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JP2002228130A - 燃焼炉若しくは焼却炉、及びこれらの炉の排出ガス規制分低減方法 - Google Patents

燃焼炉若しくは焼却炉、及びこれらの炉の排出ガス規制分低減方法

Info

Publication number
JP2002228130A
JP2002228130A JP2001025894A JP2001025894A JP2002228130A JP 2002228130 A JP2002228130 A JP 2002228130A JP 2001025894 A JP2001025894 A JP 2001025894A JP 2001025894 A JP2001025894 A JP 2001025894A JP 2002228130 A JP2002228130 A JP 2002228130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
furnace
exhaust gas
incinerator
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001025894A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihito Shimizu
義仁 清水
Kazuhiro Kawai
一寛 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001025894A priority Critical patent/JP2002228130A/ja
Publication of JP2002228130A publication Critical patent/JP2002228130A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、炉の出口より排出された排ガスを
直接燃焼することにより、ダイオキシンやNOxの発生
を直接抑制可能に構成し、排ガス処理系の負担軽減とボ
イラの小型化を図る。 【解決手段】 燃焼炉若しくは焼却炉の炉出口側に空域
を設け、該空域に助燃料を吹き込み、炉より排出される
低酸素濃度の高温排ガスを燃焼空気として、燃焼可能に
構成し、前記空域が炉出口側のボイラ取付位置直前若し
くはボイラ内に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温空気を利用し
た燃焼炉若しくは焼却炉、及びこれらの炉の排出ガス規
制分低減方法に係り、特にストーカ式焼却炉や流動層式
焼却炉におけるNOxやダイオキシン等の排ガス濃度を
低減する廃棄物焼却炉の燃焼制御方法とその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、廃棄物焼却ストーカ炉・流動
層炉では、二次燃焼部に温度分布を持つため、比較的低
温部ではDXNsの未分解、同じく高温部ではサーマル
NOxの生成といった有害ガスを発生しており、その除
去は重要な課題である。これらの、有害ガスは、主とし
て、炉の出口経路に設けた排ガス処理系(特に反応バグ
フィルタ)にて除去している。
【0003】更に炉出口よりの排ガスは、800℃以上
の高温であり、一方バグフィルタの耐熱温度は250℃
前後であり、このため炉出口よりの高温ガスは、ボイラ
や冷却器を通しながら250℃以下に冷却して反応バグ
フィルタに導入しなければならず、その間にダイオキシ
ンの再合成等が生じてしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の欠点に鑑み、炉の出口経路に設けた排ガス処理系で
ダイオキシンを除去するのではなく、前記炉の出口より
排出された排ガスを直接燃焼することにより、ダイオキ
シンやNOxの発生を直接抑制可能に構成し、これによ
り、炉の出口経路に設けた排ガス処理系の負担軽減と小
型化を図る事の出来る燃焼炉若しくは焼却炉、及びこれ
らの炉の排出ガス規制分低減方法を提供することを目的
とする。又本発明の他の目的は炉出口側の廃熱の限度ま
での有効利用を図ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、燃焼炉若しくは焼却炉の炉出口側に設け
た空域に助燃料を吹き込み、炉より排出される低酸素濃
度の高温排ガスを燃焼空気として、燃焼させることを特
徴とする。この場合燃焼炉には石炭炊き等の燃焼ボイラ
を含み、又焼却炉にはストーカや流動層等の廃棄物焼却
炉を含む。
【0006】かかる発明によれば、前記炉出口側空域に
供給された助燃料は、高温低酸素濃度空気により燃焼す
るため、均一温度場を形成する。その結果、未分解のD
XNsの分解が可能となる。また、緩慢な燃焼によりN
Oxを低減することが可能となる。又この方式では、従
来の高温空気燃焼に必要な高温空気発生装置自体を省略
することができる。
【0007】又ダイオキシンやNOxを効果的に低減す
るには、前記高温排ガスが、800℃以上、且つ酸素濃
度が略5〜11%であるのがよい。ただし800℃以下
ではダイオキシンが分解されず、酸素濃度が11%以上
ではNOxの低減が出来ない。更に酸素濃度が略5%以
下では助燃量を供給しても燃焼に至らない。
【0008】本発明に至った経過を具体的に説明する。
炉出口側より得られる排ガスは炉内に一次燃焼及び二次
燃焼(フリーボード)により、酸素濃度は低下している
が、排ガスは高温であるが故にその酸素濃度を極端に極
端に希釈しても燃焼安定性は損なわれず、然もNOx発
生原因である燃焼最高温度は希釈により低下することが
期待できる。そしてこのような高温希簿燃焼により局所
高温域の減少とともに、均一燃焼温度場の形成が可能と
なり、低NOx化が実現できるとともに、800℃以上
の温度で燃焼場を形成することによりダイオキシンの低
減も可能である。尚、本発明者の実験結果では、図2に
示すように、温度が900〜1200℃、酸素濃度が5
〜11%が好ましいことが理解された。
【0009】請求項3記載の発明はかかる発明を効果的
に実施するための装置に関する発明で、燃焼炉若しくは
焼却炉の炉出口側に空域を設け、該空域に助燃料を吹き
込み、炉より排出される低酸素濃度の高温排ガスを燃焼
空気として、燃焼可能に構成したことを特徴とする。こ
の場合前記空域は、炉出口側に仕切若しくは絞りを介し
