JP2000213716A - 廃棄物処理プラント - Google Patents
廃棄物処理プラントInfo
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Abstract
できながら、メインバーナーのクリープ破壊を確実に回
避できるようにする。 【解決手段】 熱分解ガスとカーボン残渣とを燃焼溶融
炉13に受け入れて燃焼させる燃焼溶融設備4を設け、
燃焼溶融炉13にメインバーナー61を設け、熱分解ガ
スを燃焼溶融炉13に流通案内する熱分解ガス管路5
2、又は熱分解反応器に、ボイラ18の主蒸気管路70
から分岐した分岐蒸気管路64を連通接続し、分岐蒸気
管路64を介して燃焼溶融炉13に蒸気を供給する蒸気
供給状態と、蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え
可能な切り換え手段65を設けて、切り換え手段65に
より蒸気供給状態に切り換えることで、メインバーナー
61を蒸気で冷却可能に構成してある。
Description
応器で熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する熱分解反
応設備を設け、前記熱分解ガスと、前記熱分解残渣から
選別されたカーボン残渣とを燃焼溶融炉に受け入れて燃
焼させる燃焼溶融設備を設け、前記燃焼溶融炉の燃焼ガ
スを熱源とするボイラ設備を設け、前記燃焼溶融炉にメ
インバーナーを、前記熱分解ガスの流路内に位置する状
態に設けてある廃棄物処理プラントに関する。
の処理開始時や、熱分解反応設備に対する廃棄物の供給
量が少なくなったとき、あるいは熱分解反応設備側のト
ラブル発生時等には、燃焼溶融炉(以下、この項等で
「溶融炉」と称する)に対する熱分解ガスとカーボン残
渣との供給量が少ない状態になる。
燃焼を続けていたのでは、溶融炉の燃焼ガスの温度が低
下して、ボイラ設備やその発生蒸気を利用する下手側の
設備に種々の不具合を生じさせる(例えば、ボイラ設備
の下手側に発電設備を配備して、ボイラからの蒸気で蒸
気タービン・発電機を運転させて発電するプラントで
は、発電不能になったり蒸気タービン等の運転が不安定
になったりする)。
は、例えば、油焚きメインバーナー(以下、この項等で
「メインバーナー」と称する)により溶融炉内で油焚き
して燃焼ガスの温度を上げている。
に位置する状態に設けてあるから、溶融炉で熱分解ガス
とカーボン残渣とを燃焼させる通常運転時には、熱分解
ガスでメインバーナーが冷却されて、バーナー本体の温
度が過度に上昇することはないが、油焚き中は熱分解ガ
スの供給量が少量又はゼロになっていることからバーナ
ー本体の温度が過度に上がって、バーナー本体がクリー
プ破壊することが考えられなくもない。
ナー本体を高耐熱性の部材で構成してあった。
内での油焚きに対応する高耐熱性の部材は高価であっ
た。
も限度があり、高耐熱性の部材の温度が1000°Cを
越えてもクリープ破壊しないとはいえなかった。
ーナーを安価に構成できながら、メインバーナーのクリ
ープ破壊を確実に回避できるようにする点にある。
成・作用・効果は次の通りである。
トにおいて、前記熱分解反応器からの熱分解ガスを前記
燃焼溶融炉に流通案内する熱分解ガス管路、又は前記熱
分解反応器に、前記ボイラ設備におけるボイラの主蒸気
管路から分岐した分岐蒸気管路を連通接続し、前記分岐
蒸気管路を介して前記燃焼溶融炉に蒸気を供給する蒸気
供給状態と、前記蒸気を供給しない非供給状態とに切り
換え可能な切り換え手段を設けて、前記切り換え手段に
より前記蒸気供給状態に切り換えることで、前記メイン
バーナーを前記蒸気で冷却可能に構成してある。
溶融炉に対する熱分解ガスの供給量が少量又はゼロであ
り、そのために、メインバーナーを熱分解ガスで冷却す
ることができなくなるが、切り換え手段により蒸気供給
状態に切り換えることで、メインバーナーを冷却するこ
とができる。
