二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法
【課題】二次空気供給量を絞る場合でも未燃物質を効果的に燃焼させる。
【解決手段】二次燃焼室に互いに対向する前壁と仕切り壁とに、上下流方向に上下２段に配置した上段ノズルと下段ノズルから２系統で二次空気の流速を操作する。低熱量域で、下段ノズルの二次空気の流速を、低流速域と高流速域の間で変化させるとともに、上段ノズルの二次空気の流速を最低流速域と低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、中熱量域で、下段ノズルの二次空気の流速を高流速域で略一定に保持するとともに、上段ノズルの二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で変化させて中熱量域の高域限で上段ノズルと下段ノズルの流速が同一として二次空気供給量を増減するＢ工程と、上段ノズルと下段ノズルの二次空気の流速を同一割合で変化させて二次空気供給量を増減するＣ工程とを具備した。
【解決手段】二次燃焼室に互いに対向する前壁と仕切り壁とに、上下流方向に上下２段に配置した上段ノズルと下段ノズルから２系統で二次空気の流速を操作する。低熱量域で、下段ノズルの二次空気の流速を、低流速域と高流速域の間で変化させるとともに、上段ノズルの二次空気の流速を最低流速域と低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、中熱量域で、下段ノズルの二次空気の流速を高流速域で略一定に保持するとともに、上段ノズルの二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で変化させて中熱量域の高域限で上段ノズルと下段ノズルの流速が同一として二次空気供給量を増減するＢ工程と、上段ノズルと下段ノズルの二次空気の流速を同一割合で変化させて二次空気供給量を増減するＣ工程とを具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストーカ式焼却炉や廃棄物溶融炉、電気式溶融炉などにおいて、一次燃焼室の下流側に配置された二次燃焼室に、二次空気を供給して未燃物質を二次燃焼させる二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を焼却処理する際に発生する燃焼ガスには、ダイオキシンなどの有害未燃物質が含まれており、この有害未燃物質を低減する方法として、二次燃焼室に二次燃焼用の二次空気を吹き込むことで、完全燃焼させる方法がある。この方法では、二次空気と燃焼ガスとの混合状態が未燃物質の低減効果を大きく左右する。
【０００３】
たとえば特許文献１には、ストーカ式焼却炉において、二次空気供給ノズルを上下複数段に配置し、排ガス計測手段により検出された排ガスのＣＯ濃度が高くなった場合に、下段側の二次空気供給ノズルを開放したり、二次空気を二次空気流量の実測値に基づいてＰＩＤ制御を行い、二次空気ダンパを介して二次空気供給ノズル群に二次空気流量を分配制御する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１９５５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ごみの処理量や発熱量が減少すると、炉内温度維持のために、二次空気の供給量を絞る必要がある。この場合、二次空気流の燃焼ガスへの貫通力と混合効果とが低下するため、二次燃焼室で未燃物質を完全燃焼させるためには、二次空気を効果的に吹き込むことが重要となる。
【０００５】
特許文献１では、炉出口の排ガス中のＮＯｘとＣＯの排ガス検出手段を設けて、ＣＯが増加した場合に、下段側の二次空気供給ノズルを開放する旨の記載があるが、二次空気供給量を絞る場合の二次空気の供給方法について、具体的に開示されていない。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、被焼却物の発熱量と投入量とによる供給熱量の変動に対応して二次空気量を制御するに際し、二次空気供給量を絞る場合であっても、未燃物質を効果的に燃焼させることができる二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法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】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁とに、二次空気を吹き込む複数の上段噴出口および複数の下段噴出口を上下流方向に２段に配置した焼却炉における二次空気の吹き込み方法であって、被焼却物の発熱量と投入量により求められる供給熱量の増減に対応して、同一平面内に配置された前壁の上段噴出口と仕切り壁の上段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、同一平面内に配置された前壁の下段噴出口と仕切り壁の下段噴出口から吹き込む二次空気の流速との２系統を操作して、二次空気供給量を制御し、低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と前記低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域で略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＢ工程とを具備し、前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速としたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、高熱量域で、両壁の上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一の割合で増加させて二次空気供給量を増加するＣ工程を行い、前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速としたものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、前壁および仕切り壁では平面視でそれぞれ同一位置に配置され、かつ前壁と仕切り壁で互いに対抗する位置からずれて配置された上段噴出口および下段噴出口を使用したものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁に、二次空気を吹き込む複数の下段噴出口を前壁と仕切り壁とに設置するとともに、下段噴出口より下流側で二次空気を吹き込む複数の上段噴出口を前壁および仕切り壁の一方に設置した焼却炉における二次空気吹き込み方法であって、被焼却物の発熱量と投入量から求められる供給熱量に対応して、同一平面上に配置された前壁と仕切り壁の下段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で操作して、二次空気供給量を制御し、低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域との間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＤ工程と、中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域内に略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＥ工程とを具備し、前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、（中流速域を２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満の流速とし）、前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速としたものである。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の構成において、高熱量域で、上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域まで同一割合で増加させて二次空気供給量を増加するＦ工程を行い、前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速としたものである。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の構成において、前壁と仕切り壁とに互いに対抗する位置から位置ずれしてそれぞれ配置された複数の下段噴出口を使用し、平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を使用したものである。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の構成において、下段噴出口および上段噴出口から二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込むものである。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の構成において、同一口径の下段噴出口と上段噴出口とを使用し、軸心間の上下段距離が口径の２倍以上で１０倍以下に配置された下段噴出口と上段噴出口とを使用するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、被焼却物の供給熱量に対応して、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速と上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を２系統で制御し、低熱量域でＡ工程を行い、中熱量域でＢ工程を行う。
【００１６】
すなわち、被焼却物が低質で供給熱量が低い低熱量域でＡ工程を行い、主に、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、低流速域から高流速域まで大きい割合で増減して二次空気をできるだけ高速で吹き込むことにより、流入する燃焼ガスを効果的に攪拌し、ついで上段噴出口から吹き込む二次空気により、下段噴出口から吹き込まれる二次空気と共に二次空気流を効果的に分断して混合攪拌し、二次空気供給量が少なくても、燃焼ガスと二次空気との混合攪拌効果を促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００１７】
また被焼却物が基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに最初に吹き込まれる下段噴出口の二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することで二次空気による燃焼ガスの攪拌効果を維持しつつ、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域から高流速域の間で増減して二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスの分断効果と混合攪拌効果とを促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、被焼却物が良質で供給熱量が高い高熱量域でＣ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段噴出口と上段噴出口から同一の流速で吹き込まれる高速の二次空気の流速を、同一割合で増減して吹き込むことにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌を促進して未燃物質の燃焼させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、上下段噴出口を平面視で同一位置に配置することにより、低速の二次空気による燃焼ガスの分断効果を促進し、さらに前壁と仕切り壁の上下段噴出口と仕切り壁の上下段噴出口とを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌させることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、被焼却物の供給熱量に対応して、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で制御し、低熱量域でＤ工程を行い、中熱量域でＥ工程を行う。
【００２１】
すなわち、被焼却物が低質で供給熱量が低い低熱量域でＤ工程を行い、主に、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、中流速域と高流速域の間で増減してできるだけ高速で吹き込むことにより、流入する燃焼ガスを効果的に攪拌し、ついで上段噴出口から吹き込む二次空気により二次空気流を効果的に分断して攪拌し、二次空気供給量が少なくても、燃焼ガスと二次空気との混合攪拌効果を促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００２２】
