CN101086334A - 工业废弃物熔融固化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业废弃物熔融固化装置，其具有熔融炉、用于将富氧空气供给至熔融炉的氧发生装置、和以临近熔融炉内的方式而设置的燃烧器；将石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物投入所述熔融炉中，利用富氧空气使该工业废弃物中的可燃物和源于燃烧器的燃料在高温下燃烧，从而对工业废弃物进行熔融处理。其特征在于：在形成于熔融炉上的投入口，经由投入闸门设置有水冷套；在该水冷套上设置有用于投入工业废弃物的投入门，同时在水冷套上设置有推料机，其将投入的工业废弃物朝上述投入口推出来以控制燃烧速度，从而对投入速度进行控制。

Description

工业废弃物熔融固化装置

本申请以日本国专利申请第2006-159689(2006年6月8日申请)作为主张优先权的基础，上述日本申请的内容被记载于本申请说明书中。

技术领域

本发明涉及一种工业废弃物熔融固化装置，用于使石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物熔融固化。

背景技术

在以前的工业废弃物中，石棉、残留农药、焚烧灰等固体物通常被收纳在塑料或木制的可燃物的容器中，为了避免给人体带来的不良影响，希望以包装在容器中的状态直接投入炉内而进行燃烧处理。

但是，石棉和焚烧灰等固体物难以在通常的熔融炉中进行熔融处理。

正如日本特开2001-317713号公报、特开平11-141848号公报、特开平8-200637号公报所公开的那样，提出了使用富氧空气进行燃烧，使炉内温度达1500℃以上，由此对这些固体物进行熔融处理的方案。

另外，还提出了如下的方案：通常不使用富氧空气，使废气与燃烧空气进行热交换而成为高温的空气(热风)，然后将其导入燃烧器中，由此也使炉内温度达1500℃以上。

但是，在这些固体物中混杂着各种各样的可燃物，导入可燃物的燃烧所需要的富氧空气和高温空气的结果是，由于燃烧速度伴随着可燃物的数量和质量的不同而不同，因而难以进行炉内温度和炉内压力的控制。

发明内容

于是，本发明的目的在于解决上述的课题，提供一种工业废弃物熔融固化装置，其在采用富氧空气或高温空气对工业废弃物进行熔融处理的过程中，能够简单地控制其燃烧速度。

为了实现上述的目的，第1发明涉及一种工业废弃物熔融固化装置，其具有熔融炉、导入在熔融炉中产生的热分解气体而燃烧的二次炉、用于将富氧空气供给至熔融炉的氧发生装置、和以临近熔融炉内的方式而设置的燃烧器；将石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物投入所述熔融炉中，利用富氧空气使该工业废弃物中的可燃物和源于燃烧器的燃料在高温下燃烧，从而对工业废弃物进行熔融处理；所述工业废弃物熔融固化装置的特征在于：将熔融炉形成为箱形；二次炉经由连通路径与该熔融炉的下部的炉床连接；在与该二次炉相反一侧的熔融炉的侧壁上形成有投入口；具有断面大小与投入口相同的通路的水冷套被水平地设置在所述侧壁上，同时在投入口与水冷套之间，于设置在侧壁的闸门箱内，配设有滑动自如的由耐火材料制成的投入闸门；在该投入闸门上形成有与投入口相同的开口；在所述水冷套上设置有用于投入工业废弃物的投入门，同时在水冷套的后方设置有推料机，其使被投入的工业废弃物通过所述投入闸门的开口而朝所述投入口推出来，以控制燃烧速度；在所述熔融炉的下部的炉床上，设置有用于排出熔融物的排出口；在所述投入口的下方的侧壁上，配置有利用富氧空气使燃料燃烧的燃烧器；用于排出熔融物的水冷传送装置的水槽与所述排出口连接；从所述投入口推出来的工业废弃物中的可燃成分被热分解，同时不燃成分被熔融，其热分解气体经由连通路径导入二次炉中而进行二次燃烧；熔融物与高温气体并行流过炉床上的连通路径，并从该炉床底部形成的排出口被排出到水冷传送装置上，且进行控制使所述水冷传送装置的水槽内压力低于连通路径内压力。

