JP5798728B2 - Dry distillation gasification incineration processing equipment - Google Patents
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本発明は、廃棄物を収納すると共に、廃棄物の一部を燃焼させつつ燃焼熱により廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生じさせる乾溜ガス化炉に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dry distillation gasification furnace that stores waste and also combusts a part of the waste to dry the remainder of the waste by combustion heat to generate a combustible gas.
近年、廃棄物は、その成分が塩化ビニールなどの塩素分を多く含むものが多くなっているため、これらを焼却する焼却処理装置では、焼却の際に、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、ダイオキシン類等の大気汚染物質が発生し得る。そのため、これらの大気汚染物質に対しては、排出量を抑制する一定の環境基準が策定されている。 In recent years, wastes contain many chlorine components such as vinyl chloride. Therefore, incinerators that incinerate these wastes produce nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide during incineration. Air pollutants such as (CO) and dioxins can be generated. For this reason, certain environmental standards have been formulated to reduce emissions for these air pollutants.
特に、廃棄物の焼却処理に伴って発生するダイオキシン類は、塩素分を含む廃棄物を250〜350℃程度の温度で燃焼させると、前記廃棄物から遊離する前記塩素と、樹脂等の不完全燃焼により生成する炭化水素とが、該廃棄物中に含まれる重金属を触媒として反応することによりダイオキシン類が生成するというものである。 In particular, dioxins generated by incineration of waste are incomplete such as the chlorine liberated from the waste and incomplete resin when the waste containing chlorine is burned at a temperature of about 250 to 350 ° C. The hydrocarbons produced by combustion react with heavy metals contained in the waste as catalysts to produce dioxins.
前記廃棄物の焼却処理によるダイオキシン類の排出を防止するためには、前記廃棄物を800℃以上の温度に2秒間以上滞留させて、生成したダイオキシン類を完全に熱分解させることが有効であるとされている。 In order to prevent discharge of dioxins due to incineration of the waste, it is effective to cause the waste to stay at a temperature of 800 ° C. or higher for 2 seconds or more to completely thermally decompose the generated dioxins. It is said that.
ところで、本出願人は、先にダイオキシン類の排出を防止しつつ廃タイヤ等の廃棄物を焼却処理する装置として、該廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ、その燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを生ぜしめる乾溜炉と、該可燃性ガスを該乾溜炉から導入して完全燃焼させる燃焼炉とを備える乾溜ガス化焼却処理装置を提案している(例えば、特許文献1参照)。 By the way, the present applicant, as an apparatus for incinerating waste such as waste tires while preventing the discharge of dioxins, stores the waste and burns a part of the waste, Proposed a dry distillation gasification incineration apparatus comprising a distillation furnace in which the remainder of the waste is dry-distilled by combustion heat to generate a combustible gas, and a combustion furnace in which the combustible gas is introduced from the dry distillation furnace and completely combusted (For example, refer to Patent Document 1).
前記装置では、燃焼炉内の温度を他の燃料の燃焼によりダイオキシン類の熱分解が可能とされる800℃以上に暖気した上で、廃棄物に着火して可燃性ガスを発生させ、発生した可燃性ガスを他の燃料と共に燃焼炉に燃焼させる。そして、可燃性ガスのみの燃焼で燃焼炉の温度が800℃より高温の安定温度を維持できるようになったときに他の燃料の燃焼を終了する。これにより、廃棄物の乾溜開始後、可燃性ガスが燃焼炉で自発的に安定して燃焼を継続するようになるまでの段階において、燃焼炉内の温度を800℃以上としてダイオキシン類の排出を防止している。 In the above apparatus, the temperature in the combustion furnace was heated to 800 ° C. or higher where dioxins can be thermally decomposed by combustion of other fuel, and then the waste was ignited to generate combustible gas. A combustible gas is burned together with other fuels in a combustion furnace. When the combustion furnace temperature can be maintained at a stable temperature higher than 800 ° C. by burning only the combustible gas, the combustion of the other fuel is terminated. As a result, after the start of the dry distillation of the waste, the temperature in the combustion furnace is set to 800 ° C. or more to discharge dioxins until the combustible gas spontaneously stabilizes and continues to burn in the combustion furnace. It is preventing.
しかしながら、前記装置では、可燃性ガスが燃焼炉で自発的に安定して燃焼を継続するようになるまでは、他の燃料を燃焼炉で燃焼させる必要があるため、かかる助燃に時間が掛かるとこれに要する燃料が嵩んで装置のランニングコストが高くなるという不都合を生じ得る。 However, in the above apparatus, it is necessary to burn other fuel in the combustion furnace until the combustible gas spontaneously stabilizes and continues to burn in the combustion furnace. This may cause a disadvantage that the fuel required for this increases and the running cost of the apparatus increases.
特に、燃焼炉に導入された可燃性ガスを燃焼させるために燃焼炉に供給される空気の温度は、暖気により維持される燃焼炉の温度(800℃以上)よりも低いために、燃焼炉の温度を低下させてしまうことになり、助燃に要する時間と燃料とが掛かる要因となっている。 In particular, since the temperature of the air supplied to the combustion furnace for burning the combustible gas introduced into the combustion furnace is lower than the temperature of the combustion furnace maintained by warm air (800 ° C. or higher), The temperature is lowered, which is a factor that takes time and fuel required for auxiliary combustion.
