(57)【要約】【課題】ごみ焼却施設における排ガス煙突からの白煙の発生防止。【解決手段】ごみ焼却施設の排ガスを煙突に導くための誘引送風機の出口と煙突のガス入口とを結ぶ排ガス導管に、両端に環状側板が連設された円筒管を外装させ、環状側板の中興開口部を排ガス導管の周壁と嵌合させて嵌合部分を接合し、円筒管の周壁に空気導入管を開口させると共に、円筒管に覆われた排ガス導管の周壁に複数個の通気孔をもける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却施設の排ガスを煙突に導くための誘引送風機の出口と煙突のガス入口とを結ぶ排ガス導管に、円筒体を同軸に外装させ、その円筒体の周壁に白煙防止用空気の導入管を接続し、前記円筒体で囲まれた排ガス導管の周壁に、その円周に沿って等間隔で並ぶ複数個の通気孔を開口させたことを特徴とする都市ごみ焼却施設での白煙防止用空気混合装置。
【請求項２】
通気孔を経て排ガス導管内に供給される白煙防止用空気が、排ガス導管の軸に対して６０度±５度の角度で、しかも、導管内を流れる排ガスに対向する向きで排ガス導管内に供給されるように、小寸法の円筒状流れ案内部材を、各通気孔の周縁に連設したことを特徴とする請求項１記載の白煙防止用空気混合装置。
【請求項３】
通気孔の形状が、円形、楕円形又は矩形を呈し、排ガス導管周壁の円周に沿って設けられた複数個の通気孔が、排ガス導管の長さ方向に１列であって、その設置個数が４〜８個であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項記載の白煙防止用空気混合装置。
【請求項４】
排ガス導管周壁に設けた通気孔の直径又は長径の合計が、排ガス導管円周の７０％以下であることを特徴とする請求項３記載の白煙防止用空気混合装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の白煙防止用空気混合装置を使用し、各通気孔から排ガス導管内に供給される空気の吹き出し流速が、排ガス導管内の排ガス流速の１．３〜１．４倍になるように、前記空気混合装置への白煙防止用空気供給量を調節することを特徴とするごみ焼却施設での白煙防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却施設の排ガス煙突から白煙が発生するのを防止する技術に関するものであって、詳しくは、排ガスを大気に放出するために設置されるごみ焼却施設の誘引送風機と、排ガス煙突との間に設置して使用する白煙防止用空気混合装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ焼却施設においては、排ガス煙突から白煙が立ち上るのを見ることがあり、特に冬場は比較的頻繁にその白煙を見ることができる。この白煙は、煙突頂部から大気に放出された排ガスが冷やされることで発生するが、その実体は排ガスに含まれる水蒸気が凝結した微細な液滴であるので、白煙によって環境が汚染される訳ではない。しかしながら、煙突から白煙が出ていることは、不完全燃焼を想像させ、あたかも大気をひどく汚染しているような錯覚を招くことから、ごみ焼却施設では白煙防止策が講じられている。
従来採用されている白煙防止策の一つは、煙突に送られる直前の排ガスを、例えばバーナを利用して加熱することで、煙突頂部から放出された排ガス中の水蒸気が、放出直後に冷やされても、直ちには凝結しないよう排ガスに余熱を保持させる方法である。他のひとつは、煙突に送られる排ガスに白煙防止用空気（廃熱回収装置などにて加熱され、湿度が排ガスより低い空気を指す。以下同じ）を混合し、全体としての湿度を低下させる方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の空気混合方式は、排ガス導管に側方から空気導入管を、単に合流させているだけなので、合流点近傍で排ガスと白煙防止用空気とを充分に混合することが極めて難しい。直管を流れる排ガスは通常層流状態にあり、これに白煙防止用空気を一方向から合流させても、直ちには排ガスと白煙防止用空気が相互拡散しないからである。
従って、従来の空気混合方式では、煙突からの白煙の発生を効果的に防止することができず、特に、白煙防止用空気の合流点から煙突の入口に至るまでの排ガス導管の長さが短い場合とか、当該導管に曲管部が少ない場合には、白煙の発生が珍しくない。
