垃圾焚烧设备 【发明领域】
本发明涉及连续进行垃圾焚烧，和使焚烧产生的焚烧残渣熔化的垃圾焚烧设备。
【发明背景】
以前，作为可以连续进行废弃物焚烧，和熔化由焚烧而产生的焚烧灰等焚烧残渣的焚烧炉，例如有纵型移动床炉。这种纵型移动床炉，是从上部投入废弃物而在下部供给氧化剂(空气或富氧空气)使废弃物在流动层下部燃烧，通过其烧烧热使残渣加热溶融。
然而，上述纵型移动床炉中，废弃物和氧化剂是相向流动，由废弃物产生的热分解气体和废气一起在下流侧流出，因此炉下部的熔融室的温度低，仅仅靠使废弃物燃烧的热量不能使残渣熔融，因而投入作为助燃剂的焦炭以提供通风效果，利用由这种焦炭得到的热来熔化残渣。因此，使用作为贵重资源的焦炭，因而存在处理成本高的问题。
发明的公开
本发明的目的在于提供一种能以高效率处理废弃物却可降低焚烧成本的垃圾焚烧设备。
为了达到此目的，本发明之垃圾焚烧设备，其特征在于，它由前处理废弃物的前处理设备和，将前处理设备处理过的废弃物加热焚烧后对其残渣连续地进行熔融处理的焚烧设备组成；上述前处理设备包括破碎废弃物的粗破碎机和，从粗破碎机破碎过的粗破碎物中将主要由可燃物组成的轻破碎物和富含不燃物的重破碎物区分开来地粗破碎物分选机和，从重破碎物中分离和去除可重复利用的金属类的资源回收物分选机和，将由粗破碎分选机排出的轻破碎物进一步破碎的细粉碎机；上述焚烧熔融设备包括，对被焚烧物进行加热焚烧的焚烧室和，与该焚烧室成整体形成从而可将焚烧室中生成的焚烧残渣从焚烧室连续移送，而且具有熔融燃烧器的熔融室和，将由上述细破碎机粉碎的全部或一部分细破碎物导入上述熔融室的熔融燃烧器中的熔融燃料供给装置和，将由上述资源回收物分选机分选出来的重破碎物及由细破碎机粉碎的残余细破碎物导入上述焚烧室的破碎物供给装置。
上述构成的前处理设备中，在粗破碎机中废弃物经粗破碎后，粗破碎物被送到粗破碎物分选机及资源回收物分选机，通过粗破碎分选机将粗破碎物分为主要由可燃物组成的轻破碎物和富含不燃物的重破碎物。然后，重破碎物被送到资源回收物分选机，选择除去可重复利用的金属类后，重分选物通过破碎物供给装置送到焚烧熔融设备的焚烧室。轻破碎物送到细破碎机中进一步细粉碎，全部或其一部分通过熔融燃料供给装置送到熔融室的熔融燃烧器中，其余的通过破碎物供给装置送到焚烧室进行燃烧焚烧。在焚烧室中，重破碎物和残余的细破碎物被加热燃烧，进而，焚烧残渣从焚烧室连续送到熔融室。然后在熔融室中，利用将细破碎物的全部或一部分作为燃料的熔融燃烧器进行加热熔融，谋求减容化和无害化。
按照上述构成，使用对废弃物进行前处理时经过细破碎的物料作为熔融燃烧器的燃料，因此可以大大地降低运行成本。而且，由于是整体形式的构成，可以连续地将焚烧残渣从焚烧炉移送到熔融室，不像分离式构成那样在焚烧残渣冷却后进行再加热，因此热能损失少，可高效率地运行。而且，焚烧室和熔融室是整体形式地构成，因此可以使全部设备更紧凑。
除上述构成外，在细破碎机的排出侧还设有被焚烧物的分级装置，该分级装置的细粒破碎物排出侧与熔融燃料供给装置相连接的同时，粗粒破碎物排出侧与破碎物供给装置相连接。利用该分级装置，可以仅将分出来的细粒破碎物作为燃料稳定地送到熔融燃烧器中，因此可以稳定有效地进行熔融燃烧器的燃烧。
除上述构成外，还设有富氧空气供给装置供给富氧空气作为熔融燃烧器的燃烧空气。由于在融燃烧器中使用富氧空气作为燃烧空气，因此低发热量的粉碎物及粉碎面积比较大的粉碎物的空间燃烧成为可能，可以谋求燃烧的高温化和火焰的稳定，及燃烧率的提高。
