JP2004125361A

JP2004125361A - 焼却灰溶融炉およびその操業方法

Info

Publication number: JP2004125361A
Application number: JP2002320497A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ito; 伊藤　光雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】焼却灰溶融炉１に、特別の設備構成を設けることなく、溶融スラグＳより比重の小さい耐火浮遊物Ｆを投入しこれによって、出滓口から焼却灰の流出を堰止めして、溶融スラグを取り出す焼却灰溶融炉およびその操業方法を提供する。
【解決手段】焼却灰溶融炉１の側壁２の上部位置に溶融スラグの出滓口８と、それより下部位置に溶融メタルの取出し口３を有する溶融炉１に、焼却灰Ａより比重の小さい耐火浮遊物Ｆを複数個投入し浮遊させることによって、焼却灰Ａの流出を堰止めして、溶融スラグＳを出滓口から取り出す。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、焼却灰溶融炉の側壁の上部位置に溶融スラグ出滓口、それより下部位置に溶融メタルの取り出し口を設けたものにおいて、その溶融スラグの出滓口から焼却灰の流出を阻止するのに用いる耐火浮遊物の構造と、その耐火浮遊物の管理によって溶融スラグを連続的に取り出す焼却灰溶融炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−１８５１６７
【０００３】
上記特許文献１によればその第１、第２の実施形態の例では、焼却灰の流出を阻止するため、新しく溶解槽の中に側壁ないし隔壁を設け、さらに第３の実施形態の例ではその隔壁内に散水装置なども設けて、溶融スラグを連続的に取り出すようにした構成が開示されている。
【０００４】
この提案はかなり有用なものであるが、このように溶解槽内に別途に側壁や隔壁、さらにはこれらの側壁ないし隔壁内に散水装置などを設けることは、溶解槽全体の設備が複雑で高価なものになってしまい、またそれだけ操業の管理も複雑になってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記特許文献例のように溶融炉内に側壁や隔壁ないし散水装置などを設けることなく、耐火浮遊物を用いることによって出滓口からの焼却灰の流出を阻止し、しかも溶融炉全体の構造がシンプルで安価な設備で溶融スラグの取り出しを連続的に行うことのできる焼却灰溶融炉とその操業方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、この発明の焼却灰溶融炉では、溶融炉の側壁上部位置に溶融スラグの出滓口と、それより下側の位置に溶融メタルの取り出し口が設けられた焼却灰溶融炉に、焼却灰を投入する際に、予め溶融スラグより比重の小さい耐火浮遊物を複数個投入し、これらの耐火浮遊物によって出滓口の周辺近傍で焼却灰を堰止めしてその流出を阻止することによって、溶融スラグを連続して取り出す構成の焼却灰溶融炉とその操業方法である。
【０００７】
溶融スラグの出滓口上の開口部から投入した溶融スラグより比重の小さい複数個の耐火浮遊物は、溶融炉の溶融スラグの出滓口周辺に流されて集まり、これらによって焼却灰が堰止めされ、金属成分を含まない溶融スラグがこれら耐火浮遊物の隙間を縫って出滓口から流出し、この溶融スラグが取り出される。
取り出された溶融スラグには散水機によって冷却水が散布されるので破砕スラグとなって冷却水槽内に沈殿させるようにするのである。
【０００８】
これら耐火浮遊物は、比重が溶融スラグより小さく高アルミナ耐火材、気泡性の耐火煉瓦、または耐火セメントなど市場で入手できる安価なものでよい。
また、その大きさも直径１２０から１５０ｍｍ程度の長球形ものないしは卵形の中空のもので、上部に開口を持たせたこの開口と中空は連通させる。　これは、加熱による膨張破損を防止するためのものである。また溶融メタルの比重が７ないしそれ以上であり、この耐火浮遊物の比重は２．６程度のものが良いが、比重と耐火性を除いて材質には固守する必要はない。
【０００９】
これらの耐火浮遊物も加熱により劣化し損耗するが、比重が小さいため損耗し溶融スラグとともに排出され、溶融炉内で減少する。　これら耐熱浮遊物の量が少なくなったら、それに応じて新たに耐火浮遊物を追加投入すればよい。また、排出された耐火浮遊物は冷却水層内に設けられたメッシュで受け止められる。焼却灰から溶融した溶融メタルは溶融炉内の下方に沈下するのである一定のレベルに達したら溶融メタル取り出し口より取り出すことによって溶融炉内全体の溶融物のレベルが低下する。それに連動して耐火浮遊物の高さレベルが変化するから耐火用浮遊物の高さレベルを見ながら、焼却灰の投入を行うことによって溶融スラグの回収作業管理を連続して行う。
【００１０】
このようにして溶融炉の出滓口から排出された溶融スラグは、冷却装置内で冷水がかけられ最終的に破砕スラグとなって回収される。これら破砕スラグには錆の原因になる金属成分を含まないため建築などの再資源として適宜加工して有用に使用することが出来る。
【００１１】
【作用】
上述の如く、従来の溶融炉の構造に特別の構造的手段を追加することなく、単に溶融スラグより比重の小さい耐火浮遊物を複数個投入することによって、焼却灰を溶融スラグの出滓口近傍で堰止めし焼却灰の流出を防ぐことができ、最終的には金属成分を含まない溶融スラグのみを流出させようとするものである。これら耐火浮遊物が損耗し、あるいはオーバーフローして溶融スラグ出滓口より流出してもその取出し口の下方に設けられたメッシュに受け止められ回収されるので減少した耐火浮遊物の量に応じて耐火浮遊物を追加補充するだけでよい。
