JP3573320B2 - 産業廃棄物の焼却炉及びその焼却炉に用いられる吹込用ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物の焼却炉及びその焼却炉に用いられる吹込用ノズルに関し、特に、液体状の産業廃棄物を直接炉内で焼却できるロ−タリ−キルン式の産業廃棄物の焼却炉及びその焼却炉に用いられる吹込用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物は、一般廃棄物と違い法律で定める１９品目であり、多岐に渡っている。これらの産業廃棄物は、特殊なものを除いて焼却処理される。焼却処理されることにより体積が、短時間で減容することができる。焼却処理は、処理後の生成物が少量の無機灰になるため衛生的であり優れた処理方法である。
【０００３】
産業廃棄物は、その産業廃棄物に最適な焼却炉により焼却処理される。そこで、多種多様な産業廃棄物の焼却処理を可能にするため、異なる形式の焼却炉を併用して対応していた。
【０００４】
産業廃棄物の中でも焼却処理の困難なものとして液体状の産業廃棄物が挙げられる。液体状の産業廃棄物には、主なものとして潤滑油、切削油、絶縁油等の廃油や写真の現像液、メッキ液等の廃液が挙げられる。廃油や廃液は、水分を多く含んでいる場合が多く、単独で焼却処理することが困難である。
【０００５】
従来、液体状の産業廃棄物を焼却処理することができる焼却炉として、ロ−タリ−キルン・スト−カ併用式焼却炉がある（図３参照）。
ロ−タリ−キルン・スト−カ併用式焼却炉は、ロ−タリ−キルン式焼却炉１の残渣排出側に二次燃焼用のスト−カ式焼却炉１０を連結させた併用式の焼却炉である。
【０００６】
ロ−タリ−キルン式焼却炉１は、円筒状の横置き回転炉２の一方から固体状の産業廃棄物を炉内に投入する。炉内は、助燃バ−ナ８により８００度以上の高温に保たれている。固体状の産業廃棄物は、高温の雰囲気の中で攪拌されながら移動し乾燥、熱分解、燃焼し排気ガスと焼却残渣となる。
【０００７】
焼却残渣は、スト−カ式焼却炉１０の火格子１２上に落下する。火格子１２は、可動式になっており順次残渣を斜め下方向に送出する。その間、火格子１２の下から空気を送り込んで残渣を完全に燃焼させる。最後は、残渣排出コンベア１４により排出される。
【０００８】
ロ−タリ−キルン・スト−カ併用式焼却炉で液体状の産業廃棄物である廃油及び廃液を焼却処理する場合について説明する。
廃油は、ロ−タリ−キルン式焼却炉で焼却される。この場合、廃油は予め水分と油分とを分離しておく。そして、油分をロ−タリ−キルン式焼却炉の助燃バ−ナ８で燃料として使用し焼却する。
【０００９】
廃液は、多量の水分を含んでおり且つ水分のみを分離することが困難である。これらは、直接燃焼させることはできない。そこで、スト−カ式焼却炉の残渣後燃焼時に生じる熱を利用して二次燃焼炉１６内に廃液を吹込用ノズル３０を用いて霧状にして噴霧することにより熱分解、焼却していた。
【００１０】
廃液を噴霧するために用いられる従来の吹込用ノズル３０の構造を図４に示す。吹込用ノズル３０は、概略的には、内管３４と、内管３４の回りに配置された外管３２と、外管３２の先端に装着されるノズルセット３３とを有し構成される。
【００１１】
廃液は、供給口３８から内管３４を通じて先端より排出される。外管３２と内管３４の隙間には、供給口３７から供給された高圧の空気が供給されノズルセット３３に設けられた絞り部３３ａで空気の流速を高めている。高速の空気により内管３４から吐出する廃棄物が、混合室３３ｂで攪拌される。そして、ノズルセット３３先端に設けられた複数の小径孔３３ｃから噴霧される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の場合、液体状の産業廃棄物の処理設備が、廃油を焼却するロ−タリ−キルン式焼却炉と廃液を焼却するスト−カ式焼却炉とに分れている。このため焼却設備の規模は、その付帯設備を含めて大きなものとならざるを得ない。一の焼却炉で全て焼却できることが望ましい。
【００１３】
また、液体状の産業廃棄物の性状は多種多様である。市販の吹込用ノズルでは、噴射口が複数の小径孔であるため異物や焼結等による閉塞が発生し易い。閉塞が、発生する度に処理を停止して吹込用ノズルの整備を行わなければならなかった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した従来技術の課題を解決し、液体状の産業廃棄物を直接炉内で焼却できるロ−タリ−キルン式の産業廃棄物の焼却炉を提供することである。
