JP6146673B2 - Waste incinerator and waste incineration method - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却する火格子式の廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法に関する。 The present invention relates to a grate-type waste incinerator and a waste incineration method for incinerating waste such as municipal waste.
都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する焼却炉として、火格子式廃棄物焼却炉が広く用いられている。その代表的なものの構成の概要を以下に説明する。 Grate-type waste incinerators are widely used as incinerators for incinerating waste such as municipal waste. The outline of the configuration of the representative one will be described below.
火格子式廃棄物焼却炉は、廃棄物を燃焼する燃焼室の下部に廃棄物の移動方向に配置され三段から成る火格子(乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子)を有し、後燃焼火格子の上方に位置する燃焼室の出口に二次燃焼室が連設されている。上記燃焼室には乾燥火格子の上方に位置して廃棄物投入口が設けられている。そして後燃焼火格子の廃棄物の移動方向下流側下方には灰落下口が設けられている。通常、上記二次燃焼室は廃熱回収用の廃熱ボイラの一部でもあり、その入口近傍部分である。また、乾燥火格子、燃焼火格子そして後燃焼火格子それぞれの火格子下から燃焼用一次空気を吹き込む燃焼用一次空気吹込み機構が設けられている。 The grate-type waste incinerator has a three-stage grate (dry grate, combustion grate, and post-combustion grate) that is arranged in the direction of waste movement at the bottom of the combustion chamber that burns the waste. The secondary combustion chamber is connected to the outlet of the combustion chamber located above the post-combustion grate. The combustion chamber is provided with a waste inlet located above the dry grate. An ash drop port is provided at the downstream side of the post-combustion grate waste in the moving direction. Usually, the secondary combustion chamber is also a part of a waste heat boiler for waste heat recovery, and is in the vicinity of the inlet. Further, a combustion primary air blowing mechanism for blowing combustion primary air from below the grate of each of the dry grate, the combustion grate, and the post-combustion grate is provided.
このような火格子式廃棄物焼却炉において、廃棄物投入口から燃焼室内に投入された廃棄物は、乾燥火格子上に堆積され、乾燥火格子の下からの空気と炉内の輻射熱により乾燥されると共に、昇温されて着火する。すなわち、上記乾燥火格子の直上方では、廃棄物の移動方向の上流側空間で乾燥領域が形成され、乾燥火格子の直上方の下流側空間から燃焼火格子の直上方の上流側空間にかけて燃焼開始領域が形成される。燃焼開始領域で着火して燃焼を開始した廃棄物は、乾燥火格子から燃焼火格子上に送られ、廃棄物が熱分解されて可燃性ガスが発生し、燃焼火格子の下から送られる燃焼用一次空気により可燃性ガスと固形分が燃焼し、燃焼火格子の直上方空間で主燃焼領域が形成される。そして、更に後燃焼火格子上で、固定炭素など未燃分が完全に燃焼し、該後燃焼火格子の直上方空間で後燃焼領域が形成される。しかる後、燃焼後に残った灰は、灰落下口より外部に排出される。 In such a grate-type waste incinerator, waste thrown into the combustion chamber from the waste inlet is deposited on the dry grate and dried by air from the bottom of the dry grate and radiant heat in the furnace. At the same time, the temperature is raised and ignition occurs. That is, immediately above the dry grate, a dry region is formed in the upstream space in the waste movement direction, and combustion occurs from the downstream space directly above the dry grate to the upstream space directly above the combustion grate. A starting region is formed. The waste that ignites in the combustion start area and starts combustion is sent from the dry grate onto the combustion grate, and the waste is pyrolyzed to generate combustible gas, and the combustion sent from the bottom of the combustion grate The primary air for combustion burns combustible gas and solid content, and a main combustion region is formed in the space immediately above the combustion grate. Further, unburned components such as fixed carbon are completely burned on the post-combustion grate, and a post-combustion region is formed in a space immediately above the post-combustion grate. Thereafter, the ash remaining after combustion is discharged to the outside from the ash drop opening.
かくして、火格子式廃棄物焼却炉では、廃棄物は燃焼室にて三段の火格子の下から吹き込まれる燃焼用一次空気により燃焼する。さらに、燃焼室からの燃焼ガスに含まれている可燃性ガスの未燃分は、二次燃焼室で二次燃焼用空気を受けて燃焼する。 Thus, in the grate-type waste incinerator, the waste is burned by the primary combustion air blown from below the three-stage grate in the combustion chamber. Further, the unburned portion of the combustible gas contained in the combustion gas from the combustion chamber receives and burns secondary combustion air in the secondary combustion chamber.
従来の火格子式廃棄物焼却炉では、実際に焼却炉内に供給する空気量を廃棄物の燃焼に必要な理論空気量で除した比(空気比)は、通常、1.6程度である。これは、一般燃料の燃焼に必要な空気比である1.05〜1.2に比べて大きくなっている。その理由は、廃棄物には、一般燃料としての液体燃料や気体燃料に比べて不燃分が多く、かつ不均質なため、空気の利用効率が低く、燃焼を行うには多量の空気が必要となるためである。しかし、単に供給空気を多くすると、空気比が大きくなるにしたがって排ガス量も多くなるので、これに伴ってより大きな排ガス処理設備が必要となる。 In a conventional grate-type waste incinerator, the ratio (air ratio) obtained by dividing the amount of air actually supplied into the incinerator by the theoretical amount of air necessary for combustion of the waste is usually about 1.6. . This is larger than 1.05 to 1.2 which is an air ratio necessary for combustion of general fuel. The reason for this is that waste has a higher incombustibility than liquid fuel or gaseous fuel as a general fuel and is inhomogeneous, so the efficiency of air utilization is low, and a large amount of air is required for combustion. It is to become. However, if the supply air is simply increased, the amount of exhaust gas increases as the air ratio increases, and accordingly, a larger exhaust gas treatment facility is required.
廃棄物焼却炉において空気比を小さくした状態で、支障なく廃棄物を燃焼することができれば、排ガス量は低減し、排ガス処理設備がコンパクトになり、その結果、廃棄物焼却施設全体が小型化して設備費を低減できる。これに加えて、排ガス処理のための薬剤使用量も低減するので、運転費を低減できる。さらには、排ガス量の低減により廃熱ボイラの熱回収率を向上できるので、熱回収できずに大気に捨てられる熱量を低減させ、これに伴って廃棄物焼却廃熱を利用する発電の効率を上げることができる。 If waste can be burned without any problems in a waste incinerator with a reduced air ratio, the amount of exhaust gas will be reduced, and the exhaust gas treatment facility will become compact. As a result, the entire waste incineration facility will be downsized. Equipment costs can be reduced. In addition, since the amount of chemicals used for exhaust gas treatment is reduced, the operating cost can be reduced. Furthermore, since the heat recovery rate of the waste heat boiler can be improved by reducing the amount of exhaust gas, the amount of heat that can not be recovered and discarded to the atmosphere is reduced, and the efficiency of power generation using waste incineration waste heat is reduced accordingly. Can be raised.
このように、低空気比燃焼を行う利点は大きいが、一方で、空気比が1.5以下の低空気比燃焼では燃焼が不安定になるという問題が生じる。すなわち、低空気比で廃棄物を燃焼させると、燃焼が不安定となり、COの発生が増加したり、火炎温度が局所的に上昇してNOxが急増したり、煤が大量に発生したりして排ガス中の有害物が増加するという問題が生じ、また、局所的な高温により廃棄物や灰が溶融して炉壁に付着してクリンカが発生したり、炉壁の耐火物の寿命が短くなるという問題点がある。 Thus, the advantage of performing the low air ratio combustion is great, but on the other hand, the low air ratio combustion with the air ratio of 1.5 or less causes a problem that the combustion becomes unstable. In other words, when waste is burned at a low air ratio, combustion becomes unstable, CO generation increases, flame temperature rises locally, NOx increases rapidly, and soot is generated in large quantities. As a result, there is a problem that harmful substances in the exhaust gas increase, and waste and ash melt and adhere to the furnace wall due to local high temperatures, and clinker is generated, and the refractory life of the furnace wall is shortened. There is a problem of becoming.
このような状況のもとで、空気比が1.5以下の低空気比で安定して燃焼することができる廃棄物焼却炉が検討されており、特許文献1に開示されている。この特許文献1では、廃棄物焼却炉の燃焼室の天井から高温ガスを燃焼室内に吹き込むことにより、以下の効果が得られるとしている。
Under such circumstances, a waste incinerator capable of stably combusting at a low air ratio of 1.5 or less has been studied and disclosed in
即ち、高温ガスの顕熱と輻射により廃棄物の熱分解を促進すること、酸素を含んだ高温ガスの吹込みにより廃棄物の熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼を促進すること、さらに高温ガスを燃焼室の天井に設けたノズルから燃焼室内に吹き込み、この高温ガスの流れと、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させ、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域を形成することにより、可燃性ガスの流れが緩やかになり、可燃性ガスが酸化剤成分と十分に混合されるため安定した燃焼が行われ、平面状火炎を形成し定在させることなどの効果があり、高温ガスを燃焼室内に吹き込むことにより、低空気比燃焼操業下で廃棄物の燃焼を安定して行わせることができるとしている。 That is, promoting the thermal decomposition of waste by sensible heat and radiation of high temperature gas, promoting the combustion of combustible gas generated by thermal decomposition of waste by blowing high temperature gas containing oxygen, Gas is blown into the combustion chamber from the nozzle provided on the ceiling of the combustion chamber, and the flow of this high-temperature gas collides with the upward flow of combustible gas and combustion gas generated from waste, and the flow of gas flows directly above the waste layer. By forming a slow stagnation region, the flow of combustible gas becomes gentle, and the combustible gas is sufficiently mixed with the oxidant component, so that stable combustion is performed, and a flat flame is formed and kept standing. It is said that by burning high temperature gas into the combustion chamber, waste can be stably burned under low air ratio combustion operation.
このような火格子式廃棄物焼却炉において、炉内は、廃棄物の移動方向で上流側から、乾燥領域、燃焼開始領域、主燃焼領域と後燃焼領域が順に形成される。主燃焼領域において燃焼火格子上の廃棄物は熱分解そして部分酸化が行われ、可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスと廃棄物の固形分が燃焼する。可燃性ガスが燃焼する際に火炎を形成して燃焼する。しかる後、後燃焼領域において、残った廃棄物中の固定炭素などの固形分の未燃分が後燃焼火格子上で完全に燃焼される。固形分が燃焼する際には火炎は発生せず熾燃焼する。 In such a grate-type waste incinerator, a dry region, a combustion start region, a main combustion region, and a post-combustion region are sequentially formed in the furnace from the upstream side in the waste movement direction. In the main combustion zone, the waste on the combustion grate is pyrolyzed and partially oxidized to generate a combustible gas, and the combustible gas and the solid content of the waste are combusted. When combustible gas burns, it forms a flame and burns. Thereafter, in the post-combustion region, unburned solids such as fixed carbon in the remaining waste are completely burned on the post-combustion grate. When solids burn, no flame is generated and soot burns.
主燃焼領域とは、廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼しているとともに廃棄物の固形分が燃焼する燃焼領域である。火炎を伴う燃焼が実質的に完了する点を燃切点と言い、主燃焼領域と後燃焼領域との境界となる。燃切点より後の領域では、廃棄物中の固形分の未燃分が燃焼する熾燃焼領域(後燃焼領域)となる。 The main combustion region is a combustion region in which waste is thermally decomposed and partially oxidized to generate a combustible gas, and the combustible gas is combusted with a flame and the solid content of the waste is combusted. . The point at which combustion with a flame is substantially completed is called a burnout point, and becomes a boundary between the main combustion region and the post-combustion region. In the area after the burn-off point, a soot combustion area (post-combustion area) in which the unburned solid content in the waste is combusted.
焼却炉内におけるこの燃切点の位置を把握することにより、主燃焼領域と後燃焼領域との境界の位置を把握することができる。燃切点の位置が予め定められた所定位置にあることが、主燃焼領域と後燃焼領域が好ましい範囲に形成されており、廃棄物の燃焼が支障なく行われていることを示す。 By grasping the position of this burn-off point in the incinerator, the position of the boundary between the main combustion region and the post-combustion region can be grasped. The fact that the position of the fuel cut point is at a predetermined position indicates that the main combustion region and the post-combustion region are formed in a preferable range, and that the waste is burned without any trouble.
