(57)【要約】【課題】焼却炉の直上にガス冷却室を設けた廃棄物焼却設備において、ガス冷却水による炉内温度の低下を防止して、焼却炉の燃焼状態を安定させることである。【解決手段】焼却炉１に二次燃焼空気を吹き込む送風路６の途中に、この送風路６から分岐して二次送風機４から送られてくる空気の一部をガス冷却室７に吹き込む支路６ａを設け、二次送風機４が供給する空気の総量を一定とするとともに、廃棄物の性状に応じた二次燃焼空気必要量を焼却炉１へ供給し、残余分をガス冷却空気としてガス冷却室７入口部へ供給するようにした。これにより、二次燃焼空気の必要量が少ない低質ごみが投入されたときには、ガス冷却室７へのガス冷却空気供給量を増やしてガス冷却水を減らし、ガス冷却水による炉内温度の低下を防止することができる。【選択図】図１
2007333351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を燃焼させる焼却炉の直上にガス冷却室を設け、このガス冷却室内で廃棄物の燃焼により生じた排ガスに冷却水を噴霧して排ガスの冷却を行う廃棄物焼却設備において、前記焼却炉に二次燃焼空気を吹き込む送風路の途中に、この送風路から分岐して送風路上流の二次送風機から送られてくる空気の一部を前記ガス冷却室に吹き込む支路を設け、前記二次送風機が焼却炉およびガス冷却室に供給する空気の総量を一定とするとともに、その空気の焼却炉への供給量とガス冷却室への供給量の分配率を、焼却炉に投入される廃棄物の性状に応じて調整可能としたことを特徴とする廃棄物焼却設備。
【請求項２】
前記送風路の支路からガス冷却室への空気吹込位置を、前記ガス冷却室の入口部としたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却設備。
【請求項３】
前記二次送風機が焼却炉およびガス冷却室に供給する空気を、前記廃棄物の性状に応じた二次燃焼空気必要量が焼却炉へ供給され、残余分が前記ガス冷却室へ供給されるように分配することを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物焼却設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物の焼却処理を行う廃棄物焼却設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物の焼却処理を行う廃棄物焼却設備には、廃棄物の燃焼により生じた排ガスに冷却水を噴霧して排ガスの冷却を行うガス冷却室を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。このようなガス冷却室を設けた設備の一例を図２に示す。この廃棄物焼却設備は、焼却炉１の底部に流動媒体層からなる流動床２を形成し、流動媒体を流動させる一定量の流動空気（一次燃焼空気）と焼却炉１に投入される廃棄物の性状に応じた量の二次燃焼空気を焼却炉１へ吹き込んで廃棄物を燃焼させている。その流動空気は一次送風機３から、二次燃焼空気は二次送風機４からそれぞれ送風路５、６を介して焼却炉１に吹き込まれている。
【特許文献１】特開２００４−２７８８１９号公報
【０００３】
前記焼却炉１の直上にはガス冷却室７が設けられ、このガス冷却室７内で水噴霧装置８から排ガスに冷却水を噴霧して排ガスの冷却を行っている。冷却された排ガスは、ガス冷却室７に接続された排出管９に流入し、排出管９途中に設けられた一次空気予熱器１０を通過した後、設備外へ排出される。そして、排ガスによる予熱器１０の過熱を防止するとともに予熱器１０での回収熱量を確保するため、排出管９入口部の温度計１１で測定される排ガス温度が設定温度となるように、水噴霧装置８と送水ポンプ１２との間に取り付けたバルブ１３の開度を変えてガス冷却水噴霧量の調節を行っている。
【０００４】
また、焼却炉１では投入される廃棄物の性状により安定燃焼に必要とされる二次燃焼空気量が変動するため、二次燃焼空気用送風路６の途中に２つのダンパ１４、１５を並列に設け、焼却炉１出口の酸素濃度計１６により測定される酸素濃度が設定値となるように第１ダンパ１４を制御するか、焼却炉１中央部の放射温度計１７により測定される焼却炉１内のフレーム輝度に基づいて第２ダンパ１５を制御するか、あるいはこれらの２つのダンパ１４、１５の制御を同時に行うことにより、常に適切な量の二次燃焼空気が焼却炉１に吹き込まれるようにしている。