また被焼却物が基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＤ工程を行い、流入する燃焼ガスに最初に吹き込まれる下段噴出口の二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することで二次空気による燃焼ガスの攪拌効果を維持しつつ、上段噴出口からの二次空気の流速を低流速域から高流速域の間で大きい割合で増減して吹き込んで二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスの分断効果と混合攪拌効果とを促進し未燃物質を燃焼させてＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、被焼却物が良質で供給熱量が高い高熱量域でＦ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段噴出口と上段噴出口から同一の流速で吹き込まれる高速の二次空気の流速を、同一割合で増減して吹き込むことにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、前壁と仕切り壁の上下段噴出口と仕切り壁の上下段噴出口とを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌させることができる。また平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を同一位置に配置することにより、低速の二次空気による燃焼ガスと側壁との分断効果を促進することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、下段噴出口および上段噴出口から二次空気を、水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込むことにより、二次空気流による燃焼ガスの滞留時間を調整して混合攪拌を効果的に行うことができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、下段噴出口の軸心と上段噴出口の軸心との上下段距離を、噴出口の口径の２倍以上で１０倍以下とすることにより、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が、上下流方向に所定の幅を持って燃焼ガス流に作用し、低速であっても燃焼ガスを分断して効果的に混合攪拌することができる。したがって、下段噴出口と上段噴出口をその口径の２倍未満で配置した場合のように、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が互いに重り合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって混合攪拌効果が低下することがなく、また下段噴出口と上段噴出口とをノズル口径の１０倍を越えて配置した場合のように、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が互いに独立してしまい、混合攪拌作用が低下することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２８】
（ごみ焼却炉の構成）
図１に示すように、この二次燃焼室２１は、たとえばごみ焼却炉において、一次燃焼室１５の上部に設けられるものである。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば４９５ｔ／ｄａｙであって、炉本体１１の前部には、被焼却物であるごみ（被焼却物）を所定量ずつ一次燃焼室１５に供給するごみ供給口１２が設けられており、一次燃焼室１５では、底部に設置されたストーカ１３上で、ごみ供給口１２から供給されたごみが前部から後部に送られつつ乾燥、燃焼され、炉本体１１の後部に設けられた灰排出口１４から、燃焼後の焼却灰や焼却残滓が排出される。この一次燃焼室１５には、ストーカ１３の下部に設けられた複数の風箱（図示せず）から一次燃焼空気が吹き込まれてごみが燃焼される。
【００２９】
一次燃焼室１５の上方で燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室２１は、下部にごみ供給口１２が設けられた前壁２１Ｆと、この前壁２１Ｆに所定の奥行き：Ｄ１をあけて対面される仕切り壁２１Ｒと、前壁２１Ｆと仕切り壁２１Ｒの左右側縁をそれぞれ連結する左右の側壁２１Ｓとで、平面視が矩形断面に形成されている。
【００３０】
この二次燃焼室２１は、たとえば前壁２１Ｆ、仕切り壁２１Ｒ間の奥行き：Ｄ１≒６．２ｍ、左右の側壁２１Ｓ間の横幅：Ｗ１≒７．１ｍ、高さ：Ｈ１≒１５．０ｍに形成されているが、一般的にストーカ式ごみ焼却炉の二次燃焼室２１は、炉本体１１の処理量に対応して、奥行き：Ｄ１＝２．５〜７．０ｍ、横幅：Ｗ１＝２．５〜８．０ｍ、高さ：Ｈ１＝８．０〜１６．０ｍに形成されている。
【００３１】
この二次燃焼室２１内の燃焼ガス中に二次空気を吹き込む二次空気ノズルは、二次燃焼室２１の上流端（入口）近傍にそれぞれ設置されており、前壁２１Ｆに配置された左右一対の前壁下段ノズル（下段噴出口）２２Ｆと、前壁下段ノズル２２Ｆに上下段距離：Ｈｎ１（Ｈｎ）をあけて上方の前壁２１Ｆに配置された左右一対の前壁上段ノズル（上段噴出口）２３Ｆと、前壁下段ノズル２２Ｆと同一水平面上で仕切り壁２１Ｒに配置された３本の仕切り壁下段ノズル（下段噴出口）２２Ｒと、前壁上段ノズル２３Ｆと同一水平面上で仕切り壁２１Ｒに配置された３本の仕切り壁上段ノズル（上段噴出口）２３Ｒとで構成されている。
【００３２】
各二次空気ノズルは、前壁下段ノズル２２Ｆおよび前壁上段ノズル２３Ｆ（以下、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆという）が平面視において同一位置に配置され、また仕切り壁下段ノズル２２Ｒおよび仕切り壁下段ノズル２３Ｒ（以下、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒという）が平面視において同一位置に配置されている。また、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒは、それぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置（互い違い位置）に配置されている。さらに、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒのうち、左右の側壁２１Ｓに接近して両側に配置されたものは、側壁２１Ｓからの離間距離：Ｌｓ１＝３００ｍｍ以内に配置されている。実施の形態１では、たとえば離間距離：Ｌｓ１≒約２３５ｍｍである。これにより、側壁２１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁２１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００３３】
さらにまた、各二次空気ノズルが互いに同一の口径：ｄ１（ｄ）に設定され、また前壁下段ノズル２２Ｆおよび仕切り壁下段ノズル２２Ｒ（以下、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒという）と、前壁上段ノズル２３Ｆおよび仕切り上段ノズル２３Ｒ（以下、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒという）の軸心間の上下段距離：Ｈｎ１が、ノズル口径：ｄ１の２倍以上で１０倍以下（Ｈｎ１＝２×ｄ１〜１０×ｄ１）の範囲に設定されている。ここで、上下段距離：Ｈｎ１がノズル口径：ｄ１の２倍未満では、上下に隣接する前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆおよび仕切り壁上下段ノズル２２Ｒ，２３Ｒから吹き込む二次空気流が互いに重なり合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって、燃焼ガスの分断効果および混合攪拌効果が低下するからであり、上下段距離：Ｈｎ１がノズル口径：ｄ１の１０倍を越えると、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒから吹き込む二次空気流が完全に独立してしまい、燃焼ガス流を左右に分断して効果的に混合攪拌する作用を奏しないからである。ここで、たとえばノズル口径：ｄ１＝１５５ｍｍ、上下段距離：Ｈｎ１＝５００ｍｍである。
【００３４】
また、各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒは、二次空気の吹き込み方向が水平方向の０°から下向き３０°の範囲で選択的に設定されている。吹き込み方向が水平方向の０°である場合には、二次空気流の貫通力を大きくして大量の燃焼ガスを効果的に混合することができ、吹き込み方向が下向き３０°である場合には、燃焼ガスの滞留時間を長くして未燃物質を効果的に燃焼させることができる。
【００３５】
そして、これら下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒは、ごみ焼却炉の定格処理量に対応して、本数や口径、配置を決定し、さらに吹き込み方向や上下段距離：Ｈｎ１、離間距離：Ｌｓ１が決定される。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば４９５ｔ／ｄａｙである。
【００３６】
なお、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆを有する前壁２１Ｆの配置と、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒを有する仕切り壁２１Ｒの配置とを入れ替えてもよい。
また、図１（ｄ）に示すように、仕切り壁２１Ｒの上流部（二次燃焼室２１の入口）に所定量膨出されて前壁２１Ｆまでの距離を短縮するノーズ部Ｎを設け、ノーズ部Ｎの頂部近傍に仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒを設けることにより、未燃物質の燃焼をさらに促進することができる。これは、二次燃焼室２１では、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒから前壁２１Ｆまでの距離が短いほうが二次空気の貫通、分断効果および混合攪拌効果が高いからである。
【００３７】
二次空気供給ユニットは、図２に示すように、エアブロアユニット３１に接続された主エア供給管３２が、下段エア供給管３３Ｄと上段エア供給管３３Ｕに分岐されている。そして下段エア供給管３３Ｄには電動式の下段ノズル流速制御弁（エアダンパー）３４Ｄが介在されるとともに、上段エア供給管３３Ｕには電動式の上段ノズル流速制御弁（エアダンパー）３４Ｕが介在されている。そして下段エア供給管３３Ｄが下段分配管３３Ｄｆ，３３Ｄｒに分岐され、また上段エア供給管３３Ｕが上段分配管３３Ｕｆ，３３Ｕｒに分岐される。さらに、下段分配管３３Ｄｆ，３３Ｄｒが複数の分岐管を介して各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒにそれぞれ接続され、これら各分岐管に下段流量調整弁３５Ｄｆ，３５Ｄｒがそれぞれ介在される。また上段分配管３３Ｕｆ，３３Ｕｒが複数の分岐管を介して各上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒに接続され、これら各分岐管に上段流量調整弁３５Ｕｆ，３５Ｕｒがそれぞれ介在される。これら上下段流量調整弁３５Ｕｆ，３５Ｕｒ，３５Ｄｆ，３５Ｄｒは流路抵抗が考慮されて各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび各上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速が同一になるように調整される。
【００３８】
またこのごみ焼却炉には、ごみの発熱量とごみ投入量から供給熱量を求め、二次空気供給量を演算する燃焼制御装置３６が設けられており、この燃焼制御装置３６では、求めた二次空気供給量に基づいて、エアブロアユニット３１により供給される二次空気の供給量を制御し、さらに下段ノズル流速制御弁３４Ｄおよび上段ノズル流速制御弁３４Ｕを操作して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速をそれぞれ制御する。
【００３９】
（二次空気の吹き込み方法）
上記構成の二次燃焼室２１における二次空気の吹き込み方法を図３を参照して説明する。
【００４０】
このグラフに示す供給熱量の領域は、点ｂ未満を低熱量域とし、点ｂから点ｃを中熱量域とし、点ｃ以上を高熱量域としている。また点ｂにおける二次空気供給量は２１８７０ｍ３Ｎ／ｈであり、点ｃにおける二次空気供給量は３２８１０ｍ３Ｎ／ｈである。また、このグラフに示す二次空気の流速域は、１０ｍ／秒未満を最低流速域とし、１０ｍ／秒以上で２５ｍ／秒未満を低流速域とし、（２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満を中流速域とし）、３０ｍ／秒以上で５５ｍ／秒未満を高流速域とし、５５ｍ／秒以上を最高流速域としている。
【００４１】
点ｃは、中熱量域の高域限で、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気が同一の流速である。供給熱量が増加する場合には、Ｃ工程を行って二次空気供給量を増加させ、供給熱量が減少する場合には、Ｂ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
【００４２】
点ｃ〜ｄに示すＣ工程は、ごみが高質で供給熱量が高い高熱量域で実施するもので、供給熱量の増加に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域から最高流速域まで同一割合で増速して二次空気供給量を増加させる。
【００４３】
点ｃ〜ｂに示すＢ工程は、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域で略一定に保持しつつ、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、高流速域から低流速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００４４】
また点ｂにおいて、ごみの発熱量と投入量が減少して供給熱量が減少する場合には、Ａ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
