JPH11230517A - 廃棄物の燃焼処理装置 - Google Patents
廃棄物の燃焼処理装置Info
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- JPH11230517A JPH11230517A JP10036342A JP3634298A JPH11230517A JP H11230517 A JPH11230517 A JP H11230517A JP 10036342 A JP10036342 A JP 10036342A JP 3634298 A JP3634298 A JP 3634298A JP H11230517 A JPH11230517 A JP H11230517A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
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Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物の燃焼処理装置に於いて、塩化水素ガ
スに起因する腐食の問題を生ずることなしに過熱蒸気の
高温・高圧化を可能とし、これによって廃熱回収ボイラ
を利用した廃棄物発電の発電効率を大幅に高めるように
する。 【解決手段】 廃棄物の燃焼炉Ａと、前記燃焼炉Ａから
の燃焼排ガスＧの熱を回収する第一熱回収装置８と、第
一熱回収装置８からの燃焼排ガスＧの熱を回収する廃熱
ボイラから成る第二熱回収装置１０と、前記第一熱回収
装置８で回収した熱により第二熱回収装置１０で発生し
た蒸気Ｓを加熱する第三熱回収装置１６と、第二熱回収
装置１０からの燃焼排ガスＧを浄化する排ガス処理装置
を備えた廃棄物の燃焼処理装置に於いて、前記第一熱回
収装置８を燃焼排ガスＧと熱媒体用の砂Ｃとを接触させ
て砂Ｃを加熱する砂加熱室とすると共に、前記第三熱回
収装置１６を前記第一熱回収装置８からの砂Ｃの熱によ
り第二熱回収装置１０で発生した蒸気Ｓの過熱器管１８
を加熱する蒸気過熱器としたことを特徴とする。
スに起因する腐食の問題を生ずることなしに過熱蒸気の
高温・高圧化を可能とし、これによって廃熱回収ボイラ
を利用した廃棄物発電の発電効率を大幅に高めるように
する。 【解決手段】 廃棄物の燃焼炉Ａと、前記燃焼炉Ａから
の燃焼排ガスＧの熱を回収する第一熱回収装置８と、第
一熱回収装置８からの燃焼排ガスＧの熱を回収する廃熱
ボイラから成る第二熱回収装置１０と、前記第一熱回収
装置８で回収した熱により第二熱回収装置１０で発生し
た蒸気Ｓを加熱する第三熱回収装置１６と、第二熱回収
装置１０からの燃焼排ガスＧを浄化する排ガス処理装置
を備えた廃棄物の燃焼処理装置に於いて、前記第一熱回
収装置８を燃焼排ガスＧと熱媒体用の砂Ｃとを接触させ
て砂Ｃを加熱する砂加熱室とすると共に、前記第三熱回
収装置１６を前記第一熱回収装置８からの砂Ｃの熱によ
り第二熱回収装置１０で発生した蒸気Ｓの過熱器管１８
を加熱する蒸気過熱器としたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物の燃焼処理に利用されるものであり、燃焼装置からの
燃焼排ガスの熱回収システムに改良を加えることによ
り、蒸気過熱器管に高温腐食を生じることなしに発電用
蒸気の高温・高圧化が図れ、発電効率の大幅な向上を可
能とした新規な廃棄物の燃焼処理装置に関するものであ
る。
物の燃焼処理に利用されるものであり、燃焼装置からの
燃焼排ガスの熱回収システムに改良を加えることによ
り、蒸気過熱器管に高温腐食を生じることなしに発電用
蒸気の高温・高圧化が図れ、発電効率の大幅な向上を可
能とした新規な廃棄物の燃焼処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従前から、都市ごみ等の廃棄物の燃焼処
理装置に於いては、図３に示すように燃焼炉Ａからの燃
焼排ガスＧをボイラＫへ導いて蒸気Ｓを発生させたあ
と、エコノマイザーＪにより更に熱エネルギーを回収す
ると共に前記蒸気Ｓを過熱器Ｌにより加熱し、この過熱
蒸気Ｓ′を蒸気タービン発電機へ供給して発電を行なう
ようにした所謂ごみ発電方式が広く採用されている（特
開平５−２５６４２７号、特開平５−２５６４２８号
等）。
理装置に於いては、図３に示すように燃焼炉Ａからの燃
焼排ガスＧをボイラＫへ導いて蒸気Ｓを発生させたあ
と、エコノマイザーＪにより更に熱エネルギーを回収す
ると共に前記蒸気Ｓを過熱器Ｌにより加熱し、この過熱
蒸気Ｓ′を蒸気タービン発電機へ供給して発電を行なう
ようにした所謂ごみ発電方式が広く採用されている（特
開平５−２５６４２７号、特開平５−２５６４２８号
等）。
【０００３】また、前記蒸気タービン発電機による発電
に於いては、蒸気タービン発電機へ導く過熱蒸気Ｓ′の
温度及び圧力が高いほど高い発電効率を得ることがで
き、従って前記過熱蒸気Ｓ′の温度・圧力を高めること
は、廃棄物の未利用エネルギーを有効に利用する観点か
らも、重要な課題となっている。即ち、発電用の過熱蒸
気Ｓ′を生成する過熱器Ｌは、可能な限り燃焼炉Ａの燃
焼室Ａ′の出口近傍に配設し、高温の燃焼排ガスＧによ
り蒸気Ｓを加熱して、より高温・高圧の過熱蒸気Ｓ′と
するのが望ましい。
に於いては、蒸気タービン発電機へ導く過熱蒸気Ｓ′の
温度及び圧力が高いほど高い発電効率を得ることがで
き、従って前記過熱蒸気Ｓ′の温度・圧力を高めること
