JPH08210619A - 液体廃棄物質の熱酸化のための方法 - Google Patents
液体廃棄物質の熱酸化のための方法Info
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- JPH08210619A JPH08210619A JP7306426A JP30642695A JPH08210619A JP H08210619 A JPH08210619 A JP H08210619A JP 7306426 A JP7306426 A JP 7306426A JP 30642695 A JP30642695 A JP 30642695A JP H08210619 A JPH08210619 A JP H08210619A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/008—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for liquid waste
-
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- F23G5/446—Waste feed arrangements for liquid waste
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い燃焼性の液体廃棄物質でさえまた望まし
くない燃焼条件においてさえ、液体廃棄物質の完全な熱
酸化（燃焼）を行うための方法を提供することである。 【解決手段】 本発明の方法においては、熱い煙道ガス
の流れ４の中で液体廃棄物質を蒸発させそして酸化す
る。この煙道ガスの流れ４は酸化のために必要な酸素を
含む。この方法のエッセンスは、液体廃棄燃焼性物質
を、５ｓ-1〜７０ｓ-1、そして好ましくは１０ｓ-1〜２
０ｓ-1の振動数でパルスモードで動作される一個以上の
二重物質ノズル６によって、流れの主な方向に対して垂
直である成分を有する扇形のフラットジェットとして熱
い煙道ガスの流れ４の中に噴霧し、大きな領域の比較的
大きな小滴を有する扇形の噴霧カーペット７と小さな領
域の比較的細かな小滴を有する扇形の噴霧カーペット７
が、各々の二重物質ノズル６において交互するサイクル
で発生し、その結果煙道ガスの流れ４には、小さな領域
の細かく噴霧された小滴と比較的大きな領域の行程でも
って煙道ガスに侵入する大きな小滴とが交互に供給され
ることである。数字は図１を参照する。
くない燃焼条件においてさえ、液体廃棄物質の完全な熱
酸化（燃焼）を行うための方法を提供することである。 【解決手段】 本発明の方法においては、熱い煙道ガス
の流れ４の中で液体廃棄物質を蒸発させそして酸化す
る。この煙道ガスの流れ４は酸化のために必要な酸素を
含む。この方法のエッセンスは、液体廃棄燃焼性物質
を、５ｓ-1〜７０ｓ-1、そして好ましくは１０ｓ-1〜２
０ｓ-1の振動数でパルスモードで動作される一個以上の
二重物質ノズル６によって、流れの主な方向に対して垂
直である成分を有する扇形のフラットジェットとして熱
い煙道ガスの流れ４の中に噴霧し、大きな領域の比較的
大きな小滴を有する扇形の噴霧カーペット７と小さな領
域の比較的細かな小滴を有する扇形の噴霧カーペット７
が、各々の二重物質ノズル６において交互するサイクル
で発生し、その結果煙道ガスの流れ４には、小さな領域
の細かく噴霧された小滴と比較的大きな領域の行程でも
って煙道ガスに侵入する大きな小滴とが交互に供給され
ることである。数字は図１を参照する。
Description
【０００１】本発明は、液体廃棄物質の完全な熱酸化の
ための方法に関する。この方法においては、廃棄物質
を、熱い煙道ガスの流れの中に導入し、蒸発させそして
熱酸化する。これを達成することができるためには、煙
道ガスの流れは酸化のために必要な酸素を含まなければ
ならない。
ための方法に関する。この方法においては、廃棄物質
を、熱い煙道ガスの流れの中に導入し、蒸発させそして
熱酸化する。これを達成することができるためには、煙
道ガスの流れは酸化のために必要な酸素を含まなければ
ならない。
【０００２】このような方法は、当該技術において知ら
れていて、そして例えばＣｈｅｍ.Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈ．
６３（１９９１）、６２１〜６２２頁中に述べられてい
る。これらの方法における鍵になる要素は、液体廃棄物
質を熱酸化しそしてそれによって処分する目的のための
燃焼設備から来る煙道ガスの流れの熱エネルギの利用で
ある。この酸化方法のために必要な酸素は熱い煙道ガス
の流れと共に配達される、即ち熱い煙道ガスの流れは十
分な量の酸素を含まなければならない。熱い煙道ガスが
例えば廃棄燃焼設備によって発生される場合には、燃焼
においては過剰の酸素を使用しなければならず、その結
果未消費酸素の一部が熱い煙道ガスと共に引き離され
る。
れていて、そして例えばＣｈｅｍ.Ｉｎｇ．Ｔｅｃｈ．
６３（１９９１）、６２１〜６２２頁中に述べられてい
る。これらの方法における鍵になる要素は、液体廃棄物
質を熱酸化しそしてそれによって処分する目的のための
燃焼設備から来る煙道ガスの流れの熱エネルギの利用で
ある。この酸化方法のために必要な酸素は熱い煙道ガス
の流れと共に配達される、即ち熱い煙道ガスの流れは十
分な量の酸素を含まなければならない。熱い煙道ガスが
例えば廃棄燃焼設備によって発生される場合には、燃焼
においては過剰の酸素を使用しなければならず、その結
果未消費酸素の一部が熱い煙道ガスと共に引き離され
る。
【０００３】使用される設備は、処分されるべき液体廃
棄物質がそれに配達される再燃焼（ａｆｔｅｒｂｕｒｎ
ｉｎｇ）室を有する燃焼設備である。再燃焼室内に設置
