JP7460096B1 - Vertical waste incinerator and combustion method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】窒素酸化物の発生を抑制しつつダイオキシン類を確実に分解することが可能で、かつ、排出される燃焼排ガス流量を削減することが可能な竪型ごみ焼却炉を提供する。【解決手段】本発明の竪型ごみ焼却炉は、略重力方向に延伸する略筒状の形状を呈する炉本体１、炉本体の底部に向けて廃棄物を投入するごみ投入手段２、底部に設けられ上方に廃棄物を堆積させる灰排出手段３、灰排出手段の下方から理論空気比未満の一次燃焼空気を供給することで、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーン１ａ、層状反応ゾーンの上方において前記一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう二次燃焼空気を供給する二次燃焼供給部５を備えるとともに当該二次燃焼空気供給部よりも所定距離上方において二次燃焼により発生した燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置６を配設することにより形成される高温燃焼ゾーン１ｂを有する。【選択図】図２[Problem] To provide a vertical waste incinerator capable of reliably decomposing dioxins while suppressing the generation of nitrogen oxides and reducing the flow rate of exhaust combustion gas. [Solution] The vertical waste incinerator of the present invention has a furnace body 1 having a substantially cylindrical shape extending substantially in the direction of gravity, a waste input means 2 for inputting waste toward the bottom of the furnace body, an ash discharge means 3 provided at the bottom for stacking waste upward, a stratified reaction zone 1a in which an ash layer, a combustion layer, a carbonized layer, and a dried layer are stacked from the lower stage by supplying primary combustion air having an air ratio less than the theoretical air ratio from below the ash discharge means, and a high-temperature combustion zone 1b formed by providing a secondary combustion supply unit 5 for supplying secondary combustion air above the stratified reaction zone so that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less, and by disposing a gas straightening device 6 for mixing the combustion exhaust gas generated by secondary combustion over substantially the entire cross section of the furnace interior at a predetermined distance above the secondary combustion air supply unit. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、竪型ごみ焼却炉及び竪型ごみ焼却炉の燃焼方法に関し、特に、ごみ焼却炉から排出される燃焼排ガス中の未燃ガスを完全燃焼し、ダイオキシン類等の微量有害有機物を分解すると共に窒素酸化物を低減する技術に関する。 The present invention relates to a vertical waste incinerator and a combustion method for the vertical waste incinerator, and in particular to a method for completely burning unburned gas in the flue gas discharged from the waste incinerator and decomposing trace amounts of harmful organic substances such as dioxins. The present invention also relates to technology for reducing nitrogen oxides.
一般に、都市ごみや産業廃棄物を焼却処理するためには、高温の焼却炉内に燃焼用空気などの酸化剤を吹き込み完全燃焼し、ダイオキシン類等を分解する。ダイオキシン類を分解するためには、高温状態を生成することが必要である一方で、高温下で酸素が過剰に存在すると、廃棄物に含まれる窒素と酸化剤に含まれる酸素が化学反応を起こすことで窒素酸化物（フューエルＮＯｘ）が発生する。また、高温燃焼領域においては、燃焼用空気中に含まれる窒素と酸素が反応することによって窒素酸化物（サーマルＮＯｘ）が発生する。廃棄物の焼却に伴い発生したダイオキシン類や窒素酸化物は公害を引き起こす原因物質となるため、国や地方自治体による排出基準が設けられている。 In general, to incinerate municipal or industrial waste, an oxidizing agent such as combustion air is blown into a high-temperature incinerator to completely combust the waste and break down dioxins and other compounds. To break down dioxins, it is necessary to create a high-temperature state, but if there is an excess of oxygen at high temperatures, the nitrogen contained in the waste reacts with the oxygen contained in the oxidizing agent, generating nitrogen oxides (fuel NOx). In the high-temperature combustion area, nitrogen contained in the combustion air reacts with oxygen to generate nitrogen oxides (thermal NOx). Dioxins and nitrogen oxides generated during the incineration of waste are polluting substances, so national and local government emission standards are set.
煙突から排出される燃焼排ガス中のダイオキシン類濃度を排出基準以下に低減するためにろ過式集じん器入口で活性炭を吹き込んだ入り、触媒により分解する方法が適用されている（特許文献１）。 In order to reduce the concentration of dioxins in the combustion exhaust gas discharged from the chimney to below the emission standard, a method is used in which activated carbon is blown into the inlet of a filter-type dust collector and decomposed by a catalyst (Patent Document 1).
また、煙突から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を排出基準以下に低減する技術としては、焼却脱硝触媒を用いてアンモニアと反応させ分解する技術が知られている（特許文献２）。 In addition, a technology that uses an incineration denitrification catalyst to react with ammonia and decompose it is known as a technology for reducing the concentration of nitrogen oxides in the combustion exhaust gas discharged from the chimney to below the emission standard (Patent Document 2).
このように、排ガス処理装置としてダイオキシン類及び窒素酸化物を除去するための装置を設置することは、効果的にこれらを低減できる一方で、別途そのための装置を設置するためのスペースが必要となり、また除去のための薬剤が必要となる。 Thus, installing equipment to remove dioxins and nitrogen oxides as exhaust gas treatment equipment can effectively reduce these substances, but it requires separate space to install the equipment and chemicals to remove them.
そこで、発生した後のダイオキシン類や窒素酸化物を分離回収するのではなく、相反する条件で生成するダイオキシン類と窒素酸化物を同時に抑制する廃棄物焼却技術が望まれている。 Therefore, there is a need for a waste incineration technology that simultaneously suppresses dioxins and nitrogen oxides that are generated under contradictory conditions, rather than separating and recovering dioxins and nitrogen oxides after they are generated.
窒素酸化物は酸素が過剰な状態（酸化雰囲気）で燃焼反応が生じることで発生するため、酸素が不足した状態（還元雰囲気）で燃焼反応を生じさせることで、発生を抑制することができる。 Nitrogen oxides are generated when a combustion reaction occurs in an oxygen-excess state (oxidizing atmosphere), so the generation can be suppressed by allowing the combustion reaction to occur in an oxygen-deficient state (reducing atmosphere).
ここで、図１に、焼却炉において廃棄物を焼却するために用いられる燃焼用空気（温度は３００℃と仮定）の空気比と燃焼排ガス温度の関係を示す。空気比１．０は投入された廃棄物を完全燃焼させるために必要な空気を投入したケースを示し、空気比１．０以下では酸素不足の状態、空気比１．０以上では酸素過剰の状態となる。図１に示すように、理論的には、発熱量が一定であると仮定すると空気比が１．０に近いほど燃焼排ガス温度が上がり、空気比が１．０を超えると燃焼排ガス温度が下がる。これは、過剰に供給された空気は燃焼反応に寄与せず、低温のまま燃焼排ガスに混合されるためである。しかしながら、実際には、廃棄物は性状が不均一でしかも焼却炉内に分散して存在するため、空気比を１．０とすると未反応の廃棄物が残存してしまう。そのため、通常では空気比を１．３～２．０として運転するが、酸素が過剰な状態で燃焼反応が進行するため、窒素酸化物が多量に発生することとなる。 Here, FIG. 1 shows the relationship between the air ratio of combustion air (temperature is assumed to be 300° C.) used to incinerate waste in an incinerator and the combustion exhaust gas temperature. An air ratio of 1.0 indicates a case in which the necessary air is input to completely burn the input waste; an air ratio of 1.0 or less is a state of oxygen deficiency, and an air ratio of 1.0 or more is a state of oxygen excess. becomes. As shown in Figure 1, theoretically, assuming that the calorific value is constant, the closer the air ratio is to 1.0, the higher the combustion exhaust gas temperature will be, and the closer the air ratio is to 1.0, the lower the combustion exhaust gas temperature will be. . This is because the excessively supplied air does not contribute to the combustion reaction and is mixed with the combustion exhaust gas at a low temperature. However, in reality, waste has non-uniform properties and is dispersed within the incinerator, so if the air ratio is set to 1.0, unreacted waste will remain. For this reason, although the engine is normally operated with an air ratio of 1.3 to 2.0, the combustion reaction proceeds in a state with excess oxygen, resulting in the generation of a large amount of nitrogen oxides.
次に、代表的な炉形式の焼却炉における燃焼用空気の空気比について言及する。 Next, the air ratio of combustion air in a typical furnace type incinerator will be mentioned.
例えば、前後又は左右方向に複数配設された火格子の前後の往復運動に伴い、廃棄物が前方に移動しながら徐々に乾燥及び燃焼する型式の焼却炉であるストーカ式焼却炉は、比較的単純な構造でありながら、投入されるごみの水分や発熱量によらず大量の廃棄物を処理することができるため、多くの焼却処理施設において採用されている（特許文献３）。 For example, a stoker-type incinerator is a type of incinerator in which waste moves forward and gradually dries and burns as it moves back and forth through multiple fire grates arranged in the front-to-back or left-to-right direction. This type of incinerator has a relatively simple structure, but is capable of treating large amounts of waste regardless of the moisture content or heat value of the waste fed in, and is therefore used in many incineration treatment facilities (Patent Document 3).
