JP3278780B2 - 焼却装置 - Google Patents

焼却装置

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JP3278780B2
JP3278780B2 JP30645699A JP30645699A JP3278780B2 JP 3278780 B2 JP3278780 B2 JP 3278780B2 JP 30645699 A JP30645699 A JP 30645699A JP 30645699 A JP30645699 A JP 30645699A JP 3278780 B2 JP3278780 B2 JP 3278780B2
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国憲 加藤
正彦 宮本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は溶融処理により、完
全な無公害化と再資源化を可能とする焼却装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミや下水汚泥の焼却処理残渣は、
重金属の有害物質を含むため、二次公害発生の問題があ
り、また埋立て処分地場の確保が困難な問題がある。こ
れが対策として再資源化のために1200℃〜1400
℃の高温下で溶融してガラス質のスラグとして回収し、
路盤材、骨材、ブロックなどとして利用する提案がなさ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置の提案は
総じて運転コストが高く、且つ生産性に劣る問題があ
り、普及化のネックになっている。本発明は、上記に係
る従来の該問題点の解決を図らんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明装置は、被燃焼物
を焼却灰化させる一次燃焼室と、排ガスを燃焼させる二
次燃焼室を一体的に構成する装置であって、一次燃焼室
の炉床は被燃焼物の投入側から奥行きへ向って複数段に
下降する階段式炉床に形成し、各炉床は炉床底面上に多
数の高温空気吹出口を穿設するほか、炉床面上の奥行き
方向へ向って往復摺動する押出しシリンダーを設け、一
方上記階段式炉床の最下段炉床を溶融化床に形成し、該
溶融化床の室内天井箇所にはガラス粉末や炭粉などの適
当量を連続的に投下可能ならしめる溶融化助剤の定量供
給装置を設け、また該溶融化床と二次燃焼室の境界付近
には一次燃焼室天井箇所からU字状の垂れ壁を垂設さ
せ、該垂れ壁により溶融化床との対向間距離hを挟め、
且つ垂れ壁底面には溶融化床に向う高温空気の噴出孔を
設け、他方上記溶融化床の終端には下方に向けて溶融化
物の排出口を、そしてその上方向には二次燃焼室の筒体
を配設し筒壁には燃焼バーナーを取付けたものとなし、
また溶融化物の排出口下方に対し、コンベアーを内装し
た水槽を配設し、排出口から落下する溶融化物がコンベ
アー上で冷却されてスラグ化されながら貯槽へ向け移送
されることを特徴とする。このさい、垂れ壁と溶融化床
の対向間距離hは80cm〜150cmとなすのであ
り、また一次燃焼室内温度を900℃〜1000℃程度
になさしめると共に、垂れ壁表面から噴出される高温空
気により溶融化床上に1700℃程度の超高温が得られ
るものする。なお、溶融化助剤のガラス粉末と炭粉の混
合割合を、15〜40〜85〜60となすのである。
【0005】このさい、一次燃焼室内の天井方向周壁か
ら階段式炉床に向って高温空気を噴出させ、且つ二次燃
焼室の筒壁には燃焼バーナーを取付けしめ、また排出口
下方にはコンベアーを内装した水槽を配設し、排出口か
ら落下する溶融化物がコンベアー上で冷却されてスラグ
化されながら貯槽へ向け移送されるようになすのであ
る。なお、一次燃焼室内の階段式炉床及び一次燃焼室と
二次燃焼室の境界付近に設けた垂れ壁の溶融化床上の高
さhを一定距離間に挟めたり、且つ該壁底面から溶融化
床面に向って噴出させる高温空気は、溶融化温度の効率
的な高温化と生産性の向上に寄与すること大ならしめる
ものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面に基づい
て説明する。図1は本発明装置の全体を縦断して示す略
式図であって、1は被燃焼物の供給装置であって、攪拌
兼用破砕機1aとコンベアー1b及び一対の開閉ゲート
1c、1c’と押込みシリンダー1dとからなる。
【0007】2は上記からの被燃焼物を受入れて焼却さ
せる装置であって、一次燃焼室2Aと二次燃焼室2Bと
からなる。ここに一次燃焼室2aの炉床は図示例の如く
複数段(図示例では4段)に下降する階段式炉床3a,
3b,3c,3dに形成し、且つ各炉床には夫々れ図示
しない管路から送給される高温空気をその炉床面上で噴
