JP2661730B2 - Pyrolysis apparatus and method - Google Patents

Pyrolysis apparatus and method

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JP2661730B2
JP2661730B2 JP63307053A JP30705388A JP2661730B2 JP 2661730 B2 JP2661730 B2 JP 2661730B2 JP 63307053 A JP63307053 A JP 63307053A JP 30705388 A JP30705388 A JP 30705388A JP 2661730 B2 JP2661730 B2 JP 2661730B2
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main combustion
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annular
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ブツエツキ・エドウアルト
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HOBORUKA FURANTSU
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、排気ガスのような気体中に含まれる、特に
ダイオキシン(dioxins)やフラン(furans)のような
流動性の有害物質を熱分解する装置に関しており、この
装置は略円筒状の主燃焼室と、その上方に配された副燃
焼室と、有害物質とを含んでいる気体の流れを角運動量
をともなって主燃焼室に導入するため、接平面に対して
角度をなして主燃焼室に通じている導入開口部と、有害
物質を含んでいる気体を燃焼させるため炎を主燃焼室に
向けるように配されているバーナーとを備えている。環
状のガス流滞留装置がバーナーの上方に配されており、
ガス流滞留装置はガス流を主燃焼室から副燃焼室に送る
中央開口を設けている。中央開口部は円筒状の主燃焼室
のそれよりも小さな径を有しており、ガス流滞留装置は
斜め下方に向けられたノズル手段を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention thermally decomposes fluid harmful substances contained in a gas such as exhaust gas, in particular, dioxins and furans. This device introduces a substantially cylindrical main combustion chamber, a sub-combustion chamber disposed above the main combustion chamber, and a flow of gas containing harmful substances into the main combustion chamber with angular momentum. Therefore, an introduction opening communicating with the main combustion chamber at an angle to a tangent plane and a burner arranged to direct a flame toward the main combustion chamber to burn gas containing harmful substances. Have. An annular gas flow retention device is disposed above the burner;
The gas flow retention device is provided with a central opening that directs the gas flow from the main combustion chamber to the sub-combustion chamber. The central opening has a smaller diameter than that of the cylindrical main combustion chamber, and the gas flow retention device has nozzle means directed obliquely downward.

[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] ダイオキシン、フランのような非常に有害な組成を有
する物質は、経済的には、これらを高温でより問題の少
ない化合物に熱分解することのみにより処分することが
できる。例えば、西ドイツ特許出願公開公報(Publishe
d German Patent Application)第2357804号は、この様
な有害物質の熱分解用に、天然ガスなどの燃料を用いた
バーナーを備えている燃焼装置を開示している。有害物
質が高温領域で燃焼するに充分な滞留時間を確保するた
め、大きな容積の燃焼室が必要とされる。このような炉
は、相応に高価であり、更に、所望の熱分解を確実なも
のとするため、燃焼室におけるガス流を乱流とし、適当
に混合するのは困難である。燃焼室の容積を減じだ場合
には、有害物質が高温領域に滞留する時間が短がすぎ
て、分解反応が完全になされない。
[Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention] Substances having a very harmful composition such as dioxin and furan are economically obtained only by thermally decomposing them at high temperatures into less problematic compounds. Can be disposed of. For example, the West German Patent Application Publication (Publishe
German Patent Application No. 2357804 discloses a combustion apparatus provided with a burner using a fuel such as natural gas for the thermal decomposition of such harmful substances. A large volume combustion chamber is required to ensure a sufficient residence time for the harmful substances to burn in the high temperature region. Such furnaces are correspondingly expensive and, furthermore, the gas flow in the combustion chamber is turbulent and difficult to mix properly in order to ensure the desired pyrolysis. If the volume of the combustion chamber is reduced, the time during which the harmful substance stays in the high-temperature region is too short, and the decomposition reaction is not completed.

従って、本発明の主要な目的は、これらの問題を除去
するとともに、ガス中に含まれる流動性の有害物質を熱
分解するための装置で、コンパクトであるが、有害物質
を含むガスが燃焼室に充分に滞留するのを確保して、熱
分解反応が完全に進行するのを可能にするような装置を
提供するためにある。
Accordingly, it is a primary object of the present invention to eliminate these problems and to provide a device for thermally decomposing flowable harmful substances contained in a gas, which is compact, but the gas containing the harmful substance is used in a combustion chamber. To ensure that the thermal decomposition reaction proceeds completely, and to provide a device that allows the pyrolysis reaction to proceed completely.

[課題を解決するための手段] 始めに記載したタイプの装置において、本発明の一態
様に従って、斜め下方に向けられたノズル手段が2次的
なエアを主燃焼室に提供する状態で、バーナーを炎が導
入開口部の上方で主燃焼室に向かうように配設し、環状
の滞留装置が、その中央開口部の周りに配された流通手
段を区画することにより、上記の目的等が達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In an apparatus of the type initially set forth, according to one aspect of the invention, a burner is provided with nozzle means directed diagonally downward to provide secondary air to the main combustion chamber. The above-mentioned object is achieved by arranging the flame so as to be directed to the main combustion chamber above the introduction opening, and the annular stagnation device partitions the circulation means arranged around the central opening. Is done.

