JPWO2005057084A1 - 乾留ガス処理用燃焼装置 - Google Patents

Abstract

乾留ガスに含まれるダストが付着することによるノズルの詰りを防止することで炎の逆流を防ぎ、火災や爆発の危険性を減少させた燃焼装置を提供することを目的とする。 この目的を達成するために、乾留ガス処理用燃焼装置は、廃棄物の乾留処理で生じた乾留ガスを燃焼室に供給するガス管と、このガス管の先端部に燃焼用空気を供給する空気管とによって構成され、上記空気管は上記ガス管と同軸に挿通配置して空気管を中心とする二重管状に構成し、同ガス管の先端部に円環状の燃焼ノズルを形成した。

Description

本発明は、廃棄物の乾留処理によって発生する乾留ガスを燃焼して処理する燃焼装置に関する。

廃棄物を乾留炉で乾留処理し、その際に発生した乾留ガスを燃焼して無害化し、熱を取出して再利用する燃焼装置を備えた廃棄物処理システムとして、本願出願人による特許文献１（特開２００１−１０８２１０号公報）がある。
前記文献記載の廃棄物処理システムは、乾留炉、不活性ガス生成設備、発生ガス処理設備を備えている。乾留炉で廃棄物を乾留処理し、その際に残った乾留残滓を不活性ガス生成設備に送って、乾留残滓から生成した不活性ガスは再び乾留炉に導入される。乾留処理で発生した乾留ガスは、発生ガス処理設備で燃焼され、熱として取出されて再利用されるか、あるいは、発生ガスの熱量が高いものは改質されて、油として回収される。
乾留ガスは、廃棄物の焼却により発生する燃焼ガスに比べてダストの混入が少ないことから、高温の燃焼雰囲気を維持しやすく、排ガス中のダイオキシンなどの濃度を低く抑えることができるなど、一般的な焼却処理に比べて排ガスの無害化やサーマルリサイクルの点で優れている。
また、このような廃棄物処理施設においては、火災や爆発を防止するための措置を講じることが義務付けられている。
乾留ガスを燃焼する場合に、従来のノズルでは、口径の小さいノズルを束ねて多孔式のガスノズルとしていた。このガスノズルの周りから、乾留ガスを高温で燃焼させるために燃焼室内へ導入して乾留ガスと混合させる燃焼用空気を導入する構成となっており、口径の小さいノズルを用いることで逆火を防ぐ構成となっていた。
しかし、廃棄物の種類は多様であるため、少量ながら乾留ガスには様々なダストが混入し、そのダストが供給口に付着して閉塞するという問題があった。また、単純に多孔式ガスノズルの口径を大きくしただけでは、供給口から炎が逆流して乾留炉に達して爆発を引き起こす、逆火が発生するおそれがあった。
また、乾留ガスの取入口や供給口では乾留ガスの流路の幅や向きが変わるため、流量や流速が変化し、乾留ガス中に含まれているダストがその態様を変えてゾル状の物質として壁面に付着しやすい。
長時間に及ぶ連続運転の間に、付着したゾル状の物質は時間の経過と共に固化して剥離困難になり、供給口が詰まるなどして燃焼室内へ供給される乾留ガスの流れを乱す原因となる。
また、乾留の対象となる廃棄物には様々なものがあるし、乾留ガスの発生量はその時々によって変わるため、燃焼室内へ供給される乾留ガスの供給量は大幅に変動する。その時に、供給口から供給される乾留ガスの流速が変化し、流れが乱れた部分から炎が逆流して逆火をおこすおそれがある。

本発明は、乾留ガスに含まれるダストが付着することによるノズルの詰りを防止することで炎の逆流を防ぎ、火災や爆発の危険性を減少させた燃焼装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１記載のごとく、
廃棄物の乾留処理で生じた乾留ガスを燃焼室に供給するガス管と、このガス管の先端部に燃焼用空気を供給する空気管とからなり、ガス管の先端部を燃焼ノズルとする乾留ガス処理用燃焼装置において、
上記空気管は上記ガス管と同軸に挿通配置して空気管を中心とする二重管状に構成し、同ガス管の先端部に円環状の燃焼ノズルを形成した。
請求項２記載のごとく、前記空気管をその軸線のまわりに回転可能に支持し、該空気管の外周面に刃先を接する掻出し刃を設けた。
請求項３記載のごとく、前記ガス管の先端部内周面に所定の角度で内方に傾斜する絞り部を形成し、傾斜部に対して前記空気管を前後方向に相対移動を可能に支持した。

