JPH10185142A - 排煙の二次焼却方法及び装置 - Google Patents

排煙の二次焼却方法及び装置

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JPH10185142A
JPH10185142A JP34621596A JP34621596A JPH10185142A JP H10185142 A JPH10185142 A JP H10185142A JP 34621596 A JP34621596 A JP 34621596A JP 34621596 A JP34621596 A JP 34621596A JP H10185142 A JPH10185142 A JP H10185142A
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fuel
combustion
combustion chamber
flue gas
air
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JP34621596A
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Shinji Ohama
信次 大濱
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NIPPON KANKYO GIKEN KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物を焼却した際に発生する排煙中に含ま
れる有害物質の略全てを焼却して除去又は無害化し、清
浄な排煙のみを排出し得る排煙の二次焼却方法及び装置
を得る。 【解決手段】 円筒状に形成された燃焼室12の底部に
形成された燃料溝16内に溜められた廃油18等の燃料
をバーナー34の火炎により着火し、該着火された廃油
18に燃料気化ノズル32を介して加熱された気化空気
を吹付けて燃焼室12内を旋回する空気流を生じさせて
廃油18の気化、燃焼を促進する。送風管22の垂直部
23に設けられた空気放出孔28を介して燃焼用の空気
を燃焼室12内に導入し、廃油18の燃焼を促進させて
燃焼温度を1500〜1600℃に上昇、維持すると共
に、該廃油18の燃焼する燃焼室12内に処理対象の排
煙を導入して排煙中の有害物質を焼却して除去又は無害
化した後排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ゴム、プラスチッ
ク、その他の廃棄物を焼却した際に発生する排煙中に含
まれる有害物質を除去又は無害化して排出するために、
排煙を二次焼却する方法及び装置に関し、より詳細には
焼却炉、ボイラー、その他の燃焼室を備える各種装置
(本明細書において、これらを総称して「焼却炉」とい
う)の燃焼室内で、廃棄されたタイヤ、プラスチック、
塗料等の各種樹脂製品、その他の各種産業廃棄物や一般
家庭より排出される種々のゴミなどの廃棄物を焼却した
際に発生した排煙を、燃料、特に自動車、その他の各種
機械器具に使用されたエンジンオイル、ミッションオイ
ルその他の交換により廃棄された潤滑油(本明細書にお
いて「廃油」という)を高温で燃焼させた燃焼室内に導
入して焼却し、無色、無臭、無害化された排煙を排出す
るための排煙の二次焼却方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の廃棄物を焼却すると、この焼却に
より生じたすすや各種燃えかす等の粉塵、悪臭、有害物
質等が排煙に混ざって大気放出され、該排煙による公害
が生じている。
【0003】特に、廃棄されたタイヤや、プラスチッ
ク、塗料、その他の各種樹脂製品を焼却した際に生ずる
排煙中には、前記粉塵や悪臭の他に一酸化炭素、炭化水
素、窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素、ダイオキシン
等の各種の有害物質が含まれ、このような各種有害物質
を含んだ排煙をそのまま大気放出すれば、大気汚染や環
境破壊の発生は必至である。中でも、発癌性物質として
