含塵排ガス燃焼処理装置

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【発明の名称】	含塵排ガス燃焼処理装置
【発明者】	【氏名】鈴木実【氏名】明石哲夫【氏名】仲尾強【氏名】平岡英伸【氏名】横山隆
【要約】	【課題】排ガス中のダストの早期排除を図り、ダストトラブルの回避を可能とする含塵排ガス燃焼処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】燃焼されるべき排ガスを炉内の燃焼室へ導入するための排ガス導入口５と燃焼維持のためのパイロットバーナ６がそれぞれ炉本体１側部に設けられ、該炉本体１の上流端が排ガス内のダストの排出口３として下流端が排気口４としてそれぞれ開口している装置において、排ガス導入口５は導入排流がダスト排出口４に向くように傾けて設けられ、パイロットバーナ６はその火炎が炉心上で排ガス導入口５よりも下流側の位置に向くように傾けて設けられている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】燃焼されるべき排ガスを炉内の燃焼室へ導入するための排ガス導入口と燃焼維持のためのパイロットバーナがそれぞれ炉本体側部に設けられ、該炉本体の上流端が排ガス内のダストの排出口として下流端が排気口としてそれぞれ開口している装置において、排ガス導入口は導入排ガス流がダスト排出口に向くように傾けて設けられ、パイロットバーナはその火炎が炉心上で排ガス導入口よりも下流側の位置に向くように傾けて設けられていることを特徴とする含塵排ガス燃焼処理装置。
【請求項２】炉本体は、排ガス導入口よりも下流側位置に、燃焼用空気を燃焼室へ送入する一次空気ノズルそして二次空気ノズルが炉心よりも偏心した位置に向けて設けられていることとする請求項１に記載の含塵排ガス燃焼処理装置。
【請求項３】燃焼室は、上流側の一次燃焼室とこれと連通せる下流側の二次燃焼室とを有し、二次燃焼室は一次燃焼室との境界域が絞り部となっており、二次空気ノズルが該絞り部に設けられていることとする請求項２に記載の含塵排ガス燃焼処理装置。
【請求項４】炉本体は炉内壁面よりも没した凹部が形成されており、パイロットバーナは該パイロットバーナの火炎が凹部内に留まるように設けられていることとする請求項１に記載の含塵排ガス燃焼処理装置。
【請求項５】排ガス導入口が炉内壁面に開口する位置と一次空気ノズルの空気送入位置との距離が、これらの位置での炉内径の約半分以上となっていることとする請求項２に記載の含塵排ガス燃焼処理装置。
【請求項６】炉本体には、排ガス導入口とダスト排出口との間の領域に、冷却ジャケットが設けられていることとする請求項１に記載の含塵排ガス燃焼処理装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は含塵排ガス燃焼処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業廃棄物等を焼却炉で焼却した際に発生する含塵排ガスは、通常、可燃物質を有している。この排ガスを燃焼処理装置で燃焼を維持するために、パイロットバーナや助燃バーナが用いられる。
【０００３】かかる装置としては、例えば、添付図面の図２に示されるようなものが知られている。
【０００４】図２装置は竪炉の形式の燃焼処理装置である。この装置は、炉本体５１の下端側部に横方向から火炎を該炉本体５１内へ送入する火炎送入空間５２に助燃バーナ５３が設けられている。この助燃バーナ５３は、排ガスの燃焼のために必要なエネルギを供給すると共に、排ガス燃焼開始及び燃焼維持用のパイロットバーナの機能をも併せて有している。上記火炎送入空間５２には、斜め上方から燃焼されるべき排ガスを送入する排ガス導入口５４が該火炎送入空間５２へ合流するように設けられている。
【０００５】上記炉本体５１には、上記助燃バーナ５３より上方位置、すなわち、下流位置に、上下方向そして周方向に分布した複数箇所で空気ノズル５５が設けられており、ここから炉内へ燃焼のための空気が供給されるようになっている。さらに、炉本体５１には、上記空気ノズル５５よりも上方位置に、他の助燃バーナ５６が横向きに設けられていて、炉内での燃焼を促進させている。
