(57)【要約】【課題】燃料として安価で汎用性が高い木屑や木炭を使用可能とし、かつ燃料の燃焼熱の使用効率を高め、廃棄物の減容・減量化と焼却過程における焼却灰及び排ガスの安定化及び無害化を実現する。【解決手段】焼却炉１０は、木屑等の燃料を炉心部の燃料燃焼部１６で燃焼させ、その上部に混合廃棄物を投入して燃焼させる。そして上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂ、及び下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂにより高温の燃焼ガスを燃焼部に循環させる。このときに循環させる高温ガスに対して、灯油、廃油あるいはＡ重油等の液体燃料をノズルから噴射し、さらにエアを吹き込みながら循環させることにより、常時、例えば１６００℃以上の高温度で廃棄物を燃焼させ、燃え殻（灰）を溶融させてスラグ化することができる。【選択図】図１
2007309592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料とともに廃棄物を炉体内で燃焼し、燃焼した灰を溶融してスラグを生成する焼却炉において、燃料上に投入した廃棄物を前記炉体内で燃焼させる燃焼部と、該燃焼部における燃焼により発生するガスを前記燃焼部の上方の前記炉体内の空間から吸引し、前記燃焼部に循環させる複数のガス循環用パイプと、前記複数のガス循環用パイプにエアを吹き込むエア吹き込み手段と、前記複数のガス循環用パイプに液体燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを備え、前記燃焼部における燃焼灰を溶融してスラグを生成することを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
請求項１に記載の焼却炉において、前記ガス循環用パイプは、前記炉体内の最上部近傍からガスを吸引し、前記燃焼部の廃棄物堆積部に供給する上部排ガス循環用パイプと、前記燃焼部と前記上部排ガス循環用パイプのガス吸引口との間の炉体の中間部からガスを吸引し、前記燃焼部の木屑堆積部近傍に供給する下部排ガス循環用パイプとを有し、
前記燃料噴射ノズルは、前記上部排ガス循環用パイプと、前記下部排ガス循環用パイプとの両方に備えられていることを特徴とする焼却炉。
【請求項３】
請求項１または２に記載の焼却炉において、前記燃焼部は、前記燃焼部における燃焼を補助するための助燃バーナーを備え、必要に応じて助燃バーナーを使用することにより該燃焼部の温度を上昇させることを特徴とする焼却炉。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の焼却炉において、前記燃焼部に対して空気を送り込むためのエア吹き込み用配管を複数有し、該複数のエア吹き込み用配管は、少なくとも該焼却炉の上下方向で異なる位置に配設されていることを特徴とする焼却炉。
【請求項５】
燃料とともに廃棄物を炉体内で燃焼し、燃焼した灰を溶融してスラグを生成する廃棄物の焼却方法において、焼却炉の炉体内に燃料と廃棄物とを投入し、燃料上に廃棄物を堆積させる堆積ステップと、該燃料及び廃棄物が燃焼することにより発生したガスを前記燃料及び廃棄物上方の炉体内空間から吸引し、前記燃料及び廃棄物の燃焼部に循環させるガス循環ステップと、前記燃料及び廃棄物の燃焼灰を溶融してスラグを生成する溶融ステップとを有し、前記ガス循環ステップは、前記燃焼部に循環させるガスに対してエアを吹き込むとともに、該循環させるガスに対して液体燃料を噴射することを特徴とする廃棄物の焼却方法。
【請求項６】
請求項５に記載の廃棄物の焼却方法において、前記ガス循環ステップは、前記炉体内の最上部近傍からガスを吸引して前記廃棄物が堆積する部分に供給するとともに、前記燃料及び廃棄物が燃焼する燃焼部と、前記炉体内の最上部近傍におけるガス吸引口との間の炉体の中間部からガスを吸引して、前記燃料が堆積する燃料堆積部近傍に供給し、
