JP4276155B2

JP4276155B2 - 排ガスの処理方法

Info

Publication number: JP4276155B2
Application number: JP2004289103A
Authority: JP
Inventors: 誠成迫; 寿一米田
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006105414A

Description

本発明は、一般には廃棄物の燃焼処理方法に関するものであり、特に、一次燃焼炉からの排ガスを二次燃焼炉にて旋回流を用いて処理する排ガスの処理方法に関するものである。

従来、例えば、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物は、燃焼装置にて燃焼処理される。特許文献１には、燃焼装置にて発生するダイオキシン類などの難分解性有機塩素化合物を低減する燃焼装置の構成が示されている。

つまり、特許文献１の燃焼装置は、バーナーを有する一次燃焼炉と、円筒状の二次燃焼炉と、一次燃焼炉から二次燃焼炉へと排ガスを導入する排ガス導入路と、を備え、排ガス導入路からの排ガスが円筒状二次燃焼炉の円筒面接線方向へと導入されて二次燃焼炉内で旋回流が生じるように構成されている。斯かる構成にて、発生した旋回流により、未燃焼成分と空気とが効果的に混合しながら、全体の流れは鉛直方向に上昇し、完全燃焼が達成される。

また、特許文献１の燃焼装置では、二次燃焼炉へと供給される供給空気もまた二次燃焼炉内で旋回流が生じるよう導入されて二次燃焼炉内で旋回流を発生させ、燃焼効率の促進と、滞留時間の確保が行われるように構成されている。

上記構成の特許文献１の燃焼装置は、一次燃焼炉を６００〜１０００℃、二次燃焼炉を８００〜１２００℃に温度設定し、種々の廃棄物を完全に燃焼し、ダイオキシン類の発生を有効に防止せんとしている。

また、一酸化炭素や炭化水素などの未燃焼成分を完全燃焼させ、ダイオキシン類の発生を防止するために、二次燃焼炉にはバーナーが配置されている。
特開平７−２２９６１０号公報

しかしながら、上記構成の燃焼装置では、排ガスが導入される二次燃焼炉には、排ガスを旋回させて充分な滞留時間を確保するために、補助的に必要とされる空気が供給されている。通常、供給空気は外気とされ、その温度が０〜２０℃程度とされる場合には、一次燃焼炉から二次燃焼炉内へと導入される排ガスは、この供給空気により著しく冷却される。

従って、供給空気による二次燃焼炉内の温度低下を防止し、二次燃焼炉を８００〜１２００℃に維持するために、バーナーによる供給空気の加熱が必要とされる。

通常、このようなバーナーの燃料としては、再生油が使用されるが、その燃料使用量は膨大なものとなり、燃料の使用量を削減することが望まれる。

そこで、本発明の目的は、一次燃焼炉からの排ガスを処理するために旋回流を使用する二次燃焼炉において、供給空気加熱のための燃料使用量を削減し、高効率にて排ガスを処理し、処理能力を増大することのできる排ガスの処理方法を提供することである。

上記目的は本発明に係る排ガスの処理方法にて達成される。要約すれば、本発明は、一次燃焼炉にて廃棄物を燃焼し、前記一次燃焼炉からの排ガスを二次燃焼炉において旋回流を用いて処理する排ガスの処理方法において、
前記一次及び二次燃焼炉とは異なる、パソコン基板、携帯電話を含む貴金属含有スクラップ原料、及び産業廃棄物を処理する定置炉である第３の燃焼炉にて廃棄物を燃焼することにより発生した未燃焼成分を含む排ガスを、一部は前記一次燃焼炉からの排ガスと共に前記二次燃焼炉の熱源として前記二次燃焼炉に供給し、残部は熱風ファンで昇圧して前記二次燃焼炉に供給して前記二次燃焼炉にて旋回流を発生させ、
前記二次燃焼炉からの排ガスの温度を検知し、前記二次燃焼炉からの出口における排ガスの温度が８５０℃以上となるように前記第３の燃焼炉から前記二次燃焼炉への排ガスの供給量を調整する、
ことを特徴とする排ガスの処理方法である。

