JPS5857643B2 - 旋回流動層焼却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は旋回流動層焼却装置に関するものである。

周知の如く塵は植物性又は動物性の食品屑などいわゆる
厨芥と呼ばれるものと、紙、繊維、木、竹、プラスチッ
クス、ゴム、皮革、落葉など雑芥と呼ばれるものと、土
砂、ガラス、金属等などを含む。

そのうち厨芥と雑芥はほぼ６０〜７０％の水分を含み、
可燃性のものであるが土砂、ガラス、金属等は不燃性で
ある。

これらの可燃分と不燃物の比率は都市において地域別の
差は殆どなく、混合芥（混合集収によるもの）の場合、
可燃公約８０％、不可燃分２０％である。

またパルプ廃液、石油精製に於ける硫酸滓、その他各種
の可燃物には多少の差はあっても不可燃物を含んでいる
。

しかしながら従来の焼却装置は被焼却物内に存在する石
、ガラス、金属等不可燃物の処理に関しては一部を除い
てなんら考慮されておらず、たとえ焼却装置の前処理工
程に不可燃物除去装置と破砕装置を設けてもなお効率の
良い焼却が得られなかった。

また塵芥以外の可燃物、例えばパルプ廃液、硫酸滓であ
って、不可燃物が混入されているものの焼却にあっても
同様の課題があった。

本発明は不可燃物の混入した被焼却物、とくに多量の水
分を含有する被焼却物を効率良くかつ安価に処理する装
置を提供せんとするものである。

従来、傾斜した火床−ヒに廃物を上から投入し、その下
からの空気と上方の斜めの邪魔板とこれに沿って空気を
吹き上げて、循環流れを生じさせる燃焼装置、たとえば
特願昭４６−３７３７号（特開昭４６−８９２号公報）
に１Ｘ己載されているような装置もあるがこの方法では
循環が不充分であり、しかも廃物は一段式で装置内に投
入する一段燃焼式であるので、燃焼が必らずしも充分と
いえない欠点があり、また炉の頂部の開口部から廃物を
投入し充填廃物の上部に設けた散気管からの吹込空気に
よって充填廃物の一重部に流動層を形成させて燃焼させ
不燃物を底のスクリューコンベアで排出する例えば特開
昭４９−１０８，８５６号公報記載の如き一段式燃焼方
式もあり、これでは流動層における燃焼は不充分である
。

まして水分の多い廃物においては不完全な燃焼となる。

またパドルフィーダーを炉の底に設は廃物をその一方か
ら炉内に搬送し、このパドルフィーダーの下方からの空
気の吹き上げと、バーナーと、その上の散気管とによっ
て流動層を形成する一段式の燃焼装置は本出願人の出願
に係る特開昭５２−９０１７４号公報に記載されている
。

この方法も一段式燃焼装置のため完全な燃焼が得られな
い。

また本出願人の発明に係る特願昭５４−４０１（至）鉗
昭５５−９５０１６号公報）の方法は上記特開昭５２−
９０１７４号公報の装置とは異り、廃物は燃焼炉の斜上
方から投下されこれを傾斜した火格子上に落して一部を
燃焼させ、その間隙から落ちたものはパドルフィーダー
の上で粉砕され、パドルフィーダーの下からの空気の吹
き上げと上記傾斜火格子の上下からの空気の吹き上げに
より燃焼旋回層を形成するものであるが、このものは二
段燃焼装置であって燃焼は完全に行われるが、この傾斜
火格子が破損し、かつ廃棄物の水分の多いものを取扱う
ために腐蝕も著るしい上にこれを取付けるコストと手間
と修繕は大変なものである。

このような上記の問題点を解決したのが本願旋回流動層
焼却装置である。

本発明装置では上記特願昭５４−４０１（特開昭５５−
９５０１６号公報）の明細書および図面から判かるよう
にコストの高い傾斜火格子を設置せず、バーナーを上か
ら斜め下に向けて設け、パドルフィーダーで粉砕した水
分の多い廃棄物をその下からの吹き上げる空気によって
上昇させて燃焼させるが、これでも上方への吹き上げが
不充分となる可能性があるので更に炉の外部で熱交換さ
れた空気をヘッダー管から散気管を通じて炉内に吹きこ
んで粉砕物の旋回層への浮上を二段に行って充分にし、
その上さらに炉内の一方の壁から斜上方に、さらにその
対向壁内面からは斜め下方に風箱からの空気を噴出させ
て燃焼旋回流動層を完全に作り上げ、強力なバーナーに
より燃焼させるので燃焼が完全に行われ、かつ熱媒体（
砂）をパドルフィーダーから排出させこれを炉のパドル
フィーダーの上から斜下方に投入する熱媒体の循環系を
導入することにより旋回層の形成を充分にして、かつ熱
効率を上げて能率のよい燃焼により低コストで完全な焼
却ができるようにしたものである。

