JPH09236233A - 廃棄物処理システム、及び同システムに用いる流動床焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却炉の炉床温度の制御を行うために冷却水
を注入する無駄を省き、効率的な炉床温度制御を行いな
がら汚泥の処理を行えるようにすること。 【解決手段】 雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥と
を焼却炉により同時に焼却する廃棄物処理システムにお
いて、前記焼却炉の炉床温度の上昇を抑制する冷却液と
して、濃縮汚泥を脱水処理することなく直接焼却炉中に
注入し、炉床温度を制御しながら雑芥とともに焼却処理
する。上記焼却炉は、砂層からなる流動床部11を有する
焼却炉本体10と、流動床部11の温度を検出する温度検出
器７と、温度検出器７の検出信号に基づいて駆動される
汚泥圧送ポンプＰと、流動床部11に汚泥を注入すべく前
記焼却炉本体10に取付け、前記汚泥圧送ポンプＰを介し
て汚泥貯溜槽４と連通連結した汚泥注入用ノズル２とを
具備する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄物処理シス
テム、及び同システムに用いる流動床焼却炉に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場等で発生する廃棄物の中に
は、紙屑や木屑等の雑芥の他、汚水処理した後の濃縮汚
泥があり、かかる汚泥を含む廃棄物を処理する廃棄物処
理システムとして、砂層からなる流動床部を有する流動
床焼却炉を備えたものがある。

【０００３】また、上記した廃棄物中には焼却時の発熱
量が変動するものがあり、燃焼中に急激な温度上昇が生
じるとＮＯＸを発生するので、上記流動床焼却炉を使用
する場合は、流動床部の温度を制御して安定した運転を
行う必要がある。

【０００４】そこで、発熱量が変動する廃棄物に対して
は、流動床部に冷却水を注入する構造とした流動床焼却
炉が一般的に用いられている。

【０００５】かかる従来の廃棄物処理システムとしての
廃棄物焼却設備Ｘを、図５に模式的に示しており、その
構成を以下に説明する。

【０００６】図５において、100 は流動床焼却炉であ
り、焼却炉本体200 の内部に砂層からなる流動床部210
を設けるとともに、同流動床部210 を予熱するための補
助バーナー270 を設け、さらに、流動床部210 の砂層を
エア圧で流動させる流動用ノズル群220 を設けている。

【０００７】また、焼却炉本体200 には、廃棄物となる
汚泥を脱水して得た汚泥ケーキや雑多な塵芥等を投入す
るフィーダー230 を連設している。

【０００８】300 は焼却すべき廃棄物である汚泥の処理
設備であり、汚水処理場400 から送られる濃縮汚泥を貯
溜する汚泥貯溜槽310 と、濃縮汚泥を脱水する脱水機32
0 と、同脱水機320 で脱水して得た汚泥ケーキを貯蔵す
る汚泥ピット330 と、同汚泥ピット330 内の汚泥ケーキ
を前記フィーダー230 に供給する汚泥ホッパー340 とを
具備している。

【０００９】350 は脱水機320 から汚泥ケーキを汚泥ピ
ット330 に搬送する汚泥コンベヤ、360 は汚泥ピット33
0 から汚泥ケーキを取り出して汚泥ホッパー340 へ投入
するクレーン装置、370 は汚泥ホッパー340 とフィーダ
ー230 とを連結するコンベヤ装置、Ｐ₁ 〜Ｐ₃ は、圧入
ポンプ、洗浄ポンプ、圧搾ポンプである。

【００１０】また、上記焼却炉本体200 に冷却水ノズル
240 を取付けるとともに、同冷却水ノズル240 に汚水処
理場400 で発生した処理水を供給できるように配管250
しており、前述したように、同冷却水ノズル240 から流
動床部210 に冷却水を注入して炉床温度を制御してい
る。

【００１１】さらに、焼却炉本体200 には廃液ノズル26
0 を取付け、同ノズル260 と廃液ピット500 とを廃液ポ
ンプＰ₄ を介して連通連結し、工場内等から出る溶剤や
廃油等を含む可燃性の廃液を同時に焼却できるようにし
ている。なお、510 は流量計である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の廃棄物処理システムにおいて、流動床焼却炉100 に
よる焼却技術は、廃棄物は極力燃え易い状態にして処理
するという概念に沿って構築されているので、上述した
ように、焼却すべき廃棄物である濃縮汚泥は、これを脱
水して汚泥ケーキとして焼却処理している。

