JPH02273510A - Thermal cracking apparatus and method thereof - Google Patents
Thermal cracking apparatus and method thereofInfo
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- JPH02273510A JPH02273510A JP63307053A JP30705388A JPH02273510A JP H02273510 A JPH02273510 A JP H02273510A JP 63307053 A JP63307053 A JP 63307053A JP 30705388 A JP30705388 A JP 30705388A JP H02273510 A JPH02273510 A JP H02273510A
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Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、排気ガスのような気体中にajミわる、特に
ダイオキシン(dlox1r+s )やフラン(fur
ans)のような流動性の有害物質を熱分解する装置に
関しており、この装置は略円筒状の主燃焼室と、その上
方に配された副燃焼室と、有害′物質を含んでいる気体
の流れを角運動量をともなって主燃焼室に導入するため
、接重面に対して角度をなして1:燃焼室に通じている
導入量11部と、有害物質を含んでいる気体を燃焼させ
るため炎を主燃焼室に向けるように配されているバーナ
ーとを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to the removal of aj, especially dioxin (dlox1r+s) and furan (furan) in gases such as exhaust gas.
This device consists of a roughly cylindrical main combustion chamber, an auxiliary combustion chamber placed above it, and a gas containing harmful substances. In order to introduce the flow with angular momentum into the main combustion chamber, at an angle to the tangent plane: 1: 11 parts of the introduced amount communicating with the combustion chamber and to burn the gas containing harmful substances. and a burner arranged to direct the flame into the main combustion chamber.
環状のガス流滞留装置がバーナーの1−h゛に配さねて
おり、ガス流滞留装置はガス流を1〜燃焼室から副燃焼
室に送る中央開口を設けている。中央開口部は円筒状の
主燃焼室のそれよりも小さな径を有しており、ガス流滞
留装置は斜め下方に向けられたノズル手段を備えている
。An annular gas flow retention device is disposed at 1-h of the burner, the gas flow retention device having a central opening for directing the gas flow from the combustion chamber 1 to the secondary combustion chamber. The central opening has a smaller diameter than that of the cylindrical main combustion chamber, and the gas flow retention device is provided with nozzle means directed obliquely downward.
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題]ダイオ
キシン、フランのような非常にを害な組成を存する物質
は、経済的には、これらを高温でより問題の少ない化合
物に熱分解することのみにより処分することができる。[Prior art and problems to be solved by the invention] Substances with extremely harmful compositions such as dioxins and furans can only be economically decomposed at high temperatures into less problematic compounds. It can be disposed of by
例えば、西ドイツ特許出願公開公報(P ubllsh
ed G erman P atentApp!Ic
atlon) 3i2357B04号は、この様な有害
物質の熱分解用に、天然ガスなどの燃料を用いたバーナ
ーを備えている燃焼装置を開示している。有害物質が高
温領域で燃焼するに充分な滞留時間を確保するため、大
きな容積の燃焼室が必要とされる。このような炉は、相
応に高価であり、更に、所望の熱分解を確実なものとす
るため、燃焼室におけるガス流を乱流とし、適当に混合
するのは困難である。燃焼室の容積を減じた場合には、
有害物質が高温領域に滞留する時間が短がすぎて、分解
反応が完全になされない。For example, West German Patent Application Publication No.
edGermanPentApp! Ic
atlon) No. 3i2357B04 discloses a combustion device equipped with a burner using a fuel such as natural gas for thermal decomposition of such harmful substances. A combustion chamber with a large volume is required to ensure sufficient residence time for harmful substances to burn in the high temperature region. Such furnaces are correspondingly expensive and, moreover, the gas flow in the combustion chamber is turbulent and difficult to mix properly in order to ensure the desired pyrolysis. If the volume of the combustion chamber is reduced,
The residence time of harmful substances in the high temperature region is too short, and the decomposition reaction is not completed completely.
従って、本発明の主要な目的は、これらの問題を除去す
るとともに、ガス中に含まれる流動性の有害物質を熱分
解するための装置で、コンパクトであるが、有害物質を
含むガスが燃焼室に充分に滞留するのを確保して、熱分
解反応が完全に進行するのを可能にするような装置を提
供するにある。Therefore, the main object of the present invention is to eliminate these problems and to provide a device for thermally decomposing fluid harmful substances contained in gas, which is compact but allows the gas containing harmful substances to enter the combustion chamber. The object of the present invention is to provide an apparatus that ensures sufficient retention in the pyrolysis reaction and allows the thermal decomposition reaction to proceed completely.
〔課題を解決するための手段]
始めに記載したタイプの装置において、本発明の一態様
に従って、斜め下方に向けられたノズル手段が2次的な
エアを主燃焼室に供給する状態で、バーナーを炎が導入
開口部の上方で主燃焼室に向かうように配設し、環状の
滞留装置が、その中央開口部の周りに配された流通手段
を区画することにより、上記の目的等が達成される。Means for Solving the Problems In an apparatus of the type described at the outset, according to one aspect of the invention, the burner is operated with obliquely downwardly directed nozzle means supplying secondary air to the main combustion chamber. The above objectives are achieved by arranging the flame to flow toward the main combustion chamber above the introduction opening, and by partitioning the circulation means arranged around the central opening by the annular retention device. be done.
