JPS5928809B2 - 有機物含有廃液及びスラツジ等のロ−タリ−キルンによる燃焼方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有機物を含有する溶液スラリー、ペースト、
スラッジ状の流動可塑性物であって焼却によって無機質
残渣（以下灰分と称する）を生ずる焼却対象物をロータ
リーキルン型焼却炉で効率良く焼却する方法を提供する
ものである。

更に詳しくは、その焼却帯に不溶性灰分が、燃焼促進媒
体として堆積している。

また燃焼ガスと被焼却物の全代的に見た流れの方向か一
致している所謂並流式のロータリーキルン型焼却装置に
於て、水分を含む有機物含有廃液、ペースト状あるいは
スラッジ状物質等の焼却対象物を効率よく燃焼させる方
法に関するものである。

従来この種の含水物は、燃焼ガスと被焼却物の流れの方
向が逆である所謂向流式のロータリーキルン型焼却炉で
焼却することが多かった。

これは燃焼ガスの保有熱によって焼却対象物を乾燥して
乾品を燃焼帯に移動燃焼するために好都合であるからで
ある。

しかしながらこの方式は燃焼排ガス中に揮発性の可燃物
あるいは有毒ガスもしくは悪臭等が逸出しやすく、二次
公害を起し易い欠点かあった。

並流式の場合、この様な二次公害の恐れは少ないといえ
るか、燃焼ガスの保有熱が焼却対象物の乾燥に用いられ
る度合かキルン内で極めて少ないから、焼却対象物か全
体的にみて自然性を有する場合、即ち蒸発水分を含めた
燃焼ガスの理論火焔温度が、例えば８００°Ｃを超える
様な場合でも、焼却対象物中の水分を蒸発させ然る後に
着火温度以上に加熱する必要上、従来の回転炉の内周の
最低位置附近の狭い範囲の略一定の位置に焼却対象物を
供給する方式では、補助燃料を必要以上に多量に燃す必
要かあった。

更に、従来この様な廃棄物を定位置フィードのロータリ
ーキルン型焼却炉で焙焼するさ、廃棄物中に含有してい
る有機物により、それ等有機物か熱分解を受ける途中で
粘着性のある重合生成物を作り、炉内堆積物の混合分散
性か悪くなるため、大きな塊状物及び炉内壁附着物を造
る。

そのため燃焼が著しるしく阻害され、これ等を燃焼させ
るためにもまた助燃バーナーに多量の燃料を必要とした
。

以上の様に従来方式では燃焼効率が極めて悪いため、回
転炉容積か多量に必要であるため、回転炉の形状として
軸方向長さくＬＶ直径（Ｄ）７）割合が３〜７と長大化
し、炉燃焼負荷として１０〜１５万ＫｃａｌＪ／ｒｒｌ
・ｈｒ程度に過ぎなかった。

本発明の方法に依れば、回転炉の形状はし巾く３とする
ことが出来、また燃焼負荷は５０万Ｋｃａシ冒・ｈｒ以
上の如く著るしい改良か出来る。

又当該廃液等焼却対象物を別の焼却装置、例えば流動焙
焼炉により焙焼することも出来るが、この場合は当該廃
液等の焼却対象物に含有される灰分の大部分が微粉末と
成り、燃焼ガスに同伴されて燃焼ガス中の粉塵処理に多
大な装置と費用が必要と成る欠点がある。

本発明の方法によれば、灰分の９０％以上は炉内堆積物
として炉内に粒状で残留し、これ等が炉尻より排出され
るため、燃焼ガスに同伴されて飛散する灰分は著しるし
く少なくなる上、同伴灰分は比較的粒径が粗いためサイ
クロンによりその大部分は容易に捕集されるため、粉塵
の捕集が安価容易である利点をも有する。

本発明の詳細を添附の第１図、第２図、第３図に基づき
説明する。

通常ロータリーキルン型の焼却炉は回転炉体用１、バー
ナーチャンバー２、炉尻チャンバー３の主な部分から構
成されるが、本発明の主な差異は、焼却対象物の回転炉
内への送入位置上その方法並びに焼却対象物に対する燃
焼用空気及び補助燃料燃焼ガスの導入方法の組合せにあ
る。

焼却対象物の回転炉内への送入方法は、回転炉内におけ
るその落下点が、回転炉軸方向前後に、例えば往復動シ
リンダー６に代表される往復運動装置により前後し、且
つ第３図に示す如く、回転炉１の矢印ａに示す回転運動
により、被焼却物より発生した灰分等による炉内堆積物
が炉回転力向に迫り上ってくるその頂点附近に供給され
る様に設置されたフィード管５により行なわれる。

又、フィード管５は例えば三重管として（図示せず）焼
却対象物を輸送する管外は水冷され、燃焼熱を直接焼却
対象物が受けて内部閉塞を起さない様にすること、及び
水冷管の外側を耐火断熱材（図示せず）で覆うことが好
ましい。

