JP3790979B2 - Toxic substance removal incinerator - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、排煙中に含まれる有害物質を取り除く焼却炉の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の焼却炉では、焼却炉内でバーナにより被焼却物に点火し、空気を炉内に大量に送り込み被焼却物を燃焼させていた。また、従来の焼却炉では、炉内に送り込むことができる空気量に相当する被焼却物のみしか炉内に投入することができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被焼却物に点火し焼却炉内で燃焼させても、被焼却物内に空気が万遍なく流れることがないとともに、被焼却物を投入する度に焼却炉内の燃焼温度が下がり被焼却物が不完全燃焼を起こし易い。そのために、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質が大量に発生し、大気中に飛散するとの欠点があった。
また、焼却炉内に空気を強制的に送り込み被焼却物を炉内で燃焼させる方式であるから、炉内を加圧することとなるために部分的燃焼が激しく、乱流になり煤塵等が大気中に飛散するとの欠点があった。
【0004】
そこで、本発明は、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質を排煙中に殆ど含まず、有害物質を大気中に飛散させることがない有害物質を除去する焼却炉を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、内部に、空気取入孔6aを形成した炉床6と貫通孔9bを形成した火格子9aと貫通孔10bを形成した仕切10aを設け、前記炉床6と前記火格子9a間には灰受皿7を出し入れ可能に収納した灰受室8を、前記火格子9aと前記仕切10a間には前記火格子9aの近接位置に被焼却物5を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ12aを設置した一次燃焼室9を、前記仕切10a上には乾燥室10を設け、前記炉床6の下には取り込む空気の量を空気調節弁6bを移動させる方法により調節する空気調節弁6bを設けた焼却部2と、バーナ12を設置した二次燃焼室11及び回転速度を調節でき前記焼却部2内を常時負圧状態するファン3を設けた吸引式負圧手段を有する除去部2aとからなり、前記焼却部2に前記除去部2aを連設し、前記ファン3の回転速度を調節することにより前記焼却部2内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部2内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させることを特徴とする有害物質除去焼却炉1の構成1、内部に、空気取入孔6aを形成した炉床6と貫通孔9bを形成した火格子9aと貫通孔10bを形成した仕切10aを設け、前記炉床6と前記火格子9a間には灰受皿7を出し入れ可能に収納した灰受室8を、前記火格子9aと前記仕切10a間には前記火格子9aの近接位置に被焼却物5を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ12aを備える一次燃焼室9を、前記仕切10a上には乾燥室10を設け、前記炉床6の下には空気調節弁6bを移動させる方法により取り込む空気の量を調節する空気調節弁6bを設けた焼却部2と、排煙筒3bを内設するとともに有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナ12を備えた二次燃焼室11にブロアー3aを設け、前記ブロアー3aの先端が前記排煙筒3bの下端の近接位置に取り付けた送風式負圧手段の除去部2aとからなり、前記焼却部2に前記送風式負圧手段の除去部2a連設し、前記焼却部2内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部2内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉1aの構成及び内部に、空気取入孔6aを形成した炉床6と貫通孔9bを形成した火格子9aと貫通孔10bを形成した仕切10aを設け、前記炉床6と前記火格子9a間には灰受皿7を出し入れ可能に収納した灰受室8を、前記火格子9aと前記仕切10a間には前記火格子9aの近接位置に被焼却物5を焼却前に着火し加熱しておく加熱バーナ12aを備える一次燃焼室9を、前記仕切10a上には乾燥室10を設け、前記炉床6の下に取り込む空気の量を空気調節弁6bを移動させる方法により調節する空気調節弁6bを設けた焼却部2と、排煙筒3bを内設し有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナ12を備えた二次燃焼室11内の排煙筒11a内にブロワー23の先端部を差し込み設置した送風式負圧手段の除去部2aと、前記焼却部2と前記除去部2aとを接続しバーナ22を取り付けた接続部9eとからなり、前記焼却部2内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部2内を還元雰囲気下にして被焼却物5を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉1cの構成とした。
【0006】
【実施例】
本発明である有害物質除去焼却炉1、1a、1b、1cについて、図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明である有害物質除去焼却炉1の第1実施例の縦断面図である。本発明である有害物質除去焼却炉1は、生ゴミ4や一般焼却ゴミである被焼却物5を焼却する焼却部2と、有害物質を除去するための除去部2aから構成される。
【0007】
