特開 2023-37778 焼却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023037778

(43)【公開日】2023-03-16

(54)【発明の名称】焼却システム

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/44 20060101AFI20230309BHJP

   F23L 5/02 20060101ALI20230309BHJP

【ＦＩ】

F23G5/44 F ZAB

F23L5/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021144551

(22)【出願日】2021-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(72)【発明者】

【氏名】小関 泰志

【テーマコード（参考）】

3K023

3K065

【Ｆターム（参考）】

3K023HA06

3K023HA20

3K065AA11

3K065AB01

3K065AC02

(57)【要約】

【課題】汚泥の焼却に伴うコストを抑制する焼却システムを提供する。
【解決手段】被処理物を乾燥させる乾燥機と、乾燥機によって乾燥された被処理物を焼却する焼却炉と、第１コンプレッサ及び第１タービンを有する第１過給機と、第１コンプレッサによって圧縮された空気を焼却炉から排出された排ガスにより昇温し、昇温された空気を第１タービンに供給する第１熱交換器と、第１熱交換器から供給された排ガスにより流体を昇温し、昇温された流体を乾燥機に供給する第２熱交換器と、を備え、前記乾燥機は、前記移送部により移送された前記第２空気の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、第１タービンは、昇温された空気を焼却炉に供給する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物を乾燥させる乾燥機と、
前記乾燥機によって乾燥された前記被処理物を焼却する焼却炉と、
第１コンプレッサ及び第１タービンを有する第１過給機と、
前記第１コンプレッサによって圧縮された第１空気を前記焼却炉から排出された排ガスにより昇温し、昇温された前記第１空気を前記第１タービンに供給する第１熱交換器と、
前記焼却炉から排出された前記排ガスにより第２空気を昇温する第２熱交換器と、
前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を他の機器に移送する移送部と、を備え、
前記乾燥機は、前記移送部により移送された前記第２空気の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、
前記第１タービンは、前記第１熱交換器により昇温された前記第１空気を前記焼却炉に供給する、焼却システム。

【請求項2】

前記移送部は、送風機を有し、
前記送風機は、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を前記乾燥機に移送し、
前記乾燥機は、移送された前記第２空気の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、
更に、前記乾燥機は、前記乾燥機内のガスを前記第２熱交換器と前記焼却炉とに供給する、請求項１に記載の焼却システム。

【請求項3】

更に、第３熱交換器を備え、
前記送風機は、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を前記第３熱交換器に移送し、
前記第３熱交換器は、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気により流体を昇温し、昇温された前記流体を前記乾燥機に供給し、前記第２空気を前記焼却炉に供給し、
前記乾燥機は、前記第３熱交換器により昇温された前記流体の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、前記乾燥機内のガスを前記焼却炉に供給する、請求項２に記載の焼却システム。

【請求項4】

前記移送部は、第２コンプレッサ及び第２タービンを有する第２過給機を有し、
前記第２熱交換器は、前記第２コンプレッサによって圧縮された前記第２空気を昇温し、昇温された前記第２空気を前記第２タービンに供給し、
前記第２タービンは、前記第２熱交換器により昇温された第２空気を他の機器に移送する、請求項１に記載の焼却システム。

【請求項5】

前記第２タービンは、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を前記乾燥機に移送し、
前記乾燥機は、前記第２タービンから移送された前記第２空気の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、前記乾燥機内のガスを前記焼却炉に供給する、請求項４に記載の焼却システム。

