JPH03505910A - 廃棄物処理の方法および装置 - 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】 廃棄物処理の方法および装置 この出願は、１９８８年７月９日に出願された米国出願第８８３．７ｆｉＢ号の 一部継続出願であり、該出願は１９８５年７月１５日に出願された米国出願第７ ５５，８３１号の一部継続出願であり、該出願は１９８４年８月１７日に米国出 願されかつ米国特許第４，６２２，００７　　号として発行された米国出願第１ １ｉ４２，１４１号の一部継続出願であり、以上はすべて参考として掲げるもの である。

髪匪皇１月 この発明は危険廃棄物処理装置、特に主焼却燃Ｖｔ装置と、少なくとも１個のア フタバーナと、煙道ガス処理装置とを含む設備中の液体および固体の廃棄物を効 果的に分解する改良焼却装置および方法に関する。

危険な廃棄物を分解し除去する代表的な廃棄物焼却装置は主焼却燃焼装置と、ア フタバーナと、煙道ガス処理装置とから成る。前記焼却装置は付加的に、固体お よび液体または何れか一方の廃棄物供給装置と、補助燃料を、通常は、ガスまた は液体の形式で供給する装置と、酸化剤、通常は、空気およびしばしば酸素また は酸素含量の多い空気を供給する装置と、ボトムアッシュのような焼却による不 燃性の固体生成物の排出装置と、廃棄物焼却装置用の予熱燃焼空気、温水、蒸気 、および電気またはこれらの何れか一つを発生させる高温排気燃焼煙道ガスから 熱を回収する装置と、該煙道ガス処理装置中のガスおよび粒子または何れが一方 を除去するように生成された水溶液を準備し、供給し、再循環させかつ処理する 装置と、処理済み煙道ガスを大気中に排出させる排気筒と、流量、圧力、および 温度の変換器、および重要な場所における燃料や酸化剤の流れ、処理温度、およ び圧力を制御する制御器を含有する制御装置と、煙道ガスサンプリング装置とを 含有することができる。

固体および液体の廃棄物およびスラッジ用の主焼却燃焼装置は、ロータリーキル ン、複式炉床炉、流動床炉、火格子炉、その他の燃焼装置として具体化すること ができる。液体および半液体状の押出し可能な廃棄物もまた焼却過程の初期熱分 解段階の間にサイクロン炉および種々のバーナ中で燃焼させることができる。

ロータリーキルンはその多用途性のために主焼却法の好ましい例である。該ロー タリーキルンは僅か傾斜した軸線の周りに回転する円筒状の耐熱内張り容器とし て構成される。キルン中の滞留時間がガス材料に対して１秒の数分の−１および 固体材料に対して数分から数時間変動する。固体廃棄物は寸断材料の場合におけ るように連続的に、またはドラムあるいは束のようなコンテナ装入材料の場合の ような回分装入として前記キルンに装入させることができる。固体廃棄物を装入 するために特別な装填装置が使用されるが、圧送できる液体廃棄物およびスラッ ジは通常、キルンに直接導入される。廃棄物の可燃部分はキルン中で部分的に熱 分解され酸化される。可燃液体廃棄物、油、天然ガス、またはプロパンのような 補助燃料が、低カロリー価の廃棄物を燃焼させる間にキルン内張りを予熱し補足 加熱するのに使用されて燃焼を安定させるのに通常使用される。

他の主焼却燃焼装置の構成はロータリーキルンのものとは異なるけれども、典型 的に同じ機能を果すとともにロータリーキルンと同じ機能要素を多数含有し、キ ルンについて後述するような欠点を多々示す。

アフタバーナは、液体および気体または何れか一方の燃料および酸化剤を供給さ れる補助バーナを備えた典型的には、円筒形の耐熱内張り容器である。可燃性の 液体廃棄物を補助燃料の代りに、または、これに付加して使用することができる 。アフタバーナは、主焼却処理後に残留した有機蒸気、すす、その他の可燃成分 を確実に燃焼させるのに使用される。アフタバーナは充分な滞留時間で高温高酸 化雰囲気を与えるとともに可燃蒸気を酸素と混合させて所要程度に有機物を確実 に分解させる。

アフタバーナから出る煙道ガスを処理する最も典型的な装置は、燃焼ガスを水ま たは水溶液で洗浄する湿式スクラバである。このスクラバ中ですすおよびハロゲ ンの大部分が吸収され、二酸化硫黄および酸化窒素がいくぶんか除去される。若 干の有極性有機物およびすすに吸収される有機物もまた一部分が除去される。ス クラビング用の水にアルカリがしばしば付加されてハロゲンおよび二酸化硫黄の スクラビング性能を増大させる。煙道ガスから粒子を除去するために静電収車器 すなわち、ちりバッグハウスがしばしば使用される。

熱分解装置と煙道ガス処理装置との間に熱回収装置がしばしば取付けられる。高 温燃焼煙道ガスの熱が主焼却器およびアフタバーナまたは何れか一方の燃焼空気 を予熱するのに使用することができる。

固体および液体の廃棄物は有機および無機の可燃成分を典型的に含有する。一部 の有機物は非常に有毒であり、突然変異性や奇形形成性のものがある。この一部 の有機物は通常、原有機炭化水素（ＰＯＨＣ）と呼ばれる。多くのＰＯＨＣは非 常に安定しており、それらを分解するためには高温での酸化が必要である。廃棄 物をキルンに装入すると、ＰＯＨＣおよび、もし存在するなら、水分を含む有機 物の急速な揮発と部分的な熱分解が発生する。

有機物の揮発した成分は酸化のためには適当量の酸素が必要である。燃料および 酸素もまた水および有機物の蒸発のためおよび温度を必要レベルまで上昇させる のに熱を供給する必要がある。

前記焼却方式が所与の形式および廃棄物の量に対して必要なＰＯＨＣ分解効率を 達成するために温度を適当にしかつ過剰の酸素レベルにするように適当な燃焼率 および燃焼空気供給率を選定する必要がある。この温度および過剰酸素レベルは 制御装置によって保持されよう。存在する別の非危険有機物および燃料は、ＰＯ ＨＣが主焼却燃焼装置中で酸化される時に、通常本質的に酸化されるけれども、 燃焼過程で新らしい中間生成物が形成されることがある。これらの生成物は炭素 の微小粒子、−酸化炭素および一列の有機化合物のを含む。これらの有機化合物 の大部分は高分子量の多環式またはダイオキシン、ベンゾ（ａ）ピレン、ジベン ゾ（ａ、　　Ｃ）アントラセン、ビセン、ジベンゾ（ａｓ　　ｈ）アントラセン 、？−１２−ジメチル（ａ）アントラセン、ベンゾ（ｂ）フルオロタン、９．１ ０−ジメチルアントラセンのようなポリ芳香族有機物である。これらの高分子量 有機物はしばしば不完全燃焼の生成物（Ｐ　Ｉ　Ｃ）と呼ばれる。ＰＩＣは、し ばしばＰＯＨＣように危険である。一部のＰＩＣは炭素の微粒子に吸収される。

この結合されたＰＩＣおよび炭素粒子はすすとなる。従ってすすもまた危険な生 成物である。

−酸化炭素もまた有毒成分であり、そのほんの僅かな量だけが大気中に排出され ることが許される。従って、廃棄物焼却工程は一酸化炭素、すす、およびＰＩＣ をガス状に確実に熱分解する必要がある。かかる分解は燃焼ガスをアフタバーナ から放出する前に行なわねばならない。

燃焼装置に供給される廃棄物の供給速度および特性は変動しよう。かかる供給速 度の極端な変動は、いわゆる回分装入する間に、多量の廃棄物を燃焼装置に押し 込む時、または短時間に導入する時に起る。連続装入された廃棄物の流れに対し ては緩くすした供給速度変化も可能である。

焼却装置の作動目標は排出された煙道ガス、ＰＯＨＣ。

およびＰＩＣの全量を変動供給状態の下で制限しながら廃棄物処理量を最大にす ることである。一般的に、煙道ガス中の汚染物質の最大許容濃度は現在の環境要 件および規定に基づく作動許可証に規定される。

この作動目標の高温を達成するためには、主焼却燃焼装置およびアフタバーナの 両方に充分な滞留時間と大きな乱流とを与えなければならない。典型的には、キ ルンの温度は７５０℃（１４００°　Ｆ）から１１００℃（２５００°　Ｆ）以 上に亘る。キルンおよびアフタバーナ中のガスの滞留時間は一部の数分の−から 数秒間である。しかしながら、キルンまたはアフタバーナ中の乱流は定量的には 規定されない。通常、すべての基本ガス流を適当に加熱し炉中で有機物と酸素分 子とを充分に接触させるには混合することで充分であると思われる。有機物と酸 素との充分に接触させるためには、通常、計算値の５乃至２００パーセントの範 囲で過剰の燃焼空気を使用する。