本発明の一実施態様によれば、必要に応じて、前記二次燃焼炉からの排ガスの温度を検知し、前記二次燃焼炉に設けたバーナーの作動態様を変更させることもできる。

本発明によれば、二次燃焼炉における供給空気加温のための燃料使用量を削減し、高効率にて排ガスを処理し、処理能力を大幅に増大することができる。更に、二次燃焼炉からの排出ライン中の一酸化炭素を１０ｐｐｍ以下とし、かつ、ダイオキシン類の生成を抑制することができる。

以下、本発明に係る排ガスの処理方法を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、本発明の排ガスの処理方法を実施することのできる一実施例に係る廃棄物処理装置の全体構成を示す。

本実施例にて、廃棄物処理装置１００は、廃棄物を燃焼処理する一次燃焼室を構成するロータリーキルンのような一次燃焼炉１と、一次燃焼炉１からの排ガスＧ１を処理する二次燃焼室を構成する二次燃焼炉２と、を有する。

本実施例では、更に、前記一次燃焼炉１及び二次燃焼炉２とは異なる、貴金属スクラップ原料や廃棄物を燃焼処理する追加の燃焼炉（以下、「第３の燃焼炉」という。）３を有する。第３の燃焼炉３にて焼却される貴金属スクラップ原料や廃棄物は、その排ガス中に一酸化炭素や炭化水素などの未燃焼成分を含んでいるのが好ましい。本実施例では、第３の燃焼炉３は、例えば、パソコン基板、携帯電話などを含む貴金属スクラップ原料、及び、産業廃棄物を焼却処理するための定置炉とされる。このような燃焼処理炉は、未燃焼成分を含んだ、最大７００℃程度の排ガスＧ３を発生させる。

本実施例によると、一次燃焼炉１にて発生した排ガスＧ１は、完全燃焼させるためにラインＬ１を介して二次燃焼炉２へと導入される。

従来、二次燃焼炉２には、図示するように、旋回ファン４により、供給空気Ｇ２がラインＬ２を介して旋回流として導入されており、ラインＬ２には、手動弁とされる開閉弁６が配置され、二次燃焼炉２内への供給空気の量を調整していた。また、旋回ファン４は、３０００Ｎｍ³／ｈｒ×２０℃の能力を有するものが使用されていた。

これに対して、本実施例によれば、第３の燃焼炉３からの排ガスＧ３は、ラインＬ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、及び、従来の旋回ファン４と二次燃焼炉２とを接続するラインＬ２を使用して二次燃焼炉２内へと旋回流として供給される。勿論、本実施例では、旋回ファン４は駆動されず、又、開閉弁６は閉とされる。

従って、本実施例によれば、従来必要とされた旋回ファン４からの供給空気Ｇ２を加温するために二次燃焼炉２内での燃料使用量を大幅に削減することができる。

更に説明すると、第３の燃焼炉３からの排ガスＧ３は、ラインＬ３、Ｌ４を介してサイクロン１２に導入され、排ガスＧ３中の塵埃が除去される。塵埃が除去された排ガスＧ３は、ラインＬ５を介して熱風ファン１４に導入され、熱風ファン１４によりラインＬ６及びラインＬ２を介して二次燃焼炉２に供給される。熱風ファン１４は、排ガスＧ３に旋回流となるための圧力を付与する作用をなす。また、本実施例にて、ラインＬ６の手動とされる開閉弁１５は、通常全開とされており、熱風ファン１４は、３０００Ｎｍ³／ｈｒ×３００℃の能力を有するものを使用した。

また、サイクロン１２と熱風ファン１４とを接続するラインＬ５には、電動弁とされる開閉弁１３が設けられている。

ラインＬ５に設けられた開閉弁１３は、ラインＬ５に設けた温度検知手段１８により検知されたラインＬ５中の排ガスＧ３の温度が、本実施例では、３００℃以上では閉とされ、２８０℃以下で開とされる。これは、熱風ファン１４のランナーを保護するためである。