【請求項6】

更に、第３熱交換器を備え、
前記第２タービンは、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を前記第３熱交換器に移送し、
前記第３熱交換器は、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気により流体を昇温し、昇温された前記流体を前記乾燥機に供給し、前記第２空気を前記焼却炉に供給し、
前記乾燥機は、前記第３熱交換器により昇温された前記流体の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、前記乾燥機内のガスを前記焼却炉に供給する、請求項４に記載の焼却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下水汚泥（以下、単に汚泥または被処理物とも呼ぶ）を焼却する焼却炉では、熱交換器により焼却炉から排出される高温の排ガスから廃熱を回収する。そして、焼却炉では、回収した廃熱による昇温された燃焼用空気を用いることによって汚泥を焼却する（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２２７４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記のような焼却炉では、汚泥の含水率が高い場合であっても、例えば、汚泥の焼却を補助するための燃料（以下、補助燃料とも呼ぶ）の使用量を削減して汚泥の焼却を行うことによって、コストを抑制することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明における焼却システムは、被処理物を乾燥させる乾燥機と、前記乾燥機によって乾燥された前記被処理物を焼却する焼却炉と、第１コンプレッサ及び第１タービンを有する第１過給機と、前記第１コンプレッサによって圧縮された第１空気を前記焼却炉から排出された排ガスにより昇温し、昇温された前記第１空気を前記第１タービンに供給する第１熱交換器と、前記焼却炉から排出された前記排ガスにより第２空気を昇温する第２熱交換器と、前記第２熱交換器により昇温された前記第２空気を他の機器に移送する移送部と、を備え、前記乾燥機は、前記移送部により移送された前記第２空気の熱エネルギーにより前記被処理物を乾燥し、前記第１タービンは、前記第１熱交換器により昇温された前記第１空気を前記焼却炉に供給する。

【発明の効果】

【0006】

本発明における焼却システムによれば、汚泥の焼却に伴うコストを抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、比較例における焼却システム９００の構成例を説明する図である。

【図2】図２は、第１の実施の形態における焼却システム１００の構成例を説明する図である。

【図3】図３は、第２の実施の形態における焼却システム２００の構成例を説明する図である。

【図4】図４は、第３の実施の形態における焼却システム３００の構成例を説明する図である。

【図5】図５は、第４の実施の形態における焼却システム４００の構成例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0009】

［比較例における焼却システム９００］
初めに、比較例における焼却システム９００について説明を行う。図１は、比較例における焼却システム９００の構成例を説明する図である。なお、以下に示すライン（配管）や弁の配置位置や数は例示であり、これに限られるものではない。

【0010】

焼却システム９００は、図１に示すように、例えば、焼却炉１と、過給機２（以下、第１過給機２とも呼ぶ）と、流動空気予熱器３（以下、第１熱交換器３とも呼ぶ）と、流動空気予熱器４（以下、第２熱交換器４とも呼ぶ）とを有する。

【0011】

焼却炉１は、例えば、ラインＬ１１を介して供給された汚泥を焼却する流動焼却炉である。なお、焼却炉１は流動焼却炉に限定されず、様々な形式の焼却炉で良い。例えば、焼却炉１は、ガス化炉と再燃炉との組み合わせでも良い。以下、焼却炉１を流動焼却炉として説明を行う。焼却炉１は、いわゆる流動層１ａを有する。また、前記した汚泥は、脱水ケーキとも呼ばれる。

【0012】

過給機２は、回転軸２ｃを介して接続されたコンプレッサ２ａ（以下、第１コンプレッサ２ａとも呼ぶ）及びタービン２ｂ（以下、第１タービン２ｂとも呼ぶ）を有する。具体的に、コンプレッサ２ａは、吸引した空気（以下、第１空気とも呼ぶ）を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器４に供給する。また、タービン２ｂは、流動空気予熱器４から供給された圧縮空気のエネルギー（換言すれば、焼却炉１から排出される廃熱量）を利用して回転軸２ｃを回転させる。なお、コンプレッサ２ａは、タービン２ｂによる回転軸２ｃの回転に伴って駆動することにより、吸引した空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器４に供給する。

【0013】

流動空気予熱器３は、焼却炉１から排出された排ガスと、タービン２ｂから供給された圧縮空気との間において熱交換を行う。

【0014】

また、流動空気予熱器４は、流動空気予熱器３から供給された排ガスと、コンプレッサ２ａから供給された圧縮空気との間において熱交換を行う。

【0015】

具体的に、流動空気予熱器４は、ラインＬ２１を介して流動空気予熱器３から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ４１を介してコンプレッサ２ａから供給された圧縮空気を昇温し、ラインＬ４２を介して昇温後の圧縮空気をタービン２ｂに供給する。ラインＬ２１は、焼却炉１の出口側と流動空気予熱器３の排ガスの入口側とを連通し、流動空気予熱器３の排ガスの出口側と流動空気予熱器４の排ガスの入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ４１は、コンプレッサ２ａの出口側と流動空気予熱器４における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。さらに、ラインＬ４２は、流動空気予熱器４における圧縮空気の出口側とタービン２ｂの入口側とを連通する配管である。そして、流動空気予熱器３は、ラインＬ２１を介して焼却炉１から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ３１を介してタービン２ｂから供給された圧縮空気を昇温し、ラインＬ３２を介して昇温後の圧縮空気を焼却炉１（焼却炉１における流動層１ａ）に供給する。ラインＬ３１は、タービン２ｂの出口側と流動空気予熱器３における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ３２は、流動空気予熱器３における圧縮空気の出口側と焼却炉１における圧縮空気の入口（以下、第１入口とも呼ぶ）側とを連通する配管である。

