JPH1026331A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH1026331A
JPH1026331A JP8180851A JP18085196A JPH1026331A JP H1026331 A JPH1026331 A JP H1026331A JP 8180851 A JP8180851 A JP 8180851A JP 18085196 A JP18085196 A JP 18085196A JP H1026331 A JPH1026331 A JP H1026331A
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JP
Japan
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temperature
exhaust gas
heat
heat exchanger
secondary air
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Withdrawn
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JP8180851A
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English (en)
Inventor
Tetsuto Tamura
哲人 田村
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ばいじん処理後のダイオキシン類を完全に除
去すること。 【解決手段】 各種炉12より発生する排ガスを除じん
手段を介して排気するようにした燃焼装置であって、前
記炉12の排気側と側路で並列に補助加熱手段16を介
してダイオキシン分解温度以上の温度に耐える高温高熱
用の熱交換機Pを接続し、この熱交換機Pの排ガスの主
流路である高温気体流路7に対し、高温キャスタブル耐
熱材Aで保護されて付設される二次空気加熱管4の入力
側には除じん手段後の低温の排ガスを導入し、この排ガ
スを高温に熱交換させて出力側より吐出させた後、急冷
装置19で急冷処理させて排気できるようにしたことを
特徴とする燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般廃棄物や産
業廃棄物を焼却処理するゴミ焼却炉や、各種ストーカ
炉,焼却炉、さらには溶融炉などより発生する排ガス中
のダイオキシン(PCDDs),ポリクロロベンゾフラ
ン(PCDFs)などの人類にとって猛毒なダイオキシ
ン類の発生を完全に燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般ごみ、産廃ごみなどこれを焼却炉な
どで燃焼させると、排ガス中に多量のばいじんが含まれ
て煙となって発生する。したがってこのばいじんを集じ
ん処理して煙突などから外部へ排気させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この煙の中のばいじん
を集じん処理しないで、そのまま排ガス急冷処理装置で
冷却してダイオキシン類だけを除去すると前記急冷処理
後の排ガスは150℃以下、特に冬季では100℃以下
の低温となり、電気集じん装置(EP),バグフィル
タ,マルチサイクロン(MC)などの集じん装置が、低
温の排ガスのため腐食が激しくなり、機器がすぐに破損
して了うという問題がある。
【0004】この問題を避けるため一旦冷えた排ガスを
加熱昇温させるという方法も考慮されるが、燃料の無駄
となり、余り好ましいことではない。
【0005】この発明は叙上の点に着目してなされたも
ので、既存または新設の各種焼却施設に簡単に設置でき
て、ばいじん除去機能に優れ、しかもダイオキシン類の
発生を完全に防止できる新規な燃焼装置を提供するにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は以下の構成を
以って、前記課題を解決するものである。
【0007】(1)各種炉より発生する排ガスを除じん
手段を介して排気するようにした燃焼装置であって、前
記炉の排気側と側路で並列に補助加熱手段を介してダイ
オキシン分解温度以上の温度に耐える高温高熱の用熱交
換機を接続し、この熱交換機の排ガスの主流路である高
温気体流路に対し、高温キャスタブル耐熱材で保護され
