(57)【要約】【課題】廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を行った場合においても安定した燃焼が行えて、ＣＯやＮＯｘ等の有害物質の発生量を低減できる廃棄物焼却炉を提供する。【解決手段】廃棄物焼却炉３０の燃焼室３内に、燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に、保炎器２５を設ける。ここで、前記保炎器は、燃焼室３内の燃焼開始領域、或いは、燃焼室３内の後燃焼領域に設けることが好ましい。さらに、前記保炎器２５は、廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する投影面積を調節可能な手段を備えていることが好ましい。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉の燃焼室内に、燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に、保炎器を設けたことを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項２】
保炎器が、燃焼室内の燃焼開始領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項３】
保炎器が、燃焼室内の後燃焼領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項４】
保炎器が冷却手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項５】
冷却手段が、保炎器内に設けた流路に冷却用流体を流通させることにより当該保炎器を冷却するものであることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項６】
冷却手段が、保炎器の下部に設けた流体吹出孔から冷却用流体を燃焼室内に吹き出すことにより当該保炎器を冷却するものであることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項７】
冷却用流体として、燃焼室内に供給する燃焼用空気を用いることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項８】
冷却用流体として、焼却炉から排出される排ガスを用いることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項９】
冷却用流体として、水を用いることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物焼却炉。
【請求項１０】
保炎器の少なくとも一部がラジアントチューブにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項１１】
廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する保炎器の投影面積を調節可能な手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項１２】
保炎器の燃焼室内における高さ位置及び／又は炉長手方向の位置を調節可能な手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の廃棄物焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する火格子式廃棄物焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられている。その代表的なものの概略図を図１０に示す。ホッパ６１に投入された廃棄物６２は、シュートを通して乾燥火格子６３に送られ、下からの空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火する。着火して燃焼を開始した廃棄物６２は、燃焼火格子６４に送られ、下から送られる燃焼用空気により熱分解されてガス化され、一部は燃焼する。そして、更に後燃焼火格子６５で、廃棄物中の未燃分が完全に燃焼する。そして、燃焼後に残った灰は、主灰シュート６６より外部に取り出される。
【０００３】
燃焼は燃焼室６７内で行われ、二次燃焼室６８で二次的な燃焼が行われて可燃性ガスが完全に燃焼する。二次燃焼室６８からの排ガスは、廃熱ボイラ６９に送られ、熱交換された後に減温塔、バグフィルタ等を経由して外部に放出される。
【０００４】
このような火格子式又は流動床式廃棄物焼却炉において、廃棄物を焼却処理する場合、廃棄物が性状の異なる数多くの物質からなるため、炉内の燃焼状態を一定に維持することは困難であり、燃焼室６７内の温度や燃焼ガスの濃度の分布が時間的、空間的に不均一となることは避けられない。
【０００５】
