JP2005077013A - 拡散型螺旋加熱空気混合方法のｐｃｂ等超高温焼却熱分解炉 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、難燃性廃棄物とダイオキシンを発生するＰＣＢ及び塩素化合物等を焼却熱分解する。該焼却炉のアフターバーナーの前面に連結した焼却炉を損なわず、焼却炉内の難燃性廃棄物を１２００℃〜１５００℃に加熱し、廃熱と熱交換して１５００℃〜１８００℃で瞬時に超高温熱分解しダイオキシンを発生させない。
【解決手段】焼却炉３、回転式火台４、拡散型超高温熱分解火墳出口１と超高温アフターバーナー２、加熱空気回転誘導噴射装置２０などを内部構造として設け、拡散型超高温熱分解火墳出口１と、超高温アフターバーナー２と、拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型火墳出口で螺旋の反対方向に高温の可燃性ガスが回転しながら燃焼するアフターバーナーの周りに装置された加熱空気回転誘導噴射装置２０等を主要な特徴としている拡散型螺旋加熱空気混合方法のＰＣＢ超高温焼却熱分解炉。
【選択図】図１

Description

本発明は、拡散型螺旋空気混合方法のＰＣＢ及び難燃性廃棄物の超高温焼却及び熱分解に関する技術分野に属している改良された新技術であって、燃焼及び熱分解温度の上昇が容易な焼却及び熱分解炉に関するものである。

更に詳しく説明すれば、本発明は難燃性廃棄物とダイオキシン（ｄｉｏｘｉｎ）を発生するＰＣＢ及び塩素化合物等を焼却熱分解して処理する拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型超高温熱分解火噴出口が焼却炉のアフターバーナー（ａｆｔｅｒ ｂｕｒｎｅｒ）の前面に連結して設けられ、拡散型超高温熱分解火噴出口でダイオキシンを超高温熱分解する焼却炉に関する。

即ち、本発明は、焼却炉の難燃性廃棄物を瞬時に超高温熱分解及び可燃性ガスを発生させるために、拡散型加熱空気混合方法の超高温バーナーのような超高温アフターバーナーを設け、アフターバーナーの周りに装置された超高温発生と燃料節約のために、廃熱と熱交換して螺旋反対方向に回転噴射させて、焼却炉から拡散型超高温熱分解噴射出口へ進入する可燃ガスや燃焼ガス、ダイオキシンガス、アフターバーナー火焔等を螺旋反対方向に回転噴射するようにする。そのために、回転噴射誘導装置を設け、そして前記の拡散型超高温熱分解火噴出口と火台、二重になった加熱空気チャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）を形成した焼却炉と、スクリューコンベヤ（ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、ファン（ｆａｎ）等で主要部分を構成している。本発明の一番重要な部分のひとつの拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型超高温熱分解火噴出口は、ロケットの噴射口の拡散型形態の内壁に螺旋型加熱空気墳出口を備えた螺旋型加熱供給装置であって、その周りを円筒で加熱空気チャンバーを構成している。

従来には、ＰＣＢ、ダイオキシンを発生する塩素化合物、難燃性廃棄物等を焼却処理するには、ダイオキシンと有毒ガスの排出などの環境汚染の問題が深刻であった。ダイオキシンを発生するＰＣＢは、変圧器或いは小型電子部品等に入っていて不燃性で十分な熱分解は１２００℃から始まり、２秒に近い熱分解時間が必要であった。しかしながら、熱分解温度をもっと上げて１５００℃〜１８００℃に加熱してやらなければ、瞬時に熱分解できないという欠点があった。

この改善策として、超高温アフターバーナーが拡散型火噴出口の入り口に連結して設けられ、焼却炉から火噴出口の入り口に流入される可燃性ガスやダイオキシンなどを超高温で加熱する補助役目をしている。このアフターバーナーの周りには、廃熱を利用して高温に加熱された空気を螺旋反対方向に回転噴射するように誘導装置が設けられている。拡散型火噴出口に流入されるガスやアフターバーナーの火焔等を高温の加熱空気で完全燃焼及び加熱すると同時に螺旋反対方向に回転噴射させて螺旋型加熱空気混合装置で噴出される加熱空気とクロス（ｃｒｏｓｓ）させて十字形に出会って混合噴射されるので混合燃焼がよく出来る。拡散噴射原理によって螺旋型加熱空気供給口が減圧になるので加熱空気噴出が容易である。このために可燃性ガスが拡散型火噴出口から超高温燃焼膨張噴射して、必要量の加熱空気の供給と混合が理想的に行われる。そして可燃性ガスは拡散管を通過する短い瞬時に小さい空間で、超高温の多くの熱エネルギーを放出するので超高温燃焼とダイオキシン熱分解が出来るようにする。
特開２００１−１３２９１８号公報 特開２０００−１９３２１７号公報 特開平１１−２７０８１７号公報