【0016】

ラインＬ３２には、流動空気予熱器３から供給された圧縮空気の一部を、焼却炉１における流動層１ａの上方に位置する層１ｂ（以下、フリーボード層１ｂとも呼ぶ）に供給するバイパスＬ３３が設けられている。バイパスＬ３３は、タービン２ｂの出口下流側と焼却炉１の入口（第１入口）上流側との間の箇所においてラインＬ３２から分岐し、焼却炉１における第１入口の上方の位置する他の入口（以下、第２入口とも呼ぶ）側とを連通する配管である。

【0017】

また、バイパスＬ３３には、流動空気予熱器３から供給された圧縮空気の流量を調整可能な弁Ｖ１が設けられている。

【0018】

さらに、流動空気予熱器４から排出された排ガスは、例えば、白煙防止空気予熱器、スクラバ及び洗煙処理塔等を有する排ガス処理設備（図示せず）に供給される。

【0019】

具体的に、排ガス処理設備を構成する白煙防止空気予熱器は、排ガス用の熱交換器であり、例えば、焼却炉１から排出された高温の排ガスのエネルギーを用いることによって、吸引した外気を昇温して白煙防止空気を生成する設備である。白煙防止空気は、煙突から放出される排ガス中の水蒸気が白煙として見えることを防止するために用いられる加熱空気である。また、排ガス処理設備を構成するスクラバは、白煙防止空気予熱器の後段に設置され、白煙防止空気予熱器から出力された排ガスの不純物を除去する設備である。さらに、排ガス処理設備を構成する排煙処理塔は、塔の下部から排ガスを導入し、上部から散水される洗煙水と接触させることによって排ガス中のＳＯ_Ｘ等の成分を除去する設備である。 ここで、流動空気予熱器３では、タービン２ｂから供給された圧縮空気の温度を焼却炉１から排出される排ガスの温度以上に上げることができない。そのため、焼却システム９００では、汚泥の含水率が高い場合（例えば、汚泥の含水率が８０（％）程度である場合）であっても、タービン２ｂから供給された圧縮空気の温度を所望の温度（例えば汚泥の焼却に必要な温度）まで上昇させることができない場合がある。したがって、焼却システム９００では、汚泥を焼却するための補助燃料が必要になり、汚泥の焼却に要するコストが増大する場合がある。以下、汚泥を焼却するための補助燃料の使用量を削減してコストを抑制する焼却システムについて説明する。

【0020】

［第１の実施の形態における焼却システム１００］
次に、第１の実施の形態における焼却システム１００について説明を行う。図２は、第１の実施の形態における焼却システム１００の構成例を説明する図である。以下、比較例における焼却システム９００と異なる点について説明を行う。

【0021】

焼却システム１００は、図２に示すように、乾燥機５を有する。

【0022】

乾燥機５は、ラインＬ１１を介して供給された汚泥を乾燥させる。そして、乾燥機５は、ラインＬ１１を介して乾燥させた汚泥を焼却炉１に供給する。

【0023】

また、乾燥機５は、汚泥の乾燥に伴って発生した乾燥ガス（換言すれば、乾燥機５内のガス）のうちの一部を、燃焼用空気としてラインＬ５１を介して焼却炉１に供給する。ラインＬ５１は、乾燥機５における乾燥ガスの出口側と焼却炉１における第１入口の上方の位置する他の入口（以下、第３入口とも呼ぶ）側とを連通する配管である。さらに、乾燥機５は、汚泥の乾燥に伴って発生した乾燥ガスのうちの他の一部を、焼却炉１から排出された排ガスの熱を回収するための流体としてラインＬ５２を介して流動空気予熱器４に供給する。具体的に、乾燥機５において発生した乾燥ガスは、例えば、ブロワＢ１（以下、送風機Ｂ１とも呼ぶ）によって焼却炉１と流動空気予熱器４とのそれぞれに供給される。なお、ブロワＢ１は、送風する機能を有する機器であれば良い。

