(57)【要約】【課題】焼却灰の冷却の際にスカムが発生し難い性状とする廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。【解決手段】乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂ及び後燃焼火格子５ｃを有し廃棄物を焼却する焼却炉１と、冷却水ＷＡを貯留し焼却炉１から排出される焼却灰を受け冷却する灰冷却槽２０とを備え、乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段８と、後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給する循環排ガス供給手段１３と、灰冷却槽の冷却水温度を測定する冷却水温度測定手段２４と、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を調整する循環排ガス供給量調整手段１４を有している。【選択図】図１
2020016397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有し廃棄物を焼却する焼却炉と、冷却水を貯留し焼却炉から排出される焼却灰を受け冷却する灰冷却槽とを備える廃棄物焼却装置において、
乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段と、後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給する循環排ガス供給手段と、灰冷却槽の冷却水温度を測定する冷却水温度測定手段と、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を調整する循環排ガス供給量調整手段とを有していることを特徴とする廃棄物焼却装置。 
【請求項２】
循環排ガス供給量調整手段は、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を調整することとする請求項１に記載の廃棄物焼却装置。 
【請求項３】
循環排ガス供給量調整手段は、循環排ガス供給量を焼却灰排出量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５〜２０ｍ３に調整することとする請求項１又は請求項２に記載の廃棄物焼却装置。
【請求項４】
循環排ガス供給量調整手段は、循環排ガス供給量を廃棄物焼却量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５００〜２０００ｍ３に調整することとする請求項１又は請求項２に記載の廃棄物焼却装置。
【請求項５】
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有し廃棄物を焼却する焼却炉と、冷却水を貯留し焼却炉から排出される焼却灰を受け冷却する灰冷却槽とを備える廃棄物焼却装置において、
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子の下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段と、後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給する循環排ガス供給手段と、灰冷却槽の冷却水温度を測定する冷却水温度測定手段と、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を調整する循環排ガス供給量調整手段と後燃焼火格子の下方へ供給する一次空気供給量を調整する一次空気供給量調整手段とを制御する後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段を有していることを特徴とする廃棄物焼却装置。 
【請求項６】
後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段は、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量調整手段と一次空気供給量調整手段とを制御することとする請求項５に記載の廃棄物焼却装置。 
【請求項７】
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有する焼却炉で廃棄物を焼却し、焼却炉から排出される焼却灰を灰冷却槽で冷却する廃棄物焼却方法において、
一次空気供給手段から乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ一次空気を供給し、循環排ガス供給手段から後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給し、冷却水温度測定手段で灰冷却槽の冷却水温度を測定し、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を循環排ガス供給量調整手段により調整することを特徴とする廃棄物焼却装置による廃棄物焼却方法。
【請求項８】
