JPH11325439A - 固体微粒子を焼却する方法及び装置 - Google Patents

固体微粒子を焼却する方法及び装置

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JPH11325439A
JPH11325439A JP11094450A JP9445099A JPH11325439A JP H11325439 A JPH11325439 A JP H11325439A JP 11094450 A JP11094450 A JP 11094450A JP 9445099 A JP9445099 A JP 9445099A JP H11325439 A JPH11325439 A JP H11325439A
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air
cyclone
incinerator
combustion chamber
incineration method
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JP11094450A
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Erwin Brunnmair
ブルンマイアー エルヴィン
Gerhard Moosmann
モースマン ゲルハルト
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Andritz Patentverwaltungs GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】固体微粒子、特に、発熱量の低い生物学的廃棄
物を焼却する方法及び装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る焼却方法は、微粒子化した廃
棄物を、準理論混合比の新鮮エアーと共に燃焼室内へ吹
き入れることを主な特徴とする。当該方法を実施するた
めの本発明に係る焼却装置は、サイクロン型焼却炉
（１）内の目的位置に新鮮エアーを供給するためのエア
ー分配用のパイプ（１２）を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体微粒子、特
に、発熱量の低い生物学的廃棄物を焼却する方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、例えばＷＯ９２／１４
９６９に開示されている。その方法においては、最終的
に粉砕され、乾燥されたスラッジは、第１次エアーと共
に煉瓦で内張りされた燃焼室内へ吹き入れられる。主に
固体微粒子の焼却が行われるサイクロン型燃焼室の下半
部には、灰の焼結を防止するため、酸素濃度が低く湿度
の高いエアーが予め定められた量づつ吹き込まれる。灰
の取出し領域は、このエアーを用いて冷却される。第１
次及び第２次エアーとして必要とされるエアーの量は、
個々の焼却炉のサイズに応じて予め設定される。この場
合の発熱量の調整は、予め定められた量の第１次エアー
と共に加えられる燃料を増減することによって行われ
る。この方法の欠点は、発熱量の調整が困難で、発熱量
を僅かづつしか変化させることができず、燃料レベルや
発熱量の変動によって機能が停止してしまうことであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、有機質燃料、特に汚物スラッジを、望ましくは
８５０℃程度の低温度で焼却することにより、低融点の
灰が焼結を起こすことのないようにすると共に、副次的
化合物の発生を防止するために灰の除去を効率よく行え
るようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、廃棄物を、準理論混合比（ｓｕｂ−ｓｔ
ｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ。「理論混合比より少なめ
の」の意。本明細書中において「準理論混合比」とい
う。）の新鮮エアーと共に燃焼室内へ吹き入れることを
特徴とする。そうすることにより、新鮮エアーの流れを
燃焼容量に適合させることが容易となる。その結果、物
