JP2002349836A - 廃棄物焼却灰の溶融方法および溶融装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼却灰の飛散を防いで溶融炉の壁部や天井部
の浸食を抑制し、これによって燃料の消費を削減する。 【解決手段】 溶融状態のスラグＳを保持する溶融炉１
１の壁部１１ｃ，１１ｆに、この溶融炉１１内のスラグ
Ｓの表面に廃棄物焼却灰Ａを供給する供給口２４と、溶
融炉１１内にバーナーフレームＴを噴射するバーナー２
６とを備え、供給口２４の中心を溶融炉１１内における
バーナーフレームＴの中心線Ｐの高さよりも下方に位置
させることにより、溶融炉１１において溶融状態のスラ
グＳを保持しつつ、溶融炉１１内のスラグＳの表面に廃
棄物焼却灰Ａを供給し、このスラグＳ表面の廃棄物焼却
灰Ａを避けるようにバーナーフレームＴを溶融炉１１内
に噴射して廃棄物焼却灰Ａを溶融する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミや下水汚
泥、産業廃棄物等の廃棄物を焼却した廃棄物焼却灰を、
減容化、無害化、あるいは再資源化のために溶融して処
理するための廃棄物焼却灰の溶融方法および溶融装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミや下水汚泥、産業廃棄物等の廃
棄物を焼却処理した廃棄物の焼却灰については、近年の
埋め立て処分地の逼迫からその減容化を図ったり、また
埋め立てられた焼却灰からのダイオキシン類や有害重金
属の溶出を防いで無害化したりする目的で、これを溶融
して処理することが図られている。さらに、こうして溶
融した廃棄物焼却灰の溶融スラグは、これを結晶化して
石材化したりすることにより、骨材等の建築資材として
再資源化が可能となる。

【０００３】ここで、図１２および図１３は、このよう
な廃棄物焼却灰の溶融を行うための従来の溶融装置を示
すものである。この溶融装置において溶融炉１は耐火材
２によって略箱形に形成され、その長手方向（図１３に
おいて左右方向）の一端側（図１３において左側）の壁
部の幅方向（図１２においては左右方向、図１３におい
ては上下方向）中央部には廃棄物焼却灰の供給口３が設
けられるとともに、長手方向他端側（図１３において右
側）の壁部の幅方向中央部には溶融した焼却灰のスラグ
Ｓを排出する出滓口４が設けられている。また、この溶
融炉１の天井部には、やはりその幅方向中央部に２つの
バーナー座５，５が長手方向に間隔をあけて設けられて
おり、これらのバーナー座５，５に取り付けられた図示
されないバーナーから溶融炉１内に垂直下向きに噴射さ
せられるバーナーフレーム（火炎）により、上記供給口
３から供給されてスラグＳの表面に分散した焼却灰が直
接に加熱されて溶融されるようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の溶融炉１においては、供給口３から溶融炉１内に
供給されてスラグＳ表面に分散した焼却灰が、上記バー
ナーから垂直下向きに噴射させられたバーナーフレーム
によって溶融しながら飛散してしまって溶融炉１内の壁
部や天井部に付着し、かかる廃棄物焼却灰の溶融物によ
って壁部や天井部を形成する耐火材２が大きく浸食され
てしまうという問題が生じる。そこで、この従来の溶融
炉１では、このような耐火材２の浸食を抑えるために、
図１２および図１３に示すように焼却灰の飛散による付
着が生じることのない炉床部を除いて溶融炉１の壁部お
よび天井部の外周全体を水冷ジャケット６によって覆っ
て間接水冷構造としているが、このように溶融炉１の壁
部および天井部全体を間接水冷構造として冷却すると炉
内の温度は低下してしまうため、上記バーナーフレーム
として燃焼させられる燃料の使用量を増加させなければ
炉内に供給された焼却灰の確実な溶融を行うことができ
なくなり、エネルギーコストの増大を招く結果となって
いた。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、焼却灰の飛散を防いで溶融炉の壁部や天井部の
浸食を抑制し、これによって燃料の消費を削減すること
が可能な低コスト・省エネルギーの廃棄物焼却灰の溶融
方法および溶融装置を提供することを提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明の溶融方法は、
溶融炉において溶融状態のスラグを保持しつつ、該溶融
炉内の上記スラグの表面に廃棄物焼却灰を供給し、この
スラグ表面の廃棄物焼却灰を避けるようにバーナーフレ
ームを上記溶融炉内に噴射して該廃棄物焼却灰を溶融す
ることを特徴とする。従って、このような溶融方法によ
れば、スラグ表面に供給された廃棄物焼却灰は、バーナ
ーフレームに直接晒されて飛散したりすることがなく、
このスラグからの伝熱と、上記バーナーフレームおよび
これによって加熱された壁部や天井部からの輻射熱によ
って溶融させられる。このため、従来のように廃棄物焼
却灰が溶融しながら飛散して壁部や天井部に付着するこ
とにより浸食が生じることがなく、従ってこれら壁部や
天井部の全体を間接水冷構造とする必要もないので、少
ない燃料使用量で炉内温度を高温に維持することができ
る。

