JP6098804B2 - Mixed gas blowing device, waste gasification and melting furnace having the same, mixed gas blowing method, and waste gasification and melting method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄物を熱分解、燃焼し、熱分解残渣を溶融する廃棄物ガス化溶融炉のための、混合気体吹込装置及びこれを有する廃棄物ガス化溶融炉、混合気体吹込方法及びこれを用いた廃棄物ガス化溶融方法に関する。 The present invention relates to a mixed gas blowing apparatus, a waste gasification melting furnace having the same, a mixed gas blowing method, and a mixed gas blowing method for a waste gasification and melting furnace for thermally decomposing and burning waste and melting a pyrolysis residue. The present invention relates to a waste gasification and melting method using the above.
都市ごみやシュレッダーダストなどの廃棄物を処理する技術として、廃棄物を熱分解、燃焼して、熱分解残渣を溶融しスラグにして排出する廃棄物溶融処理が知られている。 As a technology for treating waste such as municipal waste and shredder dust, waste melting treatment is known in which waste is pyrolyzed and burned to melt the pyrolysis residue into slag and discharge it.
この処理方法は、廃棄物を熱分解してガス化することによりその燃焼熱を回収することができるとともに、熱分解残渣を溶融してスラグとして排出した後に、埋立処分などで最終処分されるべき量を減容することができる利点を有している。このような溶融処理方法には幾つかの方式があるが、その一つとして、竪型をなすシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉による方法がある。 This treatment method can recover the heat of combustion by pyrolyzing and gasifying waste, and it should be disposed of in landfills after melting the pyrolysis residue and discharging it as slag. It has the advantage that the volume can be reduced. There are several methods for such melting treatment, and one of them is a method using a shaft furnace type waste gasification melting furnace having a vertical shape.
このシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉は、例えば、炉下部に堆積させたコークスを燃焼させ、この高温のコークス上へ廃棄物を投入して、熱分解及び部分酸化させてガス化するとともに残渣を溶融してスラグにする処理を行う炉である(特許文献1参照)。 This shaft furnace type waste gasification melting furnace, for example, burns coke deposited in the lower part of the furnace, throws the waste on this high temperature coke, pyrolyzes and partially oxidizes it, and gasifies it as residue Is a furnace that performs a process of melting slag into slag (see Patent Document 1).
特許文献1のシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉においては、竪型筒状をなす炉体の機能が大別して縦(上下)方向で3つの領域に区分される。すなわち、炉下部にコークスを堆積させたコークス床を有する高温燃焼帯が形成され、この高温燃焼帯の上に廃棄物層が形成され、炉体の上部にて該廃棄物層の上方に大きな空間のフリーボード部をなしている。
In the shaft furnace type waste gasification and melting furnace of
かかるガス化溶融炉では、上記3つの領域のそれぞれでは酸素含有ガスの炉内への吹込みが行われる。炉下部における高温燃焼帯には主羽口が設けられていて、投入されて堆積されたコークス床のコークスを燃焼させて、廃棄物の熱分解残渣を溶融する溶融熱源を得るために酸素富化空気が吹き込まれる。また、廃棄物層には副羽口が設けられ、投入されて堆積された廃棄物を緩やかに流動させると共に、廃棄物を熱分解及び部分酸化させるために空気が吹き込まれる。また、フリーボード部には三段目羽口が設けられ、廃棄物が熱分解されて生成した熱分解ガス(可燃性ガス)の一部を部分燃焼させて内部を所定温度に維持するために空気が吹き込まれる。 In such a gasification melting furnace, oxygen-containing gas is blown into the furnace in each of the three regions. A main tuyere is provided in the high-temperature combustion zone at the bottom of the furnace, and oxygen is enriched to obtain a melting heat source that burns the coke of the coke bed deposited and deposited to melt the pyrolysis residue of waste Air is blown. In addition, the waste layer is provided with a sub tuyere, and air is blown in order to gently flow the waste deposited and deposited, and to thermally decompose and partially oxidize the waste. In addition, the free board part is provided with a third stage tuyere to partially burn part of the pyrolysis gas (combustible gas) generated by pyrolyzing waste and maintaining the inside at a predetermined temperature Air is blown.
このようにシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉は、一つの炉で、廃棄物をその炉内での降下に伴い熱分解ガス化処理と溶融処理の両方を行うことのできる設備である。投入された廃棄物は熱分解され、ガスと残渣が生成される。主羽口からの酸素富化空気の送風によりコークス床のコークスが燃焼され高温燃焼帯が形成され、廃棄物の熱分解残渣が溶融されスラグとメタルとして排出される。コークス床はコークス同士間に生ずる空隙で、主羽口からの酸素富化空気やコークス燃焼により発生した高温ガスを通ガスさせるとともに、溶融したスラグとメタルを通液させる高温火格子としても機能している。高温燃焼帯のコークス燃焼により発生した高温ガスが高温燃焼帯の上に形成された廃棄物層の廃棄物を加熱し、副羽口からの空気の送風により廃棄物は熱分解され、この熱分解により発生した可燃性ガスを含むガスは廃棄物層内を上昇し、フリーボード部を経て、炉内上部に設けられた排出煙道より、炉外の二次燃焼室へ排出される。ガスは可燃ガスを多量に含んでいて二次燃焼室で燃焼され、ボイラで熱回収され蒸気を発生させその蒸気が発電等に用いられる。ボイラから排出されたガスは、サイクロンで比較的粗いダストが除去され、さらに、減温装置で冷却され、有害物質除去剤との反応により有害ガスが除去され、集塵機で除塵処理されるなど排ガス処理された後、煙突から大気に放散される。 As described above, the shaft furnace type waste gasification and melting furnace is a facility capable of performing both pyrolysis gasification treatment and melting treatment in one furnace as the waste falls in the furnace. The input waste is pyrolyzed to produce gas and residue. The coke in the coke floor is combusted by blowing oxygen-enriched air from the main tuyere to form a high-temperature combustion zone, and the pyrolysis residue of the waste is melted and discharged as slag and metal. The coke floor is a gap created between cokes, and it functions as a high-temperature grate that allows oxygen-enriched air from the main tuyere and high-temperature gas generated by coke combustion to flow, and also allows molten slag and metal to flow. ing. The high-temperature gas generated by coke combustion in the high-temperature combustion zone heats the waste in the waste layer formed on the high-temperature combustion zone, and the waste is thermally decomposed by blowing air from the sub tuyere. The gas containing the combustible gas generated by the gas rises in the waste layer, and is discharged to the secondary combustion chamber outside the furnace from the exhaust flue provided in the upper part of the furnace through the free board part. The gas contains a large amount of combustible gas and is combusted in the secondary combustion chamber, and heat is recovered by the boiler to generate steam, which is used for power generation and the like. Exhaust gas treatment, such as removing relatively coarse dust with a cyclone, cooling with a temperature reducing device, removing harmful gas by reaction with a hazardous substance remover, and removing dust with a dust collector And then released from the chimney to the atmosphere.
かかる廃棄物ガス化溶融炉では、炉底部にコークスを堆積させたコークス床が形成され、コークスが燃焼して熱分解残渣の溶融熱源となっているが、近年、化石燃料に由来する石炭コークスの使用量を低減して二酸化炭素排出量を削減することが要望されている。 In such a waste gasification melting furnace, a coke bed in which coke is deposited at the bottom of the furnace is formed, and the coke burns to become a heat source for melting pyrolysis residues. There is a demand for reducing carbon dioxide emissions by reducing the amount used.
