KR20150035564A

KR20150035564A - 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로

Info

Publication number: KR20150035564A
Application number: KR20147033894A
Authority: KR
Inventors: 류이치 이시카와; 시게루 야마구치; 마코토 기라; 유키히로 나카무라; 고오키 이마무라; 후토시 이케다; 고스케 기쿠치; 다카히데 사토
Original assignee: 에바라 간쿄 플랜트 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-04-06
Also published as: WO2014013849A1; EP2876370A1; CN104583678B; CN104583678A; JP2014037956A; JP6215538B2; EP2876370A4; EP2876370B1

Abstract

본 발명은 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로에 관한 것으로, 특히 도시 쓰레기, 슈레더 더스트, 폐플라스틱 등의 폐기물을 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로에 관한 것이다. 폐기물의 처리 방법은, 폐기물을 소각로(1)에 의해 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법에 있어서, 1차 공기비를 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 생성된 가연 가스의 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행하고, 가연 가스를 수분의 존재 하에서 2차 연소시킨다.

Description

폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로 {WASTE PROCESSING METHOD AND WASTE INCINERATOR}

본 발명은 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로에 관한 것으로, 특히 도시 쓰레기, 슈레더 더스트, 폐플라스틱 등의 폐기물을 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로에 관한 것이다.

도시 쓰레기, 슈레더 더스트, 폐플라스틱 등의 폐기물을 효율적이면서 또한 위생적으로 용적 축소화하기 위해, 폐기물을 소각로에 의해 소각 처리하는 것이 행하여지고 있다. 소각 처리에 의해 질소산화물(NOx)이 발생하므로, 소각로로부터 배출되는 배기 가스 중에는 비교적 다량의 NOx가 포함된다. NOx의 발생 원인에는, 소각물 중의 질소화합물의 산화(Fuel-NOx)와, 공기 중의 질소 산화(Thermal-NOx)가 있지만, 쓰레기 소각로에 있어서는 Fuel-NOx가 주체이다라고 일컬어지고 있다.

쓰레기 소각로로부터 배출되는 NOx를 저감하기 위해서, 예를 들어 비특허문헌 1에는 청소공장 배기 가스의 질소산화물 저감 대책이 개시되어 있다. 비특허문헌 1에는 이하와 같이 기재되어 있다.

소각 과정에서 NOx의 발생량을 억제하기 위해서는 질소의 NOx로의 전환을 줄이고, 발생한 NOx를 노의 건조, 열 분해 과정 등에서 발생하는 NH₃, CO, 탄화수소 등의 환원성 가스에 의해 환원하는 방법[자기 탈초(脫硝) 반응]이 유효하다. 이러한 탈초법에는 연소 공기를 저감시켜서 소각을 행하는 저산소 연소가 있지만, 연소 온도가 상승하여, 노를 손상시키거나 클링커가 생성되기 때문에 연소 가스 온도를 낮출 필요가 있다. 그 방법에는 노 내에 물을 분무하거나(노 내 물 분무법), 온도가 저하된 연소 배기 가스를 다시 노 내로 되돌리는 방법(배기 가스 재순환법)이 있다. 또한 자기 탈초 반응을 적극적으로 행하는 방법에 연소 가스를 건조 스토우커로부터의 환원성 가스와 혼합하는 환원 2단 연소법이 있다.

비특허문헌 1에 의하면, 노 내 물 분무법에서는 소각량 12.5t/h에 대하여 2.0t/h의 물 분무를 행함으로써 NOx는 120 내지 150ppm에서 평균 85.9ppm으로 대폭으로 저감되고, 이때의 산소 농도는 평균 6.8％이며, 물 분무량을 더 증가시키면 NOx가 더욱 저감될 가능성이 나타났다. 단, 물 분무량이 지나치게 많아지면, 노 온이 지나치게 저하되어서, 미연 가스의 생성이나 연소 속도의 저하가 발생하기 쉬워져, 노벽 벽돌을 손상시키거나 하므로 물을 다량으로 분무할 수는 없다고 되어 있다.

또한, 비특허문헌 1에 의하면, 배기 가스 순환법에서는 20％의 배기 가스 순환율에 있어서 NOx 농도는 약 30％ 저감되어서, 약 84ppm이 되었지만, 산소 농도의 저감에 의해 NOx가 저감된 것으로, 배기 가스 순환의 유무에 의한 유의한 차는 보이지 않았다고 되어 있다.

또한, 특허문헌 1에는 스토우커식 소각로의 화격자 상에서 연소되고 있는 쓰레기를 향해 물 분무를 행하는 NOx의 억제 방법이 나타내어져 있으며, 실시예의 도 11A에서는 NOx 농도를 평균 50ppm으로 억제된 것이 기재되어 있다.

종래, 소각로로부터 배출된 배기 가스에 암모니아를 불어 넣고, 촉매에 의해 암모니아와 NOx를 선택적으로 반응시켜, 물과 질소로 분해하는 촉매 탈초법을 사용하고 있지만, 촉매가 고가이기 때문에, 배기 가스 중에 암모니아를 불어 넣고, 촉매를 사용하지 않고 NOx를 분해하는 무촉매 탈초법도 사용되고 있다. 유동상(流動床)로에 있어서의 무촉매 탈초법에 관해서는, 특허문헌 2에 유동상로 내에 있어서의 유동사(流動砂)층의 바로 위의 위치로부터 2차 공기 흡입부 바로 아래의 위치까지의 범위에 요소수나 암모니아수 등의 환원제를 불어 넣음으로써 NOx 농도를 70ppm 이하로 억제하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3에는, 유동화 공기 및 연소 공기를 복수 부위에 불어 넣는 유동층 보일러의 연소로에, 휘발분이 10 내지 25 질량％(습도 기준)인 석탄과 그 석탄보다 휘발분이 높은 석탄을 혼합하여 장입하고, 혼탄 전에 비해 혼탄 후의 석탄의 휘발분 비율을 5 질량％ 이상 증가시켜서 연소시키는 데 있어서, 유동층 보일러의 연소로 내에 불어 넣게 하는 유동화 공기와 연소 공기 중 적어도 한쪽에 수분을 사전 첨가하거나, 유동층 보일러의 연소로 내에 직접 수분을 투입하고, 유동층 보일러의 연소로 내에서 탈황을 행하고, 연소 배기 가스 중의 NOx 및 SOx를 저감시키는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3의 실시예에서는 NOx 농도를 50 내지 60ppm으로 억제할 수 있었던 것이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 평10-148319호 공보 일본 특허 공개 평5-332521호 공보 일본 특허 공개 제2009-216353호 공보

도쿄도 환경과학 연구소 연보 1988, p.30-36,「청소공장 배기 가스의 질소산화물 저감 대책에 대해서」 다쓰시 마사히사, 외

상술한 비특허문헌 1 및 특허문헌 1 내지 3을 포함하는 선행기술문헌에 개시되어 있는 선행 기술에서는, 공기비를 저하되게 하는 것과 아울러 NOx의 억제를 도모하고 있지만, 공기비를 지나치게 낮추면 산소 부족에 의한 불완전 연소로 CO가 발생하게 되므로, NOx 농도는 고작해야 50ppm 정도까지밖에 억제할 수 없어, 저NOx 및 저CO를 동시에 실현시키는 것은 곤란하였다.

이들 선행 기술에 있어서는, 물 분무를 행하는 경우에도, 종래부터 알려져 있는 소각로에 있어서, 간단히 물 분무를 행하고 있는 것에 지나지 않으며, NOx의 억제 효과도 한정적이었다.

본 발명자들은, 폐기물 소각로에 있어서 물 분무의 양이나 분무 위치를 여러 가지 변경하여 반복 운전을 행하는 과정에서, 물 분무의 양이나 분무 위치를 최적화하는 것만으로는 선행 기술과 동일 정도까지밖에 NOx의 억제 효과를 얻을 수 없는 것을 발견하고, 물 분무를 행하는 연소장 그 자체에 대하여 다양한 조건을 설정하여 NOx의 발생량을 검증하여 본건 발명에 이른 것이다.

일례로서, 유동상 소각로에 있어서는, 유동층(모래층) 내에서 폐기물의 1차 연소가 행하여지고, 나머지 2차 연소가 프리보드에서 행하여진다. 종래의 유동상 소각로에서는, 모래층 중에서의 1차 연소 비율을 높여, 유동층 온도를 유지하는 열원으로 하는 운용이 행하여지고 있었다. 대부분의 유동상 소각로에서는, 프리보드에 있어서 모래층 중에서 완전히 타지 않은 미연분을 연소시켜서 완전 연소를 촉진하기 위하여 연소용 공기가 공급되어, 노벽에 클링커가 부착 생성되는 트러블을 피하기 위해, 물 분무에 의해 노 내 온도의 조절이 행하여지고 있지만, NOx의 발생량은 물 분무의 양이나 분무 위치에 따라 거의 변화되지 않았다.

