JP2001336721A - Method for melting refuse - Google Patents

Method for melting refuse

Info

Publication number
JP2001336721A
JP2001336721A JP2000237474A JP2000237474A JP2001336721A JP 2001336721 A JP2001336721 A JP 2001336721A JP 2000237474 A JP2000237474 A JP 2000237474A JP 2000237474 A JP2000237474 A JP 2000237474A JP 2001336721 A JP2001336721 A JP 2001336721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waste
furnace
melting
air
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000237474A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Nishihara
信義 西原
Hidemi Osano
秀実 小佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2000237474A priority Critical patent/JP2001336721A/en
Publication of JP2001336721A publication Critical patent/JP2001336721A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a furnace for melting refuse directly in which consumption of auxiliary fuel, e.g. coke, and oxygen for enriching air being supplied from a tuyere is reduced or eliminated utilizing electricity generated from thermal energy of the refuse. SOLUTION: In the furnace for melting refuse directly, incombustible matters in refuse is melted by blowing oxygen containing gas from a lower section of the furnace body such that an air column gas in the furnace has a velocity of 0.3 m/sec-Vt, and conducting an AC current to a heating coil arranged on the outer circumference at the core floor section of the furnace body thereby induction heating a molten deposited on the core floor section or a conductive heater.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみ、産業廃棄
物、汚泥、最終処分場に埋め立てた廃棄物を掘り起こし
た廃棄物等を直接溶融してスラグを製造する方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing slag by directly melting municipal solid waste, industrial waste, sludge, waste buried in landfill waste, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現状は、大半の廃棄物は焼却方式で処理
されているが、焼却方式では焼却灰の処分場を必要とす
る等の欠点がある。特に大都市圏では焼却灰の処分場の
確保が困難であり、廃棄物を直接溶融する方法または、
廃棄物の焼却灰を溶融して減容化、さらには再資源化が
可能な方式で処理する必要性が高まっている。
2. Description of the Related Art At present, most waste is treated by an incineration method, but the incineration method has a drawback that a disposal site for incinerated ash is required. Particularly in metropolitan areas, it is difficult to secure a disposal site for incinerated ash.
There is an increasing need to dissolve incinerated ash from waste in a manner that allows volume reduction and further recycling.

【0003】廃棄物の焼却灰を溶融する方法として、ア
ーク炉で溶融する方法が特公平4−81084号公報
に、誘導加熱で溶融する方法が特開平5−237468
号公報及び特開平1l−211032号公報に開示され
ている。
[0003] As a method of melting incinerated ash of waste, Japanese Patent Publication No. 4-81084 discloses a method of melting in an arc furnace, and a method of melting by induction heating is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-237468.
And Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-211032.

【0004】また、廃棄物を焼却することなくシャフト
炉で直接溶融する方法が特公昭60−11766号公報
に、廃棄物を流動化させて直接溶融する方法が特開平0
5−346218号公報に開示されている。
[0004] Japanese Patent Publication No. 60-11766 discloses a method of directly melting waste in a shaft furnace without incineration.
It is disclosed in JP-A-5-346218.

【0005】焼却灰を溶融するアーク炉方式及び誘導加
熱方式は、廃棄物を一旦焼却した後に溶融するため二段
階の処理が必要であり、焼却炉から排出された焼却灰の
冷却設備、溶融炉までの搬送設備等が必要であり、さら
にアーク炉では高価な黒鉛電極棒の損耗が多いこと、ア
ーク放電音の発生による騒音等の問題がある。
[0005] The arc furnace method and the induction heating method for melting incineration ash require two-stage treatment because the waste is once incinerated and then melted. Therefore, cooling equipment for the incineration ash discharged from the incinerator, a melting furnace, In addition, the arc furnace has problems such as the fact that expensive graphite electrode rods are often worn and noise due to generation of arc discharge noise.

【0006】またシャフト炉又は廃棄物を流動化させて
直接溶融する方法は、コークス等の補助燃料が必要なこ
と等の問題がある。
[0006] Further, the shaft furnace or the method of fluidizing waste directly to melt it has a problem that an auxiliary fuel such as coke is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するために、廃棄物を焼却することなく直接溶融
し、しかもコークス等の補助然料の消費量を低減する廃
棄物の溶融炉を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a method of melting waste which directly melts waste without incineration and reduces the consumption of auxiliary materials such as coke. It is intended to provide a furnace.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の特徴手段は、請求項1に記載したように、
炉本体上部から廃棄物を装入し、廃棄物の装入時の終末
速度をVtとすると、炉内の空塔ガス流速が0.3m/
秒〜Vtとなるように炉本体下部から空気または酸素富
化空気を吹き込み、廃棄物中の可燃物質を熱分解及び部
分的に燃焼させると共に、炉本体下部に設置したコイル
に交番電流を通電することによって容融した不燃物を誘
導加熱して、炉床部に降下した廃棄物中の熱分解残渣を
溶融することを特徴とする廃棄物の溶融方法である。
Means for Solving the Problems The means for solving the above-mentioned problems according to the present invention has the following features.
Assuming that the waste is charged from the upper part of the furnace body and the terminal velocity at the time of charging the waste is Vt, the superficial gas flow velocity in the furnace is 0.3 m /
Air or oxygen-enriched air is blown from the lower part of the furnace main body so as to be in a range of seconds to Vt to thermally decompose and partially burn flammable substances in waste, and to supply an alternating current to a coil installed in the lower part of the furnace main body. This is a method for melting waste, comprising inductively heating the melted incombustible material and melting the pyrolysis residue in the waste that has fallen to the hearth.

