JP3786853B2

JP3786853B2 - Exhaust gas treatment method for ash melting furnace

Info

Publication number: JP3786853B2
Application number: JP2001253776A
Authority: JP
Inventors: 三男山田; 恒夫岩水; 斉小川; 勝美福岡; 岳夫金子; 芳隆佐藤
Original assignee: Kyowa Exeo Corp
Current assignee: Kyowa Exeo Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003065520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却灰、飛灰、焼却残滓等の処理灰を溶融処理するための灰溶融炉から排出された排ガスの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ等の一般廃棄物や産業廃棄物は、これまで埋立によって処理されていたが、埋立地の枯渇や環境破壊等の問題から、現在では一般に焼却処理されている。しかし、当該焼却処理によっても、処理生成物である焼却灰や排ガスから捕集された飛灰に、重金属類やダイオキシン類等の有害物質が含まれているために、これをそのまま埋立処理するには問題がある。
このため、近年、上記焼却灰、飛灰、焼却残滓等の処理灰を溶融炉に投入し、アーク放電や酸素富化燃焼あるいはテルミット反応を用いた高温雰囲気下等において溶融状態になるまで加熱することにより、有害物質の無害化および処理生成物の減容化を図る各種の灰溶融設備が開発されている。
【０００３】
この種の灰溶融設備においては、灰溶融炉から排出される高温かつ多量の排ガスをそのまま大気に放出すると、エネルギーの無駄が大きくなるために、一般に上記灰溶融炉の後段に廃熱ボイラ等の熱回収手段を配設し、当該熱回収手段によって排ガスの熱を回収して、別途スートブロー用の蒸気などを得た後に、別途無害化処理して煙突から大気に放出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般にこの種の灰溶融炉は、炉内において１２００℃以上の高温で処理灰を溶融処理するものであるため、当該灰溶融炉から排出される排ガス中には、様々な揮発成分が含まれている。そして、上記灰溶融炉の後段に排ガスからの熱回収を行う廃熱ボイラ等の熱回収手段を設けた場合には、当該熱回収手段において排ガスが冷却され、上記揮発成分がスケールやクリンカーとして上記熱回収手段の壁面や熱交換チューブの伝熱面に析出・成長する結果、これによって上記熱回収手段の圧力損失の増大（熱回収手段の流路抵抗の上昇）や、甚だしい場合には早期における熱回収手段の閉塞といった弊害が生じるという問題点があった。
【０００５】
このため、これら各種の灰溶融炉においては、上記熱回収手段の圧力損失が増大した際に、一旦灰溶融炉の運転を停止し、熱回収手段の内部を清掃して付着物を除去した後に再運転する必要があり、よって当該作業が頻繁になると、円滑な溶融処理自体を阻害するという問題点があった。
加えて、清掃作業のたびに、灰溶融炉の運転を停止して、再び処理灰の溶融処理温度まで昇温する必要があるために、燃料費が嵩んで経済性にも劣るという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明者等は、上記熱回収手段における付着物の生成過程について鋭意調査を行ったところ、以下の原因が判明した。
すなわち、灰溶融炉内においては、１２００℃以上の燃焼雰囲気下、通常１３００℃〜１５００Ｃの雰囲気温度において、上記処理灰の溶融処理が行われるために、上記灰溶融炉から排出される排ガス中には、様々な塩類の揮発成分が含まれている。そして、上記熱回収手段の内壁部や熱交換チューブにおいて排ガスが冷却され、上記揮発成分がスケールやクリンカーとして上記熱回収手段の壁面や熱交換チューブの表面に析出・成長することにより、上記熱交換チューブの閉塞や、流路の狭まり等の弊害が発生する。
【０００７】
ところが、高温の上記排ガスを、上記熱回収手段の上流側において、間接冷却でなく、当該排ガス中に水を散水することによる水の潜熱を利用した直接冷却を行って急冷すると、上記排ガス中の揮発成分が空中で析出し、これによって生成したスケールやクリンカーは粒径の小さなもので、上記間接冷却の伝熱面に析出するスケールやクリンカーと異なり、仮に熱回収手段の壁面等の伝熱面に付着した場合においても、上述したスートブローによって除去・排出することが可能であることが判明した。
【０００８】
また、この熱回収手段に付着しているスケールやクリンカーは、水による直接冷却に伴って生ずる蒸気や飛沫の同伴によって湿っている状態になっており、この湿っている状態においては上記スートブロー操作によっても除去・排出し難い残存するスケールやクリンカーでも、乾燥状態に変わると、上記スートブローによって格段に除去・排除され易くなることを知見した。