このような装置において、分解されるべき有害物質を
含んでいるガスは、導入開口部を通って主燃焼室の底部
に導入され、バーナー用の一次ガスとなる。燃焼の第1
段階は化学量的に、あるいは化学量的よりも僅かに少な
く為される。この燃焼により生ずる800℃なしい1400℃
の高温は、ダイオキシンやフランのような複雑な有機体
分子の熱分解に好適である。滞留装置は、ガスが主燃焼
室から抜出すのが早すぎてしまうのを防止し、滞留装置
において下方に向けられたノズルは2次的なエアを主燃
焼室に供給する。これは燃焼ガスを主燃焼室により長く
滞留させておこうという主目的を有している。更に、2
次的なエアを主燃焼室に供給することにより、ここを充
分に空気過剰な状態にして、燃焼可能な全ての構成分子
が完全に燃焼するのを確実にし、これにより炭化水素と
COの排出量が極端に低く抑えられる。主燃焼室から排気
ガスを煙突にむけて排出するのに、滞留装置に中央開口
を設けるだけでなく、燃焼室の壁の領域においてこの中
央開口を取囲んでいる排気ガス用の別の流路を設けるの
が好ましいことが、長期の試験によりわかっている。ガ
ス流に角運動量が与えられることから、そのうちの重い
方の構成分子は、燃焼室の壁付近の領域に残留しようと
し、これに対して軽い方のガス構成分子は燃焼室の軸線
付近の近傍に集まろうとする。滞留装置において中央開
口を、これを取囲んでいる流路手段とともに設けること
により、軽い方のガス構成分子が選択的に除去されてし
まうという望ましくない状態が回避される。好ましく
は、環状の滞留装置は、中央開口と流路手段との間に桟
を有しており、桟は環状の扇形状を有し、円筒状の主燃
焼室の軸線を同軸的に取囲んでいる。これらの桟は、2
個以上の支持桟によって環状の滞留装置の外側部分に接
続されている。流路手段を構成している流路全体は、環
状の扇形状を有している。
In such a device, the gas containing the harmful substances to be decomposed is introduced into the bottom of the main combustion chamber through the introduction opening and becomes the primary gas for the burner. The first of combustion
The steps are performed stoichiometrically or slightly less than stoichiometrically. 800 ° C or 1400 ° C caused by this combustion
High temperatures are suitable for the thermal decomposition of complex organic molecules such as dioxins and furans. The stagnation device prevents gas from escaping too early from the main combustion chamber, and a downwardly directed nozzle in the stagnation device supplies secondary air to the main combustion chamber. This has the main purpose of keeping the combustion gases longer in the main combustion chamber. Furthermore, 2
By supplying the secondary air to the main combustion chamber, it is placed in a sufficiently air-rich condition to ensure that all combustible constituents are completely burned, thereby reducing hydrocarbons and
CO emissions are extremely low. In order to discharge exhaust gas from the main combustion chamber to the chimney, not only is a central opening provided in the retaining device, but also another flow path for exhaust gas surrounding this central opening in the region of the wall of the combustion chamber. It has been found by long-term tests that it is preferable to provide Given the angular momentum imparted to the gas flow, the heavier constituent molecules tend to remain in the region near the combustion chamber wall, whereas the lighter gas constituent molecules tend to remain near the combustion chamber axis. Try to get together. By providing a central opening in the dwelling device together with the surrounding channel means, the undesirable situation in which the lighter gas constituent molecules are selectively removed is avoided. Preferably, the annular retention device has a bar between the central opening and the channel means, the bar having an annular fan shape and coaxially surrounding the axis of the cylindrical main combustion chamber. In. These piers are 2
It is connected to the outer part of the annular retaining device by more than one support bar. The entire flow path constituting the flow path means has an annular fan shape.

本発明の他の実施例により、ガス中に含まれる流動性
有害物質を熱分解するための炉が提供され、この炉は、
環状の部分片を積重ねてモジュール式に組立てられた炉
壁を備えており、炉壁は略円筒状の主燃焼室、及びこの
上に配された副燃焼室を区画している。これらの燃焼室
の間には、環状のガス流滞留装置が配され、滞留装置は
円筒状の主燃焼室よりも小さい径を有する中央開口を区
画しており、また、環状の炉壁部分片のうちの一つが滞
留装置の外側部分となっている。
According to another embodiment of the present invention, there is provided a furnace for pyrolyzing flowable harmful substances contained in a gas, the furnace comprising:
The furnace includes a furnace wall that is formed by stacking annular pieces and modularly assembled. The furnace wall defines a substantially cylindrical main combustion chamber and a sub-combustion chamber disposed thereon. Arranged between these combustion chambers is an annular gas flow retention device, which defines a central opening having a smaller diameter than the cylindrical main combustion chamber, and has an annular furnace wall section. One of them is the outer part of the dwelling device.