出させるための多数の噴出孔4が穿設されてなり、また
炉床面上の燃焼物を順次奥行き方向へ押出さしめる押出
しシリンダー5が設けてある。
【0008】而して、本発明装置では終端部の炉床3d
を奥行き側へ一定長さ範囲の溶融化床に形成するのであ
り、且つ該床の始端側に対しその上方部から溶融化助剤
が投下されるようになすのであり、即ち一次燃焼室の天
井部外方に溶融化助剤供給装置6を設け、溶融化助剤と
してガラス粉末7a及び炭粉7bなどのホッパーを設
け、スクリューフィーダー8を介して適量割合の混合状
態にしながら、且つロータリーフィーダー9から連続的
に投下されるものとなすのであり、また溶融化床の後端
側は一次燃焼室2Aと二次燃焼室2Bの境界を形成する
垂れ壁10が、一次燃焼室の天井箇所から炉床間距離h
を大きく挟めるように垂れ下がり状態に配置されるので
あり、且つ該垂れ壁10の底面部は炉床と対向する一定
範囲の平面を形成するほか、該部には下向きで溶融化床
へ高温空気を噴出するノズル孔11が取付けてある。図
示例ではノズル孔11を3箇所設けたものを示してい
る。
【0009】本発明に於いて上記した溶融床3dの長さ
範囲L及び、炉床と垂れ壁10との距離h関係や垂れ壁
底面部に穿設する高温空気噴出用ノズル孔の数などは一
次燃焼室2Aに対する炉内温度の効率的な高温化、並び
に灰溶融化製品の品質と生産性の向上を図らしめる上で
顕著に寄与するものとなるのであり、即ち本発明者の種
々なる実験結果からLは150cm〜300cm、hは
80cm〜150cm程度となされるのであり、またノ
ズル孔11から噴出される高温空気は300℃〜400
℃となされるのであり、且つこれらにより垂れ壁で狭め
られる首部通路Sは1700℃に達する音速渦流が起生
されるものとなり、後述する効率的な溶融化の行われる
ものとなる。なお、12は助燃用バーナー、13は天井
壁の奥行き方向に設けた高温空気の噴出孔であって、1
50℃前後の高温空気が噴出されるものとなっている。
【0010】14は首部通路Sの出口端に設けた排出口
であって、二次燃焼室2Bは該部上方に比較的高い筒体
として形成されてなり、底面部付近と中央部高さ付近に
は助燃バーナー15a及び15bが設けてある。なお、
該二次燃焼室2Bは一次燃焼室1Aからの燃焼ガスの完
全燃焼化を図るためのもので、筒体温度は800℃程度
に温度制御され、且つ該筒体を通過する燃焼ガスは筒体
上部から図示しない配管を経てガス冷却塔、熱交換器、
バグフィルターなどの除塵機を介し外部へ放出されるも
のとなる。
【0011】他方、16は前記排出口14の下方に配設
したクリンカー生成装置であって、水槽16a内にフラ
イトコンベアー16bを配設した構成であり、上述の排
出口14から流下する溶融化物が水中で急冷されること
により塊粒状のクリンカーに形成されながら搬送され、
これら製品は水槽外の貯槽17へ貯留されるものとな
る。
【0012】本発明装置は上記構成であって、次に作用
について説明すると被燃焼物は攪拌兼破砕機1aで適宜
大きさに破砕され、且つ攪拌混合されたものとなされて
搬送コンベアー1bで送られると共に、供給路内に於け
る適時な開閉弁1c,1c’操作と押出しシリンダー1
d操作により必要一定量となされて一次燃焼室2A内に
投入される。而して、被燃焼物は該室の階段式炉床上を
下方へ向け段階的に移送される過程で順次燃焼が進行さ
れるものとなるのである。このさい、助燃バーナーの燃
焼及び炉床や天井壁面などから噴出される150℃前後
の高温空気により室内温度は900℃〜950℃程度に
保持されると共に、被燃焼物は炉床上を押出しシリンダ
ー5の作動で間歇的且つ確実に前方へ段階的な押出しが
行われ、この間に被燃焼物の完全灰化が進行されるもの
となる。
【0013】ところで、溶融化床3d上に到達した燃焼
灰はその上方天井壁面から溶融化助剤として一定割合に
混合されたガラス粉末7aと炭粉7bが落下されるもの
となっており、且つ炉床上を狭窄状態にする垂れ壁10
及びその底面部ノズル孔11から噴出される300℃〜
400℃程度の高温空気と併せ、燃焼灰の上記溶融化助
剤による溶融化を進行させるものとなすのであり、この
さい炭粉末は核化される内部熱源としての作用を発揮
し、効率的な低温化(1300℃程度)溶融に貢献する
ものとなるのである。なお、本発明でガラス粉や炭粉は
資源回収されたものを粉砕したり、炭化処理して使用す
るのであり、またこれらガラス粉と炭粉の混合割合は各
種実験結果から15〜40:85〜60の割合とするも
のが良好な製品化に寄与し、且つ再資源化の広範な用途
に優れたものとなる。
【0014】本発明装置に於いて、垂れ壁10により狭
窄される首部通路S箇所は300℃〜400℃程度の高
温空気が音速(340m/sec)域で噴出されること
で、未燃ガスを完全燃焼化する1700℃までに達する
超高温域を形成するのであり、且つこの高温ガスは側壁