て付設される二次空気加熱管の入力側には除じん手段後
の低温の排ガスを導入し、この排ガスを高温に熱交換さ
せて出力側より吐出させた後、急冷装置で急冷処理させ
て排気できるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
【0008】
【作用】炉より発生したばいじんを伴う排ガスは、高温
状態を保持したまま、除じん手段を通るため有効にばい
じんが除去されると共にその除じん後、熱交換機の二次
側の二次空気加熱管へ導入される。
【0009】処で、燃焼物中に有機塩素系化合物が含ま
れていると前記の除じん作用で排煙中のばいじんと共に
ダイオキシン類の分解除去が行われても、除じん作用に
よって温度降下を伴いその結果排ガス中にダイオキシン
類が新合成する可能性もきわめてた高い。
【0010】しかしながら、熱交換機は補助加熱手段を
備えており、高温キャスタブルと耐熱材の組合せにより
高温高熱用で構成されているので、炉の排気側の側路で
の主流路を通過する排ガスの温度が設定温度以下の場合
は直ちに前記補助加熱手段が働いて二次空気加熱管を加
熱して二次空気をダイオキシン類の分解温度700℃以
上に上昇させるので、二次空気加熱管を流通する排ガス
中のダイオキシン類は完全に分解し、次段の急冷装置へ
移送され急冷される。
【0011】したがって、温度の緩やかな降下により3
00℃位の温度で新合成される可能性のあるダイオキシ
ン類の発生を完全に防ぐことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態の
一例を示す。
【0013】Pは、この発明の高温高熱用の熱交換機を
示し、次の構成を備える。
【0014】1は鋼製の管状ケース、2はこの管状ケー
ス1の内側周面の最内層に打ち込んだキャスタブルで、
耐熱ステンレス製の種々の構成備えたフック支持棒3を
管状ケース1の内側に多数打設しこのフック支持棒3の
保持力を用いてキャスタブル2を確固に管状ケース1内
に固設する。4,4……は鋼製の多数の二次空気加熱管
で、前記キャスタブル2の内側で前記フック支持棒3の
一部と固着し互いに隣接させて環状に配設するものであ
る。5はこれら多数の二次空気加熱管4,4……を挿通
させた管状のキャスタブル脱落防止耐火メッシュであ
り、この耐火メッシュ5を介して前記キャスタブル2に
達するキャスタブル6を打設し二次空気加熱管4,4…
…を断熱保持できるものである。そして、前記キャスダ
フル2,6が高温キャスタブル耐熱材Aを構成してい
る。
【0015】7は前記二次空気加熱管4,4……の内側
に形成される高温気体流路である。
【0016】8,9は二次空気加熱管4,4……の両端
位置に開口した共通の環状室を示し、二次空気の導入口
部10、排出口部11を設けてある。
【0017】ところで、上記熱交換機Pの主流路に当る
高温気体流路7の入口側7aは図1に示すように炉12
の一部に開口した開口部12aと連通固着され、出口側
7bは炉12の出口側に通ずる側路12bの構成を備え
る。
【0018】そして、前記熱交換機Pの入口側7aには
バーナー13を備えた補助加熱装置14が設けられてお
り、熱交換機Pに導入排出される炉12からの一部の排
ガスの温度が所望の設定温度、例えば1000℃以下の
場合には温度センサ15が感知して前記バーナー13を
自動制御できる燃料用コンピュータ16の働きで、バー
ナー13を点火させて補う構成を備える。
【0019】また、前記熱交換機Pの二次空気加熱管4
に通ずる一方の環状室8の導入口部10は、図1に示す
ように集じん装置17より排出された排ガスを導入でき
る配管18と接続され、他方の環状室9の排出口部11
は、急冷装置19と配管20で接続してある。
【0020】ところで、急冷装置19は、例えば特願平
8−111578号に示すような構成を備える。
【0021】図5ないし図7において示すように、21
は所望の容積を有する密閉円筒状の冷却水槽、22は下
部に貯溜させた冷却水、23は前記冷却水槽21の中間
位置に設けられる排ガス導入部、を示し冷却水槽21の
一側に突設した排ガス導入管20と通ずる環状通路23
bと中心排気筒23cとによって形成されると共にこの
排ガス導入部23の底板24より多数の気泡発生筒25
が底板24の開口部26を介して下方に向けてその基端
が固着されている。この気泡発生筒25はその先端部か
ら稍々上部に至る下部の周面および底面に亘って多数の
微小孔27が散設されこの微小孔27より排ガスが分散
