JP5013814B2

JP5013814B2 - ガス着火方法及びガス処理炉

Info

Publication number: JP5013814B2
Application number: JP2006295232A
Authority: JP
Inventors: 巨盛横岩; 有一生田
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP2008111605A

Description

本発明は、ガス着火方法及びガス処理炉に関し、さらに詳しくは、プリント基板等のリサイクル原料を焼却処理することによってその中に含まれる合成樹脂をガス化し、このガスを燃焼処理するガス着火方法及びガス処理炉に関する。

従来、焼却炉における焼却処理に際して発生する排ガスは、ガス処理炉に導入し、このガス処理炉に設けられた重油バーナの火炎によって排ガス中の炭化水素（Ｃ_ｍＨ_ｎ）に着火・燃焼分解させることが知られている。
例えば、特許第２５１６６９９号「廃棄物の焼却方法及び焼却炉」（特許文献１）に予備バーナ１２として示されている。
特許第２５１６６９９号公報

しかし、この方法は、排ガス中炭化水素（Ｃ_ｍＨ_ｎ）への着火・燃焼・分解に重油バーナを用いることから燃料コストが高いものとなっていた。また、排ガス中の炭化水素を着火・燃焼させない場合、この炭化水素分がすすとなり、後工程のガス洗浄、バグフィルター運転に大きな支障が発生する。
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、燃料コストの低減を図ると共に、ガス処理炉を安定して操業することが可能な排ガス着火方法及びガス処理炉を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため以下の発明を成した。
（１）合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を６００〜７００℃の低温で焼却処理することにより前記合成樹脂をガス化するステップと、側面に重油バーナを備えたガス処理炉の当該重油バーナからみて前記ガスを炉内に導入するための導入口よりも遠い位置に設けられた挿入口からガス処理炉の縦断面方向に交換可能に挿入された金属製の棒部材を前記重油バーナによって予め７００〜９００℃に加熱するステップと、前記重油バーナを消火した状態で前記ガスを前記導入口から前記ガス処理炉内に導入し、加熱された前記棒部材に接触させることにより着火させ、着火した前記ガスが燃焼することにより形成される火炎に接触させることにより前記ガスを着火・燃焼させるステップと、前記棒部材を定期的に、または、前記棒部材が腐食や破損等をした場合には直に、交換することにより常に安定した操業を維持するステップとを備えてなることを特徴とするガス着火方法。

（２）合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を６００〜７００℃の低温で焼却処理することにより発生したガスを処理するガス処理炉であって、側面に重油バーナを備えると共に、当該重油バーナからみて前記ガスを炉内に導入する導入口よりも遠い位置に設けられた挿入口からガス処理炉の縦断面方向に交換可能に挿入された金属製の棒部材を備え、前記重油バーナで前記膨部材を予め加熱した後、当該重油バーナを消火した状態で前記ガスを炉内に導入し、加熱された前記棒部材に接触させることにより着火させ、着火した前記ガスが燃焼することにより形成される火炎に接触させることにより前記ガスを着火・燃焼させて処理すると共に、前記棒部材を定期的に、または、前記棒部材が腐食や破損等をした場合には直に、交換することにより常に安定した操業を維持することを可能としたことを特徴とするガス処理炉。

本発明に係るガス着火方法及びガス処理炉によれば、
（１）合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を６００〜７００℃の低温で焼却処理することによって合成樹脂をガス化し、このガス中の炭化水素分を７００℃以上に赤熱した金属製の棒部材により着火・燃焼させ、さらに排ガス中炭化水素の燃焼熱により金属製の棒部材の赤熱状態を維持できるので、従来のように継続して重油バーナを点火する必要がなく、燃料コストを大幅に削減した操業ができる。

（２）金属製の棒部材は交換可能とされているので定期的に交換することで常に安定した操業を維持することができると共に、腐食や破損等をした場合、直に交換して操業を継続できるという効果を有する。

以下、本発明に係るガス着火方法及びガス処理炉の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係るガス処理炉の一実施形態を模式的に示した側面断面図である。
はじめに、本発明に係るガス処理炉の好ましい一実施形態について説明する。図１に示すように、ガス処理炉１は、１次焼却炉２とダクト２１ａで連通されており、１次焼却炉２内で発生した排ガスが矢印に示された経路を辿ってガス処理炉１に導入されるようになっている。
１次焼却炉２では、合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を所定のサイズに破砕したものが焼却処理に供される。この１次焼却炉２での焼却は、図示しないバーナにより６００〜７００℃の低温で２０〜３０分加熱処理することによって行なわれる。このような条件で焼却処理することによって合成樹脂の成分である炭化水素（Ｃ_ｍＨ_ｎ）をガス化する。
そして、このガス化した炭化水素を含むガスはダクト２１ａを通ってガス処理炉１へ送られる。ここで、焼却処理されるプリント基板はその素材として、例えば、シリカやガラスクロス等が充填材や補強材としてエポキシ樹脂等と組み合わされて使用されている。
そして、一般的なエポキシ樹脂の低発熱量は４，０００〜４，５００ｋｃａｌ／ｋｇ、発火点５３０〜５４０℃である。