본 발명자들은 유동상 소각로에 있어서, 모래층 중에서의 1차 연소 비율을 줄여, 유동층(모래층) 내에서 완만하게 1차 연소를 행하게 하여, 비교적 다량의 가연 가스를 프리보드에 공급하고, 프리보드에 있어서 2차 연소를 행하게 할 때에, 연소용 공기와 함께 물 분무를 행함으로써, NOx 농도를 20ppm 이하까지 대폭으로 저감할 수 있는 것을 발견하였다. 이 경우에, 2차 연소에 있어서의 총 공기비가 1.5 이상으로 비교적 높아져도 NOx를 충분히 억제할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 노상 온도를 600℃ 이하로 저하시켜서, 노상에 있어서 완만하게 1차 연소를 행하게 함으로써, 1.5 내지 1.7 정도의 공기비에 있어서, NOx 농도를 20ppm 이하까지 저감하는 동시에, CO 농도도 안정되게 10ppm 정도 이하로 유지할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명자들은, 상기 지식을 기초로 하여, 물 분무의 양이나 분무 위치뿐만 아니라, 물 분무를 행하는 연소장을 특정한 조건으로 설정함으로써 NOx 농도를 저감 할 수 있는 일을 발견하고, 본 발명의 창안에 이른 것이다.

즉, 본 발명은 탈초 촉매 설비 등의 새로운 설비를 마련하지 않고, 또한 암모니아나 요소수 등의 약제를 사용하지 않고, 물 분무라고 하는 간편한 방법에 의해 NOx 농도의 저감과 CO 농도의 저감을 동시에 실현할 수 있는 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 폐기물 처리 방법은, 폐기물을 소각로에 의해 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법에 있어서, 1차 공기비를 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 생성된 가연 가스에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행하고, 가연 가스를 수분의 존재 하에서 2차 연소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도시 쓰레기, 슈레더 더스트, 폐플라스틱 등의 가스화 연소를 주체로 하는 폐기물을, 소각 처리하는 경우에, 1차 공기비를 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 2차 연소에 있어서 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스를 연소시켜, 질소산화물(NOx)의 생성을 억제할 수 있다. 물 분무는, 2차 연소용 공기와 함께 물을 불어 넣음으로써 2차 연소장의 연소 온도를 낮추는 동시에, 2차 연소장에 수분을 공존시킴으로써 NOx 생성 반응을 억제한다.

본 발명에 있어서, 공기비라 함은 폐기물의 연소에 필요한 이론 연소 공기량에 대한 실제로 공급되는 공기량의 비를 말한다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 물 분무량은 폐기물의 습도 중량 1톤당 30 내지 600리터인 것을 특징으로 한다.

물 분무량은 소각 대상물의 발열량이나 휘발분 함유량에 따라 바뀌지만, 본 발명에 따르면, 물 분무량이 폐기물 1톤(습도 중량)당 30 내지 600리터의 범위에서는, 물 분무량을 증가시키는 동시에 탈초 효과가 커진다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로가 유동상로이며, 1차 공기로서 유동화 공기량을 공기비로 0.3 내지 0.8이 되도록 공급하는 것을 특징으로 한다.

소각로를 유동상로로 하여 유동화 공기를 이 범위로 조절함으로써, 2차 연소장인 프리보드에 적당한 미연 가스 및 환원 물질을 공급할 수 있어, 2차 연소용 공기 및 물 분무에 의해 NOx 생성 반응을 억제할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로가 유동상로이며, 유동상에 공급되는 유동화 공기량을 영역마다 차를 마련하고, 적어도 1개 영역의 유동화 속도를 다른 영역의 유동화 속도보다 크게 하고, 상기 다른 영역에 유동사가 침강하는 이동층을 형성하고, 상기 적어도 1개의 영역에 유동사가 상승하는 유동층을 형성하고, 상기 이동층에 폐기물을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폐기물은 이동층에 공급되고, 공급된 폐기물은 이동층에 들어가게 되어 유동사와 함께 하방으로 이동한다. 이동층 중에서 폐기물은 열 분해되어, 가연 가스와 미연소물(챠)이 발생한다. 발생한 미연소물(챠)은 유동사와 함께 유동층을 향하고, 유동층 중에서 일부가 연소되어 유동사를 가열한다. 유동사는 유동층에 있어서, 이동층에서 폐기물의 열 분해를 적절하게 행할 수 있는 온도로 상승시키게 된다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 유동상로의 노상 온도를 500 내지 650℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.

유동상로의 노상 온도를 이 온도 범위로 조절함으로써, 유동상 내에서 완만하게 가스화 반응을 행하게 하여, 2차 연소장인 프리보드에 안정되게 가연 가스를 공급할 수 있고, 2차 연소장에 있어서 2차 연소용 공기 및 물 분무에 의해 NOx 생성 반응을 억제할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로가 스토우커로이며, 당해 스토우커로의 주 연소대 화격자의 하방으로부터 폐기물 중에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 주 연소대의 상방에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로로서 스토우커로를 사용하여, 스토우커의 주 연소대 화격자 밑에서 소각 대상물 중에 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급함으로써 가연 가스를 생성하고, 주 연소대의 상방 측벽으로부터 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로는 원통 형상의 킬른 및 상기 킬른의 출구에 설치된 2차 연소실을 구비하고, 상기 킬른 내에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 연소실에 있어서 상기 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로가 킬른로이며, 원통 형상의 킬른 내에 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급하여 1차 연소를 행하게 함으로써 가연 가스를 생성하고, 킬른 출구에 접속하는 2차 연소실에 있어서 2차 연소용 공기의 공급과 함께 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로는 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하는 1차 노와 상기 가연 가스를 2차 연소시키는 2차 노를 구비한 가스화 연소로이며, 상기 1차 노에 있어서 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 노에 있어서 상기 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로가 1차 노와 2차 노로 이루어지는 가스화 연소로이며, 1차 노에 있어서 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성하고, 2차 노에 있어서 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 할 수 있다.

본 발명의 소각로는, 폐기물을 소각 처리하는 소각로에 있어서, 폐기물로부터 가연 가스를 생성시키는 1차 연소부와, 생성된 가연 가스를 연소시키는 2차 연소부와, 상기 1차 연소부에 공기를 공급하는 1차 연소용 공기 공급 수단과, 상기 2차 연소부에 공기를 공급하는 2차 연소용 공기 공급 수단과, 상기 2차 연소부에 물 분무를 행하는 물 분무 수단을 구비하고, 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해, 0.3 내지 0.8의 공기비로 1차 연소부에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 연소부에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급하는 2차 연소용 공기와 함께 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행하고, 상기 가연 가스를 수분의 존재 하에서 2차 연소시키도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 물 분무 수단에 의한 물 분무량은, 폐기물의 습도 중량 1톤당 30 내지 600 리터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 물 분무량이 폐기물 1톤(습도 중량)당 30 내지 600 리터의 범위에서는, 물 분무량을 증가시키는 동시에 탈초 효과가 커진다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 상기 물 분무 수단을 내부 삽입시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 연소용 공기를 공급하는 흡입관에 물 분무를 행하는 물 분무 장치를 내부 삽입함으로써, 연소용 공기의 공급과 함께 물 분무를 행할 수 있어, 2차 연소장에 과부족 없이 물을 공급할 수 있으므로, 연소 온도를 낮추는 동시에, 2차 연소장에 수분이 공급되어, NOx 생성 반응을 억제한다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로는 유동상 소각로이며, 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 상기 유동상에 유동화 공기를 공급함으로써 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 프리보드에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 프리보드에 물 분무를 행하고, 가연 가스를 수분의 공존 하에서 연소시키도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폐기물 소각로가 유동상 소각로이며, 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 유동상에 유동화 공기를 공급함으로써 유동상의 모래 중 공기비를 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 부분 연소를 행하게 하여 가연 가스를 생성하고, 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 프리보드에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무 수단에 의해 프리보드에 물 분무를 행하고, 프리보드에 있어서 가연 가스를 수분의 존재 하에서 연소시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 유동상의 온도를 500 내지 650℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.

