JPH0571720A

JPH0571720A - 流体廃物バーナ装置

Info

Publication number: JPH0571720A
Application number: JP4040461A
Authority: JP
Inventors: Eddy J Lauwers; エデイー・ジエイ・ラウヴエルス
Original assignee: Union Carbide Industrial Gases Technology Corp
Current assignee: Union Carbide Industrial Gases Technology Corp
Priority date: 1991-04-18
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-03-23
Also published as: NL9201247A; EP0509193A3; BR9200327A; DE69212686T2; CA2060477A1; MX9200437A; EP0509193A2; US5129335A; EP0509193B1; DE69212686D1; ES2090375T3; CA2060477C

Abstract

(57)【要約】【目的】廃物焼却炉における温度及び火炎前線を制御す
る制御方法、流体廃物を燃焼帯域内で焼却するための焼
却方法、廃物バーナ装置、及び廃物焼却装置を提供する
こと。【構成】廃物焼却炉における温度及び火炎前線を制御す
る制御方法であって、低発熱量の流体廃物を少くとも１
本の酸素／燃料バーナの火炎内へ分散させて、該低発熱
量の流体廃物を該火炎内及びその周辺で焼却させ、その
際、火炎前線を前記焼却炉内に封じ込め、かつ、該焼却
炉内を所定の温度に維持するように燃料対低発熱量の比
を調節することによって火炎エネルギーを調整すること
を特徴とする制御方法。流体廃物を前記酸素／燃料バー
ナの火炎内へ分散させる前に、流体廃物を前記焼却炉か
らの排ガスで予備加熱し、あるいは、その流体廃物が液
体を含有するものである場合は流体廃物半ば濃縮及び、
又は蒸発させるために前記焼却炉からの排ガスの熱を利
用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃物焼却炉における温
度及び火炎前線を制御する制御方法、流体廃物を燃焼帯
域内で焼却するための焼却方法、廃物バーナ装置、及び
廃物焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの産業プロセスは、水、及び生物分
解性及び非生物分解性成分を含有した流体廃物流れを排
出する。非生物分解性成分は、酸、塩素化溶剤等の、環
境にとって危険な物質である。一般に、このような流体
廃物流れは、固定炉又は回転炉で焼却される。流体廃物
流れを燃焼させることによって生じた排ガスは、通常、
ＣＯ、ＳＯ₂ 及び、又はＣＬ₂ 等の汚染物を除去するた
めに処理される。例えば、一酸化炭素は、酸化させるこ
とによってＣＯ₂ に変えることができ、ＳＯ₂ 及びＣＬ
₂ は、アルカリ又はアルカリ性物質と反応させることに
よって化学的に除去することができる。又、排ガス中に
ダストが存在する場合はそれを除去するためにフィルタ
手段を用いることもできる。

【０００３】流体廃物流れを焼却するための炉に空気／
燃料バーナ（空気と燃料を燃焼させることによって作動
させるバーナ）を使用することは従来周知である。しか
しながら、空気／燃料バーナは、一般に、流体廃物を燃
焼させるのには不十分である。なぜなら、流体廃物に水
が存在する場合、水を蒸発させてから、生物分解性及び
非生物分解性成分を燃焼させなければならないので多大
の時間を必要とし、その結果、焼却炉内へ導入する流体
廃物流れの流量を制限することになるからである。更
に、この問題に加えて、流体廃物を焼却するのに空気／
燃料バーナを使用することの結果として排ガスの発生量
が多くなるという問題がある。排ガスの発生量が多いほ
ど、炉の処理量が低下する。ここで、「処理量」とは、
液体廃物流れを焼却炉へ供給する流量のことである。

【０００４】炉の処理量を高めるために、酸素富化空気
（酸素の濃度を高められた空気）の使用する方法、又
は、バーナの空気火炎内又は空気火炎の下へ純粋酸素を
注入する方法が採用されてきた。しかしながら、これら
の酸素技法は、幾つかの欠点を有している。純粋酸素注
入法の一般的な欠点の１つは、酸素と空気火炎の部分的
な（不完全な）混合が起り、その結果、予期された処理
量の増大が得られず、又、偶発的な制御不能の火炎前線
が生じることである。火炎前線が制御（抑制）されず、
拡大し過ぎると、炉の下流にあるフィルタ装置を過熱さ
せることになる。燃焼空気の酸素濃度を高めること（従
って、火炎前線が制御不能に拡大すること）によるもう
１つの欠点は、空気火炎区域の近傍の炉壁の耐火材を過
熱することである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、流体廃物焼却炉又は液体廃物焼却炉及びその下流に
連通する排ガス浄化装置（フィルタ等）にとって有害
な、不安定な制御されない火炎を発生することなく、炉
の処理量を高めることができる手段を見出すことであ
る。従って、本発明の目的は、液体又は気体廃物焼却炉
及びその下流に連通する排ガス浄化装置にとって有害な
作用を及ぼすことなく、焼却炉の処理量を増大させるこ
とによって液体及び又は気体廃物焼却法焼方における改
善を達成することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】焼却炉の処理量の増大
は、焼却工程のための熱源として産業用の化石燃料又は
天然ガスから高発熱量の（発熱量の高い）液体及び、又
は気体廃物に切換えることと、燃焼自体と炉の作動制御
に影響する幾つかの要素との「相乗」効果によって達成
される。