されるのは、技術的装置レベルに依存して、液体廃棄燃
焼性物質がそれに入れられる１本以上の特別なバーナで
ある。液体廃棄燃焼性物質は、それによって、バーナ炎
中で細かく霧化される。生成する小滴集団は完全円錐の
形を取る。各々のバーナにはまた、十分な量の燃焼空気
及び液体廃棄物質を霧化させるために必要な圧縮空気が
供給される。霧化された液体は、最初は小滴の集合とし
て存在し、そして霧化の初期速度で燃焼室中に移動す
る。個々の小滴の間を流れるのは、ノズルから音速で放
出される霧化空気である。この２相混合物は、初期の比
較的冷たい燃焼空気によって囲まれている。爆発下限及
び上限の間にある燃焼気体及び空気混合物も必要な発火
温度も存在しないので、最初は、それ故、燃焼が妨げら
れる。交互混合は、燃焼空気及び熱い煙道ガスの混合物
のそこでの存在に起因して、燃焼空気の外側領域中に侵
入する燃焼性物質の最小サイズの小滴の急速な蒸発をも
たらす。それ故燃焼が始まる。それによって放出される
熱、並びに熱い煙道ガスと共に、コア中に存在する、液
体小滴及び霧化空気の２相混合物の一層の漸進的な混合
に起因して、燃焼性物質がどんどん自己加速プロセスに
おいて燃焼される。燃焼プロセスは、炎中のこの混合挙
動によって大きく影響される。それ故、熱い煙道ガスと
バーナ噴霧とのより良い混合を達成するための構造的な
デザイン手段を行う多くの試みが存在してきた。各々の
場合において、目的は、噴霧されて入る廃棄物質の可能
な最も完全な燃焼、即ち、最も完全な燃やし尽くしであ
る。
棄物質がそれに配達される再燃焼（ａｆｔｅｒｂｕｒｎ
ｉｎｇ）室を有する燃焼設備である。再燃焼室内に設置
されるのは、技術的装置レベルに依存して、液体廃棄燃
焼性物質がそれに入れられる１本以上の特別なバーナで
ある。液体廃棄燃焼性物質は、それによって、バーナ炎
中で細かく霧化される。生成する小滴集団は完全円錐の
形を取る。各々のバーナにはまた、十分な量の燃焼空気
及び液体廃棄物質を霧化させるために必要な圧縮空気が
供給される。霧化された液体は、最初は小滴の集合とし
て存在し、そして霧化の初期速度で燃焼室中に移動す
る。個々の小滴の間を流れるのは、ノズルから音速で放
出される霧化空気である。この２相混合物は、初期の比
較的冷たい燃焼空気によって囲まれている。爆発下限及
び上限の間にある燃焼気体及び空気混合物も必要な発火
温度も存在しないので、最初は、それ故、燃焼が妨げら
れる。交互混合は、燃焼空気及び熱い煙道ガスの混合物
のそこでの存在に起因して、燃焼空気の外側領域中に侵
入する燃焼性物質の最小サイズの小滴の急速な蒸発をも
たらす。それ故燃焼が始まる。それによって放出される
熱、並びに熱い煙道ガスと共に、コア中に存在する、液
体小滴及び霧化空気の２相混合物の一層の漸進的な混合
に起因して、燃焼性物質がどんどん自己加速プロセスに
おいて燃焼される。燃焼プロセスは、炎中のこの混合挙
動によって大きく影響される。それ故、熱い煙道ガスと
バーナ噴霧とのより良い混合を達成するための構造的な
デザイン手段を行う多くの試みが存在してきた。各々の
場合において、目的は、噴霧されて入る廃棄物質の可能
な最も完全な燃焼、即ち、最も完全な燃やし尽くしであ
る。
【０００４】再燃焼室中の燃焼性液体廃棄物質の燃焼
は、燃焼室中のバーナの幾何学的に決定された配置及び
燃焼室中で優勢な流れ条件に起因して、廃棄燃焼性物質
によって生成される炎が一定した燃焼の代わりにちらち
らする場合には常に問題がある。このような不安定性
は、物質の組成が時間にわたって変わる場合には及び／
又は未燃焼小滴との壁接触を回避することができない場
合には、起きる可能性がある。一つの面の上に数本のバ
ーナが存在する場合には、炎がお互いに影響されるとい
う特別な問題、及び個々のバーナによって生成される煙
道ガスの流れと煙道ガスの全体の流れとの混合という特
別な問題が存在する。
は、燃焼室中のバーナの幾何学的に決定された配置及び
燃焼室中で優勢な流れ条件に起因して、廃棄燃焼性物質
によって生成される炎が一定した燃焼の代わりにちらち
らする場合には常に問題がある。このような不安定性
は、物質の組成が時間にわたって変わる場合には及び／
又は未燃焼小滴との壁接触を回避することができない場
合には、起きる可能性がある。一つの面の上に数本のバ
ーナが存在する場合には、炎がお互いに影響されるとい
う特別な問題、及び個々のバーナによって生成される煙
道ガスの流れと煙道ガスの全体の流れとの混合という特
別な問題が存在する。
【０００５】本発明の目的は、低い燃焼性の液体廃棄燃
焼性物質でさえ、望ましくない燃焼条件においてさえ完
全な燃やし尽くしが保証されるようなやり方で再燃焼室
中に導入することである。
焼性物質でさえ、望ましくない燃焼条件においてさえ完
全な燃やし尽くしが保証されるようなやり方で再燃焼室
中に導入することである。
【０００６】始めに述べた方法を基礎として、この目的
は、本発明に従って、液体廃棄燃焼性物質を、５ｓ-1〜
７０ｓ-1、そして好ましくは１０ｓ-1〜２０ｓ-1の振動
数でパルスモードで動作される一個以上の二重物質ノズ
ルによって、流れの主な方向に対して垂直である流れ成
分を有する扇形のフラットジェットとして熱い煙道ガス
の流れの中に噴霧し、大きな領域の比較的大きな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットと小さな領域の比較的細か
な小滴を有する扇形の噴霧カーペットが、各々の二重物
質ノズルにおいて交互するサイクルで発生し、その結果
煙道ガスの流れには、小さな領域の細かく噴霧された小
滴と比較的大きな領域の行程でもって煙道ガスに侵入す
る大きな小滴とが交互に供給されることで達成される。
は、本発明に従って、液体廃棄燃焼性物質を、５ｓ-1〜
７０ｓ-1、そして好ましくは１０ｓ-1〜２０ｓ-1の振動