유동상의 온도를 이 온도 범위로 조절함으로써, 유동상 내에서 완만하게 가스화 반응을 행하게 하여, 2차 연소장인 프리보드에 안정되게 가연 가스를 공급할 수 있고, 2차 연소장에 있어서 2차 연소용 공기 및 물 분무에 의해 NOx 생성 반응을 억제할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 유동상에 공급되는 유동화 공기량을 영역마다 차를 마련하고, 적어도 1개의 영역의 유동화 속도를 다른 영역의 유동화 속도보다 크게 하여, 상기 다른 영역에 유동사가 침강하는 이동층을 형성하고, 상기 적어도 1개의 영역에 유동사가 상승하는 유동층을 형성하고, 상기 이동층에 폐기물을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폐기물을 이동층에 공급하고, 공급된 폐기물을 이동층에 들어가게 해 유동사와 함께 하방으로 이동시킨다. 이동층 중에서 폐기물을 열 분해하여, 가연 가스와 미연소물(챠)을 발생시킨다. 발생한 미연소물(챠)은 유동사와 함께 유동층을 향하고, 유동층 중에서 일부가 연소되어 유동사를 가열한다. 유동사는 유동층에 있어서, 이동층에서 폐기물의 열 분해를 적절하게 행할 수 있는 온도로 상승시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로가 주 연소대 화격자를 구비한 스토우커로이며, 상기 주 연소대 화격자의 하방으로부터 폐기물 중에 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 연소실 내의 주 연소대의 상방에 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로로서 스토우커로를 사용하고, 스토우커의 주 연소대 화격자 하에서 소각 대상물 중에 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급함으로써 가연 가스를 생성하고, 주 연소대의 상방 측벽으로부터 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로는 원통 형상의 킬른 및 상기 킬른의 출구에 2차 연소실을 구비하고, 킬른 내에 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 연소실에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스를 2차 연소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로가 킬른로이며, 원통 형상의 킬른 내에 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급하여 1차 연소를 행하게 하여 가연 가스를 생성하고, 킬른 출구에 접속하는 2차 연소실에 있어서 2차 연소용 공기의 공급과 함께 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스를 2차 연소시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소각로는 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하는 1차 노와 상기 가연 가스를 2차 연소시키는 2차 노를 구비한 가스화 연소로이며, 상기 1차 노에 있어서 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 노에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스를 2차 연소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소각로가 1차 노와 2차 노로 이루어지는 가스화 연소로이며, 1차 노에 있어서 공기비가 0.3 내지 0.8이 되도록 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성시키고, 2차 노에 있어서 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스를 2차 연소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 탈초 촉매 설비 등의 새로운 설비를 형성하지 않고, 또한 암모니아 등의 약제를 사용하는 일도 없이, 물 분무라고 하는 간편한 방법으로 NOx 농도를 20ppm 이하, CO 농도를 10ppm 이하로 저감할 수 있어, 저NOx 및 저CO를 동시에 실현할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

본 발명에 의해, 또한 이하의 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

(1) 탈초 촉매가 불필요하고, 물 분무만으로 탈초를 행할 수 있으므로, 암모니아나 요소수 등의 탈초용의 약제 저류 설비 및 약제 첨가 장치를 설치할 필요가 없어, 설비가 간소하고 저렴해진다.

(2) 탈초 촉매는 배기 가스 수진(먼지 제거) 설비의 하류에 설치되지만, 촉매 활성을 올려, 피독 성분인 산성 유안의 생성을 억제하기 위해, 수진 후의 배기 가스를 증기 등에 의해 재가열하여 산성 유안이 생성되지 않는 온도(210℃ 정도)로까지 상승시킨 후에 촉매에 도입시키고 있지만, 촉매를 사용할 필요가 없으므로, 설비 플로우에 있어서, 소각로 이후, 차례로 온도가 내려가는 합리적인 시스템으로 할 수 있어, 여분의 증기 소비를 불필요로 하여, 열 회수의 최대화와 고도 배기 가스 처리를 동시에 실현할 수 있다.

(3) 열 회수의 최대화와 함께, 배기 가스 재가열 등의 여분의 증기 소비를 불필요하게 함으로써, 발전의 최대화가 가능해져, 매전 수입을 최대화할 수 있고, 약제 비용이 삭감되고, 촉매 교환 비용이 삭감되는 결과, 시설의 유지 관리 비용을 대폭으로 삭감할 수 있다.

(4) 기존 소각로에 있어서도, 연소용 공기의 조정과 물 분무 장치의 증설을 행하는 것만으로 본 발명을 실시할 수 있으므로, 기존 시설의 대폭적인 기능 개선을 저렴하게 행할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 유동상 소각로를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 유동상 소각로의 다른 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 스토우커로를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 킬른 스토우커로를 도시하는 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 가스화 연소로를 도시하는 종단면도이다.
도 9a는 소각로로부터 배출되는 배기 가스의 처리 플로우를 도시하는 블록도이며, 도 9a는 종래의 처리 플로우를 나타낸다.
도 9b는 소각로로부터 배출되는 배기 가스의 처리 플로우를 도시하는 블록도이며, 도 9b는 본 발명의 처리 플로우를 나타낸다.
도 10은 시험을 실시한 시설의 처리 플로우를 나타낸다.
도 11은 도 3에 도시하는 유동상 소각로에서 시험을 행한 결과를 나타내는 표이다.
도 12a는 도 3에 도시하는 유동상 소각로에서 시험을 행한 결과를 나타내는 표이다.
도 12b는 도 3에 도시하는 유동상 소각로에서 시험을 행한 결과를 나타내는 표이다.
도 13은 총 공기비와 NOx 농도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14는 노 내 물 분무량과 NOx 농도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 15는 총 공기비와 CO 농도의 관계를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로의 실시 형태를 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 15에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명을 생략한다.

도 1은, 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 유동상 소각로를 도시하는 종단면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 유동상 소각로(1)는 폐기물을 처리하는 노 본체(2)와, 도입한 폐기물을 열 분해하여 일부를 연소시키는 유동상(3)과, 유동상(3)을 지지하는 상판(床板)(4)을 구비하고 있다. 유동상(3)은, 전형적으로는 규사 등의 모래인 유동 매체가 집적되어 형성된 모래층이다. 노 본체(2) 내의 유동상(3)의 상방에 있는 공간은 프리보드(7)로 되어 있다. 노 본체(2)는 노상의 수평 단면이 원형으로 형성된 원통 형상의 노 본체로 되어 있다. 노 본체(2)의 저부에는, 원통 형상의 노 본체의 중심부에 불연물 배출구(5)가 설치되어 있다. 또한, 노 본체(2)는 노상의 수평 단면이 직사각형으로 형성된 대략 사각 통 형상이라도 된다.

노 본체(2)의 저부에 있는 상판(4)은 불연물 배출구(5)를 중심으로 하여 개략 역원뿔 형상(유발 형상)으로 형성되어 있고, 상판(4)에는 유동화 가스로서의 유동화 공기를 노 내로 분출하기 위한 다수의 산기 노즐(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 노 본체(2)의 노벽에는 폐기물을 노 내에 투입하기 위한 공급 슈트(37)가 형성되어 있고, 노 본체(2)의 정상부에는 배기 가스를 배출하는 배기구(6)가 형성되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 노 본체(2)의 노벽에는 복수의 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)이 설치되어 있다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)은 프리보드(7)에 설치하면, 2차 연소용 공기의 흡입에 의해 가연 가스의 2차 연소가 행하여지므로, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)의 설치 위치는 제한되는 것은 아니지만, 프리보드의 가능한 한 낮은 위치에 설치하고, 노벽의 원주 방향의 2군데 이상의 복수 부위로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣고, 프리보드 용량을 유효하게 활용하여 2차 연소를 위하여 체류 시간을 확보할 수 있도록 하는 것이 좋다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)에는 물 분무 노즐(9)이 내부 삽입되어 있고, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣을 때에 동시에 물 분무 노즐(9)로부터 물 분무를 행할 수 있게 되어 있다. 물 분무 노즐(9)은 물만을 분무하는 1 유체 노즐 또는 공기와 물을 분무하는 2 유체 노즐 중 어떠한 것을 사용해도 된다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 구성된 유동상 소각로(1)에 있어서, 폐기물은 공급 슈트(37)로부터 유동상(3)에 공급된다. 이때, 상판(4)의 산기 노즐로부터는, 유동상(3)의 전체에 걸쳐서 균일한 공기량의 유동화 공기가 분출되도록 되어 있고, 유동상(3)은 유동 매체가 상하로 활발하게 유동하는, 유동층이 된다. 유동상(3)에는, 유동화 공기(1차 공기)를 모래 중 공기비가 0.3 내지 0.8, 바람직하게는 0.5 내지 0.8, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 0.7이 되도록 공급하고, 유동상(3)의 온도는 모래층 중에 삽입된 노상 온도계(38)에 의해 계측되지만, 500 내지 650℃, 바람직하게는 550℃ 내지 600℃로 유지한다.

노 내에 공급된 폐기물은 유동상(3) 내에서 열 분해되어, 일부가 연소되어 가연 가스가 발생하지만, 이때, 모래 중 공기비가 0.3 이하에서는 가연 가스의 생성량이 과대해져 2차 연소의 비율이 지나치게 커져 NOx 저감을 위해 필요한 물 분무량이 지나치게 많아진다. 또한, 모래 중 공기비가 0.8 이상이 되면 2차 연소 비율이 지나치게 작아져서 물 분무에 의한 NOx 저감의 효과가 현저하게 감소된다.

