JP3754472B2

JP3754472B2 - ガス燃料を使用した表面溶融炉

Info

Publication number: JP3754472B2
Application number: JP24104895A
Authority: JP
Inventors: 美久川井; 大偉劉; 清柴田; 一史渡辺; 英次茂田; 康伸鈴木
Original assignee: Takuma KK; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Takuma KK; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JPH0979533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却炉から排出される焼却残滓（焼却灰及び焼却媒塵）や破砕不燃物等を溶融処理するためのガス燃料を使用した表面溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の焼却炉から排出される焼却残滓や飛灰の減容化及び無害化を図るため、焼却残滓等の溶融固化処理法が注目され、現実に実用に供されている。焼却残滓等は溶融固化することにより、その容積を１／２〜１／３に減らすことができると共に、重金属等の有害物質の溶出防止や溶融スラグの再利用、最終埋立処分場の延命等が可能になるからである。
【０００３】
而して、前記焼却残滓等の溶融固化処理方法には、アーク溶融炉やプラズマアーク炉、電気抵抗炉等を使用し、電気エネルギーによって被溶融物を溶融固化する方法と、表面溶融炉や旋回溶融炉、コークスベッド炉等を使用し、燃料の燃焼エネルギーによって被溶融物を溶融固化する方法とが多く利用されており、都市ごみ焼却設備に発電設備が併置されている場合には、前者の電気エネルギーを用いる方法が、また発電設備が併置されていない場合には、後者の燃焼エネルギーを用いる方法が夫々多く採用されている。
更に、後者の燃焼エネルギーを用いる溶融固化処理方法にあっては、従来から灯油や重油等の液体燃料をエネルギー源とする溶融固化処理設備が多く利用されている。
【０００４】
図９は、従前のごみ焼却処理設備に併置した液体燃料を用いる燃焼残滓等の溶融固化処理設備の一例を示す説明図であり、図９に於いて、２１は液体燃料燃焼式の表面溶融炉、２２はホッパ、２３はプッシヤ、２４は溶融炉本体天井、２５は灯油バーナ、２６は被溶融物、２７はスラグタップ、２８は高温煙道、２９は空気予熱器、３０は水封式スラグ排出用コンベア、３１は燃料タンク、３２は送油ポンプ、３３は燃料制御装置、３４は空気圧縮機、３５はエアータンク、３６は押込送風機、３７は空気供給ダクト、３８は空気量調整ダンパである。
【０００５】
Ａ重油や灯油等の液体燃料はローリー車等で溶融固化処理設備まで搬入され、燃料タンク３１に一担貯留される。また、ごみ焼却残滓や飛灰は、ごみ焼却設備からコンベアー（図示省略）等により溶融固化処理設備へ搬入され、表面溶融炉２１のホッパ２２内へ貯留されたあと、プッシャ２３により溶融炉本体内へ順次供給されて行く。
【０００６】
前記送油ポンプ３２により圧送された液体燃料は、空気圧縮機３４からの高圧空気若しくはごみ焼却炉の廃熱ボイラからの蒸気（図示省略）によって溶融バーナ２５のノズル内で微粒化され、溶融炉本体内の被溶融物２６へ向けて噴射される。そして、これに空気供給ダクト３７を通して高温の燃焼用空気が供給されることにより、前記微粒化された燃料油が燃焼される。
尚、溶融バーナ２５の作動等は、全て燃焼制御装置３３によってコントロールされている。
【０００７】
