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技術 RDF燃焼方法及びRDF燃焼設備

出願人 九州電力株式会社九電テクノシステムズ株式会社
発明者 廣渡和緒西川秀明尾山高義井隆士
出願日 1998年2月12日 (22年9ヶ月経過) 出願番号 1998-030240
公開日 1999年8月27日 (21年2ヶ月経過) 公開番号 1999-230531
状態 特許登録済
技術分野 廃棄物の焼却、燃料生成物の除去 流体燃料の燃焼1 廃棄物のガス化・溶融
主要キーワード ボイラ配管 内部流動 一次通風機 廃棄物固形化燃料 ダイオキシン除去装置 成形固化 微粉炭ボイラ ミル動力
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年8月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

RDFを簡単な設備燃焼することができ、その際、ダイオキシン等の有害物質排出基準値以下に低減することができるとともに、RDFのエネルギ一を有効活用できる、RDFの燃焼方法及びRDF燃焼設備の提供。

解決手段

石炭とRDFとを混合粉砕し、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を、バーナから火力発電所微粉炭ボイラ内に吹き込んで燃焼させる。RDFは混合燃料の1〜25重量%が好ましい。また、本発明のRDF燃焼設備は、石炭とRDFとを混合粉砕する微粉炭機4と、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を燃焼させる火力発電所用微粉炭ボイラ8とを備えたものである。

概要

背景

一般廃棄物産業廃棄物等の廃棄物のうち再資源化可能なものはできるだけ再資源化することにより、焼却処理する廃棄物を低減し、あるいは直接埋め立て処分される不燃物の量を可能な限り削減しようとしている。

さらに、廃棄物には大量のプラスチック類が含まれているが、既設焼却法では、プラスチック類の発熱量が他の廃棄物と比較して高いため、焼却炉炉壁を損傷し易く、また、プラスチック類から有害物質であるダイオキシンをはじめとする有害ガス、あるいはHCl等の腐食性ガスが発生し易いことから、プラスチック廃棄物難処理廃棄物としてほとんどが埋め立てされているのが現状である。

しかしながら、我が国では埋め立て処分するための最終処分場不足していること、また、高い発熱量を持つプラスチック類をエネルギー回収することなく埋め立ててしまうのは、エネルギーの有効利用の観点からも好ましくなく、早急な対策が必要となっている。

そこで、プラスチック等の可燃性廃棄物を廃棄物から選別粉砕粒度調整成形固化等の加工を行ってRDFを製造し、RDFを内部流動ボイラ、外部流動層ボイラ燃焼炉燃焼させる方式が開発されている。

概要

RDFを簡単な設備で燃焼することができ、その際、ダイオキシン等の有害物質を排出基準値以下に低減することができるとともに、RDFのエネルギ一を有効活用できる、RDFの燃焼方法及びRDF燃焼設備の提供。

石炭とRDFとを混合粉砕し、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を、バーナから火力発電所微粉炭ボイラ内に吹き込んで燃焼させる。RDFは混合燃料の1〜25重量%が好ましい。また、本発明のRDF燃焼設備は、石炭とRDFとを混合粉砕する微粉炭機4と、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を燃焼させる火力発電所用微粉炭ボイラ8とを備えたものである。

目的

そこで、本発明は、新設、既設を問わず、石炭火力発電用の燃焼炉(ボイラ)を用いてRDFを簡単に燃焼することができ、その際、ダイオキシン等の有害物質を排出基準値以下に低減することができるとともに、RDFのエネルギ一を有効活用できるRDFの燃焼方法及びRDF燃焼設備を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

石炭RDFとを混合粉砕し、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を、バーナから火力発電所微粉炭ボイラ内に吹き込んで燃焼させることを特徴とするRDF燃焼方法

請求項2

RDFが混合燃料の1〜25重量%であることを特徴とする請求項1記載のRDF燃焼方法。

請求項3

石炭とRDFとを混合粉砕する微粉炭機と、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を燃焼させる火力発電所用微粉炭ボイラとを備えたRDF燃焼設備

技術分野

0001

本発明は、RDF(Refuse Derived Fuel:廃棄物固形化燃料)を火力発電所微粉炭ボイラ燃焼させるRDF燃焼方法及びRDF燃焼設備に関する。

背景技術

0002

一般廃棄物産業廃棄物等の廃棄物のうち再資源化可能なものはできるだけ再資源化することにより、焼却処理する廃棄物を低減し、あるいは直接埋め立て処分される不燃物の量を可能な限り削減しようとしている。

