JP3306391B2 - 溶解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有害物質を含む産
業廃棄物等に対して有効に作用する溶解装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より種々のゴミ焼却炉が開発されて
いる。焼却すべきゴミの種類は多岐にわたっており、所
謂産業廃棄物、家庭廃棄物をはじめとする極めて多量の
ゴミが処理される。一方、近年ゴミ焼却所から有害なダ
イオキシン等が放出される等、深刻な社会問題にまで発
展している。

【０００３】従来ゴミ焼却所で一般に行われている焼却
方法もしくは装置によれば、黒煙を水蒸気分解するとい
うものである。この水蒸気分解では炉内の燃焼により生
じる黒煙が、焼却所の煙突から排出される際白煙状に見
えるため、一見すると安全性があるように見える。ま
た、ゴミ焼却所で焼却された産業廃棄物等は焼却灰とな
り、この焼却灰はゴミ処分場に投棄され、あるいは埋立
て場での埋立て用等に利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
焼却炉では特に有害物質を含む産業廃棄物等のゴミを焼
却する場合、焼却所から放出される焼却灰にダイオキシ
ン等が含まれ、このような有害化学物質を焼却しきれな
いことがある。この有害焼却灰はそのままでは、ゴミ処
分場に投棄することはできない。したがって、ゴミ焼却
炉で大量に発生する焼却灰を適切に処理して、無害化す
ることが待望されていた。

【０００５】本発明はかかる実情に鑑み、有害物質を完
全焼却すると共に極めて高い効率でゴミ焼却を行う溶解
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による溶解装置
は、焼却灰を含む溶融液を収容し、電気ヒータおよび火
炎手段によって該溶融液を高温加熱する溶解炉本体と、
水蒸気発生タンクおよび冷却水タンクを有し、前記溶解
炉本体で発生する燃排を冷却する冷却装置とを備え、前
記溶融炉本体において、その底部に前記溶解テーブルを
有し、この溶解テーブルの上側を高温領域にするととも
に下側を低温領域にするように前記電気ヒータおよび火
炎手段が配置され、前記溶解炉本体内に定量線まで高温
溶融液を満たすとともに、溶解対象物を前記溶解テーブ
ル上に定量線まで載せ、該溶解テーブル上に載せられた
前記溶解対象物全体を前記高温溶融液中に浸漬して、そ
の熱で溶融し、前記冷却装置において、燃排自体の熱に
より前記水蒸気発生タンクで水蒸気を発生させるととも
に、その水蒸気と燃排を混合して前記冷却水タンク内を
通し冷却、液化することを特徴とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図８を参照して、本
発明による溶解装置の好適な実施の形態を説明する。図
１は、この実施形態における溶解装置の全体概略構成を
示している。この溶解装置は、焼却灰を含む高温溶融液
を収容する溶解炉１０と、溶解炉１０で発生する燃排を
冷却する冷却装置１００とを備える。

【００１２】図２は、溶解炉１０の構成を示している。
図２において、１１は炉本体、１２は蓋、１３は炉本体
１１および蓋１２を結合するボルト、１４は廃棄物等の
投入口、１５は外蓋、１６は中蓋である。炉本体１１の
底部に溶解対象物全体を載せるための溶解テーブル１７
を有する。また、炉本体１１の底部に溜まる溶融スラグ
を玉砂利状の小塊に固化するスラグ排出装置１８を有す
る。

【００１３】図２においてまた、焼却灰を含む高温溶融
液は定量線１９ａまで満たされ、また廃棄物等の投入物
は定量線１９ｂまで投入される。後述するヒータ等によ
って溶融液を高温加熱するが、溶解テーブル１７の高さ
位置２０から上側が高温領域（１８００〜２０００℃）
で、高さ位置２０から下側が低温領域（１０００〜１２
００℃）となっている。

【００１４】２１は電気ヒータ電極であり、電源からの
リード線（＋）２２，（−）２３が接続されている。ヒ
ータ電極２１は図３にも示されるように、炉本体１１の
角部に４本挿入される。２４はガスバーナであり、炉本
体１１の周囲に４箇所設置される（図４参照）。２５は
溶融スラグ排出口であり、この排出口２５から余剰の溶
融スラグを自動排出するようになっている。なお、図４
に示されるように炉本体１１の底部１１ａや溶解テーブ
ル１７は、耐火レンガで作られている。

