JPH11132425A - ごみ焼却炉の二次燃焼方法 - Google Patents
ごみ焼却炉の二次燃焼方法Info
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- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
燃焼させ、排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガ
ス中の残留未燃ガスを燃焼するに当たり、一次燃焼空気
に対応した量の二次燃焼空気を排ガス中の残留未燃ガス
に供給して縦方向に混合し、さらに、所定の量の三次燃
焼空気を二次燃焼空気の風速の1.5〜2.5倍の風速
で排ガス中の残留未燃ガスに供給して水平方向に混合す
るごみ焼却炉の二次燃焼方法において、二次燃焼空気に
酸素富化する。
Description
る排ガス中の残留未燃ガスを再燃させるとともにダイオ
キシン類の低減を可能とする二次燃焼方法に関する。
よって供給される。しかし、空気中に含まれる酸素は、
自然の状態で20.95%しかなく、残りのほとんどは
不活性成分(窒素分:78.09%)であるので、燃焼
炉の熱効率を低下させる。そこで、燃焼空気中の酸素濃
度を通常の空気よりも増加させて燃焼する方法があり、
これを酸素富化燃焼と言う(畑中ほか:省エネルギー燃
焼技術,省エネルギーセンター編,1984年)。
を使用した燃焼に比べて、下記の利点があり、冶金・精
錬・化学工業等の燃焼設備で用いられてきた。 1)不活性成分割合が少なくなるので火炎温度が上昇
し、火炎放射熱量が増大する。 2)燃焼に必要な吹込空気量が少なくなり、系外に持ち
出される熱量が少なくなる。
用されてきているが、この方法は酸素自身の価格が高い
ため、経済効果の発生する高温燃焼場を使った生産工程
での利用に止まっていた。最近では、シリコン系やテフ
ロン系の酸素富化膜を用いた装置や、モレキュラーチュ
ーブを利用したPSA(Pressur Swing Adsorption)装
置を用いて空気中の酸素を分離し、高濃度の酸素を製造
する技術の進展により、酸素富化燃焼が経済的に有利と
なるケースが増える可能性が出てきた。
度域で、酸素富化を用いた場合とB重油を用いた場合の
経済的分岐点を図17のように試算している(畑中ほ
か:省エネルギー燃焼技術,省エネルギーセンター編,
1984年)。図17に示す曲線よりも下に位置するケ
ースであれば酸素富化燃焼の経済性が見込まれ、燃焼温
度域が低くなっても酸素価格が下がれば、経済効果が発
生することになる。従って、酸素価格が下がるにつれ、
生産分野だけでなく、都市ごみ焼却や産業廃焼却分野に
おいても、酸素富化燃焼による効果に加え経済性が生じ
てくる。
C.H.Shahaniらは、ごみ焼却炉の燃焼空気を酸素富化す
ることよって、以下の効果を期待し、計算モデルでの比
較検討およびパイロットテストを実施している(G.H.Sh
ahani,D.P.Bucci,D.M.De Vincentis,S.P.Goff:0xygen e
nrichiment for waste combustion,Proc 1994 Int Inci
ner Conf,pp 425-429(1994))。
焼空気の酸素富化を行い、焼却施設の効率化の可能性を
追求しているが、現状の酸素価格では実用化が困難であ
る。
は、燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを燃焼させ、
排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガス中の残留
未燃ガスを燃焼するに当たり、一次燃焼空気に対応した
量の二次燃焼空気を排ガス中の残留未燃ガスに供給して
縦方向に混合し、さらに、所定の量の三次燃焼空気を二
次燃焼空気の風速の1.5〜2.5倍の風速で排ガス中
の残留未燃ガスに供給して水平方向に混合するごみ焼却
炉の二次燃焼方法が開示されている。
まず、一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排ガ
ス中の残留未燃ガスに供給して縦方向に混合するので、
高温の燃焼ガスと未燃排ガスとが急激な部分燃焼を起こ
