JP2003114018A - 煙道内堆積物の除去方法 - Google Patents
煙道内堆積物の除去方法Info
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Abstract
法を提供する。 【解決手段】 廃棄物の焼却炉とその後段に配置された
ガス処理設備とを連結する煙道の内壁に堆積した堆積物
を煙道に設けたノズルからガスを煙道内に吹き込んで除
去する方法において、煙道内の雰囲気温度と前記堆積物
の焼結開始温度とに基づいて、前記ノズルの先端部にお
けるガス流速を調整する。
Description
・堆積(以下、単に堆積ともいう)した物をガスによっ
て機械的に吹き飛ばして煙道内から除去する方法に関
し、特に廃棄物焼却炉の排ガス中に含有される飛灰が廃
棄物焼却炉と排ガス処理設備とを連結する煙道に堆積し
た堆積物(以下、煙道内堆積物ともいう)の除去方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】廃棄物の焼却炉内の温度および炉内ガス
の流速条件によっては、排ガス中に含有される飛灰が廃
棄物の焼却炉と排ガス処理設備とを連結する煙道の内壁
に堆積し、ついには、煙道が閉塞するという事態にまで
至ることがある。 【0003】例えば、特開平9−72518号公報に
は、廃棄物溶融炉の排ガス中に含まれる飛灰が、廃棄物
溶融炉と排ガス処理設備とを連結する煙道内で液化を始
める前に、冷却ガスを吹き付けて煙道の内壁への飛灰の
付着防止を図る方法や、排ガスの流れが変わる煙道内の
部位に、熱伝導率の大きな耐火物を内張りして耐火物表
面温度を300℃以下とすることで、飛灰が煙道内に付
着するのを抑制する方法等が提案されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに冷却ガスを吹き付ける方法や耐火物表面温度を30
0℃以下にする方法は、煙道におけるヒートロスが大幅
に増加するという問題が生じること、ならびに排ガス温
度を所定温度の範囲内に維持することが困難となり、ダ
イオキシンの再合成が生じる可能性があるという問題も
懸念される。 【0005】本発明の目的は、前記冷却ガスを吹き付け
る方法や耐火物表面温度を300℃以下にする方法によ
って付着防止を図るのではなく、煙道内堆積物を効率良
く除去する方法を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】機械的に吹き飛ばして煙
道内堆積物を除去する方式について、検討を重ねた結
果、以下の知見を得た。 【0007】(A)煙道の内壁に堆積した飛灰は、焼結
開始温度がその組成により相違し、焼結した飛灰と、焼
結していない飛灰とでは、機械的に吹き飛ばすときに必
要なノズル先端部におけるガス流速(m3(標準状態)
/(S・ノズル先端部断面積m2)=m/S)が相違す
る。 【0008】(B)ミニプラント試験設備の煙道を使用
して、煙道内の雰囲気温度およびノズル先端部における
ガス流速(以下、単にガス流速ともいう)を変更して、
堆積した飛灰(焼結開始温度:950℃)を除去する試
験を行った。 【0009】図1は、試験方法を示す概念図である。同
図に示すように、試験方法は、ラバールノズル1(スロ
ート径:9.5mm、出口径:14.2mm、ノズル長
さ:800mm)を煙道2の壁面で内部に向かって開い
た状態で設置し、このラバールノズル1の先端部3から
煙道対向面までの距離Lを0.45mとし、煙道の雰囲
気温度とノズル先端部のガス流速(窒素ガスを使用)V
nとを変化させて、吹き飛ばしたときに残る窪み部の飛
灰の最大堆積厚みD(mm)を求める。 【0010】なお、煙道内の雰囲気温度とは、ノズルの
軸4と煙道の軸5とが交差する交点6の温度を意味す
る。ここで、煙道内の雰囲気温度の測定点を煙道の軸5
と交差する交点6としたのは、煙道の半径方向の各点で
交点6が最も温度が高いからである。 【0011】また、この飛灰の最大堆積厚みD(mm)
とは、1ヶ月間連続操業した後に残存した飛灰の最大厚
みであり、この最大厚みが120mm以下であれば、操
業継続上、問題とならない厚みと評価でき、窪み部には
凹凸部があるため凸部の最大部を基に飛灰の最大堆積厚
みD(mm)を求める。 【0012】図2は、煙道内の雰囲気温度をパラメータ
としたガス流速Vnと飛灰の最大堆積厚みDとの関係を
示すグラフである。なお、図中の□は1050℃、●は
950℃、○は900℃、△は800℃の雰囲気温度で
の試験結果をそれぞれ示す。 【0013】同図に示すように、950℃以上の雰囲気
温度のときに、飛灰の最大堆積厚みDを120mm以下
に維持するには、約550m/S以上のガス流速が必要
であり、950℃未満の雰囲気温度で飛灰の最大堆積厚
みDを120mm以下に維持するには、約250m/S
以上のガス流速が必要である。 【0014】(C)飛灰の焼結開始温度は、その組成に
より異なるため、対象飛灰の焼結開始温度を事前に調査
し、対象とする煙道のノズル先端から煙道対面までの距
離Lを考慮し、最適なノズル形状等を選択した上で、煙
道内の雰囲気温度を基に必要なガス流速Vnを求めれば
よい。 【0015】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、「廃棄物の焼却炉とその後段に配
