(57)【要約】【課題】アルカリ金属分が多く含まれる廃棄物を焼却処理する際、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止し得、運転停止や焼却炉内の清掃の頻度を少なくでき、安定運転を継続し得る流動層焼却炉の運転方法を提供する。【解決手段】廃棄物６をベッド材２と共に流動化させながら燃焼させる焼却炉本体１の層内温度を、ベッド材２同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下、即ち約６００［℃］以下に制御し、ベッド材２に、ドロマイト、水酸化マグネシウム、石灰石等の無機化合物系添加剤を添加し、ベッド材２として耐熱破砕性の高い砂を使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物をベッド材と共に流動化させながら燃焼させる流動層焼却炉の運転方法において、層内温度を、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下に制御することを特徴とする流動層焼却炉の運転方法。
【請求項２】
ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度を約６００［℃］に設定した請求項１記載の流動層焼却炉の運転方法。
【請求項３】
ベッド材に無機化合物系添加剤を添加するようにした請求項１又は２記載の流動層焼却炉の運転方法。
【請求項４】
無機化合物系添加剤をドロマイトとした請求項３記載の流動層焼却炉の運転方法。
【請求項５】
無機化合物系添加剤を水酸化マグネシウムとした請求項３記載の流動層焼却炉の運転方法。
【請求項６】
無機化合物系添加剤を石灰石とした請求項３記載の流動層焼却炉の運転方法。
【請求項７】
ベッド材として耐熱破砕性の高い砂を使用するようにした請求項１〜６いずれかに記載の流動層焼却炉の運転方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層焼却炉の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、廃棄物を焼却処理する手段として流動層焼却炉が利用されている。
【０００３】
前記流動層焼却炉においては、硅砂（ＳｉＯ2）等のベッド材を散気管から吹き出される空気によりバブリングさせて流動層を形成した状態で、該流動層に給塵機から廃棄物を供給し、該廃棄物をベッド材と共に流動化させながら燃焼させるようになっている。
【０００４】
尚、前述の如き流動層焼却炉に関連する流動層ボイラの運転方法を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００３−２４０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の如き流動層焼却炉では、焼却処理する廃棄物中にアルカリ金属（ナトリウムやカリウム）分が多く含まれている場合、ベッド材同士が固着して流動不良が発生し、運転停止並びに焼却炉内の清掃が余儀なくされるという欠点を有していた。
【０００６】
そのため、アルカリ金属濃度の高い廃棄物は、焼却処分しないか、或いは、他の廃棄物に少量ずつ混ぜて焼却するしか方法がなかった。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、アルカリ金属分が多く含まれる廃棄物を焼却処理する際、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止し得、運転停止や焼却炉内の清掃の頻度を少なくでき、安定運転を継続し得る流動層焼却炉の運転方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、廃棄物をベッド材と共に流動化させながら燃焼させる流動層焼却炉の運転方法において、層内温度を、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下に制御することを特徴とする流動層焼却炉の運転方法にかかるものである。
【０００９】
前記流動層焼却炉の運転方法においては、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度を約６００［℃］に設定することができる。
【００１０】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１１】
