JPH10185158A - 廃液噴射用スプレイノズル及びそれを備えた産業廃棄物焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価に且つ簡単に製造することができるにも
かかわらずハステロイと同等又はそれよりも優れた耐塩
酸性を有する廃液噴射用スプレイノズルを提供する。 【解決手段】 先端から高圧空気を噴射することにより
内管６０から供給される廃液を噴霧状に吐出する二重管
構造の廃液噴射用スプレイノズル５０は、中心部を軸方
向に延び、その内部を廃液が通る耐熱塩化ビニール樹脂
製の内管６０と、そして、内管６０と同軸状に且つ該内
管６０の周囲に配置され、該内管６０の外周面との間に
高圧空気を通す少くともその先端部が耐熱性と耐摩耗性
を備えた材料からなる外管７０とを備えて構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概略的に、産業廃
棄物焼却炉に用いられる廃液噴射用スプレイノズル及び
それを備えた産業廃棄物焼却炉に係り、特に、耐塩酸性
に優れた廃液噴射用スプレイノズル及びそれを備えた産
業廃棄物焼却炉に関する。

【０００２】本発明にて産業廃棄物焼却炉内に噴射され
る廃液としては、例えば、グルタミン酸ソーダ製造工場
からの塩酸を多量に含む発酵廃液、メッキ廃液などの工
場廃液、プリント基板製造工場からの金属を含む廃酸、
グラビア印刷工場からの廃酸などである。

【０００３】

【従来の技術】従来、塩酸を含む廃液は、産業廃棄物と
して産業廃棄物焼却炉にて燃焼処理されていた。塩酸を
含む廃液は、塩素基を含むためダイオキシン発生の原因
となる。そこで、かかる廃液の燃焼は、ダイオキンが完
全に分解するとされる７００℃以上の炉内温度を有する
位置で行われるように設計される。

【０００４】ストーカ・ロータリキルン併用炉において
は、ストーカ炉上方の二次燃焼室直前に廃液噴射用ノズ
ルを設置しており、流動床式焼却炉においては助燃バー
ナなどを用いて炉内を９００℃以上の高温に維持した上
で炉頂部付近に廃液噴射用ノズルを設置するようにして
いる。

【０００５】図４は、かかる従来の典型的な廃液噴射用
ノズルの縦断面図である。廃液噴射用ノズル３０は、概
略的に、内管３４と、内管３４の周囲に配置された外管
３２と、外管３２の先端に装着されるノズルセット３３
とを有し構成される。廃液は、供給口３８から内管３４
を通じて先端より排出される。外管３２と内管３４の隙
間には、供給口３７から供給された高圧の空気が通り、
ノズルセット３３に設けられた絞り部３３ａで空気の流
速を高めている。高速の空気により内管３４から吐出す
る廃液が混合室３３ｂで撹拌される。そして、ノズルセ
ット３３先端に設けられた複数の小孔３３ｃから噴霧さ
れる。

【０００６】ところで、かかる廃液噴射用ノズル３０
は、噴射される廃液が硫酸や硝酸を含む廃液の場合には
オーステナイト系のステンレス鋼、あるいはこれにＭ
ｏ，Ｃｕなどを少量加えた合金によって製造しても十分
な耐腐食性を示す。しかしながら、非酸化性の酸である
塩酸を含む廃液をこのような合金で製造した廃液噴射用
ノズル３０で使用すると比較的早期に腐食してしまう。
そのような場合には、Ｎｉ基の合金で耐塩酸性に優れた
ハステロイ（商品名、米国Ｈａｙｎｅｓ Ｓｔｅｌｌｉ
ｔｅ Ｃｏ．，製造販売）を廃液に接触する部分、例え
ば、内管３４の全体及びノズルセット３３に用いた廃液
噴射用ノズル３０が使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のハステロイを用いた廃液噴射用ノズル３０は、ハステ
ロイの価格が高いために製造単価が高くならざるを得
ず、また、ノズルセット３３のような複雑な形状は鍛錬
性の問題から製造することができず鋳造品とせざるを得
なかった。いきおいノズルセット３３の製造単価も高く
なり、また、比較的単純な形状とされていたため噴射さ
れる廃液の噴霧状態は一定で且つ調節不可能であった。
すなわち、図示された廃液噴射用ノズル３０のように、
内管３４は先端部３４ａを僅かに絞った直管であって外
管３２に固定して取り付けられている。また、廃液の噴
霧状態は、ノズルセット３３に形成する小孔３３ｃの形
状、数及び配置によってのみ決定されていた。