この熱分解炉は、非常に簡単な構成となっている。よ
り詳細にいえば、炉を組立てるについて予め築造されて
いるモジュールを使用することが可能で、現場で炉を建
立する時間を非常に短縮することができる。モジュール
式の構成要素どうしの間は、これらを突起と溝とで嵌合
させて連結することにより、適当にシールされる。この
ような構成としていることによる別の効果は、容量の異
なる燃焼室を築造するについて、同じモジュールの組を
使用でき、一般的になされている運転状態のそれぞれに
ついて理想的な炉を築造することができることである。
This pyrolysis furnace has a very simple configuration. More specifically, it is possible to use pre-built modules for assembling the furnace, greatly reducing the time it takes to build the furnace on site. A proper seal is provided between the modular components by fitting and connecting them with projections and grooves. Another advantage of such a configuration is that the same set of modules can be used to build combustion chambers of different capacities, and that ideal furnaces are built for each of the common operating conditions. Is what you can do.

[実施例] 図を参照して、ガス中に含まれる有害物質を熱分解す
るための装置を説明する。図には略図形の主燃焼室を備
えている炉が示されており、主燃焼室は、炉の壁面を形
成している環状の部分片2からなる外壁部分によって区
画されている。炉の壁となっている部分片は略環状をな
しているとともに、複数の層から構成されており、第1
図には、耐火れんがの内側層17と、この内側の耐火れん
が層を包む2つの層18,19が示されている。炉壁の部分
片が多層構造であることから、燃焼室の壁の全ての領域
について最適な材料を用いることができる。公知のよう
に、岩綿(rock wool)からなる緩衝材と鋼製の外被で
炉の壁の部分片を囲むことができる。鋼製の外被は耐火
れんがの熱膨張によって生ずる応力を吸収することがで
き、耐火れんがに作用する応力が燃焼室についての第1
のシールを提供する。鋼製の外被自体は別のシールを構
成しており、負圧をかけて装置を運転する必要はない。
これにより、高価な吸引換気装置を使用しないで済ませ
られる。
[Example] An apparatus for thermally decomposing harmful substances contained in a gas will be described with reference to the drawings. The figure shows a furnace with a main combustion chamber of a schematic diagram, the main combustion chamber being delimited by an outer wall part consisting of an annular piece 2 forming the wall of the furnace. The partial piece serving as the wall of the furnace has a substantially annular shape and is composed of a plurality of layers.
The figure shows an inner layer 17 of the refractory brick and two layers 18, 19 surrounding the inner layer of the refractory brick. Due to the multilayer structure of the pieces of the furnace wall, the optimum material can be used for all areas of the combustion chamber wall. As is known, a piece of rocker wool and a steel jacket can surround a piece of the furnace wall. The steel jacket is able to absorb the stresses caused by the thermal expansion of the refractory brick, and the stress acting on the refractory brick is the primary stress on the combustion chamber.
Provide a seal. The steel jacket itself constitutes another seal, so that it is not necessary to operate the device under negative pressure.
This avoids the use of expensive suction ventilation equipment.

第1図に示すように、炉の壁の部分片2の当接端面21
は、環状の突起、つまり突片22で、これらの突片22どう
しの間で環状溝を区画している突片22を有しており、こ
れにより当接する部分片どうしが突片と環状溝とによっ
て嵌合し、これらの部分片の間で適切なシーリングを確
保している。炉の壁の部分片は同じ形状となっており、
従って互換性があり、同径であるが異なった容積の燃焼
室を形成するような如何なるやりかたで連結することも
できる。
As shown in FIG. 1, the contact end surface 21 of the piece 2 of the furnace wall
Has an annular projection, that is, a protruding piece 22, which has a protruding piece 22 that defines an annular groove between the protruding pieces 22. To ensure proper sealing between these pieces. The pieces of the furnace wall have the same shape,
Thus, the connections can be made in any manner that is compatible and forms combustion chambers of the same diameter but of different volumes.

図示されている装置は、円形の主燃焼室1の上方に配
された副燃焼室15、及び有害物質を含むガス流を主燃料
室に導入するための主燃焼室に通ずる導入開口部3をも
備えている。このガスは、例えばごみ焼却設備からの排
気ガスである。このような設備は通常、空気が過剰な状
態で運転しており、排気ガスは酸素を含んで燃焼ガスと
して機能する。主燃焼室1に導入されるこのようなガス
流に、酸素が存在しないか、あるいは充分でないような
場合には、まわりの空気と混合してもよい。導入開口部
3の軸線3aが主燃焼室の軸線1aに対して向けられてい
る、つまり半径方向に延びているものでもよいが、導入
開口部3を主燃焼室1に接平面に対して鋭角にして向け
て主燃焼室に導入されるガス流に角運動量を与えるのが
好ましい。この角運動量により、ガス流が乱流となり主
燃焼室においてガスの成分が良く混ざるのを確実にし
て、運転効率が最適化される。
The device shown comprises a sub-combustion chamber 15 arranged above the circular main combustion chamber 1 and an inlet opening 3 leading to the main combustion chamber for introducing a gas stream containing harmful substances into the main fuel chamber. It also has. This gas is, for example, exhaust gas from a refuse incineration plant. Such equipment is usually operated with excess air, and the exhaust gas contains oxygen and functions as a combustion gas. If such a gas stream introduced into the main combustion chamber 1 contains no or insufficient oxygen, it may be mixed with the surrounding air. The axis 3a of the introduction opening 3 may be oriented with respect to the axis 1a of the main combustion chamber, that is, may extend in the radial direction. It is preferred to impart angular momentum to the gas flow introduced into the main combustion chamber towards. This angular momentum ensures that the gas flow becomes turbulent and the gas components are well mixed in the main combustion chamber, optimizing operating efficiency.

