JPH0799257B2 - 流動床炉の安定燃焼法 - Google Patents

流動床炉の安定燃焼法

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JPH0799257B2
JPH0799257B2 JP61008945A JP894586A JPH0799257B2 JP H0799257 B2 JPH0799257 B2 JP H0799257B2 JP 61008945 A JP61008945 A JP 61008945A JP 894586 A JP894586 A JP 894586A JP H0799257 B2 JPH0799257 B2 JP H0799257B2
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    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、都市ゴミである被焼却物を流動層内で焼却す
る焼却方法に係り、特に流動層内での燃焼を安定させる
ことができる流動床炉の安定燃焼法に関するものであ
る。
[従来の技術] 一般に都市ゴミの焼却処理を目的とした流動床式焼却炉
は、炉体内に設けた散気管または散気板から空気を噴出
し、その散気管または散気板の上方に都市ゴミなどの被
焼却物を供給すると共に砂などの流動媒体を供給し、散
気管上で被焼却物と流動媒体とを流動化させながら被焼
却物を燃焼させると共に熱分解し、発生した分解ガスを
二次空気により燃焼させて焼却処理するもので、不燃物
は散気管下部の炉体から流動媒体と共に取り出したのち
分離し、流動媒体は再び散気管上に循環させるものであ
る。
この流動床式焼却炉にあっては、流動層内で流動媒体で
ある砂が熱砂状態で撹拌運動をしており、投入された被
焼却物を流動層内で均一に分散し、被焼却物を瞬時に乾
燥・着火・熱分解・燃焼させ完全焼却を行うことがで
き、不燃物として回収されるもえがらは、金属,ガラ
ス,陶磁器類であり、その被焼却物に対する減容率を98
%にでき、他の機械式焼却炉に比べて不燃物の量を1/3
に減らすことができる利点がある。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、流動層に投入される被焼却物は、その投
入量及びゴミ質により発熱量が変化し、したも上述した
ように投入後の被焼却物は瞬時に燃焼熱分解されるた
め、投入される被焼却物の量や種類の変動により燃焼を
安定して行うことが難しく、例えば一度に大量の被焼却
物が投入された直後には、大量の分解ガスが発生し、二
次空気の供給量が追いつかず大量の分解ガスやばいじん
が発生しやすくなる問題がある。
従来この流動床式焼却炉内の流動層の温度は、被焼却物
の投入量やゴミ質により変動はあるが、700〜800℃の範
囲であり、その温度制御はなされていない。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、流動層
内への被焼却物の投入量の変動などに係らず安定した燃
焼が行え、しかもばいじんなどの発生を抑えることがで
きる流動床炉の安定燃焼法を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するために、炉体に複数本
の散気管を設け、その散気管上に都市ゴミである被焼却
物と流動媒体とを供給し、散気管から燃焼空気を供給し
て被焼却物と流動媒体とを流動化させて流動層を形成す
ると共にその流動層内の被焼却物を燃焼し、散気管間か
ら流下した流動媒体と被焼却物中の不燃物を炉体下部よ
り排出すると共に、これらを分離して流動媒体を再度流
動層に循環し、上記炉体のフリーボード部に二次空気を
供給し、流動層内の被焼却物の燃焼で生じた可燃性ガス
をそのフリーボード部で二次燃焼させるに際して、炉体
に二重管からなる水噴霧管を、その先端が流動層の上部
中央に位置するように設け、その水噴霧管の内側管より
水を流動層上に噴射して流動層内の温度を520〜650℃に
保つと共に燃焼速度比を0.4〜0.6の範囲に保って燃焼さ
せ、かつ内外側管の間に冷却空気を供給することを特徴
とする流動床炉の安定燃焼法である。
[作用] 上記構成によれば、散気管上で都市ゴミである被焼却物
を流動媒体と共に流動化させ、流動媒体の撹拌運動によ
り被焼却物を瞬時に乾燥・着火・熱分解・燃焼させ、そ
の際、流動層の上方の中央より水噴霧管の内側管より水
を噴霧して流動層内の温度を520〜650℃に保つと共に燃
焼速度比を0.4〜0.6の範囲に保って燃焼させることで、
流動層の温度の均一化が図れ、ばいじん等の発生を抑え