このような装置において、分解されるべき有害物質を含
んでいるガスは、導入開口部を通って主燃焼室の底部に
導入され、バーナー用の一次ガスとなる。燃焼の第1段
階は化学量的に、あるいは化学量的よりも僅かに少なく
為される。この燃焼により生ずる800’ Cないし1
400@Cの高温は、ダイオキシンやフランのような復
雑な有機体分子の熱分解に好適である。滞留装置は、ガ
スが主燃焼室から抜出すのが早すぎてしまうのを防止し
、滞留装置において下方に向けられたノズルは2次的な
エアを上燃・焼室に供給する。これは燃焼ガスを主燃焼
室により長く滞留させておこうという主目的を有してい
る。更に、2次的なエアを主燃焼室に供給することによ
り、ここを充分に空気過剰な状態にして、燃焼可能な全
ての構成分子が完全に燃焼するのを確実にし、これによ
り炭化水素とCOの排出量が極端に低く抑えられる。主
燃焼室から排気ガスを煙突にむけて排出するのに、滞留
装置に中央開口を設けるだけでなく、燃焼室の壁の領域
においてこの中央開口を取囲んでいる排気ガス用の別の
流路を設けるのが好ましいことが、長期の試験によりわ
かっている。ガス流に角運動量が与えられることから、
そのうちの重い方の構成分子は、燃焼室の壁付近の領域
に残留しようとし、これに対して軽い方のガス構成分子
は燃焼室の軸線付近の領域に集まろうとする。滞留装置
において中央開口を、これを取囲んでいる流路手段とと
もに設けることにより、軽い方のガス構成分子が選択的
に除去されてしまうという望ましくない状態が回避され
る。好ましくは、環状の滞留装置は、中央開口と流路手
段との間に桟を存しており、桟は環状の扇形状を有し、
円筒状の主燃焼室の軸線を同軸的に取囲んでいる。これ
らの桟は、2個以上の支持桟によって環状の滞留装置の
外(11a1分に接続されている。流路手段を構成して
いる流路全体は、環状の扇形状を有している。In such devices, the gas containing the harmful substances to be decomposed is introduced through the introduction opening into the bottom of the main combustion chamber and becomes the primary gas for the burner. The first stage of combustion is carried out stoichiometrically or slightly less than stoichiometrically. 800' C to 1 produced by this combustion
A high temperature of 400@C is suitable for thermal decomposition of complex organic molecules such as dioxins and furans. The retention device prevents gas from leaving the main combustion chamber too quickly, and the downwardly directed nozzles in the retention device supply secondary air to the upper combustion chamber. The main purpose of this is to keep the combustion gases in the main combustion chamber longer. Furthermore, by supplying secondary air to the main combustion chamber, it is sufficiently over-aired to ensure complete combustion of all combustible constituent molecules, thereby reducing the amount of hydrocarbons and CO emissions can be kept extremely low. For discharging the exhaust gases from the main combustion chamber towards the chimney, the retention device is provided not only with a central opening, but also with a separate channel for the exhaust gases surrounding this central opening in the region of the walls of the combustion chamber. Long-term tests have shown that it is preferable to provide Since angular momentum is given to the gas flow,
The heavier constituent molecules tend to remain in the region near the walls of the combustion chamber, while the lighter gas constituent molecules tend to collect in the region near the axis of the combustion chamber. By providing a central opening in the retention device with surrounding channel means, the undesirable selective removal of lighter gas constituents is avoided. Preferably, the annular retention device includes a crosspiece between the central opening and the channel means, the crosspiece having an annular sector shape;
It coaxially surrounds the axis of the cylindrical main combustion chamber. These bars are connected to the outside (11a1) of the annular retention device by two or more support bars.The entire channel constituting the channel means has an annular fan shape.
本発明の他の実施例により、ガス中に含まれる流動性有
害物質を熱分解するための炉が提供され、この炉は、環
状の部分片を積重ねてモジュール式に組立てられた炉壁
を備えており、炉壁は略円筒状の主燃焼室、及びこの上
に配された副燃焼室を区画している。これらの燃焼室の
間には、環状のガス流滞留装置が配され、滞留装置は円
筒状の主燃焼室よりも小さい径を有する中央開口を区画
しており、また、環状の炉U部分片のうちの一つが滞留
装置の外側部分となっている。According to another embodiment of the invention, a furnace is provided for pyrolyzing flowable hazardous substances contained in a gas, the furnace comprising a furnace wall assembled modularly by stacking annular sections. The furnace wall defines a substantially cylindrical main combustion chamber and an auxiliary combustion chamber arranged above the main combustion chamber. Between these combustion chambers an annular gas flow retention device is arranged, which delimits a central opening with a smaller diameter than the cylindrical main combustion chamber, and which also defines an annular furnace U section. One of them is the outer part of the retention device.
この熱分解炉は、非常に簡単な構成とな>”?7いる。This pyrolysis furnace has a very simple configuration.
より詳細にいえば、炉を組立てるについて予め築造6.