열 분해 속도를 억제하여 가연 가스를 안정되게 생성하기 위해서는 노상 온도는 낮은 쪽이 좋고, 노상 온도가 650℃를 초과하면, 폐기물의 건조, 열 분해의 속도가 빨라져, 폐기물의 질이나 양의 변동에 따라 가연 가스의 생성량이 변동되고, 물 분무량이 일정한 경우에 NOx 삭감 효과가 변동하기 쉬워진다. 반대로, 노상 온도가 500℃ 이하로 지나치게 낮아지면, 열 분해가 억제되고, 가연 가스의 생성이 억제되는 동시에, 폐기물의 수분이 일시적으로 커지면 노상 온도가 저하되어 열 분해가 억제되고, 미연소 물질의 노상 내에서의 연소가 억제되어, 노상 온도가 급격하게 저하되어 노상 온도의 유지가 곤란해지는 경우가 있다.

유동상(3)의 온도는, 유동화 공기의 공기량을 조정하거나, 또는 노상에 물을 공급하는 것(노상 주수)에 의해 제어된다.

또한, 프리보드(7)에는, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣는다. 이때, 2차 연소용 공기는 공기 단독으로 불어 넣어도 되고, 공기와 배기 가스의 혼합 가스로서 불어 넣어도 된다. 이것과 병행하여, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)에 내부 삽입된 물 분무 노즐(9)로부터 프리보드(7)에 물 분무를 행한다. 이때의 물 분무량은, 폐기물 1톤(t)당 30 내지 600 리터(L)이며, 바람직하게는 폐기물 1톤당 50 내지 300 리터이다. 물 분무량이 30L/폐기물 1t 미만에서는 탈초 효과가 얻기 어렵고, 물 분무량을 증가시키는 동시에 탈초 효과가 커지지만, 물 분무량의 증가에 수반하여 탈초 효과는 한계점이 되어 600L/폐기물 1t 이상에서는 거의 탈초 효과는 변함이 없다. 물 분무량이 증가하면 연소 온도가 저하되고, 불완전 연소에 의해 CO 등이 생성되므로, 상한값을 600L/폐기물 1t으로 하고, 프리보드에 설치된 노정 온도계(39)에 의해 계측하는 노정 온도가 850℃ 이하가 되지 않도록 소각 대상물의 발열량 및 총 공기비로부터 물 분무량을 결정한다. 2차 연소용 공기 흡입은 CO의 발생을 억제하기 위하여 총 공기비가 1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋고, 열 회수의 관점에서 1.8 정도 이하로 하는 것이 좋다.

프리보드로의 물 분무는, 2차 연소용 공기와 함께 불어 넣음으로써 2차 연소장에 과부족 없이 물을 공급할 수 있으므로, 연소 온도를 낮추는 동시에, 수분의 공존 하에서 2차 연소가 행하여져, NOx 생성 반응을 억제한다. 물 분무의 방법으로서, 상기 물 분무 노즐을 사용하는 것 외에, 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가해도 된다.

물 분무 노즐(9)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)에 내부 삽입하는 경우에 물 분무 노즐(9)의 선단부 부분은 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)의 선단부로부터 어느 정도 외측으로 돌출시키도록 해도 된다. 또한, 물 분무 노즐(9)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)과는 별개로 설치하여, 2차 연소용 공기 흡입처의 2차 연소장에 물 분무가 행하여지도록 해도 된다.

1군데의 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)에 삽입되는 물 분무 노즐(9)의 개수는 1개뿐만 아니라 2개 이상으로 해도 된다.

물 분무 노즐(9)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(8)에 내부 삽입시키는 쪽이, 연소용 공기와 분무 물을 동시에 2차 연소장에 확실하게 공급할 수 있는 동시에, 물 분무 노즐을 보호하여 손상을 피할 수 있으므로 바람직하다.

도 3은, 본 발명의 유동상 소각로의 다른 실시 형태를 도시하는 종단면도이다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 유동상 소각로(11)는 폐기물을 처리하는 노 본체(12)와, 도입한 폐기물을 열 분해하여 일부를 연소시키는 유동상(13)과, 유동상(13)을 지지하는 상판(14)을 구비하고 있다. 유동상(13)은, 전형적으로는 규사 등의 모래인 유동 매체가 집적되어 형성된 모래층이다. 노 본체(12)는, 대략 수평 단면이 직사각형으로 형성된 대략 사각 통 형상의 노 본체로 되어 있다. 노 본체(12) 내의 유동상(13)의 상방에 있는 공간은 프리보드(17)로 되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 대략 사각 통 형상의 노 본체(12)는 일부가 내측으로 오목해진 대향하는 한 쌍의 측벽(21a, 21a)과, 한 쌍의 측벽(21a, 21a)에 접속된 대향하는 한 쌍의 측벽(도 4 중 부호 21b)으로 구성되어 있다. 노 본체(12)의 오목부는, 측벽(21a, 21a)이 하방으로부터 상방을 향해 노 본체(12)의 내측으로 경사진 경사부(21S1)와, 경사부(21S1)의 상방에 설치되어 하방으로부터 상방을 향해 외측으로 경사진 경사부(21S2)에 의해 형성되어 있다. 경사부(21S1)는, 상승하는 유동 매체가 노 본체(12)의 내부측으로 반전하기 쉬워지는 디플렉터로서 기능을 한다.

노 본체(12)의 측벽(21a)에는 폐기물을 노 내에 투입하기 위한 투입구(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 노 본체(12)의 정상부에는 배기 가스를 배출하는 배기구(16)가 형성되어 있다. 노 본체(12) 내에 설치된 상판(14)은 중앙이 높고, 양 측연부를 향함에 따라 서서히 낮아진 산 형상을 이루고 있다. 그리고, 상판(14)의 양 측연부와 측벽(21a, 21a) 사이에는, 불연물 배출구(15, 15)가 형성되어 있다. 상판(14)은 중앙이 가장 높고, 양 측연부를 향함에 따라서 서서히 낮아지는 하향 구배를 갖고 설치되어 있다. 상판(14)은, 도 3에 있어서 지면에 직교하는 방향으로는 경사는 없어 평면으로 되어 있다. 상판(14)에는, 유동화 가스로서의 유동화 공기를 노 내로 분출하기 위한 다수의 산기 노즐이 배치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상판(14)의 하방에는 상판(14)으로부터 간격을 두고 저판(27)이 설치되어 있고, 상판(14)과 저판(27) 사이의 공간은, 상판(14)으로부터 저판(27)까지 연장되는 3개의 구획판(24)에 의해 4개의 공간으로 분할되어 있다. 이렇게 상판(14)과 저판(27) 사이의 공간이 3개의 구획판(24)으로 분할됨으로써, 상판(14)의 하방에, 중앙부의 2개의 공기 상자(25, 25)와 양측부의 2개의 공기 상자(26, 26)가 형성되게 된다. 도 3에 있어서, 중앙부의 2개의 공기 상자(25, 25)를 형성하는 2개의 상판과 양측부의 2개의 공기 상자(26, 26)를 형성하는 2개의 상판을 엄중히 구별하기 위해, 공기 상자(25, 25)용의 상판을 상판(14A, 14A)으로 나타내고, 공기 상자(26, 26)용의 상판을 상판(14B, 14B)으로 나타낸다.

도 3에 도시한 바와 같이, 4개의 공기 상자(25, 25, 26, 26)에는, 노 밖으로부터 유동화 공기를 유도하는 공기관(31A, 31B, 32A, 32B)이 각각 접속되어 있다. 공기관(31A, 31B, 32A, 32B)에는, 내부를 흐르는 공기 유량을 조절하는 조절 밸브(V1-1, V1-2, V2-1, V2-2)가 각각 배치되어 있다. 4개의 공기관(31A, 31B, 32A, 32B)은 최상류부에서 합류하여 1개의 공기관(35)이 되고, 공기관(35)에는 유동화 공기를 압송하는 공기 블로워(36)가 배치되어 있다. 또한, 4개의 공기관(31A, 31B, 32A, 32B)에 각각 블로워를 설치해도 된다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 노 본체(12)의 측벽에는, 복수의 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)이 설치되어 있다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)은 프리보드(17)에 2차 연소용 공기를 불어 넣음으로써 가연 가스를 연소시키기 위한 노즐이다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)은 측벽의 2군데 이상의 복수 부위로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣도록 되어 있다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)에는 물 분무 노즐(19)이 내부 삽입되어 있고, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣을 때에 동시에 물 분무 노즐(19)로부터 물 분무를 행할 수 있도록 되어 있다.

물 분무 노즐(19)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)에 내부 삽입할 경우에 물 분무 노즐(19)의 선단부 부분은 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)의 선단부로부터 어느 정도 외측으로 돌출되어 있어도 된다. 또한, 물 분무 노즐(19)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)과는 별개로 설치하여, 2차 연소용 공기 흡입처의 2차 연소장에 물 분무가 행하여지도록 해도 된다.

1군데의 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)에 삽입되는 물 분무 노즐(19)의 개수는 1개뿐만 아니라 2개 이상이라도 된다.

