特許 7199305 焼却炉および焼却炉の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-22

(45)【発行日】2023-01-05

(54)【発明の名称】焼却炉および焼却炉の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 5/50 20060101AFI20221223BHJP

   F23G 5/44 20060101ALI20221223BHJP

【ＦＩ】

F23G5/50 H ZAB

F23G5/44 F

F23G5/50 C

F23G5/50 N

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019096574

(22)【出願日】2019-05-23

(65)【公開番号】P2020190374

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2021-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】重政 祥子

(72)【発明者】

【氏名】古林 通孝

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１６７３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９６５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３９５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７５５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５７９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４２５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｇ ５／５０

Ｆ２３Ｇ ５／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼却炉であって、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記後側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記後側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
下段ノズルと、
前記下段ノズルよりも上方に位置する上段ノズルと、
を含むことを特徴とする焼却炉。

【請求項2】

請求項１に記載の焼却炉であって、
前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記前側から前記後側に向かう方向に前記燃焼用ガスを噴出するノズルを含むことを特徴とする焼却炉。

【請求項3】

焼却炉であって、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
再循環排ガスを含むガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルが噴出するガスよりも酸素濃度が高いガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御することを特徴とする焼却炉。

【請求項4】

焼却炉であって、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルよりも大きい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御することを特徴とする焼却炉。

【請求項5】

焼却炉であって、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルよりも小さい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御することを特徴とする焼却炉。

【請求項6】

請求項３ないし５のいずれか１つに記載の焼却炉であって、
前記一方側が前記後側であり、
前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記前側から前記後側に向かう方向に前記燃焼用ガスを噴出するノズルを含むことを特徴とする焼却炉。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１つに記載の焼却炉であって、
前記制御部が、前記一次燃焼室内における空気比が所定範囲内となるように、前記火格子部ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量に基づいて前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御することを特徴とする焼却炉。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１つに記載の焼却炉であって、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、水平方向または水平方向よりも上方に向かって前記燃焼用ガスを噴出することを特徴とする焼却炉。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれか１つに記載の焼却炉であって、
前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記二次燃焼室における前記排ガスの流路に沿って設けられる複数のノズルを含むことを特徴とする焼却炉。

【請求項10】

焼却炉の制御方法であって、
前記焼却炉が、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記後側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記後側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
下段ノズルと、
前記下段ノズルよりも上方に位置する上段ノズルと、
を含み、
前記焼却炉の制御方法が、
ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、
ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程と、
を備えることを特徴とする焼却炉の制御方法。

【請求項11】

焼却炉の制御方法であって、
前記焼却炉が、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
再循環排ガスを含むガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルが噴出するガスよりも酸素濃度が高いガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記焼却炉の制御方法が、
ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、
ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程と、
を備え、
前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御されることを特徴とする焼却炉の制御方法。

【請求項12】

焼却炉の制御方法であって、
前記焼却炉が、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルよりも大きい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記焼却炉の制御方法が、
ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、
ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程と、
を備え、
前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御されることを特徴とする焼却炉の制御方法。

【請求項13】

焼却炉の制御方法であって、
前記焼却炉が、
前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、
前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、
前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、
前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、
を備え、
前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、
前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、
前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、
前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、
前記第１ノズルよりも小さい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルと、
を含み、
前記焼却炉の制御方法が、
ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、
ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程と、
を備え、
前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御されることを特徴とする焼却炉の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼却炉および焼却炉の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、焼却炉では、二次燃焼室から排出される排ガスの酸素濃度に基づいて、燃焼室内に供給する空気の量を制御することが行われている。例えば、特許文献１の焼却炉では、ストーカ越しに一次空気が供給されるとともにストーカの上方で二次空気が供給される主燃焼室（一次燃焼室）と、主燃焼室から流出する排ガスの燃焼を完結させる再燃焼室（二次燃焼室）とが設けられる。再燃焼室または再燃焼室と連続する放射室には酸素濃度計が設けられ、酸素濃度計の測定値に基づいて主燃焼室内に供給される二次空気の量が調整される。

【0003】

特許文献２の焼却炉では、乾燥火格子部および燃焼火格子部の下方から主燃焼室（一次燃焼室）内に一次空気を供給する一次空気供給系と、二次燃焼室内に二次空気を供給する二次空気供給系とが設けられる。二次空気供給系は、二次燃焼室に設けられた吹込口から主二次空気を二次燃焼室へ送り込む二次空気主供給系と、一次空気供給系の管路から分岐して一次空気の一部を二次燃焼室の吹込口から二次燃焼室へ副二次空気として吹き込む二次空気副供給系とを備える。二次燃焼室の排出口には酸素濃度計が設けられ、排ガスの酸素濃度が所定範囲内に収まるように、二次空気副供給系の副二次空気の供給量が増減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－７７５９７号公報

【文献】特開２０１３－２５７０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、焼却炉では、火格子部を介して一次燃焼室内に供給する空気の供給量を、ボイラにおける発生蒸気量等に応じて増減する制御が行われる。このような制御において、一次燃焼室に投入されるごみのごみ質が高く（例えば、単位重量当たりの発生熱量が高く）、発生蒸気量が大きくなる場合には、火格子部を介して供給される空気の量が減少され、一次燃焼室から二次燃焼室に流入する排ガスにおいて未燃ガスの濃度が高くなる。この場合、二次燃焼室に配置されたノズル部から噴出される空気により、二次燃焼室へと到達した未燃ガスが一気に燃焼し、当該ノズル部近傍において高温域が形成される。その結果、二次燃焼室から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度が上昇してしまう。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、二次燃焼室から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇を抑制することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、焼却炉であって、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記後側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記後側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、下段ノズルと、前記下段ノズルよりも上方に位置する上段ノズルとを含む。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼却炉であって、前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記前側から前記後側に向かう方向に前記燃焼用ガスを噴出するノズルを含む。

