JPH0578727B2

JPH0578727B2 -

Info

Publication number: JPH0578727B2
Application number: JP12747887A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Okuto; Keiichi Kamio
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1993-10-29
Also published as: JPS63294414A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、屎尿や下廃水等の各種汚泥を予備脱
水処理をした所謂脱水ケーキのような高含水率の
物質の焼却に利用されるものであり、焼却炉外に
於ける予備乾燥等を一切必要とすることなしに、
高含水率の被焼却物質をそのまま効率よく焼却で
きるようにした階段式焼却炉に関するものであ
る。

（従来の技術）従来の階段式焼却炉は、通常第６図に示す如
く、ほぼ同一形状の固定火格子３０と可動火格子
３１とを交互に階段状に配列し、各固定火格子３
０を炉本体へ支持固定すると共に、各可動火格子
３１を取付金物３２を介して連結杆３３へ取付
け、滑台３４上へ滑動自在に支持した前記連結杆
３３を、駆動装置３５によつて前後方向へ一定の
ピツチで滑動させると共に、押込通風機３６から
空気ダクト３７、各ホツパ３８、両火格子３０，
３１間に設けた間隙を通して、火床上面へ燃焼用
空気を供給する構成となつている（特開昭59−
183212号）。

而して、脱水ケーキ等の被焼却物を焼却炉内へ
供給すると、可動火格子３１の動きと火格子間の
落差によつて、被焼却物は順次撹拌されながら前
方へ移動し、その間に高温燃焼されることにな
る。

しかし、含水率が60〜65％を越える脱水ケーキ
等の高含水率の被焼却物をそのまま焼却炉内へ投
入した様な場合には、各火格子３０，３１が略同
一形状であつて落差に変化がないうえ、被焼却物
に対する撹拌作用が可動火格子３１の動きと火格
子落差のみに依存しているため、被焼却物が火格
子の上面を完全に覆つてしまう状態となり、送気
が火格子の下方から行なわれていることとも相俟
つて、通気性が著しく悪化する。その結果、必然
的に燃焼状態が不安定となり、脱水ケーキ等の高
含水率の物質は効率よく焼却できないという問題
がある。

一方、階段式焼却炉は、火格子上で約1200℃前
後の高温燃焼を行なうことが可能であり、その結
果、焼却灰を有効利用が可能な半溶融状のクリン
カーとして排出することが出来る。この焼却灰の
性状の良さを利用すると共に、脱水ケーキ等の効
率的な焼却を図るため、予かじめ焼却炉外に於い
て、焼却炉の排熱回収により発生した蒸気等を用
いて被焼却物を乾燥させ、この予備乾燥した被焼
却物を階段式焼却炉で高温燃焼させるシステムが
開発・実施されている。

しかし、上記システムに於いても、焼却炉プラ
ントのシステム構成が複雑になり過ぎると共に、
運転者にボイラ技士等の資格が必要となるため、
中小規模の焼却炉プラントにあつては、管理体制
上に様々な問題が生ずることになる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、従前の階段式焼却炉を用いた脱水ケ
ーキ等の高含水率物質の焼却に於ける上述の如き
問題、即ち被焼却物質を直接焼却炉へ投入する
場合には、火格子上面が被焼却物質によつて完全
に覆われてしまい、通気が阻害されて燃焼が不安
定になること、被焼却物を予かじめ予備乾燥す
る場合には、プラントの構成が複雑になつて運転
管理に手数がかかること等の問題を解決せんとす
るものであり、階段式焼却炉の乾燥火床部の構造
等に改良を加えることにより、脱水ケーキ等の高
含水率物質を直接焼却炉内へ供給し、焼却灰の性
状の良さを生かしつつ、これを高効率で安定焼却
し得るようにした階段式焼却炉を提供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段）本件発明は、脱水ケーキ等の高含水率の被焼却
物質を焼却する乾燥火床部と燃焼火床部を備えた
階段式焼却炉に於いて、前記乾燥火床部を、可動
火格子と固定火格子から成る乾燥用火床と、該乾
燥用火床の上方にその移動方向と交又状に配設し
たガス吹込管とから形成すると共に、高温の乾燥
用排ガスを前記ガス吹込管の通気孔から被焼却物
質内へ噴出することを、発明の基本構成とするも
のである。

（作用）プツシヤにより乾燥火床部３へ送り込まれてき
た高含水率の被焼却物質は、乾燥用火床２２上に
積層され、可動火格子２２ａの作動と、比較的大
きく設定された火格子落差によつて、順次下方へ
移動して行く。

