JP2003322321A - ストーカ式ごみ焼却炉の燃焼方法及びストーカ式ごみ焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低空気比燃焼により排ガス中のＮＯｘやＣＯ
等の有害物質の発生を抑制すると共に、熱回収後の排ガ
スを再循環ガスとして炉内に吹き込んで炉壁へのクリン
カの生成や炉壁の損傷を防止する。 【解決手段】 乾燥ストーカ１０ａ、燃焼ストーカ１０
ｂ及び後燃焼ストーカ１０ｃを備えたストーカ式ごみ焼
却炉１に於いて、ストーカ１０へ一次空気比が１．０〜
１．２の一次燃焼空気Ａ１を供給すると共に、後燃焼ス
トーカ１０ｃ上で発生する後燃焼段ガスＧ′を炉外へ引
き抜き、又、一次燃焼室１２の下流側流域に排ガスＧ″
の一部を再循環ガスとして吹き込み、前記再循環ガスに
より乾燥ストーカ１０ａ及び燃焼ストーカ１０ｂ上で発
生する燃焼ガスＧを攪拌・混合して一次燃焼室１２と二
次燃焼室１３との間に還元ゾーン２５を形成し、更に、
後燃焼ストーカ１０ｃの上部空間から引き抜いた後燃焼
段ガスＧ′を還流ガスとして二次燃焼室１３内に吹き込
む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に都市ごみや産
業廃棄物等を焼却処理するごみ焼却炉、特に乾燥ストー
カ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るストーカ
を備えたストーカ式ごみ焼却炉の燃焼方法及びストーカ
式ごみ焼却炉の改良に係り、低空気比燃焼を行うことに
よって排ガス中のＮＯｘやＣＯ等の有害物質を抑制する
と共に、熱回収後の排ガスの一部を再循環ガスとして炉
内に吹き込むことによって炉壁へのクリンカの生成や炉
壁の損傷を防止するようにしたストーカ式ごみ焼却炉の
燃焼方法及びストーカ式ごみ焼却炉に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、都市ごみや産業廃棄物等（以下
ごみと云う）の処理方法としては、所謂焼却による処理
がその主流を占めており、ストーカ式ごみ焼却炉や流動
床式ごみ焼却炉を用いた処理方法が多く実用化されてい
る。その中でもストーカ式ごみ焼却炉は、多くの稼働実
績を有するごみ焼却炉であり、ごみを比較的安定して燃
焼させることができると云う優れた実用的効用を有して
いる。又、ストーカ式ごみ焼却炉には、大都市部でのご
みの排出量の増加に伴い、大量のごみを連続的に焼却処
理できるように大容量で且つ自動運転型のものが多く用
いられている。

【０００３】図２は従来のストーカ式ごみ焼却炉３０を
備えたごみ処理プラントの概略系統図を示すものであ
り、当該ごみ処理プラントは、ストーカ式ごみ焼却炉３
０、廃熱ボイラ３１、過熱器３２、エコノマイザ３３、
脱気ヒータ３４、バグフィルター３５及び誘引通風機３
６等から構成されており、ストーカ式ごみ焼却炉３０で
都市ごみや産業廃棄物等のごみを焼却処理して減量化及
び減容化すると共に、ストーカ式ごみ焼却炉３０内で発
生した高温の燃焼ガスを廃熱ボイラ３１、過熱器３２、
エコノマイザ３３、脱気ヒータ３４で熱回収し、バグフ
ィルター３５を通過させてクリーンガスとした後、誘引
通風機３６から煙突（図示省略）へ送り込むようになっ
ている。

【０００４】又、ストーカ式ごみ焼却炉３０は、炉本体
３７、ごみ供給ホッパ３８、ストーカ３９、乾燥ストー
カ３９ａ、燃焼ストーカ３９ｂ、後燃焼ストーカ３９
ｃ、ストーカ下ホッパ４０、一次燃焼室４１、二次燃焼
室４２、灰出し口４３、排ガス出口４４、一次燃焼空気
供給管４５、一次燃焼空気送風機４６、二次燃焼空気供
給管４７、二次燃焼空気送風機４８、ダンパ４９、酸素
濃度検出器５０、還流ガス供給管５１、還流ガス送風機
５２、熱交換器５３等から構成されており、後燃焼スト
ーカ３９ｃ上で発生した残存酸素が多く含まれている後
燃焼段ガスＧ′を引き抜いてこれを炉内に吹き込むこと
によって、乾燥ストーカ３９ａ及び燃焼ストーカ３９ｂ
上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧを攪拌・混合し、炉内
に均一な還元ゾーンを形成してＮＯｘの発生を抑制し、
その後炉内に二次燃焼空気Ａ２を吹き込むことによっ
て、ＣＯ等の未燃ガスを完全燃焼させ、ダイオキシン類
の発生を低減するようにしたものである。

