JP3564040B2 - 溶融炉に於ける排熱回収装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばごみ焼却炉から排出される焼却残渣や飛灰、或いは下水汚泥や破砕不燃物等の被溶融物を溶融処理する溶融炉を備えた溶融処理設備に用いられるものであり、溶融炉から排出された排ガスを二次燃焼する二次燃焼塔としての機能と、高温の排ガスから熱回収する空気予熱器としての機能を併せ持つ溶融炉に於ける排熱回収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ごみ焼却炉から排出される焼却残渣や飛灰(以下被溶融物と云う)の減容化及び無害化を図る為、被溶融物の溶融固化処理法が注目され、現実に実用に供されている。何故なら、被溶融物は溶融固化することにより、その容積を1/2〜1/3に減らすことができると共に、物理的・化学的に安定して重金属等の有害物質の溶出防止やダイオキシン類の完全分解が可能になるうえ、コンクリートフィラー材、路盤材、ブロック等としての再利用や最終埋立処分場の延命等が可能になるからである。
【0003】
而して、前記被溶融物の溶融固化処理方法には、アーク溶融炉やプラズマアーク炉、電気抵抗炉等の電気式溶融炉を使用し、電気エネルギーによって被溶融物を溶融した後、これを水冷若しくは空冷により固化する方法と、表面溶融炉や旋回溶融炉、コークスベッド炉等の燃焼式溶融炉を使用し、灯油や天然ガス等の化石燃料の燃焼エネルギーによって被溶融物を溶融した後、これを水冷若しくは空冷により固化する方法とが多く利用されて居り、被溶融物の溶融処理設備に発電設備が併置されている場合には、前者の電気エネルギーを用いる方法が、又、発電設備が併置されていない場合には、後者の燃焼エネルギーを用いる方法が夫々多く採用されている。
【0004】
図5は表面溶融炉を用いた被溶融物の溶融処理設備の一例を示す概略系統図であり、図5に於いて、40は表面溶融炉、41は高温煙道、42は二次燃焼塔、43は二次燃焼用空気吹込みノズル、44は二次燃焼用空気供給管、45は二次燃焼用空気送風機、46はガス冷却用送風機、47は空気予熱器、48は表面溶融炉用バーナ62への燃焼用空気供給管、49は押込み送風機、50はガス冷却装置、51は冷却水、52は活性炭、消石灰及び助剤の供給管、53は集塵装置、54は飛灰搬出コンベヤ、55は触媒脱硝塔、56は誘引通風機、57は煙突である。
【0005】
前記表面溶融炉40は、灯油や天然ガス等の化石燃料の燃焼熱を熱源とするものであり、炉内に4方向から被溶融物が供給されて傾斜状の溶融面を形成する4面式構造若しくは炉内に対面2方向から被溶融物が供給されて傾斜状の溶融面を形成する対面式構造となっている。
即ち、表面溶融炉40は、図1に示す如く、炉本体58と、炉本体58廻りの4方向若しくは対面2方向に設けたホッパ59と、各ホッパ59に被溶融物Wを分配投入する被溶融物分配供給装置60と、各ホッパ59に投入された被溶融物Wを炉内へ供給する被溶融物押出し装置61と、炉内の被溶融物Wを表面側から加熱溶融する1台若しくは複数台のバーナ62と、溶融スラグを排出するスラグタップ63と、スラグタップ63から流下した溶融スラグを水砕(若しくは空冷)して排出する水封式スラグコンベヤ64(若しくは空冷式スラグコンベヤ)等から構成されており、当該表面溶融炉40には高温煙道41を介して二次燃焼塔42及び空気予熱器47等が順次接続されている。
【0006】
前記二次燃焼塔42は、内部に二次燃焼室Sを有する円筒状の耐火物構造となっており、二次燃焼塔42の下部位置には二次燃焼室S内に旋回を与える二次燃焼用空気吹込みノズル43が設けられている。
又、空気予熱器47は、図6に示す如く、直径の異なる鋼板製の内筒65及び外筒66を同心円上に配設して成る二重円筒構造となっており、内筒65の内部を高温の排ガスGが流れることによって内筒65と外筒66の間を流れるバーナ62用の燃焼用空気Aを加熱するようになっている。この空気予熱器47は、温度上昇により生じる内筒65と外筒66との間の熱膨張を伸縮継手67により吸収するようになっている。
【0007】
