JP4263827B2 - Incineration equipment for hazardous air pollutants - Google Patents

Incineration equipment for hazardous air pollutants Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスを完全燃焼し、無害無臭にして排出する有害大気汚染物資の焼却処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近着目されている有害大気汚染物資としては、揮発性有機化合物(VolatileOrganic Compound 、以下VOC)あるいはダイオキシン等がある。VOCとしては、有機溶剤やギ酸等があるが、これらは発癌性があり、大気中に排出されると太陽光線の紫外線によりNO2と光化学反応して光化学オキシダントを生じ、動植物や人体に害を及ぼす。また、ダイオキシンは、ゴミ焼却炉の排気ガス中に存在するが、このダイオキシンも発癌性等があり、動植物や人体に害を及ぼすことは周知の通りである。
【0003】
このような有害大気汚染物資を含むガス(以下被燃焼ガス)を無害無臭にする処理方法の1つとして、焼却して処理する方法がある。例えば、VOCの処理は、被燃焼ガスを250〜300℃に加熱した後に、白金系の触媒に接触させ、比較的低温で焼却処理している。また、ダイオキシンを含む被燃焼ガスは、800℃の状態に2秒間滞留させることにより無害化するという方法が採られている。
【0004】
ところが、触媒を使用して処理する場合に、被燃焼ガスにSi等が含まれていると、このSi等の影響により触媒の活性が損なわれ(披毒し)、当初の性能が出なくなる虞れがある。また、触媒自体が高価なため、披毒物資の存在を厳密にチェックしたり、あるいは披毒物資の触媒への混入を予防するために、前処理する必要も生じている。
【0005】
ただし、VOCを補助燃料により所定温度(800℃)にまで上げると、触媒の披毒を心配しなくても処理できるが、このような高温下での処理は、多量の熱が使用されるので、熱の有効利用を図る観点から、処理装置にボイラー等の熱回収装置を設け、蒸気を発生させ、これを、例えば、発電等に利用している。
【0006】
しかし、ユーザによっては、このような熱回収装置を必要としないこともあり、この場合には、熱回収装置は無用の長物となる。
【0007】
そこで、最近では、排気ガスの顕熱を被燃焼ガスの予熱に利用して熱効率を高めるようにした蓄熱式処理装置が利用されるようになっている。
【0008】
この蓄熱式処理装置には、複数の蓄熱体を使用し、被燃焼ガスをバルブにより切り替えて蓄熱体に流すものや、被燃焼ガスを回転するダクトによってハニカム蓄熱体に流すようにしたもの等、種々のタイプのものがある。
【0009】
前者の切り替え式のものとしては、例えば、図8に示すようなものがある。この蓄熱式処理装置は、上部にバーナBが設けられた燃焼反応室1を有し、この燃焼反応室1の底壁2には3つの蓄熱槽Ra,Rb,Rcが連結されている。各蓄熱槽Ra〜cの内部には、セラミック等からなる蓄熱体Hが設置され、外部には、これら各蓄熱槽Ra〜cに有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスを配風したり、各蓄熱体Hを通った排気ガスを外部に排出する開閉式のバルブVa13,Vb13,Vc13や、入口管Pi及び出口管Poなどからなる配管Pが連設されている。
【0010】
この装置は、図8A〜Cに示す3つのパターンをサイクル的に切替えて作動することによりVOCを高温加熱処理している。つまり、図8Aに示す第1のパターンでは、被燃焼ガスは、入口管Pi→バルブVa1→蓄熱槽Ra→燃焼反応室1→蓄熱槽Rb→バルブVb3→配管P→送風機2→出口管Poと流れて加熱処理され、また、この出口管Poから流出した排気ガスには内部に未燃焼ガスも存在しているので、これを出口管PoよりバルブVc2→蓄熱槽Rc→燃焼反応室10を経て、前記蓄熱槽Rbに導き、より完全燃焼させるようにしている。
【0011】
なお、図中のバルブV部分における「○」はバルブ「開」の状態、「●」はバルブ「閉」の状態を示している。
【0012】
図8Bに示す第2のパターンでは、被燃焼ガスは、入口管Pi→バルブVb1→蓄熱槽Rb→燃焼反応室1→蓄熱槽Rc→バルブVc3→配管P→送風機2→出口管Poと流れ、また、出口管Poの排気ガスの一部は、配管P→バルブVa2→蓄熱槽Ra→反応室10に導かれる。
【0013】
図8Cに示す第3のパターンでも同様に、被燃焼ガスは、入口管Pi→バルブVc1→蓄熱槽Rc→燃焼反応室1→蓄熱槽Ra→バルブVa3→配管P→送風機2→出口管Poと流れ、また、出口管Poの排気ガスの一部は、配管P→バルブVb2→蓄熱槽Rb→反応室10に導かれる。
【0014】
また、回転ダクト式のものとしては、本件出願人により提案された特開平6−281131号公報等に開示されているが、この蓄熱式処理装置は、被燃焼ガスを回転するダクトよりハニカム蓄熱体に導き、排気ガスにより加熱された蓄熱体により被燃焼ガスを加熱する、極めて省エネルギー効果の高いものである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者の切り替え式の蓄熱式処理装置は、被燃焼ガスの流れを切り替えるバルブの部分に高温のガスが流れることになるので、バルブ等の耐熱限界を越え、短時間で損傷する可能性があり、長期にわたって使用するには適さないものである。
【0016】
また、後者の回転ダクト式のものは、このような虞れはないものの、被燃焼ガスを回転するダクトから固定の蓄熱体に向けて流すとき、被燃焼ガスが燃焼済みのガスに混入しやすく、一部の被燃焼ガスが焼却処理されることなく流出する虞れがあり、しかも回転ダクトと蓄熱体の両者の間もシールしなければならない。特に、400〜600℃あるいはそれ以上の高温下で、回転部分と固定部分の間をシールすることは極めて面倒で、前述のものも高温に対処し得る構成とはなっておらず、実質的に高温下での有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスの処理は不可能なものとなっている。
【0017】
このため、ダイオキシンを含む被燃焼ガスのように、800℃という高温下で被燃焼ガスを処理するものとしては、いずれも好ましくないもので、有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスを長期にわたり安全に無害無臭化する装置の出現が待望されているというのが実情である。
【0018】
本発明は、上述した従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、極めて高温下でも被燃焼ガスを長期にわたり安全に無害無臭化するように焼却処理することができる有害大気汚染物資の焼却処理を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【0020】
(1) 密閉の燃焼室に開設された開口部に通気性のある蓄熱体を設け、この蓄熱体に1つのダクトを同軸的に連設し、当該ダクト内に、有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスが流通する被燃焼ガス用ダクトと、該被燃焼ガスが燃焼室内で燃焼し、前記蓄熱体を通った後の排気ガスが流通する排気ガス用ダクトとを形成し、前記蓄熱体とダクトとを相対的に回転させることにより前記排気ガスの顕熱が蓄熱体を介して被燃焼ガスに伝達されるようにした焼却処理装置において、前記被燃焼ガスが前記蓄熱体より前記燃焼室に流出した後、再度蓄熱体に流入するまで当該燃焼室内に所定時間滞留するように、内部に仕切板を設けたことしたことを特徴とする。
【0021】
(2) 前記燃焼室は、前記被燃焼ガスが完全燃焼する所定温度まで昇温させる補助バーナを有することを特徴とする。
【0022】
(3) 前記ダクトは、清浄な空気が、当該ダクトの外周に沿って流れた後に、前記蓄熱体と燃焼室との間の隙間を通り前記燃焼室内に流れ込むようにしたことを特徴とする。
【0023】
(4) 前記ダクトは、前記蓄熱体とほぼ同じ断面積であり、当該蓄熱体とは小許の間隙を介して連設されていることを特徴とする。
【0024】
(5) 前記清浄な空気は、前記蓄熱体を支持する支持機構を通り前記隙間に流れ込むようにしたことを特徴とする。
【0025】
(6) 前記清浄な空気は、前記蓄熱体の被燃焼ガス流路と排ガス流路との境界に沿って流れた後に前記燃焼室内に流れ込むようにしたことを特徴とする。
【0026】
(7) 前記清浄な空気が流れる前記蓄熱体の領域は、少なくとも1つのハニカム目の幅を有することを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0028】
