JP2003232511A - 廃液の燃焼方法および燃焼装置 - Google Patents
廃液の燃焼方法および燃焼装置Info
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- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/10—Liquid waste
- F23G2209/101—Waste liquor
Abstract
り効率的に利用する。 【解決手段】 廃液Wが供給されて燃焼させられる燃焼
炉1と、この燃焼炉1から排出された排ガスGが熱源と
して供給される加熱器12と、この加熱器12に接続さ
れて廃液Wの一部を熱源により結晶化する結晶缶13
と、この結晶缶13により結晶化された廃液Wの一部よ
りなる結晶Dを分離して残部を燃焼炉1に供給する分離
機14とを備え、廃液Wを燃焼炉1に供給して燃焼する
とともに、この燃焼炉1から排出された排ガスGの熱に
より廃液Wを加熱してその一部を結晶化させ、残部を燃
焼炉1に供給する。
Description
害物質を含有するためにそのまま排出することができな
い廃液を燃焼させて無害化処理するための廃液の燃焼方
法および燃焼装置に関するものである。
が水分であって残余が有機物や無機物であり、石油化学
工業を始めとするあらゆる産業分野、および民生分野に
おいて発生するが、そのうち、例えば有機物、あるいは
有害物質を含有するためにそのまま系外に放出すること
ができない廃液は、無害化処理を行わなければならな
い。そして、このような無害化処理の一手段として、廃
液を燃焼炉に噴霧して高温で燃焼させることによる高温
酸化処理、すなわち焼却処理があり、大量の廃液を処理
することができるため多用されている。
廃液を燃焼させて処理するための燃焼方法として、上記
燃焼炉の外壁部分にジベンジルトルエンや高分子オイル
等の熱媒を循環させてその温度や炉内表面温度を制御す
ることにより、燃焼炉の内壁に内張りされた耐火物の寿
命の延長を図ることを提案している。すなわち、この燃
焼方法においては、縦型円筒状をなす燃焼炉の外壁部分
がジャケット構造とされて上述のような熱媒が供給可能
とされており、この熱媒の温度を制御することによって
炉内壁をその表面温度が適当な範囲となるように冷却す
ることにより、廃液中のアルカリ分に由来するアルカリ
溶融塩を炉内壁の内張り耐火物表面にコーティングして
自己保護膜を形成し、この耐火物の浸食を防いでその寿
命の延長を図っている。
における廃液の燃焼によって生じた排ガスは、燃焼炉の
下部から排出されてアルカリ液が噴射されることにより
該排ガス中のアルカリが溶解され、さらに冷却塔におい
てアルカリ液が噴霧されて蒸発潜熱による冷却がなされ
た後に、除塵等の排ガス処理がなされて煙突から排出さ
れる。一方、この排ガスに噴射、噴霧されてアルカリを
溶解したアルカリ液は、燃焼炉の下部に設けられたタン
クに回収され、一部が循環させられて再び排ガス中のア
ルカリ溶解や上記冷却塔における排ガスの冷却に用いら
れ、残りは系外に排出される。しかしながら、こうして
燃焼炉から排出される排ガスは、炉内温度が900℃〜
1000℃と高温であるために冷却後においても90℃
程度と高温であるにも関わらず、上述のように除塵等の
排ガス処理がなされた後に煙突から大気中に放出されて
しまうため、燃焼炉で廃液を燃焼させることによって生
じたエネルギーのうち、特にこの排ガスとともに排出さ
れる熱のエネルギーは効率的に利用されているとは言い
難く、かかるエネルギーをより確実に回収してその有効
利用を図ることが求められていた。
もので、廃液の燃焼によって生じたエネルギーをより効
率的に利用することが可能な廃液の燃焼方法および燃焼