この様な構成のフィード管５には一個または複数個の排
出口がついており往復動によって、回転胴入口附近より
略中央部附近までの範囲に亘って焼却対象物が供給され
る。

この供給は均一に分布させるよりも焼却対象物の含水量
並びに発熱量に応じて補助燃料が最少となる様な分布が
あるので、それに近くすることが好ましいといえる。

一般的には入口附近で少なく奥へ向って多くする様にし
た場合に、少ない補助燃料で安定した燃料状態が得られ
易い。

しかし、実際問題としてはこの様にコントロールするこ
とは必ずしも容易ではないので、略平均して散布し、補
助燃料を多少増加して燃焼をコントロールすればよい。

炉の中央部附近よりも奥、即ち出口近くに亘って焼却対
象物を供給することは未燃物発生の恐れがあり避けるべ
きである。

焼却対象物に空気を吹きつけるこ吉により、空気中の酸
素の拡散が良くなり、燃料負荷が増加するため、回転炉
では空気の旋回渦流が必要である。

このために又、焼却対象物の燃刺空気人ロアからの燃焼
用空気並びに補助バーナー４からの補助燃料により発生
した助燃用高温燃焼ガスは、第２図に示す如く、回転炉
体用１の回転方向と逆の旋回流（矢印すにて示す）とな
る様に、バーナーチャンバー２の円周上で接線方向に吹
き込む。

旋回気流と回転炉１の回転方向を同一方向とすると、焼
却対象物より発生した火焔かフィード管５落下口等に直
接接触し、落下口での閉塞が起る。

これを塞ぐため旋回気流と回転炉１の回転力向は逆にす
る必要がある。

その旋回流がそのまま回転炉内の被焼却物が落下する箇
所迄維持され易い様に、フィード管５は燃焼ガス及び燃
焼用空気の旋回渦流を維持するため、第４図に示す如く
回転炉１の入口堰１１の附近では回転炉の回転軸を略中
心とする様に通し、炉内の落下口附近で壁寄りに曲げて
平行となし、焼却対象物を所定の範囲内において供給落
下させうる様に構成設置することが大切である。

回転炉体内に焼却対象物より発生する灰等の堆積灰分１
０を燃焼促進媒体として炉内に堆積させるこ吉は、本発
明にとって重要な点で、堆積量は焼却対象物の水分含量
より異なり、水分含量が高い程堆積物は多い方が良い。

しかし堆積物が余り多くなると、燃焼空気等の旋回流が
回転炉内で乱れるため、通常の場合堆積物量は回転炉内
断面積で見た場合その１０〜２５％が好ましい。

この堆積灰分量を維持するため回転炉端に堰１１を設け
る。

あるいは図示していないが、回転炉の長手方向の傾斜を
炉の出口端側で若干高目になる様にして、焼却対象物供
給口附近の炉内堆積灰分量を増加させる方法も場合によ
っては取り得る。

堆積灰分１０は焼却対象物が炉内に落下した点で直接炉
内壁の耐火物に接触することによりサーマルショックに
よる耐火物の破損を防ぎ、且つ被焼却物の分散を良くす
る効果がある。

頂点附近に焼却対象物を落下させる目的も、その堆積物
上における分散を広範囲に亘らせることにあるといえる
即ち頂点附近に落下した焼却対象物は、一部堆積灰分中
Ｏこ滲み込むが、炉の回転に伴って流転する炉内堆積物
の流れに乗ってその表面を覆って順次移動するから、熱
ガス及び放射熱との接触がよく、水分の蒸発、乾燥、燃
焼の一連の過程が効果的に行なわれるのである。

なお８は燃焼ガス出口であり、９は灰排出口である。

以上の様に本願発明は有機物含有廃液、ペースト、汚泥
、スラッジ等をそのまメ、あるいは必要に応じて無機物
を加えたものからなる焼却対象物から、発生する灰分及
び／あるいは人為的に添加された灰分が堆積する並流式
ロータリーキルン型焼却炉に於て、焼却炉の回転力向と
反対力向に、燃焼用空気流及び補助燃焼バーナーより発
生する燃焼ガス流が焼却炉内で旋回するごとく導入させ
、燃焼対象物を内部に堆積した灰分が炉に回転運動によ
り迫り上った頂点附近に落下させ、更に落下点を炉入口
附近より略中央部附近までの範囲内で未燃物の著しい堆
積を防ぎつ一回転軸方向に往復させて燃焼させるので、
従来並流式では燃焼困難とされていた発熱量の低い高含
水物であっても、悪臭や粉塵発生等の二次公害も殆んど
なく、コムパクトな炉によって少ない補助燃料を用いて
完全且つ安定して焼却出来る優れた方法を提供するもの
である。

実施例 １ 使用した廃液分散装入装置付ロータリーキルン型焼却炉
は全長１４５０ｍｍ、外径６００ｍｍφで、耐熱材料で
内張されたキルン内部は内径３００ｍ４、長さ７００ｍ
ｍである。

そして、外径２５７ｆｔｍφ、長さ１３００ｍｍの廃液
装入装置が圧縮空気により回転部分のほぼ中心を入口か
ら１００７７！７＋１の所から３５０ｍｍの所まで往復
運動しながら廃液を装入した。