【0009】請求項2記載の方法は、請求項1記載の炉
内空塔ガス流速となるように空気または酸素富化空気を
吹き込むと共に、コークス、黒鉛等の導電性発熱体を供
給し、該導電性発熱体を誘導加熱することによって、炉
床部に降下した廃棄物中の乾留残渣を溶融することを特
徴とする廃棄物の溶融方法である。
According to a second aspect of the present invention, air or oxygen-enriched air is blown so as to attain the gas flow rate in the furnace, and a conductive heating element such as coke or graphite is supplied. This is a waste melting method characterized by melting the dry distillation residue in the waste that has fallen to the hearth by inductively heating the conductive heating element.

【0010】請求碩3記載の方法は請求項1、2記載の
廃棄物の溶融処理方法において、石灰石等の塩基度調整
剤を装入する廃棄物の溶融処理方法である。
The method according to claim 3 is a method according to claims 1 and 2, wherein a basicity adjusting agent such as limestone is charged.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】溶融炉は炉上部から炉下部に向か
って、予熱、乾燥、熱分解、溶融ゾーンが形成されてお
り、溶融炉上部から供給された廃棄物は炉内を降下する
過程で、順次予熱、乾燥、熱分解して、炉底部で溶融す
る。予熱、乾燥、熱分解の加熱源としては、炉本体下部
から吹き込まれた空気又は酸素を添加した空気によっ
て、コークス及び廃棄物中の可燃物質が部分的に燃焼し
て、高温の熱ガスを発生し、この高温の熱ガスが炉内を
上昇して、炉上部から供給された廃棄物を予熱、乾燥、
熱分解する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A melting furnace has a preheating, drying, pyrolysis and melting zone formed from the upper part of the furnace toward the lower part of the furnace, and the waste supplied from the upper part of the melting furnace descends in the furnace. Then, it is sequentially preheated, dried and thermally decomposed, and melted at the furnace bottom. As a heating source for preheating, drying and pyrolysis, combustible substances in coke and waste are partially burned by air blown from the lower part of the furnace body or air added with oxygen to generate hot gas. Then, the high-temperature hot gas rises inside the furnace, preheating, drying,
Decomposes thermally.

【0012】溶融炉内に予熱、乾燥、熱分解ゾーンが形
成されているため、熱ガスと廃棄物が向流で熱交換する
ため熱効率が高く、また高水分の廃棄物が供給されて
も、高温部に水分を含んだ低温の廃棄物が接触すること
がないため安定的な溶融処理が可能となる。
Since the preheating, drying and pyrolysis zones are formed in the melting furnace, the heat gas and the waste exchange heat in countercurrent, so that the heat efficiency is high. Since the low-temperature waste containing water does not come into contact with the high-temperature portion, stable melting can be performed.

【0013】熱分解ゾーンでは廃棄物の一部が燃焼(還
元燃焼)するが、廃棄物の焼却炉のような酸化燃焼とは
異なる。即ち、溶融炉内は温度が高く、羽口から供給し
た酸素に対して炭素等の可燃物質が多量にあるため、次
の反応が起きる。
In the pyrolysis zone, a part of the waste is burned (reduced combustion), which is different from oxidative combustion such as a waste incinerator. That is, since the temperature inside the melting furnace is high and the amount of combustible substances such as carbon is large relative to oxygen supplied from the tuyere, the following reaction occurs.

【0014】C+O=CO C+CO=2CO 上記に示したように、高温熱ガス中には、一酸化炭素C
O等の高濃度の可燃ガスが残存する。還元燃焼によって
発生した熱によって、廃棄物は熱分解する。熱分解ガス
中には一酸化炭素、水素、メタン等の可燃ガスが含まれ
る。これらのガスは溶融炉の炉頂部から排出して、燃焼
炉で完全燃焼(酸化燃焼)する。廃棄物を熱分解するこ
となくいきなり焼却すると、廃棄物には高水分のものや
低水分のもの等雑多なものが含まれており、低水分の廃
棄物が先に焼却した後も、高水分の廃棄物は燻りながら
不完全燃焼する等の現象が起きるため、ダイオキシン等
の有害物質が発生しやすい。一方、本発明のように、廃
棄物を一旦、還元燃焼及び熱分解してガス化した後燃焼
すると、ガス燃焼は固体燃焼と比べて完全燃焼すること
が容易であり、ダイオキシン等の有害物質の発生を防止
することが可能となる。
C + O 2 = CO 2 C + CO 2 = 2CO As described above, high-temperature hot gas contains carbon monoxide C
Highly combustible gas such as O remains. The waste is thermally decomposed by the heat generated by the reduction combustion. The pyrolysis gas includes combustible gases such as carbon monoxide, hydrogen, and methane. These gases are discharged from the furnace top of the melting furnace and are completely burned (oxidized combustion) in the combustion furnace. If the waste is incinerated without thermal decomposition, the waste will contain various things such as high-moisture and low-moisture materials. Since wastes such as incinerators burn incompletely while smoking, harmful substances such as dioxin are likely to be generated. On the other hand, as in the present invention, once the waste is once reduced and thermally decomposed to gasify and then burned, gas combustion is easier to completely burn than solid combustion, and harmful substances such as dioxin are reduced. It is possible to prevent occurrence.