１次焼却炉２から送られてきた炭化水素を含むガスは、ガス処理炉１によってさらに着火・燃焼・加熱分解されるようになっている。
すなわち、ガス処理炉１は、内部に空洞を備えた炉体を有し、炉体の天井部に導入口２１が形成されており、この導入口２１にダクト２１ａが連結されている。これにより１次焼却炉２で発生したガス化した炭化水素を含むガスはダクト２１ａを介してガス処理炉１内に導入されるようになっている。
また、ガス処理炉１の側面には重油バーナ２２が設置されている。そして、重油バーナ２２から見て導入口２１よりも遠い位置に金属製の棒部材である着火棒２５を炉内に挿入するための挿入孔２５ａが設けられており、この挿入孔２５ａにガス処理炉１の内部を縦断するようにして着火棒２５が配置されている。
着火棒２５は、ステンレス製の丸棒材であり、具体的にはＳＵＳ３１０Ｓ、長さ約３ｍ、直径約３２ｍｍの棒部材である。
尚、必ずしも丸棒である必要はない。断面が四角であっても、楕円であっても良い。ただ丸棒の方が、着脱が簡易に出来る場合がある。
着火棒２５は、挿入孔２５ａからガス処理炉１の縦断面方向に、且つ、その先端が炉底に接触又はその近傍に位置するようにして挿入されている。尚、着火棒２５の挿入方向は、特に限定するものではなく、横方向から挿入してもよく、また斜めに挿入してもかまわない。

着火棒２５は、既設の重油バーナ２２によって加熱可能とされており、重油バーナ２２によって予め十分に赤熱されている。導入されてくるガス中の炭化水素分はこの赤熱された金属棒に接触、あるいは金属棒により着火した炭化水素が着火・燃焼することにより形成される火炎に接触することにより着火・燃焼する。
この時、燃焼炉１内８００〜１，２００℃に維持されていることが必要である。
１次焼却炉２から次々と導入されてくる炭化水素を含むガスは、１次焼却炉２では６００〜７００℃の低温で処理されているので未燃のガス状態となっており、これが赤熱された着火棒２５に接触することによって発火燃焼する。
そして、この燃焼によって後から送られてくる炭化水素分の着火・燃焼・分解が継続して行なわれる。そのため、排ガス中炭化水素分の燃焼が始まった後は、重油バーナ２２を消火してもガス燃焼炉１に導入される炭化水素が燃料となって次々と燃焼が進行することになる。
そのため、これまで必要であった重油バーナ２２の燃料（Ａ重油）が不要になる。また、着火棒２５をガス処理炉１に挿入するだけなので設備の変更負担も僅かで実現することができる。

着火棒２５は、交換ができるようになっている。着火棒２５は、１，０００〜１，２００℃の火炎に晒されているため、腐食・破損による減肉が進行する。
従って、容易に交換可能としておく。着火棒２５の交換は、挿入孔２５ａから着火棒２５を挿抜することで簡単に行なうことができるようになっている。尚、着火棒２５は複数の挿入を可能としておけば着火棒２５の交換の際に操業を中断する必要もない。

ガス処理炉１によって熱分解された排ガスは、図示しない冷却塔に運ばれ冷却水が噴霧されて２００℃以下まで一気に冷却された後、図示しない集塵機によって除塵後、大気中に排気される。

次に、本発明に係るガス焼却方法について上述したガス処理炉の操作と共に説明する。図２は、本発明に係るガス焼却方法の一実施形態のフローチャートである。
まず図示しない破砕機によって所定のサイズに破砕した合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を１次焼却炉２へ投入して図示しないバーナによって６００〜７００℃の低温で２０〜３０分加熱処理し、リサイクル原料の破砕物に含まれる炭化水素のガス化を行う（ステップＳ１）。
そして、このガスをダクト２１ａを介してガス処理炉１へ送る。

