乾溜ガス化焼却処理装置
【課題】燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる乾溜ガス化焼却処理装置を提供する。
【解決手段】燃焼炉３は、バーナ部１８に燃焼酸素供給路２０を介して酸素が供給されると共に、燃焼部１９に燃焼排気循環路２３を介して燃焼排気が供給される。このとき、酸素の供給量と燃焼排気の供給量とが制御装置１４により、廃棄物Ａへの着火から燃焼炉３内の温度が設定温度となるまでの第１段階においては、酸素のみが供給され、燃焼炉３内の温度が設定温度に維持される第２段階においては、酸素の供給量を減少させつつ燃焼排気の供給量を増加させるように制御される。
【解決手段】燃焼炉３は、バーナ部１８に燃焼酸素供給路２０を介して酸素が供給されると共に、燃焼部１９に燃焼排気循環路２３を介して燃焼排気が供給される。このとき、酸素の供給量と燃焼排気の供給量とが制御装置１４により、廃棄物Ａへの着火から燃焼炉３内の温度が設定温度となるまでの第１段階においては、酸素のみが供給され、燃焼炉３内の温度が設定温度に維持される第２段階においては、酸素の供給量を減少させつつ燃焼排気の供給量を増加させるように制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を収納すると共に、廃棄物の一部を燃焼させつつ燃焼熱により廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生じさせる乾溜ガス化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物は、その成分が塩化ビニールなどの塩素分を多く含むものが多くなっているため、これらを焼却する焼却処理装置では、焼却の際に、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、ダイオキシン類等の大気汚染物質が発生し得る。そのため、これらの大気汚染物質に対しては、排出量を抑制する一定の環境基準が策定されている。
【０００３】
特に、廃棄物の焼却処理に伴って発生するダイオキシン類は、塩素分を含む廃棄物を２５０〜３５０℃程度の温度で燃焼させると、前記廃棄物から遊離する前記塩素と、樹脂等の不完全燃焼により生成する炭化水素とが、該廃棄物中に含まれる重金属を触媒として反応することによりダイオキシン類が生成するというものである。
【０００４】
前記廃棄物の焼却処理によるダイオキシン類の排出を防止するためには、前記廃棄物を８００℃以上の温度に２秒間以上滞留させて、生成したダイオキシン類を完全に熱分解させることが有効であるとされている。
【０００５】
ところで、本出願人は、先にダイオキシン類の排出を防止しつつ廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として、該廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生ぜしめる乾溜炉と、該可燃性ガスを該乾溜炉から導入して完全燃焼させる燃焼炉とを備える乾溜ガス化焼却処理装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
前記装置では、燃焼炉内の温度を他の燃料の燃焼によりダイオキシン類の熱分解が可能とされる８００℃以上に暖気した上で、廃棄物に着火して可燃性ガスを発生させ、発生した可燃性ガスを他の燃料と共に燃焼炉に燃焼させる。そして、可燃性ガスのみの燃焼で燃焼炉の温度が８００℃より高温の安定温度を維持できるようになったときに他の燃料の燃焼を終了する。これにより、廃棄物の乾溜開始後、可燃性ガスが燃焼炉で自発的に安定して燃焼を継続するようになるまでの段階において、燃焼炉内の温度を８００℃以上としてダイオキシン類の排出を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４００５７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記装置では、燃焼炉内で燃焼された可燃性ガスの燃焼排気は、ボイラ等による熱回収と無害化のための排ガス処理が施され、約２００℃で全て煙突から放出される。そのため、可燃性ガスが有する燃焼熱量の一部は、ボイラ等により熱回収されることなくそのまま排気される。そのため、煙突から排気される燃焼排気の熱量を再回収することが望まれている。
【０００９】
ここで、燃焼排気を燃焼炉内に戻して、煙突から排気される燃焼排気の熱量を再回収することも考えられるが、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となってしまい、燃焼炉における安定した燃焼を実現することはできない。
【００１０】
そこで、本発明は、以上の事情に鑑みて、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる乾溜ガス化焼却処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、
廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に導入される該可燃性ガスの燃焼に要する酸素を燃焼炉に供給する燃焼酸素供給手段と、該燃焼炉内における温度を検知する燃焼炉温度検知手段と、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼が開始された後に該燃焼炉温度検知手段により検知される該燃焼炉内の温度を予め設定された設定温度に維持するように該乾溜炉への酸素供給量を調整しつつ該廃棄物の一部の燃焼に必要な酸素を該乾溜炉に供給する乾溜酸素供給手段とを備えた乾溜ガス化焼却処理装置であって、
前記燃焼酸素供給手段は、前記燃焼炉に、酸素を供給する第１供給手段と、前記燃焼炉内で燃焼された前記可燃性ガスの燃焼排気を供給する第２供給手段と、該第１供給手段により供給する酸素の供給量と該第２供給手段により供給する燃焼排気の供給量とを制御する供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、前記廃棄物への着火から前記燃焼炉内の温度が前記設定温度に維持されるようになるまでの第１段階において、前記第１供給手段により酸素を前記燃焼炉へ供給すると共に、該燃焼炉内の温度が前記設定温度となる第２段階において、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、廃棄物への着火から燃焼炉内の温度が予め設定された設定温度となるまでの第１段階においては、第１供給手段により酸素が燃焼炉に供給される。このように、可燃性ガスの発生量が安定しない第１段階においては、燃焼排気を燃焼炉内に供給しないことで、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。
【００１３】