ストーカ式焼却炉に配設される火格子は、廃棄物の流れに沿って、上流側から乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカと呼ばれ、それぞれの火格子には、乾燥状態の廃棄物、燃焼状態の廃棄物、及び、後燃焼状態の灰が薄く広く堆積しつつ移送される。そして、それぞれの火格子の下方から乾燥用空気、燃焼用空気及び後燃焼用空気が供給される。廃棄物はそれぞれの火格子上で薄く広く堆積していることから、燃焼に伴い発生する熱の一部は、他の廃棄物の加熱に使われるがほとんどは高温の燃焼排ガスとして焼却炉から排出される。 The grates installed in a stoker-type incinerator are called the drying stoker, the combustion stoker, and the post-combustion stoker from the upstream side along the waste flow, and dry waste, combusted waste, and post-combustion ash are transported while being piled up thinly and widely on each grate. Drying air, combustion air, and post-combustion air are then supplied from below each grate. As the waste is piled up thinly and widely on each grate, some of the heat generated by combustion is used to heat other waste, but most is discharged from the incinerator as high-temperature combustion exhaust gas.
このような形式のストーカ式焼却炉において、発生する窒素酸化物の量を低空気比燃焼を行うことで低減することは困難である。というのも、乾燥用ストーカ、燃焼用ストーカ及び後燃焼用ストーカそれぞれにおいて空気が供給され、燃焼用ストーカでは還元雰囲気が形成されるものの、後燃焼用ストーカでは酸素が過剰な状態であり燃焼用ストーカの燃え切り点付近で大量の窒素酸化物が発生する。 In this type of stoker type incinerator, it is difficult to reduce the amount of nitrogen oxides generated by performing low air ratio combustion. This is because air is supplied to each of the drying stoker, combustion stoker, and after-combustion stoker, and although a reducing atmosphere is formed in the combustion stoker, the after-combustion stoker has an excess of oxygen. Large amounts of nitrogen oxides are generated near the burnout point.
このように、ストーカ式焼却炉においては、火格子上に様々な性状の廃棄物が不均一な状態で広く分散して存在しているため、廃棄物を完全に焼却するために過剰な空気を焼却炉内に供給する必要があり、その結果、大量の窒素酸化物を発生させることになる。また、空気を大量に焼却炉に供給して温度を低下させるとダイオキシン類の分解に支障をきたし、焼却炉から排出される燃焼排ガスの流量も膨大なものとなる。 In this way, in a stoker-type incinerator, waste of various types is widely and unevenly distributed on the fire grate, so in order to completely incinerate the waste, it is necessary to supply excess air into the incinerator, which results in the generation of large amounts of nitrogen oxides. Furthermore, supplying a large amount of air to the incinerator to lower the temperature impedes the decomposition of dioxins, and the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the incinerator becomes enormous.
一方、高温の流動砂を用いて廃棄物を焼却する流動層式ごみ焼却炉においては。廃棄物が焼却した際に発生する熱は流動砂の昇温に用いられるため、ストーカ式焼却炉とは異なり、燃焼熱を利用して廃棄物を加熱することができる（特許文献４）。しかしながら、流動層式ごみ焼却炉においては、流動砂を流動させるための空気を大量に供給する必要があるため、空気比を下げることは難しい。また仮に、浄化後の燃焼排ガスを再循環させて空気と混合して炉内に供給したとすると、流動媒体の温度を下げることになり、未燃分が発生してダイオキシン類の分解に支障をきたす恐れが生じる。 On the other hand, in a fluidized bed waste incinerator, which uses high-temperature fluidized sand to incinerate waste, the heat generated when the waste is incinerated is used to raise the temperature of the fluidized sand, so unlike a stoker-type incinerator, the heat of combustion can be used to heat the waste (Patent Document 4). However, in a fluidized bed waste incinerator, it is difficult to lower the air ratio because a large amount of air must be supplied to fluidize the fluidized sand. In addition, if the purified combustion exhaust gas were recirculated and mixed with air and supplied to the furnace, the temperature of the fluidized medium would be lowered, which could result in unburned fuel being generated and hinder the decomposition of dioxins.
このように、流動層式ごみ焼却炉を用いたとしても、空気比を下げることで窒素酸化物の発生量を低減することと、ダイオキシン類の分解を両立させることは困難である。 As described above, even if a fluidized bed type waste incinerator is used, it is difficult to simultaneously reduce the amount of nitrogen oxides generated by lowering the air ratio and decompose dioxins.
このように従来から用いられている焼却炉において、酸素不足の状態で燃焼反応を生じさせることで窒素酸化物の発生量を低減しつつダイオキシン類を確実に分解することは困難である。確実に廃棄物を焼却処理するためには多量の燃焼用空気が必要であり、結果として、大量の窒素酸化物が発生するとともに、炉内温度が低下してダイオキシン類を確実に分解することができず、しかも、排ガス量も削減することはできない。 In this way, in conventional incinerators, it is difficult to perform a combustion reaction in an oxygen-deficient state, thereby reducing the amount of nitrogen oxides generated and reliably decomposing dioxins. A large amount of combustion air is required to reliably incinerate waste, which results in the generation of large amounts of nitrogen oxides and a drop in the temperature inside the furnace, making it impossible to reliably decompose dioxins, and it is also impossible to reduce the amount of exhaust gas.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、窒素酸化物の発生を抑制しつつダイオキシン類を確実に分解することが可能で、かつ、排出される燃焼排ガス流量を削減することが可能な竪型ごみ焼却炉を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of these problems, and is capable of reliably decomposing dioxins while suppressing the generation of nitrogen oxides, and reducing the flow rate of combustion exhaust gas discharged. The purpose is to provide a vertical waste incinerator that is possible.
本発明の発明者らは、竪型ごみ焼却炉においては廃棄物が略重力方向に積み重ねられることに着目し、その特性を活かすことで、焼却炉からの窒素酸化物の発生を効果的に抑制しつつダイオキシン類を確実に分解することが可能であることを見出し、本発明に至った。 The inventors of the present invention focused on the fact that waste is piled up almost in the direction of gravity in vertical waste incinerators, and by taking advantage of this property, they effectively suppressed the generation of nitrogen oxides from the incinerator. We have discovered that it is possible to reliably decompose dioxins while also decomposing them, leading to the present invention.
本発明では、以下のような解決手段を提供する。 The present invention provides the following solution.
第１の特徴に係る竪型ごみ焼却炉は、略重力方向に延伸する略筒状の形状を呈する炉本体、炉本体の底部に向けて廃棄物を投入するごみ投入手段、底部に設けられ上方に廃棄物を堆積させる灰排出手段、灰排出手段の下方から理論空気比未満の一次燃焼空気を供給することで、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーン、層状反応ゾーンの上方において一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう二次燃焼空気を供給する二次燃焼供給部を備えるとともに二次燃焼空気供給部よりも所定距離上方において二次燃焼により発生した燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置を配設することにより形成される高温燃焼ゾーン、を備える。 The vertical waste incinerator according to the first feature comprises a furnace body having a generally cylindrical shape extending in the direction of gravity, a waste input means for inputting waste toward the bottom of the furnace body, an ash discharge means provided at the bottom for stacking the waste upward, a stratified reaction zone in which an ash layer, a combustion layer, a carbonized layer, and a dry layer are stacked from the bottom by supplying primary combustion air with a theoretical air ratio below the ash discharge means, and a high-temperature combustion zone formed by providing a secondary combustion supply unit above the stratified reaction zone so that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less, and arranging a gas straightening device at a predetermined distance above the secondary combustion air supply unit to mix the combustion exhaust gas generated by secondary combustion over substantially the entire cross section of the furnace.
第１の特徴に係る発明によれば、略重力方向に延伸する略筒状の形状を呈する炉本体において、底部から上方に廃棄物を堆積するとともに、下方から理論空気比未満の一次燃焼空気を供給するため、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーンが形成される。このとき、層状反応ゾーンには廃棄物が重力方向に積み重ねられているため、廃棄物の燃焼によって生じた熱が上方の廃棄物を加熱することになる。ここで、層状反応ゾーンには理論空気比未満の一次燃焼空気しか供給されていないため、層状反応ゾーンは強還元領域となり、ＮＯｘ発生を抑制しながら積層された廃棄物を燃焼させることができる。 According to the invention according to the first feature, in the furnace body having a substantially cylindrical shape extending substantially in the direction of gravity, waste is deposited upward from the bottom, and primary combustion air below the stoichiometric air ratio is pumped from below. For supplying, a layered reaction zone is formed in which an ash layer, a combustion layer, a carbonization layer, and a drying layer are stacked from the bottom. At this time, since the waste is piled up in the direction of gravity in the layered reaction zone, the heat generated by the combustion of the waste heats the waste above. Here, since only the primary combustion air less than the stoichiometric air ratio is supplied to the stratified reaction zone, the stratified reaction zone becomes a strong reduction region, and the laminated waste can be combusted while suppressing NOx generation.
