JPS63282414A - ごみ焼却方法及びごみ焼却装置 - 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、焼却方法、特に、ごみの焼却方法であって、
焼却すべき物が燃焼室に導入され、燃焼室の火格子上で
焼却され、そして生じた煙ガスは燃焼室から引き出され
、この煙ガスは二次空気の供給によって渦流とされ、煙
ガスの後燃焼が行なわれるものに関する。

［従来の技術］ この種の方法とそのために適した焼却ボイラは、例えば
、ドイツ特許公報３０３８８７５号から知られている。

そこでは、燃焼室から煙ガス排出路への移行部は、鼻状
で互いに対向する側に形成された燃焼室内面の突起によ
って絞られている。ここでは後燃焼ゾーン内のこの鼻の
領域において、二次空気が噴射され、このことにより煙
ガスは渦流とされ、燃焼室で生じた煙ガスのかたまりが
混合され、これによって鼻の斜めの壁面への付着の発生
を回避している。しかしこの公知のごみ焼却設備の場合
、引き出された煙ガスは、なお有害物質、特にハロゲン
化炭化水素を多くともなっており、それ故この種の設備
は将来予期される空気浄化の要求に適合しなくなる。

［発明が解決すべき課題］ 本発明の課題は、冒頭部に記載された方法から出発して
、煙ガスの同様な送り出しと混合が可能であり、煙ガス
中に含まれる有害物質、特にハロゲン化炭化水素のかな
り良好な分解がもたらされるように、これを改善するこ
とにある。

［課題を解、決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明によれば、煙ガスが
後燃焼ゾーンへ入る前に二次空気が、煙ガスが燃焼室の
一様な温度ゾーンにおいて排出方向で噴射領域の前で制
動つまり滞留させられるように煙ガスの流れ断面全体に
わたって噴射される。

［作用・効果］ 本発明によれば、従って燃焼室内部で煙ガスの。

停滞が持たらされ、煙ガスの滞留時間が燃焼室内で長く
なる。その際、この煙ガスの停滞は、９００〜１，０５
０℃のほぼ一様な温度水準をもった燃焼室の領域で行な
われる。このことによって、煙ガス中のハロゲン化炭化
水素の効果的な分解が達成されるが、その際煙ガスの停
滞と同時に引き起こされる煙ガスの強い渦巻により後燃
焼ゾーンに入る前に煙ガスのかたまりが完全にばらける
ことになる。本発明では、その際燃焼室内で一様な温度
ゾーンに形成されることが重要であり、これは、このこ
とによってのみ、所定の燃焼領域での二次空気の所定の
噴射によって、目的に合致した制御とその結果としての
最適化がもたらされることができるからである。その際
、本発明によれば、煙ガスの滞留時間を約８秒とすれば
利点をもたらす。

そこでは、二次空気は、好ましくは約６０〜９０ｍ／ｓ
の流速をもって噴射される。

さらに、本発明では、二次空気の噴射ゾーンに引き続い
て煙ガスの加速と制動によって煙ガスの後燃焼が行なわ
れるなら、利点を得ることができる。この後燃焼方法、
好ましくは二次空気噴射領域の後で煙ガス排出路をベン
チュリ管状に絞ることによって実現するもの、これによ
って後燃焼ゾーンに入る前に煙ガスの付加的な制動がも
たらされ、これは、二次空気の噴射によってもたらされ
る燃焼室内の制動を助ける。その際、ベンチュリ管状の
後燃焼ゾーンを用いることは、ドイツ特許公開公報３１
２５４２９号自体から知られている。さらに本発明は、
火格子とこの火格子の上方に配設された投入部を備えた
燃焼室から構成され、前記燃焼室は、その燃焼室上側の
、前記火格子に対向して位置するとともに煙ガス排出路
の方を向いている領域に絞り部を備え、前記絞り部の領
域において複数の噴射口を設けた空気噴射装置が配設さ
れているところの、特に本発明による前述した方法を実
施するためのこみ焼却等のための焼却装置に関し、その
際、一次空気のための噴射装置が煙ガスの流れ方向で煙
ガス排出路の軸線に対称的にベンチュリ管状に形成され
た絞り部のすぐ前に配設され、その噴射口が燃焼室の方
を向いている。

