JP2008174396A - Method and apparatus for discharging molten glass from glass melting furnace - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融槽内の溶融ガラスに混入している白金族元素の沈降により壁近傍部分の白金族元素濃度が高くなっても該溶融ガラス中の白金族元素の排出効率が低下しないようにする。
【解決手段】溶融槽1内の溶融ガラスを排出するときの排出対象部分における該溶融ガラスの温度を中央部分よりも壁近傍部分が高くなるよう制御することにより該溶融槽内の溶融ガラスの粘度を中央部分よりも壁近傍部分を低くして該壁近傍部分の白金族元素濃度が高い溶融ガラスを流下し易くする。
【選択図】図1An object of the present invention is to prevent the discharge efficiency of a platinum group element in the molten glass from decreasing even if the platinum group element concentration in the vicinity of the wall increases due to the precipitation of the platinum group element mixed in the molten glass in the melting tank. .
The viscosity of the molten glass in the melting tank is controlled by controlling the temperature of the molten glass in the portion to be discharged when discharging the molten glass in the melting tank to be higher in the vicinity of the wall than in the central portion. Is made lower in the vicinity of the wall than in the central portion, so that the molten glass having a high platinum group element concentration in the vicinity of the wall can be made easy to flow down.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ガラス溶融炉内で溶融した溶融ガラスを排出する排出方法および装置に関する。 The present invention relates to a discharge method and apparatus for discharging molten glass melted in a glass melting furnace.
各種の産業廃棄物処理において、廃棄物とガラスを溶融炉内で溶融した後に廃棄物を含んだ溶融ガラスを溶融炉から排出して固化する手法が提案されている。 In various types of industrial waste treatment, a technique has been proposed in which waste glass and glass are melted in a melting furnace, and then molten glass containing the waste is discharged from the melting furnace and solidified.
このような産業物廃棄処理手法は、高放射性液体廃棄物をガラス固化して処理する手段として好都合である。 Such an industrial waste disposal method is convenient as a means for vitrifying and processing a highly radioactive liquid waste.
このような産業廃棄物処理に使用される廃棄物固化用電気溶融炉は、耐火物溶融炉では、耐火れんがにより炉体及び溶融槽を形成し、この溶融槽の側壁に1対ないし複数対の耐熱合金製の電極を配設して溶融ガラスに通することによる発生熱で該溶融ガラスを高温に維持する構造である。 In such an electric melting furnace for solidifying waste used for industrial waste treatment, in a refractory melting furnace, a furnace body and a melting tank are formed by refractory bricks, and one or more pairs are formed on the side walls of the melting tank. It is a structure that maintains the molten glass at a high temperature by heat generated by disposing an electrode made of a heat-resistant alloy and passing it through the molten glass.
そして、溶融槽からの溶融ガラスの排出(抜き出し)は、炉の底部中央に位置させて設けた排出口から流下させるようにして行っており、排出効率を高めるために、溶融槽の底部の壁面は排出口に向かって傾斜するような勾配をもった濾斗状に形成している。 The molten glass is discharged (extracted) from the melting tank so as to flow down from an outlet provided at the center of the bottom of the furnace. In order to increase the discharging efficiency, the wall surface of the bottom of the melting tank Is formed in the shape of a filter funnel having a slope inclined toward the discharge port.
従来の廃棄物固化用電気溶融炉による高放射性液体廃棄物をガラス固化する処理においては、図2に示すように、廃棄物中に含まれるRu(ルテニウム),Pd(パラジウム),Rh(ロジウム)等の白金族元素またはその酸化物(以下、これらを白金族元素という)が溶融ガラス中に粒子となって存在して溶融槽の底部に向かって沈降し、底に近い部分の白金族元素の濃度が高くなって溶融ガラスの粘度が上昇して該部の溶融ガラスが排出されにくくなる現象がみられる。例えば、密度2.5g/cm3の溶融ガラス中において、ガラスに難溶性の白金族元素、例えば密度7.05g/cm3のRuO2は、凝集沈降、流動などにより溶融槽の底部に蓄積、堆積する傾向がある。 As shown in FIG. 2, in the process of vitrifying highly radioactive liquid waste by a conventional electric solidification furnace for solidifying waste, as shown in FIG. 2, Ru (ruthenium), Pd (palladium), Rh (rhodium) contained in the waste Such as platinum group elements or their oxides (hereinafter referred to as platinum group elements) exist as particles in the molten glass, settle toward the bottom of the melting tank, and close to the bottom of the platinum group elements There is a phenomenon in which the concentration is increased and the viscosity of the molten glass is increased so that the molten glass in the portion is hardly discharged. For example, in a molten glass having a density of 2.5 g / cm 3 , a platinum group element that is hardly soluble in glass, such as RuO 2 having a density of 7.05 g / cm 3 , accumulates at the bottom of the melting tank by coagulation sedimentation, flow, etc. There is a tendency to accumulate.