前記溶融バーナ２５からの燃焼火炎によって加熱溶融されたスラグは、スラグタップ２７を通して水封式のスラグ排出用コンベア３０上へ排出され、冷却固化されたあと外部へ排出されて行く。
更に、溶融炉本体内の燃焼ガスは空気予熱器２９で冷却されたあと、ガス冷却設備（図示省略）を通して大気中へ排出されて行く。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記液体燃料を用いる表面溶融炉は比較的安定した被溶融物の溶融が出来、優れた実用的効用を有するものである。
しかし、当該液体燃料を用いる表面溶融炉にも解決すべき多くの問題が残されている。
【０００９】
先ず第１の問題は溶融固化処理設備が大形化し、イニシャルコストやランニングコストが高騰すると云う点である。即ち、前記図９に示す如く、液体燃料式表面溶融炉では、燃料タンクや送油設備（送油ポンプ及び空気圧縮機等）を必要とするため、必然的に設備が大形化し、大きな設置スペースを必要とする。
これに対して、従来のごみ焼却処理設備は都市の周辺地域に多く設置されており、また、溶融固化処理設備の方もごみ焼却処理設備の中にその殆んどが設置されている。そのため、広い設置スペースの確保が一層困難になりつつあり、溶融固化設備の小形化は最も緊急性の高い問題となっている。
【００１０】
第２の問題は溶融固化処理設備のランニングコストの問題である。従前の液体燃料を用いる表面溶融炉では、燃料の輸送や送油ポンプ等の運転を必要とするため、機械設備の補修を含めてそのランニングコストが大幅に上昇し、溶融固化処理費の引下げが図り難いと云う難点がある。
【００１１】
第３の問題は環境汚損の問題である。灯油や重油を燃料とするため必然的にＮＯｘやＳＯｘの発生量が増え、大都市近傍には益々設置し難くなると云う問題がある。
【００１２】
第４の問題は溶融処理能力の問題である。従前の液体燃料を用いる表面溶融炉では、油噴霧バーナとして例えば高負荷運転が可能な多孔式バーナや液膜式バーナを使用し、液体燃料を高圧蒸気或いは高圧圧縮空気で噴霧燃焼させるようにしている。
そのため、燃焼火炎の形状が、所謂ホロコーン形状等の火炎断面に対して熱量分布が比較的不均一な形状となり、溶融炉本体天井から被溶融物の溶融面に向って火炎を形成する表面溶融炉においては、溶融面の全域を均一に加熱することが困難となる。その結果、表面溶融炉の小形化や単位炉容積当りの溶融処理量の増加が図れないと云う問題がある。
【００１３】
本発明は、従前の液体燃料を用いた表面溶融炉に於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、液体燃料に代えて都市ガスやＬＰＧ、ＬＮＧ等のガス燃料を用いることにより、溶融炉本体やその他の設備の小形化、溶融処理容量の大幅な増加、イニシャルコストやランニングコストの大幅な引下げ、環境汚損の防止等を可能としたガス燃料を用いた表面溶融炉を提供せんとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、ガス燃料を用いる都市ごみ焼却残滓等の表面溶融炉を用いて、バーナから噴射したガス燃料の燃焼火炎の形状と被溶融物の溶融量との関係を、各種の火炎形状について繰り返し実測した。
また、上記溶融試験の過程とその結果から、▲１▼都市ごみ焼却残滓等の被溶融物の溶融量はバーナからの火炎形状によって大きく変り、図５に示すような火炎形状Ａの局所加熱型バーナの方が、図６のような火炎形状Ｂの分割火炎型バーナや図７のような火炎形状Ｃのフラットフレーム型バーナよりも優れていること、▲２▼ガスバーナではガス燃料と空気の混合がよいため、負荷が増大しても火炎が比較的長くならず、有効に燃焼熱量が利用できて溶融処理量の低下率が低いこと、▲３▼空気過剰率を低くして運転することにより、燃焼排ガス内のＮＯｘの引き下げと溶融量の増加の両方を図れること、等の事象を見い出した。