【０００７】また、本発明の溶融装置は、このような溶
融方法を可能としうるものであって、溶融状態のスラグ
を保持する溶融炉の壁部に、この溶融炉内の上記スラグ
の表面に廃棄物焼却灰を供給する供給口と、該溶融炉内
にバーナーフレームを噴射するバーナーとを備え、上記
供給口の中心が上記溶融炉内におけるバーナーフレーム
中心線の高さよりも下方に位置させられていることを特
徴とするものであり、このような構成を採ることによ
り、溶融炉内に噴射させられるバーナーフレームの中心
線は、上記供給口からスラグ表面に供給される焼却灰よ
りも常に上方に位置することとなるため、このバーナー
フレームに焼却灰が直接晒されることがなく、すなわち
バーナーフレームが焼却灰を避けるように溶融炉内に噴
射させられることとなる。しかも、焼却灰が炉内に投入
されてから溶融していく過程では、先ず投入された焼却
灰の表面部分が輻射熱により焼結した状態となって飛散
を一層防止する役割を果たし、その後にこの焼却灰が炉
内にさらに進むことにより高温部に達して溶融し、溶融
スラグ中に拡散しながら脱泡して均質化していく。ま
た、このような溶融装置においてその溶融炉の上記壁部
は、上述のようにその全体が間接水冷構造とされる必要
はなく、溶融炉内に保持された廃棄物焼却灰の溶融スラ
グのうち最も高温となって浸食性の高い上記スラグの表
面レベルに沿った部分のみが間接水冷構造とされていれ
ばよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図４は、本発明の溶融
装置の第１の実施形態を示すものである。このうち図１
において符号１１で示すのは、廃棄物焼却灰Ａを溶融し
た溶融状態のスラグＳを保持する溶融炉であり、以下、
符号１２で示すのは、この溶融炉１１に溶融すべき上記
廃棄物焼却灰Ａ、またはこの焼却灰Ａに可燃性廃棄物や
可燃物の炭化物のような可燃性固形物Ｂを混合したもの
を供給するスクリュウフィーダ式の供給機であり、符号
１３は、このように廃棄物焼却灰Ａと可燃性固形物Ｂと
の混合物を供給する場合においてこれら混合する混合機
であり、符号１４は溶融炉１１に燃焼用の酸素含有ガス
（高酸素濃度）Ｃを供給するためのＰＳＡ酸素発生装置
である。一方、符号１５は、溶融炉１１から排出された
上記スラグＡを冷却するためのスラグ冷却器であり、符
号１６〜２０は溶融炉１１からの排気を処理するための
設備であって、符号１６は排ガス冷却塔等のガス冷却
器、符号１７はバグフィルター等の集塵機、符号１８は
触媒反応塔、符号１９は誘引ファン、符号２０は排気中
の溶融飛灰の重金属を安定化する飛灰安定化装置であ
る。

【０００９】上記溶融炉１１は、図２ないし図４に示す
ように炉床部１１ａ、断面略円弧状とされた天井部１１
ｂ、および４つの壁部１１ｃ〜１１ｆによって概略直方
体の箱形に形成されており、これらはいずれも内側が高
耐火度耐火材１１Ａとされるとともに外側が耐熱耐火材
１１Ｂとされている。このうち炉床部１１ａには、該溶
融炉１１の長手方向（図２および図３において左右方
向）の一端側（図２および図３において右側）寄りに、
堰２１が当該溶融炉１１の幅方向（図２では上下方向、
図３では左右方向）に亙って立設されているとともに、
この堰２１の頂部の上記幅方向中央部には樋状の溶融ス
ラグ排出溝２１ａが上記長手方向に亙って形成されてお
り、また堰２１と上記壁部１１ｃとの間の部分では炉床
部１１ａが開口させられていて、この開口部が上記スラ
グ冷却器１５へのスラグＳの排出口２２とされている。
さらに、この一端側の壁部１１ｃ下方の上記堰２１の頂
部よりも低い位置には、溶融炉１１内の排気を上記ガス
冷却器１６に排出する排気口２３が、排出口２２内に開
口して上記長手方向一端側に延びるように設けられてい
る。