このような従来の廃棄物固化用電気溶融炉において、通電加熱型溶融炉では、溶融槽内のガラスを溶融する通電加熱運転時には、溶融槽の上部領域では溶融ガラスの最高温度が1200℃となるように任意の前記電極間に電圧を印加して通電加熱する制御を行う。そして、図3に示すように、溶融ガラス排出時には、排出開始の所定時間前に、主電極と底部電極間等に電圧を印加して通電加熱を行うことにより、排出の対象となる溶融槽内下部の溶融ガラスの温度は、中央部分で約1000℃、壁近傍部分で約850℃となる。 In such a conventional electric solidification furnace for solidifying waste, in the electric heating type melting furnace, during the electric heating operation for melting the glass in the melting tank, the maximum temperature of the molten glass is 1200 ° C. in the upper region of the melting tank. Thus, control is performed such that a voltage is applied between any of the electrodes and the current is heated. Then, as shown in FIG. 3, when the molten glass is discharged, by applying a current between the main electrode and the bottom electrode and conducting heating by a predetermined time before the discharge start, the inside of the melting tank to be discharged The temperature of the lower molten glass is about 1000 ° C. in the central portion and about 850 ° C. in the vicinity of the wall.
溶融ガラス排出時には、既に、排出対象部分の溶融ガラス中の白金族元素の濃度は該白金族元素の沈降により中央部分よりも壁近傍部分が高くなっている。因に、中央部分における溶融ガラス中の白金族元素の濃度は、例えばRuO2で約0.7wt%、壁近傍部分における溶融ガラス中の白金族元素の濃度は約5wt%である。 At the time of discharging the molten glass, the concentration of the platinum group element in the molten glass of the discharge target portion is already higher in the vicinity of the wall than in the central portion due to the precipitation of the platinum group element. Incidentally, the concentration of the platinum group element in the molten glass in the central portion is, for example, about 0.7 wt% for RuO 2 , and the concentration of the platinum group element in the molten glass in the portion near the wall is about 5 wt%.
溶融ガラスは、白金族元素の濃度が高くなると同一温度においても粘度が上昇して流れにくくなる性質があり、前述した温度差及び白金族元素濃度差により生じる中央部分の溶融ガラスと壁近傍部分の溶融ガラスの粘度の差は、図4に示すように、中央部分(1)の溶融ガラスが約80Pa・sに対して、壁近傍部分(2)の溶融ガラスは約800Pa・sとなり、粘度差は、約10倍となる。したがって、このような粘度差がある状態で溶融槽内の溶融ガラスを自然に流下させて排出口から排出させると、中央部分(1)の粘度の低い溶融ガラスのみが排出口から流出し、壁近傍部分(2)の粘度の高い溶融ガラスが流出せずに溶融槽内の底部傾斜壁面に沿って残留してしまう現象が発生する。 Molten glass has the property that when the concentration of the platinum group element increases, the viscosity rises even at the same temperature and it becomes difficult to flow, and the molten glass in the central portion and the portion near the wall caused by the temperature difference and platinum group element concentration difference described above. As shown in FIG. 4, the difference in the viscosity of the molten glass is about 80 Pa · s for the molten glass in the central portion (1), and about 800 Pa · s for the molten glass in the vicinity of the wall (2). Is about 10 times. Therefore, when the molten glass in the melting tank is naturally allowed to flow down and discharged from the outlet in a state where there is such a viscosity difference, only the molten glass having a low viscosity in the central portion (1) flows out from the outlet, and the wall A phenomenon occurs in which the molten glass having a high viscosity in the vicinity (2) does not flow out and remains along the inclined bottom wall surface in the melting tank.
このような現象が繰り返されると、この現象が増長して溶融槽内の底壁部分には白金族元素の堆積が発生及び進行して溶融ガラス中の白金族元素の排出効率が低下してしまう。 If such a phenomenon is repeated, this phenomenon increases, and the deposition of platinum group elements occurs and proceeds on the bottom wall portion in the melting tank, and the discharge efficiency of the platinum group elements in the molten glass decreases. .
また、白金族元素は、導電性物質であることから、溶融槽の壁部分に堆積すると、電極による通電流路が変化して所望の通電加熱が阻害される。 In addition, since the platinum group element is a conductive substance, when it is deposited on the wall portion of the melting tank, the current flow path by the electrode is changed and desired current heating is inhibited.
本発明の1つの目的は、ガラス固化すべき廃棄物に白金族元素が含まれていても溶融槽内からの溶融ガラスの排出効率の低下を防止または軽減することができる溶融ガラス排出方法及び装置を提案することにある。 One object of the present invention is to provide a molten glass discharging method and apparatus capable of preventing or reducing a decrease in the efficiency of discharging molten glass from the melting tank even if the waste to be solidified contains a platinum group element. Is to propose.