図１は、本発明の乾留ガス処理用燃焼装置の側面図である。図２は、本発明の乾留ガス処理用燃焼装置の平面部分断面図である。図３は、図２のＦ−Ｆ断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。図５は、図２のＣ−Ｃ断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図７は、図２のＤ−Ｄ断面図である。図８は、図２の平面要部拡大断面図である。図９は、前後移動装置の側面図である。

以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。図１は本発明の乾留ガス処理用燃焼装置１の側面図。図２は乾留ガス処理用燃焼装置１の平面部分断面図である。
乾留ガス処理用燃焼装置１はガス導入部３と空気導入部４に空気管５を挿通してなる。
ガス導入部３はガス管３０とガス導入塔３１からなり、ガス管３０に空気管５を挿通して同一軸線上に配置して二重管に構成し、燃焼室２０に挿通して燃焼ノズルを形成する。
空気導入部４は外筒４０に空気導入筒４３を接続してなり、空気管５に設けられた空気導入穴５０を覆うように設置されている。
空気管５の後部下方には固定ベース１０と、それに対向して可動ベース１１が設けられている。可動ベース１１は前後移動装置６を介して固定ベース１０と接続されており、固定ベース１０に対して摺動可能に構成されている。
可動ベース１１には前部と後部に支持枠１２と支持ローラー１３が設けられており、図３に示すように、支持枠１２に取付けられた計４個の支持ローラー１３が空気管５に突設されたローラーガイド１４を転動することで把持する。
また、図４に示すように、可動ベース１１にはモーター１５が設けられており、空気管５に設けられたガイド５１に耐熱性を備えたベルト等の伝動体１６をかけて、空気管５を回転可能に構成している。
図５はガス導入部３のＣ−Ｃ断面図である。図６はガス導入塔３１のＢ−Ｂ断面図である。
ガス管３０の外周部に導入塔３１を接続してガス導入部３を形成する。ガス管３０は燃焼炉２に設けられたノズル挿嵌口２１に挿嵌されており、このガス管３０に同軸に挿通して設置される空気管５との間に円環状間隙Ａが形成される。
ガス導入塔３１から導入された乾留ガスは、ガス管３０と空気管５に囲まれた円筒状の間隙を流れ、ガス管３０先端の円環状間隙Ａから燃焼室２０へと供給される。
ガス導入塔３１からガス管３０先端までの距離を、ガス密度や粘性流速に応じた必要な長さよりも長くとるほど、円環状間隙Ａから噴出する乾留ガスの流れを一様に保ちやすくなるため、逆火のおそれをより低減できる。
ガス管３０の外周にはファインダー３５が接線方向に傾斜した状態で設けられており、ダストの付着状態を視認することができる。ファインダー３５はガス導入塔３１にも設けられている。さらに、ファインダー３５には洗浄ノズル等を接続することもでき、乾留ガス雰囲気下にある管壁を洗浄することができる。
ガス導入塔３１に設けられた刃保持部３２には掻出し刃３３が取付けられ、その刃先が空気管５の外周に接している。掻出し刃３３は二段に配置されており、それぞれの段で掻出し刃３３が互い違いになるように並べられている。空気管５の回転によってその外周に付着したダストを掻き落とす。
ガス導入塔３１下部にはシールダンパー３４を備えた溜め槽Ｂを設ける。図５および図６はスライド式のシールダンパー３４により溜め槽Ｂを閉鎖して、乾留ガス雰囲気下のガス導入塔３１から溜め槽Ｂを密閉した状態を示している。溜め槽Ｂには取出口が形成されており、燃焼装置の稼動中であってもシールダンパー３４により溜め槽Ｂを閉鎖して掻き落とされた付着物を定期的に取出すことができる。シールダンパー３４はスライド式だけでなく、バタフライ式などでもよい。
図７は空気導入部４のＤ−Ｄ断面図である。
