JP4033878B2 - Exhaust gas treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、排ガスの処理方法に関し、さらに詳しくは、一次燃焼炉において廃棄物を燃焼することによって発生する排ガスを二次燃焼炉に旋回流を生じさせるようにして導入すると共に、一次燃焼炉及び二次燃焼炉とは異なる第3の燃焼炉において廃棄物を燃焼することによって発生する排ガスを熱風ファンにより二次燃焼炉に旋回流を生じさせるようにして導入する排ガスの処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating exhaust gas , and more particularly, introduces exhaust gas generated by burning waste in a primary combustion furnace so as to generate a swirl flow in the secondary combustion furnace, and the primary combustion furnace and The present invention relates to a method for treating exhaust gas in which exhaust gas generated by burning waste in a third combustion furnace different from the secondary combustion furnace is introduced by a hot air fan so as to generate a swirling flow in the secondary combustion furnace.
都市ゴミや産業廃棄物などの廃棄物は、一般に、燃焼装置にて燃焼処理されている。そのような焼却装置としては、例えば、特開平7−229610号公報(特許文献1)に示された焼却装置がある。この燃焼装置は、バーナを有する一次燃焼炉と、円筒状の二次燃焼炉と、一次燃焼炉から二次燃焼炉へと排ガスを導入する排ガス導入路とを備えており、排ガス導入路からの排ガスが円筒状二次燃焼炉の円筒面接線方向へと導入されて二次燃焼炉内で旋回流が生じるように構成されている。 Wastes such as municipal waste and industrial waste are generally burned in a combustion apparatus. As such an incinerator, there exists an incinerator shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 7-229610 (patent document 1), for example. The combustion apparatus includes a primary combustion furnace having a burner, a cylindrical secondary combustion furnace, and an exhaust gas introduction path for introducing exhaust gas from the primary combustion furnace to the secondary combustion furnace. The exhaust gas is introduced in the tangential direction of the cylindrical surface of the cylindrical secondary combustion furnace so that a swirling flow is generated in the secondary combustion furnace.
また、特許文献1の燃焼装置では、二次燃焼炉へと供給される供給空気も二次燃焼炉内で旋回流が生じるよう導入されて二次燃焼炉内で旋回流を発生させ、燃焼効率の促進のための混合・攪拌と、滞留時間の確保が行われるように構成されている。
Moreover, in the combustion apparatus of
しかし、上記構成の燃焼装置では、排ガスが導入される二次燃焼炉に空気が供給されるようになっている。通常、供給空気は外気とされ、その温度は0〜20℃程度であり、一次燃焼炉から二次燃焼炉内へと導入される排ガスは、この供給空気によって著しく冷却されることとなる。従って、供給空気による二次燃焼炉内の温度低下を防止し、二次燃焼炉を800〜1200℃に維持するためにはバーナによる供給空気の加熱が必要とされる。通常、このようなバーナの燃料としては、再生油が使用されるが、その燃料使用量は膨大なものとなることから燃料の使用量を削減することが要望されていた。 However, in the combustion apparatus configured as described above, air is supplied to the secondary combustion furnace into which the exhaust gas is introduced. Usually, the supply air is outside air, and its temperature is about 0 to 20 ° C., and the exhaust gas introduced from the primary combustion furnace into the secondary combustion furnace is remarkably cooled by this supply air. Therefore, in order to prevent a temperature drop in the secondary combustion furnace due to the supply air and to maintain the secondary combustion furnace at 800 to 1200 ° C., it is necessary to heat the supply air with a burner. Normally, recycled oil is used as the fuel for such a burner. However, since the amount of fuel used is enormous, it has been desired to reduce the amount of fuel used.