【０００５】即ち、前記ストーカ式ごみ焼却炉３０に於
いては、ストーカ３９下から供給する一次燃焼空気Ａ１
の供給量を一次空気比で０．９〜１．０とすると共に、
後燃焼ストーカ３９ｃ上で発生する酸素濃度の高い後燃
焼段ガスＧ′を炉内から引き抜き、引き抜いた後燃焼段
ガスＧ′を熱交換器５３により冷却して減温した後、還
流ガスとして一次燃焼室４１の下流側領域に吹き込み、
前記後燃焼段ガスＧ′により乾燥ストーカ３９ａ及び燃
焼ストーカ３９ｂ上で発生した乾燥・燃焼段ガスＧを攪
拌・混合して一次燃焼室４１と二次燃焼室４２との間に
燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧと後燃焼段ガスＧ′が混
合されたガス）の温度及び組成が均一な還元ゾーン５４
を形成し、更に、二次燃焼空気送風機４６から二次燃焼
室４２内に必要最小限の二次燃焼空気Ａ２（二次空気比
で０．３〜０．４）を吹き込み、一次燃焼空気Ａ１と二
次燃焼空気Ａ２の合計空気量を空気比で約１．３とした
状態で二次燃焼室４２内の燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガス
Ｇと後燃焼段ガスＧ′が混合されたガス）中の未燃ガス
や未燃物を完全燃焼させるようにしている。

【０００６】従って、このストーカ式ごみ焼却炉３０に
よれば、一次燃焼室４１で発生した乾燥・燃焼段ガスＧ
は、炉内へ吹き込まれる後燃焼段ガスＧ′と二次燃焼空
気Ａ２とにより二回に亘って良好且つ確実に攪拌・混合
される。その結果、大量の燃焼空気を炉内へ吹き込むこ
となく、燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧと後燃焼段ガス
Ｇ′が混合されたガス）中の未燃ガスや未燃物を完全燃
焼させることができると共に、ＮＯｘやＣＯ、ダイオキ
シン類等の発生を抑制することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、従来のスト
ーカ式ごみ焼却炉３０に於いても、下記の（１）〜
（６）に示すような問題点が残されている。 （１）炉内に還元ゾーン５４を形成するためには一次燃
焼空気Ａ１の供給量を一次空気比で１．０以下とした状
態で完全燃焼させなければならず、そのためには高性能
ストーカの採用が必要となり、既設炉に導入する際には
改造コストが高くなると云う問題がある。 （２）炉内に供給するごみのごみ質が低いと、一次燃焼
空気Ａ１の供給量を一次空気比で１．０以下とした状態
で完全燃焼させるのは困難であり、この場合には炉内に
還元ゾーン５４を形成するのが難しいと云う問題があ
る。 （３）一次燃焼室４１と二次燃焼室４２との間に吹き込
まれる還流ガスとして、後燃焼ストーカ３９ｃ上方の後
燃焼段ガスＧ′（この後燃焼段ガスＧ′はＨＣｌやＳＯ
ｘ等の腐食性ガスが少なく、且つ残存酸素が多く含まれ
ている）を炉内より引き抜くため、その量が制約される
ことになる。その結果、乾燥ストーカ３９ａ及び燃焼ス
トーカ３９ｂ上で発生する乾燥・燃焼段ガスＧの攪拌・
混合を十分に行えないことがあり、この場合には炉内に
均一な還元ゾーン５４を形成することができず、ＮＯｘ
の発生を十分に抑制できないと云う問題が発生する。 （４）後燃焼段ガスＧ′（還流ガス）の吹き込みにより
形成される還元ゾーン５４は、最も温度が高くなる。そ
のため、水冷壁（ボイラ）等の炉壁冷却構造を持たない
ストーカ式ごみ焼却炉３０では、ごみ質が高い場合に還
元ゾーン５４の温度が灰の溶融点以上となり、クリンカ
の生成や炉壁耐火物の損傷を招くと云う問題がある。 （５）後燃焼ストーカ３９ｃの上部空間から引き抜いた
後燃焼段ガスＧ′（還流ガス）は、還流ガス送風機５２
の耐用温度から熱交換器５３により３００℃以下に冷却
しなければならない。その結果、熱交換器５３を設置す
るための設置スペースが必要になる。 （６）二次空気比が０．３〜０．４の二次燃焼空気Ａ２
を常温で炉内へ吹き込む場合、ストーカ式ごみ焼却炉３
０の規模や炉内に供給されるごみのごみ質によっては二
次燃焼室４２内に於ける燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ
と後燃焼段ガスＧ′が混合されたガス）の攪拌・混合が
不十分になる虞がある。二次燃焼室４２内の燃焼ガスの
攪拌・混合を促進するために二次燃焼空気Ａ２を加熱す
るようにした場合、空気予熱器の追加若しくは容量をア
ップさせる必要がある。その結果、コスト高になると共
に、空気予熱器での蒸気の使用量の増加により、発電効
率の低下につながると云う問題が発生する。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたものであり、その目的は低空気比燃焼を行うことに
よって排ガス中のＮＯｘやＣＯ等の有害物質の発生を十
分に抑制できると共に、熱回収後の排ガスを再循環ガス
として炉内に吹き込むことによって炉壁へのクリンカの
生成や炉壁の損傷を防止できるようにしたストーカ式ご
み焼却炉の燃焼方法及びストーカ式ごみ焼却炉を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明の請求項１に記載の発明は、乾燥ストーカ、
燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るストーカを備
え、ストーカ上方の一次燃焼室内に各ストーカ下から一
次燃焼空気を個別に供給するようにしたストーカ式ごみ
焼却炉に於いて、ストーカ下から供給する一次燃焼空気
の供給量を一次空気比で１．０〜１．２とすると共に、
後燃焼ストーカ上で発生する後燃焼段ガスを炉外へ引き
抜き、又、一次燃焼室の下流側流域に熱回収後の排ガス
の一部を再循環ガスとして吹き込み、前記再循環ガスに
より乾燥ストーカ及び燃焼ストーカ上で発生する乾燥・
燃焼段ガスを攪拌・混合して一次燃焼室と二次燃焼室と
の間に還元ゾーンを形成し、更に、後燃焼ストーカの上
部空間から引き抜いた後燃焼段ガスを還流ガスとして二
次燃焼室内に吹き込むようにしたことに特徴がある。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、後燃焼
ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼段ガスを、熱
交換器により熱回収して減温した後、常温の二次燃焼空
気と混合して二次燃焼室内に吹き込むようにしたことに
特徴がある。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、二次燃
焼空気の供給量を二次空気比で０．２〜０．４とし、全
空気比を１．２〜１．４とした状態で二次燃焼室内の未
燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたことに特徴
がある。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、乾燥ス
トーカに供給される一次燃焼空気、燃焼ストーカに供給
される一次燃焼空気及び一次燃焼室の下流側領域に供給
される再循環ガスが夫々保有する酸素量の合計がごみの
理論燃焼空気として必要な酸素量と同等以下になるよう
に、一次燃焼室の下流側領域に吹き込まれる再循環ガス
の量を制御するようにしたことに特徴がある。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、乾燥ス
トーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカから成るスト
ーカを備え、ストーカ上方の一次燃焼室内に各ストーカ
下から一次燃焼空気を個別に供給するようにしたストー
カ式ごみ焼却炉に於いて、ごみ焼却炉から排出されて熱
回収された排ガスの一部を再循環ガスとして一次燃焼室
の下流側領域に導く再循環ガス路と、再循環ガス路に介
設された再循環ガス送風機と、後燃焼ストーカ上で発生
する後燃焼段ガスを引き抜いてこれを還流ガスとして一
次燃焼室の下流側にある二次燃焼室に導く還流ガス路
と、還流ガス路に介設された還流ガス送風機と、還流ガ
ス路の還流ガス送風機よりも上流側部分に配置された熱
交換器とを備えていることに特徴がある。