【0024】

流動空気予熱器３は、図１で説明した焼却システム９００と異なり、焼却炉１から排出された排ガスと、コンプレッサ２ａから供給された圧縮空気との間において熱交換を行う。

【0025】

具体的に、流動空気予熱器３は、ラインＬ２１を介して焼却炉１から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ３５を介してタービン２ｂから供給された圧縮空気を昇温し、ラインＬ３６を介して昇温後の圧縮空気をタービン２ｂに供給する。ラインＬ３５は、コンプレッサ２ａの出口側と流動空気予熱器３における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ３６は、流動空気予熱器３における圧縮空気の出口側とタービン２ｂの入口側とを連通する配管である。そして、タービン２ｂは、ラインＬ３４を介して昇温後の圧縮空気を焼却炉１における流動層１ａに供給する。ラインＬ３４は、タービン２ｂの出口側と焼却炉１における圧縮空気の入口（第１入口）側とを連通する配管である。なお、図２に示すバイパスＬ３３は、図１で説明した焼却システム９００と異なり、タービン２ｂの出口下流側と焼却炉１の入口（第１入口）上流側との間の箇所においてラインＬ３４から分岐する。

【0026】

また、流動空気予熱器４は、図１で説明した焼却システム９００と異なり、流動空気予熱器３から供給された排ガスと、乾燥機５から供給された乾燥ガスとの間において熱交換を行う。

【0027】

具体的に、流動空気予熱器４は、ラインＬ２１を介して流動空気予熱器３から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ５２を介して乾燥機５から供給された乾燥ガス（第２空気とも呼ぶ）を昇温し、ラインＬ５３を介して昇温後の乾燥ガスを乾燥機５に再度供給する。ラインＬ５２は、乾燥機５における出口下流側と焼却炉１の入口上流側との間の箇所においてラインＬ５１から分岐し、流動空気予熱器４における乾燥ガスの入口側と連通する配管である。また、ラインＬ５３は、流動空気予熱器４における乾燥ガスの出口側と乾燥機５における乾燥ガスの入口側とを連通する配管である。

【0028】

そして、乾燥機５は、移送部１０により移送された第２空気（例えば、乾燥ガス）の熱エネルギーにより、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。なお、図２の例では、移送部１０は、ブロワＢ１を有し、ブロワＢ１が、流動空気予熱器４により昇温された第２空気を乾燥機５に移送する。以下、図２に示すように、ラインＬ５１、ラインＬ５２、ラインＬ５３及びブロワＢ１を総称して移送部１０とも呼ぶ。移送部１０は、流動空気予熱器４により昇温された第２空気を他の機器（例えば、乾燥機５）に移送する。

【0029】

すなわち、本実施の形態における焼却システム１００では、乾燥機５を用いることによって、ラインＬ１１を介して供給された汚泥を乾燥させてから焼却炉１に投入する。

【0030】

これにより、本実施の形態における焼却システム１００では、焼却炉１に投入される汚泥の含水率を抑えることが可能になり、補助燃料を削減、もしくは補助燃料を用いることなく汚泥の焼却を行うことが可能になる。そのため、焼却システム１００では、汚泥の焼却に要するコストを抑制することが可能になる。

【0031】

また、本実施の形態における焼却システム１００では、焼却炉１において、予め含水率が抑えられた状態の汚泥の焼却が行われる。そのため、本実施の形態における焼却システム１００では、比較例における焼却システム９００と比較した場合、過給機２（タービン２ｂ）から焼却炉１に供給する圧縮空気の温度を抑えることが可能になる。したがって、本実施の形態における焼却システム１００では、焼却炉１に供給する圧縮空気の昇温を行う流動空気予熱器の数を抑えることが可能になる。具体的に、本実施の形態における焼却システム１００では、図３に示すように、例えば、１つの流動空気予熱器（流動空気予熱器３）のみによって昇温させた圧縮空気を焼却炉１に供給することが可能になる。