気れでいる(−ジコールを使用することが可能で、現場
で炉を建立する時間を非常に短縮することがC1′きる
。モジュール式の構成要素どうし5の間は5、これらを
突起と溝とで嵌合さゼて連結することにより、適当にシ
ールされる。このような構成とし、ζ゛いること(、’
:よる別の効果、は、容量の異なる燃焼室を築造するに
ついて、同じモジフールの組を使用でき、−船釣になさ
れている運転状態のぞt:ぞれについて理想的な炉を築
造することができることである。To be more specific, 6. Assemble the furnace in advance.
It is possible to use dicol and greatly reduce the time required to erect the furnace on site. By fitting and connecting with the
Another effect is that the same set of modifiers can be used to construct combustion chambers of different capacities, and the operating conditions used in boat fishing can be used to construct ideal furnaces for each. This is something that can be done.
[実施例]
図を1照1、て、ガス中に3まれる白゛害物質を熱分解
4″るための装置を説明する。図には略円形の16燃焼
室を備えでいる炉が・パされており、主燃焼室は、炉の
壁面を形成し、ている環状の部分片2からなる外壁部分
によって区画さねている。炉の壁となっでいる部分L%
は略環状をなL2ているとともに、世数の層から構成さ
れこおり、第1図には7耐火れんがの内側層17と、こ
の内側の耐火第1んが層を囲む2つの層L8,19が示
されてい61、炉壁の部分片が多層構造であることから
、燃焼室の壁の全ての領域について最適な材料を用い5
几とができる。公知のよ・うに、岩綿(rock w
ool )からなる緩衝材と鋼製の外被−e炉の壁の部
分片1(コ囲むことができる。鋼製の外被は耐火れんが
の熱膨張によって生ずる応力を吸収することができ、耐
火れんかに作用する応力が燃焼室についての第1のシー
ルを提供する。鋼製の外被自体は別のシールを構成して
おり、負圧をかけて装置を運転する必要はない。2これ
により、高価な吸引換気装置を使用し2ないで済Jiせ
られる。[Example] A device for thermally decomposing pollutants contained in gas will be explained with reference to the figure.The figure shows a furnace equipped with 16 approximately circular combustion chambers.・The main combustion chamber is partitioned by an outer wall portion consisting of annular piece 2 that forms the wall surface of the furnace.The portion L% that forms the wall of the furnace
L2 has a substantially circular shape and is composed of several layers. In Figure 1, there is an inner layer 17 of seven refractory bricks, and two layers L8 and 19 surrounding the first layer of refractory bricks on the inside. 61, and since the sections of the furnace wall have a multilayer structure, it is necessary to use the most suitable materials for all areas of the wall of the combustion chamber5.
I can do things efficiently. As is well known, rock wool
A buffer material consisting of a buffer material consisting of The stress acting on the brick provides the first seal for the combustion chamber. The steel jacket itself constitutes another seal and there is no need to operate the device under negative pressure.2 This This eliminates the need for expensive suction ventilation equipment.
第1図に示すように、炉の壁の部分片′、y、の当It
端面21は、環状の突起、一つまり突片22で、これら
の突片22どう1、の間で環状溝を区画し、ている突片
22を有1.ており、これにより当接する部分片どうし
が突片と環状溝とによ一ンて嵌合し1、これらの部分片
の間で適切なシーリングを確保し゛こいる。(1σ)壁
の部分11は同じ形状となっでおり、従−2てLl、損
性があり、同径であるが異なった容積の燃焼室を形成す
るよ)な如何なるやりかたで連結することもできる。As shown in FIG.
The end surface 21 has an annular protrusion, that is, a protrusion 22, which defines an annular groove between the protrusions 22. As a result, the abutting sections are fitted together by the protrusion and the annular groove 1, ensuring proper sealing between these sections. (1σ) The wall sections 11 are of the same shape and can be connected in any way (such that they are lossy and form combustion chambers of the same diameter but different volumes). can.
図・j(4\れCいる装置は、、円形の1:燃焼室]の
十ノjに配された副燃焼室15、及び有害物質を含むガ
ス流を4−燃焼室に導入するための]三燃焼室に通ずる
導入、開口部′うをも備えている。このガスは、例えば
ごろ峙却段′備からの排気ガスである。このような課、
備は;111當、空気が過剰な状態で運転しており、拌
゛気ガスは酸素・を八んで燃焼ガスとして機能4る。、
1:燃焼室1に導入されるこのJ、うなガス流に、酸素
が1f:在jないか、あるいは充分でないような場合1
ごは、まわりの空気と混合j、てもよい。。Figure J (4) The device consists of an auxiliary combustion chamber 15 arranged at the 10th corner of a circular 1:combustion chamber, and a gas flow containing harmful substances into the 4-combustion chamber. ] Three combustion chambers are also provided with an inlet and an opening leading to the combustion chamber.
The equipment is operated with an excess of air, and the agitator gas depletes oxygen and functions as a combustion gas. ,
1: When there is no or insufficient oxygen in this gas flow introduced into the combustion chamber 1.
The rice may be mixed with the surrounding air. .
導入量[−1部うの軸線3aが主燃焼室の軸線1aに対
1.て向1)られている、つまり十径力向に延びている
もの−r″もよいが、導入開口部3を主燃焼室1に拭・
I′而に対λて鋭角(、シ、て向けて主燃焼室に導入さ
れるガス流に角運動量をりえるのが好ま13、い。Introduced amount [-1 part] The axis 3a of the main combustion chamber is 1. 1) oriented in the radial force direction, i.e. extending in the 10-radial force direction -r'' is also acceptable, but it is also possible to wipe the inlet opening 3 into the main combustion chamber 1.
