JPH04350409A - 循環流動床型焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、都市ごみ等の焼却炉
に関し、更に詳しくは循環流動床型焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等を焼却する焼却炉においては
、ここ数年来、ダイオキシンの排出抑制等のため、焼却
による一酸化炭素の排出レベルを低減させる高効率燃焼
の必要性が叫ばれ、そのため従来から採用されている気
泡流動床型焼却炉においても、様々な改良が施されてい
る。しかしながら、それらはいずれも炉形状や空気分散
機構が複雑なものにならざるを得ず、本来気泡流動床型
焼却炉の利点であった簡便性が失われ、またこれらの改
良によっても、高効率燃焼が確実に達成されるかどうか
不明な点が多い。

【０００３】ところで、石炭等を燃料とする燃焼炉にお
いては、燃料適応範囲の広さ、低公害性能等の点から、
循環流動床型燃焼炉が急速にそのシェアを拡大している
。

【０００４】循環流動床型燃焼炉には、種々の形態のも
のがあるが、一般的には、ケイ砂等の耐火性粒子からな
る流動媒体粒子を炉内への空気噴出等による流動化手段
によって高速流動化させて高速流動床を形成し、この流
動床において燃料を燃焼させる主燃焼炉と、主燃焼炉か
ら排出される流動媒体粒子を排ガスと分離させて捕集す
るサイクロンと、サイクロンにより捕集された流動媒体
粒子の温度を制御する外部熱交換器と、外部熱交換器か
ら主燃焼炉へ供給される流動媒体粒子の量を制御する空
気式制御バルブとで主として構成されている。燃料とな
る石炭等は、主燃焼炉に投入されて、主燃焼炉、サイク
ロン、外部熱交換器および空気式制御バルブよりなる循
環経路を流動媒体粒子とともに循環し、燃焼される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、都市ご
み等の焼却にあっては、被焼却物の性状が非常に多種多
様であるために安定した高速流動化状態が阻害される懸
念があることや、構造が複雑になりがちであること等の
理由により、循環流動床型燃焼炉は、高効率燃焼が期待
されるにもかかわらず、これまで焼却炉としては採用さ
れていなかった。この発明の目的は、上記の実情に鑑み
て、高効率燃焼が高い確度で期待できる循環流動床型燃
焼炉を都市ごみ等の焼却炉に適応させて、今後よりいっ
そう厳しい規制が予想されるダイオキシン排出規制に十
分対応させるとともに、ダイオキシンの発生要因となる
塩素を、特別な脱塩剤を用いることなく容易に除去する
ことのできる焼却炉を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による循環流動
床型焼却炉は、上記の目的を達成するために、流動媒体
粒子を高速流動化させて高速流動床を形成し、この流動
床において被焼却物を燃焼させる主焼却炉と、主焼却炉
から放出される流動媒体粒子を排ガスと分離させて捕集
するサイクロンと、被焼却物投入部を有しかつサイクロ
ンにより捕集された流動媒体粒子の熱により被焼却物を
熱分解させる熱分解炉と、熱分解炉から主焼却炉へ供給
される流動媒体粒子および被焼却物の量を制御する空気
式制御バルブと、被焼却物の熱分解により発生した熱分
解ガスを主焼却炉へ供給する熱分解ガス供給用流路と、
熱分解ガス供給用流路中に設けられた熱分解ガス冷却部
とよりなるものである。

【０００７】

【作用】都市ごみ等の被焼却物は、被焼却物投入部より
熱分解炉内に投入されて、流動媒体粒子の熱により熱分
解される。被焼却物の熱分解により発生した熱分解ガス
は、熱分解炉から主焼却炉へ至る熱分解ガス供給用流路
に流入して、途中熱分解ガス冷却部を通過する。熱分解
ガスには、水蒸気、アンモニア、ダイオキシンの発生要
因となる塩素ガス等が含まれており、熱分解ガス冷却部
を通過した熱分解ガスが露点以下まで冷却されると、凝
縮した水に塩素ガスが溶解し、それがアンモニアによっ
て中和され、塩化アンモニウムとなり、その結果、塩素
ガスが除去された熱分解ガスが主焼却炉へ供給される。 他方、熱分解された後の被焼却物は、流動媒体粒子とと
もに、空気式制御バルブを通じて、主焼却炉へ供給され
る。主焼却炉に供給された前記熱分解ガス及び熱分解後
の被焼却物は、流動媒体粒子が高速流動化されて形成せ
られた高速流動床において完全燃焼される。主焼却炉か
ら排出された排ガスと流動媒体粒子とは、サイクロンに
おいて分離され、排ガスはサイクロン外へ排出され、流
動媒体粒子は熱分解炉内へ捕集される。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照しな
がら説明する。

