JPH08110023A - 有機系廃棄物の燃焼方法 - Google Patents
有機系廃棄物の燃焼方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機系廃棄物の燃焼方法に関する。
【構成】 有機系廃棄物を、燃焼炉中で空気と水蒸気又
は空気と水蒸気と燃焼排ガスとを混合して酸素濃度を１
０〜２１％に調整した支燃ガスにより燃焼させることを
特徴とする有機系廃棄物の燃焼方法及び前記燃焼方法に
より発生した燃焼排ガスから熱交換器により熱エネルギ
を水蒸気として回収し、得られた水蒸気の一部を燃焼炉
に供給する水蒸気として使用することを特徴とする有機
系廃棄物の燃焼方法。 【効果】 すすやタールの発生や未燃固定炭素の残留が
なく、円滑な燃焼が可能で、蒸気発生などによりエネル
ギの回収も可能である。
は空気と水蒸気と燃焼排ガスとを混合して酸素濃度を１
０〜２１％に調整した支燃ガスにより燃焼させることを
特徴とする有機系廃棄物の燃焼方法及び前記燃焼方法に
より発生した燃焼排ガスから熱交換器により熱エネルギ
を水蒸気として回収し、得られた水蒸気の一部を燃焼炉
に供給する水蒸気として使用することを特徴とする有機
系廃棄物の燃焼方法。 【効果】 すすやタールの発生や未燃固定炭素の残留が
なく、円滑な燃焼が可能で、蒸気発生などによりエネル
ギの回収も可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機系廃棄物の燃焼方
法、さらに詳しくはすすやタールの発生や未燃固定炭素
の残留がなく、円滑な燃焼が可能で、蒸気発生などによ
りエネルギの回収も可能な有機系廃棄物の燃焼方法に関
する。
法、さらに詳しくはすすやタールの発生や未燃固定炭素
の残留がなく、円滑な燃焼が可能で、蒸気発生などによ
りエネルギの回収も可能な有機系廃棄物の燃焼方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の廃タイヤ、廃プラスチックスなど
の有機系廃棄物の燃焼装置では、空気あるいは空気と燃
焼排ガスを混合した支燃ガスによる燃焼を行っている。
の有機系廃棄物の燃焼装置では、空気あるいは空気と燃
焼排ガスを混合した支燃ガスによる燃焼を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】廃タイヤを例にとると
その組成は揮発分が５０〜６０％、固定炭素が２０〜３
０％、スチールや灰分などの無機質が１０〜１５％とな
っている。廃タイヤは弾性体でスチール線を含むため微
細化が難しく、丸ごとあるいは１０ｃｍ程度の大きさに
切断してストーカあるいはキルンで燃焼させている。こ
のような燃焼方法においては次のような問題がある。 （１）空気燃焼させると揮発分が急速に分解、燃焼する
ため、局所的に１５００℃以上の高温となり、炉を傷め
るばかりでなく、火炎からは多量のススやタールが発生
し、後処理が必要となる。 （２）揮発分が揮発したあとに残る固定炭素は燃焼速度
が遅く、無機質と混合した状態で残渣となり、その処理
に困ることがある。 （３）一方、空気と燃焼排ガスを混合したガスにより燃
焼させると、上記（１）の問題は軽減されるが、残留す
る固定炭素が増加するため上記（２）の問題が増大し、
全体としての問題解決とはならない。
その組成は揮発分が５０〜６０％、固定炭素が２０〜３
０％、スチールや灰分などの無機質が１０〜１５％とな
っている。廃タイヤは弾性体でスチール線を含むため微
細化が難しく、丸ごとあるいは１０ｃｍ程度の大きさに
切断してストーカあるいはキルンで燃焼させている。こ
のような燃焼方法においては次のような問題がある。 （１）空気燃焼させると揮発分が急速に分解、燃焼する
ため、局所的に１５００℃以上の高温となり、炉を傷め
るばかりでなく、火炎からは多量のススやタールが発生
し、後処理が必要となる。 （２）揮発分が揮発したあとに残る固定炭素は燃焼速度
が遅く、無機質と混合した状態で残渣となり、その処理
に困ることがある。 （３）一方、空気と燃焼排ガスを混合したガスにより燃
焼させると、上記（１）の問題は軽減されるが、残留す
る固定炭素が増加するため上記（２）の問題が増大し、
全体としての問題解決とはならない。
【０００４】本発明は、上記技術水準に鑑み、従来法の
問題点を解決しうる有機系廃棄物の燃焼方法を提供しよ
うとするものである。