ることができる。また内外側管の間に冷却空気を供給す
ることで、水を噴霧していない時でも水噴霧管を流動層
の熱から保護できる。
[実施例] 以下本発明に係る流動床炉の安定燃焼法の好適一実施例
を添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明における流動床式炉を示すもので、図に
おいて、1は炉体でその炉体1に複数本の散気管2が設
けられ、その上方の炉体1の壁には都市ゴミである被焼
却物3の投入口4が形成され、その投入口4に被焼却物
3の給じん機5が接続される。また散気管2上の炉体1
の壁には砂などの流動媒体6の投入口7が形成される。
散気管2には、流動用空気供給管8が接続され、その流
動用空気が散気管2から噴出されて散気管2上の被焼却
物3と流動媒体6を流動媒化し、流動層9を形成する。
炉体1の下部には散気管2の間から流下した流動媒体6
と被焼却物3中の不燃物10の出口11が設けられ、その出
口11にスクリューコンベアなどの排出機12が接続され
る。排出機12には不燃物10と流動媒体6とを分離する分
級機13が接続され、そのフルイ上の不燃物10は排出口14
より排出され、フルイ下の流動媒体6は垂直コンベアな
どの循環ライン15により流動媒体6の投入口7に供給さ
れる。
炉体1上には、流動層9で被焼却物3が燃焼され、熱分
解された分解ガスを炉体1のフリーボード部16内で燃焼
させるための二次空気供給ノズル17が設けられ、炉体1
の上部には燃焼排ガスを排出する排気口18が設けられ
る。
以上において、給じん機5から被焼却物3は投入口4を
介して散気管2上に供給され、また循環ライン15より砂
などの流動媒体6が供給される。また流動用空気供給管
8からの流動用空気が散気管2から図示の矢印のように
噴出され被焼却物3と流動媒体6とを流動化し、流動層
9を形成する。流動層9内の被焼却物3は散気管2から
の流動用空気で自燃する。被焼却物3の燃焼熱により被
焼却物3の一部は、熱分解し、発生した分解ガスはフリ
ーボード部16内で、二次空気供給ノズル17から吹き込ま
れた二次空気により燃焼され、排ガスとなって排気口18
より排気される。
また被焼却物3中の不燃物10は、流動媒体6と共に散気
管2の間から炉体1の下部に流下し、出口11,排出機12
より分級機1313に移送され、そこで流動媒体6と分離さ
れ、排出口14より回収され、流動媒体6は循環ライン15
より再度流動層9に投下される。
通常、被焼却物3は、そのまま流動層9内で燃焼させた
場合、その流動層温度は700〜800℃となるが、この温度
領域では都市ゴミの燃焼速度が非常に速く、上述したよ
うに投入後瞬時に乾燥・着火・熱分解・燃焼されるた
め、瞬時的な分解ガスの大量発生やばいじん量の増大と
いった問題を生じる。
本発明においては流動層9内の温度を520〜650℃の範囲
に保って被焼却物3を流動層9内で緩慢燃焼させること
を特徴とするものである。
流動層9内の温度を520〜650℃に保つには、炉体に取り
付けた水噴霧管19より流動層9上の中央に水を噴射し
て、水の蒸発潜熱により流動層内の温度を抑えるように
する。またこの場合、補助的に給じん機5に水噴霧管20
を取り付け、被焼却物3を予め濡らしたり、流動用空気
供給管8の流動用空気を冷却したり、流動媒体6の循環
ライン15に冷却装置21を設けて流動媒体を冷却してもよ
い。
流動層9に直接水を噴霧する場合、第2図に示すように
炉体壁1aに水噴霧管19の挿入孔22を形成し、水噴霧管19
を二重管とし、その内側管23に給水管24を接続し、外側
管25と内側管23間に、冷却用空気の供給管26を接続す
る。また水噴霧管19は図示のように斜目下方に傾斜させ
て設け、その先端19aが流動層9上の略中心に位置する
ように設ける。
本発明は、水の噴霧により流動層9の温度を520〜650℃
の範囲に保つことで被焼却物3の乾燥・着火・熱分解・
燃焼が緩やかに行うことが可能となり、その結果、被焼
却物3の投入量のバラツキやゴミ質の変動に対して安定
な燃焼を行うことができ、しかも可燃物を完全焼却する
ことができるものである。
第3図は流動層温度と被焼却物の燃焼速度比の関係を示
す図で、被焼却物が投入されたのち熱分解する最大速度
に対して各流動層温度ごとの速度を燃焼速度比としてあ
らわしたものである。
この図からも判るように従来流動層温度が700〜800℃の
範囲では、その燃焼速度比は0.7〜1.0であるが、本発明
のように520〜650℃の範囲Aに保つことによりその速度
比を約0.4〜0.6の範囲とすることができ、従来の燃焼速
度の6割程度にその速度を遅くすることが可能となる。