は、廃棄物の未利用エネルギーを有効に利用する観点か
らも、重要な課題となっている。即ち、発電用の過熱蒸
気Ｓ′を生成する過熱器Ｌは、可能な限り燃焼炉Ａの燃
焼室Ａ′の出口近傍に配設し、高温の燃焼排ガスＧによ
り蒸気Ｓを加熱して、より高温・高圧の過熱蒸気Ｓ′と
するのが望ましい。
【０００４】しかし、燃焼炉Ａの燃焼室Ａ′からの燃焼
排ガスＧ中には、廃棄物に含まれている塩化ビニールを
主体とした有機塩素化合物の燃焼に伴って生成する塩化
水素ガス（通常６００〜１０００ｐｐｍ程度）や硫黄酸
化物（ＳＯｘ・通常６０〜１００ｐｐｍ・Ｏ2 １２％換
算）が含まれており、高温に於いて激しい腐食性を示す
ことになる。
排ガスＧ中には、廃棄物に含まれている塩化ビニールを
主体とした有機塩素化合物の燃焼に伴って生成する塩化
水素ガス（通常６００〜１０００ｐｐｍ程度）や硫黄酸
化物（ＳＯｘ・通常６０〜１００ｐｐｍ・Ｏ2 １２％換
算）が含まれており、高温に於いて激しい腐食性を示す
ことになる。
【０００５】図２は前記塩化水素ガスを含有する燃焼排
ガスＧの腐食線図を示すものである。図２からも明らか
なように、所謂高温腐食は塩化鉄またはアルカリ鉄硫酸
塩の介在により発生する腐食であって、温度が３２０℃
を越えると徐々に進行し、６５０℃でピークになる事が
知られている。つまり、３２０℃から４８０℃の間は、
塩化鉄またはアルカリ鉄硫酸塩の生成による腐食が、ま
た、４６０℃から７００℃の間は、生成した塩化鉄また
はアルカリ鉄硫酸塩の分解による腐食が起こることにな
る。
ガスＧの腐食線図を示すものである。図２からも明らか
なように、所謂高温腐食は塩化鉄またはアルカリ鉄硫酸
塩の介在により発生する腐食であって、温度が３２０℃
を越えると徐々に進行し、６５０℃でピークになる事が
知られている。つまり、３２０℃から４８０℃の間は、
塩化鉄またはアルカリ鉄硫酸塩の生成による腐食が、ま
た、４６０℃から７００℃の間は、生成した塩化鉄また
はアルカリ鉄硫酸塩の分解による腐食が起こることにな
る。
【０００６】即ち、前記過熱器Ｌの過熱器管や廃熱ボイ
ラＫの各部伝熱面は、管壁温度が約３００℃を越える
と、前記高温腐食の進行により急激に腐食されることに
なり、このような高温腐食の進行を避けるためには、廃
熱ボイラの、特に過熱器Ｌの運転圧力及び運転温度は、
それぞれ３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ及び３００℃以下とする必
要があった。その結果、廃棄物発電の効率改善には蒸気
温度および圧力を上げることが望ましいが、従来の技術
では前述の理由から、蒸気の温度および圧力を上げるこ
とが出来なかった。
ラＫの各部伝熱面は、管壁温度が約３００℃を越える
と、前記高温腐食の進行により急激に腐食されることに
なり、このような高温腐食の進行を避けるためには、廃
熱ボイラの、特に過熱器Ｌの運転圧力及び運転温度は、
それぞれ３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ及び３００℃以下とする必
要があった。その結果、廃棄物発電の効率改善には蒸気
温度および圧力を上げることが望ましいが、従来の技術
では前述の理由から、蒸気の温度および圧力を上げるこ
とが出来なかった。
【０００７】尚、前記高温腐食の発生を防止する方策と
して、燃焼排ガスＧ内の塩化水素ガスを予かじめ除去
し、塩化水素ガスを除いた燃焼排ガスＧを過熱器Ｌへ導
入する方法が考えられる。しかし、ごみ燃焼炉Ａ、例え
ばストーカ式ごみ燃焼炉から排出される燃焼排ガスＧ
は、温度が８５０°〜９５０℃の高温であるため、この
中へ塩化水素ガスの吸収反応剤（例えば消石灰や生石
灰、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等）を投入して塩
化水素ガスと十分に接触させたとしても、化学的な平衡
関係から生成した塩化カルシウム或いは塩化ナトリウム
は水蒸気と反応して再び塩化水素を生成するため、結局
塩化水素ガス濃度を引き下げることはできない。
して、燃焼排ガスＧ内の塩化水素ガスを予かじめ除去
し、塩化水素ガスを除いた燃焼排ガスＧを過熱器Ｌへ導
入する方法が考えられる。しかし、ごみ燃焼炉Ａ、例え
ばストーカ式ごみ燃焼炉から排出される燃焼排ガスＧ
は、温度が８５０°〜９５０℃の高温であるため、この
中へ塩化水素ガスの吸収反応剤（例えば消石灰や生石
灰、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等）を投入して塩
化水素ガスと十分に接触させたとしても、化学的な平衡
関係から生成した塩化カルシウム或いは塩化ナトリウム
は水蒸気と反応して再び塩化水素を生成するため、結局
塩化水素ガス濃度を引き下げることはできない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の廃棄
物の燃焼処理装置に於ける上述の如き問題、即ち所謂高
温腐食の発生により発電用過熱蒸気の圧力・温度が約３
０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ・３００℃以下に押さえられ、発電効
率のより一層の向上を図ることができないと云う問題を
解決せんとするものであり、過熱器管を腐食環境から隔
離することにより過熱器管の腐食防止と廃棄物発電に於
ける発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の燃焼処