すことなく緩やかに燃焼し、サーマルNOXの発生を抑
制しながら未燃ガスの再燃焼を行うことができる。つぎ
に、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速の
1.5〜2.5倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに供
給して水平方向に混合するので、残留未燃ガスを水平方
向に急激に燃焼して完全燃焼に近づけることが可能とな
り、CO濃度を低減することができるという利点があ
る。
に記載された発明では、三次燃焼空気は、炉出口燃焼ガ
ス温度の制御を行っているため、酸素富化の効果が安定
しないという問題がある。なお、実開昭63−8653
0号公報には、ごみ焼却炉の一次空気を酸素富化する技
術が開示され、実開平2−7434号公報には、ごみ焼
却炉の一次空気に酸素濃度の低い空気を供給するととも
にを二次空気を酸素富化する技術が開示されている。
は、一次空気の酸素富化を行っているため、乾燥対応と
ロストル焼損の問題があり、熱量としては低カロリー対
策となるもののダイオキシン対策とは成り得ない。ま
た、実開平2−7434号公報では、酸素と窒素を分離
し、一次燃焼空気に窒素を多く、二次燃焼空気に酸素を
多く入れる方法を採っているが、燃焼管理、制御性につ
いての開示がないため、現実には、ごみ質変動に対して
どのように対応し、制御するのかという問題がある。
めになされたもので、その目的は、確実に燃焼空気の酸
素富化を行うことが可能なごみ焼却炉の二次燃焼方法を
提供することにある。
燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを燃焼させ、排ガ
スを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガス中の残留未燃
ガスを燃焼するに当たり、一次燃焼空気に対応した量の
二次燃焼空気を排ガス中の残留未燃ガスに供給して縦方
向に混合し、さらに、所定の量の三次燃焼空気を二次燃
焼空気の風速の1.5〜2.5倍の風速で排ガス中の残
留未燃ガスに供給して水平方向に混合するごみ焼却炉の
二次燃焼方法において、二次燃焼空気に酸素富化するこ
とを特徴とする。
み焼却炉の二次燃焼方法において、二次燃焼空気を導入
する管路中への酸素吹込口に酸素計を設け、二次燃焼空
気の酸素濃度が23%となるように制御することを特徴
とする。請求項3記載の発明は、請求項1または請求項
2記載のごみ焼却炉の二次燃焼方法において、酸素富化
した二次燃焼空気の流速が、20〜25m/sであるこ
とを特徴とする。
空気を供給してごみを燃焼させ、排ガスを炉体に導き、
燃焼室で発生する排ガス中の残留未燃ガスを燃焼するに
当たり、一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排
ガス中の残留未燃ガスに供給して縦方向に混合し、さら
に、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速の
1.5〜2.5倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに供
給して水平方向に混合するごみ焼却炉の二次燃焼方法に
おいて、炉体のガス冷却室の下流側に、空気予熱器、バ
グフィルタおよび煙突を順番に排ガス通路を介して配
し、炉体に二次燃焼空気を導入する管路に、酸素発生装
置に連絡する酸素富化管路を配し、バグフィルタと煙突
との間の排ガス通路における排ガス中のCO濃度が10
ppm以下となるように、酸素富化管路に設けた調整バ
ルブを制御し、二次燃焼空気の酸素富化量を制御するこ
とを特徴とする。
み焼却炉の二次燃焼方法において、酸素富化した二次燃
焼空気の流速が、20〜25m/sであることを特徴と
する。
基づいて説明する。
項4および請求項5記載の発明に係るごみ焼却炉の二次
燃焼方法を説明する。なお、本実施形態においては、酸
素富化に係わる構成を除くと、特許第2642568号
明細書に記載されたごみ焼却炉の二次燃焼方法の図1な
いし図4に示す実施例と同様である。
ている。このごみ焼却炉1は、ごみクレーン(図示せ
ず)によりごみが供給されるホッパ2と、このホッパ2