本有害物質除去焼却炉1の焼却部2は、一次燃焼室9内で焼却され発生した焼却灰を受け入れる灰受皿7が引き出し可能に収納されている灰受室8と、被焼却物5を燃焼焼却する加熱バーナ12aを備えた一次燃焼室9と、一次燃焼室9の上部に設けられた乾燥室10からなる。図1中では加熱バーナ12aを示しているが、バ−ナのみに限定されるものではなく、ヒ−タを設置しても良く、またその他の熱源手段を設置してもよい。加熱バーナ12aを設置しない構造であってもよい。
【0008】
燃焼室9と乾燥室10間には空気を取り入れるための多数の貫通孔10b、1
0b、10b・・・が形成されている仕切10aがあり、仕切10a上には水分を大量に含む生ゴミ4が置かれる。
【0009】
被焼却物5の燃焼により発生する燃焼熱が、貫通孔10b、10b、10b、10b、10b、・・・を通り、仕切り10a上に置かれている水分を大量に含んでいる生ゴミ4中の水分を蒸発させて乾燥する。勿論、焼却部2には乾燥室10を設けない構造としてもよい。仕切り10aの構造を皿状の仕切りとしてもよく、また格子状の仕切りとしてもよい。
【0010】
焼却部2の一次燃焼室9の火格子9aの近接位置には、一次燃焼室9内の一般焼却ゴミである被焼却物5を効率的に焼却するために、被焼却物5を焼却前に着火し加熱しておくための加熱バーナ12aが設置されている。加熱バーナ12aのようにバ−ナである必要はなく、ヒ−タであってもよく、その他の加熱手段であってもよい。
【0011】
火格子9aの下方には、生ゴミ4及び被焼却物5が焼却されることにより発生する焼却灰を受け取る灰受皿7を灰受室8内に設けており、灰受室8内の灰受皿7は、灰受室8から取り出し可能に設置されるので、灰受皿7を取り出し灰受皿7に積もった焼却灰を本焼却炉1外に取り出すことでができる。
【0012】
灰受皿7に代わりに、焼却灰を搬出する手段として振動式コンベアーベルト、回転式コンベアーベルト等を設置してもよく、落下した焼却灰を吸引する手段により取り出す構造としてもよい。
【0013】
図1に示すように、本焼却炉1の除去部2aは、焼却部2より排出される未燃ガスを焼却するためのバーナ12が設置されている二次燃焼室11と、焼却部2の灰受室8と一次燃焼室9と乾燥室10内を常時負圧状態とするファン3とから構成されている。符号13は、二次燃焼室11により未燃ガスが燃焼され、大気中に排出するための排煙口13である。勿論、バーナ12をヒ−タ、その他の加熱手段としてもよい。
【0014】
焼却部2内を常時負圧状態にしておく手段としては、図1に示すように、除去部2aにファン3を設置して、ファン3を回転させて焼却部2内の燃焼熱気を吸い込むようにして焼却部2内を負圧状態にする吸引式負圧手段と図2に示すようにブロワ−3aにより二次燃焼室11内の排煙筒3b内に空気を強制的に送り込み、送り込まれた空気の流れに二次燃焼室11内の煙りを便乗させて排出させることにより焼却部2内を負圧状態とする送風式負圧手段とがある。
【0015】
焼却炉2の一次燃焼室9及び乾燥室10内では、炉床6に形成されている空気取入孔6a、6a、6a、6a、6a、・・・から取り込まれた空気が、除去部2aのファン3により、常時、矢印A方向に送り出されているので、空気は空気取入孔6a、6a、6a、6a、6a→灰受室8→一次燃焼室9→乾燥室10→二次燃焼室11→ファン3→排煙口13のように一定の方向に流れており、焼却部2内が常時負圧に保たれている。ファン3は吸引式負圧手段であるが、送風式負圧手段としてもよい。
【0016】
本有害物質除去焼却炉1の除去部2aに設置されているファン3の回転速度は調節することができ、ファン3の回転速度を調節することにより、炉床6の空気取入孔6aから灰受室8、一次燃焼室9及び乾燥室10内に取り込む空気量を微妙に調節することができる。このように、ファン3の回転速度を調節することにより焼却部2内に取り込む空気量を制御することができるので、焼却部2内の酸素を必要最小限に押さえることができる。
【0017】
焼却部2内に生ゴミ4及び被焼却物5を満杯に詰め燃焼させると、吸引した空気分だけ下層部より燃焼して行き、上層部は酸欠状態となり、焼却部2内には、未燃ガスと未燃カーボンが大量に発生し、還元雰囲気下となる。還元雰囲気下では一酸化炭素とダイオキシン等の有害物質の発生を抑えることができ、この還元雰囲気下の状態は酸素を薄く、300℃以上500℃で焼却するとダイオキシン、窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素が熱分解されるため排煙中にはダイオキシン、NOx、SOx、HCL等の有害物質が非常に少なくなる。
【0018】
還元雰囲気下の未燃ガスや未燃カーボン等を二次燃焼室11でバーナ12を点火し、未燃ガス及び未燃カーボン等を約800℃以上の高温で焼却すると、未燃ガス及び未燃カーボン等が未燃ガス及び未燃カーボン等に含まれる一酸化炭素又はダイオキシン等を発生させることなく熱分解し除去され、排煙口13からは還元雰囲気下で排煙中に含まれていた有害物質が完全に取り除かれて排煙口13から排出される。バーナ12は、バ−ナのみに限定されるものではなく、ヒ−タを設置しても良く、またその他の熱源手段を設置してもよい。
【0019】
一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質を除去するための、二次燃焼室11で焼却する最も好ましい温度は約800℃以上の高温で焼却することであり、この温度の還元雰囲気下で排煙中に含まれていた未燃ガス、一酸化炭素等の有害物質が効率的に熱分解し除去される。
【0020】
図2は、本発明である有害物質除去焼却炉の第2実施例の縦断面図である。本例の有害物質除去焼却炉1aでは、焼却部2の構成は図1に示した構成と同様であるが、除去部2aの構成が異なる。そして、本例では、焼却部2内を負圧状態にする手段としてはブロワ−3aによる「送風式負圧手段」を採用している。
【0021】
即ち、除去部2aは、排煙筒11aを内設するとともにバーナ12を備えた二次燃焼室11と、送風用のファン3を内蔵するブロワ−3aとから構成されている。排煙筒11aの下端の近接位置にブロワ−3aの先端部が位置するように設置されている。または、ブロワ−3aの先端部は排煙筒3bの下端の中央位置に近接させることがよい。バ−ナ12は、バ−ナに限定されず、ヒ−タでもよく、またその他の加熱手段としてもよい。