乾燥用火床２２の上方に横設したガス吹込管２
３は、被焼却物質の積層内に潜り込んだ状態とな
つており、該ガス吹込管２３の存在により、下方
へ移動する被焼却物質の層が上・下に分割され、
所謂撹拌作用を受けることになる。

また、ガス吹込管２３からは、被焼却物質の層
内へ高温で且つ低酸素濃度の乾燥用排ガスが噴出
され、これによつて被焼却物質の加熱及び発生蒸
気の排出等が行なわれ、乾燥が一層促進されるこ
とになる。

尚、乾燥火床部３に於いては、乾燥用火床２２
の下方からも燃焼排ガスＳの一部が被焼却物質内
へ送気されており、ガス吹込管２３からの高温の
乾燥用排ガスと相俟つて、その乾燥が行なわれ
る。

含水率が60〜65％以上の被焼却物質は、乾燥火
床部３を通過する間に、含水率が40〜55％位いま
で乾燥され、その後、燃焼火床部４へ送り込まれ
て、ここで順次高温燃焼されて行く。

（実施例）以下、第１図乃至第５図に基づいて本発明の実
施例を説明する。

第１図は、本発明に係る階段式焼却炉を用いた
焼却プラントの系統概要図であり、図に於いて１
は炉本体の最上部に設けた投入ホツパ、２はプツ
シヤ、３は乾燥火床部、４は燃焼火床部、５及び
６はホツパ、７及び８はリドリングコンベア、９
は調質混合機、１０はスラグ出口、１１は、乾燥
火床部３の上方に設けた循環ガス排出用の煙道、
１２は燃焼火床部４の上方に設けた燃焼ガス排出
用の煙道である。

また１３は、１次ガスエアヒータ、１４は２次
ガスエアヒータ、１５は高温乾燥用排ガスの循環
フアン、１６は燃焼用空気フアン、１７は乾燥用
燃焼排ガスの循環フアン、１８は誘引フアン、１
９は循環ガス吹込ダクト、２０は燃焼用空気吹込
ダクト、２１は燃焼排ガス吹込ダクトである。

炉本体内に配設されたストーカ装置は、乾燥火
床部３と燃焼火床部４とから構成されており、又
前記乾燥火床部３は、第２図乃至第４図に示す如
く、乾燥用火床２２とその上方に配設したガス吹
込管２３とから形成されている。

前記乾燥用火床２２は、断面略〓形の可動火格
子２２ａと同形状の固定火格子２２ｂとから形成
されており、各火格子２２ａ，２２ｂには、その
床面に通気孔２４が、またその前面に通気孔２５
が夫々形成されている。該両通気孔２４，２５か
らは、後述する如く、燃焼排ガス吹込ダクト２１
からのO₂濃度が６〜８％程度の燃焼排ガスＳが
噴出される。

前記可動火格子２２ａ及び固定火格子２２ｂ
は、その前面が約95〜150mmの高さＬに形成され
ており、後述する燃焼用火床２２の火格子とは、
その高さ寸法が著しく異なつている。

前記ガス吹込管２３は、両火格子２２ａ，２２
ｂの床面から約80〜120mm位い上方に位置して、
可動火格子２２ａの移動方向と直交状に配設され
ており、これには複数の通気孔２６が穿設されて
いる。当該ガス吹込管２３は、第３図に示す如
く、炉壁部に設けたガスダクト１９ａに支持固設
されており、ガスダクト１９ａ内へ圧送されてき
たO₂濃度が約８〜10％程度の高温の乾燥用排ガ
ス（循環排ガス）Ｇが通気孔２６を通して脱水ケ
ーキ等の高含水率の被焼却物質Ｋ内へ放出され
る。

尚、本実施例では、乾燥火床部３の上方に設け
た循環ガス排出用煙道から取り出した排ガスＧ
を、加熱昇温してガス吹込管２３へ供給している
が、燃焼火床部４の上方に配設した燃焼ガス排出
用煙道１２から取り出した燃焼排ガスＳを、ガス
吹込管２３へ供給するようにしてもよい。

一方、前記燃焼火床部４を構成する燃焼用火床
２７は、第５図に示す如き断面〓形の可動火格子
２７ａと固定火格子２７ｂとから形成されてい
る。前記両火格子２７ａ，２７ｂの前面には複数
個の通気孔２８が穿設されており、これを通して
燃焼用空気Ａが噴出される。