【０００８】本発明は、安価に且つ簡単に製造すること
ができるにもかかわらずハステロイと同等又はそれより
も優れた耐塩酸性を有する廃液噴射用スプレイノズルを
提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、また、炉内の燃焼状態に応じて
廃液の噴霧状態を調節し、常に理想的な燃焼を可能とす
ることができる廃液噴射用スプレイノズルを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】本発明は、さらに、そのような廃液噴射用
スプレイノズルを備えることによりいかなる種類の廃酸
をも焼却処理することができる産業廃棄物焼却炉を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、中心部を軸方向に延び、その内部を廃
液が通る耐熱塩化ビニール樹脂製の内管と、そして、内
管と同軸状に且つ該内管の周囲に配置され、該内管の外
周面との間に高圧空気を通す少くともその先端部が耐熱
性と耐摩耗性を備えた材料からなる外管とを備え、先端
から高圧空気を噴射することにより内管から供給される
廃液を噴霧状に吐出する二重管構造の廃液噴射用スプレ
イノズルを提供する。

【００１２】塩化ビニール樹脂は、耐酸性に優れ且つ安
価な素材である。この種の産業廃棄物焼却炉では、内部
を通る廃液は塩化ビニール樹脂の熱分解温度以下で用い
られるから、内管の素材としては十分な耐熱性を有する
こととなる。

【００１３】また、内管の外周面と外管の間を通る高圧
空気は、内管を冷却する役割を果たすと共に炉内の高温
から塩化ビニール樹脂製の内管を保護する。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の廃液噴射用スプレイノズルにおいて、内管が、複雑形
状を有する内側先端ピースと軸方向に同一断面を有する
内側直管ピースとを含んで構成されていることを特徴と
する。

【００１５】廃液の噴霧状態を精密に制御するために
は、内管の先端部付近を所定の形状に形成しなければな
らない。内側先端ピースと内側直管ピースとを別部材と
することにより、複雑形状部分を単純な形状のその他の
部分と別途独立して製造可能とする。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の廃液噴射用スプレイノズルにおいて、内側先端ピース
が、その外周を通る高圧空気を旋回させる旋回羽根をそ
の外周面上に一体的に有していることを特徴とする。

【００１７】内側先端ピースの外周に一体的に形成され
る旋回羽根は、その外側を通る高圧空気を旋回させる。
これにより、先端から高圧空気が噴射される際、高圧空
気は内管から供給される廃液を巻き込んで旋回状態で噴
霧状に吐出する。すなわち、噴霧状の廃液は、軸方向に
高速で移動すると共に回転運動が付加されているため急
速に霧化される。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の廃液噴射用スプレイノズルにおいて、外管が、フッ素
系樹脂からなる外側先端ピースと軸方向に同一断面を有
するステレス製の外側直管ピースとを含んで構成されて
いることを特徴とする。

【００１９】外側先端ピースと外側直管ピースとを別部
材とすることにより、耐熱性と耐摩耗性を備えると共に
複雑形状部分を単純な形状のその他の部分と別途独立し
て製造可能とする。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の廃液噴射用スプレイノズルにおいて、外側先端ピース
が、内側先端ピースの外形に倣って精密に寸法制御され
た中央貫通孔を有していることを特徴とする。

【００２１】外側先端ピースの中央貫通孔は、内側先端
ピースの外形に倣った寸法を有しているため、先端から
高圧空気が噴射される際、高圧空気は、内管から供給さ
れる廃液を巻き込みながら理想的な状態で噴霧状に吐出
する。

【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の廃液噴射用スプレイノズルにおいて、内管が外管に対
して軸方向に所定の距離だけ往復移動可能に取り付けら
れており、それによって、吐出される廃液の噴霧形状を
任意に変更可能としたことを特徴とする。

