JP2001033014A - 可燃性廃液の熱分解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小容量の炉を用いて可燃性廃液の高温焼却が可
能な熱分解炉を提供する。 【解決手段】炉本体１に形成された２つの燃焼室２ａ、
２ｂ内にそれぞれ第1のバーナ３ａと第2のバーナ３ｂと
を有している。燃焼室２ａ、２ｂは、煙道４に連通して
いる。煙道４は、横断面形状が円形であり、上方に立ち
上がり、次段の処理設備に接続されたものである。第1
及び第2のバーナ３ａ、３ｂは、燃焼室２ａ、２ｂ内に
それぞれ可燃性廃液と液体燃料とを噴射して燃焼させる
ものである。燃焼室２ａ、２ｂに噴射された可燃性廃液
は、液体燃料の燃焼ガスとともに接線方向から煙道４内
に吹込まれ、煙道４内で旋回流を生じ、煙道４内を旋回
しつつ次段の処理設備まで誘導される。その間に廃液の
燃焼が促進され、また二次燃焼して廃液成分は熱分解さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性廃液を処理
する可燃性廃液の熱分解炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃液、廃油、廃酸などは、燃え殻、汚泥
などとともに産業廃棄物に指定され、排出事業者の責任
においての処理が義務づけられている。これら廃液のう
ち、可燃性の廃液に関しては、従来より焼却処分によっ
て処理されてきた。

【０００３】可燃性廃液は、これを燃焼させることによ
って、他の廃棄物の焼却処理と同様に、減量化、無害
化、無臭化のほか、発電や熱利用によるエネルギーの回
収化が可能ではあるものの、現実に燃焼によるダイオキ
シン、塩化水素などの有害成分の発生が大きな社会問題
になったことから、１９９７年の「大気汚染防止法」の
改正により、燃焼温度、燃焼特性が厳しく問われるよう
になり、また、その条件を満たすために、炉の構造の改
善が迫られ、現実問題として、小型炉は使用できないと
いうのが実状である。

【０００４】大学や各研究機関等に設置されている廃棄
物処理炉は、現在そのほとんどが、法規制の対象外とな
っているが、最近では、小規模廃棄物処理炉に関わるダ
イオキシン類の抑制指導書等を出している自治体がでて
きており、今後、大学や各研究機関等に設置されている
廃棄物処理炉といえども、法規制の対象外というわけに
はいかず、いずれ法規制の対象に組み入れられるものと
思われる。

【０００５】勿論、この様な規制の有無に関わらず、社
会的立場から、研究機関や大学の研究室、実験室から排
出される廃液の処理については、それぞれの施設、研究
所、大学において、焼却処理を続ける以上、十分なダイ
オキシン類対策を行い、ダイオキシン類の排出を極力お
さえることが出来る炉を使用しなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、可燃性廃液
を焼却処理するには、バーナから可燃性廃液を噴霧し、
炉内の燃焼室内で燃焼させることによって焼却処分が可
能であるが、単に燃焼温度を上げるのみの処置では、燃
焼室の炉壁を焼損させるだけでダイオキシン類の発生を
防止する処置として有効な対策にはならない。

【０００７】本発明の目的は、小容量の炉を用いて可燃
性廃液の高温焼却が可能な可燃性廃液の熱分解炉を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、炉本体に第１のバーナと第２のバーナとの２本のバ
ーナを有する可燃性廃液の熱分解炉であって、第１のバ
ーナと第２のバーナとは、可燃性廃液または液体燃料を
噴射し、可燃性廃液または、可燃性廃液と液体燃料との
燃焼による燃焼ガスをそれぞれ接線方向から煙道内に導
入するものであり、煙道は、横断面形状が円形であり、
第１のバーナと第２のバーナからそれぞれ受入れた燃焼
ガスを混合し、旋回させながらその長手方向に誘導する
ものである。

【０００９】また、炉本体の燃焼室に第１のバーナと第
２のバーナとを有する可燃性廃液の熱分解炉であって、
第１及び第２のバーナは、可燃性廃液または液体燃料を
燃焼室に噴射して燃焼させるものであり、燃焼室は、煙
道に連通し、可燃性廃液または、可燃性廃液と液体燃料
との燃焼による燃焼ガスをそれぞれ接線方向から煙道内
に導入するものであり、煙道の中心に対し、対称位置に
配置され、煙道は、横断面形状が円形であり、上方に立
ち上がり、次段の処理設備に接続され、あるいは外気に
開口し、燃焼室に噴射された燃焼ガスは、煙道内に吹込
まれて旋回流を生じ、煙道内を旋回しつつ次段の処理設
備まで誘導され、または、外気中に放出されるものであ
る。