【0011】

請求項３に記載の発明は、焼却炉であって、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、再循環排ガスを含むガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルが噴出するガスよりも酸素濃度が高いガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第２ノズルとを含み、前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御する。

【0012】

請求項４に記載の発明は、焼却炉であって、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルよりも大きい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルとを含み、前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御する。

【0013】

請求項５に記載の発明は、焼却炉であって、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部と、所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御するとともに、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる制御部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルよりも小さい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルとを含み、前記制御部が、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御する。
請求項６に記載の発明は、請求項３ないし５のいずれか１つに記載の焼却炉であって、前記一方側が前記後側であり、前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記前側から前記後側に向かう方向に前記燃焼用ガスを噴出するノズルを含む。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の焼却炉であって、前記制御部が、前記一次燃焼室内における空気比が所定範囲内となるように、前記火格子部ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量に基づいて前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量を制御する。

【0014】

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の焼却炉であって、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、水平方向または水平方向よりも上方に向かって前記燃焼用ガスを噴出する。

【0015】

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の焼却炉であって、前記二次燃焼室ガス供給部の前記ノズル部が、前記二次燃焼室における前記排ガスの流路に沿って設けられる複数のノズルを含む。

【0016】

請求項１０に記載の発明は、焼却炉の制御方法であって、前記焼却炉が、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記後側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記後側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、下段ノズルと、前記下段ノズルよりも上方に位置する上段ノズルとを含み、前記焼却炉の制御方法が、ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程とを備える。
請求項１１に記載の発明は、焼却炉の制御方法であって、前記焼却炉が、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、再循環排ガスを含むガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルが噴出するガスよりも酸素濃度が高いガスを前記燃焼用ガスとして噴出する第２ノズルとを含み、前記焼却炉の制御方法が、ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御される。
請求項１２に記載の発明は、焼却炉の制御方法であって、前記焼却炉が、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルよりも大きい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルとを含み、前記焼却炉の制御方法が、ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御される。
請求項１３に記載の発明は、焼却炉の制御方法であって、前記焼却炉が、前側から後側に向かって配列される複数の火格子部を有する一次燃焼室と、前記一次燃焼室から連続し、前記一次燃焼室から排出される排ガスが流れる二次燃焼室と、前記複数の火格子部を介して前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する火格子部ガス供給部と、前記一次燃焼室において前記複数の火格子部よりも上方に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記一次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する中間ガス供給部と、前記二次燃焼室に配置されるノズル部を有し、前記ノズル部から前記二次燃焼室内に酸素を含む燃焼用ガスを供給する二次燃焼室ガス供給部とを備え、前記複数の火格子部において、前記前側から前記後側に向かって乾燥火格子部、燃焼火格子部および後燃焼火格子部が順に配列され、前記一次燃焼室が、前記二次燃焼室の下端から前記前側または前記後側の一方側に広がって前記燃焼火格子部の少なくとも一部の上方を覆う天井部をさらに有し、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記天井部または前記一方側の壁部に設けられ、前記中間ガス供給部の前記ノズル部が、前記燃焼用ガスを噴出口から噴出する第１ノズルと、前記第１ノズルよりも小さい噴出口から前記燃焼用ガスを噴出する第２ノズルとを含み、前記焼却炉の制御方法が、ａ）所定のセンサを用いて得られる測定値に基づいて前記火格子部ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を制御する工程と、ｂ）前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が減少する場合に前記中間ガス供給部における前記一次燃焼室内への酸素供給量を増加させ、前記火格子部ガス供給部における前記酸素供給量が増加する場合に前記中間ガス供給部における前記酸素供給量を減少させる工程とを備え、前記ｂ）工程において、前記第２ノズルにおけるガス流速を前記第１ノズルよりも優先的に変更することにより、前記中間ガス供給部における前記燃焼用ガスの供給量が制御される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、二次燃焼室から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】焼却炉の構成を示す図である。

【図2】火格子部ガス供給部および中間ガス供給部の制御の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る焼却炉１の構成を示す図である。後述するように、焼却炉１は、複数の火格子部（ストーカ）により廃棄物であるごみを搬送しつつ燃焼させるストーカ式の焼却炉である。

【0020】

焼却炉１は、ごみ供給部２１と、一次燃焼室３と、二次燃焼室４と、排出路２２と、火格子部ガス供給部５と、中間ガス供給部６と、二次燃焼室ガス供給部７と、制御部１０とを備える。制御部１０は、例えば、ＣＰＵ等を備えるコンピュータであり、焼却炉１の全体制御を担う。ごみ供給部２１は、投入ホッパ２１１と、プッシャ２１２とを備える。投入ホッパ２１１には、図示省略のごみピットからごみが投入される。プッシャ２１２は、給塵装置であり、投入ホッパ２１１の底部から一次燃焼室３内にごみを供給する。ごみ供給部２１における給塵装置として、スクリューフィーダ等の他の機構が採用されてもよい。

【0021】

一次燃焼室３には、複数の火格子部３１，３２，３３と、供給口３４と、排出口３５とが設けられる。供給口３４は、投入ホッパ２１１の底部に接続する開口部であり、供給口３４を介してごみ供給部２１から一次燃焼室３内にごみが供給される。排出口３５は、投入ホッパ２１１から離れた位置に配置される。複数の火格子部３１，３２，３３は、供給口３４と排出口３５との間に配列される。各火格子部３１，３２，３３は、複数の火格子の集合である。複数の火格子部３１，３２，３３における周知の搬送動作により、供給口３４側から排出口３５に向かってごみが搬送される。後述するように、火格子部ガス供給部５により火格子部３１，３２，３３上のごみに対して燃焼用ガスが供給され、ごみが燃焼する。燃焼後のごみ（主として灰）は排出口３５を介して一次燃焼室３外に排出される。本明細書では、一次燃焼室３において供給口３４側を前側と規定し、排出口３５側を後側と規定する。