そこで、本発明の発明者らは、一次燃焼炉からの排ガスを処理するために旋回流を使用する二次燃焼炉において、供給空気加熱のための燃料使用量を削減し、高効率で排ガスを処理し、処理能力の増大を図ることができる排ガスの処理方法を提供するために、一次燃焼炉にて廃棄物を燃焼し、一次燃焼炉からの排ガスを二次燃焼炉において旋回流を用いて処理する排ガスの処理方法において、一次及び二次燃焼炉とは異なる第3の燃焼炉にて廃棄物を燃焼することにより発生した排ガスを、二次燃焼炉の熱源として二次燃焼炉に供給し、且つ、二次燃焼炉にて旋回流となすことを特徴とする排ガスの処理方法を発明し、特許出願を行なった(特願2004−289103(特許文献2))。
特許文献2に示された排ガスの処理方法によれば、燃料の使用量の削減を図ることについては期待した効果を奏することが認められた。しかし、特許文献2に示された排ガスの処理方法にあっては、第3の燃焼炉からの排ガスを熱風ファンにより吸引し、これを二次燃焼炉の旋回流となすように構成したが、第3の燃焼炉から導入される排ガスの温度変化による熱風ファンの過負荷停止や当該排ガスの急激な温度上昇による熱風ファンの振動発生等のために熱風ファンの安定した運転が妨げられる場合もあった。
According to the exhaust gas treatment method disclosed in
この点を詳述すると、第3の燃焼炉から導入される排ガスの温度が低下すると排ガスの比重が増加し、これによって熱風ファンの過負荷停止が発生していた。一方、排ガスの温度が高温になると熱風ファンのインペラーの熱膨張に起因して振動が発生する。振動値が基準値を超過した場合は熱風ファンの保護のために運転を停止する必要があるが、第3の燃焼炉からの排ガスの温度が上昇すると常に振動値が上昇するので運転を停止する頻度が多くなるという問題があった。 In detail, when the temperature of the exhaust gas introduced from the third combustion furnace is lowered, the specific gravity of the exhaust gas is increased, which causes an overload stop of the hot air fan. On the other hand, when the temperature of the exhaust gas becomes high, vibration occurs due to the thermal expansion of the impeller of the hot air fan. When the vibration value exceeds the reference value, it is necessary to stop the operation to protect the hot air fan. However, the vibration value increases whenever the temperature of the exhaust gas from the third combustion furnace rises, so the operation is stopped. There was a problem that the frequency increased.
そこで、本発明は、第3の燃焼炉から発生する排ガスの温度変化による熱風ファンの過負荷停止や当該排ガスの急激な温度上昇による熱風ファンの振動発生等を有効に防止して熱風ファンの安定した運転を継続して行なうことが可能な排ガスの処理方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is stable in the third exhaust hot air fan to effectively prevent vibration occurrence of hot air fans due to the rapid temperature rise of the overload stop and the exhaust hot air fan due to temperature changes that occur from the combustion furnace It is an object of the present invention to provide a method for treating exhaust gas that can be continuously operated.
上記課題を解決するために請求項1に記載の本発明は、一次燃焼炉において廃棄物を燃焼することによって発生する排ガスを二次燃焼炉に旋回流を生じさせるようにして導入すると共に、一次燃焼炉及び二次燃焼炉とは異なる第3の燃焼炉において廃棄物を燃焼することによって発生する排ガスを熱風ファンにより二次燃焼炉に旋回流を生じさせるようにして導入する排ガスの処理方法において、熱風ファンに供給される第3の燃焼炉において発生した排ガスの温度を温度検知手段により検知し、当該温度に基づいて電動弁の開度をコントロールすることによって排ガスの吸気量の調整を行い、それによって熱風ファンに対して予め設定した値以上の電流が流れないように熱風ファン運転電流を制御することにより熱風ファンの安定した運転を可能としたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in
上記課題を解決するために請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の排ガスの処理方法において、熱風ファン運転電流が定格値以下の所定の値となるように熱風ファンの吸気量を調整することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to
上記課題を解決するために請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の排ガスの処理方法において、熱風ファンに供給される第3の燃焼炉において発生した排ガスの温度が上昇した際には排ガスの吸気量を調整すると共に、外気を導入することにより熱風ファンの入口温度の急激な上昇を防止したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to
上記課題を解決するために請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の排ガスの処理方法において、熱風ファンの入口温度の上昇は10℃/分以下であることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in
上記課題を解決するために請求項5に記載の本発明は、請求項3又は4に記載の排ガスの処理方法において、排ガスの吸気量及び/又は外気の導入の制御は電動弁の開度をコントロールすることにより行われることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 5 is the exhaust gas processing method according to
本発明に係る排ガスの処理方法によれば、熱風ファンの連続運転が可能となり、二次燃焼炉での燃料使用量をさらに削減できるという効果がある。
また、本発明に係る排ガスの処理方法によれば、第3の燃焼炉以外の排ガスを同時に処理する場合において、排ガス量を減少できるため、本体の一次燃焼炉の増処理を可能とするという効果がある。
According to the exhaust gas treatment method of the present invention, the hot air fan can be continuously operated, and the amount of fuel used in the secondary combustion furnace can be further reduced.
