JP2008039226A - Exhaust gas incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は悪臭成分や有害な有機物成分を含む排ガスを直接燃焼して処理するための排ガス焼却炉に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas incinerator for directly burning and treating exhaust gas containing malodorous components and harmful organic components.
排ガスに含まれる悪臭成分や有害な有機物成分は通常800℃程度の高温度にすると
燃焼空気中の酸素と反応して分解し、無害の炭酸ガスや水分とに変わる。例えば炭化水素系の揮発性有機物質を含む排ガスの場合、600〜800℃程度の高温度で分解することができ、無臭無害の排ガスとなすことができる。またPCBやダイオキシン類を含む排ガスの場合、1100℃程度の高温度において無害化することができる。この方法に基づいて排ガスを処理する方法は、その処理効果が確実であるため、古くから実施されてきている。
Malodorous components and harmful organic components contained in the exhaust gas are decomposed by reacting with oxygen in the combustion air, usually at a high temperature of about 800 ° C., and turning into harmless carbon dioxide and moisture. For example, in the case of exhaust gas containing hydrocarbon-based volatile organic substances, it can be decomposed at a high temperature of about 600 to 800 ° C., and can be made odorless and harmless exhaust gas. Further, in the case of exhaust gas containing PCB and dioxins, it can be rendered harmless at a high temperature of about 1100 ° C. The method of treating exhaust gas based on this method has been practiced for a long time since its treatment effect is reliable.
一方この方法は、排ガスを高温度に加熱する必要があり、そのために排ガス中の有機物濃度が薄い場合には多量の燃料を必要とするのである。通常は有機物濃度は薄い場合が大半である。そこで燃料を節約するために、処理後の高温度排ガスの熱を回収することが必須の要件となっている。 On the other hand, in this method, it is necessary to heat the exhaust gas to a high temperature. For this reason, a large amount of fuel is required when the organic substance concentration in the exhaust gas is low. Usually, the organic substance concentration is mostly low. Therefore, in order to save fuel, it is an essential requirement to recover the heat of the high-temperature exhaust gas after treatment.
従来の熱回収方法は、処理する排ガスを排ガス焼却炉へ導入する前に、予熱器に供給してここで高温度燃焼ガスと熱交換し、高温度に予熱する方法である。予熱器の構造としては熱交換器形式のものや炉内に加熱管を設置した方式のものなどがある。この場合、予熱された排ガスは予熱器から取り出して、次いで排ガス焼却炉へ導入されている。あるいは、排ガス焼却炉内の加熱管から炉外の集合管に取り出して、排ガス焼却炉の燃焼室へ再度導入している。この方法は熱伝達方式によって熱回収する方式であるために、高温度燃焼ガスと排ガスとの温度差をつけておくことが必要であり、熱回収率が悪いという欠点がある。また、予熱された排ガスは高温度であるため、この導管を排ガス焼却炉へ取り付ける際、導管は高温度であり排ガス焼却炉の炉体壁は低温度であるため、この温度差による熱膨張対策を施す必要がある。これは、構造的に高度な技術を要し、またトラブルの原因となり易いものである。 The conventional heat recovery method is a method in which the exhaust gas to be treated is supplied to a preheater before being introduced into the exhaust gas incinerator, where it is heat-exchanged with the high temperature combustion gas and preheated to a high temperature. As the structure of the preheater, there are a heat exchanger type and a system in which a heating tube is installed in a furnace. In this case, the preheated exhaust gas is taken out from the preheater and then introduced into the exhaust gas incinerator. Or it takes out from the heating pipe in an exhaust gas incinerator to the collecting pipe outside a furnace, and introduces it again in the combustion chamber of an exhaust gas incinerator. Since this method is a method of recovering heat by a heat transfer method, it is necessary to provide a temperature difference between the high-temperature combustion gas and the exhaust gas, and there is a disadvantage that the heat recovery rate is poor. Also, since the preheated exhaust gas has a high temperature, when this conduit is attached to the exhaust gas incinerator, the conduit is at a high temperature and the furnace wall of the exhaust gas incinerator is at a low temperature. It is necessary to apply. This requires structurally advanced technology and is likely to cause trouble.
