(57)【要約】【課題】低空気比燃焼を可能とする廃棄物焼却炉及び方法を提供することを課題とする。【解決手段】廃棄物投入口１３から落下投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室１１を有し、主燃焼室１１での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室１２が該主燃焼室１１の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、主燃焼室内での廃棄物の移動方向で、乾燥火格子１１ａ、燃焼火格子１１ｂそして後燃焼火格子１１ｃが順に設けられていると共に、燃焼火格子１１ｂと後燃焼火格子１１ｃのそれぞれの下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段２１が設けられている火格子式の廃棄物焼却炉において、焼却炉の排ガスの一部を廃棄物の乾燥用ガスとして乾燥火格子１１ａの下方へ供給する循環排ガス供給手段３１を有している。【選択図】図１
2013164226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物投入口から落下投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、主燃焼室内での廃棄物の移動方向で、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられていると共に、燃焼火格子と後燃焼火格子のそれぞれの下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段が設けられている火格子式の廃棄物焼却炉において、
焼却炉の排ガスの一部を廃棄物の乾燥用ガスとして乾燥火格子の下方へ供給する循環排ガス供給手段を有していることを特徴とする火格子式の廃棄物焼却炉。
【請求項２】
循環排ガス供給手段は一次空気供給手段と該一次空気供給手段の分岐管により接続されていて、循環排ガス供給手段へ一次空気の一部を流入させて循環排ガスとの混合ガスを形成し、該混合ガスを乾燥用ガスとして供給することとする請求項１に記載の火格子式の廃棄物焼却炉。
【請求項３】
循環排ガス供給手段は、乾燥用ガスを加熱する加熱手段を有していることとする請求項１又は２に記載の火格子式の廃棄物焼却炉。
【請求項４】
廃棄物投入口から落下投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、主燃焼室内での廃棄物の移動方向で、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられている火格子式の廃棄物焼却炉にて、燃焼火格子と後燃焼火格子のそれぞれの下方へ一次空気を供給する廃棄物焼却方法において、
焼却炉の排ガスの一部を廃棄物の乾燥用ガスとして乾燥火格子の下方へ供給することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【請求項５】
循環排ガスへ一次空気の一部を流入させて循環排ガスとの混合ガスを形成し、該混合ガスを乾燥用ガスとして供給することとする請求項４に記載の廃棄物焼却方法。
【請求項６】
乾燥用ガスを加熱することとする請求項４又は５に記載の廃棄物焼却方法。
【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を焼却する火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられており、その代表的なものの概要構成を添付図面の図３に示す。この図３の形式の焼却炉は特許文献１にも開示されている。
【０００３】
図３に示される焼却炉は、廃棄物を燃焼する主燃焼室１の下部に廃棄物の移動方向に配置され三段から成る火格子（乾燥火格子１ａ、燃焼火格子１ｂそして後燃焼火格子１ｃ）を有し、後燃焼火格子１ｃの上方に位置する主燃焼室１の出口に二次燃焼室２が連設されている。上記主燃焼室１には乾燥火格子１ａの上方に位置して廃棄物投入口３がそして後燃焼火格子１ｃの右下方には灰落下口４がそれぞれ設けられている。通常、上記二次燃焼室２は廃熱回収用の廃熱ボイラ５の一部でもあり入口近傍部分である。また、上記二次燃焼室２には、外部からの二次空気を主燃焼室１内へ吹き込む二次空気吹込み口（図示せず）が設けられている。
【０００４】
