JP2005214491A - 溶融炉 - Google Patents
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Abstract
【課題】 溶融スラグの汚染を促進することなく、出滓樋の出口付近で溶融スラグが固化するのを防止する。
【解決手段】 仕切壁9は、炉内を、焼却残渣を溶融する溶融室11と、出滓樋10が設けられた出滓室8とに仕切る。溶融スラグ6は仕切壁9を通過するが、溶融室11内で発生する炉内ガスは、仕切壁9を実質的に通過しない。バーナ17からの燃焼ガスにより、出滓樋10を流れる溶融スラグ6を保温する。排気口19は、バーナ17の燃焼ガスを吸引する。誘導部材22は、燃焼ガスが溶融スラグ6の出滓樋10からの流出方向へ流れるように誘導する。
【選択図】 図1
【解決手段】 仕切壁9は、炉内を、焼却残渣を溶融する溶融室11と、出滓樋10が設けられた出滓室8とに仕切る。溶融スラグ6は仕切壁9を通過するが、溶融室11内で発生する炉内ガスは、仕切壁9を実質的に通過しない。バーナ17からの燃焼ガスにより、出滓樋10を流れる溶融スラグ6を保温する。排気口19は、バーナ17の燃焼ガスを吸引する。誘導部材22は、燃焼ガスが溶融スラグ6の出滓樋10からの流出方向へ流れるように誘導する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、溶融炉に関し、特に、溶融スラグの出滓を安定して行うための対策に係るものである。
都市ごみや産業廃棄物の焼却炉から排出される焼却残渣は従来埋め立て処分されてきたが、埋め立て用地が逼迫してきている現況の下、焼却残渣に含まれる有害物質を分解して焼却残渣を資源化することを目的とした溶融処理技術が普及してきている。
前記溶融処理技術には、種々の方式あるが、各方式とも高温の溶融炉へ焼却残渣を投入し、この溶融炉内で焼却残渣を溶融状態のスラグ(溶融スラグ)として炉外へ排出する点で共通している。そして、この溶融スラグは、出滓樋を用いて炉外へ流出させるのが一般的となっている。
出滓樋は、溶融スラグを高温の炉内から常温の炉外へと流出させるものであるために、この出滓樋において、溶融スラグの温度が低下して固化することがある。このように溶融スラグが固化すると出滓を継続できなくなるので、これを回避すべく、溶融スラグを加熱したり、固化した塊を掻き落としたりすること等が行われている。この溶融スラグの加熱あるいは塊の掻き落としには、従来より種々の方策が提案されている。例えば、代表的なものとして、特許文献1〜5に開示されたものが知られている。
特許文献1に開示されたものでは、出滓樋の下方に排ガス引抜きダクトを設けることにより溶融炉内の高温の排ガスを出滓樋を通過するように導く一方、出滓口からツララ状に垂れ下がって固化したスラグをカッターにより破砕するようにしている。
特許文献2に開示されたものでは、出滓室にマイクロ波加熱装置が取り付けられる一方、この出滓室には、溶融室の高温の排ガスを排出するための排ガス管が設けられている。そして、マイクロ波加熱装置により出滓通路を流下する溶融スラグを加熱するとともに、排ガスによっても溶融スラグを加熱するようにしている。
特許文献3に開示されたものでは、炉内から流出したスラグが流れるスラグ排出孔の下端に誘導筒を設けることにより、高温排ガスをスラグと一緒に下方に向かって流すようにしている。
特許文献4に開示されたものでは、炉内の溶融スラグを外部へ導出する出滓部が設けられるとともに、この出滓部にバーナを設けようにしている。このバーナは、出滓部を流れる溶融スラグを加熱するとともに、炉内から煙道を通って排出される排ガスを加熱すべく、前記煙道に至る通路の方向へ火炎を放射するように配置されている。
特許文献5に開示されたものでは、出滓口に溶融炉内部と外部とを仕切る仕切壁を設けることにより、溶融炉内部の雰囲気温度を制御し、これにより、溶融スラグを連続的に出滓できるようにしている。言い換えると、この文献に開示された溶融炉では、溶融炉内のガス圧力を制御するために仕切壁を設けるようにしている。そして、出滓口に電極を配設し、出滓口を流れる溶融スラグを加熱するようにしている。