問題点を解決しうる有機系廃棄物の燃焼方法を提供しよ
うとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は（１）有機系廃
棄物を、燃焼炉中で空気と水蒸気又は空気と水蒸気と燃
焼排ガスとを混合して酸素濃度を１０〜２１％に調整し
た支燃ガスにより燃焼させることを特徴とする有機系廃
棄物の燃焼方法、（２）前記（１）の燃焼方法により発
生した燃焼排ガスから熱交換器により熱エネルギを水蒸
気として回収し、得られた水蒸気の一部を燃焼炉に供給
する水蒸気として使用することを特徴とする有機系廃棄
物の燃焼方法、である。
棄物を、燃焼炉中で空気と水蒸気又は空気と水蒸気と燃
焼排ガスとを混合して酸素濃度を１０〜２１％に調整し
た支燃ガスにより燃焼させることを特徴とする有機系廃
棄物の燃焼方法、（２）前記（１）の燃焼方法により発
生した燃焼排ガスから熱交換器により熱エネルギを水蒸
気として回収し、得られた水蒸気の一部を燃焼炉に供給
する水蒸気として使用することを特徴とする有機系廃棄
物の燃焼方法、である。
【０００６】
【作用】空気中での有機系廃棄物の燃焼メカニズムは次
のとおりである。 火炎からの輻射、電熱により表面が加熱され、熱分解
し、式（１）により炭化水素ラジカル（・Ｃn1Ｈm1）を
発生する。
のとおりである。 火炎からの輻射、電熱により表面が加熱され、熱分解
し、式（１）により炭化水素ラジカル（・Ｃn1Ｈm1）を
発生する。
【化１】 Ｃn Ｈm → ・Ｃn1Ｈm1−Ｑ1 （ｎ＞ｎ1 ，ｍ＞ｍ1 ） （１）
【０００７】炭化水素ラジカル（・Ｃn1Ｈm1）が周囲
から拡散してくる酸素と反応し、火炎を形成する（式
（２））。このとき、炭化水素ラジカルの発生速度が大
きいと酸素の拡散が間に合わず炭化水素ラジカル同士の
重・縮合反応が起こり、スス、タールが発生する（式
（３））。
から拡散してくる酸素と反応し、火炎を形成する（式
（２））。このとき、炭化水素ラジカルの発生速度が大
きいと酸素の拡散が間に合わず炭化水素ラジカル同士の
重・縮合反応が起こり、スス、タールが発生する（式
（３））。
【化２】 ・Ｃn1Ｈm1＋Ｏ2 （多）→ ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋Ｑ2 （２） ・Ｃn1Ｈm1＋Ｏ2 （少）→ ＣＨx （ｘ＜＜１）＋Ｈ2 Ｏ＋Ｑ3 （３）
【０００８】一方、有機系廃棄物中の固定炭素は反応
速度が遅く、しかも炭化水素ラジカルが酸素を奪うた
め、未反応のまま残留する可能性が高い。
速度が遅く、しかも炭化水素ラジカルが酸素を奪うた
め、未反応のまま残留する可能性が高い。
【０００９】これに対し本発明の燃焼方法では、空気で
はなく、空気と水蒸気又は空気と水蒸気と燃焼排ガスと
を混合し酸素濃度を１０〜２１％とした支燃ガスを用い
ているので、次のような効果がある。 炭化水素ラジカルと酸素の反応熱を空気中の窒素のほ
か、水蒸気、二酸化炭素により吸熱するため、全体の吸
熱量が増加し火炎温度が低下する。 従って、炭化水素ラジカルの発生速度が抑制され、酸
素が十分に拡散し、すすやタールの発生が抑制される。
はなく、空気と水蒸気又は空気と水蒸気と燃焼排ガスと
を混合し酸素濃度を１０〜２１％とした支燃ガスを用い
ているので、次のような効果がある。 炭化水素ラジカルと酸素の反応熱を空気中の窒素のほ
か、水蒸気、二酸化炭素により吸熱するため、全体の吸
熱量が増加し火炎温度が低下する。 従って、炭化水素ラジカルの発生速度が抑制され、酸
素が十分に拡散し、すすやタールの発生が抑制される。
【００１０】固定炭素も酸素が十分拡散して燃焼する
とともに、水蒸気とも反応して一酸化炭素、水素となっ
た後燃焼する（式（４），（５））。
とともに、水蒸気とも反応して一酸化炭素、水素となっ
た後燃焼する（式（４），（５））。
【化３】 Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ ＣＯ＋Ｈ2 −Ｑ4 （４） ＣＯ＋Ｈ2 ＋Ｏ2 → ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋Ｑ5 （５）
【００１１】ただし、酸素濃度が１０％以下になると熱
分解により発生した炭化水素ラジカル及び固定炭素が水
蒸気と反応して発生した一酸化炭素及び水素が爆発限界
以下となり、燃焼することなく未燃ガスとして排出され