図示されている例では、概略的に示された3個のバー
ナー4が、有害物質を燃焼させるため、炎4bを導入開口
部3の上方で主燃焼室1に向けるようにして配されてい
る。これら3個のバーナーは主燃焼室の周辺回りに等間
隔をおいて配されているが、バーナーが1個、あるいは
3個を越えるバーナーを使用したものでもよいことは理
解されるべきである。バーナー4の軸線4aは僅かに上方
に向けられているとともに、これも接平面に対して鋭角
をなして延びており、ガス流に与える角運動量を増して
いる。導入開口部の上方にバーナーを配することで、ガ
ス流の全部が炎4bを通過して流れ、従ってガスの全てが
燃焼状態におかれることが確保される。
In the example shown, three schematically illustrated burners 4 are arranged so as to direct a flame 4b above the inlet opening 3 towards the main combustion chamber 1 for burning harmful substances. . Although these three burners are equally spaced around the periphery of the main combustion chamber, it should be understood that one or more than three burners may be used. The axis 4a of the burner 4 is oriented slightly upward and also extends at an acute angle to the tangent plane, increasing the angular momentum imparted to the gas flow. Arranging the burner above the inlet opening ensures that all of the gas flow flows through the flame 4b and thus all of the gas is in a state of combustion.

第1図に示すように、環状のガス流滞留装置20は、主
燃焼室1と副燃焼室15との間でバーナー4の上方に配さ
れており、主燃焼室1と副燃焼室15とを互いに分離して
いる。滞留装置20は、円筒状の主燃焼室1の径よりも小
さな径を有するとともにガス流を主燃焼室から副燃焼室
へ通す中央開口部7と、中央開口部7の周りに配された
流路9からなる流路手段を区画している。図示されてい
る炉において、環状の炉壁の部分片5は滞留装置の外側
部分を構成しており、その内側部分はそれぞれ鋭角な扇
状の形状を有する桟(web)6から構成され、合体され
て中央開口部7を有する環状の滞留装置となる、中央開
口部7とこれを取囲む流路9との間の桟6は、下方に向
けて収束するような側面となった略台形の断面(第3図
参照)を有している。この形状は、下方に向けたノズル
と、桟の側面とがなす角度が平らになりすぎるのを避け
るので、2次的なエアノズル10a、10bを収容するハウジ
ングとして最適である。滞留装置において流路手段は中
央開口部の周りに配されており、図示された例では桟6
と燃焼室の内壁8との間の流路9となっている。
As shown in FIG. 1, the annular gas flow stagnation device 20 is disposed above the burner 4 between the main combustion chamber 1 and the sub-combustion chamber 15, and is connected to the main combustion chamber 1 and the sub-combustion chamber 15. Are separated from each other. The stagnation device 20 has a central opening 7 having a diameter smaller than the diameter of the cylindrical main combustion chamber 1 and passing a gas flow from the main combustion chamber to the sub-combustion chamber, and a flow arranged around the central opening 7. A flow path means composed of the road 9 is defined. In the furnace shown, the annular furnace wall piece 5 constitutes the outer part of the dwelling device, the inner part of which is composed of webs 6 each having the shape of a sharp fan and is combined. The crosspiece 6 between the central opening 7 and the flow path 9 surrounding the central opening 7 is a substantially trapezoidal cross section having a side that converges downward. (See FIG. 3). This shape is optimal as a housing for accommodating the secondary air nozzles 10a, 10b, since the angle between the downwardly directed nozzle and the side of the bar is avoided from becoming too flat. In the staying device, the channel means is arranged around the central opening, and in the illustrated example,
And a flow path 9 between the inner wall 8 of the combustion chamber.

