JP3565467B2

JP3565467B2 - リジェネレイティブ廃液焼却炉

Info

Publication number: JP3565467B2
Application number: JP33583496A
Authority: JP
Inventors: 伸雫石
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10176819A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高効率に加熱可能なリジェネレイティブバーナを用いるようにした、リジェネレイティブ廃液焼却炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の廃液焼却炉は、廃液を噴霧し、助燃バーナにより形成された火炎と接触させることにより、焼却処理を行う方式のもので、例えば図４に一般的な焼却炉１を示すことができる。すなわちこの焼却炉１では、炉体２は、予燃焼室３と二次燃焼室４とを有し、廃液は、廃液噴霧ノズル５から予燃焼室３に噴霧され、予燃焼室３および二次燃焼室４で焼却され、排気はそのまま煙突６から放散されるか、排ガス処理設備（図示省略）に導かれるように構成している。また、二次燃焼室４下流に排熱ボイラ等の熱回収装置（図示省略）を設置する場合もある。
一方、揮発性の高い廃液等を焼却処理する場合は、図５に示す液中燃焼式廃液焼却炉７が用いられる。この場合炉体内の燃焼室８で焼却処理された廃液は、燃焼排ガスと一緒に炉体下方に設けた処理槽９に貯留した水中を通過し、下流に設置された排ガス処理設備（図示省略）に導いて処理を行う構成としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようなシステムでは、
（１）排気温度が高いことから、廃熱損失が大きく、熱効率が悪い。また、廃熱ボイラなどを設置し熱回収を行う場合もあるが、伝熱面へのスケールの付着や、塩素分などによる腐食が問題となる。
（２）廃熱温度が高いことによって、煙道や煙突などの設備費用が割高となる。（３）排気温度が高く実流量が多いため、下流に排気処理装置を設置する場合も配管径のアップ、断熱材の施工、冷却設備等によって、コストアップとなる。
（４）液中燃焼式の場合、燃焼室の圧力が高いため、燃焼空気および燃料の供給圧力も高くする必要があり、燃焼空気供給設備の消費動力が増すと共に、燃料供給設備の耐圧基準に影響を与える。
本発明はこのような課題を改善するためになされたものであって、高効率に加熱可能なリジェネレイティブバーナを用いるようにした、リジェネレイティブ廃液焼却炉を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明では、請求項１において、燃焼室が互いに連通する第１、第２、第３の筒部を有する炉体を備え、これら第１〜第３筒部の端面にそれぞれ廃液噴霧ノズルを配設すると共に、前記第１〜第３筒部の端面近傍に第１、第２、第３のリジェネレイティブバーナを配設し、前記燃焼室に廃液を噴霧すると共に、前記第１〜第３リジェネレイティブバーナを交互に切り替え動作を行って、前記第１〜第３リジェネレイティブバーナにより形成された燃焼生成物または予熱空気と接触させることにより、廃液の焼却処理を行う構成としたリジェネレイティブ廃液焼却炉を提案する。
また本発明では、請求項２において、前記第１〜第３筒部を、直筒形状として、互いに並列状態に構成したリジェネレイティブ廃液焼却炉を提案する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるリジェネレイティブ廃液焼却炉について、一つの実施の形態を挙げ、添付の図面に基づいて、以下説明する。
図１に、リジェネレイティブ廃液焼却炉１０を示し、このリジェネレイティブ廃液焼却炉１０は、炉体１１内の燃焼室１２に第１、第２のリジェネレイティブバーナ１３、１４を設置し、前記燃焼室１２に廃液を噴霧して、前記第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４を、交互に燃焼動作させて第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４の燃焼により高温化した燃焼室１２における雰囲気に噴霧状態の廃液を接触させることにより、廃液の焼却処理を行う構成としたものである。
