JP2006097909A - Molten material granulating cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般ごみや産業廃棄物を直接溶融する廃棄物溶融炉において、この溶融炉から出滓された溶融物を粒化冷却処理する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for granulating and cooling a molten material discharged from a melting furnace in a waste melting furnace for directly melting general waste and industrial waste.
従来、廃棄物溶融炉から排出される溶融物の処理装置としては、例えば特許文献1には、水砕スラグの形状を針状又は鋭角の塊状とすることなく粒状化すると共に、フラグの粒径を大きくするために、灰溶融炉から排出される溶融スラグを水砕するに際して、水砕水噴射ポンプによりノズルから噴射される噴射水及び貯留水槽の水温を60〜85℃の範囲とすることが記載されている。
Conventionally, as a processing apparatus for a melt discharged from a waste melting furnace, for example,
特許文献2には、廃棄物を直接溶融する溶融炉からの出滓溶融物の処理において、出滓口から出滓されたスラグとメタルよりなる溶融物を水中で冷却して粒化した固化物を生成し、粒化した固化物を粒径選別機を用いて細粒と粗粒の2段階に分別しながら、粒化した固化物のうちスラグの固化物を細粒化して細粒側に分別し、更に細粒の固化物のみを磁選機により磁選してメタルの固化物を除去することによって、スラグの固化物を効率よくスラグ用受け容器に回収することからなる廃棄物溶融炉の水砕スラグの分別方法が記載されている。
特許文献3には、廃棄物の溶融炉で生じたスラグ、メタル等の溶融物を溶融炉から回収装置に円滑に連続して排出させるために、溶融炉の溶融物排出口の構造を、溶融炉の下部に設けられた溶融物を流す流路と、金属製水冷ジャケットで形成され、流路の先端から溶融物を鉛直に落下させる筒状落口と、該筒状落口の鉛直壁に設けられ、溶融物に冷却水を吹きつける複数の水噴射ノズルと、該筒状落口の下方に配設された溶融物の回収槽とから構成することが記載されている。
In
特許文献4には、特許文献3記載の装置と同様の装置であって、溶融物が流れてくる側の金属製水冷ジャケットの上端高さを反対側に比べて低くし、前記溶融物が流れてくる側の前記金属製水冷ジャケットの上部に庇部を設けたものが記載されている。
しかしながら、上記の従来法は、装置の構造が複雑であったり、制御が難しいという問題があった。
However, the above-described conventional methods have a problem that the structure of the apparatus is complicated and control is difficult.
本発明は、一般ごみや産業廃棄物を直接溶融する廃棄物溶融炉から出滓された溶融物を、複雑な構造の装置を用いることなく簡便に粒化冷却処理する装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus for easily granulating and cooling a molten material discharged from a waste melting furnace for directly melting general waste or industrial waste without using a complicated structure apparatus. And
本発明者等は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、下記の知見を得た。
(1)廃棄物溶融炉から出滓されるスラグは量が少ないため、長距離(例えば4m)の滴化落下でかなり粒化し、水槽に入り、一部割れて更に粒化し、使用に適当な粒子となる(大量にスラグが落下すると粒化しにくいが適当な少量の落下では粒化し、逆に少量すぎると落下口などでの団塊化が起こり、安定した連続する粒化が達成できない。)。
(2)溶融物が長距離落下するとその表面張力で適当な粒子径(安定化する粒子径)で滴化し、その状態で固化又は水槽に入って固化する。
(3)落下経路に水のぬれ壁を設けると、濡れ壁が放射冷却を促進するとともに、壁にメタルやスラグが付着するのを防止する。
(4)チョッパは滴化開始口の溶融物団塊化によるトラブル(つらら状のものが発生する)を低減する。
(5)追加的な水ジェットは粒化を促進する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained the following knowledge.
(1) Since the amount of slag discharged from the waste melting furnace is small, it is considerably granulated by dripping and dropping over a long distance (for example, 4 m), enters a water tank, partially breaks and further granulates, and is suitable for use. (If a large amount of slag falls, it will be difficult to granulate, but if it falls in a small amount, it will granulate. On the other hand, if it is too small, agglomeration will occur at the dropping port and stable continuous granulation cannot be achieved.)
(2) When the melt falls for a long distance, it drops into an appropriate particle diameter (stabilized particle diameter) by its surface tension, and solidifies or enters the water tank and solidifies in that state.
(3) When a wetting wall is provided in the fall path, the wet wall promotes radiative cooling and prevents metal and slag from adhering to the wall.
(4) The chopper reduces troubles (occurrence of icicles) due to melt agglomeration at the start of dropping.
(5) Additional water jet promotes granulation.