置されたガス処理設備とを連結する煙道の内壁に堆積し
た堆積物を煙道に設けたノズルからガスを煙道内に吹き
込んで除去する方法において、煙道内の雰囲気温度と前
記堆積物の焼結開始温度とに基づいて、前記ノズルの先
端部におけるガス流速を調整することを特徴とする煙道
内堆積物の除去方法」である。 【0016】 【発明の実施の形態】本発明で使用するノズルは、ガス
流速を高めることが可能なラバール型ノズルが好ましい
が、ストレート型ノズルでもよい。 【0017】ガス流速とは、前記の通り、ノズル先端部
(噴射ガス出口部)におけるガス流速(m/S)を意味
する。複数のノズルを煙道の長手方向に沿って設置する
場合のノズルピッチは、煙道の内径によって影響を受け
るため一義的には決まらないが、煙道長手方向にノズル
を0.5〜3.0mピッチに配置するのが望ましい。円
周方向には、ノズルを0.5〜2.0mピッチに配置す
るのが望ましい。 【0018】また、ノズル設置角度(煙道の軸とノズル
の軸とがなす角度:煙道軸を基準にした時計回りの角
度)は30〜90度が好ましい。ガス噴射のタイミング
は、間欠的ではなく、連続的にノズルからガスを吹き込
むのが最も効果的であるが、堆積された飛灰は数分間程
度の短時間で成長するものではないため、例えば0.5
〜5時間毎に0.5〜5秒間程度、間欠的にガス噴射し
ても効果がある。また、使用するガスは、煙道内部に可
燃性ガスが多く存在する場合には窒素等の不活性ガスが
好ましく、煙道内部に完全燃焼後の非可燃性ガスが多く
存在する場合には空気等の酸素を含有するガスでもよ
い。少なくとも温度上昇を伴わない限り、いずれであっ
てもよい。 【0019】以下に飛灰の焼結開始温度の測定方法例を
示す。 (1)飛灰を100g用意し、直径150mm×高さ2
50mmの鉄製反応容器(以下、レトルトともいう)に
入れる。 (2)レトルトを誘導加熱炉内部に保持し、所定温度ま
で昇温する。 (3)所定の保持温度にて2時間保持した後、レトルト
を冷却して、外に取り出す。 (4)レトルトから飛灰を取り出し、肉眼で飛灰の粒子
同士の固着有無を調べる。 (5)上記(1)から(4)までの手順で、保持温度を
900℃から1250℃まで、10℃毎に区切って実験
し、飛灰が焼結を開始する温度を調べる。ここで、飛灰
の焼結開始温度とは、少なくとも飛灰の粒子同士の固着
が認められたときの保持温度である。 【0020】以下に、焼結開始温度の測定例を示す。表
1に示すSiO2、CaOおよびAl2O3を主成分とし
て構成される代表的な飛灰が焼結開始する温度を、前記
測定方法にしたがって実験的に調べた結果、その温度は
950〜1100℃であることがわかった。 【0021】 【表1】 【0022】廃棄物焼却炉とは、ストーカ式や流動床式
等の焼却炉のほか、シャフト式、流動床式およびキルン
式のガス化溶融炉、さらに焼却灰等を溶融するための電
気炉等の灰溶融炉である。 【0023】また、その後段に配置されたガス処理設備
とは、ガス温度を下げるための減温塔(あるいは冷却
塔)、および飛灰を捕集するためのバグフィルターや電
気集塵機等であるが、それらに限定されるものではな
く、焼却炉から排出された排出ガスを何らかの方法で処
理する設備である。煙道はそれらを連結するガス流路を
いい、本発明に従ってノズルを設置する位置は、特に制
限されないが、煙道の閉塞防止を目的とすることから、
飛灰により閉塞が起こり易い部位、例えば、煙道ガスの
流れ方向が変わる部位等であれば良いが、煙道全長およ
び全周にわたって所定ピッチに設けてもよい。 【0024】 【実施例】(実施例1)廃棄物焼却炉として、日量20
質量トンの一般廃棄物を処理できるガス化溶融炉を使用
して以下の試験を行った。 【0025】ガス化溶融炉と排ガス冷却装置とを連結す
る煙道は、内径0.45mであり、長さが6.5mであ
る。また、煙道内部の温度は、煙道軸のガス入側で12
00℃であり、ガス出側で1070℃であった。 【0026】表2に一般廃棄物をガス化溶融したときに
煙道に付着していた代表的な飛灰の成分組成と焼結開始
温度を示す。 【0027】 【表2】 【0028】ガス吹き込みノズルとしては、ラバールノ
ズル(スロート径:9.5mm、出口径:14.2m
m、ノズル長さ:800mm)を使用し、煙道入側から
出側に向かって2mピッチで3本(以下、No.1、N
o.2およびNo.3ノズルという)配置した。またガス
吹き込みは、1時間毎に3秒間、所定ガス流速で実施し
た。 【0029】表3〜5に、No.1〜No.3ノズルにお
けるノズル先端部のガス流速と、1ヶ月間連続操業した
後に堆積した飛灰の最大堆積厚みとを示す。 【0030】 【表3】 【0031】 【表4】 【0032】 【表5】 【0033】なお、表3〜5中の評価欄の記号は煙道内
部の堆積量が以下の通りであることを示す。 ○:飛灰の最大堆積厚みが120mm以下であり、操業
の継続に支障が無い。 ×:飛灰の最大堆積厚みが120mm超であり、操業の
継続に支障が有る。 【0034】表3〜5に示すように、雰囲気温度が11
00〜1190℃のときに、ノズル先端部のガス流速が
700m/S以上であれば、飛灰の最大堆積厚みは90
mm以下であり、目標の最大堆積厚みである120mm
以下とすることが可能であった。 【0035】(実施例2)廃棄物焼却炉として、日量2
0質量トンの一般廃棄物を処理できるガス化溶融炉を使
