(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室（２）および主煙道ガスの後燃焼室（３）を有する主燃焼炉（１）、固体燃料焼却ゾーンを含む２段式の主燃焼工程、並びに別途の副燃焼ラインを有する、固体燃料および／または固体燃料混合物のための焼却設備内での有害物質排出の減少方法であって、
ａ）  主燃焼室（２）内での固体燃料および／または固体燃料混合物の焼却を、化学量論組成比を下回る一次ガス供給（１１）下で行い、その際、発熱量の多い燃焼ガスおよび炭素の少ない固体残留物が形成され、
ｂ）  燃料および／または固体燃料混合物の焼却の際に形成された発熱量の多い燃焼ガスの部分流を主煙道ガスの後燃焼室（３）への取り入れ前に分岐する一方、吸引されていない、残っている残留燃焼ガス流（１７）が主燃焼室（２）を貫流し、
ｃ）  発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分流が副燃焼ラインを流通し、その際、発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分流を冷却により調温する、熱交換器（１８）または急冷部を含む調温部と、灰粒子およびすす粒子の分離および腐蝕性燃焼ガス含有物質の分離による後続の燃焼ガス精製部とからなる燃焼ガス調整部（５）の流通後、後続の副燃焼を行い、その際、発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分流を燃焼ガス副燃焼室（６）に供給し、且つ、酸素含有ガスの供給下で焼却し、且つ、その際形成された熱く且つ腐蝕性の低い排ガスをエネルギー利用部（７、２３）に供給し、並びに
ｄ）  主燃焼炉（１）の副燃焼ラインからの、焼却され且つエネルギー利用された排ガスを主煙道ガスの後燃焼室（３）の前で返送し、且つ、燃焼ガス流（１７）と共に主煙道ガスの後燃焼室（３）で、酸素含有二次ガス（１６）の化学量論組成比を上回る添加下で、焼却し、且つ、主蒸気発生器（１２）および主煙道ガス精製部（１４）に供給すること、
を含む方法。
【請求項２】
主燃焼工程（１）の固体燃料焼却ゾーン内での固体燃料の焼却をストーカ上または流動層またはロータリーキルン内で実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
主蒸気発生器内で発生された蒸気を次に、連続して副蒸気過熱器（２３）に貫流させ、且つ、その際、焼却された燃焼ガス部分流の熱く腐蝕性の低い排ガスによりエネルギー利用の範囲内でさらに過熱する、請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
エネルギー利用（２４）後の排ガスが、燃焼ガス調整部（５）通過後の燃焼ガス温度を上回る温度を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
燃焼ガス副燃焼室（６）の温度および熱出力を、発熱量の多い燃焼ガスの、酸素含有ガスの、および／またはリサイクルされた排ガス（２１、３１）の、流量および／または流量比によって制御する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
燃焼ガス副燃焼室（６）内での副燃焼を、予熱された酸素含有二次ガス（３４）の供給下で行う、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分流を調温の際に３５０〜５００℃の温度に冷却し、その際、燃焼ガス流中に含有されるガス状の揮発性アルカリ金属化合物および金属化合物が固体粒子として再昇華される、および／またはフライアッシュ粒子上に凝結される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
腐蝕性燃焼ガス含有物質の分離が、３５０〜５００℃の温度での、再昇華され且つ凝結されたアルカリ金属化合物および金属化合物を有するフライアッシュ粒子および固体粒子のろ過除去を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
腐蝕性燃焼ガス含有物質の分離のための燃焼ガス精製が、調温（１８）後の燃焼ガスへの、アルカリ金属含有中和剤、アルカリ土類金属含有中和剤の計量供給によるハロゲン酸の分離、および引き続く固体反応生成物の分離（２０）を含む、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
中和剤が水酸化カルシウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
腐蝕性燃焼ガス含有物質の分離のための燃焼ガス精製（２０）が、固定床吸収体を通じた燃焼ガスの貫流によるハロゲン酸分離、および／または吸収体粒子層を通じた貫流を含む、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
燃焼ガス調整（５）の際、発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分流中のハロゲン酸濃度に依存して、中和剤導入（３０）の流量を制御することによって、ハロゲン酸の好ましい分離を行う一方、硫化水素の分離は予定せず、且つ、それによって副燃焼炉後の排ガス（２４）中および主煙道ガスの後燃焼室（３）後の主燃焼炉の煙道ガス中のＨＣｌ／ＳＯ2比を低下させる、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
副燃焼室（６）からの焼却された排ガスの供給および主煙道ガスの後燃焼室（３）への取り入れ前の燃焼ガス（１７）の吸引されていない部分流との混合後、還元性雰囲気が存在し、それによって燃焼ガス副燃焼室（６）で形成された窒素酸化物ＮＯxが窒素Ｎ2へと還元されることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
固体燃料焼却ゾーン、主燃焼室（２）および燃焼ガスのための主煙道ガスの後燃焼室（３）からなる主燃焼炉（１）内での２段式の主燃焼工程、並びに、固体焼却時に形成された発熱量の多い燃焼ガス（１７）の部分流のための、燃焼ガス副燃焼室（６）内での別途の副燃焼ラインを有する、固体燃料のための焼却設備内での有害物質排出を低減するための装置であって、
ａ）  固体燃料焼却ゾーンと主煙道ガスの後燃焼室との間の、燃焼ガスの部分流（１７）の分岐部（４）
ｂ）  冷却のための熱交換器または急冷部を含む、発熱量の多い燃焼ガス流の冷却部を含む燃焼ガス調温部、並びに燃焼ガス精製のための手段を有する、後続の部分流（１７）の燃料調整部（５）
ｃ）  酸素含有二次ガスの供給のための手段を有する、後続の部分流（１７）の燃焼ガス副燃焼室（６）およびエネルギー利用部（７）、並びに
ｄ）  主煙道ガスの後燃焼室への、後続の部分流（１７）の注ぎ口（８）
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および１４による主燃焼室（Ｈａｕｐｔｂｒｅｎｎｒａｕｍ）および副燃焼室（Ｎｅｂｅｎｂｒｅｎｎｒａｕｍ）を有する焼却設備における有害物質排出を減少するための方法並びに装置に関する。本方法および装置は、さらに同様に、例えば電気エネルギーの取得の際、燃焼工程からのエネルギー利用効率の著しい上昇のために適している。
【０００２】
