JPH08219437A - 排ガスダクト及び高温排ガスの処理方法 - Google Patents

排ガスダクト及び高温排ガスの処理方法

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JPH08219437A
JPH08219437A JP7026495A JP2649595A JPH08219437A JP H08219437 A JPH08219437 A JP H08219437A JP 7026495 A JP7026495 A JP 7026495A JP 2649595 A JP2649595 A JP 2649595A JP H08219437 A JPH08219437 A JP H08219437A
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JP
Japan
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exhaust gas
duct
gas
air
temperature
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Withdrawn
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JP7026495A
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English (en)
Inventor
Hiroki Honda
裕姫 本多
Satoshi Okuno
敏 奥野
Kenichi Sato
憲一 佐藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 COやダストを含有する高温の排ガスの処理
に適した排ガスダクト及びそれを用いた高温の排ガス処
理方法に関する。 【構成】 排ガスダクト内周に通気可能なセラミック多
孔体の内筒を設け、該内筒と前記ダクトとの間に長さ方
向に区画された風室を形成し、前記ダクトにそれぞれ風
室の各区画に連通する気体供給ノズルを設け、排ガス流
入側の区画内には不活性ガスを、排ガス出口側の区画内
には空気を供給できるように構成してなることを特徴と
する排ガスダクト及びそれを用いた高温の排ガス処理方
法。 【効果】 サーマルNOxが生成せず、COの完全燃焼
がはかれ、かつ、一部溶融したダストがダクト内へ固着
・堆積し閉塞するトラブルを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は焼却灰の資源化処理など
に適用されるプラズマ加熱炉などから出るCOやダスト
を含有する高温の排ガスの処理に適した排ガスダクト及
びそれを用いた高温の排ガス処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、焼却灰の減容・無害化処理法とし
て高温処理による溶融固化法が採用されつつあるが、焼
却灰中に含まれる低融点物質がガス状で揮散し、冷却さ
れて炉出口ダクトへ固着したり、飛散ダクトが炉出口ダ
クトへ付着堆積したりするなどによる炉出口ダクト閉塞
トラブルが発生し、連続運転が不能となったり、COが
排出されるなど、高温の排ガスの処理方法がこの種の高
温プラントのネックとなっている。
【0003】このような問題点を解決した高温排ガスの
処理技術として図5に示す排ガスダクトが提案されてい
る(特開平3−288584号公報)。図5は排ガスダ
クトの縦断面図、図6(a)は図5のA−A矢視図、図
6(b)は図5のB−B矢視図である。図5、図6にお
いて、1はダクト(ケーシング)、2は発泡セラミック
などの通気可能な耐熱性多孔体、3は風室、4は空気な
どの気体供給ノズル、5は多孔体押えフランジ、6は多
孔体固定用金具、7は入口排ガス、8は出口排ガス、9
は空気などの気体である。この排ガスダクトにおいて気
体9は気体供給ノズル4から風室3に送り込まれ、多孔
体2からダクト1の内部に噴射されることによって、低
沸点物質や飛散ダストをパージするので、ダクトの閉塞
が防止できる。冷却・パージ用として空気を供給するこ
とにより、未燃ガス(COなど)の燃焼促進も可能とな
る。しかしながら、高温の排ガスに空気を供給した場
合、今度はいわゆるサーマルNOxの発生という問題生
じる。この問題はとくにN2プラズマ溶融炉などから出
るN2 高温排ガスの場合に顕著である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
に鑑み、CO及びダストを含有する高温(通常1000
℃以上)の排ガスに適用でき、従来どうりCOガスを完
全に燃焼させることができ、しかもサーマルNOxの生
成が抑制され、かつ、一部溶融しているダスト類が煙道
(ダクト)内に溶着、固着することがなく、安定した連
続運転が可能な排ガスダクト及びそれを用いた高温排ガ
スの処理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)排ガスダ
クト内周に通気可能なセラミック多孔体の内筒を設け、
該内筒と前記ダクトとの間に長さ方向に区画された風室
を形成し、前記ダクトにそれぞれ風室の各区画に連通す
る気体供給ノズルを設け、排ガス流入側の区画内には不
活性ガスを、排ガス出口側の区画内には空気を供給でき
るように構成してなることを特徴とする排ガスダクト、
(2)前記風室の各区画に対応する排ガス流通部に排ガ
ス温度計測手段を設け、排ガス温度が設定値以上の区画