It is preferable to impart angular momentum to the gas flow introduced into the main combustion chamber at an acute angle (, , , with respect to I' and λ).
、了の角運動量1ごよ1〕、ガノ7流が乱流となり主燃
焼室においてガスの成分が良く混ざるのを確す、にI、
1て、運転効率が最適化される。, complete angular momentum 1 goyo 1], make sure that the gas flow becomes turbulent and the gas components are well mixed in the main combustion chamber.
First, operational efficiency is optimized.
図示されている例では、(既略的に示された3fμmの
バーナー4が、a害物質を燃焼させるため、′斧4bを
導入開口部3の十)jで主燃焼室1に向:」2)よ・)
にして配されている。これら3個のバーナは主燃焼室の
周辺回りに等間隔をおい−r:l’fiW ;’J t
+7いるが、バーナーが1個、あるいは′う個を越λる
バーナーを使用1.たちのでもよいことは理解されるべ
きである。バーブ−4のat腺、′1aは僅かに上方1
ご向けられているとともに、こわも接甲面に対j、て鋭
角をな14.て延びており、ガス)彦にl’5ズろ角運
動量を増し、ている。導入開口部のL方にバーナーをシ
j−1j−ることで、ガス流の全部が炎・11)ダ・通
過り、、 T /1Ein、、 、従ってガスの全てが
燃焼状態に4部gかflることか確保される。In the illustrated example, a 3 fμm burner 4 (schematically shown) directs the ax 4b into the main combustion chamber 1 at the introduction opening 3 in order to burn out harmful substances. 2) Yo・)
It is arranged as follows. These three burners are equally spaced around the periphery of the main combustion chamber.
+7, but use one burner or more than one burner 1. It should be understood that this may be the case. Barb-4 at gland, '1a slightly above 1
14. While facing towards the enemy, the stiffness also makes an acute angle to the contact surface. The gas is extended by l'5 and increases its angular momentum. By shedding the burner toward the L side of the inlet opening, all of the gas flow passes through the flame. It is ensured that either the flag or fl.
第1図に;tずように、環状のtfス流滞留装置?4+
:20は、−主燃焼室1 、!:卵+燃焼室15との間
でバナー/1の上方i::配されており1.1.燃焼室
1と副燃焼室15とを互いに分#1.τいる1、滞留装
置2(−)は、円筒状の主燃焼室1の径よりも小さな径
を有するとともにガス流を主燃焼室から副燃焼室へ通す
中央開口部、7と、中央開口部7の周りに配された流路
9からなる流路手段を区画している。図示されている炉
において、環状の炉壁の部分片5は滞留装置の外側部分
を構成しており、その内側部分はそれぞれ鋭角な扇形の
形状を有する桟(web)6から構成され、合体されて
中央開口部7を有する環状の滞留装置となる。中央開口
部7とこれを取囲む流路9との間の桟6は、下方に向け
て収束するような側面となった略台形の断面(第3図参
照)を有している。この形状は、下方に向けたノズルと
、桟の側面とがなす角度が平らになりすぎるのを避ける
ので、2次的なエアノズル10a110bを収容するハ
ウジングとして最適である。As shown in Figure 1, an annular TF gas flow retention device? 4+
:20 is -main combustion chamber 1,! : Located above the banner/1 between the egg and the combustion chamber 15. 1.1. The combustion chamber 1 and the auxiliary combustion chamber 15 are separated from each other by #1. The retention device 2 (-) has a central opening, 7, which has a smaller diameter than the diameter of the cylindrical main combustion chamber 1 and allows the gas flow to pass from the main combustion chamber to the sub-combustion chamber, and a central opening. A flow path means is defined by a flow path 9 arranged around the flow path 7. In the furnace shown, the annular furnace wall section 5 constitutes the outer part of the retention device, the inner part of which is composed of webs 6 each having the shape of an acute sector, which are joined together. This results in an annular retention device having a central opening 7. The crosspiece 6 between the central opening 7 and the flow path 9 surrounding it has a substantially trapezoidal cross section (see FIG. 3) with side surfaces that converge downward. This shape is ideal as a housing for accommodating the secondary air nozzle 10a110b because it prevents the angle between the downwardly directed nozzle and the side surface of the crosspiece from becoming too flat.
滞留装置において流路手段は中央開口部の周りに配され
ており、図示された例では桟6と燃焼室の内壁8との間
の流路9となっている。In the retention device the channel means are arranged around a central opening, in the illustrated example a channel 9 between the crosspiece 6 and the inner wall 8 of the combustion chamber.
