JP3623395B2

JP3623395B2 - How to replace the spout and spout

Info

Publication number: JP3623395B2
Application number: JP09355799A
Authority: JP
Inventors: 直中村; 恒夫松平; 雅弘須藤; 裕一山川; 康夫鈴木; 新太郎須藤; 敏夫渡辺; 雅庸中野
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; JFE Engineering Corp
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000283448A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物の溶融炉の出滓口に係り、特にシャフト炉（高炉型、竪型炉型）のガス化溶融炉で廃棄物中の不燃分を炉底から排出するに際し、連続的に排出（出滓）される出滓口および出滓口の交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を連続したプロセスでごみを直接溶融してスラグ化し、同時に効率よく電力エネルギーに回収する高炉型の高温ガス化溶融炉においてスラグを連続的に効率よく出滓できる構造は、例えば特開平９−１９６３５５号公報および特開平９−１９６３５６号公報等に記載されている。
【０００３】
簡単な溶融メカニズムは次のとおりである。
【０００４】
（１）溶融炉に投入されたごみは、まず副羽口から供給される空気によって形成される流動化層で熱分解され、ここで可燃ガスが発生し、フリーボードにおいて高温還元雰囲気を維持されて二次燃焼炉へ向かう。炉内の固定酸素や灰分は、ごみと一緒に投入された石灰石やコークス、返送飛灰とともに流動化層を形成し予熱される。
【０００５】
（２）スラグ、メタルが連続的に出滓されるのに伴い、流動化層で熱分解された灰分等は、石灰石やコークスとともに下部へ移動する。このとき、主羽口からは高温で酸素濃度の高い熱風が高速で供給されており、コークスと固定酸素の燃焼により灰分が溶融される。
【０００６】
（３）主羽口から下方は、高温になりながらも燃え尽きていないコークスが充填された状態となっており、スラグ、メタルはその間を滴下していく。コークスは、補助燃料としてのみならず、この溶融分解帯の火格子状の充填物を形成させる作用を有する。
【０００７】
（４）スラグとメタルとは炉底側面から開かれた出滓口より連続的に出滓される。その後、水槽に落下して急冷されたスラグは砂状となり、メタルは粒状となって容易に分離することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような操業が行われるガス化溶融炉においては、主羽口の高温燃焼部近傍は１，８００℃以上の高温かつ還元雰囲気であるので、ここで溶融された廃棄物の不燃分は、１，４００℃以上で塩基度が１．０〜１．１の低融点のスラグ、およびメタルとして存在している。その溶融物が出滓口から連続的に炉外へ排出され、この際、溶融炉内のガスも吹き出すこともある。これらによって、出滓口は損耗する状況下にある。
【０００９】
また、連続出滓を容易にするために、出滓口出口には保熱室を設けて酸素−プロパン（灯油）バーナーで加熱している。このため、炉内は１，５００℃程度の酸化雰囲気の高温ガスで曝されることになり、使用耐火物は厳しい条件下におかれている。
【００１０】
こうした出滓口が閉塞気味となった場合には、出滓口内部を酸素パイプで洗浄し出滓流れを容易にすることがある。このとき出滓口耐火物は酸素濃度の高い燃焼ガスによって洗われるので、酸化反応を受けやすくなる。
【００１１】
上述したような使用条件を考慮して、連続出滓周辺耐火物としては、従来から炭化珪素質れんがを選定して使用されており、連続使用により出滓口ブロックの内径が拡大した場合には、損傷した出滓口ブロックは新たなものに交換される。この出滓口ブロックの取り替え作業に当たっては、長期に亘って炉を休炉（停止）しなければならなかった。従来の出滓口では１炉に２つの出滓口が設けられており、マッド材による簡易補修をするために２週間に一回の取り替えが行われている。なお、この際には出滓口ブロックの交換は行われない。また、半年に一回は出滓口ブロックの交換が必要であり、そのためには炉を停止しなければならない。
【００１２】
このように従来は、溶融炉の連続処理作業を継続しつつ出滓口の交換を行うことができなかった。また、連続出滓を行わない溶融炉の場合も、従来の出滓口は容易に交換することができなかった。
【００１３】
そこで本発明は、廃棄物の溶融炉に設けられる出滓口であって、容易に交換可能な出滓口を提供することを目的とする。
【００１４】
また本発明は、廃棄物の溶融炉の処理を停止することなく、操業中に熱間で容易に解体してれんが積み作業ができ、再使用に際して運転を停止することなく再生を行い得る出滓口の交換方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、廃棄物のシャフト炉タイプガス化溶融炉に設けられる出滓口において、
前記出滓口は、炉内側に固定して配置された第１の出滓口耐火物と、
この第１の出滓口耐火物の外側に配置された第２の出滓口耐火物と、
この第２の出滓口耐火物の両側面に設けられ第２の出滓口耐火物を保持して、ガス化溶融炉の操業中に熱間で他の部材に影響を及ぼさずに解体可能な不定形耐火物層とを含むことを特徴とする出滓口を提供する。