に切り換えると、ボイラからの蒸気が分岐蒸気管路と熱
分解ガス管路とを流通して溶融炉内に入り込む。あるい
は、切り換え手段により蒸気供給状態に切り換えると、
ボイラからの蒸気が分岐蒸気管路と熱分解反応器内と熱
分解ガス管路内とを流通して溶融炉内に入り込む。
流路内に位置しているから、熱分解ガス管路を流通する
蒸気でメインバーナーを冷却することができる。
解ガス管路は低酸素又は無酸素雰囲気にあるために、例
えば、前記熱分解ガス管路に空気を供給してバーナー本
体を冷却する構造のものでは、空気が前記低酸素又は無
酸素雰囲気の熱分解ガス管路に入り込んで、その熱分解
ガス管路内で熱分解ガスが燃焼する不具合があるが、請
求項1の構成では、熱分解ガス管路に蒸気を供給するか
ら上記の不具合はない。
にして冷却するから、バーナー本体を従来よりも耐熱性
が低い部材で構成することができる。
又は熱分解ガス管路に供給する蒸気は、既設のボイラか
らの蒸気のうちの一部の蒸気であり、熱分解反応器又は
熱分解ガス管路に供給するための専用のボイラを設ける
必要がないから、設備にコストがかからない。
窒素ガス等を供給してメインバーナーを冷却する構造に
比べるとコストがかからない。
通する蒸気、あるいは分岐蒸気管路と熱分解反応器内と
熱分解ガス管路とを流通する蒸気でそれらの流路のすす
を落とすこともできる。
[ロ],[ハ]により、燃焼溶融炉内のメインバーナー
を安価に構成できながらメインバーナーのクリープ破壊
を確実に回避できるようになった。
メインバーナーの冷却にかかるコストを低く抑えること
ができ、上記作用[ヘ]により、メインバーナーの冷却
ととも熱分解ガスの流路のメンテナンスも行うことがで
きるようになった。
次の通りである。
て、前記メインバーナーのバーナー本体の温度を検出す
る温度センサと、その検出結果に基づいて前記切り換え
手段を制御する制御手段とを設け、前記バーナー本体の
温度が設定値を越えたことを前記温度センサが検出する
と、前記制御手段が切り換え手段を制御して、前記蒸気
供給状態になるよう構成してある。
の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏す
ることができる。
を温度センサが検出すると、その検出結果に基づいて制
御手段が切り換え手段を制御して、前記蒸気供給状態に
する。
きるから、作業者が切り換え手段をいちいち切り換え操
作する必要がなく、また、切り換え忘れ等の問題も回避
できる。
き、請求項1の構成による効果と同様の効果をより得や
すくなった。
次の通りである。
において、前記燃焼溶融炉側の熱分解ガス管路部分に前
記メインバーナーを挿入させて、前記熱分解ガスが前記
メインバーナーの周りをそのメインバーナーの軸芯方向
に流れて前記燃焼溶融炉に入り込むよう構成してある。
と同様の作用を奏することができるのに加え、熱分解ガ
ス(又は蒸気)がメインバーナーの周りをそのメインバ
ーナーの軸芯方向に流れるから、メインバーナーを冷却
しやすくなる。
よる効果と同様の効果を奏することができるのに加え、
メインバーナーの冷却効率を上げることができて、請求
項1又は2の構成による効果と同様の効果をより得やす
くなった。
に基づいて説明する。
ュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラ
ントである熱分解ガス化溶融プラントを示してある。
備1・熱分解反応設備2・熱分解残渣選別設備3・高温
燃焼溶融設備4・ボイラ発電設備5・排ガス処理設備6
から成り、廃棄物から鉄・アルミニウム・ガラス等の有
価物を再利用しやすい形で回収でき、熱効率・発電効率
が高く、低NOx・低ダイオキシン化できるなど、地球
環境保全・循環型環境社会に適合するプラントである。
る廃棄物の処理について説明する。 [前処理設備1]廃棄物ピット7に貯留された廃棄物を
破砕機8で150mm角以下に破砕し、破砕廃棄物を搬
送装置9等で熱分解反応設備2に送る。
