JPS6026934B2

JPS6026934B2 - スラッジ焼却方法

Info

Publication number: JPS6026934B2
Application number: JP54158187A
Authority: JP
Inventors: 法親田中; 直一鈴木; 伸夫松木
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1985-06-26
Also published as: JPS5682314A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はスラッジ焼却装置に関するものである。

スラッジを焼却する堅型多段式焼却炉においては、従来
空気比を約２．０〜２．２で焼却していたが、近年これ
に代って空気比を下げるよう運転すると好ましいことが
知られている。

すなわち、空気比をほぼ１．１〜１．５まで下げると、
排ガス量が減少し省エネルギーが可能となるとともに、
灰中の６価クロムの発生を防止できる。さらに単位炉床
面積当りの乾燥および焼却処理を行うことができる童す
なわち炉床負荷の増大を図ることは効率的に望ましいこ
とである。これらのために、従来椿関昭５４−３１９７
６号公報記載のように、排ガスの一部を炉内に循環する
方法が探られている。この方法は、単に空気比２．０〜
２．２と同等の炉床負荷（炉床単位面積当り単位時間内
で乾燥・焼却できるケーキ量）となるような量を一定量
循環させるに蟹つてし、た。

つまり、この方法は、一般に、排ガスを循環させない場
合、炉内の通過ガス量を少く、乾燥・焼却速度が低下す
るので、炉床負荷許容量が少さくなって処理能力が低下
するので、空気比を上げなければならない点に鑑み、排
ガスの一部を循環させ、炉内通過ガス量を増し、許容炉
床負荷の改善を行わんとするものである。しかし、この
方法は排ガスの循環量が一定であるため、種々の含水率
が異なる供給スラッジに対して良好に対処できない。た
とえば、高舎水率のケーキの焼却においては、炉内通過
ガス量が必要量に対して少し、ので、炉内のケーキの乾
燥速度が低下して、許容炉床負荷が下り、夫燃ケーキが
炉下部より排出されることがある。逆に、低含水率ケー
キの場合やケーキ投入量を少なめで運転したし、ときに
は、必要量以上の炉内通過ガス量となるため、ケーキの
乾燥速度が早すぎて、上部段で糠燃し、排ガス温度が上
昇し、排ガス処理や排ガス循環用の機器を損傷させるな
どの問題がある。そして、上記従来例のように排ガスを
炉内に循環させるとともに、特関昭５２−１戦ぴ号（特
公昭弘−１１６２ｙ号）公報等に示された燃焼段の温度
を調節する方法を負荷することも考えられるが、炉床負
荷の調節という意味から見れば、低含水率のケーキ焼却
時には、燃焼段温度が高くなり、排ガス循環量を増すよ
う調節するので、乾燥・燃焼速度が遠くなり、上記のよ
うに機器を損傷させる等の問題を助長させる結果を招く
。一方、従来から第２図のような、炉内温度と共に熱風
温度の調節が行なわれている。

すなわち、多段焼却炉５１の燃焼段に温度検出器５２を
設けるとともに、熱風炉５３の出口にも温度検出器５４
を設け、燃焼段の温度が約８００ｑｏ程度となるように
、重油ポンプ５５からの重油量と空気ファンからの燃焼
空気量を、炉内温度調節計５６により調節弁５７，５８
を介して空気比１．３〜１．９華度となるよう比例調節
し、さらに熱風温度がクリンカーの発生を防止するため
に、１０００〜１１００ｏＣ、通常１０００ｏｏ付近に
なるように、熱風温度調節計５９により、調節弁６０を
調節して希釈空気を適量加えている。この場合、合計空
気比は２．５〜３．０となる。このように、空気による
希釈では、炉内へ投入される全空気量が多くなり、空気
比の低下は望めない。特に下水汚泥のような高舎水率ス
ラッジの焼却では、補助燃料用重油も多く使うので、前
述のように空気比を１．１〜１．５とするのが望ましい
にもかかわらず、希釈用の空気取入量がケーキの燃焼に
必要な空気量よりも多くなり、炉全体での空気比を引き
上げてしまう。この対策として、熱風の希釈用として排
ガスを利用すれば、熱風炉から供給される空気量は、補
助燃料燃焼に対して空気比１．３〜１．母壁度となるの
で焼却物燃焼空気比を引き上げることがなくなる。