数でパルスモードで動作される一個以上の二重物質ノズ
ルによって、流れの主な方向に対して垂直である流れ成
分を有する扇形のフラットジェットとして熱い煙道ガス
の流れの中に噴霧し、大きな領域の比較的大きな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットと小さな領域の比較的細か
な小滴を有する扇形の噴霧カーペットが、各々の二重物
質ノズルにおいて交互するサイクルで発生し、その結果
煙道ガスの流れには、小さな領域の細かく噴霧された小
滴と比較的大きな領域の行程でもって煙道ガスに侵入す
る大きな小滴とが交互に供給されることで達成される。
【０００７】液体廃棄物質は、好ましくは、少なくとも
８００℃の温度及び少なくとも燃焼性物質の完全な酸化
を保証するのに十分に高い酸素含量を有する煙道ガスの
流れ中に噴霧される。
８００℃の温度及び少なくとも燃焼性物質の完全な酸化
を保証するのに十分に高い酸素含量を有する煙道ガスの
流れ中に噴霧される。
【０００８】二重物質ノズルの形状及び流れ条件（スル
ープット及び動作圧力）は、扇形の噴霧カーペットの夾
角が６０°〜１６０°となるように選ばれる。
ープット及び動作圧力）は、扇形の噴霧カーペットの夾
角が６０°〜１６０°となるように選ばれる。
【０００９】好ましい実施態様によれば、二重物質ノズ
ルでの霧化気体スループット及び液体スループットは、
各々の二重物質ノズルでの空気及び液体流れの時間平均
体積流量比が０.０１〜０.２の領域内にあり、一方体積
流量比の瞬間的な値がパルス振動数に従って変わるよう
に設定される。
ルでの霧化気体スループット及び液体スループットは、
各々の二重物質ノズルでの空気及び液体流れの時間平均
体積流量比が０.０１〜０.２の領域内にあり、一方体積
流量比の瞬間的な値がパルス振動数に従って変わるよう
に設定される。
【００１０】パルス動作モードは、圧縮気体又は液体の
二重物質ノズルへの周期的進入によって達成することが
できる。その代わりに、パルス動作はまた、圧縮空気及
び液体の進入は時間に関して一定にして、二重物質ノズ
ルそれ自体内の流量制御手段によって発生させることも
できる。
二重物質ノズルへの周期的進入によって達成することが
できる。その代わりに、パルス動作はまた、圧縮空気及
び液体の進入は時間に関して一定にして、二重物質ノズ
ルそれ自体内の流量制御手段によって発生させることも
できる。
【００１１】本発明によって以下の利点が達成される： - すべての酸化可能な液体廃棄成分物質の急速かつ完全
な酸化が行われる。
な酸化が行われる。
【００１２】- 低い発熱量の液体廃棄物、廃水及びスラ
ッジに関してさえ、そして大きく変わる熱的な値に関し
てさえ、動作的に信頼できる酸化が保証される。
ッジに関してさえ、そして大きく変わる熱的な値に関し
てさえ、動作的に信頼できる酸化が保証される。
【００１３】- 再燃焼室中の従来のバーナの場合とは違
って、追加の燃焼空気供給の又は点火若しくはパイロッ
トバーナの必要性はない。
って、追加の燃焼空気供給の又は点火若しくはパイロッ
トバーナの必要性はない。
【００１４】- 霧化された小滴集団の小滴の細かさ、領
域及び噴霧角度は、広い限界内で変えることができ、そ
してかくして現存の燃焼室形状に適合させることができ
る。これはまた、遡及する設置又は現存の設備の改装を
可能にする。
域及び噴霧角度は、広い限界内で変えることができ、そ
してかくして現存の燃焼室形状に適合させることができ
る。これはまた、遡及する設置又は現存の設備の改装を
可能にする。
【００１５】- 液体廃棄物の最大のスループットにおい
てさえも、再燃焼室を出る気体流れ中のＣＯ含量の何ら
の増加を確認することはできなかった。
てさえも、再燃焼室を出る気体流れ中のＣＯ含量の何ら
の増加を確認することはできなかった。
【００１６】図面及び態様実施例を参照して本発明を以
下で一層詳細に説明する。
下で一層詳細に説明する。
【００１７】図１は、バーナ２及び主要炎３を有する主
要燃焼室１を略式の形で描写する。主要炎３には、主要
燃焼室１から流れ出る煙道ガス４がなおかなりの残留酸
素含量（６％よりも多い）を有するような量の燃焼空気
又は酸素が供給される。煙道ガスの酸素含量は、主要炎
３への比較的多い又は比較的少ない過剰の酸素又は燃焼
空気の供給によって変えることができる。
要燃焼室１を略式の形で描写する。主要炎３には、主要
燃焼室１から流れ出る煙道ガス４がなおかなりの残留酸
素含量（６％よりも多い）を有するような量の燃焼空気
又は酸素が供給される。煙道ガスの酸素含量は、主要炎
３への比較的多い又は比較的少ない過剰の酸素又は燃焼
空気の供給によって変えることができる。
【００１８】酸素を含む煙道ガス４は、１０００℃〜１
４００℃の温度で主要燃焼室１を去りそして次に再燃焼
室５中に流れ込む。再燃焼室５中に噴霧されるのは液体
廃棄燃焼性物質であるが、これは次に熱い煙道ガスの流
れ中の残留酸素によって熱的に酸化されそしてそれによ
って処分される。通常は（技術的装置レベルに依存し
て）、それらの固有のバーナ空気供給を備えている、再
燃焼室中に設置された１本以上のバーナがある。処理さ
れるべき液体廃棄物質は、これらのバーナの炎の中に直
接に噴霧される。
４００℃の温度で主要燃焼室１を去りそして次に再燃焼
室５中に流れ込む。再燃焼室５中に噴霧されるのは液体
廃棄燃焼性物質であるが、これは次に熱い煙道ガスの流
れ中の残留酸素によって熱的に酸化されそしてそれによ
って処分される。通常は（技術的装置レベルに依存し
て）、それらの固有のバーナ空気供給を備えている、再
燃焼室中に設置された１本以上のバーナがある。処理さ
れるべき液体廃棄物質は、これらのバーナの炎の中に直
接に噴霧される。
【００１９】本発明の新しい方法の場合には、再燃焼室
