JP3439641B2 - 電気式灰溶融炉のメタル排出方法および装置 - Google Patents

電気式灰溶融炉のメタル排出方法および装置

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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、アークやプラズマ
を利用して、都市ごみや産業廃棄物の焼却灰を加熱溶融
して減容化および無害化を図る電気式灰溶融炉におい
て、導電体として使用される溶融ベースメタルを排出す
るための電気式灰溶融炉のメタル排出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、焼却炉から排出される焼却灰をプ
ラズマ式やアーク式の灰溶融炉で溶融処理する場合、炉
底部にメタル溶融層(ベースメタルという)を形成して
導電体および熱媒体として利用しており、このベースメ
タル上で焼却灰を加熱溶融して溶融スラグ層を形成し、
オーバーフロー形式で出滓口から取り出している。その
時、焼却灰に含まれる金属類がベースメタルに溶け込
み、ベースメタルの湯面レベルが処理量の増加とともに
上昇してくる。ベースメタルが上昇すると、溶融スラグ
層が薄くなり、外乱による溶融スラグ表面の変動で、電
気抵抗が大きく変化して安定した運転が困難になる。
【0003】そのため、ベースメタルの湯面レベルが高
くなると、定期的に炉を傾斜させてベースメタル上の溶
融スラグを排出した後、ベースメタルを排出して、溶融
スラグ層の層高が70mm以上に保持するためのメタル
排出作業がおこなわれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記メタル排
出作業は、.溶融スラグを排出するため、スラグ層が
薄くなり、再スタートが難しい、.安定した定常運転
に達するまでに時間がかかる、.溶融メタルと溶融ス
ラグが混合して排出されるため、リサイクルには、後工
程で分離作業が必要となる、という問題があった。
【0005】本発明のうち請求項1記載の発明は、上記
問題点を解決して、溶融スラグを保持しつつベースメタ
ルのみを排出することができ、保持された溶融スラグ層
により、再起動も容易で短時間に安定した定常運転に移
行することができ、後工程でメタルとスラグの分離も僅
かですむ電気式灰溶融炉のベースメタル排出方法および
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】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明は、アーク式灰溶融炉またはプラ
ズマ式灰溶融炉の一側部に形成され溶融スラグ排出用の
排滓口と兼用のメタル排出口が下位となるように炉本体
を傾動させて、溶融室の底部に収容されたベースメタル
を排出するに際し、前記メタル排出口の入口近傍で、堰
板を堰板フードに案内されて下降しベースメタル上の溶
融スラグ層を通って下端部をベースメタル中に没入させ
ることにより、溶融室内の溶融スラグ層の流出を防止
るとともに、前記堰板フードにより堰板上方空間を遮断
して溶融室のガスがメタル排出口からの流出するを防止
するものである。
【0007】また請求項2記載の電気式灰溶融炉のメタ
ル排出装置は、アーク式灰溶融炉またはプラズマ式灰溶
融炉の炉本体の一側部に形成され溶融スラグを排出する
排滓口と兼用されたメタル排出口と、炉本体を前記メタ
ル排出口が下位になるように傾動させる炉傾動装置と、
前記メタル排出口の入口近傍で昇降自在に配設されて溶
融室の全幅方向にわたる堰板、および該堰板を昇降させ
る堰板昇降装置、ならびに前記堰板の昇降を案内すると
ともに堰板の上方空間を遮断して溶融室のガスがメタル
排出口から流出するのを防止する堰板フードからなる
ラグ流出防止装置とを具備したものである。
【0008】上記構成によれば、ベースメタル上の溶
融スラグ層を堰板で保持しつつ炉本体の傾動により、堰
板の下方を通してベースメタルのみをメタル排出口から
排出できるので、溶融スラグを排出することなくベース
メタルのみを排出することができる。したがって、溶融
スラグを十分な厚さに保持できるので、再スタートも容
易となり、短時間で安定した定常運転に達することがで
きる。また溶融メタルと溶融スラグの排出量はメタル排
出口部分の僅かの量となるため、後工程でメタルとスラ
グの分離作業がわずかでよい。また堰板フードにより、
溶融室内のガスの流出を防止することができるので、ア
ーク式溶融炉またはプラズマ式溶融炉における安定運転
