危險廢棄物用二次燃燒裝置以及危險廢棄物處理系統的制作方法
1.本發明涉及危險廢棄物用二次燃燒裝置以及包含其的危險廢棄物處理系統。
背景技術：
2.以往已知有包含通過熱分解家庭垃圾和工廠垃圾等固體廢棄物產生熱分解氣體的氣化爐，和使該熱分解氣體二次燃燒的二次燃燒裝置的廢棄物處理系統。例如，日本特開2003-202106號公報中公開了如此的廢棄物處理系統使用的二次燃燒裝置(日本特開2003-202106號公報中稱為“再燃燒爐”)。
3.具體地，日本特開2003-202106號公報公開的二次燃燒裝置包含形成二次燃燒室的縱型的二次燃燒爐。更詳細地，二次燃燒爐包含在上下方向延伸的圓筒狀的周壁和覆蓋周壁的上側開口，在中央具有開口的圓錐狀的頂棚壁。在頂棚壁的開口嵌入座板，此座板連接有熱分解氣體用的管(duct)。
4.上述的座板中設置有吹出二次燃燒用的二次空氣的多個噴嘴。這些噴嘴以在二次燃燒室的入口形成旋回流的形式傾斜。
技術實現要素：
5.發明要解決的問題：
6.近年來，研究對醫藥廢棄物和農藥廢棄物等危險廢棄物也和垃圾同樣地通過熱分解進行氣化處理。然而，由于氣化處理危險廢棄物時的熱分解氣體所含的灰分的熔點相比氣化處理垃圾時的熱分解氣體所含的灰分的熔點低，在二次燃燒室中使含灰分的熱分解氣體燃燒時在二次燃燒室的入口形成旋回流后，熔融的灰分附著于周壁的內周面。另一方面，不形成旋回流地吹出二次空氣的情況下，二次空氣和熱分解氣體未充分混合，二次燃燒室內的熱分解氣體的燃燒不充分。
7.因此，本發明目的在于提供一種不在二次燃燒室的入口形成旋回流，也能在二次燃燒室內使熱分解氣體充分燃燒的危險廢棄物用二次燃燒裝置。又，本發明目的在于提供一種包含該二次燃燒裝置的危險廢棄物處理系統。
8.為了解決所述問題，本發明的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，是使通過熱分解包含危險廢棄物的固體廢棄物產生的熱分解氣體二次燃燒的危險廢棄物用二次燃燒裝置，具備：形成二次燃燒室且包含在上下方向延伸的圓筒狀的周壁以及覆蓋所述周壁的上側開口的頂棚壁的二次燃燒爐；從所述頂棚壁向上延伸的所述熱分解氣體用的導入管；和在所述導入管的周圍形成供給二次燃燒用的二次空氣的空氣室的集管；從所述空氣室向該導入管的內部吹出二次空氣的多個噴嘴以在同一圓周上配置的噴嘴組成的噴嘴列在上下方向多段排列的形式設置于所述導入管，所述噴嘴列中從上開始第奇數段的噴嘴列構成為如下結構：來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成第一方向的旋回流的方向；所述噴嘴列中從上開始第偶數段的噴嘴列構成為如下結構：來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成與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與所
述第一方向的旋回流相抵消。
9.根據上述結構，通過來自構成第奇數段的噴嘴列的噴嘴的吹出形成的第一方向的旋回流，與通過來自構成第偶數段的噴嘴列的噴嘴的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在導入管的出口(即，二次燃燒室的入口)能使旋回流消失。而且，即使最終旋回流消失，由于每個噴嘴列形成有旋回流，熱分解氣體和二次空氣通過該旋回流充分地混合。由此，能在二次燃燒室內使熱分解氣體充分地燃燒。
10.又，發明的危險廢棄物處理系統，其特征在于，具備：通過對包含危險廢棄物的固體廢棄物進行熱分解產生熱分解氣體的流化床式的氣化爐；使從所述氣化爐排出的所述熱分解氣體二次燃燒的上述危險廢棄物用二次燃燒裝置；和從由所述二次燃燒裝置排出的所述熱分解氣體二次燃燒后的排氣中回收熱的鍋爐。
11.根據上述結構，能將危險廢棄物與垃圾同樣地通過熱分解進行氣化處理。
附圖說明
12.圖1是根據本發明的一實施形態的危險廢棄物處理系統的大致結構圖。
13.圖2是危險廢棄物用二次燃燒裝置的一部分的截面圖。
14.圖3是沿圖2的iii－iii線的截面圖。
15.圖4是沿圖2的iv－iv線的截面圖。
具體實施方式