【００１０】一方、この一端側の壁部１１ｃに対向する
溶融炉１１の長手方向他端側（図２および図３において
左側）の壁部１１ｄには、その上記幅方向略中央部に、
上記堰２１の頂部よりも高く、しかしながら溶融炉１１
内に保持されるスラグＳの表面よりも３００mm未満の高
さとなる位置に、上記供給機１２に接続されて溶融炉１
１内の上記スラグＳ表面に廃棄物焼却灰Ａを供給する供
給口２４が、本実施形態では断面円形をなしてその中心
線Ｏが上記長手方向に水平に延びるように形成されて開
口させられている。そして、さらにこれらの壁部１１
ｃ，１１ｄ以外の上記長手方向に延びる一対の壁部１１
ｅ，１１ｆには、やはり断面円形をなすバーナー座２５
が上記長手方向に直交する平面に沿って延びるように、
すなわち平面視において図２に示すように供給口２４の
上記中心線Ｏに直交する方向に延びるようにそれぞれ形
成されており、これらのバーナー座２５，２５には、例
えば灯油のような液体燃料Ｄを上記ＰＳＡ酸素発生装置
１４において発生させられた高濃度酸素含有ガスＣとと
もに噴出させて燃焼させることにより、溶融炉１１内に
バーナーフレームＴを噴射するバーナー２６が取り付け
られていて、本実施形態では、上記供給口２４の中心す
なわち上記中心線Ｏが、これらのバーナー２６，２６か
ら溶融炉１１内に噴射させられる上記バーナーフレーム
Ｔ，Ｔの中心線Ｐ，Ｐよりも下方に位置させられてい
る。

【００１１】ここで、本実施形態では、上記一対の壁部
１１ｅ，１１ｆに設けられるバーナー座２５，２５が、
互いに等しい高さで、しかしながら溶融炉１１の上記長
手方向にずらされて配置されており、すなわち図２およ
び図３に示されるように一方の壁部１１ｅのバーナー座
２５は溶融炉１１の上記長手方向他端側の壁部１１ｄ寄
りに設けられるとともに、他方の壁部１１ｆのバーナー
座２５はこの壁部１１ｄから上記堰２１までの間におい
て上記長手方向他端側に設けられている。さらに、これ
らのバーナー座２５，２５は、図４に示すように上記幅
方向において溶融炉１１の内側に向かうに従い下方に向
かうように互いに等しい角度で僅かに傾斜させられてお
り、これに伴いこれらのバーナー座２５，２５に取り付
けられたバーナー２６，２６から噴射される上記バーナ
ーフレームＴ，Ｔの中心線Ｐ，Ｐも同様に幅方向内側に
向かうに従い下方に向けて傾斜させられることとなる。
ただし、これらの中心線Ｐ，Ｐは、供給口２４の上記中
心線Ｏを含んだ仮想垂直面Ｑ上において、図４に示すよ
うにこの中心線Ｏからの距離Ｒが５０〜５００mmの範囲
内で該中心線Ｏの上方に位置するように設定されてい
る。

【００１２】さらにまた、本実施形態では、溶融炉１１
内においてスラグＳの表面に接する上記壁部１１ｄ〜１
１ｆの内側と上記堰２１には、上記溶融スラグ排出溝２
１ａも含めてこのスラグＳの表面レベルに沿った部分す
なわち上記排出溝２１ａの高さのレベルに沿った部分
に、電鋳レンガ等の耐食性耐火材１１Ｃが配設されてお
り、さらにこの耐蝕性耐火材１１Ｃの外周側には、やは
り上記スラグＳの表面レベルに沿って周回するように、
冷却水供給口２７Ａと排出口２７Ｂとに連通させられた
水冷ジャケット２７が形成されて、このスラグＳの表面
レベルに沿った部分のみが間接水冷構造とされている。
なお、本実施形態では、スラグＳの表面レベルから上方
の気相部Ｕに向けては１０〜５０mmの範囲が、反対にこ
のスラグＳの表面レベルから下方の該スラグＳ内に向け
ては５０〜２００mmの範囲が、上記耐食性耐火材１１Ｃ
が配設されて間接水冷構造とされている。また、この溶
融炉１１には、当該溶融炉１１に保持された上記スラグ
Ｓの温度を測定する図示されない温度測定センサが備え
られている。

