JP2004169998A - 燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼装置の設備の構成を簡単にして機械的な故障が生じないようにすること及び排気ガス中の有害物質を効率よく除去して低温で排気できるようにすること。
【解決手段】焼却炉の排気ガスの処理部を円筒形とし、該円筒部を冷却部8と濾過部9とで構成すると共に、冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路10と液体通路11、11a,11bとに区分し、濾過部には、排気ガス通路と連接する排気ガス導入部周囲に複数に区分された濾過室23を設け液体を充填させると共に各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設けた。排気ガスは、効率よく冷却されて容積が縮小されると共に、濾過室を通過する際に強制的に小径化される排ガス気泡が、濾過室に充填された液体(水)と満遍なく接触して有害物質が効率良く除去される。
【選択図】 図2
【解決手段】焼却炉の排気ガスの処理部を円筒形とし、該円筒部を冷却部8と濾過部9とで構成すると共に、冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路10と液体通路11、11a,11bとに区分し、濾過部には、排気ガス通路と連接する排気ガス導入部周囲に複数に区分された濾過室23を設け液体を充填させると共に各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設けた。排気ガスは、効率よく冷却されて容積が縮小されると共に、濾過室を通過する際に強制的に小径化される排ガス気泡が、濾過室に充填された液体(水)と満遍なく接触して有害物質が効率良く除去される。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、廃棄物等を焼却させる際に発生する煤煙・煤塵、CO2、NOx及びダイオキシン等の有害物質、即ち有害な排気ガスを大気中に排出しないようにする排気ガスの処理手段を備えた燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃焼装置等によって廃棄物等を焼却させる際に発生するCo2を含むポリ塩化ジベンゾダイオキシン(ダイオキシン)等の有害ガス及び煤煙・煤塵等の有害物質が、燃焼装置から高温のまま大気中に排出されていることが、環境汚染と地球温暖化の原因の1つであるとして問題となっている。
【0003】
これらの有害物質は、廃棄物等を焼却させる際に、不完全燃焼になることによって生じる場合と、又は排気ガスを処理する際に、該排気ガスの温度が略300℃程度になったときに、ダストの表面で触媒的な作用が生じて合成される場合とがあるといわれている。
【0004】
このような有害物質の発生を抑制する方法としては、例えば、廃棄物等を焼却させる際に、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持することによって、ダイオキシンを含む有害物質をほぼ分解できる方法、又は活性炭等の触媒を用いて吸着させる方法等が知られている。
【0005】
しかし、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持することは、特に、焼却炉の運転始動時又は終了時等の場合には、非常に困難であり、また、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持するためには、焼却炉の運転が難しく、該焼却炉を24時間運転しなければならず、またこのような焼却炉は建設費用が高いこともあり、経済的にみても好ましくない。
【0006】
更に、廃棄物等を家庭、学校又は工場等で焼却させようとした場合には、24時間運転を実施し、焼却炉の温度を略850℃以上の温度に維持することは、ほぼ不可能であるため、ダイオキシンの発生を抑制することができないことから、家庭、学校又は工場等での廃棄物等の焼却を禁止されることが多くなっているのが現状である。
【0007】
また、活性炭等の触媒を用いる方法は、該活性炭等の触媒にダイオキシンを吸着させて除去できるため、ダイオキシンの発生を抑制する効果としては、優れているものもあるが、経済的にみた場合に、コストの面で問題がある。
【0008】
この触媒として、安価な水を用いることによってコスト面の問題を解決しようとしたものもあるが、ダイオキシンは、極めて安定した物質であり、水に溶けにくい性質を有することから、単に水を触媒として用いた場合には、ダイオキシンを抑制させることは困難である。
【0009】
そこで、廃棄物等を焼却させる際に、安価な水を触媒として用い、ダイオキシンの発生を抑制する方法が公知になっている。この公知技術においては、水を張った水槽内に、アルカリ水も導入できるようにすると共に、割泡網目体を多段に複数配置し、該割泡網目体の周囲に外周壁を配設し、該外周壁の下部に燃焼ガス供給部を設け、該燃焼ガス供給部から強制的に気泡として供給し、その供給された燃焼ガスを、前記割泡網目体によって小さく割泡、分散させて水との接触を多くし、前記燃焼ガスを水槽内の水に中和させて、有害物質を大気中に放出するのを防ぐというものである(特許文献1)。
【0010】
また、前記燃焼ガス処理装置に設けられた攪拌翼は、前記割泡網目体によって小さく割泡、分散された気泡をさらに小さくするために設けられたものである。
【0011】
更に、燃焼ガスを水や冷却溶液などの媒体を使用して間接的に冷却し、排ガスを150℃以下にすることでダイオキシンの再合成を抑制するという方法が公知になっている。この場合に、二重管を用いて内側の管に排ガスを流し、外側の管に冷却水や冷却液体や冷却ガス等の媒体を循環させることにより排ガスを冷却させるというものである(特許文献2)。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−82731号公報(第2〜4頁)
【特許文献2】
特開2002−89825号公報(第1〜2頁)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例の水槽を用いた燃焼ガス処理装置においては、水を張った水槽の底部から高温の燃焼ガスを直接導入して水と接触させるようにしているため、短時間で水槽の水が高温となり、排気ガスの温度が高温のままで大気中に放出され、温暖化を助成するという不都合が生ずるばかりでなく、水槽の水が高温になると、燃焼ガス中に含まれる各種成分の溶け込みは容易になるが、その反面、化学的反応も活発に行われることになり、長時間に渡る反応で予期しない化学物質が生成されることになり、この水槽の水は廃棄できないため、それを無害化処理するために別の処理装置も設置しなければならなくなり、これらの廃棄物焼却炉、水槽及び水処理装置を別々に装備するためのコストが高くなると共に、それらを設置する場所としての広いスペースが必要になるという不都合も生ずるのである。
【0014】
また、廃棄物焼却炉とは別に水を張った水槽を設置させたために、廃棄物焼却炉と水槽とを接続するための長い排気誘導ダクトが必要であり、更に、燃焼ガスは、一般的に、焼却炉の上方に上昇するものであるが、その排気ガスを水槽の底部に設けられた燃焼ガス供給部から水槽内に排出させるために、前記燃焼ガスをファンによって強制的に燃焼ガス供給部へ送り込まなければならないのであり、この燃焼ガスが逆流しないように排気誘導ダクト内に逆流防止弁を設ける必要も生じるのであり、全体の構成が更に複雑になって、これらを設備する費用等も高くなるのである。
