(57)【要約】【課題】特に、ガス化溶融炉内で生成した排ガスを低燃料消費量で安定して完全燃焼させて、排ガス中のダイオキシンの発生を有効に防止できる、一般廃棄物等を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置等を提供する。【解決手段】本発明の排ガス燃焼装置１は、ガス化溶融炉２に炉内雰囲気が連通するように連結され、この溶融炉２内で生成した排ガスを燃焼させる燃焼室３と、この燃焼室３内の温度を測定する温度測定手段と、前記燃焼室３内の温度を上昇させる加熱手段４と、前記加熱手段による加熱のオンオフを制御して、燃焼室内の温度を所定温度以上に保持する温度制御手段とを具えることを特徴とする。【選択図】        図１
2004163070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置において、
ガス化溶融炉に炉内雰囲気が連通するように連結され、この溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる燃焼室と、
この燃焼室内の温度を測定する温度測定手段と、
前記燃焼室内の温度を上昇させる加熱手段と、
前記加熱手段による加熱のオンオフを制御して、燃焼室内の温度を所定温度以上に保持する温度制御手段と、
を具えることを特徴とするガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項２】
前記所定温度は７５０℃である請求項１記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項３】
加熱手段は、熱容量が大きい主バーナーと、熱容量が小さい補助バーナーとで構成される請求項１又は２記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項４】
補助バーナーは、主バーナーが点火するまでの加熱手段として補助的に用いる助燃バーナーである請求項３記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項５】
補助バーナーは、主バーナーの点火する際の種火として用いるパイロットバーナーである請求項３記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項６】
補助バーナーは、主バーナーが点火するまでの加熱手段として補助的に用いる助燃バーナーと、主バーナーの点火する際の種火として用いるパイロットバーナーの双方を兼ね備えた両用バーナーである請求項３記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置。
【請求項７】
一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる方法において、
ガス化溶融炉に炉内雰囲気が連通するように連結され、溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる燃焼室に、熱容量が大きい主バーナーと、熱容量が小さい補助バーナーとで構成された加熱手段を配設し、燃焼室内の温度が７５０℃を超える設定温度以上である状態から、燃焼室内の温度が低下して前記設定温度に達した場合に、主バーナーを短時間で点火させ、燃焼室内の温度が前記設定温度よりも高い温度まで上昇した場合に、主バーナーを停止することを特徴とするガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼方法。
【請求項８】
主バーナーは、補助バーナーを種火として使用することによって、短時間で点火させる請求項７記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼方法。
【請求項９】
補助バーナーは、主バーナーが点火した後に速やかに停止させる請求項８記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼方法。
【請求項１０】
主バーナーを点火して、燃焼室内の温度を前記設定温度よりも高い温度まで上昇させた後、主バーナーを停止するとともに補助バーナーの点火状態を維持して、燃焼室内の温度低下率を小さくする請求項７記載のガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置及び燃焼方法に関するものであって、特に、ガス化溶融炉内で生成した排ガスを、低燃料消費量で安定して完全燃焼させて、排ガス中のダイオキシンの発生を有効に防止する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、溶融炉、例えばガス化溶融炉で一般廃棄物や産業廃棄物を処理した際に生成する高温の排ガスは、その中に含まれているダイオキシン等の有害物質を熱分解して無害化するため、（二次）燃焼室で完全燃焼することが行われており、この燃焼の際に用いられる従来の加熱手段としては、通常、熱容量が大きい主バーナーを用いるのが一般的である。
【０００３】
ところで、排ガス中の有害物質、例えばダイオキシンを熱分解するには、７５０℃以上の高温雰囲気で燃焼させることが必要である。
【０００４】