従来の方法として、蓄熱式熱交換器を用いる方法も実施されている。これは、処理する排ガスを予熱するための蓄熱体を設置し、これを高温度燃焼ガスによって加熱し、その後排ガスの流れを切り替えて、排ガスと高温度蓄熱体とを接触させる。すると、排ガスは高温度に予熱されるのである。この方法は、熱回収率としては非常に優れた方法であるが、排ガスの流れを切り替える必要があり、その際排ガスのリークが発生するのである。そのために、排ガスの処理性能が低下してしまうという欠点がある。 As a conventional method, a method using a heat storage type heat exchanger is also implemented. In this method, a heat accumulator for preheating the exhaust gas to be treated is installed, heated by high-temperature combustion gas, and then the flow of the exhaust gas is switched to bring the exhaust gas into contact with the high-temperature heat accumulator. The exhaust gas is then preheated to a high temperature. Although this method is very excellent as a heat recovery rate, it is necessary to switch the flow of exhaust gas, and at that time, leakage of the exhaust gas occurs. Therefore, there exists a fault that the processing performance of exhaust gas will fall.
本発明は排ガスの燃焼処理における従来法の欠点を解決しようとするものである。つまり、高温度の燃焼ガスからの熱回収率を高くすることを目的とするものである。そしてその際、高温度に予熱された排ガスを予熱器や炉内加熱管から取り出してから再度焼却炉へ導入することをせず、さらに排ガスのリークを無くすことを目指すものである。 The present invention seeks to overcome the disadvantages of conventional methods in exhaust gas combustion treatment. That is, the object is to increase the heat recovery rate from the high-temperature combustion gas. At that time, the exhaust gas preheated to a high temperature is not taken out from the preheater or the in-furnace heating tube and then introduced again into the incinerator, and the exhaust gas leak is further eliminated.
本発明者らは鋭意研究した結果本発明をなすに至った。すなわち、排ガスを直接燃焼して処理する排ガス焼却炉において、排ガス焼却炉内へ排ガスを導入する導入口を有し、該導入口が該排ガス焼却炉内において挿入管部を有することを特徴とした排ガス焼却炉である。 As a result of intensive studies, the present inventors have made the present invention. That is, an exhaust gas incinerator for directly combusting and treating exhaust gas has an introduction port for introducing exhaust gas into the exhaust gas incinerator, and the introduction port has an insertion pipe portion in the exhaust gas incinerator. It is an exhaust gas incinerator.
本発明の方法を実施する場合、排ガス温度を排ガス燃焼温度近くまで予熱することができるのである。そのために、燃料使用量を大幅に削減することができる。さらに、排ガスを予熱器や炉内加熱管から外部へ取り出す構造を有しないために、構造上のトラブルの恐れはない。 When carrying out the method of the present invention, the exhaust gas temperature can be preheated to near the exhaust gas combustion temperature. Therefore, the amount of fuel used can be greatly reduced. Furthermore, since there is no structure for extracting the exhaust gas from the preheater or the furnace heating tube to the outside, there is no risk of structural trouble.
本発明を詳細に説明する。悪臭成分や有害な有機物成分を含む排ガスは発生源から、通常の場合、ファンによって吸引されそして送風されてくる。その排ガスを、排ガス焼却炉に取り付けられた導入口から炉内へ導入する。この際、配管口径として1B〜6B程度の管に分割して導入する事が望ましい。従って排ガス風量が多い場合には、導入管の本数は増加する。 The present invention will be described in detail. Exhaust gas containing malodorous components and harmful organic components is usually sucked and blown from a source by a fan. The exhaust gas is introduced into the furnace from an inlet installed in the exhaust gas incinerator. At this time, it is desirable to divide and introduce into pipes having a pipe diameter of about 1B to 6B. Therefore, when the exhaust gas flow rate is large, the number of introduction pipes increases.