しかし単に排ガスを熱風の希釈に用いたとしても、排ガ
スは通常の常温空気より高温の約３００℃程度なので、
２０ｏｏ程度の冷空気による希釈に比較して熱風の希釈
に要する高温の排ガス量は冷空気の場合より増加し、よ
り多くの熱風が炉内に供給されることとなる。その結果
、焼却炉内を通過する循環ガス量が多くなり、燃焼速度
を調節したい意図とは無関係に、炉上部でケーキの乾燥
に寄与するガス量が増大し、炉出口の排ガス温度が上昇
し、排ガスによる系外へ特出される顔熱が増加して炉の
熱効率が低下する問題がある。本発明は前記問題点を一
拳に解決したもので、その目的は負荷および焼却物の変
動に対して一定の熱効率で不完全燃焼を防止し、安定し
た炉内温度を確保し、また補助燃料の使用量を大幅に節
減できる方法を提供することにある。

この目的を達成するための本第１発明は、スラッジ焼却
炉の乾燥段からの排ガスの一部を空気希釈を行うことな
く再び焼却炉内へ循環させ排ガス路に設けた排ガス温度
検出器による温度信号に基いて排ガス循環量を調節して
焼却炉からの排ガス温度を制御するとともに、炉内空気
比を１．１〜１．６とすることを特徴とするものである
。

また第２発明は、スラッジ焼却炉の乾燥段からの排ガス
の一部を空気希釈を行うことなく再び焼却炉内へ循環さ
せ、排ガス路に設けた排ガス温度検出器による温度信号
に基し、て排ガス循環量を調節して焼却炉からの排ガス
温度を制御するとともに、前記排ガスの一部を熱風炉に
導き、熱風炉の熱風の温度を熱風炉への排ガス供給量を
調節することによって制御するとともに、炉内空気比を
１．１〜１．６とすることを特徴とするものである。

すなわち、本発明は次の点を主要点とするものである。
｛１’ 炉内空気比を１．１〜１．６とし、排ガス量を
減少させ、省エネルギーを図り、炉床負荷の増大を図る
ために、排ガスの一部を循環させることとしている。

しかも、その循環量を調節して焼却炉からの排ガス温度
を制御している。袴関昭５４−３１９７６号公報記載の
発明は、炉床負荷の改善を行うという点で、同一の目的
をもつものであるが、循環量の制御手段を持っていない
点で別異である。

この従来例のように、一定循環量であると問題のあるこ
とは前述の通りである。本発明は、たとえばケーキの含
水率が上ると、炉出口排ガス温度が下るという知見に基
いている。

そこで、いま炉出口の排ガス温度が下って、乾燥・燃焼
速度を速くする必要がある場合には、循環ガス量を増し
て、排ガス温度を高くし、乾燥・燃焼速度を高め、反対
に、乾燥・燃焼速度を遅くしたい場合には、循環量を少
〈することにより、炉内のケーキ性状、たとえばケーキ
の含水率および発熱量に適確に対応した燃焼状態に維持
しようとするものである。一般に【１｝式のように、乾
燥速度Ｑは、接触ガス量Ｇが増し、接触ガス温Ｔが高く
なると遠くなる関係がある。ｋ，ｎは正の定数である。
Ｑ＝ＫＧ×（１十Ｔｎ）・・・【１１【２｝前述の特
公昭５４一１１６２９号公報のように、燃Ｚ暁段の温度
を一定に調節することのみに頼るものではなく排ガス温
度が炉内の燃焼、乾燥状況の指標となることに鑑みて、
排ガス循環量の制御を行っている。

したがって、ケーキ性状に対応した最適燃焼を達成でき
る。Ｊなお、同公報発明排ガスとは、そ
の記載等からすれば、追加空気を含む過剰空気状態にあ
るガスを意味する。それに対して、本願発明は、空気に
より希釈を行わない排ガスを循環させるものである。
２同公報発明において、循環ガ
ス量を調節するのは、そもそも、燃焼区画内の温度を一
定温度に維持するために、炉項よりのガスに空気を補給
して比較的低温のガスを過剰空気状態にし、炉の燃焼区
画に、その区画段の温度を検知して循環ガス量を調節し
て供給するもので、その目的は、スラッジを一定温度で
焼却させるためのものである。

そして、燃焼区画において過剰熱の場合、排ガス量を増
して低温排ガスによって、過剰熱を吸収して温度を下げ
、不足熱の場合には、排ガス循環量の調節によることな
く、外部からの燃料および空気の量を増加させるもので
ある。かくして、両方法は、一見さしたる差異がないよ
うにみえるかもしれないが、上記の通り目的および実質
的構成に大幅な差異を有するのみならず、操作上からも
次のような明確な差異がある。

引用例本発明 ‘３１第２発明では、従釆の第２図例のように、希釈
空気量の調節によるものではなく、排ガスの一部を熱風
炉に導き、熱風炉の熱風の温度を熱風炉への排ガス供聯
合量を調節することによって制御している。