前記炉体内の最上部近傍から吸引したガスと、前記炉体の中間部から吸引したガスとの両方に対して、前記液体燃料を噴射するとともに、エアを混合することを特徴とする廃棄物の焼却方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の廃棄物の焼却方法において、前記溶融ステップは、前記燃料及び廃棄物の燃焼を補助するための助燃バーナーを使用して、前記燃料及び廃棄物の燃焼を溶融させることを特徴とする廃棄物の焼却方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１に記載の廃棄物の焼却方法において、前記溶融ステップは、少なくとも該焼却炉の上下方向で異なる位置に配設されたエア吹き込み用配管から、前記燃焼部に対してエアを送り込むことを特徴とする廃棄物の焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉及び廃棄物の焼却方法、より詳細には、焼却灰を溶融してスラグ化する溶融炉方式の焼却炉および廃棄物の焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来の廃棄物処理において、ストーカー炉や流動床炉で廃棄物を焼却処理し、その焼却灰を埋め立て処分することが一般的に行なわれていた。
このような焼却処理に対して、廃棄物を焼却した焼却灰を埋め立て処分する際に、その焼却灰の容積が充分に減少していなかったり、焼却灰が飛散して周囲の環境に悪影響を及ぼしたりすることから、焼却灰を溶融スラグ化してそれを埋め立て処分することが行われている。廃棄物を溶融処理する方法としては、従来の焼却炉から排出された焼却灰を別途の溶融炉で溶融スラグ化するものと、廃棄物を一つの炉内で溶融スラグ化までするものがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、廃棄物の供給量に見合った適当な容積の空間を高温炉床に隣接して形成し、その空間に供給された廃棄物を高温燃焼可能なプラズマバーナにより十分に加熱し、加熱で燃焼しつつある廃棄物を燃焼用酸素含有ガスの作用で高温炉床の隙間に吹き込むようにした廃棄物溶融炉が開示されている。ここでは、溶融炉はコークスの燃焼とプラズマトーチから発生する熱風を加熱源としている。
【特許文献１】特開平４−１２４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶融炉においては、溶融スラグを形成するための高温炉床に使用する燃料として、コークスなどの炭素系可燃物質が使用される。しかしながら、近年のコークスの価格高騰により、廃棄物の溶融処理プロセスにおける採算性が悪化するという課題がある。このような環境において、採算性を考慮した廉価な燃料が使用可能で、このときに廃棄物の減容・減量化と、焼却過程における安定・無害化を信頼性をもって実現できるようにした焼却炉が求められる。
【０００５】
上記特許文献１においては、基本的にはコークスを用いて高温炉床を形成するようにしている。また特許文献１の溶融炉では、プラズマトーチを使用しているが、廃棄物等を燃焼させるための空気を吹き込む羽口（空気吹き込み口）を別途には設けておらず、このため廃棄物の燃焼熱をほとんど利用できず、コークスあるいはプラズマトーチの電力等の補助熱源が増大するという課題がある。
【０００６】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、使用燃料として安価で汎用性が高い木屑や木炭を使用可能とし、かつ燃料の燃焼熱の使用効率を高め、廃棄物の減容・減量化と焼却過程における焼却灰及び排ガスの安定化及び無害化を実現できるようにした焼却炉、及び廃棄物の焼却方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、燃料とともに廃棄物を炉体内で燃焼し、燃焼した灰を溶融してスラグを生成する焼却炉において、燃料上に投入した廃棄物を前記炉体内で燃焼させる燃焼部と、該燃焼部における燃焼により発生するガスを前記燃焼部の上方の前記炉体内の空間から吸引し、前記燃焼部に循環させる複数のガス循環用パイプと、前記複数のガス循環用パイプにエアを吹き込むエア吹き込み手段と、前記複数のガス循環用パイプに液体燃料を噴射する燃料噴射ノズルとを備え、前記燃焼部における燃焼灰を溶融してスラグを生成することを特徴としたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の焼却炉において、前記ガス循環用パイプは、前記炉体内の最上部近傍からガスを吸引し、前記燃焼部の廃棄物堆積部に供給する上部排ガス循環用パイプと、前記燃焼部と前記上部排ガス循環用パイプのガス吸引口との間の炉体の中間部からガスを吸引し、前記燃焼部の木屑堆積部近傍に供給する下部排ガス循環用パイプとを有し、前記燃料噴射ノズルは、前記上部排ガス循環用パイプと、前記下部排ガス循環用パイプとの両方に備えられていることを特徴としたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の焼却炉において、前記燃焼部は、前記燃焼部における燃焼を補助するための助燃バーナーを備え、必要に応じて助燃バーナーを使用することにより該燃焼部の温度を上昇させることを特徴としたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１に記載の焼却炉において、前記燃焼部に対して空気を送り込むためのエア吹き込み用配管を複数有し、該複数のエア吹き込み用配管は、少なくとも該焼却炉の上下方向で異なる位置に配設されていることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、燃料とともに廃棄物を炉体内で燃焼し、燃焼した灰を溶融してスラグを生成する廃棄物の焼却方法において、焼却炉の炉体内に燃料と廃棄物とを投入し、燃料上に廃棄物を堆積させる堆積ステップと、該燃料及び廃棄物が燃焼することにより発生したガスを前記燃料及び廃棄物上方の炉体内空間から吸引し、前記燃料及び廃棄物の燃焼部に循環させるガス循環ステップと、前記燃料及び廃棄物の燃焼灰を溶融してスラグを生成する溶融ステップとを有し、前記ガス循環ステップは、前記燃焼部に循環させるガスに対してエアを吹き込むとともに、該循環させるガスに対して液体燃料を噴射することを特徴としたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の廃棄物の焼却方法において、前記ガス循環ステップは、前記炉体内の最上部近傍からガスを吸引して前記廃棄物が堆積する部分に供給するとともに、前記燃料及び廃棄物が燃焼する燃焼部と、前記炉体内の最上部近傍におけるガス吸引口との間の炉体の中間部からガスを吸引して、前記燃料が堆積する燃料堆積部近傍に供給し、前記炉体内の最上部近傍から吸引したガスと、前記炉体の中間部から吸引したガスとの両方に対して、前記液体燃料を噴射するとともに、エアを混合することを特徴としたものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項５または６に記載の廃棄物の焼却方法において、前記溶融ステップは、前記燃料及び廃棄物の燃焼を補助するための助燃バーナーを使用して、前記燃料及び廃棄物の燃焼を溶融させることを特徴としたものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の廃棄物の焼却方法において、前記溶融ステップは、少なくとも該焼却炉の上下方向で異なる位置に配設されたエア吹き込み用配管から、前記燃焼部に対してエアを送り込むことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶融炉形式の焼却炉における使用燃料として安価で汎用性の高い木屑や木炭を使用可能とし、かつ燃料の燃焼熱の使用効率を高め、廃棄物の減容・減量化と焼却過程における焼却灰及び排ガスの安定化及び無害化を実現できるようにした焼却炉、及び廃棄物の焼却方法を提供することができる。
【００１６】
特に燃焼ガスを循環させて、その循環ガス中に液体燃料を噴射し、さらに酸素と混合して燃料燃焼部に供給することにより、燃料と廃棄物が燃焼する燃焼部の温度を高温に維持することができ、これにより焼却灰及び排ガスの安定化・無害化を信頼性をもって実現することができるようになる。
例えば、上記の構成により、炉内の温度を１６００℃以上のレベルに維持することができるようになり、例えばアスベストの無害化焼却処理を安定して実行できるようになる。
また、循環ガス中に噴射する液体燃料の量や噴射時間（タイミング）を調整し、さらに必要に応じて助燃バーナーを使用することにより、炉内の温度を適宜制御することができ、処理対象の廃棄物の種類や量に応じて効率よく焼却処理を実行することができるようになる。
【００１７】