【０００９】図１に示す循環流動床型焼却炉は、流動媒
体粒子を高速流動化させて高速流動床を形成し、この流
動床において被焼却物を燃焼させる主焼却炉（１）　と
、主焼却炉（１）　から排出される流動媒体粒子を排ガ
スと分離させて捕集するサイクロン（２）　と、被焼却
物投入部（３１）を有しかつサイクロン（２）　により
捕集された流動媒体粒子の熱により被焼却物を熱分解さ
せる熱分解炉（３）　と、熱分解炉（３）　から主焼却
炉（１）　へ供給される流動媒体粒子および被焼却物の
量を制御する空気式制御バルブ（４）　と、被焼却物の
熱分解により熱分解炉（３）　から発生した熱分解ガス
を主焼却炉（１）　へ供給する熱分解ガス供給用流路（
５）　と、熱分解ガス供給用流路（５）　中に設けられ
た熱分解ガス冷却部（６）　とよりなる。

【００１０】熱分解炉（３）　に設けられた被焼却物投
入部（３１）は、ごみ乾燥機（７）　に連通しており、
都市ごみ等の被焼却物は、まず、ごみ乾燥機（７）　に
おいて乾燥される。ごみ乾燥機（７）　は、回転軸が水
平よりやや傾斜したロータリーキルンであって、被焼却
物は、キルン内壁に沿って移動しながらキルン下部に配
管供給された排ガスの熱により間接的に加熱され、乾燥
される。被焼却物の乾燥により、熱分解ガス冷却部（６
）　における熱分解ガスの冷却処理量が減少し、効率的
に冷却処理を行ないうる。また、ごみ乾燥機（７）　に
おいて被焼却物の乾燥により発生したガスは、臭気を伴
っているので、この臭気を除去するため二次燃焼用空気
とともに主焼却炉（１）　内に供給されて燃焼される。 なお、ごみ乾燥機（７）　は、キルン内にチューブ、ジ
ャケットを併設してもよく、また排ガス加熱以外の加熱
手段を用いてもよい。

【００１１】サイクロン（２）　によって熱分解炉（３
）　に捕集された燃焼熱を有する流動媒体粒子は、熱分
解炉（３）　下部から導入される空気あるいは排ガス等
によって極低速流動床を形成し、この流動床において被
焼却物投入部（３１）より投入された被焼却物が熱分解
される。なお、熱分解炉（３）　における流動媒体粒子
の流動化手段としては、排ガス等の低酸素気体を利用す
れば被焼却物の熱分解を効率よく行なえるが、排ガスの
再循環配管等が複雑になる場合には、空気を用いてもよ
い。

【００１２】熱分解炉（３）　で発生した熱分解ガスは
、主燃焼炉（１）へ至る熱分解ガス供給用流路（５）　
に流入する。熱分解ガス供給用流路（５）　は、熱分解
ガスが下降するガス下降部（５１）を備えており、ガス
下降部（５１）の上部に熱分解ガス冷却部（６）　が、
下端部にドレン（５２）がそれぞれ設けられている。な
お、熱分解ガス冷却部（６）における冷却手段として、
主焼却炉（１）　に導入される燃焼用空気を利用するこ
とにより、燃焼用空気が予熱されて、主焼却炉（１）　
における燃焼効率の向上に寄与できる。熱分解ガス冷却
部（６）　において、熱分解ガスが露点以下に冷却され
ると、凝縮した水に塩素ガスが溶解し、それがアンモニ
アによって中和され、塩化アンモニウムとなる。これに
より、塩素が除去された熱分解ガスが主焼却炉（１）　
へ供給され、他方、塩化アンモニウムはガス下降部（５
１）の下端部に設けられたドレン（５２）より熱分解ガ
ス供給用流路（５）　外へ排出される。