【００１５】
更に、本発明の目的は、液体状の産業廃棄物を直接炉内で焼却する際、吹込用ノズルの閉塞を防止して安定した操業が行えることを可能とする産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、助燃バ−ナにより高温に保たれた円筒状の横置き回転炉の一方から産業廃棄物を炉内に投入して燃焼させ他の一方から焼却後の残渣を排出させて産業廃棄物を焼却するロータリーキルン式の産業廃棄物の焼却炉において、助燃バ−ナの火炎の位置に向けて液体状の産業廃棄物を噴霧するための吹込用ノズルであって、液体状の産業廃棄物を供給する経路断面がほぼ一定の内管と、そして、内管の外側に配置され内管の先端より僅かに自由端側の位置において内管とほぼ等しい内径まで絞られたのち経路断面が一定のストレ−ト部を設え、そして、内径を拡大するように拡開された噴射口を有し、内管先端との間に圧縮空気を供給して液体状の産業廃棄物を噴霧化する外管とを有した吹込用ノズルを有し構成されることを特徴とする産業廃棄物の焼却炉を提供する。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の産業廃棄物の焼却炉において、吹込用ノズルが、回転炉の上面に対して噴射口を下側にして斜めに配置されてなることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、助燃バ−ナにより高温に保たれた円筒状の横置き回転炉の一方から産業廃棄物を炉内に投入して燃焼させ他の一方から焼却後の残渣を排出させて産業廃棄物を焼却するロータリーキルン式の産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルにおいて、液体状産業廃棄物を供給する経路断面がほぼ一定の内管と、内管の外側に配置され内管の先端より僅かに自由端側の位置において内管とほぼ等しい内径まで絞られたのち経路断面が一定のストレ−ト部を設え、そして、内径を拡大するように拡開された噴射口を有し、内管先端との間に圧縮空気を供給して液体状の産業廃棄物を噴霧化する外管とを有し構成されることを特徴とする産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルを提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る産業廃棄物の焼却炉及びその焼却炉に用いられる吹込用ノズルを図面に示された好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る産業廃棄物の焼却炉の一実施形態の斜視図であり、図２は、本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルの正面図である。
【００２０】
初めに、本発明の一実施形態に使用されるロ−タリ−キルン式焼却炉１について説明する。尚、本実施形態におけるロ−タリ−キルン式焼却炉１の説明において従来のものと同一の構成については、同一の参照番号を付している。
【００２１】
ロ−タリ−キルン式焼却炉１は、内部に耐火物をライニングした横置きの円筒状の回転炉２を有している。回転炉２は、回転炉２の長さに応じて所定の間隔に二以上のリング２ａを有している。各リング２ａは、一対のロ−ラ４で回転可能に支持されている。
【００２２】
回転炉２は、回転炉２を回転させるための動力を得るための伝達手段２ｂを有している。伝達手段２ｂは、駆動装置５により駆動される。伝達手段２ｂは、歯車又はチェ−ンを用いて行われる。回転炉２は、０．５〜８ｒｐｍ程度の回転数で使用され、任意の回転数が選択できる。
回転炉２は、廃棄物投入側から残渣排出側に向けて緩やかな下り勾配（約２／１００程度）が、付けられている。
【００２３】
廃棄物投入側には、固体状廃棄物投入用のホッパ６が設けられスクリュ−フィ−ダ等の供給装置７により炉内に投入される。その近傍には、炉内温度を所定の温度以上に保持するための助燃バ−ナ８が設けられている。
【００２４】
残渣排出側は、残渣排出口９から残渣を排出するための図示されていないロ−タリ−バルブ、ダブルフラップダンパ等の残渣排出装置が設けられている。残渣排出口９の上部には、排気用のダクト９ａを有している。
【００２５】