そしてさらに、上記スケールやクリンカーとなる塩類の揮発成分は、処理灰の溶融処理温度以下においては、上記揮発成分の発生が少なく、特に灰溶融炉内の温度が特定の温度以下（約１０００℃±５０℃以下、好ましくは８００℃以下）であれば、灰溶融炉からの排ガスに含まれる量が飛躍的に少なくなるとの知見を得るに至った。
【０００９】
本発明は、かかる知見を有機的に組み合わせてなされたもので、熱回収手段の詰まり等による運転停止間隔の延長化を図ることができ、よって円滑な処理灰の溶融処理を行うことが可能になるとともに経済性にも優れる灰溶融炉の排ガス処理方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る灰溶融炉の排ガス処理方法は、灰溶融炉の排ガスを、誘引送風機によって吸引することによって、水による直接冷却を行い、次いで熱回収手段を通して熱回収を行い、その後、煙突から排気する灰溶融炉の排ガス処理方法であって、上記排ガスからの付着物に起因して上記熱回収手段における上記排ガスの圧力損失が増大した際に、上記誘引送風機の運転を継続したまま、一旦上記灰溶融炉内の温度を処理灰の溶融処理温度未満の温度に低下させるとともに、上記水による直接冷却を停止し、次いで上記付着物をスートブローによって除去した後に、再び上記灰溶融炉内の温度を上昇させて上記処理灰の溶融処理を行うとともに、上記水による直接冷却を再開することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の本発明に係る灰溶融炉の排ガス処理方法は、灰溶融炉の排ガスを、誘引送風機によって吸引することによって、先ず再加熱手段により加熱し、次いで水による直接冷却を行った後、熱回収手段を通して熱回収を行い、その後、煙突から排気する灰溶融炉の排ガス処理方法であって、上記排ガスからの付着物に起因して上記熱回収手段における上記排ガスの圧力損失が増大した際に、上記誘引送風機の運転と上記再加熱手段による加熱とを継続したまま、一旦上記灰溶融炉内の温度を処理灰の溶融処理温度未満の温度に低下させるとともに、上記水による直接冷却を停止し、次いで上記付着物をスートブローによって除去した後に、再び上記灰溶融炉内の温度を上昇させて上記処理灰の溶融処理を行うとともに、上記水による直接冷却を再開することを特徴とするものである。
【００１２】
この際に、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記処理灰の溶融処理温度未満の温度は、当該灰溶融炉内の雰囲気温度が１０５０℃以下であることを特徴とするものであり、さらに請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、上記水による直接冷却は、排ガスを５５０℃以下に冷却することを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に記載の灰溶融炉が、テルミット式灰溶融炉であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１または２に記載の発明においては、処理灰の溶融処理を行う灰溶融炉から排出された排ガスを熱回収手段に送って廃熱を回収する際に、上記熱回収手段の上流側において排ガス中に水を添加することによる直接冷却を行う。この場合、好ましくは請求項４に記載の発明のように水の潜熱を利用して排ガスを５５０℃以下に急冷する。この結果、上記排ガス中の揮発成分が空中で析出し、これによって生成したスケール等は熱回収手段の壁面等の伝熱面に付着した場合においても、スートブローによって除去・排出されるが、当該付着物は上記直接冷却によって湿っているために、経時的に上記熱回収手段内に堆積する。このため、一定の運転期間が経過すると、徐々に排ガス流路を狭め、これに起因して熱回収手段における排ガスの圧力損失が増大する。
【００１４】
そこで、この圧力損失が所定の値に達した際に、上記誘引送風機の運転を継続したまま、さらに請求項２に記載の発明のように、排ガスを再加熱手段により加熱している場合にあっては、その再加熱手段による加熱も継続したまま、一旦灰溶融炉内の温度を処理灰の溶融処理温度未満の温度、好ましくは請求項３に記載の発明のように１０５０℃以下の温度に保持する。これにより、灰溶融炉から排出されるスケールやクリンカーとなる揮発成分が無いかまたは少なく、熱回収手段に付着するスケールやクリンカーが無いか極めて少ない状態になる。かかる状態で、上記水による排ガスの直接冷却を停止することによって、排ガス温度が冷却されることなく、かつ乾燥した状態で熱回収手段に流入し、当該熱回収手段に付着していたスケールやクリンカーが乾燥状態にされる。
【００１５】
