JP3546139B2

JP3546139B2 - プラズマ溶融炉

Info

Publication number: JP3546139B2
Application number: JP17723998A
Authority: JP
Inventors: 道雄阿部; 信雄天野; 佳正川見; 辰夫田澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: JP2000018842A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物又はその焼却灰を処理するプラズマ溶融炉に関し、特にプラズマ電極の上端の周辺部に改良を施したプラズマ溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、下水汚泥、産業廃棄物等の焼却灰、残渣（以下、単に廃棄物と呼ぶ）は、多くの場合埋立て処理されている。しかし、近年埋め立て地の確保が次第に困難になっているため、埋立てられる廃棄物の容積を小さくする方法が要望されている。
【０００３】
また、埋め立てられた廃棄物からの重金属等の有害物質が雨水、地下水に溶出して、二次公害を引き起こす問題も懸念されており、これら無公害化の技術も要望されている。
【０００４】
更に、資源の再利用の観点から、従来廃棄物として埋め立てられていた物も再利用化の要望がある。さらには、都市ごみの焼却灰は、磁気選別やふるいにより選別され、金属物質は新たな資源として再利用されているが、残った灰の再利用方法の要望も出されている。
【０００５】
こうした要望に対し、プラズマ溶融炉等に廃棄物を投入してこれらを溶融処理する方法が実現している。この方法によれば、廃棄物を高温で溶融することで、廃棄物中の有害成分を高温分解するとともに、金属成分を溶融金属として溶融スラグから分離することができる。
【０００６】
溶融スラグを固化したものは廃棄物からの減容率が大きく、スラグ中の有害物質は雨水、地下水に溶出しないので、このまま埋め立てても二次公害の心配はない。また、砂利、小石の代わりにコンクリートの骨材や、ブロック化して道路のタイルに利用するなど再利用することもできる。
【０００７】
図１は、従来のプラズマ溶融炉の一例を示す（実開平４−８２５２４号）。
【０００８】
図中の符番１は炉本体を示し、炉本体１の上部から中空状のプラズマ電極２が差し込まれ、炉本体１の底部に炉底電極３が配置されている。前記プラズマ電極２，炉底電極３には電源装置４が接続され、炉内部で放電が行われて、高温のプラズマが発生するようになっている。前記炉本体１の上部には、焼却灰を投入する灰投入ホッパー５が設けられている。前記炉本体１の下部には、スラグ６をスラグコンベヤ７上へ導く出滓樋８が設けられている。また、この出滓樋８の近くには、出滓樋８から流れ落ちるスラグ６の温度を検出する温度検出器９が配置されている。この温度検出器９には、一端が前記電源装置４に接続された制御装置10に接続されている。前記制御装置10によりプラズマ電極２に投入する電力が制御される。
【０００９】
こうした構成のプラズマ溶融炉において、灰投入ホッパー５より投入された焼却灰は、プラズマの輻射熱、溶融スラグ11、溶融メタル12を通る電流が発生するジュール熱により熱せられ溶融する。溶けた灰のうち金属成分は比重が重いため溶融メタル12として下部に沈む。灰の溶けた溶融スラグ11は炉中に溜まり、液面レベルが上がると出滓口からあふれ出る。あふれ出たスラグ４は出滓樋８を伝わり、スラグコンベヤ７へ導かれ、スラグコンベヤ７上で冷却固化される。プラズマ電極２へ投入する電力は、出滓樋８から流れ落ちるスラグ６の温度を温度検出器９で検出し、制御装置10により電源装置４を制御している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１のプラズマ溶融炉において、プラズマ電極２としては一般に黒鉛電極が使用されているが、この電極は使用につれて次第に消耗するため、新しい電極を継ぎ足す必要がある。
【００１１】
従来、消耗する電極の上部に一定長さの電極を継ぎ足す方法として、自動的又は人手にて電極をネジで挿入する電極継ぎ足し装置を使用しており、さらに炉本体に設置された電極腕の掴み換えにも、上記電極継ぎ足し装置のクランプ機構を利用している。
【００１２】
しかしながら、継ぎ足される電極は、その長さのバラツキが大きく個別に測定が必要があり、継ぎ足されたとき、電極の先端位置が定まっていない。また、電極継ぎ足し装置が電極の上端を固定しているため、装置が邪魔になって電極腕が掴み換え時に電極の上端を掴むことができない。