【００２３】内管と外管との軸方向の相対位置を変える
ことにより、先端部における内管と外管との隙間が変化
する。これにより、先端から噴射される高圧空気の速度
が変化し、従って、内管からの廃液の噴霧形状を変化さ
せる。

【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項に記載の廃液噴射用スプレイノズルを備え
た産業廃棄物焼却炉であって、廃液噴射用スプレイノズ
ルの外寸法よりも僅かに大きな内寸法を有する取付孔を
炉本体に穿設すると共に、該廃液噴射用スプレイノズル
をその全周囲にわたって該取付孔の内壁面から間隔を隔
てるようにして取り付け、さらに、該廃液噴射用スプレ
イノズルと該取付孔との間に形成されるスペースを通し
て炉内燃焼用の二次空気を供給するようにしたことを特
徴とする産業廃棄物焼却炉を提供する。

【００２５】廃液噴射用スプレイノズルと取付孔との間
に形成されるスペースを通して炉内に供給される炉内燃
焼用の二次空気は、廃液噴射用スプレイノズルの外管、
特に、炉内に最も近い外側先端ピースを炉内の高温から
保護する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃液噴射用ス
プレイノズル及びそれを備えた産業廃棄物焼却炉につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明に
係る廃液噴射用スプレイノズル５０を備えた流動床式焼
却炉１の一実施形態を示す。もちろん、産業廃棄物焼却
炉としては、他の種類の焼却炉、例えば、ロータリーキ
ルン式焼却炉、ストーカ式焼却炉、回転炉床式焼却炉な
ど塩酸を含む廃酸（一般の廃液にも使用可能）を炉内に
噴射して燃焼させる焼却炉であればどのようなタイプの
ものでも良い。

【００２７】図示された好ましい実施形態においては、
流動床式焼却炉１は、横断面形状がほぼ円形の筒状をな
す炉本体１０を有している。炉本体１０は、炉頂部１０
ａから炉床部１０ｂまでの高さが約１０ｍで、炉床部１
０ｂの直径Ｄ１は３ｍで高さＨ１は０．６ｍである。炉
本体１０の下部１０ｃの直径Ｄ２は４ｍで、炉床部１０
ｂから下部１０ｃの上端までの高さＨ２は４ｍである。
炉本体１０の上部１０ｄの直径Ｄ３は６．５ｍで、炉頂
部１０ａから上部１０ｄの下端までの高さＨ３は６ｍで
ある。

【００２８】炉床部１０ｂには、多数の空気孔１０ｅが
形成されており、流動化空気がこの空気孔１０ｅを通っ
て炉本体１０内に導入される。空気孔１０ｅの直径は６
〜１０ｍｍで、互いに１００〜１５０ｍｍ離間して形成
することが好ましい。本実施形態では、空気孔１０ｅを
通して炉本体１０内に供給される流動化空気量は１１０
Ｎｍ³ ／分で、流動床として硅砂を用いた場合のそれが
１５０Ｎｍ³ ／分であるから、毎分４０Ｎｍ³ ／分の流
動化空気量を削減できる。これは、後述するように、炉
床部１０ｂの上方には、硅砂に比べて軽量の汚泥に含ま
れていた固形分及び／又はその残渣が流動堆積するから
である。また、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ成分は、水蒸気
ガスに同伴されて飛灰として炉内から排出され、電気集
塵機で回収される。よって、アルカリによる炉内レンガ
の腐蝕、溶融物発生等の問題はない。

【００２９】比較的軽量の汚泥に含まれている固形分及
び／又はその残渣は、下方からのエアにより良好に流動
する。これにより、炉床部に流動堆積した汚泥に含まれ
ていた固形分及び／又はその残渣の集合体は、所望厚さ
の流動床を形成する。

【００３０】かかる流動床式焼却炉１では、焼却対照物
を選んで行なうため、炉床部には固形大型残渣は発生せ
ず、流動層を良好に攪拌する。残渣は、流動層中におい
て摩耗により細粒化され廃ガスに同伴されて飛灰とな
り、電気集塵機で全量回収される。従って、基本的に
は、流動層からの残渣の抜き出しは不要となるが、一部
をバッチで抜き出すようにすることもできる。これによ
り、炉の操業停止をなくすることができる、又は、その
数を大きく減少することができる利点がある。

