JP2000230712A - バーナ式灰溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】溶融スラグの抜き出しをスムースに行うことが
できるバーナ式灰溶融炉を提供する。 【解決手段】一端側に灰供給口１４が形成されるととも
に、底壁部１ａが一端側から他端側に向かって傾斜され
てなる炉本体１内の一端側に、一次燃焼室１１を形成す
るとともに、炉本体１内の他端側に、開口部１２を介し
て一次燃焼室１１に連通された二次燃焼室１３を形成
し、一次燃焼室１１と二次燃焼室１３との間の底壁部１
ａに、溶融スラグを抜き出すスラグ抜出口２３を形成
し、このスラグ抜出口２３の上流側に、上流側から移動
してくる溶融スラグを両側に導くための堰部２４を形成
するとともに、この堰部２４の下流側を低くして、堰部
２４の両側を通って移動してくる溶融スラグをスラグ抜
出口２３の下流側周縁からスラグ抜出口２３内に落下さ
せるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、細粒可燃物を燃料
とするバーナ式灰溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、バーナ式灰溶融炉として、都市ご
みなどの廃棄物の内、プラスチック類、紙類、木材類な
どの高カロリー廃棄物を乾燥した後、例えば数ミリ以下
の大きさに破砕して得られる細粒可燃物（以下、フラフ
という）を、バーナの燃料として使用するものがある。

【０００３】この種のバーナ式灰溶融炉は、図７に示す
ように、加熱用バーナ５２により灰を加熱して溶融する
ための炉本体５１と、この炉本体５１内に灰を供給する
ための灰供給装置５３とから構成されている。上記炉本
体５１には、円筒状の一次燃焼室６１およびこの一次燃
焼室６１に開口部６２を介して連通される二次燃焼室６
３が形成され、また炉床である底壁部５１ａが二次燃焼
室６３から一次燃焼室６１側に向かって下方に傾斜され
るとともに、この炉本体５１の底壁部５１ａの上流側の
側壁部５１ｂには、灰の供給口６４が形成されている。

【０００４】上記一次燃焼室６１は、高さ方向中間位置
に設けられた環状の突出部６５により、下部燃焼空間６
１ａと上部燃焼空間６１ｂとに分けられており、その上
壁部５１ｃに上記バーナ５２が設けられている。また、
上記上部燃焼空間６１ｂでは、周囲から一次燃焼空気が
接線方向で供給されて、燃料であるフラフの滞留時間を
できるだけ長くなるようにされ、また下部燃焼空間６１
ａでは、周囲から一次燃焼空気が半径方向で供給されて
内部が攪拌されている。

【０００５】さらに、上記灰供給装置５３は、下部が炉
本体５１の供給口６４に接続された灰投入ホッパー７１
と、この灰投入ホッパー７１の下部に配置された灰押込
み用のプッシャー装置７２が配置されている。上記構成
において、プッシャー装置７２により炉本体５１内の二
次燃焼室６３に供給された灰は、まず開口部６２を介し
て一次燃焼室６１から流れてくる高温の燃焼排ガスによ
り乾燥が行われ、次にこの乾燥された灰が一次燃焼室６
１に移動し、ここで溶融されて溶融スラグとなり、炉本
体５１の灰供給装置５３とは反対側に形成されたスラグ
抜出口６６から、水砕ピット５４内に落下される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したバーナ式灰溶
融炉の構成によると、燃料であるフラフは数ミリ以下に
粉砕された可燃物であるが、このフラフ中には、粒子が
大きいものや、塊状のものなどが含まれており、これら
は、どうしても一次燃焼室６１で完全に燃焼させること
ができず、未然状態で二次燃焼室６３側に飛散してしま
う。

【０００７】このため、油などの液体燃料を利用した場
合に比べて、炉内の温度分布が大きく異なってしまう。
すなわち、フラフを使用した場合には、炉内温度が一次
燃焼室６１と二次燃焼室６３との中間部で最も高くな
り、したがって一次燃焼室６１での温度が低くなって、
溶融スラグの抜き出しが困難になる。そこで、本発明
は、溶融スラグの抜き出しをスムースに行うことができ
るバーナ式灰溶融炉を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のバーナ式灰溶融炉は、一端側に灰供給口が
形成されるとともに、底壁部が一端側から他端側に向か
って傾斜されてなる炉本体内の一端側に、一次燃焼室を
形成するとともに、炉本体内の他端側に、開口部を介し
て一次燃焼室に連通された二次燃焼室を形成し、上記一
次燃焼室と二次燃焼室との間の底壁部に、溶融灰である
溶融スラグを抜き出すスラグ抜出口を形成し、このスラ
グ抜出口の上流側に、上流側から移動してくる溶融スラ
グを両側に導くための堰部を形成するとともに、この堰
部の下流側を低くして、堰部の両側を通って移動してく
る溶融スラグを上記スラグ抜出口の下流側周縁からスラ
グ抜出口内に落下させるように構成したものであり、ま
た上記堰部を、スラグ抜出口の周縁に沿わせるように設
けたものである。

