JP3698041B2 - 低カロリーガス燃焼用バーナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理等において発生する部分燃焼ガス等の低カロリーガス燃焼用のバーナに関するものである。本発明のバーナは、とくに流動床式ごみガス化溶融システムにおいて、ガス化炉でごみを低空気比燃焼させ、発生した未燃チャーを含んだ部分燃焼ガスを燃焼させるためのバーナとして使用するのに適している。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物、例えばごみを流動床式ガス化炉で低空気比燃焼して発生した部分燃焼ガスは、ごみ質等によってカロリー及び量が大きく変動し、かつ塩素濃度の高い未燃チャー（未燃灰）を含んでいるため、つぎのような問題点がある。
（１） ごみの部分燃焼ガスは、塩素濃度の高い未燃チャーを含むため付着性が強い。そのため、部分燃焼ガス流路に旋回羽根等の障害物を配置すると、塩化物が付着成長し、流路の閉塞を起こす。
（２） 部分燃焼ガスは低カロリーで、ごみの質や量によって性状が変化する。
また、上流工程の瞬時的な変動により質、量が細かく変動するので、保炎が難しい。
（３） 部分燃焼ガス流路に旋回羽根をつけない場合、炉内での空気との混合が悪く、燃焼領域での発熱負荷が低い。
【０００３】
特開２０００−５５３４０号公報には、バーナの先端部におけるノズルを、中心部から外周部に向かって燃料供給ノズル、一次燃焼用ガス供給ノズル、被処理物供給ノズル及び二次燃焼用ガス供給ノズルの順で、全体として同心円状に配列した焼却飛灰溶融処理用酸素バーナが記載されている。
また、特開昭５２−６５３３０号公報には、中心部に一次空気ノズルを、その外周部に燃料ガスノズルを、最外周部に二次空気ノズルをそれぞれ同心円状に配設し、操業時に一次空気ノズルより全燃焼空気量の３〜１０％の一定の流量の空気を常時供給するようにした二流式外部混合型低圧ガスバーナの操業方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−５５３４０号公報のバーナにおいては、被処理物供給ノズルが長円孔であるため、部分燃焼ガス中の未燃チャーに含まれる塩化物により、閉塞が発生する。特開昭５２−６５３３０号公報のバーナは、高カロリーガスバーナであるため、ガスの質・量の変動が大きい低カロリーのガスを燃焼させた場合、安定した保炎が得られない。そのため、部分燃焼ガスバーナは、塩化物の付着による閉塞を防止し、かつ部分燃焼ガスが質・量ともに変動しても安定した燃焼を可能、すなわち、失火しないで確実に保炎をなし得るものでなければならない。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、流路の閉塞もなく低カロリーガスと酸化剤との混合が十分になされ、失火が防止されて安定保炎が図られ、燃焼効率の良い低カロリーガス燃焼用バーナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の低カロリーガス燃焼用バーナは、流動床式ごみガス化溶融システムにおいて発生する未燃チャーを含んだ部分燃焼ガスである、付着性の高い塩化物を含む低カロリーガスを燃焼させるバーナにおいて、中央に燃料バーナを配置し、その燃料バーナの外側に内部酸化剤供給通路、低カロリーガス通路、外部酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、内部酸化剤供給通路及び外部酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、低カロリーガス通路において塩化物が付着する障害物をなくして流路の閉塞を無くすようにし、低カロリーガス流入部に風箱を設け、低カロリーガスが旋回流として導入されるように、低カロリーガス流入管がこの風箱に対し接線方向に接続されるように構成されている（図１、図２、図３参照）。
酸化剤としては、空気、酸素、酸素富化空気等が、常温又は加温して用いられる。また、燃料としては、重油、軽油等の燃料油、燃料ガス等が用いられる。
【０００７】
この低カロリーガス燃焼用バーナにおいて、燃料バーナ、内部酸化剤供給通路、低カロリーガス通路及び外部酸化剤供給通路を同心円状に配置した構成とすることができる。その際、中央の燃料バーナは同心位置になくてもよいことは言うまでもない。
また、酸化剤との混合をより強くするため低カロリーガス流入部に風箱を設け、低カロリーガスが旋回流として導入されるように、低カロリーガス流入管がこの風箱に対し接線方向に接続された構成とすることができる（図２、図３参照）。
この場合、さらに、低カロリーガス流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取り付けることにより、その旋回力を適度なものにすることができる（図４参照）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を酸化剤として空気を用いる場合について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。