すなわち、焼却炉体内下部にパドルフィーダーを設ける
が、このものは例えば本発明者の出願に係る特公昭５５
−３６０４号公報記載の発明による焼却装置を原理とし
たものであり、中空模型回転体（パドル）とトラフを設
け、このパドルフィーダーの上部に複数のオリフィスノ
ズルを備えた散気管に熱交換された加圧空気を分散・送
風して熱媒体を流動化せしめかつ該散気管上部の炉体内
側面に複数のオリフィスノズルを備えた風箱を設は熱交
換された加圧空気を該風箱と連通したパイプにより分散
・送風し、該熱媒体を流動層内で旋回せしめ、該旋回流
動層内に被焼却物を投入し瞬時に乾燥・燃焼できかつ該
被焼却物の前処理工程での破砕不良で大きな状態で燃焼
不良のまま旋回流動層下部に沈んだ場合、該パドルフィ
ーダーの回転により該被焼却物を再破砕し、熱媒体との
撹拌混合を活発に促進し、該パドルフィーダートラフに
備えた複数のオリフィスノズルにより熱交換された加圧
空気を分散・送風して再び旋回流動層内に戻し完全燃焼
できるようにし、被焼却物中の不燃物の連続搬送できる
ようにした旋回流動層焼却装置であり、パドルフィーダ
ートラフに多数のオリフィスノズルを設け、このトラフ
の外側を複数個の風箱で包み、これら風箱から多数のオ
リフィスノズルをパドルフィーダートラフに連通し、か
つパドルフィーダー軸を中空となし、この中空軸中に不
燃物搬送方向と逆方向に空気を送気し、さらに炉外で熱
交換された加熱空気を圧送する加圧熱風送気管より熱風
をうける上記風箱に送気せしめ、パドルフィーダートラ
フに設けた多数のオリフィスノズルから加圧熱風を上記
トラフ中に送気することにより該パドルフィーダー中の
熱媒体を流動化せしめ中空模型回転体（パドル）を保護
するとともにパドル軸の回転により前処理工程で破砕不
良となり大きな状態で燃焼不良のまま旋回流動層下部に
沈んだ被焼却物を再破砕し、熱媒体との撹拌混合を活発
に促進して、上部旋回流動層内に戻し完全燃焼し、かつ
被焼却物中の不燃物の連続搬送ができるようにした旋回
流動層焼却装置である。

本発明装置を以下図面により説明する。

第１図は本発明装置の概念を示す縦断面図である。

また第２図、第３図および第４図はそれぞれ第１図のＡ
−ＡおよびＢ−ＢならびにＣ−Ｃ切断平面図である。

第５図は第１図のＤ−Ｄ縦断面図である。先ず炉体１の
底部に被焼却物を再破砕し、被焼却物中の不燃物及び熱
媒体を搬送するためのパドルフィーダーを設ける。

このものは炉体１の底部にパドルフィーダートラフ３を
一組設け、このパドルフィーダートラフ３の中にはパド
ル５を螺旋状に外周に取付けた中空の二本の平行な回転
軸６が納まり、これを互に反対方向に回転させて、その
間隙に前処理工程での被焼却物の破砕不良の大きな形状
のままの燃焼不良の該被焼却物を再破砕し、燃焼後の不
燃物をスクリュー的に搬送するパドルフィーダーである
。

上記パドルフィーダートラフ３に多数のオリフィスノズ
ル４を設け、このトラフの外側を複数個の風箱９で包み
、これらの風箱９から多数のオリフィスノズル４をパド
ルフィーダートラフ３に連通し、かつ中空回転軸６の中
空部の入口から送り込まれた空気を他端から風箱９に排
気管２２を介して送風するとともに、風箱９の底部の加
圧熱風送気管７からも風箱９内に加圧熱風が導入される
。