そこで、石炭コークスの一部の代替としてLNG、LPG、廃棄物ガス化溶融炉にて熱分解により発生する可燃ガス等の燃料ガスを利用することが検討され、例えば、特許文献2では、主羽口(送風羽口)から酸素富化空気とともに燃料ガスを吹き込むことが提案されている。 Therefore, it has been studied to use fuel gas such as LNG, LPG, and combustible gas generated by thermal decomposition in a waste gasification and melting furnace as an alternative to coal coke. It has been proposed to blow fuel gas together with oxygen-enriched air from the mouth (fan tuyere).
特許文献2では、酸素富化空気を炉内へ送入する主羽口(送風羽口)の先端(開口)が炉内に進入してコークス床内にまで突入して位置するようにして該主羽口が設けられている。燃料ガスはこの羽口の先端位置で主羽口内へ供給されて、主羽口先端から酸素富化空気とともに吹き出される。したがって、主羽口の先端から吹き出された燃料ガスと酸素富化空気は上記主羽口内では混合されずに、コークス床へ吹き込まれた後にコークス床でのコークス粒間で混合されることとなる。 In Patent Document 2, the tip (opening) of the main tuyere (blower tuyere) that feeds oxygen-enriched air into the furnace enters the furnace and enters the coke floor to be positioned. A main tuyere is provided. The fuel gas is supplied into the main tuyere at the tip position of the tuyere and blown out from the tip of the main tuyere with oxygen-enriched air. Therefore, the fuel gas blown out from the tip of the main tuyere and the oxygen-enriched air are not mixed in the main tuyere but mixed between the coke grains in the coke bed after being blown into the coke bed. .
二酸化炭素排出量を削減するため、廃棄物ガス化溶融炉におけるコークスの使用量を低減するべく、特許文献2のようにコークスの一部の代替として燃料ガスを吹き込むとしても、次のような問題がある。すなわち、特許文献2では、燃料ガスと酸素富化空気が吹き出される主羽口の先端はコークス床内に位置していてコークス堆積層に直面しているのでコークス粒による通気抵抗が大きく、燃料ガスを酸素富化空気と混合させて効率的に燃焼させることができない。換言すると主羽口から溶融炉内に酸素富化空気と燃料ガスが吹き込まれて混合されるための空間が、コークス床内の未溶融スラグや低温のコークスにより塞がれてしまって形成されず、それ故にコークス床で十分に混合された状態での安定した燃焼が行われないことがあるという問題がある。 In order to reduce carbon dioxide emissions, even if fuel gas is blown in as a substitute for a part of coke as in Patent Document 2 in order to reduce the amount of coke used in a waste gasification and melting furnace, the following problems occur: There is. That is, in Patent Document 2, the tip of the main tuyere where the fuel gas and oxygen-enriched air are blown out is located in the coke floor and faces the coke deposit layer. The gas cannot be mixed with oxygen-enriched air and burned efficiently. In other words, the space for mixing oxygen-enriched air and fuel gas from the main tuyere into the melting furnace is blocked by unmelted slag or low-temperature coke in the coke bed and is not formed. Therefore, there is a problem that stable combustion may not be performed in a sufficiently mixed state in the coke bed.
また、廃棄物ガス化溶融炉から排出され回収したダストを溶融処理するため、該ダストを主羽口からコークス床に吹き込むことも併せて行いたい場合には、特許文献2には、酸素富化空気、ダスト、燃料ガスを吹き込む適切な機構が開示されておらず、この点でも問題がある。 In addition, in order to melt the dust discharged and recovered from the waste gasification melting furnace and to blow it into the coke floor from the main tuyere, Patent Document 2 discloses oxygen enrichment. An appropriate mechanism for blowing air, dust and fuel gas is not disclosed, and there is a problem also in this respect.
本発明は、このような事情に鑑み、燃料ガスを酸素そして空気と十分に混合して羽口へ吹き込める混合気体吹込装置及び方法そしてこれを用いる廃棄物ガス化溶融装置及び方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a mixed gas blowing apparatus and method for thoroughly mixing fuel gas with oxygen and air and blowing the mixed gas into the tuyere, and a waste gasification and melting apparatus and method using the mixed gas blowing apparatus and method. Is an issue.
上述した課題は、本発明によると、装置そして方法に関し次のように構成することで解決される。燃焼のために廃棄物溶融炉に混合気体を吹き込む装置としては、混合気体吹込装置そしてこれを有する廃棄物ガス化溶融炉、さらに方法としては、混合気体吹込方法そしてこれを用いる廃棄物ガス化溶融方法として、次のごとく構成される。 According to the present invention, the above-described problems can be solved by configuring the apparatus and method as follows. As a device for injecting a mixed gas into a waste melting furnace for combustion, a mixed gas blowing device and a waste gasification melting furnace having the mixed gas, and further as a method, a mixed gas blowing method and a waste gasification melting using the same The method is configured as follows.
<混合気体吹込装置>
本発明に係る混合気体吹込装置は、コークス床を有する炉体内で廃棄物を熱分解し残渣を溶融する廃棄物ガス化溶融炉のコークス床へ、酸素と、空気と、燃料ガスと、廃棄物ガス化溶融炉から排出され回収されたダストとを混合した混合気体を、上記廃棄物ガス化溶融炉の炉体に設けられた羽口から吹き込む。
<Mixed gas blowing device>
The mixed gas blowing apparatus according to the present invention is a waste gasification melting furnace that thermally decomposes waste in a furnace having a coke bed and melts the residue, into the coke bed of oxygen, air, fuel gas, and waste A mixed gas obtained by mixing dust collected and discharged from the gasification melting furnace is blown from a tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace.
かかる混合気体吹込装置において、本発明では、上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管を有し、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気がそして外管に酸素が供給され、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口は、上記内管内を流れる空気にダストを供給するためのダスト供給口として形成され、下流側に位置する分枝口は、上記空気に燃料ガスを送入するための燃料ガス送入口として形成されており、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、燃料ガスおよびダストが混合された後、上記外管内の先端域で該外管の酸素がこれに混合されて上記混合気体が形成されるようになっていることを特徴としている。 In the mixed gas blowing apparatus, in the present invention, the mixed gas blowing device includes an air supply pipe that is connected to the tuyere and sends the mixed gas into the furnace body, and the air supply pipe is located upstream of the outer pipe and the tip opening of the outer pipe. A double tube structure having an inner tube in which a tip opening is located, air is supplied to the inner tube and oxygen is supplied to the outer tube, and the inner tube has two different positions in the axial direction. At least one branch port is formed in the outer peripheral surface of the inner pipe, and the branch port located upstream of the two positions supplies dust to the air flowing in the inner pipe. A branch port located on the downstream side is formed as a fuel gas inlet for feeding fuel gas into the air, and the inner pipe is formed in the inner pipe. Air, fuel gas and dust are mixed up to the position of the tip opening After being, and oxygen of the outer tube at the distal end region of the outer tube are mixed thereto characterized in that is adapted to the mixed gas is formed.
このような混合気体吹込装置によると、内管で羽口へ向け軸線方向に送入させる空気に対し、軸線方向での異なる二位置の上流側の位置からダストが送気管内へ供給されそして下流側の位置から燃料ガスが供給される。したがって、空気、ダストそして燃料ガスは、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに混合される。さらに、上記外管内の先端域では、該外管の酸素がこれに混合されて混合気体が形成される。このようにして、上記混合気体は、外管の先端域で形成されるので、気体の混合に何ら支障となるものは存在しておらず、混合気体は羽口に至るまでの間で十分混合された状態で、羽口から炉内のコークス床へ吹き込まれる。したがって、燃料ガスはコークス床で良好に燃焼する。 According to such a mixed gas blowing device, dust is supplied into the air feed pipe from the upstream side of two different positions in the axial direction with respect to the air fed in the axial direction toward the tuyere with the inner pipe, and downstream. Fuel gas is supplied from the side position. Therefore, air, dust, and fuel gas are mixed in the inner pipe up to the position of the tip opening of the inner pipe. Further, in the distal end region in the outer tube, oxygen in the outer tube is mixed with this to form a mixed gas. In this way, the gas mixture is formed at the tip region of the outer tube, so there is no obstacle to gas mixing, and the gas mixture is sufficiently mixed until it reaches the tuyere. In this state, it is blown from the tuyere into the coke floor in the furnace. Therefore, the fuel gas burns well in the coke bed.
