專利名稱：煙囪構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將煙囪高度減半、并且可除去燃燒氣體中的有害二氧化碳的煙囪構(gòu)造。
為了不讓從煙囪飛散出的塵灰等有害物質(zhì)影響到附近地區(qū)，通常使其在上空擴(kuò)散，但這樣要化費(fèi)較大的建設(shè)費(fèi)用。
近年來，從煙囪等的排氣造成環(huán)境污染已成為全球性的問題，對此，有關(guān)部門進(jìn)行了各種研究。
其中，對如何防止垃圾焚燒等產(chǎn)生二噁英這一課題，作了較多的研究，開發(fā)出了能大幅度減少產(chǎn)生二噁英的焚燒爐。
但目前的狀況是，對于煙囪排煙中含有的二氧化碳(CO2)幾乎未予考慮。
二氧化碳本身是大氣的主要成分，不象二噁英及其它有害物質(zhì)那樣對人體有直接的不良影響，所以不認(rèn)為它是問題。但是近年來，大氣中的二氧化碳急劇增加，造成地球變暖這一嚴(yán)重的問題。
人類的生活方式、生產(chǎn)體系的改變是很困難的，另外，也不可能不產(chǎn)生二氧化碳地焚燒垃圾或者供給全部的能量。
因此，必須采取措施以削減大氣中的二氧化碳。
權(quán)利要求2記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將上述管體彎曲成倒U字形，在形成于該管體內(nèi)的燃燒氣體流路中配設(shè)著多孔的層疊件。因此，可更加降低煙囪的高度，即使排氣口靠近地面，通過配設(shè)層疊件，也具有伴隨熱輸送的夢幻管效果，所以，可大幅度降低煙囪出口溫度，消除煤煙和高溫氣體的不良影響。
權(quán)利要求3記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)側(cè)筒體的上端開口，該內(nèi)側(cè)筒體的基端與燃燒室連通，外側(cè)筒體內(nèi)包著該內(nèi)側(cè)筒體，該外側(cè)筒體的上端閉塞，在外側(cè)筒體的中途部形成排氣口，內(nèi)側(cè)筒體內(nèi)部的管狀流路與形成于該內(nèi)側(cè)筒體和外側(cè)筒體之間的環(huán)狀流路連通而形成燃燒氣體流路，在該燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件。因此，煙囪可確保排氣流路的必要長度的同時，可做成為高度減半的雙重構(gòu)造，高度降低，抑制建設(shè)費(fèi)用。另外，通過配設(shè)層疊件而具有伴隨熱輸送的夢幻管效果，可大幅度降低煙囪出口溫度，這樣，即使排氣口位于靠近地面的低位置，也沒有煤煙和高溫氣體的不良影響。而且，由于是由管狀流路和環(huán)狀流路構(gòu)成的雙重管構(gòu)造，可使各流路產(chǎn)生的聲音頻率相互抵消，所以，可使夢幻管效果產(chǎn)生的噪音靜音化。
權(quán)利要求4記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)了過濾器。因此，可吸付煤煙和灰塵，可排出清潔的排氣。
權(quán)利要求5記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將上述排氣口與排氣處理裝置連通連接。因此，排氣成為清潔的排氣，不造成環(huán)境污染。
權(quán)利要求6記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在上述排氣口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)。因此，可高效地將燃燒室的排氣引導(dǎo)到排氣處理裝置。
權(quán)利要求7記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，用多孔陶瓷形成上述層疊件。因此，可利用現(xiàn)有的材料作為層疊件，容易得到，并且可進(jìn)一步提高夢管效果。
權(quán)利要求8記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置是氣體生成部，在該氣體生成部用光觸媒的水產(chǎn)生二氧化碳還原反應(yīng)，生成甲烷氣體。因此，二氧化碳不排放到大氣中，將二氧化碳改變?yōu)榧淄闅怏w，可作為電力源、熱源等的外部能源有效利用。
權(quán)利要求9記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述氣體生成部備有燃燒氣體收容室、與該燃燒氣體收容室連通的水槽部、與該水槽部連通的甲烷氣體精制室，使在氧化鈦表面載持著鈀的光觸媒分散在上述水槽部內(nèi)。即，可把水作為還原劑利用，并且通過采用可蓄積多電子的固體即半導(dǎo)體光觸媒，可有效地還原二氧化碳，提高甲烷氣體的生成效率。
權(quán)利要求10記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，排氣處理裝置是二氧化碳回收槽，該二氧化碳回收槽收容著使氫氧化鈣溶解的處理液，可把燃燒氣體中含的二氧化碳作為碳酸鈣回收。因此，能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)回收燃燒產(chǎn)生的二氧化碳。