물 분무 노즐(19)을 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)에 내부 삽입시키는 쪽이, 연소용 공기와 분무 물을 동시에 2차 연소장에 확실하게 공급할 수 있는 동시에, 물 분무 노즐을 보호하여 손상을 피할 수 있으므로 바람직하다.

물 분무의 방법으로서는, 상기 물 분무 노즐을 사용하는 외에, 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가해도 된다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 구성된 유동상 소각로(11)에 있어서, 조절 밸브(V1-1, V1-2)의 개방도를 조절하여 공기관(31A, 31B)을 흐르는 공기 유량을 조절함으로써, 중앙부의 2개의 상판(14A, 14A)에 배치된 산기 노즐로부터는, 실질적으로 작은 유동화 속도를 부여하도록 유동화 공기를 분출한다. 그 결과, 중앙부의 2개의 상판(14A, 14A)의 상방에 유동 매체가 비교적 느긋한 속도로 유동하는 약유동화 영역을 형성한다. 또한, 조절 밸브(V2-1, V2-2)의 개방도를 조절하여 공기관(32A, 32B)을 흐르는 공기 유량을 조절함으로써, 양측부의 2개의 상판(14B, 14B)에 배치된 산기 노즐로부터는, 실질적으로 큰 유동화 속도를 부여하도록 유동화 공기를 분출한다. 그 결과, 양측부의 2개의 상판(14B, 14B)의 상방에 유동 매체가 활발하게 유동하는 강유동화 영역을 형성한다.

중앙부의 2개의 상판(14A, 14A)의 상방에 형성된 약유동화 영역과, 양측부의 2개의 상판(14B, 14B)의 상방에 형성된 강유동화 영역이 각각 상(相) 인접하여 존재하는 결과, 약유동화 영역에서 유동 매체가 비교적 느긋한 속도로 상방으로부터 하방으로 이동하는 이동층(22)이 형성되고, 강유동화 영역에서 유동 매체가 하방으로부터 상방으로 이동하는 유동층(23)이 형성된다. 따라서, 약유동화 영역과 강유동화 영역이 상 인접하는 영역 전체에 있어서는, 유동 매체가, 하부에서는 이동층(22)으로부터 유동층(23)으로, 상부에서는 유동층(23)으로부터 이동층(22)으로 이동함으로써, 이동층(22)과 유동층(23) 사이를 유동 매체가 순환하는 순환류가 좌우에 형성된다.

노 내에 공급된 폐기물은 이동층(22)에 들어가게 되어 유동 매체와 함께 하방으로 이동한다. 이동층(22) 중에서 폐기물은 건조·열 분해되어, 가연 가스가 발생한다. 열 분해에 의해 발생한 미연소물(챠)은 유동 매체와 함께 유동층(23)을 향하고, 유동층(23) 중에서 일부가 연소되어 유동 매체를 가열한다. 유동 매체(유동사)는 유동층(23)에 있어서, 이동층(22)으로 순환했을 때에 폐기물의 건조·열 분해를 적절하게 행할 수 있는 온도로 상승시키게 된다. 이동층(22) 및 유동층(23)으로 이루어지는 유동상(13)에는, 유동화 공기(1차 공기)를 모래 중 공기비가 0.3 내지 0.8, 바람직하게는 0.5 내지 0.8이 되도록 공급하고, 유동상(13)의 온도는, 노상 온도계(28)에서 계측되어, 500 내지 650℃, 바람직하게는 550 내지 600℃로 유지한다. 이들 모래 중 공기비 및 노상 온도의 범위로 하는 의미는, 전술한 바와 같다.

또한, 프리보드(17)에는 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)로부터 2차 연소용 공기를 불어 넣는다. 이때, 2차 연소용 공기는 공기 단독으로 불어 넣어도 되고, 공기와 배기 가스의 혼합 가스로서 불어 넣어도 된다. 이와 병행하여, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(18)에 내부 삽입된 물 분무 노즐(19)로부터 프리보드(17)에 물 분무를 행한다. 이때의 물 분무량은, 폐기물 1톤(t)당 30 내지 600 리터(L)이며, 바람직하게는 폐기물 1톤당 50 내지 300 리터이다. 물 분무량이 증가하면 연소 온도가 저하되어, 불완전 연소에 의해 CO 등이 생성되므로, 상한값을 600L/폐기물 1t으로 하고, 프리보드에 설치된 노정 온도계(29)에 의해 계측되는 노정 온도가 850℃ 이하가 되지 않도록 소각 대상물의 발열량 및 총 공기비로부터 물 분무량을 결정한다. 2차 연소용 공기 흡입은 CO의 발생을 억제하기 위하여 총 공기비가 1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋고, 열 회수의 관점에서 1.8 정도 이하로 하는 것이 좋다.

프리보드로의 물 분무는, 2차 연소용 공기와 함께 물을 불어 넣음으로써 2차 연소장에 과부족 없이 물을 공급할 수 있으므로, 연소 온도를 낮추는 동시에, 2차 연소장에 수분을 공존시킴으로써 NOx 생성 반응을 억제한다. 물 분무의 방법으로서, 상기 물 분무 노즐을 사용하는 외에, 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가해도 된다.

도 5는, 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 스토우커로를 도시하는 종단면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다. 단, 도 6에서는 스토우커로의 상부 측벽(45)의 도시를 일부 생략하고 있다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 폐기물은 스토우커로(41)에 설치된 공급 슈트(47)로부터 공급되고, 공급 슈트(47)의 하부에 설치된 폐기물 공급 푸셔(43)에 의해 노 내에 공급된다. 노 내에 공급된 폐기물은, 화격자군(44)의 왕복 이동에 의해 건조대의 화격자군(44A), 주 연소대의 화격자군(44B) 및 후 연소대의 화격자군(44C)에 차례로 교반되면서 보내진다. 건조대에 있어서 도시하지 않은 공기 블로어로부터 공기 공급관(55)을 지나 화격자(46)의 하방으로부터 폐기물 중에 예열된 건조용 공기가 조절 밸브(51A)의 개방도에 따라서 공급되고, 폐기물은 수분이 증발하여 건조되어 온도의 상승과 함께 휘발분이 휘발하기 시작한다. 주 연소대에 있어서는 화격자(46)의 하방으로부터 폐기물 중에 1차 연소용 공기가 조절 밸브(51B)의 개방도에 따라서 공급되고, 폐기물의 일부는 연소되어 가연 가스가 생성된다. 주 연소대에 공급하는 1차 연소용 공기는 공기비로 0.3 내지 0.8로 하여 가연 가스를 생성시키게 된다. 주 연소대의 상방에 설치된 연소실(57)에 있어서, 생성된 가연 가스 중에 노의 양 측벽(45)에 복수 개 설치된 2차 연소용 공기 흡입 노즐(48)로부터 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무 노즐(49)에 의해 폐기물 1톤(t)당 30 내지 600 리터의 물 분무를 행함으로써, 수분의 존재 하에서 2차 연소가 행하여지고, NOx 생성을 억제한다. 물 분무량이 증가하면 연소 온도가 저하되어, 불완전 연소에 의해 CO 등이 생성되므로, 상한값을 600L/폐기물 1t으로 하고, 연소실에 설치된 노정 온도계(59)에 의해 계측되는 노정 온도가 850℃ 이하가 되지 않도록 소각 대상물의 발열량 및 총 공기비로부터 물 분무량을 결정한다. 2차 연소용 공기 흡입은 CO의 발생을 억제하기 위하여 총 공기비가 1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋고, 열 회수의 관점에서 1.8 정도 이하로 하는 것이 좋다. 또한, 주 연소대에서 일부 연소 후에 남은 미연분을 포함하는 폐기물은 후 연소대로 보내지고, 또한 화격자(46)의 하방으로부터 폐기물 중에 후 연소용 공기가 조절 밸브(51C)의 개방도에 따라서 공급되고, 폐기물 중의 미연분이 연소되어, 후 연소대의 화격자군(44C)의 하류단부로부터 불연물을 포함하는 재가 되어서 배출된다. 스토우커로(41)에 있어서 1차 연소용 공기의 공기비 범위를 0.3 내지 0.8로 하는 의미는, 상술한 유동상 소각로(1)의 경우와 마찬가지이다.

물 분무는 기본적으로 전술한 유동상 소각로와 마찬가지의 구성에 의해 행한다. 따라서, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(48)에 물 분무 노즐(49)을 내부 삽입하거나 또는 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가하여 행해도 된다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(48)에 의해 2차 연소용 공기와 함께 배기 가스 등을 순환하여 공급하기도 한다.