るようになる。すなわち、酸素濃度とスス、タールの発
生量及び未燃ガス成分の発生量の関係は図３のようにな
り、酸素濃度は１０〜２１％の範囲が適正であることが
わかる。
分解により発生した炭化水素ラジカル及び固定炭素が水
蒸気と反応して発生した一酸化炭素及び水素が爆発限界
以下となり、燃焼することなく未燃ガスとして排出され
るようになる。すなわち、酸素濃度とスス、タールの発
生量及び未燃ガス成分の発生量の関係は図３のようにな
り、酸素濃度は１０〜２１％の範囲が適正であることが
わかる。
【００１２】以下、図１により本発明の有機系廃棄物の
燃焼方法の一態様を説明する。本発明の燃焼方法におい
ては図１に示すように、燃焼炉２に有機系廃棄物１と空
気３、水蒸気５、さらに必要により燃焼排ガス４を混合
して酸素濃度を調整した支燃ガスを供給して燃焼させ
る。発生した燃焼ガス８からは熱交換器９により水蒸気
１０として熱エネルギを回収し、その一部は燃焼炉２に
供給する。さらに、燃焼排ガス１１は必要に応じてその
一部を燃焼炉２に供給し、残りは脱塵、脱硫などの低公
害化装置１２により低公害化処理を行った後、処理済み
排ガス１３として大気中に放出する。
燃焼方法の一態様を説明する。本発明の燃焼方法におい
ては図１に示すように、燃焼炉２に有機系廃棄物１と空
気３、水蒸気５、さらに必要により燃焼排ガス４を混合
して酸素濃度を調整した支燃ガスを供給して燃焼させ
る。発生した燃焼ガス８からは熱交換器９により水蒸気
１０として熱エネルギを回収し、その一部は燃焼炉２に
供給する。さらに、燃焼排ガス１１は必要に応じてその
一部を燃焼炉２に供給し、残りは脱塵、脱硫などの低公
害化装置１２により低公害化処理を行った後、処理済み
排ガス１３として大気中に放出する。
【００１３】図２は本発明の有機系廃棄物の燃焼方法を
実施するための燃焼炉の１例を示す概略図である。図２
において、廃タイヤ、廃プラスチックスなどの有機系廃
棄物１を燃焼炉２に供給する。燃焼炉２には空気３と水
蒸気５をストーカ６の下部から供給する。このとき酸素
濃度は１０〜２１％となるようにする。例えば、空気：
水蒸気の比率を１：０．５として供給すると酸素濃度は
１５％となる。さらに必要により酸素濃度調整のため燃
焼排ガス４を加えてもよい。酸素濃度調整用のガスとし
ては水蒸気が好ましい。その理由は水蒸気は前記の式
（４）に示すように固定炭素とガス化反応し、その際の
吸熱が大きく燃焼場の温度を低下させる効果が大きく、
発生したＣＯ、Ｈ2 もさらに酸素があれば容易に完全燃
焼できるためである。しかし、水蒸気は通常、後置のボ
イラから供給されるので水蒸気の使用量が多くなりすぎ
ると有効利用できる蒸気量が少なくなるので、その一部
を燃焼排ガスで置換してもよい。
実施するための燃焼炉の１例を示す概略図である。図２
において、廃タイヤ、廃プラスチックスなどの有機系廃
棄物１を燃焼炉２に供給する。燃焼炉２には空気３と水
蒸気５をストーカ６の下部から供給する。このとき酸素
濃度は１０〜２１％となるようにする。例えば、空気：
水蒸気の比率を１：０．５として供給すると酸素濃度は
１５％となる。さらに必要により酸素濃度調整のため燃
焼排ガス４を加えてもよい。酸素濃度調整用のガスとし
ては水蒸気が好ましい。その理由は水蒸気は前記の式
（４）に示すように固定炭素とガス化反応し、その際の
吸熱が大きく燃焼場の温度を低下させる効果が大きく、
発生したＣＯ、Ｈ2 もさらに酸素があれば容易に完全燃
焼できるためである。しかし、水蒸気は通常、後置のボ
イラから供給されるので水蒸気の使用量が多くなりすぎ
ると有効利用できる蒸気量が少なくなるので、その一部
を燃焼排ガスで置換してもよい。
【００１４】このような条件で燃焼させることにより、
有機系廃棄物１はすす、タールを発生せず、固定炭素も
残留することなく完全燃焼し、ストーカ６上に無機物質
７のみが残留するのでこれを排出する。このときの燃焼
温度は１０００〜１５００℃である。
有機系廃棄物１はすす、タールを発生せず、固定炭素も
残留することなく完全燃焼し、ストーカ６上に無機物質
７のみが残留するのでこれを排出する。このときの燃焼
温度は１０００〜１５００℃である。
【００１５】燃焼ガス８からは熱交換器９により水蒸気
１０を発生させ、エネルギの回収を行う。ここで発生さ
せた水蒸気の一部は燃焼炉２に供給する水蒸気５として