本発明において、送気管の外管は、周方向での複数位置に分枝口が形成されていて、これらの分枝口は、外管内に酸素を送入するための酸素送入口として形成されており、上記送気管は、これらの酸素送入口を連通して覆う環状空間を形成するジャケットを有しているようにすることもできる。 In the present invention, the outer pipe of the air supply pipe has branch ports formed at a plurality of positions in the circumferential direction, and these branch ports are formed as oxygen inlets for sending oxygen into the outer pipe. The air supply pipe may have a jacket that forms an annular space that communicates and covers these oxygen inlets.
本発明において、酸素がジャケットを経て供給されると、酸素はジャケット内の環状空間を流れて周方向でほぼ均一に分散されてから、複数の酸素送入口から外管に供給されるので、混合気体の形成が促進される。また、ジャケットへの酸素の供給のための供給管が周方向一個でしかジャケットに接続されていなくとも、燃料ガスはジャケット内で周方向に分散するので、上記供給管の数を最小限の一本とすることができ、装置が簡単化する。 In the present invention, when oxygen is supplied through the jacket, the oxygen flows through the annular space in the jacket and is almost uniformly dispersed in the circumferential direction, and then supplied from the plurality of oxygen inlets to the outer tube. Gas formation is promoted. Even if only one supply pipe for supplying oxygen to the jacket is connected to the jacket in the circumferential direction, the fuel gas is dispersed in the jacket in the circumferential direction, so that the number of supply pipes is minimized. It can be a book and the apparatus is simplified.
また、かかる混合気体吹込装置において、本発明では、上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管を有し、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気がそして外管に燃料ガスが供給され、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口は、上記内管内を流れる空気にダストを供給するためのダスト供給口として形成され、下流側に位置する分枝口は、上記空気に酸素を送入するための酸素送入口として形成されており、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、酸素およびダストが混合された後、上記外管内の先端域で該外管の燃料ガスがこれに混合されて上記混合気体が形成されるようになっていることを特徴とすることもできる。 Further, in the mixed gas blowing apparatus, in the present invention, the mixed gas blowing device has an air feeding pipe connected to the tuyere and sending the mixed gas into the furnace body, and the gas feeding pipe is upstream of the outer pipe and the distal end opening of the outer pipe. A double pipe structure having an inner pipe with a tip opening located on the side, air is supplied to the inner pipe and fuel gas is supplied to the outer pipe, and the inner pipe is different in the axial direction. At least one branch port is formed in each of the two positions by opening in the outer peripheral surface of the inner tube, and the branch port located on the upstream side of the two positions is used for air flowing in the inner tube. A branch port that is formed as a dust supply port for supplying dust and is located on the downstream side is formed as an oxygen inlet for supplying oxygen to the air, and the inner tube is formed in the inner tube. Air, oxygen and dust are mixed up to the tip opening position of After it may also be characterized in that the fuel gas of the outer tube at the distal end region of the outer tube is mixed thereto so that the above mixed gas is formed.
このような混合気体吹込装置によると、内管で羽口へ向け軸線方向に送入させる空気に対し、軸線方向での異なる二位置の上流側の位置からダストが送気管内へ供給されそして下流側の位置から酸素が供給される。したがって、空気、ダストそして酸素は、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに混合される。さらに、上記外管内の先端域では、該外管の燃料ガスがこれに混合されて混合気体が形成される。このようにして、上記混合気体は、外管の先端域で形成されるので、気体の混合に何ら支障となるものは存在しておらず、混合気体は羽口に至るまでの間で十分混合された状態で、羽口から炉内のコークス床へ吹き込まれる。したがって、燃料ガスはコークス床で良好に燃焼する。 According to such a mixed gas blowing device, dust is supplied into the air feed pipe from the upstream side of two different positions in the axial direction with respect to the air fed in the axial direction toward the tuyere with the inner pipe, and downstream. Oxygen is supplied from the side position. Therefore, air, dust, and oxygen are mixed in the inner pipe up to the position of the tip opening of the inner pipe. Further, in the tip region in the outer pipe, the fuel gas in the outer pipe is mixed with the outer pipe to form a mixed gas. In this way, the gas mixture is formed at the tip region of the outer tube, so there is no obstacle to gas mixing, and the gas mixture is sufficiently mixed until it reaches the tuyere. In this state, it is blown from the tuyere into the coke floor in the furnace. Therefore, the fuel gas burns well in the coke bed.
また、送気管は、燃料ガス送入口としての分枝口が外管の外周面に開孔して形成されていて、上記送気管の軸線方向に見て、燃料ガス送入口からの燃料ガスの送入方向が上記外管の軸線に対して偏倚しており、上記燃料ガス送入口から上記外管の接線方向に送入された燃料ガスが外管内で旋回流を生ずるようになっていることが好ましい。 The air supply pipe is formed by opening a branch port as a fuel gas inlet on the outer peripheral surface of the outer pipe, and the fuel gas from the fuel gas inlet is seen in the axial direction of the air pipe. The feeding direction is deviated from the axis of the outer pipe, and the fuel gas fed from the fuel gas inlet to the tangential direction of the outer pipe generates a swirling flow in the outer pipe. Is preferred.
本発明において、燃料ガスが送気管内で旋回流を生ずるようにして外管内へ供給されると、燃料ガスは、空気、ダストそして酸素と速やかに混合されるので、混合のための軸線方向寸法を小さめにすることができる。 In the present invention, when the fuel gas is supplied into the outer pipe so as to generate a swirling flow in the air supply pipe, the fuel gas is rapidly mixed with air, dust and oxygen. Can be made smaller.
また、送気管は、燃料ガス送入口が周方向での複数位置に形成されており、これらの燃料ガス送入口を連通して覆う環状空間を形成するジャケットを有しているようにすることもできる。本発明において、燃料ガスがジャケットを経て供給されると、燃料ガスはジャケット内の環状空間を流れて周方向でほぼ均一に分散されてから、複数の燃料ガス送入口から外管に供給されるので、混合気体の形成が促進される。また、ジャケットへの燃料ガスの供給のための供給管が周方向一個でしかジャケットに接続されていなくとも、燃料ガスはジャケット内で周方向に分散するので、上記供給管の数を最小限の一本とすることができ、装置が簡単化する。 Further, the air supply pipe may have a jacket in which fuel gas inlets are formed at a plurality of positions in the circumferential direction, and an annular space is formed so as to communicate and cover these fuel gas inlets. it can. In the present invention, when the fuel gas is supplied through the jacket, the fuel gas flows through the annular space in the jacket and is substantially uniformly distributed in the circumferential direction, and then supplied from the plurality of fuel gas inlets to the outer pipe. Therefore, the formation of the mixed gas is promoted. Further, even if only one supply pipe for supplying fuel gas to the jacket is connected to the jacket in the circumferential direction, the fuel gas is dispersed in the jacket in the circumferential direction, so that the number of supply pipes is minimized. It can be single, and the apparatus is simplified.
