(57)【要約】【課題】  流動床への燃料ガスの滞留時間が長くなって流動床で燃焼する燃料ガスの量が多くなり、流動床が効果的に加熱されて効率が向上すると共にＣＯやＮＯｘの発生量も抑えることができる流動床式焼却炉を提供する。【解決手段】  焼却炉１内の下部に砂等の流動媒体を装填して流動床２を形成し、流動床２内に散気手段５にて流動エアを散気して流動床２に混入された被焼却物を流動攪拌すると共にガスガン４ａのような燃焼手段４で流動床２内に燃焼火炎を吹き出して流動床２を加熱することにより被焼却物を燃焼させるようにした流動床式焼却炉である。これにおいて、中空パイプ１３に複数個のガス噴出孔１４を列設したガス散出管１５を流動床２内に導入し、空気の未混合の生の燃料ガスをガス散出管１５に供給してガス噴出孔１４から流動床２内に生の燃料ガスを供給するようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉内の下部に砂等の流動媒体を装填して流動床を形成し、流動床内に散気手段にて流動エアを散気して流動床に混入された被焼却物を流動攪拌すると共にガスガンのような燃焼手段で流動床内に燃焼火炎を吹き出して流動床を加熱することにより被焼却物を燃焼させるようにした流動床式焼却炉において、中空パイプに複数個のガス噴出孔を列設したガス散出管を流動床内に導入し、空気の未混合の生の燃料ガスをガス散出管に供給してガス噴出孔から流動床内に生の燃料ガスを供給するようにしたことを特徴とする流動床式焼却炉。
【請求項２】
流動エアを散気する散気手段の下方にガス散出管を導入したことを特徴とする請求項１記載の流動床式焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流動床を流動させて汚泥、産業廃棄物等の被焼却物を焼却する流動床式焼却炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に流動床式焼却炉は、汚泥などの低発熱量のものから、プラスチックなどの高発熱量のものまで焼却可能であり、下水汚泥焼却炉として広く用いられている。
【０００３】
従来、この種の流動床式焼却炉の一例としては図７に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。これは焼却炉１内の下部に砂等の流動媒体を装填して流動床２を形成してあり、流動床２の上方を燃焼室３としてある。流動床２には燃焼手段４としてガスガン４ａを導入してあり、燃料ガスに空気を予混合したガスをガスガン４ａに供給してガスガン４ａで燃焼させて火炎を流動床２に吐出させるようになっている。またガスガン４ａの下方で流動床２内に散気手段５としての散気管５ａを配置してあり、散気管５ａに流動エアを供給して流動エアを散気管５ａから散気することで流動媒体を攪拌できるようになっている。また焼却炉１には燃焼室３を昇温するための昇温バーナ７や被焼却物を投入するための被焼却物投入口８を設けてある。焼却炉１の上には排気口９を設けてあり、排気口９から排気経路１０を経て排気する排気ガスと散気管５ａに給気経路１１を経て供給する流動エアとを熱交換器１２にて熱交換するようになっている。
【０００４】
上記の流動床式焼却炉で被焼却物を焼却する場合、被焼却物投入口８から被焼却物が投入され、ガスガン４ａで燃焼させられてガスガン４ａから流動床２内に火炎が吐出され、また散気管５ａから流動エアを散気することで流動媒体及び被焼却物を攪拌し、必要に応じて昇温バーナ７を燃焼させることにより被焼却物を燃焼させるようになっていた。
【特許文献１】特開２０００−８１２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来例にあっては、ガスガン４ａから空気を燃料ガスに予混合したガスを吐出させて流動床２内で燃焼させるようになっているが、散気管５ａから流動エアを吐出させることで流動媒体や被焼却物を流動させているためにガスガン４ａから吐出させた燃料ガスが燃焼したときの熱が流動床２に余り留まらず、流動床２が効果的に加熱されず原単位（単位重量の被焼却物を燃焼させるのに必要な熱量であり、この熱量が少ない程、原単位が高い）が低く、効率が悪かった。つまり、焼却炉１の下部まで高温燃焼させることができないために焼却炉１内での熱気の滞留時間が短くて熱の効率が悪いと共にＣＯ、ＮＯｘの発生もしやすかった。
【０００６】
この効率を向上するために散気管５ａに送る流動エアに燃料ガスを混入することも行われているが、流動エアに薄められた燃料ガスが散気管５ａから出ると共に散気管５ａから出る流動エアで流動媒体が流動することにより燃料ガスが燃焼室３に抜け、流動床２内で燃焼する燃料ガスの量がさほど増えなく、依然として流動床２が効果的に加熱されず原単位が低くなり、効率が悪かった。
