(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼室内の燃焼排ガスの一部をファンにより炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路を備えたストーカ式焼却炉において、該再循環ガスを冷却し降温させるための熱交換器を不要として燃焼排ガス再循環系の構造を簡単化し、構成機器数及び装置コストを低減させ、さらには再循環ガス循環用のファンの腐食を抑制して該ファンの耐久性及び寿命を向上させる。【解決手段】燃焼室３内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとして再循環ファン１３により再循環通路１６を通して再循環せしめる際に、再循環通路１６，１５の再循環ファン１３の上流部位において再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを燃焼室３，４内に還流するようにしたストーカ式焼却炉２において、該再循環通路の再循環ファン１３の上流部位に混合ガスの温度を計測する計測器６０を設置し、混合ガス温度が４００℃以下になるように再循環ガスと空気の割合を制御する。【選択図】図１
2006275502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に前記混合ガスの温度を計測する計測器を設置し、前記混合ガスの温度が４００℃以下になるように前記再循環ガスと空気の割合を制御することを特徴とするストーカ式焼却炉の運転方法。
【請求項２】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環ガスと混合する空気として、前記ストーカに供給される燃焼用の一次空気または二次空気のいずれか一方を用いることを特徴とするストーカ式焼却炉の運転方法。
【請求項３】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に除塵装置を備え、前記再循環通路の前記除塵装置とファンとの間の部位において前記再循環ガスに空気を混合することを特徴とするストーカ式焼却炉の運転方法。
【請求項４】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に除塵装置を備え、前記再循環通路の前記除塵装置の上流部位において前記再循環ガスに空気を混合することを特徴とするストーカ式焼却炉の運転方法。
【請求項５】
前記空気を混合した再循環ガスを、前記燃焼室の上方部位の燃焼排ガス流動方向の複数箇所に導入することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のストーカ式焼却炉の運転方法。
【請求項６】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次空気供給手段より供給された一次空気を用いて一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路と該再循環ガスを前記燃焼室内に圧送するファンとを備えたストーカ式焼却炉において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に、外部空気または前記ストーカに供給される燃焼用の一次空気または二次空気のいずれか一方が通流する空気通路を接続し、前記再循環ガスに空気を混合して前記ファンに導入するように構成されたことを特徴とするストーカ式焼却炉。
【請求項７】
被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入する一次空気供給通路と、該ストーカ上方で前記一次空気により一次燃焼を行う燃焼室と、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行う二次燃焼室と、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路と、該再循環ガスを前記燃焼室内に圧送するファンとを備えたストーカ式焼却炉において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に接続される空気通路と、前記再循環ガスと混合して前記ファンに導入すべく、前記空気通路に外部空気、前記一次空気または二次空気のいずれかを供給する空気供給手段とを備えたことを特徴とするストーカ式焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ、産業廃棄物等の被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うようにしたストーカ式焼却炉及び該ストーカ式焼却炉の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストーカ式焼却炉は固定段と可動段の火格子を交互に配置してなるストーカを備え、油圧装置により可動段を往復移動させることにより、ホッパより投入されたごみ（被燃焼物）の攪拌と前進を行いながら、該ストーカの上流側に配置された乾燥帯でごみの乾燥を行い、次の主燃焼帯で一次空気を投入しながら主燃焼を行い、最下流側のおき燃焼帯で燃え残り分のおき燃焼を行うように構成された焼却炉である。