移行時間の短縮に寄与できるとともに、安全性や運転コ
ストの面で有利となる。
【0009】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るプラズマ式
灰溶融炉の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明す
る。
【0010】1は底部にベースメタルMを収容する溶融
室2が形成された炉本体で、一端側の側壁1aに灰投入
口3が形成されて灰ホッパ4と灰プッシャー5が設けら
れており、他端側の側壁1aに溶融スラグMSを排出す
る排滓口6が形成されている。またこの炉本体1の天壁
1bに形成された一対のトーチ挿入孔7A,7Bには、
陰電極トーチ8Aと陽電極トーチ8Bがトーチ昇降装置
(図示せず)を介してそれぞれ垂下されており、これら
電極トーチ8A,8Bに直流電源装置9が接続されてい
る。また図示しない炉壁のガス供給口と各電極トーチ8
A,8Bのガス供給孔から溶融室2内に作動ガス(たと
えば窒素ガス)が供給されてベースメタルとの間にプラ
ズマアークを形成するように構成される。10は側壁1
aに形成された排ガス排出口である。
【0011】前記排滓口6には、排滓溝11aが形成さ
れたスラグ排出堰11が設けられるとともに、スラグ排
出堰11に対向してスラグの凝固を防止する予熱バーナ
ー12が配置されている。そして、排滓口6の下部に
は、溶融スラグMSを水冷して水砕スラグを形成する冷
却水槽13aとスラグ排出コンベヤ13bからなるスラ
グ冷却装置13が配置されている。
【0012】前記炉本体1は、ベースメタルを排出する
炉傾動装置14を介してメタル排出口と兼用される排滓
口6側が下方になるように傾動自在に配置されており、
炉傾動装置14は、排滓口6側で水平軸14aを介して
底壁1cを回動自在に支持する支持台14bと、灰投入
口3側で底壁1aを押し上げ自在に配置された傾動ジャ
ッキ14cとで構成されている。
【0013】溶融室2の排滓口6近傍には、炉傾動装置
14による炉本体1の傾動時に溶融スラグMSの流出を
防止するスラグ流出防止装置21が設けられている。こ
のスラグ流出防止装置21は、図4に示すように、排滓
口6の入口近傍で昇降自在に配設されて溶融室の全幅方
向にわたる堰板22と、天壁1bに貫通されたガイド孔
23にスライド自在に挿入された昇降ロッド24を介し
て前記堰板22を昇降駆動する堰板昇降装置25と、堰
板22の前面と後面を覆い下部の摺接部26aで堰板2
2の昇降を案内するとともに、堰板22の下降位置で堰
板22の上方空間を遮断して溶融室2内のガスが排滓口
6側に流出するのを防止する堰板フード26とを具備し
ている。堰板昇降装置25は、昇降ロッド24に取付け
られた昇降用ラック25aに、昇降用モータ25bに減
速機を介して回転駆動される昇降用ピニオン25cが噛
合されて構成される。
【0014】上記構成において、直流電源装置9から両
電極トーチ8A,8Bに電圧が印加されて電極トーチ8
A,8Bとベースメタルとの間にプラズマアークが発生
され、灰ホッパ4の灰Aが灰プッシャー5により溶融室
2に所定量ずつ投入されて溶融される。そしてベースメ
タル上に溶融スラグMS層が形成され、スラグ排出堰1
1の排滓溝11aのレベルを超えるとオーバーフローし
て排滓口6からスラグ冷却装置13の冷却水槽13aに
滴下排出されて水砕スラグWSが生成される。
【0015】所定量の灰が溶融されて灰に含まれる金属
がベースメタル中に溶け込み、溶融スラグMSの層厚が
70mm未満となると、炉の運転が停止されてベースメ
タルの排出作業が行われる。すなわち図 に示すよう
に、堰板昇降装置25により堰板22が下降され溶融ス
ラグMS層を通過して先端部がベースメタル内に没入す
るまで下降される。そして、傾動ジャッキ14cが伸展
されて炉本体1が矢印U方向に傾動され、まず排滓口6
の溶融スラグMSが冷却水槽13aに排出された後、次
いでベースメタルが冷却水槽13aに排出されるが、こ
れ以後は堰板22に堰止められて溶融スラグMSが排出
されることは無く、堰板22の下部空間を通ってベース
メタルが排滓口6から順次に排出される。この時、溶融
室2と排滓口6とは堰板22と堰板フード26により遮
断されることから、ベースメタルの排出中に溶融室2内
のガスが排滓口6から外部に漏れ出すこともない。
【0016】所定量のベースメタルが排出されると、傾
動ジャッキ14cが収縮されて炉本体1が矢印D方向に
傾動され元の位置に復帰される。上記実施の形態によれ
ば、ベースメタルの排出時にスラグ流出防止装置21に
より堰板22を下降させて溶融スラグMSを堰止めるこ
