JP3714383B2 - 灰溶融炉およびその運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を焼却したときに発生する飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、下水汚泥等の各廃棄物は、焼却施設で焼却処理され、生じた飛灰や焼却灰は、従来埋め立て処分されていた。しかし、埋立処分地枯渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題があるため、溶融による減量・減容化と無害化の必要性が高まっている。
【０００３】
このような背景で、焼却灰中の残留炭素、コークス、灯油および電力を熱源とした焼却炉等から排出される飛灰や焼却灰などを溶融処理する灰溶融炉が提案され、一部で実処理が行われている。このうち電力を熱源とした灰溶融炉としてプラズマアーク加熱方式と電気抵抗加熱方式がある。
【０００４】
図２は従来の灰溶融炉の縦断面図である。
図において、ａは灰溶融炉である。ｂは灰溶融室である。ｃは灰溶融炉ａの下方部に設けた出滓口である。ｄは主電極であり、ｅは主電極ｄと上下に対峙するように設けた炉底電極で、炭素を含浸させた酸化物の導電性耐火物から構成されている。ｆは炉底電極ｅ内に埋設した複数本の熱電対である。ｇはこれらの熱電対ｆに接続した電線で、図示しない温度検知装置に接続されている。ｈは灰溶融炉ａの頂部に設けた灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送された飛灰や焼却灰を灰溶融炉ａへ投入する。ｉは灰溶融炉ａの頂部に設けた排ガス排出口である。ｊは灰溶融室ｂ内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層であり、ｋは溶融スラグである。ｍはメタル層である。ｎは主電極ｄと底部電極ｅとの間に直流電気を流す電源であり、ｏおよびｐはその電線である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記灰溶融炉の炉底電極は、炭素を含浸させた酸化物の導電性耐火物で構成されているが、導電性耐火物は溶融スラグと接触すると酸化により劣化しやすい。したがって、上記の構造の灰溶融炉を操業する場合に、焼却灰や飛灰を溶融すると、灰中に含まれる鉄などの金属が溶融してメタル層を形成するまでは溶融スラグが直接導電性耐火物に接触するので、直接導電性耐火物の摩耗がはげしい。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたもので、灰溶融炉の炉底電極の劣化を防止し、炉の長寿命化を図るようにした灰溶融炉およびその運転方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉であって、頂部に灰投入口，排ガス排出口と主電極を、下部に溶融スラグを出滓する出滓口を、底部に前記主電極と上下に対峙するように設けた炉底電極とを有し、炉底電極には複数本の熱電対を上端が炉底電極の上面に露出するように埋設するとともに、炉底電極の下方に炉底電極を冷却する送風装置を有する灰溶融炉が提供される。
【０００８】
第２発明によれば、頂部に灰投入口，排ガス排出口と主電極を、下部に溶融スラグを出滓する出滓口を、底部に前記主電極と上下に対峙するように設けた炉底電極とを有し、炉底電極には複数本の熱電対を上端が炉底電極の上面に露出するように埋設するとともに、炉底電極の下方に炉底電極を冷却する送風装置を有する飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉の運転方法であって、あらかじめ炉底電極上にメタル保護層を形成しておき、前記熱電対によりメタル保護層の温度を検知して保護メタルを融点以下となるように温度調整しながら灰を溶融処理するようにした灰溶融炉の運転方法が提供される。
【０００９】
次に本発明の作用を説明する。
灰溶融炉の炉底電極内に、複数本の熱電対を上端が炉底電極の上面に露出するように埋設する。また、炉底電極の下方に送風装置を配設する。そして、新規に灰溶融炉を操業する際、操業に先立ち、炉底電極上にスクラップ等を載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融してメタル保護層を形成してから灰溶融を行う。それ以降は前記熱電対によりメタル保護層の温度を検知し、設定温度より高いときは送風装置を駆動して炉底電極の下面に送風する。すなわち、形成したメタル保護層の全てが溶融しないようにするため炉底電極を冷却して常に保護メタルを融点以下となるように温度調整しながら灰を溶融処理する。したがって、炉底電極の上面と溶融スラグとの接触を防止して炉底電極の酸化による劣化を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すもので、本発明による灰溶融炉の縦断面図である。
