JP2991618B2 - 灰溶融方法および灰溶融炉 - Google Patents
灰溶融方法および灰溶融炉Info
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- JP2991618B2 JP2991618B2 JP6162534A JP16253494A JP2991618B2 JP 2991618 B2 JP2991618 B2 JP 2991618B2 JP 6162534 A JP6162534 A JP 6162534A JP 16253494 A JP16253494 A JP 16253494A JP 2991618 B2 JP2991618 B2 JP 2991618B2
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉などから排
出される焼却灰、または燃焼排ガス中に含まれる飛灰
を、電気エネルギー（例えば、プラズマ、電気アーク、
ジュール熱など）を用いて、加熱溶融する灰溶融方法お
よび灰溶融炉に関する。
出される焼却灰、または燃焼排ガス中に含まれる飛灰
を、電気エネルギー（例えば、プラズマ、電気アーク、
ジュール熱など）を用いて、加熱溶融する灰溶融方法お
よび灰溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の灰溶融炉としては、例えばカー
ボン製のプラズマ電極を有するプラズマ式灰溶融炉が使
用されている。
ボン製のプラズマ電極を有するプラズマ式灰溶融炉が使
用されている。
【０００３】このプラズマ式灰溶融炉は、溶融ベースメ
タルが充填された溶融室が形成された炉本体と、炉本体
の上壁部から上記溶融室内に挿入された２本のプラズマ
トーチ（陽極，陰極）と、炉本体の前壁部に形成された
灰の投入口を介して焼却灰を溶融室内に供給する灰供給
ホッパーおよびプッシャーと、炉本体の後壁部に形成さ
れた溶融スラグの排出口側に形成されたスラグ抜出室と
から構成されている。
タルが充填された溶融室が形成された炉本体と、炉本体
の上壁部から上記溶融室内に挿入された２本のプラズマ
トーチ（陽極，陰極）と、炉本体の前壁部に形成された
灰の投入口を介して焼却灰を溶融室内に供給する灰供給
ホッパーおよびプッシャーと、炉本体の後壁部に形成さ
れた溶融スラグの排出口側に形成されたスラグ抜出室と
から構成されている。
【０００４】また、このプラズマ式灰溶融炉において
は、炉内が酸化雰囲気の場合、電極の消耗を防止するた
めに、プラズマの作動ガスとしてアルゴンガス、窒素ガ
スなどの不活性ガスを使用し、炉内を還元雰囲気下にし
て加熱溶融を行っている。
は、炉内が酸化雰囲気の場合、電極の消耗を防止するた
めに、プラズマの作動ガスとしてアルゴンガス、窒素ガ
スなどの不活性ガスを使用し、炉内を還元雰囲気下にし
て加熱溶融を行っている。
【０００５】このため、ＣＯ，Ｈ2 ，炭化水素などの可
燃性ガスを多量に含んだ排ガスが発生し、したがって従
来、炉内から取り出された排ガスを、その下流であるガ
ス排出経路に設けた再燃焼室内に導き、バーナなどで加
熱して完全燃焼させていた。なお、この燃焼した後の排
ガスは、冷却塔、バグフィルタなどを介して、飛灰など
が除去された後、煙突を経て大気中に放出されていた。
燃性ガスを多量に含んだ排ガスが発生し、したがって従
来、炉内から取り出された排ガスを、その下流であるガ
ス排出経路に設けた再燃焼室内に導き、バーナなどで加
熱して完全燃焼させていた。なお、この燃焼した後の排
ガスは、冷却塔、バグフィルタなどを介して、飛灰など
が除去された後、煙突を経て大気中に放出されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成によると、焼却灰はプッシャーにより、間欠的に供給
されているため、プッシャーの作動時に、炉内圧力に変
動が生じ、したがって再燃焼室内での燃焼が不安定にな
り、可燃性ガスを含んだ排ガスを完全燃焼させるのが困
難になるという問題があった。
成によると、焼却灰はプッシャーにより、間欠的に供給
されているため、プッシャーの作動時に、炉内圧力に変
動が生じ、したがって再燃焼室内での燃焼が不安定にな
り、可燃性ガスを含んだ排ガスを完全燃焼させるのが困
難になるという問題があった。
【０００７】そこで、本発明は上記問題を解消し得る灰
溶融方法および灰溶融炉を提供することを目的とする。
溶融方法および灰溶融炉を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の灰溶融方法は、ガス取出室内から、溶融ス
ラグの排出口側に向かって火炎を発生させるとともに、
この火炎発生時における燃焼空気比を1.0 以下にさせて
還元燃焼を行わせ、この還元性燃焼ガスを、溶融室内に
吹き込む方法である。
め、本発明の灰溶融方法は、ガス取出室内から、溶融ス
ラグの排出口側に向かって火炎を発生させるとともに、
この火炎発生時における燃焼空気比を1.0 以下にさせて
還元燃焼を行わせ、この還元性燃焼ガスを、溶融室内に
吹き込む方法である。
【０００９】また、上記課題を解決するため、本発明の
灰溶融炉は、炉本体内の溶融室における溶融スラグの排
出口側に、排ガスを取り出すためのガス取出室を設け、
このガス取出室内に、かつ上記溶融スラグの排出口に対
