JP2003254528A

JP2003254528A - 焼却灰の溶融炉および焼却灰の溶融処理法

Info

Publication number: JP2003254528A
Application number: JP2002232842A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakamoto; 誠司坂本; Yoshiaki Hara; 義明原; Takeshi Uchiyama; 武内山; Takashi Matsui; 貴松井
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却灰塊成化の事前処理を必要とせず、電気
エネルギーへの依存度が小さくエネルギー使用効率の高
い焼却灰の溶融処理炉および溶融処理方法を提供する。【解決手段】炉内上部が塊状焼却灰充填層で構成さ
れ、その下部が炭素系固体還元剤充填層で構成される竪
型炉本体に対し、その炉頂部には、塊状焼却灰を装入す
る装入装置を設け、前記炭素系固体還元剤充填層を臨む
炉側壁には、粉状焼却灰吹込み用パイプが接続される酸
化性ガスの吹込み羽ロを設け、前記吹込み羽口上辺の炉
側壁には、炭素系固体還元剤を装入する炭材装入装置を
設け、前記塊状焼却灰充填層を臨む炉側壁には、酸化性
ガス吹き込み用二次燃焼装置を設け、そして炉頂部の延
在位置には、炉内で発生するガスを炉頂から排出し除塵
設備へ導入する排ガス管を設けてなる焼却灰の溶融炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却灰の溶融炉お
よびその処理法に関し、とくに、都市ごみ等を焼却した
ときに発生する焼却灰を、炉下部にコークスなどの炭素
系固体還元剤の充填層を形成すると共に、その上に塊状
焼却灰の充填層を形成してなる竪型の溶融炉を用いて、
溶融処理する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭やレストラン等から廃棄され
る都市ごみの発生量は急激に増加しており、それに伴い
その都市ごみを焼却したときに発生する焼却灰の量もま
た飛躍的に増大している。その焼却灰は、通常、埋立て
処理に廻されている。しかし、近年、焼却灰の埋立処分
用地は、大都市圏を中心として枯渇化しているのが実情
である。そのために、こうした焼却灰は、従来のように
単に溶融処理するだけでなく、減容化した上で投棄する
必要性が生じており、種々の技術開発が行われている。

【０００３】例えば、特開平５−２６１３５８号公報に
開示された技術は、焼却灰と電極との間で発生するアー
ク熱と抵抗熱とによって該焼却灰を溶融する技術である
が、電気を多量に消費するため、ごみ処理費が高価にな
るという問題があった。

【０００４】また、焼却灰の溶融手段として電気ではな
く、コークスを使用する方法が、特開平８−３２３３２
９号公報に開示されている。この方法は、竪型溶融炉内
に炭素系固体還元剤の充填層を形成し、その炉内充填層
中に、予熱した空気または酸素富化空気を吹き込むため
の上下２段に亘る複数個の羽口を設け、該羽口からは粉
状焼却灰を吹込む一方、炉頂からは塊状焼却灰を炭素系
固体還元剤と共に装入して溶融する技術である。

【０００５】この技術では、焼却灰を、電気を使わずに
安価なコークスを熱源として、羽口先の理論燃焼温度を
2200 ℃以下に維持して溶融することができ、かつ、飛
灰等の粉状焼却灰を塊成化することなく粉のままで溶融
処理することができる点で有利である。

【０００６】しかしながら、この方法は、炉内温度が高
くなり、羽口前で発生したＣＯ_２が直ちにＣと反応（吸
熱）してＣＯとなるので、ガス利用率（ＣＯ_２／ＣＯ＋
ＣＯ _２）が非常に悪くなるという問題があった。すなわ
ち、ガス利用率が悪いということは、コークスのＣＯ_２
までの燃焼熱が有効に利用できていないことを意味して
いるから、溶融する焼却灰当たりのコークス使用量(コ
ークス比)が多くなるという問題があった。