次に、燃焼炉内の温度が前記設定温度となる第２段階においては、第２供給手段により燃焼排気が燃焼炉内に供給されることで、外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量をボイラ等で再回収することが可能となる。さらに、このとき、第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ第２供給手段による燃焼排気の供給量を増加させることで、燃焼排気の燃焼炉内への導入が外乱となることを防止して、燃焼炉内の安定した燃焼状態が阻害されることを回避することができる。
【００１４】
このように第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる。
【００１５】
第２発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、第１発明において、
前記供給制御手段は、前記第２段階において、前記設定温度が維持されることを条件として、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１６】
第２発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉内の温度が予め設定された設定温度に維持されることを条件として、燃焼排気を燃焼炉に供給することで、燃焼排気が急激に燃焼炉内に供給されることにより、燃焼炉内の温度が低下して安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。
【００１７】
さらに、設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度とすることで、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【００１８】
第３発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、第１または第２発明において、
前記供給制御手段は、前記第１供給手段による酸素の供給量および前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量により決定される定常状態としての第３段階において、前記燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、前記燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合を決定することを特徴とする。
【００１９】
第３発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、第２段階の過渡状態を経て実現される定常状態としての第３状態において、この定常状態が燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、第１供給手段による酸素の供給量と第２供給手段による燃焼排気の供給量との供給割合が決定される。これにより、定常状態において、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるような安定した燃焼状態を実現することができ、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。さらに、設定温度に燃焼炉の温度が維持されることで、該設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度として、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の乾溜ガス化焼却処理装置の一実施形態を示すシステム構成図。
【図２】弁開度と燃焼炉内の温度と燃焼排気の酸素濃度の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の廃棄物の乾溜ガス化焼却処理装置は、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物の混合物である廃棄物Ａを収容する乾溜炉１と、該乾溜炉１にガス通路２を介して接続される燃焼炉３とを備える。乾溜炉１の上面部には、開閉自在な投入扉４を備える投入口５が形成され、投入口５から廃棄物Ａを乾溜炉１内に投入可能とされている。そして、乾溜炉１はその投入扉４を閉じた状態では、その内部が実質的に外部と遮断されるようになっている。
【００２２】
乾溜炉１の外周部には、その冷却構造として、乾溜炉１の内部と隔離されたウォータージャケット６が形成されている。ウォータージャケット６は、図示しない給水装置により給水され、内部の水量が所定水位に維持されるようになっている。
【００２３】
乾溜炉１の下部は下方に突出した円錐台形状に形成され、その円錐台形状の下部の外周部には、乾溜炉１の内部と隔離された空室７が形成されている。この空室７は、乾溜炉１の内壁部に設けられた複数の給気ノズル８を介して、乾溜炉１の内部に連通している。
【００２４】
乾溜炉１の下部の前記空室７には、乾溜酸素供給路９が接続されている。乾溜酸素供給路９は、空気供給路１０を介して押込ファン等により構成された空気供給源１１に接続されている。乾溜酸素供給路９には制御弁１２が設けられ、制御弁１２は弁駆動器１３によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器１３は、ＣＰＵ等を含む電子回路により構成された制御装置１４により制御される。
【００２５】
さらに、乾溜炉１の下側には、制御装置１４に制御されて、乾溜炉１に収容された廃棄物Ａに着火するための着火装置１５が取り付けられている。着火装置１５は点火バーナ等により構成され、重油等の燃料が貯留されている燃料供給装置１６から燃料供給路１７を介して供給される燃料を燃焼させることにより、廃棄物Ａに燃焼炎を供給する。
【００２６】
燃焼炉３は、廃棄物Ａの乾溜により生じる可燃性ガスとその完全燃焼に必要な酸素（空気）とを混合するバーナ部１８と、酸素と混合された可燃性ガスを燃焼せしめる燃焼部１９とからなり、燃焼部１９はバーナ部１８の先端側で該バーナ部１８に連通している。バーナ部１８の後端部には、ガス通路２が接続され、乾溜炉１における廃棄物Ａの乾溜により生じた可燃性ガスがガス通路２を介してバーナ部１８に導入される。
【００２７】
バーナ部１８の外周部には、その内部と隔離された第１空室２１が形成され、該第１空室２１はバーナ部１８の内周部に穿設された複数のノズル孔２１ａを介してバーナ部１８の内部に連通している。第１空室２１には、空気供給路１０から分岐する燃焼酸素供給路２０が接続されている。燃焼酸素供給路２０には制御弁２１ｂが設けられ、制御弁２１ｂは弁駆動器２１ｃによりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器２１ｃは、前記制御装置１４により制御される。
【００２８】
さらに、燃焼部１９の後端側の外周部には、第１空室２１と隣接する位置に第２空室２２が形成されており、該第２空室２２は燃焼部１９の内周部に穿設された複数のノズル孔２２ａを介して燃焼部１９の内部に連通している。第２空室２２には、後述するダクト２６ｃから分岐する燃焼排気循環路２３が接続されている。燃焼排気循環路２３には制御弁２２ｂが設けられ、制御弁２２ｂは弁駆動器２２ｃによりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器２２ｃは、前記制御装置１４により制御される。
