JPH0275814A - サイクロン型溶融処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、下水処理場から発生する汚泥等を造粒乾燥し
た状態で処理するサイクロン型溶融処理炉に関するもの
である。

［従来の技術］ 下水汚泥は、乾燥固化物ｌＫＣｌ当り、２．０００〜３
．５００ｋｃａｌの熱量を有する。従って、例えば火力
発電所のボイラー等に使用されているサイクロン型焼却
炉と同じくサイクロン型溶融処理炉で、比較的高い燃焼
負荷で焼却すれば、そのうちの可燃性有機質成分は燃焼
ガスとして排出され、不燃性無機質成分は、固化接骨材
として再生利用できる溶融スラグの状態で取出しうろこ
とが知られている。

ところで、溶融スラグとなる無機成分の融点は、汚泥の
性状により異なるが、通常１３５０’Ｃ〜１４５０℃程
度である。そこで、炉内温度を高温に保持し、着火→燃
焼→溶融の効率を向上するため、供給する汚泥を微粒化
する方法がとられてきた。

しかし、着火性等が向上する反面、排ガス中のＮＯＸが
増加するという問題があり、また、汚泥の微粒化には多
大な動力・設備を要するという問題があった。

そこで、比較的大粒径の汚泥を処理する装置が種々提案
されており、例えば、特開昭６０−１０３２１５号公報
記載のものや、特開昭６３−７００１５号公報記載の発
明が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、特開昭６０−１０３２１５号公報記載の装置
では、スラグの完全溶融化を図るためにスラグ溜り内に
スラグ溶融用加熱装置を設ける必要がおり、付帯設備の
増加・ランニングコスト上昇の問題があり経済的でなか
った。

また、特開昭６３−７００１５号公報記載の装置では、
スラグ溜りは燃焼排ガスにより保温されるものの、ＮＯ
Ｘ低減を目的とし汚泥粒径を大きくする場合は、未溶融
物のスラグ溜りへの直接落下が多く、スラグ溜り内の溶
融スラグが冷却固化されるという問題があった。そのた
め、溶融スラグの回収率が悪く、スラグ溜りや出滓口が
閉塞され易いという問題があった。その結果、作業性が
悪かった。

発明の構成 本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので
あって、以下の構成を採用した。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところは、 燃焼室頂部の吹込口より、粒状乾燥汚泥と空気とを旋回
流として燃焼室内へ供給し、該汚泥を燃焼・溶融し、燃
焼室底部の燃焼ガス排出路近傍に設けたスラグ溜りから
汚泥中の無感成分を溶融スラグとして取り出し可能なサ
イクロン型溶融処理炉において、 燃焼室側壁の少なくとも一部を傾斜させて上記燃焼室頂
部と上記スラグ溜りとを鉛直軸に対して［作用］ 上記構成よりなる本発明のサイクロン型溶融処理炉にお
いては、吹込口より旋回流として供給された粒状乾燥汚
泥の有機可燃成分は燃焼室内にて着火・燃焼される。一
方、無機成分は上記燃焼熱により溶融され、おるいは未
溶融のまま炉壁に沿って旋回し傾斜した側壁に沿ってゆ
っくりとスラグ溜りへ導かれる。この間、未溶融の無機
成分は高温の燃焼ガス中に曝されて一部は溶融し、また
、−旦溶融したものはそのまま溶融状態を保ちつつスラ
グ溜りへと導かれる。スラグ溜りは燃焼室内底部に設け
られているため、高温の燃焼ガスにより保温されること
となり、スラグ溜り内には完全溶融状態のスラグが貯留
されることとなり、溶融時間を要する粒径の大なる汚泥
もこのスラグ溜りにて捕捉され、効率良く溶融スラグを
取り出すことが可能である。また、炉内に投入された汚
泥は、炉壁を流下中あるいはスラブ溜りにて完全に捕捉
されてガス化・燃焼・溶融するため、汚泥の保有する熱
量は燃焼室内に有効に保持され炉内は高温に保たれる。

