(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化溶融設備であって、
廃棄物を熱分解して生成ガスを生成するガス化炉と、
生成ガス導入口を有し、この生成ガス導入口から導入される前記生成ガス中の熱分解ガスを燃焼させるとともに、該生成ガス中の灰分を溶融スラグ化するための溶融炉と、
前記ガス化炉と前記溶融炉とを連結し、前記ガス化炉で生成された前記生成ガスを前記生成ガス導入口に導くガスダクトとを備え、
前記生成ガス導入口は、前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けられており、
前記ガスダクトにおいて前記生成ガス導入口の近傍の部位には、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第１の燃焼用空気供給ノズルが設けられており、
前記溶融炉の前記一次燃焼室の天井壁には、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第２の燃焼用空気供給ノズルが設けられており、
前記第１の燃焼用空気供給ノズルが、前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気を供給しており、
前記一次燃焼室に供給される前記生成ガスの速度が１５〜２５ｍ／ｓであるとともに、前記一次燃焼室に供給される燃焼用空気の速度が３０〜１００ｍ／ｓである、
ガス化溶融設備。
【請求項２】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルが、平面視において前記生成ガス導入口の近傍における前記ガスダクトのダクト幅中心線と前記生成ガス導入口との交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むように設けられている、請求項１記載のガス化溶融設備。
【請求項３】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルが、前記ダクト幅中心線に沿うように傾斜しながら前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込む姿勢で前記ガスダクトに設けられている、請求項２記載のガス化溶融設備。
【請求項４】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルには、前記ダクト幅中心線よりも外側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルと、前記ダクト幅中心線よりも内側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルとが含まれる、請求項３記載のガス化溶融設備。
【請求項５】
前記第１及び前記第２の燃焼用空気供給ノズルのみにより、前記溶融炉の一次燃焼室に燃焼用空気が供給される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス化溶融設備。
【請求項６】
廃棄物を熱分解して生成ガスを生成するガス化炉と、生成ガス導入口を有し、この生成ガス導入口から導入される前記生成ガス中の熱分解ガスを燃焼させるとともに、該生成ガス中の灰分を溶融スラグ化するための溶融炉と、前記ガス化炉と前記溶融炉とを連結し、前記ガス化炉で生成された前記生成ガスを前記生成ガス導入口に導くガスダクトとを備えたガス化溶融設備の溶融炉に燃焼用空気を供給するための方法であって、
前記生成ガス導入口を前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けること、
前記ガスダクトのうち前記生成ガス導入口の近傍部位に、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第１の燃焼用空気供給ノズルを設けること、
前記溶融炉の前記一次燃焼室の天井壁に、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第２の燃焼用空気供給ノズルを設けること、
前記第１の燃焼用空気供給ノズルから、前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気を供給すること、
１５〜２５ｍ／ｓの速度で前記一次燃焼室に前記生成ガスを供給するとともに、３０〜１００ｍ／ｓの速度で前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給すること、を含む、
ガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法。
【請求項７】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルにより、平面視において前記生成ガス導入口の近傍における前記ガスダクトのダクト幅中心線と前記生成ガス導入口との交点位置に向けて燃焼用空気が吹き込まれる、請求項６記載のガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法。
【請求項８】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルが、前記ダクト幅中心線に沿うように傾斜しながら前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込む姿勢で前記ガスダクトに設けられる、請求項７記載のガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法。