【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、還流ガ
ス路の還流ガス送風機よりも上流側部分に二次燃焼空気
供給管を接続し、還流ガス路内を流れる後燃焼段ガスに
二次燃焼空気を混合するようにしたことに特徴がある。

【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、還流ガ
ス路の還流ガス送風機よりも上流側部分に接続した二次
燃焼空気供給管に一次燃焼空気送風機の出口側から分岐
した常温空気を二次燃焼空気として供給し、還流ガス路
内を流れる後燃焼段ガスに前記常温空気を混合して二次
燃焼室内に吹き込むようにしたことに特徴がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の方法を実施
するためのストーカ式ごみ焼却炉１を備えたごみ処理プ
ラントの概略系統図を示し、当該ごみ処理プラントは、
ストーカ式ごみ焼却炉１、廃熱ボイラ２、過熱器３、エ
コノマイザ４、脱気ヒータ５、バグフィルター６及び誘
引通風機７等から構成されており、ストーカ式ごみ焼却
炉１で都市ごみや産業廃棄物等のごみを焼却処理して減
量化及び減容化すると共に、ストーカ式ごみ焼却炉１内
で発生した高温の燃焼ガスを廃熱ボイラ２、過熱器３、
エコノマイザ４、脱気ヒータ５で熱回収し、バグフィル
ター６を通過させてクリーンガスとした後、誘引通風機
７から煙突（図示省略）へ送り込むようになっている。

【００１７】前記ストーカ式ごみ焼却炉１は、炉本体
８、ごみ供給ホッパ９、ストーカ１０、乾燥ストーカ１
０ａ、燃焼ストーカ１０ｂ、後燃焼ストーカ１０ｃ、ス
トーカ下ホッパ１１、一次燃焼室１２、二次燃焼室１
３、灰出し口１４、排ガス出口１５、一次燃焼空気供給
装置１６、再循環ガス路１７、再循環ガス送風機１８、
還流ガス路１９、還流ガス送風機２０、熱交換器２１、
二次燃焼空気供給管２２、ダンパ２３及び酸素濃度検出
器２４等から構成されており、ストーカ１０下に供給す
る一次燃焼空気Ａ１の供給量を一次空気比で１．０〜
１．２とすると共に、廃熱ボイラ２等により熱回収され
た排ガスＧ″の一部を再循環ガスとして炉内に吹き込ん
で一次燃焼室１２と二次燃焼室１３との間に還元ゾーン
２５を形成し、更に、後燃焼ストーカ１０ｃ上で発生し
た後燃焼段ガスＧ′を炉内より引き抜いて還流ガスと
し、この還流ガスに二次空気比で０．２〜０．４の二次
燃焼空気Ａ２を混合して二次燃焼室１３内に吹き込むよ
うにしたものである。

