焼却設備並びに焼却設備運転方法
【課題】被焼却物である鋸屑の急激な燃焼で焼却炉の内圧が上昇しても、鋸屑を供給するシールホッパ内や鋸屑を送る経路に燃焼ガスや火炎が逆流して火災を生じたり、粉塵爆発を起こさない焼却設備並びに焼却設備運転方法の開発を技術課題とした。
【解決手段】鋸屑を貯留するシールホッパ内のマテリアルシールが保てない時、又は、焼却炉の圧力が大気圧より高い時に、鋸屑が通過するシュートに具えられた遮断ダンパで前記シュートを遮断する焼却設備であり、前記鋸屑の水分が１０％以上、２０％以下の範囲の水分に調整されて焼却される焼却設備であり、鋸屑を焼却炉に供給するスクリュ式供給装置の内面下端位置が、攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さにある焼却設備であり、これらにより前記課題が解決される。
【解決手段】鋸屑を貯留するシールホッパ内のマテリアルシールが保てない時、又は、焼却炉の圧力が大気圧より高い時に、鋸屑が通過するシュートに具えられた遮断ダンパで前記シュートを遮断する焼却設備であり、前記鋸屑の水分が１０％以上、２０％以下の範囲の水分に調整されて焼却される焼却設備であり、鋸屑を焼却炉に供給するスクリュ式供給装置の内面下端位置が、攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さにある焼却設備であり、これらにより前記課題が解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉床上の被焼却物を攪拌して被焼却物の燃焼を行う焼却炉において、鋸屑等の微細なバイオマスを被焼却物として焼却する際に、前記被焼却物の投入経路への逆火や投入経路内での粉塵爆発、あるいは焼却炉内での粉塵爆発を起こさない運転を実現できる焼却設備並びに焼却設備運転方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
空気を吹き出しながら水平回転する攪拌装置を炉床に有する円形攪拌焼却炉は、し尿汚泥やし渣、下水汚泥等を焼却するために広く利用されている。この焼却炉の燃焼で発生した熱は、し尿処理場であればし尿汚泥の乾燥用の熱源として使われるが、近年し渣の発生量の減少もあり、し尿汚泥を乾燥するには熱量が不足するので、重油などの燃料をバーナで燃焼して不足の熱量を補っている。重油の使用量は年間を通じると莫大な量になるため、ランニングコストを大きく上昇させる一因である。
一方、木工所などでは鋸屑が多量に発生するため、鋸屑を堆肥化するなどして有効利用を図っているが、堆肥化するには時間を要するために広く普及するには至っておらず、鋸屑は廃棄物として廃棄されることが多い。
そこで、重油などをバーナで燃焼して熱量不足を補う代わりに、これらの鋸屑を焼却炉で燃焼することによって熱量不足を補うことが本発明者により試みられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２３７１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常の焼却炉内は、燃焼ガスが焼却炉外に漏れるのを防ぐために大気圧よりも負圧状態を保ちながら運転を行う。しかしながら、鋸屑は急激に燃焼し易いために焼却炉の内圧の上昇が頻発し、焼却炉に鋸屑を供給する供給装置内や、その供給装置に鋸屑を送るシュート内及びホッパ内に燃焼ガスや火炎が逆流（逆火）し、供給装置内、シュート内あるいはホッパ内に火災を引き起こす問題を生じた。
また、鋸屑の粉立ちが激しい場合には粉塵爆発を引き起こす恐れもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこのような背景を鑑み成されたものである。
すなわち請求項１記載の発明は、攪拌翼を具えた焼却炉と、被焼却物を収納するシールホッパと、前記焼却炉に前記被焼却物を供給するスクリュ式供給装置と、前記シールホッパと前記スクリュ式供給装置をつなぐシュートとから成る焼却設備において、前記シールホッパにレベル計および／または重量計を具え、前記焼却炉に圧力センサーを具え、前記シュートに前記被焼却物又は気体の移動を遮断する遮断ダンパを具えたことを特徴とする。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の焼却設備において、前記スクリュ式供給装置の内面下端位置が、前記焼却炉の攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さに位置することを特徴とする。
【０００７】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の焼却設備の運転方法において、前記レベル計が前記シールホッパにおける前記被焼却物の滞留を検知できなくなった時、および／または、前記重量計による計測値が所定の値より小さくなった時、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の焼却設備の運転方法において、前記圧力センサーの計測する圧力が大気圧より高い時に、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする。
【０００９】
また請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物がバイオマスであることを特徴とする。
【００１０】
また請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物の水分が１０％以上から２０％以下の範囲であることを特徴とする。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１１】
まず請求項１記載の発明によれば、被焼却物である鋸屑を貯留するシールホッパ内が、マテリアルシールを保つには不十分な鋸屑の滞留量に減じた時、あるいは、焼却炉内で鋸屑が急激に燃焼して焼却炉内圧が大気圧よりも高くなった時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュート内の鋸屑や気体の移動を遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１２】
また請求項２記載の発明によれば、スクリュ式供給装置から送り出される鋸屑が、焼却炉内の炎や燃焼ガス流に巻き上げられ難くなり、攪拌装置により炉床に掻き広げられながら穏やかに燃焼するので、焼却炉内圧の急激な変動が抑制され、燃焼ガスや火炎のスクリュ式供給装置やシールホッパへの逆流が抑制できる。
また、スクリュ式供給装置から送り出される鋸屑の一部は、被焼却物層に押し込められるため、空気との接触が抑制されることにより、より穏やかに燃焼することができる。
【００１３】
また請求項３記載の発明によれば、被焼却物である鋸屑を貯留するシールホッパ内がマテリアルシールを保つには不十分な鋸屑の滞留量に減じた時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュートを遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やシールホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１４】