權(quán)利要求11記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將二氧化碳回收槽內(nèi)保持為負(fù)壓。因此，可有效地將燃燒氣體引入二氧化碳回收槽內(nèi)。
權(quán)利要求12記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸迹狗蛛x出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)生成甲醇。因此，二氧化碳不排放到大氣中，而將其變換為甲醇，可有效地作為電力源、熱源等外部能源利用。
權(quán)利要求13記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置，通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸?，使分離出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)生成碳。因此，二氧化碳不排放到大氣中，可用作為純粹資源的碳代替它。
權(quán)利要求14記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，備有將上述層疊件表面冷卻的冷卻回路。因此，可有效地降低排氣溫度。
圖2是第2實施例的煙囪構(gòu)造的示意說明圖。
圖3是表示第2實施例中的排氣處理裝置變形例的說明圖。
圖4是第3實施例之煙囪構(gòu)造的示意說明圖。
圖5是表示第3實施例中的排氣處理裝置變形例的說明圖。
圖6是第4實施例之煙囪構(gòu)造的示意說明圖。
圖7是表示第4實施例中的排氣處理裝置變形例的說明圖。
圖8是表示第4實施例中的排氣處理裝置變形例的說明圖。
圖9是第5實施例之煙囪構(gòu)造的示意說明圖。
圖10是層疊件冷卻機(jī)構(gòu)的說明圖。
即，通過在管體內(nèi)配設(shè)多孔的層疊件，利用夢幻管效果，可將高溫的排氣在煙囪出口附近冷卻到常溫，這樣，防止二次生成二噁英。另外也能夠用層疊件捕集煤煙和灰塵等。
因此，可以將煙囪做得比較低，可大幅度減少建設(shè)費(fèi)用。
另外，該構(gòu)造在小型的焚燒爐中也可以采用，可容易地設(shè)置在學(xué)校或其它設(shè)施內(nèi)。
另外，也可以將上述管體彎曲形成為倒U字形，在該管體內(nèi)的燃燒氣體流路中配設(shè)上述的多孔層疊件。
即，取消已往那樣向上方高聳的煙囪，將形成為煙囪的管體在中途朝下方彎曲，形成為倒U字形，利用配設(shè)在管體內(nèi)部的多孔層疊件產(chǎn)生的夢幻管效果，可將高溫的排氣冷卻到常溫，同時，也能用層疊件捕集煤煙和灰塵等。因此，可做成為高度低的煙囪，使作為排氣口的前端部位于地面附近，這樣，在垃圾焚燒場等可大幅度降低建設(shè)費(fèi)用。
上述的層疊件可用多孔陶瓷形成。即，可以把配設(shè)在汽車排氣管內(nèi)的觸媒等的現(xiàn)有材料作為層疊件使用，所以容易得到，而且可更加提高夢幻管效果。
另外，也可以把上述管體彎曲成倒U字形，在該管體內(nèi)的燃燒氣體流路中配設(shè)上述的多孔層疊件。該彎曲成倒U字形的煙囪構(gòu)造，可以降低煙囪高度，而且由于作為排氣口的前端部位于地面附近，所以，也可大幅度降低建設(shè)費(fèi)用。
另外，也可以備有用于冷卻上述層疊件表面的冷卻回路。借助該冷卻回路，可以更加有效地降低排氣溫度。
另外，可以將排氣口與排氣處理裝置連通，將排氣中含有的有害物質(zhì)除去后排出到大氣中。這時，當(dāng)排氣處理裝置入口的排氣溫度高達(dá)300℃時，在處理裝置內(nèi)有二噁英產(chǎn)生，因此，根據(jù)可使排氣冷卻的本發(fā)明，可有效地防止二噁英的產(chǎn)生。
另外，在管體內(nèi)除了層疊件外，也可設(shè)置煤煙、灰塵專用的過濾器。其配置部位根據(jù)需要可配置在層疊件的上流側(cè)、下流側(cè)中的任一方、或者兩方。
另外，如果把燃燒室做成為可進(jìn)行1000～1500℃高溫燃燒的構(gòu)造，則在燃燒室內(nèi)可除去近年來成為問題的二噁英。
另外，可以在上述排氣口設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)。即，用鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制地吸引燃燒室的排氣，可有效地將其引導(dǎo)到排氣處理裝置。
另外，本發(fā)明的目的是防止使地球變暖的二氧化碳排出到大氣中，所以，上述的排氣處理裝置可做成為下述構(gòu)造。
即，把排氣處理裝置作為氣體生成部，在該氣體生成部，用采用光觸媒的水產(chǎn)生二氧化碳還原反應(yīng)，生成甲烷氣體。
上述氣體生成部備有燃燒氣體收容室、與該燃燒氣體收容室連通的水槽部、與該水槽部連通的甲烷氣體精制室，同時，使在氧化鈦的表面載持著鈀的光觸媒分散在上述水槽部內(nèi)，則可將水用作為還原劑，并且采用可蓄積多電子的固體即半導(dǎo)體光觸媒，可有效地還原二氧化碳，提高甲烷氣體的生成效率。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，二氧化碳不排到大氣中，而將其變換為甲烷氣體，這樣，可作為電力源、熱源等外部的能源有效利用。