【００１５】
本願発明は、本願発明等の前記知見に基づいて創作されたものであり、プッシャにより溶融炉本体内へ供給した都市ごみの焼却残滓や破砕不燃物等の被溶融物を、溶融炉本体の天井に設けた都市ガスやＬＰＧ、ＬＮＧ等のガス燃料と空気とを燃焼させるガスバーナからの燃焼火炎によって加熱し、前記被溶融物を順次溶融させるようにしたガス燃料を使用した表面溶融炉において、ガスバーナを被溶融物の溶融面に対してほぼ垂直状に溶融炉本体の天井に取り付けると共に、溶融炉本体の天井に設けたバーナタイルの断面形状をほぼ半円状とし、横断面形状がほぼ円形状の燃焼火炎を形成する高密度ガス流が、被溶融物の溶融面へ８〜１２ｍ／ｓｅｃの速度で衝突する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、図２はバーナタイルの部分の拡大断面図である。
図１及び図２に於いて１はガス燃料を用いる表面溶融炉、２はホッパ、３はプッシヤ、４は溶融炉本体天井、５はガスバーナ、６はバーナータイル、７は都市ごみ焼却炉からの燃焼残滓等の被溶融物、８はスラグタップ、９は高温煙道、１０は空気予熱器、１１は水封式スラグ排出用コンベア、１２は押込送風機、１３は燃焼制御装置、１４はガス燃料、１５は燃焼用空気、１６は空気供給ダクト、１７は空気量調整ダンパ、１８は２次燃焼用空気、１９は燃焼排ガス、２０は２次燃焼用空気供給ノズルである。
尚、本発明に係る表面溶融炉１の構成は、ガスバーナ５、バーナタイル６及び２次燃焼用空気供給ノズル２０の部分を除いて、前記図４の従前の液体燃料を用いる表面溶融炉２１の場合とほぼ同一である。従ってここでは、前記バーナタイル６等の部分を除いてその詳細説明は省略をする。
【００１７】
前記ガスバーナ５は、断面形状が逆へ状の溶融炉本体天井４に２基設けられており、後述する被溶融物７の外表面（溶融面）に対して略垂直状の姿勢で支持固定されている。
また、前記バーナタイル６はガスバーナ５からの燃焼火炎の形状を制御するものであり、本実施態様では高密度で且つ均等なガス流分布を有する断面がほぼ円形状の短火炎を形成するため、図２に示すように、炉本体天井に断面形状がほぼ半円状の窪部を形成し、これをバーナタイル６としている。
【００１８】
都市ごみの焼却残滓や媒塵、破砕不燃物等の被溶融物７はコンベア等によってホッパ２内へ搬入され、ここに一時貯留される。その後、被溶融物７は並列状に設置された複数のプッシヤ３によって下方向へ傾斜した炉本体の床面上へ順次供給され、被溶融物７に固有の安息角で床面上に傾斜状に堆積することにより、ガスバーナ５の軸線とほぼ垂直状の溶融面７ａが形成される。
尚、溶融炉本体そのものは、所謂中心軸線に対して対称状に形成されており、２基のバーナ５と合計６基のプッシヤー３を備えている。
【００１９】
一方、都市ガス、ＬＰＧ、ＬＮＧ等のガス燃料１４はガス供給配管を通して溶融固化処理設備へ供給され、所定の使用圧に減圧されたのち、燃焼制御装置１３の制御下に表面溶融炉１のガスバーナ５へ供給される。
【００２０】
同様に、押込送風機１２から供給された燃焼用空気は輻射式空気予熱器１０に於いて３５０°〜４００℃に加熱されたあと、燃焼制御装置１３の制御下にガスバーナ５へ供給され、ここで前記ガス燃料１４と混合、燃焼される。
【００２１】
前記、ガスバーナ５へ供給されるガス燃料１４と燃焼用空気１５の比率は０．７５〜１．０に調整されており、その結果、溶融炉本体内は所謂還元雰囲気に保持されている。また、２次燃焼用空気１８が溶融炉本体の出口近傍へ供給され、ここで燃焼ガスの再燃焼が行なわれている。
