JPH0357367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、各種産業廃棄物、例えば有機質を多
く含んだ廃液を粉化して焼却する粉体燃焼用焼却
炉における焼却灰の炉内付着防止方法およびその
装置に関する。

（従来の技術） 有機質を多量に含む各種産業廃棄物を脱水した
のちのケーキ状、ブロツク状、シート状等の原料
を粉砕と同時に乾燥を行ない、粉状としたものを
燃焼処理する焼却炉（主としてサイクロン構造）
がある。

こ種の粉体燃焼用焼却炉は、炉内で旋回燃焼す
る過程において焼却灰が半溶融乃至は溶融し、こ
れが炉内表面に到達するとその表面に付着し、次
第にその上に焼却灰が堆積して成長する現象が起
る。特に融点の低い原料を含む焼却物は焼却につ
いては、サイクロン型焼却炉あるいは他の構造の
焼却炉のいずれもその逆錐形部の内表面に付着し
た焼却灰は傾斜面への付着のため自重では容易に
落下せず、次々と堆積が進行する間にブロツク化
して遂には焼却炉を閉塞させることになる。

（発明が解決しようとする課題） そこで焼却炉内の燃焼帯の各高さ方向での燃焼
温度を自動制御して過熱を防止し、焼却灰が溶融
しないようにする手段が講じられているが、これ
によると、例えば融点の低い物質に合せて温度制
御設定した場合、未燃分が増加し、NO_x低減と
未燃分増加による煤塵量との相互関係に苦慮する
ことになる。また、投入粉体の残留水分の変化お
よび発熱量の変化が燃焼帯の変動となつて現わ
れ、制御系が安定しなくなり、高温過熱によるト
ラブルを起すという問題があつた。

本発明はこれに鑑み、燃焼温度制御のみによる
焼却灰の付着防止に依存せず、焼却を完了した燃
焼灰粒を還元ガスと共に焼却炉内に供給し、この
焼却灰粒によつて炉内に付着する付着物を除去
し、炉壁の清浄化と、還元ガスによる焼却炉内の
燃焼温度制御を行ない、さらにNO_xの低減を同
時に達成することができる粉体燃焼用焼却炉にお
ける焼却灰の炉内付着防止方法、およびこれを達
成するための装置を提供することを目的としてな
されたものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記課題解決の目的を達成するため、本発明
は、粉体燃焼用焼却炉において、この焼却炉で焼
却が完了した焼却灰粒を、燃焼および温度制御用
還元ガス中に混入して焼却炉本体内の過剰高温燃
焼帯へ供給し、この還元ガスにより炉本体内の燃
焼温度を制御するとともに還元ガスに含まれて炉
本体内面にそつて流れる焼却灰粒により炉壁に付
着した付着物を除去することを特徴とする粉体燃
焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止方法、
および粉体燃焼用焼却炉の炉本体と、この炉本体
から排出される熱ガスを導入して熱交換により熱
を回収する排熱回収用ボイラと、このボイラから
排出されるガスを炉本体の燃焼帯部位に接線方向
に開口する少くとも１つの還元ガス噴出ノズルに
供給する還元ガス供給系と、炉本体から排出され
る焼却灰を分級して洗浄用焼却灰粒を取出す焼却
灰粒取出部と、この取出された焼却灰粒を前記還
元ガス供給系へ導入する焼却灰粒供給系とを具備
し、還元ガス供給系を流れる還元ガス中に焼却灰
粒を混入して炉本体内の過剰高温燃焼帯に接線方
向から噴射するようにしたことを特徴とする粉体
燃焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止装置
としたことにある。

（作用） 焼却炉の燃焼帯の過剰高温燃焼帯に焼却灰粒を
含む還元ガスを吹出させ、これにより過剰高温燃
焼帯の燃焼温度を低下させて焼却原料の溶融化を
防ぎ、炉内壁面への付着を予防するとともに炉内
の燃焼温度を均一にしてNO_xの発生を防止し、
併せて還元ガスに含まれて吹込まれる焼却灰粒に
より炉内壁面に付着した付着物が除去される。