In addition, according to the exhaust gas processing method of the present invention, when exhaust gases other than the third combustion furnace are processed simultaneously, the amount of exhaust gas can be reduced, so that it is possible to increase the processing of the primary combustion furnace of the main body. There is.
本発明に係る排ガスの処理方法について図面を参照しながら以下詳細に説明する。初めに、本発明に係る排ガスの処理方法を実施するための焼却処理システムの一実施形態における全体構成を示す。図1はその焼却処理システムの構成図である。 The exhaust gas treatment method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Initially, the whole structure in one Embodiment of the incineration processing system for implementing the processing method of the waste gas concerning this invention is shown. FIG. 1 is a configuration diagram of the incineration processing system.
図示された焼却処理システム100は、概略として、廃棄物を燃焼処理する一次燃焼室を構成するロータリーキルンのような一次燃焼炉1と、一次燃焼炉1からの排ガスG1を処理する二次燃焼室を構成する二次燃焼炉2と、一次燃焼炉1及び二次燃焼炉2とは異なる第3の燃焼炉3と、を備えて構成されている。
The
第3の燃焼炉3は、例えば、パソコン等の電子基板や携帯電話などを含む貴金属スクラップ原料や産業廃棄物を焼却処理するための定置炉とされる。第3の燃焼炉3で焼却される貴金属スクラップ原料や廃棄物は、その排ガス中に―酸化炭素や炭化水素などの未燃焼成分を含んでいるのが好ましい。このような燃焼処理炉は、未燃焼成分を含んだ、最大700℃程度の排ガスG3を発生させる。
The
焼却処理システム100では、一次燃焼炉1で発生した排ガスG1は、それを完全燃焼させるためにラインL1を介して二次燃焼炉2へと導入されるようになっている。一方、第3の燃焼炉3からの排ガスG3は、ラインL2、L1を介して二次燃焼炉2内へ旋回流として供給される経路と、ラインL2、L4、L5、L7、L8、L9を介して二次燃焼炉2へ供給される経路を有している。すなわち、ラインL1とラインL3との間には経路を開閉するための電動弁23が設けられており、一次燃焼炉1からの排ガスG1と第3の燃焼炉3からの排ガスG3とを混合してラインL1によって二次燃焼炉2へ供給することができるようになっている。尚、電動弁23は、通常運転の場合には原則として閉じられており、ラインL2、L4、L5、L7、L8、L9を介して二次燃焼炉2へ供給される経路がメイン経路となる。
In the
第3の燃焼炉3からの排ガスG3は、ラインL2、L4を介して図示しないサイクロンに導入されて排ガスG3中の塵埃が除去されるようになっており、塵埃が除去された排ガスG3は、ラインL5、L7、L8を介して熱風ファン14に導入され、この熱風ファン14によってラインL9を介して二次燃焼炉2に供給されるようになっている。ここで、熱風ファン14は、排ガスG3に対して旋回流となるための圧力を付与する。また、ラインL4とラインL5との間には、経路を開閉するための電動弁21が設けられていると共に、ラインL7とラインL8との間にも、経路を開閉するための電動弁24が設けられている。
The exhaust gas G3 from the
また、電動弁24と熱風ファン14との間のラインL8には温度検知手段18が設けられている。そして、温度検知手段18と熱風ファン14との間には制御手段30が配設されており、温度検知手段18によって測定された排ガスG3の温度に基づいて熱風ファン14の吸気量を調整して熱風ファン運転電流を制御するようになっている。これにより、熱風ファン14の安定した運転が可能となる。
Further, a temperature detection means 18 is provided in a line L8 between the
