(57)【要約】【課題】火格子上の焼却灰を効率良く除去し、燃焼物の良好な燃焼を継続しつつ、ダイオキシン類の発生を防止する。【解決手段】火格子炉１のフィーダー２から燃焼物を火格子３上に投入し、燃焼ガス温度を８００℃以上に維持しながら、冷却媒体により冷却される棒状物からなる焼却灰除去手段４を、冷却媒体として水を１ｍ／秒以上の流速で該手段４内に流しながら、０．６ｍ／分以下の低速で作動させることにより、火格子炉１の火格子３上に滞留した焼却灰を含む滞留物を、火格子炉１の運転中に焼却灰排出口５より除去する【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火格子炉１のフィーダー２から燃焼物を火格子３上に投入し、燃焼ガス温度を８００℃以上に維持しながら、棒状物からなる焼却灰除去手段４を低速で作動させることにより、火格子炉１の火格子３上の滞留物を、火格子炉１の運転中に焼却灰排出口５より除去することを特徴とする火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生抑制方法。
【請求項２】
焼却灰除去手段４の作動速度が６ｍ／分以下である請求項１に記載の火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生抑制方法。
【請求項３】
焼却灰除去手段４が冷却媒体により冷却される棒状物であり、該手段の作動速度が０．６ｍ／分以下である請求項１に記載の火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生抑制方法。
【請求項４】
冷却媒体が水であり、焼却灰除去手段４内の水の流速が１ｍ／秒以上である請求項３に記載の火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生の抑制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物焼却炉はダイオキシン類の発生源として注目され、その抑制のため種々の対策が行われている。
【０００３】
廃棄物処理法（廃棄物の処理及び清掃に関する法律）の１９９７年８月の改正により、廃棄物焼却施設の構造・維持管理が強化され、廃棄物焼却炉メーカーは、廃棄物の燃焼ガスを８００℃以上で２秒以上保持する方法や、燃焼空間の確保や二次燃焼室を設けるなどして対応している（非特許文献１参照）。
【０００４】
廃棄物焼却炉の炉底を構成する火格子は可動火格子と固定火格子が知られている。可動火格子は炉底に配列された火格子が１列おきに往復運動し、火格子上の焼却灰を含む滞留物（以下、「滞留物」と記す。）が排出される。可動火格子の滞留物は固定火格子のように火格子上に居座ることはないが、廃棄物中の釘や金物等の異物が火格子に挟まることにより、上記往復運動が阻害される。また、可動火格子は冷却が困難であり、４ヶ月程度で焼損する等の問題がある。一方固定火格子は、水等の冷却物により冷却が可能であるため、焼損を起こさず、また、廃棄物中の釘や金物等の異物によっても運転に支障を来さない。しかしながら、固定火格子は駆動機構を持たないため、焼却灰が火格子上に居座り、燃焼が阻害され、未燃焼物が増加し、燃焼排ガス中ＣＯ濃度が上昇し、ダイオキシンが発生する。また、焼却灰の居座り高さが高くなると、燃焼温度が不安定となり、連続運転が困難になり、一旦炉を停止し、滞留物を除去しなければならない。
【０００５】
一方、廃棄物焼却炉の一つの形式として傾斜火格子炉が知られている。
【０００６】
この炉は、燃焼物がゆっくりと滑り落ちる程度に傾斜した火格子を固定又は可動取り付けした構造であり、火格子上で燃焼した燃焼物は傾斜を滑り落ちる間に燃え尽きて、焼却灰として焼却灰排出口から排出される。
【０００７】
火格子の傾斜角の設定は燃焼物の滑り方によって異なるが、燃焼物の種類や品質が特に変わらない限り、通常焼却灰の滑り方や排出は連続的に行われている。
【０００８】
火格子が可動型の傾斜火格子の場合、分割された火格子を焼却灰の排出方向に前後進し、滞留物の排出を促進している。
【０００９】
この可動型の傾斜火格子の場合、火格子が可動するので、滞留物の堆積厚みが一定でなく、部分的に火格子が高温雰囲気に曝され、火格子が焼損し寿命が短くなるという課題があった。