装置を提供することを目的としている。
のような目的を達成するために、本発明の廃液の燃焼方
法は、第1に、廃液を燃焼炉に供給して燃焼するととも
に、この燃焼炉から排出された排ガスの熱により上記廃
液を加熱してその一部を結晶化させ、残部を上記燃焼炉
に供給することを特徴とし、第2には、廃液を燃焼炉に
供給して燃焼するとともに、この燃焼炉から排出された
排ガスの熱により上記廃液を加熱して濃縮し、この濃縮
された廃液を上記燃焼炉に供給することを特徴とする。
また、同様に本発明の廃液の燃焼装置は、第1に、廃液
が供給されて燃焼させられる燃焼炉と、この燃焼炉から
排出された排ガスが熱源として供給される加熱器と、こ
の加熱器に接続されて上記廃液の一部を上記熱源により
結晶化する結晶缶と、この結晶缶により結晶化された上
記廃液の一部よりなる結晶を分離して残部を上記燃焼炉
に供給する分離機とを備えてなり、第2には、廃液が供
給されて燃焼させられる燃焼炉と、この燃焼炉から排出
された排ガスが熱源として供給される加熱器と、この加
熱器に接続されて、上記燃焼炉に供給される廃液を上記
熱源により蒸発させて濃縮する蒸発缶とを備えてなるこ
とを特徴とする。
においては、燃焼炉から排出された排ガスが熱源とされ
てその熱により廃液が加熱させられ、第1の燃焼方法お
よび燃焼装置ではこれによって廃液が一部結晶化させら
れて残部の液状部分が燃焼炉に供給されて燃焼させら
れ、また第2の燃焼方法および燃焼装置では廃液が蒸発
濃縮させられて燃焼炉に供給され、燃焼させられる。す
なわち、いずれの場合も、燃焼炉における廃液の燃焼に
よって上記排ガスに与えられた熱エネルギーにより、こ
の燃焼炉に供給される廃液の減容化を図ることができる
ので、当該廃液を燃焼させるために燃焼炉に供給される
補助燃料や燃焼用空気の削減、あるいはこの燃焼により
生じる燃焼排ガス自体を削減することができるととも
に、燃焼炉およびその周辺設備のコンパクト化を促すこ
とができる。ここで、上記燃焼炉から排出される排ガス
は、そのまま廃液の結晶化や蒸発濃縮の熱源とするには
上述のように高温すぎるので、上記燃焼炉と加熱器との
間に、この燃焼炉から排出された排ガスに水分を与えて
冷却する排ガス冷却手段を備えて、加熱器にはこの水分
の蒸気を含んだ排ガスを上記熱源として供給し、廃液を
加熱して結晶化や蒸発濃縮を図るのが望ましい。
の燃焼装置の実施形態を示すものであり、以下この燃焼
装置の構成について説明するとともに、この燃焼装置を
用いた本発明の第1の廃液の燃焼方法の実施形態につい
ても合わせて説明する。本実施形態において燃焼炉1は
縦型円筒状をなし、その頂部中央には助燃バーナー2が
設けられていて、この助燃バーナー2からは灯油等の補
助燃料Fが燃焼用空気によって下向きに燃焼炉1内に噴
射されて燃焼させられるとともに、この助燃バーナー2
の周りの燃焼炉1の肩部には、廃液Wを燃焼炉1内に噴
霧する複数(ただし、図1には1つしか描かれていな
い)のノズル3…が周方向に等間隔に、かつ円筒状をな
す燃焼炉1の中心線に向けて斜め下向きに設けられてお
り、これらのノズル3…から燃焼炉1内に噴霧された廃
液Wが、上記助燃バーナー2の補助燃料Fの燃焼によっ
て燃焼させられる。
よりなる内張りがなされている一方、この耐火物に接す
る外壁4部分は二重壁のジャケット構造とされて内部に
燃焼炉1の下部から上部に至る空間が形成されており、
この空間には燃焼炉1の外部に備えられた冷却手段5に
よって冷却水C、すなわち水が供給されて通水され、該
冷却手段5との間で循環可能とされている。この冷却手
段5は、上記外壁4のジャケットに供給された冷却水C
の液面レベルよりも高い位置に設けられて燃焼炉1との
間で循環させられる冷却水Cを保持するヘッドタンク6
