JP2733201B2 - ゴミ焼却装置 - Google Patents

ゴミ焼却装置

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JP2733201B2
JP2733201B2 JP6257893A JP25789394A JP2733201B2 JP 2733201 B2 JP2733201 B2 JP 2733201B2 JP 6257893 A JP6257893 A JP 6257893A JP 25789394 A JP25789394 A JP 25789394A JP 2733201 B2 JP2733201 B2 JP 2733201B2
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secondary combustion
combustion gas
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正彦 渡辺
信幸 西口
正道 日野
智 黒石
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴミを焼却するストー
カ式の焼却処理帯を備えた一次燃焼領域の上方空間に煙
道を形成して二次燃焼領域とし、前記煙道の下流側に排
ガスから熱回収する廃熱ボイラを備えたゴミ焼却炉と、
前記廃熱ボイラからの発生蒸気を過熱する燃焼式過熱器
と、前記燃焼式過熱器による過熱蒸気で発電する蒸気タ
ービンを備えた発電装置とからなり、前記燃焼式過熱器
からの燃焼排ガスを、酸素濃度を低くした状態で前記二
次燃焼領域に導く二次燃焼ガス供給路を設けてあるゴミ
焼却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のゴミ焼却炉は、図4に示すよう
に、二次燃焼領域におけるガス温度の低下を防止して完
全燃焼を促進し、一酸化炭素や一酸化炭素の発生量と正
の相関があるダイオキシンの発生を抑制すべく、煙道4
の上流側で、且つ、焼却処理帯3の上流側に、二次燃焼
ガスを噴射する二次燃焼ガス供給機構15を設けて、燃
焼式過熱器8からの高温の燃焼排ガスを、酸素濃度を低
くした状態で二次燃焼領域に導くべく、前記二次燃焼ガ
ス供給機構15に供給する前記二次燃焼ガス供給路14
を設けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のゴミ焼却炉では、二次燃焼ガス供給機構15を、煙道
4の上流側で、且つ、焼却処理帯3の上流側に設けてい
たために、そのような位置から噴入された燃焼用のガス
では、焼却処理帯3の上流側を構成する乾燥帯Aにおい
て発生した可燃性ガスを有効に燃焼させ得るものではな
いという欠点があった。
【0004】つまり、水流による流れの可視化実験によ
れば、乾燥帯Aで発生した可燃性ガスはそのまま上昇し
て上方の壁面4bに沿って層をなして煙道4へ流れ、焼
却処理帯3の下流側を構成する燃焼帯Bでの燃焼ガス流
と均一に混合されることなく層をなして煙道4に導かれ
ることが判明したため、従来の二次燃焼ガス供給機構1
5により高速で噴入される燃焼用ガスでは、その様な可
燃性ガス流を突き抜けて燃焼帯Bの上方空間に到ること
となり燃焼に有効に寄与するものではなかったという問
題点があった。
【0005】また、煙道4の入口断面における酸素濃度
分布を求めると、図2(イ)に示すように、乾燥帯A側
では約8%、燃焼帯B側では約15%という大きな濃度
勾配があり、このような濃度勾配を維持したままで煙道
へ流れると、煙道4の乾燥帯A側では酸素不足による不
完全燃焼を起こし、逆に煙道4の燃焼帯B側では窒素酸
化物が発生するおそれがあり、そのような問題を回避す
るためには、高価な排ガス処理装置等をさらに設ける必
要があり、結局、設備費が嵩むという問題点があった。
【0006】一方、従来の二次燃焼ガス供給機構15か
らの供給ガス圧を低下すれば、可燃性ガス流を突き抜け
るという不都合は解消されるものの、乾燥帯側を流れる
