以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
 図1は本発明の第1の実施形態を示す断面図� �あり、1は流動焼却炉の炉体、2は炉体1の側� �に形成された汚泥の投入口であり、汚泥は� �の投入口2から直接炉体1内に投入される。汚 泥は下水脱水汚泥が代表的なものであるが、 N分を含む畜産汚泥、工場汚泥等であっても� �い。この実施形態では、炉体1の内部を高さ� ��向に3つに分割する。炉体1の下方から順に� �熱分解ゾーン3、層上燃焼ゾーン4、完全燃焼 ゾーン5である。

 熱分解ゾーン3は炉体1の最も下方部分に� �成されるゾーンであり、流動用空気供給管6� ��燃料供給管7とを備えている。流動用空気供 給管6からは流動用空気が供給され、公知の� �動媒体とともに汚泥を流動させている。ま� �燃料供給管7からは補助燃料が供給され、流� ��用空気により燃焼されて熱分解ゾーン3の温 度を550~750℃に維持している。投入された汚� �は流動用空気により激しく撹拌されながら� �熱される。補助燃料としては都市ガスやプ� �パンガスのようなガスや、A重油のような燃� ��油が使用される。

 本発明では、流動用空気の供給量は補助燃� ��及び汚泥を燃焼させるために必要な理論空� ��量を基準として、空気比が1.1以下、好まし� ��は0.7~1.1となるように設定されている。この ため汚泥は熱分解されるが、空気比が低く酸 素量が不十分であるので、通常の流動燃焼を 行わせる場合に比較してN ₂ Oの発生量を抑制することができる。次に説� �するように、本発明では熱分解ゾーン3の直� ��位置に局所高温場を形成するため、その輻� ��熱によって砂層の温度維持を図り易くなり� ��熱分解ゾーンの空気比を0.7程度まで下げる� ��とが可能となる。なお空気比が0.7未満であ� ��と流動層部での部分燃焼による発熱量が、� ��泥水分蒸発熱や熱分解熱、放熱などの出熱� ��よりも少なくなり、流動層部の温度維持が� ��難となるうえ、シアンや一酸化炭素などの� ��毒ガスが生成されるおそれがあるので、0.7� ��上1.1以下とすることが好ましい。

 熱分解ゾーン3の直上位置には、層上燃焼ゾ ーン4が形成されている。この層上燃焼ゾー� �4は、燃焼用空気供給管8から空気比が0.1~0.3� �なる量の燃焼用空気のみを供給するゾーン� �ある。熱分解ゾーン3から上昇して来る熱分� ��ガスはこの空気と接触して燃焼され、温度� ��850~1000℃の局所高温場(ホットスポット)を形 成する。このため熱分解ガス中に含まれるN ₂ Oはこの局所高温場において分解され減少す� �。

 なお燃焼用空気供給管8から供給される空気 比が0.1未満では850~1000℃の局所高温場を形成� ��ることができず、0.3を越えると空気量が増� ��し850~1000℃の局所高温場を形成するには補� �燃料の供給が必要となるので、空気比は0.1~0 .3とすることが必要である。このように本発� ��では還元雰囲気中に少量の空気のみを吹き� ��んでホットスポットを形成し、N ₂ Oを分解する点に大きな特徴があり、流動層� �温度維持に必要な量以上の補助燃料を使用� �る必要がない利点がある。なお、流動空気� �して供給される1次空気と層状燃焼ゾーンに� ��給される2次空気の合計の空気比を1.0~1.3と� �ることが好ましい。

 炉体1の最上部は、未燃分を完全燃焼させる 完全燃焼ゾーン5である。この完全燃焼ゾー� �5には未燃分燃焼用空気供給管9が配置され、 空気を供給する。その供給量は空気比が0.1~0. 3となる量とする。この完全燃焼ゾーン5の温� ��は800~850℃であり、層上燃焼ゾーン4におい� �分解されなかったN ₂ Oはさらに分解されるとともに、COはCO ₂ に酸化され、炉外に排出されて通常の排ガス 処理が行われる。