この点について詳述すると、従来、第3の燃焼炉3の排ガスG3の温度が低下すると排ガスG3の比重が増加することに起因して熱風ファン14の過負荷停止が発生していた。そこで、予め熱風ファン運転電流を定格値以下の所定の値を設定しておき、電動弁24の開度をコントロールすることによって吸い込み量の調整を行い、熱風ファン14に対して設定値以上の電流が流れないように熱風ファン運転電流の制御を行なうように構成した。これにより、熱風ファン14の吸気量が制限され、過負荷停止が有効に防止されることとなる。この点、特許文献2に開示された排ガスの処理方法においては、熱風ファンの運転状態を考慮することなく単に排ガスの温度に基づいて電動弁の開閉を行いその吸気量のコントロールを行っていたのに対して、本発明方法では熱風ファン14の運転状態に着目して排ガスG3の供給量の制御を行った点で大きく相違する。
This point will be described in detail. Conventionally, when the temperature of the exhaust gas G3 of the
一方、ラインL5には電動弁22を介して外気A1を取り入れるためのラインL6が設けられている。そして、温度検知手段18が熱風ファン14に供給される第3の燃焼炉からの排ガスG3の温度上昇を検知するとその情報を制御手段30に送り、制御手段30が電動弁21、22の開度をコントロールする。これによって排ガスG3の吸気量を調整すると共に、電動弁22を開いて外気を導入して熱風ファン14の入口温度の急激な上昇を防止するようになっている。尚、電動弁21の開度が制限されてラインL4を流れる排ガスの流量が制限された場合には、余分な排ガスG3は電動弁23の開度をコントロールすることによりラインL3からラインL1を介して流し、二次燃焼炉2に供給することができる。
On the other hand, the line L5 is provided with a line L6 for taking in the outside air A1 through the electric valve 22. When the temperature detection means 18 detects the temperature rise of the exhaust gas G3 from the third combustion furnace supplied to the
この点について詳述する。従来、排ガスG3の温度が高温になると熱風ファン14のインペラーの熱膨張に起因して振動が発生していた。振動値が基準値を超過する場合には熱風ファン14の保護のためにその運転を停止する必要があるが、第3の燃焼炉3からの排ガスG3の温度が上昇すると常に振動値が上昇するので運転を停止せざるを得なかった。そこで、温度検知手段18によって測定された排ガスG3の温度が上昇した場合には制御手段30により電動弁21の開度をコントロールすることによって排ガスG3の吸気量を調整すると共に、電動弁22の開度をコントロールすることにより外気(冷風)を導入して熱風ファン14の入口温度の急激な上昇を防止するように制御する。従来は、熱風ファン14の入口温度の上昇を制御することは行っていなかったことから入口温度は50〜100℃/分で上昇することがあった。この点については、熱風ファン14の入口温度の上昇は10℃/分以下に抑えることが好ましい。この程度の温度上昇であれば熱風ファンのインペラーが急激に熱膨張することがなく、振動値が基準値を超えることなく熱風ファン14の安定した運転が可能となるからである。
This point will be described in detail. Conventionally, when the temperature of the exhaust gas G3 becomes high, vibration has occurred due to the thermal expansion of the impeller of the
以上のように、二次燃焼炉2には、一次燃焼炉1からの排ガスG1がラインL1を介して導入されると共に、第3の燃焼炉3からの排ガスG3は、ラインL2、L4、L5、L8、L9を介して二次燃焼炉2内へと導入される。
As described above, the exhaust gas G1 from the
次に、図2及び図3を参照して、本実施形態における二次燃焼炉2の概略構成を説明する。図示された二次燃焼炉2は、内部が円筒形状とされ、排ガスG1(場合によっては排ガス1と排ガスG3との混合ガス)は、ラインL1を介して二次燃焼炉2内へ導入され、また、排ガスG3は、ラインL2、L4、L5、L7、L8、L9を介して二次燃焼炉2内へと導入されるようになっている。
