JP2002139214A - 灰溶融炉の煙道構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 灰溶融炉煙道内で発生した液状化物がその灰
溶融炉煙道に接続される設備等に流出するのを防止し、
その設備等の閉塞の問題を回避する。 【解決手段】 灰溶融炉煙道２０に、灰溶融炉煙道２０
の上流端部に設けられる第１の堰２１と、灰溶融炉煙道
２０の下流端部に設けられる第２の堰２２と、灰溶融炉
煙道２０の底部とで形成される滞留部２５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ処理施設に付
設される灰溶融炉からの排ガスを下流側へと導出させる
ための灰溶融炉の煙道構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、灰溶融炉を用いて焼却炉から排出
される焼却灰等を溶融処理する方法が行われてきた。こ
れは最終処分場の確保が困難なため、その焼却灰等を溶
融固化することによって減容することを主な目的とする
ものである。近年、この溶融処理方法は、焼却炉から排
出される焼却灰等を高温で溶融し固化することで、その
焼却灰等に含まれるダイオキシン類を分解でき、またそ
の焼却灰等に含まれる重金属類の溶出を防止できるなど
の無害化の観点から注目されている。

【０００３】一方、ごみ処理施設においては、都市ごみ
等の焼却処理に伴い、焼却炉から排出される焼却灰（主
灰）と、その焼却炉の下流に配される集塵機等で捕集さ
れる飛灰とが発生する。これらの焼却残渣にはダイオキ
シン類が含まれており、主灰に含まれるダイオキシン類
の濃度は比較的低いものの、燃焼過程での発生や冷却過
程での再合成などの要因により、飛灰にはダイオキシン
類が高濃度で含まれている。さらに、飛灰には、焼却炉
内で揮散した塩類や重金属類などがその焼却炉から排出
される排ガスとともに冷却され、その冷却の過程で凝縮
したものが含まれているため、主灰と比較して多量の塩
類や重金属類などが含まれている。

【０００４】そこで、前述した無害化の観点から、焼却
処理に伴い発生する主灰や飛灰を混合し、両者を灰溶融
炉により溶融固化する処理方法が多く利用されている。
この処理方法は、燃料の燃焼熱や電気エネルギーを利用
して主灰・飛灰を１２５０〜１４５０℃、あるいはそれ
以上の温度に加熱して、主灰・飛灰をスラグ化し、この
スラグを急冷または徐冷し、固形化する方法である。な
お、この処理方法において、灰溶融炉内で発生する排ガ
スは、その灰溶融炉と連通接続される灰溶融炉煙道を通
って下流側に排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た処理方法によれば、塩類や重金属類などを多量に含む
飛灰と、主灰とを混合して溶融するため、灰溶融炉内で
発生する排ガス中には揮散した塩類や重金属類などが多
量に含まれることになる。このため、例えば、灰溶融炉
を出た１３００℃程度の排ガスがその灰溶融炉と連通接
続される灰溶融炉煙道内の下流側に流れるにつれて降温
し、ＮａＣｌ化合物の沸点の９５０℃付近まで降温した
際に、その排ガス中に含まれるＮａＣｌ化合物を主成分
とする塩類等が液状化する。この液状化した塩類等（以
下、単に「液状化物」という。）は、灰溶融炉からの排ガ
スの流れに沿って下流側に流れ、更にその灰溶融炉煙道
の下流側に連通接続されるダスト排出ホッパ内に流れ込
み、このダスト排出ホッパ内で更に降温し、その液状化
物の凝固点で固体化する。このため、そのダスト排出ホ
ッパの下部に形成されるホッパ部の詰りを引き起こし、
そのホッパ部に詰った固体物を除去するために、鑿岩機
を用いた非常に過酷な除去作業が必要になるという問題
点がある。

【０００６】なお、灰溶融炉煙道内でその排ガス中の塩
類等が液状化する現象は、特に、灰溶融炉の運転の立上
げ後から通常運転に至るまでの間で引き起こされる。そ
の後は、灰溶融炉の運転に伴う煙道内の耐火物からの輻
射熱の影響でその灰溶融炉煙道内の温度が上昇するた
め、この液状化現象が引き起こされることがない。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、灰溶融炉煙道内で発生した液状化物がその
灰溶融炉煙道に接続される設備等に流出するのを防止で
き、これにより、その液状化物が凝固してその設備等に
おいて詰りが生ずるのを回避することのできる灰溶融炉
煙道を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明による灰溶融炉の煙道構
造は、灰溶融炉と連通して接続され、その灰溶融炉から
の排ガスを下流側へと導出させるための灰溶融炉の煙道
構造であって、前記排ガス中の液状化物をその灰溶融炉
煙道内に滞留させるための滞留手段が設けられているこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本発明によれば、前記排ガス中の液状化物
は、前記灰溶融炉煙道に設けられる滞留手段によりその
灰溶融炉煙道内に滞留され、その灰溶融炉煙道内の耐火
物からの輻射熱による温度上昇に伴ってガス化され、前
記灰溶融炉から排出される排ガスとともに下流側に送出
される。したがって、この液状化物がその灰溶融炉煙道
と連通接続される設備等に流出するのを防止することが
でき、この液状化物が凝固してその設備等の詰りを生ず
るといった不具合を回避することができる。