【0022】
ブロワ−3a内のファン3を駆動し回転させることにより矢印B方向に外気をブロワ−3a内に取り込み、取り込まれた空気は二次燃焼室11内の排煙筒11a内に送り出される際に、送風による負圧から二次燃焼室11のバーナ12によって焼却された煙りを伴って、二次燃焼室11内の煙りは排煙筒11a内を通って矢印Cに示す方向に排出される。
【0023】
本例の有害物質除去焼却炉1aでは、焼却部2内で発生した有害物質を含む未燃ガス、未燃カーボン等からなる煙を焼却部2に連設されている除去部2aの二次燃焼室11にファン3の駆動により排煙筒3b内に取り込み、二次燃焼室11内で未燃ガス及び未燃カーボン等の有害物質を含む還元雰囲気下で燃焼させて、排煙筒11aより有害物質を分解し除去した煙りを大気中に放出する。
【0024】
図3は、本発明である有害物質除去焼却炉の第3実施例の縦断面図である。本例の有害物質除去焼却炉1bでは、二次燃焼室11に2基のバーナ12、12を設置した構成の有害物質除去焼却炉1bである。このように、二次燃焼室11に2基のバーナ12、12を設置し燃焼させることにより、より効率的に有害物質を含む未燃ガス及び未燃カーボン等からなる還元雰囲気下で図3中のDにおいて焼却し、熱分解させることが可能となる。図3中では、二次燃焼室11に2基のバ−ナ12、12のみが設置されているが、2基以上複数のバ−ナを設置してもよい。
【0025】
本例の有害物質除去焼却炉1bでは、ファン3を駆動させ回転させると、二次燃焼室11の煙りは矢印A方向に流れ、焼却部2内の空気は、ファン3により空煙りが吸引されるために灰受室8→一次燃焼室9→乾燥室10→二次燃焼室11の順に流れる。そのために、焼却部2内に充満している未燃ガス及び未燃カーボン等の有害物質を含む煙り(排気ガス)が、負圧状態となっている二次燃焼室11に取り込まれ、バ−ナ12、12により煙りに含まれている有害物質を焼却して排煙口13から排出される。本例では、吸引式負圧手段を採用している。
【0026】
図4及び図5は、空気を吹き込む場合と空気を吸引する場合に、空気が被焼却物に対しどのような流れをするかを示した図である。図4は、ファン14を回転させ被焼却物に空気を当てて「空気を吹き込む場合」に被焼却物の外周の空気の流れる状態を示した図である。図5はファン14を回転させ「空気を吸引する場合」に被焼却物の外周の空気の流れる状態を示した図である。図4は従来の焼却炉内での空気の流れ方、即ち、「空気を送り込む場合」を示した図であり、図5は本発明である有害物質除去焼却炉のように「空気を取り込む場合」の空気の流れ方を示した図である。
【0027】
従来の焼却炉の空気の流れ方を示した図4では、ファン14の回転によって空気を物体(被焼却物)に向かって吹き付けると、空気は矢印Eに示すように物体(被焼却物)15の前面15aに当たり、空気は層流から乱流になり物体(被焼却物)15の上面と下面に別れて流れ、物体(被焼却物)15の背面15bには空気は流れ込むことはない。
【0028】
そのために、空気は物体(被焼却物)15の前面15aのみに当たり、物体(被焼却物)15の背面15bには空気が当たることがなく、物体(被焼却物)15の背面には新しい空気が流れることがないため、物体(被焼却物)15の背面15b部分が未燃焼部分となり焼却されず残存してしまう。加圧のため物体(被焼却物)被焼却物15の空隙には圧力損失及び閉塞するために奥まで空気が届かず未燃焼部分が残存する。
【0029】
図5はファン14を駆動し回転させ「空気を吸引する場合」による際の被焼却物の外周の空気が流れる状態を示した図である。本発明である有害物質除去焼却炉1、1a、1b内の空気の流れ方を示した図5では、ファン14の回転により、空気を吸引し、吸引された空気は矢印F方向に流れる。このとき物体(被焼却物)15の前面15a、背面15b、下面及び下面の全外周面に万遍なく新しい空気が当たるので、空気を吸引している状態で物体(被焼却物)15を燃焼させれば物体(被焼却物)15は完全燃焼するものである。また、このような空気を吸引している状態、即ち、焼却部部2内を負圧状態として物体(被焼却物)15を燃焼させると被焼却物20自体の空隙にも微量の空気が流れるので物体(被焼却物)15に未燃焼部分が残存することが無く完全燃焼する。
【0030】
図6は本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内の温度の経時変化を示した表である。図2を参照しながら説明すると、一次燃焼室出口温度曲線16は図2のG点で測定したものであり、二次燃焼室上部温度曲線17は図2のH点で測定したものである。
【0031】
一次燃焼室出口温度が450度未満の期間18は、ダイオキシン等の有害物質が分解されずに排煙中に含まれるため、二次燃焼室11内のバーナ12を点火し、有害物質を燃焼させ排煙中から取り除く。
【0032】
一次燃焼室の出口温度が450度以上の期間19は、一次燃焼室9内の空気量が必要最小限に抑えられているため、焼却部2内に被焼却物20を満杯に詰め燃焼させると、吸引した空気量だけ下層部より燃焼していき、上層部は酸欠状態となり、一次燃焼室9内の未燃ガス及び未燃カーボンが発生した状態である還元雰囲気下で二次燃焼室において燃焼され、ダイオキシン、一酸化炭素の発生が抑えられると共に、これらの有害物質が分解されるため排煙中に含まれない。
【0033】
図7は、本発明である有害物質除去焼却炉により被焼却物を焼却した焼却炉の排煙中に含まれるダイオキシンとジベンゾフランの濃度と毒性等量濃度を示した表である。
【0034】
図7に示すように、本発明である有害物質除去焼却炉1、1a、1bでは、ダイオキシンの毒性等量濃度は0.031ng/m3であり、濃度は平成9年12月1日から改正施行される大気汚染防止法と廃棄物処理法で定められている基準である0.1ng/m3を下回っているとの測定結果を得ている。また、ジベンゾフランの排出量もまた極めて少ない。
【0035】