滞留装置20は更に、2次的なエアを、好適には15゜の
角度αで主燃焼室1に送るための斜め下方に向けられた
ノズル手段10a,10bを有している。図示されている例
(第3図参照)では、ノズル10aは接線方向に、内側
に、これに対してノズル10bは接線方向に、外側に向け
られており、これを通って主燃焼室に送られる2次的な
エアの角運動量を増すようになっており、これらのノズ
ルは主燃焼室におけるガス流の角度のついた方位にほぼ
向けられている。これらのノズルは燃焼室の軸線1aに向
いているのではなくこれから離すように向けられてい
る。これにより、燃焼室におけるガスの燃焼に最適な滞
留時間を生じさせるだけでなく、燃焼室で撹拌されるこ
とになるガスについて望ましい下向きの撹拌流れを生じ
させることになる。2次的なエアの供給を斜め下方に向
けることによって、煙突にむかってガス流が急速に流れ
ていってしまうのが避けられることになる。外側に向け
られた2次的なエア供給用のノズル10bは、桟6に内接
する中心円に対してほぼ接線方向に延び、流路9を通る
ガスの流れを遅延させ、これに対して、同様に延びてい
る内側に向けられたノズル10aは、中央開口7を通るガ
ス流を遅延させる。これら全てのノズルは燃焼室の軸線
1aに対して、時計回りかあるいは反時計回りに、バーナ
ー4と同じ向きとなっている。このことは燃焼室におけ
る角運動量を更に増して、混合作用を高めてこれに応じ
てよりよい燃焼状態とする。
The stagnation device 20 further comprises obliquely downwardly directed nozzle means 10a, 10b for sending secondary air to the main combustion chamber 1, preferably at an angle α of 15 °. In the example shown (see FIG. 3), the nozzle 10a is directed tangentially inward, whereas the nozzle 10b is directed tangentially outward, through which it is fed to the main combustion chamber. The secondary air angular momentum is increased so that these nozzles are substantially oriented at the angled orientation of the gas flow in the main combustion chamber. These nozzles are oriented away from, rather than toward, the axis 1a of the combustion chamber. This will not only create an optimal residence time for the combustion of the gas in the combustion chamber, but will also produce a desirable downward stirring flow for the gas to be agitated in the combustion chamber. By directing the secondary air supply diagonally downward, a rapid flow of gas towards the chimney is avoided. The outwardly directed secondary air supply nozzle 10b extends substantially tangentially to the center circle inscribed in the crosspiece 6 and delays the flow of gas through the flow path 9; A similarly extending inwardly directed nozzle 10 a retards gas flow through the central opening 7. All these nozzles are the axis of the combustion chamber
The direction is the same as that of the burner 4 clockwise or counterclockwise with respect to 1a. This further increases the angular momentum in the combustion chamber, increasing the mixing action and correspondingly better combustion.

環状の滞留装置20はさらに桟6を支持する支持桟13を
備えている(第2図)。支持桟13は流路9を互いに分離
し、アーチ状の桟6はその内部で中央開口部7とこれを
囲む流路9との間で2次的なエア用の導通路を区画して
いる。支持桟13は桟6の導通路11に2次的なエアを供給
する導通路12を区画している。この構成において、2次
的なエアの供給用ノズルは桟の全周に沿って配されてい
てもよい。
The annular retaining device 20 further includes a support bar 13 for supporting the bar 6 (FIG. 2). The support bar 13 separates the flow channel 9 from each other, and the arch-shaped bar 6 defines a secondary air passage between the central opening 7 and the flow channel 9 surrounding the central opening 7. . The support bar 13 defines a conductive path 12 for supplying secondary air to the conductive path 11 of the bar 6. In this configuration, the secondary air supply nozzle may be arranged along the entire circumference of the crosspiece.

所望であれば、2次的なエアは、環境汚染について問
題のある別の物質を、液体あるいは固体粒子の形で含ん
でいてもよい。これは、排気ガスよりも高い濃度で有害
物質を含んでいるガスが、例えばは解毒されるような場
合に特に有利となろう。このとき、2次的なエアと共に
灰を主燃焼室に送ることも可能であり、この場合、これ
が通過した後には、この灰は不活性なガラス状媒質とし
て、燃焼室の底部から除去される。ガラス状化された灰
は、水溶性の物質を含まないので問題なく廃棄できる。
このように、この装置は排気ガスを処理するだけでなく
灰を処理するのにも用いられる。
If desired, the secondary air may contain other substances of concern for environmental pollution, in the form of liquid or solid particles. This may be particularly advantageous where a gas containing a higher concentration of harmful substances than the exhaust gas is to be detoxified, for example. At this time, it is also possible to send the ash together with the secondary air to the main combustion chamber, where after it has passed, the ash is removed from the bottom of the combustion chamber as an inert glassy medium. . The vitrified ash contains no water-soluble substances and can be discarded without any problem.
Thus, the device is used not only to treat exhaust gases but also to treat ash.