図1は本発明の第1の実施形態を示す全体概略図、図2は同焼却処理装置の要部を示す概略縦断面図、図3,4はそれぞれ図2の3−3線、4−4線に沿う概略水平断面図である。
【0029】
本発明に係る焼却処理装置を図1について概説すれば、この焼却処理装置は、燃焼室10に回転可能に設けられた蓄熱体13にダクト部30が連設され、このダクト部30には、例えば、ゴミ焼却炉等から排出された、VOCあるいはダイオキシン等の有害大気汚染物資を含む比較的高温の臭気ガス(以下、被燃焼ガス)を給送する被燃焼ガス供給部40と、前記燃焼室10で被燃焼ガスが燃焼した後の排気ガスを排出する排気ガス排出部50と、前記蓄熱体13とダクト部30の回転部と固定部との間の要シール部分にシール空気を供給するシール空気供給部60が連結され、また燃焼室10には、この燃焼室10内の燃焼温度を高めるための補助バーナBが連結されている。
【0030】
本発明の第1実施形態につき、さらに詳述すれば、第1実施形態の前記燃焼室10は、図2に示すように、例えば耐火レンガ等の耐火材より構成された略密閉の空間であり、複数の脚部11により垂直に支持されている。
【0031】
この燃焼室10は、底壁10aに開口部12が開設され、ここにセラミック製の多孔性ハニカム状の蓄熱体13が回転可能に設けられ、また、このハニカム蓄熱体13から頂壁10bに向かって仕切壁15も設けられている。
【0032】
この仕切壁15は、燃焼室10の内周面に端部が固着され、燃焼室10の軸線に沿って伸延されているが、軸直角断面は、図3に示すように、中心の中空軸を中心として略「く」の字状とされ、被燃焼ガスが流れる領域G1は、排気ガスが流れる領域G2より狭くされている。このように「く」字状としたのは、後に詳述するが、大きな領域G2に排気ガスを流し、排気ガスが保有する熱を広い範囲から有効に蓄熱体13に取込むためである。
【0033】
また、この仕切壁15の軸線方向先端部と頂壁10bとの間には被燃焼ガスがUターンして流れるように連通部16が形成されている。このようにすれば、燃焼室10を大型化しなくても、被燃焼ガスが燃焼室10内で所定時間滞留し得る長さの通路を確保することができ、スペース的に極めて有利となる。
【0034】
前記ハニカム蓄熱体13を回転可能に支持するには、例えば、図2,3に示すように、ハニカム蓄熱体13の中心に支持軸Sの一端を固着し、前記ダクト部30の中心を貫通し、軸受Jにより回転可能に支持する。そして、該支持軸Sの他端に歯車19を取り付け、この歯車19とモータMにより駆動される駆動ギア20とをチェーンを介して連結する。
【0035】
また、このハニカム蓄熱体13は、下端部に半径方向外方に突出する支持リング18が設けられ、この支持リング18が支持板17により軸受Jを介して支持されている。なお、この支持リング18には、後に詳述する清浄な空気を通す通孔Oが開設されている。
【0036】
このようにハニカム蓄熱体13を垂直に立設し、その重力を利用して支持すれば、高温状態の下に晒されるハニカム蓄熱体13であっても比較的簡単な構成で回転自在に支持でき、有利であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、水平に置かれた燃焼室10の側部からハニカム蓄熱体13を取付けた、いわゆる横置き式であってもよい。
【0037】
前記ダクト部30は、ハニカム蓄熱体13とほぼ同じ断面積であり、当該ハニカム蓄熱体13とは小許の間隙X2を介して連設されている。このようにすれば、被燃焼ガスを円滑に燃焼室10に導くことができる。
【0038】
このダクト部30の内部は、軸線に沿って伸延されている仕切板31により仕切られているが、この仕切板31も、前記仕切壁15と同様、軸直角断面が略「く」の字状とされている。狭小な領域のダクト32には前記被燃焼ガス供給部40のダクト41が連設され、比較的大きな領域のダクト33には前記排気ガス排出部50のダクト51が連設されている。このように排気ガスの流通領域G2を被燃焼ガスの流通領域G1より大きくしたのは、排気ガスとハニカム蓄熱体13とを広い範囲で接触させ、当該排気ガスが保有する熱をより有効にハニカム蓄熱体13に取り込み、多量の熱回収を行い、排気ガスと共に排出される熱を低減し、熱効率失を高めるためである.ここに、前記ハニカム蓄熱体13は、一端から流入したガス流が他端まで同一流路を流通して流出する構造となっている。したがって、被燃焼ガスは、ダクト32からハニカム蓄熱体13を経て領域G1に流入し、排気ガスは、領域G2からハニカム蓄熱体13を経てダクト33から流出することになる。
【0039】
前記ダクト部30は、位置固定的に燃焼室10に取付けられ、ハニカム蓄熱体13は回転可能となっているので、位置固定部のダクト部30と、回転部のハニカム蓄熱体13との間は、シールする必要がある。本実施の形態では、このシールは、空気を供給することにより行っており、シール空気供給部60からの清浄なシール空気を導入してシールしている。
【0040】
このシール空気供給部60は、ブロアなどからの空気が流通するシール空気用ダクト61を有している。このシール空気用ダクト61は、前記ダクト部30を覆うように設けられた外周ダクト62と連通され、該外周ダクト62の先端に環状の空気吹出口62aが開設されている。
【0041】
したがって、シール空気供給部60から給送された清浄な常温空気は、外周ダクト62によりダクト30の外周に沿って流されることから、ダクト30をある程度冷却する機能と、排気ガスが加熱したダクト30の熱を回収して燃焼室10に導く機能と、空気吹出口62aから支持リング18の通孔Oより隙間X1を通り燃焼室10に向かって吹き出されるとき、前記隙間X2から漏れた被燃焼ガスを燃焼室10内に戻す機能を発揮する。
【0042】
なお、ハニカム蓄熱体13の中心に設けられた支持軸Sの先端は、耐熱性金属からなるメタルウールW等からなるシール材が設けられ、前記仕切壁15との間をシールしている。
【0043】
前記焼却処理装置に導入される、有害大気汚染物資であるVOCやダイオキシン等を含む被燃焼ガスを無害無臭にする場合には、800℃という高温の下で所定時間(例えば、2秒間)滞留させる必要があるが、この被燃焼ガスが400〜600℃で燃焼室10に流入する場合には、この被燃焼ガスを200〜300℃程度昇温する必要がある。
【0044】
このため、本実施形態では、被燃焼ガス用ダクト32から被燃焼ガス流路13aを通って流れる被燃焼ガスを燃焼させるために、ハニカム蓄熱体13の近傍の燃焼室10に補助バーナBを設置し、若干の補助燃料を燃焼させ、燃焼室10内が800℃という高温状態となるようにしている。ただし、被燃焼ガスの流れが、少なくとも2秒間は燃焼室10内に滞留するように、その流速を制御することが好ましい。
【0045】
次に、第1実施形態の作用を説明する。
【0046】
まず、モータMと共にシール空気供給部60のブロアなどを駆動する。モータMの駆動により駆動ギア20が回転され、この回転がチェーン、歯車19を介してハニカム蓄熱体13に伝達される。このハニカム蓄熱体13は、下端に取付けられた支持リング18が外周ダクト62の支持板17に軸受Jを介して支持されているので、比較的摩擦抵抗なく円滑に回転する。この回転は、熱効率を考えれば、2〜4rpm程度の低速であることが好ましい。
【0047】
また、ブロアなどの駆動により清浄な常温空気がシール空気用ダクト61を通って外周ダクト62から吹き出される。この空気は、前記軸受Jを冷却しつつ流れ、支持リング18の通孔Oを通り隙間X1を通って燃焼室10内に入る。
【0048】
この状態で、ゴミ焼却炉等から排出された有害大気汚染物資を含む比較的高温の被燃焼ガスを被燃焼ガス供給部40よりダクト32内に給送すると、被燃焼ガスの大部分は、ハニカム蓄熱体13を通って燃焼室10の領域G1内に流入する。
【0049】
そして、この被燃焼ガスの温度が800℃以下であれば、これを昇温するために、補助バーナBが着火され、燃焼室10内に入った被燃焼ガスは、直ちに昇温される。
【0050】
この結果、当該被燃焼ガスは、800℃という高温が保持された状態で燃焼室10内を仕切壁15に沿って移動し、連通部16でUターンして流される。そして、この燃焼室10内での滞留時間が所定時間(2秒間)が経過すると、この間に被燃焼ガス中のVOCあるいはダイオキシン等の有害大気汚染物資までも処理され、無害無臭の排気ガスとなりハニカム蓄熱体13を通って排出される。
【0051】
この場合、被燃焼ガスの滞留時間は、燃焼室10を仕切板15で区画した通路の長さと被燃焼ガスの流速との関係で制御できるが、本実施形態では、所定流速の被燃焼ガスが所定の滞留時間となるように、仕切板15により通路の長さを決定しているので、被燃焼ガスの流速、温度、滞留時間等の制御を行なわなくても、連続して被燃焼ガスを流せばよく、作業が簡単でかつ容易となり、しかも複雑な制御装置も必要としないので、コスト的にも有利となる。
