(57)【要約】【課題】窒素含有廃液の焼却処理が効率よく行え、大型化が可能な窒素含有廃液燃焼炉およびその脱硝方法を提供する。【解決手段】内面が煉瓦１１で形成されかつ延伸方向が横方向である横型の炉体１０と、炉体１０の内部を上流側の燃焼室ＣＢと下流側の脱硝室ＣＤとに仕切る仕切構造２０とを有し、仕切構造２０は、延伸方向に配列されかつ辺縁の一部に開口部２１９，２２９が形成された複数の仕切板２１，２２を有し、仕切板２１，２２は、隣り合うものどうしの開口部２１９，２２９が互いに反対側に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が耐火材料で形成されかつ延伸方向が横方向である横型の炉体と、前記炉体の内部を上流側の燃焼室と下流側の脱硝室とに仕切る仕切構造とを有し、
前記仕切構造は、前記炉体の内面に沿った辺縁の少なくとも一部に、前記仕切構造の上流側と下流側とを連通する開口部が形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項２】
請求項１に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
前記仕切構造は、前記延伸方向に配列された複数の仕切板を有し、
隣接する前記仕切板は、各々の前記開口部が、前記炉体の前記延伸方向と交差する方向の断面形状において、互いに異なる領域に形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項３】
請求項２に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
複数の前記仕切板は、隣り合うものどうしの前記開口部が、前記断面形状の中心部を挟んで互いに反対側に形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項４】
請求項３に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
前記開口部は、前記仕切板の上部または下部に形成され、
上部に前記開口部が形成された前記仕切板は、前記炉体を仕切る壁体の上縁が水平に形成され、
下部に前記開口部が形成された前記仕切板は、前記炉体を仕切る壁体の下縁がアーチ状に形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項５】
請求項２に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
複数の前記仕切板のうち一つの前記仕切板の前記開口部は、前記炉体の内面から前記炉体の反対側の内面に至るスリット状に形成され、
複数の前記仕切板のうち他の前記仕切板の前記開口部は、前記スリット状の前記開口部に対応する領域の両側に前記炉体の内面に沿った辺縁に形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
前記脱硝室の下流側には、前記炉体の内部を仕切る補助仕切板が設置され、
前記補助仕切板は、前記仕切構造の最も下流側の前記仕切板に対して反対側に前記開口部が形成されていることを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載した窒素含有廃液燃焼炉において、
前記脱硝室で脱硝処理された燃焼ガスの窒素酸化物濃度を検出するセンサと、
前記センサで検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記脱硝室に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整する制御装置と、を有することを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉。
【請求項８】
燃焼室と脱硝室とを有する窒素含有廃液燃焼炉を用い、
前記燃焼室で窒素含有廃液を燃焼させ、前記脱硝室に前記窒素含有廃液を吹き込んで燃焼ガスの脱硝処理を行うとともに、
前記脱硝室で脱硝処理された前記燃焼ガスでの窒素酸化物濃度を検出し、検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記脱硝室に吹き込む窒素含有廃液の吹込量を調整することを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉の脱硝方法。
【請求項９】
請求項８に記載した窒素含有廃液燃焼炉の脱硝方法において、
前記脱硝室で脱硝処理された前記燃焼ガスでの窒素酸化物濃度が４５ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下の範囲となるよう前記脱硝室に吹き込む窒素含有廃液の吹込量を調整することを特徴とする窒素含有廃液燃焼炉の脱硝方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素含有廃液燃焼炉およびその脱硝方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒素含有廃液の焼却処理が行われている。窒素含有廃液の焼却処理では窒素酸化物が発生する。これに対し、焼却処理の後段でアンモニウム源化合物を添加し、脱硝反応による窒素酸化物の低減が行われている。
