JPH07253206A - 排ガス燃焼処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 排ガス燃焼処理装置内部の酸性ガスによる腐
蝕を防止し、内部部品の交換修理作業を簡単にする。 【構成】 排ガス燃焼処理において、熱回収用気体を熱
回収済み気体との熱交換によりあらかじめ加熱し、ヘッ
ダーボックス５及びシートパネル部２に配設されたヘッ
ダーパイプ及び加熱管８の管壁温度を酸露点以上になる
様にした。又バーナを持つ燃焼室１とシートパネル部２
とからなる炉本体の前記シートパネル部２外周にこれを
囲繞するヘッダーボックス５を取付け、Ｕ字形に屈曲せ
しめられた一連の加熱管群をシートパネル部２内に配設
し、入口ヘッダーパイプ９に接続すると共に、その出口
側を出口ヘッダーパイプに接続し、更に炉外に空気／空
気熱交換器１９を設けて、入口ヘッダーパイプ９と出口
ヘッダーパイプ１０に夫々接続し、熱回収済み熱回収気
体により加熱管８に送り込まれる熱回収用気体を加熱
し、加熱管８の管壁温度を酸露点以上になる様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排ガス燃焼処理に関する
方法及びその為の装置、詳しくは各種排ガス中の有機物
やダスト等の可燃物を燃焼により分解して無害化させる
と共に燃焼によって発生した熱エネルギーを回収する排
ガス燃焼処理方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アニモニア、窒素化合物、硫黄化合物、
各種臭気物質、ダスト等の有害成分を含む排ガスを燃焼
により分解し無害化処理すると共にその際発生する燃焼
熱エネルギーを積極的に回収する省エネルギー型排ガス
燃焼処理設備は従来から存在している。これらの省エネ
ルギー型排ガス燃焼処理設備は浄水場、下水処理工場、
ゴミ焼却施設、化学工場等で公害防止機器として数多く
使用されている。これらの有害成分を多量に含む排ガス
は、汚泥燃焼処理施設、ゴミ焼却処理施設、活性炭再生
設備等で多量に発生する。特に、内熱式の活性炭再生設
備の排ガスには、各種臭気物質（２メチルイソボルネオ
ール、ジオスミン等）、窒素酸化物、硫黄酸化物、有機
物質（トリハロメタン、フェノール等）、ダスト等が多
量に含まれており、有害成分が焼却処理されると共に燃
焼エネルギーも効果的に回収される必要がある。従来技
術の排ガス燃焼処理装置では、燃焼室に連設せしめられ
た筒状のシートパネル部に、熱回収用気体を連続的に送
り込むための一連の加熱管群が設置されており、その間
を燃焼ガスおよび燃焼処理された排ガスが通過すること
により、熱エネルギーが回収される様になっている。
又、排ガス燃焼処理装置の中には、燃焼室にスチームを
吹き込みながら有害成分を含む排ガスを燃焼処理するタ
イプのものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排ガス燃焼処理装置においては加熱管へ送り込む熱回収
用気体は大気をそのまま用いていた為、加熱管の始端
（入口）付近、特にシートパネル部の加熱管貫通孔部分
の加熱管は局部的に低温となり、燃焼排ガス中の水蒸気
がこの低温状態の加熱管壁に触れて結露し水滴となり、
この水滴に酸性ガスが吸収されて排ガス燃焼処理装置内
部の腐蝕を著しく促進させる欠点があった。特に、燃焼
室にスチームを吹き込むタイプのものにおいてはこの傾
向か強かった。

【０００４】又、燃焼室内が徐々に高温になって行く
と、燃焼ガスの対流がおこり、シートパネル部の加熱管
貫通孔と加熱管との隙間からシートパネル部を囲繞した
ヘッダーボックス内へ酸性ガスを含んだ排ガスが流れ込
み、比較的低温のヘッダーボックスの壁面に結露し、こ
れを腐蝕させることもあった。

【０００５】一方、排ガス燃焼処理装置の稼働に伴い、
内部の加熱管の劣化消耗は避けられず、その点検交換作
業も必要に応じ適宜実施されなければならないが、従来
の排ガス燃焼処理装置においては点検交換作業の便は特
に考慮されておらず、全体が溶接等により一体構成とな
っていた為、加熱管の交換作業の際などには溶接部分の
切断、修理、再溶接等面倒な作業を行う必要があり、必
然的に工期は長くならざるを得なかった。