図３に示される焼却炉にあっては、廃棄物投入口３から炉内に投入された廃棄物は、シュートを通して乾燥火格子１ａ上に堆積され、乾燥火格子１ａの下からの一次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。すなわち、上記乾燥火格子１ａの直上方では、廃棄物の流れ方向の上流側たる左域空間で乾燥領域をそして下流側たる右域空間では燃焼開始領域を形成する。燃焼開始領域で着火して燃焼を開始した廃棄物は、燃焼火格子１ｂ上に送られ、廃棄物が熱分解ガス化され可燃性ガスが発生し、燃焼火格子１ｂの下から送られる燃焼用の一次空気によりガス分と固形分が燃焼し、上記燃焼火格子１ｂの直上方空間で主燃焼領域を形成する。そして、更に後燃焼火格子１ｃ上で、後燃焼火格子１ｃの下から送られる燃焼用の一次空気により固定炭素など未燃分が完全に燃焼し、該後燃焼火格子１ｃ直上方空間で後燃焼領域を形成する。しかる後、後燃焼後に残った灰は、灰落下口４より外部に排出される。かくして廃棄物は三段の火格子１ａ〜１ｃの下から吹き上げる一次空気により、燃焼する。
【０００５】
このような焼却炉では、廃棄物の燃焼は主燃焼室１内で行われ、燃焼排ガスに含まれている未燃ガスは、二次燃焼用空気吹込み口からの二次空気を受けて二次燃焼室２で二次的な燃焼が行われて未燃分が完全に燃焼する。二次燃焼室２からの排ガスは、廃熱ボイラ５にて熱交換された後に、減温塔６、バグフィルタ７、さらに触媒脱硝装置８を経由して無害化された状態で煙突９から外部に放出される。廃熱ボイラでは、高温の燃焼排ガスから熱交換器により熱回収され蒸気を発生し、その蒸気を熱供給，発電等に供している。
【０００６】
この図３の焼却炉は、上述の一次空気と二次空気のための２系統の燃焼用空気供給系を備え、一次空気供給系はファン１０からダンパ等の流量調節機構を介して火格子１ａ〜１ｃに空気を送り込む系統であって、図３ではファン１０により送気される一次空気を予熱する予熱器１１を有しており、二次空気供給系（図示せず）はファンからダンパ等の流量調節機構を介して二次燃焼用空気を吹込み口から二次燃焼室２内に吹き込む系統である。上記予熱器は、廃棄物の燃焼熱により上記廃熱ボイラ５で発生した蒸気の熱を利用を予熱源として利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９-４９６２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示されるような従来の廃棄物焼却炉では、実際に炉内に供給する空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した比（空気比）は、通常１．６程度である。これは、一般燃料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。その理由は、廃棄物には、上記一般燃料としての液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ燃料分の分布が不均質なため、空気の利用効率が低く、燃焼を行うには多量の空気が必要となるためである。しかし、単に供給空気を多くすると、空気比が大きくなるにしたがって排ガス量も多くなるので、これに伴ってより大きな排ガス処理設備が必要となる。
【０００９】
焼却炉において空気比を小さくした状態で支障なく廃棄物を燃焼することができ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できる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤量も低減するので、運転費を低減できる。さらには、熱回収できずに大気に捨てられる熱量を低減させ、廃熱ボイラの熱回収率が向上できるので、廃棄物発電の効率を上げることができる。
【００１０】
このような状況のもとで、空気比を１．３以下の低空気比で廃棄物焼却炉を操業することが検討されている。低空気比操業を行うことにより焼却炉より排出される排ガス量が低減されるため、排ガスの体積当たりの顕熱が増加し廃熱ボイラでの熱回収効率が向上して発生蒸気による発電効率が向上でき、また、排ガス処理設備をコンパクトにでき廃棄物焼却設備全体をコンパクトにできる効果がある。
【００１１】
しかしながら、このように、低空気比燃焼に対する利点は大きくなるが、一方で、低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題が残る。すなわち、低空気比で廃棄物を燃焼させると、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る。