環状の滞留装置20は、この滞留装置がガス流の通る流
路断面積を20%ないし50%、好適には30%ないし35%だ
け減少させるように設計するのが有利である。言替えれ
ば、平面図において、滞留装置20の桟が、面積について
この推奨されたパーセンテージを覆っている。このガス
流の流路断面積は、中央開口部7とこれを囲んでいる流
路9によって決められる。滞留装置20の設計において、
主燃焼室における有害物質を含むガス流の滞留時間をで
きるだけ長くすることを考えるのが重要であり、このこ
とは、他の要因のなかでも、滞留装置によってガス流の
流れをできるだけ妨げなければならないことを意味して
いる。その一方では、主燃焼室における圧力損失を最少
に保って、ガス流がそれ自体の搬送力により、あるいは
少なくとも可能な限り小さな換気設備によって適当にで
てゆくようにすべきである。試験の結果、この様な状況
が上記したパーセントの範囲に適合しているのが示され
ており、ガス流の断面積を1/3だけ減縮するのが最適と
なっている。
The annular retaining device 20 is advantageously designed such that it reduces the cross-sectional area of the gas flow path by 20% to 50%, preferably 30% to 35%. In other words, in the plan view, the bars of the dwelling device 20 cover this recommended percentage for area. The flow path cross-sectional area of this gas flow is determined by the central opening 7 and the flow path 9 surrounding it. In the design of the staying device 20,
It is important to consider as long as possible the residence time of the gas stream containing harmful substances in the main combustion chamber, which, among other factors, must prevent the flow of the gas stream by the retention device as much as possible. Means that. On the one hand, the pressure drop in the main combustion chamber should be kept to a minimum, so that the gas stream can be expelled appropriately by its own conveying power or at least by the smallest possible ventilation system. Tests have shown that such a situation fits within the above percentage ranges, and it is optimal to reduce the cross-sectional area of the gas stream by 1/3.

副燃焼室15は、燃焼プロセスを完全なものとするた
め、炉においてガス流滞留装置20の上方に配されてい
る。第3のガス供給ノズル16が副燃焼室の上端部(第1
図参照)に配されており、燃焼用エアの過給量を増大さ
せ、またガス流を偏向させる肘継手24によって炉に取付
けられた煙突(図示しない)を通って排出されるガスを
冷却している。ガス供給ノズル16も僅かに下方に副燃焼
室15に向けられており、この燃焼室における滞留時間を
長くしている。ガスを冷却すること、及び第3のエアを
付加的に供給しながらガスを燃焼させることにより、炉
から出てゆく排気ガスはより浄化されることになる。
The sub-combustion chamber 15 is located above the gas flow retention device 20 in the furnace to complete the combustion process. The third gas supply nozzle 16 is connected to the upper end (first
Elbow joint 24 which increases the supercharging of the combustion air and deflects the gas flow to cool the gas discharged through a chimney (not shown) attached to the furnace. ing. The gas supply nozzle 16 is also directed slightly downward to the sub-combustion chamber 15 to increase the residence time in this combustion chamber. By cooling the gas and burning the gas with an additional supply of third air, the exhaust gas exiting the furnace will be more purified.

第1図に示されているように、副燃焼室15の壁にはマ
ンホール23が設けられている。ガス流を導入開口部3か
ら煙突にガス流が動くのに必要となる搬送力を発生させ
るについて、普通、吸込みファンは必要ではないが、所
望であれは設けてもよい。運転に際して、例えばゴミ焼
却場から送られてきた有害物質を含むガスは、導入開口
部3を通って主燃焼室1に導入され、ここで渦巻き状に
上方に流れて、バーナー4からの炎を通過する。ガス流
滞留装置のノズル10a,10bを介して下方に流れる2次的
なエアは、このガスの上昇流を抑制して、ガス流の主燃
焼室における滞留時間を増加させる。最終的に、中央開
口部7と流路9とを通ってガス流は副燃焼室15に流入
し、ここで有害物質の熱分解反応が完了する。そして、
浄化されたガスが、肘継手24とこれに取付けられた煙突
を通ってこの装置から出てゆく。
As shown in FIG. 1, a manhole 23 is provided on the wall of the sub-combustion chamber 15. A suction fan is not usually required to generate the transport force required to move the gas flow from the inlet opening 3 to the chimney, but may be provided if desired. During operation, gas containing harmful substances sent from, for example, a garbage incineration plant is introduced into the main combustion chamber 1 through the introduction opening 3, and flows upward in a spiral shape to remove the flame from the burner 4. pass. The secondary air flowing downward through the nozzles 10a, 10b of the gas flow stagnation device suppresses the upward flow of the gas and increases the residence time of the gas flow in the main combustion chamber. Finally, the gas stream flows through the central opening 7 and the flow path 9 into the sub-combustion chamber 15, where the thermal decomposition reaction of the harmful substances is completed. And
Purified gas exits the device through the elbow joint 24 and the chimney attached thereto.

[発明の効果] 上記した構成の装置により、部分的にのみチャージさ
れている状態を含む、実際的な全ての運転状態のもとで
扱われるガスについて、このガスから全ての有害物質を
ほぼ完全に除去することができ、また、このことが比較
的簡単な構成で、低コストで築造できる炉によって達成
される。
[Effect of the Invention] With respect to a gas handled under all practical operating conditions including a state where the device is only partially charged, almost all harmful substances are substantially completely removed from this gas by the device having the above-described configuration. This is achieved by a furnace which can be built with a relatively simple construction and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による炉の軸線方向についての断面図、
第2図は第1図のII−II線に沿った水平断面図、第3図
は滞留装置の桟についての拡大した部分詳細図、及び第
4図は桟の別の詳細を示す拡大部分図。 1……主燃焼室、3……導入開口部、4……バーナー、
6……桟、7……中央開口、10a,10b……ノズル、13…
…支持桟、15……副燃焼室、20……ガス流滞留装置。
FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a furnace according to the present invention,
FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged partial detailed view of a stay device, and FIG. 4 is an enlarged partial view showing another detail of the stay device. . 1 ... main combustion chamber, 3 ... introduction opening, 4 ... burner,
6 ... Bar, 7 ... Central opening, 10a, 10b ... Nozzle, 13 ...
... support beam, 15 ... combustion chamber, 20 ... gas flow retention device.

