JP2006349292A - Stack for waste incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄物焼却炉用の排突であって、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷することで、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制する廃棄物用焼却炉の排突に関する。 The present invention is a waste incinerator waste that effectively suppresses the generation of harmful substances such as dioxins in the exhaust gas by effectively quenching the exhaust gas discharged from the combustion chamber It relates to the discharge of an incinerator.
従来の廃棄物用焼却炉は、廃棄物を投入し燃焼空気を取り込んで燃焼させる燃焼室(以下、「主燃焼室」という)、その燃焼ガスを導入し排ガスの未燃焼成分を燃焼させるガス燃焼室(以下、「再燃焼室」という)、燃焼室から排ガスを外部に排出するための排突、および前記排ガスを冷却するための冷却装置からなる構造が一般的である。 A conventional waste incinerator is a combustion chamber (hereinafter referred to as a “main combustion chamber”) in which waste is introduced and combustion air is taken in and burned, and gas combustion that introduces the combustion gas and burns the unburned components of the exhaust gas. A structure is generally composed of a chamber (hereinafter referred to as a “recombustion chamber”), an exhaust bump for exhausting exhaust gas from the combustion chamber to the outside, and a cooling device for cooling the exhaust gas.
近年、産業廃棄物、とりわけ、通常の廃棄物の2倍以上程度の塩素系プラスチックを含む医療廃棄物を焼却処理する際に発生するダイオキシンなどの有害物質が社会的にも大きな問題となっている。 In recent years, harmful substances such as dioxins generated when incinerating industrial waste, especially medical waste containing chlorinated plastics more than twice that of ordinary waste, have become a major social problem. .
一般的に、排ガス中に含まれうるダイオキシン類や、煤塵、悪臭などを有効に抑制するためには、排ガスに含まれる未燃焼成分の完全燃焼化が必要とされており、焼却炉については、(1)800〜950℃の高温維持、(2)2次吹き込みなどによる炉内混合、(3)排ガスの滞留時間が2.0〜3.0秒、(4)200℃以下への排ガス急冷という燃焼ガイドラインが厚生省により設けられている。 Generally, in order to effectively suppress dioxins, dust, bad odor, etc. that can be contained in exhaust gas, it is necessary to completely burn unburned components contained in the exhaust gas. (1) Maintaining a high temperature of 800-950 ° C, (2) Mixing in the furnace by secondary blowing, (3) Residence time of exhaust gas is 2.0-3.0 seconds, (4) Exhaust gas quenching to 200 ° C or less The Ministry of Health and Welfare has established combustion guidelines.
上記条件を達成するために、従来の廃棄物用焼却炉においても様々な工夫がなされており、たとえば、(3)排ガスの滞留時間を確保するために、燃焼室の内部構造を、排ガスの通過口を有した仕切壁を備えた構造にし、さらには、かかる仕切壁と通過口の組み合わせにより、内部を迷路状構造にすることが提案されている(特許文献1参照)。 In order to achieve the above conditions, various ingenuity has also been made in conventional waste incinerators.For example, (3) in order to ensure the residence time of exhaust gas, the internal structure of the combustion chamber is passed through the exhaust gas. It has been proposed to provide a structure including a partition wall having a mouth, and further to make the inside a maze-like structure by combining the partition wall and the passage port (see Patent Document 1).
また、排ガスの未燃焼成分のより効率的な燃焼のために、高温酸化を促進させる触媒を燃焼室内部に設けることも提案されている(特許文献1、2参照)。
It has also been proposed to provide a catalyst for promoting high-temperature oxidation in the combustion chamber for more efficient combustion of unburned components of exhaust gas (see
さらに、(4)排ガス急冷のための方法としては、一般的には、水冷装置によるもの(特許文献3、4参照)や、排ガスの排出促進用のイジェクター装置によるもの(特許文献1、5参照)などが知られている。
Furthermore, as a method for (4) exhaust gas rapid cooling, generally, a method using a water cooling device (see
ところが上記のように内部構造を複雑にしたり、排ガスの通過経路の途中に触媒を設けると、排ガスのスムーズな排出が妨げられるおそれがあるため、排出促進用のイジェクター装置をより大型化するなどの必要性が生じてくる。 However, if the internal structure is complicated as described above, or if a catalyst is provided in the middle of the exhaust gas passage, smooth discharge of the exhaust gas may be hindered. The need arises.