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, schematic structure of the
また、二次燃焼炉2内には、バーナ40が配置され、必要に応じて再生油のような燃料が供給される。本実施形態において、バーナ40は直径方向に対向して、但し、炉中心には向かわないようにして2つ設けられているが、これに限定されるものではない。
Further, a
さらに、二次燃焼炉2に隣接して図示しない燃焼ファンが配置されている。燃焼ファン(図示せず)は、空気A4をバーナ40へと供給してバーナ40により噴射される再生油の燃焼に使用される。
Further, a combustion fan (not shown) is disposed adjacent to the
また、二次燃焼炉2には、環状空間を備えたリングヘッダー50が形成されている。リングヘッダー50の外周部には、ラインL9が接続され、第3の燃焼炉3からの排ガスG3がリングヘッダー50へと導入されるようになっている。また、リングヘッダー50の内周部には、二次燃焼炉2に形成した複数の導入孔、本実施形態では6つの導入孔55が開口している。導入孔55の数及び配置は、これに限定されるものではなく、例えば、上下2段に6個ずつ形成しても良い。
The
また、導入孔55は、二次燃焼炉2の中心には向かわないようにして形成されており、従って、リングヘッダー50に導入された排ガスG3は、導入孔55を介して二次燃焼炉2内へと旋回流となって噴射される。
In addition, the
二次燃焼炉2に対する、ラインL1、L9、バーナ40、空気導入孔55などの形状、寸法、配置などは、図示する態様に限定されるものではなく、必要に応じて適宜の形状、寸法、配置とすることができる。
The shape, size, arrangement, etc. of the lines L1, L9, the
上記構成の二次燃焼炉2を備えた燃焼処理システム100によれば、一次燃焼炉1に投入された廃棄物は燃焼されて700〜1000℃の排ガスG1を発生し、二次燃焼炉2内の接線方向に導入されて旋回流となる。また、第3の燃焼炉3からは50〜1000℃の排ガスG3が発生され、熱風ファン14を介してリングヘッダー50の導入孔55から導入されて二次燃焼炉2内で旋回流を発生させる。さらに、バーナ40からの燃焼炎も二次燃焼炉2内にて旋回流を発生させる。
According to the
ところで、二次燃焼炉2からの排出ラインL10には、図示しない温度検知手段が配置され、排ガスG5の温度が850℃程度を維持するように、第3の焼却炉3から二次燃焼炉2への排ガスG3の供給量、即ち、第3の焼却炉3からの排ガスG3の発生量、ラインL1への排ガスG3の混合量、或いは、熱風ファン14からの排ガスG3の供給量などを調整することができる。また、必要に応じて、供給空気A4を導入するバーナ40への燃料(再生油)の供給量などを調整してバーナ40の作動態様を変えることも可能である。尚、二次燃焼炉2からの排ガスG5は、ラインL10を介して図示しないガス処理設備に導入される。ガス処理設備は急冷塔、洗浄塔、集塵機、排煙脱硫塔等を備えており、排ガスG5を急冷、洗浄、除塵、脱硫して大気へと放出する。
By the way, a temperature detection means (not shown) is arranged in the discharge line L10 from the
上記構成の本実施形態によれば、熱風ファン14の電流値過負荷による停止がなくなり安定した熱風ファン14の連続運転が可能となった。これにより、二次燃焼炉2での燃料使用量を従来に比べてさらに削減することができた。
また、熱風ファンのインペラーの急激な温度上昇による熱膨張を抑制することができ振動値上昇による運転トラブルを防止することができた。
さらに、第3の燃焼炉3以外の排ガスを同時に処理する場合において、排ガス量を減少できるため、本体の一次燃焼炉の増処理を可能とすることもできる。これにより、大幅な処理コストの低減を図ることができた。
According to the present embodiment having the above-described configuration, the
Moreover, the thermal expansion due to the rapid temperature rise of the impeller of the hot air fan can be suppressed, and the operation trouble due to the vibration value increase can be prevented.
