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JP2003329228A - 廃棄物焼却炉 - Google Patents

廃棄物焼却炉

Info

Publication number
JP2003329228A
JP2003329228A JP2002133719A JP2002133719A JP2003329228A JP 2003329228 A JP2003329228 A JP 2003329228A JP 2002133719 A JP2002133719 A JP 2002133719A JP 2002133719 A JP2002133719 A JP 2002133719A JP 2003329228 A JP2003329228 A JP 2003329228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen
combustion
stoker
enriched air
grate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002133719A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Suzuki
実 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2002133719A priority Critical patent/JP2003329228A/ja
Publication of JP2003329228A publication Critical patent/JP2003329228A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火格子又は流動床の下から吹き込む空気に酸
素富化した空気を使用した場合でも、NOxの発生の少
ない廃棄物焼却炉を提供する。 【解決手段】 ストーカは、乾燥ストーカ3、燃焼スト
ーカ4、後燃焼ストーカ5の3つに分けられているが、
それぞれのストーカの下部からは、酸素富化空気供給管
18、19、20を通して酸素富化空気が吹き込まれて
いる。これらの酸素富化空気中の酸素濃度は、酸素富化
空気供給管18において1番高く、酸素富化空気供給管
20において1番低くなるようにされている。このた
め、未燃分が多く燃焼に多くの酸素を必要とし、かつ温
度の低い乾燥ストーカ3では、多量の酸素を供給されて
燃焼が安定するようになる。そして、燃焼がほぼ終了
し、かつ温度の高い後燃焼ストーカ5では、吹き込まれ
る酸素の量が少なくなる。これにより、NOxの発生量
を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物を焼却する火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却
炉として、火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉が広く用
いられている。その代表的なものの概略図を図2に示
す。ホッパ1に投入されたごみ2は、シュートを通して
乾燥ストーカ3に送られ、下からの空気と炉内の輻射熱
により乾燥されると共に、昇温されて着火する。着火し
て燃焼を開始したごみ2は、燃焼ストーカ4に送られ、
下から送られる燃焼空気によりガス化され、一部は燃焼
する。そして、更に後燃焼ストーカ5で、未燃分が完全
に燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、主灰シュー
ト6より外部に取出される。
【0003】燃焼は主燃焼室7内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井8の存在により、主煙道9と副煙道10に
別れて排出される。主煙道9を通る排ガスには、未燃分
はほとんど含まれず、酸素が10%程度含まれている。
副煙道10を通る排ガスには、未燃分が8%程度含まれ
ている。これらの排ガスは、2次燃焼室11で混合さ
れ、2次的な燃焼が行われて未燃分が完全に燃焼する。
2次燃焼室11からの排ガスは、除塵室12で粒径の大
きなダストを除去された後、廃熱ボイラ13に送られ、
熱交換された後に減温塔、バグフィルタ等を経由して外
部に放出される。
【0004】このような火格子式又は流動床式廃棄物焼
却炉において、都市ごみを焼却処理する場合、都市ごみ
が性状の異なる数多くの物質からなるため、炉内の燃焼
状態を一定に維持することは困難であり、主燃焼室7内
の温度や燃焼ガスの濃度の分布が時間的、空間的に不均
一となることは避けられない。
【0005】特に、乾燥ストーカ上の乾燥領域では、ご
みの性状によっては水蒸気が大量に発生したり、ごみ中
の可燃分が一時的に低下することにより着火が不安定に
なることがあり、これらに起因してCOスパイクといわ
れる現象が発生することがある。これは、火炎が消失し
てCOを多量に含む未燃ガスが2次燃焼室に流れ込み、
ここでも燃焼しきれずに外部に放出される現象である。
COスパイクは、主燃焼室7内での燃焼が不安定になっ
た場合にも発生する。COスパイクが発生すると、有害
物質を含んだ排ガスが炉外に放出されることになり、公
害防止の上から好ましくない。
【0006】また、主燃焼室7での火炎温度が高くなる
と、ダストが中間天井8や炉壁に溶着し、クリンカと呼
ばれる付着物が発生して炉内ガスの流路を狭めたり、巨
大化したクリンカが炉底部に落下して火格子等を損傷さ
せるという問題点がある。さらに、火炎の状態が不安定
であると、火炎が吹き飛びやすく、高負荷燃焼が困難で
あるという問題点がある。
【0007】このような問題点を解消し、かつ、排ガス
顕熱の有効利用を図るために、排ガス又は排ガスと空気
との混合気体を、主燃焼室のストーカの上部に吹き込
み、その保炎効果により、未燃分をストーカ近く(炉の
下部)で燃焼させて、燃焼状態を安定させると共に、天
井近くでの燃焼を防いでクリンカの発生や天井の耐火物
の溶損を防止する方法が提案されている。
【0008】また、ストーカの下から吹き込まれる空気
に酸素富化を行うことにより、廃棄物の燃焼を良好にし
て、燃焼状態を安定させる試みも行われている。そし
て、これらを組み合わせた技術が、特開2002−13
715号公報に記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストー
カの下から吹き込まれる空気に酸素富化を行うことによ
り、廃棄物の燃焼を良好にする技術は、現在知られてい
る限りにおいては、いずれもストーカ全体に亘って、一
様に酸素富化を行った空気を吹き込んでいる。しかる
に、燃焼に必要な酸素量は、ストーカ全体に亘って一様
ではなく、一般的に、廃棄物が着火した直後の部分にお
いては多くの酸素を必要とするが、廃棄物がストーカの
上を進行し、ストーカの後段に至った場合には、既にほ
とんどの部分が燃焼を終了しており、かつ高温となって
いるので、燃焼には多くの酸素を必要としない。
【0010】よって、高温部において酸素リッチな部分
が発生するので、多量のNOxの発生が避けられないと
いう問題が生じる。また、炉内に局所的な高温場が生
じ、火格子や炉壁が焼損するという問題が生じる。この
ような事情は、火格子式の廃棄物焼却炉のみならず、流
動床式の廃棄物焼却炉についても同じである。