つぎに、これらの導入管はそれぞれに炉内へ伸びる挿入管を有している。挿入管は導入口に接続されていて、炉内に長く伸びている。そして炉内において縦方向あるいは横方向に配列して、配置されている。炉内の内壁面に沿って配置するか、あるいは多管式熱交換器のごとく管列状に配置する。排ガスは導入口そして挿入管を通って炉内へ導入される。挿入管の内部には排ガスが流れており、外部は炉内雰囲気であり高温度燃焼ガスが流れているので、挿入管内の排ガスは流れている間に加熱されるのである。つまり、挿入管は排ガスを炉内へ噴出す前に予熱するための加熱管の役割を果たしているのである。挿入管の長さが充分に長ければ、排ガス温度は高温度燃焼ガス温度近くまで上昇する。挿入管の長さを伸ばすことによって、排ガス温度を高温度燃焼ガス温度から50℃程度低い温度まで上昇させることもできる。 Next, each of these introduction pipes has an insertion pipe extending into the furnace. The insertion tube is connected to the inlet and extends long into the furnace. In the furnace, they are arranged in the vertical direction or the horizontal direction. It arrange | positions along the inner wall surface in a furnace, or arrange | positions in a tube row | line | column like a multi-tube heat exchanger. The exhaust gas is introduced into the furnace through the inlet and the insertion tube. Since the exhaust gas flows inside the insertion tube and the outside is the atmosphere in the furnace and the high-temperature combustion gas flows, the exhaust gas in the insertion tube is heated while flowing. That is, the insertion tube plays the role of a heating tube for preheating the exhaust gas before jetting it into the furnace. If the length of the insertion tube is sufficiently long, the exhaust gas temperature rises to near the high temperature combustion gas temperature. By extending the length of the insertion tube, the exhaust gas temperature can be raised from the high temperature combustion gas temperature to a temperature lower by about 50 ° C.
排ガスの燃焼温度が800℃程度以下の場合は、挿入管の材質は18−8ステンレス鋼を用いることができるが、1100〜1200℃程度の場合は高級な耐熱鋼を使用する必要がある。しかし、バーナーの火炎と直接接するような箇所においては、金属管は高温酸化されて構造強度が低下し易いため、寿命が短く実用的ではないのである。そこで、本発明においては、挿入管の終端部分の高温度になる部分についてはセラミック管を使用することが望ましい。あるいはバーナーの火炎が直接当たらないように配置することが望ましい。 When the combustion temperature of the exhaust gas is about 800 ° C. or less, 18-8 stainless steel can be used as the material of the insertion tube, but when it is about 1100 to 1200 ° C., high-grade heat resistant steel needs to be used. However, at locations where it is in direct contact with the flame of the burner, the metal tube is oxidized at a high temperature and its structural strength tends to decrease, so the life is short and not practical. Therefore, in the present invention, it is desirable to use a ceramic tube for the high temperature portion of the end portion of the insertion tube. Or it is desirable to arrange so that the flame of a burner may not hit directly.
挿入管の終端部は、炉内に配置したままであり、そこから予熱された排ガスを排ガス焼却炉内へ噴出す。このとき、挿入管は炉内部に配置されたままであり、炉体の外部に出ない。そのために、低温度の炉体と高温度の挿入管が接合することはなく、構造上のトラブルの原因となる部分はない。 The terminal end of the insertion tube remains in the furnace, and the preheated exhaust gas is ejected from the insertion pipe into the exhaust gas incinerator. At this time, the insertion tube remains disposed inside the furnace and does not come out of the furnace body. Therefore, the low-temperature furnace body and the high-temperature insertion tube are not joined, and there is no part that causes structural trouble.