【００１６】
また本発明は、２つの出滓口を有し、廃棄物の溶融処理を停止せずに行って、前記２つの出滓口から交互に廃棄物の不燃分を排出することにより、連続的に出滓を行う廃棄物のシャフト炉タイプガス化溶融炉の出滓口の交換方法において、
前記２つの出滓口は、炉内側に固定して配置された第１の出滓口れんがと、この第１の出滓口れんがの外側に配置された第２の出滓口れんがと、この第２の出滓口れんがの両側面に設けられ、第２の出滓口れんがを保持して他の部材に影響を及ぼさずに解体可能な不定形耐火物層とをそれぞれ含み、
一方の出滓口から廃棄物の不燃分の排出を行いつつ、他方の出滓口において第１の出滓口れんがをマッド材で閉口し、不定形耐火物層を解体して前記第２の出滓口れんがを取り外し、新しい不定形耐火物層と第２の出滓口れんがを配置して、出滓口を交換することを特徴とする方法を提供する。
【００２１】
本発明者らは、ガス化溶融炉の耐火物として使用されるあらゆる系の耐火物を検討した。その結果、出滓口れんがの使用温度および溶融物の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２）が耐火物の損耗を律速する条件であることが、実験室レベルおよび実炉試験より明らかになった。具体的には、出滓口れんがの使用温度および溶融物の塩基度の影響を受けやすい耐火物、および影響を受け難い耐火物を次のように見出した。
【００２２】
出滓口れんがの使用温度、すなわち、溶融スラグの温度が１，４００〜１，５００℃を越えると、出滓口れんがの侵食比率が急激に増大する。試験条件Ｃ／Ｓ＝１．０、還元雰囲気下では、粘土−高アルミナ質れんがは影響を受けやすく、最も影響を受け難いのは炭化珪素質れんがである。
【００２３】
また、溶融物の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２）の影響を受け難い材質は塩基性れんがであり、アルミナ−クロミア系れんがの中性耐火物は、塩基度が上がると侵食量も大きくなる。一方、非酸化物系では、炭化珪素質れんがよりカーボン−炭化珪素質れんがのほうが塩基度の影響を受け難い。
【００２４】
そこで本発明者らは、連続出滓周辺耐火物として炭化珪素質れんがを選定して使用し、熱間で容易に解体しれんが積み作業ができる出滓口について鋭意検討して、本発明を成すに至った。
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の出滓口および出滓口の交換方法を説明する。
【００２６】
図１に、本発明の出滓口の一例の構成を表す部分断面図を示す。図１（ａ）および図１（ｂ）は、出滓口の部分横断面図および部分縦断面図をそれぞれ表している。
【００２７】
図示するように、炉の側面は側壁れんが２で囲まれ、底部には炉底れんが５が設けられている。出滓口は、炉内８側に設けられた第１の出滓口耐火物である内部ブロック出滓口れんが１と、この内部ブロック出滓口れんが１の外側に設けられた第２の出滓口耐火物である外部ブロック出滓口れんが４とを有している。内部ブロック出滓口れんが１は固定されており、一方、外部ブロック出滓口れんが４は交換可能である。なお、図示する出滓口においては、外部ブロック出滓口れんが４は、４ａおよび４ｂの２つのれんがにより構成されているが、１つのれんがにより外部ブロック出滓口れんが４を構成してもよい。内部ブロック出滓口れんが１および外部ブロック出滓口れんが４は、溶融物からの溶損に強い炭化珪素質れんがにより構成することが好ましい。
【００２８】
廃棄物中の不燃分は、出滓口出口から出滓樋れんが３を経て炉内から排出される。出滓樋れんが３の両側には不定形耐火物７が設けられ、これらは、保熱用キャスタブル９内に設けられた保熱室６により加熱される。
【００２９】
図１に示したような構成の出滓口を、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉に適用することによって、廃棄物の溶融処理を停止することなく出滓口の交換を行うことが可能となる。具体的には、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉の所定の領域に図１に示したような構成の出滓口を２つ設ける。２つの出滓口から交互に不燃分を排出することによって連続的に出滓し、停止中の出滓口の交換を行う。出滓口の交換に当たっては、まず、停止中の出滓口の内部ブロック出滓口れんが１の廃棄物不燃分の流路をマッド材で埋める。次いで、この内部ブロック出滓口れんが１を残して、出口側にある外部ブロック出滓口れんが４を交換する。
【００３０】
図１に示した出滓口は、炉内８側に固定して配置された内部ブロック出滓口れんが１と、この内部ブロック出滓口れんがの外側に交換可能に配置された外部ブロック出滓口れんが４とを有しているので、こうした出滓口を溶融炉に２ヶ所設けることによって、廃棄物の溶融処理を停止せずに一方の出滓口の交換を行うことが可能となった。
【００３１】
ここで、図５を参照して従来の出滓口について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、従来の連続出滓口の部分横断面図および部分縦断面図をそれぞれ表している。
【００３２】
図示するように炉２８の側面は側壁れんが２２で囲まれ、底部には炉底れんが２５が設けられている。廃棄物中の不燃分は、１つの出滓口ブロックれんが２１により構成された出滓口、および出滓樋れんが２３を経て炉内２８から排出される。出滓樋れんが２３の両側には不定形耐火物２７が設けられ、これらは、保熱用キャスタブル２９内に設けられた保熱室２６により加熱される。