と、このヘッドタンク6から燃焼炉1に冷却水Cを供給
するポンプ7と、これらヘッドタンク6とポンプ7とを
接続する管路に設けられて循環する冷却水Cを冷却する
冷却器8とを備えたものであり、ヘッドタンク6に保持
された冷却水Cはポンプ7によって燃焼炉1の外壁4が
なすジャケット構造の上記空間に流通させられ、内壁部
分の上記耐火物を冷却する代わりに自身は加熱されてヘ
ッドタンク6へと返送され、さらに冷却器8によって冷
却されて循環させられる。
態における排ガス冷却手段としてのディゾルバー9が設
けられていて、燃焼炉1内における廃液Wの燃焼によっ
て生じた900℃〜1000℃程度の高温の排ガスG
は、燃焼炉1の下部からこのディゾルバー9に排出され
て、該ディゾルバー9内においてアルカリ液が噴射され
ることにより90℃程度にまで冷却されるとともに該排
ガスG中のアルカリが溶解され、次いでセパレーター1
0に供給される。このとき、ディゾルバー9内に噴射さ
せられたアルカリ液は、上述のように排ガスG中のアル
カリを溶解してディゾルバー9底部のタンク11に回収
され、一部が循環させられて再び排ガスG中のアルカリ
溶解に用いられる一方、噴射されたアルカリ液の水分の
一部は排ガスGの熱によって蒸発させられて蒸気とミス
トとを生じ、このうちミストM分は上記セパレーター1
0において分離されてタンク11に返送させられる。ま
た、このタンク11に回収されたアルカリ液の残りは系
外に排出される。なお、このようにディゾルバー9にお
いて排ガスGにアルカリ液を噴射する代わりに、ディゾ
ルバー9底部のタンク11に保持されたアルカリ液の液
面レベルよりも低い位置に燃焼炉1からの排ガスGの排
出口を配置して、排ガスGをこのアルカリ液内に吹き込
んで排出することによりそのアルカリ溶解と冷却とを行
うようにしてもよい。
冷却されてセパレータ10によりミスト分が分離された
排ガスGは加熱器12にその熱源として供給され、この
加熱器12には、本実施形態では上記燃焼炉1に供給さ
れるべき廃液Wの一部をこの熱源により加熱して結晶化
する結晶缶13が接続されるとともに、この結晶缶13
には該結晶缶13により結晶化された上記廃液Wの一部
よりなる結晶Dを分離して残部の廃液Wを上記燃焼炉1
に供給する分離機14が接続されている。すなわち、上
記加熱器12内には加熱管が配設されていて、その内部
に結晶缶13に保持された廃液Wがポンプ15により供
給されて結晶缶13に循環させられるとともに、加熱器
12内の加熱管の周りには上記排ガスGが供給されて管
内部を流れる廃液Wを加熱する。ここで、この排ガスG
には、上記排ガス冷却手段としてのディゾルバー9にお
いて水分(アルカリ液)が与えられることによって約5
0vol%程度の蒸気が含まれており、加熱器12における
廃液Wの加熱は専らこの蒸気が凝固する際に失う熱によ
って行われる。なお、この蒸気が凝固した水分はディゾ
ルバー9の上記タンク11に戻される。
廃液Wは、その水分が加熱されて蒸発させられることに
より一部に結晶化が生じる。そこで、この一部が結晶化
した廃液Wをポンプ16により結晶缶13から抜き出し
て上記分離機14に供給し、この分離機14において結
晶Dを濾過等により分離するとともに、残った濾液すな
わち残部の廃液Wは濾液タンク17に一旦保持して、さ
らにその一部を結晶缶13に循環させるとともに、残り
の廃液Wはポンプ18によって燃焼炉1の上記ノズル3
…に供給し、該燃焼炉1内に噴霧して燃焼させる。な
お、加熱器12において廃液Wを加熱した排ガスGは、
ベンチュリースクラバー19を介して吸収塔20に送ら
れ、ダストやNOx、SOx等が吸収、除去された後に
大気に放出される。
形態の廃液Wの燃焼方法および燃焼装置においては、燃
焼炉1における廃液Wの燃焼によって生じた排ガスGの