第2发明涉及一种工业废弃物熔融固化装置，其具有熔融炉、导入在熔融炉中产生的热分解气体而燃烧的二次炉、用于向熔融炉供给与废气进行过热交换的高温空气的热风发生装置、和以临近熔融炉内的方式而设置的燃烧器；将石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物投入所述熔融炉中，利用高温空气使该工业废弃物中的可燃物和源于燃烧器的燃料在高温下燃烧，从而对工业废弃物进行熔融处理；所述工业废弃物熔融固化装置的特征在于：将熔融炉形成为箱形；二次炉经由连通路径与该熔融炉的下部的炉床连接；在与该二次炉相反一侧的熔融炉的侧壁上形成有投入口；具有断面大小与投入口相同的通路的水冷套被水平地设置在所述侧壁上，同时在投入口与水冷套之间，于设置在侧壁的闸门箱内，配设有滑动自如的由耐火材料制成的投入闸门，同时在该投入闸门上形成有与投入口相同的开口；在所述水冷套上设置有用于投入工业废弃物的投入门，同时在水冷套的后方设置有推料机，其使被投入的工业废弃物通过所述投入闸门的开口而朝所述投入口推出来，以控制燃烧速度；在所述熔融炉的下部的炉床上，设置有用于排出熔融物的排出口；在所述投入口的下方的侧壁上，配置有利用高温空气使燃料在高温下燃烧的燃烧器；用于排出熔融物的水冷传送装置的水槽与所述排出口连接；从所述投入口推出来的工业废弃物中的可燃成分被热分解，同时不燃成分被熔融，其热分解气体经由连通路径导入二次炉中而进行二次燃烧；熔融物与高温气体并行流过炉床上的连通路径，并从该炉床底部形成的排出口被排出到水冷传送装置上，且进行控制使所述水冷传送装置的水槽内压力低于连通路径内压力。

第3发明涉及第1或第2发明所述的工业废弃物熔融固化装置，其中熔融炉的包括连通路径的炉床以能够拆卸的方式进行设置。

第4发明涉及第1～第3发明的任一项所述的工业废弃物熔融固化装置，其中工业废弃物以一个一个的收纳容器投入到水冷套中。

根据本发明，在将工业废弃物投入熔融炉中时，通过使用水冷套和推料机投入熔融炉中，可以发挥出良好的效果，即容易进行熔融炉内的燃烧控制。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方案的总体图。

图2是表示图1的工业废弃物的投入部的细节的局部剖视图。

图3是表示图1的投入闸门的细节的图。

图4是图1的A-A向剖视图。

图5是表示本发明的另一实施方案的总体图。

具体实施方式

本说明书以及权利要求书、附图中记载和叙述的“工业废弃物熔融固化装置”记载在日本国专利申请第2006-159689中。

下面根据附图详细叙述本发明优选的一实施方案。

图1是表示本发明的工业废弃物熔融固化装置的总体图，其基本的构成包括：熔融炉10，用于燃烧并熔融工业废弃物W；二次炉11，使熔融炉10中产生的热分解气体燃烧；中和槽12，用于中和除去二次炉11中产生的燃烧废气中的氯等卤族元素。

熔融炉10由耐火材料形成为箱形，二次炉11同样由耐火材料形成为箱形或筒形，熔融炉10与二次炉11的下部由连通路径13连接成一体。

熔融炉10与二次炉11的下部以图示的分割线L分割成上下部分，熔融炉10的炉床10a和连通路径13的下部13a以能够拆卸的方式进行设置，从而在它们被消耗时能够简单地进行更换。

通路13的上部13b和熔融炉10的上部10b形成一体，其上部13b与二次炉11的下部11a相连接。

熔融炉10的上部10b和二次炉11由台架14支撑，熔融炉10的炉床10a和连通路径13的下部13a在分割线L处，借助于法兰(flanges：图中未示出)等以能够拆卸的方式与熔融炉10的上部10b和通路13的上部13b相连接。

在与二次炉11相反一侧的熔融炉10的侧壁上形成有投入口15，在该投入口15上设置有由耐火材料构成的投入闸门16。

投入闸门16如图3所示，形成有与投入口15相同的开口17的由耐火材料构成的滑板18于设置在熔融炉10的侧壁的闸门箱19内，以上下滑动自如的方式进行设置，液压缸21的杆20连接在滑板18的下部，滑板18借助于液压缸21而上下移动，由此可以开闭投入口15。另外，后述的燃烧器28配置在该液压缸21之间。

