(57)【要約】【課題】  再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる再燃焼装置を提供する。【解決手段】  燃焼熱により灰を溶融してスラグ化する溶融炉３からの排ガスｅに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置１であり、排ガスｅが通流する排ガス流路７内に設置され、排ガス流路７内の温度よりも低い温度となり、表面に排ガスｅに同伴される灰を付着させる冷却部材となる管路１５、管路１５の表面に付着した灰を除去する除去手段となる蒸気噴射ノズル２９、管路１５の入口側での流体の温度を検出する第１の温度検出手段２１、管路１５の出口側での流体の温度を検出する第２の温度検出手段２３を有し、蒸気噴射ノズル２９は、第１の温度検出手段２１で検出した温度と第２の温度検出手段２３で検出した温度との温度差が予め設定した温度差以下になったときに蒸気を噴射して管路１５の表面に付着した灰を除去する。【選択図】        図１
2006125809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼熱により灰を溶融してスラグ化する溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置であり、
排ガスが通流する排ガス流路内に設置され、該排ガス流路内の温度よりも低い温度となり、表面に排ガスに同伴される灰を付着させる冷却部材と、該冷却部材の表面に付着した灰を除去する除去手段とを有することを特徴とする再燃焼装置。
【請求項２】
前記冷却部材は、前記冷却部材の表面の温度が２００℃以下に制御されてなることを特徴とする請求項１に記載の再燃焼装置。
【請求項３】
前記排ガス流路は、流路が他の部分よりも狭く絞られた絞り部を有し、前記冷却部材は、前記排ガス流路の前記絞り部に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の再燃焼装置。
【請求項４】
前記冷却部材は、前記排ガス流路内の排ガスの通流方向に交わる方向に設置され、内部を流体が通流する管路であり、該管路の入口側での流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、該管路の出口側での流体の温度を検出する第２の温度検出手段とを有し、前記除去手段は、前記第１の温度検出手段で検出した温度と前記第２の温度検出手段で検出した温度との温度差が予め設定した温度差以下になったときに前記冷却部材の表面に付着した灰を除去してなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の再燃焼装置。
【請求項５】
前記除去手段は、予め設定された時間間隔で前記冷却部材の表面に付着した灰を除去してなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の再燃焼装置。
【請求項６】
熱分解残渣を含む熱分解ガスを燃焼させて灰を溶融する溶融炉と、該溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置と、該再燃焼装置からの排ガスから廃熱を回収する廃熱ボイラとを備えたガス化溶融システムであり、
前記再燃焼装置として請求項１乃至５のいずれか１項に記載の再燃焼装置を備えたことを特徴とするガス化溶融システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置に係り、特に、再燃焼装置で生じた排ガスの熱を廃熱ボイラで回収する場合に好適な再燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼により生じた排ガスから熱を回収する廃熱ボイラでは、熱を回収するための伝熱管に、熱を回収する排ガスに同伴されてくる飛灰の付着が生じる。廃熱ボイラの伝熱管に灰が付着すると、伝熱性能が低下するのはもちろんのこと、濃縮された塩素により伝熱管が腐食するなどの問題が生じる場合がある。
【０００３】