このような課題を解決する方法として、特開平２００１−１０８２２０号公報（特許文献１）には、炉内の対向する位置に気体を噴出するノズルを設け、噴出される気体によって、炉内によどみ領域や旋回領域を形成して炉内燃焼状態を安定させる方法が開示されている。この技術は、焼却炉において発生する排ガス中のＣＯ及び芳香族系炭化水素等を多く含む未燃ガスや有害物質等を低減させることを目的としたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１０８２２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、廃棄物焼却炉において、廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で実際に炉内に供給する空気量を除した比（空気比）は１．７〜２．０程度である。これは、一般的な燃料の燃焼に必要な空気比である１．０５〜１．２に比べて大きくなっている。この理由は、廃棄物には他の液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ不均質なため、安定燃焼を行うには燃焼用空気を多量に供給する必要があるためである。しかし、空気比が多くなるに従って排ガス量も多くなり、大型の排ガス処理設備が必要となっている。
【０００８】
空気比を小さくすれば排ガス量は低減し、排ガス処理設備がコンパクトになり、その結果廃棄物焼却施設全体が小型化して設備費を低減することができる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤量も低減できるので、運転費を低減できる。さらに、熱回収できずに失われる熱量を低減できるので、廃熱ボイラの熱回収率が向上し、これに伴ってごみ発電の発電効率を上げることができる。
【０００９】
このように、低空気比燃焼に対する利点は大きいが、低空気比燃焼では焼却炉に供給される廃棄物の量や性状が変動した際に燃焼が不安定になるという問題がある。すなわち、低空気比で燃焼させると、上記の際に燃焼が不安定となり、ＣＯ濃度が増加したり、火炎温度が局所的に上昇してＮＯｘが急増したり、煤が大量に発生したり、クリンカが発生したり、局所的な高温により炉の耐火物の寿命が短くなるという問題点があった。上記特許文献１に記載されている燃焼技術では、このような問題点を解決することが不十分であった。また、ノズルから吹き込まれる気体が炉の中央付近まで届かないため、よどみ領域が十分に形成されないことがあるという問題もある。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を行った場合においても安定した燃焼が行えて、ＣＯやＮＯｘ等の有害物質の発生量を低減できる廃棄物焼却炉を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１２】
請求項１の発明は、廃棄物焼却炉の燃焼室内に、燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に、保炎器を設けたことを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、保炎器が、燃焼室内の燃焼開始領域に設けられていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１において、保炎器が、燃焼室内の後燃焼領域に設けられていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、保炎器が冷却手段を備えていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４において、冷却手段が、保炎器内に設けた流路に冷却用流体を流通させることにより当該保炎器を冷却するものであることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４において、冷却手段が、保炎器の下部に設けた流体吹出孔から冷却用流体を燃焼室内に吹き出すことにより当該保炎器を冷却するものであることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６において、冷却用流体として、燃焼室内に供給する燃焼用空気を用いることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項５又は請求項６において、冷却用流体として、焼却炉から排出される排ガスを用いることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項５において、冷却用流体として、水を用いることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかにおいて、保炎器の少なくとも一部がラジアントチューブにより構成されていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれかにおいて、廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する保炎器の投影面積を調節可能な手段を備えていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００２３】