滞留装置!20は更に、2次的なエアを、好適には15
°の角度αで主燃焼室1に送るための斜め下方に向けら
れたノズル手段10a、10bを有している。図示され
ている例(第3図参照)では、ノズル10aは接線方向
に、内側に、これに対してノズル10bは接線方向に、
外側に向けられており、これを通って主燃焼室に送られ
る2次的なエアの角運動量を増すようになっており、こ
れらのノズルは主燃焼室におけるガス流の角度のついた
方位にほぼ向けられている。これらのノズルは燃焼室の
軸線1aに向いているのではなくこれから離すように向
けられている。これにより、燃焼室におけるガスの燃焼
に最適な滞留時間を生じさせるだけでなく、燃焼室で撹
伴されることになるガスについて望ましい下向きの撹拌
流れを生じさせることになる。2次的なエアの供給を斜
め下方に向けることによって、煙突にむかってガス流が
急速に流れていってしまうのが避けられることになる。Retention device! 20 further includes secondary air, preferably 15
It has obliquely downwardly directed nozzle means 10a, 10b for feeding into the main combustion chamber 1 at an angle α of .degree. In the illustrated example (see FIG. 3), nozzle 10a is tangentially inward, whereas nozzle 10b is tangentially inward,
These nozzles are oriented outwardly to increase the angular momentum of the secondary air passed through it to the main combustion chamber, and these nozzles direct the angular orientation of the gas flow in the main combustion chamber. Almost directed. These nozzles are not directed towards the axis 1a of the combustion chamber, but away from it. This not only creates an optimal residence time for the combustion of the gas in the combustion chamber, but also creates a desirable downward stirring flow for the gas that is to be stirred in the combustion chamber. By directing the secondary air supply diagonally downward, rapid flow of gas toward the chimney is avoided.
外側に向けられた2次的なエア供給用のノズル10bは
、桟6に内接する中心円に対してほぼ接線方向に延び、
流路9を通るガスの流れを遅延させ、これに対して、同
様に延びている内側に向けられたノズル10aは、中央
間ロアを通るガス流を遅延させる。これら全てのノズル
は燃焼室の軸線1aに対して、時計回りかあるいは反時
計回りに、バーナー4と同じ向きとなっている。このこ
とは燃焼室における角運動量を更に増して、混合作用を
高めてこれに応じてよりよい燃焼状態とする。The outwardly directed secondary air supply nozzle 10b extends substantially tangentially to the center circle inscribed in the crosspiece 6,
Gas flow through channel 9 is retarded, whereas similarly extending inwardly directed nozzles 10a retard gas flow through the intercenter lower. All these nozzles are oriented in the same direction as the burner 4, either clockwise or counterclockwise with respect to the axis 1a of the combustion chamber. This further increases the angular momentum in the combustion chamber, increasing the mixing action and correspondingly better combustion conditions.
環状の滞留装置20はさらに桟6を支持する支持桟13
を備えている(第2図)。支持桟13は流路9を互いに
分離し、アーチ状の桟6はその内部で中央開口部7とこ
れを囲む流路9との間で2次的なエア用の導通路を区画
している。支持桟13は桟6の導通路11に2次的なエ
アを供給する導通路12を区画している。この構成にお
いて、2次的なエアの供給用ノズルは桟の全周に沿って
配されていてもよい。The annular retention device 20 further includes a support bar 13 that supports the bar 6.
(Figure 2). The support bar 13 separates the channels 9 from each other, and the arched bar 6 defines a secondary air conduit between the central opening 7 and the channel 9 surrounding it. . The support crosspiece 13 defines a conduction path 12 for supplying secondary air to the conduction path 11 of the crosspiece 6. In this configuration, the secondary air supply nozzles may be arranged along the entire circumference of the crosspiece.
所望であれば、2次的なエアは、環境汚染について問題
のある別の物質を、液体あるいは固体粒子の形で含んで
いてもよい。これは、排気ガスよりも高い濃度でを害物
質を含んでいるガスが、例えば解毒されるような場合に
特に有利となろう。If desired, the secondary air may contain other substances of concern for environmental pollution, in the form of liquids or solid particles. This may be particularly advantageous if gases containing harmful substances in higher concentrations than the exhaust gases are to be detoxified, for example.
このとき、2次的なエアと共に灰を主燃焼室に送ること
も可能であり、この場合、これが通過した後には、この
灰は不活性なガラス状媒質として、燃焼室の底部から除
去される。ガラス状化された灰は、水溶性の物質を含ま
ないので問題なく廃棄できる。このように、この装置は
排気ガスを処理するだけでなく灰を処理するのにも用い
られる。It is also possible to send the ash together with the secondary air into the main combustion chamber, in which case after it has passed it is removed from the bottom of the combustion chamber as an inert glassy medium. . Vitrified ash does not contain water-soluble substances and can be disposed of without problems. Thus, this device is used not only to treat exhaust gases, but also to treat ash.
環状の滞留装置!ff120は、この滞留装置がガス流
の通る流路断面積を20%ないし50%、好適には30
%ないし35%だけ減少させるように設計するのがを利
である。言替えれば、平面図において、滞留装置20の
桟が、面積についてこの推奨されたパーセンテージを覆
っている。このガス流の流路断面積は、中央開口部7と
これを囲んでいる流路9によって決められる。滞留装置
20の設計において、主燃焼室における有害物質を含む
ガス流の滞留時間をできるだけ長くすることを考えるの
が重要であり、このことは、他の要因のなかでも、滞留
装置によってガス流の流れをできるだけ妨げなければな
らないことを意味E3ている。その一方では、44燃焼
室における圧力損失を最少に保っマ1、ガス流がそれ自
体の搬送力により、あるいは少なくとも可能な限り小さ
な換気設備によって適当にでてゆくようにすべきである
。試験の結果、この様な状況が」−2したパーセントの
範囲に適合(、Cいるのが示されており、ガス流、の断
面積を17″うだけ減縮するのが最適となっている。Annular retention device! ff120 is such that the retention device has a flow passage cross-sectional area through which the gas flow passes by 20% to 50%, preferably 30%.
