(57)【要約】【課題】燃焼室に高温ガスを吹き込む廃棄物焼却炉の操業方法、特に低空気比燃焼操業方法において、ＣＯやダイオキシンの発生を効率的に抑えることができる廃棄物焼却炉の操業方法を提供する。【解決手段】廃棄物焼却炉において、燃焼室内に高温ガスを吹き込む際に、高温ガスの温度Ｔ［℃］が２００未満でも、高温ガス中の温度をＴ［℃］、酸素濃度をＣ［ｖｏｌ．％］とすると、温度Ｔが図のＡ線より上にあれば、ＣＯやダイオキシンの発生を減少させることができる。Ａ線は、Ｔ＝ｅｘｐ（７．７８−０．１８Ｃ）で表される。【選択図】　図１
2004077014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉の燃焼室内に、その温度Ｔ［℃］が２００未満で、その中に含まれる酸素の濃度［ｖｏｌ．％］Ｃとの関係が以下の式で表される範囲にある高温ガスを吹き込むことを特徴とする廃棄物焼却炉の操業方法。
Ｔ≧ｅｘｐ（７．７８−０．１８Ｃ）　…（１）
【請求項２】
廃棄物焼却炉の燃焼室内に、二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方を含み、その温度Ｔ［℃］が２００未満で、その中に含まれる酸素の濃度［ｖｏｌ．％］Ｃとの関係が以下の式で表される範囲にある高温ガスを吹き込むことを特徴とする廃棄物焼却炉の操業方法。
Ｔ≧ｅｘｐ（８．０５−０．２３Ｃ）　…（２）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥等の廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉の操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市廃棄物等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式又は流動床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７に示す。ホッパ３１に投入された廃棄物３２は、シュートを通して乾燥ストーカ３３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３２は、燃焼ストーカ３４に送られ、下から送られる燃焼空気によりガス化され、一部は燃焼する。そして、更に後燃焼ストーカ３５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３６より外部に取り出される。
【０００３】
燃焼は主燃焼室３７内で行われ、発生した燃焼ガスは、中間天井３８の存在により、主煙道３９と副煙道４０に別れて排出される。主煙道３９を通る排ガスには、未燃分はほとんど含まれず、酸素が１０％程度含まれている。副煙道４０を通る排ガスには、未燃ガスが８％程度含まれている。これらの排ガスは、２次燃焼室４１で混合され、２次的な燃焼が行われて未燃ガスが完全に燃焼する。２次燃焼室４１からの排ガスは廃熱ボイラ４３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、主燃焼室３７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１１−２１１０４４号公報（特許文献１）には、蓄熱式バーナで発生させた高温気体を、焼却炉の主燃焼室又は二次燃焼室に吹き込む方法が開示されている。
【０００６】
また、特開平１１−２２３３２３号公報（特許文献２）には、蓄熱式バーナで発生させた高温気体を、８００℃以上の温度で炉内に吹き込む方法が開示されている。これらの技術は、いずれも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。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１１０４４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２３３２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−２１１０４４号公報に開示される技術においては、高温気体中の酸素濃度が２０％以上であるので、このような高温ガスを焼却炉内に吹き込むと、焼却炉内で急に燃焼が進み、局所高温領域が形成される恐れがある。局所高温領域が形成されると、たとえば有害物質であるＮＯｘの発生量が増加するという問題点がある。
【０００９】
また、特開平１１−２２３３２３号公報に記載される技術においては、上記の問題に加え、酸素含有気体を８００℃以上の温度で主燃焼室に吹き込んでいるので、廃棄物の熱分解・部分酸化反応が促進され、場合によってはＣＯが発生する場合がある。
