JP2005077002A - Combustion experimental device for synthetic resin product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は合成樹脂製品の燃焼実験装置に関するものである。 The present invention relates to a combustion experimental apparatus for synthetic resin products.
従来、廃棄物の焼却処理装置としては、都市ごみなどを焼却するゴミ焼却炉とその排ガス処理装置とから成るゴミ焼却設備が一般に知られ、種々の構成のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as a waste incineration treatment apparatus, a waste incineration facility comprising a waste incinerator for incineration of municipal waste and the like and an exhaust gas treatment apparatus thereof is generally known, and various configurations have been proposed (for example, patents). Reference 1).
そのようなゴミ焼却設備の代表的な構成例としては、ストーカ炉や回転胴式燃焼炉などのゴミ焼却炉の二次燃焼室出口に接続された煙道に、廃熱ボイラ、蒸気過熱器、節炭器、排ガス冷却装置、バグフィルタ装置、排ガス洗浄装置、排気ファン、白煙防止用熱交換器を順に配設したものが知られている。
ところで、上記ゴミ焼却炉でPPやABS樹脂などから成る合成樹脂製品を都市ゴミなどと一緒に焼却処理すると、焼却炉の燃焼温度が高くなって焼却炉を傷めるため、合成樹脂製品廃棄物は焼却せずに別途処分されることが多かった。一方、合成樹脂製品を焼却処理する焼却炉では、高い燃焼温度に耐える燃焼炉と発生したダイオキシンを熱分解させるための高温の燃焼部を配設する必要があり、設備構成が複雑になって設備コストが高くなるとともに高温燃焼用燃料等が必要になってランニングコストも高くなるという問題がある。 By the way, if a synthetic resin product made of PP or ABS resin is incinerated with municipal waste in the above garbage incinerator, the combustion temperature of the incinerator becomes high and damages the incinerator. In many cases, it was disposed of separately. On the other hand, in an incinerator that incinerates synthetic resin products, it is necessary to install a combustion furnace that can withstand high combustion temperatures and a high-temperature combustion section for thermally decomposing dioxins that are generated. There is a problem that the cost becomes high and the running cost becomes high because a fuel for high-temperature combustion is required.
そこで、例えば事務機器用の合成樹脂製品などが万一の火災時などにおいて、より安全性の高い燃焼性となる製品を開発するために、各種合成樹脂製品の燃焼実験を安全に行って、その燃焼状態を分析することができる燃焼実験装置の開発が望まれている。 Therefore, in order to develop a product with higher safety and combustibility in the event of a fire in the event of a fire in the case of synthetic resin products for office equipment, etc. Development of a combustion experimental device capable of analyzing the combustion state is desired.
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、合成樹脂製品の燃焼実験を安全に行って燃焼状態の分析を行うことができる燃焼実験装置を提供することを課題とする。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a combustion experiment apparatus that can safely perform a combustion experiment of a synthetic resin product and analyze a combustion state.
本発明の合成樹脂製品の燃焼実験装置は、燃焼用空気の流入口と排ガスの排気口を有して内部で合成樹脂製品を燃焼させる燃焼室と、燃焼室内のガスを引き出して燃焼室内に還流させる循環ファンと引き出したガス中の煤を除去するバグフィルタ装置とを有するガス循環経路とを備えたものである。 The synthetic resin product combustion experiment apparatus of the present invention has a combustion air inflow port and an exhaust gas exhaust port to combust the synthetic resin product inside, and draws out the gas in the combustion chamber and returns it to the combustion chamber. A gas circulation path having a circulation fan to be removed and a bag filter device for removing soot in the drawn gas.
この構成によると、燃焼室内のガスを循環させることで、合成樹脂製品の急激な燃焼拡大を抑制して自然燃焼状態を確実に実現でき、そのような抑制した自然燃焼によって大量発生した煤をガス循環経路に配設したバグフィルタ装置によって除去するので、燃焼室内に煤が充満する事態の発生を無くして燃焼状態の確認分析を的確に行うことができ、かつ燃焼室の排気口からの排出ガス中の煤を少なくでき、後段での排ガス処理を容易に行うことができる。 According to this configuration, by circulating the gas in the combustion chamber, the sudden combustion expansion of the synthetic resin product can be suppressed and the natural combustion state can be reliably realized, and the soot generated in large quantities by such suppressed natural combustion is gasified. Since it is removed by the bag filter device arranged in the circulation path, it is possible to accurately confirm and analyze the combustion state without occurrence of soot filling the combustion chamber, and exhaust gas from the exhaust port of the combustion chamber The amount of soot can be reduced, and the exhaust gas treatment at the subsequent stage can be easily performed.
