JP3075504B2 - 廃棄物溶融炉及びその操業方法 - Google Patents
廃棄物溶融炉及びその操業方法Info
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Description
業廃棄物等を熱分解溶融する溶融炉であって、特にコー
クスに比べて発熱量の小さい廃棄物熱分解残渣等の炉床
側への侵入を抑制しつつ溶融炉の炉床部にて安定溶融の
めのコークスを主体とする高温燃焼を可能とした炉構造
及び操業方法に関する。
程によって熱溶融する溶融式熱分解炉として、たとえば
特公昭５３−１６６３３号公報や特公昭６０−１１７６
６号公報に記載されたもの等がある。
体を持ち、炉内での廃棄物の乾燥，熱分解，燃焼及び副
原料であるコークスの燃焼を行わせるため、炉体の下部
側に複数段の羽口を設け、これらの羽口のうち炉床部に
設けた下段羽口からは酸素を富化した空気を、また下段
羽口から相当の高さに設けられた上段羽口からは空気を
吹き込むというものがその基本的な構造である。
は、廃棄物中の灰分溶融負荷を考慮しても、シャフト径
の割に炉床径が比較的大きく、上段羽口からの風量条件
にもよるが、結果として上段羽口を設置した構造の場合
においても、上段羽口部で十分に燃焼を完了していない
熱分解残渣がコークスと共に炉床部コークスベッド部へ
侵入する割合が比較的大きい。
コークス主体の燃焼をすべき炉床部において、コークス
に比べて発熱量の小さい熱分解残渣の燃焼による温度低
下が発生し、これを補償するために下段羽口からの吹き
込み酸素濃度の増加または投入コークス量を増やす等の
対応が要求される。
スに比べて発熱量の小さい熱分解残渣がコークスと共に
炉床部側へ降下する前に、コークス燃焼に必要な燃焼用
総酸素供給量すなわち最低送風条件を維持しながら溶融
炉への供給総酸素量に対する上段送風比率を増加させつ
つ、上段羽口部で熱分解残渣の燃焼を完了させるように
して熱分解残渣が炉床部のコークス主体の高温燃焼域に
侵入することを抑制する炉底構造及び操業方法を提供す
ることにある。
これに連なる朝顔部及びその下方の炉床部を備え、前記
炉床部に下段羽口を備えると共にその上方に上段羽口を
配置し、前記下段羽口からは酸素及び燃焼支持ガスを吹
き込み、前記上段羽口からは空気を吹き込む溶融炉にお
いて、前記シャフト部の内径をＤ、前記炉床部の内径を
ｄとし、前記炉床部の炉底から前記下段羽口の先端の芯
までの高さをｈとするとき、 （ｄ／Ｄ）2 ≦０．２５ ０．３≦ｈ／ｄ≦０．６ の二つの条件式を同時に満足することを特徴とする。
いてコークス燃焼断面負荷を１６０〜３５０ｋｇ／ｍ2
ｈの範囲に維持することにより、炉床部にてコークスを
主体とした燃焼・溶融の実現が可能となるとともに、副
原料使用面からの経済性も維持できる。
多く、たとえば一例としてシャフト部の内径Ｄを１００
０ｍｍとするとき、炉床部の内径ｄは６５０ｍｍ程度で
ある。これに対し、本発明の溶融炉ではシャフト部の内
径Ｄが１０００ｍｍのときには炉床部の内径ｄは３５０
ｍｍ程度の値をとる。
の過程を経て容積を縮小させながらコークスとともに降
下して溶融される。このとき、炉床部の内径が小さいた
めにコークスベッドは従来炉に比べると縦長の形状とな
り、下段羽口の最低風量条件を確保しつつ上段送風量を
増加することにより、コークスベッドより上部でチャー
の燃焼による消費を完了した後で灰分，不燃物の形でコ
ークスベッド上に降下させることができる。このため、
発熱量の小さい可燃分残渣のコークスベッドへの侵入が
防止される。したがって、赤熱コークス主体の高温燃焼
が維持され、炉床部での灰分及び不燃物の溶融が促進さ
れる。
ャフト部及び炉床部の内径の条件に加えて、炉底から羽
口までの高さをｈとするとき０．３≦ｈ／ｄ≦０．６の
条件とすることが、炉底部での吹き込みガス流れの到達
領域条件，熱バランス上及びコークスの均一燃焼性の面
で好ましい。
燃焼断面負荷を先の値の範囲に設定することができ、コ
ークスや酸素の使用において経済的な操業が可能とな
る。
部の縦断面図である。
部２と朝顔部３及び炉床部４を備え、炉床部４には出湯
口５を設けている。この例では、左側に付しているよう
に、シャフト部２は炉頂部分からＡの範囲であり、朝顔
部３及び炉床部４はそれぞれＢ及びＣの範囲に属してい
る。
上端との間に等径のシャフト部２の開口断面を縮小させ
る絞り部２ａを設ける。この絞り部２ａは、図中に示す
ように、上部絞り角αが７５°程度であり、下端側には