からごみを案内するホッパシュート3と、このホッパシ
ュート3のごみを移送するごみ押出機4を有する給塵装
置と、給塵装置により供給されたごみを乾燥する乾燥ス
トーカ5と、乾燥ストーカ5からのごみを燃焼する燃焼
ストーカ6と、燃焼ストーカ6からのごみをおき火燃焼
させる後燃焼ストーカ7とを備えている。
に設けられている。乾燥ストーカ5,燃焼ストーカ6,
後燃焼ストーカ7は、炉体8内に収容され、この炉体8
の上端には燃焼ガスを排出する排出口9が形成され、炉
体8の側壁面には、冷却水供給口10と、二次燃焼空気
用送風機11と、冷却水供給口10と二次燃焼空気用送
風機11の間の三次燃焼空気用送風機12とが配設さ
れ、炉体8の下端には助燃バーナ13が配設されてい
る。
トーカ6,後燃焼ストーカ7の上方にある一次燃焼室1
4と、二次燃焼空気用送風機11付近の二次燃焼室15
と、二次燃焼室15の上方の三次燃焼室16と、三次燃
焼室16の上方のガス冷却室17とで構成されている。
二次燃焼空気用送風機11は炉体8の一次燃焼室14の
直上に設けられている。
焼室15の上部側と下部側に設けられている。二次燃焼
空気吹込ノズル11Aの上流側には、酸素発生装置30
に連絡する酸素富化管路31が取り付けられている。酸
素富化管路31は、途中に調整バルブ32を介装し、ガ
ス蒸発器33に連絡している。ガス蒸発器33には、液
体酸素34が連絡している。本実施形態では、液体酸素
34とガス蒸発器33とで構成されている。
ァン26との間に介装したCO濃度計35の測定値に基
づいて開度が制御される。例えば、CO濃度の設定値を
10ppmとすると、CO濃度計35による計測値が1
0ppmを超える場合には、調整バルブ32の開度を大
きくして、酸素の供給量を増やし、CO濃度計35によ
る計測値が10ppmを下回る場合には、調整バルブ3
2の開度を小さくして、酸素の供給量を低減するという
開度調整を常に行い、CO濃度計35による計測値が1
0ppm以下となるように制御する。
まれた二次燃焼空気は、炉体8の二次燃焼室15の下部
から上部に向かってほぼS字状(蛇行状)を描きながら
縦方向に排ガスの上昇流と混合される。炉体8の三次燃
焼室16,ガス冷却室17付近の断面は円形状に構成さ
れ、図3に示すように、炉体8の三次燃焼室16におけ
る壁面には、三次燃焼空気用送風機12から空気が送ら
れる複数の三次燃焼空気吹込ノズル12Aが所定の間隔
で円周状に設けられている。
向は、それぞれ炉体8の壁面に対して所定の傾斜角度
で、かつ炉体8の接線方向に対して同一傾斜角度となっ
ており、炉体8内に二次燃焼空気の渦流を生成するよう
になっている。なお、三次燃焼室16の径が大きくなっ
た場合、中心部の吹き抜け防止を行い、混合効率を高め
るに、三次空気吹込ノズル12Aの吹込角度をそれぞれ
変えると良い。
ット19に接続され、その他端側は途中で分岐して、炉
体8の乾燥ストーカ5の下部8Aに接続する第1分岐管
18A、燃焼ストーカ6の下部8Bに接続する第2分岐
管18B、後燃焼ストーカ7の下部8Cに接続する第3
分岐管18Cを構成している。空気供給管18の途中に
は、風量調整ダンパ18Dと、一次燃焼空気用送風機2
0と、一次燃焼空気温度調整ダンパ20Aとが設けられ
ている。第1分岐管18Aの途中には一次燃焼空気振分
け第1ダンパ21Aが、第2分岐管18Bの途中には一
次燃焼空気振分け第2ダンパ21Bが、第3分岐管18
Cの途中には一次燃焼空気振分け第3ダンパ21Cがそ
れぞれ設けられている。
が接続され、その途中に空気予熱器23,バグフィルタ
24が順番に介装され、さらに、バグフィルタ24の下
流側にファン26を介して煙突27が連絡している。空
気供給管18の一次燃焼空気温度調整ダンパ20Aの両
側部分には、空気予熱器23を通る熱交換用空気管2
5,25が接続されている。空気予熱器23を介して、
排出管22中の排ガスと、熱交換用空気管25,25内
の一次燃焼空気が熱交換され、空気供給管18内の一次
燃焼空気が高温になるとともに排出管22中の排ガスが
冷却される。
に構成されたごみ焼却炉による燃焼制御方法について説
明する。本実施形態においては、乾燥ストーカ5の下部
8Aに、燃焼ストーカ6の下部8Bに、後燃焼ストーカ
7の下部8Cにそれぞれ高温の一次燃焼空気が吹き込ま