循環排ガス供給量調整手段で、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を調整することとする請求項７に記載の廃棄物焼却方法。 
【請求項９】
循環排ガス供給量調整手段で、循環排ガス供給量を焼却灰排出量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５〜２０ｍ３に調整することとする請求項７又は請求項８に記載の廃棄物焼却方法。
【請求項１０】
循環排ガス供給量調整手段で、循環排ガス供給量を廃棄物焼却量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５００〜２０００ｍ３に調整することとする請求項７又は請求項８に記載の廃棄物焼却方法。
【請求項１１】
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有する焼却炉で廃棄物を焼却し、焼却炉から排出される焼却灰を灰冷却槽で冷却する廃棄物焼却方法において、
一次空気供給手段から乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子の下方へ一次空気を供給し、循環排ガス供給手段から後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給し、冷却水温度測定手段で灰冷却槽の冷却水温度を測定し、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段により循環排ガス供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量の調整とともに、一次空気供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する一次空気供給量の調整を制御することを特徴とする廃廃棄物焼却方法。
【請求項１２】
後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段により、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量と一次空気供給量を調整することとする請求項１１に記載の廃棄物焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する火格子式の廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみや産業廃棄物などの廃棄物を焼却炉で焼却した際に発生する焼却灰は、焼却炉から排出されて灰冷却槽に投入され槽内の冷却水により消火冷却され、灰冷却槽から搬出され埋立処分されている。
【０００３】
焼却炉から排出される焼却灰を受け該焼却灰を冷却水で冷却する灰冷却槽では、焼却灰から溶解又は分離した成分から発生したスカムと呼ばれる粒子状物質が上記冷却水の水面に浮遊堆積する。スカムは厚さが数十ｃｍで堆積することもあり、灰冷却槽からの冷却後の焼却灰の搬出などに支障が生じるため、散水スプレーやエアレーション等の設備により沈降させ消失させたり、人力作業により除去したりしている。
【０００４】
特許文献１そして特許文献２には、灰冷却槽に沈降した焼却灰を押出し排出する押出部材を有する灰押出装置が開示されており、該押出部材で焼却灰を槽外へ押し出すことにより、押出部材の動作に支障が生じる可能性のある領域にスカムが流入しないようにできると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２-３４０３２３
【特許文献２】特開２００６-３１７１１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スカムを除去するため、スカム消失のための散水スプレーやエアレーション等を行うには、そのための設備の設置やその運転コストが必要になったり、人力作業によるスカム除去のために作業者の負担が大きくなったり、運転コストがかかるという問題がある。
【０００７】
また、灰冷却槽から焼却灰を搬出する際に、搬出用のコンベアにスカムが付着し、コンベアが運転不能となることや、灰冷却槽の水位レベルを測定する水位センサがスカムに埋まってしまい、測定不能となることなど、灰冷却槽の運転に支障が生ずるという問題が生じている。
【０００８】
このような状況のもとで、特許文献１、２では、記載された押出部材を用いることで、押出部材の操作に支障をきたす領域へスカムが流入することを防止できるが、スカムの発生自体を抑制することができない。
【０００９】
かかる事情に鑑み、本発明は、焼却炉で発生する焼却灰を、該焼却灰が灰冷却槽にもたらされた際にスカムが発生し難い状態とする廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、上述の課題は、次のような構成の廃棄物焼却装置そしてこれによる廃棄物焼却方法により解決される。
【００１１】
［廃棄物焼却装置］
本発明の廃棄物焼却装置は、次の第一発明あるいは第二発明のごとく構成される。
【００１２】
＜第一発明＞