【0052】
特に、前記切り替え式であれば、ある瞬間被燃焼ガスがショートパスすることがあるが、本実施形態では、一方向流れであるため、ショートパスすることはなく、滞留時間を安定的に維持することができる。
【0053】
そして、ハニカム蓄熱体13を通る高温の排気ガスは、ハニカム蓄熱体13を加熱することになるので、この加熱された部分のハニカム蓄熱体13がダクト32の領域に移動すれば、ここを通る被燃焼ガスを予熱することになり、これにより熱の有効利用が図られる。
【0054】
このように被燃焼ガスを処理している間に、被燃焼ガスあるいは排気ガスの一部が、燃焼室10とハニカム蓄熱体13との間の隙間X1や、仕切板31とハニカム蓄熱体13との間の隙間X2を通ってリークすることがあるが、これら被燃焼ガスあるいは排気ガスは、前記シール空気により誘引されたり、バイパスが阻止され、全て燃焼室10に排出され、前記ガスと同様に加熱処理される。
【0055】
つまり、回転しているハニカム蓄熱体13と位置固定のダクト30との間に隙間が存在していることにより、内部漏れが生じても、これは全て燃焼室10に送り込まれ、排気ガス中に未処理のガスも、このリークガス処理効果により再循環されて再処理され、より完全なガス処理が行なわれ、被燃焼ガスが未処理のまま外部に漏れ出す虞れはない。
【0056】
このようにして有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスは、無臭無害化されて、大気へ放出されるが、本実施の形態では、被燃焼ガスは、ダクト30及び蓄熱体13を介して連続的に流され、加熱処理され、ここには流れを切り替えるバルブを必要としないので、長期にわたる連続運転が可能となり、熱的損失も抑制でき、熱効率も極めて向上する。
【0057】
本発明の第2実施の形態につき説明する。
【0058】
図5は本発明に係る第2実施形態の要部を示す概略縦断面図、図6,7はそれぞれ図5の6−6線、7−7線に沿う概略水平断面図であり、前記図1〜4に示す部材と共通する部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【0059】
本実施の形態に係る焼却処理装置は、図5に示すように、ハニカム蓄熱体13をモータMにより直接駆動するようにしてコンパクト化を図り、またハニカム蓄熱体13の中心部分にも清浄な空気を導入するようにしたものである。
【0060】
この燃焼室10は、ハニカム蓄熱体13から頂壁10bに向かって当該燃焼室10内を2分するように仕切壁15が設けられている。ただし、この仕切壁15は、前記第1実施形態のように「く」の字状としてもよいことは言うまでもない。
【0061】
前記ハニカム蓄熱体13の支持は、図6,7に示すように、燃焼室10の開口部12の下端側に凹所12aを形成し、この凹所12aを覆うように支持板17を底壁10aに取り付ける。一方、ハニカム蓄熱体13には、その下端部に半径方向外方に突出するように支持リング18を設け、この支持リング18に歯車19を取り付け、この歯車19と前記支持板17との間に、フェルトあるいはグリス(いずれも図示せず)を介在して支持機構Kを形成し、ハニカム蓄熱体13を支持する。
【0062】
前記歯車19には、駆動ギア20が噛合され、前記支持板17に取り付けられているモータMにより駆動ギア20を駆動し、歯車19及び支持リング18を介してハニカム蓄熱体13を回転するように構成されている。なお、支持リング18と歯車19とは、一体に形成してもよいが、図示のように別体としてもよい。
【0063】
前記ダクト部30の内部は、軸線に沿って伸延されている仕切板31により2分され、一方の半ダクト32には前記被燃焼ガスを供給する被燃焼ガス供給部40のダクト41が連設され、他方の半ダクト33には前記排気ガス排出部50のダクト51が連設されている。この場合も、前記第1実施形態のように仕切板31を断面「く」の字状としてもよいことは言うまでもない。
【0064】
したがって、一方の半ダクト32は、被燃焼ガス用ダクトとして機能することになり、他方の半ダクト33は、排気ガス用ダクトとして機能することになるが、前記ハニカム蓄熱体13は、一端から流入したガス流が他端まで同一流路を流通して流出する構造であることから、被燃焼ガス用ダクト32と連通されるハニカム蓄熱体13の半分の領域は、被燃焼ガス流路13aを構成し、排気ガス用ダクトと連通されるハニカム蓄熱体13の半分の領域は、排ガス流路13bを構成することになる。
【0065】
シール空気用ダクト61は、前記蓄熱体13を支持する支持機構Kが収納された凹所12aと外周ダクト62とを連通するようにしているが、特に、本実施形態では、シール空気を、蓄熱体13の被燃焼ガス流路13aと排ガス流路13bとの境界に沿って流す中央ダクト63も有しており、この中央ダクト63と、前記外周ダクト62とは相互に連通されている。
【0066】
つまり、図5,7に示すように、外周ダクト62は、シール空気供給部60から給送された清浄な常温空気を空気吹出口62aから吐出し、ダクト30とハニカム蓄熱体13との回転部と固定部との間の凹所12aに向かって流れるようにしたもので、前記ダクト30の外周に沿って設けられている。
【0067】
一方、中央ダクト63は、ダクト30の中心を通って放射方向に延び、ハニカム蓄熱体13の端面と対向するように設けられたもので、前記外周ダクト62から分岐され、清浄な常温空気を空気吹出口63aから吐出し、ハニカム蓄熱体13の被燃焼ガス流路13aと排ガス流路13bとの境界に沿って流すようにしたものである。
【0068】
特に、この外周ダクト62の空気吹出口62aからハニカム蓄熱体13の支持機構Kに吹き出される空気は、比較的低温であるために、グリス等を有する支持機構Kを冷却し、この支持機構Kの支持にグリスやフェルトを使用しても問題はなく、比較的簡単で信頼性のある支持乃至シールが可能となる。
【0069】
また、中央ダクト63は、主として、被燃焼ガスや排気ガスが流通しているダクト30とハニカム蓄熱体13との間に形成された隙間X2により被燃焼ガスや排気ガスがリークする事態を極力防止するが、副次的には、前記隙間X2により、被燃焼ガスと排気ガスが相互に混入しても、これが再循環して燃焼し、被燃焼ガスが直接外部に漏れ出す事態や、ダクト33内を流通している排気ガス中に含まれている完全燃焼していない排気ガスの一部が直接外部に漏れ出す事態を防止し、再循環燃焼によりガス処理の完全化を図ることができる。
【0070】
この中央ダクト63の幅としては、特に限定されるものではないが、セラミック製ハニカム蓄熱体13では、少なくとも1つのハニカム目の大きさを有するものであればよい。実験によれば、ハニカム目の2〜10倍の幅を有していることが好ましい。
【0071】
次に、第2実施形態の作用を説明する。
【0072】
モータMと共にシール空気供給部60のブロアを駆動する。モータMの駆動により駆動ギア20が回転され、この回転が歯車19を介してハニカム蓄熱体13に伝達される。
【0073】
また、ブロアの駆動により清浄な常温空気がシール空気用ダクト61を通って外周ダクト62と中央ダクト63から吹き出される。外周ダクト62から吹き出された空気は、凹所12a内のハニカム蓄熱体支持機構Kの周囲を流れ、この支持機構Kの温度上昇を抑制しつつ隙間X1を通って燃焼室10内に入る。また、中央ダクト63から吹き出された空気は、ハニカム蓄熱体13と仕切板31先端との間の隙間X2を通り、その周辺のガス等を誘引しつつ燃焼室10内に入る。
【0074】
この状態で、ゴミ焼却炉等から排出された有害大気汚染物資を含む比較的高温の被燃焼ガスを被燃焼ガス供給部40よりダクト32内に給送すると、被燃焼ガスの大部分は、ハニカム蓄熱体13を通って燃焼室10内に流入する。被燃焼ガスの温度が800℃以下であれば、補助バーナBにより昇温される。
【0075】
この結果、当該被燃焼ガスは、800℃という高温が保持された状態で燃焼室10内を仕切壁15に沿って移動し、連通部16でUターンして流され、燃焼室10内での滞留時間が所定時間(2秒間)が経過すると、被燃焼ガス中のVOCあるいはダイオキシン等の有害大気汚染物資までも処理され、無害無臭の排気ガスとなり排出される。
【0076】
この場合、被燃焼ガスあるいは排気ガスの一部が、燃焼室10とハニカム蓄熱体13との間の隙間X1を通って凹所12a内や、仕切板31とハニカム蓄熱体13との間の隙間X2を通って半ダクト32又は33側に流入することがあるが、これら被燃焼ガスあるいは排気ガスは、前記シール空気により誘引され、全て燃焼室10に排出され、前記ガスと同様に加熱処理される。
【0077】
したがって、排気ガス中に未処理のガスがあっても、再循環されて再処理され、より完全なガス処理が行なわれることになる。