例えば硫黄、窒素、および塩素含有燃料が燃焼される燃焼工程は、原則的に硫黄酸化物、窒素酸化物、および塩酸並びに塩化有機化合物、例えばポリクロロジベンゾ−ｐ−ダイオキシンおよびジベンゾフラン（ＰＣＤＤ／Ｆ）を放出する。全てのこれらの有害物質は、その毒性に基づきしばしば国の排出基準を義務づけられ、且つ、例えばドイツ連邦共和国においては、立法府によって、ゴミ焼却設備についての１７．連邦環境汚染防止規則（１７．ＢＩｍＳｃｈＶ）中に書き記されている。
【０００３】
工業的な燃焼炉（Ｆｅｕｅｒｕｎｇ）においては、通常、２段階で固体燃料の燃焼が行われる。固体燃料の焼尽は、第一の段階において酸素含有一次ガス（一次空気）の添加によって行われる。酸素含有一次ガス（一次空気）の供給は大抵、化学量論組成比を下回って行われる。その結果として生じる、燃焼床における局所的な酸素不足に起因する一次形成煙道ガスの不完全な焼却は、化学量論組成比を上回る比で、熱くまだ発熱量の多い一次形成煙道ガスへの酸素含有二次ガス（二次空気）のさらなる添加および混合を必要とし、それによって後燃焼が引き起こされる。
【０００４】
固体燃料、例えば家庭ゴミおよびバイオマス、それに石炭も、頻繁にストーカ式燃焼炉、流動層式燃焼炉またはロータリーキルン燃焼炉で燃焼される。殊に、家庭ゴミおよびバイオマスは、頻繁に、発熱量、灰含有率、湿分含有率、物質的な組成および／または粒径に関する高い不均一性を特徴とする。
【０００５】
ストーカ式燃焼炉において、固体燃料は大抵、煩雑な準備なく、複数のストーカゾーンに分割された燃焼ストーカに輸送され、且つ、個々のストーカゾーンへの一次空気の制御された個別の供給の際に焼却される。固体燃料の焼尽を、理想的には、順々に行われる部分工程、乾燥、脱気、および固定炭素の燃尽に区分できる。燃焼床堆積物中での、固体の、しばしば不均質な燃料または燃料混合物の混合が大抵は不充分であることに基づき、燃焼ストーカへの輸送の際、それらの部分工程がオーバーラップすることがある。前方のストーカ領域において、主に、主燃焼室からの熱い燃焼ガスの、および／または熱い燃焼室壁／覆いの強力な熱放射によって、および／または予熱された一次空気の供給によって引き起こされて、乾燥が行われる。乾燥の際、一次空気と共に供給される酸素は消費されない。さらなる温度上昇の際、後続の燃料脱気の際に多量の揮発性炭化水素が燃料床から放出される。このストーカ領域において、最も高い局所的な炭素の変換が起きる。燃料床内の局所的な温度およびＯ2濃度に依存して、放出された炭化水素が着火され、且つ、完全または部分的に燃焼される。（局所的な）化学量論組成比を下回る酸素供給の際、主燃焼ゾーン内での酸素供給物の完全な消費後、排ガス中に燃焼されていない炭化水素が大量に残り、且つ、高温の際、気化反応によって、部分的にＣＯ、Ｈ2およびすすに変換される。主燃焼ゾーン内でのこの一次形成煙道ガスは非常に発熱量が多い。
【０００６】
脱気と並行して、燃料の窒素から、揮発性の窒素含有化合物（Ｎ種）、主要なＮＨ3（アンモニア）およびより少ない分量のＨＣＮ（青酸）および窒素含有炭化水素が形成される。この一次Ｎ種は、燃焼床内の局所的なＯ2濃度および温度に依存して、完全または部分的にＮＯへと酸化される。（主燃焼ゾーン内での）酸素不足の際、大量の揮発性窒素化合物、殊にＮＨ3が、燃焼床から流出する発熱量の多い煙道ガス中に残っている。
【０００７】
燃料の熱的に不安定な硫黄含有化合物は、主燃焼ゾーンの領域内での酸素不足条件下で大部分が硫化水素（Ｈ2Ｓ）として放出される。
【０００８】
燃料の塩素含有化合物から（例えばＰＶＣ、および無機塩化物、例えばＮａＣｌから）、固体の焼尽の際、主に塩酸が形成される。より少ない部分は、揮発性の無機塩化物（例えばアルカリ金属塩化物、重金属塩化物）または有機塩素化合物（例えばクロロベンゼン）の形態でも、煙道ガス中に放出される。
【０００９】
ストーカ領域後方で、局所的に化学量論組成比を上回る一次空気供給の際に、脱気後に残っている固体炭素の焼尽を行う。このストーカ領域内で大抵、著しく過剰に供給される一次空気量によって、燃焼床温度が下がり、それによって残留炭素変換の動力学は比較的ゆっくりと進行する。ストーカ終端でのスラグ床における温度上昇は、充分な酸素供給の際、炭素の焼尽を促進し、且つ、そのため、搬出されたスラグ中の低い残留炭素含有率（ＴＯＣ）を保証する。
【００１０】
脱ガス後に形成される残留コークスの窒素含有率は、比較的低い。Ｏ2過剰下での焼尽の際、主に、ＮＯ（一酸化窒素）が形成される。一次空気量および一次空気分布、並びにストーカ運動学は、燃焼ストーカへの輸送の際、燃焼床の焼尽物の流れに著しい影響を有し、それによって軸方向の温度分布、Ｏ2濃度、煙道ガス発熱量、および個々の燃焼床ゾーンから放出される煙道ガス流中のＮＨ3／ＮＯ比に影響を与える。
【００１１】
一次的な、固体の焼尽の際に形成される煙道ガス、殊に主燃焼ゾーン（Ｏ2最小）からの、酸素を有さず且つ発熱量の多い煙道ガスは、第二の燃焼工程において、酸素含有二次ガス（二次空気）を用いた化学量論組成比を上回る供給および混合によって、高温で可能な限り完全に焼却されなければならない。
【００１２】
この排ガス焼却ゾーンの領域内で、固体の焼尽の際に一次的に形成されるＮ種から複雑な反応を介して最終的に窒素酸化物（ＮＯx、とりわけ一酸化窒素ＮＯ）および／または一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）および／または窒素（Ｎ2）が形成される。主排ガス焼却ゾーンへの取り入れ前の煙道ガスの発熱量およびＮＨ3／ＮＯ比、および排ガス焼却の間の温度および酸素濃度の局所的な分布は、排ガス焼却ゾーン後の煙道ガス中で最終的に生じるＮ種分布への決定的な影響を有する。理想的な条件下で、排ガス焼却の間にＮＨ3とＮＯとが、自律的なＳＮＣＲ工程によってＮ2へと反応する。
【００１３】
ストーカ炉内での一次空気供給物（全ての一次空気流の合計）と家庭ゴミ燃焼物との化学量論組成比は、通常、０．６〜１．２の範囲である。ゴミ焼却設備内で、二次空気は、二次ガス添加後、煙道ガス中の燃焼温度が２秒にわたる保持時間の間、８５０℃より高く保たれるように制御される。焼却された煙道ガス中の酸素含有率は、大抵、約５〜１２容積％の範囲である。燃焼の際に放出されたエネルギーの利用は、大抵、ボイラを用いた蒸気発生のために使用される。ボイラ（１８０〜２５０℃、即ち酸露点を上回る）後の煙道ガスにおける、しばしば比較的高い空気過剰および大抵比較的高い温度は、煙道ガス中に含有される熱エネルギーのボイラ内での熱利用の際、多大なエネルギー損失を引き起こす。釜効率（産出される蒸気のエネルギー含有量／燃料のエネルギー導入量の比）は、廃棄物燃焼の際、８０〜８５％の範囲である。石炭燃焼の際、約９３％である。
【００１４】
燃焼工程の際の有害物質排出減少のための試みは、充分に知られている。それらは、後からの煙道ガス精製のための措置だけでなく、有害物質形成割合の減少のための一次的な措置も含む。
【００１５】
例えば、ＤＥ１０３３８７５２号Ｂ９は、ポリハロゲン化化合物、例えばＰＣＤＤ／Ｆを、少なくとも１つの燃焼室を有する焼却設備内で、煙道ガスからのＳＯ2を少なくとも１つのスクラバー内で選択的に分離し、且つ、燃焼室にリサイクルすることによって減少する方法を開示している。ＳＯ2濃度の上昇によって（排ガス燃焼ゾーン後の煙道ガス中で）引き起こされる、塩素含有フライアッシュの硫酸化は、ＰＣＤＤ／Ｆ形成を著しく低下させる。低い塩化物濃度を有する硫酸化されたフライアッシュは、明らかに、ボイラの釜原料の腐食問題をあまり引き起こさない。