１次焼却炉２から送られてきた排ガスを導入口２１からガス処理炉１内に導入するに際して、ガス燃焼炉１内の着火棒２５は重油バーナ２２の火炎によって７００℃以上に赤熱させておき、排ガス導入の際には重油バーナは消火する。
そして、排ガスを十分に赤熱した着火棒２５に接触させつつ導入して排ガス中炭化水素分を着火・燃焼させて分解する（ステップＳ２）。
着火棒２５はこの時、少なくとも７００℃以上、好ましくは８００〜９００℃に保持されていることが必要である。
そして、ガス処理炉１によって分解された排ガスは一気に２００℃以下に急冷し（ステップＳ３）、図示しない集塵機によって除塵（ステップＳ４）した後、大気中に排気する（ステップＳ５）。

重油バーナーの火炎により排ガス中の炭化水素に着火・燃焼させる操業と、着火棒２５を用いての操業を比較する。

重油バーナーの火炎により排ガス中の炭化水素に着火・燃焼させる操業では、まずプリント基板等のリサイクル原料を２．５トン／時間で１次焼却炉２に投入しつつ、Ａ重油を２０リットル／時間で図示しないバーナーに供給して加熱処理を行い、ガス化した炭化水素を含む排ガスをガス処理炉１に導入する。
この時の１次焼却炉２内の温度は６００〜７００℃である。１次燃焼炉２で発生した排ガスは、ガス燃焼炉１に導入され、重油バーナー２２によりＡ重油を６０リットル／時間で燃焼させその火炎で、排ガス中の炭化水素を着火・燃焼させる。この時のガス燃焼炉１の炉内温度は１，０００〜１，３００℃である。

着火棒２５を用いた操業では、まずプリント基板等のリサイクル原料を２．５トン／時間で１次焼却炉に投入しつつ、Ａ重油を２０リットル／時間で図示しないバーナに供給して加熱処理を行い、ガス化した炭化水素を含む排ガスをガス処理炉１に導入する。この時の１次焼却炉２内の温度は６００〜７００℃である。
１次燃焼炉２で発生した排ガスは、ガス燃焼炉１に導入され、赤熱した着火棒２５あるいは、着火棒により着火・燃焼されたガスの火炎により、着火・燃焼する。この時のガス燃焼炉１の炉内温度は１，０００〜１，２００℃である。
重油バーナーの火炎により排ガス中の炭化水素に着火・燃焼させる操業では、ガス燃焼炉１で使用する重油使用量は６０リットル／時間であったのに対して、着火棒２５を用いて操業した場合にはガス燃焼炉１で使用する重油の使用量は０リットル／時間である。

。図１は本発明に係るガス処理炉の位置実施形態を模式的に示した側面断面図である。本発明に係るリサイクル原料の処理方法の一実施形態であり、そのフローチャートである。

符号の説明

１ガス処理炉
２１次焼却炉
２１導入口
２１ａダクト
２２重油バーナ
２５着火棒
２５ａ挿入孔

Claims

合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を６００〜７００℃の低温で焼却処理することにより前記合成樹脂をガス化するステップと、
側面に重油バーナを備えたガス処理炉の当該重油バーナからみて前記ガスを炉内に導入するための導入口よりも遠い位置に設けられた挿入口からガス処理炉の縦断面方向に交換可能に挿入された金属製の棒部材を前記重油バーナによって予め７００〜９００℃に加熱するステップと、
前記重油バーナを消火した状態で前記ガスを前記導入口から前記ガス処理炉内に導入し、加熱された前記棒部材に接触させることにより着火させ、着火した前記ガスが燃焼することにより形成される火炎に接触させることにより前記ガスを着火・燃焼させるステップと、
前記棒部材を定期的に、または、前記棒部材が腐食や破損等をした場合には直に、交換することにより常に安定した操業を維持するステップと、
を備えてなることを特徴とするガス着火方法。
合成樹脂を含むプリント基板等のリサイクル原料を６００〜７００℃の低温で焼却処理することにより発生したガスを処理するガス処理炉であって、
側面に重油バーナを備えると共に、当該重油バーナからみて前記ガスを炉内に導入する導入口よりも遠い位置に設けられた挿入口からガス処理炉の縦断面方向に交換可能に挿入された金属製の棒部材を備え、前記重油バーナで前記膨部材を予め加熱した後、当該重油バーナを消火した状態で前記ガスを炉内に導入し、加熱された前記棒部材に接触させることにより着火させ、着火した前記ガスが燃焼することにより形成される火炎に接触させることにより前記ガスを着火・燃焼させて処理すると共に、前記棒部材を定期的に、または、前記棒部材が腐食や破損等をした場合には直に、交換することにより常に安定した操業を維持することを可能としたことを特徴とするガス処理炉。