点ｂ〜ａに示すＡ工程は、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒからの二次空気の流速を高流速域から低流速域までの（３）に対して、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから供給する二次空気の流速を低流速域から最低流速域までの（１）の割合（３：１）で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００４５】
また、各点間における供給熱量の逆の増減もそれぞれの工程を行う。
（シミュレーションによるＣＯの低減効果）
上記構成と図７に示す比較例について、ごみ質の３つの条件（高質：Ｈ、基準質：Ｍ、低質：Ｌで示す、２桁の数値は一次空気比×１０）と、一次空気比０．８〜１．１の範囲の運転において、シミュレーションによりＣＯの低減効果を比較したものを表１に示す。
【００４６】
【表１】
表１によれば、図７に示す比較例に比べて、本発明では、二次燃焼室２１の出口のＣＯ濃度を十分に減少させることができることが判明した。なお、図７に示す比較例は、二次燃焼室ＦＲの上流端（入口）近傍に、前壁ＦＷに４本の二次空気ノズルＯＦＡを配置し、仕切り壁２１ＲＷに５本の二次空気ノズルＯＲＡを、二次空気ノズルＯＦＡにそれぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置に配置し、口径１５０ｍｍの二次空気ノズルＯＦＡ，ＯＲＡを１段で合計９本を設置したものである。
【００４７】
（実施の形態１の効果）
上記実施の形態１によれば、供給熱量に対応して二次燃焼室２１に吹き込む二次空気の流速を操作し二次空気供給量を増減する時に、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒの２系統で、Ａ工程およびＢ工程を行うことにより、二次空気供給量を容易に制御することができるとともに、二次空気供給量が少ない低熱量域および中熱量域であっても、燃焼ガスに含まれる未燃物質を効果的に燃焼してＣＯを低減することができる。
【００４８】
すなわち、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域でＡ工程を行い、主に、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域から高流速域まで大きい割合で増減し、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込む二次空気をできるだけ高速として効果的に攪拌し、さらに上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、最低流速域と低流速域の間で増減する。たとえば下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒを３：１の割合で増減して二次空気供給量を制御することで、二次空気の流速が低速であっても、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００４９】
また、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒからの二次空気の流速を高流速域で略一定に保持することにより、燃焼ガスを安定して効果的に攪拌混合しつつ、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域と高流速域との間で大きい割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進し、ＣＯを低減することができる。
【００５０】
さらに、ごみが良質で供給熱量が高い高熱量域でＣ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから同一流速で吹き込む二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００５１】
さらにまた、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒとを平面視で同一位置に配置するとともに、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒとを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガス流と二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００５２】
また、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒとの上下段距離：Ｈｎ１をノズル口径：ｄ１の２倍以上で１０倍以下としたので、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気を上下段距離にわたる帯流として作用させ、燃焼ガスを効果的に分断および貫通させて混合攪拌効果を向上することができる。
【００５３】
さらに、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒからの二次空気の吹き込み方向を、水平方向０°から下向き３０°の範囲で選択することにより、燃焼ガスに対する貫通、分断効果と滞留時間とを最適に調整することができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００５４】
さらにまた、左右の側壁２１Ｓに接近して配置された仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒと側壁２１Ｓとの離間距離：Ｌｓ１＝３００ｍｍ以内に配置したので、前壁２１Ｆとの衝突により中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により混合攪拌を促進することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉における二次燃焼室の吹き込み方法の実施の形態２を図４〜図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図４に示すように、このストーカ式焼却炉の定格処理量は、１２０ｔ／ｄａｙであって、二次燃焼室４１は、前壁４１Ｆ、仕切り壁４１Ｒ間の奥行き：Ｄ２≒３．０ｍ、左右の側壁４１Ｓ間の横幅：Ｗ２≒２．８ｍ、高さ：Ｈ２≒１０．０ｍにそれぞれ形成されている。
【００５７】
二次燃焼室４１内に燃焼ガス中に二次空気を吹き込む二次空気ノズルは、二次燃焼室４１の上流端（入口）近傍にそれぞれ設置されており、前壁４１Ｆに配置された左右一対の前壁下段ノズル（下段噴出口）４２Ｆと、これら前壁下段ノズル４２Ｆと同一水平面上で仕切り壁４１Ｒに配置された３本の仕切り壁下段ノズル（下段噴出口）４２Ｒと、仕切り壁４１Ｒで仕切り壁下段ノズル４２Ｒの上方に上下段距離：Ｈｎ２（Ｈｎ）をあけて配置された左右一対の仕切り壁上段ノズル（上段噴出口、以下、上段ノズルという）４３Ｒとで構成されている。
【００５８】
前壁下段ノズル４２Ｆおよび仕切り壁下段ノズル４２Ｒ（以下、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒという）は、それぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置（互い違い位置）に配置されている。また仕切り壁４１Ｒにおいて、仕切り壁下段ノズル４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒ（以下、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒという）のうち、外側で側壁４１Ｓに接近して配置された上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒが、平面視において同一位置に配置され、また側壁４１Ｓからの離間距離：Ｌｓ２＝３００ｍｍ以内に配置される。これにより、側壁４１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁４１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。この実施の形態２では、離間距離：Ｌｓ２≒１４５ｍｍである。
【００５９】
さらにまた、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒが同一の口径：ｄ２（ｄ）に設定され、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒの上下段距離：Ｈｎ２は、ノズル口径：ｄ２の２倍以上で、１０倍以下（Ｈｎ２＝２×ｄ２〜１０×ｄ２）の範囲に設定されている。これは、これら上下段距離：Ｈｎ２が、ノズル口径：ｄ２の２倍未満では、上下に隣接する上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込む二次空気流が互いに重なり合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって、燃焼ガスの分断効果および混合攪拌効果が低下するからであり、ノズル離間距離：Ｈｎ２がノズル口径：ｄ２の１０倍を越えると、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込む二次空気流が互いに独立してしまい、燃焼ガス流を左右に分断して効果的に混合攪拌する作用を奏しないからである。ここで、上下段距離：Ｈｎ２＝５００ｍｍである。
【００６０】
また、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒは、二次空気の吹き込み方向が水平方向０°から下向き３０°の範囲で選択的に設定されている。吹き込み方向が水平方向の０°である場合には、二次空気流の貫通力を大きくして大量の燃焼ガスを効果的に混合することができ、吹き込み方向が下向き３０°である場合には、燃焼ガスの滞留時間を長くして未燃物質を効果的に燃焼させることができる。
【００６１】
ごみ焼却炉の定格処理量に対応して、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒの数量や口径、配置を決定し、さらに吹き込み方向や上下段距離：Ｈｎ２、離間距離：Ｌｓ２が決定される。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば１２０ｔ／ｄａｙである。
【００６２】
なお、下段ノズル４２Ｆを有する前壁４１Ｆの配置と、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒを有する仕切り壁４１Ｒの配置とを入れ替えてもよい。
また仕切り壁４１Ｒの上流部（二次燃焼室４１の入口）に所定量膨出されて前壁４１Ｆまでの距離を短縮するノーズ部を設け、このノーズ部の頂部近傍に上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒを設けてもよい。
【００６３】
二次空気供給ユニットは、図５に示すように、エアブロアユニット５１に接続された主エア供給供給管５２が下段エア供給管５３Ｄと上段エア供給管５３Ｕとに分岐され、下段エア供給管５３Ｄに電動式の下段ノズル流速制御弁（エアダンパー）５４Ｄが介在されるとともに、上段エア供給管５３Ｕに電動式の上段ノズル流速制御弁（エアダンパー）５４Ｕが介在されている。そして、下段エア供給管５３Ｄが下段分配管５３Ｄｆ，５３Ｄｒに分岐され、これら下段分配管５３Ｄｆ，５３Ｄｒが複数の分岐管を介して各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒにそれぞれ接続されている。そして、これら分岐管に下段流量調整弁５５Ｄｆ，５３Ｄｒがそれぞれ介在されている。また上段エア供給管５３Ｕｒが複数の分岐管を介して各上段ノズル４３Ｒに接続され、そしてこれら分岐管に上段流量調整弁５５Ｕｒがそれぞれ介在されている。これら上下段流量調整弁５５Ｕｒ，５５Ｄｆ，５５Ｄｒは各管路の流路抵抗が考慮されて各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと各上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速が同一となるように調整される。
【００６４】
また、このごみ焼却炉には、ごみの発熱量とごみ投入量から供給熱量を求め、二次空気供給量を演算する燃焼制御装置５６が設けられており、この燃焼制御装置５６では、求めた二次空気供給量に基づいて、エアブロアユニット５１から供給される二次空気供給量を制御し、さらに下段ノズル流速制御弁５４Ｄおよび上段ノズル流速制御弁５４Ｕをそれぞれ操作して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速をそれぞれ制御する。
【００６５】
（二次空気の吹き込み方法）
上記構成の二次燃焼室４１における二次空気の吹き込み方法を図６を参照して説明する。
【００６６】
このグラフにおける供給熱量の領域は、点ｆ未満を低熱量域とし、点ｆから点ｇまでを中熱量域、点ｇ以上を高熱量域としている。また点ｆにおける二次空気供給量は４２２０ｍ３Ｎ／ｈであり、また点ｇにおける二次空気供給量は５１７０ｍ３Ｎ／ｈである。また、このグラフに示す二次空気の流速域は、１０ｍ／秒未満を最低流速域とし、１０ｍ／秒以上で２５ｍ／秒未満を低流速域とし、（２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満を中流速域をとし）、３０ｍ／秒以上で５５ｍ／秒未満を高流速域をとし、５５ｍ／秒以上を最高流速域としている。
【００６７】
点ｇは、中熱量域の高域限で、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速が同一である。供給熱量の増加に対応して、Ｆ工程を行って二次空気供給量を増加させ、供給熱量が減少する場合には、Ｅ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