また、燃焼室内で合成樹脂製品に着火した後燃焼が安定するまで、排ガスを吸引排出することなく循環経路を通して循環させ、燃焼が安定した後排気口から排ガスを吸引排出すると、燃焼室内での自然燃焼を確実かつ安定して実現できるとともに、実現後に排ガスを排出するので信頼性の高い排ガス処理を行うことができる。 In addition, after the synthetic resin product is ignited in the combustion chamber, the exhaust gas is circulated through the circulation path without being sucked and discharged until the combustion is stabilized, and after the combustion is stabilized, the exhaust gas is sucked and discharged from the exhaust port. Combustion can be realized reliably and stably, and exhaust gas is discharged after realization, so that highly reliable exhaust gas treatment can be performed.
また、燃焼室から引き出したガスの温度を検出する温度検知器を有し、その温度検知器の検出温度が所定温度になるように循環ファンを作動制御すると、循環させるガス流量を制御することによって燃焼を制御し、燃焼室内の温度を所定温度範囲に制御することができる。また、引き出したガス温度が高くなってバグフィルタ装置にダメージを与える恐れも無くすことができる。 In addition, it has a temperature detector that detects the temperature of the gas drawn from the combustion chamber, and when the circulation fan is controlled so that the detected temperature of the temperature detector becomes a predetermined temperature, the flow rate of the circulating gas is controlled by Combustion can be controlled and the temperature in the combustion chamber can be controlled within a predetermined temperature range. Further, it is possible to eliminate the possibility that the extracted gas temperature becomes high and damages the bag filter device.
また、燃焼室から引き出したガスの温度が200℃以下の所定温度になるように燃焼室から引き出すガス量を制御すると、燃焼室内での合成樹脂製品の燃焼を抑制して自然燃焼状態を確実に実現できて好適である。 In addition, if the amount of gas drawn from the combustion chamber is controlled so that the temperature of the gas drawn from the combustion chamber becomes a predetermined temperature of 200 ° C. or less, the combustion of the synthetic resin product in the combustion chamber is suppressed and the natural combustion state is reliably ensured. It can be realized and is preferable.
また、燃焼室の排気口に、排ガスを吸引排出する排気ファンと、排ガス中のダイオキシンと臭い成分を除去手段とを有する排ガス処理装置を接続すると、ダイオキシン及び臭い成分を確実に除去した排ガスを大気中に排出することができる。 In addition, if an exhaust fan that sucks and discharges exhaust gas and an exhaust gas treatment device that has a means for removing dioxin and odorous components in the exhaust gas are connected to the exhaust port of the combustion chamber, the exhaust gas that has surely removed dioxin and odorous components can Can be discharged inside.
また、排気口に外気を導入する外気導入調整弁と、排気口から排出される排ガスの温度を検知する温度検知器とを有し、その温度検知器の検出温度が所定温度を超えないように外気導入調整弁の開度を制御すると、排気口から排出する排ガスの温度を所定温度以下に制御でき、ダイオキシンの再合成を確実に防止でき、排ガス中のダイオキシン濃度を低く維持して後段での処理を容易かつ確実に行うことができる。 Also, it has an outside air introduction regulating valve that introduces outside air into the exhaust port and a temperature detector that detects the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust port, so that the detected temperature of the temperature detector does not exceed a predetermined temperature. By controlling the opening degree of the outside air introduction regulating valve, the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust port can be controlled to a predetermined temperature or less, the recombination of dioxins can be reliably prevented, and the dioxin concentration in the exhaust gas is maintained low, Processing can be performed easily and reliably.
また、燃焼室の上部に温度検知器と、その検出温度が所定温度を超えると燃焼室内に消火液を噴霧する消火装置を設けると、万一燃焼室内が所定温度以上になった場合にも、安全かつ確実に消火することができる。 In addition, if a temperature detector is installed in the upper part of the combustion chamber and a fire extinguishing device that sprays fire extinguishing liquid in the combustion chamber when the detected temperature exceeds a predetermined temperature, even if the combustion chamber becomes above the predetermined temperature, The fire can be extinguished safely and reliably.
