焚烧炉的燃烧运转方法
【专利摘要】本发明提供一种焚烧炉的燃烧运转方法，其将供给一次燃烧空气而发生燃烧的炉内的一次燃烧室整体作为燃烧空间来有效地利用。从位于焚烧炉内的底部具备的多个炉排中干燥用炉排上方的炉的顶壁，以及从相对炉内的垃圾的供给方向的下游侧的炉的后壁，供给从焚烧炉排出的废气，使其不直接接触炉底的炉排，并且吸引因燃烧产生的气体。
【专利说明】焚烧炉的燃烧运转方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于焚烧处理垃圾的焚烧炉的燃烧运转方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，已知如下的焚烧炉，该焚烧炉将多个炉排以倾斜式或水平式设置于炉 底部，从炉排下侧送入用于燃烧的一次空气，进一步将由垃圾燃烧产生的气体送至设置在 其上部的二次燃烧室，向该二次燃烧室送入二次空气，在这里进行二次燃烧。
[0003] 在专利文献1中记载了如下的焚烧炉的运转方法，在如上的焚烧炉中，能够将炉 出口的废气温度调节至规定的温度范围内，而且具有高的氮氧化物限制效果，同时不用担 心炉排等腐蚀。
[0004] 在该运转方法中，将从焚烧炉排出且冷却的废气循环送入焚烧炉内部的炉排上 部，通过送入焚烧炉的废气直接冷却燃烧火焰。即，废气向直接接触燃烧火焰的方向被送 入。根据该运转方法，通过输送至焚烧炉内的废气，能够直接冷却焚烧火焰，而且包含燃烧 气体的混合、搅拌效果，能够使燃烧气体缓慢地完全燃烧，因此，在能够将炉出口的废气温 度调节至规定范围内的同时，能够良好地限制氮氧化物的生成。
[0005] 此外，在专利文献2中记载了如下方法，设置配置在燃烧炉的前部炉壁上的废气 喷嘴，将燃烧废气从干燥区侧送入火焰燃烧区侧；设置预先配置在燃烧炉的后部炉壁上的 废气喷嘴，将燃烧废气从燃烧区侧送入火焰燃烧区侧；从各喷嘴以火焰燃烧区火焰的中心 部为目标送入燃烧废气。
[0006] 根据该方法，由于火焰中的热气温度、氧浓度降低，因此火焰温度降低，火焰部空 间扩大。其结果，能够防止高热值燃料焚烧时熔渣向炉底、炉壁附着以及炉底炉壁的损伤， 同时，随着火焰温度降低，能够限制NOx的生成。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利公开昭和59-44513号公报 [0010] 专利文献2:日本专利公告平成5-31045号公报
【发明内容】
[0011](一）要解决的技术问题
[0012] 本发明的目的是提供一种焚烧炉的燃烧运转方法，其将供给一次燃烧空气而发生 燃烧的炉内的一次燃烧室整体作为燃烧空间来有效地利用。
[0013] (二）技术方案
[0014] 本发明人等发现，如果从炉内的特定位置供给再循环废气，由于再循环废气的吹 出部附近的压力低于周围的压力，因此来自垃圾层的燃烧废气被吸引，其结果，能够将一次 燃烧室整体作为燃烧空间来有效地利用，并完成了本发明。
[0015] 即，本发明的焚烧炉的燃烧运转方法的特征在于，从位于焚烧炉内的底部具备的 多个炉排中相对炉内的垃圾前进方向的上游侧的干燥用炉排上方的炉的顶壁，以及从相对 炉内的垃圾的前进方向的下游侧的炉的后壁，供给从焚烧炉排出的废气，使其不直接接触 炉底的炉排，并且吸引因燃烧产生的气体。
[0016] 来自位于干燥用炉排上方炉顶壁的再循环废气供给方向，只要是不直接接触炉底 的炉排，并且吸引因燃烧产生的气体这样的方向即可，但例如为相对水平方向向下15°? 向上15°，优选为水平方向。此外，供给口可以位于多处，进而，可以从单段或2段等多段供 给。
[0017] 来自后壁的再循环废气供给方向，只要是不直接接触炉底的炉排，并且吸引因燃 烧产生的气体这样的方向即可，但例如为水平方向?相对水平方向向上40 °的方向，优选 向上5?30°。此外，供给口可以位于多处，进而，可以从单段或2段等多段供给。
[0018] 顶壁与后壁间的再循环废气的流量分配比例通常为50 :50,但根据炉排上的垃圾 的燃烧位置（火焰位置）来改变分配比例。
