JP2000249325A

JP2000249325A - 灰溶融設備

Info

Publication number: JP2000249325A
Application number: JP11049261A
Authority: JP
Inventors: Hide Momota; 秀百田; Yoshitoshi Sekiguchi; 善利関口; Katsuhiko Yamamoto; 勝彦山本; Hideo Shitaya; 英雄下谷
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】フラフ中に含まれる大きいものや塊状のものを
除去して、溶融室内でのフラフの燃焼率を高め、排ガス
中の未然炭素分を低下させることにより、スラグの品質
の低下を防止し得る灰溶融設備を提供する。【解決手段】灰溶融炉１の加熱用バーナ４に、フラフを
燃料として供給するための燃料供給装置３を、フラフの
貯留ホッパ３１と、この貯留ホッパ３１から取り出され
るフラフを風力により軽量フラフと重量フラフとに選別
する風力選別機３３と、この風力選別機３３で選別され
た軽量フラフを加熱用バーナ４に供給する燃料供給ライ
ン３４と、風力選別された重量フラフを灰溶融炉１に灰
を供給する灰供給装置２側に供給する重量物供給ライン
３５とから構成したもの。

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
とする灰溶融設備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を使用した灰溶
融設備は、図６に示すように、加熱用バーナ１０２によ
り灰を加熱して溶融するための灰溶融炉１０１と、この
灰溶融炉１０１内に灰を供給するための灰供給装置１０
３と、上記灰溶融炉１０１の加熱用バーナ１０２に燃料
としてフラフを供給する燃料供給装置１０４とから構成
されている。

【０００４】ここで、灰溶融炉１０１について説明する
と、その炉本体１１１には、円筒状の一次燃焼室１１２
およびこの一次燃焼室１１２に開口部１１３を介して連
通される二次燃焼室１１４が形成され、また炉床である
底壁部１１１ａが一次燃焼室１１２から二次燃焼室１１
４側に向かって下方に傾斜されるとともに、この炉本体
１１１の底壁部１１１ａの上流側の側壁部１１１ｂに
は、灰の供給口１１５が形成されている。

【０００５】また、上記一次燃焼室１１２は、高さ方向
中間位置に設けられた環状の突出部１１６により、下部
燃焼空間１１２ａと上部燃焼空間１１２ｂとに分けられ
ており、その上壁部１１１ｃに上記加熱用バーナ１０２
が設けられている。さらに、上記燃料供給装置１０４
は、フラフを貯留する貯留ホッパ１２１と、この貯留ホ
ッパ１２１内のフラフを所定量づつ切り出すための計量
ホッパ１２２と、この計量ホッパ１２２で切り出された
フラフをエジェクタ１２３により吸引して上記加熱用バ
ーナ１０２に空気輸送にて供給する燃料供給ライン１２
４とから構成されている。

【０００６】上記構成において、灰供給装置１０３によ
り炉本体１１１内の一次燃焼室１１２に供給された灰
は、燃料供給装置１０４より供給されたフラフにより燃
焼される加熱用バーナ１０２にて加熱され、二次燃焼室
１１４に至る間に、加熱溶融されて、そして炉本体１１
１の底壁部１１１ａに形成されたスラグ抜出口１１７よ
り水砕ピット１０５内に取り出されて水砕化が行われて
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した灰溶融設備の
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１１２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１１４側に飛散してしまう
とともに、排ガス中に一酸化炭素が多く発生し、未燃炭
素分が溶融室内のスラグに同伴し、このため、炉外に取
り出される水砕スラグ中の未燃炭素分（イグロスともい
う）が増加し、スラグの品質が低下するという問題があ
った。

