| 【発明の名称】 |
下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルガスバーナ |
| 【発明者】 |
【氏名】寺谷 俊明
【氏名】野々廣 正夫
【氏名】池田 勇
【氏名】藤井 邦夫
【氏名】寺田 武生
【氏名】清水 洋治
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| 【要約】 |
【課題】小型で、燃料原単位当たりの球状化率のよい下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルバーナを提供する。
【解決手段】先端部外周にスタピライザ（１０）を備えた燃料ガス供給管（６）内に下水汚泥焼却灰と１次燃焼用空気を供給する焼却灰供給管（５）を配設するとともに、先端にコンバスタ（１３）を備えた２次燃焼用空気供給管（１２）を前記燃料ガス供給管の外周部に配設してなるバーナ単体（Ｂ）を、２次燃焼用空気供給口（４）を有する共通の風箱（３）に少なくとも２組以上組み込み、かつ、前記各２次燃焼用空気供給管の後部を前記風箱内に連通させた構成とした下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルガスバーナ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 先端部外周にスタピライザを備えた燃料ガス供給管内に下水汚泥焼却灰と１次燃焼用空気を供給する焼却灰供給管を配設するとともに、先端にコンバスタを備えた２次燃焼用空気供給管を前記燃料ガス供給管の外周部に配設してなるバーナ単体を、２次燃焼用空気供給口を有する共通の風箱に少なくとも２組以上組み込み、かつ、前記各２次燃焼用空気供給管の後部を前記風箱内に連通させた構成としたことを特徴とする下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルガスバーナ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥焼却灰を球状化するガスバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大量に発生する下水汚泥焼却灰（以下、焼却灰という）の処理方法として種々の方法が提案されているが、その一つとして、焼却灰をバーナ火炎の中心部に供給し、バーナ火炎により溶融して球状スラグとする方法がある。このように、焼却灰を溶融球状化すると、焼却灰中に含有する重金属の溶出が低減でき、しかも球状をなしているため流動性が良く、コンクリート混和材あるいはプラスチックの増強材等に利用することができるという利点を有する。しかしながら、１台のバーナで大量の焼却灰を処理しようとすると、火炎の中心部に大量の焼却灰を供給することになり、焼却灰の分散性が悪く、しかも供給焼却灰の中心部は伝熱効率が悪くなるため、燃料原単位当たりの球状化率が低くなるという問題を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これを解決するためには、複数台のバーナで処理することが考えられるが、バーナ設備が大型化するという新たな問題を生じることになる。したがって、本発明は、複数のバーナでありながらバーナ設備が余り大型化せず、しかも燃料原単位当たりの球状化率のよい下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルガスバーナを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成するために、先端部外周にスタピライザを備えた燃料ガス供給管内に下水汚泥焼却灰と１次燃焼用空気を供給する焼却灰供給管を配設するとともに、先端にコンバスタを備えた２次燃焼用空気供給管を前記燃料ガス供給管の外周部に配設してなるバーナ単体を、２次燃焼用空気供給口を有する共通の風箱に少なくとも２組以上組み込み、かつ、前記各２次燃焼用空気供給管の後部を前記風箱内に連通させた構成としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態について、図１〜図４にしたがって説明する。図１〜図３において、Ａは球状化マルチノズルガスバーナ、１はバーナタイルで、このバーナタイル１には４つの貫通口２が設けられている。３は前記バーナタイル１に取り付けられた風箱で、この風箱３には１つの２次燃焼用空気供給口４が設けてある。また、前記風箱３の後部側壁３ａから前記各貫通口２に向かって４組のバーナ単体Ｂが組み込まれている。