【0015】炉底部の溶融ゾーンでは、廃棄物の熱分解
残渣を溶融物又は導電性発熱体を誘導加熱することによ
って溶融する。即ち、廃棄物の溶融熱源として廃棄物が
有する発熱量から熱回収して発電した電気を誘導加熱源
として利用する。
In the melting zone at the bottom of the furnace, the pyrolysis residue of the waste is melted by induction heating a melt or a conductive heating element. That is, electricity generated by recovering heat from the heat generated by the waste as a heat source for melting the waste is used as an induction heating source.

【0016】導電性発熱体は電磁誘導加熱により発熱媒
体となるものであり、導電性と耐熱性を備えたもので、
実用的にはコークスや黒鉛等の炭素材や導電性セラミッ
クス等が使用される。
The conductive heating element serves as a heating medium by electromagnetic induction heating and has conductivity and heat resistance.
Practically, carbon materials such as coke and graphite, conductive ceramics, and the like are used.

【0017】溶融ゾーンについて以下に詳しく説明す
る。廃棄物中の乾留残渣は予熱され炉下部に降下する。
炉本体下部に設置されたコイルに交番電流を通電するこ
とによって溶融した不燃物は誘導加熱され、高温の溶融
物の湯溜まりが形成される。廃棄物中の不燃物質は高温
の湯溜まりに落下して次々に溶融する。廃棄物中の不燃
物質はSiO、Al、CaOを主要成分とする
物質であり、固体状態では電気を流さないが、高温の溶
融状態では電気抵抗が小さくなり通電可能であるため誘
導加熱が可能である。
The melting zone will be described in detail below. The carbonized residue in the waste is preheated and falls to the lower part of the furnace.
When an alternating current is applied to a coil installed at the lower part of the furnace body, the incombustible material melted is induction-heated, and a pool of hot molten material is formed. The non-combustible substances in the waste fall into the hot water pool and melt one after another. Non-combustible substances in waste are substances containing SiO 2 , Al 2 O 3 , and CaO as main components, and do not conduct electricity in a solid state, but in a molten state at a high temperature, the electric resistance is small, and electric current can be passed. Heating is possible.

【0018】溶融炉の立ち上げ初期は、コークスや黒鉛
等の導電性発熱体を装入することによって、まず導電性
発熱体を誘導加熱して高温状態にし、高温状態の該導電
性発熱体によって廃棄物中の不燃物質を溶融する。また
は、補助燃料を炉内に吹き込み、その燃焼熱で廃棄物の
不燃物質を溶融することによって炉床部に溶融物の湯溜
まりを作る。
In the initial stage of starting the melting furnace, a conductive heating element such as coke or graphite is charged to first heat the conductive heating element to a high temperature state. Melts incombustible substances in waste. Alternatively, auxiliary fuel is blown into the furnace, and the heat of combustion melts the incombustible substances of the waste, thereby forming a pool of molten material on the hearth.

【0019】炉本体下部から酸素を含むガスを、廃棄物
の装入時の終末速度をVtとすると、炉内の空塔ガス流
速が0.3m/秒〜Vtとなるように炉本体下部から酸
素を含むガスを吹き込む必要がある。
Assuming that the terminal velocity of the gas containing oxygen from the lower part of the furnace body at the time of charging the waste is Vt, the gas flow rate from the lower part of the furnace body is from 0.3 m / sec to Vt. It is necessary to inject a gas containing oxygen.

【0020】炉内の空塔ガス速度の下限としては、炉下
部から吹き込んだ酸素を含むガスが、炉内の中心まで到
達する必要があり、そのためには0.3m/秒以上必要
であることが実証試験の結果わかった。空塔ガス速度が
0.3m/秒未満では吹き込んだガスが炉の周辺を流れ
て、炉内の中心部の廃棄物を熱分解、燃焼させることが
できない。
The lower limit of the superficial gas velocity in the furnace is that the gas containing oxygen blown from the lower part of the furnace needs to reach the center of the furnace, and for that purpose, 0.3 m / sec or more is required. Was found as a result of the verification test. If the superficial gas velocity is less than 0.3 m / sec, the injected gas flows around the furnace, and it is impossible to thermally decompose and burn the waste in the center of the furnace.

【0021】また、操業可能な空塔ガス速度の上限は、
炉上部から装入する廃棄物が吹き飛ばない流速、即ち終
末速度Vtであることが同様に確認された。発熱量が2
500kcal/kgの都市ごみについて溶融処理した
結果、0.3m/秒〜Vtの範囲で操業可能であった
が、廃棄物の平均流動化速度Vmfに対して、空塔ガス
速度をV=0.5〜2.0Vmfとして廃棄物が流動化
する流速範囲においてより炉況が安定した。
The upper limit of the operable superficial gas velocity is as follows:
It was similarly confirmed that the flow velocity was such that the waste charged from the upper part of the furnace did not blow away, that is, the terminal velocity Vt. The calorific value is 2
As a result of melting treatment of municipal solid waste of 500 kcal / kg, it was possible to operate in the range of 0.3 m / sec to Vt, but the superficial gas velocity was set to V = 0. The furnace condition was more stable in the flow rate range where the waste fluidized as 5 to 2.0 Vmf.