【００１５】つぎに、図５および図６は、スラグ排出装
置１８の詳細構成例を示している。図において、２６は
炉本体１１の側部に形成された排出口、２７は排出口２
６を開閉する開閉蓋、２８は排出口２６に繋がった排出
シュートであり、これらは耐火レンガで作られている。
開閉蓋２７は油圧シリンダ２９によって操作されるよう
になっている。

【００１６】排出シュート２８の先端部の下側には、エ
アおよび水のノズルユニット３０が配置されている。３
１はノズル支持体、３２はエアパイプ、３３はエアバル
ブ、３４はエアバルブ３３に接続されたエア噴射ノズル
である。また、３５は水圧パイプ、３６は水圧バルブ、
３７は水圧バルブ３６に接続された水噴射ノズルであ
り、エア噴射ノズル３４と水噴射ノズル３７はたとえば
図示のように、交互に配置されている。これらのエア噴
射ノズル３４および水噴射ノズル３７は、排出シュート
２８から流れ落ちる溶融スラグに対して斜め上方にエア
および水を吹きつけるようになっている。

【００１７】つぎに、図７は、ガスバーナ２４の詳細構
成例を示している。図７において、３８はバーナ本体、
３９はメイン火炎口であり、その先端のバーナ口３９ａ
が炉本体１１内に開口している。４０は予備火炎口であ
り、その先端のバーナ口４０ａが炉本体１１内に開口し
ている。メイン火炎口３９と予備火炎口４０にはそれぞ
れ、セットプレート４１によってエア吹出し口４２およ
びガス吹出し口４３が設定される。エア吹出し口４２お
よびガス吹出し口４３はそれぞれ、高圧エアパイプ４４
およびガスパイプ４５が接続される。

【００１８】ここで、炉本体１１および投入口１４はそ
れぞれ、図１に示されるように燃排出管４６および４７
を介して、冷却装置１００と接続される。

【００１９】つぎに、図８は、冷却装置１００の構成を
示している。図８において、１０１は水蒸気発生用の湯
１０２が入った水蒸気発生タンク、１０３は冷却水１０
４が入った冷却水タンク、１０５は水蒸気発生タンク１
０１と冷却水タンク１０３を隔絶する隔壁、１０６は燃
排出管４６に接続された燃排出パイプであり、図示のよ
うに水蒸気発生タンク１０１内で螺旋状に巻かれて、水
蒸気発生タンク１０１の上部で冷却水タンク１０３側へ
延び出す。１０７は水蒸気発生タンク１０１内で発生し
た水蒸気が吸入され、その水蒸気を冷却水タンク１０３
側へ導く水蒸気パイプである。燃排出パイプ１０６と水
蒸気パイプ１０７は、図示のように冷却水タンク１０３
内で螺旋状に巻かれて、途中の合流点１０８で合流して
冷却水タンク１０３の下部にて排出管１０９から外部へ
排出される。

【００２０】また、１１０はエア吸込み口を有する水蒸
気パイプ１０７内の湯量の定量器、１１１は湯量の定量
器１１０から水蒸気が水蒸気パイプ１０７から放出され
るのを防ぐ放出防止口、１１２は冷却水タンク１０３内
の冷却水量の定量器であり、吸入口１１２ａおよび排出
口１１２ｂを有している。

【００２１】１１３は排出管１０９から排出された水１
１４が入った水槽タンク、１１５は炉本体１１の温燃冷
却済みエアと水の分り管、１１６は炉本体１１の温燃冷
却済みエアを前述したガスバーナへ送るパイプ、１１７
は水槽タンク１１３内の水を冷却水タンク１０３へ送る
ポンプである。

【００２２】上記構成において、まず炉本体１１に投入
口１４から乾燥した焼却灰等が投入される。この炉本体
１１に投入された焼却灰は、電気ヒータあるいはガスバ
ーナによって１８００〜２０００℃の温度で溶かされ
る。そして、この焼却灰を含む高温溶融液中に自動車ス
クラップ（タイヤ付であってもよい）等の溶解対象物が
投入、浸漬される。この場合溶解対象物は溶解テーブル
１７上に置かれるため、高温領域の溶融液中で完全に溶
解する。このように高温溶融液中で溶解させるため、有
害ガスを含む燃焼ガス等は高温溶融液の湯面から発生せ
ず、そのまま溶融液の一部となる。