理装置を提供するものである。
物の燃焼処理装置に於ける上述の如き問題、即ち所謂高
温腐食の発生により発電用過熱蒸気の圧力・温度が約３
０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ・３００℃以下に押さえられ、発電効
率のより一層の向上を図ることができないと云う問題を
解決せんとするものであり、過熱器管を腐食環境から隔
離することにより過熱器管の腐食防止と廃棄物発電に於
ける発電効率の大幅な向上を可能とした廃棄物の燃焼処
理装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】ごみ発電に於いて、発電
効率をより一層高めるためには、発電用過熱蒸気の圧力
・温度を３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ・２５０℃以上に高める必
要があり、過熱器管を腐食の少ない条件下に保持するこ
とが必要となる。一方、過熱器管を腐食の少ない条件下
に保持するには、過熱器へ導入する高温燃焼排ガス内の
塩化水素ガスを予め除去する必要があるが、前述の通り
高温度の燃焼排ガス内の塩化水素ガスを吸収剤により経
済的に除去することは現実に不可能である。そこで、本
願発明者等は高温燃焼排ガスによる過熱器管の間接加熱
を着想し、各種の熱媒体及び熱回収装置を用いて過熱蒸
気の発生試験を繰り返し実施した。
効率をより一層高めるためには、発電用過熱蒸気の圧力
・温度を３０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ・２５０℃以上に高める必
要があり、過熱器管を腐食の少ない条件下に保持するこ
とが必要となる。一方、過熱器管を腐食の少ない条件下
に保持するには、過熱器へ導入する高温燃焼排ガス内の
塩化水素ガスを予め除去する必要があるが、前述の通り
高温度の燃焼排ガス内の塩化水素ガスを吸収剤により経
済的に除去することは現実に不可能である。そこで、本
願発明者等は高温燃焼排ガスによる過熱器管の間接加熱
を着想し、各種の熱媒体及び熱回収装置を用いて過熱蒸
気の発生試験を繰り返し実施した。
【００１０】本発明は、前記過熱器管の高温燃焼排ガス
による間接加熱試験の結果を基にして創作されたもので
あり、請求項１の発明は、廃棄物の燃焼炉と、前記燃焼
炉からの燃焼排ガスの熱を回収する第一熱回収装置と、
第一熱回収装置からの燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボ
イラから成る第二熱回収装置と、前記第一熱回収装置で
回収した熱により第二熱回収装置で発生した蒸気を加熱
する第三熱回収装置と、第二熱回収装置からの燃焼排ガ
スを浄化する排ガス処理装置を備えた廃棄物の燃焼処理
装置に於いて、前記第一熱回収装置を燃焼排ガスと熱媒
体用の砂とを接触させて砂を加熱する砂加熱室とすると
共に、前記第三熱回収装置を前記第一熱回収装置からの
砂の熱により第二熱回収装置で発生した蒸気の過熱器管
を加熱する蒸気過熱器としたことを発明の基本構成とす
るものである。
による間接加熱試験の結果を基にして創作されたもので
あり、請求項１の発明は、廃棄物の燃焼炉と、前記燃焼
炉からの燃焼排ガスの熱を回収する第一熱回収装置と、
第一熱回収装置からの燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボ
イラから成る第二熱回収装置と、前記第一熱回収装置で
回収した熱により第二熱回収装置で発生した蒸気を加熱
する第三熱回収装置と、第二熱回収装置からの燃焼排ガ
スを浄化する排ガス処理装置を備えた廃棄物の燃焼処理
装置に於いて、前記第一熱回収装置を燃焼排ガスと熱媒
体用の砂とを接触させて砂を加熱する砂加熱室とすると
共に、前記第三熱回収装置を前記第一熱回収装置からの
砂の熱により第二熱回収装置で発生した蒸気の過熱器管
を加熱する蒸気過熱器としたことを発明の基本構成とす
るものである。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明に於い
て廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共に、第三熱回
収装置を、循環ブロワーにより供給した流動化ガスによ
り第一熱回収装置からの砂を流動させる流動層過熱器と
したことを発明の基本構成とするものである。
て廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共に、第三熱回
収装置を、循環ブロワーにより供給した流動化ガスによ
り第一熱回収装置からの砂を流動させる流動層過熱器と
したことを発明の基本構成とするものである。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１の発明に於い
て廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共に、第一熱回
収装置を、篩分け装置により飛灰等を除去した第三熱回
収装置からの砂を熱媒体として循環供給する構成の熱回
収装置としたことを発明の基本構成とするものである。
て廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共に、第一熱回
収装置を、篩分け装置により飛灰等を除去した第三熱回
収装置からの砂を熱媒体として循環供給する構成の熱回