本発明によって、特にこれを使って達成された、燃焼温
度が約９００℃〜１，０５０℃である燃焼室の所定温度
領域での制動によって、ハロゲン化炭化水素、特にダイ
オキシンの広範囲な分解が保証されるほどに煙ガスの完
全燃焼がもたらされる。また煙ガス中の一緒に運ばれて
きた可燃性の物質も、酸素をｆｉ極的に与えられること
と内部混合によって噴射ゾーンの前に存在している燃焼
ゾーンにおいてすでに燃えつきる。これによって、ＰＣ
ＤＤ−放出とＰＣＤＦ−放出の改善のための本質的な働
きが保証される。

本発明のさらに好適な実施形態は、本出願の請求項に含
まれており、以下図面に示された本発明の実施例ととも
に詳しく説明される。

［実施例］ 本発明による焼却ボイラ１、特にごみ焼却ボイラは、第
１図に示すように、燃焼室２から構成されており、その
床に火格子３が配設されている。

図示された実施例では、水平線に対し斜めに下がりなが
ら延設されているロール格子が用いられている。この実
施例では、このロール格子は、６本の順に配設され互い
に平行に延びているロールから構成されている。火格子
３の下側には、冷たい燃焼空気、いわゆる一次空気を格
子３を取り囲んでいる燃焼ゾーン５に供給するための供
給路４がある。供給路４を介して供給される燃焼空気は
、下風ベンチレータによってごみサイロから吸い込まれ
る。その際、この吸い込みは、吸い込まれた空気が搬送
するちりの量が出来るだけ小さくなるように行なわれる
。吸い込み断面が大きいこと、つまり流れ速度が低いこ
とにより、空気は優先的にボイラハウス側のサイロ壁の
ところで直接取り込まれる。適当な方策により、この吸
い込み音がサイロ内の騒音をたいして大きくしないよう
にされる。一次空気吸い込み流路は、ちりの落下点のと
ころに十分に大きく、そして簡単に手入れできる清掃開
口部を備えている。燃焼室２には、その火格子３の上端
の上方に、ごみの搬送方向で見て、矢印Ｘで示すように
、ごみ投入路６が開口している。ごみ投入路６の出ロア
は、燃焼室２内で斜面８．９にわたって拡げられている
。火格子３の上方の燃焼室は、ボイラ出口を作り出して
いる開口部１０の領域の格子の下端、ロール格子の２つ
の下側ロールの上方に形成された下側部分２ａから構成
されているので、この下側部分は燃焼室２の約下側３分
の１のところにあり、格子３に平行に延設されている天
壁１１によって上方を境界付けられている。火格子３の
上方、つまりロールの上方の下側部分２ａの高さは、は
ぼロールの直径に一致する。