It is advantageous to design it so that it is reduced by between 35% and 35%. In other words, in plan view, the bars of the detention device 20 cover this recommended percentage of area. The cross-sectional area of this gas flow is determined by the central opening 7 and the passage 9 surrounding it. In the design of the residence device 20, it is important to take into account the residence time of the gas stream containing harmful substances in the main combustion chamber as long as possible; E3 means that the flow must be impeded as much as possible. On the other hand, the pressure loss in the combustion chamber 44 should be kept to a minimum so that the gas flow exits suitably by its own conveying force or at least by means of the smallest possible ventilation equipment. Tests have shown that such situations are compatible with a range of -2%, and optimally reduces the cross-sectional area of the gas flow by 17".
副燃焼室15は、燃焼プロセスを完全なものとするため
、炉においてガス流滞留装置20の上方に配されている
。第3のガス供給ノズル]6が副燃焼室の1一端部(第
1図参照)に配されており、燃焼用エアの過給量を増大
させ、またガス流を偏向さゼ゛る肘継手24によって炉
に取付けられた煙突(図示1.ない)を通って排出され
るガスを冷却し、でいる。ガス供給ノズル16も僅かに
下方に副燃焼室15に向けられており、この燃焼室にお
1ブる滞留時間を長(シている。ガスを冷却すること、
及び第3のエアを付加的に供給しながらガスを燃焼さゼ
ることにより9、炉から出てゆく排気ガスはより浄化さ
れることになる。The secondary combustion chamber 15 is arranged above the gas flow retention device 20 in the furnace to complete the combustion process. A third gas supply nozzle] 6 is arranged at one end of the auxiliary combustion chamber (see Figure 1), and is an elbow joint that increases the amount of combustion air supercharging and also deflects the gas flow. 24 cools and exhausts the gases exhausted through a chimney (not shown) attached to the furnace. The gas supply nozzle 16 is also directed slightly downward toward the auxiliary combustion chamber 15, which increases the residence time of the gas in this combustion chamber.
By combusting the gas while additionally supplying the third air and the third air, the exhaust gas leaving the furnace becomes more purified.
第1図に示さイ]ている。J:うに、副燃焼室]5の壁
にはマンホール23が設けられている。ガス流を導入開
口部3から煙突にガス流が動くの1.゛必要となる搬送
力を発生させる1、7ついて、酋通、吸込みファンは必
要ではないが、所望であイ′1.ば訟」ノ”Cもよい。It is shown in Figure 1. J: Sea urchin, auxiliary combustion chamber] A manhole 23 is provided on the wall of 5. 1. Introducing the gas flow The gas flow moves from the opening 3 to the chimney.゛Regarding items 1 and 7 to generate the necessary conveying force, a suction fan is not necessary, but is desirable.'1. ``C'' is also good.
運転に際j、て、例えばゴミ焼却場か、;送られてきた
台゛害物質を含むガスは、導入開口部′3を通って主燃
焼室1に導入され、ここで渦巻き状に上方に流れて、バ
ーナー4からの炎を通過する。During operation, gas containing harmful substances sent from, for example, a garbage incinerator, is introduced into the main combustion chamber 1 through the introduction opening '3, where it spirals upward. It flows and passes through the flame from burner 4.
ガス流滞留装置のノズル10a、1 Obを介1.て下
方に流れる2次的なエアは、このガスの47. J’?
流を抑制し2て、ガス流の主燃焼室における滞留時間を
増加させる。最終的君ご、中央開口部7と流路9とを通
ってガス流は副燃焼室15に流、入し、ここで有害物質
の熱分解反応が完Yする。そし、て、浄化されたガスが
、肘継手24とにれに取(Jけらイ′また煙突を通って
この装置から出てゆく。1. Through the nozzles 10a, 1 Ob of the gas flow retention device. The secondary air flowing downward is the 47. J'?
2 to increase the residence time of the gas flow in the main combustion chamber. Finally, through the central opening 7 and the flow path 9, the gas flow enters the secondary combustion chamber 15, where the thermal decomposition reaction of the harmful substances is completed. The purified gas then exits the device through the elbow joint 24 and the chimney.
[発明の効果〕
上記1.た構成の装置により、部分的にのみチャンされ
Cいる状態を含む、実際的な全ての運転状態のもとで扱
われるガスについて、このガスから全ての白゛宵物質を
ほぼ完全に除去することかで八、また、このことが比較
的簡単な構成で、低コストで築造できる炉によって達成
される。[Effect of the invention] Above 1. Apparatus of this configuration provides nearly complete removal of all white matter from gases handled under all practical operating conditions, including only partially chambered conditions. Moreover, this is accomplished by a furnace of relatively simple construction and low cost.