またパドルフィーダートラフ３と複数の風箱９との間に
は複数のオリフィスノズル４を設け、風箱９中からパド
ルフィーダートラフ３中に分散・送風して、被焼却物の
前処理工程（図示せず）で破砕不良で犬□なままの状態
で炉体１内に投入され、燃焼不良のまま旋回流動層下部
に沈んだ場合、パドルフィーダーの回転により該被焼却
物を再破砕しながら熱媒体２と撹拌混合して、該パドル
フィーダートラフ３に備えた複数のオリフィスノズル４
により熱交換された加圧空気を分散・送風して再び旋回
流動層内に戻し燃焼は完全に行われる。

このパドルフィーダーの上部に熱媒体流動化装置を取付
ける。

すなわち第１図およびそのＢ−Ｂ切断平面図を示す第３
図によって説明すれば、先ず複数のオリフィスノズル１
４を備えた複数の散気管１３を設は炉体１外部のヘッダ
ー管１２と連通して、加熱装置（図示せず）によって熱
交換された加圧空気を該散気管１３中に分散・送風する
ことにより熱媒体２を流動化せしめる。

熱媒体としては珪砂（粒度０．３５１〜０．４１７ｃｍ
）や燃焼灰等が利用される。

該散気管１３の上部に熱媒体旋回装置を取付ける。

第１図およびそのＡ−ＡＩ７Ｊ断平面開平面図第２図に
よって説明すれば炉体１内側面の三箇所に風箱１０を設
は該風箱１０に複数のオリフィスノズル１１を連通して
、風箱１０の熱風送気管８と連通したパイプ（図示せず
）により加熱装置（図示せず）によって熱交換された加
圧空気を送風することにより熱媒体２を旋回せしめる。

以上の各装置を操作することにより炉体１内に投入され
た被焼却物は熱媒体２中を均一に旋回流動しながら加熱
装置（図示せず）によって熱交換された燃焼空気と十分
な接触をならしめ該被焼却物を瞬時に完全燃焼を期する
。

以上本発明の要点を図によって説明した。

この装置の作動は次の如く行われる。

被焼却物の前処理工程（図示せず）での破砕不良で大き
な状態のまま燃焼不良で旋回流動層下部に沈んだものを
再破砕しながら熱媒体２と撹拌混合し、被焼却物中の不
燃物を搬送するパドルフィーダーは第１図および第４図
に示すように駆動用鎖車２３、歯車２４、軸受２５、グ
ランド部２６、によりパドル回転軸６を回転する。

この際一対の平行の回転軸６は互に反対に回転し、炉の
上方に設けた被焼却物装入口１５から投入された被焼却
物の前処理工程（図示せず）で破砕不良で大きな状態の
まま旋回流動層下部に燃焼不良で沈んだ場合、パドル５
とパドルフィーダートラフ３の間隙によって再破砕しな
がら熱媒体２と撹拌混合して、オリフィスノズル４から
噴出する加熱装置（図示せず）によって熱交換された加
圧空気と均一に混合され上部旋回流動層内に戻し完全燃
焼を期する。

また被焼却物中の不燃物と熱媒体２が混合されてパドル
フィーダー軸６の回転により排出管１６に搬送される。

この時熱媒体２は不燃物と分離されて熱媒体排出管１８
から分離装置（図示せず）に搬送され、分離された熱媒
体２は斜下方に向う熱媒体戻し管１９より、炉体１内に
戻される。

この熱媒体戻し管１９を設けた壁の対向壁には斜下方に
向うバーナー１７が設けられている。

このパドルフィーダーの中空回転軸６中を熱媒体２およ
び不燃物搬送方向と逆方向に空気が送り込まれ排気管２
２を経てパドルフィーダートラフ３の外周の風箱９に送
りこまれる。

この風箱９には別の加熱装置（図示せず）から熱風送気
管７により加圧空気が送り込まれて混合し風箱９からオ
リフィスノズル４を通してパドルフィーダートラフ３中
に噴出することにより被焼却物の再破砕後に旋回流動層
内に戻し燃焼を良好な条件とするものである。

この旋回流動と燃焼を完全にするためにこのパドルフィ
ーダー上部に熱媒体流動化装置を取付ける。

先ず複数の散気管１３を炉体１内に平行に配置し、炉体
１外部のヘッダー管１２と連通して加熱装置（図示せず
）で熱交換された加圧空気を散気管１３中に分散・送風
することにより複数のオリフィスノズル１４から噴出し
て熱媒体２を良好に流動化するものである。

すなわちパドルフィーダー下方からの熱風の吹き上げで
起る流動層をパドルフィーダー上部でヘッダー管１２か
らの散気管１３のオリフィス１４を通じて更に上方に吹
□上げて流動を倍加し、燃焼を完全にするものである。