特許文献１では、窒素含有廃液燃焼炉の炉内を上流側の一次室と下流側の二次室とに区分し、二次室に追加的な空気の吹き込みを行っている。さらに、二次室にアンモニアの吹き込みを行うこともなされている。
特許文献２では、焼却処理する窒素含有廃液の一部を、二次室における脱硝反応用に吹き込むことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３３２４５号公報
【特許文献２】特開平７−１１２１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の窒素含有廃液燃焼炉では、炉体が上下方向に延びる縦型の筒状とされ、炉内を一次室と二次室とに仕切る仕切板が水平に配置され、一次室と二次室とを連通する孔が仕切板の中央部に形成されていた。
このような炉構造では、一次室からの燃焼ガスが、仕切板の中央の孔から二次室に吹き込まれ、そのまま二次室の出口に至る状態が生じ易く、二次室の周囲の空間を有効に利用できない可能性があった。
このような炉内での状態が生じると、脱硝反応が十分効率的に行われなくなり、十分に処理されない窒素酸化物が排出される可能性がある。脱硝反応を補うために二次室に吹き込む窒素含有廃液を増加させた場合、過剰な窒素含有廃液が炉外へ排出される可能性がある。
【０００５】
一方、窒素含有廃液燃焼炉を大型化する場合、仕切板に煉瓦などの耐火材料が用いられる。しかし、縦型の窒素含有廃液燃焼炉においては、水平方向に延びる仕切板を煉瓦で形成することに困難が伴い、あるいは仕切板に強度の余裕をもたせるために、材料が増加してコスト増につながる可能性がある。
【０００６】
本発明の目的は、窒素含有廃液の焼却処理が効率よく行えるとともに、大型化が可能な窒素含有廃液燃焼炉およびその脱硝方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉は、内面が耐火材料で形成されかつ延伸方向が横方向である横型の炉体と、前記炉体の内部を上流側の燃焼室と下流側の脱硝室とに仕切る仕切構造とを有し、前記仕切構造は、前記炉体の内面に沿った辺縁の少なくとも一部に、前記仕切構造の上流側と下流側とを連通する開口部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、燃焼室の上流側端には、燃焼用のバーナを設置することができる。バーナは、燃料とともに空気を吹き込むことができ、燃焼としては、例えばコークス炉ガスを用いることができる。バーナでは、燃料として処理対象の窒素含有廃液の一部を吹き込んでもよい。処理対象の窒素含有廃液は、主に、バーナより下流側において燃焼室に吹き込まれる。
本発明において、脱硝室の上流側（仕切構造より下流側）には、脱硝用に、処理対象の窒素含有廃液の一部が吹き込まれる。
【０００９】
本発明では、仕切構造によって、炉内が燃焼室と脱硝室とに仕切られる。仕切構造では、開口部により、上流側のガスを下流側へと通過させることができる。
開口部は、炉体の中央部ではなく、炉体の内面に沿った辺縁の少なくとも一部に形成されている。このため、燃焼室の内部を炉内いっぱいに拡がって流れてきたガスは、仕切構造を通過する際に、開口部が形成された辺縁に集中する偏った流れとされる。仕切構造を通過したガスは、開口部が形成された辺縁に偏った状態から、脱硝室の炉内いっぱいに再び拡散して流れてゆく。
【００１０】
このように、本発明では、仕切構造を通過するガスが、開口部で絞られたのち再び拡散される。また、仕切構造においては、開口部が炉体の中央部ではなく辺縁に偏っているため、開口部を通過するガスの流れが曲げられ、脱硝室で再び拡散される際に脱硝室の滞留し易い隅部まで拡がり、炉体内の空間を有効利用することができる。
従って、脱硝室での二段階燃焼が効率よく行われ、窒素含有廃液燃焼炉としての窒素含有廃液の焼却処理を効率よく行うことができる。
一方、本発明では、内面が煉瓦で形成されかつ延伸方向が横方向である横型の炉体とすることで、窒素含有廃液燃焼炉の大型化に好適である。とくに、仕切構造においては、仕切板を形成する際に、それぞれ煉瓦を縦方向の壁状に積むことができ、強度確保が容易であり、この点でも大型化に好適である。
【００１１】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、前記仕切構造は、前記延伸方向に配列された複数の仕切板を有し、隣接する前記仕切板は、各々の前記開口部が、前記炉体の前記延伸方向と交差する方向の断面形状において、互いに異なる領域に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明では、複数の仕切板にそれぞれ開口部が形成され、仕切構造を通過するガスは、複数の仕切板の開口部を順次通過する。つまり、各仕切板を通過する毎に、各開口部によるガスの集中および拡散が繰り返される。
