(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
付着性の強い塩化物を含む未燃チャーを燃焼させるバーナにおいて、中央に燃料バーナを配置し、その燃料バーナの外側に内部酸化剤供給通路、未燃チャー・搬送空気通路、外部酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、内部酸化剤供給通路及び外部酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、未燃チャー・搬送空気通路において塩化物が付着する障害物を無くして流路の閉塞を無くすようにし、さらに、未燃チャー・搬送空気流入部に略逆円錐台状の風箱を設け、未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管がこの風箱に対し接線方向に接続され、未燃チャー・搬送空気流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けたことを特徴とする未燃チャー燃焼用バーナ。
【請求項２】
付着性の強い塩化物を含む未燃チャーを燃焼させるバーナにおいて、中央の燃料バーナの外側に未燃チャー・搬送空気通路、酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、この酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、未燃チャー・搬送空気通路において塩化物が付着する障害物を無くして流路の閉塞を無くすようにし、さらに、未燃チャー・搬送空気流入部に略逆円錐台状の風箱を設け、未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管がこの風箱に対し接線方向に接続され、未燃チャー・搬送空気流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けたことを特徴とする未燃チャー燃焼用バーナ。
【請求項３】
燃料バーナ、酸化剤供給通路及び未燃チャー・搬送空気通路を同心円状に配置した請求項１又は２記載の未燃チャー燃焼用バーナ。
【請求項４】
未燃チャー・搬送空気通路の内壁及び外壁を２重壁で構成し、その２重壁の間にシール酸化剤を流して未燃チャー・搬送空気通路壁を冷却することにより、付着性の強い塩化物を含む未燃チャーが付着することを防止した請求項１〜３のいずれかに記載の未燃チャー燃焼用バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理等において発生する未燃チャー（未燃灰）の燃焼用のバーナに関するものである。本発明のバーナは、とくに流動床式ごみガス化溶融システムにおける溶融炉のバーナとして使用するのに適している。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物、例えばごみを流動床式ガス化炉で低空気比燃焼して発生させた部分燃焼ガスから、サイクロンによって捕集された未燃チャーは塩素濃度が高く、つぎのような問題点がある。
（１）  ごみの未燃チャーは塩素濃度が高く付着性が強いため、旋回羽根や高温の管壁等に付着成長し、流路の閉塞を起こす。
（２）  未燃チャーは低カロリーで、かつ揮発分が石炭に比べて少ないため、未燃チャーのみでの安定した保炎が難しい。
（３）  未燃チャー流路に旋回羽根をつけない場合、炉内、例えば溶融炉内での空気との混合が悪く、燃焼領域での発熱負荷が低い。
【０００３】
特開平９−１３７９１３号公報には、コンバスタバーナの中心に起動用の軽油バーナを配置し、その同心円上に内側からシール空気ノズル、燃料ノズル、二次空気ノズルの順に配置して構成された一体型のガス化炉用の固体燃料バーナが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−１３７９１３号公報のバーナでは、未燃チャーを燃焼させるために、着火性の良い微粉炭を混入させる必要がある。そのため、未燃チャー用のバーナは、未燃チャーの付着による閉塞を防止し、かつ微粉炭に比べ低カロリーで揮発分の少ない未燃チャーのみが燃焼用空気と良好に混合し、安定した燃焼を可能、すなわち失火しないで確実に保炎をなし得るものでなければならない。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、未燃チャーに基づく流路の閉塞もなく未燃チャーと酸化剤との混合が十分になされ、失火が防止されて安定保炎が図られ、燃焼効率の良い未燃チャー燃焼用バーナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の未燃チャー燃焼用バーナは、付着性の強い塩化物を含む未燃チャーを燃焼させるバーナにおいて、中央に燃料バーナを配置し、その燃料バーナの外側に内部酸化剤供給通路、未燃チャー・搬送空気通路、外部酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、内部酸化剤供給通路及び外部酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、未燃チャー・搬送空気通路において塩化物が付着する障害物を無くして流路の閉塞を無くすようにし、さらに、未燃チャー・搬送空気流入部に略逆円錐台状の風箱を設け、未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管がこの風箱に対し接線方向に接続され、未燃チャー・搬送空気流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けて構成されている（図１、図２、図３、図４参照）。