請求項１２の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれかにおいて、保炎器の燃焼室内における高さ位置及び／又は炉長手方向の位置を調節可能な手段を備えていることを特徴とする廃棄物焼却炉である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る廃棄物焼却炉５０の一実施形態を示す概略側断面図である。
【００２６】
図１に示す廃棄物焼却炉５０は、燃焼室３と、この燃焼室３の上流側（図１の左側）に配置され廃棄物２を燃焼室３内に投入するためのホッパ１と、このホッパ１と反対側の燃焼室３下流側の上方に連設されるボイラ１２とを有する火格子式の二回流炉である。
【００２７】
燃焼室３の底部には、廃棄物２を移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）が設けられている。この火格子は、ホッパ１から遠ざかるに従って下がるように傾斜して設けられている。この火格子には２つの段差が形成されており、３つの部分に分かれる。この３つの火格子を、ホッパ１に近い方から、乾燥火格子５、燃焼火格子６、後燃焼火格子７と呼んでいる。乾燥火格子５では主として廃棄物２の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子６では主として廃棄物２の燃焼が行われるが、廃棄物２は燃焼すると共に熱分解し、可燃性ガスを放出する。燃焼火格子６において廃棄物２の燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子７上では、僅かに残った廃棄物２中の未燃分を完全に燃焼させる。完全に燃焼した後の燃焼灰は、主灰シュート１５より排出される。
【００２８】
上記乾燥火格子５、燃焼火格子６及び後燃焼火格子７の下部には、それぞれ風箱８，９，１０が設けられている。ブロワ１３により供給される燃焼用一次空気は、燃焼用一次空気供給管１６を通って前記各風箱８，９，１０に供給され、各火格子５，６，７を通って燃焼室３内に供給される。なお、火格子下から供給される燃焼用一次空気は、火格子上の廃棄物２の乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子の冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。
【００２９】
ホッパ１と反対側の燃焼室３出口には、廃熱ボイラ１２の二次燃焼領域１７が連設されている。そして、燃焼室３内には、燃焼室３の出口近傍に、燃焼ガスを分流するための障壁（中間天井）１１が設けられ、燃焼ガスの流れを主煙道２０と副煙道２１に分流している。前記主煙道２０と副煙道２１に分流され燃焼室３から排出される燃焼ガスと可燃性ガスは、廃熱ボイラ１２に導かれそこで混合・攪拌される。この混合・攪拌された可燃性ガスは、廃熱ボイラ１２の一部である二次燃焼領域１７内で二次燃焼し、この二次燃焼により発生した燃焼排ガスは廃熱ボイラ１２で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ１２から排出された燃焼排ガスは、ダクト１４を通って第一の除塵装置１８に送られ、そこで前記燃焼排ガス中に含まれる飛灰の回収が行われる。前記第一の除塵装置１８で除塵された後の燃焼排ガスは、消石灰による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに第二の除塵装置１９に送られ、活性炭などが回収される。前記第二の除塵装置１９で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、誘引ファン２２により誘引され、煙突２３から大気中に放出される。なお、前記除塵装置１８，１９としては、例えば、バグフィルタ方式、サイクロン方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。
【００３０】
なお、図１においては、中間天井１１を有し、火格子が傾斜して設けられている炉を図示しているが、本発明はこのような中間天井を有しない炉や火格子が水平に設けられている炉においても適用できることは言うまでもない。
【００３１】
このような廃棄物焼却炉において、本発明は、燃焼室３内に、燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に、保炎器２５を設けたものである。ここで、前記燃焼室高さとは、火格子の各部において、主燃焼が行われる空間の高さであって、火格子から燃焼室天井又は二次燃焼用空気が吹き込まれる位置までの高さをいう。
【００３２】