収装置としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１３】請求項４の発明は、請求項１、請求項２又
は請求項３の発明に於いて、熱媒体用の砂を粒径が１〜
２ｍｍの砂とするようにしたことを発明の基本構成とす
るものである。
は請求項３の発明に於いて、熱媒体用の砂を粒径が１〜
２ｍｍの砂とするようにしたことを発明の基本構成とす
るものである。
【００１４】請求項５の発明は、請求項２の発明に於い
て、流動化ガスを空気又は窒素とし、流動層過熱器から
の流動化ガスをサイクロンを通して循環させると共に、
空気又は窒素の循環回路に蒸気タービンの復水を加熱す
るエコノマイザを介設するようにしたことを発明の基本
構成とするものである。
て、流動化ガスを空気又は窒素とし、流動層過熱器から
の流動化ガスをサイクロンを通して循環させると共に、
空気又は窒素の循環回路に蒸気タービンの復水を加熱す
るエコノマイザを介設するようにしたことを発明の基本
構成とするものである。
【００１５】図１に示すように、廃棄物燃焼炉Ａの燃焼
室から排出された８５０°〜９５０℃という高温の燃焼
排ガスＧは、燃焼排ガス通路２２を通して第一熱回収装
置８を構成する縦型の砂加熱室８の下部へ導入される。
また、熱媒体用の砂Ｃがこの装置の上方から散布され、
砂Ｃと燃焼排ガスＧとを直接接触させることにより、効
率よく砂の加熱が行なわれる。
室から排出された８５０°〜９５０℃という高温の燃焼
排ガスＧは、燃焼排ガス通路２２を通して第一熱回収装
置８を構成する縦型の砂加熱室８の下部へ導入される。
また、熱媒体用の砂Ｃがこの装置の上方から散布され、
砂Ｃと燃焼排ガスＧとを直接接触させることにより、効
率よく砂の加熱が行なわれる。
【００１６】前記砂Ｃの粒径は、１から２ｍｍの大きさ
が適当であり、上部から落下する空間部に於いて、廃棄
物燃焼炉Ａからの燃焼排ガスＧと向流接触させることに
より砂Ｃを加熱する。また、砂Ｃの散布量は、加熱され
た砂Ｃの温度が６５０℃以上になるように調節される。
が適当であり、上部から落下する空間部に於いて、廃棄
物燃焼炉Ａからの燃焼排ガスＧと向流接触させることに
より砂Ｃを加熱する。また、砂Ｃの散布量は、加熱され
た砂Ｃの温度が６５０℃以上になるように調節される。
【００１７】砂は、耐熱性及び対腐食性にすぐれた熱媒
体であり、廃棄物燃焼炉Ａからの燃焼排ガスＧが８５０
から９５０℃という高温度で且つ０．１〜３％の高濃度
の塩化水素ガスを含む過酷な雰囲気のガスであっても、
特に特殊な砂を使う必要はなく、通常の砂であっても、
燃焼排ガスＧと直接接触させた状態下で十分に使用に耐
える事が出来る。尚、この様にして得られた高温の砂の
塩化水素の吸着量はごく微量であり、従って、砂Ｃを熱
の輸送媒体として作動させることにより、極めてクリー
ンな二次エネルギー源とする事ができる。
体であり、廃棄物燃焼炉Ａからの燃焼排ガスＧが８５０
から９５０℃という高温度で且つ０．１〜３％の高濃度
の塩化水素ガスを含む過酷な雰囲気のガスであっても、
特に特殊な砂を使う必要はなく、通常の砂であっても、
燃焼排ガスＧと直接接触させた状態下で十分に使用に耐
える事が出来る。尚、この様にして得られた高温の砂の
塩化水素の吸着量はごく微量であり、従って、砂Ｃを熱
の輸送媒体として作動させることにより、極めてクリー
ンな二次エネルギー源とする事ができる。
【００１８】第一熱回収装置８から排出された燃焼排ガ
スＧは、第二熱回収装置１０として設けられた廃熱ボイ
ラへ導入される。そこで燃焼排ガスＧの熱により水が加
熱・蒸発され、飽和蒸気が生成される。
スＧは、第二熱回収装置１０として設けられた廃熱ボイ
ラへ導入される。そこで燃焼排ガスＧの熱により水が加
熱・蒸発され、飽和蒸気が生成される。
【００１９】第一熱回収装置８で加熱された砂は、第三
熱回収装置１６として設けられた流動層過熱器へ供給さ
れ、その熱により流動層部に設置した過熱器管１８を介
して前記第二熱回収装置１０で生成された飽和蒸気Ｓを
加熱し、過熱蒸気Ｓ1 を生成させる。
熱回収装置１６として設けられた流動層過熱器へ供給さ
れ、その熱により流動層部に設置した過熱器管１８を介
して前記第二熱回収装置１０で生成された飽和蒸気Ｓを
加熱し、過熱蒸気Ｓ1 を生成させる。
【００２０】第三熱回収装置１６の流動化ガスＥとして
は空気又は窒素が使用され、これをサイクロン１９を介
して循環使用するようにしている。この流動化ガスＥの
循環回路中にはエコノマイザ２１を設ける事ができ、こ
れによって蒸気タービンからの復水またはドレンを加熱
して熱回収をすると共に、同時に循環ガスを冷却する事
ができる。
は空気又は窒素が使用され、これをサイクロン１９を介
して循環使用するようにしている。この流動化ガスＥの
循環回路中にはエコノマイザ２１を設ける事ができ、こ
れによって蒸気タービンからの復水またはドレンを加熱
して熱回収をすると共に、同時に循環ガスを冷却する事
ができる。
【００２１】また、第三熱回収装置１６では、前記第一
熱回収装置８から供給されてくる粒径１〜２ｍｍの高温
の砂が流動媒体として用いられるが、この砂Ｃが緩やか
に流動する程度の流動化ガスＥが供給される。また、こ
れと共に過熱器管１８への伝熱をスムーズに行わせるた
め、０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈが別途に供給され、流
動化される。更に、第三熱回収装置１６から飛散する