主焼却燃焼装置およびアフタバーナ中の温度、滞留時間、過剰空気量、および乱 流が通常の焼却装置の作動中に保持される分解能率を達成する。これらのパラメ ータの何れかが増大すると分解能率を高める。しかしながら、前記パラメータの 一つまたは複数を増大させることによって分解能率を高めようとする試みは、一 つのパラメータを増大させる時に残りの一つのパラメータが対応して減少するの で現在の利用可能な焼却装置を使用して成果は得られていない。例えば、空気供 給の増加によって与えられる高い過剰酸素量は炉中の温度とガスの滞留時間を低 下させる。補助燃料量の増大による温度上昇は燃焼生成量を増大させ、これが滞 留時間を減少させる。

現存の焼却装置におけるこれらのパラメータの非両立性は、現存の焼却装置の能 力を操作故障に通じる過渡的操作障害に打勝つように焼却操作を積極的に強化す ることに限定している。焼却操作不良を起す典型的な過渡的操作障害を、主焼却 装置に対してキルンを使用した例について以下に説明する。

廃棄物を大量の回分て装入する時、または液体およびスラッジの装填速度が急速 に増大する時は、キルン中に存在する酸素の量および急速蒸発段階中にキルンに 供給される酸素量は完全燃焼を行わせるのには不充分であり、過剰装填という欠 点を生じる。ＰＯＨＣを含めて廃棄物の可燃成分の一部分だけが完全に酸化され てＣＯ２およびＨ２Ｏを形成する。残りの有機物は不充分に熱分解かつ酸化され て炭素の微小粒子、ＣＯｌ　およびＰＩＣを形成する。ＰＯＨＣおよび廃棄物の 蒸発分および形成された炭素微小粒子、ＣＯｌ　およびＰＩＣは増量分としてア フタバーナに送入されるからアフタバーナもまた過剰装填となる。キルン中の過 剰装填時間中の酸素要求を燃焼空気の連続供給速度レベルを増大させることによ って満足させることはキルン中で蒸発しかつ部分的に熱分解された生成物の滞留 時間を短縮することになって火炎安定度を低下させよう。この問題は、実質的に 過剰の空気供給が過剰の窒素を伴ない該窒素がキルン中に発生した熱の一部を吸 収するために処理に使用される熱が減少して有機物の分解能力が減少することに よって、悪化する。

ある時間中にキルンに装入された廃棄物の一部が予想設計値よりも低い発熱量を 有する時は、キルンの温度は減少した熱放出のために低下する。このため、局部 温度が若干の有機物に対して発火点以下に減少する時に、炉中に低温点が形成さ れる。その結果として、低温障害を生じ、低温では分解されない最初の有機物の 多量の漏出が生じる。最初の廃棄物および燃料から形成された熱分解生成物が冷 却することによってＰＩＣの形成が急増することにもなろう。

液状廃棄物の噴霧化が少なく、廃棄物と利用できる酸化剤との混合が少ない結果 として別の故障が生じる。液状廃棄物の噴霧化が少ないことによって液滴の寸法 が増大し不完全燃焼を生じ、混合が少ないことによって揮発廃棄物が燃焼操作を 短絡させて酸化剤との充分な接触をさせない機会が生じる。これらの故障の何れ によっても不完全燃焼の生成物がアフタバーナに送られることになる。

フレームアウト故障が主として燃焼帯の好ましくない空気力学状態時に生じる。

不充分な燃焼状態中のバーナ近傍のガス状生成物の高速度、酸化剤の不足、およ び燃焼装置への周囲冷気の過大侵入がフレームアウトを発生させる典型的事象で ある。周囲空気の含水量の過大増加および装入される廃棄物の多量水分は低温す なわちフレームアウト故障の他の素因となろう。

キルンに対して前述したものと同様な故障がアフタバーナにも発生しつる。さら に、キルンにおける過剰装填、短かい滞留時間、低温、不完全混合、冷壁効果、 フレームアウト、および少ない噴霧化はアフタバーナへのＰＩＣの装入率が常に 増大し、従って現存の焼却装置に対して全体的に熱分解効率が低下する。

従来の焼却装置は、キルン、もし使用されるならアフタバーナ、および大気汚染 管理装置が、故障に通じる過渡的操作妨害の存在を無視して、定常状態で作動す るようになっているので故障に対処する能力を妨げられる。

現存の焼却装置もまた、該装置の数個の独自の要素の過渡的操作変化に対応する ことができない。例えば、かかる焼却装置はアフタバーナ中の温度および酸素含 育惜を急速に増大させて主燃焼装置の故障を解決することはできない。

主焼却装置中の燃焼空気に酸素を増大させることによって熱分解効率を向上させ ようとする若干の試みがなされた（例えば、米国特許第４．５２０．７４６号、 第４，４６２，３１８号、および第４．２７９．２０８号を参照）。焼却操作に 酸素を使用する利点は該焼却操作に導入された窒素の量が減少することに基づく 。この窒素量が減少することによって廃棄物の分解およびキルン内の温度上昇に 利用される窒素分子内の貯蔵熱量が減少する。さらに、酸素の使用によってキル ンを貫流するガス量が減少して分解しにくい有機物の滞留時間および分解効率を 増大させる。

廃棄物焼却操作に酸素を使用することは燃焼を安定化させかつ低温、不充分な滞 留時間、および低発熱廃棄物のマイナス効果に関する故障の可能性を消去する助 けとなる。しかしながら、付加的酸素の定常流は、ＰＯＨＣの漏出およびＰＩＣ の形成を最も起しやすい故障形態である過渡的な過剰装入、噴霧化不足、および 混合不足の場合にほとんど効果がない。酸素の高供給率を維持し続けると主焼却 燃焼装置を過熱しかつ金属部分および耐火レンガに損傷を与えよう。そのうえ、 多量の酸素供給することは付加的操作費を要する。酸素流を付加的に使用し続け るとキルンおよびアフタバーナの分解効力が高められるけれども、回分装入、噴 霧化不足、および混合不足によって生ずるような過渡変化に関する問題が解決さ れない。これはまた、所定の能力における分解効率を最適にしたり、または所定 のすなわち所望の効率における設備の能力を最大にするための助けにならない。

現在の方法は炉内の高温、滞留時間、乱流、および酸素量の所望の因子間の不調 和を解消することができない。

従って、液体および固体の廃棄物を効率的に分解できる焼却装置および方法に対 する要請がある。

さらに、回分装入、噴霧化不足、および混合不足によって生じるような過渡的変 化に関する問題を解決する装置および方法に対する要請がある。

また、操作の重大な先行故障を確認するとともに装置に供給される燃料、酸素お よび空気の最適レベルを与えることのできる装置および方法に対する要請がある 。

及豆Ω盟１ 本発明は、キルン、アフタバーナ装置、および煙道ガス処理装置を含むことが好 ましい主焼却燃焼装置から成る廃棄物焼却方式に関する。焼却装置およびアフタ バーナ装置は、異なる酸素濃度を有する少なくとも二つの酸化ガス、例えば、酸 素と空気、または酸素と酸素濃縮空気を利用する。これらの酸化剤の比率を変更 することによって、主焼却燃焼装置、アフタバーナ装置、または両方に供給され る酸素および窒素の全量を調節することができる。この調節中に、必要な温度、 滞留時間、乱流、および酸素供給レベルのすべてが同時にかつマイナスの影響な しに与えられる。

付加的な酸化剤を随意に使用することができる。例えば、水または蒸気を導入し てすすおよびＮＯｏの形成を減少させることができる。そのうえ、主焼却装置ま たはアフタバーナ中の温度を制御するために水を使用することができる。オゾン 化された酸素または空気もまた連鎖反応の開始剤として使用することができる。

これらの種々の酸化ガスの供給割合を動的変化させることによって、燃焼操作の 最適化が得られて、供給された酸素、窒素、および水の量が、廃棄物の燃焼に対 する酸素の要求量に変動が発生する時に、完全燃焼に要求される量と一致する。

特に、かかる変動は大きな回分の装入または他の過渡的事象に関係し、これらは 廃棄物の熱分解効率を低下させることが育りうる。

酸素の使用による焼却操作の改良は、酸素燃料バーナ、酸素濃縮バーナ、および 酸素ランスのような伝統的な燃焼装置を使用することによって達成できよう。別 の改良は、米国特許第４．６２２．０７７号および（現在許可された米国特許出 願第７５５，８３１号に対応する特許番号の）米国特許に記載されたように、空 気および酸素のような二つの異なる酸化ガスをバーナの燃焼トンネルに別個に導 入することによって得られる。これらの特許によれば、酸素流が、主として火炎 の中心に向けられた１個または複数個の高圧高速ジェットとして導入される。火 炎中心を通過した余分の酸素は、燃焼用空気との混合物中の火炎を回って主焼却 燃焼装置に導入される余分の酸素と比較して非常に高い温度を有する。かかる高 温の酸素は有機物を酸化させるのに大きな能力を有する。そのうえ、燃料および 流体廃棄物流または何れか一方により包囲され、次に、これらが空気および酸素 濃縮空気または何れか一方によって包囲された高速酸素流を軸線方向に導入する ことによって火炎形態の内部の燃料および廃棄物流または何れか一方の可燃成分 が確実にいっそう効果的に混合され、これによりＮＯうおよびＰＩＣの形成が減 少する。

