JP3131938U

JP3131938U - 水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置

Info

Publication number: JP3131938U
Application number: JP2006010674U
Authority: JP
Inventors: スンチョルキム
Original assignee: 岡本忠美
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2016-12-05

Abstract

【課題】従来の焼却装置と溶融装置における問題を解消して、水の電気分解からなる水素と酸素の化学当量比が２：１で構成された水素酸素混合ガスは燃焼時、相手物質によって超高温が発生する特徴及び燃焼後、水（水蒸気状態）に還元される特徴（燃焼反応式２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ）並びに水は２５００℃前後の高温で熱分解される特徴を利用して経済的で環境にやさしい水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置を提供する。
【解決手段】水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置は、廃棄物を投入するための廃棄物投入室１００と、投入された廃棄物を焼却して溶融させる焼却兼溶融室２００と、一次焼却溶融された溶融物を再溶融させる二次溶融室３００と、排気ガスを最終処理するための排気ガス処理室４００とを有する。さらに、水素酸素混合ガスの燃焼時と燃焼後の特徴を生かして廃棄物を焼却溶融するための焼却溶融用発熱装置５００と、排気ガス処理用発熱装置６００とを有する。
【選択図】図２

Description

本考案は、水の電気分解からなる水素と酸素の化学当量比が２：１で構成された水素酸素混合ガスは燃焼時、相手物質によって超高温が発生する特徴及び燃焼後、水（水蒸気状態）に還元される特徴（燃焼反応式２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ）並びに水（水蒸気）は２５００℃前後の高温で熱分解される特徴を利用した水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置に関するものである。より詳しくは、ほぼ密閉された空間に、２５００℃にも耐えられる発熱装置を設けてその発熱装置を水素酸素混合ガスで加熱させ、発熱装置及びその周辺を超高温状態にする。また、水素酸素混合ガスは燃焼後、水に還元されるので、内部の超高温状態の発熱体を中心に水の熱分解が起こる。水は熱分解されると、水素原子、酸素原子、酸素分子、未分解の水分子、ＯＨ⁻等の混合ガスが発生され、またの火炎が形成されるとともに、この火炎の中では原子核と電子のように原子や分子が刺激され、陽電気と陰電気を持つ粒子群に分かれて激烈に動いている状態になり、高エネルギーが生成されることになる所謂プラズマ反応が起こる。このような一連の特徴を生かして内部の発熱装置の周辺は２５００℃前後の温度を維持し、その他の部分は１４００℃前後の温度を維持させ、廃棄物を焼却溶融させるとともに、排気ガスを処理する水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置に関するものである。

廃棄物を焼却装置で焼却すると、各種有害物質が含まれている一定量の焼却灰が発生し、その焼却灰の処理方法の一つとしては別の溶融装置で焼却灰を溶融させ、固体化する方法がある。

ところが、これらの焼却装置と溶融装置の熱源としては燃焼過程で酸素供給を必要とする化石燃料が用いられており、酸素供給不足による不完全燃焼はダイオキシンなどの有害物質発生の原因となる。

また、多量の酸素供給は排気ガスの排出口を大きくすることになり、熱損失の原因ともなっている。

本考案は、従来の焼却装置と溶融装置における問題を解消して、水の電気分解からなる水素と酸素の化学当量比が２：１で構成された水素酸素混合ガスは燃焼時、相手物質によって超高温が発生する特徴及び燃焼後、水（水蒸気状態）に還元される特徴（燃焼反応式２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ）並びに水（水蒸気）は２５００℃前後の高温で熱分解される特徴を利用して経済的で環境にやさしい水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置を提供するものである。

上記の課題を解決するための本考案の基本構成は、廃棄物を投入するための廃棄物投入室と、投入された廃棄物を焼却して溶融させる焼却兼溶融室と、一次焼却溶融された溶融物を再溶融させる二次溶融室と、排気ガスを最終処理するための排気ガス処理室と、さらに、水素酸素混合ガスの燃焼時と燃焼後の特徴を生かして廃棄物を焼却溶融するための焼却溶融用発熱装置と、排気ガスを最終処理するための排気ガス処理用発熱装置とを有することを特徴とする。

