(57)【要約】【課題】  燃焼室から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減することによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減するための触媒反応設備を省略したり小型化できるようにすること。【解決手段】  燃焼室１８に一次空気２２及び二次空気２３を吹き込んで、廃棄物５を燃焼させて焼却処理する焼却炉１４の燃焼室１８に対して、当該燃焼室１８での燃焼後の燃焼排ガス１９及び脱硝薬剤２０を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝方法において、脱硝薬剤２０を燃焼室１８に吹き込む位置を、燃焼室１８に一次空気２２、二次空気２３、及び燃焼排ガス１９を吹き込む位置よりもガス流れ方向４０の下流側とした構成。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に一次空気及び二次空気を吹き込んで、廃棄物を燃焼させて焼却処理する焼却炉の前記燃焼室に対して、当該燃焼室での燃焼後の燃焼排ガス及び脱硝薬剤を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝方法において、
前記脱硝薬剤を前記燃焼室に吹き込む位置は、前記燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側であることを特徴とする焼却炉の脱硝方法。
【請求項２】
前記燃焼室内には、当該燃焼室内の温度を検出するための複数の温度検出器と、脱硝薬剤を吹き込むための複数の脱硝薬剤吹込み部とが設けられ、
前記複数の温度検出器で検出された測定温度に基づいて、温度と脱硝効率との関係から求められる脱硝効率の高い測定温度の空間位置に、当該空間位置に対応して設けられている脱硝薬剤吹込み部から脱硝薬剤を吹き込むことを特徴とする請求項１記載の焼却炉の脱硝方法。
【請求項３】
前記脱硝効率の高い測定温度の空間位置は、測定温度が８００〜１０００℃の範囲内の空間位置であることを特徴とする請求項２記載の焼却炉の脱硝方法。
【請求項４】
前記燃焼室に吹き込まれる燃焼排ガスは、排ガス処理設備で処理された処理済みの燃焼排ガスの一部であり、その残りの燃焼排ガスを触媒反応設備で脱硝することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の焼却炉の脱硝方法。
【請求項５】
前記燃焼室内に吹き込まれる脱硝薬剤に起因するリークアンモニアを、前記触媒反応設備での触媒反応に使用することを特徴とする請求項４記載の焼却炉の脱硝方法。
【請求項６】
燃焼室に一次空気及び二次空気を吹き込んで、廃棄物を燃焼させて焼却処理する焼却炉の前記燃焼室に、当該燃焼室での燃焼後の燃焼排ガス及び脱硝薬剤を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝システムにおいて、
前記脱硝薬剤を前記燃焼室に吹き込む位置は、前記燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側であることを特徴とする焼却炉の脱硝システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼させて焼却処理する焼却炉の燃焼室にアンモニア水又は尿素水等の脱硝薬剤を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝方法、及び焼却炉の脱硝システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の焼却炉の脱硝方法の一例を、図４及び図５を参照して説明する（例えば、特許文献１参照。）。この焼却炉の脱硝方法は、図４に示すように、まず、第１段階において、燃焼室２内の火格子１上の廃棄物５を一次空気６の供給によって燃焼させる。次に、第２段階において、酸素不含の又は酸素量の少ない燃焼排ガス（混合媒体）８を、この第１段階で発生した燃焼排ガス７に混合する。そして、これによって発生した混合気９を滞留ゾーン３内に少なくとも０．３秒間滞留させる。次に、混合気９に実質的に脱硝薬剤（還元剤）１１を二次空気１０と混合して吹き込む。これによって、混合気９中の窒素酸化物濃度の低減を図ると共に、二次空気１０と混合された混合気９は、後燃焼器４内で完全燃焼して燃焼排ガス１２となり下流側に送られる。