【０００６】
前記炉体１１は、直筒形状に形成され、双方の端面に前記第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４を設ける構成とし、切換式給気手段１５、切換式排気手段１６を動作させて交互に燃焼動作を行うようにしている。また、前記双方の端面における第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４の噴出口１７、１８には、図示しない手段によって補助燃料が供給される一方、前記噴出口１７、１８近傍に廃液噴霧ノズル１９、２０が配設され、補助燃料と燃焼用空気による燃焼によって高温化した燃焼室１２内に廃液を噴霧するようにしている。なお、前記廃液噴霧ノズル１９、２０は噴出口１７、１８近傍に設けられているが、高温化した燃焼室１２内に廃液を噴霧することができれば炉体１１の他の箇所、例えば炉体１１中間部に一つ設けることも可能である。さらに前記補助燃料としては、都市ガスや灯油、軽油はもちろん、廃油やある程度熱量を有する有機溶剤含有廃液が適用できる。
前記第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４には、それぞれ蓄熱体１３ａ、１４ａが設けられ、切換式給気手段１５、切換式排気手段１６をそれぞれ切換動作させて、燃焼用空気を前記蓄熱体１３ａ、１４ａを通過させて予熱して、燃料と共に燃焼室１２に導入して行う一方、燃焼ガスを蓄熱体１３ａ、１４ａを通過させて廃熱を回収し、次の燃焼に供する燃焼用空気の予熱を行う構成としている。なお、蓄熱体１３ａ、１４ａには、例えばセラミックボールを充填したものや、他の通気性に富む構造のものが適用可能である。
【０００７】
前記切換式給気手段１５は、強制給気手段であるブロア２１から、それぞれ前記第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４における蓄熱体１３ａ、１４ａに至る給気路Ｌ１、Ｌ２を有し、これら給気路Ｌ１、Ｌ２中にそれぞれ切換弁２２ａ、２２ｂを設ける構成としている。なお、切換式給気手段１５においては、炉体１１を密閉構造としたようなときは、前記ブロア２１を不要とすることができる。
一方、前記切換式排気手段１６においては、強制吸引手段である排気ファン２３から、蓄熱体１３ａ、１４ａに至る排気路Ｌ３、Ｌ４を有し、これら排気路Ｌ３、Ｌ４中にそれぞれ切換弁２４ａ、２４ｂを設ける構成としている。
これら切換式給気手段１５、切換式排気手段１６において、ブロア２１をオンで切換式給気手段１５における給気路Ｌ１、Ｌ２中の切換弁２２ａ、２２ｂを、それぞれ開、閉とし、排気ファン２３をオンで切換式排気手段１６における排気路Ｌ３、Ｌ４中の切換弁２４ａ、２４ｂをそれぞれ閉、開として、燃焼用空気を第１リジェネレイティブバーナ１３における蓄熱体１３ａに供給すると共に、第１リジェネレイティブバーナ１３の噴出口１７側に補助燃料を供給して第１リジェネレイティブバーナ１３の燃焼を行う一方、第２リジェネレイティブバーナ１４における蓄熱体１４ａを介して燃焼ガスの強制排気を行い、次いで、切換式給気手段１５における給気路Ｌ１、Ｌ２中の切換弁２２ａ、２２ｂを、それぞれ閉、開とすると共に、切換式排気手段１６における排気路Ｌ３、Ｌ４中の切換弁２４ａ、２４ｂをそれぞれ開、閉として第２リジェネレイティブバーナ１４の噴出口１８側に補助燃料を供給して第２リジェネレイティブバーナ１４の燃焼を行う一方、第１リジェネレイティブバーナ１３における蓄熱体１３ａを介して燃焼ガスの強制排気を行うという動作を繰り返し実行する設定となっている。
【０００８】
以上のように構成されるリジェネレイティブ廃液焼却炉１０において、焼却すべき廃液を炉体１１内の燃焼室１２に、廃液噴霧ノズル１９、２０を介して噴霧し、第１リジェネレイティブバーナ１３の噴出口１７および第２リジェネレイティブバーナ１４の噴出口１８に、それぞれ交互に補助燃料を噴射して蓄熱体１３ａ、１４ａを介して取り入れた燃焼用空気と混合させて第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４を交互に燃焼させ、高温化した燃焼室１２に廃液を噴霧して、廃液を焼却処理することができる。
