JPS62402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 工業的製造、例えば塩化ビニルの製造の際に、
ますます塩素化炭化水素が同時に、廃ガス中に及
び液状残渣の形で生じる。該有毒塩素化炭化水素
は付属の燃焼装置中で二酸化炭素、水及び塩化水
素に分解する。燃焼の際の困難は、特に製造の際
に生じる塩素化炭化水素含有廃ガスの質的に及び
量的に大きな変動幅にあるが、貯蔵タンクから均
一に混合して燃焼装置に導入することができる塩
素化炭化水素の液状残渣の燃焼は、技術的に極め
て容易に実施できる。したがつて、通常の燃焼方
法は、場合により塩酸又は無水塩化水素の回収と
結合している液状塩素化炭化水素の燃焼と関連し
ている。

本発明方法は、同心に嵌合し、出口が円錐形に
なつている口径の異なる４つの供給管を有し、３
つの供給管は中心の供給管のまわりに３つの互い
に分離された同心の環状ジヤケツトを形成するバ
ーナーを用いて燃焼室中で塩素化炭化水素含有廃
ガス及び液状塩素化炭化水素残渣を一緒に燃焼さ
せ、殊に腐蝕及び環境汚染回避の点で最適に燃焼
させうる方法に関する。

従来は、塩素化炭化水素含有廃ガスと塩素化炭
化水素の液状残渣の燃焼を、２つの燃焼室中もし
くは２つのバーナー、つまり廃ガスと液状物質中
にそれぞれ１つのバーナーを有する１つの燃焼室
中で行なうのが普通であつた。しかし、製造装置
から供給される廃ガス量が不規則になると、燃焼
反応器中の温度が高くなりすぎ、液状塩素化炭化
水素残渣がバーナーから反応器中へ出る際に焼付
き、該バーナーの好ましからぬ閉塞を惹起する。
しかし、塩素化炭化水素含有廃ガスと液状塩素化
炭化水素含有残渣からなる混合物を燃焼する場合
には次の点を考慮しなければならない：種々の生
産個所から出る廃ガスは定量的および定性的に広
い範囲内で変動すること；燃焼ガスはなかんずく
露点が相違する場合に非常に腐蝕的であること；
さらには塩素および／またはカーボンの生成によ
る環境汚染および生成物汚染の危険があること。
ところで上記の諸点は次の手段によつて対処され
ることが判明した：廃ガスを基礎挿入物とし、液
状残渣をその発熱量にもよるが、補助燃料として
混合し、同心の供給口および特別な構造を有する
唯１つのバーナー中で、ガス状成分と液状成分と
を、それが点火されて燃焼室に入る前に霧状に混
合すれば、温度による迅速な制御が可能であり、
さらに燃焼室中のどの個所でも燃焼ガスの露点を
下廻らないようにするのは、特定の炉温度を維持
することにより保証され、燃焼廃ガス中の酸素過
剰量を必要な狭い範囲内に保つのは、同心の供給
口を有する特殊バーナー中で、燃焼ガスの酸素含
量に応じて、空気供給量を制御することによつて
迅速に実施しうることが判明した。さらに、バー
ナー中への水蒸気の導入によつて燃焼の際の塩素
の生成が抑制される。

廃ガスは、塩素化炭化水素とともに一定でない
量で他の可燃性の、すなわち酸素消費ガス及び不
燃性の、すなわち不活性ガス、例えば窒素ガスを
含有する。燃焼室温度と酸素検出装置によつて調
節される、本発明により液状残渣ないしは燃焼用
空気の添加量を、燃焼室温度および酸素分析装置
により制御して添加することによつて、装置のエ
ネルギーならびに酸素ないしは空気の消費量に関
して均一な負荷が達成される。該装置の容量は、
本発明によれば、廃ガスを出す製造工場の側から
最高の生成量（最大負荷又は運転故障）を考慮し
て設計されているので、常用負荷の場合には貯蔵
タンクからの液状残渣を種々の量で一緒に燃焼さ
せることができる。

ところで、詳細には本発明方法は、耐火レンガ
で内張りされた燃焼室を点火ガスを用いて約900
℃に前加熱し、次いで塩素化炭化水素含有廃ガス
を燃焼室中へ導入し、点火ガスの供給をしぼり、
燃焼室内の温度が約1100℃に達した後点火ガスの
供給をとめ；廃ガス、液状残渣、それを霧化する
ための空気および／または蒸気、ならびに燃焼用
空気をバーナーによつて霧状の十分な混合物で前
加熱された燃焼室中へ送入し、その際液状残渣は
内側供給管により、それを霧化するための空気お
よび／または蒸気は、内側から外側に数えて、バ
ーナーの最初の環状ジヤケツトにより、燃焼用空
気は第２の環状ジヤケツトにより、廃ガスは第３
または外側環状ジヤケツトによつて燃焼室中へ噴
射し、液状残渣はそれぞれ、燃焼室のレンガ積の
種類に依存して1200〜1800℃の間にある特定の最
高温度を越えないような量だけ混合して燃焼さ
せ、燃焼用空気の供給を、燃焼室から出る燃焼ガ
スが１〜２容量％の酸素含量を有するように制御
し、生じる熱い燃焼ガスを燃焼室から取り出し、
水で急冷して塩酸製造下に後処理することを特徴
とする。

