JP2007322098A - 燃焼廃熱利用設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部燃料の使用量を少量に節減する。
【解決手段】 被焼却物を外部から導入した熱風で乾燥する乾燥機３を設け、同乾燥機３に熱風の非導入時に作動する昇温バーナー４を設け、乾燥機３で乾燥した乾燥物を燃料として燃焼して熱風を発生する熱風発生装置６を設け、同熱風発生装置６を着火させる着火バーナー６５を設け、熱風発生装置６で発生した熱風を乾燥機３へ送る熱風供給管７を設け、熱風発生装置６の排ガスと乾燥機３の臭気を集塵・脱臭する集塵脱臭装置８を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、焼酎廃液等を焼却処理する燃焼廃熱利用設備に関する。

従来、焼酎廃液を焼却処理できる燃焼炉が特許文献１，２に開示されている。特許文献１の技術は、燃焼炉の上部に焼酎廃液を噴霧する噴霧装置を設け、燃焼炉の下部にバーナーを設けた構造を特徴としており、炉内を噴霧降下中の焼酎廃液の水分がバーナーの高温ガスで蒸発され、固形分がバーナーの火炎で燃焼されるようにしたものである。

また、特許文献２の技術は、燃焼炉の上部に焼酎廃液の投入口を設け、投入口の直下に傘状の回転羽根を設け、燃焼炉内に空気を供給する３箇所の空気供給部を設け、燃焼炉の側部にバーナーを設けた構造を特徴としており、投入された焼酎廃液が回転羽根で炉内の空間に万遍なく送り込まれてバーナーの火炎で均等に燃焼されるようにしたものである。

ところで、これらの技術は焼却を持続させるために燃料を供給し続ける必要があり、燃料費が嵩むという問題があった。
特開平１０−１１５４１１号公報 特開２０００−９７４１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、燃料の使用量を少量に節減でき、焼酎廃液等のほとんど水分の物、又は動物の糞尿等のたれる程ではないが未だ水分の方が多い物を万能的に処理する為の燃焼廃熱利用設備を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 被焼却物を外部から導入した熱風で乾燥する乾燥機を設け、同乾燥機に熱風の非導入時に作動する昇温バーナーを設け、乾燥機で乾燥した乾燥物を燃料として燃焼して熱風を発生する熱風発生装置を設け、同熱風発生装置に乾燥物を着火させる着火バーナーを設け、熱風発生装置で発生した熱風を乾燥機へ送る熱風供給管を設けた、燃焼廃熱利用設備
２） 熱風発生装置が、乾燥物を配置する火格子の上方空間に空気供給管を鉛直方向に設け、空気供給管に空気を放射状に噴出する複数の噴出孔を所定間隔おいて複数段設け、火格子の下方から空気供給管より少量の空気を乾燥物へ供給する送風管を設け、火格子の側方位置に着火バーナーを設け、空気供給管の上方空間に熱交換器を設け、熱交換器に送風する送風機を設け、送風した空気を熱交換器の燃焼熱で熱風にして熱風供給管を通じて乾燥機へ供給できるようにした構造である、前記１）記載の燃焼廃熱利用設備
３） 空気供給管の一段の複数の噴出孔が、円周方向に沿って千鳥状に配列されるように形成したものである、前記２）記載の燃焼廃熱利用設備
４） 熱風発生装置の排気を集塵及び臭気を脱臭して大気へ放出する集塵脱臭装置を設けた、前記１）〜３）いずれか記載の燃焼廃熱利用設備
５） 集塵脱臭装置が、臭気を脱臭する白金触媒を備えたものである、前記４）記載の燃焼廃熱利用設備
６） 乾燥機の臭気を熱風発生装置に送る臭気管を設け、臭気を熱風発生装置の排ガスとともに集塵脱臭装置へ送るようにした、前記４）又は５）記載の燃焼廃熱利用設備
７） 被焼却物が、食品汚泥又は籾殻又は糞尿である、前記１）〜６）いずれか記載の燃焼廃熱利用設備
にある。

本発明によれば、被焼却物を乾燥機で昇温バーナーにより乾燥し、乾燥した乾燥物を熱風発生装置で燃焼してその熱風を乾燥機へ供給し、乾燥機は昇温バーナーを停止して導入した熱風で被焼却物の乾燥を継続する。