また、燃焼室が側壁に観測窓を有すると、燃焼状態を外部から目視したりカメラ等にて画像認識することができ、かつ燃焼温度が所定温度以上にならないため一般的な耐熱ガラスを用いるだけで、大きな観測窓から目視することができる。 In addition, if the combustion chamber has an observation window on the side wall, the combustion state can be visually observed from the outside or the image can be recognized with a camera, etc., and the combustion temperature does not exceed the predetermined temperature, so only general heat-resistant glass is used. And can be seen from a large observation window.
また、燃焼室内の有害ガスを検出する有害ガス検知手段を設けると、発生する有害ガスを検出分析できるとともに、燃焼室内に作業者が入室する際の安全を確保することができる。 In addition, when a harmful gas detection means for detecting harmful gas in the combustion chamber is provided, the generated harmful gas can be detected and analyzed, and safety when an operator enters the combustion chamber can be ensured.
本発明の合成樹脂製品の燃焼実験装置によれば、燃焼室内のガスを循環させることで、合成樹脂製品の急激な燃焼拡大を抑制して自然燃焼状態を確実に実現でき、また自然燃焼によって発生した煤を燃焼室に還流させる前に除去して排ガス中の煤を少なくでき、したがって後段での簡単な排ガス処理によっても清浄な排ガスを排出することができる。 According to the synthetic resin product combustion experimental device of the present invention, by circulating the gas in the combustion chamber, it is possible to reliably realize the natural combustion state by suppressing the sudden expansion of the synthetic resin product, and to be generated by natural combustion. The soot is removed before it is returned to the combustion chamber, so that soot in the exhaust gas can be reduced. Therefore, clean exhaust gas can be discharged even by simple exhaust gas treatment at a later stage.
以下、本発明の合成樹脂製品の燃焼実験装置の一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a synthetic resin product combustion experiment apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1及び図3と図4において、1は事務機器用の合成樹脂製品から成る燃焼対象物2を燃焼する燃焼室で、燃焼対象物2を載置して燃焼させる燃焼台3が下部の中央に設置されている。燃焼室1の側壁には、図3に示すように、燃焼状態を視認するため、耐熱ガラス製の観測窓4が配設されている。また、天井部の中央に排気口5が設けられ、側壁の下端部に燃焼用空気を導入するグリル開口6が設けられている。排気口5には、外部に排出する排ガス温度を外気の導入によって調整するために、外気導入調整弁7を介して外気導入口8が接続されている。
1, 3, and 4, 1 is a combustion chamber for burning a
燃焼室1の一側壁の上部と下部にはガス循環用の流出口9aと流入口9bが設けられ、流出口9aから燃焼室1内のガスを引き出してバグフィルタ装置11に通し、ガス中の煤を除去した後循環ファン12にて流入口9bから燃焼室1内に押し込むガス循環経路10が設けられている。このガス循環経路10にて燃焼室1内のガスを煤を除去して循環させることで燃焼対象物2の燃焼を抑制し、急激に燃焼が拡大するのを抑制し、燃焼状態を観測し易くしている。そのため、燃焼室1の上部の排気口5近傍の雰囲気温度を200℃以下に制御するように構成されている。
An
燃焼室1の上部には、燃焼室1内の雰囲気温度が異常に上昇した時に水消火するように、スプリンクラー13が配設され、開閉制御弁14を介して消火設備15に接続されている。開閉制御弁14は、排気口5の近傍に配置した温度検知器16及び流出口9aとバグフィルタ装置11の間に配置した温度検知器17の検知温度がそれぞれ所定温度以上になると開弁するように構成されている。
A
燃焼室1には、内部雰囲気のHCl濃度と、CO濃度とO2 濃度の比をモニタリングするため、HCl計18と、CO/O2 計19が設置されている。
The
排気口5には排ガス管路20が接続され、この排ガス管路20には、図2及び図3と図4に示すように、排ガスの温度を検知する温度検知器21と、排ガス中に活性炭と消石灰の混合粉末を噴霧供給する処理粉末供給部22と、排ガスの流量調整弁23と、排ガス中の粉末を除去するバグフィルタ装置24と、排ガスを外気と熱交換させて冷却する熱交換器25と、排気ファン26と、内部に排ガスを通して臭い成分を吸着除去する活性炭吸着部27とをこの順に配設した排ガス処理装置33が配設されている。