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ガス中に含まれている流動性有害物質を熱
分解する装置で、 (a)略円筒状の主燃焼室と、 (b)その上方に配された副燃焼室と、 (c)有害物質を含むガスの流れを主燃焼室に導入する
ため、主燃焼室に通じている導入開口部と、 (d)有害物質を含むガスを燃焼させるため、導入開口
部の上方で、炎を主燃焼室に向けて配したバーナーと、 (e)バーナーの上方に配されている環状のガス流滞留
装置であって、 (1) 主燃焼室から副燃焼室へガスの流れを通すため
の、円筒状の主燃焼室の径よりも小さい径を有する中央
開口、及び (2) 中央開口の回りに配されたガス流の流路手段を
区画しているとともに、 (3) 主燃焼室に2次的なエアを供給するための斜め
に下向きに向けられたノズルを有しているガス流滞留装
置とを備えている熱分解装置。
An apparatus for thermally decomposing fluid harmful substances contained in a gas, comprising: (a) a main combustion chamber having a substantially cylindrical shape; (b) a sub-combustion chamber disposed above the main combustion chamber; c) an introduction opening communicating with the main combustion chamber for introducing a flow of gas containing harmful substances into the main combustion chamber; and (d) above the introduction opening for burning gas containing harmful substances, And (e) an annular gas flow stagnation device disposed above the burner, wherein (1) passing a gas flow from the main combustion chamber to the sub-combustion chamber. A central opening having a diameter smaller than the diameter of the cylindrical main combustion chamber, and (2) a gas flow passage means disposed around the central opening, and (3) a main combustion. Gas flow stagnation having obliquely downwardly directed nozzles for supplying secondary air to the chamber Pyrolysis apparatus and a location.
【請求項2】導入開口部は接平面にたいして鋭角をなす
ようにして主燃焼室に向けられ、主燃焼室に導入される
ガス流に角運動量を与える請求項第1項に記載の熱分解
装置。
2. A pyrolysis apparatus as claimed in claim 1, wherein the inlet opening is directed at an acute angle to the tangent plane to the main combustion chamber and imparts angular momentum to the gas flow introduced into the main combustion chamber. .
【請求項3】ノズル手段は主燃焼室に角度をなして下向
きに向けられている請求項第1項に記載の熱分解装置。
3. The pyrolysis apparatus according to claim 1, wherein the nozzle means is directed downward at an angle to the main combustion chamber.
【請求項4】この角度は約15゜である請求項第3項に記
載の熱分解装置。
4. A pyrolysis apparatus according to claim 3, wherein said angle is about 15 °.
【請求項5】ノズル手段は接線方向で外側向きに向けら
れたノズルとともに、接線方向で内側向きに向けられた
ノズルを備え、これらを通って供給される2次的なエア
の角運動量を増しており、ノズル手段は主燃焼室におい
てほぼガス流の方向に向けられている請求項第1項に記
載の熱分解装置。
5. The nozzle means comprises tangentially outwardly directed nozzles as well as tangentially inwardly directed nozzles to increase the angular momentum of secondary air supplied therethrough. 2. A pyrolysis apparatus according to claim 1, wherein the nozzle means is substantially directed in the direction of the gas flow in the main combustion chamber.
【請求項6】環状の滞留装置は、中央開口とガス流流路
手段との間に、アーチ状の扇形状を有する桟を備えてお
り、このアーチ状の扇形状桟はリングを構成している請
求項第1項に記載の熱分解装置。
6. The annular retaining device has a crosspiece having an arched fan shape between the central opening and the gas flow passage means, and the arcuate fan shape bar forms a ring. The pyrolysis apparatus according to claim 1.
【請求項7】環状の滞留装置における桟は略台形の断面
形状を有しており、台形断面の桟は下方について収束す
るような両側面を有している請求項第6項に記載の熱分
解装置。
7. The heat pipe according to claim 6, wherein the crosspiece of the annular staying device has a substantially trapezoidal cross section, and the crosspiece of the trapezoidal cross section has both side surfaces converging downward. Disassembly device.
【請求項8】環状の滞留装置はさらに、アーチ状の扇状
を有する桟を支持する支持桟を備えており、アーチ状の
扇形状を有する桟は、中央開口とこれを囲んでいる流路
手段との間で、その内部に2次的なエア用の連通溝手段
を設け、支持桟は流路手段のそれぞれの流路の間に配さ
れているとともに、2次的なエアをアーチ状の扇形状の
桟の連通溝に供給する溝を区画している請求項第6項に
記載の熱分解装置。
8. The annular staying device further comprises a support bar for supporting a bar having an arcuate fan shape, wherein the bar having an arcuate fan shape has a central opening and flow path means surrounding the center opening. And a communication groove means for secondary air is provided therein, and the support bar is disposed between the respective flow paths of the flow path means, and the secondary air is formed in an arched shape. The thermal decomposition device according to claim 6, wherein a groove to be supplied to the communication groove of the fan-shaped bar is defined.
