(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉と、前記燃焼炉の燃焼ガスを熱源とする廃熱ボイラとを設け、前記廃熱ボイラのボイラ本体内からの灰を排出するコンベアを設け、前記コンベア側に形成した空気流通路に冷却用空気を流通させて前記コンベアを空冷するよう構成してある燃焼設備であって、
前記空気流通路と、前記ボイラ本体内の燃焼ガスを誘引する誘引ファン用の管路とを空気誘引補助管路を介して連通接続して、前記誘引ファンにより前記空気流通路に冷却用空気を誘引可能に構成してある燃焼設備。
【請求項２】
前記コンベアをスクリューコンベアに構成し、前記スクリューコンベアのスクリュー軸を、そのスクリュー軸内に前記空気流通路が形成されるように中空に形成し、前記スクリュー軸の一端側に前記空気誘引補助管路を連通接続してある請求項１記載の燃焼設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼炉と、前記燃焼炉の燃焼ガスを熱源とする廃熱ボイラとを設け、前記廃熱ボイラのボイラ本体内からの灰を排出するコンベアを設け、前記コンベア側に形成した空気流通路に冷却用空気を流通させて前記コンベアを空冷するよう構成してある燃焼設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃熱ボイラのボイラ本体内からの灰は高温であり、コンベアで高温の灰の搬送を続けると、コンベア側の部材が変形する等の種々の不具合が生じることから、コンベアを冷却して上記の不具合を回避している。
【０００３】
従来、上記の燃焼設備では、コンベア側に形成した空気流通路に冷却用空気を供給する専用のファンを設けてあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術によれば、前記空気流通路に冷却用空気を供給する専用のファンを設けてあったために、専用のファンにコストがかかり、設備に要するコストが高くなっていた。
【０００５】
本発明の目的は、廃熱ボイラのボイラ本体内からの灰を排出するコンベアを冷却できながら、設備に要するコストを低廉化できるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【０００７】
［構成］
冒頭に記載した燃焼設備において、前記空気流通路と、前記ボイラ本体内の燃焼ガスを誘引する誘引ファン用の管路とを空気誘引補助管路を介して連通接続して、前記誘引ファンにより前記空気流通路に冷却用空気を誘引可能に構成してある。
【０００８】
［作用］
誘引ファンの作動で前記空気流通路に冷却用空気が入り込み、その空気流通路を流通してコンベアを冷却する。
【０００９】
コンベアを冷却した冷却用空気は空気誘引補助管路を流通して、誘引ファン用の管路から誘引排ガスとともに排出される。
【００１０】
つまり、従来では空気流通路に対する専用のファンが必要であったが、請求項１の構成では、既設の誘引ファンで冷却用空気を誘引してコンベアを冷却するから、専用のファンを省くことができる。
【００１１】
［効果］
従って、コンベア側の空気流通路に冷却用空気を導入するための専用のファンを省くことができるから、廃熱ボイラのボイラ本体内からの灰を排出するコンベアを冷却できながら、設備に要するコストを低廉化できるようになった。
【００１２】
また、従来、専用のファンを設置していたスペースが空きスペースになって、このスペースを他の装置等を設置するスペースとしたり通路としたりすることができるようになった。
【００１３】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００１４】
［構成］
請求項１による発明の構成において、前記コンベアをスクリューコンベアに構成し、前記スクリューコンベアのスクリュー軸を、そのスクリュー軸内に前記空気流通路が形成されるように中空に形成し、前記スクリュー軸の一端側に前記空気誘引補助管路を連通接続してある。
【００１５】
［作用］
請求項１の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、冷却用空気がスクリュー軸の中空を流通してスクリューコンベアを冷却するから、スクリュー軸やスクリュー羽根等を冷却しやすくなる。
【００１６】
［効果］
従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を奏することができるのに加え、コンベアを効率良く冷却することができるようになった。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に、家庭ゴミ等の一般廃棄物やカーシュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラント（燃焼設備に相当）を示してある。
【００１９】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・熱分解反応設備２・熱分解残渣選別設備３・高温燃焼溶融設備４・ボイラ発電設備５・排ガス処理設備６から成り、廃棄物から鉄・アルミニウム・銅・ガラス等の有価物（以下、「鉄類」と称する）を再利用しやすい形で回収でき、熱効率・発電効率が高く、低ＮＯｘ・低ダイオキシン化できるなど、地球環境保全・循環型環境社会に適合するプラントである。