中にバーナがない。酸化されるべき液体は、特別な二重
物質ノズルやり（ｌａｎｃｅｓ）６によって煙道ガスの
流れの中に扇の形で噴霧する。扇形の噴霧カーペット７
を図２中に示す。その横の寸法ｂはその厚さａ（図１を
参照せよ）よりも実質的に大きい。従来のノズルやりと
比較した主要な差は、ここで使用される二重物質ノズル
やり６は、大きな領域の比較的大きな小滴を有する扇形
の噴霧カーペット及び小さな領域の比較的細かな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットを交互するサイクルで発生
させ、その結果煙道ガス４の流れには、小さな領域の細
かく噴霧された小滴及び比較的大きな領域の行程でもっ
て煙道ガスに侵入する大きな小滴が交互に供給される。
このパルス動作を本明細書中では以後“二モード動作方
式”と名付ける。
中にバーナがない。酸化されるべき液体は、特別な二重
物質ノズルやり（ｌａｎｃｅｓ）６によって煙道ガスの
流れの中に扇の形で噴霧する。扇形の噴霧カーペット７
を図２中に示す。その横の寸法ｂはその厚さａ（図１を
参照せよ）よりも実質的に大きい。従来のノズルやりと
比較した主要な差は、ここで使用される二重物質ノズル
やり６は、大きな領域の比較的大きな小滴を有する扇形
の噴霧カーペット及び小さな領域の比較的細かな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットを交互するサイクルで発生
させ、その結果煙道ガス４の流れには、小さな領域の細
かく噴霧された小滴及び比較的大きな領域の行程でもっ
て煙道ガスに侵入する大きな小滴が交互に供給される。
このパルス動作を本明細書中では以後“二モード動作方
式”と名付ける。
【００２０】図３においては、４つの二モード二重物質
ノズルやり６が、再燃焼室５中に回転対称配列で配設さ
れている。二重物質ノズルやり６の扇形の噴霧カーペッ
ト７の部分的な重なりが存在する。霧化気体、例えば空
気、及び処分されるべき液体を、各々、二モード二重物
質ノズルやり６に供給する。扇形の噴霧カーペットの夾
角は約１２０°である。噴霧面は熱い煙道ガスの流れの
主な方向に対して垂直であるが、これは正確に固執する
必要がある条件ではない。二モード動作方式において
は、異なる速度そして結果として異なる領域の行程の大
きなそして細かな小滴がお互いから分離されるようにな
る。これは、周囲の熱い煙道ガスが容易には侵入するこ
とができないであろう隙間のない蒸気雲の生成を防止す
る。二モード霧化はまた、非常に広い小滴スペクトルに
よって特徴付けられる。１.５ｍ3／ｈのスループット
で、径が約２ｍｍそして約６ｍの領域の大きな小滴及び
約０.４ｍの領域を有する約３０μｍの小さな小滴の両
方が観察された。この動作方式の基本的特徴は、細かな
小滴と大きな小滴の間の非常に急速な交替である。細か
な小滴は、二重物質ノズルやりが二重物質霧化モードで
動作する時に発生する。一方、大きな小滴は、次の圧力
ノズル動作中に製造される。細かな小滴は急速に蒸発
し、そしてまた熱い雰囲気中で急速に点火する。これ
は、ノズルの近くで自己安定化炎をもたらす。煙道ガス
との接触に際して作られる、蒸気及び煙道ガスから形成
される乱流ボール８は、液体の蒸発が小滴のかなりの集
合又は冷たい燃焼空気のどちらによっても妨げられない
というそしてまたこれらは熱い煙道ガスとの混合を遅ら
せないという事実に起因して従来の再燃焼における場合
よりもかなり小さい。特に大きな小滴の場合には、蒸気
の通った跡がそれらの飛行路に沿って発生し、煙道ガス
対蒸気の混合比を空間的に変え、スチーム対酸素含有煙
道ガスの体積比は時間と共に漸次小さくなる。燃焼性混
合物が局部的に存在する場合には、ｍｓ（ミリセカン
ド）領域内にある点火遅延時間の後に安定な燃焼が続
く。しかしながら、点火遅延時間の間の混合プロセスに
よって下方点火限界に到達しない場合には、更なる燃焼
が起きることはできない。煙道ガスとの更なる混合の後
で、無炎酸化が代わりに起きることが、驚くべきことに
確認された。これは、燃焼性物質、その蒸発及び煙道ガ
スの混合に拘わらず、炎有りで又は無しで、酸化が起き
ることを確実にする。上で述べた改善は、すべての酸化
可能な液体廃棄成分の完全な酸化を達成することが可能
であることを意味する。
ノズルやり６が、再燃焼室５中に回転対称配列で配設さ
れている。二重物質ノズルやり６の扇形の噴霧カーペッ
ト７の部分的な重なりが存在する。霧化気体、例えば空
気、及び処分されるべき液体を、各々、二モード二重物
質ノズルやり６に供給する。扇形の噴霧カーペットの夾
角は約１２０°である。噴霧面は熱い煙道ガスの流れの
主な方向に対して垂直であるが、これは正確に固執する
必要がある条件ではない。二モード動作方式において
は、異なる速度そして結果として異なる領域の行程の大
きなそして細かな小滴がお互いから分離されるようにな
る。これは、周囲の熱い煙道ガスが容易には侵入するこ
とができないであろう隙間のない蒸気雲の生成を防止す
る。二モード霧化はまた、非常に広い小滴スペクトルに
よって特徴付けられる。１.５ｍ3／ｈのスループット
で、径が約２ｍｍそして約６ｍの領域の大きな小滴及び
約０.４ｍの領域を有する約３０μｍの小さな小滴の両
方が観察された。この動作方式の基本的特徴は、細かな
小滴と大きな小滴の間の非常に急速な交替である。細か
な小滴は、二重物質ノズルやりが二重物質霧化モードで
動作する時に発生する。一方、大きな小滴は、次の圧力
ノズル動作中に製造される。細かな小滴は急速に蒸発
し、そしてまた熱い雰囲気中で急速に点火する。これ
は、ノズルの近くで自己安定化炎をもたらす。煙道ガス
との接触に際して作られる、蒸気及び煙道ガスから形成
される乱流ボール８は、液体の蒸発が小滴のかなりの集
合又は冷たい燃焼空気のどちらによっても妨げられない
