JPS6048403A - 汚染廃物燃焼スチ−ム発生方法並びに装置 - Google Patents
汚染廃物燃焼スチ−ム発生方法並びに装置Info
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- JPS6048403A JPS6048403A JP59106305A JP10630584A JPS6048403A JP S6048403 A JPS6048403 A JP S6048403A JP 59106305 A JP59106305 A JP 59106305A JP 10630584 A JP10630584 A JP 10630584A JP S6048403 A JPS6048403 A JP S6048403A
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Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は汚染成分を含む廃物流体を非汚染成分に変換す
る方法と装置に関する。
る方法と装置に関する。
従来の技術と問題点
法律は汚染性廃物流体の分解に対する要求を定める。例
えば米国の資源変換回収法の規定では、主有機汚染成分
（ＰＯＨＣ）の分解除去効率（ＤＲ＆Ｅ）はすべてのＰ
ＯＨＣ、ポリクロリネーテッドパイフェノール（ＰＣＢ
）を除く、について少なくとも９９．９９％を達成する
。ＰＣＢについてのＤＲ＆Ｅは少なくとも９９．９９９
９％である。
えば米国の資源変換回収法の規定では、主有機汚染成分
（ＰＯＨＣ）の分解除去効率（ＤＲ＆Ｅ）はすべてのＰ
ＯＨＣ、ポリクロリネーテッドパイフェノール（ＰＣＢ
）を除く、について少なくとも９９．９９％を達成する
。ＰＣＢについてのＤＲ＆Ｅは少なくとも９９．９９９
９％である。
現在までに、スチーム発生装置内の温度、時間、乱流条
件ではＰＯＨＣ特にＰＣＢの分解を所要値まで行ない得
るものはない。
件ではＰＯＨＣ特にＰＣＢの分解を所要値まで行ない得
るものはない。
現在までは、ＰＯＨＣは熱焙焼装置とスチーム発生用の
廃熱回収装置によって行なわれた。この場合の問題点は
、焙焼装置では耐火物の限界のため焔温度で作動するこ
とはできない。耐火物の構造上の一体性を保つために焔
ガス温度を下げる冷却媒体、例えば空気、スチーム、水
を必要とする。この冷却媒体は煙道ガスの質量を大にし
、高温度で廃熱回収装置から燃焼ガスと共に排出される
。これは水の顕熱の損失を生じ、潜熱の損失を生ずる。
廃熱回収装置によって行なわれた。この場合の問題点は
、焙焼装置では耐火物の限界のため焔温度で作動するこ
とはできない。耐火物の構造上の一体性を保つために焔
ガス温度を下げる冷却媒体、例えば空気、スチーム、水
を必要とする。この冷却媒体は煙道ガスの質量を大にし
、高温度で廃熱回収装置から燃焼ガスと共に排出される
。これは水の顕熱の損失を生じ、潜熱の損失を生ずる。
問題点を解決するための手段
本発明によるＰＯＨＣを非汚染ガスに変換する方法は、
ＰＯＨＣを燃焼して燃焼生成物を生じさせ、生成物を熱
交換管内の流体を輻射熱交換によって冷却してＰＯＨＣ
を非汚染ガスに変換し得る実際的滞留時間に相当する温
度とする。燃焼生成物はこの変換即ち分解温度に所要時
間維持され、ほゞすべてのＰＯＨＣが非汚染ガスに変換
する。次に燃焼生成物を流体充填管と対流熱交換によっ
て冷却し、冷却した非汚染ガス燃焼生成物を排出する。
ＰＯＨＣを燃焼して燃焼生成物を生じさせ、生成物を熱
交換管内の流体を輻射熱交換によって冷却してＰＯＨＣ
を非汚染ガスに変換し得る実際的滞留時間に相当する温
度とする。燃焼生成物はこの変換即ち分解温度に所要時
間維持され、ほゞすべてのＰＯＨＣが非汚染ガスに変換
する。次に燃焼生成物を流体充填管と対流熱交換によっ
て冷却し、冷却した非汚染ガス燃焼生成物を排出する。
作用
本発明によって可燃ＰＯＨＣをボイラー燃焼して燃焼エ
ネルギーを利用すると共に所要滞留時間に応ずる所定温
度に冷却し、所定温度を保つことによって法の定める除
去効率を得た。
ネルギーを利用すると共に所要滞留時間に応ずる所定温
度に冷却し、所定温度を保つことによって法の定める除
去効率を得た。
実施例