【0015】
そして特に、廃棄物焼却炉で発生した燃焼ガスをファンによって強制的に燃焼ガス供給部へ送り込む構成にしたため、前記ファンは常に高温の燃焼ガスに直接曝されており、それを駆動するモーター並びに逆流防止弁も含めて熱及び煤煙を含む燃焼ガスによる機械的な故障等が発生し易い状態にあり、廃棄物焼却炉の故障の原因になるという大きな問題点を有しているのである。
【0016】
更に、二重管を用いて内側の管に排ガスを流し、外側の管に冷却水や冷却液体や冷却ガス等の媒体を循環させることにより排ガスを間接的に冷却させる従来技術においては、ダイオキシンの再合成を抑制するために150℃以下に排ガスを冷却させるとしているが、排ガスが150℃以上になるとどのようなメカニズムでダイオキシンの再合成がなされるのか明らかにされていないし、また、再合成を抑制するとはいえ、100℃を越える比較的高温で、しかも、CO2やNOx及び煤煙等の有害物質が除外されることなく放出されるという不都合がある。
【0017】
従って、従来技術においては、設備を設置する場所的なスペースを余分に取らないようにすること、設備の構成を簡単にして機械的な故障が生じないようにすること、及び排気ガス中の有害物質を効率よく除去して低温で排気することに解決しなければならない課題を有する。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、焼却炉のガス排気側に排気ガスの処理手段を有する燃焼装置であって、前記排気ガスの処理手段は、全体が筒状に形成された冷却部と濾過部とから構成され、前記冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路と液体通路とに区分し、前記濾過部は、前記排気ガス通路に連接する排気ガス導入部を有し、その周囲を複数の濾過室に区分して液体を充填させると共に、各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設け、前記濾過部の頂部に排気部を形成すると共に排気用ファンを設けたことを特徴とする燃焼装置を提供するものである。
【0019】
この発明において、前記冷却部は、外壁と内壁との間を液体通路とした二重構造の筒体とし、前記内壁の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて少なくとも一つの液体通路を形成し、前記外壁の対向する側面に液体通路に連通する液体供給管と液体排出管とを設けた冷却ユニットとし、該冷却ユニットを複数段積層させて蛇行する排気ガス通路を形成すること;前記冷却ユニットは、上部又は下部の周縁部に位置決め及び積層用の張出部材が設けられていること;前記冷却部は、予備冷却部を有すること;前記濾過部は、複数段設けること;前記濾過部における小径化手段は、網体又はステンレス切り屑であること;前記濾過部には、液体給水管と液体排水管とを設けた濾過ユニットとすること;及び前記濾過部には、水位計を設けたこと;を付加的な要件として含むものである。
【0020】
本発明に係る燃焼装置は、排気ガスの処理手段である蛇行する排気ガス通路を通過することにより、効率よく冷却されて排気ガス自体の容積が縮小され、その冷却縮小した低温の排気ガスは濾過部を通過する際に、気泡が強制的に小径化され液体(水)と万遍なく接触して有害物質が除去され、しかも、煤煙等は冷水によって凝縮して沈殿するようになり、液体の汚れが少なくて済むばかりでなく、濾過部の頂部に設けた排気用ファンによって、吸引排気される排気ガスは、煤煙などの有害物質が除去され、且つ低温(40℃以下)になっているため、燃焼し続けても温暖化防止に大きく寄与できると共に、ファン及び駆動部を含む構成部分は熱による機械的故障が全く生じないのである。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係る燃焼装置を略示的に示した正面図を図1に示す。燃焼装置1は、下部側に廃棄物等を焼却するための焼却炉2が配けられ、該焼却炉2は、被燃焼物の投入口3と空気取り入れ口4とを有している。なお、投入口3は、適宜の蓋部材で施蓋できるものであるが、その蓋部材については、図示を省略してある。
【0022】
そして、この焼却炉2は、実験用として作成した据え置き式のものであって、脚部5を有する基台6上に燃焼室を設けた例を示したものである。要するに、可燃性の各種廃棄物を投入して燃焼させることができる構成のものであれば良いのであるから、図示のものに限らず種々の構成の焼却炉が使用できる。
【0023】
この焼却炉2の排気側(上方)には、燃焼ガス、即ち排気ガスの処理手段7が設けられる。この排気ガス処理手段7は、主として排気ガスの冷却部8と排気ガスの濾過部9とから構成され、全体として所定長さ(高さ)の筒状(円筒状又は角筒状)に形成されたものである。
【0024】
前記冷却部8は、図2に示したように、その内部を蛇行する排気ガス通路10と、その排気ガス通路10を全面的に取り囲むように形成された液体通路11とに区分されている。
【0025】
この場合の冷却部8は、焼却炉2の上部に配設された予備冷却部12も含むものであり、該予備冷却部12は、焼却炉2の上部において、所謂二重構造のウオータージャケット形式に、且つ上面に排気口13を形成したものであって、その内部の上面と周面とに液体通路11が形成されると共に、該液体通路11と連通して焼却炉2内で燃焼した燃え滓が上昇しないように且つ一次冷却機能を有する多数本の通水パイプ14が所定間隔をもって並列に配設されている。
【0026】
予備冷却部12の上部に連接される冷却部8においては、図3及び図4に示したように、冷却ユニット15を形成し、該冷却ユニット15を複数段積層させることにより、蛇行する排気ガス通路10と液体通路11とを効率よく形成させることができるのである。
【0027】
この冷却ユニット15は、外壁16と内壁17との間を液体通路11とした二重構造の筒体であって、前記内壁17の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて中間部の液体通路11aを形成すると共に、該液体通路11aと対向する側の底部から同様に筒体の中央部を越えて張り出させた底部の液体通路11bを形成し、前記外壁16の対向する側面の上下位置に液体通路11に連通する液体供給管18と液体排出管19とを設けた構成を有するものである。
【0028】
この場合に、液体供給管18は上部側に設けられ液体排出管19は下部側に設けられ、液体供給管18から供給された液体(冷却水)が、周面の液体通路11においては、両側と下方に拡がりをもって流下し、中間部の液体通路11aと底部の液体通路11bとにおいては排気ガス通路10を横切るように流動し、液体排出管19側に至るようになる。このように形成された冷却ユニット15は、中間部の液体通路11aと底部の液体通路11bとによって一つの冷却ユニットの中で、一回の蛇行する排気ガス通路10が形成されるのである。なお、各冷却ユニット15において、図示の実施の形態では、下部の周縁部にベルト状に巻いて溶接した位置決め及び積層のための張出部材20が設けられているが、上部の周縁部に張出部材20を設けても同じである。
【0029】