【請求項９】
前記第１の燃焼用空気供給ノズルには、前記ダクト幅中心線よりも外側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルと、前記ダクト幅中心線よりも内側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルとが含まれる、請求項８記載のガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２の燃焼用空気供給ノズルのみにより、前記溶融炉の一次燃焼室用の燃焼用空気が供給される、請求項６〜９のいずれか１項に記載のガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化溶融設備及びガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス化溶融設備は、ガス化溶融施設の中心をなす設備であり、一般には、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物を熱分解して生成ガス（熱分解ガス及びチャー）を生成するガス化炉と、生成ガスがガス化炉と連結されたガスダクトによって生成ガス導入口から導入され、この生成ガス中の熱分解ガス（可燃性ガス）を燃焼させるとともに、該生成ガス中の灰分を溶融スラグ化する溶融炉とを備えている。
【０００３】
この種のガス化溶融設備では、図７及び図８に示すように、溶融炉８０の一次燃焼室８２の上部内壁（溶融炉８０の炉頂部内壁）にクリンカ８４が付着しやすい。このクリンカ８４が成長すると、ガスダクト８６から前記一次燃焼室８２内に導入される生成ガスの適正な燃焼に必要な当該生成ガスの滞留時間を保てなくなって燃焼効率が低下したり、前記一次燃焼室８２の室内形状を適正に保てず一次燃焼室内での旋回生成ガス流が阻害されてスラグ化率（生成ガス中の灰分の捕集率）が低下したりする。また、ガス化溶融設備では、前記クリンカ８４が成長して前記一次燃焼室８２を閉塞したり、クリンカ８４の落下による溶融炉８０の損傷やスラグ出滓口の閉塞が発生したりするおそれがある。
【０００４】
従来、前記のようなガス化溶融炉設備の溶融炉において前記クリンカの付着を防止するための技術が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載される溶融炉は、一次燃焼室を構成する側壁及び天井壁と、これらの側壁及び天井壁にそれぞれ設けられ、先端部が開口する複数の燃焼用ガス供給ノズルとを備える。これらの燃焼用ガス供給ノズルから前記一次燃焼室内に燃焼用ガス（燃焼用空気）が吹き込まれることにより、この燃焼用ガスと生成ガスとの混合をより促進して速やかに昇温することが可能となり、これによって、溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着が防止される。
【０００５】
しかし、この溶融炉では、溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着を防止するにあたり、溶融炉の一次燃焼用の燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給ノズルを設ける位置についてさらに改善の余地がある。
【特許文献１】特開２００３−４２１４号公報（全文）
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、ガス化炉及び溶融炉と、これらを連結するガスダクトとを備えたガス化溶融設備において、溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着をより有効に防止することを可能にするガス化溶融設備及びガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法を提供することにある。
【０００７】
前記目的を達成するための手段として、本発明に係るガス化溶融設備は、廃棄物を熱分解して生成ガスを生成するガス化炉と、生成ガス導入口を有し、この生成ガス導入口から導入される前記生成ガス中の熱分解ガスを燃焼させるとともに、該生成ガス中の灰分を溶融スラグ化するための溶融炉と、前記ガス化炉と前記溶融炉とを連結し、前記ガス化炉で生成された前記生成ガスを前記生成ガス導入口に導くガスダクトとを備える。そして、前記生成ガス導入口は、前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けられており、前記ガスダクトにおいて前記生成ガス導入口の近傍の部位には、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第１の燃焼用空気供給ノズルが設けられており、前記溶融炉の前記一次燃焼室の天井壁には、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第２の燃焼用空気供給ノズルが設けられており、前記第１の燃焼用空気供給ノズルが、前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気を供給しており、前記一次燃焼室に供給される前記生成ガスの速度が１５〜２５ｍ／ｓであるとともに、前記一次燃焼室に供給される燃焼用空気の速度が３０〜１００ｍ／ｓである。
【０００８】