しかしながら、従来、排突に設置されたイジェクター装置は、排突内部のセンター(芯部)に送風吹出口(以下、「送風ノズル」という)を設けていたため(特許文献1,2参照)、排気能力を上げるために送風ノズルの径を拡げると、排ガスそのものの通過口部面積が狭くなるという問題を有していた。
However, conventionally, the ejector device installed in the exhaust collision has been provided with a blower outlet (hereinafter referred to as “blower nozzle”) at the center (core portion) inside the exhaust collision (see
さらに、排ガスの排出促進用のイジェクター装置が、排ガスの急冷装置も兼ねている場合、大がかりな水冷装置が不要になるという利点はあるものの、急速冷却の能力的には十分とはいえず、排ガスが冷却させる過程で排ガスの温度が250℃〜450℃付近に達した時に、ダイオキシンが再合成されるおそれもあった。 Furthermore, if the ejector device for promoting exhaust gas emission also serves as an exhaust gas quenching device, there is an advantage that a large-scale water cooling device is not necessary, but the capability of rapid cooling is not sufficient. When the temperature of the exhaust gas reached around 250 ° C. to 450 ° C. during the cooling process, dioxins could be re-synthesized.
したがって、本発明は廃棄物焼却炉用の排突であって、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷することにより、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制する廃棄物用焼却炉の排突の提供をその課題とするものである。 Therefore, the present invention is a waste incinerator waste disposal that effectively suppresses the generation of harmful substances such as dioxins in the exhaust gas by effectively quenching the exhaust gas discharged from the combustion chamber The challenge is to provide a waste incinerator for waste.
本発明者らは、コンパクトでありながら排ガス中でのダイオキシンの生成を防ぐことのできる廃棄物焼却炉を得るべく鋭意研究を行った結果、排突内に送風方向の異なる複数の送風ノズルを設けることにより、排ガスを急速に冷却することが可能であり、ダイオキシンの生成を防ぐことができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of earnest research to obtain a waste incinerator capable of preventing the formation of dioxins in exhaust gas while being compact, the present inventors provide a plurality of blowing nozzles having different blowing directions in the discharge collision. Thus, the present inventors have found that exhaust gas can be rapidly cooled and dioxin generation can be prevented, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、内部に複数の送風ノズルを備えた焼却炉用排突であって、前記複数の送風ノズルは、少なくとも異なる2方向に送風する送風ノズル群で構成されたことを特徴とする廃棄物焼却炉用排突である。 That is, the present invention is an incinerator exhaust projection having a plurality of blowing nozzles therein, wherein the plurality of blowing nozzles are configured by a group of blowing nozzles for blowing air in at least two different directions. It is a waste incinerator discharge collision.
本発明の廃棄物焼却炉用排突は、排気用の送風ノズルのほかに、冷却用の送風ノズルも備えており、排ガスの排出促進用のイジェクター装置が排ガスの冷却装置も兼ねているため、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷し、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制することができる。 The waste incinerator exhaust projection according to the present invention is equipped with a cooling air blowing nozzle in addition to the exhaust air blowing nozzle, and the ejector device for promoting exhaust gas discharge also serves as the exhaust gas cooling device. The exhaust gas discharged from the combustion chamber can be effectively quenched to effectively suppress the generation of harmful substances such as dioxins in the exhaust gas.
さらに、廃棄物焼却炉用排突は、排気用の送風ノズルが、排ガスの通過口縁に複数配設されているために、送風ノズルの径を大きくしなくても排気能力を向上させることができる。 Further, the waste incinerator exhaust bumper has a plurality of exhaust air blowing nozzles disposed at the exhaust gas passage edge, so that the exhaust capacity can be improved without increasing the diameter of the air blowing nozzle. it can.