使用した廃液は、シンクロヘキサンを空気酸化しシクロ
ヘキサノンおよびシクロヘキサノールの混合物を得る方
法に゛よって酸化器から流出する反応生成物を２３．０
％のＮａＯＨ水溶液で抽出処理したものであって、次の
ような有機酸のナトリウム塩を主体とする抽出物（廃液
）である。

抽出物組成 Ｃ２４％（重量） Ｈ４％ 〃 ０ ２０％ 〃 Ｎａ １２％ 〃 Ｈ２Ｏ４０％ 〃 高位発熱量 約２０００Ｋｃａ４／ｋｇこの抽出液
２部に対して酸化鉄粉末を１部の割合で混合し、濃厚ス
ラリー液とし上記廃液分散装入装置付ロータリーキルン
型焼却炉で次の様な条件で焼却を行なった。

燃焼条件 廃液 １５．２ｋｇ／ＨＩ Ｌ Ｐ Ｇ Ｏ，７５５Ｎ ｍｌＨｒＡ
ｉ ｒ ５４．９ Ｎｒｒｔ／Ｈｒ炉
温 ９５０℃ 排ガス残存０２濃度 ５ ％ 以上の条件で燃焼させた所、廃液は安定して燃焼するこ
とか出来た。

黒色の焙焼生成物は湿式振動ミルで粉砕し、焼成物ｌＯ
Ｏ部尚り９９部の水を加えスラリーとなし、１５０℃に
保った管式反応器内を約１０分の滞留時間で流し加水分
解を行なう。

そして、酸化鉄を戸別すると戸液は約２０ｗｔ％の苛性
ソーダ溶液であった。

比較例 実施例１と同一廃液を、同一内容積と寸法を持ったロー
タリーキルン型焼却炉に従来法の炉の入口附近の最低点
の近傍に液か落下する様な構成の固定式廃液ノズルを使
用して燃焼した場合の安定した燃焼条件は 廃液 ２．ＯｋｇＡ−Ｉｒ Ｌ Ｐ Ｇ Ｏ，７５５Ｎｙｒ？７’Ｈｒ
Ａ ｉ ｒ ４３．８ Ｎｒｎ：／Ｈ
ｒ炉温 ９４０°Ｃ 排ガス残存０２濃度 ５％ であった。

ＬＰＧを上記の一定に保ち、廃液ｔＪ−Ａｉｒを上記条
件以上に増加すると、焼却炉内壁に不完全燃焼物が付着
し炉温か下り遂には廃液が焼却できなくなった。

したがって本発明の廃液燃焼力法を使用すると、同一内
容積を持った従来法のロータリーキルン型焼却炉より約
５倍の廃液処理が可能である。

実施例 ２ 実施例１と同一の焼却炉を使用して、アクリルニトリル
製造工程より排出されるＳＯ４含有廃液を濃縮し、次の
様な液組成の廃液を焼却した。

廃液組成 水分 ５９．７ ｗｔ％ 固形分 ４０．３ ｗｔ ％高位発熱量
１９００ Ｋｃａｌｌ／Ｘ’上記液組成の廃
液１部にＣａ（ＯＨ）２１部を加えよく混合したスラリ
ーを次のような条件で燃焼させた。

燃焼条件 廃液 １３．５ ｋｇ／Ｈｒ 燃焼条件 Ｌ Ｐ Ｇ Ｏ，７７Ｎｍ／ＨｒＡｉ
ｒ ７０ Ｎｍ”／Ｈｒ炉温
９５０℃ 排ガス残存０２濃度 ５％ 以上の様な条件で燃焼させると、有害物質は燃焼で無害
化されＳＯ４はＣａＳＯ４として回収された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる回転型焼却炉の一実施例の縦断
面図、第２図は第１図におけるバーナーチャンバーのＡ
−ｘ断面図、第３図は第１図における回転炉体用廃液フ
ィード部のＢ −Ｂ’断面図、第４図は第１図における
回転型焼却炉の水平断面図である。 １・・・・・・焼却炉本体、２・・・・・・バーナーチ
ャンバー、３・・・・・・炉尻チャンバー、４・・・・
・・補助バーナー、５・・・・・・フィード管、６・・
・・・・往復動シリンダー、１・・・・・・燃焼空気入
口、８・・・・・・燃焼ガス出口、９・・・・・・灰排
出口、１０・・・・・・堆積灰分、１１・・・・・・堰
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼却によって灰分およびあるいは無機固体物質を生
   成する有機物含有廃液、ペースト、スラッジ等からなる
   含水焼却対象物より発生する灰分およびあるいは無機固
   体物質が堆積する並流式のロータリーキルン型焼却炉に
   於て、焼却炉回転方向と反対方向に、燃焼用空気流及び
   補助燃焼バーナーより発生する燃焼ガス流が焼却炉内で
   旋回する如くロータリーキルン型焼却炉に導入させ、焼
   却対象物を内部に堆積した灰分およびあるいは無機固体
   物質が炉の回転運動により迫り上った頂点附近に落下さ
   せ、更に落下点を炉入口附近より略中央附近までの範囲
   内で回転軸方向に往復させることを特徴とする有機物含
   有廃液及びスラッジ等のロータリーキルン型焼却炉によ
   る燃焼方法。