【００２０】
次に、前記熱分解ガス化溶融プラントによる廃棄物の処理について説明する。
［前処理設備１］
廃棄物ピット７に貯留された廃棄物を破砕機８で１５０ｍｍ角以下に破砕し、破砕廃棄物を搬送装置９等で熱分解反応設備２に送る。
【００２１】
［熱分解反応設備２］
廃棄物ピット７からの廃棄物をスクリューコンベア１０がコンベアケース１１内に受け入れて熱分解反応器１２内に搬送供給し、熱分解反応器１２により廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰囲気で約４５０°Ｃの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する。熱分解ガスは高温燃焼溶融炉１３（燃焼炉に相当、以下、「溶融炉１３」と称する）に送られ、熱分解残渣は熱分解残渣選別設備３に送られる。
【００２２】
［熱分解残渣選別設備３］
熱分解反応設備２からの熱分解残渣を粗大物振動スクリーン７８で選別し、選別された熱分解残渣を冷却振動コンベア１４で冷却しながら搬送し、１次振動スクリーン１５・クリーニングドラム７９等を介して鉄類を鉄類ヤード１６に回収し、鉄類以外のカーボン残渣をカーボン残渣サイロ８０から溶融炉１３に送る。
【００２３】
冷却振動コンベア１４は窒素封入水冷ジャケットタイプで熱分解残渣を発火等が起こらない温度（約８０°Ｃ）まで窒素雰囲気中で冷却する。
【００２４】
［高温燃焼溶融設備４］
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダスト（後述のボイラ１８や電気集塵器１７からの灰である）を溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出される。
【００２５】
［ボイラ発電設備５］
排ガスはボイラ輻射ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、約６００°Ｃで過熱蒸気管群に送り、エコノマイザーを通して約２００°Ｃで電気集塵器１７に送る。ボイラ１８（廃熱ボイラである）で４０ａｔａ・４００°Ｃの蒸気を熱回収し、タービン１９・発電機２０で電気として回収する。
【００２６】
［排ガス処理設備６］
ガス冷却室２１・電気集塵器１７・バグフィルター２２等で処理して煙突２５から排気する。排ガス量が少ないために排ガス処理設備６は狭いスペースであっても設置できる。
【００２７】
次に、前記高温燃焼溶融設備４について説明する。
【００２８】
図２に示すように、熱分解反応器１２からの熱分解ガスを流通させる熱分解ガス管路５２の終端部を溶融炉１３の炉頂部に上方側から連通接続し、その熱分解ガス吹き込み部５３の近傍の炉頂部部分に、カーボン残渣吹き込み部５４と集塵ダスト吹き込み部５５とを設けてある。
【００２９】
集塵ダスト吹き込み部５５に吹き込む集塵ダストは、ボイラ１８・ガス冷却室２１・電気集塵器１７から排出される灰である。
【００３０】
前記炉頂部に、灯油を燃料とする油焚きメインバーナー６１を下向き姿勢に設けて、廃棄物の処理開始時や、熱分解反応設備２に対する廃棄物の供給量が少なくなったとき、あるいは熱分解反応設備２側のトラブル発生時等には燃焼させるよう構成してある。
【００３１】
さらに、複数の一次燃焼空気吹き込み口を熱分解ガス吹き込み部５３（及び油焚きメインバーナー６１の先端部）の周りの炉頂部に分散配置してある。
【００３２】
炉壁のやや上部側と上下方向ほぼ中央部とに、横向き姿勢の複数個づつの二次燃焼空気吹き込み口５７と三次燃焼空気吹き込み口５８とを周方向に分散配置してある。
【００３３】
これらの空気吹き込み口への空気の供給は、押し込みファン５９により空気管路６０に空気を流通させて行う。
【００３４】
前記バグフィルター２２からの排ガスを、排ガス再循環ファン６８により再循環排ガス管路７１に流して炉内に供給するよう構成してある。そして、その排ガスを吹き込む複数個づつの二次燃焼空気吹き込み口６９と、三次燃焼空気吹き込み口８６とを、前記空気管路６０側の二次燃焼空気吹き込み口５７や三次燃焼空気吹き込み口５８とは別個に、かつ、それらに対応させて周方向に分散配置してる。
【００３５】
二次燃焼空気又は三次燃焼空気として炉内に吹き込む排ガスは外気よりも温度が高いから、外気を炉内に吹き込む場合に比べると、二次燃焼空気又は三次燃焼空気で炉内の温度が低下しにくい。
【００３６】
以上の構造により、炉内に吹き込まれた集塵ダスト・カーボン残渣は旋回燃焼する。そして集塵ダストは溶融し、溶融スラグは炉壁を伝わって炉下方に流れ、水砕コンベア７２・スラグヤードコンベア７３を介してスラグヤード７４に搬送される。
【００３７】
炉内の最も上側の第１ゾーンＺ１は空気比０．７・温度１２５０°Ｃ、その下側の第２ゾーンＺ２は空気比０．９・温度１３５０°Ｃ、第２ゾーンＺ２の下側の第３ゾーンＺ３は空気比１．３・温度１４００°Ｃで燃焼し、最も下側の第４ゾーンＺ４は、排ガス再循環により空気比１．３・温度１２８０°Ｃを保つ。
【００３８】