以下、本発明の一実施態様を示す図面を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれに何ら制約されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
図1は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き正面図を、図2は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き側面図、図3は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き平面図、図4は本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の一実施態様をそれぞれ示す。図中、1は排突本体部、2はイジェクター装置、3は焼却炉本体を示し、さらに、11は排気用送風ノズル、12は冷却用送風ノズル、13は排突内ダクト、14は排ガス通過口、15は排気口部、16はガス測定口、21は送風ダクト、22はダンパー、31は主燃焼室、32は再燃焼室、33は触媒装置、34は燃焼室内部間仕切り、35は助燃バーナー、36は再燃バーナー、37は廃棄物投入口をそれぞれ示す。 FIG. 1 is a partially cutaway front view of a waste incinerator exhaust projection according to the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway side view of a waste incinerator exhaust projection according to the present invention, and FIG. FIG. 4 shows one embodiment of a waste incinerator equipped with a waste incinerator exhaust projection according to the present invention. In the figure, 1 is an exhaust collision main body part, 2 is an ejector device, 3 is an incinerator main body, 11 is an exhaust air blowing nozzle, 12 is a cooling air blowing nozzle, 13 is an exhaust air duct, and 14 is an exhaust gas passage. , 15 is an exhaust port, 16 is a gas measurement port, 21 is a blower duct, 22 is a damper, 31 is a main combustion chamber, 32 is a recombustion chamber, 33 is a catalytic device, 34 is a partition inside the combustion chamber, and 35 is auxiliary combustion A burner, 36 is a reburning burner, and 37 is a waste inlet.
図1ないし図3に示すとおり、本発明における廃棄物焼却炉用排突は、基本的に、排突本体部1に、送風用のイジェクター装置2が接続され、これから送風されているものである。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the waste incinerator discharge collision according to the present invention is basically one in which a
本発明における廃棄物焼却炉用排突の内部構造は、図1および図2に示すとおり、排突本体部1のほぼ中央部に、この軸線方向と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風する送風ノズル(以下、「排気用送風ノズル」という)11とこの軸線と垂直で中心方向に送風する送風ノズル(以下、「冷却用送風ノズル」という)12をそれぞれ備えた排突内ダクト13a、13bを有する。排突内ダクト13a、13bは、それぞれ、排突本体部1の内壁面に、排突内ダクト13aを下部に、排突内ダクト13bを上部にして、環帯状に設置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal structure of the waste incinerator exhaust projection according to the present invention blows air to the substantially central portion of the exhaust projection
排突内ダクト13aの上面には、一定間隔をおいて排気用送風ノズル11が複数、配置されており、さらに、排突内ダクト13bの下部側面には、複数の冷却用送風ノズル12が、複数の排気用送風ノズル11が有する間隔の間に位置するように配置されている。
A plurality of exhaust
図2または図3に示すとおり、排突内ダクト13には、イジェクター装置2の送風口と連通した送風ダクト21が接続されている。より詳細には、イジェクター装置2と連通した送風ダクト21は、その適当な部分で2つに分岐し、分岐した一方の送風ダクト21aが排突内ダクト13aに、他方の送風ダクト21bが排突内ダクト13bにそれぞれ接続し、排気用送風ノズル11および冷却用送風ノズル12の両者に送風可能としている。
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, a
ここで、排気用送風ノズル11および冷却用送風ノズル12の働きについて説明する。まず、排気用送風ノズル11は、円筒状の排突本体部1の軸線と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風するように、排ガス通過口14の周縁部に配置されている。このため、イジェクター装置2より送り込まれた送風が排気用送風ノズル11から吹き出すときには、排ガス通過口14より排出される排ガスの周囲を取り囲む形で、円筒状の上向き気流を形成する。
Here, functions of the exhaust
したがって、排ガス通過口14より排出される排ガスは、円筒状に上昇する気流に引っ張られる形で、排出が促進され、よって、焼却炉本体内部の排ガスの流れもスムーズに保たれる。
Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust
次に、冷却用送風ノズル12は、排突本体部1の軸線と垂直で中心方向(水平横方向)に送風するように、排ガス通過口14の周縁部に配置されているため、イジェクター装置2より送り込まれた送風が冷却用送風ノズル12から吹き出すときには、排ガス通過口14より排出される排ガスに、周囲から中心に向けて吹き付ける形となる。
Next, since the cooling
したがって、排ガス通過口14より排出される排ガスは、排ガス通過口14の下部では800℃〜900℃ほどあった温度が、排ガス量の約4倍の常温空気を吹き付けられ、200℃以下にまで急冷される。
Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust
排気用送風ノズル11および冷却用送風ノズル12の位置関係については、本実施態様のものに限定されるものではないが、本実施態様のように互い違いになるように配置すれば、それぞれの送風ノズルから吹き出す気流が、互いに干渉しあうことがより少なくなるために望ましい。
The positional relationship between the exhaust
また、排気用送風ノズル11から吹き出す送風は、排ガスの排出を促進する働きを有することは上記のとおりであるが、同時に、排ガスを排出しながら、かかる排ガスを急冷する働きも有していることはいうまでもない。
In addition, as described above, the air blown from the exhaust
なお、もっとも効率的に排ガスを急冷するためには、本実施態様のように冷却用送風ノズル12による吹き出しの角度を排突本体部1の軸線と垂直に送風するように設定することが望ましいが、たとえばこの吹き出しの角度を、排突本体部1の軸線と垂直から排ガスの流れと同方向に60度までの角度の範囲内で設定してもよく、かかる角度が大きくなればなるほど、排ガスの排出を促進する作用が増大する。
In order to cool the exhaust gas most efficiently, it is desirable to set the angle of blowing by the
図4は、本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の一実施態様を示す断面図である。図4に示すとおり、廃棄物焼却炉の内部は、主燃焼室31と再燃焼室32からなり、それぞれの燃焼室は、触媒装置33により隔てられている。このうち、主燃焼室は、助燃バーナーを設けた燃焼部分と、再燃バーナー36を設けた排ガス経路から構成される。そして、各燃焼室内部は間仕切り34が設けられているため、燃焼室内部に間仕切りを有さないタイプの廃棄物焼却炉に比べデッドスペースが少なくなるため、容積を大きくすることなく、内部の排ガスの滞留時間をより長く確保することが可能となっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a waste incinerator equipped with a waste incinerator discharge bump according to the present invention. As shown in FIG. 4, the interior of the waste incinerator includes a
さらに、本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の働きを以下に述べる。まず、廃棄物投入口37より焼却炉内に投入された廃棄物は、主燃焼室31内部で、まず助燃バーナー35により燃焼され、この燃焼により生じた可燃性ガスは、内部間仕切り34により形成された排ガス経路を通過する過程で、再燃バーナー36によりさらに燃焼される。
Furthermore, the function of the waste incinerator provided with the waste incinerator discharge bump according to the present invention will be described below. First, the waste introduced into the incinerator from the
主燃焼室31内における上記燃焼後の排ガスに含まれる未燃焼成分は、再燃バーナー36の後方に設けられた触媒装置33を通過する際、直接輻射熱および対流により加熱された触媒装置33に接触することで高温酸化が促進され、再燃焼室32内部における再燃焼が促進される。この触媒装置で使用する触媒としては、多数の小さな孔を開けた板状の触媒が好ましい。このような触媒は、例えば、アルミナまたはシリカあるいはこの混合物を焼結させて製造したものが好ましく、更に、Fe、Cr、Ni等公知の触媒金属をこれに担持させたものであってもよい。また、板状触媒に設ける孔は、30mm前後の径のものであることが好ましい。
When the unburned component contained in the exhaust gas after combustion in the
再燃焼室32から排出された直後の排ガスは、800℃以上の高温が維持されているが、排突1の中間部分に設けられた冷却用送風ノズル12を通過する時点で、排ガス量の約4倍の常温空気を吹き付けられ、200℃以下にまで急冷される。そして、急冷された排ガスは、排気用送風ノズル11からの送風により、排気口15まで速やかに排出される。このような機構により、塩化ビニルなどを含む廃棄物であっても、ダイオキシンを再合成させることなく、完全燃焼させることが可能となるのである。また、前記のような板状の触媒は、抵抗が大きく従来の焼却炉では使いにくいものであったが、本発明の焼却炉用排突を使用する場合は、これによる吸引力が強いため、問題なく使用することが可能となる。
The exhaust gas immediately after being discharged from the
試 験 例:
本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の運転時の、主燃焼室内部と、再燃焼室内部および、排突出口における排ガスの温度を測定した(平成17年6月7日実施)。
Test example:
The temperature of the exhaust gas at the main combustion chamber, the recombustion chamber, and the exhaust protrusion at the time of operation of the waste incinerator equipped with the waste incinerator exhaust projection according to the present invention was measured (June 2005). 7 days).