また、前記保炎器２５は、燃焼室３内の燃焼開始領域に設けることが好ましい。保炎器２５を燃焼開始領域に設ける理由は可燃性ガスが発生し始める領域に設けることが燃焼を安定させる上で好ましいためである。なお、火格子式廃棄物焼却炉において、可燃性ガスが発生し始める領域は、燃焼開始領域である。
【００３３】
廃棄物が焼却される場合、まず水分の蒸発が起こり、次いで熱分解・部分酸化反応が起こり、可燃性ガスが生成し始める。ここで燃焼開始領域とは、廃棄物の燃焼が始まり、廃棄物の熱分解、部分酸化により可燃性ガスが生成し始める領域である。
【００３４】
なお、主燃焼領域とは、廃棄物の熱分解と燃焼が行われ、可燃性ガスが発生し火炎を伴って燃焼している領域であり、火炎を伴う燃焼が完了する点（燃え切り点）までの領域をいう。燃え切り点より後の領域では、廃棄物中の固形未燃分（チャー）が燃焼する後燃焼領域（熾燃焼領域）となる。火格子式焼却炉では燃焼開始領域は乾燥火格子の後部であり、主燃焼領域は燃焼火格子に、後燃焼領域は後燃焼燃焼火格子に相当する。
【００３５】
火格子上にある廃棄物の熱分解や部分酸化によって発生する可燃性ガスは上昇気流となり、燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置で、燃焼室３内の燃焼開始領域に設置された保炎器２５に衝突する。これにより、可燃性ガスの流れの速さが遅く滞留したよどみ領域が廃棄物層と保炎器２５間の空間の保炎器２５側に形成される。
【００３６】
その結果、可燃性ガスと燃焼用空気との混合、攪拌が促進されるので安定した燃焼が行われる。すなわち、よどみ領域内に滞留している可燃性ガスは、乾燥火格子下部から噴出された燃焼用空気の流体力学的作用を受けて、燃焼用空気後流に巻き込まれるように混合・攪拌が行われる。
【００３７】
よどみ領域が形成されると、その部分においては流速が小さくかつ上記のような理由によって混合・攪拌が促進されるため、火炎が定在しやすくなる。
【００３８】
また、燃焼用空気流から見てよどみ面の手前の領域において火炎が定在しやすくなり、かつ、燃焼室３内での可燃性ガスや燃焼用空気の滞留時間が長くなるので安定した燃焼が比較的長く継続する。また、定在する火炎から放射されるふく射熱によって火格子上の廃棄物がよく加熱され、熱分解や部分酸化が促進されやすい。
【００３９】
このように燃焼室３内で安定した燃焼が行われる結果、ＣＯ、ＮＯｘ、ダイオキシン類等の有害物質の発生を抑制すると共に煤の生成を抑制することができる。このため、焼却炉に吹き込む空気の量を減少させ、低空気比燃焼を行うことができる。
【００４０】
低空気比燃焼を行うことにより排出ガス量を削減することができるため、廃棄物焼却施設のコンパクト化が図れ、設備コストおよびランニングコストの削減が可能となる。
【００４１】
また、保炎器２５を燃焼室高さの１／２を超えない高さ位置に設置することで、廃棄物層直上にガスのよどみ領域が形成され、安定した火炎が定在するので炉内温度が安定して保炎器２５の上方に十分な再燃焼領域が形成されるため、炉内空間が有効に活用され、その結果、燃焼の安定化と炉天井や炉内壁等の焼損防止とが同時に達成される。
【００４２】
また、前記保炎器２５は、燃焼室３内の後燃焼領域に設けてもよい。保炎器２５を後燃焼領域に設けることにより、後燃焼している廃棄物層直上にガスのよどみ領域が形成され、わずかに発生する可燃性ガスを安定して燃焼させ、炉内温度を高温に保ちチャーを十分に燃焼させることができる。また、後燃焼領域に外部から気体を吹き込んでよどみ領域を形成する場合に比べ、この領域での炉内温度の低下や酸素濃度の上昇が抑えられるため、焼却灰中の重金属類、とりわけＰｂの酸化が抑えられ、Ｐｂの揮散が容易となり、焼却灰中のＰｂ含有量を減少させることができる。また、燃焼が安定することで局所高温領域の形成が回避され、チャー中の窒素分のＮＯｘ転換や焼却灰の焼結を抑制することができる。
【００４３】
ここで、前記保炎器２５は、廃棄物層直上にガスのよどみ領域を形成できるものであればその形状は特に限定されないが、板状のものが好適である。しかし、保炎器２５の形状は板状のものには限定されず、例えば、保炎器断面が鉤状のものや円弧状のものなどを適宜選択できる。また、保炎器２５に、例えばガスが通り抜けられる貫通孔のようなものを適宜設け、ガスの流れを調節できるようにしたものを用いてもよい。
【００４４】
保炎器の材質としては、発泡アルミナ質原料の軽量キャスタブルあるいはアルミナやシリカ等を主成分としたセラミックファイバーなどの断熱性・高耐熱性を持つものが望ましい。
【００４５】
また、前記保炎器２５には、冷却手段を設けることが好ましい。保炎器２５に冷却手段を設けることにより、保炎器２５の焼損を防ぎ、耐久性を向上させることができる。これにより、廃棄物焼却炉の稼働率の上昇、補修の回数や費用の削減等を図ることができる。さらに、燃焼室３内での局所高温領域の減少及びこれに伴って低ＮＯｘ化が図れる。
【００４６】
ここで、前記冷却手段としては、保炎器２５内に設けた流路に冷却用流体を流通させることにより当該保炎器を冷却する手段を用いることができる。ここで、前記冷却用流体としては、例えば、燃焼室内に供給する燃焼用空気、焼却炉から排出される排ガス、又は、水等を用いることができる。