【００１０】
このように、前記いずれの技術においても火格子式焼却炉等の焼却炉によって、廃棄物を焼却する際に、排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ及びダイオキシンを含む有害物質を十分に低減させることが困難であるという問題を残している。
【００１１】
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の空気量を除した比（空気比）は１．７〜２．０程度である。これは通常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、廃棄物には不燃分が多く、かつ不均質なため、燃焼を行うには多量の空気が必要なためである。しかし、空気比が多くなるに従って排ガス量も多くなり、通常の燃焼炉に比べて大きな排ガス処理設備が必要となっている。
【００１２】
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、これに伴って廃棄物発電の発電効率を上げることができる。
【００１３】
このように、低空気比燃焼に対する利点は大きいが、低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題がある。すなわち、従来の燃焼技術では、低空気比で燃焼させると、燃焼が不安定となり、ＣＯの発生が増加したり、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。
【００１４】
さらに、前記２つの文献に記載される技術においては高温空気を吹き込んでいるが、この高温空気の輻射率が低く、輻射伝熱によって燃焼ガスを加熱することが十分にできないという問題点があり、このため排ガス中のＣＯ、ＮＯｘの低減に限界があるという問題点を有していた。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、燃焼室に気体を吹き込む廃棄物焼却炉の操業方法、特に低空気比燃焼操業方法において、ＣＯやダイオキシンの発生を効率的に抑えることができる廃棄物焼却炉の操業方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する第１の手段は、廃棄物焼却炉の燃焼室内に、その温度Ｔ［℃］が２００未満で、その中に含まれる酸素の濃度［ｖｏｌ．％］Ｃとの関係が以下の式で表される範囲にある高温ガスを吹き込むことを特徴とする廃棄物焼却炉の操業方法（請求項１）である。
Ｔ≧ｅｘｐ（７．７８−０．１８Ｃ）　…（１）
【００１７】
発明者等は、廃棄物焼却炉において、燃焼室内に高温ガスを吹き込むことによる低ＣＯ、低ＮＯｘ化の効果と、燃焼室内に吹き込まれる高温ガス中の酸素濃度、高温ガスの温度についてその関係の調査を行った。そして、吹き込む高温ガスの温度が２００℃未満となると、ＮＯｘの低減化効果が小さくなり、かつ、一般的には高温ガスの温度が２００℃未満の場合には、廃棄物の熱分解をさほど促進させないので、高温ガス吹き込みの効果が少ないとし、高温ガスの温度を２００℃以上に限定した範囲で、吹き込む高温ガスの性状を特定した別出願を行っている。
【００１８】
しかしながら、温度が２００℃未満の場合でも、（１）式が満足されればＣＯとダイオキシン発生を抑制する効果がある。また、廃棄物がバイオマスや木くずを含む場合には、温度が２００℃未満でも熱分解が開始され、未燃ガスが発生する。これらの場合は、一般的に熱分解が開始される温度は１００℃以上である。
【００１９】
よって、高温ガスの温度が２００℃未満であっても、未燃ガスが発生する場合には、（１）式を満足する高温ガスを吹き込めば、ＣＯやダイオキシンを削減する効果が期待できる。この場合、高温ガスの温度が２００℃以上の場合に比してＮＯｘの低減効果は小さいが、脱硝設備を設けることにより対処することができる。
【００２０】
本手段における高温ガスの温度と酸素濃度の関係を図１に示す。なお、一般に、空気に酸素を富化した高温ガスを使用すると、ＮＯｘの発生量が多くなる。よって、酸素濃度は２１％以下とすることが好ましい。
【００２１】
図１において、Ａ線はＴ＝ｅｘｐ（７．７８−０．１８Ｃ）、Ｂ線はＣ＝２１、Ｃ線はＴ＝２００に相当する。Ａ線、Ｂ線、Ｃ線に囲まれた領域の酸素濃度と温度の高温ガスを燃焼室内に吹き込むことにより、廃棄物の熱分解を促進し、廃棄物層上に安定な火炎を定在化させることができる。さらに未燃ガスの混合燃焼が促進されるので、均一で安定した燃焼が行われ、ＣＯとダイオキシン等の有害物質の発生を低減できる。
【００２２】