の廃棄物をスクリューコンベア10がコンベアケース1
1内に受け入れて熱分解反応器12内に搬送供給し、熱
分解反応器12により廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰
囲気で約450°Cの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分
解する。熱分解ガスは高温燃焼溶融炉13(以下、「溶
融炉13」と称する)に送り、熱分解残渣は熱分解残渣
選別設備3に送る。以上の各部の詳細な構造については
後で説明する。
2からの熱分解残渣を粗大物振動スクリーン78で選別
し、選別された熱分解残渣を冷却振動コンベア14で冷
却しながら搬送し、1次振動スクリーン15・クリーニ
ングドラム79等を介して鉄・アルミニウム・銅・ガラ
ス等の有価物(以下、「鉄類」と称する)を鉄類ヤード
16に回収し、鉄類以外のカーボン残渣をカーボン残渣
サイロ80から溶融炉13に送る。
ケットタイプで熱分解残渣を発火等が起こらない温度
(約80°C)まで窒素雰囲気中で冷却する。
ボン残渣・集塵ダスト(後述のボイラ18や電気集塵器
17からの灰である)を溶融炉13に炉頂側から吹き込
み、これらを旋回燃焼する。集塵ダストは溶融し、炉底
から連続排出される。以上の各部の詳細な構造について
は後で説明する。
ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、約6
00°Cで過熱蒸気管群に送り、エコノマイザーを通し
て約200°Cで電気集塵器17に送る。ボイラ18で
40ata・400°Cの蒸気を熱回収し、タービン1
9・発電機20で電気として回収する。
気集塵器17・バグフィルター22等で処理して煙突2
5から排気する。排ガス量が少ないために排ガス処理設
備6は狭いスペースであっても設置できる。
する。
すように、廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解
する熱分解反応器12を設けるとともに、廃棄物ピット
7からの廃棄物をコンベアケース11内に受け入れて熱
分解反応器12に搬送供給するスクリューコンベア10
を、その搬送終端側のコンベアケース部分が熱分解反応
器12内に入り込む状態に設けて構成してある。
ベア10からの廃棄物を中空内に受け入れる横型の回転
ドラム27を設けるとともに、廃棄物加熱用の熱媒体と
しての加熱ガスを流通させる複数本の伝熱管28を回転
ドラム27の中空内に、その回転ドラム27の長手方向
に沿う状態に設け、伝熱管28に対する加熱ガス供給部
29と加熱ガス排出部30と、熱分解ガス・熱分解残渣
排出部31とを設けて構成してある。
ース11の搬送終端側を回転ドラム27の軸芯方向一端
面側に連通接続してある。
下手側ほど下方に位置する状態に傾斜させて、回転軸芯
を据えつけ面に対して約1.5度傾斜させてある。
方向両端側を一対の遊転ローラ機構32に回転自在に各
別に支持させ、両遊転ローラ機構32間の回転ドラム部
分の外周部に全周にわたって設けた大径ギア33と、支
持台35に支持させた電動モータM1に設けた小径ギア
34とを噛み合わせて、電動モータM1の駆動で回転ド
ラム27を回転駆動(1.5rpm)するよう構成して
ある。
側に各別に設けた一対の隔壁36,37にわたって架設
してあり、図5に示すように、回転ドラム27の内壁面
側に互いが近接する状態に複数本(全数の約2/3の
数)を配置するとともに、それらの伝熱管28よりも回
転ドラム27の内方側に、各伝熱管28が放射状に並ぶ
ように複数本(全数の約1/3の数)を配置してある。
て伝熱管28で廃棄物が掻き上げられて混合攪拌され、
加熱ガスの熱が効率よく伝わるようになる。
方向下手側の隔壁37から、回転ドラム27と同芯状の
廃棄物排出管38を前記搬送方向下手側に延出してあ
る。
口39を備えた加熱ガス供給ケース40を、前記廃棄物
排出管38の長手方向中間部分を囲む状態に、かつ、回