また請求項４記載の発明によれば、焼却炉内で鋸屑が急激に燃焼して焼却炉内圧が大気圧よりも高くなった時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュートを遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１５】
また請求項５記載の発明によれば、有効利用の困難なバイオマスを焼却炉で燃焼させることにより生じる熱量を汚泥の乾燥等に利用できるので、重油などの燃料使用量を削減することができる。
【００１６】
また請求項６記載の発明によれば、水分が１０％以上であれば、スクリュ式供給装置内あるいはシュート内への逆火がより起こりにくく、また、焼却炉内における粉塵爆発もより起こりにくい。一方、水分が２０％以下であれば、焼却炉から排出される被焼却物に未燃状態のものが混じらず、被焼却物の燃焼時の発熱量を有効に利用して効率良く焼却運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の焼却設備を示すブロック図である。
【図２】本発明の焼却炉の切欠き断面を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の焼却設備並びに焼却設備運転方法の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、本実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において技術的改変を加えることも可能である。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明である焼却設備Ｓの構成要素について説明する。
図１は本発明の一実施例である焼却設備Ｓのブロック図である。
焼却炉１は耐火物で構成され、水平断面が円形状であり、焼却炉１の上部は排気部１４であり、排気部１４には排気口１４ａが具えられている。
焼却により発生する燃焼ガスは、排気口１４ａを経て焼却炉１外の図示していない汚泥乾燥設備等に送られる。前記汚泥乾燥設備等には排気ファンが通常具えられ、前記燃焼ガスは前記排気ファンで吸引されるため、焼却炉１内は大気圧より負圧状態になる。
また、焼却炉１の上部には圧力センサーである圧力計１５が具えられ、焼却炉１内と大気圧との差圧が計測される。この計測値は、操作盤Ｂ内の図示していないプログラマブルコントローラ（以下はＰＬＣと呼ぶ）に入力され、焼却炉１内の圧力が大気圧より負圧状態になるように、ＰＬＣからの出力信号に基づき前記排気ファンの吸引力が制御される。
【００２０】
焼却炉１の炉床１１には、図２に示すように攪拌装置２が具えられ、攪拌装置２は攪拌軸２１ｂ、攪拌アーム２１ｃ、攪拌翼２１ｄ、及び、駆動装置２２から成る。
攪拌翼２１ｄには、燃焼のための空気を焼却物層Ｙに供給する給気孔２１ａが具えられている。そして、攪拌軸２１ｂ及び攪拌翼２１ｄは中空の構造であり、図示していない空気供給源から送られる空気がこの中空部分を通過して、給気孔２１ａから噴出する。また、攪拌翼２１ｄは攪拌軸２１ｂを中心に、駆動装置２２により焼却物層Ｙを掻き広げるように回転される。
【００２１】
焼却炉１の側壁１２には鋸屑Ｗを投入する供給口１２ａが具えられ、また、側壁１２にはし渣（あるいは乾燥汚泥）を投入する供給口１２ｂが具えられ、また、側壁１２には重油等を燃焼させる助燃バーナ１３が具えられている。
側壁１２の近くに投入された鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は、攪拌翼２１ｄに掻き広げられるなどして助燃バーナ１３で着火、あるいは燃焼させられる。鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）の水分が低下し、温度が上昇すると、これらは自燃を始める。これら鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は、燃焼しながら攪拌翼２１ｄにより炉床１１の中心部方向に掻き広げられ、やがて炉床１１の中心部付近に至るまでに燃え尽きて灰になる。
【００２２】
炉床１１の中心部付近には焼却灰排出孔１１ａが具えられ、燃焼して灰になったものは焼却灰排出孔１１ａを通過して下方に移動し、焼却炉１の外に排出される。
尚、炉床１１には予め砂が敷き詰められており、そこに鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）が投入されることになる。そのため、焼却灰排出孔１１ａからは、灰と共に砂もまた排出される。
【００２３】
焼却灰排出孔１１ａには灰（及び砂）を移送する図示していないコンベヤが具えられている。焼却灰排出孔１１ａ中は灰（及び砂）が常に充満された状態で維持され、また、焼却物層Ｙの所定の高さが維持されるように、却灰排出孔１１ａから灰（及び砂）の抜き出しが前記コンベヤにより行われる。
焼却物層Ｙの高さは、炉床表面１１ｂから概ね１００ｍｍに維持され、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅから２０〜６０ｍｍの範囲は、この焼却物層Ｙの中に埋もれている。
尚、炉床１１の前記砂は、運転と共に徐々に減少するので、適宜補給される。
【００２４】
供給口１２ａには鋸屑Ｗを供給するスクリュ式供給装置３１ａが挿入されるように具えられている。スクリュ式供給装置３１ａには投入口３３が具えられ、投入口３３にはシュート４１がボルト等で締結される。
ここで、スクリュ式供給装置３１ａは、パイプ状の筒体３４の中にスクリュ３５が具えられた構成であり、この筒体３４の内面下端位置Ｌは、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅより上にあり、垂直距離で５０ｍｍ以内に位置している。
焼却運転中は、スクリュ式供給装置３１ａは駆動装置３２により常時回転している。
【００２５】
また、スクリュ式供給装置３１ａは、装置の配置上で許される限りにおいて短い長さのものとし、１台であることが好ましい。これは、遮断ダンパの下流から焼却炉までの経路の空間容積を必要最低限のものとし、万一火炎の逆流を生じても焼損する範囲を最低限に抑えるためである。
【００２６】
シュート４１には遮断ダンパ４２が具えられている。
遮断ダンパ４２はダンパ板４２ａが具えられ、ダンパ板４２ａはエアシリンダ４２ｂのロッドの伸縮動作によりリンク機構４２ｃを介して回転可能に具えられている。
ダンパ板４２ａが回転すると、内筒開口４２ｄにダンパ板４２ａが接触し、ダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄが閉止され、シュート４１内の鋸屑Ｗや気体の移動が遮断される。通常の焼却運転状態では内筒開口４２ｄは開放されており、鋸屑Ｗは内筒開口４２ｄを自由に通過する。内筒開口４２ｄが閉止されている間は、後述するシールホッパ５１からの鋸屑Ｗの排出は行われていない。