而して、前記溶融処理設備に於いて、被溶融物分配供給装置60により各ホッパ59内に分配投入された焼却残渣等の被溶融物Wは、被溶融物押出し装置61により炉本体58内へ順次送り込まれ、表面がスラグタップ63を中心にして略すり鉢状の傾斜面となった状態で炉底に堆積され、バーナ62の燃焼熱によって表面側から順次加熱・溶融されてフィルム状の溶融スラグとなる。この溶融スラグは、すり鉢状の傾斜面を流下してスラグタップ63から水封式スラグコンベヤ64上へ落下し、冷却水により冷却固化されて水砕スラグとなった後、水封式スラグコンベヤ64により排出されて行く。
【0008】
一方、炉本体58内の高温の燃焼排ガスGは、溶融スラグと共にスラグタップ63から排出され、高温煙道41を通って二次燃焼塔42内に送り込まれる。二次燃焼塔42内に送り込まれた燃焼排ガスGは、二次燃焼用空気吹込みノズル43から二次燃焼室S内に吹き込まれる二次燃焼用空気A′により二次燃焼室S内に於いて二次燃焼される。これにより、排ガスG中に含まれる未燃ガスは、二次燃焼室S内に於いて十分な滞留時間と温度をもって完全燃焼される。
そして、完全燃焼された排ガスGは、引き続き空気予熱器47に入り、ここで押込み送風機49から空気予熱器47へ送り込まれたバーナ62用の燃焼用空気Aを約350℃まで加熱した後、ガス冷却装置50、集塵装置53、触媒脱硝塔55、誘引通風機56及び煙突57を経てクリーンガスとなって大気中に放出される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した溶融処理設備のように二次燃焼塔42と空気予熱器47を別個の装置として設置している場合には次の▲1▼〜▲4▼のような問題がある。
▲1▼ 二次燃焼塔42は排ガスG中の未燃ガスを完全燃焼させる為に十分な大きさが必要であり、又、空気予熱器47も排ガスGからの熱回収を行う為に十分な伝熱面積が必要であり、二次燃焼塔42及び空気予熱器47は何れも大きな装置となる。その結果、二次燃焼塔42と空気予熱器47を別個に設置する為のスペースが必然的に大きなものとなり、建築コストや設備コストが増大すると云う問題がある。
▲2▼ 空気予熱器47の内筒65が排ガスGと直接接触する為、内筒65の内周面温度が内筒65材質の最高使用温度以下となるように排ガスGの温度を650℃付近まで下げる必要がある。しかし、二次燃焼塔42の出口付近の排ガス温度が900℃近くある為、排ガスGを冷却する為に空気予熱器47の手前で冷却空気若しくは冷却水を吹き込まなければならず、排ガスGの排出量が増加すると云う問題がある。
▲3▼ 二次燃焼塔42では排ガスGを850℃以上の高温で十分な滞留時間をもって完全燃焼することによりダイオキシン類を分解するが、空気予熱器47では内筒65と外筒66との間を流れる燃焼用空気Aの温度により、内筒65の内周面付近を流れる排ガスGの境界層でダイオキシン類が再合成され易い温度域(300℃付近)を作ってしまうと云う問題がある。
▲4▼ 表面溶融炉40から排出される排ガスGは被溶融物Wの性状等によっては排ガスG中に含まれるHClが数千ppmと高く、更に空気予熱器47の内筒65の内周面に溶融塩類を主とした溶融ダストが付着する為、空気予熱器47の内筒65の内周面に腐食を引き起こすと云う問題がある。
【0010】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は用途の異なる別個の装置として設置していた二次燃焼塔と空気予熱器を一体化して設備のコンパクト化及びコスト低減を図ると共に、ダイオキシン類の再合成防止や排ガスによる腐食防止を可能とした溶融炉に於ける排熱回収装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1の発明は、溶融炉から排出された排ガス中の未燃ガスを完全燃焼させると共に、この排ガスから熱回収して燃焼用空気を加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置で於いて、当該排熱回収装置は、溶融炉からの排ガスが送り込まれる二次燃焼室を形成する内筒と、内筒の外側に配設されてその外周面との間に燃焼用空気が通過する環状の予熱通路を形成する外筒とから成り、排ガス中の未燃ガスを二次燃焼室内に於いて二次燃焼用空気により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路内を通過する燃焼用空気を二次燃焼室内の高温の排ガスにより内筒を通して加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置であって、二次燃焼室を形成する内筒を、金属製の円筒の内周面に耐食性及び熱伝導性に優れた耐火物を内張りして成る内筒とすると共に、二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【0012】