0003

さらに、廃棄物には大量のプラスチック類が含まれているが、既設焼却法では、プラスチック類の発熱量が他の廃棄物と比較して高いため、焼却炉炉壁を損傷し易く、また、プラスチック類から有害物質であるダイオキシンをはじめとする有害ガス、あるいはHCl等の腐食性ガスが発生し易いことから、プラスチック廃棄物難処理廃棄物としてほとんどが埋め立てされているのが現状である。

0004

しかしながら、我が国では埋め立て処分するための最終処分場不足していること、また、高い発熱量を持つプラスチック類をエネルギー回収することなく埋め立ててしまうのは、エネルギーの有効利用の観点からも好ましくなく、早急な対策が必要となっている。

0005

そこで、プラスチック等の可燃性廃棄物を廃棄物から選別粉砕粒度調整成形固化等の加工を行ってRDFを製造し、RDFを内部流動ボイラ、外部流動層ボイラ燃焼炉で燃焼させる方式が開発されている。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、従来のRDFを内部流動層ボイラ、外部流動層ボイラ、燃焼炉で燃焼させる方式では、設備新設する必要があるだけでなく、焼却に伴って発生するダイオキシンを除去するためにダイオキシン除去装置をも付設する必要があり、そのため、前記の方式では多額の資金が必要となり、さらに、既設の設備を利用することができないという欠点がある。

0007

また、内部流動層ボイラ、外部流動層ボイラは、燃焼効率が低く、この種のボイラを発電用に用いる場合、電気への変換効率が低く、RDFのエネルギ一を十分に活用できないという欠点もある。

0008

そこで、本発明は、新設、既設を問わず、石炭火力発電用の燃焼炉(ボイラ)を用いてRDFを簡単に燃焼することができ、その際、ダイオキシン等の有害物質を排出基準値以下に低減することができるとともに、RDFのエネルギ一を有効活用できるRDFの燃焼方法及びRDF燃焼設備を提供するものである。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、石炭とRDFとを混合粉砕し、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を、バーナから火力発電所用微粉炭ボイラ内に吹き込んで燃焼させる。RDFは混合燃料の1〜25重量%が好ましい。

0010

また、本発明のRDF燃焼設備は、石炭とRDFとを混合粉砕する微粉炭機と、混合粉砕した石炭とRDFとの混合燃料を燃焼させる火力発電所用微粉炭ボイラとを備えたものである。

発明を実施するための最良の形態

0011

本発明において、石炭と混合するRDFは、可燃性廃棄物を破砕したフラフRDF、粉体にした粉体RDF、ペレットにしたRDF等のRDFを燃焼させることができ、特に限定されるものではない。表1に石炭、5重量%RDF含有する混合燃料、20重量%RDF含有する混合燃料の分析値の一例を示す。

0012

ID=000003HE=045 WI=084 LX=0630 LY=2300
RDFの石炭との混合割合は、石炭とRDFとの混合燃料の1〜25重量%を占める割合が好ましく、1重量%未満では処理量が少なく、25重量%を超えると混合粉砕しずらくなり、また、ボイラチューブ等の腐食が進行し易くなる傾向にある。

0013

RDFは、給炭機を通して微粉炭機内に石炭と共に投入し、混合粉砕する。微粉炭機は、既設の火力発電所用微粉炭ボイラに設けられている竪型ローラミルを利用することができ、石炭とRDFとを約200メッシュ程度まで混合粉砕することができる。

0014

混合粉砕したRDFと石炭との混合燃料は、搬送空気により約30m/秒の高速燃料管を通り、バーナから火力発電所用微粉炭ボイラ内ヘ吹き込まれる。火力発電所用微粉炭ボイラ内へ投入された混合燃料は、1400〜1500℃のファイボールの中で燃焼空気と接触して、数秒程度で直ちに完全燃焼する。この際、塩化物に起因するダイオキシンは完全に分解される。

0015

図1は本発明を実施するためのRDF燃焼設備の一例を示す概略図である。

0016

本発明においては、既設の火力発電所用微粉炭ボイラ設備に簡単な装置を付加するだけでそのまま利用することができるという大きな利点がある。

0017

石炭を貯留する石炭バンカ1及びRDFを貯留するRDFバンカ2がベルトコンベア等の給炭機3の上部に配置される。給炭機3の下部には、石炭とRDFとを混合粉砕するため、竪型ローラミル等の微粉炭機4が設けられている。RDFの供給割合の制御は、給炭機3及びRDF供給機2aのモータの回転を制御して行う。