【００１３】次に、このような溶融炉１１を備えた第１
の実施形態の溶融装置によって廃棄物焼却灰Ａを溶融さ
せる場合の、本発明の溶融方法の一実施形態について説
明する。まず、この溶融装置の運転当初においては、供
給機１２によって焼却灰Ａを供給口２４から溶融炉１１
内に供給するとともに、バーナー２６，２６から噴射さ
せられたバーナーフレームＴ，Ｔによってこれを加熱し
て溶融し、１３００〜１４００℃の溶融スラグＳを溶融
炉１１内に形成して保持する。なお、このとき、上述の
ように混合機１３によってこの焼却灰Ａに、下水処理汚
泥等の可燃性廃棄物や都市ゴミ等の廃棄物を熱分解設備
において熱分解した残渣等の可燃物の炭化物のような可
燃性固形物Ｂを混合し、これを溶融炉１１に供給するよ
うにしてもよい。また、バーナー２６，２６からは、上
述のように灯油等の液体燃料ＤとＰＳＡ酸素発生装置１
４で発生させられた望ましくは濃度９０％以上の高濃度
酸素含有ガスＣとが噴出させられて燃焼させられること
により、上記バーナー座２５，２５に沿って傾斜させら
れた中心線Ｐ，Ｐを中心として上記バーナーフレーム
Ｔ，Ｔが溶融炉１１内に噴射させられ、これによって溶
融炉１１内における上記スラグＳの上部には、スラグＳ
の温度よりも５０℃以上、望ましくは１００°℃以上高
温の気相部Ｕが形成される。

【００１４】そして、このように溶融されて溶融炉１１
内に保持されたスラグＳの表面レベルが上記排出溝２１
ａの高さにまで達すると、溶融したスラグＳはこの排出
溝２１ａから溢流して上記排出口２２に落下し、スラグ
冷却器１５において冷却させられることにより、当初の
焼却灰Ａに含有されていたダイオキシン類が分解された
り有害な重金属が安定化させられたりした状態の固化し
たスラグＥとされ、石材や建築資材などの資源として再
利用可能となる。一方、この溶融炉１１から上記排気口
２３を経て排出させられた排ガスは、ガス冷却器１６に
おいて水を噴霧して１８０〜２００℃程度に冷却された
後、消石灰Ｆを供給することによって塩化水素や硫黄酸
化物等の酸性ガスが除去され、さらに集塵機１７におい
て、焼却灰Ａに含まれて溶融炉１１で揮散する低沸点物
質（塩類や有害重金属）が塩として固定されたものが溶
融飛灰として捕集され、こうして飛灰が除去された排気
は触媒反応塔１８に通過させられてさらにダイオキシン
類と窒素酸化物とが同時に処理され、より清浄な排気Ｇ
として誘引ファン１９によって大気に排出される。ま
た、集塵機１７で捕集された飛灰は、飛灰安定化装置２
０においてキレート薬品等の安定化薬品Ｈが添加されて
安定化処理され、安定化処理飛灰Ｉとして処理される。