これに対して、排ガスの発生源が通常のごみ焼却炉である場合、ごみ焼却炉で生じる飛灰は、主成分がＳｉやＡｌであることから、融点が比較的高く、比重も２から３程度というように重く、そして、平均粒子径も４０μｍから１００μｍ程度というように大きい。このため、廃熱ボイラ内のガス温度が灰の融点を十分下回っており、伝熱管に灰が付着する可能性は低い。さらに、廃熱ボイラは、例えば、排ガスが上方に向かう流路を形成する第１の水壁部、排ガスが下方に向かう流路を形成する第２の水壁部が順次設けられた後、排ガスが上方に向かう流路に伝熱管群が設けられた構造になっている。このように、第２の水壁部から伝熱管群が設けられた流路にかけて、排ガスの通流方向を変化させることで、灰の粒子を排ガスから遠心分離する対策などが取られている。これらのことから、通常のごみ焼却炉に組み合わせて廃熱ボイラを用いる場合、廃熱ボイラの伝熱管への灰の付着はほとんど問題にならない。
【０００４】
ところで、最近、一般ごみや産業廃棄物などのごみを部分燃焼させることによって熱分解してガス化し、さらに、ガス化により発生した熱分解ガスを燃焼させることで、灰を溶融しスラグ化する過程で、ごみを減容化し、ダイオキシン類を分解し無害化するガス化溶融システムなどが提案され、実用化されている。このようなガス化溶融システムなどが用いられている。このような溶融炉を含むシステムや設備でも排ガスから排熱を回収するためにごみ焼却炉と同様の廃熱ボイラが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５３３４７号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このようなガス化溶融システムなどに用いられている灰を溶融してスラグ化する溶融炉から排出される灰は、ＮａやＫの濃度が増大することから、融点が比較的低く、比重も０.２から０.６程度というように軽く、そして、平均粒子径も数μｍ程度といったように微細である。このため、溶融炉で生じた灰は、通常の焼却炉の場合に比べて、排ガスに同伴され易い。したがって、廃熱ボイラが排ガスの通流方向を変化させる構造になっていたとしても、遠心分離により排ガスと灰の粒子とを分離することは難しい。
【０００７】
このように、溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置の後流側に設置される廃熱ボイラでは、通常の焼却炉の後流側に設置された場合に比べて水壁や伝熱管に灰が付着する可能性が高くなる。
【０００８】
最近のごみ処理設備では、高効率発電のため蒸気条件の高温化や高圧化が進み、従来よりも伝熱面積が増大しているうえ、廃熱ボイラの水壁や伝熱管の表面温度は、ダイオキシン類の再合成温度領域に相当する温度になっている。このため、廃熱ボイラの水壁や伝熱管に灰が付着する可能性が高くなると、ダイオキシン類の再生成量が増加する可能性がある。また、廃熱ボイラの水壁や伝熱管に灰が付着する可能性が高くなると、水壁や伝熱管の塩素による腐食の発生が増大する可能性などもある。したがって、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減することが必要となっている。
【０００９】
このような廃熱ボイラの水壁や伝熱管への灰の付着に対し、スートブロワやウォールブロワと呼ばれる高圧蒸気噴霧装置により、水壁や伝熱管の表面に付着した灰を吹飛ばすことが考えられる。しかし、スートブロワやウォールブロワなどでは、灰を除去できる範囲が限られている。さらに、高温蒸気配管であるため管表面温度が高く、高圧蒸気噴霧により伝熱管が損耗する可能性があるという問題もあり、使用頻度が限られてくる。したがって、廃熱ボイラにスートブロワやウォールブロワなどを設けただけでは、溶融装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減することは難しい。
【００１０】
本発明の課題は、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の再燃焼装置は、燃焼熱により灰を溶融してスラグ化する溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置であり、排ガスが通流する排ガス流路内に設置され、この排ガス流路内の温度よりも低い温度となり、表面に排ガスに同伴される灰を付着させる冷却部材と、この冷却部材の表面に付着した灰を除去する除去手段とを有する構成とすることにより上記課題を解決する。