火炎形態の外側および内側から酸素と可燃物とを混合する良好な状態によって該 火炎形態中の燃料または流体廃棄粒子へ向う酸化剤の輸送も強化される。

動的に変化する操作状態の下での安定燃焼は米国特許出願第８８３．７６９号に 記載のバーナを使用することによって与えられる。このバーナは、主焼却燃焼装 置およびアフタバーナ装置を均一に加熱できる制御可能の火炎形態によって、焼 却目的で送られる高温酸化ガスを与える。

この大きい制御能力により、焼却装置の常温部分形成または局部の過剰加熱の可 能性が減少される。そのうえ、このバーナの火炎の高速は混合を増進させるとと もに短絡を減少させるのに使用される。

また、本発明は、燃料の温度、圧力、および流動、流体廃棄物、酸化ガス、およ び高温燃焼生成物のような操作変数を測定する動的制御方式台を変換器を含み、 もって該変換器から受取った信号および操作制御器によって受取られた信号に基 づく操作の重大な予備的故障を確認する。前記方式は、主焼却燃焼装置およｑア フタバーナ装置に供給されるべき燃料、酸素、および空気の「緊急」レベルを規 定して操作を望ましい状態に戻して操作の故障を防止する。燃料、酸素、および 空気は、必要な値を有するガス系統および操作制御器の指示に従って燃料、酸素 、および空気の流動を制御するようにコンピュータで管理された制御系と接続す るアクチュエータによって主焼却燃焼装置に供給される。

また、本発明は、過渡的予備故障事象を確認する段階と、アフタバーナ装置に送 られる酸素と窒素との「緊急」量の比率を適正に増大させることによって前記事 象に反応する段階とを含有する廃棄物の焼却方法に関する。窒素に対する酸素の 比率が増大すると、安定窒素流の減少によってアフタバーナ容器の気体雰囲気の 温度が直ちに増大する。また、操作工程中への窒素供給が減少すると、廃棄物分 解のための滞留時間が増大し、そのためアフタバーナの分解効率が改善される。

予備故障に反応する別の段階は、火炎安定性についての問題を起すことなしに、 主焼却装置に導入される燃料流を急速に減少して、主焼却燃焼装置における揮発 速度を低下させ、廃棄物の酸化に利用される酸素の量を増大させ、さらに滞留時 間を同時に増大させることである。

二つの酸化ガスがまた主焼却燃焼装置に利用される時に、これらの酸化ガスの流 速に同様な「緊急」変化が行なわれる。もし、「緊急」操作中にキルンまたはア フタバーナの温度が耐火物に許される温度以上のレベルに長時間上昇するならば 、冷却目的のために水または蒸気の噴射が使用される。

気体雰囲気中の混合およびアフタバーナ中の熱伝達は、主焼却燃焼装置から排気 された煙道ガスをアフタバーナの温度内へ接線方向に供給することによって改善 され、これによって短絡を解消することができる。アフタバーナ中へ高速火炎を 導入するとベンチュリ効果を発生して燃焼生成物の進入流を小さい圧力降下で燃 焼室へ運動させる。別に、煙道ガスが渦室内へ軸線方向に送入され、バーナはこ の渦室内へ接線方向に発射されて主燃焼装置からの高温排気ガスがバーナから排 出された高温酸化ガスによって包囲されかつ該ガスと混合される。

本発明の方法および装置はまた、焼却装置の無計画な運転停止、運転停止の間に ＰＯＨＣおよびＰＩＣの大気中への不適当な過渡的な解放、および回分装入すな わち廃棄物の熱量の予期しない変化と他の装置の性能低下とによって発生するよ うな過渡的サージング状態を最少にすることができる。

本発明の他の利点は一部が明らかであろうし、一部は以下に明らかとなろう。

Ａ血立国厘１基泗 第１図は焼却装置の操作の流れ図である。

第２図はアフタバーナ装置に使用されたバーナ混合室の縦方向断面図である。

第３図は第２図の３−３線による渦巻き形室の横断面図である。

第４図はアフタバーナ装置に使用された別のバーナ混合室の縦方向断面図である 。

第５図は第４図の５−５線による渦巻き形室の横断面図である。

ましい　　　のｔｇ 主焼却燃焼装置、アフタバーナ装置、および煙道ガス処理装置を含有する本発明 の好ましい実施例を、次に、全体に亘って同一部材を同一番号で指示した図面に 関して説明する。

一−１ 第１図は、主焼却燃焼容器すなわち主焼却燃焼装置７゜の一部であるキルン１と 、該キルンに接続導管５によって接続された燃焼および分解の封じ込め装置２と を含む流れ図を示す。流動廃棄物バーナ３はキルン１に取付けられ、米国特許出 願筒８８３．７Ｇ９号に詳述された水冷バーナが好ましい。固体廃棄物供給装置 ２９がキルン１に取付けられる。バーナ３は押出し可能な流動廃棄物の導入用の 廃棄物人口９と、第一酸化ガス（例えば酸素）の導入用の第一ガス人口６と、第 一酸化ガス（例えば空気）とは異なる酸素濃度を有する第二酸化ガスの導入用の 第二ガス人ロアと、補助燃料の導入用の燃料入口８と、冷却水の導入用の水入口 ３０と、冷却水排出口３１とををする。

灰分残留物の収集容器４がキルン１に接続される。紫外線センサのような、火炎 の存在を測定する第一火炎管理装置１８がバーナ３に組込まれる。

第２図および第３図は、高温煙道ガスを、その人口Ｉｆを通してキルン１から受 入れる封じ込め装置２に取付けられた渦巻き形混合室ｌＯを示す。第一酸化ガス 、例えば酸素が、第一酸化ガス人口１３を通って流動廃棄物バーナ２６に、続い て渦巻き形混合室１０に供給される。第一酸化ガスとは異なる酸素濃度を有する 第二酸化ガス、例えば空気が、第二酸化ガス入口１２を通してバーナ２６に供給 される。補助燃料が補助燃料入口１４を通って供給される。

ある場合には押出し可能な流動廃棄物を流動廃棄物人口１５を通して供給するこ とができる。前記流動廃棄物バーナ２６の冷却水が冷却水入口！６を通って供給 されかつ冷却水排出口１７を通って排出される。第二火炎管理装置１９は火炎の 存在を確認するために使用される。バーナ２６は、米国特許出願筒８８３．７Ｇ ９号に記載されるように構成されることが好ましく、連続焼却操作の間、高温安 定の火炎コアを保持しもって火炎の故障を防止するとともにＮＯｘの形成を最小 にする。

第４図および第５図は、主燃焼装置１から供給される煙道ガスの入口１０２およ びバーナ２６と同様な構成のバーナ１０３を有する渦巻き形混合室１０１を備え た別形式のアフタバーナ装置を示す。バーナ１０３は、酸素、酸素濃縮空気、ま たは空気のような第一および第二の酸化ガスを供給する管１０４．１０５と、補 助ガス燃料入口１０Ｇと、補助液体燃料人口１０７と、冷却水入口１０８．１０ ９とを備える。

再び第１図において、キルン１から排出された燃焼生酸物の温度が第一熱電対２ ０によって記録される。封じ込め装置２のアフタバーナ容器５５中の温度は第二 熱電対２Ｉによって記録されるッキルン１からの絶対圧力および流出煙道ガス流 速はそれぞれ第一および第二の変換器２２．２３によって測定され、封じ込め装 置２からの絶対圧力および流出煙道ガス流速はそれぞれ第三および第四の変換器 ２４．２５によってモニタされる。

装置の操作状態を検知し調整するための制御機構が備えられる。この制御機構は 回分装入量の制御装置３４を供給装置２９に接近させる供給量指示装置３３を含 む。この供給量指示装置３３は例えば回分装入量が該装置の場所を通過する時に 作動するリミットスイッチとして配設される。

