小規模焼却炉は、家庭ごみ、医療廃棄物、屠畜廃棄物などを埋め立て地に廃棄するのではなく、燃焼させるのに有用な技術です。
家庭用ゴミ処理炉のメリット
ゴミの量を減らす
焼却後、家庭ごみの容積は大幅に減少し、埋立地の使用量を減らし、埋立地の耐用年数を延ばすことができます。都市にとって、埋立地のスペースは非常に限られているため、家庭用ゴミ焼却炉はゴミ処理の問題を効果的に解決できます。
エネルギー回収
ゴミを燃やすことで発生する高温を利用して蒸気を発生させ、発電機を駆動して発電します。このエネルギー回収方法は、ゴミに含まれる有機物を有効活用し、従来のエネルギーへの依存を減らすことができます。同時に、ゴミを燃やして生成された電気は、都市の電力需要を供給し、外部電源の需要を減らすことができます。
環境汚染を減らす
家庭ごみには重金属、有機溶剤などの有害物質が大量に含まれています。これらのごみをそのまま埋め立てたり積み上げたりすると、地下水や土壌の汚染を引き起こします。ごみを焼却することで有害物質を燃やし、環境への汚染を減らすことができます。また、ごみを焼却することで、ごみに含まれる悪臭や有害ガスの放出を減らし、周囲の空気の質を改善することもできます。
無害な治療
ゴミを燃やすことで、有機物を完全に燃やすことができ、ゴミ内の細菌やウイルスの拡散を減らすことができます。これは病気の蔓延を防ぐ上で大きな意義があります。また、ゴミを燃やすことで、ゴミ内の有機物を灰に変えることができ、土壌改良に使用して土壌の肥沃度を高めることができます。
強力な制御性
家庭用廃棄物焼却炉は制御性能に優れ、ゴミの種類や量に応じて調整できるため、実際の状況に応じて焼却プロセスを柔軟に制御し、ゴミの完全燃焼を確保し、二次汚染の可能性を減らすことができます。
温室効果ガスの排出を削減する
ゴミの焼却はメタンなどの温室効果ガスの排出を削減することができます。埋め立てと比較すると、ゴミの焼却による温室効果ガスの排出は少なく、気候変動の緩和に大きな意義があります。
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廃棄物焼却でどのような電気が生み出されるのか
焼却炉での発電は、炭素強度の点で、風力や太陽光よりも石炭やガスに近くなるでしょう。これは、焼却炉に送られるリサイクルが難しいプラスチック廃棄物の割合が増えると、焼却による炭素の影響が大きくなるためです。プラスチックは原油から作られ、燃焼すると炭素が放出されます。そのため、再生可能エネルギー源がさらに増えることで電力網は脱炭素化されるはずですが、焼却炉で生産される電力は大きな気候問題になります。
焼却に送られる廃棄物の量が増えると、焼却炉から地元の空気の質を悪化させる毒素や汚染物質がより多く排出されます。焼却は埋め立てよりも地元の空気の質に重大な悪影響を及ぼします。
選別
- 廃棄物を焼却するための準備の最初のステップは、廃棄物を分別することです。再販用に価値の高いリサイクル可能なアイテムを選び出します。これは、他の場所で再利用できる大きなガラス片や金属片などです。
- 価値のある品物を探すと同時に、危険な品物も探し、廃棄物から取り除くことも重要です。危険な物質の例としては、電池が挙げられます。電池を廃棄物の中に残して焼却炉に入れると、爆発して機械や作業員に損害を与える可能性があります。また、電池は燃焼時に有害なガスを大気中に放出し、環境や人間の健康に深刻なリスクをもたらす可能性があります。
細断する
- 廃棄物を焼却する前に細断することは、準備の重要な部分です。細断は、紙くず、農業廃棄物、家庭廃棄物、産業廃棄物の処分プロセスで使用される技術です。
- 材料を細断するということは、本質的には材料を小さな破片に分解することです。廃棄物のサイズを小さくすると、一度に多くの廃棄物を燃やすことができ、焼却炉の運転コストを節約できます。
ドライ
- 廃棄物を焼却処理する準備の際の追加手順は乾燥です。乾燥プロセスでは、廃棄物の水分含有量を可能な限り低く抑えます。最高の効率を得るには、水分含有量を 30% にすることをお勧めします。
- 廃棄物の水分含有量が多い場合、最初に水分を蒸発させるために熱が使用されるため、廃棄物を完全に燃焼させるのに時間がかかります。水分含有量を減らすと、燃焼時間が短縮され、効率が向上します。ほとんどの MSW (都市固形廃棄物) は、保管方法と場所に応じて乾燥する必要があります。
バッチサイズを決定する
- 焼却炉に適したバッチ サイズを決定することが重要です。最低コストで焼却できる最適なバッチ サイズを計算します。このような方法を採用すると、焼却炉の運転コストを節約できます。