また、乾燥層から発生するガスには未燃ガス成分が含まれるが、層状反応ゾーンの上方において二次燃焼空気を供給することで、層状反応ゾーンで発生する未燃ガス成分を燃焼することができる。このとき供給される二次燃焼空気の流量は、一次燃焼空気と合わせて空気比１．０以下であるため、供給された二次燃焼空気は略全量が未燃ガス成分の燃焼に用いられ、１０００℃を超える高温の燃焼排ガスが発生する。さらに、二次燃焼空気供給部の上方において燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置を有するため、高温の燃焼排ガスが一時的に滞留しつつ均一に混合され、残存する未燃ガス成分が燃焼するため、低空気比と滞留混合の効果により高温燃焼ゾーンを生成することができる。 In addition, the gas generated from the dry layer contains unburned gas components, but by supplying secondary combustion air above the stratified reaction zone, the unburned gas components generated in the stratified reaction zone can be combusted. can. Since the flow rate of the secondary combustion air supplied at this time, together with the primary combustion air, has an air ratio of 1.0 or less, almost the entire amount of the supplied secondary combustion air is used for the combustion of unburned gas components. High-temperature combustion exhaust gas exceeding 1000°C is generated. Furthermore, since it has a gas rectifier that mixes the combustion exhaust gas over almost the entire cross-section of the furnace above the secondary combustion air supply section, the high-temperature combustion exhaust gas temporarily stagnates and is mixed uniformly, and the remaining unburned As the gaseous components are combusted, a high temperature combustion zone can be created due to the effects of low air ratio and stagnation mixing.
ここで、高温燃焼ゾーンの生成に供される二次燃焼空気の流量は、一次燃焼空気と合わせて空気比１．０以下であるため、高温燃焼ゾーンは弱還元領域あるいは中性領域となり、高温燃焼時に生成されがちなサーマルＮＯｘの発生を抑制しながら未燃ガス成分を燃焼させることができる。 Here, the flow rate of the secondary combustion air used to generate the high-temperature combustion zone, combined with the primary combustion air, is an air ratio of 1.0 or less, so the high-temperature combustion zone becomes a weakly reducing or neutral region, and unburned gas components can be burned while suppressing the generation of thermal NOx, which tends to be generated during high-temperature combustion.
しかも、高温燃焼ゾーンにおいては、二次燃焼空気供給部の上方において燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置を有するため、高温の燃焼排ガスが一時的に滞留しつつ均一に混合され、未燃ガス成分を確実に燃焼させることができ、ダイオキシン類を確実に分解することができる。 In addition, the high-temperature combustion zone has a gas straightening device above the secondary combustion air supply section that mixes the combustion exhaust gas over almost the entire cross section of the furnace, so the high-temperature combustion exhaust gas temporarily stays there while being mixed uniformly, ensuring that unburned gas components are burned and that dioxins are decomposed reliably.
このように、空気比が約１．０と理論空気比に極めて近いものであっても、未燃ガス成分を下流側に流出させず完全燃焼させることができる。その結果、全体として酸素不足の状態で燃焼が進行し、窒素酸化物の発生を抑制しつつ未燃ガス成分も確実に燃焼しダイオキシン類を確実に分解することが可能な竪型ごみ焼却炉を提供することができる。しかも、炉本体に供給されるトータルの燃焼用空気は空気比１．０以下と少ないため、発生する燃焼排ガスの流量も抑えることができ、竪型ごみ焼却炉以降の排ガス処理装置をコンパクトに形成することができる。 In this way, even if the air ratio is approximately 1.0, which is very close to the theoretical air ratio, unburned gas components can be completely burned without flowing downstream. As a result, it is possible to provide a vertical waste incinerator in which combustion proceeds under conditions of oxygen deficiency overall, suppressing the generation of nitrogen oxides while also reliably burning unburned gas components and decomposing dioxins. Furthermore, because the total amount of combustion air supplied to the furnace body is small, with an air ratio of 1.0 or less, the flow rate of the generated combustion exhaust gas can be suppressed, and the exhaust gas treatment device following the vertical waste incinerator can be formed compactly.
第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、ガス整流装置の上方において、一次燃焼空気及び二次燃焼空気との合計の空気比が１．２以下となるよう調整された追加空気、及び、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させず燃焼排ガスを冷却する混合流体を供給することで形成されるガス混合ゾーンをさらに備え、ガス混合ゾーンで燃焼され冷却された燃焼排ガスが炉本体の頂部から排出される。 The invention according to the second feature is the invention according to the first feature, wherein the total air ratio of the primary combustion air and the secondary combustion air is adjusted to be 1.2 or less above the gas rectifier. and a gas mixing zone formed by supplying additional air that has been combusted and cooled in the flue gas without substantially increasing the oxygen concentration in the flue gas. The combustion exhaust gas is discharged from the top of the furnace body.
第２の特徴に係る発明によれば、ガス整流装置の上方において、一次燃焼空気及び二次燃焼空気との合計の空気比が１．２以下となるよう調整された追加空気を供給することにより、高温燃焼ゾーンで燃焼しきれなかった未燃ガス成分を燃焼することができる。その際、混合流体を供給することでもたらされる撹拌効果によって、少ない追加空気量であっても確実に未燃ガス成分を燃焼することができる。しかも、混合流体は燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させず燃焼排ガスを冷却するものであるから、低空気比を維持しつつ、一般的な炉出口温度となるまで燃焼排ガスを冷却することができる。また、燃焼排ガスの冷却が略重力方向に延伸する略筒状の炉本体内で行われるため、冷却のためのスペースを別途用意する必要もなく、廃棄物の焼却から燃焼排ガスの冷却までを少ない設置面積の炉本体内で完結することができる。 According to the invention according to the second feature, by supplying additional air adjusted such that the total air ratio of the primary combustion air and the secondary combustion air is 1.2 or less above the gas rectifier, , it is possible to combust unburned gas components that could not be completely combusted in the high-temperature combustion zone. At this time, due to the stirring effect brought about by supplying the mixed fluid, the unburned gas components can be reliably combusted even with a small amount of additional air. Moreover, since the mixed fluid cools the flue gas without substantially increasing the oxygen concentration in the flue gas, the flue gas can be cooled to a typical furnace exit temperature while maintaining a low air ratio. be able to. In addition, since the combustion exhaust gas is cooled within the generally cylindrical furnace body that extends in the direction of gravity, there is no need to prepare a separate space for cooling, and the process from incineration of waste to cooling of the combustion exhaust gas is reduced. It can be completed within the installed area of the furnace body.
第３の特徴に係る発明は、第２の特徴に係る発明であって、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させず燃焼排ガスを冷却する混合流体として水を使用する。 The third aspect of the invention is the second aspect of the invention, in which water is used as a mixed fluid to cool the combustion exhaust gas without substantially increasing the oxygen concentration in the combustion exhaust gas.
第３の特徴に係る発明によれば、混合流体として水が使用されるため、冷却効率が高く、その結果、燃焼排ガス流量の増加を抑制しつつ燃焼排ガスを効果的に冷却することができる。 According to the third aspect of the invention, water is used as the mixed fluid, so the cooling efficiency is high, and as a result, the combustion exhaust gas can be effectively cooled while suppressing an increase in the combustion exhaust gas flow rate.
第４の特徴に係る発明は、第２の特徴に係る発明であって、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させず燃焼排ガスを冷却する混合流体として浄化後の燃焼排ガスを再循環させた再循環ガスを使用する。 The invention according to the fourth characteristic is the invention according to the second characteristic, in which recirculated gas obtained by recirculating purified combustion exhaust gas is used as a mixed fluid for cooling the combustion exhaust gas without substantially increasing the oxygen concentration in the combustion exhaust gas.
第４の特徴に係る発明によれば、混合流体として再循環ガスを使用するため、煙突から排出される燃焼排ガスの流量を実質的に増加させることなく、燃焼排ガスを冷却することができる。 According to the invention according to the fourth feature, since the recirculated gas is used as the mixed fluid, the combustion exhaust gas can be cooled without substantially increasing the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the chimney.
第５の特徴に係る発明は、第１～第４のいずれかの特徴に係る発明であって、ガス整流装置が中空構造の耐火物によって構成され、中空構造を冷却媒体が流通する。 The invention according to the fifth characteristic is the invention according to any one of the first to fourth characteristics, in which the gas rectifying device is constituted by a refractory having a hollow structure, and a cooling medium flows through the hollow structure.
第５の特徴に係る発明によれば、ガス整流装置を中空構造の耐火物によって構成し、内部に冷却媒体を流通させることにより、ガス整流装置における表面温度の過度な上昇を抑制することができ、ガス整流装置におけるクリンカの付着を防止することができる。また、ガス混合ゾーンにおける混合流体の供給量を低減して、煙突から排出される燃焼排ガスの流量を削減する効果も得られる。 According to the fifth aspect of the invention, the gas rectifier is made of a refractory material with a hollow structure, and a cooling medium is circulated inside, thereby suppressing an excessive rise in the surface temperature of the gas rectifier and preventing the adhesion of clinker to the gas rectifier. In addition, the amount of mixed fluid supplied to the gas mixing zone is reduced, which has the effect of reducing the flow rate of the combustion exhaust gas discharged from the chimney.