【０００７】本発明の一側面においては、上記改善は、
流体廃物を火炎内へ分散させて、流体廃物を該火炎内及
びその周辺で焼却させ、その際、火炎前線を焼却炉内に
封じ込め、かつ、該焼却炉内を所定の温度に維持するよ
うに火炎エネルギーを調整することを特徴とする、廃物
焼却炉における温度及び火炎前線を制御するための方法
及び装置において実現される。火炎は、化石燃料、天然
ガス、又は高発熱量の液体又は気体廃物を酸素の存在下
で燃焼させることによって創生される。ここで、「火炎
エネルギー」とは、低発熱量の流体廃物の供給流量に対
する高発熱量の流体廃物及び、又は化石燃料の供給流量
の比として定義される。本発明によれば、低発熱量の流
体廃物を火炎内へ分散させるので、上記比率を、火炎前
線を焼却炉内のに封じ込め、かつ、焼却炉内を所定の温
度に維持するように調節することができるのである。

【０００８】低発熱量の流体廃物は、少くとも１本の酸
素／燃料バーナによって創生される火炎内へ、該少くと
も１本の酸素／燃料バーナを囲繞するハウジングによっ
て画定される環状部内に配置した少くとも１本のノズル
手段を通して導入し分散させる。一実施例においては、
流体廃物を前記少くとも１本の酸素／燃料バーナの火炎
内へ直接的に分散させるように少くとも１本のノズル手
段を内方へ屈曲させる。他の実施例においては、前記流
体廃物は、液体廃物と気体廃物の混合物とし、該液体廃
物と気体廃物をそれぞれ別個に前記少くとも１本のノズ
ル手段の別々のノズルを通して前記少くとも１本の酸素
／燃料バーナの火炎内へ分散させる。又、前記少くとも
１本の酸素／燃料バーナの火炎を安定させ、生物分解性
及び非生物分解性成分の燃焼を促進するために、該少く
とも１本の酸素／燃料バーナを囲繞するハウジングによ
って画定された環状部を通してオキシダントを導入する
こともできる。更に、上記オキシダントに旋回作用を付
与するための手段（例えば、リブ又は反らせ板）を上記
環状部内に設けることもできる。

【０００９】本発明の別の側面においては、上記改善
は、ａ．火炎を創生するための火炎創生手段と、流体廃物を
炉内で該火炎内へ分散させるための廃物分散手段を有す
るバーナ装置と、ｂ．前記流体廃物を流体廃物源から前記廃物分散手段へ
搬送するための１本又はそれ以上の導管と、ｃ．前記炉内での流体廃物の燃焼によって発生した排ガ
ス中の汚染物を除去するために前記炉に連通させた排ガ
ス処理手段と、ｄ．流体廃物を前記火炎内へ分散させる前に該流体廃物
を予備加熱する態様で前記排ガスを搬送するための排ガ
ス搬送手段と、から成る廃物焼却装置において実現され
る。

【００１０】前記バーナ装置は、火炎を創生するための
少くとも１本の酸素／燃料バーナと、流体廃物を分散さ
せるための少くとも１本のノズル手段とで構成し、該ノ
ズル手段は、該少くとも１本の酸素／燃料バーナを囲繞
するハウジングによって画定された環状部内に配置する
ことができる。この酸素／燃料バーナは、火炎を創生す
るために、化石燃料の代替物として高発熱量流体廃物を
供給することができる高発熱量流体廃物源に接続するこ
とができる。炉からの排ガスを、流体廃物を予備加熱す
る態様で搬送するための前記排ガス搬送手段は、前記流
体廃物を半ば（完全にではなく）濃縮させるのに使用さ
れる蒸発装置を含むものとすることができる。又、酸素
／燃料バーナの火炎前線及び炉の温度を制御するため
に、液体廃物の霧化供給速度、オキシダントの流量及び
燃料の導入流量を調整するための調整手段を設けること
もできる。低発熱量流体廃物、特に低発熱量液体含有廃
物を燃焼させる前に予備加熱し、水分の蒸発により半ば
濃縮させるために焼却炉からの排ガスを利用することに
よって、該焼却炉内に発生する排ガスを、予備加熱によ
り蒸発せしめられた水の量に等しい量だけ減少させるこ
とができる。それによって、炉内での廃物の燃焼も促進
される。