さらに、隣接する各仕切板の各開口部は、互いに異なる領域、つまり重ならない領域であって、互いに流れ方向である延伸方向にずれた位置とされ、辺縁に偏って配置される。このため、各仕切板を通過するガスの流れは、仕切板毎に異なる位置の開口部へと引き回され、その結果ガスは攪拌効果を受け、炉内の断面形状の全体にわたって拡散されつつ流通することができる。
なお、本発明において、仕切構造に設置される仕切板は、1枚、２枚もしくは、３枚以上であってもよい。仕切板の開口は、少なくとも一部の仕切板の辺縁に開口部が形成されていればよい。例えば、２枚以上の仕切板に、交互に反対側となる開口部を形成することができる。また、一部の仕切板では辺縁に開口部を形成し、他の仕切板ではその中央部に開口部を形成してもよい。
【００１３】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、複数の前記仕切板は、隣り合うものどうしの前記開口部が、前記断面形状の中心部を挟んで互いに反対側に形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明において、開口部は、隣り合うものどうしで仕切板の最も離れた部位となることが好ましく、仕切板の互いに反対側の辺縁、仕切板が円形であれば直径方向の両端などに形成すればよい。例えば、開口部は、仕切板の上側および下側、仕切板の右側および左側、あるいは仕切板の右上側および左下側とすることができる。
仕切板を２枚設置する場合、上流側の仕切板の上側に開口部を形成し、下流側の仕切板の下側に開口部を形成すればよい。あるいは、上流側の仕切板の下側に開口部を形成し、下流側の仕切板の上側に開口部を形成してもよい。
仕切板を３枚設置する場合、第１の仕切板の上側に開口部を形成し、第２の仕切板の下側に開口部を形成し、第３の仕切板の上側に開口部を形成すればよい。あるいは、第１の仕切板の下側に開口部を形成し、第２の仕切板の上側に開口部を形成し、第３の仕切板の下側に開口部を形成してもよい。
【００１５】
本発明では、複数の仕切板に互いに反対側となる開口部が交互に形成されており、通過するガスが、炉体の内径方向の全体にわたって、ジグザグ状に折れ曲がった流れを形成する。このため、脱硝室に流入したガスは、脱硝室の内部に拡散し、空間を有効利用することができる。
【００１６】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、前記開口部は、前記仕切板の上部または下部に形成され、上部に前記開口部が形成された前記仕切板は、前記炉体を仕切る壁体の上縁が水平に形成され、下部に前記開口部が形成された前記仕切板は、前記炉体を仕切る壁体の下縁がアーチ状に形成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明では、炉体の内部に、アーチ状の煉瓦積みを形成し、その上に煉瓦を積んで壁体を形成することで、アーチ状の下縁の下側に開口部を有する仕切板を容易に形成することができる。
また、炉体の内部の下面から煉瓦を順次水平に積んで壁体を形成することで、水平な上縁の上側に開口部を有する仕切板を容易に形成することができる。
【００１８】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、複数の前記仕切板のうち一つの前記仕切板の前記開口部は、前記炉体の内面から前記炉体の反対側の内面に至るスリット状に形成され、複数の前記仕切板のうち他の前記仕切板の前記開口部は、前記スリット状の前記開口部に対応する領域の両側に前記炉体の内面に沿った辺縁に形成されていることが好ましい。
【００１９】
本発明では、例えばスリット状の開口部を、上下方向に延びる配置とすることができる。具体的には、炉体の内部の所定位置の両側に袖壁状に煉瓦を積むことで、中央にスリット状の開口部を有する仕切板を形成することができる。また、炉体の内部の中央にモノリス状に煉瓦を積むことで、両側に開口部を有する仕切板を形成することができる。
本発明では、一つの仕切板においてスリット状の開口部を通ったガスは、次の仕切板で両側の開口部に分岐して通過する。あるいは、一つの仕切板において両側の開口部に分岐して通過したガスは、次の仕切板で再び集合し、スリット状の開口部を通過してゆく。このような構成によっても、脱硝室に流入したガスを脱硝室の内部に拡散させることができ、炉内の空間を有効利用することができる。
【００２０】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、前記脱硝室の下流側には、前記炉体の内部を仕切る補助仕切板が設置され、前記補助仕切板は、前記仕切構造の最も下流側の前記仕切板に対して反対側に前記開口部が形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明では、仕切構造を通過したガス流は、仕切構造の最も下流側の仕切板の開口部から脱硝室の内部に流入する。そして、ガス流は、補助仕切板の開口部を通り、脱硝室の出口へと送り出される。この際、仕切構造の最も下流側の仕切板の開口部と、補助仕切板の開口部とが、互いに上下反対側とされていることで、ガス流は脱硝室の内部を上下に横断することになり、空間を一層有効利用することができる。