【0032】

なお、第１の実施の形態では、乾燥機５は、移送部１０により移送された第２空気の熱エネルギーを直接利用して汚泥を乾燥させた（いわゆる直接乾燥）。しかし、焼却システムに、移送部１０により移送された第２空気の熱エネルギーを回収する熱交換器を設け、乾燥機５が、熱交換器により回収された熱エネルギーにより汚泥を乾燥させても良い（いわゆる間接乾燥）。間接乾燥については、図５で詳細に説明する。

【0033】

［第２の実施の形態における焼却システム２００］
次に、第２の実施の形態における焼却システム２００について説明を行う。図３は、第２の実施の形態における焼却システム２００の構成例を説明する図である。以下、第１の実施の形態における焼却システム１００と異なる点について説明を行う。第１の実施の形態では移送部の一例として送風機（例えばブロワＢ１）を例示した。以下に説明する第２から第４の実施の形態では、移送部の一例として過給機を例示して説明する。この過給機は、熱交換器により回収された焼却炉１の廃熱の熱エネルギーを利用して駆動し、この過給機のタービンが、この熱交換器により昇温された高温圧縮空気を他の機器（例えば、乾燥機５等）に移送する。

【0034】

焼却システム２００は、図３に示すように、過給機６（以下、第２過給機６とも呼ぶ）を有する。

【0035】

過給機６は、回転軸６ｃを介して接続されたコンプレッサ６ａ（以下、第２コンプレッサ６ａとも呼ぶ）及びタービン６ｂ（以下、第２タービン６ｂとも呼ぶ）を有する。具体的に、コンプレッサ６ａは、吸引した空気（以下、第２空気とも呼ぶ）を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器４に供給する。また、タービン６ｂは、流動空気予熱器４から供給された圧縮空気のエネルギー（熱エネルギー）を利用して回転軸６ｃを回転させる。なお、コンプレッサ６ａは、タービン６ｂによる回転軸６ｃの回転に伴って駆動することにより、吸引した空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器４に供給する。

【0036】

流動空気予熱器４は、ラインＬ２１を介して流動空気予熱器３から供給された排ガスと、コンプレッサ６ａから供給された圧縮空気との間において熱交換を行う。また、タービン６ｂは、流動空気予熱器４により昇温された高温圧縮空気を他の機器（例えば乾燥機５）に移送する。

【0037】

具体的に、流動空気予熱器４は、ラインＬ２１を介して流動空気予熱器３から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ６１を介してコンプレッサ６ａから供給された圧縮空気を昇温し、ラインＬ６２を介して昇温後の圧縮空気をタービン６ｂに供給する。ラインＬ６１は、コンプレッサ６ａの出口側と流動空気予熱器４における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ６２は、流動空気予熱器４における圧縮空気の出口側とタービン６ｂの入口側とを連通する配管である。

【0038】

そして、乾燥機５は、移送部１０により移送された高温圧縮空気（第２空気）の熱エネルギーにより、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。なお、図３の例では、移送部１０は、過給機６を有し、過給機６のタービン６ｂが、流動空気予熱器４により昇温された第２空気を乾燥機５に移送する。以下、移送部１０には、過給機６、ラインＬ５４及びラインＬ５５が含まれるものとする。

【0039】

その後、乾燥機５は、汚泥の乾燥に伴って発生した乾燥ガスを燃焼用空気として焼却炉１に供給する。具体的に、乾燥機５は、ラインＬ５４を介して乾燥ガスを焼却炉１におけるフリーボード層１ｂに供給する。ラインＬ５４は、乾燥機５における乾燥ガスの出口側と焼却炉１における入口（第３入口）側とを連通する配管である。また、ラインＬ５５は、タービン２ｂの出口側と乾燥機５における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。

【0040】

すなわち、本実施の形態における焼却システム２００では、過給機６（タービン６ｂ）によって圧送された圧縮空気を用いることによって、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。

【0041】

これにより、本実施の形態における焼却システム２００は、乾燥機５から排出された乾燥ガスを焼却炉１に供給するための移送手段（例えば、図２で説明したブロワＢ１）を設ける必要がなくなる。そのため、焼却システム２００では、汚泥の焼却に要する電力の消費を抑制することが可能になる。