【００３１】炉本体１０の下部１０ｃには、補助燃焼手
段としてのバーナ１６が円周方向に等間隔に２〜５本設
置される。バーナの燃料としては、重油の他、廃油等か
らの再生油を使用することができる。バーナ１６のオン
・オフは、炉本体１０内の燃焼ガスの温度を図示しない
センサで測定しながら、廃プラスチック等の他の熱補償
源の供給量との関係で適宜制御される。

【００３２】炉本体１０の下部１０ｃには、また、塩酸
を含む廃酸（Ｎａ、Ｋなどのアルカリ成分を含む廃アル
カリ、或いは塩酸以外の廃酸にも使用可能）を炉本体１
０内に噴射する本発明に係る噴射ノズル５０が円周方向
に等間隔に２〜５本設置される。噴射ノズル５０は、そ
こから噴射された廃液がバーナ１６から噴射される燃料
によって効率的に乾燥、燃焼されるように、バーナ１６
よりも上方に設けられる。

【００３３】図１は、かかる噴射ノズル５０の一実施形
態の縦断面図である。噴射ノズル５０は、概略的に、二
重管構造の内管６０及び外管７０と、その間に挿着され
たスペーサ８０と、そして、外管７０の先端側とは反対
の側に固定されその中心部を貫通する内管６０を軸方向
に摺動可能に支持する封止部材９０とを有し構成されて
いる。

【００３４】内管６０は、複雑形状を有する内側先端ピ
ース６２と、軸方向に同一断面を有する内側直管ピース
６４と、そして、両者を接続するパイプソケット６６と
を有している。内管６０の先端側とは反対の側には、図
示されていない廃液供給源に接続するためのフランジ付
き接続パイプ６７が異径ソケット６８を介して連結され
ている。廃液と接触するこれら部品は、全て、耐熱塩化
ビニール樹脂製とされる。塩化ビニール樹脂は、塩酸を
含むほぼ全ての酸に対する耐酸性に優れ且つ安価な素材
である。この種の産業廃棄物焼却炉では、内部を通る廃
液は塩化ビニール樹脂の熱分解温度である１５０℃以
下、実際的には２０〜５０℃で用いられるから、内管の
素材としては十分な耐熱性を有することとなる。

【００３５】また、廃液の噴霧状態を精密に制御するた
めには、内管６０の先端部付近を所定の形状に形成しな
ければならない。内側先端ピース６２と内側直管ピース
６４とを別部材とすることにより、複雑形状部分を単純
な形状のその他の部分と別途独立して製造可能とする。
これにより、内管６０全体の製造コストをかなり削減す
ることができる。内側先端ピース６２の外周面上には、
複数枚の旋回羽根６２ａが一体的に形成されている。前
述のように、内側先端ピース６２も塩化ビニール樹脂で
製造するため、かかる旋回羽根６２ａの形成は簡単且つ
精密に行うことができる。内側先端ピース６２の外周を
通る高圧空気は、旋回羽根６２ａによって旋回させる。
これにより、噴射ノズル５０の先端から高圧空気が噴射
される際、高圧空気は内管６０から供給される廃液を巻
き込んで旋回状態で噴霧状に吐出する。すなわち、噴霧
状の廃液は、軸方向に高速で移動すると共に回転運動が
付加されているため急速に霧化される効果を有する。

【００３６】また、内管６０の外周面と外管７０の間を
通る高圧空気は、内管６０を冷却する役割を果たすと共
に炉本体１０内の高温から塩化ビニール樹脂製の内管６
０を保護する。

【００３７】外管７０は、内管６０と同軸状に且つ該内
管６０の周囲にスペーサ８０と封止部材９０とにより所
定の隙間を形成するようにして配置される。外管７０
は、フッ素系樹脂、例えば、耐熱テフロン樹脂からなる
外側先端ピース７２と、軸方向に同一断面を有するステ
レス製の外側直管ピース７４と、そして、図示されてい
ない高圧空気源に接続されているフランジ付きパイプ７
８に流体的に連結したステレス製の接続パイプ７６とを
含んで構成されている。図示された好ましい実施形態で
は、外側先端ピース７２と外側直管ピース７４とは捩子
結合されており、一方、外側直管ピース７４と接続パイ
プ７６とは溶接されている。

