JPH11304129A - 廃棄物ガス化溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱分解炉に投入する廃棄物の投入量や性質が
変化すると、その熱分解炉から熱分解ガスの燃焼熱を利
用して焼却残渣の燃焼処理を行う残渣溶融炉において、
燃焼排ガスや焼却残渣が空気不足で不完全燃焼となった
り過剰空気で希釈されたりして、焼却残渣の安定した溶
融を行うことができない。 【解決手段】 熱分解炉１から残渣溶融炉２に送られる
熱分解ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分解
ガス完全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガスセ
ンサ３１と、この熱分解ガスセンサ３１の出力に基づ
き、残渣溶融炉２に対する熱分解ガス燃焼用空気の供給
量を調整する空気量制御手段３２とを備えたものであ
る。

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、都市ごみや産業
廃棄物などの廃棄物を焼却溶融処理する廃棄物ガス化溶
融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、ごみの最終処分地の減少に伴い、
焼却灰の減少化が求められ、これに対応すべく、焼却灰
の大幅な減少化および再利用が可能な溶融処理方法の開
発が進んでいる。焼却灰の溶融処理は、ごみ焼却後の溶
融のために再加熱が必要であるが、この場合、多大なエ
ネルギーを要するために、ごみ焼却時の燃焼エネルギー
を回収し灰（廃棄物の焼却残渣）の溶融エネルギーに利
用する廃棄物ガス化灰溶融炉が開発されている。

【０００３】図９は例えば特公平１−５２６５４号公報
に記載された従来の廃棄物ガス化溶融炉の構成を説明す
る図である。図において、１は都市ごみや産業廃棄物な
どの廃棄物を熱分解ガス化する熱分解炉としての流動床
焼却炉、２はその流動床焼却炉１から排出される廃棄物
の焼却残渣（灰）を溶融するための残渣溶融炉、３は前
記流動床焼却炉１が備えた廃棄物投入用のごみホッパ、
４はそのごみホッパ３と前記流動床焼却炉１とを結んで
廃棄物を供給するスクリューフィーダ、５はそのスクリ
ューフィーダ４で前記流動床焼却炉１内に供給される廃
棄物、５ａは前記流動床焼却炉１内での前記廃棄物５の
不完全燃焼（熱分解）後に生じる焼却残渣（灰）、６は
前記流動床焼却炉１の残渣排出部（以下、単に排出部と
いう）、７はその排出部６から排出される前記焼却残渣
５ａを一時的に貯留しておくためのホッパ、８はそのホ
ッパ７から排出される焼却残渣５ａを粉砕するための粉
砕機、９は前記流動床焼却炉１と前記残渣溶融炉２との
頂部を結ぶ煙道（熱分解ガス流路）であり、この煙道９
は、前記流動床焼却炉１内で発生した可燃性熱分解ガス
を前記残渣溶融炉２内に導入するようになっている。

【０００４】１０は前記残渣溶融炉２の頂部に設けられ
たサイクロンバーナであり、このサイクロンバーナ１０
は前記煙道９に位置している。１１は前記残渣溶融炉２
の底部に連通するスラグ分離室であり、このスラグ分離
室１１内には前記残渣溶融炉２からスラグ５ｂが流落す
るようになっている。１２は前記スラグ分離室１１の底
部に連通したスラグ冷却槽、１３は前記スラグ分離室１
１に接続された煙道、１４はその煙道１３に接続された
熱交換器、１５は送風機、１６はその送風機１５から前
記熱交換器１４を介して前記流動床焼却炉１と前記残渣
溶融炉２とに燃焼用空気（２次空気）を供給する空気供
給管路であり、この空気供給管路１６は、焼却炉系統の
管路１６ａと溶融炉系統の管路１６ｂとに分岐され、焼
却炉系統の管路１６ａは前記流動床焼却炉１の底部に接
続され、溶融炉系統の管路１６ｂは前記煙道９に接続さ
れている。１７は前記粉砕機８による粉砕残渣（可燃成
分を含む固体から成る焼却残渣５ａの粉砕物）を前記残
渣溶融炉２に供給するための残渣供給管路である。