質は、最初の段階ではエアー不足及び／又は酸素不足の
状態で燃焼せしめられる。その後、冷却用エアー又は新
鮮エアーが追加された時点で、酸素も追加されることと
なり、これによって過剰なエアー及び／又は酸素による
燃焼が更に行われ、これにより、燃料は完全に燃焼し尽
くし、一酸化炭素の発生も防止できる。
【０００５】本発明の望ましい形態においては、冷却用
エアーを、上記新鮮エアーの供給口より上の位置から燃
焼室内へ供給することを特徴とする。そうすることによ
って、有害な二次的流れを発生させることなく、塵埃の
良好な除去を達成することができる。
【０００６】本発明の望ましい形態においては、上記冷
却用エアーとして、湿度が高く酸素含有量の低いエアー
を用いることを特徴とし、その場合、当該冷却用エアー
を、先行するスラッジ乾燥プラントの乾燥ループから取
り出すことを特徴とする。これは、燃焼室の上半部領域
においてさえも、燃焼温度が低く保たれることを意味す
る。
【０００７】本発明の更に望ましい形態においては、サ
イクロンの中央領域に追加の冷却用エアーを供給するこ
とを特徴とする。これは、オーバーヒートと燃焼室内で
の灰の溶融を回避するために好適な手段である。
【０００８】本発明の更に望ましい形態においては、冷
却用エアーの量を異ならせたり、或いは調節可能なよう
に構成することを特徴とする。これは、燃焼室内の温度
を変更する効果的な手段である。
【０００９】本発明の望ましい形態においては、追加の
新鮮エアーを、囲いチューブを通じて供給することを特
徴とする。そうすることによって、灰の除去効果が実質
的に向上する。
【００１０】本発明の望ましい形態においては、新鮮エ
アーの供給が、バーナーの容量に対応して制御されるこ
とを特徴とする。また、冷却用エアーの供給も、バーナ
ーの容量に対応して調整されることを特徴とする。これ
は、常に最適の焼却及び低温状態が得られ、そのため灰
の焼結が回避されることを意味する。
【００１１】更にまた、本発明は、固体微粒子、特に、
発熱量の低い生物学的廃棄物を、サイクロン型焼却炉を
用いて焼却する装置に関する。本発明に係る焼却装置
は、上記サイクロン型焼却炉が、目的位置に新鮮エアー
を供給するためのエアー分配用のパイプを有することを
特徴とする。その場合、上記サイクロン型焼却炉の第１
燃焼室と第２燃焼室との間の移行点（サイクロンのネッ
ク部）に、囲いチューブを設けることを特徴とする。そ
うすることによって、新鮮エアーの量を燃焼室の容量に
対して特に良好に適合させることができる。
【００１２】本発明の望ましい形態においては、エアー
分配用のパイプが、サイクロン型焼却炉の中央に設けら
れることを特徴とし、その場合、当該エアー分配用のパ
イプが、サイクロン型焼却炉の第１燃焼室内へのエアー
吹出し孔を有することを特徴とする。そのように構成す
ることにより、新鮮エアーを、これが必要とされる位置
に向けて供給することができる。
【００１３】本発明の更に望ましい形態においては、上
記囲いチューブが、二重壁の間の流路を有し、当該流路
を通じて追加の新鮮エアーが第１燃焼室内へ供給される
ことを特徴とする。これにより、新鮮エアーの供給と共
に、適切な冷却効果を達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつゝ本発明に
ついて具体的に説明する。図１は、本発明に係るサイク
ロン型焼却炉の一実施例の断面説明図、図２は、本発明
のもう一つの変更実施例を示す断面説明図、図３は、図
２の部分拡大図、図４は、図３のものに類似の変更実施
例の図、図５は、図１中のＶ−Ｖ線に沿った断面図、図
６は、スラッジの乾燥及び焼却プラントの全体図であ
る。
【００１５】図１には、調整可能で接線方向に取り付け
られたノズル２を有するサイクロン型焼却炉１が示され
ており、このノズル２を通じて生物学的廃棄物を主体と
する粉末化した燃料と、準理論混合比（理論混合比より
少なめ）の新鮮エアーが、炉壁４で形成される第１燃焼
室３へ吹き込まれるようになっている。この混合体は、
焼却炉内で焼却されるが、その際、この物質の発熱量が
低い場合や初期段階における燃焼室を補助するため、バ
ーナー５が設けられている。生じた灰は、灰取出しユニ
ット６を通じてサイクロン型焼却炉１から取り出され
る。ノズル２を通じて供給される新鮮エアーは、燃焼容