れ、ごみ供給量,一次燃焼空気量制御により、乾燥スト
ーカ5,燃焼ストーカ6,後燃焼ストーカ7上のごみが
安定燃焼されて排ガスが生成され、この排ガスは炉体8
内を上昇し、二次燃焼室15内に至る。
〜3m/secである。一方、二次燃焼空気用送風機11か
ら一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気が、その送
風速度を排ガスの上昇流の流速の約6〜8倍程度にし
て、二次燃焼室15内に吹き込まれ、二次燃焼室15の
下部において、乾燥ゾーンで発生する未燃ガスと燃焼ゾ
ーンからの高温の燃焼ガスとを縦方向に混合し、急激な
部分燃焼によるサーマルNOXの発生を抑制しながら未
燃ガスの再燃焼を行う。
焼空気量を1とすると、1:0.4 〜0.6 とされている。
また、二次燃焼空気については、従来炉温冷却としての
使用目的のため常温の空気が用いられていたのに対し
て、本実施形態においては、二次燃焼を主目的に二次燃
焼空気を吹き込むので、二次燃焼空気も高温に設定さ
れ、二次燃焼をより効果的にしている。
スを加えない状態で25m/sec程度となるよう設定
した。そして、二次燃焼空気の酸素濃度を23%程度に
富化することにより、排ガス中のCO濃度を10ppm
以下とした。
のCO濃度および残存酸素の挙動を見ると、酸素富化に
より排ガス中の未燃分の酸化の促進が認められるが、二
次燃焼空気の酸素濃度を23%以上にしても末燃分の酸
化はそれ以上進んでおらず、排ガス中の残存酸素量が増
加していた。さらに、二次燃焼により生成された排ガス
は、一次燃焼により生成された排ガスとともに上昇し、
三次燃焼室16に至る。
の三次燃焼空気吹込ノズル12Aを介して三次燃焼空気
が、その送風速度を二次燃焼空気の吹込風速の1.5〜
2.5倍程度の値にして、三次燃焼室16内に吹き込ま
れる。ここで、三次燃焼空気の吹込量は、一次燃焼空気
量を1とすると、1:0.3 〜0.4 とされている。
二次燃焼によってもまだ燃焼していない排ガス中の残留
未燃ガスとの混合が促進される。この場合、三次燃焼空
気は常温とされ、排ガスに対する冷却をより効果的にし
ており、また、複数の三次燃焼空気吹込ノズル12Aを
介して炉体8内へ常温の三次燃焼空気が渦巻くように吹
き込まれるので、三次燃焼空気と排ガス中の残留未燃ガ
スとの混合の促進を効果的にしている。
燃焼が促進される。そして、一次燃焼,二次燃焼,三次
燃焼により生成された排ガスは、ガス冷却室17に導か
れ、冷却水供給口10から噴霧された冷却水により冷却
され、排出口9に導かれ、さらに、排出管22から空気
予熱器23を経て冷却され、バグフィルタ24に至る。
なお、炉温上昇時の炉温の冷却操作は、ごみ送り量の操
作によって適切に制御されている。
未燃ガスとの混合を促進するように一次燃焼空気に対応
した量の二次燃焼空気が、炉体8内に縦方向に混合する
ように供給されるので、一次燃焼で生成された排ガス中
の残留未燃ガスと高温の燃焼ガスとを緩やかに縦方向に
混合し、急激な部分燃焼によるサーマルNOXの発生を
抑制しながら未燃ガスの再燃焼が行われる。
を少なくしてごみをより完全燃焼させることができる。
特に、炉温低下時にも、二次燃焼空気が吹き込まれ、二
次燃焼空気の供給量が一次燃焼空気量に対して対応した
量となるので、二次燃焼空気の量が不足することなく、
あるいは、混合用としての二次燃焼空気の風速を得るこ
とができ、完全燃焼の達成に近くなり、例えば、CO濃
度を低減することができる。
残留未燃ガスを二次燃焼し、さらに、二次燃焼後の排ガ
ス温度は、約800℃〜900℃となるため、二次燃焼
した排ガス中に、三次燃焼空気を送り込み、再混合する
ことにより、排ガス中の残留未燃ガスを再燃させること
ができる。したがって、排ガス中の未燃ガスの残存率を
少なくしてごみをより完全燃焼させることができる。
ガスがほぼ無くなったとしても、三次燃焼空気吹き込み
による冷却効果を得ることができる。したがって、炉体
8のガス冷却室17への冷却水の供給量を低減し、排ガ
ス中の水分を低減し、ごみ焼却炉1から排出される白煙
の量を少なくすることができる。さらに、ダイオキシン
対策として、例えば、既設のごみ焼却炉においても、炉
体8の排出管22の途中に設けた電気集塵器24の入口