<廃棄物ガス化溶融炉>
廃棄物ガス化溶融炉は、上述した本発明の混合気体吹込装置を炉体に備えることにより構成される。
<Waste gasification melting furnace>
The waste gasification and melting furnace is configured by providing the furnace body with the above-described mixed gas blowing apparatus of the present invention.
<混合気体吹込方法>
本発明に係る混合気体吹込方法では、コークス床を有する炉体内で廃棄物を熱分解し残渣を溶融する廃棄物ガス化溶融炉のコークス床へ、酸素と、空気と、燃料ガスと、廃棄物ガス化溶融炉から排出され回収されたダストとを混合した混合気体を、上記廃棄物ガス化溶融炉の炉体に設けられた羽口から吹き込む。
<Mixed gas injection method>
In the mixed gas blowing method according to the present invention, oxygen, air, fuel gas, and waste are supplied to the coke bed of a waste gasification melting furnace that thermally decomposes waste in a furnace having a coke bed and melts the residue. A mixed gas obtained by mixing dust collected and discharged from the gasification melting furnace is blown from a tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace.
かかる混合気体吹込方法において、本発明では、上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管が接続されており、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気をそして外管に酸素を供給し、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口をダスト供給口として、上記内管内を流れる空気にダストを上記ダスト供給口から供給し、下流側に位置する分枝口を燃料ガス送入口として、上記空気に燃料ガスを上記燃料ガス送入口から送入し、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、燃料ガスおよびダストを混合した後、上記外管内の先端域で該外管の酸素をこれに混合して上記混合気体を形成することを特徴としている。 In this mixed gas blowing method, in the present invention, an air supply pipe connected to the tuyere and sending the mixed gas into the furnace body is connected, and the air supply pipe is upstream of the outer tube and the front end opening of the outer tube. A double tube structure having an inner tube with a tip opening located on the side, supplying air to the inner tube and oxygen to the outer tube, and the inner tube has two different axial directions. At least one branch port is formed in each position at the outer peripheral surface of the inner tube, and the branch port located upstream of the two positions is used as a dust supply port. Dust is supplied to the flowing air from the dust supply port, a branch port located on the downstream side is used as a fuel gas inlet, and fuel gas is supplied to the air from the fuel gas inlet, and the inside of the inner pipe Air, fuel gas and so on up to the position of the opening of the inner pipe After mixing the strike, and characterized by forming the mixed gas is mixed to the oxygen of the outer tube at the distal end region of the outer tube.
本発明において、送気管の外管は、周方向での複数位置に分枝口が形成されていて、これらの分枝口は、外管内に酸素を送入するための酸素送入口として形成されており、上記送気管は、これらの酸素送入口を連通して覆う環状空間を形成するジャケットを有しており、上記環状空間を通じて酸素を各酸素送入口から外管内へ送入するようにすることができる。 In the present invention, the outer pipe of the air supply pipe has branch ports formed at a plurality of positions in the circumferential direction, and these branch ports are formed as oxygen inlets for sending oxygen into the outer pipe. The air supply pipe has a jacket that forms an annular space that communicates and covers these oxygen inlets, and oxygen is supplied from each oxygen inlet into the outer pipe through the annular space. be able to.
また、かかる混合気体吹込方法において、本発明では、上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管が接続されており、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気をそして外管に燃料ガスを供給し、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口をダスト供給口として、上記内管内を流れる空気にダストを上記ダスト供給口から供給し、下流側に位置する分枝口を酸素送入口として、上記空気に酸素を上記酸素送入口から送入し、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、酸素およびダストを混合した後、上記外管内の先端域で該外管の燃料ガスをこれに混合して上記混合気体を形成することを特徴とすることもできる。
その際、送気管は、燃料ガス送入口としての分枝口が外管の外周面に開孔して形成されていて、上記送気管の軸線方向に見て、燃料ガス送入口からの燃料ガスの送入方向が上記外管の軸線に対して偏倚しており、上記燃料ガス送入口から上記外管の接線方向に燃料ガスを送入して外管内で旋回流を生じさせるようになっていることが好ましい。
また、送気管は、燃料ガス送入口が周方向での複数位置に形成されており、これらの燃料ガス送入口を連通して覆う環状空間を形成するジャケットを有しており、上記環状空間を通じて燃料ガスを各燃料ガス送入口から外管内へ送入するようにすることができる。
Further, in this mixed gas blowing method, in the present invention, an air supply pipe connected to the tuyere and sending the mixed gas into the furnace body is connected, and the air supply pipe is formed from an outer tube and a front end opening of the outer tube. A double pipe structure having an inner pipe with a tip opening located upstream, supplying air to the inner pipe and fuel gas to the outer pipe, and further, the inner pipe in the axial direction. At least one branch port is formed in each of the two different positions, and the branch port located upstream of the two positions is used as a dust supply port. the dust on the air flowing through the inner tube is supplied from the dust inlet, as inlet feed oxygen branched port located on the downstream side, the oxygen in the air fed from the oxygen inlet port, said at the inner tube Air, oxygen and dust up to the position of the opening of the inner pipe After mixing, by mixing thereto a fuel gas of the outer tube at the distal end region of the outer tube it may also be characterized in that to form the mixed gas.
At that time, the air supply pipe is formed by opening a branch port as a fuel gas inlet on the outer peripheral surface of the outer pipe, and the fuel gas from the fuel gas inlet is seen in the axial direction of the air pipe. The feeding direction is deviated with respect to the axis of the outer pipe, and the fuel gas is fed from the fuel gas inlet to the tangential direction of the outer pipe to generate a swirling flow in the outer pipe. Preferably it is.
The air supply pipe has fuel gas inlets formed at a plurality of positions in the circumferential direction, and has a jacket that forms an annular space that communicates and covers these fuel gas inlets. The fuel gas can be sent into the outer pipe from each fuel gas inlet.
<廃棄物ガス化溶融方法>
本発明において、廃棄物ガス化溶融方法は、溶融炉に対して上述の混合気体吹込方法により混合気体を吹き込むこととして構成され、上述の混合気体吹込方法によって廃棄物ガス化溶融炉のコークス床へ向け炉体内に混合気体を吹き込んで、廃棄物を熱分解し残渣を溶融することを特徴としている。
<Waste gasification and melting method>
In the present invention, the waste gasification and melting method is configured to inject a mixed gas into the melting furnace by the above-described mixed gas blowing method, and to the coke bed of the waste gasification and melting furnace by the above-described mixed gas blowing method. It is characterized in that a mixed gas is blown into the furnace body and the waste is pyrolyzed to melt the residue.
本発明は、以上のように、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造で送気管を構成して、上記外管内の先端域で混合気体が形成するので、空気、酸素、燃料ガスおよびダストは羽口から炉内へ吹き出される前に十分に混合された混合気体状態となっていて、この結果、コークス床での燃料ガスの燃焼が良好に行われる。このようにして、燃料ガスをコークスの一部の代替として用い、燃焼熱を溶融熱源として用いることが効率よくできるため、コークスの使用量を低減して二酸化炭素排出量を削減することができる。 As described above, the present invention comprises a double-pipe structure having an outer tube and an inner tube whose tip opening is located on the upstream side of the tip opening of the outer tube. As the gas mixture forms in the zone, the air, oxygen, fuel gas and dust are in a fully mixed gas state before being blown out of the tuyere into the furnace, resulting in fuel in the coke bed. Gas combustion is performed well. In this way, it is possible to efficiently use the fuel gas as a substitute for a part of coke and use the combustion heat as a melting heat source, so the amount of coke used can be reduced and the amount of carbon dioxide emissions can be reduced.
