JPH0160728B2 - - Google Patents
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- JPH0160728B2 JPH0160728B2 JP56143376A JP14337681A JPH0160728B2 JP H0160728 B2 JPH0160728 B2 JP H0160728B2 JP 56143376 A JP56143376 A JP 56143376A JP 14337681 A JP14337681 A JP 14337681A JP H0160728 B2 JPH0160728 B2 JP H0160728B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion air
- oxygen
- temperature
- air
- temperature hearth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、下水汚泥などの各種の産業廃棄物
や、あるいはそれらを必要に応じて予め乾燥焼却
や粉砕処理した中間処理物を、埋立てに使用した
時に重金属が流出しないようにしたり、あるいは
建設骨材に利用できるようにする等のために焼
却、溶融する炉に関し、詳しくは、産業廃棄物あ
るいはその中間処理物を炭素系可燃物質で形成し
た高温炉床の上部において焼却溶融させ、その溶
融物を前記高温炉床の下部側から取出すべく構成
した産業廃棄物溶融炉に関する。
や、あるいはそれらを必要に応じて予め乾燥焼却
や粉砕処理した中間処理物を、埋立てに使用した
時に重金属が流出しないようにしたり、あるいは
建設骨材に利用できるようにする等のために焼
却、溶融する炉に関し、詳しくは、産業廃棄物あ
るいはその中間処理物を炭素系可燃物質で形成し
た高温炉床の上部において焼却溶融させ、その溶
融物を前記高温炉床の下部側から取出すべく構成
した産業廃棄物溶融炉に関する。
上部溶融炉において、高温炉床へ供給する燃焼
用空気の酸素濃度を高くすれば、単に空気を供給
する場合に較べて、燃焼用空気の供給量を減少さ
せ、且つ、炭素系可燃物質、例えばコークスの消
費量を減少させた状態で高温炉床の温度を溶融物
の取出しに必要な高温、例えば1400℃以上に維持
することができるのであり、その結果、高温炉床
内での上昇ガス空塔速度を低下させて、ゲスト飛
散やそれに伴うクリンカー発生を抑制でき、しか
も、排ガスとともに多量の熱エネルギーが排出さ
れるのを抑制し、且つ、炭素系可燃物質の消費量
を少なくした経済面で有利な状態で操炉でき、そ
のうえ、大型炉に較べて放熱性が良く、そのため
に、燃焼用空気として単なる空気を用いた場合に
は高温炉床の温度を所望通りの温度に維持するこ
とが困難となる、炉内径700mm以下の小型炉にお
いても、所望通りの操炉を行うことができる等の
極めて有効な利点を得ることができる。しかし、
燃焼用空気の酸素を富化するに、従来では、酸素
ボンベからの酸素又は液体酸素タンクから気化さ
せた酸素を空気中に供給する手段が採用されてい
るが、この場合、高価な酸素を要する経済面での
不利、酸素ボンベ又は液体酸素タンクを炉近くの
高温箇所にて使用することに起因する危険、及
び、酸素を扱うに適する高圧ガス取締法による特
別な作業者や貯蔵所の許可を要する等の不都合が
あつた。
用空気の酸素濃度を高くすれば、単に空気を供給
する場合に較べて、燃焼用空気の供給量を減少さ
せ、且つ、炭素系可燃物質、例えばコークスの消
費量を減少させた状態で高温炉床の温度を溶融物
の取出しに必要な高温、例えば1400℃以上に維持
することができるのであり、その結果、高温炉床
内での上昇ガス空塔速度を低下させて、ゲスト飛
散やそれに伴うクリンカー発生を抑制でき、しか
も、排ガスとともに多量の熱エネルギーが排出さ
れるのを抑制し、且つ、炭素系可燃物質の消費量
を少なくした経済面で有利な状態で操炉でき、そ
のうえ、大型炉に較べて放熱性が良く、そのため
に、燃焼用空気として単なる空気を用いた場合に
は高温炉床の温度を所望通りの温度に維持するこ
とが困難となる、炉内径700mm以下の小型炉にお
いても、所望通りの操炉を行うことができる等の
極めて有効な利点を得ることができる。しかし、
燃焼用空気の酸素を富化するに、従来では、酸素