熱風発生装置では、乾燥物を燃焼炉内に投入後、着火バーナーを稼動するとともに空気供給管と送風管で空気を供給し、空気供給管の空気は複数段のエアカーテンが形成されるように放射状に噴出する。送風管の空気量は空気供給管より少量に調整される。火格子に載った乾燥物は着火バーナーで火種をもらい、送風管の空気で燻り状態を持続させてガスを発生する。ガスは空気供給管の空気と混合して燃焼炉内を遮断するような高温の燃焼膜が形成され、着火バーナーを停止しても乾燥物は燃焼膜の輻射のみでガス化が継続する。

したがって、その後外部の熱源が不要なまま定常的に乾燥と燃焼が継続するから、燃料の使用は稼動初期のみで、その後は被焼却物が燃料となり、燃料費を大幅に節減できる。

本発明では、熱風発生装置の空気供給管の一段の複数の噴出孔は、円周方向に沿って千鳥状に配列されるように形成するのが望ましい。一列に形成すると空気の噴出量が不足し、噴出孔を大きく形成すると空気供給管の耐久性が低下する。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１〜４に示す実施例は、本発明の燃焼廃熱利用設備を焼酎廃液の焼却に適用した例である。図１は実施例の燃焼廃熱利用設備のフロー、図２は実施例の熱風発生装置の説明図、図３は実施例の空気供給管の側面図及びそのＡ−Ａ断面図、図４は実施例の空気供給管の空気の噴出を示す熱風発生装置の断面図である。図中、１は焼酎廃液タンク、２は副資材ホッパ、２ａは副資材供給装置、３は乾燥機、４は昇温バーナー、５は焼酎カス貯留タンク、６は熱風発生装置、６１は燃焼室、６１ａは鉄皮、６１ｂは耐火材、６１ｃは点検孔、６２は灰留室、６２ａは灰出し扉、６３は火格子、６３ａは揺動レバー、６３ｂは遮断ゲート、６４は送風管、６４ａは送風機、６５は着火バーナー、６６は空気供給管、６６ａは噴出孔、６６ｂは中継管、６６ｃは送風機、６７は投入装置、６７ａはピストン、６７ｂは扉、６７ｃはコンベヤ、６８は燃焼室蓋、６９は熱交換器、６９ａは送風機、７は熱風供給管、８は集塵脱臭装置、８ａは白金触媒、９は臭気管、Ａは空気、Ｈは灰、Ｓは焼酎カス（乾燥物）である。

本実施例の燃焼廃熱利用設備は、図１に示すように焼酎廃液と副資材（古紙）を混合して外部から導入した熱風で乾燥する攪拌機付きの乾燥機３を設け、同乾燥機３に熱風の非導入時に作動する昇温バーナー４を設け、乾燥機３で乾燥した焼酎カスＳを燃料として燃焼して熱風を発生する熱風発生装置６を設け、同熱風発生装置６に焼酎カスＳを着火させる着火バーナー６５を設け、熱風発生装置６で発生した熱風を乾燥機３へ送る熱風供給管７を設け、熱風発生装置６の排気を集塵及び乾燥機３の臭気を脱臭して大気へ放出する集塵脱臭装置８を設け、集塵脱臭装置８に臭気を脱臭する白金触媒８ａを設け、乾燥機３の臭気を熱風発生装置６へ送る臭気管９を設けている。

熱風発生装置６は、図２に示すように上部が開放された円筒状の燃焼室６１と灰Ｈを収容する灰留室６２を有し、鉄皮６１ａの内側に高アルミナ質キャスタブルからなる耐火材６１ｂを被覆している。燃焼室６１の下方には焼酎カスＳを載せる火格子６３を設け、火格子６３を揺動させて灰Ｈを落とす揺動レバー６３ａを設けている。火格子６３の中央部には空気Ａを放射状に噴出する複数の送風孔を備えた送風管６４を配管し、送風管６４に空気Ａを供給する送風機６４ａを熱風発生装置６の外部に設けている。火格子６３の側方のやや上方位置には着火バーナー６５を設け、燃焼室６１の側方を開口して点検孔６１ｃを設けている。火格子６３の下方には落下した灰Ｈを灰留室６２へ収容して遮蔽する二重構造の遮断ゲート６３ｂを開閉自在に設け、灰留室６２の灰Ｈを熱風発生装置６の外部に取り出す灰出し扉６２ａを設けている。