除上述构成外，焚烧熔融设备的焚烧室的炉篦和熔融室的炉床向下倾斜地向下游延伸。因此，可以在不使焚烧残渣温度降低的状态下送到熔融室，而且还可以利用熔融燃烧器的气体预热焚烧残渣，可以高效地进行燃烧和熔融。
附图简单说明
图1是作为本发明一实施例的垃圾焚烧设备的构成图。
实施例的说明
图1中，1是前处理废弃物的前处理设备，2是将前处理设备1处理过的废弃物加热焚烧后将其残渣进行连续熔融处理的焚烧熔融设备。
上述焚烧熔融设备2，成整体地设置使由料斗3a投入的破碎物在炉篦3b上进行平面燃烧的焚烧室3和，由焚烧室3排出的焚烧残渣利用作为熔融燃烧器一例的熔融用粉体燃烧器(fluff燃烧器)4加热熔融的熔融室5。然后，在熔融室5中熔融的熔融渣，投入渣冷却室6中生成水碎渣。而且，焚烧室3和熔融室5用1个隔墙7将它们的上部隔开。而在隔墙7的下部，连续地配设从上流侧向下流侧倾斜的焚烧室3的炉篦3b和熔融室5的炉床5a，以使焚烧室3和熔融室5连通。上述焚烧室3的炉篦3b是驱动式结构，在宽度方向上交替配置被固定的固定炉篦列和，向移送方向往复移动的可动炉篦列。在料斗3a的下部，设有将从料斗3a投入的破碎物送到炉篦3b上的破碎物用推进器装置32。因此，利用上述炉篦3b及破碎物用推进器装置32的推送力和重力，焚烧室3中生成的焚烧残渣，在不降低温度的状态下直接连续地供入熔融室5。
当借助于炉篦3b及破碎物用推进器装置32的推送力和重力难以将焚烧残渣连续送到熔融室5时，如假想线所示，在炉篦3b和熔融室5的炉床5a之间所形成的区段中还设有焚烧残渣用强制推进器装置31，该装置备有气动缸31a和由该气动缸进出躯动的推进块31b。
由熔融用粉体燃烧器4产生的高温燃烧气体a，在加热焚烧残渣的同时，使送往焚烧室3侧在移动途中的焚烧残渣预热，然后与燃烧室3的废气一起排出，此时通过锅炉用热交换器8进行热回收。
前处理设备1设有将废弃物粗破碎成50～80mm方块的粗破碎机11和，使粗破碎机11破碎的粗破碎的干燥物干燥机12(根据需要设置)和，通过风力将上述粗破碎物分成主要由可燃物组成的轻破碎物和富含不燃物的重破碎物的作为粗破碎物分选机一例的风力比重分选机13和，利用磁铁或重力从粗破碎机11及风力比重分选机13排出的重破碎物中选择除去可以重复利用的铝和铁等金属类的资源回收物分选机14和，将风力比重分选机13排出的轻破碎物进一步细破碎的细破碎机15和，将细破碎机15破碎的细破碎物分级成可以作为熔融用粉体燃烧器4的燃料使用的5mm见方以下大小的细粒破碎物(蓬松物[fluff]燃料)和超过它的粗粒破碎物的分级装置16(根据需要设置)。
然后，该分级装置16的细粒破碎物排出侧接有将细粒破碎物作为燃料通过气动输送到熔融用粉体燃烧器4中的熔融燃料供给管(熔融燃料供给装置)17的同时，在粗粒破碎物排出侧接有将废弃物气动输送到焚烧室3的料斗3a中的粗粒破碎物供给管(破碎物供给装置)18。在该粗粒破碎物供给管18上，根据需要，还设有使粗粒破碎物返回到分级装置16的循环管。
由细破碎机15粉碎的细破碎物可以直接从熔融燃料供给管17′供给熔融用粉体燃烧器4，也可以从细破碎机15直接通过粗粒破碎物供给管18供给焚烧室3的料斗3a。
细破碎机15，当具有可以将被破碎的细破碎物几乎全部破碎成可作为熔融用粉体燃烧器4的燃料使用的5mm见方以下大小的细粒破碎物(蓬松物燃料)的性能时，也可由熔融燃料供给管17′将全部细破碎物供给熔融用粉体燃烧器4。
熔融用粉体燃烧器4上，接有从空气供给装置20供给燃烧空气的燃烧空气管21。而且该燃烧空气管21与富化空气管23相连接，从富化空气管23将来自富氧空气发生装置22使空气中的氧提高约30％的富化空气通过燃烧空气管21供给熔融用粉体燃烧器4。