【０００３】
この焼却炉の脱硝方法によると、混合気９に実質的に脱硝薬剤（還元剤）１１を二次空気１０と混合して吹き込むため、脱硝薬剤１１を吹き込むための付加的な設備が不要になると共に、脱硝薬剤１１は、より大きな流量の二次空気１０と共に供給されるために、混合気９との混合が効果的に行われるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９０９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の焼却炉の脱硝方法では、以下のような問題が考えられる。図５は、図４に示す燃焼室２内の燃焼排ガスのガス流れ位置Ｌと、燃焼排ガスの窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度Ｎ及びガス温度Ｔとの関係を模式的に示す図である。
【０００６】
図５に示すように、燃焼室２内のガス流れ位置Ｌ１において、一次空気６が供給されて発生した燃焼排ガス７では、ガス温度ＴがＴ１であり、窒素酸化物濃度ＮがＮ１である。次に、ガス流れ位置Ｌ２において、燃焼排ガス７に燃焼排ガス８を供給すると、ガス温度ＴがＴ２に低下し、窒素酸化物濃度ＮがＮ２に低下する。そして、ガス流れ位置Ｌ３において、燃焼排ガス９に実質的に脱硝薬剤（還元剤）１１を二次空気１０と混合して供給すると、ガス温度Ｔが脱硝薬剤１１の供給の影響でＴ３に低下し、二次空気１０の供給により、燃焼排ガス９が完全燃焼することにより、Ｔ３からＴ４に上昇する。このように図５では、ガス温度Ｔの変化を脱硝薬剤１１の供給による影響と、二次空気１０の供給による効果とを区別して示しているが、両者は、同時の反応となるため、ガス流れ位置Ｌ３において、ガス温度Ｔが実質的にＴ４となる。
【０００７】
更に、窒素酸化物濃度Ｎについては、脱硝薬剤１１による脱硝反応により、Ｎ３に低下し、二次空気１０の供給による燃焼反応により、Ｎ４に上昇する。このように図５では、ガス温度Ｔと同様に、窒素酸化物濃度Ｎについても、脱硝薬剤１１の供給による効果と、二次空気１０の供給による影響とを区別して示しているが、両者は、同時の反応となるため、ガス流れ位置Ｌ３において、窒素酸化物濃度Ｎは、実質的にＮ４となってしまう。
【０００８】
このように、図４に示す従来の焼却炉の脱硝方法では、脱硝薬剤１１によって窒素酸化物濃度Ｎを低下させる効果を十分に生かすことができず、窒素酸化物濃度Ｎが高くなった燃焼排ガス１２（窒素酸化物濃度Ｎ４）が大気中に放出されてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃焼室から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減することによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減するための触媒反応設備を省略したり小型化することができる焼却炉の脱硝方法及び焼却炉の脱硝システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る焼却炉の脱硝方法は、燃焼室に一次空気及び二次空気を吹き込んで、廃棄物を燃焼させて焼却処理する焼却炉の前記燃焼室に対して、当該燃焼室での燃焼後の燃焼排ガス及び脱硝薬剤を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝方法において、前記脱硝薬剤を前記燃焼室に吹き込む位置は、前記燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る焼却炉の脱硝方法が適用される焼却炉によると、燃焼室に一次空気及び二次空気を吹き込んで、廃棄物を燃焼させて焼却処理することができる。そして、本発明に係る焼却炉の脱硝方法によると、この燃焼室に空気よりも酸素（Ｏ２）濃度の低い燃焼排ガスを吹き込むことによって、局部燃焼を抑制して窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制することができ（実質的に脱硝することができ）、その結果、燃焼室内の燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度の低減を図ることができる。
【００１２】