如上所述，可將煙囪高度降低，抑制建設(shè)費(fèi)用，同時不污染環(huán)境。另外，由于將煙囪出口溫度大幅度降低，所以，即使排氣出口距地面近，也沒有煤煙和高溫氣體的不良影響。另外，上述的夢幻管效果通過近年研究中的熱音響理論進(jìn)行解析。
作為排氣處理裝置的其它實施例，也可以采用下述的構(gòu)造。
即，把排氣處理裝置作為二氧化碳回收槽，該回收槽內(nèi)收容著使溶解了氫氧化鈣的處理液，可將燃燒氣體中含有的二氧化碳作為碳配鈣回收。
二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成為碳酸鈣和水。碳酸鈣起到二氧化碳儲存庫的作用，作為方解石以天然穩(wěn)定的形態(tài)存在。
因此，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳不排出到大氣中，能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)回收。
通常，在燃燒室內(nèi)付設(shè)脫硫裝置，碳酸鈣可作為該脫硫裝置中用的吸收劑，這時，與排氣中的SOX反應(yīng)，可得到副產(chǎn)品石膏。
另外，把氫氧化鈣(熟石灰)溶解于水時，最好是低溫，如前所述，由于借助夢幻管效果可大幅度使排氣溫度低溫化，所以，可確保處理液中的氫氧化鈣的溶解量。
上述的二氧化碳回收槽，根據(jù)需要可以串聯(lián)地設(shè)置若干個。
另外，二氧化碳回收槽內(nèi)最好保持負(fù)壓，這樣，即使不備有上述的鼓風(fēng)機(jī)，也能有效地引入通過倒U字形管體的來自燃燒室的燃燒氣體。
另外，作為排氣處理裝置的其它形態(tài)，也可以將排氣的氣體通過NOx分解觸媒，分離成氮?dú)夂投趸?，把分離出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)生成甲醇。
另外，作為排氣處理裝置，也可以把排出的氣體通過NOx分解觸媒分離成氮?dú)夂投趸?，把分離出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)生成碳。
根據(jù)該構(gòu)造，二氧化碳不排出到大氣中，而將其作為純粹資源的碳回收，可有效地利用。
另外，作為本發(fā)明煙囪構(gòu)造的實施形態(tài)，也可以是這樣的，即，內(nèi)側(cè)筒體的上端開口，使該內(nèi)側(cè)筒體的基端與燃燒室連通，外側(cè)筒體內(nèi)包著該內(nèi)側(cè)筒體，外側(cè)筒體的上端閉塞，在外側(cè)筒體的中途部形成排氣口，從內(nèi)側(cè)筒體內(nèi)部的管狀流路與形成在內(nèi)側(cè)筒體與外側(cè)筒體間的環(huán)狀流路連通，形成燃燒氣體流路，在該燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)多孔的層疊件。
根據(jù)該構(gòu)造，也同樣地可確保排氣流路的必要長度，可將其高度減半，降低煙囪高度，抑制建設(shè)費(fèi)用。而且，這時可做成直立型的煙囪構(gòu)造，即使是大型的煙囪也節(jié)省設(shè)置空間。
這種情況下也可配設(shè)上述的層疊件，通過配設(shè)該層疊件，起到伴隨熱輸送的夢幻管效果，可大幅度降低煙囪出口溫度，即使排氣出口是接近地面的低位置，也不會產(chǎn)生煤煙和高溫氣體的不良影響。
另外，如前所述，把煙囪的排氣口與排氣處理裝置連通連接，可防止使地球變暖的二氧化碳排到大氣中。
而且，在本實施形態(tài)的煙囪構(gòu)造中，由于由內(nèi)側(cè)筒體和外側(cè)筒體形成為雙重構(gòu)造，所以，使伴隨上述夢幻管效果產(chǎn)生的噪音分別與從內(nèi)側(cè)筒體的管狀流路、形成在內(nèi)側(cè)筒體與外側(cè)筒體間的環(huán)狀流路產(chǎn)生聲音干擾，頻率相抵消，從而大幅度減小噪音，不影響周邊環(huán)境。
下面，參照


本發(fā)明的具體實施例。(第1實施例)圖1是表示第1實施例之煙囪構(gòu)造的示意說明圖。
圖中，1是垃圾焚燒爐的燃燒室，分成第1燃燒室11、第2燃燒室12和第3燃燒室13，第1燃燒室11作為直接投入被燃燒物的焚燒爐，第2燃燒室12和第3燃燒室13在其后進(jìn)行二階段再燃燒。在各燃燒室11、12、13中，控制燃燒溫度，盡可能地抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生。圖中，14是設(shè)在各燃燒室11、12、13內(nèi)的燃燒裝置，15是連通第1燃燒室11和第2燃燒室12的通路。
3是作為本發(fā)明要部的煙囪，在基端30a與燃燒室1連通、前端設(shè)有排氣口30b的、形成燃燒氣體流路R的管體30內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件4。
即，管體30的基端30a與第3燃燒室13連通連接，管體30朝正上方延伸，排出口30b距第3燃燒室13的燃燒裝置14的距離為h。