【0022】

複数の火格子部３１，３２，３３において、最も前側に配置される火格子部３１は、乾燥火格子部であり、最も後側に配置される火格子部３３は、後燃焼火格子部である。乾燥火格子部３１と後燃焼火格子部３３との間に配置される火格子部３２は、燃焼火格子部である。このように、一次燃焼室３では、前側から後側に向かって乾燥火格子部３１、燃焼火格子部３２および後燃焼火格子部３３が順に配列される。乾燥火格子部３１には、ごみ供給部２１によりごみが供給され、乾燥火格子部３１において主としてごみの乾燥が行われる。燃焼火格子部３２では、主としてごみの燃焼が行われ、後燃焼火格子部３３では、主としてごみの後燃焼が行われる。

【0023】

図１に示す乾燥火格子部３１および燃焼火格子部３２のそれぞれでは、前側から後側に向かうに従って低くなるように複数の火格子が階段状に傾斜して配列される。これにより、ごみを容易に後側に搬送することが可能となる。図１の紙面に垂直な方向（前側から後側に向かう方向に垂直かつ水平な方向であり、以下、「幅方向」という。）に沿って見た場合において、当該複数の火格子の配列の水平方向に対する傾斜角は、例えば０度以上２０度以下である。後燃焼火格子部３３では、複数の火格子が水平方向に配列される。もちろん、乾燥火格子部３１および燃焼火格子部３２と同様に、後燃焼火格子部３３において複数の火格子が傾斜して配列されてもよい。また、乾燥火格子部３１および燃焼火格子部３２のそれぞれにおいて、複数の火格子が水平方向に配列されてもよい。

【0024】

一次燃焼室３は、複数の火格子部３１，３２，３３に加えて、複数の壁部および天井部を備える。具体的には、一次燃焼室３は、前天井部３６と、後天井部３７と、後壁部３８と、一対の側壁部とを備える。前天井部３６は、供給口３４の上端から後側に向かうに従って高くなるように傾斜し、二次燃焼室４の後述の前壁部４１に接続する。好ましくは、前天井部３６は、乾燥火格子部３１の全体の上方を覆う。前天井部３６は、燃焼火格子部３２の前側端部の上方も覆う。後壁部３８は、排出口３５の後端から鉛直方向上方に向かって広がる。後天井部３７は、後壁部３８の上端から前側に向かうに従って高くなるように傾斜し、二次燃焼室４の後述の後壁部４２に接続する。好ましくは、後天井部３７は、後燃焼火格子部３３の全体の上方を覆う。後天井部３７は、燃焼火格子部３２の後側端部の上方も覆う。

【0025】

一対の側壁部は、幅方向において複数の火格子部３１，３２，３３を挟むように配置される。各側壁部は、図１の紙面に平行に広がり、前天井部３６、後天井部３７および後壁部３８と接続する。焼却炉１では、前天井部３６の後端と後天井部３７の前端との間に、一次燃焼室３の出口、すなわち、一次燃焼室３と二次燃焼室４との連通口３９が形成される。幅方向に沿って見た場合において、前天井部３６および後天井部３７のそれぞれの水平方向に対する傾斜角は、例えば１５度以上６０度以下であり、好ましくは３０度以下であり、より好ましくは２５度以下である。

【0026】

二次燃焼室４は、一次燃焼室３から連続し、一次燃焼室３から排出される排ガス（燃焼ガス）の流路を形成する。二次燃焼室４は、前壁部４１と、後壁部４２と、一対の側壁部とを備える。前壁部４１は、前天井部３６の後端、すなわち、連通口３９の前端から上方に向かって広がる。好ましくは、前壁部４１は、乾燥火格子部３１よりも後側に位置する。後壁部４２は、後天井部３７の前端、すなわち、連通口３９の後端から上方に向かって広がる。好ましくは、後壁部４２は、後燃焼火格子部３３よりも前側に位置する。一対の側壁部は、幅方向において互いに離間して配置される。各側壁部は、一次燃焼室３の側壁部から連続して図１の紙面に平行に広がり、前壁部４１および後壁部４２と接続する。二次燃焼室４は、一次燃焼室３から直接的に連続するとともに、一次燃焼室３の床面積に比べて十分に小さい流路面積となって上方に向かう空間を形成する。

【0027】

排出路２２は、二次燃焼室４と煙道２９とを接続する。煙道２９は、排出路２２と煙突（図示省略）とを接続し、排出路２２から排出される排ガスを煙突へと導く。排出路２２には、排ガスを熱源とするボイラ２３が設けられる。ボイラ２３から排出される蒸気の量（以下、「ボイラ発生蒸気量」という。）は、蒸気量センサ２３１により測定される。当該蒸気は、例えば発電等に利用される。排出路２２には、酸素濃度センサ２４の測定部２４１がさらに設けられる。測定部２４１は、演算部２４２に接続される。演算部２４２では、測定部２４１からの出力値に基づいて二次燃焼室４から排出される排ガスの酸素濃度の測定値が得られる。酸素濃度の測定値は、制御部１０に出力される。排出路２２、煙道２９および煙突において、ＮＯｘ濃度センサ、ＳＯｘ濃度センサ、ＣＯ濃度センサ、酸素濃度センサ等が設けられてよい。

【0028】

火格子部ガス供給部５は、複数の風箱５１と、燃焼用ガス供給管５６とを備える。燃焼用ガス供給管５６には、予め加熱された高温の燃焼用ガスが供給される。火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスは、酸素を含むガスであり、典型的には空気（酸素濃度２１％）である。当該燃焼用ガスは、再循環排ガスまたは酸素富化ガス等であってもよく、また、いずれかのガスと空気との混合ガスであってもよい。ここで、再循環排ガスは、例えば、煙道２９に設けられるバグフィルタ（図示省略）を通過した排ガスである。酸素富化ガスは、空気よりも酸素濃度が高いガスである。