【００１３】主燃焼炉（１）　には、炉下部より一次燃
焼用空気が導入されるとともに、炉側部に設けられた二
次燃焼用空気導入部（１１）より二次燃焼用空気が導入
される。 また、炉下部には不燃物排出口（１２）が設けられて、
被焼却物中の不燃物が流動媒体粒子とともに排出される
ようになされている。不燃物排出口（１２）から排出さ
れた不燃物および流動媒体粒子は、振動ふるい等により
ふるい分けられ、流動媒体粒子は熱分解炉（３）　内に
戻される。主焼却炉（１）　内において、二次燃焼用空
気導入部（１１）より下方の一次燃焼域では、一次燃焼
用空気の量を制御して若干低速の流動床が形成されてお
り、不燃物排出口（１３）から不燃物を排出するのを容
易ならしめている。二次燃焼用空気導入部（１１）より
上方の二次燃焼域では、二次燃焼用空気の量を制御して
流動媒体粒子による高速流動床が形成されており、この
高速流動床において、熱分解ガス供給用流路（５）　か
ら供給された熱分解ガスと、空気式制御バルブ（４）　
を通じて流動媒体粒子とともに供給された熱分解後の被
焼却物とが完全燃焼される。

【００１４】サイクロン（２）　は、上部円筒状部と下
部漏斗状部とよりなりかつ上側部が主燃焼炉（１）　の
上側部と連通し、下端部が熱分解炉（３）　内に至るサ
イクロン外筒（２１）と、サイクロン外筒（２１）の上
部中央に配設されて、その上端部がサイクロン（３）　
の外部に至るサイクロン内筒（２２）とを備えている。 主焼却炉（１）　から排出された排ガスは、サイクロン
外筒（２１）の上部から接線方向に吹込まれ、内部を壁
面に沿って旋回しながら漏斗状下部に入り、次第に中心
部の上昇ガス流に転じてサイクロン内筒（２２）から排
出される。他方、流動媒体粒子は、大きな遠心力のため
壁面に衝突し、沈降しながら熱分解炉（４）　内へ捕集
される。

【００１５】サイクロン（２）　から排出された排ガス
は、熱回収部において熱回収されたのち排ガス処理され
あるいは煙道へ導入されるが、うち一部はごみ乾燥機（
７）　に供給されて被焼却物の加熱乾燥に利用されたり
、あるいは熱分解炉（４）　へ供給されて、流動媒体粒
子の流動化手段として利用される。

【００１６】

【発明の効果】この発明の循環流動床型焼却炉によれば
、都市ごみ等の被焼却物の焼却が、流動媒体粒子が高速
流動化されて形成せられた高速流動床において行なわれ
るので、高効率燃焼による一酸化炭素の排出量の低減が
可能となり、現状のダイオキシン排出規制に十分に対応
しうる。

【００１７】また、被焼却物の熱分解により発生した熱
分解ガスが、主焼却炉へ至る熱分解ガス供給用流路中に
設けられた熱分解ガス冷却部を通過して露点以下まで冷
却されることにより、凝縮した水に塩素ガスが溶解し、
それがアンモニアによって中和され、塩化アンモニウム
となり、その結果、塩素ガスが除去された熱分解ガスが
主焼却炉へ供給されるので、特別な脱塩剤（ＮａＯＨ、
Ｃａ（ＯＨ）２　）を用いることなく、塩素を容易に除
去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による循環流動床型焼却炉の１実施例
を示す垂直断面図である。

【符号の説明】

１　　……主焼却炉 ２　　……サイクロン ３　　……熱分解炉 ４　　……空気式制御バルブ ５　　……熱分解ガス供給用流路 ６　　……熱分解ガス冷却部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動媒体粒子を高速流動化させて高速流動
   床を形成し、この流動床において被焼却物を燃焼させる
   主焼却炉と、主焼却炉から排出される流動媒体粒子を排
   ガスと分離させて捕集するサイクロンと、被焼却物投入
   部を有しかつサイクロンにより捕集された流動媒体粒子
   の熱により被焼却物を熱分解させる熱分解炉と、熱分解
   炉から主焼却炉へ供給される流動媒体粒子および被焼却
   物の量を制御する空気式制御バルブと、被焼却物の熱分
   解により発生した熱分解ガスを主焼却炉へ供給する熱分
   解ガス供給用流路と、熱分解ガス供給用流路中に設けら
   れた熱分解ガス冷却部とよりなる循環流動床型焼却炉。