利用することができる。さらに燃焼排ガス１１は無公害
化装置１２により処理された後、処理済み排ガス１３と
して大気中へ放出される。なお、この燃焼排ガス１１の
一部を、必要により燃焼炉に供給する燃焼排ガス４とし
て使用する。
１０を発生させ、エネルギの回収を行う。ここで発生さ
せた水蒸気の一部は燃焼炉２に供給する水蒸気５として
利用することができる。さらに燃焼排ガス１１は無公害
化装置１２により処理された後、処理済み排ガス１３と
して大気中へ放出される。なお、この燃焼排ガス１１の
一部を、必要により燃焼炉に供給する燃焼排ガス４とし
て使用する。
【００１６】
【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。 （実施例１）図２に示す燃焼炉（直径３ｍ，高さ７ｍ）
を用いて、廃タイヤ（揮発分：５０〜６０％、固定炭
素：２０〜３０％、無機質：１０〜１５％）の燃焼試験
を行った。支燃ガスとして空気と水蒸気を１：０．５の
割合で混合し酸素濃度を１５％に調整したガスと、空
気、水蒸気及び燃焼排ガスを１：０．２５：０．２５の
割合で混合し酸素濃度を１５％に調整したガスとを用い
て燃焼させた。このときの供給量は廃タイヤが１ｔ／ｈ
で空気量は１２ｔ／ｈとした。いずれの場合も燃焼温度
は１０００〜１５００℃の範囲であり、燃焼排ガスの主
成分はＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ、Ｎ2 で、すすやタールの発生は
なく、また、燃焼残渣もタイヤ中のスチール分と無機成
分のみで固定炭素の残留は認められず、良好な燃焼結果
が得られた。前記の空気、水蒸気及び燃焼排ガスを使用
した例では約７ｔ／ｈ（７ｋｇｆ／ｃｍ2 、１８０℃）
の蒸気を回収することができた。
的に説明する。 （実施例１）図２に示す燃焼炉（直径３ｍ，高さ７ｍ）
を用いて、廃タイヤ（揮発分：５０〜６０％、固定炭
素：２０〜３０％、無機質：１０〜１５％）の燃焼試験
を行った。支燃ガスとして空気と水蒸気を１：０．５の
割合で混合し酸素濃度を１５％に調整したガスと、空
気、水蒸気及び燃焼排ガスを１：０．２５：０．２５の
割合で混合し酸素濃度を１５％に調整したガスとを用い
て燃焼させた。このときの供給量は廃タイヤが１ｔ／ｈ
で空気量は１２ｔ／ｈとした。いずれの場合も燃焼温度
は１０００〜１５００℃の範囲であり、燃焼排ガスの主
成分はＣＯ2 、Ｈ2 Ｏ、Ｎ2 で、すすやタールの発生は
なく、また、燃焼残渣もタイヤ中のスチール分と無機成
分のみで固定炭素の残留は認められず、良好な燃焼結果
が得られた。前記の空気、水蒸気及び燃焼排ガスを使用
した例では約７ｔ／ｈ（７ｋｇｆ／ｃｍ2 、１８０℃）
の蒸気を回収することができた。
【００１７】（実施例２）実施例１の燃焼試験におい
て、支燃ガスに添加する水蒸気として燃焼排ガスとの熱
交換により発生させた５００℃の水蒸気を使用したが、
同様に良好な燃焼結果が得られた。
て、支燃ガスに添加する水蒸気として燃焼排ガスとの熱
交換により発生させた５００℃の水蒸気を使用したが、
同様に良好な燃焼結果が得られた。
【００１８】
【発明の効果】本発明の方法によれば、有機系廃棄物を
すすやタールを発生させることなく、また、固定炭素を
残留させることなく、かつ高温で炉を傷めることもな
く、燃焼させることができる。また、燃焼条件の制御に
必要な水蒸気及び燃焼排ガスは、同一プロセス内から供
給することができるので、極めて合理的な燃焼方法とな
る。
すすやタールを発生させることなく、また、固定炭素を
残留させることなく、かつ高温で炉を傷めることもな
く、燃焼させることができる。また、燃焼条件の制御に
必要な水蒸気及び燃焼排ガスは、同一プロセス内から供
給することができるので、極めて合理的な燃焼方法とな
る。
【図１】本発明の有機系廃棄物の燃焼方法の一態様を示
す説明図。
す説明図。
【図２】本発明の燃焼方法を実施するための燃焼炉の１
例を示す概略図。
例を示す概略図。
【図３】有機系廃棄物の燃焼時の酸素濃度とスス、ター
ルの発生量及び未燃ガス成分の発生量の関係を模式的に
示すグラフ。
ルの発生量及び未燃ガス成分の発生量の関係を模式的に
示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ１０Ｊ 3/16
Claims (2)
- 【請求項１】 有機系廃棄物を、燃焼炉中で空気と水蒸