本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。本発明は各種の実施方法が可能であり、実施例並びに
図面は例示てあって発明を限定するものではない。
。本発明は各種の実施方法が可能であり、実施例並びに
図面は例示てあって発明を限定するものではない。
汚染廃物を分解するための時間・温度関係は次の一次分
解酸化式によって示し得る。
解酸化式によって示し得る。
Ｅ＝１００（１−Ｃ／Ｃｏ）＝１００（１−ｅ−Ｒｔ）
…（１）ここに、Ｅ＝分解効率％ Ｃ＝時間ｔにおける濃度 Ｃｏ＝最初の濃度 Ｒ＝アーヘニウス式反応率、ｓｅｃ−１ｔ＝時間ｓｅｃ
． アーヘニウスの反応率を定める式は： Ｒ＝Ａｅ−（Ｅ／ＲＴ）…（２） ここに、Ａ＝定数 Ｅ＝活性のエネルギーＢＴＵ／−ＭｏｌＲ＝ガス定数Ｂ
ＴＵ／−Ｍｏｌ／（ＲＯ）Ｔ＝温度Ｒ 式（２）の自然対数は、 ＬｕＲ＝Ａ′（１／Ｔ）＋Ｂ′…（３）ここに、Ａ′、
Ｂ′＝定数 式（３）から、定数Ａ′、Ｂ′を解くためには、両性能
点Ｒ、１／Ｔを必要とする。市販の燃焼計の容量１００
ＭＭＢＴＵ／ｈｒを使用した実験結果によれば、温度２
１０Ｄ°Ｆ、滞留時間２．９６ｓｅｃの場合にＲ＝５．
７５ｓｅｃ−１であった。更に、他の燃焼データでは、
温度２６００°Ｆ、滞留時間１．０ｓｅｃの場合にＲ＝
１３．８ｓｅｃ−１であった。かくして２点Ｒ、１／Ｔ
は、 Ｒｓｅｃ−１ ＴＲＯ １／Ｔ・１／ＲＯ５．７５ ２
５６０ ３．９０６×１０−４１３８０ ３０６Ｏ ３
．２６８×１０−４この値を使用して式（３）を解けば
、 Ａ′＝１７．５１５×１０−４ Ｂ′＝２．７３５ 式（３）は ＬｕＲ＝１７．５１５×１０−４（１／Ｔ）−２．７３
５…（４）かくして式（１）、（４）は燃焼部分の時間
・温度点の軌跡を定め、分解除去効率（ＤＲ＆Ｅ）９９
．９９％、９９．９９９９％を得る。後者の数字はポリ
クロリネーテッドバイフェノール（ＰＣＢ）の所要効率
であり、前者の数字は他のクロリネーテッド化合物に対
して要求される。他の塩化物を含まない汚染廃物につい
てはＤＲ＆Ｅ９９．９９％を得るためより低い温度・短
い滞留時間で十分である。
…（１）ここに、Ｅ＝分解効率％ Ｃ＝時間ｔにおける濃度 Ｃｏ＝最初の濃度 Ｒ＝アーヘニウス式反応率、ｓｅｃ−１ｔ＝時間ｓｅｃ
． アーヘニウスの反応率を定める式は： Ｒ＝Ａｅ−（Ｅ／ＲＴ）…（２） ここに、Ａ＝定数 Ｅ＝活性のエネルギーＢＴＵ／−ＭｏｌＲ＝ガス定数Ｂ
ＴＵ／−Ｍｏｌ／（ＲＯ）Ｔ＝温度Ｒ 式（２）の自然対数は、 ＬｕＲ＝Ａ′（１／Ｔ）＋Ｂ′…（３）ここに、Ａ′、
Ｂ′＝定数 式（３）から、定数Ａ′、Ｂ′を解くためには、両性能
点Ｒ、１／Ｔを必要とする。市販の燃焼計の容量１００
ＭＭＢＴＵ／ｈｒを使用した実験結果によれば、温度２
１０Ｄ°Ｆ、滞留時間２．９６ｓｅｃの場合にＲ＝５．
７５ｓｅｃ−１であった。更に、他の燃焼データでは、
温度２６００°Ｆ、滞留時間１．０ｓｅｃの場合にＲ＝
１３．８ｓｅｃ−１であった。かくして２点Ｒ、１／Ｔ
は、 Ｒｓｅｃ−１ ＴＲＯ １／Ｔ・１／ＲＯ５．７５ ２
５６０ ３．９０６×１０−４１３８０ ３０６Ｏ ３
．２６８×１０−４この値を使用して式（３）を解けば
、 Ａ′＝１７．５１５×１０−４ Ｂ′＝２．７３５ 式（３）は ＬｕＲ＝１７．５１５×１０−４（１／Ｔ）−２．７３
５…（４）かくして式（１）、（４）は燃焼部分の時間
・温度点の軌跡を定め、分解除去効率（ＤＲ＆Ｅ）９９
．９９％、９９．９９９９％を得る。後者の数字はポリ
クロリネーテッドバイフェノール（ＰＣＢ）の所要効率
であり、前者の数字は他のクロリネーテッド化合物に対
して要求される。他の塩化物を含まない汚染廃物につい
てはＤＲ＆Ｅ９９．９９％を得るためより低い温度・短
い滞留時間で十分である。
第１図に示す実線はＤＲ＆Ｅ９９．９９％、９９．９９
９９％を得るために必要とする時間・温度部分を示す。
９９％を得るために必要とする時間・温度部分を示す。
上の曲線がＤＲ＆Ｅ９９．９９９９％を示し、下の曲線
が９９．９９％を示す。例えば、上の曲線はＤＲ＆Ｅ９
９．９９９９％を得るためには、作動温度２６００°Ｆ
、滞留時間１．０ｓｅｃを必要とすることを示す。