特開平10−292914号公報
特開平8−31927号公報
特開平6−300234号公報
特開2000−274648号公報
特開平7−243768号公報
ところで、前記各特許文献に開示されたものでは、出滓樋の出口付近で溶融スラグが固化する虞があったり、溶融スラグが排ガスによって汚染されてしまうという問題があった。
すなわち、前記特許文献1のものでは、出滓口から垂れ下がって固化したスラグを破砕するカッターを設けているので、スラグが固化することを前提としている。特に、この構成では、カッターの製作、維持管理等が必要であり、溶融炉の構成が複雑になるとともに、コストが増大してしまう問題もある。
また、前記特許文献2のものでは、出滓樋に形成された出滓通路を流下する溶融スラグをマイクロ波で加熱している。しかしながら、この文献のものは、出滓通路から流出したスラグを加熱することまでは考慮していない。このため、出滓通路の出口付近においてスラグが固化する虞がある。特に、マイクロ波で溶融スラグを加熱する構成であるので、マイクロ波加熱装置が必要となり、溶融炉の構成が複雑になるとともに、コストが増大してしまうという問題が生ずる。
また、前記特許文献3のものでは、誘導筒の下端をスラグ排出孔よりも下方に延在させることにより、高温の排ガスがスラグ排出孔から下方へ向かって流れるようにすることで、スラグ排出孔の出口付近での温度を上昇させることができる点で有効である。しかしながら、この文献のものは、高温の排ガスで溶融スラグを加熱する構成であるので、この排ガスに含有されている有害成分が溶融スラグに溶け込み、溶融スラグが汚染されるという問題が生ずる。
また、前記特許文献4のものでは、バーナにより出滓部を流れる溶融スラグを加熱できるが、排ガスを排出する煙道に至る通路に向かって火炎を放射するようにバーナが配置されているために、出滓部から流出するスラグを加熱することまでは考慮していない。このため、出滓部の出口付近において溶融スラグが固化する虞がある。また、出滓部と煙道とが連通している構成であるために、通常は負圧に保たれている炉内が正圧になったときには、出滓部に排ガスが流入し、溶融スラグが汚染される虞がある。
また、前記特許文献5のものでは、溶融炉内のガス圧力を制御することにより、出滓口を通して溶融スラグを連続的に出滓することができるようにするとともに、出滓口を流れる溶融スラグを加熱している。このものにおいても、出滓口を流出した直後のスラグを加熱することまでは考慮していない。このため、出滓口の出口付近においてスラグが固化する虞がある。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶融スラグの汚染を促進させることなく、出滓樋からの溶融スラグの安定した出滓を確保することにあり、さらに好ましくは溶融スラグの汚染を積極的に抑止することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、出滓樋を流れる溶融スラグを保温するために設けられるバーナの燃焼ガスを、溶融スラグが出滓樋から流出する方向へ積極的に流すようにしたものである。
具体的に、請求項1の発明は、焼却残渣を含む焼却処理物を溶融してなる溶融スラグを炉外へ導く出滓樋を備えた溶融炉を前提として、前記出滓樋を流れる溶融スラグを保温するためのバーナと、前記バーナの燃焼ガスを出滓樋から溶融スラグの流出する方向へ案内する燃焼ガス案内手段とを備えている。
この発明では、バーナの燃焼ガスにより、出滓樋を流れる溶融スラグが保温される。そして、燃焼ガス案内手段が、バーナの燃焼ガスを、溶融スラグが出滓樋から流出する方向へと案内する。このため、バーナの燃焼ガスは、出滓樋から流出した後も溶融スラグと同じ方向へ向かって流れるために、溶融スラグは、出滓樋からの流出直後も高温の燃焼ガスに曝された状態となる。これにより、出滓樋を流れている最中はもとより、出滓樋の出口付近、即ち出滓樋からの流出直後をも含め、溶融スラグが固化するのを防止することができる。さらに、本発明では、溶融スラグが、出滓樋を流れる際にバーナの燃焼ガスによって取り囲まれるために、この溶融スラグが焼却処理物を溶融するときに発生する炉内ガスに曝されるのが抑制される。これにより、炉内ガスによる溶融スラグの汚染が促進されるのを回避できる。
