JP2000220817A - 含塵排ガス燃焼処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダストトラブルの少ない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】 燃焼炉２に接続された排ガス導管３を経
て含塵排ガスを燃焼炉２に導入して燃焼する装置におい
て、排ガス導管３の内面の温度をダストの溶融温度以上
とするための加熱手段２９が設けられている。

Description

【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】ごみ焼却灰溶融炉等で発生する排ガスは
可燃性のガスあるいは塵、すなわちダストを含んでお
り、これは専用の燃焼炉等で燃焼処理される。排ガス
は、通常、ダクトの形態をなす排ガス導管を経て燃焼炉
へもたらされる。

【０００３】この場合、溶融炉と燃焼炉とを接続してい
るダクト内でダストが堆積または溶融・固化するのを回
避するために、ダクト内のダストを自動的に除去するク
リーナ装置を配設するか、または作業員が押し棒等の道
具を用いてダストを掻き出し、ダストによるダクトの閉
塞を防止している。

【０００４】上記クリーナ装置を有する装置としては、
例えば、特開平１０−２３８７４５に開示されているも
のが挙げられる。この種の装置は、添付図面の図３にそ
の概要構成が示されているように、電極５０を有する溶
融炉５１と燃焼炉５２とを接続するダクト５３の曲がり
部に、必要時に作動するクリーナ部材５４，５５が設け
られている。

【０００５】クリーナ部材５４は下方（矢印Ａ方向）に
移動してダストを溶融炉５１に向け掻き落とし、またク
リーナ部材５５は横方向（矢印Ｂ方向）に移動してダス
トを燃焼炉５２内へ掻き落としている。非作動時には、
上記クリーナ部材５４，５５は図示の待機位置にあっ
て、排ガスの流通に支障のないようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述す
るような従来の手法には、いくつかの改善すべき点があ
る。

【０００７】 先ず、ダスト除去工程において、クリ
ーナ部材等の存在により、ダクト内の排ガス流通時の通
路抵抗が大きく変動し、これが燃焼炉内での燃焼性を低
下させ、その結果、燃焼せる排ガス中の有害物質の濃度
が増加する。

【０００８】 次に、必要時に作動するクリーナ部材
を有する装置の設置により設備費が高くなる。あるい
は、ダスト除去を作業員が行なうこととすると、人件費
が嵩むのみならず、作業自体が好ましいものとは言えな
い。

【０００９】 ダクトから燃焼炉にかけて、ダイオキ
シン類の再合成領域が形成され、クリーニングダスト内
のダイオキシン類の濃度が高くなる。

【００１０】 ダクトの内壁の劣化が激しく、補修費
が高くなる。

【００１１】本発明は、このような点を改善し、しかも
低コストで製作・操業が可能な含塵排ガス燃焼処理装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、燃焼炉に接続された排ガス導管を経て含塵排ガス
を燃焼炉に導入して燃焼する装置において、排ガス導管
の内面の温度をダストの溶融温度以上とするための加熱
手段が設けられていることにより達成される。

【００１３】こうすることにより、排ガス中のダスト
は、燃焼炉にもたらされるまでの間に、加熱手段によっ
て加熱されて溶融状態となり容易に除去が可能となり、
ダストは排ガス導管の内壁に付着堆積せず、クリーナ部
材等の使用が不要となる。

【００１４】かかる本発明において、排ガス導管は燃焼
炉に向け下向きに傾けて配設され、下流側位置に溶融ダ
スト排出のための溶融ダスト排出口が設けられているこ
とが好ましい。溶融したダストは排ガス導管の内壁面を
つたわって溶融ダスト排出口に向け流下し、自動的に排
出される。その場合、排ガス導管は、溶融ダスト排出口
の下流側に、溶融ダストが燃焼炉内へ流下するのを阻止
し該溶融ダストを溶融ダスト排出口へ導く堰部が設けら
れていることが望ましい。