知られるダイオキシン等の特に毒性の強い有害物質の排
出は、癌の発生、動植物の奇形の発生や公害病の原因と
なるなど、周辺環境に与える影響は重大であり避けられ
るべきである。そのため、このような有害物質を排煙中
より除去する方法が従来より模索されている。
【0004】このような有害物質の除去を目的として、
排煙に水流を噴射して、該水流により排煙中の有害物質
を吸着し得るように構成した装置や、焼却炉内に灯油や
重油等の石油燃料と空気との混合気を供給して廃棄物と
共に700〜800℃の温度で燃焼させる構造の焼却炉
が提案されている。
【0005】なお、使用済の自動車のエンジンオイル、
その他の潤滑油等の廃油は、引火点が130〜300℃
と高く、それ自体燃料として使用することができないこ
とから、他の廃棄物と混ぜ合わされて、又は単独で焼却
炉等で焼却する等して廃棄されるか、引火点の低い燃料
等に混合する等して燃料として使用することが提案され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置のうち、
排煙に水流を噴射する装置にあっては、排煙中のすすや
粉塵、悪臭を除去して排煙を無色透明化することはでき
ても、水により吸着、除去し得る有害物質の種類は限ら
れており、排煙中の有害物質の全てを除去することはで
きない。また、多種類の有害物質の除去を目的として各
種薬品を混入した水溶液を排煙に噴射することも考えら
れるが、高価な薬品の混入は廃棄物等の焼却コストを高
める結果となる。
【0007】さらに、排煙中のすすや粉塵、悪臭、その
他の有害物質の一部を吸着した水や各種薬品の水溶液
は、これをそのまま河川等に排水すれば、河川等の水質
汚濁、水質汚染の原因となることからこれをそのまま排
水することはできず、前記水や水溶液を排水するために
は、該水や水溶液を浄化し、又は水溶液中の薬品を中和
等するための設備が必要であり、装置が大型化するとと
もに,該装置の運転に要するコストが嵩む。
【0008】一方、空気と混合された灯油や重油等の燃
料と共に廃棄物を燃焼させる従来の焼却炉にあっては、
廃棄物の燃焼を800℃程度の温度で行うために廃棄物
の中に含まれる塩素化合物が他の物質と化合し、ダイオ
キシンの生成が助長される。
【0009】この種の焼却炉にあっては、焼却炉から排
出される排煙を浄化する目的で、煙道中で、又は前記廃
棄物の焼却を行う焼却室と連通した二次焼却室を設け、
この二次焼却室内に排煙を導入し、煙道中又は二次焼却
室内で排煙を加熱して二次焼却するための、灯油、重
油、ガス等を燃料としたバーナーを備えた装置も存在す
るが、バーナーによる燃焼温度は900℃程度であるた
め、一酸化炭素、炭化水素、すす、悪臭等の一部の有害
物質を燃焼させて排煙を無色無臭化することはできて
も、1400℃以上の高温により初めて分解されるダイ
オキシン等の毒性の強い有害物質を無害化することはで
きない。
【0010】また、前述のように、廃棄物の燃焼の際に
灯油、重油、ガス等の補助燃料を使用し、また、バーナ
ーにより排煙を燃焼させる前述の装置にあっては、灯
油、重油、ガス等の燃料を使用する点で廃棄物の焼却に
かかるコストが嵩む一方、前掲の廃油は引火点が高いた
め、単独で前記灯油や重油に代替する燃料として使用す
ることはできない。
【0011】そこで本発明の目的は、排煙中に含まれる
有害物質の略全てを焼却することのできる1500〜1
600℃という高温の燃焼温度を発生し得る排煙の二次
焼却方法及び装置を提供することにあり、特に、この1
500〜1600℃という高温の燃焼温度を、従来単独
で燃料として使用されることなく廃棄されていた廃油を
燃料として発生させることで、排煙の二次燃焼の際に生
ずるコストを可及的に低減することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の排煙の二次焼却方法は、廃棄されたタイヤ
やプラスチック、塗料等の各種樹脂製品、その他の廃棄
物の焼却の際に発生した排煙を二次焼却して排煙中の有
害物質を焼却する方法において、燃焼空間内に供給した
重油等の石油燃料、好適には廃棄された自動車のエンジ
ンオイル等の廃油に着火し、且つ、前記着火された燃料