【０００５】
ところで、この種の廃棄物焼却設備では、通常、投入される廃棄物の発熱量がその性状により大きく変動することから、発熱量の大きい紙やプラスチック等の高質ごみを基準として焼却炉の設計を行っている。このため、特に、図２のようにガス冷却室を焼却炉の直上に設けた場合は、厨芥や水分を多く含むもの等、発熱量の小さい低質ごみが焼却炉に多く投入されると、ガス冷却水の影響により燃焼状態が不安定になりやすい。すなわち、低質ごみ投入時には、その発熱量が小さいことからガス冷却水の噴霧量がある程度絞られるが、焼却炉への入熱量が小さくなり、二次燃焼空気の吹込み量が絞られることによって排ガス量が大幅に減少するため、ガス流量の低下により蒸発時間が長くなったり、液滴を上方へ同伴させる作用が低下するため、蒸発せずに焼却炉へ流入してきた冷却水が炉内温度を低下させて安定燃焼を阻害するようになる。
【０００６】
これに対して、二次燃焼空気の吹込み量を廃棄物の性状によらず一定とすれば、低質ごみ投入時の排ガス量の減少は抑えられるが、必要以上に吹き込まれた二次燃焼空気が炉内温度を低下させるので、やはり燃焼状態が不安定となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、焼却炉の直上にガス冷却室を設けた廃棄物焼却設備において、ガス冷却水による炉内温度の低下を防止して、焼却炉の燃焼状態を安定させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、廃棄物を燃焼させる焼却炉の直上にガス冷却室を設け、このガス冷却室内で廃棄物の燃焼により生じた排ガスに冷却水を噴霧して排ガスの冷却を行う廃棄物焼却設備において、前記焼却炉に二次燃焼空気を吹き込む送風路の途中に、この送風路から分岐して送風路上流の二次送風機から送られてくる空気の一部を前記ガス冷却室に吹き込む支路を設け、前記二次送風機が焼却炉およびガス冷却室に供給する空気の総量を一定とするとともに、その空気の焼却炉への供給量とガス冷却室への供給量の分配率を、焼却炉に投入される廃棄物の性状に応じて調整可能とした。
【０００９】
すなわち、二次送風機が供給する空気の一部をガス冷却空気としてガス冷却室に吹き込めるようにするとともに、二次送風機による空気供給の総量を一定としておき、二次燃焼空気の必要量が少ない低質ごみが投入されたときには、二次送風機から送られてくる空気の多くをガス冷却室へ吹き込み、このガス冷却空気で焼却炉から排出される排ガスを冷却することにより、ガス冷却室内で噴霧する冷却水の量を減らして冷却水の焼却炉への流入を防止し、炉内温度を常時適切に維持できるようにしたのである。一方、高質ごみ投入時には、従来と同様に、二次送風機からの空気のほとんどを二次燃焼空気として焼却炉に吹き込めばよい。このときは、ガス冷却水を減らすことはできないが、発生する排ガスの量が多くなるので、冷却水の焼却炉への流入はほとんど生じない。
【００１０】
上記の構成において、前記送風路の支路からガス冷却室への空気吹込位置を、前記ガス冷却室の入口部とすれば、焼却炉から排出される排ガスをガス冷却空気でより効果的に冷却でき、ガス冷却水噴霧量をさらに少なくすることができる。
【００１１】
また、前記二次送風機が焼却炉およびガス冷却室に供給する空気は、前記廃棄物の性状に応じた二次燃焼空気必要量が焼却炉へ供給され、残余分が前記ガス冷却室へ供給されるように分配するとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の廃棄物焼却設備は、二次送風機による空気供給の総量を一定とするとともに、その空気の焼却炉への供給量とガス冷却室への供給量の分配率を廃棄物の性状に応じて調整可能としたものであるから、低質ごみ投入時には、ガス冷却室への空気供給量（ガス冷却空気量）を増やすことによりガス冷却水を減らして炉内温度の低下を防止することができ、焼却炉の燃焼状態を安定させることができる。また、従来に比べて廃棄物の性状による排ガス量の変動を小さくできるので、炉内圧力が安定し、これによっても燃焼状態の安定化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１に基づき、本発明の実施形態を説明する。この廃棄物焼却設備の基本的な構成は図２に示した従来設備と同じであるので、同じ機能を有する部材には同一の符号を付してその説明を省略し、本発明に係る要部について説明する。
