JP2003307303A - Melting furnace - Google Patents
Melting furnaceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はガス化炉等からの灰
及び未燃炭素を含む未燃の生成ガスを導入し、高温燃焼
させると共に、該灰を溶融して溶融スラグとする溶融炉
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a melting furnace which introduces ash and unburned carbon-containing unburned product gas from a gasification furnace or the like, burns it at a high temperature, and melts the ash into molten slag. It is a thing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】都市ごみ、産業廃棄物、医療廃棄物、シ
ュレッダーダストや古タイヤ等の廃棄物を焼却して減量
化すること、及びその焼却熱を有効に利用することが望
まれている。廃棄物の焼却灰は、通常、有害な重金属を
含むので、焼却灰を埋め立てにより処理するためには、
重金属成分を固化処理するための対策が必要である。更
に設備全体のスケールダウン等も求められている。この
ような課題に対応できる設備として、種々の金属を回収
すると共に、灰を溶融して溶融スラグを形成し、この溶
融スラグを回収することができ、また熱、電力などのエ
ネルギーを回収することができる、単なる焼却処理では
なく、マテリアルリサイクルを可能にしたガス化溶融炉
が近年注目されてきている。2. Description of the Related Art It is desired to incinerate and reduce the amount of municipal solid waste, industrial waste, medical waste, shredder dust, old tires, and the like, and to effectively utilize the incineration heat. Since the incineration ash of waste usually contains harmful heavy metals, in order to treat the incineration ash by landfill,
It is necessary to take measures to solidify the heavy metal components. Furthermore, downscaling of the entire facility is also required. As equipment that can cope with such problems, it is possible to recover various metals, melt ash to form molten slag, and recover the molten slag, and also recover energy such as heat and electric power. In recent years, a gasification and melting furnace that enables material recycling, rather than simple incineration, has been receiving attention.
【０００３】このガス化溶融炉は、ガス化炉において廃
棄物をガス化し、未燃炭素や灰を含んだ温度５００℃〜
６００℃程度の未燃ガスを生成した後、この生成ガスを
溶融炉に導き該溶融炉において投入される二次空気によ
り低空気比（１．３〜１．５程度）で高温燃焼させ、灰
の融点以上（１３００℃以上、好ましくは１３５０℃程
度）にする。この高温状態において、灰を炉壁面に集め
溶融スラグ化流を生成する。この溶融スラグはスラグ落
口から炉外に落下し、スラグ冷却水と接触することによ
り、水砕スラグとなる。This gasification and melting furnace gasifies the waste in the gasification furnace and contains unburned carbon and ash at a temperature of 500.degree.
After generating unburned gas at about 600 ° C., this generated gas is introduced into a melting furnace and is burned at a high temperature with a low air ratio (about 1.3 to 1.5) by secondary air introduced in the melting furnace to generate ash. Or higher (1300 ° C. or higher, preferably about 1350 ° C.). In this high temperature state, the ash is collected on the wall surface of the furnace to generate a molten slagging flow. This molten slag falls from the slag outlet to the outside of the furnace and comes into contact with slag cooling water to become granulated slag.
【０００４】図１は従来のこの種の溶融炉の構成例を示
す図である。図において、１０は溶融炉であり、該溶融
炉１０は一次燃焼室１１、二次燃焼室１２、三次燃焼室
１３を具備している。図示しないガス化炉でガス化され
た未燃炭素や灰を含んだ未燃の生成ガス１４を溶融炉１
０の一次燃焼室１１の上部に炉壁内面の接線方向に吹き
込むと共に、同じく一次燃焼室１１に炉壁内面の接線方
向に燃焼用空気１５を吹き込み混合させ、旋回流を形成
しながら燃焼させ、二次燃焼室１２へ移動し高温燃焼
（１２００℃〜１４００度、好ましくは温度１３５０℃
程度）させる。更に三次燃焼室１３に移動した燃焼ガス
１６に燃焼用空気１５を吹き込み混合し燃焼させ、排ガ
ス１６’として図示しない廃熱ボイラ等に排出する。な
お、図１において、１８、１９はそれぞれ昇温・助燃バ
ーナである。FIG. 1 is a diagram showing a structural example of a conventional melting furnace of this type. In the figure, 10 is a melting furnace, and the melting furnace 10 comprises a primary combustion chamber 11, a secondary combustion chamber 12, and a tertiary combustion chamber 13. The unburned product gas 14 containing unburned carbon and ash gasified in a gasification furnace (not shown) is melted in the melting furnace 1
0 is blown into the upper part of the primary combustion chamber 11 in the tangential direction of the inner surface of the furnace wall, and the primary combustion chamber 11 is also blown with the combustion air 15 in the tangential direction of the inner surface of the furnace wall to mix and burn while forming a swirl flow, It moves to the secondary combustion chamber 12 and burns at high temperature (1200 ° C to 1400 ° C, preferably 1350 ° C).
About). Further, combustion air 15 is blown into and mixed with the combustion gas 16 that has moved to the tertiary combustion chamber 13 to be burned, and discharged as exhaust gas 16 'to a waste heat boiler or the like (not shown). In addition, in FIG. 1, 18 and 19 are temperature rising / assisting burners, respectively.