の排ガス温度を約300℃に設備設計した場合、これよ
り低い例えば250℃〜280℃の目標値に制御しよう
とすれば、ガス冷却室17の容量や冷却水供給口10等
からなる冷却水噴霧設備の改修が必要となる場合が多
い。
よって、炉温低下時においても、二次燃焼未燃ガス促進
がなされので、CO低減、ダイオキシン類低減化ができ
る。上記実施形態では、酸素富化を二次燃焼空気の管路
に酸素を添加する方法により行ったが、本発明はこれに
限らず、例えば、二次燃焼空気を導入する管路の酸素吹
込口に酸素計を設け、二次燃焼空気の酸素濃度が23%
となるように制御しても良い(請求項2に対応)。
が、23m/sに限らず、20〜25m/sであれば良
い(請求項3に対応)。また、上記実施形態では、ガス
冷却室を炉上に設置した場合について説明したが、ガス
冷却室が炉上に設置されていない別置き型においても同
様の効果が得られる。
説明する。 実験概要 都市ごみ燃焼炉二次燃焼空気吹込ダクト中に高濃度の酸
素ガスを添加することによって、二次燃焼空気の酸素富
化実験を行った。酸素富化燃焼の導入には酸素発生装置
を設置することが経済的であるが、ここでは液化酸素
(酸素濃度99.5%)を用いた。
ス冷炉上タイプの施設であり、排ガス処理施設にバグフ
ィルタを用いるA施設と、電気集じん器を用いているB
施設の2ヶ所で実施した。実験に用いた施設のフローお
よび排ガス測定点を図6、図7に示す。また、二次燃焼
空気吹込口から上部における二次燃焼室排ガス滞留時間
は、A施設・B施設共に約1secである。A施設、B
施設共に二次燃焼空気の吹込口の設計は、数個計算を用
いたシミュレーション結果を反映させたものであり(長
沢,宮田,古橋ほか:「数値計算を用いた焼却炉二次燃
焼室排ガス混合シミュレーション」,第4回廃棄物学会
研究発表会講演論文集,1993年)、同等の排ガス混合効
果を持たせた設備である。
図8に示すように液体酸素をガス蒸発器にてガス化し、
二次燃焼空気ダクトヘ混入させた。酸素ガス混入後の酸
素濃度は酸素濃度計にて測定した。A施設にて酸素富化
量と排ガス中のCO濃度の挙動および排ガス中の残存酸
素濃度、NOXの挙助について調査し、二次燃焼空気へ
の効果的酸素富化量の検討を基に、二次燃焼空気の酸素
富化量を固定して連続運転を行い、ダイオキシン類の分
解効果の確認を行った。
は、B施設においても同様の実験を行い、再現性の確認
を行った。 実験結果および考察 酸素ガス(O2=99.5%)添加量と混合後の酸素濃
度 二次燃焼空気量を一定にして、酸素ガスの添加量を圧力
調整弁にて変化させ、酸素ガス混合後の二次燃焼空気中
の酸素濃度を測定した。
の酸素ガス添加量と、混合後の酸素濃度の関係は理論線
と良く一致していた。 酸素ガス添加量と排ガス中のCO濃度 吹込速度と酸素富化 焼却炉内は定常運転で、自動燃焼システムによりごみの
供給・送り・一次燃焼空気量を管理し、安定燃焼状態を
保持した運転を行っている(長沢,宮田,松藤ほか:
「ファジィ制御を用いたごみ焼却炉自動燃焼システ
ム」,第3回廃棄物学会研究発表会講演論文集,199
2年)。
を経て、燃焼の初期段階から後段の高温燃焼過程へと移
送されていく。燃焼の初期段階で発生する未燃ガスと後
段からの高温燃焼ガスを混合し、未燃ガスの燃焼に必要
な酸素を供給することにより、排ガス中の未燃分のほと
んどを分解させることが、二次燃焼空気吹込の目的であ
る。また、未燃焼ガスの二次燃焼を促進させることが、
ダイオキシン低減化において非常に重要であることが知
られている(L.P.Nelson,P.Schindler,J.D.Kilgroe:Dev
eropment of Good Combustion Practices to Minimize
Air Emissionsfrom Municipal Waste Combustors,ln Co
nference Proceedings of InternatiolConference on M
unicipal Waste Combustion,pp 8A-61〜8A-80)。
と、吹込空気の酸素濃度を変えて実験を行い、排ガス中
CO農度の低減化に最も効果的な組合せの検討を行っ
た。測定結果を図10に示す。吹込風速を大きくして、
混合効率を上げることによりCO濃度は低減され、また