具体的には、ガラス固化する廃棄物に含まれている白金族元素が溶融槽内の底部や側壁部分に蓄積して該部分の溶融ガラスの粘度を高めて溶融ガラス中の白金族元素の排出を阻害するのを防止することにある。 Specifically, platinum group elements contained in the waste to be vitrified accumulate on the bottom and side walls of the melting tank to increase the viscosity of the molten glass in the molten part and discharge the platinum group elements in the molten glass. Is to prevent the inhibition.
本発明は、溶融槽内各部の溶融ガラスの粘度を調整できるように該溶融槽内の溶融ガラスの温度分布を制御して溶融ガラスが流下し易くすることにより、溶融槽内の溶融ガラス内に白金族元素が混入していても該溶融ガラスの排出効率が低下するのを軽減または防止するものである。 The present invention controls the temperature distribution of the molten glass in the melting tank so that the viscosity of the molten glass in each part of the melting tank can be adjusted, thereby facilitating the flow of the molten glass. Even if a platinum group element is mixed, the discharge efficiency of the molten glass is reduced or prevented.
具体的には、例えば、前記溶融槽の壁に設けた電極と該溶融槽の中央部に設けた電極に給電することにより溶融ガラスに流れる電流によるジュール熱によって溶融槽内に投入されたガラス原料と廃棄物を加熱溶融し、前記溶融槽の底部に設けた排出口から溶融ガラスを流下させて排出するガラス溶融炉からの溶融ガラス排出方法および装置において、
溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、前記溶融槽の中央部に設けた電極を冷却することなどにより、前記溶融槽内の溶融ガラスの温度分布を制御して該溶融槽内の溶融ガラスの粘度を調整できるようにすることを特徴とする。
Specifically, for example, the glass raw material introduced into the melting tank by Joule heat due to the current flowing in the molten glass by supplying power to the electrode provided on the wall of the melting tank and the electrode provided in the center of the melting tank In a molten glass discharging method and apparatus from a glass melting furnace for melting and heating waste and discharging the molten glass by flowing down from a discharge port provided at the bottom of the melting tank,
When discharging the molten glass in the melting tank, the temperature distribution of the molten glass in the melting tank is controlled by cooling the electrode provided in the center of the melting tank, etc. Viscosity can be adjusted.
更には、前記溶融槽内の溶融ガラスの粘度を調整するために前記溶融槽内の溶融ガラスの温度分布を制御するために、前記溶融槽の壁に加熱装置を設け、この加熱装置による加熱制御を加えて行うように構成する。 Further, in order to control the temperature distribution of the molten glass in the melting tank in order to adjust the viscosity of the molten glass in the melting tank, a heating device is provided on the wall of the melting tank, and the heating control by this heating device is provided. Is configured to be performed.
本発明によれば、溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、溶融槽内の溶融ガラスの粘度を調整できるようにすることにより、ガラス固化すべき廃棄物に白金族元素が含まれていても溶融槽内からの溶融ガラス中の白金族元素の排出効率の低下を防止または軽減することができる。 According to the present invention, when the molten glass in the melting tank is discharged, the viscosity of the molten glass in the melting tank can be adjusted so that the waste to be vitrified contains a platinum group element. It is possible to prevent or reduce a decrease in the discharge efficiency of the platinum group elements in the molten glass from the melting tank.
本発明の最良の実施形態は、溶融ガラス排出方法は、溶融槽に設けた一対または複数対の電極に給電することにより溶融ガラスに流れる電流によるジュール熱によって溶融槽内に投入されたガラス原料と廃棄物を加熱溶融し、前記溶融槽の底部に設けた排出口から溶融ガラスを流下させて排出するガラス溶融炉からの溶融ガラス排出方法において、
溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、前記溶融槽の壁に設けた加熱装置による加熱を強めると共に前記溶融槽の中央部に設けた電極を冷却することにより、前記溶融槽内の溶融ガラスの温度分布を制御して該溶融槽内の溶融ガラスの粘度を中央部分よりも壁近傍部分が低くなるようにする。
In the best embodiment of the present invention, the method for discharging molten glass includes a glass raw material charged into a melting tank by Joule heat generated by a current flowing in the molten glass by supplying power to a pair or a plurality of electrodes provided in the melting tank. In a method for discharging molten glass from a glass melting furnace, in which waste is heated and melted, and the molten glass is discharged from a discharge port provided at the bottom of the melting tank.
When discharging the molten glass in the melting tank, the heating by the heating device provided on the wall of the melting tank is intensified and the electrode provided in the central part of the melting tank is cooled, so that the molten glass in the melting tank is cooled. The temperature distribution is controlled so that the viscosity of the molten glass in the melting tank is lower in the vicinity of the wall than in the central portion.