というそしてまたこれらは熱い煙道ガスとの混合を遅ら
せないという事実に起因して従来の再燃焼における場合
よりもかなり小さい。特に大きな小滴の場合には、蒸気
の通った跡がそれらの飛行路に沿って発生し、煙道ガス
対蒸気の混合比を空間的に変え、スチーム対酸素含有煙
道ガスの体積比は時間と共に漸次小さくなる。燃焼性混
合物が局部的に存在する場合には、ｍｓ（ミリセカン
ド）領域内にある点火遅延時間の後に安定な燃焼が続
く。しかしながら、点火遅延時間の間の混合プロセスに
よって下方点火限界に到達しない場合には、更なる燃焼
が起きることはできない。煙道ガスとの更なる混合の後
で、無炎酸化が代わりに起きることが、驚くべきことに
確認された。これは、燃焼性物質、その蒸発及び煙道ガ
スの混合に拘わらず、炎有りで又は無しで、酸化が起き
ることを確実にする。上で述べた改善は、すべての酸化
可能な液体廃棄成分の完全な酸化を達成することが可能
であることを意味する。
【００２１】二モード動作のためにここで使用される二
重物質ノズルやり６のデザインを以下に述べる。これら
の二重物質ノズルやりは、特別なパルスノズルを利用す
る。
重物質ノズルやり６のデザインを以下に述べる。これら
の二重物質ノズルやりは、特別なパルスノズルを利用す
る。
【００２２】パルスノズルは、図１〜３中に描写された
ノズルやり６の前部を形成しそして、図４中に示された
ように、溶接スリーブ９中にねじ込まれた商業的に入手
できるフラットジェットノズル１０、溶接スリーブ９に
固定されているジャケットチューブ１１、ジャケットチ
ューブ１１内で軸方向に変位可能である内部チューブ１
２及び内部チューブの上に装着された液体分配器１３か
ら成る。装着された液体分配器１３と一緒の内部チュー
ブ１２は中心合わせウェブ１４によって装着されてい
て、その結果それはジャケットチューブ１１内の軸方向
変位が可能である。図は、変位可能な内部チューブ１２
とジャケットチューブ１１の間の必要な密封装置は示し
ていない。
ノズルやり６の前部を形成しそして、図４中に示された
ように、溶接スリーブ９中にねじ込まれた商業的に入手
できるフラットジェットノズル１０、溶接スリーブ９に
固定されているジャケットチューブ１１、ジャケットチ
ューブ１１内で軸方向に変位可能である内部チューブ１
２及び内部チューブの上に装着された液体分配器１３か
ら成る。装着された液体分配器１３と一緒の内部チュー
ブ１２は中心合わせウェブ１４によって装着されてい
て、その結果それはジャケットチューブ１１内の軸方向
変位が可能である。図は、変位可能な内部チューブ１２
とジャケットチューブ１１の間の必要な密封装置は示し
ていない。
【００２３】酸化されるべき液体は内部チューブ１２を
通って流れ、そして気体状霧化媒体としての圧縮空気
は、内部チューブ１２とジャケットチューブ１１の間の
環状ギャップ１５を通って流れる。液体分配器１３は、
軸に対して垂直に整列された相互に相殺された出口穴１
６と共に内部チューブ１２の上に装着されている、末端
で閉じた一片のチューブから成る。酸化されるべき液体
は、内部チューブ１２から出て、出口穴１６を通り、分
配器１３と隣接する第一共鳴室１７中に流れ、一方圧縮
空気は内部チューブ１２とジャケットチューブ１１の間
の環状ギャップを通って配達される。圧縮空気は、中心
合わせウェブ１４の間の溝タイプの自由空間１８を通っ
て流れる。出口穴１６は分配器１３中に配設されてい
て、それらは各々環状ギャップの断面を部分的に閉じる
中心合わせウェブ１４の軸方向の延長部中にある、即ち
出口穴１６は中心合わせウェブ１４の後ろのデッドスペ
ース内に、又は流れの陰の中にある。このやり方で、共
鳴室１７中の液相及び気相（圧縮空気）の混合は大幅に
防止される。
通って流れ、そして気体状霧化媒体としての圧縮空気
は、内部チューブ１２とジャケットチューブ１１の間の
環状ギャップ１５を通って流れる。液体分配器１３は、
軸に対して垂直に整列された相互に相殺された出口穴１
６と共に内部チューブ１２の上に装着されている、末端
で閉じた一片のチューブから成る。酸化されるべき液体
は、内部チューブ１２から出て、出口穴１６を通り、分
配器１３と隣接する第一共鳴室１７中に流れ、一方圧縮
空気は内部チューブ１２とジャケットチューブ１１の間
の環状ギャップを通って配達される。圧縮空気は、中心
合わせウェブ１４の間の溝タイプの自由空間１８を通っ
て流れる。出口穴１６は分配器１３中に配設されてい
て、それらは各々環状ギャップの断面を部分的に閉じる
中心合わせウェブ１４の軸方向の延長部中にある、即ち
出口穴１６は中心合わせウェブ１４の後ろのデッドスペ
ース内に、又は流れの陰の中にある。このやり方で、共
鳴室１７中の液相及び気相（圧縮空気）の混合は大幅に
防止される。
【００２４】共鳴室１７は、長さ方向にジャケットチュ
ーブ１１によって、入り口端において液体分配器１３に
よって、そして出口において共鳴室１７の内径よりもず
っと小さい断面を有するのど又は開口１９によって境界
を付けられている。ジャケットチューブ１１内の内部チ
ューブ１２の変位は、共鳴室１７の有効長さａそしてそ
れ故また体積を変える。
ーブ１１によって、入り口端において液体分配器１３に
よって、そして出口において共鳴室１７の内径よりもず
っと小さい断面を有するのど又は開口１９によって境界
を付けられている。ジャケットチューブ１１内の内部チ
ューブ１２の変位は、共鳴室１７の有効長さａそしてそ
れ故また体積を変える。
【００２５】開口１９に隣接して、別の共鳴室２０があ
る。第二共鳴室２０中に存在する圧縮空気及び廃棄液体
の二相混合物は、ここでは狭い長方形のスロット２１と
して描写されている、ノズルヘッドの上の本当のノズル
開口を通って煙道ガス流路に入る。第二共鳴室２０は、
かくして、霧化室と見なすことができる。二よりも多い