本発明の請求項2の発明は、溶融炉から排出された排ガス中の未燃ガスを完全燃焼させると共に、この排ガスから熱回収して燃焼用空気を加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置で於いて、当該排熱回収装置は、溶融炉からの排ガスが送り込まれる二次燃焼室を形成する内筒と、内筒の外側に配設されてその外周面との間に燃焼用空気が通過する環状の予熱通路を形成する外筒とから成り、排ガス中の未燃ガスを二次燃焼室内に於いて二次燃焼用空気により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路内を通過する燃焼用空気を二次燃焼室内の高温の排ガスにより内筒を通して加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置であって、二次燃焼室を形成する内筒を多孔質性の耐火物により円筒状に形成し、予熱通路内を通過する燃焼用空気を耐火物からの熱伝導により加熱すると共に、予熱通路内の燃焼用空気の一部が二次燃焼用空気として多孔質性の耐火物の孔から二次燃焼室内へ流れ込むようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【0013】
本発明の請求項3の発明は、二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしたものである。
【0014】
本発明の請求項4の発明は、二次燃焼室を形成する内筒を多孔質性の耐火物により円筒状に形成し、予熱通路内を通過する燃焼用空気を耐火物からの熱伝導により加熱すると共に、予熱通路内の燃焼用空気の一部が二次燃焼用空気として多孔質性の耐火物の孔から二次燃焼室内へ流れ込むようにしたことに特徴がある。
【0016】
前記排熱回収装置1は、表面溶融炉2から高温煙道10を通って来た高温の燃焼排ガスG中の未燃ガスを完全燃焼させると共に、この排ガスGから熱回収してバーナ7用の燃焼用空気A(若しくはバーナ7用の燃焼用空気A及び二次燃焼用空気A′の両方)を加熱するものであり、従来の二次燃焼塔としての機能と空気予熱器としての機能を併せ持つものである。
【0017】
即ち、排熱回収装置1は、高温煙道10を通って来た高温の燃焼排ガスGが送り込まれる横断面形状が円形の二次燃焼室Sを形成する内筒24と、内筒24の外周面との間にバーナ7用の燃焼用空気Aが通過する環状の予熱通路S′を形成する外筒25と、二次燃焼室S内に二次燃焼用空気A′を吹き込む二次燃焼用空気吹込みノズル11等から成り、排ガスG中の未燃ガスを二次燃焼室S内に於いて二次燃焼用空気A′により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路S′内のバーナ7用の燃焼用空気Aを二次燃焼室S内の排ガスGにより内筒24を通して加熱するようにしたものである。
【0018】
具体的には、前記内筒24は、図2に示す如く、鋼板製の円筒24aの内周面に耐食性及び熱伝導性に優れた耐火物26を内張りすることにより形成されている。この耐火物26には、HCl等の腐食性ガスやNaCl、KCl等の溶融塩を主とした付着ダストに対して耐食性を有し、且つ熱伝導性に優れたキャスタブル耐火物等の不定形耐火物や耐火れんが等の定形耐火物が使用されている。
【0019】
前記外筒25は、図2に示す如く、鋼板材により内筒24よりも大径の円筒状に形成されており、内筒24の外周囲に同心円上に配置されて内筒24の外周面との間にバーナ7用の燃焼用空気Aが通過する環状の予熱通路S′を形成するものである。