【0022】本発明技術では、炉床部に誘導加熱された
高温の湯溜まりが形成されているため、従来のコークス
ベッド式溶融炉と比較して、広い流速域で操業可能であ
る。即ち、従来の技術ではコークス及び可燃物質の燃焼
により高温のコークスベッドを形成し、該コークスベッ
ドを火点として安定燃焼を維持しているが、燃焼温度は
廃棄物性状や炉況により左右されやすく、例えば何らか
の原因で温度が低下すると燃焼速度が低下して更に温度
が低下する等の不安定な現象が生じやすい。一方、本発
明では炉床部の高温の湯溜まりは誘導加熱によって加熱
されているため、廃棄物の性状等によって左右されるこ
とはなく、常に安定した火点となって溶融炉内の燃焼を
維持する。
In the technique of the present invention, since a high-temperature pool that is induction-heated is formed in the hearth, it can be operated in a wider flow rate range than a conventional coke-bed melting furnace. That is, in the conventional technology, a high-temperature coke bed is formed by the combustion of coke and combustible substances, and stable combustion is maintained with the coke bed as a fire point, but the combustion temperature is easily influenced by the properties of the waste and the furnace condition. For example, if the temperature decreases for some reason, an unstable phenomenon such as a decrease in the combustion speed and a further decrease in the temperature tends to occur. On the other hand, in the present invention, since the high-temperature pool in the hearth is heated by induction heating, it is not affected by the properties of the waste, etc. maintain.

【0023】従来の技術では、補助燃料を供給し炉下部
から吹き込まれた空気等によって燃焼させ、燃焼熱で不
燃物を溶融させていたが、誘導加熱方式で加熱すること
により補助燃料の消費量は皆無又は大幅に低減できる。
In the prior art, the auxiliary fuel is supplied and burned by air or the like blown from the lower part of the furnace, and the incombustible material is melted by the combustion heat. Can be eliminated or greatly reduced.

【0024】誘導加熱に必要な電力は廃棄物の熱エネル
ギーから得ることができる。即ち、廃棄物を燃焼させた
高温の排ガス中からボイラで熱を回収して蒸気を発生さ
せ、該蒸気で発電することができる。該電気によって誘
導加熱を行えば、廃棄物の持つ発熱量で廃棄物自身を溶
融することになり、上述のように補助燃料の消費量を皆
無又は大幅に低減できる。
The power required for induction heating can be obtained from the thermal energy of the waste. That is, steam can be generated by recovering heat from a high-temperature exhaust gas obtained by burning waste by a boiler, and power can be generated by the steam. If the induction heating is performed by the electricity, the waste itself is melted by the calorific value of the waste, and as described above, the consumption of the auxiliary fuel can be reduced to none or significantly.

【0025】また、廃棄物の性状に応じて、燃焼温度を
高くするために炉本体下部から吹き込む空気に酸素を富
加する場合があるが、本発明によって誘導加熱を行え
ば、該酸素を低減または不要とすることができる。
Depending on the nature of the waste, oxygen may be enriched in the air blown from the lower part of the furnace body in order to increase the combustion temperature. However, the induction heating according to the present invention reduces or reduces the oxygen. It can be unnecessary.

【0026】導電性発熱体を通常の操業時に使用するこ
とによって、炉床部に導電性発熱体の堆積層を形成さ
せ、該導電性発熱体を誘導加熱することによって、誘導
加熱用のコイルに通電する交番電流の周波数を低くする
ことができる。即ち、廃棄物中の不燃物の溶融物はコー
クスや黒鉛等の導電性発熱体と比較して電気抵抗が大き
いため、誘導加熱に必要な交番電流の周波数を高くする
必要がある。周波数が高い電源は設備的にも高価である
が、導電性発熱体を使用することによって電源の周波数
を低くして設備費を安価にすることが可能である。ま
た、導電性発熱体としてコークス等の炭素材料を使用し
た場合、炉内を還元雰囲気にすることができ、スラグ中
の鉛等の重金属を揮発させて低減することが知られてい
るため、スラグを有効利用する場合に、環境に対する悪
影響の心配がない。
By using the conductive heating element during normal operation, a deposition layer of the conductive heating element is formed on the hearth, and the conductive heating element is induction-heated to form a coil for induction heating. The frequency of the alternating current to be supplied can be reduced. That is, since the non-combustible melt in the waste has a higher electric resistance than a conductive heating element such as coke or graphite, it is necessary to increase the frequency of the alternating current necessary for induction heating. Although a power supply with a high frequency is expensive in terms of equipment, it is possible to reduce the frequency of the power supply by using a conductive heating element to reduce equipment costs. Also, when a carbon material such as coke is used as the conductive heating element, it is known that the inside of the furnace can be set to a reducing atmosphere, and it is known that heavy metals such as lead in the slag are volatilized and reduced. There is no concern about the negative impact on the environment when using the system effectively.

【0027】また、電気を使った加熱方法として、通電
加熱等の方法があるが、溶融炉の炉壁を貫通して電極を
設置する必要があり、構造が複雑となり、さらに消耗し
た電極の交換が煩雑であるが、誘導加熱の場合はそのよ
うな問題もない。さらに、アーク炉で焼却灰を溶融する
場合と比較して、本発明では廃棄物の焼却と溶融をひと
つの工程で行うため、設備構成がシンプルで建設費も安
価となる。
As a heating method using electricity, there is a method such as energization heating. However, it is necessary to install electrodes through the furnace wall of the melting furnace, which complicates the structure and further replaces worn electrodes. However, in the case of induction heating, there is no such problem. Furthermore, in comparison with the case where incineration ash is melted in an arc furnace, in the present invention, since incineration and melting of waste are performed in one step, the equipment configuration is simple and the construction cost is low.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1 廃棄物を溶融処理する実施例を図1に示す。EXAMPLE 1 FIG. 1 shows an example of melting waste.