【００３３】
図５に示されるように、従来の出滓口は一体の出滓口ブロックれんが２１により構成されているので、廃棄物の溶融処理を停止せずに出滓口を交換することは不可能であった。
【００３４】
図２に、本発明の出滓口の他の例の構成を表す部分断面図を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）は、出滓口の部分横断面図および部分縦断面図をそれぞれ表している。
【００３５】
図示するように、炉の側面は側壁れんが２で囲まれ、底部には炉底れんが５が設けられている。出滓口は、第１の出滓口耐火物である内部ブロック出滓口れんが１と、この外側に配置された第２の出滓口耐火物である外部ブロック出滓口れんが４と、外部ブロック出滓口れんが４の廃棄物不燃分の流路に内挿されたスリーブ状れんが１０とを具備している。また、外部ブロック出滓口れんが４の両側には、ブロックキーれんが１１が設けられている。スリーブ状れんが１０は交換可能であり、図示する例においてはテーバーを有する形状である。このスリーブ状れんが１０は、出滓口耐火物と同一材質のれんがにより構成することができる。
【００３６】
溶融物と炉内ガスとの排出によりスリーブ状れんが１０が損耗した際には、容易にこれを取り外して新たなスリーブ状れんがに交換することができるので、例えば、アルミナ質セラミックスや炭化珪素質セラミックス等の出滓口耐火物とは異なる材質でスリーブ状れんがを構成することも可能である。アルミナ質セラミックスは、高価で加工が難しいものの、炉内からのガス吹きに強い酸化抵抗性のある緻密な材質であるので、炉内ガスに対する耐用性を高めることができ、一方、炭化珪素質セラミックスは溶融物に強く耐スラグ性を有しているので、溶融物に対する耐用性を高めることができる。
【００３７】
図２に示す例においては外部ブロック出滓口れんが４は、４ａおよび４ｂの２つのれんがにより構成されているが、これに限定されるものではない。外部ブロック出滓口れんがは、１つ以上に配列されたれんがで構成することができる。
【００３８】
図示する出滓口におけるその他の構成は、図１に示したものと同様であり、廃棄物中の不燃分は前述と同様にして出滓口出口から排出される。
【００３９】
図２に示したような構成の出滓口を、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉に適用することによって、廃棄物の溶融処理を停止することなく出滓口の交換を行うことが可能となる。具体的には、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉の所定の領域に図２に示したような構成の出滓口を２つ設ける。２つの出滓口から交互に不燃分を排出することによって連続的に出滓し、停止中の出滓口の交換を行う。出滓口の交換に当たっては、まず、停止中の出滓口の内部ブロック出滓口れんが１の廃棄物不燃分の流路をマッド材で埋める。次いで、この出滓口における外部ブロック出滓口れんが４の廃棄物不燃分の流路に内挿されたスリーブ状れんが１０を取り外して新たなスリーブ状れんがを挿入することにより交換を行う。
【００４０】
図２に示した出滓口におけるスリーブ状れんが１０は、図３に示すように形状を変更することができる。図３に示した出滓口は、テーパーを有していない平行なスリーブ状れんが１２を出滓口の外部ブロック出滓口れんがの廃棄物不燃分の流路に内挿した以外は、図２に示したものと同様の構成である。
【００４１】
図３に示したような構成の出滓口もまた、図２に示した出滓口と同様にして連続出滓を行う廃棄物の溶融炉に適用して、溶融処理を停止することなく出滓口の交換を行うことができる。
【００４２】
図２および図３に示した出滓口は、外部ブロック出滓口れんが４の廃棄物不燃分の流路に交換可能に内挿されたスリーブ状れんが１０、１２を有しているので、こうした出滓口を溶融炉に２ヶ所設けることによって、廃棄物の溶融処理を停止せずに一方の出滓口のスリーブ状れんがの交換を行うことが可能となった。
【００４３】
図４に、本発明の出滓口の他の例の構成を表す部分断面図を示す。図４（ａ）および図４（ｂ）は、出滓口の部分横断面図および部分縦断面図をそれぞれ表している。
【００４４】
図示するように、炉の側面は側壁れんが２で囲まれ、底部には炉底れんが５が設けられている。出滓口は、内部ブロック出滓口れんが１およびこの外側に配置された外部ブロック出滓口れんが４と、この外部ブロック出滓口れんが４の両側面に配置された不定形耐火物層（不定形キャスタブル）１３とを具備している。この不定形耐火物層は、取り扱いの容易なアルミナ系パッチング材とすることが好ましい。図示する例においては、外部ブロック出滓口４は１つのれんがにより構成されているが、これに限定されるものではない。外部ブロック出滓口れんがは、１つ以上に配列されたれんがで構成することができる。
【００４５】
図示する出滓口におけるその他の構成は、図２に示したものと同様であり、廃棄物中の不燃分は前述と同様にして出滓口出口から排出される。
【００４６】
