JP2005140383A - Recombustion furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主燃炉から排出される排ガスの熱分解処理を行う再燃炉に関する。 The present invention relates to a reburning furnace that performs thermal decomposition treatment of exhaust gas discharged from a main furnace.
再燃炉の酸素濃度を測定する方法としてはジルコニアセル方式の濃度計を用いるのが一般的であるが、この濃度計は、検知部は高温に耐え得るものの、その他の部分に耐熱性がないため、炉体に直接取り付けることができず、炉体にサンプリングプローブ35を付設して、該サンプリングプローブ35の経路の途中に設置したセンサ25により排ガス中の酸素濃度を測定することが広く行われている(図4)。
A zirconia cell type densitometer is generally used as a method for measuring the oxygen concentration in the reburning furnace, but this densitometer can withstand high temperatures, but other parts are not heat resistant. In general, it is not possible to directly attach to the furnace body, and a
この場合、サンプリングプローブ35内への排ガスの引き込みは、ポンプ36等による外力を作用させて強制的に圧力差を発生させることで行われているが、排ガスは800℃〜1000℃の高温である上に様々な有害物質を含んでいるため、ポンプ36等やその他の部品に特殊な材質が必要となりイニシャルコストのみならずランニングコストにおいても負担が増し、またポンプ等を駆動する電力も必要であるとともに、ポンプ等の使用により複雑な機構を有することになるため、機械的トラブルの発生に対するリスクを伴っていた。
In this case, the exhaust gas is drawn into the
又一次燃焼室(主燃炉)における廃棄物等の焼却の際に排出される排ガス中には、臭気成分やダイオキシン類等の物質が含まれており、その除去対策として、従来、上記排ガスを二次燃焼室(再燃炉)において直接燃焼して臭気成分やダイオキシン類等を分解・除去することが行われている。 The exhaust gas discharged during the incineration of waste in the primary combustion chamber (main combustion furnace) contains substances such as odor components and dioxins. In a secondary combustion chamber (reburning furnace), it is directly burned to decompose and remove odor components and dioxins.
ところで、上記臭気成分やダイオキシン類等を分解・除去することを目的とする再燃炉に要求される条件として、炉内を850℃以上の温度に維持すること及び排ガスを2秒間以上炉内に滞留させることが挙げられている。 By the way, as conditions required for a reburning furnace for the purpose of decomposing and removing the above-mentioned odor components and dioxins, the inside of the furnace is maintained at a temperature of 850 ° C. or more and the exhaust gas stays in the furnace for 2 seconds or more. It is mentioned that.
火葬炉等の小型炉においては排ガスの排出量が比較的少なく、また定常的に排出されるものではないことから、上記条件を実現するためには、炉内において排ガスとバーナーの火炎及び燃焼2次空気の混合特性が良いことが更に要求される。そのため、従来の再燃炉においては、炉内にチェッカー等を設置して排ガスの圧力損失を大きくとることによる混合特性の向上が行われている。 In a small furnace such as a cremation furnace, the amount of exhaust gas discharged is relatively small, and it is not constantly discharged. Therefore, in order to realize the above conditions, the exhaust gas and burner flame and combustion 2 It is further required that the mixing characteristics of the secondary air be good. Therefore, in the conventional reburning furnace, mixing characteristics are improved by installing a checker or the like in the furnace to increase the pressure loss of the exhaust gas.
しかしながら、負圧に保たれた主燃炉から排出される排ガスが再燃炉に流入して上記チェッカーを通過するためには、圧力損失分を考慮して、再燃炉内の炉圧を主燃炉の炉圧より更に低く設定する必要があり、これにより上記排ガスが炉内を通過する速度が大きくなることから、結果として十分な滞留時間の確保がされにくくなるとともに、再燃炉内の温度を高温に維持することが困難であるという問題が生じていた(例えば特許文献1)。 However, in order for the exhaust gas discharged from the main furnace maintained at a negative pressure to flow into the reburning furnace and pass through the checker, the furnace pressure in the reburning furnace is set to the main combustion furnace in consideration of the pressure loss. Therefore, it is difficult to secure a sufficient residence time and the temperature inside the reburning furnace is increased to a high temperature. There has been a problem that it is difficult to maintain (for example, Patent Document 1).