【0029】

複数の風箱５１は、乾燥火格子部３１、燃焼火格子部３２および後燃焼火格子部３３の下方にそれぞれ設けられる。燃焼用ガス供給管５６の端部は複数の分岐管５７に分岐し、複数の分岐管５７が複数の風箱５１にそれぞれ接続される。燃焼用ガス供給管５６から複数の分岐管５７に流入する燃焼用ガスは、複数の風箱５１を介して乾燥火格子部３１、燃焼火格子部３２および後燃焼火格子部３３に供給される。

【0030】

各分岐管５７には、ダンパ５７１および流量計５７２が設けられる。制御部１０が、流量計５７２の出力値に基づいてダンパ５７１を制御することにより、各分岐管５７を流れる燃焼用ガスの流量、すなわち、各火格子部３１～３３に供給される燃焼用ガスの流量が調整される。火格子部ガス供給部５が、複数の火格子部３１～３３を介して一次燃焼室３内に燃焼用ガスを供給することにより、複数の火格子部３１～３３上のごみが燃焼するとともに、当該ごみに由来して発生した未燃ガスの一部が燃焼する。典型的には、未燃ガスは、炭素または／および水素を主成分とするガスである。

【0031】

中間ガス供給部６は、ノズル部６１と、燃焼用ガス供給管６６とを備える。ノズル部６１は、一次燃焼室３において複数の火格子部３１～３３よりも上方に配置される。詳細には、ノズル部６１は、上段ノズル６１１と、下段ノズル６１２とを備える。上段ノズル６１１は、下段ノズル６１２よりも上方に位置する。上段ノズル６１１および下段ノズル６１２は、後天井部３７または後壁部３８に取り付けられる。図１の例では、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の双方が、後天井部３７に取り付けられる。上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の双方が、後壁部３８に取り付けられてもよく、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２が、それぞれ後天井部３７および後壁部３８に取り付けられてもよい。上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の噴出口は前側を向いており、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２は、前側に向かってガスを噴出する。

【0032】

燃焼用ガス供給管６６には、予め加熱された高温の燃焼用ガスが供給される。中間ガス供給部６における燃焼用ガスは、酸素を含むガスであり、例えば空気である。当該燃焼用ガスは、再循環排ガスまたは酸素富化ガス等であってもよく、また、いずれかのガスと空気との混合ガスであってもよい。再循環排ガスのみの場合、燃焼用ガスの酸素濃度は１～３％程度になる。燃焼用ガスの酸素濃度は、例えば１～３０％である。ここでは、燃焼用ガスの酸素濃度は一定である。後述するように、燃焼用ガスの酸素濃度が変動してもよい。中間ガス供給部６における燃焼用ガスの組成は、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスと異なっていてもよい。

【0033】

燃焼用ガス供給管６６の端部は複数の分岐管６７に分岐されることが好ましい。例えば、燃焼用ガス供給管６６の端部は２つの分岐管６７に分岐し、２つの分岐管６７が上段ノズル６１１および下段ノズル６１２にそれぞれ接続される。各分岐管６７には、ダンパ６７１および流量計６７２が設けられる。制御部１０が、流量計６７２の出力値に基づいてダンパ６７１を制御することにより、各分岐管６７を流れる燃焼用ガスの流量、すなわち、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２のそれぞれから噴出される燃焼用ガスの流速が調整される。各分岐管６７に設けられた各ダンパ６７１は、人の手で開度を調整する手動制御が少なくとも１つ含まれており、その他のダンパ６７１は機械によって開度を調整する機械制御であることが好ましい。このように、開度を調整する頻度が低いダンパ６７１を手動制御とすることで、製造コストを下げることができる。

【0034】

中間ガス供給部６では、ノズル部６１から一次燃焼室３内に燃焼用ガスが供給される。実際には、ノズル部６１から燃焼用ガスが高速に噴出されるため、ノズル部６１の噴出口近傍における圧力が低下し、図１中に矢印Ａ１で示すように、燃焼火格子部３２および後燃焼火格子部３３の近傍に存在するガスの大部分がノズル部６１に引き寄せられる。そして、後天井部３７と後燃焼火格子部３３との間の空間において、当該ガスに含まれる未燃ガスが燃焼する。当該空間で燃焼したガスを含む排ガス（未燃ガスを含んでもよい。）は、ノズル部６１から噴出された燃焼用ガスの流れに運ばれて後天井部３７に沿って二次燃焼室４へと導かれる。以上のように、中間ガス供給部６では、連通口３９から離れたノズル部６１に未燃ガスを引き寄せることにより、当該未燃ガスを一次燃焼室３内で時間をかけて燃焼させることができ、二次燃焼室４に流入する排ガスにおける未燃ガスの濃度を低くすることが可能となる。

【0035】

幅方向に沿って見た場合において、ノズル部６１における燃焼用ガスの噴出方向と後天井部３７とがなす角度は、例えば３５度以下であり、好ましくは２０度以下である。一次燃焼室３内における火炎の乱れを防止しつつ、燃焼火格子部３２および後燃焼火格子部３３の近傍に存在するガスをノズル部６１に適切に引き寄せるという観点では、ノズル部６１が、水平方向または水平方向よりも上方に向かって燃焼用ガスを噴出することが好ましい。一方、ノズル部６１における燃焼用ガスの噴出方向が過度に上方を向くと、燃焼用ガスが後天井部３７と衝突し、排ガスを後天井部３７に沿って適切に二次燃焼室４へと導くことが困難となる。このような観点では、ノズル部６１における燃焼用ガスの噴出方向と後天井部３７とがなす角度は、好ましくは５度以上であり、より好ましくは１０度以上である。