【０００６】かかる図２装置にあっては、排ガス導入口５４から導入される可燃物を含有する排ガスは、助燃バーナ５３の火炎に加熱されて燃焼しながら、炉本体５１内を上昇する。上昇流には、空気ノズル５５から空気が混合され、他の助燃バーナ５６からの火炎に加熱されて燃焼が続行し、下流端たる排気口５７から排気する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図２装置にあっては、下流端たる排気口５７に向けた燃焼ガスの上昇流に対して横方向、すなわち直角方向に助燃バーナ５３,５６が設けられていることに起因し、次のような点で不具合を生ずる。
【０００８】■ 助燃バーナ５３からの火炎Ｆ１は横方向（水平方向）から吹き出されており、これに排ガスが排ガス導入口５４から直接干渉するように導入されるので、排ガスの初期温度が低いと、排ガス中のダストの熱容量が大きいことに起因して、火炎は不安定になりやすく、失火することがある。
【０００９】■ 火炎は、失火した場合、再び着火する際に炉圧変動を起こすことがある。
【００１０】■ 炉には、横方向けに向けられた助燃バーナ５３から発せられる火炎の基部分の周囲壁部には水平部分があり、この水平部分にダストが堆積あるいは溶着しやすい。特に、排ガス中には導入当初、比較的多量のダストが含まれており、排ガス導入口５４に臨む助燃バーナ５３の近傍については、これは顕著である。一旦、ダストの堆積あるいは溶着が始まると、これは加速的に進行する。したがって、上記周囲壁部を頻繁に清掃せねばならないし、また炉材も傷み易い。さらには、清掃してもダストを排出しにくいことがある。
【００１１】■ 助燃バーナが液体燃料焚きバーナのときには、上記■に起因して、堆積あるいは溶着が進行した付着ダストによって燃料油がせき止められ、炉外に洩出し、トラブル発生の原因となることもある。
【００１２】本発明は、これらの点を考慮し、含塵排ガス燃焼処理装置を改善することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目的は、燃焼されるべき排ガスを炉内の燃焼室へ導入するための排ガス導入口と燃焼維持のためのパイロットバーナがそれぞれ炉本体側部に設けられ、該炉本体の上流端が排ガス内のダストの排出口として下流端が排気口としてそれぞれ開口している装置において、排ガス導入口は導入排ガス流がダスト排出口に向くように傾けて設けられ、パイロットバーナはその火炎が炉心上で排ガス導入口よりも下流側の位置に向くように傾けて設けられていることにより達成される。
【００１４】かかる構成の本発明にあっては、排ガスは排ガス導入口からダスト排出口へ向けた方向で燃焼室内へ導入される。排ガスはダストを含んでおり、このダストは炉の上流端たる排出口へ向け飛翔し、これに対し、ガス成分は炉内の気流に乗って下流に向け変向して流れる。一方、パイロットバーナからの火炎は、排ガス導入口よりも下流側の位置に向いているので、排出口へ向いて飛翔するダストの流れに干渉することなく、下流側に向けて燃焼室内のガスを加熱する。したがって、ダストは、高温加熱によって溶融することなく、そのまま排出口から排出される。竪型炉の場合には、ダストの自重により容易に排出口に至る。そして、ダストが殆ど含んでいないガス成分は、上記パイロットバーナの火炎で加熱されて燃焼し、下流端の排気口から排気される。
【００１５】本発明では、排ガス導入口よりも下流側位置に、燃焼用空気を燃焼室へ送入する一次空気ノズルそして二次空気ノズルが炉心よりも偏心した位置に向けて設けられていることが好ましい。
【００１６】一次空気ノズルそして二次空気ノズルとも上記偏心により炉内に旋回流を生ずる。これにより、高温燃焼ガスは炉心側にそしてそれよりも低温ガスが炉内壁面側で旋回するようになり、炉内壁は高温から保護される。又、一次空気ノズルからの空気により燃焼が維持され、二次空気ノズルからの空気により低ＣＯ、低ダイオキシン類での燃焼がなされる。