したがって、本発明によれば、出滓樋から流出する溶融スラグが炉内ガスによって汚染されるのを促進することなく、溶融スラグを安定して出滓するのを確保することができる。また、スラグの掻き取り装置等を取り付ける必要がなくなるので、溶融炉の構造が複雑化するのを回避することができる。
また、請求項2の発明は、焼却残渣を含む焼却処理物を溶融してなる溶融スラグを炉外へ導く出滓樋を備えた溶融炉を前提として、炉内を、前記焼却処理物を溶融する溶融室と前記出滓樋が設けられた出滓室とに、溶融スラグが通過可能で且つ溶融室内で発生するガスが実質的に通過しないように仕切る仕切壁と、前記出滓樋を流れる溶融スラグを保温するためのバーナと、前記バーナの燃焼ガスを出滓樋から溶融スラグの流出する方向へ案内する燃焼ガス案内手段とを備えている。
この発明では、溶融室で焼却処理物を溶融して溶融スラグを生成する。このとき、溶融室では、有害成分が含まれる炉内ガスが発生する。そして、溶融スラグは仕切壁を通過して出滓室へ流入する一方、この炉内ガスは出滓室へ流入することはない。この出滓室では、バーナの燃焼ガスにより、出滓樋を流れる溶融スラグが保温される。そして、燃焼ガス案内手段が、バーナの燃焼ガスを、溶融スラグが出滓樋から流出する方向へと案内する。このため、バーナの燃焼ガスは、出滓樋から流出した後も溶融スラグと同じ方向へ向かって流れるために、溶融スラグは、出滓樋から流出した後まで高温の燃焼ガスに曝された状態となる。これにより、出滓樋を流れている最中はもとより、出滓樋の出口付近、即ち出滓樋からの流出直後をも含め、溶融スラグが固化するのを防止することができる。さらに、本発明では、仕切壁を設けることにより、炉内ガスが出滓室へ流入しない構成としているために、溶融スラグが出滓室において炉内ガスに曝されるのを確実に回避できるとともに、溶融室内の圧力を安定させることができる。
したがって、本発明によれば、出滓樋から流出した溶融スラグが炉内ガスによって汚染されるのを積極的に抑止しつつ、溶融スラグを安定して出滓するのを確保することができる。また、スラグの掻き取り装置等を取り付ける必要がなくなるので、溶融炉の構造が複雑化するのを回避することができる。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2記載の溶融炉において、前記燃焼ガス案内手段は、前記バーナの燃焼ガスを吸引する排気口と、前記排気口と出滓樋の流出端部との間に配置され、溶融スラグが出滓室から流出する方向に延びる面を有する誘導部材とにより構成されている。
この発明では、バーナの燃焼ガスが排気口に吸引される。このとき、バーナの燃焼ガスは、溶融スラグが出滓樋から流出する方向に延びる誘導部材の面によって溶融スラグの出滓樋からの流出方向へ誘導される。これにより、バーナの燃焼ガスが溶融スラグの流出方向へ確実に流れるようにすることができ、請求項1及び2の作用効果を有効に発揮させることができる。
また、この発明では、排気口がバーナの燃焼ガスを吸引する構成であるために、燃焼ガスが誘導部材よりも下方へ向かって流れるのを抑制することができる。この結果、出滓樋の下方に作業場が存するときでも、この作業場での作業環境が悪化するのを抑制することができる。
また、請求項4の発明は、請求項1から3の何れか1項記載の溶融炉において、前記バーナは、溶融スラグが出滓樋を流れる方向とは逆向きで且つこの方向に平行な方向に火炎を放射するように配置されている。
この発明では、バーナの火炎が溶融スラグの流れる方向と平行な方向に放射されるので、溶融スラグを連続的に加熱することができる。これにより、溶融スラグの加熱を効率的に行うことができる。また、1本のバーナにより溶融スラグを加熱できるので、シンプルな構成とすることができる。
また、この発明では、バーナの火炎が溶融スラグの流出する方向とは逆方向に放射される構成であるので、溶融スラグを流出させる出滓室よりもバーナを外側に配置することができる。このため、バーナを容易に設置できる構成とすることができる。