【００２９】
バーナ部１８の後端部には、制御装置１４に制御されて、燃料供給装置１６から燃料供給路１７を介して供給される重油等の燃料を燃焼させる燃焼装置２５（本発明の燃焼手段に相当する）が取り付けられている。燃焼装置２５は点火バーナ等により構成され、前記燃料の供給量を段階的に調整しながら燃焼させる。例えば、本実施形態の燃焼装置２５では、燃料の供給量が多い高温燃焼と燃料の供給量が少ない低温燃焼とが切り替え可能となっている。尚、燃焼装置２５はバーナ部１８に導入された可燃性ガスに着火する場合にも用いられる。
【００３０】
燃焼部１９の先端部には、燃焼炉３内で燃焼された燃焼排気を冷却する冷却炉（温水ボイラ）２７が取り付けられている。冷却炉２７には図示しない給水装置により給水され、廃棄物の燃焼熱を利用して冷却炉２７で加熱された温水を空調等に利用できるようにしている。
【００３１】
冷却炉２７の出口側には、冷却された後の燃焼排気を排出するダクト２６ａが設けられており、ダクト２６ａは冷却塔２８の一端の端部に接続されている。
【００３２】
冷却塔２８は、冷却炉２７からの燃焼排気に散水するスプレー２８ａを備えており、スプレーに冷却水を供給する図示しない給水装置および空気圧縮機とが接続されている。
【００３３】
冷却塔２８の他方の端部は、ダクト２６ｂを介してバグフィルタ２９の一方の端部に接続されており、冷却塔２８からバグフィルタ２９に送られる燃焼排気には消石灰２９ａおよび活性炭２９ｂが混合され、脱硫および脱臭が行われる。
【００３４】
バグフィルタ２９は、図示しないフィルタ部と、フィルタ部によって排ガスから分離された灰等を回収する回収部とを備え、フィルタ部にはその清浄のための空気圧縮機が接続されている。
【００３５】
バグフィルタ２９の他方の端部は、ダクト２６ｃを介して煙突３０に接続されている。バグフィルタ２９と煙突３０との間には、燃焼炉３内の燃焼排気をダクト２６ａ〜２６ｃを介して煙突３０に誘引する誘引ファン３１が設けられており、誘引ファン３１を介して煙突３０から燃焼排気が大気中に排出される。さらに、ダクト２６ｃは誘引ファン３１の下流側が分岐しており、その分岐部に燃焼排気循環路２３が接続されている。
【００３６】
誘引ファン３１は、制御装置１４により燃焼炉３内の燃焼排気を誘引する圧力が当該装置の運転状態に応じた所望の圧力となるように制御される。また、煙突３０の出口には、図示しない酸素濃度、塩化水素濃度および一酸化炭素濃度とを検出するセンサがそれぞれ取り付けられており、煙突３０から排気される燃焼排気の酸素濃度、塩化水素濃度および一酸化炭素濃度とが監視される。
【００３７】
さらに、本実施形態の装置において、乾溜炉１の下部には乾溜炉１内の温度Ｔ１を検知する温度センサ３２が取着され、燃焼炉３には燃焼炉３内の温度Ｔ２を検知する温度センサ３３が、バーナ部１８の先端部に臨む位置に取着されている。温度センサ３２，３３の検知信号は制御装置１４に入力される。
【００３８】
次に、本実施形態の装置による廃棄物の焼却処理方法について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３９】
図１に示す装置において、廃棄物Ａを焼却処理する際には、まず、乾溜炉１の投入扉４を開き、投入口５から廃棄物Ａを乾溜炉１内に投入する。前記廃棄物Ａは、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物を混合して、乾溜炉１内における乾溜により発生する可燃性ガスが安定して燃焼を継続するときにその燃焼温度が８００℃以上になる熱量を有するように調整されており、本実施形態ではさらに燃焼温度が１０００℃以上になる熱量を有するように調整されている。
【００４０】
次いで、投入扉４を閉じて乾溜炉１内を密封状態としたのち、前記廃棄物Ａの着火に先立って、制御装置１４により燃焼炉３の燃焼装置２５を作動させることにより、前記燃料の燃焼による暖気運転を開始する。具体的には、図２に示す経時変化を示すグラフにおいて、時刻ｔ０で燃料の燃焼が開始される。
【００４１】
次に、燃焼炉３内の温度Ｔは前記燃料の燃焼により次第に上昇し、時刻ｔ1で温度センサ３３により検知される温度Ｔが８００℃を超えると、制御装置１４により乾溜炉１の着火装置１５が作動されて廃棄物Ａに着火され、廃棄物Ａの部分的燃焼により発生する可燃性ガスを前記燃料と共に燃焼炉３内で燃焼させる助燃運転が開始される（本発明の第１段階に相当する）。
【００４２】
この着火時の助燃運転では、図２に示すように、制御装置１４により酸素供給路２０の制御弁２１ｂが徐々に開放される。これにより、乾溜炉１からバーナ部１８に導入された可燃性ガスと空気供給源１１から供給された空気とがバーナ部１８内で混合され、生成された混合ガスが燃焼装置２５の火炎によりバーナ部１８内で燃焼を開始すると共に、燃焼部１９へと誘引される。
【００４３】
この助燃運転では、燃焼炉３内の温度センサ３３の検出温度が８００℃以下となると、燃焼装置２５を作動させて燃焼炉内の温度が８００℃を上回るように維持する。このような燃焼装置２５の動作により、燃焼炉３内の温度は、図２に示すように、８００℃前後で細かく振れ、燃焼装置２５の作動に応じてその燃料が消費される。
【００４４】
次いで、乾溜炉１から発生する可燃性ガスの発生量の増加に伴って、燃焼炉３内の温度が上昇して予め設定された設定温度（例えば、１０００℃）となると、制御装置１４は、燃焼部１９への燃焼排気の供給を開始する（本発明の第２段階に相当する）。これにより、燃焼排気が燃焼炉３内に供給されることで、煙突３０を介して外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量を冷却炉（温水ボイラ）２７で再回収することが可能となる。
【００４５】
より具体的には、制御装置１４は、時刻ｔ２で、燃焼炉３内の温度が設定温度である１０００℃となると、制御弁２１ｂを絞ってバーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ、制御弁２２ｂを開放して燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる。
【００４６】
このとき、制御装置１４は、燃焼炉３内の温度が設定温度である１０００℃に維持されることを条件として、制御弁２１ｂおよび２２ｂの開度を制御する。これにより、燃焼炉３内の温度が急激に低下して安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。さらに、ダイオキシン類の熱分解が可能とされる８００℃以上であれば、設定温度を冷却炉（温水ボイラ）２７の熱回収効率に適した温度とすることで、外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量を効率よく再回収することが可能となる。
【００４７】