尚、燃焼火床部４即ち燃焼用火床２７を形成す
る各火格子２７ａ，２７ｂの前面の高さL′は、約
95〜100mm程度に選定されており、前記乾燥用火
床２２の火格子２２ａ，２２ｂに比較して、その
高さ寸法が著しく小さくなつている。

次に、本件階段式焼却炉の作動について説明す
る。

被焼却物質、例えば、屎尿汚泥や下廃水汚泥、
上水汚泥、低質汚泥等の各種汚泥を予備脱水処理
した後の水分が60〜65％以上の脱水ケーキＫ（以
下高水分ケーキと呼ぶ）は、投入ホツパ１からプ
ツシヤ２によつて乾燥火床部３へ供給され、乾燥
用火床２２の上に一定の厚みのケーキ層が形成さ
れる。

乾燥用火床２２の上方には、ケーキ層Ｋ内に潜
り込んだ状態でガス吹込管２３が配設されてお
り、該ガス吹込管２３からは、１次ガスヒータ１
３に於いて500℃〜600℃に予熱された高温の乾燥
用排ガス（循環排ガスＧ）が、ケーキ層Ｋ内へ噴
出され、その乾燥が行なわれる。即ち、乾燥用火
床２２上のケーキ層Ｋは、可動火格子２２ａの動
きと比較的大きな火格子落差によつて、前方下段
へ順次送られて行くが、火格子２２ａ，２２ｂの
段差が大きいことと、高温の循環排ガスＧを噴出
するガス吹込管２３が存在することにより、ケー
キ層Ｋが上・下に分割され、所謂撹拌作用を受け
ると共に、ケーキ層Ｋ内へ高温の循環ガスＧが供
給されることにより、その乾燥が一層促進される
ことになる。

前記高温の乾燥用排ガス（循環排ガスＧ）は、
循環フアン１５によつて循環ガス排出用道１１か
ら200〜300℃位いの温度で１次ガスエアヒータ１
３へ送られ、ここで500℃〜600℃に加熱された
後、循環ガス吹込ダクト１９を通して乾燥火床部
３の前記ガス吹込管２３へ供給されて行く。

又、乾燥火床部３に於ける前記高温循環排ガス
Ｇの吹込みの補助として、２次ガスエアヒータ１
４の出口から分岐排出した排ガスＳが、排ガス吹
込ダクト２１を通して排ガス循環フアン１７によ
り、乾燥用火床２２の下方から送気されている。
この排ガスＳの吹込みにより、ケーキ層Ｋの通気
性が一層改善されると共に、ケーキ層Ｋ内で発生
した蒸気が効率よく層外へパージされることにな
る。

一方、乾燥用火床２２からの落下物は、ホツパ
５を介してリドリングコンベア７上に集められ、
調質混合機９へ送られる。そして、ここで高水分
ケーキＫと混合され、その水分調整が行なわれ
る。尚、この際に、所謂熱交ダストやサイクロン
ダスト等を適宜に混合することも可能である。

前記乾燥火床部３で予備乾燥された高水分ケー
キＫは、最終的には40〜55％の水分にまで乾燥さ
れた後、燃焼火床部４へ送り込まれる。尚、乾燥
火床部３と燃焼火床部４とは、やや大きな落差を
有しているものの、階段状ストーカとしては一連
のものであり、ケーキ層Ｋは連続的に下方へ移送
されて行く。

燃焼火床部４に於いては、燃焼用火床２７の下
方から、燃焼用空気吹込ダクト２０を通して燃焼
用空気Ａが供給されており、これによつて前記ケ
ーキＫが燃焼を開始する。尚、前記空気Ａは、燃
焼用空気フアン１６によつて２次ガスエアヒータ
１４へ送られ、ここで150°〜250℃に予熱されて
いる。

前記燃焼火床部４で発生した燃焼排ガスＳは、
800°〜1000℃の高温ガスであり、その結果臭気成
分は殆んど酸化分解されてしまつている。燃焼ガ
ス排出用煙道１２から排出された燃焼排ガスＳ
は、１次ガスエアヒータ１３へ送られ、ここで乾
燥用排ガス（循環排ガス）Ｇ側へ熱回収されて
250°〜350℃の温度になり、更に、２次ガスエア
ヒータ１４へ送られて燃焼用空気Ａ側へ熱回収さ
れ、約200〜250℃の温度になつて大気中へ排出さ
れて行く。