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有し廃棄物を焼却する焼却炉と、冷却水を貯留し焼却炉から排出される焼却灰を受け冷却する灰冷却槽とを備える廃棄物焼却装置において、
乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段と、後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給する循環排ガス供給手段と、灰冷却槽の冷却水温度を測定する冷却水温度測定手段と、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を調整する循環排ガス供給量調整手段とを有していることを特徴とする廃棄物焼却装置。
第一発明において、循環排ガス供給量調整手段は、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を調整することが好ましい。
また、第一発明において、循環排ガス供給量調整手段は、循環排ガス供給量を焼却灰排出量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５〜２０ｍ３に調整することが好ましい。
また、第一発明において、循環排ガス供給量調整手段は、循環排ガス供給量を廃棄物焼却量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５００〜２０００ｍ３に調整することが好ましい。
【００１３】
＜第二発明＞
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有し廃棄物を焼却する焼却炉と、冷却水を貯留し焼却炉から排出される焼却灰を受け冷却する灰冷却槽とを備える廃棄物焼却装置において、
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子の下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段と、後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給する循環排ガス供給手段と、灰冷却槽の冷却水温度を測定する冷却水温度測定手段と、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を調整する循環排ガス供給量調整手段と後燃焼火格子の下方へ供給する一次空気供給量を調整する一次空気供給量調整手段とを制御する後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段を有していることを特徴とする廃棄物焼却装置。
第二発明において、後燃焼ガス用一次空気・循環排ガス供給量制御手段は、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を制御することが好ましい。
【００１４】
［廃棄物焼却方法］
本発明の廃棄物焼却方法は、次の第三発明あるいは第四発明のごとく構成される。
【００１５】
＜第三発明＞
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有する焼却炉で廃棄物を焼却し、焼却炉から排出される焼却灰を灰冷却槽で冷却する廃棄物焼却方法において、
一次空気供給手段から乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ一次空気を供給し、循環排ガス供給手段から後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給し、冷却水温度測定手段で灰冷却槽の冷却水温度を測定し、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を循環排ガス供給量調整手段により調整することを特徴とする廃棄物焼却方法。
第三発明において、循環排ガス供給量調整手段で、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を調整することが好ましい。
第三発明において、循環排ガス供給量調整手段で、循環排ガス供給量を焼却灰排出量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５〜２０ｍ３に調整することが好ましい。
また、第三発明において、循環排ガス供給量調整手段で、循環排ガス供給量を廃棄物焼却量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５００〜２０００ｍ３に調整することが好ましい。
【００１６】
＜第四発明＞
乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子を有する焼却炉で廃棄物を焼却し、焼却炉から排出される焼却灰を灰冷却槽で冷却する廃棄物焼却方法において、