内には不活性ガスを、排ガス温度が設定値未満の区画内
には空気を供給するように構成してなることを特徴とす
る前記(1)の排ガスダクト、(3)前記各気体供給ノ
ズルの先端出口に気体分配手段を設けてなることを特徴
とする前記(1)又は(2)の排ガスダクト及び(4)
排ガスダクト内周に通気可能なセラミック多孔体の内筒
を設け、該内筒と前記ダクトとの間に長さ方向に区画さ
れた風室を形成し、前記ダクトにそれぞれ風室の各区画
に連通する気体供給ノズルを設け、前記風室の各区画に
対応する排ガス流通部に排ガス温度計測手段を設けた排
ガスダクトに、CO及びダストを含有する高温の排ガス
を通し、排ガス温度が設定値を超える領域の区画には不
活性ガスを供給し、排ガス温度が設定値以下の領域では
空気を供給して冷却することを特徴とする高温排ガスの
処理方法、である。
【0006】本発明の排ガスダクトは、高温排ガス煙道
(ダクト)の内側に、発泡セラミックス等の通気性のあ
る耐熱性多孔体からなる内筒を配し、その内筒と排ガス
ダクトとの間に風室を設けると共に、排ガスの流れ方向
に多区画に分割された構造とし、各区画にはそれぞれ気
体吹き込みノズルが設けられている。風室の各区画内に
供給された気体は、多孔体である内筒を通過し、排ガス
流通部を流れる排ガス中に噴射され、排ガスを冷却す
る。
【0007】本発明の好ましい態様として、前記風室の
各区画に対応する排ガス流通部に排ガス温度計測手段を
設け、排ガス温度が設定値(例えば900℃)を超える
区画内にはN2 などの不活性ガスを、排ガス温度が設定
値以下の区画内には空気を供給するように構成する。な
お、通常の場合、排ガス温度が各区画毎に明確に異なる
ことはないので、境界付近の上流側の区画での不活性ガ
スの供給量を調整し、区画付近での温度が設定値に近く
なるよう制御するのが好ましい。
【0008】
【作用】高温(例えば1000℃以上)のCO及びダス
トを含有する排ガスを処理する場合、そのまま空気と接
触させて冷却すると、COの完全燃焼は可能であるが、
サーマルNOxの生成割合が多くなる。また、高温領域
ではダスト中の低融点物質は液体で存在し、冷却により
固体へと相変化するが、これらの液相を介するダスト類
がダクト内壁に固着したりなどして閉塞トラブルの原因
となる。
【0009】本発明の排ガスダクトでは、高温のCO及
びダストを含有する排ガスの冷却操作において、サーマ
ルNOxの生成反応が進行し易い高温領域(通常、約9
00℃以上)での冷却にはN2 などの不活性ガスを使用
し、また、COを完全燃焼させ、かつダスト中の低融点
物質を固体状とするための中温領域(通常約900℃〜
750℃)では冷却媒体として空気を使用することによ
り燃焼の促進をはかっている。
【0010】さらに、溶融による液相を介するダストの
ダクト内壁への溶着、固着防止については、二重構造と
した耐熱性多孔体内筒内面の全面から、均等に冷却用ガ
スを噴射することにより、ダクト内堆積、固着を防止し
ている。
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。本発明の排ガスダクトを高温排ガス処理に適用
した例を図1に示す。また、図2は排ガスダクトの縦断
面図、図3(a)及び(b)はそれぞれ図2のA−A矢
視図及びB−B矢視図である。
【0012】図1〜図3において、1はダクト(ケーシ
ング)、2は発泡セラミックなどの通気可能な耐熱性多
孔体(以下、多孔体という)、3は風室、4はN2 ガス
などの不活性ガスや空気などの気体供給ノズル、5は多
孔体押えフランジ、6は多孔体固定用金具、7は入口排
ガス、8は出口排ガス、9は不活性ガスや空気などの気
体である。
【0013】気体9としては高温領域では不活性ガス、
中温領域では空気を使用し、気体供給ノズル4から風室
3に送り込まれ、多孔体2からダクト1の内部に噴射す
ることによって、サーマルNOxの生成を抑制し、CO
ガスの完全燃焼をはかるとともに、液相が介在するダス
トの内壁への固着によるダクトの閉塞トラブルを防止す
ることができる。不活性ガスとしては例えばN2 、Ar
などが用いられる。
【0014】この実施例では、溶融炉出口部に図1、2
に示した構成の排ガスダクトを設けて1300〜170
0℃の排ガスを処理した。排ガス流通部14内に設置し
た熱電対等の温度計13により各風室区画出口部の排ガ
ス温度を測定し、温度が900℃までの区画には不活性
ガスであるN2 を供給して冷却し、その後流側(排ガス
温度が900℃以下)の区画には空気を供給して冷却し
た。その境界部での制御は次のようにして行った。すな
わち、図1において温度計TIR2が900℃となるよ
うに設定し、温度計TIR2が900℃以上のときは流
量調整弁を開、流量調整弁を閉として流量を調整し
ながらN2 を供給する。また、温度計TIR2が900
℃未満のときは流量調整弁を閉、流量調整弁を開と
して流量を調整しながら空気を供給してCOを燃焼させ
るようにする。
【0015】この実施例では、図2中、L/D=0.5
〜10とし、多孔体2を通して供給される気体の流速
は、冷却される高温排ガスの流速に対して、0.05〜
2.0の範囲で運転操作し、かつ、各風室区画出口部の
排ガス温度を測定し、不活性ガスでの冷却を900℃程
度までとし、その後流側では空気冷却することにより、
NOxの生成を抑制し、COの完全燃焼、排ガスダクト
内壁へのダスト付着・固着・堆積などのトラブルを防止
でき、安定な連続運転が可能であった。なお、該噴射気
体の速度比の範囲は対象ガス、低沸点物質や飛散ダスト
の種類や濃度等によって多少異なり、被処理ガスによっ
ては極少量を送気すれば前記トラブルを防止できるもの