【０００５】上記のように一次燃焼室１１の上部に導入
された未燃炭素や灰を含んだ生成ガス１４と燃焼用空気
１５は旋回流を形成しながら混合・燃焼し、二次燃焼室
１２、三次燃焼室１３へと移動する。この旋回流により
灰は炉壁に集められ高温で溶融され溶融スラグ２０とな
り、スラグ落口１７から炉外へ落下する。落下した溶融
スラグ２０は図示しないスラグ冷却水と接触して水砕ス
ラグとなり回収される。As described above, the produced gas 14 containing unburned carbon and ash introduced into the upper portion of the primary combustion chamber 11 and the combustion air 15 are mixed and burned while forming a swirling flow, and the secondary combustion chamber 12 , To the tertiary combustion chamber 13. Due to this swirling flow, the ash is collected on the furnace wall and melted at a high temperature to become a molten slag 20, which falls from the slag outlet 17 to the outside of the furnace. The dropped molten slag 20 comes into contact with slag cooling water (not shown) to be granulated slag and is collected.
【０００６】上記構成の溶融炉１０において、燃焼用空
気１５を一次燃焼室１１及び三次燃焼室１３に吹き込む
ようになっている。図２は従来の炉壁面に設けられた吹
込ノズルの構成例を示す図である。吹込ノズル２１は図
示するように、溶融炉１０の炉壁２２の炉壁内面２２ａ
に開口するノズル用開口２３を設けた構造である。この
ノズル用開口２３の炉壁内面２２ａに開口する部分は、
炉壁２２を構成する耐火材の熱応力を緩和する面取り部
２２ｂを設けている。このため図３に示すように、この
面取り部２２ｂを伝って溶融スラグ２０が流下し、ノズ
ル用開口２３内に浸入する。ノズル用開口２３内には燃
焼用空気１５が流れているから、溶融スラグ２０は冷却
固化され、ノズル用開口２３を閉塞し、溶融炉１０の運
転の支障になるという問題がある。また、この問題は燃
焼用空気１５に換え、酸素賦活空気や酸素等の燃焼用ガ
スを用いる場合も起る。上述のノズル用開口２３の閉塞
の問題は、ガス化炉にて生成した生成ガスを溶融炉１０
に導入するための導入口としてノズルを用いた場合にも
生じることがあった。In the melting furnace 10 having the above construction, the combustion air 15 is blown into the primary combustion chamber 11 and the tertiary combustion chamber 13. FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional blowing nozzle provided on a wall surface of a furnace. The blowing nozzle 21 is, as shown in the drawing, the furnace wall inner surface 22a of the furnace wall 22 of the melting furnace 10.
This is a structure in which a nozzle opening 23 that opens at The portion of the nozzle opening 23 that opens to the furnace wall inner surface 22a is
A chamfered portion 22b is provided to reduce the thermal stress of the refractory material forming the furnace wall 22. Therefore, as shown in FIG. 3, the molten slag 20 flows down along the chamfered portion 22b and enters the nozzle opening 23. Since the combustion air 15 flows in the nozzle opening 23, the molten slag 20 is cooled and solidified, and the nozzle opening 23 is closed, which causes a problem in the operation of the melting furnace 10. This problem also occurs when a combustion gas such as oxygen-activated air or oxygen is used instead of the combustion air 15. The problem of clogging of the nozzle opening 23 is that the generated gas generated in the gasifier is melted by the melting furnace 10.
It may also occur when a nozzle is used as an introduction port for introducing into.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、上記問題を除去し、溶融炉内に燃
焼用空気又は燃焼用ガス又は生成ガスを吹き込む吹込ノ
ズルの開口が溶融スラグにより閉塞することなく、溶融
炉の運転に支障をきたすことのない溶融炉を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and eliminates the above-mentioned problems and provides an opening of a blowing nozzle for blowing combustion air, combustion gas, or generated gas into a melting furnace. An object of the present invention is to provide a melting furnace that does not block the melting furnace and does not hinder the operation of the melting furnace.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、炉内に灰を含む未燃の生成ガ
スと燃焼用空気又は燃焼用ガスを吹き込み、混合し、該
生成ガスを高温燃焼させると共に、該灰を炉壁面に集め
溶融して溶融スラグとする溶融炉において、生成ガス又
は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹き込む吹込ノズ
ルの先端上部の炉壁内面に突出する庇を設けたことを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 blows and mixes unburned product gas containing ash and combustion air or combustion gas into a furnace, In a melting furnace in which the produced gas is burned at high temperature and the ash is collected on the furnace wall surface and melted to form molten slag, the inner surface of the furnace wall above the tip of a blowing nozzle for blowing the generated gas or combustion air or combustion gas into the furnace. It is characterized in that it has an eave protruding from it.
【０００９】上記のように生成ガス又は燃焼用空気又は
燃焼用ガスを炉内に吹き込む吹込ノズルの先端上部の炉
壁内面に突出する庇を設けたので、溶融スラグは、庇に
より流れ方向を変えられ、ノズル開口部にはスラグが進
入しにくくなる。また、溶融スラグの一部が該庇を乗り
越えて流下しても、庇自体が炉内に突出しているため、
この庇を乗り越えた溶融スラグは高温の燃焼ガスによる
熱伝達と炉内の輻射熱により加熱されるため、燃焼用空
気又はガスにより冷却固化する前に溶融状態のまま直に
落下するから、吹込ノズルの開口を閉塞することはな
い。As described above, since the eaves projecting on the inner surface of the furnace wall above the tip of the blowing nozzle for blowing the generated gas or the combustion air or the combustion gas into the furnace, the molten slag changes its flow direction by the eaves. Therefore, it becomes difficult for slag to enter the nozzle opening. Also, even if a part of the molten slag flows over the eaves and flows down, since the eaves themselves project into the furnace,
The molten slag that has surpassed this eaves is heated by the heat transfer by the high-temperature combustion gas and the radiant heat in the furnace, so it falls directly in the molten state before it is cooled and solidified by the combustion air or gas. It does not block the opening.
