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
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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
焼却炉を備えたごみ処理プラントの概略系統図である。
プラントの概略系統図である。
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)。
Claims (7)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002131151A JP2003322321A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002131151A JP2003322321A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003322321A true JP2003322321A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29543903
Family Applications (1)
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JP2002131151A Pending JP2003322321A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003322321A (ja) |
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- 2002-05-07 JP JP2002131151A patent/JP2003322321A/ja active Pending
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