【0029】図1において、廃棄物及び副原料として石
灰石が炉本体1の炉上部の装入装置2から装入される。
廃棄物としては都市ごみを処理した。表1に溶融処理し
た都市ごみの性状を示す。
In FIG. 1, limestone is charged from a charging device 2 at the upper part of the furnace body 1 as waste and auxiliary material.
Municipal waste was disposed of as waste. Table 1 shows the properties of the melted municipal solid waste.

【0030】[0030]

【表1】 炉本体1は炉上部5、炉下部6および炉床部7から構成
され、炉下部の周辺に設けられた空気供給管3から供給
される。また、補助燃料供給装置4から補助燃料として
廃油が供給される。
[Table 1] The furnace body 1 includes a furnace upper part 5, a furnace lower part 6, and a hearth part 7, and is supplied from an air supply pipe 3 provided around the furnace lower part. Further, waste oil is supplied from the auxiliary fuel supply device 4 as auxiliary fuel.

【0031】廃棄物の処理量は560Kg/h、石灰石
は廃棄物の6%であり、流動、燃焼空気用空気は流動・
燃焼空気供給管3から600Nm/hを供給した。空
塔ガス速度は炉下部で5m/秒、炉上部で1m/秒でと
もに0.3m/秒〜Vtの範囲である。
The amount of waste treated is 560 kg / h, limestone is 6% of the waste, and the air for flowing and combustion air is flowing and
600 Nm 3 / h was supplied from the combustion air supply pipe 3. The superficial gas velocity is 5 m / sec at the lower part of the furnace and 1 m / sec at the upper part of the furnace, and both ranges from 0.3 m / sec to Vt.

【0032】溶融炉に装入された廃棄物は炉内で流動化
して、吹き込まれた空気により廃棄物の可燃分が燃焼す
る。該燃焼ガスは顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分
解する。廃棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸
気、熱分解ガスおよび微細なダストはガス排出管8から
排出される。
The waste charged in the melting furnace is fluidized in the furnace, and combustibles of the waste are burned by the blown air. The combustion gas preheats, dries, and thermally decomposes waste by sensible heat. Steam, pyrolysis gas and fine dust generated in the process of drying and pyrolysis of the waste are discharged from the gas discharge pipe 8.

【0033】ガス排出管中の組成は、CO=9.4
%、CO=10%、H=5、6%、HO=44.4
%であり、下式で表されるガス酸化度OD=0.78で
あった。燃焼空気等を変更することによって、ガス酸化
度としてはOD=0.1〜0.9の範囲で操業した。廃
棄物のガス化を主体とする場合はOD=0.1〜0.6
で操業すればよい。
The composition in the gas discharge pipe is CO 2 = 9.4.
%, CO = 10%, H 2 = 5, 6%, H 2 O = 44.4
%, And the gas oxidation degree OD expressed by the following equation was 0.78. By changing the combustion air and the like, the operation was performed at a gas oxidation degree of OD = 0.1 to 0.9. OD = 0.1-0.6 when mainly gasification of waste
It is good to operate in.

【0034】ガス酸化度OD={(CO)+(H
O)}/{(CO)+(CO)+(H )+(H
O)} 一方、廃棄物の不燃物と石灰石は高温に加熱され炉床部
7へと下りていく。炉床部の外周に設置した加熱コイル
10に高周波電源11から交番電流を通電して、炉床部
に溜まった不燃然物の溶融物を誘導加熱し、降下してき
た不燃物は高温状態の溶融物と接触して溶融する。不燃
物は1300℃から1550℃に加熱され溶融状態とな
って、スラグ排出口9から炉外へ排出される。交番電流
の周波数は300kHzだった。溶融スラグの温度は、
誘導加熱の投入電力量を調節することによって可能であ
る。
Gas oxidation degree OD = {(CO2) + (H
2O)} / {(CO2) + (CO) + (H 2) + (H2
O)} On the other hand, incombustible waste and limestone are heated to high temperature and
Go down to 7. Heating coil installed around the hearth
An alternating current is passed through 10 from a high frequency power supply 11 to
Induction heating of the incombustible material accumulated in
The incombustible material contacts and melts at a high temperature. Incombustibility
The material is heated from 1300 ° C to 1550 ° C and becomes molten.
Thus, the slag is discharged from the slag discharge port 9 to the outside of the furnace. Alternating current
Was 300 kHz. The temperature of the molten slag is
It is possible by adjusting the input power of induction heating.
You.

【0035】石灰石はスラグの塩基度すなわちスラグ中
の石灰分CaOと珪酸分SiOの比率を0.7以上と
し、溶融状態のスラグの流動性の調整のために添加し
た。溶融温度を高くして流動性を維持することにより、
石灰石の添加を省略することも可能である。
The limestone to lime CaO and the ratio of the silicic acid content of SiO 2 basicity namely slag slag is 0.7 or more, was added to adjust the fluidity of the slag in the molten state. By maintaining the fluidity by raising the melting temperature,
It is also possible to omit the addition of limestone.

【0036】また、誘導加熱の電力としては、図2の排
ガス処理系に示すようにガス排出管から排出されたガス
を二次燃焼室14で燃焼させ、その熱でボイラー15で
蒸気を発生させて発電機20で発電したものを利用し
た。二次燃焼炉では廃棄物をガス化した可燃ガスを燃焼
させるためダイオキシンのような有害物質の発生を防止
できる。燃焼排ガスは排ガス冷却器16で冷却し、集塵
機17で除塵して煙突18から大気に放出する。
As the electric power for the induction heating, the gas discharged from the gas discharge pipe is burned in the secondary combustion chamber 14 as shown in the exhaust gas treatment system in FIG. 2, and the heat is used to generate steam in the boiler 15. The power generated by the generator 20 was used. Since the secondary combustion furnace burns combustible gas obtained by gasifying waste, generation of harmful substances such as dioxin can be prevented. The combustion exhaust gas is cooled by an exhaust gas cooler 16, dust is removed by a dust collector 17, and discharged from a chimney 18 to the atmosphere.