このように流動層で被焼却物が緩慢に燃焼させることで
被焼却物の瞬時の燃焼を防止し、その分解ガスの大量発
生やばいじんの発生を抑制することができる。
この場合、流動層の温度が520℃以下では流動層内での
被焼却物の燃焼が不安定(燃えにくくなる)となって好
ましくなく、また650℃以上では速度が速くなり、被焼
却物の投入量およびゴミ質の変化に対して分解ガス量や
ばいじんの発生量が瞬時的に多くなり好ましくない。
第4図,第6図は、本発明と従来例における流動層の温
度と燃焼ガスの温度の経時変化を示したものである。
第4図,第6図は、夫々同一の焼却炉で被焼却物に都市
ゴミを用い、その処理量を2.5t/Hとし、各部の温度を6
〜7時間計測した例を示すが、第4図は本発明に加え
て、フリーボード部における二次燃焼を充分に行なった
場合の例を示す。
第6図に示すように従来例においては、流動層内の温度
制御を行わないため、流動層温度aは650℃以上となる
が、その際フリーボード部内の温度は下部温度bが750
℃前後、上部温度cが850℃前後、また炉を出てガス冷
却塔へ入る燃焼ガスの温度dは、950℃前後になり、徐
々にその温度が上昇していることが判る。
このことは、流動層で熱分解された分解ガスがガス冷却
塔へ入るまで燃焼していることとなり、フリーボード部
内で分解ガスが完全に燃焼していないことが判る。
これに対して第4図に示すように本発明においては、流
動層に水噴霧し、その流動層温度a0を600℃±15℃に維
持すると、フリーボード部の下部温度b0,上部温度c0
びガス冷却塔入口温度d0は、略同じ温度となることが判
る。このことは発生可燃ガスがフリーボード部内で二次
空気により完全に燃焼されていることが判る。
また第5図,第7図は、焼却後の排ガスがガス冷却塔を
通り電気集じん器で除じんされたのち煙突から排出され
る排ガスのばい煙濃度をみたもので、リンゲルマンばい
煙濃度指示計により経時的に測定したものである。
従来例の場合、第7図から判るように煙の可視限界とな
る指示値約0.5以上の煙が頻繁に排出されるが、本発明
においては第5図に示すように指示値0.5以上の煙がほ
とんど生じないことが判る。
[発明の効果] 以上詳述してきたことから明らかなように本発明によれ
ば次のごとき優れた効果を発揮する。
(1)都市ゴミである被焼却物を流動媒体と共に散気管
上で流動化させて燃焼させ、その流動層の上部中央より
水を噴射して流動層の温度を520〜650℃に保つことによ
り、被焼却物の投入量やゴミ質の変動に影響されず安定
した燃焼を行うことができる。
(2)被焼却物を緩慢に燃焼し熱分解させるので分解ガ
スやばいじんの大量発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の流動床炉の安定燃焼法を実施するため
の装置例を示す図、第2図は第1図の要部拡大図、第3
図は本発明において流動層温度と被焼却物の燃焼速度比
の関係を示す図、第4図は本発明において流動層温度と
各部の排ガス温度の経時変化を示す図、第5図は本発明
において焼却処理後の排ガスのばい煙の発生状態を示す
図、第6図は従来の焼却炉における流動層温度と各部の
排ガス温度の経時変化を示す図、第7図は従来の焼却炉
での排ガスのばい煙発生状態を示す図である。 図中、1は炉体、2は散気管、3は被焼却物、6は流動
媒体、9は流動層、19,20は水噴霧管である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉体に複数本の散気管を設け、その散気管
    上に都市ゴミである被焼却物と流動媒体とを供給し、散
    気管から燃焼空気を供給して被焼却物と流動媒体とを流
    動化させて流動層を形成すると共にその流動層内の被焼
    却物を燃焼し、散気管間から流下した流動媒体と被焼却
    物中の不燃物を炉体下部より排出すると共に、これらを
    分離して流動媒体を再度流動層に循環し、上記炉体のフ
    リーボード部に二次空気を供給し、流動層内の被焼却物
    の燃焼で生じた可燃性ガスをそのフリーボード部で二次
    燃焼させるに際して、炉体に二重管からなる水噴霧管
    を、その先端が流動層の上部中央に位置するように設
    け、その水噴霧管の内側管より水を流動層上に噴射して
    流動層内の温度を520〜650℃に保つと共に燃焼速度比を
    0.4〜0.6の範囲に保って燃焼させ、かつ内外側管の間に
    冷却空気を供給することを特徴とする流動床炉の安定燃
    焼法。
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