【０００７】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、流動床への燃料ガスの滞留時間が長くなって流動床で燃焼する燃料ガスの量が多くなり、流動床が効果的に加熱されて効率が向上すると共にＣＯやＮＯｘの発生量も抑えることができる流動床式焼却炉を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の流動床式焼却炉は、焼却炉１内の下部に砂等の流動媒体を装填して流動床２を形成し、流動床２内に散気手段５にて流動エアを散気して流動床２に混入された被焼却物を流動攪拌すると共にガスガン４ａのような燃焼手段４で流動床２内に燃焼火炎を吹き出して流動床２を加熱することにより被焼却物を燃焼させるようにした流動床式焼却炉において、中空パイプ１３に複数個のガス噴出孔１４を列設したガス散出管１５を流動床２内に導入し、空気の未混合の生の燃料ガスをガス散出管１５に供給してガス噴出孔１４から流動床２内に生の燃料ガスを供給するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、散気手段５から流動エアを散気して流動媒体と被焼却物とを流動攪拌しながらガスガン４ａのような燃焼手段４から燃焼火炎を流動床２に吹き出して流動床２を加熱することで被焼却物が焼却される。そしてこのときガス散出管１５のガス噴出孔１４から生の燃料ガスが散出されるために燃料ガスが直ぐに希薄にならないと共に流動床２への滞留時間が長くなる。これによりガス散出管１５から散出した燃料ガスが流動床２から抜けにくくなり、流動床２で燃料ガスが効果的に燃焼して流動床２が加熱される。これにより投入される被焼却物の量や質に拘わらず、安定的に燃焼させることができ、しかも焼却炉１の下部から高温燃焼させることにより、焼却炉１内への熱気の滞留時間を稼ぎ、効率よく焼却できると共にＣＯ、ＮＯｘ発生量を低く抑えることができる。
【００１０】
また流動エアを散気する散気手段５の下方にガス散出管１５を導入したことを特徴とすることも好ましい。この場合、流動エアを散気する散気手段５の下にガス散出管１４から生の燃料ガスを散出することにより、より下方の位置で燃焼ガスを噴出することができ、一層の燃料ガスの流動床２への滞留時間が長くなり、流動床２で燃料ガスが一層効果的に燃焼して流動床２が加熱され、被焼却物を効率よく焼却することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は叙述の如くガス散出管のガス噴出孔から空気の未混合の生の燃料ガスを噴出するので、ガス噴出孔から散出した燃料ガスが希薄にならないと共に流動床への滞留時間が長くなるものであって、ガス散出管から散出した燃料ガスが流動床から抜けにくくなり、流動床で燃料ガスが効果的に燃焼して流動床が加熱される。従って、投入される被焼却物の量や質に拘わらず、安定的に燃焼させることができるのは勿論、焼却炉の下部から高温燃焼させることにより、焼却炉内への熱気の滞留時間を稼ぎ、効率よく焼却できると共にＣＯ、ＮＯｘの発生量を低く抑えることができるという効果がある。このとき散気手段より下に配置したガス散出管から生の燃料ガスをを噴出するようにしてあると、一層流動床から燃料ガスが抜けにくくなり、一層被焼却物を効率よく焼却することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。流動床式焼却炉の本体となる焼却炉１は耐火材にて形成されており、図１、図２に示すように焼却炉１内の底部に砂のような流動媒体を装填してあり、この流動媒体にて流動床２を形成してある。この流動床２には散気手段５として散気管５ａを配置してあり、この散気管５ａには給気経路１１を経て流動エアを供給するようになっている。この散気管５ａは平行に複数本並設してある。そして給気経路１１から流動エアを散気管５ａに供給することにより流動媒体と被焼却物とを混合攪拌することができるようになっている。また散気管５ａの上には燃焼手段４としてガスガン４ａを配置してあり、ガスガン４ａから燃料ガスを流動床２内に噴出して流動床２内で火炎を形成して燃焼するようになっている。このガスガン４ａは図４に示すような構造になっており、外管１６にはメインガス管１７とパイロットガス管１８とを並設してあり、メインガス管１７とパイロットガス管１８には夫々燃料ガスと一次空気とを混合した空気予混合の燃料ガスを供給できるようになっている。また外管１６の基部には二次空気を導入する空気導入口１９を設けてあり、空気導入口１９から導入された二次空気を取り入れることでメインガス管１７とパイロットガス管１８の先端で燃焼をするようになっている。また外管１６の先端の手前には砂のような流動媒体を避けるためのマトリックス２２を装着してある。
【００１３】
また本発明では流動床２にガス散出管１５を導入してあり、このガス散出管１５から流動床２に空気未混入の生の燃料ガスを散出することができるようになっている。このガス散出管１５は図５に示すように中空パイプ１３に複数のガス噴出孔１４を列設して形成してある。かかるガス噴出孔１４は例えば５ｍｍφ程度の径である。またガス散出管１５を流動床２に導入する位置は図１のように散気管５ａの下であっても図２に示すように散気管５ａの上であってもよいが、散気管５ａの下に設ける方が好ましい。