また、ガラス溶融炉装置は、溶融槽の壁に設けた加熱装置による加熱と、前記溶融槽の壁に設けた電極と中央部に設けた電極に給電することにより溶融ガラスに流れる電流によるジュール熱によって溶融槽内に投入されたガラス原料と廃棄物を加熱溶融し、前記溶融槽の底部に設けた排出口から溶融ガラスを流下させて排出するガラス溶融炉装置において、
溶融槽内の溶融ガラスを排出するときに、前記溶融槽の中央部に設けた電極の温度を下げて該電極の近傍の溶融ガラスの温度を低下させる手段と、溶融槽の側壁に設けた加熱装置による前記溶融槽の壁近傍部分の溶融ガラスの温度を上昇させる手段を設けた構成とする。
In addition, the glass melting furnace device is heated by a heating device provided on the wall of the melting tank, and Joule heat is generated by an electric current flowing in the molten glass by supplying power to the electrode provided on the wall of the melting tank and the electrode provided in the central portion. In the glass melting furnace apparatus that heats and melts the glass raw material and waste charged into the melting tank by the above and discharges the molten glass from the discharge port provided at the bottom of the melting tank,
When discharging the molten glass in the melting tank, means for lowering the temperature of the electrode provided at the center of the melting tank to lower the temperature of the molten glass near the electrode, and heating provided on the side wall of the melting tank It is set as the structure which provided the means to raise the temperature of the molten glass of the wall vicinity part of the said melting tank by an apparatus.
本発明の実施例1は、溶融槽内の溶融ガラスを排出するときの排出対象部分における該溶融ガラスの温度を中央部分よりも壁近傍部分が高くなるよう制御することにより該溶融槽内の溶融ガラスの粘度を中央部分よりも壁近傍部分を低くして該壁近傍部分の溶融ガラスを流下し易くすることによって溶融槽内の溶融ガラス内に混入している白金族元素の沈降により壁近傍部分の白金族元素の濃度が高くなっていても該溶融ガラスの排出効率が低下しないようにするものである。 In the first embodiment of the present invention, the temperature of the molten glass in the portion to be discharged when discharging the molten glass in the melting tank is controlled so that the portion near the wall is higher than the central portion. Near the wall due to sedimentation of platinum group elements mixed in the molten glass in the melting tank by making the viscosity of the glass lower in the vicinity of the wall than in the central part and facilitating the flow of the molten glass in the vicinity of the wall. Even if the concentration of the platinum group element is increased, the discharge efficiency of the molten glass is not lowered.
図1は、実施例1における溶融炉の縦断側面を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view illustrating a longitudinal side surface of a melting furnace in the first embodiment.
図1において、溶融槽1は、上部領域が円筒形状部1a、下部領域が円錐形状部1bであり、円錐形状部1の下端が排出ノズル2を介して外部に開口する形態である。前記溶融槽1の前記円筒形状部1aには、槽内に露出するように円筒電極3が設けられ、前記円錐形状部1bの壁内または背面には補助加熱手段を構成する誘導加熱コイル、複数対の直接通電電極または抵抗発熱体4が設けられ、前記円筒形状部1aの中心部には前記円筒電極3と対をなす円柱電極5が垂下するように設けられ、前記円錐形状部1bの下端部には溶融ガラスの流通を許容する環状の底部電極6が設けられる。
In FIG. 1, a melting tank 1 has a
前記円柱電極5は、下端部を閉塞した中空体であり、その中心に冷媒供給筒5aを設置することにより該円柱電極1内に冷媒を流通させて該円柱電極1を冷却することができるように構成する。 The columnar electrode 5 is a hollow body whose lower end is closed, and the columnar electrode 1 can be cooled by circulating the refrigerant in the columnar electrode 1 by installing the refrigerant supply cylinder 5a at the center thereof. Configure.
また、排出ノズル2の外周には、排出ノズル2内の溶融ガラスの温度を制御して粘度を調整することにより該排出ノズル2内の流通を断続制御する排出制御加熱コイル7を設置する。この排出制御加熱コイル7は、誘導加熱コイルまたは抵抗発熱体によって構成する。
Further, on the outer periphery of the
前記円筒電極3と円柱電極5および底部電極6の間に任意に電圧を印加し、あるいは誘導加熱コイル等の加熱装置4に通電する電圧を発生する制御装置は、電圧発生装置をマイクロコンピュータ等によって制御するように構成して実現するが、図示説明は省略する。 A control device for arbitrarily applying a voltage between the cylindrical electrode 3 and the cylindrical electrode 5 and the bottom electrode 6 or generating a voltage for energizing the heating device 4 such as an induction heating coil is provided by a microcomputer or the like. Although it is configured and realized so as to be controlled, a description thereof is omitted.
このような溶融炉において、溶融槽1内に投入された原料ガラスの溶融は、円筒電極3と円柱電極5および底部電極6の間に任意に電圧を印加して溶融ガラスを通電加熱する。このような加熱では、溶融ガラスの最高温度が約1200℃となるように通電制御を行う。因みに、このときの溶融槽1の下部領域の溶融ガラスの温度は約700〜900℃である。 In such a melting furnace, melting of the raw material glass charged into the melting tank 1 is performed by applying a voltage between the cylindrical electrode 3, the column electrode 5, and the bottom electrode 6 to electrically heat the molten glass. In such heating, energization control is performed so that the maximum temperature of the molten glass is about 1200 ° C. Incidentally, the temperature of the molten glass of the lower area | region of the melting tank 1 at this time is about 700-900 degreeC.