本考案は、燃焼後は水（水蒸気状態）に還元される水素酸素混合ガスを熱源として使用するので、環境にやさしい焼却溶融装置が提供できる。

また、還元された水は２５００℃前後の発熱装置を中心に熱分解が起こることになり、水は熱分解されると、水素原子、酸素原子、酸素分子、未分解の水分子、ＯＨ⁻等の混合ガスが発生され、またの火炎が形成されるので、経済的である。

さらに、水素酸素混合ガスは自体に酸素が含まれているので、排気ガスの排出口を小さくすることができるので、熱損失が少なくなる効果がある。

また、さらに、全ての排気ガスは高温の排気ガス処理室を経て最終処理されるので、有害排気ガスを効果的に処理することができる。

以下、本考案の実施の形態を添付した図面に示す実施例に基づいて説明すれば、下記のとおりである。

図１は本考案の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置の正面図であり、図２は図１の断面図を示す。

この考案において、水素酸素混合ガスとは、本考案者が考案して登録された水素酸素混合ガス発生装置（実用新案登録第３１２４７６９号）から生成されたガスをいう。

図示したとおり、本装置は廃棄物を焼却兼溶融室２００に投入するための廃棄物投入室１００を具備している。

この廃棄物投入室１００の内部には進退可能なプッシャー１１０が設けられており、上部にはホッパー１２０が取り付けられている。廃棄物はプッシャー１１０の前進により、焼却兼溶融室２００に投入されることになる。

焼却兼溶融室２００の左側上部には廃棄物を投入するための廃棄物投入口２１０が開口されており、右側下部には一次的に焼却溶融された溶融物が二次溶融室３００に流れていくための溶融物排出口２２０が開口されている。又、右側上部には排気ガスが二次溶融室３００に流れていくための排気ガス排出口２３０が開口されている。特に、廃棄物投入口２１０は本考案の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置の廃棄物処理容量によっては位置を変えることも、増やすこともできる。

また、焼却兼溶融室２００の前方下段と後方下段には焼却溶融用発熱装置５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ、５１０ｆと水素酸素混合ガス投入口２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、２４０ｅ、２４０ｆが設けられている。

さらに、二次溶融室３００の前方下段と後方下段にも焼却兼溶融室２００と同様の焼却溶融用発熱装置５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄと水素酸素混合ガス投入口３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄが設けられている。

この二次溶融室３００の右側下部にはスラグ回収口３１０が開口されており、上部は排気ガス処理室４００と連通されている。

排気ガス処理室４００の下段には排気ガス処理用発熱装置６００が設けられており、前方下段と後方下段には水素酸素混合ガス投入口４２０ａ、４２０ｂ設けられている。また、右側上部には最終排気ガス排出口４１０が開口されている。

図３は図２のＡ−Ａ線の断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線の断面図である。

これらの図に示すとおり、焼却兼溶融室２００及び二次溶融室３００の上部と下部は耐火物２６０と保温材２７０で形成されており、側面は耐火煉瓦２８０と保温材２７０で形成されている。特に、下部の耐火物は溶融物が自然に溶融物排出口２２０やスラグ回収口３１０に流れていくように斜めに形成されている。また、排気ガス処理室４００の上部も耐火物２６０と保温材２７０で形成されており、側面は耐火煉瓦２８０と保温材２７０で形成されている。

焼却兼溶融室２００の内部に設けられている焼却溶融用発熱装置５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ、５１０ｆは水素酸素混合ガス投入口２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、２４０ｅ、２４０ｆに設けられている水素酸素混合ガス専用バーナー２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ、２５０ｅ、２５０ｆによって加熱されることになる。

加熱された焼却溶融用発熱装置５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ、５１０ｆの周辺は２５００℃前後の温度を維持してその他の部分は１４００℃前後の温度を維持させ、廃棄物を焼却溶融させる。

この過程で発生する溶融物と排気ガスは溶融物排出口２２０と排気ガス排出口２３０を通じて二次溶融室３００に流れていくことになる。

また、二次溶融室３００の内部に設けられている焼却溶融用発熱装置５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄも水素酸素混合ガス投入口３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄに設けられている水素酸素混合ガス専用バーナー３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄによって加熱されることになる。