本発明が解決しようとする問題点は、ＰＣＢ、ＰＣＢを盛った容器、ダイオキシンを発生する塩素化合物、難燃性廃棄物等を焼却するために十分な熱分解するには１２００℃から２秒に近い熱分解時間が必要であった。これを短縮して０．１乃至２秒で熱分解が終わるようにするには、１５００℃〜１８００℃の高温にすることが必須の条件であるが、従来の焼却炉の技術ではそれが出来ない点である。なぜなら、焼却温度が高くし、熱分解するのに必要な時間は短くして、焼却温度が高いとダイオキシンの発生は少ないが、高温を発生すれば焼却炉が耐えることが出来なかった。本発明は、焼却炉でスクリューコンベア（ｓｃｒｅｗ ｃｏｎｖｅｙａｏｒ）によって連続的に焼却炉の中に移送されてくる破壊したＰＣＢ容器と噴霧するＰＣＢ液体、難燃性廃棄物、ダイオキシンを発生する塩素化合物などを超高温バーナーで１５００℃〜１８００℃に超高温燃焼或いはガス化させ、熱分解して拡散型超高温熱分解火噴出口を１８００℃にして超高温燃焼させ、ダイオキシンは超高温で熱分解されて通過させなければならなかった。これだけでなく廃熱を利用する冷却装置とガス浄化用シャワートンネル（shower
tunnel）,廃水処理などが必要になるが、本発明以外の問題であるため本論では除くことにする。

本発明は、前記の技術的課題を一番簡単で堅固に解決して、廃熱を最大に利用して超高温燃焼と熱分解をさせて、燃料節約をして、大気汚染とダイオキシンの排出で起きている全ての問題を容易に解決しようとするものである。

本発明は、焼却炉の外面の廃熱を利用して空気を加熱する方法で焼却炉を２重壁の炉にして、その間の空間を空気を加熱する加熱空気チャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）にした焼却炉と、廃棄物を炉に移送するスクリューコンベアと、傾いた火台、回転式火台、をそれぞれ設け、傾いた火台及び回転式火台に移送されてくるＰＣＢや破砕したＰＣＢの容器及び噴霧させたＰＣＢオイルなどを１２００℃〜１５００℃まで加熱して、超高温燃焼及び熱分解又はガス化させる拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温バーナーを備えているアフターバーナーを設け、アフターバーナーの周りに装置された超高温発生装置により発生した超高温と燃料節約のために廃熱と熱交換して、高温（８００℃）で加熱して螺旋反対方向に回転噴射させながら焼却炉で拡散型超高温熱分解火噴出口で、そこに進入する可燃性ガスや燃焼ガス、ダイオキシン、アフターバーナー火焔等を加熱又は燃焼させながら、螺旋反対方向に回転噴射するようにする。そのための回転噴射誘導装置とロケットの噴射口（rocket
nozzle）状の拡散型内壁に拡散型螺旋加熱空気供給装置が設けてあって、その周りを円筒で前記した加熱空気チャンバーを構成して、焼却炉とアフターバーナー前面とに連結して、更に拡散型超高温熱分解火噴出口とファン等で本発明の主要部分を構成することを主要な特徴とする。本発明の構成によりダイオキシンを超高温（１５００℃〜１８００℃）で熱分解或いは燃焼させることが出来る。

本発明は、ダイオキシンを発生するＰＣＢ、難燃性廃棄物、病院の細菌性廃棄物等を簡単に焼却することが出来るので環境浄化の効果が大きいという利点がある。

焼却炉に移送されてくる廃棄物を１２００℃〜１５００℃まで加熱して、可燃性ガスや燃焼ガス、ダイオキシン、アフターバーナー火焔等を加熱又は燃焼させながら、ダイオキシンを超高温（１５００℃〜１８００℃）で熱分解或いは燃焼させるという目的を、拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温バーナーを備えているアフターバーナーを設け、アフターバーナーの周りに装置された超高温発生装置により発生した超高温と燃料節約のために廃熱と熱交換して、高温（８００℃）で加熱して螺旋反対方向に回転噴射させながら、焼却炉を損なわずに実現した。

