JP2005226939A - Slag treating method and treating apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slag treating method and treating apparatus capable of effectively suppressing the formation of acicular slag while avoiding the danger of phreatic explosion to efficiently treat slag in a system for treating slag formed based on waste or the like. <P>SOLUTION: In granulating slag, at least one granulating water jetting means 6 disposed in plane shape is used to form a stream of predetermined flow velocity to a predetermined depth including the water surface position where the slag falls in a water tank of its own weight. At this time, it is preferable that the stream has flow velocity within a range of 0.5-2 m/s on the water surface. It is also preferable to arrange a plurality of granulating water jetting means 6 perpendicularly to the water surface of the water tank. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スラグの処理方法および処理装置、特に溶融スラグを水砕する技術に関するものである。   The present invention relates to a slag treatment method and a treatment apparatus, and more particularly to a technique for granulating molten slag.

一般に、ごみ処理施設などにおいては、熱分解ガス化溶融炉や、ごみ焼却炉と灰溶融炉との組合せなどが用いられ、溶融スラグと冷却水とを接触させることにより、スラグを冷却固化し、固化したスラグを粒状化している(以下「水砕」という。)。つまり、こうした処理後のスラグ(以下「水砕スラグ」という。)は、例えばアスファルト、建築用骨材、コンクリート細材、テトラポット(商標名)などの原材料として活用されることから、搬送などのハンドリングを容易にするために、水砕によってスラグを細粒子化することが有用である。具体的には、5mm以下の粒径を基準として、骨材として使用される場合を挙げることができる。   Generally, in waste treatment facilities, a pyrolysis gasification melting furnace or a combination of a waste incinerator and an ash melting furnace is used. By bringing molten slag into contact with cooling water, the slag is cooled and solidified. The solidified slag is granulated (hereinafter referred to as “water granulation”). In other words, slag after such treatment (hereinafter referred to as “granulated slag”) is used as a raw material for asphalt, building aggregate, concrete fine material, tetrapot (trade name), etc. In order to facilitate handling, it is useful to make slag fine particles by water granulation. Specifically, the case where it uses as an aggregate can be mentioned on the basis of a particle size of 5 mm or less.

このような、スラグの水砕方法としては、昨今いくつかの提案がなされている。例えば、図5に示すように、溶融スラグ流51に対し水砕用の水を正確に吹き掛けることができるように、流下する溶融スラグ流の位置をスラグ流位置検出手段52によって検出しながら、スラグ落下始点と水面の中間に設けられたノズル53から冷却水(水砕水)をスラグに吹き掛ける方法(例えば特許文献1参照)が挙げられる。   Recently, several proposals have been made for such a method of granulating slag. For example, as shown in FIG. 5, while detecting the position of the molten slag flow flowing down by the slag flow position detecting means 52 so that the water for granulation can be accurately sprayed on the molten slag flow 51, There is a method of spraying cooling water (granulated water) onto the slag from a nozzle 53 provided between the slag falling start point and the water surface (see, for example, Patent Document 1).

また、図6に示すように、スラグ排出口61の下方に傾斜板62を配置し、この傾斜板62の上面に水を噴射する水噴射ノズル63を設け、落下途中の溶融スラグに水を噴射し、その噴射量を制御してスラグの粒径、強度、形状等の性状を調整する方法(例えば特許文献2参照)が提案されている。
特開平5−201753号公報 特開平10−54537号公報
Further, as shown in FIG. 6, an inclined plate 62 is disposed below the slag discharge port 61, and a water injection nozzle 63 for injecting water is provided on the upper surface of the inclined plate 62, and water is injected into the molten slag in the middle of dropping. And the method (refer patent document 2) which adjusts properties, such as the particle size of a slag, intensity | strength, a shape, by controlling the injection quantity is proposed.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-201753 Japanese Patent Laid-Open No. 10-54537

しかしながら、上記のような提案において、スラグの落下量を一定にすることは必ずしも容易ではなく、冷却水を直接溶融スラグに当てた場合においては、次のような課題が生じる場合がある。   However, in the above proposal, it is not always easy to make the amount of falling slag constant. When the cooling water is directly applied to the molten slag, the following problems may occur.

(1)冷却水の噴射量が少ないときは、スラグが高温で水槽に落下し、水表面での水蒸気爆発の危険性がある。   (1) When the cooling water injection amount is small, the slag falls into the water tank at a high temperature, and there is a risk of steam explosion on the water surface.

(2)噴射速度が高い場合には、液状のスラグが水流に巻き込まれて冷却されるために針状スラグが多量に発生することから、水砕スラグのハンドリングに際し、安全性に問題があり、別途粉砕処理を必要とする。   (2) When the injection speed is high, liquid slag is entrained in the water flow and cooled, so a large amount of needle-like slag is generated. Therefore, there is a problem in safety when handling granulated slag, A separate grinding process is required.