【００１３】他方、上述したように流動床部210 の温度
制御を行うために冷却水を注入する必要があり、これで
は、一度脱水処理した廃棄物（汚泥ケーキ）に対して再
度注水するという無駄を生じていることになる。

【００１４】冷却水としては汚水処理場で処理した後の
処理水使用しているとはいえ、そのための配管等の設備
にもコストがかかり、また、脱水機320 からなる上記汚
泥の処理設備300 を必要とするので廃棄物焼却設備Ｘ全
体も大型化していた。

【００１５】本発明は、上記課題を解決することのでき
る流動床焼却炉、及び同焼却炉の炉床温度制御方法を提
供することも目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥
とを焼却炉により同時に焼却する廃棄物処理システムに
おいて、前記焼却炉の炉床温度の上昇を抑制する冷却液
として、濃縮汚泥を脱水処理することなく直接焼却炉中
に注入し、炉床温度を制御しながら雑芥とともに焼却処
理するようにしている。

【００１７】また、上記焼却炉を流動床部を有する流動
床焼却炉とし、流動床部の温度を検出するとともに、同
検出温度に基づいて濃縮汚泥を直接流動床部へ注入して
炉床温度を制御することにも特徴を有する。

【００１８】また、本発明は、雑芥と汚水処理後に発生
する濃縮汚泥とを同時に焼却処理する廃棄物処理システ
ムに用いる流動床焼却炉として、砂層からなる流動床部
を有する焼却炉本体と、前記流動床部の温度を検出する
温度検出器と、同温度検出器の検出信号に基づいて駆動
される汚泥圧送ポンプと、前記流動床部に濃縮汚泥を注
入すべく前記焼却炉本体に取付け、前記汚泥圧送ポンプ
を介して汚泥貯溜槽と連通連結した汚泥注入用ノズルと
を具備する構成とした。

【００１９】さらに、上記汚泥注入用ノズルは、同ノズ
ル内で濃縮汚泥とエアとを混合して汚泥を霧化状態で噴
出可能に構成するとともに、ノズル内側面に、霧化アシ
スト用溝をノズル先端に形成した汚泥注入口に向けて螺
旋状に刻設したことにも特徴を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係る廃棄物処理システム
は、雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥とを焼却炉に
より同時に焼却処理する構成としており、焼却炉の炉床
温度の上昇を抑制する冷却液として、従来のように冷却
水を用いるのではなく、濃縮汚泥を脱水処理せずに直接
焼却炉中に注入し、炉床温度を制御しながら雑芥ととも
に焼却処理するようにしている。

【００２１】また、上記焼却炉としては、本発明では砂
層からなる流動床部を有する流動床焼却炉を用いてい
る。

【００２２】本発明にかかる流動床焼却炉は、予め加熱
した流動床部において廃棄物となる雑多な塵芥（以下雑
芥という）や汚泥を流動させて粉砕しながら同時に焼却
可能とするとともに、従来、汚泥を焼却する場合、濃縮
汚泥を脱水して汚泥ケーキとした後に焼却処理していた
ものを、濃縮汚泥を流動床部に直接注入することによ
り、これを焼却しながら、かつ、流動床部の温度制御を
同時に行えるようにしたものである。

【００２３】すなわち、流動床焼却炉は、砂層からなる
流動床部を有する焼却炉本体に、雑芥投入口を設けると
ともに、同流動床部の温度を検出する温度検出器を配設
し、さらに、流動床部に汚泥を注入する汚泥注入用ノズ
ルを取付けるとともに、同汚泥注入用ノズルを、汚水処
理場等から送られる濃縮汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽に汚
泥圧送ポンプを介して連通連結して構成している。

【００２４】同汚泥圧送ポンプは、前記温度検出器の検
出信号に基づいて駆動されるようにしており、温度検出
器が流動床部の温度上昇を検出すると、汚泥圧送ポンプ
が駆動して汚泥注入用ノズルから濃縮汚泥を流動床部に
注入して同流動床部の温度制御を行うようにしている。

【００２５】かかる構成により、燃焼中に発熱量が変動
するような物質を含んだ雑芥等を焼却する際に、その発
熱量が変動した場合でも、その温度変化を検出して、流
動床部に濃縮汚泥を直接供給して冷却し、適温に保つよ
うに温度制御することが可能となる。したがって、大気
汚染の原因となるＮＯＸの発生を抑制して安定した焼却
作業を行うことができる。

