JP2002039521A - 焼却灰等の灰処理装置及びその排ガス温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はダイオキシン類の生成が盛んになる
温度域の形成を回避させる制御を行い、灰処理装置の出
口でのダイオキシン類の濃度を格段に低い値に安定して
抑える焼却灰等の灰処理装置及びその排ガス温度制御方
法を提供する。 【解決手段】 電気抵抗式溶融炉１ｂは音波式計測装置
２８と排ガスの温度を制御する制御装置３２を設置し、
炉内の空間で発生した排ガスの温度が連続的に計測され
る。制御装置３２では音波式計測装置２８によるガス温
度分布のデータを組み合わせてブロック番地のガス温度
域のデータとし、そのブロック番地のガス温度域を基準
ガス温度域と比較演算し、それに基づいて炉内空間を通
過する排ガスの流れに生じる３００〜４００℃の温度域
のよどみを回避する調整を制御要因によって行い、各ブ
ロック番地のガス温度域の温度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ等の廃棄
物を廃棄物焼却炉で焼却する際に発生する焼却灰、集塵
灰（飛灰）等の灰（以下焼却灰等と云う）を溶融処理す
る焼却灰等の灰処理装置及びその排ガス温度制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物は、火格子式ごみ焼
却炉等で焼却処分され、発生した焼却灰等は、溶融処理
し、無害化処理した後、最終処分するように奨励されて
いる。

【０００３】焼却灰等を溶融処理する灰処理装置（以下
灰溶融炉と云う）は、炉の形式によって、電気抵抗式溶
融炉、アーク式溶融炉等の電気式溶融炉と、固定表面溶
融炉、回転式表面溶融炉、ロータリキルン等の燃焼式溶
融炉に区分される。

【０００４】電気式溶融炉の一例として、特開平６−１
５９６４７号公報に図７に示すように電気抵抗式溶融炉
が記載されている。

【０００５】電気抵抗式溶融炉１ａは、炉本体２ａ内に
電極３ａを上下動自在に設け、炉本体２ａ内に投入され
た焼却灰等の層４ａ内に電極３ａを挿入し、焼却灰等を
溶融して溶融スラグ及び溶融メタルに液化して溶融スラ
グ層５ａ及び溶融メタル層６ａを形成する。その後は、
電極３ａの先端を溶融スラグ層５ａ内に挿入し、ジュー
ル熱によって焼却灰等を溶融する。

【０００６】炉内に溜まった溶融スラグ層５ａはジュー
ル熱を利用するため所定の厚さを形成させる。出滓口７
には出滓口開閉機構８を設けて、焼却灰等の溶融処理量
とバランスするように出滓量を制御し、溶融スラグ層５
ａの湯面の位置を一定に保持し、溶融スラグ層５ａの湯
面と出滓口７との間に一定の高低差を維持しヘッド圧を
常時確保する。

【０００７】一方、炉内で発生した排ガスは炉内空間を
流れながら排ガス出口から排出される。排ガスの温度は
一般に二点鎖線で示すように、熱電対９で計測されてい
る。

【０００８】上記電気抵抗式灰溶融炉によれば、燃焼灰
等に含有される空缶等の金属分が溶融スラグに融けてメ
タルとして分離されるので、均質なスラグを得ることが
できる。

【０００９】また燃焼式溶融炉による一例として、特開
平６−８２０２６号公報に図８に示すように灰溶融炉が
記載されている。

【００１０】灰溶融炉は焼却灰等をバーナにより加熱し
て溶融させる改良型固定表面溶融炉（以下表面溶融炉と
云う）１０である。

【００１１】表面溶融炉１０は、炉本体１１の一端側の
端壁部に溶融灰等の投入口１２を形成し、他端側の端壁
部に溶融灰の排出口１３を形成している。炉本体１１の
底壁部１４における焼却灰等の投入側寄り部分は、焼却
灰等の投入側から排出側に向かって下向きに傾斜させて
いる。炉本体１１の内部には予熱室１５と焼却灰等を加
熱して溶融させる溶融室１６を形成し、予熱室１５と溶
融室１６の境には溶融室１６が低くなるように段差部を
設けて、溶融室１６の底壁部をほぼ水平に形成してい
る。そして、溶融灰の排出口１３に隣接する底壁部の端
部には上方に延びる堰部１７が設けられ、この堰部１７
によって、溶融室１６の底壁部からなる水平箇所が焼却
灰等の滞留部１８として機能するようになっている。

【００１２】溶融室１６の上壁部には、焼却灰等を加熱
するための加熱用のバーナ１９が取り付けられ、このバ
ーナ１９が焼却灰等の滞留部１８に向けられている。ま
た、予熱室１５の上壁部には、燃焼排ガスの取出口２０
が形成され、この取出口２０に排ガス取出管２１が接続
されている。