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の溶融炉において、庇の上面は生成ガスと燃焼用空気又
は燃焼用ガスの混合ガスの旋回流方向に向かって下降す
る傾斜面となっていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the melting furnace according to the first aspect, the upper surface of the eaves is an inclined surface that descends in the direction of the swirling flow of the product gas and the combustion air or the mixed gas of the combustion gas. It is characterized in that.
【００１１】上記のように庇の上面は生成ガスと燃焼用
空気又は燃焼用ガスの混合ガスの旋回流方向に向かって
下降する傾斜面とすることにより、該庇を上面に乗った
溶融スラグは旋回流により吹き流されやすくなり、また
この傾斜面を伝わって流れ、冷却されやすいノズル開口
部でなく端部にまで達するがここはノズル開口部から外
れているため、生成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガス
により冷却されることはないうえ、端部の溶融スラグ
は、庇自体が炉内に突出しているため、高温燃焼ガスに
よる熱伝達と炉内の輻射熱により加熱されるため、生成
ガス又は燃焼用空気又はガスにより冷却固化する前に溶
融状態のまま吹き飛ばされ落下するから、吹込ノズルの
開口を閉塞することはない。As described above, the upper surface of the eaves is an inclined surface which descends in the direction of the swirling flow of the mixed gas of the produced gas and the combustion air or the combustion gas, so that the molten slag on the upper surface of the eaves is prevented. The swirling flow makes it easier to blow the air, and it flows along this inclined surface and reaches the end instead of the nozzle opening where it is easily cooled, but since it is off the nozzle opening, the product gas or combustion air or In addition to being cooled by the combustion gas, the molten slag at the end is heated by the heat transfer by the high temperature combustion gas and the radiant heat in the furnace because the eave itself protrudes into the furnace. Before being cooled and solidified by the combustion air or gas, it is blown off in a molten state and falls, so the opening of the blowing nozzle is not blocked.
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の溶融炉において、庇は炉壁部とは別部品として
構成されていることを特徴とする。The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the melting furnace described in (1), the eaves are configured as a separate component from the furnace wall portion.
【００１３】上記のように庇は炉壁部とは別部品として
構成することにより、炉内に突き出て高温に曝される庇
を炉壁の耐火材より、溶損・高熱に強い耐火材（例えば
高クロム系耐火材）を用い、工場で所定の工程（成形工
程、乾燥工程）を経て容易に製造することができる。ま
た、庇の溶損等に際し、その補修が容易となる。By constructing the eaves as a separate part from the furnace wall as described above, the eaves protruding into the furnace and exposed to high temperatures are more resistant to melting damage and high heat than the refractory material of the furnace wall ( For example, it can be easily manufactured through a predetermined process (molding process, drying process) in a factory using a high chromium refractory material. Further, in case of erosion of the eaves, the repair becomes easy.
【００１４】請求項４に記載の発明は、炉内に灰を含む
未燃の生成ガスと燃焼用空気又は燃焼用ガスを吹き込
み、混合し、該生成ガスを高温燃焼させると共に、該灰
を炉壁面に集め溶融して溶融スラグとする溶融炉におい
て、生成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹
き込む吹込ノズルの先端を炉壁内面より突出させて設け
たことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, an unburned product gas containing ash and combustion air or a combustion gas are blown into the furnace and mixed to burn the product gas at a high temperature. In a melting furnace that collects and melts on a wall surface to form a molten slag, a tip of a blow nozzle for blowing the generated gas, the combustion air, or the combustion gas into the furnace is provided so as to protrude from the inner surface of the furnace wall.
【００１５】上記のように生成ガス又は燃焼用空気又は
燃焼用ガスを炉内に吹き込む吹込ノズルの先端を炉壁内
面より突出させて設けたことにより、この吹込ノズルの
先端に付着する溶融スラグは、吹込ノズルの先端が高温
の炉内にあるため、高温の燃焼ガスによる熱伝達と炉内
の輻射熱により加熱されるため、燃焼用空気又はガスに
より冷却固化する前に溶融状態のまま直に落下するか
ら、吹込ノズルの開口を閉塞することはない。As described above, since the tip of the blow nozzle for blowing the generated gas, the combustion air or the combustion gas into the furnace is provided so as to protrude from the inner surface of the furnace wall, the molten slag attached to the tip of the blow nozzle is Since the tip of the injection nozzle is inside the high temperature furnace, it is heated by the heat transfer by the high temperature combustion gas and the radiant heat in the furnace, so it falls directly in the molten state before it is cooled and solidified by the combustion air or gas. Therefore, the opening of the blow nozzle is not closed.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図３は本発明に係る溶融炉の生
成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを吹き込む吹込ノ
ズルの構成例を示す図で、図４（ａ）は側断面図、図４
（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図示するように、吹
込ノズルは溶融炉１０の炉壁２２の炉壁内面２２ａに開
口するノズル用開口２３を設けた構造であり、ノズル用
開口２３の先端上部の炉壁内面２２ａに炉内に所定寸法
突出する庇２４を設けている。該庇２４は図示するよう
に、その幅寸法ｌ1がノズル用開口２３の幅寸法ｌ2より
大きく（ｌ1＞ｌ2）設定されており、その上面２４ｂは
炉内の燃焼用空気１５と生成ガス１４（図１参照）の混
合・燃焼ガスの旋回流の流れ方向（矢印Ｂ方向）に向っ
て下降する傾斜面となっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a blowing nozzle for blowing the generated gas of the melting furnace or the combustion air or the combustion gas according to the present invention, and FIG. 4A is a side sectional view, FIG.