【００６８】
点ｇ〜ｈに示すＦ工程は、ごみが高質で供給熱量が高い高供給域で実施するもので、供給熱量の増加に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域から最高流速域まで同一の割合で増速して二次空気供給量を増加させる。
【００６９】
点ｇ〜ｆに示すＥ工程は、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域で略一定に保持しつつ（図６では、少し下降勾配で表されている）、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、高流速域から低流速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００７０】
また点ｆにおいて、ごみの発熱量と投入量が減少して供給熱量がさらに減少する場合には、Ｄ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
点ｆ〜ｅに示すＤ工程は、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で減速させるとともに、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を低流速域から最低速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００７１】
また、各点間における供給熱量の逆の増減もそれぞれの工程を行う。
（シミュレーションによるＣＯの低減効果）
上記構成と図８に示す比較例について、ごみ質の３つの条件（高質：Ｈ、基準質：Ｍ、低質：Ｌで示す、２桁の数値は一次空気比×１０）と、一次空気比０．８〜１．１の範囲の運転において、シミュレーションによりＣＯの低減効果を比較したものを表２に示す。
【００７２】
【表２】
表２によれば、図８に示す比較システムに比べて、二次燃焼室４１の出口のＣＯ濃度を十分に減少させることができることが判明した。なお、図８に示す比較システムは、二次燃焼室ＦＲの前壁ＦＷに３本の二次空気ノズルＯＦＢを配置し、仕切り壁４１Ｒのノーズ部Ｎに４本の二次空気ノズルＯＲＢを、二次空気ノズルＯＦＢにそれぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置で、かつ上下段距離：δ＝７５０ｍｍだけ下位に配置し、二次空気ノズルＯＦＢによる二次空気の吹き込み方向は、仕切り壁側下方にθ°＝２０°で傾斜して吹き込むように構成し、口径７８ｍｍの二次空気ノズルＯＦＢ，ＯＲＢを１段で合計７本配置した構造である。
【００７３】
（実施の形態２の効果）
上記実施の形態２によれば、供給熱量に対応して二次燃焼室４１に吹き込む二次空気の流速を操作し二次空気供給量を増減する時に、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと上段ノズル４３Ｒとの２系統で、Ｄ工程およびＥ工程を行うことにより、二次空気供給量を容易に制御することができるとともに、二次空気供給量が少ない低熱量域および中熱量域であっても、燃焼ガスに含まれる未燃物質を効果的に燃焼してＣＯを低減することができる。
【００７４】
すなわち、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域でＤ工程を行い、主に、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域内で増減し、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる二次空気をできるだけ高速として効果的に攪拌し、さらに上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域の間で増減し、かつ下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒよりも低速で吹き込むことにより、二次空気の流速が低速であっても、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００７５】
また、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒの二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することにより、燃焼ガスを安定して効果的に混合攪拌しつつ、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域と高流速域との間で大きい割合で増減し二次空気供給量を制御することにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００７６】
さらに、ごみが良質で供給熱量が高い高熱量域でＦ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと上段ノズル４３Ｒから同一流速で吹き込む二次空気の流速を高流速域と最高流速域の間で同一割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００７７】
さらにまた、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒからの二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択することにより、燃焼ガスに対する貫通、分断効果と滞留時間とを最適に調整することができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００７８】
また、両外側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒとの上下段距離：Ｈｎ２を、ノズル口径：ｄ２の２〜１０倍とすることで、両外側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込まれる二次空気が上下段距離にわたる帯流として作用させ、燃焼ガスを効果的に分断および貫通させて混合攪拌効果を向上することができる。
【００７９】
さらにまた、左右の側壁４１Ｓに接近して配置された両側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒと側壁４１Ｓとの離間距離：Ｌｓ＝３００ｍｍ以内に配置したので、これにより、側壁４１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁４１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００８０】
なお、実施の形態１および２では、ストーカ式焼却炉について説明したが、廃棄物溶融炉、電気式溶融炉などの二次燃焼室への二次空気の吹き込み方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法を実施するストーカ式ごみ焼却炉の実施の形態１を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は下段ノズルを示す横断面図、（ｃ）は上段ノズルを示す横断面図、（ｄ）はノーズ部を設けた場合の部分縦断面図である。
【図２】二次空気供給ユニットを説明する斜視図である。
【図３】二次空気の吹き込み方法を示し、二次空気供給量と二次空気流速の関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法を実施するストーカ式ごみ焼却炉の実施の形態２を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は下段ノズルを示す横断面図、（ｃ）は上段ノズルを示す横断面図である。
【図５】二次空気供給ユニットを説明する斜視図である。
【図６】二次空気の吹き込み方法を示し、二次空気供給量と二次空気流速の関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１の比較例のごみ焼却炉を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は二次空気ノズルを示す横断面図である。
【図８】実施の形態２の比較例のごみ焼却炉を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は二次空気ノズルを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１ 炉本体
１２ ごみ供給口
１３ ストーカ
１４ 灰排出口
１５ 一次燃焼室
２１ 二次燃焼室
２１Ｆ，４１Ｆ 前壁
２１Ｒ，４１Ｒ 仕切り壁
２１Ｓ，４１Ｓ 側壁
２２Ｆ，４２Ｆ 前壁下段ノズル
２２Ｒ，４２Ｒ 仕切り壁下段ノズル
２３Ｆ 前壁上段ノズル
２３Ｒ，４３Ｒ 仕切り壁上段ノズル
３１，５１ エアブロアユニット
３４Ｄ，５４Ｄ 下段ノズル流速制御弁
３４Ｕ，５４Ｕ 上段ノズル流速制御弁
３６，５６ 燃焼制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストーカ式焼却炉や廃棄物溶融炉、電気式溶融炉などにおいて、一次燃焼室の下流側に配置された二次燃焼室に、二次空気を供給して未燃物質を二次燃焼させる二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を焼却処理する際に発生する燃焼ガスには、ダイオキシンなどの有害未燃物質が含まれており、この有害未燃物質を低減する方法として、二次燃焼室に二次燃焼用の二次空気を吹き込むことで、完全燃焼させる方法がある。この方法では、二次空気と燃焼ガスとの混合状態が未燃物質の低減効果を大きく左右する。
【０００３】
たとえば特許文献１には、ストーカ式焼却炉において、二次空気供給ノズルを上下複数段に配置し、排ガス計測手段により検出された排ガスのＣＯ濃度が高くなった場合に、下段側の二次空気供給ノズルを開放したり、二次空気を二次空気流量の実測値に基づいてＰＩＤ制御を行い、二次空気ダンパを介して二次空気供給ノズル群に二次空気流量を分配制御する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１９５５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ごみの処理量や発熱量が減少すると、炉内温度維持のために、二次空気の供給量を絞る必要がある。この場合、二次空気流の燃焼ガスへの貫通力と混合効果とが低下するため、二次燃焼室で未燃物質を完全燃焼させるためには、二次空気を効果的に吹き込むことが重要となる。
【０００５】
特許文献１では、炉出口の排ガス中のＮＯｘとＣＯの排ガス検出手段を設けて、ＣＯが増加した場合に、下段側の二次空気供給ノズルを開放する旨の記載があるが、二次空気供給量を絞る場合の二次空気の供給方法について、具体的に開示されていない。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、被焼却物の発熱量と投入量とによる供給熱量の変動に対応して二次空気量を制御するに際し、二次空気供給量を絞る場合であっても、未燃物質を効果的に燃焼させることができる二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法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】
【０００７】
上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁とに、二次空気を吹き込む複数の上段噴出口および複数の下段噴出口を上下流方向に２段に配置した焼却炉における二次空気の吹き込み方法であって、被焼却物の発熱量と投入量により求められる供給熱量の増減に対応して、同一平面内に配置された前壁の上段噴出口と仕切り壁の上段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、同一平面内に配置された前壁の下段噴出口と仕切り壁の下段噴出口から吹き込む二次空気の流速との２系統を操作して、二次空気供給量を制御し、低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と前記低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域で略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＢ工程とを具備し、前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速としたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、高熱量域で、両壁の上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一の割合で増加させて二次空気供給量を増加するＣ工程を行い、前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速としたものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、前壁および仕切り壁では平面視でそれぞれ同一位置に配置され、かつ前壁と仕切り壁で互いに対抗する位置からずれて配置された上段噴出口および下段噴出口を使用したものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁に、二次空気を吹き込む複数の下段噴出口を前壁と仕切り壁とに設置するとともに、下段噴出口より下流側で二次空気を吹き込む複数の上段噴出口を前壁および仕切り壁の一方に設置した焼却炉における二次空気吹き込み方法であって、被焼却物の発熱量と投入量から求められる供給熱量に対応して、同一平面上に配置された前壁と仕切り壁の下段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で操作して、二次空気供給量を制御し、低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域との間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＤ工程と、中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域内に略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＥ工程とを具備し、前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、（中流速域を２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満の流速とし）、前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速としたものである。