【０００５】次に動作について説明する。ごみホッパ３
に投入された廃棄物５は、スクリューフィーダ４によっ
て流動床焼却炉１内に供給される。この流動床焼却炉１
内では、送風機１５から空気供給管路１６の焼却炉系統
の管路１６ａを通って供給された燃焼用空気により、前
記廃棄物５と砂を混合流動させながら不完全燃焼させ
る。これによる燃焼残渣５ａは、貯留用のホッパ７で一
時的に蓄えられた後、次の粉砕機８で粉砕される。一
方、前記流動床焼却炉１内に発生した可燃成分を含む燃
焼排ガスは、煙道９を通って残渣溶融炉２に供給される
が、この場合、前記煙道９には、上述のように粉砕機８
で粉砕された焼却残渣５ａが残渣供給管路１７から供給
され、且つ、送風機１５から空気供給管路１６の溶融炉
系統の管路１６ｂを介して２次空気が供給されているこ
とにより、前記煙道９では、前記燃焼排ガスと前記焼却
残渣５ａと前記２次空気とが混合され、それがサイクロ
ンバーナ１０から残渣溶融炉２内に旋回供給される。

【０００６】残渣溶融炉２内では、焼却残渣５ａが燃焼
・溶融されてスラグ化し、そのスラグ５ｂは、サイクロ
ンバーナ１０による旋回流の作用で前記残渣溶融炉２の
内周壁面に飛散付着しながら燃焼排ガスと共に、スラグ
分離室１１内に流落する。このスラグ分離室１１では、
スラグ５ｂと燃焼排ガスとが分離され、該分離後のスラ
グ５ｂは下段のスラグ冷却槽１２に集められて冷却され
る。また、前記スラグ分離室１１で分離された燃焼排ガ
スは、煙道１３を通り、熱交換器１４で送風機１５から
の燃焼用空気と熱交換されて大気中に放出される。

【０００７】図１０は例えば特開平９−２９１２８５号
公報に記載された従来の熱分解ガスセンサの構成を説明
する図である。同図において、２０は熱分解ガスマニホ
ールドであり、この熱分解ガスマニホールド２０は、例
えば図９に示した廃棄物ガス化溶融炉の煙道９に接続さ
れる。２１は熱分解ガスマニホールド２０の下流側に配
置された熱分解ガス流量調整バルブ、２２は空気マニホ
ールド、２３は空気マニホールド２２の下流側に配置さ
れた空気流量調整バルブ、２４は前記熱分解ガスマニホ
ールド２０および前記空気マニホールド２２にそれぞれ
の熱分解ガス流量調整バルブ２１および空気流量調整バ
ルブ２３を介して接続された複数個のパイロットバーナ
であり、このパイロットバーナ２４は熱分解ガスと空気
の予混合気を燃焼させる。２５はパイロットバーナ２４
の先端に形成される予混合火炎、２６はその予混合火炎
２５中に挿入されるイオン電流検出用電極であり、各パ
イロットバーナ２４のそれぞれに備え付けられている。
２７はイオン電流検出用電源、２８はイオン電流検出用
抵抗、２９はイオン電流検出用電圧計である。

【０００８】次に動作について説明する。例えば、図９
中の煙道９から熱分解ガスマニホールド２０に導入され
た熱分解ガスは、この系統の空気流量調整バルブ２３で
所定の流量に調整された後、各パイロットバーナ２４に
供給されると共に、各パイロットバーナ２４には、空気
マニホールド２２から空気流量調整バルブ２３で流量調
整された空気が供給されることにより、各パイロットバ
ーナ２４の先端では予混合気が着火されて予混合火炎２
５がそれぞれ形成される。各予混合火炎２５中にはイオ
ン電流検出用電極２６が挿入されていることにより、パ
イロットバーナ２４と予混合火炎２５およびイオン電流
検出用の電極２６と抵抗２８と電源２７とで閉回路が形
成される。

【０００９】ここで、予混合火炎２５には反応途中のラ
ジカルが存在するため、火炎は電気伝導性を示す。この
電気伝導性は、燃料と空気の混合比率（空気過剰率）に
よって異なるが、一般に完全燃焼に必要な空気量（理論
空気量であって、このときの可燃ガス量と空気量の混合
比率を理論混合比という）付近で火炎を形成した場合に
最大となる。この様子を図１１に示す。図１１の横軸は
各パイロットバーナ２４においてそれぞれ異なる値に設
定された熱分解ガスと空気の混合比率である。即ち、各
パイロットバーナ２４に混合比の異なる混合気を導入・
着火して予混合火炎２５を形成し、それらのイオン電流
をイオン電流検出用電圧計２９で測定して比較すること
により、最も高い電気伝導性を示すパイロットバーナ２
４の混合比が理論混合比となり、これにより、熱分解ガ
スを完全燃焼させるための理論空気量を検出することが
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の廃棄物ガス化溶
融炉は以上のように構成されているので、流動床焼却炉
１に対する廃棄物５の投入量が変化したり、該廃棄物５
の性質、例えば、紙やプラスチック類や水分などの割合
などが変化すると、これらの廃棄物５を完全燃焼させる
ための空気量も変化するが、送風機１５からの燃焼用空
気量を制御することができず、このため、残渣溶融炉２
においては、流動床焼却炉１からの未燃成分を含んだ燃
焼排ガスや焼却残渣５ａが空気不足で不完全燃焼となっ
たり、過剰空気で希釈されたりして、十分な高温が得ら
れず、焼却残渣を安定して溶融することができないとい
う課題があった。