【００１５】一方、上述のように溶融炉１１内に溶融し
たスラグＳが所定の表面レベルに達するように保持され
た後、上記供給口２４からこのスラグＳの表面に供給さ
れる焼却灰Ａは、スラグＳとの比重の差によって該スラ
グＳの表面に浮遊しながらスラグＳの流動により緩やか
に拡散してゆく。そして、上記構成の溶融装置では、そ
の溶融炉１１において上記供給口２４の中心線Ｏがこの
溶融炉１１内に噴射させられるバーナーフレームＴの中
心線Ｐの高さよりも下方に位置させられており、従って
供給口２４の中心もバーナーフレームＴの中心線Ｐより
下方に位置することになるため、この供給口２４から供
給されてスラグＳ表面に拡散する焼却灰Ａがバーナーフ
レームＴに直接晒されることがない。すなわち、かかる
溶融装置を用いた本実施形態の溶融方法では、バーナー
フレームＴはスラグＳ表面の廃棄物焼却灰Ａを避けるよ
うに溶融炉１１内に噴射させられることとなり、焼却灰
Ａは、このバーナーフレームＴによる輻射熱とバーナー
フレームＴによって加熱された溶融炉１１の天井部１１
ｂや壁部１１ｃ〜１１ｆからの輻射熱、および溶融スラ
グＳからの伝熱によって加熱されて溶融させられる。ま
た、焼却灰Ａに可燃性固形物Ｂが混合されている場合
は、これが燃焼する際の燃焼熱によっても加熱されて溶
融させられる。なお、こうして焼却灰Ａが溶融させられ
て生じたスラグＳは、一定時間溶融炉１１内に滞留して
脱泡や成分の均一化がなされ、安定した品質のスラグＳ
となり上述のように排出溝２１ａから溢流してスラグ冷
却器１５に出滓させられる。

【００１６】従って、このような焼却灰Ａの溶融方法お
よび溶融装置によれば、従来のバーナーフレームによっ
て焼却灰を直接加熱して溶融させる場合のように焼却灰
Ａが溶融しながら飛散して溶融炉１１の天井部１１ｂや
壁部１１ｃ〜１１ｆに付着することによりこれら天井部
１１ｂや壁部１１ｃ〜１１ｆを被覆する耐火材が浸食さ
れたりすることがなく、このため溶融炉１１自体の寿命
の延長を図ることができるのは勿論、これら天井部１１
ｂや壁部１１ｃ〜１１ｆ全体を間接水冷構造として浸食
を抑える必要もなくなり、本実施形態の溶融装置のよう
に溶融したスラグＳに接する部分のうちスラグＳが最も
高温となるその表面レベルに沿った部分のみを間接水冷
構造とすれば十分となる。このため、溶融炉１１内に保
持されるスラグＳの温度や溶融炉１１内においてこのス
ラグＳの上に形成される気相部Ｕの温度を、この溶融炉
１１への液体燃料Ｄの供給量などを抑えながらも高温に
維持することができ、低コストかつ省エネルギーを図り
つつ確実な焼却灰Ａの溶融を促すことが可能となる。

【００１７】また、特に本実施形態の溶融装置では、上
述のようにスラグＳが最も高温となってその浸食性も高
くなる該スラグＳの表面レベルに沿った部分のみが間接
水冷構造とされており、これによりかかる間接水冷構造
を採ることによる溶融炉１１内の温度低下を極力抑えな
がらも、浸食による溶融炉１１の寿命短縮は確実に抑え
ることが可能となる。しかも、本実施形態では、このス
ラグＳの表面レベルに沿った部分の溶融炉１１の壁部１
１ｄ〜１１ｆおよび堰２１が、電鋳レンガ等の耐食性耐
火材１１Ｃによって形成されており、これによってもよ
り確実に溶融スラグＳによる溶融炉１１の浸食を防い
で、その寿命の一層の延長を図ることが可能となる。な
お、この耐食性耐火材１１Ｃとして定形の電鋳レンガを
採用すれば、浸食の激しい部分のみを補修時に取り替え
ることができるので、より効率的である。

【００１８】さらに、本実施形態では、望ましくは９０
％以上の高濃度の酸素含有ガスＣを溶融炉１１に供給し
ており、これにより、排気口２３から排出される排ガス
による溶融炉１１から持ち出す熱量が小さくなり、また
特に焼却灰Ａを可燃性固形物Ｂと混合して供給した場合
には、可燃性固形物Ｂは浮遊しながらガスとチャーにな
り、高濃度酸素で燃焼され、その燃焼熱が溶融熱に利用
できるので、液体燃料Ｄとして供給される灯油等の化石
燃料の使用量を一層少なくできる。従って、このように
焼却灰Ａに、汚泥（炭化物）等からなる可燃性固形物Ｂ
を混合することによってエネルギーコストの一層の低減
を図ることができ、場合によってはバーナー２６から灯
油等の液体燃料Ｄを供給してバーナーフレームＴを形成
する代わりに、廃棄物等から発生する消化ガスを利用し
たりすることにより、エネルギーコストのさらなる低減
を図ることも可能である。