【００１０】第１発明において、前記滞留手段は、前記
灰溶融炉煙道の上流端部に設けられる第１の堰と、前記
灰溶融炉煙道の下流端部に設けられる第２の堰とを備え
る構成であるのが好ましい（第２発明）。このようにす
れば、前記排ガス中の液状化物を第１の堰と第２の堰と
で仕切られた部分に滞留させることができるので、簡易
な構造によって第１発明の作用・効果を得ることができ
る。

【００１１】また、第１発明において、前記滞留手段
は、前記灰溶融炉煙道を下流端部側へ向けて上り勾配と
なるように傾斜配置するとともに、前記灰溶融炉煙道の
上流端部に堰を設けた構成とすることもできる（第３発
明）。このような構成によっても、前記第２発明と同様
の作用・効果を奏し得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明による灰溶融炉の煙
道構造の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ
説明する。

【００１３】図１には、本発明の一実施形態に係る灰溶
融炉の排ガス処理システムの要部構成図が示されてい
る。また、図２（ａ）には、図１におけるＸ−Ｘ視断面
拡大図が、図２（ｂ）には、図１におけるＹ−Ｙ視断面
拡大図がそれぞれ示されている。

【００１４】本実施形態の排ガス処理システムにおい
て、灰溶融炉１は、溶融炉本体２と、この溶融炉本体２
に付設され、前工程のごみ焼却炉（図示省略）で生成さ
れた主灰や飛灰などの被溶融物が投入される焼却灰投入
シュート３と、この焼却灰投入シュート３下部に形成さ
れる灰貯留部４に貯留される被溶融物を溶融炉本体２内
に適量ずつ供給する灰供給プッシャ５とを備えて構成さ
れている。前記溶融炉本体２の天井部にはバーナー６が
設けられ、このバーナー６で炉内雰囲気を１３５０〜１
４５０℃に昇温し、被溶融物が表面から溶融されるよう
に構成されている。こうして、溶融炉本体２内に供給さ
れた被溶融物は順次溶融スラグとされる。また、前記溶
融炉本体２の下方には筒状構造のスラグタップ７がその
溶融炉本体２内と連通して延設され、更にこのスラグタ
ップ７の下部は槽内が冷却水で満たされたスラグ水冷槽
８と接続されている。こうして、溶融炉本体２内で溶融
処理された被溶融物（溶融スラグ）がそのスラグ水冷槽
８内に落下され、水砕される構成とされている。なお、
そのスラグ水冷槽８内には冷却・水砕された溶融スラグ
を搬出するためのスラグ搬出コンベヤ９が内設されてい
る。

【００１５】前記スラグタップ７には、このスラグタッ
プ７と連通し、かつその導通方向が水平になるように灰
溶融炉煙道２０が接続されている。この灰溶融炉煙道２
０は、耐火・断熱キャスタブルからなる二重積層構造の
筒状煙道である。この灰溶融炉煙道２０には、溶融炉本
体２内からの排ガス流れ（図１中、矢印Ｆ方向）の上流
側端部およびその排ガス流れの下流側端部にそれぞれそ
の灰溶融炉煙道２０の内側下部の内周壁に沿って第１の
堰２１および第２の堰２２が配設されている。こうし
て、灰溶融炉煙道２０内下部に溶融炉本体２内からの排
ガス中の液状化物を滞留させるための滞留部２５が形成
され、その液状化物がスラグ水冷槽８内および後述する
ダスト排出ホッパ１０内に流れ込むのを防止するように
されている。なお、第１の堰２１の灰溶融炉煙道２０内
側底部からの高さｈ_１（図２（ａ）参照）と、第２の堰
２２の灰溶融炉煙道２０内側底部からの高さｈ_２（図２
（ｂ）参照）との関係は、ｈ_１＜ｈ_２である。こうする
ことで、溶融炉本体２内からの排ガス流れの影響による
第２の堰２２近傍における液状化物の界面上昇に対応す
るとともに、滞留部２５の滞留容量を越える液状化物が
発生した場合にはその液状化物をスラグ水冷槽８内へ溢
流させるようにしている。

【００１６】前記灰溶融炉煙道２０の排ガス流れの下流
側端部には、ダスト排出ホッパ１０が連通接続されてい
る。このダスト排出ホッパ１０は、筒状構造であって、
上方部は図示しない燃焼室と連通接続されるとともに、
下方部には排ガス中のダスト等を底部から排出する漏斗
状に形成されたホッパ部１０ａが形成されてなるもので
ある。

【００１７】このように構成される本実施形態の排ガス
処理システムにおいて、焼却灰投入シュート３に投入さ
れた被溶融物は、灰溶融炉１の溶融炉本体２内でバーナ
６により溶融され溶融スラグとされる。この溶融スラグ
は、スラグ水冷槽８内に落下され冷却・水砕された後、
スラグ搬出コンベヤ９により系外に排出される。一方、
溶融炉本体２内で発生した塩類や重金属類などを多量に
含むガスは、排ガスとしてスラグタップ７から灰溶融炉
煙道２０を通ってダスト排出ホッパ１０内に送入され
る。そして、その排ガスのガス成分はダスト排出ホッパ
１０の上方から図示しない燃焼室に送入され、その排ガ
ス中のダスト等はダスト排出ホッパ１０のホッパ部１０
ａから排出され、その下方に配される図示しないダスト
搬出コンベヤによって搬出される。