【００１６】
さらに、ＤＥ１０２００６０１６９６３号Ｂ３は、煙道ガスからの二酸化硫黄ＳＯ2を少なくとも１つのスクラバー中でアンモニアまたはアンモニウム化合物を用いて選択的に分離する方法を開示しており、その際、硫酸アンモニウム／亜硫酸アンモニウム水溶液が生じ、それは全部または部分的に燃焼室にリサイクルされ、且つ、熱分解の際に同様にＳＯ2濃度の増加をもたらす。
【００１７】
さらに、ＤＥ１０２００６００５４６４号Ｂ３は、煙道ガス焼却ゾーンへの取り入れ前に、同時に温度調節しながら、制御されたガス／水の自由噴流を用い、ストーカ炉の燃焼床から流出する煙道ガス流の全ての軸方向の混合によって、一次側のＮＯxを低下するための方法を開示している。
【００１８】
さらに、文献から、エネルギー利用を高める目的でのいくつかの異なる燃焼工程を共に組み合わせる試みが公知である。
【００１９】
例えば、ＤＥ１０２００５０３６７９２号Ａ１は、２つに分離されている炉を有するがしかし部分的に共用の排ガス精製部を有する設備を開示している。その範囲内で、第一の焼却設備（廃棄物、バイオマスまたは他の代替燃料用）と、化石燃料（例えば石炭、褐炭、天然ガス、オイル）で炊く第二の焼却設備（例えば循環型流動層式燃焼）との蒸気面での結合が行われた。殊に塩素含有燃料は、燃焼の際に強腐蝕性の煙道ガスを形成する。釜内の腐食を制限するために、廃棄物燃焼炉内で飽和蒸気または軽度の過熱蒸気を比較的低い温度レベルで発生させる。比較的低カロリーの一次蒸気をその後、電気エネルギー発生の際、効率を高める目的で、蒸気力工程を用いて、第二の化石燃料で炊く焼却設備中でさらに過熱させる。しかしながら、開示されているコンセプトは煩雑であり、且つ、２つの分離された焼却設備への２つの異なる燃料流の同時の供給を必要とする。
【００２０】
ＤＥ４３００１９２号Ｃ２も、過熱された高カロリーの蒸気の発生のための、２つの廃熱工程の連結を記載し、その際、第一の工程が飽和蒸気発生のための可能な廃棄物燃焼としてはたらく。飽和蒸気の過熱は、第二の工程において、例えばガスタービンの排ガスにより過熱される釜内で行われる。このコンセプトも、２つの異なる燃料流を必要とする。
【００２１】
ＥＰ０５９３９９９号Ｂ１並びにＤＥ１９１５８５２号Ｃ３も、ゴミまたは特殊ゴミ焼却設備におけるエネルギー取得のための方法を開示している。ゴミ燃焼の際に飽和蒸気が発生される一方で、通例の燃料、例えば天然ガス（ＥＰ０５９３９９９号Ｂ１）もしくはオイルまたは石炭（ＤＥ１９１５８５２号Ｃ３）を用いた、即ち、同様に第二の化石燃料を用いた、第二の熱釜内での同一の過熱が行われる。
【００２２】
それに対して、ＥＰ０８２３５９０号Ｂ１は、塩素含有エネルギー源（例えば廃棄物）を用いた、蒸気温度２００〜３２０℃を有する水蒸気発生のための方法を開示しており、それは上述の従来技術とは対照的に１つの燃料のみで運転される。流動層式熱分解設備内で、粉砕された廃棄物がわずかな空気供給で加熱される。第一の燃焼において、ゴミの熱分解の際に３００〜５００℃で放出された塩素含有熱分解ガスが燃焼され、且つ、４００℃未満の温度を有する水蒸気が発生する。熱分解ガス中に含有される窒素化合物は、燃焼の際、多量の窒素酸化物を形成し、且つ、煩雑な排ガス精製法によって分離されなければならない。コークス含有熱分解残留物が引き続き、機械的に精製され（ふるいにかけられ、その際に粗い成分が分離される）、且つ、異物（Ｓｔｏｅｒｓｔｏｆｆ）の分離後、本質的に塩素がなくなるとされる。廃棄物熱分解からのこの残留コークス（固定炭素）の燃焼によって、第二の段階において、５２０℃まで水蒸気のさらなる過熱が行われる。しかし、廃棄物質からの熱分解コークスは、大抵、まだ著しい量のアルカリ金属化合物および／または金属化合物、殊に塩化物を含有し、それらが燃焼の際に排ガス中に放出され、且つ、部分的に蒸気過熱器の熱交換面に堆積することがある。それによって、公知の腐食作用がボイラ内で引き起こされる。
【００２３】
それに由来して、本発明の課題は、殊に、電気エネルギー発生のための高い効率を有する燃料の総エネルギー含有量の改善された利用のためにも適しており、その際に原則的に１つの固体燃料流のみしか必要としない、２段式の主燃焼工程を用いた、固体燃料および／または固体燃料混合物用の焼却設備内での有害物質形成および排出の減少のための方法および装置を提案することである。
【００２４】
該課題は、請求項１からの特徴を有する方法および請求項１５からの特徴を有する装置によって解決される。下位請求項は、有利な実施態様を記載している。
【００２５】
該課題は、好ましくは２段式の主燃焼工程を用いた固体燃料用の焼却設備における有害物質排出減少のための方法および装置を用いて解決される。主燃焼は、固体燃料焼却ゾーン、主燃焼室、および主煙道ガスの後燃焼室内で行われる。主燃焼の際、固体燃料の焼却は化学量論組成比を下回る一次ガス供給（酸素不足）下で行われ、その際、発熱量の多い燃焼ガスおよび炭素に乏しい固体の残留物が形成される。
【００２６】
重要なのは、空間的に分離された副燃焼が、発熱量の多い、一次的に固体の焼尽の際に副燃焼ライン（Ｎｅｂｅｎｖｅｒｂｒｅｎｎｕｎｇｓｓｔｒａｎｇ）内で形成される燃焼ガスの一部のためにあることである。この燃焼ガスの部分流は、好ましくは、固体燃料焼却ゾーンからの、またはその間の、燃焼ガスの吸引部の分岐点を介して、且つ主煙道ガスの後燃焼室への取り入れ部の前で分岐される一方、残っている残留燃焼ガス流は、主燃焼室の流通および副燃焼炉からの焼却された排ガスの混入の後に、主煙道ガスの後燃焼室内で化学量論組成比を上回る酸素含有率の二次ガス添加下で焼却され、且つ、主蒸気発生器および主煙道ガス精製部に供給される。
【００２７】
従って、本方法ひいては本装置は、第一の固定床燃焼段階後に燃焼ガス流を２つのラインに分割することを特徴とする。分岐された発熱量の多い燃焼ガス部分流は調整され（即ち、冷却され、且つ、精製され）、且つ、副燃焼室内で焼却され、且つ、放出されたエネルギーは、主蒸気発生器に直列に接続されている副蒸気過熱器内で蒸気エンタルピーを高めるためにエネルギー的に利用される。副蒸気過熱の代わりに、ガスタービンまたはガスモーターまたはスターリングモーターを用いたエネルギー利用も、本発明の範囲内で考えられる。焼却された副流の排ガスの主燃焼炉への返送は、再度まとめて焼却し、且つ主蒸気発生器内で共通の（残−）熱利用および主煙道ガス精製部に供給するために、主煙道ガス焼却ゾーンの前で行われる。
【００２８】
副燃焼ラインからの後燃焼された煙道ガスを主後燃焼室前に導入することは、本発明の有利な実施態様の範囲内に含まれる。上記の主後燃焼室前での、副燃焼からの焼却された煙道ガスの狙い通りの導入によって、特に有利には、上記の主後燃焼室内で、燃焼ガスの組成、ひいては排出物組成が、主後燃焼に際して調節可能である。これによって、特に有利には、有害物質形成（殊にＰＣＤＤ／Ｆおよび／またはＮＯx値）に影響を与えることができ、且つ、後続の主煙道ガス精製部の費用を減少できる。固体残留物（主燃焼におけるスラグおよびフライアッシュ）の品質はその際、悪影響されない。
【００２９】
同様に、この方法において、さらに、煙道ガス中の腐蝕を促す成分が減少され、それにより主蒸気発生器内で可能性として考えられる釜腐食が減少される。好ましくは、その際、導入される煙道ガスの組成の調節を、副流燃焼（塩化物およびＨＣｌの分離）の燃焼ガス調整を介して行う。
【００３０】