【００１３】更に、炉本体１１の投入口１２には焼却灰
等投入用ホッパ２２が接続され、焼却灰等投入用ホッパ
２２の底部には焼却灰等を炉本体１１に押し出す押出し
装置２３が設けられている。また炉本体１１の排出口１
３に対応する下部には、排出口１３から排出された溶融
灰を冷却するための冷却槽２４が配置され、冷却槽２４
の上部にも燃焼排ガスの取出口２５が形成されている。

【００１４】この表面溶融炉１０によれば、滞留部１８
において、焼却灰等を効率よく溶融灰とすることができ
るとともに、滞留部１８において焼却灰等は長時間滞留
するため、より完全に溶融する。また、滞留部１８の底
壁部は固化した灰により保護され、侵食が防止される等
のことが記載されている。

【００１５】

【発明が解決する課題】上述した灰溶融炉による焼却灰
等の溶融処理は、減容化とともに、「有害金属の含有廃
棄物である飛灰を処理する」ことの安定化処理と、「重
金属の濃縮物である飛灰から有価金属を回収する」こと
の資源回収の考え方がある。

【００１６】特開平６−１５９６４７号公報に開示され
た電気抵抗式溶融炉では、焼却灰等を溶融スラグ及び溶
融メタルに液化して溶融スラグ層５及び溶融メタル層６
を形成し、溶融スラグと溶融メタルを分離して回収する
ことができる。

【００１７】特開平６−８２０２６号公報に開示された
表面溶融炉では、滞留部１８において、焼却灰等を効率
よく溶融灰とすることができるとともに、滞留部１８に
おいて焼却灰等は長時間滞留して、より完全に溶融し、
堰部を越えて冷却槽２４内に排出され冷却される。従っ
て該冷却固化灰は有害金属等を固定し、安定化処理した
成品として回収される。

【００１８】また、ロータリキルンによる焼却灰等の溶
融処理は、焼却灰等の表面のみの溶融ではなく、上記改
良型表面溶融炉と同様に、焼却灰等を完全に溶融し、焼
却灰等に含有される未燃炭素等を溶融できるので、回収
された冷却固化灰は有害金属等を固定した安定化処理し
た成品として扱われる。

【００１９】一方、上記した電気抵抗式溶融炉、改良型
表面溶融炉、ロータリキルン等の焼却灰等を溶融処理す
る灰溶融炉では、いずれの場合も、室温で灰溶融炉内に
焼却灰等を供給し、炉内で溶融処理するために、炉内空
間に発生し、炉外に排出される排ガスが、ダイオキシン
類の生成する割合が大きいと云われている３００℃〜４
００℃の温度域を通過する。従って、３００℃〜４００
℃の温度域で排ガスがよどんで時間を要した場合にはダ
イオキシン類の生成を伴う。

【００２０】焼却灰等は、廃棄物の焼却過程で、ダイオ
キシン類の激減処理が施されているが、ダイオキシン類
は３００〜４００℃で、未燃炭素や炭化水素の存在下
で、ダスト中の銅や鉄を含有する化合物の触媒反応によ
り生成され易い。焼却灰等は焼却過程で、未燃炭素等を
完全に除去することは困難であり、この温度域を回避す
るか又は短時間で通過させて、ダイオキシン類の生成を
抑制する調整が必要である。

【００２１】しかしながら、上記した特開平６−１５９
６４７号公報、特開平６−８２０２６号公報に開示され
ている灰溶融炉では炉内空間のガス温度分布についての
計測方法、計測装置について記載されていない。一般に
は、灰溶融炉では熱電対が用いられているが、熱電対を
用いた接触式計測法では、特定位置しか計測できず、熱
電対本体または熱電対の保護管の耐久性や輻射による計
測誤差などの問題がある。

【００２２】更に、灰溶融炉中央部のガス温度測定には
長いプローブが必要であり、ダスト付着・堆積により、
常時温度計測することが困難な場合がある。

【００２３】また、火炎などの分光特性を利用した放射
式温度計測法は非接触式計測法であるが、一般に観測窓
（例えば赤外線カメラ）が設置され、その観測窓から可
視化できる範囲のみ計測可能であり、計測窓の汚れや散
乱などによりダストが多く存在する環境下では不適であ
る。また、８００℃程度以下では粒子からの発光が弱
く、適用困難となる。