【０００９】
前記第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４のうち、第１リジェネレイティブバーナ１３の燃焼動作を行うには、切換式給気手段１５において、ブロア２１をオンで、給気路Ｌ１、Ｌ２中の切換弁２２ａ、２２ｂを、それぞれ開、閉とし、切換式排気手段１６において、排気ファン２３をオンで排気路Ｌ３、Ｌ４中の切換弁２４ａ、２４ｂをそれぞれ閉、開として、燃焼用空気を第１リジェネレイティブバーナ１３における蓄熱体１３ａに供給すると共に、第１リジェネレイティブバーナ１３における噴出口１７側に補助燃料を供給するようにする。
この際、燃焼室１２において燃焼ガスは、第１リジェネレイティブバーナ１３における噴出口１７と対向する第２リジェネレイティブバーナ１４における噴出口１８側に流れて、蓄熱体１４ａに至り、この蓄熱体１４ａを通過して、排気路Ｌ４中の切換弁２４ｂを介して強制排気される。燃焼ガスが前記蓄熱体１４ａを通過する際、蓄熱体１４ａによって廃熱を回収することができ、この廃熱によって次の燃焼に供する燃焼用空気を予熱することができる。
【００１０】
次いで、第２リジェネレイティブバーナ１４の燃焼動作を行うには、切換式給気手段１５における給気路Ｌ１、Ｌ２中の切換弁２２ａ、２２ｂを、それぞれ閉、開とすると共に、切換式排気手段１６における排気路Ｌ３、Ｌ４中の切換弁２４ａ、２４ｂをそれぞれ開、閉と切り換える。これによって第２リジェネレイティブバーナ１４における噴出口１８側に補助燃料を供給して第２リジェネレイティブバーナ１４の燃焼を行うことができ、第１リジェネレイティブバーナ１３における蓄熱体１３ａを通過させて、蓄熱体１３ａにより廃熱を回収して、燃焼ガスの強制排気を行うことができる。
【００１１】
以上のように、第１、第２リジェネレイティブバーナ１３、１４の交番燃焼動作の際に、燃焼ガスを蓄熱体１３ａ、１４ａを通過させて、蓄熱体１３ａ、１４ａにより廃熱を回収して、燃焼ガスの強制排気を行うことができるので、排気温度を下げることができ（略２００゜Ｃ以下）、熱効率を大幅に改善することができ、煙突、排気煙道や排気処理装置等を簡略化することができ、設備費用の抑制が可能である。
なお、焼却物によっては、または高温では燃焼ガス中に気化している低沸点重金属等が混入するが、前記燃焼ガスが蓄熱体１３ａ、１４ａを通過する際に、急冷されるので、前記混入物は蓄熱体１３ａ、１４ａによって捕捉され、別途適宜な設備により回収することが可能となる。
また、燃焼室１２における温度を、略１４００゜Ｃまで昇温することが可能であり、分解し難い有害廃棄物を高分解率で処理することが可能であり、またその排気ガスは蓄熱体部分で急速に冷却されるため、有害物質の再生成を大幅に抑制することができる。
【００１２】
本発明にかかるリジェネレイティブ廃液焼却炉は、以下のように構成することもできる。すなわち、図２に示すリジェネレイティブ廃液焼却炉３０では、炉体３１を燃焼室３２が、この燃焼室３２における双方の端部側が互いに近接するように例えばＵ字状を呈するように折り返し形状に構成している。かかる炉体３１の双方の端部側には、それぞれ廃液噴霧ノズル３３、３４が燃焼室３２に臨入するように設けられ、さらに、前記端部側近傍には、第１、第２リジェネレイティブバーナ３５、３６が燃焼室３２内に火炎を形成するように設けられている。
なお、前記第１、第２リジェネレイティブバーナ３５、３６には、リジェネレイティブ廃液焼却炉１０と同様、交番燃焼動作を行うための切換式給気手段（図示省略）、切換式排気手段（図示省略）が設けられている。
【００１３】
以上のような構成によれば、炉体３１を炉体３１における双方の端部側を図２に示すように最上部に来るように設置するようにすれば、設置スペースを大いに節減することができる。なお、機能、作用自体は、前述の実施例と同様であるので、その説明は省略する。
【００１４】