【００１２】
このような構成とすれば、再燃焼装置の排ガス流路内の冷却部材の表面に灰が付着することにより、再燃焼装置の後流側に設けられた廃熱ボイラへ流入する溶融飛灰を低減し、廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる。このとき、再燃焼装置の排ガス流路内の冷却部材に付着した灰は除去手段によって除去されるため、再燃焼装置の冷却部材に灰が付着して堆積することによる冷却部材の灰の付着能力の低下が抑制される。したがって、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる。
【００１３】
また、冷却部材は、冷却部材の表面の温度が２００℃以下に制御される構成とする。これにより、再燃焼装置の冷却部材に付着した灰の温度をダイオキシン類が再合成される温度領域よりも低くでき、再燃焼装置の冷却部材に付着した灰によるダイオキシン類の再合成を抑制できる。
【００１４】
さらに、排ガス流路は、流路が他の部分よりも狭く絞られた絞り部を有し、冷却部材は、排ガス流路の絞り部に設置されている構成とする。これにより、再燃焼装置に設ける冷却部材の数を低減したり、大きさを小型化したりできるため、除去手段の設置数も低減できる。
【００１５】
また、冷却部材は、排ガス流路の排ガスの通流方向に交わる方向に設置され、内部を流体が通流する管路であり、この管路の入口側での流体の温度を検出する第１の温度検出手段と、この管路の出口側での流体の温度を検出する第２の温度検出手段とを有し、除去手段は、第１の温度検出手段で検出した温度と第２の温度検出手段で検出した温度との温度差が予め設定した温度差以下になったときに冷却部材の表面に付着した灰を除去する構成とする。このような構成とすれば、管路への流体の入口側と出口側の温度差を監視することで、冷却部材となる管路への灰の付着量を推定することが可能となり、一定量以上管路へ灰が付着したときに除去手段による灰の除去を行うことで、灰の除去回数を最小限にできる。
【００１６】
また、除去手段は、予め設定された時間間隔で冷却部材の表面に付着した灰を除去する構成とする。これにより、冷却部材に付着した灰を定期的に除去することで、冷却部材の表面に灰が付着し易い状態に維持できる。
【００１７】
さらに、本発明のガス化溶融システムは、熱分解残渣を含む熱分解ガスを燃焼させて灰を溶融する溶融炉と、この溶融炉からの排ガスに含まれる未燃分を燃焼させるための再燃焼装置と、この再燃焼装置からの排ガスから廃熱を回収する廃熱ボイラとを備えたガス化溶融システムであり、再燃焼装置として上記いずれかの再燃焼装置を備えた構成とすることにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を適用してなる再燃焼装置及びガス化溶融システムの一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる再燃焼装置及びガス化溶融システムの概略構成及び動作を、溶融炉及び再燃焼装置の一部だけを断面図として模式的に示したブロック図である。図２は、冷却水の入口側と出口側の温度差と、管路表面への灰の付着量の関係を示す図である。
【００２０】
本実施形態の再燃焼装置１は、図１に示すように、溶融炉３と廃熱ボイラ５の間に設置されている。再燃焼装置１には、排ガスが通流する排ガス流路７内に燃焼用の空気を供給する再燃焼用空気ノズル９が設けられている。再燃焼用空気ノズル９は、再燃焼用空気ノズル９に空気を供給する図示していない通風機などの空気供給手段に、空気供給流路１１を介して連結されている。本実施形態の再燃焼装置１では、排ガス流路７は、他の部分よりも流路が狭く絞られた絞り部１３を有している。そして、この再燃焼装置１の排ガス流路７の絞り部１３には、上下方向に延在する再燃焼装置１の排ガス流路７に対して横方向、つまり、排ガス流路７内の排ガスの流れに交わる方向に延在する直管状の管路１５が設けられている。
【００２１】