【００２４】本発明は、ダイオキシン類の生成が盛んに
なる温度域の形成を回避させるための制御を適切に行
い、灰処理装置の出口でのダイオキシン類の濃度を格段
に低い値に安定して抑えることのできる焼却灰等の灰処
理装置及びその排ガス温度制御方法を提供することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明は、
焼却灰等を溶融処理する灰処理装置であって、前記灰処
理装置のガス温度分布を計測する温度計測装置と、前記
灰処理装置内の空間を複数のブロックに区分し、ブロッ
ク番地として入力し、前記温度計測装置によるガス温度
分布のデータを組み合わせて前記ブロック番地のガス温
度域のデータとし、そのブロック番地のガス温度域を基
準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて灰処理装置
内の排ガスに生じる３００〜４００℃の温度域における
よどみを回避する調整を行い、各ブロック番地のガス温
度域の温度を制御する制御装置を設けたことを特徴とす
る焼却灰等の灰処理装置である。

【００２６】請求項２による発明は、請求項１による発
明において、灰処理装置が電気式灰溶融炉であることを
特徴とする。

【００２７】請求項３による発明は、請求項２による発
明において、電気式溶融炉が電気抵抗式灰溶融炉である
ことを特徴とする。

【００２８】請求項４による発明は、請求項１による発
明において、 灰処理装置が燃焼式灰溶融炉であること
を特徴とする。

【００２９】請求項５による発明は、請求項４による発
明において、 燃焼式灰溶融炉がロータリキルンである
ことを特徴とする。

【００３０】請求項６による発明は、請求項１、請求項
２，請求項３、請求項４又は請求項５による発明におい
て、組み合わせたブロック番地のガス温度域のデータが
三次元であることを特徴とする。

【００３１】請求項７による発明は、請求項１、請求項
２，請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６による
発明において、温度計測装置が音波式ガス温度計測装置
であることを特徴とする。

【００３２】請求項８による発明は、焼却灰等を溶融処
理する灰処理装置の排ガス温度制御方法であって、温度
計測装置により前記灰処理装置内のガス温度分布を計測
し、制御装置に前記灰処理装置の空間を複数のブロック
に区分し、ブロック番地として入力しておき、該制御装
置で前記計測装置によるガス温度分布のデータを組み合
わせてブロック番地の温度域のデータとし、前記ブロッ
ク番地のガス温度域を基準ガス温度域と比較演算し、そ
れに基づいて灰処理装置内の空間を通過する排ガスの流
れに生じる３００〜４００℃の温度域のよどみを回避す
る調整を行い、各ブロック番地のガス温度域の温度を制
御することを特徴とする焼却灰等の灰処理装置の排ガス
温度制御方法である。

【００３３】本発明によれば、灰処理装置に上述のよう
な温度計測装置と制御装置を設けて、灰溶融炉内の空間
を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４００℃の温
度域のよどみを回避する調整を行い、各ブロック番地の
ガス温度域の温度を制御することができるので、灰処理
装置による排ガス出口でのダイオキシン類の濃度を格段
に低い値に安定して抑えることができる

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
によって詳述する。

【００３５】図１は本発明による実施の形態を示す縦断
面図であり、図２は本発明の電気抵抗式溶融炉による温
度計測装置の配置状態の一例を示す平面図であり、図３
は本発明によるブロック番地の一例を示す模式図であ
る。

【００３６】電気抵抗式溶融炉１ｂは、音波式ガス温度
計測装置（以下音波式計測装置と呼称する）２８と排ガ
スの温度を制御する制御装置３２を設置している。

【００３７】電気抵抗式溶融炉１ｂは、炉本体２ｂ内に
電極３ｂを上下動自在に設け、焼却灰等投入口２６から
炉本体２ｂに投入された焼却灰等の層４ｂに電極３ｂを
挿入し、焼却灰等を溶融して溶融スラグ及び溶融メタル
に液化して溶融スラグ層５ｂ及び溶融メタル層６ｂを形
成する。その後は、電極３ｂの先端を溶融スラグ層５ｂ
に挿入し、ジュール熱によって焼却灰等を溶融する。

【００３８】一方、炉内の空間で発生した排ガスは炉内
空間を流れながら排ガス出口２７から排出される。排ガ
スの温度は音波式ガス温度計測装置（以下音波式計測装
置と呼称する）２８で連続的に計測される。

【００３９】音波式計測装置２８についてはダスト環境
に適用可能として、ボイラ火炉の温度分布をＣＴ処理に
より適用した例等が知られている。

【００４０】本発明では、音波式計測装置２８に上記の
ような市販品を利用することができる。それはセンサー
２９と信号処理装置３０とＣＴ処理装置３１から構成さ
れ、センサー２９はスピーカ、マイク、ホーンから構成
されている。

【００４１】ここでは排ガス温度計測装置に音波式を用
いたが、それに限定されるものではなく、ダストが散在
する排ガスの温度を計測できるものであれば、同様に使
用することができる。