酸素富化量を多くすることによってもCO濃度は低減さ
れていた。酸素富化量を大きくするとランニングコスト
が高くなり、酸素富化導入による経済的メリットが生じ
るので、吹込風速を25m/sec程度にして酸素富化
量を最小限にすることが、効果的組合せであると考えら
れた。
x濃度 二次燃焼空気の吹込速度を、酸素ガスを加えない状態で
25m/sec程度となるよう設定した後、酸素ガス富
化量を増加させ、二次燃焼空気の酸素濃度を21〜25
%程度まで変化した場合の排ガス中のCO、残存酸素、
NOXの挙動について測定を行った。なお、酸素富化量
を変化させたときの排ガス中のCO濃度の経時変化を測
定したところ、通常の空気のみで二次燃焼を行った場
合、CO濃度が40ppm程度を中心に大きな変動をし
ていたものが、酸素富化を行うことによって低濃度で安
定化した。
富化量を変化させたときの二次燃焼空気酸素濃度と、排
ガス中のCO濃度の平均値を図11に示した。二次燃焼
空気の酸素濃度を23%程度に富化することにより、排
ガス中のCO濃度は10ppm以下となり、これ以上の
酸素富化を行ってもCO低減化には寄与していなかっ
た。
中のNOX濃度の平均値を図12に、残存酸素濃度の平
均値を図13に示した。NOXについては、酸素富化に
よる影響は認められなかった。平均燃焼温度が860〜
880℃の違い程度であったことから、二次燃焼空気酸
素富化による異常高温燃焼が発生するほど未燃ガスが存
在しないことに起因するものと考えられた。
のCO濃度および残存酸素の挙動を見ると、酸素富化に
より排ガス中の未燃分の酸化の促進が認められるが、二
次燃焼空気の酸素濃度を23%以上にしても末燃分の酸
化はそれ以上進んでおらず、排ガス中の残存酸素量が増
加していた。従って、排ガス中の未燃分量に応じて、酸
素富化の適正量が変わるものと考えられた。
進効果が確認できたので、ダイオキシン類分解効果につ
いての比較実験を行った。A施設、B施設において、二
次燃焼空気として通常の空気のみを用いた場合と、二次
燃焼空気に酸素ガスを添加し酸素濃度を23%に調節し
た場合との比較実験を行った。
た。A施設・B施設共に燃焼方式は同じであるが、空気
予熱器はA施設がプレートタイプで、B施設はチューブ
タイプである。また、排ガス処理設備では、A施設・B
施設共に乾式のHCl除去設備を用いているが、集じん
器はA施設がバグフィルタ、B施設が電気集じん器を用
いている。
は同等であるので、酸素富化を行った場合についての二
次燃焼室ダイオキシン類分解効果を、ガス冷却室出口の
測定結果にて比較検討することができる。図14に、A
施設・B施設のガス冷却室出ロダイオキシン頬濃度測定
結果について、PCDDs,PCDFsに区分して表示
した。
場合に比ベ、酸素富化によるダイオキシン類低減化は約
60%であり、PCDDs,PCDFsも共に同等の割
合で低減化されていた。この結果から、二次燃焼空気を
酸素富化することにより、ダイオキシン類の分解が促進
されたと考えられ、発生防止に効果があることが確認で
きた。
B施設においても同等であったことより、再現性の確認
ができた。また、A施設のガス冷却室出口〜バグフィル
タ出口間のダイオキシン類濃度測定結果を図15に、B
施設の同様の比較実験結果を図16に示した。A施設・
B施設共に空気予熱器では、再合成によるダイオキシン
類の増加が認められ、A施設のプレート式よりB施設の
チューブ式の方が再合成が非常に多くなっていた。これ
は、ガス側の熱交表面のダスト付着量がダスト除去機構
の差により、プレート式の方が非常に少ないことに起因
しているのではないかと考えられた。
タはダスト分離能力が高く、フィルタ表面のダスト層で
の吸着効果も期待できるので、入口より出口が大幅に低
くなっている。これに対し、B施設の電機集じん器で
は、再合成による増加が大きくなっている。ここで、共
通していることは、熱回収過程・排ガス処理過程での施
設の違いによるダイオキシン類再合成の差であっても、
二次燃焼空気に酸素富化してダイオキシン頬の分解効率
を高くすると、後工程の濃度も確実に低減されているこ
とである。発生源の低減化が、焼却炉から排出されるダ
イオキシン類の低減化に大きな効果があることが確認で
きた。
