(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューの回転によってごみを搬送し焼却炉内にごみを供給する給じん装置において、該給じん装置の本体である容器部に前記ごみから分離した水分が通過する孔を備え、前記孔を通過して回収された水分が前記焼却炉の排ガスの冷却水として再利用されることを特徴とする給じん装置。
【請求項２】
装置本体である容器部と、該容器部の出口に位置し、焼却炉に接続されているシュート部と、前記容器部内のごみを前記シュート部へ搬送する主スクリューと、ごみを前記主スクリューの逆方向へ搬送する逆送スクリューと、前記容器部に設けられ、前記ごみから分離した水分が通過する孔とを備え、前記孔を通過して回収された水分が前記焼却炉の排ガスの冷却水として再利用されることを特徴とする給じん装置。
【請求項３】
請求項２において、前記シュート部にごみから分離した水分が通過する孔を設けたことを特徴とする給じん装置。
【請求項４】
請求項２において、前記シュート部の内壁に多孔質の耐火材を貼り、ごみから分離した水分が耐火材を介して前記焼却炉以外へ排出されることを特徴とする給じん装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却炉にごみを供給する給じん装置に係り、特に水分が多いごみを供給する給じん装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準連続炉として主に中小規模のごみ焼却プラントにおいて使用されている流動床式ごみ焼却炉は、粉粒状の流動媒体を焼却炉内の底部に充填し、下方から燃焼空気を吹き込むことにより流動媒体を流動状態にして、ごみの焼却を行なう焼却炉である。ごみの燃焼により流動層で発生する燃焼ガスは焼却炉空筒部、及び後続の２次燃焼室において未燃分が完全燃焼された後、排ガス処理装置を経て放出される。一般に前記焼却炉にはバ−ナ−、各種計測器の設置、及びサンプリング等のために複数の孔が設けられている。通常これらの孔はシ−ルされており燃焼ガスが漏れ出すことはないが、点検等で運転中に孔を開放することもあり、安全のため焼却炉内は−５０〜−１００ｍｍＡｑ程度の負圧に保たれて運転される。
【０００３】
前記焼却炉にごみを供給する装置として、スクリュ−フィ−ダ式の給じん装置が使用されている。給じん装置は前記の理由で、焼却炉にごみを定量的に供給する以外に、焼却炉内部を外界と遮断し、燃焼ガスが外部に噴出する、或いは外気が炉内に侵入するのを防止する役割を担っている。
従来の給じん装置は以下のような構成となっていた。主軸のスクリュ−が電動機によって回転し、給じん装置に投入されたごみを定量的に投入シュ−トまで搬送し、ごみは投入シュ−トを通して焼却炉上方から炉内に供給される。また主軸と対向に逆送スクリュ−が設けられており、同じく電動機によって回転して主軸の逆方向へのごみの流れを発生する。上記装置は、主軸のスクリュ−回転速度を変化させてごみ供給量を調節することにより、焼却炉内の温度を制御することが出来る。また、逆送スクリュ−で主軸のスクリュ−と対向する力がごみに加えられ圧密される。これによって、給じん装置にマテリアルシ−ルが施され、燃焼ガスが外部に噴出する、或いは外気が炉内に侵入するのを防止している。このとき、主軸と逆送のスクリュ−によるごみの圧密は上記の炉内負圧の−５０〜−１００ｍｍＡｑ以上のシ−ル性（気密性）が要求される。このため、ごみは給じん装置内で大きな圧縮応力がかかり、供給過程でごみの水分が分離してしまうことがあった。
なお、ごみ焼却プラントの稼動時間は通常一日８〜１６時間程度とし、夜間は運転を休止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ごみは組成、性状によって異なった燃焼状態となる。水分の多いごみは発熱量が少なく、燃焼時の燃焼ガスの温度が十分に上昇しないため、燃焼ガスに含まれる一酸化炭素、炭化水素等の未燃ガスが完全燃焼しない恐れがあった。
特に上記従来の給じん装置では、炉内の気密性を確保するためごみを圧密してマテリアルシ−ルを施すので、水分が多い性状のごみの場合、前記給じん装置内で圧密される際に水分が搾り出され、ごみと水分が分離した状態で焼却炉内に供給されていた。このような状態では水分が焼却炉内底部の流動層に到達する前に空筒部で蒸発し、水分が分離したごみのみが流動層で燃焼することになる。このため、空筒部や後続する２次燃焼室の温度が低下してしまい、未燃ガスを十分に燃焼させるのが難しかった。
【０００５】