このようなストーカ式焼却炉において、ストーカ上の燃焼室内の燃焼排ガスの一部を抽出した再循環ガスを、再循環通路を通して前記燃焼室内の二次燃焼部に還流させて二次空気と共に燃焼に供するようにした技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１にて提供されている技術においては、ストーカ上方の燃焼室内の燃焼排ガスの一部を抜き出して再循環ガスとして熱交換器に送り込み、該熱交換器において該再循環ガスと一次空気及び二次空気とを熱交換して該一次空気及び二次空気を予熱するとともに該再循環ガスを冷却し、この降温された再循環ガスを、前記熱交換器の後流側に配置されたファンによって、前記燃焼室内の二次空気供給口よりも上流側部位に投入し、二次空気供給口よりも上流側の雰囲気を弱還元性の雰囲気にして、二次空気供給後の燃焼室内の全空気比を１．３程度に抑えて、未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるとともにＮＯｘを低減せしめている。
【特許文献１】特許第３５８２７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術のストーカ式焼却炉及びその運転方法にあっては、次のような問題がある。
すなわち、前記従来技術においては、ストーカ上方の燃焼室内の燃焼排ガスの一部を抜き出して再循環ガスとして熱交換器に送り、該熱交換器にて一次空気及び二次空気と熱交換することにより該再循環ガスを冷却した後、この降温された再循環ガスを前記熱交換器の後流側に配置されたファンによって、燃焼室内の二次空気供給口よりも上流側部位に投入しているため、該再循環ガスを空気（一次空気及び二次空気）と熱交換してこれを降温してからファンに送り込むための熱交換器を必要とし、燃焼排ガス再循環系の構造が複雑になるとともに機器数が多くなって装置コストが上昇する。
また、前記ファンには、前記熱交換器によって降温されてはいるが、腐食成分の多い燃焼排ガスがそのまま送り込まれるため、ファンの腐食が進行し易く、該ファンの耐久性及び寿命の低下を招いている。
【０００５】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃焼室内の燃焼排ガスの一部をファンにより炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路を備えたストーカ式焼却炉において、該再循環ガスを冷却し降温させるための熱交換器を不要とし、燃焼排ガス再循環系の構造を簡単化して構成機器数及び装置コストを低減させ、さらには再循環ガス循環用のファンの腐食を抑制して該ファンの耐久性及び寿命を向上させることが可能なストーカ式焼却炉及びその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来技術の課題を解決するために、本発明は、被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめるようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流している。ここで、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に前記混合ガスの温度を計測する計測器を設置し、前記混合ガスの温度が４００℃以下になるように前記再循環ガスと空気の割合を制御する。
また、本発明は、被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環ガスと混合する空気として、前記ストーカに供給される燃焼用の一次空気または二次空気のいずれか一方を用いる。
【０００７】
また、前記運転方法を実施するための装置の発明は、被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次空気供給手段より供給された一次空気を用いて一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路と該再循環ガスを前記燃焼室内に圧送するファンとを備えたストーカ式焼却炉において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に、外部空気または前記ストーカに供給される燃焼用の一次空気または二次空気のいずれか一方が通流する空気通路を接続し、前記再循環ガスに空気を混合して前記ファンに導入するように構成されている。
さらに、前記運転方法を実施するための装置の発明は、被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入する一次空気供給通路と、該ストーカ上方で前記一次空気により一次燃焼を行う燃焼室と、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行う二次燃焼室と、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとして還流する再循環通路と、該再循環ガスを前記燃焼室内に圧送するファンとを備えたストーカ式焼却炉において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に接続される空気通路と、前記再循環ガスと混合して前記ファンに導入すべく、前記空気通路に外部空気、前記一次空気または二次空気のいずれかを供給する空気供給手段とを備えている。