【００２６】しかも、水のみで温度制御を行うと急激な
冷却作用がはたらくのに対し、濃縮汚泥を使用すること
により比較的ゆるやかな安定した温度制御が可能とな
る。

【００２７】なお、可燃性の廃液も雑芥や汚泥ともに焼
却できるように、廃液ピットと連通した廃液ノズルを焼
却炉本体に取付けることもできる。

【００２８】また、上記汚泥注入用ノズルは、同ノズル
内で濃縮汚泥とエアとを混合して汚泥を霧化状態で噴出
可能に構成するとともに、ノズル内側面に、霧化アシス
ト用溝をノズル先端に形成した汚泥注入口に向けて螺旋
状に刻設したものを使用するようにしている。

【００２９】これは、通常のノズル形状であれば、汚泥
が注入されない間に、ノズル先端が加熱されて残渣物が
炭化してしまい、ノズルを閉塞してしまう場合がある
が、かかる構成とすることにより、濃縮汚泥は霧状とな
って円滑に噴出され、残渣物の発生を防止することがで
きるからである。

【００３０】このように、本発明は、雑芥等を焼却して
いる間、流動床部に設けた温度検出器により流動床焼却
炉の炉床温度を監視して、温度上昇を検出した場合に、
検出温度に基づいて汚泥圧送ポンプを作動させ、汚泥貯
溜槽内の濃縮汚泥を直接流動床部へ適量注入して炉床温
度を制御するようにしている。

【００３１】以上のことから、従来のように、温度制御
のための冷却水を注入するための設備が不要となるとと
もに、濃縮汚泥を脱水するための脱水機等を具備する汚
泥処理設備が不要となり、焼却設備全体が著しくコンパ
クト化され、省スペースを図ることができ、かつ、大幅
なコストダウンを実現することができる。

【００３２】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例について詳述する。

【００３３】図１に本発明に係る流動床焼却炉１を有す
る廃棄物処理システムとしての廃棄物焼却設備Ａを示し
ており、図１中、10は焼却炉本体であり、方形状の本体
はその中途部から下方に向けて漸次絞られた形状をな
し、同絞り部10a の内部に砂層からなる流動床部11を設
けるとともに、絞り部10a には流動床部11を予熱するた
めの補助バーナー14を設け、さらに、流動床部11の下方
には、砂層をエア圧により流動させるための流動ノズル
群12を配設している。

【００３４】また、焼却炉本体10にはフィーダー13を連
設しており、同フィーダー13より、紙屑や木屑、あるい
は樹脂類等を含む雑芥を投入可能としている。

【００３５】さらに、焼却炉本体10には、上記流動床部
11に先端を臨ませるように、本発明の要部ともなる汚泥
注入用ノズル２を焼却炉本体10の側面に貫通状態で取付
けている。

【００３６】同汚泥注入用ノズル２は、汚水処理場（図
示せず）から送られる濃縮汚泥３を貯溜する汚泥貯溜槽
４に、可変流量型の汚泥圧送ポンプＰを介して汚泥強送
管５により連通連結している。６は同汚泥強送管５の中
途に設けた流量計、41は汚泥貯溜槽４に設けた撹拌機、
42はレベル計、Ｍは撹拌機41の駆動モータである。

【００３７】また、上記流動床部11の上面近傍には、炉
床温度検出器７を配設しており、同炉床温度検出器７と
前記汚泥圧送ポンプＰとを図示しない制御部を介して電
気的に連絡し、炉床温度検出器７により検出した炉床温
度を制御部により監視して、所定値を越える温度上昇を
認識すると、同制御部より汚泥圧送ポンプＰに駆動信号
を出力して、汚泥貯溜槽４内の濃縮汚泥３を汚泥注入用
ノズル２より流動床部11に直接注入するようにしてい
る。

【００３８】さらに、本実施例では、上記流動床部11に
先端を臨ませて廃液ノズル８を設けている。

【００３９】廃液ノズル８は、可燃性の廃液を貯溜して
いる廃液タンクＴに廃液ポンプＰ₅を介して廃液送給管
９により連通連結している。61は同廃液送給管９の中途
に設けた廃液用流量計である。

【００４０】ここで、汚泥注入用ノズル２の構成につい
てさらに説明を加える。

【００４１】汚泥注入用ノズル２は、同ノズル２内で濃
縮汚泥３とエアとを混合して同濃縮汚泥３を霧化状態で
噴出可能に構成している。

【００４２】すなわち、汚泥注入用ノズル２は、焼却炉
本体10の周壁を貫通させて取付けた冷却用エア供給管21
内に、ノズル本体20を嵌挿した二重管構造とし、同ノズ
ル本体20の先端に形成した汚泥注入口20a を焼却炉本体
10内に臨ませている。