前記課題を解決するための第２の手段は、廃棄物焼却炉の燃焼室内に、二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方を含み、その温度Ｔ［℃］が２００未満で、その中に含まれる酸素の濃度［ｖｏｌ．％］Ｃとの関係が以下の式で表される範囲にある高温ガスを吹き込むことを特徴とする廃棄物焼却炉の操業方法（請求項２）である。
Ｔ≧ｅｘｐ（８．０５−０．２３Ｃ）　…（２）
【００２３】
本手段においては、燃焼室内に吹き込まれる高温ガス中に二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方が含まれるようにしている。二酸化炭素と水蒸気の輻射率は窒素や酸素に比べて高いので、これらのガスを含む高温ガスからの熱輻射により廃棄物又は廃棄物より発生する未燃ガスが加熱され、低空気比燃焼でも安定した燃焼が行われる。その結果、ＣＯやダイオキシンの発生を効率的に下げることができる。
【００２４】
発明者等は、前記第１の手段の説明で述べた調査を、二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方を含む高温ガスを吹き込む場合についても行った。その結果、二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方を含む高温ガスの温度が２００℃未満であっても、（２）式を満足する高温ガスを吹き込めば、ＣＯやダイオキシンを低減する効果があることを見いだした。
【００２５】
高温ガスの温度と酸素濃度について好ましい範囲は、図２においてＤ線、Ｅ線、及びＦ線で囲まれた領域である。Ｄ線はＴ＝ｅｘｐ（８．０５−０．２３Ｃ）、Ｅ線はＣ＝２１、Ｆ線はＴ＝２００に相当する。二酸化炭素と水蒸気の少なくとも一方を含む高温ガスで、温度と酸素濃度がこの領域のガスを燃焼室内に吹き込むことにより、排ガス中のＣＯやダイオキシンを低減する効果が得られる。
【００２６】
火格子式、流動床式等の多くの廃棄物焼却炉において、未燃ガスが発生し始める場所は、燃焼開始領域である。よって、燃焼開始領域に高温ガスを吹き込むことが好ましい。
【００２７】
また、高温ガスの吹き込み量を一次空気量の１０％〜７０％とすることが好ましい。一次空気とは、廃棄物を燃焼させる目的で吹き込まれる空気のことであり、高温ガスを吹き込まない方式の従来型の廃棄物焼却炉において吹き込まれた空気のことである。一般に火格子式炉の場合は火格子の下、流動床式炉の場合は流動床の下から吹き込まれる。
【００２８】
高温ガスの吹き込み量が一次空気量の１０％未満であると、炉内のガス攪拌に必要な運動量を持たないので、高温ガス吹き込みの効果が十分には発揮されない場合がある。また、高温ガスの吹き込み量が一次空気量の７０％を超えると、排ガスの低ＮＯｘ、低ＣＯ化の効果が飽和して、高温ガスの吹き込み量を増やす意味が無くなるばかりでなく、いたずらに排ガス量を増加させ、排ガス処理設備の増大を招くので好ましくない。
【００２９】
前述の場合、高温ガスの吹き込み量の基準値として一次空気量を用いたが、場合によっては、一次空気量が、廃棄物を完全燃焼させるために必要な理論空気量以下となる場合がある。このような場合は、高温ガスの吹き込み量を、廃棄物を燃焼させる理論空気量の１０％〜７０％とすることが好ましい。なお、理論空気量は、廃棄物の種類から決定する。
【００３０】
廃棄物から発生する未燃ガスは、通常上向きに流れる。よって、高温ガスの吹き込み方向が上向きであると、未燃ガスと高温ガスの流れが同じ方向の速度成分を持つことになり、攪拌の効果が小さくなって、高温ガス吹き込みの効果が低減する。これに対し、高温ガスの吹き込み方向が水平あるいは下向きであると、上昇する未燃ガスと高温ガスが良く攪拌されるようになり、高温ガスの吹き込み効果を高めることができる。一般に高温ガスの吹き込みに効果がある要因は３Ｔといわれている。これらは、温度（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、攪拌（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）、滞留時間（Ｔｉｍｅ）であるが、特に、高温ガスを下向きに吹き込むことにより、攪拌（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）、滞留時間（Ｔｉｍｅ）を向上させることができる。
【００３１】
また、高温ガスを旋回流として吹き込むことにより、攪拌効果を高めることができ、高温ガスの吹き込み効果を高めることができる。「高温ガスを旋回流として吹き込む」とは、吹き出し口から流出する高温ガス自体が旋回流となっている場合の他、複数の吹き出し口から流出する高温ガスの流れが複合して旋回流となる場合を含むものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却炉の操業方法を実施する廃棄物焼却炉の例を示す図である。図３中の１は主燃焼室であり、この主燃焼室１の一方の側（図３の左側）には、廃棄物３を主燃焼室１内に投入するためのホッパ２が設けられている。