ホッパ６より投入された固体状廃棄物は、回転による攪拌を受けながら勾配に沿って排出側に移動する。移動過程で固体状廃棄物は、炉内温度により乾燥、熱分解、燃焼し排気ガスと焼却残渣となって排出される。
【００２６】
次に、本発明に係る産業廃棄物の焼却炉について詳細に説明する。
本発明に係る産業廃棄物の焼却炉の特徴は、ロ−タリ−キルン式焼却炉１の助燃バ−ナ８の火炎の位置に向けて液体状産業廃棄物を噴霧するための吹込用ノズル２０を設けたことにある。吹込用ノズル２０は、回転炉２の上面に対して噴射口２２ｆを下側にして斜めに配置されている。
【００２７】
液体状廃棄物を助燃バ−ナ８の火炎の位置に向けて直接噴霧することにより、液体状廃棄物は、一気に温度上昇する。液体状廃棄物が、廃油であれば着火温度に達して燃焼し、廃液であれば、水分を蒸発させて乾燥し熱分解させることができる。
【００２８】
廃油と廃液とを同時に炉内に噴霧することにより廃油の燃焼による熱を利用して廃液を熱分解し焼却させることもできる。廃油と廃液とを同時に炉内に噴霧する方法としては、廃油用、廃液用の吹込用ノズル２０を別々に設けても良いし、一本の吹込用ノズル２０で廃油と廃液とを予め混合させて噴霧しても良い。前者の場合、各吹込ノズルの噴霧量を調節するための調節機構を設けると良い。後者の場合、廃油と廃液との混合比率を制御できる制御機構を設けると良い。
【００２９】
本実施形態によりロ−タリ−キルン式焼却炉単独で液体状廃棄物の焼却処理が可能となる。従って、スト−カ式焼却炉を設ける必要がないため設備の据付面積が少なくて済む。無論、従来のストーカ式焼却炉との併用も可能である。
【００３０】
次に、本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルを詳細に説明する。
吹込用ノズル２０は、概略的には、内管２４と、内管２４の外側に配置された外管２２とを有する二重管構造となっている。
【００３１】
内管２４は、液体状廃棄物が通過する経路断面がほぼ一定の内部形状を有している。そのため、液体状廃棄物に含まれる異物及び粘性の高い液体状廃棄物に対して閉塞しにくい構造となっている。
【００３２】
外管２２は、内管２４の先端より僅かに自由端側の位置において内管２４とほぼ等しい内径まで絞られた絞り部２２ａと、絞られた後に内径を拡大するように拡開された拡開部２２ｃとを有している。
【００３３】
内管２４は、内管２４の先端部２４ａと外管２２に設けられた絞り部２２ａの傾斜面２２ｄとの間に所定の隙間Ｓを有する位置に固定される。絞り部２２ａの傾斜面２２ｄ及び拡開部２２ｃの傾斜面２２ｅの傾斜角については液体状廃棄物の粘性や空気の供給圧力などを考慮した上で閉塞しにくい角度を選定する。拡開部２２ｃの噴射口２２ｆの開口面積についても噴霧する圧力を考慮した上で必要最小限の大きさで良い。隙間Ｓの大きさについては、供給される空気の流速が絞り部２２ａで最大となるように、隙間Ｓにより形成される空気の通過経路の断面積が、絞り部２２ａの出口断面積よりも大きくなるようにすると良い。
【００３４】
尚、絞り部２２ａと拡開部２２ｃとの間に内管２４の内径とほぼ等しく経路断面が一定のストレ−ト部２２ｂを設けても良い。ストレ−ト部２２ｂを設けることで一定の区間、最大流速が維持される。そのため、空気と液体状廃棄物との攪拌が促進されより均一に混ざり合って噴霧される。
【００３５】
本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズル２０は、単純な構造で液体状廃棄物を霧化して噴霧することができる。吹込用ノズル２０の先端は、絞り部２２ａ、ストレ−ト部２２ｂ及び拡開部２２ｃが一体として着脱できるようにすれば、整備点検も容易に行うことができる。
【００３６】
内菅２４及び外管２２を含め吹込用ノズル２０の材質は、ステンレス等の液体状廃棄物に侵されない耐蝕性に優れた材質のものを用いることが好ましい。
【００３７】
また、内管２４と外管２２との隙間に所定の間隔でスペ−サ２６を設けて内管２４を外管２２に固定すると良い。外管内部での内管２４の位置ずれ及び振動を防止することができる。
【００３８】
次に本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルの機能について詳細に説明する。
供給口２７に高圧空気、供給口２８に液体状廃棄物を供給する。ここで、液体状廃棄物に粘性があり流れにくい場合は、圧力を加えて供給する。
【００３９】