図４に示したような構成の出滓口を、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉に適用することによって、廃棄物の溶融処理を停止することなく出滓口の交換を行うことが可能となる。具体的には、連続出滓を行う廃棄物の溶融炉の所定の領域に図４に示したような構成の出滓口を２つ設ける。２つの出滓口から交互に不燃分を排出することによって連続的に出滓し、停止中の出滓口の交換を行う。出滓口の交換に当たっては、まず、停止中の出滓口の内部ブロック出滓口れんが１の廃棄物不燃分の流路をマッド材で埋め、次いで、この出滓口の不定形耐火物層１３を解体する。これによって、外部ブロック出滓口れんが４を容易に取り外すことができる。最後に、新たな不定形耐火物層および外部ブロック出滓口れんがを配置して出滓口の交換を行う。この際、他の部材に影響を及ぼさずに不定形耐火物層のみを解体するために、その厚さは１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度とすることが望まれる。
【００４７】
図４に示した出滓口は、外部ブロック出滓口れんが４の両側面に設けられた不定形耐火物層１３を有しているので、こうした出滓口を溶融炉に２ヶ所設けることによって、廃棄物の溶融処理を停止せずに一方の外部ブロック出滓口の交換を行うことが可能となった。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、具体例を示して本発明をさらに詳細に説明する。
【００４９】
都市ごみ処理で１日２４トンの処理能力をもつパイロットプラントを使用し、本発明の出滓口を２つ設けて実機試験を行った。
【００５０】
試験方法としては、まず、一方の出滓口から安定な連続出滓が継続している状態とし、この状態から他方の出滓口に切り替えて出滓を行い、停止した出滓口を交換した。この際、停止した出滓口の交換に要する時間、および交換終了後に予熱して開口し、安定な出滓が開始可能となるまでの時間を計測し、提案内容で比較した。
【００５１】
交換時間の内訳は、（１）マッド材で出滓口を閉口し交換可能となるまでの冷却時間、（２）使用により損耗して交換されるれんがを解体する時間、（３）新しいれんがを取り付ける時間、（４）出滓口を加熱してれんがを昇温し、出滓口を開口して安定に湯が流れるまでの時間である。
【００５２】
なお、全ての実施例で使用した出滓口の材質としては、ＳｉＣの含有率９３％、ＳｉＯ_２の含有率５％の炭化珪素質れんがを用いた。
【００５３】
（実施例１）
図１に示すように、炉内８側に固定して配置された内部ブロック出滓口れんが１と、この外側に交換可能に配置された外部ブロック出滓口れんが４とを設けて出滓口を２列に分割した。停止中の出滓口をれんが交換する際には、まず、その内側耐火物（内部ブロック出滓口れんが）１をマッド材で埋め、内部ブロック出滓口れんが１のみを交換しないで残すことにより、溶融炉の廃棄物処理を停止することなく、２列目の外側の耐火物（外部ブロック出滓口れんが）４を交換できることを確認した。
【００５４】
ただし、図１のように単に出滓口を２列に分割しただけでは、交換するれんがが大きいため耐火物冷却にかなりの時間がかかり、また冷却後に外部ブロック出滓口れんがを外す作業もかなりの時間を要した。
【００５５】
（実施例２）
図２に示したように、外部ブロック出滓口れんが４の廃棄物不燃分の流路にテーパー付きのスリーブ状れんが１０を設けた。ここで出滓口に内挿したスリーブ状れんが１０は、ＳｉＣ含有率９９％以上のファインセラミックスにより構成した。
【００５６】
停止中の出滓口の交換に当たっては、まずその内側耐火物（内部ブロック出滓口れんが）１をマッド材で埋めた。使用により損耗したスリーブ状れんが１０を取り外して新たなスリーブ状れんがを挿入する際には、比較的容易に行うことができ施工上問題はなかったが、スリーブ先端の有効厚が比較的小さいため、末端損傷が大きくなりガス漏れが大きくなる傾向が見受けられた。そこで試験では、図３に示したような平行なスリーブ状れんが（テーパー無しのスリーブ）とした。また、その材質は、出滓口本体と同一の炭化珪素れんがではなく、炭化珪素質セラミックスとした。この炭化珪素質セラミックスは、比較的高価ではあるが、酸化抵抗性によりれんがよりは強く緻密な材料である。
【００５７】
かかる構成の出滓口を設けることによって、平行なスリーブのみの交換で簡易的な補修が可能となり、かなりの交換時間の短縮につながった。しかしながら、酸化抵抗性には強いセラミックス製のスリーブであるものの、スリーブの有効厚が比較的薄いため、最終的に溶融すると剥離して脱落してしまい、耐用面で大きな期待はできなかった。
【００５８】
（実施例３）
図４に示したように、外部ブロック出滓口れんが４の両側面に厚さ２０〜３０ｍｍの不定形耐火物層１３を配置して出滓口の外部ブロック出滓口れんが４を保持した。ここで設けた不定形耐火物層は、Ａｌ_２Ｏ_３含有率９５％のパッチング材である。
【００５９】
停止中の出滓口の交換に当たっては、まずその内側耐火物（内部ブロック出滓口れんが）１をマッド材で埋めた。本実施例の出滓口では、外部ブロック出滓口れんが４が取り外されるので冷却時間は多少要するが、施工面ではパッチング材１３を壊すだけでよい。このため、熱間でも迅速に交換を行うことが可能となった。また、外部ブロック出滓口れんがのみをブロック化して取り付けできるので作業性もよく、肉厚もあるので無補修での耐用性も著しく向上した。本実施例の出滓口は、炉末期まで安定した耐用を示した。
【００６０】
操業途中で、本構造における交換作業を実施したところ、前述の実施例１，２の出滓口より時間で交換することができた。
【００６１】
下記表１に、前述の実施例１〜３での実機テストにおける結果を、従来方式と比較して示す。
【００６２】
【表１】