管路１５の両端は、各々、排ガス流路７の外側に配置された入口側ヘッダ管１７、出口側ヘッダ管１９に連結されている。入口側ヘッダ管１７、出口側ヘッダ管１９には、各々、入口側ヘッダ管１７内部の温度を検出する温度検出手段となる第１熱電対２１、そして、出口側ヘッダ管１９内部の温度を検出する温度検出手段となる第２熱電対２３が設置されている。また、入口側ヘッダ管１７には、排ガス流路７内の温度よりも低い温度の流体として工業用水などの適宜の水を入口側ヘッダ管１７に供給する冷却水供給管路２５が、出口側ヘッダ管１９には、出口側ヘッダ管１９内の流体つまり本実施形態では水を排出する冷却水排出管路２７が各々連結されている。
【００２２】
したがって、再燃焼装置１の管路１５は、入口側ヘッダ管１７から出口側ヘッダ管１９に向けて排ガス流路７内の温度よりも低い温度の流体である水が通流することで、表面が排ガス流路７内の温度よりも低い温度となり、本実施形態における冷却部材の役割を果たす。なお、本実施形態では、排ガス流路７の幅方向つまり横方向に例えば３本といったように複数本の管路１５を並列に設置している。
【００２３】
さらに、再燃焼装置１の管路１５近傍には、管路１５に向けて加圧した過熱蒸気を噴射する蒸気噴射ノズル２９が設けられている。蒸気噴射ノズル２９は、できるだけ管路１５全体に過熱蒸気が当たるように、管路１５の長さや本数に応じて適宜の数設置されている。蒸気噴射ノズル２９は、蒸気の噴射と停止を切り替えるための図示していない弁機構を内蔵している。また、蒸気噴射ノズル２９には、蒸気噴射ノズル２９に加圧した過熱蒸気を供給するための図示していない蒸気管路が連結されている。
【００２４】
本実施形態の再燃焼装置１は、第１熱電対２１で検出した温度と第２熱電対２３で検出した温度との温度差に応じて蒸気噴射ノズル２９から蒸気を噴射することにより、管路１５に付着した灰を除去するための演算部３１や制御部３３などを備えている。演算部３１は、第１熱電対２１で検出した温度と第２熱電対２３で検出した温度との温度差を算出し、算出した温度差が予め設定した温度差以下になると信号を送信する。制御部３３は、演算部３１からの信号を受信すると、蒸気噴射ノズル２９に、蒸気噴射ノズル２９の図示していない弁機構を開くことを指令する信号を送信する。したがって、演算部３１と第１熱電対２１及び第２熱電対２３、演算部３１と制御部３３、そして、制御部３３と蒸気噴射ノズル２９などは、各々、配線３５を介して電気的に接続されている。
【００２５】
このような再燃焼装置１を備えた本実施形態のごみガス化溶融システムは、一般ごみや産業廃棄物などのごみを部分燃焼させることで熱分解ガスを生成するガス化炉３７、ガス化炉３７の後流側に設けられ、ガス化炉３７からの熱分解残渣を含む熱分解ガスを燃焼させて灰を溶融してスラグ化する旋回式の溶融炉３を備えている。そして、溶融炉３の後流に、溶融炉３の出口側の端部と連通した状態で、溶融炉３で生じた排ガスを完全燃焼するために再燃焼装置１が設けられている。また、再燃焼装置１の後流側に、再燃焼装置１からの排ガスから熱を回収するための熱交換器を有する廃熱ボイラ５を備えている。廃熱ボイラ５は、排ガス流路３８を介して再燃焼装置１に連結されている。
【００２６】
溶融炉３は、例えば、円筒状の炉を斜めに傾斜させて設置したものであり、上方に位置する端部が、未燃カーボンや灰を主成分とするチャーなどの熱分解残渣を含む熱分解ガスａの入口側、下方に位置する端部が炉内で生じた排ガスの出口側になっている。したがって、溶融炉３の入口側の端部には、ガス化炉３７からの熱分解残渣を含む熱分解ガスａが通流する熱分解ガス流路３９が連結されている熱分解ガスノズル４１を有している。さらに、溶融炉３の上方に位置する端部には、熱分解ガスノズル４１よりも出口側の端部側、つまり、溶融炉３の炉内のガスなどの流れに対して熱分解ガスノズル４１よりも下流側に、燃焼用空気ノズル４３を有している。さらに、溶融炉３の入口側の端面には、溶融炉３の炉内の温度を上昇する必要がある場合に燃焼を行う補助バーナ４５が設けられている。
【００２７】