如图1、图2(a)、图2(b)所示，用于投入工业废弃物W的水冷套22与投入闸门16连接。在水冷套22上，工业废弃物W的投入门23采用液压缸24以开闭自如的方式进行设置，同时设置有推料机25，其用于将投入水冷套22内的工业废弃物W朝投入口15推出来。

水冷套22形成为大小与投入口15相同的断面，从投入门23到投入口15由水冷结构来形成。另外，水冷套22由后述的供水管线26供给冷却水，并由排水管线27排水，该冷却水可以从排水线27返回至中和槽12而进行循环。

工业废弃物W例如是将石棉等收纳在50×50×100cm的容器内而构成，一个一个的这种容器被投入到水冷套22内。

由此，工业废弃物W的外形尺寸变为一定，根据推料机25的推出速度便可以控制燃烧速度。

如图1所示，在熔融炉10的炉床10a的侧壁上，设有供给重油等燃料的燃烧器28。富氧空气被供给至该燃烧器28及其上部的侧壁。

富氧空气可以由氧发生装置(PSA)30制造氧浓度为90％左右的氧气。该氧发生装置30在图中未示出其细节，其由一对氮吸附塔构成，通过将压缩空气供给至一个吸收塔以吸附氮气，从而制造出氧气。另一个吸附塔则通过将压力减压到大气压，从而吸附的氮气被清除而得以再生，如此交替循环，便连续地制造出氧气。

在连通路径13的上部13b，设置有温度检测器31，用于检测通过连通路径13的燃烧气体的温度，由此控制燃烧器28，使燃烧气体温度为1500℃以上。

在连通路径13的下部13a，设置有排出口32，用于排放在熔融炉10内熔融的熔融物S，水冷传送装置33与该排出口32相连接。

水冷传送装置33的构成是：在贮存冷水的水槽35中设置有刮板式传送装置36，使其从水槽35的底面向液面上部延伸，并设置有排出罩37，其覆盖着从该液面延伸的挂板式传送装置36而排出熔融物。从排出口32向水槽35中下落而被水碎冷却的熔融物S被刮下来而带到液面上部，并从排出罩37的排出口排到固体物料坑38内。

由供水管线26向水槽35内供给冷却水。水槽35的上部经由蒸汽管线40而与中和槽12连接。在水槽35中，由于熔融物的冷却而产生蒸汽，为了使蒸汽不会从排出口32向连通路径13内倒流，由压力计39检测水槽35上部的压力，与蒸汽管线40连接的控制阀42可以进行开闭控制，蒸汽经由蒸汽管线40而返回至中和槽12，从而进行控制使水槽35内的压力低于连通路径13内的压力。

在二次炉11上，设置有用于使源于连通路径13的热分解气体燃烧的二次燃烧器44，该燃烧器44由设置在二次炉11上的温度检测器45进行控制。向该燃烧器44供给通常的空气。

源于二次炉11的废气从排气管线46经由喷射洗涤器47供给至中和槽12。在喷射洗涤器47中，源于给水管线26的给水与源于排气管线46的废气一起向中和槽12内喷射。

在该中和槽12上，与喷射洗涤器47相对置地连接着排气管线48，该排气管线48与引风机49相连接，在引风机49的作用下，熔融炉10、二次炉11的废气被吸引而经由喷射洗涤器47将废气导入至中和槽12。

在中和槽12上设有补充水管线50，利用中和槽12上设置的液位计51，检测中和槽12内的液位，据此可开闭补充水管线50的给水阀52，从而将中和槽12的液位保持恒定。

在中和槽12的与补充水管线50相对置的一侧，连接着给水管线26，该给水管线26与循环泵54连接，利用给水管线26，将中和槽12的水供给至水冷套22和水冷传送装置33。

苛性钠从苛性钠供给装置53经由中和剂管线59而供给至中和槽12，借以中和从喷射洗涤器47导入的废气中的氯、溴等卤素物质。该苛性钠供给装置53根据循环泵54的上游侧的给水管线26上所设置的pH计55的检测值，调整供给至中和槽12的苛性钠的量。

另外，中和槽12的底部12a的构成为：从喷射洗涤器47到排气管线48侧逐渐向下方倾斜，使从喷射洗涤器47导入的废气中的固体成分在底部12a向下流动。

如图1和图4所示，在中和槽12上设有分离中和液中的固体成分的分离机57，使固体成分不会流向分离机57的下游侧，同时使固体成分顺着分离机57而沉淀在底部12a。另外，在分离机57与底部12a之间形成有使固体成分得以流过的间隙d。