共鳴室が直列に接続され、各々が開口又はのどによって
他から分離されていることもまた全く可能であろう。
る。第二共鳴室２０中に存在する圧縮空気及び廃棄液体
の二相混合物は、ここでは狭い長方形のスロット２１と
して描写されている、ノズルヘッドの上の本当のノズル
開口を通って煙道ガス流路に入る。第二共鳴室２０は、
かくして、霧化室と見なすことができる。二よりも多い
共鳴室が直列に接続され、各々が開口又はのどによって
他から分離されていることもまた全く可能であろう。
【００２６】この二重物質ノズルを一定の圧縮空気及び
液体進入圧力で動作させる時には、液体はパルスとして
吐き出されることが見い出された。パルス振動数は、共
鳴室１７の容積によって設定することができ、そして５
ｓ-1〜７０ｓ-1の典型的な振動数領域内にある。このよ
うなパルス動作においては、大きな領域の比較的大きな
小滴を有する噴霧扇及び小さな領域の比較的細かな小滴
を有する噴霧扇が、交互するサイクルで各々の二重物質
ノズルにおいて発生することを実験が示した。ノズルや
り６のパルス振動数は異なることができる。比較的大き
な小滴は、この相において、吐き出されるのは特に液体
のみであるということから生じ、一方続く細かな噴霧相
において生成されるかなり比較的小さな小滴は、膨張す
る圧縮空気による霧化に起因する。この二モード霧化は
非常に広い小滴スペクトルをもたらし、そして大きな小
滴は特に大きな領域の行程によって特徴付けられる。か
くして、特に均一でかつ良好な熱及び物質交換が、小量
の液体と比較的大量の気体の間に達成される。霧化は、
０.８〜２.５ｂａｒの進入圧力においてそして０.０１
〜０.２の圧縮空気対液体の体積流量比によって起き
る。
液体進入圧力で動作させる時には、液体はパルスとして
吐き出されることが見い出された。パルス振動数は、共
鳴室１７の容積によって設定することができ、そして５
ｓ-1〜７０ｓ-1の典型的な振動数領域内にある。このよ
うなパルス動作においては、大きな領域の比較的大きな
小滴を有する噴霧扇及び小さな領域の比較的細かな小滴
を有する噴霧扇が、交互するサイクルで各々の二重物質
ノズルにおいて発生することを実験が示した。ノズルや
り６のパルス振動数は異なることができる。比較的大き
な小滴は、この相において、吐き出されるのは特に液体
のみであるということから生じ、一方続く細かな噴霧相
において生成されるかなり比較的小さな小滴は、膨張す
る圧縮空気による霧化に起因する。この二モード霧化は
非常に広い小滴スペクトルをもたらし、そして大きな小
滴は特に大きな領域の行程によって特徴付けられる。か
くして、特に均一でかつ良好な熱及び物質交換が、小量
の液体と比較的大量の気体の間に達成される。霧化は、
０.８〜２.５ｂａｒの進入圧力においてそして０.０１
〜０.２の圧縮空気対液体の体積流量比によって起き
る。
【００２７】図５中のグラフは、時間の関数としての図
４中に描写された二重物質ノズルのパルス動作に関する
体積流量比の瞬間の値Ｋを示す。一つの極端なケースに
おいては、液体及び圧縮空気がのど１９を通って交互に
流れ、一方他の一つの極端なケースにおいては、のどの
点を通って同時に流れる気相及び液相の体積流量比Ｋは
実質的に変化を示さない。その組成が周期的に変わる液
体及び気体混合物は、霧化スペース２０（最後の共鳴
室）から出てフラットジェットノズル出口表面２１を通
って煙道ガス流路中に入る。図５中に示すように、体積
流量比Ｋは、ノズルスロット２１を通って流れる全体積
中の気体状霧化媒体の高い割合に対応する上限値から下
限値に向かい次に再びピーク値に上昇する傾向がある。
上限値は小さな領域を有する細かな霧化の状態に対応
し、そして下限値は大きな領域を有する大きな小滴の生
成に対応する。このプロセスが周期的に繰り返される。
反復振動数又はパルス振動数は、共鳴室１７の体積を拡
大又は縮小することによって選択的に変えることができ
る。例えば、距離ａを増すことによって体積を拡大する
と、振動数は減少し（図５中の下方部分のグラフ）、一
方体積を減らすとパルス振動数は増加する（図５中の上
方部分のグラフ）。図３及び図４中に示すような二重物
質ノズルで測定した、共鳴室１７の長さａに対するパル
ス振動数の依存性を図６中に描写する。共鳴室１７の体
積はまた、必要に応じて接続された側室の付与によって
変えることもできるであろう。
４中に描写された二重物質ノズルのパルス動作に関する
体積流量比の瞬間の値Ｋを示す。一つの極端なケースに
おいては、液体及び圧縮空気がのど１９を通って交互に
流れ、一方他の一つの極端なケースにおいては、のどの
点を通って同時に流れる気相及び液相の体積流量比Ｋは
実質的に変化を示さない。その組成が周期的に変わる液
体及び気体混合物は、霧化スペース２０（最後の共鳴
室）から出てフラットジェットノズル出口表面２１を通
って煙道ガス流路中に入る。図５中に示すように、体積
流量比Ｋは、ノズルスロット２１を通って流れる全体積
中の気体状霧化媒体の高い割合に対応する上限値から下
限値に向かい次に再びピーク値に上昇する傾向がある。
上限値は小さな領域を有する細かな霧化の状態に対応
し、そして下限値は大きな領域を有する大きな小滴の生
成に対応する。このプロセスが周期的に繰り返される。
反復振動数又はパルス振動数は、共鳴室１７の体積を拡
大又は縮小することによって選択的に変えることができ
る。例えば、距離ａを増すことによって体積を拡大する
と、振動数は減少し（図５中の下方部分のグラフ）、一
方体積を減らすとパルス振動数は増加する（図５中の上
方部分のグラフ）。図３及び図４中に示すような二重物
質ノズルで測定した、共鳴室１７の長さａに対するパル
ス振動数の依存性を図６中に描写する。共鳴室１７の体
積はまた、必要に応じて接続された側室の付与によって
変えることもできるであろう。