転ドラム27の回転を許す状態に支持台35に位置固定
して構成してある。
1から加熱ガスを供給する。供給される加熱ガスの温度
は約530°Cである。
口42を備えた加熱ガス排出ケース43を、スクリュー
コンベア10の所定長さにわたるコンベアケース部分を
囲む状態に、かつ、回転ドラム27の回転を許す状態に
支持台35に位置固定して構成してある。加熱ガス排出
口42から排出される加熱ガスの温度は約300°Cで
ある。
は、加熱ガス排出ケース43から突き出た廃棄物排出管
部分に熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45を連通接
続し、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース45の上端側
に熱分解ガス排出口46を、下端側に熱分解残渣排出口
47を形成して構成してある。
を支持台35上の台車48に支持させてあり、回転ドラ
ム27と同芯状に姿勢設定して、回転ドラム27の両隔
壁36,37のうち廃棄物の搬送方向上手側の隔壁36
に設けた中心孔にコンベアケースの終端部を臨ませ、搬
送始端側のコンベアケース部分の上面側に廃棄物供給口
を形成し、台車48上の電動モータM2に連動連結した
スクリュー軸50にスクリュー羽根51を設けて構成し
てある。
せてスクリューコンベア10を回転ドラム27から抜き
出して行う。
ース43等の固定部と回転ドラム27との間にはシール
機構を設けて、空気の流入や加熱ガスの洩れを防止して
ある。
明する。
2からの熱分解ガスを流通させる熱分解ガス管路52の
終端部を溶融炉13の炉頂部に上方側から連通接続し、
その熱分解ガス吹き込み部53の近傍の炉頂部部分に、
カーボン残渣吹き込み部54と集塵ダスト吹き込み部5
5とを設けてある。
ダストは、ボイラ18・ガス冷却室21・電気集塵器1
7から排出される灰で、これらの灰は灰集合コンベア7
7等で灰サイロ76に集め、灰ブロア75により集塵ダ
スト吹き込み部55側に供給する。
インバーナー61(以下、「メインバーナー」と称す
る)を下向き姿勢に設けて、廃棄物の処理開始時や、熱
分解反応設備2に対する廃棄物の供給量が少なくなった
とき、あるいは熱分解反応設備2側のトラブル発生時等
に燃焼させるようにしてある。
熱分解ガスとカーボン残渣との溶融炉13への供給量が
少ない状態になっており、そのために、そのまま熱分解
ガス等による燃焼を続けていたのでは、溶融炉13の燃
焼ガスの温度が低下し、ボイラ18や蒸気タービン19
等の運転が不安定になって発電不能になる不具合があ
る。
は、メインバーナー61により油焚きすることで燃焼ガ
スの温度を上げて上記の不具合を回避する。
からの空気を流通させる外筒62(バーナー本体に相
当)と、外筒62に同芯状に挿入した内筒63(バーナ
ー本体に相当、燃焼機構等を備えている)とを設けて構
成し、熱分解ガス管路52の終端側に外筒62及び内筒
63の前半側を挿入させ(つまり熱分解ガスの流路内に
位置させ)、熱分解ガスが外筒62の周りをその外筒6
2の軸芯方向に流れて溶融炉13に入り込むよう構成し
てある。
渣を燃焼させる通常運転時には、メインバーナー61を
熱分解ガスで冷却することができて、外筒62及び内筒
63の過度の温度上昇を防止することができる。
頂部に、メインバーナー61の点火時の火種となるイグ
ニッションバーナー82と,熱分解ガスを安定して燃焼
させるためのパイロットバーナー83(図2参照)とを
1個づつ配設するとともに、点検口84とフレームアイ
85(炎を観察するカメラである)とを複数個づつ配設
してある。
み口56Aを、熱分解ガス吹き込み部53(及びメイン
バーナー61の先端部)の周りの炉頂部に分散配置し、
熱分解ガス管路52の終端部の周りに一次燃焼空気第2
吹き込み口56Bを形成し、メインバーナー61の外筒
62と内筒63との間の空間を一次燃焼空気第3吹き込
み口56Cに形成してある。