【0036】

図１では、１つの上段ノズル６１１および１つの下段ノズル６１２を図示しているが、幅方向における一次燃焼室３のサイズに応じて、複数の上段ノズル６１１が幅方向に配列され、複数の下段ノズル６１２が幅方向に配列されてよい。複数の上段ノズル６１１が設けられる場合、幅方向における上段ノズル６１１間の間隔は、例えば１０００～１５００ｍｍである（複数の下段ノズル６１２において同様）。ノズル部６１では、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の二段配置に限定されず、一段配置、または、三段以上の多段配置が採用されてもよい。

【0037】

二次燃焼室ガス供給部７は、ノズル部７１と、燃焼用ガス供給管７６とを備える。ノズル部７１は、二次燃焼室４に配置される。詳細には、ノズル部７１は、前上段ノズル７１１と、前下段ノズル７１２と、後上段ノズル７１３と、後下段ノズル７１４とを備える。前上段ノズル７１１および前下段ノズル７１２は、二次燃焼室４の前壁部４１に取り付けられる。前下段ノズル７１２は、連通口３９の近傍に位置し、前上段ノズル７１１は、前下段ノズル７１２よりも上方に位置する。前上段ノズル７１１および前下段ノズル７１２は、前側から後側に向かう噴出方向にガスを噴出する。ここでは、当該噴出方向は、ほぼ水平である。前上段ノズル７１１および前下段ノズル７１２のガスの噴出方向は、水平方向に対して傾斜してもよい（後上段ノズル７１３および後下段ノズル７１４において同様）。

【0038】

後上段ノズル７１３および後下段ノズル７１４は、二次燃焼室４の後壁部４２に取り付けられる。後下段ノズル７１４は、連通口３９の近傍に位置し、後上段ノズル７１３は、後下段ノズル７１４よりも上方に位置する。後上段ノズル７１３および後下段ノズル７１４は、後側から前側に向かう噴出方向にガスを噴出する。ここでは、当該噴出方向は、ほぼ水平である。図１の例では、前上段ノズル７１１および後上段ノズル７１３が互いに同じ高さに配置され、前下段ノズル７１２および後下段ノズル７１４が互いに同じ高さに配置される。

【0039】

燃焼用ガス供給管７６には、予め加熱された高温の燃焼用ガスが供給される。二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスは、酸素を含むガスであり、例えば空気である。当該燃焼用ガスは、再循環排ガスまたは酸素富化ガス等であってもよく、また、いずれかのガスと空気との混合ガスであってもよい。二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの組成は、中間ガス供給部６における燃焼用ガスと同じであってもよく、この場合、燃焼用ガス供給管７６と燃焼用ガス供給管６６とが共通の供給源に接続されてもよい。二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの組成は、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガス、および、中間ガス供給部６における燃焼用ガスと異なっていてもよい。

【0040】

燃焼用ガス供給管７６の端部は、２つの第１分岐管７７に分岐する。一方の第１分岐管７７は２つの第２分岐管に分岐し、当該２つの第２分岐管は、前上段ノズル７１１および後上段ノズル７１３にそれぞれ接続される。他方の第１分岐管７７は２つの第２分岐管に分岐し、当該２つの第２分岐管は、前下段ノズル７１２および後下段ノズル７１４にそれぞれ接続される。

【0041】

各第１分岐管７７には、ダンパ７７１および流量計７７２が設けられる。制御部１０が、流量計７７２の出力値に基づいてダンパ７７１を制御することにより、各第１分岐管７７を流れる燃焼用ガスの流量が調整される。これにより、前上段ノズル７１１および後上段ノズル７１３に供給される燃焼用ガスの流量が調整可能であり、前下段ノズル７１２および後下段ノズル７１４に供給される燃焼用ガスの流量も調整可能である。図１の例では、第１分岐管７７と各ノズル７１１～７１４との間の第２分岐管にも、ダンパ７８１が設けられる。これにより、前上段ノズル７１１と後上段ノズル７１３とに対する燃焼用ガスの分配比が調整可能であり、前下段ノズル７１２と後下段ノズル７１４とに対する燃焼用ガスの分配比も調整可能である。すなわち、各ノズル７１１～７１４から噴出される燃焼用ガスの流速が調整可能である。

【0042】

既述のように、二次燃焼室４には、一次燃焼室３内で発生した排ガス（未燃ガスを含んでもよい。）が流入する。二次燃焼室ガス供給部７が、ノズル部７１から二次燃焼室４内に燃焼用ガスを供給することにより、二次燃焼室４へと導かれた未燃ガスが燃焼する。図１の焼却炉１では、乾燥火格子部３１と二次燃焼室４との間の距離が短く、また、前下段ノズル７１２が燃焼用ガスを高速に噴出する。したがって、図１中に矢印Ａ２で示すように、乾燥火格子部３１の近傍に存在するガス（主として未燃ガス）は前下段ノズル７１２に引き寄せられる。

【0043】

中間ガス供給部６のノズル部６１と同様に、幅方向における二次燃焼室４のサイズに応じて、複数の前上段ノズル７１１が幅方向に配列され、複数の後上段ノズル７１３が幅方向に配列されてよい。この場合、前上段ノズル７１１からのガス流と後上段ノズル７１３からのガス流との干渉を避けるため、複数の前上段ノズル７１１と、複数の後上段ノズル７１３とが幅方向に沿って千鳥状に（すなわち、幅方向の異なる位置に）配置されることが好ましい。同様に、複数の前下段ノズル７１２が幅方向に配列され、複数の後下段ノズル７１４が幅方向に配列されてよく、この場合、複数の前下段ノズル７１２と、複数の後下段ノズル７１４とが幅方向に沿って千鳥状に配置されることが好ましい。ノズル部７１では、上段ノズル７１１，７１３および下段ノズル７１２，７１４の二段配置に限定されず、一段配置、または、三段以上の多段配置が採用されてもよい。