【０００６】本発明は従来のこれら排ガス燃焼処理装置
の問題点を解決することを目的とするものであり、耐久
性の向上及び修理、点検の容易化を実現させた新規な排
ガス燃焼処理装置を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、各種排ガス中
の有害成分を燃焼により分解し無害化させると共に燃焼
熱エネルギーを回収する排ガス燃焼処理において、熱回
収用気体を熱回収済み気体との熱交換によりあらかじめ
加熱し、ヘッダーボックス及びシートパネル部に配設さ
れたヘッダーパイプ及び加熱管の管壁温度を酸露点以上
にすることにより上記課題を解決せんとするものであ
り、又、内部空間にバーナーを有する燃焼室とこの燃焼
室に連通したシートパネル部とからなる炉本体の前記シ
ートパネル部外周にこれを囲繞するヘッダーボックスを
取付け、前記シートパネル壁面を貫通し、ヘッダーボッ
クス内空間でＵ字形に屈曲せしめられた一連の加熱管群
をシートパネル部内に配設し、加熱管の入口側をヘッダ
ーボックス内空間の下部に位置した入口ヘッダーパイプ
に接続すると共に、その出口側をヘッダーボックス内空
間の上部に位置した出口ヘッダーパイプに接続し、更に
炉外に空気／空気熱交換器を設け、入口ヘッダーパイプ
をこの空気／空気熱交換器の被加熱側管路に接続すると
共に出口ヘッダーパイプをその加熱側管路に接続し、熱
回収済み熱回収気体によりこれから加熱管に送り込まれ
る熱回収用気体を加熱し、ヘッダーパイプ入口付近での
加熱管の管壁温度を酸露点以上になる様にすることによ
り排ガス燃焼処理装置の耐久性を高め、又、燃焼室とシ
ートパネル部とを固定手段によって分離自在に接続する
と共に、シートパネル部もその中間部分で輪切り状に分
割し、分割した両部分を固定手段によって容易に固定／
分離できる様にすることにより、その修理点検を容易に
したものである。

【０００８】

【作用】燃焼室１内に開口した排ガス供給管３１から燃
焼室１内に放出された排ガス中の処理を必要とする成分
（臭気物質、有機物やダスト等の可燃物、有害可燃ガ
ス）は燃焼室１内の火炎によって燃焼及び熱分解せしめ
られ、燃焼した排ガスはシートパネル部２内に配設され
た加熱管８の間を通過し、排ガス排出管１５から外部に
放出される。加熱管８内には入口ヘッダーパイプ９を介
して熱回収用予熱気体２５が連続的に送り込まれてお
り、シートパネル部２内で排ガスから熱を回収した熱回
収済み気体２６は出口ヘッダーパイプ１０を通って導管
２１により空気／空気熱交換器１９に送られ、新たに加
熱管８に送り込まれる熱回収用気体２４を加熱する。

【０００９】加熱は加熱管８の入口部分が酸露点以上に
なる様に行われ、この加熱された熱回収用予熱気体２５
の供給により、加熱管８の管壁への結露、酸性ガスの吸
収による腐蝕は防止される。

【００１０】又、この加熱された熱回収用予熱気体２５
の一部はパージガスとしてヘッダーボックス５内にも送
り込まれ、ヘッダーボックス５内を加熱し、結露を防止
すると共にその内圧を高め、燃焼排ガスのヘッダーボッ
クス５内への侵入を阻止し、酸性ガス吸収により腐蝕を
防止する。

【００１１】更に、シートパネル部２壁面の加熱管貫通
孔３２と加熱管８の外周との隙間は３ｍｍ以下、好まし
くは２ｍｍ以下になっており、腐蝕性を有する燃焼排ガ
スの侵入がより効果的に阻止される。

【００１２】空気／空気熱交換器１９に送り込まれた熱
回収済みの熱回収済み気体２６と新たに送り込まれる熱
回収用気体２４との間で熱交換が行われ、得られた熱は
有効利用される。例えば排ガス排出管１５に送られ、排
ガスの白煙防止や燃焼室１に送られ燃焼用空気等として
利用される。

