(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉上部から廃棄物を投入し、炉下部に配設した複数段の羽口から酸素源を供給して、炉底部の排出孔から反応熱によって溶融した廃棄物中の灰分及び非燃焼物を排出する廃棄物溶融炉で発生する可燃ガス及び可燃残渣を燃焼する燃焼室温度制御装置において、
前記羽口のうち上段及び中段羽口を前記廃棄物溶融炉の外周に間隔をおいて設置するとともに、上下方向において重ならないように該廃棄物溶融炉の円周方向にずらして配置し、
前記可燃ガス及び可燃残渣を燃焼するバーナを燃焼室に配置し、該バーナから排出される燃焼ガスの温度を測定する温度計を燃焼ガスが排出されるレベルに配置し、さらに前記上段羽口および/または中段羽口から送風される酸素源の送風量を調節する流量調節弁を前記上段羽口及び中段羽口の酸素源供給管にそれぞれ設置するとともに、前記上段羽口及び中段羽口のそれぞれについて個別の流量調節弁の調節量を設定し、この設定値を前記温度計で測定した温度に応じて調整する空気供給制御装置を設けたことを特徴とする燃焼室温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を溶融処理する廃棄物溶融炉から発生する可燃ガス及び可燃残渣を燃焼させる燃焼室の温度を、廃棄物溶融炉に羽口から送風する送風量を調節して制御する、廃棄物溶融炉設備における燃焼室の温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物、産業廃棄物、シュレッダーダスト等の廃棄物をシャフト炉式廃棄物溶融炉で溶融処理する際に発生する可燃ガス及び可燃残渣（チャー）を含有する排ガスは、溶融炉の後段に設置されている燃焼室に導入して燃焼させ、排出される高温の燃焼排ガスはボイラーで熱回収が行われる（特許文献１、２参照）。
【０００３】
廃棄物溶融炉に投入される廃棄物のごみ質は一定でなく変動するため、廃棄物溶融炉から排出される排ガス中の可燃ガスの成分やチャーの量などが変動する。例えば、自動車シュレッダーダスト（ＡＳＲ）等のプラスチック含有廃棄物のような粒径が小さくかつプラスチック類が多く急速熱分解が起こりやすい廃棄物が廃棄物溶融炉に投入されて処理される場合、熱分解後の可燃ガス及びチャーが飛散して燃焼室に導入されて急激に燃焼室の温度が上昇する。燃焼室の温度が急上昇すると、後続のボイラーの蒸気量が急激に変動するために望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５９４３６号公報
【特許文献２】特開平２００６−２６６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、燃焼室の温度の急上昇時には燃焼室へ吹き込む希釈空気量を増調整して対応していた。しかしながら、可燃ガスやチャーを燃焼させるためのメインバーナの燃焼空気量の制御性限界もあって温度上昇を抑えることができない場合があった。さらに、最悪の場合には燃焼室内にてクリンカが生成して操業継続できなくなる事象も見られた。
【０００６】
そこで、本発明は、廃棄物溶融炉での熱分解後の可燃ガス及びチャーの飛散量を抑制することにより燃焼室の温度の急上昇を防止し、最適な燃焼室の温度維持管理を可能にする、廃棄物溶融炉設備における燃焼室温度制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の燃焼室温度制御装置は、炉上部から廃棄物を投入し、炉下部に配設した複数段の羽口から酸素源を供給して、炉底部の排出孔から反応熱によって溶融した廃棄物中の灰分及び非燃焼物を排出する廃棄物溶融炉で発生する可燃ガス及び可燃残渣を燃焼する燃焼室温度制御装置において、前記羽口のうち上段及び中段羽口を前記廃棄物溶融炉の外周に間隔をおいて設置するとともに、上下方向において重ならないように該廃棄物溶融炉の円周方向にずらして配置し、前記可燃ガス及び可燃残渣を燃焼するバーナを燃焼室に配置し、該バーナから排出される燃焼ガスの温度を測定する温度計を燃焼ガスが排出されるレベルに配置し、さらに前記上段羽口および/または中段羽口から送風される酸素源の送風量を調節する流量調節弁を前記上段羽口及び中段羽口の酸素源供給管にそれぞれ設置するとともに、前記上段羽口及び中段羽口のそれぞれについて個別の流量調節弁の調節量を設定し、この設定値を前記温度計で測定した温度に応じて調整する空気供給制御装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、燃焼室温度が急上昇した際には、その温度上昇幅に応じて廃棄物溶融炉の上段送風羽口、中段送風羽口及び下段送風羽口の空気量が各羽口レベル個別に設定された制御量で調整されることで、燃焼室温度急上昇が抑制され適正範囲内の温度に維持管理することが可能となる。
【００１１】
従来技術では、廃棄物溶融炉から発生する熱分解後の可燃ガス及びチャーの発生量は制御しておらず、燃焼室の燃焼空気量による燃焼室温度制御しかできないため、燃焼空気量の制御性限界もあって急激な温度上昇を抑えることが難しかったが、本発明により、廃棄物溶融炉側での自動送風制御により炉内での熱分解量を調整することが可能となり、燃焼空気量による温度制御に加えて可燃ガス及びチャー発生量の制御も可能になったことで、燃焼室温度の急上昇を大幅に抑制することが可能となった。