更に説明すると、本実施例では、熱風ファン１４のランナー保護のために、電動弁１６を備えたラインＬ９がラインＬ５に接続され、このラインＬ９を介して冷却空気Ｇ６が導入可能とされる。つまり、ラインＬ５中のガス温度が３００℃未満となるように、温度検知手段１８の温度検知に対応して電動弁１６の開閉が制御される。

斯かる制御により、冷却空気Ｇ６がラインＬ５に導入されると、ラインＬ４側の吸引圧が低下する。このために、ラインＬ３には圧力センサＰが設けられ、圧力センサーＰによりラインＬ３に設けた電動弁１１の開閉が制御される。

つまり、ラインＬ５中の排ガスＧ３の温度が３００℃以上とされ、ラインＬ５に設けられた開閉弁１３が閉とされたときには、ラインＬ３に設けた開閉弁１１の開閉度が制御され、第３の燃焼炉３にて発生した排ガスＧ３は、一次燃焼炉１の排ガスＧ１を二次燃焼炉２に導入するラインＬ１に導入される。

従って、熱風ファン１４のランナーを保護する必要がない場合には、上記開閉弁１３及び温度検知手段１８、更には、圧力センサーＰ、開閉弁１１などは不要とすることができる。

上述のように、本実施例では、二次燃焼炉２には、ラインＬ１を介して排ガスＧ１と排ガスＧ３の一部との混合ガスが、そして、ラインＬ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ２を介して、排ガスＧ３の残部が二次燃焼炉２内へと導入される。

図２及び図３を参照して、本実施例における二次燃焼炉２の概略構成を説明する。

二次燃焼炉２は、円筒形状とされ、排ガスＧ１と一部の排ガスＧ３との混合ガスは、ラインＬ１を介して、また、残りの排ガスＧ３は、ラインＬ２を介して二次燃焼炉２内へと導入される。

また、二次燃焼炉２内には、バーナー２０が配置され、必要に応じて再生油のような燃料が供給される。本実施例では、バーナー２０は、直径方向に対向して、但し、炉中心には向かわないようにして２つ設けられているが、これに限定されるものではない。

さらに、本実施例によると、二次燃焼炉２に隣接して燃焼ファン５（図１参照）が配置されている。燃焼ファン５は、ラインＬ７を介して空気Ｇ４をバーナー２０へと供給し、バーナー２０により噴射される再生油の燃焼に使用される。

又、二次燃焼炉２には、環状空間を備えたリングヘッダー３０が形成されている。リングヘッダーの外周部にはラインＬ２が接続され、燃焼炉３からの排ガスＧ３がリングヘッダー３０へと導入される。また、リングヘッダー３０の内周部には二次燃焼炉２に形成した複数の導入孔、本実施例では６つの導入孔２２が開口している。導入孔２２の数及び配置は、これに限定されるものではなく、例えば、上下２段に６個づつ形成しても良い。

また、導入孔２２は、二次燃焼炉２の中心には向かわないようにして形成されており、従って、リングヘッダー３０に導入された排ガスＧ３は、導入孔２２を介して二次燃焼炉２内へと旋回流となって噴射される。

二次燃焼炉２に対する、ラインＬ１、Ｌ２、バーナー２０、空気導入孔２２などの形状、寸法、配置などは、図示する態様に限定されるものではなく、必要に応じて種々の形状、寸法、配置となし得る。

上記構成の本実施例の廃棄物燃焼装置１００によれば、一次燃焼炉１に投入された廃棄物は燃焼されて７００〜１０００℃の排ガスＧ１を発生する。又、第３の燃焼炉３からは５０〜１０００℃の排ガスＧ３が発生する。

本実施例では、一次燃焼炉１では、汚泥及びプラスチックなどを焼却し、第３の燃焼炉３では、パソコン基板、携帯電話を含む貴金属スクラップ原料や、産業廃棄物を焼却した。本実施例によると、第３の燃焼炉３からの排ガスＧ３は、一酸化炭素や炭化水素などの未燃焼成分を含んでいた。

一次燃焼炉１からの排ガスＧ１は、第３の燃焼炉３からの排ガスＧ３と混合され、二次燃焼炉２内へと円筒面に対して接線方向に導入され、二次燃焼炉２内で旋回流となる。本実施例で二次燃焼炉２に導入される排ガスＧ１とＧ３の混合ガスの温度は７３０℃程度に調整された。