在管體30的內(nèi)部隔開適當(dāng)間隔配設(shè)著若干個多孔的層疊件4，從燃燒室1排出的燃燒氣體通過層疊件4流過管體30內(nèi)。
因此，借助層疊件4產(chǎn)生的夢幻管效果，從管體30的下部以高溫上升的排氣氣在排出口30b的附近降低到接近常溫，這樣，可防止二次生成二噁英等。
層疊件4可采用在汽車排氣管中作為排氣處理觸媒使用的多孔陶瓷，將其成形為可配置在煙囪3內(nèi)的形狀。
各層疊件4的配設(shè)個數(shù)和配設(shè)位置可根據(jù)實驗決定其最佳個數(shù)和最佳位置，本實施例中，是從第3燃燒室13的燃燒裝置14位置起，以h/4的間隔配置3個層疊件4。
上述的煙囪構(gòu)造，可以用于大型的垃圾焚燒爐，也可用于學(xué)校、家庭用的小型焚燒爐，用于小型焚燒爐時，可作為抑制二噁英產(chǎn)生的、有利于環(huán)境保護(hù)的煙囪。
上述管體30是直立式的，如果是小型的煙囪，也可以稍稍傾斜。(第2實施例)圖2是表示第2實施例之煙囪構(gòu)造的示意說明圖。圖中，1是垃圾焚燒爐的燃燒室，附設(shè)有脫硫裝置2。本實施例中的燃燒室1，為了抑制二噁英等的產(chǎn)生，可進(jìn)行1250～1450℃的高溫燃燒。另外，也可以設(shè)置副燃燒室(圖未示)，在燃燒室1中，進(jìn)行800℃左右的燃燒，在副燃燒室中進(jìn)行高溫燃燒，將焚燒灰和飛灰形成為溶碴。
上述構(gòu)造中，本實施例的特征是，使煙囪3的管體30向上方延伸，在中途向下方彎曲，形成為倒U字形，在倒U字形管體30的第1垂直部31和第2垂直部32的中途內(nèi)部分別配設(shè)上述的多孔層疊件4。
另外，使接近地面的排氣口30b，與后述排氣處理裝置連通。圖中，31是第1垂直部，32是第2垂直部，33是彎曲部。另外，本實施例中，煙囪3的倒U字形部分的高度約為15m左右。
另外，各層疊件4的配設(shè)位置，可以根據(jù)實驗決定其最佳位置，本實施例中，配設(shè)在第1垂直部31內(nèi)的層疊件4的高度位置H距基端30a約為3～8m。配設(shè)在第2垂直部32內(nèi)的層疊件4的高度位置D距彎曲部33的上端約3～8m。
在第2垂直部32內(nèi)，在層疊件4的下流側(cè)配設(shè)著用于除去塵灰的過濾器5。該過濾器5的配設(shè)部位及配設(shè)個數(shù)可適當(dāng)決定，在本實施例中無特別限定。
把煙囪做成為上述的構(gòu)造，從燃燒室1排出的燃燒氣體，一邊通過層疊件4和過濾物5，一邊通過倒U字形的管體30內(nèi)，借助層疊件4產(chǎn)生的夢幻管效果，可降低到大致常溫。這樣，排氣處理裝置入口內(nèi)的排氣溫度被低溫化，所以在排氣處理裝置內(nèi)可防止二次生成二噁英。
另外，排氣借助層疊件4和過濾器5進(jìn)行除去煤和灰塵的一次處理，該進(jìn)行了一次處理的排氣流入排氣處理裝置內(nèi)，這樣，減輕了排氣處理裝置的處理負(fù)擔(dān)。另外，如果將銀或銀氧化物載持在層疊件4上，則可更加提高排氣的一次處理效果。
下面，說明本實施例中排氣處理裝置的構(gòu)造。
排氣處理裝置的目的是，除了除去二噁英類的有害物質(zhì)外，還防止使地球變暖的二氧化碳(CO2)排到大氣中。為此，使該排氣處理裝置起到氣體生成部6的作用，在該氣體生成部6用采用光觸媒的水產(chǎn)生二氧化碳還原反應(yīng)生成甲烷氣體。
本實施例中，氣體生成部6備有燃燒氣體收容室60、與該燃燒氣體收容室60連通的水槽部61、與該水槽部61連通的甲烷氣體精制室62。同時，使在氧化鈦表面載持著鈀的光觸媒64分散在上述水槽部61內(nèi)。62a是甲烷氣體導(dǎo)出部。
該光觸媒63，是可蓄積多電子的固體即半導(dǎo)體光觸媒，如下式所示，可將水作為還原劑使用，有效地還原二氧化碳，提高甲烷氣體的生成效率。下式表示二氧化碳還原生成甲烷氣體的反應(yīng)式。
生成的甲烷氣體可作為發(fā)電用、加熱用的能源有效利用。
這樣，根據(jù)本實施例，二氧化碳不大量地排到大氣中，對防止地球變暖有大的貢獻(xiàn)，而且，用甲烷氣體代替了燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，可作為電力源、熱源等外部能源有效利用。
圖3表示從產(chǎn)生的二氧化碳中得到甲烷氣體的排氣處理裝置的變形例。
即，在與煙囪3連通連接的排氣處理流路S中設(shè)置收容了V2O5-TiO2等NOx分解觸媒的觸媒室65，并且，在其下流串聯(lián)地配設(shè)液化槽T1、反應(yīng)槽T2和氣體槽T3。液化槽T1將二氧化碳與氮?dú)庖夯蛛x。反應(yīng)槽T2將二氧化碳?xì)饣笈c氫反應(yīng)。氣體槽T3收容二氧化碳與氫反應(yīng)生成的甲烷氣體。V1是排水閥。
在反應(yīng)槽T2中，把Fe、Ru、Ni-Al2O3、Si等作為觸媒，用下述的反應(yīng)產(chǎn)生甲烷氣體。
反應(yīng)槽T2內(nèi)的溫度和壓力可根據(jù)所用的觸媒適當(dāng)決定。