【００１３】又、燃焼室１とシートパネル部２、シート
パネル部２の上方部分と下部部分とはそれぞれ分離自在
に接続されているので、必要に応じ簡単に分割すること
ができる。同様に、加熱管８も下部加熱管群１１、上部
加熱管群１２とに分割され、ソケット式に連結されてい
ると共に、この排ガス燃焼処理装置本体４を支える支持
架構１６も操作架台１７に分離可能に取付けられている
ので、加熱管８の取り替え作業をはじめ、各種修理点検
の際には簡単に分解することができ、作業に要する工期
の著しい短縮も可能である。又、シートパネル部２の中
ほどに設けられているスートブロー装置２８はそのノズ
ル２９から流体を噴出するこにより、加熱管８に付着し
たダストを吹き払い、加熱管８へのダスト付着による加
熱効率の低下を防ぐ。この際、ノズル２９から噴出する
流体は空気であるので同時に結露の発生も有効に防止さ
れる。

【００１４】

【実施例】図面に示すこの発明に係る排ガス燃焼処理装
置の一実施例を説明する。図中１は有底筒状をした燃焼
室であり、その下部にはバーナー３０が設けられてい
る。この燃焼室１の上方には同様に筒状をしたシートパ
ネル部２が位置しており、両者は固定手段である燃焼室
１上縁及びシートパネル部２下縁に設けられたフランジ
３及びボルト７により分離自在に結合され、炉本体４を
構成している。なお、この実施例１においては炉本体４
は燃焼室１の上方にシートパネル部２が位置した縦型の
構成となっているが、横型のものでも良いことはもちろ
んである。図中３１は燃焼室１に排ガスを供給する排ガ
ス供給管である。

【００１５】又、シートパネル部２の周壁にはこれを囲
繞する様にヘッダーボックス５が取付けられており、こ
のヘッダーボックス５によって囲繞されたシートパネル
部２はその中間部分、この実施例においては下から１／
３程度の位置で輪切り状に上下分割されており、同じく
固定手段であるフランジ６及びボルト７によって分解自
在に結合されている。

【００１６】一方、８はシートパネル部２内に配置され
た加熱管であり、ヘッダーボックス５の下部に位置した
入口ヘッダーパイプ９にその始端（入口）が接続され、
シートパネル部２の壁面を貫通してシートパネル部２の
内部空間を横断した後、反対側のヘッダーボックス５内
でＵ字形に屈曲し、再度シートパネル部２の内部空間を
横断し、この状態を繰り返し、その終端（出口）をヘッ
ダーボックス５の上部に位置した出口ヘッダーパイプ１
０に接続している。

【００１７】シートパネル２の壁面には貫通孔３２が設
けられており、この貫通孔３２に加熱管８が挿通されて
いる。加熱管８を貫通させる為には貫通孔３２の内径と
加熱管８の外径との間に若干のクリアランスが必要であ
るが、このクリアランスが片側３ｍｍ以下、好ましくは
２ｍｍ以下になる様に、貫通孔３２の内径は精密に加工
されている。一方、この加熱管８は一本の接続した管で
あるが、上述の通りヘッダーボックス５内で何回もＵ字
形に屈曲せしめられており、下部加熱管群１１と上部加
熱管群１２とに分けられ、ネジ式ソケット又はフランジ
からなる分解接合部１３によってその下部部分／上部部
分が分離可能になっている。

【００１８】又、シートパネル部２の上端開口部には漏
斗状の天蓋１４がボルト締めされており、その頂上部に
は排ガス排出管１５が取付けられている。又、燃焼室１
の外周下方には支持架構１６が取付けられており、この
支持架構１６の下端は操作架台１７に取外し自在に固定
されている。

【００１９】一方、１９は炉外に設けられた空気／空気
熱交換器であり、加熱側空気流路２０には導管２１を介
して出口ヘッダーパイプ１０が、被加熱側空気流路２２
には導管２３を介して入口ヘッダーパイプ９がそれぞれ
接続されており、入口ヘッダーパイプ９に送り込まれる
熱回収用気体２４は出口ヘッダーパイプ１０から排出さ
れる熱回収済み気体２６によって加熱される様になって
いる。加熱の程度は、入口ヘッダーパイプ９付近の加熱
管８の管壁温度が酸露点以上になる様に調整される。