内径を一定としたスロート２ｂを形成している。このよ
うな絞り部２ａを備えることによって、シャフト部２の
下端部は、一旦流路面積が縮小して再びシャフト部２の
内径の大きさに戻る断面形状を持つ。無論、スロート２
ｂの内径は、シャフト部２の下端に連なる朝顔部３の上
端の内径よりも小さい。なお、朝顔部３の下部絞り角β
は４５°〜８０°程度（図示の例では約６５°としてい
る）に設定することが好ましい。
素及び常温空気等の燃焼支持ガスを吹き込むための下段
羽口６を設ける。そして、朝顔部３からシャフト部２の
下端部にかけて常温の空気を吹き込む合計３段の上段羽
口を設ける。これらの上段羽口は、朝顔部３の上端近傍
に位置する第１上段羽口７，シャフト部２ａの下端側で
あってスロート２ｂよりも下に位置する第２上段羽口８
及び絞り部２ａの上端近傍に配置した第３上段羽口９の
配列として構成されたものである。
ものであり、その本数は羽口断面負荷すなわち下段羽口
６の設置レベルの断面に対する羽口１本当たりの処理対
応面積を適正値に設定したものとして決定する。そし
て、その好適な本数は処理対応断面積が０．４〜０．５
ｍ2 当たり１本程度がその設定の目安となる。また、各
上段羽口７〜９についてもその合計設置本数は同様の条
件によって決定されるが、その好適な本数はシャフト部
２の断面負荷すなわちシャフト部２断面に対する羽口１
本当たりの処理対応断面積を適正値に設定したものとし
て決定されるものであり、処理対応断面積が０．４〜
０．８ｍ2 当たり１本程度が設定の目安となる。
廃棄物中の不燃分及び灰分の溶融ゾーンであり、溶融熱
確保のためコークス燃焼負荷を適正範囲とし炉床内ガス
流及び燃焼の断面内均一性の確保の観点から炉床部４の
内径及び高さ等を設定する。すなわち、図１に示すよう
に、シャフト部２の内径をＤ，炉床部４の内径をｄ及び
炉底から下段羽口６の芯までの高さをｈとするとき、
（ｄ／Ｄ）2 ≦０．２５，０．３≦ｈ／ｄ≦０．６の条
件を満たすものとする。そして、炉床部４の灰分溶融ス
ラグの貯留容量は約１時間分の処理量に相当するものと
し、間欠的な出滓作業を行う。
部４の内径ｄ及び下段羽口６までの高さｈの条件を満足
することによって、炉床部４のコークス燃焼断面負荷は
１６０〜３５０ｋｇ／ｍ2 ｈに設定することができる。
炉床部４の径の過大またはコークス比過少により燃焼断
面負荷の値がこの範囲よりも小さいと、炉床部４におけ
るコークス燃焼量に対する熱分解残渣の燃焼割合の増加
に起因する炉熱レベル不足が発生しやすく、スラグの安
定出湯操作が困難となる。また燃焼断面負荷が過大の場
合は、酸素やコークス等の副資材使用量において不経済
となる。
て、シャフト部２の内径Ｄを１０００ｍｍとしたとき、
先の条件を満たす炉床部４の内径ｄの値として３５０ｍ
ｍをとることができる。そして、このｄ＝３５０に対し
て先の条件を満たす炉底から下段羽口６までの高さはｈ
＝２００〜２１０ｍｍとすることができる。
６６号公報の第２図に記載のように、シャフト部の内径
が１３００ｍｍ及び炉床部の内径が８５０ｍｍであっ
て、上下２段の羽口を持つものでは、廃棄物量に対する
コークス比を高くしても（ごみ１トン当たりに対してコ
ークスは６０〜１１０ｋｇ程度）、燃焼断面負荷は１３
０〜１９０ｋｇ／ｍ2 ｈ程度しかなり得ないことが燃焼
試験によって確認されている。これに対し、本発明の溶
融炉では、ごみ１トン当たりに対するコークスが４０〜
５０ｋｇ程度であっても、燃焼断面負荷は２８０〜３３
０ｋｇ／ｍ2 ｈを達成し得た。
件とも関連するが、一つには炉床部の内径の大小に起因
するものである。すなわち、炉床部の内径が大きいもの
では、この炉床部に降下してくるコークスは扁平状に広
がったコークスベッドを形成しやすくなり、コークスの
降下と共に上層の熱分解残渣（チャー）等がコークスベ
ッド部分へ降下しやすい。このため、コークスに比べる
と格段に発熱量が小さい熱分解残渣の侵入によって、コ
ークスベッドの燃焼温度を下げてしまう結果、炉床部４
での安定溶融性能が阻害されることとなる。
ｍｍ程度の小さいものとすれば、内径が大きなものに比
べると、コークスベッドが縦長となることから、下段羽
口６の最低風量条件を確保しつつ、上段羽口７〜９風量
を増加することを前提とすれば、炉床部４に降下してく
る熱分解残渣が炉底側の溶融帯に降下侵入する前に、上
段羽口７〜９からの送風による燃焼を完了し、灰分の形
でコークスと共に炉床部４へ降下することとなる。ま