【００１１】さらに、廃棄物５の保有発熱量が小さい場
合には、これを完全燃焼させても十分な高温を得ること
ができないため、焼却残渣５ａを安定溶融することがで
きないという課題があった。また、逆に廃棄物５の保有
発熱量が大きい場合には、残渣溶融炉２の温度が上昇過
多となって炉を傷めるという課題があった。

【００１２】また、従来の熱分解ガスセンサは以上のよ
うに構成されているので、廃棄物５からの熱分解ガスを
完全燃焼させるために必要な空気量を検出することはで
きたが、その燃焼温度まで評価することができないとい
う課題があった。

【００１３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、廃棄物の投入量や性質が変化して
も、廃棄物の焼却残渣を安定して溶融することができる
廃棄物ガス化溶融炉を得ることを目的とする。

【００１４】また、この発明は、残渣溶融炉の許容温度
範囲内で熱分解ガスの燃焼温度を維持することができて
残渣溶融炉の焼損を防止できる廃棄物ガス化溶融炉を得
ることを目的とする。

【００１５】さらに、この発明は、残渣溶融炉に供給さ
れる熱分解ガスの燃焼温度が残渣溶融温度以下の場合で
も、その熱分解ガスの温度を残渣溶融温度以上の制御が
でき、焼却残渣を安定して溶融できると共に、残渣溶融
炉内の熱分解ガスの燃焼温度が残渣溶融温度以上に上昇
した際には、残渣溶融炉の温度を許容温度範囲内に制御
して残渣溶融炉の焼損を防止できる廃棄物ガス化溶融炉
を得ることを目的とする。

【００１６】さらに、この発明は、熱分解ガスの一部を
抽出して空気と混合させ着火した予混合火炎の温度から
理論空気量を検出でき、この理論空気量に応じた量の熱
分解ガス燃焼用空気を熱分解ガスに供給することによ
り、廃棄物の焼却残渣を安定して溶融できる廃棄物ガス
化溶融炉を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る廃棄物ガ
ス化溶融炉は、廃棄物を熱分解ガス化する熱分解炉と、
この熱分解炉から排出される廃棄物熱分解後の焼却残渣
を導入し、前記熱分解ガスの燃焼熱を利用して前記焼却
残渣を溶融する残渣溶融炉とを備えた廃棄物ガス化溶融
炉において、前記熱分解炉から前記残渣溶融炉に送られ
る熱分解ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分
解ガス完全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガス
センサと、この熱分解ガスセンサの出力に基づき、前記
残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の供給量が前
記理論空気量となるように制御する空気量制御手段とを
備えたものである。

【００１８】この発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、廃
棄物を熱分解ガス化する熱分解炉と、この熱分解炉から
排出される廃棄物熱分解後の焼却残渣を導入し、前記熱
分解ガスの燃焼熱を利用して前記焼却残渣を溶融する残
渣溶融炉とを備えた廃棄物ガス化溶融炉において、前記
熱分解炉から前記残渣溶融炉に送られる熱分解ガスの完
全燃焼に必要な理論空気量および熱分解ガス完全燃焼時
の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガスセンサと、前記残
渣溶融炉の温度を検出する溶融炉温度センサと、前記熱
分解ガスセンサおよび前記溶融炉温度センサのそれぞれ
の出力に基づき、残渣溶融炉内の燃焼ガス温度が該残渣
溶融炉の許容温度範囲内で残渣溶融温度以上となり、且
つ、前記残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の供
給量が前記理論空気量となるように、その空気供給量を
制御する空気量制御手段とを備えたものである。