【０００６】前記バーナ単体Ｂは、中心に焼却灰とこの焼却灰を輸送する１次燃焼用空気を供給する焼却灰供給管５と、この焼却灰供給管５の外周に所定間隔をもって配設した燃料ガス供給管６と、この燃料ガス供給管６の外周に所定間隔をもって、かつ、前記貫通孔２内に装着された２次燃焼用空気を供給する２次燃焼用空気供給管１２とから構成されている。
【０００７】そして、前記燃料ガス供給管６の先端部には先細りとなったガスノズル７が設けられ、このガスノズル７には多数の貫通孔１１を円周上に設けた環状のスタピライザ１０が取り付けられ、このスタピライザ１０の前方のガスノズル７には多数のガス噴出孔８が設けられている。なお、ガスノズル７の先端部と焼却灰供給管５との間で環状の燃料ガス噴出口９を形成する。
【０００８】また、前記２次燃焼用空気供給管１２は前記スタピライザ１０の外周との間に間隙１４が形成されるとともに、前方は前細りとなってコンバスタ１３を構成し、後端部は前記風箱３内に連通している。なお、１５は前記スタピライザ１０に一端が固定されたスパークプラグ、１６は旋回羽根で、１７は火炎検知器である。
【０００９】つぎに、前記構成からなる下水汚泥焼却灰の球状化マルチノズルバーナＡの操業について説明する。まず、焼却灰を１次燃焼用空気と一緒に焼却灰供給管５から炉Ｔ内へ噴出するとともに燃料ガスを燃料ガス供給管６に供給し、２次燃焼用空気を風箱３を介して各２次燃焼用空気供給管１２へ供給し、スパークプラグ１５を点火する。すなわち、燃料ガスの一部はガス噴出孔８から外方に噴出し、この燃料ガスはスタピライザ１０に設けた貫通孔１１から噴出する２次燃焼用空気が形成する渦流により吸引混合されて、前記スパークプラグ１５の点火により火炎を形成することで保炎機能を発揮させるとともに燃料ガス噴出口９からの燃料ガスと１次燃焼用空気との混合ガスを燃焼させる。その後、前記間隙１４からの旋回流となった２次燃焼用空気により２段燃焼することになる。
【００１０】このように、焼却灰を含有する１次燃焼用空気の噴流の周囲を燃焼火炎が取り囲む状態となり、焼却灰は２段燃焼により長い火炎に比較的長時間曝され、その間に浮遊状態となっている焼却灰は溶融して表面張力により球状化し、やがて火炎域外の低温部で冷却され、球状化スラグとなる。
【００１１】前述のように、火炎を長炎とするには、燃料ガスの流速を５．０〜１０．０ｍ／ｓとして２次燃焼用空気と燃料ガスとの混合を緩慢にすることが好ましい。
【００１２】また、バーナの火炎温度は焼却灰の融点以上とする必要がある。すなわち、下水汚泥には高分子系と石灰系とがあるが、高分子系では約１１００℃付近から軟化し１１５０℃付近で溶融を開始する。一方、石灰系の場合は約１２００〜１２５０℃付近で溶融を開始することが判明している。さらに、一般に、火炎温度が高くなるにつれて球状化率も高くなる傾向にあることを考慮すれば、火炎温度を１７００℃以上とすることが好ましい。
【００１３】燃料ガスとしては、天然ガス、プロパンガス、ブタンガス等が好適であるが、高炉ガス等の発熱量が低いガスを使用する場合には、２次燃焼用空気として３０〜１００％酸素富化空気あるいは純酸素を使用して火炎温度を高くすればよい。なお、場合によっては２次燃焼用空気を４００℃以上に予熱してもよい。
【００１４】前記のように、焼却灰は複数のバーナに分散供給されるため、１台のバーナを使用する場合に比べて焼却灰への熱の供給量が大きく、それだけ球状化率は向上する。すなわち、同一燃料原単位（４０００ｋｃａｌ／ｋｇ）で、４０００ｋｃａｌの１台のバーナ（シングルバーナ）と、１０００ｋｃａｌの４台のバーナ（マルチノズルバーナ）とで球状化率を調べた結果、図４に示すように、球状化率は６０％と９０％と大きく差が生じた。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明によれば、複数の火炎に焼却灰を分散供給するため、１台のバーナ火炎に供給するものと異なり焼却灰の分散性がよく、しかも伝熱効率がよいため、焼却灰の球状化率の向上と燃料原単位の低減を図ることができる。また、各バーナ単体の２次燃焼用空気供給管は共通の風箱に連通しているため、それだけバーナ設備をコンパクトにすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１１１２３
【氏名又は名称】中外炉工業株式会社
【識別番号】５９８０８１６６５
【氏名又は名称】清水 洋治
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６３１４（Ｐ２０００−４６３１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１２４５９ |
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