【００４２】電気抵抗式溶融炉１ｂには、複数のセンサ
ー２９が炉の周壁に対向させて取付けている。

【００４３】図２に示すように、電気抵抗式溶融炉１ｂ
はエール式三相の電極２ｂを用いているので、炉の軸芯
に対して二電極間に対応する炉の周壁に２個のセンサー
２９を取り付け、全体として６個のセンサー２９を取り
付けた。

【００４４】６個のセンサー２９による計測値の信号が
連続的に信号処理装置３０に入力され、そこで各センサ
ー２９による計測値が処理され、ＣＴ処理装置３１で炉
内空間の縦横断面の温度分布が画像される。

【００４５】本発明では、電気抵抗式溶融炉１ｂに制御
装置３２を設けて、予め炉内空間を複数のブロックに区
分し、ブロック番地として入力している。

【００４６】図３に示すように、一例として、ブロック
番地を分かり易くするために炉壁側のブロックを取り出
し、画像による軸Ａ、Ｂ、Ｃの座標を表示した。即ち、
平面による軸Ａ、軸Ｂと、その平面軸Ａ、軸Ｂに対する
高さ軸Ｃにより、３次元のブロック番地による温度領域
の温度の制御ができる。軸ＡＢＣによる起点を便宜的に
決めて番地を特定し、ブロック番地Ａ₁Ｂ₁Ｃ₁、Ａ₂Ｂ₁
Ｃ₁、、Ａ₁Ｂ₂Ｃ₁、Ａ₂Ｂ₂Ｃ₁として捉えた。しかし、電
気抵抗式溶融炉１ｂの炉内空間は水平断面が円形なの
で、実用的には軸芯を軸ＡＢＣによる起点としてブロッ
ク番地が決められる。

【００４７】制御装置３２では音波式計測装置２８によ
るガス温度分布のデータを組み合わせてブロック番地の
ガス温度域のデータとし、そのブロック番地のガス温度
域を基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて炉内
空間を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４００℃
の温度域のよどみを回避する調整を行い、各ブロック番
地のガス温度域の温度を制御する。

【００４８】即ち、基準温度域として３００〜４００℃
の範囲を設定値として、この温度範囲になった場合に
は、制御要因として灰供給量、高温流体吹込み量、電極
浸漬深さ、電極間隔の一種以上を調整して、炉内空間に
設けたブロック番地の温度域の温度を制御する。

【００４９】図１の実施の形態によれば、各ブロック番
地での温度域において、排ガスの流れに生じる３００〜
４００℃の温度域のよどみを回避する調整を行い、排ガ
スが３００〜４００℃の温度範囲を短時間で通過するよ
うにブロック番地の温度域の温度を制御する。これによ
って炉排ガス出口でのダイオキシン類の濃度を格段に低
い値に安定して抑えることができる。

【００５０】また、図１の実施の形態では、６個のセン
サー２９を用いたが、これに限定されるものではなく、
センサーの数、取付け位置は、対象とする電気抵抗式溶
融炉の形状、大きさ等によって適宜選択することができ
る。

【００５１】また、図１の実施の形態では、電気抵抗式
溶融炉について述べたが、アーク溶融炉等の電気式灰溶
融炉に適用できることは云うまでもない。

【００５２】図４は本発明による電気抵抗式溶融炉の制
御方法の一例を示す系統図である。

【００５３】電気抵抗式溶融炉１ｂ内空間の周壁に対向
するように取付けられた複数のセンサー２９による計測
値の信号が連続的に信号処理装置３０に入力される。信
号処理装置３０では各センサー２９による計測値が処理
され、ＣＴ処理装置３１で炉内空間の縦横断面の温度分
布が画像される。

【００５４】ＣＴ処理装置３１で画像された複数のセン
サー２９による温度分布のデータが制御装置３２に入力
される。制御装置３２には予め炉空間を三次元の複数の
ブロックに区分し、ブロック番地として入力しているの
で、ＣＴ処理装置３１から入力された温度分布のデータ
を組合わせて、ブロック番地の温度域の三次元のデータ
とする。制御装置３２では、演算部で、ブロック番地の
温度域と基準温度域が比較演算され、基準温度域の範囲
を超えた際には、それに基づいて灰供給量、高温流体吹
込み量、電極浸漬深さ、電極間隔の一種以上を調整し
て、炉内空間に設けたブロック番地の温度域の温度を制
御する。

【００５５】ここでは、ダイオキシン類の生成を防止す
るために、炉内空間を通過する排ガスの流れに生じる３
００〜４００℃の温度域のよどみを回避するか、短時間
で通過させるために、上記制御要因の調整を行う。

