(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥ストーカ（６ａ）、燃焼ストーカ（６ｂ）及び後燃焼ストーカ（６ｃ）を備えたストーカ式ごみ焼却炉（１）に於いて、前記後燃焼ストーカ（６ｃ）の後部位置に後燃焼ストーカ（６ｃ）から排出される焼却灰（Ｃ）を貯留し得る後燃焼貯留部（８）を設け、当該後燃焼貯留部（８）内の下部位置に外周面に複数の突条部（１２ａ）を等角度毎に長手方向に沿って突出形成したロータ（１２）を水平姿勢で回転自在に配設すると共に、後燃焼貯留部（８）の下部位置に下端がロータ（１２）の突条部（１２ａ）に軽く摺動接触するフラップゲート（１３）を垂設し、前記ロータ（１２）の回転数を制御することにより焼却灰（Ｃ）の排出量や後燃焼貯留部（８）内への滞留時間を調整し、又、後燃焼貯留部（８）内の焼却灰（Ｃ）の温度を加熱装置（９）により焼却灰（Ｃ）中に含まれているダイオキシン類が分解される温度に保つようにしたことを特徴するストーカ式ごみ焼却炉。
【請求項２】
加熱装置（９）が、後燃焼貯留部（８）へ加熱用空気（Ａ）を供給すると共に加熱用空気（Ａ）の温度及び供給量を調整する加熱用空気供給機構（１５）と、後燃焼貯留部（８）の下部に回転自在に配設されて後燃焼貯留部（８）内の焼却灰（Ｃ）の排出量や後燃焼貯留部（８）内への滞留時間を調整し得るロータ（１２）と、後燃焼貯留部（８）内に配設されて後燃焼貯留部（８）内の焼却灰（Ｃ）の温度を検出する温度検出器（１６）と、温度検出器（１６）からの検出温度に基づいて加熱用空気供給機構（１５）及びロータ（１２）を制御する制御装置（１７）とから構成されて居り、後燃焼貯留部（８）内の焼却灰（Ｃ）の検出温度に基づいて後燃焼貯留部（８）への加熱用空気（Ａ）の温度及び供給量とロータ（１２）の回転数を夫々制御し、後燃焼貯留部（８）内の焼却灰（Ｃ）の温度を焼却灰（Ｃ）中に含まれているダイオキシン類が分解される温度に保つようにしたことを特徴とする請求項１に記載のストーカ式ごみ焼却炉。
【請求項３】
後燃焼貯留部（８）と各ストーカ（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）の下部に夫々配置した灰ホッパ（７）との間に落下灰コンベヤ（１０ａ）と落下灰フィーダー（１０ｂ）とを組み合わせた灰搬送装置（１０）を配設し、各ストーカ（６ａ），（６ｂ），（６ｃ）から灰ホッパ（７）内へ落下した落下灰（Ｃ）を落下灰コンベヤ（１０ａ）及び落下灰フィーダー（１０ｂ）により後燃焼貯留部（８）へ搬送し、ここで落下灰（Ｃ）中に含まれているダイオキシン類を分解するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のストーカ式ごみ焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ焼却炉、特に乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカを備えたストーカ式ごみ焼却炉の改良に係り、後燃焼ストーカから排出される焼却灰や各ストーカから灰ホッパ内へ落下する落下灰に夫々含まれているダイオキシン類を分解・除去できるようにしたストーカ式ごみ焼却炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、都市ごみや産業廃棄物等（以下ごみと云う）の処理方法としては、所謂焼却による処理がその主流を占めて居り、ストーカ式ごみ焼却炉や流動床式ごみ焼却炉を用いた処理方法が多く実用化されている。何故なら、ごみは、焼却によって灰となり、減量及び減容されると共に無害化されるからである。
【０００３】
而して、近年大都市部に於いては、ごみの排出量が急増しつつあり、その結果、ごみ焼却炉も大容量の自動連続運転型のものが多く用いられるようになって来ている。ごみ焼却炉の中でも、階段式ストーカを備えたごみ焼却炉が最も普及している。
【０００４】