(B) is a view on arrow A of (a). As shown in the drawing, the blowing nozzle has a structure in which a nozzle opening 23 that opens to the furnace wall inner surface 22a of the furnace wall 22 of the melting furnace 10 is provided, and the furnace wall inner surface 22a above the tip of the nozzle opening 23 is inserted into the furnace. An eaves 24 protruding by a predetermined size is provided. As shown in the drawing, the eaves 24 is set such that its width dimension l 1 is larger than the width dimension l 2 of the nozzle opening 23 (l 1 > l 2 ), and its upper surface 24b is the same as the combustion air 15 in the furnace. It is an inclined surface that descends toward the flow direction (direction of arrow B) of the swirling flow of the mixed / combustion gas of the produced gas 14 (see FIG. 1).
【００１７】上記のように、ノズル用開口２３の先端上
部の炉壁内面２２ａに炉内に所定寸法突出する庇２４を
設け、その幅寸法ｌ1をノズル用開口２３の幅寸法ｌ2よ
り大きくし（ｌ1＞ｌ2）、且つ上面２４ｂを炉内の混合
・燃焼ガスの旋回流の流れ方向に向って下降する傾斜面
とすることにより、炉壁内面２２ａを鉛直方向へ流れて
いる溶融スラグは、庇２４にて流れ方向を変えられ上面
２４ｂの傾斜に沿って流れ、側面２４ｃで落下するため
ノズル用開口２３の内部に進入しにくくなる。また、溶
融スラグ２０の一部は庇２４の先端面２４ａまで流れて
くるが、この部分は炉内に突出しているため、炉内の高
温燃焼ガスによる熱伝達と炉内の輻射熱により、スラグ
は加熱され生成ガス又は燃焼用空気又はガスにより冷却
固化する前に、溶融状態のまま、吹き飛ばされ落下する
から、ノズル用開口２３を閉塞することはない。As described above, the eaves 24 projecting into the furnace by a predetermined dimension is provided on the inner surface 22a of the furnace wall above the tip of the nozzle opening 23, and the width dimension l 1 thereof is larger than the width dimension l 2 of the nozzle opening 23. (L 1 > l 2 ) and the upper surface 24 b is an inclined surface that descends in the flow direction of the swirling flow of the mixed / combustion gas in the furnace so that the inner surface 22 a of the furnace wall is melted in the vertical direction. The slag has its flow direction changed by the eaves 24, flows along the slope of the upper surface 24b, and falls on the side surface 24c, so that it becomes difficult to enter the inside of the nozzle opening 23. Further, a part of the molten slag 20 flows to the tip surface 24a of the eaves 24, but since this part projects into the furnace, the slag is generated due to heat transfer by the high temperature combustion gas in the furnace and radiant heat in the furnace. Before it is heated and cooled and solidified by the generated gas or combustion air or gas, it is blown off and dropped in the molten state, so that the nozzle opening 23 is not closed.
【００１８】上記例では庇２４を溶融炉１０の炉壁２２
と一体に形成しているが、図５に示すように庇２４の部
分を炉壁２２と別部品として、耐火材で構成してもよ
い。このように庇２４の部分を炉壁２２とは別部品とす
ることにより、炉内の高温に曝される庇２４を炉壁２２
の耐火材より、溶損・高熱に強い例えば高クロム系（ク
ロム６０％以上）耐火材を用い、工場で所定の工程（成
形工程、乾燥工程）を経て、予め所謂プレキャストブロ
ックとして製造することができる。In the above-mentioned example, the eaves 24 are connected to the furnace wall 22 of the melting furnace 10.
However, as shown in FIG. 5, the eaves 24 may be made of a refractory material as a separate part from the furnace wall 22. By thus forming the eaves 24 part as a separate part from the furnace wall 22, the eaves 24 exposed to the high temperature in the furnace can be removed.
It is possible to pre-manufacture a so-called precast block through a predetermined process (molding process, drying process) in a factory, using a refractory material that is more resistant to melting and high heat than, for example, high refractory material (60% or more of chromium). it can.
【００１９】図６は本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの
他の構成例を示す図である。図示するように、吹込ノズ
ル２１は耐熱金属材管からなるノズル用パイプ２５を溶
融炉１０の炉壁内面より所定寸法突出させて設けてい
る。ノズル用パイプ２５に炉内に開口する空気吹込口２
５ａが設けられている。該ノズル用パイプ２５は炉内に
吹き込む燃焼用空気１５の流れが炉壁内面の接線方向に
向い、炉内で旋回流を形成するように、その軸線を炉壁
内面の接線方向と一致又は該接線方向と平行させて炉壁
２２に設ける。また、炉壁外周面にはノズル用パイプ２
５の外周を囲むように水冷ジャケット２６を設け、該水
冷ジャケット２６内に冷却水２７を供給することによ
り、ノズル用パイプ２５を冷却するようにしている。但
し、吹込ノズル２１を通過する空気又はガス量が多くノ
ズル用パイプ２５を充分冷却することができる場合は、
水冷ジャケットは不用となる。FIG. 6 is a view showing another structural example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention. As shown in the drawing, the blowing nozzle 21 is provided with a nozzle pipe 25 made of a heat-resistant metal material tube, which is projected from the inner surface of the furnace wall of the melting furnace 10 by a predetermined dimension. Air injection port 2 that opens into the furnace in the nozzle pipe 25
5a is provided. The axis of the nozzle pipe 25 coincides with the tangential direction of the inner surface of the furnace wall so that the flow of the combustion air 15 blown into the furnace is directed in the tangential direction of the inner surface of the furnace wall and forms a swirl flow in the furnace. It is provided on the furnace wall 22 in parallel with the tangential direction. Further, the nozzle pipe 2 is provided on the outer peripheral surface of the furnace wall.
