(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら省エネルギー化を図りつつ、クリンカの生成を抑えた焼却炉及び既設焼却炉の改造方法の提供を目的とする。【解決手段】一次燃焼室と二次燃焼室とを備えた焼却炉であって、前記一次燃焼室側の炉壁に水冷ジャケットを形成し、前記二次燃焼室側の炉壁を耐火物構造体で形成してなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次燃焼室と二次燃焼室とを備えた焼却炉であって、
前記一次燃焼室側の炉壁に水冷ジャケットを形成し、
前記二次燃焼室側の炉壁を耐火物構造体で形成してなることを特徴とする焼却炉。
【請求項２】
前記水冷ジャケットは冷却水を貯留するための貯水タンクと、蒸発室とに接続され、
前記蒸発室は、気水分離機を介して貯水タンクに接続した気水分離系統と、当該蒸発室の水位が所定以上になると貯水タンクにリターンさせるオーバーフロー系統との二系統を有することを特徴とする請求項１記載の焼却炉。
【請求項３】
概ね炉壁全体が耐火物構造体からなる既設の焼却炉の炉壁の内、一次燃焼側の炉壁を前記請求項１又は２記載の水冷ジャケット方式に改造することを特徴とする焼却炉の改造方法。
【請求項４】
前記焼却炉はストーカ式焼却炉又はキルン式焼却炉であることを特徴とする請求項３記載の焼却炉の改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却処理に使用される焼却炉の炉壁構造及び既設の焼却炉の改造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却炉は、廃棄物等を炉内に投入し、熱分解及び一次燃焼だけではダイオキシン類の生成を十分に抑制するのが困難であり、一次燃焼室の上方に排ガス中の未燃分を燃焼させるための二次燃焼室を設けているものがある。
省エネルギー化の観点からは、炉壁構造を耐火物構造体で形成し冷却は避けたいが、炉壁の内壁にクリンカが生成しやすくなる。
特許文献１には、炉本体の外周側を外側から空気層，水冷層，耐火材構造からなる三重構造にした炉壁構造が開示されている。
しかし、このような三重構造では構造が複雑で高価である。
本発明者らは、二次燃焼室の部分の炉壁は、耐火物構造体の方が排ガスの燃焼時の高温を維持しやすく、比較的にクリンカが発生しにくい。
これに対して、一次燃焼室の部分はクリンカが発生しやすく、冷却が必要であることに着目し、本発明に至ったものである。
なお、特許文献２には、一次燃焼室と二次燃焼室とで水管群を分けた炉壁構造を開示するが、構造が複雑で有り、例えば既設の耐火物構造体式の焼却炉の改良に適用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３８２３４号公報
【特許文献２】特許第３９５０３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、簡単な構造でありながら省エネルギー化を図りつつ、クリンカの生成を抑えた焼却炉及び既設焼却炉の改造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る焼却炉は、一次燃焼室と二次燃焼室とを備えた焼却炉であって、前記一次燃焼室側の炉壁に水冷ジャケットを形成し、前記二次燃焼室側の炉壁を耐火物構造体で形成してなることを特徴とする。
【０００６】
ここで焼却炉は、廃棄物の熱分解及び燃焼させるための一次燃焼室と、一次燃焼室で発生した排ガス中の未燃分を補助燃焼ファンや補助燃焼バーナー等にて、燃焼させる二次燃焼室を備えている焼却炉であれば、炉の構造に制限はない。
例えば、円筒型焼却炉，箱型焼却炉であってもよく、ストーカ式焼却炉でもキルン式焼却炉でもよく、またそれらの組み合せでもよい。
水冷ジャケットは、炉壁の外周部に沿って設けたジャケット状の冷却水が流れる層をいう。
例えば、鋼板等で製作される。
耐火物構造体は、耐火レンガやセラミックス材等で形成され、炉壁を耐火物で形成することで高温の排ガス燃焼温度に耐えられ、燃焼ガスの保温効果もある。
【０００７】
本発明において、炉の一次燃焼室の外周壁に水冷ジャケットが設けられていれば、内周部に、二次燃焼室側の耐火物よりも厚みが薄い耐火層が設けられていてもよい。
また、一次燃焼室側の水冷ジャケットと、二次燃焼室側の耐火物構造体の境界は、必ずしも上下方向で区分けする必要がなく、部分的に内側に耐火層を残しながら外側の水冷層を設けたオーバーラップ構造でもよい。
このようにすると、炉の外周全体が耐火物構造体からなる既設の焼却炉の一次燃焼室部分の外壁の耐火物を部分的に除去したり、薄くしたりして水冷ジャケットを取り付けることができる。