また、請求項5の発明は、請求項1から3の何れか1項記載の溶融炉において、前記バーナは、溶融スラグが出滓樋を流れる方向に複数並設され、前記各バーナは、それぞれ溶融スラグが出滓樋を流れる方向に対して直交する方向に火炎を放射するように配置されている。
この発明では、バーナにより出滓樋を流れる溶融スラグをむらなく均一に加熱することができるので、溶融スラグの保温効率を向上させることができ、燃料消費率を向上することができる。
また、請求項6の発明は、請求項1から5の何れか1項記載の溶融炉において、前記出滓樋は、1000℃における熱伝導率が5W/(m・K)以下である耐熱性材料からなる。
この発明では、出滓樋を、1000℃における熱伝導率が5W/(m・K)以下である耐熱性材料により構成しているので、溶融スラグの熱が出滓樋へ放熱されるのが抑制され、これにより、出滓樋を流れる際に溶融スラグの温度が低下するのを抑制でき、出滓樋から流出した溶融スラグが固化するのをさらに確実に防止することができる。
以上説明したように、本発明によれば、バーナの燃焼ガスを出滓樋の流出端部から溶融スラグの流出する方向へ案内するようにしているので、溶融スラグが炉内ガスによって汚染されるのを促進させることなく、この溶融スラグが出滓樋の出口付近においても固化するのを防止することができ、溶融スラグの安定した出滓を確保することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態1》
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る溶融炉は、焼却灰、飛灰又はこれらの混合物等の焼却残渣を被溶融物とするプラズマ溶融設備に構成されている。このプラズマ溶融設備は、溶融炉本体1と、プラズマトーチ2と、プラズマ電源装置3とを備えている。
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る溶融炉は、焼却灰、飛灰又はこれらの混合物等の焼却残渣を被溶融物とするプラズマ溶融設備に構成されている。このプラズマ溶融設備は、溶融炉本体1と、プラズマトーチ2と、プラズマ電源装置3とを備えている。
プラズマトーチ2は、電力の供給を受けて熱プラズマを発生させることで焼却残渣を溶融させるためのものであり、溶融炉本体1に気密状に嵌め込まれている。プラズマ電源装置3は、プラズマトーチ2に高圧の電力を供給するように構成されている。
溶融炉本体1の炉内には仕切壁9が設けられており、この仕切壁9により、炉内は溶融室11と出滓室8とに仕切られている。溶融室11には前記プラズマトーチ2が配設されている。また、溶融室11には、灰供給機7が接続されていて、焼却残渣は、この灰供給機7によって溶融室11内へ供給されるようになっている。溶融室11内に供給された焼却残渣は、プラズマトーチ2が発生させる熱プラズマにより加熱されて溶融し、溶融スラグ6となって溜められる。炉内には、この溶融スラグ6が溜められた溶融浴5が形成されている。
溶融室11には、この室内で発生する炉内ガスを炉外へ排出させる排ガス通路23が接続されている。この炉内ガスには、重金属ヒューム等の有害成分が含まれる。溶融炉本体1では、溶融室11内の炉内ガスがこの排ガス通路23を通して排出されることで炉内が負圧に保持される。
前記仕切壁9は、図2及び図3にも示すように、炉内で上下に延びるように配置されていて、炉内を互いに水平方向に並設される2室に区画している。仕切壁9には、貫通孔9aが形成されている。この貫通孔9aを通して溶融室11と出滓室8とが連通されている。この貫通孔9aは、溶融浴5に浸されるように仕切壁9の下部に設けられている。これにより、溶融スラグ6が溶融室11と出滓室8とに亘って溜まるようになっている。
出滓室8は、溶融室11の側方に配置されている。出滓室8には、溶融浴5の溶融スラグ6を炉外へ導くための出滓樋10が設けられている。この出滓樋10は、1000℃における熱伝導率が5W/(m・K)以下である耐熱性材料からなる耐火物によって構成されている。そして、出滓樋10は、図4に示すように、出滓室8の側壁15,15及び上壁16によって出滓樋10の上方に空間が形成されるよう配置されている。