本発明の目的は上記の課題を解決し、焼却炉における安定な燃焼を実現し、水分が多いごみの焼却時でも炉内の温度が低下するのを抑制出来る給じん装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は第一に、スクリューの回転によってごみを搬送し焼却炉内にごみを供給する給じん装置において、該給じん装置の本体である容器部にごみから分離した水分が通過する孔を備え、前記孔を通過して回収された水分が前記焼却炉の排ガスの冷却水として再利用されることを特徴とする給じん装置により達成される。前記の目的は第二に、装置本体である容器部と、容器部の出口に位置し、焼却炉に接続されているシュート部と、容器内のごみをシュート部へ搬送する主スクリューと、ごみを主スクリューの逆方向へ搬送する逆送スクリューと、容器部に設けられ、ごみから分離した水分が通過する孔とを備え、孔を通過して回収された水分が焼却炉の排ガスの冷却水として再利用されることを特徴とする給じん装置により達成される。上記本発明の装置によれば、例えば魚腸骨、残飯の如く水分の多いものを含有するごみを焼却したときに、給じん装置内でごみの圧密によって分離した水分は前記孔を通って容器部外へ排除されるので、ごみの発熱量が増加し燃焼ガス温度を高温化することが可能であり、分離した水分が投入シュートより滴下し、空筒部や２次燃焼室で蒸発し、温度が低下してしまうのを防止するので、燃焼過程で発生する可燃ガスの完全燃焼を図ることが出来る。さらに、ごみから分離した水分は、例えば、給じん装置排水として給じん装置から排出され、排水処理装置に回収され、洗浄処理された排水はガス冷却装置の冷却水等に再利用される。前記の目的はまた、上記第一又は第二の装置において、前記シュート部にごみから分離した水分が通過する孔を設けたことを特徴とする給じん装置により達成される。上記の装置は、シュート部に設けた孔を水分が通過してより効果的に水分を系外に排出することが出来る。前記の目的はまた、上記第一又は第二の装置において、前記シュート部内壁に多孔質の耐火材を貼り、ごみから分離した水分が耐火材を介して焼却炉以外へ排出されることを特徴とする給じん装置により達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の装置を具体例によって説明する。図１は本発明の給じん装置を用いるごみ焼却設備の構成を示している。ごみピット１のごみが投入クレ−ン２により給じん装置３に投入される。給じん装置３内で圧密され、ごみから分離した水分は給じん装置排水２０として給じん装置から排出され、排水処理装置１８に回収される。これにより水分の多いごみであっても焼却炉８、及び２次燃焼室２６内で安定した燃焼状態が得られる。給じん装置３から投入シュ−ト１１を通して焼却炉８に供給されるごみは、高温流動化された状態の炉内で粉砕、乾燥、燃焼され、燃焼過程で生じた燃焼ガス１６中の一酸化炭素、炭化水素等の未燃ガスは、高温に保たれた空筒部１０、２次燃焼室２６で完全燃焼させる。この後燃焼ガスは、ガス冷却装置１２において水スプレ−により所定の温度まで冷却した後、空気予熱機１３で燃焼空気１５と熱交換し、集塵装置１４でダストを除去した後系外へ排出される。なお排水処理装置１８には、給じん装置３内で生じた給じん装置排水２０の他、ごみピット１の底部から排出されるピット排水１９が回収され、洗浄処理された排水はガス冷却装置１２の冷却水等に再利用される。
【０００８】
図２は本発明の給じん装置３の構成を示す側面図である。装置本体である容器部の内壁底面又は側面、及び投入シュ−ト１１内壁は複数の孔を備えた水抜機構２４、２５となっている。給じん装置３に投入クレ−ン２からごみが投入され、主軸４のスクリュ−が電動機５によって回転し、容器部に投入されたごみを定量的に投入シュ−ト１１まで搬送し、ごみは投入シュ−ト１１を通して焼却炉８上方から炉内に供給される。逆送スクリュ−６が電動機７によって回転して主軸４の逆方向へのごみの流れを発生することにより、ごみが圧密される。これによって、給じん装置にマテリアルシ−ルが施され、燃焼ガスが外部に噴出する、或いは外気が炉内に侵入するのを防止している。このとき、水分の多いごみから分離した水分は、水抜機構２４、及び２５の孔から抜けるので、ごみとともに焼却炉８内へ滴下するのを防ぐことが出来る。これにより、供給過程でごみと分離した水分が焼却炉８内で蒸発し、空筒部１０や２次燃焼室２６の温度が低下するのを防ぎ、未燃ガスの完全燃焼を実現する。
【０００９】
図３は、図２の給じん装置の水抜機構２４の構造を示す断面図である。本体容器の内壁に相当する上側の面全体に多数の孔があり、下側の面には排水孔２２を備えている。孔を通り抜けた水分は、前記上側と下側の面の水分を分離するための砂、セラミック等のフィルタ２１の中間層を介して排水孔２２から排出される。図４は、水抜機構２４の他の例の構造を示す断面図である。上側の面の孔は、供給するごみに対して十分小さい間隔のスリット形状となっている。