熱により、加熱器12において該廃液Wが加熱されて結
晶缶13でその一部が結晶化させられ、その結晶Dが分
離機14において分離された後の廃液Wが上記燃焼炉1
に供給されて燃焼させられるので、結果的にこの結晶D
が分離された分、燃焼炉1に供給して燃焼させる廃液W
の減容化あるいは減量化を図ることができる。このた
め、この廃液Wを燃焼させるために助燃バーナー2に供
給する補助燃料Fや燃焼用空気の量も削減することがで
きて経済的な廃液Wの処理を促すことができるととも
に、これに伴って燃焼により発生する排ガスG自体の量
も削減することができるので、最終的に大気に排出され
る排ガス量や特にこれに含まれる炭酸ガス量の低減を図
ることができ、燃焼によって生じたエネルギーの一層の
有効利用を図ることが可能となる。また、こうして燃焼
炉1に供給される廃液Wが減量化されることにより、燃
焼炉1自体の容量も小さくできるとともにその周辺設備
も小型化できる一方、排ガス量が削減されることによっ
てこの排ガスGを処理するための上記吸収塔20等の排
ガス設備も小さくすることができ、結果的に装置全体の
コンパクト化を図ってさらに経済的な廃液Wの燃焼によ
る処理を図ることが可能となる。
において廃液Wを、灯油等の補助燃料Fを用いて助燃バ
ーナー2により燃焼させた場合、廃液W自体の燃焼量に
もよるが、上述のように燃焼炉1内温度は900℃〜1
000℃に達し、これと同程度の高温の燃焼排ガスGが
排出され、またこの廃液Wがアルカリを含有するもので
あるときには、はやり上述のように排ガス中にもアルカ
リが含まれてしまうため、そのような高温でしかもアル
カリを含有する排ガスGをそのまま加熱器12に導入し
たのでは、廃液Wを結晶化させるには高温すぎたり当該
加熱器12の本体や上記加熱管などに早期に付着及び損
傷を生じたりしてしまうおそれがある。そこで、本実施
形態では、この燃焼炉1と加熱器12との間に、燃焼炉
1から排出された排ガスGに水分を与えて冷却する排ガ
ス冷却手段としてディゾルバー9を備えて、このディゾ
ルバー9により燃焼炉1から排出された排ガスGに水分
を与えて冷却するとともに、この水分としてアルカリ液
を用いることにより排ガスG中のアルカリを溶解させ、
さらにこうして水分を高温の排ガスGに与えることによ
って蒸発した該水分の蒸気を含んだ排ガスGにより加熱
器12において廃液Wを加熱するようにしており、これ
により高温の排ガスGを90℃程度にまで冷却して廃液
Wの結晶化に適当な温度とするとともに、排ガスG中の
アルカリを除去して加熱器12の損傷等を防止すること
が可能となる。
液Wの燃焼装置を示すものであり、図1に示した第1の
実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を
省略する。すなわち、この第2の実施形態では第1の実
施形態の結晶缶13に代えて蒸発缶21が加熱器12に
接続されており、該装置を用いた廃液Wの燃焼方法の第
2の実施形態では、この蒸発缶21と加熱器12との間
でポンプ15によって廃液Wを循環させることにより、
燃焼炉1で生じた排ガスGを熱源としてその熱により加
熱器12において廃液Wを加熱して蒸発缶21で蒸発濃
縮させ、こうして濃縮させられた廃液Wを燃焼炉1に供
給して燃焼させることを特徴としている。ここで、この
蒸発缶21はポンプ22を介して燃焼炉1の上記ノズル
3…に接続されていて、蒸発缶21で濃縮された廃液W
が該燃焼炉1内に噴霧可能とされるとともに、この蒸発
缶21にはコンデンサー23を介して真空ポンプ24が
接続されており、該蒸発缶21内が減圧状態とされるよ
うになされている。
Wの燃焼装置および燃焼方法においては、燃焼炉1から
排出された排ガスの熱を熱源として廃液Wが加熱器12