このガラス溶融時においては、円筒電極3と円柱電極5に対する冷媒の供給は必要に応じて行い、該円筒電極3と円柱電極5が過熱状態にならないようにする。 When the glass is melted, the coolant is supplied to the cylindrical electrode 3 and the column electrode 5 as necessary so that the cylindrical electrode 3 and the column electrode 5 are not overheated.
次に、溶融槽1内の溶融ガラスを排出するときには、排出開始の所定時間前に、円筒電極3と円柱電極5の間への電圧印加の制御による通電加熱と、誘導過熱コイル等の加熱装置4に通電して溶融槽1の円錐形状部1bを加熱を制御することにより該円錐形状部1bの壁面近傍部分(4)の溶融ガラスの温度を約1000℃にまで選択的に高め、溶融槽1の中央部分(3)に位置する溶融ガラスの温度を約850℃に維持する。更に、円柱電極5の冷媒供給筒5aへの冷媒の供給量増強によって該円柱電極5を冷却することにより該円柱電極5の近傍に位置する溶融ガラスの温度を低下させて該円柱電極5の下方に向けた低温の溶融ガラスの下降流を発生させ、溶融槽1の中央部分(3)に位置する溶融ガラスの温度を約850℃の低温状態に制御することが可能である。
Next, when the molten glass in the melting tank 1 is discharged, a heating device such as an induction heating coil and an induction heating coil by controlling voltage application between the cylindrical electrode 3 and the column electrode 5 before a predetermined time before the discharge starts. 4 to control the heating of the
溶融槽1内の溶融ガラスの温度分布をこのような状態にすると、例えば、溶融槽1の円錐形状部1bの底部における中央部分(3)の溶融ガラスの白金族元素濃度が約0.7wt%、壁面近傍部分(4)の溶融ガラスの白金族元素濃度が約5wt%とすると、白金族元素濃度が約0.7wt%の中央部分の溶融ガラスは、約850℃で粘性が約300Pa・sとなり、白金族元素濃度が約5wt%の壁面近傍部分の溶融ガラスは、約1000℃で粘性が約100Pa・sとなり、溶融槽1内の溶融ガラスの粘度は、壁近傍部分が中央部分に対して約1/3に低下して流下し易くなる。
When the temperature distribution of the molten glass in the melting tank 1 is in such a state, for example, the platinum group element concentration of the molten glass in the central portion (3) at the bottom of the
このような状態で排出制御加熱コイル7による加熱よって排出ノズル2内の溶融ガラスを流出可能な状態に加熱すると溶融槽1内の溶融ガラスは自重による自然流下によって前記排出ノズル2から槽外に流出するが、溶融槽1の円錐形状部1b内の溶融ガラスの粘度は、壁近傍部分(4)が中央部分(3)に対して約1/3に低下して流下し易い状態にあることから壁近傍部分の白金族元素濃度が高い溶融ガラスが優先的に流下して排出されることになる。
In such a state, when the molten glass in the
このように溶融槽1内の溶融ガラスを排出するときには、円錐形状部1b内における溶融ガラスの粘度を中央部分に対して壁近傍部分を低くして流下し易くすることにより、白金族元素濃度が高い壁近傍部分の溶融ガラスが優先的に流下・排出されることになり、従って、溶融槽1内の溶融ガラス中の白金族元素の排出効率の低下を防止または軽減することができる。
Thus, when discharging the molten glass in the melting tank 1, the viscosity of the molten glass in the cone-shaped
この実施例2は、溶融槽の壁に設けた加熱装置による加熱と、前記溶融槽の壁に設けた電極と中央部に設けた電極に給電することにより溶融ガラスに流れる電流によるジュール熱によって溶融槽内に投入されたガラス原料と廃棄物を加熱溶融し、前記溶融槽の底部に設けた排出ノズルから溶融ガラスを流下させて排出するガラス溶融炉装置において、溶融槽内の溶融ガラスを排出するときに、前記溶融槽の中央部に設けた電極の温度を下げて該電極の近傍の溶融ガラスの温度を低下させる冷却手段を設けた構成である。 This Example 2 is melted by Joule heat due to the current flowing in the molten glass by heating by the heating device provided on the wall of the melting tank and supplying power to the electrode provided on the wall of the melting tank and the electrode provided in the central part. In a glass melting furnace apparatus that heats and melts the glass raw material and waste charged in the tank and flows the molten glass down through a discharge nozzle provided at the bottom of the melting tank, the molten glass in the melting tank is discharged. Sometimes, a cooling means is provided to lower the temperature of the molten glass in the vicinity of the electrode by lowering the temperature of the electrode provided at the center of the melting tank.