【００６３】
表１に示されるように、本発明により２４トン／日規模のパイロットプラントを用いて、都市ごみの処理操業を継続しつつ、作業時間を大幅に短縮して出滓口の効率的な交換作業が可能となる。本発明の出滓口および出滓口の交換方法は、シャフト炉タイプ（高炉型、竪型炉型）のガス化溶融炉に特に有効に用いられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、廃棄物の溶融炉に設けられる出滓口であって、容易に交換可能な出滓口が提供される。また本発明によれば、廃棄物の溶融炉の処理を停止することなく、操業中に熱間で容易に解体してれんが積み作業ができ、再使用に際して運転を停止することなく再生を行い得る出滓口の交換方法が提供される。
【００６５】
本発明を用いることにより、廃棄物の溶融処理操業を停止することなく出滓口のれんがを交換することが初めて可能となった。しかも、作業時間は従来の半分以下であり、解体およびれんが積み作業を熱間で行うことができる。したがって、操業途中で容易に出滓口の交換作業が可能となる。
【００６６】
本発明は、連続したプロセスで廃棄物を直接処理してスラグ化するシャフト炉（高炉型、竪型炉型）のガス化溶融炉に特に好適に用いられ、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出滓口の一例の構成を表す部分断面図。
【図２】本発明の出滓口の他の例の構成を表す部分断面図。
【図３】本発明の出滓口の他の例の構成を表す部分断面図。
【図４】本発明の出滓口の他の例の構成を表す部分断面図。
【図５】従来の連続出滓口を表す概略図。
【符号の説明】
１…内部ブロック出滓口れんが
２…側壁れんが
３…出滓樋れんが
４…外部ブロック出滓口れんが
５…炉底れんが
６…保熱室
７…不定形耐火物
８…炉内
９…保熱用キャスタブル
１０…テーパー付きスリーブ状れんが
１１…ブロックキーれんが
１２…テーパー無しスリーブ状れんが
１３…不定形耐火物層（不定形キャスタブル）
２１…出滓口ブロック
２２…側壁れんが
２３…出滓樋れんが
２５…炉底れんが
２６…保熱室
２７…不定形耐火物
２８…炉内
２９…保熱用キャスタブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge port of a waste melting furnace, and in particular, when exhausting incombustibles in waste from the bottom of a gasification melting furnace of a shaft furnace (blast furnace type, vertical furnace type), It relates to the outlet that is discharged (output) and the method of replacing the outlet.
[0002]
[Prior art]
A structure in which slag can be continuously and efficiently discharged in a blast furnace type high-temperature gasification melting furnace in which waste is directly melted into slag by a continuous process and simultaneously recovered into electric power energy efficiently is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9 -196355 and JP-A-9-196356.
[0003]
A simple melting mechanism is as follows.
[0004]
(1) Garbage thrown into the melting furnace is first pyrolyzed in a fluidized bed formed by air supplied from the sub tuyere, where combustible gas is generated and a high-temperature reducing atmosphere is maintained in the freeboard. To the secondary combustion furnace. The fixed oxygen and ash in the furnace are preheated by forming a fluidized layer together with limestone, coke and return fly ash that are put together with the waste.
[0005]
(2) As slag and metal are continuously extracted, the ash and the like thermally decomposed in the fluidized bed move downward along with limestone and coke. At this time, hot air having a high oxygen concentration and high temperature is supplied from the main tuyere at high speed, and ash is melted by the combustion of coke and fixed oxygen.
[0006]
(3) The portion below the main tuyere is filled with coke that is hot but not burned out, and slag and metal drip between them. Coke not only serves as an auxiliary fuel, but also has the effect of forming a grate-like filling of this melt cracking zone.
[0007]
(4) Slag and metal are continuously fed out from the tap opening opened from the side of the furnace bottom. Thereafter, the slag that has fallen into the water tank and rapidly cooled becomes sandy, and the metal becomes granular and can be easily separated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the gasification and melting furnace where the operation as described above is performed, the vicinity of the high temperature combustion portion of the main tuyere is a high temperature and reducing atmosphere of 1,800 ° C. or higher, so the incombustible portion of the waste melted here is It exists as a slag having a low melting point of 1,400 ° C. or higher and a basicity of 1.0 to 1.1, and a metal. The melt is continuously discharged out of the furnace from the outlet, and at this time, the gas in the melting furnace may also be blown out. As a result, the spout is under wear.
[0009]
Further, in order to facilitate continuous tapping, a heat insulation chamber is provided at the tapping outlet and heated by an oxygen-propane (kerosene) burner. For this reason, the inside of the furnace is exposed to a high-temperature gas in an oxidizing atmosphere of about 1,500 ° C., and the refractory used is placed under severe conditions.
[0010]
If such a spout becomes obstructive, the spout may be cleaned easily with an oxygen pipe to facilitate the spout flow. At this time, the taphole refractory is washed by the combustion gas having a high oxygen concentration, so that it is susceptible to an oxidation reaction.
[0011]
Considering the use conditions as described above, silicon carbide brick has been selected and used as a refractory around continuous brewing, and when the inner diameter of the shed block is expanded by continuous use, The damaged spout block is replaced with a new one. When replacing the outlet block, the furnace had to be shut down for a long time. In conventional taps, two taps are provided in one furnace, and replacement is carried out once every two weeks for simple repair with mud material. At this time, the outlet block is not replaced. In addition, it is necessary to replace the tap block once every six months, and the furnace must be shut down for this purpose.
[0012]
Thus, conventionally, it has not been possible to replace the tap port while continuing the continuous processing operation of the melting furnace. Also, in the case of a melting furnace that does not perform continuous tapping, the conventional tapping outlet cannot be easily replaced.
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an outlet that is provided in a waste melting furnace and can be easily replaced.
[0014]
In addition, the present invention is an output which can be easily dismantled hot during operation without stopping the processing of the waste melting furnace and can be recycled without stopping the operation when reused. The purpose is to provide a mouth exchange method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a tap outlet provided in a shaft furnace type gasification melting furnace for waste,
The tapping outlet is a first tapping outlet refractory fixedly disposed inside the furnace,
A second outlet refractory disposed outside the first outlet refractory ;
The second outlet refractory is provided on both sides of the second outlet refractory, and can be disassembled without affecting other members during the operation of the gasification melting furnace. And an unshaped refractory layer .
[0016]
In addition, the present invention has two outlets, performs the waste melting process without stopping, and continuously discharges non-combustible waste from the two outlets. In the method of exchanging the outlet of the shaft furnace type gasification melting furnace for waste,
The two tap outlets are a first tap brick that is fixedly disposed inside the furnace, a second tap brick that is arranged outside the first tap brick, and An unshaped refractory layer provided on both sides of the second brewing brick, holding the second brewing brick and dismantling without affecting other members,
While discharging incombustible waste from one outlet, the first outlet brick is closed with mud material at the other outlet, and the second refractory layer is disassembled to disassemble the second refractory layer. There is provided a method characterized in that a spigot brick is removed, a new amorphous refractory layer and a second spigot brick are arranged, and the spigot is replaced .
[0021]
The inventors examined all types of refractories used as refractories for gasification melting furnaces. As a result, it became clear from the laboratory level and the actual furnace test that the working temperature of the brewing brick and the basicity of the melt (CaO / SiO ₂ ) were the conditions that controlled the wear of the refractory. Specifically, the refractory which is easily affected by the working temperature of the brewing brick and the basicity of the melt and the refractory which is hardly affected were found as follows.
[0022]
When the working temperature of the taphole brick, that is, the temperature of the molten slag exceeds 1,400 to 1,500 ° C., the erosion ratio of the taphole brick rapidly increases. Under test conditions C / S = 1.0 and reducing atmosphere, clay-high alumina brick is easily affected, and silicon carbide brick is the least susceptible.
[0023]
In addition, a material that is hardly affected by the basicity of the melt (CaO / SiO ₂ ) is basic brick, and the neutral refractory of alumina-chromia brick increases the amount of erosion when the basicity increases. On the other hand, in the non-oxide type, silicon carbide brick is less affected by basicity than carbon-silicon carbide brick.
[0024]
Therefore, the present inventors have selected and used silicon carbide brick as a refractory around the continuous tapping, and sought out a tapping outlet that can be easily dismantled and piled up hot, thereby forming the present invention. It came to.
[0025]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a sprue opening and a spout exchanging method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
In FIG. 1, the fragmentary sectional view showing the structure of an example of the tap hole of this invention is shown. Fig.1 (a) and FIG.1 (b) each represent the partial cross-sectional view and partial longitudinal cross-sectional view of the taphole.
[0027]
As shown in the figure, the side wall of the furnace is surrounded by a side wall brick 2 and a bottom brick 5 is provided at the bottom. The outlet is made up of an inner block outlet brick 1 which is a first outlet outlet refractory provided on the furnace 8 side, and a second outlet outlet which is provided outside the inner block outlet brick 1. It has an external block outlet brick 4 which is a mouth opening refractory. The inner block spout brick 1 is fixed, while the outer block spout brick 4 is replaceable. In the illustrated tap door, the external block tap brick 4 is composed of two