本発明によれば、窒素酸化物の発生を抑制しつつダイオキシン類を確実に分解することが可能で、かつ、排出される燃焼排ガス流量を削減することが可能な竪型ごみ焼却炉を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a vertical waste incinerator that is capable of reliably decomposing dioxins while suppressing the generation of nitrogen oxides, and that is capable of reducing the flow rate of combustion exhaust gas discharged. .
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that this is just an example, and the technical scope of the present invention is not limited to this.
［焼却装置の全体構成］
図２を用いて、本実施形態に係る竪型ごみ焼却炉の全体構成を説明する。なお、本実施形態において、上方とは重力方向上方を指し、下方とは重力方向下方を指す。
[Overall configuration of the incineration device]
The overall configuration of the vertical waste incinerator according to this embodiment will be described with reference to Fig. 2. In this embodiment, "upper" refers to the upper side in the direction of gravity, and "lower" refers to the lower side in the direction of gravity.
図２に示すように、本実施形態の竪型ごみ焼却炉１０は、不定形の一般廃棄物や、産業廃棄物等の廃棄物を焼却処理するものであり、下方から順に灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が形成されるよう廃棄物が堆積される炉本体１、廃棄物を堆積層に向けて間欠的に投入するごみ投入手段２、上方に廃棄物を堆積させるとともに焼却後の残渣である焼却灰を間欠的に排出する灰排出手段３、堆積された廃棄物を一次燃焼するための一次燃焼空気を炉本体１に供給する一次燃焼空気供給部４、一次燃焼によって発生した可燃ガス成分を燃焼させるための二次燃焼空気を炉本体１に供給する二次燃焼空気供給部５、二次燃焼により発生した燃焼排ガスの排気抵抗になるとともに燃焼排ガスの成分が均等になるよう混合するガス整流装置６、及び、未燃ガス成分を燃焼させるための追加空気及び燃焼排ガスを冷却するための混合流体を供給する混合流体供給部７によって構成される。 As shown in FIG. 2, the vertical waste incinerator 10 of this embodiment incinerates waste such as general waste and industrial waste, and is composed of an incinerator body 1 on which waste is piled up so that an ash layer, a combustion layer, a carbonized layer, and a dry layer are formed in that order from the bottom, a waste input means 2 for intermittently feeding waste toward the piled up layer, an ash discharge means 3 for stacking waste upward and intermittently discharging incineration ash, which is the residue after incineration, a primary combustion air supply unit 4 for supplying primary combustion air to the incinerator body 1 for primary combustion of the piled up waste, a secondary combustion air supply unit 5 for supplying secondary combustion air to the incinerator body 1 for burning the combustible gas components generated by the primary combustion, a gas straightening device 6 for providing exhaust resistance to the combustion exhaust gas generated by the secondary combustion and mixing the combustion exhaust gas components so that they are uniform, and a mixed fluid supply unit 7 for supplying additional air for burning the unburned gas components and a mixed fluid for cooling the combustion exhaust gas.
炉本体１は、略重力方向に延伸する略筒状の形状を呈するものであり、後述するように、底部に堆積された廃棄物を下方から供給される一次燃焼空気で燃焼し、炉頂部から燃焼排ガスを排出するものである。つまり、本実施形態に係る竪型ごみ焼却炉１０においては、ガス流れは炉本体１の下方が上流側となり上方が下流側となる上向きの流れを形成する。なお、後述するように、炉本体１上部にはガス混合ゾーン１ｃが形成されるが、ガス混合ゾーン１ｃにおける炉本体１は水冷壁によって構成される。 The furnace body 1 has a generally cylindrical shape extending generally in the direction of gravity, and as described below, it burns waste piled up at the bottom with primary combustion air supplied from below, and exhausts combustion exhaust gas from the top of the furnace. In other words, in the vertical waste incinerator 10 according to this embodiment, the gas flows upward, with the lower part of the furnace body 1 being the upstream side and the upper part being the downstream side. As described below, a gas mixing zone 1c is formed at the top of the furnace body 1, and the furnace body 1 in the gas mixing zone 1c is composed of a water-cooled wall.
ごみ投入手段２は、廃棄物を一時的に貯留するホッパ、ホッパから廃棄物を切り出すコンベヤ、コンベヤから切り出された廃棄物を一時的に保持する多重のゲート、及び、炉本体１内に廃棄物を投入するシュートなどによって構成されており、図示しないごみピットからごみクレーンによってごみ投入手段２に供給された廃棄物を一時的に保持するとともに、炉本体１の底部に設けられた灰排出手段３に向けて間欠的に投入する。 The waste input means 2 is composed of a hopper for temporarily storing waste, a conveyor for removing waste from the hopper, multiple gates for temporarily holding the waste removed from the conveyor, and a chute for introducing waste into the furnace body 1. It temporarily holds waste supplied to the waste input means 2 by a waste crane from a waste pit (not shown), and intermittently inserts it into the ash discharge means 3 provided at the bottom of the furnace body 1.
灰排出手段３は、炉本体１の底部に設置される開閉可能なダンパやゲートによって構成され、燃焼中の廃棄物を載置するとともに、燃焼後の灰を排出するものである。また、廃棄物を載置することが可能であるだけでなく、後述する一次空気供給部４から供給される一次燃焼空気を貫通させることも可能である。なお、図２においては、灰排出手段３としてダンパによって構成されるものを示しているが、これに限ったものではない。 The ash discharge means 3 is composed of an openable damper and gate installed at the bottom of the furnace body 1, and is used to place the waste material being burned and to discharge the ash after combustion. In addition to being able to place waste material, it is also possible to pass the primary combustion air supplied from the primary air supply section 4, which will be described later. Note that while Figure 2 shows the ash discharge means 3 as being composed of a damper, it is not limited to this.
一次燃焼空気供給部４は、図示しない送風機、通風路及び空気予熱器等によって生成された一次燃焼空気を、炉本体１の下部でかつ灰排出手段３の下方から炉本体１に供給するものである。 The primary combustion air supply section 4 supplies primary combustion air generated by a blower, ventilation passage, air preheater, etc. (not shown) to the furnace body 1 from the lower part of the furnace body 1 and from below the ash discharge means 3. be.
二次燃焼空気供給部５は、図示しない送風機、通風路、空気予熱器等によって生成された二次燃焼空気を、一次燃焼によって発生した可燃ガス成分を燃焼させるために、炉本体１の中腹部であって、廃棄物が堆積する位置よりも上方に供給するものである。 The secondary combustion air supply section 5 supplies secondary combustion air generated by a blower, ventilation duct, air preheater, etc. (not shown) to the middle of the furnace body 1, above the position where the waste is piled up, in order to combust the combustible gas components generated by the primary combustion.
ガス整流装置６は、二次燃焼空気の供給によって発生した燃焼排ガスの排気抵抗となるとともに燃焼排ガスの成分が均等になるよう混合するためのものであり、二次空気供給部５が配設される高さから所定距離だけ上方に隔てて配置され炉本体１の炉内横断面略全域を覆う耐火物製の蓋部、及び、蓋部に形成される図示しない複数のガス流通部によって構成される。なお、ガス整流装置６通過後の燃焼排ガスが旋回流を形成するような蓋部及びガス流通部の構成としてもよい。また、ガス整流装置６の蓋部を形成する耐火物の内部を中空構造として、中空構造に冷却媒体が流通可能な流路を設ける構成としてもよい。中空構造に流通される冷却媒体としては、水又は炉本体１に供給される前の一次燃焼空気及び／又は二次燃焼空気が用いられる。冷却媒体として一次燃焼空気及び／又は二次燃焼空気が用いられる場合、ガス整流装置６は燃焼用空気を予熱する空気予熱器としても機能する。 The gas rectifying device 6 acts as an exhaust resistance for the combustion exhaust gas generated by supplying the secondary combustion air, and also mixes the components of the combustion exhaust gas evenly. It consists of a lid made of refractory that is arranged a predetermined distance above the height of the furnace body 1 and covers substantially the entire cross section of the inside of the furnace, and a plurality of gas flow parts (not shown) formed in the lid. Ru. Note that the lid portion and the gas flow portion may be configured such that the combustion exhaust gas after passing through the gas rectifier 6 forms a swirling flow. Alternatively, the interior of the refractory that forms the lid of the gas rectifier 6 may have a hollow structure, and a flow path through which the cooling medium can flow may be provided in the hollow structure. As the cooling medium flowing through the hollow structure, water or primary combustion air and/or secondary combustion air before being supplied to the furnace body 1 is used. When primary combustion air and/or secondary combustion air is used as a cooling medium, the gas straightener 6 also functions as an air preheater that preheats the combustion air.
