JPS5938519A - 廃ガス燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化学プラント等に付属して設置されるフレアス
タック、グランドフレアなどの廃ガス燃焼装置に係り、
特に、水を空気または水蒸気などの気体によシ噴霧化さ
せるとともにこれを廃ガス中へ注入させるようにし、も
って可燃分の完全燃焼を達成できるばかシでなく、設備
費の低減化及び運転方法の多様化を図ることができる廃
ガス燃焼装置に関する。

一般に、化学グランド等の有機化合物を取扱う施設には
、これに付属させて通常運転時あるいは緊急時等にプラ
ントから放出される廃ガス中に含まれる可燃分を地上ま
たは地上数十メートルないし百数十メートルの高さに設
けられたバーナ部によって燃焼するようになしたグラン
ドフレアやフレアスタック等の廃ガス燃焼装置が設置さ
れている。

この廃ガス燃焼の際、問題になるものの一つとして可燃
分の不完全燃焼による黒煙乃至すすの発生がある。従来
、この種問題点を解決すべく用役流体として例えば空気
を供給したり、または、水蒸気あるいは水をそれぞれ単
一成分として個々に噴出ノズルから噴出させてこの水蒸
気または噴霧水と廃ガス中の可燃分たる炭化水素骨とを
水性ガス化反応させて可燃分の完全燃焼を図るこころみ
かなされている。

しかしながら、上記した空気、水または水蒸気の如き用
役流体を単一成分として個々に用いた場合には以下に示
す如き問題点があった。

（１）空気のみを用いた場合にあっては、廃ガス流量が
増大すると供給空気量が不足気味となって点検が発生し
たシ、あるいけ燃焼に必要とする空気量が多くこれを供
給するためにランニノグコストが嵩んでいた。

また、設備費を低減化すべく空気供給ダクトのサイズを
小さくずｎは空気を高い圧力で移送するためにコンプレ
ッサ、ターボプロア等が必要になり、逆に空気を低圧で
移送しようとすれば空気供給タフ］・のサイズを人きく
しなければならず、従って十分な設備費の低減化を図る
ことができなかった。

（２）水蒸気のみを用いた場合にあっては、ボイラの定
期点検時などと汎を停止する必要があるときは燃焼装置
が使用できなくなり、またホ゛イラ設備のない施設にあ
っても使用することができない１、仮にボイラを設置す
るとしてもこの屏ツノ゛ス燃焼装置にのみ使用が限定さ
扛るとすれば効率が悪く、建設費も嵩むという不都合が
生ずる。

（３）　　水のみを用いた場合にあっては、供給水の噴
霧化が困難であり、また廃ガス量の変動に対して給水量
を逐次制御することも非常に困難となる３、更に、給水
開始時に赤熱された噴出ノズルを水で急激に冷却するこ
とはノズルのザーマルクランクを引起こしゃすい、１ また、廃ガス量が少なく給水が不要な場合にあっても上
記したザーマルクランクの発生を防止するだめにノズル
冷却用の給水を継続しなければならず不経済となる。

本発明は以上のような問題点ＶＣ＋４みこれを有効に解
決すべく創案されたものであり、その目的とするところ
は給水系及び給気系に連結された噴赫ノズルから水を空
気または水蒸気などの気体により噴霧化させて廃ガス中
へ注入させるようにし、もって可燃分の完全燃焼を達成
できるばかりでなく設備費の低減化及び運転方法の多様
化を図ることができる廃ガス燃焼装置を提供することに
ある。

以下に、本発明の好適一実施例を添利図面に基づいて詳
述する。

先ず、第１図はフレアスタックの如き廃ガス燃焼装置を
示す概略立面図であり、第２図はその要部である燃焼部
を示す拡大断面図である。図示する如くこの廃ガス燃焼
装置１は鉄骨２に支持されてその長さが数十メートルの
筒体状に成型されたＩＱ　ｉｆス筒３を有しておシ、こ
の廃ガス筒３の、ｆｆＢ先端部には廃ガス中の可燃分を
燃焼させるべくバーナなどを備えた燃焼部４が形成され
ている。また、廃ガス筒３の丁端部にはこの筒内へ廃が
スを導入するための廃ガス管５が連結さｎており、この
装置に並設される図示しない化学ゾラントなどから排出
される可燃分を含む廃ガスを、この廃ガス管５を介して
筒内へ導入すると共に廃がス中に含まれる可燃分を上記
燃焼部４にで燃焼し得るようになっている。