０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈや砂Ｃはサイクロン１９で
捕集され、第三熱回収装置１６の下部へ循環供給され
る。尚、前記０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈとしては燃焼
排ガス処理装置や廃熱ボイラ１０等に於ける集塵ダスト
或いは後述する篩分け装置２０で分別した飛灰Ｈや砂Ｃ
が利用される。
熱回収装置８から供給されてくる粒径１〜２ｍｍの高温
の砂が流動媒体として用いられるが、この砂Ｃが緩やか
に流動する程度の流動化ガスＥが供給される。また、こ
れと共に過熱器管１８への伝熱をスムーズに行わせるた
め、０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈが別途に供給され、流
動化される。更に、第三熱回収装置１６から飛散する
０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈや砂Ｃはサイクロン１９で
捕集され、第三熱回収装置１６の下部へ循環供給され
る。尚、前記０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈとしては燃焼
排ガス処理装置や廃熱ボイラ１０等に於ける集塵ダスト
或いは後述する篩分け装置２０で分別した飛灰Ｈや砂Ｃ
が利用される。
【００２２】第三熱回収装置１６からの流動砂Ｃは、飛
灰Ｈと混合した状態となって流動床下部から排出された
あと、風力選別や振動篩などの篩分け装置２０で分別さ
れ、飛灰Ｈ等を取り除いたあと粒径１〜２ｍｍの砂Ｃの
みが第一熱回収装置８へ返送されて行く。
灰Ｈと混合した状態となって流動床下部から排出された
あと、風力選別や振動篩などの篩分け装置２０で分別さ
れ、飛灰Ｈ等を取り除いたあと粒径１〜２ｍｍの砂Ｃの
みが第一熱回収装置８へ返送されて行く。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る廃
棄物の燃焼処理装置のフローシートであり、廃棄物燃焼
炉Ａとして所謂ストーカ炉を用いた場合を示すものであ
る。図１に於いて、１は廃棄物ピット、２はごみホッパ
ー、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃焼
ストーカ、６は廃棄物燃焼炉Ａの一次燃焼室、７は二次
燃焼室、８は第一熱回収装置を形成する砂加熱室、９は
砂ホッパー、１０は第二熱回収装置を形成する廃熱ボイ
ラ、１１は空気予熱器、１２は急速冷却塔、１３は燃焼
排ガス処理装置の主体を形成するバグフィルタ、１４は
誘引送風機、１５は煙突、１６は第三熱回収装置を形成
する流動層過熱器、１７は循環空気ブロアー、１８は過
熱器管、１９はサイクロン、２０は篩分け装置、２１は
エコノマイザー、Ａは廃棄物燃焼炉（ストーカ炉）、Ｂ
は廃棄物、Ｃは砂、Ｄは燃焼残渣、Ｇは燃焼排ガス、Ｅ
は流動化ガス（空気）、Ｈは粒径０．１〜０．３ｍｍの
飛灰、Ｓは飽和蒸気、Ｓ1 は過熱蒸気である。
施の形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る廃
棄物の燃焼処理装置のフローシートであり、廃棄物燃焼
炉Ａとして所謂ストーカ炉を用いた場合を示すものであ
る。図１に於いて、１は廃棄物ピット、２はごみホッパ
ー、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃焼
ストーカ、６は廃棄物燃焼炉Ａの一次燃焼室、７は二次
燃焼室、８は第一熱回収装置を形成する砂加熱室、９は
砂ホッパー、１０は第二熱回収装置を形成する廃熱ボイ
ラ、１１は空気予熱器、１２は急速冷却塔、１３は燃焼
排ガス処理装置の主体を形成するバグフィルタ、１４は
誘引送風機、１５は煙突、１６は第三熱回収装置を形成
する流動層過熱器、１７は循環空気ブロアー、１８は過
熱器管、１９はサイクロン、２０は篩分け装置、２１は
エコノマイザー、Ａは廃棄物燃焼炉（ストーカ炉）、Ｂ
は廃棄物、Ｃは砂、Ｄは燃焼残渣、Ｇは燃焼排ガス、Ｅ
は流動化ガス（空気）、Ｈは粒径０．１〜０．３ｍｍの
飛灰、Ｓは飽和蒸気、Ｓ1 は過熱蒸気である。
【００２４】廃棄物Ｂは廃棄物ピット１に蓄えられてお
り、クレーン（図示省略）等によりごみホッパー２内へ
投入され、プッシャー（図示省略）を介して廃棄物燃焼
炉Ａの乾燥ストーカ３上へ順次供給されて行く。また、
乾燥ストーカ３上へ供給された廃棄物Ｂは、燃焼ストー
カ４及び後燃焼ストーカ５上へ順次送られる過程で完全
燃焼され、燃焼残渣Ｄはスラグ冷却槽（図示省略）内へ
排出されて行く。
り、クレーン（図示省略）等によりごみホッパー２内へ
投入され、プッシャー（図示省略）を介して廃棄物燃焼
炉Ａの乾燥ストーカ３上へ順次供給されて行く。また、
乾燥ストーカ３上へ供給された廃棄物Ｂは、燃焼ストー
カ４及び後燃焼ストーカ５上へ順次送られる過程で完全
燃焼され、燃焼残渣Ｄはスラグ冷却槽（図示省略）内へ
排出されて行く。
【００２５】尚、廃棄物燃焼炉（ストーカ炉）Ａそのも
のは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略す
る。また、図１の実施形態に於いては、廃棄物燃焼炉Ａ
としてストーカ炉を用いているが、ストーカ炉に替えて
他の構成の廃棄物燃焼炉、例えば流動層燃焼炉等であっ
てもよいことは勿論である。