【０００７】その他の従来技術としては、コークス充填
層上部の装入口から、廃棄物と石灰石と大径または中径
のコークスとを混合装入し、一方で二次羽口（２段目の
羽口）直上に設置した装入口からは廃棄物と小粒度のコ
ークスとを混合装入して、廃棄物の溶融処理を行うとい
う方法がある（特開平９−１１２８５３号公報参照）。
しかし、この技術は、ガス利用率を高めてコークス比を
下げることができるが、粒径の大きい高価なコ-クスを
使用しなければならないという問題があり、また、粉体
（焼却灰）を直接的に処理することができないという問
題もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術が抱えている
上述した課題に鑑み、本発明では、焼却灰を竪型溶融炉
で溶融する際の上記問題点を解決すること、即ち、焼却
灰塊成化の事前処理を必要とせず、電気エネルギーへの
依存度が小さく、エネルギー使用効率の高い（コークス
比の低い）焼却灰の溶融処理法と、この溶融処理法の実
施に用いる焼却灰の溶融炉とを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する手段
として本発明は、炉内上部が塊状焼却灰充填層で構成さ
れ、その下部が炭素系固体還元剤充填層で構成される竪
型炉本体に対し、その炉頂部には、塊状焼却灰を装入す
る装入装置を設け、前記炭素系固体還元剤充填層を臨む
炉側壁には、粉状焼却灰吹込み用パイプが接続される酸
化性ガスの吹込み羽ロを設け、前記吹込み羽口上辺の炉
側壁には、炭素系固体還元剤を装入する炭材装入装置を
設け、前記塊状焼却灰充填層を臨む炉側壁には、酸化性
ガス吹き込み用二次燃焼装置を設け、そして炉頂部の壁
面開口部には、炉内で発生するガスを炉頂から排出し除
塵設備へ導入する排ガス管が接続されてなることを特徴
とする焼却灰の溶融炉を提案する。ここで酸化性ガスと
は、空気，酸素等の炭素系固体還元剤中の炭素を燃焼酸
化させ得るガスを言う。

【００１０】本発明に係る焼却灰の溶融炉は、少なくと
も、この酸化性ガス吹込み用二次燃焼装置は、塊状焼却
灰充填層と炭素系固体還元剤充填層とが合流する境界面
が、炉内壁面と交わる位置の直上に当たる炉側壁に、１
以上、好ましくは複数個配設すること、たとえば、前記
炭材装入装置の炉内側上端部を頂点として炉中心側へ俯
角40°〜25°の平面と炉内壁面とが交わる位置の炉側壁
に設けられることが好ましい。

【００１１】また、本発明は、上記焼却灰の溶融炉を用
いて焼却灰を溶融処理する方法であって、炉下部の炭素
系固体還元剤充填層中に、酸化性ガスとともに粉状焼却
灰を吹き込み、一方、炉体頂部からは塊状焼却灰を前記
炭素系固体還元剤充填層上に装入すると共に、吹込み羽
口の直上には炭素系固体還元剤を装入し、かつ塊状焼却
灰充填層中には二次燃焼装置を介して酸化性ガスを吹き
込んで焼却灰の溶融を行うことを特徴とする焼却灰の溶
融処理法を提案する。

【００１２】なお、本発明の溶融炉においては、１以上
複数個設けられる前記吹込み羽口の下方に、１ないし複
数個の熱補償用送風羽口を所定の間隔を設けて配設する
こと、前記炭材装入装置（好ましくは炉側壁に開口を設
けて装入管を接続する）の上部に、炉内ガスの一部を排
ガス管へ導入する排気用バイパス管を接続し、その排気
用バイパス管には、管内通過ガス量の調整が可能な流調
弁を配設してなることが好ましい。