 なお、上記した流動用空気供給管6と燃焼用 空気供給管8と未燃分燃焼用空気供給管9とか� ��供給される空気量の合計は、トータル空気� ��が1.5以下、好ましくは1.3以下となるように� ��定する。このように空気比を絞り、かつ補� ��燃料を熱分解ゾーン3の燃料供給管7のみか� �供給するようにした結果、補助燃料の使用� �をほぼ従来レベルとしながら、N ₂ Oの発生量を従来よりも大幅(実施例では1/3)に 削減することができた。なお本発明によるN ₂ Oの抑制効果は「高温焼却法」と同様あるい� �それ以上であるが、「高温焼却法」では補� �燃料の使用量が従来レベルの1.4~1.6倍となる� ��このように本発明によれば、N ₂ Oの発生量を「高温焼却法」と同等レベル以� �まで抑制することができ、しかも補助燃料� �使用量を「高温焼却法」に比べて大幅に低� �させることが可能となる。

 図2は本発明の第2の実施形態を示す断面図� �ある。図2においては、熱分解ゾーン3と層上 燃焼ゾーン4との間に、補助燃料のみを供給� �てN ₂ Oを分解する補助燃料反応ゾーン10が形成され る。このため炉体1の内部は高さ方向に4分割� ��れることとなる。

 この補助燃料反応ゾーン10には第2の補助燃� ��供給管11が配置されており、ごく少量の補� �燃料が添加される。補助燃料の炭化水素が� �分解して水素ラジカルが発生し、汚泥の熱� �解ガス中に含有されるN ₂ Oをアタックして分解する。またこのゾーン� �は補助燃料が添加されることによってより� �い還元雰囲気が形成されるので、N ₂ Oの生成が抑制される。

 このように、補助燃料反応ゾーン10を形成� �ることによって前記した実施形態の場合に� �較してN ₂ Oの発生量は更に抑制される(実施例では従来� ��1/4)。この場合前記した実施形態よりも余分 に補助燃料を添加することとなるが、実施例 に示すように微量で大きな効果を得ることが できる。
(実施例1)

 実験用の流動炉を使用して、条件を変更し� ��がら汚泥の焼却実験を行った。汚泥の投入� ��は全て80kg/hであり、補助燃料としてはA重油 を使用した。実験は従来から行われている通 常の流動焼却、焼却温度を高めた高温焼却、 本発明の図1に示した方法、本発明の図2に示� ��た方法の4種類である。なお本発明の図2に� �した方法では、補助燃料供給管からの補助� �料として排ガス量の300ppmに相当する量のプ� �パンガスを使用した。それぞれの焼却方法� �ついて、補助燃料使用量(汚泥1kg当たりの補� ��燃料の発熱量で表示)、フリーボード部温度 、炉出口温度、N ₂ Oを含む排ガス成分の濃度、トータル空気比� �測定し、表1に示した。

 上記のデータから明らかなように、本発明� ��よれば補助燃料の使用量を従来の焼却方法� ��同等レベルに維持しつつ、汚泥焼却時に発� ��するN ₂ Oの量を大幅に削減することができる利点が� �る。
(実施例2)
 実施例1と同様に、実験用の流動炉を使用し 、補助燃料の使用量を更に減少させるように 条件を変更しながら汚泥の焼却実験を行った 。汚泥の投入量は全て80kg/hであり、補助燃料 としてはA重油を使用した。それぞれの焼却� �法について、補助燃料使用量(汚泥1kg当たり� ��補助燃料の発熱量で表示)、フリーボード部 温度、炉出口温度、N ₂ Oを含む排ガス成分の濃度、トータル空気比� �1次空気比、2次+3次空気比を測定し、表2に示 した。

 表2には、図1の方法においてトータル空気� �を一定に保ちながら1次空気比を1.2から0.9ま� ��順次低下させたデータが示されている。本� ��明のように1次空気比を1.1以下とすると、1.2 とした場合に比較して排ガス中のN ₂ O濃度が顕著に低下することが分かる。上記� �データから明らかなように、実施例2におい� ��も補助燃料の使用量を従来の焼却方法と同� ��レベルに維持しつつ、汚泥焼却時に発生す� ��N ₂ Oの量を大幅に削減することができる利点が� �る。