用して以下の試験を行った。 【0036】ガス化溶融炉と排ガス冷却装置とを連結す
る煙道は、内径0.45mであり、長さが6.5mであ
る。また、煙道内部の温度は、煙道軸のガス入側で90
0℃であり、ガス出側で800℃であった。 【0037】表6に一般廃棄物をガス化溶融したときに
煙道に付着していた代表的な飛灰の成分組成と焼結開始
温度を示す。 【0038】 【表6】 【0039】ガス吹き込みノズルとしては、ラバールノ
ズル(スロート径:9.5mm、出口径:14.2m
m、ノズル長さ:800mm)を使用し、煙道入側から
出側に向かって2mピッチで3本(以下、No.4、N
o.5およびNo.6ノズルという)配置した。またガス
吹き込みは、1時間毎に3秒間、所定ガス流速で実施し
た。 【0040】表7〜9に、No.4〜No.6ノズルにお
けるノズル先端部のガス流速と、1ヶ月間連続操業した
後に堆積した飛灰の最大堆積厚みとを示す。 【0041】 【表7】 【0042】 【表8】 【0043】 【表9】【0044】なお、表7〜9中の評価欄の記号は煙道内
部の堆積量が以下の通りであることを示す。 ○:飛灰の最大堆積厚みが120mm以下であり、操業
の継続に支障が無い。 ×:飛灰の最大堆積厚みが120mm超であり、操業の
継続に支障が有る。 【0045】表7〜9に示すように、雰囲気温度が83
0〜900℃のときに、ノズル先端部のガス流速が40
0m/S以上であれば、飛灰の最大堆積厚みは60mm
以下であり、目標の最大堆積厚みである120mm以下
とすることが可能であった。 【0046】 【発明の効果】煙道内の雰囲気温度と堆積物の焼結開始
温度とに基づいて、ノズルの先端部におけるガス流速を
調整する本発明の方法により、煙道内堆積物を効率よく
除去することができる。
Vnと飛灰の最大堆積厚みDとの関係を示すグラフであ
る。 【符号の説明】 1:ラバールノズル 2:煙道 3:ノズル先端部 4:ノズルの軸 5:煙道の軸 6:ノズルの軸と煙道の軸との交点 D:飛灰の最大堆積厚み L:ノズル先端部から煙道対面までの距離
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 廃棄物の焼却炉とその後段に配置された
ガス処理設備とを連結する煙道の内壁に堆積した堆積物
を煙道に設けたノズルからガスを煙道内に吹き込んで除
去する方法において、煙道内の雰囲気温度と前記堆積物
の焼結開始温度とに基づいて、前記ノズルの先端部にお
けるガス流速を調整することを特徴とする煙道内堆積物
の除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001306391A JP2003114018A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 煙道内堆積物の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001306391A JP2003114018A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 煙道内堆積物の除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003114018A true JP2003114018A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19126036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001306391A Pending JP2003114018A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 煙道内堆積物の除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003114018A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005030664A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Ebara Corp | 廃棄物のガス化溶融装置 |
JP2008207179A (ja) * | 2008-03-10 | 2008-09-11 | Ebara Corp | 廃棄物のガス化溶融装置 |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306391A patent/JP2003114018A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005030664A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Ebara Corp | 廃棄物のガス化溶融装置 |
JP2008207179A (ja) * | 2008-03-10 | 2008-09-11 | Ebara Corp | 廃棄物のガス化溶融装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051214 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060926 |