【００１９】次に、図５および図６は本発明の溶融装置
の第２の実施形態を示すものであり、上述した第１の実
施形態と共通する要素には同一の符号を配して説明を簡
略化する。すなわち、この第２の実施形態においては、
図示のように概略直方体の箱形をなす溶融炉１１の排出
口２２とは反対側の他端側の壁部１１ｄの幅方向中央部
にバーナー座２５が水平に設けられるとともに、この壁
部１１ｄに交差して溶融炉１１の長手方向に延びる一方
の壁部１１ｅには、上記他端側の壁部１１ｄ寄りに焼却
灰Ａの供給口２４がやはり水平に設けられており、この
供給口２４の中心線Ｏすなわち該供給口２４の中心が、
バーナー座２５に取り付けられた図示されていないバー
ナーから溶融炉１１内に上記長手方向に沿って水平に噴
射されるバーナーフレームＴの中心線Ｐよりも下方に位
置させられている。従って、このような第２の実施形態
の溶融装置を用いた焼却灰Ａの溶融方法においても、焼
却灰Ａの供給口２４の中心がバーナーフレームＴの中心
線Ｐより低い位置にあるため、この供給口２４から供給
されて高さを減じながら溶融スラグＳ表面に拡散する焼
却灰ＡにバーナーフレームＴが接することがなく、この
バーナーフレームＴが焼却灰Ａを避けるように噴射させ
られるため、第１の実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の溶融方法の実施例について説
明する。本実施例では、図５および図６に示した第２の
実施形態の溶融装置により、３種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）の高
分子系下水焼却灰を用いて、表１に示す条件で溶融を行
った。また、それぞれの焼却灰の軟化点、融点、溶流点
と出滓スラグの主要成分を表２に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】まず、溶融炉へ焼却灰を供給しない無負荷
運転時の溶融炉内温度と燃料消費量との関係を図７に示
す。なお、この実施例で用いた燃料は灯油である。この
図７に示すように、通常の溶融運転温度となる１４５０
℃では無負荷時の灯油使用量は１８ｌ／hrとなった。

【００２４】次に、Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの焼却灰溶融運
転時における溶融炉熱収支より算出した出熱割合を図８
〜１０に示す。図８〜１０に示すように、溶融炉の放熱
はほぼ一定になるので、負荷の増大とともにスラグ（灰
溶融）の受熱割合も増加する。溶融炉の定格値である灰
供給量２０５kg／hr（＝５ｔ／日）では、４５％〜５０
％の高い溶融熱効率を示した。図１２および図１３に示
した従来の溶融装置の溶融炉では、溶融熱効率は約３０
％であったので、本実施例によればこれよりも溶融熱効
率が大幅に向上した結果が得られた。

【００２５】上記実施形態のようなスラグバス式の溶融
炉においては、スラグは一定時間炉内に滞留することに
よって灰への伝熱とスラグ組成の均質化が行われる。そ
こで、Ｂ焼却灰の溶融時の各処理負荷における炉内温
度、スラグ温度（上層および下層）、スラグ融液の深さ
を測定した。その結果を表３に示す。ただし、この時の
運転は耐火材のスラグ浸食テストの目的もあり、溶融運
転温度は通常より高い温度で実施した。

【００２６】

【表３】

【００２７】表３に示すように、スラグ融液が実際に流
動性をもっている深さは融液表面より約１００mm前後
で、このスラグ層はほぼ計画値に合致しており、これか
ら計算されるスラグの滞留時間は約２時間である。本実
施例では、後工程において溶融スラグの高品質化として
結晶化（石材化）炉が設置されており、上述のようにこ
の滞留時間内に結晶化スラグとして必要とされる脱泡お
よび成分の均一化を行い、安定した品質で出滓される。