【００１３】また、上記溶融処理法においては、炉頂装
入装置あるいは酸化性ガス吹込み羽口からは、塊状もし
くは粉状の石灰石，珪石，製鉄スラグのうちの一種もし
くはそれらの混合物を供給することにより、生成する溶
融スラグの塩基度とアルミナ濃度を調整すること、炉内
の塊状焼却灰充填層を通過するガスの空塔速度を1.0ｍ
／ｓ以下とすることが好ましく、また、炉頂から発生す
る溶融飛灰を捕集し還流させて、粉状焼却灰とともに吹
込み羽口から吹込むこと、炭素系固体還元剤装入管内を
通過する炉内ガス量を調整すること、出滓孔を外部から
加熱することが好ましい方法である。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、本発明に想到した背景につ
いて以下に説明する。炭素系固体還元剤の炉内充填層中
に羽口を通して空気を送風すると、炭材中の炭素が羽口
前で燃焼して、ＣＯ_２を発生し、Ｃ：１kg当たり33.3
ＭＪの熱量を発生する。Ｃ＋Ｏ_２＝ＣＯ_２（１）このＣＯ_２は、炭素系固体還元剤充填層中を上昇するに
つれて、次式（２）の反応により炭素と反応してＣＯに
変化する。ＣＯ_２＋Ｃ＝２ＣＯ（２）この反応は吸熱反応であり、その反応熱はＣ：１kg当た
り−14 ＭＪである。結局、ＣＯ_２がＣＯに全量変化す
るとした場合、全体の反応は次式（３）で表され、その
反応熱はＣ：１kg当たり9.7 ＭＪとなり、（１）式の反
応の約30 %となる。Ｃ＋１／２Ｏ_２＝ＣＯ（３）

【００１５】ところで、上記特開平８−３２３３２９号
公報に開示された方法では、炭材はほぼ全量、上記
（３）式の反応で燃焼するため、炭材の持っている
（１）式の燃焼熱が有効に利用できておらず、その結果
として、炭材使用量が多くなっている。したがって、炉
内での（２）式の反応をできるだけ抑制することができ
れば、（１）式の反応の反応熱をより多く利用すること
ができるようになり、焼却灰を少ない炭材使用量で溶融
することができるようになると考えられる。

【００１６】炭素系固体還元剤の充填層内における、上
記（２）式によるガス化反応の全反応量は、充填層の温
度、炭材の反応性、炭材粒径、充填層の高さなどの影響
を受けることが予想される。たとえば、充填層の温度が
低いほど、炭材の反応性が低いほど、炭材粒径が大きい
ほど、充填層高さが低いほど、ガス化反応の全反応量は
小さくなることがわかっている。一般に、炭材としては
コークスが用いられるが、粒径の大きなコークスは高価
である。

【００１７】そこで、本発明では、炭材の粒径として
は、高炉で使用されるコークスの粒径程度とし、充填層
内の温度を低く、かつ、炭材充填層の高さをも低くする
ことにより、（２）式の反応を抑制することを考えた。

【００１８】以下、従来技術（特開平８−３２３３２９
号）を示した図１、および、本発明の好適実施形態の一
例を示した図２に基づき、この両者を比較しながら、本
発明の構成を説明する。ここでは、炭材としてコークス
を使用する場合について説明する。図１に示す従来技術
においては、粒径３ mm以下に整粒した焼却灰を上段羽
口から炉内に吹込むか、１ mm未満の焼却灰を上段羽口
から吹き込むと同時に、１mm以上の焼却灰をコークスと
ともに炉頂から炉内に装入する。そのため、装入された
コークスは、羽口前で発生した高温ガスと熱交換しなが
ら羽口前へ降下するため、羽口前コークスの温度がガス
温度程度にまで上昇する。

【００１９】これに対して、本発明に係る竪型溶融炉
は、炉本体１に、側壁の炉周方向に１個所もしくは複数
個所に、粉状焼却灰１４を吹き込むための吹込みパイプ
11aを備える酸化性ガスの吹込み羽口４を設け、この吹
込み羽口４の下部に位置する側壁には、必要に応じて炉
周方向の１個所もしくは複数個所に熱補償用送風羽口５
を設け、炉底には溶融スラグを排出するための１以上の
出滓孔７設け、そして、前記吹込み羽口４の上辺に当た
る炉側壁には少なくとも１個所にコークス装入装置１３
が設けられ、このコークス装入装置１３を通じてコーク
スの如き炭素系固体還元剤が炉内羽口先に装入され、炉
下部に炭素系固体還元剤充填層2aが形成される。また、
この溶融炉の炉頂部には、塊状焼却灰３を装入するため
の炉頂装入装置９が設けられ、この炉頂装入装置９から
塊状焼却灰３が切り出され、炉内上部に装入されて、前
記炭素系固体還元剤充填層2aの上に、塊状焼却灰充填層
3aが形成される。