のは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略す
る。また、図１の実施形態に於いては、廃棄物燃焼炉Ａ
としてストーカ炉を用いているが、ストーカ炉に替えて
他の構成の廃棄物燃焼炉、例えば流動層燃焼炉等であっ
てもよいことは勿論である。
【００２６】前記第一熱回収装置８を形成する砂加熱室
８は、ストーカ炉Ａの二次燃焼室７に隣接して配置され
ており、底部を逆錐状に形成した竪型の筒体状に形成さ
れていて、後述する如く、上方空間部が砂Ｃと燃焼排ガ
スＧとの向流接触部を形成する。
８は、ストーカ炉Ａの二次燃焼室７に隣接して配置され
ており、底部を逆錐状に形成した竪型の筒体状に形成さ
れていて、後述する如く、上方空間部が砂Ｃと燃焼排ガ
スＧとの向流接触部を形成する。
【００２７】当該砂加熱室８の上方には砂ホッパー９が
設けられており、砂散布器９ａを通して第三熱回収装置
１６から返送されてくる粒径１〜２ｍｍの砂Ｃが、天井
面から下方へ向けて均一に散布される。更に、砂加熱室
８の前記２次燃焼室７側の側壁下方には高温燃焼排ガス
Ｇの流入口８ａが、また、当該流入口８ａと対向する側
の側壁上方には燃焼排ガスＧの流出口８ｂが、夫々形成
されている。
設けられており、砂散布器９ａを通して第三熱回収装置
１６から返送されてくる粒径１〜２ｍｍの砂Ｃが、天井
面から下方へ向けて均一に散布される。更に、砂加熱室
８の前記２次燃焼室７側の側壁下方には高温燃焼排ガス
Ｇの流入口８ａが、また、当該流入口８ａと対向する側
の側壁上方には燃焼排ガスＧの流出口８ｂが、夫々形成
されている。
【００２８】前記廃棄物燃焼炉Ａの二次燃焼室７の上方
から排ガス通路２２を通して導出された約８５０°〜９
５０℃の温度を有する高温燃焼排ガスＧは、通路２２に
沿って流下したあとその下方で反転し、流入口８ａから
砂加熱室８内へ流入する。当該砂加熱室８内へ流入した
燃焼排ガスＧは、砂加熱室８内を上方へ向けて流通する
間に、落下する砂Ｃと向流接触することにより保有する
熱エネルギーを砂Ｃへ与え、これを約６５０℃以上の温
度に過熱する。
から排ガス通路２２を通して導出された約８５０°〜９
５０℃の温度を有する高温燃焼排ガスＧは、通路２２に
沿って流下したあとその下方で反転し、流入口８ａから
砂加熱室８内へ流入する。当該砂加熱室８内へ流入した
燃焼排ガスＧは、砂加熱室８内を上方へ向けて流通する
間に、落下する砂Ｃと向流接触することにより保有する
熱エネルギーを砂Ｃへ与え、これを約６５０℃以上の温
度に過熱する。
【００２９】尚、前記砂散布器９ａから砂加熱室８内へ
散布する砂Ｃの散布量は、前述の如く砂Ｃの温度が約６
５０℃以上となるように調整される。また前述の通り、
熱媒体である砂Ｃに燃焼排ガスＧ内の塩化水素ガス等が
吸着される量は極く僅かであり、殆ど無視し得るもので
ある。
散布する砂Ｃの散布量は、前述の如く砂Ｃの温度が約６
５０℃以上となるように調整される。また前述の通り、
熱媒体である砂Ｃに燃焼排ガスＧ内の塩化水素ガス等が
吸着される量は極く僅かであり、殆ど無視し得るもので
ある。
【００３０】前記第二熱回収装置１０を形成する廃熱ボ
イラ１０は、前記砂加熱室８に隣接してその下流側に設
けられており、前記第１熱回収装置８から排出された燃
焼排ガスＧ1 の保有熱を回収し、飽和蒸気Ｓを生成す
る。即ち、前記第一熱回収装置８から排出された燃焼排
ガスＧ1 は、なお３５０〜４５０℃の温度を保持してお
り、第二熱回収装置１０としての廃熱ボイラへ導入さ
れ、ここで飽和蒸気を生成する。また、第二熱回収装置
１０から排出された燃焼排ガスＧ2 は、空気予熱器１１
で熱回収をされたあと、急速冷却塔１２及びバグフィル
タ１３等から成る排ガス処理装置で処理され、その後誘
引送風機１４および煙突１５を通して大気中へ放出され
る。
イラ１０は、前記砂加熱室８に隣接してその下流側に設
けられており、前記第１熱回収装置８から排出された燃
焼排ガスＧ1 の保有熱を回収し、飽和蒸気Ｓを生成す
る。即ち、前記第一熱回収装置８から排出された燃焼排
ガスＧ1 は、なお３５０〜４５０℃の温度を保持してお
り、第二熱回収装置１０としての廃熱ボイラへ導入さ
れ、ここで飽和蒸気を生成する。また、第二熱回収装置
１０から排出された燃焼排ガスＧ2 は、空気予熱器１１
で熱回収をされたあと、急速冷却塔１２及びバグフィル
タ１３等から成る排ガス処理装置で処理され、その後誘
引送風機１４および煙突１５を通して大気中へ放出され
る。
【００３１】前記第三熱回収装置１６を形成する流動層
過熱器は所謂流動床型に構成されており、流動床の下方
より循環ブロアー１７により空気（又は窒素）を流動化
ガスＥとして供給することにより、第三熱回収装置１６
の内部に前記砂Ｃと流動化ガスＥとから成る流動層部を
形成している。また、当該第三熱回収装置１６の流動層
部には過熱器管１８が設けられており、前記第二熱回収
装置１０に於いて生成された飽和蒸気Ｓを加熱して、発
電用の過熱蒸気（温度４００℃、圧力４０ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ）Ｓ1 を生成する。
過熱器は所謂流動床型に構成されており、流動床の下方
より循環ブロアー１７により空気（又は窒素）を流動化
ガスＥとして供給することにより、第三熱回収装置１６
の内部に前記砂Ｃと流動化ガスＥとから成る流動層部を
形成している。また、当該第三熱回収装置１６の流動層
部には過熱器管１８が設けられており、前記第二熱回収
装置１０に於いて生成された飽和蒸気Ｓを加熱して、発