また本発明は、廃棄物を熱分解して生成ガスを生成するガス化炉と、生成ガス導入口を有し、この生成ガス導入口から導入される前記生成ガス中の熱分解ガスを燃焼させるとともに、該生成ガス中の灰分を溶融スラグ化するための溶融炉と、前記ガス化炉と前記溶融炉とを連結し、前記ガス化炉で生成された前記生成ガスを前記生成ガス導入口に導くガスダクトとを備えたガス化溶融設備の溶融炉に燃焼用空気を供給するための方法であって、前記生成ガス導入口を前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けること、前記ガスダクトのうち前記生成ガス導入口の近傍部位に、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第１の燃焼用空気供給ノズルを設けること、前記溶融炉の前記一次燃焼室の天井壁に、前記溶融炉の前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給して前記生成ガスと混合させる第２の燃焼用空気供給ノズルを設けること、前記第１の燃焼用空気供給ノズルから、前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気を供給すること、１５〜２５ｍ／ｓの速度で前記一次燃焼室に前記生成ガスを供給するとともに、３０〜１００ｍ／ｓの速度で前記一次燃焼室に燃焼用空気を供給すること、を含む。
【０００９】
前記ガス化溶融設備及び前記ガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法では、前記ガスダクトのうち、前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けられた生成ガス導入口の近傍の部位に第１の燃焼用空気供給ノズルが設けられ、このノズルから、前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気が供給されるので、前記ガス化炉から前記ガスダクトを通じて前記一次燃焼室内に導かれる生成ガスの発熱量が高い状態で、該生成ガスと、燃焼用空気全量の大部分を占める前記第１の燃焼用空気供給ノズルによる燃焼用空気とを混合させることができる。このことは、溶融炉の一次燃焼室上部の炉内温度を生成ガスに含まれる灰分の溶融温度以上に高温化して溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着の防止を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態によるガス化溶融設備の全体構成を示す図である。
【００１１】
図１〜図５に示されるガス化溶融設備１０は、流動床式ガス化炉２０と、旋回流溶融炉３０と、ガスダクト４０とを備える。前記流動床式ガス化炉２０内では、廃棄物Ａの熱分解により熱分解ガス及びチャーを含む生成ガスＢが生成される。旋回流溶融炉３０は、生成ガス導入口３３を有し、この生成ガス導入口３３内から当該旋回流溶融炉３０内に前記流動床式ガス化炉２０からの生成ガスＢが導入される。旋回流溶融炉３０内では、前記生成ガスＢ中の熱分解ガス（可燃性ガス）が燃焼するとともに、該生成ガスＢ中の灰分が溶融スラグ化される。前記ガスダクト４０は、前記流動床式ガス化炉２０と前記旋回流溶融炉３０とを連結し、流動床式ガス化炉２０で生成された生成ガスＢを前記旋回流溶融炉３０の生成ガス導入口３３に導く。
【００１２】
旋回流溶融炉３０は、一次燃焼室３１と二次燃焼室３２とを有している。流動床式ガス化炉２０からの生成ガスＢは、ガスダクト４０を通して旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１に供給されて該一次燃焼室３１内で旋回流を形成する。一次燃焼室３１は天井壁を有し、その頂部には（図では１個の）第２の燃焼用空気供給ノズル３４が設けられている。この第２の燃焼用空気供給ノズル３４は、開口する先端部を有し、その先端部から一次燃焼室３１内に燃焼用空気ｆ２を吹き込む。
【００１３】
図２〜図４は前記ガスダクト４０及び前記旋回流溶融炉３０の要部を示す図であって、図２は平面図、図３は図２におけるＩＩＩ矢視側面図、図４は図２におけるＩＶ矢視側面図である。
【００１４】
図２に示すように、前記生成ガス導入口３３は、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１の上部側壁に設けられ、この生成ガス導入口３３に前記ガスダクト４０が接続されている。そして、このガスダクト４０のうち前記生成ガス導入口３３の近傍の部位に、複数（図では６個）の第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ及び４２ａ〜４２ｃが設けられている。これら第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃは、開口する先端部を有し、その先端部から一次燃焼室３１内に燃焼用空気ｆ１を吹き込むものであり、前記生成ガスＢの流れ方向に沿うように傾斜した姿勢で設けられている（図２参照）。
【００１５】
より具体的に、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃは、前記ガスダクト４０の外側の側壁４３（ダクト幅中心線ＣＬを挟んで対向する一方のガスダクト側壁部位）に、互いに上下に並ぶように配設され、この外側の側壁４３から前記生成ガスＢの流れ方向に沿うように傾斜しながら燃焼用空気を供給するように配設される。これに対して前記第１の燃焼用空気供給ノズル４２ａ〜４２ｃは、前記ガスダクト４０の内側の側壁４４（ダクト幅中心線ＣＬを挟んで対向する他方のガスダクト側壁部位）に、互いに上下に並ぶように配設され、この内側の側壁４４から前記生成ガスＢの流れ方向に沿うように傾斜しながら燃焼用空気を供給するように配設される。