【００１９】この発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、熱
分解ガスセンサの出力信号に基づき、該熱分解ガスセン
サによる検出燃焼ガス温度が残渣溶融温度以下の時は残
渣溶融炉に供給される燃焼ガスに対し該燃焼ガスよりも
発熱量が高い助燃燃料を補給し、且つ、前記検出燃焼ガ
ス温度が前記残渣溶融温度以上の時は前記助燃燃料の補
給を遮断する助燃燃料補給手段を備えたものである。

【００２０】この発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、熱
分解ガスセンサおよび溶融炉温度センサの出力信号に基
づき、前記熱分解ガスセンサによる検出燃焼ガス温度が
残渣溶融温度以下の時は残渣溶融炉に供給される燃焼ガ
スに対し該燃焼ガスよりも発熱量が高い助燃燃料を補給
し、且つ、前記溶融炉温度センサによる検出温度が許容
温度以上の時は前記助燃燃料の補給を遮断し、前記残渣
溶融炉の温度が許容温度を越えないように空気量制御手
段で空気供給量を制御させるための助燃燃料補給手段を
備えたものである。

【００２１】この発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、熱
分解ガスセンサが、熱分解ガスの一部を抽出して空気と
混合し着火させた予混合火炎の温度を測定し、該測定温
度から理論空気量を検出するようになっているものであ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による廃
棄物ガス化溶融炉の構成および作用を説明する図であ
り、図９と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。図１において、３０は煙道（熱分解ガス流路）
９から分岐したガス導入管、３１はガス導入管３０に接
続された熱分解ガスセンサであり、この熱分解ガスセン
サ３１は、流動床焼却炉（熱分解炉）１から煙道９を通
って残渣溶融炉２に送られる熱分解ガスの燃焼温度を測
定し、該測定温度から前記熱分解ガスの完全燃焼に必要
な理論空気量と、前記熱分解ガスの完全燃焼時の燃焼ガ
ス温度を検出し、該検出結果の制御信号を後述する空気
流量調整バルブ３２に出力する。

【００２３】３２は送風機１５から残渣溶融炉２に燃焼
用空気を供給する空気供給管路１６の溶融炉系統の管路
１６ｂに設けられた空気流量調整バルブ（空気量制御手
段）であり、この空気流量調整バルブ３２は、前記熱分
解ガスセンサ３１からの出力信号を入力し、該出力信号
に基づいて、前記送風機１５から前記残渣溶融炉２に供
給される空気量を制御する。

【００２４】次に動作について説明する。流動床焼却炉
１で廃棄物５が熱分解される動作は図９の従来と同じで
あるから説明を省略する。流動床焼却炉１において、廃
棄物５の熱分解により発生した可燃性の熱分解ガスは、
煙道９を通って残渣溶融炉２に供給される。ここで、前
記煙道９を通る熱分解ガスは、その一部がガス導入管３
０から熱分解ガスセンサ３１に導入されることにより、
熱分解ガスセンサ３１は、導入した熱分解ガスの燃焼温
度を測定し、該測定温度から前記熱分解ガスを完全燃焼
させるに必要な理論空気量と、そのときの燃焼ガス温度
を検出し、該検出結果に応じた制御信号を空気流量調整
バルブ３２に出力する。これにより、空気流量調整バル
ブ３２は、熱分解ガスセンサ３１で検出された理論空気
量と燃焼ガス温度に対応した弁開度に調整される。従っ
て、送風機１５から空気供給管路１６の溶融炉系統の管
路１６ｂを通って残渣溶融炉２に供給される空気量が前
記理論空気量となるように前記空気流量調整バルブ３２
で調整されることにより、残渣溶融炉２内の燃焼ガス温
度を焼却残渣５ａが溶融する温度以上に制御することが
できる。

【００２５】以上のように、実施の形態１によれば、熱
分解ガスセンサ３１が、流動床焼却炉１から残渣溶融炉
２に送られる熱分解ガスの燃焼温度を測定し、該測定温
度から理論空気量とガス燃焼温度を検出した結果の制御
信号を出力し、該出力信号を空気流量調整バルブ３２が
入力することにより、該空気流量調整バルブ３２は、送
風機１５から煙道９に供給される熱分解ガス燃焼用空気
の供給量が理論空気量となるように制御するので、流動
床焼却炉１への廃棄物５の投入量や性質（例えば、紙や
プラスチック類や水分の割合など）が変化しても、これ
らの廃棄物５の焼却残渣５ａを残渣溶融炉２で完全燃焼
させるに十分な高温燃焼ガスを得ることができ、このた
め、残渣溶融炉２では、空気不足による不完全燃焼や過
剰空気による希釈が生じるようなことがなく、焼却残渣
５ａを安定して溶融できるという効果がある。