なお、補助仕切板は、脱硝室の上流側（仕切構造より下流側）に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹き込み位置よりも下流側であればよいが、拡散後のガス流が脱硝反応のための空間を十分に確保するため、脱硝室の出口近傍であることが望ましい。
【００２２】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉において、前記脱硝室で脱硝処理された燃焼ガスの窒素酸化物濃度を検出するセンサと、前記センサで検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記脱硝室に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整する制御装置と、を有することが好ましい。
【００２３】
本発明では、例えば脱硝室の出口で脱硝処理後の燃焼ガスの窒素酸化物濃度を検出し、検出された窒素酸化物濃度に基づいて脱硝室に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整するため、吹込量不足による脱硝不全を防止できるとともに、吹込量過剰による未燃状態の脱硝用廃液の炉外流出を防止できる。
脱硝用に窒素含有廃液の一部を吹き込む場合、脱硝処理後の燃焼ガスでの窒素酸化物濃度を４５ｐｐｍ以上、なるべく５０ｐｐｍ以上とすることが望ましい。窒素酸化物濃度が低くなるように脱硝用の窒素含有廃液の吹込量を増やすと、その一部が脱硝室の出口から炉外へ流出してしまい、脱硝室の出口ガス中のアンモニアあるいはアンモニウム塩の濃度が上昇してしまう。そこで、脱硝室の出口で窒素酸化物濃度が過剰に低くなることを防止することが望ましい。一方、脱硝処理後の燃焼ガスでの窒素酸化物濃度は１００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。この値を超えると、脱硝処理として十分な有効性が得られない。
【００２４】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉の脱硝方法は、燃焼室と脱硝室とを有する窒素含有廃液燃焼炉を用い、前記燃焼室で窒素含有廃液を燃焼させ、前記脱硝室に前記窒素含有廃液を吹き込んで燃焼ガスの脱硝処理を行うとともに、前記脱硝室で脱硝処理された前記燃焼ガスでの窒素酸化物濃度を検出し、検出した窒素酸化物濃度に基づいて前記脱硝室に吹き込む窒素含有廃液の吹込量を調整することを特徴とする。
【００２５】
本発明の窒素含有廃液燃焼炉の脱硝方法において、前記脱硝室で脱硝処理された前記燃焼ガスでの窒素酸化物濃度が４５ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下の範囲となるよう前記脱硝室に吹き込む窒素含有廃液の吹込量を調整することが好ましい。
【００２６】
本発明では、脱硝処理後の燃焼ガスでの窒素酸化物濃度を検出し、検出された窒素酸化物濃度に基づいて脱硝室に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整するため、吹込量不足による脱硝不全を防止できるとともに、吹込量過剰による未燃状態の脱硝用廃液の炉外流出を防止できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、窒素含有廃液の焼却処理が効率よく行えるとともに、大型化が可能な窒素含有廃液燃焼炉およびその脱硝方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の炉体を示す縦断面図。
【図２】前記第１実施形態の上側に開口部を有する仕切板を示す断面図。
【図３】前記第１実施形態の下側に開口部を有する仕切板を示す断面図。
【図４】前記第１実施形態の窒素酸化物濃度に基づく制御基準を示すグラフ。
【図５】本発明の第２実施形態の炉体を示す平断面図。
【図６】前記第１実施形態のスリット状の開口部を有する仕切板を示す断面図。
【図７】前記第１実施形態の両側に開口部を有する仕切板を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、窒素含有廃液燃焼炉１は、窒素含有廃液を焼却処理するものであり、延伸方向が横方向である横型円筒状の炉体１０を有する。
炉体１０は、外殻が鉄皮で形成されるとともに、内面に耐火材料として煉瓦１１が張られている。炉体１０の中間部（領域ＣＰ）には、仕切構造２０が設置されている。
炉体１０の内部は、仕切構造２０により、上流側（図１左側）の燃焼室ＣＢと、下流側（図１右側）の脱硝室ＣＤとに仕切られている。
