JP2003240219A

JP2003240219A - 廃液の燃焼方法および燃焼装置

Info

Publication number: JP2003240219A
Application number: JP2002033063A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Sato; 吉信佐藤; Yasuhiko Kamijo; 泰彦上條; Naohito Kikuchi; 尚仁菊池; Naotake Yamada; 尚武山田
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】廃液の燃焼のエネルギーを利用して、廃液を
燃焼炉に供給するノズルに詰まりを生じることがなく、
より少ない供給用空気によって確実に廃液を燃焼炉に供
給する。【解決手段】外壁５がジャケット構造とされ、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
のジャケットに冷却媒体Ｃを循環させて冷却する冷却手
段６とを備え、この冷却手段６に、燃焼炉１から返送さ
れて加熱された冷却媒体Ｃと燃焼炉１に供給される廃液
Ｗとの間で熱交換を行って廃液の粘度を低下させる熱交
換器９を備えて、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の外壁５には冷却媒体Ｃを供給
して燃焼炉１を冷却する一方、冷却後の加熱された冷却
媒体Ｃによって廃液Ｗを加熱することにより廃液Ｗの粘
度を低下させて燃焼炉１に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば有機物や有
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。

【０００２】

【従来の技術】液状廃棄物すなわち廃液は、その大部分
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。

【０００３】ここで、本発明の発明者らは、このように
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、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。そして、燃焼炉を冷却した後の熱媒は、例えば燃
焼炉に供給される廃液を蒸発缶において加熱することに
より蒸発させて濃縮するための熱源として利用すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
燃焼炉に供給される廃液を蒸発濃縮させてその濃度を高
めると、廃液の種類によってはその粘性が著しく高くな
ってしまうことがある。そして、このように廃液の粘性
が高くなりすぎると、この廃液を燃焼炉内に供給するた
めの供給用空気の供給量を多くしたり供給圧を高くした
りしなければならなくなったり、場合によってはこの廃
液を燃焼炉内に噴霧して供給するためのノズルなどに詰
まりを生じてしまったりするおそれがある。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、廃液の燃焼によって生じたエネルギーを利用し
て、廃液を燃焼炉に供給するためのノズルに詰まりを生
じさせたりすることがないのは勿論、より少ない供給用
空気によっても廃液を燃焼炉に供給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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
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、廃液を燃焼炉に供給して燃焼するとともに、この
燃焼炉の外壁には冷却媒体を供給して該燃焼炉を冷却す
る一方、冷却後の加熱された冷却媒体によって上記廃液
を加熱することにより該廃液の粘度を低下させて上記燃
焼炉に供給することを特徴とし、また、本発明の廃液の
燃焼装置は、外壁がジャケット構造とされ、廃液が供給
されて燃焼させられる燃焼炉と、この燃焼炉の上記ジャ
ケットに冷却媒体を循環させて冷却する冷却手段とを備
え、この冷却手段に、上記燃焼炉から返送されて加熱さ
れた上記冷却媒体と該燃焼炉に供給される上記廃液との
間で熱交換を行って該廃液の粘度を低下させる熱交換器
を備えたことを特徴とするものである。

【０００７】従って、このような構成の燃焼装置におい
て、上記冷却手段により燃焼炉に供給されて循環させら
れる冷却媒体は、燃焼炉において炉内壁を冷却する代わ
りに自身は加熱され、熱交換器において燃焼炉に供給さ
れる廃液を加熱するが、このとき上述のように廃液を加
熱して蒸発濃縮するのではなく、廃液の濃度はそのまま
に温度のみを昇温させることにより、廃液はその粘度が
低下させられて流動しやすくなる。そこで、上記燃焼方
法のように、こうして粘度が低下させられた廃液を燃焼
炉に供給することにより、この廃液を噴霧して供給する
ためのノズルなどに詰まりが生じることはなく、むしろ
より少ない低圧の供給用空気によって廃液を燃焼炉に供
給することが可能となり、効率的かつ安定した廃液の燃
焼を図ることができる。なお、上記冷却媒体としては、
上述したような熱媒や、あるいは冷却水すなわち水を用
いるようにしてもよい。