【００４３】そして、前記冷却用エア供給管21の周壁中
途部を貫通した汚泥強送管５の一端をノズル本体20の周
壁に連結するとともに、ノズル本体20の後端には汚泥を
噴霧させるためのエア強送管22の先端を連結している。

【００４４】なお、冷却用エア供給管21、及び、エア強
送管22の各基端は、図示しないコンプレッサ等に連結し
て送気可能としている。

【００４５】また、前記汚泥注入口20a は、汚泥の詰ま
り等を可及的に防止するために、ノズル本体20の内径と
同径の比較的大きな開口とするとともに、同汚泥注入口
20a近傍のノズル本体20外周面にはクロム溶射を施して
耐熱性を向上させることが望ましい。

【００４６】さらに、図２〜４に示すように、ノズル本
体20の内側面に霧化アシスト用溝25をノズル本体20の先
端に形成した汚泥注入口20a に向けて螺旋状に刻設し、
エア強送管22から送気されるエアにより、汚泥強送管５
から送られた濃縮汚泥３を霧化アシスト用溝25に沿って
渦巻状としながら霧化を促進し、汚泥注入口20a より噴
霧可能としている。

【００４７】なお、上記霧化アシスト用溝25は、溝深さ
ｄをノズル本体20の肉厚の略1/3 とするとともに、その
長さをノズル本体20の略半周としている。

【００４８】また、霧化アシスト用溝25の基端25a から
は緩やかに溝深さｄを深くして濃縮汚泥３の管路抵抗を
可及的に小さくしており、かかる基端25a からノズル本
体20の軸線方向にわずかに直進させた後、内周面に沿っ
て螺旋を描かせて先端25b を汚泥注入口20a に臨ませて
いる。

【００４９】かかる構成により、流動床部11が温度上昇
すると、同ノズル本体20から流動床部11に向けて濃縮汚
泥を霧状に噴出して冷却することができ、温度変動を安
定した状態で常時制御することができ、ＮＯＸの発生を
可及的に抑制することができる。

【００５０】しかも、霧状となって汚泥が確実に噴霧さ
れるために残渣物が生じず、さらにはノズル本体20を冷
却用エア供給管21内に嵌挿して冷却しているので、約70
0 ℃の温度となる焼却炉本体10内からの加熱に対しても
残渣物の炭化によるノズル内部の閉塞を防止することが
できる。

【００５１】また、ノズル本体20を常時強制冷却した状
態に保つことにより、耐久性や保全性等が向上する。

【００５２】本発明に係る流動床焼却炉１を具備する廃
棄物焼却設備Ａを実際に使用する場合について説明する
と、先ず、焼却炉本体10の流動床部11を補助バーナー14
で予熱し、その後、焼却炉本体10内に、雑芥及び廃液を
投入して焼却を開始する。

【００５３】雑芥等は、流動床部11をなす砂層の流動に
より粉砕されながら焼却されるが、このとき、流動床部
11の温度を温度検出器７を介して制御部により常時監視
しておき、温度上昇を検出すると、汚泥圧送ポンプＰに
駆動信号を出力して、適量の濃縮汚泥３を上記汚泥注入
用ノズル２より霧状にして注入し、流動床部11を冷却し
て温度制御を行う。

【００５４】以上説明してきたように、本実施例では、
きわめて簡単な方法で流動床部11の温度制御を行うこと
ができるのと同時に、雑芥とともに濃縮汚泥３の焼却が
可能となるので廃棄物の効率的な焼却処置を行える。

【００５５】また、従来のように、温度制御のための冷
却水を注入するための設備が不要となるとともに、濃縮
汚泥３を脱水するための脱水機等をはじめとする汚泥処
理設備が不要となり、廃棄物焼却設備Ａ全体を著しくコ
ンパクト化することができ、省スペースを図りつつ大幅
なコストダウンを実現することができる。

【００５６】また、流動炉床部11の温度上昇の制御を濃
縮汚泥により行うので、水のみで冷却するよりもゆるや
かな安定した温度制御が可能となる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５８】雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥と
を焼却炉により同時に焼却する廃棄物処理システムにお
いて、前記焼却炉の炉床温度の上昇を抑制する冷却液と
して、濃縮汚泥を脱水処理することなく直接焼却炉中に
注入し、炉床温度を制御しながら雑芥とともに焼却処理
するようにしているので、濃縮汚泥を脱水し搬送するた
めの諸設備が不要となり、システム全体がコンパクトに
なって、省スペースを図ることができ、イニシャルコス
トを抑えることができる。