【００３３】
主燃焼室１の底部には、廃棄物３を移動させながら燃焼するメッシュ状の火格子（ストーカ）が、ホッパ２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２に近い方から、乾燥ストーカ４、燃焼ストーカ５、後燃焼ストーカ６と呼んでいる。乾燥ストーカ４では主として廃棄物３の乾燥と着火が行われる。燃焼ストーカ５では主として廃棄物３の燃焼が行われるが、廃棄物３は燃焼すると共に熱分解し、未燃ガスを燃焼ガスと共に放出する。燃焼ストーカ５において廃棄物３の燃焼は実質的に完了する。後燃焼ストーカ６上では、僅かに残った廃棄物３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残渣は、主灰シュート７より排出される。
各火格子の下部には、燃焼用空気を供給するための供給管を連結した風箱８が設けられている。
【００３４】
ホッパ２と反対側の主燃焼室１の下方及び上方には、主煙道９と副煙道１０が設けられ、これらには、ガス冷却設備の一部である廃熱ボイラ１１の２次燃焼室１２が接続して設けられている。そして、主燃焼室１内には、主燃焼室１の出口近傍に、燃焼ガスを分流するための中間天井１３が設けられ、燃焼ガスの流れを主煙道９と副煙道１０に分流している。
【００３５】
図３に示すように、ホッパ２から主燃焼室１内に廃棄物３を投入すると共に、燃焼用空気を各供給管及び風箱８を通して、火格子上を移動する廃棄物３に供給しながら廃棄物３を乾燥させ、さらに燃焼させる。
【００３６】
主燃焼室１の側壁にはノズル１４が設けられており、このノズル１４から、高温ガスが主燃焼室１内に吹き込まれている。なお、この高温ガスは、吹き込まれる時点での温度が２００℃未満で、かつ、温度と酸素濃度の関係が前記（１）又は（２）式を満足するように調整されている。
【００３７】
図３においては、ノズル１４は乾燥ストーカ４上部に設置されている。廃棄物３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る。ここで、廃棄物３がバイオマスや木くずを含む場合、熱分解反応は温度が１００℃程度で起こる。図３に示す例では、乾燥ストーカ４の部分に相当するので、これらの位置にノズル１４を設けて高温ガスを吹き込んでいる。
【００３８】
高温ガスの吹き込み量としては、排ガス処理等を考えるとできるだけ少ない方が良い。しかしながら、吹き込み量が少なくなるとＣＯが発生し易くなり、完全燃焼をさせることができなくなる。このため、風箱８から吹き込まれる一次空気量の１０％〜７０％の吹き込み量とすることが望ましい。これにより、ＣＯの発生を問題ない程度に抑えることができる。前述のように、吹き込む高温ガスの量は、目的が達成される範囲でできるだけ少ない方が好ましい。よって、排出されるＣＯやＮＯｘの量を監視しながら、吹き込み量を一次空気量の１０％〜７０％の範囲で加減することが好ましい。
【００３９】
特に、廃棄物３の種類の変動が合った場合、吹き込まれる一次空気の量が、廃棄物３を燃焼させるために必要な理論空気量より少なくなることもあり、この場合には多量の高温ガスを吹き込んで、廃棄物３の完全燃焼を促し、ＣＯの発生を防止することが好ましい。
【００４０】
吹き込まれる一次空気の量が少ないことが分かっている場合は、吹き込む高温ガスの量を、廃棄物３を燃焼させるために必要な理論空気量の１０％〜７０％の範囲となるようにしてもよい。
【００４１】
図３においては、炉の両側面にノズル１４を設け、ここから高温ガスを吹き込んでいる。ノズルは水平、又は下向きに設けることが好ましい。このようにすることにより、上昇する未燃ガスとノズルから噴出する高温ガスで攪拌作用を起こさせ、未燃ガスの燃焼を促すことができる。攪拌作用を促す意味では、ノズルは下向けに設けることが好ましいが、あまり角度を付けすぎると、炉幅方向全体に高温ガスが届かなくなる。よって角度は下向き１０〜２０°の範囲とすることが特に好ましい。
【００４２】
さらに、炉幅方向全体に高温ガスの攪拌作用を及ぼすために、高温ガスの吹き込み速度を、炉幅をＷ［ｍ］とするとき、２０Ｗ［ｍ／ｓ］以上としている。このような高速での吹き込みを行うことにより、焼却炉内に未燃ガスのよどみ領域が形成される。その結果、未燃ガスの炉内での滞留時間が長くなり、高温ガスとの反応時間が長くなることになって、反応が十分に行われる。よどみ領域を形成するには、ノズルを下向きに設置することが特に効果がある。
【００４３】