【０００８】また、上記冷却手段に、燃焼炉から返送さ
れて加熱された冷却媒体と該燃焼炉に上記廃液を供給す
るための供給用空気との間で熱交換を行う熱交換器を備
えて、この冷却後の加熱された冷却媒体により、燃焼炉
に廃液を供給するための供給用空気をも加熱するように
すれば、特に廃液を噴霧して燃焼炉に供給する場合にお
いてノズルに詰まりが生じたりするのを一層確実に防止
することができるとともに、燃焼炉における廃液の燃焼
効率の向上を図ることができる。さらに、上記冷却手段
に、燃焼炉から返送されて加熱された冷却媒体と該燃焼
炉に供給される燃焼用空気との間で熱交換を行う熱交換
器を備えて、冷却後の加熱された冷却媒体により、燃焼
炉に供給される燃焼用空気をも加熱するようにしてもよ
い。なお、これら供給用空気や燃焼用空気としては、大
気や、あるいはＰＳＡによって酸素濃度を高めた高酸素
濃度含有空気を用いるようにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の廃液の燃焼装置
の一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
発明の廃液の燃焼方法の一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Ａ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、温実施形態における供給用空気として
の噴霧用空気Ｂによって燃焼炉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。また、この燃焼によって生じた排ガスＧ
は、燃焼炉１の下部から排出されてアルカリ液により該
排ガスＧ中のアルカリが溶解され、さらに図示されない
冷却塔で冷却された後に、除塵等の排ガス処理がなされ
て排出される。さらに、この排ガスＧ中のアルカリを溶
解したアルカリ液は、燃焼炉１の下部に設けられたタン
ク４に回収され、一部が循環させられて排ガスＧ中のア
ルカリ溶解や上記冷却塔における排ガスＧの冷却に用い
られ、残りは系外に排出される。

【００１０】また、この燃焼炉１の内壁部分には耐火材
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５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６に
よって冷却水すなわち水や、上述したような熱媒が冷却
媒体Ｃとして供給されて通水され、該冷却手段６との間
で循環可能とされている。この冷却手段６は、上記外壁
５のジャケットに供給された冷却媒体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
れる冷却媒体Ｃを保持するヘッドタンク７と、このヘッ
ドタンク７から燃焼炉１に冷却媒体Ｃを供給するポンプ
８とを備えたものであり、ヘッドタンク７に保持された
冷却媒体Ｃはポンプ８によって燃焼炉１の外壁５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７へと返送され、循環させられる。なお、この冷
却媒体Ｃとして冷却水を用いる場合には、上記ジャケッ
ト構造の空間内や冷却手段６における冷却媒体Ｃの循環
経路にスケール等が付着するのを防止するため、軟水を
用いるのが望ましい。

【００１１】そして、本実施形態ではこの冷却手段６の
ヘッドタンク７とポンプ８との間の冷却媒体Ｃの循環経
路に熱交換器９が備えられており、この熱交換器９に
は、燃焼炉１に上記ノズル３…に供給されて噴霧される
廃液Ｗが供給可能とされていて、該冷却手段６と燃焼炉
１との間で循環される加熱された冷却媒体Ｃとこの廃液
Ｗとの間で熱交換が行われ、燃焼炉１から返送されて該
燃焼炉１の耐火物を冷却する代わりに加熱された冷却媒
体Ｃは廃液Ｗによって冷却されて再び燃焼炉１の冷却に
供される一方、廃液Ｗは反対に加熱されてその温度が昇
温させられ、これに伴い該廃液Ｗの粘度は低下させられ
て上記ノズル３…に供給されるようになされている。た
だし、この熱交換器９において、廃液Ｗは、上記蒸発缶
のように加熱されて水分が蒸発させられることにより濃
縮されたりすることなく、外部に上記加熱された冷却媒
体Ｃが供給される伝熱管の内部を流通させられることに
より加熱されて、濃度はそのままに温度のみが昇温させ
られて上述のように粘度が低下させられるようになさ
れ、廃液Ｗの種類にもよるが、このときの廃液Ｗの温度
は３０〜９０℃、粘度は０．００１〜０．１Ｐａ・ｓ
（１〜１００ｃＰ）程度とされるのが望ましい。

【００１２】また、本実施形態では、冷却手段６におい
て、この熱交換器９と上記ポンプ８との間の冷却媒体Ｃ
の循環経路にさらに第２の熱交換器１０が備えられてお
り、この熱交換器１０には、上記助燃バーナー２に供給
される燃焼用空気Ａとノズル３…に供給されて廃液Ｗを
噴霧する噴霧用空気Ｂが供給可能とされていて、上記熱
交換器９において廃液Ｗとの間で熱交換が行われた後の
未だ高温の冷却媒体Ｃとの間で熱交換が行われ、冷却媒
体Ｃはさらに冷却される一方、上記燃焼用空気Ａおよび
噴霧用空気Ｂは加熱されて昇温させられ、それぞれ助燃
バーナー２およびノズル３…に分岐して供給されるよう
になされている。なお、これら燃焼用空気Ａや噴霧用空
気Ｂとしては、大気をブロア等によってそのまま導入し
て熱交換器１０に供給するようにしてもよく、またＰＳ
Ａ等を介して酸素濃度を高めた高酸素濃度含有空気を供
給するようにしてもよい。