【００１５】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、炉本体の上部に、前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第２のクランプ手段を有する固定クランプ装置を、第１のクランプ手段を有するアームの下方に位置させて設けると共に、前記第１のクランプ手段又はアームに前記プラズマ電極の上端を検出する検出手段を設けた構成にすることにより、プラズマ電極の上端を検知できかつ電極の継ぎ足し後に、電極の上端をクランプすることを確実に行うことができるプラズマ溶融炉を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炉本体の上部にプラズマ電極を炉本体内に貫通して設けると共に、前記炉本体と一体に上方に延びるマストを設け、このマストに前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第１のクランプ手段を有するアームを上下動可能に設け、前記第１のクランプ手段を利用して前記プラズマ電極継ぎ足し可能としたプラズマ溶融炉において、
前記炉本体の上部に、前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第２のクランプ手段を有する固定クランプ装置を、前記第１のクランプ手段を有するアームの下方に位置させて設けると共に、前記第１のクランプ手段又はアームに前記プラズマ電極の上端を検出する検出手段を設けたことを特徴とするプラズマ溶融炉である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例及び参考例に係るプラズマ溶融炉について図面を参照して説明する。なお、実施例及び参考例に係るプラズマ溶融炉の全体図は要部を除いて既に説明した図１と同様であるため、要部のみを説明し、図１と同部材は同符号を付して説明する。
【００２０】
（参考例１）
図２を参照する。
【００２１】
図中の符番21は、溶融炉本体１の上部に炉本体１と一体に上方に延びるように設けられたマストである。このマスト21には、前記プラズマ電極２、該電極２に継ぎ足されるプラズマ電極２´をクランプ，アンクランプ可能なクランプ手段としての第１把持部22を有したアーム23が、マスト21に対して上下動するように設けられている。前記アーム23には、前記プラズマ電極２に継ぎ足されるプラズマ電極２´の上端を検出する検出手段としての端面検知センサー24が設けられている。ここで、センサー24は、光をプラズマ電極２´の上端に照射する発光器（図示せず）を有し、電極２´からの反射光を検知する受光器（図示せず）を有したタイプのセンサーである。前記センサー24は、アーム23ではなく、第１把持部22に設けられていてもよい。
【００２２】
こうした構成のプラズマ溶融炉によれば、マスト21と、該マスト21と一体化されプラズマ電極２、該電極２に継ぎ足されるプラズマ電極２´をクランプ，アンクランプ可能な第１把持部22を有したアーム23を有した構成となっているため、プラズマ電極２に別なプラズマ電極が継ぎ足された後、前記端面検知センサー24を移動させることにより、別なプラズマ電極２´の端面を検知できる。従って、この時のプラズマ電極２´の端面の位置情報を記憶し、第１把持部22のつかみ位置を制御できる。
【００２３】
なお、上記参考例１では、プラズマ電極の上端を検出する検出手段として端面検知センサーを用いた場合について述べたが、プラズマ電極として黒鉛電極が用いられた場合、端面検知センサーでは反射光による検知能力が低いので、例えば図５に示すような構成の光電センサーでもよい。この光電センサーはアーム２３に取り付けられ、プラズマ電極２’の端面より一定距離上を通過するように光を発光する発光器３１と該発光器３１からの光を検知する受光器３２とから構成されている。また、光の代わりに超音波を利用した超音波センサーでもよい。
【００２４】
（参考例２）
図３を参照する。参考例２に係るプラズマ溶融炉は、参考例１と比べ、溶融炉本体１の上部に前記プラズマ電極２をクランプ、アンクランプ可能な第２把持部（第２のクランプ手段）３３を有する固定クランプ装置３４を、前記アーム２３の下方に位置させて設けたことを特徴とする。
【００２５】
こうした構成によれば、固定クランプ装置34の第２把持部33により下方のプラズマ電極２を固定できるため、上方の第１把持部22を有したアーム23を自由に上下に昇降させることができる。従って、電極継ぎ足しを行う場合、まず固定クランプ装置34の第２把持部33で下方のプラズマ電極２を固定し、アーム23の第１把持部22でプラズマ電極２´を固定してから、電極を継ぎ足す。この場合、上方のアーム及び下方のアームの２ケ所で門型で固定することにより、電極のロックがより強固でかつアーム・マストがたわむことが少ない。この後、図示しない電極継ぎ足し装置を上方に逃がした後、アーム23の第１把持部22を自由にして上方へ移動させ、継ぎ足すべきプラズマ電極２´の上端面より一定距離下の位置をアーム23の第１把持部22でつかむ。この後、固定クランプ装置34の第２把持部33をプラズマ電極２から離す。