0018

図2は石炭及びRDFを混合粉砕する竪型ローラミルの概略図である。

0019

竪型ローラミルは、既設の火力発電所用微粉炭ボイラ設備に設けられているもので、皿形のテーブル4aの縁にローラ4bが設けられており、給炭機から落下した石炭とRDFをテーブル4aで受け、テーブル4aの回転に伴いローラ4bが回転しテーブル4aとローラ4bとの間で石炭とRDFとを粉砕混合する。混合粉砕された石炭とRDFとの混合燃料は、テーブル4aの下部から吹き込まれる一次空気によりセパレータ4cに沿って上昇し、バーナに通じる燃料管6に送り込まれる。なお、石炭にRDFを混入すると、ミル動力がやや増加する傾向にあるが、テーブル4aの縁のダムリング4dの高さを40%程度低くすることにより、石炭のみの場合と同様に混合粉砕することができる。

0020

燃料管6でバーナ7へ搬送された微粉炭とRDFとの混合燃料は、バーナ7から火力発電所用微粉炭ボイラ8に吹き込まれ、ファイアボールとなり燃焼する。火力発電所用微粉炭ボイラ8は、配管9の水を蒸気に変えてタービン10を回して発電機11で発電し、蒸気は復水器12で復水にして循環させる。火力発電所用微粉炭ボイラ8からの排ガス脱硝集塵装置等の排ガス処理設備13で処理して煙突14から排出する。

0021

次に、本発明の火力発電所用微粉炭ボイラによるRDFの燃焼方法について説明する。

0022

RDFを給炭機を通して微粉炭機内に、石炭と共に投入し、混合粉砕して200メッシュ程度に細かくし、混合粉砕された混合燃料は搬送空気により高速(30m/s)で燃料管を通り、バーナーから火力発電所用微粉炭ボイラの炉内ヘ吹き込み投入する。炉内へ投入された混合燃料は、ファイアボール(1400〜1500℃)の中で燃焼空気と接触して、数秒程度の短い時間で直ちに完全燃焼する。

0023

燃焼試験結果を表2に示す。

0024

ID=000004HE=120 WI=108 LX=0510 LY=0300
表2から明らかなように、RDFを混入して燃焼させても排出されるNOxは、石炭のみを燃焼させる石炭専焼の時とほぼ同じであった。ダイオキシン濃度排出基準よりも十分に低い値であった。また、ボイラ配管腐食試験あるいは灰の付着,成分分析等の試験を行ったが、特に運転に悪影響を及ぼすことはなかった。 また、電気への変換効率は、石炭専焼の場合と同一のそれを維持することができ、従来の流動層ボイラの変換効率よりも高くなる。

0025

これらのことから、既設の火力発電所用微粉炭ボイラで、RDFを混入して燃焼できることが確認された。

発明の効果

0026

(1)火力発電所用微粉炭ボイラでは、粉砕されたRDFが数秒間の滞留時間で完全に燃焼し、結果として、ダイオキシン濃度(20%RDF混焼の場合、0.02ng−TEQ/Nm3)を、排出基準(厚生省ガイドライン、0.1ng−TEQ/Nm3)よりも、大幅(約1/5)に低くすることができる。

0027

(2)従来のRDF燃焼法では、ダイオキシン濃度を排出基準以下とするために、研究開発排ガス処理装置バグフィルタ)の設置等に多額の資金(数億円)を必要としていたが、本発明は、既設の火力発電所用微粉炭ボイラの燃料供給系にRDF投入装置を付加する費用のみで、多額の資金を要することなく、ダイオキシン濃度を排出基準より大幅に低くすることができ、プラスチック廃棄物を含む難処理廃棄物を効率よく処分することができる。

0028

(3)本発明は、既設の火力発電所用微粉炭ボイラを利用して直ぐにでも実用化できるので、自治体等が抱えている、ダイオキシンの発生等の深刻なごみ処理の問題を早急に解決することができ、エネルギ一資源の有効活用も図ることができる。

0029

(4)RDFを竪型ローラミルにより石炭と混合粉砕することにより、火力発電所用微粉炭ボイラでの混合燃料の完全燃焼を助け、RDFのエネルギーを活用することができる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明を実施するための火力発電所用微粉炭ボイラの概略図である。
図2石炭及びRDFを混合粉砕する竪型ローラミルの概略図である。

--

0031

1:石炭バンカ
2:RDFバンカ
2a:RDF供給機
3:給炭機
3a:計量器
4:微粉炭機(竪型ローラミル)
4a:テーブル
4b:ローラ
4c:セパレータ
4d:テーブルダムリング
5:一次通風機
6:燃料管
7:バーナ
8:火力発電所用微粉炭ボイラ
9:配管
10:タービン
11:発電機
12:復水器
13:排ガス処理設備
14:煙突

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