66是還原槽，收容作為還原劑的尿素水，同時通過閥66V將上述尿素水噴霧到排氣處理流路S中，該還原槽66配設(shè)在觸媒室65的上流側(cè)。67是與液化槽T1連通連接的氮?dú)夥蛛x槽。67V是液體氮排出閥。68是通過閥V2與反應(yīng)槽T2連通的氫發(fā)生部。在該氫產(chǎn)生部68中，將水電分解，通過水與金屬的反應(yīng)得到氫。
觸媒室65下流側(cè)的流路及液化槽T1，其溫度在31℃以下，壓力保持在72.8atm。
上述構(gòu)造中，在煙囪3與排氣處理流路S的連接部設(shè)有把來自煙囪3的排氣強(qiáng)制地引入排氣處理流路S內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)(圖未示)。(第3實施例)下面，參照圖4說明本發(fā)明的第3實施例。該實施例中，煙囪3的構(gòu)造與第2實施例相同，但是可用排氣處理裝置把排氣中含的二氧化碳作為碳酸鈣(CaCO3)回收。
即，如圖4所示，本實施例的排氣處理裝置是二氧化碳回收槽7，該二氧化碳回收槽7收容溶解了氫氧化鈣(熟石灰)的處理液70，把排氣中所含的二氧化碳作為碳酸鈣(CaCO3)回收。
如下式所示，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)成為碳酸鈣和水。
碳酸鈣起到地球上的二氧化碳儲存庫的作用，作為方解石以天然穩(wěn)定形態(tài)存在。
因此，根據(jù)本實施例，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳不排放到大氣中，能以穩(wěn)定的狀態(tài)回收。
由于在燃燒室1內(nèi)附設(shè)了脫硫裝置2，所以，可將該碳酸鈣作為該脫硫裝置2用的吸收劑再利用。使用碳酸鈣時，與排氣中的SOx反應(yīng)，可得到副產(chǎn)品石膏。
另外，眾所周知，把氫氧化鈣溶解于水時，最好是低溫，在本實施例中，由于煙囪3借助夢幻管效果使排氣溫度大幅度降低，所以，二氧化碳回收槽7內(nèi)的處理液70的溫度不上升，可確保處理液70中的氫氧化鈣溶解量。
另外，二氧化碳回收槽7內(nèi)最好保持負(fù)壓，這樣，即使沒有鼓風(fēng)機(jī)裝置，也能有效地吸入通過倒U字形管體30的、來自燃燒室1的排氣。圖中，P是將二氧化碳回收槽7內(nèi)形成為負(fù)壓的真空泵，設(shè)在從二氧化碳回收槽7頂壁伸出的排氣管71的途中。72是形成在二氧化碳回收槽7底壁上的碳酸鈣取出口。73是與該取出口72連通的開閉閥。
在圖4中，如點(diǎn)劃線a所示，可根據(jù)處理量的大小，串聯(lián)地設(shè)置多個該二氧化碳回收槽7。這時，使上述排氣管71的前端延伸，深深插入第2槽7′內(nèi)即可。
另外，如圖4所示，也可以在燃燒室1的下流側(cè)設(shè)置采用超臨界水的二噁英處理室8。
該超臨界水是對水施加一定的壓力，同時施加一定的溫度，形成為液體和氣體的臨界狀態(tài)。在該狀態(tài)下，加入含有二噁英的氣體等時，則分解而無毒化。
第3實施例的煙囪構(gòu)造如上述，本實施例也與第1、第2實施例同樣地，二氧化碳不大量地排到大氣中，對防止地球變暖有大的貢獻(xiàn)。
圖5表示第3實施例中的排氣處理裝置的變形例。
即，在煙囪3與二氧化碳回收槽7之間使用圖3所示的構(gòu)造，從排氣中分離取出二氧化碳，將其導(dǎo)入處理液70中，作為穩(wěn)定的碳酸鈣回收。因此，排氣中的氮?dú)獬煞值炔粚?dǎo)入二氧化碳回收槽7內(nèi)，可有效地將二氧化碳變化為碳酸鈣。(第4實施例)下面，參照圖6說明本發(fā)明的第4實施例。該第4實施例的特征在于煙囪3的構(gòu)造。在第1實施例中，煙囪是單重直立狀，在第2、第3實施例中，把倒U字形的管體30形成為雙重筒構(gòu)造的直立狀。另外，與該煙囪3連通連接的排氣處理裝置的構(gòu)造，可以采用前述第2、第3實施例所示的任一種形式，也可以采用后述的構(gòu)造或其它構(gòu)造。
本實施例中的燃燒室1與第1實施例同樣地分成第1燃燒室11、第2燃燒室12和第3燃燒室13。第1燃燒室11為直接投入被燃燒物的焚燒爐，第2、第3燃燒室在其后分兩階段進(jìn)行再燃燒。
與燃燒室1連接著的本實施例的煙囪3，其構(gòu)造如下。即，內(nèi)側(cè)筒體35的上端35a開口，該內(nèi)側(cè)筒體35的基端35b與燃燒室1連通，外側(cè)筒體36內(nèi)包著內(nèi)側(cè)筒體35，該外側(cè)筒體36的上端閉塞，在筒體中途部形成排氣口36a，從內(nèi)側(cè)筒體35內(nèi)部的管狀流路R1與內(nèi)側(cè)筒體35和外側(cè)筒體36之間的環(huán)狀流路R2連通，形成燃燒氣體流路R，在該燃燒氣體流路R內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件4。
形成在外側(cè)筒體36上的排氣口36a與第1、第2實施例中說明的排氣處理裝置連通連接。36b是外側(cè)筒體36的閉閉著的上端部。5是配設(shè)在層疊件4下流側(cè)的過濾器。
層疊件4和過濾器5的形狀分別成形為與管狀流路R1和環(huán)狀流路R2吻合的圓柱形或環(huán)形。
借助上述構(gòu)造，在本實施例中，在燃燒氣體流路R中配設(shè)層疊件4，產(chǎn)生伴隨熱輸送的夢幻管效果，可大幅度降低煙囪出口溫度、即從外側(cè)筒體36的排氣口36a到下流的溫度，即使排氣口36a位于靠近地面的低位置，也沒有煤煙或高溫氣體的不良影響。