【０００８】そこで、本発明は、細粒可燃物であるフラ
フ中に含まれる大きいものや塊状のものを除去して、溶
融室内でのフラフの燃焼率を高め、排ガス中の未然炭素
分を低下させることにより、スラグの品質の低下を防止
し得る灰溶融設備を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の灰溶融設備は、細粒可燃物を燃料とする加
熱用バーナが設けられて灰を溶融するための灰溶融炉
と、この灰溶融炉内に灰を供給するための灰供給装置
と、細粒可燃物を上記加熱用バーナに供給するための燃
料供給装置とを具備する灰溶融設備であって、上記燃料
供給装置を、細粒可燃物を貯留する貯留ホッパと、この
貯留ホッパから取り出される細粒可燃物を風力により軽
量可燃物と重量可燃物とに選別する風力選別機と、この
風力選別機で選別された軽量可燃物を加熱用バーナに供
給する燃料供給ラインとから構成し、かつ上記風力選別
機で選別された重量可燃物を上記灰供給装置に供給する
ように構成したものであり、また上記構成における燃料
供給ラインを、風力選別機で選別された軽量可燃物を移
送管を介して導くとともに空気を分離するサイクロン
と、このサイクロンで取り出された軽量可燃物を定量づ
つ切り出す定量切出装置と、この定量切出装置により切
り出された軽量可燃物をエジェクタを介して吸引すると
ともに加熱用バーナに空気輸送する燃料輸送管とから構
成したものである。

【００１０】上記の構成によると、灰溶融のための加熱
用バーナに供給するフラフなどの細粒可燃物を、風力選
別機により、軽量可燃物と重量可燃とに選別し、そして
この軽量可燃物を加熱用バーナに供給するとともに、燃
焼しにくい重量可燃物を、灰に混合させて炉本体内に供
給するようにしたので、例えば、一次燃焼室にて、上方
からスラグ上に落下してそのまま炉外に排出される場合
に比べて、スラグ中の未燃炭素分が減少する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る灰溶融設備を、図１〜図５に基づき説明する。本実施
の形態における灰溶融設備は、灰を溶融するための燃料
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。

【００１２】すなわち、この灰溶融設備は、フラフを燃
料とする加熱用バーナ４が設けられて灰を溶融するため
の灰溶融炉１と、この灰溶融炉１内に灰を供給するため
の灰供給装置２と、フラフを上記加熱用バーナ４に供給
するための燃料供給装置３とを具備している。まず、灰
溶融炉１について説明する。

【００１３】この灰溶融炉１の炉本体１１には、円筒状
の一次燃焼室１２およびこの一次燃焼室１２に開口部１
３を介して連通される二次燃焼室１４が形成され、また
炉床である底壁部１１ａが、段差を有しかつ一次燃焼室
１２から二次燃焼室１４側に向かって下方に傾斜される
とともに、この炉本体１１の底壁部１１ａの上流側の一
方の側壁部１１ｂには、灰の供給口１５が形成されてい
る。

【００１４】さらに、上記一次燃焼室１２は、高さ方向
中間位置に設けられた環状の突出部（絞り部）１６によ
り、下部燃焼空間１２ａと上部燃焼空間１２ｂとに分け
られており、その上壁部１１ｃに、上記加熱用バーナ４
が設けられている。なお、突出部１６による絞り比は、
例えば０．５程度に設定されている。なお、上記上部燃
焼空間１２ｂには、図２に示すように、その周壁部１１
ｄの６個所に（等間隔置きに）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、加熱用バーナ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。

【００１５】また、上記下部燃焼空間１２ａには、図３
に示すように、周壁部１１ｄの４個所に（等間隔置き
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、図４に示すよう
に、上記炉本体１１の開口部１３に対応する底壁部１１
ａ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２
３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。