に、横向き姿勢の複数個づつの二次燃焼空気吹き込み口
57と三次燃焼空気吹き込み口58とを周方向に分散配
置してある。
56C,57,58への空気の供給は、押し込みファン
59により空気管路60に空気を流通させて行う。
排ガス再循環ファン68により再循環排ガス管路71に
流通させて炉内に供給するよう構成してある。そして、
その排ガスを吹き込む複数個づつの二次燃焼空気吹き込
み口69と三次燃焼空気吹き込み口86とを、前記空気
管路60側の二次燃焼空気吹き込み口57や三次燃焼空
気吹き込み口58とは別個に、かつ、それらに対応させ
て周方向に分散配置してある。
に吹き込む排ガスは外気よりも温度が高いから、外気を
炉内に吹き込む場合に比べると、二次燃焼空気又は三次
燃焼空気で炉内の温度が低下しにくいという利点があ
る。
塵ダスト・カーボン残渣は旋回燃焼する。そして集塵ダ
ストは溶融し、溶融スラグは炉壁を伝わって炉下方に流
れ、水砕コンベア72・スラグヤードコンベア73を介
してスラグヤード74に搬送する。
0.7・温度1250°C、その下側の第2ゾーンZ2
は空気比0.9・温度1350°C、第2ゾーンZ2の
下側の第3ゾーンZ3は空気比1.3・温度1400°
Cで燃焼し、最も下側の第4ゾーンZ4は、排ガス再循
環により空気比1.3・温度1280°Cを保つ。
から低空気比で燃焼させることができ、低空気比燃焼に
より排ガスが少なくなる。また上記のように、多段燃焼
・排ガス再循環させて低NOx化し、十分な炉内滞留時
間(2秒以上)をとって低ダイオキシン化する。
り、耐火物の温度が高温にならないように、かつ、耐火
物の表面温度がスラグの溶融温度よりもやや低めになる
ように構成してある。耐火物表面にはスラグのセルフコ
ーティング層が形成される。このセルフコーティング層
は耐火物保護層として機能し、耐火物の侵食を防止す
る。
中)は熱分解ガスの供給量が少量又はゼロになっている
ために、メインバーナーの外筒62・内筒63等を熱分
解ガスで冷却することができず、これらの温度が上が
る。
70から分岐した分岐蒸気管路64を熱分解ガス管路5
2に連通接続し、メインバーナー61を蒸気で冷却可能
に構成してある。
分解ガス管路52から溶融炉13に蒸気を供給する蒸気
供給状態と、蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え
可能な切り換え弁65(切り換え手段に相当)を設け、
前記外筒62の温度を検出する熱電対66(温度センサ
に相当)を外筒62の外壁に付設し、前記熱電対68の
検出値が700°C(設定値に相当)を越えると、その
検出結果に基づいて、前記蒸気供給状態になるように切
り換え弁65を開放制御する制御装置67(制御手段に
相当)を設けてある。
終わるまで前記蒸気供給状態を続けるよう構成してもよ
く、前記熱電対66の検出値が700°C以下になる
と、前記非供給状態になるように前記切り換え弁65を
制御装置67で制御するよう構成してもよい。
ーナー61の外筒62と内筒62等とを蒸気で冷却する
ことができて、それらの温度の過度の上昇を回避でき、
クリープ破壊を回避できる。
Kg/Cm2 ,供給量が500Kg/hr(1時間当た
り)である。
は、その先端側の管路部分を複数に分岐させて、各管路
部分を熱分解ガス管路52に所定の間隔で連通接続して
あり、熱分解ガス管路52の内壁に付着したすす等を蒸
気で除去可能にも構成してある。
蒸気供給系は、メインバーナー61の冷却手段とスート
ブロアとを兼用した構造になっている。スートブロアと
して作動させる場合、全ての管路部分を介して熱分解ガ
ス管路52に蒸気を供給する。
動させる場合は、そのうちの一つの管路部分を介して熱
分解ガス管路52に蒸気を供給する。なお、全ての管路
部分、又はそのうちの複数の管路部分を介して熱分解ガ
ス管路52に蒸気を供給してもよい。
解ガス管路52に分岐蒸気管路64を連通接続したが、
分岐蒸気管路64を熱分解反応器12に連通接続してあ
ってもよい。