又、二次燃焼室、例えば火葬施設における再燃炉は、火葬炉から排出される臭気成分やダイオキシン類を多量に含む排ガスを燃焼により分解する作用を果たすものであり、その能力を十分に発揮するためには、再燃炉出口の酸素濃度を一定値以上に維持することが要求される。 In addition, a reburning furnace in a secondary combustion chamber, for example, a cremation facility, functions to decompose exhaust gas containing a large amount of odorous components and dioxins discharged from the cremation furnace by combustion, and fully exhibits its ability. Therefore, it is required to maintain the oxygen concentration at the outlet of the reburning furnace at a certain value or higher.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ポンプ等による強制的な外力を使用しないで炉内の排ガスの酸素濃度を測定することを可能とする酸素濃度検知装置及び排ガス中の臭気成分やダイオキシン類を分解・除去する再燃炉において、排ガスと空気の混合特性を向上させることで、十分な滞留時間を確保するとともに、炉内の温度を高温に維持できる再燃炉を提供することを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to measure the oxygen concentration of exhaust gas in a furnace without using a forced external force by a pump or the like, and in the exhaust gas To provide a reburning furnace that can maintain sufficient temperature while maintaining sufficient temperature by improving the mixing characteristics of exhaust gas and air in a reburning furnace that decomposes and removes odorous components and dioxins. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するため本発明は
第1に炉壁面に外側上向傾斜孔を開口し、該開口の上部に水平外向孔を開口し、両孔を連通管で接続し、該管に酸素濃度センサを設けてなる再燃炉、
第2に主燃炉から排出される排ガスを処理する再燃炉において、第1絞りと、その上方に設けた第2絞りにより、上記再燃炉内部を第1燃焼室、第2燃焼室及び第3燃焼室の3室に区分けし、上記第3燃焼室の出口寄りに上記酸素濃度センサを設け、主燃炉から排出された排ガスに燃焼2次空気を混合させる空気供給部と排ガスを燃焼するバーナを上記第1燃焼室に設けた上記第1発明記載の再燃炉、
によって構成される。
In order to achieve the above object, the present invention firstly opens an outer upward inclined hole in the furnace wall, opens a horizontal outward hole at the upper part of the opening, and connects both holes with a communication pipe. A reburning furnace provided with a concentration sensor;
Second, in the reburning furnace for treating the exhaust gas discharged from the main furnace, the inside of the reburning furnace is divided into a first combustion chamber, a second combustion chamber, and a third by a first throttle and a second throttle provided above the first throttle. The combustion chamber is divided into three chambers, the oxygen concentration sensor is provided near the outlet of the third combustion chamber, an air supply unit for mixing the combustion secondary air with the exhaust gas discharged from the main furnace, and a burner for burning the exhaust gas A reburning furnace according to the first invention, wherein the first combustion chamber is provided with
Consists of.
本発明によれば、排ガスの酸素濃度の測定を炉内の排ガスの上昇流により発生する圧力差を利用することができ、ポンプ等の強制的な外力を必要とすることがなくなるため、ポンプ等の設備によることなく炉内の排ガスの酸素濃度を測定することができ、かつ排ガス中の臭気成分やダイオキシン類を分解・除去する再燃炉において、排ガスと空気の混合特性を向上させることで、十分な滞留時間を確保するとともに、再燃炉出口の温度を高温に維持することができる再燃炉が実現できる。 According to the present invention, the pressure difference generated by the upward flow of the exhaust gas in the furnace can be used for measuring the oxygen concentration of the exhaust gas, and no forced external force such as a pump is required. It is possible to measure the oxygen concentration of the exhaust gas in the furnace without using the above equipment, and to improve the mixing characteristics of exhaust gas and air in a reburning furnace that decomposes and removes odor components and dioxins in the exhaust gas. It is possible to realize a reburning furnace capable of ensuring a sufficient residence time and maintaining the temperature of the reburning furnace outlet at a high temperature.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態を示す火葬炉の縦断面図を示している。 FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a cremation furnace showing one embodiment of the present invention.