また、焼却炉の上下方向で異なる位置に配設されたエア吹き込み用配管から、燃焼部に対してエアを送り込むことにより、燃焼部における燃焼をさらに効率良く促進することができる。例えば廃棄物として廃プラスチックなどを焼却するときに、下段のエア吹き込み用配管により供給されるエアによって、溶融して下方に流動するプラスチックの燃焼を促進させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施例を添付された図面を参照して具体的に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の要素には同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明に関わる焼却炉の一実施例を説明するための要部断面図で、図２は、図１の焼却炉の一部を左側面から見た要部概略図である。また図３は図１の焼却炉の上面要部概略図、図４は図１のＡ−Ａ矢視における要部の水平断面概略図、図５は図１のＢ−Ｂ矢視における要部の水平断面概略図、図６は図１のＣ−Ｃ矢視における要部の水平断面概略図である。
【００１９】
図１〜図６において、１０は焼却炉（以下単に“炉”と記載することもある）、１１は焼却物投入口、１２は安全弁取り付け座、１３は炉体最上部、１４は炉体中間部、１５は廃棄物燃焼部、１６は燃料燃焼部、１７は燃焼部下部、１８は煙道、１９は掃除／点検口、２０ａ，２０ｂは上部排ガス循環用パイプ（戻しパイプ）、２１ａ，２１ｂは上部排ガス循環用パイプの上部に取り付けた蒸気／エア吹き込み用配管、２２ａは上部排ガス循環用パイプの下部に取り付けたエア吹き込み用配管、２３ａ，２３ｂは下部排ガス循環用パイプ、２４ａは下部排ガス循環用パイプの下部に取り付けたエア吹き込み用配管、２５ａ，２５ｂは下部排ガス循環用パイプの上部に取り付けた蒸気／エア吹き込み用配管、２６は燃料投入口、２７は燃料燃焼部へのエア吹き込み用配管、２８は受皿、２９はスラグ排出路、３０ａ，３０ｂは燃焼部下部プレート、３１，３２は助燃バーナー、３４ａ，３５ａは燃料噴射ノズル、４１はセンサ取り付け口、４２は中和剤投入口である。
【００２０】
本実施例の焼却炉１０の炉体は、キャスタ（耐火材），断熱材，及び耐火煉瓦等を用いて作成される。そして本焼却炉１０では廃棄物とともに燃料が燃焼することによって生じた燃焼熱を酸素と反応させて自燃させ燃焼部に循環させて戻し、このときに循環経路に空気を導入して燃焼を助けるとともに、さらに灯油や廃油、Ａ重油等の液体燃料を循環ガス中に噴射することにより、燃焼部を高温（例えば１６００℃）に安定して維持することができる。また燃焼部では、必要に応じて助燃バーナーを適宜使用して燃焼部を高温化することができる。
【００２１】
本実施例の焼却炉１０においては、燃料として、廉価な木屑、あるいは木炭を用いることができる。またコークスを用いてもよく、あるいはこれらの燃料の複数を混合した混合燃料を用いることができる。
燃料及び廃棄物を燃焼させる燃焼部は、図１の例では廃棄物燃焼部１５と燃料燃焼部１６とによって形成されている。
【００２２】
そして本実施例の焼却炉は、排ガスを循環させるための排ガス循環用パイプと、この排ガス循環用パイプに蒸気／エアを吹き込むための配管と、ブロワ等の送風手段（エア吹き込み手段）とによる排ガス循環システムを備えている。
本実施例では、排ガス循環用パイプとして、２本の上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂと、２本の下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂとを備えている。上記排ガス循環システムの詳細は後述する。
【００２３】
そして木屑等の燃料を炉心部の燃料燃焼部１６で燃焼させ、送風機を用いてエア吹き込み用配管２７を介して炉心内に常時大量に空気を送り込む。そして燃料燃焼部１６に堆積させた木屑等の上部に混合廃棄物を投入して燃焼させる。
このとき高温の燃焼ガスに対して、灯油、廃油あるいはＡ重油等の液体燃料をノズルから噴射し、さらにエアを吹き込みながら燃焼部に循環させることにより、常時、例えば１６００℃以上の高温度で廃棄物を燃焼させ、燃え殻（灰）を溶融させてスラグ化することができる。１６００℃以上のレベルで安定して燃焼させることにより、ダイオキシンや窒素酸化物のみならず、アスベストなどの有害物を信頼性をもって無害化することができる。このとき必要に応じてさらに助燃バーナー３１，３２を使用することにより、燃焼部を目標温度に維持させることができ、さらに高温の環境で維持することもできる。
【００２４】
図１及び図２に示す焼却炉１０において、木屑等の燃料は、燃料投入口２６から投入される。この燃料投入口２６には、図示しない燃料供給装置を取り付けることもできる。例えば、燃料供給装置は、木屑等の燃料を供給するための一時ストックとなるホッパーと、ホッパーから排出された燃料を炉内に供給する供給管により構成することができる。このときにホッパーからの炉内への燃料の供給は、ホッパー下部に備えたダンパーを手動で開閉することによって適宜行うようにしてもよく、また、スクリューフィード式の自動供給装置や所定のシーケンスで自動的にダンパーを開閉する装置等公知の自動供給手段を用いることができる。