【００３０】
炉体１０は、燃焼室ＣＢの上流側端が円錐状に絞られ、その先端に燃焼用のバーナ３０が設置されている。バーナ３０は、燃料ノズル３１と、空気ノズル３２と、燃焼用廃液ノズル３３とを備えている。
燃料ノズル３１からは、燃料であるコークス炉ガス（ＣＯＧ）が吹き込まれる。
空気ノズル３２からは、燃焼に必要な空気を吹き込まれる。
燃焼用廃液ノズル３３からは、燃料として処理対象の窒素含有廃液の一部（窒素含有廃液燃焼炉１で処理される窒素含有廃液の１０〜４０％）が吹き込まれる。
バーナ３０は、燃料ノズル３１からのコークス炉ガスおよび燃焼用廃液ノズル３３からの窒素含有廃液を燃料とし、空気ノズル３２からの空気と混合させて燃焼させることで、燃焼室ＣＢに高温のガスを供給することができる。
【００３１】
炉体１０には、燃焼室ＣＢのバーナ３０より下流側部分に、主廃液ノズル３４が接続されている。
主廃液ノズル３４からは、処理対象の窒素含有廃液の大部分（窒素含有廃液燃焼炉１で処理される窒素含有廃液の６０〜９０％）が燃焼室ＣＢの内部に吹き込まれる。
燃焼室ＣＢに吹き込まれた窒素含有廃液は、バーナ３０からの高温ガスにより焼却処理され、廃液中に含まれるアンモニアの分解と同時にサーマルNOｘが発生する。。
焼却処理された廃液を含むガスは、仕切構造２０を通過し、脱硝室ＣＤに導入される。
【００３２】
炉体１０には、脱硝室ＣＤの上流側（仕切構造２０の下流側）に、脱硝用廃液ノズル３５が接続されている。また、脱硝室ＣＤの下流側には、排気筒１２が接続されている。
脱硝用廃液ノズル３５からは、前記サーマルNOｘを脱硝反応で分解し無害化するためにアンモニアを含む処理対象の窒素含有廃液の一部（窒素含有廃液燃焼炉１で処理される窒素含有廃液の１０％以下）が脱硝室ＣＤの内部に吹き込まれる。
脱硝室ＣＤに導入された焼却処理済のガスは、脱硝用廃液ノズル３５からの廃液により脱硝処理され、排気筒１２から排出される。
【００３３】
本実施形態において、仕切構造２０は、本発明に基づく複数の仕切板２１，２２を備えた構成とされている。２枚の仕切板２１，２２は、上流側が仕切板２１とされ、下流側が仕切板２２とされている。
なお、仕切構造２０は、複数の仕切板を備える構造に限定されず、例えば仕切板２１、２２のいずれか一方を備える構造としてもよい。
【００３４】
図２にも示すように、仕切板２１は、炉体１０の下部の煉瓦１１の上に煉瓦を積んで形成された壁体２１０を有する。
壁体２１０の上縁２１１は、炉体１０の中心より高い位置で水平に形成されている。
上縁２１１とこれに対向する煉瓦１１との間には開口部２１９が形成されている。
【００３５】
図３にも示すように、仕切板２２は、炉体１０の中心より低い位置で両側の煉瓦１１の間にアーチ状に煉瓦を掛け渡し、その上に煉瓦を積んで形成された壁体２２０を有する。
壁体２２０の下縁２２１は、前述したアーチ状の部分とされる。
下縁２２１とこれに対向する煉瓦１１との間には開口部２２９が形成されている。
【００３６】
従って、仕切板２１の辺縁の一部（円周の上側）に、開口部２１９が形成され、仕切板２２の辺縁の一部（円周の下側）に、開口部２２９が形成される。これにより、仕切板２１，２２は、隣り合うものどうしの開口部２１９，２２９が、互いに反対側（上側および下側）に形成されている。
このような仕切構造２０においては、燃焼室ＣＢからのガスは、先ず仕切板２１の上側の開口部２１９を通り、仕切板２１，２２の間を下方へ流れたうえ、仕切板２２の下側の開口部２２９を通り、脱硝室ＣＤへと流れ込む。その結果、仕切構造２０を通過するガスは、ジグザグ状に折れ曲がった流れを形成する。
【００３７】
本実施形態において、脱硝室ＣＤの下流側には、炉体１０の内部を仕切る補助仕切板２３が設置されている。
補助仕切板２３は、前述した仕切板２１と同様な構成を有し、図２に示す壁体２３０、上縁２３１および開口部２３９を有する。
つまり、補助仕切板２３の開口部２３９は、仕切構造２０の最も下流側である仕切板２２の開口部２２９（下側）に対して、反対側である上側に開口部２３９を有する。
その結果、脱硝室ＣＤに流れ込むガス流は、脱硝室ＣＤの下側から流れ込むとともに、脱硝室ＣＤの内部を上方へと横断し、補助仕切板２３の上側の開口部２３９を通って排気筒１２に流れてゆくことになり、脱硝室ＣＤの内部を有効利用することができる。
【００３８】
本実施形態において、排気筒１２には、通過するガスの窒素酸化物濃度を検出するセンサ４１が設置されている。センサ４１の検出信号は制御装置４０に接続されている。
制御装置４０は、前述した燃料ノズル３１、空気ノズル３２、燃焼用廃液ノズル３３、主廃液ノズル３４および脱硝用廃液ノズル３５に接続され、各々の調整弁を制御することで、各々による燃料、空気および廃液の吹込量を調整可能である。
【００３９】
制御装置４０は、次のような制御を行う。
制御装置４０は、センサ４１により、脱硝室ＣＤの出口である排気筒１２における窒素酸化物濃度を検出する。そして、検出された窒素酸化物濃度に基づいて、燃料ノズル３１、空気ノズル３２、燃焼用廃液ノズル３３、主廃液ノズル３４および脱硝用廃液ノズル３５における吹込量、なかでも脱硝処理に直接影響する脱硝用廃液ノズル３５からの窒素含有廃液の吹込量を調整する。