また溶融スラグは、冷却水の散布によって破砕スラグとして冷却水槽内に沈殿し回収される。破砕スラグとして回収されたものは、金属成分を含まないから錆などの発生がなく、建築資材用などとして加工され有用に再利用することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参酌しながら説明する。
【００１３】
図１は、焼却灰溶融炉の全体構成を示す概略縦断面図である。
焼却灰溶融炉（以下単に溶融炉という）１は、その側壁２の上部一端に焼却灰投入開口部５が設けられていて、焼却灰Ａは、溶融炉１の側壁２の外部に設けられたホッパ６から投入され、送り装置７によって押し出されて溶融炉１内に投入される。そして側壁２の下方には溶融メタル取出し口３が設けられている。
この溶融メタル取出し口３には図示しない閉鎖栓が設けられているが適宜この閉鎖栓を開放して溶融メタル１１を取り出すようになっている。
溶融メタル取出し口３の反対側の側壁２には、溶融メタル取出し口３より高さが上方に位置して溶融スラグの出滓口８が設けられている。溶融炉１の上下にはそれぞれ溶融用の電極Ｅ、Ｅが設けられている。　この図面では溶融手段としての電極Ｅ，Ｅを示しているが、プラズマ、アーク、電気抵抗など溶融手段はこれらに限定されない。
【００１４】
溶融炉１内に示す沈殿物の、１０は溶融メタル、９は溶融スラグ、Ａは焼却灰そしてＦは耐火浮遊物を示す。耐火浮遊物Ｆは、この発明の要部となるものであって、溶融メタル１０より比重の小さい複数個の耐火性材料で出来ている。　これらの耐火浮遊物Ｆは溶融メタル１０の比重より小さいものであればよいが、焼却灰Ａの比重の約２分の１程度のものが適切である。また材質としては多孔質の耐火煉瓦や耐火セメントなどでもよい。溶融炉１の側壁２には、溶融スラグの出滓口８の上部に設けられた開口部４があり、耐火浮遊物Ｆは、この開口部４より最初はまとめて投入される。熱膨張などによって損耗した耐火浮遊物Ｆは開口部４の下に設けられた溶融スラグの出滓口８を通って溶融スラグとともに落下する。これらの耐火浮遊物Ｆは、溶融炉１の出滓口８の下方に設けられた冷却水槽１１内のメッシュ１３上で受け止められる。　図面上ではメッシュ１３上に受け止められ小さくなった耐火浮遊物は、便宜上、記号ｆをつけてある。
溶融スラグＳは散水機１２からの散水によって破砕スラグＨＳとなってメッシュ１３を通過して冷却水槽１１内に沈殿する。
【００１５】
したがって、溶融スラグ９は、破砕スラグＨＳとなって最終的に回収できるので、建築資材などに再利用することが出来る。
【００１６】
図２は、図１の溶融スラグ１０の出滓口付近の一部平面図であり、耐火浮遊物Ｆが出滓口の付近に集まって、焼却灰Ａの流出を堰止め阻止している状況を示したものである。
なお、溶融炉１内の出滓口８の周辺両側に設けられた突起１５は、出滓口８に流れてきて集まった耐火浮遊物Ｆが、炉内を移動しないようにしたものであって、図では両側に突起があることを示しているが、片側だけに設けても良い。
【００１７】
図２において、耐火浮遊物Ｆが溶融炉の出滓口の８の近傍より離れて移動しないように設けられたこの突起１５は、溶融熱源として三相アーク炉のごとく電磁誘導によって溶融物に流れが発生したときに耐火浮遊物の移動を阻止するのに役立つ。
【００１８】
なお、焼却灰Ａを投入時には、これら耐火浮遊物Ｆの上に焼却灰Ａが被ることがあるが特にプラズマによる加熱溶融の場合は、輻射熱によって耐火浮遊物Ｆ自体が過熱されるので耐火浮遊物上の焼却灰Ａはその熱によって溶融されて耐火浮遊物Ｆの各隙間から流れ落ちる。
【００１９】
図３は、耐火浮遊物Ｆの概略構造の縦断面図を示したもので長球形ないし卵形をし、内部は中空１５となっていて、上部の開口１６と連通している。球形の平均直径は約１２０から１５０ｍｍ程度であり、また開港１６は常に上側に来るように耐火浮遊物Ｆの下部は肉厚部１８の構造としてある。
【００２０】
耐火浮遊物Ｆは内部を中空１５にし、上部の開口１６と連通した構造となっているのは、過熱による膨張破損を防止するためのものであって、下部を肉厚としたのは、下部を重くし開口１６が常に上を向くようにするためである。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、上記のように溶融炉内に、焼却灰を投入する際に、溶融スラグより比重の小さい耐火浮遊物を複数投入することによって、これら耐火浮遊物が溶融スラグの出滓口の周辺に流され集まってきて焼却灰が堰止めされてその流出が阻止されて溶融スラグを回収できるので、溶融炉自体に特別の構成装置、すなわち側壁や隔壁あるいは隔壁内への冷却装置、などを設ける必要がないので、簡単な構造の溶融炉で溶融スラグの回収管理を行うことが出来る。
【００２０】
連続操業においては、次第に溶融メタルのレベルが上昇し、それに連れて溶融スラグのレベルも上昇し、耐火浮遊物が浮き上がってくるので、これを検知して適宜に溶融メタルを排出し、耐火浮遊物の高さレベルを見ながら焼却灰の投入と、減少した耐火浮遊物を適宜に追加投入することによって焼却灰の溶融作業の管理を行うことを可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼却灰溶融炉の概略縦断面図である。
【図２】溶融スラグの出滓口の近傍の一部を示す概略平面図である。
【図３】耐火浮遊物の形状を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　焼却灰の溶融炉
２　側壁
３　溶融メタル取出し口
４　開口部
５　焼却灰投入路
６　焼却灰ホッパ
７　焼却灰の送り装置
８　溶融スラグの出滓口
９　溶融スラグ
１０　溶融メタル
１１　冷却水槽
１２　散水機
１３　メッシュ
１４　突起
１５　中空部
１６　開口
１７　肉厚部
Ａ　焼却灰
Ｆ　耐火浮遊物
ｆ　流出した耐火浮遊物
ＨＳ　破砕スラグ