【０００８】
また、本発明として、前記ストーカ式焼却炉の運転方法の他に次の２つの運転方法がある。
（１）被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に除塵装置を備え、前記再循環通路の前記除塵装置とファンとの間の部位において前記再循環ガスに空気を混合する運転方法。
（２）被燃焼物が投入されるストーカの下方より一次空気を導入し、該ストーカ上方の燃焼室で一次燃焼を行った後、該燃焼室の上方部位で二次燃焼を行うとともに、前記燃焼室内の燃焼排ガスの一部を炉内へ再循環ガスとしてファンにより再循環通路を通して再循環せしめる際に、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において前記再循環ガスに空気を混合し、この混合ガスを前記燃焼室内に還流するようにしたストーカ式焼却炉の運転方法において、前記再循環通路の前記ファンの上流部位に除塵装置を備え、前記再循環通路の前記除塵装置の上流部位において前記再循環ガスに空気を混合する運転方法。
さらに、本発明には、前記ストーカ式焼却炉の運転方法に加えて次の運転方法が含まれる。
（３）前記空気を混合した再循環ガスを、前記燃焼室の上方部位の燃焼排ガス流動方向の複数箇所に導入する運転方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ストーカ上方の燃焼室内から抜き出した燃焼排ガスの一部を、再循環ガスとして、ファンによって再循環通路を通して燃焼室内に還流させるにあたり、前記再循環通路の前記ファンの上流部位において、前記再循環ガスに、好ましくはストーカに供給される燃焼用の一次空気または二次空気のいずれか一方からなる空気（外部空気でもよい）を直接に混合して、再循環ガス還流用のファンに導入し、この混合ガスからなる再循環ガスを該ファンによって燃焼室内に還流するので、燃焼排ガスを空気によって降温するとともに、空気との混合によって燃焼排ガスを希釈してファンに導入することが可能となる。
これによって、従来技術のような再循環ガスを冷却し降温させるための熱交換器は不要となり、燃焼排ガス再循環系の構造を簡単化できるとともに構成機器数を低減でき、焼却設備の装置コストを低減させることができる。
また、再循環ガスに一次空気または二次空気のいずれか一方からなる空気を混合することで、新たにファンやダクトを設置する必要が無く、構成がさらに簡略になる。
【００１０】
また、燃焼室の二次燃焼領域では前記再循環ガスや二次空気の運動量により混合を促進して、完全燃焼の達成及び有害物質の低減化を図っており、このため、前記再循環ガスや二次空気の供給圧力を高く保持することが要求されることとなって、前記再循環ガス還流用のファンには高回転で大きな遠心力が作用している。
そのため、当該ファンには、大きな遠心応力とともに再循環ガスの温度が高い場合には大きな熱応力が重畳されて、高応力状態でかつ燃焼排ガスからなる再循環ガスによって高腐食環境となる。
然るに本発明によれば、前記再循環ガス還流用のファンに導入される再循環ガスは、低温の空気によって冷却されて降温され、また該空気によって希釈化されて燃焼排ガス濃度が低くなり、さらには前記冷却によって排ガス中の腐食成分である塩類が固化されることにより腐食成分が低減された再循環ガスとなるため、ファンの温度が低下して該ファンの熱応力が小さくなるとともに、前記のように腐食成分が低減された再循環ガスをファンに導入することによりファンの腐食を抑制でき、これにより高価な耐熱材料を使用をすることなく低コスト化したファンが得られ、所要の耐久性及び寿命を維持することができる。
特に、ファンの上流部位に設置した温度計測器にて混合ガス温度を監視し、その混合ガス温度が４００℃以下になるように前記再循環ガスと空気の割合を制御することで、当該ファンを長期間運用するに十分の低熱応力となり、さらに、再循環ガスの高温状態ではガス状態にあるナトリウム塩等の低融点物質の融点が概略７００℃であることから、前記低融点物質を完全に固化できることになり、低融点物質の当該ファンへの付着、腐食を回避できる。
【００１１】
また、本発明によれば、前記（１）のように前記再循環通路のファンの上流部位に設置したサイクロン除塵装置によってガス中の塵類を除去して清浄化された再循環ガスに、前記のような空気の混合による降温及び腐食防止処理を施すので、ファンの劣化成分が除去されて、より清浄化された再循環ガスをファンに導入できることとなり、ファンの耐久性及び寿命がより一層向上する。
【００１２】