エアシリンダ４２ｂのロッドの伸縮動作は、コンプレッサエアを動力源とし、コンプレッサエアの供給の有無で行われる。コンプレッサエアの供給の有無は、電磁弁４３の開閉により行われ、電磁弁４３の開閉はＰＬＣにより制御される。
【００２７】
シュート４１の上部にはシールホッパ５１が具えられている。
シールホッパ５１は、下部にスクリュコンベヤ５２を具え、スクリュコンベヤ５２の端部に具えられた駆動装置５２ａにより鋸屑Ｗの排出や排出停止が行われる。
鋸屑を排出するスクリュコンベヤ５２の排出口５２ｂには、薄布状の耐熱性素材で筒状に成形された柔らかなフレキシブルシュート５３が具えられ、フレキシブルシュート５３の下端はシュート４１の上部と繋がっている。
【００２８】
また、スクリュコンベヤ５２の上部にはホッパ部５４が具えられている。ホッパ部５４の外面にはブラケット５４ａが具えられ、ブラケット５４ａの下面には重量計として、一例としてロードセル５５が具えられている。ロードセル５５は、ロードセル５５の下部に架台等を設けて支えられる。
また、ホッパ部５４の上面には鋸屑Ｗが投入される投入口５４ｂが具えられ、この投入口５４ｂの上部には、薄布状のシリコンゴムで筒状に成形された柔らかなフレキシブルシュート５６が具えられている。
【００２９】
ここで、排出口５２には柔らかなフレキシブルシュート５３が具えられ、投入口５４ｂにはフレキシブルシュート５６が具えられているため、ロードセル５５によりシールホッパ５１及びシールホッパ５１内に滞留する鋸屑Ｗの重量は運転上十分な精度で計測される。また、シールホッパ５１の重量には駆動装置５２ａの重量も含まれるが、駆動装置５２ａへの図示していない電源ケーブルは屈曲性を具えているため、ロードセル５５の重量計測に与える影響はほとんど生じない。
【００３０】
シールホッパ５１には、パドルコンベヤ６１から図示しない搬送装置により鋸屑Ｗが送られてくる。
【００３１】
ここで、本実施例では、ロードセル５５により鋸屑Ｗの入っていないシールホッパ５１の重量を計測し、また、鋸屑Ｗの入った状態での重量を計測し、これらの重量の差からシールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量がＰＬＣにより判定される。
シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量が、マテリアルシールを保つのに不十分であると判定されると、駆動装置５２ａは停止され、ダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄが閉止される。マテリアルシールが保てる滞留量であると判定されると、内筒開口４２ｄが開放され、駆動装置５２ａが駆動されて排出口５２ｂから鋸屑Ｗが排出される。
また、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量が十分多いと判定されると、シールホッパ５１への鋸屑Ｗの供給を止めるように、パドルコンベヤ６１を含めたシールホッパ５１の上流側の図示していない設備が停止される。
【００３２】
尚、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量を判定する手段として、レベル計を用いることもできる。例えば、ホッパ部５４に静電容量式レベル計を設置する場合、シールホッパ５１によりマテリアルシールが保てなくなる限界の滞留量が検出できる位置に静電容量式レベル計を具えることで、マテリアルシールを保つのに十分か不十分かを電容量式レベル計からの信号に基づきＰＬＣにより判定することができる。
尚、マテリアルシールが保たれる状態とは、シールホッパ５１内に、ある一定量の鋸屑Ｗ滞留することにより、排出口５２ｂと投入口５４ｂとの間で気体が鋸屑Ｗにより移動できない遮断された状態である。
【００３３】
パドルコンベヤ６１は、一方の端部の上部に鋸屑Ｗが投入される投入口６１ｂを具え、他方の端部の下方に排出口６１ａを具えている。
パドルコンベヤ６１の投入口６１ｂと排出口６１ａの中間の上面６１ｃには、水分計６２が具えられ、水分計６２と排出口６１ａとの間には、加水ノズル６３が上面６１ｃに具えられている。水分計６２は、一例として赤外線吸収式水分計を用いてもよい。
水分計６２により鋸屑Ｗの水分が計測され、鋸屑Ｗの水分が１０％より低い場合、パドルコンベヤ６１で移送されつつ混合攪拌されている鋸屑Ｗに、加水ノズル６３から水が吹き掛けられ、鋸屑Ｗの水分が高められる。
尚、鋸屑Ｗの水分とは、鋸屑Ｗに含まれる水分重量を、水分を含んだ鋸屑Ｗの重量で除して百分率で表した値である。
【００３４】
ここで、鋸屑Ｗは、ＰＬＣにより制御される適宜な装置を用いて連続的に一定量がパドルコンベヤ６１に投入されている。
一方、鋸屑Ｗの管理目標とする水分値がＰＬＣに入力されている。
水分計６２により鋸屑Ｗの水分が計測され、その計測値がＰＬＣに入力されれば、ＰＬＣ内で前記管理目標とする水分値と比較され、鋸屑Ｗを管理目標とする水分にするための加水量がＰＬＣ内で演算される。その演算値に基づいて加水ポンプ６４がＰＬＣで駆動され、演算された加水量が加水ノズル６３から鋸屑Ｗに加えられる。
【００３５】
焼却炉１の供給口１２ｂにはスクリュ式供給装置３１ｂが具えられ、一方、し渣（あるいは乾燥汚泥）は前記スクリュ式供給装置３１ｂから焼却炉１内に投入される。スクリュ式供給装置３１ｂには、図示していないし渣（あるいは乾燥汚泥）を貯留するホッパからし渣（あるいは乾燥汚泥）が投入される。し渣（あるいは乾燥汚泥）は水分が通常高く、また、し渣（あるいは乾燥汚泥）を貯留する前記ホッパは適宜な手段によりマテリアルシールが保たれているため、焼却炉１からの燃焼ガス（気体）の逆流や逆火は生じない。
【００３６】
本発明の焼却設備Ｓは、一例として以上のように構成されるものであり、以下その作動態様について説明する。
まず、運転前に炉床表面１１ｂに砂が敷き詰められ、次に、前記排気ファンが起動されて焼却炉１内が負圧状態になり、次に、攪拌翼２１ｄに空気が供給されながら駆動装置２２により攪拌翼２１ｄが回転される。続いて、供給口１２ａ、１２ｂから鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）が焼却炉１内に投入され、助燃バーナ１３で重油等を燃焼し、これらが着火されて燃焼が始まる。よって、焼却物層Ｙには、前記砂と、鋸屑Ｗやし渣（あるいは乾燥汚泥）の未燃物、燃焼中のもの、あるいは灰になったものが存在している。
自燃が始まり、燃焼ガスの温度が十分上昇したことが焼却炉１の排気部１４の図示していない温度計により確認されると、助燃バーナ１３は休止する。鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は供給され続けるので、自燃が継続する焼却運転の定常状態になる。
生じる燃焼ガスは、排気口１４ａを経て汚泥乾燥設備等の熱源として利用される。
【００３７】
ここで、鋸屑Ｗの水分が調整されず、水分が１０％よりも低い乾いた状態で投入され続けると、鋸屑Ｗが焼却炉１内に投入された直後から激しく燃焼したり、鋸屑Ｗの微粉が燃焼ガスで巻き上げられ、被焼却物表面Ｙ１の上方で粉塵爆発を起こし易い状態となる。また、スクリュ式供給装置３１ａからシールホッパ５１の経路中には鋸屑Ｗの微粉が飛散するため、この経路が非常に逆火し易い状態となる。
