JPH11211044A - 高温気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法 - Google Patents

高温気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法

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JPH11211044A
JPH11211044A JP10012938A JP1293898A JPH11211044A JP H11211044 A JPH11211044 A JP H11211044A JP 10012938 A JP10012938 A JP 10012938A JP 1293898 A JP1293898 A JP 1293898A JP H11211044 A JPH11211044 A JP H11211044A
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JP
Japan
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gas
temperature
temperature gas
incinerator
combustion chamber
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Masaaki Nishino
雅明 西野
Minoru Tsurui
実 敦井
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ焼却炉からのダイオキシン、CO,NO
x等の有害ガスの発生を防止する。 【解決手段】 高温気体発生装置8で発生させた高温気
体を、焼却炉1の主燃焼室3または二次燃焼室4に吹き
込むことを特徴とする高温気体吹込みによる焼却炉の燃
焼方法であり、高温気体発生装置は蓄熱バーナが使用さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温気体吹込みに
よる都市ごみ焼却炉や廃棄物焼却炉等の燃焼方法に関
し、特に、 CO(一酸化炭素),ダイオキシン、NOx(窒
素酸化物)等の有害ガスの発生を防止する高温気体吹込
みによる焼却炉の燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、都市ごみ焼却炉や廃棄物焼却炉か
ら発生する有害ガスによる環境汚染が問題となってい
る。特に、排ガス中のCO、ダイオキシン、 NOx等は、人
体に悪影響がある。
【0003】一般的に、ごみ焼却炉等においては、ごみ
の性状が一定でないため、または、炉内にごみが間欠的
に投入され燃焼するため火炎が不安定となる。この不安
定性に起因して燃焼室から排出される排ガスは、ガス性
状が不安定になること、または、ガス温度が低くなるこ
とにより、CO、ダイオキシン、等が発生する問題があ
る。
【0004】従来、これらの有害ガス対策として、焼却
炉の燃焼方法に注目した発明が開示されている。
【0005】特開平4−324015号(従来技術1)
には、COの発生を防止するため、焼却炉の二次燃焼室に
加熱空気を必要量制御しながら、供給して燃焼させる発
明が開示されている。
【0006】特開平5−52315号(従来技術2)に
は、焼却炉の燃焼領域および二次燃焼領域に低温空気を
供給して燃焼させる発明が開示されている。
【0007】また、特開平6−147446号(従来技
術3)には、燃焼室で発生した残留未燃焼ガス(COな
ど)を二次燃焼させるため、一次燃焼空気の0.4〜
0.6倍の二次燃焼空気を供給して鉛直面内の旋回流を
生じさせ、さらに、一次燃焼空気の0.3〜0.4倍の
量の三次燃焼空気を、前記二次燃焼空気の2倍の風速で
供給して水平面内の旋回流を生じさせる発明が開示され
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術1は、二次燃焼に使用する加熱空気の温度、加熱
手段が開示されておらず、実操業においてはこの点の解
明が問題として残る。また、従来、通常の場合は、空気
加熱装置は、スチームエヤヒータやガスエヤヒータ等を
用いているため、加熱される空気の温度は、最高300
℃程度であり、炉内ガスの温度よりもかなり低く、炉内
ガス温度が低い場合は、さらに温度低下させて燃焼状態
を悪化させるので充分な量の気体を吹込むことができな
い。
【0009】前記従来技術2は、二次燃焼室に低温空気
を供給すると、燃焼室内温度が低下し、燃焼効率を低下
させ、逆に、CO、ダイオキシンの発生がさらに促進され
る可能性がある。
【0010】前記従来技術3は、二次燃焼室内に旋回流
を発生させることにより、未燃焼ガスの完全燃焼を行わ
んとするものであるが、充分な旋回流を発生させるため
には、供給される空気による炉内の低温化は避けられ
ず、ガス温度が低い場合には、旋回流を発生させるだけ
では、この問題は解決しない。
【0011】さらに、燃料となるごみの質が低い場合
は、炉内ガス温度が低く、二次空気の吹込みや、吹込み
による攪拌のみでは、未燃ガスの再燃焼を活性化でき
ず、ガス温度を上げるために、二次燃焼室に再燃焼バー