【００１６】
図５は、図３のＶ−Ｖ線断面図である。この図５に示すように、第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａは、一次燃焼室３１上部の炉内温度（室内温度）を高温化するため、平面視において生成ガス導入口３３の近傍におけるガスダクト４０のダクト幅中心線ＣＬと生成ガス導入口３３との交点位置Ｐ１に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられている。すなわち、平面視において前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａの軸線の延長線が前記交点位置Ｐ１を通過するように、同ノズル４１ａの位置が決められている。
【００１７】
仮に、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａが、平面視において前記交点位置Ｐ１より上流の位置（例えば位置Ｐ２）に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられている場合には、ガスダクト４０内の温度が上昇して当該ガスダクト４０がクリンカにより閉塞するおそれがある。逆に、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａが、平面視において前記交点位置Ｐ１より下流の位置（例えば位置Ｐ３）に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられている場合には、燃焼用空気が混合された生成ガスＢが一次燃焼室３１の内壁に衝突するまでの燃焼時間が不足するため、一次燃焼室３１上部の炉内温度を高温化する効果が得られにくくなる。
【００１８】
また、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａが、平面視において前記交点位置Ｐ１に対してダクト幅中心線ＣＬより外側の位置（例えば位置Ｐ４）に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられている場合には、燃焼用空気が混合された生成ガスＢが一次燃焼室３１内壁に衝突するまでの燃焼時間が不足するため、一次燃焼室３１上部の炉内温度を高温化する効果が得られにくい。一方、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａが、平面視において前記交点位置Ｐ１に対してダクト幅中心線ＣＬより内側の位置（例えば位置Ｐ５）に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられている場合には、この燃焼用空気ｆ１が一次燃焼室３１内の旋回流の流れを妨げることによりスラグ化率（灰分の捕集率）を低下させるおそれがある。
【００１９】
したがって、第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａは、前述したように、平面視においてダクト幅中心線ＣＬと生成ガス導入口３３との交点位置Ｐ１に向けて燃焼用空気ｆ１を吹き込むように設けられることが好ましい。この点は、他の燃焼用空気供給ノズル４１ｂ，４１ｃ及び４２ａ〜４２ｃについても、同様である。かかる理由により、この実施の形態に係る燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃは、前記ダクト幅中心線ＣＬよりも外側のガスダクト側壁４３に設けられてこの側壁４３から前記交点位置Ｐ１に向けて燃焼用空気を吹き込むように配置される一方、燃焼用空気供給ノズル４２ａ〜４２ｃは、前記ダクト幅中心線ＣＬよりも内側のガスダクト側壁４４に設けられてこの側壁４４から前記交点位置Ｐ１に向けて燃焼用空気を吹き込むように配置されている。
【００２０】
この旋回流溶融炉３０は、一次燃焼室の上部に複数の燃焼用空気供給ノズルが分散して設けられる従来の溶融炉とは違って、ガス化溶融設備１０において、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１の上部側壁に設けられた生成ガス導入口３３の近傍におけるガスダクト４０に設けた第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃ、及び、一次燃焼室３１の天井壁に設けた第２の燃焼用空気供給ノズル３４のみにより、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室用の燃焼用空気を供給するように構成されている。そして、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃによる燃焼用空気供給量と、前記第２の燃焼用空気供給ノズル３４による燃焼用空気供給量との配分比率については、前記第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃが前記一次燃焼室３１に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気を供給するように、設定されている。
【００２１】