り、以下の知見が得られた。 1)酸素富化により、酸素濃度を高くするよりも二次燃
焼空気の流速を速くして混合を優先させることが、CO
低減化に効果的であり、さらに酸素富化して23%濃度
にすることがより効果的であった。
量により、変わることが考えらた。 3)排ガス中の未燃分量が少ない場合、酸素富化による
NOx濃度への悪影響はほとんどなかった。 4)二次燃焼空気の酸素富化により、発生ダイオキシン
類の低減化ができ、後工程の設備の違いにより再合成は
あるものの、排出ダイオキシン類量の低減化に効果的で
あることが確認できた。
害ガスの低減化・エネルギーの有効利用といった多面的
での効果が期待されるものであり、溶融等の高温燃焼場
では、より有効な技術として発展するように思われる。
却炉の二次燃焼室に吹込む二次燃焼空気のみを酸素富化
することによって、二次燃焼室での未燃ガスやダイオキ
シン類の分解効率を高めることが可能となった。
焼却炉の二次燃焼方法を示す説明図である。
る。
体の断面図である。
斜視図である。
要図である。
を示す説明図である。
を示す説明図である。
の酸素ガスの添加を示す説明図である。
気中の酸素濃度を測定した結果を示すグラフである。
の酸素濃度を変えて実験を行い、排ガス中CO農度の低
減化に最も効果的な組合せの検討を行った測定結果を示
すグラフである。
均値を示すグラフである。
平均値を示すグラフである。
の平均値を示すグラフである。
ラフである。
化効果比較実験を示すグラフである。
化効果比較実験を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを
燃焼させ、排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガ
ス中の残留未燃ガスを燃焼するに当たり、 一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排ガス中の
残留未燃ガスに供給して縦方向に混合し、 さらに、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速
の1.5〜2.5倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに
供給して水平方向に混合するごみ焼却炉の二次燃焼方法
において、 二次燃焼空気に酸素富化することを特徴とするごみ焼却
炉の二次燃焼方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のごみ焼却炉の二次燃焼方
法において、 二次燃焼空気を導入する管路中への酸素吹込口に酸素計
を設け、二次燃焼空気の酸素濃度が23%となるように
制御することを特徴とするごみ焼却炉の二次燃焼方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のごみ焼却
炉の二次燃焼方法において、 酸素富化した二次燃焼空気の流速が、20〜25m/s
であることを特徴とするごみ焼却炉の二次燃焼方法。 - 【請求項4】 燃焼室に一次燃焼空気を供給してごみを
燃焼させ、排ガスを炉体に導き、燃焼室で発生する排ガ
ス中の残留未燃ガスを燃焼するに当たり、 一次燃焼空気に対応した量の二次燃焼空気を排ガス中の
残留未燃ガスに供給して縦方向に混合し、 さらに、所定の量の三次燃焼空気を二次燃焼空気の風速
の1.5〜2.5倍の風速で排ガス中の残留未燃ガスに
供給して水平方向に混合するごみ焼却炉の二次燃焼方法
において、 炉体のガス冷却室の下流側に、空気予熱器、バグフィル
タおよび煙突を順番に排ガス通路を介して配し、 炉体に二次燃焼空気を導入する管路に、酸素発生装置に
連絡する酸素富化管路を配し、 バグフィルタと煙突との間の排ガス通路における排ガス
中のCO濃度が10ppm以下となるように、酸素富化
管路に設けた調整バルブを制御し、二次燃焼空気の酸素
富化量を制御することを特徴とするごみ焼却炉の二次燃
焼方法。 - 【請求項5】 請求項4記載のごみ焼却炉の二次燃焼方
法において、 酸素富化した二次燃焼空気の流速が、20〜25m/s
であることを特徴とするごみ焼却炉の二次燃焼方法。
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