Furthermore, when the exhaust gas other than the
1 一次燃焼炉
2 二次燃焼炉
3 第3の燃焼炉
14 熱風ファン
18 温度検知手段
21、22、23、24 電動弁
30 制御手段
100 焼却処理システム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記熱風ファンに供給される前記第3の燃焼炉において発生した排ガスの温度を温度検知手段により検知し、当該温度に基づいて電動弁の開度をコントロールすることによって当該排ガスの吸気量の調整を行い、それによって当該熱風ファンに対して予め設定した値以上の電流が流れないように熱風ファン運転電流を制御することにより前記熱風ファンの安定した運転を可能としたことを特徴とする排ガスの処理方法。 In the third combustion furnace, the exhaust gas generated by burning the waste in the primary combustion furnace is introduced into the secondary combustion furnace so as to generate a swirl flow, and the third combustion furnace is different from the primary combustion furnace and the secondary combustion furnace. In the exhaust gas treatment method, the exhaust gas generated by burning waste is introduced so as to generate a swirling flow in the secondary combustion furnace by a hot air fan.
The temperature of the exhaust gas generated in the third combustion furnace supplied to the hot air fan is detected by temperature detection means , and the intake air amount of the exhaust gas is adjusted by controlling the opening of the motor-operated valve based on the temperature. conducted, whereby the processing of the exhaust gas, characterized in that which enables stable operation of the hot air fan by controlling the hot air fan driving current so does not flow preset value or more current to the hot air fan Method.
前記熱風ファン運転電流が定格値以下の所定の値となるように前記熱風ファンの吸気量を調整することを特徴とする排ガスの処理方法。 The exhaust gas treatment method according to claim 1,
An exhaust gas treatment method comprising adjusting an intake amount of the hot air fan so that the hot air fan operating current becomes a predetermined value equal to or lower than a rated value.
前記熱風ファンに供給される前記第3の燃焼炉において発生した排ガスの温度が上昇した際には当該排ガスの吸気量を調整すると共に、外気を導入することにより前記熱風ファンの入口温度の急激な上昇を防止したことを特徴とする排ガスの処理方法。 In the processing method of the exhaust gas of Claim 1 or 2,
When the temperature of the exhaust gas generated in the third combustion furnace supplied to the hot air fan rises, the intake air amount of the exhaust gas is adjusted and the outside air is introduced to rapidly increase the inlet temperature of the hot air fan. An exhaust gas treatment method characterized by preventing the rise.
前記熱風ファンの入口温度の上昇は10℃/分以下であることを特徴とする排ガスの処理方法。 In the processing method of the exhaust gas according to claim 3,
A method for treating exhaust gas, characterized in that an increase in inlet temperature of the hot air fan is 10 ° C./min or less.
前記排ガスの吸気量及び/又は外気の導入の制御は電動弁の開度をコントロールすることにより行われることを特徴とする排ガスの処理方法。 In the processing method of the exhaust gas according to claim 3 or 4,
The exhaust gas treatment method, wherein the control of the intake amount of exhaust gas and / or the introduction of outside air is performed by controlling the opening of a motor-operated valve.
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