混合流体供給部７は、ガス整流装置６の上方に設けられ、炉本体１内に未燃ガス成分を燃焼させるための追加空気、及び、燃焼排ガスを冷却するための混合流体を供給するものである。燃焼排ガスを冷却するための混合流体としては、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させない媒体、具体的には水、もしくは、図示しない排ガス処理手段によって浄化された後の燃焼排ガスを循環させた再循環排ガスが使用される。混合流体供給部７は、竪型ごみ焼却炉１から排出された排ガスの温度を９００℃程度以下まで減温するものである。 The mixed fluid supply unit 7 is provided above the gas straightening device 6 and supplies additional air for burning unburned gas components into the furnace body 1, and a mixed fluid for cooling the combustion exhaust gas. As the mixed fluid for cooling the combustion exhaust gas, a medium that does not substantially increase the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, specifically water, or recirculated exhaust gas obtained by circulating the combustion exhaust gas after purification by an exhaust gas treatment means (not shown) is used. The mixed fluid supply unit 7 reduces the temperature of the exhaust gas discharged from the vertical waste incinerator 1 to approximately 900°C or less.
図示しない制御装置は、状況に応じて、一次燃焼空気供給部４から供給される一次燃焼空気の供給量の調整、二次燃焼空気供給部５から供給される二次燃焼空気量の供給量の調整、混合流体供給部７から供給される追加空気や混合流体の供給量の調整、ごみ投入装置２によって廃棄物を投入する間隔調整、灰排出手段３によって焼却灰を排出する間隔調整等を行う。 The control device (not shown) adjusts the amount of primary combustion air supplied from the primary combustion air supply unit 4, the amount of secondary combustion air supplied from the secondary combustion air supply unit 5, the amount of additional air and mixed fluid supplied from the mixed fluid supply unit 7, the interval at which waste is input by the garbage input device 2, and the interval at which incineration ash is discharged by the ash discharge means 3, depending on the situation.
また、炉本体１には、図示しない助燃バーナが配設されており、例えば長期間のメンテナンス後など、炉内温度が低下している場合の立ち上げ運転時などにおいて、補助燃料を燃焼することにより、炉内を昇温し立ち上げ運転を補助するようになっている。 Further, the furnace body 1 is provided with an auxiliary combustion burner (not shown), which burns auxiliary fuel during start-up operation when the temperature inside the furnace is low, for example after long-term maintenance. This increases the temperature inside the furnace to assist with start-up operation.
なお、炉本体１頂部の排出口から排出された後の燃焼排ガスは、バグフィルタなど図示しない排ガス処理装置を用いて酸性ガス成分やばいじん等の不純物が除去されたのち、煙突から排出される。 After being discharged from the exhaust port at the top of the furnace body 1, the combustion exhaust gas is removed of impurities such as acidic gas components and soot using an exhaust gas treatment device (not shown), such as a bag filter, before being discharged from the chimney.
上記のような配置により、炉本体１には、灰排出手段３の上方において、ガスの流れに沿って、下方から順に灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層されるよう廃棄物が堆積される層状反応ゾーン１ａと、層状反応ゾーン１ａの上方、具体的には二次燃焼空気供給部５とガス整流装置６との間において、層状反応ゾーン１ａで発生した可燃ガス成分を燃焼させる高温燃焼ゾーン１ｂと、ガス整流装置６の上方において未燃ガス成分を燃焼させるとともに燃焼排ガスを冷却するガス混合ゾーン１ｃとが形成される。また、ガス混合ゾーン１ｃの上方であって炉本体１の頂部には燃焼排ガスが排出される排出口が設けられる。 In the furnace body 1, the above-mentioned arrangement forms a layered reaction zone 1a above the ash discharge means 3, where waste is piled up along the gas flow in layers of ash, combustion, carbonized, and dried layers, from the bottom up. Above the layered reaction zone 1a, specifically between the secondary combustion air supply unit 5 and the gas rectifier 6, a high-temperature combustion zone 1b is formed to combust the combustible gas components generated in the layered reaction zone 1a, and above the gas rectifier 6, a gas mixing zone 1c is formed to combust the unburned gas components and cool the combustion exhaust gas. In addition, an exhaust port is provided above the gas mixing zone 1c at the top of the furnace body 1 to discharge the combustion exhaust gas.
このように構成された竪型ごみ焼却炉１０においては、理論空気比未満の一次燃焼空気が灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層を順に通ることにより、廃棄物の乾燥から焼却を行うが、そのメカニズムについて説明する。 In the vertical waste incinerator 10 configured in this manner, primary combustion air with a less than theoretical air ratio passes through the ash layer, combustion layer, carbonized layer, and drying layer in that order, drying and incinerating the waste. The mechanism behind this is explained below.
まず、一次燃焼空気供給部４を用いて灰排出手段３を介して供給される一次燃焼空気は灰層を通過後、燃焼層で酸素を消費することで廃棄物中の可燃物を燃焼し、燃焼排ガスとなる。燃焼層で廃棄物を燃焼することで発生した燃焼排ガスは、酸素が消費された高温の不活性ガスであるため、炭化層において不活性雰囲気下で廃棄物を熱分解する。炭化層において廃棄物が熱分解されることによって発生した不活性の熱分解ガスは、乾燥層においてごみ投入手段２から投入された廃棄物を乾燥する。そして、廃棄物が乾燥された後の乾燥層からは水分を含んだ熱分解ガスが排出される。 First, the primary combustion air supplied via the ash discharge means 3 using the primary combustion air supply section 4 passes through the ash layer, and then consumes oxygen in the combustion layer to burn combustibles in the waste. It becomes combustion exhaust gas. The combustion exhaust gas generated by burning waste in the combustion layer is a high-temperature inert gas in which oxygen has been consumed, so the waste is thermally decomposed in an inert atmosphere in the carbonization layer. Inert pyrolysis gas generated by thermal decomposition of the waste in the carbonization layer dries the waste input from the waste input means 2 in the drying layer. After the waste is dried, pyrolysis gas containing moisture is discharged from the drying layer.
以上のようなメカニズムにより、炉本体１の下方から供給された理論空気比未満の一次燃焼空気が灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層を生成し、層状反応ゾーン１ａでは燃焼熱を用いて積極的に熱分解を行い、熱分解によって発生した熱分解ガスを用いて廃棄物の乾燥を行う。そして、一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう調整された二次燃焼空気が二次燃焼供給部５から供給されることにより、廃棄物の堆積層から発生したガス中の可燃ガス成分を撹拌・混合して燃焼させる構成となっている。 By the above mechanism, primary combustion air with a less than theoretical air ratio supplied from below the furnace body 1 generates an ash layer, a combustion layer, a carbonized layer, and a dry layer, and in the stratified reaction zone 1a, active pyrolysis is carried out using the combustion heat, and the pyrolysis gas generated by pyrolysis is used to dry the waste. Secondary combustion air adjusted so that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less is supplied from the secondary combustion supply section 5, and the combustible gas components in the gas generated from the waste pile are stirred and mixed for combustion.
また、二次燃焼空気供給部５の上方には所定処理だけ隔ててガス整流装置６が配設されており、二次燃焼空気の供給によって発生した燃焼排ガス中に残留する有害成分を完全に燃焼するために、燃焼排ガスを混合する。また、本実施形態に係るガス整流装置６は炉内横断面略全域を覆う蓋部を有することから燃焼排ガスに対する排気抵抗にもなるため、燃焼排ガスを所定時間にわたって１０００℃を超える高温状態に保持する高温燃焼ゾーン１ｂを形成する。このように、低空気比でありながらも、ダイオキシン類生成の前駆物質である未燃炭素類及び悪臭の原因となる未燃ガス等を高温燃焼ゾーン１ｂで完全燃焼する。 Additionally, a gas rectifier 6 is installed above the secondary combustion air supply section 5 at a predetermined distance apart, and completely burns out harmful components remaining in the combustion exhaust gas generated by supplying the secondary combustion air. To do this, the flue gas is mixed. Furthermore, since the gas rectifier 6 according to the present embodiment has a lid that covers almost the entire cross section of the inside of the furnace, it also serves as exhaust resistance against the combustion exhaust gas, so that the combustion exhaust gas is maintained at a high temperature of over 1000° C. for a predetermined period of time. A high temperature combustion zone 1b is formed. In this way, even though the air ratio is low, unburned carbon, which is a precursor for the production of dioxins, and unburned gas, which causes bad odor, are completely combusted in the high-temperature combustion zone 1b.
さらに、ガス整流装置６の上方には混合流体供給部７が配設されており、炉本体１に供給される燃焼用空気の総空気比が１．２以下となるよう調整された追加空気を供給することで、高温燃焼ゾーン１ｂで燃焼しきらなかった未燃ガス成分を燃焼させる。また、混合流体供給部７からは、水、又は、排ガス処理手段によって浄化された後の燃焼排ガスを循環させた再循環排ガスからなる混合流体が供給され、燃焼排ガスと追加空気を攪拌・混合するガス混合ゾーン１ｃを形成する。このように、水又は浄化後の再循環排ガスという、実質的に酸素濃度を増加させない媒体を供給することで、低空気比を維持しつつも、混合流体による攪拌・混合の効果によってガス混合ゾーン１ｃで未燃ガス成分を完全燃焼させる。また、混合流体は燃焼排ガスを冷却する効果もあるため、一般的な焼却炉の出口温度と同等の温度まで燃焼排ガスを冷却したうえで排出することが可能となる。 Furthermore, a mixed fluid supply section 7 is disposed above the gas rectifier 6, and supplies additional air adjusted so that the total air ratio of the combustion air supplied to the furnace body 1 is 1.2 or less. By supplying the gas, unburned gas components that have not been completely burned in the high-temperature combustion zone 1b are combusted. Further, from the mixed fluid supply section 7, a mixed fluid consisting of water or recirculated exhaust gas obtained by circulating the combustion exhaust gas after being purified by the exhaust gas treatment means is supplied, and the flue gas and the additional air are stirred and mixed. A gas mixing zone 1c is formed. In this way, by supplying a medium that does not substantially increase the oxygen concentration, such as water or purified recirculated exhaust gas, the gas mixing zone can be improved by the stirring and mixing effect of the mixed fluid while maintaining a low air ratio. 1c completely burns the unburned gas components. Furthermore, since the mixed fluid also has the effect of cooling the combustion exhaust gas, it becomes possible to cool the combustion exhaust gas to a temperature equivalent to the exit temperature of a typical incinerator before discharging it.