次いで、バーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ、燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる過渡状態（第２段階）を経て実現される定常状態（本発明の第３段階に相当する）は、燃焼炉３内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、制御弁２１ｂを介してのバーナ部１８への空気の供給量と、制御弁２２ｂを介しての燃焼部１９への燃焼排気の供給量との供給割合が決定される。
【００４８】
より具体的には、制御装置１４は、第２状態において（時刻ｔ２〜）、燃焼排気中の酸素濃度を所定の目標値（例えば、６％）として、バーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる。そして、時刻ｔ３で、燃焼排気中の酸素濃度がその目標値となると、その状態が維持される。
【００４９】
すなわち、制御装置１４は、第３段階において（時刻ｔ３〜）、第２状態の条件である、燃焼炉３内の温度を１０００℃に維持しつつ、燃焼排気中の酸素濃度がその目標値となるように保持する。
【００５０】
これにより、定常状態である第３段階において、燃焼排気中の酸素濃度が目標とする所定値となり、燃焼炉３内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。加えて、設定温度である１０００℃に燃焼炉３内の温度が維持されることで、該設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度として、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【００５１】
ここで、上記条件下での第３段階におけるシミュレーション結果からは、通常の燃焼排気の約３０％が燃焼排気循環路２３を介して燃焼炉３の燃焼部１９に供給される状態で、上記条件（燃焼炉３の温度が１０００℃に維持され、かつ、燃焼排気中の酸素濃度が所定の目標値（例えば、６％）で維持される条件）を満たす定常状態を実現することができる。
【００５２】
さらに、燃焼排気は、その酸素濃度が通常の燃焼排気の酸素濃度（１０〜１２％）に比して、約６％に低減される。そのため、燃焼排気の酸素濃度を基準とする法規制を遵守することができる。
【００５３】
例えば、燃焼排気の酸素濃度を基準とする法規制としては、大気汚染防止法にその排出基準が次式（１）の酸素１２％換算方法により定められている。
【００５４】
Ｃ＝（２１−１２）／（２１−Ｏｓ）×Ｃｓ ・・・（１）
ここで、Ｃは、１２％換算後の窒素酸化物または塩化水素の濃度であり、Ｏｓは、燃焼排気中の酸素濃度であり、Ｃｓは、燃焼排気中の窒素酸化物または塩化水素の濃度の実測値である。
【００５５】
上式（１）によれば、燃焼排気中の酸素濃度Ｏｓが低減されることにより、燃焼排気中の窒素酸化物または塩化水素の濃度の実測値Ｃｓは、より小さな換算値Ｃとなる。これにより、より法規制を遵守した形で法規制をクリアした乾溜ガス化焼却処理装置を提供することができる。
【００５６】
以上、詳しく説明したように本実施形態の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる。
【００５７】
尚、本実施形態では、燃焼排気を燃焼排気循環路２３を介して燃焼炉３の燃焼部１９へ供給したが、燃焼排気の循環路はこれに限定されるものではない。例えば、冷却炉２７の出口側に接続されたダクト２６ａを分岐させて、冷却塔２８に入る前の高温の燃焼排気（約３００℃）を燃焼炉３の燃焼部１９へ供給するようにしてもよい。
【００５８】
補足をすれば、本実施形態では、バグフィルタ２９により燃焼排気中の塩化水素や煤塵等が除去された燃焼排気を燃焼炉３の燃焼部１９に循環させることにより、煤塵等が燃焼炉３を繰り返し循環することを回避することができる。すなわち、乾溜炉１内で乾溜される廃棄物Ａが煤塵等を発生させるものであっても適用可能である。
【００５９】
一方、乾溜炉１内で乾溜される廃棄物Ａが煤塵等の発生がないか、非常に少ないものであれば（例えば、紙、木材等のバイオマスや成分の安定したポリエチレン等のプラスチック製品）、冷却炉２７の出口側に接続されたダクト２６ａを分岐させて、高温の燃焼排気（約３００℃）を燃焼炉３の燃焼部１９へ供給するようにすることができる。
【００６０】
さらに、この場合、燃焼排気の導入により燃焼炉３内の温度が下がり難いため、より多くの燃焼排気を燃焼炉３に導入することができる。シミュレーション結果では、燃焼排気の約５０％を燃焼炉３に導入することができる。これにより、燃焼排気に含まれる熱量をより高効率に回収することができる。加えて、燃焼排気の約５０％を燃焼炉３に導入することで、冷却塔２８における燃焼排気に対する散水量を低減することができ、煙突から排出される燃焼排気量をさらに約３０％低減させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…乾溜炉、３…燃焼炉、１８…バーナ部、１９…燃焼部、２０…燃焼酸素供給路（第１供給手段）、２１…第１空室（第１供給手段）、２２…第２空室（第２供給手段）、２３…燃焼排気循環路、Ａ…廃棄物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を収納すると共に、廃棄物の一部を燃焼させつつ燃焼熱により廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生じさせる乾溜ガス化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物は、その成分が塩化ビニールなどの塩素分を多く含むものが多くなっているため、これらを焼却する焼却処理装置では、焼却の際に、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、ダイオキシン類等の大気汚染物質が発生し得る。そのため、これらの大気汚染物質に対しては、排出量を抑制する一定の環境基準が策定されている。
【０００３】
特に、廃棄物の焼却処理に伴って発生するダイオキシン類は、塩素分を含む廃棄物を２５０〜３５０℃程度の温度で燃焼させると、前記廃棄物から遊離する前記塩素と、樹脂等の不完全燃焼により生成する炭化水素とが、該廃棄物中に含まれる重金属を触媒として反応することによりダイオキシン類が生成するというものである。
【０００４】
前記廃棄物の焼却処理によるダイオキシン類の排出を防止するためには、前記廃棄物を８００℃以上の温度に２秒間以上滞留させて、生成したダイオキシン類を完全に熱分解させることが有効であるとされている。
【０００５】
ところで、本出願人は、先にダイオキシン類の排出を防止しつつ廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として、該廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生ぜしめる乾溜炉と、該可燃性ガスを該乾溜炉から導入して完全燃焼させる燃焼炉とを備える乾溜ガス化焼却処理装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