【００１５】排ガス導管は少なくとも上流側域で内管と
外管を有する二重構造をなし、加熱手段は内管と外管と
の間の空間へ外部から加熱ガスを流入せしめる加熱ガス
供給管を有し、該加熱ガスが内管内の排ガスを加熱する
ようになっているようにすることができる。

【００１６】その際、加熱ガス供給管は、排ガス導管内
で加熱ガスが旋回流を形成するように、該排ガス導管の
中心軸線に対して偏った方向に加熱ガスを送入するよう
に設けられているようにすることもできる。そうするこ
とにより、燃焼炉側の下流域で内管が存在しない領域で
も、高温の加熱ガスは排ガス導管の内壁側に層を形成
し、該内壁に付着しようとするダストを効果的に溶融す
る。

【００１７】上記加熱手段は、排ガス導管の外周に設け
られた電気ヒータであることが可能で、こうすることに
より、温度制御は容易にとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１及び図２に
もとづき、本発明の実施の形態を説明する。

【００１９】図１において、溶融炉１と燃焼炉２とは、
排ガス導管３により接続されている。

【００２０】溶融炉１は、都市ごみ、産業廃棄物等を焼
却した焼却灰を溶融するものであり、本実施形態では電
気抵抗式の溶融炉を構成していて、耐熱性の炉本体４内
へ電極５が昇降自在に進入配設されている。該炉本体４
には、焼却灰の導入口６、溶融金属排出口７そして溶融
スラグ排出口８が設けられている。また、上記溶融炉１
の炉本体４の上部に上記排ガス導管３が設けられ、後述
する燃焼炉２に接続されており、溶融炉１内の上部空間
で発生する排ガスを燃焼炉２へ導入するようになってい
る。該排ガス導管３の溶融炉１における開口部９には、
開度を加減調整する弁１０が設けられていて、制御装置
１１によって開度を調整することが可能となっている。

【００２１】燃焼炉２の炉本体１２は耐熱材により作ら
れており、本実施形態では竪型炉の形式をなしている。
炉本体１２は、内部空間が排ガスを燃焼するための燃焼
室１３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１６が、上端に排気のための排気口
１７が設けられている。

【００２２】上記燃焼室１３は上流側となる一次燃焼室
１４が下部に、下流側となる二次燃焼室１５が上部に位
置するように区分されている。二次燃焼室１５の下端部
をなす絞り部１５Ａは他部に対して内径が小さくなって
いる。

【００２３】炉本体１２の側部下部には、一次燃焼室１
４内へ燃焼されるべき排ガスを供給する前出の排ガス導
管３とパイロットバーナ１８とが取り付けられている。
排ガス導管３は、炉本体１２の下端のダスト排出口１６
に向け下方に傾いて設けられている。この排ガス導管３
については、さらに後述する。また、上記パイロットバ
ーナ１８は、炉本体１２の内壁面よりも没した凹部１８
Ａの底部に設けられていて、パイロットバーナ１８の火
炎が常時上記凹部１８Ａ内にあるようになっている。上
記凹部１８Ａは、パイロットバーナ１８の火炎が上記排
ガス導管３よりも上方でかつ炉心の方向に向くように傾
いて形成されており、また、凹部１８Ａは火炎が該凹部
１８Ａ内に収まるような深さとなっている。

【００２４】炉本体１の一次燃焼室１４には、排ガス導
管３よりも上方の位置に一次空気ノズル１９が設けられ
ている。また、該一次空気ノズル１９の上方位置に始動
バーナ２０が設けられている。

【００２５】二次燃焼室１５の下端部をなす絞り部１５
Ａには、二次空気ノズル２１が設置されている。そし
て、その上方位置には始動バーナ２２が設けられてい
る。

【００２６】上記一次空気ノズル１９と二次空気ノズル
２１は、吹出し空気流が一次燃焼室１４、二次燃焼室１
５内でそれぞれ旋回流を生ずるように、炉本体１２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。