ボンベからの酸素又は液体酸素タンクから気化さ
せた酸素を空気中に供給する手段が採用されてい
るが、この場合、高価な酸素を要する経済面での
不利、酸素ボンベ又は液体酸素タンクを炉近くの
高温箇所にて使用することに起因する危険、及
び、酸素を扱うに適する高圧ガス取締法による特
別な作業者や貯蔵所の許可を要する等の不都合が
あつた。
本発明の目的は、燃焼用空気の酸素濃度を高め
る手段を、経済性、安全性、操業性において優れ
たものに改良し、しかも、熱効率向上を図れるば
かりでなく、酸素富化設備を小型で設備費及び運
転費の安価なものに改良する点にある。
る手段を、経済性、安全性、操業性において優れ
たものに改良し、しかも、熱効率向上を図れるば
かりでなく、酸素富化設備を小型で設備費及び運
転費の安価なものに改良する点にある。
以下本発明の実施例を例示図に基づいて詳述す
る。
る。
第１図に示すように、キユポラタイプの溶融炉
１に、炭素系可燃物質から成る高温炉床２を形成
し、ホツパー３から高温炉床２に、ダンパー４
ａ，４ｂを交互に開閉して、廃棄物あるいはその
中間処理物を、炭素系可燃物質と混合状態である
いは交互に供給し、炭素系可燃物質と廃棄物ある
いはその中間処理物の充填層５の高温炉床２上に
形成し、そして、下方の第１羽口６から高温炉床
２に燃焼用空気を供給して、高温炉床２の上部に
おいて廃棄物あるいはその中間処理物を燃焼、溶
融し、そして、燃焼排ガスを高温炉床２の上方に
形成した上昇流路７と高温炉床２の下部に接続し
た下部流路８とに排出させるようにし、そして、
溶融物を前記下部流路８を通して炉外へ取出し、
そして、高温炉床２から発生した燃焼排ガスを、
充填層５を通過する際に生成される臭気成分及び
有害成分を燃焼分解させるよう、上昇流路７内に
おいて、第２羽口９から供給される燃焼用空気に
よつて後燃焼させるようにし、更に、高温炉床２
部分に対する側壁を、２重管構造に形成して水冷
ジヤケツト１０を構成してある。
１に、炭素系可燃物質から成る高温炉床２を形成
し、ホツパー３から高温炉床２に、ダンパー４
ａ，４ｂを交互に開閉して、廃棄物あるいはその
中間処理物を、炭素系可燃物質と混合状態である
いは交互に供給し、炭素系可燃物質と廃棄物ある
いはその中間処理物の充填層５の高温炉床２上に
形成し、そして、下方の第１羽口６から高温炉床
２に燃焼用空気を供給して、高温炉床２の上部に
おいて廃棄物あるいはその中間処理物を燃焼、溶
融し、そして、燃焼排ガスを高温炉床２の上方に
形成した上昇流路７と高温炉床２の下部に接続し
た下部流路８とに排出させるようにし、そして、
溶融物を前記下部流路８を通して炉外へ取出し、
そして、高温炉床２から発生した燃焼排ガスを、
充填層５を通過する際に生成される臭気成分及び
有害成分を燃焼分解させるよう、上昇流路７内に
おいて、第２羽口９から供給される燃焼用空気に
よつて後燃焼させるようにし、更に、高温炉床２
部分に対する側壁を、２重管構造に形成して水冷
ジヤケツト１０を構成してある。
第２図に示すように、前記上昇流路７からの燃
焼排ガスを、ボイラ１１、熱交換器１２、及び、
集塵機、脱臭機等を備えた排ガス処理装置１３を
通して大気中に放出させるようにしてある。又、
前記第１羽口６に連通接続し、且つ、風量調節可
能な送風機１４を備えた高温炉床２への燃焼用空
気供給路１５を、その上流側部分と下流側部分の
２箇所が熱交換器１２内に位置する状態で設け、
その熱交換器１２内に位置する上流側部分と下流
側部分との間において燃焼用空気供給路１５に、
ポリジメチルシロキサン、ポリ塩化ビニール、ポ
リプロピレン等の高分子材料からなる酸素優先透
過膜を備えた酸素富化装置１６を設け、もつて、
酸素富化装置１６によつて燃焼用空気の酸素濃度
を23％乃至30％に高めるように構成してある。ま
た、熱交換器１２を、燃焼排ガスによる加熱で空
気を60〜80℃に一旦加熱し、さらにその後で400
℃に加熱できるように形成し、酸素富化装置１６
に供給する空気を60℃乃至80℃に予熱させること
により富化装置１６における透過速度を増大させ
るようにし、さらに、富化装置１６を通過した空
気を再び熱交換器１２を通過させることにより
400℃に加温させるようにしてある。
焼排ガスを、ボイラ１１、熱交換器１２、及び、
集塵機、脱臭機等を備えた排ガス処理装置１３を