鋸屑Ｗの水分が１０％より低い場合は、加水ノズル６３により鋸屑Ｗが水分調整されて焼却炉１に投入し、これにより鋸屑Ｗは粉立ちしにくくなるため、逆火や粉塵爆発をより確実に防ぐことができる。
【００３８】
また一方で、スクリュ式供給装置３１ａの内面下端位置Ｌは、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅより上にあり、垂直距離で５０ｍｍ以内に位置しているため、投入される鋸屑Ｗは被焼却物表面Ｙ１の炎や燃焼ガス流により巻き上げられにくい。これにより、被焼却物表面Ｙ１の上方で生じ易い粉塵爆発をより確実に防ぐことができる。
また、内面下端位置Ｌと被焼却物表面Ｙ１と垂直距離が近接しているため、スクリュ３５の押し出す作用により鋸屑Ｗが焼却物層Ｙに部分的に押し込められ、押し込められた鋸屑Ｗは空気との接触が抑制されるため、穏やかに燃焼される効果がある。
【００３９】
しかしながら、パドルコンベヤ６１では、時として均一な加水が成されないために、焼却炉１内投入された直後に急な燃焼を起こす可能性がある。また、時として存在するダマ状の鋸屑Ｗが、攪拌翼２１ｄにより一気に崩れて急な燃焼を起こす可能性がある。
前記排気ファンは、焼却炉１内が負圧状態を維持するように制御されているが、急な燃焼時にはこの制御が追いつかず、焼却炉１内の内圧が急激に上昇する。この急な内圧の上昇によりスクリュ式供給装置３１ａを経由してシールホッパ５１側に燃焼ガス（気体）が逆流しようとするが、内圧の上昇を圧力計１５が計測しているので、その計測値に基づきＰＬＣの制御により瞬時にダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄを閉止する。これにより、シールホッパ５１と焼却炉１との経路が遮断され、燃焼ガス（気体）や逆火がシールホッパ５１まで到達するのを防ぐことができる。
【００４０】
また一方で、シールホッパ５１内は鋸屑Ｗの滞留によりマテリアルシールが維持されていれば、燃焼ガス（気体）の逆流をより確実に防ぐことができる。
焼却炉１内の内圧が下がったことが圧力計１５で計測されると、内筒開口４２ｄは開放され、通常の運転状態に戻る。
【００４１】
一方、鋸屑Ｗの水分が２０％よりも高い湿った状態で投入され続けると燃焼ガスの温度が低下し易くなるため、休止している助燃バーナ１３が再着火され、重油等の燃焼で汚泥乾燥設備等への供給熱量不足を補う運転が行われ、また、完全に燃焼した灰にならず、焼却灰排出孔１１ａから未燃状態で排出されることがある。
このように、水分が２０％よりも高い状態で投入され続けると、鋸屑Ｗの本来有している燃焼時の発熱量が有効に使われ難いので、鋸屑Ｗの水分は２０％以下が好ましい。
【００４２】
このような水分の高い状態にある鋸屑Ｗがパドルコンベヤ６１に投入される可能性のある場合は、パドルコンベヤ６１の排出口６１ａに図示していない分岐ダンパを設け、鋸屑Ｗの水分が水分計６２の計測により２０％よりも高いことが判明した場合、前記分岐ダンパにより、鋸屑Ｗがシールホッパ５１に送られないように、図示していない別の経路に送るようにすればよい。この別の経路に送られた鋸屑Ｗは、適宜な手段により乾燥し、パドルコンベヤ６１に再度投入すればよい。
あるいは、鋸屑Ｗの水分を本焼却設備Ｓに供する前に測定し、水分が２０％よりも高い場合は、予め乾燥してから用いてもよい。
【００４３】
以上のように本発明によれば、シールホッパ５１のマテリアルシールを保てない場合、あるいは、焼却炉１の内圧が大気圧より上昇した場合、遮断ダンパ４２ａによりシールホッパ５１と焼却炉１との経路が遮断され、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗへの燃焼ガス（気体）の逆流、それに伴うシールホッパ５１内での火災や粉塵爆発を防ぐことができ、安全な運転が行える。
また、鋸屑Ｗの水分を調整管理することで、焼却炉１への供給経路への火炎の逆流や粉塵爆発等をより確実に防ぎ、あるいは鋸屑Ｗの燃焼時の発熱熱を有効に利用した効率的な焼却運転が行える。
また、焼却炉１への鋸屑Ｗの供給位置を適切な位置とすることで、焼却炉１への供給経路への燃焼ガスや火炎の逆流、あるいは粉塵爆発をより確実に防ぎ、穏やかな焼却運転が行える。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、既存のし渣（あるいは乾燥汚泥）を行っている焼却炉に、本発明の主旨に基づく装置、計器、及び経路を追加増設改造して鋸屑Ｗを燃焼させる場合にも適用できる。
また、し尿汚泥に係るし渣や乾燥汚泥だけでなく、下水汚泥の乾燥物、あるいは工場排水汚泥等の乾燥物の焼却炉であってもかまわない。
また、鋸屑に限らず、急激な燃焼を生じ易いバイオマスとして、例えば食品の粉末化された廃棄物、食品の細かく破砕された廃棄物、あるいは細かく破砕された剪定枝等を被焼却物としてもかまわない。
【符号の説明】
【００４５】
１ 焼却炉
１１ 炉床
１１ａ 焼却灰排出孔
１１ｂ 炉床表面
１２ 側壁
１２ａ 供給口
１２ｂ 供給口
１３ 助燃バーナ
１４ 排気部
１４ａ 排気口
１５ 圧力計
２ 攪拌装置
２１ａ 給気孔
２１ｂ 攪拌軸
２１ｃ 攪拌アーム
２１ｄ 攪拌翼
２１ｅ 攪拌翼底面
２２ 駆動装置
３１ａ スクリュ式供給装置
３１ｂ スクリュ式供給装置
３２ 駆動装置
３３ 投入口
３４ 筒体
３５ スクリュ
４１ シュート
４２ 遮断ダンパ
４２ａ ダンパ板
４２ｂ エアシリンダ
４２ｃ リンク機構
４２ｄ 内筒開口
４３ 電磁弁
５１ シールホッパ
５２ スクリュコンベヤ
５２ａ 駆動装置
５２ｂ 排出口
５３ フレキシブルシュート
５４ ホッパ部
５４ａ ブラケット
５４ｂ 投入口
５５ ロードセル
５６ フレキシブルシュート
６１ パドルコンベヤ
６１ａ 排出口
６１ｂ 投入口
６１ｃ 上面
６２ 水分計
６３ 加水ノズル
６４ 加水ポンプ
Ｗ 鋸屑
Ｓ 焼却設備
Ｙ 焼却物層
Ｙ１ 焼却物層表面
Ｌ 内面下端位置
Ｂ 操作盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉床上の被焼却物を攪拌して被焼却物の燃焼を行う焼却炉において、鋸屑等の微細なバイオマスを被焼却物として焼却する際に、前記被焼却物の投入経路への逆火や投入経路内での粉塵爆発、あるいは焼却炉内での粉塵爆発を起こさない運転を実現できる焼却設備並びに焼却設備運転方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
空気を吹き出しながら水平回転する攪拌装置を炉床に有する円形攪拌焼却炉は、し尿汚泥やし渣、下水汚泥等を焼却するために広く利用されている。この焼却炉の燃焼で発生した熱は、し尿処理場であればし尿汚泥の乾燥用の熱源として使われるが、近年し渣の発生量の減少もあり、し尿汚泥を乾燥するには熱量が不足するので、重油などの燃料をバーナで燃焼して不足の熱量を補っている。重油の使用量は年間を通じると莫大な量になるため、ランニングコストを大きく上昇させる一因である。
一方、木工所などでは鋸屑が多量に発生するため、鋸屑を堆肥化するなどして有効利用を図っているが、堆肥化するには時間を要するために広く普及するには至っておらず、鋸屑は廃棄物として廃棄されることが多い。