図１は、本発明の拡散型螺旋加熱空気混合方法のＰＣＢ超高温焼却熱分解炉を示す断面図であって、図２は、一部を開破して焼却炉、回転式火台、拡散型超高温熱分解火墳出口と超高温アフターバーナー、加熱空気回転誘導噴射装置などの内部構造を示す図１のＡ−Ａ’線切断面図である。図３は、図１と図２の拡散型超高温熱分解火墳出口と、超高温アフターバーナーと、拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型火墳出口で螺旋の反対方向に高温の可燃性ガスが回転しながら燃焼するアフターバーナーの周りに装置された加熱空気回転誘導噴射装置などの部分を開破して示した拡大側断面図を示すものである。

図１、図２、図３の各図面に基づいて符号を引用して、本発明の実施例について説明する。図１に表示したように廃棄物投入容器１１に難燃性廃棄物やＰＣＢ容器等を破砕して投入して、図２に表示された超高温アフターバーナー２に点火してから、図１に表示された送風機７を可動させて焼却炉３を加熱して、その廃熱で送風機７に送る焼却炉の加熱空気チャンバー１３の空気が加熱されるのを待つ。

そして、焼却炉３中の回転火台４と火台１０に火焔方向を向けて設けてある拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温バーナー５に点火して、傾いた火台１０と回転火台４を１２００℃以上に加熱して、加熱空気回転誘導噴射装置２０で螺旋反対方向に回転噴射する。加熱空気の温度が８００℃になれば、廃棄物１７を焼却炉３の中に投入するスクリュー９のスクリュー減速ギアモーター１４を可動させて廃棄物を図１に表示したように投入する。投入した廃棄物は瞬時に引火して、熱分解するとか、ガス化しながら拡散型超高温熱分解火噴出口１の入り口前面にある１５００℃の超高温のアフターバーナー２と８００℃の加熱空気回転誘導装置２０の回転誘導翼２１によって、螺旋反対方向に回転噴射される。高温の加熱空気によってもっと加熱されて高温燃焼するとか或いは、熱分解しながら螺旋反対方向に回転しながら拡散型超高温熱分解火噴出口１に流入される。

難燃性廃棄物やＰＣＢ、同様の不燃性廃棄物は、熱量が高い廃タイヤ、高分子廃棄物、或いは廃油等を混合して投入すると燃料節約にもなり、拡散型超高温熱分解火噴出口１を通過する時可燃性ガスが多いのでもっと超高温になるので熱分解することが容易になるものである。

このように流入された高温の可燃性がスとダイオキシンは拡散管噴射原理によって拡散管内で螺旋反対方向で回転噴射しながら拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型超高温熱分解火噴出口１の内壁にある螺旋型加熱空気供給装置の加熱空気噴出孔１２を減圧させて、加熱空気の噴出を容易にして、これによって噴出される高温の加熱空気とクロスさせて十字形に出会って回転噴射するので、混合燃焼がよく出来ることになる。拡散型火噴出口１から、超高温燃焼膨張しても加熱空気の供給と混合が理想的に必要量が供給されて通過する時瞬時に、小さな空間で超高温の多くのエネルギーを発生するので、超高温燃焼によりダイオシンを熱分解させることが出来る。

以上のように完全稼動が始まれば、回転式火台４のギアモーター８を可動させながら、灰１８を灰排出口１５より取り出して、図１、図２に表示したところの焼却炉３下に送る。そして、液体ＰＣＢを噴射ノズル１９で噴霧を始める。ダイオキシン灰は集めてもう一度処理する。

送風機７を可動することによって、焼却炉３の周りに設けた加熱空気チャンバー１３の８００℃に加熱された加熱空気を加熱空気注入口１６より流入することによって、拡散型超高温熱分解火噴出口１の燃焼温度を１５００℃〜１８００℃にするのにおおいに役立つ。