において50℃以上にまで加熱されて蒸発缶21に循環
させられ、この蒸発缶21内が真空ポンプ24によって
減圧状態とされていることとも相俟って、該廃液W中の
水分が蒸発させられて濃縮させられる。そして、こうし
て濃縮させられた廃液Wが燃焼炉1に供給されて燃焼さ
せられるので、この第2の実施形態においても、燃焼炉
1に供給されて燃焼させられる廃液Wの減容化、減量化
を図ることができ、これにより補助燃料Fや燃焼用空気
の量の削減および燃焼装置のコンパクト化による経済性
の向上や、燃焼排ガス量の削減による炭酸ガスの大気へ
の放出抑制を促して、燃焼エネルギーの有効利用と地球
温暖化の防止とを可能とすることができる。また、本実
施形態でも、排ガスは、排ガス冷却手段としてのディゾ
ルバー9により冷却されて加熱器12に導入されるの
で、廃液Wを蒸発に適した50℃以上の温度に昇温させ
て蒸発缶21に循環させることができるとともに、この
ディゾルバー9によって排ガス中のアルカリが溶解され
るので、加熱器の損傷等を防止することができる。
焼方法および燃焼装置によれば、燃焼炉で廃液を燃焼し
て発生した排ガスを加熱器の熱源として、結晶缶により
廃液を一部結晶化して残部を燃焼炉に供給し、あるいは
蒸発缶により廃液を蒸発濃縮させて燃焼炉に供給するこ
とにより、この燃焼炉に供給されて燃焼させられる廃液
の減容化を図ることができ、これに伴い燃焼に要する補
助燃料や燃焼用空気を削減するとともに燃焼装置のコン
パクト化を図って経済的な廃液の燃焼処理を可能とし、
また排ガス量自体も削減して炭酸ガスの放出抑制による
地球温暖化の防止に貢献することができ、燃焼によって
生じたエネルギーの一層の有効利用を可能とすることが
できる。
である。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 廃液を燃焼炉に供給して燃焼するととも
に、この燃焼炉から排出された排ガスの熱により上記廃
液を加熱してその一部を結晶化させ、残部を上記燃焼炉
に供給することを特徴とする廃液の燃焼方法。 - 【請求項2】 廃液を燃焼炉に供給して燃焼するととも
に、この燃焼炉から排出された排ガスの熱により上記廃
液を加熱して濃縮し、この濃縮された廃液を上記燃焼炉
に供給することを特徴とする廃液の燃焼方法。 - 【請求項3】 上記燃焼炉から排出された上記排ガスに
水分を与えて冷却するとともに、この水分の蒸気を含ん
だ排ガスにより上記廃液を加熱することを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の廃液の燃焼方法。 - 【請求項4】 廃液が供給されて燃焼させられる燃焼炉
と、この燃焼炉から排出された排ガスが熱源として供給
される加熱器と、この加熱器に接続されて上記廃液の一
部を上記熱源により結晶化する結晶缶と、この結晶缶に
より結晶化された上記廃液の一部よりなる結晶を分離し
て残部を上記燃焼炉に供給する分離機とを備えてなるこ
とを特徴とする廃液の燃焼装置。 - 【請求項5】 廃液が供給されて燃焼させられる燃焼炉
と、この燃焼炉から排出された排ガスが熱源として供給
される加熱器と、この加熱器に接続されて、上記燃焼炉
に供給される廃液を上記熱源により蒸発させて濃縮する
蒸発缶とを備えてなることを特徴とする廃液の燃焼装
置。 - 【請求項6】 上記燃焼炉と加熱器との間には、この燃
焼炉から排出された排ガスに水分を与えて冷却する排ガ
ス冷却手段が備えられており、上記加熱器には上記水分
の蒸気を含んだ排ガスが上記熱源として供給されること
を特徴とする請求項4または請求項5に記載の廃液の燃
焼装置。
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