【００１０】ここで用いられる「燃料」という用語は、
高発熱量廃物、化石燃料及び、又は天然ガスを意味す
る。「高発熱量の廃物」とは、３５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ
以上の発熱量を有する廃物をいう。「低発熱量の廃物」
とは、約３５００Ｋｃａｌ／Ｋｇ未満の発熱量を有する
廃物をいう。「流体廃物」とは、液体廃物、又は気体廃
物、又はそれらの混合物をいう。「酸素／燃料バーナ」
とは、少くとも２８％の酸素濃度を有するオキシダント
の存在下で燃料を燃焼させることによって火炎を創生す
る酸素バーナをいう。

【００１１】

【実施例】第１〜３図を参照して説明すると、本発明の
バーナ装置１は、冷却水ジャケットを有するハウジング
５と、該ハウジングの中心部に配置され、後述する部材
６及び８から成る組立体である中心酸素／燃料バーナ２
と、ハウジング５と中心酸素／燃料バーナ２の間に画定
される環状部４内に酸素／燃料バーナ２の周りに中心酸
素／燃料バーナ２に平行に配置された複数のノズル３と
から成る。中心酸素／燃料バーナ（以下、「酸素／燃料
バーナ」又は単に「バーナ」とも称する）２は、円筒形
の水冷外側パイプ６と、外側パイプ６内に同心的に配置
され、燃料又は廃物を噴射するノズルチップ７に終端す
る同心内側パイプ８とから成る。内側パイプ８は、同心
的に配置された２本の管即ち外側管９と、中心管９' と
から成る。燃料は、内側パイプ８を通して、詳しくいえ
ば内側パイプの外側管９と中心管９' の間の環状部１０
を通してノズルチップ７へ送られる。中心管９' は、燃
料をノズルチップ７のところで霧化するための空気又は
その他の霧化用ガスを供給するための管である。

【００１２】本発明に使用するのに好ましい酸素／燃料
バーナ２は、米国特許第４，３７８，２０５号及び４，
５４１，７９６号に記載されているような、バーナ装置
１に取外し自在に取付けることができるアスピレーター
（吸引器）型バーナである。酸素／燃料バーナ２は、そ
のチップ７を複数のノズル３のチップ（尖端）より約０
〜０．３ｍ引込めるようにしてバーナ装置１の中心に位
置づけする。

【００１３】この酸素／燃料バーナ２に使用するオキシ
ダントは、酸素／燃料バーナ２の水冷パイプ６を通して
（詳しくいえば、水冷パイプ６の内周と内側パイプ８の
外側管９の外周との間に画定される環状部１１を通し
て）供給する。環状部１１を通して供給するオキシダン
トは、９９．５％を越える濃度を有する技術的に純粋の
酸素であることが好ましいが、５０％以上の酸素濃度を
有するオキシダントを使用することができる。オキシダ
ントは、バーナ装置１のハウジング５の内周と、水冷パ
イプ６の外周との間に画定される環状部４を通しても供
給することができる。環状部４を通して供給するこのオ
キシダントも、９９．５％を越える濃度を有する技術的
に純粋の酸素とすることができるが、空気、又は、少く
とも２１％、好ましくは３０％以上の酸素濃度を有する
酸素富化空気であってもよい。本発明に使用する燃料
は、油、天然ガス等の化石燃料、又は３５００Ｋｃａｌ
／ｋｇ以上の発熱量を有する高発熱量の廃物である。

【００１４】複数のノズル３も、バーナ装置１の環状部
４内にに取外し自在に取付けることができる。各ノズル
３は、第２図に示される好ましい実施例におけるよう
に、酸素／燃料バーナ２の方に向けて半径方向内方へ屈
曲させることができる。好ましい屈曲角度は、各ノズル
３の中心軸線から測定して０°〜４０°の範囲である。
各ノズル３の通路の断面寸法は、直径５ｍｍまで又はそ
れ以上の小粒子が通ることができるように定める。これ
らのノズル３を通して、低発熱量の流体廃物を少くとも
１本の酸素／燃料バーナ２の火炎内へ分散させる。例え
ば気体廃物と液体廃物のように、異なる種類の低発熱量
流体廃物は、別々のノズル３を通して別個に火炎内へ導
入することができる。