図３におけるノズルの配置を示すために、Ａ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図を図４に示す。ただし、図４においては、本発明に関係のない構造物は図示を省略している。図４において１５はよどみ領域、１７は炉壁、１８は炉天井、１９は気流、２０は旋回流部、２１は未燃ガスである。
【００４４】
炉壁１７の左右に対向して設けられた１対のノズル１４からは、高温ガスが噴出され、高温ガス（流）１９となって、平断面図であるＡ−Ａ’断面図（ａ）で見ると、互いに炉中央で衝突している。よって、炉中央部には、炉内ガスの動きが遅く、滞留しているよどみ領域（燃焼安定領域）１５が形成されている。
【００４５】
図４（ｂ）は、別の実施の形態を示すもので、平断面図である。ノズル１４の向きは、その中心軸が互いに平行でかつ所定間隔離れるようにされており、高温ガス１９は炉中央部において、所定距離だけ離れてすれ違うようになっている。よって、炉の中央部には旋回流部（旋回領域）２０が形成される。
【００４６】
すなわち、この実施の形態においては、炉の中央部に、平面的に見るとよどみ領域１５又は旋回流部２０が形成されていることになる。よって、前述のように、火炎が安定すると共に、ガス同士の混合が促進される。
【００４７】
図４（ａ）において、２つのノズル１４から噴出する高温ガスの流速を同じように変えてやることにより、よどみ領域１５の大きさを制御することができる。また、両方のノズル１４から噴出する高温ガスの流速に差を設けることにより、よどみ領域１５の炉の左右方向位置を変えることができる。さらに、ノズル１４の向きを、炉の前後方向に、同じ向きに変化させることにより、よどみ領域１５の炉の前後方向位置を変えることができる。
【００４８】
また、図４（ｂ）において、２つの高温ガス１９の間隔を変化させることにより、旋回流部２０の大きさを変えることができる。また、２つの高温ガス１９に速度差を設けることにより、旋回流部２０が形成される炉の左右方向位置を変化させることができる。さらに、２つの高温ガス１９の速度を同じように変えてやることにより、旋回流の速度を変えることができる。
【００４９】
図４（ｃ）は、図３のＢ−Ｂ’断面図を示すもので、両側の炉壁１７に下向きに設けられたノズル１４から吹き出された高温ガス１９が、上昇する未燃ガス２１と衝突してよどみ領域１５を形成している様子を示すものである。よどみ領域１５においては、燃焼が安定して行われる結果、安定な拡散火炎が形成される。その結果、従来技術と異なり、低空気比率燃焼条件下でも燃焼開始領域での燃焼の不安定性が増幅されず、煤等の発生が抑制され、均一で安定した燃焼が期待できる。
また、攪拌作用を及ぼすためには、高温ガスを旋回流としてノズル１４より炉内に吹き込むことも有効である。
【００５０】
以上の実施の形態においては、ＣＯ、ダイオキシン等の微量有害物質の低減に効果がある。また、図３においては、中間天井１３を有する炉を図示しているが、本発明はこのような障壁を有しない炉においても適用できることは言うまでもない。さらに、高温ガスの吹き込みは炉の片側側面から行うようにしてもよい。さらに、炉の側面からではなく、天井から吹き込むようにしてもよい。
【００５１】
これらの実施の形態において、ノズル１４から噴出させる高温ガスとしては、循環排ガスと空気の混合ガスを用いることが適当である。循環排ガスとは、廃棄物焼却炉より排出される排ガスの一部を主燃焼室内に戻し、その顕熱を回収したり、未燃分を再燃焼させたり、排ガス中の残留酸素を有効利用したりするものである。
【００５２】
排ガスを高温ガスとして、又は高温ガスの一部として使用する場合は、その中にふくまれる二酸化炭素と水蒸気の放射率が高いので、高温ガスの熱を有効に熱輻射により未燃ガスに伝達することができる。
【００５３】
循環排ガスが本発明の限定を満たしている場合は、これをそのまま炉内に吹き込めばよいが、通常用いられる循環排ガスの温度は低く、かつ、酸素濃度は１０％より低い。このため、高温空気製造装置や熱風炉により高温の空気を作り、これを循環排ガスに混合して、温度が２００℃未満で酸素濃度と温度との関係が（１）式又は（２）式を満たすような高温ガスとして、炉内に吹き込むようにする。
【００５４】
以上の実施の形態においては、炉内によどみ領域や旋回領域を形成するように高温ガスを吹き込む例を示した。このようにすることが燃焼の安定上好ましいが、本発明においては、燃焼開始領域の上部に安定した燃焼領域を形成することが目的であるので、必ずしも、よどみ領域や旋回領域を形成するように高温ガスを吹き込む必要はない。
【００５５】
図５に、本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却炉における排ガス循環系統の概要を示す。図３に詳しく示したように、主燃焼室１からの排ガスは廃熱ボイラ１１に導かれ、その一部である２次燃焼室１２内で２次燃焼した後、廃熱ボイラ１１で熱交換を行い、排ガス処理設備２２で清浄化処理されて、煙突２３から大気放散される。