図４は従前のストーカ式ごみ焼却炉の一例を示すものであり、当該ストーカ式ごみ焼却炉１は、炉本体２、灰出し口２ａ、燃焼室３、ごみ供給用ホッパ４、定量供給装置５、階段式ストーカ６（乾燥ストーカ６ａ、燃焼ストーカ６ｂ及び後燃焼ストーカ６ｃから成る）及び灰ホッパ７等から構成されて居り、ごみ供給用ホッパ４内のごみＷを定量供給装置５により階段式ストーカ６へ供給し、階段式ストーカ６の各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃにより順次乾燥・焼却して焼却灰Ｃとし、この焼却灰Ｃを後燃焼ストーカ６ｃから灰出し口２ａへ排出するようにしたものである。
【０００５】
即ち、ごみ供給用ホッパー４内へ投入されたごみＷは、定量供給装置５によって乾燥ストーカ６ａ上へ順次供給され、ここで乾燥ストーカ６ａの下方から供給される一次空気ａ１  と上方の高温状態にある燃焼室３からの輻射熱によって加熱・乾燥される。その結果、ごみＷ内の水分が蒸発すると共に、ＣＯやＣｍＨｎ  、ＮＨ３  等の還元ガスが放出される。
【０００６】
次に、乾燥されたごみは、引き続き乾燥ストーカ６ａ上から燃焼ストーカ６ｂ上へ移送され、下方から供給される一次空気ａ１  によって火炎を上げて燃焼をすると共に、燃焼ストーカ６ｂの先端部に於いて丁度燃え切り点に達する。
【０００７】
そして、燃焼ストーカ６ｂの先端部に於いて燃え切ったごみは、引き続き後燃焼ストーカ６ｃ上へ移送され、ここで所謂おき燃焼をして完全な焼却灰Ｃとなった後、灰出し口２ａから冷却水槽（図示省略）内へ落下排出される。
【０００８】
一方、主に乾燥ストーカ６ａから生じた還元ガスや燃焼ガス中の未燃焼物は、炉本体２の炉壁部分から燃焼室３内へ供給される二次空気ａ２  によって完全燃焼をした後、燃焼室３から廃熱ボイラ（図示省略）側へ排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ストーカ式ごみ焼却炉１に於いては、燃焼ストーカ６ｂ上で燃え切ったごみを後燃焼ストーカ６ｃ上でおき燃焼させる場合、後燃焼ストーカ６ｃの下方から常温〜１５０℃の一次空気ａ１  を供給するようにしている為、おき燃焼物が冷却されてその中に含まれている未燃物がくすぶり状態となる。
このようなくすぶり状態では、ダイオキシン類（ＰＣＤＤＳ  ＋ＰＣＤＦＳ  ）の発生し易い温度領域（３００℃〜４００℃）を作ることになり、ダイオキシン類が生成されたり、或いは生成されたダイオキシン類が分解されずに残存してしまうことになる。通常、焼却灰Ｃ中には、ダイオキシン類が０．１〜数ｎｇ／ｇの範囲で存在している。
【００１０】
このように、ストーカ式ごみ焼却炉１の後燃焼ストーカ６ｃ上のおき燃焼では、一次空気ａ１  による高い酸素濃度、低温でのくすぶり等によりダイオキシン類の生成或いは存在し易い環境にある。
その結果、ストーカ式ごみ焼却炉１から排出される焼却灰Ｃは、ダイオキシン類を含んで居り、焼却灰Ｃの埋め立てや有効利用に支障を来すことになる。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は焼却灰中に含まれているダイオキシン類を分解し、ダイオキシン類を含まない焼却灰を取り出せるようにしたストーカ式ごみ焼却炉を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１に記載の発明は、乾燥ストーカ、燃焼ストーカ及び後燃焼ストーカを備えたストーカ式ごみ焼却炉に於いて、前記後燃焼ストーカの後部位置に後燃焼ストーカから排出される焼却灰を貯留し得る後燃焼貯留部を設け、当該後燃焼貯留部内の下部位置に外周面に複数の突条部を等角度毎に長手方向に沿って突出形成したロータを水平姿勢で回転自在に配設すると共に、後燃焼貯留部の下部位置に下端がロータの突条部に軽く摺動接触するフラップゲートを垂設し、前記ロータの回転数を制御することにより焼却灰の排出量や後燃焼貯留部内への滞留時間を調整し、又、後燃焼貯留部内の焼却灰の温度を加熱装置により焼却灰中に含まれているダイオキシン類が分解される温度に保つようにしたことに特徴がある。