【００１８】前記ストーカ１０は、乾燥ストーカ１０
ａ、燃焼ストーカ１０ｂ及び後燃焼ストーカ１０ｃから
成り、各ストーカ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの下方にはス
トーカ下ホッパ１１が夫々配設されている。これら各ス
トーカ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、従来公知のものと同
様に可動火格子（図示省略）と固定火格子（図示省略）
とを交互に配列して成り、各可動火格子を流体圧シリン
ダ等の駆動装置（図示省略）で前後方向へ一定のピッチ
で往復動させることによって、ストーカ１０上のごみを
攪拌しながら上流側から下流側へ前進させるようになっ
ている。又、ストーカ１０の上方位置には、ストーカ１
０下から供給された一次燃焼空気Ａ１によりストーカ１
０上を順次前進するごみを燃焼させる一次燃焼室１２
と、一次燃焼室１２で燃焼して生成された未燃ガスや未
燃物を燃焼させる二次燃焼室１３とが夫々設けられてい
る。

【００１９】前記一次燃焼空気供給装置１６は、ストー
カ１０下の各ストーカ下ホッパ１１に分岐状に接続さ
れ、各ストーカ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの下方へ一次燃
焼空気Ａ１を夫々供給する一次燃焼空気供給管２６と、
一次燃焼空気供給管２６に接続された一次燃焼空気送風
機２７と、一次燃焼空気供給管２６の分岐部分に介設さ
れ、各ストーカ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの下方へ供給さ
れる一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整する複数のダンパ
２３等から構成されており、ダンパ２３の開度を変える
ことによって、各ストーカ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの下
方へ供給される一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整できる
ようになっている。この実施の形態に於いては、ストー
カ１０下から供給する一次燃焼空気Ａ１の供給量を一次
空気比（一次燃焼空気量／理論燃焼空気量）で１．０〜
１．２となるようにしている。

【００２０】前記再循環ガス路１７は、廃熱ボイラ２等
により熱回収された排ガスＧ″の一部を引き抜いてこれ
を再循環ガスとして一次燃焼室１２の下流側領域に導く
ものであり、一次燃焼室１２の下流側領域の炉壁に形成
した再循環ガス吹込み口１７ａと、エコノマイザ４と脱
気ヒータ５との間の排ガスダクトと前記再循環ガス吹込
み口１７ａとを連通状に接続する再循環ガス供給管１７
ｂとから成り、再循環ガス供給管１７ｂに介設した再循
環ガス送風機１８によりエコノマイザ４下流側の熱回収
された排ガスＧ″（酸素濃度が３．５％〜６％の排ガス
Ｇ″）の一部を再循環ガス供給管１７ｂに吸い込み、こ
の吸い込んだ排ガスＧ″を再循環ガスとして再循環ガス
吹込み口１７ａから一次燃焼室１２の下流側領域へ吹き
込めるようになっている。この再循環ガスの吹き込み量
は、再循環ガス供給管１７ｂに介設したダンパ２３によ
り調整されている。尚、排ガスＧ″の一部を再循環ガス
として一次燃焼室１２の下流側領域に吹き込むのは、乾
燥ストーカ１０ａ及び燃焼ストーカ１０ｂ上で発生する
乾燥・燃焼段ガスＧを攪拌・混合し、一次燃焼室１２と
二次燃焼室１３との間に燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ
と排ガスＧ″が混合されたガス）の温度及び組成が均一
な還元ゾーン２５を形成するためである。この還元ゾー
ン２５の形成によりＮＯｘの発生を抑制することができ
る。この実施の形態に於いては、一次燃焼室１２の下流
側領域の空気比（酸素比＝乾燥ストーカ１０ａ及び燃焼
ストーカ１０ｂへ供給される一次燃焼空気Ａ１の酸素量
＋再循環ガスに含まれている酸素量／理論燃焼空気の酸
素量）が１．０以下、好ましくは空気比が０．８〜１．
０の均一な還元ゾーン２５を形成できるように再循環ガ
ス（排ガスＧ″）の量が調整されている。このときの再
循環ガス量Ｑは、次の式により求められる。 Ｑ×再循環ガスの酸素濃度＋（乾燥ストーカ１０ａへ供
給される一次燃焼空気量＋燃焼ストーカ１０ｂへ供給さ
れる一次燃焼空気量）×０．２１＝基準空気量×０．２
１×還元ゾーン２５の空気比