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の構成において、高熱量域で、上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域まで同一割合で増加させて二次空気供給量を増加するＦ工程を行い、前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速としたものである。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の構成において、前壁と仕切り壁とに互いに対抗する位置から位置ずれしてそれぞれ配置された複数の下段噴出口を使用し、平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を使用したものである。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の構成において、下段噴出口および上段噴出口から二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込むものである。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の構成において、同一口径の下段噴出口と上段噴出口とを使用し、軸心間の上下段距離が口径の２倍以上で１０倍以下に配置された下段噴出口と上段噴出口とを使用するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、被焼却物の供給熱量に対応して、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速と上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を２系統で制御し、低熱量域でＡ工程を行い、中熱量域でＢ工程を行う。
【００１６】
すなわち、被焼却物が低質で供給熱量が低い低熱量域でＡ工程を行い、主に、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、低流速域から高流速域まで大きい割合で増減して二次空気をできるだけ高速で吹き込むことにより、流入する燃焼ガスを効果的に攪拌し、ついで上段噴出口から吹き込む二次空気により、下段噴出口から吹き込まれる二次空気と共に二次空気流を効果的に分断して混合攪拌し、二次空気供給量が少なくても、燃焼ガスと二次空気との混合攪拌効果を促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００１７】
また被焼却物が基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに最初に吹き込まれる下段噴出口の二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することで二次空気による燃焼ガスの攪拌効果を維持しつつ、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域から高流速域の間で増減して二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスの分断効果と混合攪拌効果とを促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、被焼却物が良質で供給熱量が高い高熱量域でＣ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段噴出口と上段噴出口から同一の流速で吹き込まれる高速の二次空気の流速を、同一割合で増減して吹き込むことにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌を促進して未燃物質の燃焼させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、上下段噴出口を平面視で同一位置に配置することにより、低速の二次空気による燃焼ガスの分断効果を促進し、さらに前壁と仕切り壁の上下段噴出口と仕切り壁の上下段噴出口とを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌させることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、被焼却物の供給熱量に対応して、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で制御し、低熱量域でＤ工程を行い、中熱量域でＥ工程を行う。
【００２１】
すなわち、被焼却物が低質で供給熱量が低い低熱量域でＤ工程を行い、主に、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、中流速域と高流速域の間で増減してできるだけ高速で吹き込むことにより、流入する燃焼ガスを効果的に攪拌し、ついで上段噴出口から吹き込む二次空気により二次空気流を効果的に分断して攪拌し、二次空気供給量が少なくても、燃焼ガスと二次空気との混合攪拌効果を促進して未燃物質を燃焼させＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００２２】
また被焼却物が基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＤ工程を行い、流入する燃焼ガスに最初に吹き込まれる下段噴出口の二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することで二次空気による燃焼ガスの攪拌効果を維持しつつ、上段噴出口からの二次空気の流速を低流速域から高流速域の間で大きい割合で増減して吹き込んで二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスの分断効果と混合攪拌効果とを促進し未燃物質を燃焼させてＣＯを低減することができる。また複雑な制御を不要にできる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、被焼却物が良質で供給熱量が高い高熱量域でＦ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段噴出口と上段噴出口から同一の流速で吹き込まれる高速の二次空気の流速を、同一割合で増減して吹き込むことにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、前壁と仕切り壁の上下段噴出口と仕切り壁の上下段噴出口とを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌させることができる。また平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を同一位置に配置することにより、低速の二次空気による燃焼ガスと側壁との分断効果を促進することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、下段噴出口および上段噴出口から二次空気を、水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込むことにより、二次空気流による燃焼ガスの滞留時間を調整して混合攪拌を効果的に行うことができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、下段噴出口の軸心と上段噴出口の軸心との上下段距離を、噴出口の口径の２倍以上で１０倍以下とすることにより、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が、上下流方向に所定の幅を持って燃焼ガス流に作用し、低速であっても燃焼ガスを分断して効果的に混合攪拌することができる。したがって、下段噴出口と上段噴出口をその口径の２倍未満で配置した場合のように、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が互いに重り合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって混合攪拌効果が低下することがなく、また下段噴出口と上段噴出口とをノズル口径の１０倍を越えて配置した場合のように、上下段噴出口から吹き込まれる二次空気流が互いに独立してしまい、混合攪拌作用が低下することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２８】
（ごみ焼却炉の構成）
図１に示すように、この二次燃焼室２１は、たとえばごみ焼却炉において、一次燃焼室１５の上部に設けられるものである。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば４９５ｔ／ｄａｙであって、炉本体１１の前部には、被焼却物であるごみ（被焼却物）を所定量ずつ一次燃焼室１５に供給するごみ供給口１２が設けられており、一次燃焼室１５では、底部に設置されたストーカ１３上で、ごみ供給口１２から供給されたごみが前部から後部に送られつつ乾燥、燃焼され、炉本体１１の後部に設けられた灰排出口１４から、燃焼後の焼却灰や焼却残滓が排出される。この一次燃焼室１５には、ストーカ１３の下部に設けられた複数の風箱（図示せず）から一次燃焼空気が吹き込まれてごみが燃焼される。
【００２９】
一次燃焼室１５の上方で燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室２１は、下部にごみ供給口１２が設けられた前壁２１Ｆと、この前壁２１Ｆに所定の奥行き：Ｄ１をあけて対面される仕切り壁２１Ｒと、前壁２１Ｆと仕切り壁２１Ｒの左右側縁をそれぞれ連結する左右の側壁２１Ｓとで、平面視が矩形断面に形成されている。
【００３０】
この二次燃焼室２１は、たとえば前壁２１Ｆ、仕切り壁２１Ｒ間の奥行き：Ｄ１≒６．２ｍ、左右の側壁２１Ｓ間の横幅：Ｗ１≒７．１ｍ、高さ：Ｈ１≒１５．０ｍに形成されているが、一般的にストーカ式ごみ焼却炉の二次燃焼室２１は、炉本体１１の処理量に対応して、奥行き：Ｄ１＝２．５〜７．０ｍ、横幅：Ｗ１＝２．５〜８．０ｍ、高さ：Ｈ１＝８．０〜１６．０ｍに形成されている。
【００３１】
この二次燃焼室２１内の燃焼ガス中に二次空気を吹き込む二次空気ノズルは、二次燃焼室２１の上流端（入口）近傍にそれぞれ設置されており、前壁２１Ｆに配置された左右一対の前壁下段ノズル（下段噴出口）２２Ｆと、前壁下段ノズル２２Ｆに上下段距離：Ｈｎ１（Ｈｎ）をあけて上方の前壁２１Ｆに配置された左右一対の前壁上段ノズル（上段噴出口）２３Ｆと、前壁下段ノズル２２Ｆと同一水平面上で仕切り壁２１Ｒに配置された３本の仕切り壁下段ノズル（下段噴出口）２２Ｒと、前壁上段ノズル２３Ｆと同一水平面上で仕切り壁２１Ｒに配置された３本の仕切り壁上段ノズル（上段噴出口）２３Ｒとで構成されている。
【００３２】
各二次空気ノズルは、前壁下段ノズル２２Ｆおよび前壁上段ノズル２３Ｆ（以下、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆという）が平面視において同一位置に配置され、また仕切り壁下段ノズル２２Ｒおよび仕切り壁下段ノズル２３Ｒ（以下、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒという）が平面視において同一位置に配置されている。また、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒは、それぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置（互い違い位置）に配置されている。さらに、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒのうち、左右の側壁２１Ｓに接近して両側に配置されたものは、側壁２１Ｓからの離間距離：Ｌｓ１＝３００ｍｍ以内に配置されている。実施の形態１では、たとえば離間距離：Ｌｓ１≒約２３５ｍｍである。これにより、側壁２１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁２１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００３３】
