JP2000274648A - 灰溶融炉 - Google Patents

灰溶融炉

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Toshiichiro Ueno
俊一朗 上野
Katsuaki Matsuzawa
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排出される溶融スラグの流れを安定させ、か
つスラグ中の鉛や塩素の含有量を低減でき、排ガス中の
一酸化炭素やダイオキシンを抑制し、煙道の閉塞も防止
できる焼却灰溶融炉を提供する。 【解決手段】 炉体2内部で生成した溶融スラグ21を
溢流させながら連続出滓する出滓部12に、排ガスの通
路4aを向くようにバーナー13を取り付け、溢流通路
15およびここを流れる溶融スラグ21、通路4aおよ
びここを流れる排ガス、煙道10を加熱できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は焼却灰や飛灰等の被
溶融灰を溶融処理する灰溶融炉に係り、特にスラグ中の
塩素や鉛を効率的に除去できる灰溶融炉に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等を焼却処理した際に生成され
る焼却灰や飛灰は、そのまま廃棄されたり埋め立てに使
用されたりして来たが、最近では有害物質溶出の問題や
廃棄処分場の枯渇問題から、灰を溶融処理して、減容
化、無害化、再利用化することが行われている。このよ
うな溶融処理に使用される灰溶融炉として、炉内に設け
た電極間に通電を行い、そのジュール熱で焼却灰等を溶
融させる電気式溶融炉が広く知られている。この電気式
溶融炉の中には、炉内に仕切壁を設けて下部が連通する
2室を形成し、一室で灰を溶融して溶融スラグを生成し
つつ、他室に設けた出滓部から溶融スラグを溢流させ
て、連続出滓できるようにしたタイプがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の灰溶融炉では、溶融スラグの流量の変化によ
り出滓部において溶融スラグの固形化が起こる場合があ
る、排ガスの排出を行う煙道に粉塵が付着し使用過程で
閉塞して来る、溶融スラグに塩素や鉛が含有されたまま
排出され固形化したスラグから将来鉛が溶出するおそれ
がある、一酸化炭素やダイオキシンといった有害物質が
排ガス中に残留している、などの問題点がある。
【0004】本発明は、以上のような諸問題を一挙に解
決できる灰溶融炉を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、焼却灰、飛灰等の被溶融灰を処理する灰溶融炉であ
って、内部が空間とされた上壁、炉底および側壁を有す
る炉体を備え、該炉体内には、前記空間を下部において
連通させ、上部において第1、第2室に仕切るととも
に、該第1、第2室を連通させる貫通孔を有する仕切壁
が設けられ、前記第1室には、該第1室に供給される被
溶融灰を溶融する電極が配置され、前記上壁の前記第2
室側には、該第2室内の排ガスを外部へ導出する煙道が
形成され、前記第2室側の前記側壁には、前記第1室か
ら前記仕切壁の下方を通って前記第2室側へ流動した溶
融スラグを外部へ導出する出滓部が形成され、該出滓部
には、該出滓部内を加熱し、かつ前記貫通孔から前記煙
道に至る排ガスの通路方向へ火炎を放射するバーナーが
備えられていることを特徴とする。
【0006】この構成によれば、出滓部に設けたバーナ
ーで溶融スラグを加熱して、溶融スラグの流れを安定さ
せ、かつ溶融スラグ中の塩素や鉛を除去することができ
る。また、排ガスを加熱することで、排ガスに含有され
る一酸化炭素やダイオキシンを分解することができ、な
おかつ、煙道を加熱することでここに付着する粉塵を溶
解して煙道の閉塞を防止することができる。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の灰溶融炉の前記出滓部において、前記溶融スラグが溢
流となって流れる溢流通路の前記第2室側から排出端ま
での長さ寸法が200〜1000mmであることを特徴
とする。
【0008】この構成によれば、溶融スラグがバーナー
の熱を直接受けながら200〜1000mm流動するの
で、この間に溶融スラグ中の塩素や鉛を確実に除去する
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図1に基づき本発明に係る
実施の形態について説明する。図1において、灰溶融炉
1は、内部が空間とされた上壁5、炉底6および側壁7
を有する炉体2を備える。炉体2内には、貫通孔9を有