で構成してあってもよい。
るバーナーであってもよく、また、微粉炭等の固体を燃
料とするバーナーであってもよい。
温度を検出し、その検出結果に基づいて制御装置67で
前記切り換え弁65を切り換え制御するよう構成してあ
ってもよい。
出結果に基づいて、制御装置67で切り換え弁65を切
り換え制御するよう構成したが、前記温度センサ66や
前記制御装置67を設けることなく、油焚きに当たって
前記切り換え弁65を人為操作で切り換えるよう構成し
てあってもよい。
り適宜変更することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 廃棄物を熱分解反応器で熱分解ガスと熱
分解残渣とに熱分解する熱分解反応設備を設け、前記熱
分解ガスと、前記熱分解残渣から選別されたカーボン残
渣とを燃焼溶融炉に受け入れて燃焼させる燃焼溶融設備
を設け、前記燃焼溶融炉の燃焼ガスを熱源とするボイラ
設備を設け、前記燃焼溶融炉にメインバーナーを、前記
熱分解ガスの流路内に位置する状態に設けてある廃棄物
処理プラントであって、 前記熱分解反応器からの熱分解ガスを前記燃焼溶融炉に
流通案内する熱分解ガス管路、又は前記熱分解反応器
に、前記ボイラ設備におけるボイラの主蒸気管路から分
岐した分岐蒸気管路を連通接続し、前記分岐蒸気管路を
介して前記燃焼溶融炉に蒸気を供給する蒸気供給状態
と、前記蒸気を供給しない非供給状態とに切り換え可能
な切り換え手段を設けて、前記切り換え手段により前記
蒸気供給状態に切り換えることで、前記メインバーナー
を前記蒸気で冷却可能に構成してある廃棄物処理プラン
ト。 - 【請求項2】 前記メインバーナーのバーナー本体の温
度を検出する温度センサと、その検出結果に基づいて前
記切り換え手段を制御する制御手段とを設け、前記バー
ナー本体の温度が設定値を越えたことを前記温度センサ
が検出すると、前記制御手段が切り換え手段を制御し
て、前記蒸気供給状態になるよう構成してある請求項1
記載の廃棄物処理プラント。 - 【請求項3】 前記燃焼溶融炉側の熱分解ガス管路部分
に前記メインバーナーを挿入させて、前記熱分解ガスが
前記メインバーナーの周りをそのメインバーナーの軸芯
方向に流れて前記燃焼溶融炉に入り込むよう構成してあ
る請求項1又は2記載の廃棄物処理プラント。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP01298699A JP3739026B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 廃棄物処理プラント |
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---|---|---|---|
JP01298699A JP3739026B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 廃棄物処理プラント |
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JP01298699A Expired - Fee Related JP3739026B2 (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 廃棄物処理プラント |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3739026B2 (ja) |
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JP2007078239A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉、並びに該溶融炉における制御方法及び装置 |
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