そこで、重油などをバーナで燃焼して熱量不足を補う代わりに、これらの鋸屑を焼却炉で燃焼することによって熱量不足を補うことが本発明者により試みられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２３７１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常の焼却炉内は、燃焼ガスが焼却炉外に漏れるのを防ぐために大気圧よりも負圧状態を保ちながら運転を行う。しかしながら、鋸屑は急激に燃焼し易いために焼却炉の内圧の上昇が頻発し、焼却炉に鋸屑を供給する供給装置内や、その供給装置に鋸屑を送るシュート内及びホッパ内に燃焼ガスや火炎が逆流（逆火）し、供給装置内、シュート内あるいはホッパ内に火災を引き起こす問題を生じた。
また、鋸屑の粉立ちが激しい場合には粉塵爆発を引き起こす恐れもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこのような背景を鑑み成されたものである。
すなわち請求項１記載の発明は、攪拌翼を具えた焼却炉と、被焼却物を収納するシールホッパと、前記焼却炉に前記被焼却物を供給するスクリュ式供給装置と、前記シールホッパと前記スクリュ式供給装置をつなぐシュートとから成る焼却設備において、前記シールホッパにレベル計および／または重量計を具え、前記焼却炉に圧力センサーを具え、前記シュートに前記被焼却物又は気体の移動を遮断する遮断ダンパを具えたことを特徴とする。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の焼却設備において、前記スクリュ式供給装置の内面下端位置が、前記焼却炉の攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さに位置することを特徴とする。
【０００７】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の焼却設備の運転方法において、前記レベル計が前記シールホッパにおける前記被焼却物の滞留を検知できなくなった時、および／または、前記重量計による計測値が所定の値より小さくなった時、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の焼却設備の運転方法において、前記圧力センサーの計測する圧力が大気圧より高い時に、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする。
【０００９】
また請求項５記載の発明は、請求項１、２、３又は４記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物がバイオマスであることを特徴とする。
【００１０】
また請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物の水分が１０％以上から２０％以下の範囲であることを特徴とする。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１１】
まず請求項１記載の発明によれば、被焼却物である鋸屑を貯留するシールホッパ内が、マテリアルシールを保つには不十分な鋸屑の滞留量に減じた時、あるいは、焼却炉内で鋸屑が急激に燃焼して焼却炉内圧が大気圧よりも高くなった時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュート内の鋸屑や気体の移動を遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１２】
また請求項２記載の発明によれば、スクリュ式供給装置から送り出される鋸屑が、焼却炉内の炎や燃焼ガス流に巻き上げられ難くなり、攪拌装置により炉床に掻き広げられながら穏やかに燃焼するので、焼却炉内圧の急激な変動が抑制され、燃焼ガスや火炎のスクリュ式供給装置やシールホッパへの逆流が抑制できる。
また、スクリュ式供給装置から送り出される鋸屑の一部は、被焼却物層に押し込められるため、空気との接触が抑制されることにより、より穏やかに燃焼することができる。
【００１３】
また請求項３記載の発明によれば、被焼却物である鋸屑を貯留するシールホッパ内がマテリアルシールを保つには不十分な鋸屑の滞留量に減じた時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュートを遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やシールホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１４】
また請求項４記載の発明によれば、焼却炉内で鋸屑が急激に燃焼して焼却炉内圧が大気圧よりも高くなった時に、シールホッパとスクリュ式供給装置の間のシュートに具えられた遮断ダンパでシュートを遮断することにより、燃焼ガスや火炎がスクリュ式供給装置やシールホッパに逆流するのを止め、スクリュ式供給装置内やホッパ内での火災や粉塵爆発を防ぐことができる。
【００１５】
また請求項５記載の発明によれば、有効利用の困難なバイオマスを焼却炉で燃焼させることにより生じる熱量を汚泥の乾燥等に利用できるので、重油などの燃料使用量を削減することができる。
【００１６】
また請求項６記載の発明によれば、水分が１０％以上であれば、スクリュ式供給装置内あるいはシュート内への逆火がより起こりにくく、また、焼却炉内における粉塵爆発もより起こりにくい。一方、水分が２０％以下であれば、焼却炉から排出される被焼却物に未燃状態のものが混じらず、被焼却物の燃焼時の発熱量を有効に利用して効率良く焼却運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の焼却設備を示すブロック図である。
【図２】本発明の焼却炉の切欠き断面を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の焼却設備並びに焼却設備運転方法の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、本実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において技術的改変を加えることも可能である。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明である焼却設備Ｓの構成要素について説明する。
図１は本発明の一実施例である焼却設備Ｓのブロック図である。
焼却炉１は耐火物で構成され、水平断面が円形状であり、焼却炉１の上部は排気部１４であり、排気部１４には排気口１４ａが具えられている。
焼却により発生する燃焼ガスは、排気口１４ａを経て焼却炉１外の図示していない汚泥乾燥設備等に送られる。前記汚泥乾燥設備等には排気ファンが通常具えられ、前記燃焼ガスは前記排気ファンで吸引されるため、焼却炉１内は大気圧より負圧状態になる。