通して大気中に放出させるようにしてある。又、
前記第１羽口６に連通接続し、且つ、風量調節可
能な送風機１４を備えた高温炉床２への燃焼用空
気供給路１５を、その上流側部分と下流側部分の
２箇所が熱交換器１２内に位置する状態で設け、
その熱交換器１２内に位置する上流側部分と下流
側部分との間において燃焼用空気供給路１５に、
ポリジメチルシロキサン、ポリ塩化ビニール、ポ
リプロピレン等の高分子材料からなる酸素優先透
過膜を備えた酸素富化装置１６を設け、もつて、
酸素富化装置１６によつて燃焼用空気の酸素濃度
を23％乃至30％に高めるように構成してある。ま
た、熱交換器１２を、燃焼排ガスによる加熱で空
気を60〜80℃に一旦加熱し、さらにその後で400
℃に加熱できるように形成し、酸素富化装置１６
に供給する空気を60℃乃至80℃に予熱させること
により富化装置１６における透過速度を増大させ
るようにし、さらに、富化装置１６を通過した空
気を再び熱交換器１２を通過させることにより
400℃に加温させるようにしてある。
さらに詳述すると、燃焼用空気の酸素濃度を23
％乃至30％に高めることにより、高温炉床２へ供
給する燃焼用空気量を高温炉床２に補給される炭
素系可燃物質の燃焼用理論空気量の0.95〜1.1倍
に設定することによつて、高温炉床２の温度を溶
融物取出しに必要な1400℃以上に維持することが
できる。その結果、上昇ガス空塔速度を、燃焼用
空気として単に空気を供給した場合の20Nm3／
m2・min以上よりも低くでき、しかも、炭素系可
燃物質の消費速度を、燃焼用空気として単に空気
を使用した場合における1500Kg／m2・ｈ以上より
も低い100〜120Kg／m2・ｈにすることができ、も
つて、ダダスト飛散やそれに伴うクリンカー発生
を抑制でき、しかも、排ガスとともに多量の熱エ
ネルギーが排出されるのを抑制し、且つ、炭素系
可燃物質の消費量を少なくした経済面で有利な状
態で操炉でき、そのうえ、燃焼用空気として単な
る空気を用いた場合には高温炉床２の温度を所望
通りの温度に維持することが困難な炉内径300〜
600mmの小型炉をも、所望通り操炉できるように
してある。
％乃至30％に高めることにより、高温炉床２へ供
給する燃焼用空気量を高温炉床２に補給される炭
素系可燃物質の燃焼用理論空気量の0.95〜1.1倍
に設定することによつて、高温炉床２の温度を溶
融物取出しに必要な1400℃以上に維持することが
できる。その結果、上昇ガス空塔速度を、燃焼用
空気として単に空気を供給した場合の20Nm3／
m2・min以上よりも低くでき、しかも、炭素系可
燃物質の消費速度を、燃焼用空気として単に空気
を使用した場合における1500Kg／m2・ｈ以上より
も低い100〜120Kg／m2・ｈにすることができ、も
つて、ダダスト飛散やそれに伴うクリンカー発生
を抑制でき、しかも、排ガスとともに多量の熱エ
ネルギーが排出されるのを抑制し、且つ、炭素系
可燃物質の消費量を少なくした経済面で有利な状
態で操炉でき、そのうえ、燃焼用空気として単な
る空気を用いた場合には高温炉床２の温度を所望
通りの温度に維持することが困難な炉内径300〜
600mmの小型炉をも、所望通り操炉できるように
してある。
又、前記空気供給路１５に、第２羽口９への供
給路１７を接続し、この供給路１７に、その開口
量を変更調節する弁１８を設け、もつて、第２羽
口９から所望量の燃焼用空気を供給できるように
してある。尚、第２羽口９からの空気供給量は、
前記補給される炭素系可燃物質と産業廃棄物との
理論燃焼空気量の1.0〜1.2倍と前記１次羽口６か
らの供給量の差に設定するとよい。
給路１７を接続し、この供給路１７に、その開口
量を変更調節する弁１８を設け、もつて、第２羽
口９から所望量の燃焼用空気を供給できるように
してある。尚、第２羽口９からの空気供給量は、
前記補給される炭素系可燃物質と産業廃棄物との
理論燃焼空気量の1.0〜1.2倍と前記１次羽口６か
らの供給量の差に設定するとよい。
尚、上記の溶融炉は、下水汚泥の外に、例えば
タイヤ屑、都市ゴミ焼却灰、廃触媒など各種の産
業廃棄物あるいはその中間処理物を処理対象に、
できる。
タイヤ屑、都市ゴミ焼却灰、廃触媒など各種の産
業廃棄物あるいはその中間処理物を処理対象に、
できる。
又、溶融炉の具体構成は、水冷ジヤケツト１０
を備えないもの等、各種変更可能であり、そし