bricks

4a and 4b, but the external block tap brick 4 may be composed of one brick. . The inner block outlet brick 1 and the outer block outlet brick 4 are preferably composed of silicon carbide bricks that are resistant to erosion from the melt.
[0028]
The incombustible matter in the waste is discharged from the furnace through the exit brick 3 from the exit of the exit. An irregular refractory 7 is provided on both sides of the iron brick 3, and these are heated by a heat insulation chamber 6 provided in the heat insulation castable 9.
[0029]
By applying the sprue port configured as shown in FIG. 1 to a waste melting furnace that performs continuous dredging, it is possible to replace the sprue port without stopping the waste melting process. It becomes. Specifically, two outlets configured as shown in FIG. 1 are provided in a predetermined region of a waste melting furnace for continuous extraction. By continuously discharging non-combustible components from the two outlets, the outlets are continuously output and the outlets that are stopped are replaced. In exchanging the outlet, first, the flow path of the waste incombustible of the inner block outlet brick of the stopped outlet is filled with mud material. Next, the outer block outlet brick 4 on the outlet side is replaced while leaving the inner block outlet brick 1.
[0030]
1 has an internal block outlet brick 1 fixedly arranged on the furnace side 8 and an external block outlet exchangeably arranged outside the internal block outlet brick. Since there are 4 spouts, it is possible to replace one spout without stopping the melting process of waste by providing two spouts in the melting furnace. .
[0031]
Here, a conventional tap outlet will be described with reference to FIG. 5 (a) and 5 (b) show a partial cross-sectional view and a partial vertical cross-sectional view of a conventional continuous tap, respectively.
[0032]
As shown in the figure, the side surface of the furnace 28 is surrounded by side wall bricks 22, and a furnace bottom brick 25 is provided at the bottom. The incombustible portion in the waste is discharged from the furnace 28 through the tap outlet constituted by one tap block brick 21 and the tap brick 23. An irregular refractory 27 is provided on both sides of the output brick 23, and these are heated by a heat insulating chamber 26 provided in a heat insulating castable 29.
[0033]
As shown in FIG. 5, the conventional spout is composed of a single spout block brick 21, so that it is impossible to replace the spout without stopping the waste melting process. there were.
[0034]
In FIG. 2, the fragmentary sectional view showing the structure of the other example of the tap hole of this invention is shown. 2 (a) and 2 (b) show a partial cross-sectional view and a partial vertical cross-sectional view of the taphole, respectively.
[0035]
As shown in the figure, the side wall of the furnace is surrounded by a side wall brick 2 and a bottom brick 5 is provided at the bottom. The spigot is composed of an internal block spout brick that is the first spout refractory, an external block spout brick that is the second spout refractory disposed outside this, A block brick 10 is provided with a sleeve brick 10 inserted into a waste noncombustible flow path 4. Further, block key bricks 11 are provided on both sides of the external block spout brick 4. The sleeve-like brick 10 is replaceable, and has a shape having a taber in the illustrated example. This sleeve-like brick 10 can be constituted by a brick made of the same material as the taphole refractory.
[0036]
When the sleeve-like brick 10 is worn out due to the discharge of the melt and the gas in the furnace, it can be easily removed and replaced with a new sleeve-like brick. For example, alumina ceramics or silicon carbide ceramics It is also possible to form a sleeve-like brick from a material different from the spout refractory such as. Alumina ceramics are expensive and difficult to process, but because they are dense materials with strong oxidation resistance against gas blowing from the furnace, they can increase the durability against gas in the furnace, while silicon carbide ceramics Since it has strong slag resistance to the melt, the durability against the melt can be enhanced.
[0037]
In the example shown in FIG. 2, the external block outlet brick 4 is composed of two