図8は、従来の焼却炉内の空気の流れ方を示した図、即ち、空気を吹き込み被焼却物に空気を当てる構造の焼却炉内の被焼却物と空気の流れを示した図である。図9は、本発明である有害物質除去焼却炉内の空気の流れ方を示した図、即ち、空気を吸引して被焼却物に空気を当てる構造の焼却炉内の被焼却物と空気の流れを示した図である。
【0036】
従来のようなブロワ−等により被焼却物に空気を吹き込み物体(被焼却物)15を焼却する場合には、焼却炉2の燃焼室9cで物体(被焼却物)5を燃焼させるのには粉砕した被焼却物に着火し、着火面に向かってファン14等で送風14aし、物体(被焼却物)15に強制的に直接空気を当て、燃焼状態を確認しながら燃焼させていた。このようにブロワ−のファン14による送風14aのため空気が直接物体(被焼却物))被焼却物15に当たる前面15aだけは良く燃焼する。また、送風の空気により被焼却物前面15aより物体(被焼却物)15内部に向かってほんの僅かであるが徐々に内部に燃焼部分15cが進行する。
【0037】
しかし、送風した空気が当たらない部分、つまり被焼却物15の背面15bでは、被焼却物前面15aにおいて燃焼させた後の空気が被焼却物背面15bに廻ることもあって酸素が薄く、物体(被焼却物)15の背後は通常乱流14bが発生し空気が薄くなると共に、物体(被焼却物)15の背面15bに燃焼部分があってもその燃焼を物体内部に進行させるように空気が閉塞し吹きつけないため燃焼部分が物体(被焼却物)15の内部に進行しない。
【0038】
そのために、図8に示すように、物体(被焼却物)15のほとんどが完全燃焼して灰になることはなく、特に、物体(被焼却物)15に未燃焼部分15dが多く残ってしまう。このように従来の空気を吹き付ける方式により燃焼させる方法では、物体(被焼却物)15から有害物質を発生させない条件として通常知られているところの完全燃焼という条件を満たせなくなってしまう。
【0039】
ところが、図9に示すように、本発明である有害物質除去焼却炉1、1a、1bでは、物体(被焼却物)15を燃焼させるのに物体(被焼却物)15に直接空気を当てず、ファン14を駆動回転させて空気を一次燃焼室9内に吸引する方法(吸引式負圧手段)により負圧状態にすると、焼却部2内が負圧状態となるために、空気が取込口外の無限空間から取り込まれた空気は、直接、物体(被焼却物)15に当たらず、吸引取り込まれた空気(吸入空気)14cは物体(被焼却物)15の外周面全面に空気が万遍なく流れる。
【0040】
このため、負圧状態によって物体(被焼却物)15の背面15bに乱流を起こすこともなく、物体(被焼却物)15の外周面全面を空気が滑らかに流れると共に、物体(被焼却物)15の前面15aにある燃焼部分が物体(被焼却物)15の内部の空隙にも微量の空気が流れるので周囲に向かって確実に進行し完全に燃焼する。
【0041】
一次焼却室9内が負圧状態となり、空気を空気取込口から取り込む(吸引する)ので、物体(被焼却物))15の外周面全面は勿論のこと、物体(被焼却物)15の内部にある僅かな隙間15eを通って空気が行き渡り、物体(被焼却物)15内部より全体が万遍なく燃焼し、完全に灰になるまで燃焼してしまう。
【0042】
図9に示すような理由に、物体(被焼却物)15のほとんどが完全燃焼して灰になり、被焼却物が灰になるまで完全に燃焼する。このように本発明による空気を吸引する場合方法により負圧状態を利用した燃焼方法によって、物体(被焼却物)15から有害物質を発生させない条件として通常知られているところの完全燃焼という条件を満たすことができる。
【0043】
実際に、使用済みの会計伝票、約1m×0.5mの上質ロール紙、生ゴミ等を本発明である有害物質除去焼却炉の一次燃焼室9に粉砕せず密に詰め込んで燃焼実験してみたところ、煙突より出る煙はほとんどなく、また、被焼却物の焼却後の焼却灰も白くなるまで完全に燃焼しきっていた。特に、隙間がほとんど全く無い上質ロール紙にクレ−タ状の穴が開き、空気が間隙を通り抜けるので燃え残りが全くなく完全に燃焼して白い焼却灰になったことから、本焼却炉の負圧を利用した燃焼方法が従来のものより格段に良いことを実験によって確認した。
【0044】
図10、図11、図12、図13、図14及び図15は、本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内で被焼却物の燃焼状態を示した図である。即ち、図10〜図15は、本焼却炉の一次焼却室9内に置かれた被焼却物20がどのような状態で燃焼していくかを順次示した図である。
【0045】
図10〜図15に示す焼却部2は乾燥室10が無い構造の焼却部であり、図1、図2及び図3に示した焼却部の一次燃焼室9と同一構造である。貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・が形成される火格子9aにより、一次燃焼室9と灰受室8とに分かれている。一次燃焼室9の上端には排煙を排出する吸引口9dを設けると共に、空気を取り入れるための多数の空気取入孔6a、6a、6a、6a、6a、・・・が形成されている炉床6と、火格子9aとの間にある灰受室8内に被焼却物20が焼却されることにより発生する焼却灰を受け取る灰受皿7を取り出し可能に設けたものである。
【0046】
図10から図15では、物体(被焼却物)15に加熱着火した状態から説明するので、図1lから図15に示した焼却部2には加熱バーナ12a、ヒータ等の熱源等を表示していない。
【0047】
先ず、図10に示すように、本焼却部2の一次燃焼室9内に被焼却部20が積み上げられ、被焼却物20の下部に点火する。点火すると、被焼却物20の下部は酸化燃焼部20bで貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・より取り込まれる空気中の酸素と共に被焼却物20が燃焼する。酸化燃焼部20bの上には、全く燃焼しない状態の未燃焼部20aが存在する。
【0048】
焼却部2の上部に形成されている吸引口9dは、図1から図3で示した本発明である有害物質除去焼却炉を構成する有害物質を除去する除去部2aに連設されており、除去部2a内に設けられたファン3が回転することにより空気が焼却部2内に吸引され取り込まれる。
【0049】