酸化剤としては、空気、酸素、酸素富化空気等が、常温又は加温して用いられる。また、燃料としては、重油、軽油等の燃料油、燃料ガス等が用いられる。
【０００７】
また、他の例として本発明の未燃チャー燃焼用バーナは、付着性の強い塩化物を含む未燃チャーを燃焼させるバーナにおいて、中央の燃料バーナの外側に未燃チャー・搬送空気通路、酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、この酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、未燃チャー・搬送空気通路において塩化物が付着する障害物を無くして流路の閉塞を無くすようにし、さらに、未燃チャー・搬送空気流入部に略逆円錐台状の風箱を設け、未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管がこの風箱に対し接線方向に接続され、未燃チャー・搬送空気流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けたことを特徴としている（図５、図２、図３、図４参照）。
【０００８】
これらの未燃チャー燃焼用バーナにおいて、燃料バーナ、酸化剤供給通路及び未燃チャー・搬送空気通路を同心円状に配置した構成とすることができる。
上記のように、未燃チャーと酸化剤との混合をより強化するために、未燃チャー・搬送空気流入部に略逆円錐台状の風箱を設け、未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管がこの風箱に対し接線方向に接続された構成とすることができる（図２、図３参照）。
【０００９】
上記のように、未燃チャー・搬送空気流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けることにより、その旋回力を適度なものにすることができる（図４参照）。
また、内部酸化剤と外部酸化剤には、燃焼効率を上げるために、加熱された酸化剤を使用することがある。
このような場合、未燃チャー・搬送空気通路は加熱された酸化剤により壁面が加熱され、塩化物を含んだ未燃チャーが付着し易くなる。その場合、未燃チャーによる通路の閉塞を防止するため、未燃チャー・搬送空気通路の内壁及び外壁を２重壁で構成し、その２重壁の間にシール酸化剤を流して、未燃チャー・搬送空気通路壁を冷却することにより、付着性の強い塩化物を含む未燃チャーが付着することを防止するようにした構成とすることが好ましい（図６参照）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を酸化剤として空気を用いる場合について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。
図１は本発明の実施の第１形態による未燃チャー燃焼用バーナの一例を示す縦断面模式図、図２、図４は未燃チャー燃焼用バーナの他の例の縦断面図、図３は図２、図４のＡ−Ａ線拡大断面図、図５は、図１の内部空気通路をなくした、他の例を示す縦断面模式図、図６は、シール酸化剤を使用した未燃チャー燃焼用バーナの例を示す縦断面模式図を示している。
【００１１】
図１に示すように、中央部の燃料バーナ１０の外側に内部（内側）空気供給通路（流路）１２が周回状に設けられ、この内部空気供給通路１２の外側に未燃チャー・搬送空気通路（流路）１４が周回状に設けられ、さらに、この未燃チャー・搬送空気通路１４の外側に外部（外側）空気供給通路（流路）１６が設けられ、内部空気供給通路１２内及び外部空気供給通路１６内に旋回羽根１８、２０が取り付けられている。旋回羽根１８、２０は、空気流を旋回させるための複数枚の羽根を備え、これらの羽根が通路１２、１６内において固定されたものである。２２は溶融炉である。
【００１２】
上記のように構成された未燃チャー燃焼用バーナにおいて、燃料バーナ１０に燃料油、例えば重油を供給するとともに、未燃チャー・搬送空気通路１４に未燃チャー・搬送空気（未燃チャーと搬送空気の流れ）を、内部空気供給通路１２に内部（内側）空気を、外部空気供給通路１６に外部（外側）空気を供給する。
【００１３】