また、図5に示したように、予備冷却部12においても、前記冷却ユニット15と同様に、対向する側面の上下位置に液体通路11に連通する液体供給管18と液体排出管19とが設けられ、しかも、これら液体供給管18及び液体排出管19は、通水パイプ14と平行する方向に設けられる。このように設けられることによって、液体供給管18から供給された液体(冷却水)が、上面と周面の液体通路11に渡って拡がりをもって流下すると共に、多数本の通水パイプ14内を流動して液体排出管19に至るのである。なお、この予備冷却部12においても、上部の排気口13を取り囲むようにして、冷却ユニット15の位置決め及び積層のための壁状の突出部材21が一体的に設けられている。
【0030】
前記濾過部9は、前記冷却ユニット15の上部に載置または積層して少なくとも一個が取り付けられるものであり、全体の外観形状としては前記冷却ユニット15と略同様に筒状を呈するものであって、ユニット化した濾過ユニットとし、図6に示したように、必要があれば任意に複数個が積層状態で取り付けられるものである。
【0031】
この場合の濾過ユニットの構成は、底部中央部に筒状の排気ガス導入部22が形成され、該排気ガス導入部22の周囲が、所謂排気ガスの濾過室23となるのである。この濾過室23は、仕切壁24によって第1の濾過室23aと第2の濾過室23bとに区分されている。この場合の仕切壁24は、断面コ字状を呈するカップ状のものであって、前記排気ガス導入部22の上部開口部を包み込むように下方に向けて配設することにより、底部がつながった状態で第1の濾過室23aと第2の濾過室23bとに仕切られるのである。
【0032】
そして、これら第1及び第2の濾過室23a、23bには、所要量の液体(冷却水)が充填されると共に、ステンレスの切り屑25が充填される。この切り屑25は、所謂排気ガス気泡の小径化手段であり、切り屑25内を排気ガスが通過することにより気泡が小径化されて、冷却水との接触が多くなるのである。
【0033】
前記濾過部9の頂部には、着脱が可能な蓋部材26が設けられ、該蓋部材26に縮径した排気部27を形成すると共に、その排気部27に臨ませて排気用ファン28が配設されており、濾過部9内の気体を積極的に外部に排気するようになっている。また、この濾過部9には濾過室23内における液体(冷却水)の状態(水位と汚れ)を検知するための水位計29が正面側に設けられると共に、背面側の上部に給水用配管30が設けられ、下部に排水管31が設けられている。なお、複数の濾過ユニットを積層させる場合には、下部の濾過ユニットの排気部27が上部の濾過ユニットの排気ガス導入部22に嵌り込むことによって位置決めされ且つ安定した積層が可能になるのである。
【0034】
このように形成されたユニット化された冷却部8と排気ガスの濾過部9とは、図1に示したように、まず、焼却炉2の上部に予備冷却部12をセットし、該予備冷却部12上に、冷却ユニット15を複数段積層状態に積み重ね、最上部に濾過ユニットを載置すると共に、排気ファン28を取り付け、各冷却ユニット15及び予備冷却部12の液体供給管18にそれぞれバルブ32を介して外部給水管33が接続されると共に、各液体排出管19はそれぞれバルブ34を介して外部排水管35に接続されることによって、焼却炉2の上部に排気ガスの処理手段7を組み立てて設置することができるのである。なお、図示していないが、濾過部9の給水管30と排水管31にもそれぞれバルブ36、37を介して別配管の外部給水管及び外部排水管が接続される。
【0035】
この場合の組立において、焼却炉2には、前後の壁面の上部に位置決め用突起2a、2bが形成されており、予備冷却部12をセットしたときに、これら位置決め用突起2a、2bによって安定した状態で支持され、また、予備冷却部12の上部に最下部の冷却ユニット15をセットしたときに、壁状の突出部材21に張出部材20を嵌合させて設置または取り付け、その上部に配設される各冷却ユニット15においても、順次張出部材20を下段に設置した冷却ユニット15に嵌合させるだけで簡単に且つ安定して、しかも正しく位置決めされて積層設置することができる。
【0036】
このように焼却炉2の上部に排気ガスの処理手段7を組み立てて設置することによって、全体が所定高さの筒状に形成されると共に、図2に示したように、その内部には蛇行する排気ガス通路10が形成され、しかも、その蛇行する排気ガス通路10は周囲が全て液体通路11によって取り囲まれた構成の冷却部8となるのであり、この冷却部8の排気ガス通路10に連通して濾過部9が一連に形成されることになるのである。
【0037】
そこで、燃焼時における排気ガスの処理状態について説明すると、まず、使用前に、濾過部9内に所要量の液体(冷却水)が充填されているか否かを確認し、冷却部8においては、バルブ32、34を開いて予備冷却部12及び各冷却ユニット毎に冷却水が液体通路11を通過しているか否かを確認すると共に、排気ファン28を駆動させる。この状態を維持して焼却炉2内で可燃性廃棄物を燃焼させることにより、一般的にCO2やNOx及び煤煙等の有害物質を含む燃焼ガスが発生する。
【0038】
この燃焼ガスは排気ガスとして焼却炉2から予備冷却部12に導入されるが、その際に、通水パイプ14の存在により、排気ガスは、矢印aで示した(図2参照)ように、通水パイプ14に触れて熱が奪われると共に、排気ガスと一緒に上昇する軽量な燃え滓の通過は阻害されて焼却炉2内に戻る。また、予備冷却部12内に導入された排気ガスは、周囲及び上面の壁面に接触することにより更に熱が奪われ、上面の排気口13から排気ガス通路10内に導入される。
【0039】
この排気ガス通路10は、周囲の液体通路11と、前後方向から交互に張り出している液体通路11a、11bとによって全体が蛇行した状態に形成されているので、排気ガスは、矢印bで示したように、蛇行しながら各液体通路の壁面に接触して上昇し、排気ガスの熱がどんどん奪われることになる。
【0040】
排気ガスは燃焼によって膨張した状態で発生するが、排気ガスの熱が奪われることにより、その膨張度が縮小するので、蛇行して上昇する毎に排気ガスの体積または容積が小さくなってくる。そして、冷却部8を通過して濾過部9に導入される時点の排気ガスの温度は100℃以下の略80℃程度になり、その体積または容積は燃焼時の1/10〜1/8程度になると見込まれる。
【0041】
濾過部9に導入された排気ガスは、矢印cで示されたように、第1の濾過室23aをとおり第2の濾過室23bを通った後に外部に排出される。この場合に、排気ファン28が駆動しているので、濾過部9の排気部27には吸引作用が働いており、冷却部8における排気ガス通路10にもその吸引作用が働いていることから、焼却炉2で発生した燃焼ガスが濾過部9の頂部で吸引され、排気ガスとして強制的に冷却部8及び濾過部9を通過させられるのである。
【0042】
そして、濾過部9における第1及び第2の濾過室23a、23bを通過する際に、冷却水の中を通り且つステンレスの切り屑25の間隙を通ることによって排気ガスの気泡が小径化され、冷却水に触れる面積が大きくなるために、排気ガス中に含まれる有害物質が冷却水側に移行または溶け込み、特に、煤煙などは冷却によって凝固分離し、濾過室23の底部に沈殿する現象が見られた。
【0043】
従って、排気ガスが濾過部9を通った段階で、有害物質がほとんど除去されると共に、更に排気ガスの温度が略常温程度まで低下して体積または容積も縮小するので、外部には低温で略無害になった小容量の排気ガスが排出されることになるのである。