【００２６】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による廃棄物ガス化溶融炉の構成および作用を説明
する図であり、図１および図９と同一部分には同一符号
を付して重複説明を省略する。図２において、３３は残
渣溶融炉２に備え付けられた熱電対であり、この熱電対
３３は、前記残渣溶融炉２内の燃焼ガス温度を計測する
溶融炉温度センサとなるもので、燃焼ガス温度計測結果
の制御信号を空気流量調整バルブ３２に出力するように
なっている。なお、空気流量調整バルブ３２には、上記
実施の形態１の場合と同様に熱分解ガスセンサ３１から
も制御信号を入力するようになっている。

【００２７】次に動作について説明する。流動床焼却炉
１で廃棄物５が熱分解される動作は図９の従来と同じで
あり、また、熱分解ガスセンサ３１で理論空気量と燃焼
ガス温度を検出し、該検出結果による制御信号で空気流
量調整バルブ３２の開度を調整し、熱分解ガス燃焼用空
気の供給量が前記理論空気量となるように制御する動作
は上記実施の形態１の場合と同様のため説明を省略す
る。ここで、一般に焼却残渣５ａは略１４００℃以上で
溶融するので、残渣溶融炉２内の燃焼ガス温度を略１４
００℃以上の残渣溶融温度に保持すれば、残渣溶融炉２
で焼却残渣５ａを安定して溶融できる。

【００２８】そこで、この実施の形態２では、残渣溶融
炉２内の燃焼ガス温度が熱電対３３で検出され、その検
出結果の制御信号を空気流量調整バルブ３２が入力する
ことにより、空気流量調整バルブ３２の開度が前記熱電
対３３の検出値に基づいて調整される。これによって、
残渣溶融炉２内の燃焼ガス温度が前記残渣溶融温度とな
るように、煙道９を通る熱分解ガスに対して送風機１５
から送られる空気供給量が制御される。また、残渣溶融
炉２内に燃焼ガス温度が上昇過多になると、その燃焼ガ
ス温度を熱電対３３が検出し、該検出結果の制御信号で
前記空気流量調整バルブ３２の開度が調整され、前記空
気供給量が増加するように制御され、これにより、残渣
溶融炉２内の燃焼ガス温度の異常な上昇を抑制できる。

【００２９】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、熱分解ガスセンサ３１と熱電対３３から出力される
制御信号によって、残渣溶融炉２に対する熱分解ガス燃
焼用空気の供給量が理論空気量となるように空気流量調
整バルブ３２が調整されることにより、上記実施の形態
１の場合と同様の効果が得られることに加え、前記熱電
対３３からの制御信号によって、残渣溶融炉２内の燃焼
ガス温度の異常な上昇を抑制できるという効果がある。

【００３０】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による廃棄物ガス化溶融炉の構成および作用を説明
する図であり、図１，図２および図９と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。図３において、３
４は煙道９の途中に接続され且つ助燃燃料供給源（図示
せず）に接続された助燃燃料補給管、３５はその助燃燃
料補給管３４に設けられた助燃燃料調整バルブであり、
それらの助燃燃料補給管３４と助燃燃料調整バルブ３５
は助燃燃料補給手段を構成している。

【００３１】次に動作について説明する。流動床焼却炉
１で廃棄物５が熱分解される動作は図９の従来と同様の
ため説明を省略する。煙道９を通る熱分解ガスの燃焼温
度Ｔｍａｘが熱分解ガスセンサ３１によって検出され
る。この場合、熱分解ガスセンサ３１で検出された熱分
解ガスの燃焼温度Ｔｍａｘが残渣溶融に必要な燃焼温度
（略１４００℃）以下の時、その温度差に応じた量の助
燃燃料が煙道９に供給されるように、前記熱分解ガスセ
ンサ３１から出力される制御信号によって助燃燃料調整
バルブ３５の弁開度が制御される。また、残渣溶融炉２
内の燃焼ガス温度が熱電対３３で検出され、該検出結果
の燃焼ガス温度（溶融炉温度）Ｔｍが残渣溶融炉２の許
容温度以上の時は、前記熱電対３３からの出力制御信号
で前記助燃燃料調整バルブ３５が閉弁されて煙道９への
助燃燃料補給が遮断されると共に、熱電対３３からの出
力制御信号で空気流量調整バルブ３２の開度が調整され
て、残渣溶融炉２内の燃焼ガス温度が残渣溶融炉２の許
容温度を越えないように、送風機１５から煙道９への空
気供給量が制御される。このような制御方法を図４に模
式的に示す。