前記装置では、燃焼炉内の温度を他の燃料の燃焼によりダイオキシン類の熱分解が可能とされる８００℃以上に暖気した上で、廃棄物に着火して可燃性ガスを発生させ、発生した可燃性ガスを他の燃料と共に燃焼炉に燃焼させる。そして、可燃性ガスのみの燃焼で燃焼炉の温度が８００℃より高温の安定温度を維持できるようになったときに他の燃料の燃焼を終了する。これにより、廃棄物の乾溜開始後、可燃性ガスが燃焼炉で自発的に安定して燃焼を継続するようになるまでの段階において、燃焼炉内の温度を８００℃以上としてダイオキシン類の排出を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４００５７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記装置では、燃焼炉内で燃焼された可燃性ガスの燃焼排気は、ボイラ等による熱回収と無害化のための排ガス処理が施され、約２００℃で全て煙突から放出される。そのため、可燃性ガスが有する燃焼熱量の一部は、ボイラ等により熱回収されることなくそのまま排気される。そのため、煙突から排気される燃焼排気の熱量を再回収することが望まれている。
【０００９】
ここで、燃焼排気を燃焼炉内に戻して、煙突から排気される燃焼排気の熱量を再回収することも考えられるが、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となってしまい、燃焼炉における安定した燃焼を実現することはできない。
【００１０】
そこで、本発明は、以上の事情に鑑みて、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる乾溜ガス化焼却処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、
廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に導入される該可燃性ガスの燃焼に要する酸素を燃焼炉に供給する燃焼酸素供給手段と、該燃焼炉内における温度を検知する燃焼炉温度検知手段と、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼が開始された後に該燃焼炉温度検知手段により検知される該燃焼炉内の温度を予め設定された設定温度に維持するように該乾溜炉への酸素供給量を調整しつつ該廃棄物の一部の燃焼に必要な酸素を該乾溜炉に供給する乾溜酸素供給手段とを備えた乾溜ガス化焼却処理装置であって、
前記燃焼酸素供給手段は、前記燃焼炉に、酸素を供給する第１供給手段と、前記燃焼炉内で燃焼された前記可燃性ガスの燃焼排気を供給する第２供給手段と、該第１供給手段により供給する酸素の供給量と該第２供給手段により供給する燃焼排気の供給量とを制御する供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、前記廃棄物への着火から前記燃焼炉内の温度が前記設定温度に維持されるようになるまでの第１段階において、前記第１供給手段により酸素を前記燃焼炉へ供給すると共に、該燃焼炉内の温度が前記設定温度となる第２段階において、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、廃棄物への着火から燃焼炉内の温度が予め設定された設定温度となるまでの第１段階においては、第１供給手段により酸素が燃焼炉に供給される。このように、可燃性ガスの発生量が安定しない第１段階においては、燃焼排気を燃焼炉内に供給しないことで、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。
【００１３】
次に、燃焼炉内の温度が前記設定温度となる第２段階においては、第２供給手段により燃焼排気が燃焼炉内に供給されることで、外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量をボイラ等で再回収することが可能となる。さらに、このとき、第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ第２供給手段による燃焼排気の供給量を増加させることで、燃焼排気の燃焼炉内への導入が外乱となることを防止して、燃焼炉内の安定した燃焼状態が阻害されることを回避することができる。
【００１４】
このように第１発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる。
【００１５】
第２発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、第１発明において、
前記供給制御手段は、前記第２段階において、前記設定温度が維持されることを条件として、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１６】
第２発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉内の温度が予め設定された設定温度に維持されることを条件として、燃焼排気を燃焼炉に供給することで、燃焼排気が急激に燃焼炉内に供給されることにより、燃焼炉内の温度が低下して安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。
【００１７】
さらに、設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度とすることで、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【００１８】
第３発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、第１または第２発明において、
前記供給制御手段は、前記第１供給手段による酸素の供給量および前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量により決定される定常状態としての第３段階において、前記燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、前記燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合を決定することを特徴とする。
【００１９】
第３発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、第２段階の過渡状態を経て実現される定常状態としての第３状態において、この定常状態が燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、第１供給手段による酸素の供給量と第２供給手段による燃焼排気の供給量との供給割合が決定される。これにより、定常状態において、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるような安定した燃焼状態を実現することができ、燃焼炉内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。さらに、設定温度に燃焼炉の温度が維持されることで、該設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度として、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の乾溜ガス化焼却処理装置の一実施形態を示すシステム構成図。