本発明者等は上記の知見に基づいて本願発明を完成したものであり、その発明は下記の通りである。
(1)溶融炉に密閉して連接された溶融物流路と、該溶融物流路に密閉して連接された溶融物落下冷却管と、該溶融物落下冷却管の下方に配設され、かつ炉内圧の水封を維持する様に水が蓄えられた水槽とを備えた、該溶融炉から排出される溶融物の粒化冷却装置であって、該溶融物落下冷却管の内部が水のぬれ壁になっていることを特徴とする溶融物の粒化冷却装置。
(2)前記溶融物落下冷却管内における溶融物落下距離が2m以上であることを特徴とする上記(1)記載の溶融物の粒化冷却装置。
(3)前記溶融物落下冷却管内における溶融物落下距離が4m以上であることを特徴とする上記(1)記載の溶融物の粒化冷却装置。
(4)前記溶融物の落下流速が0.01kg/秒〜2.0kg/秒であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
(5)前記溶融物落下冷却管上部に落下溶融物を間歇的に切断するためのチョッパが配設されていることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
The present inventors have completed the present invention based on the above findings, and the invention is as follows.
(1) A melt flow path sealed and connected to a melting furnace, a melt drop cooling pipe sealed and connected to the melt flow path, a furnace disposed below the melt drop cooling pipe, and a furnace An apparatus for granulating and cooling a melt discharged from the melting furnace, comprising a water tank in which water is stored so as to maintain a water seal with an internal pressure, wherein the inside of the melt drop cooling pipe is wet with water A granulated cooling device for a melt characterized by being a wall.
(2) The melt granulation cooling apparatus according to (1), wherein a melt drop distance in the melt drop cooling pipe is 2 m or more.
(3) The melt granulation cooling apparatus according to (1), wherein a melt drop distance in the melt drop cooling pipe is 4 m or more.
(4) The melt granulation cooling apparatus according to any one of (1) to (3) above, wherein a falling flow rate of the melt is 0.01 kg / second to 2.0 kg / second.
(5) The melt according to any one of (1) to (4) above, wherein a chopper for intermittently cutting the fallen melt is disposed above the melt drop cooling pipe. Granulation cooling device.
(6)前記溶融物落下冷却管の水のぬれ壁の水が前記水槽の水の循環水であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
(7)前記水のぬれ壁形成用の水の取り入れ口を該水槽の水面部付近とし、かつ該取り入れ口近傍の水槽の水を循環するろ過系統を別途設けて粒化溶融物が該取り入れ口に流入することを低減したことを特徴とする上記(6)記載の溶融物の粒化冷却装置。
(8)前記溶融物落下冷却管内で落下溶融物を直接冷却するための水噴射機構が配設されていることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
(9)前記溶融物落下冷却管を水冷ジャケット構造とすることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
(10)前記溶融炉が廃棄物のガス化溶融炉又はガス化溶融改質炉であることを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれかに記載の溶融物の粒化冷却装置。
(6) The granulation of the melt according to any one of the above (1) to (5), wherein the water of the wet wall of the melt drop cooling pipe is a circulating water of the water tank. Cooling system.
(7) The water intake for forming the water wetting wall is set near the water surface portion of the water tank, and a filtration system for circulating the water in the water tank in the vicinity of the water intake is separately provided, and the granulated melt is supplied to the water intake The melt granulation cooling apparatus according to the above (6), characterized in that the inflow of the melt is reduced.
(8) A water injection mechanism for directly cooling the fallen melt in the melt drop cooling pipe is provided. The melt according to any one of (1) to (7), Granulation cooling device.
(9) The melt granulation cooling apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the melt drop cooling pipe has a water cooling jacket structure.
(10) The melt granulation cooling apparatus according to any one of (1) to (9), wherein the melting furnace is a waste gasification melting furnace or a gasification melting reforming furnace.
本発明によれば、一般ごみや産業廃棄物を直接溶融する廃棄物溶融炉から出滓された溶融物から、資源として再利用可能な比較的粒径の揃った粒状物を簡便な装置を用いて製造することができる。 According to the present invention, a simple apparatus is used to obtain a granular material having a relatively uniform particle size, which can be reused as a resource, from a melt discharged from a waste melting furnace that directly melts general waste and industrial waste. Can be manufactured.
本願発明の溶融物の粒化冷却装置は、例えば、図に示すようなガス化改質方式の廃棄物処理炉におけるスラグの均質化工程に付置して用いることができる。
図に示されたガス化改質方式は次のプロセスから構成されている。
1.プレス・脱ガスチャンネル
(1)廃棄物の圧縮、(2)乾燥・熱分解
2.高温反応炉・均質化炉
(3)ガス化溶融、(4)スラグ均質化、(5)ガス改質
3.ガス精製
(6)急冷(急冷・酸洗浄、酸洗浄)、(7)ガス精製(アルカリ洗浄、脱硫、除湿)
4.水処理
(8)水処理(沈殿、脱塩等)
The melt granulation cooling device of the present invention can be used, for example, by being attached to a slag homogenization step in a gasification reforming type waste treatment furnace as shown in the figure.