このゾーンは燃焼かすの冷却ゾーンにほぼ一致する。下
側部分２ａと接続するところで、燃焼室２は上に向って
拡がっており、煙ガス排出路１２に開口している。この
煙ガス排出路１２の幅は格子３の半分の長さにほぼ一致
しており、この実施例では約５ｍとなっており、本発明
による焼却ボイラ１の望まれる焼却能力に対応させてい
る。燃焼室２と煙ガス排出路１２との間のほぼ水平な接
続口１３は、ごみ投入路６の開口部の丁度上方に位置し
、煙ガス排出路の軸に対称に形成された流れ断面を作っ
ている。燃焼室２は、天壁１１から垂直に上方に延びて
煙ガス排出路１２の裏壁゛１５に直接達している裏壁１
４を備えている。煙ガス排出路１２の前壁１６はその裏
壁１５に平行に設けられ、それはごみ投入路６に接続し
ている斜面９の端部から上方に延びている。煙ガスの流
れ方向から見て、丁度接続口１３の後ろの煙ガス排出路
１２の領域には、絞り部１７が備えられており、これは
同様に煙ガス排出路の軸に対称的に、そして図示された
好適な実施例ではベンチュリ管状に形成されている。こ
のベンチュリ管状のゾーン１７は後燃焼室を示しており
、ここでは煙ガス混合体がまず約８〜１０ｍ／ｓに加速
され、それから４〜５ｍ／ｓに速度は低下する。このこ
とにより、煙ガス流内で相対運動が生じ、煙ガスと温度
のかたまりの強い混合が行なわれる。このことわ煙ガス
混合体の良好な燃焼をもたらし、結果としてそこに含ま
れている残余有害物質、特にそこに含まれているハロゲ
ン化残余炭化水素物質（例えばダイオキシン）の高い分
解が行なわれる。

突出部や鼻部がなく、火格子３の乾燥ゾーンと燃焼ゾー
ンの上方において好ましくは矩形もしくは正方形断面を
有する燃焼室２の本発明による平らな面状で比較的高い
形態は、付着が生じることを防止している。さらに本発
明による形態は、煙ガスの一様な流れと定、められな燃
焼ゾーンの形成を可能にしており、このことによって一
様な燃焼という意味においてその燃焼状況は改善されて
いる。このことは、なお次のことにより補強される。

つまり燃焼室の出口に配設された絞り部に制限されてま
ず滞留が生じることであり、これが燃焼室内の煙ガスの
滞留時間が長くなり、その際このことは、又、絞り部の
前の領域に丁度的９００℃〜１、０５０℃の温度範囲を
もつ温度ゾーンが存在し、丁度この温度範囲が煙ガスに
含まれているハロゲン化残余炭化水素の燃焼ために決定
的な役割を果たすことから特に利点をもたらす。

さらに、燃焼室２と煙ガス排出路１２との間の接続口１
３の内側で、つまりベンチュリ管状ゾーンに入る前に補
充供給空気用の噴射装置１８が設けられると好都合であ
る。この噴射装置１８を介して供給された空気は、以後
二次空気と称される。この噴射装置１８は、これより出
る空気流がほとんど隙間のない格子を形成し、この噴射
された二次空気と強く接続することもなく煙ガスのかた
まりが、この領域を貫流することがないように構成され
ている。この図示された実施例においては、噴射装置１
８は噴射箱から構成されており、これは煙ガス排出路１
２の前側から後側に煙ガス流の方向に対しての横断方向
に延びているとともに内壁に支持されている。接続口１
３の断面が大きさにより、２つ又はそれ以上の互いに間
隔をとって平行な噴射箱１８が備えられる。この種の本
発明による噴射［１８は、耐圧・耐熱性の材料から作ら
れ、好ましくはほぼ正方形のあるいは円形の断面を有し
、２つの隣合う側面に噴射口１９が形成されており、こ
の噴射口は箱側面２０．２１に列状に配設されている。

この種の噴射箱はドイツ特許公報３０３８８７５号から
知られているが、本発明の場合はドイツ特許公報３０３
８８７５号によるものの作用方向とは丁度反対に作用す
る。噴射箱１８は、噴射口１９を備えている箱側面２０
．２１が煙ガス排出路長手軸に対して斜めに、好ましく
は４５°の内角をもって燃焼室２に向いて延びるように
配設される。噴射口１９が列状に配設されていることか
ら出て基な空気流は隙間のない格子に形成するので、噴
射された空気と強く接触することもをく煙ガスのかたま
りがこの領域を貫流することはない、その際二次空気の
噴射装置は煙ガスの排出方向に対向しているので、渦と
煙ガスの分離が絞り部１７の前の領域で生じ、これによ
り９００℃〜１．０５０℃の平均温度を有しているこの
領域での煙ガスの滞留時間は付加的に大きくなり、この
領域での煙ガスの滞留期間は約８秒に達する。