この結果、湿っている状態ではスートブロー操作では除去・排出できないスケールやクリンカーでも、乾燥状態に変わると格段に除去・排除され易くなり、よって上記スートブローによってほぼ完全に除去・排除される。そこで次に、再び灰溶融炉内の温度を上昇させて処理灰の溶融処理を行うとともに、上記水による直接冷却を再開することによって、処理灰の溶融処理を継続することが可能になる。
加えて、従来のように、清掃作業のたびに灰溶融炉の運転を停止する必要が無く、容易に処理灰の溶融処理温度まで再び昇温することができるために、燃料費を浪費することが無く経済性にも優れる。
【００１６】
さらに、この種の灰溶融炉として、テルミット式灰溶融炉が知られている。この灰溶融炉は、炉内に設けられたバーナーによる化石燃料（灯油、軽油等）の燃焼熱と、処理灰に混在されたテルミット剤によるテルミット反応とを利用して、効率よく処理灰を加熱して溶融させようとするものである。ここで、上記テルミット反応とは、アルミニウムと酸化鉄の粉末を混ぜて、一定の高温（約１１００℃）に加熱することにより、
Ｆｅ₂Ｏ₃＋２Ａｌ＝２Ｆｅ＋Ａｌ₂Ｏ₃＋８２９ｋＪ
２Ｆｅ＋３／２Ｏ₂＝Ｆｅ₂Ｏ₃＋８２３ｋＪ
で表されるように、酸化鉄の還元および鉄の酸化によるテルミット反応を生じさせ、この際発生する大量の熱（８２９ｋＪおよび８２３ｋＪ）を利用して上記処理灰の溶融に必要な１３００℃〜１５００℃の高温雰囲気を得るものである。
【００１７】
したがって、当該テルミット式灰溶融炉においては、上記アルミニウムおよび酸化鉄として、アルミニウム精製の過程で残渣として排出されるアルミニウムドロスや廃棄酸化鉄を利用することにより、バーナー等の加熱手段による少ないエネルギーによって、効率的に処理灰の溶融処理を行うことができて、経済性に優れるとともに、極めて容易に灰溶融炉の運転を停止したり、再びスタートアップすることができる。
【００１８】
このため、請求項１〜４のいずれかに記載の発明は、特に請求項５に記載の発明のように、灰溶融炉として上記テルミット式灰溶融炉に適用した場合に、本発明の運転時間延長操作により運転の簡便性がより生かされ、顕著な作用効果を奏する。
なお、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、上記水による直接接触の様態には、排ガス中に水を添加する散水や水噴霧が含まれる。したがって、スプレーの如く加圧空気を利用して水を噴霧状にする場合のように、水に伴って気体も排ガス中に添加される様態も含まれる。
【００１９】
また、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、熱回収手段としては、灰溶融炉から排出される排ガスから廃熱を回収して蒸気を発生させる廃熱ボイラや排ガスエコノマイザー等の様々な熱回収手段が適用可能である。
さらに、請求項３の発明において、上記処理灰の溶融処理温度未満の温度は、当該灰溶融炉内の雰囲気温度が８００℃以下であることが望ましい。
また、請求項４の発明において、上記水による直接冷却は、排ガスを好ましくは４５０℃以下、さらに好ましくは４００℃〜３００℃に冷却することが望ましい。
【００２０】
さらに請求項１または３〜５のいずれかに記載の発明を実施する装置としては、灰溶融炉から排出される排ガスを水添加により直接冷却すると共にその水添加を停止可能な第１の排ガス冷却装置と、上記第１の排ガス冷却装置熱回収手段からの排ガスから熱を回収する熱回収手段と、上記熱回収手段からの排ガスを水または空気により直接冷却する第２の排ガス冷却装置と、上記灰溶融炉からの排ガスを吸引して煙突に排気する誘引送風機と、排ガスからの付着物に起因する上記熱回収手段の圧力損失を直接または間接に検知する圧力検出器と、上記熱回収手段の上記付着物を除去するスートブロー手段と、を備えた灰溶融炉の排ガス処理装置が望ましい。
【００２１】
また、請求項２〜５のいずれかに記載の発明を実施する装置としては、灰溶融炉からの排ガスを再加熱する再加熱手段を有する二次燃焼室と、この二次燃焼室が排出された排ガスを水添加により直接冷却すると共にその水添加を停止可能な第１の排ガス冷却装置と、上記第１の排ガス冷却装置熱回収手段からの排ガスから熱を回収する熱回収手段と、熱回収手段からの排ガスを水または空気により直接冷却する第２の排ガス冷却装置と、上記灰溶融炉からの排ガスを吸引して煙突に排気する誘引送風機と、排ガスからの付着物に起因する上記熱回収手段の圧力損失を直接または間接に検知する圧力検出器と、上記熱回収手段の上記付着物を除去するスートブロー手段と、を備えた灰溶融炉の排ガス処理装置が望ましい。
【００２２】
斯くの如きいずれの装置においても、熱回収手段の付着物を乾燥状態にしてスートブローを施すことができ、これをほぼ完全に除去・排除することができると共に、熱回収手段より下流のバグフィルター等のろ過装置等の保護を図ることができる。しかも、本発明の運転時間延長操作以外に、上記加熱手段によって上記灰溶融炉内を処理灰の溶融処理温度未満の温度に保持して加熱し続け、当該灰溶融炉で発生した排ガスを上記熱回収手段に送って熱回収を行い続け、上記熱回収手段が充分に加温された後に、上記灰溶融炉における処理灰の溶融処理を開始する灰溶融設備のスタートアップ方法も実施可能となり、スタートアップ直後に、排ガス中に含まれる揮発成分が熱回収手段に析出して排ガス流路を閉塞する等の弊害を未然に防止することができ、よって円滑な処理灰の溶融処理を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る灰溶融炉の排ガス処理方法の一実施形態が適用されるテルミット式灰溶融炉を用いた灰溶融設備を示すもので、図中符号１がテルミット式灰溶融炉である。