また、焼却炉１の上部には圧力センサーである圧力計１５が具えられ、焼却炉１内と大気圧との差圧が計測される。この計測値は、操作盤Ｂ内の図示していないプログラマブルコントローラ（以下はＰＬＣと呼ぶ）に入力され、焼却炉１内の圧力が大気圧より負圧状態になるように、ＰＬＣからの出力信号に基づき前記排気ファンの吸引力が制御される。
【００２０】
焼却炉１の炉床１１には、図２に示すように攪拌装置２が具えられ、攪拌装置２は攪拌軸２１ｂ、攪拌アーム２１ｃ、攪拌翼２１ｄ、及び、駆動装置２２から成る。
攪拌翼２１ｄには、燃焼のための空気を焼却物層Ｙに供給する給気孔２１ａが具えられている。そして、攪拌軸２１ｂ及び攪拌翼２１ｄは中空の構造であり、図示していない空気供給源から送られる空気がこの中空部分を通過して、給気孔２１ａから噴出する。また、攪拌翼２１ｄは攪拌軸２１ｂを中心に、駆動装置２２により焼却物層Ｙを掻き広げるように回転される。
【００２１】
焼却炉１の側壁１２には鋸屑Ｗを投入する供給口１２ａが具えられ、また、側壁１２にはし渣（あるいは乾燥汚泥）を投入する供給口１２ｂが具えられ、また、側壁１２には重油等を燃焼させる助燃バーナ１３が具えられている。
側壁１２の近くに投入された鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は、攪拌翼２１ｄに掻き広げられるなどして助燃バーナ１３で着火、あるいは燃焼させられる。鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）の水分が低下し、温度が上昇すると、これらは自燃を始める。これら鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は、燃焼しながら攪拌翼２１ｄにより炉床１１の中心部方向に掻き広げられ、やがて炉床１１の中心部付近に至るまでに燃え尽きて灰になる。
【００２２】
炉床１１の中心部付近には焼却灰排出孔１１ａが具えられ、燃焼して灰になったものは焼却灰排出孔１１ａを通過して下方に移動し、焼却炉１の外に排出される。
尚、炉床１１には予め砂が敷き詰められており、そこに鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）が投入されることになる。そのため、焼却灰排出孔１１ａからは、灰と共に砂もまた排出される。
【００２３】
焼却灰排出孔１１ａには灰（及び砂）を移送する図示していないコンベヤが具えられている。焼却灰排出孔１１ａ中は灰（及び砂）が常に充満された状態で維持され、また、焼却物層Ｙの所定の高さが維持されるように、却灰排出孔１１ａから灰（及び砂）の抜き出しが前記コンベヤにより行われる。
焼却物層Ｙの高さは、炉床表面１１ｂから概ね１００ｍｍに維持され、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅから２０〜６０ｍｍの範囲は、この焼却物層Ｙの中に埋もれている。
尚、炉床１１の前記砂は、運転と共に徐々に減少するので、適宜補給される。
【００２４】
供給口１２ａには鋸屑Ｗを供給するスクリュ式供給装置３１ａが挿入されるように具えられている。スクリュ式供給装置３１ａには投入口３３が具えられ、投入口３３にはシュート４１がボルト等で締結される。
ここで、スクリュ式供給装置３１ａは、パイプ状の筒体３４の中にスクリュ３５が具えられた構成であり、この筒体３４の内面下端位置Ｌは、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅより上にあり、垂直距離で５０ｍｍ以内に位置している。
焼却運転中は、スクリュ式供給装置３１ａは駆動装置３２により常時回転している。
【００２５】
また、スクリュ式供給装置３１ａは、装置の配置上で許される限りにおいて短い長さのものとし、１台であることが好ましい。これは、遮断ダンパの下流から焼却炉までの経路の空間容積を必要最低限のものとし、万一火炎の逆流を生じても焼損する範囲を最低限に抑えるためである。
【００２６】
シュート４１には遮断ダンパ４２が具えられている。
遮断ダンパ４２はダンパ板４２ａが具えられ、ダンパ板４２ａはエアシリンダ４２ｂのロッドの伸縮動作によりリンク機構４２ｃを介して回転可能に具えられている。
ダンパ板４２ａが回転すると、内筒開口４２ｄにダンパ板４２ａが接触し、ダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄが閉止され、シュート４１内の鋸屑Ｗや気体の移動が遮断される。通常の焼却運転状態では内筒開口４２ｄは開放されており、鋸屑Ｗは内筒開口４２ｄを自由に通過する。内筒開口４２ｄが閉止されている間は、後述するシールホッパ５１からの鋸屑Ｗの排出は行われていない。
エアシリンダ４２ｂのロッドの伸縮動作は、コンプレッサエアを動力源とし、コンプレッサエアの供給の有無で行われる。コンプレッサエアの供給の有無は、電磁弁４３の開閉により行われ、電磁弁４３の開閉はＰＬＣにより制御される。
【００２７】
シュート４１の上部にはシールホッパ５１が具えられている。
シールホッパ５１は、下部にスクリュコンベヤ５２を具え、スクリュコンベヤ５２の端部に具えられた駆動装置５２ａにより鋸屑Ｗの排出や排出停止が行われる。
鋸屑を排出するスクリュコンベヤ５２の排出口５２ｂには、薄布状の耐熱性素材で筒状に成形された柔らかなフレキシブルシュート５３が具えられ、フレキシブルシュート５３の下端はシュート４１の上部と繋がっている。
【００２８】
また、スクリュコンベヤ５２の上部にはホッパ部５４が具えられている。ホッパ部５４の外面にはブラケット５４ａが具えられ、ブラケット５４ａの下面には重量計として、一例としてロードセル５５が具えられている。ロードセル５５は、ロードセル５５の下部に架台等を設けて支えられる。
また、ホッパ部５４の上面には鋸屑Ｗが投入される投入口５４ｂが具えられ、この投入口５４ｂの上部には、薄布状のシリコンゴムで筒状に成形された柔らかなフレキシブルシュート５６が具えられている。
【００２９】
ここで、排出口５２には柔らかなフレキシブルシュート５３が具えられ、投入口５４ｂにはフレキシブルシュート５６が具えられているため、ロードセル５５によりシールホッパ５１及びシールホッパ５１内に滞留する鋸屑Ｗの重量は運転上十分な精度で計測される。また、シールホッパ５１の重量には駆動装置５２ａの重量も含まれるが、駆動装置５２ａへの図示していない電源ケーブルは屈曲性を具えているため、ロードセル５５の重量計測に与える影響はほとんど生じない。
【００３０】
シールホッパ５１には、パドルコンベヤ６１から図示しない搬送装置により鋸屑Ｗが送られてくる。
【００３１】
ここで、本実施例では、ロードセル５５により鋸屑Ｗの入っていないシールホッパ５１の重量を計測し、また、鋸屑Ｗの入った状態での重量を計測し、これらの重量の差からシールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量がＰＬＣにより判定される。
シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量が、マテリアルシールを保つのに不十分であると判定されると、駆動装置５２ａは停止され、ダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄが閉止される。マテリアルシールが保てる滞留量であると判定されると、内筒開口４２ｄが開放され、駆動装置５２ａが駆動されて排出口５２ｂから鋸屑Ｗが排出される。