【００２１】上記実施の形態に於いては、エコノマイザ
４出口部の排ガスＧ″の一部を引き抜いてこれを再循環
ガスとして使用しているが、他の実施の形態に於いて
は、バグフィルター６出口部の排ガスＧ″、脱気ヒータ
５出口部の排ガスＧ″又、廃熱ボイラ２出口部の排ガス
Ｇ″等を引き抜いてこれを再循環ガスとして使用するよ
うにしても良い。

【００２２】前記還流ガス路１９は、後燃焼ストーカ１
０ｃ上で発生する後燃焼段ガスＧ′（残存酸素が多く含
まれている）を炉外へ引き抜いてこれを還流ガスとして
一次燃焼室１２の下流側にある二次燃焼室１３に導くも
のであり、後燃焼ストーカ１０ｃ上方の炉壁に一次燃焼
室１２に連通するように形成された吸引室１９ａと、二
次燃焼室１３の炉壁に形成した複数の還流ガス吹込み口
１９ｂと、吸引室１９ａと各還流ガス吹込み口１９ｂを
連通状に接続する還流ガス供給管１９ｃとから成り、還
流ガス供給管１９ｃに介設した還流ガス送風機２０によ
り後燃焼ストーカ１０ｃ上方の後燃焼段ガスＧ′を吸引
室１９ａへ吸い込み、この吸い込んだ後燃焼段ガスＧ′
を還流ガスとして還流ガス吹込み口１９ｂから二次燃焼
室１３内へ吹き込めるようになっている。尚、後燃焼ス
トーカ１０ｃ上方の後燃焼段ガスＧ′を炉外へ引き抜く
のは、酸素濃度の高い後燃焼段ガスＧ′が燃焼ストーカ
１０ｂの上方へ流れると、ＮＯｘの発生につながるから
である。又、引き抜いた後燃焼段ガスＧ′を還流ガスと
して二次燃焼室１３内に吹き込むのは、二次燃焼室１３
内に上昇して来た燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧと排ガ
スＧ″が混合されたガス）の攪拌・混合を促進するため
である。

【００２３】前記熱交換器２１は、還流ガス路１９の還
流ガス送風機２０よりも上流側部分（この例では吸引室
１９ａ内）に配置されており、後燃焼ストーカ１０ｃ上
方から引き抜かれた後燃焼段ガスＧ′（還流ガス）を減
温するものである。

【００２４】前記二次燃焼空気供給管２２は、還流ガス
路１９の還流ガス送風機２０よりも上流側部分（還流ガ
ス送風機２０と熱交換器２１との間の還流ガス供給管１
９ｃ）に分岐状に接続されており、還流ガス路１９内を
流れる後燃焼段ガスＧ′に常温の二次燃焼空気Ａ２を混
合できるようになっている。尚、還流ガス路１９内を流
れる後燃焼段ガスＧ′に混合される二次燃焼空気Ａ２
は、二次燃焼室１３内の燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧ
と後燃焼段ガスＧ′と排ガスＧ″が混合されたガス）中
の未燃ガスや未燃物を完全燃焼できるように適切な量に
調整されている。この二次燃焼空気Ａ２の調整は、スト
ーカ式ごみ焼却炉１の排ガス出口１５から排出される排
ガスＧ″中の酸素濃度を酸素濃度検出器２４により検出
し、この検出値に基づいて二次燃焼空気供給管２２に介
設したダンパ２３を制御することにより行われている。
この実施の形態に於いては、二次燃焼空気Ａ２の供給量
を二次空気比で０．２〜０．４とし、全空気比を１．２
〜１．４とした状態で二次燃焼室１３内の燃焼ガス（乾
燥・燃焼段ガスＧと後燃焼段ガスＧ′と排ガスＧ″が混
合されたガス）中の未燃ガスや未燃物を完全燃焼させる
ようにしている。

【００２５】上記実施の形態に於いては、大気中の常温
空気を還流ガス送風機２０により二次燃焼空気供給管２
２内に吸い込んでこれを二次燃焼空気Ａ２として使用し
ているが、他の実施の形態に於いては、図１に破線で示
すように一次燃焼空気送風機２７の出口側から分岐した
常温空気を二次燃焼空気Ａ２として二次燃焼空気供給管
２２に供給するようにしても良い。

【００２６】而して、上述したストーカ式ごみ焼却炉１
に於いては、ごみ供給ホッパ９から炉内に投入されたご
みは、乾燥ストーカ１０ａ、燃焼ストーカ１０ｂ及び後
燃焼ストーカ１０ｃ上を順次前進しながら、一次燃焼空
気送風機２７から一次燃焼空気供給管２６及び各ストー
カ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを通して一次燃焼室１２に供
給される一次燃焼空気Ａ１によって一次燃焼される。