【００２０】溶融炉を上記のように構成すると、コーク
ス２は、吹込み羽口４の直上からその羽口先空間に直
接、装入されることになる。従って、炉内の炭素系固体
還元剤充填層2aの高さを、従来法に比べて低いレベルに
抑えることができ、その結果、前記塊状焼却灰充填層3a
は常に、前記炭素系固体還元剤充填層2a（以下、「コー
クス充填層」という）の上に形成することができるよう
になる。

【００２１】本発明に係る溶融炉においては、炉上部に
形成される塊状焼却灰充填層3aを臨む炉側壁には、炉周
方向の１個所もしくは複数個所に、ランスパイプの如き
二次燃焼装置６が設置される。即ち、この酸化性ガス吹
き込み用二次燃焼装置は、塊状焼却灰充填層と炭素系固
体還元剤充填層とが合流する境界面が、炉内壁面と交わ
る位置の直上に当たる炉側壁に、１以上配設すること、
たとえば、前記炭材装入装置１３の炉内側上端部を頂点
として炉中心側へ俯角40°〜25°の平面と炉内壁面とが
交わる位置の炉側壁に配設される。

【００２２】このような構成に係る溶融炉の場合、実際
の操業に当たっては、前記吹込み羽口４、送風羽口５の
いずれか少なくとも一方から送風１０を開始し、羽口前
のコークス２を燃焼しつつ、粉状焼却灰吹込みパイプ１
１からは必要に応じ粉状焼却灰１４を吹き込んで炉内に
供給して、羽口先空間の位置で溶融させる。このとき、
発生するガスは、主として、塊状焼却灰充填層3a、すな
わち、炉本体の中心部を上昇するように誘導し、炭材装
入装置（以下、「コークス装入装置」という）１３の方
へは流れないようにすることが肝要である。

【００２３】このような操業を行うと、コークス２は少
なくともコークス充填層2a内へ入る前のコークス装入装
置１３の内部では高温ガスとの熱交換が行われないこと
になるため、羽口先の部分で完全に熱交換させる従来方
法と比べて、吹込み羽口４の前方に降下してくるコーク
スの温度が低下する。しかも、吹込み羽口４からは粉状
焼却灰を必要に応じて吹込むことにより、羽口前の温度
はさらに低下し、前記吹込み羽口４から上昇するガスの
温度も低下することになる。

【００２４】これらの相乗的な効果により、前記コーク
ス充填層2aの温度は、従来のコークス充填層に比べると
低くなり、コークス充填層2aのレベルを炉内下部の低位
に位置させたことの作用効果とが重なり、羽口前で生成
したＣＯ_２ガスが、コークス充填層2a内を上昇する間に
Ｃと反応してＣＯに変化する量が著しく抑制される。そ
の結果、単位コークス当たりの発熱量が大きくなり、従
来法よりも少ないコークス消費量で、焼却灰を溶融する
のに必要な熱量が供給できる。

【００２５】このように、吹込みパイプ１１から粉状焼
却灰１４をそのまま吹込むことで、粉状焼却灰やダスト
捕集装置などを経て得られる飛灰を塊成化する作業が省
略でき、しかも、羽口先部分の温度を低下させるので、
コークス比の低減に効果を発揮する。また、コークス装
入装置１３からの吹込み羽口４の直上位置へのコークス
の装入は、前記粉状焼却灰の吹込みとともに、羽口前ガ
ス温度の低下をもたらし、コークス比の低減に効果があ
る。しかしながら、これらの方法によっても、ガス利用
率を100 %にすることは困難である。

【００２６】そこで、本発明では、上述したように、前
記吹込み羽口４と対向する炉上部の塊状焼却灰充填層3a
を臨む位置に開口させた二次燃焼装置６から、該塊状焼
却灰充填層3a中のコークス充填層２寄りの境界部分から
二次燃焼用空気を送り込み、上昇してくるガス中のＣＯ
を燃焼させることにより、ガス利用率をさらに高めるよ
うにした。その結果、ＣＯの反応熱による塊状焼却灰充
填層3a内の温度が上昇し、吹込み羽口４の前での焼却灰
の溶融が一層容易になった。