吸引口9dから一次燃焼室9内の熱気が吸引されることで、一次燃焼室9内は負圧状態となり、空気取込孔6a、6a、6a、6a、6a、・・・を通って貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・より新鮮な空気が吸引される。
【0050】
新鮮な空気は、被焼却物20内の酸化燃焼部20b及び未燃焼部20aの隙間を通過して被焼却物20の上方に抜ける。新鮮な空気が被焼却物20の下部にある酸化燃焼部20bを通過する際、被焼却物20内を通過する新鮮な空気は酸化燃焼を促進させると共に、煙をたっぷり含んで未燃焼部20aを通過し被焼却物20上方に抜け出る。
【0051】
被焼却物20上方に抜け出た煙をたっぷり含んだ熱気内には一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質が還元雰囲気下で熱分解し微量に混在しているが、燃焼させることによって一酸化炭素又はダイオキシン等の未燃ガス及び未燃カーボンが微量に混在している。これら一酸化炭素又はダイオキシン等の有害物質を発生させる未燃ガス及び未燃カーボンを含んだ熱気は還元雰囲気下21中で熱分解し、被焼却物20の上方に漂うと共に吸引口9cから除去部2aに送り出される。
【0052】
次に、図11に示すように、酸化燃焼部20bは貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・より吸入される新鮮な空気が供給されることで、安定した燃焼を継続する。ところが、酸化燃焼部20bの上の未燃焼部20aには、酸化燃焼部20bを通過することにより酸素を失うと共に、熱気及び煙を含んだ還元雰囲気下21が通過するので、熱気及び煙を含んだ酸欠空気により燻燃される燻燃部20cが徐々に形成される。
【0053】
酸化燃焼部20b及び燻燃部20cの範囲は、被焼却物20の内部を通過する空気により、被焼却物20内の下層から上層へと徐々に酸化燃焼部20b及び燻燃部20cの範囲を広げていく。
【0054】
更に、図12に示すように、酸化燃焼部20bの内部で燃焼し尽くすと、白色の焼却灰部20dが酸化燃焼部20b内に形成される。焼却灰20dは、貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・より灰受室8内に設置されている灰受皿7に積もる。
【0055】
そして、図13に示すように、被焼却物20の燃焼が進むと未燃焼部20a及び薫燃部20cの一部を突き破るようにして酸化燃焼部20bが上昇する。この時、被焼却物20の上方から見ると酸化燃焼部20bが見えるようになる。即ち、図13に示すように、酸化燃焼部20b及び燻燃部20cが被焼却物20の未燃焼部20aを徐々に減らしていくと共に、被焼却物20の下層から順に焼却灰部20dが徐々に大きく形成されてくる。
【0056】
やがて、図14に示すように、未燃焼部20a及び燻燃部20cが徐々に燃焼していき未燃焼部20a及び燻燃部20cが完全燃焼してしまう。還元雰囲気が減少して酸化燃焼部20bが大半を占めるようになる。この状態では被焼却物20はほぼ完全に燃焼した状態となり、被焼却物20を上方より見てみると全体が真っ赤に燃えて大量の熱を発生している。
【0057】
図15に示すように、被焼却物20が完全に燃焼し尽きてしまうと、被焼却物20は全て真っ白な焼却灰のみとなり焼却灰部20dが形成される。そして、貫通孔9b、9b、9b、9b、9b、・・・より灰受室8内の灰受皿7に落下する。
【0058】
一般に、有害物質をほとんど発生させずに被焼却物を焼却するには、約800℃以上の高温で燃焼させることと、燃えかすを残さず完全燃焼させることが必要であるといわれる。
【0059】
本発明である有害物除去焼炉1は、図8及び図9で示した一次燃焼室9を負圧状態にしてエゼクター効果により空気を吸い込み万遍なく被焼却物20を燃焼させる負圧燃焼の方法と、図10から図15に示したように、被焼却部の燃焼工程において燃焼及び燻燃を同時に進行させる半乾留燃焼の方法とにより被焼却物を完全燃焼させることができるのである。
【0060】
また、吸引口9dより除去部2aに送り込まれた還元雰囲気は、二次燃焼室11で高温再燃焼され、還元雰囲気に含まれる未燃ガス、未燃カーボン、有機系臭気物、ダイオキシン等が熱分解され完全無害な燃焼排ガスとして大気中に放出される。
【0061】
図16は、本発明である有害物質除去焼却炉の第4実施例の縦断面図である。
本例の有害物質除去焼却炉1cでは、二次燃焼室11a内の排煙筒11a内にブロワ−23の送風管23aの先端部を差し込み設置するとともに、焼却部2と除去部2aを接続する接続部9eにバ−ナ22を設置した構造である。
【0062】
本例の有害物質除去焼却炉1cでは、ブロワ−23からの送風を強制的に排煙筒11a内に送り込み、排煙筒11aから強制的に煙りを排出させることにより焼却部2及び除去部2a内を負圧にする方法、即ち送風式負圧手段を採用している。
【0063】
符号6bは、取り込む空気を調節するための空気調節弁である。空気調節弁6bを炉床6の下に設け、空気調節弁6bを移動させる方法により炉床6に形成されている空気取込孔6aを閉じたり開いたりすることにより取り込む空気の量を調節するのである。図1、図2及び図3に示した有害物質除去焼却炉1、1a、1bにも、空気調節弁6bを設けてもよい。
【0064】
図17は、本発明である有害物質除去焼却炉の別の送風式負圧手段(ブロワ−式負圧手段)を示した縦断面図である。本送風式負圧手段では、符号24は焼却部や二次燃焼室から排出される煙りを大気中に排出する排煙部24、符号25はブロワ−からの風を排煙部内24aに送り込むための突出筒、符号26は焼却部、二次燃焼室に接続する接続部である。
【0065】
本送風式負圧手段では、ブロワ−に接続されている突出筒25の突出筒内25aからブロワ−より強制的に送り込まれる空気は、排煙部24の排煙部内24aからを通り強制的に排煙口24bから排出されるが、その時には排煙筒内24aは負圧状態となるために、焼却部2、二次燃焼室11等にある焼却により発生した煙りが、接続部26の吸引口26aより排煙筒内24a内に吸引された後、煙り(排気ガス)は排煙口24bから強制的に大気中に排出される。