図5は、この実施例2におけるガラス溶融炉の溶融槽部分の縦断正面図であり、(a)はガラス溶融時、(b)は溶融ガラスの排出時の温度分布の一例を示している。 FIGS. 5A and 5B are longitudinal front views of the melting tank portion of the glass melting furnace in the second embodiment. FIG. 5A shows an example of the temperature distribution when the glass is melted, and FIG. 5B shows an example of the temperature distribution when the molten glass is discharged.
図5において,溶融槽1は、円錐状耐熱炉底部壁1cと円環状耐火煉瓦製垂直部壁1dおよび円筒状耐熱合金製垂直部壁1eによって包囲して溶融空間を形成するように構成する。前記円錐状耐熱炉底部壁1cは、その中心部の下方に位置する溶融ガラス排出ノズル2に向かって60°の勾配で絞り込む傾斜壁面を形成する。そして、これらの前記各部壁1c,1d,1eの外側には断熱性を持った各種の耐火煉瓦を配置し、更にその外周を金属ケーシングで覆って炉全体を構成する。
In FIG. 5, the melting tank 1 is configured to be surrounded by a conical heat-resistant furnace
前記円錐状耐熱炉底部壁1cにおける傾斜壁面は、廃棄物に含まれる白金族元素が溶融ガラスに難溶性の導電性物質を形成して前記円錐状耐熱炉底部壁1cの壁面に堆積することにより電気的な弊害を招来する導電性堆積物を溶融ガラス排出ノズル2から溶融ガラスと共に容易に排出できるようにするためのものである。
The inclined wall surface in the conical heat-resistant furnace
溶融ガラス排出ノズル2の下方には、ガラス固化体容器(図示省略)を出し入れ可能に設置する。
Below the molten
そして、前記溶融ガラス排出ノズル2を前記円錐状耐熱炉底部壁1cから炉外に導出させると共に該溶融ガラス排出ノズル2を加熱制御することにより溶融ガラスの流出を制御(流出/遮断)する誘導加熱用コイル(図示省略)を配置して該溶融ガラス排出ノズル2からの溶融ガラスの流出可否を制御する。
Then, the molten
炉体の天井部に位置する円盤状の耐火煉瓦(図示省略)の中央部から耐熱合金製円柱電極5を垂下させて設置する。この耐熱合金製円柱電極5は、耐熱合金製垂直部壁1eを対極として位置するように溶融槽1の中心部に垂下する。この耐熱合金製円柱電極5は、空芯構造であって、内部に冷却通路を形成する。この冷却通路は、先端を開口させた冷却空気供給筒5aを耐熱合金製円柱電極5の空芯部分に同心状態に挿入することにより該冷却空気供給筒5aの周囲に形成し、該冷却空気供給筒5aの上端部分に設けた冷却空気入口から供給した冷却空気を先端開口から空芯部分に噴出させて流通させて耐熱合金製円柱電極5の上端部分に設けた冷却空気出口から排出するように構成する。また、耐熱合金製垂直部壁1eにおいても冷却空気ジャケット(図示省略)を配して冷却通路を形成する。その他、必要に応じて実施例1の手段を組み合わせて実施することができる。 A cylindrical electrode 5 made of a heat-resistant alloy is suspended from the center of a disc-shaped refractory brick (not shown) located on the ceiling of the furnace body. The heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 hangs down from the center of the melting tank 1 so that the heat-resistant alloy vertical wall 1e is positioned as a counter electrode. The heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 has an air-core structure and forms a cooling passage inside. The cooling passage is formed around the cooling air supply cylinder 5a by inserting a cooling air supply cylinder 5a having an open end concentrically into the air core portion of the cylindrical electrode 5 made of heat-resistant alloy. The cooling air supplied from the cooling air inlet provided at the upper end portion of the cylinder 5a is jetted from the tip opening to the air core portion to be circulated and discharged from the cooling air outlet provided at the upper end portion of the heat resistant alloy cylindrical electrode 5. Constitute. In addition, a cooling air jacket (not shown) is also provided in the heat resistant alloy vertical wall 1e to form a cooling passage. In addition, the means of Embodiment 1 can be combined as necessary.
このように構成した電気溶融炉において、溶融槽1内に投入されたガラスの溶融加熱は,図5(a)に示すように、耐熱合金製垂直部壁1eと耐熱合金製円柱5間に交流電圧を印加して溶融ガラスに通電することにより発生するジュール熱によって行う。このとき、耐熱合金製円柱電極5への冷却空気の供給による該耐熱合金製円柱電極5の冷却は、必要に応じて、耐熱合金製円柱電極5が過熱しない程度に行う。 In the electric melting furnace configured as described above, the melting and heating of the glass charged in the melting tank 1 is caused by alternating current between the heat-resistant alloy vertical wall 1e and the heat-resistant alloy cylinder 5 as shown in FIG. This is performed by Joule heat generated by applying voltage to energize the molten glass. At this time, cooling of the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 by supplying cooling air to the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 is performed to such an extent that the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 is not overheated as necessary.