An
温度検知器21にて検出された排ガス管路20を通る排ガスの温度に応じて、外気導入調整弁7と、流量調整弁23と、後述の熱交換器25の送風ファン25bを制御するように構成されている。
According to the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust
処理粉末供給部22は、活性炭と消石灰の粉末を50:50で混合した混合粉末を収容した収容タンク22aと、圧送ファン22bと、排ガス管路20に設けた処理粉末供給口と圧送ファン22bとを接続するとともに、中間に収容タンク22aの排出口が接続された搬送管22cにて構成され、圧送ファン22bから搬送管22cを通して排ガス管路20内に向けて圧送する空気流に乗せて混合粉末を空気搬送し、排ガス管路20内に噴霧供給するように構成されている。
The treatment
バグフィルタ装置24は、ホッパー部24a内に収容配置したバグフィルタ24bにて排ガス中の煤や噴霧供給された粉末を分離回収するように構成され、かつコンプレッサ28から供給される圧縮空気をバグフィルタ24bに排ガス流通方向とは逆方向にパルス状に噴出させてバグフィルタ24bを逆洗してホッパー部24a内に落下回収する逆洗機構24cを備えている。なお、バグフィルタ装置11も同様にホッパー部11aとバグフィルタ11bと逆洗機構11cを備えている。
The
熱交換器25は、熱交換部25aと、熱交換部25aに熱交換用外気を送風する送風ファン25bと、外気中の塵を除塵して送風ファン25bに送給するフィルタ25cと、送風ファン25bのインバータ制御部25dを備えており、インバータ制御部25dに温度検知器21の検出信号が入力されている。
The
活性炭吸着部27は、粉末状、破砕炭状、粒状(ペレット状)等の活性炭を充填した固定床式で、前段の普通炭から成る中性用活性炭層27aと後段の酸性ガス吸着炭からなる酸性用活性炭層27bとを備え、排ガス中に残った臭い成分である酸性微粒子を吸着除去するように構成されている。そして、この活性炭吸着部27を通過した排ガスは、大気中に放出される。
The activated
なお、図2に仮想線で示すように、活性炭吸着部27の出口に臭気センサ29を配設するとともに、排ガス放出口の手前に流路切換装置30を設け、臭気センサ29にて排ガス中に所定以上の臭い成分が残っていた場合に、流路切換装置30を作動させて、還流管路31を通して排ガスを処理粉末供給部22の手前位置に還流させ、再度処理を繰り返すように構成しても良い。
2, an
また、処理粉末供給部22の出口近傍にラインミキサー32を配設することで、排ガス中に活性炭と消石灰を均等に分散させ、排ガスの全体に対して活性炭と消石灰を効果的に接触させ、排ガス中のダイオキシンの吸着や酸性ガスの中和反応が確実に行われるようにするのが好ましい。
Further, by disposing the
次に、動作について説明する。燃焼台3上に事務機器用の合成樹脂製品から成る燃焼対象物2を載置して着火し、燃焼を開始する。その際、燃焼初期には排気ファン26は作動せず、排気口5から排気することなく、循環ファン12だけを作動させ、燃焼室1内の雰囲気を循環させることで、比較的低温で自然燃焼させる。その結果、煤を多量に発生するが、発生した煤は排ガスが循環される間にバグフィルタ装置11で除去される。
Next, the operation will be described. A
また、燃焼室1内で過大な燃焼状態となって雰囲気温度が異常に高くなり、排気口5の近傍の温度検知器16による検出温度が200℃を超えると、開閉制御弁14が開弁されて消火設備15からスプリンクラー13に消火水が供給され、水が噴霧されて消火される。これにより、ガラス窓から成る観測窓4を有する燃焼室1においても、安全に燃焼実験を行うことができる。また、燃焼室1内の雰囲気をHCl計18及びCO/O2 計19にてモニタリングしているので、この燃焼室1内に作業者が入室する場合の安全も確保されている。
Further, when the
燃焼室1での低酸素状態での燃焼が安定すると、上記循環ファン12による排ガスの循環による低酸素状態での燃焼状態を維持しつつ、排気ファン26を作動させ、排気口5から排ガスを吸引して排ガス管路20に排出する。循環させる排ガス流量と排気口5から排出する排ガス流量の比は、循環7:排出3程度である。この排気口5から排出される排ガスは、例えば最大40m3 N/min程度で、その組成にはSO2 を60ppm、HClを1053ppm、ダイオキシンを10ng−TEQ/m3 N、ダストを240mg/m3 N程度含有している。また、ガス温度が40〜200℃となるように、温度検知器21の検知温度に応じて外気導入調整弁7の開度を調整し、また流量調整弁23の開度調整にてバグフィルタ装置24の過熱防止を図っている。
When combustion in the low oxygen state in the
排ガス管路20に排出された排ガスに対して、最初に処理粉末供給部22にて活性炭と消石灰の混合粉末が噴霧供給される。これら活性炭と消石灰が排ガスと接触し、ダイオキシンが活性炭粉末に吸着除去されるとともに酸性ガスが消石灰と反応して中和吸収される。この混合粉末の供給量は、例えば100〜300mg/m3 程度で充分な効果を発揮する。また、混合粉末の供給直後に、ラインミキサー32にて排ガスと混合粉末の攪拌混合行うと、排ガスの全体とこれらの粉末の接触機会が増加し、これらの作用が促進され、より効果的に吸着・中和が行われる。
First, a mixed powder of activated carbon and slaked lime is sprayed and supplied to the exhaust gas discharged to the