- 廃棄物がゆっくりと燃える原因となるため、焼却炉に詰め込みすぎないようにしてください。また、詰め込みすぎると焼却炉が損傷する恐れもあります。焼却炉に詰め込みすぎないようにすることは重要ですが、廃棄物の量が少なすぎないようにすることも同様に重要です。
- 少量の廃棄物を保管しておき、他の廃棄物と一緒に焼却炉に入れることをお勧めします。少量の廃棄物で焼却炉を稼働させると、エネルギーと燃料が大量に無駄になります。この方法を長期的に使用すると、多額の費用がかかります。
焼却炉を予熱する
- 廃棄物を焼却炉に入れる前に、まず焼却炉を予熱する必要があります。焼却炉の温度は 850 ℃ に予熱する必要があります。
- 温度の低い焼却炉に廃棄物を入れると、廃棄物から有害な粒子の混合物が形成される可能性があります。これらの粒子は人間と環境に深刻な害を及ぼす可能性があるため、廃棄物を入れる前に焼却炉が 850 ⁰C に予熱されていることを確認することが重要です。温度が 850 ⁰C とされている理由は、これらの有害な大気汚染物質が放出される前にそれらを死滅させるのに十分な温度だからです。
焼却炉に燃料を投入する
- すべての準備ステップが完了し、焼却炉の温度が 850⁰C に達したら、廃棄物を焼却炉に投入します。すべての安全対策を講じた上で、廃棄物を慎重に焼却炉に投入してください。投入プロセス中に危害を受けるリスクを回避するために、必要なすべての安全装備を着用してください。
- 焼却炉内の温度は最高 1100 ℃ に達する可能性があるため、焼却炉を操作する際にはすべてのガイドラインと安全規制に従うことが重要です。
冷ましましょう
- 燃焼プロセスが完了したら、焼却炉と灰を冷却することが重要です。焼却炉内の温度は非常に高いため、焼却炉の外側も非常に高温になる可能性があります。
- 灰を取り除く際には、灰が冷えていることも重要です。灰がまだ熱いうちに取り除くと、灰に引火して火災が発生する可能性があります。健康と安全の規制を遵守するために、灰を取り扱う前に、焼却炉と灰の両方が冷えていることを確認してください。
脱灰
焼却炉と灰が適度な温度まで冷めたら、次のバッチに備えてシステムから簡単に灰を取り除くことができます。当社の焼却炉モデルの中には、自動灰除去システムを備えたものもあり、オペレーターと焼却炉の接触を最小限に抑えます。これにより、高温による火傷や飛散灰による刺激の危険がなくなります。
スポットチェック
焼却炉の灰が取り除かれ、完全に冷めたら、焼却炉の抜き取り検査を実施してください。検査すべき箇所は、バーナー、燃焼室、燃料ラインです。すべてが正常に機能していることを確認することで、良質の燃焼を保証し、将来の問題を防ぐことができます。これにより、問題の進行を防ぐことができ、時間と費用を節約できます。
再ロード
焼却炉を点検してすべてが正常に機能していることを確認したら、手順をもう一度繰り返して次の廃棄物を再び投入する準備が整います。
焼却炉サービスに含まれるもの
バーナーと熱電対
バーナーと熱電対を検査およびテストすることで、適切な点火と温度制御が保証されます。
ロープシールとファイバーライニング
ロープシールとファイバーライニングの完全性をチェックすることで、漏れを防ぎ、効率的な燃焼を保証します。
耐火コンクリート製品
耐火コンクリート製品のひび割れや損傷を検査することで、焼却炉の構造的完全性が維持されます。
コントロールパネル
制御パネルが正しく動作しているかどうかを確認することで、焼却炉の正確な監視と制御が可能になります。
全体検査
焼却炉全体の内部と外部を徹底的に検査することで、潜在的な問題や注意が必要な箇所を特定します。
バーナーテスト
包括的なバーナー テストを実施することで、バーナーが正しく機能し、必要な燃焼温度が達成されていることを確認できます。
必要な部品の交換
摩耗または損傷した部品を OEM (相手先ブランド製造) 部品に交換することで、焼却炉の性能と安全性が維持されます。
専門家の助言
経験豊富な技術者が、潜在的な問題について専門的なアドバイスを提供し、必要なメンテナンスや修理を推奨します。
一般的な焼却炉の種類
大量焼却炉
主なタイプは、未処理の混合都市固形廃棄物に使用されます。高容量処理の連続ユニットは、格子または回転窯で廃棄物を熱的にサイズ分けして混合します。
モジュール式およびバッチ式焼却炉
産業有害廃棄物や下水汚泥など、一貫性があるが少量の廃棄物ストリームに使用されます。事前に計算されたバッチにより、最適な燃焼が実現します。
ロータリーキルン焼却炉
廃棄物を攪拌し、燃焼室を通して搬送して滞留時間を制御する回転円筒形窯。有害廃棄物、医療廃棄物、およびスラッジに使用されます。
流動床焼却炉
砂と廃棄物の層に下から空気を注入し、廃棄物全体に酸素を混ぜて移動させ、効率的で完全な燃焼を実現します。
ガス化および熱分解システム