可燃性ガスの流速に応じた適切な二次空気量が常に供給
できるものではなく、煙道4の燃焼帯B側での窒素酸化
物の発生を低減させるということができない。
【0007】本発明の目的は、上述の問題点に鑑みて、
二次燃焼領域において、温度低下を引き起こすことのな
い状態で燃焼ガスを均一拡散して、完全燃焼を促進しな
がら同時に窒素酸化物の発生を低減させることが可能な
ゴミ焼却装置を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明によるゴミ焼却炉の特徴構成は、煙道の上流側
で、且つ、焼却処理帯の下流側に、前記焼却処理帯の下
流側から上流側に向けて二次燃焼ガスを噴射する二次燃
焼ガス供給機構を設けて、二次燃焼ガス供給路を前記二
次燃焼ガス供給機構に接続してある点にある。
【0009】上述の構成において、ゴミ焼却炉の排ガス
中に含まれる酸素濃度を検出するガスセンサを設けて、
前記ガスセンサによる検出酸素濃度が所定の目標値に維
持されるように、前記二次燃焼ガス供給機構からの二次
燃焼ガスの噴射量を調節する二次燃焼ガス供給量調節機
構を設けてあることが好ましい。
【0010】上述の構成において、ゴミ焼却炉の排ガス
温度を検出する温度センサを設けて、前記温度センサに
よる検出排ガス温度が所定の目標値に維持されるよう
に、前記二次燃焼ガス供給機構からの二次燃焼ガスの噴
射量を調節する二次燃焼ガス供給量調節機構を設けてあ
ることが好ましい。
【0011】
【作用】二次燃焼ガス供給機構を、煙道の上流側で、且
つ、焼却処理帯の下流側に、前記焼却処理帯の下流側か
ら上流側に向けて二次燃焼ガスを噴射するように設けて
あるので、そのような二次燃焼ガス供給機構から噴射さ
れた二次燃焼ガスは、煙道の燃焼帯側(焼却処理帯の下
流側)に流入する酸素濃度の高い燃焼ガスを巻き込みな
がら、煙道の乾燥帯側(焼却処理帯の上流側)に流入す
る酸素濃度の低い未燃ガスに向かって流れる結果、煙道
での燃焼ガスの均一拡散が促進されるのである。このと
き、一次燃焼領域で生じた燃焼ガスには二次燃焼に必要
とされる量の酸素が既に含まれており、二次燃焼領域で
二次燃焼ガスとして通常の空気を供給する場合には、酸
素過多となり却って窒素酸化物の発生量が上昇するおそ
れがあるので、燃焼式過熱器からの高温の燃焼排ガスを
酸素濃度を低くした状態で供給することで過剰酸素供給
による窒素酸化物の発生を防止するとともに、二次燃焼
領域での燃焼温度を高温に維持して二次燃焼を促進する
のである。
【0012】一般に一酸化炭素の完全燃焼化のために
は、十分な酸素量、燃焼時間、燃焼温度が必要とされる
が、この中で酸素量に着目すると、焼却炉においては、
最終的に排ガス中の残留酸素濃度が約8%確保されてお
れば十分であることが知られている。そこで、ゴミ焼却
炉の排ガス中に含まれる酸素濃度を検出するガスセンサ
を設けて、二次燃焼ガス供給量調節機構により、前記ガ
スセンサによる検出酸素濃度が所定の目標値、例えば8
%に維持されるように、前記二次燃焼ガス供給機構から
の二次燃焼ガスの噴射量を調節することにより、二次燃
焼領域での燃焼条件を良好に保つのである。
【0013】さらに、燃焼温度に着目すると、二次燃焼
領域で一酸化炭素の完全燃焼化を促進するためには、該
領域を少なくとも一酸化炭素の燃焼温度である約650
℃よりも高温に維持する必要がある。そこで、ゴミ焼却
炉の排ガス温度を検出する温度センサを設けて、二次燃
焼ガス供給量調節機構により、前記温度センサによる検
出排ガス温度が所定の目標値、例えば850℃以上に維
持されるように、前記二次燃焼ガス供給機構からの二次
燃焼ガスの噴射量を調節することにより二次燃焼領域で
の燃焼条件を良好に保つのである。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、二次燃焼領域におい
て、温度低下を引き起こすことのない状態で燃焼ガスを
均一拡散して、完全燃焼を促進しながら同時に窒素酸化
物の発生を低減させることが可能なゴミ焼却装置を提供