A water cooling jacket 26 is provided so as to surround the outer periphery of the nozzle 5, and cooling water 27 is supplied into the water cooling jacket 26 to cool the nozzle pipe 25. However, when the amount of air or gas passing through the blowing nozzle 21 is large and the nozzle pipe 25 can be sufficiently cooled,
The water cooling jacket is unnecessary.
【００２０】上記のように吹込ノズル２１のノズル用パ
イプ２５を炉壁内面より所定寸法突出させて設けたこと
により、ノズル用パイプ２５の先端に付着した溶融スラ
グは炉内の高温に曝され，且つ混合・燃焼ガスの旋回流
に曝されるから、ここに垂れ下がろうとする溶融スラグ
は加熱され成長する前に吹き飛ばされ落下するから、空
気吹込口２５ａを閉塞することはない。また、ノズル用
パイプ２５は水冷ジャケット２６内を流れる冷却水２７
により冷却されているから、溶損することもない。但
し、吹込ノズル２１を通過する空気又はガス量が多くノ
ズル用パイプ２５を十分冷却することができる場合は、
水冷ジャケットは不用となる。As described above, since the nozzle pipe 25 of the blowing nozzle 21 is provided so as to protrude from the inner surface of the furnace wall by a predetermined size, the molten slag adhering to the tip of the nozzle pipe 25 is exposed to the high temperature in the furnace, Moreover, since the molten slag that is about to hang down there is heated and grown because it is exposed to the swirling flow of the mixed / combusted gas, it blows off and drops before it grows, so it does not block the air blowing port 25a. Further, the nozzle pipe 25 is provided with the cooling water 27 flowing in the water cooling jacket 26.
Since it is cooled by, it does not melt. However, when the amount of air or gas passing through the blowing nozzle 21 is large and the nozzle pipe 25 can be sufficiently cooled,
The water cooling jacket is unnecessary.
【００２１】図７は本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの
他の構成例を示す図である。図７（ａ）に示すように、
本吹込ノズル２１は溶融炉１０の所定位置にノズル装着
用パイプ２８を設け、該ノズル装着用パイプ２８に図７
（ｂ）に示すような耐熱金属材からなるノズル用パイプ
２５を挿入すると共に、空気供給ダクト２９とノズル用
パイプ２５とノズル装着用パイプ２８の各フランジを共
締めすることにより、ノズル用パイプ２５をノズル装着
用パイプ２８に挿入・装着する。この挿入・装着した状
態でノズル用パイプ２５の先端は炉内壁面から所定寸法
炉内に突出するように、ノズル用パイプ２５の長さ寸法
を設定している。FIG. 7 is a view showing another structural example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention. As shown in FIG. 7 (a),
The blowing nozzle 21 is provided with a nozzle mounting pipe 28 at a predetermined position of the melting furnace 10, and the nozzle mounting pipe 28 is attached to the nozzle mounting pipe 28 in FIG.
The nozzle pipe 25 made of a heat-resistant metal material as shown in (b) is inserted, and the flanges of the air supply duct 29, the nozzle pipe 25, and the nozzle mounting pipe 28 are fastened together, so that the nozzle pipe 25 Is inserted and mounted in the nozzle mounting pipe 28. The length dimension of the nozzle pipe 25 is set so that the tip of the nozzle pipe 25 protrudes from the inner wall surface of the furnace into the furnace by a predetermined dimension in this inserted / mounted state.
【００２２】なお、ノズル装着用パイプ２８はそこに挿
入・装着されたノズル用パイプ２５から炉内に吹き込む
燃焼用空気１５が炉内で旋回流を形成するように、その
軸線を炉壁内面の接線方向又は該接線方向と平行させて
炉壁２２に設ける。The nozzle mounting pipe 28 has its axis aligned with the inner surface of the furnace wall so that the combustion air 15 blown into the furnace from the nozzle pipe 25 inserted and mounted therein forms a swirl flow in the furnace. It is provided on the furnace wall 22 in the tangential direction or in parallel with the tangential direction.
【００２３】上記のように吹込ノズルのノズル用パイプ
２５を炉壁内面より所定寸法突出させて設けたことによ
り、ノズル用パイプ２５の先端に付着した溶融スラグは
炉内の高温に曝され，且つ混合・燃焼ガスの旋回流に曝
されるから、ここに垂れ下がろうとする溶融スラグは成
長する前に加熱され吹き飛ばされ落下するから、空気吹
込口２５ａを閉塞することはないことは図６の場合と同
様である。また、図示は省略するが、炉壁外周面にはノ
ズル装着用パイプ２８を囲むように水冷ジャケットを設
け、該水冷ジャケット内に冷却水を供給することによ
り、ノズル装着用パイプ２８及びノズル用パイプ２５を
冷却する。但し、吹込ノズル２１を通過する空気又はガ
ス量が多くノズル用パイプ２５を十分冷却することがで
きる場合は、水冷ジャケットは不用となる。As described above, since the nozzle pipe 25 of the blowing nozzle is provided so as to project from the inner surface of the furnace wall by a predetermined size, the molten slag attached to the tip of the nozzle pipe 25 is exposed to the high temperature in the furnace, and Since the molten slag that is about to hang down is heated and blown off and drops before it grows because it is exposed to the swirling flow of the mixed / combusted gas, the air blow-in port 25a is never blocked. It is similar to the case. Although not shown, a water cooling jacket is provided on the outer peripheral surface of the furnace wall so as to surround the nozzle mounting pipe 28, and cooling water is supplied into the water cooling jacket, so that the nozzle mounting pipe 28 and the nozzle pipe are provided. Cool 25. However, when the amount of air or gas passing through the blowing nozzle 21 is large and the nozzle pipe 25 can be sufficiently cooled, the water cooling jacket is unnecessary.