この外筒25の下端部側には予熱通路S′へ新鮮な燃焼用空気Aを供給する入口27が形成されており、当該入口27は燃焼用空気供給管14を介して押込み送風機15に接続されている。又、外筒25の上端部側には予熱通路S′内で加熱された燃焼用空気Aが流出する出口28が形成されており、当該出口28は燃焼用空気供給管14を介してバーナ7に接続されている。
【0020】
前記内筒24及び外筒25は、その上端部同士が気密状に接続されていると共に、その下端部同士が伸縮継手29を介して気密状に接続されており、温度上昇によって内筒24と外筒25との間に生じる熱膨張を伸縮継手29により吸収する構造となっている。
【0021】
前記二次燃焼用空気吹込みノズル11は、図2及び図3に示す如く、二次燃焼室Sの上流側位置(図2の下方側位置)の数箇所に設けられており、内筒24の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気A′を吹き込んで二次燃焼室S内に旋回流を形成できるようになっている。この二次燃焼用空気吹込みノズル11は、二次燃焼用空気供給管12を介して押込み送風機15に接続されている。
【0022】
そして、前記排熱回収装置1は、その上流側端部(図2の下方側端部)が表面溶融炉2から排出された高温の燃焼排ガスGが流れる高温煙道10に連通状に接続されていると共に、その下流側端部(図2の上方側端部)が冷却装置16に連通状に接続されており、高温煙道10から送られて来た排ガスGを二次燃焼室S内に於いて二次燃焼用空気A′により二次燃焼させてからガス冷却装置16内へ送ると共に、予熱通路S′内を流れるバーナ7用の燃焼用空気Aを加熱するようになっている。
【0023】
次に、上述した排熱回収装置1を備えた溶融処理設備を用いて焼却残渣等の被溶融物Wを溶融処理する場合について説明する。
ごみ焼却炉から排出された焼却残渣等の被溶融物Wは、被溶融物分配供給装置5により各ホッパ4内に分配投入された後、被溶融物押出し装置6により溶融炉本体3内へ順次送り込まれ、表面がスラグタップ8を中心にして略すり鉢状の傾斜面となった状態で炉底に堆積される。
【0024】
炉底に堆積した被溶融物Wは、バーナ7からの燃焼火炎によって1300℃〜1400℃の高温に加熱され、表面側から順次溶融されてフィルム状の溶融スラグとなる。この溶融スラグは、すり鉢状の傾斜面を流下してスラグタップ8から水封式スラグコンベヤ9上へ落下し、冷却水により冷却固化されて水砕スラグとなった後、水封式スラグコンベヤ9により排出されて行く。
【0025】
尚、溶融スラグが傾斜面を流下することによって、傾斜面には次々に新しい被溶融物Wが露出することになり、この露出した新しい被溶融物Wはバーナ7からの燃焼火炎によって順次フィルム状に溶融されて行く。
又、溶融の進行に伴って溶融した傾斜面が後退すると、被溶融物押出し装置6が作動してホッパ4内の新しい被溶融物Wを炉内へ押し込んで行く。これによって、被溶融物W層の溶融した傾斜面は、被溶融物Wの安息角又は安息角に近い角度に維持される。その結果、フィルム状に溶融した溶融スラグは、容易に傾斜面を流下し、直ぐに新しい被溶融物Wが露出することになり、溶融処理が迅速に行われる。
【0026】
一方、炉本体3内で発生した高温の燃焼排ガスGは、溶融スラグと一緒にスラグタップ8から排出され、高温煙道10を通って排熱回収装置1に送り込まれ、ここで二次燃焼されると共に熱回収が行われる。
即ち、排熱回収装置1の二次燃焼室S内に送り込まれた燃焼排ガスGは、二次燃焼用空気吹込みノズル11から二次燃焼室S内に吹き込まれる二次燃焼用空気A′により二次燃焼室S内に於いて二次燃焼される。このとき、二次燃焼用空気吹込みノズル11から内筒24の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気A′を吹き込んで二次燃焼室S内に旋回流を形成するようにしている為、排ガスG中に含まれる未燃ガスは二次燃焼室S内に於いて十分な滞留時間と温度をもって攪拌・燃焼される。その結果、表面溶融炉2から排出される排ガスG中の未燃ガスは完全燃焼されることになる。