加熱された焼却溶融用発熱装置５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄの周辺は２５００℃前後の温度を維持してその他の部分は１４００℃前後の温度を維持させ、焼却兼溶融室２００から流れてきた溶融物を再溶融させる。

再溶融された最終溶融物はスラグ回収口３１０に流れていくことになり、焼却兼溶融室２００から流れてきた排気ガスは二次溶融室３００で一部燃焼処理された後、圧力差によって排気ガス処理室４００に流れていくことになる。

排気ガス処理室４００の内部に設けられている排気ガス処理用発熱装置６００は水素酸素混合ガス投入口４２０ａ、４２０ｂに設けられている水素酸素混合ガス専用バーナー４３０ａ、４３０ｂによって加熱されることになる。

加熱された排気ガス処理用発熱装置６００の周辺は２５００℃前後の温度を維持し、二次溶融室３００からの排気ガスを処理して最終排気ガス排出口４１０に送り出すことになる。特に、排気ガス処理室４００の排気ガス処理用発熱装置６００は二次溶融室３００からの全ての排気ガスが通過するように配置されている。

図５は、本考案に適用される焼却溶融用発熱装置の斜視図を示す。

この焼却溶融用発熱装置５００は、六つの金属板を組み立てた直方体の形状であり、金属板の素材としては２５００℃にも耐えられる二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）が好適である。

前面５３０の中央部には、焼却兼溶融室２００の水素酸素混合ガス投入口２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、２４０ｅ、２４０ｆと二次溶融室３００の水素酸素混合ガス投入口３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄと同じ内径の火炎投入口５４０が穿孔されており、この火炎投入口５４０を通じて水素酸素混合ガスの火炎が入ることになる。

入った水素酸素混合ガスの火炎は、後面５５０の中央部に直接当たることになっている。この時、水素酸素混合ガスは燃焼時、相手物質によって超高温が発生する現象が起こることになり、焼却溶融用発熱装置５００の内部と外側の周辺は２５００℃前後の温度を維持することになる。

また、水素酸素混合ガスは燃焼後、水（水蒸気状態）に還元されるので、２５００℃前後の焼却溶融用発熱装置５００を中心に水の熱分解が起こることになる。

水は熱分解されると、水素原子、酸素原子、酸素分子、未分解の水分子、ＯＨ⁻等の混合ガスが発生され、またの火炎が形成されるとともに、この火炎の中では原子核と電子のように原子や分子が刺激され、陽電気と陰電気を持つ粒子群に分かれて激烈に動いている状態になり、高エネルギーが生成される所謂プラズマ反応が起こることになる。

上記のような一連の特徴を生かして焼却溶融用発熱装置５００の周辺は２５００℃前後の温度を維持し、その他の部分は１４００℃前後の温度を維持させ、廃棄物を焼却溶融させることができる。

また、焼却溶融用発熱装置５００の後面５５０と左右側面５７０、５８０の上段には火炎通気孔５６０ａ、５６０ｂ、５９０ａ、５９０ｂ、５９０ｃ、５９０ｄ、５９０ｅ、５９０ｆ、５９０ｇ、５９０ｈ、５９０ｉ、５９０ｊ、５９０ｋ、５９０ｌがそれぞれ穿孔されており、高温の火炎が焼却溶融用発熱装置５００の内部から外部に出られるようになっている。

一方、焼却溶融用発熱装置５００の上部面は投入された廃棄物が焼却溶融用発熱装置５００の内部に入ることを防ぐために穿孔されておらず、後面５５０と左右側面５７０、５８０の下段にも同じ理由で穿孔されていない構造になっている。

焼却溶融用発熱装置５００は、本考案の実施例では焼却兼溶融室２００の内部に六つ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ、５１０ｆが設けられており、二次熔融室の内部には四つ５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄが設けられているが、本考案の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置の廃棄物処理容量によっては増やすことも、減らすこともできる。