上記の1200℃より下の温度では、燃焼室内で塩
化水素および水蒸気の形成による燃焼ガスの露点
を下廻る危険が生じ、1800℃より上の温度では工
業的に公知の耐火物の軟化が起きる危険がある。
900℃〜1100℃の点火ないしは始動温度も、露点
を下廻るのを回避するとともに、燃料変動の際に
点火を保証するのに役立つ。

さらに、本発明方法は、特に次のことを特徴と
する： ａ 液状残渣の供給を燃焼室温度に依存し熱電対
よつて調節する。

ｂ 液状残渣を、液状残渣１Kg当り空気１〜5N
m³及び／又は蒸気0.2〜２Kgで噴霧する。

ｃ 燃焼用空気の供給を燃焼室を出る燃焼ガスの
酸素含量に依存し酸素検出器を用いて調節す
る。

ｄ 廃ガスが塩素0.1〜１Kg／Ｎm³を含有する。

ｅ 液状残渣が塩素１〜75重量％を含有する。

ｆ 廃ガス及び液状残渣の可燃性の程度に応じて
廃ガスに燃焼ガスとして水素又はメタンもしく
は貧ガスとして窒素を加える。

ｇ 燃焼室を、水素と燃焼用空気から成る点火混
合物で予熱する。

次に、本発明方法を２つの図面につき詳述す
る。

第１図はバーナーの断面図であり、該バーナー
はリング状ツバ１で、内部へ円錐状に広がつた、
燃焼室のレンガ積３中の円形開口の縁金２に螺着
されている。バーナーは４個の同心に嵌合せる異
なる長さと口径の供給管から成る。中心管４によ
つて液状残渣が供給され、該残渣は側方の入口管
を備える環状ジヤケツト５を通つて流入する噴霧
用空気及び／又は空気によつて噴霧される。環状
ジヤケツト５自体は、環状ジヤケツト６で取り囲
まれており、その側方の管口によつて燃焼用空気
が供給される。環状ジヤケツト６の前部を外側の
環状ジヤケツト７が取り囲み、この側方の管口を
通つて廃ガスが流入する。必要な場合には、殊に
本方法を開始するために、環状ジヤケツト７によ
つて点火ガス、例えば水素又はメタンが添加さ
れ、該方法中は添加ガス、例えば燃焼ガスとして
水素又はメタンが添加される。蒸気が、燃焼工程
を支持し；蒸気は吸熱及び冷却作用をする。２つ
の環状ジヤケツト５及び６の前部には、旋回羽根
８及び９が内装されている。環状ジヤケツト５，
６及び７はそれぞれ出口のところで内側へ円錐形
に湾曲しているので、３つの環状空隙のノズル状
狭隘部が生じる。この配置によつて、廃ガス、液
状残渣及び燃焼用空気の霧状混合が達成される。

第２図は、燃焼室１０に接続されたバーナー
４，７を示し、その機能は、第１図に詳述されて
いる。導管１１及び１２によつて燃焼室１０はま
ず窒素で洗われ、次に空気で洗われる。続いて、
導管１１及び１２によつて点火ガス、例えば水素
が導入される。導管１３によつて燃焼用空気が供
給される。ガス混合物の点火後に燃焼室が、塩素
化炭化水素含有廃ガスの燃焼に必要な温度の下限
約900℃に達したら直ちに、廃ガスを導管１２に
よつて除々に混合し、点火ガス供給をしぼる。塩
素化炭化水素の液状残渣の燃焼温度の下限約1100
℃に達したときに、この液状残渣を、導管１４に
よつて導管１５からの噴霧用空気又は蒸気と一緒
に加える。この場合、液状残渣の量は、熱電対１
６と弁１７を使用し燃焼室温度によつて調節され
る。燃焼室１０のレンガ積に許容される最高温度
1400℃は越えてはならない。導管１３による燃焼
用空気の供給は、燃焼室１０を出る燃焼ガスの酸
素含量に依存して酸素検出器１８及び弁１９を使
用して調節される。カーボンの分離を避けかつ塩
素の生成を抑制するために、一般には化学量論的
に必要であるよりも１〜２％の酸素過剰ないしは
５〜10％の空気過剰が許される。