さらに、本発明によれば、前記のような空気の混合による降温及び腐食防止処理を施されて低温になった再循環ガスに、前記（２）のように再循環通路のファンの上流部位に設置した除塵装置によってガス中の塵類を除去するので、再循環ガスの高温状態ではガス状態にあるナトリウム塩等の低融点物質を、再循環ガスを低温にすることによって固体化し、これを除塵装置でガス中から分離、除去処理することができ、前記低融点物質を完全に除去できる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記（３）のように空気を混合した再循環ガスを、燃焼室の上方部位の燃焼排ガス流動方向に沿った複数箇所に導入することにより、炉内での再循環ガスと炉内ガスとの混合が促進され、二次燃焼室における未燃ガスの燃焼を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
図１において、１はごみや産業廃棄物等の被燃焼物が投入されるごみホッパ、２はストーカ式焼却炉である。このストーカ式焼却炉２は、ごみホッパ１からの投入口の炉内底部に主として乾燥帯を構成する乾燥帯ストーカ２１、主として燃焼帯を構成する主燃焼帯ストーカ２２、及び主としておき燃焼帯を構成するおき燃焼帯ストーカ２３が敷設されている。乾燥帯ストーカ２１は最上流側に位置し、主燃焼帯ストーカ２２は乾燥帯ストーカ２１の下流側に位置し、おき燃焼帯ストーカ２３は主燃焼帯ストーカ２２の下流で最下流側に位置している。ここで、主燃焼帯とは、ごみ層上で火炎を上げて燃えている領域を指している。
前記各ストーカ２１，２２，２３は、固定火格子の間に配設された移動火格子を備え、該移動火格子の往復運動によりごみ（被燃焼物）を投入した後、該ごみをストーカ２１で乾燥し、ストーカ２２で主燃焼を行い、最後にストーカ２３でおき燃焼を行うものである。なお、この実施形態では前記主燃焼帯ストーカ２２は３個であるが、１個または複数個設けられていればよい。８は灰捕集槽である。
また、前記ストーカ２１，２２，２３の上方には一次燃焼室３が設けられ、さらにその上方には二次燃焼室４が設けられている。
１９ａ，１９ｂは二次燃焼室４に臨んで設置された再循環ガス吹出しノズルである。また、８１は二次燃焼室４の排気ガス出口に接続されるボイラである。
【００１５】
乾燥帯ストーカ２１、燃焼帯ストーカ２２及びおき燃焼帯ストーカ２３には、それぞれの下部の風箱に開口する一次空気管５１，５２（３個），５３が配設され、該一次空気管から一次空気が供給されるように構成されている。６は一次空気供給用のファン、５は当該ファン６と一次空気管５１，５２（３個），５３のそれぞれとを接続する一次空気主管であり、ファン６から圧送された一次空気は、一次空気主管５から一次空気管５１，５２，５３に分配されるようになっている。一次空気管５１，５２，５３には、これらをそれぞれ開閉する開閉弁５４，５５，５６が設けられている。また、一次空気主管５には、これを開閉する開閉弁７が設けられている。
【００１６】
４０は一次燃焼室３内（二次燃焼室４内でもよい）の燃焼排ガスの一部を再循環ガスとして抜き出す再循環ガス抜出し口であり、該再循環ガス抜出し口４０から抜き出された再循環ガスは再循環通路１６を通って再循環ファン１３の吸入通路３１に導入されるようになっている。そのため、再循環ガス抜出し口４０と吸入通路３１とは、再循環通路１６を介して接続されており、吸入管路３１には、再循環ファン１３の入口を開閉する開閉弁０１３が設けられている。
３０は一次空気主管５から分岐されて再循環ファン１３の上流部位である吸入通路３１に接続される混入空気通路、３０ａは混入空気通路３０を開閉する開閉弁であり、当該開閉弁３０ａを開くと、一次空気主管５からの一次空気が混入空気通路３０を通って吸入通路３１の再循環ファン１３の入口に投入され、前記再循環ガスに一次空気を混合して再循環ファン１３に導入されるようになっている。
６０は再循環ガスと空気との混合ガスの温度を計測する温度計測器、６１は開閉弁７、開閉弁０１３、開閉弁３０ａの開閉を制御する制御装置である。該制御装置６１は、温度計測器６０で計測した温度が設定温度になるように開閉弁７、開閉弁０１３、開閉弁３０ａの開度を自動的に調整するように設定されており、これによって、混入空気通路３０を流れる一次空気の流量が調整され、再循環ファン１３に導入される再循環ガスの燃焼排ガスと一次空気との混合割合を調整するように構成されている。
【００１７】
そして、再循環ファン１３によって再循環通路１５に圧送された一次空気混合後の再循環ガスは、再循環通路１７，１８に分岐されて再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂにそれぞれ送り込まれ、再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂから二次燃焼室４内に噴出せしめられるようになっている。また、再循環通路１７内にはこれを開閉する開閉弁３３が設けられ、再循環通路１８内にはこれを開閉する開閉弁３２が設けられている。
なお、この実施形態では、再循環ファン１３の入口の再循環ガスに一次空気を混合して再循環ファン１３に導入するように構成したが、当該一次空気に代えて二次燃焼室４内に噴出される二次空気あるいは外部からの空気を再循環ガスに混合して再循環ファン１３に導入するように構成してもよい。
【００１８】