16.圖1示出根據本發明的一實施形態的危險廢棄物處理系統1。此系統1中，能將危險廢棄物與垃圾同樣地通過熱分解進行氣化處理。
17.具體地，系統1包含氣化爐2、危險廢棄物用二次燃燒裝置3以及鍋爐13。氣化爐2和二次燃燒裝置3通過管11連接，二次燃燒裝置3和鍋爐13通過管12連接。
18.氣化爐2通過熱分解包含危險廢棄物的固體廢棄物產生熱分解氣體。固體廢棄物也可以僅是危險廢棄物，也可以是危險廢棄物和垃圾和的混合體。
19.本實施形態中，氣化爐2是流化床式，分別在氣化爐2的下部形成流化床21，在上部形成稀相區(freeboard)20。固體廢棄物從投入部23被投入氣化爐2內。但是，氣化爐2并非一定要是流化床式，也可以是窯(kiln)式。
20.在流化床21填充沙子等流動介質，流化床21的底部配置有多個散氣裝置22。一次空氣被供給于散氣裝置22，此一次空氣從散氣裝置22噴出。由此，流動介質流動，固體廢棄物一邊與流動介質混合一邊被熱分解，產生熱分解氣體。從流化床21排出的熱分解氣體通過稀相區20以及管11被供給于二次燃燒裝置3。
21.二次燃燒裝置3使從氣化爐2排出的熱分解氣體二次燃燒。二次燃燒裝置3包含形成二次燃燒室40的二次燃燒爐4；介于二次燃燒爐4和管11之間的熱分解氣體用的導入管5；以及包圍導入管5的集管(header)6。另，關于二次燃燒裝置3在后述中詳細說明。
22.鍋爐13從自二次燃燒裝置3排出的熱分解氣體二次燃燒后的排氣中回收熱。具體地，鍋爐13將從二次燃燒裝置3排出的排氣的熱能變換為蒸氣，該蒸氣向與發電機連結的渦輪機供給。
23.接下來，參照圖2～4，關于二次燃燒裝置3詳細地進行說明。另，在二次燃燒室40內
的熱分解氣體的二次燃燒是例如以燃燒溫度為1100℃以上執行2秒以上。
24.上述的二次燃燒爐4包含在上下方向延伸的圓筒狀的周壁41，和覆蓋周壁41的上側開口的大致圓錐狀的頂棚壁42。周壁41以及頂棚壁42以耐火磚等構成。
25.上述的導入管5從頂棚壁42向上延伸。頂棚壁42的中央設置有圓形的開口，導入管5插入該開口內。另，導入管5和頂棚壁42的連接結構不限于此，可作適當變更。
26.導入管5的上端連接有上述的管11。導入管5的內徑比管11的中間部的內徑大。
27.管11包含朝向導入管5擴徑的擴徑部11a。即，擴徑部11a的內側的截面積越靠近導入管5(換言之，隨著向下方)越是變大。導入管5的內周面向上方延長的延長面和擴徑部11a的內周面之間的角度為例如15～60度。本實施形態中，管11在擴徑部11a的上方橫向彎折。
28.導入管5內的中央配置有燃燒器7。燃燒器7貫通管11的彎折部。燃燒器7包含噴射燃料的燃料噴射管71，和噴射空氣的空氣噴射管72。通過燃料和空氣的混合氣的燃燒，從燃燒器7的下端向下形成火焰。
29.集管6在導入管5的周圍形成供給二次空氣的環狀的空氣室60。集管6包含比導入管5大徑的圓筒狀的橫罩61，和連接橫罩61的上端與導入管5的上端的環狀的上罩62。
30.導入管5設置有從空氣室60向該導入管5的內部吹出二次空氣的多個噴嘴8。噴嘴8以配置于同一圓周上的噴嘴8構成的噴嘴列80在上下方向多段排列的形式設置。
31.本實施形態中，噴嘴列80的段數為4段。但是也可以是，噴嘴列80的段數為2段或3段，也可以是5段以上。
32.如圖3所示，第一段的噴嘴列80a以及第三段的噴嘴列80c分別以如下形式構成：來自構成該噴嘴列的噴嘴8的吹出方向為形成第一方向(圖3中順時針轉)的旋回流的方向。
33.另一方面，第二段的噴嘴列80b以及第四段的噴嘴列80d分別如圖4所示，以如下形式構成：來自構成該噴嘴列的噴嘴8的吹出方向為形成與第一方向相反的第二方向(圖4中逆時針轉)的旋回流的方向。
34.通過來自構成第二段以及第四段的噴嘴列80b，80d的噴嘴8的吹出形成的第二方向的旋回流與通過來自構成第一段以及第三段的噴嘴列80a，80c的噴嘴8的吹出形成的第一方向的旋回流相抵消。本實施形態中，由于噴嘴列80的段數為偶數段，噴嘴列80b，80d的結構與噴嘴列80a，80c的結構呈鏡像對稱。
35.例如，從各噴嘴8吹出的二次空氣的流速在20m/s以上。如為此結構，能通過導入管5內形成的旋回流將熱分解氣體和二次空氣有效地混合。