［実施例コ 次に、本発明の一実施例につき図面に基づき説明する。

第１図に示す如く、本実施例のサイクロン型溶融処理炉
１は、−火燃焼室１０と、二次燃焼室２０とを備える。

−火燃焼室１０は円筒状の炉体１１からなり、側壁１２
は水平軸に対し１５°の傾斜にて配置されている。−火
爆焼室頂部１３には予熱バーナ１４が配設されると共に
、円筒状の側壁１２の接線方向より粒状乾燥汚泥を空気
と共に一次燃焼室内へ供給するための１次吹込口１５が
設けられている。また、−火爆焼室底部１６には二次燃
焼室２０へと燃焼ガスを導く燃焼ガス排出路１７が設け
られており、燃焼ガスは図示点線の如く一次燃焼室１０
内を旋回しつつ炉内温度を高温に保って二次燃焼室２０
へと排出される。同じく一次燃焼室底部１６には側壁１
２と連続して設けられたスラグ溜り１８を備え、スラグ
溜り１８から燃焼ガス排出路１７を通って二次燃焼室２
０に設けた出滓口２１へと溶融スラグを導く出滓路１９
を備える。二次燃焼室２０内の燃焼ガス排出路１７の出
口近傍には二次吹込口２２が設けられており、導入され
た燃焼ガスに二次空気を供給し、未然有機成分を完全燃
焼させる。こうして完全燃焼された後の排出ガスはガス
排出口２３より大気中へ排出される。

−次吹込口１５からは、下水汚泥を公知の方法により比
較的大粒径のまま乾燥して得られた粒状乾燥汚泥が空気
と共に一次燃焼室１０内へ供給され旋回流となる。ここ
で、上記供給される空気は汚泥中の有別成分を完全燃焼
するのに若干不足する量である。これは燃焼ガス中に生
成されるＮＯｘの量を低減するためである。供給された
粒状乾燥汚泥と空気とは予熱バーナ１４により加熱され
、着火される。着火後は、汚泥の保有する熱但により燃
焼発熱しく保有熱量が高い場合には、予熱バーナによる
加熱は不要となる。）、有機成分は高温の燃焼ガスとな
り一次燃焼室１０内を側壁１２に沿って旋回しながら燃
焼ガス排出路１７を通って二次燃焼室２０へと導かれる
。ここで、燃焼ガス中には未熟有機成分が含まれている
が、二次吹込口２２より供給される空気と反応して完全
燃焼する。その結果、ガス排出口２３からは低ＮＯｘの
排出ガスが大気中へと排出されることとなる。

一方、汚泥中の無機成分は、一部は旋回流中にて溶融し
、旋回流と共に一次燃焼室底部１６へと落下し、スラグ
溜り１８内の溶融スラグに吸収される。また、未溶融の
無機成分及び溶融した無機成分の一部は側壁１２上に旋
回あるいは落下し、側壁１２の傾斜に沿ってスラグ溜り
１８へとゆっくり流下していく。上記流下する無機成分
は一次燃焼室１０内の高温燃焼ガス中に曝されることと
なり、スラブ溜り１８へ流下する途中あるいはスラグ溜
り内で完全に溶融される。こうして、スラグ溜り１８内
からは完全溶融状態の無機成分が溶融スラグとして排出
される。こうして排出された溶融スラグは出滓路１９へ
溢流し、出滓口２１より炉外へ取り出される。

次に、本実施例の効果をより明瞭に示すためになされた
比較試験の結果を第２図及び第３図に基づき説明する。

比較試験は特開昭６３−７００１５号公報記載のタイプ
の縦型炉を比較例として行なったものであり、両炉とし
ては燃焼室（−次側）の長さＬと直径りとの比Ｌ／Ｄ＝
２のものを採用し、粒径Ｄｐ＝０．８Ｍ〜３．ＯＭの粒
状乾燥汚泥を用いて燃焼室負荷Ｑ＝１．５〜４．０ｘ１
０６　ｋｃａ　１／　ｍ３　　・ｈにて実験した。