図６は、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室用の燃焼用空気全量に対するガスダクト４０に設けた第１の燃焼用空気供給ノズルによる燃焼用空気供給量の配分比率ηと、一次燃焼室上部の炉内温度Ｔとの関係を示すグラフである。
【００２２】
図６に示すように、前記配分比率ηが４６％では炉内温度Ｔの実測値が１０１５℃〜１１４９℃（平均値１０８２℃）であり、当該配分比率ηが６３％では炉内温度Ｔの実測値が１１５４℃〜１１９８℃（平均値１１７６℃）であり、当該配分比率ηが８４％では炉内温度Ｔの実測値が１１６５℃〜１２３８℃（平均値１２０１℃）であった。この試験結果から、配分比率ηが７０％以上であれば、一次燃焼室上部の炉内温度Ｔを、チャーに含まれる灰分の融点以上の温度である１２００℃を超えるように昇温できるという結論が得られた。すなわち、図６に示す結果によると、配分比率ηは７０％以上を満たすように設定するとよいことがわかった。
【００２３】
なお、前記流動床式ガス化炉２０における燃焼用空気量（図１に示す押込み空気Ｅの空気量）、並びに、第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃ及び第２の燃焼用空気供給ノズル３４が供給する一次燃焼室用の燃焼用空気量は、いずれも、空気比（空気比は、原料である廃棄物中の可燃物が完全燃焼するのに最低限必要な空気量に対して供給する空気量の比である）にして１．０〜１．２が適正である。これは、固体燃料とガス燃料の混合物である生成ガスを効率良く燃焼させるためであり、該空気比が低くても、あるいは高くても、一次燃焼室上部における必要な炉内温度が得られない。また、第１及び第２の燃焼用空気供給ノズルによって供給する一次燃焼室用の燃焼用空気の流速は、ブロワ能力と配管設計で決定されるが、例えば３０〜１００ｍ／ｓといった比較的高い流速が、燃焼用空気と生成ガスとの混合を促進して燃焼効率を高くする。
【００２４】
また、流動床式ガス化炉２０から旋回流溶融炉３０への生成ガスの供給速度は、１５〜２５ｍ／ｓ（より好ましくは、１８〜２０ｍ／ｓ）に設定されるのが、よい。生成ガスの供給速度は高い方がよいが、高すぎると旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１内壁への衝突圧が過度に上昇してクリンカの付着を誘起するため、最大でも前記の２５ｍ／ｓに規制することがよい。
【００２５】
次に、前記のように構成されたガス化溶融設備１０を用いたガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法について説明する。
【００２６】
流動床式ガス化炉２０内では、炉床下部から挿入される押込み空気Ｅが砂等の流動媒体Ｃを流動させることにより流動層を形成する。そして、この流動床式ガス化炉２０内に投入された廃棄物Ａが前記流動層内で熱分解（ガス化）される。この廃棄物Ａのうちガス化されない不燃物Ｄは、前記流動層の下部から炉外に排出される。
【００２７】
前記流動床式ガス化炉２０で生成した生成ガス（熱分解ガス及びチャー）Ｂは、ガスダクト４０によって旋回流溶融炉３０の生成ガス導入口３３に導かれる。この生成ガスＢは、生成ガス導入口３３の近傍においてガスダクト４０に設けられた第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃからの一次燃焼室用の燃焼用空気ｆ１と混合されながら、生成ガス導入口３３から旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１に導入され、一次燃焼室３１内にて旋回流を形成し、さらに、一次燃焼室３１の天井壁に設けられた第２の燃焼用空気供給ノズル３４からの一次燃焼室用の燃焼用空気ｆ２と混合され、一次燃焼室３１内にて燃焼される。このとき、一次燃焼室用の燃焼用空気ｆ１，ｆ２の供給に際し、第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃにより、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室用の燃焼用空気全量の７０％以上、例えば７５％の燃焼用空気が供給される。
【００２８】
この方法は、流動床式ガス化炉２０からガスダクト４０によって一次燃焼室３１に導かれる生成ガスＢの発熱量が高い状態で、該生成ガスＢと、燃焼用空気全量の大部分を占める第１の燃焼用空気供給ノズル４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃによる燃焼用空気ｆ１とを混合させ、該生成ガスＢを一気に燃焼させることを可能にする。このことは、一次燃焼室３１上部の炉内温度をチャーに含まれる灰分の溶融温度１２００℃以上に高温化して一次燃焼室３１の上部内壁へのクリンカの付着を防止することを可能にする。
【００２９】
溶融された灰分は、一次燃焼室３１の内壁を伝わって流下し、一次燃焼室３１下部で溶融される灰分とともに旋回流溶融炉底部（スラグ分離部）を流れ下って、スラグ出滓口３５から溶融スラグＨとして外部に排出される。また、一次燃焼室３１から二次燃焼室３２に導かれた生成ガスは、二次燃焼室３２にて二次燃焼室用の燃焼用空気Ｇと混合されて完全燃焼される。二次燃焼室３２で完全燃焼された後の燃焼排ガスＪは、旋回流溶融炉３０から排出され、熱回収装置、バグフィルタ等を経た後、大気中に放出される。
【００３０】