還元雰囲気下で燃焼及び溶融が行なわれるため、燃焼排ガス１９内のＮＯｘ量が減少すると共に、発生したＣＯもほぼ完全に２次燃焼空気の供給により燃焼され、外部へのＣＯの排出が有効に防止されることになる。
【００２２】
前記ガスバーナ５のバーナノズルより噴射されたガスは、直ちに燃焼を開始し、燃焼火炎が形成されるが、当該燃焼火炎はバーナタイル６によってその横断面形状がほぼ円形の火炎形状に制御され、図３に示す如く断面形状がほぼ円形で、高密度で均等なガス流分布を有する短炎状の火炎Ａとなる。
また、火炎を形成する高密度ガス流は、被溶融物７の溶融面７ａに対して８〜１２ｍ／ｓｅｃの速度で衝突するように、溶融面７ａとガスバーナ５間の距離やガス及び空気の噴出圧力、噴出速度等が設定されている。溶融面７ａへ衝突するガス流の速度ｖを８〜１２ｍ／ｓｅｃとした際に、溶融効率が最も良い状態となることが、溶融実験によって確認されているからである。
【００２３】
即ち、前記燃焼火炎は図４に示す如く、その断面形状がほぼ円形に絞られた短炎となり、火炎のガス流密度が火炎の断面全域に亘ってほぼ均一となる。また、溶融面７ａに於ける火炎の直径Ｄは、溶融炉本体の横幅Ｗの約３０〜６０％に絞られる（Ｄ＝（０．３〜０．６）Ｗ）。
【００２４】
被溶融物７の溶融面７ａへ向けて垂直状に放射された火炎により、被溶融物７は順次溶融され、スラグタップ８を通してスラグは水封式スラグ排出用コンベア１１上へ排出されて行く。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。
先ず、都市ごみ焼却炉から乾式灰として取り出された焼却灰を３０ｍｍ×３０ｍｍのメッシュスクリーンにより処理して夾雑物を取り除き、その後磁選機で磁性物を除去することにより、被溶融物である供試灰を形成した。
灰貯留ヤードで前記被溶融物の重量を測定し、全体としての処理量を把握した。計量後の被溶融物７は灰供給コンベアで溶融炉ホッパ２に搬送貯留し、ブッシャ３にて順次炉本体内へ供給した。
【００２６】
ガスバーナ５で溶融された後の溶融物はスラグタップ８から水封のスラグコンベヤ１１上に落下する。水中に落下したスラグは、スラグコンベヤ１１により取り出し、１時間毎にその重量を測定し、これによって時間当たりのスラグ量を把握した。溶融排ガスは、スラグコンベヤ上部の高温煙道９および空気予熱器１０を通し、水噴射式ガス冷却室（図示省略）で１８０℃〜２００℃に冷却した後、バグフィルタ（図示省略）で溶融飛灰を捕集し、煙突から排出する。
【００２７】
燃焼用空気は輻射式空気予熱器１０で３５０℃〜４００℃に昇温した後ガスバーナ５へ供給される。溶融炉本体は水冷ジャケット構造とし、冷却水は専用の冷却塔（図示省略）で冷却し、循環使用される。
【００２８】
溶融試験に際しては、液体燃料を使用する場合との対比を考慮して、灯油換算で６０ｌ／ｈ、７０ｌ／ｈ及び８０ｌ／ｈに相当するＬＰＧを燃料ガス１４として２本のガスバーナ５へ夫々供給した。
【００２９】
ガスバーナ５としては、燃焼火炎の形状が図５に示す如くバーナタイル６に沿って流れる太く短かい円形の火炎Ａとなるもの（局所加熱型バーナと呼ぶ）と、図６に示すようなバーナタイル及び炉壁に沿って広がる薄い火炎Ｂとなるもの（フラットフレーム型バーナと呼ぶ）と、図７に示すようなバーナタイルから放射状に広がる火炎Ｃとなるもの（分割火炎型バーナと呼ぶ）との、三種のバーナを夫々順に取りつけて、前記ＬＰＧ燃料ガス１４を供給した。
【００３０】