(3)針状スラグを粉砕して粒状物に変換した場合、細粒状のスラグとしてハンドリングは容易になる一方、微粉末の発生量も多くなり、骨材等に用いられたときの含有量の調整が困難になるという不都合が生じたり、作業環境面からの粉塵処理の必要性あるいは搬送の煩雑さの増大を生み出すこととなる。   (3) When needle-shaped slag is crushed and converted into a granular material, the handling becomes easy as a fine-grained slag, while the amount of fine powder generated increases, and the content when used in aggregates, etc. Inconvenience that adjustment becomes difficult occurs, and the necessity of dust processing from the viewpoint of the working environment or the increase in the complexity of conveyance are generated.

そこで、本発明の目的は、廃棄物などを基に発生するスラグを処理するシステムにおいて、水蒸気爆発の危険性を回避して効率よくスラグの処理を行うとともに、針状スラグの発生を有効に抑制することができるスラグの処理方法および処理装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to efficiently treat slag while avoiding the danger of water vapor explosion and effectively suppress the occurrence of acicular slag in a system for treating slag generated based on waste. An object of the present invention is to provide a slag treatment method and a treatment apparatus that can be used.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す処理方法および処理装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by the processing method and processing apparatus described below, and have completed the present invention.

本発明は、スラグの処理方法であって、スラグを水砕処理するに際し、少なくとも1つの平面状に配された水砕水噴射手段を用い、該スラグが水槽に自重落下する水面位置を含む面状で、かつ水表面を含む所定の深さまで、所定の流速を有する水流を形成することを特徴とする。   The present invention is a method for treating slag, and includes a surface including a water surface position at which the slag falls by its own weight in a water tank, using at least one granulated water jetting means arranged in a flat shape when the slag is granulated. And a water flow having a predetermined flow velocity is formed to a predetermined depth including the water surface.

本発明者は、水砕スラグの形成において、粒状スラグを決定する要素が、
(1)高温の液状スラグが冷却する時に表面固化層が発生する、
(2)該固化層が表面で分裂し剥離する、
(3)剥離して現れた新たな表面で(1)(2)の現象が生じる、
といったメカニズムを必要とし、これを実現するためには、
(1)スラグが所定量の水砕水と接触する、つまり、スラグ表面と平面的に水砕水と接することが好ましく、空中での水砕水の吹き付けよりも水槽での冷却が好ましい、
(2)接触する水砕水が順次置き換わり、常にスラグ表面での一定範囲の熱移動が確保できる、つまり、スラグの落下方向と異なる方向への水砕水の移動が好ましい、
(3)特に、高温スラグが最初に水砕水に接触する水表面および表面に近い一定の深さまで、(1)および(2)の状態を確保する、
ことが必要であることを見出した。
The present inventor, in the formation of granulated slag, the element that determines the granular slag,
(1) When the high-temperature liquid slag cools, a surface solidified layer is generated.
(2) The solidified layer is split on the surface and peeled off.
(3) The phenomenon of (1) and (2) occurs on the new surface that appears after peeling.
In order to realize this mechanism,
(1) The slag is in contact with a predetermined amount of granulated water, that is, it is preferably in contact with the granulated water in a plane with the slag surface, and cooling in the water tank is preferable to spraying the granulated water in the air.
(2) The crushed water in contact with each other is sequentially replaced, and a certain range of heat transfer on the slag surface can always be ensured, that is, the movement of crushed water in a direction different from the falling direction of the slag is preferable.
(3) In particular, the state of (1) and (2) is ensured up to the water surface where the high-temperature slag first contacts the granulated water and to a certain depth close to the surface.
I found that it was necessary.

つまり、所定の噴射量に制御された少なくとも1つの平面状の水流を形成し、水表面から一定の深さまで所定の流速を有するようにすることで、その水流内に落下する高温スラグの表面から、細粒化された粒状固化物を順次水槽内蓄積することができる。さらに、これによって高温スラグの表面での熱の移動が確保できることから、水との接触に伴う水蒸気爆発を防止することができる。   That is, by forming at least one planar water flow controlled to a predetermined injection amount and having a predetermined flow velocity from the water surface to a certain depth, the surface of the hot slag falling into the water flow The granular solidified product can be sequentially accumulated in the water tank. Furthermore, since heat transfer on the surface of the high-temperature slag can be secured by this, it is possible to prevent a steam explosion associated with contact with water.

上記スラグの処理方法であって、前記水流が、水表面において0.5〜2m/secの範囲の流速を有することを特徴とする。   The slag treatment method is characterized in that the water flow has a flow velocity in the range of 0.5 to 2 m / sec on the water surface.