【００２７】即ち、ごみ供給ホッパ９から炉内に投入さ
れたごみは、ごみ供給プッシャー（図示省略）により乾
燥ストーカ１０ａ上へ連続的に供給され、ここで乾燥ス
トーカ１０ａ下から供給される一次燃焼空気Ａ１と高温
状態にある一次燃焼室１２からの輻射熱により加熱・乾
燥されると共にごみの一部に燃焼が始まる。これによ
り、ごみ中の水分が蒸発すると共に、ＣＯやＨＣ等の未
燃ガスが放出される。次に、乾燥されたごみは、引き続
き乾燥ストーカ１０ａから燃焼ストーカ１０ｂ上へ送ら
れ、ここで燃焼ストーカ１０ｂ下から供給される一次燃
焼空気Ａ１によって火炎を上げて燃焼をすると共に、燃
焼ストーカ１０ｂの下流側端部に於いて丁度燃え切り点
に達する。そして、燃焼ストーカ１０ｂの下流側端部に
於いて燃え切ったごみは、引き続き後燃焼ストーカ１０
ｃ上へ送られ、ここで後燃焼ストーカ１０ｃ下から供給
される一次燃焼空気Ａ１により所謂おき燃焼をして未燃
分が殆どない焼却灰となった後、灰出し口１４から落下
排出される。

【００２８】このストーカ式ごみ焼却炉１に於いては、
ストーカ１０下に供給する一次燃焼空気Ａ１の供給量を
一次空気比で１．０〜１．２とした状態でストーカ１０
上のごみを乾燥・燃焼させると共に、後燃焼ストーカ１
０ｃ上で発生した後燃焼段ガスＧ′（腐食性ガスが殆ど
存在せず、酸素濃度の高い燃焼ガスＧ′）を後燃焼スト
ーカ１０ｃの上部空間から還流ガス送風機２０により吸
引室１９ａ内へ引き抜くようにしている。又、このスト
ーカ式ごみ焼却炉１に於いては、乾燥ストーカ１０ａ及
び燃焼ストーカ１０ｂ上で発生した揮発分・未燃分の多
い乾燥・燃焼段ガスＧをストーカ１０上方の一次燃焼室
１２に導き、一次燃焼室１２の下流側領域で排ガスＧ″
（再循環ガス）により攪拌・混合している。即ち、この
ストーカ式ごみ焼却炉１に於いては、エコノマイザ４下
流側の熱回収された排ガスＧ″（酸素濃度が３．５〜６
％の排ガスＧ″）の一部を再循環ガス送風機１８により
再循環ガス供給管１７ｂ内に吸い込み、この吸い込んだ
排ガスＧ″を再循環ガスとして再循環ガス吹込み口１７
ａから一次燃焼室１２の下流側領域へ吹き込み、乾燥ス
トーカ１０ａ及び燃焼ストーカ１０ｂ上で発生した乾燥
・燃焼段ガスＧを攪拌・混合している。従って、一次燃
焼室１２と二次燃焼室１３との間に燃焼ガス（乾燥・燃
焼段ガスＧと排ガスＧ″が混合されたガス）の温度及び
組成が均一な還元ゾーン２５（空気比が０．８〜１．０
の還元ゾーン２５）が形成されることになり、ＮＯｘの
発生を十分に抑制することができる。

【００２９】一方、後燃焼ストーカ１０ｃの上部空間か
ら引き抜かれた後燃焼段ガスＧ′（還流ガス）は、熱交
換器２１により冷却されて減温された後、二次燃焼空気
供給管２２内に吸い込まれた二次燃焼空気Ａ２（二次空
気比が０．２〜０．４の二次燃焼空気Ａ２）と混合さ
れ、還流ガス送風機２０を経て還流ガス吹込み口１９ｂ
から二次燃焼室１３内に吹き込まれる。このとき、二次
燃焼室１３内に吹き込まれる後燃焼ガス段Ｇ′と二次燃
焼空気Ａ２の混合気体は、温度が約２００℃で酸素濃度
が１５〜２０％となっている。

【００３０】後燃焼段ガスＧ′及び二次燃焼空気Ａ２が
吹き込まれた二次燃焼室１３内に於いては、還元ゾーン
２５から上昇して来た燃焼ガス（乾燥・燃焼段ガスＧと
排ガスＧ″が混合されたガス）の攪拌・混合が促進され
て均一な温度及び組成になり、全空気比が１．２〜１．
４の低空気比で燃焼ガス内のＣＯ等の未燃ガスが完全燃
焼されると共に、ダイオキシン類等の未燃物が完全分解
されることになる。その結果、大量の燃焼空気を炉内に
供給することなく、燃焼ガス中の未燃ガスや未燃物を完
全燃焼させることができると共に、ＮＯｘやＣＯ、ダイ
オキシン類の発生を十分に抑制することができる。