そして、この燃焼部４に本発明の特長とする噴霧ノズル
６が多数設けられている。

具体的には、この噴霧ノズル６は第３図に示す如くこれ
に水を供給する給水系１と、この給水系７かも供給され
る水を噴霧化すべく無煙化乃至燃焼用空気又は水蒸気の
如き気体を供給する給気系８とに連結して構成されてお
り、このようにして構成された噴霧ノズル６が例として
第２図では、計４基設けられている。第１の噴霧ノズル
６ａは燃焼部４内へ延出させて設けられており、廃力゛
ス筒３内を上昇してくる廃ガス中へ内部より直接噴霧水
を注入し得るようになっている６、第２の噴霧ノズル６
ｂは燃焼部４の上端排出［］４ａに臨せて設けられてお
り、廃ガスの外部よりこれに向けて噴霧水を注入し得る
ようになっている。また、第３の噴ｒＷ／”ル６ｃは、
燃焼部４を筒体状に１区画する区画壁９と、これより所
定間隙を隔ててＩＺ区画壁を囲繞して設けられたガード
壁１ｏとの間に形成される間隙Ｓ内に臨ませて設けられ
ており、とのノズル６ｃからの噴霧水を上記区画壁９に
形成される通気孔９ａ・を介して定力゛スの側部がら注
入し得るようになっている。更に、第４の噴霧ノズル６
ｄは上記区画壁９とガード壁１０との間の間隙内に挿入
されて前記第２の噴霧ノズル６ｂと同様に燃焼部４の上
端排出口４８に臨ませて設けられている。尚、これら噴
霧ノズル６の数量及び設置場所はこれに限定されるもの
ではない。

このようにして設けられたこれら噴霧ノズル６・・のそ
れぞれの給気系８は各ノズルに加圧された燃焼用空気を
供給すべくまとめてコンプレッサ１１に連結されており
、また、との給気系８の途中には一ト記各ノズル６・・
・へ加圧された水蒸気を供給するだめの給気系８ａが分
岐させて設けられている１、従って、分岐点より上流側
に設けられた各給気系８，８ａの切替弁１２，１２ａｆ
ｆｉ適宜操作することにより上記ノズル６に空気又は水
蒸気を選択的に供給することができるようになっている
。

才だ、これらノズル６のそ扛ぞれの給水系７・は給水ポ
ンプ１３全介して貯水池１４へ連結されており、それぞ
れの給水系７に設けられた調節弁１５により供給水量を
調節し得るようになっている。

そして、これら給水系７の途中には水に代えて水蒸気を
ノズルへ供給するための給気系８ｂ、８ｃが分岐させて
設けられており、この分岐点より上流側の給水系７また
は給気系８ｂ、８ｃに設けられた切替弁１６，１γを適
宜切替えることによりし得るようになっている。

従って、給水系及び給気系に設けられる各切替弁を適宜
操作することにより廃ガスに注入される用役流体を燃焼
状態に応じて水と空気の混合体、水と水蒸気の混合体、
寸たは燃焼用空気のみを供給するなど運転方法が多様化
し得ることになる。

まだ、上記各給水系７は燃焼用空気のみを供給する場合
に比較してその供給水量が少なくて済むのでその系のダ
クトサイズが小さく形成されている。

以上のように構成された本発明の作用について説明する
０、 まず、空気と水との混合方式にあっては、給水ポ／ゾ１
３によシ貯水池１４からくみ上げられた水は給水系７を
介して噴霧ノズル６　に供給される一方、給水系８から
はコンプレッサ１１により加圧された燃焼用空気が導入
されており、これら空気と供給水とが混合されて燃焼部
４にて廃ガス中に噴霧注入されることになる。この際、
供給水と空気とを混合させて噴霧しているので微噴化が
促進され廃ガス中の可燃分の燃焼も効果的に行なわれる
。また、第２図に示す如く第１の噴霧ノズル６ａからの
噴霧水は廃ガス流の内部に直接注入され、第３の噴霧ノ
ズル６ｃからの噴霧水は廃ガス流の側部から通気孔９ａ
（ｉ−介して注入され、更には第２、第４の噴霧ノズル
６ｂ、６ａからの噴霧水は燃焼部４の排出口４ａがら廃
ガス中へ注入されるのでこの噴霧水乃至燃焼用空気と廃
ガスとが充分に均一・混合され、廃ガス中の可燃分を完
全燃焼させることができる。特に、空気のみを供給する
場合に比較して、水も注入するので用役流体の供給不足
が生ずることがないし、また、空気のみを供給する場合
に比較して、これと同等の作用をする水量は少なくてす
むので供水ポンプ１３の稼動費を低減できる。

更に、廃ガス量が変動して非定常状頓になった場合には
、給水量に比較して制御が簡単な空気供給量を図示しな
い制御手段により制御するようにし、従来水のみを噴霧
供給していた場合に比較して用役流体の制御を容易に行
うことができる。