このときの溶融槽1内の溶融ガラスの最高温度が約1150℃となるように通電加熱を制御すると、内部の溶融ガラスの温度分布は、図5(a)に示すように、溶融槽1内の溶融ガラスの上層部分から底部にかけて略水平状態で低下しており、底部の温度は約950℃である。 When the current heating is controlled so that the maximum temperature of the molten glass in the melting tank 1 at this time is about 1150 ° C., the temperature distribution of the molten glass in the melting tank 1 is as shown in FIG. The temperature of the molten glass decreases in a substantially horizontal state from the upper layer portion to the bottom portion, and the temperature of the bottom portion is about 950 ° C.
そして、溶融ガラスを排出しようとするときには、図5(b)に示すように、排出開始前の所定時間に耐熱合金製円柱電極5内の冷却空気供給筒5aへの冷却空気の供給を増加させて該耐熱合金製円柱電極5の冷却を増強しながら耐熱合金製垂直部壁1eと耐熱合金製円柱電極5間に交流電圧を印加して溶融ガラスに通電することにより発生するジュール熱によって該溶融ガラスを最高温度が約1150℃となるように加熱するように制御を切り替える。 When the molten glass is to be discharged, as shown in FIG. 5 (b), the supply of cooling air to the cooling air supply cylinder 5a in the cylindrical electrode 5 made of heat-resistant alloy is increased for a predetermined time before the discharge starts. While the cooling of the cylindrical electrode 5 made of heat-resistant alloy is enhanced, the melting is caused by Joule heat generated by applying an AC voltage between the vertical wall 1e made of the heat-resistant alloy and the cylindrical electrode 5 made of the heat-resistant alloy and energizing the molten glass. Control is switched to heat the glass so that the maximum temperature is about 1150 ° C.
このように耐熱合金製円柱電極5を冷却しながらの通電加熱に切り替えると、耐熱合金製円柱電極5の温度が低下することから該耐熱合金製円円柱電極5の近傍に位置する溶融ガラスの温度も低下し、溶融槽1内の溶融ガラスの温度分布は、図5(b)に示すように、特に、耐熱合金製円柱電極5の直下に位置する底部の溶融ガラスの温度が約900℃にまで低下する。しかしながら、耐熱合金製円柱電極5から遠く離れて溶融槽1の壁面近傍に位置する溶融ガラスは、溶融槽1の底部においても約950℃の高い温度となっている。 Thus, if it switches to the energization heating while cooling the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5, the temperature of the molten glass located in the vicinity of this heat-resistant alloy circular cylindrical electrode 5 will fall because the temperature of the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 will fall. As shown in FIG. 5B, the temperature distribution of the molten glass in the melting tank 1 is particularly about 900 ° C. at the bottom of the molten glass located immediately below the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5. To fall. However, the molten glass located far from the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 and in the vicinity of the wall surface of the melting tank 1 has a high temperature of about 950 ° C. even at the bottom of the melting tank 1.
このような状態において、溶融ガラス排出ノズル2を加熱して溶融ガラスを流出可能状態にすると、溶融槽1内の溶融ガラスは自重によって溶融ガラス排出ノズル2から流下する。このとき、溶融槽1内の溶融ガラスは、前記円錐状耐熱炉底部壁1cの近傍に位置する部分の温度が比較的に高くて中央部分よりも粘度が低いことから、白金族元素の濃度が高い壁近傍部分の溶融ガラスが優先的に流下して排出することになり、白金族元素の濃度が高い部分の溶融ガラスが溶融槽1内に残留することがなくなる。
In such a state, when the molten
このようにガラスのガラス溶融時と溶融ガラス排出時とで耐熱合金製加熱円柱電極5の温度を切り替えることにより溶融槽1内の溶融ガラスの温度分布を制御する構成は、ガラスの溶融効率と溶融ガラス中の白金族元素の排出効率を共に向上させるために有利である。 Thus, the structure which controls the temperature distribution of the molten glass in the melting tank 1 by switching the temperature of the heat-resistant alloy-made heated cylindrical electrode 5 when the glass is melted and when the molten glass is discharged is the melting efficiency and melting of the glass. This is advantageous for improving the discharge efficiency of platinum group elements in the glass together.