量もしくは燃料の量に応じて、所望の量に調整される。
冷却用エアーは、燃焼用の第２次エアーとして、燃焼室
３の上記第１次エアー供給ノズル２より上部において接
線方向に設けられたエアー供給ノズル６' を通じて供給
される。その結果、燃焼に必要とされる残りの酸素が燃
焼室３に供給されると共に、第１次エアー供給ノズル２
からの細かく粉砕された燃料を含むと同時に、効果的な
灰の除去を阻害する二次的な気流７が、サイクロンのネ
ック部を通じて第２燃焼室９へ流れ込むのを防止するこ
とができる。発生した煙道ガスは、排気口１０を通じて
サイクロン型焼却炉１から排出され、その後、例えば熱
交換器に送られて、その熱エネルギーは、先行する乾燥
ループのための乾燥用エアーを加熱するために利用する
ことができる。
【００１６】このように、湿度が高く且つ望ましくは焼
却炉の容量に応じて酸素量を減らした第２次エアーを供
給することによって、第１燃焼室３の上部においても同
時に燃焼温度を低く保つことができ、これにより、灰溶
融点の低い有機質燃料が灰焼結を引き起こす危険性のな
い状態で燃焼させることができる。この第２次エアー
を、スラッジ処理プラント全体の乾燥ループから取り出
し得ることも利点の一つである。
【００１７】燃焼プラントの乾燥ループから取り出され
た酸素含有量が低く湿度の高いエアーは、第１燃焼室３
の下部に接線方向に設けられた追加ノズル１１を通じて
供給される。このエアー量を調節することによって、温
度を特に低く保つことができ、これにより灰が焼結する
のを防止できる。
【００１８】更にまた、所定位置に幾つかの孔１３を明
けたエアー分配用の中央パイプ１２を設け、燃焼室３の
内部に冷却用エアーを導入するようにして、その部分の
オーバーヒートを防止するように構成することも可能で
ある。中央パイプ１２の下端は、灰取出しユニット６中
へ伸長している。この冷却用エアーを供給することによ
って、第１燃焼室３全体について極めて均一な低温状態
を得ることができ、これによって、灰の焼結を防止でき
るだけでなく、排気口１０から排出される煙道ガス中の
窒素酸化物の含有量を低減させることも可能となる。
【００１９】図２は、図１の実施例と類似の実施例を示
しており、この実施例ではエアー分配用の中央パイプ１
２が設けられていない。図１のものと比較したもう一つ
の変更部分は、第１燃焼室３中へ伸びる囲いチューブ４
３を設けた点である。
【００２０】図３には、図２に示した形態における囲い
チューブ４３を備えたサイクロン型焼却炉のネック部８
の構成例が示されている。図示する如く、新鮮エアーを
追加するための給気パイプ４４が、囲いチューブ４３の
二重壁の間の流路４５に通じるように設けられる。この
追加の新鮮エアーは、冷却用エアーとしてサイクロンの
中心領域に導入される。然るのち、他のエアーと共に第
１燃焼室３から第２燃焼室９へ流出する。
【００２１】図４は、図３の実施例と類似の実施例を示
している。この実施例では、エアー分配用のパイプ１２
が設けられている。即ち、図４の実施例は、エアー分配
用のパイプ１２と囲いチューブ４３を併用するものであ
る。
【００２２】図５は、図１中のＶ−Ｖ線に沿った断面図
であり、接線方向に取り付けられたノズル２及び１１並
びに第２次エアー供給ノズル６' の位置関係が明瞭に示
されている。同図には、エアー分配用のパイプ１２とバ
ーナー５の位置も示されている。第２次燃焼のための新
鮮エアーの最後の供給は、内部冷却作用をも果たすよ
う、代替可能な囲いチューブ４３を通じて行われ（図３
及び図４参照）、これにより、従来公知のシステムと比
較して、灰の除去効果が実質的に改善される。
【００２３】図６は、スラッジの処理及び廃棄のための
プラントの全体的構成を示す説明図である。このプラン
トは、スラッジ乾燥機２１とエアー循環ループとを備え
た乾燥セクション１４と、サイクロン型焼却炉１を備え
た燃焼セクション１５とから構成される。
【００２４】予備脱水されたスラッジは、パイプ１６を
通じてサイロ１７へ供給されたのち、、ミキサー１９へ
送られ、既に乾燥されサイロ１８に集められたスラッジ
とミキサー１９において混合される。この混合物は、乾
燥用の熱風と共にパイプ２０を通じて乾燥機２１に送ら
れる。乾燥機２１は、図示した実施例においては、（三
重流路式）ドラム乾燥機として示されている。しかしな