また、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量が十分多いと判定されると、シールホッパ５１への鋸屑Ｗの供給を止めるように、パドルコンベヤ６１を含めたシールホッパ５１の上流側の図示していない設備が停止される。
【００３２】
尚、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗの滞留量を判定する手段として、レベル計を用いることもできる。例えば、ホッパ部５４に静電容量式レベル計を設置する場合、シールホッパ５１によりマテリアルシールが保てなくなる限界の滞留量が検出できる位置に静電容量式レベル計を具えることで、マテリアルシールを保つのに十分か不十分かを電容量式レベル計からの信号に基づきＰＬＣにより判定することができる。
尚、マテリアルシールが保たれる状態とは、シールホッパ５１内に、ある一定量の鋸屑Ｗ滞留することにより、排出口５２ｂと投入口５４ｂとの間で気体が鋸屑Ｗにより移動できない遮断された状態である。
【００３３】
パドルコンベヤ６１は、一方の端部の上部に鋸屑Ｗが投入される投入口６１ｂを具え、他方の端部の下方に排出口６１ａを具えている。
パドルコンベヤ６１の投入口６１ｂと排出口６１ａの中間の上面６１ｃには、水分計６２が具えられ、水分計６２と排出口６１ａとの間には、加水ノズル６３が上面６１ｃに具えられている。水分計６２は、一例として赤外線吸収式水分計を用いてもよい。
水分計６２により鋸屑Ｗの水分が計測され、鋸屑Ｗの水分が１０％より低い場合、パドルコンベヤ６１で移送されつつ混合攪拌されている鋸屑Ｗに、加水ノズル６３から水が吹き掛けられ、鋸屑Ｗの水分が高められる。
尚、鋸屑Ｗの水分とは、鋸屑Ｗに含まれる水分重量を、水分を含んだ鋸屑Ｗの重量で除して百分率で表した値である。
【００３４】
ここで、鋸屑Ｗは、ＰＬＣにより制御される適宜な装置を用いて連続的に一定量がパドルコンベヤ６１に投入されている。
一方、鋸屑Ｗの管理目標とする水分値がＰＬＣに入力されている。
水分計６２により鋸屑Ｗの水分が計測され、その計測値がＰＬＣに入力されれば、ＰＬＣ内で前記管理目標とする水分値と比較され、鋸屑Ｗを管理目標とする水分にするための加水量がＰＬＣ内で演算される。その演算値に基づいて加水ポンプ６４がＰＬＣで駆動され、演算された加水量が加水ノズル６３から鋸屑Ｗに加えられる。
【００３５】
焼却炉１の供給口１２ｂにはスクリュ式供給装置３１ｂが具えられ、一方、し渣（あるいは乾燥汚泥）は前記スクリュ式供給装置３１ｂから焼却炉１内に投入される。スクリュ式供給装置３１ｂには、図示していないし渣（あるいは乾燥汚泥）を貯留するホッパからし渣（あるいは乾燥汚泥）が投入される。し渣（あるいは乾燥汚泥）は水分が通常高く、また、し渣（あるいは乾燥汚泥）を貯留する前記ホッパは適宜な手段によりマテリアルシールが保たれているため、焼却炉１からの燃焼ガス（気体）の逆流や逆火は生じない。
【００３６】
本発明の焼却設備Ｓは、一例として以上のように構成されるものであり、以下その作動態様について説明する。
まず、運転前に炉床表面１１ｂに砂が敷き詰められ、次に、前記排気ファンが起動されて焼却炉１内が負圧状態になり、次に、攪拌翼２１ｄに空気が供給されながら駆動装置２２により攪拌翼２１ｄが回転される。続いて、供給口１２ａ、１２ｂから鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）が焼却炉１内に投入され、助燃バーナ１３で重油等を燃焼し、これらが着火されて燃焼が始まる。よって、焼却物層Ｙには、前記砂と、鋸屑Ｗやし渣（あるいは乾燥汚泥）の未燃物、燃焼中のもの、あるいは灰になったものが存在している。
自燃が始まり、燃焼ガスの温度が十分上昇したことが焼却炉１の排気部１４の図示していない温度計により確認されると、助燃バーナ１３は休止する。鋸屑Ｗ及びし渣（あるいは乾燥汚泥）は供給され続けるので、自燃が継続する焼却運転の定常状態になる。
生じる燃焼ガスは、排気口１４ａを経て汚泥乾燥設備等の熱源として利用される。
【００３７】
ここで、鋸屑Ｗの水分が調整されず、水分が１０％よりも低い乾いた状態で投入され続けると、鋸屑Ｗが焼却炉１内に投入された直後から激しく燃焼したり、鋸屑Ｗの微粉が燃焼ガスで巻き上げられ、被焼却物表面Ｙ１の上方で粉塵爆発を起こし易い状態となる。また、スクリュ式供給装置３１ａからシールホッパ５１の経路中には鋸屑Ｗの微粉が飛散するため、この経路が非常に逆火し易い状態となる。
鋸屑Ｗの水分が１０％より低い場合は、加水ノズル６３により鋸屑Ｗが水分調整されて焼却炉１に投入し、これにより鋸屑Ｗは粉立ちしにくくなるため、逆火や粉塵爆発をより確実に防ぐことができる。
【００３８】
また一方で、スクリュ式供給装置３１ａの内面下端位置Ｌは、攪拌翼２１ｄの攪拌翼底面２１ｅより上にあり、垂直距離で５０ｍｍ以内に位置しているため、投入される鋸屑Ｗは被焼却物表面Ｙ１の炎や燃焼ガス流により巻き上げられにくい。これにより、被焼却物表面Ｙ１の上方で生じ易い粉塵爆発をより確実に防ぐことができる。
また、内面下端位置Ｌと被焼却物表面Ｙ１と垂直距離が近接しているため、スクリュ３５の押し出す作用により鋸屑Ｗが焼却物層Ｙに部分的に押し込められ、押し込められた鋸屑Ｗは空気との接触が抑制されるため、穏やかに燃焼される効果がある。
【００３９】
しかしながら、パドルコンベヤ６１では、時として均一な加水が成されないために、焼却炉１内投入された直後に急な燃焼を起こす可能性がある。また、時として存在するダマ状の鋸屑Ｗが、攪拌翼２１ｄにより一気に崩れて急な燃焼を起こす可能性がある。
前記排気ファンは、焼却炉１内が負圧状態を維持するように制御されているが、急な燃焼時にはこの制御が追いつかず、焼却炉１内の内圧が急激に上昇する。この急な内圧の上昇によりスクリュ式供給装置３１ａを経由してシールホッパ５１側に燃焼ガス（気体）が逆流しようとするが、内圧の上昇を圧力計１５が計測しているので、その計測値に基づきＰＬＣの制御により瞬時にダンパ板４２ａで内筒開口４２ｄを閉止する。これにより、シールホッパ５１と焼却炉１との経路が遮断され、燃焼ガス（気体）や逆火がシールホッパ５１まで到達するのを防ぐことができる。
【００４０】
また一方で、シールホッパ５１内は鋸屑Ｗの滞留によりマテリアルシールが維持されていれば、燃焼ガス（気体）の逆流をより確実に防ぐことができる。
焼却炉１内の内圧が下がったことが圧力計１５で計測されると、内筒開口４２ｄは開放され、通常の運転状態に戻る。
【００４１】
一方、鋸屑Ｗの水分が２０％よりも高い湿った状態で投入され続けると燃焼ガスの温度が低下し易くなるため、休止している助燃バーナ１３が再着火され、重油等の燃焼で汚泥乾燥設備等への供給熱量不足を補う運転が行われ、また、完全に燃焼した灰にならず、焼却灰排出孔１１ａから未燃状態で排出されることがある。
このように、水分が２０％よりも高い状態で投入され続けると、鋸屑Ｗの本来有している燃焼時の発熱量が有効に使われ難いので、鋸屑Ｗの水分は２０％以下が好ましい。
【００４２】