することができるようになった。
【0015】
【実施例】以下に実施例を説明する。図1に示すよう
に、ゴミ焼却装置は、ゴミを焼却するストーカ式の焼却
処理帯3を備えた一次燃焼領域R1の上方空間に煙道4
を形成して二次燃焼領域R2とし、前記煙道4の下流側
に排ガスから熱回収する廃熱ボイラ7を備えたゴミ焼却
炉1と、前記廃熱ボイラ7からの発生蒸気を過熱する燃
焼式過熱器8と、前記燃焼式過熱器8による過熱蒸気で
発電する蒸気タービン9aを備えた発電装置9とからな
る。
【0016】前記ゴミ焼却炉1について詳述すると、ホ
ッパ2に投入されたゴミが油圧駆動式のプッシャ2aに
より炉内に投入され、前記焼却処理帯3で一次燃焼され
る。前記焼却処理帯3は、火格子3aの往復運動により
ゴミを搬送処理するストーカ機構を備え、上流側から順
にゴミを乾燥処理する乾燥帯Aと、乾燥されたゴミを燃
焼する燃焼帯Bと、燃焼したゴミを完全に灰化する後燃
焼帯Cを階段状に縦続設置して構成してあり、各処理帯
の下方に風箱6c,6d,6eを設けて、送風機6a、
送風路6bを介して一次燃焼用の空気を供給する一次燃
焼空気供給機構6を設けてある。前記煙道4は、前記乾
燥帯Aから燃焼帯Bの上方空間に断面が方形に形成して
あり、乾燥帯Aで生じる可燃性ガス(還元性ガス)と燃
焼帯Bで生じるNOxを含む燃焼ガスを混合してNOx
を還元するとともに、一酸化炭素を完全燃焼させる二次
燃焼領域R2となる。
【0017】廃熱ボイラ7で熱交換された排ガスは、バ
グフィルターや洗煙装置等の排ガス処理装置10により
有害物質やばいじんが除去された後に煙突11から排気
される。
【0018】前記発電装置9は、蒸気タービン9aとこ
れによって駆動される発電機9bとでなり、前記廃熱ボ
イラ7で発生した約310℃の蒸気を、蒸気供給路12
を介して前記燃焼式過熱器8に供給し、過熱用バーナー
8aによる燃焼熱で約500℃に昇温した後に、蒸気供
給路13を介して前記蒸気タービン9aに供給する。つ
まり、前記焼却炉1での排ガスには塩化水素等の腐食性
ガスが発生するために、高温腐食防止の観点から約31
0℃以上に過熱できないために、外部に過熱器を設けて
過熱し、発電効率を高めるものである。
【0019】前記過熱用バーナー8aへの供給空気量を
必要空気量より増した状態で燃焼し、含有酸素濃度が約
3.5%、約400℃の高温の燃焼排ガスを、二次燃焼
ガス供給路14を介して前記二次燃焼領域R2に導くよ
うに構成してある。
【0020】詳述すると、前記煙道4の上流側で、且
つ、前記焼却処理帯3の下流側の壁面4aに、前記焼却
処理帯3の下流側(燃焼帯B側)から上流側(乾燥帯A
側)に向けて、さらに詳しくは、乾燥帯Aと燃焼帯Bと
のなす段差部に向けて、二次燃焼ガスを噴射する複数の
ノズル15aでなる二次燃焼ガス供給機構15を設け
て、前記二次燃焼ガス供給路14を前記二次燃焼ガス供
給機構15にダンパ機構16aを介して接続してある。
【0021】前記排ガス処理装置10の下流側には、前
記ゴミ焼却炉1の排ガス中に含まれる酸素濃度を検出す
るガスセンサS1を設けて、前記ガスセンサS1による
検出酸素濃度が目標値である約8%以上に維持されるよ
うに、前記二次燃焼ガス供給機構15からの二次燃焼ガ
スの噴射量を調節する二次燃焼ガス供給量調節機構16
を設けてある。
【0022】即ち、前記二次燃焼ガス供給量調節機構1
6は、前記ダンパ機構16aと、前記ガスセンサS1か
らの信号を入力し、前記ダンパ機構16aの開度を調節
する制御装置16bとで構成される。
【0023】以下に別実施例を説明する。図3に示すよ
うに、前記二次燃焼領域R2に、排ガス温度を検出する
温度センサS2を設けて前記温度センサS2による検出
排ガス温度が所定の目標値、例えば800℃から950
℃に維持されるように、前記二次燃焼ガス供給機構15
からの二次燃焼ガスの噴射量お調節する二次燃焼ガス供
給量調節機構16を設けてもよい。即ち、前記二次燃焼
ガス供給量調節機構16は前記ダンパ機構16aと、前
記温度センサS2からの信号を入力し、前記ダンパ機構