【0044】
なお、液体通路11、11a、11bに供給される冷却水として、地下水を利用した場合には、外部排水管35からそのまま地下に戻すようにすれば良い。この場合に、排水として多少温度が上がることになるが、全く汚染されてはいないので、地下に戻すことに環境汚染等の問題は生じないのである。また、濾過部9における冷却水は、煤煙などが凝固して沈殿し汚れが少ないので、長期に渡って使用でき、その量も少ないので別途取り出して処理すれば良いのである。
【0045】
更に、図7及び図8に他の例の冷却ユニットを示してある。この例の冷却ユニット35は、前記実施の形態と同様に、外壁36と内壁37との間を液体通路41とした二重構造の筒体であって、該筒体の底部から筒体の中央部を越えて張り出させた底部の液体通路41aを形成して排気ガス通路40を形成し、前記外壁36の対向する側面の上下位置に液体通路41に連通する液体供給管48と液体排出管49とを設けた構成を有するものである。
【0046】
そして、各冷却ユニット35において、前記実施の形態と同様に、下部の周縁部にベルト状に巻いて溶接した位置決め及び積層のための張出部材50が設けられ、この張出部材50は上部の周縁部に設けても同じである。
【0047】
このように形成された冷却ユニット35は、前記実施の形態と同様に、複数個を交互に向きを変えて積層させることで、全体が所定高さの筒状を呈する冷却部8に形成されると共に、その内部には蛇行する排気ガス通路40が形成され、しかも、その蛇行する排気ガス通路40は周囲が全て液体通路41、41aによって取り囲まれた構成の冷却部となるのであり、この冷却部の排気ガス通路40に連通して、前記実施の形態で説明した濾過部9が一連に形成されることになるのである。
【0048】
従って、この実施例の場合も、その燃焼状況については、前記実施の形態で説明したとおりであり、焼却炉2で燃焼した排気ガスは、矢印bで示したように、強制的に蛇行する排気ガス通路40を通ることによって、周囲の液体通路41、41aに接触し熱が奪われて上昇し、濾過部9に至るのである。
【0049】
なお、冷却ユニット15、35については、図示したように積層するだけでなく、上下を逆にした状態で積層することもできるのであり、この場合に、各ユニット毎に、下方部分から冷却水を供給し、上方部分から加熱された冷却水を排出するようにしても良いのである。要するに、冷却部8内を蛇行する排気ガス通路10、40とし、その周囲が冷却のための液体通路11、11a、11b、41、41aになることが肝要なのである。
【0050】
そして、このような構成の冷却ユニットにすることによって、排気ガス通路10、40に煤等が付着して効率が低下し、清掃する必要があるときに、冷却部8を各冷却ユニット毎に分解すれば、排気ガス通路を簡単に清掃することができるし、また、例えば、一つの冷却ユニットに水漏れ等の不都合が生じたときには、冷却部8の全体を取り替えるのではなく、その一つについて簡単に取り替えることができるのである。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る燃焼装置は、焼却炉のガス排気側に排気ガスの処理手段を有する燃焼装置であって、前記排気ガスの処理手段は、全体が筒状に形成された冷却部と濾過部とから構成され、前記冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路と液体通路とに区分し、前記濾過部は、前記排気ガス通路に連接する排気ガス導入部を有し、その周囲を複数の濾過室に区分して液体を充填させると共に、各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設け、前記濾過部の頂部に排気部を形成すると共に排気用ファンを設けた構成とすることにより、排気ガスは、蛇行する排気ガス通路を通過することにより、効率よく冷却されて排気ガス自体の容積が縮小され、その冷却縮小した低温の排気ガスは濾過部を通過する際に、気泡が強制的に小径化され液体(水)と万遍なく接触して有害物質が除去され、しかも、煤煙等は冷水によって凝縮して沈殿するようになり、液体の汚れが少なくて済むばかりでなく、濾過部の頂部に設けた排気用ファンによって、吸引排気される排気ガスは、有害物質が略除去され、且つ低温になっているため、燃焼し続けても温暖化防止に大きく寄与できると共に、ファン及び駆動部を含む構成部分は熱による機械的故障が全く生じないという優れた効果を奏する。
【0052】
また、冷却部は、外壁と内壁との間を液体通路とした二重構造の筒体とし、前記内壁の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて少なくとも一つの液体通路を形成し、前記外壁の対向する側面に液体通路に連通する液体供給管と液体排出管とを設けた冷却ユニットとし、該冷却ユニットを複数段積層させて蛇行する排気ガス通路を形成した構成とすることによって、排気ガス通路が煤などで汚れ、清掃する必要が生じた場合に、各冷却ユニット毎に分解して簡単に清掃することができるという優れた効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る燃焼装置を略示的に示した正面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う断面を略示的に示した拡大断面図である。
【図3】同実施の形態に係る燃焼装置の冷却部を構成する冷却ユニットの一部を破断して示した斜視図である。
【図4】図3のB−B線に沿う断面を略示的に示した拡大断面図である。
【図5】同実施の形態に係る燃焼装置の冷却部を構成する予備冷却部における図4と同様の拡大断面図である。
【図6】同実施の形態に係る燃焼装置の濾過部を複数段積層した状態を断面で示した図4と同様の拡大断面図である。
【図7】燃焼装置の冷却部を構成する他の例の冷却ユニット示す斜視図である。
【図8】同冷却ユニットを複数段積層した状態における図2と同様の要部のみを示す断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置; 2 焼却炉; 2a、2b 位置決め用突起;
3 被燃焼物の投入口; 4 空気取り入れ口; 5 脚部; 6 基台;
7 排気ガス処理手段; 8 冷却部; 9 濾過部;
10、40 排気ガス通路;
11、11a、11b、41、41a 液体通路; 12 予備冷却部;
13 排気口; 14 通水パイプ; 15、35 冷却ユニット;
16、36 外壁; 17、37 内壁; 18、48 液体供給管;
19、49 液体排出管; 20、50 張出部材; 21 突出部材;
22 排気ガス導入部; 23 濾過室; 23a 第1の濾過室;
23b 第2の濾過室; 24 仕切壁;
25 小径化手段(ステンレスの切り屑); 26 蓋部材; 27 排気部;
28 排気用ファン; 29 水位計; 30 給水用配管; 31 排水管;
32、34、36、37 バルブ; 33 外部給水管; 35 外部排水管;