第1図は本発明による炉の軸線方向についての断面図、
第2図は第1図のn−n線に沿、った水平中1而図、第
3図は滞留装置の桟についての拡大した部分訂細図、及
び第4図は桟の別の詳細を示す拡大部分図。
1・・・1:、燃焼室、′う・・導入開口部、4・・・
バーナー6・・・桟、7・・・中央開口、1Oa、1O
b・・・ノズル、13・・・支持桟、15・・・副燃焼
室、20・・・ガス流滞留装置。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of the furnace according to the present invention;
Figure 2 is a horizontal mid-level view taken along line nn of Figure 1, Figure 3 is an enlarged partial detail of the retention device rung, and Figure 4 is another detail of the rung. An enlarged partial view showing. 1...1:, Combustion chamber, 'U...Introduction opening, 4...
Burner 6... Crosspiece, 7... Center opening, 1Oa, 1O
b... Nozzle, 13... Support bar, 15... Sub-combustion chamber, 20... Gas flow retention device. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue
Claims (1)
装置で、 (a)略円筒状の主燃焼室と、 (b)その上方に配された副燃焼室と、 (c)有害物質を含むガスの流れを主燃焼室に導入する
ため、主燃焼室に通じている導入開口部と、 (d)有害物質を含むガスを燃焼させるため、導入開口
部の上方で、炎を主燃焼室に向けて配したバーナーと、 (e)バーナーの上方に配されている環状のガス流滞留
装置であって、 (1)主燃焼室から副燃焼室へガスの流れ を通すための、円筒状の主燃焼室の径よりも小さい径を
有する中央開口、及び (2)中央開口の回りに配されたガス流の 流路手段を区画しているとともに、 (3)主燃焼室に2次的なエアを供給する ための斜めに下向きに向けられたノズルを有しているガ
ス流滞留装置とを備えている熱分解装置。 2、導入開口部は接平面にたいして鋭角をなすようにし
て主燃焼室に向けられ、主燃焼室に導入されるガス流に
角運動量を与える請求項第1項に記載の熱分解装置。 3、ノズル手段は主燃焼室に角度をなして下向きに向け
られている請求項第1項に記載の熱分解装置。 4、この角度は約15°である請求項第3項に記載の熱
分解装置。 5、ノズル手段は接線方向で外側向きに向けられたノズ
ルとともに、接線方向で内側向きに向けられたノズルを
備え、これらを通って供給される2次的なエアの角運動
量を増しており、ノズル手段は主燃焼室においてほぼガ
ス流の方向に向けられている請求項第1項に記載の熱分
解装置。 6、環状の滞留装置は、中央開口とガス流流路手段との
間に、アーチ状の扇形状を有する桟を備えており、この
アーチ状の扇形状桟はリングを構成している請求項第1
項に記載の熱分解装置。 7、環状の滞留装置における桟は略台形の断面形状を有
しており、台形断面の桟は下方について収束するような
両側面を有している請求項第6項に記載の熱分解装置。 8、環状の滞留装置はさらに、アーチ状の扇形状を有す
る桟を支持する支持桟を備えており、アーチ状の扇形状
を有する桟は、中央開口とこれを囲んでいる流路手段と
の間で、その内部に2次的なエア用の連通溝手段を設け
、支持桟は流路手段のそれぞれの流路の間に配されてい
るとともに、2次的なエアをアーチ状の扇形状の桟の連
通溝に供給する溝を区画している請求項第6項に記載の
熱分解装置。 9、副燃焼室の上端部に配されている3次的なエアを供
給するノズル手段を更に備えている請求項第1項に記載
の熱分解装置。 10、環状の滞留装置は、ここを通るガス流の断面積を
20%ないし50%減縮するように設定されている請求
項第1項に記載の熱分解装置。 11、環状の滞留装置はガス流の断面積を 30%ないし35%だけ減縮するように設定されている
請求項第10項に記載の熱分解装置。 12、ガス中に含まれる流動性有害物質を熱分解するた
めの炉であって、 (a)積重ねられる複数の環状の部分片からなるモジュ
ール式に組立てられた炉壁で、 (1)略円筒形状の主燃焼室と、 (2)主燃焼室の上方に配された副燃焼室とを区画する
炉壁、及び、 (c)主燃焼室と副燃焼室との間に配された環状のガス
流滞留装置で、 (1)円筒形状の主燃焼室より小さな径を有する中央開
口と、 (2)滞留装置の外側部分となっている環状の炉壁の部
分片のうちの一つを区画しているガス流滞留装置を備え
ている熱分解炉。 13、炉壁の部分片は複数の層から構成されており、炉
壁部分片の層のうちの内側のものは耐火れんがからなる
とともに、この内側の層を取囲んでいる層のうちの少な
くとも一つは緩衝用れんがからなっている請求項第12
項に記載の熱分解炉。 14、岩綿からなる緩衝材と、炉壁の部分片を取囲んで
いる鋼製の外被材とを更に備えている請求項第12項に
記載の熱分解炉。 15、ガス中に含まれる流動性物質を熱分解する方法で
あって、 a)有害物質を含んでいるガス流を主燃焼室に導入する
工程と、 b)バーナーの炎を前記主燃焼室に向ける工程と、 c)バーナーの上方に配されている環状のガス流滞留装
置に備えられた導入口から出る下向きに向けられた2次
的なエアによって、ガスを主燃焼室において滞留させる
工程と、 d)前記滞留装置の中央開口を通るとともに、燃焼室の
炉壁の領域においてこの中央開口を取囲んでいる別の開
口を通って、排気ガスが副燃焼室、更に煙突を通るよう
にする工程とを備えている熱分解方法。 16、2次的なエアは、燃焼室に送られる前に、別の有
害物質と混合される請求項第15項に記載の熱分解方法
。[Claims] 1. An apparatus for thermally decomposing fluid harmful substances contained in gas, comprising (a) a substantially cylindrical main combustion chamber, and (b) a sub-combustion chamber disposed above the main combustion chamber. (c) an inlet opening leading to the main combustion chamber for introducing the flow of gas containing the noxious substance into the main combustion chamber; and (d) an inlet opening for combusting the gas containing the noxious substance. a burner disposed above with a flame directed toward the main combustion chamber; (e) an annular gas flow retention device disposed above the burner; (2) a central opening for passage of gas having a diameter smaller than the diameter of the cylindrical main combustion chamber; and (2) defining a gas flow channel means arranged around the central opening; ) a gas flow retention device having an obliquely downwardly directed nozzle for supplying secondary air to the main combustion chamber; 2. The pyrolysis apparatus according to claim 1, wherein the inlet opening is oriented toward the main combustion chamber at an acute angle with respect to the tangential plane, imparting angular momentum to the gas flow introduced into the main combustion chamber. 3. The pyrolysis apparatus of claim 1, wherein the nozzle means is directed downwardly at an angle to the main combustion chamber. 4. The pyrolysis apparatus of claim 3, wherein this angle is approximately 15°. 5. The nozzle means comprises tangentially outwardly directed nozzles as well as tangentially inwardly directed nozzles to increase the angular momentum of the secondary air supplied therethrough; 2. A pyrolysis apparatus as claimed in claim 1, wherein the nozzle means is oriented generally in the direction of gas flow in the main combustion chamber. 6. Claim 6, wherein the annular retention device is provided with an arch-shaped fan-shaped crosspiece between the central opening and the gas flow channel means, and the arch-shaped fan-shaped crosspiece constitutes a ring. 1st