制御装置３４は供給量指示装置３３と連絡する。制御装置３４は熱電対２０．２ １と、電流変換器２３．２５と、圧力変換器２２．２４とからの信号を受信する 。随意的煙検知装置３５を煙道導管５に入る燃焼生成物中の煙を検知するのに使 用することができる。かかる検知装置３５は制御装置３４と連絡する紫外線火炎 検知器すなわち電気不透明センサを備えてもよい。また、制御装置３４は、第一 空気管８０上に第一空気流調節装置４７と、第二空気管８１上に第二空気流調節 装置５１と、第一酸素管８２上に第一酸素流調節装置４８と、第二酸素管８３上 に第二酸素流調節装置５０と、第一補助燃料管８４上に第一補助燃料流調節装置 ５２と、第二補助燃料管８５上に第二燃料流調節装置４９と、第一押出し可能流 動廃棄物管８６上に第一廃棄物流調節装置３６と、第二押出し可能流動廃棄物管 ８７上に第二廃棄物流調節装置３７とを操作するように接続される。バーナ３へ の瞬間投入量が投入量をフィードバック制御するために制御装置３４によって次 のように感知される。すなわち、空気が第一空気流計量装置３８によって測定さ れ、酸素が第一酸素流計量装置３９によって測定され、補助燃料が第一補助燃料 流計量装置４１によって測定され、押出し可能廃棄物が第一廃棄物流計量装置４ ０によって測定される。同様に、第二バーナ装置２６に対して、空気の瞬間流が 第二空気流計量装置４５によって測定され、酸素が第二酸素流計量装置４１によ って測定され、補助燃料が第二補助燃料流計量装置４３によって測定され、押出 し可能廃棄物が第二廃棄物流計量装置４２によって測定される。

バーナ装置２６は、キルン１から送られる高温煙道ガスで充満した、第２図およ び第３図に示された渦巻き形混合室ＩＯの内部に発射される。この煙道ガスは第 ２図および第３図に示された渦巻き形混合室１０の内部２７に接線方向に入って 回転混合運動を発生させることが好ましい。

流動廃棄物バーナ装置２６の火炎は過剰の酸素の制御量とともに、高速でバーナ 燃焼室２８を通過してベンチュリ効果を発生させもってキルンの煙道ガスをアフ タバーナ容器５５に向う火炎内に注入する。これにより、ガス流は封じ込め装置 ２の耐火物裏打ちされたアフタバーナ容器５５に入る前に烈しく混合する。

次に、第１図、第４図、および第５図にアフタバーナの別の実施例が図示される 。このアフタバーナは渦巻き形混合室１０１から成り、該室は主焼却装置１がら 移送された煙道ガスの入口１０２と、高温ガスをアフタバーナ容器５５内に移送 する出口１１０とを備える。バーナ装置１０３は渦巻き形室１０１に接線方向に 取付けられる。バーナ装置２Ｇは可燃流体（廃棄物または燃料）と、酸素のよう な第一酸化剤と、補助燃料（必要時に）、空気のような第二酸化剤を供給するそ れぞれの入口１０７．１０４．１０Ｇおよび１０５を有する。

付加的な酸素量を供給する装置！２０を設けることができる。この装置１２０は 、酸素を渦巻き形混合室に、必要に応じて、入口１０４を通らずに直接に送入さ せる。渦巻き形混合室１０１はアフタバーナ容器５５に出口によって取付けられ るとともに煙道ガス導管Ｓに入口１０２によって接続される。あるいは、装置！ ２０を出口１１０の縮小区分に取付けてもよい。さらに、バーナ装置１２０と同 様な第二バーナを装置２Ｂの下流に取付けてもよい。第４図および第５図に示さ れたアフタバーナとは別形式のものに、渦巻き形混合室Ｉ旧に類似にして装置１ ０３と同様なバーナ装置を有することが好ましい１個または複数個の連続した急 速混合室を備えたものがある。これらの急速混合室は、第一急速混合室から次の 第二急速混合室にガスを流すことのできる装置によって互いに接続される。随意 的に、水または蒸気の供給装置を第一のまたは第二の、またはすべての急速混合 室に備えることができる。これらの急速混合室は各混合室と連絡するアフタバー ナ容器を備えて付加的な滞留時間を与える。

夏−一詐 すべての図面に関し、本方式の操作を説明する。固体廃棄物が供給装置２９から キルン１に連続的装入または回分装入される。同時に、押出し可能は流動廃棄物 が焼却のために廃棄物人口９から流動廃棄物バーナ３に、さらに火炎とともにキ ルン１の内部に導入される。

低熱量値の廃棄物の流れに対しては、補助燃料が補助燃料人口８を通ってバーナ ３に導入され、さらにバーナ燃焼室２８を通ってキルン１の内部へ送られる。低 い酸素濃度を有する第一酸化ガス（例えば、空気）が第一ガス人口６からバーナ に入り、さらにバーナ燃焼室２８を通ってキルン１の内部へ送られる。高い酸素 濃度を有する第二酸化ガス（例えば、酸素）が液体酸素タンク、または現場での 酸素発生器から第二ガス人ロアを通って流動廃棄物バーナ３に、さらにバーナ燃 焼室２８を通ってキルン１の内部へ供給される。

熱電対２０によって測定されたキルン１内の所望温度を満足させるために、廃棄 物供給速度と、補助燃料流量と、バーナ３およびキルン１への第１および第２の 酸化ガス流量とが、定常状態操作の間、本質的に一定に維持される。キルン１の 温度は廃棄物のすべての有機成分がキルン１中の滞留時間中にガス状態に揮発す る温度を充分に超えるものでなければならない。そのうえ、この温度は固体廃棄 物と、押出し可能の廃棄物および補助燃料の熱分解中に形成された可燃成分とか ら発生した揮発成分の発火点以上であって、その結果として前記揮発燃焼成分が 熱分解するようになっている必要がある。

同時に、酸化ガスとともにキルン１内に送られる酸素の全量は充分多量に保持さ れて補助燃料および流動廃棄物を完全燃焼させるのに確実に利用できるとともに キルン１の内部に形成される可燃成分の大部分を分解する余分の酸素流量を提供 しなければならない。

キルン１から排出された煙道ガスは煙道ガス入口１１を通って第一渦巻き形混合 室ＩＯに、さらに該渦巻き形混合室１０の内部２７を通ってアフタバーナ容器５ ５の内部へ向って送られる。同時に、押出し可能の流動廃棄物は、流動廃棄物人 口１５を通って流動廃棄物バーナ２６の燃焼室２８に、また、渦巻き形混合室１ ０の内部２７を通って封じ込み装置２のレンガ裏張り容器５５へ向って導入され ることによって焼却される。補助燃料が必要時に導入されて、補助燃料人口１４ を通ってバーナ２６へ、次いでバーナ燃焼室２８および混合室ＩＯの内部２７を 通ってアフタバーナ容器５５へ向って必要なアフタバーナ温度（例えば、規定に よって要求されるような）を維持するために火炎を安定化するとともに付加的熱 の入力量またはこれらの一方を確実にすることができる。第二酸素ガスよりも高 い酸素含有量を有する第一酸化ガス（例えば、酸素）を第一酸化ガス入口１３． および燃焼室２８を通ってバーナ２６へ送り、バーナ装置２６の火炎外包部から 渦巻き形混合室１０の内部２７およびアフタバーナ容器５５へ向って補助燃焼生 成物として発生した高温酸化剤を排出する。低酸素含有量を有する第二酸化ガス （例えば、空気または酸素濃縮空気）が第二酸化ガス入口！２および燃焼室２８ を通ってバーナ２６に向けられ、前記高温酸化ガス剤を混合室ＩＯの内部２７お よびアフタバーナ容器５５へ向って排出する。定常状態の操作状態の間にアフタ バーナから出る燃焼ガス中に少なくとも２乃至３パーセントの残り酸素含有量が あることが好ましい。

次に、第４図および第５図において、別の実施例の渦巻き形室が次のように操作 される。すなわち、主燃焼装置からの煙道ガスが入口１０２から渦巻き形混合室 １０１に軸線方向に供給される。バーナ装置１０３に可燃流体（廃棄物または燃 料）、酸素のような第一酸化剤、空気または酸素濃縮空気のような第二酸化剤が それぞれの入口！０７．１０４．１０５を通って供給される。補助燃料もまた必 要時に入口１０Ｇを通って供給される。バーナ装置１０３は混合室１０１に接線 方向に発射され、操作モードに従って、バーナ装置１０３の火炎外包部から高温 の補助燃焼生成物として生じる高温の酸化剤または還元剤である高温の補助燃焼 生成物が渦巻き形室において主燃焼装置１から送られた煙道ガスと混合する。ア フタバーナの幾つかの操作モードが使用される。操作モードの選定はアフタバー ナに送られる煙道ガスの成分および環境規定に従って行なわれる。