一次空気供給手段から乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子の下方へ一次空気を供給し、循環排ガス供給手段から後燃焼火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を供給し、冷却水温度測定手段で灰冷却槽の冷却水温度を測定し、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段により循環排ガス供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量の調整とともに、一次空気供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する一次空気供給量の調整を制御することを特徴とする廃廃棄物焼却方法。
第四発明において、後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段で、灰冷却槽の冷却水温度を６５℃以下とするように循環排ガス供給量を調整することが好ましい。
【００１７】
［発明の原理］
＜スカム発生の原因解析＞
（ｉ）灰冷却槽に焼却炉から高温の焼却灰が投入され、焼却灰中に含まれていたり、焼却灰から反応により発生した小粒径粒子等が冷却水表面に浮遊堆積してスカムとなる。スカムの大部分は焼却灰に含まれる酸化カルシウムから冷却水中で発生する水酸化カルシウム粒子と、焼却灰成分から冷却水中で反応生成されるアルミネート系セメント水和物粒子であり、水酸化カルシウム粒子は冷却水に一部は溶解するが、不溶解分が浮遊し、アルミネート系セメント水和物粒子は水に溶解せず浮遊して、両者がスカムとなる。
【００１８】
（ii）火格子式廃棄物焼却炉において、廃棄物が燃焼火格子で燃焼した後に、後燃焼火格子では未燃分を後燃焼させる、熾燃焼が行われており、後燃焼火格子下部より微量の空気を通風することで未燃分を完全燃焼する。後燃焼火格子下方からの空気送風による冷却作用が小さいため、後燃焼火格子上の焼却灰は高温に保たれる。また、廃棄物に含まれているカルシウムは高温での燃焼により焼却灰中で酸化カルシウムの形態で存在し、焼却灰が灰冷却槽に排出され、灰冷却槽内で焼却灰の酸化カルシウムと水との反応により生成する水酸化カルシウムが存在するようになり、そのため、灰冷却槽の冷却水のｐＨは高く保たれている。
【００１９】
（iii）灰冷却槽の高ｐＨの冷却水に酸化カルシウムを多く含む焼却灰が投入されると、焼却灰中の酸化カルシウムと水との反応により発生した水酸化カルシウム粒子の大部分が水に溶解せず、水酸化カルシウム粒子の不溶解分が多量に発生し、浮遊してスカムとなる。
【００２０】
＜スカム発生の抑制＞
そこで、火格子式廃棄物焼却炉の後燃焼火格子の下方より、焼却炉からの排ガスの一部（循環排ガスという）を供給し、後燃焼火格子上の焼却灰をスカムの発生し難い性状にする。排ガスの一部を後燃焼火格子の下方から供給すると、後燃焼火格子上の焼却灰がスカムの発生し難い性状となる理由は、次のごとくである。
【００２１】
（１）後燃焼火格子の下方より循環排ガスを吹き込むことにより、焼却灰中の酸化カルシウムを循環排ガスに含まれる二酸化炭素との反応により炭酸化して炭酸カルシウムとする。こうして、焼却灰中の酸化カルシウム分を低減して、灰冷却槽内で水と反応して発生する水酸化カルシウム粒子量を低減し、水酸化カルシウム粒子の不溶解分として存在することを抑制し、スカム発生を抑制する。
【００２２】
（２）灰冷却槽の冷却水温度が高いほど、水酸化カルシウム粒子の溶解度が小さくなり、水酸化カルシウム不溶解分として存在する量が多くなり、スカムが生じ易くなる。そこで、後燃焼火格子の下方より従来の空気に代えて循環排ガスを吹き込むことにより、空気を吹き込む場合に比べて後燃焼火格子への送風量を増加させて焼却灰の温度を低下させることで、灰冷却槽の冷却水の温度を低下させ、冷却水への水酸化カルシウムの溶解度を増加させ、水酸化カルシウムの不溶解分として存在する量を低減してスカム発生を抑制する。
【００２３】
（３）アルミネート系セメント水和物の生成反応速度は温度依存性が高く、灰冷却槽の冷却水温度が高いほど、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度が高くなり、スカムが生じ易くなる。そこで、後燃焼火格子の下方より従来の空気に代えて循環排ガスを吹き込むことにより、空気を吹き込む場合に比べて後燃焼火格子への送風量を増加させて焼却灰の温度を低下させて、灰冷却槽の冷却水の温度を低下させ、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度を低下させ、生成量を低減してスカム発生を抑制する。
【００２４】