これにより、既設の耐火物構造体にて二次燃焼室のガス保温効果を維持しつつ、一次燃焼室内にクリンカが発生するのを抑えることができ、燃焼に伴って変動する炉内の燃焼状態を冷却水で熱吸収及び安定化させることができる。
【０００８】
本発明において、水冷ジャケットは冷却水を貯留するための貯水タンクと、蒸発室とに接続され、前記蒸発室は、気水分離機を介して貯水タンクに接続した気水分離系統と、当該蒸発室の水位が所定以上になると貯水タンクにリターンさせるオーバーフロー系統との二系統を有するようにしてもよい。
このようにすると、ジャケット内の冷却水は、蒸発室を介して気水分離機で復水した水は貯水タンクにリターンされ、オーバーフローした冷却水はオーバーフロー系統を介して貯水タンクにリターンされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、二次燃焼室側の外周壁を耐火物構造体で形成しつつ、一次燃焼室側の外周壁に水冷ジャケットを形成したので省エネルギー化を図りつつ、クリンカの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る外壁構造からなる焼却炉の構造例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示した焼却炉１００は、ストーカ式焼却炉の例であり、新規に新設してもよく、既設の炉をこのように改造してもよい。
炉本体部１０は、火格子１４ａとプッシャー装置１４を側壁に備えた一次燃焼室１０Ａと、その上方に形成した二次燃焼室１０Ｂを備える。
一次燃焼室１０Ａには、燃焼ファン１６を有し、必要に応じて着火バーナーや補助ファンを有する。
また、炉底部１１には灰出し機構を備え、灰の排出口１５等が設けられている。
二次燃焼室１０Ｂには、補助燃焼バーナー１７を有する。
ここで、未燃ガスが燃焼され、高温排ガス口１８から炉外に排出され、その後は常法に従い減温処理，中和処理，フィルタ処理等が行われる。
【００１２】
火格子１４ａの上部部分から下側の一次燃焼室１０Ａの外周壁には、水冷ジャケット１２が取り付けられ、炉本体部１０の上部側の外周壁は耐火レンガ等の耐火構造体で形成した耐火壁１３となっている。
なお、水冷ジャケット１２と耐火壁１３との境界は、水冷ジャケットが外側に重なるように一部オーバーラップさせてもよい。
図１に示した実施例では、火格子１４ａ周辺に水冷ジャケット１２を設けてないが、この部分にも水冷ジャケット１２を配設してもよい。
水冷ジャケット１２は、一次燃焼室１０Ａの外周部に沿って冷却水が循環するようになっている。
例えば、鋼板１２ａと１２ｂとて水冷層を形成する。
水冷ジャケット１２の上部には、冷却水Ｗｏが貯まり、上部が蒸気室となる蒸発室２０を設けてある。
また、水冷ジャケット１２の他の部位、例えば蒸発室２０の反対側炉壁の部位と貯水タンク（冷却水タンク）３０とを供給管３１で配管接続してある。
本実施例では、貯水タンク３０の水位高さ３０ａと蒸発室２０の水位高さ２０ｃを調整し、蒸発室２０の水位が所定より高くなると、オーバーフロー管２０ｂを介して貯水タンク３０側にオーバーフローリターンするようになっている。
この場合にオーバーフロー管２０ｂには、逆止弁が設けられている。
蒸発室２０の上部空間と気水分離機２１とが蒸気管２０ａにて配管接続されている。
気水分離機２１で分離されたエアー分は排出口２１ｂから排出され、復水化された冷却水は復水管２１ａを介して貯水タンク３０にリターンされる。
貯水タンク３０には、水位計３３を介して補給管３２により水が補給される。
このようにすると、蒸発室２０と貯水タンク３０の高さ調整することで、水冷ジャケット１２内に自然循環される。
なお、水冷ジャケット１２内の水の流れを均一化すべく、循環ポンプを用いてもよい。
気水分離機は、市販されているサイクロンセパレーター，渦巻き流式等の各種気水分離機を用いることができる。
【符号の説明】
【００１３】
１０      炉本体部
１０Ａ    一次燃焼室
１０Ｂ    二次燃焼室
１１      炉底部
１２      水冷ジャケット
１３      耐火壁
１４      プッシャー装置
１４ａ      火格子
２０      蒸発室
２０ａ    蒸発管
２０ｂ    オーバーフロー管
２１      気水分離機
２１ａ    復水管
３０      貯水タンク
３１      供給管
３２      補給管
３３      水位計
１００    焼却炉
Ｗｏ      冷却水
【図１】
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