【００１５】バーナ装置１の酸素／燃料バーナ２のノズ
ルチップ７を通して燃料として供給する廃物流れと、ノ
ズル３を通して供給する廃物流れとは、組成、発熱量、
粘性等に関して異り、従って、異なる供給源から送るこ
とが好ましいが、同じ供給源から引き出してもよい。そ
の場合は、一方の廃物流れを処理して、高発熱量の廃物
とすることができる。

【００１６】第４図及び５図は、本発明のそれぞれ異な
る実施例による焼却装置を概略的に示す。これらの焼却
装置においては、流体廃物流れ、好ましくは液体含有廃
物流れは、廃物源３０から導管１２及び第１、２図に詳
細に示されたバーナ装置１の複数のノズル３を通して焼
却炉（以下、単に「炉」とも称する）３１内へ導入され
る。この流体廃物の流量は、調整手段１３によって調節
及び、又は制御することができる。

【００１７】例えば、複数のノズル３には、液体含有廃
物を約０〜約１０，０００リットル／時又はそれ以上の
流量で炉３１内へ霧化状態で導入するように加圧するこ
とができる。各ノズル３を通る液体含有廃物は、約０〜
約９５容積％又はそれ以上の水を含有し、残部は環境に
とって有害な生物分解性及び非生物分解性成分を含無も
のであってよい。

【００１８】酸素／燃料バーナ２（第１、２図参照）を
作動させるために、高発熱量の廃物、油又は天然ガス等
の燃料と、オキシダントが、それぞれ燃料源１４及びオ
キシダント源１５から導管１６及び１７を通してバーナ
装置１へ供給される。先に述べたように、燃料は、酸素
／燃料バーナ２の内側パイプ８（詳しくいえば、内側パ
イプの外側管９と中心管９' の間の環状部１０）へ供給
され、オキシダントは、酸素／燃料バーナ２の外側パイ
プ６（詳しくいえば、水冷パイプ６の内周と内側パイプ
８の外側管９の外周との間に画定される環状部１１）へ
供給される。酸素／燃料バーナ２へ供給する燃料及びオ
キシダントの流量は、それぞれ調整手段１８及び１９に
よって制御される。使用する燃料及びオキシダントの量
は、一般に、炉３１へ供給される液体廃物の量に応じて
決定されるが、オキシダントは、約０〜１０００Ｎｍ³
／時又はそれ以上の流量で供給し、天然ガス、油又は高
発熱量廃物等の燃料は、約１００〜２０００Ｎｍ³ ／時
（天然ガス）の流量で、又約８０〜１６００リットル／
時（油又は廃物）又はそれ以上の流量で供給するのが好
ましい。ここで、「Ｎｍ³ 」とは、温度０℃、圧力７６
０ｍｍＨｇ下での立方メートルのことである。

【００１９】更に、追加のオキシダント源２０又はオキ
シダント源１５から導管２１を通しバーナ装置１の環状
部４（第１、２図参照）を経て炉３１内へ空気、酸素富
化空気又は純粋酸素のような追加のオキシダントを供給
することができる。環状部４の断面寸法は、オキシダン
トを約１０，０００〜７０，０００Ｎｍ³ ／時又はそれ
以上の流量で炉３１へ導入することができるように定め
る。この環状部４を通して供給するオキシダントの流量
は、調整手段２２によって制御される。環状部４を通る
オキシダントに旋回作用を与えるために環状部４内にリ
ブ又は反らせ板２３（第１、２図参照）を設けることが
できる。

【００２０】本発明によれば、焼却工程中、火炎前線が
炉３１内からはみ出るのを防止し（即ち、火炎前線を炉
内に封じ込め）、かつ、炉の温度を所定の範囲内に制御
するために火炎エネルギーを調整又は調節する。その目
的のために、例えば、低発熱量の水成廃物９部に対して
高発熱量の液体廃物又は化石燃料等の燃料１部の割合で
用いる。この比率は、通常は、重量基準で約１／９〜約
１／４に調節するが、主として流体廃物流れの発熱量と
その導入流量に依存して決められる。例えば、低発熱量
の水成廃物の導入流量を増大させ、従ってそれに伴う水
の蒸発量が増大し、その結果として炉内の温度が低下す
れば、それに対応してその温度低下を補償するために高
発熱量の廃物又は化石燃料の導入流量を増大させる必要
がある。この高発熱量の廃物又は化石燃料の導入流量の
増大の結果として、所与の量の特定の低発熱量水成廃物
を焼却するのに必要とされる酸素火炎エネルギーを増大
させる。

【００２１】低発熱量の流体廃物を約４０００〜９００
０ｋｇ／時で導入し、これに対して、約１０００ｋｇ／
時の石油又は約１２００Ｎｍ³ ／時の天然ガス又は約約
１４００ｋｇ／時の高発熱量の流体廃物と、それに対応
する約３００〜１００Ｎｍ³／時の酸素を用いて約３５
００〜約１０，０００Ｋｃａｌ／ｋｇの酸素火炎エネル
ギーを創生することが好ましい。追加の空気又は酸素富
化空気は、約１０，０００〜約７０，０００Ｎｍ³ ／時
の流量で酸素／燃料バーナを通して供給する。流体廃
物、燃料及びオキシダントの供給流量は、通常、炉及び
その下流の排ガス処理手段が処理することができる排ガ
ス（廃物燃焼の結果として生じる）の量によって制限さ
れる。

【００２２】一般に、炉３１内での流体廃物燃焼の結果
として生じた排ガスは、まずそれを空気で稀釈すること
によって冷却し、次いで、その冷却された排ガスをフィ
ルタ手段２４で処理してダストを除去し、更にガス処理
装置２５で処理してＣＯ、ＳＯ₂ 、ＮＯｘ及び、又はＣ
Ｌ₂ 等の汚染物を除去する。このように処理された排ガ
スをは、導管２８を通して排煙筒を経て大気へ排出す
る。

【００２３】第５図に示されるように、高温の排ガス
は、汚染物を除去する前に、低発熱量の流体廃物を予備
加熱するのに用いることもできる。対象廃物が例えば低
発熱量の液体含有廃物である場合は、その廃物は、予備
加熱中水の一部分が蒸発することにより半ば（完全にで
はないが）濃縮される。高温の排ガスは、導管２６を通
して蒸発装置２７へ搬送する。蒸発装置２７は、例えば
少くとも１つの直接又は間接蒸発器又は熱交換器、又は
並流型又は向流型蒸発器又は熱交換器を含むものとする
ことができる。高温の排ガスとの熱交換によって予備加
熱された流体廃物、例えば半ば濃縮された液体廃物は、
導管１２を通し、複数のノズル３（第１、２図）を通し
て炉３１内へ供給する。一方、液体廃物から蒸発した水
は、蒸発装置２７から導管２８を通して直接排煙筒２８
を経て大気へ排出することができる。あるいは、蒸発し
た水に少量の廃物が含まれている場合は、蒸発水を導管
２９を通して炉３１へ戻すことが好ましい。

【００２４】廃物焼却装置において酸素バーナと組合せ
て第５図に示されるような蒸発装置を用いることによっ
て、所要エネルギーを実質的に削減することができる。
即ち、蒸発装置を備えておらず、空気バーナを有する焼
却装置に比べて、燃料エネルギーの所要量を約４．５×
１０⁹ ｃａｌだけ減少させることができる。蒸発装置を
備えておらず、純粋酸素バーナを有する焼却装置に比べ
れば、燃料エネルギーの所要量を約１．２６×１０⁹ ｃ
ａｌだけ減少させることができる。純粋酸素バーナを有
し、濃縮液体廃物を使用する焼却装置に比べれても、燃
料エネルギーの所要量を約０．５８×１０⁹ ｃａｌだけ
減少させることができる。燃料エネルギー所要量のこの
減少量は、熱力学的計算法を用いて低発熱量水成廃物１
ｔｎを焼却するのに必要なエネルギーを基準としたもの
である。酸素バーナと組合せて上記蒸発装置を用いるこ
とによって、焼却装置を８７％減のエネルギーで作動さ
せることができる。このエネルギー所要量削減の結果と
して、低発熱量廃物の焼却速度を最大限にし、しかも、
燃料又は酸素の使用量を大幅に削減することができる。

【００２５】以下の具体例は、本発明を例として説明す
るためのものであり、本発明を限定するものであはな
い。例１液体廃物の模擬物として２０重量％のエタノール水溶液
を使用した。この模擬液体廃物を、液体廃物霧化供給手
段を有するバーナ装置を通して、作動温度約１１５０℃
の焼却炉へ供給した。このバーナ装置は、冷却水ジャケ
ットを有する円筒形ハウジングと、該ハウジングの中心
部に配置された水冷酸素／油バーナと、、該ハウジング
と中心酸素／燃料バーナの間に画定される環状部内に該
バーナに平行に配置された３本のノズルとから成るもの
とした。この酸素／油バーナに、軽油と酸素をそれぞれ
約４５リットル／時及び１００Ｎｍ³ の流量で供給し、
長さ約１．５ｍの火炎を創生させた。この火炎に、上記
模擬液体廃物（エタノール水溶液）を窒素ガスによる約
６バール（絶対圧）の圧力で上記ノズルを通して４００
リットル／時の流量で霧化し供給した。各ノズルは、バ
ーナ装置の中心から半径方向に約５ｃｍ離れたところに
配置し、ノズルのチップ（尖端）は、酸素／油バーナの
チップより前方に約３ｃｍ突出させた。又、火炎の安定
性を高め、模擬液体廃物の燃焼を促進するために、追加
の酸素を上記環状部を通して約２００Ｎｍ³ ／時の流量
で付加した。この模擬液体廃物の焼却中、酸素／油バー
ナの火炎は、黒くなり、長さが約２．５ｍに伸長した
が、火炎は安定しており、焼却炉内に留まっていた。更
に、発生した排ガスからはエタノール特有の臭は検出さ
れず、上記ノズルを含めバーナ装置は完璧な状態を維持
した。

【００２６】例２液体廃物の模擬物として２０重量％のグリコールと７５
重量％の水の混合液を使用した。この模擬液体廃物を約
１０５０℃の温度に保持された焼却炉へ供給した。この
例で使用したバーナ装置は、模擬液体廃物を供給するた
めのノズルのチップを各ノズルの中心軸線から測定して
３０°内方へ屈曲させた点を除いて、例１で使用したも
のと同じであった。このバーナ装置の酸素／油バーナ
に、油と酸素をそれぞれ約５０リットル／時及び１００
Ｎｍ³ の流量で供給し、長さ約１．５ｍの火炎を創生さ
せた。追加の酸素を上記環状部を通して約４００Ｎｍ³
／時の流量で付加した。この模擬液体廃物の焼却中、酸
素／油バーナの火炎は、黒くなり、長さが伸長して約
２．５ｍに達したが、火炎は安定しており、焼却炉内に
留まっていた。更に、グリコールは、その蒸気圧が非常
に低いために蒸発しにくいにも拘らず、完全に燃焼され
た

【００２７】例３産業用焼却炉において、４本の液体廃物供給ノズルを有
する、第２図に示されるようなバーナ装置を使用した。
このバーナ装置を、長さ約１０ｍ、内径約２０５ｍの回
転焼却炉に設置した。この焼却炉からの（廃物の燃焼の
結果として生じた）約１０００℃の排ガスを約２０ｔｎ
／時のスチーム生成能力を有する廃熱ボイラーに通し、
廃熱ボイラーでの熱交換により排ガスを約２４０℃にま
で冷却させた。次いで、この冷却した排ガスをダスト除
去装置（フィルタ装置）及び酸中和装置に通した後大気
へ放出した。

【００２８】このバーナ装置の酸素／燃料バーナ２に
は、高発熱量廃物を約６００ｋｇ／時の流量で通して約
３０Ｎｍ³ ／時の空気で霧化し、該廃物を、環状部１１
を通して約４００Ｎｍ³ の流量で供給する酸素によって
燃焼させた。一方、低発熱量廃物をバーナ装置の４本の
ノズルを通して約６０００リットル／時の合計流量でノ
ズルチップ７の前方の酸素火炎内へ分散させた。火炎を
安定させ、廃物を燃焼させるために、追加のオキシダン
ト（空気）を約５０，０００Ｎｍ³ ／時の流量で環状部
４を通して供給した。固形廃物を約１０００ｋｇ／時の
割合で特別の入口を通して別途に焼却炉内へ導入した。
上記高発熱量廃物及び低発熱量廃物の両方の流量を変更
することによって焼却炉の出口温度を約１０００℃に調
整した。排ガスは、１２％を越える酸素含量を有してい
た。

【００２９】この実験では、慣用の空気／燃料バーナに
代えて上記酸素／燃料バーナを使用した場合、液体廃物
の焼却可能速度を約３０％高めることができることが判
明した。又、廃熱ボイラーのスチームパイプの汚れ度
が、慣用の空気／燃料バーナ装置使用の場合に比べて少
なく、本発明による独特の酸素使用法によれば、より完
全で良好な廃物焼却が達成されることが示された。

【００３０】

【発明の効果】叙上のように、本発明は、流体廃物焼却
炉の処理量を増大させるという点で改良をもたらす。流
体廃物をノズルを通して制御された流量で少くとも１本
の酸素／燃料バーナの火炎内へ分散させることにより、
焼却炉の温度を所要範囲にまで低下させることができ
る。従って、焼却炉の温度は、高い処理量に対処するた
めに燃料対低発熱量廃物の比を調節することにより火炎
エネルギーを調整することによって制御することができ
る。更に、この焼却過程は酸素／燃料バーナの火炎内及
びその周辺で行われるので、火炎前線は、高い処理量に
おいても十分に焼却炉内に封じ込まれる。しかも、流体
廃物がこの火炎内及びその周辺に存在することは、焼却
過程に悪い影響を及ぼさない。更に、酸素／燃料バーナ
を用いることの結果として、排ガスの発生量が少なくさ
れる。なぜなら、酸素／燃料バーナにおいてはオキシダ
ントとして用いられる空気の一部又は全部が酸素に代え
られるので空気中に含まれる窒素が減少又は排除される
からである。このことは又、焼却炉の処理量の増大を可
能にすることにもつながる。更に、液体廃物を処理する
場合、液体廃物を濃縮させるために焼却炉からの排ガス
の熱を利用することによって、燃料及びオキシダントの
所要量を劇的に減少させることができ、従って廃物焼却
炉の処理量を増大させることができる。

【００３１】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は、本発明の一実施例によるバーナ装置
の側断面図である。

【図２】第２図は、本発明の別の実施例によるバーナ装
置の側断面図である。

【図３】第３図は、第１図のバーナ装置の端面図であ
る。

【図４】第４図は、本発明の一実施例による焼却装置の
概略図である。

【図５】第５図は、本発明の別の実施例による焼却装置
の概略図である。

【符号の説明】

１：バーナ装置２：酸素／燃料バーナ３：ノズル４：環状部５：ハウジング（冷却水ジャケット）６：水冷外側パイプ７：ノズルチップ８：内側パイプ９：外側管９' ：中心管１０：外側環状部１１：環状部１３：調整手段１４：燃料源１５：オキシダント源１８，１９，２２：調整手段２３：そらせ板（リブ）２４：フィルタ手段２５：排ガス処理手段２７：蒸発装置３０：廃物源３１：焼却炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃物焼却炉における温度及び火炎前線を制
御する制御方法であって、低発熱量の流体廃物を少くとも１本の酸素／燃料バーナ
の火炎内へ分散させて、該低発熱量の流体廃物を該火炎
内及びその周辺で焼却させ、その際、火炎前線を前記焼
却炉内に封じ込め、かつ、該焼却炉内を所定の温度に維
持するように火炎エネルギーを調整することを特徴とす
る制御方法。
【請求項２】前記流体廃物を、前記少くとも１本の酸素
／燃料バーナを囲繞するハウジングによって画定された
環状部内に配置された少くとも１本のノズル手段を通し
て該バーナの火炎内へ分散させることを特徴とする請求
項１に記載の制御方法。
【請求項３】前記流体廃物は、液体廃物であることを特
徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】前記環状部を通してオキシダントを導入す
ることを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項５】少くとも１本のノズル手段は、前記流体廃
物を前記少くとも１本の酸素／燃料バーナの火炎内へ直
接的に分散させるように内方へ屈曲させてあることを特
徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項６】前記流体廃物を前記焼却炉内へ導入する前
に、該流体廃物を該焼却炉からの排ガスで予備加熱し、
半ば濃縮させることを特徴とする請求項３に記載の制御
方法。
【請求項７】前記火炎エネルギーの調整は、燃料／廃物
比を約１／９ないし約１／４の範囲内に調節することに
よって行うことを特徴とする請求項１に記載の制御方
法。
【請求項８】総廃物導入流量を約１０００ないし１０，
０００ｋｇ／時の範囲とすることを特徴とする請求項７
に記載の制御方法。
【請求項９】前記流体廃物は、約０〜９５容積％の水を
含むものであることを特徴とする請求項１に記載の制御
方法。
【請求項１０】前記オキシダントに旋回作用を付与する
ための手段を前記環状部内に設けることを特徴とする請
求項４記載の制御方法。
【請求項１１】前記流体廃物は、気体廃物であることを
特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項１２】前記流体廃物は、液体廃物と気体廃物の
混合物であり、該液体廃物と気体廃物をそれぞれ別個に
前記少くとも１本のノズル手段の少くとも１本のノズル
を通して前記少くとも１本の酸素／燃料バーナの火炎内
へ分散させることを特徴とする請求項１に記載の制御方
法。
【請求項１３】流体廃物を燃焼帯域内で焼却するための
焼却方法であって、少くとも１本の酸素／燃料バーナと、該少くとも１本の
酸素／燃料バーナを囲繞するハウジングによって画定さ
れた環状部内に配置された複数のノズル手段とから成る
バーナ装置を準備し、前記流体廃物を該複数のノズル手
段を通して該少くとも１本の酸素／燃料バーナの火炎内
へ分散させ、オキシダントを前記環状部を通して該流体
廃物の周りに環状に供給することを特徴とする焼却方
法。
【請求項１４】前記流体廃物は、液体廃物、気体廃物、
及び液体廃物と気体廃物の混合物であり、それぞれの廃
物を別個に前記複数のノズル手段の別々のノズルを通し
て供給することを特徴とする請求項１３に記載の焼却方
法。
【請求項１５】液体廃物を燃焼帯域内で焼却するための
焼却方法であって、少くとも１本の中心酸素／燃料バーナと、該少くとも１
本の中心酸素／燃料バーナの周りに配置された少くとも
１本のノズル手段を準備し、前記液体廃物を該少くとも
１本のノズル手段を通して霧化させて該少くとも１本の
酸素／燃料バーナの火炎内へ供給し、オキシダントを、
前記少くとも１本の酸素／燃料バーナ及び少くとも１本
のノズル手段を囲繞するハウジングによって画定された
環状部を通して該霧化された液体廃物の周りに環状に供
給することを特徴とする焼却方法。
【請求項１６】前記火炎が前記燃焼帯域に損傷を与える
のを防止するとともに、該火炎が燃焼帯域からはみ出す
のを防止するように該火炎の温度及び火炎前線を制御す
るために、燃料の導入流量に対する液体廃物の霧化供給
流量の比を調節することを特徴とする請求項１５に記載
の焼却方法。
【請求項１７】前記燃焼帯域は、固定炉内に形成された
ものであることを特徴とする請求項１５に記載の焼却方
法。
【請求項１８】前記燃焼帯域は、回転炉内に形成された
ものであることを特徴とする請求項１５に記載の焼却方
法。
【請求項１９】前記少くとも１本のノズル手段は、前記
液体廃物を前記少くとも１本の酸素／燃料バーナの火炎
内へ噴射させるように内方へ屈曲させてあることを特徴
とする請求項１５に記載の焼却方法。
【請求項２０】少くとも１本の水冷酸素／燃料バーナ
と、該少くとも１本の酸素／燃料バーナの周りに配置さ
れた少くとも１本のノズル手段と、該少くとも１本の酸
素／燃料バーナ及び少くとも１本のノズル手段を囲繞す
る冷却水ジャケットとから成る廃物バーナ装置。
【請求項２１】前記少くとも１本のノズル手段は、前記
少くとも１本の酸素／燃料バーナの方に向けて屈曲され
ていることを特徴とする請求項２０に記載の廃物バーナ
装置。
【請求項２２】前記少くとも１本のノズル手段は、少く
とも１つの流体廃物源に接続されていることを特徴とす
る請求項２０に記載の廃物バーナ装置。
【請求項２３】前記少くとも１本の酸素／燃料バーナ
は、円筒形の水冷パイプと、該水冷パイプ内に同心的に
配置された同心内側パイプとから成り、該同心内側パイ
プは、少くとも２本の同心管とから成り、該水冷パイプ
と、該同心内側パイプの該少くとも２本の同心管が、オ
キシダント、燃料及び霧化用空気を通すための通路を構
成していることを特徴とする請求項２０に記載の廃物バ
ーナ装置。
【請求項２４】火炎を創生するための火炎創生手段と、
流体廃物を炉内で該火炎内へ分散させるための廃物分散
手段を有するバーナ装置と、前記流体廃物を流体廃物源から前記廃物分散手段へ搬送
するための１本又はそれ以上の導管と、前記炉内での流体廃物の燃焼によって発生した排ガス中
の汚染物を除去するために前記炉に連通させた排ガス処
理手段と、流体廃物を前記火炎内へ分散させる前に該流体廃物を予
備加熱する態様で前記排ガスを搬送するための排ガス搬
送手段と、から成る廃物焼却装置。
【請求項２５】前記排ガス搬送手段は、前記流体廃物を
半ば濃縮させるのに使用される蒸発装置を含むことを特
徴とする請求項２４に記載の廃物焼却装置。
【請求項２６】前記バーナ装置は、前記火炎を創生する
ための少くとも１本の酸素／燃料バーナと、前記流体廃
物を分散させるための少くとも１本のノズル手段とから
成り、該ノズル手段は、該少くとも１本の酸素／燃料バ
ーナを囲繞するハウジングによって画定された環状部内
に配置されていることを特徴とする請求項２４に記載の
廃物焼却装置。
【請求項２７】前記流体廃物又は燃料を流体廃物源又は
燃料源から前記火炎創生手段へ搬送するための少くとも
１本の追加の導管を含み、前記廃物分散手段は、流体廃
物を火炎の方へ差し向けるように配置されていることを
特徴とする請求項２４に記載の廃物焼却装置。