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、シャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉に燃料としてコークスと燃料ガスを供給し、廃棄物を炉体内で熱分解し、残渣を溶融するコークス床へ酸素と、空気と、燃料ガスと、廃棄物ガス化溶融炉から排出され回収されたダストとを混合した混合気体を羽口から吹き込む混合気体吹込装置を有することを特徴としているが、これらの特徴についての説明に先立ち、図1にもとづき、このシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉の概要構成を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, coke and fuel gas are supplied as fuel to the shaft furnace type waste gasification and melting furnace, and the waste is thermally decomposed in the furnace body, and oxygen, air, and fuel gas are supplied to the coke bed where the residue is melted. And a mixed gas blowing device for blowing a mixed gas obtained by mixing dust collected and discharged from the waste gasification and melting furnace from the tuyere. Prior to explanation of these features, FIG. Based on this, the general configuration of this shaft furnace type waste gasification melting furnace will be described.
図1に示される本発明の一実施形態で採用されているシャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉には、ガス化溶融炉1の炉上部に、処理対象物としての廃棄物、燃料としてのコークス、スラグの成分調整材としての石灰石を炉内へ投入するための投入口2が設けられ、また、上部側方には炉内のガスを炉外へ排出するためのガス排出口3が設けられている。また、ガス化溶融炉1の炉底部には溶融スラグと溶融金属を排出するための出滓口4が設けられている。
A shaft furnace type waste gasification and melting furnace employed in an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes waste as a processing object and coke as fuel in the upper part of the gasification and
シャフト炉式廃棄物ガス化溶融炉は、そのガス化溶融炉1の内部空間が縦方向で3つの領域に大別されていて、下方から、炉下部に形成された下部シャフト部I、その上に位置する中部シャフト部II、上部に形成されたフリーボード部IIIを有する領域となっている。これらの各部I,II,IIIは、それぞれ次のような機能を有する領域となっている。すなわち、下部シャフト部Iは、堆積されたコークス床を形成し、コークスを燃焼させて高温燃焼帯を形成する領域、中部シャフト部IIは、この高温燃焼帯上に投入された廃棄物の堆積により形成された廃棄物層の廃棄物を熱分解させる領域、フリーボード部IIIは、生成した可燃性ガスを部分燃焼させる領域である。
In the shaft furnace type waste gasification and melting furnace, the internal space of the gasification and
廃棄物ガス化溶融炉1の上方には、都市ごみ等の廃棄物、コークス、生成するスラグの成分調整材として使用する石灰石をそれぞれ供給する供給装置(図示せず)が配設されており、この供給装置から供給された廃棄物、コークス、石灰石は搬送コンベア(図示せず)により搬送され炉上部の上記投入口2から炉内に投入される。
Above the waste gasification and
廃棄物ガス化溶融炉に形成された上記下部シャフト部I、中部シャフト部II、フリーボード部IIIの各部に対して、それぞれ酸素含有ガスを吹き込む羽口が炉壁に設けられている。すなわち、下部シャフト部Iには、堆積されたコークスを燃焼させて高温燃焼帯を形成し、熱分解残渣を溶融するための混合気体を吹き込む主羽口5が設けられ、中部シャフト部IIには、投入されて堆積された廃棄物を部分燃焼させると共に廃棄物を緩やかに流動させながら熱分解、燃焼させるための空気を吹き込む副羽口6が設けられ、フリーボード部IIIには、廃棄物が熱分解して生成した可燃性ガスを部分燃焼させて炉内部を所定温度に維持するための空気を吹き込む三段羽口7が設けられている。
A tuyere for blowing oxygen-containing gas is provided on the furnace wall for each of the lower shaft portion I, the middle shaft portion II, and the freeboard portion III formed in the waste gasification melting furnace. That is, the lower shaft portion I is provided with a main tuyere 5 that burns the deposited coke to form a high-temperature combustion zone and blows a gas mixture for melting the pyrolysis residue, and the middle shaft portion II In addition, a
ガス排出口3に二次燃焼室10が接続して設けられており、廃棄物を熱分解して生成した可燃性ガスを燃焼する。二次燃焼のための空気を吹き込む空気送風口11が設けられている。また、この二次燃焼室10には、該二次燃焼室10で可燃性ガスを燃焼した燃焼ガスから熱回収するボイラ12が隣接して設けられている。
A
また、ボイラ12からの排気は、排気管13で排出され、後流側に設けられた減温装置や集塵機、さらには排ガス処理装置(いずれも図示せず)を経て無害化された後に大気に放出されるようになっている。
Exhaust gas from the
排ガスに含まれていて、上記二次燃焼室10とボイラ12で落下したダストは、該二次燃焼室10とボイラ12から落下排出され、上記集塵機で集塵されたダストとともに、ダスト帰還路15を経てガス化溶融炉1の側方上方位置に設けられたダスト貯留槽16へもたらされた後に、ダスト貯留槽16の下部出口に設けられたロータリバルブ16Aを経て、主羽口5に取り付けられた後述の送気管22に設けられた後述のダスト供給管23へ接続されていて、ダストが炉内へ供給帰還されるようになっている。このダストの主羽口5への供給については、後に再度説明する。
The dust contained in the exhaust gas and falling in the
ガス化溶融炉1の炉壁1Aの下部に設けられた主羽口5は、図2に見られるごとく、該炉壁1Aに形成された段状テーパ貫通孔1Bに取り付けられた円錐状外周面をもつ口金状の保持体18を有している。該保持体18は、下述する混合気体吹込装置20の送気管22の先端に取り付けられた先端取付部21を保持する。
The main tuyere 5 provided in the lower part of the
上記先端取付部21は外径面21Aがテーパ状をなし、また円筒状貫通孔21Bが形成されている。該貫通孔21Bの内径面には耐摩耗材層21Cが設けられている。貫通孔21Bは大外径端側で段状に大内径をなす係止部21B−1を有している。かかる先端取付部21を保持する上記保持体18は、既述のように円錐椀状をなしその底部(図にて右端部)には保持孔18Aが形成されている。該保持孔18Aは上記先端取付部21の外径面の大径端部と適合するテーパ孔をなしていて、このテーパ孔で上記先端取付部21の外径面と接面して該先端取付部21を保持している。このように、保持体18で保持される先端取付部21は炉体の炉壁1Aに取り付けられた上記保持体18により保持された状態で、該先端取付部21の小外径端側先端が炉体内に突入して位置する。かかる保持体18と先端取付部21のうちの少なくとも保持体18は水冷されるが、その形式は公知なので、ここでは水冷のための形態についての説明は省略する。
The