【００１３】
又、本発明の請求項２に記載の発明は、加熱装置を、後燃焼貯留部へ加熱用空気を供給すると共に加熱用空気の温度及び供給量を調整する加熱用空気供給機構と、後燃焼貯留部の下部に回転自在に配設されて後燃焼貯留部内の焼却灰の排出量や後燃焼貯留部内への滞留時間を調整し得るロータと、後燃焼貯留部内に配設されて後燃焼貯留部内の焼却灰の温度を検出する温度検出器と、温度検出器からの検出温度に基づいて加熱用空気供給機構及びロータを制御する制御装置とから構成し、後燃焼貯留部内の焼却灰の検出温度に基づいて後燃焼貯留部への加熱用空気の温度及び供給量とロータの回転数を夫々制御し、後燃焼貯留部内の焼却灰の温度が焼却灰中に含まれているダイオキシン類を分解できる温度に保たれるようにしたことに特徴がある。
【００１４】
更に、本発明の請求項２に記載の発明は、後燃焼貯留部と各ストーカの下部に夫々配置した灰ホッパとの間に落下灰コンベヤと落下灰フィーダーとを組み合わせた灰搬送装置を配設し、各ストーカから灰ホッパ内へ落下した落下灰を落下灰コンベヤ及び落下灰フィーダーにより後燃焼貯留部へ搬送し、ここで落下灰中に含まれているダイオキシン類を分解するようにしたことに特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉１の一例を示すものであり、当該ストーカ式ごみ焼却炉１は、炉本体２、灰出し口２ａ、燃焼室３（一次燃焼室３ａ及び二次燃焼室３ｂ）、ごみ供給用ホッパ４、定量供給装置５（プッシャー）、階段式ストーカ６、灰ホッパ７、後燃焼貯留部８、加熱装置９、灰搬送装置１０及び冷却水槽１１等から構成されて居り、ごみ供給用ホッパ４内のごみＷを定量供給装置５により階段式ストーカ６へ供給し、階段式ストーカ６により順次乾燥・焼却して焼却灰Ｃとし、この焼却灰Ｃを階段式ストーカ６から後燃焼貯留部８内へ排出してここへ貯留すると共に、階段式ストーカ６から灰ホッパ７内へ落下した落下灰Ｃを灰搬送装置１０により後燃焼貯留部８内へ搬送し、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃを加熱装置９により加熱して焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類を分解・除去してから炉外へ排出するようにしたものである。
【００１６】
尚、階段式ストーカ６には、従来公知の階段式ストーカ６が使用されて居り、これは乾燥ストーカ６ａ、燃焼ストーカ６ｂ及び後燃焼ストーカ６ｃから成る。これら各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃは、可動火格子（図示省略）と固定火格子（図示省略）とを交互に配列して成り、各可動火格子をストーカ駆動装置（図示省略）によって前後方向へ一定のピッチで往復動させることによって、各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃ上のごみＷを攪拌並びに前進させるようになっている。
【００１７】
前記後燃焼貯留部８は、図２示す如く、後燃焼ストーカ６ｃの後部位置（先端部位置）に形成した灰出し口２ａに、鋼板製のケーシングに耐火材を内張りして成る灰出しシュート８ａを接続し、該灰出しシュート８ａの下部にロータ１２及びフラップゲート１３を設けることにより構成されて居り、後燃焼ストーカ６ｃから排出された焼却灰Ｃを貯留並びに排出し得るようになっている。
【００１８】
前記ロータ１２は、後燃焼貯留部８（灰出しシュート８ａ）内の下部位置に水平姿勢で回転自在に配設されて居り、後燃焼貯留部８の外壁面に設けたモータ１４により図２の矢印方向へ回転駆動されるようになっている。このロータ１２の外周面には、複数の突条部１２ａが等角度毎に長手方向に沿って突出形成されている。
又、フラップゲート１３は、後燃焼貯留部８（灰出しシュート８ａ）内の下部位置に垂設されて居り、その下端がロータ１２の突条部１２ａに軽く摺動接触するようになっている。