【００２５】
燃料投入口２６から投入された木屑等の燃料は、炉心内の燃料燃焼部１６に堆積する。ここでは燃料燃焼部１６の下部には受皿２８が備えられていて、燃料投入口２６から投入された燃料はその受皿２８に支持されて燃料燃焼部１６に堆積する。
【００２６】
そして燃料燃焼部１６に堆積させた燃料の上に廃棄物を投入する。廃棄物は、廃プラスチックを主として木屑、紙くず、その他を混合した混合廃棄物である。投入された廃棄物は、炉心内の廃棄物燃焼部１５に堆積する。廃棄物燃焼部１５は、上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂの下端が炉心に接続される場所近傍に位置する。
焼却炉１０に対する廃棄物の投入は、焼却炉１０の上部の焼却物投入口１１から行う。また廃棄物燃焼部１５の上方に設けられた掃除／点検口１９から廃棄物を投入してもよい。
【００２７】
そして燃料燃焼部１６には、送風機を使用してエア吹き込み用配管２７から常時大量に空気を送り込むようにする。
エア吹き込み用配管２７は、燃料燃焼部１６に対してエアを吹き込むために設置されるもので、上下方向で異なる位置に、それぞれ２〜４本の複数のエア吹き込み用配管２７を設置するとよい。ここで各エア吹き込み用配管２７の管軸方向は、炉の中心から外れるように配置することが好適である。これにより燃料燃焼部１６の全体に対してエアを供給し、木屑等の燃料を効率よく燃焼させることができる。
【００２８】
そして上下２段構成のエア吹き込み用配管２７により、燃料燃焼部１６における燃焼をさらに効率良く促進することができる。例えば廃棄物として廃プラスチックなどを焼却するときに、下段のエア吹き込み用配管２７により供給されるエアによって、溶融して下方に流動するプラスチックの燃焼を促進させることができるようになる。
【００２９】
なお本明細書では、木屑等の燃料の燃焼部を燃料燃焼部１６とし、また燃料燃焼部１６の上方を廃棄物燃焼部１５として分けて説明し、さらに廃棄物燃焼部１５の上方の炉内中間の空間を炉体中間部１４とし、炉内の最上部の空間を炉体最上部１３として便宜的に区別して説明するが、本実施例の焼却炉では特にこれらの間に隔壁や開閉扉が設けられているわけではなく、一体の炉内空間を形成している。
【００３０】
上記のように本実施例の焼却炉１０は、燃料燃焼部１６に堆積した燃料とともにその上部（廃棄物燃焼部１５）に堆積した廃棄物を燃焼させる。そしてこれら燃料及び廃棄物は燃焼しながら、燃焼ガスを発成させる。
焼却炉１０の炉心には、２本の上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂが取り付けられている。これらの上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂは、それぞれ焼却炉１０の内部空間における最上部である炉体最上部１３と、燃料の上に堆積させる廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼部１５とを炉体外部で連通するように配置される。上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂは、廃棄物燃焼部１５に対して水平または下方を向くように取り付けられるが、本実施例では斜め下方に向かって取り付けられている。図６に示すように、上部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３は、その管軸方向が炉の中心から外れるように設けられている。これにより、径の大きい廃棄物燃焼部１５の全体に対して循環ガスを供給すすることができ、廃棄物を効率良く燃焼させることができる。
【００３１】
上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂには、その上方において蒸気／エア吹き込み用配管２１ａ，２１ｂが取り付けられ、エアとともに蒸気が導入される。この蒸気／エア吹き込み用配管２１ａ，２１ｂは、上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂの内部を下方に向かって送風（蒸気が噴出）するような角度で取り付けられている。