向する位置に燃焼用バーナを配置するとともに、この燃
焼用バーナの上方位置に二次燃焼空気の供給口を設けた
ものである。
灰溶融炉は、炉本体内の溶融室における溶融スラグの排
出口側に、排ガスを取り出すためのガス取出室を設け、
このガス取出室内に、かつ上記溶融スラグの排出口に対
向する位置に燃焼用バーナを配置するとともに、この燃
焼用バーナの上方位置に二次燃焼空気の供給口を設けた
ものである。
【００１０】
【作用】上記の構成によると、溶融スラグの排出口側に
向かって火炎を発生させるとともに、この火炎を溶融室
内に吹き込むようにしたので、プッシャーによる灰の供
給時に発生する炉内の圧力変動を抑制することができ、
したがって可燃性ガスを含んだ排ガスを、ガス取出室内
で、すなわち再燃焼室内で容易に安定した状態で燃焼さ
せることができる。
向かって火炎を発生させるとともに、この火炎を溶融室
内に吹き込むようにしたので、プッシャーによる灰の供
給時に発生する炉内の圧力変動を抑制することができ、
したがって可燃性ガスを含んだ排ガスを、ガス取出室内
で、すなわち再燃焼室内で容易に安定した状態で燃焼さ
せることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づき説明
する。図１において、１は例えばごみ焼却炉より排出さ
れた焼却灰（または飛灰）を加熱溶融して、その減容化
を図るためのプラズマ式灰溶融炉である。
する。図１において、１は例えばごみ焼却炉より排出さ
れた焼却灰（または飛灰）を加熱溶融して、その減容化
を図るためのプラズマ式灰溶融炉である。
【００１２】このプラズマ式灰溶融炉１は、溶融ベース
メタル２が充填された溶融室３が形成された炉本体４
と、炉本体４の上壁部４ａから上記溶融室３内に挿入さ
れた２本のプラズマトーチ（陽極，陰極）５，６と、炉
本体４の前壁部４ｂに形成された灰の投入口７を介して
焼却灰を溶融室３内に供給する灰供給ホッパー８および
プッシャー９と、炉本体４の後壁部４ｃに形成された溶
融スラグＡの排出口（出滓口ともいう）１０側に形成さ
れたスラグ抜出室１１と、このスラグ抜出室１１の下方
に配置されるとともにスラグ搬出用のコンベヤ１２が配
置された水砕ピット１３とから構成されている。
メタル２が充填された溶融室３が形成された炉本体４
と、炉本体４の上壁部４ａから上記溶融室３内に挿入さ
れた２本のプラズマトーチ（陽極，陰極）５，６と、炉
本体４の前壁部４ｂに形成された灰の投入口７を介して
焼却灰を溶融室３内に供給する灰供給ホッパー８および
プッシャー９と、炉本体４の後壁部４ｃに形成された溶
融スラグＡの排出口（出滓口ともいう）１０側に形成さ
れたスラグ抜出室１１と、このスラグ抜出室１１の下方
に配置されるとともにスラグ搬出用のコンベヤ１２が配
置された水砕ピット１３とから構成されている。
【００１３】そして、さらに上記スラグ抜出室１１の上
方部には、排ガスを取り出すためのガス取出室としての
再燃焼室１４が形成されるとともに、これら両室１１，
１４を形成する壁体１５の排出口１０に対向する側壁部
１５ａには、再燃焼用バーナ１６が設けられるととも
に、その上方位置には、二次燃焼空気を供給する二次空
気供給口１７が形成されている。なお、この再燃焼用バ
ーナ１６は、高速の長火炎を噴出させ得るようなものが
使用されるとともに、その火炎は、排出口１０側に向か
って吹き出すようにされている。
方部には、排ガスを取り出すためのガス取出室としての
再燃焼室１４が形成されるとともに、これら両室１１，
１４を形成する壁体１５の排出口１０に対向する側壁部
１５ａには、再燃焼用バーナ１６が設けられるととも
に、その上方位置には、二次燃焼空気を供給する二次空
気供給口１７が形成されている。なお、この再燃焼用バ
ーナ１６は、高速の長火炎を噴出させ得るようなものが
使用されるとともに、その火炎は、排出口１０側に向か
って吹き出すようにされている。
【００１４】そして、また上記スラグ抜出室１１の上部
に形成される再燃焼室１４の上壁部１５ｂには、排ガス
の取出口１８が形成されるとともに、この取出口１８に
は、排ガスを排出するためのガス排出経路１９が接続さ
れている。
に形成される再燃焼室１４の上壁部１５ｂには、排ガス
の取出口１８が形成されるとともに、この取出口１８に
は、排ガスを排出するためのガス排出経路１９が接続さ
れている。
【００１５】なお、このガス排出経路１９には、排ガス
の急冷塔２１、排ガス中の飛灰を捕集するバグフィルタ
２２、排風機２３が設けられ、最終的には、煙突２４を
経て大気中に放出される。
の急冷塔２１、排ガス中の飛灰を捕集するバグフィルタ
２２、排風機２３が設けられ、最終的には、煙突２４を
経て大気中に放出される。
【００１６】上記構成において、灰供給ホッパー８内の
焼却灰がプッシャー９により、投入口７から溶融室３内
に間欠的に供給され、この供給された焼却灰はプラズマ
アークにより加熱溶融される。
焼却灰がプッシャー９により、投入口７から溶融室３内
に間欠的に供給され、この供給された焼却灰はプラズマ
アークにより加熱溶融される。
【００１７】そして、溶融室３内で発生した排ガスは、
排出口１０から再燃焼室１４内に入り、ここで再燃焼用
バーナ１６により再燃焼される。この再燃焼用バーナ１
６による火炎は、排出口１０から溶融室３内に向かうよ