た、コークスベッドを形成する横断面が小さくなること
により、燃焼の断面内均一性が確保でき、コークスによ
る溶融帯の高温燃焼が維持され、純酸素またはコークス
等の副資材使用量を低くした操業が可能となる。
ことによって、上層から降下してくる熱分解残渣をコー
クスベッドの上方で燃焼を完結させることができる。し
たがって、コークスに比べて発熱量の小さい熱分解残渣
のコークスベッドへの混入がないことから、コークスに
よる高温燃焼が維持され、純酸素使用量またはコークス
比を小さくした操業であっても、良好な溶融処理が可能
である。
るような操作が可能なので、燃焼の断面内均一性が得や
すくなると共に、コークスに比べて発熱量の小さい熱分
解残渣がコークスベッドに侵入する度合いが小さくな
り、コークスベッド内でコークス主体の高温燃焼を維持
することができる。
または純酸素使用量の低減が可能となる。
断面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 シャフト部とこれに連なる朝顔部及びそ
の下方の炉床部を備え、前記炉床部に下段羽口を備える
と共にその上方に上段羽口を配置し、前記下段羽口から
は酸素及び燃焼支持ガスを吹き込み、前記上段羽口から
は空気を吹き込む溶融炉において、前記シャフト部の内
径をＤとし、前記炉床部の内径をｄとし、前記炉床部の
炉底から前記下段羽口の先端の芯までの高さをｈとする
とき、 （ｄ／Ｄ）2 ≦０．２５ ０．３≦ｈ／ｄ≦０．６ の二つの条件式を同時に満足する廃棄物溶融炉。 - 【請求項２】 請求項１に記載の溶融炉を用いて廃棄物
を溶融処理する操業方法であって、コークス燃焼断面負
荷を１６０〜３５０ｋｇ／ｍ2 ｈの範囲に維持しながら
燃焼溶融を継続させる廃棄物溶融炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06231678A JP3075504B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 廃棄物溶融炉及びその操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06231678A JP3075504B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 廃棄物溶融炉及びその操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894035A JPH0894035A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3075504B2 true JP3075504B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16927278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06231678A Expired - Fee Related JP3075504B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 廃棄物溶融炉及びその操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075504B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317132A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物溶融処理方法及び廃棄物溶融炉 |
| JP4564885B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2010-10-20 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 廃棄物溶融炉の炉底部構造 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP06231678A patent/JP3075504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0894035A (ja) | 1996-04-12 |
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