先端取付部21が先端に設けられた送気管22を有する混合気体吹込装置20は、図3(A)に見られるように、外管26内に同心に内管27が配された二重管構造をなし、内管27の先端開口は外管26の先端開口よりも手前の左方(上流側)に位置している。上記外管26は上流側端部に端壁28が設けられていて、上記内管27は該端壁28を貫通して上流側(左方)に延びている。内管27は、端壁28よりも上流側に延びる部分における、送気管22の中心線となる軸線方向で異なる二位置、図示の例では、上記先端取付部21から距離を持った位置と、そこからさらに距離をもった位置に、分岐口がそれぞれ形成されていて、上流側(図にて左側)に位置する分岐口がダスト供給口23Aとして、そして下流側に位置する分岐口が燃料ガス送入口24Aとして用いられている。送気管22の軸線(外管26及び内管27の軸線でもある)に対して直角な面での断面を示す図3(B)にも見られるように、上記ダスト供給口23Aは周方向の一箇所で内管27の上面位置に形成されている。また、上記燃料ガス送入口24Aも、上記ダスト供給口23Aと同様に、周方向の一箇所で内管27の上面位置に形成されている。
As shown in FIG. 3 (A), the mixed
上記ダスト供給口23Aには、ダスト帰還路15の一部をなしダストを内管27へ供給するダスト供給管23が接続されている。また、燃料ガス送入口24Aには、燃料ガスを内管27へ供給する燃料ガス送入管24が接続されている。かかるダスト供給管23そして燃料ガス送入管24が接続されている内管27には、空気が下流に向け流れている。
Connected to the
上記内管27には、既述のように、上記ダスト供給口23Aからダストが供給されるので、下流側に向け流れるダストによって管内壁が摩耗等の損傷を受けないように、該内管27の管内壁面が、上記ダスト供給口23Aよりも下流側範囲で耐摩耗材料でコーティングされた耐摩耗材層27Aを有している。該耐摩耗材層27Aは内管27の下流側の先端まで及んでおり、該内管27の先端に取り付けられている円錐状の先端取付部21の内径面に形成されている耐摩耗材層21C(図2参照)とともに、ダストによる内壁の損傷を防止している。このような、耐摩耗材層21C,27Aは、例えば、セラミックあるいは耐摩耗性クラッド鋼で形成できる。セラミックとしては、例えば、窒化珪素、ジルコニア、アルミナのうちの少なくとも一つを使用する。また、この耐摩耗材層は、各管の内径面にコーティングして形成することも、あるいは耐摩耗材の肉厚10mm程度のスリーブを各管内に挿入して形成することもできる。特に、耐摩耗性クラッド鋼の場合は、管全体を該耐摩耗性クラッド鋼製としてもよい。耐摩耗材スリーブを用いる場合、耐摩耗材スリーブは、外管26においては、モルタル等により管内径面と固着されるようにすることができる。
As described above, dust is supplied to the
外管26は、酸素供給管として用いられており、送気管22の中心線となる軸線方向での上流側の位置に分枝口が形成されていて、該分枝口は酸素送入口29Aとして用いられている。送気管22の軸線に対して直角な面での断面を示す図3(C)にも見られるように、上記酸素送入口29Aは周方向の一箇所で外管26の上面位置に形成されている。燃料酸素送入口29Aには、酸素を外管26へ供給する酸素送入管29が接続されており、酸素送入管29から受けた酸素が外管26内を下流に向けて流れている。
The
このような送気管22にあっては、内管27に空気が下流端に向け流送される。流送途中で、空気には先ずダスト供給口23Aからダストが供給され、その下流位置では燃料ガス送入口24Aから燃料ガスが送入される。したがって、空気にはダストそして燃料ガスが混合され、該内管27の先端開口の位置に至るまでに、流送の進行に伴いその混合度合が高められる。一方、酸素供給管として用いられる外管26には酸素供給源からの酸素が酸素送入口29Aから圧送入されている。内管27内で混合された空気、ダストそして燃料ガスは、外管26内の先端域、すなわち送気管22の軸線方向にて、内管27の先端開口から外管26の先端開口までの範囲に形成された空間で外管26の酸素と十分に混合されて、混合気体が形成される。この混合気体は、先端取付部21の貫通孔21B(図2参照)の先端から炉内へ吹き込まれることとなる。
In such an
上記送気管22の先端に取り付けられた先端取付部21は、その先端開口が炉内にあって高温燃焼帯のコークス床に直面しているので、気体はこの先端取付部21から吹き出した後コークス粒間を流通できるといえども、コークス粒から大きな通気抵抗を受けることとなり、炉内では混合が十分に行える状況ではない。この点で、本実施形態では、炉内に吹き込まれる前に外管26内の先端域で混合気体が形成されるので、気体の混合に何ら支障となるものは存在しておらず、混合気体は主羽口5に至るまでの間で十分混合された状態で、主羽口5から炉内のコークス床へ吹き込まれる。したがって、燃料ガスはコークス床で良好に燃焼する。
The
このように構成される本実施形態装置では、廃棄物のガス化溶融処理は次の要領で行われる。 In the present embodiment configured as described above, the waste gasification and melting treatment is performed as follows.
供給装置からの廃棄物、コークス、石灰石がガス化溶融炉1の上部に設けられた投入口2を経て、それぞれ所定量ずつ炉内へ投入され、主羽口5、副羽口6、及び三段羽口7から、それぞれ空気が炉内へ吹き込まれる。特に、主羽口5からは、既述したように混合気体吹込装置20の送気管22内で空気、燃料ガス、ダストそして酸素を混合して得られた混合気体が炉内へ吹き込まれる。上記投入口2から投入された廃棄物は、炉内で中部シャフト部IIに堆積して廃棄物層を形成し、下部シャフト部Iの高温燃焼帯から上昇してくる高温ガス及び副羽口から吹き込まれる空気によって乾燥され、次いで部分燃焼および熱分解される。熱分解により生成した可燃性ガスは、フリーボード部IIIにて、三段羽口7から吹き込まれる空気により一部が燃焼され、フリーボード部IIIが850℃以上の高温の還元雰囲気に保たれ、有害ガスとタール分を分解させる処理が施され、可燃性ガスを含むガスは炉外に設けられた二次燃焼室10へ送られ二次燃焼され、ボイラ12でその燃焼ガスから熱回収される。
Waste, coke, and limestone from the supply device are respectively introduced into the furnace by a predetermined amount through the inlet 2 provided in the upper portion of the
コークスは下部シャフト部Iに下降して高温燃焼帯(コークス床)を形成する。廃棄物層で廃棄物が熱分解した残渣は下降し、下部シャフト部Iのコークス床に達する。熱分解残渣(灰分、不燃物)は、コークス床でコークスと燃料ガスの燃焼により加熱され、溶融し溶融スラグと溶融金属になる。溶融スラグと溶融金属は出滓口4から排出され、炉外に設けられた水砕装置に供給され冷却固化され、冷却固化された水砕スラグと水砕金属が回収される。一方、主羽口5から吹き込まれた混合気体中のダストは主羽口5から高温燃焼帯へ達すると、溶融して熱分解残渣の溶融物とともに炉底部の出滓口4から抜き出される。このように、ダストを溶融処理することにより減容化して、埋立処分量を大幅に削減される。 The coke descends to the lower shaft portion I to form a high temperature combustion zone (coke bed). The residue resulting from the thermal decomposition of the waste in the waste layer descends and reaches the coke floor of the lower shaft portion I. Pyrolysis residue (ash content, incombustible material) is heated by the combustion of coke and fuel gas in the coke bed and melts into molten slag and molten metal. The molten slag and molten metal are discharged from the tap 4 and supplied to a water granulating device provided outside the furnace, cooled and solidified, and the cooled and solidified granulated slag and granulated metal are recovered. On the other hand, when the dust in the mixed gas blown from the main tuyere reaches the high temperature combustion zone from the main tuyere 5, it is melted and extracted from the outlet 4 at the bottom of the furnace together with the molten pyrolysis residue. In this way, the volume of the landfill is reduced by melting the dust, thereby greatly reducing the amount of landfill disposal.