がら、この乾燥機としては、流動床乾燥機もしくは移動
式流動床乾燥機、或いはまた、他のタイプの直接加熱式
乾燥機を用いることも可能である。乾燥された顆粒状ス
ラッジを含む湿度の高いエアーが、固体粒子を除去する
ため、フィルター２２に供給される。循環エアーファン
２３は、湿度の高い排出エアーを復水器２４（ここでは
スプレー式復水器として示されている。）へ供給する。
乾燥し冷却されたエアーは、循環パイプ２５を通過し、
その大部分はダクト２６及び熱交換器２７を通過して再
び加熱され、パイプ２０へ送られることにより、エアー
の循環プロセスが再び行われる。循環エアーの残りの部
分は、ダクト２８を通じて、第２次エアーとして前記の
如くサイクロン型焼却炉中のさまざまな箇所へ供給され
る。サイクロン型焼却炉１の排気口１０から排出された
排気ガスは、ダクト２９を通じて熱交換器２７へ送ら
れ、ここでその熱エネルギーを、乾燥用エアーを加熱す
るために、循環エアーに移転する。然るのち、煙道ガス
は、図示した例においてはダストフィルター３０及びク
ーラー３１（ここではスプレークーラーとして示されて
いる。）から成るクリーニングプラントを通過し、ダク
ト３２を通じて大気中に放出される。
【００２５】フィルター２２からの顆粒状固形物は先ず
クーラー３３へ送られ、そこからスクリーン３４へ送ら
れる。この顆粒状固形物の一部はパイプ３５を通じてサ
イロ１８へ戻され、乾燥機２１へ供給されるべき或る程
度の量の適度な乾燥物を保証する帰還物として用いられ
る。この物質は、公知の方法により供給され、混合され
る。
【００２６】スクリーン３４からの物質の一部分はサイ
ロ３６へ送られ、最終的にはクラッシャー３７で粉砕さ
れる。この物質は、ダクト３９から取り入れた燃焼用エ
アーと共にパイプ３８を通じて運ばれ、ノズルを通じて
サイクロン型焼却炉１に供給される。サイクロン型焼却
炉１については前記の通りである。得られた灰はクーラ
ー４０で冷却された後、コンベア４１，４２等で取り出
され、廃棄されるか、他の用途に用いられる。
【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、別の種類の乾燥機や復水器を使用
することも可能である。乾燥セクション全体について
も、循環エアーシステムが望ましくはその最終段階で固
形物を粉砕し、それらがサイクロン型焼却炉に供給され
るという条件つきで、他の異なった構成とすることも可
能である。排気の熱交換器についても、別の位置に設け
るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサイクロン型焼却炉の一実施例の
断面説明図である。
【図２】本発明のもう一つの変更実施例を示す断面説明
図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３のものと類似の変更実施例の図である。
【図５】図１中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】スラッジの乾燥及び焼却プラントの全体図であ
る。
【符号の説明】
１ サイクロン型焼却炉 ２ エアー供給ノズル ３ 第１燃焼室 ４ 炉壁 ５ バーナー ６ 灰取出しユニット ６' エアー供給ノズル ７ 二次的な気流 ８ ネック部 ９ 第２燃焼室 １０ 排気口 １１ エアー供給ノズル １２ エアー分配用の中央パイプ １３ 孔 １４ 乾燥セクション １５ 燃焼セクション １６ パイプ １７ サイロ １８ サイロ １９ ミキサー ２０ パイプ ２１ スラッジ乾燥機 ２２ フィルター ２３ 循環用エアーファン ２４ 復水器 ２５ 循環パイプ ２６ ダクト ２７ 熱交換器 ２８ ダクト ２９ ダクト ３０ ダストフィルター ３１ クーラー ３２ ダクト ３３ クーラー ３４ スクリーン ３５ パイプ ３６ サイロ ３７ クラッシャー ３８ パイプ ３９ ダクト ４０ クーラー ４１ コンベア ４２ コンベア ４３ 囲いチューブ ４４ 給気パイプ ４５ 二重壁の間の流路

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固体微粒子、特に、発熱量の低い生物学的
    廃棄物を焼却する方法において、当該廃棄物を、準理論