が９９．９９％を示す。例えば、上の曲線はＤＲ＆Ｅ９
９．９９９９％を得るためには、作動温度２６００°Ｆ
、滞留時間１．０ｓｅｃを必要とすることを示す。
ボイラー内で温度滞留時間関係を予測することは極めて
困難である。第２図は長い焔を生ず乙低強度型バーナー
の等温線図を示す。ガス温度は中央の焔のコアから管壁
の１０００°Ｆまで減少する。廃物燃焼ボイラーで管壁
温度６００°Ｆの場合は比例して低いガス温度となる。
困難である。第２図は長い焔を生ず乙低強度型バーナー
の等温線図を示す。ガス温度は中央の焔のコアから管壁
の１０００°Ｆまで減少する。廃物燃焼ボイラーで管壁
温度６００°Ｆの場合は比例して低いガス温度となる。
このヒーターの場合は平均温度は１６００°Ｆ温度とな
る。
る。
１６００°ＦではＤＲ＆Ｅ９９．９９％、９９．９９９
９％を得るためには、滞留時間３．０ｓｅｃ、５．０ｓ
ｅｃを必要とする。燃焼ボイラーで長い滞留時間を得る
ことは自然法則上不可能である。
９％を得るためには、滞留時間３．０ｓｅｃ、５．０ｓ
ｅｃを必要とする。燃焼ボイラーで長い滞留時間を得る
ことは自然法則上不可能である。
ボイラーのＤＲ＆Ｅを増すためには高強度バーナー即ち
、燃焼がバーナー内で完了する型式を使用する。しかし
、許容熱フラックスによる制限がある。熱フラックスを
過度に大きくすれば管の損傷を来たす。熱フラックスが
作動の制限とならないと仮定すれば、温度時間プロフィ
ルを第１図に示す。点Ａでのガス温度は可燃物燃焼の時
の断熱焔温度てある。この温度は輻射管への熱伝達によ
って低下し、点Ｂで輻射セクションを出る。ガスは直に
対流セクションに入り、対流管に対する熱伝達によって
温度は連続的に低下し、Ｃ点で対流セクションを出る。
、燃焼がバーナー内で完了する型式を使用する。しかし
、許容熱フラックスによる制限がある。熱フラックスを
過度に大きくすれば管の損傷を来たす。熱フラックスが
作動の制限とならないと仮定すれば、温度時間プロフィ
ルを第１図に示す。点Ａでのガス温度は可燃物燃焼の時
の断熱焔温度てある。この温度は輻射管への熱伝達によ
って低下し、点Ｂで輻射セクションを出る。ガスは直に
対流セクションに入り、対流管に対する熱伝達によって
温度は連続的に低下し、Ｃ点で対流セクションを出る。
ボイラー内での温度時間関係は所要の除去効率を得るに
は不十分である。
は不十分である。
所要の温度・時間関係を得るためには、ボイラーの輻射
対流セクションの間にほゞ等温セクションを追加する。
対流セクションの間にほゞ等温セクションを追加する。
このためには耐火物内張セクションによって得る。この
セクションは実質上断熱、即ち外気に対する熱損失最小
である。
セクションは実質上断熱、即ち外気に対する熱損失最小
である。
耐火物内張セクションは選択された温度・時間関係を得
られる。例えば、点Ａで始動して輻射熱伝達によって点
Ｄに低下し、次に断熱セクションに入って点Ｅに達し次
に対流セクションに入って点線に沿って点Ｃの温度まで
低下すれば除去効率９９．９９％を得る。除去効率９９
．９９９９％を得るためには、断熱セクションの寸法を
大にして滞留時間を長くし、点Ｇから対流セクションに
入らせる。所要の汚染物質に対して要求されるＤＲ＆Ｅ
を得るためには、他の温度・時間関係を選択することが
できる。
られる。例えば、点Ａで始動して輻射熱伝達によって点
Ｄに低下し、次に断熱セクションに入って点Ｅに達し次
に対流セクションに入って点線に沿って点Ｃの温度まで
低下すれば除去効率９９．９９％を得る。除去効率９９
．９９９９％を得るためには、断熱セクションの寸法を
大にして滞留時間を長くし、点Ｇから対流セクションに
入らせる。所要の汚染物質に対して要求されるＤＲ＆Ｅ
を得るためには、他の温度・時間関係を選択することが
できる。
第３図は本発明による汚染性廃物燃焼スチーム発生装置
を示し、主有機汚染成分ＰＯＨＣの分解又は非汚染燃焼
生成物への変換を行なうための自己内蔵式のボイラーを
改造した各セクションを示す。ここでＨ．Ｅ．Ｔ．は熱
交換管である。
を示し、主有機汚染成分ＰＯＨＣの分解又は非汚染燃焼
生成物への変換を行なうための自己内蔵式のボイラーを
改造した各セクションを示す。ここでＨ．Ｅ．Ｔ．は熱
交換管である。