而且，不象第1、第2實施例那樣將煙囪3彎曲，由內(nèi)側(cè)筒體35和外側(cè)筒體36形成為雙重的直立式構(gòu)造，可確保為了配設(shè)層疊件4來降低氣體溫度所需要的燃燒氣體流路R的長度，相對于該流路R的長度可將煙囪3的高度大致減半。
另外，由于是直立式的，所以所需要的設(shè)置空間小。
另外，由于由內(nèi)側(cè)筒體35和外側(cè)筒體36將煙囪3構(gòu)成為雙重管構(gòu)造，所以具有靜音效果。
即，由于是雙重管構(gòu)造，對于隨著夢幻管效果產(chǎn)生的噪音，分別從上述管狀流路和環(huán)狀流路產(chǎn)生的聲音相互干擾，頻率抵消，可大幅度減少噪音。因此，本實施例的煙囪構(gòu)造，對周邊環(huán)境無影響。
層疊件4的配設(shè)個數(shù)及配設(shè)間隔可根據(jù)燃燒氣體流路R的長度適當(dāng)設(shè)定。通過決定層疊件4的個數(shù)及配置，可自由地設(shè)定與排氣處理裝置連通的排氣口36a的高度位置。因此，即使在設(shè)置了煙囪3后再構(gòu)筑排氣處理裝置等設(shè)備時，也能考慮該設(shè)備的設(shè)置條件和燃燒室1的設(shè)置條件，把排氣口36a設(shè)在最適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 因此，本實施例的煙囪構(gòu)造，可降低煙囪3的高度，同時可節(jié)省設(shè)置空間，抑制建設(shè)費(fèi)用，同時對噪音可實現(xiàn)靜音化。
另外，本實施例與第1、第2實施例同樣地，與排氣處理裝置連通連接，可防止使地球變暖的二氧化碳排放到大氣中。
排氣處理裝置除了上述的形式外，也可以采用圖7和圖8所示構(gòu)造的裝置。
即，圖7和圖8所示的排氣處理裝置，可從排氣中的二氧化碳生成甲醇。
圖7所示裝置基本上由圖3所示構(gòu)造構(gòu)成，在排氣處理流路S中，設(shè)置收容了V2O5-TiO2等NOx分解觸媒的觸媒室65，并且，在其下流串聯(lián)地配設(shè)液化槽T1、反應(yīng)槽T2和甲醇槽T4。液化槽T1將二氧化碳與氮?dú)庖夯蛛x。反應(yīng)槽T2將二氧化碳?xì)饣笈c氫反應(yīng)。甲醇槽T4收容二氧化碳與氫反應(yīng)生成的甲醇。V3是甲醇取出閥。
借助上述構(gòu)造，在反應(yīng)槽T2，用下述的反應(yīng)生成甲烷氣體。
當(dāng)然，要采用適當(dāng)?shù)挠|媒，同時，反應(yīng)槽T2內(nèi)的溫度和壓力根據(jù)所用的觸媒適當(dāng)設(shè)定。
圖8所示的裝置，把圖7所示裝置生成的二氧化碳再分離成一氧化碳和水，使得到的一氧化碳與氫反應(yīng)，得到甲醇。
即，通過的反應(yīng)，得到甲醇。這時也同樣地，要選擇適當(dāng)?shù)挠|媒，同時適當(dāng)?shù)卦O(shè)定溫度和壓力條件。圖中，T5是一氧化碳槽，通過閥V2′與氫發(fā)生部68連通連接。(第5實施例)圖9表示用排氣處理裝置得到純粹碳的裝置，基本上與圖3所示構(gòu)造相同。B是將來自煙囪3的排氣強(qiáng)制吸入排氣處理流路S內(nèi)的鼓風(fēng)機(jī)。
即，在與煙囪3連通連接的排氣處理流路S中，設(shè)置收容了V2O5-TiO2等NOx分解觸媒的觸媒室65，并且，在其下流串聯(lián)地配設(shè)液化槽T1、反應(yīng)槽T2和碳槽T6。液化槽T1將二氧化碳與氮?dú)庖夯蛛x。反應(yīng)槽T2將二氧化碳?xì)饣笈c氫反應(yīng)。碳槽T6收容由二氧化碳與氫反應(yīng)產(chǎn)生的碳。
用的反應(yīng)，得到碳。該情形時也同樣地，選擇適當(dāng)?shù)挠|媒，同時適當(dāng)?shù)卦O(shè)定溫度和壓力條件。
另外，本實施例中，與第4實施例同樣地將煙囪3做成為由內(nèi)側(cè)筒體35和外側(cè)筒體36構(gòu)成的雙重管構(gòu)造，另外，設(shè)有冷卻回路F，該冷卻回路F作為將層疊件4強(qiáng)制冷卻的層疊件冷卻機(jī)構(gòu)。
冷卻回路F如圖10所示，由冷卻槽F1和構(gòu)成循環(huán)流路的配管部F2構(gòu)成。冷卻槽F1儲存冷卻水并備有可強(qiáng)制循環(huán)的泵。配管部F2中所用的管最好采用熱傳導(dǎo)率高的部件，本實施例中是采用銅管。
把配管部F2的中途成形為與層疊件4表面渦卷狀相接的形狀。F2′是接觸部。
另外，在接觸部F2′與層疊件4之間可夾設(shè)銅板等熱傳導(dǎo)率高的部件。
本實施例中，是將冷卻槽F1設(shè)在煙囪3的外部，但是為了提高外觀性，也可以將冷卻槽F1做成為充分隔熱的構(gòu)造，配設(shè)在內(nèi)側(cè)筒體35與外側(cè)筒體36之間，即配設(shè)在煙囪3的內(nèi)部。
上面說明了本發(fā)明的各實施例，但是，排氣處理裝置等并不是必須設(shè)置的，并且其構(gòu)造也不限于上述各實施例。
另外，強(qiáng)制冷卻上述層疊件4的冷卻回路F也適用于上述第1至第4