このように、後燃焼火格子の下方より従来の空気に代えて循環排ガスを吹き込むことにより、空気を吹き込む場合に比べて後燃焼火格子への送風量を増加させて焼却灰の温度を低下させて、灰冷却槽の冷却水の温度を低下させることにより、水酸化カルシウムの不溶解分の存在量を低減するとともに、アルミネート系セメント水和物の生成量を低減してスカム発生を抑制することができる。好ましくは、灰冷却槽の冷却水の温度を６５℃以下とすることにより、水酸化カルシウムの溶解度を増加させることと、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度を低下させることに効果が高いことを見出した。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、以上のように、一次空気供給手段から乾燥火格子及び燃焼火格子の下方へ、あるいは乾燥火格子、燃焼火格子及び後燃焼火格子の下方へ一次空気を供給し、循環排ガス供給手段から後燃焼火格子の下方へ焼却炉からの排ガスの一部を供給し、冷却水温度測定手段で灰冷却槽の冷却水温度を測定し、冷却水温度測定手段により測定される冷却水温度測定値に基づき、後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量を循環排ガス供給量調整手段により調整すること、あるいは、後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御手段により循環排ガス供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する循環排ガス供給量の調整とともに、一次空気供給量調整手段による後燃焼火格子の下方へ供給する一次空気供給量の調整を制御することとしたので、後燃焼火格子上の焼却灰への循環排ガスの供給により、スカムの原因となる焼却灰中の酸化カルシウムが循環排ガスに含まれる二酸化炭素により炭酸化され酸化カルシウムが低減され、また、循環排ガスの吹き込みにより焼却灰の温度が低下して灰冷却槽の冷却水の温度を低下させ冷却水への水酸化カルシウムの溶解度を増加させて水酸化カルシウムの未溶解分が低減され、さらには、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度が低下されてアルミネート系セメント水和物の生成が抑制されて、灰冷却槽でのスカム発生を抑制できる。そのため、従来用いていた散水スプレーやエアレーション等設備が不要であり、設備の運転にかかる運転コストや作業者によるスカム除去作業コストを削減できる。また、冷却槽内から焼却灰を搬出するコンベアが運転不能となることや水位センサが測定不能となることなどの問題が生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る廃棄物焼却装置の概要構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る廃棄物焼却装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る廃棄物焼却装置の全体構成を示しており、この廃棄物焼却装置は、廃棄物を焼却する焼却炉１と、該焼却炉１から排出された排ガスとの熱交換により熱回収を行い蒸気を発生させるボイラ１０と、該ボイラ１０で熱回収された排ガスを除塵するバグフィルタ１１と、該バグフィルタ１１で除塵された排ガスを大気中へ放出するための煙突１２と、焼却炉１から排出された焼却灰を冷却する灰冷却槽２０とを備えている。
【００２９】
焼却炉１は、例えば産業廃棄物や家庭ごみ等の廃棄物を燃焼するための燃焼室２と、この燃焼室２の廃棄物の流れ方向の上流側（図１の左側）の上方に配置され、廃棄物を燃焼室２内に投入するための廃棄物投入口３と、燃焼室２の廃棄物の流れ方向の下流側（図１の右側）の上方に連設される二次燃焼室４とを備える火格子式の焼却炉である。燃焼室２に連設された二次燃焼室４では、燃焼室２で発生した燃焼ガス中の可燃性ガスの未燃分（未燃ガス）が燃焼（二次燃焼）される。
【００３０】
燃焼室２の底部には、廃棄物を移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）５が設けられている。この火格子５は、廃棄物投入口３に近い方から、すなわち、上流側から乾燥域を形成する乾燥火格子５ａ、燃焼域を形成する燃焼火格子５ｂ、後燃焼域を形成する後燃焼火格子５ｃの順に設けられていて、主に乾燥火格子５ａと燃焼火格子５ｂの上に廃棄物層が形成され、後燃焼火格子の下流部に焼却灰層が形成されている。
【００３１】
乾燥火格子５ａでは主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子５ｂでは主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、熱分解により発生した可燃性ガスと固形分の燃焼が行われ、可燃性ガスが燃焼する際に火炎を形成する。後燃焼火格子５ｃ上では、燃え残った廃棄物中の固形分の未燃分を完全に燃焼させる熾燃焼が行われ、廃棄物中の固形分が燃焼する際には火炎は発生せず熾燃焼する。この結果、後燃焼火格子５ｃの下流側部分（図１での右半部）上には、完全に燃焼した後の焼却灰の層が形成される。該焼却灰は焼却灰排出部６から灰冷却槽２０へ落下排出される。
【００３２】
本実施形態では、上記乾燥火格子５ａと燃焼火格子５ｂの下方から燃焼用の一次空気を供給する一次空気供給手段としての一次空気供給ライン８が設けられている。該一次空気供給ライン８は、送風機７を備えており、該送風機７の下流側で乾燥火格子５ａの下方と燃焼火格子５ｂの下方に接続された分岐ライン８ａ，８ｂを有していて、それぞれ一次空気を乾燥火格子５ａの下方からそして燃焼火格子５ｂの下方から送入する。