火格子６３の上方には空気Ａを放射状に噴出する複数の噴出孔６６ａを備えた空気供給管６６と中継管６６ｂを配管し、空気供給管６６に空気Ａを供給する送風機６６ｃを熱風発生装置６の外部に設けている。噴出孔６６ａは孔径が５〜６ｍｍで、図３に示すように円周方向に沿って千鳥状に配列されるように一段当たり１６箇所、且つこれを鉛直方向に沿って一定間隔をおいて複数段に形成され、終端は閉塞している。燃焼室６１の空気供給管６６の側方位置は開口してコンベヤ６７ｃで搬送した焼酎カスＳをピストン６７ａで押し出して投入する扉６７ｂを備えた投入装置６７を設けている。燃焼室６１の上部には燃焼室蓋６８を設けてその側部で集塵脱臭装置８と臭気管９を接続している。

本実施例では、焼酎廃液と副資材を焼酎廃液タンク１と副資材ホッパ２にそれぞれ貯留し、乾燥機３へ所定量投入する。乾燥機３では焼酎廃液と副資材を混合し、昇温バーナー４を作動させてその熱で混合物を乾燥する。乾燥された焼酎カスＳは焼酎カス貯留タンク５に貯留され、熱風発生装置６へ送られる。焼酎カスＳをピストン６７ａで押し出して燃焼室６１へ投入し、着火バーナー６５を稼動させて送風機６４ａ，６６ｃで空気Ａを燃焼室６１に供給する。空気供給管６６の空気Ａは、図４に示すように中央部から耐火材６１ｂへ向けて放射状に噴出されるとともに、千鳥状の配列により部分的にオーバーラップ（斜線部分）して複数段のエアカーテンが形成される。送風管６４の空気Ａの供給量は空気供給管６６のおよそ１／１０程度の少量に調整する。なお、昇温バーナー４，着火バーナー６５の燃料は灯油を使用している。副資材は古紙に限定する事なく、廃棄物で有って含水率の少ないもの、オガ粉・モミ殻・豆・トウモロコシの芯等が用いられる。

火格子６３に載った焼酎カスＳは着火バーナー６５で火種をもらい、送風管６４の空気Ａで燻り状態を持続させてガスを発生する。ガスは空気供給管６６の空気Ａと混合して燃焼室６１を遮断するような高温の燃焼膜が形成され、焼酎カスＳは燃焼膜の輻射のみでガス化が継続される。耐火材６１ｂは燃焼熱を蓄積して輻射熱となり、焼酎カスＳを完全に燃焼して灰化させる。燃焼は投入装置６７への焼酎カスＳの定量供給により安定するとともに無人化が可能となる。火格子６３の揺動により通風が良好なものとなって最適燃焼が行われる位置が安定する。灰留室６２は遮断ゲート６３ｂで燃焼室６１から遮蔽し、燃焼中でも灰Ｈを外部に排出させることができて作業が効率的に行えるとともに炉全体がコンパクトになる。

その後、着火バーナー６５を途中で停止してもその他の熱源が不要なまま定常的に自己燃焼し、燃料の使用は稼動初期のみで連続稼動中の供給は不要となる。着火バーナー６５を停止するまでの燃料の使用量はおよそ１０Ｌ／ｈであった。この自己燃焼による熱と熱交換器６９で送風機６９ａの空気が熱せられて熱風が造られ、熱風供給管７で乾燥機３へ供給される。乾燥機３では導入した熱風で混合物が乾燥され、昇温バーナー４は停止できる。乾燥機３の臭気は臭気管９で熱風発生装置６に送られ、熱風発生装置６の排ガスとともに集塵脱臭装置８で集塵及び脱臭され、大気へ放出される。このようにして、熱風発生装置６は焼酎カスＳが燃料となって自己燃焼により熱風の供給が継続され、焼酎廃液と副資材は外部から燃料の供給を受けることなく乾燥して焼却することができる。