ここで、可燃性ガスの燃焼に必要な酸素を空気に代えて、空気よりも酸素を高濃度で含む高濃度酸素で燃焼炉に導入することで、(空気中の約80%の窒素成分による熱量の吸収を抑えて)助燃に要する時間と燃料とを低減させることも考えられるが、空気を高濃度酸素で置き換えただけでは、体積が空気の1/5となり、この体積の小さな高濃度酸素が可燃性ガスと十分に混合せず、燃焼炉における安定した燃焼状態を実現することはできない。 Here, by replacing oxygen necessary for combustion of the combustible gas with air and introducing it into the combustion furnace with high-concentration oxygen containing oxygen at a higher concentration than air, (by about 80% of nitrogen components in the air) It is conceivable to reduce the time and fuel required for auxiliary combustion (suppressing the absorption of heat), but simply replacing air with high-concentration oxygen will reduce the volume to 1/5 that of air. Does not mix well with the combustible gas, and a stable combustion state in the combustion furnace cannot be realized.
そこで、本発明は、かかる不都合を解消するために、燃焼炉で可燃性ガスを安定して燃焼させることができ、助燃に要する時間と燃料を節約することができる乾溜ガス化焼却処理装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a dry distillation gasification incineration processing apparatus that can stably burn combustible gas in a combustion furnace and save time and fuel required for auxiliary combustion in order to eliminate such inconvenience. The purpose is to do.
第1発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、廃棄物を収納すると共に、該廃棄物の一部を燃焼させつつ該燃焼熱により該廃棄物の残部を乾溜して可燃性ガスを発生させる乾溜炉と、該乾溜炉から導入される可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉と、該燃焼炉に導入される可燃性ガスの燃焼に要する酸素を燃焼炉に供給する燃焼酸素供給手段と、該燃焼炉内における温度を検知する燃焼炉温度検知手段と、該燃焼炉における該可燃性ガスの燃焼が開始された後に該燃焼炉温度検知手段により検知される該燃焼炉内の温度を予め設定された設定温度に維持するように該乾溜炉への酸素供給量を調整しつつ該廃棄物の一部の燃焼に必要な酸素を該乾溜炉に供給する乾溜酸素供給手段とを備えた乾溜ガス化焼却処理装置であって、
前記燃焼酸素供給手段は、酸素濃度が90%以上である高濃度酸素を供給する第1酸素供給手段と、空気を供給する第2酸素供給手段と、前記燃焼炉への酸素の供給を該第1酸素供給手段と該第2酸素供給手段との間で切り替える供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、可燃性ガスのみの燃焼で前記燃焼炉の温度がダイオキシン類の熱分解可能な温度より高温の温度として設定した前記設定温度に対してさらに高温の所定温度となるまでは、前記第1酸素供給手段からの高濃度酸素で可燃性ガスを燃焼させて、前記燃焼炉の温度を上昇させる共に、前記所定温度となったことをトリガとして、該燃焼炉への酸素の供給を前記第1酸素供給手段から前記第2酸素供給手段に切り替え、
前記所定温度は、前記燃焼炉の温度が前記所定温度になって、前記供給制御手段が、前記燃焼炉への酸素の供給を前記第1酸素供給手段から前記第2酸素供給手段に切り替えたことに因る前記燃焼炉の温度下降が前記設定温度までになるように、前記設定温度より所定分高く設定され、
前記燃焼炉は、前記乾溜炉から導入された可燃性ガスが導入されると共に、前記第1酸素供給手段により高濃度酸素が供給される混合部と、該混合部に連通し、前記第2酸素供給手段により空気が供給されるバーナ部と、該バーナ部に連通した燃焼部とを有し、
前記混合部は、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第1酸素供給手段に切り替えられているときに、前記可燃性ガスと前記第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素とを混合して第1混合ガスを生成し、
前記バーナ部は、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第1酸素供給手段に切り替えられているときには、前記混合部により生成された前記第1混合ガスを燃焼せしめると共に、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第2酸素供給手段に切り替えられているときには、前記可燃性ガスと前記第2酸素供給手段により供給された空気とを混合して第2混合ガスを生成し、生成した該第2混合ガスを燃焼せしめ、
前記燃焼部は、前記バーナ部で燃焼を開始した前記第1混合ガスまたは前記第2混合ガスが導入されて、その燃焼が持続され、
前記バーナ部への前記混合部の前記第1混合ガスの供給口は、前記バーナ部への前記第1混合ガスの供給流速が、逆火となる流速より大きく、前記バーナ部における前記第1混合ガスの燃焼が阻害される流速より小さい所定範囲の流速となるように、形成されていることを特徴とする。
A dry distillation gasification incineration apparatus according to a first aspect of the present invention is a dry distillation furnace for storing a waste and generating a combustible gas by combusting a part of the waste and drying the remainder of the waste by the combustion heat. A combustion furnace for burning the combustible gas introduced from the dry distillation furnace, combustion oxygen supply means for supplying the combustion furnace with oxygen required for combustion of the combustible gas introduced into the combustion furnace, and the inside of the combustion furnace A combustion furnace temperature detecting means for detecting the temperature in the combustion furnace, and a temperature within the combustion furnace detected by the combustion furnace temperature detecting means after the combustion of the combustible gas in the combustion furnace is started. A dry distillation gasification incineration processing apparatus comprising a dry distillation oxygen supply means for supplying oxygen necessary for combustion of a part of the waste to the dry distillation furnace while adjusting an oxygen supply amount to the dry distillation furnace so as to maintain Because
The combustion oxygen supply means includes a first oxygen supply means for supplying high-concentration oxygen having an oxygen concentration of 90% or more, a second oxygen supply means for supplying air, and oxygen supply to the combustion furnace. Supply control means for switching between one oxygen supply means and the second oxygen supply means,
Until the supply control means reaches a predetermined temperature higher than the set temperature set as a temperature higher than the temperature at which the combustion of dioxins can be thermally decomposed by combustion of only combustible gas , Combustible gas is burned with high-concentration oxygen from the first oxygen supply means to raise the temperature of the combustion furnace, and when the predetermined temperature is reached as a trigger, supply of oxygen to the combustion furnace is performed. Switching from the first oxygen supply means to the second oxygen supply means,
The predetermined temperature is the temperature of the combustion furnace becomes the predetermined temperature, and the supply control means switches the supply of oxygen to the combustion furnace from the first oxygen supply means to the second oxygen supply means. Is set a predetermined amount higher than the set temperature so that the temperature drop of the combustion furnace due to
In the combustion furnace, a combustible gas introduced from the dry distillation furnace is introduced, a high concentration oxygen is supplied from the first oxygen supply means, and the second oxygen is communicated with the mixing part. Having a burner section to which air is supplied by the supply means, and a combustion section communicating with the burner section;
The mixing unit has a high concentration supplied by the combustible gas and the first oxygen supply means when the supply control means switches the supply of oxygen to the combustion furnace to the first oxygen supply means. Mixing with oxygen to produce a first gas mixture,
The burner unit combusts the first mixed gas generated by the mixing unit when the supply control unit switches the supply of oxygen to the combustion furnace to the first oxygen supply unit, and When supply of oxygen to the combustion furnace is switched to the second oxygen supply means by the supply control means, the combustible gas and the air supplied by the second oxygen supply means are mixed to perform second mixing. Generating gas, burning the generated second mixed gas,
In the combustion part, the first mixed gas or the second mixed gas that has started combustion in the burner part is introduced, and the combustion is continued,
The supply port of the first mixed gas of the mixing unit to the burner unit has a supply flow rate of the first mixed gas to the burner unit larger than a flow rate at which flashback occurs, and the first mixing in the burner unit It is formed so that it may become the flow velocity of the predetermined range smaller than the flow velocity which inhibits combustion of gas.