【００２７】上記溶融炉１から燃焼炉２へ排ガスを導く
排ガス導管３は、外管２３と内管２４とを有しており、
外管２３が溶融炉１と燃焼炉２とを接続し、内管２４は
溶融炉１から外管２３の中間位置まで延出している。上
記外管２３は、既述のように、燃焼炉２に向け下方に傾
斜しており、その下端側底部には溶融ダスト排出口２５
が設けられている。このダスト排出口２５の下方には溶
融ダスト取出室２６が形成されており、該溶融ダスト取
出室２６には加熱バーナ２７が設けられている。

【００２８】さらに、上記外管２３の燃焼炉２との接続
部下部には、堰部２８が設けられていて、溶融ダストが
燃焼炉２へ流下するのを阻止し、該溶融ダストを上記溶
融ダスト排出口２５へ向けて導くようになっている。本
実施形態にあっては、外管２３には加熱手段としての加
熱ガス供給管２９が設けられていて、燃料と空気とが混
合されて加熱ガスを形成した状態で外管２３内へ供給さ
れる。この加熱ガス供給管２９は外管２３の軸線よりも
ずれた方向に向いて取り付けられており、外管２３と内
管２４との間の環状空間内で回転流を形成し、内管２４
内の燃焼炉２へ向けた流れと相俟って同方向への旋回流
を生ずる。

【００２９】本実施形態装置では、排ガスは次のように
して処理される。

【００３０】 溶融炉１には、導入口６から焼却灰が
投入され、電極５間の電流により溶融スラグが加熱さ
れ、それによって上記焼却灰も溶融する。焼却灰は溶融
すると、比重の差から溶融スラグと溶融金属とに分離さ
れ、溶融スラグは上方の排出口８からそして溶融金属は
下方の排出口７からそれぞれ排出される。

【００３１】 溶融炉１内で発生した排ガスはダスト
を含んでおり、排ガス導管３を通じて燃焼炉２へ導入さ
れる。この導入排ガス量は溶融炉１内の炉圧を所定範囲
とするようにして決定され、その加減は弁１０の開口度
の調整によりなされる。

【００３２】 排ガスは排ガス導管３により燃焼炉２
へ導入される。その際、排ガスは上流部では内管２４内
にあって、加熱ガス供給管２９からの加熱ガスの熱によ
り内管２４を介して加熱され、下流部ではダストは溶融
されて外管２３へ達し、その下流端の溶融ダスト排出口
２５へ至り、そこから落下して溶融ダスト取出室２６か
ら取り出される。上記溶融ダスト排出口２５の周辺及び
溶融ダスト取出室２６は加熱バーナ２７の火炎により加
熱されていて、溶融ダストが降温して固化するというこ
とはない。

【００３３】 上記外管２４内では、高温ガスが旋回
流を形成していて、外管２４内壁面は高温になってお
り、溶融ダストは溶融状態を維持する。また、外管２４
内壁を流下する溶融ダストは、堰部２８により燃焼炉２
内へ流れることなく、確実に溶融ダスト排出口２５へ導
かれる。

【００３４】 かくして、ダストの殆どが溶融して除
去された状態で排ガスは燃焼炉２へ導かれる。排ガスに
ダストが残留していても、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１６へ向かって
飛翔する。排ガスのうち、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。

【００３５】 パイロットバーナ１８からは凹部１８
Ａ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１９
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１９からの空気流は、一次燃焼室１４内で旋回流を
生じ、炉内壁面を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１５へ至
る。

【００３６】 二次燃焼室１５では、燃焼ガスは絞り
部１５Ａにて二次空気ノズル２１から空気の供給を受
け、上昇する際に始動バーナ２２から加熱されてさらに
燃焼を促進する。二次空気ノズル２１は絞り部１５Ａ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。

【００３７】 一次空気ノズル１９そして二次空気ノ
ズル２１は旋回流を生ずるが、その際、排ガス中に多少
なりとも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。