【００３１】そして、二次燃焼室１３内で完全燃焼され
た排ガスＧ″は、廃熱ボイラ２、過熱器３、エコノマイ
ザ４、脱気ヒータ５により熱回収されて１８０℃〜２５
０℃の温度に冷却され、バグフィルター６を通過してク
リーンガスとなった後、誘引通風機７により煙突（図示
省略）へ送り込まれ、煙突から大気中へ放出される。
尚、廃熱ボイラ２から排出される排ガスＧ″は、酸素濃
度が３．５〜６％であり、再循環ガスとして必要量が引
き抜かれた後、残りがバグフィルター６等により排ガス
処理されて煙突から大気中へ放出される。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は、ストーカ下から供給する一次燃焼空気の供給量を
一次空気比で１．０〜１．２とすると共に、後燃焼スト
ーカ上で発生する後燃焼段ガスを炉外へ引き抜き、又、
一次燃焼室の下流側流域に熱回収後の排ガスの一部を再
循環ガスとして吹き込み、前記再循環ガスにより乾燥ス
トーカ及び燃焼ストーカ上で発生する乾燥・燃焼段ガス
を攪拌・混合して一次燃焼室と二次燃焼室との間に還元
ゾーンを形成し、更に、後燃焼ストーカの上部空間から
引き抜いた後燃焼段ガスを減温した後、この後燃焼段ガ
スに二次空気比が０．２〜０．４の二次燃焼空気を混合
し、二次燃焼空気が混合された後燃焼段ガスを還流ガス
として二次燃焼室内に吹き込み、全空気比を１．２〜
１．４とした状態で二次燃焼室内の未燃ガスや未燃物を
完全燃焼させるようにしている。その結果、本発明は、
次のような優れた効果を奏することができる。 （１）ストーカ下から供給する一次燃焼空気の一次空気
比を１．０以下に絞ることなく、炉内に空気比が１．０
以下の還元ゾーンを形成することができる。その結果、
既設炉へ導入する際に高性能ストーカを採用せずに済
み、従来のストーカでも対応が可能となる。 （２）ストーカ下から供給する一次燃焼空気の一次空気
比を１．０以下に絞ることなく、炉内に空気比が１．０
以下の還元ゾーンを形成することができるため、炉内に
供給するごみのごみ質が低い場合でも、ストーカ上のご
みを効率良く乾燥・燃焼させることができると共に、Ｎ
Ｏｘの発生を抑制することができる。 （３）炉内に還元ゾーンを形成するための攪拌・混合用
のガスとして、酸素濃度が低い排ガス（酸素濃度が３．
５％〜６％の排ガス）の一部を再循環ガスとして用いて
いるため、炉内に供給される攪拌・混合用のガスの酸素
量は従来の場合と同じでも、炉内に供給される再循環ガ
ス量としては多くなり、攪拌・混合効果を高めることが
できると共に、均一な還元ゾーンを形成することがで
き、ＮＯｘの発生を十分に抑制することができる。 （４）炉内に還元ゾーンを形成するための攪拌・混合用
のガスとして、酸素濃度が低い排ガス（酸素濃度が３．
５％〜６％の排ガス）の一部を再循環ガスとして用いて
いるため、炉内の再循環ガスが吹き込まれる部分に酸素
濃度が局所的に高くなる個所が形成されるのを阻止する
ことができる。その結果、均一な還元ゾーンの形成が容
易となり、ＮＯｘの抑制効果が得られる。 （５）炉内に還元ゾーンを形成するための攪拌・混合用
のガスとして、酸素濃度が低い排ガス（酸素濃度が３．
５％〜６％の排ガス）の一部を再循環ガスとして用いて
いるため、再循環ガス中の余剰成分であるＮ₂ 、ＣＯ₂
等により還元ゾーンの空気比を０．８〜１．０程度とし
ながらガス量増加による冷却効果が得られる。その結
果、還元ゾーンの温度が上昇し過ぎるのを防止すること
ができ、ストーカ式ごみ焼却炉が水冷壁（ボイラ）等の
炉壁冷却構造でない場合でも、クリンカの生成や炉壁耐
火物の損傷を防ぐことができる。 （６）後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼
段ガス（還流ガス）は、熱交換器により冷却された後、
常温の二次燃焼空気と混合されることで冷却されるた
め、熱交換器の容量を小さくすることができると共に、
コストダウン及び設置スペースの縮小が可能となる。 （７）後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後燃焼
段ガス（還流ガス）に二次燃焼空気を混合するようにし
ているため、空気予熱器を用いることなく、二次燃焼空
気を加熱することができ、二次燃焼室内の燃焼ガスの攪
拌・混合を促進することができ、二次空気比の低減が可
能となる。 （８）ストーカ式ごみ焼却炉から排出された排ガスの一
部を再循環ガスとして使用しているため、従来に比較し
て攪拌・混合効果が促進されることになり、従来空気比
１．３での完全燃焼がより容易になり、トータル空気比
を更に絞ることが可能となる。 （９）低空気比燃焼を行うことによって、ストーカ式ご
み焼却炉から排出される排ガス量が減少し、ストーカ式
ごみ焼却炉の下流側に設置される排ガス処理設備や誘引
通風機等の設備容量を縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するためのストーカ式ごみ
焼却炉を備えたごみ処理プラントの概略系統図である。