【0011】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、火格子又は流動床の下から吹き込む空気に酸素
富化した空気を使用した場合でも、NOxの発生が少な
く、かつ酸素の実質的な消費量の少ない廃棄物焼却炉を
提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉で
あって、主燃焼室に火格子又は流動床の下の少なくとも
一部から酸素富化空気を供給するものにおいて、前記酸
素富化空気中の酸素濃度が、廃棄物の進行方向に行くに
従って低下するようにされていることを特徴とする廃棄
物焼却炉(請求項1)である。
【0013】本手段においては、酸素富化空気中の酸素
濃度が、廃棄物の進行方向に行くに従って低下するよう
にされているので、多くの酸素を必要とする廃棄物の燃
焼初期においては酸素濃度の高い酸素富化空気が供給さ
れ、燃焼終了近くになって多くの酸素を必要としなくな
り、かつ高温となっている部分においては酸素濃度の低
い酸素富化空気(または酸素を富化しない空気)が使用
される。よって、安定な燃焼を実現しながら、NOxの
発生を低減すると共に、火格子や流動床の焼損を回避す
ることができる。
【0014】なお、酸素濃度を変化させる方式として
は、火格子毎、流動床毎に行うのが最も簡単であるが、
同じ火格子内、流動床内においても酸素濃度が変化する
ようにしてもよい。
【0015】前記課題を解決するための第2の手段は、
火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉であって、主燃焼室
に火格子又は流動床の下の少なくとも一部から酸素富化
空気を供給すると共に、排ガス又は排ガスと空気の混合
気体を、主燃焼室の火格子又は流動床の上部に吹き込む
方式のものにおいて、前記酸素富化空気中の酸素濃度
が、廃棄物の進行方向に行くに従って低下するようにさ
れていることを特徴とする廃棄物焼却炉(請求項2)で
ある。
【0016】本手段においては、前記第1の手段に加え
て、排ガス又は排ガスと空気の混合気体を、主燃焼室の
火格子又は流動床の上部に吹き込む機構が設けられてい
る。よって、この排ガス循環設備により吹き込まれる気
体の保炎作用により、廃棄物のガス化が促進される。ま
た、主燃焼室での燃焼が安定して、炉出口でのCOの発
生が低下すると共に、天井部付近での燃焼が少なくなる
ので、天井の耐火物が溶損したり、クリンカが発生する
ことを少なくすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態の
例である廃棄物焼却炉を示す図である。ホッパ1に投入
されたごみ2は、シュートを通して乾燥ストーカ3に送
られ、下からの酸素富化空気と炉内の輻射熱により乾燥
されると共に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開
始したごみ2は、燃焼ストーカ4に送られ、下から送ら
れる燃焼空気によりガス化され、一部は燃焼する。そし
て、更に後燃焼ストーカ5で、未燃分が完全に燃焼す
る。そして、燃焼後に残った灰は、主灰シュート6より
外部に取出される。
【0018】燃焼は主燃焼室7内で行われ、燃焼排ガス
は、中間天井8の存在により、主煙道9と副煙道10に
別れて排出される。主煙道9を通る排ガスには、未燃分
はほとんど含まれず、酸素が10%程度含まれている。
副煙道10を通る排ガスには、未燃分が8%程度含まれ
ている。これらの排ガスは、2次燃焼室11で混合さ
れ、2次的な燃焼が行われて未燃分が完全に燃焼する。
2次燃焼室11からの排ガスは、除塵室12で粒径の大
きなダストを除去された後、廃熱ボイラ13に送られ、
熱交換された後に、減温塔、バグフィルタ等からなる排
ガス処理設備14を経由して誘引ファン15で誘引さ
れ、煙突16から大気に放散される。
【0019】誘引ファン15の出側の排ガスの一部は、
主燃焼室7に設けられたノズル群17に導かれ、主燃焼
室7のストーカ上方に吹き込まれる。必要に応じて、こ
の排ガス循環系統において、排ガスに空気が混合され、
酸素が富化された排ガスが吹き込まれるようにされてい
る。これにより、ごみ2より発生する未燃ガスが、スト
ーカ直上で燃焼するようになり、燃焼が安定する。
【0020】図1に示す廃棄物焼却炉においては、スト
ーカは、乾燥ストーカ3、燃焼ストーカ4、後燃焼スト
ーカ5の3つに分けられているが、それぞれのストーカ
の下部からは、酸素富化空気供給管18、19、20を
通して酸素富化空気が吹き込まれている。すなわち、図
に示すように、各酸素富化空気供給管18、19、20
の前で、空気と酸素が混合されて酸素富化空気が作ら
れ、これがストーカの下側に吹き込まれる。
【0021】これらの酸素富化空気中の酸素濃度は、酸
素富化空気供給管18において1番高く(望ましくは24
〜26%)、酸素富化空気供給管20において1番低く
(望ましくは21〜23%)なるようにされている。このた
め、未燃分が多く燃焼に多くの酸素を必要とし、かつ温
度の低い乾燥ストーカ3では、多量の酸素を供給されて
燃焼が安定するようになる。そして、燃焼がほぼ終了
し、かつ温度の高い後燃焼ストーカ5では、吹き込まれ
る酸素の量が少なくなる。これにより、全体での燃焼が
安定して行われるようになると共に、NOxの発生量を
減少させることができる。
【0022】なお、以上の実施の形態においては、排ガ
ス循環系統を有するものについて説明したが、本発明
は、排ガス循環系統を有しない廃棄物焼却炉にも適用で
きる。また、炉内状況を監視したり、排ガス中のNOx
濃度やCO濃度を監視したりして、状況に応じて酸素富
化空気中の酸素濃度を調整するようにすると、排ガスの
低公害化がさらに促進される。具体例としては表1に示
すようなアクションをとることが好ましい。 (表1)
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本手段によれば、
火格子又は流動床の下から吹き込む空気に酸素富化した
空気を使用した場合でも、NOxの発生の少ない廃棄物
焼却炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の例である廃棄物焼却炉を
示す図である。
【図2】従来の廃棄物焼却炉を示す図である。
【符号の説明】
1…ホッパ、2…ごみ、3…乾燥ストーカ…、4…燃焼
ストーカ、5…後燃焼ストーカ、6…主灰シュート、7
…主燃焼室、8…中間天井、9…主煙道、10…副煙
道、11…2次燃焼室、12…除塵室、13…廃熱ボイ
ラ、14…排ガス処理設備、15…誘引ファン、16…
煙突、17…ノズル群、18,19,20…酸素富化空
気供給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F23L 9/02 F23L 9/02 // F23C 10/00 F23H 11/10 F23H 11/10 F23C 11/02 301 Fターム(参考) 3K023 JA02 JD02 KA02 KB01 KB12 KD01 3K061 HA03 HA17 HA21 HA27 HA29 3K064 AA01 AB03 AD08 AE01 BA09 3K065 AA01 AA11 AB01 AC01 GA03 GA07 GA13 GA14 GA22 GA23 GA26 GA33 GA53