さらにまた、各二次空気ノズルが互いに同一の口径：ｄ１（ｄ）に設定され、また前壁下段ノズル２２Ｆおよび仕切り壁下段ノズル２２Ｒ（以下、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒという）と、前壁上段ノズル２３Ｆおよび仕切り上段ノズル２３Ｒ（以下、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒという）の軸心間の上下段距離：Ｈｎ１が、ノズル口径：ｄ１の２倍以上で１０倍以下（Ｈｎ１＝２×ｄ１〜１０×ｄ１）の範囲に設定されている。ここで、上下段距離：Ｈｎ１がノズル口径：ｄ１の２倍未満では、上下に隣接する前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆおよび仕切り壁上下段ノズル２２Ｒ，２３Ｒから吹き込む二次空気流が互いに重なり合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって、燃焼ガスの分断効果および混合攪拌効果が低下するからであり、上下段距離：Ｈｎ１がノズル口径：ｄ１の１０倍を越えると、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒから吹き込む二次空気流が完全に独立してしまい、燃焼ガス流を左右に分断して効果的に混合攪拌する作用を奏しないからである。ここで、たとえばノズル口径：ｄ１＝１５５ｍｍ、上下段距離：Ｈｎ１＝５００ｍｍである。
【００３４】
また、各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒは、二次空気の吹き込み方向が水平方向の０°から下向き３０°の範囲で選択的に設定されている。吹き込み方向が水平方向の０°である場合には、二次空気流の貫通力を大きくして大量の燃焼ガスを効果的に混合することができ、吹き込み方向が下向き３０°である場合には、燃焼ガスの滞留時間を長くして未燃物質を効果的に燃焼させることができる。
【００３５】
そして、これら下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒは、ごみ焼却炉の定格処理量に対応して、本数や口径、配置を決定し、さらに吹き込み方向や上下段距離：Ｈｎ１、離間距離：Ｌｓ１が決定される。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば４９５ｔ／ｄａｙである。
【００３６】
なお、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆを有する前壁２１Ｆの配置と、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒを有する仕切り壁２１Ｒの配置とを入れ替えてもよい。
また、図１（ｄ）に示すように、仕切り壁２１Ｒの上流部（二次燃焼室２１の入口）に所定量膨出されて前壁２１Ｆまでの距離を短縮するノーズ部Ｎを設け、ノーズ部Ｎの頂部近傍に仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒを設けることにより、未燃物質の燃焼をさらに促進することができる。これは、二次燃焼室２１では、仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒから前壁２１Ｆまでの距離が短いほうが二次空気の貫通、分断効果および混合攪拌効果が高いからである。
【００３７】
二次空気供給ユニットは、図２に示すように、エアブロアユニット３１に接続された主エア供給管３２が、下段エア供給管３３Ｄと上段エア供給管３３Ｕに分岐されている。そして下段エア供給管３３Ｄには電動式の下段ノズル流速制御弁（エアダンパー）３４Ｄが介在されるとともに、上段エア供給管３３Ｕには電動式の上段ノズル流速制御弁（エアダンパー）３４Ｕが介在されている。そして下段エア供給管３３Ｄが下段分配管３３Ｄｆ，３３Ｄｒに分岐され、また上段エア供給管３３Ｕが上段分配管３３Ｕｆ，３３Ｕｒに分岐される。さらに、下段分配管３３Ｄｆ，３３Ｄｒが複数の分岐管を介して各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒにそれぞれ接続され、これら各分岐管に下段流量調整弁３５Ｄｆ，３５Ｄｒがそれぞれ介在される。また上段分配管３３Ｕｆ，３３Ｕｒが複数の分岐管を介して各上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒに接続され、これら各分岐管に上段流量調整弁３５Ｕｆ，３５Ｕｒがそれぞれ介在される。これら上下段流量調整弁３５Ｕｆ，３５Ｕｒ，３５Ｄｆ，３５Ｄｒは流路抵抗が考慮されて各下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび各上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速が同一になるように調整される。
【００３８】
またこのごみ焼却炉には、ごみの発熱量とごみ投入量から供給熱量を求め、二次空気供給量を演算する燃焼制御装置３６が設けられており、この燃焼制御装置３６では、求めた二次空気供給量に基づいて、エアブロアユニット３１により供給される二次空気の供給量を制御し、さらに下段ノズル流速制御弁３４Ｄおよび上段ノズル流速制御弁３４Ｕを操作して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速をそれぞれ制御する。
【００３９】
（二次空気の吹き込み方法）
上記構成の二次燃焼室２１における二次空気の吹き込み方法を図３を参照して説明する。
【００４０】
このグラフに示す供給熱量の領域は、点ｂ未満を低熱量域とし、点ｂから点ｃを中熱量域とし、点ｃ以上を高熱量域としている。また点ｂにおける二次空気供給量は２１８７０ｍ３Ｎ／ｈであり、点ｃにおける二次空気供給量は３２８１０ｍ３Ｎ／ｈである。また、このグラフに示す二次空気の流速域は、１０ｍ／秒未満を最低流速域とし、１０ｍ／秒以上で２５ｍ／秒未満を低流速域とし、（２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満を中流速域とし）、３０ｍ／秒以上で５５ｍ／秒未満を高流速域とし、５５ｍ／秒以上を最高流速域としている。
【００４１】
点ｃは、中熱量域の高域限で、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気が同一の流速である。供給熱量が増加する場合には、Ｃ工程を行って二次空気供給量を増加させ、供給熱量が減少する場合には、Ｂ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
【００４２】
点ｃ〜ｄに示すＣ工程は、ごみが高質で供給熱量が高い高熱量域で実施するもので、供給熱量の増加に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域から最高流速域まで同一割合で増速して二次空気供給量を増加させる。
【００４３】
点ｃ〜ｂに示すＢ工程は、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域で略一定に保持しつつ、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、高流速域から低流速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００４４】
また点ｂにおいて、ごみの発熱量と投入量が減少して供給熱量が減少する場合には、Ａ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
点ｂ〜ａに示すＡ工程は、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒからの二次空気の流速を高流速域から低流速域までの（３）に対して、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから供給する二次空気の流速を低流速域から最低流速域までの（１）の割合（３：１）で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００４５】
また、各点間における供給熱量の逆の増減もそれぞれの工程を行う。
（シミュレーションによるＣＯの低減効果）
上記構成と図７に示す比較例について、ごみ質の３つの条件（高質：Ｈ、基準質：Ｍ、低質：Ｌで示す、２桁の数値は一次空気比×１０）と、一次空気比０．８〜１．１の範囲の運転において、シミュレーションによりＣＯの低減効果を比較したものを表１に示す。
【００４６】
【表１】
表１によれば、図７に示す比較例に比べて、本発明では、二次燃焼室２１の出口のＣＯ濃度を十分に減少させることができることが判明した。なお、図７に示す比較例は、二次燃焼室ＦＲの上流端（入口）近傍に、前壁ＦＷに４本の二次空気ノズルＯＦＡを配置し、仕切り壁２１ＲＷに５本の二次空気ノズルＯＲＡを、二次空気ノズルＯＦＡにそれぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置に配置し、口径１５０ｍｍの二次空気ノズルＯＦＡ，ＯＲＡを１段で合計９本を設置したものである。
【００４７】
（実施の形態１の効果）
上記実施の形態１によれば、供給熱量に対応して二次燃焼室２１に吹き込む二次空気の流速を操作し二次空気供給量を増減する時に、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒの２系統で、Ａ工程およびＢ工程を行うことにより、二次空気供給量を容易に制御することができるとともに、二次空気供給量が少ない低熱量域および中熱量域であっても、燃焼ガスに含まれる未燃物質を効果的に燃焼してＣＯを低減することができる。
【００４８】
すなわち、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域でＡ工程を行い、主に、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域から高流速域まで大きい割合で増減し、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込む二次空気をできるだけ高速として効果的に攪拌し、さらに上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、最低流速域と低流速域の間で増減する。たとえば下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒを３：１の割合で増減して二次空気供給量を制御することで、二次空気の流速が低速であっても、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００４９】
また、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒからの二次空気の流速を高流速域で略一定に保持することにより、燃焼ガスを安定して効果的に攪拌混合しつつ、上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域と高流速域との間で大きい割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進し、ＣＯを低減することができる。
【００５０】
さらに、ごみが良質で供給熱量が高い高熱量域でＣ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから同一流速で吹き込む二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００５１】
さらにまた、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒとを平面視で同一位置に配置するとともに、前壁上下段ノズル２３Ｆ，２２Ｆと仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒとを互いに位置ずれさせることにより、燃焼ガス流と二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００５２】
また、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒとの上下段距離：Ｈｎ１をノズル口径：ｄ１の２倍以上で１０倍以下としたので、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒと上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒから吹き込まれる二次空気を上下段距離にわたる帯流として作用させ、燃焼ガスを効果的に分断および貫通させて混合攪拌効果を向上することができる。
【００５３】
さらに、下段ノズル２２Ｆ，２２Ｒおよび上段ノズル２３Ｆ，２３Ｒからの二次空気の吹き込み方向を、水平方向０°から下向き３０°の範囲で選択することにより、燃焼ガスに対する貫通、分断効果と滞留時間とを最適に調整することができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００５４】
さらにまた、左右の側壁２１Ｓに接近して配置された仕切り壁上下段ノズル２３Ｒ，２２Ｒと側壁２１Ｓとの離間距離：Ｌｓ１＝３００ｍｍ以内に配置したので、前壁２１Ｆとの衝突により中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により混合攪拌を促進することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
本発明に係るストーカ式ごみ焼却炉における二次燃焼室の吹き込み方法の実施の形態２を図４〜図６に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図４に示すように、このストーカ式焼却炉の定格処理量は、１２０ｔ／ｄａｙであって、二次燃焼室４１は、前壁４１Ｆ、仕切り壁４１Ｒ間の奥行き：Ｄ２≒３．０ｍ、左右の側壁４１Ｓ間の横幅：Ｗ２≒２．８ｍ、高さ：Ｈ２≒１０．０ｍにそれぞれ形成されている。
【００５７】
二次燃焼室４１内に燃焼ガス中に二次空気を吹き込む二次空気ノズルは、二次燃焼室４１の上流端（入口）近傍にそれぞれ設置されており、前壁４１Ｆに配置された左右一対の前壁下段ノズル（下段噴出口）４２Ｆと、これら前壁下段ノズル４２Ｆと同一水平面上で仕切り壁４１Ｒに配置された３本の仕切り壁下段ノズル（下段噴出口）４２Ｒと、仕切り壁４１Ｒで仕切り壁下段ノズル４２Ｒの上方に上下段距離：Ｈｎ２（Ｈｎ）をあけて配置された左右一対の仕切り壁上段ノズル（上段噴出口、以下、上段ノズルという）４３Ｒとで構成されている。