【００４０】
例えば、窒素酸化物濃度が低くなるように、脱硝用廃液ノズル３５あるいは主廃液ノズル３４からの窒素含有廃液の吹込量を多くすると、その一部が脱硝室ＣＤの出口から炉外へ未燃状態のまま流出してしまい、脱硝室ＣＤの出口ガス中のアンモニアあるいはアンモニウム塩の濃度が上昇してしまう。
これを防止するために、制御装置４０は、窒素酸化物濃度が極端に低くならないように、窒素含有廃液の吹込量を制限する。この制限の基準として、制御装置４０は、脱硝室ＣＤの出口での燃焼ガスの窒素酸化物濃度を４５ｐｐｍ以上、なるべく５０ｐｐｍ以上となるように、窒素含有廃液の吹込量を調整する。
一方、制御装置４０は、脱硝処理として十分な有効性が得られるように、脱硝室ＣＤの出口での燃焼ガスの窒素酸化物濃度は１００ｐｐｍ以下となるように調整する。
【００４１】
図４には、脱硝室ＣＤの出口ガスにおける、アンモニアあるいはアンモニウム塩に関するＮＨ３濃度（縦軸）と、同ガス中の窒素酸化物に関するＮＯｘ濃度（横軸）との関係が示されている。
図４において、ＮＯｘ濃度は１０〜８０ｐｐｍの範囲に分布する。このうち、ＮＯｘ濃度が４５ｐｐｍを超える領域では、ＮＨ３濃度が５０ｐｐｍ以下である。これに対し、ＮＯｘ濃度が４５ｐｐｍ以下の領域では、ＮＨ３濃度が１３０〜４００ｐｐｍに及ぶことがある。
【００４２】
このような関係を考慮して、本実施形態の制御装置４０は、脱硝室ＣＤの出口ガス中の窒素酸化物濃度が４５ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下、少なくとも５０ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下となるように、脱硝用廃液ノズル３５などからの窒素含有廃液の吹込量を調整する。
【００４３】
以上に説明した本実施形態によれば、下記のような効果を得ることができる。
前記実施形態の窒素含有廃液燃焼炉１は、燃焼室ＣＢにおいて、バーナ３０により高温ガスを発生させ、処理対象の窒素含有廃液の一部を吹き込むことで焼却処理することができる。また、脱硝室ＣＤにおいて、処理対象の窒素含有廃液の一部を吹き込むことで、燃焼室ＣＢで焼却処理したガスの脱硝処理を行うことができる。
【００４４】
前記実施形態では、窒素含有廃液燃焼炉１の炉体１０を、内面が煉瓦１１で形成されかつ延伸方向が横方向である横型とすることで、大型化に好適である。とくに、仕切構造２０においては、各々の仕切板２１，２２を形成する際に、それぞれ煉瓦を縦方向の壁状に積むことができ、強度確保が容易であり、この点でも大型化に好適である。
【００４５】
前記実施形態では、炉体１０の内部を燃焼室ＣＢと脱硝室ＣＤとに仕切るために、複数の仕切板２１，２２を有する仕切構造２０を用いている。仕切板２１，２２は、各々の開口部２１９，２２９が、互いに反対側（上側および下側）に交互に形成されており、通過するガスがジグザグ状に折れ曲がった流れを形成する。このため、脱硝室ＣＤに流入したガスは、脱硝室ＣＤの内部に拡散し、空間を有効利用することができる。
従って、脱硝室ＣＤでの二段階燃焼が効率よく行われ、窒素含有廃液燃焼炉１としての窒素含有廃液の焼却処理を効率よく行うことができる。
【００４６】
前記実施形態では、上部に開口部２１９が形成された仕切板２１は、炉体１０を仕切る壁体２１０の上縁２１１が水平に形成され、下部に開口部２２９が形成された仕切板２２は、炉体１０を仕切る壁体２２０の下縁２２１がアーチ状に形成されている。
このため、仕切板２２においては、炉体１０の内部に、アーチ状の煉瓦積みを形成し、その上に煉瓦を積んで壁体２２０を形成することで、アーチ状の下縁２２１の下側に開口部２２９を有する仕切板２２を容易に形成することができる。
また、炉体１０の内部の下面から煉瓦を順次水平に積んで壁体２１０を形成することで、水平な上縁２１１の上側に開口部２１９を有する仕切板２１を容易に形成することができる。
【００４７】
前記実施形態では、脱硝室ＣＤの下流側に、炉体１０の内部を仕切る補助仕切板２３が設置され、補助仕切板２３は、仕切構造２０の最も下流側の仕切板２２の開口部２２９（下側）に対して反対側（上側）に開口部２３９が形成されている。
このため、仕切構造２０を通過したガス流は、仕切構造２０の最も下流側の仕切板２２の開口部２２９から脱硝室ＣＤの内部に流入する。そして、ガス流は、補助仕切板２３の開口部２３９を通り、脱硝室ＣＤの出口である排気筒１２へと送り出される。この際、仕切構造２０の最も下流側の仕切板２２の開口部２２９と、補助仕切板２３の開口部２３９とが、互いに上下反対側とされていることで、ガス流は脱硝室ＣＤの内部を上下に横断することになり、空間を一層有効利用することができる。
とくに、本実施形態の補助仕切板２３は、脱硝室ＣＤの出口近傍とされており、仕切構造２０から補助仕切板２３までの容積、つまり脱硝反応のための空間を十分に確保することができる。