【００２７】なお、この二次燃焼用空気の吹込みに当た
っては、吹込んだ二次燃焼用空気の燃焼熱を有効に塊状
焼却灰充填層3aへ伝熱させるためには、この空気を塊状
焼却灰充填層3aの最も低いレベルに吹込むことが好まし
いと考えられる。即ち、炉内のコークス充填層2aと塊状
焼却灰充填層3aとが交流する境界部分の塊状焼却灰充填
層3aの側、つまり、前記境界面と炉内壁面とが交わる位
置の直上の位置に、二次燃焼装置６を設けることが有効
である。

【００２８】炉内のコークス充填層2aはコークス装入
装置１３からコークスが供給される位置の下方に存在す
る。しかし、コークスの主たる消費は、コークス装入装
置１３の下方に設けられた吹込み羽口４の炉内側へ吹込
まれた酸化性ガスの燃焼によるものであることから、炉
内でのコークス充填層2aは、コークス装入装置１３の炉
内側上端部を頂点としたコークスの安息角に相当する平
面に沿ってコークス充填層2aの上面が形成される。

【００２９】図３は、吹込み羽口４とコークス装入装置
１３が一組である例について、上記二次燃焼装置６の設
置位置の好適例を例示したものである。炉内の吹込み羽
口４でコークスが消費されるにつれ、炉内コークス充填
層2aの上面レベルは次第に下降するが、吹込み羽口４の
上辺炉壁側に設けたコークス装入装置１３からコークス
が供給されるため、コークス装入装置１３の炉内側上端
部を頂点として炉中心側へコークスの安息角βに相当す
る平面がほぼ炉内のコークス充填層2aの上面となる。コ
ークス充填層２の安息角βは、通常は、粒径分布等によ
っても変るが、25°〜40°程度である。従って、コーク
ス装入装置１３の炉内側上端部を頂点として、炉中心側
に向けてコークス充填層２の上面が炉内において形造る
面のなす角度、即ち、前記安息角（β）と錯角の関係に
ある俯角（α）もまた、25°〜40°となり、この面の近
傍に、コークス充填層2aと塊状焼却灰充填層3aとが合流
する境界面が形成される。

【００３０】そこで、本発明では、前記境界面と炉内壁
面とが交わる位置の直上に当たる炉側壁部に、炉周方向
に沿って１以上、好ましくは複数個の二次燃焼装置６を
設置することにより、該二次燃焼装置６から吹込む酸化
性ガスによって燃焼するＣＯガスの燃焼顕熱を、塊状焼
却灰充填層3aに効果的に伝達することができるようにな
るのである。

【００３１】なお、熱補償用に用いられる前記送風羽口
５は、前記吹込み羽口４の下部に位置し、この羽口から
の送風によるコークスの燃焼熱によって、吹込み羽口4
前で生成した溶融スラグが、出滓までの間に再凝固する
のを防止する機能を持っている。ただし、吹込み羽口４
を出滓孔７近くに設置することができ、炉床部での熱損
失が抑えられれば、この熱補償用送風羽口５は、必ずし
も必要ではない。

【００３２】炉内で生成するスラグ１２は、コークス充
填層2a中を滴下しながら、出滓孔７に向い、ここから炉
外に排出される。その作用を促すために、炉内には、前
記主原料とは別に、炉頂あるいは吹込み羽口４から、石
灰石や珪石，製鉄スラグなどのうちから少なくとも一種
の副原料を供給することにより、スラグ成分を調整して
スラグ融点が低くなるようにする。

【００３３】本発明では、炉内で発生したガスを、主と
して塊状焼却灰充填層3a中を通過させるように操業する
ため、もし、ガス速度が大きい場合、炉頂から装入した
塊状焼却灰中に不可避的に含まれる粉状焼却灰やコーク
ス粉が溶融飛灰となって排気管１５を通じて、炉外に排
出される。その防止のためには、本発明では、炉内ガス
空塔速度を1.0 ｍ／ｓ以下とすることにより、炉内から
の粉状焼却灰や粉コークスの排出を抑制することができ
る。また、排出した溶融飛灰はサイクロン等の捕集装置
によって捕集し、吹込みパイプ１１を通じて吹込み羽口
４から吹き込むことができる。これにより、排ガス処理
工程で捕集される溶融飛灰量を抑制できるとともに、コ
ークス消費量そのものを低減することができる。