【００３８】 燃焼後のガスは排気口１７から炉外へ
排気されて次の処理を受ける。

【００３９】本発明は，図１の形態に限定されず、変形
可能である。例えば、加熱手段は、図２のごとく、電気
ヒータによるものでもよい。

【００４０】図２において、溶融炉の炉本体４と燃焼炉
の炉本体１２とを接続する排ガス導管３１にはその下流
端近傍に溶融ダスト排出口２５が設けられている。この
実施形態においても、図１装置の場合と同様に、炉本体
２との境界に堰部を設けておくことが望ましい。上記排
ガス導管３１の外周には、加熱手段としての電気ヒータ
３２が設けられている。かくして、排ガス導管３１内を
流れる排ガスは電気ヒータ３２により排ガス導管３１を
介して加熱されて、該排ガス中のダストは溶融して溶融
ダスト排出口２５より流下する。

【００４１】本発明は、図示した燃焼炉が竪型炉でなく
とも横型炉であっても適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
排ガス導管内を流れる排ガス中のダストは燃焼炉に達す
る前に溶融させて系外へ除去されるので、排ガス導管内
でのダスト固化によるトラブルを回避でき、長期安定操
業を可能とすると共に補修費低減を図ることができる。
また、従来のようなクリーナ装置を用いないので、清掃
工程を不要とし設備のコストを低減すると共に、危険な
作業を行なわなくとも済むようになる。さらには、排ガ
スの流量変動も小さくなる。また、上記ダスト溶融除去
により、ダイオキシン類の再合成の抑制を可能とする。
次に、加熱手段を内管と外管との間に送入する加熱ガス
とするならば、省エネルギーそしてランニングコストの
低下が図れる。その場合、加熱ガスを旋回流としかつ内
管を下流側で外管内で開放するならば、管内面での局所
低温という事態が回避されダストトラブルが低減する。
そして、排ガス中に可燃物を含むときには、これが排ガ
ス導管内で部分燃焼し、燃焼炉の小型化が図れる。加熱
手段を電気ヒータとするならば、温度制御が容易とな
り、排ガスの性状変動への追従性が向上し、排ガスの低
公害化そして省エネルギーにつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。

【図２】他の実施形態を示す図である。

【図３】従来装置の概要構成図である。

【符号の説明】

２ 燃焼炉 ３ 排ガス導管 ２３ 外管 ２４ 内管 ２５ ダスト排出口 ２８ 堰部 ２９ 加熱手段（加熱ガス供給管） ３２ 加熱手段（電気ヒータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K061 AA11 AA18 AA23 AB03 AC03 AC19 CA11 DA17 EB11 NB10 NB27 3K070 DA05 DA07 DA09 DA29 DA56 DA58 3K078 BA03 BA26 CA02 CA04 CA09 CA17 CA25

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼炉に接続された排ガス導管を経て含
   塵排ガスを燃焼炉に導入して燃焼する装置において、排
   ガス導管の内面の温度をダストの溶融温度以上とするた
   めの加熱手段が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。
2. 【請求項２】 排ガス導管は燃焼炉に向け下向きに傾け
   て配設され、下流側位置に溶融ダスト排出のための溶融
   ダスト排出口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。
3. 【請求項３】 排ガス導管は、溶融ダスト排出口の下流
   側に、溶融ダストが燃焼炉内へ流下するのを阻止し該溶
   融ダストを溶融ダスト排出口へ導く堰部が設けられてい
   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。
4. 【請求項４】 排ガス導管は少なくとも上流側域で内管
   と外管を有する二重構造をなし、加熱手段は内管と外管
   との間の空間へ外部から加熱ガスを流入せしめる加熱ガ
   ス供給管を有し、該加熱ガスが内管内の排ガスを加熱す
   るようになっていることとする請求項１ないし請求項３
   のうちの一つに記載の含塵排ガス燃焼処理装置。
5. 【請求項５】 加熱ガス供給管は、排ガス導管内で加熱
   ガスが旋回流を形成するように、該排ガス導管の中心軸
   線に対して偏った方向に加熱ガスを送入するように設け
   られていることとする請求項４に記載の含塵排ガス燃焼
   処理装置。
6. 【請求項６】 加熱手段は、排ガス導管の外周に設けら
   れた電気ヒータであ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。