【００１９】
而して、前記後燃焼貯留部８に於いては、ロータ１２がモータ１４により図２の矢印方向へ回転駆動されると、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃがロータ１２の外周面とフラップゲート１３の隙間から徐々に排出されることになる。
又、ロータ１２の回転数を制御することによって、焼却灰Ｃの排出量や後燃焼貯留部８内への滞留時間が調整されることになる。即ち、ロータ１２の回転数を速くすると、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの排出量が多くなると共に、焼却灰Ｃの後燃焼貯留部８内への滞留時間が短くなり、反対にロータ１２の回転数を遅くすると、焼却灰Ｃの排出量が少なくなると共に、焼却灰Ｃの後燃焼貯留部８内への滞留時間が長くなることになる。
【００２０】
前記加熱装置９は、後燃焼貯留部８内に貯留されている焼却灰Ｃを加熱し、焼却灰Ｃの温度を焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類が分解される温度に保つようにしたものである。
【００２１】
即ち、加熱装置９は、図１に示す如く、後燃焼貯留部８へ加熱用空気Ａを供給する加熱用空気供給機構１５と、後燃焼貯留部８の下部に配設されたロータ１２と、後燃焼貯留部８内に配設されて後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度を検出する複数の温度検出器１６と、温度検出器１６からの検出温度に基づいて加熱用空気供給機構１５及びロータ１２を夫々制御する制御装置１７とから構成されている。
【００２２】
又、加熱用空気供給機構１５は、押込送風機１８と、押込送風機１８に接続された空気供給管１９と、空気供給管１９に接続された空気予熱器２０と、一端部側が空気予熱器２０に接続され、他端部側が後燃焼貯留部８（灰出しシュート８ａ）の下部に接続された温風用供給管２１と、一端部側が空気供給管１９に接続され、他端部側が温風用供給管１８に接続された冷風用供給管２２と、温風用供給管２１及び冷風用供給管２２に夫々介設された風量調整ダンパ２３と、各風量調整ダンパ２３を夫々開閉制御する複数のダンパ駆動装置２４（モータ若しくは流体圧シリンダ等）とから構成されて居り、各ダンパ駆動装置２４を駆動制御して各風量調整ダンパ２３の開度を変え、温風Ａ１  及び冷風Ａ２  の供給量を調整することによって、後燃焼貯留部８内へ供給される加熱用空気Ａの温度及び供給量を調整できるようになっている。
【００２３】
更に、制御装置１７は、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度が所定の温度に保たれるように、温度検出器１６からの検出温度に基づいて各風量調整ダンパ２３のダンパ駆動装置２４とロータ１２のモータ１４とを夫々駆動制御するものである。即ち、制御装置１７は、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度が焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類を分解できる温度（好ましくは７００℃〜１０００℃）に保たれるように、各風量調整ダンパ２３の開度とロータ１２の回転数を夫々制御し、加熱用空気Ａの温度及び供給量と焼却灰Ｃの後燃焼貯留部８への滞留時間等を調整するものである。
【００２４】
前記灰搬送装置１０は、後燃焼貯留部８と階段式ストーカ６の各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃの下部に夫々配置した灰ホッパ７との間に配設されて居り、各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃから灰ホッパ７内へ落下した落下灰Ｃを後燃焼貯留部８の上部へ搬送するようにしたものである。この灰搬送装置１０には、落下灰コンベヤ１０ａと落下灰フィーダー１０ｂとを組み合わせたものが使用されている。