また上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂ下部の屈曲部には、エアを吹き込むためのエア吹き込み用配管２２ａが取り付けられて、エアが廃棄物燃焼部１５に向かって送風されるようになっている。
【００３２】
さらに上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂには、燃料噴射ノズル３４ａが取り付けられ、灯油、廃油、あるいはＡ重油などの液体燃料をパイプ内に噴射できるようになっている。液体燃料の噴射は、常時所定量の液体燃料を噴射するようにしてもよく、あるいは間欠的に液体燃料を噴射するようにしてもよい。燃料の噴射量に応じて、燃焼部の温度をコントロールすることができる。
【００３３】
このような構成により、燃焼時に発生して炉体最上部１３に上昇したガスは、上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂに対する蒸気／エアの吹き込み作用によって、上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂの内部に吸引され、蒸気によって水性化して下方に押し戻されて廃棄物燃焼部１５へと循環する。ここでは蒸気を導入することによって、排ガスに含まれるタールの分解を促進することができる。またエア吹き込み用配管２２ａによるエアは廃棄物燃焼部１５に供給されて廃棄物の燃焼を促進させる。
またこのときに、燃料噴射ノズル３４ａにより噴射された液体燃料が排ガスとともに廃棄物燃焼部１５へと導入されることにより、廃棄物燃焼部１５の温度を上げることができる。
【００３４】
さらに焼却炉１０の炉心には、２本の下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂが設けられている。これら下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂは、それぞれ焼却炉１０の内部空間における炉体中間部１４と、燃料燃焼部１６の下方に配置された受皿２８の周囲の空間とを炉体外部で連通するように配置されている。炉体中間部１４に位置する下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂのガス吸引口は、上記の上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂのガス吸引口と、燃焼部との間の位置に設けられる。そしてこれら下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂは、燃料燃焼部１６に対して水平または下方を向くように取り付けられるが、本実施例では、斜め下方に向かって取り付けられている。図５に示すように、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂは、その管軸方向が炉の中心に向かうように対向して放射上に配置されている。これにより、受皿２８上部の燃料燃焼部１６に対して循環ガスを供給することができる。
【００３５】
また各下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂには、その上方において蒸気／エア吹き込み用配管２５ａ，２５ｂが取り付けられ、エアとともに蒸気が導入される。この蒸気／エア吹き込み用配管２５ａ，２５ｂは、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂの内部を下方に向かって送風（蒸気の噴出）するような角度で取り付けられている。
また下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂ下部の屈曲部には、エアを吹き込むためのエア吹き込み用配管２４ａが取り付けられて、エアが燃料燃焼部１６に向かって送風されるようになっている。
【００３６】
さらに各下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂには、燃料噴射ノズル３５ａが取り付けられ、灯油、廃油、あるいはＡ重油などの液体燃料をパイプ内に噴射できるようになっている。下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂにおいても同様に、液体燃料の噴射は、常時所定量の液体燃料を噴射するようにしてもよく、あるいは間欠的に液体燃料を噴射するようにしてもよい。燃料の噴射量に応じて、燃焼部の温度をコントロールすることができる。