도 7은, 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 킬른 스토우커로를 도시하는 종단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 킬른 스토우커로(72)는 원통 형상의 킬른(61)과 킬른(61)의 출구에 설치된 스토우커로(62)를 구비하고, 스토우커로(62)는 2차 연소실(63)을 구비하고 있다. 폐기물은 킬른(61)의 입구에 설치된 공급 슈트(67)로부터 킬른(61) 내에 투입된다. 킬른(61)은 입구에서 출구를 향해 하강하도록 경사져 있고, 킬른(61)에 투입된 폐기물은 킬른(61)의 회전에 의해 킬른(61)의 입구에서 출구를 향해 보내진다. 킬른 입구에는 기동용 버너와 함께 1차 연소용 공기 공급 노즐(65) 및 연료 공급 노즐(66)이 설치되어 있고, 킬른(61) 내에 1차 연소용 공기를 공급하여 상기 폐기물의 일부를 연소시킨다. 본 실시 형태에 있어서는, 상기 1차 연소용 공기 공급 노즐(65)로부터 공급하는 1차 연소용 공기를 공기비로 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 일부를 연소시켜 가연 가스를 생성시키게 된다. 킬른 출구에 설치된 2차 연소실(63)에는 2차 연소용 공기 공급 노즐(68) 및 물 분무 노즐(69)이 설치되어 있고, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(68)에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무 노즐(69)에 의해 폐기물 1톤(t)당 30 내지 600 리터의 물 분무가 행하여지고, 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소가 행하여져서 NOx 생성이 억제된다. 물 분무량이 증가하면 연소 온도가 저하되어, 불완전 연소에 의해 CO 등이 생성되므로, 상한값을 600L/폐기물 1t으로 하고, 2차 연소실에 설치된 노정 온도계(71)에 의해 계측되는 노정 온도가 850℃ 이하가 되지 않도록 소각 대상물의 발열량 및 총 공기비로부터 물 분무량을 결정한다. 2차 연소용 공기 흡입은 CO의 발생을 억제하기 위하여 총 공기비가 1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋고, 열 회수의 관점에서 1.8 정도 이하로 하는 것이 좋다. 킬른 스토우커로(72)에 있어서, 1차 연소용 공기의 공기비 범위를 0.3 내지 0.8로 하는 의미는, 상술한 유동상 소각로(1)의 경우와 마찬가지이다.

물 분무는 기본적으로 전술한 유동상 소각로와 마찬가지의 구성에 의해 행한다. 따라서, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(68)에 물 분무 노즐(69)을 내부 삽입하거나 또는 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가하여 행해도 된다. 2차 연소용 공기 흡입 노즐(68)에 의해 2차 연소용 공기와 함께 배기 가스 등을 순환하여 공급하기도 한다.

도 8은, 본 발명의 폐기물 소각로의 일실시 형태인 가스화 연소로를 도시하는 종단면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 가스화 연소로(81)는 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하는 1차 노(가스화 실)(82)와, 상기 가연 가스를 2차 연소시키는 2차 노(가스 연소실)(83)를 구비하고, 폐기물은 도시하지 않은 더블 댐퍼 등을 사이에 두고 1차 노(82)에 설치된 공급 슈트(87)로부터 1차 노(82)에 투입된다. 1차 노(82)에 있어서 1차 연소용 공기 공급관(85)으로부터 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부가 연소되어 가연 가스를 생성한다. 본건 발명에 있어서는 1차 연소용 공기 공급관(85)으로부터 공급하는 1차 연소용 공기는 공기비로 0.3 내지 0.8로 하여 상기 폐기물의 일부를 연소시켜 가연 가스를 생성시키게 된다.

도 8에 있어서는, 1차 노(82)의 화격자(86)를 고정상으로 하고 있으므로 1차 노(82)의 측벽에 설치한 도시하지 않은 맨홀로부터 불연물을 포함하는 재를 배출하지만, 화격자를 가동시켜 재를 자동으로 배출하도록 해도 된다.

1차 노(82)에서 생성된 가연 가스는 2차 노(83)에 있어서 2차 연소용 공기 흡입 노즐(88)에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무 노즐(89)에 의해 폐기물 1톤(t)당 30 내지 600 리터의 물 분무가 행하여지고, 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소가 행하여져서 NOx 생성이 억제된다. 물 분무량이 증가하면 연소 온도가 저하되고, 불완전 연소에 의해 CO 등이 생성되므로, 상한값을 600L/폐기물 1t으로 하고, 2차 노에 설치된 노정 온도계(84)에 의해 계측되는 노정 온도가 850℃ 이하가 되지 않도록 소각 대상물의 발열량 및 총 공기비로부터 물 분무량을 결정한다. 2차 연소용 공기 흡입은 CO의 발생을 억제하기 위하여 총 공기비가 1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋고, 열 회수의 관점에서 1.8 정도 이하로 하는 것이 좋다. 가스화 연소로(81)에 있어서 1차 연소용 공기의 공기비 범위를 0.3 내지 0.8로 하는 의미는, 상술한 유동상 소각로(1)의 경우와 마찬가지이다.

물 분무는 기본적으로 전술한 유동상 소각로와 마찬가지의 구성에 의해 행한다. 따라서, 2차 연소용 공기 흡입 노즐(88)에 물 분무 노즐(89)을 내부 삽입하거나 또는 2차 연소용 공기에 미스트를 첨가하여 행해도 된다.

도 9a, 9b는, 소각로로부터 배출되는 배기 가스의 처리 플로우를 도시하는 블록도이며, 도 9a는 종래의 처리 플로우를 나타내고, 도 9b는 본 발명의 처리 플로우를 나타낸다. 도 9a에 도시한 바와 같이, 종래는 NOx를 50ppm 이하로 할 경우에는, 소각로로부터 배출되는 배기 가스는 배기 가스 냉각 설비에 의해 200℃ 이하로 냉각(감온·열 회수)한 후, 버그 필터로 이루어지는 수진 설비에 의해 수진하고, 재가열기로 210℃ 정도로 재가열하여 촉매탑에 도입하고 있다. 수진 설비의 상류에서 배기 가스 중에 소석회 및 활성탄 등의 약제를 첨가하여, HCl이나 SOx 등의 산성 가스 및 다이옥신류를 제거하고, 촉매탑의 입구에서 암모니아를 첨가하여, 촉매탑 내에서 촉매에 의해 암모니아와 NOx를 선택적으로 반응시켜서 NOx를 분해시키고 있다. 버그 필터로 이루어지는 수진 설비에 있어서의 산성 가스 및 다이옥신류의 제거 효율은 저온일수록 효율이 향상되는 것과, 열 회수 효율을 향상시키기 위해서, 최신 설비에서는, 수진 설비의 입구 배기 가스 온도는 180℃ 이하 정도까지 감온되어 있는 경우가 많다. 한편, 촉매탑의 분해 효율은 온도가 높을수록 향상되는 것 및 산성 유안에 의한 촉매의 피독이 저온이 될수록 진행되기 쉬우므로, 수진 설비를 나온 배기 가스를 회수 증기를 사용해서 210℃ 정도로 재가열하고 있다. 이 재가열에 있어서의 증기 사용이 발전 효율을 저하되게 하는 하나의 요인이 되고 있으며, 최근에는 저온 활성 촉매의 사용이나, 수진 설비의 상류의 첨가 약제에 중조를 사용하여 SOx의 제거율을 올려, 산성 유안의 생성을 방지하는 등의 대응이 이루어져 있다.

이에 반해, 본 발명에 따르면, 소각로에 있어서 NOx의 생성을 20ppm 이하로 억제할 수 있으므로, 도 9b에 도시한 바와 같이, 배기 가스 처리 계통에는 촉매탑을 설치할 필요가 없다. 도 9b에 도시한 바와 같이, 소각로로부터 배출되는 배기 가스는 배기 가스 냉각 설비에 의해 200℃ 이하로 냉각(감온·열 회수)한 후, 버그 필터로 이루어지는 수진 설비에 의해 수진하고, 수진 설비의 상류에서 소석회 등의 약제를 첨가하여, HCl이나 SOx 등의 산성 가스를 제거하면 된다. 또한, 다이옥신류나 수은 등의 유해 물질을 고효율로 제거할 경우에는, 수진 설비의 하류에 활성탄탑을 설치하면 된다. 버그 필터로 이루어지는 수진 설비에 있어서의 산성 가스의 제거 효율은 저온일수록 효율이 향상되고, 활성탄탑의 유해 물질 제거 기능도 저온일수록 효율이 향상되므로, 열 회수 효율을 올려서 수진 설비의 입구 배기 가스 온도를 180℃ 이하까지 저하되게 하는 합리적인 플로우를 편성할 수 있다.

이어서, 도 10에 플로우를 나타내는 시설에 있어서, 도 3에 도시하는 유동상 소각로에서 시험을 행한 결과를 도 11에 도시한다. 폐기물은 도시 쓰레기를 사용하였다. 시험 결과는, 특별히 기재하는 경우를 제외하고, 각 시험에 있어서의 안정된 1시간의 데이터의 평균값을 나타내고 있다. NOx 농도 및 CO 농도는 굴뚝에 있어서 적외선 분석계에 의해 연속 측정하고, 자기식 산소 농도계의 산소 농도를 사용하여 산소 12％ 환산 농도로 하고 있다.