この灰溶融炉１には、所定割合のテルミット剤を混在させた焼却灰および飛灰を含む処理灰を貯留するためのホッパ２が一体的に設けられており、このホッパ２の底部には、灰溶融炉１内に連通する開口部３が形成されている。そして、この開口部３に対向する位置には、ホッパ２内の処理灰を灰溶融炉１内へと供給するプッシャー４が設けられている。なお、符号５は、プッシャー４を往復駆動するシリンダである。
【００２４】
そして、ホッパ２の上部には、処理灰の搬送手段が設けられている。この搬送手段は、溶融処理される処理灰を貯留する供給ホッパ７と、この供給ホッパ７から排出された処理灰を搬送するコンベヤ８と、このコンベヤ８に介装されコンベヤ搬送されてくる処理灰の重量を計量するスクリューコンベヤ１０と、このコンベヤ８によって搬送されてくる処理灰に対して、所定割合でテルミット溶融剤を供給する供給装置９とから概略構成されたもので、一定割合のテルミット溶融剤を混在させた処理灰が、上記ホッパ２の上部に導入されている。
【００２５】
ここで、テルミット剤の供給装置９は、アルミニウム成分としてのアルミニウムドロス粉末が蓄えられたアルミニウム容器１１と、酸化鉄成分としての廃棄酸化鉄粉末が蓄えられた酸化鉄容器１２と、これら容器１１、１２から供給されるアルミニウムドロス粉末および廃棄酸化鉄粉末を、前述した反応式に対応する２：１のモル比となる割合でビニール袋に詰めて封じてテルミット溶融剤とした後に、これをコンベヤ８上に供給する袋詰供給装置１３とを備えた構成のものであり、スクリューコンベヤ１０の重量検出信号に基づいて、処理灰に対して一定の割合で上記テルミット溶融剤を供給するように制御されている。
【００２６】
これに対して、ホッパ２の側壁には、上記搬送手段によって供給される処理灰のレベルを検出する、超音波等を用いた非接触のレベル検出器１４が取付けられている。そして、このレベル検出器１４からの検出信号に基づいて、図示されない制御手段により、コンベヤ８、テルミット剤の供給装置９およびスクリューコンベヤ１０を同時に起動し、同時に停止する制御がされるようになっている。
【００２７】
また、上記灰溶融炉１は、上記開口部３に連続して処理灰が供給される底部が傾斜面１ａによって形成され、当該傾斜面１ａの下部には、溶融物の排出部１ｂが形成されている。さらに、上記傾斜面１ａに対応して傾斜する天井部１５には、複数本のバーナー１６が配設されるとともに、これらバーナー１６の中心部に、熱電対式の温度検出器１７が配設されている。ちなみに、この温度検出器１７は、傾斜面１ａを下方に向けて移動する処理灰の溶融領域における雰囲気温度を検出する位置に取付けられている。そして、この温度検出器１７からの検出信号に基づいてシリンダ５を介してプッシャー４を往復駆動させる制御手段が設けられており、この制御手段における制御設定値は、１２００℃〜１４００℃の範囲、好ましくは１２５０℃〜１３５０℃の範囲の中から炉の形式、処理灰の性状等により選択した値とされている。したがって、廃溶融炉１内の温度がその制御設定値になると、プッシャー４が作動しテルミット剤を混在させた新たな処理灰が廃溶融炉１内に所定量投入される。
【００２８】
また、灰溶融炉１の排出部１ｂの下方には、底部に水を蓄えたスラグ排出コンベヤ２０が配設され、このコンベヤ２０によって移送されたスラグが、スラグバンカ２１に蓄えられるようになっている。
他方、灰溶融炉１の排ガスの排気側には、排ガス管３０に沿って順次、排ガスを再加熱するバーナ３１ａ（再加熱手段）を備えて、灰溶融炉１からの排気ガスを再燃焼することによりダイオキシン類を分解する二次燃焼室３１と、天井部に散水ノズル３３ａが設けられ、水の潜熱を利用した直接冷却によって二次燃焼室３１から送られてくる排ガスを冷却する第１の排ガス冷却装置３３と、この二次燃焼室３１および第１の排ガス冷却装置３３を経た排ガスから熱を回収する廃熱ボイラ（熱回収手段）３２と、第１の排ガス冷却装置３３と同様に、散水ノズル４０ａを備えた第２の排ガス冷却装置４０とが配設されており、第２の排ガス冷却装置４０を経た排ガスが、図示されないバグフィルター等のろ過集塵機などにより別途無害化処理されて煙突から排出されるようになっている。
【００２９】
ここで、廃熱ボイラ３２の循環ボイラ水ライン６のヘッダ６ａには、熱交換によって発生した蒸気の圧力を検出する圧力検出器１８が設けられている。そして、排ガスが導入される上記廃熱ボイラ３２の下部仕切室３２ｂ内には、ヘッダ６ａ内の蒸気を熱交換チューブ３２ａの入口部近傍に向けて噴射するスートブロー配管（スートブロー手段）が設けられている（図示を略す）。