【００４７】
図２に、保炎器２５内に冷却用流体を流通させる流路２６を設けた場合の構成の一例を示す。なお、前記流路２６は、冷却用流体が燃焼用空気の場合は燃焼用空気配管、排ガスの場合は排ガス用配管、水の場合は水管となる。
【００４８】
前記保炎器２５の内部に設ける燃焼用空気配管、排ガス用配管、或いは水管は廃棄物から発生する可燃性ガスの流れ方向の投影面積がなるべく大きくなるように、かつ、保炎器２５の強度が十分保たれるように内蔵することが好ましい。ここでは前記流路２６内に燃焼用空気、排ガス、或いは水を流すことによって、保炎器２５を空冷あるいは水冷する。
【００４９】
前記保炎器２５内に設けられた流路２６に流通させる燃焼用空気には、火格子下および／または炉壁から燃焼室３内に供給される燃焼用空気の全部又は一部が用いられる。燃焼用空気の全部又は一部を保炎器２５の内部に設けた燃焼用空気配管を経由させて火格子下および／または炉壁から燃焼室３内に供給することで、前記燃焼用空気は加熱され高温空気となる。高温空気は反応性が高く、また粘性も高く攪拌効果が高いので、燃焼室３内の燃焼の安定性を向上させる効果を有する。さらに、高温空気とすることで燃焼に必要な燃焼用空気の総量を低減できるので、設備コストやランニングコストを削減することが可能となる。
【００５０】
前記保炎器２５内に設けられた流路２６に流通させる排ガスには、焼却炉から排出される排ガスの一部が用いられる。なお、図１に示す例では、第一の除塵装置１８或いは第二の除塵装置１９で除塵された後の低温排ガスの一部を用いることが好ましい。焼却炉から排出される排ガスの一部を保炎器２５の内部に設けた排ガス用配管を経由させて循環排ガスとして燃焼室３内に循環させることで、前記排ガスは保炎器２５内で加熱され循環高温排ガスを形成することができる。この循環高温排ガスを燃焼室３内へ循環させることによって、熱効率の上昇および低酸素燃焼によるＮＯｘ排出量低減を達成することができる。
【００５１】
前記保炎器２５内に設けられた流路２６に水を流通させて水冷する場合、保炎器２５内を通過した水は加熱され温水となる。この温水は、例えば、焼却炉に併設した廃熱ボイラにおけるボイラ水として用いることにより収熱量が増大し、発電量の増加が可能となる。
【００５２】
また、前記冷却手段としては、保炎器２５の下部に設けた流体吹出孔２７から冷却用流体を燃焼室内に吹き出すことにより当該保炎器２５を冷却する手段を用いることができる。ここで、前記冷却用流体としては、例えば、燃焼室内に供給する燃焼用空気或いは焼却炉から排出される排ガス等を用いることができる。
【００５３】
保炎器２５の下部に設けた流体吹出孔２７から冷却用流体を吹き出すことで保炎器２５下部表層面に流体による境界層が形成されるため保炎器２５が冷却され、保炎器２５の耐久性を高めることができる。さらに、前記冷却手段２６の構造が非常に単純であるため、設備費、補修費などを低く抑えることができる。
【００５４】
図３に、保炎器２５の下部に設けた流体吹出孔２７から冷却用流体を燃焼室３内に吹き出す場合の構成の一例を示す。保炎器２５の可燃性ガスと接する面に何本かのスリット状の流体吹出孔２７を設け、その流体吹出孔２７から燃焼用空気或いは排ガス等を噴出させることにより、保炎器２５を冷却する。なお、炉内で発生したダスト等が流体吹出孔２７から保炎器内部に入り込まないように、流体吹出孔２７には多孔板２８等を取り付けることが好ましい。
【００５５】
前記保炎器２５から吹き出される燃焼用空気には、火格子下および／または炉壁から燃焼室３内に供給される燃焼用空気の一部が用いられる。ここで、前記保炎器２５から燃焼室３内に吹き出される燃焼用空気は加熱され高温空気となっている。燃焼用空気の一部を高温空気として保炎器２５から燃焼室内に吹き込むことにより、図２の実施形態において説明した高温空気と同様の効果を有する。
【００５６】
前記冷却用流体として用いられる排ガスは、図２の実施形態において説明した排ガスと同様のものを用いることができ、また、同様の効果を有する。
【００５７】
また、前記保炎器２５は、その保炎器２５の少なくとも一部をラジアントチューブにより構成することもできる。ここで、前記ラジアントチューブは、その一端側にバーナが装着されており、このバーナによる高温燃焼ガスによりチューブ全体が加熱され、輻射熱を放出する。
【００５８】
保炎器２５の少なくとも一部をラジアントチューブにより構成することにより、燃焼安定化のための余分な空気や排ガスを燃焼室内に吹き込む必要がなく、かつ、ラジアントチューブからの高温輻射によって廃棄物層における熱分解が促進され可燃性ガスの発生が促進される。これにより、燃焼室３内での燃焼安定性が向上するため、焼却炉内に供給する空気量を削減することができる。また、低空気比燃焼が実現でき、排出ガス量を削減することができるため、廃棄物焼却施設のコンパクト化が図れ、イニシャルコストおよびランニングコストの削減が可能となる。