て、本発明は、大型、小型等の各種仕様の炉に適
用可能である。
を備えないもの等、各種変更可能であり、そし
て、本発明は、大型、小型等の各種仕様の炉に適
用可能である。
また、高温炉床１を形成する炭素系可燃物質と
しては、主としてコークスを用いるとよいが、無
煙炭等の練炭、黒煙電極屑等の各種のものを利用
してもよい。
しては、主としてコークスを用いるとよいが、無
煙炭等の練炭、黒煙電極屑等の各種のものを利用
してもよい。
又、本発明を実施するに、燃焼用空気を加温す
る装置を設けずに実施してもよい。
る装置を設けずに実施してもよい。
又、燃焼用空気の酸素濃度を高めるに、実施例
で述べた如く、23％乃至30％にするとよいが、そ
の他の濃度に設定してもよい。
で述べた如く、23％乃至30％にするとよいが、そ
の他の濃度に設定してもよい。
以上要するに本発明の特徴構成は、高温炉床２
への燃焼用空気を前記高温炉床２からの燃焼排ガ
スで予熱する熱交換器１２内に、燃焼用空気供給
路１５の上流側部分と下流側部分の２箇所を配置
し、その上流側部分と下流側部分との間において
前記燃焼用空気供給路１５に、酸素優先透過膜を
備えた酸素富化装置１６を設け、前記酸素富化装
置１６に供給される空気が60〜80℃になるように
前記熱交換器１２を形成したことにあり、その作
用効果は次の通りである。
への燃焼用空気を前記高温炉床２からの燃焼排ガ
スで予熱する熱交換器１２内に、燃焼用空気供給
路１５の上流側部分と下流側部分の２箇所を配置
し、その上流側部分と下流側部分との間において
前記燃焼用空気供給路１５に、酸素優先透過膜を
備えた酸素富化装置１６を設け、前記酸素富化装
置１６に供給される空気が60〜80℃になるように
前記熱交換器１２を形成したことにあり、その作
用効果は次の通りである。
すなわち、酸素優先透過膜を備えた酸素富化装
置１６を用いて、高温炉床２へ供給する燃焼用空
気の酸素濃度を高めるようにしてあるから、酸素
ボンベ又は液体酸素タンクを用いて燃焼用空気の
酸素濃度を高める冒記した従来手段に較べて、高
価な酸素を用いない経済面で有利な状態で、しか
も、爆発の危険がある酸素ボンベ等を用いない安
全な状態で、そのうえ、酸素ボンベ等を用いる場
合のような酸素富化のための諸装置を扱うに適す
る特別な作業者や法に基づく許可等を要すること
のない操業性の良い状態で所望の目的に達するこ
とができるのであり、もつて、一層便利に使用す
ることが可能な産業廃棄物溶融炉を得るに至つ
た。
置１６を用いて、高温炉床２へ供給する燃焼用空
気の酸素濃度を高めるようにしてあるから、酸素
ボンベ又は液体酸素タンクを用いて燃焼用空気の
酸素濃度を高める冒記した従来手段に較べて、高
価な酸素を用いない経済面で有利な状態で、しか
も、爆発の危険がある酸素ボンベ等を用いない安
全な状態で、そのうえ、酸素ボンベ等を用いる場
合のような酸素富化のための諸装置を扱うに適す
る特別な作業者や法に基づく許可等を要すること
のない操業性の良い状態で所望の目的に達するこ
とができるのであり、もつて、一層便利に使用す
ることが可能な産業廃棄物溶融炉を得るに至つ
た。
さらに、熱交換器１２での燃焼排ガスによる燃
焼用空気の予熱により熱効率を向上できるばかり
でなく、酸素富化装置１６に供給する空気を60〜
80℃に予熱することによつて、常温空気を酸素富
化するよりも膜透過速度を大巾に増大でき、その
ことによつて、酸素富化装置１６の小型化とコス
トダウン、燃焼用空気供給路１５の送風機の低圧
化によるコストダウンと運転経費節減を十分に図
ることができ、経済性においても極めて有利な設
備を提供できるようになつた。
焼用空気の予熱により熱効率を向上できるばかり
でなく、酸素富化装置１６に供給する空気を60〜
80℃に予熱することによつて、常温空気を酸素富
化するよりも膜透過速度を大巾に増大でき、その
ことによつて、酸素富化装置１６の小型化とコス
トダウン、燃焼用空気供給路１５の送風機の低圧
化によるコストダウンと運転経費節減を十分に図
ることができ、経済性においても極めて有利な設
備を提供できるようになつた。
尚、酸素富化装置１６において空気温度変化に
伴う酸素富化空気の酸素濃度及び膜に対する空気
の透過流量の変化は、例えば第３図に示すように
なり、空気を60〜80℃に予熱すると、一般的な酸
素富化空気の酸素濃度下限値である23％以上を確