【００３８】外側先端ピース７２は耐摩耗性を備えた材
料である耐熱テフロン樹脂で製造されているから、その
中央貫通孔７２ａを高圧空気及び廃酸が高速且つ入り乱
れて通過したとしても十分に耐え得ることができる。外
側先端ピース７２と外側直管ピース７４などとを別部材
とすることにより、耐熱性と耐摩耗性を備えると共に複
雑形状を有する外側先端ピース７２を単純な形状のその
他の部分と別途独立して製造可能とする。

【００３９】外側先端ピース７２の中央貫通孔７２ａ
は、内側先端ピース６２の外形に倣った寸法を有してい
る。これにより、噴射ノズル５０の先端から高圧空気が
噴射される際、高圧空気は、内管６０から供給される廃
液を巻き込みながら理想的な状態で噴霧状に吐出する。

【００４０】図示されているように、本発明の噴射ノズ
ル５０は、流動床式焼却炉１の壁に穿設された取付孔１
０ｆに設置される。取付孔１０ｆは、噴射ノズル５０の
外寸法よりも僅かに大きな内寸法を有する。そして、噴
射ノズル５０は、その全周囲にわたって取付孔１０ｆの
内壁面からほぼ等間隔のスペースを隔てるようにして取
り付けられる。噴射ノズル５０と取付孔１０ｆとの間に
形成されるスペースを通して、炉内燃焼用の二次空気を
供給する。

【００４１】かかる構成により、このスペースを通して
炉内に供給される炉内燃焼用の二次空気は、噴射ノズル
５０の外管７０、特に、炉内に最も近い外側先端ピース
７２を炉内の高温から保護する。一般に、この種の流動
床式焼却炉１における炉内温度は８００℃以上である
が、かかる二次空気による保護及び冷却により外側先端
ピース７２を耐熱テフロン樹脂により製造しても十分に
耐え得ることとなる。

【００４２】封止部材９０は、接続パイプ７６の一端を
封止するステンレス鋼製のフランジ９２と、そして、そ
の内側に配置されるステンレス鋼製のブッシュ９４とを
有している。内側直管ピース６４の外周面の所定位置に
接着剤によって固定された封止ソケット６９は、ブッシ
ュ９４に対して摺動可能に取り付けられている。このよ
うに内管６０が外管７０に対して軸方向に所定の距離だ
け往復移動可能に取り付けられており、それによって、
吐出される廃液の噴霧形状は任意に変更可能となってい
る。すなわち、内管６０と外管７０との軸方向の相対位
置を変えると、先端部における内管６０と外管７０との
隙間が変化する。これにより、先端から噴射される高圧
空気の速度が変化し、従って、内管６０からの廃液の噴
霧形状を変化させる。

【００４３】再び、図２を参照すると、炉本体１０の炉
頂部１０ａに、炉本体１０に廃プラスチックを投入する
ための投入口２０と、廃液及び汚泥を炉本体１０内に噴
射するための噴射ノズル２２とが設けられている。

【００４４】図３に示されているように、廃プラスチッ
クは流動床式焼却炉１に熱補償源として供給するに当っ
て前処理することが好ましい。図３に示された産業廃棄
物の処理システムにおいて、廃プラスチックは廃プラス
チックピット２に集められる。これを廃プラスチック粉
砕機３で、数ｍｍ〜５０ｍｍの粗粒に粉砕し、これを投
入口２０から炉本体１０内に例えばスクリュウコンベア
などを用いて投入する。粒径の大きなものは、別途炉頂
部１０ａに設けた二重ダンパ（図示せず）から炉本体１
０内に投入することもできる。１ｍｍ以下の微粉は、例
えば、サイクロン、バグフィルタなどを用いて分離し、
図において点線で示した経路を経由して、噴射ノズル２
２の汚泥中に混入される。これにより、微粉廃プラスチ
ックが直接炉本体１０内に導入されて過燃焼、すなわ
ち、爆発するのを防止することができる。