The pyrolysis device described in section. 7. The pyrolysis apparatus according to claim 6, wherein the cross section of the annular retention device has a substantially trapezoidal cross-sectional shape, and the cross section of the trapezoidal cross section has both side surfaces that converge downward. 8. The annular retention device further includes a support bar that supports the bar having an arched fan shape, and the bar having the arched fan shape connects the central opening and the flow path means surrounding the central opening. A communication groove means for secondary air is provided inside the groove, and the supporting crosspiece is disposed between each channel of the flow channel means, and the support bar is arranged between the channels of the channel means to conduct the secondary air in an arch-like fan shape. 7. The pyrolysis apparatus according to claim 6, wherein the groove for feeding into the communication groove of the crosspiece is partitioned. 9. The pyrolysis apparatus according to claim 1, further comprising nozzle means disposed at the upper end of the sub-combustion chamber for supplying tertiary air. 10. The pyrolysis apparatus of claim 1, wherein the annular retention device is configured to reduce the cross-sectional area of the gas flow therethrough by 20% to 50%. 11. The pyrolysis apparatus of claim 10, wherein the annular retention device is configured to reduce the cross-sectional area of the gas flow by 30% to 35%. 12. A furnace for thermally decomposing fluid hazardous substances contained in gas, which includes (a) a furnace wall assembled in a modular manner consisting of a plurality of stacked annular pieces, and (1) a substantially cylindrical furnace wall; (2) a furnace wall that partitions a auxiliary combustion chamber arranged above the main combustion chamber; and (c) an annular main combustion chamber arranged between the main combustion chamber and the auxiliary combustion chamber. A gas flow retention device is defined by (1) a central opening having a smaller diameter than the cylindrical main combustion chamber; and (2) one of the annular furnace wall segments forming the outer portion of the retention device. A pyrolysis furnace equipped with a gas flow retention device. 13. The furnace wall section is composed of a plurality of layers, and the inner layer of the furnace wall section is made of refractory bricks, and at least one of the layers surrounding this inner layer is made of refractory bricks. Claim 12, wherein one is made of buffer bricks.
The pyrolysis furnace described in section. 14. The pyrolysis furnace according to claim 12, further comprising a buffer material made of rock wool and a steel jacket material surrounding the partial piece of the furnace wall. 15. A method for thermally decomposing fluid substances contained in gas, comprising the steps of: a) introducing a gas stream containing harmful substances into a main combustion chamber; and b) introducing a burner flame into the main combustion chamber. c) retaining the gas in the main combustion chamber by means of downwardly directed secondary air exiting from an inlet provided in an annular gas flow retention device located above the burner; d) through the central opening of the retention device and through another opening surrounding this central opening in the region of the furnace wall of the combustion chamber, the exhaust gases pass through the sub-combustion chamber and further through the chimney; A pyrolysis method comprising a process. 16. The pyrolysis method of claim 15, wherein the secondary air is mixed with other harmful substances before being sent to the combustion chamber.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP63307053A JP2661730B2 (en) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | Pyrolysis apparatus and method |
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JPH02273510A true JPH02273510A (en) | 1990-11-08 |
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