【００４８】
前記実施形態では、脱硝後のガス中の窒素酸化物濃度を検出するために脱硝室ＣＤの出口に設置されたセンサ４１と、センサ４１で検出した窒素酸化物濃度に基づいて、脱硝室ＣＤに吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整する制御装置４０とを設けている。
そして、脱硝室ＣＤの出口で脱硝処理後の燃焼ガスの窒素酸化物濃度を検出し、検出された窒素酸化物濃度に基づいて、脱硝室ＣＤの出口ガス中の窒素酸化物濃度が４５ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以上で１００ｐｐｍ以下となるように、脱硝室ＣＤに吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整している。
このため、窒素含有廃液燃焼炉１の脱硝室ＣＤにおける、吹込量不足による脱硝不全を防止できるとともに、吹込量過剰による未燃状態の脱硝用廃液の炉外流出などを防止できる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態は、前述した第１実施形態とは仕切構造２０が異なるが、炉体１０、バーナ３０および制御装置４０については共通である。従って、これら共通する構成については説明を省略し、以下には本実施形態の仕切構造２０Ａについて説明する。
【００５０】
図５には、本実施形態の炉体１０の水平断面形状が示されている。
炉体１０は、概略円筒状の内面に煉瓦１１が張られており、領域ＣＰに設置された仕切構造２０Ａにより、上流側の燃焼室ＣＢと下流側の脱硝室ＣＤとに仕切られている。
炉体１０においては、前述した第１実施形態と同様、燃焼室ＣＢにおいて、バーナ３０により高温ガスを発生させ、処理対象の窒素含有廃液の一部を吹き込むことで焼却処理を行う。また、脱硝室ＣＤにおいて、処理対象の窒素含有廃液の一部を吹き込むことで、燃焼室ＣＢで焼却処理したガスの脱硝処理を行う。脱硝処理されたガスは、排気筒１２から排出される。
【００５１】
図５において、仕切構造２０Ａは、複数の仕切板２４，２５を備えた構成とされている。２枚の仕切板２４，２５は、上流側が仕切板２３とされ、下流側が仕切板２５とされている。
【００５２】
図６にも示すように、仕切板２４は、炉体１０の下部の煉瓦１１の上に煉瓦を積んで形成されたモノリス状の壁体２４０を有する。
壁体２４０の両側の端縁２４１は、それぞれ垂直方向に形成され、各端縁２４１に対向する炉体１０の両側の煉瓦１１との間には、それぞれ半月状の開口部２４９が形成されている。
図７にも示すように、仕切板２５は、炉体１０の両側に半月状に形成された壁体２５０を有する。壁体２５０は、炉体１０の下部両側の煉瓦１１に煉瓦を固定し、その上に更に煉瓦を積んで上方に延びる袖壁状に形成されている。
壁体２５０の内側の端縁２５１は、それぞれ垂直方向に形成され、かつ互いに対向配置されている。これら一対の端縁２５１の間には、炉体１０の底部から天井部分まで延びるスリット状の開口部２５９が形成されている。
【００５３】
ここで、仕切板２４に形成される半月状の開口部２４９は、仕切板２５の半月状の壁体２５０と相似形とされ、これらは互いに重なる領域に配置されている。
また、仕切板２４に形成されるスリット状の壁体２４０は、仕切板２５に形成されるスリット状の開口部２５９と相似形とされ、これらは互いに重なる領域に配置されている。
その結果、隣接する仕切板２４，２５どうしでは、各々の開口部２４９，２５９が、炉体１０の延伸方向と交差する方向の断面形状において、互いに異なる領域に形成されている。
このような仕切構造２０Ａにおいては、燃焼室ＣＢからのガスは、仕切板２４の手前で両側に分岐してそれぞれ開口部２４９を通り、仕切板２４，２５の間で再び合流し、仕切板２５の中央部の開口部２５９を通り、脱硝室ＣＤへと流れ込む。その結果、仕切構造２０Ａを通過するガスは、炉体１０の両側でそれぞれジグザグ状に折れ曲がった流れを形成する。
【００５４】
本実施形態において、脱硝室ＣＤの下流側には、炉体１０の内部を仕切る補助仕切板２６が設置されている。
補助仕切板２６は、前述した仕切板２４と同様な構成を有し、図６に示す壁体２６０、上縁２６１および一対の開口部２６９を有する。
つまり、補助仕切板２６の開口部２６９は、仕切構造２０Ａの最も下流側である仕切板２５の開口部２５９（中央部）に対して、異なる領域とされている。
その結果、脱硝室ＣＤに流れ込むガス流は、脱硝室ＣＤの中央部から流れ込むとともに、脱硝室ＣＤの内部で両側に拡がり、補助仕切板２６の手前で再び分岐し、両側の開口部２６９をそれぞれ通り、再び合流して排気筒１２に流れてゆくことになり、脱硝室ＣＤの内部を有効利用することができる。
【００５５】
本実施形態においては、仕切板２４，２５および補助仕切板２６により、炉体１０内を流れるガスが各側でジグザグ状に折れ曲がった流れを形成し、脱硝室ＣＤを流れるガスを脱硝室ＣＤの内部に十分に拡散させることができ、空間を有効利用することができる。