本実施形態では空気と燃料ガスとダストは、内管27内で燃料ガス送入口24Aよりも下流側の空間にて混合された状態となり、さらに外管26の先端域で該内管26の酸素と混合された状態で炉内に吹き込まれる。そのため、燃料ガスは羽口から炉内へ吹き出される前に酸素、空気そしてダストと十分に混合された混合気体状態となっていて、コークス床での燃料ガスの燃焼が良好に行われる。このようにして、燃料ガスをコークスの一部の代替として用い、燃焼熱を溶融熱源として用いることが効率よくできるため、コークスの使用量を低減して二酸化炭素排出量を削減することができる。
In the present embodiment, air, fuel gas, and dust are mixed in the
図3の形態において、内管27での空気の流速を70〜120m/sec、燃料ガス送入口24Aから内管27へ燃料ガスを送入する流速を50〜200m/secとすることが好ましい。このような範囲の流速とすることにより、酸素そして空気と燃料ガスとの混合が効率よく行われ、また、混合気体が羽口先から炉内のコークス床の好ましい範囲にまで到達でき、コークス床における燃料ガス燃焼を良好に行うことができる。
In the form of FIG. 3, it is preferable that the flow rate of air in the
本発明において、混合気体吹込装置20は図3の形態に限定されず、種々変形が可能である。例えば、図3(A)では一つの酸素送入管29が外管26に取り付けられていたが、例えば、酸素送入口29Aを外管26の周方向での複数位置に設け、これらを包囲するようにして環状の空間を形成するジャケットを外管26に取り付け、該ジャケットの周方向の一箇所に酸素送入管29を接続するようにしてもよい。こうすることで燃料ガスの供給のための管系が単純化される。一つの酸素送入管29から送入された酸素は上記ジャケット内で分散して複数の酸素送入口29Aから均等に外管26内に進入して周方向に行きわたる。このようにジャケットを有する混合気体吹込装置の形態とすることにより、酸素の供給のための管系が単純化される。また、酸素送入管が別個の管系をなす混合気体吹込装置の形態では、管系同士の干渉を避けるために酸素送入口の数に制約があるが、ジャケットを有する混合気体吹込装置の形態とすることにより、より多くの酸素送入口を設けることができ、混合をより効率よく行うことができ、送気管の長さを短くコンパクトにできる。また、外管26にジャケットを設け、外管26に一つの燃料ガス送入口24Aを設けるようにしても、燃料ガスの供給のための管系が単純化されコンパクトにすることができるので好ましい。
In the present invention, the mixed
また、図3の形態では、燃料ガスを内管にそして酸素を外管に送入したが、例えば、図4のように、酸素を内管にそして燃料ガスを外管に送入することとしてもよい。具体的には、図4(A)を図3(A)と比較すると判るように、図3(A)にて内管27に形成され燃料ガス送入口24Aをなす分枝口を、図4(A)のように酸素送入口24A’として用いるとともに、図3(A)にて外管26に形成され酸素送入口29Aをなす分枝口を、図4(A)のように燃料ガス送入口29A’として用いている。また、図4に見られるように、上記酸素送入口24A’に酸素送入管24’がそして上記燃料ガス送入口29A’に燃料ガス送入管29A’が接続されている。
Further, in the form of FIG. 3, the fuel gas is fed into the inner tube and the oxygen is fed into the outer tube. For example, as shown in FIG. 4, oxygen is fed into the inner tube and fuel gas is fed into the outer tube. Also good. Specifically, as can be seen by comparing FIG. 4A with FIG. 3A, the branch port formed in the
また、図4の形態では、図4(C)によく見られるように、送気管の軸線方向に見て、複数の燃料ガス送入口29A’(図示の例では二つ)を送入方向が外管26の軸線から偏倚するように位置させて、燃料ガス送入管29’を外管26に対して接線方向となるように各燃料ガス送入口29A’にそれぞれ接続している。こうすることで燃料ガスが外管26内で旋回流を生じることとなり、該外管26の先端域での空気、酸素そしてダストとの混合度合が高められることとなる。
In the form of FIG. 4, as is often seen in FIG. 4C, the plurality of
また、図4の形態において、外管26で旋回流を生じさせることは必須ではない。そのような旋回流が特に必要ない場合には、図3の形態の酸素送入口29Aと同様に、燃料ガス送入口29A’を外管26の軸線から偏倚しない位置に設けてもよい。この場合、燃料ガス送入口29A’を外管26の周方向での複数位置に設けることも可能である。
Further, in the form of FIG. 4, it is not essential to generate a swirling flow in the
また、旋回流を生じさせるかどうかにかかわらず、燃料ガス送入口29A’を複数設ける場合には、図3の形態に関して述べたのと同様に、これらの燃料ガス送入口29A’を包囲するようにして環状の空間を形成するジャケットを外管26に取り付け、ジャケットの周方向の一箇所に燃料ガス送入管を接続するようにしてもよい。このようなジャケットを設けることにより、一つの燃料ガス送入管から送入された燃料ガスは上記ジャケット内で分散して複数の燃料ガス送入口29A’から均等に外管26内に進入して周方向に行きわたる。このようにジャケットを有する混合気体吹込装置の形態とすることにより、燃料ガスの供給のための管系が単純化される。
In addition, when a plurality of
図4の形態において、内管27での空気の流速を70〜120m/sec、酸素送入入口24A’から内管27へ酸素を送入する流速を50〜200m/secとすることが好ましい。このような範囲の流速とすることにより、酸素そして空気と燃料ガスとの混合が効率よく行われ、また、混合気体が羽口先から炉内のコークス床の好ましい範囲にまで到達でき、コークス床における燃料ガス燃焼を良好に行うことができる。
In the form of FIG. 4, it is preferable that the flow rate of air in the
1 廃棄物ガス化溶融炉
5 (主)羽口
20 混合気体吹込装置
22 送気管
23A ダスト供給口
24A 燃料ガス送入口
24A’酸素送入口
29A 酸素送入口
29A’燃料ガス送入口
26 外管
27 内管
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管を有し、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気がそして外管に酸素が供給され、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口は、上記内管内を流れる空気にダストを供給するためのダスト供給口として形成され、下流側に位置する分枝口は、上記空気に燃料ガスを送入するための燃料ガス送入口として形成されており、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、燃料ガスおよびダストが混合された後、上記外管内の先端域で該外管の酸素がこれに混合されて上記混合気体が形成されるようになっていることを特徴とする混合気体吹込装置。 Oxygen, air, fuel gas, and waste gasification and melting furnace were discharged and recovered to the coke floor of the waste gasification and melting furnace, where the waste is pyrolyzed and the residue is melted in the furnace with a coke bed In the mixed gas blowing device for blowing the mixed gas mixed with dust from the tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace,
An air supply pipe connected to the tuyere and sending the mixed gas into the furnace body, and the air supply pipe has an outer pipe and an inner pipe having a tip opening located upstream of the tip opening of the outer pipe. The inner pipe is supplied with air and the outer pipe is supplied with oxygen, and the inner pipe has at least one branch port at each of two different axial positions. A branch port located on the upstream side of the two positions is formed as a dust supply port for supplying dust to the air flowing in the inner tube, and is formed on the outer peripheral surface of the tube. The branch port located on the side is formed as a fuel gas inlet for sending fuel gas into the air, and the air and fuel are reached by the end of the inner pipe until the position of the tip opening of the inner pipe. After the gas and dust are mixed, the oxygen in the outer tube is reduced at the tip region in the outer tube. Are mixed in Les mixed gas blowing apparatus characterized by being adapted to the mixed gas is formed.