【００３２】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、発熱量が低い廃棄物を処理する場合でも、熱分解ガ
スよりも発熱量が高い助燃燃料を供給することにより、
残渣溶融炉２内を残渣溶融に十分な高い温度に保持で
き、このため、その残渣溶融炉２において焼却残渣５ａ
を安定して溶融できると共に、残渣溶融炉２の温度が許
容温度を越えないように制御できるため、残渣溶融炉２
の焼損を防止できるという効果がある。

【００３３】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４による廃棄物ガス化溶融炉の構成および作用を説明
する図であり、図１〜図３および図９と同一または相当
部分に同一符号を付して重複説明を省略する。図５にお
いて、３４は残渣溶融炉２内に接続した助燃燃料補給
管、３５はその助燃燃料補給管３４に設けた助燃燃料調
整バルブ、３６は空気供給管路１６から分岐して前記助
燃燃料補給管３４に接続した２次空気供給管、３７はそ
の２次空気供給管３６に設けた空気流量調整バルブ（空
気量制御手段）である。即ち、上記実施の形態３では、
煙道９に助燃燃料を供給し、該助燃燃料を熱分解ガスと
混合して残渣溶融炉２内で燃焼させるようにしたが、こ
の実施の形態４では、煙道９を通る熱分解ガスとは別の
系統から助燃燃料を、２次空気供給管３６から空気流量
調整バルブ３７を介して供給される助燃燃料燃焼用空気
と混合して残渣溶融炉２内に供給するようにしたもので
あり、この場合も上記実施の形態３と同様の効果が得ら
れる。

【００３４】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５に熱分解ガスセンサの構成を説明する図であり、図
１０と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図６において、４０は各パイロットバーナ２４に備え付
けられた熱分解ガスセンサであり、この熱分解ガスセン
サ４０は、各パイロットバーナ２４の予混合火炎２５の
温度を検出する熱電対から成っている。

【００３５】次に動作について説明する。図７は図６の
動作説明図であり、図１０と同一部分には同一符号を付
して重複説明を省略する。図７において、熱分解ガスセ
ンサ（熱電対）４０でパイロットバーナ２４の先端に形
成される予混合火炎２５の温度が測定され、その測定温
度からイオン電流値が検出される。ここで、測定された
火炎温度とイオン電流値との関係を図８に示す。この図
８から明らかなように、火炎温度の空気／熱分解ガス混
合比の依存性とイオン電流値の空気／熱分解ガス混合比
の依存性とは、同じ定性的な傾向を示す。このことか
ら、前記熱分解ガスセンサ４０による予混合火炎２５の
温度を測定するだけで、その火炎温度のみから理論空気
量を検出することができ、検出された火炎温度と残渣溶
融炉２で熱分解ガスを燃焼させた時の燃焼温度とは略比
例関係にある。従って、熱分解ガスセンサ４０で検出さ
れる予混合火炎２５の最高火炎温度から熱分解ガスを完
全燃焼させるに必要な混合比の理論空気量を検出でき、
その温度から熱分解ガスを残渣溶融炉２で燃焼させた時
の燃焼ガス温度を評価することができる。

【００３６】この実施の形態５による熱分解ガスセンサ
４０を上記実施の形態１から上記実施の形態４に適用す
ることにより、残渣溶融炉２で焼却残渣５ａを一層安定
して溶融できると共に、残渣溶融炉２内の燃焼ガス温度
の異常上昇を抑制して該残渣溶融炉２の焼損を防止でき
るという効果がある。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、廃棄
物を熱分解ガス化する熱分解炉から残渣溶融炉に送られ
る熱分解ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分
解ガス完全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガス
センサと、この熱分解ガスセンサの出力に基づき、前記
残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の供給量が前
記理論空気量となるように制御する空気量制御手段とを
備えた構成としたので、熱分解炉への廃棄物の投入量や
性質が変化しても、これらの廃棄物の焼却残渣を前記残
渣溶融炉で完全燃焼させるに十分な高温燃焼ガスを得る
ことができ、このため、残渣溶融炉では、空気不足によ
る不完全燃焼や過剰空気による希釈が生じるようなこと
がなく、焼却残渣を安定して溶融できるという効果があ
る。