【００５８】
前壁下段ノズル４２Ｆおよび仕切り壁下段ノズル４２Ｒ（以下、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒという）は、それぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置（互い違い位置）に配置されている。また仕切り壁４１Ｒにおいて、仕切り壁下段ノズル４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒ（以下、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒという）のうち、外側で側壁４１Ｓに接近して配置された上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒが、平面視において同一位置に配置され、また側壁４１Ｓからの離間距離：Ｌｓ２＝３００ｍｍ以内に配置される。これにより、側壁４１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁４１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。この実施の形態２では、離間距離：Ｌｓ２≒１４５ｍｍである。
【００５９】
さらにまた、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒが同一の口径：ｄ２（ｄ）に設定され、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒの上下段距離：Ｈｎ２は、ノズル口径：ｄ２の２倍以上で、１０倍以下（Ｈｎ２＝２×ｄ２〜１０×ｄ２）の範囲に設定されている。これは、これら上下段距離：Ｈｎ２が、ノズル口径：ｄ２の２倍未満では、上下に隣接する上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込む二次空気流が互いに重なり合い、独立したノズルの二次空気流と変わらなくなって、燃焼ガスの分断効果および混合攪拌効果が低下するからであり、ノズル離間距離：Ｈｎ２がノズル口径：ｄ２の１０倍を越えると、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込む二次空気流が互いに独立してしまい、燃焼ガス流を左右に分断して効果的に混合攪拌する作用を奏しないからである。ここで、上下段距離：Ｈｎ２＝５００ｍｍである。
【００６０】
また、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒは、二次空気の吹き込み方向が水平方向０°から下向き３０°の範囲で選択的に設定されている。吹き込み方向が水平方向の０°である場合には、二次空気流の貫通力を大きくして大量の燃焼ガスを効果的に混合することができ、吹き込み方向が下向き３０°である場合には、燃焼ガスの滞留時間を長くして未燃物質を効果的に燃焼させることができる。
【００６１】
ごみ焼却炉の定格処理量に対応して、各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒの数量や口径、配置を決定し、さらに吹き込み方向や上下段距離：Ｈｎ２、離間距離：Ｌｓ２が決定される。このごみ焼却炉の定格処理量は、たとえば１２０ｔ／ｄａｙである。
【００６２】
なお、下段ノズル４２Ｆを有する前壁４１Ｆの配置と、上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒを有する仕切り壁４１Ｒの配置とを入れ替えてもよい。
また仕切り壁４１Ｒの上流部（二次燃焼室４１の入口）に所定量膨出されて前壁４１Ｆまでの距離を短縮するノーズ部を設け、このノーズ部の頂部近傍に上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒを設けてもよい。
【００６３】
二次空気供給ユニットは、図５に示すように、エアブロアユニット５１に接続された主エア供給供給管５２が下段エア供給管５３Ｄと上段エア供給管５３Ｕとに分岐され、下段エア供給管５３Ｄに電動式の下段ノズル流速制御弁（エアダンパー）５４Ｄが介在されるとともに、上段エア供給管５３Ｕに電動式の上段ノズル流速制御弁（エアダンパー）５４Ｕが介在されている。そして、下段エア供給管５３Ｄが下段分配管５３Ｄｆ，５３Ｄｒに分岐され、これら下段分配管５３Ｄｆ，５３Ｄｒが複数の分岐管を介して各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒにそれぞれ接続されている。そして、これら分岐管に下段流量調整弁５５Ｄｆ，５３Ｄｒがそれぞれ介在されている。また上段エア供給管５３Ｕｒが複数の分岐管を介して各上段ノズル４３Ｒに接続され、そしてこれら分岐管に上段流量調整弁５５Ｕｒがそれぞれ介在されている。これら上下段流量調整弁５５Ｕｒ，５５Ｄｆ，５５Ｄｒは各管路の流路抵抗が考慮されて各下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと各上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速が同一となるように調整される。
【００６４】
また、このごみ焼却炉には、ごみの発熱量とごみ投入量から供給熱量を求め、二次空気供給量を演算する燃焼制御装置５６が設けられており、この燃焼制御装置５６では、求めた二次空気供給量に基づいて、エアブロアユニット５１から供給される二次空気供給量を制御し、さらに下段ノズル流速制御弁５４Ｄおよび上段ノズル流速制御弁５４Ｕをそれぞれ操作して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速をそれぞれ制御する。
【００６５】
（二次空気の吹き込み方法）
上記構成の二次燃焼室４１における二次空気の吹き込み方法を図６を参照して説明する。
【００６６】
このグラフにおける供給熱量の領域は、点ｆ未満を低熱量域とし、点ｆから点ｇまでを中熱量域、点ｇ以上を高熱量域としている。また点ｆにおける二次空気供給量は４２２０ｍ３Ｎ／ｈであり、また点ｇにおける二次空気供給量は５１７０ｍ３Ｎ／ｈである。また、このグラフに示す二次空気の流速域は、１０ｍ／秒未満を最低流速域とし、１０ｍ／秒以上で２５ｍ／秒未満を低流速域とし、（２５ｍ／秒以上、３０ｍ／秒未満を中流速域をとし）、３０ｍ／秒以上で５５ｍ／秒未満を高流速域をとし、５５ｍ／秒以上を最高流速域としている。
【００６７】
点ｇは、中熱量域の高域限で、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込まれる二次空気の流速が同一である。供給熱量の増加に対応して、Ｆ工程を行って二次空気供給量を増加させ、供給熱量が減少する場合には、Ｅ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
【００６８】
点ｇ〜ｈに示すＦ工程は、ごみが高質で供給熱量が高い高供給域で実施するもので、供給熱量の増加に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域から最高流速域まで同一の割合で増速して二次空気供給量を増加させる。
【００６９】
点ｇ〜ｆに示すＥ工程は、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域で略一定に保持しつつ（図６では、少し下降勾配で表されている）、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、高流速域から低流速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００７０】
また点ｆにおいて、ごみの発熱量と投入量が減少して供給熱量がさらに減少する場合には、Ｄ工程を行って二次空気供給量を減少させる。
点ｆ〜ｅに示すＤ工程は、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域で実施するもので、供給熱量の減少に対応して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で減速させるとともに、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を低流速域から最低速域まで所定の割合で減速して二次空気供給量を減少させる。
【００７１】
また、各点間における供給熱量の逆の増減もそれぞれの工程を行う。
（シミュレーションによるＣＯの低減効果）
上記構成と図８に示す比較例について、ごみ質の３つの条件（高質：Ｈ、基準質：Ｍ、低質：Ｌで示す、２桁の数値は一次空気比×１０）と、一次空気比０．８〜１．１の範囲の運転において、シミュレーションによりＣＯの低減効果を比較したものを表２に示す。
【００７２】
【表２】
表２によれば、図８に示す比較システムに比べて、二次燃焼室４１の出口のＣＯ濃度を十分に減少させることができることが判明した。なお、図８に示す比較システムは、二次燃焼室ＦＲの前壁ＦＷに３本の二次空気ノズルＯＦＢを配置し、仕切り壁４１Ｒのノーズ部Ｎに４本の二次空気ノズルＯＲＢを、二次空気ノズルＯＦＢにそれぞれ対向する位置から位置ずれした千鳥位置で、かつ上下段距離：δ＝７５０ｍｍだけ下位に配置し、二次空気ノズルＯＦＢによる二次空気の吹き込み方向は、仕切り壁側下方にθ°＝２０°で傾斜して吹き込むように構成し、口径７８ｍｍの二次空気ノズルＯＦＢ，ＯＲＢを１段で合計７本配置した構造である。
【００７３】
（実施の形態２の効果）
上記実施の形態２によれば、供給熱量に対応して二次燃焼室４１に吹き込む二次空気の流速を操作し二次空気供給量を増減する時に、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと上段ノズル４３Ｒとの２系統で、Ｄ工程およびＥ工程を行うことにより、二次空気供給量を容易に制御することができるとともに、二次空気供給量が少ない低熱量域および中熱量域であっても、燃焼ガスに含まれる未燃物質を効果的に燃焼してＣＯを低減することができる。
【００７４】
すなわち、ごみが低質で供給熱量が低い低熱量域でＤ工程を行い、主に、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒから吹き込む二次空気の流速を高流速域内で増減し、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる二次空気をできるだけ高速として効果的に攪拌し、さらに上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域の間で増減し、かつ下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒよりも低速で吹き込むことにより、二次空気の流速が低速であっても、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００７５】
また、ごみが基準質で供給熱量が中程度の中熱量域でＢ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、最初に吹き込まれる下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒの二次空気の流速を、高流速域で略一定に保持することにより、燃焼ガスを安定して効果的に混合攪拌しつつ、上段ノズル４３Ｒから吹き込む二次空気の流速を、低流速域と高流速域との間で大きい割合で増減し二次空気供給量を制御することにより、燃焼ガスと二次空気とを効果的に混合攪拌して未燃物質の燃焼を促進させ、ＣＯを低減することができる。
【００７６】
さらに、ごみが良質で供給熱量が高い高熱量域でＦ工程を行い、流入する燃焼ガスに対して、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒと上段ノズル４３Ｒから同一流速で吹き込む二次空気の流速を高流速域と最高流速域の間で同一割合で増減して二次空気供給量を調整することにより、大量の燃焼ガスを効果的に混合攪拌して燃焼を促進させ、ＣＯを効果的に低減することができる。
【００７７】
さらにまた、下段ノズル４２Ｆ，４２Ｒおよび上段ノズル４３Ｒからの二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択することにより、燃焼ガスに対する貫通、分断効果と滞留時間とを最適に調整することができ、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００７８】
また、両外側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒとの上下段距離：Ｈｎ２を、ノズル口径：ｄ２の２〜１０倍とすることで、両外側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒから吹き込まれる二次空気が上下段距離にわたる帯流として作用させ、燃焼ガスを効果的に分断および貫通させて混合攪拌効果を向上することができる。
【００７９】
さらにまた、左右の側壁４１Ｓに接近して配置された両側の上下段ノズル４３Ｒ，４２Ｒと側壁４１Ｓとの離間距離：Ｌｓ＝３００ｍｍ以内に配置したので、これにより、側壁４１Ｓに沿って流れた二次空気流が前壁４１Ｆに衝突して中心側への旋回流を良好に形成することができ、旋回流により燃焼ガスを良好に混合攪拌して、未燃物質の燃焼を促進させることができる。
【００８０】