36.理想的是構成各段的噴嘴列80的噴嘴8的數量為8～32個。構成各段的噴嘴列80的噴嘴8的數量為不足8個的情況下，噴嘴間距(即，噴嘴8間的距離)過大，構成各段的噴嘴列80的噴嘴8的數量超過32個的情況下，從各噴嘴8吹出的二次空氣量變少。
37.且，二次燃燒爐4的周壁41設置有在該周壁41的大致水平的切線方向上吹出周壁保護用的三次空氣的多個噴嘴9。圖示雖作省略，噴嘴9以在同一圓周上配置的噴嘴9組成的噴嘴列在上下方向多段排列的形式設置。
38.以上說明的結構的二次燃燒裝置3中，通過來自構成第一段以及第三段的噴嘴列80a，80c的噴嘴8的吹出形成的第一方向的旋回流，與通過來自構成第二段以及第四段的噴嘴列80b，80d的噴嘴8的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在導入管5的出口(即，二次燃燒室40的入口)能使旋回流消失。而且，即使最終旋回流消失，由于每個噴嘴列形成
有旋回流，通過該旋回流充分地混合熱分解氣體和二次空氣。由此，能使熱分解氣體在二次燃燒室40內充分地燃燒。
39.又，本實施形態中，由于在二次燃燒爐4的周壁41設置有噴嘴9，形成沿周壁41的內周面的空氣膜。因此，能抑制熔融的灰分附著于周壁41的內周面。
40.(變形例)。
41.本發明不限定于上述的實施形態，在不脫離本發明精神的范圍內可作種種變形。
42.例如，可以設置有覆蓋導入管5的上側開口的周緣部的環板，此環板與管11連接。即，管11也可以在全長范圍內具有一定的截面積。但是，如以所述實施形態的形式，管11包含擴徑部11a，能在作為導入管5的上游側的管11內使熱分解氣體的速度減少。
43.(總結)。
44.本發明的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，是使通過熱分解包含危險廢棄物的固體廢棄物產生的熱分解氣體二次燃燒的危險廢棄物用二次燃燒裝置，具備：形成二次燃燒室且包含在上下方向延伸的圓筒狀的周壁以及覆蓋所述周壁的上側開口的頂棚壁的二次燃燒爐；從所述頂棚壁向上延伸的所述熱分解氣體用的導入管；和在所述導入管的周圍形成供給二次燃燒用的二次空氣的空氣室的集管；從所述空氣室向該導入管的內部吹出二次空氣的多個噴嘴以在同一圓周上配置的噴嘴組成的噴嘴列在上下方向多段排列的形式設置于所述導入管，所述噴嘴列中，從上開始第奇數段的噴嘴列構成為來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成第一方向的旋回流的方向；所述噴嘴列中，從上開始第偶數段的噴嘴列構成為來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成與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與所述第一方向的旋回流相抵消。
45.根據上述結構，通過來自構成第奇數段的噴嘴列的噴嘴的吹出形成的第一方向的旋回流，與通過來自構成第偶數段的噴嘴列的噴嘴的吹出形成的第二方向的旋回流相抵消。因此，在導入管的出口(即，二次燃燒室的入口)能使旋回流消失。而且，即使最終旋回流消失，由于每個噴嘴列形成有旋回流，通過該旋回流充分地混合熱分解氣體和二次空氣。由此，能在二次燃燒室內使熱分解氣體充分地燃燒。
46.從所述多個噴嘴分別吹出的二次空氣的流速可以在20m/s以上。根據此結構，能使熱分解氣體和二次空氣有效地混合。
47.例如，構成各段的噴嘴列的噴嘴的數量可以為8～32個。
48.所述導入管的上端可以與管連接，所述管包含向所述導入管擴徑的擴徑部。根據此結構，能在作為導入管的上游側的管內減少熱分解氣體的速度。
49.所述周壁設置有在該周壁的切線方向吹出周壁保護用的三次空氣的多個噴嘴。根據此結構，由于形成沿周壁的內周面的空氣膜，能抑制熔融的灰分附著于周壁的內周面。
50.又，本發明的危險廢棄物處理系統，其特征在于，具備：通過對包含危險廢棄物的固體廢棄物進行熱分解產生熱分解氣體的流化床式的氣化爐；使從所述氣化爐排出的所述熱分解氣體二次燃燒的上述危險廢棄物用二次燃燒裝置；和從由所述二次燃燒裝置排出的所述熱分解氣體的二次燃燒后的排氣中回收熱的鍋爐。
51.根據上述結構，能將危險廢棄物與垃圾同樣地通過熱分解進行氣化處理。
52.符號說明：
[0053]1?????