【００１０】
図５は、図２の給じん装置の投入シュ−ト部の構造を示す断面図である。投入シュ−ト１１内壁の水抜機構２５の上側の面の孔は、供給するごみに対して十分小さい間隔のスリット形状となっている。水分はスリットを介して排水孔２２から排出される。図６は、投入シュ−ト部の他の例の構造を示す断面図である。投入シュ−ト１１内壁の水抜機構として、浸水性の多孔質耐火材の層を介して水分を吸収し、排水孔２２から排出される。
【００１１】
次に、ごみから水分が分離することにより、焼却炉の燃焼状態がどのように影響を受けるかを検討する。性状の異なる実際の都市ごみの例を表１に示す。都市ごみは季節や収集地域によっても性状が異なるが、一般に水分が多く発熱量が少ない低質ごみは燃焼しにくく、焼却炉内の温度が低下し易い傾向がある。ここでは表１の低質ごみの焼却を例にして説明する。
【００１２】
【表１】
0003855134.tif 000002
【００１３】
低位発熱量１１００ｋｃａｌ／ｋｇの低質ごみ１ｋｇの必要燃焼空気量は、過剰空気を２．５とすると、ごみ中の可燃分の必要空気量から４．５１ｋｇとなる。この時発生する排ガスＧｇは
Ｇｇ＝０．６１＋０．３２＋４．５１＝５．４４ｋｇ／ｋｇ
となる。このとき排ガス中の水分Ｇｗは
Ｇｗ＝（０．６２／５．４４）×１００＝１１．４％
となる。燃焼空気を空気予熱機で２５０℃まで加熱すると空気の保有熱Ｑａは
Ｑａ＝４．５１ｋｇ／ｋｇ×６０ｋｃａｌ／ｋｇ＝２７０ｋｃａｌ／ｋｇ
となる。同じくこのときの排ガス保有熱Ｇｑは
Ｇｑ＝（１１００＋Ｑａ）／５．４４＝２５２ｋｃａｌ／ｋｇ
となる。ガス中水分と保有熱からこのときの排ガス温度は８５０℃となる。
【００１４】
実際には焼却炉からの放散熱量、灰の顕熱等の持出し熱量があるので排ガス温度はこれより低下する。またこの温度は２次燃焼室出口で燃焼ガス中の未燃ガスが完全燃焼したときのピ−ク値であり、未燃ガスが含まれる空筒部ではこの温度よりさらに低くなっている。従って、有害ガスである未燃ガスを完全燃焼させるには温度の上昇が不十分である。
【００１５】
次に本発明の給じん装置を用いて、供給過程で分離した水分を排除して前記低質ごみを焼却した場合を示す。本具体例の給じん装置は、低質ごみを供給する際にごみの水分の１０〜３０％を分離し回収する。ここで２０％回収の場合を考えると、燃焼時に発生する排ガスＧｇ’は
Ｇｇ’＝０．６１×０．８＋０．３２＋４．５１＝５．３２ｋｇ／ｋｇ
となる。このとき排ガス中の水分Ｇｗ’は
Ｇｗ’＝（０．６２×０．８／５．３２）×１００＝９．３２％
となる。ガス保有熱は前記例と変わらないので、ガス中水分と保有熱からこのときの排ガス温度は８９０℃となり、有害ガスの完全燃焼に十分な温度となる。また、給じん装置投入シュ−トからごみと分離した水分が焼却炉内に滴下することが無くなり、水分が焼却炉内底部の流動層に到達する前に空筒部で蒸発し、空筒部や２次燃焼室の温度が低下するのを防ぐので、未燃ガスを完全燃焼させることが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の給じん装置は適切な水抜機構を備えており、水分が多く難燃性のごみを焼却する際に分離した水分を排除することにより、燃焼による発熱量を増加し、水分が焼却炉内で蒸発して空筒部や２次燃焼室の温度が低下するのを防ぎ、燃焼ガスを高温に保つことが出来るので有害な未燃ガスを十分燃焼分解することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給じん装置を用いたごみ焼却設備の構成図である。
【図２】本発明の給じん装置の断面図である。
【図３】本発明の給じん装置の容器部の水抜機構の断面図である。
【図４】本発明の給じん装置の容器部の他の水抜機構の断面図である。
【図５】本発明の給じん装置の投入シュ−トの水抜機構の断面図である。
【図６】本発明の給じん装置の投入シュ−トの水抜機構に多孔質耐火材を用いた場合の断面図である。
【符号の説明】
１  ごみピット
３  給じん装置
４  主軸
６  逆送スクリュ−
８  焼却炉
１０  空筒部
１１  投入シュ−ト
１８  排水処理装置
２０  給じん装置排水
２１  フィルタ−
２２  排水孔
２３  多孔質耐火材
２４  水抜機構
２５  水抜機構
２６  ２次燃焼室
【図１】
0003855134.tif 000003
【図２】
0003855134.tif 000004
【図３】
0003855134.tif 000005
【図４】
0003855134.tif 000006
【図５】
0003855134.tif 000007
【図６】
0003855134.tif 000008