【0078】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲内において種々改変することができる。上述した実施形態は、ハニカム蓄熱体13側を回転するものであるが、本発明は、これのみでなくダクト部30側を回転させるようにしてもよく、ハニカム蓄熱体13とダクト部30とは、相対的な回転変位が行なわれるようになっていればよい。
【0079】
また、前記実施形態では、1つの燃焼室10に1台のハニカム蓄熱体13が設けられているが、1つの燃焼室10に多数台のハニカム蓄熱体13を設けることも可能である。
【0080】
さらに、前記実施形態では、ハニカム蓄熱体13は耐熱性材料としてセラミックスを使用しているが、これのみでなく金属等により構成されたハニカム蓄熱体であってもよい。
【0081】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次の効果が得られる。
【0082】
1)燃焼室に仕切板で区画形成した通路の長さにより、被燃焼ガスが所定時間滞留するようにしたので、被燃焼ガスの滞留時間の制御が簡単でかつ容易であり、しかも複雑な制御装置も必要としない。
【0083】
また、被燃焼ガスの流れを連続してダクトを介して蓄熱体に連続して流しつつ加熱処理でき、流れを切り替えるバルブを必要としないので、長期にわたる連続運転が可能で、熱的損失も抑制でき、熱効率も極めて向上する。
【0084】
2)ダクトと蓄熱体との回転部と固定部との間や蓄熱体の被燃焼ガス流路と排ガス流路との境界に沿って清浄な空気を流し、これを燃焼室内に流れ込むようにしたので、簡単なシーリング構成でも被燃焼ガス等が外部に漏れる虞れがなくなり、回転部のシール性が高まり、装置の信頼性が向上し、メンテナンスも容易となる。
【0085】
3)被燃焼ガスが完全燃焼する温度まで昇温させる補助バーナを設けたので、温度を感知するのみで、被燃焼ガスの無害無臭化が可能となる。
【0086】
4)ダクトと蓄熱体とを相対的に回転変位させるときに、両者の接点部分に清浄な空気を流し、これが燃焼室に流れ込むようにしているので、両者間にリークがあっても何等問題はなく、ダイオキシンを含む被燃焼ガスのように、800℃という高温下で処理するものとしては、極めて好ましいものとなる。
【0087】
5)ハニカム蓄熱体における少なくとも1つのハニカム目の幅を有する空気吹出ノズルよりハニカム蓄熱体の被燃焼ガス流路と排ガス流路との境界に沿って清浄な空気を流すようにしたので、被燃焼ガスと排ガスが混入することなく加熱処理ができ、焼却処理装置の構成が簡素化しコスト的にも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る焼却処理装置の概略説明図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に係る焼却処理装置の要部を示す概略縦断面図である。
【図3】 図2の3−3線に沿う概略水平断面図である。
【図4】 図2の4−4線に沿う概略水平断面図である。
【図5】 本発明の第2実施形態に係る焼却処理装置の要部を示す概略縦断面図である。
【図6】 図5の6−6線に沿う概略水平断面図である。
【図7】 図5の7−7線に沿う概略水平断面図である。
【図8】 従来の切り替え式の処理装置を示す概略図であり、(A)は第1のパターン状態、(B)は第2のパターン状態、(C)は第3のパターン状態を示す図である。
【符号の説明】
10…燃焼室、
10a…底壁、
12…開口部、
13…ハニカム蓄熱体、
13a…被燃焼ガス流路、
13b…排ガス流路、
15…仕切板、
30…ダクト部、
32…被燃焼ガスダクト、
33…排気ガスダクト、
B…補助バーナ、
K…支持機構、
1,X2…隙間。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an incineration processing apparatus for hazardous air pollutants that completely burns a combustion gas containing harmful air pollutants and discharges them without harm and odor.
[0002]
[Prior art]
As toxic air pollutants that have recently attracted attention, there are volatile organic compounds (hereinafter referred to as VOCs) or dioxins. VOCs include organic solvents, formic acid, etc., but these are carcinogenic. When they are released into the atmosphere, they are photochemically reacted with NO2 by the ultraviolet rays of sunlight to produce photochemical oxidants, which are harmful to animals, plants and human bodies. . Moreover, although dioxin exists in the exhaust gas of a garbage incinerator, it is well known that this dioxin is also carcinogenic and harms animals and plants and human bodies.
[0003]
As one of the processing methods for making such a gas containing harmful air pollutants (hereinafter, burned gas) harmless and odorless, there is a method of incineration. For example, in the VOC treatment, the combustion gas is heated to 250 to 300 ° C. and then brought into contact with a platinum-based catalyst and incinerated at a relatively low temperature. Further, a method has been adopted in which the combustion gas containing dioxin is rendered harmless by being retained at 800 ° C. for 2 seconds.
[0004]
However, when processing using a catalyst, if the combustion gas contains Si or the like, the activity of the catalyst is impaired (detoxified) due to the influence of Si or the like, and the initial performance may not be achieved. There is. Further, since the catalyst itself is expensive, it is necessary to perform pretreatment in order to strictly check the presence of the toxic substance or to prevent the toxic substance from being mixed into the catalyst.
[0005]
However, if the VOC is raised to a predetermined temperature (800 ° C.) with auxiliary fuel, it can be processed without worrying about catalyst poisoning, but such high temperature processing uses a large amount of heat. From the viewpoint of effective use of heat, a heat recovery device such as a boiler is provided in the processing device to generate steam, which is used, for example, for power generation.