そして、上記各形式のガスバーナ５を用いた溶融試験の結果から溶融特性の変化を調査し、当該溶融炉に適した火炎形状を把握した。
また、３種類のガスバーナのうち最も溶融原単位が優れていたバーナについては、さらに燃焼空気比を０．７０〜１．１まで変化させ、溶融量や発生ＮＯｘ量に与える空気比の影響を調べた。
【００３１】
試験の結果、上記３種類のバーナは、ガス燃焼の特性を活かしてガスと空気の混合のさせ方を工夫する事により、それぞれ特長を持つ火炎形状を形成することができた。局所加熱型バーナはバーナタイル６に沿って流れる太く短い火炎で、バーナ前面の被溶融物を局所的に加熱する。また、フラットフレーム型バーナはバーナタイル６に沿った広くて薄い火炎を形成し、タイル及び火炎からの輻射で炉全体を均一に加熱する事で被溶融物を加熱する。更に、分割火炎型バーナはバーナタイル６から放射状に広がる火炎で、前二者の中間的な性格を有している。これらの火炎形状を持つバーナを用いることで、炉に適した火炎形状はどの様なものかを確認した。
【００３２】
図８は各種バーナによる燃焼量と溶融原単位（被溶融物１ｔｏｎを溶融するのに必要なガスの灯油換算量）の関係を示すものである。局所加熱、分割火炎、フラットフレームの順に溶融原単位が優れ、灯油換算８０ｌ／ｈ相当で最も優れた値を示し、それぞれ２３０、２６０、２７０ｌ／灰ｔｏｎであった。局所加熱バーナの溶融原単位２３０ｌ／灰ｔｏｎという値は、同じこの実験炉で行った灯油バーナでの溶融原単位（２８０ｌ／灰ｔｏｎ）を上回る値であった。
【００３３】
この様に３種類のバーナで溶融原単位に差が生じるのは、表面溶融炉の溶融特性によるところが大きな要因である。
【００３４】
即ち、焼却灰は溶融した際に炉材への侵食性が高く、炉材の損傷が激しい。表面溶融炉では、この侵食性の高いスラグから炉材を保護するためにスラグ溜まりを持っていないという特徴を持っている。このため、溶融物から未溶融物への熱伝導による伝熱はスラグ溜まりを持つ場合に比べて少なく、未溶融物をいかに連続して安定的に溶融するかが鍵となる。
【００３５】
実際に炉内での溶融の様子を観察すると、プッシャ３により炉内に供給された未溶融の焼却灰は、溶融しやすい低融点に物質から溶融を開始し、その溶融した物質が核となって他の溶融していない部分を溶かし込んで溶融が進行している。
【００３６】
局所加熱バーナは太く短い火炎を形成するため、炉内に供給された焼却灰に高密度の高温ガス流が直接衝突することにより熱伝達が促進され、バーナ全面に高温場を形成し、溶融の核を作りやすい。この結果として溶融原単位が最も優れた値が得られたものと考えられる。それに対して炉内を均一に加熱する目的で作られたフラットフレームバーナでは局所的な高温場ができず、供給された灰に対して溶融の核となる部分が出来にくいために、処理量は局所加熱バーナに比べて低下したものと考えられる。
【００３７】
分割火炎バーナは前二者の中間的火炎形状であるため、溶融原単位もその中間となった。結論として本試験では、炉内の均一加熱よりも局所加熱の方がが最も適したものであることが分かった。
また、灯油バーナの火炎形状は本実験の分割火炎バーナに近いものであり、ほぼ分割火炎バーナに近い値を示している。この事からも、溶融原単位の差は燃料の種類よりも、火炎形状に大きく依存している事が分かる。
【００３８】
更に、灯油バーナでは７０ｌ／ｈで溶融原単位が最も優れており、８０ｌ／ｈでは火炎長さが長くなり過ぎて炉内で完全に燃焼しきれずにスラグタップから一部排出され、有効に燃焼熱量が利用できずに溶融原単位が低下した。一方、ガスバーナでは、ガスと空気の混合が良いため負荷が増大しても火炎が比較的長くならず、有効に燃焼熱量が利用できて溶融原単位の低下がみられなかった。