[0019] 此外，本发明使上述焚烧炉的燃烧运转方法中，从干燥段上部顶壁及后壁供给的 再循环废气的总量/炉出口的废气量X 100所表示的废气再循环率高于15. 0%。由此，能 够进一步降低炉出口的NO浓度。
[0020] 进而，本发明是如下的方法，在上述焚烧炉的燃烧运转方法中，从干燥段上部顶壁 及后壁供给再循环废气，使其满足下述的全部必要条件，由此在一次燃烧室内形成循环流，
[0021] (1)从干燥段上部顶壁供给的再循环废气的供给角度小于干燥段上部顶壁的角 度；
[0022] (2)来自干燥段上部顶壁的再循环废气的供给位置（在供给位置成为多段的情况 下，为最下段的位置）与炉排间的距离h(垂直方向）为3500mm以下；
[0023] (3)从后壁供给的再循环废气的供给角度小于后燃烧段顶壁的角度；
[0024] (4)来自后壁的再循环废气的供给位置（在供给位置成为多段的情况下，为最下 段的位置）与炉排间的距离h'（垂直方向）为700mm以上；
[0025] (5)后燃烧段顶壁与来自后壁的再循环废气的供给位置（在供给位置成为多段的 情况下，为最上段的位置）间的距离h"为150mm以上；
[0026] (6)调整来自两壁的再循环废气的供给位置及供给角度，使沿着来自干燥段上部 顶壁的再循环废气供给方向的延长线与沿着来自后壁的再循环废气供给方向的延长线交 叉的交点X，位于以沿着二次燃烧室的隔壁延长的垂直面为基准，比基准垂直面要靠近前壁 侧；
[0027] (7)来自干燥段上段顶壁的再循环废气的气体流速为70m/s以下；
[0028] (8)关于来自后壁的再循环废气的气体流速，从后壁供给的再循环废气中，最快的 再循环废气的流速为40?100m/s ;以及
[0029] (9)废气再循环率高于15. 0%。
[0030] 由此，能够在一次燃烧室内形成循环流，能够得到进一步的NO减少效果。
[0031] (三）有益效果
[0032] 本发明从位于焚烧炉内的底部具备的多个炉排中相对炉内的垃圾前进方向的上 游侧的干燥用炉排上方的炉的顶壁，以及从相对炉内的垃圾的前进方向的下游侧的炉的后 壁，供给从焚烧炉排出的废气，使其不直接接触炉底的炉排，并且吸引因燃烧产生的气体， 因此，能够将供给一次燃烧空气而发生燃烧的炉内的一次燃烧室整体作为燃烧空间来有效 地利用，并且，能够减少炉出口的氮氧化物。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 图1是表示用于焚烧城市垃圾等垃圾的焚烧炉的简略结构图。
[0034] 图2是表示比较例1的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0035] 图3是表示比较例2-1及2-2的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0036] 图4是表示比较例3的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0037] 图5是表示实施例1-1及1-2的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0038] 图6是表示实施例2-1及2-2的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0039] 图7是表示实施例3-1及3-2的再循环废气及二次空气的供给位置的图。
[0040] 图8是说明在实施方式2中，在一次燃烧室内形成循环流的状态的图。
[0041] 图9是表示氧浓度与发生燃烧的临界温度之间关系的图表。
[0042] 图10是表示实施例2-1、2-2、3-1、3_2的焚烧炉内的气体流通状况的图。
[0043] 图11是表示比较例4-1?4-3的焚烧炉内的气体流通状况的图。
[0044] 图12是用于说明实施方式3中为了形成循环流的必要条件的图。
【具体实施方式】
[0045] 以下参照附图，对本发明的焚烧炉的燃烧运转方法进行说明。
[0046] (实施方式1)
[0047] 图1是表示用来焚烧城市垃圾等垃圾的焚烧炉的简略结构图。