【図２】従来のストーカ式ごみ焼却炉を備えたごみ処理
プラントの概略系統図である。

【符号の説明】

１はストーカ式ごみ焼却炉、１０はストーカ、１０ａは
乾燥ストーカ、１０ｂは燃焼ストーカ、１０ｃは後燃焼
ストーカ、１２は一次燃焼室、１３は二次燃焼室、１７
は再循環ガス路、１８は再循環ガス送風機、１９は還流
ガス路、２０は還流ガス送風機、２１は熱交換器、２２
は二次燃焼空気供給管、２５は還元ゾーン、２７は一次
燃焼空気送風機、Ａ１は一次燃焼空気、Ａ２は二次燃焼
空気、Ｇは乾燥・燃焼段ガス、Ｇ′は後燃焼段ガス（還
流ガス）、Ｇ″は排ガス（再循環ガス）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K061 GA04 HA06 HA17 HA18 HA19 HA27 3K062 AA02 AB01 AC01 CB08 DA22 DB08 DB17 3K078 AA04 BA03 CA03 CA06 CA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼
   ストーカから成るストーカを備え、ストーカ上方の一次
   燃焼室内に各ストーカ下から一次燃焼空気を個別に供給
   するようにしたストーカ式ごみ焼却炉に於いて、ストー
   カ下から供給する一次燃焼空気の供給量を一次空気比で
   １．０〜１．２とすると共に、後燃焼ストーカ上で発生
   する後燃焼段ガスを炉外へ引き抜き、又、一次燃焼室の
   下流側流域に熱回収後の排ガスの一部を再循環ガスとし
   て吹き込み、前記再循環ガスにより乾燥ストーカ及び燃
   焼ストーカ上で発生する乾燥・燃焼段ガスを攪拌・混合
   して一次燃焼室と二次燃焼室との間に還元ゾーンを形成
   し、更に、後燃焼ストーカの上部空間から引き抜いた後
   燃焼段ガスを還流ガスとして二次燃焼室内に吹き込むよ
   うにしたことを特徴とするストーカ式ごみ焼却炉の燃焼
   方法。
2. 【請求項２】 後燃焼ストーカの上部空間から引き抜い
   た後燃焼段ガスを、熱交換器により熱回収して減温した
   後、常温の二次燃焼空気と混合して二次燃焼室内に吹き
   込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載のスト
   ーカ式ごみ焼却炉の燃焼方法。
3. 【請求項３】 二次燃焼空気の供給量を二次空気比で
   ０．２〜０．４とし、全空気比を１．２〜１．４とした
   状態で二次燃焼室内の未燃ガスや未燃物を完全燃焼させ
   るようにしたことを特徴とする請求項２に記載のストー
   カ式ごみ焼却炉の燃焼方法。
4. 【請求項４】 乾燥ストーカに供給される一次燃焼空
   気、燃焼ストーカに供給される一次燃焼空気及び一次燃
   焼室の下流側領域に供給される再循環ガスが夫々保有す
   る酸素量の合計がごみの理論燃焼空気として必要な酸素
   量と同等以下になるように、一次燃焼室の下流側領域に
   吹き込まれる再循環ガスの量を制御するようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載のストーカ式ごみ焼却炉の
   燃焼方法。
5. 【請求項５】 乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼
   ストーカから成るストーカを備え、ストーカ上方の一次
   燃焼室内に各ストーカ下から一次燃焼空気を個別に供給
   するようにしたストーカ式ごみ焼却炉に於いて、ごみ焼
   却炉から排出されて熱回収された排ガスの一部を再循環
   ガスとして一次燃焼室の下流側領域に導く再循環ガス路
   と、再循環ガス路に介設された再循環ガス送風機と、後
   燃焼ストーカ上で発生する後燃焼段ガスを引き抜いてこ
   れを還流ガスとして一次燃焼室の下流側にある二次燃焼
   室に導く還流ガス路と、還流ガス路に介設された還流ガ
   ス送風機と、還流ガス路の還流ガス送風機よりも上流側
   部分に配置された熱交換器とを備えていることを特徴と
   するストーカ式ごみ焼却炉。
6. 【請求項６】 還流ガス路の還流ガス送風機よりも上流
   側部分に二次燃焼空気供給管を接続し、還流ガス路内を
   流れる後燃焼段ガスに二次燃焼空気を混合するようにし
   たことを特徴とする請求項５に記載のストーカ式ごみ焼
   却炉。
7. 【請求項７】 還流ガス路の還流ガス送風機よりも上流
   側部分に接続した二次燃焼空気供給管に一次燃焼空気送
   風機の出口側から分岐した常温空気を二次燃焼空気とし
   て供給し、還流ガス路内を流れる後燃焼段ガスに前記常
   温空気を混合して二次燃焼室内に吹き込むようにしたこ
   とを特徴とする請求項６に記載のストーカ式ごみ焼却
   炉。