（実施例） 以下、本発明を図面に示すサイクロン型焼却炉
を用いた場合の実施例について説明する。

図において符号１はサイクロン型焼却炉本体を
示し、通常のサイクロンと同様に中心部に燃焼ガ
スと焼却灰とを分離可能とする耐熱鋼製あるいは
水冷ジヤケツト構造とした内筒２を有し、この内
筒２は排ガス連通部３に通じて廃熱回収用熱交換
器としてのボイラ４に接続され、焼却炉本体１の
上方側部には起動時に燃料を噴射する助燃バーナ
ー５が焼却炉本体１の接線方向に向けて設けられ
ている。この助燃バーナー５は、焼却炉本体１内
の温度を計測する温度計６の計測温度により制御
部７をして燃料供給弁８の開閉が制御されるよう
になつている。

焼却炉本体１の下部には、焼却灰の冷却および
排出用のスクリユー構造のコンベア９が配設さ
れ、このコンベア９の末端に焼却灰粒取出部１０
が設けられている。この焼却灰粒取出部１０は、
前記排出用コンベア９の末端に設けられるロツク
バルブ１１と、このロツクバルブ１１の上方に設
けられる焼却灰篩分器１２とを有し、この篩分器
１２によつて篩い分けられた細かい焼却灰を排出
するシユート１３側には、焼却灰に湿気を加えて
ミキシングする加湿パドルミキサー１４と、この
パドルミキサー１４から排出される焼却灰を廃棄
のため貯溜するバンカー１５が設けられ、粗い焼
却灰を排出するシユート１６側には、これを貯溜
すると共にスタート時に新砂を供給し得るバンカ
ー１７と、このバンカー１７の下部にあつて搬出
するスクリユー構造の灰出しコンベア１８と、こ
のコンベア１８の末端にあるロツクバルブ１９
と、このロツクバルブ１９から排出される焼却灰
を受入れる沈降分離槽２０とを有している。

焼却炉本体１の燃焼帯となる直胴部の前記助燃
バーナー５とは反対側の側壁には、被焼却物であ
る粉体を炉内に噴射供給する粉体供給ノズル２１
が接線方向に開口され、この粉体供給ノズル２１
と上下に複数個（図示の例では４個）の還元ガス
噴出ノズル２２₁，２２₂，２２₃，２２₄が所定の
間隔を置いて列設されている。さらに前記内筒２
の下端よりも下位の焼却炉本体１の円錐部の側壁
には、該内筒２の下端内部に向かうように仰角を
なして還元ガス噴出ノズル２３が設けられてい
る。

上記各還元ガス噴出ノズル２２₁，２２₂，２２
_３，２２₄および２３には、前記焼却灰粒取出部１
０の沈降分離槽２０の上部に接続された還元ガス
流路２４から分岐する分岐流路２５₁，２５₂，２
５₃，２５₄，２６が接続され、これら分岐流路に
は流量制御弁２７₁，２７₂，２７₃，２７₄，２８
が介装されており、これら制御弁は弁開閉用駆動
部（モータまたはソレノイド等）２９₁，２９₂，
２９₃，２９₄，３０の駆動により開閉および開度
調整が行なわれるようになつている。

前記還元ガス噴出ノズル２２₁〜２２₄に対向す
る側壁には、前記還元ガス噴出ノズル２２₂，２
２₃，２２₄，２３の各中間高さ位置に、焼却炉本
体１内の燃焼帯の温度を検出する温度検出器３１
_１，３１₂，３１₃（熱電対）がそれぞれ配設されて
おり、温度検出器３１₁は還元ガス噴出ノズル２
２₂の流量制御弁２７₂の駆動部２９₂を、以下温
度検出器３１₂は駆動部２９₃を、温度検出器３１
_３は駆動部２９₄をそれぞれ制御するようになつて
いて、各燃焼帯の温度に応じ駆動部を駆動して還
元ガスの噴出が切換え乃至調整されるようになつ
ている。