しかしながら、従来の加熱手段である主バーナーは、点火するまでには、通常２〜５時間程度かかるため、主バーナーが点火するまでの間に、燃焼室内の温度が７５０℃を一時的に下回ることがあり、この場合、ダイオキシンが再合成しやすくなって環境上の問題が生じる場合があった。また、主バーナーは、熱容量が大きいため、点火時の安全性の問題や、点火に要するエネルギーコストが高価であるという問題も有していた。尚、燃焼室内温度を７５０℃よりも過度に高温（例えば２０００℃以上）にすれば、主バーナーが点火するまでの間に、燃焼室内の温度が７５０℃を下回ることは回避できるが、この場合には、過度の高温を維持するため無駄にＬＰＧ等の燃料を消費することになるため好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に、ガス化溶融炉内で生成した排ガスを低燃料消費量で安定して完全燃焼させて、排ガス中のダイオキシンの発生を有効に防止できる、一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置及び燃焼方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に従う排ガスの燃焼装置は、一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスの燃焼装置であって、ガス化溶融炉に炉内雰囲気が連通するように連結され、この溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる燃焼室と、この燃焼室内の温度を測定する温度測定手段と、前記燃焼室内の温度を上昇させる加熱手段と、前記加熱手段による加熱のオンオフを制御して、燃焼室内の温度を所定温度に保持する温度制御手段とを具えることにある。
【０００７】
前記所定温度は、ダイオキシンの熱分解温度である７５０℃以上とすることが好ましく、低燃料消費量の点から、１０００℃以下であることがより好適である。
【０００８】
加熱手段は、熱容量が大きい主バーナーと、熱容量が小さい補助バーナーとで構成されることが好ましい。
【０００９】
補助バーナーは、主バーナーが点火するまでの加熱手段として補助的に用いる助燃バーナーであるか、主バーナーの点火する際の種火として用いるパイロットバーナーであるか、又は、主バーナーが点火するまでの加熱手段として補助的に用いる助燃バーナーと、主バーナーの点火する際の種火として用いるパイロットバーナーの双方を兼ね備えた両用バーナーであることが好ましい。
【００１０】
本発明に従う排ガスの燃焼方法は、一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる方法であって、ガス化溶融炉に炉内雰囲気が連通するように連結され、溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させる燃焼室に、熱容量が大きい主バーナーと、熱容量が小さい補助バーナーとで構成された加熱手段を配設し、燃焼室内の温度が７５０℃を超える設定温度以上で、好適には１４５０℃以下、より好適には１２００℃以下である状態から、燃焼室内の温度が低下して設定温度に達した場合に、主バーナーを短時間、具体的には３０分以内で点火させ、燃焼室内の温度が前記設定温度よりも高い温度まで上昇した場合に、主バーナーを停止することにある。
【００１１】
主バーナーは、補助バーナーを種火として使用することが、短時間で点火できる点で好ましい。
【００１２】
補助バーナーは、主バーナーが点火した後に速やかに停止させることが好ましい。
【００１３】
主バーナーを点火して、燃焼室内の温度を前記設定温度よりも高い温度まで上昇させた後、主バーナーを停止するとともに補助バーナーの点火状態を維持して、燃焼室内の温度低下率を小さくすることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に従う排ガス燃焼装置を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の排ガス燃焼装置をガス化溶融炉とともに示した概略正面図である。
【００１５】
本発明の排ガス燃焼装置１は、一般廃棄物や産業廃棄物を処理するガス化溶融炉２に連結されている。
ガス化溶融炉２は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００〜２６００℃の温度で高温溶融させることができる構成であればよく、特に限定はしないが、より好ましくは、内容積が２０〜３００ｍ３の範囲である、図１に示すようなコークスベット式還元ガス化溶融炉である。
【００１６】
本発明の排ガス燃焼装置１は、燃焼室３と、温度測定手段（図示せず）と、加熱手段４と、温度制御手段（図示せず）とを主に具えている。
【００１７】
燃焼室３は、ガス化溶融炉２に炉内雰囲気が連通するように連結され、この溶融炉２内で生成した排ガスを燃焼させる。
【００１８】
温度測定手段は、燃焼室３内の温度を測定するため燃焼室３内に配設され、例えば、熱電対等が挙げられる。
【００１９】
温度制御手段は、前記加熱手段４による加熱のオンオフを制御して、燃焼室３内の温度を所定温度以上、好適には、ダイオキシンが熱分解する温度である７５０℃以上に保持できる構成であればよく、特に限定はせず、従来の温度制御手段を用いればよい。
【００２０】
加熱手段４は、燃焼室３内の温度を上昇させるために配設され、例えば、加熱手段は、図１に示すように、大きな熱容量、好適には７００ｋＷ以上の熱容量をもつ主バーナー５と、小さな熱容量、好適には２３０ｋＷ以下の熱容量をもつ補助バーナー６とで構成することが、燃焼室内温度を速やかに上昇できる点で好ましい。
【００２１】
すなわち、主バーナー５は、熱容量が大きいため、点火すると、燃焼室内の温度を速やかに上昇させることができるものの、主バーナー５を点火するまでには、通常２〜５時間程度かかるため、主バーナー５が点火するまでの間に、燃焼室内の温度が所期した温度の下限値、例えば、ダイオキシンが熱分解する温度である７５０℃を一時的に下回ることがあり、この場合、ダイオキシンが再合成しやすくなって環境上の問題が生じるおそれがあった。さらに、主バーナーが点火するまでの時間が長くなると、燃焼室内にガスが溜まっていき、点火時に爆発を起こす危険性もあった。
【００２２】