また、上記煙突の前段には、上記排ガス管３０内の排ガスを吸引する誘引送風機（図示を略す。）が設けられている。
【００３０】
そして、二次燃焼室３１と第１の排ガス冷却装置３３との間の排ガス管３０に、第１の排ガス冷却装置３３と廃熱ボイラ３２とを迂回するバイパス管３４が分岐配管されており、このバイパス管３４には、全開と全閉との間で開度が連続的に調整可能なバタフライ弁等のバイパス弁３５が介装されている。
さらに、灰溶融炉１および二次燃焼室３１には、それぞれ内部の圧力を検出する圧力検出器が設けられると共に、第１の排ガス冷却装置３３、廃熱ボイラ３２、第２の排ガス冷却装置４０、上記ろ過集塵機および上記誘引送風機の各機器間の排ガス管３０にもそれぞれ圧力を検出する圧力検出器が設けられている（図には、二次燃焼室３１に設けられた内部の圧力を検出する圧力検出器３６のみを表示する）。
【００３１】
そして、灰溶融炉１および二次燃焼室３１の圧力が大気圧に対して常時負圧となるように廃熱ボイラ３２や上記ろ過集塵機制御手段のダスト、スケール、クリンカー等の除去排出管理が行われる。またこの管理とは別に、上記バイパス弁３５は、二次燃焼室３１の圧力検出器３６によって検出された排ガスの圧力に基づいて、灰溶融炉１内の圧力ｂが常時負圧になるように、二次燃焼室３１内の圧力ａが大気圧に対して所定範囲の負圧（ｂ＜ａ＜０）になるように制御手段によって開度が制御されるようになっている。
【００３２】
さらに、二次燃焼室３１、第１の排ガス冷却装置３３、廃熱ボイラ３２および第２の排ガス冷却装置４０の底部には、それぞれロータリーバルブが設けられ、これらで捕集された重金属を含むダスト、スケール、クリンカー等が排出管４１から排出されて、別途キレート剤が添加され、最終的にセメント固化処理されるようになっている。
【００３３】
次に、上記構成からなる灰溶融設備を用いた本発明の灰溶融炉の排ガス処理方法の一実施形態について説明する。
先ず、コンベヤ８によって供給ホッパ７内の処理灰を移送しつつ、スクリューコンベヤ１０の荷重に基づいて、供給装置９から処理灰の一定割合ごとにテルミット剤を供給することにより、当該テルミット剤を混在させた処理灰が、ホッパ２内へ供給される。このホッパ２への供給量は、レベル検出器１４からの検出信号に基づいて、ホッパ２内の処理灰上面が下限値に来ると、コンベヤ８、テルミット剤の供給装置９およびスクリューコンベヤ１０を同時に起動し、処理灰の上面が上限値に来ると同時に停止する制御が、図示されない制御手段によりなされる。
【００３４】
一方、灰溶融炉１に対しては、前回の溶融処理途中の処理灰が残存している状態で、または予め灰溶融炉内に新たな処理灰を追加供給した状態にして、上記煙突の前段設けられた排ガスを吸引する上記誘引送風機を起動すると共に、灰溶融炉１の全てのバーナー１６と二次燃焼室３１のバーナ３１ａ（再加熱手段）とを点火し、灰溶融炉１と二次燃焼室３１の加熱を開始する。なお、この段階においては、未だ第１の排ガス冷却装置３３の散水ノズル３３ａからは水を散水せず、排ガスの直接冷却は行わない。また、第２の排ガス冷却装置４０は、下流位置にあるろ過集塵機保護のために、該ろ過集塵機に流入する排ガス温度が常に２００℃以下、好ましくは１８０℃〜１５０℃になるようにノズル４０ａからの散水量が制御され、適宜排ガスが直接冷却される。
【００３５】
そして、全てのバーナー１６によって灰溶融炉１内を加熱し、炉内温度が約１０００℃（１０００℃±５０℃）に達した時点で、上記バーナー１６のうちの一部（例えば、５本中の２本）のバーナーによって、灰溶融炉１内をテルミット反応が起こらない温度範囲（１０００℃±５０℃）に保持しつつ、一定時間上記加熱を続ける。これにより、灰溶融炉１から排出される排ガスは、煙突の前段に設けられた誘引送風機によって吸引され、二次燃焼室３１において再燃焼され、ダイオキシン類が分解された後の排ガスは、散水されていない第１の排ガス冷却装置３３を経て廃熱ボイラ（熱回収手段）３２に送られる。そして、この廃熱ボイラ３２において廃熱が回収されるとともに、回収された熱によって循環ボイラ水ライン６の水が蒸発し、ヘッダ６ａにおける蒸気圧力が上昇する。また、これと並行して、上記排ガスが通過する廃熱ボイラ３２の下部仕切室３２ｂの内壁面および熱交換チューブ３２ａが加熱されて表面温度が上昇する。
【００３６】
かかる段階においては、灰溶融炉１内を処理灰の溶融処理温度未満の約１０００℃に保持しているので、灰溶融炉１から排出されるスケールやクリンカーとなる揮発成分が無いかまたは少なく、廃熱ボイラ３２に付着するスケールやクリンカーが無いか極めて少ない状態である。
【００３７】
そして、上記ヘッダ６ａに設けた圧力検出器１８が０．５ＭＰａＧになった後で、灰溶融炉１内の加熱を全バーナー１６による加熱に切換えると共に、第１の排ガス冷却装置３３の散水ノズル３３ａからの散水を開始し、排ガスの直接冷却を開始する。