本発明にかかるリジェネレイティブ廃液焼却炉は、さらに以下のように構成することもできる。すなわち図３に示すようにリジェネレイティブ廃液焼却炉４０では、炉体４１を、燃焼室４２が並列状態とした第１、第２、第３の直筒部４２ａ、４２ｂ、４２ｃを備えてこれら第１〜第３直筒部４２ａ〜４２ｃを互いに連通するように構成すると共に、第１〜第３直筒部４２ａ〜４２ｃの上端面に廃液噴霧ノズル４３ａ、４３ｂ、４３ｃを配設し、前記上端面近傍に第１、第２、第３のリジェネレイティブバーナ４４、４５、４６を配設する構成としている。またこれら第１〜第３リジェネレイティブバーナ４４〜４６には、交番燃焼動作を行うための切換式給気手段（図示省略）、切換式排気手段（図示省略）が設けられている。
【００１５】
このようなリジェネレイティブ廃液焼却炉４０によれば、第１〜第３リジェネレイティブバーナ４４〜４６のうち、いずれかのバーナにおける蓄熱体を交換時おいても、焼却運転が可能であり、稼働効率は高いものとなる。
【００１６】
以上、次に、本発明にかかるリジェネレイティブ廃液焼却炉について、３つの実施の形態を挙げ、説明したが、本発明は、さらにこの他に蓄熱体の自動交換装置を備えたものや、蓄熱体洗浄装置を備えたものも実施することができる。
さらに、リジェネレイティブバーナを炉筒ボイラの炉筒に設置でき、温水や蒸気などの発生装置として実施することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、
（１）廃液焼却炉の熱効率を大幅に改善することができる。
（２）排気温度が、２００゜Ｃ以下と低いため、煙突や排気煙道などの設置費用が安価となる。
（３）低沸点重金属などが排気中に混入することがあるが、リジェネレータの持つフィルタリング機能や急冷効果により蓄熱体に捕捉され、別途設備により回収することができる。
（４）炉温は１４００゜Ｃ程度の高温まで上げることが可能であり、分解し難い有害廃棄物を高分解率で処理することが可能であり、またその排気ガスは蓄熱体部分で急速に冷却されるため有害物質の再生成を大幅に抑制することができる。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるリジェネレイティブ廃液焼却炉の一例を示す模式的な断面説明図である。
【図２】本発明におけるリジェネレイティブ廃液焼却炉の別例を示す模式的な断面説明図である。
【図３】本発明におけるリジェネレイティブ廃液焼却炉の別例を示す模式的な断面説明図である。
【図４】従来の廃液焼却炉の一例を示す、模式的な断面説明図である。
【図５】従来の液中燃焼式廃液焼却炉の一例を示す、模式的な断面説明図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０リジェネレイティブ廃液焼却炉
１１、３１炉体
１２、３２燃焼室
１３、３５第１リジェネレイティブバーナ
１４、３６第２リジェネレイティブバーナ
１３ａ、１４ａ蓄熱体
１５切換式給気手段
１６切換式排気手段
１７、１８噴出口
１９、２０廃液噴霧ノズル
２１ブロア
２２ａ、２２ｂ切換弁
２３排気ファン
２４ａ、２４ｂ切換弁
３３、３４廃液噴霧ノズル
４２ａ第１直筒部
４２ｂ第２直筒部
４２ｃ第３直筒部
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ廃液噴霧ノズル
４４第１リジェネレイティブバーナ
４５第２リジェネレイティブバーナ
４６第３リジェネレイティブバーナ

Claims

燃焼室が互いに連通する第１、第２、第３の筒部を有する炉体を備え、これら第１〜第３筒部の端面にそれぞれ廃液噴霧ノズルを配設すると共に、前記第１〜第３筒部の端面近傍に第１、第２、第３のリジェネレイティブバーナを配設し、前記燃焼室に廃液を噴霧すると共に、前記第１〜第３リジェネレイティブバーナを交互に切り替え動作を行って、前記第１〜第３リジェネレイティブバーナにより形成された燃焼生成物または予熱空気と接触させることにより、廃液の焼却処理を行う構成としたことを特徴とするリジェネレイティブ廃液焼却炉。
前記第１〜第３筒部を、直筒形状として、互いに並列状態に構成したことを特徴とする請求項１記載のリジェネレイティブ廃液焼却炉。