又、排熱回収装置1の予熱通路S′内には、押込み送風機15及び燃焼用空気供給管14から新鮮な燃焼用空気A(温度:約20℃)が送り込まれている。この予熱通路S′内を流れる燃焼用空気Aは、内筒24を形成する耐火物26からの熱伝導により約350℃に加熱された後、燃焼用空気供給管14を通ってバーナ7へ供給されて燃焼に利用される。
【0027】
そして、排熱回収装置1の二次燃焼室S内で二次燃焼された後の排ガスGは、引き続きガス冷却装置16へ送られ、ここで冷却水17の噴射によって200℃以下に減温された後、集塵装置19、触媒脱硝塔21、誘引通風機22及び煙突23を経てクリーンガスとなって大気中に放出される。
【0028】
このように、前記排熱回収装置1は、二次燃焼塔としての機能と空気予熱器としての機能を併せ持つ為、図5に示す従来の溶融処理設備のように用途の異なる二次燃焼塔と空気予熱器を別個に設置すると云うこともなく、設置スペースを半減できて建設コストや設備コストの大幅な削減を図れる。
又、排熱回収装置1は、内筒24が金属製の円筒24aの内周面に耐火物26を内張りすることにより形成されている為、二次燃焼室S内を流れる高温・高腐食性の排ガスGやダストが金属部材である円筒24aに直接接触すると云うことがなく、内筒24の腐食を防止することができる。然も、耐火物26を内張りすることによって、従来の空気予熱器のように排ガスGの温度を内筒材質の最高使用温度以下となるように下げる必要もなく、高温排ガスGからの熱回収が可能になると共に、空気予熱器の手前で冷却空気を吹き込む必要もなくなり、排ガスGの排出量が増大すると云うこともない。
更に、排熱回収装置1は、内筒24の内周面に内張りした耐火物26からの熱伝導により予熱通路S′内を通過するバーナ7の燃焼用空気Aを加熱するようにしている為、排ガスGと接触する耐火物26の表面温度が著しく低下することがない。その結果、内筒24の内周面付近を流れる排ガスG中にダイオキシン類の再合成し易い温度域(300℃付近)を作ることがなくなり、ダイオキシン類対策としての効果が得られる。
【0029】
図4は本発明の他の実施の形態に係る排熱回収装置1の概略断面図を示すものであり、当該排熱回収装置1は、高温煙道10を通って来た高温の燃焼排ガスGが送り込まれる二次燃焼室Sを形成する内筒24と、内筒24の外周面との間にバーナ7用の燃焼用空気Aが通過する環状の予熱通路S′を形成する外筒25等から成り、二次燃焼室Sを形成する内筒24を多孔質性の耐火物26′により円筒状に形成し、予熱通路S′内を通過するバーナ7用の燃焼用空気Aを耐火物26′からの熱伝導により加熱すると共に、予熱通路S′内の燃焼用空気Aの一部が二次燃焼空気A′として多孔質性の耐火物26′の孔から二次燃焼室S内へ流れ込むようになっている。
【0030】
前記内筒24は、多孔質性のブロック状の耐火物26′を円筒状に積み上げることにより形成されており、各耐火物26′は複数の鋼材製のフック30を介して外筒25に支持されている。即ち、各耐火物26′は、鋼材製のフック30の一端を各耐火物26′に夫々埋設すると共に、フック30の他端を外筒25の内周面に溶接等により固着することにより、外筒25に支持されている。この耐火物26′には、熱伝導性に優れていると共に予熱通路S′内を流れる燃焼用空気Aの一部が二次燃焼室S内へ流れ込むことができる耐火物26′が使用されている。
【0031】
前記外筒25は、鋼板材により内筒24よりも大径の円筒状に形成されており、内筒24の外周囲に同心円上に配置されて内筒24の外周面との間にバーナ7用の燃焼用空気Aが通過する環状の予熱通路S′を形成するものである。
この外筒25の下端部側には予熱通路S′へ新鮮な燃焼用空気Aを供給する入口27が形成されており、当該入口27は燃焼用空気A供給管14を介して押込み送風機15に接続されている。又、外筒25の上端部側には予熱通路S′内で加熱された燃焼用空気Aが流出する出口28が形成されており、当該出口28は燃焼用空気供給管14を介してバーナ7に接続されている。
【0032】
そして、前記内筒24及び外筒25は、その上端部同士が気密状に接続されていると共に、その下端部同士が伸縮継手29を介して気密状に接続されており、温度上昇によって内筒24と外筒25との間に生じる熱膨張を伸縮継手29により吸収する構造となっている。