うにされており、しかもこの火炎発生時における、燃焼
空気比は1.0 以下となるよう、すなわち還元燃焼となる
ようにされている。
排出口１０から再燃焼室１４内に入り、ここで再燃焼用
バーナ１６により再燃焼される。この再燃焼用バーナ１
６による火炎は、排出口１０から溶融室３内に向かうよ
うにされており、しかもこの火炎発生時における、燃焼
空気比は1.0 以下となるよう、すなわち還元燃焼となる
ようにされている。
【００１８】このように、溶融室３内に還元性燃焼ガス
を吹き込み、溶融室３から常時排出される排ガス量を増
加させるようにしているので、炉内のガス圧の変動の影
響を少なくすることができるとともに、可燃性ガスの濃
度の減少により、再燃焼室１４内での爆発的な燃焼反応
を防止することができる。
を吹き込み、溶融室３から常時排出される排ガス量を増
加させるようにしているので、炉内のガス圧の変動の影
響を少なくすることができるとともに、可燃性ガスの濃
度の減少により、再燃焼室１４内での爆発的な燃焼反応
を防止することができる。
【００１９】ここで、炉内の圧力変動を抑制する原理に
ついて説明する。一般に、今、炉内圧力をＰmmH2O と
し、定常的に、Ｖm3／sのガスが流入しているとする
と、炉内圧力Ｐは、下記式で表される。
ついて説明する。一般に、今、炉内圧力をＰmmH2O と
し、定常的に、Ｖm3／sのガスが流入しているとする
と、炉内圧力Ｐは、下記式で表される。
【００２０】Ｐ＝ｋＶ2 ・・・・ 但し、ｋは比例定数である。また、焼却灰の投入による
圧力増加分をΔＰ、排ガスの流量増加分をΔＶとする
と、式より、下記式の関係が成立する。
圧力増加分をΔＰ、排ガスの流量増加分をΔＶとする
と、式より、下記式の関係が成立する。
【００２１】ΔＰ／Ｐ＝２×ΔＶ／Ｖ・・・・ したがって、上記式により、Ｐをほぼ一定で運転すれ
ば、圧力変動ΔＰは、ΔＶ／Ｖに比例することになり、
炉内の排ガス流量Ｖを大きくすることにより、灰供給時
の炉内の圧力変動ΔＰを小さくすることができる。
ば、圧力変動ΔＰは、ΔＶ／Ｖに比例することになり、
炉内の排ガス流量Ｖを大きくすることにより、灰供給時
の炉内の圧力変動ΔＰを小さくすることができる。
【００２２】すなわち、排出口１０からの還元性燃焼ガ
スが、矢印ａで示すように、溶融室３の内壁面３ａに沿
って流れるため、プッシャー９による焼却灰の供給時に
発生する炉内の圧力変動が抑制される。
スが、矢印ａで示すように、溶融室３の内壁面３ａに沿
って流れるため、プッシャー９による焼却灰の供給時に
発生する炉内の圧力変動が抑制される。
【００２３】そして、内壁面３ａに沿って再燃焼室１４
内に入った還元性燃焼ガスは、可燃性ガスを含む排ガス
とともに再燃焼室１４内に入り、ここで二次空気供給口
１７から供給される二次燃焼空気により、完全燃焼され
る。
内に入った還元性燃焼ガスは、可燃性ガスを含む排ガス
とともに再燃焼室１４内に入り、ここで二次空気供給口
１７から供給される二次燃焼空気により、完全燃焼され
る。
【００２４】さらに、溶融室３内で溶融された灰、すな
わち溶融スラグＡは、排出口１０側に向かって移動する
が、この時、再燃焼用バーナ１６により、再燃焼された
燃焼ガスが溶融スラグＡに吹き付けられるとともに火炎
の輻射熱により、溶融スラグＡが加熱される。すなわ
ち、溶融スラグＡの温度の低下が防止され、溶融スラグ
Ａの連続的かつスムースな抜き出しが可能となる。
わち溶融スラグＡは、排出口１０側に向かって移動する
が、この時、再燃焼用バーナ１６により、再燃焼された
燃焼ガスが溶融スラグＡに吹き付けられるとともに火炎
の輻射熱により、溶融スラグＡが加熱される。すなわ
ち、溶融スラグＡの温度の低下が防止され、溶融スラグ
Ａの連続的かつスムースな抜き出しが可能となる。
【００２５】しかも、この溶融スラグＡの加熱源とし
て、溶融室３から排出される排ガスを再燃焼室１４内に
導き、この再燃焼による熱を利用するようにしているの
で、従来、利用されていなかった再燃焼熱を利用するこ
とができるので、熱効率を高めることができる。
て、溶融室３から排出される排ガスを再燃焼室１４内に
導き、この再燃焼による熱を利用するようにしているの
で、従来、利用されていなかった再燃焼熱を利用するこ
とができるので、熱効率を高めることができる。
【００２６】なお、排出口１０より排出された溶融スラ
グＡは、水砕ピット１３内に落下され、ここで水による
冷却により細かく砕かれ、コンベヤ１２により、外部に
取り出される。
グＡは、水砕ピット１３内に落下され、ここで水による
冷却により細かく砕かれ、コンベヤ１２により、外部に
取り出される。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、溶
融スラグの排出口側に向かって火炎を発生させるととも
に、この火炎を溶融室内に吹き込むようにしたので、プ
ッシャーによる灰の供給時に発生する炉内の圧力変動を
抑制することができ、したがってガス取出室、すなわち
再燃焼室内での燃焼を、容易に安定した状態で行わせる
ことができる。
融スラグの排出口側に向かって火炎を発生させるととも
に、この火炎を溶融室内に吹き込むようにしたので、プ
ッシャーによる灰の供給時に発生する炉内の圧力変動を
抑制することができ、したがってガス取出室、すなわち