供給された高圧空気は、内管２４と外管２２との隙間を通って絞り部２２ａへ行く。液体状廃棄物は、内管２４内を通って先端部２４ａから吐出する。ここで、空気と液体状廃棄物とが混合されて絞り部２２ａへ行く。絞り部２２ａを通ることにより供給された空気及び液体状廃棄物の流速が増幅される。絞り部２２ａで流速を増幅し、ストレ−ト部２２ｂで攪拌され霧化する。霧化した混合物は、拡開部２２ｃの傾斜面２２ｅに沿って拡散し噴霧される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の産業廃棄物の焼却炉によれば、液体状廃棄物を助燃バ−ナの火炎の位置に向けて直接噴霧することにより、液体状廃棄物は、一気に温度上昇する。液体状廃棄物が、廃油であれば着火温度に達して燃焼し、廃液であれば、水分を蒸発させて乾燥しその後熱分解させることができる。
【００４１】
本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルによれば、液体状廃棄物が通過する経路断面がほぼ一定の内部形状を有している。そのため、液体状廃棄物に含まれる異物及び粘性の高い液体状廃棄物に対して閉塞しにくい構造となっている。また、単純な構造で液体状廃棄物を霧化して噴霧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る産業廃棄物の焼却炉の一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明に係る産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルの正面図である。
【図３】従来のロ−タリ−キルン・スト−カ併用式焼却炉の斜視図である。
【図４】従来の吹込用ノズルの正面図である。
【符号の説明】
１ ロ−タリ−キルン式焼却炉
２ 回転炉
２ａ リング、２ｂ 伝達手段
４ ロ−ラ
５ 駆動装置
６ ホッパ
７ 供給装置
８ 助燃バ−ナ
９ 残渣排出口
９ａ 排気ダクト
１０ スト−カ式焼却炉
１２ 火格子
１４ 残渣排出コンベア
１６ 二次燃焼室
２０、３０ 吹込用ノズル
２２、３２ 外管
２２ａ、３３ａ、３４ａ 絞り部、２２ｂ ストレ−ト部、２２ｃ 拡開部、
２２ｄ、２２ｅ 傾斜面、２２ｆ 噴射口
２４、３４ 内管
２４ａ 先端部
２６ スペ−サ
２７、２８、供給口
３３ ノズルセット
３３ｂ 混合室、３３ｃ 孔

Claims (3)

1. 助燃バ−ナにより高温に保たれた円筒状の横置き回転炉の一方から産業廃棄物を炉内に投入して燃焼させ他の一方から焼却後の残渣を排出させて産業廃棄物を焼却するロータリーキルン式の産業廃棄物の焼却炉において、
   前記助燃バ−ナの火炎の位置に向けて液体状の産業廃棄物を噴霧するための吹込用ノズルであって、液体状の産業廃棄物を供給する経路断面がほぼ一定の内管と、そして、
   前記内管の外側に配置され該内管の先端より僅かに自由端側の位置において該内管とほぼ等しい内径まで絞られたのち経路断面が一定のストレ−ト部を設え、そして、内径を拡大するように拡開された噴射口を有し、該内管先端との間に圧縮空気を供給して液体状の産業廃棄物を噴霧化する外管とを有した吹込用ノズル、
   を有し構成されることを特徴とする産業廃棄物の焼却炉。
2. 請求項１に記載の産業廃棄物の焼却炉において、
   前記吹込用ノズルが、前記回転炉の上面に対して噴射口を下側にして斜めに配置されてなることを特徴とする産業廃棄物の焼却炉。
3. 助燃バ−ナにより高温に保たれた円筒状の横置き回転炉の一方から産業廃棄物を炉内に投入して燃焼させ他の一方から焼却後の残渣を排出させて産業廃棄物を焼却するロータリーキルン式の産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズルにおいて、
   液体状産業廃棄物を供給する経路断面がほぼ一定の内管と、
   前記内管の外側に配置され該内管の先端より僅かに自由端側の位置において該内管とほぼ等しい内径まで絞られたのち経路断面が一定のストレ−ト部を設え、そして、内径を拡大するように拡開された噴射口を有し、該内管先端との間に圧縮空気を供給して液体状の産業廃棄物を噴霧化する外管と、
   を有し構成されることを特徴とする産業廃棄物の焼却炉に用いられる吹込用ノズル。

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