空気導入部４は外筒４０を構成する外筒上部４１と外筒下部４２、及び外筒下部４２に一体的に接続される空気導入筒４３からなる。空気管５には空気導入穴５０が設けられており、図示例では空気管５の外周を五等分している。外筒上部４１と外筒下部４２とを接続して、前記空気導入穴５０を覆っている。
空気導入筒４３から導入された燃焼用空気は、空気導入穴５０から空気管５内部に流入して、空気管５内を流れ、空気供給口５２から燃焼室２０に供給される。
この燃焼用空気と乾留ガスとが混合して燃焼し、二酸化炭素などの不活性ガスとなる。
図８はノズルの平面要部断面図である。
前記ガス管の先端部内周面に所定の角度で内方に傾斜する絞り部を形成している。図示例では、ノズル挿嵌口２１の燃焼室側を角度αで内方に傾斜させているが、ガス管３０の先端を内方に傾斜させて絞り部を形成しても良い。また、空気管５の先端にも前記角度αよりも小さい絞り角度βを設けており、両角度α、β、及び後述する前後移動装置６によって円環状間隙Ａの開口幅を調節する。
ガス導入部３において、ガス管３０の内壁にはパッキン留め３６が設けられている。円環状間隙Ａにカーボンなどに含浸して耐熱性と耐久性を備えたパッキン３８を嵌め込み、押えフランジ３７で押圧してパッキン３８を圧着している。
また、空気導入部４においても、外筒上部４１と外筒下部４２との接合部や、空気管５と外筒４０との接触部をパッキン３８で密閉し、いわゆるスイベル構造を形成する。
乾留ガスや燃焼用空気は、有毒成分を含んでいたり非常に高温であったりするため、乾留ガス雰囲気や燃焼用空気雰囲気にある空間はパッキン３８などで密閉され、外気と遮断する必要がある。また、乾留ガスや燃焼用空気は数百度に達するため、ベルトなどの伝動体１６やパッキン３８などは耐熱性、耐久性を備えている。
図９は前後移動装置６の側面図である。
前後移動装置６はハンドル付ネジ軸６０を備えており、このハンドル付ネジ軸６０を回して固定ベース１０に対して可動ベース１１を前後に移動させ、支持ローラー１３を介して空気管５を進退させて、円環状の燃焼ノズルの開口幅を調節する。
以上のような構成により、本発明は以下に述べるように動作する。
ガス導入部３から導入された乾留ガスは、ガス管３０と空気管５に囲まれた円筒状の間隙を流れ、乾留ガス処理用燃焼装置１先端の円環状間隙Ａから燃焼室２０へと供給される。
また、空気導入筒４３から空気導入穴５０を通じて空気管５内に導入された燃焼用空気は、空気管５先端の空気供給口５２から燃焼室２０へと供給され、乾留ガスと混合して燃焼する。
乾留ガスの発生量は廃棄物の種類や、状態によって大幅に変動するが、ガス管３０の先端部に設けた角度α、及び絞り角度βと空気管５が備える前後移動装置６により、前記円環状間隙Ａの広狭を調節することができ、供給する乾留ガスの流量や流速を一定に保つことができる。
ガス管３０の外周に設けられたファインダー３５により乾留ガスに含まれるダストの管壁への付着状態を視認することができる。ファインダー３５には洗浄ノズル等を接続することも可能で、装置の稼動を休止して乾留ガス雰囲気下にある管壁を洗浄できるが、空気管５は可動ベース１１に設けられた支持ローラー１３、モーター１５、及び伝動体１６によって回転可能に構成されており、ガス導入部３に設けられた掻出し刃３３が空気管５の外周に接しているため、乾留ガスの処理を継続しながら、空気管５の管壁に付着したダストを掻き落とすことができる。
掻き落とされたダストはガス導入塔３１下部に設けられた溜め槽Ｂに集められ、定期的に、または継続的に取出すことができる。
ここで上述の燃焼用空気は、高温の水蒸気でも良い。高温水蒸気を乾留ガスに当てることで、乾留ガスが分解されて二酸化炭素などの不活性ガスが発生し、燃焼用空気と同様の効果が得られる。しかも、水蒸気は空気と違って窒素を含まないため、最終的に排気するガスの体積を大幅に減らすことができる。