【0066】
本発明である有害物質除去焼却炉を示した図1、図2、図3及び図16では、除去部2aが1基連設されているように思われるが、除去部2aは焼却部2に複数基設置した構造としてもよい。
【0067】
図18は、本発明である有害物質除去焼却炉の除去部に代えて取り付けらるサイクロンを示した図である。図18に示すように、サイクロン27は、下部がテ−パ状に形成されている形状をしている。
【0068】
サイクロン27を除去部2aの代わりに焼却部2に連設させてもよい。サイクロン内27aには、焼却部2内から発生した煙り(排気ガス)が流入する。サイクロン内27aに流入した煙り中に含まれる塵は、塵受け27cに落下し、除塵された煙りは排煙筒28内を通り大気中に放出される。
【0069】
除塵された煙りが、大気中に放出されるのは、ブロワ−の送風管29の先端部から排煙筒28内に強制的に送出される風に乗り、サイクロン内27aの除塵された煙りが排煙筒28内に吸い込まれて大気中に放出される。除塵された煙りが強制的放出されると、サイクロン内27aは負圧となり、焼却部2内の焼却煙りをサイクロン内27aに吸引するために、焼却部2内も負圧状態となるので、炉床6に形成されている空気取入孔6aから酸素を含む新鮮な空気が焼却部2内に取り込まれる。
【0070】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような構成であるから以下の効果が得られる。第1に、一次燃焼室内の空気量を制御することによって、一次燃焼室内を還元雰囲気下にし、一酸化炭素、ダイオキシン等の有害物質の発生を抑制するとともに、
下層部は酸化燃焼部で800℃以上、上層部は還元雰囲気で300℃以上500℃で燃焼することによっての有害物質を完全に熱分解し除去することができる。
【0071】
第2に、一次燃焼室では加熱し、排煙を第二次燃焼室において焼却しすることにより排煙中に含まれる有害物質を800℃以上で熱分解し、消煙及び消臭が効率的になされる。
【0072】
下
第3に、吸引式負圧手段、送風式負圧手段等により800℃以上で焼却し、排気ガス(煙り)を手段により送り込んだ空気とを混合し、冷却すると300℃以上の排ガスになるために、ダイオキシン等の生成がなされない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明である有害物質除去焼却炉の第1実施例の縦断面図である。
【図2】 本発明である有害物質除去焼却炉の第2実施例の縦断面図である。
【図3】 本発明である有害物質除去焼却炉の第3実施例の縦断面図である。
【図4】 従来の焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図5】 本発明である有害物質除去焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図6】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内の温度の経時変化を示した表である。
【図7】 本発明である有害物質除去焼却炉により被焼却物を焼却した焼却炉の排煙中に含まれるダイオキシンとジベンゾフランの濃度と毒性等量濃度を示した表である。
【図8】 従来の焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図9】 本発明である有害物質除去焼却炉内での空気の流れ方を示した図である。
【図10】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図11】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図12】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図13】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図14】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図15】 本発明である有害物質除去焼却炉の焼却部内での被焼却物の燃焼状態を示した図である。
【図16】 本発明である有害物質除去焼却炉の第4実施例の縦断面図である。
【図17】 本発明である有害物質除去焼却炉の送風式負圧手段の別の構造を示した縦断面図である。
【図18】 本発明である有害物質除去焼却炉の除去部の代わりに取り付けらるサイクロンを示した図である。
【符号の説明】
1〜1c 有害物質除去焼却炉
2 焼却部
2a 除去部
3 ファン
3a ブロワ−
3b 排煙筒
4 生ゴミ
5 被焼却物
6 炉床
6a 空気取入孔
6b 空気調節弁
7 灰受皿
8 灰受室
9 一次燃焼室
9a 火格子
9b 貫通孔
9c 燃焼室
9d 吸引口
9e 接続部
10 乾燥室
10a 仕切
10b 貫通孔
11 二次燃焼室
11a 排煙筒
12 バーナ
12a 加熱バーナ
13 排煙口
14 ファン
14a 送風
14b 乱流
14c 吸入空気
15 物体(被焼却物)
15a 前面
15b 背面
15c 燃焼部分
15d 未燃焼部分
15e 隙間
16 一次燃焼室出口温度曲線
17 二次燃焼室上部温度曲線
18 450度未満の期間
19 450度以上の期間
20 被焼却物
20a 未燃焼部
20b 酸化燃焼部
20c 燻燃部
20d 焼却灰部
21 還元雰囲気下
22 バ−ナ
23 ブロワ−
23a 送風管
24 排煙部
24a 排煙部内
24b 排煙口
25 突出筒
25a 突出筒内
26 接続部
26a 吸引口
27 サイクロン
27a サイクロン内
27b 下部
27c 塵受け
28 排煙筒
29 送風管[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an improvement of an incinerator for removing harmful substances contained in flue gas.