上記のように、本発明の課題の1つである高温スラグの水砕水との接触に伴う水蒸気爆発防止には、高温スラグ表面での熱移動の確保が重要であり、極端にいえば水流の流速を高くすればするほどその効果は高い。一方、流速が高ければそれだけ針状スラグの発生の可能性が高く、本発明のもう1つの課題である粒状スラグの形成にはそぐわない。本発明者は、本課題に対する検証の結果、高温スラグと水砕水とが最初に接触をする水砕水の表面の流速が最も重要な要素であり、表面流速を所定の範囲に制御することで、水蒸気爆発の危険性を回避し、再現性よく針状スラグの発生を有効に抑制することができるスラグの処理方法を実現できることを見出した。   As described above, in order to prevent a steam explosion associated with the contact of high-temperature slag with granulated water, which is one of the problems of the present invention, it is important to ensure heat transfer on the surface of the high-temperature slag. The higher the flow rate, the higher the effect. On the other hand, if the flow velocity is high, the possibility of generating needle slag is high, and it is not suitable for forming granular slag, which is another problem of the present invention. As a result of verification of this problem, the present inventor is that the flow velocity of the surface of the granulated water where the high-temperature slag and the granulated water first contact each other is the most important factor, and the surface flow velocity is controlled within a predetermined range. Thus, the present inventors have found that it is possible to realize a slag treatment method capable of avoiding the danger of steam explosion and effectively suppressing the occurrence of acicular slag with high reproducibility.

上記スラグの処理方法であって、前記水砕水噴射手段を水槽水面に対する鉛直方向に複数配列することを特徴とする。   The slag treatment method is characterized in that a plurality of the granulated water jetting means are arranged in a direction perpendicular to the aquarium water surface.

ごみ処理施設などにおけるスラグの発生量は必ずしも一定ではなく、1つの水砕水噴射手段で上記のような表面流速を所定の範囲に十分制御することが難しい場合がある。本発明のように平面状に配された水砕水噴射手段を複数段並べ、任意の手段から水砕水を噴射できる構成を採ることによって、制御可能な範囲を拡大し最適な表面流速を確保することができる。   The amount of slag generated in a waste treatment facility or the like is not always constant, and it may be difficult to sufficiently control the surface flow velocity as described above within a predetermined range with one granulated water jetting means. As shown in the present invention, by arranging a plurality of crushed water spraying means arranged in a plane and spraying crushed water from any means, the controllable range is expanded and the optimum surface flow velocity is secured. can do.

上記スラグの処理方法であって、前記水流の流速測定手段からの出力によって、前記水砕水噴射手段からの水噴出量、あるいは/および複数の噴射手段を有する場合にはその噴射手段の選択を制御することを特徴とする。   In the above slag treatment method, if there is an amount of water jetted from the crushed water jetting means or / and a plurality of jetting means depending on the output from the flow velocity measuring means of the water flow, the jetting means is selected. It is characterized by controlling.

上記のように、本発明における課題解決には、高温スラグと水砕水とが最初に接触をする水砕水の表面を所定の状態に保持することが重要であり、水砕水噴出量あるいは/および複数の噴射手段を有する場合にはその噴射手段の選択を制御することによって、こうした状態を確保できる。具体的には、表面流速を測定する手段を設け、この出力信号を制御器に入力し、水砕水噴射手段およびその水噴出量を制御することが好ましい。   As described above, in order to solve the problem in the present invention, it is important to maintain the surface of the granulated water that is first contacted with the high-temperature slag and the granulated water in a predetermined state. In the case of having a plurality of injection means, such a state can be ensured by controlling selection of the injection means. Specifically, it is preferable to provide a means for measuring the surface flow velocity, and input this output signal to the controller to control the crushed water jetting means and the amount of water jetted.

本発明は、スラグの処理装置であって、上記のスラグの処理方法を用いることを特徴とする。   The present invention is a slag processing apparatus, characterized by using the above-described slag processing method.

以上の処理方法は、いずれも粒状スラグの形成、好適なハンドリングを確保するとともに、水砕スラグの高温スラグと水砕水との接触に伴う水蒸気爆発を有効に抑制することができることから、非常に優れたスラグの処理装置を構成することができる。   All of the above processing methods ensure the formation of granular slag, suitable handling, and can effectively suppress the steam explosion associated with the contact between the high-temperature slag of the granulated slag and the granulated water. An excellent slag processing apparatus can be configured.

以上のように、本発明によって、水蒸気爆発の危険性を回避して効率よくスラグの処理を行うとともに、針状スラグの発生を有効に抑制することができるスラグの処理方法および処理装置を提供することができる。また、微粉末の発生量を回避しながら粒状スラグを形成することができることによって、ハンドリングは容易になる一方、作業環境面あるいは搬送の負荷を大幅に低減することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a slag processing method and a processing apparatus capable of efficiently processing slag while avoiding the danger of steam explosion and effectively suppressing the occurrence of acicular slag. be able to. In addition, since the granular slag can be formed while avoiding the generation amount of fine powder, handling becomes easy, while the working environment or the load of conveyance can be greatly reduced.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係るスラグの処理装置の概略全体構造を、図1に例示する。焼却残渣などの被溶融物1は溶融炉2に供給され、溶融された後、溶融物は水砕水を張った水槽3内で水砕処理され、粒状のスラグとなり、スラグコンベア4によって搬出される。   A schematic overall structure of a slag processing apparatus according to an embodiment of the present invention is illustrated in FIG. The melted material 1 such as incineration residue is supplied to the melting furnace 2 and melted, and then the melted material is granulated in a water tank 3 filled with granulated water to form granular slag, which is carried out by the slag conveyor 4. The