1は主燃炉であり、炉内には主燃炉用バーナ2、主燃炉用断熱扉3、及び被燃焼物である遺体を載置する炉内台車5が設置されているとともに、天井壁の一部には排ガス通路4が開設されている。また、主燃炉1の天井壁の上部には再燃炉10が立設固定されており、該再燃炉10の炉内は上記排ガス通路4を介して上記主燃炉1の炉内と連通している。
Reference numeral 1 denotes a main furnace, in which a main furnace burner 2, a main furnace heat insulating door 3, and an in-furnace carriage 5 on which a body that is a combustible is placed are installed, and a ceiling An exhaust gas passage 4 is opened in a part of the wall. A reburning
再燃炉10は中空の円筒により構成され、その内部を第1絞り14及び第2絞り15により3つの層に区分けされ、下から上に第1燃焼室11、第2燃焼室12及び第3燃焼室13を形成しており、第3燃焼室の上部には排ガス出口16が開設されている。
The reburning
上記主燃炉1で発生した排ガスSは排ガス通路4を経て再燃炉10の最下層の第1燃焼室11に先ず流入する。
The exhaust gas S generated in the main combustion furnace 1 first flows into the first combustion chamber 11 in the lowermost layer of the reburning
該第1燃焼室11には再燃炉用バーナ20及び再燃炉用2次空気ノズル21が設けられていて、上記排ガス4は再燃炉用バーナ20の火炎に直接曝されて燃焼が行われる。このとき、再燃炉用2次空気ノズル21から供給される燃焼2次空気と排ガスSが混合されることにより燃焼が促進され、排ガス中の臭気成分及びダイオキシン類の熱分解が行われる。
The first combustion chamber 11 is provided with a reburning furnace burner 20 and a reburning furnace
第1絞り14は板状の円盤からなり、その略中心に円形開孔14aを設けている。該円形開孔14aは円盤の上面における開口面積を盤の下面における開口面積より小さくとっており、燃焼ガスの進行方向に徐々に断面積が減少するように形成されている。
The first diaphragm 14 is formed of a plate-shaped disk, and a
円形開孔14aの形状をこのようにすると、断面積の急激な変化が緩和され、絞りによる再燃炉内の圧力損失を少なくできるため、再燃炉と主燃炉の圧力差を小さく抑えることが可能となる。これにより、主燃炉から再燃炉に流入する排ガスSの流速が低減するため、再燃炉内での排ガスSの滞留時間を長くすることができる。
By making the shape of the
また、上記第1燃焼室11内の燃焼ガスはこの第1絞り14により流れが制限されることで、排ガス及び燃焼2次空気の十分な混合が行われるとともに、排ガスSが再燃炉内をフリーパスすることがないため、排ガスSが炉内に滞留する時間を長くすることができる。 Further, the flow of the combustion gas in the first combustion chamber 11 is restricted by the first throttle 14, so that the exhaust gas and the combustion secondary air are sufficiently mixed, and the exhaust gas S is free in the reburning furnace. Since it does not pass, the time during which the exhaust gas S stays in the furnace can be lengthened.