すなわち、灰溶融炉１からの排ガスを二次燃焼室３１において再燃焼し、ダイオキシン類が分解された後の排ガスを、第１の排ガス冷却装置３３に送って、水の潜熱を利用した直接冷却により、少なくとも５５０℃以下、好ましくは４５０℃以下、より好ましくは４００℃〜３００℃に急冷する。これにより、灰溶融炉１内の温度を溶融処理温度まで上げることにより、灰溶融炉１から排出される排ガス中にスケールやクリンカーとなる揮発成分が飛躍的に多くなるが、上記散水による急冷により、排ガス中の揮発成分が空中で析出する。これによって生成したスケールやクリンカーは、塩類からなる粒径の小さなものとなるため、後段の廃熱ボイラ３２の壁面等に付着した場合においても、スートブローによって容易に除去・排出することができる。
【００３８】
次いで、温度検出器１７によって検出された炉内温度が１２００℃に達した際に、好ましくは１２００℃〜１４００℃の範囲の中から炉の形式、処理灰の性状等により選択した温度に達した際に、シリンダ５を駆動し、プッシャー４を往復動させることにより、ホッパ２底部の処理灰を開口部３から灰溶融炉１の傾斜面１ａへと供給する。これにより、テルミット反応が起こり、上記処理灰が溶融処理温度の１３００℃〜１５００℃まで上昇して、上記処理灰に対する溶融処理が行われる。
そして、溶融された処理灰は、傾斜面１ａに沿って流下し、底部の排出部１ｂから、スラグ排出コンベヤ２０へと排出されて行く。
【００３９】
斯くして、灰溶融炉１における処理灰の溶融処理が開始された後においても、灰溶融炉１から排出された排ガスは、排ガス管３０から二次燃焼室３１へと送られる。そして、この二次燃焼室３１において、約９００℃の温度で二次燃焼され、排ガス中に含まれるダイオキシン類が分解されて無害化された後に、第１の排ガス冷却装置３３の上部に送られ、ノズル３３ａからの散水により直接冷却され、少なくとも５５０℃以下、好ましくは４５０℃以下、より好ましくは４００℃〜３００℃に急冷される。冷却された排ガスは、下流側の廃熱ボイラ３２の底部に導入され、内部の熱交換チューブ３２ａを上昇しつつ廃熱が回収される。また、上記廃熱ボイラ３２においては、所定の時間間隔で上記ヘッダ６ａから供給される蒸気によってスートブローが実施されることにより、上記熱交換チューブ３２ａに付着した異物が除去される。
【００４０】
次いで、この廃熱ボイラ３２を経た排ガスは、第２の排ガス冷却装置４０に送られ、下流位置にある図示されないバグフィルター等のろ過集塵機に流入する排ガス温度が常に２００℃以下、好ましくは１８０℃〜１５０℃になるように、さらに冷却された後に、当該ろ過集塵機や脱硝装置などにより別途無害化処理されて煙突から排出されてゆく。
【００４１】
このようにして、灰溶融炉１における処理灰の溶融処理が長期に続けられると、廃熱ボイラ３２においては、所定の時間間隔で上記ヘッダ６ａから供給される蒸気によってスートブローを実施し、上記熱交換チューブ３２ａに付着した塩類の揮発成分であるスケールやクリンカーを除去・排出し続けていても、このスケールやクリンカーは、完全に除去・排除されずに、廃熱ボイラ３２の壁面や熱交換チューブ３２ａ表面に蓄積・成長する。その結果、流路が狭まり、廃熱ボイラ３２の圧力損失が増大する。かかる情況は、廃熱ボイラ３２の前後の排ガス管３０に設けた図示しない圧力検出器の圧力差または二次燃焼室３１に設けた圧力検出器３６の圧力の増大によって検知される。
【００４２】
このような情況が検知され、圧力損失が例えば約３００ｍｍＨ₂Ｏ程度になると、先ず本実施形態に係る第１の運転時間延長操作が行われる。
つまり、この廃熱ボイラ３２に付着しているスケールやクリンカーは、第１の排ガス冷却装置３３の散水に伴って生ずる蒸気や飛沫の同伴によって湿っている状態になっている。この湿っている状態ではスートブロー操作では除去・排出できないスケールやクリンカーでも、乾燥状態に変わると、上記スートブローによって格段に除去・排除され易くなることを知見した。この第１の運転時間延長操作は、この知見に基づいて行われるものである。
【００４３】
すなわち、この第１の運転時間延長操作は、上記煙突の前段設けられた排ガスを吸引する上記誘引送風機が運転し続けていると共に、二次燃焼室３１のバーナ３１ａ（再加熱手段）が排ガスを再燃焼し続け、第２の排ガス冷却装置４０が、下流位置にあるろ過集塵機保護のために、該ろ過集塵機に流入する排ガス温度が常に２００℃以下、好ましくは１８０℃〜１５０℃になるようにノズル４０ａからの散水量が制御され、適宜排ガスを直接冷却している状態で、灰溶融炉１の温度を下げて、スタートアップの前半の状態と同様の灰溶融炉１内を処理灰の溶融処理温度未満の約１０００℃（１０００℃±５０℃）以下、好ましくは８００℃以下の温度に保持する。これにより、灰溶融炉１から排出されるスケールやクリンカーとなる揮発成分が無いかまたは少なく、廃熱ボイラ３２に付着するスケールやクリンカーが無いか極めて少ない状態になる。
【００４４】