【００２５】
尚、図１に於いて、２１′は一端部側が温風用供給管２１に接続され、他端部側が灰ホッパ７に接続された一次空気供給管（温風用）、２２′は一端部側が空気供給管１９若しくは冷風用供給管２２に接続され、他端部側が一次空気供給管（温風用）２１′に接続された一次空気供給管（冷風用）、２３′は各一次空気供給管２１′，２２′に夫々介設され、温風Ａ１  及び冷風Ａ２  の供給量を調整して各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃへ供給される一次空気Ａ３  の温度及び供給量を調整する風量調整ダンパ、２４′は各風量調整ダンパ２３′を夫々開閉駆動制御するダンパ駆動装置２４（モータ若しくは流体圧シリンダ等）である。
【００２６】
而して、前記ストーカ式ごみ焼却炉１に於いて、ごみ供給用ホッパ４に投入されたごみＷ（都市ごみや産業廃棄物等）は、定量供給装置５によって乾燥ストーカ６ａ上に定量ずつ送り出されてここで乾燥し、次に燃焼ストーカ６ｂへ送られて炎燃焼し、その後後燃焼ストーカ６ｃ上でおき燃焼して完全に灰Ｃとなって灰出し口２ａから後燃焼貯留部８（灰出しシュート８ａ）内へ落下排出される。
【００２７】
又、ごみＷの燃焼により発生した燃焼排ガスは、燃焼室３（一次燃焼室３ａ及び二次燃焼室３ｂ）から排出されて廃熱ボイラ及びエコノマイザを経て熱回収された後、排ガス処理装置（何れも図示省略）等を経て大気中へ排出される。
【００２８】
そして、後燃焼貯留部８に貯留された焼却灰Ｃは、加熱装置９によって焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類を分解できる温度（７００〜１０００℃）にまで加熱される。
【００２９】
即ち、温度検出器１６からの検出信号に基づいて制御装置１７が各風量調整ダンパ２３のダンパ駆動装置２４及びロータ１２のモータ１４を夫々駆動制御して各風量調整ダンパ２３の開度とロータ１２の回転数を夫々制御し、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度が焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類を分解できる温度（好ましくは７００℃〜１０００℃）に保たれるように、加熱用空気Ａの温度及び供給量と焼却灰Ｃの後燃焼貯留部８への滞留時間等を調整する。これによって、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃ中に含まれているダイオキシン類（通常０．１〜数ｎｇ／ｇ）は完全に分解されることになる。
【００３０】
一方、階段式ストーカ６の各ストーカ６ａ，６ｂ，６ｃから灰ホッパ７内へ落下した落下灰Ｃは、落下灰コンベヤ１０ａ及び落下灰フィーダー１０ｂによって後燃焼貯留部８へ搬送され、ここで後燃焼ストーカ６ｃから落下排出された焼却灰Ｃと一緒にダイオキシン類が分解される。
【００３１】
そして、ダイオキシ類が分解された後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃは、ロータ１２の回転によりロータ１２の外周面とフラップゲート１３との隙間から排出されて冷却水槽１１内へ落下し、ここで冷却水により急冷された後、冷却水槽１１内に配設した水封式コンベヤ（図示省略）により排出される。
尚、冷却水槽１１内へ落下排出した焼却灰Ｃは、冷却水により急冷される為、ダイオキシン類が再合成されると云うこともない。
【００３２】
このようにして得られた焼却灰Ｃは、ダイオキシン類を含まない為、有効利用し易い。例えば、焼却灰Ｃを、磁選機により鉄等の磁性物を除去してから振動篩で分級し、その後重金属溶出防止剤を加えることによって、道路用材に利用することができる。
【００３３】