【図２】弁開度と燃焼炉内の温度と燃焼排気の酸素濃度の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の廃棄物の乾溜ガス化焼却処理装置は、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物の混合物である廃棄物Ａを収容する乾溜炉１と、該乾溜炉１にガス通路２を介して接続される燃焼炉３とを備える。乾溜炉１の上面部には、開閉自在な投入扉４を備える投入口５が形成され、投入口５から廃棄物Ａを乾溜炉１内に投入可能とされている。そして、乾溜炉１はその投入扉４を閉じた状態では、その内部が実質的に外部と遮断されるようになっている。
【００２２】
乾溜炉１の外周部には、その冷却構造として、乾溜炉１の内部と隔離されたウォータージャケット６が形成されている。ウォータージャケット６は、図示しない給水装置により給水され、内部の水量が所定水位に維持されるようになっている。
【００２３】
乾溜炉１の下部は下方に突出した円錐台形状に形成され、その円錐台形状の下部の外周部には、乾溜炉１の内部と隔離された空室７が形成されている。この空室７は、乾溜炉１の内壁部に設けられた複数の給気ノズル８を介して、乾溜炉１の内部に連通している。
【００２４】
乾溜炉１の下部の前記空室７には、乾溜酸素供給路９が接続されている。乾溜酸素供給路９は、空気供給路１０を介して押込ファン等により構成された空気供給源１１に接続されている。乾溜酸素供給路９には制御弁１２が設けられ、制御弁１２は弁駆動器１３によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器１３は、ＣＰＵ等を含む電子回路により構成された制御装置１４により制御される。
【００２５】
さらに、乾溜炉１の下側には、制御装置１４に制御されて、乾溜炉１に収容された廃棄物Ａに着火するための着火装置１５が取り付けられている。着火装置１５は点火バーナ等により構成され、重油等の燃料が貯留されている燃料供給装置１６から燃料供給路１７を介して供給される燃料を燃焼させることにより、廃棄物Ａに燃焼炎を供給する。
【００２６】
燃焼炉３は、廃棄物Ａの乾溜により生じる可燃性ガスとその完全燃焼に必要な酸素（空気）とを混合するバーナ部１８と、酸素と混合された可燃性ガスを燃焼せしめる燃焼部１９とからなり、燃焼部１９はバーナ部１８の先端側で該バーナ部１８に連通している。バーナ部１８の後端部には、ガス通路２が接続され、乾溜炉１における廃棄物Ａの乾溜により生じた可燃性ガスがガス通路２を介してバーナ部１８に導入される。
【００２７】
バーナ部１８の外周部には、その内部と隔離された第１空室２１が形成され、該第１空室２１はバーナ部１８の内周部に穿設された複数のノズル孔２１ａを介してバーナ部１８の内部に連通している。第１空室２１には、空気供給路１０から分岐する燃焼酸素供給路２０が接続されている。燃焼酸素供給路２０には制御弁２１ｂが設けられ、制御弁２１ｂは弁駆動器２１ｃによりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器２１ｃは、前記制御装置１４により制御される。
【００２８】
さらに、燃焼部１９の後端側の外周部には、第１空室２１と隣接する位置に第２空室２２が形成されており、該第２空室２２は燃焼部１９の内周部に穿設された複数のノズル孔２２ａを介して燃焼部１９の内部に連通している。第２空室２２には、後述するダクト２６ｃから分岐する燃焼排気循環路２３が接続されている。燃焼排気循環路２３には制御弁２２ｂが設けられ、制御弁２２ｂは弁駆動器２２ｃによりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器２２ｃは、前記制御装置１４により制御される。
【００２９】
バーナ部１８の後端部には、制御装置１４に制御されて、燃料供給装置１６から燃料供給路１７を介して供給される重油等の燃料を燃焼させる燃焼装置２５（本発明の燃焼手段に相当する）が取り付けられている。燃焼装置２５は点火バーナ等により構成され、前記燃料の供給量を段階的に調整しながら燃焼させる。例えば、本実施形態の燃焼装置２５では、燃料の供給量が多い高温燃焼と燃料の供給量が少ない低温燃焼とが切り替え可能となっている。尚、燃焼装置２５はバーナ部１８に導入された可燃性ガスに着火する場合にも用いられる。
【００３０】
燃焼部１９の先端部には、燃焼炉３内で燃焼された燃焼排気を冷却する冷却炉（温水ボイラ）２７が取り付けられている。冷却炉２７には図示しない給水装置により給水され、廃棄物の燃焼熱を利用して冷却炉２７で加熱された温水を空調等に利用できるようにしている。
【００３１】
冷却炉２７の出口側には、冷却された後の燃焼排気を排出するダクト２６ａが設けられており、ダクト２６ａは冷却塔２８の一端の端部に接続されている。
【００３２】
冷却塔２８は、冷却炉２７からの燃焼排気に散水するスプレー２８ａを備えており、スプレーに冷却水を供給する図示しない給水装置および空気圧縮機とが接続されている。
【００３３】
冷却塔２８の他方の端部は、ダクト２６ｂを介してバグフィルタ２９の一方の端部に接続されており、冷却塔２８からバグフィルタ２９に送られる燃焼排気には消石灰２９ａおよび活性炭２９ｂが混合され、脱硫および脱臭が行われる。
【００３４】
バグフィルタ２９は、図示しないフィルタ部と、フィルタ部によって排ガスから分離された灰等を回収する回収部とを備え、フィルタ部にはその清浄のための空気圧縮機が接続されている。
【００３５】
バグフィルタ２９の他方の端部は、ダクト２６ｃを介して煙突３０に接続されている。バグフィルタ２９と煙突３０との間には、燃焼炉３内の燃焼排気をダクト２６ａ〜２６ｃを介して煙突３０に誘引する誘引ファン３１が設けられており、誘引ファン３１を介して煙突３０から燃焼排気が大気中に排出される。さらに、ダクト２６ｃは誘引ファン３１の下流側が分岐しており、その分岐部に燃焼排気循環路２３が接続されている。
【００３６】
誘引ファン３１は、制御装置１４により燃焼炉３内の燃焼排気を誘引する圧力が当該装置の運転状態に応じた所望の圧力となるように制御される。また、煙突３０の出口には、図示しない酸素濃度、塩化水素濃度および一酸化炭素濃度とを検出するセンサがそれぞれ取り付けられており、煙突３０から排気される燃焼排気の酸素濃度、塩化水素濃度および一酸化炭素濃度とが監視される。
【００３７】
さらに、本実施形態の装置において、乾溜炉１の下部には乾溜炉１内の温度Ｔ１を検知する温度センサ３２が取着され、燃焼炉３には燃焼炉３内の温度Ｔ２を検知する温度センサ３３が、バーナ部１８の先端部に臨む位置に取着されている。温度センサ３２，３３の検知信号は制御装置１４に入力される。
【００３８】
次に、本実施形態の装置による廃棄物の焼却処理方法について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３９】