在上述构成中，收集的废弃物，首先运到前处理设备1中由粗破碎机11一次粉碎成50～80mm方块的大小。然后由干燥机12进行干燥，或不经干燥就送到风力比重分选机13，将粗破碎物分成重破碎物和轻破碎物。此处分出来的重破碎物或由粗破碎机11直接送出的重破碎物，送到资源回收物分选机14后选择除去可以重复利用的金属类。然后，通过重破碎物供给线(破碎物供给装置)19送到焚烧室3的料斗3a中。
由风力比重分选机13分选出来的轻破碎物，送到细破碎机15进行更细的二次破碎。然后这些细破碎物在分级装置16中被分级，5mm见方以下的细粒破碎物(蓬松物)通过熔融燃料供给管17送到熔融用粉体燃烧器4。超过5mm见方的粗粒破碎物通过粗粒破碎物供给管18送至料斗3a后投入焚烧室3中。
没有分级机16的情况下，细破碎物被分成规定量后将必需量供给熔融燃料供给管17′，其余部分供给粗粒破碎物供给管18′。
细破碎物大部分是5mm见方以下的细粒破碎物(蓬松物)时，也可以由熔融燃料供给管17′将细破碎物全部送至熔融粉体燃烧器4。
从料斗3a投到焚烧室3中的破碎物，被加热燃烧进行焚烧，生成焚炉残渣。其焚烧残渣，借助炉篦3b及破碎物用推进器装置32的推送力和重力，从炉篦3b直接送至熔融室5的炉床5a。然后由熔融用粉体燃烧器4加热后熔融。这种熔渣投入渣冷却室6中水冷，生成水碎渣。此时，熔融室5的燃烧气体a从炉床5a送至炉篦3b上将焚烧残渣预热后，与焚烧室3的废气一起排出，由锅炉用热交换器8进行热回收。由锅炉用热交换器8获得的蒸汽被导入发电装置9的蒸汽透平用于发电。而废气则通过废气处理装置10被排出。
熔融用粉体燃烧器4，在起动时和粉体燃料的热量不足时供给用于燃烧的LPG气体或重油等辅助燃料的同时，从熔融燃料供给管17供给5mm见方以下的细粒破碎物(蓬松物)，从燃烧空气管21供给燃烧用空气进行燃烧。还可根据需要，从富氧空气发生装置22将富化空气供给熔融用粉体燃烧器4。由于使用了将该空气中的氧浓度提高约30％的燃烧用富化空气，使得以前只有1mm见方以下的小片才能作为粉体燃烧器的蓬松燃料使用的碎料在5mm见方左右也可以燃烧。因此，可以进行高温燃烧而且火焰稳定，进而，可以提高燃烧效率。由于使用燃烧用富化空气，可以减少30％左右的废气量，因而可以谋求热效率提高和废气处理设备的小型化。
按照上述实施方案，作为熔融用粉体燃烧器4的燃料，使用的是将废弃物经粗破碎机11及细破碎机15破碎过的细粒破碎物(蓬松物)，因此可大大降低运行成本。而且由于焚烧室3的炉篦3b和熔融室5的炉床5a是连续地向下方倾斜，因此可以利用焚烧室3侧的推送力和自重连续移送焚烧残渣。因此，不会像分离形式那样需要在焚烧残渣冷却之后再加热，因而热能损失少，并能以高效率运行。由于是用隔墙7将焚烧室3和熔融室5分隔的整体形式的构成，因此可以使全部设备紧凑化。
此外，细破碎机15破碎的细破碎物经过分级装置16，仅将分出来的细粒破碎物在熔融用粉体燃烧器4中作为燃料使用，因此可以进行更稳定的燃烧。
而且由于在熔融用粉体燃料器4的燃烧用空气中使用了富氧空气，因此低发热量的粉碎物及粉碎面积较大的粉碎物的空间燃烧成为可能，可以谋求燃烧的高温化和火焰的稳定，燃烧率的提高。
在上述实施方案中，说明了将废弃物加热焚烧后，将其残渣“连续地”进行熔融处理的垃圾焚烧设备，但此处所说的“连续地”，包括从炉篦3b直接送到炉床5a的功能性操作，同时还包括不必像以前那样将一旦冷却的炉料进行再加热，而是将残渣以高温状态送入再进一步加热的瞬时和典型的操作。