このように、本発明によるガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法によれば、旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１の上部内壁へのクリンカの付着を防止することができる。したがって、クリンカの落下による旋回流溶融炉３０の損傷やスラグ出滓口３５の閉塞の防止、クリンカの成長による旋回流溶融炉３０の一次燃焼室３１の閉塞の防止、及びクリンカの付着・成長による燃焼効率の低下とスラグ化率の低下の防止が可能となり、その結果、ガス化溶融設備１０の適正な状態での安定した運転を長期間にわたって行うことが可能となる。
【００３１】
すなわち、本発明に係るガス化溶融設備及びガス化溶融設備の溶融炉燃焼用空気供給方法によれば、前記溶融炉の一次燃焼室の上部側壁に設けられた生成ガス導入口の近傍におけるガスダクトに第１の燃焼用空気供給ノズルが設けられ、このノズルから前記溶融炉の一次燃焼室に供給される燃焼用空気の全量の７０％以上の燃焼用空気が供給されることが、前記ガス化炉から前記ガスダクトを通じて前記一次燃焼室内に導かれる生成ガスの発熱量が高い状態で、該生成ガスと、燃焼用空気全量の大部分を占める前記第１の燃焼用空気供給ノズルによる燃焼用空気とを混合させることを可能にし、これにより、溶融炉の一次燃焼室上部の炉内温度を生成ガスに含まれる灰分の溶融温度以上に高温化して溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着を防止することを可能にする。このことは、クリンカの落下による溶融炉の損傷やスラグ出滓口の閉塞の防止、クリンカの成長による溶融炉の一次燃焼室の閉塞の防止、及び、クリンカの付着・成長による燃焼効率の低下とスラグ化率の低下の防止を可能にし、その結果、ガス化溶融設備の適正な状態での安定した運転を長期間にわたって行うことを可能にする。
【００３２】
ここで、前記第１の燃焼用空気供給ノズルは、平面視において前記生成ガス導入口の近傍における前記ガスダクトのダクト幅中心線と前記生成ガス導入口との交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むように設けられることが、より好ましい。このことは、ガスダクト内の温度が上昇して当該ガスダクトがクリンカで閉塞するのを防ぎながら、燃焼用空気を含む生成ガスが一次燃焼室の内壁に衝突するまでの燃焼時間を確保して一次燃焼室の上部の炉内温度を高温化することを可能にする。
【００３３】
この場合において、前記第１の燃焼用空気供給ノズルは、前記ダクト幅中心線に沿うように傾斜しながら前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込む姿勢で前記ガスダクトに設けられていることが、より好ましい。このことは、当該ノズルから前記一次燃焼室内への円滑な燃焼用空気の供給を可能にする。
【００３４】
さらに、前記第１の燃焼用空気供給ノズルには、前記ダクト幅中心線よりも外側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルと、前記ダクト幅中心線よりも内側のガスダクト側壁に設けられてこの側壁から前記交点位置に向けて燃焼用空気を吹き込むノズルとが含まれることが、より好ましい。このことは、前記ガスダクトの両側壁から前記交点位置に向けて十分な量の燃焼用空気を供給することを可能にする。しかも、各第１の燃焼用空気供給ノズルは前記ダクト幅中心線に沿うように傾斜しながら燃焼用空気を供給するように設けられているので、外側の側壁から供給される燃焼用空気と内側の側壁から供給される燃焼用空気とが互いに干渉する要素が少ない。
【００３５】
また本発明では、前記第１の燃焼用空気供給ノズルと、前記溶融炉の前記一次燃焼室の天井壁に設けられた第２の燃焼用空気供給ノズルとのみによって、前記溶融炉の一次燃焼室に燃焼用空気が供給されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス化溶融設備の全体構成を示す図である。
【図２】図１におけるガスダクト及び旋回流溶融炉の要部を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ矢視側面図である。
【図４】図２のＩＶ矢視側面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】旋回流溶融炉の一次燃焼室用の燃焼用空気全量に対するガスダクトに設けた第１の燃焼用空気供給ノズルによる燃焼用空気供給量の配分比率ηと、一次燃焼室上部の炉内温度Ｔとの関係を示すグラフである。
【図７】旋回流溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着の様子を示す平面図である。
【図８】旋回流溶融炉の一次燃焼室の上部内壁へのクリンカの付着の様子を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ガス化溶融設備
２０…流動床式ガス化炉
３０…旋回流溶融炉
３１…一次燃焼室
３２…二次燃焼室
３３…生成ガス導入口
３４…第２の燃焼用空気供給ノズル
３５…スラグ出滓口
４０…ガスダクト
４１ａ〜４１ｃ，４２ａ〜４２ｃ…第１の燃焼用空気供給ノズル
４３，４４…ガスダクト側壁
Ａ…廃棄物
Ｂ…生成ガス
Ｃ…流動媒体
Ｄ…不燃物
Ｅ…押込み空気
ｆ１，ｆ２…一次燃焼室用の燃焼用空気
Ｇ…二次燃焼室用の燃焼用空気
Ｈ…溶融スラグ
Ｊ…燃焼排ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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