溶融炉３の熱分解ガスノズル４１は、管状の熱分解ガスノズル４１を円筒状の溶融炉３の内周面つまり炉内の周面の接線方向に沿って延在させた状態で設けられている。このため、熱分解ガスノズル４１は、熱分解残渣を含む熱分解ガスａを炉内の周面の周方向に沿って吹き出すことになる。燃焼用空気ノズル４３も、熱分解ガスノズル４１と同様に、管状の燃焼用空気ノズル４３を円筒状の溶融炉３の炉内の周面の接線方向に沿って延在させた状態で設けられている。このため、燃焼用空気ノズル４３も、燃焼用空気ｂを炉内の周面の周方向に沿って噴出することになる。
【００２８】
このように熱分解ガスノズル４１や燃焼用空気ノズル４３が溶融炉３の炉内の周面の周方向に沿って熱分解ガスａや燃焼用空気ｂを吹き出すことによって、溶融炉３の炉内には、炉内の周面の周方向に沿って旋回しながら溶融炉３の入口側の端部から出口側の端部に向かう旋回流ｃが形成される。なお、燃焼用空気ノズル４３は、燃焼用空気を燃焼用空気ノズル４３に供給するための通風機などの空気供給手段に送気管路４７を介して連結されている。
【００２９】
また、本実施形態のガス化溶融システムは、廃熱ボイラ５の後流に、廃熱ボイラ５と排ガス流路４９を介して連通し、ダイオキシン類の再合成を抑制するための排ガス温度減温装置５１を、排ガス温度減温装置５１の後流に、排ガス温度減温装置５１と排ガス流路５３を介して連通し、燃焼排ガスに同伴するダストを捕集して排出するための集塵装置５５を、そして、排ガス流路５７を介して集塵装置５５と連結され、集塵装置５５から排ガスを排出するための煙突５９などを備えている。
【００３０】
このような本実施形態のガス化溶融装置では、ごみは、ガス化炉３７で熱分解される。ガス化炉３７で生成した未燃カーボンを主体とするチャーなどの熱分解残渣を含む熱分解ガスは、熱分解ガスノズル４１から溶融炉３の炉内へ流入する。熱分解残渣や熱分解ガスは、燃焼用空気ノズル４３から供給される燃焼用空気と混合されることで燃焼し、溶融炉３の炉内を灰の融点以上に保持する。これにより、灰分が溶融してスラグｄとなり、スラグｄはスラグ排出口部６１から回収される。
【００３１】
一方、溶融炉３から排出された、例えば１３５０℃以上といったような高温の排ガスｅは、再燃焼装置１の排ガス流路７内に流入する。溶融炉３からの排ガスｅ中には、若干の未燃ガスが含まれているため、再燃焼装置１において、再燃焼用空気ノズル９から燃焼用空気ｆを供給することで完全燃焼させる。このとき、再燃焼装置１の排ガス流路７内は、ダイオキシン類の熱分解を促進するため、例えば８５０℃以上といった温度に保たれている。完全燃焼した再燃焼装置１からの排ガスは、廃熱ボイラ５へ流入し、熱が回収される。
【００３２】
このように、溶融炉３の炉内の温度は、常時、例えば１３５０℃から１４００℃程度といった灰が溶融する温度になっている。溶融炉３は、窒素酸化物の生成を抑制するため、空気不足の状態、すなわち、還元雰囲気で運転される。したがって、溶融炉３からの排ガスｅ中には未燃ガスが含まれる。このため、再燃焼装置１において空気を供給し、空気過剰状態にすることで、未燃ガスの完全燃焼を図っている。
【００３３】
再燃焼装置１は、ダイオキシン類を熱分解するため、例えば８５０℃以上といった温度に保たれており、溶融炉３で気化した低融点化合物は、再燃焼装置１の壁面に付着することはない。しかし、このような例えば８５０℃以上といった温度の雰囲気下であっても、再燃焼装置１の排ガス流路７内に設置した冷却部材となる管路１５の表面温度は、管路１５内に工業用水などを流すことによって、例えば１００℃程度といった低い温度となる。このため、管路１５の周囲を排ガスが流れることで、排ガスに含まれる灰そして溶融炉３で気化した低融点化合物も管路１５の表面に付着する。管路１５の表面への灰の付着量が増加すると表層面の灰の温度が上昇し、新たに排ガスｅ中の溶融飛灰が付着することが困難となる。このため、管路１５の表面に次々と灰が付着して堆積して行くに連れ、管路１５の表面に灰が付着し難くなって行く。また、管路１５の表面への灰の付着量が増えると、排ガスｅが通流できる流路面積が減少することになる。
【００３４】