【００３９】
３種類のガスバーナ中、最も溶融原単位の優れていた局所型加熱バーナについて、空気比による溶融原単位の変化を調べた。その結果空気とガスを予め混合した予混合燃焼では、空気比が１を若干下回ったところで断熱火炎温度が最高になるため、空気比０．９５で約２７０ｌ／灰ｔｏｎの溶融原単位が得られ、また空気比１．０５で２５０ｌ／灰ｔｏｎ、空気比０．７５で約２６０ｌ／灰ｔｏｎの値が得られた。その結果、空気比の最低値は溶融原単位の点から０．７５位いに保持するのが望ましい。
【００４０】
同様に、最も溶融原単位の優れていた局所型加熱バーナについて、空気比を変化した場合のＮＯｘ発生量について調査した。その結果、空気比０．７５で約５０ｐｐｍ（Ｏ₂＝１２％換算）、空気比１．０で約１００ｐｐｍ（Ｏ₂＝１２％換算）であった。これ等の結果からも、空気比の範囲は０．７５〜１．００位いの間が最適であることが判った。
【００４１】
尚、低空気比燃焼では、炉内のＣＯ発生量が増加して投入熱量を有効に利用し切れないと云う不利があるが、炉出口側へ二次燃焼空気を供給することにより排ガス内のＣＯ量を引下げることができ、環境汚損の危険は無い。
【００４２】
表１は、前記溶融試験に使用した焼却灰と、形成したスラグ及び溶融飛灰の組成分析結果である。また、焼却灰の軟化点は１１２０℃、溶融点は１１４０℃、溶流点は１１７０℃であり、且つその塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）は約０．６であった。
【００４３】
【表１】

【００４４】
表２は、溶融試験に使用した焼却灰、および生成したスラグ、溶融飛灰の溶出テスト結果の一例を示すものである。
溶出試験は環告１３号陸上埋立基準によった。焼却灰、スラグについては陸上埋立の溶出基準をクリアしておりこのまま最終処分場での処分が可能となる。しかし、溶融飛灰は低沸点物質のＰｂ，Ｃｄが濃縮しているため溶出基準値をオーバーしており、適正な無害化処理（セメント固化、薬剤処理等）または重金属類の回収等が必要であることが判った。
【００４５】
【表２】

【００４６】
また、当該溶融試験に於ける物質収支及び熱収支は下記の通りであり、バーナ型式及び空気比が変っても大きな差異は認められなかった。
物質収支
供試灰１００％（可燃分３％＋灰分９７％）→（スラグ８６％＋溶融飛灰２％＋排ガスその他１２％）
熱収支
（燃焼空気持込熱量１２％＋未燃分燃焼熱持込等８％＋ＬＰＧ燃焼熱８％）→排ガス持出５０％＋スラグ持出１３％＋放熱３７％）
【００４７】
上記各種の溶融試験を通して得られた結果から、▲１▼表面溶融炉を用いた場合、ガス燃料であっても焼却灰等の溶融処理が可能であり、溶融原単位は液体燃料を用いた場合と同等以上であること、▲２▼溶融原単位はガスバーナからの火炎形状によって大きく影響され、表面溶融炉を用いた場合には局所的な高温場を形成する局所加熱型バーナが最も適していること、▲３▼燃焼空気比を０．７５〜１．００位いにし且つ溶融炉出口から二次燃焼空気を供給することにより、溶融原単位の大幅な低下を招くことなく、しかも低ＮＯｘ及び低ＣＯの環境汚損を生じない溶融処理が行なえること、及び▲４▼局所加熱型バーナからの火炎を形成するガス流が溶融面へ衝突する際の流速を、８〜１２ｍ／ｓｅｃ程度とするのが、溶融原単位の点から最も好都合であること、等が確認された。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に於いては、従前の液体燃料を用いる表面溶融炉の場合に比較して、燃料貯槽や送油ポンプ及びこれ等に関する附帯機器設備が不要となるため、所要建築面積が小さくなり、イニシャルコストやランニングコストの大幅な削減が可能となる。