また、脱硝薬剤を燃焼室に吹き込む位置を、燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側とすることによって、この脱硝薬剤によって、窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度が低減された（脱硝された）燃焼排ガスを大気中に放出することができる。
【００１３】
そして、燃焼排ガスを燃焼室に吹き込むことによって燃焼室内の燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減させ、その後に、その窒素酸化物濃度が低減された燃焼排ガスに脱硝薬剤を吹き込んで窒素酸化物濃度を更に低減させるようにしているので、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度が所定値となるまで低減させるのに必要な脱硝薬剤量を削減することができる。
【００１４】
この発明に係る焼却炉の脱硝方法において、前記燃焼室内には、当該燃焼室内の温度を検出するための複数の温度検出器と、脱硝薬剤を吹き込むための複数の脱硝薬剤吹込み部とが設けられ、前記複数の温度検出器で検出された測定温度に基づいて、温度と脱硝効率との関係から求められる脱硝効率の高い測定温度の空間位置に、当該空間位置に対応して設けられている脱硝薬剤吹込み部から脱硝薬剤を吹き込むものとするとよい。
【００１５】
このようにすると、燃焼室内に設けられた複数の温度検出器で検出された測定温度に基づいて、温度と脱硝効率との関係から求められる脱硝効率の高い測定温度の空間位置に、当該空間位置に対応して設けられている脱硝薬剤吹込み部から脱硝薬剤を吹き込むことができる。ここで、温度と脱硝効率との関係とは、脱硝薬剤を窒素酸化物が含まれる燃焼排ガス中に吹き込んだときの脱硝効率は、燃焼排ガスの温度によって予め定まった違いがあるという関係である。従って、高い脱硝効率が得られる温度の燃焼排ガスが存在する空間位置に脱硝薬剤を吹き込むことによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を効果的に低減（脱硝）することができる。
【００１６】
この発明に係る焼却炉の脱硝方法において、前記脱硝効率の高い測定温度の空間位置は、測定温度が８００〜１０００℃の範囲内の空間位置であるものとするとよい。
【００１７】
このように、脱硝効率の高い測定温度の空間位置は、測定温度が８００〜１０００℃の範囲内の空間位置であるので、この空間位置に脱硝薬剤を吹き込むことによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を効果的に低減することができる。
【００１８】
この発明に係る焼却炉の脱硝方法において、前記燃焼室に吹き込まれる燃焼排ガスは、排ガス処理設備で処理された処理済みの燃焼排ガスの一部であり、その残りの燃焼排ガスを触媒反応設備で脱硝するものとするとよい。
【００１９】
このように、燃焼室に吹き込まれる燃焼排ガスとして、バグフィルタ等の排ガス処理設備で処理された処理済みの燃焼排ガスを使用すると、燃焼室に吹き込まれる燃焼排ガス中の煤等によって、この燃焼排ガスが通る循環ライン等が汚れることを防止できる。そして、排ガス処理設備から排出される燃焼排ガスは、循環する燃焼排ガス及び脱硝薬剤によって脱硝されたものであるので、この燃焼排ガスを更に脱硝するための触媒反応設備を設ける場合は、触媒反応設備の小型化を図ることができる。
【００２０】
この発明に係る焼却炉の脱硝方法において、前記燃焼室内に吹き込まれる脱硝薬剤に起因するリークアンモニアを、前記触媒反応設備での触媒反応に使用するものとするとよい。
【００２１】
これによって、触媒反応設備に設けられるアンモニア供給部の簡略化を図ることができる。
【００２２】
本発明に係る焼却炉の脱硝システムは、燃焼室に一次空気及び二次空気を吹き込んで、廃棄物を燃焼させて焼却処理する焼却炉の前記燃焼室に、当該燃焼室での燃焼後の燃焼排ガス及び脱硝薬剤を吹き込んで脱硝する焼却炉の脱硝システムにおいて、前記脱硝薬剤を前記燃焼室に吹き込む位置は、前記燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側であることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る焼却炉の脱硝システムは、本発明に係る焼却炉の脱硝方法を使用するものであり、本発明に係る焼却炉の脱硝方法と同様に作用する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る焼却炉の脱硝方法、及び焼却炉の脱硝システムによると、燃焼室に脱硝薬剤を吹き込む位置を、燃焼室に一次空気、二次空気、及び燃焼排ガスを吹き込む位置よりもガス流れ方向の下流側とすることによって、窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度が大幅に低減された燃焼排ガスを大気中に放出することができる。これによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減するための触媒反応設備を省略したり小型化することができるので、その分の費用の低減を図ることができる。その結果、この焼却炉の脱硝方法が使用される焼却炉の脱硝システムの簡略化を図ることができる。
【００２５】
そして、触媒反応設備を省略したり小型化することによって、この触媒反応設備に対して必要となる蒸気による燃焼排ガスの再加熱が不要となったり、再加熱に必要な熱量を低減することができる。これによって、この焼却炉から発生する熱を利用して発電装置で発電する場合は、発電装置の発電効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る焼却炉の脱硝方法が使用される焼却炉を示す系統図である。
【図２】図１に示す燃焼室内の燃焼排ガスのガス流れ位置と、燃焼排ガスの窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度及びガス温度との関係を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る焼却炉の制御回路を示すブロック図である。
【図４】従来の焼却炉の脱硝方法が使用される焼却炉を示す系統図である。
【図５】図４に示す燃焼室内の燃焼排ガスのガス流れ位置と、燃焼排ガスの窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度及びガス温度との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る焼却炉の脱硝方法が使用される焼却炉の一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。この図１に示す焼却炉１４には、当該脱硝方法が使用される焼却炉の脱硝システム１５が適用されている。この脱硝システム１５は、例えば一次燃焼室１６及び二次燃焼室１７を有する燃焼室１８で廃棄物５を燃焼させて燃焼処理する焼却炉１４に適用することができるものであり、その一次燃焼室１６に対して当該燃焼室１８での燃焼後の燃焼排ガス１９を吹き込むと共に、二次燃焼室１７に脱硝薬剤２０を吹き込んで、この燃焼室１８内の燃焼排ガス２１を脱硝することができるものである。なお、一次燃焼室１６には、一次空気２２及び二次空気２３が吹き込まれている。
【００２８】
この図１に示す焼却炉１４は、各種ごみ等の廃棄物５（被焼却物）が供給されるホッパー（図示せず）を備えている。このホッパは、シュートを介して一次燃焼室１６に繋がっており、ホッパから供給された廃棄物５は、シュートを通って一次燃焼室１６に送られる。一次燃焼室１６には、ストーカ２４が設けられている。ストーカ２４の下方からは、一次空気２２が一次空気供給口部２５から送られており、また、一次燃焼室１６の天井又は側壁から未燃ガスを燃焼させる二次空気２３が二次空気供給口部２６から送られている。
【００２９】
この一次燃焼室１６には、図１に示すように、二次燃焼室１７が繋がっており、廃棄物５の燃焼により生じた燃焼排ガス２１が、一次燃焼室１６から二次燃焼室１７に送られてくる。この燃焼排ガス２１は、二次燃焼室１７で再度燃焼してから図示しない下流側に設けられている廃熱ボイラの第１放射室で熱回収が行なわれ、更に、第２放射室を通ってエコノマイザーへと導かれる。その後、排ガス処理設備で無害化の処理が成されてから、誘引送風機及び煙突を通って大気に放出される。
【００３０】
そして、排ガス処理設備から一部抜き出された燃焼排ガス１９は、図１に示すように、例えば第１〜第３排ガス再循環ガス管２７を通って、一次燃焼室１６の第１〜第３ガス供給口部２８に導入されて、一次燃焼室１６に吹き込まれるようになっている。この一次燃焼室１６に燃焼排ガス１９を吹き込むのは、一次燃焼室１６内の燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度の低減を図るためである。