ここで、再燃焼装置１に設置した管路１５の入口と出口の水の温度差、つまり、入口側ヘッダ管１７内の水温と出口側ヘッダ管１９内の水温の温度差は、図２に示すように、管路１５の表面の灰の付着量が増加するに連れて低下する。したがって、入口側ヘッダ管１７内の水温と出口側ヘッダ管１９内の水温の温度差を監視することで、管路１５の表面への灰の付着量を知ることができる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、第１熱電対２１及び第２熱電対２３によって入口側ヘッダ管１７及び出口側ヘッダ管１９内の水温を常時測定している。そして、再燃焼装置１の管路１５の入口側と出口側の水の温度差、つまり、入口側ヘッダ管１７内の水温と出口側ヘッダ管１９内の水温の温度差が予め設定しておいた温度差以下になったときに灰の除去手段である蒸気噴射ノズルを作動させ、過熱蒸気の噴射によって管路１５の表面に付着した灰を除去する。
【００３６】
本実施形態では、このような運転を繰り返すことで、常時、再燃焼装置１の管路１５の表面を灰が付着し易い状態に維持することができる。なお、管路１５の表面から除去された灰は、酸化物または塩化物の状態で固化しており、例えば８５０℃以上といったような温度の雰囲気下に放出されても気化することなく、固体状のまま排ガスの流れに乗って流出する。また、管路１５の表面から除去された灰は、酸化物または塩化物の状態になっているので、廃熱ボイラ５の水壁表面や伝熱管表面へ付着することはない。また、再燃焼装置１の管路１５の表面温度は１００℃程度と低いことから、管路１５の表面に付着した灰を除去するのに過熱蒸気を噴射しても、過熱蒸気による管路１５の表面の損耗は生じ難い。
【００３７】
このように、本実施形態の再燃焼装置１及びガス化溶融システムでは、再燃焼装置１の排ガス流路７内に、排ガス流路７内の雰囲気の温度よりも低い温度の冷却部材となる管路１５を備えている。このため、再燃焼装置１の排ガス流路７に流入してくる排ガスｅに同伴されてくる溶融飛灰は、管路１５の表面に付着し、再燃焼装置１の後流側に設けられた廃熱ボイラ５へ流入する溶融飛灰を低減し、廃熱ボイラ５の水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる。さらに、再燃焼装置１の冷却部材となる管路１５の表面に付着した灰を除去する除去手段となる蒸気噴射ノズル２９を有している。このため、再燃焼装置１の管路１５に付着した灰は、蒸気噴射ノズル２９から噴射される蒸気によって除去され、再燃焼装置１の管路１５の表面に灰が付着して堆積することによる灰の付着能力の低下が抑制される。したがって、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できる。
【００３８】
さらに、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できることにより、廃熱ボイラの水壁や伝熱管の灰による伝熱阻害を抑制でき、また、水壁や伝熱管の塩素による腐食を抑制できる。加えて、再燃焼装置の後流側に設けた廃熱ボイラにおける水壁や伝熱管への灰の付着を低減できることにより、廃熱ボイラでのダイオキシン類の再生成を抑制できる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、冷却部材が、工業用水などの水が流入する管路１５であるため、冷却部材となる管路１５の表面の温度は、１００℃程度といったように、２００℃以下に制御される。これにより、再燃焼装置１の冷却部材となる管路１５の表面に付着した灰の温度をダイオキシン類が再合成される温度領域よりも低くできる。すなわち、再燃焼装置の冷却部材に付着した灰によるダイオキシン類の再合成を抑制できる。
【００４０】
加えて、本実施形態では、排ガス流路７は、流路が他の部分よりも狭く絞られた絞り部１３を有している。そして、本実施形態の冷却部材となる管路１５は、この排ガス流路７の絞り部１３に設置されている。したがって、再燃焼装置に設ける冷却部材の数を低減したり、大きさを小型化したりできるため、除去手段の設置数も低減できる。ただし、再燃焼装置に設ける冷却部材の数の低減や、小型化などの必要がない場合には、冷却部材を排ガス流路の絞り部に設けていない構成にすることもできる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、第１熱電対２１及び第２熱電対２３によって入口側ヘッダ管１７及び出口側ヘッダ管１９内の水温を検出している。