【0037】スラグ排出口9から排出された溶融状態の
スラグは水冷されて、砂状の細かい粒子となる。また、
溶融状態のスラグ中には溶融メタルが含まれているが、
メタルもスラグと同様に、細かい粒子状となるスラグは
インターロッキングブロック等のコンクリート2次製品
の骨材や土木資材などとして利用する。
The molten slag discharged from the slag discharge port 9 is water-cooled to be fine sand-like particles. Also,
Slag in the molten state contains molten metal,
Similar to slag, fine slag of metal is used as aggregate or civil engineering material for secondary concrete products such as interlocking blocks.

【0038】実施例2 導電性発熱体として、コークスを使用した実施例を図3
に示す。
Embodiment 2 FIG. 3 shows an embodiment using coke as a conductive heating element.
Shown in

【0039】廃棄物の性状及び流動・燃焼空気量は実施
例1と同じであり、コークスは廃棄物の1%を装入し
た。
The properties of the waste and the amount of fluidized / combusted air were the same as in Example 1, and coke was charged at 1% of the waste.

【0040】コークスは炉内を予熱されて降下し、炉床
部にコークス12の堆積層を形成する。炉床部の外周に
設置した加熱コイル10に高周波電置源11から交番電
流を通電して、炉床部に堆積したコークス12を誘導加
熱し、降下してきた不燃物は高温状態のコークス12と
接触して溶融する。不燃物は1300℃から1550℃
に加熱された溶融状態となって、スラグ排出口9から炉
外へ排出される。交番電流の周波数は50kHzだっ
た。
The coke is preheated in the furnace and descends, forming a layer of coke 12 on the hearth. An alternating current is applied from a high-frequency electric source 11 to the heating coil 10 installed on the outer periphery of the hearth to inductively heat the coke 12 deposited on the hearth, and the incombustible material that has fallen with the coke 12 in a high temperature state. Melts on contact. Incombustibles from 1300 ° C to 1550 ° C
And is discharged out of the furnace from the slag discharge port 9. The frequency of the alternating current was 50 kHz.

【0041】図4は従来の技術の直接溶融炉であり、従
来の方法で同一の廃棄物を処理した場合は、コークスが
廃棄物に対して6%必要であり、また酸素を流動・燃焼
空気中に45Nm富化して送風することが必要であっ
た。従来の方式と比較して、実施例1及び2に示したよ
うに本発明の方法ではコークス消費量及び酸素を低減で
きる。
FIG. 4 shows a prior art direct melting furnace. When the same waste is treated by the conventional method, coke is required to be 6% of the waste and oxygen is supplied to the flow / combustion air. It was necessary to blow 45 Nm 3 enriched inside. Compared with the conventional method, the method of the present invention can reduce coke consumption and oxygen as shown in Examples 1 and 2.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によって、以下の効果を実現する
ことができる。
According to the present invention, the following effects can be realized.

【0043】1)廃棄物を焼却した後にアーク炉で溶融
する方法と比較して、本発明の方法は廃棄物を直接溶融
炉でひとつの工程で溶融することができ、設備構成が簡
素で経済的である。さらに、アーク炉方式の焼却灰のハ
ンドリングが不要であるばかりでなく、焼却灰を一旦冷
却してアーク炉で溶融する方法に比較して熱効率がよ
い。
1) Compared with the method in which the waste is incinerated and then melted in an arc furnace, the method of the present invention allows the waste to be directly melted in a single melting furnace in a single step, and the equipment configuration is simple and economical It is a target. Further, not only is it unnecessary to handle the incineration ash of the arc furnace type, but also the thermal efficiency is higher than the method of once cooling the incineration ash and melting it in an arc furnace.

【0044】2)廃棄物を焼却することなく、本発明の
方法で直接溶融する場合、溶融物を誘導加熱して不燃物
を溶融することによって、コークス等の補助燃料を不要
とし、流動・燃焼空気に富化する酸素を低減または不要
とすることが可能である。また、誘導加熱の電力投入量
を調節することにより、溶融スラグの温度を容易に調節
することができる。
2) When the waste is directly melted by the method of the present invention without incineration, the melt is induction-heated to melt the incombustible material, thereby eliminating the need for an auxiliary fuel such as coke, and flowing and burning. It is possible to reduce or eliminate the air-enriched oxygen. Further, the temperature of the molten slag can be easily adjusted by adjusting the power input amount of the induction heating.