副燃焼ラインにおいて、分岐後、分岐された燃焼ガス（即ち、上記の燃焼ガスの部分流）の燃焼ガス調整を行う。燃焼ガス調整は、分岐された燃焼ガスの、好ましくは３５０〜５００℃、好ましくは４００〜４５０℃、さらに好ましくは４００〜４２５℃の温度への調温を含む。これらの温度領域は、燃焼ガス中に存在する大部分の揮発性のアルカリ金属化合物および重金属化合物の凝結温度および／または固相温度の下方にあり、前記化合物は、冷却の際、そこで固体エアロゾルとして再昇華されるか、または、灰またはすす粒子に凝結してこれと共にろ過除去されるか、または他の方法で分離される。これらの温度はまた、難揮発性の炭化水素（タール）の凝結を防ぐために充分に高い。
【００３１】
該燃料調整は、（例えば熱交換器または水急冷を用いた）上記の調温手段だけでなく、これらの好ましく後方接続された燃焼ガス精製手段も含む。燃焼ガス精製は、上記した、アルカリ金属化合物および重金属化合物、殊にアルカリ金属塩化物および重金属塩化物を燃焼ガスからの灰粒子およびすす粒子と一緒に分離することだけでなく、腐蝕性のガス状の燃焼ガス含有物質、例えば酸成分（例えばＨＣｌ）の分離にも役立つ。
【００３２】
酸成分、例えば塩酸ＨＣｌなどの分離は、好ましくは吸着剤、例えばＣａＯ（酸化カルシウム）、ＣａＯＨ（水酸化カルシウム）および／またはＣａＣＯ3（炭酸カルシウム）の燃焼ガス中への追加配量によって行う。固体、水溶液または懸濁液として導入される吸着剤は、酸成分の吸収に役立つ。形成された固体の反応生成物は、燃焼ガスから副燃焼室の前でろ過除去される。
【００３３】
調整された燃焼ガスは、分離段階の後に固体の浮遊物質から精製除去されているだけでなく、塩酸、塩化物、およびアルカリ化合物も実質的に含んでいない。それにより、調整された燃焼ガスは、特に有利には、副燃焼ガス燃焼室内で特に有害物質の少ない従来の後燃焼（副燃焼）を、好ましくは酸素含有ガス（二次ガス）の化学量論組成比を上回る供給下で可能にする。この副燃焼によって、熱く、且つ腐食性の低い排ガスが発生する。精製された燃焼ガスの燃焼の際に形成された排ガスは、釜腐食に関して、腐食を促進する成分が不足しているために、ほぼ問題がない。従って、この熱い腐食性の低い排ガスは特に、好ましくは熱交換の形態で、例えば金属性熱交換器により、４００℃より高く釜原料の温度を高めた際も、エネルギー利用のために、例えば上記の主蒸気発生器からの高く過熱された水蒸気の発生のために（蒸気過熱）適している。それによって、例えば蒸気タービンを用いて、非常に効率的な電気エネルギー発生が、典型的な化石燃料で炊く発電所と同じように可能である。
【００３４】
もっぱら、主燃焼工程のみに、即ち固体燃料焼却ゾーンに、全ての固体燃料流の供給を行うことが特に有利である。従って、本方法の実施のための方法並びに装置は、固体燃料が原則的に、固体焼却ゾーンを用いた、唯一の固体燃料流（単独の燃焼）に基づくように設計されている。
【００３５】
さらに、本方法および本装置は、副燃焼炉に向かう燃焼ガス部分流の体積流量比の制御、および残っている燃焼ガス流の制御の原則的な可能性を特徴とする。それにより、互いに組み合わされた熱エネルギー利用に合わせるために、主燃焼炉と副燃焼炉とでエネルギー流量が分けられるだけでなく（例えば、主蒸気発生器および副流燃焼における後続の蒸気過熱）、総じて有害物質の少ない燃焼のためにも利用される。
【００３６】
単独の固体燃焼は、つまり、本発明の範囲内では、殊に低品質の燃料、例えば家庭ゴミを用い、且つ、個々の固体燃料留分、例えば廃棄物留分の、特別な燃料の準備または選択をせずに可能であり、その際、全燃焼工程の際の燃焼および有害物質形成は、主燃焼炉からの燃焼ガスの、既存の後燃焼ライン（１つまたは複数）への制御可能な分割によってだけでなく、副燃焼炉内での後燃焼前での上記の燃焼ガス調整によってもコントロール可能であり、且つ、可能性として考えられ得る燃料の不均一性の影響がそれにより補償可能である。家庭ゴミの燃焼は、本発明の範囲内では、化石燃料の追加的な使用なく、電気エネルギー発生に際して発電所のような効率で可能であるだけでなく、高められた温度、殊にＴ＞４００℃の際、わずかな有害物質形成率（殊にＮＯxおよびＰＣＤＤ／Ｆ）および釜材料に対するわずかな腐食傾向でも可能である。さらに、発生した固体の残留物（スラグ、フライアッシュ）も、不変の高品質（残留炭素ＴＯＣ＜１％）を特徴とする。
【００３７】
本発明は、煙道ガス中のハロゲン水素とＳＯ2濃度との比が、主燃焼炉の排ガス焼却ゾーンの後、焼却された、実質的にハロゲン水素を有さないがＳＯ2を含有している排ガス部分流の混入により、主燃焼炉内でのフライアッシュの改善された硫酸化を引き起こす方法も含む。それによって、主蒸気発生器表面に堆積したフライアッシュの腐食傾向が低下され、且つ、同時に、主蒸気発生器中でのダイオキシン形成が抑制される。副燃焼炉の燃焼ガス調整において、好ましくは、上記の硫酸化に対抗する燃焼ガスの全成分、しかし殊にハロゲン水素が除去される。従って、本方法の好ましい実施態様は、燃焼ガス調整の際、ハロゲン水素の完全な、または大部分の分離が保証されていることを特徴とする。硫化水素Ｈ2Ｓまたは他のガス状の硫黄含有物質の除去は、その際、好ましくは行われない。副燃焼炉内での燃焼ガスの燃焼に際して、Ｈ2ＳがＳＯ2へと酸化され、且つ、主燃焼炉の排ガス中に供給される。
【００３８】
本方法および装置を以下で実施例に基づき、図を用いてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】２段式の主燃焼工程並びに別途の副燃焼部を有する固体燃料のための焼却設備の原理的な表示である
【図２】ストーカ式燃焼炉における、ストーカの燃焼温度Ｔ３、および固定燃焼床直上の煙道ガスの燃焼温度Ｔ４、煙道ガス発熱量Ｈu、並びにストーカ式燃焼炉の燃焼室内の燃焼床上方の煙道ガスの酸素含有率Ｏ2の、燃焼ストーカの長さ方向についての軸方向のプロファイルの表示である
【図３】ストーカ式燃焼炉における、燃焼室内の燃焼床上方での煙道ガス中の一酸化窒素ＮＯ、アンモニアＮＨ3、並びに酸素含有率Ｏ2の、燃焼ストーカの長さ方向についての軸方向の濃度分布の表示である
【図４】ストーカ式燃焼炉における、燃焼室内の燃焼床上方での煙道ガス中の塩酸濃度並びに酸素含有率Ｏ2の、燃焼ストーカの長さ方向についての軸方向の分布の表示である
【図５ａ】燃焼ガス部分流用の分岐の３つの例示的に可能な形態を用いた、ストーカ式燃焼炉焼却設備の主燃焼室である
【図５ｂ】燃焼ガス部分流用の分岐の３つの例示的に可能な形態を用いた、ストーカ式燃焼炉焼却設備の主燃焼室である
【図５ｃ】燃焼ガス部分流用の分岐の３つの例示的に可能な形態を用いた、ストーカ式燃焼炉焼却設備の主燃焼室である
【図６ａ】２段式主燃焼工程、並びに別途の副燃焼部、並びに１段式の蒸気タービンを用いた水−蒸気循環を有する、固体燃料のための焼却設備のさらなる実施態様の原理的な表示である
【図６ｂ】水−蒸気循環についてのＴ−Ｓグラフである
【図７ａ】２段式主燃焼工程、並びに別途の副燃焼部、並びに１段式の再熱部および２段式の蒸気タービンを用いた水−蒸気循環を有する、固体燃料のための焼却設備のさらなる実施態様の原理的な表示である
【図７ｂ】水−蒸気循環についてのＴ−Ｓグラフである
【図８】定置型流動層式燃焼炉内で燃焼ガスの分岐部を有する主燃焼室の原理的な表示である
【図９】循環型流動層式燃焼炉内で燃焼ガスの分岐を有する主燃焼室の原理的な表示である。
【００４０】
実施例１：