図５に示すのは、食品汚泥と家畜の糞尿を焼却処理する実施例の他の燃焼廃熱利用設備の例である。この例は実施例と基本的に同一で、被焼却物として食品汚泥と家畜の糞尿を用いたものである。なお、乾燥機３で乾燥した乾燥物は一部を堆肥として利用することができる。また、図６に示すのは、籾殻を焼却処理する実施例の他の燃焼廃熱利用設備の例である。この例は、籾殻を燃料として熱風発生装置６で自己燃焼し、その熱を籾の乾燥機３に供給して脱穀前の乾燥を行えるようにしたものである。その他、符号、構成、作用効果は実施例と同じである。

本発明の燃焼廃熱利用設備は、焼酎廃液，食品汚泥，家畜の糞尿，米・麦・芋・豆その他農作物の籾殻の焼却処理に利用できる。

実施例の燃焼廃熱利用設備のフローである。 実施例の熱風発生装置の説明図である。 実施例の空気供給管の側面図及びそのＡ−Ａ断面図である。 実施例の空気供給管の空気の噴出を示す熱風発生装置の断面図である。 実施例の他の例の燃焼廃熱利用設備のフローである。 実施例の他の例の燃焼廃熱利用設備のフローである。

符号の説明

１ 焼酎廃液タンク
２ 副資材ホッパ
２ａ 副資材供給装置
３ 乾燥機
４ 昇温バーナー
５ 焼酎カス貯留タンク
６ 熱風発生装置
６１ 燃焼室
６１ａ 鉄皮
６１ｂ 耐火材
６１ｃ 点検孔
６２ 灰留室
６２ａ 灰出し扉
６３ 火格子
６３ａ 揺動レバー
６３ｂ 遮断ゲート
６４ 送風管
６４ａ 送風機
６５ 着火バーナー
６６ 空気供給管
６６ａ 噴出孔
６６ｂ 中継管
６６ｃ 送風機
６７ 投入装置
６７ａ ピストン
６７ｂ 扉
６７ｃ コンベヤ
６８ 燃焼室蓋
６９ 熱交換器
６９ａ 送風機
７ 熱風供給管
８ 集塵脱臭装置
８ａ 白金触媒
９ 臭気管
Ａ 空気
Ｈ 灰
Ｓ 焼酎カス（乾燥物）

Claims (7)

1. 被焼却物を外部から導入した熱風で乾燥する乾燥機を設け、同乾燥機に熱風の非導入時に作動する昇温バーナーを設け、乾燥機で乾燥した乾燥物を燃料として燃焼して熱風を発生する熱風発生装置を設け、同熱風発生装置に乾燥物を着火させる着火バーナーを設け、熱風発生装置で発生した熱風を乾燥機へ送る熱風供給管を設けた、燃焼廃熱利用設備。
2. 熱風発生装置が、乾燥物を配置する火格子の上方空間に空気供給管を鉛直方向に設け、空気供給管に空気を放射状に噴出する複数の噴出孔を所定間隔おいて複数段設け、火格子の下方から空気供給管より少量の空気を乾燥物へ供給する送風管を設け、火格子の側方位置に着火バーナーを設け、空気供給管の上方空間に熱交換器を設け、熱交換器に送風する送風機を設け、送風した空気を熱交換器の燃焼熱で熱風にして熱風供給管を通じて乾燥機へ供給できるようにした構造である、請求項１記載の燃焼廃熱利用設備。
3. 空気供給管の一段の複数の噴出孔が、円周方向に沿って千鳥状に配列されるように形成したものである、請求項２記載の燃焼廃熱利用設備。
4. 熱風発生装置の排気を集塵及び臭気を脱臭して大気へ放出する集塵脱臭装置を設けた、請求項１〜３いずれか記載の燃焼廃熱利用設備。
5. 集塵脱臭装置が、臭気を脱臭する白金触媒を備えたものである、請求項４記載の燃焼廃熱利用設備。
6. 乾燥機の臭気を熱風発生装置に送る臭気管を設け、臭気を熱風発生装置の排ガスとともに集塵脱臭装置へ送るようにした、請求項４又は５記載の燃焼廃熱利用設備。
7. 被焼却物が、食品汚泥又は籾殻又は糞尿である、請求項１〜６いずれか記載の燃焼廃熱利用設備。

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