【００１２】
火格子式焼却炉では、焼却炉へ供給する空気量を低減して低空気比燃焼を指向する場合でも、乾燥、燃焼、後燃焼のため火格子から供給する一次空気は空気比１．０程度は供給しないと廃棄物の燃焼状況が悪化してしまい、燃え切りが悪くなり灰分中未燃分の増加（熱勺減量の増加）につながることになってしまう。したがって、低空気比燃焼での操業を行うためには、二次空気量をも減少させることが試みられているが、次のような問題がある。すなわち、低空気比燃焼を指向し二次空気量を減少させると、二次空気が炉内発生ガスと十分な混合がなされないため、未燃ガスが完全燃焼されず、燃焼排ガス中に数百ｐｐｍオーダのＣＯガスが残存する場合があり、ＣＯスパイクの発生の原因となる。ＣＯスパイクが発生すると、有害物質を含んだ排ガスが炉外に放出されることになり、公害防止の上から好ましくない。そのため低空気比燃焼を実現するのが困難になっている。
【００１３】
また、火格子式廃棄物焼却炉においては、乾燥火格子、燃焼火格子、後燃焼火格子の各火格子下より空気（一次空気）を供給しており、乾燥火格子上では廃棄物の乾燥と着火、初期燃焼が行われる。廃棄物の含有水分の増加によって廃棄物が保有するカロリー量が低下して、炉内の燃焼状況が悪化する場合には、火格子下から供給する一次空気を予熱して、廃棄物の乾燥、燃焼を促進させている。一次空気の予熱には、特許文献１では、廃棄物燃焼熱によりボイラで発生させた蒸気を利用しているので、この予熱のために蒸気を利用することにより、発電タービンに供給可能な蒸気量が減少してしまい、その結果、発電量が低下する。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑み、低空気比燃焼を行った場合においても、ＣＯ等の有害ガスの発生を抑制でき、廃棄物を安定して燃焼できるとともに、廃棄物の乾燥と初期燃焼が行われる乾燥火格子に供給する酸化剤ガスを予熱する加熱用熱源としてボイラで発生した蒸気をさほど使用することのない火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によると、上記課題は、次のように構成される廃棄物焼却炉あるいは廃棄物焼却方法によって解決される。
【００１６】
＜廃棄物焼却炉＞
本発明に係る火格子式の廃棄物焼却炉は、廃棄物投入口から落下投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、主燃焼室内での廃棄物の移動方向で、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられていると共に、燃焼火格子と後燃焼火格子のそれぞれの下方へ一次空気を供給する一次空気供給手段が設けられている。
【００１７】
かかる廃棄物焼却炉において、本発明では、焼却炉の排ガスの一部を廃棄物の乾燥用ガスとして乾燥火格子の下方へ供給する循環排ガス供給手段を有していることを特徴としている。
【００１８】
本発明において、循環排ガス供給手段は一次空気供給手段と該一次空気供給手段の分岐管により接続されていて、循環排ガス供給手段へ一次空気の一部を流入させて循環排ガスとの混合ガスを形成し、該混合ガスを乾燥用ガスとして供給するようになっていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明において、循環排ガス供給手段は、乾燥用ガスを加熱することとしてもよい。
【００２０】
＜廃棄物焼却方法＞
本発明に係る廃棄物焼却方法は、廃棄物投入口から落下投入された廃棄物を燃焼する主燃焼室を有し、主燃焼室での燃焼後の未燃ガスを燃焼する二次燃焼室が該主燃焼室の出口側に接続されており、主燃焼室下部に、主燃焼室内での廃棄物の移動方向で、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子が順に設けられている火格子式の廃棄物焼却炉にて、燃焼火格子と後燃焼火格子のそれぞれの下方へ一次空気を供給する。
【００２１】
かかる廃棄物焼却方法において、本発明では、焼却炉の排ガスの一部を廃棄物の乾燥用ガスとして乾燥火格子の下方へ供給することを特徴としている。
【００２２】
本発明においては、循環排ガスへ一次空気の一部を流入させて循環排ガスとの混合ガスを形成し、該混合ガスを乾燥用ガスとして供給することが好ましい。
【００２３】
また、本発明において、乾燥用ガスを加熱することとしてもよい。
【００２４】