図１は、主燃焼室２（固体燃料焼却ゾーンを含む）、および主煙道ガスの後燃焼室３を有する、固体燃焼のための主燃焼炉１、並びに分岐部４、燃焼ガス調整部５、副燃焼ガス燃焼室６、エネルギー利用のための手段７を有する第二の副燃焼ライン、並びに主燃焼炉への、好ましくは主煙道ガスの後燃焼室３の前での注ぎ口８を有する固体焼却設備を模式的に示す。原則的に、該主燃焼炉はストーカ式または流動層式燃焼炉として、またはロータリーキルン燃焼炉として仕上げられている。
【００４１】
主燃焼室２は、固体燃料供給部９、スラグ排出部１０、並びに一次ガス供給部１１を有する。固体燃料、例えばゴミおよび／またはバイオマスおよび／または石炭を、主燃焼炉の固体燃料供給部９を介して供給する。主燃焼炉の第一の段階において、主燃焼室２内で固体燃料の焼尽を、酸素含有一次ガス、例えば空気を添加しながら行う（一次ガス供給部１１）。酸素含有一次ガスについて（局所的に）化学量論組成比を下回る酸素供給（酸素不足）の際、発熱量の多い煙道ガスが形成され、且つ、燃焼ガスとして燃焼床（固体燃料焼却ゾーン）から放出される。次に、この発熱量の多い燃焼ガスを部分的に主煙道ガスの後燃焼室３へと回送し、そしてそこで副燃焼炉からの排ガスと共に酸素含有二次ガスの化学量論組成比を上回る供給下で（酸素過剰）、高温で焼却する。その際生じた熱い煙道ガスを、主蒸気発生器１２（主釜）に供給する。主蒸気発生器内で、熱い煙道ガスの熱エネルギーを蒸気発生のために利用し、その際、煙道ガスは冷却される。使用された燃料の種類（組成、均質性、湿分含有率、Ｎ、Ｃｌ、Ｓ等）に依存して、燃焼の際、種々の有害物質が形成され、および／または燃焼床から放出される。焼却設備の排出について法律で定められた要求を満たすために、（好ましくはＴ＜２００℃に）冷却された煙道ガスを釜の後で粗ガス１３として主煙道ガス精製段階１４に供給する。その後、それを精製除去し、清浄ガス１５として排出する。釜の後に配置される排ガス精製部は、埃−および／またはＨＣｌ−および／またはＨＦ−および／またはＳＯ2−および／またはＨｇ−および／またはＮＯxおよび／またはＰＣＤＤ／Ｆ−分離のための、１つまたはそれより多くの段階からなる。有害物質の少ない燃焼法の際は、ＮＯxおよび／またはＰＣＤＤ／Ｆの分離法を省略できる。
【００４２】
主蒸気発生器１２は、該実施例の範囲内では、好ましくはＥｃｏ、蒸発器および過熱器の段階からなり、それらは全て共通して後燃焼室３からの煙道ガス流によって加熱される。その際、水蒸気を好ましくは過熱された状態で主後燃焼室からの煙道ガスのエネルギー利用の範囲内で、好ましくは最高４００℃の温度で発生させる。より高い蒸気温度は、殊に塩化物を含有する灰の堆積の際、釜原料の強い腐食（塩素誘導釜腐食）をみちびき、且つ、それによる多大なコストを引き起こす（修理、故障）。
【００４３】
本装置の本質的な特徴は、上記の第二の副燃焼ラインを含み、それを通じて、発熱量の多い燃焼ガスの一部が主後燃焼室への取り入れ前に分岐されることである。燃焼ガス流のその部分を、好ましくは主燃焼室２内の固定燃焼床表面と、主排ガス後燃焼室３内の酸素含有二次ガス供給部１６の前との間の領域で、主燃焼炉からの燃焼ガス流から取り出す。化学量論組成比を下回る固体燃焼に基づき、主燃焼室２から分岐された発熱量の多い燃焼ガスは酸素不含か、ほぼ酸素不含である。それは本質的にガス状の主成分Ｎ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、ＣＯ、ＣnＨm、Ｈ2からなるが、しかし、固体の燃焼生成物、例えばフライアッシュ、すす粒子、並びに、揮発性のアルカリ金属化合物および（重）金属化合物（大抵は塩化物）およびＨｇ、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈ2Ｓ、ＮＨ3および微量のＮＯも含有する。
【００４４】
燃焼ガス流１７から分岐された発熱量の多い燃焼ガスの部分を、まず燃焼ガス調整部５に供給する。この際、燃焼ガス部分流をまず、熱交換器１８（または急冷）で好ましくは３５０〜４５０℃の温度に冷却する。その際、ほぼ全部の揮発性アルカリ金属化合物および金属化合物が、水銀を除いて、フライアッシュ表面に再昇華または凝結する。フライアッシュ粒子およびすす粒子を、今や、その他の固体と共に、好ましくは、ろ過部２０を用いて、固体搬出物１９として燃焼ガスから分離でき、且つ、例えば主燃焼室２の燃焼に再び供給し、他の処理をし、利用できるか、または堆積できるかのいずれかである。
【００４５】
アルカリ金属含有中和剤およびアルカリ土類金属含有中和剤、例えば酸化カルシウムＣａＯおよび／または炭酸カルシウムＣａＣＯ3および／または水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2の、好ましくは調温後の燃焼ガス流への、ろ過部２０前での計量供給によって、腐蝕性の酸性ガス、例えば塩酸ＨＣｌまたはフッ酸ＨＦも吸収され、且つ、上記の固体と共に浮遊物質フィルターで分離される。
【００４６】
燃焼ガスのろ過の際に生じた固体は、本質的に、非常に炭素の多いフライアッシュ（多環式芳香族炭化水素（ＰＡＫ）で汚染されたすす粒子）から、且つ、反応生成物（ＣａＣｌ2、ＣａＦ2）からなる。これらの残留物質を取り出し、且つ、好ましくは燃焼または保管のさらなる処理に供給する。それに対して、ＨｇおよびＮＨ3は、このろ過の範囲内では実質的に分離されない。
【００４７】
代替的に、酸性ガス（殊にＨＣｌ）の吸収用に、ろ過後に別途配置される固定床吸収体（例えば吸収材料の粒子堆積物）も考えられる。
【００４８】
分離された、炭素の多いフライアッシュ／固体は、非常に高い濃度の有毒な多環式芳香族炭化水素（ＰＡＫ）、例えば殊にナフタレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、ピレン、クリセンおよびさらなる有毒な化合物を有する。主燃焼、または別途、図１外に描かれる設備における、この灰の可能な燃焼の際、炭素粒子およびＰＡＫはＣＯ2およびＨ2Ｏへと酸化される。８００℃を上回る、通常の高い燃焼温度の際、塩化物含有無機化合物の蒸発または熱分解、ひいては塩酸ＨＣｌの放出が考えられる（例えばＣａＣｌ2は塩酸ＨＣｌを放出する）：
ＣａＣｌ2＋２Ｈ2Ｏ→２ＨＣｌ＋ＣａＯ＋１／２Ｏ2
【００４９】
別途の灰燃焼の際に形成された塩化物−および／またはＨＣｌ−含有排ガスをその後、好ましくは、主蒸気発生器１２の後で且つ主煙道ガス精製段階１４の前で、冷却された粗ガス１３に供給し、且つ、主燃焼の主煙道ガス精製部で、即ち、主煙道ガス精製段階１４で精製する。残っている焼却された炭素の多い固体の灰残留物を、主煙道ガス精製部から分離されたフライアッシュと共に保管し、且つ利用できる。
【００５０】
調整された（精製された）発熱量の多い燃焼ガス部分流を、燃焼ガス副燃焼室６で酸素含有ガスを（二次ガスを、例えば空気段付き（ｌｕｆｔｇｅｓｔｕｆｔｅｎ）低ＮＯxガスバーナーを用いて）供給しながら、好ましくは酸素過剰下で焼却する。このために必要とされる燃焼空気および／または酸素含有二次ガスを、好ましくは熱交換器１８内で予熱する。さらに、表示される実施態様は、（燃焼ガス副燃焼室６内での）副燃焼の燃焼ガス焼却工程の間、温度調節のために煙道ガス流２２から燃焼ガス副燃焼室６に戻る、煙道ガス部分の排ガスリサイクル２１を有する。
【００５１】
代替的に、または組み合わせて、煙道ガス流２４からの排ガスリサイクルも行うことができる。それによって、非常にわずかな空気量の際、わずかなＮＯx形成速度が、ＮＨ3含有燃焼ガスの副燃焼の際に実現される。