【００３７】
このような構成によって、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂにより炉体中間部１４から燃焼ガスを吸気して、燃料燃焼部１６に向かって燃焼ガスを送り込むことができる。燃焼時に発生して炉体中間部１４に上昇したガスは、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂに対する蒸気／エアの吹き込み作用によって、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂの内部に吸引され、蒸気によって水性化して下方に押し戻されて燃料燃焼部１６へと循環する。またエア吹き込み用配管２４ａによるエアは燃料燃焼部１６に供給されて廃棄物の燃焼を促進させる。またこのときに、燃料噴射ノズル３５ａにより噴射された液体燃料が排ガスとともに廃棄物燃焼部１５へと導入されることにより、燃料燃焼部１６の温度を上昇させることができる。
【００３８】
上記の上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂに設置した燃料噴射ノズル３４ａと、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂに設置した燃料噴射ノズル３５ａとは、両方を常時使用する必要はなく、炉内の温度に応じて適宜使い分けることができる。例えば、上部排ガス循環用パイプ２０ａ，２０ｂの燃料噴射ノズル３４ａを使用することなく、下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂの燃料噴射ノズル３５ａのみを使用するようにしてもよい。
【００３９】
燃料燃焼部１６及び廃棄物燃焼部１５で燃焼した灰（燃え殻）は、燃料燃焼部１６の下部に設けられた受皿２８上に堆積する。すなわち焼却の開始時には受皿２８上に木屑等の燃料が堆積するが、これらが燃焼して灰分となり、燃焼中には受皿２８上には燃焼物の灰分が堆積するようになる。
【００４０】
そして受皿２８部の周囲には、上述のように下部排ガス循環用パイプ２３ａ，２３ｂから、噴射された液体燃料を含む高温のガスが吹き込まれる。そしてこの状態で、必要に応じて助燃バーナー３１，３２を点火する。これにより、受皿２８部を例えば常時１６００℃に維持することができ、灰を溶融させてスラグ化することができる。そして受皿２８上で溶融したスラグは、受皿２８の縁を越えて外側へ流れ出し、燃焼部下部１７の底部に向かって流動・落下していく。
【００４１】
助燃バーナー３１，３２は、廃油もしくは重油を燃料として燃焼するバーナーを適用する。これら助燃バーナー３１，３２は、炉内の燃焼状態に応じた炉内温度に応じて、適宜使い分けるようにすることができる。例えば、運転開始時等の炉内温度が低い時にのみ助燃バーナー３１，３２のいずれかまたは一方を点火し、炉内温度が所定レベルに安定した後は消灯することができる。基本的は、助燃バーナー３１，３２がなくても、循環ガス内に噴射する液体燃料の作用によって、少なくとも１６００℃以上の高温を維持することができる。これら助燃バーナーの設置数と設置位置は、本実施例に限定されず適宜最適な構成を設定することができる。
【００４２】
上記のように、液体燃料を噴射した高温ガスを燃焼部に供給し、必要に応じて助燃バーナー３１，３２で助燃することにより、無害化した溶融スラグを安定して生成させることができるようになる。燃焼部下部１７におけるスラグの様子は、例えば図示しない覗き窓を使用して観察することができる。
【００４３】
受け皿２８の下部には、２枚の燃焼部下部プレート３０ａ，３０ｂが設けられ、上側の燃焼部下部プレート３０ａによって受皿２８が支持されている。受皿２８上の灰は溶融スラグ化して燃焼部下部プレート３０ａ，３０ｂの周囲の空間を流動・落下する。燃焼部下部プレート３０ａ，３０ｂは、受皿２８が設置された燃料燃焼部１６の空間を囲む壁部の一部として配置され、受皿２８の周囲の温度を維持させるように機能している。
【００４４】
そして燃焼部下部１７の内壁面は、燃焼部下部プレート３０ａ，３０ｂの形状に合わせて、曲折するように構成されている。このような構成により、燃料燃焼部１６及び廃棄物燃焼部１５の燃焼により発生した排ガスに対する熱履歴を大きくして、有害成分の分解が促進されるようにしている。