【００１０】また、第１及び第２のバーナのうち、少な
くとも一方のバーナーは、可燃性廃液を噴霧し、燃焼さ
せて可燃性廃液の燃焼ガスを発生させるものであり、他
方のバーナは、液体燃料を噴霧し、燃焼させて液体燃料
の燃焼ガスを発生させるものであり、煙道は、廃液の燃
焼ガスを液体燃料の燃焼ガスに混合させて廃液成分を熱
分解させるものである。

【００１１】また、第１及び第２のバーナは、可燃性廃
液を噴霧し、燃焼させて可燃性廃液の燃焼ガスを煙道に
噴射させるものであり、煙道は、両バーナから噴射され
た可燃性廃液の燃焼ガスを混合させて廃液成分を熱分解
させるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって説明する。図１において、本発明による可燃性廃
液の熱分解炉においては、炉本体１に２室の燃焼室（第
１の燃焼室２ａと第２の燃焼室２ｂとして両者を区別す
る）を有し、それぞれの燃焼室に一本ずつのバーナ、す
なわち、第１の燃焼室２ａに第１のバーナ３ａを取り付
け、第２の燃焼室３ｂに第２のバーナ３ｂを取付けたも
のである。

【００１３】本発明において、第１のバーナ３ａと、第
２のバーナ３ｂとの区別は、専ら説明の都合のものであ
って、何れのバーナが第１のバーナであってもよい。

【００１４】各燃焼室２ａ、２ｂに連通する煙道４は、
図１（ｂ）に示すように横断面形状が円形であり、垂直
上方に立ち上がり、その上端に接続されたダクト５を介
して次段の処理設備、例えば急冷塔６に接続されてい
る。勿論、排気ガスの状況によっては、煙道の端部をそ
のまま外気に開口させることもある。

【００１５】図２において、各燃焼室２ａ、２ｂは、煙
道４の円形の接線方向に連通させたものであるが、具体
的な構造として、各燃焼室２ａ、２ｂは、煙道４の円形
の中心Ｏに対し、図２（ｂ）のように、対称位置に配置
されたものであり、各バーナ３ａ、３ｂは、それぞれ燃
焼室２ａ、２ｂの端部に臨ませて取付けられ、この結
果、各バーナ３ａ、３ｂは、煙道４の円形の中心Ｏに対
し、対称位置に配置される。

【００１６】図２において、炉本体１の炉壁の一部に
は、燃焼室近くの煙道４内の様子を観察するための点検
窓７が開口され、点検窓７は、常時は、扉８で塞がれて
いる。

【００１７】図３にバーナの取付構造を示す。図３は、
第１のバーナ３ａの取付構造を示しているが、取付構造
に関しては、第２のバーナについても全く同じである。

【００１８】バーナ３ａは、ケーシング９に保持され、
ケーシング９は、炉本体１の炉壁に固定してバーナ３ａ
の先端を燃焼室２ａ内に臨ませている。また、ケーシン
グ９には、空気取入口１０が開口され、空気取入口１０
より吸引された外気は、バーナ３ａの周囲より燃焼室２
ａ内に導入され，バーナ３ａから噴射される可燃性廃液
または液体燃料の燃焼効率を高める。

【００１９】図４に煙道の構造を示す。図４において、
煙道４は、垂直上方に立ち上がり、長さ方向の全長に渡
り同径の円筒状をなし、その上端部外周には炉出口１１
が開口され、この炉出口１１にダクト５を介して前記急
冷塔が接続されているものである。

【００２０】炉出口１１は、後段の処理設備に備えた吸
引ファン（図示略）の負圧が作用し、燃焼ガスは煙道４
内から強制吸引される。さらに、煙道４の胴部には、熱
交換用空気の導入口１２と導出口１４並びに希釈空気の
導入口１３が開口されている。

【００２１】本発明において、可燃性廃液の処理に際し
ては、第１のバーナ３ａには、液体燃料、たとえば重油
を供給し、これを第１燃焼室２ａ内に噴霧して燃焼さ
せ、燃焼室２ａ、２ｂ付近の煙道４内の温度を８５０℃
以上に昇温させる。

【００２２】次いで第２のバーナ３ｂに可燃性廃液を供
給してこれを第２燃焼室２ｂ内に噴霧して燃焼させる。
第１のバーナ３ａの火炎と、第２のバーナ３ｂの火炎と
は、それぞれの燃焼室２ａ、２ｂから煙道４内に接線方
向からほぼ１８０゜の位相のずれをもって噴出され、そ
の燃焼ガスは、煙道４の曲面に誘導されて旋回流を生
じ、煙道４の曲面にそって滑らかに旋回しつつ煙道４内
を上昇する。