【００５２】
燃焼ガス部分流内に含有される硫化水素（Ｈ2Ｓ）は、燃焼ガス調整の際、ＨＣｌと比較してあまり分離されない。従って、ＨＣｌは好ましくは分離される。分離されないＨ2Ｓは、副燃焼の際、ＳＯ2へと変換される：
２Ｈ2Ｓ＋３Ｏ2→２ＳＯ2＋２Ｈ2Ｏ
【００５３】
熱い煙道ガス流２２（排ガス）は、燃焼ガス副燃焼室６から後続の副蒸気過熱器２３に供給され、且つ、主燃焼炉１の主蒸気発生器１２からの蒸気の最終過熱のためにはたらく。熱い煙道ガス流２２の減少された腐食性に基づき、蒸気過熱を、Ｔ2＞５００°の発電所に典型的な温度で、予定より早い腐食損失の危険なく、エネルギー利用７のために備えられる副蒸気過熱器２３内で実施可能である。蒸気力工程を用いた電気エネルギーの発生を、それによって、特に有利には、非常に高い発電所に典型的な効率で、蒸気タービン２７内で行う。副蒸気過熱器２３は、原則的に、副燃焼室６に統合可能である。
【００５４】
副蒸気過熱器２３から流出する冷却された排ガス２４は、主蒸気発生器から流出する蒸気の温度より高い温度、且つ、好ましくは、分離段階２０の後の精製された燃焼ガスの温度を上回る温度（４００℃より上、さらに好ましくは４５０℃より上）を有する。注ぎ口８を介して、排ガス２４は主燃焼炉１に好ましくは主後燃焼室３の前で供給される。この排ガス２４中で、たしかにＳＯ2は存在するが、しかし実質的に塩酸ＨＣｌは存在せず、それによって有利には、排ガス混入の際、主燃焼炉の煙道ガス中のＨＣｌ／ＳＯ2比が減少し、且つ、主燃焼炉の主排ガス焼却ゾーンの後、煙道ガス中でのフライアッシュの硫酸化が促進される。それにより、有利には、主蒸気発生器１２の領域（主燃焼の釜）内での塩素誘導釜腐食およびダイオキシン形成の傾向が著しく低下する。部分燃焼ガス流の燃焼ガス調整部５の範囲内での炭素含有固体粒子（例えばすす粒子）の上記の除去（分離）はさらに、主燃焼炉の主蒸気発生器１２内の灰堆積物中での粒子状炭素含分（すす粒子）の低下を介して、ダイオキシン形成（新規の合成）の低下を促進する。
【００５５】
主燃焼炉１に返送される排ガス２４は窒素酸化物ＮＯxを含有していることがある。主後燃焼室３の前（二次ガス供給部１６前）での排ガス２４の供給によって、還元雰囲気の際に存在するＮＯxは大幅に窒素Ｎ2へと還元される。例えば、
２ＮＯ＋２ＣＯ→Ｎ2＋２ＣＯ2
【００５６】
１つまたはそれより多くの自由噴流の形態での主燃焼室２への返送２４が、燃焼室の軸方向の完全混合のために燃焼床領域を介して行われる場合、ストーカ式燃焼炉の主燃焼炉におけるＮＯxの低下が特に効率的である。例えばＤＥ１０２００６００５４６４号Ｂ３号内に記載される、主燃焼炉１内で燃焼ガスの発熱量を低減するための水の混入（ガス−水の自由噴流）は必須ではなく、なぜなら、取り出されていない燃焼ガス１７と、焼却され且つ熱利用された排ガス２４との混合の際に生じる、混合煙道ガスの発熱量が、主後燃焼ゾーン３の前で減少されるからである。それにより、温度ピーク（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｓｐｉｔｚ）、ひいてはＮＯx形成が、主排ガス焼却ゾーン内での排ガス焼却の際、減少される、もしくは回避される。
【００５７】
理想的には、自己ＳＮＣＲ工程によって、好ましくは９００〜１０００℃の温度範囲での、主排ガス焼却ゾーン３内での最後の煙道ガス焼却の際のＮＯx形成が減少する
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ
【００５８】
それにより、主燃焼炉内でのＮＯx形成は非常に少なく、それによって、ＮＯx還元のためのさらなる二次的措置、例えば（ＳＣＲおよび／またはＳＮＣＲ）をなくすことができる。
【００５９】
さらに、殊に非常にわずかな窒素含分を有する固体燃料（９）（例えば天然の木材）の使用の際、返送された酸素含有排ガス２４を、二次ガスの完全または部分的な代替として、主煙道ガスの後燃焼室３に噴射するために利用することも可能である。主煙道ガスの後燃焼室３へのさらなる煙道ガスリサイクル２８によって、追加的に、二次ガス供給が減少され、且つ、排ガス１３中での少ないＯ2含分がみちびかれる。それによって、排ガス量１３が減少され、且つ、排ガス損失が低減され、且つ、そのように釜効率の上昇を達成することができる。
【００６０】
主燃焼炉１への排ガス２４の返送は、さらに、そこに残っており且つ燃焼ガス調整の際に分離されない有害物質成分、殊に水銀の精製除去を、主燃焼炉の既存の主煙道ガス精製段階１４への粗ガス１３と一緒に可能にする。このために、追加的な精製段階は必要ではない。
【００６１】
図１は、エネルギー利用のために、表示される主蒸気発生器１３および副蒸気過熱器２３を有する水−蒸気−循環２６、並びにこれによって運転される蒸気タービン２７を、例えばさらに別には表示されていない発電機の駆動装置として含む。
【００６２】
実施例２：
ゴミ燃焼を、ストーカ炉として複数のストーカ領域を有する燃焼ストーカ上で、固定燃焼床焼却ゾーンとしての燃焼ストーカの長さ方向にわたって行う。例えば非常に発熱量の少ない家庭ゴミ（Ｈu＝７．４ＭＪ／Ｋｇ）が燃料として用いられる。一次空気の化学量論組成はλp＝０．７５である。燃料分析（基準値：湿分のあるゴミの総質量）を表１に掲載する。
【００６３】
【表１】
0005575138.tif 000002
【００６４】
この実施例の範囲内で、発熱量の多い燃焼ガスの分岐されるべき部分（燃焼ガス部分流）を燃焼室から燃焼ストーカの上方で、即ち、固定燃焼床の主燃焼ゾーン（Ｏ2最小）の領域で取り出す。
【００６５】
図２は燃焼ストーカの温度Ｔ３、および固定燃焼床上方の燃焼ガスの温度Ｔ４（それぞれ℃）、燃焼室内での煙道ガス発熱量Ｈu（ＭＪ／ｍ3湿式）、並びに燃焼室内で燃焼床表面上方での酸素濃度Ｏ2（容積％）の測定された軸方向のプロファイルを示し、図３は一酸化窒素ＮＯ、アンモニアＮＨ3の濃度（それぞれｍｇ／Ｎｍ3、Ｎｍ3＝ノルマル立方メートル）、並びに酸素含有率Ｏ2（容積％）を示し、並びに図４は燃焼室内での、燃焼ストーカ領域Ｒ１ないしＲ４を用いて表される燃焼ストーカの長さ方向２５にわたる塩酸濃度（ｍｇ／Ｎｍ3）並びに酸素含有率Ｏ2（容積％）を示す。その際、燃料は固体燃料供給部からスラグ排出部まで、全燃焼ストーカの長さ方向を、図２ないし図４によるグラフの左から始まるＲ１からＲ４まで流通する。
【００６６】
燃焼室内での燃焼ガスの発熱量Ｈuの軸方向の分布（ストーカの軸方向の部分領域）の最大値および広がりは、一般に、発熱量Ｈuの増加と共に、殊に揮発分含有率の増加および固体燃料の湿分の減少と共に上昇する。殊に主燃焼ゾーン（Ｏ2最小）の領域内で局所的な、一次空気の低下および／または一次空気の酸素富化および／または一次空気の予熱により、副燃焼炉のために利用可能な燃焼ガスの量および発熱量を上げることができる。図２において、燃焼ガス分岐の最適な位置はストーカ領域Ｒ２／Ｒ３内である。燃焼ガス温度Ｔ３はここで最高値に上昇する。温度低下と連関しているストーカ領域Ｒ３内でのさらなるフローにおける引き続く酸素上昇は、固定燃焼床の大幅な焼却の特徴を示している（図２参照）。
【００６７】
従って、燃焼ガスの分岐を好ましくは燃焼室内のストーカ領域Ｒ２／Ｒ３内で行う。
【００６８】