図1(A)では、プラズマアーク式溶融炉を例示しており、炉頭にプラズマ用陰極E(−)、炉底にプラズマ用陽極E(+)を配し、被溶融物1にアーク放電することで、1200〜1600℃の高温で溶融炉2の底部に溶融物(スラグ)が貯留される。形成されたスラグは、一定量を超えると順次溶融炉2の取出口から、スライド部5を介して冷却水を満たした水槽3に自重によって落下する。スライド部5には、スラグが円滑に移動するように、図1(B)に示すような断面がV形状あるいはU形状の溝部を設けることが好ましい。水槽3の壁面には水砕水噴射手段6が設けられており、所定流量の水砕水が放出され、スラグが入水する水面およびその周辺部に対し、水面および所定の深さまで所定の流速を有する水流が形成されている。   In FIG. 1A, a plasma arc melting furnace is illustrated. A plasma cathode E (−) is disposed at the furnace top, a plasma anode E (+) is disposed at the furnace bottom, and arc discharge is performed on the melt 1. As a result, the melt (slag) is stored at the bottom of the melting furnace 2 at a high temperature of 1200 to 1600 ° C. When the formed slag exceeds a certain amount, it sequentially falls from the outlet of the melting furnace 2 to the water tank 3 filled with cooling water through its slide portion 5 by its own weight. The slide portion 5 is preferably provided with a groove portion having a V-shaped or U-shaped cross section as shown in FIG. 1B so that the slag moves smoothly. Granulated water injection means 6 is provided on the wall surface of the water tank 3, and a predetermined flow rate of the granulated water is discharged, and a predetermined flow velocity is given to the water surface and a predetermined depth with respect to the water surface and its peripheral part where the slag enters. The water stream which has is formed.

このとき、1300℃以上の高温状態にある溶融スラグは、水砕水に接触した瞬間、表面が急速に冷却され、表面固化層が発生すると同時に、分裂し剥離する。表面の剥離によって現れた新たな表面では、さらに同様の現象が生じ、水中を落下するスラグは、順次このような分裂を繰り返し、徐々に小径化した後、全体が細粒化する。   At this time, the molten slag in a high temperature state of 1300 ° C. or higher is rapidly cooled at the moment of contact with the granulated water, and at the same time as a surface solidified layer is generated, it is split and separated. A similar phenomenon occurs on the new surface that appears as a result of the surface peeling, and the slag falling in the water repeats such division sequentially and gradually becomes smaller in diameter and then becomes finer as a whole.

水槽3内に形成された水流は、スラグ表面を常に所定の流速で接することで、こうした冷却→分裂→剥離の繰り返しを容易に行うようにする。また、これと同時に、スラグの落下方向と垂直に水流を形成することで、スラグ表面に対する物理的負荷を増やし剥離を促進することができる。さらに、水面の表層のみでの水流だけではなく、所定の深さまで水流を形成することで、より細粒化を容易にすることが可能となる。このようなスラグが分裂し剥離することによって粒状スラグを形成する様子を、図2に例示している。特に、ごみ処理施設などで発生するスラグは、シリカやアルミナを主成分とすることが多く、温度および機械的な歪の付加は、非常に効果的である。   The water flow formed in the water tank 3 is always in contact with the surface of the slag at a predetermined flow rate, so that such cooling, splitting, and separation are easily repeated. At the same time, by forming a water flow perpendicular to the falling direction of the slag, it is possible to increase the physical load on the slag surface and promote peeling. Furthermore, not only the water flow only on the surface layer of the water surface but also the water flow up to a predetermined depth makes it possible to make finer particles easier. FIG. 2 illustrates a state in which granular slag is formed by splitting and peeling off such slag. In particular, slag generated in a waste treatment facility or the like is mainly composed of silica or alumina, and the addition of temperature and mechanical strain is very effective.

本発明において、処理に使用される水砕水の量は、被溶融物の処理量あるいは対象物質によって異なるが、例えばごみ処理施設における灰成分を主とする被溶融物に対しては、通常、その炉の最大容量の約30倍程度で十分であるが、落下する溶融スラグの急激な増加に対応するために約30〜100倍程度の水砕水を供給できる装置が好ましい。   In the present invention, the amount of crushed water used for the treatment varies depending on the amount of the material to be melted or the target substance, but for the material to be melted mainly containing an ash component in a waste treatment facility, for example, About 30 times the maximum capacity of the furnace is sufficient, but an apparatus capable of supplying about 30 to 100 times of granulated water is preferable in order to cope with a rapid increase in falling molten slag.