再燃焼室内での燃焼を、容易に安定した状態で行わせる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマ式灰溶融炉
の断面図である。
の断面図である。
１ プラズマ式灰溶融炉 ３ 溶融室 ４ 炉本体 ５，６ プラズマトーチ ９ プッシャー １０ 排出口 １１ スラグ抜出室 １４ 再燃焼室 １６ 再燃焼用バーナ １７ 二次空気供給口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 美智男 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 桑原 努 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 佐藤 英夫 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 小坂 浩史 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−19619（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298716（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317311（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122109（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106826（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23J 1/00
Claims (4)
- 【請求項１】ガス取出室内から、溶融スラグの排出口側
に向かって火炎を発生させるとともに、この火炎発生時
における燃焼空気比を1.0 以下にさせて還元燃焼を行わ
せ、この還元性燃焼ガスを、溶融室内に吹き込むことを
特徴とする灰溶融方法。 - 【請求項２】排出口から排出される溶融スラグを、還元
性燃焼ガスにより加熱させることを特徴とする請求項１
記載の灰溶融方法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の灰溶融方法を実
施するための灰溶融炉であって、炉本体内の溶融室にお
ける溶融スラグの排出口側に、排ガスを取り出すための
ガス取出室を設け、このガス取出室内に、かつ上記溶融
スラグの排出口に対向する位置に燃焼用バーナを配置す
るとともに、この燃焼用バーナの上方位置に二次燃焼空
気の供給口を設けたことを特徴とする灰溶融炉。 - 【請求項４】溶融室における灰の加熱源として、プラズ
マトーチを具備したことを特徴とする請求項３記載の灰
溶融炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162534A JP2991618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 灰溶融方法および灰溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162534A JP2991618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 灰溶融方法および灰溶融炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828851A JPH0828851A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2991618B2 true JP2991618B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=15756446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6162534A Expired - Lifetime JP2991618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 灰溶融方法および灰溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1048899A4 (en) | 1998-09-11 | 2004-09-22 | Jfeengineering Corp | METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING THE MELT TREATMENT OF INCINERATION RESIDUES CONTAINING SALTS |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6162534A patent/JP2991618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0828851A (ja) | 1996-02-02 |
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