工業(yè)實用性本發(fā)明具以上述形態(tài)實施，具有下述效果。
(1)權(quán)利要求1記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在基端與燃燒室連通、前端設(shè)有排氣口而形成的燃燒氣體流路的管體內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件。因此，通過配設(shè)該層疊件，產(chǎn)生伴隨熱輸送的夢幻管效果，可大幅度降低煙囪出口溫度，可防止二次產(chǎn)生二噁英。因此，可用于小型焚燒爐等，即使是大型的焚燒爐，也可以降低煙囪高度，抑制建設(shè)費(fèi)用。
(2)權(quán)利要求2記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將上述管體彎曲成倒U字形，在形成于該管體內(nèi)的燃燒氣體流路中配設(shè)著多孔的層疊件。因此，可更加降低煙囪的高度，抑制建設(shè)費(fèi)用，同時，即使排氣口靠近地面，通過配設(shè)層疊件，也具有伴隨熱輸送的夢幻管效果，所以，可大幅度降低煙囪出口溫度，消除煤煙和高溫氣體的不良影響。
(3)權(quán)利要求3記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)側(cè)筒體的上端開口，該內(nèi)側(cè)筒體的基端與燃燒室連通，外側(cè)筒體內(nèi)包著該內(nèi)側(cè)筒體，該外側(cè)筒體的上端閉塞，在外側(cè)筒體的中途部形成排氣口，內(nèi)側(cè)筒體內(nèi)部的管狀流路與該內(nèi)側(cè)筒體和外側(cè)筒體之間的環(huán)狀流路連通，形成燃燒氣體流路，在該燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件，因此，煙囪可確保排氣流路的必要長度，煙囪做成為高度減半的雙重構(gòu)造，降低高度，節(jié)省空間，抑制建設(shè)費(fèi)用。另外，通過配設(shè)層疊件，具有伴隨熱輸送的夢幻管效果，可大幅度降低煙囪出口溫度，這樣，即使排氣口位于靠近地面的低位置，也沒有煤煙和高溫氣體的不良影響。而且，由于是雙重管構(gòu)造，所以能消除由夢幻管效果產(chǎn)生的噪音。
(4)權(quán)利要求4記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)了過濾器。因此，可吸付煤煙和灰塵，可排出清潔的排氣。
(5)權(quán)利要求5記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將排氣口與排氣處理裝置連通連接。因此，是清潔的排氣，不造成環(huán)境污染。
(6)權(quán)利要求6記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在排氣口設(shè)有鼓風(fēng)器。因此，可有效地將燃燒室的排氣引導(dǎo)到排氣處理裝置。
(7)權(quán)利要求7記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，用多孔陶瓷形成層疊件。因此，可利用現(xiàn)有的材料作為層疊件，容易得到，并且更提高夢幻管效果。
(8)權(quán)利要求8記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，排氣處理裝置是氣體生成部，在該氣體生成部，用光觸媒的水產(chǎn)生二氧化碳還原反應(yīng)，生成甲烷氣體。因此，二氧化碳不排放到大氣中，通將二氧化碳變換為甲烷氣體，可作為電力源、熱源等外部能源利用。
(9)權(quán)利要求9記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述氣體生成部備有燃燒氣體收容室、與該燃燒氣體收容室連通的水槽部、與該水槽部連通的甲烷氣體精制室，使在氧化鈦表面載持著鈀的光觸媒分散在上述水槽部內(nèi)。這樣，可把水作為還原劑利用，并且采用可蓄積多電子的固體即半導(dǎo)體光觸媒，可有效地還原二氧化碳，提高甲烷氣體的生成效率。
(10)權(quán)利要求10記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，排氣處理裝置是二氧化碳回收槽，該二氧化碳回收槽收容著溶解了氫氧化鈣的處理液，可把燃燒氣體中含的二氧化碳作為碳酸鈣回收。因此，能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)回收燃燒產(chǎn)生的二氧化碳。
(11)權(quán)利要求11記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將二氧化碳回收槽內(nèi)保持為負(fù)壓。因此，可有效地燃燒氣體引入二氧化碳回收槽內(nèi)。