その結果第２図の如＜Ｄｐ＝１．８ｍの場合にスラグ・
灰化において、顕著な差が確認された。

特に、燃焼室負荷が低い場合にその差が大きく、Ｑ＝１
．５Ｘ１０Ｓ　ｋｃａ　ｌ／ｍ３　−　ｈに＃いｒは、
実施例はスラグ・灰化約９５％に対し、比較例では約８
７％と実に、１割り近い差が認められる。また、実施例
の特徴は燃焼室負荷に係りなく、約９５％という高スラ
グ・灰化が得られた点にもある。従って、燃焼室負荷の
変動に拘らず、比較的大粒径の汚泥でも安定した溶融（
高いスラグ・灰化）を維持できると共に、大粒径処理に
より、−火爆焼室での汚泥の急激なガス化・燃焼を抑え
ることで、ＮＯＸの発生を抑制することが可能となる。

上記試験結果は、第３図に示す燃焼室温度分布計測結果
により明白に裏付けられる。即ち、図示の如く、実施例
においては、Ｄｐに関係なく、−火爆焼室１０内の温度
は、−火爆焼室頂部１３から底部１６へ向い上昇し、ス
ラグ溜り１８を設けた燃焼室底部１６を含み、−火爆焼
室１０の大部分が１４００’Ｃ以上の高温に保たれる結
果、第２図に示す如く、溶融スラグを高率にて回収可能
なのである。これに対し、比較例ではＤｐ＝１．８ｍの
場合には燃焼室温度は十分上昇せず、その結果、第２図
の如〈実施例に比し溶融スラグ回収率が悪いのである。

これは、未溶融無機成分の直接落下によりスラグ溜りが
冷却されるばかりでなく、大粒径汚泥中の有機成分も旋
回流にのって燃焼室中を十分に旋回できないためと考え
られる。

以上の如く、本実施例によれば、大粒径の乾燥汚泥から
も高率で溶融スラグを回収でき、スラグ溜りや出滓口の
閉塞を防止できる。さらに、大粒径処理により一次燃焼
室での汚泥の急激なガス化・燃焼に伴う排ガス中のＮＯ
ｘの発生を抑制することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲の種々なる態様を採用できる。

例えば、側壁１２の傾斜角度は１５°に限らず、５°〜
３０’の範囲では上述実施例同様の効果が得られ、燃焼
室長さの大きなものでは、さらに傾斜角度を大きくする
ことも可能でおる。即ち、傾斜角度は未溶融無機成分が
高温雰囲気中に十分な時間曝される様取ればよいのであ
る。また、炉体仝体を傾斜させるのではなく、スラグ溜
り側の所定距離を傾斜させてもよく、炉体を湾曲させた
ものでもよい。即ち、未溶融無機成分の直接落下を防止
し、十分な被加熱時間を取ることにより本発明の要旨を
達成できる。

発明の効果 以上の如く、本発明によれば、何ら付帯加熱装置を要さ
ず、ランニングコストを抑制した状態にて汚泥処理を実
行できる。また、稼動中の溶融スラブ回収率が高く、ス
ラグ溜りや出滓口の閉塞を防止でき、作業性・経済性共
に向上することができ、排ガス中のＮＯｘ抑制の効果も
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のサイクロン型溶融処理炉の概略構成図
、第２図は実施例と比較例とのスラグ・灰化を比較試験
した結果のグラフ、第３図は同じく燃焼室温度分布の比
較結果のグラフである。 １・・・サイクロン型溶融処理炉 １０・・・−火爆焼室　　　　１２・・・側壁１３・・
・−火爆焼室頂部　　１５・・・−次吹込口１６・・・
−火爆焼室底部　　１７・・・燃焼ガス排出路１８・・
・スラグ溜り 代理人　弁理士　定立　勉（ほか２名）第１図 ゝ２７ 第２図 燃焼室負荷（ｘｌＯ６ｋｃａｌ／ｍ’、ｈ　）第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼室頂部の吹込口より、粒状乾燥汚泥と空気とを旋回
   流として燃焼室内へ供給し、該汚泥を燃焼・溶融し、燃
   焼室底部の燃焼ガス排出路近傍に設けたスラグ溜りから
   汚泥中の無機成分を溶融スラグとして取り出し可能なサ
   イクロン型溶融処理炉において、 燃焼室側壁の少なくとも一部を傾斜させて上記燃焼室頂
   部と上記スラグ溜りとを鉛直軸に対して偏心せしめたこ
   とを特徴とするサイクロン型溶融処理炉。