本発明の第１実施形態のストーカ式焼却炉２及びその運転方法においては、ストーカ上方の燃焼室（一次燃焼室３あるいは二次燃焼室４）内から再循環ガス抜出し口４０を通して抜き出した燃焼排ガスの一部を再循環ガスとして、再循環ファン１３等を介して再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂにそれぞれ送り込み、該再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂから二次燃焼室４内に噴出せしめるとともに、再循環ガス通路を構成する吸入通路３１の再循環ファン１３の上流部位において前記再循環ガスに燃焼用の一次空気（または二次空気あるいは外部からの空気）を混入空気通路３０より直接に混合して再循環ファン１３に導入し、この混合ガスからなる再循環ガスを再循環ファン１３によって前記燃焼室内に還流するように構成したので、燃焼排ガスを一次空気によって降温するとともに当該一次空気との混合によって燃焼排ガスを希釈化して再循環ファン１３に導入することが可能となる。
これにより、従来技術のような燃焼室内から抜き出した燃焼排ガス（再循環ガス）を冷却し降温させるための熱交換器は不要となり、燃焼排ガス再循環系の構造を簡単化するとともに構成機器数を減らし、ごみ焼却設備の装置コストを低減させることができる。
また、再循環ガスに一次空気からなる空気を混合しているため、空気混合用のファンやダクトを新たに設置する必要が無く、構成がさらに簡略になる。
【００１９】
また、かかるストーカ式焼却炉では、前記燃焼室の二次燃焼領域である二次燃焼室４において前記再循環ガスや二次空気の運動量により混合を促進して、完全燃焼の達成及び有害物質の低減化を図っており、その結果、前記再循環ガスや二次空気の供給圧力を高く保持することが要求されることから、前記再循環ガス還流用の再循環ファン１３は高回転で大きな遠心力が作用することになる。
【００２０】
このため、再循環ファン１３には、大きな遠心応力と共に再循環ガスの温度が高い場合には大きな熱応力が重畳されて、高応力状態でかつ燃焼排ガスからなる再循環ガスによって高腐食環境となるが、本発明の第１実施形態によれば、再循環ファン１３には、低温の一次空気によって冷却されて降温され、かつ該一次空気によって希釈化されて燃焼排ガス濃度が低くなるとともに、前記冷却によって排ガス中の腐食成分である塩類が固化されることにより、腐食成分が低減された再循環ガスが導入されることとなる。
従って、本発明の第１実施形態のストーカ式焼却炉２及びその運転方法によれば、再循環ファン１３の温度が低下して再循環ファン１３の熱応力が小さくなるとともに、前記のように腐食成分が低減された再循環ガスを再循環ファン１３に導入することにより、再循環ファン１３の腐食を抑制することができる。これにより、高価な耐熱材料を使用することなく低コスト化した再循環ファン１３が得られ、所要の耐久性及び寿命を維持することができる。
特に、再循環ファン１３の上流部位に設置した温度計測器６０にて混合ガス温度を監視し、その混合ガス温度が４００℃以下になるように前記再循環ガスと空気の割合を制御することで、当該再循環ファン１３を長期間運用するに十分の低熱応力となり、さらに、再循環ガスの高温状態ではガス状態にあるナトリウム塩等の低融点物質の融点が概略７００℃であることから、前記低融点物質を完全に固化できることになり、低融点物質の当該再循環ファン１３への付着、腐食を回避できる。
この作用を具体的に説明する。通常運転状態では、制御装置６１の混合ガス温度は４００℃以下に設定されており、温度計測器６０で計測された温度が設定温度以下になるよう、開閉弁７、開閉弁０１３、開閉弁３０ａが設定されている。この状態では、燃焼に寄与しなかった一次燃焼室３の炉内ガスの一部が混合空気と混合され、二次空気として炉内へ再投入されるため、新規に投入する二次空気量が削減された低空気比運転を実現している状態である。さらに、二次空気に低酸素濃度の炉内ガスが含まれているため、緩慢燃焼による低ＮＯｘ運転が実現している状態でもある。再循環ガス温度が高くなり、温度計測器６０で計測される混合ガス温度が制御装置６１の設定温度を超える場合、開閉弁３０ａを開いて空気量を多くするか、開閉弁０１３を閉めることで再循環ガス量を減らすか、または、その両方の手段を採ることで、混合ガス温度を下げる。その際、開閉弁３０ａを開くことで一次空気が減少するため、開閉弁７を開くことで一次空気量を一定に保つ。この作用により、混合ガス温度を常に４００℃以下に保つことが可能になり、これにより、当該再循環ファン１３を長期にわたり運用できるとともに、低融点物質の再循環ファン１３への付着、腐食を回避できる。
【００２１】
［第２実施形態］
図２は本発明の第２実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
この第２実施形態においては、前記第１実施形態の構成に付加して、再循環通路１６に除塵装置の一例としてサイクロン１２が設置され、該サイクロン１２の出口と再循環ファン１３とを接続する吸入通路１２ａに、一次空気主管５から分岐された混入空気通路３０が接続されている。
すなわち、本発明の第２実施形態においては、再循環通路１６からサイクロン１２に導入された燃焼排ガスからなる再循環ガスを、サイクロン１２にて公知の手段で当該再循環ガス中の塵類を除去した後、混入空気通路３０からの一次空気を当該再循環ガスと混合させて、再循環ファン１３に導入するようになっている。