このような燃焼バーナを用いると、未燃チャー・搬送空気流路において、塩化物が付着する障害物がないため、流路の閉塞がない。また、未燃チャーは、旋回羽根１８、２０により強旋回をかけられた空気、望ましくは予熱空気で挟み込まれ、混合促進されて燃焼効率が向上する。そして、燃料バーナ１０は内部空気によりその周囲が酸化雰囲気となり、安定した火炎を形成する。その火炎を着火源にすることにより、低カロリーで揮発分の少ない未燃チャーの燃焼が可能となった。従って、燃料バーナ１０は未燃チャー燃焼時にはその保炎を確保するため、常時少量の重油を燃焼させて使用する。
【００１４】
図２は未燃チャー燃焼用バーナの他の例を示す縦断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。未燃チャー・搬送空気通路１４の未燃チャー・搬送空気流入口３２の上側に略逆円錐台状の風箱３４が設けられている。未燃チャー・搬送空気が旋回流として導入されるように、未燃チャー・搬送空気流入管３６がこの風箱３４に対し接線方向に接続されている。
また、図４で示すように、未燃チャー・搬送空気流入管３６ａをバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾ける、すなわち、流入の角度θを変更することにより、その旋回力を調節するように構成する場合がある。この場合流入管３６ａは固定式又は可動式でもよい。他の構成及び作用は、図１の場合と同様である。このように未燃チャー・搬送ガスを旋回させることによって、内部及び外部空気との混合が、より一層促進され、より効率的な燃焼が図られる。
【００１５】
図５は本発明の実施の第２形態による未燃チャー燃焼用バーナの縦断面模式図を示している。本実施形態は、図１〜図４に示す実施の第１形態において、内部空気通路を省略したものである。図１の実施形態と比較して、燃焼効率が多少悪くなるが、バーナ構造が簡素化されるため、コンパクト化が図れる。他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００１６】
図６は本発明の他の実施形態を縦断面模式図として示している。図１もしくは図５にて示す実施形態において、燃焼効率を上げるために内部及び外部空気として加熱された空気を使用することがある。
この場合、未燃チャー・搬送空気通路１４は、４重管２３、２４、２５、２６のうち、内側仕切り管２５と外側仕切り管２４で形成され、内管２３と内側仕切り管２５との間の間隙２７、及び外側仕切り管２４と外管２６との間の間隙２８、それぞれに冷却用のシール空気を流して、加熱された空気から未燃チャー・搬送空気通路の壁への加熱を防止するように構成されている。
他の構成及び作用は、実施の第１形態又は第２形態の場合と同様である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  未燃チャー・搬送空気通路に旋回羽根等の障害物を設けないため、塩素濃度の高い未燃チャーが通過しても、閉塞せず安定して運転することができる。
（２）  内部空気と外部空気を用いる場合は、強旋回の内部空気と強旋回の外部空気とで未燃チャーを挟み込み、未燃チャー・搬送空気を旋回させて未燃チャーを拡散させるため、空気との混合が良く燃焼効率が大幅に向上する。
（３）  未燃チャー・搬送空気通路の内壁及び外壁を２重壁で構成し、その２重壁の間にシール空気を流して、常に管壁を冷却するようにしているため、内部及び外部空気として加熱された空気が使用された場合でも塩素濃度の高い未燃チャーが通路壁に付着することはない。
（４）  中央の燃料バーナの周囲を酸化雰囲気にし、火炎を安定させて着火源としているため、低カロリーで揮発分の少ない未燃チャーでも安定して保炎できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による未燃チャー燃焼用バーナの一例を示す縦断面模式図である。
【図２】未燃チャー燃焼用バーナの他の例を示す縦断面図である。
【図３】図２、図４におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２における未燃チャー・搬送空気流入管の他の例を示す縦断面模式図である。
【図５】本発明の実施の第２形態による未燃チャー燃焼用バーナの縦断面模式図である。
【図６】図１の第１形態の未燃チャー・搬送空気通路の内外壁に、シール空気流路を設けた縦断面模式図である。
【符号の説明】
１０  燃料バーナ
１２  内部空気供給通路
１４  未燃チャー・搬送空気通路
１６  外部空気供給通路
１６ａ  空気供給通路
１８、２０  旋回羽根
２２  溶融炉
２３  内管
２４  外側仕切り管
２５  内側仕切り管
２６  外管
２７、２８  間隙（シール空気流路）
３２  未燃チャー・搬送空気流入口
３４  風箱
３６、３６ａ  未燃チャー・搬送空気流入管
【図１】
0003670203.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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