Run0에 있어서의 데이터는 종래의 운전 조건에 의해 얻어진 데이터이다. 종래의 통상 운전에서는, 유동화 공기량이 공기비에서 0.9로 많아, 노상 온도도 630℃로 약간 높은 편이다. 노정 온도를 900℃ 정도로 노정 물 분무에 의해 조절하고 있지만, 분무 물 양은 30L/쓰레기(t)로 적은 양이다. 2차 연소용 공기 흡입에 의해 총 공기비는 1.7이며, CO 농도는 0ppm이지만, NOx 농도는 82ppm이었다.

Run1에 나타내는 데이터는 본 발명에 의한 유동상 소각로를 사용하여 시험을 행한 결과이다. 이 시험 운전에 있어서는 유동화 공기에 의한 1차 공기비를 0.56으로 억제함으로써, 노 내압 변동의 주기가 길어져 노상 온도가 575℃로 저하되어, 열 분해 및 일부의 연소 반응이 완만해졌다.

Run1에서는, 열 분해 및 일부의 연소 완만화와 함께, 모래 중 공기비 및 총 공기비를 저감시킨, 즉 1차 공기비(모래 중 공기비)는 0.56이며, 총 공기비는 1.5 정도였다.

2차 공기 흡입구로부터 노 내 물 분무를 200L/쓰레기(t) 정도 행함으로써, NOx 농도는 Run0의 82ppm에서 Run1에서는 26ppm으로 대폭으로 감소하였다. CO 농도의 평균값은 1.8ppm이었다.

본 발명에 의한 운전인 Run1의 예에서는, 유동화를 억제하여 완만한 연소로 함으로써, 압입 송풍기에서 12 내지 14％, 유인 송풍기에서 약 30％의 소비 동력을 삭감할 수 있었다.

Run2에 나타내는 데이터는 본 발명에 의한 유동상 소각로의 다른 시험 결과이다. Run2에서는 1차 공기비는 0.55이지만 2차 연소에 있어서의 총 공기비는 1.7이다. 노상 온도는 600℃이고 노정 온도는 880℃이다.

2차 공기 흡입구로부터 노 내 물 분무를 250L/쓰레기(t) 정도 행함으로써, NOx 농도는 13ppm으로 억제되고, CO 농도도 9.6ppm이었다.

이렇게 본 발명에 의한 유동상 소각로에 있어서는, 노상에서 건조, 열 분해 및 일부의 연소가 완만하게 행하여져, 프리보드에는 균일한 연소장이 형성된다. 유동 공기량을 억제하여 유동상 내 연소 비율을 억제하여 가연 가스를 생성하고, 프리보드에 있어서 2차 연소용 공기와 동시에 물을 분무하여 가연 가스의 2차 연소를 행하게 함으로써, NOx 생성을 억제하는데 매우 유효하게 작용한 것이라 생각된다.

상술한 시험 결과로부터 이하의 것을 확인할 수 있었다.

1. 모래 중 공기비를 0.55 내지 0.56 정도로 하고 총 공기비를 1.5 내지 1.7 정도로 하여 노 내에 2차 연소용 공기와 함께 200 내지 250L/쓰레기(t)의 주수를 행함으로써, CO 농도를 10ppm 이하로 하는 동시에, NOx 농도를 30ppm 이하로 할 수 있었다.

2. 유동 공기량을 억제하여, 가스화의 완만화를 촉진시키는 동시에, 총 공기비를 1.5 정도로 억제하여, 압입 송풍기에서 12 내지 14％, 유인 송풍기에서 약 30％의 소비 동력을 삭감할 수 있었다.

도 12a 및 도 12b는, 도 10에 플로우를 나타내는 설비의 도 3에 도시하는 유동상 소각로에 있어서 시험을 행한 결과를 나타내는 것이다.

NOx 농도 및 CO 농도의 측정 방법은 전술한 방법과 동일하지만, 도 12에 있어서의 NOx 농도 및 CO 농도는 산소 12％ 환산은 행하고 있지 않다.

도 12a의 Run11 내지 Run20에는 안정된 상태가 10분 정도 계속된 시점에 있어서의 시험 결과의 데이터가 나타나 있다. 2차 연소장으로의 노 내 물 분무를 행하지 않는 종래예 1 내지 3의 데이터를 Run11 내지 Run13에 나타내고, 1차 공기비를 0.47 내지 0.68의 범위로 억제하여, 유동을 완만하게 한 조건에 의해, 총 공기비를 1.18 내지 1.51의 범위로 설정한 실시예 1 내지 7의 데이터를 Run14 내지 Run20에 나타내고 있다.

도 13은, 도 12a에 나타내는 Run11 내지 Run20의 데이터 중, 총 공기비와 NOx 농도의 관계를, 노 내 물 분무량을 파라미터로서 나타내는 그래프이다. 도 13에 도시한 바와 같이, NOx 농도는 총 공기비의 저하와 함께 저하되지만, 실시예 1 내지 7의 데이터에 나타낸 바와 같이 노 내 물 분무를 실시함으로써, NOx 농도는 물 분무량에 비례하여 더욱 대폭으로 감소하였다. 총 공기비를 1.3 내지 1.4로 하고, 노 내 물 분무를 행하지 않는 종래예에서는 70ppm 정도의 NOx 농도이었지만, 노 내 물 분무량을 약 90L/쓰레기(t)로 행한 실시예 1 내지 4의 경우에는 NOx 농도가 약 30ppm으로 저하되고, 다시 노 내 물 분무량을 약 190L/쓰레기(t)로 증가시킨 실시예 5 내지 6의 경우에는 NOx 농도가 10ppm 이하로까지 저하되었다.

도 12b의 Run21 내지 Run27에는, 설정된 조건 하에서 1시간 이상의 운전을 행한 경우의 평균값 데이터가 나타나 있다. 노 내 물 분무를 행하지 않는 종래예 11의 데이터를 Run21에 나타내고, 1차 공기비를 0.8 이상으로 하여 노 내 물 분무를 실시한 참고예 1 내지 2의 데이터를 Run22 내지 Run23에 나타내고, 1차 공기비를 0.55 내지 0.66의 범위에서 설정한 실시예 11 내지 14의 데이터를 Run24 내지 Run27에 나타내고 있다. 도 12b에 나타내는 Run21 내지 Run27에 있어서의 총 공기비는, 1.32 내지 1.39의 범위 내로 설정되어 있다.

도 14는, 총 공기비가 거의 일정한 도 12b에 나타내는 Run21 내지 Run27에 대해서, 1차 공기비(유동 공기비)가 약 0.8과 0.56 내지 0.66의 2개의 그룹으로 구별하여, 노 내 물 분무량과 NOx 농도의 관계를 나타낸 것이다. 도 14로부터 명백한 바와 같이, 노 내 물 분무량을 늘리면 NOx 농도는 저하되지만, 유동 공기비가 0.8 이상인 참고예 1 내지 2의 경우에는, 유동 공기비가 0.55 내지 0.66인 실시예 11 내지 14인 경우에 비해, NOx 농도 레벨이 약 60ppm 정도 대폭으로 높아졌다.

도 14로부터 유동 공기비가 0.8 정도인 경우에 NOx 농도를 20ppm 이하로 하기 위해서는 약 300L/쓰레기(t) 정도의 물 분무량이 필요하다고 개산된다.

도 13에 나타내는 총 공기비와 NOx 농도의 관계로부터, 총 공기비가 0.2 많아지면 NOx 농도는 약 20ppm 증가하는 것을 알 수 있다. 이 20ppm의 NOx 농도 증가분을 노 내 물 분무에 의해 저감하기 위해서는, 약 100L/쓰레기(t)의 물 분무가 필요하였다. 따라서, 유동 공기비가 약 0.8이고 총 공기비가 약 1.8 내지 2.0인 조건으로 했을 때, NOx 농도를 20ppm 이하로 하기 위해서는 500 내지 600L/쓰레기(t) 정도의 물 분무량이 추산되어, 대량의 물 분무량이 필요해진다.

도 15는, 총 공기비가 1.32 내지 1.39인 범위 내로 설정되어 있는 도 12b에 나타내는 Run21 내지 Run27에 대해서, 총 공기비와 CO 농도의 관계를 나타낸 것이다.

도 15에 도시한 바와 같이, 총 공기비가 1.35를 하회하면 CO 농도가 높아지는 것이 나타났다. 특히, 1차 공기비(유동 공기비)가 0.87로 큰 참고예 1(Run22)에서는 총 공기비가 1.32이고 CO 농도는 61ppm이 되었다. 한편, 참고예 2(Run23)에서는 1차 공기비(0.82)와 총 공기비(1.39)는 참고예 1(Run22)과 대략 동일값이지만, CO 농도는 5.9ppm으로 감소되고 있었다. 참고예 1(Run22)과 참고예 2(Run23)의 큰 차이는 노 내 물 분무량의 차이이다.