a、b、c 排気ガスの通過を示す矢印。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、廃棄物等を焼却させる際に発生する煤煙・煤塵、CO2、NOx及びダイオキシン等の有害物質、即ち有害な排気ガスを大気中に排出しないようにする排気ガスの処理手段を備えた燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃焼装置等によって廃棄物等を焼却させる際に発生するCo2を含むポリ塩化ジベンゾダイオキシン(ダイオキシン)等の有害ガス及び煤煙・煤塵等の有害物質が、燃焼装置から高温のまま大気中に排出されていることが、環境汚染と地球温暖化の原因の1つであるとして問題となっている。
【0003】
これらの有害物質は、廃棄物等を焼却させる際に、不完全燃焼になることによって生じる場合と、又は排気ガスを処理する際に、該排気ガスの温度が略300℃程度になったときに、ダストの表面で触媒的な作用が生じて合成される場合とがあるといわれている。
【0004】
このような有害物質の発生を抑制する方法としては、例えば、廃棄物等を焼却させる際に、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持することによって、ダイオキシンを含む有害物質をほぼ分解できる方法、又は活性炭等の触媒を用いて吸着させる方法等が知られている。
【0005】
しかし、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持することは、特に、焼却炉の運転始動時又は終了時等の場合には、非常に困難であり、また、焼却炉の温度を略800℃以上の温度に維持するためには、焼却炉の運転が難しく、該焼却炉を24時間運転しなければならず、またこのような焼却炉は建設費用が高いこともあり、経済的にみても好ましくない。
【0006】
更に、廃棄物等を家庭、学校又は工場等で焼却させようとした場合には、24時間運転を実施し、焼却炉の温度を略850℃以上の温度に維持することは、ほぼ不可能であるため、ダイオキシンの発生を抑制することができないことから、家庭、学校又は工場等での廃棄物等の焼却を禁止されることが多くなっているのが現状である。
【0007】
また、活性炭等の触媒を用いる方法は、該活性炭等の触媒にダイオキシンを吸着させて除去できるため、ダイオキシンの発生を抑制する効果としては、優れているものもあるが、経済的にみた場合に、コストの面で問題がある。
【0008】
この触媒として、安価な水を用いることによってコスト面の問題を解決しようとしたものもあるが、ダイオキシンは、極めて安定した物質であり、水に溶けにくい性質を有することから、単に水を触媒として用いた場合には、ダイオキシンを抑制させることは困難である。
【0009】
そこで、廃棄物等を焼却させる際に、安価な水を触媒として用い、ダイオキシンの発生を抑制する方法が公知になっている。この公知技術においては、水を張った水槽内に、アルカリ水も導入できるようにすると共に、割泡網目体を多段に複数配置し、該割泡網目体の周囲に外周壁を配設し、該外周壁の下部に燃焼ガス供給部を設け、該燃焼ガス供給部から強制的に気泡として供給し、その供給された燃焼ガスを、前記割泡網目体によって小さく割泡、分散させて水との接触を多くし、前記燃焼ガスを水槽内の水に中和させて、有害物質を大気中に放出するのを防ぐというものである(特許文献1)。
【0010】
また、前記燃焼ガス処理装置に設けられた攪拌翼は、前記割泡網目体によって小さく割泡、分散された気泡をさらに小さくするために設けられたものである。
【0011】
更に、燃焼ガスを水や冷却溶液などの媒体を使用して間接的に冷却し、排ガスを150℃以下にすることでダイオキシンの再合成を抑制するという方法が公知になっている。この場合に、二重管を用いて内側の管に排ガスを流し、外側の管に冷却水や冷却液体や冷却ガス等の媒体を循環させることにより排ガスを冷却させるというものである(特許文献2)。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−82731号公報(第2〜4頁)
【特許文献2】
特開2002−89825号公報(第1〜2頁)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例の水槽を用いた燃焼ガス処理装置においては、水を張った水槽の底部から高温の燃焼ガスを直接導入して水と接触させるようにしているため、短時間で水槽の水が高温となり、排気ガスの温度が高温のままで大気中に放出され、温暖化を助成するという不都合が生ずるばかりでなく、水槽の水が高温になると、燃焼ガス中に含まれる各種成分の溶け込みは容易になるが、その反面、化学的反応も活発に行われることになり、長時間に渡る反応で予期しない化学物質が生成されることになり、この水槽の水は廃棄できないため、それを無害化処理するために別の処理装置も設置しなければならなくなり、これらの廃棄物焼却炉、水槽及び水処理装置を別々に装備するためのコストが高くなると共に、それらを設置する場所としての広いスペースが必要になるという不都合も生ずるのである。
【0014】
また、廃棄物焼却炉とは別に水を張った水槽を設置させたために、廃棄物焼却炉と水槽とを接続するための長い排気誘導ダクトが必要であり、更に、燃焼ガスは、一般的に、焼却炉の上方に上昇するものであるが、その排気ガスを水槽の底部に設けられた燃焼ガス供給部から水槽内に排出させるために、前記燃焼ガスをファンによって強制的に燃焼ガス供給部へ送り込まなければならないのであり、この燃焼ガスが逆流しないように排気誘導ダクト内に逆流防止弁を設ける必要も生じるのであり、全体の構成が更に複雑になって、これらを設備する費用等も高くなるのである。
【0015】
そして特に、廃棄物焼却炉で発生した燃焼ガスをファンによって強制的に燃焼ガス供給部へ送り込む構成にしたため、前記ファンは常に高温の燃焼ガスに直接曝されており、それを駆動するモーター並びに逆流防止弁も含めて熱及び煤煙を含む燃焼ガスによる機械的な故障等が発生し易い状態にあり、廃棄物焼却炉の故障の原因になるという大きな問題点を有しているのである。
【0016】
更に、二重管を用いて内側の管に排ガスを流し、外側の管に冷却水や冷却液体や冷却ガス等の媒体を循環させることにより排ガスを間接的に冷却させる従来技術においては、ダイオキシンの再合成を抑制するために150℃以下に排ガスを冷却させるとしているが、排ガスが150℃以上になるとどのようなメカニズムでダイオキシンの再合成がなされるのか明らかにされていないし、また、再合成を抑制するとはいえ、100℃を越える比較的高温で、しかも、CO2やNOx及び煤煙等の有害物質が除外されることなく放出されるという不都合がある。
【0017】
従って、従来技術においては、設備を設置する場所的なスペースを余分に取らないようにすること、設備の構成を簡単にして機械的な故障が生じないようにすること、及び排気ガス中の有害物質を効率よく除去して低温で排気することに解決しなければならない課題を有する。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、焼却炉のガス排気側に排気ガスの処理手段を有する燃焼装置であって、前記排気ガスの処理手段は、全体が筒状に形成された冷却部と濾過部とから構成され、前記冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路と液体通路とに区分し、前記濾過部は、前記排気ガス通路に連接する排気ガス導入部を有し、その周囲を複数の濾過室に区分して液体を充填させると共に、各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設け、前記濾過部の頂部に排気部を形成すると共に排気用ファンを設けたことを特徴とする燃焼装置を提供するものである。