燃切点の位置を検知する方法が特許文献2に開示されている。この特許文献2では、ITVカメラで焼却炉内を撮影し得られた炉内画像を画像処理し炉内画像の明るさ分布の傾向を利用し火炎部の領域を抽出して燃切点の位置を検知することとしている。上記ITVカメラは、炉の後端位置から、火格子上の廃棄物の移動方向で上流側に向けられて火炎部を撮影している。
廃棄物焼却炉による廃棄物の燃焼においては、廃棄物が熱分解されて発生する可燃性ガスの燃焼を安定して行うことが、燃焼によって発生するCO,NOxなどの有害物質の発生量を抑制することに大きく寄与する。そこで、特許文献1に記載の廃棄物焼却炉では、燃焼室天井に設けたノズルから高温ガスを燃焼室内に吹き込むようにして燃焼の安定を図っている。
In the combustion of waste in a waste incinerator, stable combustion of combustible gas generated by thermal decomposition of the waste suppresses the generation of harmful substances such as CO and NOx generated by the combustion. To make a big contribution. Therefore, in the waste incinerator described in
このような特許文献1の廃棄物焼却炉によれば、焼却炉天井から吹込んだ高温ガスが、廃棄物の熱分解または燃焼により発生した熱分解ガス(可燃性ガス)と燃焼ガスとの上昇流と衝突して効果的に対向流場を形成し、淀み領域または上下方向の循環領域が広域にわたって生成されるようになる。これにより、該淀み領域または該循環領域において可燃性ガスの流れが緩やかになり安定した燃焼が行われ、火炎が平面状に定在し極めて安定した燃焼状態が保たれる。
According to such a waste incinerator of
また、焼却炉内における燃切点の位置を把握し、燃切点の位置が所定位置であることが、主燃焼領域と後燃焼領域が好ましい範囲に形成されており、廃棄物の燃焼が支障なく行われていることを示すとされている。 In addition, the position of the fuel cut point in the incinerator is grasped, and that the position of the fuel cut point is a predetermined position, the main combustion region and the post-combustion region are formed in a preferable range, and the combustion of waste is obstructed. It is said that it is done without.
しかしながら、特許文献1に記載のような炉天井から高温ガスを吹き込む廃棄物焼却炉において、特許文献2のような炉内撮影画像を画像処理して火炎部の領域を抽出して燃切点の位置を検知する方法を適用しようとすると、以下の問題が生じる。すなわち、炉天井から吹き込む高温ガスの流れと、廃棄物から発生した可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流とを衝突させ、廃棄物層直上に流れの遅いよどみ領域を形成することにより、平面状火炎を形成し定存させ安定した燃焼を行うことができるが、焼却炉内の火炎が平面状火炎を形成しているため、ITVカメラが炉の後端位置から上流側に向けて撮影しても、上流側から下流側の範囲が重なった画像を得られるだけで、しかもその画像は上下方向で狭い範囲となってしまうので、撮影画像から燃切点の位置を正確に検知することが困難となる。
However, in a waste incinerator where high temperature gas is blown from the furnace ceiling as described in
また、高温ガスを吹き込む廃棄物焼却炉において、検知した燃切点の位置が所定位置範囲内でない場合に、燃切点の位置を所定位置範囲内とするように廃棄物焼却炉の運転を制御する方法について検討されていない。 In addition, in a waste incinerator that blows in high-temperature gas, if the detected fuel cut point is not within the specified position range, the operation of the waste incinerator is controlled so that the fuel cut point is within the specified position range. How to do is not considered.
本発明は、かかる事情に鑑み、炉天井から高温ガスを吹き込む廃棄物焼却炉において、燃切点の位置を正確に検知し、燃切点の位置を所定位置範囲内とするように廃棄物焼却炉の運転を制御して、廃棄物の燃焼を安定して行うことができ、CO、NOx等の有害物質の発生量を抑制でき、低空気比燃焼操業を問題なく行うことが可能な火格子式廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention accurately detects the position of a fuel cut point in a waste incinerator that blows high-temperature gas from the furnace ceiling, and incinerates the waste so that the position of the fuel cut point is within a predetermined position range. A grate that can control the operation of the furnace, stably burn waste, can suppress the generation of harmful substances such as CO and NOx, and can perform low air ratio combustion operation without problems An object of the present invention is to provide an incinerator and a waste incineration method.
本発明によれば、上述の課題は、火格子式廃棄物燃焼炉そしてその廃棄物焼却方法に関して、次のように構成されることにより解決される。 According to the present invention, the above-described problems are solved by the following configuration regarding the grate-type waste combustion furnace and the waste incineration method.
<火格子式廃棄物焼却炉>
火格子式廃棄物焼却炉であって、火格子を備え該火格子上の廃棄物を燃焼する燃焼室と、燃焼用一次空気を上記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、高温ガスを上記燃焼室の天井から下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段とを有する火格子式廃棄物焼却炉において、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で炉内温度が最高となる位置を燃切点位置として検出する燃切点位置検知手段と、燃切点位置検知手段の出力にもとづき、燃切点位置を所定位置とするように制御する燃切点制御手段とを備え、上記高温ガス吹込み手段は、炉長方向に前段と後段の二段の高温ガス吹込口と、前段の高温ガス吹込口へ前段高温ガスを供給する前段高温ガス供給手段と、後段の高温ガス吹込口へ後段高温ガスを供給する後段高温ガス供給手段と、を備えており、前段の高温ガス吹込口が乾燥火格子の後部から燃焼火格子の後部までの上記天井に設けられていると共に、後段の高温ガス吹込口が燃焼火格子の後部から後燃焼火格子の前部までの上記天井に設けられ、上記燃切点位置検知手段は、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段と、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定する燃切点位置判定手段とを備え、燃切点制御手段は、廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を有し、上記燃切点位置判定手段からの出力にもとづき、燃切点を所定位置とするように燃焼操作量調整手段での操作により制御可能となっていることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉。
<Grate-type waste incinerator>
A grate-type waste incinerator comprising a grate and a combustion chamber for burning waste on the grate, and primary air blowing means for blowing primary air for combustion into the combustion chamber from under the grate And a high temperature gas blowing means for blowing high temperature gas downward from the ceiling of the combustion chamber, the furnace temperature in the furnace length direction, which is the direction of movement of waste on the grate, A fuel cut point position detecting means for detecting the highest position as the fuel cut point position, and a fuel cut point control means for controlling the fuel cut point position to be a predetermined position based on the output of the fuel cut point position detecting means; The high-temperature gas blowing means includes a first-stage and second-stage high-temperature gas injection port in the furnace length direction, a first-stage high-temperature gas supply means for supplying the first-stage high-temperature gas to the first-stage high-temperature gas injection port, Post-stage height for supplying post-stage hot gas to the hot gas inlet A high-temperature gas inlet at the front stage is provided on the ceiling from the rear part of the drying grate to the rear part of the combustion grate, and the high-temperature gas inlet at the rear stage is provided on the combustion grate. Provided on the ceiling from the rear to the front of the rear combustion grate, the burnout point position detection means is a hot gas inlet adjacent in the furnace length direction within the range from the dry grate to the rear combustion grate A plurality of temperature detecting means arranged at positions between each other, a front position of the frontmost hot gas inlet, and a rear position of the last hot gas inlet, and the position of the temperature detecting means showing the highest temperature are burned. A fuel cut point position determining means for determining a cut point, and the fuel cut point control means has a combustion operation amount adjusting means for operating a combustion state of waste, and outputs to the output from the fuel cut point position determining means. Based on the amount of combustion operation so that the fuel cut point is at the specified position Grate type waste incinerator, characterized in that has a controllable by the operation from the integer unit.
本発明において、燃切点制御手段の燃焼操作量調整手段は、火格子の送り速度と一次空気吹込み量の少なくとも一方を調整する手段とすることができる。 In the present invention, the combustion operation amount adjusting means of the fuel cut point control means can be means for adjusting at least one of the feed rate of the grate and the primary air blowing amount.
本発明において、燃切点制御手段は、燃切点位置の所定位置を燃焼火格子の最後部位置又は燃焼火格子と後燃焼火格子の境界位置に設定することができる。 In the present invention, the fuel cut point control means can set the predetermined position of the fuel cut point position to the rearmost position of the combustion grate or the boundary position between the combustion grate and the rear combustion grate.
また、本発明において、前段高温ガス供給手段が、焼却炉から排出された排ガスの一部が返送された返送排ガスと高温空気との混合ガス又は高温空気を前段高温ガスとして供給し、後段高温ガス供給手段が、返送排ガス又は返送排ガスと高温空気との混合ガスを後段高温ガスとして供給することができる。 Further, in the present invention, the first-stage high-temperature gas supply means supplies, as a first-stage high-temperature gas, a mixed gas or high-temperature air of return exhaust gas and high-temperature air to which a part of the exhaust gas discharged from the incinerator is returned, and the second-stage high-temperature gas The supply means can supply the return exhaust gas or the mixed gas of the return exhaust gas and the high-temperature air as the post-stage high-temperature gas.
さらに、本発明において、前段高温ガス供給手段が、前段高温ガスの酸素濃度を12〜21dry体積%に制御し、後段高温ガス供給手段が、後段高温ガスの酸素濃度を1〜12dry体積%に制御するようにすることができる。 Further, in the present invention, the upstream high temperature gas supply means controls the oxygen concentration of the upstream high temperature gas to 12 to 21 dry volume%, and the downstream high temperature gas supply means controls the oxygen concentration of the downstream high temperature gas to 1 to 12 dry volume%. To be able to.
<廃棄物焼却方法>
燃焼室を備える火格子式廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、上記燃焼室の天井に火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で前段と後段の二段に設けた高温ガス吹込口のうち、乾燥火格子の後部から燃焼火格子の後部までの上記天井に配設した前段の高温ガス吹込口から下向きに前段高温ガスを吹き込み、燃焼火格子の後部から後燃焼火格子の前部までの上記天井に配設した後段の高温ガス吹込口から下向きに後段高温ガスを吹き込む廃棄物焼却方法において、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段により各位置で温度を検出する温度検出工程と、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定する燃切点位置判定工程と、上記燃切点位置判定工程での出力にもとづき、燃切点を所定位置とするように廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を操作して制御する燃切点制御工程とを有することを特徴とする廃棄物焼却方法。
<Waste incineration method>
A waste incineration method using a grate-type waste incinerator having a combustion chamber, in which primary air for combustion is blown into the combustion chamber from below the grate, and the movement direction of the waste on the grate on the ceiling of the combustion chamber Among the hot gas inlets provided in the first and second stages in the furnace length direction, the downward direction from the former hot gas inlet arranged on the ceiling from the rear part of the drying grate to the rear part of the combustion grate In the waste incineration method in which the upstream hot gas is blown and the downstream hot gas is blown downward from the downstream hot gas inlet arranged on the ceiling from the rear of the combustion grate to the front of the rear combustion grate, in the furnace length direction In the range from the dry grate to the post-combustion grate, they are arranged at positions between adjacent hot gas inlets, at the front position of the foremost hot gas inlet, and at the rear position of the last hot gas inlet. Multiple temperature sensing hands Based on the output from the temperature detection step for detecting the temperature at each position, the fuel cut point position determination step for determining the position of the temperature detecting means showing the highest temperature as the fuel cut point, and the fuel cut point position determination step. A waste incineration method, comprising: a fuel cut point control step of operating and controlling a combustion operation amount adjusting means for operating a combustion state of waste so that the fuel cut point is at a predetermined position.
本発明において、燃切点制御工程は、燃焼操作量調整手段により火格子の送り速度と一次空気吹込み量の少なくとも一方を調整することができる。 In the present invention, the fuel cut point control step can adjust at least one of the feed rate of the grate and the primary air blowing amount by the combustion operation amount adjusting means.
本発明において、燃切点制御工程は、燃切点位置の所定位置を燃焼火格子の最後部位置又は燃焼火格子と後燃焼火格子の境界位置に設定することができる。 In the present invention, the fuel cut point control step can set the predetermined position of the fuel cut point position to the rearmost position of the combustion grate or the boundary position between the combustion grate and the post combustion grate.
また、本発明において、焼却炉から排出された排ガスの一部が返送された返送排ガスと高温空気との混合ガス又は高温空気を前段高温ガスとして吹き込み、返送排ガスと高温空気との混合ガス又は返送排ガスを後段高温ガスとして吹き込むことができる。 Further, in the present invention, a mixed gas or high-temperature air of return exhaust gas and high-temperature air to which a part of the exhaust gas discharged from the incinerator is returned is blown as a pre-stage high-temperature gas, and a mixed gas or return of return exhaust gas and high-temperature air is returned. The exhaust gas can be blown in as a post-stage hot gas.
さらに、本発明において、前段高温ガスの酸素濃度を12〜21dry体積%に制御し、後段高温ガスの酸素濃度を1〜12dry体積%に制御することができる。 Furthermore, in the present invention, the oxygen concentration of the upstream high-temperature gas can be controlled to 12 to 21 dry volume%, and the oxygen concentration of the downstream high-temperature gas can be controlled to 1 to 12 dry volume%.