【0045】3)炉内の空塔ガス速度を0.3m/秒〜
Vtとなるように炉本体下部から酸素を含むガスを吹き
込むことによって廃棄物の可燃物を安定的に熱分解、及
び還元燃焼できる。本発明技術では炉床部に誘導加熱さ
れた高温の湯溜まりが形成されているため、従来のコー
クスベッド式溶融炉と比較して、炉内の空塔ガス流速が
広い流速域で操業可能である。即ち、従来の技術ではコ
ークス及び可燃物質の燃焼により高温のコークスベッド
を形成し、該コークスベッドを火点として安定燃焼を維
持しているが、コークスベッド温度は廃棄物性状や炉況
により左右されやすい。一方、本発明では炉床部の高温
の湯溜まりは誘導加熱によって加熱されているため、廃
棄物の性状等によって左右されることはなく、常に安定
した火点となって溶融炉内の燃焼を維持する。
3) The gas velocity in the furnace is 0.3 m / sec.
By blowing a gas containing oxygen from the lower part of the furnace main body to Vt, the combustible waste can be stably thermally decomposed and reduced and combusted. In the technology of the present invention, since a high-temperature pool that is induction-heated is formed in the hearth, compared to a conventional coke-bed melting furnace, the superficial gas flow rate in the furnace can be operated in a wide flow rate range. is there. That is, in the conventional technology, a high-temperature coke bed is formed by combustion of coke and combustible materials, and stable combustion is maintained using the coke bed as a fire point, but the coke bed temperature is affected by the properties of waste and the furnace condition. Cheap. On the other hand, in the present invention, since the high-temperature pool in the hearth is heated by induction heating, it is not affected by the properties of the waste, etc. maintain.

【0046】4)溶融炉において電気を使った加熱方法
として、通電加熱等の方法があるが、シャフト炉に適用
する揚合、溶融炉の炉壁を貫通して電極を設置する必要
があり、構造が複雑となり、さらに消耗した電極の交換
が煩雑であるが、本発明の誘導加熱の場合はそのような
問題もない。
4) As a heating method using electricity in the melting furnace, there is a method such as energization heating. However, it is necessary to dispose an electrode through a furnace wall applied to a shaft furnace and a furnace wall of the melting furnace. Although the structure is complicated and the replacement of the exhausted electrode is complicated, the induction heating according to the present invention does not have such a problem.

【0047】5)ア−ク炉で焼却灰を溶融する場合と比
較して、導電性発熱体としてコークスを使用した炉本体
方式の溶融炉では、炉内を還元雰囲気にすることかで
き、溶融後のスラグ中の鉛等の重金属を揮発させて低減
することができるため、スラグを有効利用する場合に、
環境に対する悪影響の心配がない。従って本発明は、ス
ラグ中の重金属低減という炉本体の長所を生かしつつ電
気を使用した場合の長所を兼ね備えた廃棄物の溶融炉で
ある。
5) Compared to the case where incinerated ash is melted in an arc furnace, in a furnace body type melting furnace using coke as a conductive heating element, the inside of the furnace can be set to a reducing atmosphere, Since heavy metals such as lead in the subsequent slag can be volatilized and reduced, when using slag effectively,
There is no concern about adverse effects on the environment. Therefore, the present invention is a waste melting furnace having the advantages of using electricity while utilizing the advantages of the furnace body of reducing heavy metals in slag.

【0048】6)コークスを誘導加熱する電力として
は、廃棄物の保有する発熱量を利用して発電して有効利
用することによって、外部から買電する必要がない。
6) As the electric power for induction heating the coke, it is not necessary to purchase electric power from the outside by effectively generating and using the heat generated by the waste.

【0049】7)溶融処理後のスラグを再資源化するこ
とにより、スラグの処分場が不要となるだけでなく、天
然砂の採掘による自然破壊を防止することができる。
7) By recycling the slag after the melting treatment, not only is the slag disposal site unnecessary, but also natural destruction due to mining of natural sand can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】排ガス処理系を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an exhaust gas treatment system.

【図3】導電性発熱体として、コークスを使用した実施
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment using coke as a conductive heating element.

【図4】従来の技術の直接溶融炉を示す図である。FIG. 4 shows a prior art direct melting furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炉本体 2 装入装置 3 空気供給管
4 補助燃料供給装置 5 炉上部 6 炉下部 7 炉床部 8
ガス排出管 9 スラグ排出口 10 加熱コイル 11 高周波
電源 12 コークス 14 二次燃焼室 15 ボイラ
ー 16 排ガス冷却器 17 集塵機 18 煙突 20
発電器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace main body 2 Charging device 3 Air supply pipe
4 auxiliary fuel supply device 5 furnace upper part 6 furnace lower part 7 hearth part 8
Gas discharge pipe 9 Slag discharge port 10 Heating coil 11 High frequency power supply 12 Coke 14 Secondary combustion chamber 15 Boiler 16 Exhaust gas cooler 17 Dust collector 18 Chimney 20
Generator