に気化空気を吹付けて、燃料の気化、燃焼を促進すると
共に、さらに、前記燃焼空間内に燃焼用空気を導入し
て、該燃焼空間内で前記燃料を1500〜1600℃の
燃焼温度で燃焼させ、この燃焼空間内に二次焼却の対象
である排煙を導入し、前記燃料の燃焼により前記排煙中
の有害物質を焼却した後、該排煙を排出することを特徴
とする。
【0013】より好適には、前記着火された燃料に吹付
けられる空気を、燃料の表面に対して角度を成して吹付
けて、燃焼空間内を旋回する空気流を生じさせる。
【0014】さらに好適には、前記燃料に対して吹付け
られる空気を、燃料に対する吹付け前に燃焼空間内で加
熱する。
【0015】また、本発明の排煙の二次焼却装置は、廃
棄物の焼却の際に発生した排煙を内部に形成された燃焼
室内に導入し、該導入された排煙を二次焼却後に排出す
る装置において、円筒状に形成された側壁の上下開口部
を壁体により被蓋して形成した燃焼室12と、燃焼室1
2の中心線上に配置された垂直部23を備え、前記垂直
部23の周側面に多数の空気放出孔28の形成された送
風管22と、前記送風管22に連結され、燃焼室12内
に燃焼用空気を供給する送風機24等の空気の供給手段
と、前記燃焼室12内の底壁面に形成され、燃焼室12
外より供給された廃油18等の燃料を貯留する燃料溝1
6と、前記燃料溝16に貯留された燃料上にその先端を
臨ませて配置された、バーナー34等の燃料着火手段
と、前記燃料溝16に貯留された燃料18に向かって気
化空気を放出する燃料気化ノズル32を備え、且つ一端
を前記燃焼室12に連通し、他端を廃棄物を焼却する焼
却炉50に連通する排煙導入用の煙道14から成る。
【0016】前記排煙の二次焼却装置において、前記燃
料気化ノズル32の先端33を、燃焼室12の円周方向
に傾斜させて配置する構成とすることもでき、また、前
記燃料気化ノズル32の基端部を前記送風管22に連結
して、送風管22を通過して導入された空気を燃料18
に吹付ける構成とすることもできる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の排煙の二次焼却
装置を焼却炉50に取り付けた焼却装置の全体構成を示
し、10は本発明の排煙の二次焼却装置を示す。この排
煙の二次焼却装置10は、図2に示すように円筒状に形
成された壁体の上下開口部を円板状の壁面で塞いで形成
された燃焼室12を備える。そして、この燃焼室12に
一端を連通し、他端を焼却炉50と連通する煙道14が
設けられており、焼却炉50により廃棄物を焼却した際
に発生した排煙が、該煙道14を介して前記排煙の二次
焼却装置10の燃焼室12内に導入し得るように構成さ
れている。この煙道14は、前記燃焼室12の円筒状の
側壁外周に連結して燃焼室12と連通させることもでき
るが、本実施形態にあっては、燃焼室12の底壁を貫通
させて燃焼室12内に一方の開口端を突出させて、燃焼
室12内に導入された排煙が、燃焼室12内を旋回する
後述の空気流により燃焼室12内に好適に拡散し得るよ
うに構成している。
【0018】この煙道14は、前記燃焼室12の底面形
状の好ましくは約半分の直径を有する円筒状に形成さ
れ、本実施形態にあっては該円筒状に形成された煙道1
4の先端を燃焼室12内に僅かに突出させて突出部15
と成し、燃焼室12の底壁、前記煙道の突出部15、及
び燃焼室12の側壁により無端環状の溝16が形成さ
れ、該溝16内に、燃焼室12内で燃焼する燃料を溜め
ることができるよう構成している。
【0019】この燃料としては、灯油、軽油、重油等各
種の液体燃料を使用することもできるが、前記灯油、軽
油等の比較的引火点の低い燃料にあっては燃焼率が高く
多量の燃料が消費されることから、前記燃料中にあって
は重油を使用することが好ましい。本実施形態にあって
は、さらに、排煙の二次燃焼の際のコストを可及的に低
減すべく、それ自体が廃棄物である交換により廃棄され
た自動車のエンジンオイル、ミッションオイルその他の
機械油等の潤滑油を回収して得た廃油を燃料として使用
する。
【0020】また、円筒状に形成された燃焼室12の側
壁には、燃焼室12に連通し、燃焼室12内で燃焼され
て無害化された排煙を大気放出するための煙突20が、
