JPH086909B2 - 脱臭焼却炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、悪臭成分を始めとする公害物質を含有する
ガスをクリーンな乾燥気体として大気中へ放出する際に
用いる脱臭焼却炉に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図に従来の技術の系統図を示す。16は水洗塔、17
はブロワ、18は熱交換器、19は加熱室、20は触媒槽、矢
印はガスや流体の流れを示す。悪臭成分、煤煙、塵埃等
の公害物質を含むガスは、まず水洗塔16で水洗されて、
塵埃等の固形物やミストが洗い流される。次にブロワ17
で加圧されて熱交換器18を通り、加熱室19へ入り、そこ
で250〜300℃程度に加熱されてから触媒槽20に流入す
る。ここで悪臭ガスは酸化分解されて無臭となった後、
熱交換器18で加熱室へ流入する悪臭ガスを加熱してから
外部へ排出される。

この装置は脱臭を触媒で行うものであり、触媒に塵埃
やミストが付着すると、その機能が低下するので、埃塵
やミストは水洗で除去するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術においては次のような欠点がある。

（１）触媒には白金のコーティングがなされており、か
つ１〜２年で交換しなければならないので、コスト高と
なる。

（２）水洗塔の設備費や運転費が高い。また水洗後の排
水処理の問題があり、そのコストも考慮する必要があ
る。

（３）水洗と比較的低温加熱の工程を用いているので、
ばい菌の処理に問題がある。

本発明は低コストかつコンパクトな装置によって高温
場を実現し、悪臭成分、ばい菌、煤煙、塵埃等の公害物
質の微粒子を含むガスを通過させることによって、ガス
に含まれる前記公害物質の微粒子を加熱分解・焼却する
脱臭焼却炉を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記課題を解決したものであって、悪臭成分
を始めとする公害物質を含有するガスの排出経路上にお
いて、開口部を有するセラミック多孔板で前後を区切る
ことによって形成された燃焼室と、同燃焼室内に開口し
高温の火炎を放射するバーナとを有し、かつ前記燃焼室
の上流側と下流側の前記セラミック多孔板は開口部を交
互に異なる位置に設けた複数のものからなっていること
を特徴とする脱臭焼却炉に関するものである。

〔作用〕

ごみ焼却炉等から排出され、引き続いて脱臭焼却炉に
導入されたガスの主流は、開口部を交互に異なる位置に
設けた上流側の複数のセラミック多孔板の間を蛇行して
脱臭焼却炉の燃焼室に入る。そこでバーナによって再び
加熱され高温となったガスの主流は、開口部を交互に異
なる位置に設けた下流側の複数のセラミック多孔板の間
を蛇行して脱臭焼却炉から大気中へ排出される。上記主
流とは別に、セラミック多孔板の多数の孔を通過するガ
スがある。セラミック多孔板は複雑な形状で連なる多数
の孔を持っているので、中を通るガスが触れる表面積は
非常に大きい。脱臭焼却炉のバーナで加熱され高温とな
ったガスのうち、下流側のセラミック多孔板を通過する
ガスは、孔の中を通過中に孔の表面において、熱伝達に
よって熱をセラミック多孔板に与え、ガス自身はセラミ
ック多孔板を通過するにつれて、温度が低下する。セラ
ミック多孔板はこれによって赤熱するが、各セラミック
多孔板のガス流入面、即ち燃焼室側の面、即ち内側面の
方が、排出側の面、即ち外側面より高温となっている。
ガスから熱を回収した下流側のセラミック多孔板は、熱
エネルギーの大部分を高温の内側面から輻射熱として放
射する。輻射熱は必然的に上流側へ向かう。放射された
輻射熱は脱臭焼却炉の燃焼室の中を通り、上流側のセラ
ミック多孔板に至り、そこで受け止められ、上流側のセ
ラミック多孔板を加熱する。上流側でも、各セラミック
多孔板の燃焼室に面した側、即ち内側面の方が高温とな
っている。上流側および下流側の複数のセラミック多孔
板は、それぞれ開口部が互いに異なる位置に設けてある
ので、光学的直線的に進む輻射熱を外部に洩らすことな
く、熱を放射し且つ受け止める。即ち熱を閉じ込めるこ
とが出来る。これによって、本発明の脱臭焼却炉は従来
の炉に比して、極めて高い温度場を形成することが出来
る。また、中央部の燃焼室内は最も高い温度場となって
いる。