この測定は、内径1000mmの排突を備えた廃棄物焼却炉で行い、排突出口における排ガス温度の測定には熱電対が用いられた。排突出口の熱電対の位置は、排突の傘下500mm、排突の内壁から300mmの位置に設けられ、5分ごとに、主燃焼室内部と、再燃焼室内部および、排突出口における排ガスの温度を測定した。この結果を表1に示す。 This measurement was performed in a waste incinerator equipped with a discharge bump having an inner diameter of 1000 mm, and a thermocouple was used to measure the exhaust gas temperature at the discharge protrusion. The position of the thermocouple of the exhaust protrusion is provided at a position 500 mm under the exhaust protrusion and 300 mm from the inner wall of the exhaust protrusion, and the exhaust gas in the main combustion chamber, the recombustion chamber, and the exhaust protrusion is provided every 5 minutes. The temperature of was measured. The results are shown in Table 1.
本発明における廃棄物焼却炉用排突は、廃棄物用焼却炉のみならず、火葬炉や家庭用焼却炉などへの利用も可能である。その場合は、排突の冷却機能により大がかりな排ガス冷却処理装置を有することなく、低コストで、ダイオキシン類の再合成を防ぎ、従来の焼却炉よりも排突の長さを短縮することができるため、省スペース化を図るという利点も有する。 The waste incinerator discharge collision according to the present invention can be used not only for a waste incinerator but also for a cremation furnace, a home incinerator or the like. In that case, without having a large exhaust gas cooling processing device due to the cooling function of the exhaust collision, it is possible to prevent the resynthesis of dioxins at a low cost and to shorten the length of the exhaust collision as compared with the conventional incinerator. Therefore, it also has an advantage of saving space.
1 … … 排突本体部
2 … … イジェクター装置
3 … … 焼却炉本体
11 … … 排気用送風ノズル
12 … … 冷却用送風ノズル
13 … … 排突内ダクト
14 … … 排ガス通過口
15 … … 排気口部
16 … … ガス測定口
21 … … 送風ダクト
22 … … ダンパー
31 … … 主燃焼室
32 … … 再燃焼室
33 … … 触媒装置
34 … … 燃焼室内部間仕切り
35 … … 助燃バーナー
36 … … 再燃バーナー
37 … … 廃棄物投入口
以 上
DESCRIPTION OF
more than
Claims (5)
The nozzle port of the blowing nozzle group which blows air in the same direction as the exhaust gas flow and in the same direction as the exhaust gas flow axis is centered at an angle of 60 degrees in the same direction as the exhaust gas flow from the vertical or vertical direction to the exhaust gas flow axis. The incinerator discharge collision according to any one of claims 1 to 4, which is disposed so as to be between the positions of the nozzle ports of the blowing nozzle group for blowing air in the direction.
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