危險廢棄物處理系統
[0054]
11,12 管
[0055]
13
????
鍋爐
[0056]2?????
氣化爐
[0057]3?????
危險廢棄物用二次燃燒裝置
[0058]4?????
二次燃燒爐
[0059]
40
????
二次燃燒室
[0060]
41
????
周壁
[0061]
42
????
頂棚壁
[0062]5?????
導入管
[0063]6?????
集管
[0064]8?????
噴嘴
[0065]
80
????
噴嘴列
[0066]9?????
噴嘴。
技術特征：
1.一種危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，是使通過熱分解包含危險廢棄物的固體廢棄物產生的熱分解氣體二次燃燒的危險廢棄物用二次燃燒裝置，具備：形成二次燃燒室且包含在上下方向延伸的圓筒狀的周壁以及覆蓋所述周壁的上側開口的頂棚壁的二次燃燒爐；從所述頂棚壁向上延伸的所述熱分解氣體用的導入管；和在所述導入管的周圍形成供給二次燃燒用的二次空氣的空氣室的集管，從所述空氣室向該導入管的內部吹出二次空氣的多個噴嘴以在同一圓周上配置的噴嘴組成的噴嘴列在上下方向多段排列的形式設置于所述導入管，所述噴嘴列中從上開始第奇數段的噴嘴列構成為如下結構：來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成第一方向的旋回流的方向，所述噴嘴列中從上開始第偶數段的噴嘴列構成為如下結構：來自構成該噴嘴列的噴嘴的吹出方向為形成與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與所述第一方向的旋回流相抵消。2.根據權利要求1所述的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，從所述多個噴嘴分別吹出的二次空氣的流速在20m/s以上。3.根據權利要求1或2所述的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，構成各段的噴嘴列的噴嘴的數量為8～32個。4.根據權利要求1～3中任一項所述的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，所述導入管的上端與管連接，所述管包含向所述導入管擴徑的擴徑部。5.根據權利要求1～4中任一項所述的危險廢棄物用二次燃燒裝置，其特征在于，所述周壁設置有在該周壁的切線方向吹出周壁保護用的三次空氣的多個噴嘴。6.一種危險廢棄物處理系統，其特征在于，具備：通過對包含危險廢棄物的固體廢棄物進行熱分解產生熱分解氣體的流化床式的氣化爐；使從所述氣化爐排出的所述熱分解氣體二次燃燒的權利要求1～5中任一項所述的危險廢棄物用二次燃燒裝置；和從由所述二次燃燒裝置排出的所述熱分解氣體二次燃燒后的排氣中回收熱的鍋爐。
技術總結
危險廢棄物用二次燃燒裝置以及危險廢棄物處理系統。使通過熱分解包含危險廢棄物的固體廢棄物產生的熱分解氣體二次燃燒的危險廢棄物用二次燃燒裝置(3)包含形成二次燃燒室(40)的二次燃燒爐(4)、從(4)的頂棚壁(42)向上延伸的導入管(5)和在(5)的周圍形成供給二次燃燒用的二次空氣的空氣室(60)的集管(6)。多個噴嘴(8)以在同一圓周上配置的噴嘴組成的噴嘴列在上下方向多段排列的形式設置于(5)。第奇數段的噴嘴列構成為來自(8)的吹出方向為形成第一方向的旋回流的方向；第偶數段的噴嘴列構成為來自(8)的吹出方向為形成與第一方向相反的第二方向的旋回流的方向，且第二方向的旋回流與第一方向的旋回流相抵消。回流與第一方向的旋回流相抵消。回流與第一方向的旋回流相抵消。