以上のように、本発明では、炉天井から高温ガスを吹き込む火格子廃棄物焼却炉及びその廃棄物焼却方法において、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段により各位置で温度を検出し、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定し、判定した燃切点位置の情報にもとづき、燃切点を所定位置とするように廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を操作して制御する燃切点制御を行うこととしたので、燃切点の位置を正確に検知し、燃切点の位置を所定位置とするように廃棄物焼却炉の運転を制御して、廃棄物の燃焼を安定して行うことができ、CO、NOx等の有害物質の発生量を抑制でき、低空気比燃焼操業を何の問題もなく行うことが可能となる。 As described above, in the present invention, in the grate waste incinerator and the waste incineration method in which high temperature gas is blown from the furnace ceiling, in the furnace length direction, adjacent in the range from the dry grate to the post-combustion grate. The temperature is detected at each position by a plurality of temperature detection means arranged at the position between the hot gas inlets, the front position of the frontmost hot gas inlet, and the rear position of the last hot gas inlet. The position of the temperature detection means that indicates the temperature of the fuel is determined as the fuel cutoff point, and based on the information on the determined fuel cutoff point, the combustion operation amount adjustment that manipulates the combustion status of the waste so that the fuel cutoff point is at the predetermined position Because the fuel cut point control is controlled by operating the means, the position of the fuel cut point is accurately detected and the operation of the waste incinerator is controlled so that the fuel cut point position is a predetermined position. The waste can be burned stably, and CO Can suppress the generation of harmful substances such as NOx, it is possible to carry out without any problems the low air ratio combustion operation.
本発明では、さらに、燃焼室の天井から高温ガスを吹き込むこととし、その吹込みを前段と後段の二段に別けて吹き込み、前段高温ガス供給手段と後段高温ガス供給手段が、前段高温ガスと後段高温ガスのそれぞれの酸素濃度を制御することとしたので、次のような効果を得る。 In the present invention, the high temperature gas is further blown from the ceiling of the combustion chamber, and the blow is blown into two stages, a front stage and a rear stage, and the front stage high temperature gas supply means and the rear stage high temperature gas supply means are connected to the front stage high temperature gas. Since the oxygen concentration of each of the latter-stage hot gases is controlled, the following effects are obtained.
(1)高温ガス吹込みによる燃焼安定化効果
廃棄物焼却炉燃焼室の天井に設けた吹込口から高温ガスを下向きに吹き込み、高温ガスの顕熱と輻射により廃棄物の熱分解を促進することができ、廃棄物の熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼を促進することができ、さらに、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させ、廃棄物層直上でガス流れが緩やかなよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を燃焼室の幅方向と長さ方向の広い範囲に亘って形成することができるので、安定した燃焼が行われ、平面状燃焼領域(火炎)を定在させることができる。また、定在する平面状火炎の輻射などにより廃棄物の熱分解をさらに促進することができる。このように高温ガス吹き込みにより、焼却炉の大きさに関わらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼においても廃棄物と、発生する可燃性ガスを安定して燃焼することができる。そして、燃焼が安定するため、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCO、NOxなど有害物の発生量を抑制することができる。
(1) Combustion stabilization effect by injecting high-temperature gas High-temperature gas is injected downward from the injection port provided in the ceiling of the waste incinerator combustion chamber, and the thermal decomposition of waste is promoted by sensible heat and radiation of the high-temperature gas. Can promote combustion of combustible gas generated by pyrolysis of waste, and further, downward flow of hot gas and upward flow of combustible gas and combustion gas generated from waste layer And a stagnation region where the gas flow circulates just above the waste layer or a circulation region in which the gas circulates in the vertical direction can be formed over a wide range in the width direction and the length direction of the combustion chamber. Combustion is performed, and a planar combustion region (flame) can be established. Further, the thermal decomposition of the waste can be further promoted by radiation of a standing flat flame or the like. Thus, by blowing high-temperature gas, waste and generated combustible gas can be stably burned even in low air ratio combustion where the air ratio is 1.5 or less, regardless of the size of the incinerator. And since combustion is stabilized, the generation amount of harmful substances such as CO and NOx in the exhaust gas discharged from the waste incinerator can be suppressed.
(2)高温ガスの二段吹込みによるNOx発生量抑制効果
燃焼室の天井から吹き込まれる高温ガスは、前段と後段の二つに別け個々にて制御されて吹き込まれるようにし、前段高温ガスと後段高温ガスのそれぞれの酸素濃度を制御するようにしたので、燃焼空間を燃焼用一次空気と相俟って、燃焼開始領域から主燃焼領域までの領域(前段の領域)で比較的低酸素雰囲気とし、そして後燃焼領域(後段の領域)で比較的酸素過剰雰囲気とすることができ、その結果、低酸素雰囲気の前段の領域で廃棄物を熱分解・部分酸化させて、ガス分として可燃性ガスと還元ガスとを得、酸素過剰雰囲気の後段の領域で、発生したNOxを前段の領域で得られた還元ガスにより分解することで、NOxの量を抑制することができる。
(2) NOx generation suppression effect by two-stage injection of high-temperature gas The high-temperature gas blown from the ceiling of the combustion chamber is controlled separately and blown into two stages, the first and second stages. Since the oxygen concentration of each of the latter-stage hot gases is controlled, the combustion space is combined with the primary combustion air, and the atmosphere from the combustion start area to the main combustion area (front area) has a relatively low oxygen atmosphere. And a relatively oxygen-excess atmosphere in the post-combustion zone (the post-stage zone). As a result, the waste is thermally decomposed and partially oxidized in the front zone of the low-oxygen atmosphere, and is combustible as a gas component. The amount of NOx can be suppressed by obtaining the gas and the reducing gas and decomposing the generated NOx with the reducing gas obtained in the preceding region in the subsequent region of the oxygen-excess atmosphere.
以上、高温ガス吹込みにより、例えば、空気比が1.5以下の低空気比燃焼においても、廃棄物と、発生する可燃性ガスを安定して燃焼することができ、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCOの発生量を抑制することができる。さらに、高温ガスの前段そして後段での二段吹込みにより、発生させた還元ガスによりNOxを分解して、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のNOx量を抑制することができる。また、廃棄物の熱分解、燃焼を促進することができるため、廃棄物焼却処理量に対して燃焼室内容積を小さくすることができ、焼却炉の炉高を低くすることができ、廃棄物焼却設備をコンパクトにすることにより設備費用と運転費用を低減することができる。 As described above, by blowing high temperature gas, for example, even in low air ratio combustion where the air ratio is 1.5 or less, waste and generated combustible gas can be stably burned and discharged from the waste incinerator. The amount of CO generated in the exhaust gas emitted can be suppressed. Further, the NOx is decomposed by the generated reducing gas by the two-stage blowing of the high temperature gas at the front stage and the rear stage, and the amount of NOx in the exhaust gas discharged from the waste incinerator can be suppressed. In addition, because thermal decomposition and combustion of waste can be promoted, the volume of the combustion chamber can be reduced relative to the amount of waste incineration, the furnace height of the incinerator can be reduced, and waste incineration can be achieved. Equipment costs and operating costs can be reduced by making the equipment compact.
以下、本発明の実施形態を添付図面にもとづき説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The technical scope of the present invention is not limited by these embodiments, and can be implemented in various forms without changing the gist of the invention. Further, the technical scope of the present invention extends to an equivalent range.
以下、本発明の一実施形態の火格子式焼却炉の基本構成、各構成装置そして作用について説明する。 Hereinafter, the basic configuration, each component device, and operation of the grate-type incinerator of one embodiment of the present invention will be described.
<火格子式焼却炉の基本構成>
図1(A),(B)は本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の概要構成を示している。まず、本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉の基本構成と焼却方法の概要を説明し、次いで各構成装置の詳細を説明する。この実施形態において、燃焼室内での廃棄物の移動方向(炉長方向)における燃焼室の上流側を前部、下流側を後部という。
<Basic configuration of grate-type incinerator>
1A and 1B show a schematic configuration of a waste incinerator according to an embodiment of the present invention. First, a basic configuration of a waste incinerator and an overview of an incineration method according to an embodiment of the present invention will be described, and then details of each component device will be described. In this embodiment, the upstream side of the combustion chamber in the movement direction (furnace length direction) of the waste in the combustion chamber is referred to as a front portion, and the downstream side is referred to as a rear portion.
本実施形態に係る廃棄物焼却炉1は、燃焼室2と、この燃焼室2の廃棄物の流れ方向の上流側(図1(A)の左側)上方に配置され、廃棄物を燃焼室2内に投入するための廃棄物投入口3と、燃焼室2の廃棄物の流れ方向の下流側(図1(A)の右側)の上方に連設される廃熱ボイラ4とを備える火格子式の焼却炉である。
The
燃焼室2の底部には、廃棄物を移動させながら燃焼させる火格子(ストーカ)5が設けられている。この火格子5は、廃棄物投入口3に近い方から、すなわち、上流側から乾燥火格子5a、燃焼火格子5b、後燃焼火格子5cの順に設けられていて、乾燥火格子5aと燃焼火格子5bの上に廃棄物層Wが形成されている。
At the bottom of the
乾燥火格子5aでは主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子5bでは主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、熱分解により発生した可燃性ガスと固形分の燃焼が行われ、可燃性ガスが燃焼する際に火炎を形成する。後燃焼火格子5c上では、残った廃棄物中の固形分の未燃分を完全に燃焼させる。廃棄物中の固形分が燃焼する際には火炎は発生せず熾燃焼する。完全に燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口6より排出される。
In the
このような本実施形態の焼却炉では、燃焼室2内の空間に、廃棄物層の直上の空間に、下記のような諸領域が形成される。
In the incinerator of this embodiment, the following regions are formed in the space in the
乾燥火格子5aの直上方で廃棄物投入口3の下方に対応して位置する、該乾燥火格子5aの廃棄物の流れ方向の上流側範囲(前部)の上方には乾燥領域A1が形成される。
A dry region A1 is formed above the upstream range (front part) of the
乾燥火格子5aの下流側範囲(後部)から燃焼火格子5bの上流側範囲(前部)の上方には燃焼開始領域A2が形成される。すなわち、乾燥火格子5aの廃棄物は、上流側範囲で乾燥され、下流側範囲で着火して、燃焼火格子5bの上流側範囲(前部)までの範囲で燃焼が開始する。
A combustion start region A2 is formed above the upstream range (front part) of the
燃焼火格子5b上の廃棄物はここで熱分解そして部分酸化が行われ、可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスと廃棄物の固形分が燃焼する。廃棄物はこの燃焼火格子5b上で実質的に殆んど燃焼される。こうして、上記燃焼火格子5bの上方に主燃焼領域A3が形成される。
The waste on the
しかる後、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分が後燃焼火格子5c上で完全に燃焼される。この後燃焼火格子5cの上方に後燃焼領域A4が形成される。
Thereafter, the unburned matter such as fixed carbon in the remaining waste is completely burned on the
廃棄物が焼却される場合、まず水分の蒸発が起こり、次いで熱分解と部分酸化反応が起こり、可燃性ガスが生成し始める。ここで燃焼開始領域A2とは、廃棄物の燃焼が始まり、廃棄物の熱分解、部分酸化により可燃性ガスが生成し始める領域である。また、主燃焼領域A3とは、廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼しているとともに廃棄物の固形分が燃焼する燃焼領域であり、火炎を伴う燃焼が完了する点(燃切点)までの領域である。燃切点より後の領域では、廃棄物中の固形未燃分が燃焼する熾燃焼領域(後燃焼領域A4)となる。 When the waste is incinerated, water evaporation occurs first, followed by thermal decomposition and partial oxidation reaction, and combustible gas begins to be generated. Here, the combustion start area A2 is an area where combustion of waste starts and combustible gas begins to be generated by thermal decomposition and partial oxidation of the waste. The main combustion region A3 is a combustion in which waste is thermally decomposed and partially oxidized to generate a combustible gas, and the combustible gas is combusted with a flame and the solid content of the waste is combusted. This is an area up to the point where the combustion with the flame is completed (burn-off point). In the area after the burnout point, the soot combustion area (post-combustion area A4) in which the solid unburned matter in the waste is combusted.
上記乾燥領域A1、燃焼開始領域A2、主燃焼領域A3そして後燃焼領域A4については、再度、後述する。 The dry region A1, the combustion start region A2, the main combustion region A3, and the post-combustion region A4 will be described later again.