灰溶融炉１内の温度が、この溶融処理温度未満の状態になると、第１の排ガス冷却装置３３の散水ノズル３３ａからの散水を停止すると共に、上記廃熱ボイラ３２の下部仕切室３２ｂ内に設けたスートブロー配管から蒸気を噴射してスートブローを１０分から２０分行い続ける。
この第１の運転時間延長操作により、第１の排ガス冷却装置３３の散水ノズル３３ａからの散水を停止しても、灰溶融炉１から排出されるスケールやクリンカーとなる揮発成分が無いか、または少なくなり、廃熱ボイラ３２に付着するスケールやクリンカーが無いか極めて少ない状態になると共に、この第１の排ガス冷却装置３３の散水停止によって、二次燃焼室３１からの排ガス温度が冷却されることなく、かつ乾燥した状態で廃熱ボイラ３２に流入し、廃熱ボイラ３２に付着していたスケールやクリンカーが乾燥状態になり、上記スートブローによってほぼ完全に除去・排除される。
【００４５】
かかる第１の運転時間延長操作によって、廃熱ボイラ３２の差圧は、ほぼスタートアップの状態にもどり、廃熱ボイラ３２に付着していたスケールやクリンカーがほぼ完全に取り除かれた状態にもどる。
この第１の運転時間延長操作が終了すると、再び第１の排ガス冷却装置３３の散水を開始すると共に、灰溶融炉１内を昇温し溶融処理を再び開始するわけである。
【００４６】
なお、通常のスートブロー操作の後に第１の運転時間延長操作を行うというサイクルを複数回繰り返すと（例えば１０サイクル）、もはやこの第１の運転時間延長操作によっては、廃熱ボイラ３２の増大した差圧を減少することができない状態になる。すなわち、溶融処理がさらに長期にわたり、塩類の揮発成分がスケールやクリンカーとして廃熱ボイラ３２の壁面や熱交換チューブ３２ａ表面に析出・成長し流路が狭まり、通常の上記スートブロー操作や第１の運転時間延長操作によっても上記スケールやクリンカーの析出によって廃熱ボイラ３２の圧力損失が増大する。かかる情況は、廃熱ボイラ３２の前後の排ガス管３０に設けた図示しない圧力検出器の圧力差または二次燃焼室３１に設けた圧力検出器３６の圧力の増大によって検知される。
【００４７】
このような情況が検知されると、廃熱ボイラ３２に係わる第２の運転時間延長操作が行われる。
すなわち、この第２の運転時間延長操作は、例えば圧力検出器３６によって、二次燃焼室３１内の圧力を検出し、廃熱ボイラ３２の壁面や熱交換チューブ３２ａの表面にスケールやクリンカーが析出・成長することにより流路が狭まつて背圧が生じ、通常の上記スートブロー操作や第１の運転時間延長操作によっても、上記二次燃焼室３１内の圧力が設定圧ｂよりも上昇した場合には、これを検出した圧力検出器３６からの信号により、徐々にバイパス弁３５が開く。
【００４８】
すると、排ガスの一部は、バイパス管３４から廃熱ボイラ３２を迂回して排ガス冷却装置４０へと送気されることにより、上記二次燃焼室３１の圧力が低下して、所定の負圧ｂに保持される。バイパス管３４を通っ高温の排ガスは、廃熱ボイラ３２からの排ガスと合流し、第２の排ガス冷却装置４０で、下流位置にあるろ過集塵機保護のために、該ろ過集塵機に流入する排ガス温度が常に２００℃以下、好ましくは１８０℃〜１５０℃になるようにノズル４０ａから散水され直接冷却される。
そして、上記バイパス弁３５が全開になるか、あるいはバイパス管３４を流れる排ガス量が多くなって、廃熱ボイラ３２における所望の熱交換が行われなくなった際に、はじめて灰溶融炉１の運転を停止し、上記廃熱ボイラ３２内に清掃を行う。
【００４９】
このように、上記構成からなる灰溶融炉の排ガス処理方法によれば、先ず処理灰の溶融処理によって灰溶融炉１から排出された排ガスを、廃熱ボイラ３２に送って廃熱を回収する際に、この廃熱ボイラ３２の上流側の第１の排ガス冷却装置３３において排ガス中に水を散水することによる水の潜熱を利用した直接冷却を行い５５０℃以下に急冷しているので、上記排ガス中の揮発成分が空中で析出し、これによって生成したスケール等は廃熱ボイラ３２の壁面等の伝熱面に付着した場合においても、スートブローによって除去・排出することができる。
【００５０】
さらに、上記灰溶融炉１の運転が継続されて、徐々に上記スケール等が廃熱ボイラ３２の伝熱面に堆積し、徐々に排ガス流路を狭めることにより廃熱ボイラ３２における排ガスの圧力損失が増大して例えば約３００ｍｍＨ₂Ｏ程度になった際には、上記誘引送風機の運転を継続したまま灰溶融炉１の温度を下げて、処理灰の溶融処理温度未満の約１０００℃以下、好ましくは８００℃以下の温度に保持し、灰溶融炉１から排出されるスケールやクリンカーとなる揮発成分が無いかまたは少なく、廃熱ボイラ３２に付着するスケールやクリンカーが無いか極めて少ない状態にした後に、第１の排ガス冷却装置３３の散水ノズル３３ａからの散水を停止すると共に、上記廃熱ボイラ３２の下部仕切室３２ｂ内に設けたスートブロー配管から蒸気を噴射してスートブローを行うようにしたので、廃熱ボイラ３２に付着していたスケールやクリンカーが乾燥状態になり、スートブローによって格段に除去・排除することができ、廃熱ボイラ３２をほぼスタートアップの状態に戻すことがてきる。
【００５１】