本実施携帯にあっては前記壁面に対して直交方向に突出
し、その後上方に向かって延設されている。
【0021】さらに、前記燃焼室12内には、燃焼室1
2内に燃焼用空気を導入するための送風管22が挿入さ
れており、本実施形態では前記円筒状を成す壁面の上方
外周より前記壁面に直交して燃焼室12の中心に向かっ
て該送風管22を挿入し、この送風管22を燃焼室12
の中心部において下方に向かって曲折・垂下して垂直部
23を形成し、この垂直部23の先端を前記燃焼室12
内に突設された煙道14の突出部15の中心に向けてい
る。そして、この送風管22の他端に送風機24を連結
し、前記送風機24、送風管22により、燃焼室12内
に燃焼用空気を導入し得るように構成されている。
【0022】前記送風管22の垂直部23であって、前
記煙道14の突出部15の中心に向けられた先端には、
送風管22の垂直部23の先端開口部を閉塞する逆円錐
状の分流板26が固着されており、煙道14を介して燃
焼室12内に導入された排煙は、前記分流板26に衝突
して燃焼室12内に均一に拡散し得るように構成されて
いる。
【0023】このようにして煙道14と対向する先端開
口部の閉塞された送風管22の垂直部23には、その周
側面に多数の空気放出孔28が開孔されており、該空気
放出孔28を介して燃焼室12内に均一に燃焼用空気を
導入し得ると共に、この空気放出孔28より放出された
空気が空気対流を生じて燃焼室12内での燃料18の燃
焼を促進して燃焼温度を上昇させる。
【0024】前記燃焼室12の底部に形成された無端環
状の燃料溝16のやや上方には、燃焼室12の円筒状壁
面を貫通して燃焼室12内に燃料を供給する燃料管30
の先端が突出されており、この燃料管30の他端は燃焼
室12外に設けられた燃料タンク38に連通されて前記
燃料溝16に燃料である廃油18を供給し得るように構
成されている。
【0025】また、前記送風管22の垂直部23であっ
て、前記分流板26のやや上方には、その基端部で前記
送風管22と連通し、該送風管22の垂直部23に対し
て直交方向に、本実施形態にあっては放射状に突出する
4本の燃料気化ノズル32が突設されており、該燃料気
化ノズル32の先端33を前記燃焼室12底壁に形成さ
れた燃料溝16に向かって曲折して、送風管22、燃料
気化ノズル32を介して燃料気化空気を燃料溝16内の
廃油18に吹付けて燃料を気化すると共に、廃油18の
燃焼に必要な空気が燃料に直接吹付けられように構成し
ている。
【0026】この燃料気化ノズル32の先端33は、燃
料溝16内に溜められた廃油18の表面に対して角度を
成して配置することができ、本実施形態にあっては前記
燃料気化ノズル32の先端33を、図3に示すように煙
道14の突出部15を中心とした円周上に時計回りの方
向で約60°傾斜させて、燃料気化ノズル32より放出
された気化空気により燃焼室12内を図3中時計回りの
方向に旋回する空気流が生ずるように構成している。
【0027】また、前記円筒状の壁面を貫通したバーナ
ー34の先端が燃料溝16に溜められた廃油18上に向
けられて配置されており、該バーナー34により噴射さ
れた火炎により燃料溝16に溜まった廃油18に着火し
得るように構成されている。
【0028】前記バーナー34は、本実施形態にあって
は、その先端部より圧縮空気と混合された灯油を噴射し
得るように構成したものを使用しているが、バーナー3
4は、引火点の高いエンジンオイル等の廃油18を加熱
して着火し得る構成のものであれば良く、灯油によるバ
ーナーに限定されず、重油、ガス、その他の燃料による
ものであっても良い。また、燃料として前記廃油に代え
て引火点の低い燃料を使用する場合には、前記バーナー
34に代えてより簡易な着火手段を用いることもでき
る。
【0029】以上のように構成された本発明の排煙の二
次焼却装置10の使用方法について説明し、以て排煙の
二次焼却方法について説明すると、先ず燃料管30に設
けられたポンプ36を駆動して燃焼室12の底部に形成
された燃料溝16内に廃油18を供給する。
【0030】その後、該燃料溝16のやや上方に、その
先端を該燃料溝16内の廃油18上に向かって配置され
たバーナー34より火炎を噴射して燃料溝16内の廃油