Claims

焼却灰溶融炉の側壁上方位置に溶融スラグの出滓口、そして下方位置に溶融メタル取り出し口を有する焼却灰溶融炉において、
溶融スラグより比重の小さい耐火浮遊物の複数個を投入し、
これら耐火浮遊物によって焼却灰を溶融スラグの出滓口の近傍で堰止めし焼却灰の流出を阻止ることを特徴とする焼却灰溶融炉。
出滓口より損耗しあるいは、オーバーフローして流出した耐火浮遊物は焼却灰溶融炉外に設けたメッシュで受け止められ、焼却灰溶融炉への耐火浮遊物の適宜補充を行う請求項１記載の焼却灰溶融炉。
内部に空洞を有し、その空洞は上部開口孔と連通した長球形ないしは卵形の耐火浮遊物である請求項１または２記載の焼却灰溶融炉。
焼却灰溶融炉の側壁内の出滓口近傍の両側に突出部を設けて、耐火浮遊物の炉内移動を阻止した請求項１記載の焼却灰溶融炉。
焼却灰溶融炉の側壁内の出滓口近傍の片側にのみ突出部を設けた請求項１記載の焼却灰溶融炉。
焼却灰溶融炉の側壁上方位置に溶融スラグの出滓口、そして下方位置に溶融メタル取出し口を有する焼却灰溶融炉において、
溶融スラグより比重の小さい耐火浮遊物の複数個を投入し、耐火浮遊物の高さレベルを目視しながら、焼却灰溶融炉の操作管理を行うことを特徴とする溶融炉の操業方法。