(57)【要約】【課題】  廃棄物焼却炉用の排突であって、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷することにより、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制する廃棄物用焼却炉の排突の提供すること。【解決手段】  内部に複数の送風ノズルを備えた焼却炉用排突であって、前記複数の送風ノズルは、少なくとも異なる２方向に送風する送風ノズル群で構成されたことを特徴とする焼却炉用排突。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数の送風ノズルを備えた焼却炉用排突であって、前記複数の送風ノズルは、少なくとも異なる２方向に送風する送風ノズル群で構成されたことを特徴とする焼却炉用排突。
【請求項２】
前記送風ノズルの一群は、排突本体の軸線と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風するものであり、他の一群は、排突本体の軸線と垂直ないし垂直から排ガスの流れと同方向に６０度までの角度で中心方向に送風するように設置されたことを特徴とする、請求項１記載の焼却炉用排突。
【請求項３】
前記送風ノズル群が、排突内部の排ガス通過口縁に配置されたことを特徴とする、請求項１または請求項２いずれかに記載の焼却炉用排突。
【請求項４】
前記送風ノズル群を取り付けた排突内ダクトが、排突本体部内壁面に環帯状に設置されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかの項に記載の焼却炉用排突。
【請求項５】
排突本体の軸線と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風する送風ノズル群のノズル口は、前記排突本体の軸線と垂直ないし垂直から排ガスの流れと同方向に６０度までの角度で中心方向に送風する送風ノズル群のノズル口の位置の間になるよう配置された請求項１ないし４の何れかの項に記載の焼却炉用排突。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却炉用の排突であって、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷することで、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制する廃棄物用焼却炉の排突に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の廃棄物用焼却炉は、廃棄物を投入し燃焼空気を取り込んで燃焼させる燃焼室（以下、「主燃焼室」という）、その燃焼ガスを導入し排ガスの未燃焼成分を燃焼させるガス燃焼室（以下、「再燃焼室」という）、燃焼室から排ガスを外部に排出するための排突、および前記排ガスを冷却するための冷却装置からなる構造が一般的である。
【０００３】
近年、産業廃棄物、とりわけ、通常の廃棄物の２倍以上程度の塩素系プラスチックを含む医療廃棄物を焼却処理する際に発生するダイオキシンなどの有害物質が社会的にも大きな問題となっている。
【０００４】
一般的に、排ガス中に含まれうるダイオキシン類や、煤塵、悪臭などを有効に抑制するためには、排ガスに含まれる未燃焼成分の完全燃焼化が必要とされており、焼却炉については、(1)８００〜９５０℃の高温維持、(2)２次吹き込みなどによる炉内混合、(3)排ガスの滞留時間が２．０〜３．０秒、(4)２００℃以下への排ガス急冷という燃焼ガイドラインが厚生省により設けられている。
【０００５】
上記条件を達成するために、従来の廃棄物用焼却炉においても様々な工夫がなされており、たとえば、(3)排ガスの滞留時間を確保するために、燃焼室の内部構造を、排ガスの通過口を有した仕切壁を備えた構造にし、さらには、かかる仕切壁と通過口の組み合わせにより、内部を迷路状構造にすることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、排ガスの未燃焼成分のより効率的な燃焼のために、高温酸化を促進させる触媒を燃焼室内部に設けることも提案されている（特許文献1、２参照）。
【０００７】
さらに、(4)排ガス急冷のための方法としては、一般的には、水冷装置によるもの（特許文献３、４参照）や、排ガスの排出促進用のイジェクター装置によるもの（特許文献１、５参照）などが知られている。
【０００８】
ところが上記のように内部構造を複雑にしたり、排ガスの通過経路の途中に触媒を設けると、排ガスのスムーズな排出が妨げられるおそれがあるため、排出促進用のイジェクター装置をより大型化するなどの必要性が生じてくる。
【０００９】
しかしながら、従来、排突に設置されたイジェクター装置は、排突内部のセンター（芯部）に送風吹出口（以下、「送風ノズル」という）を設けていたため（特許文献１，２参照）、排気能力を上げるために送風ノズルの径を拡げると、排ガスそのものの通過口部面積が狭くなるという問題を有していた。
【００１０】
さらに、排ガスの排出促進用のイジェクター装置が、排ガスの急冷装置も兼ねている場合、大がかりな水冷装置が不要になるという利点はあるものの、急速冷却の能力的には十分とはいえず、排ガスが冷却させる過程で排ガスの温度が２５０℃〜４５０℃付近に達した時に、ダイオキシンが再合成されるおそれもあった。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１３２４２３号
【特許文献２】特開２０００−２５７８３５号
【特許文献３】特開２００１−１３２９３７号
【特許文献４】特開平１１−１９３９０９号