【００２３】この間、重油の燃焼ガスと、可燃性廃油の
燃焼ガスとが煙道４内を旋回中に混合攪拌され、可燃性
廃油の燃焼ガス中に含まれる未燃焼の可燃性廃液成分
は、高温の重油の燃焼ガスに触れて熱分解され、その排
気ガスは、炉出口１１からダクト５を通り、後段処理設
備の内の最先の設備である急冷塔６に送り込まれる。

【００２４】炉出口１１から排出された排ガスは、まず
急冷塔６にて冷却されたのち、次いで洗浄塔に送りこま
れて洗浄され、その後、冷却器にて水分凝縮され、デミ
スターにて、排気ガス中に含まれるミストが除去された
後、ダイオキシン類二次吸着塔を通り、白煙防止の温風
にて再加熱され、最後に煙突に送りこまれ、煙突から外
気中に放出されるが、後段処理設備の図示ならびにその
詳細の説明は、本発明とは直接に関係がないため、これ
を省略する。

【００２５】本発明において、廃液の燃焼温度を８５０
℃以上、炉内での燃焼ガスの滞留時間を２秒以上に設定
する事が重要である。実験によれば、炉の直径８０ｃ
ｍ、高さ５ｍ、煙道の直径４２ｃｍ、炉の炉出口から冷
却塔までのダクトの長さ４．１ｍの仕様にて、２本のバ
ーナを用い、吸引ファンによる１０ｍｍＡｑの負圧を炉
出口１１に作用させ、２流体スプレーノズル方式によ
り、煙道内で燃焼ガスを旋回させることで、燃焼ガスの
炉内滞留時間２秒を実現できた。

【００２６】また、本発明による熱分解炉の炉出口１１
から急冷塔６の入口までのダクト５の長さを熱分解炉の
炉本体１の高さより極力短くし、急冷塔６によるアルカ
リ性、洗煙水の気液接触により、熱分解炉からの燃焼ガ
スを一気に１００以下に冷却することにより、ダイオキ
シン類が発生しやすいとされている燃焼ガス温度領域３
００〜４００℃の雰囲気をできるだけ作らないようにす
ることができた。

【００２７】本発明において、バーナに供給して燃焼で
きる可燃性廃液としては、ヘキサン、酢酸エチル、アセ
トン、エタノール、アセトニトリル、メタノール、ブタ
ノール、ベンゼン、廃油などがある。

【００２８】また、不燃性廃液そのものは、燃焼させる
ことができないが、可燃性廃液に混合し、乳化剤を加
え、十分に攪拌して、エマルジョン化させることによっ
て、安定な可燃性廃液に調整すれば、可燃性廃液と同じ
扱いで燃焼させることができる。

【００２９】難燃性廃液としては、例えば、ホルマリ
ン、現像液、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラク
ロロエチレン、四塩化炭素及び容器洗浄水などが考えら
れる。

【００３０】なお、本発明において、２本のバーナ３
ａ、３ｂの火炎を煙道内に受け入れ、その燃焼ガスを煙
道４内で旋回させながら長手方向である炉本体１の上部
に向けて移動させる事で煙道４内での燃焼ガスの移動空
間が実質的に延長され、長い時間高温を保持して、廃液
成分を十分に熱分解できる。

【００３１】なお、本発明において、第１及び第２のバ
ーナ３ａ、３ｂの内の一方のバーナから廃液、他方のバ
ーナから液体燃料を噴射して廃液の燃焼効率を改善でき
るのはもとより、煙道４内での廃液の二次燃焼による焼
却処理を期待できる。

【００３２】また、第１及び第２のバーナ３ａ、３ｂに
共に可燃性廃液を供給し、それぞれの燃焼室２ａ、２ｂ
に可燃性廃液を噴霧してこれを燃焼させたときには、両
バーナから噴射された可燃性廃液の燃焼ガスが煙道４内
で旋回しつつ互いに接触して高温を保持し、且つ燃焼効
率が高められ、容量の小さい熱分解炉であっても、廃液
成分の熱分解処理を効果的に行う事ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によるときには、
熱分解炉の炉本体に取付けた２本のバーナから、円形断
面の煙道内に向けてそれぞれ接線方向から燃焼ガスを噴
射するため、両バーナから発した燃焼ガスは煙道内を旋
回しながら上昇し、限られた長さの煙道内での燃焼ガス
の移動距離。滞留時間を拡大して廃液成分の熱分解効率
を高めることができる。

【００３４】また、それぞれのバーナを廃液噴霧、燃焼
用、液体燃料噴霧、燃焼用に使い分け、あるいは両バー
ナから廃液を噴霧して廃液の燃焼効率を高め、あるい
は、小容量の炉を用いて比較的多量の廃液処理を行うこ
とが可能となる。