ナを設置し、ガスを加熱する必要がありコスト高とな
る。
【0012】本発明は、焼却炉内のごみから発生したガ
スの燃焼を促進、安定化させて焼却炉の燃焼時の前述の
問題であるCO、ダイオキシン、さらに、NOxの発生を防
止することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、高温気体発生装置で発生させた高温気体
を、焼却炉の主燃焼室に吹き込むことを特徴とする高温
気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法である。ここで高温
気体とは400℃以上に加熱された酸素含有ガスまたは
不活性ガスをいう。
【0014】前記第一の手段によれば、高温気体を焼却
炉の主燃焼室に吹き込むことにより、炉内を均一な高温
状態に保持でき、ごみの性状が変化したり、ごみ等が間
欠投入されても、炉内ガスの安定燃焼が可能となる。
【0015】また、高温気体であるため流速が速く、温
度が燃焼ガスに近いため吹き込みの攪拌効果がより効果
的となり、主燃焼室で発生する排ガスが均質化され、二
次燃焼室での再燃焼が安定し、CO、ダイオキシン、NOx
等の排出を抑制できる。
【0016】前述の課題を解決する第二の手段は、高温
気体発生装置で発生させた高温気体を、焼却炉の二次燃
焼室に吹き込むことを特徴とする高温気体吹込みによる
焼却炉の燃焼方法である。
【0017】前記第二の手段によれば、二次燃焼室に高
温気体を吹き込むので、排ガスの温度低下が防止される
とともに攪拌が促進され燃焼効率が向上し、ダイオキシ
ンの熱分解も促進される。
【0018】また、炉内ガス温度と同等以上の高温気体
が吹込めるため、炉内ガス温度が低い場合でも、常に、
攪拌に必要な量の気体を吹込むことが可能である。ま
た、高温気体であるため、吹込み流速が速く、ガスの温
度と近いため、攪拌効果がより高くなる。さらに、高温
気体燃焼により排ガス温度が低いときにも二次燃焼を促
進できる。
【0019】また、高温気体の吹き込みにより壁面近傍
の低温ガスの再燃焼が促進される。前述の課題を解決す
る第三の手段は、高温気体発生装置は、蓄熱バーナ機構
からなる前記第一または第二の手段に記載の高温気体吹
込みによる焼却炉の燃焼方法である。
【0020】前記第三の手段によれば、蓄熱バーナ機構
により、従来使用されている気体加熱装置では得られな
かった400℃以上の高温気体が得られ、また、少ない
燃料で効率的に高温の気体を発生させ、焼却炉内に供給
することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明のごみ焼却炉の燃焼
方法について、図面に基づいて説明する。
【0022】図1は、本発明の一実施の形態を説明する
焼却炉の側断面図で、1は焼却炉本体、2はごみ、廃棄
物等の投入シュート、3は主燃焼室、4は二次燃焼室で
ある。5は、主燃焼室3に一次燃焼用空気を送給する一
次燃焼空気管である。6は、廃熱ボイラ(図示せず)に
連なる排ガス出口であり、7は灰等の焼却残さの排出口
である。
【0023】本発明は、主燃焼室3に高温気体発生装置
8から高温化された気体を送給するもので、本実施の形
態においては二次燃焼気体送給管9により400℃〜9
50℃に高温化された二次燃焼用空気が送給される。こ
こで下限を400℃としたのは、COの発火点は640
℃でこれ以上の温度に加熱されると着火源がなくとも安
定燃焼するのであるが、実炉に於いては400℃以上あ
れば安定にCOの燃焼反応が進むことから400℃に下
限を限定した。また、上限温度には特に制限がないが、
高温気体発生装置8の蓄熱体のセラミックス等の耐火物
が高価とならない経済的な高温気体発生装置では950
℃までが適切な温度である。
【0024】高温気体発生装置8は、一例として、蓄熱
バーナー機構が用いられる。蓄熱バーナー機構は、燃焼
室10内にバーナ11、12が設けられ、バーナ11、
12には、燃料および燃焼用空気管13が支管13a,
13bを介して接続され、切換弁14によりバーナ1
1、12に交互に燃料および燃焼用空気を供給すること
により、バーナ11、12は交互に点火、燃焼する。ま
た、燃焼室10の端部には、セラミックス等からなる蓄
熱体15、16が設けられており、さらに、蓄熱体1
5、16には、配管17、18が接続されており、配管
17、18は四方切換弁19を介して、排出管20およ
び吸入管21に接続されている。
【0025】尚、22は排気ブロワであり、23は吸気
ブロワである。次に、高温気体発生装置8の蓄熱バーナ
機構の作用について述べると、バーナ12で発生した燃
焼ガスは、排気ブロワ22により蓄熱体16を加熱しな
がら配管18、四方切換弁19、排出管20を通り、外
部へ排出される。一方、高温加熱される気体が吸気ブロ
ワ23により吸入管21、四方切換弁19、配管17お
よび蓄熱体15を通過して燃焼室10内に入り、始動時
はバーナ12の燃焼ガスとともに外部へ排出される。
【0026】次に、バーナ11に点火し、バーナ12を
停止し、さらには、四方切換弁19の切換えにより、吸
入ブロワ23からの気体を蓄熱体16に送り、蓄熱体1
6の保有熱により気体が加熱されることにより、燃焼室
10内を昇温し、バーナ11による加熱排気は、蓄熱体