【００５９】
図４に保炎器２５の一部をラジアントチューブ２９とした場合の保炎器２５の構造の一例を示す。なお、図４においては本説明に関係のない構造物は図示を省略している。
【００６０】
図４において、ラジアントチューブ２９は、保炎器２５に、廃棄物から発生する可燃性ガスの流れ方向の投影面積がなるべく大きくなるように、かつ、保炎器２５の強度が十分保たれるように設置されている。ここで、前記ラジアントチューブ２９は保炎器２５の可燃性ガスと接する面に露出するように配置されている。ラジアントチューブ２９の一端にはバーナ３０が取り付けられており、そのバーナの燃焼によって排出される高温の燃焼ガスがラジアントチューブ内を流れることにより、ラジアントチューブが加熱され、可燃性ガスと接する面に露出しているラジアントチューブからの輻射熱が廃棄物層に向かって放射され、廃棄物の熱分解がさらに促進される。
【００６１】
また、前記保炎器２５は、廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する投影面積を調節可能な手段を備えていることが好ましい。廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する保炎器２５の投影面積を調節可能とすることにより、そのときの炉内状況に応じた適正なよどみ領域を形成することができ、より安定した燃焼制御が可能となる。
【００６２】
ここで、前記廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する保炎器２５の投影面積を調節可能な手段としては、例えば、保炎器２５の水平方向に対する炉幅方向又は炉長手方向の設置角度を変化させる手段、廃棄物から発生するガスの流れ方向に垂直な方向の保炎器２５の断面積を変化させる手段等を用いることができる。このような手段を用いることにより、廃棄物の供給量や性状が変動して炉内状況が変化しても、それに対応して保炎器のガス流れ方向に対する投影面積を適正に保つことができる。また、保炎器２５への熱負荷が最小限になるように保炎器２５の設置角度を制御することができるので、保炎器２５の長寿命化につながり、ランニングコストを削減することができる。
【００６３】
以下、図５〜７を用いて、廃棄物から発生するガスの流れ方向に対する保炎器２５の投影面積を調節する方法について説明する。なお、図５〜７においては本説明に関係のない構造物は図示を省略している。
【００６４】
図５は、保炎器２５の炉幅方向の角度を変化させる場合を示した図であり、炉長手方向から見た断面図である。保炎器２５の炉幅方向の角度を変化させることにより、火格子上の廃棄物２層が炉幅方向で傾斜している場合でも、保炎器２５と廃棄物層が接触しないようにすることができる。また、保炎器２５近傍に形成される火炎に対し保炎器２５の投影面積が変化するので、火炎から発生する熱に対して受熱面積が変化すると共に、保炎効果が調整できることになり、保炎器２５の過剰な熱負荷を回避できる。
【００６５】
図６は、保炎器２５の炉長手方向の角度を変化させる場合を示した図であり、炉幅方向から見た断面図である。保炎器２５の炉長手方向の角度を変化させることにより、保炎器２５近傍に形成される火炎に対して保炎器２５の投影面積が変化するので、火炎から発生する熱に対して受熱面積が変化すると共に、保炎効果が調整できることになり、保炎器２５の過剰な熱負荷を回避できる。
【００６６】
図７は、保炎器２５の炉幅方向の長さを一方向あるいは両方向に変化させる場合を示した図であり、炉長手方向から見た断面図である。保炎器２５の炉幅方向の長さを一方向あるいは両方向に変えることにより、廃棄物層から発生する可燃性ガス流と保炎器２５との衝突面積を変化させることができ、かつ、火格子上の廃棄物層が炉幅方向に偏りが生じた場合でも、適切な淀み領域を形成できる。また、保炎器２５近傍に形成される火炎に対し保炎器２５の投影面積が変化するので、火炎から発生する熱に対して受熱面積が変化すると共に、保炎効果が調整できることになり、保炎器２５の過剰な熱負荷を回避できる。
【００６７】
また、本発明に係る廃棄物焼却炉は、保炎器２５の燃焼室３内における高さ位置及び／又は炉長手方向の位置を調節可能な手段を備えていることが好ましい。
保炎器２５の燃焼室３内における高さ位置及び／又は炉長手方向の位置を調節することにより、そのときの炉内状況に応じて適正な位置によどみ領域を形成することができ、より安定した燃焼制御が可能となる。
【００６８】
図８〜９に、保炎器２５の燃焼室３内における高さ位置及び炉長手方向の位置を調節する方法について図示する。なお、図８〜９においては本説明に関係のない構造物は図示を省略している。
【００６９】
図８は、保炎器２５の燃焼室３内における高さ位置を変化させる場合を示した図であり、炉長手方向から見た断面図である。保炎器２５の燃焼室３内における高さ位置を変化させることにより、ガスのよどみ領域の廃棄物表面からの距離を調節できる。
【００７０】