【特許文献５】特開平１１−３０４１１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明は廃棄物焼却炉用の排突であって、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷することにより、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制する廃棄物用焼却炉の排突の提供をその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、コンパクトでありながら排ガス中でのダイオキシンの生成を防ぐことのできる廃棄物焼却炉を得るべく鋭意研究を行った結果、排突内に送風方向の異なる複数の送風ノズルを設けることにより、排ガスを急速に冷却することが可能であり、ダイオキシンの生成を防ぐことができることを見出し、本発明を完成した。
【００１４】
すなわち、本発明は、内部に複数の送風ノズルを備えた焼却炉用排突であって、前記複数の送風ノズルは、少なくとも異なる２方向に送風する送風ノズル群で構成されたことを特徴とする廃棄物焼却炉用排突である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の廃棄物焼却炉用排突は、排気用の送風ノズルのほかに、冷却用の送風ノズルも備えており、排ガスの排出促進用のイジェクター装置が排ガスの冷却装置も兼ねているため、燃焼室から排出された排ガスを効果的に急冷し、排ガス中のダイオキシン類などの有害物質の生成を有効に抑制することができる。
【００１６】
さらに、廃棄物焼却炉用排突は、排気用の送風ノズルが、排ガスの通過口縁に複数配設されているために、送風ノズルの径を大きくしなくても排気能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施態様を示す図面を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれに何ら制約されるものではない。
【００１８】
図１は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き正面図を、図２は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き側面図、図３は本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き平面図、図４は本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の一実施態様をそれぞれ示す。図中、１は排突本体部、２はイジェクター装置、３は焼却炉本体を示し、さらに、１１は排気用送風ノズル、１２は冷却用送風ノズル、１３は排突内ダクト、１４は排ガス通過口、１５は排気口部、１６はガス測定口、２１は送風ダクト、２２はダンパー、３１は主燃焼室、３２は再燃焼室、３３は触媒装置、３４は燃焼室内部間仕切り、３５は助燃バーナー、３６は再燃バーナー、３７は廃棄物投入口をそれぞれ示す。
【００１９】
図１ないし図３に示すとおり、本発明における廃棄物焼却炉用排突は、基本的に、排突本体部１に、送風用のイジェクター装置２が接続され、これから送風されているものである。
【００２０】
本発明における廃棄物焼却炉用排突の内部構造は、図１および図２に示すとおり、排突本体部１のほぼ中央部に、この軸線方向と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風する送風ノズル（以下、「排気用送風ノズル」という）１１とこの軸線と垂直で中心方向に送風する送風ノズル（以下、「冷却用送風ノズル」という）１２をそれぞれ備えた排突内ダクト１３ａ、１３ｂを有する。排突内ダクト１３ａ、１３ｂは、それぞれ、排突本体部１の内壁面に、排突内ダクト１３ａを下部に、排突内ダクト１３ｂを上部にして、環帯状に設置されている。
【００２１】
排突内ダクト１３ａの上面には、一定間隔をおいて排気用送風ノズル１１が複数、配置されており、さらに、排突内ダクト１３ｂの下部側面には、複数の冷却用送風ノズル１２が、複数の排気用送風ノズル１１が有する間隔の間に位置するように配置されている。
【００２２】
図２または図３に示すとおり、排突内ダクト１３には、イジェクター装置２の送風口と連通した送風ダクト２１が接続されている。より詳細には、イジェクター装置２と連通した送風ダクト２１は、その適当な部分で２つに分岐し、分岐した一方の送風ダクト２１ａが排突内ダクト１３ａに、他方の送風ダクト２１ｂが排突内ダクト１３ｂにそれぞれ接続し、排気用送風ノズル１１および冷却用送風ノズル１２の両者に送風可能としている。
【００２３】
ここで、排気用送風ノズル１１および冷却用送風ノズル１２の働きについて説明する。まず、排気用送風ノズル１１は、円筒状の排突本体部１の軸線と平行かつ排ガスの流れと同方向に送風するように、排ガス通過口１４の周縁部に配置されている。このため、イジェクター装置２より送り込まれた送風が排気用送風ノズル１１から吹き出すときには、排ガス通過口１４より排出される排ガスの周囲を取り囲む形で、円筒状の上向き気流を形成する。
【００２４】
したがって、排ガス通過口１４より排出される排ガスは、円筒状に上昇する気流に引っ張られる形で、排出が促進され、よって、焼却炉本体内部の排ガスの流れもスムーズに保たれる。
【００２５】
次に、冷却用送風ノズル１２は、排突本体部１の軸線と垂直で中心方向（水平横方向）に送風するように、排ガス通過口１４の周縁部に配置されているため、イジェクター装置２より送り込まれた送風が冷却用送風ノズル１２から吹き出すときには、排ガス通過口１４より排出される排ガスに、周囲から中心に向けて吹き付ける形となる。
【００２６】
したがって、排ガス通過口１４より排出される排ガスは、排ガス通過口１４の下部では８００℃〜９００℃ほどあった温度が、排ガス量の約４倍の常温空気を吹き付けられ、２００℃以下にまで急冷される。
【００２７】
排気用送風ノズル１１および冷却用送風ノズル１２の位置関係については、本実施態様のものに限定されるものではないが、本実施態様のように互い違いになるように配置すれば、それぞれの送風ノズルから吹き出す気流が、互いに干渉しあうことがより少なくなるために望ましい。
【００２８】