かなりの量のＰＯＨＣ，ＰＩＣ，すす、およびＣＯがアフタバーナに送入された 煙道ガス中に予想されるがＮＯ８は無関係である場合には、バーナ装置２６は発 火により高温の酸化補助燃焼生成物を生成する。この操作状態においては、熱お よび酸素がアフタバーナ中の煙道ガスに付加されてＰＯＨＣ，ＰＩＣｌすす、お よびＣＯの必要な分解を行なう。アフタバーナ装置２６内でＮＯ８が形成される のを減少させるためには、酸化剤噴射装置１２０を使用してバーナ装置２６の高 温火炎帯の下流に僅かの酸化ガスを供給する。

ＰＯＨＣｌ　ＰＩＣ，すす、およびＣＯに加えてＮＯＸの濃度をも制御しなけれ ばならない時に、アフタバーナの操作をさらに次のように改善する。バーナ装置 ２６を燃料濃縮状態で発火すると、ＣＯおよびＨ２の多い高温還元補助燃焼生成 物が得られる。ＣＯおよびＨ２はＮ　ＯＸに対して選択された還元剤であるから 、ＮＯ，が還元されるとともに煙道ガス中の酸素が僅かに消費される。同時に、 ＰＯＨＣおよびＰＩＣが、バーナ装置２６内に発生した高温還元補助燃焼生成物 が有する付加熱によってさらに熱分解されよう。バーナ装置２６の火炎帯の下流 に付加酸化ガスを噴射装置１２０から供給することによって、ＰＯＨＣｌ　ＰＩ Ｃｌ　すす、およびＣＯの付加的酸化分解が達成されて環境規定を満たす。この 操作モードの別の改良が、普通の酸化剤を装置１２０によって噴射させる代りに 、またはこれと共に装置２Ｂと同類のバーナ装置を使用して高温酸化補助燃焼生 成物を噴射させることによって得られる。この改良において、付加熱が酸素と同 時に与えられる。この操作モードの別の改良は、水または蒸気をバーナ装置２６ 内へ噴射させて高温還元補助燃焼生成物中にＣＯおよびＨ２の含有量を増大させ ることである。

多数の連続する急速混合室を使用する場合には、アフタバーナのヘッドにある混 合室に高温還元補助燃焼生成物が供給され、最終段階の混合に高温酸化補助燃焼 生成物が供給されて、確実にＮＯｏを還元し、ＰＯＨＣｌＰ　Ｉ　Ｃ１すす、お よびＣＯを分解する。

前記高温補助酸化燃焼生成物は高い温度および大きい運動量を有し、乱流を強め るとともに熱を増大させて混合温度を上昇させかつ酸素を増加させる。その結果 として、急速かつ均一な混合が室１０１に生じ、少なくとも２乃至３パーセント の残留酸素を有する最終の高温燃焼生成物が出口１１０からアフタバーナ容器５ ５内へ移送され、該容器内で所要の滞留時間が与えられる。アフタバーナのかか る操作によって残留ＰＯＨＣ１Ｃｏ、すす、および気体ＰＩＣの燃焼が確実に促 進され、前述した空気で達成できるよりも高い分解効率が与えられる。

装置外へ気体が洩れるのを防止するためにキルンおよびアフタバーナ内は負圧に 維持される。所要の負圧を発生させるために排気ファンが使用される。

好ましい実施例とその操作において、酸素または酸素濃縮空気に対する空気の比 率、燃料供給率、および酸素過剰レベルが有機物の特定の組成および特定の供給 率に対して選定されることにより所要の温度、滞留時間、酸素の分圧、およびア フタバーナ並びにキルン中の乱流が与えられるとともにＰＯＨＣの所要の分解効 率が確実に環境基準に従うようになる。

キルンおよびアフタバーナ中の所望温度の設定と、キルンおよびアフタバーナか らの燃焼生成物の最大流速と、キルンおよびアフタバーナ中の負圧の安全レベル とは作業員によって制御装置３４へ記録される。

制御装置３４は、作業員によって選定された設定温度に従って、キルンから排出 された燃焼生成物の温度を維持する。熱電対２０によって測定された温度が所望 の設定温度よりも降下している時は、制御装置３４は補助燃料供給管路、従って 酸素供給管路の瞬間流量設定値を高めることによってバーナへ送られている補助 燃料の量を増大させ、熱電対２０によって測定された温度が作業員によって選定 された所望の設定温度に達するまで選定酸素過剰レベルが与えられる。同様な温 度制御が封じ込め装置２のバーナｌＯに対して行なわれる。

同時に、制御装置３４は、圧力変換器２２によって測定された圧力を必要に応じ て作業員により選定された圧力設定値と連続的に比較してキルン内の安定負圧状 態を維持し、もってキルン内におけるいかなる弛みもキルンからの燃焼生成物の 洩れよりもむしろキルン内への周囲空気の洩れを確実に生じさせる。圧力変換器 ２２によって測定された負圧が作業員によって選定された安全設定値を超えると きはいつでも、制御装置３４は、各４．７６の量の空気がキルン１に供給された ほぼ１の量の酸素によって置換されて、負圧が安全設定値に到達するまで、全酸 素供給量をほぼ一定に維持するように、空気流量の設定値を減少させるとともに 酸素流量の設定値を増大させる。圧力変換器２４を含む同様な圧力調整がアフタ バーナに利用される。

所望の滞留時間を確実に維持するとともに、キルン内に生成される付加的な空気 汚染量を回避するために、制御装置３４はキルンの排出量に対する許容燃焼生成 物流量設定値と流量変換器２３によって測定される実際の流量とを連続的比較す る。実際の流量が作業員によって選定された許容設定値を超える時に、制御装置 ３４は、すべての４．７６の量の空気流量の減少の結果として酸素流量がほぼ１ の量だけ増大して、燃焼生成物の流量が許容流量に到達するまで、全酸素供給量 をほぼ一定に維持するように、空気流量を減少させるとともにバーナ１に供給さ れた酸素流量を増大させる。

制御装置３４は圧力および流量の調節に起因する燃焼生成物温度の過大増加を熱 電対２０．２１によって認知して補助燃料流量を減少させて前記温度を所望レベ ルに降下させる。補助燃料流量の減少と同時に酸素流量が燃料対酸素のほぼ計算 値に従って減少する。

また、固体廃棄物が回分装入されるときは、主焼却燃焼装置および封じ込め装置 ２に対してフィードフォワード制御を使用することが好ましい。回分装入の供給 前に、供給装置２９の装填シュートの上流に位置する供給指示装置３３は装入材 料が装填シュート２Ｂに近接していることを示す信号を制御装置３４へ伝達する 。制御装置３４は応答して空気、酸素、および補助燃料の設定点を特別な「緊急 」設定量に変更させ、かかる過渡的装入状態の間に過剰酸素を付加供給させ、調 整装置４７−５２を作動させ、もって焼却装置への装入前に、キルンおよびアフ タバーナにおける空気の供給量を減少させるとともに酸素の供給量を増大させ、 その結果としてキルンおよびアフタバーナ中の酸素濃度およびアフタバーナの温 度が急速に上昇する。

この緊急設定値は主焼却燃焼装置およびアフタバーナ中に最大の事前貯蔵酸素量 を考慮に入れて火炎の安定を維持するとともに、過渡時に気体の所要温度および 滞留時間を維持するようにしなければならない。回分装入前にキルン１に集めら れた過剰酸素は廃棄物揮発の第一段階中に充分な酸化剤となるように利用される 。随意的に、主焼却燃焼装置に送入された補助燃料供給量および液体廃棄物供給 量またはいずれか一方を減少させて、通気状態にあるキルンの温度を装入廃棄物 中の有機物のほぼ発火点以上に維持させて一部分の廃棄物の焼却に利用できる多 量の酸素をキルン中に残留させるとともに、キルン中に気体生成物の滞留時間を 増大させる。

回分装入量がキルン１に入る時に、主焼却燃焼装置およびアフタバーナ中に可成 りの事前貯蔵された酸素量と、該回分装入量中の有機物の燃焼に必要な温度状態 とが存在する。酸素、空気、および燃料の量は過渡的過負荷状態の間に生じた揮 発有機物の分解が完了する時に名目上の供給速度に対応した量に復帰する。かか る「緊急」サイクルの時間は経験に基づいて予言され、制御装置３４のタイマが この予言に基づく「緊急」の過渡空気、補助燃料、および酸素の流量を設定する 初期時間を維持し、アフタバーナ中に最大の酸素分圧および温度を維持する。

かかる「緊急」サイクルの間に熱電対２０．２１は定常操作状態以上の温度レベ ルを指示する。しかしながら、制御装置３４は「緊急」サイクルの間、短時間の 過熱を許すようにこれらの信号を問題にしない。