第1発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、供給制御手段により燃焼炉への酸素の供給を、第1酸素供給手段による高濃度酸素または第2酸素供給手段による空気に、切り替えることができる。そのため、可燃性ガスのみの燃焼で燃焼炉の温度がダイオキシン類の熱分解可能な温度より高温の所定温度となるまでは、第1酸素供給手段により供給した高濃度酸素により可燃性ガスを燃焼させることで、空気中の窒素成分による熱量の吸収を抑えて、助燃に要する時間と燃料とを節約することができる。 According to the dry distillation gasification incineration processing apparatus of the first invention, the supply control means can switch the supply of oxygen to the combustion furnace to the high concentration oxygen by the first oxygen supply means or the air by the second oxygen supply means. . Therefore, the combustible gas is burned by the high-concentration oxygen supplied by the first oxygen supply means until the temperature of the combustion furnace reaches a predetermined temperature higher than the temperature at which dioxins can be thermally decomposed by burning only the combustible gas. Thus, absorption of heat by nitrogen components in the air can be suppressed, and time and fuel required for auxiliary combustion can be saved.
このとき、第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素は、バーナ部より上流側に設けられた専用の混合部により、可燃性ガスと混合される。そのため、体積の小さな高濃度酸素を可燃性ガスと十分に混合させることができ、燃焼炉で可燃性ガスを安定して燃焼させることができる。 At this time, the high-concentration oxygen supplied by the first oxygen supply means is mixed with the combustible gas by a dedicated mixing section provided upstream from the burner section. Therefore, high-concentration oxygen having a small volume can be sufficiently mixed with the combustible gas, and the combustible gas can be stably burned in the combustion furnace.
加えて、可燃性ガスのみの燃焼で燃焼炉の温度がダイオキシン類の熱分解可能な温度より高温の所定温度となった後は、燃焼炉への酸素の供給を第2酸素供給手段に切り替え、(高濃度酸素を消費せずに)バーナ部で空気と可燃性ガスを混合させて、燃焼炉で可燃性ガスを燃焼させることができる。これにより、第1酸素供給手段により高濃度酸素を燃焼炉に供給し続けることにより燃焼炉内の温度が高温となることを抑制することができる。 In addition, after combustion of the combustible gas only and the temperature of the combustion furnace reaches a predetermined temperature higher than the temperature at which dioxins can be thermally decomposed, the supply of oxygen to the combustion furnace is switched to the second oxygen supply means, Air and combustible gas can be mixed in the burner (without consuming high-concentration oxygen), and combustible gas can be burned in the combustion furnace. Thereby, it can suppress that the temperature in a combustion furnace becomes high temperature by continuing supplying high concentration oxygen to a combustion furnace by a 1st oxygen supply means.
このように第1発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉で可燃性ガスを安定して燃焼させることができ、助燃に要する時間と燃料を節約することができる。 Thus, according to the dry distillation gasification incineration processing apparatus of the first invention, the combustible gas can be stably burned in the combustion furnace, and the time and fuel required for auxiliary combustion can be saved.
第2発明の乾溜ガス化焼却処理装置は、第1発明において、
前記混合部は、筒状の混合器本体と、該混合器本体の一端から該混合器本体の中心軸と同軸上に前記可燃性ガスを導入するガス導入管と、前記第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素が前記ガス導入管の軸回りに回転する渦流状の酸素流となるように該高濃度酸素を混合器本体内に導入する酸素導入口と、該混合器本体の他端から前記バーナ部へ前記第1混合ガスを供給するガス供給口とを備えることを特徴とする。
The dry distillation gasification incineration apparatus of the second invention is the first invention,
The mixing unit includes a cylindrical mixer main body, a gas introduction pipe for introducing the combustible gas coaxially with a central axis of the mixer main body from one end of the mixer main body, and the first oxygen supply unit. An oxygen inlet for introducing the high-concentration oxygen into the mixer body so that the supplied high-concentration oxygen forms a vortex-like oxygen flow rotating about the axis of the gas introduction pipe; and the other end of the mixer body And a gas supply port for supplying the first mixed gas to the burner section.