このような本発明の廃棄物焼却炉そして廃棄物焼却方法にあっては、一次空気は燃焼火格子そして後燃焼火格子の下方へ供給され、乾燥火格子の下方へは焼却炉の排ガスの一部が循環排ガス供給手段から乾燥用ガスとして供給される。この循環排ガスとして、例えば、バグフィルタ出口における排ガスの一部を循環して用いる場合には、循環排ガスの温度が１５０℃程度、酸素濃度が数体積％程度である。
【００２５】
上述のように、循環排ガスは空気に比べて酸素濃度が低いため、乾燥火格子の下方から乾燥用ガスとして循環排ガスを供給した場合には、焼却炉全体の観点では供給する酸素量が少なくなることとなる。そのため、低空気比燃焼を指向して一次空気量を低減し、二次燃焼用空気量も低減することを検討する際に、従来の焼却炉で低空気比燃焼を試みる場合よりも、本発明では乾燥火格子の下方へ供給される乾燥用ガスの抑制された酸素量に相当する分だけ二次空気量を多めに供給することができることになる。すなわち、二次燃焼用二次空気の供給量の調整幅を増やすことができ、低空気比燃焼でも二次燃焼室での未燃ガスの燃焼を円滑に行えるので、ＣＯやＮＯｘの発生を抑制でき安定した燃焼を行うことができ、低空気比燃焼を達成できる。
【００２６】
また、上述のように、循環排ガスは常温空気に比べてガス温度が高いため、循環排ガスを乾燥用ガスとして供給することにより、乾燥火格子での廃棄物の乾燥の効率が向上する。廃棄物の乾燥を目的として乾燥火格子の下方へ供給する一次空気を予熱している特許文献１の場合と比較すると、本発明では、乾燥火格子に供給する乾燥用ガスを予熱する必要が無いため予熱用熱源としてボイラで発生した蒸気を使用することが無いか、もしくは、加熱する場合でも加熱エネルギーが少なくてよいため予熱用熱源として使用する蒸気が少なくてすみ、発電タービンに十分な量の蒸気を送ることができ、発電量を増大できる。
【００２７】
さらには、空気と循環排ガスの混合ガスを乾燥用ガスとしたり、あるいはこの乾燥用ガスを加熱する加熱手段を有することとすれば、廃棄物の質に応じた適正な乾燥と着火が達成できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、以上のように乾燥火格子の下方へ焼却炉の排ガスの一部を循環して、この循環排ガスを乾燥用ガスとして供給することとしたので、この乾燥用ガスとしての循環排ガスが、乾燥火格子上の廃棄物を乾燥し着火させるのに、十分かつ必要なだけの抑制された酸素量を廃棄物に供給するとともに、十分な温度に廃棄物を加熱することができる。そのため、乾燥用ガスとしての循環排ガスは、廃棄物を乾燥し着火させるのに、過剰に酸素を供給することがないため、その分、低空気比燃焼を行う際に二次燃焼用二次空気の供給量の調整幅を増やすことができ、低空気比燃焼でも二次燃焼室での未燃ガスの燃焼を円滑に行えるので、ＣＯやＮＯｘの発生を抑制でき安定した燃焼を行うことができ、低空気比燃焼を達成できる
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態の廃棄物焼却炉装置の概要構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態の廃棄物焼却炉装置の概要構成図である。
【図３】従来の廃棄物焼却炉装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面の図１及び図２にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞  
図１に示される本実施形態の廃棄物焼却炉は、廃棄物Ｐを燃焼するための主燃焼室１１の出口側に二次燃焼室１２が連設されている。二次燃焼室１２は廃熱回収のための廃熱ボイラ１７の一部でもあり入口近傍部分である。
【００３２】
主燃焼室１１の下部には、廃棄物Ｐの移動方向（図では右方向）で、上流側から乾燥火格子１１ａ、燃焼火格子１１ｂ、そして後燃焼火格子１１ｃが順に設けられている。各火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、火格子上の廃棄物Ｐを右方に移動させる動作を伴っている。
【００３３】