【００２３】一方、炉本体１１の底部１１ａに溜まった
溶融スラグは、スラグ排出装置１８の排出シュート２８
から排出される。この場合ノズルユニット３０のエア噴
射ノズル３４および水噴射ノズル３７は、排出シュート
２８から流れ落ちる溶融スラグに対して斜め上方にエア
および水を吹きつける。このとき溶融スラグはエアおよ
び水によって冷却されることで、その場で凝固して小粒
状になる。

【００２４】このように溶融スラグを玉砂利状の小塊に
固化するスラグ排出装置１８を有することで、溶融スラ
グを効率的に処理することができる。従来ではこの種の
溶融スラグは冷却、固化後クラッシャ等によってわざわ
ざ小さく粉砕しており、その手間等はかなりのものであ
った。

【００２５】炉本体１１内の燃排は燃排出管４６および
４７を介して、冷却装置１００へ送られる。燃排出パイ
プ１０６内の燃排は、水蒸気発生タンク１０１内の湯１
０２を沸騰させて、水蒸気を発生させる。この水蒸気は
冷却水タンク１０３内で冷却されながら、燃排出パイプ
１０６内の燃排と合流して排出管１０９から水槽タンク
１１３へ排出される。

【００２６】上述したように溶解対象物は溶解炉本体１
０において高温溶融液中で溶解することで、有害ガスを
含む燃焼ガス等は高温溶融液の湯面から全く発生しな
い。これとともに、溶解炉本体１０内の溶融スラグはス
ラグ排出装置１８によって、排出と同時に小粒化される
ため、簡単かつ効率的に溶融スラグの処理を行うことが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種の廃棄物処理において廃棄物を完全溶解することに
より有害物質を出すことなく、極めて高い効率で処理す
ることができる。しかも溶融スラグの処理に手間がかか
らず、低コストで廃棄物処理を行うことができる等の利
点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における溶解炉の全体概略構
成を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態における溶解炉本体を示す斜
視図である。

【図３】本発明の実施形態における溶解炉本体を示す上
面図である。

【図４】本発明の実施形態における溶解炉本体の内部を
示す平面図である。

【図５】本発明の実施形態におけるスラグ排出装置を示
す斜視図である。

【図６】本発明の実施形態におけるノズルユニットを示
す斜視図である。

【図７】本発明の実施形態におけるガスバーナを示す斜
視図である。

【図８】本発明の実施形態における冷却装置を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１０ 溶解炉 １１ 炉本体 １２ 蓋 １４ 廃棄物等の投入口 １７ 溶解テーブル １８ スラグ排出装置 ２１ 電気ヒータ電極 ２４ ガスバーナ ２５ 溶融スラグ排出口 ２７ 開閉蓋 ２８ 排出シュート ３０ ノズルユニット ３４ エア噴射ノズル ３７ 水噴射ノズル ３９ メイン火炎口 ４０ 予備火炎口 １００ 冷却装置 １０１ 水蒸気発生タンク １０３ 冷却水タンク １０６ 燃排出パイプ １０７ 水蒸気パイプ １０９ 排出管 １１３ 水槽タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｊ 1/08 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 15/04 ３０３Ｋ 15/06 ３０３Ｌ Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｋ Ｄ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23J 1/00 B09B 3/00 F23G 5/00 F23J 1/08 F23J 15/04 F23J 15/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却灰を含む溶融液を収容し、電気ヒー
   タおよび火炎手段によって該溶融液を高温加熱する溶解
   炉本体と、水蒸気発生タンクおよび冷却水タンクを有
   し、前記溶解炉本体で発生する燃排を冷却する冷却装置
   とを備え、 前記溶融炉本体において、その底部に前記溶解テーブル
   を有し、この溶解テーブルの上側を高温領域にするとと
   もに下側を低温領域にするように前記電気ヒータおよび
   火炎手段が配置され、 前記溶解炉本体内に定量線まで高温溶融液を満たすとと
   もに、溶解対象物を前記溶解テーブル上に定量線まで載
   せ、該溶解テーブル上に載せられた前記溶解対象物全体
   を前記高温溶融液中に浸漬して、その熱で溶融し、 前記冷却装置において、燃排自体の熱により前記水蒸気
   発生タンクで水蒸気を発生させるとともに、その水蒸気
   と燃排を混合して前記冷却水タンク内を通し冷却、液化
   することを特徴とする溶解装置。