【0042】

また、本実施の形態における焼却システム２００では、例えば、乾燥機５から排出された乾燥ガスを焼却炉１におけるフリーボード層１ｂに供給する。そのため、焼却システム２００では、例えば、過給機２（タービン２ｂ）によって供給された圧縮空気の一部を、焼却炉１におけるフリーボード層１ｂに供給するバイパス（例えば、図２で説明したバイパスＬ３３）を設ける必要がなくなる。

【0043】

すなわち、図２で説明した焼却システム１００において、焼却炉１におけるフリーボード層１ｂの圧力は、例えば、負圧であり、焼却炉１における流動層１ａの圧力よりも小さい。そのため、焼却システム１００において、バイパスＬ３３に設けられた弁Ｖ１の開制御が行われた場合、バイパスＬ３３を介して圧縮空気がフリーボード層１ｂに流入し、流動層１ａに供給される圧縮空気（ラインＬ３４における圧縮空気）の圧力が低下してエネルギー損失が発生する。これに対し、本実施の形態における焼却システム２００では、焼却炉１におけるフリーボード層１ｂに対して圧縮空気を供給するバイパスが設けられていない。そのため、焼却システム２００では、流動層１ａに供給される圧縮空気におけるエネルギー損失の発生を抑制することが可能になる。

【0044】

また、本実施の形態における焼却システム２００では、流動空気予熱器３と流動空気予熱器４とが直列に設けられており、流動空気予熱器３を経由した排ガスが流動空気予熱器４に供給される。そのため、流動空気予熱器４に供給される排ガスの温度は、流動空気予熱器３に供給される排ガスの温度よりも低くなる。したがって、本実施の形態における焼却システム２００は、例えば、流動空気予熱器３と流動空気予熱器４とのそれぞれに対して異なる温度の排ガスを供給することが求められる場合に有効である。

【0045】

［第３の実施の形態における焼却システム３００］
次に、第３の実施の形態における焼却システム３００について説明を行う。図４は、第３の実施の形態における焼却システム３００の構成例を説明する図である。以下、第１の実施の形態における焼却システム１００及び第２の実施の形態における焼却システム２００のそれぞれと異なる点について説明を行う。第１及び第２の実施の形態では、２つの流動空気予熱器を焼却炉１の排ガスのラインＬ２１において直列に接続した例を示したが、第３及び第４の実施の形態では、焼却炉１の排ガスのラインにおいて２つの流動空気予熱器を並列に接続する例を説明する。

【0046】

焼却システム３００は、図３に示すように、流動空気予熱器４に代えて流動空気予熱器７を有する。そして、焼却システム３００では、流動空気予熱器３と流動空気予熱器７とが並列に設けられている。また、焼却システム３００は、過給機８（以下、第２過給機８とも呼ぶ）を有する。

【0047】

焼却炉１は、例えば、焼却炉１から排出された排ガスを流動空気予熱器３と流動空気予熱器７とのそれぞれに供給する。具体的に、焼却炉１は、例えば、ラインＬ２１を介して流動空気予熱器３に対して排ガスの一部を供給するとともに、ラインＬ２２を介して流動空気予熱器７に対して排ガスの他の一部を供給する。ラインＬ２１は、焼却炉１の出口側と流動空気予熱器３の排ガスの入口側とを連通する。ラインＬ２２は、焼却炉１の出口側と流動空気予熱器７の排ガスの入口側とを連通する。図４の例では、ラインＬ２２は、ラインＬ２１の分岐箇所と、流動空気予熱器７の排ガスの入口側とを連通する。ラインＬ２１の分岐箇所は、焼却炉１の出口側と流動空気予熱器３の排ガスの入口側との間である。

【0048】

過給機８は、回転軸８ｃを介して接続されたコンプレッサ８ａ（以下、第２コンプレッサ８ａとも呼ぶ）及びタービン８ｂ（第２タービン８ｂとも呼ぶ）を有する。具体的に、コンプレッサ８ａは、吸引した空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器７に供給する。また、タービン８ｂは、流動空気予熱器７から供給された圧縮空気のエネルギーを利用して回転軸８ｃを回転させる。なお、コンプレッサ８ａは、タービン８ｂによる回転軸８ｃの回転に伴って駆動することにより、吸引した空気を圧縮して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を流動空気予熱器７に供給する。