このことによってハロゲン化炭化水素の分解が保証され
る。二次空気は、噴射口１９から６０〜９（１ｍ／ｓの
速度でもって出てくる。さらには、この空気の吹き付け
により、煙ガスに混流していた燃焼可能な物質が酸素の
積極的な供給により上記燃焼室ゾーン内で完全に燃え尽
きてしまうことになる。燃焼出力ダイヤグラム内におい
て全ての運転条件での確実な焼却は、又特にハロゲン化
炭化水素を生じることを防止することと共に燃焼室の新
しく開発された形態によって保証される。実験では、本
発明によってもたらされるところの、高温ゾーンでの燃
焼ガスの渦巻と滞留時間の向上の際に、Ｐ　ＣＤ　Ｄ／
Ｆ減少に関する明白に有利な結果が示されている。現在
の知識によれば、ごみ焼却に要求される燃焼温度の際、
そして２秒以上１，０００℃での煙ガスの一様な加熱の
際、望ましくない生成物、特にハロゲン化炭化水素を分
解することが可能である。

さらに利点を得るために、第２図に示されているように
、ベンチュリ管状ゾーン１７への移行領域のすぐ前の斜
面９の領域の前壁に、及び天壁１１の端部のすぐ上側の
裏壁１４に三次空気噴射口２２を配設することができる
。これにより、三次空気が煙ガス流に吹き込まれ、その
速度は好ましくは６０ｍ／ｓ以上である。このことによ
って良好な混合が達成され、その際、空気流の侵入深さ
と噴射口の分布は、煙ガス流が、特に壁面領域に完全に
巻き込まれるように定められる。この噴射口は、噴射箱
１８の補助として効果的である。何故なら、これによっ
て特に壁面近くの領域も十分に空気が行きわたり、この
領域においても十分に完全燃焼がもたらされるからであ
る。

二次及び三次空気システムは、一次空気システムから完
全に分離して構成されている。その吸い込みは別個の空
気ファンによってボイラ床の下側で行なわれる。騒音の
発生を考慮して、全体の吸い込み流路及び圧力側の空気
流路は、流れ速度がＩ５ｍ／ｓを越えないように設計さ
れている。さらに、空気流路が十分に補強され、流路の
接続及び建屋部分、ボイラや燃焼装置の骨組への懸架が
弾性的かつ固体伝導音を減衰させるように施工されると
好都合である。

本発明による二次空気の供給、好ましくは三次空気の供
給も含めて、この供給は、供給される一次空気の減少を
約λ＝１〜１．２（λは交通乗数）にするので、燃焼ゾ
ーン５では不完全な燃焼が行なわれ、その燃焼過程が遅
くなる。このことにより、燃焼室内でのＮＯＸガスの発
生が低下する。

ベンチュリ管部１７で混合するところの、本発明による
二次空気の供給は、最終的な完全燃焼と約λ＝１．５〜
１．８の空気過剰数を得ることが煙ガス排出路内で確実
となる。従って、本発明により煙ガス中のＮＯＸ成分は
完全燃焼の際全体的に低下させられる。