【００３４】なお、本発明においては、炉内で発生した
ガスを、主として塊状焼却灰充填層3aの中を通過させる
ので、コークス装入装置１３を経て炉内に装入されるコ
ークスとの熱交換はほとんど行なわれないため、羽口前
へ降下してくるコークスの温度は低いままである。ただ
し、羽口前の温度は焼却灰が溶融する温度にまで上昇し
ている必要があるから、これを制御する手段として、本
発明では高炉操業等で使われている通常の送風温度、送
風中の酸素富化処理が適用できる。

【００３５】なお、本発明方法としては、その他の実施
形態として炉内で発生した高温ガスの一部だけを、コー
クス充填層2aを通過させるようにすることもできる。そ
れは、コークス充填層2a内に高温ガスの一部を流すこと
により、高温ガスのもっている熱がコークスに伝熱し、
コークスの温度を上昇させる。こうした目的の下に、コ
ークス充填層2aを通過するガス量を制御するために、図
２に示すように、コークス充填層2aの上部にあるコーク
ス装入装置１３の上部に、炉内ガスを排気する排ガス管
１７を設け、この排ガス管17に流量制御弁１６を設置
し、この弁の開度を調整することによって高温ガスの流
動方向と量とを制御する。

【００３６】一方、上述した反応によって炉内で生成し
た溶融スラグ１２は、炉底部の出滓孔７を通って炉外へ
排出される。この出滓孔７の長さは、少なくとも、炉底
を構成する耐火物の厚み以上が必要であり、出滓中に出
滓孔７内でスラグが凝固する場合があるので、該出滓孔
７は外部から保温バーナーなどで加熱保温することによ
り、出滓孔７内でのスラグ１２の凝固を防止する。

【００３７】

【実施例】この実施例は、図２に示す竪型溶融炉を用い
て、焼却灰および飛灰を溶融処理した例である。その竪
型溶融炉の仕様を表１に示す。また、比較例として、図
１に示す竪型溶融炉を用いて塊・粉焼却灰および飛灰を
溶融処理した。比較例に用いた溶融炉の仕様を表１に比
較して示す。本発明の実施例および比較例における溶融
炉の操業条件と操業結果を表２に示す。操業に用いたコ
ークスは、調和平均径で35 mmの粒径のものを使用し
た。

【００３８】その結果によると、比較例では、ガス利用
率がほとんどゼロであり、焼却灰１トンを溶融するのに
必要なコークス消費量（コークス比）は674 kg／ｔであ
った。これに対して、本発明の実施例１〜４では、ガス
利用率が40 %〜60 %と高くなると共に、コークス比の方
は250〜300 kg／ｔとなり、比較例に比べて半減した。
実施例１では、炉内発生ガスは全量、塊状焼却灰充填層
3aを通過させ、溶融飛灰の吹込みは行わなかった。実施
例２では、A1_２Ｏ_３含有率の高い焼却灰を溶融したが、
副原料として石灰石を使用することによりスラグ組成を
調整し、スラグの流動性を確保した。実施例３では、サ
イクロンで捕集した溶融飛灰を粉状焼却灰とともに吹込
み羽口から吹き込むことにより、実施例１に比べてコー
クス比を15 kg／ｔ低くすることができた。実施例４で
は、炉内発生ガスの20 ％をコークス層を通過させるこ
とにより、実施例１に比べて40 kg／ｈ多くの粉状焼却
灰を吹き込むことができた。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
炭素系固体還元剤を用いた焼却灰の溶融処理において、
大径の炭材を必要とせずに、しかも炭材使用量を低下
し、かつ、粉状焼却灰を塊成化することなく直接溶融処
理することが可能となり、溶融処理コストを削減するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の焼却灰溶融処理方法を用いる溶融処理炉
の模式図である。