(12)權(quán)利要求12記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置，通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸?，使分離出的二氧化碳與氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)生成甲醇。因此，二氧化碳不排放到大氣中，將其變換為甲醇，可有效地作為電力源、熱源等外部能源利用。
(13)權(quán)利要求13記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置，通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸?，使分離出的二氧化碳與氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)，生成碳。因此，二氧化碳不排放到大氣中，可用作為純粹資源的碳代替它。
(14)權(quán)利要求14記載的煙囪構(gòu)造，其特征在于，備有將層疊件表面冷卻的冷卻回路。因此，可有效地降低排氣溫度。
權(quán)利要求
1.煙囪構(gòu)造，其特征在于，在基端與燃燒室連通、前端設(shè)有排氣口而形成的燃燒氣體流路的管體內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件。
2.如權(quán)利要求1所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將上述管體彎曲成倒U字形，在形成于該管體內(nèi)的燃燒氣體流路中配設(shè)著多孔的層疊件。
3.煙囪構(gòu)造，其特征在于，內(nèi)側(cè)筒體的上端開口，該內(nèi)側(cè)筒體的基端與燃燒室連通，外側(cè)筒體內(nèi)包著該內(nèi)側(cè)筒體，該外側(cè)筒體的上端閉塞，在外側(cè)筒體的中途部形成排氣口，從上述內(nèi)側(cè)筒體內(nèi)部的管狀流路與該內(nèi)側(cè)筒體和外側(cè)筒體之間的環(huán)狀流路連通而形成燃燒氣體流路，在該燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)了過濾器。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將排氣口與排氣處理裝置連通連接。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，在排氣口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，用多孔陶瓷形成層疊件。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，排氣處理裝置是氣體生成部，在該氣體生成部用光觸媒的水產(chǎn)生二氧化碳還原反應(yīng)，生成甲烷氣體。
9.如權(quán)利要求8所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，氣體生成部備有燃燒氣體收容室、與該燃燒氣體收容室連通的水槽部、與該水槽部連通的甲烷氣體精制室，使在氧化鈦表面載持著鈀的光觸媒分散在上述水槽部內(nèi)。
10.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置是二氧化碳回收槽，該二氧化碳回收槽收容著使氫氧化鈣溶解了的處理液，可把燃燒氣體中含的二氧化碳作為碳酸鈣回收。
11.如權(quán)利要求10所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，將二氧化碳回收槽內(nèi)保持為負(fù)壓。
12.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置，通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸?，使分離出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生氫反應(yīng)，生成甲醇。
13.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，上述排氣處理裝置，通過NOx的分解觸媒把排氣分離為氮?dú)夂投趸?，使分離出的二氧化碳與從氫發(fā)生裝置產(chǎn)生的氫反應(yīng)，生成碳。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的煙囪構(gòu)造，其特征在于，備有冷卻上述層疊件表面的冷卻回路。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供不向大氣中排放使地球變暖二氧化碳的煙囪構(gòu)造。在基端與燃燒室連通、前端設(shè)有排氣口而形成的燃燒氣體流路的管體內(nèi)配設(shè)著多孔的層疊件。另外，將管體彎曲成倒U字形，在上述燃燒氣體流路內(nèi)配設(shè)層疊件。
文檔編號F23J13/02GK1391642SQ00815819
公開日2003年1月15日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月19日
發(fā)明者北野善一 申請人:株式會社丸喜