JPH07229610A - 廃棄物の燃焼処理装置及びその燃焼処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物等を二次燃焼室内で完全燃焼させるた
めに必要な燃焼処理装置及びその燃焼処理方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 任意形状の一次燃焼室と、略円筒状の二次燃
焼室と、一次燃焼室から二次燃焼室へ排ガスを導入する
排ガス導入路とを有し、一次燃焼室から二次燃焼室への
排ガスが二次燃焼室内で旋回流を生じるように、二次燃
焼室への排ガス導入路の開口部を二次燃焼室の中心線よ
り外側に偏心設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス導入路を介して
二次燃焼室を一次燃焼室に取り付けた廃棄物の燃焼処理
装置及びその燃焼処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、産業廃棄物等を燃焼した際の
焼却炉内におけるダイオキシン類の生成濃度は、廃棄物
燃焼排ガスの一酸化炭素濃度と強い正の相関があり、廃
棄物燃焼排ガスの一酸化炭素濃度が大きくなるにつれて
ダイオキシン類濃度も高くなることが推測される。

【０００３】平成２年１２月に厚生省水道環境部環境整
備課から発表されたダイオキシン類発生防止等のガイド
ラインにおいても、ダイオキシン類発生量の指標として
廃棄物燃焼排ガスの一酸化炭素濃度が採用されている。
一方、従来、都市ごみ、産業廃棄物等の焼却においてダ
イオキシン類等の有害物質を低減するのに有力な燃焼処
理装置として、竪型二段燃焼処理装置が用いられてお
り、例えば特公昭４５−１２６３８号公報記載の無煙ご
み焼却炉など種々の形式のものが提案されている。

【０００４】従来の竪型二段燃焼処理装置の構成を図１
及び図２を用いて詳細に説明する。図１は、従来の竪型
二段燃焼処理装置の正面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面
図をそれぞれ示す。図１、２において任意の形状の一次
燃焼室１の一端には廃棄物投入口２が取り付けられ、そ
の他端には燃焼用の空気供給路である上側燃焼空気路３
が設けられている。また、一次燃焼室１の炉床には燃焼
用の空気供給路である下側燃焼空気路４が設けられ、さ
らに、一次燃焼室には、高熱ガスまたは火炎供給用のバ
ーナー（図示せず）が設置されている。

【０００５】そして、この一次燃焼室１の上方には、廃
棄物燃焼排ガス中の未燃焼成分を燃焼させるための二次
燃焼室５が載置されており、この二次燃焼室５は排ガス
導入路６を介して、前記一次燃焼室１と連通している。
二次燃焼室５には、高熱ガスまたは火炎供給用のバーナ
ー（図示せず）及び廃棄物燃焼排ガスを排出するための
排出路７が設けられている。

【０００６】上述のように構成された従来の竪型二段燃
焼処理装置においては、廃棄物投入口２より廃棄物を一
次燃焼室１の炉床上に投入すると、廃棄物はバーナーの
火炎により加熱され、経時的に乾燥、燃焼、後燃焼と進
行する。そして、廃棄物が燃焼すると廃棄物燃焼排ガス
が発生するが、廃棄物燃焼排ガスは排ガス導入路６を経
て二次燃焼室５に至り、ここにおいて二次燃焼炉バーナ
ーの火炎により、廃棄物燃焼排ガス中の未燃焼成分を燃
焼させ、排出路７から系外に排出されるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の竪型二段燃焼処理装置では、ダイオキシン類など
の難分解性有機塩素化合物の低減に関しては、十分な効
果が得られないことが懸念されている。即ち、上述した
従来の竪型二段燃焼処理装置では、二次燃焼室におい
て、一酸化炭素、炭化水素等を含む未燃焼ガスの一部は
完全燃焼せずに系外へ排出され、また、燃焼処理装置内
で発生したダイオキシン類等が完全燃焼せずに比較的多
く系外へ排出されるという問題がある。

【０００８】また、熱分解を受けても二酸化炭素になる
まで完全燃焼されずに、部分酸化状態で止まり、未燃焼
ガス中には未燃焼有機炭素成分が存在する。このため、
後段の排ガス処理過程等における温度条件等により、再
び、ダイオキシン類等に再生成されるという問題があ
る。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消するために創作されたものであり、廃棄物等の燃
焼により発生する一酸化炭素、ダイオキシン類等の難分
解性有機塩素化合物の排出を極限まで低減する廃棄物の
燃焼処理装置及びその燃焼処理方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の燃焼処理装置は、バーナーを有する任意の
形状の一次燃焼室と、鉛直方向に中心線を持つ略円筒状
の二次燃焼室と、一次燃焼室から二次燃焼室へ排ガスを
導入する排ガス導入路とを有し、一次燃焼室から二次燃
焼室への排ガスが二次燃焼室内で旋回流を生じるよう
に、二次燃焼室への排ガス導入路の開口部が二次燃焼室
の中心線より外側に偏心設置されたことを特徴とするも
のである。