【００４９】
また、バーナタイルの形状によって燃焼火炎の形状を、水平断面が円形となる短火炎にしているため、溶融面を均一に加熱することができ、安定した連続溶融処理を行なうことができる。
【００５０】
更に、火炎を形成する高密度な燃焼ガス流が均一に、しかも８〜１２ｍ／ｓｅｃの高速度で溶融面へ衝突するため、輻射による熱伝達だけでなしに、衝突によるガス流と溶融物との接触熱伝達も行なわれる。その結果被溶融物の溶融速度が高くなって溶融処理量が増加し、溶融炉の大幅な小形化が可能となる。
【００５１】
加えて、火炎径Ｄが、溶融炉本体の内幅Ｗに対してＤ＝（０．３〜０．６）Ｗとなるように絞られている。
その結果、溶融面のレベルに於ける炉本体内壁面と火炎両端との間には２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の間隙ができ、炉内壁面への火炎の直接接触を避けて炉本体内壁の耐久性を高めることができると共に、溶融炉本体の内幅Ｗの全部を被溶融物の溶融に有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス燃焼式表面溶融炉の実施形態の一例を示す縦断面概要図である。
【図２】図１のバーナタイル部分の拡大断面図である。
【図３】バーナからの燃焼火炎の形状を示す断面概要図である。
【図４】溶融炉本体の炉内横幅Ｗと火炎径Ｄの関係を示す説明図である。
【図５】溶融試験に使用した局所加熱型バーナの火炎形状の説明図である。
【図６】溶融試験に使用したフラットフレーム型バーナの火炎形状の説明図である。
【図７】溶融試験に使用した分割火炎型バーナの火炎形状の説明図である。
【図８】溶融試験結果（ガスバーナのＬＰＧ燃焼量と溶融原単位の関係）を示す線図である。
【図９】従前の液体燃料を用いた都市ごみ焼却残滓等の溶融固化処理施設の説明図である。
【符号の簡単な説明】
１ … ガス燃焼式表面溶融炉１１ … 水封式スラグ排出用コンベア
２ … ホッパ１２ … 押込送風機
３ … プッシャ１３ … 燃焼制御装置
４ … 溶融炉本体天井１４ … ガス燃料
５ … ガスバーナ１５ … 燃焼用空気
６ … バーナタイル１６ … 空気供給ダクト
７ … 被溶融物１７ … 空気量調整ダンパ
７ａ … 溶融面１８ … ２次燃焼用空気
８ … スラグタップ１９ … 燃焼排ガス
９ … 高温煙道２０ … ２次燃焼用空気供給ノズル
１０ … 空気予熱器

Claims

プッシャにより溶融炉本体内へ供給した都市ごみの焼却残滓や破砕不燃物等の被溶融物を、溶融炉本体の天井に設けた都市ガスやＬＰＧ、ＬＮＧ等のガス燃料と空気とを燃焼させるガスバーナからの燃焼火炎によって加熱し、前記被溶融物を順次溶融させるようにしたガス燃料を使用した表面溶融炉において、ガスバーナを被溶融物の溶融面に対してほぼ垂直状に溶融炉本体の天井に取り付けると共に、溶融炉本体の天井に設けたバーナタイルの断面形状をほぼ半円状とし、横断面形状がほぼ円形状の燃焼火炎を形成する高密度ガス流が、被溶融物の溶融面へ８〜１２ｍ／ｓｅｃの速度で衝突する構成としたことを特徴とするガス燃料を使用した表面溶融炉。
燃焼用空気の空気過剰率を０．７５〜１．０とし、還元雰囲気の溶融炉本体内でガス燃料を燃焼させると共に、溶融炉本体の出口近傍へ二次燃焼空気を供給し、排ガス内のＮＯｘ濃度及びＣＯ濃度を減少させるようにした請求項１に記載のガス燃料を使用した表面溶融炉。
溶融炉本体の炉内横幅Ｗと燃焼火炎の外径Ｄとの関係が、Ｄ＝（０．３〜０．６）×Ｗとなる構成とした請求項１に記載のガス燃料を使用した表面溶融炉。