また、高温のスラグが静止水と接触した場合、急速な水分の蒸散に伴う水蒸気爆発を生じる可能性がある。水槽3内に形成された水流は、上記のような粒状スラグの形成と同時に、こうした水蒸気爆発の危険性を未然に防止することができる。水中に浸漬したスラグについても、1000℃を下回ることのない状態が一定の深さまで維持されることから、スラグ表面での水の煮沸、急速な水分の蒸散に伴う水蒸気爆発を生じる可能性は消滅したとはいえず、所定の深さまでの水流の形成はこうした危険性の回避にも有用である。   In addition, when high-temperature slag comes into contact with still water, there is a possibility of causing a steam explosion associated with rapid moisture transpiration. The water flow formed in the water tank 3 can prevent the risk of such a steam explosion at the same time as the formation of the granular slag as described above. Even for slag immersed in water, the state that does not fall below 1000 ° C is maintained up to a certain depth, so the possibility of causing a steam explosion associated with boiling of water on the slag surface and rapid transpiration of water disappears. However, the formation of a water flow to a predetermined depth is also useful for avoiding such danger.

また、理想的にはスラグの落下量が略均一であることが好ましいが、実際には被溶融物1の処理量が一時的な増加・減少を繰り返すことが多く、水槽3への落下位置は必ずしも一定の範囲とならない。本発明では、こうした対応として、スライド部5の先端部の垂直位置Cを中心として所定の広がりを有する範囲に、面状で水流を形成することによって、均一性の高い粒状スラグを作製することが可能となった。また、安定した水流の流速制御には、水砕水噴射手段6からの噴射が平面的であることが好ましく、複数の噴射口を有する水砕水噴射手段6から均等に噴射することで特に中心部での流速の安定性を高めることも可能である。具体的には、図3に例示するように、水面上の位置Cを中心に、予め求めたスラグの拡散可能な範囲全面に水流を形成することが好適である。   Ideally, it is preferable that the amount of slag fall is substantially uniform. However, in practice, the amount of the melt 1 is often repeatedly increased or decreased temporarily. It is not necessarily a certain range. In the present invention, as such correspondence, it is possible to produce a highly uniform granular slag by forming a water flow in a planar shape in a range having a predetermined spread around the vertical position C of the tip of the slide portion 5. It has become possible. For stable flow control of the water flow, it is preferable that the injection from the granulated water injection means 6 is planar, and it is particularly central by uniformly injecting from the granulated water injection means 6 having a plurality of injection ports. It is also possible to increase the stability of the flow rate at the section. Specifically, as illustrated in FIG. 3, it is preferable to form a water flow on the entire surface of the slag in which the slag can be diffused around the position C on the water surface.

水流の流速については、具体的には、水表面において0.5〜2m/secの範囲を有することが好適である。0.5m/sec未満の水流に対しては、本発明の課題の1つである高温スラグの水砕水との接触に伴う水蒸気爆発の可能性を有することがあり、一方、2m/secを超える水流によって水砕すると、本発明のもう1つの課題である針状スラグの発生の可能性が高くなる。こうした2つの課題に対し、高温スラグと水砕水とが最初に接触をする水砕水の表面の流速が、最も重要な解決要素であり、表面流速をこうした範囲に制御することで、水蒸気爆発の危険性を回避し、再現性よく粒状スラグを発生することができる。つまり、こうした表面流速によって、高温スラグ表面での熱移動を確保しつつ、針状スラグの発生を有効に抑制することができる。   Specifically, the water flow rate preferably has a range of 0.5 to 2 m / sec on the water surface. For a water flow of less than 0.5 m / sec, there is a possibility of a steam explosion associated with the contact of high-temperature slag with granulated water, which is one of the problems of the present invention, while 2 m / sec. When the water is crushed by the excess water flow, the possibility of generation of acicular slag, which is another problem of the present invention, is increased. In response to these two issues, the surface flow rate of the granulated water where the high-temperature slag first contacts with the granulated water is the most important solution. The granular slag can be generated with good reproducibility. That is, such surface flow velocity can effectively suppress the generation of acicular slag while ensuring heat transfer on the surface of the high-temperature slag.

また、水流の水温は常温程度での使用が可能であるが、操作の安全性の観点から55℃以下であることが求められる。ただし、低温ほど、水砕水との接触によるスラグの分裂・粉砕が容易となり、水蒸気爆発の危険性も低減することができる。従って、水温を例えば約30℃以下とすることが好適であり、さらには10℃とすることが、より好適である。   Moreover, although the water temperature of a water flow can be used at about normal temperature, it is calculated | required that it is 55 degrees C or less from a viewpoint of the safety | security of operation. However, the lower the temperature, the easier the slag can be split and crushed by contact with the granulated water, and the risk of steam explosion can be reduced. Accordingly, the water temperature is preferably about 30 ° C. or less, for example, and more preferably 10 ° C.