そして、再燃焼装置１の管路１５の入口側と出口側の水の温度差、つまり、入口側ヘッダ管１７内の水温と出口側ヘッダ管１９内の水温の温度差が予め設定しておいた温度差以下になったときに灰の除去手段である蒸気噴射ノズル２９を作動させ、過熱蒸気の噴射によって管路１５の表面に付着した灰を除去している。このように、管路１５への水の入口側と出口側の温度差を監視することで、冷却部材となる管路１５への灰の付着量を推定することが可能となる。そして、一定量以上管路１５へ灰が付着したときに除去手段となる蒸気噴射ノズル２９から蒸気を噴射して灰の除去を行うことで、灰の除去回数を最小限にしながら、冷却部材の表面に灰が付着し易い状態を維持できる。
【００４２】
また、本実施形態では、再燃焼装置１の管路１５の入口側と出口側の水の温度差に応じて蒸気噴射ノズル２９などの除去手段を作動させ、灰の除去を行っている。しかし、冷却部材が水のような流体を通流させる管路１５のような構造ではなく、流体の温度差などで灰の付着量を推定できない構造の冷却部材の場合には、予め設定された時間間隔で冷却部材の表面に付着した灰を除去するようにする。これにより、冷却部材に付着した灰を定期的に除去することで、冷却部材の表面に灰が付着し易い状態に維持できる。
【００４３】
また、本実施形態では、灰の除去手段として、蒸気噴射ノズル２９などを設けた場合を示した。しかし、除去手段としては、管路１５のような冷却部材の表面に付着した灰を除去できれば、スートブロワなどをはじめ、機械的な掻きとりにより灰を除去するもの、音波や振動により灰を除去するものなど様々な除去手段を用いることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、再燃焼装置１を、ガス化炉３７と溶融炉３を備えたガス化溶融システムに設けた場合について説明した。しかし、本発明は、このような構成のガス化溶融システムに限らず、廃熱ボイラを備えた様々な構成のガス化溶融システムに適用できる。
【００４５】
例えば、図３に示すように、ガス化炉と溶融炉が一体化したガス化溶融装置６３を備えたガス化溶融システムにおいて、ガス化溶融装置６３の後流側に排ガス流路６５を介して再燃焼装置１を組み合わせた構成などにすることもできる。また、図４に示すように、焼却炉６７と溶融炉６９を備え、焼却炉６７と溶融炉６９からの排ガスが廃熱ボイラ５へ流入する構成のごみ処理システムにおいて、溶融炉６９と廃熱ボイラ５の間に、溶融炉６９と排ガス管路７１を介して排ガス中の灰の除去が可能な再燃焼装置１を連結した構成などにすることもできる。なお、図３及び図４では、本実施形態と同一の構成などには同じ符号を付している。
【００４６】
このように、本発明は、ガス化溶融システムに限らず、溶融炉と廃熱ボイラを備えた様々な構成のシステムや設備全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用してなる再燃焼装置及びガス化溶融システムの一実施形態の概略構成及び動作を、溶融炉及び再燃焼装置の一部だけを断面図として模式的に示したブロック図である。
【図２】冷却水の入口側と出口側の温度差と、管路表面への灰の付着量の関係を示す図である。
【図３】本発明を適用してなる再燃焼装置及びガス化溶融システムの別の実施形態の概略構成及び動作を、再燃焼装置の一部だけを断面図として模式的に示したブロック図である。
【図４】本発明を適用してなる再燃焼装置を備えたごみ処理システムの一実施形態の概略構成及び動作を、再燃焼装置の一部だけを断面図として模式的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  再燃焼装置
３  溶融炉
５  廃熱ボイラ
７  排ガス流路
９  再燃焼用空気ノズル
１５  管路
１７  入口側ヘッダ管
１９  出口側ヘッダ管
２１  第１熱電対
２３  第２熱電対
２９  蒸気噴射ノズル
【図１】
2006125809.tif 000003
【図２】
2006125809.tif 000004
【図３】
2006125809.tif 000005
【図４】
2006125809.tif 000006