外部熱によって廃棄物を分解し、固形物と汚染物質を濃縮・削減しながらエネルギー利用のための合成ガスを生成します。技術的な複雑さにより廃棄物の用途は限られています。
家庭ごみ焼却炉のエネルギー配分はどのように行われるか
ゴミの輸送と保管
家庭ごみはまず収集され、廃棄物焼却場に運ばれます。焼却炉に入る前に、ごみは保管され、前処理される必要があります。保管リンクは主に、ごみの排出量と焼却炉の処理能力のバランスを取り、ごみが均等に焼却炉に入るようにするためのものです。同時に、前処理リンクには、ごみの破砕、ふるい分け、選別が含まれており、大きなごみ、紙、プラスチック、ガラス、金属などのリサイクル可能なものを取り除き、焼却炉に入るごみの量を減らし、ごみの発熱量を増やします。
燃焼プロセス
家庭ごみは焼却炉で燃やされて熱を放出します。燃焼の過程で、ごみの中の有機物は酸素と化学反応を起こして二酸化炭素と水蒸気を生成し、同時に大量の熱を放出します。この熱の一部は廃棄物焼却炉内の温度を維持するために使用され、他の部分は廃熱回収システムを通じて蒸気または電気に変換されます。
廃熱回収
廃熱回収は、家庭用廃棄物焼却炉のエネルギー配分の重要な部分です。燃焼プロセス中に発生した熱は、廃熱回収システムによって蒸気または電気に変換されます。回収されたエネルギーは、暖房、発電、その他の目的に使用して、エネルギーのリサイクルを実現できます。一般的な廃熱回収方法には、廃熱ボイラーとガスタービン複合サイクル発電があります。廃熱ボイラーは、燃焼によって発生した高温の排ガスの熱を蒸気に変換して加熱したり、蒸気タービンを駆動して発電したりすることができます。ガスタービン複合サイクル発電は、高温の排ガスを直接ガスタービンに送り、空気と混合して燃焼させて機械エネルギーを発生させ、発電機を介して電気エネルギーに変換します。
排ガス処理
燃焼と廃熱回収の過程では、大量の排ガスが発生します。これらの排ガスには、硫黄酸化物、窒素酸化物、重金属などのさまざまな有害物質が含まれており、排出する前に浄化する必要があります。排ガス処理システムには、脱硫、脱硝、除塵が含まれており、排ガス中の有害物質を効果的に除去し、環境への汚染を軽減できます。処理された排ガスは、最終的に煙突から大気中に排出されます。
残留物処理
家庭ごみの焼却時に、スラグやフライアッシュなどの残留物が発生します。これらの残留物は、環境や人体への影響を避けるために適切に処理する必要があります。スラグは、冷却、粉砕、ふるい分けを行った後、建築材料の製造などにリサイクルできます。フライアッシュは、その中の有害物質を安定させるために固化してから、安全に埋め立てまたはリサイクルする必要があります。
一次室
すべてのゴミは一次燃焼室に投入され、そこで初めて燃やされます。一次燃焼室はゴミが蒸発する場所です。この空気の少ない燃焼室では空気と燃料の比率が低いため、ゴミは乾燥して蒸発しやすくなり、炭素のほとんどが燃焼します。
二次チャンバー
- 廃棄物由来の揮発性/ガス化物質は、二次チャンバーに移されます。燃焼を完了するために、最初のチャンバーで生成された揮発性ガスに第 2 段階でより多くの空気が注入されます。二次チャンバーの温度は、一次チャンバーの温度よりも高くなります。二次チャンバーの適切な滞留時間、高温、および 100% の余剰空気により、ガス状生成物 (揮発性物質) は酸化されます。ガスは、二次チャンバーから排出された後に処理されます。
- ガスは液滴分離器に導入され、そこでガスから水分が除去されます。これにより排気ガスの温度が下がり、安全に大気中に放出できるようになります。
煙突
「煙突」という用語は、煙突にも適用されます。ほとんどの焼却炉の煙突の高さ要件は 3 メートル以上です。人口密度が高い場所や大気の条件が厳しい場所では、この要件はさらに高くなります。
コントロールパネルと熱電対
これらは機械の動作を制御し、廃棄物が焼却のために投入される前にチャンバーが加熱されることを保証します。廃棄物の種類に応じて、設定はオペレーターのニーズに合わせて調整できます。
バーナー
これらは焼却炉を暖めるために使用され、燃焼プロセス中はオフにされることが多いです。
燃料タンク
燃料は貯蔵庫に保管されます。焼却炉の運転中、バーナーはタンクに直接配管されます。
私たちの工場
天能低炭素新エネルギー技術（遼寧）有限公司は2021年に設立され、大連理工大学産業インキュベーション基地に登録されています。同社はHITと大連理工大学の火力部門、環境部門、機械部門、無機材料などの分野との協力を通じて、都市の小型廃棄物焼却技術一式の設計と開発に重点を置いています。炉のアーチ、モジュール式組み立て、炉内の粉塵削減とダイオキシン除去などの技術の応用に焦点を当て、廃棄物の完全燃焼を確保します。