このような水分の高い状態にある鋸屑Ｗがパドルコンベヤ６１に投入される可能性のある場合は、パドルコンベヤ６１の排出口６１ａに図示していない分岐ダンパを設け、鋸屑Ｗの水分が水分計６２の計測により２０％よりも高いことが判明した場合、前記分岐ダンパにより、鋸屑Ｗがシールホッパ５１に送られないように、図示していない別の経路に送るようにすればよい。この別の経路に送られた鋸屑Ｗは、適宜な手段により乾燥し、パドルコンベヤ６１に再度投入すればよい。
あるいは、鋸屑Ｗの水分を本焼却設備Ｓに供する前に測定し、水分が２０％よりも高い場合は、予め乾燥してから用いてもよい。
【００４３】
以上のように本発明によれば、シールホッパ５１のマテリアルシールを保てない場合、あるいは、焼却炉１の内圧が大気圧より上昇した場合、遮断ダンパ４２ａによりシールホッパ５１と焼却炉１との経路が遮断され、シールホッパ５１内の鋸屑Ｗへの燃焼ガス（気体）の逆流、それに伴うシールホッパ５１内での火災や粉塵爆発を防ぐことができ、安全な運転が行える。
また、鋸屑Ｗの水分を調整管理することで、焼却炉１への供給経路への火炎の逆流や粉塵爆発等をより確実に防ぎ、あるいは鋸屑Ｗの燃焼時の発熱熱を有効に利用した効率的な焼却運転が行える。
また、焼却炉１への鋸屑Ｗの供給位置を適切な位置とすることで、焼却炉１への供給経路への燃焼ガスや火炎の逆流、あるいは粉塵爆発をより確実に防ぎ、穏やかな焼却運転が行える。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、既存のし渣（あるいは乾燥汚泥）を行っている焼却炉に、本発明の主旨に基づく装置、計器、及び経路を追加増設改造して鋸屑Ｗを燃焼させる場合にも適用できる。
また、し尿汚泥に係るし渣や乾燥汚泥だけでなく、下水汚泥の乾燥物、あるいは工場排水汚泥等の乾燥物の焼却炉であってもかまわない。
また、鋸屑に限らず、急激な燃焼を生じ易いバイオマスとして、例えば食品の粉末化された廃棄物、食品の細かく破砕された廃棄物、あるいは細かく破砕された剪定枝等を被焼却物としてもかまわない。
【符号の説明】
【００４５】
１ 焼却炉
１１ 炉床
１１ａ 焼却灰排出孔
１１ｂ 炉床表面
１２ 側壁
１２ａ 供給口
１２ｂ 供給口
１３ 助燃バーナ
１４ 排気部
１４ａ 排気口
１５ 圧力計
２ 攪拌装置
２１ａ 給気孔
２１ｂ 攪拌軸
２１ｃ 攪拌アーム
２１ｄ 攪拌翼
２１ｅ 攪拌翼底面
２２ 駆動装置
３１ａ スクリュ式供給装置
３１ｂ スクリュ式供給装置
３２ 駆動装置
３３ 投入口
３４ 筒体
３５ スクリュ
４１ シュート
４２ 遮断ダンパ
４２ａ ダンパ板
４２ｂ エアシリンダ
４２ｃ リンク機構
４２ｄ 内筒開口
４３ 電磁弁
５１ シールホッパ
５２ スクリュコンベヤ
５２ａ 駆動装置
５２ｂ 排出口
５３ フレキシブルシュート
５４ ホッパ部
５４ａ ブラケット
５４ｂ 投入口
５５ ロードセル
５６ フレキシブルシュート
６１ パドルコンベヤ
６１ａ 排出口
６１ｂ 投入口
６１ｃ 上面
６２ 水分計
６３ 加水ノズル
６４ 加水ポンプ
Ｗ 鋸屑
Ｓ 焼却設備
Ｙ 焼却物層
Ｙ１ 焼却物層表面
Ｌ 内面下端位置
Ｂ 操作盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌翼を具えた焼却炉と、被焼却物を収納するシールホッパと、前記焼却炉に前記被焼却物を供給するスクリュ式供給装置と、前記シールホッパと前記スクリュ式供給装置をつなぐシュートとから成る焼却設備において、
前記シールホッパにレベル計および／または重量計を具え、前記焼却炉に圧力センサーを具え、前記シュートに前記被焼却物又は気体の移動を遮断する遮断ダンパを具えたことを特徴とする焼却設備。
【請求項２】
請求項１記載の焼却設備において、前記スクリュ式供給装置の内面下端位置が、前記焼却炉の攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さに位置することを特徴とする焼却設備。
【請求項３】
請求項１又は２記載の焼却設備の運転方法において、前記レベル計が前記シールホッパにおける前記被焼却物の滞留を検知できなくなった時、および／または、前記重量計による計測値が所定の値より小さくなった時、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の焼却設備の運転方法において、前記圧力センサーの計測する圧力が大気圧より高い時に、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物がバイオマスであることを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物の水分が１０％以上から２０％以下の範囲であることを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項１】
攪拌翼を具えた焼却炉と、被焼却物を収納するシールホッパと、前記焼却炉に前記被焼却物を供給するスクリュ式供給装置と、前記シールホッパと前記スクリュ式供給装置をつなぐシュートとから成る焼却設備において、
前記シールホッパにレベル計および／または重量計を具え、前記焼却炉に圧力センサーを具え、前記シュートに前記被焼却物又は気体の移動を遮断する遮断ダンパを具えたことを特徴とする焼却設備。
【請求項２】
請求項１記載の焼却設備において、前記スクリュ式供給装置の内面下端位置が、前記焼却炉の攪拌翼底面より垂直距離で５０ｍｍ以内の高さに位置することを特徴とする焼却設備。
【請求項３】
請求項１又は２記載の焼却設備の運転方法において、前記レベル計が前記シールホッパにおける前記被焼却物の滞留を検知できなくなった時、および／または、前記重量計による計測値が所定の値より小さくなった時、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の焼却設備の運転方法において、前記圧力センサーの計測する圧力が大気圧より高い時に、前記遮断ダンパを遮断することを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物がバイオマスであることを特徴とする焼却設備の運転方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の焼却設備の運転方法において、前記被焼却物の水分が１０％以上から２０％以下の範囲であることを特徴とする焼却設備の運転方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−８０７０３（Ｐ２０１１−８０７０３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３３９５２（Ｐ２００９−２３３９５２）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００１４９３１０）株式会社大川原製作所 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００１４９３１０）株式会社大川原製作所 (64)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]