上記焼却炉では、乾燥火格子１１ａの略左半部となる上流側の上方に、廃棄物投入口１３が設けられており、該廃棄物投入口１３から垂下するシュート１４により上記主燃焼室１１の上部空間に連通していて、廃棄物投入口１３から投入された廃棄物Ｐが上記シュート１４を経て上記乾燥火格子１１ａに落下するようになっている。該乾燥火格子１１ａ上に落下した廃棄物Ｐは、各火格子１１ａ〜１１ｃの動作によって、火格子上に廃棄物Ｐの層を形成しつつ燃焼火格子１１ｂそして後燃焼火格子１１ｃへと移動する。各火格子１１ａ〜１１ｃの下方には、燃焼用のガスの供給を受けるための風箱１１ａ−１，１１ｂ−１，１１ｃ−１が設けられている。風箱１１ｂ−１，１１ｃ−１には燃焼用の一次空気が供給され、風箱１１ａには焼却炉の排ガスの一部である循環排ガスが乾燥用ガスとして供給される。該乾燥用ガスは、乾燥火格子１１ａ上の廃棄物Ｐの攪拌そして乾燥・着火に供され、一次空気は、燃焼火格子１１ｂそして後燃焼火格子１１ｃ上の廃棄物Ｐの燃焼に使われるほか、火格子の冷却作用、廃棄物Ｐの攪拌作用を有する。また、後燃焼火格子１１ｃに対して下流側で隣接する位置に、下方に開口する灰落下口１５が設けられている。
【００３４】
主燃焼室１１の出口部（下流側）の上方位置で該主燃焼室１１に二次燃焼室１２が連設されている。廃熱ボイラ１７はその入口近傍部分が二次燃焼室１２であり、二次燃焼室１２に続いて屈曲流路空間が形成され、内壁面の水冷壁や伝熱管群により廃熱を回収し、上方の排出口１７ａから排ガスを後述の減温塔４１以降での処理のために排出するようになっている。
【００３５】
また、上記廃熱ボイラ１７の上部には、高温ガスを適宜排出するバイパス排出口１７ｂも設けられていて、外部で上記排出口１７ａと合流している。
【００３６】
本実施形態では、焼却炉は、燃焼用空気となる一次空気と二次空気の２系統の空気供給手段と循環排ガス供給手段とを備えている。
【００３７】
一次空気供給手段２１は、外部に設けられた空気供給源からの空気を管路２２を経て、燃焼火格子１１ｂと後燃焼火格子１１ｃのそれぞれの風箱１１ｂ−１，１１ｃ−１に分岐供給管２１ｂ，２１ｃから送り込むようになっており、上記管路２２には、圧送用ファン２３そして流量調整機構としてのダンパ（図示せず）が設けられている。また、二次空気供給手段（図示せず）は、外部に設けられた空気供給源からの空気を管路を経て、二次燃焼室１２に送り込むようになっており、二次空気供給手段の管路には、図示しないが、一次空気供給手段２１の場合と同様に、圧送用ファンそして流量調整機構としてのダンパが設けられている。
【００３８】
本実施形態では、さらに循環排ガス供給手段３１が設けられている。該循環排ガス供給手段３１は、後述の除塵装置の出口部と乾燥火格子１１ａの直下の風箱１１ａ―１を管路３２で接続していて、除塵後の排ガスを乾燥用ガスとして風箱１１ａ―１へ送り込むようになっている。上記管路３２には圧送用ファン３３と流量調整機構としてのダンパ（図示せず）が設けられている。なお、上記風箱及び燃焼用の一次空気そして乾燥用ガスを供給するための管路等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。
【００３９】
廃熱ボイラ１７の排出口１７ａには、図示されてはいないが、排出口１７ａから排出される排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度計が設けられていて、炉外に設けられた制御装置に該酸素濃度計の検出信号が送られ、制御装置が検出酸素濃度に応じて二次空気供給手段の上記ダンパの開度を制御するようになっていることが好ましい。
【００４０】
上記廃熱ボイラ１７の後流側には、減温塔４１、除塵装置４２、触媒脱硝装置４３が順次接続されていて、これらで無害化された排ガスが誘引ファン４４で煙突４５に送られ、該煙突４５から大気に放出されるようになっている。
【００４１】
上記減温塔４１は、廃熱ボイラ１７の排出口１７ａそしてバイパス排出口１７ｂから減温塔４１内に導入された排ガスに散水を行って、次の除塵装置４２に適した温度まで該排ガスの温度を降下させるようになっている。
【００４２】
減温塔４１と除塵装置４２とはダクトで接続されていて、降温された排ガスは、除塵装置４２に入る前に消石灰や活性炭の添加を受けて酸性ガスの中和とダイオキシン類の吸着除去がなされてから除塵装置４２に導入される。除塵装置４２に導かれた降温排ガスは、該除塵装置４２のバグフィルタ等により飛灰や中和反応生成物が除去された後、触媒脱硝装置４３に送られる。飛灰や中和反応生成物は除塵装置４２の下部から排出される。除塵後の排ガスは、予熱器４３Ａで予熱されアンモニア等の脱硝剤の添加を受けた後、触媒脱硝装置４３で脱硝され、無害化された状態で誘引ファン４４によって煙突４５にもたらされ、大気に放出される。なお、上記除塵装置としては、例えば、バグフィルタ方式、サイクロン方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。
【００４３】