本発明のさらに別な形態として、第１図に示されている
ように二次空気システムにアンモニア装置２４を接続す
ることは目的にかなったことである。

このことによって、本発明では、噴射箱１８を介して接
続口１３の領域にアンモニアを噴射し、アンモニアをそ
こで煙ガス流と混合されることが可能となり、その際そ
の噴射は有効温度水準が約１．０００℃となっている燃
焼室領域に行なわれる。この温度水準では、窒素酸化物
の割合は５〜１０％のＮｏ２、そして９０〜９５％のＮ
ｏである０本発明によりベンチュリ管部１７の前の接続
口の領域にアンモニアを噴射させることによって、窒素
酸化物の運、択的な低減が行なわれる。これはアンモニ
アの供給により窒素と水が生じるからであり、これには
触媒が必要とされない、又、本発明は煙ガスにアンモニ
アを一様に混合することを保証し、その混合は燃焼室内
及びこの燃焼室に続くベンチュリ管状ゾーンの後燃焼領
域で行なわれる。ドイツ特許公報２４１１６７２号から
は、アンモニアを用いた２択的な低減によって、酸素を
含んだ燃焼排ガスから一酸化窒素を除去する方法は知ら
れているが、ごみ焼却においてこの方法原理の応用は、
本発明による構成と、本発明による二次空気システムを
用いた本発明によるアンモニア噴射の原理との関係で始
めて可能となり、その際二次空気とアンモニアからの混
合物が噴射される。

それに加えて、本発明は、噴射箱に設けられた温度セン
サによって測定されることができる二次空気噴射ゾーン
における温度に応じて、二次空気又はアンモニアあるい
はその両方の供給の制御・調節が可能である。ここでは
、温度は二次空気量の増減により上下される。

第３図に示された実施例では、この噴射装置は、好まし
くは２つの噴射箱から構成され、この噴射箱は煙ガス流
の方向に対し横断方向に煙ガス排出路１２の前側から後
側にのびており、かつ内壁に軸受手段等により回転可能
に軸承されている。噴射箱の回転数と回転方向は無段階
に調節される。

燃焼の際、ロール格子３上で生じる煙ガスは、特に回転
している空気酸素によってなお強く混合される。ここで
は、好ましくは２つの互いに逆回転している燃焼ロール
が生じている。