【００２８】上で述べた共鳴室二重物質ノズルの場合に
は、パルス動作は自己制御（自動パルス）である。自動
パルス動作の代わりに、強制パルスもまた、二重物質ノ
ズルに周期的に圧縮空気又は液体を供給する場合には、
実施することができる。これは、圧縮空気又は液体配送
ライン中に組み込まれた例えば所謂フラッタバルブによ
って実施することができる。
は、パルス動作は自己制御（自動パルス）である。自動
パルス動作の代わりに、強制パルスもまた、二重物質ノ
ズルに周期的に圧縮空気又は液体を供給する場合には、
実施することができる。これは、圧縮空気又は液体配送
ライン中に組み込まれた例えば所謂フラッタバルブによ
って実施することができる。
【００２９】
【実施例】液体廃棄物質としてクレゾール残渣を使用し
て以下の実験を行った。
て以下の実験を行った。
【００３０】実験１ 液体残渣 クレゾール 空気及び生成物に関する液体圧力 ２．５ｂａｒ 生成物スループット １５００ｌ／ｈ 霧化空気流量 １１５ｍ3／ｈ 燃焼空気流量 ４２００ｍ3／ｈ 燃焼室温度 １１００℃ 煙道ガス中のＯ2含量 １０．２％ 煙道ガス中のＣＯ含量 ５ｍｇ／ｍ3 炎：カーペットの形、ノズルから約５００ｍｍで点火、明るい。
【００３１】実験２ 液体残渣 クレゾール 空気及び生成物に関する液体圧力 ２．５ｂａｒ 生成物スループット ２０００ｌ／ｈ 霧化空気流量 １００ｍ3／ｈ 燃焼空気流量 ４２００ｍ3／ｈ 燃焼室温度 １１２０℃ 煙道ガス中のＯ2含量 ８．５％ 煙道ガス中のＣＯ含量 ５ｍｇ／ｍ3 炎：上のような。
【００３２】実験３ 液体残渣 クレゾール 空気及び生成物に関する液体圧力 ２．０ｂａｒ 生成物スループット ７００ｌ／ｈ 霧化空気流量 ８０ｍ3／ｈ 燃焼空気流量 ４５００ｍ3／ｈ 燃焼室温度 １１２０℃ 煙道ガス中のＯ2含量 ７．２％ 煙道ガス中のＣＯ含量 ５ｍｇ／ｍ3 炎：ノズルから約４００ｍｍで始まる、非常に明るい、殆ど白いカーペット。
【００３３】実験４ 液体残渣 クレゾール 空気及び生成物に関する液体圧力 ２．５ｂａｒ 生成物スループット １２００ｌ／ｈ 霧化空気流量 １１５ｍ3／ｈ 燃焼空気流量 ４４００ｍ3／ｈ 燃焼室温度 １１００℃ 煙道ガス中のＯ2含量 ９．５％ 煙道ガス中のＣＯ含量 ５ｍｇ／ｍ3 炎：前のものよりも幾らか嵩が大きい。
【００３４】本発明の主なる特徴及び態様は以下の通り
である。
である。
【００３５】１． 酸化のために必要な酸素もまた含む
熱い煙道ガスの流れ（４）の中で廃棄物質を蒸発させそ
して酸化する液体廃棄物質の完全な熱酸化のための方法
であって、液体廃棄燃焼性物質を、５ｓ-1〜７０ｓ-1、
そして好ましくは１０ｓ-1〜２０ｓ-1の振動数でパルス
モードで動作される一個以上の二重物質ノズル（６）に
よって、流れの主な方向に対して垂直である成分を有す
る扇形のフラットジェットとして熱い煙道ガスの流れ
（４）の中に噴霧し、大きな領域の比較的大きな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットと小さな領域の比較的細か
な小滴を有する扇形の噴霧カーペット（７）が、各々の
二重物質ノズル（６）において交互するサイクルで発生
し、その結果煙道ガスの流れ（４）には、小さな領域の
細かく噴霧された小滴と比較的大きな領域の行程でもっ
て煙道ガスに侵入する大きな小滴とが交互に供給される
ことを特徴とする方法。
熱い煙道ガスの流れ（４）の中で廃棄物質を蒸発させそ
して酸化する液体廃棄物質の完全な熱酸化のための方法
であって、液体廃棄燃焼性物質を、５ｓ-1〜７０ｓ-1、
そして好ましくは１０ｓ-1〜２０ｓ-1の振動数でパルス
モードで動作される一個以上の二重物質ノズル（６）に
よって、流れの主な方向に対して垂直である成分を有す
る扇形のフラットジェットとして熱い煙道ガスの流れ
（４）の中に噴霧し、大きな領域の比較的大きな小滴を
有する扇形の噴霧カーペットと小さな領域の比較的細か
な小滴を有する扇形の噴霧カーペット（７）が、各々の
二重物質ノズル（６）において交互するサイクルで発生
し、その結果煙道ガスの流れ（４）には、小さな領域の
細かく噴霧された小滴と比較的大きな領域の行程でもっ
て煙道ガスに侵入する大きな小滴とが交互に供給される
ことを特徴とする方法。
【００３６】２． 少なくとも８００℃の温度及び少な
くとも燃焼性物質の完全な酸化を保証するのに十分に高
い酸素含量を有する煙道ガスの流れ（４）中に液体廃棄
物質を噴霧することを特徴とする、上記１記載の方法。
くとも燃焼性物質の完全な酸化を保証するのに十分に高
い酸素含量を有する煙道ガスの流れ（４）中に液体廃棄
物質を噴霧することを特徴とする、上記１記載の方法。
【００３７】３． 扇形の噴霧カーペット（７）の夾角
が６０°〜１６０°であることを特徴とする、上記１又
は２記載の方法。
が６０°〜１６０°であることを特徴とする、上記１又
は２記載の方法。
【００３８】４． 霧化気体スループット及び液体スル
ープットを、各々の二重物質ノズル（６）での空気及び
液体流れの時間平均体積流量比が０．０１〜０．２の領
域内にあり、一方体積流量比の瞬間的な値がパルス振動
数に従って変わるように設定することを特徴とする、上
記１から３のいずれか一つに記載の方法。
ープットを、各々の二重物質ノズル（６）での空気及び
液体流れの時間平均体積流量比が０．０１〜０．２の領
域内にあり、一方体積流量比の瞬間的な値がパルス振動
数に従って変わるように設定することを特徴とする、上
記１から３のいずれか一つに記載の方法。
【００３９】５． パルス動作が圧縮気体又は液体の二
重物質ノズル（６）への周期的進入によって行われるこ
とを特徴とする、上記１から４のいずれか一つに記載の
方法。
重物質ノズル（６）への周期的進入によって行われるこ
とを特徴とする、上記１から４のいずれか一つに記載の