도 15에 도시하는 파선의 그래프로부터, 총 공기비가 1.4인 경우에는 CO 농도를 안정되게 10ppm 이하로 할 수 있다고 생각된다. 총 공기비가 1.4인 경우의 NOx 농도를 도 13으로부터 고찰해 보면, 노 내 물 분무량이 약 90L/쓰레기(t)인 경우에는 NO 농도가 약 30ppm이 되고, 또한 노 내 물 분무량을 약 190L/쓰레기(t)로 하면 NOx 농도를 10ppm 이하로까지 저하될 수 있었다. 즉, 저NOx(20ppm 이하) 및 저CO(10ppm 이하)를 쉽게 달성할 수 있었다.

도 12a 내지 도 12b에 나타내는 시험 결과로부터 이하의 것을 확인할 수 있었다.

1. 총 공기비가 1.18 내지 1.51인 범위에서는, 총 공기비의 저하와 함께 NOx 농도도 저하되었다.

2. 1차 공기비가 0.47 내지 0.68 정도인 경우에, 총 공기비가 동일한 경우라도 노 내에 2차 연소용 공기와 함께 물 분무를 행함으로써, NOx 농도는 저하되었다. 또한, 물 분무량을 증가시킬수록 NOx 농도는 저하되고, 총 공기비가 1.4인 경우에는, 노 내 물 분무량을 90L/쓰레기(t)로 하면 NOx 농도를 30ppm 이하로 할 수 있고, 노 내 물 분무량을 190L/쓰레기(t)로 하면 NOx 농도를 10ppm 이하로 할 수 있었다.

3. 총 공기비가 1.32 내지 1.39에서 2차 연소용 공기와 함께 노 내 물 분무를 행할 경우에, 노 내 물 분무량이 같은 양이어도 1차 공기비가 0.55 내지 0.66인 경우에는 1차 공기비가 0.82 및 0.87인 경우보다 NOx 농도는 약 60ppm 정도 낮아졌다.

지금까지 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않으며, 그 기술 사상의 범위 내에 있어서, 다양한 다른 형태에서 실시되어도 되는 것은 물론이다. 예를 들어, 실시 형태에서는, 2차 연소용 공기 흡입 노즐과 물 분무 노즐의 개수를 동일하게 했지만, 2차 연소용 공기 흡입 노즐과 물 분무 노즐의 개수는 달라도 된다. 또한, 2차 연소용 공기 흡입 노즐에 물 분무 노즐을 내부 삽입했지만, 2차 연소장에 2차 연소용 공기와 수분을 공존시킬 수 있으면, 2차 연소용 공기 흡입 노즐과 물 분무 노즐을 개별로 설치해도 된다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 도시 쓰레기, 슈레더 더스트, 폐플라스틱 등의 폐기물을 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법 및 폐기물 소각로에 이용 가능하다.

1, 11 : 유동상 소각로
2, 12 : 노 본체
3, 13 : 유동상
4, 14, 14A, 14B : 상판
5, 15 : 불연물 배출구
6, 16 : 배기구
7, 17 : 프리보드
8, 18 : 2차 연소용 공기 흡입 노즐
9, 19 : 물 분무 노즐
21a, 21b, 45 : 측벽
21S1, 22S2 : 경사부
22 : 이동층
23 : 유동층
24 : 구획판
25, 26 : 공기 상자
27 : 저판
28, 38 : 노상 온도계
31A, 31B, 32A, 32B, 35 : 공기관
36 : 공기 블로워
37, 47, 67, 87 : 공급 슈트
39, 59, 71, 84 : 노정 온도계
V1-1, V1-2, V2-1, V2-2, 51A, 51B, 51C : 조절 밸브
41 : 스토우커로
43 : 푸셔
44, 44A, 44B, 44C, 64 : 화격자군
46, 86 : 화격자
48, 68, 88 : 2차 연소용 공기 흡입 노즐
49, 69, 89 : 물 분무 노즐
55 : 공기 공급관
57 : 연소실
61 : 킬른
62 : 스토우커로
63 : 2차 연소실
65 : 1차 연소용 공기 흡입 노즐
66 : 연료 공급 노즐
72 : 킬른 스토우커로
81 : 가스화 연소로
82 : 1차 노
83 : 2차 노
85 : 1차 연소용 공기 공급관

Claims

폐기물을 소각로에 의해 소각 처리하는 폐기물의 처리 방법에 있어서,
1차 공기비를 0.3 내지 0.8로 하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 생성된 가연 가스에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행하고, 가연 가스를 수분의 존재 하에서 2차 연소시키는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 물 분무량은, 폐기물의 습도 중량 1톤당 30 내지 600 리터인 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소각로가 유동상로이며, 1차 공기로서 유동화 공기량을 공기비로 0.3 내지 0.8이 되도록 공급하는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각로가 유동상로이며, 유동상에 공급되는 유동화 공기량을 영역마다 차를 마련하고, 적어도 1개의 영역의 유동화 속도를 다른 영역의 유동화 속도보다 크게 하고, 상기 다른 영역에 유동사가 침강하는 이동층을 형성하고, 상기 적어도 1개의 영역에 유동사가 상승하는 유동층을 형성하고, 상기 이동층에 폐기물을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 유동상로의 노상 온도를 500 내지 650℃로 유지하는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소각로가 스토우커로이며, 당해 스토우커로의 주 연소대 화격자의 하방으로부터 폐기물 중에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 주 연소대의 상방에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소각로는 원통 형상의 킬른 및 상기 킬른의 출구에 설치된 2차 연소실을 구비하고, 상기 킬른 내에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 연소실에 있어서 상기 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소각로는 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하는 1차 노와 상기 가연 가스를 2차 연소시키는 2차 노를 구비한 가스화 연소로이며, 상기 1차 노에 있어서 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 노에 있어서 상기 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 하는, 폐기물의 처리 방법.
폐기물을 소각 처리하는 소각로에 있어서, 폐기물로부터 가연 가스를 생성시키는 1차 연소부와, 생성된 가연 가스를 연소시키는 2차 연소부와, 상기 1차 연소부에 공기를 공급하는 1차 연소용 공기 공급 수단과, 상기 2차 연소부에 공기를 공급하는 2차 연소용 공기 공급 수단과, 상기 2차 연소부에 물 분무를 행하는 물 분무 수단을 구비하고, 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해, 0.3 내지 0.8의 공기비로 1차 연소부에 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 연소부에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 공급하는 2차 연소용 공기와 함께 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행하고, 상기 가연 가스를 수분의 존재 하에서 2차 연소시키도록 한 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항에 있어서, 상기 물 분무 수단에 의한 물 분무량은, 폐기물의 습도 중량 1톤당 30 내지 600 리터인 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 상기 물 분무 수단을 내부 삽입시킨 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각로는 유동상 소각로이며, 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 상기 유동상에 유동화 공기를 공급함으로써 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하고, 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 프리보드에 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 프리보드에 물 분무를 행하고, 가연 가스를 수분의 공존 하에서 연소시키도록 한 것을 특징으로 하는, 소각로.
제12항에 있어서, 상기 유동상의 온도를 500 내지 650℃로 유지하는 것을 특징으로 하는, 소각로.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 유동상에 공급되는 유동화 공기량을 영역마다 차를 마련하고, 적어도 1개의 영역의 유동화 속도를 다른 영역의 유동화 속도보다 크게 하여, 상기 다른 영역에 유동사가 침강하는 이동층을 형성하고, 상기 적어도 1개의 영역에 유동사가 상승하는 유동층을 형성하고, 상기 이동층에 폐기물을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각로가 주 연소대 화격자를 구비한 스토우커로이며, 상기 주 연소대 화격자의 하방으로부터 폐기물 중에 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 연소실 내의 주 연소대의 상방에 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스의 2차 연소를 행하게 하는 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각로는 원통 형상의 킬른 및 상기 킬른의 출구에 2차 연소실을 구비하고, 킬른 내에 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 연소실에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 존재 하에서 가연 가스를 2차 연소시키는 것을 특징으로 하는, 소각로.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소각로는 폐기물의 일부를 연소시켜서 가연 가스를 생성하는 1차 노와 상기 가연 가스를 2차 연소시키는 2차 노를 구비한 가스화 연소로이며, 상기 1차 노에 있어서 상기 1차 연소용 공기 공급 수단에 의해 1차 연소용 공기를 공급하여 가연 가스를 생성시키는 동시에, 상기 2차 노에 있어서 상기 2차 연소용 공기 공급 수단에 의해 2차 연소용 공기를 공급하는 동시에 상기 물 분무 수단에 의해 물 분무를 행함으로써 수분의 공존 하에서 가연 가스를 2차 연소시키는 것을 특징으로 하는, 소각로.