【００１７】又、本発明において、燃焼室は、上流側の一次燃焼室とこれと連通せる下流側の二次燃焼室とを有し、二次燃焼室は一次燃焼室との境界域が絞り部となっており、二次空気ノズルが該絞り部に設けられていることが好ましい。
【００１８】燃焼室内の燃焼ガスは空気ノズルからの空気が生ずる旋回流によって、一様に攪拌・混合されるが、上記絞り部を設けてここに二次空気ノズルから空気を送入することによって、少量の空気であっても、有効に攪拌・混合がなされる。
【００１９】本発明にあっては、炉本体は炉内壁面よりも没した凹部が形成されており、パイロットバーナは該パイロットバーナの火炎が凹部内に留まるように設けられていることが望ましい。こうすることにより、燃焼室内のガス流によってパイロットバーナの火炎が失火することがなくなる。
【００２０】さらには、排ガス導入口が炉内壁面に開口する位置と一次空気ノズルの空気挿入位置との距離が、これらの位置での炉内径の約半分以上となっていることが好ましい。これは、一次空気ノズルからの旋回空気流によって排ガス中のダストが下流側まで飛散し、燃焼性を悪化させたり、側壁にダストが溶着するのを阻止するためである。
【００２１】又、炉本体に、排ガス導入口とダスト排出口との間の領域で、冷却ジャケットが設けられているならば、ダストの冷却が有効に行なわれ、ダストの溶融・溶着という事態はさらに確実に回避されると共に、ここでのダイオキシン類の生成を抑制することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１にもとづき本発明の一実施形態を説明する。図１において、含塵排ガス燃焼処理装置の炉本体１は耐熱材により作られており、竪型炉をなしている。炉本体１は、内部空間が排ガスを燃焼するための燃焼室２を形成し、下端に燃焼後のダストを落下排出するためのダスト排出口３が、上端に排気のための排気口４が設けられている。
【００２３】上記燃焼室２は上流側となる一次燃焼室２Ａが下部に、下流側となる二次燃焼室２Ｂが上部に位置するように区分されている。二次燃焼室２Ｂの下端部をなす絞り部２Ｃは他部に対して内径が小さくなっている。
【００２４】炉本体１の側部下部には、一次燃焼室２Ａ内へ燃焼されるべき排ガスを供給する排ガス導入口５とパイロットバーナ６とが取りつけられている。排ガス導入口５は、炉本体１の下端のダスト排出口３に向け下方に傾いて設けられている。又、上記排ガス導入口５には、部分予混合空気７が排ガス８に対して供給されるようになっている。又、上記パイロットバーナ６は、炉本体１の内壁面よりも没した凹部６Ａの底部に設けられていて、パイロットバーナ６の火炎が常時上記凹部６Ａ内にあるようになっている。上記凹部６Ａは、パイロットバーナ６の火炎が上記排ガス導入口５よりも上方で炉心の方向に向くように傾いて形成されており、又、火炎が該凹部６Ａ内に収まるような深さとなっている。さらに、炉本体１の下部には、排ガス導入口５と排出口３との間の領域に、冷却ジャケット、例えば水ジャケット９が設けられている。
【００２５】炉本体１の一次燃焼室２Ａには、排ガス導入口５の上方位置に一次空気ノズル１０が設けられている。該一次空気ノズル１０は、上記排ガス導入口５の炉内壁面への開口位置よりも、約炉内径の半分位の距離の位置に、あるいはそれより上方の位置に設けられていることが好ましい。
【００２６】二次燃焼室２Ｂの下端部をなす絞り部２Ｃには、二次空気ノズル１１が設置されている。そして、その上方位置には助燃ノズル１２が設けられている。
【００２７】上記一次空気ノズル１０と二次空気ノズル１１は、吹出し空気流が一次燃焼室２Ａ、二次燃焼室２Ｂ内でそれぞれ旋回流を生ずるように、炉本体１の軸線よりも偏心した位置に向けて空気を噴出するように設置されている。
【００２８】このような実施形態装置では、排ガスは次の要領で燃焼処理される。