[0006]
However, depending on the user, such a heat recovery device may not be required. In this case, the heat recovery device becomes a useless long object.
[0007]
Therefore, recently, a regenerative processing apparatus has been used in which sensible heat of exhaust gas is used for preheating the combustion gas so as to increase the thermal efficiency.
[0008]
In this heat storage type processing device, a plurality of heat storage bodies are used, and the combustion gas is switched to a valve to flow to the heat storage body, or the combustion gas is flowed to the honeycomb heat storage body by a rotating duct, There are various types.
[0009]
An example of the former switching type is shown in FIG. This heat storage type processing apparatus has a combustion reaction chamber 1 provided with a burner B on the top, and three heat storage tanks Ra, Rb, Rc are connected to the bottom wall 2 of the combustion reaction chamber 1. Inside each of the heat storage tanks Ra to c, a heat storage body H made of ceramic or the like is installed, and outside, each of the heat storage tanks Ra to c has a combustion gas containing harmful air pollutants distributed, Open / close valve Va that exhausts exhaust gas that has passed through heat storage element H 1 ~ Three , Vb 1 ~ Three , Vc 1 ~ Three In addition, a pipe P composed of an inlet pipe Pi and an outlet pipe Po is continuously provided.
[0010]
This apparatus heats the VOC at a high temperature by operating the three patterns shown in FIGS. That is, in the first pattern shown in FIG. 8A, the combustion target gas is the inlet pipe Pi → valve Va. 1 → Thermal storage tank Ra → Combustion reaction chamber 1 → Thermal storage tank Rb → Valve Vb Three → Pipe P → Blower 2 → Exit pipe Po is heated, and the exhaust gas flowing out from this exit pipe Po also contains unburned gas. 2 → Thermal storage tank Rc → The combustion reaction chamber 10 is led to the thermal storage tank Rb for more complete combustion.
[0011]
In the figure, “◯” in the valve V portion indicates the valve “open” state, and “●” indicates the valve “closed” state.
[0012]
In the second pattern shown in FIG. 8B, the combustion gas is the inlet pipe Pi → the valve Vb. 1 → Thermal storage tank Rb → Combustion reaction chamber 1 → Thermal storage tank Rc → Valve Vc Three → Pipe P → Blower 2 → Exit pipe Po and part of the exhaust gas from the outlet pipe Po is P → Valve Va 2 → heat storage tank Ra → guided to reaction chamber 10
[0013]
Similarly, in the third pattern shown in FIG. 8C, the combustion target gas is the inlet pipe Pi → valve Vc. 1 → Thermal storage tank Rc → Combustion reaction chamber 1 → Thermal storage tank Ra → Valve Va Three → Pipe P → Blower 2 → Exit pipe Po and part of exhaust gas from outlet pipe Po is P → valve Vb 2 → heat storage tank Rb → guided to reaction chamber 10
[0014]
In addition, the rotary duct type is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-281131 proposed by the applicant of the present application. This heat storage type processing apparatus is a honeycomb heat storage body than a duct rotating combustion gas. The combustion gas is heated by the heat storage body heated by the exhaust gas, and the energy saving effect is extremely high.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former switching-type regenerative processing device, high-temperature gas flows through the valve portion that switches the flow of the combustion gas, so that the heat-resistance limit of the valve or the like may be exceeded and damage may occur in a short time. Yes, it is not suitable for long-term use.
[0016]
In the latter rotary duct type, although there is no such fear, when the combustion gas flows from the rotating duct toward the fixed heat storage body, the combustion gas is likely to be mixed into the burned gas. In addition, there is a possibility that a part of the combustion gas flows out without being incinerated, and it is necessary to seal between both the rotating duct and the heat storage body. In particular, it is extremely troublesome to seal between the rotating portion and the fixed portion at a high temperature of 400 to 600 ° C. or higher, and the above-mentioned configuration is not configured to cope with the high temperature. It is impossible to treat combustion gases containing harmful air pollutants at high temperatures.
[0017]
For this reason, it is not preferable to treat the combustion gas at a high temperature of 800 ° C. like the combustion gas containing dioxin, and the combustion gas containing harmful air pollutants can be safely used for a long time. The fact is that there is a long-awaited appearance of an innocuous and bromide-free device.
[0018]
The present invention has been made in order to solve the problems associated with the above-described conventional technology, and it is possible to prevent harmful air pollutants that can be incinerated so that the burned gas can be safely harmless and non-brominated over a long period of time even at extremely high temperatures. The purpose is to provide incineration.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
[0020]
(1) A breathable heat accumulator is provided in the opening formed in the sealed combustion chamber, and one duct is coaxially connected to the heat accumulator, and the duct containing harmful air pollutants is contained in the duct. Combustion gas duct through which combustion gas circulates and exhaust gas duct through which the combustion gas burns in a combustion chamber and exhaust gas after passing through the heat storage body circulates, the heat storage body and duct And the sensible heat of the exhaust gas is transmitted to the combustion gas via the heat storage body, and the combustion gas flows out of the heat storage body into the combustion chamber. After that, a partition plate is provided inside so as to stay in the combustion chamber for a predetermined time until it flows into the heat storage body again.
[0021]
(2) The combustion chamber has an auxiliary burner that raises the temperature to a predetermined temperature at which the combustion gas completely burns. Ruko And features.
[0022]
(3) The duct is characterized in that clean air flows along the outer periphery of the duct and then flows into the combustion chamber through a gap between the heat storage body and the combustion chamber.
[0023]
(4) The duct has substantially the same cross-sectional area as the heat storage body, and is connected to the heat storage body through a small gap.
[0024]
(5) The clean air flows through the support mechanism that supports the heat storage body and flows into the gap.
[0025]
(6) The clean air flows in the combustion chamber after flowing along the boundary between the combustion gas passage and the exhaust gas passage of the heat storage body.
[0026]
(7) The region of the heat storage body through which the clean air flows has a width of at least one honeycomb.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is an overall schematic view showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a main part of the incineration processing apparatus, and FIGS. 3 and 4 are lines 3-3 and 4- in FIG. It is a schematic horizontal sectional view in alignment with 4 lines.
[0029]
If the incineration processing apparatus according to the present invention is outlined with reference to FIG. 1, the incineration processing apparatus is provided with a duct portion 30 connected to a heat storage body 13 rotatably provided in the combustion chamber 10. For example, a combustion gas supply unit 40 that feeds a relatively high temperature odor gas (hereinafter referred to as combustion gas) containing harmful air pollutants such as VOC or dioxin discharged from a garbage incinerator, and the combustion chamber The exhaust gas discharge part 50 which discharges the exhaust gas after combustion gas burns in 10 and the seal which supplies seal air to the required seal part between the rotating part and the fixed part of the heat storage body 13 and the duct part 30 An air supply unit 60 is connected to the combustion chamber 10, and an auxiliary burner B for increasing the combustion temperature in the combustion chamber 10 is connected to the combustion chamber 10.
[0030]
The first embodiment of the present invention will be described in more detail. As shown in FIG. 2, the combustion chamber 10 of the first embodiment is a substantially sealed space made of a refractory material such as a refractory brick. The plurality of legs 11 are vertically supported.
[0031]
The combustion chamber 10 has an opening 12 in the bottom wall 10a, in which a ceramic porous honeycomb-shaped heat storage body 13 is rotatably provided, and the honeycomb heat storage body 13 faces the top wall 10b. A partition wall 15 is also provided.
[0032]
The partition wall 15 has an end fixed to the inner peripheral surface of the combustion chamber 10 and extends along the axis of the combustion chamber 10. However, as shown in FIG. The region G1 in which the combustion gas flows is narrower than the region G2 in which the exhaust gas flows. As described in detail later, the reason why the shape is "<" is to allow the exhaust gas to flow through the large region G2 and to effectively take in the heat storage body 13 the heat held by the exhaust gas from a wide range.