16aの開度を調節する制御装置16cとで構成され、
検出排ガス温度が目標値より低い場合には前記ダンパ機
構16aの開度を小に調節して過剰供給による冷却で温
度が低下することを防止し、目標値より高い場合には、
前記ダンパ機構16aの開度を大に調節して二次燃焼を
促進するのである。尚、目標値は例示であり、この値に
限定するものではない。
【0024】さらに、二次燃焼ガス供給量調節機構16
としては、上述のガスセンサS1と温度センサS2を備
え、双方のセンサによる検出入力により前記ダンパ機構
16aの開度を調節するものであってもよい。
【0025】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による都市ゴミ焼却装置の実施例を示す
説明図
【図2】実験結果の説明図
【図3】別実施例を示す都市ゴミ焼却装置の説明図
【図4】従来例を示す都市ゴミ焼却装置の説明図
【符号の説明】
1 焼却炉 3 焼却処理帯 4 煙道 7 廃熱ボイラ 8 燃焼式過熱器 9 発電装置 9a 蒸気タービン 14 二次燃焼ガス供給路 15 二次燃焼ガス供給機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒石 智 兵庫県尼崎市浜1丁目1番1号 株式会 社クボタ 技術開発研究所内

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴミを焼却するストーカ式の焼却処理帯
    (3)を備えた一次燃焼領域の上方空間に煙道(4)を
    形成して二次燃焼領域とし、前記煙道(4)の下流側に
    排ガスから熱回収する廃熱ボイラ(7)を備えたゴミ焼
    却炉(1)と、前記廃熱ボイラ(7)からの発生蒸気を
    過熱する燃焼式過熱器(8)と、前記燃焼式過熱器
    (8)による過熱蒸気で発電する蒸気タービン(9a)
    を備えた発電装置(9)とからなり、 前記燃焼式過熱器(8)からの燃焼排ガスを、酸素濃度
    を低くした状態で前記二次燃焼領域に導く二次燃焼ガス
    供給路(14)を設けてあるゴミ焼却装置であって、 前記煙道(4)の上流側で、且つ、前記焼却処理帯
    (3)の下流側に、前記焼却処理帯(3)の下流側から
    上流側に向けて二次燃焼ガスを噴射する二次燃焼ガス供
    給機構(15)を設けて、前記二次燃焼ガス供給路(1
    4)を前記二次燃焼ガス供給機構(15)に接続してあ
    るゴミ焼却装置。
  2. 【請求項2】 前記ゴミ焼却炉(1)の排ガス中に含ま
    れる酸素濃度を検出するガスセンサ(S1)を設けて、
    前記ガスセンサ(S1)による検出酸素濃度が所定の目
    標値に維持されるように、前記二次燃焼ガス供給機構
    (15)からの二次燃焼ガスの噴射量を調節する二次燃
    焼ガス供給量調節機構(16)を設けてある請求項1記
    載のゴミ焼却装置。
  3. 【請求項3】 前記ゴミ焼却炉(1)の排ガス温度を検
    出する温度センサ(S2)を設けて、前記温度センサ
    (S2)による検出排ガス温度が所定の目標値に維持さ
    れるように、前記二次燃焼ガス供給機構(15)からの
    二次燃焼ガスの噴射量を調節する二次燃焼ガス供給量調
    節機構(16)を設けてある請求項1又は2記載のゴミ
    焼却装置。
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ES2151793B1 (es) * 1997-11-12 2001-07-01 Holter Heinz Professor Dr Sc D Procedimiento para quemar combustible fosil y basuras.
JP6616945B2 (ja) * 2014-12-24 2019-12-04 川崎重工業株式会社 焼却プラント

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