【００３８】この発明によれば、廃棄物を熱分解ガス化
する熱分解炉から排出される廃棄物熱分解後の焼却残渣
を導入し、前記熱分解ガスの燃焼熱を利用して前記焼却
残渣を残渣溶融炉で溶融する廃棄物ガス化溶融炉におい
て、前記熱分解炉から前記残渣溶融炉に送られる熱分解
ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分解ガス完
全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガスセンサ
と、前記残渣溶融炉の温度を検出する溶融炉温度センサ
と、前記熱分解ガスセンサおよび前記溶融炉温度センサ
のそれぞれの出力に基づき、残渣溶融炉内の燃焼ガス温
度が該残渣溶融炉の許容温度範囲内で残渣溶融温度以上
となり、且つ、前記残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼
用空気の供給量が前記理論空気量となるように、その空
気供給量を制御する空気量制御手段とを備えた構成とし
たので、熱分解ガスセンサと溶融炉温度センサから出力
に基づき、残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の
供給量が理論空気量となるように空気流量制御手段が調
整されることにより、熱分解炉への廃棄物の投入量や性
質が変化しても、これらの廃棄物の焼却残渣を前記残渣
溶融炉で完全燃焼させるに十分な高温燃焼ガスを得るこ
とができ、このため、残渣溶融炉では、空気不足による
不完全燃焼や過剰空気による希釈が生じるようなことが
なく、焼却残渣を安定して溶融できると共に、前記溶融
炉温度センサの出力に基づいて残渣溶融炉内の燃焼ガス
温度の異常な上昇を抑制でき、該残渣溶融炉の焼損を防
止できるという効果がある。

【００３９】この発明によれば、熱分解ガスセンサの出
力信号に基づき、該熱分解ガスセンサによる検出燃焼ガ
ス温度が残渣溶融温度以下の時は残渣溶融炉に供給され
る燃焼ガスに対し該燃焼ガスよりも発熱量が高い助燃燃
料を補給し、且つ、前記検出燃焼ガス温度が前記残渣溶
融温度以上の時は前記助燃燃料の補給を遮断する助燃燃
料補給手段を備えた構成としたので、発熱量が低い廃棄
物を処理する場合でも、熱分解ガスよりも発熱量が高い
助燃燃料を供給することにより、残渣溶融炉内を残渣溶
融に十分な高い温度に保持でき、このため、その残渣溶
融炉において焼却残渣を安定して溶融できると共に、残
渣溶融炉の温度が許容温度を越えないように制御できる
ため、残渣溶融炉の焼損を防止することができるという
効果がある。

【００４０】この発明によれば、熱分解ガスセンサおよ
び溶融炉温度センサの出力信号に基づき、前記熱分解ガ
スセンサによる検出燃焼ガス温度が残渣溶融温度以下の
時は残渣溶融炉に供給される燃焼ガスに対し該燃焼ガス
よりも発熱量が高い助燃燃料を補給し、且つ、前記溶融
炉温度センサによる検出温度が許容温度以上の時は前記
助燃燃料の補給を遮断し、前記残渣溶融炉の温度が許容
温度を越えないように空気量制御手段で空気供給量を制
御させるための助燃燃料補給手段を備えた構成としたの
で、発熱量が低い廃棄物を処理する場合でも、熱分解ガ
スよりも発熱量が高い助燃燃料を供給することにより、
残渣溶融炉内を残渣溶融に十分な高い温度に保持でき、
このため、その残渣溶融炉において焼却残渣を安定して
溶融できると共に、残渣溶融炉の温度が許容温度を越え
ないように制御できるため、残渣溶融炉の焼損を防止で
きるという効果がある。

【００４１】この発明によれば、熱分解ガスセンサが、
熱分解ガスの一部を抽出して空気と混合し着火させた予
混合火炎の温度を測定し、該測定温度から理論空気量を
検出するように構成したので、前記予混合火炎の温度を
測定するだけで理論空気量を検出でき、このため、残渣
溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の供給量が前記理
論空気量となるように制御することができ、残渣溶融炉
で焼却残渣を安定して溶融できると共に、残渣溶融炉の
焼損を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による廃棄物ガス化
溶融炉の構成および作用を説明する図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による廃棄物ガス化
溶融炉の構成および作用を説明する図である。

【図３】 この発明の実施の形態３による廃棄物ガス化
溶融炉の構成および作用を説明する図である。

【図４】 図３の廃棄物ガス化溶融炉の制御方法を示す
説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による廃棄物ガス化
溶融炉の構成および作用を説明する図である。