【００１０】
また、火格子が固定型の場合、火格子の傾斜滑りのみによって滞留物を排出している。
【００１１】
この固定型の傾斜火格子の場合、火格子上の滞留物の堆積厚みが一定で、火格子が焼損しづらく寿命が長いが、供給された燃焼物の品質が変動する場合、あるいは二種以上の異なる燃焼物を燃焼しようとする場合、焼却灰の滑りが悪くなって排出が不充分になり、火格子上に滞留する焼却灰によって燃焼物の燃焼が悪くなるという課題があった。
【００１２】
この場合、火格子上に滞留する焼却灰を除去する必要があるが、その方法の一つとして、固定傾斜火格子炉の運転中に固定傾斜火格子炉の外壁の一部を解放して滞留物の灰掻き出し作業を行う方法が知られている。
【００１３】
通常の燃焼物を焼却する場合の掻き出し作業の作業頻度は２〜３ヶ月に１度程度であるため運転中に滞留物の掻き出し作業を行わずに炉を停止して清掃作業等を行うが、火格子上の滞留物の排出が悪い場合には、１週間〜１日の頻度で運転中に、滞留物の灰掻き出し作業を実施しなければならないという課題があった。
【００１４】
しかも、この方法は作業中に大量の外気が固定傾斜火格子炉に入り込んでしまうため燃焼ガス温度が８００℃以下に低下することがあり、その場合、燃焼排ガス中のダイオキシン類が増加してしまうという課題があった。
【００１５】
【非特許文献１】
平岡正勝，岡島重伸編，「廃棄物処理におけるダイオキシン類削減対策の手引き」，環境新聞社，平成１０年８月２０日
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、火格子上の焼却灰を効率良く除去し、燃焼物の良好な燃焼を継続しつつ、ダイオキシン類及びＣＯガスの発生を防止することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、火格子炉１のフィーダー２から燃焼物を火格子３上に投入し、燃焼ガス温度を８００℃以上に維持しながら、棒状物からなる焼却灰除去手段４を低速で作動させることにより、火格子炉１の火格子３上の滞留物を、火格子炉１の運転中に焼却灰排出口５より除去することを特徴とする火格子炉のダイオキシン類及びＣＯガス発生抑制方法である。
【００１８】
本発明において好ましくは、焼却灰除去手段４の作動速度が６ｍ／分以下である。さらに好ましくは、焼却灰除去手段４が冷却媒体により冷却される棒状物であり、該手段の作動速度が０．６ｍ／分以下であり、該冷却媒体が水の場合、焼却灰除去手段４内の水の流速が１ｍ／秒以上である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、固定火格子炉の場合に特に有効であり、傾斜火格子炉にも好ましく適用される。特に、固定傾斜火格子炉に好ましく適用される。よって、固定傾斜火格子炉の場合を例に挙げて、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１に固定傾斜火格子炉１を用いた全体のシステムの一例の概念図を示す。
【００２１】
固定傾斜火格子炉１のフィーダー２から火格子３上に燃焼物を投入し、火格子３下から燃焼用空気を供給し、燃焼物を火格子３上で燃焼し、発生した焼却灰を含む滞留物を焼却灰排出口５から排出する。
【００２２】
燃焼ガスは固定傾斜火格子炉１内に２秒以上滞留した後排気され、後段のガス冷却塔６で２５０℃以下に冷却され、さらに、後段のバグフィルター７で燃焼飛灰が捕集され、清浄な燃焼排ガスを誘引ファン８、煙突９を通じて大気に放出する。
【００２３】
図２に固定傾斜火格子炉１の燃焼部分の拡大図と焼却灰除去手段４の説明図を示す。図２において、ａは燃焼物、ｂは焼却灰である。
【００２４】
フィーダー２から供給された燃焼物は火格子３に層状に堆積し、燃焼用空気により燃焼する。
【００２５】
燃焼後の焼却灰は、通常、次第に火格子３上の下層に堆積して、火格子３上を滑り落ちるが、燃焼物の品質や種類等が変動する場合に滞留することがあり、焼却灰除去手段４は、火格子３上の実質的に焼却灰層のみを押し出すように作動する。
【００２６】
図３に固定傾斜火格子炉１内部の火格子３の説明図を示す。
【００２７】