「緊急」サイクルが藤了した後に、制御装置３４は、補助燃料および酸素の流量 を最初に主焼却燃焼装置、次にアフタバーナの定常状態比率に向って漸次変更さ せるようになっている「進入サイクル」を開始する。もし、かかるサイクル中に 煙指示装置が煙の形成を指示するならば、燃料流動の増加が中断されるが酸素の 流動があらかじめ設定された短時間の間に再び増大する。この時間が経過した後 に、「進入サイクル」が再開始される。制御装置は、煙が排除されてキルン中の 温度および過剰酸素のレベルが定常操作の通常レベルに到達するまで進入すイク ルを繰返す。その後に、アフタバーナに供給されるとともにキルン中の過渡装填 の間に過剰のＰＩＣの燃焼を確実に完了させる付加酸素流動が中断され、かつア フタバーナが定常操作状態に到達する。適正な温度はさらに熱電対２０．２１お よび制御装置３４によって維持される。

キルン１からの出口の後方かつ封じ込め装置２の前方に配設されたセンサ装置２ ０，２２，２３．３５は、焼却過程の間に主焼却燃焼装置をフィードバック制御 するとともにアフタバーナ装置をフィードフォワード制御する。これらの装置は 、キルン１から出るガスの温度、圧力、または流動速度、あるいは過剰の煙また は火炎の存在を指示する制御装置３４に電気信号を供給する。これらの信号は制 御装置３４に受信されて分析され、該制御装置は酸素、空気、および燃料の流動 をキルン１および封じ込め装置２またはこれらの何れか一方へ変化させる。

熱電対２０．２１からの信号は制御装置３４によって所望の設定値と連続的に比 較される。所望の設定値からのキルン１の温度の減少または増大は第一燃料流量 調節装置５２を使用することにより補助燃料の流量をそれぞれ増大または減少さ せる。アフタバーナの温度は熱電対２１で測定され、制御装置３４によって所望 の設定値と比較される。

所望の設定値からのアフタバーナの温度の減少または増大は第二燃料流量調節装 置４９を使用することにより補助燃料の流量をそれぞれ増大または減少させる。

主焼却燃焼装置７０または封じ込め装置２への補助燃料流動量の増大または減少 は流量計装置４１と連絡する制御装置３４によって確認される。また、制御装置 ３４は酸素流量を調節することによって応答して補助燃料と酸化剤との間の適正 比率を制御する。

焼却装置から過剰の煙道ガスが排出されるのを防止するために、過剰の煙道ガス 量が発生していることを指摘する変換器２２．２３．２４および２５からの信号 に基づいて制御装置が酸素の流量を上昇させるとともに空気の流量を減少させる 。

センサ装置３５が煙道排出導管５中にある過剰の煙または火災を検知してキルン １内に酸素が欠乏していることを制御装置３４に知らせると、制御装置３４は第 一酸素流動調節装置４８を始動させて酸素供給を増大させるとともに装置５２． ３６を調節して補助燃料流および押し込み可能の廃棄物またはこれらの何れか一 方を減少させる。第二センサ装置６５が煙道排気導管３２に存在する過剰の煙ま たは火炎を検知して制御装置３４に封じ込め装置２中の酸素の欠乏を指摘する時 に、制御装置３４は第二酸素流量調節装置５０を賦活して酸素供給を増大させる とともに調節装置４９．３７を賦活して補助燃料流量および押し出し可能の廃棄 物またはこれらのうちの一方を減少させる。

回分装入量の許容量並びに廃棄物の流量および組成の漸進的変動の範囲内で、こ の操作は、以下の特性によって、ＰＯＨＣの所要の分解効率を与え、ＰＩＣの形 成を防止し、ＮＯｘの形成を最小限にする。

ａ）酸素の要求量を満足させると同時に所要の温度、滞留時間、および乱流を維 持するために、酸素対空気の比率を制御することによって酸化剤の流れの変化が 可能となる。これによって過剰装填または所要レベル以下の温度で低熱量による 廃棄物の燃焼のような不良モードが回避される。そのうえ、ＰＯＨＣｌ　ＰＩＣ ，およびすすの分解および効率が増大し、液体廃棄物の噴霧化不足という下溝な 効果が最小となり、火炎の突然消滅の可能性が事実上消去される。

ｂ）前述した燃焼装置を使用することによる、また現に記載したように高温酸化 補助燃焼生成物と煙道ガスとを急速に混合することによる均一加熱および強力混 合がコールドスポットを消去するとともにＰＯＨＣを解消する。

Ｃ）高温酸化及び還元補助燃焼生成物とアフタバーナにおける高温酸化補助燃焼 生成物とを組合せて使用することによりＮＯｘの除去とアフタバーナ中のＰ　Ｏ ＨＣ。

Ｐ　Ｉ　Ｃ，およびすすの分解とがさらに改善される。

ｄ）水または蒸気およびオゾンを使用することにより、ＮＯＸ　の還元およびＰ ｏＨＣｌ　ＰＩＣｌすす、およびＣＯの消去に使用される酸化または還元用の高 温補助燃焼生成物がさらに効果的になる。

ｅ）高温補助燃焼生成物とアフタバーナ中の煙道ガスとを急速に混合させること により、急速混合室内に均一温度および気体成分の均一分布が得られる。

ｆ）主燃焼装置およびアフタバーナへの酸素、空気、および燃料の供給を急速に 制御することにより、廃棄物の供給量および組成の変動に対して迅速に対応する 。

主および二次的の燃焼装置における回分燃焼のフィードフォワード制御により、 所与の装置に対する回分装入量を最大にすることができ、主燃焼装置のフィード バック制御および二次的燃焼装置のフィードフォワード制御により、廃棄物供給 の漸次変化量を最大にすることができる。どちらの場合にも、温度、滞留時間、 および乱流が所要レベルに維持される。

この方式の可能な修正は、酸化剤のみ、または酸化剤を空気、酸素、または酸素 濃縮空気と組合わせて使用する前に酸素流の一部をオゾンに変換することである 。アフタバーナに熱を付加する必要性が重要でない状態においてはオゾンは酸化 剤として非常に有利に使用される。

オゾンは火炎に連鎖反応を発生させてＰＯＨＣをさらに速くかつさらに完全に分 解させるとともにＰＩＣの形成を減少させる。

別の修正は主焼却燃焼装置およびアフタバーナの燃焼操作に水を導入することに よって水を付加的な酸化還元剤として使用することである。水は高温において、 燃焼操作に有益な水素、酸素、および水酸化物中に解離する。

これらは、しばしばＰＩＣであるハロゲン化および酸素添加された化合物を含む すすや環状および芳香族の炭化水素の形成を防止する。主焼却燃焼装置で焼却さ れる廃棄物の熱量が高い場合および炭素に対する水素の比が小さい場合、または 何れか一方の場合に水の使用が非常に有利である。水から形成された水素は、Ｈ ｃ＋、ＨＦなどを形成するＰＯＨＣ中にしばしば見られるハロゲンと反応してハ ロゲンを結集させ、ハロゲン化ＰＩＣの形成に利用されない。

渦巻き形混合室の別の修正は、主焼却室からの煙道ガスおよびアフタバーナ中に 生じた高温補助燃焼生成物の同一方向または反対方向の供給を使用することであ る。

危険な廃棄物の分解レベルのいっそうの改善が要求される場合には、前述したの と同様な実施例とともに第二のアフタバーナ装置を利用して第一アフタバーナ装 置から出た高温ガス生成物をアフタバーニングする付加段階を設けることである 。主焼却燃焼装置とアフタバーナとの間、または第一および第二のアフタバーナ の間にガス生成物を部分的に再循環させることを、ＰＩＣおよびＰＯＨＣをさら に還元させるために利用することができる。煙道ガスを部分的に再循環させるこ とにより、煙道ガスの高濃度部分と低濃度部分とが混合され、この方式系統から の流出ガス中のＰＯＨＣおよびＰＩＣの変動が均一化される。選択的に還元雰囲 気が第一のアフタバーナおよび再循環ガスまたはこれらの一方内に維持されて、 最終アフタバーナに入る煙道ガスにおいてＮＯ８が還元される。酸化雰囲気を第 二のアフタバーナ内に与えることもできる。

高温計、可燃ガス分析器、酸素分析器、および紫外線走査器のような別のプロー ブを使用して前段不良状態の存在を制御装置に知らせることもできる。

前述した説明は多く詳細を含むけれども、これらは本発明の節回を限定するもの と解釈されるべきではなく、むしろ本発明の好ましい実施例の展開説明として解 釈すべきである。

３”　十 ＣＪ 手続補正書（睦） ・劣。

平成３年３月６日

Claims (84)