図1においては、水砕水を水槽3においてスラグを水砕処理した後の水を循環して使用する装置を例示している。ここでは、水槽3からオーバフローした水砕水を噴射用水槽7に貯留し、順次ろ過器8などによって清浄化しつつ、ポンプ9によって熱交換器10によって冷却後、水砕水噴射手段6から、再度水槽3に供給される。むろん、循環水の一部を順次清浄水と置換することで、装置内での付着物・堆積物の生成を防止することも可能である。熱交換器10には別途冷却ポンプ11を含む循環系を形成した冷媒の流路が接続され、水砕水の冷却を担っている。   In FIG. 1, the apparatus which circulates and uses the water after carrying out the water granulation process of the slag in the water tank 3 is illustrated. Here, the crushed water overflowed from the water tank 3 is stored in the water tank 7 for injection, and is sequentially cleaned by the filter 8 or the like, cooled by the heat exchanger 10 by the pump 9, and then again from the water crushed water injection means 6 It is supplied to the water tank 3. Of course, it is also possible to prevent the generation of deposits and deposits in the apparatus by sequentially replacing part of the circulating water with clean water. The heat exchanger 10 is connected to a refrigerant flow path that separately forms a circulation system including a cooling pump 11 and cools the granulated water.

また、水槽3には、水温測定手段12および水流の流速測定手段13が設けられている。水温測定手段12としては、熱電対などの接触型あるいは放射温度計などの非接触型など任意の手段を使用することが可能である。流速測定手段13についても、電磁流量計のような浸漬型あるいは超音波流量計のような非接触型など任意の手段を使用することが可能である。いずれも、水砕水の状態監視の面からは、2次元情報を得ることができる放射温度計あるいは超音波流量計を用いることが好ましい。また、表面流速だけではなく水中の流速を測定して制御する場合には、流速測定手段13として、1つだけでなく複数設けることあるいは接触型と被接触型との組合せを用いることも可能である。   The water tank 3 is provided with a water temperature measuring means 12 and a water flow velocity measuring means 13. As the water temperature measuring means 12, any means such as a contact type such as a thermocouple or a non-contact type such as a radiation thermometer can be used. As the flow velocity measuring means 13, any means such as an immersion type such as an electromagnetic flow meter or a non-contact type such as an ultrasonic flow meter can be used. In any case, it is preferable to use a radiation thermometer or an ultrasonic flowmeter capable of obtaining two-dimensional information from the aspect of monitoring the state of the granulated water. Further, when measuring and controlling not only the surface flow velocity but also the underwater flow velocity, it is possible to provide not only one flow velocity measuring means 13 but also a plurality or a combination of a contact type and a contact type. is there.

次に、図4に例示するような、水砕水噴射手段6を水槽水面に対する鉛直方向に複数配列した実施態様について説明する。水砕水を複数の制御弁14a、14b、14c・・を介して、水砕水噴射手段6a、6b、6c・・に接続している。図4では、1つの水砕水噴射手段6aが水面上にあり、水砕水噴射手段6bが水面、他の水砕水噴射手段6c・・が水面下に配されているが、むろんこれに限定するものでないことはいうまでもない。   Next, an embodiment in which a plurality of the granulated water injection means 6 as illustrated in FIG. 4 are arranged in the vertical direction with respect to the water surface of the aquarium will be described. The granulated water is connected to the granulated water injection means 6a, 6b, 6c,... Via a plurality of control valves 14a, 14b, 14c,. In FIG. 4, one crushed water jetting means 6 a is on the water surface, the crushed water jetting means 6 b is arranged on the water surface, and the other crushed water jetting means 6 c. Needless to say, it is not limited.

上述のように、本発明においては、水表面での流速が最も粒状スラグの形成・水蒸気爆発の防止に有効であるが、ごみ処理施設などにおけるスラグの発生量は必ずしも一定ではなく、1つの水砕水噴射手段で上記のような表面流速を所定の範囲に十分制御することが難しい場合がある。図4(A)のように水砕水噴射手段6a、6b、6c・・を複数段並べ、任意の手段から水砕水を噴射できる構成を採り、水中あるいは水表面における水砕水噴射手段を補助的に使用することによって制御可能な範囲を拡大し最適な表面流速を確保することができる。   As described above, in the present invention, the flow velocity on the water surface is the most effective for the formation of granular slag and the prevention of water vapor explosion, but the amount of slag generated in a waste treatment facility is not always constant, It may be difficult to sufficiently control the surface flow velocity as described above within a predetermined range with the crushed water jetting means. As shown in FIG. 4 (A), a plurality of stages of granulated water jetting means 6a, 6b, 6c,... Are arranged so that the granulated water can be jetted from any means. By using the auxiliary, the controllable range can be expanded and the optimum surface flow velocity can be secured.