【図２】本発明に係わる焼却灰溶融処理方法に用いる竪
型溶融炉の模式図である。

【図３】二次燃焼装置の配設位置を説明する略線図であ
る。

【符号の説明】

１炉本体２炭素系固体還元剤 2a 炭素系固体還元剤充填層（コークス充填層）３塊状焼却灰 3a 塊状焼却灰充填層４吹込み羽口５熱補償用送風羽口６二次燃焼装置７出滓孔９炉頂装入装置１０送風１１粉状焼却灰吹込みパイプ１２溶融スラグ１３コークス装入装置１４粉状焼却灰１５排気管１６流量調整弁１７排ガス管

フロントページの続き (72)発明者内山武千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者松井貴千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 3K023 KA02 KD01 3K061 NB03 NB06 NB30 4D004 AA36 CA12 CA29 CA37 CB04 CB34 CB42 CC02 CC11 DA03 DA20 4K045 AA01 BA10 CA02 GA01 GA08 GB12 GC01 KA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉内上部が塊状焼却灰充填層で構成さ
れ、その下部が炭素系固体還元剤充填層で構成される竪
型炉本体に対し、その炉頂部には、塊状焼却灰を装入す
る装入装置を設け、前記炭素系固体還元剤充填層を臨む
炉側壁には、粉状焼却灰吹込み用パイプが接続される酸
化性ガスの吹込み羽ロを設け、前記吹込み羽口上辺の炉
側壁には、炭素系固体還元剤を装入する炭材装入装置を
設け、前記塊状焼却灰充填層を臨む炉側壁には、酸化性
ガス吹き込み用二次燃焼装置を設け、そして、炉頂部の
壁面開口部には、炉内で発生するガスを炉頂から排出す
る排ガス管が接続されてなることを特徴とする焼却灰の
溶融炉。
【請求項２】前記酸化性ガス吹込み用二次燃焼装置
は、塊状焼却灰充填層と炭素系固体還元剤充填層とが合
流する境界面が、炉内壁面と交わる位置の直上に当たる
炉側壁に、１以上配設することを特徴とする請求項１に
記載の焼却灰の溶融炉。
【請求項３】前記吹込み羽口の下方に、熱補償用送風
羽口を設けてなることを特徴とする請求項１または２に
記載の焼却灰の溶融炉。
【請求項４】前記炭材装入装置の上部に、炉内ガスの
一部を排ガス管へ導入する排気用バイパス管を設け、そ
の排気用バイパス管には管内通過ガス量の調整をするた
めの流調弁を設けてなることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の焼却灰の溶融炉。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼
却灰の溶融炉を用いて焼却灰を溶融処理する方法であっ
て、炉下部の炭素系固体還元剤充填層中に、酸化性ガス
とともに粉状焼却灰を吹き込み、一方、炉体頂部からは
塊状焼却灰を前記炭素系固体還元剤充填層上に装入する
と共に、吹込み羽口の直上には炭素系固体還元剤を装入
し、かつ塊状焼却灰充填層中には二次燃焼装置を介して
酸化性ガスを吹き込んで焼却灰の溶融を行うことを特徴
とする焼却灰の溶融処理法。
【請求項６】請求項５に記載の焼却灰溶融処理法にお
いて、炉頂部の装入装置あるいは酸化性ガスの吹込み羽
口より、石灰石、珪石、製鉄スラグのうちのいずれか少
なくとも一種を、炉内へ装入もしくは吹き込むことを特
徴とする焼却灰の溶融処理法。
【請求項７】請求項５または６に記載の焼却灰溶融処
理法において、塊状焼却灰充填層中における炉内ガスの
空塔速度を１ｍ／ｓ以下とすることを特徴とする焼却灰
の溶融処理法。
【請求項８】請求項５〜７のいずれか１項に記載の焼
却灰の溶融処理法において、炉内ガス中の飛灰を排ガス
管の途中で分離し、分離したその飛灰を粉状焼却灰とと
もに吹込み羽口から炉内へ吹き込むことを特徴とする焼
却灰の溶融処理法。