【００１１】なお、二次燃焼室は、必ずしも排ガス導入
路を介して一次燃焼室に連通されている必要はなく、二
次燃焼室が開口部のみを介して直接一次燃焼室に連通さ
れて設置されていてもよい。

【００１２】また、二次燃焼室への前記排ガス導入路の
開口部の断面積は、燃焼を効果的に行うのに十分な強さ
を有する旋回流を発生させるために、二次燃焼室の円筒
断面積の０．０５〜０．５倍であるのが好ましい。

【００１３】さらに、空気と未燃焼成分の混合を効率的
に達成し、未燃焼成分を二酸化炭素へと完全燃焼させる
ために、二次燃焼室への供給空気が二次燃焼室内で旋回
流を生じるように、二次燃焼室への空気供給路の開口部
が二次燃焼室の中心線より外側に偏心設置されるのが望
ましい。

【００１４】二次燃焼室への前記空気供給路の開口部の
断面積が、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５
倍であると、旋回流の強さが強く、圧力損失も過大では
なく、燃焼室壁の摩耗も少ないので好ましい。

【００１５】そして、廃棄物を効果的に燃焼処理する方
法としては、バーナーを有する任意の形状の一次燃焼室
と、鉛直方向に中心線を持つ略円筒状の二次燃焼室と、
一次燃焼室から二次燃焼室へ排ガスを導入する排ガス導
入路とを有し、二次燃焼室への排ガス導入路の開口部が
二次燃焼室の中心線より外側に偏心設置されて、一次燃
焼室から二次燃焼室への排ガスが二次燃焼室内で旋回流
を生じるようにし、廃棄物を先ず一次燃焼室内で６００
〜１０００℃の温度で燃焼させ、次いで一次燃焼室から
の排ガスを二次燃焼室内で８００〜１２００℃の温度で
燃焼させる方法がある。

【００１６】なお、前記燃焼処理方法において、二次燃
焼室は、必ずしも排ガス導入路を介して一次燃焼室に連
通されている必要はなく、二次燃焼室が開口部のみを介
して直接一次燃焼室に連通されて設置されていてもよ
い。

【００１７】また、前記燃焼処理方法において、二次燃
焼室への前記排ガス導入路の開口部の断面積は、燃焼を
効果的に行うのに十分な強さを有する旋回流を発生させ
るために、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５
倍とするのが好ましい。

【００１８】さらに、前記燃焼処理方法において、空気
と未燃焼成分の混合を効率的に達成し、未燃焼成分を二
酸化炭素へと完全燃焼させるために、二次燃焼室への空
気供給路の開口部が二次燃焼室の中心線より外側に偏心
設置されて、二次燃焼室への供給空気が二次燃焼室内で
旋回流を生じるようにするのが望ましい。

【００１９】また、前記燃焼処理方法において、二次燃
焼室への前記空気供給路の開口部の断面積を、二次燃焼
室の円筒断面積の０．０５〜０．５倍とすると、旋回流
の強さが強く、圧力損失も過大ではなく、燃焼室壁の摩
耗も少ないので好ましい。

【００２０】

【作用】上記のように構成された燃焼処理装置の一次燃
焼処理室に廃棄物等を投入すると、バーナーにより燃焼
されて排ガスが発生する。その排ガスは、排ガス導入路
を介して二次燃焼室へ導入されるが、該排ガス導入路の
開口部は二次燃焼室の中心線より外側に偏心設置されて
いるので、排ガスが二次燃焼室円筒面の接線方向に導入
されて二次燃焼室内で旋回流を生じる。

【００２１】この旋回流の発生により、未燃焼成分と空
気とが効果的に混合しながら全体の流れは鉛直方向に上
昇し、完全燃焼が達成される。さらに、二次燃焼室への
空気供給路の開口部は二次燃焼室の中心線より外側に偏
心されて設置されているので、二次燃焼室内で供給空気
の旋回流が発生し、燃焼の効率が一層促進される。

【００２２】また、上記のように構成された燃焼処理装
置において、一次燃焼処室を６００〜１０００℃、二次
燃焼処室を８００〜１２００℃にそれぞれ温度設定する
ことにより、種々の廃棄物は完全に燃焼される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図３〜６を用いて説
明する。図３は本発明の燃焼処理装置の側面図、図４は
図３のＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示したものである。図５
は本発明の一次燃焼室と二次燃焼室の他の配置例を示す
図面、図６は本発明の燃焼処理装置の二次燃焼室におけ
る排ガスの挙動を示す概念図である。