出滓樋10は、溶融スラグ6の流入端部(基端部)が前記仕切壁9の貫通孔9aの上端部よりも上方に位置するように形成されている。このことで、溶融浴5の湯面が仕切壁9の貫通孔9aの上端部よりも高くなり、溶融室11内のガス空間と出滓室8内のガス空間とが完全に隔てられるようになっている。言い換えると、溶融室11と出滓室8とは、溶融室11で発生した炉内ガスが実質的には出滓室8へ流入しないように構成されている。
また、出滓樋10には、仕切壁9から離れるに従って降下する傾斜面が形成されている。これにより、出滓樋10からオーバーフローした溶融浴5の溶融スラグ6は、この傾斜面上を流れるようになっている。この出滓樋10の流出端部(先端部)は、出滓室8の底部に開口された出滓口18に面している。そして、出滓樋10を流れた溶融スラグ6は、この出滓口18を通して出滓室8から流れ落ち、炉外へ排出されるようになっている。この出滓口18の下方には、図示省略しているが、排出された溶融スラグ6を処理するための作業場が配されている。
出滓室8における仕切壁9に対向する側壁14には、出滓室8内を加熱するためのバーナ17が設けられている。このバーナ17は、仕切壁9に向かって出滓室8内で火炎を放射するように設置されている。この火炎は、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる方向とは逆向きで且つこの方向に平行な方向に放射される。
また、出滓室8には、燃焼ガス案内手段24が設けられている。この燃焼ガス案内手段24は、バーナ17の燃焼ガスを出滓樋10の先端部から溶融スラグ6の流出する方向へ案内するためのものである。具体的に、燃焼ガス案内手段24は、図2及び図5に示すように、前記バーナ17が設けられた側壁14の下端部に設けられた排気口19と、この排気口19と出滓樋10の先端部との間に位置するように前記側壁14に設けられた誘導部材22とにより構成されている。排気口19は出滓室8よりも外側に設けられている。そして、この排気口19は、出滓室8内のバーナ17の燃焼ガスを前記出滓口18から流出させ、この出滓口18から流出した燃焼ガスを吸引するように構成されている。また、排気口19は、バーナ17の火炎の根元に対し、バーナ17の火炎が放射されるのとは反対側に配置されている。このことにより、バーナ17の燃焼ガスは、図2に矢印21で示すように、出滓室8内を仕切壁9に向かって流れた後、反転し、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる方向と同じ方向に流れるようになっている。
一方、誘導部材22は、側壁14の下端部において上下に延びる鉛直面を有する平板状に形成されている。つまり、誘導部材22は、溶融スラグ6が出滓樋10から流出する方向に延びる面を有している。この誘導部材22は、出滓樋10の先端部よりも上方の位置から、この出滓樋10の先端部とほぼ同じ高さの位置に亘って設けられている。そして、この誘導部材22は、出滓樋10の先端部に対向する出滓口18の縁部を構成している。
本実施形態に係る溶融炉の運転動作について説明する。この溶融炉では、焼却灰等の焼却残渣が灰供給機7から溶融室11内へ供給され、この焼却残渣は、溶融室11内でプラズマトーチ2によって高温に加熱されて溶融し、溶融スラグ6となる。このとき、溶融室11内には、重金属ヒューム等の有害成分が含まれる炉内ガスが発生する。この炉内ガスは、排ガス通路23を通って炉外へ排出される。
溶融室11の溶融スラグ6は、仕切壁9の貫通孔9aを通して出滓室8内へと流入する。このとき、炉内の溶融浴5の湯面がこの貫通孔9aの上端部よりも高くなっているために、溶融室11内の炉内ガスは、この貫通孔9aを実質的に通過することなく、溶融スラグ6のみがこの貫通孔9aを通過する。
出滓室8では、図2における矢印21の如く、バーナ17から放射される火炎の燃焼ガスが出滓室8の上部を仕切壁9へ向かって流れている。そして、この燃焼ガスは、仕切壁9付近で反転し、出滓室8の下部、即ち出滓樋10のすぐ上方を仕切壁9から離れる方向に流れる。この後、燃焼ガスは、誘導部材22の鉛直面に案内されて下向きに流れ、出滓口18を通して出滓室8の外方へ導出される。