【００５６】
この実施の形態においては、排ガス処理設備の後方から、ブロア２４によって排ガスを吸引し、ガス混合装置２５に導いている。ガス混合装置２５には、バーナ燃焼ガス等の高温燃焼ガスが、高温燃焼ガス調節弁２６を介して導入されていると共に、希釈空気が希釈空気調節弁２７を介して導入されている。
【００５７】
ガス混合装置２５は、排ガス、高温燃焼ガス、希釈空気を混合し、高温ガスを発生させる。この高温ガスは、主燃焼室１内に吹き込まれる。この高温ガス中の酸素濃度は、酸素濃度調節装置２９で調節される。酸素濃度調節装置２９は、高温ガス中の酸素濃度が所定の濃度になるように、希釈空気調節弁２７の開度を調整する。また、高温ガスの温度は、温度調節装置２８で調節される。温度調節装置２８は、高温ガスの温度が（１）式又は（２）式で示された範囲になるように高温燃焼ガス調節弁２６の開度を調整する。
【００５８】
このように、この実施の形態においては、主燃焼室内に吹き込まれる高温ガス中の酸素濃度と温度を調節する機能を有しているので、主燃焼室内に吹き込まれる高温ガス中の酸素濃度とガスの温度を適当な範囲に保つことができる。吹き込まれる高温ガスの流量や流速を調整したい場合は、ブロア２４の回転数を調整する等の操作をすればよい。
【００５９】
図６に、図５に示した排ガス循環系の変形例を示す。この例においては、排ガスを取り出す場所が廃熱ボイラ１１の出口である点が図５に示した例と異なっており、全体としての機能は同じであるので、図５と異なる部分のみを説明する。図５における例においては、排ガスは排ガス処理設備２２の後方から取り出されているので、その中のダストは除去されており清浄である。しかし、温度は低下してしまっている。
【００６０】
図６に示す例では、廃熱ボイラ１１の出口から排ガスを取り出しているので、温度の高い排ガスを使用することができる。しかし、この排ガスにはダストが含まれており前述のような弊害があるので、ブロワ２４に至る配管中に除塵装置３０を設け、ダストを除去して清浄化した排ガスをブロワ２４に送出している。
なお、この場合は、排ガスの温度が高いので、高温燃焼ガス製造装置、高温燃焼ガス調節弁２６を省略することもできる。
【００６１】
図５及び図６に示す例では、循環排ガスにバーナ燃焼ガス等の高温燃焼ガスと希釈空気を混合する例を示しているが、前述のような高温空気製造装置により製造された高温空気を、高温燃焼ガスに代えてガス燃焼装置に導くこともできる。なお、この場合は、希釈空気をガス混合装置に導入して調整する代わりに、高温空気製造装置に導入する空気量を調節して、高温ガスの酸素濃度を調節するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼室に高温ガスを吹き込む廃棄物焼却炉の操業方法、特に低空気比燃焼操業方法において、ＣＯやダイオキシンの発生を効率的に抑えることができる廃棄物焼却炉の操業方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】炉内に吹き込む高温ガスの温度と酸素濃度の関係を示す図である。
【図２】炉内に吹き込む高温ガスの温度と酸素濃度の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態を適用する廃棄物焼却炉の１例を示す図である。
【図４】図３の部分的な断面を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却炉における排ガス循環系統の概要を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の１例である廃棄物焼却炉における排ガス循環系統の概要を示す図である。
【図７】従来の廃棄物焼却炉の例を示す概要図である。
【符号の説明】
１…主燃焼室、２…ホッパ、３…廃棄物、４…乾燥ストーカ、５…燃焼ストーカ、６…後燃焼ストーカ、７…主灰シュート、８…風箱、９…主煙道、１０…副煙道、１１…廃熱ボイラ、１２…２次燃焼室、１３…中間天井、１４…ノズル、１５…よどみ領域、１７…炉壁、１８…炉天井、１９…高温ガス、２０…旋回流部（旋回領域）、２１…未燃ガス、２２…排ガス処理設備、２３…煙突、２４…ブロア、２５…ガス混合装置、２６…高温燃焼ガス調節弁、２７…希釈空気調節弁、２８…温度調節装置、２９…酸素濃度調節装置
【図１】
2004077014.tif 000003
【図２】
2004077014.tif 000004
【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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