電用の過熱蒸気（温度４００℃、圧力４０ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ）Ｓ1 を生成する。
【００３２】当該第三熱回収装置１６の流動層部へは、
前記第一熱回収装置８内で加熱された砂Ｃが供給されて
くる。即ち、第一熱回収装置８内で高温の燃焼排ガスＧ
により加熱され、６５０℃以上の高温になった熱媒体用
の砂Ｃは、第一熱回収装置８の下部より重力で排出さ
れ、砂排出管２３を通して第三熱回収装置１６の流動層
部内へ供給される。
前記第一熱回収装置８内で加熱された砂Ｃが供給されて
くる。即ち、第一熱回収装置８内で高温の燃焼排ガスＧ
により加熱され、６５０℃以上の高温になった熱媒体用
の砂Ｃは、第一熱回収装置８の下部より重力で排出さ
れ、砂排出管２３を通して第三熱回収装置１６の流動層
部内へ供給される。
【００３３】また、当該、第三熱回収装置１６の下方よ
り供給された流動化ガスＥは、約４５０〜６５０℃の高
温度となってその上方より排出され、サイクロン１９に
於いて随伴して来た粒径が０．１〜０．３ｍｍの飛灰や
砂を分離除去される。その後、当該流動化ガスＥは、エ
コノマイザー２１に於いて蒸気タービンを駆動させた後
の蒸気の復水を過熱すること等により約４５０℃以下に
まで冷却され、循環空気ブロワー１７によって前記流動
層部の下方へ戻される。尚、第三熱回収装置１６へ供給
する流動化ガスＥの供給量は、流動熱媒体として供給さ
れた粒径１〜２ｍｍの熱媒体用の砂Ｃが、流動層部で僅
かに動く程度の供給量で十分である。
り供給された流動化ガスＥは、約４５０〜６５０℃の高
温度となってその上方より排出され、サイクロン１９に
於いて随伴して来た粒径が０．１〜０．３ｍｍの飛灰や
砂を分離除去される。その後、当該流動化ガスＥは、エ
コノマイザー２１に於いて蒸気タービンを駆動させた後
の蒸気の復水を過熱すること等により約４５０℃以下に
まで冷却され、循環空気ブロワー１７によって前記流動
層部の下方へ戻される。尚、第三熱回収装置１６へ供給
する流動化ガスＥの供給量は、流動熱媒体として供給さ
れた粒径１〜２ｍｍの熱媒体用の砂Ｃが、流動層部で僅
かに動く程度の供給量で十分である。
【００３４】更に、当該第三熱回収装置１６の前記流動
層部へは、別途に０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈを供給す
るように構成されており、これによって流動する砂Ｃか
ら過熱器管１８への伝熱がスムーズに行なえるように為
されている。尚、前記０．１〜０．３ｍｍ粒径の飛灰Ｈ
としては、廃熱ボイラ１０や燃焼排ガス処理装置で回収
した集塵灰等が使用される。また、第三熱回収装置１６
から流動化ガスＥと共に排出された粒径が０．１〜０．
３ｍｍの飛灰Ｈや砂Ｃは、前記サイクロン１９で補集さ
れ、管路２５を通して流動層部内へ戻される。
層部へは、別途に０．１〜０．３ｍｍの飛灰Ｈを供給す
るように構成されており、これによって流動する砂Ｃか
ら過熱器管１８への伝熱がスムーズに行なえるように為
されている。尚、前記０．１〜０．３ｍｍ粒径の飛灰Ｈ
としては、廃熱ボイラ１０や燃焼排ガス処理装置で回収
した集塵灰等が使用される。また、第三熱回収装置１６
から流動化ガスＥと共に排出された粒径が０．１〜０．
３ｍｍの飛灰Ｈや砂Ｃは、前記サイクロン１９で補集さ
れ、管路２５を通して流動層部内へ戻される。
【００３５】一方、前記第三熱回収装置１６に於いて蒸
気過熱器管１８を介して飽和蒸気Ｓへ熱を与えることに
より冷却された砂Ｃは、第三熱回収装置１６の下方より
取り出され、風力選別装置や振動篩等の篩分け装置２０
を通して飛灰等を篩い分けしたあと、砂供給管２４を通
して砂ホッパー９へ戻される。
気過熱器管１８を介して飽和蒸気Ｓへ熱を与えることに
より冷却された砂Ｃは、第三熱回収装置１６の下方より
取り出され、風力選別装置や振動篩等の篩分け装置２０
を通して飛灰等を篩い分けしたあと、砂供給管２４を通
して砂ホッパー９へ戻される。
【００３６】
【発明の効果】本発明に於いては、廃棄物焼却炉で生成
された高温の燃焼排ガスを第一熱回収装置（砂加熱室）
へ導き、そこで燃焼排ガスと熱媒体である砂とを接触熱
交換させることにより熱砂を作ると共に、この熱砂を、
循環空気を流動化ガスとして用いる第三熱回収装置（流
動層過熱器）へ供給し、その流動層内に設置した過熱器
管を介して飽和蒸気を加熱し、過熱蒸気を得る構成とし
ている。このため、過熱器管は、廃棄物燃焼炉で生成さ
れた塩化水素ガスや硫黄酸化物などの腐食性ガスを含む
燃焼排ガスと直接接触することなく、腐食性雰囲気から
完全に隔離された清浄雰囲気中で運転されるので、所謂
高温腐食から全く開放される事になる。その結果、従前
の所謂ごみ発電に於いては、過熱器管等の腐食を回避す
るため、過熱蒸気の運転条件は３００℃・３０ｋｇ／ｃ
ｍ2 Ｇが限界であったが、本発明によれば、容易に５０
０℃ｘ１００ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの過熱蒸気を得る事がで
き、それに伴い廃棄物発電に於ける発電効果を、従来の
１０〜１５％程度から３０〜３５％程度まで引上げるこ
とが可能となった。本発明は上述のように、廃棄物発電
の発電効果を高めることにより廃棄物燃焼による熱回収
効率を著しく高くする事が出来、優れた実用的効用を奏
するものである。
された高温の燃焼排ガスを第一熱回収装置（砂加熱室）