【００３１】
この第１〜第３排ガス再循環ガス管２７を通って、一次燃焼室１６の第１〜第３ガス供給口部２８に導入される燃焼排ガス１９は、例えば温度Ｔが１５０〜２００℃であり、Ｏ２濃度Ｏが５〜１０％である。
【００３２】
また、図１に示す第１〜第３ガス供給口部２８は、一次燃焼室１６の天井、仕切り壁、及び側壁等に設けられている。そして、第１〜第３ガス供給口部２８に接続する第１〜第３排ガス再循環ガス管２７のそれぞれには、第１〜第３ガス弁２９（調整弁）が設けられている。
【００３３】
これら第１〜第３ガス弁２９のうち所望のガス弁２９を開くことによって、一次燃焼室１６の天井、仕切り壁、及び側壁に設けられている所望のガス供給口部２８から燃焼排ガス１９を一次燃焼室１６内に吹き込むことができるようになっている。そして、これら第１〜第３ガス弁２９は、図３に示す制御部３０（中央演算処理装置）によって、記憶部（図示せず）に記憶されたプログラムに従って開閉制御されるように構成されている。
【００３４】
上記のように構成された排ガス再循環設備４６は、例えば図１に示す焼却炉１４の本稼働前の調整段階で、焼却炉１４の運転条件に基づき、燃焼排ガス１９の一次燃焼室１６内への循環位置（吹込み位置）、及び循環流量（吹込み流量）が適切に設定されている。
【００３５】
ここで、燃焼排ガス１９の一次燃焼室１６内への循環位置（吹込み位置）、及び循環流量（吹込み流量）が適切に設定されているとは、脱硝薬剤２０が後述する第１〜第３の各噴霧ノズル３１、３２、３３から二次燃焼室１７内に吹き込まれていない状態で、図１に示す焼却炉１４の煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を予め定めた規定値よりも低くすることができるように、この排ガス再循環設備４６が設定されているということである。
【００３６】
ここで、最適な循環位置（燃焼排ガス１９が吹き出されるガス供給口部２８）を決定する方法として、図１に示す第１〜第３の各ガス弁２９の開閉状態の設定を種々に変更して、焼却炉１４の煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度が比較的低くなるようにすることができるガス弁２９の開閉状態の設定を選択することによって、当該最適な循環位置を決定する方法がある。
【００３７】
ただし、煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度は、煙突入口部に設けられている窒素酸化物濃度検出器（図示せず）によって検出される。この窒素酸化物濃度検出器は、制御部３０と電気的に接続している。
【００３８】
そして、最適な循環流量（ガス供給口部２８から吹き出される燃焼排ガス１９の流量）を決定する方法として、図１に示す第１〜第３の各ガス弁２９の開度を種々に調整して、焼却炉１４の煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度が比較的低くなるようにすることができるガス弁２９の開度を選択することによって、当該最適な循環流量を決定する方法がある。
【００３９】
また、図１に示すように、二次燃焼室１７の側壁には、複数の第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３（脱硝薬剤吹込み部）が取り付けられている。これら第１〜第３の各噴霧ノズル３１、３２、３３は、アンモニア水や尿素水のような脱硝薬剤２０をこの二次燃焼室１７内に吹き込むためのものであり、第１〜第３脱硝薬剤供給管３４、３５、３６が接続している。この第１〜第３脱硝薬剤供給管３４、３５、３６には、脱硝薬剤２０がキャリー水と共にポンプにより導入されるようになっている。
【００４０】
これら第１〜第３の各噴霧ノズル３１、３２、３３は、ガス流れ方向４０と概略直交する方向に連なるように配置され、３列設けられている。各列には、噴霧ノズル３１等が３つずつ設けられている。そして、ガス流れ方向４０の最も下流側に設けられている３つの第１噴霧ノズル３１は、第１脱硝薬剤供給管３４に設けられている。そして、第１噴霧ノズル３１よりも上流側の位置に配置されている３つの第２噴霧ノズル３２は、第２脱硝薬剤供給管３５に設けられ、更に、第２噴霧ノズル３２よりも上流側の位置に配置されている３つの第３噴霧ノズル３３は、第３脱硝薬剤供給管３６に設けられている。そして、これら第１〜第３の各脱硝薬剤供給管３４等には、第１〜第３薬剤弁３７、３８、３９（調整弁）が設けられている。