【0044】

焼却炉１では、酸素濃度センサ２４の測定値が所定の目標酸素濃度の近傍（例えば、３～５％の酸素濃度）となるように、二次燃焼室ガス供給部７における二次燃焼室４内への単位時間当たりの燃焼用ガスの供給量（以下、単に「二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量」という。）が制御される。具体的には、酸素濃度センサ２４の測定値が目標酸素濃度よりも小さい場合に、二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量が増加される。これにより、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＣＯ濃度の上昇、および、ダイオキシン類の発生を抑制することが可能となる。また、酸素濃度センサ２４の測定値が目標酸素濃度よりも大きい場合に、二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量が減少される。これにより、二次燃焼室４から排出される排ガスの流量を小さくすることが可能となる。なお、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＣＯ濃度の上昇をより確実に抑制するため、二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量の下限値が設定されてもよい。

【0045】

次に、図２を参照して、制御部１０による火格子部ガス供給部５および中間ガス供給部６の制御について説明する。図２中のステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、焼却炉１が稼働している間、常時行われる。制御部１０では、ボイラ発生蒸気量に基づいて、火格子部ガス供給部５における一次燃焼室３内への単位時間当たりの燃焼用ガスの供給量（以下、単に「火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量」という。）が制御される（ステップＳ１１）。具体的には、蒸気量センサ２３１の測定値が所定の目標蒸気量よりも大きい場合に、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が減少される。また、蒸気量センサ２３１の測定値が目標蒸気量よりも小さい場合に、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が増加される。

【0046】

このように、蒸気量センサ２３１の測定値に基づいて火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量を制御することにより、ごみ質の変動等が生じる場合でも、ボイラ発生蒸気量を安定させることが可能となる。本処理例では、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの酸素濃度が一定であるため、燃焼用ガスの供給量の増減は、酸素供給量の増減と等価である（中間ガス供給部６において同様）なお、蒸気量センサ２３１の測定値に基づいて、複数の火格子部３１，３２，３３におけるごみの搬送速度や、ごみ供給部２１におけるごみの供給速度が制御されてもよい。

【0047】

また、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量に基づいて、中間ガス供給部６における一次燃焼室３内への単位時間当たりの燃焼用ガスの供給量（以下、単に「中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量」という。）が制御される（ステップＳ１２）。具体的には、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が減少する場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が増加される。また、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が増加する場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が減少される。このとき、制御部１０では、一次燃焼室３内における空気比（以下、「一次燃焼室空気比」という。）が所定範囲内となるように、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が決定されることが好ましい。

【0048】

一次燃焼室空気比は、例えば数１により算出される。

【0049】

【数1】

【0050】

火格子部ガス供給部５、中間ガス供給部６および二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスがいずれも空気である場合、数１中の火格子下空気比および後燃天井空気比は、数２および数３によりそれぞれ求められる。

【0051】

【数2】

【0052】

【数3】

【0053】

数２および数３において、炉出口Ｏ_２濃度は、酸素濃度センサ２４の測定値である。火格子下空気量は、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量である。後燃天井空気量は、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量である。総流入空気量は、火格子下空気量、後燃天井空気量、および、二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量の合計である。

【0054】

一例では、数１により求められる一次燃焼室空気比が０．９５～１．１０となるように、酸素濃度センサ２４の測定値、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量、および、二次燃焼室ガス供給部７における燃焼用ガスの供給量に基づいて、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が制御される。これにより、ごみ質の変動等が生じる場合でも、一次燃焼室３内における酸素不足による不完全燃焼が抑制される。その結果、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおける未燃ガスの濃度（特に、ＣＯ濃度）の上昇や、ダイオキシン類の発生をより確実に抑制することが可能となる。また、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスの流量を小さくすることも可能となる。なお、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が過度に小さい場合に、中間ガス供給部６のノズル部６１におけるガス流速が過度に大きくなって一次燃焼室３内におけるガスの流れが不安定になることを避けるため、ノズル部６１におけるガス流速の上限値が設定されてもよい。

【0055】

ここで、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量とは独立して制御される比較例の焼却炉について述べる。比較例の焼却炉では、一次燃焼室３に投入されるごみのごみ質が高く、ボイラ発生蒸気量が大きくなることにより、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が減少する場合に、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおいて未燃ガスの濃度が高くなる。この場合、二次燃焼室ガス供給部７のノズル部７１から噴出される空気により、二次燃焼室４へと到達した未燃ガスが一気に燃焼し、ノズル部７１（特に、前下段ノズル７１２および後下段ノズル７１４）の近傍において高温域が形成される。その結果、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度が上昇してしまう。

【0056】

これに対し、図１の焼却炉１では、制御部１０の制御により、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が減少する場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が増加する。これにより、一次燃焼室３において高い燃焼効率を維持し、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおいて未燃ガスの濃度を低くすることができる。その結果、比較例の焼却炉のように、二次燃焼室４へと到達した未燃ガスが一気に燃焼することを抑制することができ、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇を抑制することができる。また、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が増加する場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が減少する。これにより、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスの流量が過度に大きくなることを防止することが可能となる。

【0057】

一次燃焼室３では、後壁部３８の上部から前側に広がって二次燃焼室４に接続するとともに、燃焼火格子部３２の一部の上方を覆う後天井部３７が設けられる。また、中間ガス供給部６のノズル部６１が、後天井部３７または後壁部３８に設けられる。ノズル部６１からの燃焼用ガスの噴出により、燃焼火格子部３２上において多く発生する未燃ガスをノズル部６１に引き寄せることができる。これにより、一次燃焼室３内において後天井部３７の下方の大きな空間を未燃ガスの燃焼に有効に利用し、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおける未燃ガスの濃度をより確実に低くすることが可能となる。その結果、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇をより確実に抑制することができる。なお、図１の例では、前天井部３６に中間ガス供給部６のノズルが設けられず、中間ガス供給部６から一次燃焼室３内に供給される燃焼用ガスの全てが、後天井部３７または後壁部３８に設けられるノズル部６１から噴出される。したがって、当該ノズル部６１において、排ガスを引き寄せるための流速を確保することが容易に可能となる。