[0033]
Further, a communication portion 16 is formed between the tip end portion in the axial direction of the partition wall 15 and the top wall 10b so that the combustion gas flows in a U-turn. In this way, even if the combustion chamber 10 is not increased in size, it is possible to ensure a length of passage that allows the combustion gas to stay in the combustion chamber 10 for a predetermined time, which is extremely advantageous in terms of space.
[0034]
In order to rotatably support the honeycomb heat storage body 13, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, one end of the support shaft S is fixed to the center of the honeycomb heat storage body 13 and penetrates through the center of the duct portion 30. The bearing J is rotatably supported. A gear 19 is attached to the other end of the support shaft S, and the gear 19 and the drive gear 20 driven by the motor M are connected via a chain.
[0035]
Further, the honeycomb heat accumulator 13 is provided with a support ring 18 protruding radially outward at a lower end portion, and the support ring 18 is supported by a support plate 17 via a bearing J. The support ring 18 is provided with a through hole O through which clean air, which will be described in detail later, passes.
[0036]
In this way, if the honeycomb heat accumulator 13 is erected vertically and supported using its gravity, even the honeycomb heat accumulator 13 exposed under high temperature can be supported rotatably with a relatively simple configuration. Although advantageous, the present invention is not limited to this, and may be a so-called horizontal type in which the honeycomb heat accumulator 13 is attached from the side portion of the combustion chamber 10 placed horizontally.
[0037]
The duct portion 30 has substantially the same cross-sectional area as the honeycomb heat storage body 13, and the gap X is a small gap with the honeycomb heat storage body 13. 2 It is connected through. In this way, the combustion gas can be smoothly guided to the combustion chamber 10.
[0038]
The inside of the duct portion 30 is partitioned by a partition plate 31 extending along the axis, and the partition plate 31 also has a substantially “<” shape in cross section perpendicular to the axis, like the partition wall 15. It is said that. A duct 41 of the combustion gas supply unit 40 is connected to the duct 32 in the narrow region, and a duct 51 of the exhaust gas discharge unit 50 is connected to the duct 33 in the relatively large region. Thus, the exhaust gas distribution region G 2 Combustion gas distribution area G 1 The larger is that the exhaust gas and the honeycomb heat accumulator 13 are brought into contact with each other over a wide range, the heat held by the exhaust gas is more effectively taken into the honeycomb heat accumulator 13, a large amount of heat is recovered, and the exhaust gas is discharged together with the exhaust gas. The honeycomb heat accumulator 13 has a structure in which the gas flow flowing in from one end flows out through the same flow path to the other end. Therefore, the combustion gas passes through the honeycomb heat storage body 13 from the duct 32 and is in the region G. 1 The exhaust gas flows into the region G 2 From the duct 33 through the honeycomb heat accumulator 13.
[0039]
The duct portion 30 is fixedly attached to the combustion chamber 10 in a fixed position, and the honeycomb heat storage body 13 is rotatable. Therefore, the gap between the duct portion 30 of the position fixing portion and the honeycomb heat storage body 13 of the rotation portion is between Need to be sealed. In this embodiment, this sealing is performed by supplying air, and sealing is performed by introducing clean sealing air from the sealing air supply unit 60.
[0040]
The seal air supply unit 60 includes a seal air duct 61 through which air from a blower or the like flows. The sealed air duct 61 communicates with an outer peripheral duct 62 provided so as to cover the duct portion 30, and an annular air outlet 62 a is opened at the tip of the outer peripheral duct 62.
[0041]
Accordingly, the clean room temperature air fed from the sealing air supply unit 60 is caused to flow along the outer periphery of the duct 30 by the outer duct 62, so that the duct 30 heated by the exhaust gas is heated to some extent. The function of collecting the heat of the gas and introducing it to the combustion chamber 10 and the clearance X from the air outlet 62a through the through hole O of the support ring 1 When the air is blown out toward the combustion chamber 10, the gap X 2 The function of returning the combustion gas leaked from the fuel to the combustion chamber 10 is exhibited.
[0042]
The tip of the support shaft S provided at the center of the honeycomb heat accumulator 13 is provided with a sealing material made of metal wool W made of a heat-resistant metal or the like, and seals between the partition wall 15.
[0043]
When the combustion gas containing VOC and dioxin which are harmful air pollutants introduced into the incinerator is made harmless and odorless, it is retained at a high temperature of 800 ° C. for a predetermined time (for example, 2 seconds). Although it is necessary, when this combustion gas flows into the combustion chamber 10 at 400 to 600 ° C., it is necessary to raise the temperature of the combustion gas by about 200 to 300 ° C.
[0044]
Therefore, in the present embodiment, the auxiliary burner B is installed in the combustion chamber 10 in the vicinity of the honeycomb heat accumulator 13 in order to burn the combustion gas flowing from the combustion gas duct 32 through the combustion gas passage 13a. Then, a small amount of auxiliary fuel is combusted so that the inside of the combustion chamber 10 reaches a high temperature state of 800 ° C. However, it is preferable to control the flow rate so that the flow of the combustion gas stays in the combustion chamber 10 for at least 2 seconds.
[0045]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0046]
First, the blower and the like of the seal air supply unit 60 are driven together with the motor M. The drive gear 20 is rotated by driving the motor M, and this rotation is transmitted to the honeycomb heat accumulator 13 via the chain and the gear 19. Since the support ring 18 attached to the lower end of the honeycomb heat storage body 13 is supported by the support plate 17 of the outer duct 62 via the bearing J, the honeycomb heat storage body 13 rotates smoothly without relatively frictional resistance. This rotation is preferably at a low speed of about 2 to 4 rpm in view of thermal efficiency.
[0047]
In addition, clean room temperature air passes through the seal air duct 61 by driving a blower or the like, and the outer duct. 62 Is blown out. The air flows while cooling the bearing J, passes through the through hole O of the support ring 18, and the clearance X 1 Through the combustion chamber 10.
[0048]
In this state, when a relatively high temperature combusted gas containing harmful air pollutants discharged from a garbage incinerator or the like is fed into the duct 32 from the combusted gas supply unit 40, most of the combusted gas is in the honeycomb. Combustion chamber through heat storage 13 10 Into the region G1.
[0049]
And if the temperature of this to-be-combusted gas is 800 degrees C or less, in order to raise this, the auxiliary burner B will be ignited and the to-be-combusted gas which entered the combustion chamber 10 will be heated up immediately.
[0050]
As a result, the combustion gas moves in the combustion chamber 10 along the partition wall 15 in a state where a high temperature of 800 ° C. is maintained, and flows in a U-turn through the communication portion 16. When the residence time in the combustion chamber 10 elapses for a predetermined time (2 seconds), harmful air pollutants such as VOC or dioxin in the combustion gas are also treated during this time, and the honeycomb becomes a harmless and odorless exhaust gas. It is discharged through the heat storage body 13.
[0051]
In this case, the residence time of the combustion gas is the combustion chamber 10 Can be controlled by the relationship between the length of the passage partitioned by the partition plate 15 and the flow rate of the combustion gas, but in this embodiment, the passage is made by the partition plate 15 so that the combustion gas having a predetermined flow rate has a predetermined residence time. Therefore, it is only necessary to flow the combustion gas continuously without having to control the flow velocity, temperature, residence time, etc. of the combustion gas. Since no control device is required, it is advantageous in terms of cost.
[0052]
In particular, in the case of the switching type, the instantaneous combustion gas may short pass, but in this embodiment, since it is a unidirectional flow, there is no short pass and the residence time is stably maintained. be able to.
[0053]
The high-temperature exhaust gas passing through the honeycomb heat accumulator 13 heats the honeycomb heat accumulator 13, so if the heated portion of the honeycomb heat accumulator 13 moves to the area of the duct 32, Combustion gas is preheated, and thereby effective use of heat is achieved.