このため、本発明では、加熱手段４として、熱容量が大きいものの点火時間がかかる主バーナー５に加えて、熱容量が小さく、継続して点火させておくか、又は短い点火時間で点火させる補助バーナー６を用いることによって、主バーナー５が点火するまでの時間が短くなり、燃焼室内の温度低下を防止又は温度低下率を小さくすることができ、この結果、燃焼室内の温度が、例えば、ダイオキシンが熱分解する温度である７５０℃を下回る可能性がなくなるため、ダイオキシンが再合成して環境上の問題が生じるおそれがなくなる。また、主バーナーだけで燃焼させていた従来法では、燃焼させるために大量のＬＰＧ等の燃料ガスを燃焼室内に吹き込まなければならなかったのに対して、本発明では、補助バーナー６を用いることによって、少量のＬＰＧの投入だけでよいため、主バーナーの点火に要するエネルギーコストの点でも有利である。
【００２３】
また、補助バーナー６は、主バーナ５ーが点火するまでの加熱手段として補助的に用いる助燃バーナーとして用いるか、主バーナーの点火する際の種火として用いるパイロットバーナーとして用いるか、又は、助燃バーナーとパイロットバーナーの双方を兼ね備えた両用バーナーとして用いることが好ましい。補助バーナー６を助燃バーナーとして用いる場合には、主バーナー５が点火するまでの間の燃焼室３内の温度低下を防止又は小さくすることができ、また、補助バーナー６をパイロットバーナーとして用いる場合には、主バーナー５が点火するまで時間を大幅に短縮することができる。
【００２４】
尚、図１では、主バーナー５と補助バーナー６に燃料ガスを供給するための手段として、ＬＰＧ等の燃料ガスと空気や酸素等の可燃性ガスとを混合した混合ガスをブロワー７を用いている場合を示しているが、他のガス供給手段を用いてもよい。
【００２５】
また、加熱手段４は、図１に示すように、燃焼室３の下側部８と上側部９の２箇所に配設した場合を示してあるが、燃焼室３の下側部８の温度低下率が小さい場合には、燃焼室３の上側部９だけの１箇所に配設してもよく、また、３箇所以上に設けてもよい。
【００２６】
次に、本発明の排ガス燃焼方法の一例を以下で説明する。
まず、排ガス燃焼装置１の燃焼室３内の温度を、加熱手段４、例えば、主バーナー５のみ又は主バーナー５と補助バーナー６の双方を点火して、燃焼室３内の温度を、７５０℃を超える設定温度以上になるまで上昇させる。
【００２７】
そして、燃焼室３内の温度が７５０℃を超える設定温度以上である状態から、燃焼室内の温度が低下して前記設定温度に達した場合に、主バーナー５を点火させることによって、燃焼室内の温度が７５０℃以上を常に維持することができる。
【００２８】
尚、主バーナー５は、補助バーナー６をパイロットバーナーとしてのみ用いる場合には、主バーナー５の点火した後は速やかに補助バーナー６の点火を停止し、また、補助バーナー６を助燃バーナーとしてのみ用いる場合には、主バーナー５の点火後も補助バーナー６の点火を継続することによって、燃焼室３内の温度低下率を小さくすることができる。
【００２９】
一方、燃焼室３内の温度が前記設定温度よりも高い温度まで上昇した場合に、主バーナー５のみ又は主バーナー５と補助バーナー６の双方を停止することによって、ＬＰＧ等の燃料ガスの消費量を格段に減少させることができる。
【００３０】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３１】
【実施例】
図１に示すように、燃焼室の上側部と下側部に、主バーナー（熱容量：７２４ｋＷ）と補助バーナー（熱容量：２２３ｋＷ）とで構成される加熱手段をそれぞれ配設した本発明の排ガス燃焼装置（本発明例）を用いて、コークスベット式ガス化溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させ、燃焼後の排ガス中のダイオキシン濃度と、燃焼に用いたＬＰＧの消費量を測定した。表１にこれらの測定結果を示す。また、燃焼室の上側部と下側部での温度の経時変化の一例を図２に示す。
【００３２】
比較のため、燃焼室の上側部と下側部に、主バーナーのみで構成される加熱手段をそれぞれ配設した従来の排ガス燃焼装置（従来例）を用いて、コークスベット式ガス化溶融炉内で生成した排ガスを燃焼させ、燃焼後の排ガス中のダイオキシン濃度と、燃焼に用いたＬＰＧの消費量についても測定したので、表１に併記する。尚、燃焼室内の設定温度を本発明例と同様にしたときの燃焼室内温度の経時変化の一例を図３に示す。
【００３３】
【表１】
2004163070.tif 000003
【００３４】
表１の測定結果から、本発明例は、従来例に比べて、排ガス中のダイオキシン濃度が格段に低く、ＬＰＧ消費量も１桁少ないことがわかる。
また、図２及び図３に示す結果から、本発明例では、主バーナーが３０分以内で点火されるので、燃焼室内の温度が安定して制御されているのに対して、従来例では、主バーナーの点火が２時間以上かかるため、燃焼室内の温度変化が大きく、７５０℃を下回る場合があった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、特に、ガス化溶融炉内で生成した排ガスを低燃料消費量で安定して完全燃焼させて、排ガス中のダイオキシンを熱分解して無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス燃焼装置をガス化溶融炉とともに示す概略正面図である。
【図２】本発明例における燃焼室内温度の経時変化を示すグラフである。
【図３】従来例における燃焼室内温度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  排ガス燃焼装置
２  溶融炉
３  燃焼室
４  加熱手段
５  主バーナー
６  補助バーナー
７  ブロワー
８  燃焼室の下側部
９  燃焼室の上側部
【図１】
2004163070.tif 000004
【図２】
2004163070.tif 000005
【図３】
2004163070.tif 000006