その他、第１図と第２図と同様の部材には同じ参照番号
が与えられている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、 第１図は焼却ボイラの原理を示す断面図、第２図は別実
施例を示す断面図、 第３図はさらに別な実施例を示す断面図である。 （２）・・・・・・燃焼室、　（３）・・・・・・火格
子、（１２）・・・・・・煙ガス排出路、（１７）・・
・・・・絞り部、（１８）・・・・・・噴射装置、　（
１９）・・・・・・噴射口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ごみ等の焼却方法であって、焼却すべき物が燃焼室
   に導入され、燃焼室の火格子上で焼却され、そして生じ
   た煙ガスは燃焼室から引き出されるとともに二次空気の
   供給によって渦流とされ、煙ガスの後燃焼が行なわれる
   ものにおいて、煙ガスが後燃焼ゾーンへ入る前に前記二
   次空気が、煙ガスが燃焼室の一様な温度ゾーンにおいて
   排出方向に関して噴射領域の前で制動つまり滞留させら
   れるように煙ガスの流れ断面全体にわたって噴射される
   ことを特徴とするごみ焼却方法。 ２、前記制動は煙ガスの滞留時間が約８秒になるように
   行なわれることを特徴とする請求項１記載のごみ焼却方
   法。 ３、前記二次空気は約６０〜９０ｍ／ｓの流速をもって
   噴射されることを特徴とする請求項１又は２記載のごみ
   焼却方法。 ４、前記二次空気は９００℃〜１，０５０℃の温度水準
   をもった燃焼室の１つの領域に噴射されることを特徴と
   する請求項１〜３記載のごみ焼却方法。 ５、前記二次空気は薄くかつ密に順に並んだビーム状態
   で、しかも好ましくは煙ガスの排出方向に対し約４５℃
   の角度をもって噴射されることを特徴とする請求項１〜
   ４記載のごみ焼却方法。 ６、煙ガスの後燃焼は煙ガスの加速と制動によって行な
   われることを特徴とする請求項１〜５記載のごみ焼却方
   法。 ７、前記二次空気の噴射は円軌道上で行なわれることを
   特徴とする請求項１〜６記載のごみ焼却方法。 ８、流速に関する噴射二次空気の制御は噴射領域の燃焼
   温度に応じて行なわれることを特徴とする請求項１〜７
   記載のごみ焼却方法。 ９、煙ガスの流速は後燃焼ゾーンで上げられた後再びほ
   ぼ燃焼室での流速に下げられることを特徴とする請求項
   ８記載のごみ焼却方法。 １０、燃焼室から煙ガス排出路への移行の前に三次空気
   が、好ましくは少なくとも６０ｍ／ｓの速度でもって噴
   射されることを特徴とする請求項１〜９記載のごみ焼却
   方法。 １１、前記二次空気とともにアンモニアが煙ガス流に噴
   射されることを特徴とする請求項１〜１０記載のごみ焼
   却方法。 １２、有効温度が約１，０００℃となっている間にアン
   モニアが燃焼室の領域に噴射されることを特徴とする請
   求項１１記載のごみ焼却方法。 １３、火格子とこの火格子の上方に配設された投入部を
   備えた燃焼室から構成され、前記燃焼室は、その燃焼室
   上側の、前記火格子に対向して位置するとともに煙ガス
   排出路の方を向いている領域に絞り部を備え、前記絞り
   部の領域において複数の噴射口を設けた空気噴射装置が
   配設されているところの、特に請求項１〜１２記載の方
   法を実施するためのごみ焼却等のための焼却装置におい
   て、一次空気のための噴射装置（１８）が煙ガスの流れ
   方向で煙ガス排出路（１２）の軸線Ｘ−Ｘに対称的にベ
   ンチュリ管状に形成された絞り部（１７）のすぐ前に配
   設され、前記噴射口（１９）が燃焼室（２）の方を向い
   ていることを特徴とする焼却装置。 １４、前記絞り部（１７）の最も狭い断面をもつ領域に
   おいて流速が８〜１０ｍ／ｓで、流れ方向で下流に位置
   するとともに煙ガス排出路（１２）の断面が拡がってい
   る領域において流速が４〜５ｍ／ｓであることを特徴と
   する請求項１３記載の焼却装置。 １５、煙ガスの流れ方向で前記絞り部（１７）のすぐ前
   に前記噴射装置を形成する少なくとも１つの噴射箱（１
   ８）が配設され、その噴射箱の２つの隣接するところの
   、そして前記燃焼室（２）の方を向いて前記煙ガス排出
   路（１２）の長手軸に対して斜めに連続している箱側面
   （２０、２１）に複数の噴射口（１９）が列状に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の焼
   却装置。 １６、前記噴射箱（１８）が燃焼室の内壁に回転可能に
   支持され、駆動手段によって駆動されることを特徴とす
   る請求項１５記載の焼却装置。 １７、前記噴射装置（１８）が空気供給装置とアンモニ
   アガス装置（２４）に接続されていることを特徴とする
   請求項１３〜１６記載の焼却装置。 １８、前記２つの噴射箱（１８）が、これらの噴射箱と
   それぞれ隣合う煙ガス排出路（１２）の壁（１５、１６
   ）との間に同じ間隔を設けるように互いに平行に配設さ
   れていることを特徴とする請求項１３〜１７記載の焼却
   装置。 １９、前記燃焼室（２）が平らな壁面で形成されるとと
   もにその断面を前記煙ガス排出路（１２）の断面に適応
   させており、その裏壁（１４）が軸線Ｘ−Ｘに対し平行
   で垂直方向に延びており、煙ガス排出路（１２）に直接
   直線的に移行していることを特徴とする請求項１３〜１
   ８記載の焼却装置。 ２０、前記燃焼室（２）内に三次空気噴出口（２２）が
   配設され、これは、一方は前記燃焼室の前壁でベンチュ
   リ管状のゾーン（１７）への移行部のすぐ前に、そして
   他方は前記火格子（３）の上方でこれに平行に延びてい
   る天壁（１１）の端部の上方の裏壁（１４）に列配置の
   形で並んで配設されていることを特徴とする請求項１３
   〜１９記載の焼却装置。