【００２４】図８は本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの
他の構成例を示す図である。ここではノズル用パイプ３
１に溶損・高熱に強い耐火材を用い、工場で所定の工程
（成形工程、乾燥工程）を経て、所謂プレキャストブロ
ックとして製造し、該ノズル用パイプ３１をその先端が
溶融炉１０の炉壁２２にその炉壁内面２２ａから所定寸
法突出させて設けている。ノズル用パイプ３１の後端に
は空気供給口パイプ３０を設けている。なお、このノズ
ル用パイプ３１はその空気吹込口３１ａから炉内に吹き
込む燃焼用空気１５が炉内で旋回流を形成するように、
その軸線を炉壁内面の接線方向又は該接線方向と平行さ
せて炉壁２２に設ける。FIG. 8 is a view showing another structural example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention. Here, the nozzle pipe 3
A refractory material resistant to melting loss and high heat is used for 1 and is manufactured as a so-called precast block through a predetermined process (molding process, drying process) in a factory, and the tip of the nozzle pipe 31 is the furnace wall of the melting furnace 10. 22 is provided so as to protrude from the furnace wall inner surface 22a by a predetermined dimension. An air supply port pipe 30 is provided at the rear end of the nozzle pipe 31. It should be noted that the nozzle pipe 31 is designed so that the combustion air 15 blown into the furnace from the air blowing port 31a forms a swirling flow in the furnace.
The axis is provided on the furnace wall 22 in a tangential direction of the inner surface of the furnace wall or in parallel with the tangential direction.
【００２５】上記のように溶損・高熱に強い耐火材を用
いたプレキャストブロックのノズル用パイプ３１を炉壁
内面より所定寸法（１０ｍｍ〜１０００ｍｍが好まし
く、より好ましくは３０ｍｍ〜２００ｍｍ）突出させて
設けたことにより、ノズル用パイプ３１の先端に付着し
た溶融スラグは炉内の高温に曝され，且つ混合・燃焼ガ
スの旋回流に曝されるから、ここに垂れ下がろうとする
溶融スラグは成長する前に吹き飛ばされ落下する。従っ
て、ノズル用パイプ３１の空気吹込口３１ａを閉塞する
ことはないことは図６及び図７の場合と同様である。し
かもノズル用パイプ３１を溶損・高熱に強い耐火材を用
いたプレキャストブロックとしているから、溶損し難
く、また溶損した場合も交換補修が容易となる。As described above, the nozzle pipe 31 of the precast block using the refractory material resistant to melting damage and high heat is provided so as to protrude from the inner surface of the furnace wall by a predetermined dimension (preferably 10 mm to 1000 mm, more preferably 30 mm to 200 mm). As a result, the molten slag adhering to the tip of the nozzle pipe 31 is exposed to the high temperature in the furnace and is exposed to the swirling flow of the mixed / combustion gas, so that the molten slag that is about to hang down grows there. It is blown away and falls. Therefore, the fact that the air blowing port 31a of the nozzle pipe 31 is not closed is the same as in the case of FIGS. 6 and 7. Moreover, since the nozzle pipe 31 is a precast block using a refractory material that is resistant to melting and high heat, it is difficult to melt and even if it melts, replacement and repair are easy.
【００２６】なお、上記例では、吹込ノズル２１から炉
内に燃焼用空気１５を吹き込む例を示したが、燃焼用空
気１５に代え酸素賦活ガス又は酸素等の燃焼用ガスを用
いてもよい。In the above example, the combustion air 15 is blown into the furnace from the blowing nozzle 21, but an oxygen activation gas or a combustion gas such as oxygen may be used instead of the combustion air 15.
【００２７】以上、旋回溶融炉の例を示したが、本発明
は旋回型の溶融炉に限定されるものではない。また、ガ
ス化炉としては流動層炉、キルン炉等を用いることがで
きる。Although the example of the swirling melting furnace has been described above, the present invention is not limited to the swirling melting furnace. Further, as the gasification furnace, a fluidized bed furnace, a kiln furnace or the like can be used.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上、説明したように各請求項に記載の
発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。As described above, according to the invention described in each claim, the following excellent effects can be obtained.