ダイオキシンを吸着した活性炭粉末及び酸性ガスと中和反応した消石灰粉末は、次のバグフィルタ装置24にて排ガスから除去される。次いで、排ガスは熱交換器25にて外気と熱交換されて80℃程度から40℃程度まで冷却される。このように排ガス温度が40℃以下に冷却されることで、次の活性炭吸着部27での吸着が効果的に行われる。
The activated carbon powder that has adsorbed dioxin and the slaked lime powder that has been neutralized with the acid gas are removed from the exhaust gas by the next
次いで、排ガスは活性炭吸着部27の前段の中性用活性炭層27aにて排ガス中の微粒子(中性臭気成分)が吸着され、さらに後段の酸性用活性炭層27bにて臭い成分であるSO2 やHClなどの酸性微粒子が確実に吸着除去される。このように清浄化され、臭い成分を除去された排ガスが大気中に放出される。
Next, the exhaust gas is adsorbed with fine particles (neutral odor component) in the exhaust gas in the neutral activated
以上の処理により、例えば上記排気口5での排ガス組成に比較して、SO2 を60ppmから40ppm以下に、HClを1053ppmから430ppm以下に、ダイオキシンを10ng−TEQ/m3 Nから5ng−TEQ/m3 N以下に、ダストを240mg/m3 Nから10mg/m3 N以下に低減することができる。かくして、排水処理の必要な湿式スクラバーを用いることなく、環境基準を満たした状態で大気中に放出することができる。 By the above treatment, for example, compared to the exhaust gas composition at the exhaust port 5, SO 2 is reduced from 60 ppm to 40 ppm, HCl is reduced from 1053 ppm to 430 ppm, dioxin is changed from 10 ng-TEQ / m 3 N to 5 ng-TEQ / m to 3 N or less, it is possible to reduce the dust from 240 mg / m 3 N below 10 mg / m 3 N. Thus, without using a wet scrubber that requires wastewater treatment, it can be released into the atmosphere in a state that satisfies environmental standards.
上記実施形態の説明では、処理粉末供給部22から供給する混合粉末の活性炭と消石灰の比率が50:50の例を示したが、燃焼室1の排気口5から排出される排ガスの性質に応じて適宜設定すれば良く、例えば酸性ガスの濃度が高い場合には消石灰の組成を高くすれば良いことは言うまでもない。また、活性炭吸着部27に、中性用活性炭層27aと酸性用活性炭層27bを設けた例を示したが、さらにアルカリ用活性炭層などを設けて良いことも言うまでもない。
In the description of the above embodiment, an example in which the ratio of the activated carbon and slaked lime of the mixed powder supplied from the processing
本発明にかかる合成樹脂製品の燃焼実験装置は、燃焼室内のガスを循環させることで合成樹脂製品の急激な燃焼拡大を抑制して安全に自然燃焼状態を実現し、燃焼状態の分析を行うことができ、各種合成樹脂製品の燃焼実験に有用である。 The synthetic resin product combustion experiment apparatus according to the present invention is to analyze the combustion state by suppressing the rapid combustion expansion of the synthetic resin product by circulating the gas in the combustion chamber to safely realize the natural combustion state. It is useful for combustion experiments of various synthetic resin products.
1 燃焼室
2 燃焼対象物(合成樹脂製品)
4 観測窓
5 排気口
6 グリル開口(流入口)
7 外気導入調整弁
10 ガス循環経路
11 バグフィルタ装置
12 循環ファン
15 消火設備
16 温度検知器
17 温度検知器
18 HCl計
19 CO/O2 計
21 温度検知器
26 排気ファン
33 排ガス処理装置
1
4 Observation window 5 Exhaust port 6 Grill opening (inlet)
7 External air
Claims (9)
The synthetic resin product combustion experiment apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a harmful gas detection means for detecting harmful gas in the combustion chamber.
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