されて冷却水中に噴射状に吐出して冷却水中で多数の微
小な気泡(水玉)Bが一種のバブリング現象を呈して水
中に発生できるものであって、冷却水の水位Lに比し、
前記微小孔27の最上位に位置する微小孔27は、十分
な間隔Hを保持できるように気泡発生筒25はその下部
頭部を冷却水中に臨ませて置く必要がある。
【0022】なお、排ガスの冷却水中での気泡分散を有
効に行える構成のものであれば、気泡発生筒25の微小
孔27に変えて、その下部を部分的に網構造、不織布構
造、スリット構造など好みの構成に変形使用できる。ま
た効率が良ければ図示しないが、筒25の底部のみ、ま
たは下部周縁のみに設けることもできる。
【0023】28は前記気泡発生筒25の外周に間隔を
置いて挿嵌させた多数の水位保持筒を示し、この水位保
持筒28の上端は底板24に固着し、下端は冷却水内で
開口させた開口部28aとして構成すると共に上部の冷
却水の表面より上方位置の外周に沿って多数の開口部2
9を設けてある。
【0024】30は冷却水槽21の上部の排気口30a
に接続した水冷却処理後の排ガスを吸引排気できる排気
管で、排気ポンプ31を備える。32は冷却水32を恒
温に保持するための放熱冷却槽を示し、内部にコイル状
の放熱部33を備えこの放熱部33の上下より循環パイ
プ34,35を接続して前記冷却水槽21の冷却水と接
続できるようにしてある。36は、放熱冷却槽32の内
部上部に臨まれ、コイル状の放熱部32を冷却するため
の撒水シャワー部を示し、ポンプ37、タンク38を介
して撒水シャワー部36と放熱冷却槽32とを連通パイ
プ39で連結し、冷却循環回路を形成する。40は冷却
促進用ファンを示す。
【0025】41は冷却水槽21の一側に並設した自動
給水管を示し水位変化を検知できると共に、冷却水22
の水位の下降に応じて自動給水弁42によって自動給水
できるようになっている。
【0026】叙上の構成になるので、熱交換機Pで昇温
された排ガスは、配管20を通って冷却水槽21の排ガ
ス導入部23に送給される。
【0027】この排ガス導入部23には底板24より下
方に向けて突出した多数の気泡発生筒25を設けてその
微小孔27が冷却水22内に臨ませてあるので、排ガス
は多数の気泡発生筒25内に分割されて流入し微小孔2
7を通って冷却水22内に微小な気泡Bとなって拡散し
一種のバブリング現象を呈し、急冷される。
【0028】すなわち、高温状態の排ガスが冷却水槽2
1内に送給されるや、この槽21内に設けた多数の気泡
発生筒25で構成される気泡発生手段によって冷却水2
2中で微小な気泡に分散した状態で瞬間に冷却作用を受
け、所謂急冷効果が奏されて、排ガス中に含まれる有害
分解物質が化学結合してダイオキシン類を生成する適合
温度以下に、送給される排ガスを急激に温度降下させる
ことができるものである。
【0029】ついで、冷却水22で冷却され温度降下し
た排ガスは、冷却水22の表面より気化し中心排気筒2
3cを経て上昇し、排気管30より排気ポンプ31の吸
引作用を受けて冷却水槽21外へ導出される。
【0030】なお、上述の急冷装置19は他の例えば特
願平8−121784号に示すような構成でも良く、要
は高温から低温に緩やかに移行する際、300℃位の温
度条件で再生しやすいダイオキシン類を急冷することに
よってその合成を防止しできる急冷機能を持つものであ
れば良い。
【0031】なお、図において、43はゴミピット、4
4はごみ粉砕機、45は廃熱ボイラ、46は煙突をそれ
ぞれ示す。
【0032】叙上の構成に基づいて作用を述べる。
【0033】炉12におけるごみなどの焼却作用で発生
した排ガスの主なものは、廃熱ボイラ45および集じん
装置17へ向かい、ばいじんなどは除去された状態の排
ガスとして得られる。
【0034】しかしながら、このばいじん除去処理され
た浄化排ガスは300℃以下の低温となっているが、そ
の中には、焼却処理した廃棄物に含まれる有機塩素系化
合物が燃焼中に猛毒なダイオキシン類を新合成している
可能性が高い。
【0035】このようなばいじん処理後の排ガスは、熱
交換機Pに送られ、二次空気加熱管4を流通して十分加
熱される。
【0036】ところで、この二次空気加熱管4に流入す
る排ガス中にはダイオキシン類を含有しているので、ダ
イオキシン類の分解温度700℃以上に加熱する必要が
ある。
【0037】熱交換機Pの主流路の高温気体流路7を流
れる炉12よりの排ガスの温度が二次空気加熱管4を流