【００２９】請求項１に記載の発明によれば、生成ガス
又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹き込む吹込ノ
ズルの先端上部の炉壁内面に突出する庇を設けたので、
溶融スラグの一部が該庇を乗り越えて流下しても、庇自
体が炉内に突出しているため、溶融スラグは、庇により
流れ方向を変えられ、ノズル開口部にはスラグが進入し
にくくなる。また、溶融スラグの一部が該庇を乗り越え
て流下しても、庇自体が炉内に突出しているため、この
庇を乗り越えた溶融スラグは高温の燃焼ガスによる熱伝
達と炉内の輻射熱により加熱されるため、燃焼用空気又
はガスにより冷却固化する前に溶融状態のまま直に落下
するから、吹込ノズルの開口を閉塞することはない。According to the first aspect of the present invention, since the eaves are provided on the inner surface of the furnace wall above the tip of the blowing nozzle for blowing the generated gas, the combustion air or the combustion gas into the furnace,
Even if part of the molten slag flows over the eaves and flows down, the eaves themselves project into the furnace, so the flow direction of the molten slag is changed by the eaves, making it difficult for the slag to enter the nozzle openings. . Further, even if a part of the molten slag flows over the eaves and flows down, the eaves themselves project into the furnace, so the molten slag that surpasses the eaves is caused by heat transfer by high-temperature combustion gas and radiant heat in the furnace. Since it is heated, it drops directly in a molten state before being cooled and solidified by the combustion air or gas, so that it does not block the opening of the blowing nozzle.
【００３０】請求項２に記載の発明によれば、庇の上面
は生成ガスと燃焼用空気又は燃焼用ガスの混合ガスの旋
回流方向に向かって下降する傾斜面とすることにより、
該庇を上面に乗った溶融スラグは旋回流により吹き流さ
れやすくなり、またこの傾斜面を伝わって流れ、冷却さ
れやすいノズル開口部でなく端部にまで達するがここは
ノズル開口部から外れているため、生成ガス又は燃焼用
空気又は燃焼用ガスにより冷却されることはないうえ、
端部の溶融スラグは、庇自体が炉内に突出しているた
め、高温燃焼ガスによる熱伝達と炉内の輻射熱により加
熱されるため、生成ガス又は燃焼用空気又はガスにより
冷却固化する前に溶融状態のまま吹き飛ばされ落下する
から、吹込ノズルの開口を閉塞することはない。According to the invention of claim 2, the upper surface of the eaves is an inclined surface which descends in the direction of swirl flow of the mixed gas of the produced gas and the combustion air or the combustion gas,
The molten slag on the upper surface of the eaves is easily blown by the swirling flow, and flows along the inclined surface and reaches the end portion instead of the nozzle opening portion, which is easily cooled, but is separated from the nozzle opening portion. Therefore, it is not cooled by generated gas or combustion air or combustion gas.
Since the eaves themselves project into the furnace, the molten slag at the end is heated by heat transfer by the high-temperature combustion gas and radiant heat in the furnace, so it melts before being cooled and solidified by the produced gas or combustion air or gas. Since it is blown off and dropped in this state, the opening of the blowing nozzle is not blocked.
【００３１】請求項３に記載の発明によれば、庇は炉壁
部とは別部品として構成することにより、炉内に突き出
て高温に曝される庇を、炉壁の耐火材より溶損・高熱に
強い耐火材（例えば高クロム系耐火材）を用い、工場で
所定の工程（成形工程、乾燥工程）を経て容易に製造す
ることができる。また、庇の溶損等に際し、その補修が
容易となる。According to the third aspect of the present invention, the eaves are formed as a separate component from the furnace wall portion, so that the eaves protruding into the furnace and exposed to high temperatures are melted by the refractory material of the furnace wall. -It can be easily manufactured through a predetermined process (molding process, drying process) in a factory using a refractory material resistant to high heat (for example, a high chromium refractory material). Further, in case of erosion of the eaves, the repair becomes easy.
【００３２】請求項４に記載の発明によれば、生成ガス
又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹き込む吹込ノ
ズルの先端を炉壁内面より突出させて設けたことによ
り、この吹込ノズルの先端に付着する溶融スラグは、吹
込ノズルの先端が高温の炉内にあるため、高温の燃焼ガ
スによる熱伝達と炉内の輻射熱により加熱されるため、
生成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガスにより冷却固化
する前に溶融状態のまま直に落下するから、吹込ノズル
の開口を閉塞することはない。According to the invention described in claim 4, since the tip of the blowing nozzle for blowing the generated gas, the combustion air or the combustion gas into the furnace is provided so as to protrude from the inner surface of the furnace wall, The molten slag adhering to the tip is heated by the heat transfer by the high temperature combustion gas and the radiant heat in the furnace because the tip of the blowing nozzle is in the high temperature furnace,
Before it is cooled and solidified by the produced gas or the combustion air or the combustion gas, it directly falls in a molten state, so that the opening of the blowing nozzle is not blocked.
【図１】溶融炉の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a melting furnace.
【図２】従来の溶融炉の吹込ノズルの構成例を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a blowing nozzle of a conventional melting furnace.
【図３】従来の溶融炉の吹込ノズルの溶融スラグ付着状
態を示す図である。FIG. 3 is a view showing a molten slag adhesion state of a blowing nozzle of a conventional melting furnace.
【図４】本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの構成例を示
す図で、図４（ａ）は側断面図、図４（ｂ）は（ａ）の
Ａ矢視図である。4A and 4B are diagrams showing a configuration example of a blowing nozzle of a melting furnace according to the present invention, FIG. 4A is a side sectional view, and FIG. 4B is a view as seen from an arrow A in FIG. 4A.
【図５】本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの構成例を示
す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration example of a blowing nozzle of a melting furnace according to the present invention.
【図６】本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの他の構成例
を示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing another configuration example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention.
【図７】本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの他の構成例
を示す図で、図７（ａ）は側断面図、図７（ｂ）はノズ
ル用パイプの側断面図である。7A and 7B are views showing another configuration example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention, FIG. 7A is a side sectional view, and FIG. 7B is a side sectional view of a nozzle pipe.