在中和槽12上连接着排水管线58，用于将剩余的中和液与固体成分一起排出。

下面就本发明的熔融处理进行说明。

打开投入门23，将作为处理物的工业废弃物W以一个一个的容器投入水冷套22内，然后关闭该投入门23，在开启投入闸门16，由推料机25增减投入熔融炉10时的速度，工业废弃物W的前面接受炉内辐射，于是，可燃物的热分解缓慢地得以进行，从而由推料机的速度进行燃烧的控制。

冷水套22借助于水冷结构冷却投入的工业废弃物W，因此在防止结瘤的发生的同时，还可避免高温引起的推料机功能的下降。

投入闸门16借助于连接在滑板18的下部的液压缸21而上下移动，因此不会受到热的影响，而且滑板18的开口17被设计为与投入口15相同的尺寸，因此，当其成为工业废弃物W和推料机25的前端的导板时，能防止热风从熔融炉10向水冷套22内的侵入。

工业废弃物W中的可燃物成为热分解气体，流入熔融炉10内而向下流动，与源于设置在侧壁的燃烧器28的富氧空气作用而完全燃烧，能够使其发生高温，因而可以节约源于燃烧器28的燃料。

高温燃烧气体流过炉床10a附近的底部，进行熔融物S直到排出口的加温，以防止熔融物S在炉10内的固化。

熔融物S从排出口32下落到水冷传送装置33内而被瞬间水碎冷却。

PSA等氧发生装置30含氧大致90％左右，所以不像使用大气的燃烧那样，具有由氮(79％)产生的冷却效果，因此极易得到高温，而且也不像同样目的的水解的氧-氢燃烧器那样，为了塑料等可燃成分的燃烧而必须引入空气，因此，如果是塑料等的燃烧，则只要控制燃料，便能很好地节约燃料费。

推料机25完全将工业废弃物W投入熔融炉10内之后而后退，投入闸门关闭，然后投入门23打开而进行再次投入。

熔融炉10的炉床10a容易损伤，所以将其设计为容易从分割线L取下，以确保修理的便利性。

由于高温燃烧气体必然以高速通过具有熔融物S的排出口32的连通路径13，因而不会使熔融物S冷却固化，同时可以设置充分的距离，使熔融前的工业废弃物W不容易从投入场所移动到排出口32。

只向燃烧器28导入富氧空气，由此能够使熔融炉10内在1500℃以上，从而使工业废弃物W中含有的石棉的熔融、残留农药的分解、以及焚烧灰的熔融固化成为可能。

在二次炉11中，从燃烧器44导入大气中的空气作为燃烧用气体，使热分解气体在800℃以上燃烧，然后借助于喷射洗涤器47，使该燃烧气体与给水管线26的中和液(冷却水)一起喷入中和槽12中，防止二噁英(Dioxin)的发生。

废气中含有的氯、溴等卤素物质被中和槽12内的由苛性钠溶液构成的中和液所中和而成为固体物，沉淀在中和槽12的底部12a而从排出管线58排出。另外，中和液中悬浮的固体成分由分离机57分离，被捕集后沉淀在底部12a，只有液体成分由循环泵54通过给水管线26供给至水冷套22和水冷传送装置33而进行循环。

图5是表示本发明的另一实施方案的总体图。

在图1的实施方案中，就源于氧发生装置30的富氧空气供给至熔融炉10和燃烧器28的实例进行了说明，而在本实施方案中，则借助于热风发生装置60，向燃烧器28和熔融炉10内供给高温的空气(热风)。

也就是说，热风发生装置60的构成是：二次炉11的排气管线46与热交换器61相连接，源于压力风机62的空气通过热交换器61与废气进行热交换而成为800℃以上的燃烧空气，然后使其经由供给管线63而供给至燃烧器28和熔融炉10。

这样，通过排气管线46的废气热量被热风发生装置60回收，送往燃烧器28等的燃烧空气变成高温，由此能够使熔融炉10内达到1500℃以上，从而能够对石棉等工业废弃物W进行熔融处理。