本実施形態では、除塵装置４２の出口側に循環排ガス供給手段３１の管路３２が接続されている。かくして、減温塔４１で除塵に適した温度まで降温したものの、大気温度に比べるとはるかに高温で酸素濃度の低い排ガスが除塵された状態で、上記循環排ガス供給手段３１（管路３２）により乾燥火格子１１ａの風箱１１ａ−１に乾燥用ガスとして送入される。
【００４４】
このような本実施形態の焼却炉では、各火格子１１ａ〜１１ｃの上に廃棄物Ｐの層が形成される。
【００４５】
乾燥火格子１１ａ上の廃棄物Ｐは、廃棄物の流れ方向の上流側範囲で乾燥され、下流側範囲で着火して燃焼が開始する。燃焼火格子１１ｂ上の廃棄物Ｐはここで熱分解そして部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、可燃性ガスと固形分が燃焼する。廃棄物Ｐはこの燃焼火格子１１ｂ上で実質的に殆んど燃焼される。しかる後、僅かに残った廃棄物Ｐ中の固定炭素など未燃分が後燃焼火格子１１ｃ上で完全に燃焼される。
【００４６】
主燃焼室１１内で燃焼されずに残った可燃性ガスは未燃ガスとして、上記後燃焼火格子１１ｃの上方に位置する二次燃焼室１２に流入してここで二次燃焼用空気を供給され燃焼する。
【００４７】
このような本実施形態の焼却炉は、次の要領で運転される。
【００４８】
先ず、廃棄物投入口１３へ廃棄物Ｐを投入すると、シュート１４を経て落下する廃棄物Ｐは乾燥火格子１１ａに堆積され、各火格子１１ａ〜１１ｃの動作により、燃焼火格子１１ｂ上そして後燃焼火格子１１ｃ上へと移動し、各火格子１１ａ〜１１ｃ上に廃棄物Ｐの層を形成する。
【００４９】
乾燥火格子１１ａは風箱１１ａ―１を経て循環排ガスを乾燥用ガスとして受け、燃焼火格子１１ｂと後燃焼火格子１１ｃは、風箱１１ｂ−１そして１１ｃ−１を経て、燃焼用の一次空気を受けており、これにより各火格子１１ａ〜１１ｃ上の廃棄物Ｐは乾燥されてから燃焼する。
【００５０】
乾燥火格子１１ａでは主として廃棄物Ｐの乾燥と着火が行われる。すなわち、乾燥火格子１１ａの廃棄物の流れ方向の上流側域で乾燥がそして下流側域で着火（燃焼開始が）行われる。したがって、この乾燥火格子１１ａ上での廃棄物Ｐの乾燥と着火には加熱のために熱は必要であるが酸素はさほど必要としない。このような状況で、風箱１１ａ―１から送入される高温・低酸素濃度の循環排ガスは、上述の乾燥そして着火のための乾燥用ガスとして好適である。また、後述するように焼却炉の低空気比燃焼に寄与する。燃焼火格子１１ｂでは、火格子下から吹き込まれる一次空気を受けて、主として廃棄物Ｐの熱分解、部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、可燃性ガスと固形分の燃焼が行われる。燃焼火格子１１ｂにおいて廃棄物Ｐの燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子１１ｃ上では、火格子下から吹き込まれる一次空気を受けて、僅かに残った廃棄物Ｐ中の固定炭素など未燃分を完全におき燃焼させる。完全に燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口１５より排出される。
【００５１】
主燃焼室１１内で発生した未燃ガスは、二次燃焼室１２に導かれ、そこで上述の二次空気と混合・攪拌され二次燃焼し、二次燃焼室１２からの燃焼排ガスは廃熱ボイラ１７で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ１７から排出された燃焼排ガスは、減温塔４１で除塵装置４２に適した温度にまで降温された後、消石灰による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、しかる後、除塵装置４２に送られ、活性炭や中和反応生成物などが回収される。上記除塵装置４２で除塵された後の燃焼排ガスは、アンモニアの添加を受けてから触媒脱硝装置４３で脱硝されて無害化され、誘引ファン４４により誘引され、煙突４５から大気中に放出される。
【００５２】
本実施形態では、主燃焼室１１の燃焼火格子１１ｂと後燃焼火格子１１ｃの下方から、燃焼用空気として一次空気が供給され、二次燃焼室１２に二次燃焼用空気が供給される。そして、除塵装置４２の出口側から抜き出された排ガスの一部を循環した循環排ガスが、乾燥火格子１１ａに乾燥用ガスとして供給される。
【００５３】