【００１４】
焼却炉１内の上部は燃焼室３となっており、この燃焼室３には昇温バーナ７を装着してある。この昇温バーナ７は焼却炉１の起動時等に燃焼させて燃焼室３を加熱するようになっている。また焼却炉１の上部には焼却する被焼却物を投入するための被焼却物投入口８を設けてある。焼却炉１の上端には排気口９を設けてあり、この排気口９から排気経路１０を経て排気ガスを外部に排気できるようになっている。この排気経路１０の途中には熱交換器１２を配置してあり、散気管５ａに給気経路１１を経て供給する流動エアとを熱交換器１２にて熱交換するようになっており、排気ガスで流動エアを加熱して供給することができるようになっている。また焼却炉１の下端には排出口２０を設けてある。また２１は点検口である。
【００１５】
上記の焼却炉１で燃料として用いられる燃料ガスは一般的には都市ガスであって、例えば１３Ａと称される天然ガスである。かかる燃料ガスは都市ガスに限定されず、プロパンガスやブタンガス等であってもよい。
【００１６】
本発明流動床式焼却炉は上記のように構成され、次のように被焼却物の焼却が行われる。ガスガン４ａから流動床２内に火炎が噴出されて流動床２が加熱されると共に散気管５ａから流動エアが散気されて流動床２の流動媒体が流動攪拌される。流動床式焼却炉の起動時は昇温バーナ７が燃焼させられて流動床２と燃焼室３が加熱される。被焼却物は被焼却物投入口８から投入され、上記流動エアの散気により流動媒体と一緒に被焼却物が混合攪拌される。このとき、ガス散出管１５から空気未混入の生の燃料ガスが噴出されて流動床２内に供給され、流動床２内で空気と混合されて燃焼する。これにより流動床２内が８００℃程度に加熱されて被焼却物が焼却される。このとき流動床２で燃焼しなかった未燃焼ガスは燃焼室３で燃焼させられる。
【００１７】
上記のように被焼却物が燃焼させられるが、ガス散出管１５から生の燃料ガスが散出されることにより、燃料ガスが直ぐに希薄にならないと共に流動床２への滞留時間が長くなり、流動床２に燃焼ガスが長く滞留して燃焼するため流動床２で燃料ガスが多く燃焼する。従って、投入される被焼却物の量や質に拘わらず、安定的に燃焼させることができるのは勿論、焼却炉１の下部から高温燃焼させることにより、焼却炉１内への熱気の滞留時間を稼ぎ、効率よく焼却できると共にＣＯ、ＮＯｘの発生量を低く抑えることができる。このとき、図１のように散気管５ａの下にガス散出管１５を配置して流動床２に燃料ガスを噴出させる方が、流動床２から燃料ガスが一層抜けにくくなり、一層燃焼の効率を向上することができる。
【００１８】
また燃料ガスとして都市ガスを用いた場合、都市ガスの汎用性や制御の容易さから便利に使用できるが、都市ガスは空気より比重が軽いために流動床２は滞留しにくいが、上記ようにガス散出管１５より生の燃料ガスを散出させるようにすると、空気より比重の軽い都市ガスでも流動床２に滞留させることができて燃焼の効率を向上させることができる。
【００１９】
上記のように本発明ではガス散出管１５から生の燃料ガスを噴出することで燃料ガスを流動床２に滞留しやすくしているが、これに加えて図６に示すように給気経路１１から給気する流動エアにも生の燃料ガスをプレミックスとして混合し、散気管５ａから散気することでも燃料ガスを流動床２に滞留させる機能を持たせてよい。    
【００２０】
なお、本発明のようにガス散出管１５を流動床２に導入して流動床３に生の燃料ガスを噴出させるようにするのは新設の流動床式焼却炉の場合であっても、既設の流動床式焼却炉の場合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の流動床式焼却炉の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の他の例を示す断面図である。
【図３】同上の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】同上のガスガンを示す断面図である。
【図５】同上のガス散出管を示す一部切欠正面図である。
【図６】同上の他の例の断面図である。
【図７】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  焼却炉
２  流動床
４  燃焼手段
４ａ  ガスガン
５  散気手段
５ａ  散気管
１３  中空パイプ  
１４  ガス噴出孔
１５  ガス散出管
【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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【図６】
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【図７】
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