。

２２Ｂ、２２Ｃのように二次空気流を吹き出すように設
けられ、かつ第２図に示すように各ノズル群２２は、夫
々のノズル２４が、ノズル内径４０〜８０φまたは３０
ｘ　６０角〜４０Ｘ　１００角で、ノズル水平間隔ｊが
２００〜６００朧になるように炉体１の壁に取り付けら
れると共に風箱２５に取り付けられる。

第１図に示すように各風箱２５には、二次空気供給管２
６が接続されると共にダンパー２７が接続され、風箱２
５内の二次空気圧力が２５０．　Ａｑ以上に保持され、
第２図に示すように各ノズル２４から図示の二点鎖線の
ようにフリーボード部２１を横断するよう格子状で風速
が５０〜６０ｍ　／ｓｅｃ以上で噴出される。

また最下段ノズル群２２ａは、空気流２２Ａが流動層１
４の上面からの高さｈで０．１〜１．５ｍとなるような
位置に取り付けられる。

以上において、給しん機５で被焼却物３が移送され、そ
の排出口９に設（プた破砕機１０で破砕されたのち、投
入口４を介して被焼却物３が散気管２上に供給され、ま
た循環ライン２０より砂などの流動媒体１１が供給され
る。

流動用空気供給管１３からの流動用空気が、散気管２か
ら図示の矢印のように噴出され被焼却物３と流動媒体１
１とを流動化し、流動層１４を形成する。

この場合、給しん機５から供給される被焼却物３は移送
時に圧密化されても破砕機１０で破砕され適度にほぐさ
れるため、流動化状態が良好となる。

流動層１４は運転開始時に点火バーナ（図示せず）で胃
温され、流動層１７１の温度が約５００℃以上に昇温し
た後は着火後は散気管２からの流動用空気で被焼却物３
が自燃する。

被焼却物３の燃焼熱により被焼却物３の一部は、熱分解
し、発生した可燃ガスはフリーボード部２１内で、二次
空気供給ノズル２２から吹き込まれた二次空気により燃
焼され、排ガスとなって排気口２３より排気される。

また被焼却物３中の不燃物１５は、流動媒体１１と共に
散気管２の間から炉体１の下部に流下し、出口１６．排
出機１７より分級機１８に移送され、そこで流動媒体１
１と分離され、排出口１９より回収され、流動媒体１１
は循環ライン２０より再度流動層１４に投下される。

流動層１４上に形成される火炎は、最下段ノズル群２２
ａから格子状に吹き出される空気流２２Ａにより火炎が
流動層１４の全面に広がり、その流動層１４の燃焼温度
を制御すると共に熱分解で発生する可燃ガスを均一に分
散させることができる。

次に、発生した可燃ガスは、フリーボード部２１を上昇
する間に各段のノズル群２２ｂ、２２Ｃから格子状に吹
き込まれた二次空気流２２Ｂ。

２２Ｃにより完全燃焼される。この二次空気流２２Ｂ、
２２Ｇは、第２図に示すようにフリーボード部２１を横
断するよう格子状に吹き出され、フリーボード部２１内
を上下数段に二次空気流で覆うため、可燃ガスをフリー
ボード部２１の全容積において積極的に、かつすみやか
に安定して燃焼させることができる。

第３図、第５図は、本発明及び従来の流動床炉で被焼却
物を焼却した場合のＣＯガス濃度と０２ガス濃度の経時
変化を測定した例を示す。

先ず、本発明及び従来例とも被焼却物として都市ゴミを
用い、その処理量を２．５ｔ／Ｈとし、二次空気の吹込
みのみを変えた例を示す。

従来例においては、第５図に示すように可燃ガスとして
のＣＯガス濃度ａが略定期的に５０００ｐｐｍ以上の高
濃度のものが発生し、その際酸素濃度すも約３％以下と
なる。このことは流動層内での被焼却物の安定した燃焼
が行われていないことを示し、被焼却物の種類や投入量
或は流動層温度の変動などにより大量のＣＯガスが発生
し、その発生により酸素濃度が落ち燃焼が完全に行われ
ていないことが判る。

これに対し本発明においては、給しん機５で移送した被
焼却物３を破砕機１０で破砕して流動層１４に供給して
燃焼させ、しかも最下段ノズル群２２ａの空気流２２Ａ
が流動層１４に生じた火炎に吹き出されるため流動層温
度が安定し、第５図に示すようにＣＯガス濃度ａＯが最
大でも１１０００ｐｐ以下にすることができ、また酸素
濃度ｂｏも５〜１５％内とすることができ、可燃ガスを
安定して燃焼させていることが判る。

第４図、第６図は、本発明及び従来例におけるばいじん
発生の経時変化を示したものである。

ばいじんの測定は、本発明及び従来例とも流動床炉を出
た排ガスをガス冷却塔で冷却し、電気束じん器で除じん
したのち煙突から排出される有色煙をリンゲルマン濃度
指示計で測定したものである。

第６図に示すように従来例においては、有色煙となる指
示値的０．５以上の煙が頻繁に排出されるが、本発明に
おいては、第５図に示すように指示値０．５以上の煙が
たまに排出されるだけであり、ばいじん発生はほとんど
問題がないことが判る。

［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。

（１）　　流動層に給しん機で被焼却物を供給するにお
いて、給しん機からの被焼却物を破砕機で破砕したのち
流動層に投下するので、被焼却物が適度にほぐれた状態
となり流動化が良好になると共に燃焼が良好となる。

（２）　　流動床炉に二次空気を吹き込むにおいて、フ
リーボード部の高さ方向に数段水平なノズル群を設けて
格子状に二次空気を吹き込むことで被焼却物の熱分解で
発生した可燃ガスを良好に二次燃焼させることができる
。

（３）　　最下段のノズル群を、その空気流が流動層の
上面に近接するようにすることで火炎を均一化でき、流
動層の温度を安定化できると共に可燃ガスの発生を均一
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動床炉の安定燃焼法を実施する装置
の一例を示す断面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線断
面図、第３図は本発明において炉内でのＣＯガスと０２
ガス濃度の経時変化を示す図、第４図は本発明において
ばいじんの発生の経時変化を示す図、第５図は従来例に
おけるＣＯガスと０２ガス濃度の経時変化を示す図、第
６図は従来例におけるばいじんの発生の経時変化を示す
図である。 図中、１は炉体、２は散気管、３は被焼却物、５は給し
ん機、９は排出口、１０は破砕機、１１は流動媒体、１
４は流動層、２２はノズル群である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社代理
人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 ２２−ｍ−ノス°”ノ染 時間〔分） 時間（１−１３ 第４図 時り〔分〕 時間（）（） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動層に被焼却物を供給し、その被焼却物を熱分解させ
   ると共に燃焼させ、発生した可燃ガスを流動床炉のフリ
   ーボード部で二次空気により燃焼させるに際して、被焼
   却物を給じん機で移送すると共にその給じん機の排出口
   に設けた破砕機で被焼却物を破砕したのち、上記流動層
   に投下し、他方上記フリーボード部に、その高さ方向に
   複数段で、かつ各段ごと平行な多数のノズルを設け、そ
   のノズル群からフリーボード部内を横断するよう二次空
   気を噴出すると共に最下段のノズル群からの二次空気流
   を上記流動層の上面に近接して噴出させることを特徴と
   する流動床炉の安定燃焼法。