上記燃焼室2内の乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cの下部には、それぞれ風箱7a,7b,7c,7dが設けられている。ブロワ8により供給される燃焼用一次空気Pは、燃焼用一次空気供給管9を通って前記各風箱7a,7b,7c,7dに供給され、各火格子5a,5b,5cを通って燃焼室2内に供給される。なお、火格子下から供給される燃焼用一次空気Pは、火格子5a,5b,5c上の廃棄物の乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子5a,5b,5cの冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。
上記燃焼室2の下流側における出口には廃熱ボイラ4が連設され、廃熱ボイラ4の入口近傍が燃焼室2から排出されるガス中の可燃性ガスの未燃分(未燃ガス)を燃焼する二次燃焼領域10となっている。廃熱ボイラの一部である二次燃焼領域10内で二次燃焼用ガスを吹き込み、未燃ガスを二次燃焼し、この二次燃焼の後に燃焼排ガスは廃熱ボイラ4で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラから排出された燃焼排ガスは、図示しない排ガス処理装置系で消石灰等による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに図示しない除塵装置に送られ、中和反応生成物、活性炭、ダストなどが回収される。前記除塵装置で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、図示しない誘引ファンにより誘引され、煙突から大気中に放出される。また、除塵装置で除塵された後の燃焼排ガスの一部が、後述する返送排ガスとして用いられる。
A waste heat boiler 4 is connected to an outlet on the downstream side of the
このような基本構成である火格子式焼却炉において、本実施形態に係る廃棄物焼却炉1は、燃焼用一次空気を前記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、炉長方向に前段と後段の高温ガス吹込口を備え、高温ガスを前記燃焼室の天井から下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段とを具備している。
In the grate-type incinerator having such a basic configuration, the
<一次空気吹込み手段>
本実施形態では、廃棄物焼却炉1は、燃焼用空気となる一次空気の一次空気供給系を備えている。一次空気供給系は、空気供給源からの一次空気Pを燃焼用一次空気供給管9を経て、乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの風箱7a,7b,7c,7dに分岐供給管から送り込むようになっており、上記燃焼用一次空気供給管9には、ブロワ8そして流量調整機構としてのダンパ11が設けられている。
<Primary air blowing means>
In the present embodiment, the
<高温ガス吹込み手段>
本実施形態では、廃棄物焼却炉1は、高温ガスを上記燃焼室の天井から下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段を備えている。高温ガス吹込み手段は、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向に前段と後段の二段の高温ガス吹込口と、前段の高温ガス吹込口へ前段高温ガスを供給する前段高温ガス供給手段と、後段の高温ガス吹込口へ後段高温ガスを供給する後段高温ガス供給手段とを備え、前段の高温ガス吹込口が乾燥火格子の後部から燃焼火格子の後部までの天井に設けられ、後段の高温ガス吹込口が燃焼火格子の後部から後燃焼火格子の前部までの天井に設けられている。
<High-temperature gas blowing means>
In the present embodiment, the
高温ガス吹込み手段により、前段の高温ガス吹込口から高温ガスを燃焼開始領域から主燃焼領域までの領域に向かって吹き込み、後段の高温ガス吹込口から高温ガスを後燃焼領域の前部又は燃切点の直後の領域に向かって吹き込む。 The hot gas blowing means blows hot gas from the upstream hot gas blowing port toward the region from the combustion start region to the main combustion region, and hot gas is blown from the hot gas blowing port of the rear stage to the front of the rear combustion region or the combustion. Blow toward the area immediately after the cut point.
本実施形態において、高温ガス吹込み手段は、燃焼室2の外に設けられた前段高温ガス供給装置24と後段高温ガス供給装置25と、燃焼室2へ高温ガスを吹き込む前段の高温ガス吹込口13、流量調整機構としてのダンパ14、後段の高温ガス吹込口15、流量調整機構としてのダンパ16と、高温ガスを上記高温ガス吹込口13,15へ導く管路とを有している。
In the present embodiment, the high temperature gas blowing means includes a front-stage high-temperature
前段高温ガス供給装置24は、返送排ガスと高温空気とを混合して高温ガスを調製し、該高温ガスを前段の高温ガス吹込口13へ供給する。ここで、「返送排ガス」とは、焼却炉から排出された排ガスを排ガス処理系で中和処理し除塵装置で除塵した後の排ガスの一部である。また、上記高温空気は、空気を加熱器により加熱して生成される。前段高温ガス供給装置24は、返送排ガスと高温空気のそれぞれの流量を調整することにより混合割合を調整して高温ガスの温度、酸素濃度を調整する。また、前段高温ガス供給装置24は、高温空気のみを高温ガスとして供給してもよい。一方、後段高温ガス供給装置25は、上記返送排ガスを高温ガスとして後段の高温ガス吹込口15へ供給する。また、後段高温ガス供給装置25は、返送排ガスと高温空気との混合ガスを後段高温ガスとして供給してもよい。
The upstream high temperature
前段高温ガス供給手段から供給される前段高温ガスはその酸素濃度が12〜21dry体積%であり、後段高温ガス供給手段から供給される後段高温ガスはその酸素濃度が1〜12dry体積%であることが好ましい。 The upstream high temperature gas supplied from the upstream high temperature gas supply means has an oxygen concentration of 12 to 21% by volume, and the downstream high temperature gas supplied from the downstream high temperature gas supply means has an oxygen concentration of 1 to 12dry volume%. Is preferred.
前段の高温ガス吹込口13は、燃焼室2の天井の、乾燥火格子5aの廃棄物の移動方向(炉長方向)下流側(後部)から燃焼火格子5bの下流側(後部)までの範囲内の火格子直上の位置に設けられている。また、前段の高温ガス吹込口13(13a,13b,13c)は、上記の範囲内で炉長方向の複数位置(3箇所)に配置されている。
The upstream high-
後段の高温ガス吹込口15は、燃焼室2の天井の、燃焼火格子5bの下流側(後部)から後燃焼火格子5cの上流側(前部)までの火格子直上の位置に設けられている。
The rear stage high
高温ガス吹込み手段は、高温ガスが下方に吹き込まれるように、高温ガス吹込口13,15の向きが定められている。かくして、前段の高温ガス吹込口13から、前段高温ガスを燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3の後部までの領域に向かって吹き込み、後段の高温ガス吹込口15から、後段高温ガスを主燃焼領域A3の後部から後燃焼領域A4の前部の領域に向かって吹き込むように設けられている。また、後段の高温ガス吹込口15からの高温ガスは、燃切点の直後の領域に向かって吹き込まれることとしてもよい。
In the hot gas blowing means, the directions of the hot
上記高温ガス吹込口13,15は、図2に示すように炉幅方向(図1(A)にて紙面に対して直角な方向、図1(B)にて上下方向)にも複数箇所に設けられている。また、高温ガス吹込口13,15は、上記の範囲内でそれぞれ炉長方向の複数位置に配置されてもよい(図1(B)参照)。
As shown in FIG. 2, the
<燃切点位置検知手段>
主燃焼領域A3では、廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼しているとともに廃棄物の固形分が燃焼している。火炎を伴う燃焼が実質的に完了する点である燃切点の位置の検知について説明する。燃切点は主燃焼領域と後燃焼領域との境界となっている。燃切点より後の領域では、廃棄物中の固形分の未燃分が燃焼する熾燃焼領域(後燃焼領域)となる。炉長方向にて、炉内における乾燥領域A1から後燃焼領域A4に至る範囲で炉内温度は変化し、燃切点で火炎を伴う燃焼が実質的に完了し炉内温度が最高となる。本実施形態では、炉長方向での燃切点の位置を検知する燃切点位置検知手段と、該位置を制御する燃切点位置制御手段とを有している。
<Flame cut point detection means>
In the main combustion region A3, the waste is thermally decomposed and partially oxidized to generate a combustible gas. The combustible gas is combusted with a flame and the solid content of the waste is combusted. The detection of the position of the burnout point, which is the point at which combustion with a flame is substantially completed, will be described. The burnout point is the boundary between the main combustion region and the post-combustion region. In the area after the burn-off point, a soot combustion area (post-combustion area) in which the unburned solid content in the waste is combusted. In the furnace length direction, the furnace temperature changes in the range from the drying area A1 to the post-combustion area A4 in the furnace, and combustion with a flame is substantially completed at the fuel cut point, and the furnace temperature becomes the highest. In this embodiment, it has the fuel cut point position detection means which detects the position of the fuel cut point in the furnace length direction, and the fuel cut point position control means which controls the position.
燃切点位置検知手段は、複数の温度検出手段と燃切点位置判定手段とを備えている。 The fuel cut point position detection means includes a plurality of temperature detection means and a fuel cut point position determination means.
上記温度検出手段は、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配されていて、複数設けられている。燃切点位置判定手段は、これらの複数の温度検出手段のうち、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定するようになっている。 The temperature detecting means includes a position between adjacent hot gas inlets in the range from the dry grate to the post-combustion grate in the furnace length direction, a front position of the frontmost hot gas inlet, and the last hot gas. A plurality of them are arranged in each of the rear positions of the air inlets. The fuel cut point position determining means determines the position of the temperature detecting means showing the highest temperature among the plurality of temperature detecting means as the fuel cut point.
図1(B)において、上記複数の温度検出手段16a〜16e、例えば熱電対が炉幅方向で対向する両方の側壁に設けられている。 In FIG. 1B, the plurality of temperature detecting means 16a to 16e, for example, thermocouples, are provided on both side walls facing each other in the furnace width direction.
図1(B)に見られるように、炉長方向で間隔をおいて設けられている高温ガス吹込口13a〜13cと15が、炉幅方向に間隔をおいて二列設けられているが、上記側壁に設けられた温度検出手段16a〜16eは、炉長方向で隣接する高温ガス吹込口13aと13bの間、13bと13cの間、13cと15との間、さらには最前の高温ガス吹込口13aの前方、そして最後の高温ガス吹込口15の後方のそれぞれの位置に配置されている。かくして、各位置での炉内温度が各温度検出手段16a〜16eにより検出される。
As seen in FIG. 1 (B), the
なお、上記温度検出手段16a〜16eは、炉幅の大きい大型炉の場合は図示されたように両方の側壁に設けるのが好ましいが、炉幅の小さい小型炉の場合は一方の側壁に設けることとしても良い。 The temperature detecting means 16a to 16e are preferably provided on both side walls as illustrated in the case of a large furnace having a large furnace width, but provided on one side wall in the case of a small furnace having a small furnace width. It is also good.
燃切点位置判定手段は、図示しないが、各温度検出手段16a〜16eより受けた検出温度から、最高温度を検出した温度検出手段の炉長方向位置を燃切点と判定する判定手段を有している。 Although not shown, the fuel cut point position determination means has a determination means for determining the position in the furnace length direction of the temperature detection means that has detected the maximum temperature as the fuel cut point from the detected temperatures received from the temperature detection means 16a to 16e. doing.
本実施形態では、上述のごとく、温度検出手段16a〜16eは、炉長方向での最高の炉内温度の位置を見い出すために温度検出手段同士の温度の比較による相対的比較判定に用いられるのであり、温度そのものの絶対値を知ることを目的としていない。したがって、温度検出手段の位置は、すべての温度検出手段が同一の炉高方向位置そして炉幅方向位置に配設されていれば十分である。また、温度検出手段が火格子に堆積している廃棄物層に接しないように、温度検出手段の炉高方向位置は、廃棄物層上面から1m以内の上方位置であることが好ましい。 In the present embodiment, as described above, the temperature detection means 16a to 16e are used for relative comparison determination by comparing the temperatures of the temperature detection means in order to find the position of the highest furnace temperature in the furnace length direction. Yes, not to know the absolute value of the temperature itself. Therefore, it is sufficient for all the temperature detection means to be disposed at the same furnace height direction position and furnace width direction position. Moreover, it is preferable that the furnace height direction position of the temperature detection means is an upper position within 1 m from the upper surface of the waste layer so that the temperature detection means does not contact the waste layer deposited on the grate.
<燃切点位置制御手段>
上記燃切点位置制御手段(図示せず)は、廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を有し、上記燃切点位置判定手段からの燃切点位置情報出力にもとづき、燃切点を所定位置とするように燃焼操作量調整手段での操作により制御可能となっている。燃切点位置判定手段により判定された燃切点が、所定位置と相違しているとき、燃焼操作量調整手段は下記のように燃焼操作量を調整することにより、燃切点を所定位置とするように制御する。
<Flame cut point position control means>
The fuel cut point position control means (not shown) has a combustion operation amount adjusting means for operating the state of combustion of waste, and is based on the fuel cut point position information output from the fuel cut point position determination means. It can be controlled by an operation by the combustion operation amount adjusting means so that the cut point is a predetermined position. When the fuel cut point determined by the fuel cut point position determining unit is different from the predetermined position, the combustion operation amount adjusting unit adjusts the combustion operation amount as described below, thereby setting the fuel cut point to the predetermined position. Control to do.