【００５９】また、脱水した汚泥に再度冷却用に注入す
るような無駄もなくなり、廃棄物処理のためのコスト低
減を図ることができる。

【００６０】上記焼却炉を流動床部を有する流動床焼
却炉とし、流動床部の温度を検出するとともに、同検出
温度に基づいて濃縮汚泥を直接流動床部へ注入して炉床
温度を制御することにより、安定した温度制御が可能と
なるとともに、効率的な廃棄物の焼却処理を行える。

【００６１】雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥と
を同時に焼却処理する廃棄物処理システムに用いる流動
床焼却炉を、砂層からなる流動床部を有する焼却炉本体
と、流動床部の温度を検出する温度検出器と、温度検出
器の検出信号に基づいて駆動される汚泥圧送ポンプと、
流動床部に汚泥を注入すべく前記焼却炉本体に取付け、
前記汚泥圧送ポンプを介して汚泥貯溜槽と連通連結した
汚泥注入用ノズルとを具備する構成としたことにより、
従来のように、温度制御のための冷却水を注入する設備
が不要となるとともに、濃縮汚泥を脱水するための脱水
機等をはじめとする汚泥処理設備が不要となり、廃棄物
処理システム全体が著しくコンパクト化され、省スペー
スを図ることができ、しかも、大幅なコストダウンを実
現することができる。

【００６２】上記汚泥注入用ノズルは、同ノズル内で
濃縮汚泥とエアとを混合して汚泥を霧化状態で噴出可能
に構成するとともに、ノズル内側面に、霧化アシスト用
溝をノズル先端に形成した汚泥注入口に向けて螺旋状に
刻設したことにより、霧状となって汚泥が確実に噴霧さ
れるために残渣物が生じず、約700 ℃以上になる焼却炉
本体内からの加熱に対しても残渣物の炭化によるノズル
内部の閉塞を防止することができ、安定した温度制御を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流動床焼却炉を具備する廃棄物焼
却設備の説明図である。

【図２】汚泥注入用ノズルのノズル本体の横断面図であ
る。

【図３】図２のＩ−Ｉ線における断面図である。

【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

【図５】従来の流動床焼却炉を具備する廃棄物焼却設備
の説明図である。

【符号の説明】

１ 流動床焼却炉 ２ 汚泥注入用ノズル ３ 濃縮汚泥 ４ 汚泥貯溜槽 ７ 温度検出器 10 焼却炉本体 11 流動床部 20 ノズル本体 20a 汚泥注入口 25 霧化アシスト用溝 Ｐ 汚泥圧送ポンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥とを
   焼却炉により同時に焼却する廃棄物処理システムにおい
   て、 前記焼却炉の炉床温度の上昇を抑制する冷却液として、
   濃縮汚泥を脱水処理することなく直接焼却炉中に注入
   し、炉床温度を制御しながら雑芥とともに焼却処理する
   ことを特徴とする廃棄物処理システム。
2. 【請求項２】上記焼却炉を流動床部(11)を有する流動床
   焼却炉(1) とし、流動床部(11)の温度を検出するととも
   に、同検出温度に基づいて濃縮汚泥(3) を直接流動床部
   (11)へ注入して炉床温度を制御することを特徴とする請
   求項１記載の廃棄物処理システム。
3. 【請求項３】雑芥と汚水処理後に発生する濃縮汚泥(3)
   とを同時に焼却処理する廃棄物処理システムに用いる流
   動床焼却炉であって、 砂層からなる流動床部(11)を有する焼却炉本体(10)と、 前記流動床部(11)の温度を検出する温度検出器(7) と、 同温度検出器(7) の検出信号に基づいて駆動される汚泥
   圧送ポンプ(P) と、 前記流動床部(11)に濃縮汚泥(3) を注入すべく前記焼却
   炉本体(10)に取付け、前記汚泥圧送ポンプ(P) を介して
   汚泥貯溜槽(4) と連通連結した汚泥注入用ノズル(2)
   と、を具備することを特徴とする廃棄物処理システムに
   用いる流動床焼却炉。
4. 【請求項４】上記汚泥注入用ノズル(2) は、同ノズル
   (2) 内で濃縮汚泥(3) とエアとを混合して汚泥を霧化状
   態で噴出可能に構成するとともに、ノズル内側面に、霧
   化アシスト用溝(25)をノズル先端に形成した汚泥注入口
   (20a) に向けて螺旋状に刻設したことを特徴とする請求
   項３記載の廃棄物処理システムに用いる流動床焼却炉。