廃棄物は熱分解反応設備２で燃料化されるから低空気比で燃焼させることができ、低空気比燃焼により排ガスが少なくなる。また上記のように、多段燃焼・排ガス再循環させて低ＮＯｘ化し、十分な炉内滞留時間（２秒以上）をとって低ダイオキシン化する。
【００３９】
溶融炉１３は水冷耐火物構造になっており、耐火物の温度が高温にならないように、かつ、耐火物の表面温度がスラグの溶融温度よりもやや低めになるように構成してある。耐火物表面にはスラグのセルフコーティング層が形成される。このセルフコーティング層は耐火物保護層として機能し、耐火物の侵食を防止する。
【００４０】
次に、前記ボイラ発電設備５について説明する。
【００４１】
図２に示すように、ボイラ本体内からの灰を電動モータ（図示せず）の駆動により横送り排出するボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０をボイラ１８の底部側に設けてある。
【００４２】
図３，図４，図５に示すように、前記ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０は、コンベアケース３２を耐火壁構造に形成し、搬送方向下手側（紙面左側）の上部に全長のほぼ半分の長さの第１灰受入口３３を形成し、搬送終端側の下部に灰出し口３４を形成して構成してある。
【００４３】
なお、図２に示すように、前記ガス冷却室２１を形成するケースの低部側にも、前記ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０とほぼ同様の構造のガス冷却室下部灰出しスクリューコンベア３５を設けてあり、ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０は、ガス冷却室下部灰出しスクリューコンベア３５からの灰も受け入れて搬送するよう構成してある。
【００４４】
ガス冷却室下部灰出しスクリューコンベア３５からの灰は、コンベアケース３２の搬送上手側の上部に形成した第２灰受入口３６からコンベアケース３２内に受け入れる。
【００４５】
前記ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０を空冷する冷却手段を設けてあり、次にこの冷却手段について説明する。
【００４６】
前記ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０のスクリュー軸３１を、そのスクリュー軸３１内に空気流通路が形成されるように中空に形成してある。
【００４７】
そして、前記スクリュー軸３１の搬送終端部と、ガス冷却室２１・電気集塵器１７・バグフィルター２２内の排ガスを誘引する誘引ファン３７（つまりボイラ本体内の燃焼ガスを誘引する誘引ファン３７）用の管路３８とを、空気誘引補助管路３９を介して連通接続して、前記誘引ファン３７によりスクリュー軸３１の中空に冷却用空気を誘引可能に構成してある。
【００４８】
前記空気誘引補助管路３９とスクリュー軸３１の搬送終端部との間にはロータリージョイント４０を介在させてある。また、前記スクリュー軸３１の搬送始端部にロータリージョイント４０を介して空気取り入れ管４１を連通接続して、その空気取り入れ管４１の開口端部側から外気が入り込むよう構成してある。
【００４９】
前記ボイラ下部灰出しスクリューコンベア３０からの灰は、第１灰集合コンベア４２，第２灰集合コンベア４３等で灰サイロ７６に集め、灰ブロア７５により溶融炉１３の集塵ダスト吹き込み部５５側に供給する。
【００５０】
第１灰集合コンベア４２と第２灰集合コンベア４３との間にダスト振動スクリーン４４を設けてある。第２灰集合コンベア４３には電気集塵器１７からの灰も流下供給される。
【００５１】
上記の構造により、誘引ファン３７の作動で空気取り入れ管４１の開口端部側らスクリュー軸３１の中空に冷却用空気（外気）が入り込むとともに流通して、スクリュー軸３１やスクリュー羽根等を冷却する。
【００５２】
スクリュー軸３１やスクリュー羽根等を冷却した冷却用空気は空気誘引補助管路３９を流通して、誘引ファン用の管路３８から誘引排ガスとともに煙突２５を通って排出される。
【００５３】
〔別実施形態〕
本発明は前記燃焼炉が焼却炉である場合にも適用できる。
【００５４】
本発明は前記コンベアをスクリューコンベア以外のコンベアで構成した場合にも適用できる。
【００５５】
上記の実施形態で示した各数値は一例であり適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱分解ガス化溶融プラントの概略図
【図２】高温燃焼溶融炉とその下手側の設備の構造を示す概略図
【図３】ボイラ下部灰出しスクリューコンベアの縦断正面図
【図４】ボイラ下部灰出しスクリューコンベアの平面図
【図５】ボイラ下部灰出しスクリューコンベアの縦断面図
【符号の説明】
１３      燃焼炉
１８      廃熱ボイラ
３０      コンベア
３１      スクリュー軸
３７      誘引ファン
３８      管路
３９      空気誘引補助管路
【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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