【００３３】
燃焼用の一次空気は、乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂ上の廃棄物の乾燥及び燃焼に使われるほか、乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂの冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。
【００３４】
バグフィルタ１１の出口側の排ガスダクト（煙道）から、バグフィルタ１１での除塵後の排ガスの一部を循環排ガスとして後燃焼火格子５ｃの下方へ送入する循環排ガス供給ライン１３が循環排ガス供給手段として設けられている。循環排ガス供給ライン１３には流量調整を行う循環排ガス供給量調節手段としてダンパ又はバルブ１４が設けられている。また、上記循環排ガス供給ライン１３には送風機１５も設けられている。
【００３５】
灰冷却槽２０は、冷却水ＷＡを貯留している焼却灰冷却部２１と、該焼却灰冷却部２１から上方に向け延び上方に開口する焼却灰受入部２２と、上記焼却灰冷却部２１の左上部で下方に開口して、焼却灰を冷却後に冷却灰として排出するための冷却灰排出部２３とを有し、上記焼却灰冷却部２１内には、冷却水ＷＡの温度を測定する冷却水温度測定手段としての冷却水温度計２４が配設されている。上記焼却灰受入部２２はその開口部が焼却炉１の焼却灰排出部６の下方に位置している。また、上記焼却灰冷却部２１は、上記冷却灰排出部２３に向けた槽底部が傾斜面をなしていて、該傾斜面に沿って、冷却灰を上記冷却灰排出部２３に向け搬送するコンベア（図示せず）が設けられている。
【００３６】
このような本実施形態の廃棄物焼却炉装置は、次の要領で運転される。
【００３７】
図１の実施形態においては、先ず、廃棄物投入口３へ廃棄物Ｗが投入されると、廃棄物Ｗは乾燥火格子５ａに供給され、各火格子５ａ，５ｂ，５ｃの動作により、乾燥火格子５ａ上から燃焼火格子５ｂ上そして後燃焼火格子５ｃ上へと移動し、各火格子５ａ，５ｂ，５ｃ上に廃棄物の層を形成する。
【００３８】
乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂは燃焼用ガスとしてそれぞれから一次空気の供給を受け、これにより乾燥火格子５ａ、燃焼火格子５ｂ上の廃棄物は乾燥されてから燃焼される。後燃焼火格子５ｃでは、循環排ガス供給ライン１３から焼却炉１の排ガスの一部を循環排ガスとして受け、廃棄物は後燃焼し、その焼却灰は焼却灰排出部６から灰冷却槽２０へ落下排出される。
【００３９】
燃焼室２内で発生した未燃ガスは、二次燃焼室４に導かれ、そこで二次空気と混合・攪拌され二次燃焼し、二次燃焼室４からの燃焼後の排ガスは廃熱ボイラ１０で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ１０から排出された排ガスは、バグフィルタ１１に送られ除塵される。バグフィルタ１１で除塵されて無害化された後の排ガスは、煙突１２から大気中に放出される。
【００４０】
本実施形態では、後燃焼火格子５ｃ上の焼却灰は、下方から循環排ガスを受けていて、或る程度降温された状態で、焼却灰排出部６から落下して、灰冷却槽２０の焼却灰受入部２２を経て焼却灰冷却部２１で冷却水中に堆積され冷却される。冷却灰はコンベアにより冷却灰排出部２３から槽外へ排出される。
【００４１】
本実施形態では、冷却水温度計２４で焼却灰冷却部２１内の冷却水の温度を測定し、焼却灰が冷却水中に落下堆積した後に冷却水が昇温しても、冷却水温度測定値が適正範囲に収まるように、後燃焼火格子５ｃ上の焼却灰への循環排ガスにより降温されてから焼却灰冷却部２１へ落下するように、設定されている。上記循環ガスの供給量は、焼却灰が焼却灰冷却部２１へ落下して冷却水中に堆積しても、スカムの発生を抑制するように後燃焼火格子５ｃ上の焼却灰の温度を降下させるのに十分な量とする。本実施形態では、この焼却灰の温度を直接には測定していないので、上記冷却水の温度を測定し冷却水温度を指標として、焼却灰の温度をスカムが発生し難い状態とするような温度とするように後燃焼火格子５ｃ上の焼却灰への循環排ガス供給量を調整している。冷却水温度測定手段としての冷却水温度計２４により焼却灰冷却部２１内の冷却水の温度を測定し、測定された冷却水の温度を所定温度範囲とするように、循環排ガス供給量調節手段としてのダンパ又はバルブ１４により循環排ガス供給量を調整する。焼却灰をスカムが発生し難い状態とすることができる原理は次のごとくである。
【００４２】
（１）後燃焼火格子の下方より循環排ガスを吹き込むことにより、焼却灰中の酸化カルシウムを循環排ガスに含まれる二酸化炭素との反応により炭酸化して炭酸カルシウムとする。こうして、焼却灰中の酸化カルシウム分を低減して、灰冷却槽内で水と反応して発生する水酸化カルシウム粒子量を低減し、水酸化カルシウム粒子の不溶解分として存在することを抑制し、スカム発生を抑制する。
【００４３】