【図８】本発明に係る溶融炉の吹込ノズルの他の構成例
を示す側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view showing another configuration example of the blowing nozzle of the melting furnace according to the present invention.
１０ 溶融炉 １１ 一次燃焼室 １２ 二次燃焼室 １３ 三次燃焼室 １４ 生成ガス １５ 燃焼用空気 １６ 燃焼ガス １６’ 排ガス １７ スラグ落口 １８ 昇温・助燃バーナ １９ 昇温・助燃バーナ ２０ 溶融スラグ ２１ 吹込ノズル ２２ 炉壁 ２３ ノズル用開口 ２４ 庇 ２５ ノズル用パイプ ２６ 水冷ジャケット ２７ 冷却水 ２８ ノズル装着用パイプ ２９ 空気供給ダクト ３０ 空気供給口パイプ ３１ ノズル用パイプ 10 melting furnace 11 Primary combustion chamber 12 Secondary combustion chamber 13 tertiary combustion chamber 14 Product gas 15 Combustion air 16 Combustion gas 16 'exhaust gas 17 Slug Exit 18 Temperature rising / burning burner 19 Heating / burning burner 20 Molten slag 21 blow nozzle 22 Furnace wall 23 Nozzle opening 24 eaves Pipe for 25 nozzles 26 Water cooling jacket 27 Cooling water 28 Nozzle mounting pipe 29 Air supply duct 30 Air supply pipe 31 Nozzle pipe
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２７Ｂ 1/21 Ｆ２７Ｂ 1/21 Ｆ２７Ｄ 3/15 Ｆ２７Ｄ 3/15 Ｓ (72)発明者 東 伸哉 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 中嶋 敬 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB03 AC03 AC19 CA01 DB01 DB11 DB12 DB18 3K065 AA23 AB03 AC03 AC19 EA09 EA14 EA22 GA03 GA08 GA12 GA14 GA23 GA34 GA41 GA46 GA55 3K078 BA08 CA03 CA07 CA12 CA18 4K045 AA01 BA10 GA17 GB08 GB11 GD08 RC11 4K055 AA00 AA08 JA00 LA08 LA23─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F27B 1/21 F27B 1/21 F27D 3/15 F27D 3/15 S (72) Inventor Shinya Higashi Ota, Tokyo 11-1 Haneda Asahi-machi, ward (72) Inventor Takashi Nakajima 11-11 Haneda-asaeda, Ota-ku, Tokyo F-term inside EBARA Corporation (reference) 3K061 AA23 AB03 AC03 AC19 CA01 DB01 DB11 DB12 DB18 3K065 AA23 AB03 AC03 AC19 EA09 EA14 EA22 GA03 GA08 GA12 GA14 GA23 GA34 GA41 GA46 GA55 3K078 BA08 CA03 CA07 CA12 CA18 4K045 AA01 BA10 GA17 GB08 GB11 GD08 RC11 4K055 AA00 AA08 JA00 LA08 LA23
Claims (4)
空気又は燃焼用ガスを吹き込み、混合し、該生成ガスを
高温燃焼させると共に、該灰を炉壁面に集め溶融して溶
融スラグとする溶融炉において、 前記生成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹
き込む吹込ノズルの先端上部の炉壁内面に突出する庇を
設けたことを特徴とする溶融炉。1. An unburned product gas containing ash and combustion air or a combustion gas are blown into the furnace and mixed to burn the product gas at a high temperature. At the same time, the ash is collected on the wall surface of the furnace and melted. A melting furnace that uses slag, characterized in that a protruding eaves is provided on the inner surface of the furnace wall above the tip of a blowing nozzle that blows the generated gas, the combustion air, or the combustion gas into the furnace.
スの混合ガスの旋回流方向に向かって下降する傾斜面と
なっていることを特徴とする溶融炉。2. The melting furnace according to claim 1, wherein an upper surface of the eaves is an inclined surface which descends in a swirling flow direction of the mixed gas of the generated gas and the combustion air or the combustion gas. A melting furnace.
て、 前記庇は炉壁部とは別部品として構成されていることを
特徴とする溶融炉。3. The melting furnace according to claim 1, wherein the eaves are configured as a separate component from the furnace wall portion.
空気又は燃焼用ガスを吹き込み、混合し、該生成ガスを
高温燃焼させると共に、該灰を炉壁面に集め溶融して溶
融スラグとする溶融炉において、 前記生成ガス又は燃焼用空気又は燃焼用ガスを炉内に吹
き込む吹込ノズルの先端を炉壁内面より突出させて設け
たことを特徴とする溶融炉。4. An unburned product gas containing ash and combustion air or a combustion gas are blown into the furnace and mixed to burn the product gas at a high temperature, and the ash is collected on the wall surface of the furnace and melted. In a melting furnace that uses slag, the melting furnace is characterized in that a tip of a blowing nozzle that blows the generated gas, the combustion air, or the combustion gas into the furnace is protruded from the inner surface of the furnace wall.
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|---|---|---|---|
| JP2002113819A JP2003307303A (en) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | Melting furnace |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240047A (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Air blowing nozzle |
| CN102410542A (en) * | 2011-12-27 | 2012-04-11 | 华南理工大学 | Urea spray gun leakage-prevention sleeve head of waste incineration furnace |
| JP2013006900A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Ihi Corp | Reforming furnace |
-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002113819A patent/JP2003307303A/en active Pending
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| JP4620613B2 (en) * | 2006-03-07 | 2011-01-26 | 三井造船株式会社 | Air blowing nozzle for combustion melting furnace |
| JP2013006900A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Ihi Corp | Reforming furnace |
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