上記燃切点制御手段の燃焼操作量調整手段は、火格子5(5a〜5c)の送り速度と一次空気Pの吹込み量の少なくとも一方を調整する手段である。一次空気Pの吹込み量の調整は、例えば、風箱7a〜7dにそれぞれに設けられたダンパ7a−1〜7d−1の開度を加減して行われる。
The combustion operation amount adjusting means of the fuel cut point control means is means for adjusting at least one of the feed rate of the grate 5 (5a to 5c) and the amount of primary air P blown. Adjustment of the amount of blowing in primary air P is performed, for example, by adjusting the opening degree of
発熱量(カロリー)が高い、すなわち水分量が少ない廃棄物が燃焼室に供給されたことをボイラ蒸発量の変動等により検知した場合に、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を速くすることにより火格子上の廃棄物を攪拌し、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させること、又は一次空気Pの乾燥火格子と燃焼火格子への吹込み量を多くし後燃焼火格子への吹込み量を少なくして、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させることの少なくとも一方により、燃切点位置を上流側に移動させる制御を行う。また、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を遅くすることにより火格子上の廃棄物の攪拌を抑制し、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させること、又は一次空気Pの乾燥火格子への吹込み量を少なくし燃焼火格子と後燃焼火格子への吹込み量を多くして、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させることの少なくとも一方により、燃切点位置を下流側に移動させる制御を行う。
When it detects that waste with high calorific value (calorie), that is, low moisture content, has been supplied to the combustion chamber by changing the amount of evaporation of the boiler, the fuel cut point position is moved to the predetermined position In order to perform the control, the waste on the grate is agitated by increasing the feed rate of the
発熱量(カロリー)が低い、すなわち水分量が多い廃棄物が燃焼室に供給されたことをボイラ蒸発量の変動等により検知した場合に、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を遅くすることにより廃棄物の火格子上の滞留時間を長くし、廃棄物の乾燥・燃焼を確実に行うこと、又は一次空気Pの乾燥火格子と燃焼火格子への吹込み量を多くし後燃焼火格子への吹込み量を少なくして、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させることの少なくとも一方により、燃切点位置を上流側に移動させる制御を行う。また、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を速くすることにより廃棄物の火格子上の滞留時間を短くし、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させること、又は一次空気Pの乾燥火格子への吹込み量を少なくし燃焼火格子と後燃焼火格子への吹込み量を多くして、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させることの少なくとも一方により、燃切点位置を下流側に移動させる制御を行う。
When detecting that the waste with a low calorific value (calorie), that is, with a large amount of moisture, has been supplied to the combustion chamber by fluctuations in the amount of evaporation of the boiler, etc., the fuel cut point position is moved upstream to a predetermined position. In order to perform the control, the residence time of the waste on the grate is increased by slowing the feed rate of the
本実施形態では、上記燃切点位置制御手段は、燃切点位置の所定位置を燃焼火格子5bの最後部位置又は燃焼火格子5bと後燃焼火格子5cの境界位置に設定する。
In the present embodiment, the fuel cut point position control means sets the predetermined position of the fuel cut point position to the rearmost position of the
<二次燃焼用ガス供給手段>
また、本実施形態の廃棄物焼却炉1は、二次燃焼用ガスを廃熱ボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に吹き込む二次燃焼用ガス供給系を備えている。二次燃焼用ガス供給系は、二次燃焼用ガス供給源からの二次燃焼用ガスQを管路12を経て、二次燃焼領域10に設けられた二次燃焼用ガス吹込口17に送り込むようになっており、上記管路12には、ブロワ18そして流量調整機構としてのダンパ19が設けられている。二次燃焼用ガス吹込口17は、廃熱ボイラ4の入口近傍にある二次燃焼領域10に二次燃焼用ガスQを吹き込むように、廃熱ボイラ4の周壁に設けられている。 燃焼室2内で発生した可燃性ガスはそのほとんどが燃焼室2内で燃焼され、残存する未燃ガスは、後燃焼火格子5cの上方に連接される廃熱ボイラ4の入口近傍に相当する二次燃焼領域10に流入して、ここで二次燃焼用ガスが供給され、二次燃焼される。
<Secondary combustion gas supply means>
Further, the
なお、本発明において、上記燃焼用一次空気、高温ガスそして二次燃焼用ガスを供給するための管路等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。 In the present invention, the configuration of the pipeline for supplying the primary air for combustion, the high-temperature gas, and the secondary combustion gas is not limited to those shown in the drawings, and may be appropriately selected depending on the scale, shape, application, etc. Can be selected.
次に、このように構成される本実施形態の装置での焼却状況の概要、燃切点位置検知、燃切点位置制御、燃焼用一次空気、高温ガス、燃焼用二次空気の吹込みによる作用について順次説明する。 Next, an overview of the incineration situation in the apparatus of the present embodiment configured in this way, fuel cut point position detection, fuel cut point position control, combustion primary air, hot gas, combustion secondary air blowing The operation will be described sequentially.
<焼却状況の概要>
先ず、廃棄物投入口3へ廃棄物を投入すると、落下した廃棄物は図示しない廃棄物供給装置により燃焼室2内に供給され、乾燥火格子5a上に堆積され、各火格子5a〜5cの動作により、燃焼火格子5b上そして後燃焼火格子5c上へと移動し、各火格子上に廃棄物Wの層を形成する。各火格子は、風箱7a,7b,7c,7dを経て、燃焼用の一次空気Pを受けており、これにより各火格子の廃棄物は乾燥そして燃焼される。
<Overview of incineration>
First, when waste is input into the
乾燥火格子5a上では主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。すなわち、乾燥火格子5aの廃棄物は、乾燥火格子5aの上流側範囲で乾燥され、乾燥火格子5aの下流側範囲で着火して、燃焼火格子5bの上流側範囲(前部)までの範囲で燃焼が開始する。乾燥火格子5aの廃棄物の流れ方向の上流側範囲(前部)の上方には乾燥領域A1が形成される。乾燥火格子5aの下流側範囲(後部)から燃焼火格子5bの上流側範囲(前部)の上方には燃焼開始領域A2が形成される。燃焼火格子5b上では主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼するとともに、廃棄物中の固形分の燃焼が行われる。燃焼火格子5bの上方に主燃焼領域A3が形成される。この燃焼領域は火炎を伴う燃焼が完了する点(燃切点)までの領域である。燃焼火格子5b上において廃棄物の燃焼は実質的に完了する。後燃焼火格子5c上では、僅かに残った廃棄物中の固定炭素など未燃分を完全燃焼させる。燃切点より後の領域では、廃棄物中の固形未燃分(チャー)が燃焼し、後燃焼火格子5cの上方に後燃焼領域A4が形成される。完全燃焼した後の燃焼灰は、灰落下口6より排出される。このように廃棄物が燃焼している状態で、図1に見られるように、各火格子5a,5b,5cの直上空間には、乾燥領域A1、燃焼開始領域A2、主燃焼領域A3そして後燃焼領域A4がそれぞれ形成される。
Wastes are mainly dried and ignited on the
既述のごとく、燃焼室2の出口に、廃熱ボイラ4が連設されていて、廃熱ボイラ4の入口近傍が二次燃焼領域10となっている。したがって、燃焼室2内で発生した可燃性ガスの未燃分(未燃ガス)は、二次燃焼領域10に導かれ、そこで二次燃焼用ガスQと混合・攪拌され、二次燃焼する。二次燃焼の後に排ガスは廃熱ボイラ4で熱回収される。熱回収された後、廃熱ボイラ4から排出された排ガスは、消石灰等による酸性ガスの中和と、活性炭によるダイオキシン類の吸着が行われ、さらに除塵装置(図示せず)に送られ、中和反応生成物、活性炭、ダストなどが回収される。上記除塵装置で除塵され、無害化された後の排ガスは、誘引ファン(図示せず)により誘引され、煙突から大気中に放出される。なお、上記除塵装置としては、例えば、バグフィルタ方式、電気集塵方式等の除塵装置を用いることができる。また、除塵装置で除塵された後の排ガスの一部が、返送排ガスとして用いられる。
As described above, the waste heat boiler 4 is connected to the outlet of the
<燃切点位置検知>
上述のごとく、火格子5(5a〜5c)上で廃棄物が燃焼すると、燃切点位置検知手段により、火格子の上方位置で炉の側壁に設けられた複数の温度検出手段16a〜16eのそれぞれで、炉長方向の各位置における温度が検出される。燃切点位置検知手段は、既述のごとく、燃切点位置判定手段をも有しており、各温度検出手段16a〜16eのうちから最高の温度を検出した温度検出手段の炉長方向での位置を燃切点位置と判定する。
<Fuel cut point position detection>
As described above, when the waste burns on the grate 5 (5a to 5c), a plurality of temperature detecting means 16a to 16e provided on the side wall of the furnace at the upper position of the grate by the burnout point position detecting means. In each case, the temperature at each position in the furnace length direction is detected. As described above, the fuel cut point position detection means also has a fuel cut point position determination means, and in the furnace length direction of the temperature detection means that detects the highest temperature among the temperature detection means 16a to 16e. Is determined to be the burnout point position.
<燃切点位置制御>
燃切点位置が燃切点位置判定手段により求められると、その位置が所定位置になるように燃切点位置制御手段で制御される。その制御は該燃切点位置制御手段の燃焼操作量調整手段によりなされる。
<Fire cut point position control>
When the fuel cutoff point position is obtained by the fuel cutoff point position determination means, the fuel cutoff point position control means is controlled so that the position becomes a predetermined position. The control is performed by the combustion operation amount adjusting means of the fuel cut point position control means.
本実施形態では、上記所定位置は、燃焼火格子5bの最後部位置又は燃焼火格子5bと後燃焼火格子5cの境界位置に設定されており、燃焼操作量調整手段により、各火格子5a〜5cの送り速度の調整と流量調整用のダンパ7a−1〜7d−1の開度調整の少なくとも一方を行うことで、燃焼状況を操作して行う。
In the present embodiment, the predetermined position is set at the rearmost position of the
発熱量(カロリー)が高い、すなわち水分量が少ない廃棄物が燃焼室に供給されたことをボイラ蒸発量の変動等により検知した際に、判定された燃切点が所定位置より下流側であり、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を速くすることにより火格子上の廃棄物を攪拌し、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させること、又は一次空気Pの乾燥火格子と燃焼火格子への吹込み量を多くし後燃焼火格子への吹込み量を少なくして、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させることの少なくとも一方により、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行う。
When detecting that the waste with high calorific value (calorie), that is, low moisture content is supplied to the combustion chamber by fluctuation of boiler evaporation, etc., the determined fuel cut point is downstream from the predetermined position. In order to control the fuel cut point position to the upstream position, the waste on the grate is stirred by increasing the feed rate of the
また、判定された燃切点が所定位置より上流側であり、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を遅くすることにより火格子上の廃棄物の攪拌を抑制し、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させること、又は一次空気Pの乾燥火格子への吹込み量を少なくし燃焼火格子と後燃焼火格子への吹込み量を多くして、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させることの少なくとも一方により、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行う。
Further, in order to control the determined fuel cut point upstream from the predetermined position and move the fuel cut point position to the downstream side to make the predetermined position, the grate can be controlled by slowing the feed rate of the
発熱量(カロリー)が低い、すなわち水分量が多い廃棄物が燃焼室に供給されたことをボイラ蒸発量の変動等により検知した際に、判定された燃切点が所定位置より下流側であり、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を遅くすることにより廃棄物の火格子上の滞留時間を長くし、廃棄物の乾燥・燃焼を確実に行うこと、又は一次空気Pの乾燥火格子と燃焼火格子への吹込み量を多くし後燃焼火格子への吹込み量を少なくして、廃棄物の乾燥・燃焼を促進させることの少なくとも一方により、燃切点位置を上流側に移動させ所定位置とする制御を行う。
When the amount of calorific value (calorie) is low, that is, when waste with a large amount of water is supplied to the combustion chamber is detected by fluctuations in the amount of boiler evaporation, the determined fuel cut-off point is downstream of the predetermined position. In order to control the fuel cut point position to the upstream side to make it a predetermined position, the residence time of the waste on the grate is increased by slowing the feed rate of the
また、判定された燃切点が所定位置より上流側であり、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行うには、火格子5の送り速度を速くすることにより廃棄物の火格子上の滞留時間を短くし、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させること、又は一次空気Pの乾燥火格子への吹込み量を少なくし燃焼火格子と後燃焼火格子への吹込み量を多くして、廃棄物の乾燥・燃焼を緩和させることの少なくとも一方により、燃切点位置を下流側に移動させ所定位置とする制御を行う。
Further, in order to control the determined fuel cut point upstream from the predetermined position and move the fuel cut point position downstream to the predetermined position, the waste is increased by increasing the feed rate of the
かくして、燃切点位置判定手段により判定された燃切点が、所定位置となるように制御される。燃切点が所定位置となるようにすることにより、主燃焼領域と後燃焼領域が好ましい範囲に形成され廃棄物の燃焼が安定して行われる。 Thus, the fuel cut point determined by the fuel cut point position determination means is controlled to be a predetermined position. By setting the fuel cut point to a predetermined position, the main combustion region and the post-combustion region are formed in a preferable range, and the combustion of waste is stably performed.