また、上記第1絞り14を通過する燃焼ガスは、上記円形開孔14aに集合した後、第2燃焼室12に流入する際に拡散されることで、排ガスと燃焼2次空気の混合が更に促進されて、第2燃焼室12内に均一な燃焼温度の場を創出して、排ガス中の臭気成分及びダイオキシン類の熱分解が十分に高い温度の中で行われる。
In addition, the combustion gas passing through the first restrictor 14 is diffused when flowing into the
第2絞り15は板状の円盤からなり、該円盤に複数の開孔を設けて構成されるものである。該開孔は燃焼ガスを強制的に分流させる役割を担うものであるため、上記円盤に均等に分散して開設することが望ましく、例えば3つの開孔を開設する場合には正三角形の各頂点に、4つの開孔を開設する場合には正方形の各頂点に、5つの開孔を開設する場合には正五角形の各頂点に設けることが望ましい。
The
本実施例では3つの円形開孔15aが開設され、該円形開孔15aは正三角形の各頂点になる位置に各々開設されているが、再燃炉の大きさや排ガス量に応じて適宜開孔の数を調節して使用することが望ましい。
In this embodiment, three
上記開孔15aは円盤の上面における開口面積を盤の下面における開口面積より小さくとっており、燃焼ガスの進行方向に徐々に断面積が減少するように形成されている。 The opening 15a has an opening area on the upper surface of the disk smaller than an opening area on the lower surface of the disk, and is formed so that the cross-sectional area gradually decreases in the direction of combustion gas travel.
円形開孔15aの形状を、上記円形開孔14aの形状と同じく上記のように構成すると、断面積の急激な変化が緩和され、絞りによる再燃炉内の圧力損失を少なくできるため、再燃炉と主燃炉の圧力差を小さく抑えることが可能となる。これにより、主燃炉から再燃炉に流入する排ガスSの流速が低減するため、再燃炉内での排ガスSの滞留時間を長くすることができる。
If the shape of the
また、上記第2燃焼室12内の燃焼ガスはこの第2絞り15により流れが制限されることで、排ガス及び燃焼2次空気の十分な混合が行われるとともに、排ガスSが再燃炉内をフリーパスすることがないため、排ガスSが炉内に滞留する時間を長くすることができる。
Further, the flow of the combustion gas in the
また、上記第2絞り15を通過する燃焼ガスは、上記複数の円形開孔15aにより強制的に分流・等分された後、第3燃焼室13内で拡散され、更に攪拌されることで、局所的高温域の発生を防ぎ、均一な燃焼温度の場を第3燃焼室内に形成することができるため、排ガスS中に含まれる臭気成分及びダイオキシン類の完全燃焼による熱分解が行われる。
Further, the combustion gas passing through the
更に、上記第1燃焼室には炉圧を測定する炉圧センサ22を設けて、再燃炉内の圧力を把握及び制御できるようにしている。再燃炉での排ガスSの流速は再燃炉内の圧力を調節することで制御することができるため、例えば、再燃炉内での排ガスSの滞留時間が2秒に満たないときは、上記再燃炉用2次空気ノズル21から供給される燃焼2次空気の供給量を調節することにより上記再燃炉内の圧力を下降させることで、滞留時間を2秒以上にすることができる。
Further, a furnace pressure sensor 22 for measuring the furnace pressure is provided in the first combustion chamber so that the pressure in the reburning furnace can be grasped and controlled. Since the flow rate of the exhaust gas S in the reburning furnace can be controlled by adjusting the pressure in the reburning furnace, for example, when the residence time of the exhaust gas S in the reburning furnace is less than 2 seconds, the above reburning furnace The residence time can be set to 2 seconds or more by lowering the pressure in the reburning furnace by adjusting the supply amount of the combustion secondary air supplied from the
また、上記第3燃焼室には再燃炉の出口温度を測定する温度センサ24を設けて、火葬初期のように排ガス量が多い時に高温を維持するのが困難な再燃炉の出口温度を検出することができるようにしているので、上記第1燃焼室内での再燃炉用バーナ20の火力及び上記再燃炉用2次空気ノズル21から供給される燃焼2次空気の供給量を調節することで、再燃炉内の燃焼温度を所望の温度(例えば850℃以上)に維持することができる。
Further, the third combustion chamber is provided with a
第2燃焼室に設けられた温度センサ23は流入排ガス量が減少するような火葬後半に使用することで再燃炉内の状態が詳細に把握できることになるため、炉内の温度及び圧力の緻密な管理・調整を可能とすることができる。