本発明が解決しようとする問題点は、ＰＣＢ、ＰＣＢを盛った容器、ダイオキシンを発生する塩素化合物、難燃性廃棄物等を焼却する際に超高温で燃焼させて、ダイオキシンを十分な高温で瞬時に熱分解をすることであったので、０．１乃至２秒で熱分解が終わるように熱分解するのに必要な時間は短くして、焼却炉が耐えることが出来る。本発明は、連続的に焼却炉の中に移送されてくる破壊したＰＣＢ容器と噴霧するＰＣＢ液体、難燃性廃棄物、ダイオキシンを発生する塩素化合物などを超高温バーナーで１５００℃〜１８００℃に超高温燃焼或いはガス化させ、熱分解して拡散型超高温熱分解火噴出口を１５００℃〜１８００℃にして超高温燃焼させ、ダイオキシンは超高温で熱分解されて通過できるようになり、廃熱を利用する冷却装置とガス浄化用シャワートンネル（shower
tunnel）,廃水処理などと共に併用することにより、空気汚染を防止して環境を浄化することが出来る。

本発明の拡散型螺旋加熱空気混合方法のＰＣＢ等超高温焼却熱分解炉 本発明を説明するために一部を開破した図１のＡ−Ａ’線切断面図 図１と図２の拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型超高温熱分解火墳出口と超高温アフターバーナーと拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型火墳出口で螺旋の反対方向で高温の可燃性ガスが回転しながら燃焼するアフターバーナーの周りに装置された加熱空気回転誘導噴射装置などの相互作用と構造を拡大して詳しく説明するために拡散型火墳出口とアフターバーナー、そして加熱空気回転誘導噴射装置などの部分を開破して切開した側断面図

符号の説明

１ 拡散型螺旋加熱空気混合方法の拡散型超高温火墳出口
２ 拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温アフターバーナー（ａｆｔｅｒ ｂｕｒｎｅｒ）
３ 焼却炉
４ 回転式火台
５ 超高温バーナー
６ 回転式火台軸
７ 送風機
８ 回転式火台を減速回転させるギアモーター（ｇｅａｒ ｍｏｔｏｒ）
９ 廃棄物を炉に投入するスクリュー（ｓｃｒｅｗ）
１０ 火台
１１ 廃棄物投入容器
１２ 螺旋型加熱空気墳出口
１３ 加熱空気室（ｈｅａｔｉｎｇ ａｉｒ ｃｈａｍｂｅｒ）
14 スクリュウー減速ギアモーター
１５ 灰排出口
１６ 加熱空気注入口
１７ 廃棄物
１８ 灰
１９ 液体ＰＣＢを噴射する噴射ノズル（ｎｏｚｚｌｅ）
２０ 加熱空気回転誘導噴射装置
２１ 回転誘導翼

Claims (1)

1. 本発明は難燃性廃棄物、ダイオキシンを発生するＰＣＢ及び塩素化合物、細菌性病院廃棄物などを焼却、熱分解する焼却炉に関して、焼却炉に連結される拡散型加熱空気混合方法の拡散型超高温熱分解火噴出口が設けられ、アフターバーナーの回りに加熱空気回転誘導噴射装置を設けて螺旋反対方向で８００℃の高温の加熱空気を噴射し、拡散型超高温熱分解火噴出口の入り口で焼却炉より流入される燃焼ガスや可燃性ガス、ダイオキシン、等をもっと加熱してアフターバーナーの火焔と焼却炉の燃焼ガスをすべて螺旋反対方向で拡散型超高温熱分解火噴出口内で回転噴射させて、拡散管内の螺旋型加熱空気噴出口で減圧させて、噴出を容易にして、前記の噴出される加熱空気と十字形に混合噴射するようにし、強力空気の混合と供給が理想的に必要量成り立って拡散管を通過する瞬間に小さな空間で多くの熱エネルギーを発生させて、超高温燃焼とダイオキシン熱分解が可能にさせて、拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温アフターバーナーと焼却炉の傾いた火台と回転式火台で廃棄物容器内でスクリューコンベヤに乗って投入される廃棄物を１２００℃〜１５００℃に燃焼させるようにしたことにより、
   同方法の拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温バーナー焼却炉５の廃熱を利用して空気を加熱する焼却炉３の二重加熱空気チャンバー、送風機等で主要部分を構成する難燃性廃棄物、ダイオキシンを発生するＰＣＢ及び塩素化合物、細菌性病院廃棄物、高分子廃棄物等を焼却処理する拡散型螺旋加熱空気混合方法の超高温焼却熱分解炉。

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