このとき、ガス混合ゾーン１ｃにおける炉本体１は水冷壁によって構成される。ガス混合ゾーン１ｃにおける炉本体１を水冷壁とすることにより、水冷壁による冷却効果によって、より少ない混合流体で同等の冷却効果を得ることができ、結果として、燃焼排ガス流量を低減することができる。 At this time, the furnace body 1 in the gas mixing zone 1c is constituted by a water-cooled wall. By making the furnace body 1 in the gas mixing zone 1c a water-cooled wall, the same cooling effect can be obtained with less mixed fluid due to the cooling effect of the water-cooled wall, and as a result, the flow rate of combustion exhaust gas can be reduced. .
なお、本実施形態に係る竪型ごみ焼却炉１０において、一次燃焼空気の空気比は０．３５～０．５程度であり、従来のストーカ式焼却炉における一次燃焼空気の空気比（０．８～１．０程度）と比べて、１／３～１／２倍程度の空気比である。また、二次燃焼空気の空気比は０．５～０．６５程度であり、追加空気の空気比は０．２～０．３程度である。一次燃焼空気及び二次燃焼用空気の合計の空気比が１．０以下となるよう、また、炉本体１に供給される燃焼用空気の総空気比が１．２以下となるよう、一次燃焼空気供給部４、二次燃焼空気供給部５及び混合流体供給部７から供給される燃焼用空気の供給量が調整される。 In the vertical waste incinerator 10 according to this embodiment, the air ratio of the primary combustion air is about 0.35 to 0.5, which is about 1/3 to 1/2 times the air ratio of the primary combustion air in a conventional stoker-type incinerator (about 0.8 to 1.0). The air ratio of the secondary combustion air is about 0.5 to 0.65, and the air ratio of the additional air is about 0.2 to 0.3. The amount of combustion air supplied from the primary combustion air supply unit 4, secondary combustion air supply unit 5, and mixed fluid supply unit 7 is adjusted so that the total air ratio of the primary combustion air and secondary combustion air is 1.0 or less, and the total air ratio of the combustion air supplied to the furnace body 1 is 1.2 or less.
［竪型ごみ焼却炉１０における燃焼フロー］
次に、図３を用いて、本実施形態に係る竪型ごみ焼却炉１０を用いた燃焼方法の流れについて説明する。なお、すでに炉本体１内は廃棄物を焼却するのに十分な温度まで昇温されており、炉本体１の底部においては廃棄物の焼却が進行している定常運転の状態であるものとする。
[Combustion flow in the vertical waste incinerator 10]
Next, the flow of the combustion method using the vertical waste incinerator 10 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 3. It is assumed that the temperature inside the incinerator body 1 has already risen to a temperature sufficient for incinerating waste, and that the incineration of waste is proceeding at the bottom of the incinerator body 1 in a steady operation state.
まず、図示しない制御装置は、適宜のタイミングでごみ投入手段２を駆動して炉本体１の底部に向けて廃棄物を投入し、底部に設けられた灰排出手段３の上方に廃棄物を堆積させる（ステップＳ１００）。 First, a control device (not shown) drives the waste input means 2 at an appropriate timing to input waste toward the bottom of the furnace body 1, and deposits the waste above the ash discharge means 3 provided at the bottom. (Step S100).
次に、制御装置は、灰排出手段３の下方から理論空気量未満の一次燃焼空気を供給することで、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーン１ａを形成する（ステップＳ１１０）。 Next, the control device supplies primary combustion air less than the stoichiometric air amount from below the ash discharge means 3, thereby forming a stratified reaction zone 1a in which an ash layer, a combustion layer, a carbonization layer, and a drying layer are stacked from the bottom. (Step S110).
そして、制御装置は、層状反応ゾーン１ａの上方において一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう二次燃焼空気の供給量を調整する。このとき、炉内横断面略全域にわたって混合するようガス整流装置６が配設されているため、当該二次燃焼空気の供給により発生する燃焼排ガスが一時的に滞留して混合され、燃焼排ガス温度が、クリンカが発生しない程度でかつ可燃ガス成分を効果的に燃焼することが可能な温度に維持される高温燃焼ゾーン１ｂを形成する（ステップＳ１２０）。 Then, the control device adjusts the supply amount of secondary combustion air so that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less above the stratified reaction zone 1a. At this time, since the gas rectifying device 6 is arranged to mix the gas over almost the entire cross section of the furnace, the combustion exhaust gas generated by the supply of the secondary combustion air temporarily stagnates and mixes, and the combustion exhaust gas temperature increases. However, a high-temperature combustion zone 1b is formed in which the temperature is maintained at a temperature that does not generate clinker and allows effective combustion of combustible gas components (step S120).
そして、制御装置は、ガス整流装置６の上方における混合流体供給部７から、炉本体１に供給される総空気比が１．２以下となるよう調整された追加空気、及び、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させない混合流体を供給することでガス混合ゾーン１ｃを形成する（ステップＳ１３０）。ガス混合ゾーン１ｃにおいては、高温燃焼ゾーン１ｂで燃え切らなかった未燃ガス成分が追加空気によって燃焼されるとともに、混合流体の供給によって燃焼排ガスは約９００℃にまで冷却される。 Then, the control device forms a gas mixing zone 1c by supplying additional air adjusted so that the total air ratio supplied to the furnace body 1 is 1.2 or less from the mixed fluid supply section 7 above the gas straightening device 6, and a mixed fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in the combustion exhaust gas (step S130). In the gas mixing zone 1c, unburned gas components that were not completely burned in the high-temperature combustion zone 1b are burned by the additional air, and the combustion exhaust gas is cooled to about 900°C by the supply of the mixed fluid.
ガス混合ゾーン１ｃで十分に冷却された燃焼排ガスは、炉本体１の頂部に設けられた排出口から排出される（ステップＳ１４０）。 The combustion exhaust gas that has been sufficiently cooled in the gas mixing zone 1c is discharged from the exhaust port provided at the top of the furnace body 1 (step S140).
このように構成された竪型ごみ焼却炉１０の燃焼方法によれば、略重力方向に延伸する略筒状の形状を呈する炉本体１において、底部から上方に廃棄物を堆積するとともに、下方から理論空気比未満の一次燃焼空気を供給するため、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーン１ａが形成される。このとき、層状反応ゾーン１ａには廃棄物が重力方向に積み重ねられているため、廃棄物の燃焼によって生じた熱が上方の廃棄物を加熱することになる。ここで、燃焼層においては、局所的には廃棄物に含まれるＮ分が中間生成物ＨＣＮを経てＮＯに転換されるものの、層状反応ゾーン１ａには理論空気比未満の一次燃焼空気しか供給されていないため、層状反応ゾーン１ａ、特に炭化層、乾燥層及びその上方は強還元領域となり、Ｎ分から転換されたＮＯを還元することができる。このように、層状反応ゾーン１ａにおいてはＮＯｘの発生を抑制しながら積層された廃棄物を燃焼させることができる。 According to the combustion method of the vertical waste incinerator 10 configured as described above, in the furnace body 1 which has a substantially cylindrical shape extending substantially in the direction of gravity, waste is accumulated upward from the bottom and waste is accumulated from the bottom. In order to supply primary combustion air below the stoichiometric air ratio, a layered reaction zone 1a is formed in which an ash layer, a combustion layer, a carbonization layer, and a drying layer are stacked from the bottom. At this time, since the wastes are stacked in the direction of gravity in the layered reaction zone 1a, the heat generated by the combustion of the wastes will heat the wastes above. Here, in the combustion layer, although the N contained in the waste is locally converted to NO through the intermediate product HCN, only the primary combustion air below the stoichiometric air ratio is supplied to the stratified reaction zone 1a. Therefore, the layered reaction zone 1a, especially the carbonized layer, the dry layer, and the upper part thereof become a strong reduction region, where NO converted from N can be reduced. In this way, in the layered reaction zone 1a, the layered waste can be combusted while suppressing the generation of NOx.