The gasification reforming system shown in the figure is composed of the following processes.
1. 1. Press and degas channel (1) Waste compression, (2) Drying and
4). Water treatment (8) Water treatment (precipitation, desalination, etc.)
次に、本願発明の溶融物の粒化冷却装置の概要を図2に示す。
均質化炉1の溶融スラグ排出口4に溶融物落下冷却管(以下「落下冷却管」という)2が連設されており、落下冷却管2の上部にはチョッパ3が設けられている。落下冷却管2はその下方端部が水槽6内の水中に没して炉内圧の水封を維持しており、均質化炉1の溶融スラグ排出口4から、落下冷却管2内の水面までの距離が溶融物の落下距離となる。落下冷却管2の下端部から排出されて水槽に沈殿した固化したスラグはスラグコンベヤ5によって水槽6から搬出される。
Next, an outline of the melt granulation cooling device of the present invention is shown in FIG.
A melt drop cooling pipe (hereinafter referred to as “fall cooling pipe”) 2 is connected to the molten
水槽6中の水はサクションストレーナ7、ポンプ8、冷却器9を介して落下冷却管2の壁面に供給されて濡れ壁を形成する。また、水槽中の水は取り入れ口11からポンプ12を介してろ過器13に送られ粒化溶融物を除去されて水槽6に戻される。水の取り入れ口10は水槽の水面部付近に設けられ、他方、水の取り入れ口11は濡れ壁供給水の取り入れ口10よりも深い位置に配置される。
The water in the
図2に基づいてより詳細に説明する。
溶融物流路を形成する均質化炉1から出滓した溶融スラグは落下冷却管2内を落下し、落下する過程で粒化して水槽(スラグ冷却槽)6中に入る。このとき溶融スラグの落下距離は好ましくは2m以上であり、より好ましくは4m以上とする。
これは、スラグの落下距離が長いほど粒化が促進され、また、水槽6に入ったときに一部が割れて更に粒化して、使用に適した粒径のものとなりこれらの効果は2m以上から顕著に発揮されるからである。また、落下距離が4m以上であると、表面張力効果が十分に働いて、大きい滴はいくつかに分かれて適当な大きさになり、球状のものが水中に落下しやすくなると共に、メタルとスラグとの分離性が良くなり、それが急速冷却により破砕されて5mm以下の粒径の破砕粒となって、後続プロセス(例えば磨砕して各種(たとえば土壌改良剤など)のエコスラグの製造プロセス)に好適なものとなるからである。
This will be described in more detail with reference to FIG.
The molten slag discharged from the
This is because the longer the slag fall distance, the more the granulation is promoted. Further, when entering the
溶融スラグの落下流速は0.01kg/秒〜2.0kg/秒に調整することが好ましい。これは、溶融スラグが大量に流れると落下して水中に入るときに水蒸気爆発が起こる可能性があるからであり、また、少量の流速では途中で固まったり、落ち口で固化して流炉閉塞を起こしたりする可能性があるからである。 It is preferable to adjust the falling flow rate of the molten slag to 0.01 kg / second to 2.0 kg / second. This is because when a large amount of molten slag flows, it may drop and fall into the water, and a steam explosion may occur. This is because it may cause
水槽中の水をサクションストレーナ7、ポンプ8、冷却器9を介して落下冷却管2の壁面に供給して濡れ壁を形成することが好ましい。これにより、溶融スラグの放射冷却が促進されると共に、壁面にメタルやスラグが付着するのを防止することができる。また、落下冷却管内に落下溶融物に水を吹き付ける水噴射機構を設けることが好ましい。このように落下溶融物に水を噴射して溶融物を直接冷却することにより更に粒化が促進される。噴射水及び濡れ壁形成用の水としては水槽中の水を循環使用することが水の節約の観点から好ましい。
It is preferable to supply the water in the water tank to the wall surface of the
落下冷却管2の下端部は水槽6の水中に没しており、水封されていることが必要である。これは炉内に生成する有毒ガスや可燃性ガスが落下冷却管2の下端部から噴出するのを避けるためであり、またトラブル時に大気中のO2ガスが炉内に侵入するのを防ぐためである。
The lower end of the
落下冷却管2の上端部付近には落下溶融物を間欠的に切断するためのチョッパー3を設けることが好ましい。これは、溶融スラグによるつららの成長を防止して落下口閉塞トラブルを回避するためである。またこのチョッパ3は図に示すように水で洗浄冷却するようにする。
It is preferable to provide a
前記の水のぬれ壁形成用の水を供給する水の取り入れ口10は水槽6の水面部付近とすると共に、該取り入れ口10近傍の水槽中の水を循環するろ過系統12,13を別途設けて粒化溶融物を除去することが好ましい。
The
これは、ぬれ壁形成用の水を水槽の水面部付近から取り入れることにより水砕水中に浮遊する粒化溶融物の流入を低減できるからであり、これによりサクションストレーナ7の詰まり、ポンプ8、冷却器9の摩耗や詰まり等トラブルを抑制することができるからである。また、水槽の水中に浮遊する粒化溶融物は表層に近いほど少なくなるため、濡れ壁供給水の取り入れ口は表層近くに配置し、ろ過系統の取り入れ口11は濡れ壁供給水の取り入れ口10よりも深い位置に配置することが望ましい。
This is because the inflow of the granulated melt floating in the granulated water can be reduced by taking in the water for forming the wetting wall from the vicinity of the water surface of the aquarium, thereby clogging the