bricks

4 a and 4 b, but is not limited to this. The external block tap brick can be composed of one or more bricks.
[0038]
The other structure of the tap outlet shown in the figure is the same as that shown in FIG. 1, and the non-combustible component in the waste is discharged from the tap outlet in the same manner as described above.
[0039]
By applying the sprue port configured as shown in FIG. 2 to a waste melting furnace that performs continuous dredging, it is possible to replace the sprue port without stopping the waste melting process. It becomes. Specifically, two outlets configured as shown in FIG. 2 are provided in a predetermined region of a waste melting furnace for continuous extraction. By continuously discharging non-combustible components from the two outlets, the outlets are continuously output and the outlets that are stopped are replaced. In exchanging the outlet, first, the flow path of the waste incombustible of the inner block outlet brick of the stopped outlet is filled with mud material. Next, the external block outlet brick at the outlet is replaced by removing the sleeve-like brick 10 inserted into the waste noncombustible flow path of 4 and inserting a new sleeve-like brick.
[0040]
The sleeve-like brick 10 at the tap opening shown in FIG. 2 can be changed in shape as shown in FIG. The outlet shown in FIG. 3 is the same as that shown in FIG. 2 except that a parallel sleeve-like brick 12 having no taper is inserted into the waste noncombustible flow path of the outer block outlet brick of the outlet. The configuration is the same as that shown in FIG.
[0041]
3 is also applied to a waste melting furnace that performs continuous output in the same manner as the output port shown in FIG. 2, so that the melting process can be performed without stopping. It is possible to change the mouth.
[0042]
2 and 3 have

sleeve bricks

10 and 12 which are exchangeably inserted into the waste noncombustible flow path of the external block outlet brick 4, so that By providing two outlets in the melting furnace, it became possible to replace the sleeve brick of one outlet without stopping the waste melting process.
[0043]
In FIG. 4, the fragmentary sectional view showing the structure of the other example of the tap hole of this invention is shown. 4 (a) and 4 (b) respectively show a partial cross-sectional view and a partial vertical cross-sectional view of the taphole.
[0044]
As shown in the figure, the side wall of the furnace is surrounded by a side wall brick 2 and a bottom brick 5 is provided at the bottom. The spigot is made up of an internal block spout opening brick 1, an external block spout brick 4 arranged on the outside of this, and an irregular refractory layer (unfixed) arranged on both sides of the external block spout brick 4. Regular castable) 13. This amorphous refractory layer is preferably an alumina-based patching material that is easy to handle. In the example shown in the drawing, the external block outlet 4 is constituted by one brick, but is not limited to this. The external block tap brick can be composed of one or more bricks.
[0045]
The other structure of the tap outlet shown in the figure is the same as that shown in FIG. 2, and the non-combustible component in the waste is discharged from the tap outlet in the same manner as described above.
[0046]
By applying the sprue outlet configured as shown in FIG. 4 to a waste melting furnace that performs continuous dredging, it is possible to replace the sprue outlet without stopping the waste melting process. It becomes. Specifically, two outlets configured as shown in FIG. 4 are provided in a predetermined region of a waste melting furnace for continuous extraction. By continuously discharging non-combustible components from the two outlets, the outlets are continuously output and the outlets that are stopped are replaced. When exchanging the outlet, first, fill the waste incombustible flow path of the inner block outlet block of the stopped outlet 1 with mud material, and then the irregular refractory layer of this outlet 13 is demolished. Thereby, the external block tap brick 4 can be easily removed. Finally, a new amorphous refractory layer and an external block outlet brick are arranged to replace the outlet. At this time, in order to dismantle only the amorphous refractory layer without affecting other members, the thickness is preferably about 10 mm to 30 mm.
[0047]
4 has an irregular refractory layer 13 provided on both side surfaces of the external block outlet brick 4, so that two outlets are provided in the melting furnace. Thus, it has become possible to replace one external block outlet without stopping the waste melting process.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
[0049]
A pilot plant having a processing capacity of 24 tons per day for municipal waste treatment was used, and two actual outlets of the present invention were provided to conduct an actual machine test.
[0050]
As a test method, first, a stable continuous output from one of the outlets is continued, the output is switched from this state to the other outlet, and the stopped outlet is replaced. . At this time, the time required to replace the stopped spout, and the time required for preheating and opening after the end of replacement to start stable spout were measured and compared with the proposed content.
[0051]
The breakdown of the replacement time is as follows: (1) Cooling time until the outlet is closed with the mud material, and (2) Time to dismantle the brick that is worn away and replaced, (3) New brick (4) The time required for heating the tap hole to raise the brick temperature, opening the tap hole, and allowing the hot water to flow stably.
[0052]
In addition, as a material for the tap outlet used in all the examples, a silicon carbide brick having a SiC content of 93% and a SiO ₂ content of 5% was used.
[0053]
(Example 1)
As shown in FIG. 1, an internal block outlet brick 1 fixedly arranged on the furnace 8 side and an external block outlet brick 4 arranged so as to be exchangeable on the outside are provided. Was divided into two rows. When exchanging bricks at a stop, stop by filling the inner refractory (inner block outlet brick) 1 with mud and leaving only the inner block outlet brick 1 without replacing it. It was confirmed that the outer refractory (outer block outlet brick) 4 in the second row can be replaced without stopping the waste treatment in the melting furnace.
[0054]
However, simply splitting the spigot in two rows as shown in Fig. 1 requires a considerable amount of time for refractory cooling because the brick to be replaced is large, and the work of removing the external block spigot brick after cooling is also considerable. It took time.
[0055]
(Example 2)
As shown in FIG. 2, a sleeve-shaped brick 10 having a taper is provided in the waste noncombustible flow path of the external block outlet brick 4. Here, the sleeve-like brick 10 inserted in the tap hole was made of fine ceramics having a SiC content of 99% or more.
[0056]
When exchanging the tap, the inner refractory (inner block tap brick) 1 was first filled with mud material. When removing the sleeve-like brick 10 worn out by use and inserting a new sleeve-like brick, there was no problem in construction because it was relatively easy, but because the effective thickness of the sleeve tip was relatively small, There was a tendency for end damage to increase and gas leakage to increase. Accordingly, in the test, parallel sleeve bricks (sleeve without taper) as shown in FIG. 3 were used. The material was silicon carbide ceramics, not the same silicon carbide brick as the main body of the tap. Although this silicon carbide ceramic is relatively expensive, it is a denser and stronger material due to oxidation resistance.
[0057]
By providing the spout with such a configuration, it is possible to perform simple repairs by replacing only the parallel sleeves, which significantly shortens the replacement time. However, although the sleeve is made of a ceramic having a high resistance to oxidation, the effective thickness of the sleeve is relatively thin, and when it is finally melted, it peels off and falls off, so that it cannot be expected in terms of durability.
[0058]
(Example 3)
As shown in FIG. 4, the external block spout opening brick 4 having a thickness of 20 to 30 mm was disposed on both sides of the outer block spout opening brick 4 to hold the outer block spout opening brick 4 of the spout opening. The amorphous refractory layer provided here is a patching material having an Al ₂ O ₃ content of 95%.
[0059]
When exchanging the tap, the inner refractory (inner block tap brick) 1 was first filled with mud material. In the tap outlet of the present embodiment, the external block tap brick 4 is removed, so that it takes some cooling time, but it is only necessary to break the patching material 13 on the construction side. For this reason, it became possible to exchange quickly even hot. Moreover, since only the external block outlet brick can be attached in blocks, the workability is good and the wall thickness is also great, so that the durability without repair is significantly improved. The tap outlet of this example showed stable durability until the end of the furnace.
[0060]
During the operation, when the replacement work in this structure was carried out, it was possible to replace it in time from the taps in Examples 1 and 2 described above.
[0061]
Table 1 below shows the results of actual machine tests in Examples 1 to 3 described above in comparison with the conventional method.
[0062]
[Table 1]