第2発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素は、空気に比して1/5と体積が小さいが、ガス導入管の軸回りに渦流状の酸素流となるように混合器本体内に導入することで、ガス導入管から混合器本体内に導入された可燃性ガスと十分に混合させることができる。 According to the dry distillation gasification incineration apparatus of the second invention, the high-concentration oxygen supplied by the first oxygen supply means is 1/5 smaller in volume than air, but is swirled around the axis of the gas introduction pipe. By introducing into the mixer main body so as to form an oxygen flow, it can be sufficiently mixed with the combustible gas introduced into the mixer main body from the gas introduction pipe.
このように、第2発明の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素と可燃性ガスとを混合させることができ、これを燃焼炉で安定して燃焼させることができる。 Thus, according to the dry distillation gasification incineration processing apparatus of the second invention, the high concentration oxygen supplied by the first oxygen supply means and the combustible gas can be mixed, and this can be stably performed in the combustion furnace. Can be burned.
図1に示すように、本実施形態の廃棄物の乾溜ガス化焼却処理装置は、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物の混合物である廃棄物Aを収容する乾溜炉1と、該乾溜炉1にガス通路2を介して接続される燃焼炉3とを備える。乾溜炉1の上面部には、開閉自在な投入扉4を備える投入口5が形成され、投入口5から廃棄物Aを乾溜炉1内に投入可能とされている。そして、乾溜炉1はその投入扉4を閉じた状態では、その内部が実質的に外部と遮断されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the waste dry gasification incineration apparatus of this embodiment is a dry distillation furnace that contains waste A, which is a mixture of various wastes, mainly waste paper, waste wood, waste plastic and the like. 1 and a
乾溜炉1の外周部には、その冷却構造として、乾溜炉1の内部と隔離されたウォータージャケット6が形成されている。ウォータージャケット6は、図示しない給水装置により給水され、内部の水量が所定水位に維持されるようになっている。
A
乾溜炉1の下部は下方に突出した円錐台形状に形成され、その円錐台形状の下部の外周部には、乾溜炉1の内部と隔離された空室7が形成されている。この空室7は、乾溜炉1の内壁部に設けられた複数の給気ノズル8を介して、乾溜炉1の内部に連通している。 A lower portion of the distillation furnace 1 is formed in a truncated cone shape projecting downward, and an empty chamber 7 isolated from the inside of the distillation furnace 1 is formed in an outer peripheral portion of the truncated cone shape. The vacant chamber 7 communicates with the inside of the dry distillation furnace 1 through a plurality of air supply nozzles 8 provided on the inner wall portion of the dry distillation furnace 1.
乾留炉1の下部の前記空室7には、乾留酸素供給路9が接続されている。乾留酸素供給路9は、空気供給路10を介して押込ファン等により構成された空気供給源11に接続されている。乾留酸素供給路9には制御弁12が設けられ、制御弁12は弁駆動器13によりその開度が制御されるようになっている。この場合、弁駆動器13は、CPU等を含む電子回路により構成された制御装置14により制御される。
A dry distillation oxygen supply path 9 is connected to the empty chamber 7 below the dry distillation furnace 1. The dry distillation oxygen supply path 9 is connected via an
さらに、乾留炉1の下側には、制御装置14に制御されて、乾留炉1に収容された廃棄物Aに着火するための着火装置15が取り付けられている。着火装置15は点火バーナ等により構成され、重油等の燃料が貯留されている燃料供給装置16から燃料供給路17を介して供給される燃料を燃焼させることにより、廃棄物Aに燃焼炎を供給する。
Furthermore, an
燃焼炉3は、乾溜炉1から導入された可燃性ガスが導入される混合部18と、混合部18に連通したバーナ部19と、バーナ部19に連通した燃焼部20とを備える。
The
混合部18は、有底筒状の混合器本体18aと、混合器本体18aの底部から混合器本体の中心軸と同軸上に可燃性ガスを導入するガス導入管18bと、混合器本体18aの側部からその内部に高濃度酸素を導入する酸素導入口であって、ガス導入管18bの軸回りに回転する渦流状の酸素流を生成する酸素導入口18cと、混合器本体18aからバーナ部19へ可燃性ガスと酸素との混合ガスを供給するガス供給口18dとを有する。
The mixing
混合器本体18aは、鋼材で構成され、その径および全長は、乾溜炉1から発生する可燃性ガスのガス量に応じて、この可燃性ガスと後述する高濃度酸素とが混合器本体18a内で混合するように設計される。 The mixer main body 18a is made of a steel material, and the combustible gas and high-concentration oxygen described later are mixed in the mixer main body 18a according to the gas amount of the combustible gas generated from the dry distillation furnace 1 in the diameter and the total length. Designed to mix in.