【００５６】従って、各ブロック番地のガス温度域を制
御する基準温度域は３００〜４００℃であり、４００
℃、３００℃を設定値として４００℃以下、３００℃以
上の温度範囲になった場合には、それを回避するために
上記制御要因の調整を行う。

【００５７】制御要因の調整を行うために、電極浸漬深
さ調整部３３、高温流体吹込み量供給部３４、電極間隔
調整部３５、灰供給量供給部３６が設けられており、そ
れらには各調整弁３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａが設
けられている。 なお灰供給量供給部３６にはスクリュ
ーフイダーが使用されている。

【００５８】例えば、図３に示したブロック番地Ａ₁Ｂ₁
Ｃ₁で基準温度域が３００〜４００℃の温度範囲に入っ
たとすると、制御パターンとして高温流体吹込み量が選
定され、直ぐに制御部から高温流体吹込み量供給部３４
に指令されて、調節弁３４ａが調整されて、高温空気又
は燃焼ガスが吹込まれ、ブロック番地Ａ₁Ｂ₁Ｃ₁の温度
域が４００℃を超えるように温度制御される。制御パタ
ーンの選定はブロック番地の部位によって経験的に選定
されるが、一つの制御パターンに限定されるものではな
く、状勢によって、制御パターンを時系列的に選定して
対応するブロック番地の温度域を基準温度域の３００〜
４００℃の温度範囲から回避するために温度制御を行
う。

【００５９】基準温度域の３００〜４００℃の温度範囲
はダイオキシン類の生成を防止するために必要である
が、それに加えて、例えば排ガス出口２７の温度域を制
御するために、基準温度域を７００〜８５０℃に設定し
て、その温度域が７００〜８５０℃になるように制御要
因を調整して出口の温度を制御する等、その状勢によっ
て基準温度域を適宜決めることができる。

【００６０】上記排ガスの温度制御方法によれば、焼却
灰ホッパ３７ａとホッパ３７ｂから一つのコンベアに切
り出された焼却灰と飛灰は、混合されて炉上ホッパ３８
ａとホッパ３８ｂに装入され、電気抵抗式灰溶融炉１ｂ
にシュートを介して投入される。焼却灰等はエール式三
相の電極２ｂによってジュール熱で加熱された溶融スラ
グ層からの輻射熱、熱伝導によって溶融し、溶融スラグ
層５ｂと溶融メタル層６ｂに移行する。

【００６１】一方、炉内空間には焼却灰等の溶融によっ
て排ガスが発生する。排ガスは炉内空間の部位によって
は、投入される焼却灰等と衝突して温度が低下し３００
〜４００℃の範囲になる場合がある。しかし、そのブロ
ック番地の温度域は音波式計測装置２８により常時計測
され、その計測値が制御装置３２に入力されているの
で、異常が生じた場合には、直ぐに適切な制御パターン
が選定されて、制御パターンに基づく制御要因の調整が
行われ、排ガスがその３００〜４００℃の範囲を回避す
るか短時間で通過できるようにされる。

【００６２】本発明による電気抵抗式溶融炉の試験装置
で、焼却灰等２０ｔ／日で処理し、炉内排ガスをサンプ
リングしてダイオキシン類の変動を、制御パターンに基
づく制御要因の調整により温度制御をした本発明例とそ
れをしない従来例を比較した場合に、従来例によるダイ
オキシン類の最大０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³に対して本
発明例では０．０１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³であり、最小はと
もに０．０１ｎｇＴＥＱ／Ｎｍ³であった。

【００６３】上記温度域が調整された後は、排ガスは正
常な温度状態として排ガス出口２７から排出され、ガス
燃焼室３９で二次燃焼され、図示しない冷却塔等で冷却
されて集塵機４０で集塵され、煙突から大気中に放散さ
れる。一方、スラグ層５ｂとメタル層６ｂは適時炉外に
排出されて、メタル貯蓄ヤード４１、スラグ貯蓄ヤード
４２に貯蓄される。

【００６４】図５は本発明による他の実施の形態を示す
縦断面図である。図５は焼却灰等をバーナにより加熱し
て溶融させる固定表面溶融炉である。本発明による固定
表面溶融炉４３は音波式計測装置５５と排ガス温度を制
御する制御装置５６を設置している。

【００６５】表面溶融炉４３は、炉本体４４の一端側の
端壁部に焼却灰等の供給口４５、他端側の端壁部に溶融
灰の排出口４６を形成している。炉本体４４の底壁部４
７は、焼却灰等の投入側から排出側に向かって下向きに
傾斜させている。