【００１８】この本実施形態の排ガス処理システムにお
ける灰溶融炉１の運転立上げ時においては、灰溶融炉煙
道２０自体の温度が低く、例えば、溶融炉本体２内から
排出された１３００℃程度の排ガスが灰溶融炉煙道２０
内の下流側に流れるにつれて降温し、ＮａＣｌ化合物の
沸点である９５０℃付近までその温度が低下すると、そ
の排ガス中に含まれるＮａＣｌ化合物を主成分とする塩
類等が液状化する。この液状化した塩類等（液状化物）
は、灰溶融炉煙道２０の上流側に設けられた第１の堰２
１と、灰溶融炉煙道２０の下流側に設けられた第２の堰
２２と、灰溶融炉煙道２０内側底部とで形成される滞留
部２５に滞留される。なお、この際、灰溶融炉煙道２０
内でその液状化物が過剰に発生して滞留部２５の滞留容
量を越えるような場合でも、前述したように第１の堰２
１の高さｈ_１が第２の堰２２の高さｈ_２より低く設定さ
れているので、その液状化物は第１の堰２１上を越えて
溢流し、スラグ水冷槽８内へ流れ込む。

【００１９】そして、灰溶融炉１が通常運転に移行する
に伴い、その灰溶融炉煙道２０の耐火物からの輻射熱に
よって灰溶融炉煙道２０内の温度は上昇し、滞留部２５
に滞留されている液状化物はガス化され、このガスは溶
融炉本体２内から排出される排ガスとともに、ダスト排
出ホッパ１０に送り込まれ、更に図示しない燃焼室に送
出される。

【００２０】本実施形態によれば、灰溶融炉煙道２０内
で発生した液状化物をその灰溶融炉煙道２０に形成され
た滞留部２５に滞留させ、その液状化物を灰溶融炉煙道
２０の耐火物の輻射熱を利用してガス化させ、下流側に
排出することができる。また、灰溶融炉煙道２０内にお
いて、その液状化物が過剰に生成されたとしても、その
過剰分の液状化物を灰溶融炉煙道２０の上流側に設けら
れる第１の堰２１を越えて溢流させ、スラグ水冷槽８内
に排出することができる。したがって、その液状化物が
ダスト排出ホッパ１０内に流出するのを確実に防止する
ことができ、その液状化物が凝固してダスト排出ホッパ
１０の詰りを生ずるといった不具合を回避することがで
きる。

【００２１】本実施形態においては、灰溶融炉煙道２０
の導通方向が水平になるように、灰溶融炉煙道２０がス
ラグタップ７およびダスト排出ホッパ１０に連通接続さ
れている例を示した。ここで、本実施形態の変形例とし
て、灰溶融炉煙道の下流端がその上流端に対して高位置
となるように灰溶融炉煙道を傾斜させ、灰溶融炉煙道の
底部と灰溶融炉煙道の上流端部に設けられる堰とで滞留
部を形成し、この滞留部において液状化物を滞留させる
構造とし、本実施形態における灰溶融炉煙道２０の下流
側の第２の堰２２が不要となる構造としても、本実施形
態と同様の作用・効果を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る灰溶融炉の
排ガス処理システムの要部構成図である。

【図２】図２（ａ）は、図１におけるＸ−Ｘ視断面拡大
図であり、図２（ｂ）は、図１におけるＹ−Ｙ視断面拡
大図である。

【符号の説明】

１ 灰溶融炉 ２ 溶融炉本体 ７ スラグタップ ２０ 灰溶融炉煙道 ２１ 第１の堰 ２２ 第２の堰 ２５ 滞留部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K061 NB02 NB06 NB21 SA11 4K045 AA04 BA07 CA02 RB12 RC12 4K056 AA05 BA01 BB01 CA09 CA20 DC05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 灰溶融炉と連通して接続され、その灰溶
   融炉からの排ガスを下流側へと導出させるための灰溶融
   炉の煙道構造であって、前記排ガス中の液状化物をその
   灰溶融炉煙道内に滞留させるための滞留手段が設けられ
   ていることを特徴とする灰溶融炉の煙道構造。
2. 【請求項２】 前記滞留手段は、前記灰溶融炉煙道の上
   流端部に設けられる第１の堰と、前記灰溶融炉煙道の下
   流端部に設けられる第２の堰とを備える構成である請求
   項１に記載の灰溶融炉の煙道構造。
3. 【請求項３】 前記滞留手段は、前記灰溶融炉煙道を下
   流端部側へ向けて上り勾配となるように傾斜配置すると
   ともに、前記灰溶融炉煙道の上流端部に堰を設けた構成
   である請求項１に記載の灰溶融炉の煙道構造。