図９は、保炎器２５の炉長手方向の位置を変化させる場合を示した図であり、炉幅方向から見た断面図である。保炎器２５の炉長手方向の位置を変化させることにより、ガスのよどみ領域の燃焼室３内での炉長手方向の位置を調節できる。
【００７１】
保炎器の投影面積や位置を変更するための具体的な機構の１つは、炉内状況及び排ガス性状を見て手動によって制御される、あるいは、燃焼状態を改善させる方向に動かすようなフィードバックによって自動制御されるモータ、油圧シリンダー等の機構である。
【００７２】
図６に示した保炎器２５の炉長手方向の角度を変化させる機構としては、例えば、保炎器２５を耐熱性の棒等で炉壁に固定し、炉壁と棒の連結部分を回動自在なジョイント等で構成することにより行うことができる。
【００７３】
また、図７に示した保炎器２５の炉幅方向の長さを一方向あるいは両方向に変化させ、投影面積を変化させる機構としては、例えば、燃焼室内に固定設置された保炎器の内部に、炉幅方向に対し出し入れ自在に配置された内部保炎器を備え、必要に応じて前記内部保炎器を引き出したり、収納したりできる構成とすることにより行うことができる。また、燃焼室内に固定設置された保炎器の上側或いは下側にスライド可能な可動保炎器を備え必要に応じて前記可動保炎器を引き出したり、収納したりできる構成とすることにより行うことができる。ここで、前記保炎器の引き出し及び収納は手動或いは自動で制御することができる。
【００７４】
また、図９に示した保炎器２５の炉長手方向の位置を変化させる機構としては、保炎器の両側部と炉幅方向左右の炉壁との間を、例えば、ラックとピニオン等の駆動機構により炉長手方向に摺動可能に連結させることにより行うことができる。ここで、前記保炎器の炉長手方向への移動は手動或いは自動で制御することができる。
【００７５】
また、本発明においては、保炎器２５を上述したように燃焼室３内の適切な位置に設けることにより、低空気比燃焼（総合空気比１．２〜１．５）を行っても、酸素量不足に伴う燃焼の安定性の低下を抑制でき、局所高温領域の形成が解消され、ＣＯ、ＮＯｘ、ダイオキシン類の発生を抑制できる。また、炉壁耐火物の長寿命化が実現でき、炉の耐久性が高まる。なお、前記総合空気比とは、炉内に投入された廃棄物を燃焼させるのに必要な理論空気量に対して、炉内に実際に吹き込む空気総量の比を表す。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、廃棄物焼却炉において低空気比燃焼を行った場合においても安定した燃焼が行えて、ＣＯやＮＯｘ等の有害物質の発生量を低減できる廃棄物焼却炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物焼却炉の一実施形態を示す概略側断面図である。
【図２】本発明に係る保炎器内に冷却用流体を流通させる流路を設けた場合の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る保炎器の下部に設けた流体吹出孔から冷却用流体を燃焼室内に吹き出す場合の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る保炎器の一部をラジアントチューブとした場合の保炎器の構造の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る保炎器の炉幅方向の角度を変化させる場合を示した図である。
【図６】本発明に係る保炎器の炉長手方向の角度を変化させる場合を示した図である。
【図７】本発明に係る保炎器の炉幅方向の長さを一方向あるいは両方向に変化させる場合を示した図である。
【図８】本発明に係る保炎器の燃焼室内における高さ位置を変化させる場合を示した図である。
【図９】本発明に係る保炎器の炉長手方向の位置を変化させる場合を示した図である。
【図１０】従来技術に係る廃棄物焼却炉の一例を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
１  ホッパ
２  廃棄物
３  燃焼室
４  焼却灰
５  乾燥火格子
６  燃焼火格子
７  後燃焼火格子
８，９，１０  風箱
１１  障壁（中間天井）
１２  廃熱ボイラ
１３  ブロワ
１４  ダクト
１５  主灰シュート
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  燃焼用一次空気供給管
１７  二次燃焼領域
１８  第一の除塵装置
１９  第二の除塵装置
２０  主煙道
２１  副煙道
２２  誘引ファン
２３  煙突
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  流量調節弁
２５  保炎器
２６  流路
２７  流体吹出孔
２８  多孔板
２９  ラジアントチューブ
３０  バーナ
５０  廃棄物焼却炉
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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