[0054]
While processing the combustion gas in this way, a part of the combustion gas or the exhaust gas is Combustion chamber 10 and Gap X between the honeycomb heat accumulator 13 1 Or a gap X between the partition plate 31 and the honeycomb heat storage body 13 2 The combustion gas or exhaust gas is attracted by the seal air or bypass is blocked, and all of the combustion gas or exhaust gas is discharged into the combustion chamber 10 and is heated in the same manner as the gas.
[0055]
In other words, since there is a gap between the rotating honeycomb heat accumulator 13 and the position-fixed duct 30, even if an internal leak occurs, all of this is sent into the combustion chamber 10 and into the exhaust gas. The untreated gas is also recirculated and reprocessed by this leak gas treatment effect, and a more complete gas treatment is performed. There is no possibility that the burned gas leaks outside without being treated.
[0056]
In this way, the burned gas containing harmful air pollutants is made odorless and harmless and released to the atmosphere. In the present embodiment, the burned gas is continuously passed through the duct 30 and the heat storage body 13. Therefore, it is not necessary to use a valve for switching the flow, so that continuous operation over a long period of time is possible, thermal loss can be suppressed, and thermal efficiency is greatly improved.
[0057]
A second embodiment of the present invention will be described.
[0058]
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing an essential part of a second embodiment according to the present invention, and FIGS. 6 and 7 are schematic horizontal sectional views taken along lines 6-6 and 7-7 in FIG. The same reference numerals are given to members common to the members shown in 1-4, and description thereof is omitted.
[0059]
As shown in FIG. 5, the incineration processing apparatus according to the present embodiment achieves compactness by directly driving the honeycomb heat accumulator 13 by the motor M, and clean air also in the central portion of the honeycomb heat accumulator 13. Is to be introduced.
[0060]
The combustion chamber 10 is provided with a partition wall 15 so as to divide the combustion chamber 10 into two parts from the honeycomb heat accumulator 13 toward the top wall 10b. However, it goes without saying that the partition wall 15 may have a “<” shape as in the first embodiment.
[0061]
As shown in FIGS. 6 and 7, the honeycomb heat accumulator 13 is supported by forming a recess 12a on the lower end side of the opening 12 of the combustion chamber 10 and placing a support plate 17 on the bottom wall so as to cover the recess 12a. Attach to 10a. On the other hand, the honeycomb heat accumulator 13 is provided with a support ring 18 at its lower end so as to protrude outward in the radial direction, and a gear 19 is attached to the support ring 18, and between the gear 19 and the support plate 17. Further, a support mechanism K is formed with felt or grease (both not shown) to support the honeycomb heat accumulator 13.
[0062]
A drive gear 20 is engaged with the gear 19, and the drive gear 20 is driven by a motor M attached to the support plate 17, so that the honeycomb heat accumulator 13 is rotated via the gear 19 and the support ring 18. It is configured. The support ring 18 and the gear 19 may be formed integrally, but may be separate as shown.
[0063]
The inside of the duct part 30 is divided into two by a partition plate 31 extending along the axis, and a duct 41 of a combustion gas supply part 40 for supplying the combustion gas is connected to one half duct 32. In addition, a duct 51 of the exhaust gas discharge part 50 is connected to the other half duct 33. Also in this case, it is needless to say that the partition plate 31 may have a cross-section “<” shape as in the first embodiment.
[0064]
Therefore, one half duct 32 functions as a combustion gas duct, and the other half duct 33 functions as an exhaust gas duct. However, the honeycomb heat accumulator 13 flows from one end. Therefore, the half region of the honeycomb heat accumulating body 13 communicated with the combustion gas duct 32 constitutes the combustion gas passage 13a. The half region of the honeycomb heat storage body 13 communicated with the exhaust gas duct constitutes the exhaust gas flow path 13b.
[0065]
The duct 61 for the sealing air communicates the recess 12a in which the support mechanism K that supports the heat storage body 13 is housed with the outer peripheral duct 62. In particular, in this embodiment, the sealing air is used for heat storage. There is also a central duct 63 that flows along the boundary between the combusted gas flow path 13a and the exhaust gas flow path 13b of the body 13, and the central duct 63 and the outer peripheral duct 62 communicate with each other.
[0066]
That is, as shown in FIGS. 5 and 7, the outer peripheral duct 62 discharges clean room temperature air fed from the sealing air supply unit 60 from the air outlet 62 a, and the rotating unit between the duct 30 and the honeycomb heat storage body 13. It is made to flow toward the recess 12a between the fixed portion and the outer periphery of the duct 30.
[0067]
On the other hand, the central duct 63 extends in the radial direction through the center of the duct 30 and is provided so as to face the end face of the honeycomb heat storage body 13. The gas is discharged from the outlet 63a and flows along the boundary between the combusted gas passage 13a and the exhaust gas passage 13b of the honeycomb heat storage body 13.
[0068]
In particular, since the air blown from the air outlet 62a of the outer duct 62 to the support mechanism K of the honeycomb heat storage body 13 is relatively low in temperature, the support mechanism K having grease or the like is cooled, and the support mechanism K There is no problem even if grease or felt is used for the support, and a relatively simple and reliable support or seal becomes possible.
[0069]
Further, the central duct 63 is mainly formed by a gap X formed between the duct 30 through which the combustion gas and exhaust gas circulate and the honeycomb heat storage body 13. 2 The combustion gas and the exhaust gas are prevented from leaking as much as possible. 2 Thus, even if the combustion gas and the exhaust gas are mixed with each other, they are recirculated and combusted, and the combustion gas leaks directly to the outside, or is included in the exhaust gas circulating in the duct 33. It is possible to prevent a part of the exhaust gas that is not completely burned out from leaking directly to the outside, and complete gas treatment by recirculation combustion.
[0070]
The width of the central duct 63 is not particularly limited, but the ceramic honeycomb heat accumulator 13 may have at least one honeycomb size. According to experiments, it is preferable to have a width of 2 to 10 times the honeycomb mesh.
[0071]
Next, the operation of the second embodiment will be described.
[0072]
The blower of the seal air supply unit 60 is driven together with the motor M. The drive gear 20 is rotated by driving the motor M, and this rotation is transmitted to the honeycomb heat storage body 13 via the gear 19.
[0073]
Also, clean room temperature air passes through the seal air duct 61 by the drive of the blower, and the outer peripheral duct. 62 And central duct 63 Is blown out. Outer duct 62 The air blown from the air flows around the honeycomb heat storage body support mechanism K in the recess 12a, and suppresses the temperature rise of the support mechanism K while suppressing the gap X. 1 Through the combustion chamber 10. Also the central duct 63 The air blown out from the gap is a gap X between the honeycomb heat accumulator 13 and the tip of the partition plate 31. 2 And enters the combustion chamber 10 while attracting the surrounding gas and the like.
[0074]
In this state, when a relatively high temperature combusted gas containing harmful air pollutants discharged from a garbage incinerator or the like is fed into the duct 32 from the combusted gas supply unit 40, most of the combusted gas is in the honeycomb. Combustion chamber through heat storage 13 10 Flows in. If the temperature of the combustion gas is 800 ° C. or lower, the temperature is raised by the auxiliary burner B.
[0075]
As a result, the combustion gas moves in the combustion chamber 10 along the partition wall 15 while maintaining a high temperature of 800 ° C., and is U-turned through the communication portion 16 to flow in the combustion chamber 10. When the residence time elapses for a predetermined time (2 seconds), harmful air pollutants such as VOC or dioxin in the combustion gas are also processed and discharged as harmless and odorless exhaust gas.
[0076]
In this case, a part of the combustion gas or exhaust gas is Combustion chamber 10 And gap X between honeycomb heat storage element 13 1 Through the recess 12a and the gap X between the partition plate 31 and the honeycomb heat storage element 13 2 May flow into the half duct 32 or 33 through the gas, but the combustion gas or exhaust gas is attracted by the seal air, and is exhausted to the combustion chamber 10 and is heated in the same manner as the gas. .