ガスは、悪臭成分、煤煙、塵埃等の公害物質の微粒子
を含んでいる。これらのものは、セラミック多孔板の間
を蛇行して流れる時にはそこの高温場の輻射熱によって
燃焼し、燃焼室内を通過する時には輻射熱とバーナの火
炎とによって燃焼し、またセラミック多孔板を通過する
ガスに含まれセラミック多孔板によって捕捉された公害
物質の微粒子は高温のセラミック多孔板に触れてその孔
の中で燃焼する。これらの作用によって、本発明の脱臭
焼却炉から排出されるガスは、悪臭成分、煤煙、塵埃等
の公害物質の微粒子を含まないクリーンなガスとなって
排出される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の断面図であり、ごみ焼却
炉Ａの排気流出部に脱臭焼却炉Ｂを接続した例である。
図において、１は脱臭焼却炉本体、２は燃焼室、３はバ
ーナ、４は悪臭成分をはじめとする公害物質含有ガスの
入口、５が処理済みガスの出口、６は燃焼室２の上流側
に設けられたセラミック多孔板、６′は同多孔板の開口
部、７は燃焼室２の下流側に設けられたセラミック多孔
板、７′は同多孔板の開口部である。上流側、下流側共
に、セラミック多孔板6,7は複数枚で構成されており、
ガスの流れが蛇行するように、開口部６′,7′は交互に
異なる位置に設けてある。以上の符号１〜７を付した部
分によって、脱臭焼却炉Ｂが構成されている。

８はごみ焼却炉本体、９はピンホールストーカ、10は
助然バーナ、11はピンホールストーカ９の下部から焼却
炉本体８の中へ吹き込まれる一次空気、12は燃焼炉本体
８の上部から吹き込まれる二次空気、13はごみ投入口、
14は灰貯留部、15は灰取出口である。以上の符号８〜15
を付した部分によって、ごみ焼却炉Ａが構成されてい
る。

上記セラミック多孔板６及び７は、例えば、コージェ
ライト、アルミナの混合物に多数の気孔を形成した窯業
製品である。見掛け比重は0.35〜0.55程度であり、空孔
率は高く、ほぼ80〜90％は気孔である。したがって、ガ
スは容易に通過することができる。ガスは通過時には気
孔の中を細かく曲折して通過する。しかも、ガス通路は
多数の小さい気孔からなっているのでガスが接触するセ
ラミックの表面積は非常に大きい。したがって、通過す
るガスから熱伝達によって受ける熱量は大きい。

上記セラミック多孔板の輻射に関する特性について、
一般に輻射線が物体表面に当たった時、その一部は反射
し、一部は透過し、残りは物体に吸収される。この関係
は次式で表される。

（反射率）＋（透過率）＋（吸収率）＝１・・・（１） また、この物体が熱平衡にある時は、吸収されたエネ
ルギーは再び放射エネルギーとして射出されるので、次
式が成り立つ。

（放射率）＝（吸収率） ・・・（２） 上記のセラミック多孔板の表面は前述のように、多数
の孔を有する粗面であるから、輻射線の反射率は非常に
小さい。また、多数の気孔は複雑に曲折して連なってい
るので、輻射線の透過率は０である。即ち、式（１）に
よって、セラミック多孔板の吸収率は非常に大きいの
で、輻射熱を受けた時は、その殆どが吸収される。また
式（２）から、放射率も非常に大きく、輻射熱を良く放
射する。即ち、セラミック多孔板は、前述の熱伝達性能
の高さと、輻射性能の高さの両面から、伝熱輻射変換体
として最適なものであり、後述の作用の説明で明らかに
なるように、本実施例はその特性を最も活かした構成と
なっている。

以上のように構成された装置において、ごみ投入口13
を経てごみ焼却炉Ａ内に投入されたごみは助然バーナ10
の火炎、一次空気11、及び二次空気12によって、ピンホ
ールストーカ９上で燃焼し、灰分は灰貯留部14に落ち、
灰取出口から取り出されて廃棄される。ごみの燃焼過程
で、悪臭成分、煤煙、塵埃等の公害物質を含むガスが発
生する。このガスはごみ焼却炉Ａの上部に設けられた脱
臭焼却炉Ｂの方へ流れる。