【0058】

焼却炉１では、二次燃焼室ガス供給部７のノズル部７１が、二次燃焼室４における排ガスの流路に沿って設けられる複数のノズル７１１～７１４を含む。これにより、二次燃焼室４内における局所的な燃焼を緩和して、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇をさらに抑制することができる。

【0059】

図１の中間ガス供給部６における上段ノズル６１１および下段ノズル６１２では、燃焼用ガスを噴出する噴出口のサイズ（直径）が、互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。また、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２のうち、一方のノズル（以下、「大口径ノズル」という。）における噴出口のサイズが、他方のノズル（以下、「小口径ノズル」という。）よりも大きい場合に、大口径ノズルにおけるガス流速と小口径ノズルにおけるガス流速とが相違してもよい。

【0060】

制御部１０における制御の一例では、大口径ノズルにおけるガス流速を小口径ノズルよりも優先的に変更することにより、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量（双方のノズルによる供給量の和）が制御される。詳細には、小口径ノズルにおけるガス流速が一定とされ、大口径ノズルにおけるガス流速が、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量に応じて増減される。小口径ノズルでは、一次燃焼室３内におけるノズル部６１への排ガスの引き寄せに必要なガス流速（例えば、３５ｍ／ｓ以上の流速）を、比較的小さいガス噴出量にて実現することが可能となる。また、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量の制御を、大口径ノズルにおけるガス流速の調整のみにより、容易に行うことができる。

【0061】

上記の制御において、各ノズルにおけるガス流速の下限値が設定されている場合には、大口径ノズルにおけるガス流速が下限値に到達する際に、小口径ノズルにおけるガス流速を減少させることが好ましい。これにより、大口径ノズルにおけるガス流速を下限値を超えて減少させた場合に発生する、大口径ノズルの焼損を防止することができる。なお、一次燃焼室３内において排ガスを連通口３９からより離れた位置に（より後側に）引き寄せるという観点では、下段ノズル６１２が一定量の燃焼用ガスを噴出することが好ましい（以下同様）。

【0062】

また、小口径ノズルにおけるガス流速を大口径ノズルよりも優先的に変更することにより、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が制御されてもよい。詳細には、大口径ノズルにおけるガス流速が一定とされ、小口径ノズルにおけるガス流速が、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量に応じて増減される。大口径ノズルでは、小口径ノズルと比べて、ノズル噴流の貫通力が大きいので、一次燃焼室３内におけるノズル部６１への排ガスの引き寄せ効果が大きく、排ガスの引き寄せがより確実に実現される。また、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量の制御を、小口径ノズルにおけるガス流速の調整のみにより、容易に行うことができる。本制御例においても、小口径ノズルにおけるガス流速が下限値に到達する際に、大口径ノズルにおけるガス流速を減少させ、小口径ノズルの焼損を防止することが好ましい。

【0063】

図１の中間ガス供給部６では、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２に対して、１つの燃焼用ガス供給管６６が接続されるが、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２に対して個別の燃焼用ガス供給管６６が接続されてもよい。この場合に、好ましい焼却炉１では、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の一方に対して、再循環排ガスを含むガス（以下、「低酸素濃度ガス」という。）が燃焼用ガスとして供給される。低酸素濃度ガスは、例えば、再循環排ガスのみを含むガスである。低酸素濃度ガスは、再循環排ガスと空気等との混合ガスであってもよい。また、上段ノズル６１１および下段ノズル６１２の他方に対して、低酸素濃度ガスよりも酸素濃度が高いガス（以下、「高酸素濃度ガス」という。）が燃焼用ガスとして供給される。高酸素濃度ガスは、例えば空気または酸素富化ガスである。高酸素濃度ガスは、再循環排ガスと空気または酸素富化ガスとの混合ガスであってもよい。

【0064】

制御部１０における制御では、例えば、低酸素濃度ガスを噴出する一方のノズルにおけるガス流速が一定とされる。これにより、一次燃焼室３内におけるノズル部６１への排ガスの引き寄せを、より確実に実現することができる。また、高酸素濃度ガスを噴出する他方のノズルにおけるガス流速が、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量に応じて増減される。ここでは、一次燃焼室３内における実際の酸素量と、一次燃焼室３内のごみの燃焼に必要な理論酸素量との比（比の値）が所定範囲内となるように、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量に基づいて、当該他方のノズルにおけるガス流速が制御されることが好ましい。これにより、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおいて未燃ガスの濃度を、より確実に低くすることができる。また、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量の制御を、当該他方のノズルにおけるガス流速の調整のみにより、容易に行うことができる。

【0065】

なお、各ノズルにおけるガス流速の下限値が設定されている場合には、高酸素濃度ガスを噴出する他方のノズルにおけるガス流速が下限値に到達する際に、低酸素濃度ガスを噴出する一方のノズルにおけるガス流速を減少させることが好ましい。これにより、当該他方のノズルにおけるガス流速を下限値を超えて減少させた場合に発生する、当該他方のノズルの焼損を防止することができる。

【0066】

以上のように、制御部１０では、高酸素濃度ガスを噴出するノズルにおけるガス流速を、低酸素濃度ガスを噴出するノズルよりも優先的に変更することにより、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が制御される。これにより、低酸素濃度ガスを噴出するノズルにより、一次燃焼室３内におけるノズル部６１への排ガスの引き寄せをより確実に実現しつつ、高酸素濃度ガスを噴出するノズルにより、一次燃焼室３内における実際の酸素量を容易に調整することが可能となる。