【００３５】また、本発明によるときには、各バーナに
積極的に空気を送り込む事により、廃液の燃焼とともに
煙道内での燃焼ガスの旋回運動を活発に促進する事が可
能であり、その結果、容量が小さい炉であっても、ダイ
オキシン類の発生防止対策の対応が可能となる。

【００３６】また、燃焼ガスを煙道内で旋回運動をさせ
るため、燃焼室から噴射した火炎が煙道の特定個所に集
中的に照射されることがなく、ひいては炉本体の炉壁の
耐久性を高めることが出来る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態示す構成図、
（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ線断面拡大図である。

【図２】（ａ）は、炉本体の平面図、（ｂ）は、燃焼室
と煙道との接続部分を示すもので、図４（ｂ）のＢ−Ｂ
線断面図である。

【図３】バーナの取付け状態を示す図である。

【図４】（ａ）は、炉本体の側面図、（ｂ）は、炉本体
の一部断面正面図である。

【符号の説明】

１ 炉本体 ２ａ、２ｂ 燃焼室 ３ａ、３ｂ バーナ ４ 煙道 ５ ダクト ６ 急冷塔 ７ 点検窓 ８ 扉 ９ ケーシング １０ 空気取入口 １１ 炉出口 １２ 熱交換用空気の導入口 １３ 希釈空気の導入口 １４ 熱交換用空気の導出口

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月２２日（１９９９．７．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による可燃性廃液の熱分解炉においては、炉
本体に第１のバーナと第２のバーナとの２本のバーナを
有する可燃性廃液の熱分解炉であって、第１のバーナと
第２のバーナとは、可燃性廃液または液体燃料を噴射
し、可燃性廃液または、可燃性廃液と液体燃料との燃焼
による燃焼ガスをそれぞれ接線方向から煙道内に導入す
るものであり、煙道は、横断面形状が円形であり、第１
のバーナと第２のバーナからそれぞれ受入れた燃焼ガス
を混合し、旋回させながらその長手方向に誘導するもの
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城 義信 神奈川県川崎市中原区下沼部1933−10 日 本電気環境エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA16 AB01 AC05 AC06 BA04 CA04 DB20 LA03 LA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉本体に第１のバーナと第２のバーナと
   の２本のバーナを有する可燃性廃液の熱分解炉であっ
   て、 第１のバーナと第２のバーナとは、可燃性廃液または液
   体燃料を噴射し、可燃性廃液または、可燃性廃液と液体
   燃料との燃焼による燃焼ガスをそれぞれ接線方向から煙
   道内に導入するものであり、 煙道は、横断面形状が円形であり、第１のバーナと第２
   のバーナからそれぞれ受入れた燃焼ガスを混合し、旋回
   させながらその長手方向に誘導するものであることを特
   徴とする可燃性廃液の熱分解炉。
2. 【請求項２】 炉本体の燃焼室に第１のバーナと第２の
   バーナとを有する可燃性廃液の熱分解炉であって、 第１及び第２のバーナは、可燃性廃液または液体燃料を
   燃焼室に噴射して燃焼させるものであり、 燃焼室は、煙道に連通し、可燃性廃液または、可燃性廃
   液と液体燃料との燃焼による燃焼ガスをそれぞれ接線方
   向から煙道内に導入するものであり、煙道の中心に対
   し、対称位置に配置され、 煙道は、横断面形状が円形であり、上方に立ち上がり、
   次段の処理設備に接続され、あるいは外気に開口し、 燃焼室に噴射された燃焼ガスは、煙道内に吹込まれて旋
   回流を生じ、煙道内を旋回しつつ次段の処理設備まで誘
   導され、または、外気中に放出されるものであることを
   特徴とする可燃性廃液の熱分解炉。
3. 【請求項３】 第１及び第２のバーナのうち、少なくと
   も一方のバーナーは、可燃性廃液を噴霧し、燃焼させて
   可燃性廃液の燃焼ガスを発生させるものであり、 他方のバーナは、液体燃料を噴霧し、燃焼させて液体燃
   料の燃焼ガスを発生させるものであり、 煙道は、廃液の燃焼ガスを液体燃料の燃焼ガスに混合さ
   せて廃液成分を熱分解させるものであることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の可燃性廃液の熱分解炉。
4. 【請求項４】 第１及び第２のバーナは、可燃性廃液を
   噴霧し、燃焼させて可燃性廃液の燃焼ガスを煙道に噴射
   させるものであり、 煙道は、両バーナから噴射された可燃性廃液の燃焼ガス
   を混合させて廃液成分を熱分解させるものであることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の可燃性廃液の熱分解
   炉。