方法。
【００４０】６． パルス動作を、圧縮空気及び液体の
進入は時間に関して一定にして、二重物質ノズル（６）
それ自体内の流量制御手段によって発生させることを特
徴とする、上記１から４のいずれか一つに記載の方法。
進入は時間に関して一定にして、二重物質ノズル（６）
それ自体内の流量制御手段によって発生させることを特
徴とする、上記１から４のいずれか一つに記載の方法。
【図１】液体廃棄物質を霧化しそして燃焼させるための
主要及び再燃焼室を貫く断面を略式の形で示す。
主要及び再燃焼室を貫く断面を略式の形で示す。
【図２】霧化された液体の扇形の噴霧カーペットを示
す。
す。
【図３】二重物質ノズルの配列及び再燃焼室内の噴霧カ
ーペットの空間形状を描写する、再燃焼室を貫く断面を
示す。
ーペットの空間形状を描写する、再燃焼室を貫く断面を
示す。
【図４】二モード動作のために適切な二重物質ノズルの
構造を示す。
構造を示す。
【図５】二重物質ノズルの二モード動作における空気及
び液体の流れの体積流量比の瞬間の値を示す。
び液体の流れの体積流量比の瞬間の値を示す。
【図６】二重物質ノズル中の第一共鳴室の長さに対する
パルス振動数の依存性を示す。
パルス振動数の依存性を示す。
１ 主要燃焼室 ２ バーナ ３ 主要炎 ４ 煙道ガス ５ 再燃焼室 ６ 二重物質ノズルやり ７ 噴霧カーペット ８ 乱流ボール ９ 溶接スリーブ １０ フラットジェットノズル １１ ジャケットチューブ １２ 内部チューブ １３ 液体分配器 １４ 中心合わせウェブ １５ 環状ギャップ １６ 出口穴 １７ 第一共鳴室 １９ 開口 ２０ 第二共鳴室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｊ 15/04
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化のために必要な酸素もまた含む熱い
煙道ガスの流れ（４）の中で廃棄物質を蒸発させそして
酸化する液体廃棄物質の完全な熱酸化のための方法であ
って、液体廃棄燃焼性物質を、５ｓ-1〜７０ｓ-1、そし
て好ましくは１０ｓ-1〜２０ｓ-1の振動数でパルスモー
ドで動作される一個以上の二重物質ノズル（６）によっ
て、流れの主な方向に対して垂直である成分を有する扇
形のフラットジェットとして熱い煙道ガスの流れ（４）
の中に噴霧し、大きな領域の比較的大きな小滴を有する
扇形の噴霧カーペットと小さな領域の比較的細かな小滴
を有する扇形の噴霧カーペット（７）が、各々の二重物
質ノズル（６）において交互するサイクルで発生し、そ
の結果煙道ガスの流れ（４）には、小さな領域の細かく
噴霧された小滴と比較的大きな領域の行程でもって煙道
ガスに侵入する大きな小滴とが交互に供給されることを
特徴とする方法。 - 【請求項２】 少なくとも８００℃の温度及び少なくと
も燃焼性物質の完全な酸化を保証するのに十分に高い酸
素含量を有する煙道ガスの流れ（４）中に液体廃棄物質
を噴霧することを特徴とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 扇形の噴霧カーペット（７）の夾角が６
０°〜１６０°であることを特徴とする、請求項１又は
２記載の方法。 - 【請求項４】 霧化気体スループット及び液体スループ
ットを、各々の二重物質ノズル（６）での空気及び液体
流れの時間平均体積流量比が０.０１〜０.２の領域内に
あり、一方体積流量比の瞬間的な値がパルス振動数に従
って変わるように設定することを特徴とする、請求項１
から３のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4439670.8 | 1994-11-07 | ||
| DE4439670A DE4439670A1 (de) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Verfahren zur thermischen Oxidation von flüssigen Abfallstoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210619A true JPH08210619A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=6532642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7306426A Ceased JPH08210619A (ja) | 1994-11-07 | 1995-11-01 | 液体廃棄物質の熱酸化のための方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5634413A (ja) |
| EP (1) | EP0710799B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08210619A (ja) |
| CA (1) | CA2162080A1 (ja) |
| DE (2) | DE4439670A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11218316A (ja) | 1998-02-03 | 1999-08-10 | Risou Burner Kk | 廃液焼却炉及び焼却方法 |
| US6787308B2 (en) * | 1998-07-30 | 2004-09-07 | Solexa Ltd. | Arrayed biomolecules and their use in sequencing |
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