【0067】

中間ガス供給部６と同様に、二次燃焼室ガス供給部７においても、前上段ノズル７１１および後上段ノズル７１３（以下、単に「上段ノズル７１１、７１３」ともいう。）と、前下段ノズル７１２および後下段ノズル７１４（以下、単に「下段ノズル７１２、７１４」ともいう。）とに対して、個別の燃焼用ガス供給管７６が接続されてもよい。また、上段ノズル７１１、７１３および下段ノズル７１２、７１４の一方に対して、低酸素濃度ガスが燃焼用ガスとして供給され、他方に対して高酸素濃度ガスが燃焼用ガスとして供給される場合に、高酸素濃度ガスを噴出するノズルにおけるガス流速を、低酸素濃度ガスを噴出するノズルよりも優先的に変更する制御が行われてもよい。さらに、上段ノズル７１１，７１３および下段ノズル７１２，７１４の一方を小口径ノズルとし、他方を大口径ノズルとして、小口径ノズルおよび大口径ノズルの一方におけるガス流速を他方よりも優先的に変更する制御が行われてもよい。

【0068】

上記焼却炉１では様々な変形が可能である。

【0069】

上記実施の形態では、火格子部ガス供給部５および中間ガス供給部６において燃焼用ガスの供給量が制御されるが、燃焼用ガスの酸素濃度が制御されてもよい。例えば、再循環排ガスと空気との混合ガスが燃焼用ガスとして利用される場合等に、両者の混合比を変更することにより、燃焼用ガスの酸素濃度を変更することが可能である。ここでは、燃焼用ガスの供給量が一定であるため、燃焼用ガスの酸素濃度の増減は、酸素供給量の増減と等価である。

【0070】

火格子部ガス供給部５では、例えば、蒸気量センサ２３１の測定値が目標蒸気量よりも大きい場合に、火格子部３１，３２，３３を介して一次燃焼室３内に供給する燃焼用ガスの酸素濃度が減少され、蒸気量センサ２３１の測定値が目標蒸気量よりも小さい場合に、燃焼用ガスの酸素濃度が増加される。このように、蒸気量センサ２３１の測定値に基づいて火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの酸素濃度を制御することにより、ボイラ発生蒸気量を安定させることが可能となる。

【0071】

一方、中間ガス供給部６では、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの酸素濃度が減少する場合に、ノズル部６１を介して一次燃焼室３内に供給する燃焼用ガスの酸素濃度が増加される。また、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの酸素濃度が増加する場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの酸素濃度が減少される。火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの供給量が制御される場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの酸素濃度が制御されてもよく、火格子部ガス供給部５における燃焼用ガスの酸素濃度が制御される場合に、中間ガス供給部６における燃焼用ガスの供給量が制御されてもよい。また、中間ガス供給部６および火格子部ガス供給部５において、燃焼用ガスの供給量および酸素濃度の双方が制御されてもよい。

【0072】

以上のように、制御部１０では、蒸気量センサ２３１の測定値に基づいて火格子部ガス供給部５における一次燃焼室３内への酸素供給量（単位時間当たりの酸素供給量）が制御される。また、火格子部ガス供給部５における酸素供給量が減少する場合に中間ガス供給部６における一次燃焼室３内への酸素供給量（単位時間当たりの酸素供給量）が増加され、火格子部ガス供給部５における酸素供給量が増加する場合に中間ガス供給部６における酸素供給量が減少される。これにより、火格子部ガス供給部５における酸素供給量が減少した場合でも、二次燃焼室４へと到達する未燃ガスの濃度を低くすることができる。その結果、二次燃焼室ガス供給部７のノズル部７１近傍において高温域が形成されることを防止し、二次燃焼室４から排出される排ガスにおけるＮＯｘ濃度の上昇を抑制することができる。

【0073】

焼却炉１では、一次燃焼室３内における実際の酸素量と理論酸素量との比が所定範囲内となるように、火格子部ガス供給部５における酸素供給量に基づいて中間ガス供給部６における酸素供給量が制御されることが好ましい。これにより、一次燃焼室３から二次燃焼室４に流入する排ガスにおいて未燃ガスの濃度を、より確実に低くすることができる。

【0074】

火格子部ガス供給部５における酸素供給量は、蒸気量センサ２３１以外のセンサを用いた測定値に基づいて制御されてもよい。例えば、一次燃焼室３内に設けられた温度センサの測定値、酸素濃度センサ２４の測定値、体積センサを用いて得られる焼却量の測定値、一次燃焼室３の内部および燃焼火格子部３２の下方に設けられる２つの圧力センサを用いて得られるごみ層厚の測定値、または、熱画像センサを用いて得られるごみの燃え切り位置の測定値等が利用可能である。以上のように、火格子部ガス供給部５における酸素供給量は、所定のセンサを用いて得られる様々な測定値に基づいて制御することが可能である。

【0075】

上記実施の形態では、二次燃焼室４の下端（連通口３９）から後側に広がる後天井部３７または後壁部３８に中間ガス供給部６のノズル部６１が設けられるが、焼却炉１の構造によっては、二次燃焼室４の下端から前側に広がる前天井部３６にノズル部６１が設けられてもよい。また、前天井部３６の前端から下方に広がる前壁部が設けられ、当該前壁部にノズル部６１が設けられてもよい。一次燃焼室３では、二次燃焼室４の下端から前側または後側の一方側に広がって、燃焼火格子部３２の少なくとも一部の上方を覆う天井部が設けられ、当該天井部または当該天井部に接続する当該一方側の壁部に、中間ガス供給部６のノズル部６１が設けられることが好ましい。

【0076】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0077】

１ 焼却炉
３ 一次燃焼室
４ 二次燃焼室
５ 火格子部ガス供給部
６ 中間ガス供給部
７ 二次燃焼室ガス供給部
１０ 制御部
３１ 乾燥火格子部
３２ 燃焼火格子部
３３ 後燃焼火格子部
３７ 後天井部
３８ 後壁部
６１ （中間ガス供給部の）ノズル部
７１ （二次燃焼室ガス供給部の）ノズル部
２３１ 蒸気量センサ
６１１ 上段ノズル
６１２ 下段ノズル
７１１～７１４ （二次燃焼室ガス供給部の）ノズル
Ｓ１１，Ｓ１２ ステップ

【図1】

【図2】