【００６６】底壁部４７の排出口４６側端部はメタル溜
堰４８を設けて、排出口４６から排出される溶融灰が温
度低下により排出口縁部に付着しないようにしている。

【００６７】底壁部４７の流れ方向のほぼ中央から下流
側に位置して加熱用のバーナ４９が取り付けられてい
る。表面溶融炉４３の溶融灰排出口側端部には燃焼排ガ
スのガス排出口５０が形成され、ガス排出口５０から排
出する燃焼排ガスは二次燃焼炉５１、冷却塔５２，集塵
機５３で排ガス処理されて、煙突５４から大気中に放散
される。

【００６８】制御装置５６には、予め炉内空間にブロッ
クを区分し、ブロック番地を入力しておく。音波式計測
装置５５は、炉内空間に対応する側壁に対向させて複数
のセンサ５７を取り付け、センサー５７による計測値の
信号が連続的に信号処理装置５８に入力される。そこで
は各センサー５７による計測値が処理され、ＣＴ処理装
置５９で炉内空間の縦横断面の温度分布が画像される。

【００６９】ＣＴ処理装置５９で画像された温度分布の
データが制御装置５６に入力される。制御装置５６で
は、ＣＴ処理装置５９から入力された温度分布のデータ
を組合わせて、ブロック番地の温度域のデータとして表
示する。

【００７０】制御装置５６では、演算部で、ブロック番
地の温度域と基準温度域が比較演算され、基準温度域の
範囲を超えた際には、それに基づいて灰供給量、高温流
体吹込み量、バーナによる燃焼ガスの吹込み量の一種以
上を調整して、炉内空間に設けたブロック番地の温度域
の温度を制御する。

【００７１】ここでは、ダイオキシン類の生成を防止す
るために、炉内空間を通過する排ガスの流れに生じる３
００〜４００℃の温度域のよどみを回避するか、短時間
で通過させるために、上記制御要因の調整を行う。

【００７２】従って、各ブロック番地のガス温度域を制
御する基準温度域は３００〜４００℃であり、４００
℃、３００℃を設定値として４００℃以下、３００℃以
上の温度範囲になった場合には、上記制御要因の調整を
行う。

【００７３】制御要因の調整を行うために、灰供給量供
給部６０、高温流体吹込み量供給部６１、バーナによる
燃焼ガスの吹込み量供給部６２が設けられており、それ
らには各調整弁６０ａ、６１ａ、６２ａが設けられてい
る。なお灰供給量供給部６０には押出し装置６４を含
む。

【００７４】表面灰溶融炉４３は炉内空間の炉本体４４
の投入口４５に焼却灰等投入用ホッパ６３を接続し、焼
却灰等投入用ホッパ６３の底部に焼却灰等を炉本体４４
に押し出す押出し装置６４を設けれている。また炉本体
４４の溶融灰排出口４６に対応する下部に、排出された
溶融灰を冷却するための冷却槽６５を配置している。

【００７５】この表面溶融炉４３によれば、表面溶融炉
４３に供給された焼却灰等を加熱用のバーナ４９で加熱
して溶融する際に発生する燃焼排ガスの各部位の温度域
がブロック番号によって表示され、各ブロック番号の温
度域の温度が音波式計測装置５５によって常時計測さ
れ、基準温度域の設定値を超えた際には制御要因の調整
によって正常な温度域にされる。ここでは、設定値の一
つとして４００℃、３００℃を設定値として４００℃以
下、３００℃以上の温度範囲になった場合に、上記制御
要因の調整を行う。これによって排ガスをこの温度域に
よどまないようにし、ダイオキシン類の生成を回避し又
は影響しない短時間で通過させる。

【００７６】それに加えて、底壁部４７の流れ方向のほ
ぼ中央から下流側に位置して焼却灰等が適切に溶融して
溶融灰になるように、高温による基準温度域の設定値を
設定して、対応するブロック番地の温度域を制御要因で
調整して、適正な温度に制御する。

【００７７】図６は本発明による他の実施の形態を示す
縦断面図である。図６は焼却灰等をバーナにより加熱し
て溶融させるロタリーキルンである。

【００７８】ロタリーキルン６６は、炉本体６７の一端
側に接続した焼却灰等供給部６８に焼却灰供給口７０を
形成し、他端側に接続した溶融灰排出部６９に溶融灰排
出口７１を形成している。炉本体５６を傾斜させて設置
し、炉本体５６の回転装置７２の回転によって生じる底
壁部７３は、焼却灰等の入側から出側に向かって下向き
に傾斜させている。符号７４はローラである。

【００７９】溶融灰排出部６９には、炉本体６７内に燃
焼ガスを吹き込み、炉本体６７内の焼却灰等を加熱する
ための加熱用のバーナ７５が取り付けられている。焼却
灰等供給部６８には燃焼排ガスの取出口７６が形成さ
れ、取出口７６から排出する燃焼排ガスは二次燃焼炉７
７、冷却塔７８，集塵機７９で排ガス処理されて煙突か
ら大気中に放散される。