フロントページの続き Fターム(参考) 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 BA01 BA07 BA10 CA08 CA15 DA12 DA18 DA19 DB16 FA10 FA21 FA25 4D004 AA02 AA03 AA46 AB03 AC08 BA02 BA03 CA27 CA29 CB31 CB33 CC12 DA03 DA12 4D059 AA00 BB02 BB04 BB06 BB13 BB17 BB18 CA10 CA11 CC04 DA04 DA57 DA58 EB20 Continued on front page F term (reference) 3K061 AA16 AB02 AB03 AC01 BA01 BA07 BA10 CA08 CA15 DA12 DA18 DA19 DB16 FA10 FA21 FA25 4D004 AA02 AA03 AA46 AB03 AC08 BA02 BA03 CA27 CA29 CB31 CB33 CC12 DA03 DA12 4D059 AA00 BB02 BB04 CA11 CC04 DA04 DA57 DA58 EB20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶融炉上部から廃棄物を装入し、羽口か
ら空気または酸素富化空気を吹き込み、装入された廃棄
物を還元燃焼せしめ、廃棄物を予熱、乾燥、熱分解させ
ガス化した後、廃棄物の熱分解残渣を溶融処理する方法
において、廃棄物の装入時の終末速度をVtとすると、
炉内の空塔ガス流速が0.3m/秒〜Vtとなるように
炉本体下部から空気または酸素富化空気を吹き込むと共
に、炉本体下部に設置したコイルに交番電流を通電する
ことによって予め炉下部に貯留した溶融物を誘導加熱し
て、炉床部に降下した廃棄物中の熱分解残渣を溶融する
ことを特徴とする廃棄物の溶融方法。
1. A waste is charged from the upper part of a melting furnace, air or oxygen-enriched air is blown from a tuyere, the charged waste is reduced and burned, and the waste is preheated, dried and thermally decomposed. After that, in the method of melting and processing the thermal decomposition residue of the waste, when the terminal speed at the time of charging the waste is Vt,
Air or oxygen-enriched air is blown from the lower part of the furnace main body so that the superficial gas flow velocity in the furnace becomes 0.3 m / sec to Vt, and an alternating current is supplied to a coil installed in the lower part of the furnace main body, thereby preliminarily forming the furnace. A method for melting waste, comprising: inductively heating a melt stored in a lower portion to melt a pyrolysis residue in the waste that has fallen to a hearth.
【請求項2】 溶融炉上部から廃棄物を装入し、羽口か
ら空気または酸素冨化空気を吹き込み装入された廃棄物
を還元燃焼せしめ、廃棄物を予熱、乾燥、熱分解させガ
ス化した後、廃棄物の熱分解残渣を溶融処理する方法に
おいて、廃棄物の装入時の終末速度をVtとすると、炉
内の空塔ガス流速が0.3m/秒〜Vtとなるように炉
本体下部から空気または酸素冨化空気を吹き込むと共
に、導電性発熱体を供給し、炉本体下部に設置したコイ
ルに交番電流を通電することによって炉下部に降下して
堆積した導電性発熱体を誘導加熱して、廃棄物中の熱分
解残渣を溶融することを特徴とする廃棄物の溶融方法。
2. Waste is charged from the upper part of the melting furnace, air or oxygen-enriched air is blown from the tuyere to reduce and burn the charged waste, and the waste is preheated, dried, pyrolyzed and gasified. After that, in the method of melting and processing the thermal decomposition residue of waste, assuming that the terminal velocity at the time of charging the waste is Vt, the furnace is set so that the superficial gas flow rate in the furnace becomes 0.3 m / sec to Vt. In addition to blowing air or oxygen-enriched air from the lower part of the main body, it supplies a conductive heating element, and applies alternating current to the coil installed at the lower part of the furnace body to induce the conductive heating element that descends and deposits at the lower part of the furnace. A method for melting waste, comprising heating to melt the pyrolysis residue in the waste.
【請求項3】 請求項1又は2記載の廃棄物の溶融処理
方法において、石灰石等の塩基度調整剤を装入すること
を特徴とする廃棄物の溶融処理方法。
3. A method for melting waste according to claim 1, wherein a basicity adjusting agent such as limestone is charged.
JP2000237474A 2000-03-21 2000-08-04 Method for melting refuse Withdrawn JP2001336721A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000237474A JP2001336721A (en) 2000-03-21 2000-08-04 Method for melting refuse

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000077356 2000-03-21
JP2000-77356 2000-03-21
JP2000237474A JP2001336721A (en) 2000-03-21 2000-08-04 Method for melting refuse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001336721A true JP2001336721A (en) 2001-12-07

Family

ID=26587900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000237474A Withdrawn JP2001336721A (en) 2000-03-21 2000-08-04 Method for melting refuse

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001336721A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2424805C (en) Two-stage plasma process for converting waste into fuel gas and apparatus therefor
JP3964043B2 (en) Waste disposal method
JPH07301409A (en) Method and equipment for simultaneously generating effectivegas and inert inorganic residue and incinerating waste
JP2013234835A (en) Gasification melting furnace and method for treating combustible material using the same
JP2001336721A (en) Method for melting refuse
KR100237258B1 (en) Pyrolytic method for treating wastes by using plasma
JP2006170609A (en) Gasification and gasification combustion method of solid waste
JP4734776B2 (en) Organic or hydrocarbon waste recycling method and blast furnace equipment suitable for recycling
JP2006097918A (en) Combustion furnace and waste treatment facility
JP2002054810A (en) Method for melting waste
JP3791853B2 (en) Gasification of solid waste and gasification combustion method
JP2001310177A (en) Method and furnace for melting treatment of waste
JP2002048322A (en) Melting processing method and melting processing furnace for waste
JP2002195519A (en) Method and system for gasifying/melting refuse
JP2001227713A (en) Melting furnace for refuse
JP2002048321A (en) Melting processing method for waste
JP2002115822A (en) Equipment and method for waste disposal
JPH10169944A (en) Fluidized layer control method in waste thermal decomposition furnace
JP3046723B2 (en) Secondary combustion furnace of waste melting furnace
JPH1135949A (en) Apparatus for gasifying treatment of waste products and process for self-coating of furnace wall
JP3096623B2 (en) Melting furnace
US20240240093A1 (en) Two-stage plasma process for converting waste into fuel gas and apparatus therefor
JP4336226B2 (en) Waste melting treatment method
JP3857089B2 (en) Ash melting treatment method and ash melting treatment apparatus
JPH08121727A (en) Secondary combustion furnace structure for melting furnace of wasted matter

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060817

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060817

A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071106