【００２４】図３〜５において、一次燃焼室９からの排
ガスを完全燃焼させるための二次燃焼室８が、排ガス導
入路１０を介して、一次燃焼室９に連通されている。二
次燃焼室８は鉛直方向に中心線を持つ円筒形状を有し、
一次燃焼室９から二次燃焼室８への排ガスが二次燃焼室
円筒面の接線方向に導入されて二次燃焼室内で旋回流を
生じるように、二次燃焼室８への排ガス導入路１０の開
口部が二次燃焼室８の中心線より外側に偏心設置されて
いる。

【００２５】また、二次燃焼室８への供給空気が二次燃
焼室円筒面の接線方向に導入されて二次燃焼室８内で旋
回流を生じるように、二次燃焼室８への空気供給路１１
の開口部が二次燃焼室８の中心線より外側に偏心設置さ
れている。なお、二次燃焼室８には排ガス導入路１０の
開口部の比較的近い部分に高熱ガスまたは火炎供給用の
バーナーを設けてもよい。

【００２６】図３〜６を用いて、上記のように構成され
た本発明の燃焼処理装置における廃棄物の燃焼状態及び
排ガスの流れについて説明する。一次燃焼室９に投入さ
れた廃棄物は、一次燃焼室９に配設したバーナー（図示
せず）の火炎により、加熱され、乾燥、燃焼、後燃焼と
経時的に進行する。その際、燃焼用空気供給手段を介し
て燃焼用空気を一次燃焼室９に供給する。そして、廃棄
物が燃焼すると排ガスが発生するが、排ガスは排ガス導
入路１０を介して、二次燃焼室８に導入される。

【００２７】排ガス導入路１０の開口部は二次燃焼室８
の断面の中心線に対して外側に偏心設置され、かつ、一
次燃焼室９からの排ガスは二次燃焼室８の円筒面の接線
方向に導入されるため、二次燃焼室８において排ガスは
上昇方向の旋回流が発生する。二次燃焼室８において完
全燃焼された排ガスは、排出路１２から排出される。

【００２８】通常、一次燃焼室からの排ガスは、一酸化
炭素、炭化水素等の未燃焼成分と、二酸化炭素、空気と
を含む。この排ガスは二次燃焼室内において、旋回流に
より未燃焼成分と空気とが良好な混合状態となって、全
体の流れは鉛直方向に上昇していく良好な流れとなるた
め完全燃焼状態が達成され、未燃焼成分が二酸化炭素へ
と完全燃焼されるのである。

【００２９】また、二次燃焼室の中心軸が水平方向であ
る場合には、種々の条件にもよるが、浮力により上下方
向の対流が生じ旋回流が乱される可能性がある一方、本
発明では二次燃焼室が鉛直方向であるため、良好な旋回
流が達成されるものと思われる。また、旋回流の効果
は、旋回流の強さが強いほど大きくなるが、旋回流が強
すぎると燃焼室壁の摩耗や圧力損失が大きくなりすぎ悪
影響を及ぼす。

【００３０】この旋回流の強さは二次燃焼室に導入され
る排ガスの速度に比例し、二次燃焼室に導入される排ガ
スの速度は、導入路の開口部の断面積に反比例する。こ
のため、二次燃焼室への排ガス導入路の開口部の断面積
は、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５倍の範
囲となる。

【００３１】更に、二次燃焼室で補助的に必要となる二
次燃焼室への供給空気が二次燃焼室円筒面の接線方向に
導入されて二次燃焼室内で旋回流を生じるように、二次
燃焼室への空気供給路の開口部が二次燃焼室の中心線よ
り外側に偏心設置されることにより、空気と未燃焼成分
の混合が効率的に成され、その結果、未燃焼成分が二酸
化炭素へと完全燃焼される

【００３２】また、二次燃焼室への空気供給路の開口部
の断面積が、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．
５倍の範囲であれば、旋回流の強さが十分強く、圧力損
失も過大ではなく、燃焼室壁の摩耗も少ない。

【００３３】本実施例の燃焼処理装置を用いた廃棄物の
燃焼処理方法に関しては、廃棄物を先ず一次燃焼室内で
６００〜１０００℃の温度で燃焼させ、次いで一次燃焼
室からの排ガスを二次燃焼室内で８００〜１２００℃の
温度で燃焼させることにより、一酸化炭素や炭化水素等
の未燃焼成分を完全燃焼することができる。

