[发明专利]流化焚烧炉和使用该流化焚烧炉的污泥的流化焚烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流化焚烧炉和使用其的污泥的流化焚烧方法，所述流化焚烧炉可一边抑制作为温室化气体的N₂O的产生，一边焚烧包含氮成分的污泥。

背景技术

由于以下水道污泥为代表的污泥中含有源于蛋白质的大量的氮成分，通过焚烧生成各种的氮氧化物，排出于大气中。在这些氮氧化物中，特别是N₂O(氧化亚氮)，由于是相比于CO₂而言具有310倍的温室化效果的气体，因此特别强烈地要求削减它。

历来在污泥的焚烧方面，广泛使用了难以产生二噁英的流化焚烧炉，一般在约800℃进行焚烧。但是，已知当将焚烧温度提高至850℃时，N₂O的产生量就减少至数分之一，将其称为“高温焚烧法”，评价为N₂O的有效抑制方法。

然而，为了将焚烧温度提高至850℃，需要将补助燃料的使用量增加至以往的1.4～1.6倍，从节能观点考虑不优选。另外从燃料成本上升的最近情况来看，会产生招致运行成本的大幅增加的问题。像这样，虽然“高温焚烧法”在N₂O的抑制方面是有效的，但是余留下实用上的问题。

在以城市废弃物为燃料的流化床燃烧锅炉中也产生了这样的N₂O的抑制的课题。于是在专利文献1中提出了流化床燃烧锅炉的多层燃烧方法：将流化层的过量空气系数设为0.9～1.0来抑制N₂O和NO_X的产生量，在其上层通过供给附加燃料及其燃烧用空气进行高温燃烧从而通过高温将N₂O分解，进一步在最上层通过吹入充分量的空气从而完全燃烧。

但是就该专利文献1的多阶段燃烧方法而言，向流化层的上层供给附加燃料及其燃烧用空气，形成可将N₂O分解的高温场所，为此需要大量的补助燃料。当然由于专利文献1的多阶段燃烧方法涉及锅炉，因此可回收补助燃料的热量，补助燃料的使用量并不是那么大的问题。但是将其直接应用于污泥焚烧炉的情况下，补助燃料的使用量便成为了问题，从节能观点考虑具有不能满足之处。

专利文献1：日本专利第3059995号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明解决了上述以往的问题点，其目的在于提供一种流化焚烧炉和使用其的污泥的流化焚烧方法，所述流化焚烧炉可将焚烧包含氮成分的污泥时所产生的N₂O的量抑制至与“高温焚烧法”同等的水平，而且相比于“高温焚烧法”而言可大幅地降低补助燃料的使用量。

解决问题的技术方案

就为了解决上述课题而开发的本发明的污泥的流化焚烧炉而言，其特征在于，在高度方向上将可投入污泥的炉体内部进行分割，将炉体的下方部分设为通过供给燃料和过量空气系数为1.1以下的流化用空气而进行燃烧、使污泥一边流化一边热分解的热分解区；将热分解区的正上方(直上)部分设为通过仅供给过量空气系数为0.1～0.3的燃烧用空气，形成局部高温场所从而将N₂O分解的层上燃烧区；将炉体的最上部设为将未燃部分完全燃烧的完全燃烧区。

此外，如权利要求2那样，在热分解区和层上燃烧区之间，可形成通过仅供给补助燃料从而将N₂O分解的补助燃料反应区。另外如权利要求3那样，可将热分解区的过量空气系数设为0.7～1.1，温度设为550～750℃，将层上燃烧区的温度设为850～1000℃。另外如权利要求4那样，将作为流化空气而供给的1次空气和供给于层状燃烧区的2次空气的合计的过量空气系数设为0.1～0.3，如权利要求5那样，可将全体中的过量空气系数设为1.5以下，优选为1.3以下。

另外就权利要求6记载的本发明的污泥的流化焚烧方法而言，其特征在于，将污泥投入流化炉，使污泥在供给有燃料和过量空气系数为1.1以下的流化用空气的热分解区中一边流化一边在550～750℃的温度进行热分解；在热分解区的正上方位置上通过将过量空气系数为0.1～0.3的燃烧用空气吹入热分解气体中而形成850～1000℃的局部高温场所，从而将热分解气体中的N₂O分解；进一步在最上部通过吹入空气将未燃部分完全燃烧。