その他の構成は前記第１実施形態（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
従って、本発明の第２実施形態によれば、再循環通路１５の再循環ファン１３の上流部位に設置したサイクロン１２によってガス中の塵類を除去して清浄化された再循環ガスに、前記第１実施形態と同様な混入空気通路３０からの一次空気を混合することによって当該再循環ガスの降温及び腐食防止処理が施されることになるので、再循環ファン１３の劣化成分が除去され、より清浄化された再循環ガスを再循環ファン１３に導入できることとなり、再循環ファン１３の耐久性及び寿命がより一層向上する。
【００２３】
［第３実施形態］
図３は本発明の第３実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
この第３実施形態においては、前記第１実施形態に付加して、再循環通路１６にサイクロン１２が設置され、該サイクロン１２の入口通路１４が再循環通路１６に接続され、該入口通路１４に、一次空気主管５から分岐された混入空気通路３０が接続されている。
すなわち、本発明の第３施形態においては、再循環通路１６からサイクロン１２に導入する前の再循環ガスに、混入空気通路３０からの一次空気を混合してからサイクロン１２に導入し、サイクロン１２にて公知の手段で当該再循環ガス中の塵類を除去した後、再循環ファン１３に導入するようになっている。
その他の構成は前記第１実施形態（図１）あるいは第２実施形態（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
従って、本発明の第３実施形態によれば、前記のような混入空気通路３０からの一次空気の混合によって降温されるとともに腐食防止処理を施されて、低温になった再循環ガスに、再循環通路１５の再循環ファン１３の上流部位に設置したサイクロン１２によってガス中の塵類を除去してから再循環ガスが再循環ファン１３に導入されることになるので、再循環ガスの高温状態ではガス状態にあるナトリウム塩等の低融点物質を、前記一次空気の混合により再循環ガスを低温にすることによってこれを固体化し、この固体をサイクロン１２でガス中から分離、除去処理することが可能となり、低融点物質を完全に除去することができる。
【００２５】
［第４実施形態］
図４は本発明の第４実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
この第４実施形態において、前記第１実施形態に付加して、再循環通路１６にサイクロン１２が設置され、該サイクロン１２の入口通路１４が再循環通路１６に接続され、該入口通路１４に、一次空気主管５から分岐された混入空気通路３０が接続されている構成は前記第３実施形態と同様である。
これに加えて、この第４実施形態においては、二次燃焼室４に臨んで、再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂの上流側に再循環ガス吹出しノズル１９ｃ，１９ｄが追設されて再循環通路１７，１８に接続され、再循環ファン１３からの一次空気を混合した再循環ガスを再循環ガス吹出しノズル１９ａ，１９ｂ及び再循環ガス吹出しノズル１９ｃ，１９ｄの２段位置から二次燃焼室４内に噴出するように構成されている。
なお、前記再循環ガス吹出しノズルは、３段以上設けられていてもよい。
また、本発明の第４実施形態は、前記第１実施形態のように除塵装置を備えないストーカ式焼却設備にも適用可能である。
その他の構成は前記第１実施形態（図１）あるいは第２実施形態（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
従って、本発明の第４実施形態によれば、前記第３実施形態のようにして一次空気を混合した再循環ガスを、二次燃焼室４の燃焼排ガス流動方向に沿った複数箇所から二次燃焼室４に噴出することにより、二次燃焼室４内での再循環ガスと炉内ガスとの混合が促進され、二次燃焼室４における未燃ガスの燃焼を促進することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るストーカ式焼却炉の構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ごみホッパ
２  ストーカ式焼却炉
３  一次燃焼室
４  二次燃焼室
５  一次空気主管
１２  サイクロン除塵装置
１２ａ，３１  吸入通路
１３  再循環ファン
１４  入口通路
１５，１６，１７  再循環通路
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ  再循環ガス吹出しノズル
２１  乾燥帯ストーカ
２２  主燃焼帯ストーカ
２３  おき燃焼帯ストーカ
３０  混入空気通路
４０  再循環ガス抜出し口
５１，５２，５３  一次空気管
６０  温度計測器
６１  制御装置
【図１】
2006275502.tif 000003
【図２】
2006275502.tif 000004
【図３】
2006275502.tif 000005
【図４】
2006275502.tif 000006