ガス導入管18bは、その後端部にガス通路2が接続され、乾留炉1における廃棄物Aの乾留により生じた可燃性ガスがガス通路2を介してガス導入管18bの先端部から混合器本体18a内に導入される。
The
酸素導入口18cには、例えば、酸素濃度が90%以上の高濃度酸素を供給可能な酸素ボンベ等により構成された高濃度酸素供給源21が酸素供給路22を介して接続されている。酸素供給路22には、制御弁23が設けられ、制御弁23は弁駆動器24によりその開度が制御されるようになっている。そして、弁駆動器24は、制御装置14により制御される。
A high-concentration
なお、高濃度酸素供給源21および酸素供給路22が、本発明の第1酸素供給手段に相当し、制御弁23、弁駆動器24および制御装置14が、本発明の供給制御手段に相当する。
The high-concentration
ガス供給口18dは、混合器本体18a内で混合された可燃性ガスと高濃度酸素との混合ガス(第1混合ガス)が、そのバーナ部19への供給流速が、逆火となる流速より大きく、バーナ部19における第1混合ガスの燃焼が阻害される流速より小さい所定範囲の流速となるように、混合器本体18aの先端部を縮径させた形状となっている。
The
バーナ部19の外周部には、その内部と隔離された空室25が形成され、空室25はバーナ部19の内周部に穿設された複数のノズル孔26を介してバーナ部19の内部に連通している。空室25には、空気供給路10から分岐する燃焼空気供給路27が接続され、空気供給源11から供給された空気が空室25のノズル孔26からバーナ部19内に導入される。燃焼空気供給路27には制御弁28が設けられ、制御弁28は弁駆動器29によりその開度が制御されるようになっている。そして、弁駆動器29は、前記制御装置14により制御される。
A
バーナ部19では、制御装置14により高濃度酸素が混合器本体18a内に供給されているときは、それにより生成された第1混合ガスが燃焼する。さらに、バーナ部19では、制御装置14により高濃度酸素が混合器本体18a内に供給されずに、空気がバーナ部19内に供給されているときは、バーナ部19内で可燃性ガスと空気との混合した混合ガス(第2混合ガス)が生成され、その生成された第2混合ガスが燃焼する。
In the
なお、空気供給源11および燃焼空気供給路27が本発明の第2酸素供給手段に相当し、
制御弁28、弁駆動器29および制御装置14が、本発明の供給制御手段に相当する。
The
The
燃焼部20は、バーナ部19で燃焼を開始した第1混合ガスまたは第2混合ガスが導入されてその燃焼が連続的かつ空間的な広がりをもって持続される。その結果、燃焼部20では、燃焼部20内の気体がダイオキシン類が分解される所定温度(800℃)以上で一定時間滞留するようになっている。
In the
燃焼部20の下側には、制御装置14に制御されて、燃料供給装置16から燃料供給路17から分岐した燃料供給路30を介して供給される重油等の燃料を燃焼させる燃焼装置31が取り付けられている。燃焼装置31は点火バーナ等により構成され、燃料の供給量を段階的に調整しながら燃焼させる。また、燃焼装置31は、その火炎によりバーナ部19に導入された第1混合ガスまたは第2混合ガスに着火する場合にも必要に応じて用いられる。
Below the
燃焼装置31と燃焼部20との間には、図示しないアクチュエータ等により開閉されるシャッタ31aが設けられており、燃焼装置31の作動時にシャッタ31aが開放されると共に、非作動時にはシャッタ31aが閉鎖される。これにより、シャッタ31aは、高温の燃焼部20から保護される。
A shutter 31a that is opened and closed by an actuator (not shown) or the like is provided between the combustion device 31 and the
燃焼部20の先端部には、燃焼炉3内で燃焼された燃焼排気を冷却する冷却炉(温水ボイラ)32が取り付けられている。冷却炉32には図示しない給水装置により給水され、廃棄物の燃焼熱を利用して冷却炉32で加熱された温水を空調等に利用できるようにしている。
A cooling furnace (hot water boiler) 32 that cools the combustion exhaust gas burned in the
冷却炉32の出口側には、冷却された後の燃焼排気を排出するダクト33aが設けられており、ダクト33aは冷却塔34の一端の端部に接続されている。
On the outlet side of the cooling
冷却塔34は、冷却炉32からの燃焼排気に散水するスプレー34aを備えており、スプレー34aに冷却水を供給する図示しない給水装置および空気圧縮機とが接続されている。
The
冷却塔34の他方の端部は、ダクト33bを介してバグフィルタ35の一方の端部に接続されており、冷却塔34からバグフィルタ35に送られる燃焼排気には消石灰35aおよび活性炭35bが混合され、脱硫および脱臭が行われる。
The other end of the
バグフィルタ35は、図示しないフィルタ部と、フィルタ部によって排ガスから分離された灰等を回収する回収部とを備え、フィルタ部にはその清浄のための空気圧縮機が接続されている。 The bag filter 35 includes a filter unit (not shown) and a recovery unit that recovers ash and the like separated from the exhaust gas by the filter unit, and an air compressor for cleaning the filter unit is connected to the filter unit.
バグフィルタ35の他方の端部は、ダクト33cを介して煙突36に接続されている。バグフィルタ35と煙突36との間には、燃焼炉3内の燃焼排気をダクト33a〜33cを介して煙突36に誘引する誘引ファン37が設けられており、誘引ファン37を介して煙突36から燃焼排気が大気中に排出される。誘引ファン37は、制御装置14により燃焼炉3内の燃焼排気を誘引する圧力が当該装置の運転状態に応じた所望の圧力となるように制御される。また、煙突36の出口には、図示しない塩化水素濃度と一酸化炭素濃度とを検出するセンサがそれぞれ取り付けられており、煙突36から排気される燃焼排気の塩化水素濃度と一酸化炭素濃度とが監視される。
The other end of the bag filter 35 is connected to the
さらに、本実施形態の装置において、乾溜炉1の下部には乾溜炉1内の温度T1を検知する温度センサ38が取着され、燃焼炉3の下部には燃焼炉3内の温度T2を検知する温度センサ39が取着されている。温度センサ38,39の検知信号は制御装置14に入力される。
Further, in the apparatus of the present embodiment, the lower portion of the dry distillation furnace 1 is attached a
次に、本実施形態の装置による廃棄物の焼却処理方法について、図1および図2を参照しながら説明する。 Next, a waste incineration method using the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示す装置において、廃棄物Aを焼却処理する際には、まず、乾溜炉1の投入扉4を開き、投入口5から廃棄物Aを乾溜炉1内に投入する。前記廃棄物Aは、廃紙、廃木材、廃プラスチック等を主とする各種廃棄物を混合して、乾溜炉1内における乾溜により発生する可燃性ガスが安定して燃焼を継続するときにその燃焼温度が800℃以上になる熱量を有するように調整されており、本実施形態ではさらに燃焼温度が850℃以上になる熱量を有するように調整されている。 In the apparatus shown in FIG. 1, when the waste A is incinerated, first, the charging door 4 of the dry distillation furnace 1 is opened, and the waste A is charged into the dry distillation furnace 1 from the charging port 5. The waste A is mixed with various wastes mainly waste paper, waste wood, waste plastic, etc., and the combustible gas generated by the dry distillation in the dry distillation furnace 1 is stably burned. The combustion temperature is adjusted to have a calorific value of 800 ° C. or higher, and in this embodiment, the combustion temperature is further adjusted to have a calorific value of 850 ° C. or higher.