また、焼却溶融用発熱装置５００の設置位置も前方下段と後方下段のみならず、前方上段と後方上段にも設けることができる。

図６は、本考案に適用される排気ガス処理用発熱装置の斜視図を示す。

この排気ガス処理用発熱装置６００は、六つの金属板を組み立てた直方体の形状であり、内部には二枚の金属板６６０、６７０が一定間隔に設けられている。これらの金属板の素材としては焼却溶融用発熱装置５００の素材と同様の二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）が好適である。

前面６１０と後面６２０の中央部には水素酸素混合ガス投入口４２０ａ、４２０ｂと同じ内径の火炎投入口６３０、６４０が穿孔されており、これらの火炎投入口６３０、６４０を通じて水素酸素混合ガスの火炎が入ることになっている。

入った水素酸素混合ガスの火炎は、排気ガス処理用発熱装置６００内部にある二枚の金属板６６０、６７０の中央部に直接当たることになっている。この時、前述した焼却溶融用発熱装置５００と同様に排気ガス処理用発熱装置６００の内部と外側の周辺は２５００℃前後の温度を維持し、この排気ガス処理用発熱装置６００を通過する排気ガスを処理して最終排気ガス排出口４１０に送り出すことになる。

また、排気ガス処理用発熱装置６００の内部にある二枚の金属板６６０、６７０の上段には火炎通気孔６８０ａ、６８０ｂ、６８０ｃ、６８０ｄがそれぞれ穿孔されており、高温の火炎が排気ガス処理用発熱装置６００の内部から外部に出られるようになっている。

さらに、排気ガス処理用発熱装置６００の上下部面には二次溶融室３００からの全ての排気ガスが通過するように排気ガス通気孔６５０ａ、６５０ｂ、６６０ｃ、６５０ｄ、６５０ｅ、６５０ｆが穿孔されている。

ここに開示された実施例は、当業者の理解を助けるためのもので、本考案の技術的思想がこの実施例の記載によって限定されるものではなく、本考案の技術的思想の範囲内で多様な変形が可能であるのは勿論である。

本考案の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置の正面図である。本考案の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置の断面図である。図２のＡ−Ａ線の断面図である。図２のＢ−Ｂ線の断面図である。焼却溶融用発熱装置の斜視図である。排気ガス処理用発熱装置の斜視図である。

符号の説明

１００：廃棄物投入室
２００：焼却兼溶融室
２１０：廃棄物投入口
２２０：溶融物排出口
２３０：排気ガス排出口
３００：二次溶融室
３１０：スラグ回収口
４００：排気ガス処理室
４１０：最終排気ガス排出口
５００：焼却溶融用発熱装置
６００：排気ガス処理用発熱装置

Claims

廃棄物を投入するための廃棄物投入室と、投入された廃棄物を焼却して溶融させる焼却兼溶融室と、一次焼却溶融された溶融物を再溶融させる二次溶融室と、排気ガスを最終処理するための排気ガス処理室とを有する水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置。
前記焼却兼溶融室と二次溶融室に設けられ、廃棄物を焼却及び溶融させるための焼却溶融用発熱装置を有する請求項１記載の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置。
前記排気ガス処理室に設けられ、排気ガスを最終処理するための排気ガス処理用発熱装置を有する請求項１または請求項２に記載の水素酸素混合ガスを利用した水の熱分解による焼却溶融装置。
六つの金属板が合体されて内部に水の熱分解室を形成し、その水の熱分解室に水素酸素混合ガスを供給するための火炎投入口と、水の熱分解室内部の高温の火炎を外部へ送り出すための火炎通気孔が形成されている直方体の焼却溶融用発熱装置。
六つの金属板が合体されて内部に水の熱分解室を形成し、その内部には水素酸素混合ガスの火炎が直接当たる二枚の金属板が一定間隔に設けられており、また、水の熱分解室に水素酸素混合ガスを供給するための火炎投入口と、水の熱分解室内部の高温の火炎を外部へ送り出すための火炎通気孔と、排気ガスを通過させるための排気ガス通気孔が形成されている直方体の排気ガス処理用発熱装置。