[0077]
Therefore, even if there is untreated gas in the exhaust gas, it is recirculated and reprocessed, and a more complete gas treatment is performed.
[0078]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. Although the embodiment described above rotates the honeycomb heat storage body 13 side, the present invention may be configured to rotate not only this but also the duct portion 30 side. It is sufficient that relative rotational displacement is performed.
[0079]
Moreover, in the said embodiment, one combustion chamber 10 One honeycomb heat storage body 13 is provided in one combustion chamber. 10 It is also possible to provide a large number of honeycomb heat storage elements 13.
[0080]
Furthermore, in the embodiment, the honeycomb heat storage body 13 Uses ceramics as the heat-resistant material, but it may be a honeycomb heat storage body made of metal or the like.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0082]
1) Combustion gas stays for a predetermined time depending on the length of the passage formed by the partition plate in the combustion chamber, so that the control of the residence time of the combustion gas is simple and easy, and complicated control is performed. No equipment is required.
[0083]
In addition, heat treatment can be performed while continuously flowing the flow of the burned gas through the duct to the heat accumulator, and since there is no need for a valve to switch the flow, continuous operation over a long period of time is possible and thermal loss is also suppressed. And the thermal efficiency is greatly improved.
[0084]
2) Clean air is allowed to flow between the rotating part and the fixed part of the duct and the heat accumulator and along the boundary between the combustion gas passage and the exhaust gas passage of the heat accumulator and flow into the combustion chamber. Therefore, even with a simple sealing configuration, there is no possibility of the combustion gas etc. leaking to the outside, the sealing performance of the rotating part is enhanced, the reliability of the apparatus is improved, and maintenance is facilitated.
[0085]
3) Since the auxiliary burner for raising the temperature up to the temperature at which the combustion gas completely burns is provided, the combustion gas can be harmless and non-bromated only by sensing the temperature.
[0086]
4) When the duct and the heat accumulator are rotated and displaced relative to each other, clean air is made to flow into the contact point between the two and this flows into the combustion chamber. However, it is extremely preferable as a gas to be treated at a high temperature of 800 ° C. like a combustion gas containing dioxin.
[0087]
5) Since clean air is allowed to flow along the boundary between the combustion gas passage and the exhaust gas passage of the honeycomb heat storage body from the air blowing nozzle having the width of at least one honeycomb in the honeycomb heat storage body, Heat treatment can be performed without mixing gas and exhaust gas, which simplifies the configuration of the incineration processing apparatus and is advantageous in terms of cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an incineration processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a main part of the incineration processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic horizontal sectional view taken along line 3-3 in FIG.
4 is a schematic horizontal sectional view taken along line 4-4 of FIG.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a main part of an incineration processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic horizontal sectional view taken along line 6-6 of FIG.
7 is a schematic horizontal sectional view taken along line 7-7 in FIG.
FIGS. 8A and 8B are schematic views showing a conventional switching type processing apparatus, where FIG. 8A shows a first pattern state, FIG. 8B shows a second pattern state, and FIG. 8C shows a third pattern state. It is.
[Explanation of symbols]
10 ... combustion chamber,
10a ... bottom wall,
12 ... opening,
13 ... Honeycomb heat storage body,
13a ... Combustion gas flow path,
13b ... exhaust gas flow path,
15 ... partition plate,
30 ... duct part,
32 ... Combusted gas duct,
33 ... exhaust gas duct,
B ... Auxiliary burner,
K ... Support mechanism,
X 1 , X 2 ... the gap.

Claims (4)

密閉の燃焼室(10)に開設された開口部(12)に通気性のある蓄熱体(13)を設け、この蓄熱体(13)にダクト(30)を同軸的に連設し、当該ダクト(30)内に、有害大気汚染物資を含む被燃焼ガスが流通する被燃焼ガス用ダクト(32)と、該被燃焼ガスが燃焼室(10)内で燃焼し、前記蓄熱体(13)を通った後の排気ガスが流通する排気ガス用ダクト(33)とを形成し、前記蓄熱体(13)とダクト(30)とを相対的に回転させることにより前記排気ガスの顕熱が蓄熱体(13)を介して被燃焼ガスに伝達されるようにした焼却処理装置において、
前記被燃焼ガスが前記蓄熱体(13)より前記燃焼室(10)に流出した後、再度蓄熱体(13)に流入するまで当該燃焼室(10)内に所定時間滞留するように、内部に仕切板(15)を設け、
前記ダクト(30)は、清浄な空気が、当該ダクト(30)の外周に沿って流れた後に、前記蓄熱体(13)と燃焼室(10)との間の隙間(X1)を通り前記燃焼室(10)内に流れ込むようにし、
前記ダクト(30)は、前記蓄熱体(13)とほぼ同じ断面積であり、当該蓄熱体(13)とは小許の間隙(X2)を介して連設されており、
前記ダクト( 30 )の中心を通って放射方向に延び、かつ前記間隙(X 2 )を介して前記蓄熱体( 13 )の端面と対向する中央ダクト( 63 )が設けられており、
前記中央ダクト( 63 )は、前記清浄な空気が、前記蓄熱体(13)の被燃焼ガス流路(13a)と排ガス流路(13b)との境界に沿って流れた後に前記燃焼室(10)内に流れ込むように構成されていることを特徴とする焼却処理装置。
A breathable heat storage body (13) is provided in the opening (12) opened in the sealed combustion chamber (10), and a duct (30) is coaxially connected to the heat storage body (13). (30), a combusted gas duct (32) through which the combusted gas containing harmful air pollutants flows, and the combusted gas burns in the combustion chamber (10), and the heat storage body (13) The exhaust gas duct (33) through which the exhaust gas after passing through is formed, and by rotating the heat storage body (13) and the duct (30) relatively, the sensible heat of the exhaust gas is stored in the heat storage body. (13) In the incineration treatment apparatus adapted to be transmitted to the combustion gas via
After the gas to be burned flows out of the heat storage body (13) into the combustion chamber (10), it stays in the combustion chamber (10) for a predetermined time until it flows into the heat storage body (13) again. Provide a partition plate (15),
The duct (30) passes through the gap (X 1 ) between the heat storage body (13) and the combustion chamber (10) after clean air flows along the outer periphery of the duct (30). To flow into the combustion chamber (10)
The duct (30) has substantially the same cross-sectional area as the heat storage body (13), and is connected to the heat storage body (13) through a small gap (X2),
A central duct ( 63 ) extending radially through the center of the duct ( 30 ) and facing the end face of the heat storage body ( 13 ) via the gap (X 2 ) ;
The central duct ( 63 ) includes the combustion chamber (10) after the clean air flows along the boundary between the combustion gas passage (13 a) and the exhaust gas passage (13 b) of the heat storage body (13). An incineration processing apparatus characterized in that it is configured to flow into the inside.
前記燃焼室(10)は、前記被燃焼ガスが完全燃焼する所定温度まで昇温させる補助バーナ(B)を有することを特徴とする請求項1に記載の焼却処理装置。  The incineration apparatus according to claim 1, wherein the combustion chamber (10) has an auxiliary burner (B) for raising the temperature to a predetermined temperature at which the combustion gas is completely combusted. 前記清浄な空気は、前記蓄熱体(13)を支持する支持機構(K)を通り前記隙間(X1)に流れ込むようにしたことを特徴とする請求項1に記載の焼却処理装置。2. The incineration apparatus according to claim 1, wherein the clean air flows into the gap (X 1 ) through a support mechanism (K) that supports the heat storage body (13). 前記清浄な空気が流れる前記蓄熱体(13)の領域は、少なくとも1つのハニカム目の幅を有することを特徴とする請求項1に記載の焼却処理装置。  The incineration apparatus according to claim 1, wherein the region of the heat storage body (13) through which the clean air flows has a width of at least one honeycomb.
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