したがって、たとえば熱風炉へ導く排ガス量が増えて乾
燥・燃焼速度が速くなったときは、排ガス温度が上昇す
ることを検知して、熱風炉を通らない循環ガス量を減じ
て、上段燃焼や高温燃焼を防ぐことができるのである。
以下本発明を図面に示す具体例によって説明すると、符
号１は堅型多段式のスラッジ焼却炉で、焼却物Ｓはその
上部の供給口２から供給され、排ガスＧは上部の排ガス
炉出口３から排ガス路４を経て排出される。

焼却灰Ａは下部の焼却灰出口５から排出される。６は羽
根（図示せず）を支持する回転炉軸で、この炉軸６は冷
却ファン７からの冷却空気（以下軸袷空気という）によ
って冷却される。

鞠冷空気は炉１内で間接的に加熱されるとともに、排ガ
ス中の酸素濃度、すなわちスラッジの燃焼空気比が一定
となるように軸冷空気ダクト８を介して二次空気入口９
から炉１内に供給され、その他の軸冷空気は排ガス処理
装置（図示せず）へ送られる。この制御は、排ガス路４
に設けられた酸素濃度検出器１川こよって酸素濃度を検
出し、これに基いて酸素濃度（炉内空気比）調節計１１
によって鞠冷空気ダクトダンパ１２および排気ダンバ１
３を開閉制御することにより行われる。一方、排ガス路
４の排ガスは吸込循環ダクト１４を通して循環ファン１
５により、熱風炉側循環ダクト１６および焼却炉側循環
ダクト１７を介して、それぞれ熱風炉１８および焼却炉
１へ循環便０用される。

熱風炉１８には重油からなる燃料○ｉが燃料配管１９を
適して供給されるとともに、空気Ａｉが空気配管２０を
介して燃焼ファン２１によって送給される。燃料配管１
９には油量調節弁２２が、空気配管２０１こは空気量ダ
ンパ２３がそれぞれ設けられている。また競却炉１の該
当段には温度検出器２４が配され、その燃焼段の温度が
燃焼段温度調節および補助燃料空気比調節計２５に取込
まれ、空燃比設定器２６へ油量調節弁２２を調節するこ
とによる燃焼段温度制御信号が出力される。さらにダク
ト１６にはダンパ２７が設けられ、熱風炉７の送給部分
に設けられた熱風温度検出器２８による温度信号に基い
て熱風温度調節計２９によって開度が制御され、熱風温
度が調節される。

またダクト１７にはダンパ３０が配設され、排ガス路４
に設けられた排ガス温度検出器３１による温度信号に基
いて炉出口排ガス温度調節計３２によって開度が調節さ
れ、炉出口の排ガス温度が制御される。すなわち、排ガ
ス路４の酸素濃度検出器１０が、排ガス中の酸素濃度を
調節範囲所定上限値より上昇したときは、炉内の軸冷空
気ダクト８より二次空気の供給が減ずるように爾冷空気
ダクトダンパー１２が酸素濃度調節計１１の指示により
“閉”方向へ作動し、同様に前記酸素濃度が所定下限値
より下降したときは、軸袷空気ダクトダンパー１２が“
開”方向へ作動することによって炉内空気比が１．１〜
１．６の範囲に保持される。

前記酸素濃度の調節範囲は、中央値で指示してもよい。
なお、排気ダンパー１３は、鞠冷空気ダクトダンパー１
２と酸素濃度調節計１１を介して連動して排気ダクトに
所要の空気抵抗を与えることによって、二次空気量の良
好な調整のために作動する。ダクト１６のダンパ２７は
、熱風温度検出器２８が熱風温度の所定温度以上の上昇
を検知したとき熱風温度調節計２９を介して関度を“開
”方向へ作動して、酸素を含まない排ガス路４よりの排
ガスを熱風炉１８に供給し、熱風温度が所定温度以下に
なると、開度を“閉”方向へ作動して熱風炉１８への排
ガス供給量を減じないし停止し、二次空気供給系での炉
内空気比の調節機能を妨害しないようにして、熱風炉の
熱風温度を管理する。このように構成された装置におい
ては、排ガスＧ量は炉内空気比調節計１１によって調節
され、所定の空気比（１．１〜ｉ．６）に相当する排ガ
ス量に制御される。また負荷および焼却物性状の変動に
より炉出口３の排ガス温度が変動したときは、温度調節
計３２によりダクト１７を通る排ガス循環量が調節され
、炉出口温度が約３００℃程度に制御される。熱風温度
が変動したときは、熱風温度調節計２９によりダクト１
６を通る排ガスによる希釈軍が調節され、その熱風温度
として炉１内でクリンカーを発生せずかつ熱効率のよい
１０００ｑｏ〜１１００ｑｏの範囲で制御される。以上
のように、第一発明では、炉出口温度が所定温度（範囲
）になるように、排ガス循環量を調節するので、負荷お
よび焼却物の変動に対して常に一定の熱効率を得ること
ができるとともに、不完成燃焼を確実に防止でき、所望
の炉内温度を達成できる。