焼却処理する廃棄物中にアルカリ金属（ナトリウムやカリウム）分が多く含まれている場合、流動層内で生成されるアルカリ金属化合物は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）、塩化カリウム（ＫＣｌ）等で、これらのアルカリ金属化合物が互いに反応して融点の低い共晶化合物を形成し、６５０［℃］前後で溶融し、ベッド材表面に付着した後、更に、ベッド材表面の二酸化珪素（ＳｉＯ2）と反応し、低融点の珪酸塩化合物を形成し、表面溶融したベッド材同士が結合し、塊状化して流動不良が発生することが、本発明者等によって解明されたが、前述の如く、層内温度を、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下、即ち約６００［℃］以下に制御すると、アルカリ金属化合物の反応によって形成される融点の低い共晶化合物が溶融しなくなり、ベッド材表面に付着しにくくなって、低融点の珪酸塩化合物が形成されず、ベッド材同士が結合して塊状化しなくなり、流動不良が発生しなくなるため、運転を停止して焼却炉内の清掃を頻繁に行わなくて済む。
【００１２】
又、前記流動層焼却炉の運転方法においては、ベッド材に無機化合物系添加剤を添加することが望ましく、無機化合物系添加剤としては、例えば、ドロマイト、水酸化マグネシウム、石灰石を選定することができ、このような無機化合物系添加剤をベッド材に添加すると、アルカリ金属化合物同士の凝集、並びにベッド材とアルカリ金属化合物との反応が抑制される一方、燃焼灰の溶融温度が上昇し、ベッド材の塊状化防止により有効となる。
【００１３】
更に又、前記流動層焼却炉の運転方法においては、ベッド材として耐熱破砕性の高い砂を使用することが望ましく、このようにすると、耐熱破砕性の高い砂は、熱により破砕、粉化しにくく、低融点の珪酸塩化合物の生成が抑制されるため、ベッド材同士が固着凝集することを防ぐのに役立つ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１〜７記載の流動層焼却炉の運転方法によれば、アルカリ金属分が多く含まれる廃棄物を焼却処理する際、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止し得、運転停止や焼却炉内の清掃の頻度を少なくでき、安定運転を継続し得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、１は硅砂（ＳｉＯ2）等のベッド材２を散気管３から吹き出される空気によりバブリングさせて流動層４を形成する焼却炉本体であり、該焼却炉本体１の流動層４に給塵機５から廃棄物６を供給し、該廃棄物６をベッド材２と共に流動化させながら燃焼させ、その燃焼排ガス７を廃熱ボイラ８に導いて熱回収し、該廃熱ボイラ８で熱回収された燃焼排ガス７中に含まれる灰９を集塵機１０で捕集した後、該集塵機１０で灰９が除去された燃焼排ガス７を誘引通風機１１を介して煙突１２から大気中へ放出するようにしたものである。尚、前記廃熱ボイラ８において回収されるボイラダスト１３と、前記集塵機１０で捕集された灰９は、灰貯槽ヘ送られるようになっている。
【００１７】
ここで、先ず、本発明者等は、ベッド材２同士の固着による流動不良の発生メカニズムを解明すると共に、その防止対策について検討した。
【００１８】
即ち、焼却処理する廃棄物６中にアルカリ金属（ナトリウムやカリウム）分が多く含まれている場合、流動層４内で生成されるアルカリ金属化合物は、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）、塩化カリウム（ＫＣｌ）等で、これらのアルカリ金属化合物が互いに反応して融点の低い共晶化合物を形成し、６５０［℃］前後で溶融し、ベッド材２表面に付着した後、更に、ベッド材２表面の二酸化珪素（ＳｉＯ2）と反応し、低融点の珪酸塩化合物を形成し、表面溶融したベッド材２同士が結合し、塊状化して流動不良が発生することが判明した。
【００１９】
このため、ベッド材２同士の固着による流動不良の第一の防止対策として、流動層４における層内温度を検出する温度検出器１４を設け、該温度検出器１４で検出される層内温度を、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下、即ち約６００［℃］以下に制御するようにした。尚、層内温度を前記目標温度（約６００［℃］）以下に制御するためには、例えば、温度検出器１４で検出される層内温度に基づいて、給塵機５から焼却炉本体１の流動層４に供給される廃棄物の量を調節すれば良い。又は、流動層４への水噴霧を行なえば良い。
【００２０】
前述の如く、層内温度を、ベッド材同士の固着による流動不良の発生を防止可能な目標温度以下、即ち約６００［℃］以下に制御すると、アルカリ金属化合物の反応によって形成される融点の低い共晶化合物が溶融しなくなり、ベッド材２表面に付着しにくくなって、低融点の珪酸塩化合物が形成されず、ベッド材２同士が結合して塊状化しなくなり、流動不良が発生しなくなるため、運転を停止して焼却炉内の清掃を頻繁に行わなくて済む。
【００２１】
又、ベッド材２同士の固着による流動不良の第二の防止対策として、ベッド材２に、例えば、ドロマイト（ＣａＣＯ3・ＭｇＣＯ3）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、石灰石（ＣａＣＯ3）等の無機化合物系添加剤を添加するようにした。
【００２２】