しかして、本発明は、空気混合方式を採用しながら、排ガス煙突から白煙を消失させることができる空気混合装置と、この装置を使用して白煙を防止する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る白煙防止用空気混合装置は、ごみ焼却施設の排ガスを煙突に導くための誘引送風機のガス出口と、煙突のガス入口を結ぶ排ガス導管に、円筒体を同軸に外装させ、その円筒体の周壁に白煙防止用空気の導入管を接続し、円筒体で囲まれた排ガス導管の周壁に、その円周に沿って等間隔で並ぶ複数個の通気孔を開口させたことを特徴とする。
そして、本発明に係る白煙防止方法は、上記の如き空気混合装置を使用して、排ガス導管を流れる排ガス流速の１．３〜１．４倍に相当する流速で、各通気孔から排ガス導管内に白煙防止用空気を吹き出させることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、都市ごみをガス化溶融法で処理する場合の典型的なフローチャートを示している。厨芥、雑芥、灰分、産業廃棄物などを含む都市ごみは、まず、流動床式ガス化炉１において、低酸素雰囲気下で熱分解される。この熱分解で都市ごみ中の可燃物は、熱分解ガスとチャーを主成分とする熱分解残渣に転化されて炉上部から排出され、鉄分、非鉄金属などを含む不燃物は、通常、ガス化炉下部から系外に取り出される。熱分解ガスと熱分解残渣は、次いで、主燃焼室２及び二次燃焼室３を備えた溶融炉４に投入され、補助燃料からの熱量の補給を受けて、あるいは自己が保有している熱量だけで高温燃焼される。いずれにしても、この高温燃焼により、熱分解残渣中の灰分は溶融されて溶融スラグを形成し、このものは、溶融炉４の底部から系外に取り出される。二次燃焼室３から排出される溶融炉排ガスは、廃熱回収装置５、ガス冷却塔６、集塵装置７及び誘引送風機８を経て煙突９に導かれる。
【０００６】
本発明に係る白煙防止用空気混合装置は、誘引送風機９のガス出口と煙突９のガス入口を結ぶ排ガス導管に設置される。図２は、本発明に係る空気混合装置の一実施例を示す斜視図であって、この装置は、排ガス導管２１と、この排ガス導管に同軸に外装された環状端板付き円筒体２２と、円筒体２２に接続された空気導入管２３と、円筒体２２で取り囲まれた排ガス導管の周壁に設けられて排ガス導管の円周に沿って等間隔で並ぶ合計４個の円形通気孔２４とを備えている。本発明の空気混合装置では、排ガス導管に同軸に外装される円筒体は、その長さ方向両端にそれぞれ環状端板を有し、各環状端板の中央開口部は、排ガス導管２１の周壁と接合されているので、空気導入管から円筒体内に供給される白煙防止用空気は、外部に漏洩することがなく、専ら通気孔を経由して排ガス導管内に送られる。
【０００７】
なお、図２には示していないが、本発明の空気混合装置にあっては、各通気孔の周縁部に空気の案内部材を設けることが好ましく、これについては後述する。本発明の空気混合装置における通気孔の形状は、円形、楕円形、矩形の何れであっても差し支えないが、通気孔の形状や大きさは装置ごとに統一されるのが通例である。排ガス導管の周壁に円周方向に等間隔で並ぶ複数個の通気孔は、図示のように、排ガス導管の長さ方向に１列であるのが通例である。しかし、必要に応じて、これを複数列とすることができる。通気孔の設置個数は１列あたり４〜８個の範囲を可とし、通気孔の大きさは、各通気孔の直径又は長径の合計が、排ガス導管周壁円周の５０〜７０％の範囲内であるように、設置個数に応じて選ばれる。
【０００８】
本発明の空気混合装置では、排ガス導管を流れる排ガスに、白煙防止用空気を特定な角度と方向で送り込めるように、各通気孔の周縁に流れ案内部材を設けることが好ましく、この好ましい態様は図３及び図４に示される。
通気孔の周縁に流れ案内部材を付設する場合、当該部材を排ガス導管内に張り出させると、排ガスの流れが妨害される虞があるので、これを回避できる工夫を施すことが望ましい。そうした工夫の一つは、図３に示すとおり、排ガス導管２１の内径を、円筒体２２が外装されている領域で増大させ、内径が増大した排ガス導管の周壁に設けられた各通気孔２４の周縁部に、通気孔２４から排ガス導管内側に張り出す小寸法（短躯の）円筒状流れ案内部材２５を設けるものである。この場合、通気孔２４から排ガス導管内側に張り出す案内部材２５の最大寸法を、排ガス導管の内径増大寸法に等しいか、それより小となるよう設計すれば、排ガスの流れが阻害されることがない。