【0049】

流動空気予熱器７は、焼却炉１から供給された排ガスと、コンプレッサ８ａから供給された圧縮空気との間において熱交換を行う。また、タービン８ｂは、流動空気予熱器７により昇温された高温圧縮空気を他の機器（例えば乾燥機５）に移送する。

【0050】

具体的に、流動空気予熱器７は、ラインＬ２２を介して焼却炉１から供給された排ガスを用いることによって、ラインＬ７１を介してコンプレッサ８ａから供給された圧縮空気を昇温し、ラインＬ７２を介して昇温後の圧縮空気をタービン８ｂに供給する。ラインＬ７１は、コンプレッサ８ａの出口側と流動空気予熱器７における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ７２は、流動空気予熱器７における圧縮空気の出口側とタービン８ｂの入口側とを連通する配管である。

【0051】

そして、乾燥機５は、移送部１０により移送された高温圧縮空気（第２空気）の熱エネルギーにより、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。なお、図４の例では、移送部１０は、過給機８を有し、過給機８のタービン８ｂが、流動空気予熱器７により昇温された第２空気を乾燥機５に移送する。以下、移送部１０には、過給機８、ラインＬ５６及びラインＬ５７が含まれるものとする。

【0052】

その後、乾燥機５は、汚泥の乾燥に伴って発生した乾燥ガスを燃焼用空気として焼却炉１に供給する。具体的に、乾燥機５は、ラインＬ５６を介して乾燥ガスを焼却炉１に供給する。ラインＬ５６は、乾燥機５における乾燥ガスの出口側と焼却炉１における入口（第３入口）側とを連通する配管である。また、ラインＬ５７は、タービン８ｂの出口側と乾燥機５における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。

【0053】

すなわち、本実施の形態における焼却システム３００では、図３で説明した焼却システム２００と同様に、過給機６（タービン６ｂ）によって圧送された圧縮空気を用いることによって、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。

【0054】

これにより、本実施の形態における焼却システム３００は、図３で説明した焼却システム２００と同様に、乾燥機５から排出された乾燥ガスを焼却炉１に供給するための移送手段（例えば、図２で説明したブロワＢ１）を設ける必要がなくなる。そのため、焼却システム３００では、図３で説明した焼却システム２００と同様に、汚泥の焼却に要する電力の消費を抑制することが可能になる。

【0055】

なお、本実施の形態における焼却システム３００では、流動空気予熱器３と流動空気予熱器７とが並列に設けられており、焼却炉１から排出された排ガスが流動空気予熱器３及び流動空気予熱器７のそれぞれに対して直接供給される。そのため、本実施の形態における焼却システム３００は、例えば、流動空気予熱器３及び流動空気予熱器７とのそれぞれに対して高温の排ガスを供給することが求められる場合に有効である。

【0056】

［第４の実施の形態における焼却システム４００］
次に、第４の実施の形態における焼却システム４００について説明を行う。図５は、第４の実施の形態における焼却システム４００の構成例を説明する図である。以下、第３の実施の形態における焼却システム３００と異なる点について説明を行う。第４の実施の形態では、乾燥機５における間接乾燥の例について説明する。

【0057】

焼却システム４００は、過給機８（タービン８ｂ）から供給された圧縮空気が有する熱を回収する熱交換器９（以下、第３熱交換器９とも呼ぶ）を有する。また、タービン８ｂは、流動空気予熱器７により昇温された高温圧縮空気を他の機器（例えば熱交換器９）に移送する。

【0058】

熱交換器９は、過給機８から供給された圧縮空気と、乾燥機５と熱交換器９との間を循環する流体との間において熱交換を行う。流体は、例えば、例えば、気体、又は、水や熱媒油等の液体である。

【0059】

具体的に、熱交換器９は、ラインＬ８１を介して過給機８（タービン８ｂ）から供給された圧縮空気を用いることによって、ラインＬ９１を介して乾燥機５から供給された流体を昇温し、ラインＬ９２を介して昇温後の流体を乾燥機５に供給する。そして、熱交換器９は、流体の昇温に用いた後の圧縮空気を燃焼用空気として焼却炉１に供給する。具体的に、熱交換器９は、例えば、ラインＬ８２を介して圧縮空気をフリーボード層１ｂに供給する。ラインＬ８１は、タービン８ｂの出口側と熱交換器９における圧縮空気の入口側とを連通する配管である。また、ラインＬ８２は、熱交換器９における圧縮空気の出口側と焼却炉１における入口（第３入口）側とを連通する配管である。また、ラインＬ９１は、乾燥機５における流体の出口側と熱交換器９における流体の入口側とを連通する配管である。さらに、ラインＬ９２は、熱交換器９における流体の出口側と乾燥機５における流体の入口側とを連通する配管である。