れる排ガスの温度を700℃以上に加熱するために必要
な温度、仮に1100℃がその境界温度であるとすれ
ば、温度センサ15が熱交換機Pの入口の温度を常時計
測することによって燃料用コンピュータ16の働きによ
りバーナー13が必要に応じて点火し、所謂、補助加熱
作用を呈して二次空気加熱管4を有効に加熱し、管内を
通過する排ガスを700℃以上の温度に昇温してダイオ
キシン類を分解できるものである。
【0038】なお、この熱交換機Pで昇温処理された排
ガスは、その高温状態を保持した儘、次段の急冷装置1
9へ送られ700℃以上の温度から300℃以下の温度
に急冷されてダイオキシン類の新合成を生ずることなく
無害な排ガスとして煙突46より大気中に放出させるも
のである。
【0039】なお、上記した熱交換機Pにおける二次空
気加熱管4は高温キャスタブル耐熱材Aで断熱処理さ
れ、かつ補強されて管状ケース1内に固設されている
が、好ましくは図示のような直状ではなくスパイラル状
に屈曲して設けることが好ましい。
【0040】一般にダイオキシン類の除去の三条件、温
度(T)、時間(T)および渦流(T)を有効に行わせ
る上で、前記二次空気加熱管4の構成をスパイラル状に
屈曲させることにより排ガスの流路を渦流状態に保つこ
とができる。
【0041】なお、この熱交換機Pと急冷装置19は、
既存の各種炉に簡単に付設することができる。
【0042】
【発明の効果】この発明によれば、各種炉の燃焼作用で
発生される排ガス中のばいじんを除去した後、高温高熱
用の熱交換機を用いて、ばいじん除去後の排ガスをダイ
オキシン分解温度700℃以上に加熱できる。そして即
ち熱交換機の主流路である高温気体流路には炉より発生
する高温高熱を用いると共に温度不足分を補助加熱手段
を用いて高温の排ガスとし、これにより前記熱交換機の
二次空気加熱管をダイオキシン分解温度の700℃以上
に加熱して同管内を流通する排ガスを高温に加熱して排
ガス中のダイオキシン類を完全に除去できる。
【0043】そして、ダイオキシン類を完全に分解した
後、急冷装置により分解後に再生する虞れのあるダイオ
キシン類の新合成を防いで無害化した排ガスを排気でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態を示す全体の説明図
【図2】 同上熱交換機の一部切欠側面図
【図3】 同上要部を一部切欠して示す斜面図
【図4】 同上要部の拡大断面図
【図5】 急冷装置の一例を示す断面説明図
【図6】 同上の要部の拡大断面図
【図7】 同上の圧力変動の場合の作用状態を示す拡大
断面図
【符号の説明】
4 二次空気加熱管 7 高温気体流路 12 炉 16 補助加熱手段 17 集じん装置 19 急冷装置 A 高温キャスタブル耐熱材 P 熱交換機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各種炉より発生する排ガスを除じん手段
    を介して排気するようにした燃焼装置であって、前記炉
    の排気側と側路で並列に補助加熱手段を介してダイオキ
    シン分解温度以上の温度に耐える高温高熱用の熱交換機
    を接続し、この熱交換機の排ガスの主流路である高温気
    体流路に対し、高温キャスタブル耐熱材で保護されて付
    設される二次空気加熱管の入力側には除じん手段後の低
    温の排ガスを導入し、この排ガスを高温に熱交換させて
    出力側より吐出させた後、急冷装置で急冷処理させて排
    気できるようにしたことを特徴とする燃焼装置。
JP8180851A 1996-07-10 1996-07-10 燃焼装置 Withdrawn JPH1026331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104930531A (zh) * 2015-06-29 2015-09-23 吉首大学 尾热回收除尘一体式生物质锅炉

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104930531A (zh) * 2015-06-29 2015-09-23 吉首大学 尾热回收除尘一体式生物质锅炉
CN104930531B (zh) * 2015-06-29 2017-09-22 杭州华政新能源科技有限公司 尾热回收除尘一体式生物质锅炉

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031007