また、排ガス導管の内径を上記の如く増大させなくても、各通気孔１４の周縁部に設ける小寸法（短躯の）円筒状流れ案内部材２５を、通気孔２４から排ガス導管内側に張り出させる代わりに、排ガス導管外側に、換言すれば、円筒体内側に張り出させても、排ガスの流れが阻害されることがない。
【０００９】
各通気孔に付設される円筒状流れ案内部材２５を、排ガス導管の内側に張り出させる場合でも、また外側に張り出させ場合でも、円筒状流れ案内部材２５の中心軸は、排ガス導管の中心軸に対して６０度±５度の角度で、しかも、排ガス導管内の排ガスの流れに逆らう向きに配向していることが好ましい。ちなみに、図３では排ガスが排ガス導管２１内を右方向から左方向に流れる場合を想定している。
小寸法の円筒状流れ案内部材２５を、上記の角度と向きで配向させるさせることにより、通気孔２５から排ガス導管内に送り込まれる白煙防止用空気を、排ガスと良好に混合することができる。
また、本発明の空気混合装置においては、円筒体との接合部における空気導入管の中心軸上に、空気導入管に近接する通気孔の中心が存在しないことが好ましい。ちなみに、図３に示す如く空気混合装置では、空気導入管の中心軸と各通気孔の中心が同一平面上にあるが、対向する２つの通気孔２４の中心を結ぶ直線と、空気導入管２２の中心軸とは、図４に示されるように、４５度の角度を成している。
【００１０】
【実施例】
図２に示すような構造の空気混合装置であって、諸元の寸法が下記のとおりである装置を使用して、ごみ焼却施設から発生する排ガスの白煙防止実験を行った。
2004278817.tif 000003
表１に示す如く、組成の異なる３種類のごみを、それぞれ図１に示すフローに従って処理したところ、集塵装置７を経て誘引送風機８から煙突９に送り出される排ガスの量及び温度は、表２に示すとおりであった。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
【表２】
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【００１３】
表２に示すデータからは、各排ガスが相当量の水蒸気を含有していることを窺い知ることができるが、この排ガスをそのまま煙突９の頂部（頂部付近の外気条件：気温０℃、相対湿度５０％）から大気に放出したところ、かなりの白煙の発生を認めた。
然るに、上記した寸法と構造を有する本発明の空気混合装置を、誘引送風機８と煙突９との間に設置し、表３に示す量と温度の空気を、それぞれ表２に示す排ガスに混合して、煙突９の頂部から上と同じ条件の大気に放出したところ、白煙の発生を全く認めなかった。
【００１４】
【表３】
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【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、ごみ焼却施設における排ガス煙突からの白煙発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】都市ごみをガス化溶融法で処理する場合のフローチャートである。
【図２】本発明に係る白煙防止用空気混合装置の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る白煙防止用空気混合装置の別の一例を示す縦断面図である。
【図４】図３に示す空気混合装置の４−４線における横断面図である。
【符号の説明】
１  流動床式ガス化炉              ２  一次燃焼室
３  二次燃焼室                    ４  溶融炉
５  廃熱ボイラ                    ６  ガス冷却塔
７  集塵装置                      ８  誘引送風機
９  煙突                          ２１  排ガス導管
２２  円筒体                      ２３  空気導入管
２４  通気孔                      ２５  円筒状流れ案内部材
【図１】
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【図２】
2004278817.tif 000008
【図３】
2004278817.tif 000009
【図４】
2004278817.tif 000010