次いで、投入扉4を閉じて乾溜炉1内を密封状態としたのち、前記廃棄物Aの着火に先立って、制御装置14により燃焼炉3の燃焼装置31を作動させることにより、前記燃料の燃焼による暖気運転を開始する。具体的には、図2に示す経時変化を示すグラフにおいて、時刻t0で燃料の燃焼が開始される。
Next, after the charging door 4 is closed and the inside of the dry distillation furnace 1 is sealed, the combustion device 31 of the
次に、燃焼炉3内の温度Tは前記燃料の燃焼により次第に上昇し、時刻t1で温度センサ39により検知される温度Tが800℃を超えると、制御装置14により乾溜炉1の着火装置15が作動されて廃棄物Aに着火され、廃棄物Aの部分的燃焼により発生する可燃性ガスを前記燃料と共に燃焼炉3内で燃焼させる助燃運転が開始される。
Next, the temperature T in the
この着火時の助燃運転では、図2に示すように、制御装置14により酸素供給路22の制御弁23が徐々に開放される。これにより、乾溜炉1から混合部18に導入された可燃性ガスと酸素供給源21から供給された高濃度酸素とが混合器本体内で混合され、生成された第1混合ガスがバーナ部19へ供給される。そして、バーナ部19へ供給された第1混合ガスは、燃焼装置31の火炎によりバーナ部19内で燃焼を開始すると共に、燃焼部20へと誘引される。
In the auxiliary combustion operation at the time of ignition, as shown in FIG. 2, the
この助燃運転では、燃焼炉3内の温度センサ39の検出温度が800℃以下となると、燃焼装置31を作動させて燃焼炉内の温度が800℃を上回るように維持する。このような燃焼装置31の動作により、燃焼炉3内の温度は、図2に示すように、800℃前後で細かく振れ、燃焼装置31の作動に応じてその燃料が消費される。
In this auxiliary combustion operation, when the temperature detected by the
ここで、空気ではなく高濃度酸素で用いて可燃性ガスを燃焼させることで、空気中の窒素成分による熱量の吸収を抑えて、助燃に要する時間と燃料とを節約することができる。具体的には、図2に示すように、高濃度酸素を用いて助燃を行った場合の助燃運転終了時時刻t2は、空気により助燃運転を行った場合の助燃運転終了時時刻t2´に比して、約1/5〜1/6に短縮できる。さらに、これに伴い、助燃に要する燃料も約1/5〜1/6に節約できる。 Here, by burning the combustible gas using high-concentration oxygen instead of air, it is possible to suppress the amount of heat absorbed by the nitrogen component in the air and save time and fuel required for auxiliary combustion. Specifically, as shown in FIG. 2, the time t 2 at the end of the auxiliary combustion operation when the auxiliary combustion is performed using high-concentration oxygen is the time t 2 ′ at the end of the auxiliary combustion operation when the auxiliary combustion operation is performed using air. As compared with the above, it can be shortened to about 1/5 to 1/6. In addition, the fuel required for auxiliary combustion can be saved to about 1/5 to 1/6.
次いで、時刻t2で助燃運転が終了すると、乾溜炉1から供給される可燃性ガスの発生量の増加に伴って、燃焼炉3内の温度が上昇し、燃焼炉3内の温度センサ39の検出温度が、時刻t3で所定温度(例えば、1000℃)となると、燃焼炉3への酸素の供給を高濃度酸素から空気に切り替える。
Next, when the auxiliary combustion operation ends at time t 2 , the temperature in the
具体的には、図2に示すように、時刻t3で酸素供給路22に設けられた制御弁23を絞ると同時に、空気供給路27に設けられた制御弁28を開放することにより、燃焼炉3への酸素の供給を高濃度酸素から空気に切り替える。このとき、可燃性ガスの燃焼を持続するのに必要な酸素量が、高濃度酸素で供給した場合と等しくなるように、空気供給路27の制御弁28の弁開度が調整される。正確には、高濃度酸素の供給量の5倍の空気がバーナ部19に供給されるように、空気供給路27の制御弁28の弁開度が調整される。
Specifically, as shown in FIG. 2, at the same time narrowing the
なお、高濃度酸素の5倍の空気を供給するのは、空気中に含まれる酸素はその体積の約1/5だからである。これにより、可燃性ガスの燃焼を持続するのに必要な酸素量を維持することができる。 The reason why five times the high concentration oxygen is supplied is that the oxygen contained in the air is about 1/5 of its volume. Thereby, the amount of oxygen required to maintain the combustion of the combustible gas can be maintained.