【００４１】
これら第１〜第３薬剤弁３７、３８、３９のうち所望の薬剤弁３７等を開くことによって、二次燃焼室１７の側壁に設けられている所望の噴霧ノズル３１等から脱硝薬剤２０を二次燃焼室１７内に吹き込むことができるようになっている。そして、これら第１〜第３薬剤弁３７、３８、３９は、図３に示す制御部３０によって、記憶部（図示せず）に記憶されたプログラムに従って開閉制御されるように構成されている。
【００４２】
更に、図１に示すように、二次燃焼室１７の側壁には、例えば４つの第１〜第４温度検出器４１〜４４が取り付けられている。これら第１〜第４温度検出器４１〜４４は、二次燃焼室１７内の温度を検出するためのものであり、図３に示す制御部３０に電気的に接続されている。そして、第１、第２温度検出器４１、４２は、３つの第１噴霧ノズル３１よりもガス流れ方向４０の下流側の位置であって、ガス流れ方向４０に対して直交する方向に互いに間隔を隔てて設けられている。そして、第３、第４温度検出器４３、４４は、３つの第３噴霧ノズル３３よりもガス流れ方向４０の上流側の位置に、ガス流れ方向４０に対して概略直交する方向に互いに間隔を隔てて設けられている。
【００４３】
次に、上記のように構成された焼却炉の脱硝方法、焼却炉の脱硝システム１５、及び脱硝方法が適用された焼却炉１４の作用を説明する。この図１に示す焼却炉１４によると、一次燃焼室１６に一次空気２２及び二次空気２３を吹き込んで、廃棄物５を燃焼させて焼却処理することができる。そして、本発明に係る焼却炉の脱硝方法によると、この一次燃焼室１６（例えばガス温度が１０００〜１１００℃）に空気よりも酸素（Ｏ２）濃度の低い（例えば５〜１０％）燃焼排ガス１９（例えばガス温度が１５０〜２００℃）を吹き込むことによって、局部燃焼を抑制して窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を抑制することができ（実質的に脱硝することができ）、その結果、一次燃焼室１６の燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度の低減（例えば濃度が６０〜８０ｐｐｍ）を図ることができる。
【００４４】
また、図１に示すように、脱硝薬剤２０を吹き込む位置を、一次空気２２、二次空気２３、及び燃焼排ガス１９を吹き込む位置よりもガス流れ方向４０の下流側とすることによって、この脱硝薬剤２０によって、窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度が低減（例えば濃度が６０〜８０ｐｐｍよりも更に低い５０ｐｐｍ以下）された（脱硝された）燃焼排ガス２１を大気中に放出することができる。
【００４５】
つまり、脱硝薬剤２０を吹き込む位置は、第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３が設けられている位置であり、この第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３は、二次燃焼室１７に設けられている。そして、一次空気２２を吹き込む位置は、一次空気供給口部２５が設けられている位置であり、二次空気２３を吹き込む位置は、二次空気供給口部２６が設けられている位置である。そして、燃焼排ガス１９を吹き込む位置は、第１〜第３ガス供給口部２８が設けられている位置である。これら一次空気供給口部２５、二次空気供給口部２６、及び第１〜第３ガス供給口部２８は、二次燃焼室１７よりも上流側の一次燃焼室１６に設けられている。
【００４６】
そして、一次燃焼室１６において、第１〜第３ガス供給口部２８から燃焼排ガス１９を吹き込むことによって、当該一次燃焼室１６の燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を低減させ、その後に、二次燃焼室１７において、その窒素酸化物濃度が低減された燃焼排ガス２１に、第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３から脱硝薬剤２０を吹き込んで窒素酸化物濃度を更に低減させるようにしているので、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度が所定値となるまで低減させるのに必要な脱硝薬剤量を削減することができる。
【００４７】