出滓室8内の溶融スラグ6は、出滓樋10からオーバーフローすると、この出滓樋10を伝わって流下する。このとき、溶融スラグ6は、出滓室8の下部を流れる高温の燃焼ガスに常に曝されているために、この燃焼ガスによって保温されている。その後、溶融スラグ6は、出滓口18を通して炉外へ流れ落ちる。このとき、溶融スラグ6が流出する方向と同じ方向へ燃焼ガスが流れるので、出滓口18から流出した溶融スラグ6は、この燃焼ガスに曝されることとなる。
したがって、本実施形態に係る溶融炉によれば、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる際に、バーナ17の燃焼ガスに曝されており,また出滓樋10から流出した直後もこの燃焼ガスに曝された状態となるので、出滓樋10を流れる溶融スラグ6の固化を防止できるばかりでなく出滓樋10から流出した直後の溶融スラグ6の固化をも有効に防止することができる。さらに、本実施形態1では、溶融室11と出滓室8とを仕切る仕切壁9を設けることにより、炉内ガスが実質的に出滓室8へ流入しない構成としているために、溶融スラグ6はバーナ17の燃焼ガスのみによって取り囲まれ、炉内ガスに曝されることはない。
それ故に、出滓樋10から流出する溶融スラグ6が炉内ガスによって汚染されるのを積極的に抑止しつつ、溶融スラグ6を安定して出滓するのを確保することができる。また、スラグの掻き取り装置等を取り付ける必要がなくなるので、溶融炉の構造が複雑化するのを回避することができる。
また、本実施形態1では、燃焼ガス案内手段24を、燃焼ガスを吸引する排気口19と、この排気口19及び出滓樋10間に配置される誘導部材22とによって構成するようにしている。そして、バーナ17の燃焼ガスが排気口19に吸引されると、誘導部材22がバーナ17の燃焼ガスを溶融スラグ6の出滓樋10からの流出方向へ誘導するので、バーナ17の燃焼ガスを溶融スラグ6の流出方向へ確実に案内することができる。
ここで、本発明者が比較例として試みた実験結果について説明する。この比較例では、例えば図6及び図7に示すように、排気口19を設ける一方で、誘導部材22を設けない構成とした。この誘導部材22を省略した構成では、出滓口18は、出滓樋10の先端部と出滓室8の側壁14における外端部14aとの間に形成されることなり、排気口19は、出滓室8内に配置されることとなる。そして、この構成では、燃焼ガスは、図6中の矢印25で示すように、仕切壁9付近から出滓樋10に沿って流れるものの、出滓口18の出口付近では、溶融スラグ6の流れる方向とは異なった方向へと流れ、排気口19へ向かう。このため、出滓口18から流出した溶融スラグ6を燃焼ガスで取り囲むことができなくなってしまう。この結果、出滓樋10の先端部付近において、溶融スラグ6が固化する事態が発生した。これに対し、本実施形態1では、図2等に示すように誘導部材22を設けているので、溶融スラグ6が出滓室8から流出した後においても、この溶融スラグ6を燃焼ガスに曝すことができる。したがって、本実施形態1に係る溶融炉によれば、溶融スラグ6の固化を確実に防止することができる。
また、本実施形態1では、排気口19がバーナ17の燃焼ガスを吸引する構成であるために、燃焼ガスが誘導部材22よりも下方へ向かって流れるのを抑制することができる。この結果、出滓樋10の下方に存する作業場の作業環境が悪化するのを抑制することができる。
また、本実施形態1では、火炎が溶融スラグ6の流れる方向と平行な方向に放射されるようにバーナ17を配置しているので、溶融スラグ6を連続的に加熱することができる。これにより、溶融スラグ6の加熱を効率的に行うことができる。また、バーナ17の火炎が溶融スラグ6の流出する方向とは逆方向に放射される構成としているので、溶融スラグ6を流出させる出滓室8よりもバーナ17を外側に配置することができる。このため、バーナ17を設置するのが容易な構成とすることができる。