図3は、図2に示されている落下冷却管及びスラグコンベヤの詳細を示す図である。図示するように、均質化炉1のスラグ排出口から落下冷却管の内水面までの距離が溶融物の落下距離となる。
FIG. 3 is a diagram showing details of the drop cooling pipe and the slag conveyor shown in FIG. As shown in the figure, the distance from the slag discharge port of the homogenizing
図4は濡れ壁を形成するための落下冷却管2の端部構造を示す。水槽からの循環水は落下冷却管2の上端部に形成されたケーシング14に設けた循環水入口15からケーシング14内に入り、落下冷却管2の上端部を経て循環水出口16から落下冷却管2の内壁を流下して濡れ壁を形成する。
また、落下冷却管2を水冷ジャケット構造とすることにより落下冷却管における冷却能力を更に高めることができる。
FIG. 4 shows an end structure of the
Moreover, the cooling capacity in the drop cooling pipe can be further enhanced by adopting a water cooling jacket structure for the
図5はチョッパ3の構造を示す図である。チョッパ3には水槽6の循環水を洗浄水とする洗浄用ノズル17が設けられており、チョッパ3を洗浄し冷却するようになっている。
FIG. 5 is a view showing the structure of the
ガス化改質方式の廃棄物処理炉(サーモセレクト炉)において、図1、2に示される装置を用いて溶融物の粒化冷却処理を行った。
このサーモセレクト炉は均質化炉で1600℃の温度となっており、出口付近はこれよりも温度が少し下がっており、連続出滓している。100t炉では、0.12kg/秒の落下流速であって流れはある程度一定となっており、炉内圧は出口で2000mmAqであった。また、溶融物の落下距離は約4.5mとなっている。
スラグ組成は、SiO2=35%、Al2O3=19%、CaO=22%、MgO=3%、Fe2O3=17%であった。
本装置にて操業した結果、得られた水砕スラグは粒径が2mm以下のものが主体となっており、比較的粒径も揃っており、良好な結果が得られた。
In a gasification reforming type waste treatment furnace (thermoselect furnace), granulation cooling of the melt was performed using the apparatus shown in FIGS.
This thermoselect furnace is a homogenization furnace and has a temperature of 1600 ° C. The temperature near the outlet is a little lower than this, and it is continuously discharged. In the 100 t furnace, the flow rate was constant to a certain degree with a falling flow rate of 0.12 kg / sec, and the furnace internal pressure was 2000 mmAq at the outlet. The fall distance of the melt is about 4.5 m.
The slag composition was SiO 2 = 35%, Al 2 O 3 = 19%, CaO = 22%, MgO = 3%, Fe 2 O 3 = 17%.
As a result of the operation with this apparatus, the obtained granulated slag was mainly composed of particles having a particle diameter of 2 mm or less, and the particle diameter was relatively uniform, and good results were obtained.
本発明の溶融物粒化冷却装置は廃棄物のガス化溶融炉又はガス化溶融改質炉で発生する溶融物を簡便に粒状化することができる。 The melt granulation cooling apparatus of the present invention can easily granulate a melt generated in a waste gasification melting furnace or gasification melting reforming furnace.
1 均質化炉
2 落下冷却管
3 チョッパ
4 溶融スラグ排出口
5 スラグコンベヤ
6 水槽
7 サクションストレーナ
8 ポンプ
9 冷却器
10 取り入れ口
11 取り入れ口
12 ポンプ
13 ろ過器
14 ケーシング
15 循環水入口
16 循環水出口
17 洗浄用ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004281317A JP2006097909A (en) | 2004-09-28 | 2004-09-28 | Molten material granulating cooling device |
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JP (1) | JP2006097909A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022017907A (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | Waste melting method, waste molten slag powder, and method of producing the same |
-
2004
- 2004-09-28 JP JP2004281317A patent/JP2006097909A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022017907A (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-26 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | Waste melting method, waste molten slag powder, and method of producing the same |
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