具体的には、水表面からの深さ方向の位置の相違によって水砕水の噴射量と流速との関係が変化し、かつ深いほど流速の安定性が増しスラグの落下など水面の変化の影響を受けにくいことから、安定した表面流速の制御については水表面よりも水中にある噴射手段からの噴射量によって行うことが好ましい。例えば、図4(B)破線部に示すように水中の水砕水噴射手段6bを主に水噴射量を設定することで、各部の流速を同図実線部のように調整することができる。   Specifically, the relationship between the amount of water sprayed and the flow velocity changes depending on the depth position from the water surface, and the deeper the flow velocity, the greater the stability of the flow velocity and the influence of water surface changes such as slag falling. Therefore, it is preferable to perform stable control of the surface flow velocity by the amount of injection from the injection means in the water rather than the water surface. For example, as shown in the broken line part of FIG. 4 (B), the flow rate of each part can be adjusted as indicated by the solid line part in FIG.

また、水槽3の水中での流速も粒状スラグの形成に深く関与することから、最適条件となる表面流速との相関性を予め求めておき、水砕水噴射手段6a、6b、6c・・を制御し、水砕水の深さ方向における流速の保持することも好ましい。あるいは、実際の稼動状態における針状スラグの生成の有無を確認しながら手動で制御することも可能である。   Further, since the water flow rate in the water tank 3 is also deeply involved in the formation of granular slag, the correlation with the surface flow rate which is the optimum condition is obtained in advance, and the granulated water injection means 6a, 6b, 6c,. It is also preferable to control and maintain the flow velocity in the depth direction of the granulated water. Alternatively, manual control can be performed while confirming whether or not needle-like slag is generated in an actual operation state.

本発明においては、さらに、こうした表面流速及び水中での流速を制御することによって、任意形状の粒状スラグを形成することができる。つまり、表面流速を上記上限範囲に近づけると粒径の小さなスラグを形成し、逆に下限範囲に近づけることで粒径の小さなスラグを形成することができることから、スラグの用途に適した形状の粒状スラグを任意に作製し、スラグの用途拡大を図ることができる。   In the present invention, granular slag having an arbitrary shape can be formed by controlling the surface flow velocity and the flow velocity in water. In other words, slag with a small particle size can be formed when the surface flow velocity is close to the upper limit range, and slag with a small particle size can be formed by approaching the lower limit range. Slag can be produced arbitrarily, and the use expansion of slag can be aimed at.

また、被溶融物の種類によって、制御値を変更することも有用である。例えば、シリカやアルミナ等を多く含む場合には、熱容量が小さいことから表面流速の範囲を少し下限範囲側にシフトし、鉄分等を多く含む場合には、熱容量が大きいことから表面流速の範囲を少し上限範囲側にシフトすることが好ましい。同時に、前者の場合は、水面での流速を少し小さくし水中での流速を大きくすることによって、形状の揃った粒状スラグを形成することができ、後者の場合、その逆のことがいえる。本発明では、こうした汎用性の高い制御方法を適用することができる。   It is also useful to change the control value depending on the type of the material to be melted. For example, when a large amount of silica, alumina, or the like is included, the surface flow velocity range is slightly shifted to the lower limit range because the heat capacity is small, and when a large amount of iron is included, the surface flow velocity range is increased because the heat capacity is large. It is preferable to shift slightly to the upper limit range side. At the same time, in the former case, a granular slag having a uniform shape can be formed by slightly reducing the flow velocity on the water surface and increasing the flow velocity in water, and in the latter case, the opposite is true. In the present invention, such a highly versatile control method can be applied.

ここで、各水砕水噴射手段6a、6b、6c・・は、各々複数の噴射口を平面的に有していることから、図4(C)に示すように、スラグが水槽に自重落下する水面位置Cを中心とする立体的な流速制御が可能となり、より正確に水蒸気爆発の危険性および針状スラグの生成を回避することができる。   Here, each of the crushed water spraying means 6a, 6b, 6c,... Has a plurality of spray ports in a plane, and as shown in FIG. The three-dimensional flow velocity control around the water surface position C can be performed, and the danger of steam explosion and the generation of acicular slag can be avoided more accurately.

本装置では、水槽3に設けられた水流の流速測定手段13からの出力によって、水砕水噴射手段6からの水噴出量あるいは複数の噴射手段6a、6b、6c・・の水噴射量を制御することが好適である。つまり、上記のように、本発明における課題解決には、高温スラグと水砕水とが最初に接触をする水砕水の表面を所定の状態に保持することが重要であり、水流の流速測定手段13によって、こうした情報を入手し、これを基に水砕水噴出量を調整することによって、水砕水の表面の最適な状態を確保することができる。また、これに加え、上記水温測定手段12からの出力を基に噴射量の制御を行うことも、水蒸気爆発の危険性および針状スラグの生成の回避に有用である。   In this apparatus, the amount of water ejected from the crushed water jetting means 6 or the water jetting quantity of the plurality of jetting means 6a, 6b, 6c,... Is controlled by the output from the flow velocity measuring means 13 of the water flow provided in the water tank 3. It is preferable to do. That is, as described above, in order to solve the problem in the present invention, it is important to maintain the surface of the granulated water, which is first contacted with the high-temperature slag and the granulated water, in a predetermined state. By obtaining such information by means 13 and adjusting the amount of sprayed granulated water based on this information, the optimum state of the surface of the granulated water can be ensured. In addition, it is also useful to control the injection amount based on the output from the water temperature measuring means 12 to avoid the danger of steam explosion and the generation of acicular slag.