また、本実施形態1では、出滓樋10を、1000℃における熱伝導率が5W/(m・K)以下である耐熱性材料からなる耐火物により構成したので、溶融スラグ6の熱が出滓樋10へ放熱されるのが抑制され、これにより、出滓樋10を流れる際に溶融スラグ6の温度が低下するのを抑制でき、出滓樋10から流出した溶融スラグ6が固化するのをさらに確実に防止することができる。本発明者による実験では、出滓樋10を、1000℃における熱伝導率が30W/(m・K)である特殊金属により構成したときには、溶融スラグ6の固化が見られた。これに対し、本実施形態1では、出滓樋10を前記耐火物によって構成しているので、溶融スラグ6の固化を確実に防止することができる。
《発明の実施形態2》
図8及び図9は本発明の実施形態2を示す。ここでは、実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。この実施形態2では、複数(本実施形態では2つ)のバーナ17a,17bが、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる方向に対して直交する方向に火炎を放射するように配置されている。
図8及び図9は本発明の実施形態2を示す。ここでは、実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。この実施形態2では、複数(本実施形態では2つ)のバーナ17a,17bが、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる方向に対して直交する方向に火炎を放射するように配置されている。
具体的に、両バーナ17a,17bは、出滓室8の側壁15に設置されており、この両バーナ17a,17bは、出滓樋10を溶融スラグ6が流れる方向に並んでいる。一方のバーナ(上流側バーナ)17aは、出滓樋10の流入端部の近傍に、また他方のバーナ(下流側バーナ)17bは、出滓樋10の流出端部の近傍にそれぞれ配置されている。上流側バーナ17aは、出滓樋10の流入端部近傍を流れる上流側の溶融スラグ6を保温するためのものである。また、下流側バーナ17bは、出滓樋10の流出端部近傍を流れる下流側の溶融スラグ6を保温するためのものである。
したがって、本実施形態2によれば、バーナ17a,17bを、溶融スラグ6が出滓樋10を流れる方向に対して直交する方向に火炎を放射するように配置しているので、バーナ17a,17bにより出滓樋10を流れる溶融スラグ6をその上流側から下流側に至る範囲でむらなく加熱することができ、溶融スラグ6の保温効率を向上させることができ、バーナ17の燃料消費率を向上することができる。
その他の構成、作用及び効果は前記実施形態1と同様である。
《発明の実施形態3》
図10は本発明の実施形態3を示す。ここでは、実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態3では、誘導部材22が、出滓樋10の先端部よりも下方に延出されている。この構成では、出滓口18は、出滓樋10の先端部と、この先端部に対向する位置の誘導部材22との間に形成される。そして、誘導部材22は、出滓口18よりも下方、即ち出滓室8よりも外方へ突出している。
図10は本発明の実施形態3を示す。ここでは、実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態3では、誘導部材22が、出滓樋10の先端部よりも下方に延出されている。この構成では、出滓口18は、出滓樋10の先端部と、この先端部に対向する位置の誘導部材22との間に形成される。そして、誘導部材22は、出滓口18よりも下方、即ち出滓室8よりも外方へ突出している。
排気口19は、誘導部材22の下端部(先端部)の近傍に配置されている。すなわち、この排気口19は、出滓口18よりも下方に配置されている。
したがって、本実施形態3によれば、誘導部材22を出滓口18よりも下方へ延出しているので、バーナ17の燃焼ガスを出滓樋10から流出した溶融スラグ6の流れる方向にさらに長く流れるようにすることができる。これにより、溶融スラグ6の保温効果を実施形態1よりも高めることができる。