実施例2は、溶融槽1内の溶融ガラスを排出するときに耐熱合金製円柱電極5を冷却して溶融槽1内の溶融ガラスの温度分布を制御するように構成したが、ガラス溶融時から耐熱合金製円柱電極5内の冷却通路に冷却空気を供給して該耐熱合金製円柱電極5を冷却しながら該耐熱合金製垂直部壁1eと耐熱合金製円柱電極5間に交流電圧を印加して溶融ガラスに通電することにより発生するジュール熱によって該溶融ガラスを最高温度が約1150℃となるように加熱するように変形しても溶融ガラス中の白金族元素の排出効率の良いガラス溶融炉を実現することができる。 Example 2 was configured to control the temperature distribution of the molten glass in the melting tank 1 by cooling the cylindrical electrode 5 made of heat-resistant alloy when discharging the molten glass in the melting tank 1, but from the time of melting the glass. While supplying cooling air to the cooling passage in the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5 to cool the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5, an AC voltage is applied between the heat-resistant alloy vertical wall 1 e and the heat-resistant alloy cylindrical electrode 5. A glass melting furnace with good discharge efficiency of platinum group elements in the molten glass even when the molten glass is deformed to be heated so that the maximum temperature is about 1150 ° C. by Joule heat generated by energizing the molten glass Can be realized.
1…溶融槽、1a…円環状耐火煉瓦製垂直部壁、1b…円錐状耐熱炉底部壁、2…排出ノズル、3…円筒電極、4…円筒状耐熱合金製垂直部壁、5…円柱電極、6…底部電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Melting tank, 1a ... Ring-shaped refractory brick vertical part wall, 1b ... Conical heat-resistant furnace bottom wall, 2 ... Discharge nozzle, 3 ... Cylindrical electrode, 4 ... Cylindrical heat-resistant alloy vertical part wall, 5 ... Cylindrical electrode , 6 ... bottom electrode.
Claims (4)
溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、溶融槽内各部の溶融ガラスの粘度を調整できるように該溶融槽内の溶融ガラスの温度分布を制御することを特徴とするガラス溶融炉からの溶融ガラス排出方法。 In a method for discharging molten glass from a glass melting furnace, in which a glass raw material and waste charged in a melting tank are heated and melted and discharged from a discharge port provided at the bottom of the melting tank,
The molten glass from the glass melting furnace is characterized by controlling the temperature distribution of the molten glass in the melting tank so that the viscosity of the molten glass in each part in the melting tank can be adjusted when discharging the molten glass in the melting tank. Discharge method.
前記溶融槽下部の勾配壁に配した加熱装置を設け、溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、前記溶融槽下部の勾配壁に設けた加熱装置による加熱によって前記溶融槽内の勾配壁近傍の溶融ガラスの温度を上昇させる手段を設けたことを特徴とするガラス溶融炉装置。 By supplying electricity to a pair or a plurality of pairs of electrodes provided in the melting tank, the glass raw material and waste put into the melting tank are heated and melted by Joule heat due to the current flowing in the molten glass, and provided at the bottom of the melting tank. In a glass melting furnace apparatus that discharges molten glass by flowing down from an outlet,
When a heating device arranged on the gradient wall at the lower part of the melting tank is provided and the molten glass in the melting tank is discharged, the vicinity of the gradient wall in the melting tank is heated by the heating device provided on the gradient wall at the lower part of the melting tank. A glass melting furnace apparatus provided with means for raising the temperature of molten glass.
前記溶融槽下部の勾配壁に配した加熱装置と、前記溶融槽の中央部に配した冷却部材を設け、溶融槽内の溶融ガラスを排出するときには、前記溶融槽下部の勾配壁に設けた加熱装置による加熱によって前記溶融槽内の勾配壁近傍の溶融ガラスの温度を上昇させる手段と、前記冷却部材による冷却によって該冷却部材近傍の溶融ガラスの温度を低下させる手段を設けたことを特徴とするガラス溶融炉装置。 By supplying electricity to a pair or a plurality of pairs of electrodes provided in the melting tank, the glass raw material and waste put into the melting tank are heated and melted by Joule heat due to the current flowing in the molten glass, and provided at the bottom of the melting tank. In a glass melting furnace apparatus that discharges molten glass by flowing down from an outlet,
A heating device disposed on the gradient wall at the bottom of the melting tank and a cooling member disposed at the center of the melting tank are provided, and when the molten glass in the melting tank is discharged, the heating provided on the gradient wall at the bottom of the melting tank There is provided means for increasing the temperature of the molten glass near the gradient wall in the melting tank by heating by the apparatus, and means for decreasing the temperature of the molten glass near the cooling member by cooling by the cooling member. Glass melting furnace equipment.
溶融槽内の溶融ガラスを排出するときに、前記溶融槽の中央部に設けた電極の温度を下げて該電極の近傍の溶融ガラスの温度を低下させる冷却手段を設けたことを特徴とするガラス溶融炉装置。 Heated by a heating device provided on the wall of the melting tank and fed into the melting tank by Joule heat due to the current flowing in the molten glass by supplying power to the electrode provided on the wall of the melting tank and the electrode provided in the center part In a glass melting furnace apparatus that heats and melts glass raw materials and waste, and discharges molten glass by flowing down from a discharge port provided at the bottom of the melting tank,
A glass provided with cooling means for lowering the temperature of an electrode provided in the center of the melting tank to lower the temperature of the molten glass in the vicinity of the electrode when discharging the molten glass in the melting tank Melting furnace equipment.
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