<燃焼用一次空気の吹込み>
燃焼用一次空気Pは、ブロワ8から燃焼用一次空気供給管9を通って乾燥火格子5a、燃焼火格子5b及び後燃焼火格子5cのそれぞれの下部に設けられた風箱7a,7b,7c,7dに供給された後、各火格子5a,5b,5cを通って燃焼室2内に供給される。燃焼室2内に供給される燃焼用一次空気Pの流量は、燃焼用一次空気供給管9に設けられた流量調整用のダンパ11により調整され、さらに、上記燃切点位置制御手段からの指令にもとづき、各風箱7a,7b,7c,7dに供給される流量は、各風箱に分岐して設けられたそれぞれの供給管に備える上記ダンパ7a−1〜7d−1により調整される。また、風箱7a,7b,7c,7d及び燃焼用一次空気Pを供給するための燃焼用一次空気供給管9等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。
<Blowing primary air for combustion>
The primary air P for combustion passes from the
燃焼用一次空気Pとしては、温度が常温〜200℃の範囲であり、酸素濃度が15〜21dry体積%の範囲のガスを用いることが好ましい。燃焼用一次空気Pとして、空気、酸素を含有するガス及び返送排ガスのいずれかを用いてもよいし、これらの混合ガスを用いてもよい。 As the primary air P for combustion, it is preferable to use a gas having a temperature in the range of room temperature to 200 ° C. and an oxygen concentration in the range of 15 to 21 dry volume%. As the primary air P for combustion, any one of air, oxygen-containing gas and return exhaust gas may be used, or a mixed gas thereof may be used.
<高温ガス吹込みによる燃焼安定化>
図1(A)に見られるように、前段高温ガスが、前段の高温ガス吹込口13(13a、13b、13c)から、燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3の後部までの領域に向かって吹き込まれ、後段高温ガスが、後段の高温ガス吹込口15から、主燃焼領域A3の後部から後燃焼領域A4の前部の領域に向かって吹き込まれ、全体で、高温ガスが、燃焼室2内の燃焼開始領域A2から後燃焼領域A4の前部までの領域において、廃棄物層Wに向かって下向きに吹き込まれる。火炎が存在し可燃性ガスが多く存在する領域に、前段高温ガスを吹き込むことが燃焼を安定させる上で好ましいため、可燃性ガスが多く存在する領域である燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3の後部までの領域に前段高温ガスを吹き込む。
<Combustion stabilization by hot gas injection>
As seen in FIG. 1A, the upstream hot gas is blown from the upstream hot gas inlet 13 (13a, 13b, 13c) toward the region from the combustion start region A2 to the rear portion of the main combustion region A3. Then, the rear-stage hot gas is blown from the rear-stage hot
前段の高温ガス吹込口13そして後段の高温ガス吹込口15から、高温ガスを燃焼室2内の燃焼開始領域A2から後燃焼領域A4の前部までの領域に、かつ廃棄物層W直上に向かって下向きに吹き込むことにより、下向きに吹き込まれる高温ガスは、廃棄物の熱分解・部分酸化により生じた可燃性ガスと燃焼ガスとの上昇流と対向し、双方のガス流れが衝突し、廃棄物層W直上に平面状の流れの遅いよどみ領域または上下方向に循環する循環領域が生じる。これらの領域はガス流れの速度が遅いため、可燃性ガスが燃焼する火炎が定在することになり、すなわち廃棄物層W直上に平面状燃焼領域(平面火炎)E(図2参照)が定在し、可燃性ガスが安定して燃焼される。
From the front stage high
また、高温ガスの熱輻射と顕熱によって廃棄物が加熱され、熱分解・部分酸化が促進されることに加えて、廃棄物層の直上に平面状燃焼領域(平面火炎)E(図2参照)が定在するので、この平面火炎Eからの熱輻射と顕熱によって廃棄物が加熱され、熱分解・部分酸化がさらに促進される。また、酸素を含んだ高温ガスの吹き込みにより廃棄物の熱分解により発生した可燃性ガスの燃焼が促進される。 In addition to the fact that the waste is heated by thermal radiation and sensible heat of the high-temperature gas, thermal decomposition and partial oxidation are promoted, a planar combustion region (planar flame) E (see FIG. 2) immediately above the waste layer. ), The waste is heated by the thermal radiation and sensible heat from the flat flame E, and the thermal decomposition and partial oxidation are further promoted. In addition, the combustion of the combustible gas generated by the thermal decomposition of the waste is promoted by blowing in the high-temperature gas containing oxygen.
かくして、低空気比燃焼操業下でも廃棄物Wの燃焼を安定して行わせることができる。その結果、低空気比燃焼においてもCO,NOx、ダイオキシン類等の有害物質の発生を抑制することができる。このため、低空気比燃焼を支障なく行うことができる。 Thus, the waste W can be stably burned even under the low air ratio combustion operation. As a result, it is possible to suppress the generation of harmful substances such as CO, NOx, and dioxins even in low air ratio combustion. For this reason, low air ratio combustion can be performed without hindrance.
<高温ガスの二段吹込みによるNOx発生量抑制>
廃棄物焼却炉では、廃棄物に含まれる窒素分や空気中の窒素が高温下で反応してNOxが発生する。焼却炉から排出される排ガスを煙突から大気中に排出する際に、NOx濃度を規制値以下にしなければならないため、排ガス処理系でNOxを除去しているが、焼却炉内で発生するNOx量を抑制することが根本的な対策であり、これが要望されている。本実施形態では、高温ガスを前段と後段の二段の高温ガス吹込口から吹き込み、前段高温ガスの酸素濃度を12〜21dry体積%に制御し、後段高温ガスの酸素濃度を1〜12dry体積%に制御することとし、前段の高温ガス吹込口13から高温ガスを吹き込む際に低酸素雰囲気を形成して還元ガスを生成するようにし、この還元ガスによりNOxを分解するようにしたので、NOx発生量を抑制することができる。
<NOx reduction by high-temperature gas two-stage injection>
In a waste incinerator, nitrogen contained in waste and nitrogen in the air react at high temperatures to generate NOx. When exhaust gas discharged from the incinerator is discharged from the chimney into the atmosphere, the NOx concentration must be below the regulation value, so NOx is removed in the exhaust gas treatment system, but the amount of NOx generated in the incinerator Suppressing this is a fundamental measure, and this is desired. In the present embodiment, high temperature gas is blown from two stages of high temperature gas inlets of the front and rear stages, the oxygen concentration of the front stage high temperature gas is controlled to 12 to 21 dry volume%, and the oxygen concentration of the rear stage high temperature gas is 1 to 12 dry volume%. When the high temperature gas is blown from the high
図3は、廃棄物焼却炉内の燃焼状態を説明するための、炉長方向の断面図である。図3に示すように、先ず、前段の高温ガス吹込口13から前段高温ガスを吹き込む際に、前段高温ガスの酸素濃度と供給量のうち少なくとも一つを調整し、燃焼用一次空気と合わせた酸化剤供給量を調整して、燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域を、例えば、領域の酸素濃度が0〜2dry体積%(局所空気比が0.6〜0.8)の低酸素雰囲気とする。低酸素雰囲気での廃棄物の熱分解・部分酸化により、ガス分として可燃性ガスと還元ガス(CO,HCN,NHn,CmHn)が生ずる(CO,CmHnは可燃性である)。発生した可燃性ガスは前述したように形成された平面状燃焼領域で、均一で安定して燃焼される。還元ガスは燃焼室内を下流側に導かれNOxを分解するように用いられる。燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域に低酸素雰囲気を形成するとき、局所空気比が0.6より小さいと、還元ガスの発生が過剰になり、余剰のNHnから後流側でNOxが生成されたり、可燃性ガスの発生が過剰になり未燃ガスの発生が過剰となるので不適であり、酸素濃度が2dry体積%(空気比が0.8)よりも大きいと低酸素雰囲気とならず、還元ガスの発生量が少なく不適であり、したがって燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域の酸素濃度は0〜2dry体積%(空気比は0.6〜0.8)が好ましい。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the furnace length direction for explaining the combustion state in the waste incinerator. As shown in FIG. 3, first, when blowing the upstream hot gas from the upstream
次に、後段の高温ガス吹込口15から後段高温ガスを吹き込む際に、後段高温ガスの酸素濃度と供給量のうち少なくとも一つを調整し、燃焼用一次空気と合わせた酸化剤供給量を調整して、後燃焼領域A4の領域を、例えば、領域の酸素濃度が5〜8dry体積%(局所空気比が1.3〜1.6)の酸素過剰雰囲気とする。酸素過剰雰囲気における酸素濃度は5dry体積%(空気比は、1.3)よりも小さいと廃棄物の固体燃焼が十分に行われずに未燃となり不適となり、酸素濃度は8dry体積%(局所空気比は1.6)よりも大きいとNOx発生量が多くなり不適となるため、後燃焼領域A4の領域の酸素濃度は5〜8dry体積%(空気比は1.3〜1.6)が好ましい。
Next, when the rear-stage hot gas is blown from the rear-stage
高温ガスの供給量は、例えば、前段高温ガス供給装置24および後段高温ガス供給装置25が、それぞれの高温ガスを送るブロワの送風量調整やダンパ14,16の開度を制御することにより調整される。高温ガスの酸素濃度の調整については後述する。
The supply amount of the high-temperature gas is adjusted, for example, by the front-stage high-temperature
図1(A)の実施形態の廃棄物焼却炉では、高温ガス吹込み手段は、前段高温ガス供給装置24と後段高温ガス供給装置25で高温ガスの酸素濃度を後述する内容により調整することや、高温ガス吹込口13,15へ供給する高温ガスの供給量をそれぞれブロワの送風量調整やダンパ14,16の開度調整などにより調整することにより、燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域及び後燃焼領域A4の前部の領域における酸素濃度(局所空気比)を所定の範囲に制御することとしている。
In the waste incinerator of the embodiment of FIG. 1 (A), the high temperature gas blowing means adjusts the oxygen concentration of the high temperature gas by the contents described later in the front stage high temperature
本実施形態では、図3に示すように、燃焼室の側壁に設けられ、燃焼室2内の燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域の酸素濃度を計測する酸素濃度計31と、後燃焼領域A4の前部の領域の酸素濃度を計測する他の酸素濃度計32により酸素濃度を計測し、計測した酸素濃度に基づき、各領域の酸素濃度(空気比)を所定の範囲内にするように高温ガスの供給量又は酸素濃度を制御する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an
燃焼開始領域A2から後燃焼領域A4で発生したNOxが、上述の還元ガスと、酸素過剰雰囲気のもとで反応して分解され、排ガス中のNOx含有量が低減され排出される。また、NOxとの反応に寄与する還元ガスのうちHCN,NHnの余剰分は、酸素過剰雰囲気中で酸素と反応して分解されたりN2が生成されたりして、そのままでは排出されないので支障が生じない。 NOx generated from the combustion start region A2 to the post-combustion region A4 reacts with the above-described reducing gas in an oxygen-excess atmosphere and is decomposed, and the NOx content in the exhaust gas is reduced and discharged. In addition, of the reducing gas that contributes to the reaction with NOx, the excess of HCN and NHn reacts with oxygen in an oxygen-excess atmosphere and is decomposed or N 2 is not emitted as it is. Does not occur.
焼却炉から排ガスを抜き出し煙突から排出するためファンにより炉内ガスを誘引しており、炉内ガスは排ガス排出口に向かって導かれている。本実施形態において、前段の高温ガス吹込口13と後段の高温ガス吹込口15との間の炉長方向距離を、炉内ガスが0.5〜1.5秒の時間で通過するように設定することが好ましい。発生した還元ガスを上記時間内にNOxと反応させると、反応効率が高くなり好ましい。この時間が1.5秒より遅いと、NOxと反応する還元ガス中のラジカルの失活する量が増え、NOxとの反応が大幅に低下し、0.5秒より早いと還元ガスとNOxとの反応が十分に行われずに、NOxが残存しさらに余剰のNHnからNOxが生成されるので不適であり、したがって上記時間は0.5〜1.5秒が好ましい。
In order to extract the exhaust gas from the incinerator and discharge it from the chimney, the in-furnace gas is attracted by a fan, and the in-furnace gas is guided toward the exhaust gas outlet. In the present embodiment, the distance in the furnace length direction between the upstream
次に、高温ガスについてその調製、吹込口、吹込み流速・吹込量、さらには、二次燃焼用ガスの吹込みについて、順次説明する。 Next, the preparation of the high-temperature gas, the blowing port, the blowing flow velocity / blowing amount, and the blowing of the secondary combustion gas will be sequentially described.