焼却炉内に於いては、前記乾燥火床部３で発生
した蒸発水分相当量がガス量の増加となるが、循
環排ガス量を一定とすると、その増加分が燃焼火
床部４の上部を通過し、燃焼ガス排出用煙道１２
から排出されて行く。

前記増加分の排ガスの抽気は、誘引フアン１８
の入口側に設けたダンパ装置２９を、焼却炉内部
が若干負圧（−５〜−10mmAq）になるよう自動
制御することにより行なわれる。又、前記抽気ガ
スには、NH₃やH₂S等の臭気成分が含まれてい
るが、燃焼ガス排出用煙道１２から排出される前
に燃焼火床部４の上部の高温度域を通過するた
め、その殆んどはここで酸化分解されることにな
る。尚、必要に応じて排ガス処理装置（図示省
略）を設置してもよいことは勿論である。

燃焼火床部４で燃焼が進行し、燃焼用火床２７
上に生成した焼却灰は、スラグ出口１０から順次
炉外へ排出され、従前の階段式焼却炉と同様の手
段によつて処理されて行く。又、燃焼用火床２７
からホツパ６内へ落下した微量の灰は、リドリン
グコンベア８によつて調質混合機９へ返送され、
高水分ケーキＫの水分調整に利用される。

（発明の効果）本発明では、乾燥用火床を構成する可動火格子
及び固定火格子の落差を、燃焼用火床の火格子よ
りも大きくすると共に、乾燥用火床の床面上の適
宜位置に、可動火格子の移動方向と交又状にガス
吹込管を配設し、高含水率の被焼却物の内部へ高
温で且つ酸素濃度の低い乾燥用排ガスを噴出する
構成としている。その結果、乾燥火床部を積層状
になつて下降する被焼却物は、ガス吹込管によつ
て下方へ移動する際に上・下に分割されることに
なり、所謂被焼却物の撹拌が行なわれる。

また、ガス吹込管から直接被焼却物内へ噴出さ
れた高温の乾燥用排ガスは、効率的にその保有熱
を被焼却物に与えると共に、発生した蒸気を被焼
却物外ヘパージすることになり、極めて効率的な
被焼却物の乾燥が可能になる。

上述の如く、本件発明によれば、含水率の高い
脱水ケーキ等を直接炉内へ供給することにより、
これを安定且つ効率よく焼却することが出来ると
共に、焼却灰は骨材等として利用可能であり、優
れた実用的効用を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明に係る階段式焼却炉の全体系
統図である。第２図は、乾燥火床部の部分断面概
要図であり、第３図はガス吹込管の取付状態を示
す斜面図である。第４図は、乾燥火床部を形成す
る火格子の一部を示す斜面図であり、第５図は燃
焼火床部を形成する火格子の一部を示す斜面図で
ある。第６図は、従前の階段式焼却炉の概要図で
ある。３……乾燥火床部、４……燃焼火床部、１１…
…循環ガス排出用煙道、１２……燃焼ガス排出用
煙道、２２……乾燥用火床、２２ａ……可動火格
子、２２ｂ……固定火格子、２３……ガス吹込
管、２６……通気孔、２７……燃焼用火床、２７
ａ……可動火格子、２７ｂ……固定火格子、Ｇ…
…循環排ガス、Ｓ……燃焼排ガス、Ｋ……高含水
率の被焼却物。

Claims

【特許請求の範囲】１脱水ケーキ等の高含水率の被焼却物質を焼却
する乾燥火床部３と焼却火床部４を備えた階段式
焼却炉に於いて、前記乾燥火床部３を、可動火格
子２２ａと固定火格子２２ｂから成る乾燥用火床
２２と、該乾燥用火床２２の上方にその移動方向
と交又状に配設したガス吹込管２３とから形成す
ると共に、高温の乾燥用排ガスを前記ガス吹込管
２３の通気孔２６から被焼却物質内へ噴出する構
成とした階段式焼却炉。２乾燥用排ガスを、乾燥火床部３の上方に設け
た循環ガス排出用煙道１１から排出して、燃焼火
床部４の上方に設けた燃焼ガス排出用煙道１２か
らの燃焼排ガスＳにより加熱昇温した循環排ガス
Ｇとした特許請求の範囲第１項に記載の階段式焼
却炉。３乾燥用排ガスを、燃焼火床部４の上方に設け
た燃焼ガス排出用煙道１２からの燃焼排ガスＳと
した特許請求の範囲第１項に記載の階段式焼却
炉。