尚、溶融スラグ6の保温効果は周囲の温度等の影響を受けるものであるために、誘導部材22の出滓口18からの突出高さは、周囲の温度等に応じて適宜設定すればよい。
その他の構成、作用及び効果は前記実施形態1と同様である。
《その他の実施形態》
前記各実施形態では、仕切壁9の下部に貫通孔9aを形成することにより溶融室11と出滓室8とを連通させる構成としたが、この構成に代え、仕切壁を、溶融炉本体1の底壁との間に間隙が形成されるように炉内の上部にのみ形成する構成としてもよい。この構成においても、溶融スラグ6が通過可能で且つ炉内ガスが実質的に通過しないように炉内を仕切ることができる。
前記各実施形態では、仕切壁9の下部に貫通孔9aを形成することにより溶融室11と出滓室8とを連通させる構成としたが、この構成に代え、仕切壁を、溶融炉本体1の底壁との間に間隙が形成されるように炉内の上部にのみ形成する構成としてもよい。この構成においても、溶融スラグ6が通過可能で且つ炉内ガスが実質的に通過しないように炉内を仕切ることができる。
また、前記各実施形態では、仕切壁9を設ける構成としているが、この仕切壁9を省略した構成としてもよい。このような構成としても、出滓樋10を流れる溶融スラグ6がバーナ17の燃焼ガスによって曝されるので、この溶融スラグ6の炉内ガスによる汚染が促進されるのを回避できる。
6 溶融スラグ
8 出滓室
9 仕切壁
10 出滓樋
11 溶融室
17 バーナ
17a 上流側バーナ(バーナ)
17b 下流側バーナ(バーナ)
19 排気口
22 誘導部材
24 燃焼ガス案内手段
8 出滓室
9 仕切壁
10 出滓樋
11 溶融室
17 バーナ
17a 上流側バーナ(バーナ)
17b 下流側バーナ(バーナ)
19 排気口
22 誘導部材
24 燃焼ガス案内手段
Claims (6)
- 焼却残渣を含む焼却処理物を溶融してなる溶融スラグを炉外へ導く出滓桶を備えた溶融炉であって、
前記出滓樋を流れる溶融スラグを保温するためのバーナと、
前記バーナの燃焼ガスを出滓樋から溶融スラグの流出する方向へ案内する燃焼ガス案内手段とを備えている溶融炉。 - 焼却残渣を含む焼却処理物を溶融してなる溶融スラグを炉外へ導く出滓樋を備えた溶融炉であって、
炉内を、前記焼却処理物を溶融する溶融室と前記出滓樋が設けられた出滓室とに、溶融スラグが通過可能で且つ溶融室内で発生するガスが実質的に通過しないように仕切る仕切壁と、
前記出滓樋を流れる溶融スラグを保温するためのバーナと、
前記バーナの燃焼ガスを出滓樋から溶融スラグの流出する方向へ案内する燃焼ガス案内手段とを備えている溶融炉。 - 前記燃焼ガス案内手段は、
前記バーナの燃焼ガスを吸引する排気口と、
前記排気口と出滓樋との間に配置され、溶融スラグが出滓樋から流出する方向に延びる面を有する誘導部材とにより構成されている請求項1又は2記載の溶融炉。 - 前記バーナは、溶融スラグが出滓樋を流れる方向とは逆向きで且つこの方向に平行な方向に火炎を放射するように配置されている請求項1から3の何れか1項記載の溶融炉。
- 前記バーナは、溶融スラグが出滓樋を流れる方向に複数並設され、
前記各バーナは、それぞれ溶融スラグが出滓樋を流れる方向に対して直交する方向に火炎を放射するように配置されている請求項1から3の何れか1項記載の溶融炉。 - 前記出滓樋は、1000℃における熱伝導率が5W/(m・K)以下である耐熱性材料からなる請求項1から5の何れか1項記載の溶融炉。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008249220A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Kawasaki Plant Systems Ltd | プラズマ溶融炉 |
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-
2004
- 2004-01-29 JP JP2004021199A patent/JP2005214491A/ja active Pending
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