【００４５】噴射ノズル２２は、図２に示されているよ
うに、ＳＵＳ３０４にて作製された三重管構造のもので
ある。中心の内管２２ａ内には、前述したものと同様の
廃液が供給され、その外側に配置される中間管２２ｂに
は高圧空気が供給され、そして、さらにその外側に配置
される外管２２ｃには活性汚泥などの可燃性の固形分を
含む汚泥が供給される。前述したように、外管２２ｃ内
に供給される汚泥には、微粉廃プラスチックを混入する
こともできる。本実施形態では、外管２２ｃの外径ｄ１
は約１２５ｍｍ、ノズル先端は先細にされ、ノズル先端
の噴射口口径ｄ２は８０ｍｍであった。かかる構成に
て、例えば、３〜４ｋｇ／ｃｍ² の高圧空気を中間管２
２ｂより炉本体１０内に噴射すると、０〜１ｋｇ／ｃｍ
² の圧力で内管２２ａに供給される廃液も高圧空気と同
様に炉本体１０内に噴射される。その結果、噴射ノズル
２２の出口にて、外管２２ｃから供給される汚泥と激し
く衝突する。

【００４６】従って、炉本体１０内に噴射された汚泥
は、炉本体１０内に分散される。汚泥は、炉内にて一様
に分散されることが好ましく、そのために、噴射ノズル
２２は炉本体１０の上部１０ｄ空間のほぼ中心に向うよ
うに傾斜して配置することが好ましい。この傾斜角度θ
は、図示された実施形態では約１３°であるが、これに
より良好な結果を得ることができた。炉本体１０の上部
１０ｄには、また、前述した第一の噴射ノズル５０とは
別に、必要に応じて廃液のみを炉内に供給し得る第二の
噴射ノズル５０を設けることができる。

【００４７】本実施形態では、投入口２０から炉本体１
０内に投入される廃プラスチックは、ポリエチレン、ア
クリルなどの種々のプラスチックであるが、前述のよう
に、炉内で燃焼し易いように１〜５０ｍｍに粉砕されて
いる。従って、本発明において、炉内に投入された廃プ
ラスチックは熱補償のための燃料として機能するもので
ある。同様に、噴射ノズル２２の外管２２ｃより供給さ
れる汚泥中に混入した微粉廃プラスチックも、水分を除
去され乾燥した場合には燃料として機能する。かかる微
粉廃プラスチックは、汚泥中に混入して炉本体１０内に
投入されるため、時間的にずれて少しずつ乾燥するため
急激な燃焼、爆発は起こらない。投入口２０からの廃プ
ラスチックは、図示されていないスクリュウコンベアに
て供給されるものであるが、その供給量は、必要とされ
る燃焼量に応じて適宜調節される。廃液は、塩酸を含む
廃酸である場合に最も効果的であるが、工場にて発生す
るスクラバー洗浄液、メッキ廃液などＮａ、Ｋ等のアル
カリ成分を含むものであっても良い。しかも、これら
は、通常、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＯｘｙｇｅｎＤ
ｅｍａｎｄ）が２０００〜１０万ｐｐｍである。また、
汚泥は、下水スラッジのような種々の有機物を含む活性
汚泥とした。

【００４８】次に、上記構成の流動床式焼却炉１の作動
について説明する。空気孔１０ｅを通して流動化空気
を、前述のように、１１０Ｎｍ³ ／分の流量で炉本体１
０内に導入する。バーナ１６を点火して炉床部１０ｂ付
近を加熱すると汚泥中の水分が除去されて炉床部１０ｂ
上に固形分のみが堆積する。この固形分の集合が空気孔
１０ｅを通る流動化空気によって、浮揚且つ流動化して
燃焼し、約１．５ｍの流動床を形成する。バーナ１６に
用いられる燃料としては、再生油と廃油とを混合して用
いることもできる。

【００４９】本実施形態によれば、流動床を構成する成
分は、汚泥に含まれていた可燃性の固形分及び／又はそ
の残渣であり、従来の硅砂に比べると軽量であるため、
空気孔１０ｅを通して炉内に導入する流動化空気の量も
少なくてすむ利点がある。さらに、従来システムに比べ
て、流動化空気の減少分だけ所定の温度まで昇温させる
の必要な熱エネルギがいらなくなる利点もある。