また、上述のように、二次燃焼炉２内では、熱風ファン１４にて加圧され、ラインＬ２及びリングヘッダー３０を介して導入孔２２から導入される第３の燃焼炉３からの排ガスＧ３と、燃焼ファン５からの供給空気Ｇ４を導入したバーナー２０からの燃焼炎も又、二次燃焼炉２内にて旋回流を発生させる。

従って、二次燃焼炉２内では、排ガスＧ１及び排ガスＧ３が８００〜１２００℃にて燃焼される。これにより、排ガスＧ１、Ｇ３中の一酸化炭素や炭化水素などの未燃焼成分が完全に燃焼され、ダイオキシン類の発生を防止することができる。

二次燃焼炉２からの排出ラインＬ８には、温度検知手段１９が配置され、排ガスＧ５の温度が８５０℃程度を維持するように、第３の焼却炉３から二次燃焼炉２への排ガスＧ３の供給量、即ち、第３の焼却炉３からの排ガスＧ３の発生量、ラインＬ１への排ガスＧ３の混合量、或いは、熱風ファン１４からの排ガスＧ３の供給量などを調整することができる。また、必要に応じて、燃焼ファン５からの供給空気Ｇ４を導入したバーナー２０への燃料（再生油）の供給量などを調整してバーナー２０の作動態様を変えることも可能である。

これにより、二次燃焼炉２からのラインＬ８中の一酸化炭素は、１０ｐｐｍ以下であり、かつ、ダイオキシン類の生成は抑制された。

二次燃焼炉２からの排ガスＧ５は、ラインＬ８を介してガス処理設備７に導入される。ガス処理設備７は、図示してはいないが、急冷塔、洗浄塔などを備えており、排ガスＧ５を急冷、洗浄して大気へと放出する。

上記構成の本実施例によれば、従来の旋回ファン４による供給空気Ｇ２の代わりに第３の燃焼炉３からの高温排ガスＧ３を使用することにより、二次燃焼炉２における供給空気加温のための燃料使用量を削減し、高効率にて排ガスを処理することができる。具体的には、燃料使用量を１．７ＫＬ／日削減することができ、また、一次焼却炉であるキルンの処理速度を２．７３Ｔ／Ｈから３．１Ｔ／Ｈへと増大し、大幅な処理能力の向上を図ることができた。これにより、大幅な処理コストの低減を図ることができた。

本発明に係る排ガスの処理方法を実施するための廃棄物処理装置の全体構成図である。二次燃焼炉の全体構成を示す斜視図である。二次燃焼炉の横断面図である。

符号の説明

１一次燃焼炉
２二次燃焼炉
３第３の燃焼炉
４旋回ファン
５燃焼ファン
６、１１、１３、１５開閉弁
７ガス処理設備

Claims

一次燃焼炉にて廃棄物を燃焼し、前記一次燃焼炉からの排ガスを二次燃焼炉において旋回流を用いて処理する排ガスの処理方法において、
前記一次及び二次燃焼炉とは異なる、パソコン基板、携帯電話を含む貴金属含有スクラップ原料、及び産業廃棄物を処理する定置炉である第３の燃焼炉にて廃棄物を燃焼することにより発生した未燃焼成分を含む排ガスを、一部は前記一次燃焼炉からの排ガスと共に前記二次燃焼炉の熱源として前記二次燃焼炉に供給し、残部は熱風ファンで昇圧して前記二次燃焼炉に供給して前記二次燃焼炉にて旋回流を発生させ、
前記二次燃焼炉からの排ガスの温度を検知し、前記二次燃焼炉からの出口における排ガスの温度が８５０℃以上となるように前記第３の燃焼炉から前記二次燃焼炉への排ガスの供給量を調整する、
ことを特徴とする排ガスの処理方法。
前記二次燃焼炉からの排ガスの温度を検知し、前記二次燃焼炉に設けたバーナーの作動態様を変更させることを特徴とする請求項１の排ガスの処理方法。