そして、空気供給路27からバーナ部19の空室25に供給された空気は、ノズル孔26からバーナ部19内で導入されて、混合部18のガス導入管18bから放出されてバーナ部19内に導入された可燃性ガスと混合されて第2混合ガスを生成する。生成した第2混合ガスは、燃焼炉3内の火炎若しくはその雰囲気温度により自然燃焼することで、第1混合ガスによる燃焼から第2混合ガスによる燃焼に燃焼状態が連続的に引き継がれる。
The air supplied from the
時刻t3以降、第2混合ガスによる燃焼では、燃焼炉3内の温度は低下して、約850℃で維持される。これにより、燃焼炉3内の温度が高温となることを抑制することができると共に、高濃度酸素の消費量を節約することができる。
Time t 3 or later, the combustion by the second mixed gas, the temperature in the
なお、時刻t3以降も(燃焼炉3への酸素の供給を高濃度酸素から空気に切り替えることなく)、燃焼炉3への酸素の供給を高濃度酸素に維持し、燃焼炉3内の温度を1000℃に維持するようにしてもよい。この場合には、高濃度酸素の消費量を節約することはできないが、窒素成分がなく燃焼排気量を小さくすることができる。
Even time t 3 or later (without switching the supply of oxygen to the
以上、詳しく説明したように本実施形態の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、空気に比して体積の小さな高濃度酸素により可燃性ガスを燃焼させる際には、バーナ部より上流側に設けられた混合部により、可燃性ガスと高濃度酸素が混合される。そのため、体積の小さな高濃度酸素を、バーナ部より小径の混合部で可燃性ガスと十分に混合させることができ、この第1混合ガスを所定の流速でバーナ部へ供給することで、燃焼炉で安定して第1混合ガスを燃焼させることができる。 As described above in detail, according to the dry distillation gasification incineration processing apparatus of this embodiment, when combustible gas is burned with high-concentration oxygen having a volume smaller than that of air, it is provided upstream of the burner portion. The combustible gas and high-concentration oxygen are mixed by the mixed portion. Therefore, high-concentration oxygen having a small volume can be sufficiently mixed with the combustible gas in the mixing portion having a smaller diameter than the burner portion, and by supplying the first mixed gas to the burner portion at a predetermined flow rate, the combustion furnace Thus, the first mixed gas can be combusted stably.
一方、体積の大きな空気により可燃性ガス燃焼させる際には、バーナ部で直接、可燃性ガスと空気とを混合させることで、この第2混合ガスを燃焼炉3で安定して燃焼させることができる。
On the other hand, when the combustible gas is burned with the large volume of air, the combustible gas and the air are directly mixed in the burner portion so that the second mixed gas can be stably burned in the
そして、助燃運転時には、高濃度酸素により可燃性ガスを燃焼炉3内で燃焼させることで、空気中の窒素成分による熱量の吸収を抑えて、短時間で助燃運転を終了することができ、助燃に要する時間と燃料とを節約することができる。
At the time of the auxiliary combustion operation, combustion of the combustible gas with the high-concentration oxygen in the
さらに、高濃度酸素による可燃性ガスの燃焼で、燃焼炉3内の温度が上昇した後は、可燃性ガスの燃焼を高濃度酸素から空気に切り替えることで、燃焼炉3内の温度が高温となることを抑制することができると共に、高濃度酸素の消費量を節約することができる。
Furthermore, after the temperature in the
このように本実施形態の乾溜ガス化焼却処理装置によれば、燃焼炉で可燃性ガスを安定して燃焼させることができ、助燃に要する時間と燃料を節約することができる。 Thus, according to the dry distillation gasification incineration processing apparatus of this embodiment, combustible gas can be stably burned in a combustion furnace, and time and fuel required for auxiliary combustion can be saved.
尚、本実施形態では、高濃度酸素供給源21として酸素ボンベを用いたが、これに限定されるものではなく、既知の酸素発生装置等を用いるようにしてもよい。
In the present embodiment, an oxygen cylinder is used as the high-concentration
また、本実施形態では、乾溜炉1から燃焼炉3に導入された可燃性ガスを、混合部19で高濃度酸素と混合、またはバーナ部19で空気と混合する構成について説明したが、可燃性ガスを高濃度酸素とのみ混合して燃焼させる場合には、バーナ部19を省略することができる。この場合には、燃焼排気量が小さくなるため、燃焼炉3以降の構成を小型化することができ、延いては、装置の導入コストおよび維持コストを低減することができる。
In the present embodiment, the combustible gas introduced from the dry distillation furnace 1 to the
1…乾溜炉、3…燃焼炉、14…制御装置(供給切替手段)、18…混合部、18a…混合器本体、18b…ガス導入管、18c…酸素導入口、18d…ガス供給口、19…バーナ部、20…燃焼部、22…酸素供給経路(第1酸素供給手段)、27…空気供給経路(第2酸素供給手段)、A…廃棄物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dry distillation furnace, 3 ... Combustion furnace, 14 ... Control apparatus (supply switching means), 18 ... Mixing part, 18a ... Mixer main body, 18b ... Gas introduction pipe, 18c ... Oxygen introduction port, 18d ... Gas supply port, 19 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Burner part, 20 ... Combustion part, 22 ... Oxygen supply path (1st oxygen supply means), 27 ... Air supply path (2nd oxygen supply means), A ... Waste.