このようにして、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度を大幅に低減することができ、当該燃焼排ガス２１を大気中に放出することができる。これによって、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を低減するための触媒反応設備を省略したり小型化することができるので、その分の費用の低減を図ることができる。その結果、この焼却炉の脱硝方法に使用される焼却炉の脱硝システム１５の簡略化を図ることができる。
【００４８】
そして、触媒反応設備を省略したり小型化することによって、この触媒反応設備に対して必要となる蒸気による燃焼排ガス２１の再加熱が不要となったり、再加熱に必要な熱量を低減することができる。これによって、この焼却炉１４から発生する熱を利用して発電装置で発電する場合は、発電装置の発電効率の向上を図ることができる。
【００４９】
なお、触媒反応設備をこの焼却炉１４に設ける場合は、バグフィルタ等を含む排ガス処理設備の下流側に設けられる。
【００５０】
また、図３に示す制御部３０は、第１〜第４温度検出器４１〜４４で検出された測定温度に基づいて、温度と脱硝効率との関係から求められる脱硝効率の高い測定温度の空間位置に、当該空間位置に対応して設けられている第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３（脱硝薬剤吹込み部）のうちのいずれかの噴霧ノズル３１等、又は全ての噴霧ノズル３１等から脱硝薬剤２０を吹き込むように構成されている。
【００５１】
このようにすると、二次燃焼室１７内に設けられた第１〜第４温度検出器４１〜４４で検出された測定温度に基づいて、温度と脱硝効率との関係から求められる脱硝効率の高い測定温度の空間位置に、当該空間位置に対応して設けられている噴霧ノズル３１等から脱硝薬剤２０を吹き込むことができる。
【００５２】
ここで、温度と脱硝効率との関係とは、脱硝薬剤２０を窒素酸化物が含まれる燃焼排ガス２１中に吹き込んだときの脱硝効率は、燃焼排ガス２１の温度によって予め定まった違いがあるという関係である。従って、高い脱硝効率が得られる温度の燃焼排ガス２１が存在する空間位置に脱硝薬剤２０を吹き込むことによって、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を効果的に低減することができる。
【００５３】
この実施形態では、脱硝効率の高い測定温度の空間位置は、測定温度が８００〜１０００℃、好ましくは、８５０〜９５０℃の範囲内の空間位置である。
【００５４】
このように、脱硝効率の高い測定温度の空間位置は、測定温度が８００〜１０００℃、好ましくは、８５０〜９５０℃の範囲内の空間位置であるので、この空間位置に脱硝薬剤２０を吹き込むことによって、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を効果的に低減することができる。
【００５５】
また、脱硝効率とは、燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度を低減することができる効率であり、例えば窒素酸化物濃度が１００ｐｐｍの燃焼排ガス２１に脱硝薬剤２０を吹き込んだことによって、窒素酸化物濃度が４０ｐｐｍに低減することができた場合は、６０ｐｐｍに低減できた場合と比較して脱硝効率が高いと言える。
【００５６】
次に、図２の説明をする。図２は、図１に示す一次及び二次燃焼室１６、１７内の燃焼排ガス２１のガス流れ位置Ｌと、燃焼排ガス２１の窒素酸化物（ＮＯＸ）濃度Ｎ及びガス温度Ｔとの関係を示す模式図である。
【００５７】
図２に示すように、一次燃焼室１６内のガス流れ位置Ｌ５において、燃焼排ガス２１に二次空気２３が供給されている状態では、ガス温度ＴがＴ５であり、窒素酸化物濃度ＮがＮ５である。次に、ガス流れ位置Ｌ６において、燃焼排ガス２１に循環する燃焼排ガス１９を供給すると、ガス温度ＴがＴ６に低下し、窒素酸化物濃度ＮがＮ６に低下する。そして、一次燃焼室１６内のガス流れ位置Ｌ７において、燃焼排ガス２１に脱硝薬剤２０を供給すると、ガス温度ＴがＴ７に更に低下し、窒素酸化物濃度ＮがＮ７に更に低下する。
【００５８】
このように、図２に示す焼却炉の脱硝方法によると、循環する燃焼排ガス１９及び脱硝薬剤２０による窒素酸化物濃度Ｎを低下させる効果を十分に発揮させることができ、窒素酸化物濃度Ｎを十分に低下させた燃焼排ガス２１（窒素酸化物濃度Ｎ７）を大気中に放出することができる。
【００５９】