[0048] 焚烧炉（1)是供给一次空气的下部的一次燃烧室（2)与供给二次空气的上部的二 次燃烧室（3)相连接的式样。
[0049] 在一次燃烧室（2)的底部设有多个炉排（4)。在一次燃烧室（2)内，通过投入料 斗（5)将应进行焚烧处理的垃圾运入炉内。因此，图示的一次燃烧室（2)的左侧是供给应 进行焚烧处理的垃圾的一侧，附图中炉内左侧的炉排（4)作为干燥用炉排使用。
[0050] 通过鼓风机（6)从各炉排（4)下方将用于燃烧的一次空气供给各炉排。
[0051] 此外，在一次燃烧室（2)的上方，在位于干燥用的左侧炉排（4)上方的顶壁（7)，以 及一次燃烧室（2)内的相对垃圾供给方向的下游侧的后壁（8)上，经多处设置有喷嘴（没 有图示）。通过所述喷嘴，从二次燃烧室（3)排出的废气作为再循环废气供给一次燃烧室 (2)内。所述喷嘴可以以任意角度向一次燃烧室（2)内供给再循环废气，但在本发明的方法 中，如以下说明所述，使其不直接接触炉底的炉排（4)，并且吸引因燃烧产生的气体地进行 供给。
[0052] 以下，通过使用了通用软件Fluent版本6. 3的热流体分析，计算出炉出口的NO生 成量，因此作为实施例进行详细的说明。
[0053] (实施例）
[0054] 1.计算条件
[0055] I. 1计算对象炉
[0056] 在本实施例中，将图1中简略表示的卧式炉排炉（水平7卜一力炉）（焚烧规模： 150t/d)作为对象，对于改变了再循环废气的供给位置的条件进行计算。将比较例1、2-1、 2-2、3-1及3-2,以及实施例1-1、1-2、2-1及2-2的共同的计算条件示于表1A，将比较例 4_1、4_2及4_3,以及实施例3_1及3_2的共同的计算条件不于表1B。
[0057] 表 IA
[0058]
【权利要求】
1. 一种焚烧炉的燃烧运转方法，其特征在于，从位于焚烧炉内的底部具备的多个炉排 中干燥用炉排上方的炉的顶壁，下称干燥段上部顶壁，以及从相对炉内的垃圾的供给方向 的下游侧的炉的后壁，供给从焚烧炉排出的废气，下称再循环废气，使其不直接接触炉底的 炉排，并且吸引因燃烧产生的气体。
2. 根据权利要求1所述的焚烧炉的燃烧运转方法，其特征在于，来自位于干燥用炉排 上方炉顶壁的再循环废气供给方向，为相对水平方向向下15°?向上15°，来自后壁的再 循环废气供给方向为水平方向?相对水平方向向上40°的方向。
3. 根据权利要求1或2所述的焚烧炉的燃烧运转方法，其特征在于，从干燥段上部顶壁 及后壁供给再循环废气，使其满足下述的全部必要条件，由此在一次燃烧室内形成循环流， (1) 从干燥段上部顶壁供给的再循环废气的供给角度小于干燥段上部顶壁的角度； (2) 来自干燥段上部顶壁的再循环废气的供给位置与炉排间的距离h为3500mm以下， 其中，在所述供给位置成为多段的情况下，为最下段的位置，所述距离h为垂直方向； (3) 从后壁供给的再循环废气的供给角度小于后燃烧段顶壁的角度； (4) 来自后壁的再循环废气的供给位置与炉排间的距离h'为700mm以上，其中，在所述 供给位置成为多段的情况下，为最下段的位置，所述距离h'为垂直方向； (5) 后燃烧段顶壁与来自后壁的再循环废气的供给位置间的距离h"为150mm以上，其 中，在所述供给位置成为多段的情况下，为最上段的位置； (6) 调整来自两壁的再循环废气的供给位置及供给角度，使沿着来自干燥段上部顶壁 的再循环废气供给方向的延长线与沿着来自后壁的再循环废气供给方向的延长线交叉的 交点X，位于以沿着二次燃烧室的隔壁延长的垂直面为基准，比基准垂直面要靠近前壁侧； (7) 来自干燥段上段顶壁的再循环废气的气体流速为70m/s以下； (8) 关于来自后壁的再循环废气的气体流速，从后壁供给的再循环废气中，最快的再循 环废气的流速为40?100m/s ;以及 (9) 废气再循环率高于15. 0%。
【文档编号】F23G5/00GK104334971SQ201380009896
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】古林通孝, 伊藤华子, 安田俊彦, 重政祥子 申请人:日立造船株式会社