図３では、３本の棒状物からなる焼却灰除去手段４を固定傾斜火格子炉１外部から作動するための構造を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
火格子３には、複数の開孔があり、この開孔をとおって、火格子３の下方より上方に流れる燃焼用空気によって、火格子３上に堆積している燃焼物が燃焼する。
【００２９】
焼却灰除去手段４は棒状物であり、角柱でも円柱でも可能であるが、耐熱性を保持する意味から円柱状のものが好ましく、例えば、冷却水などを流して冷却できる管状のものがより好ましい。
【００３０】
焼却灰除去手段４の材質としては、火格子３上での燃焼による高温に対応できる耐熱性が確保できれば、特に限定されるものではない。
【００３１】
焼却灰除去手段４の内部に冷却媒体を流通することが好ましく、耐熱性を確保する面から、焼却灰除去手段４の内部に流入用通路と排出用通路を設け、冷却媒体を流通することがより好ましい。
【００３２】
焼却灰除去手段４としては１本の棒状物を設置すること、又は、２本以上の棒状物を併設することが好ましく、先端に、焼却灰を排出しやすいように、焼却灰押出面を付設することも可能である。
【００３３】
配置場所は特に限定されるものではないが、滞留の多い炉壁付近に配置することが好ましい。
【００３４】
焼却灰除去手段４の幅は火格子３の幅以下であり、その高さは火格子３上に滞留する焼却灰の厚み以下が好ましい。
【００３５】
焼却灰除去手段４は、燃焼ガス温度を８００℃以上に維持することから、固定傾斜火格子炉１内に設置することが好ましいが、装置管理の面から、固定傾斜火格子炉１の外部に設置し、焼却灰除去手段４を使用するときは、挿入口を開口して焼却灰除去手段４を固定傾斜火格子炉１内部に挿入し、火格子３上の滞留物を焼却灰排出口５まで押出し、その後、焼却灰除去手段４を引き戻すことが好ましい。
【００３６】
燃焼ガス温度を８００℃以上に維持することから、挿入口１０に焼却灰除去手段４を挿入したときの外気の流入が少ないほど好ましく、挿入口１０と焼却灰除去手段４との隙間は、焼却灰除去手段４の動作に支障がない範囲で小さくすることが好ましい。
【００３７】
焼却灰除去手段４の動作は、焼却灰排出口５近くまで動作することが好ましい。
【００３８】
本発明においては、燃焼排ガス中のＣＯ濃度上昇及びダイオキシン類の発生を防止するべく、焼却灰除去手段４を低速動作させる。
【００３９】
本発明にかかる焼却灰除去手段４を高速動作させた場合には、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が上昇し、ダイオキシンが発生する。その理由は、該手段４が移動した後の火格子上の空間に燃焼物が存在せず、燃焼用空気しか存在しないため、当該空気の温度が低下し、燃焼が継続しないためと考えられる。
【００４０】
本発明において好ましくは、焼却灰除去手段４の作動速度を６ｍ／分以下とする。当該作動速度が６ｍ／分を超える場合、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が、非作動時の約５０ｐｐｍに対して、１００ｐｐｍを超えてしまい、好ましくない。より好ましくは、棒状の焼却灰除去手段４の作動速度を０．６ｍ／分以下とすることにより、作動時の燃焼排ガス中のＣＯ濃度を５０〜６０ｐｐｍ程度に抑えることができ、焼却灰除去手段４の作動によるＣＯ濃度の上昇を抑えることができる。
【００４１】
図４に本発明にかかる焼却灰除去手段４の駆動機構の一例を概略図で示す。図中、４は焼却灰除去手段、１２は焼却灰除去手段４の作動方向、１３は焼却灰除去手段４の作動距離を決定するリミットスイッチ、１４は焼却灰除去手段４の作動治具、１５はウインチ、１６はモーター、１７は制御盤、１８はモーター１６の速度調整のためのインバーター、１９は上位機器とのＩ／Ｏ、２０は電源を示す。
【００４２】