また、排気用送風ノズル１１から吹き出す送風は、排ガスの排出を促進する働きを有することは上記のとおりであるが、同時に、排ガスを排出しながら、かかる排ガスを急冷する働きも有していることはいうまでもない。
【００２９】
なお、もっとも効率的に排ガスを急冷するためには、本実施態様のように冷却用送風ノズル１２による吹き出しの角度を排突本体部１の軸線と垂直に送風するように設定することが望ましいが、たとえばこの吹き出しの角度を、排突本体部１の軸線と垂直から排ガスの流れと同方向に６０度までの角度の範囲内で設定してもよく、かかる角度が大きくなればなるほど、排ガスの排出を促進する作用が増大する。
【００３０】
図４は、本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の一実施態様を示す断面図である。図４に示すとおり、廃棄物焼却炉の内部は、主燃焼室３１と再燃焼室３２からなり、それぞれの燃焼室は、触媒装置３３により隔てられている。このうち、主燃焼室は、助燃バーナーを設けた燃焼部分と、再燃バーナー３６を設けた排ガス経路から構成される。そして、各燃焼室内部は間仕切り３４が設けられているため、燃焼室内部に間仕切りを有さないタイプの廃棄物焼却炉に比べデッドスペースが少なくなるため、容積を大きくすることなく、内部の排ガスの滞留時間をより長く確保することが可能となっている。
【００３１】
さらに、本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の働きを以下に述べる。まず、廃棄物投入口３７より焼却炉内に投入された廃棄物は、主燃焼室３１内部で、まず助燃バーナー３５により燃焼され、この燃焼により生じた可燃性ガスは、内部間仕切り３４により形成された排ガス経路を通過する過程で、再燃バーナー３６によりさらに燃焼される。
【００３２】
主燃焼室３１内における上記燃焼後の排ガスに含まれる未燃焼成分は、再燃バーナー３６の後方に設けられた触媒装置３３を通過する際、直接輻射熱および対流により加熱された触媒装置３３に接触することで高温酸化が促進され、再燃焼室３２内部における再燃焼が促進される。この触媒装置で使用する触媒としては、多数の小さな孔を開けた板状の触媒が好ましい。このような触媒は、例えば、アルミナまたはシリカあるいはこの混合物を焼結させて製造したものが好ましく、更に、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等公知の触媒金属をこれに担持させたものであってもよい。また、板状触媒に設ける孔は、３０ｍｍ前後の径のものであることが好ましい。
【００３３】
再燃焼室３２から排出された直後の排ガスは、８００℃以上の高温が維持されているが、排突１の中間部分に設けられた冷却用送風ノズル１２を通過する時点で、排ガス量の約４倍の常温空気を吹き付けられ、２００℃以下にまで急冷される。そして、急冷された排ガスは、排気用送風ノズル１１からの送風により、排気口１５まで速やかに排出される。このような機構により、塩化ビニルなどを含む廃棄物であっても、ダイオキシンを再合成させることなく、完全燃焼させることが可能となるのである。また、前記のような板状の触媒は、抵抗が大きく従来の焼却炉では使いにくいものであったが、本発明の焼却炉用排突を使用する場合は、これによる吸引力が強いため、問題なく使用することが可能となる。
【００３４】
試  験  例：  
本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の運転時の、主燃焼室内部と、再燃焼室内部および、排突出口における排ガスの温度を測定した（平成１７年６月７日実施）。
【００３５】
この測定は、内径１０００ｍｍの排突を備えた廃棄物焼却炉で行い、排突出口における排ガス温度の測定には熱電対が用いられた。排突出口の熱電対の位置は、排突の傘下５００ｍｍ、排突の内壁から３００ｍｍの位置に設けられ、５分ごとに、主燃焼室内部と、再燃焼室内部および、排突出口における排ガスの温度を測定した。この結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明における廃棄物焼却炉用排突は、廃棄物用焼却炉のみならず、火葬炉や家庭用焼却炉などへの利用も可能である。その場合は、排突の冷却機能により大がかりな排ガス冷却処理装置を有することなく、低コストで、ダイオキシン類の再合成を防ぎ、従来の焼却炉よりも排突の長さを短縮することができるため、省スペース化を図るという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き正面図
【図２】本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き側面図
【図３】本発明における廃棄物焼却炉用排突の一部切り欠き平面図
【図４】本発明における廃棄物焼却炉用排突を備えた廃棄物焼却炉の一実施態様
【符号の説明】
【００３９】
１  …  …  排突本体部
２  …  …  イジェクター装置
３  …  …  焼却炉本体
１１  …  …  排気用送風ノズル
１２  …  …  冷却用送風ノズル
１３  …  …  排突内ダクト
１４  …  …  排ガス通過口
１５  …  …  排気口部
１６  …  …  ガス測定口
２１  …  …  送風ダクト
２２  …  …  ダンパー
３１  …  …  主燃焼室
３２  …  …  再燃焼室
３３  …  …  触媒装置
３４  …  …  燃焼室内部間仕切り
３５  …  …  助燃バーナー
３６  …  …  再燃バーナー
３７  …  …  廃棄物投入口
以    上
【図１】
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【図２】
2006349292.tif 000005
【図３】
2006349292.tif 000006
【図４】
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