Since the
又図3に示すように第3燃焼室13の出口寄りには直立炉壁面13’に外側上向傾斜孔26を開口し、該開口の上部に水平(上記炉壁面13’と直交する)外向孔27を開口し、両孔26,27を連通管28で接続し、その接続部に酸素濃度センサ25を設けることにより、上記炉壁面13’に沿って上昇する混合気流は開口面積の大きい開口部と小さい開口部との圧力差により、上記傾斜孔26の開口から連通管28内に分流し、連通管28を経て上記水平外向孔27の開口から炉内に流動し、酸素濃度センサ25によって第3燃焼室13の出口16寄りの酸素濃度を検出し、その信号によって送風管29に設けた流量調整弁30を動作し第1燃焼室11の下端部に設けた再燃炉用2次空気ノズル21から供給される燃焼2次空気の供給量を調節することによって出口16の酸素濃度を一定値以上に維持し得て、臭気成分やダイオキシン類を多量に含む排ガスの燃焼分解作用を保持することができ臭気及びダイオキシンを分解することができる。
Further, as shown in FIG. 3, an outer upward
上記酸素濃度センサ25からの信号はコンピューターによる調節計35によって流量調整弁30のコントロールモータ30’を動作し、それによって流量調整弁30を調整する。
A signal from the
尚図1中31は冷却室、32は燃焼用ブロワー、33は該ブロワー32と冷却室31とを接続する分岐送風管、34は冷却室31の冷却用吸引ブロワー兼エゼクターブロワーである。
In FIG. 1, 31 is a cooling chamber, 32 is a combustion blower, 33 is a branch blower pipe connecting the
1 主燃炉
10 再燃炉
11 第1燃焼室
12 第2燃焼室
13 第3燃焼室
13’ 炉壁面
14 第1絞り
14a 開孔
15 第2絞り
15a 開孔
16 排ガス出口
20 再燃炉用バーナ
21 再燃炉用2次空気ノズル
22 炉圧センサ
24 温度センサ
25 酸素濃度センサ
26 外側上向傾斜孔
27 水平外向孔
28 連通管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
第1絞りと、その上方に設けた第2絞りにより、上記再燃炉内部を第1燃焼室、第2燃焼室及び第3燃焼室の3室に区分けし、
上記第3燃焼室の出口寄りに上記酸素濃度センサを設け、
主燃炉から排出された排ガスに燃焼2次空気を混合させる空気供給部と排ガスを燃焼するバーナを上記第1燃焼室に設けた請求項1記載の再燃炉。 In the reburning furnace that processes the exhaust gas discharged from the main furnace,
By dividing the inside of the reburning furnace into three chambers, a first combustion chamber, a second combustion chamber, and a third combustion chamber, by a first throttle and a second throttle provided above the first throttle,
The oxygen concentration sensor is provided near the outlet of the third combustion chamber,
The reburning furnace according to claim 1, wherein an air supply unit for mixing combustion secondary air with the exhaust gas discharged from the main combustion furnace and a burner for burning the exhaust gas are provided in the first combustion chamber.
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---|---|---|---|
JP2003376487A JP2005140383A (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Recombustion furnace |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2456844A (en) * | 2007-07-11 | 2009-07-29 | Taiyo Chikuro Ind Co Ltd | System and method for controlling combustion in a cremation furnace |
-
2003
- 2003-11-06 JP JP2003376487A patent/JP2005140383A/en active Pending
Cited By (2)
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GB2456844B (en) * | 2007-07-11 | 2012-04-18 | Taiyo Chikuro Ind Co Ltd | System for controlling combustion of cremation furnace and method of controlling combustion of cremation furnace |
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