【0060】

なお、乾燥機５と熱交換器９との間における流体の循環は、例えば、ラインＬ９２に設けられたポンプＰ２を用いることによって行われる。

【0061】

そして、乾燥機５は、例えば、熱交換器９から供給された流体の熱エネルギーにより、ラインＬ１１を介して供給された汚泥の乾燥を行う。さらに、乾燥機５は、汚泥の乾燥に伴って発生した乾燥機５内の乾燥ガスを焼却炉１に供給する。具体的に、乾燥機５において発生した乾燥ガスは、例えば、ラインＬ５６に設けられたブロワ（図示せず）によって焼却炉１に供給される。

【0062】

これにより、本実施の形態における焼却システム４００では、図４で説明した焼却システム３００と同様に、焼却炉１に投入される汚泥の含水率を抑えることが可能になり、補助燃料を用いることなく汚泥の焼却を行うことが可能になる。そのため、焼却システム４００では、汚泥の焼却に要するコストを抑制することが可能になる。

【0063】

また、本実施の形態における焼却システム４００は、図４で説明した焼却システム３００と同様に、乾燥機５から排出された乾燥ガスを焼却炉１に供給するためのポンプを設ける必要がなくなる。そのため、焼却システム４００では、汚泥の焼却に要する電力の消費を抑制することが可能になる。

【0064】

なお、図５に示す例では、図４で説明した焼却システム４００において熱交換器９が設けられた場合について説明を行ったが、これに限られるものではない。具体的に、熱交換器９は、例えば、図２で説明した焼却システム１００や、図３で説明した焼却システム２００に設けられるものであってもよい。

【0065】

なお、他の機器の例として乾燥機５、熱交換器９を例示したが、他にも、発電システム等であっても良い。例えば、図３で説明した本実施の形態における焼却システム２００において、ラインＬ５４またはラインＬ５５には、発電システム等の他の機器と接続した他のライン（以下、単に他のラインとも呼ぶ）が設けられているものであってもよい。そして、焼却システム２００では、他のラインを介して乾燥ガスの一部を発電システム等に供給するものであってもよい。

【0066】

これにより、焼却システムでは、例えば、移送部（例えば、タービン２ｂ）から供給される圧縮空気が有するエネルギーの一部を、乾燥機５における汚泥の乾燥や焼却炉１における汚泥の焼却以外の用途に用いることが可能になる。そのため、焼却システムでは、タービン２ｂから供給される圧縮空気が有するエネルギーをより効率的に使用することが可能になる。

【符号の説明】

【0067】

１：焼却炉 １ａ：流動層
２：過給機 ２ａ：コンプレッサ
２ｂ：タービン ２ｃ：回転軸
３：流動空気予熱器 ４：流動空気予熱器
５：乾燥機 ６：過給機
６ａ：コンプレッサ ６ｂ：タービン
６ｃ：回転軸 ７：流動空気予熱器
８：過給機 ８ａ：コンプレッサ
８ｂ：タービン ８ｃ：回転軸
９：熱交換器 １０：移送部
１００：焼却システム ２００：焼却システム
３００：焼却システム ４００：焼却システム
Ｂ１：ブロワ Ｐ２：ポンプ
Ｌ１１：ライン Ｌ２１：ライン
Ｌ３１：ライン Ｌ３２：ライン
Ｌ３３：バイパス Ｌ３４：ライン
Ｌ３５：ライン Ｌ３６：ライン
Ｌ４１：ライン Ｌ４２：ライン
Ｌ５１：ライン Ｌ５２：ライン
Ｌ５３：ライン Ｌ５４：ライン
Ｌ５５：ライン Ｌ５６：ライン
Ｌ５７：ライン Ｌ６１：ライン
Ｌ６２：ライン Ｌ７１：ライン
Ｌ７２：ライン Ｌ８１：ライン
Ｌ８２：ライン Ｌ９１：ライン
Ｌ９２：ライン Ｖ１：弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】