また第二発明では、上記第一発明効果とともに、補助燃
料の使用量を大中に減少できる。

この理由をさらに説明すれば、排ガスの循環に際しては
排ガス中の酸素濃度が２〜８％となるように麹冷空気の
炉１内への供給量が調節されるが、熱風の希釈に空気を
使用していると、高含水率のスラッジ焼却時には鼠冷空
気の炉１内への供給量を零にしても熱風炉１８からの酸
素供給量が過剰となり、排ガス中の酸素が所定の値以上
に残存し、それだけ６価クロムも発生し易く、排ガス量
も増大して炉の熱効率が低下する事態を招くが、上述の
ように循環排ガスによって熱風の希釈を行えば、熱風炉
からの熱風の酸素濃度がそれだけ低くなり、前記事態を
避けることができ、またスラッジ燃焼用空気として鞠袷
空気を専ら使うことができるから、炉内で加熱された軸
袷空気自体が持つ熱もスラツジ燃焼用補助熱源として有
効に利用できるという理由にある。なお、上記例におい
て、炉内への循環ガス入口、二次空気（鞄冷空気）入口
９、空気比の測定個所等は適宜選択できるものである。

またダクト１６，１７は分岐形式としなくとも、それぞ
れ排ガス略４から平列的に導いてもよいことは勿論であ
る。さらに本発明にいうスラツジとは、都市ゴミとの混
合スラッジ、あるいはし澄等を含むスラッジの意である
。次に本発明の実施例を示す。

実施例１排ガス循環を行う虹／Ｈｒの能力を有する多段式焼却炉
において、含水率７８％、発熱量２０００ｋｃａｌ／ｋ
９−固定物のケーキを焼却する際、従来例として排ガス
循環量を約３０００〆／Ｈｒと固定した場合と、本発明
例として排ガス温度が３００００になるように、排ガス
循環量を自動調節した場合の比較を第１表に示した。

第１表この表からも明らかなように、排ガス温度が所望の３０
０午○近辺で安定させることができ、かつ補助燃料使用
量を大中に減少させることができる。

実施例２含水率８０％、発熱量１８００ｋｃａｌ／ｋ
９一固形物のスラッジを焼却する排ガス循環式堅型多段
炉にあって、補助熱源（Ａ重油）の熱風希釈に空気を使
用している場合と、熱風の希釈に循環ガスを利用するよ
うに変更した場合との比較結果を第２表に示した。

そして空気希釈の場合、軸冷空気の焼却炉内への供給を
零にしても排ガス中の酸素濃度は下がらなかった。また
焼却炉内への直接循環量は固定としたため、排ガス温度
が上り補助燃料使用割合は明確に減少しなかった。第
２表実施例３含水率７８％、発熱量２０００ｋｃａｌ／ｋ９一閲形物
のケーキを焼却する循環式堅型多段炉について、■排ガ
ス温度調節を行なわず、熱風の希釈を空気により行う場
合（従来例）、■排ガス温度調節を行わず、熱風の希釈
を循環ガスにより行う場合、■循環ガス量の調節により
、排ガス温度の調節を行うとともに、併せて循環ガスに
より熱風を行った場合（本発明例）の三例についての比
較結果を第３表に示す。

第３表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例を示す概要説明図、第２図は従
来の一例を示す概略図である。１・…・・焼却炉、４・・・・・・排ガス路、８・・・
・・・軸冷空気ダクト、１６，１７…・・・循環ダクト
、１８・・・・・・熱風炉、２９・・・・・・熱風温度
調節計、３０・・・・・・炉出口排ガス温度調節計。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１スラツジ焼却炉の乾燥段からの排ガスの一部を空気
希釈を行なうとなく再び焼却炉内へ循環させ、排ガス路
に設けを排ガス温度検出器による温度信号に基いて排ガ
ス循環量を調節して焼却炉からの排ガス温度を制御する
とともに、炉内空気比を１．１〜１．６とすることを特
徴とするスラツジ焼却方法。２スラツジ焼却炉の乾燥段からの排ガスの一部を空気
希釈を行うことなく再び焼却炉内へ循環させ、排ガス路
に設けた排ガス温度検出器による温度信号に基いて排ガ
ス循環量を調節して焼却炉からの排ガス温度を制御する
とともに、前記排ガスの一部を熱風炉に導き、熱風炉の
熱風の温度を熱風炉への排ガス供給量を調節することに
よつて制御するとともに、炉内空気比を１．１〜１．６
とすることを特徴とするスラツジ焼却方法。