て形成される空域であるのがよい。けだし単に通路上に
助燃量を供給しても酸素不足のために円滑な燃焼に至ら
ない。そこで炉出口側に仕切若しくは絞りを介して高温
ガスが滞留し且つ円滑な燃焼が形成される滞留空域であ
るのがよい。
【0010】更に前記空域を炉出口側のボイラ取付位置
直前若しくはボイラ内に設け、前記燃焼をボイラの吸熱
に利用可能に構成することにより、ボイラーが従来の廃
熱ボイラーではなく、燃焼ボイラーとして機能し、より
高温の蒸気が得られて好ましい。また、本発明では、ヒ
ートフラックスが増大する為、ボイラのコンパクト化が
可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図1は本発
明の実施形態にかかるストーカ式ごみ焼却炉の概略構成
を示し、11は生ごみが投入されるシュート(ホッパ)
で、図示はしていないがシュート1下方には、ごみの定
量供給装置としてのフィーダが配置されている。2はス
トーカで、フィーダよりのごみ投入側より後段に進むに
連れ、例えば乾燥ストーカ、燃焼ストーカ、更にはおき
燃焼ストーカが順次配設され、下方より一次空気3が導
入可能に構成されているとともに、更にその奥側に灰シ
ュート等の灰出し装置8が設けられている。そして前記
ストーカ2の上方には、上方に延在する再燃焼室4が設
けられ、該燃焼室4の入口側(下端側)のシュート1投
入側(前側)の炉壁と、これと対面する灰出し装置側
(後側)の炉壁との夫々に、OFAノズル(オーバーフ
ァイアエアノズル、若しくは二次空気供給ノズルともい
う)14、15が配設され、前記ノズル14、15への
二次空気の供給/開閉制御は夫々空気送給路に設けたダ
ンパ(図示せず)により行なわれる。そして炉出口側に
はボイラー設置空間5が形成されている。ボイラー設置
空間5は、入口側は炉壁51により下側が仕切られてお
り、又出口側は通路5bにより絞られ、下方空間に排出
ガスが滞留しながら循環する構成を取る。
【0012】又前記ボイラ設置空間5の入口側頂部に
は、助燃量供給ノズル12が設けられ、高温排気ガスが
滞留する下側空間に向けて助燃量を噴出させている。そ
して前記ボイラー設置空間5内壁には水管構造体からな
るボイラー5aが取り付けられている。そして、前記ボ
イラー設置空間5の出口通路5b側には、公知のように
減温塔7、バグフィルタのような反応集塵装置8、誘引
通風機9及び煙突10が配設されている。
【0013】かかる焼却炉のごみ燃焼方法を以下に説明
する。シュート11内に投入されたごみは、不図示のフ
ィーダによってストーカ3上に定量的に供給され、該ス
トーカ2上を灰シュート18側に向かって搬送されなが
ら夫々のストーカ2下方より供給される一次空気3によ
り、順次乾燥、ガス化燃焼、火炎燃焼、おき燃焼された
後、該燃焼後の灰は灰シュート等の灰取り出し装置8側
に落下する。一方、前記ストーカ2の乾燥/燃焼により
生成されたCmHn等の未燃分は、再燃焼室4の入口側
(下端側)のOFA前側ノズル14及びOFA後側ノズ
ル15から供給する二次空気(オーバーファイアエア、
以下OFAという)により燃焼させる。
【0014】前記二次空気の燃焼により高温且つ酸素不
足となった排ガスは前記炉出口側よりボイラー設置空間
5内に導入され、一方ボイラー設置空間5の入口頂部に
配設された助燃料供給ノズル12より、ボイラー設置空
間5内に助燃量が供給され、高温低酸素濃度空気からな
る排ガスにより燃焼するため、局所高温域が減少して均
一温度場を形成する。その結果、未分解のDXNsの分
解が可能となる。また、緩慢な燃焼によりNOxを低減
することが可能となる。
【0015】尚、図2は本実施例に基づく実験結果でス
トーカ下方より供給する一次空気については酸素濃度を
21〜30%酸素富化側に変化させ、一方温度は常温か
ら200℃の間で可変させる。二次空気は酸素濃度を2
1〜8%の酸素不足側に変化させ、一方温度は常温から
600℃の間で可変させる。このようにして炉出口側の
温度が、300〜1200℃酸素濃度が5〜21%の種
々の排ガス状態が生成された。そしてこの状態で助燃料
供給ノズル12より、ボイラー設置空間5内にプロパン
ガスからなる助燃量を供給して燃焼状態を図2に示すよ
うに把握した。
【0016】本図より明らかなように800℃以下の低
酸素域では不燃域が形成され、又酸素濃度が15〜21
%では局所燃焼域の存在が見られた。しかしながら、8
00℃〜1200℃の温度域で且つ5〜11%の低酸素
域では青白い炎とともに、ボイラー設置空間全体に波及
する燃焼が見られた。従って本実施例によれば、炉出口
側より得られる排ガスは炉内に一次燃焼及び二次燃焼
(フリーボード)により、酸素濃度は低下しているが、
排ガスは高温であるが故にその酸素濃度5〜11%程度
に希釈しても燃焼安定性は損なわれず、然もNOx発生
原因である燃焼最高温度は希釈により低下することが期
待できる。そしてこのような高温希簿燃焼により局所高
温域の減少とともに、均一燃焼温度場の形成が可能とな
り、低NOx化が実現できるとともに、800℃以上の
温度で燃焼場を形成することによりダイオキシンの低減
も可能である。尚、特にその範囲は図2に示すように、
温度が850〜1200℃、酸素濃度が5〜11%が好
ましいことが理解された。
【0017】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、焼却
炉排ガスを燃焼空気とした高温均一空気燃焼の実現によ
り低NOxとダイオキシンの低減が可能になるととも
に、排ガスボイラのコンパクト化は排ガス処理系の付加
の軽減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態たるストーカ式ごみ焼却炉
の概略構成図を示す。
【図2】 図1の焼却炉における排ガスの燃焼状態を酸
素濃度と排ガス温度の関係によって示すグラフ図であ
る。
【符号の説明】
4 再燃焼室 5 ボイラー設置空間 12 ストーカ 12 助燃量供給ノズル 14、15 OFAノズル 51 炉壁 5b 通路 5a ボイラー
フロントページの続き Fターム(参考) 3K061 AA02 AA11 AB01 AC01 AC19 BA01 BA08 BA09 CA01 HA05 HA18 HA29 3K065 AA01 AA11 AB01 AC01 AC19 BA01 BA08 GA03 GA12 GA14 GA32 3K078 AA01 AA08 AA09 BA03 BA22 BA26 CA03 CA06 CA12 CA21