循環排ガスは空気に比べて酸素濃度が低いため、乾燥火格子の下方から乾燥用ガスとして循環排ガスを供給した場合には、焼却炉全体の観点では供給する酸素量が少なくなることとなる。そのため、低空気比燃焼を指向して一次空気量を低減し、二次燃焼用空気量も低減することを検討する際に、従来の焼却炉で低空気比燃焼を試みる場合よりも、本発明では乾燥火格子の下方へ供給される乾燥用ガスの抑制された酸素量に相当する分だけ二次空気量を多めに供給することができることになる。すなわち、二次燃焼用二次空気の供給量の調整幅を増やすことができ、低空気比燃焼でも二次燃焼室での未燃ガスの燃焼を円滑に行えるので、ＣＯやＮＯｘの発生を抑制でき安定した燃焼を行うことができ、低空気比燃焼を達成できる。
【００５４】
また、本実施形態では、大気温度に比べて高温で酸素濃度の低く除塵された循環排ガスを乾燥用ガスとして供給することにより、廃棄物を乾燥、着火させるのに十分な温度に加熱することができる。
【００５５】
この乾燥用ガスとしての循環排ガスが、乾燥火格子上の廃棄物を乾燥し着火させるのに、十分かつ必要なだけの抑制された酸素量を廃棄物に供給するとともに、十分な温度に廃棄物を加熱することができる。そのため、乾燥用ガスとしての循環排ガスは、廃棄物を乾燥し着火させるのに、過剰に酸素を供給することがないため、その分、低空気比燃焼を行う際に二次燃焼用二次空気の供給量の調整幅を増やすことができ、低空気比燃焼でも二次燃焼室での未燃ガスの燃焼を円滑に行えるので、ＣＯやＮＯｘの発生を抑制でき安定した燃焼を行うことができ、低空気比燃焼を達成できる。
【００５６】
＜第二実施形態＞
前述の第一実施形態では、一次空気供給手段２１と循環排ガス供給手段３１は、全く別のライン（管路）であったが、図２に示される第二実施形態は、一次空気供給手段２１で供給される空気の一部が循環排ガス供給手段３１で供給される循環排ガスに流入するようになっていること、そして、必要に応じ、一次空気そして循環排ガスを火格子の下方に送入される前に予め加熱されるようになっていること、に特徴を有している。
【００５７】
本実施形態の図２において、第一実施形態の図１と共通部位には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
図２において、好ましい形態として、一次空気供給手段２１の管路２２には、圧送ファン２３の下流側に加熱手段２４が設けられ、循環排ガス供給手段３１の管路３２には、圧送ファン３３の下流側に加熱手段３４が設けられている。上記一次空気供給手段２１の管路２２と上記循環排ガス供給手段３１の管路３２とは互いの加熱手段２４，３４に対して下流側位置で、一次空気供給手段２１の分岐管２６により接続されていて、一次空気の一部が循環排ガスに流入するようになっている。
【００５９】
かくして、本実施形態では、一次空気そして循環排ガスがそれぞれ、必要に応じ好適な温度にまで加熱手段２４、３４により加熱昇温され、昇温した一次空気が循環排ガスに流入して混合ガスとなって乾燥用ガスとして乾燥火格子１１ａの風箱１１ａ―１に送入される。したがって、循環排ガスの酸素分が低い場合や温度が十分に高温でない場合でも、乾燥火格子１１ａの下方に供給される混合ガスは、廃棄物Ｐの乾燥・着火に十分な温度そして酸素量を確保することとなる。上記分岐管２６から循環排ガス供給手段３１へ流入される空気量は少なくて良いので、一次空気供給手段２１から、燃焼火格子１１ｂ、後燃焼火格子１１ｃの直下の風箱１１ｂ−１、１１ｃ−１に供給される一次空気はさほど減量することもない。また、一次空気は加熱手段２４により加熱されているので、廃棄物Ｐの燃焼そして後燃焼にも好都合である。上記加熱手段２４、３４の熱源としては、廃熱ボイラ１７における蒸気熱を使用できる。この場合においても、加熱手段２４では循環排ガスに流入する少量の一次空気を昇温させるだけの熱量分だけ加熱すれば良いので、そのために要する蒸気も少量ですむ。また、加熱手段３４では循環排ガスをさらに昇温させるだけの熱量分だけ加熱すれば良いので、そのために要する蒸気も少量ですむ。したがって、廃熱ボイラで回収する熱量にはさほど影響はもたらされない。そのため、発電タービンに十分な量の蒸気を送ることができ、発電量を増大できる。
【符号の説明】
【００６０】
１１  主燃焼室
１１ａ  乾燥火格子
１１ｂ  燃焼火格子
１１ｃ  後燃焼火格子
１２  二次燃焼室
１３  廃棄物投入口
２１  一次空気供給手段
２６  分岐管
３１  循環排ガス供給手段
【図１】
2013164226.tif 000003
【図２】
2013164226.tif 000004
【図３】
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