<高温ガスの調製>
高温ガス吹込口13,15から吹き込まれる高温ガスの温度は、100〜400℃の範囲とすることが好ましく、150〜200℃程度とすることがより好ましい。100℃未満の温度のガスを吹き込むと炉内温度が低下し、燃焼が不安定となりCO発生量が増加する。400℃を超えるガスを吹き込むと燃焼室内における火炎温度が著しく高温になり、クリンカの生成が助長されるなど問題が生じる。高温ガスの温度を150〜200℃程度とすることにより、前記の問題の発生を抑制するとともに空気を加熱するエネルギーを適切な範囲とすることができるので、より好ましい。
<Preparation of hot gas>
The temperature of the hot gas blown from the hot
また、前段の高温ガス吹込口13から吹き込まれる高温ガス(「前段高温ガス」ともいう)の酸素濃度は12〜21dry体積%、そして、後段の高温ガス吹込口15から吹き込まれる高温ガス(「後段高温ガス」ともいう)の酸素濃度は1〜12dry体積%に調整されていることが好ましい。これにより、上述の効果がより効果的に発揮され、排ガスの低NOx化、低CO化がより促進される。
The oxygen concentration of the high-temperature gas (also referred to as “pre-stage high-temperature gas”) blown from the front-stage high-temperature gas blow-in
前段高温ガスの酸素濃度を上述の範囲とする根拠は次の通りである。燃焼開始領域A2から主燃焼領域A3までの領域を、低酸素雰囲気とするとき、前段高温ガスの酸素濃度が下限より低いと、還元ガスの発生が過剰になり、余剰のNHnから後流側でNOxが生成されたり、可燃性ガスの発生が過剰になり、燃焼室内で燃焼されずに二次燃焼領域に流入する可燃性ガスの未燃分(未燃ガス)の量が過剰となるので不適であり、酸素濃度が上限より高いと、低酸素雰囲気とならず、還元ガスの発生量が少なく不適であり、したがって、前段高温ガスの酸素濃度は12〜21dry体積%が好ましい。 The grounds for setting the oxygen concentration of the pre-stage hot gas in the above range are as follows. When the region from the combustion start region A2 to the main combustion region A3 is in a low oxygen atmosphere, if the oxygen concentration of the pre-stage high temperature gas is lower than the lower limit, the generation of reducing gas becomes excessive, and excess NHn leads to the downstream side. NOx is generated or flammable gas is excessively generated, and the amount of unburned gas (unburned gas) flowing into the secondary combustion area without being burned in the combustion chamber becomes excessive. If the oxygen concentration is higher than the upper limit, a low oxygen atmosphere is not obtained, and the amount of reducing gas generated is small and unsuitable. Therefore, the oxygen concentration of the upstream high-temperature gas is preferably 12 to 21 dry volume%.
また、後段高温ガスの酸素濃度を上述の範囲とする根拠は次の通りである。後燃焼領域A4の前部の領域を、酸素過剰雰囲気とするとき、後段高温ガスの酸素濃度が下限より低いと、廃棄物の固体燃焼が十分に行われずに未燃となり不適となり、酸素濃度が上限より高いと、高温場が生じNOx発生量が多くなり不適となる。したがって、後段高温ガスの酸素濃度は1〜12dry体積%が好ましい。 The grounds for setting the oxygen concentration of the latter-stage hot gas in the above range are as follows. When the front region of the post-combustion region A4 is in an oxygen-excess atmosphere, if the oxygen concentration of the post-stage hot gas is lower than the lower limit, the solid combustion of the waste is not performed sufficiently and becomes unburned and unsuitable, If it is higher than the upper limit, a high-temperature field is generated and the amount of NOx generated increases, which is inappropriate. Therefore, the oxygen concentration of the latter-stage hot gas is preferably 1 to 12 dry volume%.
高温ガスが上述したガス温度及び酸素濃度となるように、本実施形態では、前段高温ガスとして、焼却炉から排出された排ガスの一部を返送する返送排ガスと高温空気の混合ガス又は高温空気が用いられ、後段高温ガスとして、返送排ガス又は返送排ガスと高温空気の混合ガスが用いられる。上記返送排ガスとしては、焼却炉から排出された排ガスに対して前述の排ガス処理系と除塵装置により酸性ガスの中和処理、ダイオキシン類の処理、除塵処理が行われた排ガスの一部が用いられる。また、上記高温空気は、空気を廃熱ボイラで発生させた蒸気との熱交換により加熱して生成される。そして、本実施形態では、返送排ガス、返送排ガスと高温空気の混合ガス、高温空気が、必要に応じて廃熱ボイラで発生させた蒸気との熱交換により加熱され、温度と酸素濃度が上記所定の条件を満たすような高温ガスとして燃焼室内に吹き込まれる。 In this embodiment, a mixed gas or high-temperature air of return exhaust gas and high-temperature air that returns a part of the exhaust gas discharged from the incinerator is used as the pre-stage high-temperature gas so that the high-temperature gas has the gas temperature and oxygen concentration described above. Used as the rear stage high-temperature gas is a return exhaust gas or a mixed gas of the return exhaust gas and high-temperature air. As the return exhaust gas, a part of the exhaust gas that has been subjected to neutralization treatment of acid gas, dioxins treatment, and dust removal treatment by the above-described exhaust gas treatment system and dust removal device is used for the exhaust gas discharged from the incinerator. . The high-temperature air is generated by heating air by heat exchange with steam generated by a waste heat boiler. In this embodiment, the return exhaust gas, the return exhaust gas and high-temperature air mixed gas, and the high-temperature air are heated by heat exchange with the steam generated in the waste heat boiler as necessary, and the temperature and oxygen concentration are set to the predetermined values. It is blown into the combustion chamber as a high-temperature gas that satisfies the following conditions.
このように、高温ガスを調製する際の返送排ガスと高温空気の混合割合や、返送排ガス、返送排ガスと高温空気の混合ガス、高温空気の加熱条件などを調整して、高温ガスの温度、酸素濃度を所望の範囲とする。 In this way, adjusting the mixing ratio of the return exhaust gas and hot air when preparing the high temperature gas, the return exhaust gas, the return exhaust gas and high temperature air mixed gas, the heating conditions of the high temperature air, etc., the temperature of the high temperature gas, oxygen Bring the concentration to the desired range.
<高温ガス吹込口>
前段の高温ガス吹込口13は、燃焼室2の天井の、乾燥火格子5aの廃棄物の移動方向下流側(後部)から燃焼火格子5bの移動方向下流側(後部)までの範囲内での火格子直上の位置に設けられている。
<High temperature gas inlet>
The upstream high-
後段の高温ガス吹込口15は、燃焼室2の天井の、燃焼火格子5bの移動方向下流側(後部)から後燃焼火格子5cの移動方向上流側(前部)までの火格子直上の位置に設けられている。
The rear-stage high-
前段の高温ガス吹込口13と後段の高温ガス吹込口15は、それぞれ燃焼室2の幅方向に複数配置される。図1に示す実施の形態では高温ガス吹込口13は、上記の範囲内で炉長方向の3箇所に配置されているが、これに拘らず、高温ガス吹込口13,15は、上記の範囲内でそれぞれ炉長方向の複数位置に配置されてもよい。高温ガス吹込口13,15は、ノズル型でもスリット型でもよい。
A plurality of front-stage high-temperature
燃焼室内の廃棄物層直上で幅方向と炉長方向の広い範囲に亘って平面状燃焼領域が形成されるように、廃棄物からの上昇流と対向させる高温ガスの流れの状況を好ましい状態に制御するように、高温ガス吹込口の配置位置、配置数、配置間隔、吹込み方向、吹込口の形状、高温ガスの吹込み流速及び吹込み流量のうち少なくとも一つを、設定又は調整する。 The state of the flow of high-temperature gas facing the upward flow from the waste is made favorable so that a planar combustion region is formed over a wide range in the width direction and the furnace length direction directly above the waste layer in the combustion chamber In order to control, at least one of the arrangement position, the number of arrangements, the arrangement interval, the blowing direction, the shape of the blowing port, the blowing flow rate and the blowing flow rate of the hot gas is set or adjusted.
図1においては、高温ガス吹込口13,15から廃棄物層に向かって下向きに高温ガスを吹き込んでいる。ここで、高温ガスの吹込み方向としては、廃棄物層に対する垂線から20°までの角度範囲の吹込み方向で吹き込まれることが望ましい。これは、吹き込んだ高温ガスと、廃棄物の熱分解・部分酸化によって生じる可燃性ガスと燃焼ガスの上昇流とが衝突して生じる流れ場を対向流場とするためであり、高温ガスの吹込み方向が廃棄物層に対する垂線から20°より大きい範囲となると、適切な対向流場が形成されなくなるためである。
In FIG. 1, the hot gas is blown downward from the hot
高温ガスの吹込み速度は、例えば、前段高温ガス供給装置24および後段高温ガス供給装置25が、それぞれ高温ガスを送るブロワの送風量調整や管路に設けた流量調整機構としてのダンパ14,16の開度を調整し高温ガスの吹込み流量を調整することなどにより調整される。
For example, the high-temperature gas blowing speed is controlled by, for example,
高温ガス吹込口13,15が燃焼室の炉幅方向又は炉長方向に複数ある場合,高温ガスはそれぞれの高温ガス吹込口13,15から必ずしも等流速で吹き込まれる必要はなく,焼却炉の規模、形状、用途或いは廃棄物性状、量、廃棄物層厚さ等により、各高温ガス吹込口13,15からの吹込み流速は異なるように適宜変更され得る。
When there are a plurality of hot
高温ガス吹込口13,15が燃焼室の炉幅方向又は炉長方向に複数ある場合、高温ガスはそれぞれの高温ガス吹込口13,15から必ずしも等流量で吹き込まれる必要はなく、焼却炉1の規模、形状、用途或いは廃棄物性状、量、廃棄物層厚さ等により、各高温ガス吹込口13,15からの吹込み流量が異なるように適宜変更され得る。
When there are a plurality of high-temperature
燃焼室2で廃棄物から発生する可燃性ガスと燃焼ガスの発生量の変動に対応して、廃棄物層Wの直上に平面状燃焼領域を変動なく定在させるように、高温ガスの吹込み流量を調整することが好ましい。平面状燃焼領域の状態が変動すると、可燃性ガスの燃焼状態が変化し燃焼排ガス中のCO濃度、酸素濃度などが変動するため、監視因子としてボイラから排出される排ガスのCO濃度、酸素濃度を計測しその変化に対応して、高温ガスの吹込み流量を調整するようにしてもよい。
In response to fluctuations in the amount of combustible gas and combustion gas generated from the waste in the
高温ガスの吹込み流量は、例えば、前段高温ガス供給装置24および後段高温ガス供給装置25が、それぞれ高温ガスを送るブロワの送風量やダンパ14,16の開度を調整し流量を調整することなどにより調整される。
The high-temperature gas blow-in flow rate is adjusted, for example, by the front-stage high-temperature
<二次燃焼用ガスの吹込み>
二次燃焼用ガスQが二次燃焼領域10に吹き込まれ、燃焼室2からの未燃ガスが二次燃焼される。二次燃焼用ガスとして、温度は常温〜200℃の範囲であり、酸素濃度は15〜21dry体積%の範囲のガスを用いることが好ましい。二次燃焼用ガスとして、空気、酸素を含有するガス、返送排ガスを用いてよいし、これらの混合ガスを用いてもよい。
<Injection of secondary combustion gas>
The secondary combustion gas Q is blown into the
上記二次燃焼用ガス吹込口17は、二次燃焼領域内に旋回流が生じる方向にガスを吹き込めるように1つ又は複数設置することが好ましい。二次燃焼用ガスQを二次燃焼領域10内に旋回流が生じる方向に吹き込むことにより、二次燃焼領域10内のガス温度及び酸素濃度分布を均一化、平均化でき、未燃ガスの二次燃焼が安定して行われ、局所高温領域の発生を抑制し、排ガスのさらなる低NOx化が可能となる。さらに、未燃ガスと酸化剤との混合が促進されるため燃焼安定性が向上し、完全燃焼が達成できるため、排ガスの低CO化も可能となる。
It is preferable to install one or more secondary combustion gas inlets 17 so that gas can be blown in the direction in which the swirling flow is generated in the secondary combustion region. By blowing the secondary combustion gas Q in the direction in which the swirling flow is generated in the
二次燃焼用ガスQとしては、ブロワにより供給される燃焼用二次空気のみ、ブロワ供給後の燃焼用二次空気に希釈剤を混合し酸素濃度を調整したガス、除塵装置を通過した後の排ガスの一部を抜き出した返送排ガスのみ、又は上記燃焼用二次空気と返送排ガスを混合したガス等を用いることができる。 As the secondary combustion gas Q, only the secondary air for combustion supplied by the blower, the gas adjusted by adjusting the oxygen concentration by mixing the diluent with the secondary air for combustion after the blower is supplied, and after passing through the dust removing device Only the return exhaust gas from which a part of the exhaust gas is extracted, or a gas in which the secondary air for combustion and the return exhaust gas are mixed can be used.