【特許請求の範囲】
1. １．排気ガスの可燃成分を酸化するためのアフタバーナ装置にして、 （ａ）燃焼および分解用の封じ込め装置と、（ｂ）前記排気ガスを前記封じ込め 装置へ送付するための装置と、 （ｃ）内部で流動可燃材料と酸素とを燃焼することによって高温補助燃焼生成物 を発生させるための補助バーナ装置と、 （ｄ）前記流動可燃材料を前記補助バーナ装置へ調節可能に送付するための装置 と、 （ｅ）互いに異なる酸素濃度を有する酸化ガスの制御可能な発生源から当該アフ タバーナ装置へ酸素を導入するための装置 とを含有するアフタバーナ装置。
2. ２．少なくとも１個の前記制御可能な発生源が酸化ガスを前記補助バーナへ提供 する請求の範囲１に記載の装置。
3. ３．少なくとも１個の前記制御可能な発生源が酸化ガスを前記封じ込め装置へ提 供する請求の範囲１に記載の装置。
4. ４．前記封じ込め装置がさらに耐火物裏打ちアフタバーナ容器を含有する請求の 範囲１に記載に装置。
5. ５．前記封じ込め装置がさらに混合室を含有し、前記補助バーナが前記高温補助 燃焼生成物を差し向けて該混合室内で排気ガスと混合させた後に該混合物を前記 アフタバーナ容器へ導入する請求の範囲４に記載の装置。
6. ６．前記酸化ガスが前記流動可燃材料を含む前記補助バーナ装置に個別に送付さ れて高温補助燃焼生成物を発生させる請求の範囲５に記載の装置。
7. ７．さらに、付加酸素量を前記補助バーナ装置を越えた位置にある前記封じ込め 装置に送付して前記排気ガスおよび前記高温補助燃焼生成物と混合させるための 装置を含有する請求の範囲１に記載の装置。
8. ８．さらに、操作特性を感知し、感知した操作特性値を示す信号を発生させる複 数個の変換器と、該変換器の信号を受信して感知操作特性値および予定の望まし い操作特性値に基づいて前記酸化ガスの流量を制御するための制御装置とを含有 する請求の範囲５に記載の装置。
9. ９．前記感知された操作特性が排気ガス特性であり、酸化ガスの流量が、前記高 温補助燃焼生成物中の酸素の分圧および前記高温補助燃焼生成物から利用できる 熱を制御するように制御される請求の範囲８に記載の装置。
10. １０．前記排気ガスが前記アフタバーナに入る時に、前記排気ガス温度を測定す る温度変換器を含有する請求の範囲８に記載の装置。
11. １１．前記排気ガスが前記アフタバーナに入る時に、前記排気ガスの圧力を測定 する圧力変換器を含有する請求の範囲８に記載の装置。
12. １２．前記排気ガスが前記アフタバーナに入る時に、前記排気ガス中の煙を検知 する煙探知装置を含有する請求の範囲８に記載の装置。
13. １３．前記排気ガスが前記アフタバーナに入る時に、前記排気ガスの流量を測定 する流量変換器を含有する請求の範囲８に記載の装置。
14. １４．前記混合室が前記排気ガスと前記高温補助燃焼生成物とを渦巻き形混合さ せる装置を含有する請求の範囲５に記載の装置。
15. １５．さらに、少なくとも一つの水流を前記アフタバーナ内に噴射して燃焼に関 与させるための装置を含有する請求の範囲５に記載の装置。
16. １６．さらに、少なくとも一つの前記酸化ガス中の酸素を前記アフタバーナへ送 付する前にオゾン化する装置を含有する請求の範囲５に記載の装置。
17. １７．排気ガスの可燃成分を焼却する方法にして、（ａ）排気ガスを燃焼および 分解用の封じ込め装置に送付し、 （ｂ）流動可燃材料を補助バーナへ制御可能に導入し、（ｃ）互いに異なる酸素 濃度を有する酸化ガスの２個の制御可能な発生源から前記封じ込め装置へ酸素を 導入し、 （ｄ）前記排気ガスの前記可燃成分を前記封じ込め装置中で燃焼させて煙道ガス を発生させ、 （ｅ）該煙道ガスを前記封じ込め装置から排気するの諸工程を含有する方法。
18. １８．酸素を導入する前記工程が、少なくとも一つの前記制御可能酸化ガス源を 前記補助バーナへ導入することを含有する請求の範囲１７に記載の方法。
19. １９．酸素を導入する前記工程が、少なくとも一つの前記制御可能酸化ガス源を 前記補助バーナの後に前記封じ込め装置へ導入することを含有する請求の範囲１ ７に記載の方法。
20. ２０．さらに、２個の異なる酸化ガスを、前記流動可燃材料を含む前記補助バー ナ装置に個別に送付する工程を含有する請求の範囲１７に記載の方法。
21. ２１．付加酸素量が前記封じ込め装置に送付されて前記排気ガスおよび前記高温 燃焼生成物と混合する請求の範囲２０に記載の方法。
22. ２２．請求の範囲１７に記載の方法にして、さらに、（ａ）該方法の操作の特性 を感知し、 （ｂ）感知した操作特性を示す信号を発生させ、（ｃ）感知した操作特性および 予定の望ましい操作特性値に基づいて前記酸化ガスの流量を制御するの諸工程を 含有する方法。
23. ２３．前記感知された操作特性が排気ガス特性であり、酸化ガスの流星が、前記 高温補助燃焼生成物中の酸素の分圧および前記高温補助燃焼生成物から利用でき る熱を制御するように制御される請求の範囲２２に記載の方法。
24. ２４．前記操作感知工程が前記排気ガスの温度を感知することを含有する請求の 範囲２２に記載の方法。
25. ２５．前記操作感知工程が前記排気ガスの流量を感知することを含有する請求の 範囲２２に記載の方法。
26. ２６．前記操作感知工程が前記排気ガスの圧力を感知することを含有する請求の 範囲２２に記載の方法。
27. ２７．前記操作感知工程が前記排気ガス中の煙の量を検知するために不透明度を 感知することを含有する請求の範囲２２に記載の方法。
28. ２８．前記制御工程が、さらに、前記流動可燃材料の流量を制御することを含有 する請求の範囲２２に記載の方法。
29. ２９．さらに、少なくとも一つの水流を噴射して前記アフタバーナ装置における 燃焼に関与する工程を含有する請求の範囲２２に記載の方法。
30. ３０．さらに、前記酸化ガスが前記アフタバーナ装置に入る前に少なくとも一つ の前記酸化ガス中の酸素をオゾン化する工程を含有する請求の範囲２２に記載の 方法。
31. ３１．さらに、前記排気ガスと前記高温補助燃焼生成物とを混合室中の渦巻き形 混合によって混合する工程を含有する請求の範囲２２に記載の方法。
32. ３２．前記補助バーナに導入された前記流動可燃材料が流動廃棄物を含有する請 求の範囲２２に記載の方法。
33. ３３．少なくとも一つの前記酸化ガスと共に送付された付加酸素量が前記混合室 に直接に導入される請求の範囲２２に記載の方法。
34. ３４．廃棄物を処理する装置にして、 （ａ）該廃棄物を燃焼して残滓および排気ガスにするための主焼却燃焼装置と、 （ｂ）主酸化ガスを前記主焼却燃焼装置へ制御可能に送付するための装置と、 （ｃ）燃焼および分解の封じ込め装置と、（ｄ）前記排気ガスを前記主焼却燃焼 装置から前記封じ込め装置へ送付するための装置と、 （ｅ）内部で高温補助燃焼と酸素とを発生させるための補助バーナ装置と、 （ｆ）前記流動燃焼材料を前記補助バーナ装置へ制御可能に送付するための装置 と、 （ｇ）互いに異なる酸素濃度を有する２個の制御可能な酸化ガス発生源から酸素 を前記封じ込め装置へ導入するための装置 とを含有する廃棄物処理装置。
35. ３５．少なくとも一つの前記制御可能な酸化ガス発生源が前記補助バーナ装置へ 酸化ガスを提供する請求の範囲３４に記載の装置。
36. ３６．少なくとも一つの前記制御可能な装置が前記封じ込め装置へ酸化ガスを提 供する請求の範囲３４に記載の装置。
37. ３７．前記封じ込め装置がさらに耐火物裏打ちアフタバーナ容器を含有する請求 の範囲３６に記載の装置。
38. ３８．前記封じ込め装置がさらに混合室を含有し、前記補助バーナが前記高温補 助燃焼生成物を差し向けて該混合室内で排気ガスと混合させた後に該混合物を前 記アフタバーナ容へ導入する請求の範囲３７に記載の装置。
39. ３９．前記酸化ガスが前記流動可燃材料を含む前記補助アフタバーナ装置に個別 に送付されて高温補助燃焼生成物を発生させる請求の範囲３８に記載の装置。
40. ４０．さらに、付加酸素量を前記補助バーナ装置を越えた位置にある前記アフタ バーナ装置に送付して前記排気ガスおよび前記高温補助燃焼生成物と混合させる ための装置を含有する請求の範囲３４に記載の装置。
41. ４１．さらに、操作特性を感知し、感知した操作特性値を示す信号を発生させる 複数個の変換器と、該変換器の信号を受信して感知操作特性値および予定の望ま しい操作特性値に基づいて前記酸化ガスの流量を制御するための制御装置とを含 有する請求の範囲３８に記載の装置。