尚、図4に於いて、31は燃焼用空気供給管14に介設したダンパ、32は燃焼用空気供給管14内を流れる燃焼用空気Aの温度や流量が所定の値になるようにダンパ31を制御する制御器である。
【0033】
而して、この排熱回収装置1に於いては、高温煙道10を通って排熱回収装置1の二次燃焼室S内に送り込まれた燃焼排ガスGの熱が内筒24を形成する耐火物26′に伝達され、耐火物26′からの熱伝導により予熱通路S′内を流れる燃焼用空気Aが約350℃に加熱される。この加熱された燃焼用空気Aは、燃焼用空気供給管14を通ってバーナ7へ供給されて燃焼に利用される。
又、予熱通路S′内の燃焼用空気Aの一部は、多孔質性の耐火物26′の孔から二次燃焼室S内へ流れ込み、二次燃焼用空気A′として使用される。これによって、二次燃焼室S内の燃焼排ガスGは、前記二次燃焼用空気A′により二次燃焼室S内に於いて二次燃焼され、排ガスG中に含まれる未燃ガスが二次燃焼室S内に於いて完全燃焼される。完全燃焼された排ガスGは、引き続きガス冷却装置16へ送られ、ここで冷却水17の噴射によって200℃以下に減温された後、集塵装置19、触媒脱硝塔21、誘引通風機22及び煙突23を経てクリーンガスとなって大気中に放出される。
【0034】
この排熱回収装置1は、上述した図2に示す排熱回収装置1と同様の作用効果を奏することができる。然も、この排熱回収装置1は、予熱通路S′内を流れるバーナ7用の燃焼用空気Aの一部が二次燃焼用空気A′として内筒24を形成する多孔質性の耐火物26′の孔を通って内筒24の内周面から二次燃焼室S内へ流れ込む為、内筒24内周面へのダストの付着を防止することができる。
【0035】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の請求項1の排熱回収装置は、二次燃焼室を形成する内筒の周囲に外筒を配置して内筒と外筒との間に燃焼用空気が通過する環状の予熱通路を形成し、排ガス中の未燃ガスを二次燃焼室内に於いて二次燃焼用空気により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路内を通過する燃焼用空気を二次燃焼室内の高温の排ガスにより内筒を通して加熱するようにしている。即ち、本発明の排熱回収装置は、二次燃焼塔としての機能と空気予熱器としての機能を併せ持つ為、従来の溶融処理設備のように用途の異なる二次燃焼塔と空気予熱器を別個に設置すると云うこともなく、設置スペースを半減できて建設コストや設備コストの大幅な削減を図れる。
【0036】
また、本発明の請求項1の排熱回収装置は、上記効果に加えて更に次のような効果を奏することができる。即ち、排熱回収装置は、内筒が金属製の円筒の内周面に耐火物を内張りすることにより形成されている為、二次燃焼室内を流れる高温・高腐食性の排ガスやダストが金属部材である円筒に直接接触すると云うことがなく、内筒の腐食を防止することができる。又、耐火物を内張りすることによって、従来の空気予熱器のように排ガスの温度を内筒材質の最高使用温度以下となるように下げる必要もなく、高温排ガスからの熱回収が可能になると共に、従来の空気予熱器のように空気予熱器の手前で冷却空気を吹き込む必要もなくなり、排ガスの排出量が増大すると云うこともない。更に、内筒の内周面に内張りした耐火物からの熱伝導により予熱通路内を通過する燃焼用空気を加熱するようにしている為、排ガスと接触する耐火物の表面温度が著しく低下すると云うことがない。その結果、内筒の内周面付近を流れる排ガス中にダイオキシン類の再合成し易い温度域を作ることがなくなり、ダイオキシン類対策としての効果が得られる。そのうえ、二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしている為、排ガス中に含まれる未燃ガスは二次燃焼室内に於いて十分な滞留時間と温度をもって攪拌・燃焼される。その結果、表面溶融炉から排出される排ガス中の未燃ガスは完全燃焼されることになる。
加えて、本発明の請求項2の排熱回収装置は、内筒を多孔質性の耐火物により円筒状に形成し、予熱通路内を通過する燃焼用空気を耐火物からの熱伝導により加熱すると共に、予熱通路内の燃焼用空気の一部が二次燃焼用空気として多孔質性の耐火物の孔から二次燃焼室内へ流れ込むようにしている為、請求項1の排熱回収装置と同様の作用効果を奏することができるうえ、内筒内周面へのダストの付着を防止することができる。