【０００９】上記の構成によると、バーナの燃料がフラ
フなどの細粒可燃物である場合でも、炉内温度のピーク
を、溶融スラグの抜出口付近にもってくることができ、
したがって溶融スラグの抜き出しがスムースに行われ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るバーナ式灰溶融炉を、図１〜図６に基づき説明する。
本実施の形態におけるバーナ式灰溶融炉は、その燃料と
して、都市ごみなどの廃棄物の内、プラスチック類、紙
類、木材類などの高カロリー廃棄物を、乾燥した後、例
えば数ミリ以下の大きさに破砕して得られる細粒可燃物
（以下、フラフという）を使用するものである。

【００１１】すなわち、このバーナ式灰溶融炉は、図１
に示すように、加熱用バーナ４を具備して灰を溶融する
ための炉本体１と、この炉本体１内に灰を供給するため
の灰供給装置２と、フラフを上記バーナ４に送り込むた
めのフラフ供給装置３とから構成されている。上記炉本
体１には、円筒状の一次燃焼室１１およびこの一次燃焼
室１１に開口部１２を介して連通される二次燃焼室１３
が形成され、また炉床である底壁部１ａが一次燃焼室１
１から二次燃焼室１３側に向かって下方に傾斜されると
ともに、この炉本体１の底壁部１ａの上流側の一方の側
壁部１ｂには、灰の供給口１４が形成されている。

【００１２】さらに、上記一次燃焼室１１は、高さ方向
中間位置に設けられた環状の突出部（絞り部）１５によ
り、下部燃焼空間１１ａと上部燃焼空間１１ｂとに分け
られており、その上壁部１ｃに、上記バーナ４が設けら
れている。なお、突出部１５による絞り比は、例えば
０．５程度に設定されている。上記上部燃焼空間１１ｂ
には、図２に示すように、その周壁部１ｄの６個所にか
つ接線方向で設けられた上部吹込ノズル２１から一次燃
焼空気が所定の吹込速度（例えば、約８０ｍ／ｓ）で供
給されており、内部に旋回流を発生させて、バーナ４の
燃料であるフラフの滞留時間ができるだけ長くなるよう
にされている。

【００１３】また、上記下部燃焼空間１１ａには、図３
に示すように、周壁部１ｄの４個所にかつ半径方向で設
けられた下部吹込ノズル２２から一次燃焼空気が所定の
吹込速度（例えば、約１００ｍ／ｓ）で供給されてお
り、内部を攪拌させて燃焼が十分に行われるようにされ
ている。そして、上記炉本体１の開口部１２に対応する
底壁部１ａの中央位置には、溶融灰すなわち溶融スラグ
を抜き出すための平面視が楕円形状（その他、例えば円
形状であってもよい）のスラグ抜出口２３が形成される
とともに、このスラグ抜出口２３の上流側部分には、所
定高さの堰部（勿論、耐火材で形成されている）２４が
設けられて、上流側から下流側に移動する溶融スラグＳ
を、この堰部２４にて、両側に振り分けるとともに、ス
ラグ抜出口２３の下流側の縁部に案内させて、スラグ抜
出口２３内に落下させるようにしている。

【００１４】この堰部２４の平面視形状は、図４および
図５に示すように、スラグ抜出口２３の周縁に沿うよう
に、楕円形状（スラグ抜出口が円形状である場合には、
堰部も円形状にされる）にされるとともに、その高さに
ついては、上流側から下流側に行くにしたがって徐々に
低くなるようにされている。正確に言うと、下流側の周
縁から溶融スラグを落下させるために、その部分だけ
は、堰部が形成されておらず、したがって馬蹄形状にさ
れている。

【００１５】上記フラフ供給装置３は、フラフを貯える
貯留ホッパ３１と、この貯留ホッパ３１内のフラフを所
定量づつ切り出すための計量ホッパ３２と、この計量ホ
ッパ３２で切り出された所定量のフラフを、ロータリバ
ルブ３３およびエジェクタ３４を介して、連続的に、バ
ーナ４に空気輸送するための送風機３５および空気輸送
管３６とから構成されている。勿論、バーナ４には燃焼
空気が、また一次燃焼室１１および二次燃焼室１３に
は、一次および二次燃焼空気が、複数箇所（場所によっ
ては、三次、四次等の燃焼空気ともいう）から燃焼空気
供給管３７を介して供給されている。