排ガス焼却炉内へ噴出された排ガスは、燃料バーナーによる高温度燃焼ガスと混合して焼却温度まで加熱されて、悪臭成分や有害な有機物成分等は燃焼して分解される。そして高温度燃焼ガスとなって炉内を流れ、挿入管と接しながら流れて行く。その際、挿入管の内部を流れている排ガスを加熱し、自分は温度低下して行くのである。挿入管の長さを伸ばすことによって、排ガスの入口温度から50℃程度高い温度まで低下させることもできる。 The exhaust gas ejected into the exhaust gas incinerator is mixed with high-temperature combustion gas by a fuel burner and heated to the incineration temperature, and malodorous components and harmful organic components are combusted and decomposed. And it flows in the furnace as high temperature combustion gas, and flows in contact with the insertion tube. At that time, the exhaust gas flowing inside the insertion tube is heated, and the temperature of the exhaust gas decreases. By extending the length of the insertion tube, the temperature can be lowered from the inlet temperature of the exhaust gas to a temperature about 50 ° C. higher.
本発明の方法を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。図1において1は排ガス焼却炉本体である。本実施例の焼却炉は横置円筒型のものであるが、焼却炉構造型式に関しての制約はなく、縦型円筒型や横置角型など様々な構造のもので実施可能である。排ガス焼却炉1には排ガスの導入口13が取り付けられ、これに挿入管2が接続されている。挿入管2は排ガス焼却炉1内に伸びており、固定具10によって固定されている。図1において導入口13および挿入管2は1本のみ図示しているが、通常の実施においては多数本の挿入管を設置する。4は排ガス焼却炉内の燃焼室12の仕切壁であり、耐火材で構成されている。挿入管2の終端部の噴出口11は仕切壁4を貫通して、燃焼室へ通じている。仕切り壁4を貫通する際、挿入管2は熱膨張に応じてスライドできる様に、仕切壁4との間をルーズに設置されている。排ガス6は導入口13より導入され、挿入管2の内部を流れ、その間に加熱されて、終端部の噴出口11へ到達しそして燃焼室12内へ噴出される。
The method of the present invention will be described in more detail based on examples. In FIG. 1, 1 is an exhaust gas incinerator main body. The incinerator of this embodiment is a horizontal cylindrical type, but there is no restriction on the incinerator structural type, and it can be implemented with various structures such as a vertical cylindrical type and a horizontal square type. An exhaust gas inlet 13 is attached to the
排ガス焼却炉の燃焼室12には燃焼装置3が設置されており、燃料8と燃焼空気9が供給され、燃焼が行われている。そして燃焼室12内は排ガス処理に適した温度、本実施例では1200℃の高温度に加熱される。排ガス6は燃焼室12内で高温度となり、悪臭成分や有害な有機物成分は分解され、高温度燃焼ガスとなる。
A
高温度燃焼ガスは燃焼室12から出て、挿入管2と接触しながら焼却炉内を出口へ流れていく。この時、挿入管内部を流れる排ガスと熱交換し、自分は温度低下して焼却炉から処理済みの排ガス7として排出される。
The high-temperature combustion gas exits from the combustion chamber 12 and flows into the incinerator while being in contact with the
本実施例では、燃焼室12内の温度は1200℃であり、処理済み排ガス7の温度は200℃であった。従って、熱回収率は(1200−200)/1200=83%であった。
In this example, the temperature in the combustion chamber 12 was 1200 ° C., and the temperature of the treated
図2において、21は排ガス焼却炉本体である。排ガス焼却炉21内には排ガスの 導入口33および挿入管22が配置され、固定具30によって固定されている。図2において導入口および挿入管22は1本のみ図示しているが、通常の実施においては多数本の挿入管を設置する。挿入管22の終端部にはセラミックス製の管24が取り付けられている。挿入管22とセラミックス製の管24の接続はルーズに接続されており、相互の熱膨張差に応じてスライドするように設置されている。排ガス26は導入口より導入され、挿入管22の内部を通って、さらにセラミックス製管24の内部を流れ、そして下部の噴出口31から燃焼室32内へ噴出する。
In FIG. 2, 21 is an exhaust gas incinerator main body. An exhaust gas inlet 33 and an