気又は空気と水蒸気と燃焼排ガスとを混合して酸素濃度
を１０〜２１％に調整した支燃ガスにより燃焼させるこ
とを特徴とする有機系廃棄物の燃焼方法。 - 【請求項２】 請求項１の燃焼方法により発生した燃焼
排ガスから熱交換器により熱エネルギを水蒸気として回
収し、得られた水蒸気の一部を燃焼炉に供給する水蒸気
として使用することを特徴とする有機系廃棄物の燃焼方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245028A JPH08110023A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 有機系廃棄物の燃焼方法 |
| DE69535239T DE69535239T2 (de) | 1994-07-20 | 1995-07-14 | Verbrennung von organischen Abfällen |
| EP95111105A EP0693539B1 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-14 | Combustion of organic wastes |
| ES95111105T ES2271943T3 (es) | 1994-07-20 | 1995-07-14 | Combustion de residuos organicos. |
| EP01126575A EP1207341A3 (en) | 1994-10-11 | 1995-07-14 | Method for the combustion of organic waste in a combustion furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245028A JPH08110023A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 有機系廃棄物の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110023A true JPH08110023A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17127511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245028A Withdrawn JPH08110023A (ja) | 1994-07-20 | 1994-10-11 | 有機系廃棄物の燃焼方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1207341A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08110023A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR75008B (ja) * | 1980-10-06 | 1984-07-12 | Energy Equip | |
| JPS5837415A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-04 | 株式会社 タクマ | 低ＮＯｘ用ごみ焼却炉 |
| JPS6029510A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-14 | Hitachi Zosen Corp | 蒸気吹込みによる焼却炉のΝＯｘ低減方法 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP6245028A patent/JPH08110023A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-07-14 EP EP01126575A patent/EP1207341A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1207341A2 (en) | 2002-05-22 |
| EP1207341A3 (en) | 2002-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |