危险废弃物用二次燃烧装置以及危险废弃物处理系统的制作方法

1.本发明涉及危险废弃物用二次燃烧装置以及包含其的危险废弃物处理系统。


背景技术：

2.以往已知有包含通过热分解家庭垃圾和工厂垃圾等固体废弃物产生热分解气体的气化炉，和使该热分解气体二次燃烧的二次燃烧装置的废弃物处理系统。例如，日本特开2003-202106号公报中公开了如此的废弃物处理系统使用的二次燃烧装置(日本特开2003-202106号公报中称为“再燃烧炉”)。
3.具体地，日本特开2003-202106号公报公开的二次燃烧装置包含形成二次燃烧室的纵型的二次燃烧炉。更详细地，二次燃烧炉包含在上下方向延伸的圆筒状的周壁和覆盖周壁的上侧开口，在中央具有开口的圆锥状的顶棚壁。在顶棚壁的开口嵌入座板，此座板连接有热分解气体用的管(duct)。
4.上述的座板中设置有吹出二次燃烧用的二次空气的多个喷嘴。这些喷嘴以在二次燃烧室的入口形成旋回流的形式倾斜。


技术实现要素：

5.发明要解决的问题：
6.近年来，研究对医药废弃物和农药废弃物等危险废弃物也和垃圾同样地通过热分解进行气化处理。然而，由于气化处理危险废弃物时的热分解气体所含的灰分的熔点相比气化处理垃圾时的热分解气体所含的灰分的熔点低，在二次燃烧室中使含灰分的热分解气体燃烧时在二次燃烧室的入口形成旋回流后，熔融的灰分附着于周壁的内周面。另一方面，不形成旋回流地吹出二次空气的情况下，二次空气和热分解气体未充分混合，二次燃烧室内的热分解气体的燃烧不充分。
7.因此，本发明目的在于提供一种不在二次燃烧室的入口形成旋回流，也能在二次燃烧室内使热分解气体充分燃烧的危险废弃物用二次燃烧装置。又，本发明目的在于提供一种包含该二次燃烧装置的危险废弃物处理系统。
8.为了解决所述问题，本发明的危险废弃物用二次燃烧装置，其特征在于，是使通过热分解包含危险废弃物的固体废弃物产生的热分解气体二次燃烧的危险废弃物用二次燃烧装置，具备：形成二次燃烧室且包含在上下方向延伸的圆筒状的周壁以及覆盖所述周壁的上侧开口的顶棚壁的二次燃烧炉；从所述顶棚壁向上延伸的所述热分解气体用的导入管；和在所述导入管的周围形成供给二次燃烧用的二次空气的空气室的集管；从所述空气室向该导入管的内部吹出二次空气的多个喷嘴以在同一圆周上配置的喷嘴组成的喷嘴列在上下方向多段排列的形式设置于所述导入管，所述喷嘴列中从上开始第奇数段的喷嘴列构成为如下结构：来自构成该喷嘴列的喷嘴的吹出方向为形成第一方向的旋回流的方向；所述喷嘴列中从上开始第偶数段的喷嘴列构成为如下结构：来自构成该喷嘴列的喷嘴的吹出方向为形成与第一方向相反的第二方向的旋回流的方向，且所述第二方向的旋回流与所
述第一方向的旋回流相抵消。
9.根据上述结构，通过来自构成第奇数段的喷嘴列的喷嘴的吹出形成的第一方向的旋回流，与通过来自构成第偶数段的喷嘴列的喷嘴的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在导入管的出口(即，二次燃烧室的入口)能使旋回流消失。而且，即使最终旋回流消失，由于每个喷嘴列形成有旋回流，热分解气体和二次空气通过该旋回流充分地混合。由此，能在二次燃烧室内使热分解气体充分地燃烧。
10.又，发明的危险废弃物处理系统，其特征在于，具备：通过对包含危险废弃物的固体废弃物进行热分解产生热分解气体的流化床式的气化炉；使从所述气化炉排出的所述热分解气体二次燃烧的上述危险废弃物用二次燃烧装置；和从由所述二次燃烧装置排出的所述热分解气体二次燃烧后的排气中回收热的锅炉。
11.根据上述结构，能将危险废弃物与垃圾同样地通过热分解进行气化处理。
附图说明
12.图1是根据本发明的一实施形态的危险废弃物处理系统的大致结构图。
13.图2是危险废弃物用二次燃烧装置的一部分的截面图。
14.图3是沿图2的iii－iii线的截面图。
15.图4是沿图2的iv－iv线的截面图。
具体实施方式
16.图1示出根据本发明的一实施形态的危险废弃物处理系统1。此系统1中，能将危险废弃物与垃圾同样地通过热分解进行气化处理。
17.具体地，系统1包含气化炉2、危险废弃物用二次燃烧装置3以及锅炉13。气化炉2和二次燃烧装置3通过管11连接，二次燃烧装置3和锅炉13通过管12连接。
18.气化炉2通过热分解包含危险废弃物的固体废弃物产生热分解气体。固体废弃物也可以仅是危险废弃物，也可以是危险废弃物和垃圾和的混合体。
19.本实施形态中，气化炉2是流化床式，分别在气化炉2的下部形成流化床21，在上部形成稀相区(freeboard)20。固体废弃物从投入部23被投入气化炉2内。但是，气化炉2并非一定要是流化床式，也可以是窑(kiln)式。
20.在流化床21填充沙子等流动介质，流化床21的底部配置有多个散气装置22。一次空气被供给于散气装置22，此一次空气从散气装置22喷出。由此，流动介质流动，固体废弃物一边与流动介质混合一边被热分解，产生热分解气体。从流化床21排出的热分解气体通过稀相区20以及管11被供给于二次燃烧装置3。
21.二次燃烧装置3使从气化炉2排出的热分解气体二次燃烧。二次燃烧装置3包含形成二次燃烧室40的二次燃烧炉4；介于二次燃烧炉4和管11之间的热分解气体用的导入管5；以及包围导入管5的集管(header)6。另，关于二次燃烧装置3在后述中详细说明。
22.锅炉13从自二次燃烧装置3排出的热分解气体二次燃烧后的排气中回收热。具体地，锅炉13将从二次燃烧装置3排出的排气的热能变换为蒸气，该蒸气向与发电机连结的涡轮机供给。
23.接下来，参照图2～4，关于二次燃烧装置3详细地进行说明。另，在二次燃烧室40内
的热分解气体的二次燃烧是例如以燃烧温度为1100℃以上执行2秒以上。
24.上述的二次燃烧炉4包含在上下方向延伸的圆筒状的周壁41，和覆盖周壁41的上侧开口的大致圆锥状的顶棚壁42。周壁41以及顶棚壁42以耐火砖等构成。
25.上述的导入管5从顶棚壁42向上延伸。顶棚壁42的中央设置有圆形的开口，导入管5插入该开口内。另，导入管5和顶棚壁42的连接结构不限于此，可作适当变更。
26.导入管5的上端连接有上述的管11。导入管5的内径比管11的中间部的内径大。
27.管11包含朝向导入管5扩径的扩径部11a。即，扩径部11a的内侧的截面积越靠近导入管5(换言之，随着向下方)越是变大。导入管5的内周面向上方延长的延长面和扩径部11a的内周面之间的角度为例如15～60度。本实施形态中，管11在扩径部11a的上方横向弯折。
28.导入管5内的中央配置有燃烧器7。燃烧器7贯通管11的弯折部。燃烧器7包含喷射燃料的燃料喷射管71，和喷射空气的空气喷射管72。通过燃料和空气的混合气的燃烧，从燃烧器7的下端向下形成火焰。
29.集管6在导入管5的周围形成供给二次空气的环状的空气室60。集管6包含比导入管5大径的圆筒状的横罩61，和连接横罩61的上端与导入管5的上端的环状的上罩62。
30.导入管5设置有从空气室60向该导入管5的内部吹出二次空气的多个喷嘴8。喷嘴8以配置于同一圆周上的喷嘴8构成的喷嘴列80在上下方向多段排列的形式设置。
31.本实施形态中，喷嘴列80的段数为4段。但是也可以是，喷嘴列80的段数为2段或3段，也可以是5段以上。
32.如图3所示，第一段的喷嘴列80a以及第三段的喷嘴列80c分别以如下形式构成：来自构成该喷嘴列的喷嘴8的吹出方向为形成第一方向(图3中顺时针转)的旋回流的方向。
33.另一方面，第二段的喷嘴列80b以及第四段的喷嘴列80d分别如图4所示，以如下形式构成：来自构成该喷嘴列的喷嘴8的吹出方向为形成与第一方向相反的第二方向(图4中逆时针转)的旋回流的方向。
34.通过来自构成第二段以及第四段的喷嘴列80b，80d的喷嘴8的吹出形成的第二方向的旋回流与通过来自构成第一段以及第三段的喷嘴列80a，80c的喷嘴8的吹出形成的第一方向的旋回流相抵消。本实施形态中，由于喷嘴列80的段数为偶数段，喷嘴列80b，80d的结构与喷嘴列80a，80c的结构呈镜像对称。
35.例如，从各喷嘴8吹出的二次空气的流速在20m/s以上。如为此结构，能通过导入管5内形成的旋回流将热分解气体和二次空气有效地混合。
36.理想的是构成各段的喷嘴列80的喷嘴8的数量为8～32个。构成各段的喷嘴列80的喷嘴8的数量为不足8个的情况下，喷嘴间距(即，喷嘴8间的距离)过大，构成各段的喷嘴列80的喷嘴8的数量超过32个的情况下，从各喷嘴8吹出的二次空气量变少。
37.且，二次燃烧炉4的周壁41设置有在该周壁41的大致水平的切线方向上吹出周壁保护用的三次空气的多个喷嘴9。图示虽作省略，喷嘴9以在同一圆周上配置的喷嘴9组成的喷嘴列在上下方向多段排列的形式设置。
38.以上说明的结构的二次燃烧装置3中，通过来自构成第一段以及第三段的喷嘴列80a，80c的喷嘴8的吹出形成的第一方向的旋回流，与通过来自构成第二段以及第四段的喷嘴列80b，80d的喷嘴8的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在导入管5的出口(即，二次燃烧室40的入口)能使旋回流消失。而且，即使最终旋回流消失，由于每个喷嘴列形成
有旋回流，通过该旋回流充分地混合热分解气体和二次空气。由此，能使热分解气体在二次燃烧室40内充分地燃烧。
39.又，本实施形态中，由于在二次燃烧炉4的周壁41设置有喷嘴9，形成沿周壁41的内周面的空气膜。因此，能抑制熔融的灰分附着于周壁41的内周面。
40.(变形例)。
41.本发明不限定于上述的实施形态，在不脱离本发明精神的范围内可作种种变形。
42.例如，可以设置有覆盖导入管5的上侧开口的周缘部的环板，此环板与管11连接。即，管11也可以在全长范围内具有一定的截面积。但是，如以所述实施形态的形式，管11包含扩径部11a，能在作为导入管5的上游侧的管11内使热分解气体的速度减少。
43.(总结)。
44.本发明的危险废弃物用二次燃烧装置，其特征在于，是使通过热分解包含危险废弃物的固体废弃物产生的热分解气体二次燃烧的危险废弃物用二次燃烧装置，具备：形成二次燃烧室且包含在上下方向延伸的圆筒状的周壁以及覆盖所述周壁的上侧开口的顶棚壁的二次燃烧炉；从所述顶棚壁向上延伸的所述热分解气体用的导入管；和在所述导入管的周围形成供给二次燃烧用的二次空气的空气室的集管；从所述空气室向该导入管的内部吹出二次空气的多个喷嘴以在同一圆周上配置的喷嘴组成的喷嘴列在上下方向多段排列的形式设置于所述导入管，所述喷嘴列中，从上开始第奇数段的喷嘴列构成为来自构成该喷嘴列的喷嘴的吹出方向为形成第一方向的旋回流的方向；所述喷嘴列中，从上开始第偶数段的喷嘴列构成为来自构成该喷嘴列的喷嘴的吹出方向为形成与第一方向相反的第二方向的旋回流的方向，且所述第二方向的旋回流与所述第一方向的旋回流相抵消。
45.根据上述结构，通过来自构成第奇数段的喷嘴列的喷嘴的吹出形成的第一方向的旋回流，与通过来自构成第偶数段的喷嘴列的喷嘴的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在导入管的出口(即，二次燃烧室的入口)能使旋回流消失。而且，即使最终旋回流消失，由于每个喷嘴列形成有旋回流，通过该旋回流充分地混合热分解气体和二次空气。由此，能在二次燃烧室内使热分解气体充分地燃烧。
46.从所述多个喷嘴分别吹出的二次空气的流速可以在20m/s以上。根据此结构，能使热分解气体和二次空气有效地混合。
47.例如，构成各段的喷嘴列的喷嘴的数量可以为8～32个。
48.所述导入管的上端可以与管连接，所述管包含向所述导入管扩径的扩径部。根据此结构，能在作为导入管的上游侧的管内减少热分解气体的速度。
49.所述周壁设置有在该周壁的切线方向吹出周壁保护用的三次空气的多个喷嘴。根据此结构，由于形成沿周壁的内周面的空气膜，能抑制熔融的灰分附着于周壁的内周面。
50.又，本发明的危险废弃物处理系统，其特征在于，具备：通过对包含危险废弃物的固体废弃物进行热分解产生热分解气体的流化床式的气化炉；使从所述气化炉排出的所述热分解气体二次燃烧的上述危险废弃物用二次燃烧装置；和从由所述二次燃烧装置排出的所述热分解气体的二次燃烧后的排气中回收热的锅炉。
51.根据上述结构，能将危险废弃物与垃圾同样地通过热分解进行气化处理。
52.符号说明：
[0053]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
危险废弃物处理系统
[0054]
11,12 管
[0055]
13
ꢀꢀꢀꢀ
锅炉
[0056]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
气化炉
[0057]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
危险废弃物用二次燃烧装置
[0058]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
二次燃烧炉
[0059]
40
ꢀꢀꢀꢀ
二次燃烧室
[0060]
41
ꢀꢀꢀꢀ
周壁
[0061]
42
ꢀꢀꢀꢀ
顶棚壁
[0062]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
导入管
[0063]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
集管
[0064]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
喷嘴
[0065]
80
ꢀꢀꢀꢀ
喷嘴列
[0066]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
喷嘴。