Claims (2)
前記燃焼酸素供給手段は、酸素濃度が90%以上である高濃度酸素を供給する第1酸素供給手段と、空気を供給する第2酸素供給手段と、前記燃焼炉への酸素の供給を該第1酸素供給手段と該第2酸素供給手段との間で切り替える供給制御手段とを有し、
前記供給制御手段は、可燃性ガスのみの燃焼で前記燃焼炉の温度がダイオキシン類の熱分解可能な温度より高温の温度として設定した前記設定温度に対してさらに高温の所定温度となるまでは、前記第1酸素供給手段からの高濃度酸素で可燃性ガスを燃焼させて、前記燃焼炉の温度を上昇させる共に、前記所定温度となったことをトリガとして、該燃焼炉への酸素の供給を前記第1酸素供給手段から前記第2酸素供給手段に切り替え、
前記所定温度は、前記燃焼炉の温度が前記所定温度になって、前記供給制御手段が、前記燃焼炉への酸素の供給を前記第1酸素供給手段から前記第2酸素供給手段に切り替えたことに因る前記燃焼炉の温度下降が前記設定温度までになるように、前記設定温度より所定分高く設定され、
前記燃焼炉は、前記乾溜炉から導入された可燃性ガスが導入されると共に、前記第1酸素供給手段により高濃度酸素が供給される混合部と、該混合部に連通し、前記第2酸素供給手段により空気が供給されるバーナ部と、該バーナ部に連通した燃焼部とを有し、
前記混合部は、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第1酸素供給手段に切り替えられているときに、前記可燃性ガスと前記第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素とを混合して第1混合ガスを生成し、
前記バーナ部は、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第1酸素供給手段に切り替えられているときには、前記混合部により生成された前記第1混合ガスを燃焼せしめると共に、前記供給制御手段により該燃焼炉への酸素の供給が前記第2酸素供給手段に切り替えられているときには、前記可燃性ガスと前記第2酸素供給手段により供給された空気とを混合して第2混合ガスを生成し、生成した該第2混合ガスを燃焼せしめ、
前記燃焼部は、前記バーナ部で燃焼を開始した前記第1混合ガスまたは前記第2混合ガスが導入されて、その燃焼が持続され、
前記バーナ部への前記混合部の前記第1混合ガスの供給口は、前記バーナ部への前記第1混合ガスの供給流速が、逆火となる流速より大きく、前記バーナ部における前記第1混合ガスの燃焼が阻害される流速より小さい所定範囲の流速となるように、形成されていることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。 A combustible gas for storing combustible gas and combusting a part of the waste material to dry the remainder of the waste material with the combustion heat to generate combustible gas, and combustible gas introduced from the combustible gas furnace A combustion furnace for combusting, a combustion oxygen supply means for supplying the combustion furnace with oxygen required for combustion of the combustible gas introduced into the combustion furnace, a combustion furnace temperature detection means for detecting the temperature in the combustion furnace, Oxygen supply to the dry distillation furnace so that the temperature in the combustion furnace detected by the combustion furnace temperature detecting means after the combustion of the combustible gas in the combustion furnace is started is maintained at a preset temperature. A dry distillation gasification incineration apparatus comprising a dry distillation oxygen supply means for supplying oxygen necessary for combustion of a part of the waste to the dry distillation furnace while adjusting the amount,
The combustion oxygen supply means includes a first oxygen supply means for supplying high-concentration oxygen having an oxygen concentration of 90% or more, a second oxygen supply means for supplying air, and oxygen supply to the combustion furnace. Supply control means for switching between one oxygen supply means and the second oxygen supply means,
Until the supply control means reaches a predetermined temperature higher than the set temperature set as a temperature higher than the temperature at which the combustion of dioxins can be thermally decomposed by combustion of only combustible gas , Combustible gas is burned with high-concentration oxygen from the first oxygen supply means to raise the temperature of the combustion furnace, and when the predetermined temperature is reached as a trigger, supply of oxygen to the combustion furnace is performed. Switching from the first oxygen supply means to the second oxygen supply means,
The predetermined temperature is the temperature of the combustion furnace becomes the predetermined temperature, and the supply control means switches the supply of oxygen to the combustion furnace from the first oxygen supply means to the second oxygen supply means. Is set a predetermined amount higher than the set temperature so that the temperature drop of the combustion furnace due to
In the combustion furnace, a combustible gas introduced from the dry distillation furnace is introduced, a high concentration oxygen is supplied from the first oxygen supply means, and the second oxygen is communicated with the mixing part. Having a burner section to which air is supplied by the supply means, and a combustion section communicating with the burner section;
The mixing unit has a high concentration supplied by the combustible gas and the first oxygen supply means when the supply control means switches the supply of oxygen to the combustion furnace to the first oxygen supply means. Mixing with oxygen to produce a first gas mixture,
The burner unit combusts the first mixed gas generated by the mixing unit when the supply control unit switches the supply of oxygen to the combustion furnace to the first oxygen supply unit, and When supply of oxygen to the combustion furnace is switched to the second oxygen supply means by the supply control means, the combustible gas and the air supplied by the second oxygen supply means are mixed to perform second mixing. Generating gas, burning the generated second mixed gas,
In the combustion part, the first mixed gas or the second mixed gas that has started combustion in the burner part is introduced, and the combustion is continued,
The supply port of the first mixed gas of the mixing unit to the burner unit has a supply flow rate of the first mixed gas to the burner unit larger than a flow rate at which flashback occurs, and the first mixing in the burner unit A dry distillation gasification incineration apparatus, characterized in that it is formed to have a flow rate in a predetermined range smaller than a flow rate at which gas combustion is inhibited.
前記混合部は、筒状の混合器本体と、該混合器本体の一端から該混合器本体の中心軸と同軸上に前記可燃性ガスを導入するガス導入管と、前記第1酸素供給手段により供給された高濃度酸素が前記ガス導入管の軸回りに回転する渦流状の酸素流となるように該高濃度酸素を混合器本体内に導入する酸素導入口と、該混合器本体の他端から前記バーナ部へ前記第1混合ガスを供給するガス供給口とを備えることを特徴とする乾溜ガス化焼却処理装置。 In the dry distillation gasification incineration processing device according to claim 1,
The mixing unit includes a cylindrical mixer main body, a gas introduction pipe for introducing the combustible gas coaxially with a central axis of the mixer main body from one end of the mixer main body, and the first oxygen supply unit. An oxygen inlet for introducing the high-concentration oxygen into the mixer body so that the supplied high-concentration oxygen forms a vortex-like oxygen flow rotating about the axis of the gas introduction pipe; and the other end of the mixer body And a gas supply port for supplying the first mixed gas to the burner section.
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