面に反射される輻射熱と相俟って上記燃焼灰の迅速且つ
均一な溶融化とその円滑な流動性を付与されるものとな
るのである。
【0015】而して、排出口を経て水槽16a内に流下
する溶融化物は該水槽内で急冷され、且つ破壌されるこ
とにより団粒状のクリンカー(スラグ)となるが、これ
はフライトコンベアー上で受け取られると共に、その回
動で水槽内を移動して水槽他端から貯槽17内へ取り出
されるものとなる。
【0016】
【発明の効果】本発明は以上の通り一次燃焼室と二次燃
焼室とを特殊構成になして一体結合すると共に、被燃焼
物を溶融化助剤の使用で同時に効率良く灰化溶融する連
続作業の行われるものとなすのであり、且つこのさい溶
融化助剤は廃材使用を可能にして行うものであることか
ら、生産性の向上と経済性に極めて優れたものとなり、
再資源化に寄与すること大ならしめるものである。特に
炭粉の使用は新たな熱源としての輝炎作用や灰化過程に
於ける温度降下を防いで燃焼灰の高温化が図られるので
あり、また輻射熱が格段に上昇するものとなる。なお、
垂れ壁はこれにより形成される首部通路を通過せんとす
る未燃ガスの完全燃焼化を図って、ダイオキシンなどの
有害ガスを発生させない上で顕著なものとなるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の全体を縦断して示す略式図であ
る。
【符号の説明】
1 供給装置 1a 攪拌兼用破砕機 1b コンベアー 2 焼却装置 2A 一次燃焼室 2B 二次燃焼室 3a,3b,3c 階段式炉床 3d 溶融化床 4 高温空気吹出孔 5 押出しシリンダー 6 溶融化助剤供給装置 7a ガラス粉末 7b 炭粉 8 スクリューフィーダー 9 ロータリーフィーダー 10 垂れ壁 11 高温空気吹出孔 12 助燃用バーナー 14 助燃用バーナー 15 助燃用バーナー 16 クリンカー生成装置 17 貯槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F23G 5/16 ZAB F23G 5/16 ZABE 5/44 ZAB 5/44 ZABB F23J 1/02 F23J 1/02 C (56)参考文献 特開 平9−26124(JP,A) 特開 平9−264518(JP,A) 特開 平9−178152(JP,A) 特開 平9−126428(JP,A) 特公 昭43−23759(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23G 5/00 F23G 5/16 F23G 5/44 F23J 1/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被燃焼物を焼却灰化させる一次燃焼室
    と、排ガスを燃焼させる二次燃焼室を一体的に構成する
    装置であって、一次燃焼室の炉床は被燃焼物の投入側か
    ら奥行きへ向って複数段に下降する階段式炉床に形成
    し、各炉床は炉床底面上に多数の高温空気吹出口を穿設
    するほか、炉床面上の奥行方向へ向って往復摺動する押
    出しシリンダーを設け、一方上記階段式炉床の最下段炉
    床を溶融化床に形成し、該溶融化床の室内天井箇所には
    ガラス粉末や炭粉などの適当量を連続的に投下可能なら
    しめる溶融化助剤の定量供給装置を設け、また該溶融化
    床と二次燃焼室の境界付近には一次燃焼室天井箇所から
    U字状の垂れ壁を垂設させ、該垂れ壁により溶融化床と
    の対向間距離hを挟め、且つ垂れ壁底面には溶融化床に
    向う高温空気の噴出孔を設け、他方上記溶融化床の終端
    には下方に向けて溶融化物の排出口を、そしてその上方
    向には二次燃焼室の筒体を配設し筒壁には燃焼バーナー
    を取付けたものとなし、また溶融化物の排出口下方に対
    しコンベアーを内装した水槽を配設し、排出口から落下
    する溶融化物がコンベアー上で冷却されてスラグ化され
    ながら貯槽へ向け移送されることを特徴とした焼却装
    置。
  2. 【請求項2】 垂れ壁と溶融化床の対向間距離hを80
    cm〜150cmとなしたことを特徴とする請求項1記
    載の焼却装置。
  3. 【請求項3】 一次燃焼室内温度を900℃〜1000
    ℃程度になさしめると共に、垂れ壁表面から噴出される
    高温空気により溶融化床上に1700℃程度の超高温が
    得られるものとなしたことを特徴とする請求項1又は2
    記載の焼却装置。
  4. 【請求項4】 溶融化助剤のガラス粉末と炭粉の混合割
    合を、15〜40〜85〜60となしたことを特徴とす
    る請求項1,2又は3記載の焼却装置。
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