【００２６】
なお、上記参考例２では、プラズマ電極２をクランプ、アンクランプ可能な第２把持部（第２のクランプ手段）３３を有する固定クランプ装置３４を用いた場合について述べたが、これに限らず、図６（Ａ）〜（Ｃ）のような構成の固定クランプ装置４０でもよい。ここで、図６（Ａ）はこの固定クランプ装置４０の正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の要部を拡大した側面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の要部を拡大した平面図を示す。前記固体クランプ装置４０は、溶融炉本体１の上部に取り付けられた例えば４本の支持棒４１と、これらの支持棒４１に支持され，中央部に電極挿通用の貫通穴４２ａを有する固定プレート４２と、この固定プレート４２上に設けられ，プラズマ電極２をクランプ，アンクランプ可能なシリンダ（矢印Ａ方向に移動）付きクランパ４３とからなる。
【００２７】
（実施例）
図４を参照する。本実施例に係るプラズマ溶融炉は、参考例１における端面検知センサー２４及び参考例２における固定クランプ装置３４の両者を備えた構成となっていることを特徴とする。それらの部材の作用は上述した通りである。
【００２８】
本実施例において、電極継ぎ足しを行う場合の作用は、次の通りである。まず、固定クランプ装置３４の第２把持部３３で下方のプラズマ電極２を固定し、アーム２３の第１把持部２２でプラズマ電極２’を固定してから、電極を継ぎ足す。この後、図示しない電極継ぎ足し装置を上方に逃がした後、アーム２３の第１把持部２２を自由にして上方へ移動する。次に、端面検知センサー２４により継ぎ足されたプラズマ電極２’の上端を検知して、継ぎ足すべきプラズマ電極２’の上端面より一定距離下の位置をアーム２３の第１把持部２２でつかむ。この後、固定クランプ装置３４の第２把持部３３をプラズマ電極２から離す。これにより、アーム２３の第１把持部２２は常にプラズマ電極２’上端から一定距離の位置を掴んでいることになり、電極先端の位置制御が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、炉本体の上部に、前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第２のクランプ手段を有する固定クランプ装置を、第１のクランプ手段を有するアームの下方に位置させて設けると共に、前記第 1 のクランプ手段又はアームに前記プラズマ電極の上端を検出する検出手段を設けた構成とすることにより、プラズマ電極の上端を検知できかつ電極の継ぎ足し後に、電極の上端をクランプすることを確実に行うことができるプラズマ溶融炉を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマ溶融炉の一例を示す説明図。
【図２】参考例１に係るプラズマ溶融炉の要部の説明図。
【図３】参考例２に係るプラズマ溶融炉の要部の説明図。
【図４】本発明の実施例に係るプラズマ溶融炉の要部の説明図。
【図５】図２のプラズマ溶融炉の他の態様を示す説明図。
【図６】本発明の実施例に係るプラズマ溶融炉の他の態様を示す説明図。
【符号の説明】
１…溶融炉本体、２，２’…プラズマ電極、３…炉底電極、４…電源装置、５…灰投入ホッパー、６…出滓スラグ、７…スラグコンベア、８…出滓樋、９…温度検出器、１０…制御装置、１１…溶融スラグ、１２…溶融メタル、２１…マスト、２２…第１把持部（第１のクランプ手段）、２３…アーム、２４…端面検知センサー、３３…第２把持部（第２のクランプ手段）、３４…固定クランプ装置。

Claims

炉本体の上部にプラズマ電極を炉本体内に貫通して設けると共に、前記炉本体と一体に上方に延びるマストを設け、このマストに前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第１のクランプ手段を有するアームを上下動可能に設け、前記第１のクランプ手段を利用して前記プラズマ電極継ぎ足し可能としたプラズマ溶融炉において、
前記炉本体の上部に、前記プラズマ電極をクランプ、アンクランプ可能な第２のクランプ手段を有する固定クランプ装置を、前記第１のクランプ手段を有するアームの下方に位置させて設けると共に、前記第１のクランプ手段又はアームに前記プラズマ電極の上端を検出する検出手段を設けたことを特徴とするプラズマ溶融炉。