また、用役流体の供給を開始する時には、噴霧ノズル６
・・が高温状態になっているため最初給水系７の切替弁
１６を遮断して給水を停止させた状態で給気系８より空
気のみをノズ゛ル６に供給し、これの急激な冷却音生せ
しめないようにする。

そして、ノズル６を適宜冷却させた後に給水を開始すれ
ば急冷による噴霧ノズル６のサーマルクラックの発生全
防止できる。

また、廃ガス量が少ない時には、供給用役流体量が少な
くて済むので水の供給を停止し、給気系８よシ燃焼用空
気のみを噴霧ノズル６に供給する３゜これによりノズル
６も冷却されるので１１１度水を供給する際に上記した
如きサーマルクランクが発生することがない。

次に、水と水蒸気とを混合させて廃ガス中へ噴霧させる
には空気を供給する給気系８の切替弁１２を閉状態にし
て空気の供給を停止し、そして、図示しないボイラ等に
連結されている給気系８ａの切替弁１２．を開状態とし
てノズル側へ加圧された水蒸気を供給する。この場合に
あっても水のみを供給していた従来例に比較して水蒸気
を混合させることにより、供給水の噴霧化が促進され廃
ガス中の可燃物をよシ効率よく燃焼することができる。

また、ボイラの保守・点検などでこれを停止する場合に
あってもこの給気系８の切替弁１２を開状態とすること
によシコングレッサ側から噴霧ノズル６に空気を供給で
き、水のみ単独で供給するという事態を回避することが
できる。

次に、水蒸気と空気とを混合させて供給する場合には、
コンフ０レッサ１１により給気系８を介して空気を供給
する一方、給水系７に設けた切替弁１６・・・を閉状態
にすると共にこの系に分岐させて形成した水蒸気′を供
給する給気系（３ｃ、ｆ３ｂの切替弁１７・・・全開状
態とする。これにより今まで水を供給していた給水系７
を介してノズル６に加圧水蒸気が供給され、この水蒸気
と上記空気とが混合されて廃ガス中へ噴霧されることに
なる。

このように、廃ガス中の可燃分を燃焼するに際して、水
と空気、水と水蒸気または空気と水蒸気の２流体を混合
して廃ガス中へ噴霧注入することとしたので用役流体の
供給不足が生ずることがなく、シかも噴霧化が促進され
るので廃ガス中の可燃分を完全燃焼することができ、黒
煙の発生を防止できる１、 また、給水系７または給気系８，８ａ、１３ｂ。

８Ｃを流れる給水量または空気量、水蒸気量を適宜制御
することによシ燃焼装置の運転の多用化が図れ、廃ガス
量に応じた適切な運転が可能となる、。

尚、給水ポンプ、エアーコンプレッサの台数は上記実施
例に限定されるものではない、３以上要するに本発明に
よれば次の如き優れた効果を発揮することができる。

（イ）　水と空気または水と水蒸気の２流体を混合して
廃ガス中へ噴霧注入することとしだので噴霧化が促進さ
れ、しかも用役流体の供給不足が生ずることがなく可燃
分の完全燃焼が図れ、不完全燃焼にともなう黒煙の発生
を防止できる。

（ロ）廃ガス量に応じた運転方法の多様化を図ることが
できるので、従来単一用役流体にょシ運転していた際に
生じた各種不都合を是正でき、次の如き効果を生ずる。

（１）廃ガス量が少ない時は、空気だけを供給し、噴霧
ノズルの冷却を図ることができる。（１１）用役流体供
給開始時には空気のみの注入によって、噴霧ノズルの急
冷を防止しザーマルクラックの発生を防止できる。０１
１）廃ガス量が非定常状態のとき、これに対応すべく空
気量を容易に調整できる。４Ｖ）ボイラを停止する場合
にあっても、水蒸気にかえて空気を供給できる。

（ハ）水を供給するので空気のみを供給した従来例に比
較してその容量が少なくて済み、Ｉ？ンゾ及びコンプレ
ッサの運転費を削減できる。

に）　水を供給する給水系の管サイズを小さくでき、設
備費を低減化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す概略立面図、第２
図は本発明の好適一実施例の要部を示す拡大断面図、第
３図は噴霧ノズルの構造を示す斜視図である。 尚、図中１は廃ガス燃焼装置、４は燃焼部、６゜５ａ、
　　６ｃ、５ｄは噴霧ノズル、Ｔは給水系、８゜８ａ、
８．ｂ、８Ｃは給気系である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社代理
人　弁理士　　絹　谷　信　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 化学プラントなどから排出される廃ガス中に含まれる可
   燃分を燃焼させる廃ガス燃焼装置において、上記可燃分
   を燃焼させる燃焼部に、水と水蒸気あるいは燃焼用空気
   とを混合して噴霧するための噴霧ノズルを設けたことを
   特徴とする廃ガス燃焼装置。