保しながら常温（25℃程度）の空気に比して透過
流量を大巾に増大できることが判る。
伴う酸素富化空気の酸素濃度及び膜に対する空気
の透過流量の変化は、例えば第３図に示すように
なり、空気を60〜80℃に予熱すると、一般的な酸
素富化空気の酸素濃度下限値である23％以上を確
保しながら常温（25℃程度）の空気に比して透過
流量を大巾に増大できることが判る。
図面は本発明に係る産業廃棄物溶融炉の実施の
態様を例示し、第１図は溶融炉の切欠き正面図、
第２図は燃焼用空気供給構造を示すブロツク線図
である。第３図は酸素富化装置の特性を示すグラ
フである。 ２……高温炉床、１２……熱交換器、１５……
燃焼用空気供給路、１６……酸素富化装置。
態様を例示し、第１図は溶融炉の切欠き正面図、
第２図は燃焼用空気供給構造を示すブロツク線図
である。第３図は酸素富化装置の特性を示すグラ
フである。 ２……高温炉床、１２……熱交換器、１５……
燃焼用空気供給路、１６……酸素富化装置。
Claims (1)
- １ 産業廃棄物あるいはその中間処理物を炭素系
可燃物質で形成した高温炉床２の上部において焼
却溶融させ、その溶融物を前記高温炉床２の下部
側から取出すべく構成した産業廃棄物溶融炉であ
つて、前記高温炉床２への燃焼用空気を前記高温
炉床２からの燃焼排ガスで予熱する熱交換器１２
内に、燃焼用空気供給路１５の上流側部分と下流
側部分の２箇所を配置し、その上流側部分と下流
側部分との間において前記燃焼用空気供給路１５
に、酸素優先透過膜を備えた酸素富化装置１６を
設け、前記酸素富化装置１６に供給される空気が
60〜80℃になるように前記熱交換器１２を形成し
てある産業廃棄物溶融炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143376A JPS5845407A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 産業廃棄物溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143376A JPS5845407A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 産業廃棄物溶融炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5845407A JPS5845407A (ja) | 1983-03-16 |
| JPH0160728B2 true JPH0160728B2 (ja) | 1989-12-25 |
Family
ID=15337340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143376A Granted JPS5845407A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 産業廃棄物溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845407A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6146812A (ja) * | 1984-08-14 | 1986-03-07 | Babcock Hitachi Kk | 脱水ケ−キ燃焼方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3766866A (en) * | 1972-03-13 | 1973-10-23 | Air Preheater | Thermal waste converter |
| JPS5838693B2 (ja) * | 1977-08-31 | 1983-08-24 | 大阪瓦斯株式会社 | 産業廃棄物用処理炉 |
-
1981
- 1981-09-10 JP JP56143376A patent/JPS5845407A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5845407A (ja) | 1983-03-16 |
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