【００２０】この熱回収用気体２４としては大気のほか
清浄な空気、乾燥空気、乾燥窒素も用いることができ
る。又、導管２３は途中で分岐し、枝管２７が引き出さ
れており、この枝管２７の末端はヘッダーボックス５の
下部に開口しており、ヘッダーボックス５内には熱回収
用予熱気体２５をパージガスとして流し込める様になっ
ている。なお、このパージガスの流入はヘッダーボック
ス５内の気圧をシートパネル部２内の気圧より高く設定
する為行うものであり、パージガスはシートパネル部２
の貫通孔３２と加熱管８との隙間を通って排ガス排出管
１５より外部へ排出される。又、図中２８はシートパネ
ル部２の中ほどに設けられたフレキンブルに作動可能な
スートブロー装置であり、シートパネル部２の内部に位
置したノズル２９から空気等の流体を噴出することによ
り、加熱管８に付着したダストを吹き払うことができる
様になっている。ダストは加熱管８の特定の箇所に多く
付着する傾向がある為、ノズル２９はこのダストが付着
しやすい箇所の方向を指向して取付けられている。

【００２１】

【発明の効果】この発明は上述の通りの構成を有するも
のであり、加熱管８には空気／空気熱交換器１９で加熱
された熱回収用予熱気体２５が送られるので加熱管８は
常に酸露点以上に保たれ、排ガス中の水蒸気が水滴とな
って加熱管８の管壁に付着することはなく、酸性ガスの
吸収による腐蝕は防止される。

【００２２】同様に、ヘッダーボックス５内へも加熱さ
れた熱回収用予熱気体２５が送り込まれているので、ヘ
ッダーボックス５内の局部的低温域の発生はなく、同様
に結露及びそれに伴う酸性ガスの吸収による腐蝕は防止
される。

【００２３】又、熱回収用予熱気体２５の流入によりヘ
ッダーボックス５内はシートパネル部２より気圧が高く
なっており、しかも加熱管８とシートパネル部２の壁面
貫通孔３２との間のクリアランスは３ｍｍ以下と非常に
小さくなっているので、シートパネル部２からヘッダー
ボックス５内への排ガスの漏出はなく、この排ガスの漏
出に伴うヘッダーボックス５の腐蝕も阻止され、これら
により従来の排ガス燃焼処理装置に比して格段にすぐれ
た耐久性がもたらされる。

【００２４】更に、燃焼室１とシートパネル部２、シー
トパネル部２の上部部分、下部部分はそれぞれ固定手段
によって分離可能状態で固定されていると共に、加熱管
８は上部加熱管群１１と下部加熱管群１２とに分けら
れ、両者は簡単に分離できる様になっているので、修理
点検の際には必要部分を簡単に取り出すことができ、従
来のものの様に溶接部分の切断、修理、再溶接といった
手間のかかる作業の必要がなく、工期を著しく短縮する
ことができる効果を有する。以上述べた如く、この発明
に係る排ガス燃焼処理装置は耐久性、修理点検の容易さ
というすぐれた効果を有し、極めて実用的なものであ
る。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る排ガス燃焼処理装置の一実施例
の断面説明図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ シートパネル部 ３ フランジ ４ 本体 ５ ヘッダーボックス ６ フランジ ７ ボルト ８ 加熱管 ９ 入口ヘッダーパイプ １０ 出口ヘッダーパイプ １１ 下部加熱管群 １２ 上部加熱管群 １３ 分割接合部 １４ 天蓋 １５ 排ガス排出管 １６ 支持架構 １７ 操作架台 １９ 空気／空気熱交換器 ２０ 加熱側空気流路 ２１ 導管 ２２ 被加熱側空気流路 ２３ 導管 ２４ 熱回収用気体 ２５ 熱回収用予熱気体 ２６ 熱回収済み気体 ２７ 枝管 ２８ スートブロー装置 ２９ ノズル ３０ バーナー ３１ 排ガス供給管 ３２ 貫通孔