    混合比の新鮮エアーと共に燃焼室内へ吹き入れることを
    特徴とする上記の焼却方法。
  2. 【請求項２】冷却用エアーを、上記新鮮エアーの供給口
    より上の位置から燃焼室内へ供給することを特徴とする
    請求項１に記載の焼却方法。
  3. 【請求項３】上記冷却用エアーとして、湿度が高く酸素
    含有量の低いエアーを用いることを特徴とする請求項２
    に記載の焼却方法。
  4. 【請求項４】上記冷却用エアーを、先行するスラッジ乾
    燥プラントの乾燥ループから取り出すことを特徴とする
    請求項３に記載の焼却方法。
  5. 【請求項５】サイクロンの中央領域に追加の冷却用エア
    ーを供給することを特徴とする請求項１から４までのい
    ずれかに記載の焼却方法。
  6. 【請求項６】冷却用エアーの量を異ならせることを特徴
    とする請求項２から５までのいずれかに記載の焼却方
    法。
  7. 【請求項７】追加の新鮮エアーを、囲いチューブを通じ
    て供給することを特徴とする請求項１から６までのいず
    れかに記載の焼却方法。
  8. 【請求項８】新鮮エアーの供給が、バーナーの容量に対
    応して制御されることを特徴とする請求項１から７まで
    のいずれかに記載の焼却方法。
  9. 【請求項９】冷却用エアーの供給が、バーナーの容量に
    対応して調整されることを特徴とする請求項１から８ま
    でのいずれかに記載の焼却方法。
  10. 【請求項１０】固体微粒子、特に、発熱量の低い生物学
    的廃棄物を、サイクロン型焼却炉を用いて、請求項１か
    ら９までのいずれかに記載の焼却方法により焼却する装
    置において、上記サイクロン型焼却炉（１）が、目的位
    置に新鮮エアーを供給するためのエアー分配用のパイプ
    （１２）を有することを特徴とする上記の焼却装置。
  11. 【請求項１１】固体微粒子、特に、発熱量の低い生物学
    的廃棄物を、サイクロン型焼却炉を用いて、請求項１か
    ら９までのいずれかに記載の焼却方法により焼却する装
    置において、上記サイクロン型焼却炉（１）の第１燃焼
    室（３）と第２燃焼室（９）との間の移行点（サイクロ
    ンのネック部（８））に、囲いチューブ（４３）を設け
    たことを特徴とする上記の焼却装置。
  12. 【請求項１２】エアー分配用のパイプ（１２）が、サイ
    クロン型焼却炉（１）の中央に設けられたことを特徴と
    する請求項１０又は１１に記載の焼却装置。
  13. 【請求項１３】エアー分配用のパイプ（１２）が、サイ
    クロン型焼却炉（１）の第１燃焼室（３）内へのエアー
    吹出し孔（１３）を有することを特徴とする請求項１０
    から１２までのいずれかに記載の焼却装置。
  14. 【請求項１４】上記囲いチューブ（４３）が、二重壁の
    間の流路（４５）を有し、当該流路を通じて追加の新鮮
    エアーが第１燃焼室（３）内へ供給されることを特徴と
    する請求項１１から１３までのいずれかに記載の焼却装
    置。
JP11094450A 1998-04-17 1999-04-01 固体微粒子を焼却する方法及び装置 Pending JPH11325439A (ja)

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AT0064798A AT406901B (de) 1998-04-17 1998-04-17 Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von partikelförmigen feststoffen
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US (2) US6216610B1 (ja)
EP (1) EP0950855A3 (ja)
JP (1) JPH11325439A (ja)
KR (1) KR19990083127A (ja)
AT (1) AT406901B (ja)
CA (1) CA2266770A1 (ja)
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