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉であ
    って、主燃焼室に火格子又は流動床の下の少なくとも一
    部から酸素富化空気を供給するものにおいて、前記酸素
    富化空気中の酸素濃度が、廃棄物の進行方向に行くに従
    って低下するようにされていることを特徴とする廃棄物
    焼却炉。
  2. 【請求項2】 火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉であ
    って、主燃焼室に火格子又は流動床の下少なくとも一部
    から酸素富化空気を供給すると共に、排ガス又は排ガス
    と空気の混合気体を、主燃焼室の火格子又は流動床の上
    部に吹き込む方式のものにおいて、前記酸素富化空気中
    の酸素濃度が、廃棄物の進行方向に行くに従って低下す
    るようにされていることを特徴とする廃棄物焼却炉。
JP2002133719A 2002-05-09 2002-05-09 廃棄物焼却炉 Pending JP2003329228A (ja)

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JP2002133719A JP2003329228A (ja) 2002-05-09 2002-05-09 廃棄物焼却炉

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717732B1 (ko) 2005-03-25 2007-05-11 (주)메디코 감염성 폐기물 소각로
WO2013099208A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 川崎重工業株式会社 複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設
WO2023112862A1 (ja) 2021-12-14 2023-06-22 日立造船株式会社 廃棄物焼却設備

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717732B1 (ko) 2005-03-25 2007-05-11 (주)메디코 감염성 폐기물 소각로
WO2013099208A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 川崎重工業株式会社 複合施設における焼却炉の燃焼促進方法及び複合施設
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