する仕切壁8が設けられており、この仕切壁8により前
記空間の上部は、第1室3、第2室4に仕切られ、仕切
壁8の下方は、連通路16となっている。
【0010】第1室3内には、該第1室3に供給される
被溶融灰20を溶融するための主電極17および炉底電
極18が配置され、これら主電極17と炉底電極18に
は、それぞれ電線17a・18aが接続されており、さ
らに電線17a・18aは電力供給装置19に接続され
ている。
【0011】一方、上壁5の第2室3側には、被溶融灰
20を供給するための灰投入口11が、第2室4側に
は、該第2室4内の排ガスを外部へ導出する煙道10が
形成されている。
【0012】また、第2室4側の側壁7には、第1室3
から仕切壁8の下方の連通路16を通って第2室4側へ
流動した溶融スラグ21を外部へ導出する出滓部12が
形成されている。この出滓部12には、出滓部12内を
加熱し、かつ貫通孔9から煙道10に至る排ガスの通路
4aの方向へ火炎を放射するバーナー13が備えられて
おり、このバーナー13には燃料供給管14が接続され
ている。出滓部12において、溶融スラグ21が溢流と
なって流れる溢流通路15の第2室4側から排出端まで
の長さ寸法は、200〜1000mmに設定されてい
る。
【0013】次に、上記のように構成された灰溶融炉1
を用いた灰溶融工程と作用について説明する。まず、被
溶融灰20を灰投入口11から炉体2の内部へ投入す
る。ついで、電力供給装置19を作動させて、主電極1
7と炉底電極18との間に通電を行う。電力により二つ
の電極間にはジュール熱が発生し、被溶融灰20が徐々
に溶融して行く。このとき発生する排ガスは、貫通孔9
から通路4aを経由して煙道10へと流れて行く。通電
と被溶融灰20の投入を継続すると、炉体2内の下部に
被溶融灰20が溶融した溶融スラグ21が溜まり、第1
室3内の溶融スラグ21の上には未溶融の被溶融灰20
が載る形になる。溶融スラグ21の液面がさらに上昇
し、側壁7に設けられた出滓部12の高さに到達する
と、溶融スラグ21は溢流通路15へと溢れ出し、側方
へ流動して炉外へ排出されて行く。このようにして、本
実施形態の灰溶融炉1では溶融スラグ21が出滓部12
において溢流することにより、連続出滓が可能となって
いる。
【0014】被溶融灰20を溶融させて行く工程におい
て、バーナー13には燃料供給管14を通じて燃料を供
給し、これを燃焼させておく。このバーナー13の熱は
出滓部12、溢流通路15およびここを流れる溶融スラ
グ21、通路4aおよびここを流れる排ガス、煙道10
を加熱して、以下〜に示すような作用、効果を奏す
る。
【0015】溶融スラグ出滓流の安定化 第1室3で溶融生成された溶融スラグ21は、仕切壁8
の下の連通路16を通って第2室4内に流入し、出滓部
12の高さに到達後、溢流通路15上を流動して炉外へ
排出される。ここで、溢流通路15上を流動する溶融ス
ラグ21の流量は、被溶融灰20の成分や投入量によっ
て変動することがある。従来、この種の灰溶融炉におい
ては、この流量の変化により、溶融スラグ21が溢流通
路15において固形化して、流れの障害となる場合もあ
った。本実施形態では、出滓部12にバーナー13を設
けたので、溢流通路15上の溶融スラグ21を連続的に
加熱することができ、これにより溶融スラグの固形化を
防止して、溶融スラグの流れを安定化させることがき
る。
【0016】溶融スラグ中の塩素、鉛の除去 最近、溶融スラグは固形化されて、路盤材やタイルの素
材として再利用されることが多い。この際、溶融スラグ
が有害物質を含有していることは好ましくないので、固
形化前にそれらを極力除去する努力がなされる。特に問
題となるのが鉛であり、それに加えて、固形化後に鉛を
溶出させる作用のある塩素も可能な限り除去することが
望ましい。本実施形態では、バーナー13で溢流通路1
5上の溶融スラグを加熱することにより、この場所にお
いて鉛や塩素を除去することができる。特に本実施形態
では、溢流通路15の長さを200〜1000mmとし
たが、これは、200mm未満では流動時間が短く、鉛
・塩素の除去作用が不十分になり、1000mmを超え
ると排出端において溶融スラグが固形化し易くなるため
である。
【0017】排ガス中の一酸化炭素、ダイオキシンの
除去 被溶融灰を溶融したときには、有害物質である一酸化炭
素やダイオキシンが生成、排出されることがある。本実
施形態のように、通路4aを向く形でバーナー13を取
り付けると、それによる熱が前記通路4aに十分供給さ
れ、この部分を通過する排ガスを1400℃程度にまで
昇温させることができる。このような温度では、排ガス