18を加熱、気化させて燃焼させる。
【0031】このバーナー34による火炎の噴射は、引
火点の高い廃油18に着火するために補助的に行うもの
であり、廃油18の着火後は該バーナー34による灯油
等の燃料の噴射を停止することもできる。
【0032】前記バーナー34により廃油18に着火し
た後、送風管22に連結された送風機24を駆動して燃
焼室12内に燃焼用空気を導入する。
【0033】送風管22を介して燃焼室12内に導入さ
れた燃焼用空気は、送風管22の垂直部23に開孔され
た多数の空気放出孔28を介して燃焼室12内に均一に
放出されると共に、送風管22の先端部に突設された燃
料気化ノズル32の先端33から着火された廃油18に
向かって廃油18を気化するための気化空気として放出
される。
【0034】前記燃料気化ノズル32の先端33は、図
4に示すように燃料溝16に溜められた燃料18の表面
に対して約60°傾斜して向けられており、該燃料気化
ノズル32より噴射された気化空気により燃焼室12内
を旋回する渦状の空気流が生ずるように構成されてい
る。また、該燃料気化ノズル32より噴射される気化空
気は、燃焼室12内に配置された送風管22の垂直部2
3内を通過する際に、高温となっている燃焼室12内で
加熱され、該加熱された気化空気の噴射により廃油18
の気化が促進されると共に、燃料18の燃焼に必要な酸
素が直接廃油18の表面に供給され、廃油18の燃焼が
促進されて燃焼温度が上昇する。
【0035】この時、前記送風管22の垂直部23に形
成された多数の空気放出孔28からも燃焼用空気が燃焼
室12内に均一に導入され、前記燃料気化ノズル32に
より放出される空気の供給と相まって、1500〜16
00℃の燃焼温度を発生する。
【0036】このような燃焼温度で廃油18が燃焼して
いる燃焼室12内に、燃焼室12の底部に連結された煙
道14を介して焼却炉50等による廃棄物の焼却の際に
発生した排煙が導入されると、排煙中に含まれるすす、
粉塵、悪臭、炭化水素、一酸化炭素等が燃焼されて排煙
が無色無臭化されると共に、排煙中に含まれる窒素酸化
物、硫黄酸化物、塩化水素の他、1400℃以上の高温
により初めて分解される各種ダイオキシン等の有害物質
が無害化されて、燃焼室と連通する煙突を介して大気放
出される。
【0037】〔実験例〕以上説明した本発明の排煙の二
次焼却装置10を使用して、廃棄されたタイヤの焼却に
より発生した排煙を二次焼却した結果を以下に示す。
【0038】なお、ここで使用した実験装置は、鉄を材
質とする直径800mm、高さ1000mm、厚さ12mmの
円筒状の壁面により形成された排煙の二次焼却装置10
の燃焼室12内に直径80mmの送風管22を挿入して長
さ800mmの垂直部23を形成したものであり、前記送
風管22の垂直部23に直径8mmの空気放出孔28を、
該送風管22の周側面に均等に計56個穿孔したもので
ある。
【0039】また、前記送風管22の先端近傍に直径2
2mmの燃料気化ノズル32を、計4本等角度で放射状に
突設し、前記送風管22に15m3/分の燃焼用空気を導
入した。
【0040】また、燃料として使用される廃油18は、
ガソリンスタンド等で回収された自動車のエンジンオイ
ル、ミッションオイル等の潤滑油、その他種々の潤滑油
が混合されたものを使用し、この廃油を0.1リットル
/分の量で燃焼室12内の燃料溝16に供給した。
【0041】なお、前記排煙の二次焼却装置10を取り
付けた焼却炉50は、補助燃料等を使用することなしに
内部に圧縮空気のみを導入して廃棄物の焼却を行う既知
の焼却炉で、容量380リットルの焼却炉の燃焼室内に
廃棄されたトラックのタイヤ15本、計100kgを投入
して焼却した。
【0042】以上の実験装置により、本発明の排煙の二
次焼却装置10の性能試験を行った結果は、表1に示す
通りである。
【0043】なお、下記表1中、「基準値」とは、廃棄
物の焼却炉に求められる排出基準値であり、「処理済」
とは、本発明の排煙の二次焼却装置10により二次焼却
されて、煙突より排出された排煙を採取して測定した各
種有害物質の含有濃度の測定値である。
【0044】
【0045】以上の結果から、本発明の排煙の二次焼却