もあった。
【0016】また、気体供給ノズル4としては種々の形
式のものが適用できるが、他の実施例として、気体供給
ノズル4に各区画毎の多孔体2全表面での噴出速度を均
一化するための機能を付加すべく改良した実施例を図4
(a)〜(c)に示す。これらの図は図2のC−C矢視
図に相当するものである。
【0017】図4(a)は気体供給ノズル4をダクト1
の接線方向に取付け、風室3内に旋回流で均一送気し得
るようにしたものであり、図4(b)は気体供給ノズル
4先端部に空気分配管10を設けたものであり、また、
図4(c)は気体供給ノズル4先端部に多孔体分配体1
1を取り付けたもので、これらにより、各区画毎の多孔
体2から噴出される気体流速を一様に均一化が可能であ
り、図1〜図3によって説明した態様のものと同様に、
安定な連続運転が可能であった。なお、図4中の12は
気体供給ノズル4の案内管である。
【0018】耐熱性多孔体2の材質としてはコージェラ
イト、アルミナ含有コージェライト、アルミナ、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、その他金属(SUSなど)の多孔性
焼結体などが使用可能である。
【0019】ちなみに不活性ガス、空気等の供給ガスは
常温のものを用いたが、耐熱性多孔体の両面における温
度差が著しいため、用いる多孔体の材質によっては加温
したガスを供給するのが好ましい場合もある。
【0020】
【発明の効果】ダスト及びCOを含有する高温の排ガス
を冷却処理するに当たり、本発明の排ガスダクトを採用
し、排ガスの温度領域により冷却ガスの種類を変えるこ
とにより、サーマルNOxが生成せず、COの完全燃焼
がはかれ、かつ、一部溶融したダストがダクト内へ固着
・堆積し閉塞するトラブルを防止できるので、安定した
連続運転が可能で低公害な高温排ガス処理法を提供で
き、その工業的効果は顕著である。また、排ガス温度を
検知しながら不活性ガスの供給を行うことにより、高価
な不活性ガスの消費量を抑制し、より安価な処理を行う
ことができる。
【0021】本発明の排ガスダクト及びそれを使用した
高温の排ガス処理方法は、特にN2プラズマ加熱炉排ガ
スなどダスト及びCOを含有するN2 主体の高温排ガス
の処理に好適であるあが、他形式の溶融炉などの高温排
ガス処理操作にも適用可能である。
【図面な簡単な説明】
【図1】本発明の排ガスダクトを高温排ガス処理に適用
した例を示す説明図。
【図2】図1の排ガスダクトの縦断面図。
【図3】図2のA−A及びB−B矢視図。
【図4】図2の気体供給ノズルの他の形式をしめすC−
C矢視図。
【図5】従来の溶融炉の排ガスダクトの一態様の説明
図。
【図6】図5のA−A及びB−B矢視図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排ガスダクト内周に通気可能なセラミッ
    ク多孔体の内筒を設け、該内筒と前記ダクトとの間に長
    さ方向に区画された風室を形成し、前記ダクトにそれぞ
    れ風室の各区画に連通する気体供給ノズルを設け、排ガ
    ス流入側の区画内には不活性ガスを、排ガス出口側の区
    画内には空気を供給するように構成してなることを特徴
    とする排ガスダクト。
  2. 【請求項2】 前記風室の各区画に対応する排ガス流通
    部に排ガス温度計測手段を設け、排ガス温度が設定値以
    上の区画内には不活性ガスを、排ガス温度が設定値未満
    の区画内には空気を供給するように構成してなることを
    特徴とする請求項1記載の排ガスダクト。
  3. 【請求項3】 前記各気体供給ノズルの先端出口に気体
    分配手段を設けてなることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の排ガスダクト。
  4. 【請求項4】 排ガスダクト内周に通気可能なセラミッ
    ク多孔体の内筒を設け、該内筒と前記ダクトとの間に長
    さ方向に区画された風室を形成し、前記ダクトにそれぞ
    れ風室の各区画に連通する気体供給ノズルを設け、前記
    風室の各区画に対応する排ガス流通部に排ガス温度計測
    手段を設けた排ガスダクトに、CO及びダストを含有す
    る高温の排ガスを通し、排ガス温度が設定値を超える領
    域の区画には不活性ガスを供給し、排ガス温度が設定値
    以下の領域では空気を供給して冷却することを特徴とす
    る高温排ガスの処理方法。
JP7026495A 1995-02-15 1995-02-15 排ガスダクト及び高温排ガスの処理方法 Withdrawn JPH08219437A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11304137A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 灰溶融炉の排ガス処理方法及び灰溶融炉
JP2007071423A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Takuma Co Ltd 二次燃焼装置
CN107327860A (zh) * 2017-08-22 2017-11-07 厦门理工学院 一种烟道防灰装置及其工作方法
WO2024255900A1 (zh) * 2023-06-16 2024-12-19 拉普拉斯新能源科技股份有限公司 气体冷却装置及热炉

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