図１は本発明の実施の第１形態による低カロリーガス燃焼用バーナの一例を示す縦断面模式図、図２、図４は低カロリーガス燃焼用バーナの他の例の縦断面図を示し、図３は図２、図４のＡ−Ａ線拡大断面図を示している。
図１に示すように、中央部の燃料バーナ１０の外側に内部（内側）空気供給通路（流路）１２が周回状に設けられ、この内部空気供給通路１２の外側に低カロリーガス通路（流路）１４が周回状に設けられ、さらに、この低カロリーガス通路１４の外側に外部（外側）空気供給通路（流路）１６が設けられ、内部空気供給通路１２内及び外部空気供給通路１６内に旋回羽根１８、２０が取り付けられている。旋回羽根１８、２０は、空気流を旋回させるための複数枚の羽根を備え、これらの羽根が通路１２、１６内において固定されたものである。２２は溶融炉又は燃焼炉である。
【０００９】
上記のように構成された低カロリーガス燃焼用バーナにおいて、燃料バーナ１０に燃料油、例えば重油を供給するとともに、低カロリーガス通路１４に低カロリーガス、例えば部分燃焼ガスを、内部空気供給通路１２に内部（内側）空気を、外部空気供給通路１６に外部（外側）空気を供給する。
【００１０】
このような燃焼バーナを用いると、低カロリーガス通路において塩化物が付着する障害物がないため、流路の閉塞がない。また、低カロリーガスは、図１中の旋回羽根１８、２０により強旋回をかけられた空気、望ましくは予熱空気で挟み込まれ、混合促進されて燃焼効率が向上する。
そして、燃料バーナ１０は内部空気により、その周囲が酸化雰囲気となり、安定した火炎を形成する。その火炎を着火源にすることにより、変動の激しい低カロリーガスの燃焼が可能となった。従って燃料バーナ１０は低カロリーガス燃焼時にはその保炎を確保するため、常時少量の重油を燃焼させて使用する。
【００１１】
図２は低カロリーガス燃焼用バーナの他の例を示す縦断面図、図４は図２における低カロリーガス流入管の他の例を示す縦断面図、図３は図２、図４におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。低カロリーガス通路１４の低カロリーガス流入口３２の上側に略逆円錐台状の風箱３４が設けられ、低カロリーガスが旋回流として導入されるように、低カロリーガス流入管３６がこの風箱３４に対し接線方向に接続されている。
また、図４で示すように、低カロリーガス流入管３６ａをバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾ける、すなわち、流入の角度θを変更することにより、その旋回力を調節するように構成する場合がある。この場合流入管３６ａは固定式又は可動式でもよい。このように、低カロリーガスを旋回させることによって、内部および外部空気との混合がより一層促進され、より効率的な燃焼が図られる。他の構成及び作用は、図１の場合と同様である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 低カロリーガス通路に旋回羽根等の障害物を設けないため、塩素濃度の高い未燃チャー（未燃灰）が通過しても、閉塞せず安定して運転することができる。
（２） 強旋回の内部空気と強旋回の外部空気とで低カロリーガスを挟み込み攪拌するため、ガスと空気との混合が良く低カロリーガスでも燃焼効率が向上する。
（３） 中央の燃料バーナの周囲を内部空気により酸化雰囲気にし、火炎を安定させ着火源とするため、低カロリーガスの質、量が変動しても失火しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による低カロリーガス燃焼用バーナの一例を示す縦断面模式図である。
【図２】低カロリーガス燃焼用バーナの他の例を示す縦断面図である。
【図３】図２、図４におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図２における低カロリーガス流入管の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃料バーナ
１２ 内部空気供給通路
１４ 低カロリーガス通路
１６ 外部空気供給通路
１８、２０ 旋回羽根
２２ 溶融炉又は燃焼炉
３２ 低カロリーガス流入口
３４ 風箱
３６、３６ａ 低カロリーガス流入管

Claims (3)

1. 流動床式ごみガス化溶融システムにおいて発生する未燃チャーを含んだ部分燃焼ガスである、付着性の高い塩化物を含む低カロリーガスを燃焼させるバーナにおいて、中央に燃料バーナを配置し、その燃料バーナの外側に内部酸化剤供給通路、低カロリーガス通路、外部酸化剤供給通路をそれぞれ順次周回状に設け、内部酸化剤供給通路及び外部酸化剤供給通路に旋回羽根を取り付け、低カロリーガス通路において塩化物が付着する障害物をなくして流路の閉塞を無くすようにし、低カロリーガス流入部に風箱を設け、低カロリーガスが旋回流として導入されるように、低カロリーガス流入管がこの風箱に対し接線方向に接続されたことを特徴とする低カロリーガス燃焼用バーナ。
2. 燃料バーナ、内部酸化剤供給通路、低カロリーガス通路及び外部酸化剤供給通路を同心円状に配置した請求項１記載の低カロリーガス燃焼用バーナ。
3. 低カロリーガス流入管をバーナ軸線に対し、斜め下流方向に傾けて取付けた請求項１記載の低カロリーガス燃焼用バーナ。

Images