（２）灰冷却槽の冷却水温度が高いほど、水酸化カルシウム粒子の溶解度が小さくなり、水酸化カルシウム不溶解分として存在する量が多くなり、スカムが生じ易くなる。そこで、後燃焼火格子の下方より従来の空気に代えて循環排ガスを吹き込むことにより、空気を吹き込む場合に比べて後燃焼火格子への送風量を増加させて焼却灰の温度を低下させることにより、灰冷却槽の冷却水の温度を低下させ、冷却水への水酸化カルシウムの溶解度を増加させ、水酸化カルシウムの不溶解分として存在する量を低減してスカム発生を抑制する。
【００４４】
（３）アルミネート系セメント水和物の生成反応速度は温度依存性が高く、灰冷却槽の冷却水温度が高いほど、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度が高くなり、発生が生じ易くなる。そこで、後燃焼火格子の下方より従来の空気に代えて循環排ガスを吹き込むことにより、空気を吹き込む場合に比べて後燃焼火格子への送風量を増加させて焼却灰の温度を低下させて、灰冷却槽の冷却水の温度を低下させ、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度を低下させ、生成量を低減してスカム発生を抑制する。
【００４５】
本実施形態では、灰冷却槽の冷却水の温度を６５℃以下とすることが好ましく、この温度では、水酸化カルシウムの溶解度を増加させることと、アルミネート系セメント水和物の生成反応速度を低下させることに有効である。さらに、冷却水の温度を６５℃以下にするには、後燃焼火格子５ｃへの循環ガス供給量は、焼却灰排出量１ｋｇあたり５〜２０ｍ３に調整すること、又は、廃棄物焼却量１ｋｇあたり循環排ガス供給量５００〜２０００ｍ３に調整することが好ましい。循環ガス供給量を下限より少なくすると、冷却水温度を低下させる効果が十分でなく、上限より多くすると、燃焼室内温度が低下し廃棄物の安定的な燃焼に問題が生じるため不適である。
【００４６】
ここで焼却灰排出量又は廃棄物焼却量は、廃棄物焼却炉の操業計画に基づき設定する設定量であってもよいし、実際の排出量又は焼却量をそれぞれの測定手段により測定する測定量であってもよいし、又は焼却灰排出量又は廃棄物焼却量を算定するための操業データから算定する算定量であってもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態によると、後燃焼火格子上の焼却灰に循環排ガスを吹き込むことにより、焼却灰に含まれる鉛等の重金属類の無害化処理も行われる。無害化処理は、循環排ガスに含まれる二酸化炭素と焼却灰に含まれる鉛とが反応して炭酸化物化して難溶性化することにより、焼却灰からの鉛の溶出が抑制されることによりなされる。また、その際、循環排ガスに含まれる二酸化炭素と焼却灰に含まれる酸化カルシウムが反応して炭酸カルシウムとなることにより、焼却灰は、ｐＨが低下して、鉛が難溶性を示す難溶性領域となり、焼却灰からの鉛の溶出がさらに抑制される。
【００４８】
＜第二実施形態＞
次に、図２にもとづき、本発明の第二実施形態について説明する。
【００４９】
第二実施形態は、図１にもとづいて説明された第一実施形態に比し、一次空気供給ライン８から分岐され、後燃焼火格子式５ｃの下方からも一次空気を供給する分岐ライン８ｃを有し、該分岐ライン８ｃには後燃焼下火格子５ｃへの一次空気の供給量を調整する一次空気供給量調整手段としてのダンパ又はバルブ９ｃが設けられている点、該バルブ９ｃと循環排ガス供給ライン１３に設けられた循環排ガス供給量調整手段としてのダンパ又はバルブ１４を制御する後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御装置１６が設けられている点を特徴としていて、これら両点以外は第一実施形態と同じである。したがって、第二実施形態を示す図２においては、第一実施形態を示す図１と共通部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
第二実施形態では、後燃焼火格子５ｃの下方からは、循環排ガスに加え、一次空気も供給され、後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御装置１６が、冷却水温度測定値にもとづき、測定された冷却水の温度を所定温度範囲とするように、循環排ガス供給量調節手段としてのダンパ又はバルブ１４により循環排ガス供給量を調整するとともに、一次空気供給量調節手段としてのダンパ又はバルブ９ｃにより一次空気供給量を調整する。冷却水の温度を測定し冷却水温度を所定温度範囲とするように循環排ガス供給量と一次空気供給量を調節して、焼却灰の温度をスカムが発生し難い状態とする温度にすることにより、焼却灰をスカムが発生し難い状態とする。
【符号の説明】
【００５１】
１  焼却炉
５ａ  乾燥火格子
５ｂ  燃焼火格子
５ｃ  後燃焼火格子
８  一次空気供給手段（一次空気供給ライン）
１３  循環排ガス供給手段（循環排ガス供給ライン）
１４  循環排ガス供給量調整手段（バルブ）
１６  後燃焼用一次空気・循環排ガス供給量制御装置
２４  冷却水温度測定手段（冷却水温度計）
ＷＡ  冷却水
【図１】
2020016397.tif 000003
【図２】
2020016397.tif 000004