上記混合気体を炉体内へ送る送気管を有し、送気管の先端に羽口への取付けのためその先端取付部が設けられ、炉壁に形成された羽口の貫通孔に、先端取付部を保持する口金状の保持体が取付けられ、保持体は、その炉内側端部の内周面が先端取付部の炉外側端部の外周面に接面して先端取付部を保持し、先端取付部は、円筒状貫通孔が形成されていて該円筒状貫通孔の炉外側端部の内周面が送気管の炉内側端部の外周面に接面して送気管を保持し、保持体と先端取付部のうち少なくとも保持体が水冷されており、
上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気がそして外管に燃料ガスが供給され、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口は、上記内管内を流れる空気にダストを供給するためのダスト供給口として形成され、下流側に位置する分枝口は、上記空気に酸素を送入するための酸素送入口として形成されており、送気管の軸線方向での酸素送入口から内管先端開口までの距離が、内管先端開口から外管先端開口までの距離より長くなるようにそれぞれの位置が定められ、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでの範囲の空間で空気、酸素およびダストが混合された後、上記外管内の内管の先端開口から先端取付部の円筒状貫通孔の炉内側端部までの範囲の空間で、内管から流出する混合された空気、酸素およびダストに燃料ガスが混合されて上記混合気体が形成されるようになっていることを特徴とする混合気体吹込装置。 Oxygen, air, fuel gas, and waste gasification and melting furnace were discharged and recovered to the coke floor of the waste gasification and melting furnace, where the waste is pyrolyzed and the residue is melted in the furnace with a coke bed In the mixed gas blowing device for blowing the mixed gas mixed with dust from the tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace,
It has an air supply pipe for sending the above mixed gas into the furnace body, its tip attachment part is provided at the tip of the air supply pipe for attachment to the tuyere, and the tip attachment part is in the through hole of the tuyere formed in the furnace wall A base-like holding body is attached to hold the tip mounting portion with the inner peripheral surface of the furnace inner end contacting the outer peripheral surface of the furnace outer end of the tip mounting portion. The mounting portion is formed with a cylindrical through hole, and the inner peripheral surface of the outer end portion of the cylindrical through hole is in contact with the outer peripheral surface of the inner end portion of the air supply tube to hold and hold the air supply tube. At least the holding body of the body and the tip mounting part is water-cooled,
The air supply pipe has a double pipe structure having an outer pipe and an inner pipe whose tip opening is located upstream of the tip opening of the outer pipe. Air is supplied to the inner pipe and fuel gas is supplied to the outer pipe. Furthermore, the inner pipe is formed with at least one branch port opened in the outer peripheral surface of the inner pipe at each of two different positions in the axial direction, The branch port located on the upstream side is formed as a dust supply port for supplying dust to the air flowing in the inner pipe, and the branch port located on the downstream side is for sending oxygen into the air. Each position is formed such that the distance from the oxygen inlet to the inner tube tip opening in the axial direction of the air pipe is longer than the distance from the inner tube tip opening to the outer tube tip opening. defined, leading to the position of the distal end opening of the inner tube at the inner tube or Air in the space range of, after the oxygen and dust are mixed, in a space ranging from the distal end opening of the inner tube of the outer tube to the furnace inner end of the cylindrical penetration of the tip mounting portion, the outflow from the inner tube A mixed gas blowing device characterized in that fuel gas is mixed with mixed air, oxygen and dust to form the mixed gas.
上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管が接続されており、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気をそして外管に酸素を供給し、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口をダスト供給口として、上記内管内を流れる空気にダストを上記ダスト供給口から供給し、下流側に位置する分枝口を燃料ガス送入口として、上記空気に燃料ガスを上記燃料ガス送入口から送入し、上記内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでに空気、燃料ガスおよびダストを混合した後、上記外管内の先端域で該外管の酸素をこれに混合して上記混合気体を形成することを特徴とする混合気体吹込方法。 Oxygen, air, fuel gas, and waste gasification and melting furnace were discharged and recovered to the coke floor of the waste gasification and melting furnace, where the waste is pyrolyzed and the residue is melted in the furnace with a coke bed In the mixed gas blowing method of blowing the mixed gas mixed with dust from the tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace,
An air supply pipe that is connected to the tuyere and sends the mixed gas into the furnace body is connected, and the air supply pipe includes an outer pipe and an inner pipe having a tip opening located upstream of the tip opening of the outer pipe. The inner tube is supplied with air and the outer tube is supplied with oxygen, and the inner tube has at least one branch port at each of two different axial positions. It is formed by opening in the outer peripheral surface of the inner pipe, and the branch port located upstream of the two positions is used as a dust supply port, and dust is supplied to the air flowing in the inner tube from the dust supply port. The branch port located on the downstream side is used as a fuel gas inlet, and the fuel gas is sent into the air from the fuel gas inlet, and the inner pipe reaches the position of the tip opening of the inner pipe. After mixing air, fuel gas, and dust, the outer end of the outer pipe Mixed gas blowing method by mixing of oxygen thereto and forming the mixed gas.
上記羽口に接続され上記混合気体を炉体内へ送る送気管が接続されており、送気管の先端に羽口への取付けのために取り付けられた先端取付部と、羽口の貫通孔に取付けられ上記先端取付部を保持する保持体のうち、少なくとも保持体を水冷し、上記送気管は、外管と該外管の先端開口よりも上流側に先端開口が位置する内管とを有する二重管構造をなしていて、該内管に空気をそして外管に燃料ガスを供給し、さらには、上記内管は、軸線方向での異なる二位置のそれぞれに少なくとも一つの分枝口が上記内管の外周面に開孔して形成されていて、上記二位置のうち上流側に位置する分枝口をダスト供給口として、上記内管内を流れる空気にダストを上記ダスト供給口から供給し、下流側に位置する分枝口を酸素送入口として、上記空気に酸素を上記酸素送入口から送入し、送気管の軸線方向での酸素送入口から内管先端開口までの距離が、内管先端開口から外管先端開口までの距離より長くなるようにそれぞれの位置が定められている内管内にて該内管の先端開口の位置に至るまでの範囲の空間で空気、酸素およびダスを混合した後、上記外管内の内管の先端開口から先端取付部の円筒状貫通孔の炉内側端部までの範囲の空間で、内管から流出する混合された空気、酸素およびダストに燃料ガスを混合して上記混合気体を形成し、内管での空気の流速を70〜120m/sec、酸素送入口から内管へ酸素を送入する流速を50〜200m/secとして送入することを特徴とする混合気体吹込方法。 Oxygen, air, fuel gas, and waste gasification and melting furnace were discharged and recovered to the coke floor of the waste gasification and melting furnace, where the waste is pyrolyzed and the residue is melted in the furnace with a coke bed In the mixed gas blowing method of blowing the mixed gas mixed with dust from the tuyere provided in the furnace body of the waste gasification melting furnace,
Connected to the tuyere and connected to the air feed pipe that sends the mixed gas into the furnace, and attached to the tip of the air feed pipe for attachment to the tuyere and the through hole of the tuyere Among the holding bodies that hold the tip mounting portion, at least the holding body is water-cooled, and the air supply pipe has an outer pipe and an inner pipe whose tip opening is located upstream of the tip opening of the outer pipe. It has a double pipe structure and supplies air to the inner pipe and fuel gas to the outer pipe. Further, the inner pipe has at least one branch port at each of two different positions in the axial direction. An opening is formed in the outer peripheral surface of the inner pipe, and a branch port located upstream of the two positions is used as a dust supply port, and dust is supplied from the dust supply port to the air flowing in the inner tube. The branch port located on the downstream side is used as the oxygen inlet to the air. The iodine was fed from the inlet feed the oxygen, feeding oxygen inlet port in the axial direction of the trachea distance to the inner tube distal end opening, the inner tube from the distal end opening outer tube distal end opening until the longer becomes as in the respective than the distance After mixing air, oxygen, and dust in a space in the inner pipe where the position is determined, up to the position of the tip opening of the inner pipe , Fuel gas is mixed with the mixed air, oxygen, and dust flowing out from the inner pipe in the space up to the furnace inner end of the cylindrical through hole to form the mixed gas, and the air velocity in the inner pipe Is fed at 70 to 120 m / sec, and the flow rate of oxygen from the oxygen inlet to the inner tube is 50 to 200 m / sec .
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