【００１２】
また、本発明では、溶融炉の安定溶融状況を維持できる送風量バランスを保ちながら送風流量調節も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による溶融炉と燃焼室の温度制御の説明図である。
【図２】本発明による溶融炉の上段羽口の配置を示し、（ａ）は上段羽口、（ｂ）は中段羽口の配置図である。
【図３】上段羽口の空気量と燃焼室温度の関係を示すグラフである。
【図４】上段羽口及び中段羽口の空気量と燃焼室温度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１において、シャフト炉式廃棄物溶融炉１の後段に燃焼室２が配置されている。溶融炉１から排出される可燃ガス及びチャーを含有する排ガスは、溶融炉１と燃焼室２に接続された排ガスダクト５から燃焼室２のメインバーナに導入され、燃焼室２内に噴出し火炎を形成する。メインバーナには、例えば、前記特許文献に記載されているバーナに排ガスダクト５から可燃ガス及びチャーが供給される。
【００１６】
燃焼室２には希釈空気を導入する希釈空気導入口３が接続され、導入する希釈空気量は希釈空気調整弁４で調整される。燃焼室２には、メインバーナ温度計６が配置されている。メインバーナ温度計６には放射温度計が使用され、メインバーナと同レベルに配置されて温度計の対面側の雰囲気温度を計測する。
【００１７】
溶融炉１には、酸素源が送風される上部羽口と下段羽口９が設けられている。酸素源として、上部羽口には空気、下段羽口９には酸素富化空気が送風される。上部羽口は、本実施例では、上段羽口７、中段羽口８で構成されている。上部羽口と下段羽口９には、それぞれ溶融炉１の外周に間隔をおいて複数個の羽口が配置される。上部羽口は図２（ａ）に示す上段羽口７と図２（ｂ）に示す中段羽口８が上下方向において重ならないように溶融炉１の円周方向にずらして配置することにより、吹き込む空気量が炉内で偏らないで均一に流れるようにしている。
【００１８】
上段羽口７、中段羽口８及び下段羽口９には、送風機１３の酸素源供給配管１８から分岐した上段羽口用ヘッダ１４、中段羽口用ヘッダ１５及び下段羽口用ヘッダ１６にそれぞれ接続されている上段羽口空気供給管１９、中段羽口空気供給管２０及び下段羽口空気供給管２１から空気が供給される。各空気供給管１９，２０，２１には、それぞれ流量調整弁１０，１１，１２設けられている。メインバーナ温度計６の温度信号は、空気供給制御装置１７に入力されて、各流量調整弁１０，１１，１２へ流量調節制御信号が出力される。
【００１９】
空気供給制御装置１７には、燃焼室２の燃焼温度に対して、上段羽口７、中段羽口８、下段羽口９のそれぞれについて個別の流量調節弁の調節量が設定されており、メインバーナ温度計で計測された温度の変動量に対して流量調節弁の調節量の設定値を流量調節弁へ制御信号として出力する。
【００２０】
図３のグラフに示すように、溶融炉からの可燃ガスやチャー飛散が多くなって燃焼室２のメインバーナ温度が上昇した際に、メインバーナ温度計６で計測した温度信号が温度制御装置１７に入力されると、温度制御装置１７では上段羽口送風空気量２２の流量調整弁１０の調整量の制御信号が出力されて減調整されることで燃焼室のバーナ燃焼ガス温度２４が抑えられる。本実施例では、上段羽口のみを流量調整を行いバーナ温度の調整を行った。
【００２１】
図４のグラフに示すように、溶融炉からの可燃ガスやチャー飛散が多くなって燃焼室２のメインバーナ温度が上昇した際に、メインバーナ温度計６で計測した温度信号が温度制御装置１７に入力されると、温度制御装置１７では上段羽口送風空気量２２、中段羽口送風空気量２３のそれぞれの設定に応じて各流量調整弁１０，１１の調整量の制御信号が出力されて減調整されることで、燃焼室２のバーナ燃焼ガス温度２４の上昇を抑制することもできる。本実施例では、上段羽口７を５０％の範囲内、中段羽口３０％の範囲内で調整している。
【符号の説明】
【００２２】
１：溶融炉                    ２：燃焼室
３：希釈空気導入口            ４：希釈空気調整弁
５：排ガスダクト              ６：メインバーナ温度計
７：上段羽口                  ８：中段羽口
９：下段羽口                １０：上段羽口用流量調節弁
１１：中段羽口用流量調節弁    １２：下段羽口用流量調節弁
１３：送風機                  １４：上段羽口用ヘッダ
１５：中段羽口用ヘッダ        １６：下段羽口用ヘッダ
１７：空気供給制御装置        １８：酸素源供給配管
１９：上段羽口空気供給管      ２０：中段羽口空気供給管
２１：下段羽口空気供給管      ２２：上段羽口送風空気量
２３：中段羽口送風空気量      ２４：メインバーナ温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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