【００１６】この堰部２４の平面視形状は、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。

【００１７】また、上記燃料供給装置３は、空気輸送に
より送られる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で切り出されたフ
ラフを導入して、軽量フラフ（軽量可燃物）Ｆ₁と重量
フラフ（重量可燃物）Ｆ₂とに選別を行うための風力選
別機３３と、この風力選別機３３で選別された軽量フラ
フＦ₁を上記加熱用バーナ４に供給する燃料供給ライン
３４とから構成され、またこの風力選別機３３で選別さ
れた重量フラフＦ₂は重量物供給ライン３５を介して灰
供給装置２に供給するように構成されている。なお、風
力選別はフラフの比重にて決定されており、例えばその
境界は、０．１〜０．１５の間に設定される。

【００１８】上記燃料供給ライン３４は、風力選別機３
３で選別された軽量フラフＦ₁を移送管４１を介して導
くとともに空気から分離するサイクロン４２と、このサ
イクロン４２で分離された軽量フラフＦ₁を定量づつ切
り出すロータリバルブ（定量切出装置）４３と、このロ
ータリバルブ４３により切り出された軽量フラフＦ₁を
吸引するエジェクタ４４と、端部に送風機４５が接続さ
れて上記エジェクタ４４を駆動するとともにエジェクタ
４４により吸引された軽量フラフＦ₁を上記加熱用バー
ナ４に空気輸送する燃料輸送管４６とから構成されてい
る。

【００１９】なお、上記サイクロン４２で排出された空
気は、途中に送風機４７が設けられた空気循環管４８を
介して、上記風力選別機３３に戻されて循環使用されて
いる。また、上記重量物供給ライン３５は、風力選別機
３３で選別された重量フラフＦ₂を灰供給装置２に例え
ば空気輸送する灰輸送管５１の途中に導入する重量物輸
送管５２と、この重量物供給管５２の途中に設けられ
て、この重量フラフＦ₂を定量づつ切り出すロータリバ
ルブ（定量切出装置）５３とから構成されている。

【００２０】なお、上記灰供給装置２は、炉本体１１の
側壁部１１ｂの供給口１５に接続された灰投入用ホッパ
６１と、この灰投入用ホッパ６１の下部に配置されてホ
ッパ内の灰を一次燃焼室１２内に押し込むためのプッシ
ャ装置６２とから構成され、また上記灰輸送管５１の先
端は、灰投入用ホッパ６１に接続されている。上記構成
において、貯留ホッパ３１内のフラフは計量ホッパ３２
から所定量づつ風力選別機３３に供給され、ここで比重
差により、軽量フラフＦ₁と重量フラフＦ₂とに選別され
る。すなわち、この風力選別機３３にて、例えば大きい
もの、または割り箸の破片、硬質プラスチック片などの
塊状物が重量フラフとして分離される。

【００２１】塊状物が分離された残りの軽量フラフＦ₁
は、移送管４１を介してサイクロン４２に導かれて空気
が分離される。このサイクロン４２で分離された軽量フ
ラフＦ₁は、ロータリバルブ４３を介してエジェクタ４
４により燃料輸送管４６内に吸引され、そして加熱用バ
ーナ４に燃料として供給される。このように、加熱用バ
ーナ４に燃料として供給された軽量フラフＦ₁は、一次
燃焼室１２に吹き出され、燃焼のしやすさから、殆どが
一次燃焼室１２内で燃焼するため、未燃フラフの二次燃
焼室１４側への飛散が大幅に減ることになる。したがっ
て、灰溶融炉１から排出される排ガスの一酸化炭素の濃
度が、例えば１５０ｐｐｍ程度から５０ｐｐｍ以下に減
らすことができる。

【００２２】一方、風力選別機３３で分離された重量フ
ラフＦ₂は、ロータリバルブ５３を介して、灰輸送管５
１に導かれて灰投入用ホッパ６１に輸送され、そして灰
とともに一次燃焼室１２および二次燃焼室１４に至る途
中で燃焼して、灰の溶融を促進することになる。勿論、
灰は、炉内温度が最も高くなる一次燃焼室１２と二次燃
焼室１４との間で、殆どが溶融状態となり、スラグ抜出
口２３の側方を通過して、下流側の周縁部からスラグ抜
出口２３内に落下して、水砕ピット５に排出される。