また、請求項3の発明では、二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしている為、排ガス中に含まれる未燃ガスは二次燃焼室内に於いて十分な滞留時間と温度をもって攪拌・燃焼される。その結果、表面溶融炉から排出される排ガス中の未燃ガスは完全燃焼されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る排熱回収装置を用いた溶融処理設備の概略系統図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る排熱回収装置の概略縦断面図である。
【図3】同じく排熱回収装置の概略横断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る排熱回収装置の概略縦断面図である。
【図5】表面溶融炉を用いた従来の溶融処理設備の概略系統図である。
【図6】従来の溶融処理設備に用いる空気予熱器の概略縦断面図である。
【符号の簡単な説明】
1は排熱回収装置、2は表面溶融炉、11は二次燃焼用吹込みノズル、24は内筒、24aは円筒、25は外筒、26・26′は耐火物、Gは排ガス、Sは二次燃焼室、S′は予熱通路、Aは燃焼用空気、A′は二次燃焼用空気。
Claims (3)
- 溶融炉から排出された排ガス中の未燃ガスを完全燃焼させると共に、この排ガスから熱回収して燃焼用空気を加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置で於いて、当該排熱回収装置は、溶融炉からの排ガスが送り込まれる二次燃焼室を形成する内筒と、内筒の外側に配設されてその外周面との間に燃焼用空気が通過する環状の予熱通路を形成する外筒とから成り、排ガス中の未燃ガスを二次燃焼室内に於いて二次燃焼用空気により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路内を通過する燃焼用空気を二次燃焼室内の高温の排ガスにより内筒を通して加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置であって、二次燃焼室を形成する内筒を、金属製の円筒の内周面に耐食性及び熱伝導性に優れた耐火物を内張りして成る内筒とすると共に、二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしたことを特徴とする溶融炉に於ける排熱回収装置。
- 溶融炉から排出された排ガス中の未燃ガスを完全燃焼させると共に、この排ガスから熱回収して燃焼用空気を加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置で於いて、当該排熱回収装置は、溶融炉からの排ガスが送り込まれる二次燃焼室を形成する内筒と、内筒の外側に配設されてその外周面との間に燃焼用空気が通過する環状の予熱通路を形成する外筒とから成り、排ガス中の未燃ガスを二次燃焼室内に於いて二次燃焼用空気により二次燃焼させて完全燃焼させると共に、予熱通路内を通過する燃焼用空気を二次燃焼室内の高温の排ガスにより内筒を通して加熱するようにした溶融炉に於ける排熱回収装置であって、二次燃焼室を形成する内筒を多孔質性の耐火物により円筒状に形成し、予熱通路内を通過する燃焼用空気を耐火物からの熱伝導により加熱すると共に、予熱通路内の燃焼用空気の一部が二次燃焼用空気として多孔質性の耐火物の孔から二次燃焼室内へ流れ込むようにしたことを特徴とする溶融炉に於ける排熱回収装置。
- 二次燃焼室の上流側位置に二次燃焼用空気吹込みノズルを設け、当該二次燃焼用空気吹込みノズルから内筒の内周面に沿ってその接線方向に二次燃焼用空気を吹き込んで二次燃焼室内に旋回流を形成するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の溶融炉に於ける排熱回収装置。
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