【００３４】本実施例の燃焼処理装置を用い、本実施例
の方法で一般ごみ、プラスチック等を焼却したが、二次
燃焼室の排出路１２より排出される排ガスから検出され
た一酸化炭素は１０ｐｐｍ以下であり、かつ、ダイオキ
シン類は検出されなかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】一次燃焼室から二次燃焼室への排ガスが二
次燃焼室内で旋回流を生じるように、排ガス導入路の開
口部を二次燃焼室に設置することにより、廃棄物等の燃
焼から発生する未燃焼成分を完全燃焼することができ
る。

【００３７】そして、二次燃焼室への供給空気をも二次
燃焼室内で旋回流を生じるように、空気供給路の開口部
を二次燃焼室に設置することにより、未燃焼ガスと燃焼
用空気との混合が大幅に促進し、未燃焼ガスの燃焼が進
み、二次燃焼室から排出される排ガス中に含まれる一酸
化炭素や炭化水素濃度を大幅に低減でる。更には、ダイ
オキシン類等の難分解性有機塩素化合物を極限まで分解
できる。

【００３８】さらに、本願発明の燃焼処理装置を使用
し、一次燃焼室を６００〜１０００℃、二次燃焼室を８
００〜１２００℃にそれぞれ温度設定することにより、
種々の廃棄物を完全燃焼させることができる。

【００３９】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、従来の燃焼処理装置に比較して、排ガス中の一酸化
炭素濃度を大幅に低減でき、厚生省が平成２年１２月に
発表したダイオキシン類発生防止等ガイドラインに対応
可能な燃焼処理装置及びその燃焼処理方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の竪型二段燃焼処理装置の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の燃焼処理装置の実施例を示す側面図で
ある。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】本発明の燃焼処理装置の他の実施例を示す平面
図である。

【図６】本発明の二次燃焼室における排ガスの挙動を示
す概念図である。

【符号の説明】

１ 一次燃焼室 ２ 廃棄物投入口 ３ 上側燃焼空気路 ４ 下側燃焼空気路 ５ 二次燃焼室 ６ 排ガス導入路 ７ 排出路 ８ 二次燃焼室 ９ 一次燃焼室 １０ 排ガス導入路 １１ 空気供給路 １２ 排出路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 秀介 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 加藤 龍夫 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200 日立金属株式会 社内 (72)発明者 田口 文祥 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200 日立金属株式会 社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナーを有する任意の形状の一次燃焼
   室と、鉛直方向に中心線を持つ略円筒状の二次燃焼室
   と、一次燃焼室から二次燃焼室へ排ガスを導入する排ガ
   ス導入路とを有し、一次燃焼室から二次燃焼室への排ガ
   スが二次燃焼室内で旋回流を生じるように、二次燃焼室
   への排ガス導入路の開口部が二次燃焼室の中心線より外
   側に偏心設置されたことを特徴とする廃棄物の燃焼処理
   装置。
2. 【請求項２】 二次燃焼室への排ガス導入路の開口部の
   断面積が、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５
   倍であることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物の燃
   焼処理装置。
3. 【請求項３】 二次燃焼室への供給空気が二次燃焼室内
   で旋回流を生じるように、二次燃焼室への空気供給路の
   開口部が二次燃焼室の中心線より外側に偏心設置された
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物の燃焼
   処理装置。
4. 【請求項４】 二次燃焼室への空気供給路の開口部の断
   面積が、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５倍
   であることを特徴とする請求項３に記載の廃棄物の燃焼
   処理装置。
5. 【請求項５】 バーナーを有する任意の形状の一次燃焼
   室と、鉛直方向に中心線を持つ略円筒状の二次燃焼室
   と、一次燃焼室から二次燃焼室へ排ガスを導入する排ガ
   ス導入路とを有し、二次燃焼室への排ガス導入路の開口
   部が二次燃焼室の中心線より外側に偏心設置されて、一
   次燃焼室から二次燃焼室への排ガスが二次燃焼室内で旋
   回流を生じるようにし、廃棄物を先ず前記一次燃焼室内
   で６００〜１０００℃の温度で燃焼させ、次いで一次燃
   焼室からの排ガスを二次燃焼室内で８００〜１２００℃
   の温度で燃焼させることを特徴とする廃棄物の燃焼処理
   方法。
6. 【請求項６】 二次燃焼室への排ガス導入路の開口部の
   断面積を、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５
   倍としていることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物
   の燃焼処理方法。
7. 【請求項７】 二次燃焼室への空気供給路の開口部が二
   次燃焼室の中心線より外側に偏心設置されて、二次燃焼
   室への供給空気が二次燃焼室内で旋回流を生じるように
   していることを特徴とする請求項５又は６に記載の廃棄
   物の燃焼処理方法。
8. 【請求項８】 二次燃焼室への空気供給路の開口部の断
   面積を、二次燃焼室の円筒断面積の０．０５〜０．５倍
   としていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物の
   燃焼処理方法。