【００４５】
スラグ排出路２９から炉外に排出された溶融スラグは、例えば図示しないスラグ冷却装置に送られて、冷却水槽で冷却されることにより粒状の水砕スラグとなる。このような水砕スラグは、骨材等の各種用途に再利用することができる。
【００４６】
また、燃焼部下部１７のガスは、排ガスとして煙道１８に導入される。煙道１８における排ガスの排出方向の先端部には、例えば図示しないバグフィルタが備えられ、排ガスに含まれる煤塵を捕捉して環境中に排出されないようにする。また、排ガスを冷却する冷却塔を備えるようにしてもよい。バグフィルタで捕捉された飛灰は、安定化処理を行ったあとに例えば埋め立て等に供せられる。
【００４７】
また煙道１８から排出される排ガスを利用して廃棄物発電（ごみ発電）のシステムを構築することができる。廃棄物発電は、廃棄物を焼却する際に発生する余剰熱量を電力として回収して発電するもので、燃料が廃棄物であるため石油使用量を削減でき、温暖化の原因物質の一つである二酸化炭素の排出量を抑制できる。ここでは余剰熱量で蒸気タービンを回し、発電するシステムを適用することができる。例えば、本例では、煙道１８から約１３００〜１４００℃の排ガスが排出される。この排ガスを利用して、排ガスが８００〜９００℃程度になったところでボイラーに導入し、ボイラーにより得られた蒸気を蒸気タービンに導入することで上記の廃棄物発電が実現できる。
【００４８】
また図３に示すように、センサ取り付け口４１には、温度検出装置のセンサ、もしくは圧力検出装置のセンサが取り付けられ、該センサによって炉内の温度管理のための炉内温度情報、あるいは圧力管理のための圧力情報を得る。また、中和剤投入口４２からは、石灰を投入し、塩化ビニール等の焼却物を焼却することによって生じる塩素を中和することができる。すなわち、酸化カルシウム（もしくは水酸化カルシウム）と塩素とを反応させて塩化カルシウムとすることにより、排ガスの無害化をより推進させることができる。
また２カ所の安全弁取り付け座１２には、安全弁が取り付けられる。安全弁は、炉内の圧力が過度に上昇した場合に、弁を開放して圧力を低下させる安全装置として機能する。
【００４９】
以上、本発明の焼却炉における具体的な実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されることなく、請求項の範囲を逸脱しない範囲で種々の応用、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に関わる焼却炉の一実施例を説明するための要部断面図である。
【図２】図１の焼却炉の一部を左側面から見た要部概略図である。
【図３】図１の焼却炉の上面要部概略図である。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視における要部の水平断面概略図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ矢視における要部の水平断面概略図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ矢視における要部の水平断面概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…焼却炉、１１…焼却物投入口、１２…安全弁取り付け座、１３…炉体最上部、１４…炉体中間部、１５…廃棄物燃焼部、１６…燃料燃焼部、１７…燃焼部下部、１８…煙道、１９…掃除／点検口、２０ａ，２０ｂ…上部排ガス循環用パイプ、２１ａ，２１ｂ…蒸気／エア吹き込み用配管、２２ａ…エア吹き込み用配管、２３ａ，２３ｂ…下部排ガス循環用パイプ、２３ａ，２３ｂ…下部排ガス循環用パイプ、２３ａ，２３ｂ…各下部排ガス循環用パイプ、２３ａ，２３ｂ…各下部部排ガス循環用パイプ、２４ａ…エア吹き込み用配管、２５ａ，２５ｂ…蒸気／エア吹き込み用配管、２６…燃料投入口、２７…エア吹き込み用配管、２８…受皿、２９…スラグ排出路、３０ａ，３０ｂ…燃焼部下部プレート、３１，３２…助燃バーナー、３４ａ，３５ａ…燃料噴射ノズル、４１…センサ取り付け口、４２…中和剤投入口。
【図１】
2007309592.tif 000003
【図２】
2007309592.tif 000004
【図３】
2007309592.tif 000005
【図４】
2007309592.tif 000006
【図５】
2007309592.tif 000007
【図６】
2007309592.tif 000008