とができるので、溶融スラグMSを堰止めてベースメタ
ルのみを排出することができ、これにより再起動が容易
に行えるとともに、短時間で安定運転に移行することが
可能となる。また堰板22と堰板フード26により溶融
室2のガスの流出を防止できるので、安定運転移行時間
短縮に寄与できるとともに、安全性や運転コストの面で
有利となる。さらに、排滓口6の溶融スラグMSのみが
排出されるため、スラグが金属と混合される量も少な
く、混合物を廃棄処分する場合には分離処理工程も不要
となる。
【0017】なお、上記実施の形態では、メタル排出口
を溶融スラグを排出する排滓口6と兼用したが、メタル
の排出専用に単独で形成することもできる。また、プラ
ズマ式灰溶融炉としたが、ベースメタルを使用するアー
ク式灰溶融炉であってもよい。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたごとく請求項1または2記
載の発明によれば、ベースメタル上の溶融スラグ層を堰
板で保持しつつ炉本体の傾動により、堰板の下方を通し
てベースメタルのみをメタル排出口から排出できるの
で、溶融スラグを排出することなくベースメタルのみを
排出することができる。したがって、溶融スラグを十分
な厚さに保持できるので、再スタートも容易となり、短
時間で安定した定常運転に達することができる。また溶
融メタルと溶融スラグの排出量はメタル排出口部分の僅
かの量となるため、後工程でメタルとスラグの分離作業
がわずかでよい。また堰板フードにより、溶融室内のガ
スの流出を防止することができるので、アーク式灰溶融
炉またはプラズマ式灰溶融炉における安定運転移行時間
の短縮に寄与できるとともに、安全性や運転コストの面
で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ式灰溶融炉の実施の形態
を示す縦断面図である。
【図2】同灰溶融炉のベースメタル排出状態を示す部分
拡大側面断面図である。
【図3】同灰溶融炉の平面断面図である。
【図4】同灰溶融炉のスラグ流出防止装置を示す横断面
図である。
【符号の説明】
1 炉本体 2 溶融室 3 灰投入口 6 排滓口 8A,8B 電極トーチ 13 スラグ冷却装置 14 炉傾動装置 14a 水平軸 14c 傾動ジャッキ 21 スラグ流出防止装置 22 堰板 24 昇降ロッド 25 堰板昇降装置 26 堰板フード 1 炉本体 2 溶融室 6 排滓口 8A,8B 電極トーチ 14 炉傾動装置 14c 傾動ジャッキ 21 スラグ流出防止装置 22 堰板 25 堰板昇降装置 26 堰板フード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−142374(JP,A) 特開 平9−170745(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 - 5/00 F23J 1/00 - 11/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アーク式灰溶融炉またはプラズマ式灰溶融
    炉の一側部に形成され溶融スラグ排出用の排滓口と兼用
    メタル排出口が下位となるように炉本体を傾動させ
    て、溶融室の底部に収容されたベースメタルを排出する
    に際し、 前記メタル排出口の入口近傍で、堰板を堰板フードに案
    内されて下降しベースメタル上の溶融スラグ層を通って
    下端部をベースメタル中に没入させることにより、溶融
    室内の溶融スラグ層の流出を防止するとともに、前記堰
    板フードにより堰板上方空間を遮断して溶融室のガスが
    メタル排出口からの流出するを防止することを特徴とす
    る電気式灰溶融炉のメタル排出方法。
  2. 【請求項2】アーク式灰溶融炉またはプラズマ式灰溶融
    炉の炉本体の一側部に形成され溶融スラグを排出する排
    滓口と兼用されたメタル排出口と、 炉本体を前記メタル排出口が下位になるように傾動させ
    る炉傾動装置と、 前記メタル排出口の入口近傍で昇降自在に配設されて溶
    融室の全幅方向にわたる堰板、および該堰板を昇降させ
    る堰板昇降装置、ならびに前記堰板の昇降を案内すると
    ともに堰板の上方空間を遮断して溶融室のガスがメタル
    排出口から流出するのを防止する堰板フードからなる
    ラグ流出防止装置とを具備したことを特徴とする電気式
    灰溶融炉のメタル排出装置。
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