実施例： 燃焼室１０中で、塩素含量0.17Kg／Ｎm³（容量
％組成：エチレン 7.8；エタン 1.0；メタン
0.2； ジクロルエタン 4.0；塩化エチレン
2.0；HCl 0.6；酸素 3.4；不活性ガス（N₂，
CO₂）81.0）で発熱量2080kcal／Ｎm³（全発熱量
2080×200＝416000kcal）を有する塩素化炭化水
素含有廃ガスを燃焼させる。燃焼室レンガ積は、
軟化点1855℃（ゼーゲール錐No.38）及び許容作業
温度1550℃を有する高アルミナ含有耐火レンガよ
り成る。燃焼室１０の温度が1400℃を上回ること
なしに、同時に発熱量5250kcal／Kgを有する塩素
化炭化水素（Ｃ：45.5重量％；Ｈ：6.5重量％；
Cl：48重量％）の液状残渣226Kg／ｈ（全発熱量
＝5250×226＝1186500kcal）を一緒に燃焼させ
る。したがつて、燃焼室１０は、全発熱量416000
＋1186500kcal／ｈ〓1.6×10⁶kcal／ｈを有する
物質を燃焼するために設計されている。廃ガス量
は主要量であり、液体量は、燃焼室温度によつて
調節される量である。液状残渣226Kg／ｈの噴霧
は、導管１５及び環状ジヤケツト５を通る空気
450Nm³／ｈ及び蒸気90Kg／ｈを用いて行なわ
れ、導管１３及び環状ジヤケツト６によつて付加
的に燃焼用空気1350Nm³／ｈが導入されるので、
空気過剰量は７容量％であり、これは酸素過剰量
1.4容量％に相当する。容量％組成：不活性ガス
（N₂，CO₂）82；HCl 4.0；水蒸気 13；酸素
１の塩化水素含有燃焼ガス2250Nm³／ｈは燃焼室
を出て冷却装置に入り、ここで循環ポンプで圧送
される塩酸で60℃に急冷される。

使用された、廃ガス200Nm³／ｈと液状残渣226
Kg／ｈは、（主として結合した）塩素142Kg／ｈを
含有し、燃焼後に塩化水素146Kgが生じ、このも
のは水340Kg／ｈに吸収されて約30重量％の塩酸
486Kg／ｈを与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するためのバーナー
の縦断面図であり、第２図は本発明方法を実施す
るためのフローシートである。 １……ツバ、２……縁金、３……レンガ積、４
……中心管、５，６，７……環状ジヤケツト、
８，９……旋回羽根、１０……燃焼室、１１，１
２，１３，１４，１５……導管、１６……熱電
対、１７，１９……弁、１８……酸素検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心に嵌合し、出口が円錐形になつている口
   径の異なる４つの供給管を有し、３つの供給管は
   中心の供給管のまわりに３つの互いに分離された
   同心の環状ジヤケツトを形成するバーナーを用い
   て燃焼室中で塩素化炭化水素含有廃ガス及び液状
   塩素化炭化水素残渣を一緒に燃焼させる方法にお
   いて、耐火レンガで内張りされた燃焼室を点火ガ
   スを用いて約900℃に前加熱し、次いで塩素化炭
   化水素含有廃ガスを燃焼室中へ導入し、点火ガス
   の供給をしぼり、燃焼室内の温度が約1100℃に達
   した後点火ガスの供給をとめ、廃ガス液状残渣、
   それを霧化するための空気および／または蒸気、
   ならびに燃焼用空気をバーナーによつて霧状の十
   分な混合物で前加熱された燃焼室中へ送入し、そ
   の際液状残渣は内側供給管により、それを霧化す
   るための空気および／または蒸気は、内側から外
   側に数えて、バーナーの最初の環状ジヤケツトに
   より、燃焼用空気は第２の環状ジヤケツトによ
   り、廃ガスは第３または外側環状ジヤケツトによ
   つて燃焼室中へ噴射し、液状残渣をそれぞれ、燃
   焼室のレンガ積の種類に依存して1200〜1800℃の
   間にある特定の最高温度を越えないような量だけ
   混合して燃焼させ、燃焼用空気の供給を、燃焼室
   から出る燃焼ガスが１〜２容量％の酸素含量を有
   するように制御し、生じる熱い燃焼ガスを燃焼室
   から取り出し、水で急冷し、塩酸製造下に後処理
   することを特徴とする、塩素化炭化水素含有廃ガ
   ス及び液状塩素化炭化水素残渣を一緒に燃焼させ
   る方法。 ２ 液状残渣の供給を燃焼室温度に依存し熱電対
   によつて調節する、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 液状残渣を、液状残渣１Kgにつき空気１〜
   5Nm³及び／又は蒸気0.2〜２Kgを用いて噴霧す
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。 ４ 燃焼用空気の供給を燃焼室を出る燃焼ガスの
   酸素含量に依存し酸素検出器を用いて調節する、
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
   １項に記載の方法。 ５ 廃ガスが塩素0.1〜１Kg／Ｎm³を含有する、
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいれか１
   項に記載の方法。 ６ 液状残渣が塩素１〜75重量％を含有する、特
   許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１
   項に記載の方法。 ７ 廃ガス及び液状残渣の可燃性の程度に応じて
   廃ガスに燃焼ガスとして水素又はメタンもしくは
   貧ガスとして窒素を加える、特許請求の範囲第１
   項から第６項までのいずれか１項に記載の方法。 ８ 燃焼室を水素及び燃焼用空気から成る点火混
   合物で予熱する、特許請求の範囲第１項から第７
   項までのいずれか１項に記載の方法。