42. ４２．前記感知された操作特性が排気ガス特性であり、酸化ガスの流量が、前記 高温補助燃焼生成物中の酸素の分圧および前記高温補助燃焼生成物から利用でき る熱を制御するように制御される請求の範囲４１に記載の装置。
43. ４３．さらに、一回分の廃棄物が前記廃棄物送り装置内にあることを前記制御装 置に知らせる装置を含有し、もって該制御装置が、前記主焼却燃焼装置に導入さ れる廃棄物回分の導入の準備として前記流動燃焼材料および酸化ガスの流量を調 節できるようになっている請求の範囲４１に記載の装置。
44. ４４．排気ガス温度を測定する少なくとも一つの温度変換器を含有する請求の範 囲４１に記載の装置。
45. ４５．ガス流量を測定する少なくとも一つの流量変換器を含有する請求の範囲４ １に記載の装置。
46. ４６．前記排気ガスの圧力を測定する少なくとも一つの圧力変換器を含有する請 求の範囲４１に記載の装置。
47. ４７．排気ガス中の煙を検知する煙検知装置を含有する請求の範囲４１に記載の 装置。
48. ４８．前記混合室が前記排気ガスと前記高温補助燃焼生成物とを渦巻き形混合さ せる装置を含有する請求の範囲３８に記載の装置。
49. ４９．さらに、付加酸素量を前記補助バーナ装置を越えた位置にある前記アフタ バーナ装置に送付して前記排気ガスおよび前記高温補助燃焼生成物と混合させる ための装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
50. ５０．さらに、少なくとも一つの水流を前記アフタバーナ内に噴射して燃焼に関 与させるための装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
51. ５１．少なくとも一つの前記酸化ガス中の酸素を前記アフタバーナに送付する前 にオゾン化する装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
52. ５２．前記主焼却燃焼装置が流動燃料および酸化ガスを燃焼する主バーナを含有 して廃棄物を前記主焼却燃焼装置内で焼却する熱を提供する請求の範囲３６に記 載の装置。
53. ５３．前記主酸化ガス送付装置が、互いに異なる酸素濃度を有する２個の制御さ れた酸化ガス発生源から前記主バーナへ酸素を送付する装置を含有する請求の範 囲５１に記載の装置。
54. ５４．さらに、少なくとも一つの水流を前記主焼却燃焼装置内に噴射して燃焼に 関与させるための装置を含有する請求の範囲３６記載の装置。
55. ５５．さらに、少なくとも一つの前記酸化ガス中の酸素を前記主焼却装置へ送付 する前にオゾン化する装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
56. ５６．さらに、前記排気特性を感知するとともに感知した特性値を示す信号を発 生させる複数個の変換器と、該変換器の信号を受信するとともに感知した特性値 に基づいて前記酸化ガスの流量を制御しもって前記主焼却装置および前記主流動 燃焼材料に酸素を提供するようになっている制御装置とを含有する請求の範囲４ １に記載の装置。
57. ５７．さらに第二封じ込め装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
58. ５８．さらに、前記封じ込め装置から排出された煙道ガスの一部分を前記主燃焼 装置へ戻すための装置を含有する請求の範囲３６に記載の装置。
59. ５９．廃棄物を熱分解する方法にして、（ａ）固体廃棄物を主焼却燃焼装置に導 入し、（ｂ）主酸化ガスを前記主焼却燃焼装置に制御可能に導入し、 （ｃ）前記固形廃棄物を前記主焼却燃焼装置内で焼却して固体残留物および排気 ガスを生成し、（ｄ）前記排気ガスを前記主焼却燃焼装置から補助バーナを含む アフタバーナ装置に送り、 （ｅ）流動可燃材料を前記補助バーナへ制御可能に導入し、 （ｆ）互いに異なる酸素濃度を有する二つの制御可能な酸化ガス発生源から前記 封じ込め装置へ酸素を導入して高温酸化剤を生成させ、 （ｇ）前記封じ込め装置中の前記排気ガスの残留可燃成成分を燃焼させ、 （ｈ）前記封じ込め装置から生じた煙道ガスを排出させる の諸工程を含有する方法。
60. ６０．酸素を導入する前記工程が少なくとも一つの前記制御可能な酸化ガス発生 源を前記補助バーナへ導入することを含有する請求の範囲５９に記載の方法。
61. ６１．酸素を導入する前記工程が少なくとも一つの前記制御可能な酸化ガス発生 源を前記補助バーナの後に前記封じ込め装置へ導入することを含有する請求の範 囲５９に記載の方法。
62. ６２．さらに、前記流動可燃材料を含む前記補助バーナ装置へ二つの異なる酸化 ガスを別個に送付する工程を含有する請求の範囲５９に記載の方法。
63. ６３．付加酸素量が前記封じ込め装置へ送付されて前記排気ガスおよび前記高温 補助燃焼生成物と混合する請求の範囲６２に記載の方法。
64. ６４．請求の範囲５９に記載の方法にして、さらに、（ａ）該方法の操作特性を 感知し、 （ｂ）感知された操作特性を表示する信号を発生させ、（ｃ）感知された操作特 性および予定の望ましい操作特性値に基づいて前記酸化ガスの流量を制御するの 諸工程を含有する方法。
65. ６５．前記操作感知工程が前記排気ガスの流量を感知することを含有する請求の 範囲６４に記載の方法。
66. ６６．前記操作感知工程が前記排気ガスの流量を感知することを含有する請求の 範囲６４に記載の方法。
67. ６７．前記操作感知工程が前記排気ガスの圧力を感知することを含有する請求の 範囲６４に記載の方法。
68. ６８．前記操作感知工程が前記排気ガス中の煙の量を検知するために不透明度を 感知することを含有する請求の範囲６４に記載の方法。
69. ６９．前記制御工程が、さらに、前記流動可能材料の流量を制御することを含有 する請求の範囲６４に記載の方法。
70. ７０．さらに、少なくとも一つの水流を前記アフタバーナ中の燃焼に関与するよ うに噴射する工程を含有する請求の範囲６４に記載の方法。
71. ７１．さらに、前記酸化ガスがアフタバーナ装置に入る前に少なくとも一つの該 酸化ガスの流れ中の酸素をオゾン化する工程を含有する請求の範囲６４に記載の 方法。
72. ７２．さらに、前記排気ガスを前記高温補助燃焼生成物と混合室中で渦巻き形混 合させることによって混合する工程を含有する請求の範囲６４に記載の方法。
73. ７３．少なくとも一つの前記酸化ガスとともに送付された付加酸素量が前記混合 室に直接導入される請求の範囲６４に記載の方法。
74. ７４．前記補助バーナ装置へ導入された前記流動可燃材料が流動廃棄物を含有す る請求の範囲６４に記載の方法。
75. ７５．前記流動可燃材料がさらに補助ガス燃料を含有する請求の範囲７４に記載 の方法。
76. ７６．前記主焼却燃焼装置が主バーナを含有し、該主バーナに前記主配化ガスを 導入する請求の範囲６４に記載の方法。
77. ７７．さらに主可燃流体を前記主バーナに導入する工程を含有する請求の範囲７ ６に記載の方法。
78. ７８．前記主可燃流体が流動廃棄物を含有する請求の範囲７７に記載の方法。
79. ７９．主酸化ガスを導入する前記工程が、互いに異なる酸素濃度を有する二つの 制御可能な酸化ガス発生源を含有する請求の範囲７７に記載の方法。
80. ８０．さらに、前記アフタバーナ装置から発生した前記煙道ガスの一部分を前記 主焼却燃焼装置へ還流させる工程を含有する請求の範囲６４に記載の方法。
81. ８１．さらに （ａ）一回分の固体廃棄物が前記主焼却燃焼装置に導入されようとする時を感知 し、 （ｂ）前記廃棄物の導入に備えて前記主酸化ガスの流量を調節する の諸工程を含有する請求の範囲６９に記載の方法。
82. ８２．一回分の固体廃棄物が前記主焼却燃焼装置に導入される時を感知する工程 と、前記廃棄物の一回分が前記主焼却燃焼装置に導入される前に前記補助バーナ 装置に送付される流動可燃材料および酸化ガスの流量を調節する工程とを含有す る請求の範囲６９に記載の方法。 ８２．さらに、前記主焼却装置中の燃焼に関与する少なくとも一部分の酸素をオ ゾン化する工程を含有する請求の範囲５９に記載の方法。
83. ８３．さらに、前記アフタバーナ装置の燃焼に関与する少なくとも一つの水流を 噴射する工程を含有する請求の範囲５９に記載の方法。
84. ８４．少なくとも一つの前記酸化ガスが予熱空気である請求の範囲５９に記載の 方法。