装置によれば、排煙中に含まれる有害物質を焼却して除
去することができ、処理後の排煙中に含まれる有害物質
の量は、廃棄物の焼却炉に求められる基準値をいずれも
下回っていた。
【0046】
【発明の効果】以上説明した本発明の構成により、排煙
中の有害物質を略完全に焼却して、排煙を無色、無臭、
無害化して排出することができ、特に1500〜160
0℃という高温燃焼を可能としたことにより、その分解
に1400℃以上の高温を必要とするダイオキシンをも
分解して無害化することのできる排煙の二次焼却方法及
び装置を提供できた。
【0047】また、該排煙の二次焼却の際の1500〜
1600℃の燃焼温度を廃油を燃料として達成すること
ができ、補助燃料に必要な費用が削減できると共に、従
来は廃棄物として焼却されていた廃油を燃料として有効
に活用することのできる排煙の二次焼却方法及び装置を
提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の排煙の二次焼却装置を適用した焼却
装置の全体構成図。
【図2】 本発明の排煙の二次焼却装置の要部断面図斜
視図。
【図3】 図1のIV−IV線断面図。
【図4】 図3のV−V線断面図。
【符号の説明】
10 排煙の二次焼却装置 12 燃焼室 14 煙道 15 突出部(煙道の) 16 溝(燃料溝) 18 廃油(燃料) 20 煙突 22 送風管 23 垂直部 24 送風機 26 分流板 28 空気放出口 30 燃料管 32 燃料気化ノズル 33 燃料気化ノズルの先端 34 バーナー 36 燃料ポンプ 38 燃料タンク 50 焼却炉

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物の焼却の際に発生した排煙を二次
    焼却して排煙中の有害物質を焼却する方法において、 燃焼空間内に供給した燃料に着火し、且つ前記着火され
    た燃料に気化空気を吹付けて、燃料の気化、燃焼を促進
    すると共に、 さらに、前記燃焼空間内に燃焼用空気を導入し、該燃焼
    空間内で前記燃料を1500〜1600℃の燃焼温度で
    燃焼させ、この燃焼空間内で前記燃料の燃焼により前記
    排煙中の有害物質を焼却後、該排煙を排出することを特
    徴とする排煙の二次焼却方法。
  2. 【請求項2】 前記燃料が重油又は廃油である請求項1
    記載の排煙の二次焼却方法。
  3. 【請求項3】 前記着火された燃料に吹付けられる空気
    を、燃料の表面に対して角度を成して吹付けて、燃焼空
    間内を旋回する空気流を形成した請求項1記載の排煙の
    二次焼却方法。
  4. 【請求項4】 前記燃料に対して吹付ける空気を、燃料
    に対する吹付け前に燃焼空間内で加熱した請求項1,2
    又は3記載の排煙の二次焼却方法。
  5. 【請求項5】 廃棄物の焼却の際に発生した排煙を内部
    に形成された燃焼室内に導入し、該導入された排煙を二
    次焼却後に排出する装置において、 円筒状に形成された側壁の上下開口部を壁体により被蓋
    して形成した燃焼室と、 燃焼室の中心線上に配置された垂直部を備え、前記垂直
    部の周側面に多数の空気放出孔の形成された送風管と、 前記送風管に連結され、燃焼室内に燃焼用空気を供給す
    る空気の供給手段と、 前記燃焼室内の底壁面に形成され、燃焼室外より供給さ
    れた燃料を貯留する燃料溝と、 前記燃料溝に貯留された燃料を着火する燃料着火手段
    と、 前記燃料溝に貯留された燃料に向かって気化空気を放出
    する燃料気化ノズルを備え、且つ、 一端を前記燃焼室と連通し、他端を廃棄物を焼却する焼
    却炉に連通する排煙導入用の煙道とから成ることを特徴
    とする排煙の二次焼却装置。
  6. 【請求項6】 前記燃料気化ノズルの先端を、燃焼室の
    円周方向に傾斜させた請求項5記載の排煙の二次焼却装
    置。
  7. 【請求項7】 前記燃料気化ノズルの基端部を前記送風
    管に連結した請求項5又は6記載の消煙装置。
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