また、層状反応ゾーン１ａの乾燥層から発生するガスには未燃ガス成分が含まれるが、層状反応ゾーン１ａの上方において二次空気を供給することで、層状反応ゾーン１ａで発生する未燃ガス成分を燃焼する。このとき供給される二次燃焼空気の流量は、一次燃焼空気と合わせて空気比１．０以下に調整されているため、二次燃焼空気が炉内を冷却することはなく、供給された二次燃焼空気は略全量が未燃ガス成分の燃焼に用いられ、クリンカが発生しない程度の高温の燃焼排ガスが発生する。さらに、二次燃焼空気供給部５の上方において燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置６を有するため、高温の燃焼排ガスが一時的に滞留しつつ均一に混合され、残存する未燃ガス成分が燃焼するため、低空気比と滞留混合の効果により高温燃焼ゾーン１ｂを生成することができる。二次燃焼空気の供給量は一次燃焼空気と合わせて空気比１．０以下に調整されているため、高温燃焼ゾーン１ｂは弱還元領域あるいは中性領域となり、ガス中の未燃ガス成分は二次燃焼空気中の酸素と反応して炭化水素ラジカルＣＨとなってＮＯをＨＣＮに還元する。このようにして、高温燃焼時に生成されがちなサーマルＮＯｘの発生を抑制しながら未燃ガス成分を燃焼させることができる。しかも、還元領域を生成するのに外部から燃料を供給する必要もなく、発生した熱分解ガス中の未燃ガス成分を利用して還元領域を生成することができる。 In addition, the gas generated from the drying layer of the stratified reaction zone 1a contains unburned gas components, but by supplying secondary air above the stratified reaction zone 1a, the unburned gas components generated in the stratified reaction zone 1a are burned. The flow rate of the secondary combustion air supplied at this time is adjusted to an air ratio of 1.0 or less together with the primary combustion air, so the secondary combustion air does not cool the inside of the furnace, and almost all of the supplied secondary combustion air is used to burn the unburned gas components, generating high-temperature combustion exhaust gas that does not generate clinker. Furthermore, since there is a gas straightening device 6 above the secondary combustion air supply section 5 that mixes the combustion exhaust gas over almost the entire cross section of the furnace, the high-temperature combustion exhaust gas is temporarily retained and mixed uniformly, and the remaining unburned gas components are burned, so that the high-temperature combustion zone 1b can be generated by the effect of low air ratio and retention mixing. The supply amount of the secondary combustion air is adjusted to an air ratio of 1.0 or less together with the primary combustion air, so that the high-temperature combustion zone 1b becomes a weak reduction region or a neutral region, and the unburned gas components in the gas react with the oxygen in the secondary combustion air to become hydrocarbon radicals CH, which reduce NO to HCN. In this way, the unburned gas components can be burned while suppressing the generation of thermal NOx, which tends to be generated during high-temperature combustion. Moreover, there is no need to supply fuel from outside to generate the reduction region, and the reduction region can be generated by utilizing the unburned gas components in the generated pyrolysis gas.
ここで、本発明においては一次燃焼空気及び二次燃焼空気の合計の空気比が約１．０以下と低いため、窒素酸化物の発生量を抑制することができる一方で、ダイオキシン類発生の原因となる一酸化炭素の発生量が増加する。しかしながら本発明においては、高温燃焼ゾーン１ｂを形成して高温状態を維持することにより、ダイオキシン類の前駆体を燃焼することができ、結果としてダイオキシン類発生を抑制することができる。 In the present invention, the total air ratio of the primary combustion air and the secondary combustion air is low at approximately 1.0 or less, so while it is possible to suppress the amount of nitrogen oxides generated, it also increases the amount of carbon monoxide generated, which causes the generation of dioxins. However, in the present invention, by forming the high-temperature combustion zone 1b and maintaining a high-temperature state, it is possible to burn precursors of dioxins, and as a result, it is possible to suppress the generation of dioxins.
さらに、高温燃焼ゾーン１ｂの上方において追加空気を供給することで、高温燃焼ゾーン１ｂで燃え切らなかった未燃ガス成分を燃焼する。このとき供給される追加空気の流量は、一次燃焼空気及び二次燃焼空気と合わせて空気比１．２以下に調整されているため、低空気比を維持しながら未燃ガス成分を燃焼する。ここで、追加空気と併せて、酸素濃度を実質的に増加させない混合流体を供給することにより、ガス混合ゾーン１ｃを生成する。ガス混合ゾーン１ｃにおいては、混合流体供給に伴う撹拌効果によって、少ない追加空気量であっても確実に未燃ガス成分を燃焼することができる。また、ガス混合ゾーン１ｃにおいては、ＨＣＮはＮ２の生成反応とＮＯの再生反応を同時に行うが、ガス混合ゾーン１ｃの温度は９００℃程度であり、空気比も１．２以下と低く調整されているため、ＮＯの再生反応よりもＮ２の生成反応が主となり、ＮＯｘの生成を抑制しつつ未燃ガス成分を燃焼することができる。 Furthermore, by supplying additional air above the high-temperature combustion zone 1b, unburned gas components that have not been completely burned out in the high-temperature combustion zone 1b are combusted. Since the flow rate of the additional air supplied at this time is adjusted to an air ratio of 1.2 or less together with the primary combustion air and the secondary combustion air, unburned gas components are combusted while maintaining a low air ratio. A gas mixing zone 1c is now created by supplying a mixed fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in conjunction with additional air. In the gas mixing zone 1c, the stirring effect accompanying the mixed fluid supply allows the unburned gas components to be reliably combusted even with a small amount of additional air. In addition, in the gas mixing zone 1c, HCN simultaneously performs the N2 production reaction and the NO regeneration reaction, but the temperature in the gas mixing zone 1c is approximately 900°C, and the air ratio is also adjusted to a low value of 1.2 or less. Therefore, the N2 generation reaction is more dominant than the NO regeneration reaction, and the unburned gas components can be combusted while suppressing the generation of NOx.
このように、総空気比が約１．２以下と理論空気比に近いものであっても、未燃ガス成分を下流側に流出させず完全燃焼させることができる。その結果、全体として酸素不足の状態で燃焼が進行し、窒素酸化物の発生を抑制しつつ未燃ガス成分も確実に燃焼しダイオキシン類を確実に分解することが可能な竪型ごみ焼却炉１０の燃焼方法を提供することができる。しかも、炉本体１に供給されるトータルの燃焼用空気は空気比１．２以下と少ないため、発生する燃焼排ガスの流量も抑えることができ、竪型ごみ焼却炉１０以降の排ガス処理装置をコンパクトに形成することができる。 In this way, even if the total air ratio is approximately 1.2 or less, which is close to the theoretical air ratio, unburned gas components can be completely burned without flowing downstream. As a result, a combustion method for a vertical waste incinerator 10 can be provided in which combustion proceeds under an overall oxygen deficiency condition, and unburned gas components are reliably burned while suppressing the generation of nitrogen oxides, thereby reliably decomposing dioxins. Furthermore, since the total combustion air supplied to the furnace body 1 is small, with an air ratio of 1.2 or less, the flow rate of the generated combustion exhaust gas can be suppressed, and the exhaust gas treatment device after the vertical waste incinerator 10 can be formed compactly.
しかも、混合流体は燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させず燃焼排ガスを冷却するものであるから、低空気比を維持しつつ、一般的な炉出口温度となるまで燃焼排ガスを冷却することができる。また、燃焼排ガスの冷却が略重力方向に延伸する略筒状の炉本体内で行われるため、冷却のためのスペースを別途用意する必要もなく、廃棄物の焼却から燃焼排ガスの冷却までを少ない設置面積の炉本体内で完結することができる。 Furthermore, since the mixed fluid cools the flue gas without substantially increasing the oxygen concentration in the flue gas, the flue gas can be cooled to a typical furnace exit temperature while maintaining a low air ratio. be able to. In addition, since the combustion exhaust gas is cooled inside the generally cylindrical furnace body that extends in the direction of gravity, there is no need to prepare a separate space for cooling, and the process from incineration of waste to cooling of the combustion exhaust gas is reduced. It can be completed within the installed area of the furnace body.
そして、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させない混合流体として水を使用した場合、冷却効率が高く、その結果、燃焼排ガス流量の増加を抑制しつつ燃焼排ガスを効果的に冷却することができる。 When water is used as a mixed fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, the cooling efficiency is high, and as a result, the combustion exhaust gas can be effectively cooled while suppressing an increase in the combustion exhaust gas flow rate.
あるいは、燃焼排ガス中の酸素濃度を実質的に増加させない混合流体として浄化後の燃焼排ガスを再循環させた再循環ガスを使用した場合、竪型ごみ焼却炉１０から排出された燃焼排ガスの一部を炉本体１に再循環させるため、実質的に燃焼排ガス流量を増加させずに、燃焼排ガスを冷却することができる。 Alternatively, if a recirculated gas obtained by recirculating purified flue gas as a mixed fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in the flue gas is used, a portion of the flue gas discharged from the vertical waste incinerator 10 may be used. Since the combustion exhaust gas is recirculated to the furnace body 1, the combustion exhaust gas can be cooled without substantially increasing the combustion exhaust gas flow rate.