尚、上記例に於いては、後燃焼貯留部８の下部側で且つロータ１２の後方位置に加熱用空気Ａを供給して後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度をダイオキシン類が分解される温度に保つようにしているが、他の例に於いては、加熱用空気Ａを直接後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃ中へ供給して焼却灰Ｃの温度をダイオキシン類が分解される温度に保つようにしても良い。
【００３４】
又、上記例に於いては、加熱装置９は、後燃焼貯留部８内へ加熱用空気Ａを供給して後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度をダイオキシン類が分解される温度に保つようにしているが、加熱装置９は上記例のものに限定されるものではなく、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃの温度を７００℃〜１０００℃に保つことができれば、如何なる構成及び構造のものであっても良い。
例えば、加熱装置９を灰出しシュート８ａに設けた電熱体やバーナ（何れも図示省略）により構成し、後燃焼貯留部８内の焼却灰Ｃを電熱体やバーナにより７００℃〜１０００℃に加熱するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の請求項１のストーカ式ごみ焼却炉は、後燃焼ストーカの後部位置に後燃焼ストーカから排出される焼却灰を貯留し得る後燃焼貯留部を設け、該後燃焼貯留部内の焼却灰の温度を加熱装置により焼却灰中に含まれているダイオキシン類が分解される温度に保つようにしている為、ストーカ式ごみ焼却炉から排出される焼却灰はダイオキシン類を含まない焼却灰となる。
その結果、この焼却灰を直接埋立地へ埋めてもダイオキシン類が溶出すると云うこともなく、埋立地のダイオキシン類負荷が低くなる。
又、焼却灰がダイオキシン類を含まない為、焼却灰の有効利用の用途が拡がることになる。
更に、焼却灰中に含まれているダイオキシン類を分解する為の目的で焼却灰を溶融炉により溶融処理する必要もなくなり、ランニングコストや設備費の大幅な低減を図れる。
【００３６】
本発明の請求項２及び請求項３のストーカ式ごみ焼却炉は、上記効果に加えて更に次のような効果を奏し得る。
即ち、請求項２のストーカ式ごみ焼却炉は、後燃焼貯留部内の焼却灰の温度を検出し、この検出温度に基づいて加熱装置を制御し、後燃焼貯留部内の焼却灰の温度をダイオキシン類が分解される温度に保つようにしている為、焼却灰中に含まれているダイオキシン類の分解を確実且つ良好に行うことができる。
【００３７】
又、請求項３のストーカ式ごみ焼却炉は、各ストーカの下部に配置したホッパ内の落下灰を灰搬送装置により後燃焼貯留部へ搬送し、ここで落下灰中に含まれているダイオキシン類を分解するようにしている為、ごみ焼却炉から排出される全ての灰中のダイオキシン類を分解することができ、極めて好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉の概略縦断面図である。
【図２】ストーカ式ごみ焼却炉の概略部分側面図である。
【図３】ストーカ式ごみ焼却炉の要部の概略縦断面図である。
【図４】従前のストーカ式ごみ焼却炉の一例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１はストーカ式ごみ焼却炉、６ａは乾燥ストーカ、６ｂは燃焼ストーカ、６ｃは後燃焼ストーカ、７は灰ホッパ、８は後燃焼貯留部、９は加熱装置、１０は灰搬送装置、１２はロータ、１５は加熱用空気供給機構、１６は温度検出器、１７は制御装置、Ａは加熱用空気、Ｃは焼却灰、落下灰、Ｗはごみ。
【図１】
0003580672.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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