へ導き、そこで燃焼排ガスと熱媒体である砂とを接触熱
交換させることにより熱砂を作ると共に、この熱砂を、
循環空気を流動化ガスとして用いる第三熱回収装置（流
動層過熱器）へ供給し、その流動層内に設置した過熱器
管を介して飽和蒸気を加熱し、過熱蒸気を得る構成とし
ている。このため、過熱器管は、廃棄物燃焼炉で生成さ
れた塩化水素ガスや硫黄酸化物などの腐食性ガスを含む
燃焼排ガスと直接接触することなく、腐食性雰囲気から
完全に隔離された清浄雰囲気中で運転されるので、所謂
高温腐食から全く開放される事になる。その結果、従前
の所謂ごみ発電に於いては、過熱器管等の腐食を回避す
るため、過熱蒸気の運転条件は３００℃・３０ｋｇ／ｃ
ｍ2 Ｇが限界であったが、本発明によれば、容易に５０
０℃ｘ１００ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの過熱蒸気を得る事がで
き、それに伴い廃棄物発電に於ける発電効果を、従来の
１０〜１５％程度から３０〜３５％程度まで引上げるこ
とが可能となった。本発明は上述のように、廃棄物発電
の発電効果を高めることにより廃棄物燃焼による熱回収
効率を著しく高くする事が出来、優れた実用的効用を奏
するものである。
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物の燃焼処理装
置の全体系統図である。
置の全体系統図である。
【図２】塩化水素ガスを含有する燃焼排ガスの管壁温度
と腐食速度の関係を示す説明図である。
と腐食速度の関係を示す説明図である。
【図３】従前の廃棄物の燃焼処理装置の概要説明図であ
る。
る。
Ａは廃棄物燃焼炉（ストーカ炉）、Ｂは廃棄物、Ｃは
砂、Ｄは燃焼残査、Ｅは流動化ガス（空気）、Ｇは燃焼
排ガス、Ｈは粒径０．１〜０．３ｍｍの飛灰、Ｓは飽和
蒸気、Ｓ1 は過熱蒸気、１は廃棄物ピット、２はごみホ
ッパ、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃
焼ストーカ、６は一次燃焼室、７は二次燃焼室、８は第
一熱回収装置（砂加熱室）、８ａは燃焼排ガス流入口、
８ｂは燃焼排ガス流出口、９は砂ホッパ、９ａは砂散布
器、１０は第二熱回収装置（廃熱ボイラ）、１１は空気
予熱器、１２は急速冷却塔、１３はバグフィルタ、１４
は誘引送風機、１５は煙突、１６は第三熱回収装置（流
動層過熱器）、１７は循環空気ブロアー、１８は伝熱
管、１９はサイクロン、２０は篩分け装置、２１はエコ
ノマイザー、２２は燃焼排ガス通路、２３は砂供給管、
２４は砂供給管、２５は管路。
砂、Ｄは燃焼残査、Ｅは流動化ガス（空気）、Ｇは燃焼
排ガス、Ｈは粒径０．１〜０．３ｍｍの飛灰、Ｓは飽和
蒸気、Ｓ1 は過熱蒸気、１は廃棄物ピット、２はごみホ
ッパ、３は乾燥ストーカ、４は燃焼ストーカ、５は後燃
焼ストーカ、６は一次燃焼室、７は二次燃焼室、８は第
一熱回収装置（砂加熱室）、８ａは燃焼排ガス流入口、
８ｂは燃焼排ガス流出口、９は砂ホッパ、９ａは砂散布
器、１０は第二熱回収装置（廃熱ボイラ）、１１は空気
予熱器、１２は急速冷却塔、１３はバグフィルタ、１４
は誘引送風機、１５は煙突、１６は第三熱回収装置（流
動層過熱器）、１７は循環空気ブロアー、１８は伝熱
管、１９はサイクロン、２０は篩分け装置、２１はエコ
ノマイザー、２２は燃焼排ガス通路、２３は砂供給管、
２４は砂供給管、２５は管路。
Claims (5)
- 【請求項１】 廃棄物の燃焼炉と、前記燃焼炉からの燃
焼排ガスの熱を回収する第一熱回収装置と、第一熱回収
装置からの燃焼排ガスの熱を回収する廃熱ボイラから成
る第二熱回収装置と、前記第一熱回収装置で回収した熱
により第二熱回収装置で発生した蒸気を加熱する第三熱
回収装置と、第二熱回収装置からの燃焼排ガスを浄化す
る排ガス処理装置を備えた廃棄物の燃焼処理装置に於い
て、前記第一熱回収装置を燃焼排ガスと熱媒体用の砂と
を接触させて砂を加熱する砂加熱室とすると共に、前記
第三熱回収装置を前記第一熱回収装置からの砂の熱によ
り第二熱回収装置で発生した蒸気の過熱器管を加熱する
蒸気過熱器としたことを特徴とする廃棄物の燃焼処理装
置。 - 【請求項２】 廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共
に第三熱回収装置を、循環ブロワーにより供給した流動
化ガスにより第一熱回収装置からの砂を流動させる流動
層過熱器とした請求項１に記載の廃棄物の燃焼処理装
置。 - 【請求項３】 廃棄物の燃焼炉をストーカ炉とすると共
に第一熱回収装置を、篩分け装置により飛灰等を除去し
た第三熱回収装置からの砂を熱媒体として循環供給する
構成の熱回収装置とした請求項１に記載の廃棄物の燃焼
処理装置。 - 【請求項４】 熱媒体用の砂を粒径が１〜２ｍｍの砂と
するようにした請求項１、請求項２又は請求項３に記載
の廃棄物の燃焼処理装置。 - 【請求項５】 流動化ガスを空気又は窒素とし、流動層
過熱器からの流動化ガスをサイクロンを通して循環させ
ると共に、空気又は窒素の循環回路に蒸気タービンの復
水を加熱するエコノマイザを介設する構成とした請求項
２に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
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1998
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