【００１６】上記構成において、灰供給装置２により炉
本体１内の一次燃焼室１１に供給された灰は、バーナ４
の燃焼熱により、乾燥および加熱が行われるとともに開
口部１２を経て二次燃焼室１３側に移動する。この途
中、すなわち開口部１２近傍において、溶融スラグＳは
堰部２３により、左右に分かれて二次燃焼室１３側に移
動するが、この部分では、一次燃焼室１１で燃焼しなか
ったフラフが完全燃焼し、炉内温度が最高（例えば、１
４００℃程度またはそれ以上の温度）となる。すなわ
ち、溶融スラグＳは、炉内温度が最高の箇所にて、堰部
２３を迂回することになり、この間に、十分に加熱され
て良好な溶融状態が維持される。

【００１７】したがって、流動性の良い状態の溶融スラ
グＳは、スラグ抜出口２３の下流側に廻り混み、その下
流側周縁からスムースにスラグ抜出口２３に入り、水砕
ピット５内に落下する。このように、一次燃焼室１１と
二次燃焼室１３との中間部に、スラグ抜出口２３を設け
たので、この近傍では、一次燃焼室１１で完全に燃焼し
なかったフラフが完全燃焼するため、炉内温度が最も高
くなり、したがって溶融スラグの流れが良好となり、ス
ムースにスラグ抜出口２３から抜き出される。

【００１８】なお、本発明および従来例に係る炉内温度
の状態を示すと、図６のグラフのようになる。この図６
から分かるように、バーナの燃料がフラフである場合で
も、実線にて示すように、炉内温度のピークを、従来例
の灰溶融炉の場合（破線にて示す）に比べて、スラグ抜
出口２３付近にもってくることができ、したがって溶融
スラグの抜き出しをスムースに安定して行うことができ
る。

【００１９】また、灰供給装置２を、一次燃焼室１１に
最も近い箇所に設けたので、炉本体１内に供給される灰
の乾燥を十分に行わせることができるとともに、フラフ
中に含まれる粒子の大きいものおよび塊などの未燃分
を、一次燃焼室１１の底壁部１ａの予熱層の上に落下さ
せて、燃焼を促進させることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、バ
ーナの燃料がフラフなどの細粒可燃物である場合でも、
炉内温度のピークを、溶融スラグの抜出口付近にもって
くることができ、したがって溶融スラグの抜き出しをス
ムースに行うことができる。また、灰供給装置を、一次
燃焼室に最も近い箇所に設けたので、炉本体内に供給さ
れる灰の乾燥を十分に行わせることができるとともに、
細粒可燃物中に含まれる粒子の大きいものおよび塊など
の未燃分については、一次燃焼室における底壁部の予熱
層上に落下させることができるので、未燃分の二次燃焼
室への飛散を防ぎ、すなわち排ガス中の一酸化炭素の低
減を図り、安定燃焼および溶融が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるバーナ式灰溶融炉
の概略構成を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】同実施の形態のバーナ式灰溶融炉の要部断面図
である。

【図５】図４のＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】同実施の形態の灰溶融炉と従来の灰溶融炉との
炉内温度分布を比較するグラフである。

【図７】従来例におけるバーナ式灰溶融炉の概略構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 炉本体 １ａ 底壁部 １ｂ 側壁部 ２ 灰供給装置 ３ フラフ供給装置 ４ 加熱用バーナ １１ 一次燃焼室 １２ 開口部 １３ 二次燃焼室 １４ 供給口 ２３ スラグ抜出口 ２４ 堰部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 善利 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA18 AA23 AB03 AC03 AC13 CA01 DA02 DA13 DB04 DB11 DB16 DB20 NB13 NB15 NB27

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側に灰供給口が形成されるとともに、
   底壁部が一端側から他端側に向かって傾斜されてなる炉
   本体内の一端側に、一次燃焼室を形成するとともに、炉
   本体内の他端側に、開口部を介して一次燃焼室に連通さ
   れた二次燃焼室を形成し、上記一次燃焼室と二次燃焼室
   との間の底壁部に、溶融スラグを抜き出すスラグ抜出口
   を形成し、このスラグ抜出口の上流側に、上流側から移
   動してくる溶融スラグを両側に導くための堰部を形成す
   るとともに、この堰部の下流側を低くして、堰部の両側
   を通って移動してくる溶融スラグを上記スラグ抜出口の
   下流側周縁からスラグ抜出口内に落下させるように構成
   したことを特徴とするバーナ式灰溶融炉。
2. 【請求項２】堰部を、スラグ抜出口の周縁に沿うように
   設けたことを特徴とする請求項１記載のバーナ式灰溶融
   炉。