【００１３】従って、このように構成された廃液Ｗの燃
焼装置および該装置を用いた廃液Ｗの燃焼方法において
は、この廃液Ｗが供給されて燃焼させられる燃焼炉１の
外壁５に冷却媒体Ｃが通水されて該燃焼炉１が冷却され
るため、その内壁部分の耐火物の浸食が抑えられるのは
勿論のこと、こうして燃焼炉１を冷却した後の加熱され
た冷却媒体Ｃと燃焼炉１に供給される廃液Ｗとが熱交換
器９において熱交換させられて、廃液Ｗが加熱されるこ
とにより昇温させられてその粘度が低下させられるので
廃液Ｗが流れやすくなり、ノズル３…などにおいて詰ま
りを生じたりすることがなく、むしろより少ない供給量
や小さい供給圧の噴霧用空気Ｂによっても確実に廃液Ｗ
を燃焼炉１内に噴霧して供給することが可能となる。こ
のため、上記燃焼方法および燃焼装置によれば、燃焼炉
１における廃液Ｗの燃焼の際に生じたエネルギーを利用
して、この廃液Ｗ自体を安定して燃焼炉１に供給するこ
とが可能となるとともに、噴霧用空気Ｂを供給するため
に上記ブロア等に要する駆動力も小さくて済み、より効
率的な廃液Ｗの燃焼を促すことができる。

【００１４】また、本実施形態では、冷却手段６に第２
の熱交換器１０が備えられていて、この第２の熱交換器
１０により上記加熱された冷却媒体Ｃを熱源として燃焼
用空気Ａと噴霧用空気Ｂとが加熱されて上記燃焼炉１に
供給可能とされている。すなわち、これら燃焼用空気Ａ
と噴霧用空気Ｂとは、予熱された状態で燃焼炉１に供給
されることとなるので、補助燃料Ｆによる廃液Ｗの燃焼
によって生じた熱のうち燃焼炉１に供給されたこれら燃
焼用空気Ａや噴霧用空気Ｂの昇温に費やされる熱量を小
さく抑えることができ、上述のように噴霧用空気Ｂの供
給量が少なくされることとも相俟って、補助燃料Ｆの供
給量の削減を図るなど、一層効率的な廃液Ｗの燃焼を図
ることができる。しかも、本実施形態ではこのように噴
霧用空気Ｂが加熱されて高温でノズル３…に供給される
ことにより廃液Ｗが噴霧されるので、万一廃液Ｗの粘度
が十分に低減されないまま廃液Ｗがノズル３…に供給さ
れたとしても、この高温の噴霧用空気Ｂによってノズル
３内で廃液Ｗを加熱してその流動性を確保することがで
きるので、さらに確実にこのノズル３内での廃液Ｗの詰
まりを防止することが可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の廃液の燃
焼方法および燃焼装置によれば、燃焼炉で廃液を燃焼さ
せた際に生じたエネルギーを利用して該廃液を加熱して
その粘度を低下させることにより、廃液を供給する際に
詰まりを生じたりするのを防ぎ、なおかつ少量低圧の供
給用空気等によって廃液を燃焼炉に供給することが可能
となり、効率的かつ安定した廃液の燃焼を図ることが可
能となる。また、同様に廃液燃焼の際のエネルギーを利
用して廃液の供給用空気や補助燃料の燃焼用空気をも加
熱することにより、さらに一層効率的な廃液燃焼を促す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置の一実施形態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１燃焼炉２助燃バーナー３ノズル６冷却手段７ヘッドタンク９，１０熱交換器Ｗ廃液Ｆ補助燃料Ｃ冷却媒体Ａ燃焼用空気Ｂ噴霧用空気（供給用空気）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊池尚仁東京都中央区佃２丁目17番15号月島機械株式会社内 (72)発明者山田尚武東京都中央区佃２丁目17番15号月島機械株式会社内Ｆターム(参考） 3K023 QA11 QB02 QC08 3K065 AA16 AB01 AC07 BA04 JA05 JA15 JA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃液を燃焼炉に供給して燃焼するととも
に、この燃焼炉の外壁には冷却媒体を供給して該燃焼炉
を冷却する一方、冷却後の加熱された冷却媒体によって
上記廃液を加熱することにより該廃液の粘度を低下させ
て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】冷却後の加熱された上記冷却媒体によ
り、上記燃焼炉に上記廃液を供給するための供給用空気
をも加熱することを特徴とする請求項１に記載の廃液の
燃焼方法。
【請求項３】冷却後の加熱された上記冷却媒体によ
り、上記燃焼炉に供給される燃焼用空気をも加熱するこ
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】外壁がジャケット構造とされ、廃液が供
給されて燃焼させられる燃焼炉と、この燃焼炉の上記ジ
ャケットに冷却媒体を循環させて冷却する冷却手段とを
備え、この冷却手段には、上記燃焼炉から返送されて加
熱された上記冷却媒体と該燃焼炉に供給される上記廃液
との間で熱交換を行って該廃液の粘度を低下させる熱交
換器が備えられていることを特徴とする廃液の燃焼装
置。
【請求項５】上記冷却手段には、上記燃焼炉から返送
されて加熱された上記冷却媒体と該燃焼炉に上記廃液を
供給するための供給用空気との間で熱交換を行う熱交換
器が備えられていることを特徴とする請求項４に記載の
廃液の燃焼装置。
【請求項６】上記冷却手段には、上記燃焼炉から返送
されて加熱された上記冷却媒体と該燃焼炉に供給される
燃焼用空気との間で熱交換を行う熱交換器が備えられて
い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。