前記沈降分離槽２０の上部反対側には、前記ボ
イラ４の排出側に接続された還元ガス流路３２が
接続され、この還元ガス流路３２の途中には送風
機３３が接続されていて、この送風機３３の駆動
によりボイラ４から出た熱交換済のガスを吸引し
て焼却炉本体１の還元ガス噴出ノズル２２₁〜２
２₄方向へ圧送し、その間に沈降分離槽２０の内
部上方に存在する比較的小粒子の焼却灰粒が還元
ガスに混入して前記還元ガス噴出ノズル２２₁〜
２２₄あるいは２３から噴出されるようになつて
いる。

前記廃熱回収用熱交換器としてのボイラ４は、
ボイラ本体３４内に多数本のパイプからなる煙管
３５，３５…を有し、この煙管下部の本体３４に
は沈降分離槽３６が形成され、この沈降分離槽３
６の下部にはスクリユー構造の排出コンベア３７
が設けられており、このコンベア３７の末端に設
けられたロツクバルブ３８を介し輸送路３９を通
じて前記焼却灰篩分器１２に接続されている。そ
して上記沈降分離槽３６の排気口４０に前述の還
元ガス流路３２が接続されている。図において４
１は、廃熱を回収する媒体としての水タンクで、
配管４２，４３を通じ矢印のようにボイラ４の煙
管３５，３５…の周囲を通し、加熱されて回収さ
れるようになつている。

被焼却物となる原料４４を粉化して焼却炉１へ
供給するための乾燥物粉体供給装置４５は概ね公
知であるが、図にはその一例を示している。

高水分を含有する原料４４を投入する原料投入
部４６にロツクバルブ４７を介して原料の見掛け
水分を下げる前処理機４８が設置され、この前処
理機４８の吐出口側にはフイーダ４９が接続され
ていて原料と乾燥粉体とを混合した原料を乾燥機
５０の下部内に供給するようになつている。

この乾燥機５０の下部内には一対の破砕羽根５
１，５１が回転駆動自在に設けられており、この
破砕羽根５１，５１の近傍には前記ボイラ４の排
気口４０から出る高温のガス（250〜450℃）を導
入路５２を通じて吹込まれるようになつていて、
破砕羽根５１，５１の回転による原料の跳ね上げ
と上記導入路５２を通じて吹込まれる熱ガスとで
瞬時に水分を蒸発させ、粉粒化して上昇させ、固
気分離サイクロン５３へ導いて粉粒体と廃ガスと
に分離し、廃ガスは流路５４を通じフアン５５で
吸引して廃ガス処理設備５６へ入れ、クリーンガ
スは大気中へ放出させるとともに粉粒体はロツク
バルブ５７を介して加湿機へ送り、湿気を加え無
公害の状態として投棄される。また前記固気分離
サイクロン５３により分離された粉体は分岐ダン
パ５８を介し燃焼用空気供給路５９ヘロツクバル
ブ６０を介して接続され、焼却路１へ送られて粉
体供給ノズル２１から焼却炉１へ粉体が供給され
るようになつている。６１は燃焼用空気供給兼粉
体輸送用フアン、６２は連通管である。

次に上記実施例の作用を説明する。

乾燥機５０によつて乾燥された粉体は、連通管
６２から燃焼用空気供給路５９を通じフアン６１
の駆動により輸送して粉体供給ノズル２１から焼
却炉本体１へ粉体を供給する前準備として、助燃
バーナー５から燃料を供給して焼却炉本体１内で
着火開始温度まで炉内温度を上昇させ、焼却炉本
体１内が所定の燃焼温度に達して自然状態になつ
たのち助燃バーナー５を停止させる。

粉体の自燃が開始されると、粉体は焼却炉本体
１内を旋回しながら次第に下降し、燃焼ガスは内
筒２を通じてボイラ４へ送られ、煙管３５，３５
…を通つて沈降分離槽３６へ至る間に水と熱交換
が行なわれる。また焼却炉本体１内の焼却灰はサ
イクロン作用により沈降してその下部からコンベ
ア９に入り、冷却後コンベア９により送られてロ
ツクバルブ１１を通じ焼却灰篩分器１２に入り、
こゝで一定の大きさ以下の焼却灰はシユート１３
を通じて加湿パドルミキサー１４に入り、その末
端からバンカー１５へ投入されて貯溜され、適時
に投棄される。一定の大きさ以上の焼却灰は、シ
ユート１６を通じて洗浄灰用バンカー１７へ入
り、灰出しコンベア１８、ロツクバルブ１９を通
じて沈降分離槽２０に供給される。