ごみ焼却炉Ａから排出され、引き続いて脱臭焼却炉Ｂ
に導入されたガスの主流は、公害物質含有ガスの入口４
を経て、開口部６′を交互に異なる位置に設けた上流側
の複数のセラミック多孔板６の間を蛇行して脱臭焼却炉
の燃焼室に入る。そこでバーナ３によって再び加熱され
高温となったガスの主流は、開口部７′を交互に異なる
位置に設けた下流側の複数のセラミック多孔板７の間を
蛇行して脱臭焼却炉から大気中へ排出される。上記主流
とは別に、セラミック多孔板の多数の孔を通過するガス
がある。セラミック多孔板は、前述のように、複雑な形
状で連なる多数の孔を持っているので、中を通るガスが
触れる表面積は非常に大きい。脱臭焼却炉Ｂのバーナ３
で加熱され高温となったガスのうち、下流側のセラミッ
ク多孔板７を通過するガスは、孔の中を通過中に孔の表
面において、熱伝達によって熱をセラミック多孔板に与
え、ガス自身はセラミック多孔板を通過するにつれて、
温度が低下する。セラミック多孔板７はこれによって赤
熱するが、各セラミック多孔板のガス流入面、即ち燃焼
室２側の面、即ち内側面の方が、処理済みガス出口５側
の面、即ち外側面より高温となっている。ガスから熱を
回収した下流側のセラミック多孔板７は、熱エネルギー
の大部分を高温の内側面から輻射熱として放射する。そ
れは、必然的に上流側へ向かう。セラミック多孔板は流
体から熱を回収し輻射熱として放射する伝熱輻射変換体
として作用する。下流側のセラミック多孔板７から放射
された輻射熱は脱臭焼却炉の燃焼室２の中を通り、上流
側のセラミック多孔板６に至りその表面で受け止めら
れ、吸収される。これによって、上流側のセラミック多
孔板６は赤熱する。上流側の各セラミック多孔板でも、
燃焼室２に面した側、即ち内側面の方が高温となってい
る。上流側および下流側の複数のセラミック多孔板6,7
は、それぞれ開口部６′,7′が互いに異なる位置に設け
てある。また、セラミック多孔板自体のガス通路は曲折
している。したがって、セラミック多孔板は光学的直線
的に進む輻射熱を外部に洩らすことなく、熱を放射しあ
るいは受け止め、熱を閉じ込めることが出来る。これに
よって、本発明の脱臭焼却炉は従来の炉に比して、極め
て温度の高い温度場を形成することが出来る。また、中
央部の燃焼室内は、900〜1000℃程度の最も温度の高い
高温場となっている。

ごみ焼却炉Ａから流入したガスは、悪臭成分、煤煙、
塵埃等の公害物質の微粒子を含んでいる。これらのもの
は、セラミック多孔板6,7の間を蛇行して流れる時には
そこに形成されている高温場の輻射熱によって加熱分解
されて燃焼し、燃焼室２内を通過する時には、熱の閉じ
込め現象によって形成された最も温度の高い高温場の輻
射熱とバーナの火炎とによって加熱分解されて燃焼し、
またセラミック多孔板６あるいは７の中を通過するガス
に含まれ、それらのセラミック多孔板によって捕捉され
た公害物質の微粒子は、高温のセラミック多孔板6,7に
触れてその孔の中で加熱分解されて燃焼する。これらの
作用によって、脱臭焼却炉Ｂから排出されるガスは、悪
臭成分、煤煙、塵埃等の公害物質の微粒子を含まないク
リーンなガスとなって、処理済みガスの出口５を経て排
出される。

〔発明の効果〕

本発明の脱臭焼却炉は、開口部を有するセラミック多
孔板で前後を区切ることによって形成された燃焼室と、
同燃焼室内に開口し高温の火炎を放射するバーナとを有
し、かつ前記燃焼室の上流側と下流側の前記セラミック
多孔板は開口部を交互に異なる位置に設けた複数のもの
からなっているので、低コストかつコンパクトな装置に
よって高温場を実現し、悪臭成分、ばい菌、煤煙、塵埃
等の公害物室の微粒子を含むガスを前記高温場を通過さ
せることによって、加熱分解・焼却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来技術
の系統図である。 １……脱臭焼却炉本体 ２……燃焼室 ３……バーナ ４……公害物質含有ガスの入口 ５……処理済みガスの出口 ６……燃焼室２の上流側のセラミック多孔板 ６′……セラミック多孔板６の開口部 ７……燃焼室２の下流側のセラミック多孔板 ７′……セラミック多孔板７の開口部 ８……ごみ焼却炉本体 ９……ピンホールストーカ 10……助燃バーナ 11……一時空気 12……二次空気 13……ごみ投入口 14……灰貯留部 15……灰取出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ瀬 利光 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 坂井 正康 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 甲斐 昭一 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−14080（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−28980（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−54175（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】悪臭成分を始めとする公害物質を含有する
   ガスの排出経路上において、開口部を有するセラミック
   多孔板で前後を区切ることによって形成された燃焼室
   と、同燃焼室内に開口し高温の火炎を放射するバーナと
   を有し、かつ前記燃焼室の上流側と下流側の前記セラミ
   ック多孔板は開口部を交互に異なる位置に設けた複数の
   ものからなっていることを特徴とする脱臭焼却炉。