【００５０】後述するように、炉頂部１０ａから炉内に
投入される廃プラスチックが熱分解して燃焼することに
より、更には、廃液、汚泥などが加水分解されて発生す
る未燃ガス分が炉内で燃焼することにより、炉本体１０
内は加熱される。これによって、流動床を含む炉本体１
０の下部１０ｃは約８００℃となり、上部１０ｄでは９
００〜１０００℃の温度まで昇温する。

【００５１】本実施形態によれば、噴射ノズル２２より
高圧空気と共に激しく噴射され炉内に均一に分散される
汚泥は、同じく噴射ノズル２２より高圧空気と共に激し
く噴射される廃液及び投入口２０から投入される廃プラ
スチックの燃焼により炉本体１０の上部１０ｄで完全に
乾燥され、さらに、下部１０ｃで固形分が加熱分解され
る。これによって、未燃ガス分は上部１０ｄの熱源とし
て燃焼され、不燃ガス分は炉頂部１０ａに形成した排ガ
ス吐出口２６より排ガス処理施設、例えば、図３に示す
ような廃熱ボイラ４、電気集塵装置５、湿式有害ガス除
去装置などに送られる。更に、第一及び第二の噴射ノズ
ル５０から噴射される廃液も、上部１０ｄにおける燃焼
ガスの加熱により及び下部１０ｃにおける高温雰囲気に
より水分などが完全に蒸発し、残った固形分は加熱分解
される。これにより発生した未燃ガス分も炉本体１０内
で燃焼される。

【００５２】本実施形態によれば、内管６０が外管７０
に対して軸方向に所定の距離だけ往復移動可能に取り付
けられており、それによって、吐出される廃液の噴霧形
状は任意に変更可能となっている。従って、炉内の燃焼
状態を見ながら最適の噴霧状態で廃液を炉内に供給して
燃焼させることができる。

【００５３】（実施例）図３に示した処理システムは、
廃液（廃酸、廃アルカリ）１５５０トン／月、汚泥（活
性汚泥）３５５トン／月、廃プラスチック２３０トン／
月の処理が可能であった。この場合、炉底部から排出さ
れる残渣の量は３０トン／月で、容積減少率約１．５％
を達成することができた。

【００５４】空気孔１０ｅから炉床部１０ｂに吹き込ま
れる流動化空気量及び噴射ノズル２２の中間管２２ｂか
ら噴射する高圧空気量は１１０Ｎｍ³ ／分及び２０Ｎｍ
³ ／分で、投入口２０から炉内に投入する廃プラスチッ
クは数ｍｍ〜から５０ｍｍとし、それ以下のサイズの廃
プラスチックは噴射ノズル２２の外管２２ｃから炉内に
噴射する汚泥中に混入した。炉内温度を測定したところ
炉床部１０ｂで８００℃、上部１０ｄで９００〜１００
０℃であった。また、排ガス吐出口２６から排出される
排ガスの量は、１８０〜２００Ｎｍ³ ／分で、水分が水
蒸気化した分及び廃プラスチック等可燃分の排ガス分だ
け炉内へのエア供給量より多くなっていた。排ガス中の
一酸化炭素（ＣＯ）及び酸素（Ｏ２）は、それぞれ０．
００２〜０．００３％及び４〜１３％となるように風量
を調節した。一酸化炭素（ＣＯ）が０．０１％を越える
ような場合酸素が不足して残渣が増えてしまうためであ
る。

【００５５】

【発明の効果】本発明に係る廃液噴射用スプレイノズル
は、中心部を軸方向に延び、その内部を廃液が通る耐熱
塩化ビニール樹脂製の内管と、そして、内管と同軸状に
且つ該内管の周囲に配置され、該内管の外周面との間に
高圧空気を通す少くともその先端部が耐熱性と耐摩耗性
を備えた材料からなる外管とを備えており、先端から高
圧空気を噴射することにより内管から供給される廃液を
噴霧状に吐出するから、安価に且つ簡単に製造すること
ができるにもかかわらずハステロイと同等又はそれより
も優れた耐塩酸性を有する廃液噴射用スプレイノズルを
提供することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る廃液噴射用スプレイノズルの一
実施形態の縦断面図である。