図１に示す装置において、廃棄物Ａを焼却処理する際には、まず、乾溜炉１の投入扉４を開き、投入口５から廃棄物Ａを乾溜炉１内に投入する。前記廃棄物Ａは、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物を混合して、乾溜炉１内における乾溜により発生する可燃性ガスが安定して燃焼を継続するときにその燃焼温度が８００℃以上になる熱量を有するように調整されており、本実施形態ではさらに燃焼温度が１０００℃以上になる熱量を有するように調整されている。
【００４０】
次いで、投入扉４を閉じて乾溜炉１内を密封状態としたのち、前記廃棄物Ａの着火に先立って、制御装置１４により燃焼炉３の燃焼装置２５を作動させることにより、前記燃料の燃焼による暖気運転を開始する。具体的には、図２に示す経時変化を示すグラフにおいて、時刻ｔ０で燃料の燃焼が開始される。
【００４１】
次に、燃焼炉３内の温度Ｔは前記燃料の燃焼により次第に上昇し、時刻ｔ1で温度センサ３３により検知される温度Ｔが８００℃を超えると、制御装置１４により乾溜炉１の着火装置１５が作動されて廃棄物Ａに着火され、廃棄物Ａの部分的燃焼により発生する可燃性ガスを前記燃料と共に燃焼炉３内で燃焼させる助燃運転が開始される（本発明の第１段階に相当する）。
【００４２】
この着火時の助燃運転では、図２に示すように、制御装置１４により酸素供給路２０の制御弁２１ｂが徐々に開放される。これにより、乾溜炉１からバーナ部１８に導入された可燃性ガスと空気供給源１１から供給された空気とがバーナ部１８内で混合され、生成された混合ガスが燃焼装置２５の火炎によりバーナ部１８内で燃焼を開始すると共に、燃焼部１９へと誘引される。
【００４３】
この助燃運転では、燃焼炉３内の温度センサ３３の検出温度が８００℃以下となると、燃焼装置２５を作動させて燃焼炉内の温度が８００℃を上回るように維持する。このような燃焼装置２５の動作により、燃焼炉３内の温度は、図２に示すように、８００℃前後で細かく振れ、燃焼装置２５の作動に応じてその燃料が消費される。
【００４４】
次いで、乾溜炉１から発生する可燃性ガスの発生量の増加に伴って、燃焼炉３内の温度が上昇して予め設定された設定温度（例えば、１０００℃）となると、制御装置１４は、燃焼部１９への燃焼排気の供給を開始する（本発明の第２段階に相当する）。これにより、燃焼排気が燃焼炉３内に供給されることで、煙突３０を介して外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量を冷却炉（温水ボイラ）２７で再回収することが可能となる。
【００４５】
より具体的には、制御装置１４は、時刻ｔ２で、燃焼炉３内の温度が設定温度である１０００℃となると、制御弁２１ｂを絞ってバーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ、制御弁２２ｂを開放して燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる。
【００４６】
このとき、制御装置１４は、燃焼炉３内の温度が設定温度である１０００℃に維持されることを条件として、制御弁２１ｂおよび２２ｂの開度を制御する。これにより、燃焼炉３内の温度が急激に低下して安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。さらに、ダイオキシン類の熱分解が可能とされる８００℃以上であれば、設定温度を冷却炉（温水ボイラ）２７の熱回収効率に適した温度とすることで、外部へ排気されてしまう燃焼排気の熱量を効率よく再回収することが可能となる。
【００４７】
次いで、バーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ、燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる過渡状態（第２段階）を経て実現される定常状態（本発明の第３段階に相当する）は、燃焼炉３内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、制御弁２１ｂを介してのバーナ部１８への空気の供給量と、制御弁２２ｂを介しての燃焼部１９への燃焼排気の供給量との供給割合が決定される。
【００４８】
より具体的には、制御装置１４は、第２状態において（時刻ｔ２〜）、燃焼排気中の酸素濃度を所定の目標値（例えば、６％）として、バーナ部１８への空気の供給量を減少させつつ燃焼部１９への燃焼排気の供給量を徐々に増加させる。そして、時刻ｔ３で、燃焼排気中の酸素濃度がその目標値となると、その状態が維持される。
【００４９】
すなわち、制御装置１４は、第３段階において（時刻ｔ３〜）、第２状態の条件である、燃焼炉３内の温度を１０００℃に維持しつつ、燃焼排気中の酸素濃度がその目標値となるように保持する。
【００５０】
これにより、定常状態である第３段階において、燃焼排気中の酸素濃度が目標とする所定値となり、燃焼炉３内が低酸素雰囲気下となって安定した燃焼が阻害されることを回避することができる。加えて、設定温度である１０００℃に燃焼炉３内の温度が維持されることで、該設定温度をボイラ等の熱回収手段に適した温度として、燃焼排気の熱量をボイラ等で高効率に回収することが可能となる。
【００５１】
ここで、上記条件下での第３段階におけるシミュレーション結果からは、通常の燃焼排気の約３０％が燃焼排気循環路２３を介して燃焼炉３の燃焼部１９に供給される状態で、上記条件（燃焼炉３の温度が１０００℃に維持され、かつ、燃焼排気中の酸素濃度が所定の目標値（例えば、６％）で維持される条件）を満たす定常状態を実現することができる。
【００５２】
さらに、燃焼排気は、その酸素濃度が通常の燃焼排気の酸素濃度（１０〜１２％）に比して、約６％に低減される。そのため、燃焼排気の酸素濃度を基準とする法規制を遵守することができる。
【００５３】
例えば、燃焼排気の酸素濃度を基準とする法規制としては、大気汚染防止法にその排出基準が次式（１）の酸素１２％換算方法により定められている。
【００５４】
Ｃ＝（２１−１２）／（２１−Ｏｓ）×Ｃｓ ・・・（１）
ここで、Ｃは、１２％換算後の窒素酸化物または塩化水素の濃度であり、Ｏｓは、燃焼排気中の酸素濃度であり、Ｃｓは、燃焼排気中の窒素酸化物または塩化水素の濃度の実測値である。
【００５５】
上式（１）によれば、燃焼排気中の酸素濃度Ｏｓが低減されることにより、燃焼排気中の窒素酸化物または塩化水素の濃度の実測値Ｃｓは、より小さな換算値Ｃとなる。これにより、より法規制を遵守した形で法規制をクリアした乾溜ガス化焼却処理装置を提供することができる。
【００５６】
以上、詳しく説明したように本実施形態の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉における安定した燃焼を維持しながら燃焼排気の熱量の再回収を可能とするこができる。
【００５７】
尚、本実施形態では、燃焼排気を燃焼排気循環路２３を介して燃焼炉３の燃焼部１９へ供給したが、燃焼排気の循環路はこれに限定されるものではない。例えば、冷却炉２７の出口側に接続されたダクト２６ａを分岐させて、冷却塔２８に入る前の高温の燃焼排気（約３００℃）を燃焼炉３の燃焼部１９へ供給するようにしてもよい。
【００５８】