さらに、こうした制御方法を用いることで、溶融スラグの処理量に応じて水砕水の噴射量を調整することも可能であり、処理量に応じた表面流速を管理しながら水流を制御することで、均一な所望の形状の粒状スラグを作製することができる。   Furthermore, by using such a control method, it is also possible to adjust the spray amount of the granulated water according to the processing amount of the molten slag, and by controlling the water flow while managing the surface flow velocity according to the processing amount. It is possible to produce a granular slag having a uniform desired shape.

以上の処理方法は、いずれも廃棄物などの被溶融物からの水砕スラグの作製しおいて、水蒸気爆発の危険性および針状スラグの生成を再現性よく回避することができることから、こうした水砕処理手段を有することで、非常に優れたスラグの処理装置を構成することができる。つまり、本発明によって、均一性の高い粒状スラグを形成することが可能であり、搬送などのハンドリングに優れた水砕スラグを作製することが可能な、スラグの処理装置を提供することができる。   In all of the above treatment methods, the risk of steam explosion and the generation of acicular slag can be avoided with good reproducibility by preparing granulated slag from melted materials such as waste. By having the crushing means, a very excellent slag processing apparatus can be configured. That is, according to the present invention, it is possible to provide a slag processing apparatus that can form a highly uniform granular slag and can produce a granulated slag excellent in handling such as conveyance.

以上のように、本発明の実施態様を、処理対象としてごみ処理施設からの被溶融物を例に挙げて説明したが、本発明を適用することが可能な対象物は、これに限定されるものではなく、各種のスラグ、例えば、銅精錬の際に発生する銅スラグあるいは高炉などから排出される鉄スラグなどであってもよい。   As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the material to be melted from the waste treatment facility as an example of the processing object, but the object to which the present invention can be applied is limited to this. It may be various slags, for example, copper slag generated during copper refining or iron slag discharged from a blast furnace.

本発明の一の実施形態に係るスラグの処理方法を示す説明図Explanatory drawing which shows the processing method of the slag which concerns on one Embodiment of this invention. 溶融スラグから水砕スラグが作製される状況を例示する説明図Explanatory drawing illustrating the situation where granulated slag is produced from molten slag 本発明の実施形態に係る水流の状態を例示する説明図Explanatory drawing which illustrates the state of the water flow which concerns on embodiment of this invention 本発明の他の実施形態に係るスラグの処理方法を示す説明図Explanatory drawing which shows the processing method of the slag which concerns on other embodiment of this invention. 従来技術に係る一のスラグの処理方法を示す説明図Explanatory drawing which shows the processing method of one slag which concerns on a prior art 従来技術に係る他のスラグの処理方法を示す説明図Explanatory drawing which shows the processing method of the other slag which concerns on a prior art

符号の説明Explanation of symbols

1 被溶融物
2 溶融炉
3 水槽
4 スラグコンベア
5 スライド部
6 水砕水噴射手段
13 流速測定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melted material 2 Melting furnace 3 Water tank 4 Slag conveyor 5 Slide part 6 Granulated water injection means 13 Flow velocity measuring means

Claims (5)

スラグを水砕処理するに際し、少なくとも1つの平面状に配された水砕水噴射手段を用い、該スラグが水槽に自重落下する水面位置を含む面状で、かつ水表面を含む所定の深さまで、所定の流速を有する水流を形成することを特徴とするスラグの処理方法。   When the slag is subjected to the water granulation treatment, at least one plane of the granulated water jetting means is used, and the slag has a planar shape including a water surface position where the slag falls by its own weight in the water tank, and to a predetermined depth including the water surface. And forming a water flow having a predetermined flow velocity. 前記水流が、水表面において0.5〜2m/secの範囲の流速を有することを特徴とする請求項1記載のスラグの処理方法。   The slag treatment method according to claim 1, wherein the water flow has a flow velocity in the range of 0.5 to 2 m / sec on the water surface. 前記水砕水噴射手段を水槽水面に対する鉛直方向に複数配列することを特徴とする請求項1または2記載のスラグの処理方法。   The slag treatment method according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the crushed water jetting means are arranged in a direction perpendicular to the water surface of the aquarium. 前記水槽の水流の流速測定手段からの出力によって、前記水砕水噴射手段からの水噴出量、あるいは/および複数の噴射手段を有する場合にはその噴射手段の選択を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスラグの処理方法。   According to the output from the flow velocity measuring means of the water flow in the water tank, the amount of water jetted from the crushed water jetting means or / and the selection of the jetting means in the case of having a plurality of jetting means are controlled. The processing method of the slag in any one of Claims 1-3. 請求項1〜4のいずれかに記載の処理方法を用いることを特徴とするスラグの処理装置。
The processing method in any one of Claims 1-4 is used, The processing apparatus of the slag characterized by the above-mentioned.
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