一方、焼却炉本体１内の燃焼帯の温度は温度検
出器３１₁，３１₂，３１₃により階層的に計測さ
れ、所定の温度（例えば1000℃）を超えた過剰高
温燃焼帯が生じたときはそれに対応する流量制御
弁２７₁〜２７₄を開け、送風機３３により還元ガ
ス流路２４を通じ還元ガスを焼却炉本体１内へ吹
込む。このとき還元ガスが還元ガス流路３２，２
４間に存在する沈降分離槽２０を通るので、一定
の大きさ以上で圧送圧力に乗れる洗浄用焼却灰粒
が還元ガス中に混入して送られ、焼却炉本体１内
に旋回流とつて吹込まれる。

これにより還元ガスと共に焼却灰粒が焼却炉本
体１内の高温燃焼帯の炉壁内面乃至内筒２の外周
面に吹きつけられ、この焼却灰粒が溶融乃至半溶
融状態で炉壁内面に付着しようとする粉体に当つ
てこれを剥離し、その付着成長を防止する。これ
と同時に酸素濃度の低い（約６％前後の酸素量）
還元ガスの吹込みにより燃焼温度が抑えられ、炉
内の部分的高温化を防ぎ、粉体の溶融化を防止す
る。

この還元ガスの吹込みは、温度検出器３１₁〜
３１₃の検出結果によりこれと対応する制御弁２
７₁〜２７₄の開閉を制御して高温帯にのみ還元ガ
スを供給し、炉内温度の均一化が図られる。

内筒２の内面に溶融粉体が付着したときは、制
御弁３０を開けて噴射ノズル２３から焼却灰粒を
含む還元ガスを吹出すことによりその焼却灰粒が
内筒２の内周面に当つて溶着粉体を除去し、そし
てその除去を行なつた焼却灰粒は連通路３を通じ
てボイラ４へ送られるので、このボイラ４の煙管
３５，３５…内を通る間にこの煙管の内周面の清
掃が行なわれる。

煙管３５，３５…の下端から出た焼却灰粒およ
び剥離された粉体はその下部の沈降分離槽３６に
入り、こゝで沈降分離されてコンベア３７、ロツ
クバルブ３８、輸送路３９を通じ焼却灰粒取出部
１０の焼却灰篩分器１２へ送られ、こゝで前記と
同様に篩い分けられて大粒の焼却灰粒は再び沈降
分離槽２０へ貯えられ、次回の清掃に供される。
なお、洗浄用として用いる焼却灰粒の大きさは、
好ましくは0.4ｍ／ｍφ前後のものがよい。

第２図は、上記実施例における内筒２が燃焼ガ
スにより腐蝕されやすい場合、その内筒を用いな
い構造とした実施例を示すもので、この図では乾
燥物粉体供給装置４５の詳細は省略してある。

この実施例では、焼却炉本体１の下部から排出
される焼却灰および排ガスはコンベア９の外筐９
ａ内へ入り、焼却灰はスクリユー９ｂによりロツ
クバルブ１１を経て沈降分離槽６３へ送られ、前
記外筐９ａ内を通る間に焼却灰と分離された排ガ
ス連通炉３を通じてボイラ４へ送られる。

このボイラ４の下部の沈降分離槽３６において
沈降分離されたのち誘引排風機により排ガス処理
装置（図示せず）へ送られ、一部を分岐して還元
ガスとして還元ガス流路３２から送風機３３によ
り焼却灰粒を混入して焼却炉本体１内へ投入され
る。

このように内筒２を有しない焼却炉であつて
も、焼却灰を還元ガスに混入して焼却炉本体１へ
供給することにより、焼却炉本体１の内壁面に付
着する溶融粉体の除去および炉内の部分高温化を
防止することができる。なお、第２図において第
１図と共通する部分にはこれと同一符号を付して
説明を省略する。