【図２】 本発明に係る廃液噴射用スプレイノズルを備
えた流動床式焼却炉の一実施形態を示す縦断面図であ
る。

【図３】 図２の流動床式焼却炉を含む産業廃棄物処理
システムの概略図である。

【図４】 従来の典型的な廃液噴射用ノズルの縦断面図
である。

【符号の説明】 １ 流動床式焼却炉 ２ 廃プラスチックピット ３ 廃プラスチック粉砕機 ４ 廃熱ボイラ ５ 電気集塵機 １０ 炉本体 １０ａ 炉頂部、１０ｂ 炉床部、１０ｃ 下部、１０
ｄ 上部、１０ｅ 空気孔、１０ｆ 取付孔 １６ バーナ ２０ 投入口 ２２ 噴射ノズル ２２ａ 内管、２２ｂ 中間管、２２ｃ 外管 ２６ 排ガス吐出口 ５０ 噴射ノズル ６０ 内管 ６２ 内側先端ピース ６２ａ 旋回羽根 ６４ 内側直管ピース ６６ パイプソケット ７０ 外管 ７２ 外側先端ピース ７２ａ 中央貫通孔 ７４ 外側直管ピース ８０ スペーサ ９０ 封止部材

【手続補正書】

【提出日】平成９年２月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】（実施例）図３に示した処理システムは、
廃液（廃酸、廃アルカリ）１５５０トン／月、汚泥（活
性汚泥）３５５トン／月、廃プラスチック２３０トン／
月の処理が可能であった。この場合、炉底部から排出さ
れる残渣の量は３０トン／月で、容積減少率約９８．５
％を達成することができた。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部を軸方向に延び、その内部を廃
   液が通る耐熱塩化ビニール樹脂製の内管と、そして、 前記内管と同軸状に且つ該内管の周囲に配置され、該内
   管の外周面との間に高圧空気を通す少くともその先端部
   が耐熱性と耐摩耗性を備えた材料からなる外管と、 を備え、先端から高圧空気を噴射することにより内管か
   ら供給される廃液を噴霧状に吐出する二重管構造の廃液
   噴射用スプレイノズル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の廃液噴射用スプレイノ
   ズルにおいて、 前記内管が、複雑形状を有する内側先端ピースと軸方向
   に同一断面を有する内側直管ピースとを含んで構成され
   ていることを特徴とする廃液噴射用スプレイノズル。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の廃液噴射用スプレイノ
   ズルにおいて、 前記内側先端ピースが、その外周を通る高圧空気を旋回
   させる旋回羽根をその外周面上に一体的に有しているこ
   とを特徴とする廃液噴射用スプレイノズル。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の廃液噴射用スプレイノ
   ズルにおいて、 前記外管が、フッ素系樹脂からなる外側先端ピースと軸
   方向に同一断面を有するステレス製の外側直管ピースと
   を含んで構成されていることを特徴とする廃液噴射用ス
   プレイノズル。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の廃液噴射用スプレイノ
   ズルにおいて、 前記外側先端ピースが、前記内側先端ピースの外形に倣
   って精密に寸法制御された中央貫通孔を有していること
   を特徴とする廃液噴射用スプレイノズル。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の廃液噴射用スプレイノ
   ズルにおいて、 前記内管が前記外管に対して軸方向に所定の距離だけ往
   復移動可能に取り付けられており、それによって、吐出
   される廃液の噴霧形状を任意に変更可能としたことを特
   徴とする廃液噴射用スプレイノズル。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃
   液噴射用スプレイノズルを備えた産業廃棄物焼却炉であ
   って、 前記廃液噴射用スプレイノズルの外寸法よりも僅かに大
   きな内寸法を有する取付孔を炉本体に穿設すると共に、
   該廃液噴射用スプレイノズルをその全周囲にわたって該
   取付孔の内壁面から間隔を隔てるようにして取り付け、
   さらに、該廃液噴射用スプレイノズルと該取付孔との間
   に形成されるスペースを通して炉内燃焼用の二次空気を
   供給するようにしたことを特徴とする産業廃棄物焼却
   炉。