[0002]
[Prior art]
In a conventional incinerator, an incinerator is ignited by a burner in the incinerator, and a large amount of air is sent into the furnace to burn the incinerator. Further, in the conventional incinerator, only the incinerated object corresponding to the amount of air that can be fed into the furnace can be put into the furnace.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the incineration object is ignited and burned in the incinerator, air does not flow uniformly in the incineration object, and the combustion temperature in the incinerator decreases as the incineration object is introduced. Incinerated products are prone to incomplete combustion. For this reason, there is a drawback that a large amount of harmful substances such as carbon monoxide and dioxin are generated and scattered in the atmosphere.
In addition, because air is forcibly sent into the incinerator and the incinerator is combusted in the furnace, the inside of the furnace is pressurized. There was a drawback of scattering inside.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an incinerator that removes harmful substances that hardly contain harmful substances such as carbon monoxide and dioxin in the flue gas and do not disperse the harmful substances into the atmosphere. Is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is provided with a
[0006]
【Example】
The hazardous
[0007]
The
[0008]
A large number of through
There is a
[0009]
The combustion heat generated by the combustion of the incinerated
[0010]
Before the
[0011]
Below the
[0012]
Instead of the ash tray 7, a vibratory conveyor belt, a rotary conveyor belt, or the like may be installed as a means for carrying out the incinerated ash, or a structure for taking out the incinerated ash that has fallen may be adopted.
[0013]
As shown in FIG. 1, the
[0014]
As shown in FIG. 1, a means for keeping the
[0015]
In the
[0016]
The rotational speed of the
[0017]
When the
[0018]
When unburned gas or unburned carbon in a reducing atmosphere is ignited by the
[0019]
In order to remove harmful substances such as carbon monoxide or dioxin, the most preferable temperature for incineration in the
[0020]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the hazardous substance removing incinerator according to the present invention. In the hazardous substance removal incinerator 1a of this example, the configuration of the
[0021]
That is, the
[0022]
By driving and rotating the
[0023]
In the hazardous substance removal incinerator 1a of this example, the secondary combustion of the
[0024]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention. The hazardous substance removal incinerator 1b of this example is a hazardous substance removal incinerator 1b having a configuration in which two
[0025]
In the hazardous substance removal incinerator 1b of this example, when the
[0026]
4 and 5 are diagrams showing how air flows with respect to the incinerated object when air is blown and when air is sucked. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the air around the periphery of the incinerated object flows when the
[0027]
In FIG. 4 showing the flow of air in the conventional incinerator, when the air is blown toward the object (incinerated object) by the rotation of the
[0028]
Therefore, air hits only the
[0029]
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the air around the periphery of the incinerated object flows when the
[0030]
FIG. 6 is a table showing the change over time of the temperature in the incineration part of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention. Referring to FIG. 2, the primary combustion chamber
[0031]
During the
[0032]
During the period 19 in which the outlet temperature of the primary combustion chamber is 450 ° C. or higher, the amount of air in the
[0033]
FIG. 7 is a table showing dioxin and dibenzofuran concentrations and toxic equivalent concentrations contained in the flue gas of the incinerator in which the incinerated product was incinerated by the hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
[0034]
As shown in FIG. 7, in the hazardous
[0035]
FIG. 8 is a diagram showing a flow of air in a conventional incinerator, that is, a diagram showing a flow of air to be incinerated and air in an incinerator having a structure in which air is blown and air is applied to the incinerated material. . FIG. 9 is a diagram showing the flow of air in the hazardous substance removal incinerator according to the present invention, that is, the incinerator and air in the incinerator having a structure in which air is sucked and applied to the incinerator. It is the figure which showed the flow.
[0036]
In the case where the object (incineration object) 15 is incinerated by blowing air into the incineration object with a conventional blower or the like, the object (incineration object) 5 is burned in the
[0037]
However, in the portion where the blown air does not hit, that is, the
[0038]
Therefore, as shown in FIG. 8, most of the object (incinerated object) 15 is not completely burned and becomes ash, and in particular, many
[0039]
However, as shown in FIG. 9, in the hazardous
[0040]
Therefore, turbulent flow does not occur on the
[0041]
Since the inside of the
[0042]
For the reason shown in FIG. 9, most of the object (incinerated object) 15 burns completely to become ash, and completely burns until the incinerated object becomes ash. As described above, the condition of complete combustion, which is generally known as a condition for preventing generation of harmful substances from the object (incinerated object) 15 by the combustion method using the negative pressure state by the method of sucking air according to the present invention, is used. Can be satisfied.
[0043]
Actually, a used accounting slip, about 1m x 0.5m high-quality roll paper, raw garbage, etc. are packed closely into the
[0044]
10, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams showing the combustion state of the incineration object in the incineration section of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention. That is, FIGS. 10 to 15 are diagrams sequentially showing in what state the
[0045]
The
[0046]
10 to 15, the object (incineration object) 15 will be described as being heated and ignited. Therefore, the
[0047]
First, as shown in FIG. 10, the
[0048]
The suction port 9d formed in the upper part of the
[0049]
As the hot air in the
[0050]
The fresh air passes through the gap between the
[0051]
In the hot air containing plenty of smoke that has escaped above the
[0052]
Next, as shown in FIG. 11, the
[0053]
The range of the
[0054]
Furthermore, as shown in FIG. 12, when the combustion is completed in the
[0055]
And as shown in FIG. 13, when combustion of the incinerated
[0056]
Eventually, as shown in FIG. 14, the
[0057]
As shown in FIG. 15, when the
[0058]
In general, it is said that incineration of an object to be incinerated with almost no harmful substances, it is necessary to burn it at a high temperature of about 800 ° C. or higher and to burn it completely without leaving any burning residue.