請求項１に記載のごとく、二重管状に構成したことで、円環状の燃焼ノズルが得られ、乾留ガスの供給口の開口幅を十分にとることができるため、大流量の乾留ガスを均一に供給することが可能で、付着物によって供給口が閉塞するおそれが少なくなり、逆火がおきるおそれを低減できる。
請求項２記載のごとく、空気管を回転可能に構成したことで、長時間の連続運転の場合でも、管壁に付着したダストを常に掻出し刃で掻落として、供給口からの乾留ガスの流れを乱さず、一様に保つことができるため、逆火を防ぐことができる。
請求項３記載のごとく、空気管を前後方向に移動可能に構成したことで、乾留ガスの発生量の変化に応じて円環状の燃焼ノズルの開口幅を調節することができ、供給口からの乾留ガスの流速や流量を一様に保って、逆火を防ぐことができる。

【０００２】
を束ねて多孔式のガスノズルとしていた。このガスノズルの周りから、乾留ガスを高温で燃焼させるために燃焼室内へ導入して乾留ガスと混合させる燃焼用空気を導入する構成となっており、口径の小さいノズルを用いることで逆火を防ぐ構成となっていた。
しかし、廃棄物の種類は多様であるため、少量ながら乾留ガスには様々なダストが混入し、そのダストが供給口に付着して閉塞するという問題があった。また、単純に多孔式ガスノズルの口径を大きくしただけでは、供給口から炎が逆流して乾留炉に達して爆発を引き起こす、逆火が発生するおそれがあった。
また、乾留ガスの取入口や供給口では乾留ガスの流路の幅や向きが変わるため、流量や流速が変化し、乾留ガス中に含まれているダストがその態様を変えてゾル状の物質として壁面に付着しやすい。
長時間に及ぶ連続運転の間に、付着したゾル状の物質は時間の経過と共に固化して剥離困難になり、供給口が詰まるなどして燃焼室内へ供給される乾留ガスの流れを乱す原因となる。
また、乾留の対象となる廃棄物には様々なものがあるし、乾留ガスの発生量はその時々によって変わるため、燃焼室内へ供給される乾留ガスの供給量は大幅に変動する。その時に、供給口から供給される乾留ガスの流速が変化し、流れが乱れた部分から炎が逆流して逆火をおこすおそれがある。
【発明の開示】
本発明は、乾留ガスに含まれるダストが付着することによるノズルの詰りを防止することで炎の逆流を防ぎ、火災や爆発の危険性を減少させた燃焼装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項２、３記載のごとく、


２

【０００３】
廃棄物の乾留処理で生じた乾留ガスを燃焼室に供給するガス管と、このガス管の先端部に燃焼用空気を供給する空気管とからなり、ガス管の先端部を燃焼ノズルとする乾留ガス処理用燃焼装置において、
上記空気管は上記ガス管と同軸に挿通配置して空気管を中心とする二重管状に構成し、同ガス管の先端部に円環状の燃焼ノズルを形成する。
さらに、請求項２の発明は、上記空気管をその軸線のまわりに回転可能に支持し、該空気管の外周面に刃先を接する掻出し刃を設けた。
また、請求項３の発明は、ガス管の先端部内周面に所定の角度で内方に傾斜する絞り部を形成し、傾斜部に対して前記空気管を前後方向に相対移動を可能に支持した。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の乾留ガス処理用燃焼装置の側面図である。図２は、本発明の乾留ガス処理用燃焼装置の平面部分断面図である。図３は、図２のＦ−Ｆ断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。図５は、図２のＣ−Ｃ断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図７は、図２のＤ−Ｄ断面図である。図８は、図２の平面要部拡大断面図である。図９は、前後移動装置の側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。図１は本発明の乾留ガス処理用燃焼装置１の側面図。図２は乾留ガス処理用燃焼装置１の平面部分断面図である。
乾留ガス処理用燃焼装置１はガス導入部３と空気導入部４に空気管５を挿通してなる。
ガス導入部３はガス管３０とガス導入塔３１からなり、ガス管３０に


３

【０００８】
空気と違って窒素を含まないため、最終的に排気するガスの体積を大幅に減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
請求項２、３に記載のごとく、二重管状に構成したことで、円環状の燃焼ノズルが得られ、乾留ガスの供給口の開口幅を十分にとることができるため、大流量の乾留ガスを均一に供給することが可能で、付着物によって供給口が閉塞するおそれが少なくなり、逆火がおきるおそれを低減できる。
さらに、請求項２記載のごとく、空気管を回転可能に構成したことで、長時間の連続運転の場合でも、管壁に付着したダストを常に掻出し刃で掻落として、供給口からの乾留ガスの流れを乱さず、一様に保つことができるため、逆火を防ぐことができる。
請求項３記載のごとく、空気管を前後方向に移動可能に構成したことで、乾留ガスの発生量の変化に応じて円環状の燃焼ノズルの開口幅を調節することができ、供給口からの乾留ガスの流速や流量を一様に保って、逆火を防ぐことができる。


８

Claims (3)

1. 廃棄物の乾留処理で生じた乾留ガスを燃焼室に供給するガス管と、このガス管の先端部に燃焼用空気を供給する空気管とからなり、ガス管の先端部を燃焼ノズルとする乾留ガス処理用燃焼装置において、
   上記空気管は上記ガス管と同軸に挿通配置して空気管を中心とする二重管状に構成し、同ガス管の先端部に円環状の燃焼ノズルを形成したことを特徴とする乾留ガス処理用燃焼装置。
2. 前記空気管をその軸線のまわりに回転可能に支持し、該空気管の外周面に刃先を接する掻出し刃を設けたことを特徴とする請求項１記載の乾留ガス処理用燃焼装置。
3. 前記ガス管の先端部内周面に所定の角度で内方に傾斜する絞り部を形成し、傾斜部に対して前記空気管を前後方向に相対移動を可能に支持したことを特徴とする請求項１記載の乾留ガス処理用燃焼装置。

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