希釈剤としては、窒素、二酸化炭素などが考えられる。 Diluents such as nitrogen and carbon dioxide are conceivable.
上記二次燃焼領域10内のガス温度が、800〜1050℃の範囲となるように、上記二次燃焼用ガスの流量を調整することが好ましい。二次燃焼領域10内のガス温度が800℃未満となると未燃ガスの燃焼が不十分となり、排ガス中のCOが増加する。また、二次燃焼領域10内のガス温度が1050℃を超えると二次燃焼領域10内におけるクリンカの生成が助長され、さらに、NOxが増加する。
It is preferable to adjust the flow rate of the secondary combustion gas so that the gas temperature in the
以上のように、本発明によれば、炉天井から高温ガスを吹き込む火格子廃棄物焼却炉及びその廃棄物焼却方法において、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段により各位置で温度を検出し、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定し、その判定結果にもとづき、燃切点を所定位置とするように廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を操作して制御することとしたので、燃切点の位置を正確に検知し、燃切点の位置を所定位置とするように廃棄物焼却炉の運転を制御して、廃棄物の燃焼を安定して行うことができ、CO、NOx等の有害物質の発生量を抑制でき、低空気比燃焼操業を何の問題もなく行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, in the grate waste incinerator and the waste incineration method for blowing high temperature gas from the furnace ceiling, in the furnace length direction, within the range from the dry grate to the post-combustion grate. The temperature is detected at each position by a plurality of temperature detection means arranged at positions between adjacent high temperature gas injection ports, a front position of the frontmost high temperature gas injection port, and a rear position of the last high temperature gas injection port. The position of the temperature detecting means showing the highest temperature is determined as the fuel cut point, and the combustion operation amount adjusting means for operating the combustion state of the waste is operated based on the determination result so that the fuel cut point is set to the predetermined position. Therefore, the position of the fuel cut point is accurately detected, and the operation of the waste incinerator is controlled so that the position of the fuel cut point is a predetermined position, thereby stabilizing the combustion of the waste. Of harmful substances such as CO and NOx The amount can be suppressed, it is possible to carry out without any problems the low air ratio combustion operation.
本発明によれば、さらに、廃棄物焼却炉燃焼室の天井に設けた吹込口から高温ガスを下向きに吹き込むことにより、高温ガスの下向きの流れと、廃棄物層から発生する可燃性ガスと燃焼ガスとの上向きの流れとを衝突させ、廃棄物層直上でガス流れが緩やかなよどみ領域又は上下方向に循環する循環領域を燃焼室の幅方向と炉長方向の広い範囲に亘って形成することができるので、平面状燃焼領域を定在させることができ、焼却炉の大きさ、すなわち、燃焼室の幅や高さに関わらず、空気比が1.5以下の低空気比燃焼においても廃棄物と、発生する可燃性ガスを安定して燃焼することができる。そして、燃焼が安定するため、廃棄物焼却炉から排出される排ガス中のCO,NOxなど有害物の発生量を抑制することができる。さらには、定在する平面状火炎の輻射などにより廃棄物の熱分解を促進することができるため、火格子に供給する廃棄物量(火格子負荷)および燃焼室内に供給する廃棄物の熱量(火炉負荷)を大きくすることができる。このため廃棄物焼却処理量に対して燃焼室内容積を小さくすることができ、焼却炉の炉高を低くすることができ廃棄物焼却設備をコンパクトにすることにより設備費用と運転費用を低減することができる。 According to the present invention, the hot gas is further blown downward from the blow-in opening provided in the ceiling of the waste incinerator combustion chamber, so that the downward flow of the hot gas, the combustible gas generated from the waste layer, and combustion Forming a stagnation area where the gas flow circulates just above the waste layer or a circulation area where it circulates in the vertical direction over a wide range in the width direction of the combustion chamber and the furnace length direction by colliding with the upward flow of gas. Therefore, it is possible to establish a planar combustion zone, and even in the low air ratio combustion where the air ratio is 1.5 or less, regardless of the size of the incinerator, that is, the width and height of the combustion chamber. And the combustible gas generated can be stably burned. And since combustion is stabilized, the generation amount of harmful substances such as CO and NOx in the exhaust gas discharged from the waste incinerator can be suppressed. Furthermore, the thermal decomposition of waste can be promoted by radiation of a standing flat flame, etc., so the amount of waste supplied to the grate (grate load) and the amount of waste heat supplied to the combustion chamber (furnace) Load) can be increased. For this reason, the volume of the combustion chamber can be reduced relative to the amount of waste incineration, the furnace height of the incinerator can be reduced, and the waste incineration equipment can be made compact to reduce equipment costs and operating costs. Can do.
本発明によれば、さらに、二段の高温ガス吹込口から高温ガスを吹込むことにより、NOxの発生が抑制され、COやNOx等の有害ガスの発生量が低減できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。さらに、従来よりさらに低空気比で燃焼を行えるので焼却炉から排出される排ガス総量をさらに大幅に低減でき、また、廃熱の回収効率を向上できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法が提供される。 Further, according to the present invention, the waste incinerator and the waste that can suppress the generation of NOx and reduce the generation amount of harmful gases such as CO and NOx by blowing high-temperature gas from the two-stage high-temperature gas blowing ports. An incineration method is provided. Furthermore, since the combustion can be performed at a lower air ratio than before, the total amount of exhaust gas discharged from the incinerator can be further greatly reduced, and a waste incinerator and a waste incineration method that can improve the recovery efficiency of waste heat are provided. The
1 廃棄物焼却炉
2 燃焼室
5 火格子
5a 乾燥火格子
5b 燃焼火格子
5c 後燃焼火格子
7a−1〜7d−1 燃焼操作量調整手段(ダンパ)
13,15 高温ガス吹込口
16a〜16e 温度検出手段
24 前段高温ガス供給装置
25 後段高温ガス供給装置
DESCRIPTION OF
13, 15 Hot
Claims (10)
火格子を備え該火格子上の廃棄物を燃焼する燃焼室と、
燃焼用一次空気を上記火格子の下から上記燃焼室内に吹き込む一次空気吹込み手段と、
高温ガスを上記燃焼室の天井から下向きに吹き込む高温ガス吹込み手段とを有する火格子式廃棄物焼却炉において、
炉長方向で炉内温度が最高となる位置を燃切点位置として検出する燃切点位置検知手段と、
燃切点位置検知手段の出力にもとづき、炉長方向での燃切点位置を所定位置となるように制御する燃切点制御手段とを備え、
上記高温ガス吹込み手段は、火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向に前段と後段の二段の高温ガス吹込口と、前段の高温ガス吹込口へ前段高温ガスを供給する前段高温ガス供給手段と、後段の高温ガス吹込口へ後段高温ガスを供給する後段高温ガス供給手段と、を備えており、前段の高温ガス吹込口が乾燥火格子の後部から燃焼火格子の後部までの上記天井に設けられていると共に、後段の高温ガス吹込口が燃焼火格子の後部から後燃焼火格子の前部までの上記天井に設けられ、
上記燃切点位置検知手段は、炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段と、最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定する燃切点位置判定手段とを備え、
燃切点制御手段は、廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を有し、上記燃切点位置判定手段からの出力にもとづき、燃切点を所定位置とするように燃焼操作量調整手段での操作により制御可能となっていることを特徴とする火格子式廃棄物焼却炉。 A grate-type waste incinerator,
A combustion chamber comprising a grate and burning waste on the grate;
Primary air blowing means for blowing primary air for combustion into the combustion chamber from under the grate,
In a grate-type waste incinerator having hot gas blowing means for blowing hot gas downward from the ceiling of the combustion chamber,
A fuel cut point position detecting means for detecting a position where the furnace temperature is highest in the furnace length direction as a fuel cut point position;
A fuel cut point control means for controlling the fuel cut point position in the furnace length direction to be a predetermined position based on the output of the fuel cut point position detection means;
The high-temperature gas blowing means includes a first-stage and second-stage high-temperature gas injection port in the furnace length direction, which is the moving direction of waste on the grate, and a first-stage high-temperature gas injection port that supplies the first-stage high-temperature gas to the first-stage high-temperature gas injection port A high-temperature gas supply means and a post-stage high-temperature gas supply means for supplying a post-stage high-temperature gas to a post-stage high-temperature gas injection port, and the front-stage high-temperature gas injection port extends from the rear part of the drying grate to the rear part of the combustion grate And a high-temperature gas inlet in the rear stage is provided in the ceiling from the rear part of the combustion grate to the front part of the rear combustion grate,
The burn-off point position detection means includes, in the furnace length direction, positions between adjacent hot gas inlets in the range from the dry grate to the post-combustion grate, the front position of the frontmost hot gas inlet, and the last A plurality of temperature detection means respectively disposed at the rear position of the high temperature gas inlet, and a fuel cut point position determination means for determining the position of the temperature detection means showing the highest temperature as the fuel cut point,
The fuel cut point control means has a combustion operation amount adjusting means for manipulating the combustion state of the waste, and based on the output from the fuel cut point position determining means, the combustion operation amount is set so that the fuel cut point is set to a predetermined position. A grate-type waste incinerator characterized in that it can be controlled by an operation with an adjusting means.
後段高温ガス供給手段が、返送排ガス又は返送排ガスと高温空気との混合ガスを後段高温ガスとして供給することとする請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つに記載の火格子式廃棄物焼却炉。 The pre-stage high-temperature gas supply means supplies, as the pre-stage high-temperature gas, a mixed gas or high-temperature air of return exhaust gas and high-temperature air in which a part of the exhaust gas discharged from the incinerator is returned,
4. The grate-type waste according to claim 1, wherein the post-stage hot gas supply means supplies the return exhaust gas or the mixed gas of the return exhaust gas and the hot air as the post-stage hot gas. Incinerator.
後段高温ガス供給手段が、後段高温ガスの酸素濃度を1〜12dry体積%に制御することとする請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載の火格子式廃棄物焼却炉。 The pre-stage high temperature gas supply means controls the oxygen concentration of the pre-stage high temperature gas to 12 to 21 dry volume%,
The grate-type waste incinerator according to any one of claims 1 to 4, wherein the latter-stage hot gas supply means controls the oxygen concentration of the latter-stage hot gas to 1 to 12 dry volume%.
燃焼用一次空気を火格子下から上記燃焼室内に吹き込み、
上記燃焼室の天井に火格子上の廃棄物の移動方向である炉長方向で前段と後段の二段に設けた高温ガス吹込口のうち、乾燥火格子の後部から燃焼火格子の後部までの上記天井に配設した前段の高温ガス吹込口から下向きに前段高温ガスを吹き込み、燃焼火格子の後部から後燃焼火格子の前部までの上記天井に配設した後段の高温ガス吹込口から下向きに後段高温ガスを吹き込む廃棄物焼却方法において、
炉長方向で、乾燥火格子から後燃焼火格子までの範囲内で隣接する高温ガス吹込口同士間位置と、最前の高温ガス吹込口の前方位置と、最後の高温ガス吹込口の後方位置とにそれぞれ配された複数の温度検出手段により各位置で温度を検出する温度検知工程と、
最高の温度を示す温度検出手段の位置を燃切点と判定する燃切点位置判定工程と、
上記燃切点位置判定工程での出力にもとづき、燃切点を所定位置とするように廃棄物の燃焼状況を操作する燃焼操作量調整手段を操作して制御する燃切点制御工程とを有することを特徴とする廃棄物焼却方法。 A waste incineration method using a grate-type waste incinerator with a combustion chamber,
Blow primary air for combustion into the combustion chamber from below the grate,
Of the high-temperature gas inlets provided in the front and rear stages in the furnace length direction, which is the moving direction of waste on the grate, on the ceiling of the combustion chamber, from the rear part of the dry grate to the rear part of the combustion grate Blow the front high-temperature gas from the front high-temperature gas injection port arranged on the ceiling, and downward from the rear high-temperature gas injection port arranged on the ceiling from the rear of the combustion grate to the front of the rear combustion grate In the waste incineration method in which high temperature gas is blown into the latter stage,
In the furnace length direction, the position between adjacent hot gas inlets in the range from the dry grate to the post-combustion grate, the front position of the foremost hot gas inlet, and the rear position of the last hot gas inlet A temperature detection step of detecting the temperature at each position by a plurality of temperature detection means respectively disposed in
A fuel cut point position determining step for determining the position of the temperature detecting means showing the highest temperature as the fuel cut point;
A fuel cut point control step of operating and controlling the combustion operation amount adjusting means for operating the combustion state of the waste so as to set the fuel cut point to a predetermined position based on the output in the fuel cut point position determination step. Waste incineration method characterized by that.
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