[0059]
The harmful
[0060]
In addition, the reducing atmosphere sent to the
[0061]
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
In the hazardous substance removal incinerator 1c of this example, the tip portion of the
[0062]
In the hazardous substance removal incinerator 1c of the present example, the blower 23 is forcibly sent into the smoke evacuation cylinder 11a, and the smoke is exhausted from the smoke evacuation cylinder 11a so that the inside of the
[0063]
[0064]
FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing another blowing negative pressure means (blower negative pressure means) of the hazardous substance removing incinerator according to the present invention. In this blower type negative pressure means,
[0065]
In this blower type negative pressure means, the air forcedly sent from the
[0066]
In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 16 showing the hazardous substance removal incinerator according to the present invention, it seems that one
[0067]
FIG. 18 is a view showing a cyclone attached in place of the removal portion of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention. As shown in FIG. 18, the
[0068]
The
[0069]
The dust that has been removed from the dust is released into the atmosphere by riding on the wind that is forcibly sent from the tip of the
[0070]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. First, by controlling the amount of air in the primary combustion chamber, the primary combustion chamber is placed in a reducing atmosphere to suppress the generation of harmful substances such as carbon monoxide and dioxins,
The lower layer part can be completely decomposed by heat and removed by burning at a temperature of 800 ° C. or higher in the oxidation combustion part and the upper layer part by burning at 300 ° C. or higher and 500 ° C. in a reducing atmosphere.
[0071]
Second, by heating in the primary combustion chamber and incinerating the flue gas in the secondary combustion chamber, toxic substances contained in the flue gas are pyrolyzed at 800 ° C or higher, so that smoke and deodorization are efficient To be made.
[0072]
under
Thirdly, it is incinerated at 800 ° C. or higher by suction negative pressure means, blower negative pressure means, etc., mixed with the air sent by exhaust means (smoke) by means, and cooled to become exhaust gas at 300 ° C. or higher. In addition, dioxins and the like are not generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing how air flows in a conventional incinerator.
FIG. 5 is a view showing how air flows in the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 6 is a table showing the change over time of the temperature in the incineration part of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 7 is a table showing concentrations and toxic equivalent concentrations of dioxin and dibenzofuran contained in the flue gas of the incinerator in which the incineration object is incinerated by the hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing how air flows in a conventional incinerator.
FIG. 9 is a view showing how air flows in the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 10 is a view showing a combustion state of an incinerated object in an incineration portion of a hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 11 is a view showing a combustion state of an incinerated object in an incineration section of a hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 12 is a view showing a combustion state of the incinerated object in the incineration portion of the hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 13 is a view showing a combustion state of the incinerated object in the incineration portion of the hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 14 is a view showing a combustion state of an incinerated object in an incineration section of a hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 15 is a view showing a combustion state of an incinerated object in an incineration section of a hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing another structure of the blast negative pressure means of the hazardous substance removing incinerator according to the present invention.
FIG. 18 is a view showing a cyclone attached in place of the removal portion of the hazardous substance removal incinerator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1-1c Toxic substance removal incinerator
2 incineration department
2a removal part
3 fans
3a Blower
3b Smoke stack
4 garbage
5 Incinerated materials
6 hearth
6a Air intake hole
6b Air control valve
7 Ash tray
8 Ash receiving room
9 Primary combustion chamber
9a grate
9b Through hole
9c Combustion chamber
9d suction port
9e connection
10 Drying room
10a partition
10b Through hole
11 Secondary combustion chamber
11a Smoke stack
12 Burner
12a Heating burner
13 Smoke vent
14 fans
14a Air blow
14b Turbulence
14c Intake air
15 Object (incinerated object)
15a front
15b back
15c Combustion part
15d unburned part
15e clearance
16 Primary combustion chamber outlet temperature curve
17 Upper combustion chamber upper temperature curve
18 Period less than 450 degrees
19 Period of 450 degrees or more
20 Incinerated materials
20a Unburned part
20b Oxidation combustion section
20c Burning part
20d Incineration ash part
21 Under reducing atmosphere
22 Burner
23 Blower
23a Air duct
24 smoke exhaust section
24a Inside the smoke exhaust section
24b Smoke vent
25 protruding cylinder
25a In the protruding cylinder
26 connections
26a Suction port
27 Cyclone
27a Inside the cyclone
27b bottom
27c Dust pan
28 Smoke stack
29 Air duct
Claims (5)
排煙筒を内設し有害物質を燃焼させ排煙中から取り除くバーナを備えた二次燃焼室内の排煙筒内にブロワーの先端部を差し込み設置した送風式負圧手段の除去部と、前記焼却部と前記除去部とを接続しバーナを取り付けた接続部とからなり、前記焼却部内に取り込む空気量を制御し、前記焼却部内を還元雰囲気下にして被焼却物を燃焼させるようにしたことを特徴とする有害物質除去焼却炉。Inside, a hearth with an air intake hole, a grate with a through hole, and a partition with a through hole are provided, and an ash tray in which an ash receiving tray is stored between the hearth and the grate so that it can be taken in and out. A primary combustion chamber provided with a heating burner for igniting and heating an incinerated object before incineration at a position close to the grate between the grate and the partition, and a drying chamber provided on the partition An incinerator provided with an air control valve that adjusts the amount of air taken under the hearth by a method of moving the air control valve;
The removal part of the blower-type negative pressure means in which the tip of the blower is inserted and installed in the smoke evacuation cylinder in the secondary combustion chamber provided with a burner provided with a burner to remove harmful substances from the smoke, and the incinerator And a connecting part to which the removal part is connected and a burner is attached, the amount of air taken into the incineration part is controlled, and the incineration object is burned under a reducing atmosphere in the incineration part. Toxic substance removal incinerator.
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