【００８０】本発明では、ロタリーキルン６６に音波式
計測装置８０と制御装置８１を設けて、制御装置８１に
は、予め炉内空間にブロックを区分し、ブロック番地を
入力しておく。音波式計測装置８０は、ロタリーキルン
６６の側壁に対向させて複数のセンサー８２を取り付け
ている。

【００８１】ロタリーキルン６６は回転するので、セン
サー８２による計測値はセンサー８２に取り付けた発信
器９０から複数の受信器８９に受信される。

【００８２】即ち、センサー８２による計測値の信号が
センサー８２に取り付けた発信器９０から受信器８９を
介して連続的に信号処理装置８３に入力される。信号処
理装置８３では各センサー８２による計測値が処理さ
れ、ＣＴ処理装置８４で炉内空間の縦横断面の温度分布
が画像される。

【００８３】ＣＴ処理装置８４で画像された複数のセン
サー８２による温度分布のデータが制御装置８１に入力
される。制御装置８１では、ＣＴ処理装置８４から入力
された温度分布のデータを組合わせて、ブロック番地の
温度域のデータとして表示する。

【００８４】制御装置８１では、演算部で、ブロック番
地の温度域と基準温度域が比較演算され、基準温度域の
範囲を超えた際には、それに基づいて灰供給量、高温流
体吹込み量、バーナによる燃焼ガスの吹込み量、キルン
の回転速度の一種以上を調整して、炉内空間に設けたブ
ロック番地の温度域の温度を制御する。

【００８５】ここでは、ダイオキシン類の生成を防止す
るために、炉内空間を通過する排ガスの流れに生じる３
００〜４００℃の温度域のよどみを回避するか、短時間
で通過させるために、上記制御要因の調整を行う。

【００８６】従って、各ブロック番地のガス温度域を制
御する基準温度域は３００〜４００℃であり、４００
℃、３００℃を設定値として４００℃以下、３００℃以
上の温度範囲になった場合には、上記制御要因の調整を
行う。

【００８７】制御要因の調整を行うために、灰供給量供
給部８５、回転装置調節部８６、バーナによる燃焼ガス
の吹込み量供給部８７、高温流体吹込み量供給部８８が
設けられており、それらには各調整弁８５ａ、８６ａ、
８７ａ、８８ａが設けられている。なお灰供給量供給部
８５には灰押し装置８９を含む。

【００８８】このロータリキルン６６によれば、焼却灰
等を効率よく溶融灰とすることができるとともに、未燃
炭素等を完全に溶融できる。以上のように、本発明によ
れば、電気式溶融炉、燃焼式溶融炉のいずれの場合で
も、ダイオキシン類の生成が盛んになる温度域の形成を
回避させるための制御を適切に行い、灰処理装置の出口
でのダイオキシン類の濃度を格段に低い値に安定して抑
えることのできる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明は、ガス温度分布
を計測する温度計測装置と、炉内の空間を複数のブロッ
クに区分し、ブロック番地として入力した制御装置を設
け、その制御装置により、前記温度計測装置によるガス
温度分布のデータを組み合わせて前記ブロック番地のガ
ス温度域のデータとし、そのブロック番地のガス温度域
を基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて灰処理
装置内の排ガスに生じる３００〜４００℃の温度域にお
けるよどみを回避する調整を行い、各ブロック番地のガ
ス温度域の温度を制御することができるので、炉内排ガ
ス出口でのダイオキシン類の濃度を格段に低い値に安定
して抑えることのできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態を示す縦断面図であ
る。