このボイラーの莢字の各部分は第３図の各部分に相当す
る。
る。
第３図は本発明による装置の例であるが、他の型式とす
ることができる。この例でガス流の方向を１８０°反転
すれば追加の乱流が生じ、汚染成分の分解は促進される
。
ることができる。この例でガス流の方向を１８０°反転
すれば追加の乱流が生じ、汚染成分の分解は促進される
。
発明の効果
本発明によって、汚染性発物流体をボイラー装置内にお
いて非汚染性ガスに変換することができた。
いて非汚染性ガスに変換することができた。
第１図は本発明による方法と装置を実施するための作動
時間対温度のグラフ、第２図はボイラーの等温線図、第
３図は本発明にする装置の説明図である。 符号の説明 Ａ：断熱焔温度 Ｂ：輻射セクション Ｃ：対流セクション Ｄ、Ｅ、Ｇ：変換点Ｆｉｇ、２ 手続補正書（方式） ％式％ ６神「Ｌをする者 事件との関係出願人 住所 χ、い２・／Ｚ−フカ・１＼“ニー ４代理人
時間対温度のグラフ、第２図はボイラーの等温線図、第
３図は本発明にする装置の説明図である。 符号の説明 Ａ：断熱焔温度 Ｂ：輻射セクション Ｃ：対流セクション Ｄ、Ｅ、Ｇ：変換点Ｆｉｇ、２ 手続補正書（方式） ％式％ ６神「Ｌをする者 事件との関係出願人 住所 χ、い２・／Ｚ−フカ・１＼“ニー ４代理人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、主有機汚染成分（ＰＯＩＩＩＣ）を含む流体と空気
の混合物を燃焼するボイラーであって、予じめ混合した
空気とＰＯＨＣとを燃焼させて燃焼生成物を生ずる燃焼
ゾーンと、燃焼ゾーンにおける輻射熱伝達管とを備え、
上記管の長さと加熱すべき流体流量とはＰＯＨＣをＰＯ
ＩＩＣのない生成物に変換する変換温度に燃焼生成物を
冷却し得るように定め、燃焼ゾーンの下流の焙焼セクシ
ョンを備え、上記焙焼セクションは上記燃焼生成物を上
記変換温度にほゞ保ってほゞすべてのＰＯＩＩＣをＰＯ
ＨＣのない生成物に変換する所要の滞留時間とし、焙９
ηセクションの下流の冷却セクションを備え、冷力ｊセ
クション内に対流熱伝達管と管内の加熱すべき流１１・
たよって燃焼生成物を大気に１出のために冷却１１、上
記対流及び輻射熱伝達管内を加熱すべき流体４・′流す
手段を備えることを特徴とする汚染成分を１１゛む流体
の燃焼用ボイラー。 ２、前記１）ＯＨＣをポリクロリネーテッドバイフェノ
ールとする特許請求の範囲第」項記載のボイラー。 ３、前記対流及び輻射熱伝達管内の流体を水又は水蒸気
とする特許請求の範囲第１項記載のボイラー。 ４、前記焙焼セクションには乱流を生ずる手段を含む特
許請求の範囲第１項記載のボイラー。 ５、前記乱流を生ずる手段には前記燃焼生成物の流れの
方向を１８０°反転させる手段を含む特許請求の範囲第
４項記載のボイラー。 ６、主有機汚染成分ＰＯＨＣを含む流体を非汚染成分に
変換する方法であって、ＰＯＨＣを燃焼させ、上記燃焼
による燃焼生成物を輻射熱伝達によって一次冷却してＰ
ＯＨＣを非汚染成分に変換するための所定温度とし、上
記所定温度を所要滞留時間継持してほゞすべてのＰＯＨ
Ｃを変換させ、上記燃焼生成物と変換したＰＯＨＣとを
熱伝達管内の流体の対流加熱によって二次冷却し、燃焼
生成物を排出することを特徴とする、汚染成分を含む流
体を非汚染成分に変換する方法。 ７、前記ＰＯＨＣをボリクロリネーテッドバイフェノー
ルとし、前記燃焼は３０００〜３５００°Ｆの温度を生
じさせ、前記一次冷却によって燃焼生成物温度を２３Ｏ
Ｏ〜１８００°Ｆの範囲とし、滞留時間を約１〜２ｓｅ
ｃとする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８、主有機汚染成分（ＰＯＨＣ）を含む流体を変換する
方法であって、ＰＯＨＣを燃焼させ、燃焼による燃焼生
成物をＰＯＨＣを非汚染成分に変換する所定温度に一次
冷却し、ほゞすべてのＰＯＨＣを非汚染成分に変換する
ために上記所定温度を所要滞留時間維持し、燃焼生成物
と変換したＰＯＨＣを二次冷却し、排出することを特徴
とする汚染成分を含む流体を変換する方法。 ９、前記一次二次冷却は水と間接熱交換して有用スチー
ムを生成する特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０、前記変換はＰＯＨＣの少なくとも９９．９９％の