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼炉若しくは焼却炉の炉出口側に設け
    た空域に助燃料を吹き込み、炉より排出される低酸素濃
    度の高温排ガスを燃焼空気として、燃焼させることを特
    徴とする燃焼炉若しくは焼却炉の規制分低減方法。
  2. 【請求項2】 前記高温排ガスが、800℃以上、且つ
    酸素濃度が略5〜11%であることを特徴とする燃焼炉
    若しくは焼却炉の排出ガス規制分低減方法。
  3. 【請求項3】 燃焼炉若しくは焼却炉の炉出口側に空域
    を設け、該空域に助燃料を吹き込み、炉より排出される
    低酸素濃度の高温排ガスを燃焼空気として、燃焼可能に
    構成したことを特徴とする燃焼炉若しくは焼却炉。
  4. 【請求項4】 前記空域が炉出口側に仕切若しくは絞り
    を介して形成される空域であることを特徴とする請求項
    3記載の燃焼炉若しくは焼却炉。
  5. 【請求項5】 前記空域が炉出口側のボイラ取付位置直
    前若しくはボイラ内に設け、前記燃焼をボイラの吸熱に
    利用可能に構成したことを特徴とする請求項3記載の燃
    焼炉若しくは焼却炉。
JP2001025894A 2001-02-01 2001-02-01 燃焼炉若しくは焼却炉、及びこれらの炉の排出ガス規制分低減方法 Withdrawn JP2002228130A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093728A1 (fr) * 2002-05-02 2003-11-13 Jfe Engineering Corporation Procede d'exploitation d'un incinerateur de dechets et incinerateur de dechets correspondant
JP2004028548A (ja) * 2002-05-02 2004-01-29 Jfe Engineering Kk 廃棄物焼却炉の操業方法及び廃棄物焼却炉
JP2004077014A (ja) * 2002-08-15 2004-03-11 Jfe Engineering Kk 廃棄物焼却炉の操業方法
JP2004077013A (ja) * 2002-08-15 2004-03-11 Jfe Engineering Kk 廃棄物焼却炉の操業方法及び廃棄物焼却炉

Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093728A1 (fr) * 2002-05-02 2003-11-13 Jfe Engineering Corporation Procede d'exploitation d'un incinerateur de dechets et incinerateur de dechets correspondant
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080401