【図２】本発明による電気抵抗式溶融炉による温度計測
装置の配置状態の一例を示す平面図である。

【図３】本発明によるブロック番地の一例を示す模式図
である。

【図４】本発明によるブロック番地の一例を示す模式図
である制御方法の一例を示す系統図である。

【図５】本発明による他の実施の形態を示す縦断面図で
ある。

【図６】本発明による他の実施の形態を示す縦断面図で
ある。

【図７】従来の電気抵抗式灰溶融炉の一例を縦断面図で
ある。

【図８】従来の表面灰溶融炉の一例を縦断面図である。

【符号の説明】

１ｂ 電気抵抗式溶融炉 ２ｂ 炉本体（電気抵抗式） ３ｂ 電極 ４ｂ 焼却灰等の層 ５ｂ 溶融スラグ層 ６ｂ 溶融メタル層 ２６ 焼却灰等投入口 ２７ 排ガス出口 ２８ ８０ 音波式計測装置 ２９、８２ センサー ３０ 信号処理装置 ３１ ＣＴ処理装置 ３２ ８１ 制御装置 ３７ａ 焼却灰ホッパ ３７ｂ 飛灰ホッパ ３９ ガス燃焼室 ４０ 集塵機 ４１ メタル貯蓄ヤード ４２ スラグ貯蓄ヤード ４３ 固定表面溶融炉 ４４、６７ 炉本体（燃焼式） ４５、７０ 焼却灰等の供給口 ４６、７１ 溶融灰の排出口 ４７ 底壁部 ４８ メタル溜堰 ４９、７５ 加熱用のバーナ ５０ ガス排出口 ５１、７７ 二次燃焼炉 ５２ ７８ 冷却塔 ５３、７９ 集塵機 ５４ 煙突 ５５、８０ 音波式計測装置 ５６、８１ 制御装置 ５７、８２ センサ− ５８、８３ 信号処理装置 ５９、８４ ＣＴ処理装置 ６０、８５ 灰供給量供給部 ６１、８８ 高温流体吹込み量供給部 ６２、８７ バーナ吹込み量供給部 ６０ａ、６１ａ、６２ａ、８５ａ、８６ａ、８７ａ、８
８ａ 調整弁 ６３ 焼却灰等投入用ホッパ ６４，９１ 押出し装置 ６５ 冷却槽 ６６ ロタリーキルン ６８ 焼却灰等供給部 ６９ 溶融灰排出部 ７２ 回転装置 ７３ 底壁部（ロタリーキルン） ７４ ローラ ７６ 燃焼排ガスの取出口 ９０ 受発信装置 ８４ ＣＴ処理装置 ８６ 回転装置調節部 ８７ バーナ吹込み量供給部 ８８ 高温流体吹込み量供給部 ８５、８６ａ、８７ａ、８８ａ、調整弁 ８９ 受信器 ９０ 発信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 光広 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 西野 雅明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 張替 一史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2F056 VS03 VS04 VS06 VS07 VS10 WF03 WF05 WF08 3K061 NB02 NB03 NB30 4D004 AA36 CA29 CA32 CB04 CB09 CB32 CB34 CB42 DA01 DA02 DA03 DA06 DA11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却灰等を溶融処理する灰処理装置であ
   って、前記灰処理装置のガス温度分布を計測する温度計
   測装置と、前記灰処理装置内の空間を複数のブロックに
   区分し、ブロック番地として入力し、前記温度計測装置
   によるガス温度分布のデータを組み合わせて前記ブロッ
   ク番地のガス温度域のデータとし、そのブロック番地の
   ガス温度域を基準ガス温度域と比較演算し、それに基づ
   いて灰処理装置内の排ガスに生じる３００〜４００℃の
   温度域におけるよどみを回避する調整を行い、各ブロッ
   ク番地のガス温度域の温度を制御する制御装置を設けた
   ことを特徴とする焼却灰等の灰処理装置。
2. 【請求項２】 灰処理装置が電気式灰溶融炉であること
   を特徴とする請求項１記載の焼却灰等の灰処理装置。
3. 【請求項３】 電気式灰溶融炉が電気抵抗式灰溶融炉で
   あることを特徴とする請求項２記載の焼却灰等の灰処理
   装置。
4. 【請求項４】 灰処理装置が燃焼式灰溶融炉であること
   を特徴とする請求項１記載の焼却灰等の灰処理装置。
5. 【請求項５】 燃焼式灰溶融炉がロータリキルンである
   ことを特徴とする請求項４記載の焼却灰等の灰処理装
   置。
6. 【請求項６】 組み合わせたブロック番地の温度域のデ
   ータが三次元であることを特徴とする請求項１、請求項
   ２，請求湖３、請求項４又は請求項５記載の焼却灰等の
   灰処理装置。
7. 【請求項７】 温度計測装置が音波式ガス温度計測装置
   であることを特徴とする請求項１、請求項２，請求湖
   ３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の焼却灰等の
   灰処理装置。
8. 【請求項８】 焼却灰等を溶融処理する灰処理装置の排
   ガス温度制御方法であって、温度計測装置により前記灰
   処理装置内のガス温度分布を計測し、制御装置に前記灰
   処理装置の空間を複数のブロックに区分し、ブロック番
   地として入力しておき、該制御装置で前記計測装置によ
   るガス温度分布のデータを組み合わせてブロック番地の
   温度域のデータとし、前記ブロック番地のガス温度域を
   基準ガス温度域と比較演算し、それに基づいて灰処理装
   置内の空間を通過する排ガスの流れに生じる３００〜４
   ００℃の温度域のよどみを回避する調整を行い、各ブロ
   ック番地のガス温度域の温度を制御することを特徴とす
   る焼却灰等の灰処理装置の排ガス温度制御方法。