また、ガス整流装置６を中空構造の耐火物によって構成して、内部に冷却媒体を流通させることにより、ガス整流装置６における表面温度の過度な上昇を抑制することができ、ガス整流装置６におけるクリンカの付着を防止することができるとともに、後段における混合流体の供給量を低減して、煙突から排出される燃焼排ガスの流量を削減する効果も得られる。また、ガス整流装置６内部に流通させる冷却媒体として燃焼用空気を使用して空気予熱器として機能させることにより、炉内に供給される前の燃焼用空気を効果的に予熱することができる。 Further, by configuring the gas rectifier 6 with a refractory with a hollow structure and allowing the cooling medium to flow inside, it is possible to suppress an excessive rise in the surface temperature of the gas rectifier 6. In addition to being able to prevent clinker from adhering, it is also possible to reduce the amount of mixed fluid supplied in the latter stage, thereby reducing the flow rate of combustion exhaust gas discharged from the chimney. Further, by using the combustion air as a cooling medium to be circulated inside the gas straightening device 6 and making it function as an air preheater, it is possible to effectively preheat the combustion air before being supplied into the furnace.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments described above. Furthermore, the effects described in the embodiments of the present invention are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. isn't it.
また、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The above-mentioned embodiment has been described in detail to clearly explain the present invention, and is not necessarily limited to having all of the configurations described.
この発明の竪型ごみ焼却炉は、家庭ごみ、産業廃棄物、医療廃棄物、下水汚泥等、種々の廃棄物の焼却処理を行うごみ焼却設備に適用することができる。また、本発明の技術は、廃棄物を焼却処理するごみ焼却設備のみならず、バイオマスを含む各種固体燃料を炉本体の下部に堆積させて燃焼する燃焼炉に適用することが可能である。 The vertical waste incinerator of the present invention can be applied to waste incineration equipment that incinerates various wastes such as household waste, industrial waste, medical waste, and sewage sludge. Furthermore, the technology of the present invention can be applied not only to waste incineration equipment that incinerates waste, but also to combustion furnaces that deposit and burn various solid fuels including biomass in the lower part of the furnace body.
１０ 竪型ごみ焼却炉
１ 炉本体
１ａ 層状反応ゾーン
１ｂ 高温燃焼ゾーン
１ｃ ガス混合ゾーン
２ ごみ投入手段
３ 灰排出手段
４ 一次燃焼空気供給部
５ 二次燃焼空気供給部
６ ガス整流装置
７ 混合流体供給部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Vertical waste incinerator 1 Furnace body 1a Layered reaction zone 1b High-temperature combustion zone 1c Gas mixing zone 2 Waste input means 3 Ash discharge means 4 Primary combustion air supply section 5 Secondary combustion air supply section 6 Gas straightening device 7 Mixed fluid supply section
Claims (6)
前記炉本体の底部に向けて廃棄物を投入するごみ投入手段、
前記底部に設けられ上方に前記廃棄物を堆積させる灰排出手段、
前記灰排出手段の下方から理論空気比未満の一次燃焼空気を供給することで、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーン、
前記層状反応ゾーンの上方において前記一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう二次燃焼空気を供給する二次燃焼空気供給部を備えるとともに当該二次燃焼空気供給部よりも所定距離上方において二次燃焼により発生した燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合するガス整流装置を配設することにより当該ガス整流装置の下方に形成される高温燃焼ゾーン、
を有することを特徴とする竪型ごみ焼却炉。 a furnace body having a substantially cylindrical shape extending substantially in the direction of gravity;
garbage input means for inputting waste toward the bottom of the furnace body;
ash discharging means provided at the bottom and depositing the waste upward;
A stratified reaction zone in which an ash layer, a combustion layer, a carbonization layer, and a drying layer are stacked from the bottom by supplying primary combustion air below the stoichiometric air ratio from below the ash discharge means;
A secondary combustion air supply section that supplies secondary combustion air such that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less above the stratified reaction zone, and is higher than the secondary combustion air supply section. A high-temperature combustion zone formed below the gas rectifier by disposing a gas rectifier that mixes the combustion exhaust gas generated by secondary combustion at a predetermined distance above over substantially the entire cross section of the furnace;
A vertical garbage incinerator characterized by having.
前記ガス混合ゾーンで燃焼され冷却された燃焼排ガスが前記炉本体の頂部から排出される、
請求項１に記載の竪型ごみ焼却炉。 a gas mixing zone formed by supplying additional air, the total air ratio of which is adjusted to 1.2 or less between the primary combustion air and the secondary combustion air, and a mixed fluid that cools the combustion exhaust gas without substantially increasing the oxygen concentration in the combustion exhaust gas, above the gas straightening device;
The combustion exhaust gas combusted and cooled in the gas mixing zone is discharged from the top of the furnace body.
2. The vertical waste incinerator according to claim 1.
請求項２に記載の竪型ごみ焼却炉。 using water as a mixing fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in the flue gas;
The vertical waste incinerator according to claim 2.
請求項２に記載の竪型ごみ焼却炉。 A recirculated gas obtained by recirculating the purified combustion exhaust gas is used as a mixed fluid that does not substantially increase the oxygen concentration in the combustion exhaust gas.
3. The vertical waste incinerator according to claim 2.
請求項１～４のいずれかに記載の竪型ごみ焼却炉。 The gas rectifier is made of a refractory material having a hollow structure, and a cooling medium flows through the hollow structure.
The vertical waste incinerator according to any one of claims 1 to 4.
前記灰排出手段の下方から理論空気量未満の一次燃焼空気を供給することで、下段から灰層、燃焼層、炭化層、乾燥層が積層される層状反応ゾーンを形成するステップ、
前記層状反応ゾーンの上方において前記一次燃焼空気との合計の空気比が１．０以下となるよう二次燃焼空気を供給するとともに当該二次燃焼空気の供給により発生する燃焼排ガスを炉内横断面略全域にわたって混合することで当該混合する領域の下方に高温燃焼ゾーンを形成するステップ、
を有することを特徴とする竪型ごみ焼却炉の燃焼方法。
A step of feeding waste toward a bottom of a furnace body having a substantially cylindrical shape extending substantially in the direction of gravity, and piling the waste above an ash discharge means provided at the bottom;
supplying primary combustion air in an amount less than the theoretical air amount from below the ash discharge means to form a layered reaction zone in which an ash layer, a combustion layer, a carbonized layer, and a dried layer are layered from the bottom;
supplying secondary combustion air above the stratified reaction zone so that the total air ratio with the primary combustion air is 1.0 or less, and mixing the combustion exhaust gas generated by the supply of the secondary combustion air over substantially the entire cross section of the furnace to form a high-temperature combustion zone below the mixing region ;
A combustion method for a vertical waste incinerator, comprising:
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004190981A (en) | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Babcock Hitachi Kk | Combustion device and wind box |
| JP2007285553A (en) | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Control method of combustion boiler |
| WO2008056650A1 (en) | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Babcock-Hitachi K.K. | Pulverized coal boiler |
| WO2008143074A1 (en) | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Babcock-Hitachi K.K. | Dust coal boiler, dust coal combustion method, dust coal fuel thermal power generation system, and waste gas purification system for dust coal boiler |
| WO2009060885A1 (en) | 2007-11-07 | 2009-05-14 | Metawater Co., Ltd. | Fluidized-bed incinerator and method of fluidized-bed incineration of sludge with the same |
| JP2009236356A (en) | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Metawater Co Ltd | Fluidized incinerator |
| JP2010175157A (en) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Metawater Co Ltd | Fluidized incinerator |
| JP2020190364A (en) | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 学校法人東京電機大学 | Combustion control method and refuse incinerator power generating facility |
| JP2020197356A (en) | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | Combustion furnace |
| JP2021156492A (en) | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 株式会社プランテック | Vertical waste incinerator and waste incineration amount adjustment method for the same |
| JP2022025655A (en) | 2020-07-29 | 2022-02-10 | 国立大学法人北海道大学 | Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method |
-
2023
- 2023-01-18 JP JP2023006224A patent/JP7460096B1/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004190981A (en) | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Babcock Hitachi Kk | Combustion device and wind box |
| JP2007285553A (en) | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Control method of combustion boiler |
| WO2008056650A1 (en) | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Babcock-Hitachi K.K. | Pulverized coal boiler |
| WO2008143074A1 (en) | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Babcock-Hitachi K.K. | Dust coal boiler, dust coal combustion method, dust coal fuel thermal power generation system, and waste gas purification system for dust coal boiler |
| WO2009060885A1 (en) | 2007-11-07 | 2009-05-14 | Metawater Co., Ltd. | Fluidized-bed incinerator and method of fluidized-bed incineration of sludge with the same |
| JP2009236356A (en) | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Metawater Co Ltd | Fluidized incinerator |
| JP2010175157A (en) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Metawater Co Ltd | Fluidized incinerator |
| JP2020190364A (en) | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 学校法人東京電機大学 | Combustion control method and refuse incinerator power generating facility |
| JP2020197356A (en) | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | Combustion furnace |
| JP2021156492A (en) | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 株式会社プランテック | Vertical waste incinerator and waste incineration amount adjustment method for the same |
| JP2022025655A (en) | 2020-07-29 | 2022-02-10 | 国立大学法人北海道大学 | Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method |
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