【0019】
この発明において、前記冷却部は、外壁と内壁との間を液体通路とした二重構造の筒体とし、前記内壁の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて少なくとも一つの液体通路を形成し、前記外壁の対向する側面に液体通路に連通する液体供給管と液体排出管とを設けた冷却ユニットとし、該冷却ユニットを複数段積層させて蛇行する排気ガス通路を形成すること;前記冷却ユニットは、上部又は下部の周縁部に位置決め及び積層用の張出部材が設けられていること;前記冷却部は、予備冷却部を有すること;前記濾過部は、複数段設けること;前記濾過部における小径化手段は、網体又はステンレス切り屑であること;前記濾過部には、液体給水管と液体排水管とを設けた濾過ユニットとすること;及び前記濾過部には、水位計を設けたこと;を付加的な要件として含むものである。
【0020】
本発明に係る燃焼装置は、排気ガスの処理手段である蛇行する排気ガス通路を通過することにより、効率よく冷却されて排気ガス自体の容積が縮小され、その冷却縮小した低温の排気ガスは濾過部を通過する際に、気泡が強制的に小径化され液体(水)と万遍なく接触して有害物質が除去され、しかも、煤煙等は冷水によって凝縮して沈殿するようになり、液体の汚れが少なくて済むばかりでなく、濾過部の頂部に設けた排気用ファンによって、吸引排気される排気ガスは、煤煙などの有害物質が除去され、且つ低温(40℃以下)になっているため、燃焼し続けても温暖化防止に大きく寄与できると共に、ファン及び駆動部を含む構成部分は熱による機械的故障が全く生じないのである。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係る燃焼装置を略示的に示した正面図を図1に示す。燃焼装置1は、下部側に廃棄物等を焼却するための焼却炉2が配けられ、該焼却炉2は、被燃焼物の投入口3と空気取り入れ口4とを有している。なお、投入口3は、適宜の蓋部材で施蓋できるものであるが、その蓋部材については、図示を省略してある。
【0022】
そして、この焼却炉2は、実験用として作成した据え置き式のものであって、脚部5を有する基台6上に燃焼室を設けた例を示したものである。要するに、可燃性の各種廃棄物を投入して燃焼させることができる構成のものであれば良いのであるから、図示のものに限らず種々の構成の焼却炉が使用できる。
【0023】
この焼却炉2の排気側(上方)には、燃焼ガス、即ち排気ガスの処理手段7が設けられる。この排気ガス処理手段7は、主として排気ガスの冷却部8と排気ガスの濾過部9とから構成され、全体として所定長さ(高さ)の筒状(円筒状又は角筒状)に形成されたものである。
【0024】
前記冷却部8は、図2に示したように、その内部を蛇行する排気ガス通路10と、その排気ガス通路10を全面的に取り囲むように形成された液体通路11とに区分されている。
【0025】
この場合の冷却部8は、焼却炉2の上部に配設された予備冷却部12も含むものであり、該予備冷却部12は、焼却炉2の上部において、所謂二重構造のウオータージャケット形式に、且つ上面に排気口13を形成したものであって、その内部の上面と周面とに液体通路11が形成されると共に、該液体通路11と連通して焼却炉2内で燃焼した燃え滓が上昇しないように且つ一次冷却機能を有する多数本の通水パイプ14が所定間隔をもって並列に配設されている。
【0026】
予備冷却部12の上部に連接される冷却部8においては、図3及び図4に示したように、冷却ユニット15を形成し、該冷却ユニット15を複数段積層させることにより、蛇行する排気ガス通路10と液体通路11とを効率よく形成させることができるのである。
【0027】
この冷却ユニット15は、外壁16と内壁17との間を液体通路11とした二重構造の筒体であって、前記内壁17の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて中間部の液体通路11aを形成すると共に、該液体通路11aと対向する側の底部から同様に筒体の中央部を越えて張り出させた底部の液体通路11bを形成し、前記外壁16の対向する側面の上下位置に液体通路11に連通する液体供給管18と液体排出管19とを設けた構成を有するものである。
【0028】
この場合に、液体供給管18は上部側に設けられ液体排出管19は下部側に設けられ、液体供給管18から供給された液体(冷却水)が、周面の液体通路11においては、両側と下方に拡がりをもって流下し、中間部の液体通路11aと底部の液体通路11bとにおいては排気ガス通路10を横切るように流動し、液体排出管19側に至るようになる。このように形成された冷却ユニット15は、中間部の液体通路11aと底部の液体通路11bとによって一つの冷却ユニットの中で、一回の蛇行する排気ガス通路10が形成されるのである。なお、各冷却ユニット15において、図示の実施の形態では、下部の周縁部にベルト状に巻いて溶接した位置決め及び積層のための張出部材20が設けられているが、上部の周縁部に張出部材20を設けても同じである。
【0029】
また、図5に示したように、予備冷却部12においても、前記冷却ユニット15と同様に、対向する側面の上下位置に液体通路11に連通する液体供給管18と液体排出管19とが設けられ、しかも、これら液体供給管18及び液体排出管19は、通水パイプ14と平行する方向に設けられる。このように設けられることによって、液体供給管18から供給された液体(冷却水)が、上面と周面の液体通路11に渡って拡がりをもって流下すると共に、多数本の通水パイプ14内を流動して液体排出管19に至るのである。なお、この予備冷却部12においても、上部の排気口13を取り囲むようにして、冷却ユニット15の位置決め及び積層のための壁状の突出部材21が一体的に設けられている。
【0030】
前記濾過部9は、前記冷却ユニット15の上部に載置または積層して少なくとも一個が取り付けられるものであり、全体の外観形状としては前記冷却ユニット15と略同様に筒状を呈するものであって、ユニット化した濾過ユニットとし、図6に示したように、必要があれば任意に複数個が積層状態で取り付けられるものである。
【0031】
この場合の濾過ユニットの構成は、底部中央部に筒状の排気ガス導入部22が形成され、該排気ガス導入部22の周囲が、所謂排気ガスの濾過室23となるのである。この濾過室23は、仕切壁24によって第1の濾過室23aと第2の濾過室23bとに区分されている。この場合の仕切壁24は、断面コ字状を呈するカップ状のものであって、前記排気ガス導入部22の上部開口部を包み込むように下方に向けて配設することにより、底部がつながった状態で第1の濾過室23aと第2の濾過室23bとに仕切られるのである。
【0032】
そして、これら第1及び第2の濾過室23a、23bには、所要量の液体(冷却水)が充填されると共に、ステンレスの切り屑25が充填される。この切り屑25は、所謂排気ガス気泡の小径化手段であり、切り屑25内を排気ガスが通過することにより気泡が小径化されて、冷却水との接触が多くなるのである。
【0033】