変換とする特許請求の範囲第８項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/498,006 US4476791A (en) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | Hazardous waste steam generator |
| US498006 | 1983-05-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6048403A true JPS6048403A (ja) | 1985-03-16 |
Family
ID=23979233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106305A Pending JPS6048403A (ja) | 1983-05-25 | 1984-05-25 | 汚染廃物燃焼スチ−ム発生方法並びに装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4476791A (ja) |
| EP (1) | EP0132921A1 (ja) |
| JP (1) | JPS6048403A (ja) |
| CA (1) | CA1220684A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118902U (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-11 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4627388A (en) * | 1985-07-22 | 1986-12-09 | The Dow Chemical Company | Combustion of halogenated hydrocarbons with heat recovery |
| US4802423A (en) * | 1987-12-01 | 1989-02-07 | Regenerative Environmental Equipment Co. Inc. | Combustion apparatus with auxiliary burning unit for liquid fluids |
| US5245934A (en) * | 1988-06-08 | 1993-09-21 | Mortimer Technology Holdings Ltd. | Heating matter |
| US4922838A (en) * | 1988-10-11 | 1990-05-08 | John Zink Company | Thermal processor for solid and fluid waste materials |
| US4957050A (en) * | 1989-09-05 | 1990-09-18 | Union Carbide Corporation | Combustion process having improved temperature distribution |
| DE4130416C1 (ja) * | 1991-09-10 | 1992-12-10 | Thermoselect Ag, Vaduz, Li | |
| US5458481A (en) * | 1994-01-26 | 1995-10-17 | Zeeco, Inc. | Burner for combusting gas with low NOx production |
| US5542840A (en) * | 1994-01-26 | 1996-08-06 | Zeeco Inc. | Burner for combusting gas and/or liquid fuel with low NOx production |
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