【請求項9】副燃焼室の上端部に配されている3次的な
エアを供給するノズル手段を更に備えている請求項第1
項に記載の熱分解装置。
9. The apparatus according to claim 1, further comprising nozzle means for supplying tertiary air disposed at an upper end of the sub-combustion chamber.
The thermal decomposition apparatus according to Item.
【請求項10】環状の滞留装置は、ここを通るガス流の
断面積を20%ないし50%減縮するように設定されている
請求項第1項に記載の熱分解装置。
10. The pyrolysis apparatus according to claim 1, wherein the annular retention device is configured to reduce the cross-sectional area of the gas flow therethrough by 20% to 50%.
【請求項11】環状の滞留装置はガス流の断面積を30%
ないし35%だけ減縮するように設定されている請求項第
10項に記載の熱分解装置。
11. The annular retention device reduces the cross-sectional area of the gas flow by 30%.
Or set to reduce by 35%
11. The thermal decomposition apparatus according to item 10.
【請求項12】ガス中に含まれる流動性有害物質を熱分
解するための炉であって、 (a)積重ねられる複数の環状の部分片からなるモジュ
ール式に組立てられた炉壁で、 (1)略円筒形状の主燃焼室と、 (2)主燃焼室の上方に配された副燃焼室とを区画する
炉壁、及び、 (c)主燃焼室と副燃焼室との間に配された環状のガス
流滞留装置で、 (1)円筒形状の主燃焼室より小さな径を有する中央開
口と、 (2)滞留装置の外側部分となっている環状の炉壁の部
分片のうちの一つを区画しているガス流滞留装置を備え
ている熱分解炉。
12. A furnace for thermally decomposing flowable harmful substances contained in a gas, comprising: (a) a modularly assembled furnace wall comprising a plurality of annular partial pieces stacked; ) A substantially cylindrical main combustion chamber; (2) a furnace wall defining a sub-combustion chamber disposed above the main combustion chamber; and (c) a furnace wall disposed between the main combustion chamber and the sub-combustion chamber. (1) a central opening having a smaller diameter than the cylindrical main combustion chamber, and (2) one of the annular furnace wall partial pieces that are the outer part of the retention device. A pyrolysis furnace comprising a gas flow stagnation device that separates the two.
【請求項13】炉壁の部分片は複数の層から構成されて
おり、炉壁部分片の層のうちの内側のものは耐火れんが
からなるとともに、この内側の層を取囲んでいる層のう
ちの少なくとも一つは緩衝用れんがからなっている請求
項第12項に記載の熱分解炉。
13. The furnace wall section piece is composed of a plurality of layers, wherein the inner one of the layers of the furnace wall section piece is made of refractory brick and the layer surrounding the inner layer. 13. The pyrolysis furnace according to claim 12, wherein at least one of the furnaces comprises a buffer brick.
【請求項14】岩綿からなる緩衝材と、炉壁の部分片を
取囲んでいる鋼製の外被材とを更に備えている請求項第
12項に記載の熱分解炉。
14. The method according to claim 1, further comprising a cushioning material made of rock wool and a steel jacket surrounding a piece of the furnace wall.
13. The pyrolysis furnace according to item 12.
【請求項15】ガス中に含まれる流動性物質を熱分解す
る方法であって、 a) 有害物質を含んでいるガス流を主燃焼室に導入す
る工程と、 b) バーナーの炎を前記主燃焼室に向ける工程と、 c) バーナーの上方に配されている環状のガス流滞留
装置に備えられた導入口から出る下向きに向けられた2
次的なエアによって、ガスを主燃焼室において滞留させ
る工程と、 d) 前記滞留装置の中央開口を通るとともに、燃焼室
の炉壁の領域においてこの中央開口を取囲んでいる別の
開口を通って、排気ガスが副燃焼室、更に煙突を通るよ
うにする工程とを備えている熱分解方法。
15. A method for pyrolyzing a flowable substance contained in a gas, comprising the steps of: a) introducing a gas stream containing harmful substances into a main combustion chamber; Directing to a combustion chamber; c) downwardly directed 2 exiting from an inlet provided in an annular gas flow retention device disposed above the burner.
D) passing through the central opening of said retention device and another opening surrounding said central opening in the region of the furnace wall of the combustion chamber, with the gas being retained in the main combustion chamber by the subsequent air. The exhaust gas passing through the sub-combustion chamber and further through the chimney.
【請求項16】2次的なエアは、燃焼室に送られる前
に、別の有害物質と混合される請求項第15項に記載の熱
分解方法。
16. The method according to claim 15, wherein the secondary air is mixed with another harmful substance before being sent to the combustion chamber.
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