前記濾過部9の頂部には、着脱が可能な蓋部材26が設けられ、該蓋部材26に縮径した排気部27を形成すると共に、その排気部27に臨ませて排気用ファン28が配設されており、濾過部9内の気体を積極的に外部に排気するようになっている。また、この濾過部9には濾過室23内における液体(冷却水)の状態(水位と汚れ)を検知するための水位計29が正面側に設けられると共に、背面側の上部に給水用配管30が設けられ、下部に排水管31が設けられている。なお、複数の濾過ユニットを積層させる場合には、下部の濾過ユニットの排気部27が上部の濾過ユニットの排気ガス導入部22に嵌り込むことによって位置決めされ且つ安定した積層が可能になるのである。
【0034】
このように形成されたユニット化された冷却部8と排気ガスの濾過部9とは、図1に示したように、まず、焼却炉2の上部に予備冷却部12をセットし、該予備冷却部12上に、冷却ユニット15を複数段積層状態に積み重ね、最上部に濾過ユニットを載置すると共に、排気ファン28を取り付け、各冷却ユニット15及び予備冷却部12の液体供給管18にそれぞれバルブ32を介して外部給水管33が接続されると共に、各液体排出管19はそれぞれバルブ34を介して外部排水管35に接続されることによって、焼却炉2の上部に排気ガスの処理手段7を組み立てて設置することができるのである。なお、図示していないが、濾過部9の給水管30と排水管31にもそれぞれバルブ36、37を介して別配管の外部給水管及び外部排水管が接続される。
【0035】
この場合の組立において、焼却炉2には、前後の壁面の上部に位置決め用突起2a、2bが形成されており、予備冷却部12をセットしたときに、これら位置決め用突起2a、2bによって安定した状態で支持され、また、予備冷却部12の上部に最下部の冷却ユニット15をセットしたときに、壁状の突出部材21に張出部材20を嵌合させて設置または取り付け、その上部に配設される各冷却ユニット15においても、順次張出部材20を下段に設置した冷却ユニット15に嵌合させるだけで簡単に且つ安定して、しかも正しく位置決めされて積層設置することができる。
【0036】
このように焼却炉2の上部に排気ガスの処理手段7を組み立てて設置することによって、全体が所定高さの筒状に形成されると共に、図2に示したように、その内部には蛇行する排気ガス通路10が形成され、しかも、その蛇行する排気ガス通路10は周囲が全て液体通路11によって取り囲まれた構成の冷却部8となるのであり、この冷却部8の排気ガス通路10に連通して濾過部9が一連に形成されることになるのである。
【0037】
そこで、燃焼時における排気ガスの処理状態について説明すると、まず、使用前に、濾過部9内に所要量の液体(冷却水)が充填されているか否かを確認し、冷却部8においては、バルブ32、34を開いて予備冷却部12及び各冷却ユニット毎に冷却水が液体通路11を通過しているか否かを確認すると共に、排気ファン28を駆動させる。この状態を維持して焼却炉2内で可燃性廃棄物を燃焼させることにより、一般的にCO2やNOx及び煤煙等の有害物質を含む燃焼ガスが発生する。
【0038】
この燃焼ガスは排気ガスとして焼却炉2から予備冷却部12に導入されるが、その際に、通水パイプ14の存在により、排気ガスは、矢印aで示した(図2参照)ように、通水パイプ14に触れて熱が奪われると共に、排気ガスと一緒に上昇する軽量な燃え滓の通過は阻害されて焼却炉2内に戻る。また、予備冷却部12内に導入された排気ガスは、周囲及び上面の壁面に接触することにより更に熱が奪われ、上面の排気口13から排気ガス通路10内に導入される。
【0039】
この排気ガス通路10は、周囲の液体通路11と、前後方向から交互に張り出している液体通路11a、11bとによって全体が蛇行した状態に形成されているので、排気ガスは、矢印bで示したように、蛇行しながら各液体通路の壁面に接触して上昇し、排気ガスの熱がどんどん奪われることになる。
【0040】
排気ガスは燃焼によって膨張した状態で発生するが、排気ガスの熱が奪われることにより、その膨張度が縮小するので、蛇行して上昇する毎に排気ガスの体積または容積が小さくなってくる。そして、冷却部8を通過して濾過部9に導入される時点の排気ガスの温度は100℃以下の略80℃程度になり、その体積または容積は燃焼時の1/10〜1/8程度になると見込まれる。
【0041】
濾過部9に導入された排気ガスは、矢印cで示されたように、第1の濾過室23aをとおり第2の濾過室23bを通った後に外部に排出される。この場合に、排気ファン28が駆動しているので、濾過部9の排気部27には吸引作用が働いており、冷却部8における排気ガス通路10にもその吸引作用が働いていることから、焼却炉2で発生した燃焼ガスが濾過部9の頂部で吸引され、排気ガスとして強制的に冷却部8及び濾過部9を通過させられるのである。
【0042】
そして、濾過部9における第1及び第2の濾過室23a、23bを通過する際に、冷却水の中を通り且つステンレスの切り屑25の間隙を通ることによって排気ガスの気泡が小径化され、冷却水に触れる面積が大きくなるために、排気ガス中に含まれる有害物質が冷却水側に移行または溶け込み、特に、煤煙などは冷却によって凝固分離し、濾過室23の底部に沈殿する現象が見られた。
【0043】
従って、排気ガスが濾過部9を通った段階で、有害物質がほとんど除去されると共に、更に排気ガスの温度が略常温程度まで低下して体積または容積も縮小するので、外部には低温で略無害になった小容量の排気ガスが排出されることになるのである。
【0044】
なお、液体通路11、11a、11bに供給される冷却水として、地下水を利用した場合には、外部排水管35からそのまま地下に戻すようにすれば良い。この場合に、排水として多少温度が上がることになるが、全く汚染されてはいないので、地下に戻すことに環境汚染等の問題は生じないのである。また、濾過部9における冷却水は、煤煙などが凝固して沈殿し汚れが少ないので、長期に渡って使用でき、その量も少ないので別途取り出して処理すれば良いのである。
【0045】
更に、図7及び図8に他の例の冷却ユニットを示してある。この例の冷却ユニット35は、前記実施の形態と同様に、外壁36と内壁37との間を液体通路41とした二重構造の筒体であって、該筒体の底部から筒体の中央部を越えて張り出させた底部の液体通路41aを形成して排気ガス通路40を形成し、前記外壁36の対向する側面の上下位置に液体通路41に連通する液体供給管48と液体排出管49とを設けた構成を有するものである。
【0046】
そして、各冷却ユニット35において、前記実施の形態と同様に、下部の周縁部にベルト状に巻いて溶接した位置決め及び積層のための張出部材50が設けられ、この張出部材50は上部の周縁部に設けても同じである。
【0047】
このように形成された冷却ユニット35は、前記実施の形態と同様に、複数個を交互に向きを変えて積層させることで、全体が所定高さの筒状を呈する冷却部8に形成されると共に、その内部には蛇行する排気ガス通路40が形成され、しかも、その蛇行する排気ガス通路40は周囲が全て液体通路41、41aによって取り囲まれた構成の冷却部となるのであり、この冷却部の排気ガス通路40に連通して、前記実施の形態で説明した濾過部9が一連に形成されることになるのである。
【0048】
従って、この実施例の場合も、その燃焼状況については、前記実施の形態で説明したとおりであり、焼却炉2で燃焼した排気ガスは、矢印bで示したように、強制的に蛇行する排気ガス通路40を通ることによって、周囲の液体通路41、41aに接触し熱が奪われて上昇し、濾過部9に至るのである。
【0049】