排ガス焼却炉の燃焼室32には燃焼装置23が設置されており、燃料28と燃焼空気29が供給され、燃焼が行われている。そして燃焼室32内は排ガス処理に適した温度、本実施例では800℃の高温度に加熱される。排ガス26は燃焼室32内で高温度となり、悪臭成分や有害な有機物成分は分解され、高温度燃焼ガスとなる。
A combustion device 23 is installed in the
高温度燃焼ガスは燃焼室32から出て、挿入管22と接触しながら焼却炉内を出口へ流れていく。この時、挿入管内部を流れる排ガスと熱交換し、温度低下して焼却炉から処理済みの排ガス27として排出される。
The high-temperature combustion gas exits from the
本実施例では、燃焼室32内の温度は800℃であり、処理済み排ガス7の温度は100℃であった。従って、熱回収率は(800−100)/800=88%であった。
In this example, the temperature in the
実施例2において示した排ガス26は、可能な限り高い温度まで加熱した上で、さらに燃焼室32の下部の噴出口31から噴出すことが望ましいのである。そのために実施例2においてはセラミックス製管24を設置しているが、この方法以外に図3に示す方法も可能である。
It is desirable that the
焼却炉本体21の下部の耐火断熱材を空洞状となして、そこに排ガス26を導入する方法である。図3において、41は焼却炉本体の耐火断熱材25を加工して中空状となしたもので、通気空洞部である。通気空洞部41の上部は、挿入管22と繋がっており、従って排ガス26が導入される。通気空洞部41と挿入管22は相互の熱膨張差に応じてスライドするようにルーズに設置されている。通気空洞部41の内部は空間となっており、排ガス26が下方へ流れるようになっている。排ガス26は通気空洞部41を通り、下部の噴出口31から燃焼室下部へ噴き出すのである。
In this method, the refractory heat insulating material at the bottom of the incinerator main body 21 is formed into a hollow shape, and the
図3において排ガス挿入管26は1本のみ図示しているが、通常の実施に場合は多数本で実施する。その場合、通気空洞部41も同様に多数個設置し、焼却炉内壁の全周にわたって設置することが適切である。つまり、焼却炉の耐火断熱材25の内側に、さらに内壁を設置しドーナツ状とし、その間を排ガスが流れるようにする方法である。
In FIG. 3, only one exhaust
1:排ガス焼却炉本体
2:挿入管
3:燃焼装置
4:仕切り壁
5:耐火断熱材
6:排ガス
7:処理済排ガス
8:燃料
9:燃焼空気
10:固定具
11:噴出口
12:燃焼室
13:導入口
21:排ガス焼却炉本体
22:挿入管
23:燃焼装置
24:セラミックス管
25:耐火断熱材
26:排ガス
27:処理済排ガス
28:燃料
29:燃焼空気
30:固定具
31:噴出口
32:燃焼室
33:導入口
41:通気空洞部
1: Exhaust gas incinerator main body 2: Insertion pipe 3: Combustion device 4: Partition wall 5: Refractory heat insulating material 6: Exhaust gas 7: Treated exhaust gas 8: Fuel 9: Combustion air 10: Fixing tool 11: Jet port 12: Combustion chamber 13: Inlet 21: Exhaust gas incinerator main body 22: Insertion pipe 23: Combustion device 24: Ceramics tube 25: Refractory heat insulating material 26: Exhaust gas 27: Treated exhaust gas 28: Fuel 29: Combustion air 30: Fixing tool 31: Outlet 32: Combustion chamber 33: Inlet 41: Ventilation cavity
Claims (1)
An exhaust gas incinerator for directly combusting and treating exhaust gas containing malodorous components and harmful organic components, has an inlet for introducing the exhaust gas into the exhaust gas incinerator, and the inlet is in the exhaust gas incinerator. An exhaust gas incinerator characterized by having an insertion pipe part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006211534A JP2008039226A (en) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | Exhaust gas incinerator |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112066397A (en) * | 2020-07-20 | 2020-12-11 | 福建立亚新材有限公司 | Tail gas treatment method |
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2006
- 2006-08-03 JP JP2006211534A patent/JP2008039226A/en active Pending
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