図１において、１は飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉であり、２は灰溶融室である。３は灰溶融炉１の下部に設けた溶融スラグ１２を出滓する出滓口である。４は灰溶融炉１の頂部を貫通するように設けた主電極であり、５は灰溶融炉１の底部に、主電極４と対峙するように埋設した炉底電極である。１７はこれら主電極４と底部電極５に直流通電する電源であり、１８および１９はその電線である。６は炉底電極５内に上端が炉底電極５の上面に露出するように埋設した熱電対である。７は一端をこれらの熱電対６に接続し、他端を温度制御装置１０に接続した電線である。８は炉底電極５の下方に炉底電極５を包囲するように設けたエアーフード２０に配設した送風装置（ファン）であり、９はファン８の駆動モータである。１１は一端を駆動モータ９に接続し、他端を温度制御装置１０に接続した電線である。１２は灰溶融室２内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層で、未溶融の状態で溶融スラグ層１３の上に浮いた状態となっている。１４はスクラップ等の鋼材を投入し、溶融して炉底電極５上に堆積させたメタル保護層である。メタル保護層１４が操業中に灰に含まれる鉄分により次第に厚くなるので、適当な時期に溶融スラグを排出してから主電極４との間でアークを発生させてメタルを溶融し、図示しないメタル排出口を通して外部に排出する。１５は灰溶融室２の頂部に設けた灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送された飛灰や焼却灰を灰溶融室２内に投入する。１６は灰投入口１５と同様に灰溶融室２の頂部に設けた排ガス排出口である。
【００１１】
次に本発明の実施形態の作用について説明する。
灰溶融炉１の炉底電極５内に、複数本の熱電対６を上端が炉底電極５の上面に露出するように埋設する。また、炉底電極５の下方にファン８を配設する。そして、新規に灰溶融炉１を操業する際、操業に先立ち、炉底電極５上にスクラップ等を載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融してメタル保護層１４を形成してから灰溶融を行う。それ以降は前記熱電対６によりメタル保護層１４の温度を検知し、設定温度より高いときはファン８を駆動して炉底電極５の下面に送風する。すなわち、形成したメタル保護層１４の全てが溶融しないようにするため炉底電極５を冷却して常に保護メタルを融点以下となるように温度調整しながら灰を溶融処理する。したがって、炉底電極５の上面と溶融スラグとの接触を防止して炉底電極５の酸化による劣化を防止することができる。
【００１２】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、出滓口を下部に設けず、中間に設けてオーバーフローにより出滓を行ってもよく、また、新規に灰溶融炉を操業する場合に限らず、炉底電極を改修した灰溶融炉を再操業する場合についても適用できるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、炉底電極に、炉底電極の上面に露出するように埋設した熱電対によりメタル保護層の温度を検知し、炉底電極を送風装置により冷却して保護メタルを融点以下となるように温度調整しながら灰を溶融処理するので、炉底電極の酸化による劣化を防止し、灰溶融炉の長寿命化を図ることができるなど優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による灰溶融炉の縦断面図である。
【図２】従来の灰溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 灰溶融炉
２ 灰溶融室
３ 出滓口
４ 主電極
５ 炉底電極
６ 熱電対
７，１１，１８，１９ 電線
８ 送風装置（ファン）
９ モータ
１０ 温度制御装置
１２ 灰固体層
１３ 溶融スラグ層
１４ メタル保護層
１５ 灰投入口
１６ 排ガス排出口
２０ エアーフード

Claims (2)

1. 飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉であって、頂部に灰投入口，排ガス排出口と主電極を、側面に溶融スラグを出滓する出滓口を、底部に前記主電極と上下に対峙するように設けた炉底電極とを有し、炉底電極には複数本の熱電対を上端が炉底電極の上面に露出するように埋設するとともに、炉底電極の下方に炉底電極を冷却する送風装置を有することを特徴とする灰溶融炉。
2. 頂部に灰投入口，排ガス排出口と主電極を、側面に溶融スラグを出滓する出滓口を、底部に前記主電極と上下に対峙するように設けた炉底電極とを有し、炉底電極には複数本の熱電対を上端が炉底電極の上面に露出するように埋設するとともに、炉底電極の下方に炉底電極を冷却する送風装置を有する飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉の運転方法であって、あらかじめ炉底電極上にメタル保護層を形成しておき、前記熱電対によりメタル保護層の温度を検知して保護メタルを融点以下となるように温度調整しながら灰を溶融処理するようにしたことを特徴とする灰溶融炉の運転方法。

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