なお図示実施例においては、焼却炉をサイクロ
ン型とした場合について説明したが、この焼却炉
の構造はサイクロン型に限られるものではなく、
他の構造の焼却炉であつても本発明を適用し得る
ことはもちろんである。またその他の構成につい
ても図示実施例に限定されるものではなく、他に
設計変更は任意である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による焼却灰の炉内
付着防止方法によれば、粉体を焼却する焼却炉の
燃焼帯に還元ガスを供給するようにし、この焼却
炉内の過剰高温燃焼帯に還元ガスを吹込むことに
より当該燃焼帯の燃焼温度を低くすると同時に還
元ガスに含ませる焼却灰粒により高温燃焼帯での
高熱により溶融状態となつて炉壁内面に付着する
付着物を除去するようにしたので、焼却炉内の局
部高温化を制御して炉内温度を均一にしNO_xの
発生を防止しながら炉壁内面に溶着しようとする
付着物の発生および着床を防ぎ、付着物の成長を
なくし、焼却炉の詰りや燃焼不良の発生を防止す
ることができる。

また請求項２，３の焼却灰の付着防止装置によ
れば、焼却炉の排ガスを熱交換に利用したのち還
元ガスとして焼却炉へ送るようになつているの
で、廃熱の有効利用が図れるほか、還元ガスによ
り焼却炉の過剰高温化を防いで粉体の溶融化によ
る炉壁内面へ付着する現象を未然に防ぎつゝ、炉
壁内面（および内筒表面）への付着物の除去がで
き、燃焼効率を一段と高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は同他の変形例を示す構成図である。 １……焼却炉本体、２……内筒、４……ボイラ
（熱交換器）、５……助燃バーナー、１０……焼却
灰粒取出部、１２……焼却灰篩分器、２０……沈
降分離槽、２１……粉体供給ノズル、２１₁〜２
２₄，２３……還元ガス噴出ノズル、２４，３２
……還元ガス流路、３１₁〜３１₃……温度検出
器、３５……煙管、４５……粉体供給装置、５０
……乾燥機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉体燃焼用焼却炉において、この焼却炉で焼
   却が完了した焼却灰粒を、燃焼および温度制御用
   還元ガス中に混入して焼却炉本体内の過剰高温燃
   焼帯へ供給し、この還元ガスにより炉本体内の燃
   焼温度を制御するとともに還元ガスに含まれて炉
   本体内面にそつて流れる焼却灰粒により炉壁に付
   着した付着物を除去することを特徴とする粉体燃
   焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止方法。 ２ 粉体燃焼用焼却炉の炉本体と、この炉本体か
   ら排出される熱ガスを導入して熱交換により熱を
   回収する排熱回収用ボイラと、このボイラから排
   出されるガスを炉本体の燃焼帯部位に接線方向に
   開口する少くとも１つの還元ガス噴出ノズルに供
   給する還元ガス供給系と、炉本体から排出される
   焼却灰を分級して洗浄用焼却灰粒を取出す焼却灰
   粒取出部と、この取出された焼却灰粒を前記還元
   ガス供給系へ導入する焼却灰粒供給系とを具備
   し、還元ガス供給系を流れる還元ガス中に焼却灰
   粒を混入して炉本体内の過剰高温燃焼帯に接線方
   向から噴射するようにしたことを特徴とする粉体
   燃焼用焼却炉における焼却灰の炉内付着防止装
   置。 ３ 焼却炉本体内に排ガス吸引用内筒を有し、こ
   の内筒の下端より下位の炉本体の側壁に前記内筒
   の下端内部に向けて噴出ノズルを設け、この噴出
   ノズルに還元ガス供給系からの分岐供給系を接続
   し、前記噴出ノズルを通じ内筒の下部に向け焼却
   灰粒を含む還元ガスを吹付けるようにしたことを
   特徴とする請求項２記載の粉体燃焼用焼却炉にお
   ける焼却灰の炉内付着防止装置。