すなわち二段の上方への熱風の吹上げによって流動層で
の燃焼の完全を期するものである。

この散気管１３の上部に熱媒体旋回装置を取付ける。

すなわち炉体１内側面の三箇所に風箱１０を配置し風箱
１０に複数のオリフィスノズル１１を連通させ一方を斜
下向にまた一方を斜上向にし、風箱１０の熱風送気管８
と連通して、加熱装置（図示せず）で熱交換された加圧
空気を送風することにより熱媒体２を流動層内で旋回さ
せるものである。

このようにして完全に流動層を形成した上に更に上記の
ように熱媒体を旋回せしめて燃焼の完全を期するもので
ある。

燃焼炉内は上記のとうり熱媒体２を旋回流動層状態でバ
ーナー１７を着火燃焼させ炉内温度が適温に上昇した時
、被焼却物を炉内に投入し炉内温度８５０℃以上の適温
を保持しバーナー１７を消火して焼却処理をする。

燃焼ガスおよび灰分は炉体１頂部の排ガス出口管２０か
ら排出される。

このものは適当な手段たとえばサイクロンコレクターや
ダストコレクター（図示せず）によって捕集される。

またパドルフィーダーを高温から保護するためにその中
空軸６中に水または空気を送入するロータリージヨイン
ト２１を通して冷却することがで□る。

（水を使用する場合については図示せず）。本発明の旋
回流動層焼却装置は上述のようにとくに流動層を従来の
ものに比して著しく改善して完全なものとし、すなわち
パドルフィーダー下方よりの熱風の吹上げとパドルフィ
ーダーによって破砕された被焼却粒子を更にパドルフィ
ーダーの上部に設けた散気管のオリフィスからの熱風の
吹き上げによって流動層を充分に形成するようにした上
で、風箱９からの熱風を上方から下向きに、下方から上
向きに炉内に送風して旋回を完全にして上方からのバー
ナーの燃焼熱によって被焼却物を完全に燃焼させるよう
にし、かつ炉の建設、修繕費を′著しく軽減することが
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる旋回流動層焼却装置を概念的に
示す縦断面図、第２図は第１図Ｃ−Ｃ線による切断平面
図、第３図は第１図Ｃ−Ｃ線による切断平面図、第４図
は第１図Ｃ−Ｃ線による切断平面図、第５図は第１図Ｃ
−Ｃ線による縦断面図である。 １・・・・・・炉体、２・・・・・・熱媒体、３・・・
・・・パドルフィーダートラフ、４・・・・・・オリフ
ィスノズル、５・・・・・・中空模型回転体（パドル）
、６・・・・・・中空模型回転主軸、７・・・・・・熱
風送気管、８・・・・・・熱風送気管、９・・・・・・
風箱、１０・・・・・・風箱、１１・・・・・・オリフ
ィスノズル、１２・・・・・・ヘッダー管、１３・・・
・・・散気管、１４・・・・・・オリフィスノズル、１
５・・・・・・被焼却物装入口、１６・・・・・・不可
燃物排出管、１７・・・・・・バーナー、１８・・・・
・・熱媒体排出管、１９・・・・・・熱媒体戻し管、２
０・・・・・中１ガス出口管、２１・・・・・・ロータ
リージヨイント、２２・・・・・・排気管、２３・・・
・・・駆動用鎖車、２４・・・・・・歯車、２５・・・
・・・軸受、２６・・・・・・グランド部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉体の上方より投入する被焼却物装入口と炉体内下
   部にパドルフィーダーを備えた焼却炉において、」二記
   パドルフィーダートラフに多数のオリフィスノズルを有
   し、このトラフの外側を複数個の風箱で包み、これらの
   風箱から多数のオリフィスノズルをパドルフィーダート
   ラフに連通し、かつ上記パドルフィーダーの上部に多数
   のオリフィスノズルを有する複数個の散気管を設け、こ
   れらを炉外で熱交換された加圧空気を圧送する熱風送風
   管およびヘッダー管より熱風をうける風箱を設け、炉内
   の一方の壁面から斜上方に、その対向壁面からは斜下方
   に噴出させる多数のオリフィスノズルを上記風箱から連
   通させて設けるとともに、さらにその上部にパドルフィ
   ーダーから排出する熱媒体を循環させて斜下方に投下す
   る熱媒体投入口を設け、該投入口の対向壁面から斜下方
   に向けてバーナーを設けてなる旋回流動層焼却装置。