【００２３】このように、燃焼しにくい重量フラフが灰
に混入されて炉本体１１内に供給されるため、従来のよ
うに、一次燃焼室にて、上方からスラグ上に落下してそ
のまま炉外に排出される場合に比べて、スラグ中の未燃
炭素分が、例えば３％から０．１〜０．２％の範囲とな
り、スラグの品質が大幅に向上した。なお、灰供給装置
２により炉本体１内の一次燃焼室１２に供給された灰
は、加熱用バーナ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１３を経て二次燃焼室１４側に
移動する。

【００２４】この途中、すなわち開口部１３近傍におい
て、溶融スラグＳは堰部２４により、左右に分かれて二
次燃焼室１４側に移動するが、この部分では、一次燃焼
室１２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、１４００℃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２４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。

【００２５】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ズにスラグ抜出口２３に入り、水砕
ピット５内に落下する。ところで、上記実施の形態にお
いては、風力選別機３３にフラフを供給するのに、空気
輸送により行うように説明したが、例えば風力選別機３
３に、ベルトコンベアなどにより、直接、フラフを供給
するようにしてもよい。この場合、サイクロン４２とロ
ータリバルブ４３との間に、またはロータリバルブ４３
の替わりに計量ホッパーが配置される。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、灰
溶融のための加熱用バーナに供給するフラフなどの細粒
可燃物を、風力選別機により、軽量可燃物と重量可燃と
に選別し、そしてこの軽量可燃物を加熱用バーナに供給
するとともに、燃焼しにくい重量可燃物を、灰に混合さ
せて炉本体内に供給するようにしたので、従来のよう
に、一次燃焼室にて、上方からスラグ上に落下してその
まま炉外に排出される場合に比べて、スラグ中の未燃炭
素分が、例えば３％から０．１〜０．２％の範囲とな
り、スラグの品質を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における灰溶融設備の概略
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】同灰溶融設備の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】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灰溶融炉２灰供給装置３燃料供給装置４加熱用バーナ１１炉本体１２一次燃焼室１３開口部１４二次燃焼室３１貯留ホッパ３３風力選別機３４燃料供給ライン３５重量物供給ライン４１移送管４６燃料輸送管４７送風機４８空気循環管５１灰輸送管５２重量物移送管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本勝彦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 (72)発明者下谷英雄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 AA23 AB03 AC03 AC13 CA01 FA05 FA15 FA21 FA25 FA28 NB03 NB15 NB27 3K065 AA23 AB03 AC13 CA01 CA02 CA18 EA12 EA28 EA31 EA44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細粒可燃物を燃料とする加熱用バーナが設
けられて灰を溶融するための灰溶融炉と、この灰溶融炉
内に灰を供給するための灰供給装置と、細粒可燃物を上
記加熱用バーナに供給するための燃料供給装置とを具備
する灰溶融設備であって、上記燃料供給装置を、細粒可
燃物を貯留する貯留ホッパと、この貯留ホッパから取り
出される細粒可燃物を風力により軽量可燃物と重量可燃
物とに選別する風力選別機と、この風力選別機で選別さ
れた軽量可燃物を加熱用バーナに供給する燃料供給ライ
ンとから構成し、かつ上記風力選別機で選別された重量
可燃物を上記灰供給装置に供給するように構成したこと
を特徴とする灰溶融設備。
【請求項２】燃料供給ラインを、風力選別機で選別され
た軽量可燃物を移送管を介して導くとともに空気を分離
するサイクロンと、このサイクロンで取り出された軽量
可燃物を定量づつ切り出す定量切出装置と、この定量切
出装置により切り出された軽量可燃物をエジェクタを介
して吸引するとともに加熱用バーナに空気輸送する燃料
輸送管とから構成したことを特徴とする請求項１記載の
灰溶融設備。