なお、冷却ユニット15、35については、図示したように積層するだけでなく、上下を逆にした状態で積層することもできるのであり、この場合に、各ユニット毎に、下方部分から冷却水を供給し、上方部分から加熱された冷却水を排出するようにしても良いのである。要するに、冷却部8内を蛇行する排気ガス通路10、40とし、その周囲が冷却のための液体通路11、11a、11b、41、41aになることが肝要なのである。
【0050】
そして、このような構成の冷却ユニットにすることによって、排気ガス通路10、40に煤等が付着して効率が低下し、清掃する必要があるときに、冷却部8を各冷却ユニット毎に分解すれば、排気ガス通路を簡単に清掃することができるし、また、例えば、一つの冷却ユニットに水漏れ等の不都合が生じたときには、冷却部8の全体を取り替えるのではなく、その一つについて簡単に取り替えることができるのである。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る燃焼装置は、焼却炉のガス排気側に排気ガスの処理手段を有する燃焼装置であって、前記排気ガスの処理手段は、全体が筒状に形成された冷却部と濾過部とから構成され、前記冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路と液体通路とに区分し、前記濾過部は、前記排気ガス通路に連接する排気ガス導入部を有し、その周囲を複数の濾過室に区分して液体を充填させると共に、各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設け、前記濾過部の頂部に排気部を形成すると共に排気用ファンを設けた構成とすることにより、排気ガスは、蛇行する排気ガス通路を通過することにより、効率よく冷却されて排気ガス自体の容積が縮小され、その冷却縮小した低温の排気ガスは濾過部を通過する際に、気泡が強制的に小径化され液体(水)と万遍なく接触して有害物質が除去され、しかも、煤煙等は冷水によって凝縮して沈殿するようになり、液体の汚れが少なくて済むばかりでなく、濾過部の頂部に設けた排気用ファンによって、吸引排気される排気ガスは、有害物質が略除去され、且つ低温になっているため、燃焼し続けても温暖化防止に大きく寄与できると共に、ファン及び駆動部を含む構成部分は熱による機械的故障が全く生じないという優れた効果を奏する。
【0052】
また、冷却部は、外壁と内壁との間を液体通路とした二重構造の筒体とし、前記内壁の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて少なくとも一つの液体通路を形成し、前記外壁の対向する側面に液体通路に連通する液体供給管と液体排出管とを設けた冷却ユニットとし、該冷却ユニットを複数段積層させて蛇行する排気ガス通路を形成した構成とすることによって、排気ガス通路が煤などで汚れ、清掃する必要が生じた場合に、各冷却ユニット毎に分解して簡単に清掃することができるという優れた効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る燃焼装置を略示的に示した正面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う断面を略示的に示した拡大断面図である。
【図3】同実施の形態に係る燃焼装置の冷却部を構成する冷却ユニットの一部を破断して示した斜視図である。
【図4】図3のB−B線に沿う断面を略示的に示した拡大断面図である。
【図5】同実施の形態に係る燃焼装置の冷却部を構成する予備冷却部における図4と同様の拡大断面図である。
【図6】同実施の形態に係る燃焼装置の濾過部を複数段積層した状態を断面で示した図4と同様の拡大断面図である。
【図7】燃焼装置の冷却部を構成する他の例の冷却ユニット示す斜視図である。
【図8】同冷却ユニットを複数段積層した状態における図2と同様の要部のみを示す断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置; 2 焼却炉; 2a、2b 位置決め用突起;
3 被燃焼物の投入口; 4 空気取り入れ口; 5 脚部; 6 基台;
7 排気ガス処理手段; 8 冷却部; 9 濾過部;
10、40 排気ガス通路;
11、11a、11b、41、41a 液体通路; 12 予備冷却部;
13 排気口; 14 通水パイプ; 15、35 冷却ユニット;
16、36 外壁; 17、37 内壁; 18、48 液体供給管;
19、49 液体排出管; 20、50 張出部材; 21 突出部材;
22 排気ガス導入部; 23 濾過室; 23a 第1の濾過室;
23b 第2の濾過室; 24 仕切壁;
25 小径化手段(ステンレスの切り屑); 26 蓋部材; 27 排気部;
28 排気用ファン; 29 水位計; 30 給水用配管; 31 排水管;
32、34、36、37 バルブ; 33 外部給水管; 35 外部排水管;
a、b、c 排気ガスの通過を示す矢印。
Claims (8)
- 焼却炉のガス排気側に排気ガスの処理手段を有する燃焼装置であって、
前記排気ガスの処理手段は、全体が筒状に形成された冷却部と濾過部とから構成され、
前記冷却部は、その内部を蛇行する排気ガス通路と液体通路とに区分し、
前記濾過部は、前記排気ガス通路に連接する排気ガス導入部を有し、その周囲を複数の濾過室に区分して液体を充填させると共に、各濾過室に排気ガス気泡の小径化手段を設け、
前記濾過部の頂部に排気部を形成すると共に排気用ファンを設けたこと
を特徴とする燃焼装置。 - 前記冷却部は、
外壁と内壁との間を液体通路とした二重構造の筒体とし、
前記内壁の一部を筒体の中央部を越えて張り出させて少なくとも一つの液体通路を形成し、
前記外壁の対向する側面に液体通路に連通する液体供給管と液体排出管とを設けた冷却ユニットとし、
該冷却ユニットを複数段積層させて蛇行する排気ガス通路を形成すること
を特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。 - 前記冷却ユニットは、
上部又は下部の周縁部に位置決め及び積層用の張出部材が設けられていること
を特徴とする請求項2に記載の燃焼装置。 - 前記冷却部は、
予備冷却部を有すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の燃焼装置。 - 前記濾過部は、
複数段設けること
を特徴とする請求項1に記載の燃焼装置。 - 前記濾過部における小径化手段は、
網体又はステンレス切り屑であること
を特徴とする請求項1又は4に記載の燃焼装置。 - 前記濾過部には、
液体給水管と液体排水管とを設けた濾過ユニットとすること
を特徴とする請求項1、5又は6に記載の燃焼装置。 - 前記濾過部には、
水位計を設けたこと
を特徴とする請求項1、4、5又は6に記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002336478A JP2004169998A (ja) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | 燃焼装置 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-11-20 JP JP2002336478A patent/JP2004169998A/ja active Pending
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