従って、本実施形態の仕切構造２０Ａによっても、前述した第１実施形態の仕切構造２０と同様な効果を得ることができる。そして、他の共通の構成により、本実施形態によっても、前述した第１実施形態で説明した効果と同様な効果を得ることができる。
【００５６】
〔他の実施形態〕
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態においては、仕切構造２０に２枚の仕切板２１，２２を設置し、各々には交互に反対側となるように、仕切板２１の上側の開口部２１９、および仕切板２２の下側の開口部２２９を形成した。
これに対し、仕切板２１の下側の開口部および仕切板２２の上側の開口部のように、開口部の配置を上下逆にしてもよい。この際、下側の開口部においては、下縁をアーチ状にすることが望ましい。
また、上下に限らず左右さらには別の方向に対向する配置などであってもよく、例えば仕切板２１の下流側に向かって右上側の開口部および仕切板２２の同じく左下側の開口部などとすることもできる。このように、各仕切板の開口部を交互に反対側とすることで、ジグザグ状の流れを形成することができる。
【００５７】
さらに、仕切構造２０に設置される仕切板は、３枚以上であってもよく、この場合でも各々の開口部が交互に反対側になるように形成することで、ジグザグ状の流れを形成することができる。
本実施形態では、脱硝室ＣＤの出口近傍に補助仕切板２３を設けたが、補助仕切板２３の位置は、脱硝室ＣＤの上流側（仕切構造２０より下流側）に吹き込まれる脱硝用の廃液の吹き込み位置（脱硝用廃液ノズル３５の吹き込み位置）よりも下流側であればよい。ただし、拡散後のガス流が脱硝反応のための空間を十分に確保するため、脱硝室ＣＤのなるべく出口近傍であることが望ましい。
なお、補助仕切板２３についても、仕切板２１，２２と同様に２枚以上としてもよい。あるいは、脱硝室ＣＤの内部の滞留が問題にならない場合、補助仕切板２３は省略してもよい。
【００５８】
前記実施形態の窒素含有廃液燃焼炉１では、炉体１０を円筒状としたが、多角筒状あるいは矩形筒状など、任意の断面形状とすることができる。
前記実施形態の窒素含有廃液燃焼炉１では、耐火材料を煉瓦としたが、不定形耐火材料（キャスタブル等）も採用できる。
前記実施形態の窒素含有廃液燃焼炉１では、燃焼用のバーナ３０を、燃料ノズル３１と、空気ノズル３２と、燃焼用廃液ノズル３３とを備えたものとし、さらに主廃液ノズル３４および脱硝用廃液ノズル３５を備えた構成とした。ただし、これらの配置や数などは適宜変更してもよい。
【００５９】
前記実施形態では、センサ４１を脱硝室ＣＤの出口に設けたが、脱硝後の燃焼ガス中の窒素酸化物濃度を検出することができれば脱硝室ＣＤの出口に限定されることはなく、廃液焼却炉後段のダクトに設置してもよい。
前記実施形態では、制御装置４０が、センサ４１で検出した窒素酸化物濃度に基づいて、脱硝室ＣＤに吹き込まれる脱硝用の廃液の吹込量を調整するとしたが、その調整は脱硝用廃液ノズル３５だけでなく、燃焼用廃液ノズル３３および主廃液ノズル３４に及ぶものとしてもよい。
【００６０】
前記実施形態では、窒素含有廃液燃焼炉１で処理する窒素含有廃液を、燃焼用廃液ノズル３３に１０〜２０％、主廃液ノズル３４に８０〜９０％、脱硝用廃液ノズル３５に数％で分配していたが、これらの比率は適宜変更してもよい。
また、処理する窒素含有廃液の内容や出所についても、特に限定されるものではない。
前記実施形態では、バーナ３０の主な燃料としてコークス炉ガス（ＣＯＧ）を用いたが、他の燃料を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、窒素含有廃液燃焼炉およびその脱硝方法に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１…窒素含有廃液燃焼炉、１０…炉体、１１…煉瓦、１２…排気筒、２０…仕切構造、２１…仕切板、２１０…壁体、２１１…上縁、２１９…開口部、２２…仕切板、２２０…壁体、２２１…下縁、２２９…開口部、２３…補助仕切板、２３０…壁体、２３１…上縁、２３９…開口部、２４…仕切板、２４０…壁体、２４１…端縁、２４９…開口部、２５…仕切板、２５０…壁体、２５１…端縁、２５９…開口部、２６…補助仕切板、２６０…壁体、２６１…端縁、２６９…開口部、３０…バーナ、３１…燃料ノズル、３２…空気ノズル、３３…燃焼用廃液ノズル、３４…主廃液ノズル、３５…脱硝用廃液ノズル、４０…制御装置、４１…センサ、ＣＢ…燃焼室、ＣＤ…脱硝室、ＣＰ…仕切構造の領域。
【図１】
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【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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【図７】
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