【００１４】
図１に示すように、二次燃焼空気用の送風路６には、その途中で分岐してガス冷却室７の入口部に至る支路６ａが設けられ、二次送風機４から送られてくる空気の一部がこの支路６ａを通ってガス冷却空気としてガス冷却室７へ吹き込まれている。なお、この支路６ａからガス冷却室７への空気吹込方向は、ガス冷却室７の内壁に沿う方向となっている。これは、ガス冷却室７のダスト付着量を少なくして、ダスト塊の焼却炉１への落下により燃焼状態が不安定になることを防止するためである。
【００１５】
また、従来設備と同じく、焼却炉１には、二次送風機４から廃棄物の性状に応じた二次燃焼空気必要量が供給されるようになっている。そして、二次燃焼空気用送風路６の支路６ａとの分岐点よりも上流で流量計１８による風量測定を行い、支路６ａに取り付けられたバルブ１９の開度を調節することにより、二次送風機４が焼却炉１およびガス冷却室７に供給する空気の総量が一定（高質ごみ投入時に必要とされる二次燃焼空気量の１．１倍程度）となるように制御している。
【００１６】
具体的には、高質ごみ投入時は、焼却炉１での発熱量が大きくなるので、二次燃焼空気用送風路６の２つのダンパ１４、１５の少なくとも一方の開度を大きくして焼却炉１への二次燃焼空気供給量Ｑｂを増やすとともに、支路６ａのバルブ１９の開度を小さくしてガス冷却室７へのガス冷却空気供給量Ｑａを減らすことにより、二次送風機４の供給空気総量Ｑ（＝Ｑａ＋Ｑｂ）を一定に保つ。一方、低質ごみが投入されたときには、発熱量が小さくなるので、少なくとも一方のダンパ開度を小さくして焼却炉１への空気供給量Ｑｂを減らすとともに、支路６ａのバルブ１９の開度を大きくしてガス冷却室７への空気供給量Ｑａを増やし、二次送風機４の供給空気総量Ｑを一定に保つ。
【００１７】
すなわち、二次送風機４から送られる空気は、総量が一定で、廃棄物の性状に応じた二次燃焼空気必要量が焼却炉１へ供給され、残余分がガス冷却室７へ供給される。従って、二次燃焼空気の必要量が少ない低質ごみが投入されたときには、二次送風機４から送られてくる空気の多くがガス冷却空気としてガス冷却室７入口部へ吹き込まれて、焼却炉１から排出された排ガスを冷却することになる。その結果、ガス冷却水の噴霧量が減らされる。
【００１８】
次に、廃棄物性状別のガス冷却水噴霧量を計算した例を表１に示す。なお、この計算例は、焼却能力が２０ｔｏｎ／１６ｈの焼却炉についてのものである。
【００１９】
【表１】
2007333351.tif 000003
【００２０】
表１の計算例では、低質ごみ投入時には、ガス冷却水噴霧量が０ｋｇ／ｈとなるので、従来のようにガス冷却水の影響で炉内温度が低下するおそれがない。また、低質ごみ投入時の排ガス量は、従来設備では高質ごみ投入時の５０％程度となっていたのに対して、この設備では高質ごみ投入時の８０％程度となり、廃棄物の性状による排ガス量の変動が大幅に減少している。
【００２１】
この廃棄物焼却設備は、上記の構成であり、低質ごみ投入時には、ガス冷却室７への空気供給量を増やしてガス冷却水噴霧量を減らすようにしたので、ガス冷却水の焼却炉への流入による炉内温度の低下を防止でき、廃棄物の性状によらず安定した燃焼状態がえられる。また、従来に比べて廃棄物の性状による排ガス量の変動が大幅に縮小され、炉内圧力が安定するので、これによっても燃焼状態の安定化が図れる。
【００２２】
なお、本発明は、実施形態のような流動床式の廃棄物焼却設備に限らず、ストーカ式の焼却設備にも適用できる。また、本発明をガス冷却室と焼却炉とが分離されたタイプの焼却設備に応用すれば、炉内温度への影響はないものの、ガス冷却室での冷却水によるダスト付着や、ガス冷却室から排出された沈降灰の湿りによる灰搬送装置等のトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態の廃棄物焼却設備の概略図
【図２】従来の廃棄物焼却設備の一例の概略図
【符号の説明】
【００２４】
１  焼却炉
２  流動床
３、４  送風機
５、６  送風路
６ａ  支路
７  ガス冷却室
８  水噴霧装置
９  排出管
１０  一次空気予熱器
１１  温度計
１２  送水ポンプ
１３  バルブ
１４、１５  ダンパ
１６  酸素濃度計
１７  放射温度計
１８  流量計
１９  バルブ
【図１】
2007333351.tif 000004
【図２】
2007333351.tif 000005