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年７月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、各種排ガス中
の有害成分を燃焼により分解し無害化させると共に燃焼
熱エネルギーを回収する排ガス燃焼処理において、熱回
収用気体を熱回収済み気体との熱交換によりあらかじめ
加熱し、ヘッダーボックス及びシートパネル部に配設さ
れたヘッダーパイプ及び加熱管の管壁温度を酸露点以上
にすることにより上記課題を解決せんとするものであ
り、又、内部空間にバーナーを有する燃焼室とこの燃焼
室に連通したシートパネル部とからなる炉本体の前記シ
ートパネル部外周にこれを囲繞するヘッダーボックスを
取付け、前記シートパネル壁面を貫通し、ヘッダーボッ
クス内空間でＵ字形に屈曲せしめられた一連の加熱管群
をシートパネル部内に配設し、加熱管の入口側をヘッダ
ーボックス内空間の下部に位置した入口ヘッダーパイプ
に接続すると共に、その出口側をヘッダーボックス内空
間の上部に位置した出口ヘッダーパイプに接続し、更に
炉外に空気／空気熱交換器を設け、入口ヘッダーパイプ
をこの空気／空気熱交換器の被加熱側管路に接続すると
共に出口ヘッダーパイプをその加熱側管路に接続し、熱
回収済み気体によりこれから加熱管に送り込まれる熱回
収用気体を加熱し、ヘッダーパイプ入口付近での加熱管
の管壁温度を酸露点以上になる様にすることにより排ガ
ス燃焼処理装置の耐久性を高め、又、燃焼室とシートパ
ネル部とを固定手段によって分離自在に接続すると共
に、シートパネル部もその中間部分で輪切り状に分割
し、分割した両部分を固定手段によって容易に固定／分
離できる様にすることにより、その修理点検を容易にし
たものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種排ガス中の有害成分を燃焼により分
   解し無害化させると共に燃焼熱エネルギーを回収する排
   ガス燃焼処理において、熱回収用気体が熱回収済み気体
   との熱交換によりあらかじめ加熱され、ヘッダーボック
   ス及びシートパネル部に配設されたヘッダーパイプ及び
   加熱管の管壁温度を酸露点以上にすることを特徴とする
   排ガス燃焼処理方法。
2. 【請求項２】 熱回収済み気体によって予熱された熱回
   収用予熱気体の一部をヘッダーボックス内に供給し、シ
   ートパネル部の加熱管貫通孔と加熱管外周との隙間を通
   し排ガス排出管に排出することを特徴とする請求項１記
   載の排ガス燃焼処理方法。
3. 【請求項３】 内部空間にバーナーを有する燃焼室とこ
   の燃焼室に連通したシートパネル部とからなる炉本体の
   前記シートパネル部外周にこれを囲繞するヘッダーボッ
   クスを取付け、前記シートパネル壁面を貫通し、ヘッダ
   ーボックス内空間でＵ字形に屈曲せしめられた一連の加
   熱管群をシートパネル部内に配設し、加熱管の入口側を
   ヘッダーボックス内空間の下部に位置した入口ヘッダー
   パイプに接続すると共に、その出口側をヘッダーボック
   ス内空間の上部に位置した出口ヘッダーパイプに接続
   し、更に炉外に空気／空気熱交換器を設け、入口ヘッダ
   ーパイプをこの空気／空気熱交換器の被加熱側管路に接
   続すると共に出口ヘッダーパイプをその加熱側管路に接
   続したことを特徴とする排ガス燃焼処理装置。
4. 【請求項４】 空気／空気熱交換器と入口ヘッダーパイ
   プとを連接する配管に枝管を設け、該枝管の端末をヘッ
   ダーボックス内に開口させたことを特徴とする請求項３
   記載の排ガス燃焼処理装置。
5. 【請求項５】 燃焼室とシートパネル部とを固定手段に
   よって分離自在に接続すると共に、シートパネル部もそ
   の中間部分で輪切り状に分割し、分割した両部分を固定
   手段によって同じく分離自在に接続したことを特徴とす
   る請求項３又は４記載の排ガス燃焼処理装置。
6. 【請求項６】 シートパネル部の加熱管貫通孔と加熱管
   との間のクリアランスを片側３ｍｍ以下、好ましくは２
   ｍｍ以下とし、加熱管と貫通孔との間の隙間からの排ガ
   スの漏出を防止させたことを特徴とする請求項３又は４
   記載の排ガス燃焼処理装置。
7. 【請求項７】 加熱管８方向を指向したノズル２９を有
   するスートブロー装置２８をシートパネル部２に取付け
   たことを特徴とする請求項３又は４記載の排ガス燃焼処
   理装置。