15を加熱し、配管17および排出管20から外部へ排
出される。以上の操作を30秒程度の短時間で交互に繰
り返すことにより、燃焼室10内を徐々に昇温し、40
0℃から950℃程度まで高温化したら、図示しない切
替え弁を経由して高温化した気体を二次燃焼気体送給管
9を介して、焼却炉本体1の主燃焼室3内に吹き込むも
のである。
【0027】その後もバーナ11、バーナ12による燃
焼が交互に続けられ、燃焼室内温度は高温気体の目標温
度より50〜100℃高い温度に維持される。吸入ブロ
ワ23からの気体は、蓄熱体で加熱されて目標温度の高
温気体が連続して得られる。また、高温気体の発生量は
吸込みブロワ23の吸込み量で調整される。過剰な量が
発生したときは、一部を放散して炉内吹込み量を調整す
ることもできる。
【0028】以上により、高温気体を主燃焼室3に吹き
込むため、ごみの性状が変化したり、ごみ等が間欠投入
されても、安定燃焼が可能となる。
【0029】また、高温気体の吹き込みの攪拌効果によ
り、主燃焼室3で発生する排ガスが均質化され、二次燃
焼室4での再燃焼が安定し、CO,ダイオキシン、NOx等の
排出を抑制できる。
【0030】尚、吸気ブロワ23で、不活性ガスおよび
酸素ガスを吸入すれば高温気体の酸素濃度の制御も可能
となる。
【0031】図2は、本発明の他の実施の形態を説明す
る焼却炉の概略側断面図で、高温気体発生装置8は、前
述と同様の蓄熱バーナ機構を用い、前述した作用により
高温気体を発生させ、発生した高温気体を配管9aを介
して、焼却炉本体1の二次燃焼室4に吹き込むものであ
る。
【0032】この実施の形態によれば、高温気体の吹き
込み量と温度の2変量を同時に調整することができる。
これにより、二次燃焼炉炉内ガスの酸素濃度および排ガ
ス温度を独立して調整することが可能になるので、NOx,
COの同時抑制のための最適な値に維持することが可能で
ある。
【0033】攪拌効果を維持するために一定量以上の吹
込み量が必要な場合は、高温気体を不活性ガスとし、不
活性ガスに添加する酸素量を制御してもよい。すなわち
高温気体の吹込み量を一定にして、高温気体の酸素濃度
と温度の2変量を調整することによって、二次燃焼炉炉
内ガスの酸素濃度および排ガス温度を独立して調整する
ことも可能である。
【0034】以上により、この実施の形態では、二次燃
焼室4に高温気体を吹き込むので、二次燃焼室ガスの温
度低下が防止されるとともに攪拌が促進され燃焼効率が
向上し、ダイオキシンの熱分解も促進される。
【0035】また、高温気体の吹き込みにより二次燃焼
室の低温ガスの再燃焼が促進される。
【0036】
【発明の効果】本発明により、主燃焼室での不完全燃焼
が解決され、さらに、未燃焼ガスが発生しても、二次燃
焼室において完全燃焼が図られ、CO、NOxおよびダイオ
キシンの発生を大幅に低減することができる。
【0037】また、高温気体は、構造が簡易な高温気体
発生装置を使用することにより、発生させることが可能
であるので、設備コストが安価である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる焼却炉の側断面図
である。
【図2】本発明の他の実施の形態にかかる焼却炉の側断
面図である。
【符号の説明】
1 焼却炉本体 2 シュート 3 主燃焼室 4 二次燃焼室 5 一次燃焼気体管用配管 6 排ガス出口 7 焼却残さ排出口 8 高温気体発生装置(蓄熱バーナ機構) 9 二次燃焼気体送給管 10 燃焼室 11 バーナ 12 バーナ 13 燃料および燃焼用空気管 14 切換弁 15 蓄熱体 16 蓄熱体 17 配管 18 配管 19 四方切換弁 20 排出管 21 吸入管 22 廃棄ブロワ 23 吸気ブロワ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温気体発生装置で発生させた高温気体
    を、焼却炉の主燃焼室に吹き込むことを特徴とする高温
    気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法。
  2. 【請求項2】 高温気体発生装置で発生させた高温気体
    を、焼却炉の二次燃焼室に吹き込むことを特徴とする高
    温気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法。
  3. 【請求項3】 高温気体発生装置は、蓄熱バーナ機構か
    らなる請求項1または請求項2に記載の高温気体吹込み
    による焼却炉の燃焼方法。
JP10012938A 1998-01-26 1998-01-26 高温気体吹込みによる焼却炉の燃焼方法 Pending JPH11211044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077597A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd ストーカ式焼却炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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