焼却灰除去手段４の作動は、電動ウインチ１５及び油圧シリンダー等により行うが、作動速度を０．６ｍ／分以下とするためには、制御盤１７にインバーター１８を設置し、駆動モーター１６の回転数を調整可能とし、電動ウインチ１５の回転数を低下させ、且つ、調整可能とすることが好ましい。焼却灰除去手段４の作動距離はリミットスイッチ１３で決定され、作動治具１４がリミットスイッチ１３に接触すると、焼却灰除去手段４が停止する。焼却灰除去手段４の作動速度が０．６ｍ／分以下と遅い場合、焼却灰除去手段４の冷却媒体による冷却が必要であり、冷却媒体が水の場合、焼却灰除去手段４内の冷却媒体の流速は１ｍ／秒以上を確保する必要がある。焼却灰除去手段４内の水の流速が１ｍ／秒未満では焼却灰除去手段４の出口の水の温度が１００℃に近づき、当該手段４内で水が沸騰するため、当該手段４及び該手段４の出口の排出ホース等の接続設備が破壊されやすく、耐久性に劣る。
【００４３】
【実施例】
（実施例１）
本発明の方法を適用して火格子上の滞留物の除去を実施した。
【００４４】
その結果、炉出口ガス温度は９３０℃で、実施前と実施中で変化がなく、炉出口のダイオキシン類濃度は実施中で１ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎであった。
【００４５】
比較例として、炉操業中に燃焼室扉２カ所のうち、１カ所を開き、火格子上の滞留物をトンボ形状の掻き棒で除去する作業を実施した。
【００４６】
炉出口ガス温度は実施前の９３０℃に対して、７９０℃に低下し、ダイオキシン類濃度は５ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ３Ｎであった。
【００４７】
（実施例２）
本発明の方法を適用して固定火格子上の滞留物の除去を実施した。
【００４８】
焼却灰除去手段としての棒状物の長さは３ｍ、外管の外径９０ｍｍ、肉厚１２ｍｍ、内管の外径３４ｍｍ、肉厚１２ｍｍ、炉出口ガス温度は９３０℃で冷却水流量は２０ｍ３／時間とし、外管温度変化は２０．０６℃〜３０．７４℃、内管温度変化は２０．００℃〜２０．０６℃であった。棒状物の作動は、電動ウインチにより行い、作動速度を０．６ｍ／分以下に調整するために、インバーターを設置し、駆動モーターの回転数を調整可能とした。棒状物の作動速度は０．４ｍ／分とした。棒状物作動中も燃焼物の供給は連続して継続した。結果として、棒状物作動時の燃焼排ガス中のＣＯ濃度は５０ｐｐｍ、棒状物作動時の燃焼排ガス中のＣＯ濃度は５５ｐｐｍであった。
【００４９】
棒状物の作動速度を７ｍ／分としたところ、棒状物作動時の燃焼排ガス中のＣＯ濃度は１００ｐｐｍであった。燃焼排ガス中のＣＯ濃度測定は連続測定であり、瞬時値も計測可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、火格子上に滞留する焼却灰を含む滞留物を逐次排出可能であるので、燃焼物の品質が変動しても、あるいは二種以上の燃焼物でも、傾斜火格子炉で焼却することが可能である。
【００５１】
また、焼却灰の掻き出し作業中に外気の流入を抑制できるため燃焼ガス温度を８００℃以上に保持することが可能であり、ダイオキシン類の発生を抑制することが可能である。
【００５２】
さらに、焼却灰除去中に火格子からの燃焼用空気の吹き出しを阻害しないので安定した燃焼を継続することが可能である。
【００５３】
本発明においては、焼却灰除去手段を低速で作動させるため、焼却灰の燃え切り時間を確保することが可能であり、焼却灰除去手段の作動時も燃焼排ガス中のＣＯ濃度の上昇を抑制することができ、ダイオキシン類発生を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定傾斜火格子炉の概念図である。
【図２】固定傾斜火格子炉の燃焼部分の拡大図と焼却灰除去手段の説明図である。
【図３】固定傾斜火格子炉内部の火格子の説明図である。
【図４】焼却灰除去手段の駆動機構の概略図である。
【符号の説明】
１  固定傾斜火格子炉
２  フィーダー
３  火格子
４  焼却灰除去手段
５  焼却灰排出口
６  ガス冷却塔
７  バグフィルター
８  誘引ファン
９  煙突
１０  挿入口
１２  焼却灰除去手段の作動方向
１３  リミットスイッチ
１４  作動治具
１５  ウインチ
１６  モーター
１７  制御盤
１８  インバーター
１９  Ｉ／Ｏ
２０  電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005030633.tif 000006