ただし、上記実施形態では、排ガス処理設備で処理された処理済みの燃焼排ガス２１の一部（燃焼排ガス１９）を循環させて一次燃焼室１６に吹き込み、その残りの燃焼排ガス２１を煙突から大気に放出する構成としたが、これに代えて、その残りの燃焼排ガス２１を触媒反応設備で脱硝した後に煙突から大気に放出する構成としてもよい。
【００６０】
一次燃焼室１６に吹き込まれる燃焼排ガス１９としては、排ガス処理設備で処理する前の燃焼排ガス１９を使用してもよいが、バグフィルタ等の排ガス処理設備で処理された処理済みの排ガスを使用すると、一次燃焼室１６に吹き込まれる燃焼排ガス１９中の煤等によって、この燃焼排ガス１９が通る第１〜第３排ガス再循環ガス管２７等が汚れることを防止できる。そして、排ガス処理設備から排出される燃焼排ガス２１は、循環する燃焼排ガス１９及び脱硝薬剤２０によって脱硝されたものであるので、この燃焼排ガス２１を更に脱硝するための触媒反応設備を設ける場合は、触媒反応設備の小型化を図ることができる。
【００６１】
そして、二次燃焼室１７内に吹き込まれる脱硝薬剤２０に起因するリークアンモニアを、前記触媒反応設備での触媒反応に使用してもよい。このようにすると、触媒反応設備に設けられるアンモニア供給部の簡略化を図ることができる。
【００６２】
また、上記実施形態の焼却炉１４は、火格子型式のものを例に挙げたが、これに代えて、流動床型式のものであってもよい。
【００６３】
更に、上記実施形態では、図１に示すように、第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３、第１〜第３脱硝薬剤供給管３４、３５、３６、及び第１〜第３薬剤弁３７、３８、３９を設けた構成としたが、これ以外の構成としてもよい。例えば第１〜第３噴霧ノズル３１、３２、３３、第１〜第３脱硝薬剤供給管３４、３５、３６、及び第１〜第３薬剤弁３７、３８、３９の数、配置、及び脱硝薬剤２０の吹込み量は、焼却炉１４の大きさ、性能等に応じて変更することができる。
【００６４】
そして、上記実施形態において、煙突入口部に窒素酸化物濃度検出器４５を設け、この窒素酸化物濃度検出器４５によって煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度Ｎを検出し、この煙突から放出される窒素酸化物濃度Ｎが予め設定した濃度ＮＳとなるように、一次燃焼室１６に吹き込まれる燃焼排ガス１９の吹込み位置や吹込み量、及び二次燃焼室１７に吹き込まれる脱硝薬剤２０の吹込み位置や吹込み量を制御するようにしてもよい。これによって、廃棄物５の性状が変化したり、一次燃焼室１６に供給される廃棄物５の供給量が変動したときでも、煙突から放出される燃焼排ガス２１中の窒素酸化物濃度Ｎが予め設定した濃度ＮＳとなるように制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係る焼却炉の脱硝方法及び焼却炉の脱硝システムは、燃焼室から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減することによって、燃焼排ガス中の窒素酸化物濃度を低減するための触媒反応設備を省略したり小型化することができる優れた効果を有し、このような焼却炉の脱硝方法及び焼却炉の脱硝システムに適用するのに適している。
【符号の説明】
【００６６】
５  廃棄物
１４  焼却炉
１５  焼却炉の脱硝システム
１６  一次燃焼室
１７  二次燃焼室
１８  燃焼室
１９  循環する燃焼排ガス
２０  脱硝薬剤
２１  燃焼排ガス
２２  一次空気
２３  二次空気
２４  ストーカ
２５  一次空気供給口部
２６  二次空気供給口部
２７  第１〜第３排ガス再循環ガス管
２８  第１〜第３ガス供給口部
２９  第１〜第３ガス弁
３０  制御部
３１  第１噴霧ノズル
３２  第２噴霧ノズル
３３  第３噴霧ノズル
３４  第１脱硝薬剤供給管
３５  第２脱硝薬剤供給管
３６  第３脱硝薬剤供給管
３７  第１薬剤弁
３８  第２薬剤弁
３９  第３薬剤弁
４０  ガス流れ方向
４１  第１温度検出器
４２  第２温度検出器
４３  第３温度検出器
４４  第４温度検出器
４５  窒素酸化物濃度検出器
４６  排ガス再循環設備
【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５】
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