ここで、図２はベッド材２に無機化合物系添加剤（ドロマイト、水酸化マグネシウム、石灰石）を添加した場合の添加剤濃度とラトラ強度（固着度）との関係を表わす実験データ線図であって、実機の流動層４内のクリンカの性状調査に基づき、該クリンカ性状に近いアルカリ濃度として３［％］Ｎａ＋３［％］Ｋを含む硅砂に前記無機化合物系添加剤を添加した試料を電気炉に入れ、８５０［℃］の温度で三時間加熱した後、デシケータ内で放冷し、常温まで戻った状態でラトラ強度を測定した実験結果である。尚、ラトラ強度とは、電気炉で加熱処理した試料をラトラ試験器の回転籠に入れ、所定回転速度（今回の実験では８０［ｒｐｍ］）、所定回転回数（今回の実験では２５０回）で回転させると、該回転籠の回転により試料が崩れて落下し重量が減少するが、このとき、
ラトラ強度＝ラトラ試験後の試料の重量／ラトラ試験前の試料の重量
と定義されるものである。即ち、ラトラ強度が低いほど、ベッド材２の固着度が弱く、壊れやすくなり、ベッド材２が塊状化しにくくなることを意味しているが、図２の実験データ線図から明らかなように、ベッド材２に無機化合物系添加剤を添加しない場合、ラトラ強度が０．８程度であるのに対して、ベッド材２に無機化合物系添加剤を添加した場合、添加剤濃度３［％］でラトラ強度が０．５程度、添加剤濃度６［％］でラトラ強度が０．４程度まで低下することが確認された。
【００２３】
このように、ベッド材２に、例えば、ドロマイト、水酸化マグネシウム、石灰石等の無機化合物系添加剤を添加すると、アルカリ金属化合物同士の凝集、並びにベッド材２とアルカリ金属化合物との反応が抑制される一方、燃焼灰の溶融温度が上昇し、ベッド材２の塊状化防止により有効となる。
【００２４】
更に又、ベッド材２同士の固着による流動不良の第三の防止対策として、ベッド材２として耐熱破砕性の高い砂を使用するようにした。これは、破砕しやすい砂は、細かな粒子を多数生じ、アルカリ金属と反応して低融点の珪酸塩化合物が生成され、砂同士の固着につながるためである。
【００２５】
ここで、図３は産地の異なる砂（「岐阜県瑞浪」産の砂、「福島県いわき市」産の砂、「山形県大石田」産の砂）の平均粒径の経時変化と、所定粒径（７１０μ）以下の砂の全体に占める割合（微粉割合）の経時変化とを表わす実験データ線図であって、平均粒径については、運転当初、「岐阜県瑞浪」産の砂、「福島県いわき市」産の砂、「山形県大石田」産の砂ともに１０００［μ］程度で略同等だったものが、運転開始後、「岐阜県瑞浪」産の砂と「福島県いわき市」産の砂とが開始直後から急激に小さくなり始め、その後も小さくなっているのに対し、「福島県いわき市」産の砂は、５０［ｈｒ］経過後までほとんど小さくならず、その後、徐々に小さくなっていった。又、微粉割合については、運転当初、「岐阜県瑞浪」産の砂が４．４［％］、「福島県いわき市」産の砂が１３．４［％］、「山形県大石田」産の砂が３．７［％］だったものが、運転開始後、「岐阜県瑞浪」産の砂の微粉割合は５０［ｈｒ］経過後で約５倍となる２０［％］強に増加し、「山形県大石田」産の砂の微粉割合は５０［ｈｒ］経過後で約２０倍となる７０［％］強に増加しているのに対し、「福島県いわき市」産の砂の微粉割合は５０［ｈｒ］経過後で約１．５倍となる１９．６［％］に増加し、その後、徐々に増加していった。平均粒径の経時変化と、微粉割合の経時変化とを総合的に判定した結果、「岐阜県瑞浪」産の砂、「福島県いわき市」産の砂、「山形県大石田」産の砂の中では、「福島県いわき市」産の砂が最も耐熱破砕性の高い砂であり、ベッド材２に適していると言える。
【００２６】
このように、ベッド材２として、例えば、「福島県いわき市」産の砂のような、耐熱破砕性の高い砂を使用すると、耐熱破砕性の高い砂は、熱により破砕、粉化しにくく、低融点の珪酸塩化合物の生成が抑制されるため、ベッド材２同士が固着凝集することを防ぐのに役立つ。
【００２７】
こうして、アルカリ金属分が多く含まれる廃棄物６を焼却処理する際、ベッド材２同士の固着による流動不良の発生を防止し得、運転停止や焼却炉内の清掃の頻度を少なくでき、安定運転を継続し得る。
【００２８】
尚、本発明の流動層焼却炉の運転方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図２】ベッド材に無機化合物系添加剤（ドロマイト、水酸化マグネシウム、石灰石）を添加した場合の添加剤濃度とラトラ強度（固着度）との関係を表わす実験データ線図である。
【図３】産地の異なる砂の平均粒径の経時変化と、所定粒径以下の砂の全体に占める割合の経時変化とを表わす実験データ線図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  焼却炉本体
２  ベッド材
３  散気管
４  流動層
５  給塵機
６  廃棄物
１４  温度検出器
【図１】
2005195270.tif 000003
【図２】
2005195270.tif 000004
【図３】
2005195270.tif 000005