【００２８】本実施例では、５ton−灰／日の溶融設備
における燃料使用量は灰１ton当たり灯油１５０ｌにな
ることが確認できた。この結果をもとに試算した１５ｔ
／日規模の溶融設備エネルギーコストを、従来の溶融設
備と比較して図１１に示す（灯油￥４０／ｌ、電力￥１
５／ｋＷｈで算出。）。図１１より実施例では、エネル
ギーコストで約６０％、燃料コストで約５８％へと縮減
できることとなり、熱効率の高い省エネルギー型の溶融
装置および溶融方法であることが分かる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば溶融炉への廃棄物焼却灰の供給口の中心を、この
溶融炉内に噴射されるバーナーフレームの中心線よりも
下方に位置させたりすることによって、この焼却灰を避
けるようにバーナーフレームを溶融炉内に噴射すること
により、焼却灰の飛散によって溶融炉の天井部や壁部に
浸食が生じるのを抑えることができ、これにより溶融炉
の寿命の延長を図ることができるとともに、これら天井
部や壁部の全体を間接冷却構造とする必要がなく、従っ
て溶融炉の熱効率の向上を図って低コストかつ省エネル
ギーの廃棄物焼却灰の溶融を促すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の溶融装置の第１の実施形態を示す図
である。

【図２】 図１に示す第１の実施形態の溶融装置におけ
る溶融炉１１の横断面図（図３および図４におけるＸＸ
断面図）である。

【図３】 図１に示す第１の実施形態の溶融装置におけ
る溶融炉１１の側断面図（図２および図４におけるＹＹ
断面図）である。

【図４】 図１に示す第１の実施形態の溶融装置におけ
る溶融炉１１の縦断面図（図２および図３におけるＺＺ
断面図）である。

【図５】 本発明の第２の実施形態の溶融装置における
溶融炉１１の縦断面図である。

【図６】 本発明の第２の実施形態の溶融装置における
溶融炉１１の横断面図（図５におけるＸＸ断面図）であ
る。

【図７】 本発明の実施例において、無負荷時の炉内温
度と燃料消費量の関係を示す図である。

【図８】 本発明の実施例において、各処理量における
出熱割合（Ａ焼却灰溶融時）を示す図である。

【図９】 本発明の実施例において、各処理量における
出熱割合（Ｂ焼却灰溶融時）を示す図である。

【図１０】 本発明の実施例において、各処理量におけ
る出熱割合（Ｃ焼却灰溶融時）を示す図である。

【図１１】 本発明の実施例と従来例との溶融設備エネ
ルギーコスト比較（１５ton−灰／日）を示す図であ
る。

【図１２】 従来の溶融装置における溶融炉１の縦断面
図である。

【図１３】 従来の溶融装置における溶融炉１の横断面
図（図１２におけるＸＸ断面図）である。

【符号の説明】 １１ 溶融炉 １１ｂ 溶融炉１１の天井部 １１ｃ〜１１ｆ 溶融炉１１の壁部 １１Ａ 高耐火度耐火材 １１Ｂ 断熱耐火材 １１Ｃ 耐食性耐火材 ２１ 堰 ２２ 排出口 ２３ 排気口 ２４ 供給口 ２５ バーナー座 ２６ バーナー ２７ 水冷ジャケット Ａ 廃棄物焼却灰 Ｃ 酸素含有ガス Ｄ 液体燃料 Ｏ 供給口２４の中心線 Ｐ バーナーフレームＴの中心線 Ｓ スラグ Ｔ バーナーフレーム Ｕ 気相部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 1/12 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ 7/02 ＺＡＢ (72)発明者 吉原 直雄 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB03 AC03 BA05 CA01 DB01 DB19 NB03 NB08 3K065 AA23 AB03 AC03 BA05 EA06 EA14 4D004 AA36 BA02 CA29 CA32 CB04 CB34 CB42 4K051 HA00 4K063 CA01 CA05 DA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融炉において溶融状態のスラグを保持
   しつつ、該溶融炉内の上記スラグの表面に廃棄物焼却灰
   を供給し、このスラグ表面の廃棄物焼却灰を避けるよう
   にバーナーフレームを上記溶融炉内に噴射して該廃棄物
   焼却灰を溶融することを特徴とする廃棄物焼却灰の溶融
   方法。
2. 【請求項２】 溶融状態のスラグを保持する溶融炉の壁
   部に、この溶融炉内の上記スラグの表面に廃棄物焼却灰
   を供給する供給口と、該溶融炉内にバーナーフレームを
   噴射するバーナーとを備え、上記供給口の中心が上記溶
   融炉内におけるバーナーフレーム中心線の高さよりも下
   方に位置させられていることを特徴とする廃棄物焼却灰
   の溶融装置。
3. 【請求項３】 上記壁部は、上記スラグの表面レベルに
   沿った部分のみが間接水冷構造とされていることを特徴
   とする請求項２に記載の廃棄物焼却灰の溶融装置。