補足をすれば、本実施形態では、バグフィルタ２９により燃焼排気中の塩化水素や煤塵等が除去された燃焼排気を燃焼炉３の燃焼部１９に循環させることにより、煤塵等が燃焼炉３を繰り返し循環することを回避することができる。すなわち、乾溜炉１内で乾溜される廃棄物Ａが煤塵等を発生させるものであっても適用可能である。
【００５９】
一方、乾溜炉１内で乾溜される廃棄物Ａが煤塵等の発生がないか、非常に少ないものであれば（例えば、紙、木材等のバイオマスや成分の安定したポリエチレン等のプラスチック製品）、冷却炉２７の出口側に接続されたダクト２６ａを分岐させて、高温の燃焼排気（約３００℃）を燃焼炉３の燃焼部１９へ供給するようにすることができる。
【００６０】
さらに、この場合、燃焼排気の導入により燃焼炉３内の温度が下がり難いため、より多くの燃焼排気を燃焼炉３に導入することができる。シミュレーション結果では、燃焼排気の約５０％を燃焼炉３に導入することができる。これにより、燃焼排気に含まれる熱量をより高効率に回収することができる。加えて、燃焼排気の約５０％を燃焼炉３に導入することで、冷却塔２８における燃焼排気に対する散水量を低減することができ、煙突から排出される燃焼排気量をさらに約３０％低減させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…乾溜炉、３…燃焼炉、１８…バーナ部、１９…燃焼部、２０…燃焼酸素供給路（第１供給手段）、２１…第１空室（第１供給手段）、２２…第２空室（第２供給手段）、２３…燃焼排気循環路、Ａ…廃棄物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に導入される該可燃性ガスの燃焼に要する酸素を燃焼炉に供給する燃焼酸素供給手段と、該燃焼炉内における温度を検知する燃焼炉温度検知手段と、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼が開始された後に該燃焼炉温度検知手段により検知される該燃焼炉内の温度を予め設定された設定温度に維持するように該乾溜炉への酸素供給量を調整しつつ該廃棄物の一部の燃焼に必要な酸素を該乾溜炉に供給する乾溜酸素供給手段とを備えた乾溜ガス化焼却処理装置であって、
前記燃焼酸素供給手段は、前記燃焼炉に、酸素を供給する第１供給手段と、前記燃焼炉内で燃焼された前記可燃性ガスの燃焼排気を供給する第２供給手段と、該第１供給手段により供給する酸素の供給量と該第２供給手段により供給する燃焼排気の供給量とを制御する供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、前記廃棄物への着火から前記燃焼炉内の温度が前記設定温度となるまでの第１段階において、前記第１供給手段により酸素を前記燃焼炉へ供給すると共に、該燃焼炉内の温度が前記設定温度に維持される第２段階において、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の乾溜ガス化焼却処理装置において、
前記供給制御手段は、前記第２段階において、前記設定温度が維持されることを条件として、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の乾溜ガス化焼却処理装置において、
前記供給制御手段は、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合により決定される定常状態としての第３段階において、前記燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、前記燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合を決定することを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【請求項１】
廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される該可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に導入される該可燃性ガスの燃焼に要する酸素を燃焼炉に供給する燃焼酸素供給手段と、該燃焼炉内における温度を検知する燃焼炉温度検知手段と、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼が開始された後に該燃焼炉温度検知手段により検知される該燃焼炉内の温度を予め設定された設定温度に維持するように該乾溜炉への酸素供給量を調整しつつ該廃棄物の一部の燃焼に必要な酸素を該乾溜炉に供給する乾溜酸素供給手段とを備えた乾溜ガス化焼却処理装置であって、
前記燃焼酸素供給手段は、前記燃焼炉に、酸素を供給する第１供給手段と、前記燃焼炉内で燃焼された前記可燃性ガスの燃焼排気を供給する第２供給手段と、該第１供給手段により供給する酸素の供給量と該第２供給手段により供給する燃焼排気の供給量とを制御する供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、前記廃棄物への着火から前記燃焼炉内の温度が前記設定温度となるまでの第１段階において、前記第１供給手段により酸素を前記燃焼炉へ供給すると共に、該燃焼炉内の温度が前記設定温度に維持される第２段階において、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の乾溜ガス化焼却処理装置において、
前記供給制御手段は、前記第２段階において、前記設定温度が維持されることを条件として、前記第１供給手段による酸素の供給量を減少させつつ前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量を増加させることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の乾溜ガス化焼却処理装置において、
前記供給制御手段は、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合により決定される定常状態としての第３段階において、前記燃焼炉内の温度が前記所定温度に維持され、且つ、前記燃焼排気中の酸素濃度が所定値となるように、前記第１供給手段による酸素の供給量と前記第２供給手段による前記燃焼排気の供給量との供給割合を決定することを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７８０３４（Ｐ２０１２−７８０３４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４９０８（Ｐ２０１０−２２４９０８）
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【出願人】（３９１０６０２８１）株式会社キンセイ産業 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【出願人】（３９１０６０２８１）株式会社キンセイ産業 (17)
【Ｆターム（参考）】
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