[0063]
As shown in Table 1, using the pilot plant of 24 tons / day according to the present invention, while continuing the treatment operation of municipal waste, the work time is greatly shortened and the excavation port is efficiently replaced. Is possible. The tap and the tap exchanging method of the present invention are particularly effectively used for a shaft furnace type (blast furnace type, vertical furnace type) gasification melting furnace.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an outlet that is provided in a waste melting furnace and can be easily replaced is provided. Further, according to the present invention, bricks can be easily dismantled during operation without stopping the processing of the waste melting furnace, and can be recycled without stopping the operation when reused. A method of exchanging taps is provided.
[0065]
By using the present invention, it has become possible for the first time to replace the tap brick without stopping the operation of melting the waste. Moreover, the working time is less than half of the conventional time, and the dismantling and brickwork work can be performed hot. Accordingly, it is possible to easily replace the taphole during operation.
[0066]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly suitably used for a shaft furnace (blast furnace type, vertical furnace type) gasification melting furnace in which waste is directly processed in a continuous process to form slag, and its industrial value is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an example of a tap hole according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of another example of the tap hole of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of another example of the tap hole according to the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of another example of the tap hole of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional continuous tap.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal block outlet brick 2 ... Side wall brick 3 ... Outgoing brick 4 ... Outer block outlet brick 5 ... Furnace bottom brick 6 ... Heat insulation chamber 7 ... Amorphous refractory 8 ... Furnace 9 ... Heat insulation Castable 10… Tapered sleeve brick 11… Block key brick 12… Taperless sleeve brick 13… Indeterminate refractory layer (indeterminate castable)
21 ... Outlet block 22 ... Side wall brick 23 ... Outgoing brick 25 ... Furnace bottom brick 26 ... Heat insulation chamber 27 ... Unshaped refractory 28 ... Inside the furnace 29 ... Castable for heat insulation

Claims

In the tap outlet provided in the shaft furnace type gasification melting furnace of waste,
The tapping outlet is a first tapping outlet refractory fixedly disposed inside the furnace,
A second outlet refractory disposed outside the first outlet refractory ;
The second outlet refractory is provided on both sides of the second outlet refractory, and can be disassembled without affecting other members during the operation of the gasification melting furnace. And an unshaped refractory layer .

The thickness of the monolithic refractory layer tapping port of claim 1 Ru 10mm~30mm der.

Disposal that has two outlets, performs waste melting without stopping, and continuously discharges non-combustible waste from the two outlets. In the method of replacing the outlet of the shaft furnace type gasification melting furnace of the product,
The two tap outlets are a first tap brick that is fixedly disposed inside the furnace, a second tap brick that is arranged outside the first tap brick, and An unshaped refractory layer provided on both sides of the second brewing brick, holding the second brewing brick and dismantling without affecting other members,
While discharging incombustible waste from one outlet, the first outlet brick is closed with mud material at the other outlet, and the second refractory layer is disassembled to disassemble the second refractory layer. A method characterized in that the spigot brick is removed, a new irregular refractory layer and a second spigot brick are arranged, and the spigot is replaced .