主燃焼室内の燃焼ストーカ上での固体燃料燃焼の状況および広がりへの影響および制御は、好ましくは、例えば赤外線カメラおよび／またはビデオカメラによる光学的な燃焼炉監視システムを用いた燃焼の特徴付けに基づいて、並びにそれに基づく一次ガス供給（個々のストーカゾーンへの量および分布）および／またはストーカ運動学（燃焼炉ストーカのストーカゾーンへの燃焼物の送り速度および滞留時間）および／または燃料供給量、および／または一次空気の予熱のコントロールに基づいて、および／または場合によっては一次ガスのＯ2富化によって行う。
【００６９】
主燃焼室からの部分流の燃焼ガスの分岐を、好ましくは、別途の副燃焼の際に必要とされる燃焼ガスの熱出力、即ち、発熱量Ｈuと分岐された燃焼ガス部分流の体積流量とをかけたものに依存して行う。相応するコントロールのために、まず、取り出し領域または好ましくは取り出し導管４での燃焼ガス中での発熱量Ｈuのモニターを、制御量として、オンラインのガス熱量計を用い、必要とされる副燃焼室の燃焼ガスの熱出力を有する分岐される燃焼ガス流量について行う。
【００７０】
燃料室内でのアンモニア濃度分布ＮＨ3の最大値は（図３参照）、Ｏ2最小の領域である。従って、発熱量の多い燃焼ガスの分岐された部分は多量のアンモニアを含有する。副燃焼室内でのＮＨ3含有燃焼ガスの焼却を、有利には、市販の空気段付きガスバーナー（低ＮＯx段階式バーナー）を用いて行うことができ、それによって既に少ないＮＯx形成を可能にする。
【００７１】
ただし、燃焼ガスは殊に分岐領域（Ｒ２／Ｒ３）（Ｏ2最小）で大量の塩酸ＨＣｌも含有する（図４参照）。ＨＣｌは、煙道ガス中で釜表面に堆積し得るアルカリ金属塩化物および金属塩化物の形成をもたらす。殊に塩化物を含有する、これらの釜の灰堆積物は、非常に腐食を促進する。そのことから、塩化物含有燃料の燃焼の際に形成されるＨＣｌは、副燃焼室の燃焼ガス調節の際に、上記の通りに分離される。
【００７２】
硫黄化合物は、Ｏ2最小の領域でほぼ完全に排ガス中にＨ2Ｓとして放出される。燃焼の際、ＳＯ2が形成される。
【００７３】
２Ｈ2Ｓ＋３Ｏ2→２Ｈ2Ｏ＋２ＳＯ2
【００７４】
ＳＯ2は副燃焼炉／釜の条件下で非常にわずかな腐食問題しか引き起こさない。
【００７５】
副燃焼の前の燃焼ガス調整の際、Ｈ2Ｓと比較して好ましく、且つ、それにより、より効率的またはより完全なＨＣｌの分離によって、ＨＣｌ／ＳＯ2の比も焼却された燃焼ガスの主燃焼炉への引き続く返送の際に減少され、それにより、主燃焼炉の主蒸気発生器内の腐食およびＰＣＤＤ／Ｆ形成が低下し、それにより有利には全工程の腐食およびＰＣＤＤ／Ｆ形成が低下する。
【００７６】
図５ａないしｃは、例として、それぞれ主燃焼炉１の燃料室２内の燃焼ストーカ２９上方で、上記の論述を考慮した、燃焼ガス部分流の分岐４の技術的な変換を示す。燃焼ストーカ２９は、４つのストーカゾーンＲ１ないしＲ４を、固体燃料供給部９とスラグ排出部１０との間に含み、且つ、下方から一次ガス供給１１が貫流している。燃焼ガス部分流の分岐を、ストーカゾーンＲ２およびＲ３の領域内で行う。
【００７７】
図５ａの範囲内で、燃焼ガス部分流の吸引を、分岐４の部分として、下に向かって開いている吸引カップ６３を用いて行う。図５ｂおよびｃは、例として、燃焼ストーカ２９およびその上で輸送される固体燃焼物の堆積物を貫いて下に向かう、燃焼ガス部分流の分岐４のための吸引排出管６４を示す。これらの実施態様は殊に、家庭ゴミまたは他の柔軟な、多孔質の、またはその他にはあまり密ではなく、燃焼ストーカ上に載っている発熱量の多い使用物質の燃焼の際に適している。図５ｃは、燃焼ストーカとして、ストーカ領域Ｒ２とＲ３との間で中断されている階段状ストーカを示し、それは間隙６５を形成し、それにより吸引の流れの抵抗を減少し、且つ、それによって吸引をさらに容易にする。
【００７８】
実施例３：
図６ａは、１段式の膨張タービン３６を有する、第一の一般的に記載された実施例（図１参照）に相応する特別な実施態様を示す。それはこのように、主燃焼室２、主煙道ガス後焼却室３、固体燃料供給部９、スラグ排出部１０および一次ガス供給部１１を有する主燃焼炉１、並びに主蒸気発生器１２、並びに粗ガス１３用の主煙道ガス精製段階１４を有する。同様に、該実施態様において、燃焼ガスの一部のための別途の副燃焼部が第二の副燃焼ライン内に備えられている。副燃焼ラインは、燃料室２の領域の固定床焼却ゾーン上方で、燃焼ストーカ２９上での燃焼ガスの上記部分のための分岐４を、好ましくは燃焼ストーカ領域Ｒ２／Ｒ３上で含む。さらに好ましくは、燃焼ガス発熱量Ｈuが最大値を有している燃焼室の領域内で、吸引部が配置されている（実施例２、図２参照）。
【００７９】
分岐４から、燃焼ガス部分流を、冷媒としての一次空気を用いて運転される熱交換器１８にみちびく。この際、予熱された一次空気を、下方から燃焼ストーカ２９を通じて主燃焼室にみちびく。
【００８０】
さらなる燃焼ガス調整部は、第一の実施態様と同様、固体搬出部１９を有する少なくとも１つの浮遊物質フィルター２０、並びに随意に酸の分離のための中和剤導入部３０を含む。
【００８１】
それに、調整された燃焼ガスの後燃焼のための燃焼ガス副燃焼室６への回送、並びに熱い排ガス流の水−蒸気−循環２６の副蒸気過熱器２３への回送が続く。
【００８２】
冷却されて副蒸気過熱器２３から離れた排ガス２４は、この実施態様の範囲内では、燃焼ガス副燃焼室６の運転および温度調整のための二次ガス部分流３１と、燃焼室２内でリサイクルされる第二の部分ガス流３２とに分割される。随意に、排ガス２４を、第一の二次部分ガス流３１に加えて、または代替的に、排ガス熱交換器３３を通じて、二次ガス流３４の予熱のためにみちびく。第二の部分ガス流３２のリサイクルを、ブロワ３５を用いた主燃焼室２への噴射によって行い、そのことが燃焼床領域にわたる燃焼室の軸方向の完全混合を引き起こし、且つ、それにより有利には燃焼室２内で一様な燃焼を引き起こす。
【００８３】
水−蒸気−循環２６は、上記の１段式の膨張タービン３６を出て凝縮器３７に至り、そこでは膨張された湿り蒸気を初めに液化し、且つ、そこから釜給水ポンプ（表示されていない）を介して、予熱器３８、蒸発器３９および、予備過熱器４０を有する主蒸気発生器１２へと返送する。予備過熱された蒸気を引き続き、副燃焼炉の過熱器２３を通じて、且つ、そこから再度膨張タービン３６へとみちびく。
【００８４】
水−蒸気−循環の上記の段階での、水または蒸気の℃での温度Ｔ並びに凝集状態を、ｋＪ／ｋｇでのエントロピーｓを介して、Ｔ／ｓグラフ内で追跡できる（循環工程図６ｂ）。Ｋで、いわゆる水の臨界点が表され、その下に湿り蒸気領域４１がグレーであしらわれている。図６ａによる個々の段階は、図６ｂにおいてはその蒸気パラメータによって再現されている。膨張タービン３６内の点Ｓ１で始まる膨張から出発し、熱い蒸気領域４２から、湿り領域４１に向かい点Ｓ２へ到る。その後、第一の等圧線４３（湿り蒸気領域における等温線と同一）上で、凝縮器３７を通じて液体領域４４（点Ｓ３）までの流通が行われる。ここで、釜給水ポンプ（表示されていない）を用いた圧力上昇の後、等圧での流通を、予熱器３８を通じて、点Ｓ４における沸騰温度に到達するまで行い、並びに引き続き、第二の等圧線上で、等温での流通４５を蒸発器３９における湿り蒸気区域を通じてＳ５へと、主燃焼炉４０の予備過熱器内での引き続きの過熱と共に、点Ｓ６まで、そして副燃焼炉の副蒸気過熱器２３内でさらに点Ｓ１まで行う。
【００８５】