另外，在排气管线46中经过热交换后的废气通过喷射洗涤器47而供给至中和槽12内，此时，废气温度降低，因此中和槽中的冷却负荷低一些即可。

此外，本发明并不局限于上述的实施方案，也可以进行各种变形。也就是说，既可以将图1所示的排气管线46与图5所示的热交换器61相连接，从而将氧发生装置30的富氧空气加热到高温，也可以在该富氧空气中混入通常的空气，然后供给至燃烧器28等。

Claims (4)

1.一种工业废弃物熔融固化装置，其具有熔融炉、导入在熔融炉中产生的热分解气体而燃烧的二次炉、用于将富氧空气供给至熔融炉的氧发生装置、和以临近熔融炉内的方式而设置的燃烧器；将石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物投入所述熔融炉中，利用富氧空气使该工业废弃物中的可燃物和源于燃烧器的燃料在高温下燃烧，从而对工业废弃物进行熔融处理；所述工业废弃物熔融固化装置的特征在于：将熔融炉形成为箱形；二次炉经由连通路径与该熔融炉的下部的炉床连接；在与该二次炉相反一侧的熔融炉的侧壁上形成有投入口；具有断面大小与投入口相同的通路的水冷套被水平地设置在所述侧壁上，同时在投入口与水冷套之间，于设置在侧壁的闸门箱内，配设有滑动自如的由耐火材料制成的投入闸门；在该投入闸门上形成有与投入口相同的开口；在所述水冷套上设置有用于投入工业废弃物的投入门，同时在水冷套的后方设置有推料机，其使被投入的工业废弃物通过所述投入闸门的开口而朝所述投入口推出来，以控制燃烧速度；在所述熔融炉的下部的炉床上，设置有用于排出熔融物的排出口；在所述投入口的下方的侧壁上，配置有利用富氧空气使燃料燃烧的燃烧器；用于排出熔融物的水冷传送装置的水槽与所述排出口连接；从所述投入口推出来的工业废弃物中的可燃成分被热分解，同时不燃成分被熔融，其热分解气体经由连通路径导入二次炉中而进行二次燃烧；熔融物与高温气体并行流过炉床上的连通路径，并从该炉床底部形成的排出口被排出到水冷传送装置上，且进行控制使所述水冷传送装置的水槽内压力低于连通路径内压力。

2.一种工业废弃物熔融固化装置，其具有熔融炉、导入在熔融炉中产生的热分解气体而燃烧的二次炉、用于向熔融炉供给与废气进行过热交换的高温空气的热风发生装置、和以临近熔融炉内的方式而设置的燃烧器；将石棉、残留农药、焚烧灰等工业废弃物投入所述熔融炉中，利用高温空气使该工业废弃物中的可燃物和源于燃烧器的燃料在高温下燃烧，从而对工业废弃物进行熔融处理；所述工业废弃物熔融固化装置的特征在于：将熔融炉形成为箱形；二次炉经由连通路径与该熔融炉的下部的炉床连接；在与该二次炉相反一侧的熔融炉的侧壁上形成有投入口；具有断面大小与投入口相同的通路的水冷套被水平地设置在所述侧壁上，同时在投入口与水冷套之间，于设置在侧壁的闸门箱内，配设有滑动自如的由耐火材料制成的投入闸门，同时在该投入闸门上形成有与投入口相同的开口；在所述水冷套上设置有用于投入工业废弃物的投入门，同时在水冷套的后方设置有推料机，其使被投入的工业废弃物通过所述投入闸门的开口而朝所述投入口推出来，以控制燃烧速度；在所述熔融炉的下部的炉床上，设置有用于排出熔融物的排出口；在所述投入口的下方的侧壁上，配置有利用高温空气使燃料在高温下燃烧的燃烧器：用于排出熔融物的水冷传送装置的水槽与所述排出口连接；从所述投入口推出来的工业废弃物中的可燃成分被热分解，同时不燃成分被熔融，其热分解气体经由连通路径导入二次炉中而进行二次燃烧；熔融物与高温气体并行流过炉床上的连通路径，并从该炉床底部形成的排出口被排出到水冷传送装置上，且进行控制使所述水冷传送装置的水槽内压力低于连通路径内压力。

3.根据权利要求1或2所述的工业废弃物熔融固化装置，其中熔融炉的包括连通路径的炉床以能够拆卸的方式进行设置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的工业废弃物熔融固化装置，其中工业废弃物以一个一个的收纳容器投入到水冷套中。

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