【図６】 この発明の実施の形態５による熱分解ガスセ
ンサの構成を説明する図である。

【図７】 図６の動作説明図である。

【図８】 図６および図７の熱分解ガスセンサで検出さ
れた火炎温度とイオン電流値との関係を示す図である。

【図９】 従来の廃棄物ガス化溶融炉の構成を説明する
図である。

【図１０】 従来の熱分解ガスセンサの構成を説明する
図である。

【図１１】 図１０の熱分解ガスセンサで検出された火
炎温度とイオン電流値との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 流動床焼却炉（熱分解炉）、２ 残渣溶融炉、５
廃棄物、５ａ 焼却残渣、３１，４０ 熱分解ガスセン
サ、３２，３７ 空気流量調整バルブ（空気量制御手
段）、３３ 熱電対（溶融炉温度センサ）、３４ 助燃
燃料補給管（助燃燃料補給手段）、３５ 助燃燃料調整
バルブ（助燃燃料補給手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢＢ 5/16 ＺＡＢ 5/16 ＺＡＢＥ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を熱分解ガス化する熱分解炉と、
   この熱分解炉から排出される廃棄物熱分解後の焼却残渣
   を導入し、前記熱分解ガスの燃焼熱を利用して前記焼却
   残渣を溶融する残渣溶融炉とを備えた廃棄物ガス化溶融
   炉において、前記熱分解炉から前記残渣溶融炉に送られ
   る熱分解ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分
   解ガス完全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガス
   センサと、この熱分解ガスセンサの出力に基づき、前記
   残渣溶融炉に対する熱分解ガス燃焼用空気の供給量が前
   記理論空気量となるように制御する空気量制御手段とを
   備えたことを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
2. 【請求項２】 廃棄物を熱分解ガス化する熱分解炉と、
   この熱分解炉から排出される廃棄物熱分解後の焼却残渣
   を導入し、前記熱分解ガスの燃焼熱を利用して前記焼却
   残渣を溶融する残渣溶融炉とを備えた廃棄物ガス化溶融
   炉において、前記熱分解炉から前記残渣溶融炉に送られ
   る熱分解ガスの完全燃焼に必要な理論空気量および熱分
   解ガス完全燃焼時の燃焼ガス温度を検出する熱分解ガス
   センサと、前記残渣溶融炉の温度を検出する溶融炉温度
   センサと、前記熱分解ガスセンサおよび前記溶融炉温度
   センサのそれぞれの出力に基づき、残渣溶融炉内の燃焼
   ガス温度が該残渣溶融炉の許容温度範囲内で残渣溶融温
   度以上となり、且つ、前記残渣溶融炉に対する熱分解ガ
   ス燃焼用空気の供給量が前記理論空気量となるように、
   その空気供給量を制御する空気量制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
3. 【請求項３】 熱分解ガスセンサの出力信号に基づき、
   該熱分解ガスセンサによる検出燃焼ガス温度が残渣溶融
   温度以下の時は残渣溶融炉に供給される燃焼ガスに対し
   該燃焼ガスよりも発熱量が高い助燃燃料を補給し、且
   つ、前記検出燃焼ガス温度が前記残渣溶融温度以上の時
   は前記助燃燃料の補給を遮断する助燃燃料補給手段を備
   えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の廃
   棄物ガス化溶融炉。
4. 【請求項４】 熱分解ガスセンサおよび溶融炉温度セン
   サの出力信号に基づき、前記熱分解ガスセンサによる検
   出燃焼ガス温度が残渣溶融温度以下の時は残渣溶融炉に
   供給される燃焼ガスに対し該燃焼ガスよりも発熱量が高
   い助燃燃料を補給し、且つ、前記溶融炉温度センサによ
   る検出温度が許容温度以上の時は前記助燃燃料の補給を
   遮断し、前記残渣溶融炉の温度が許容温度を越えないよ
   うに空気量制御手段で空気供給量を制御させるための助
   燃燃料補給手段を備えたことを特徴とする請求項２記載
   の廃棄物ガス化溶融炉。
5. 【請求項５】 熱分解ガスセンサは、熱分解ガスの一部
   を抽出して空気と混合し着火させた予混合火炎の温度を
   測定し、該測定温度から理論空気量を検出するようにな
   っていることを特徴とする請求項１から請求項４のうち
   のいずれか１項記載の廃棄物ガス化溶融炉。