中の一酸化炭素は燃焼して二酸化炭素と水に、またダイ
オキシンは分解されて無害物質となる。こうして本実施
形態の灰溶融炉1では排ガスの清浄化が可能である。
【0018】煙道の閉塞防止 排ガスは煙道10を通って炉外へ導出されるが、使用過
程においては、排ガス中に含まれる種々の粉塵が次第に
煙道10に堆積してくる。このようにして起きる煙道1
0の閉塞は灰溶融炉の運転に対して著しい障害となる。
本実施形態の灰溶融炉1では、バーナー13による熱が
通路4aおよび煙道10の入り口にまで十分到達するた
め、この熱により前記種々の粉塵を溶解することがで
き、こうして煙道10の閉塞を未然に防止することが可
能である。
【0019】なお、本発明の灰溶融炉は、主として都市
ごみの焼却灰や飛灰の溶融処理に利用されるが、石炭
灰、下水汚泥焼却灰などの処理にも適用できるものであ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る灰溶
融炉によれば、溶融スラグを排出する出滓部にバーナー
を設け、その火炎方向を排ガスの通路方向としたので、
溶融スラグ出滓流を安定化させることができ、溶融スラ
グ中の塩素・鉛を除去することができ、また、排ガス中
の一酸化炭素・ダイオキシンを除去することができ、さ
らに、煙道の閉塞防止ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る灰溶融炉作動状態
の断面図である。
【符号の説明】
1 灰溶融炉 2 炉体 3 第1室 4 第2室 4a 通路 5 上壁 6 炉底 7 側壁 8 仕切壁 9 貫通孔 10 煙道 12 出滓部 13 バーナー 15 溢流通路 17 主電極 18 炉底電極 20 被溶融灰 21 溶融スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 俊一朗 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 松澤 克明 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 3K061 NB02 NB08 NB21 NB27 4D004 AA36 AB03 AB05 AB07 CA29 CB32 CB34 CB50 4K045 AA04 BA05 BA10 RA01 RA12 RB02 RB12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却灰、飛灰等の被溶融灰を処理する灰
    溶融炉であって、 内部が空間とされた上壁、炉底および側壁を有する炉体
    を備え、 該炉体内には、前記空間を下部において連通させ、上部
    において第1、第2室に仕切るとともに、該第1、第2
    室を連通させる貫通孔を有する仕切壁が設けられ、 前記第1室には、該第1室に供給される被溶融灰を溶融
    する電極が配置され、 前記上壁の前記第2室側には、該第2室内の排ガスを外
    部へ導出する煙道が形成され、 前記第2室側の前記側壁には、前記第1室から前記仕切
    壁の下方を通って前記第2室側へ流動した溶融スラグを
    外部へ導出する出滓部が形成され、 該出滓部には、該出滓部内を加熱し、かつ前記貫通孔か
    ら前記煙道に至る排ガスの通路方向へ火炎を放射するバ
    ーナーが備えられていることを特徴とする灰溶融炉。
  2. 【請求項2】 前記出滓部において、前記溶融スラグが
    溢流となって流れる溢流通路の前記第2室側から排出端
    までの長さ寸法が200〜1000mmであることを特
    徴とする請求項1に記載の灰溶融炉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007147214A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃棄物溶融設備水砕水汚染防止方法及びその装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147214A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃棄物溶融設備水砕水汚染防止方法及びその装置
JP4725960B2 (ja) * 2005-11-30 2011-07-13 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 廃棄物溶融設備水砕水汚染防止方法及びその装置

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