点Ｓ６から点Ｓ１への追加的な蒸気過熱、並びに点Ｓ２への膨張（点Ｓ６の代わりに点Ｓ７へ）が、利用可能なエンタルピー差を著しく高め、従って循環工程の効率を著しく高めることは一般に公知であり、且つさらなる説明を必要としない。４０ｂａｒの蒸気状態および膨張タービン（点Ｓ６）への４００℃の取り入れ温度での今日の現代的なゴミ焼却設備（ストーカ式燃焼炉）の電気的な総発電の効率ηは、（例えば８２％の釜効率の際）約η＝２４％である。４００℃を上回る、例えば５００℃へのさらなる過熱が、上記の措置（著しく減少された腐食傾向を有する、別途の副燃焼による、調整された燃焼ガス部分流のエネルギー利用）によって、有利には連続運転においても可能である。この効率は、実施例の範囲内で提案された５００℃（点Ｓ１）への過熱を用いてのみ、２６．２％に高められる。５５０℃への蒸気過熱の際、該効率は２７％である。
【００８６】
実施例４：
図７ａは、定圧タービン４７および高圧タービン４８およびその間にある中間過熱部を有する２段式の膨張結合タービン４６を有する、第一の一般的に記載された実施例（図１参照）に相応する、さらなる特別な実施態様を示す。図７ａによる原則的な構造並びに図７ｂによるＴ−ｓグラフに記載される水−蒸気−循環（循環工程）は、実施例３（図６およびｂ）との共通性を教示している。
【００８７】
先述の実施例３の通り、副蒸気過熱器２３内での分岐された燃焼ガス部分流と、主蒸気発生器１２内での分岐されていない燃焼ガス主流との（副燃焼炉から返送された排ガス部分流２４、３２と共に）、別々のエネルギー利用を行う。本実施例は、副蒸気過熱器２３並びに予備過熱器４０がそれぞれ、低圧および高圧部分をそれぞれ有する２段式で構成されている点で異なる。従って、水−蒸気−循環２６は点Ｓ２（図７ｂ）において低圧タービン４７を出て凝縮器３７に至り、そこでは膨張された湿り蒸気を、まず、第一の等圧線４３上で等圧且つ等温で液化し（図７ｂ、Ｓ３）、且つそこから、釜給水ポンプを介して、予熱器３８、蒸発器３９および予備過熱器４０の高圧−予備過熱器４９を有する主蒸気発生器１２へと返送し（図７ｂ参照）、第二の等圧線４５（例えば１５０ｂａｒ）上で、等圧で点Ｓ４およびＳ５を介して蒸発させ、且つ、Ｓ８へと過熱する。約４００℃（３５０ないし４２０℃）に予備過熱された蒸気を引き続き、同じ等圧線上で、副蒸気過熱器２３の高圧−蒸気過熱器５１によって、且つその先で、約５００℃でさらに高圧タービン４８（点Ｓ９）にみちびく。これにおいて、熱い蒸気区域内で中間圧力（点Ｓ１０）までの第一の放圧を行う。これから始まり、第三の等圧線５３（圧力、例えばｐ＝２０ｂａｒ、第一の等圧線と第二の等圧線との間の圧力）上で、約４００℃への第二の低圧過熱をまず、低圧−予備過熱器５０内でＳ１１に向かって行い、引き続き、副蒸気過熱器２３の低圧−蒸気過熱器５２内で約５００℃の温度にし、引き続き、低圧タービン４７へ（点Ｓ１２参照）回送し、その後、低圧タービン内でＳ２に向かって膨張する。
【００８８】
電気的な総発電の効率ηは、中間過熱を上記のように有する結合タービンを用いた運転によって、上記の約η＝２４％から約３０％に高められる。
【００８９】
主煙道ガスの後燃焼室３への追加的な煙道ガスリサイクルによる、主燃焼炉の煙道ガス中の酸素含有率の低下によって、即ち、空気過剰分の減少による排ガス損失の低下によって、実施例１ないし４の範囲内で、釜効率の上昇により、約１％の追加的な効率上昇が可能である。同様に、さらなる効率増加が、さらなる措置、例えば、再生式の給水予熱などによって得られる。
【００９０】
さらに、なお後続の公知のさらなる措置が、原則的に、エネルギー発生の際のさらなる効率上昇へとみちびく：
・  タービン後の凝縮圧力の低下、第一の等圧線は好ましくは０．５ｂａｒ未満、さらに好ましくは０．１ｂａｒ未満に、さらに好ましくは０．０１〜０．０５ｂａｒ）。
・  可能な限り排出の少ない総燃焼および有害物質アウトプットに合わせられた燃焼ガス調整、それにより、少ないエネルギー消費での簡単な排ガス精製のみが必要である。
・  ５００℃を上回る温度、好ましくは５３０、５５０またはさらには６００℃への蒸気過熱と結びつく、耐食性および／または高温耐性原材料からの、エネルギー利用７のための釜材料。
【００９１】
さらなる実施例：
図８および９は、ストーカ式燃焼炉の代わりに、定置型、もしくは循環型流動層式燃焼炉を用いた実施態様をそれぞれ示す。主燃焼炉１は、その際、固体粒子（流動床５４）の可動堆積物の上方に主燃焼室２、および二次ガス供給部１６を有する主煙道ガスの後燃焼室３を含む。固体燃料、例えばバイオマス、家庭ゴミまたは代替燃料、さらにまた石炭の、化学量論組成比を下回る燃焼／気化を、流動層５４内で行い、それは燃料と砂との恒常的な好ましくは共通の燃焼床材料供給５５、および床の灰と砂との床搬出５６を通じて入れ替わる。流動床５４は、ノズル底部５７の上方にあり、これを通じて酸素含有一次ガス１１が流動床中に平面状に入り込み且つ化学量論組成比を下回って供給される。発熱量の多い燃焼ガス部分流のための分岐４は、主燃焼室２内で、好ましくは流動層５４上方に、且つさらには二次ガス供給部１６下方に備えられており、その際、分岐された後燃焼ラインから、流動床および／または主燃焼室２内への、固体灰成分であり且つ焼却され且つエネルギー利用された煙道ガスの返送５８が、二次ガス添加部１６の前に予定されている。主煙道ガスの後燃焼室３の前で混合された煙道ガス流／排ガス流の、生じる排ガス雰囲気は好ましくは還元性である。図９による循環型流動床は、図８による定置型流動床とは、煙道ガス流５９および燃焼ガス部分流６０から、流動床５７へ戻る、砂および粗い灰の分離およびリサイクル６２の点で異なる。上記の固体粒子の分離を、ここではサイクロン６１によってその都度行う。
【００９２】
一般には、該方法はロータリーキルン燃焼炉にも転用可能である。燃焼ガス分岐および排ガス返送を、副燃焼室内で二次空気供給前に流動層系と類似して行う。
【符号の説明】
【００９３】
１  主燃焼炉
２  主燃焼室
３  主煙道ガスの後燃焼室
４  分岐部
５  燃焼ガス調整部
６  燃焼ガス副燃焼室
７  エネルギー利用
８  注ぎ口
９  固体燃料供給部
１０  スラグ排出部
１１  一次ガス供給部
１２  主蒸気発生器
１３  粗ガス
１４  主煙道ガス精製段階
１５  清浄ガス
１６  二次ガス供給部
１７  燃焼ガス流
１８  熱交換器
１９  固体搬出部
２０  浮遊物質フィルター
２１  排ガスリサイクル
２２  煙道ガス流
２３  副蒸気過熱器
２４  排ガス
２５  燃焼ストーカの長さ方向
２６  水−蒸気−循環
２７  蒸気タービン
２８  粗ガスリサイクル導管
２９  燃焼ストーカ
３０  中和剤導入部
３１  二次部分ガスリサイクル流
３２  部分排ガスリサイクル流
３３  排ガス熱交換器
３４  二次ガス流
３５  ブロワ
３６  １段式膨張タービン
３７  凝縮器
３８  予熱器
３９  蒸発器
４０  予備過熱器
４１  湿り蒸気領域
４２  熱い蒸気領域
４３  第一の等圧線
４４  液体領域
４５  第二の等圧線
４６  膨張結合タービン
４７  低圧タービン
４８  高圧タービン
４９  高圧−予備過熱器
５０  低圧−予備過熱器
５１  高圧−蒸気過熱器
５２  低圧−蒸気過熱器
５３  第三の等圧線
５４  流動層
５５  床供給部
５６  床搬出部
５７  ノズル底
５８  返送部
５９  煙道ガス流
６０  燃焼ガス部分流
６１  サイクロン
６２  リサイクル
６３  吸引カップ
６４  吸引排出管
６５  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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