なお、実施の形態１および２では、ストーカ式焼却炉について説明したが、廃棄物溶融炉、電気式溶融炉などの二次燃焼室への二次空気の吹き込み方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法を実施するストーカ式ごみ焼却炉の実施の形態１を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は下段ノズルを示す横断面図、（ｃ）は上段ノズルを示す横断面図、（ｄ）はノーズ部を設けた場合の部分縦断面図である。
【図２】二次空気供給ユニットを説明する斜視図である。
【図３】二次空気の吹き込み方法を示し、二次空気供給量と二次空気流速の関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法を実施するストーカ式ごみ焼却炉の実施の形態２を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は下段ノズルを示す横断面図、（ｃ）は上段ノズルを示す横断面図である。
【図５】二次空気供給ユニットを説明する斜視図である。
【図６】二次空気の吹き込み方法を示し、二次空気供給量と二次空気流速の関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１の比較例のごみ焼却炉を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は二次空気ノズルを示す横断面図である。
【図８】実施の形態２の比較例のごみ焼却炉を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は二次空気ノズルを示す横断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１１ 炉本体
１２ ごみ供給口
１３ ストーカ
１４ 灰排出口
１５ 一次燃焼室
２１ 二次燃焼室
２１Ｆ，４１Ｆ 前壁
２１Ｒ，４１Ｒ 仕切り壁
２１Ｓ，４１Ｓ 側壁
２２Ｆ，４２Ｆ 前壁下段ノズル
２２Ｒ，４２Ｒ 仕切り壁下段ノズル
２３Ｆ 前壁上段ノズル
２３Ｒ，４３Ｒ 仕切り壁上段ノズル
３１，５１ エアブロアユニット
３４Ｄ，５４Ｄ 下段ノズル流速制御弁
３４Ｕ，５４Ｕ 上段ノズル流速制御弁
３６，５６ 燃焼制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁とに、二次空気を吹き込む複数の上段噴出口および複数の下段噴出口を上下流方向に２段に配置した焼却炉における二次空気の吹き込み方法であって、
被焼却物の発熱量と投入量により求められる供給熱量の増減に対応して、同一平面内に配置された前壁の上段噴出口と仕切り壁の上段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、同一平面内に配置された前壁の下段噴出口と仕切り壁の下段噴出口から吹き込む二次空気の流速との２系統を操作して、二次空気供給量を制御し、
低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と前記低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、
中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域で略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＢ工程とを具備し、
前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、
前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、
前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速とした
ことを特徴とする二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項２】
高熱量域で、両壁の上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一の割合で増加させて二次空気供給量を増加するＣ工程を行い、
前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速とした
ことを特徴とする請求項１記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項３】
前壁および仕切り壁では平面視でそれぞれ同一位置に配置され、かつ前壁と仕切り壁で互いに対抗する位置からずれて配置された上段噴出口および下段噴出口を使用した
ことを特徴とする請求項１または２記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項４】
一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁に、二次空気を吹き込む複数の下段噴出口を前壁と仕切り壁とに設置するとともに、下段噴出口より下流側で二次空気を吹き込む複数の上段噴出口を前壁および仕切り壁の一方に設置した焼却炉における二次空気吹き込み方法であって、
被焼却物の発熱量と投入量から求められる供給熱量に対応して、同一平面上に配置された前壁と仕切り壁の下段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で操作して、二次空気供給量を制御し、
低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域との間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＤ工程と、
中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域内に略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＥ工程とを具備し、
前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、
前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、
前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速とした
ことを特徴とする二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項５】
高熱量域で、上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域まで同一割合で増加させて二次空気供給量を増加するＦ工程を行い、
前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速とした
ことを特徴とする請求項４記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項６】
前壁と仕切り壁とに互いに対抗する位置から位置ずれしてそれぞれ配置された複数の下段噴出口を使用し、
平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を使用した
ことを特徴とする請求項４または５記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項７】
下段噴出口および上段噴出口から二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項８】
同一口径の下段噴出口と上段噴出口とを使用し、
軸心間の上下段距離が口径の２倍以上で１０倍以下に配置された下段噴出口と上段噴出口とを使用する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項１】
一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁とに、二次空気を吹き込む複数の上段噴出口および複数の下段噴出口を上下流方向に２段に配置した焼却炉における二次空気の吹き込み方法であって、
被焼却物の発熱量と投入量により求められる供給熱量の増減に対応して、同一平面内に配置された前壁の上段噴出口と仕切り壁の上段噴出口から吹き込む二次空気の流速と、同一平面内に配置された前壁の下段噴出口と仕切り壁の下段噴出口から吹き込む二次空気の流速との２系統を操作して、二次空気供給量を制御し、
低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を低流速域と高流速域の間で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と前記低流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＡ工程と、
中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域で略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＢ工程とを具備し、
前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、
前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、
前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速とした
ことを特徴とする二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項２】
高熱量域で、両壁の上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域の間で同一の割合で増加させて二次空気供給量を増加するＣ工程を行い、
前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速とした
ことを特徴とする請求項１記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項３】
前壁および仕切り壁では平面視でそれぞれ同一位置に配置され、かつ前壁と仕切り壁で互いに対抗する位置からずれて配置された上段噴出口および下段噴出口を使用した
ことを特徴とする請求項１または２記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項４】
一次燃焼室から流入される燃焼ガス流の下流側に設置された二次燃焼室で、互いに対向する前壁と仕切り壁に、二次空気を吹き込む複数の下段噴出口を前壁と仕切り壁とに設置するとともに、下段噴出口より下流側で二次空気を吹き込む複数の上段噴出口を前壁および仕切り壁の一方に設置した焼却炉における二次空気吹き込み方法であって、
被焼却物の発熱量と投入量から求められる供給熱量に対応して、同一平面上に配置された前壁と仕切り壁の下段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速と、上段噴出口から吹き込まれる二次空気の流速の２系統で操作して、二次空気供給量を制御し、
低熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を高流速域内で所定の割合で変化させるとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を最低流速域と低流速域との間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減するＤ工程と、
中熱量域で、下段噴出口から吹き込む二次空気の流速を前記高流速域内に略一定に保持するとともに、上段噴出口から吹き込む二次空気の流速を、前記低流速域と前記高流速域の間で所定の割合で変化させて二次空気供給量を増減し、さらに当該中熱量域の高域限で上段噴出口の流速と下段噴出口の流速を同一にするＥ工程とを具備し、
前記最低流速域を１０ｍ／秒未満の流速とし、
前記低流速域を１０ｍ／秒以上、２５ｍ／秒未満の流速とし、
前記高流速域を３０ｍ／秒以上、５５ｍ／秒未満の流速とした
ことを特徴とする二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項５】
高熱量域で、上段噴出口および下段噴出口から同一の流速で吹き込まれる二次空気の流速を、高流速域から最高流速域まで同一割合で増加させて二次空気供給量を増加するＦ工程を行い、
前記最高流速域を５５ｍ／秒以上の流速とした
ことを特徴とする請求項４記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項６】
前壁と仕切り壁とに互いに対抗する位置から位置ずれしてそれぞれ配置された複数の下段噴出口を使用し、
平面視で下段噴出口に対応して左右両端側に配置された上段噴出口を使用した
ことを特徴とする請求項４または５記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項７】
下段噴出口および上段噴出口から二次空気を水平方向から下向き３０°の範囲で選択して吹き込む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【請求項８】
同一口径の下段噴出口と上段噴出口とを使用し、
軸心間の上下段距離が口径の２倍以上で１０倍以下に配置された下段噴出口と上段噴出口とを使用する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の二次燃焼室における二次空気の吹き込み方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２３６３８８（Ｐ２００９−２３６３８８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２２８１（Ｐ２００８−８２２８１）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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