【００２９】■ 先ず、焼却炉で発生する可燃物質を含有する排ガス８は部分予混合用空気７と混合された状態で、排ガス導入口５から一次燃焼室２Ａへ導入される。排ガス８はダストを含んでおり、このダストは導入時の慣性そして自重の作用によってそのまま排出口３へ向って飛翔する。排ガス導入口５から排出口３へ至る領域では、炉本体１は水ジャケット９により冷却されており、ダストは加熱を受けることなく冷却されながら排出口３へ至り、落下排出される。したがって、ダストは溶融せず、すなわち炉内壁等へ溶着することなく排出される。排ガス８のうち、ダストを含まなくなったガス分は、燃焼室内の上昇流に乗って上方すなわち下流へと変向する。
【００３０】■ パイロットバーナ６からは凹部６Ａ内で常に火炎が発せられており、上記排ガスを着火し、燃焼を維持する。この排ガスは一次空気ノズル１０からの供給を受けて、その燃焼を助長する。一次空気ノズル１０からの空気流は、一次燃焼室２Ａ内で旋回流を生じ、炉内壁面と低温に維持し熱から保護する。燃焼ガスはこの旋回流に乗って上昇し、二次燃焼室２Ａへ至る。その際、上記パイロットバーナ６の火炎は凹部６Ａ内に在るので、一次燃焼室２Ａ内のガス流によって失火することなく、常に火炎は維持されている。そして、その火炎は炉心上で排ガス導入口５よりも上方に向いているので、熱流は、ダストを含んでいる排ガスが排ガス導入口５から一次燃焼室２Ａへ導入される時点でこの排ガスと干渉せず、ダストは上記■で述べたように加熱を受けずに排出される。
【００３１】■ 二次燃焼室２Ｂでは、燃焼ガスは絞り部２Ｃにて二次空気ノズル１１から空気の供給を受け、上昇する際に助燃バーナ１２から加熱されてさらに燃焼を促進する。二次空気ノズル１１は絞り部２Ｃ内で旋回流を生じ、ここを通る燃焼ガスに均一に空気を混合せしめることを容易ならしめている。
【００３２】■ 一次空気ノズル１０そして二次空気ノズル１１は旋回流を生ずるが、その際、排ガス中にダストが残留していても、ダストは遠心力を受けて炉内壁面に至り、低温に維持されているこの炉内壁面に沿って溶着することなく落下する。
【００３３】■ 燃焼後のガスは排気口４から炉外へ排気されて次の処理を受ける。
【００３４】本発明は、図１に示した竪型炉でなくとも適用可能である。炉が横型炉である場合も、排ガス導入口は上流側に向くように傾斜して、そしてパイロットバーナはそれより下流側位置で下流側に向くように傾斜してそれぞれ設ける。すると、排ガス中のダストはその慣性で排出口へ向かい、ガス成分は軽いために燃焼室の下流方向へ向かう流れに乗って燃焼室内へ向かう。こうして、ダストとガス成分は有効に分離される。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明は、排ガス導入口を上流端のダスト排出口に向けて傾けて、そしてパイロットバーナを排ガス導入口より上方の炉心上の位置に向けて設置したので、パイロットバーナの火炎が失火することなく、炉内燃焼が安定化する。その結果、炉内燃焼の長期安定性が確保され、ＣＯ、ダイオキシン類等についての低公害化が図れる。又、排ガス中のダストはダスト排出口に向け飛翔するので、ダストが炉内壁に付着せずに落下排除が可能となり、従来のダストの付着さらに溶着によるトラブルが抑制され、これによっても炉内燃焼の長期安定性が確保されると共に稼動率が向上する。
【００３６】本発明において、一次及び二次空気ノズルにより旋回流を形成することとするならば、バーナ火炎や燃焼ガスの高温部分が炉内中心部のみで旋回していて、炉内壁面に達しないので、炉内壁面は比較的低温に保たれており、燃焼室内にダストが残留していても、このダストは遠心力により該壁面に集まった後溶着することなく自重により排出口へ向け落下する。
【００３７】又、二次空気ノズルからの空気により、排ガス中の可燃分が良好に燃焼し、ＮＯｘやススを低減させたり、省エネルギをもたらす。

【出願人】	【識別番号】０００００４１２３【氏名又は名称】日本鋼管株式会社
【出願日】	平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５）
【代理人】	【識別番号】１０００８４１８０【弁理士】【氏名又は名称】藤岡徹
【公開番号】	特開２０００－１９３２２６（Ｐ２０００－１９３２２６Ａ）
【公開日】	平成１２年７月１４日（２０００．７．１４）
【出願番号】	特願平１０－３７００４４