そこで、再び灰溶融炉１内の温度を上昇させて処理灰の溶融処理を行うとともに、第１の排ガス冷却装置３３において水による直接冷却を再開することにより、上記灰溶融炉１の運転を停止することなく、長期間にわたって処理灰の溶融処理を継続的かつ安定的に行うことができる。
加えて、従来のように、清掃作業のたびに灰溶融炉の運転を停止する必要が無く、容易に処理灰の溶融処理温度まで再び昇温することができるために、燃料費を浪費することが無く経済性にも優れる。
【００５２】
上記実施形態に示した灰溶融設備においては、バイパス管３４を、二次燃焼室３１と第１の排ガス冷却装置３３の間の排ガス管３０から分岐して、第１の排ガス冷却装置３３と廃熱ボイラ３２とを迂回するようにしたが、このバイパス管３４に代えて、図１中点線で示すように、排ガス冷却装置３３と廃熱ボイラ３２との間の排ガス管３０から分岐して、廃熱ボイラ３２だけを迂回するように、バイパス弁３５を介装したバイパス管３７としてもよい。これにより、下流位置にあるろ過集塵機保護のために排ガスを冷却する第２の排ガス冷却装置４０の負担が軽くなる。
【００５３】
また、この第２の排ガス冷却装置４０は、バイパス弁３５の開度操作する上記第２の運転時間延長操作を行わなければ、設けなくてもよい。なお、第２の排ガス冷却装置４０を省略した場合、灰溶融炉１の温度を下げて、スタートアップの前半の状態と同様の灰溶融炉１内を処理灰の溶融処理温度未満にして、第１の排ガス冷却装置３３の散水停止の状態で上記廃熱ボイラ３２のスートブロー操作を行う第１の運転時間延長操作を行う場合には、廃熱ボイラ、燃焼用空気予熱器、白煙防止用空気加熱器等の熱回収手段の能力を十分にして、下流位置にあるろ過集塵機等に高温の排ガスが行かないようにする必要がある。
【００５４】
さらに、上記実施の形態においては、本発明をテルミット式灰溶融炉１における排ガスの処理に適用した場合に付いてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、同様の処理灰を主体とする処理灰を酸素富化燃焼において溶融処理する灰溶融炉や、アーク放電加熱等により溶融処理する灰溶融炉等の他の形式の溶融炉、さらには二次燃焼室がない型式の灰溶融炉に対しても、同様に適用することが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、先ず灰溶融炉から排出された排ガスを熱回収手段の上流側において水による直接冷却を行うことにより、熱回収手段の壁面等の伝熱面に付着したスケール等の付着物の除去・排出を容易にすることができる。これに加えて、一定の運転期間の経過によって徐々に上記熱回収手段の伝熱面に付着したスケール等の付着物についても、一旦灰溶融炉内の温度を低下させて、排ガス中に含まれる揮発成分が無いかまたは少ない状態にするとともに、排ガスに対する上記直接冷却を停止して、高温かつ乾燥した排ガスを熱回収手段に送りって上記付着物を乾燥状態にしたうえで、スートブローするので、これによりこれをほぼ完全に除去・排除することができる。
【００５６】
この結果、上記灰溶融炉の運転を停止することなく、長期間にわたって処理灰の溶融処理を継続的かつ安定的に行うことができるとともに、従来のように、清掃作業のたびに灰溶融炉の運転を完全に停止する必要が無く、容易に処理灰の溶融処理温度まで再び昇温することができるために、燃料費を浪費することが無く経済性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を実施するための灰溶融設備を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１テルミット式灰溶融炉（灰溶融炉）
３０排ガス管
３１ａバーナ（再加熱手段）
３２廃熱ボイラ（熱回収手段）
３３第１の排ガス冷却装置
３３ａ散水ノズル
４０第２の排ガス冷却装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating exhaust gas discharged from an ash melting furnace for melting treatment ash such as incineration ash, fly ash, and incineration residue.
[0002]
[Prior art]
General waste such as municipal waste and industrial waste have been disposed of by landfill, but are now generally incinerated due to problems such as depletion of landfills and environmental destruction. However, even with the incineration treatment, the incineration ash that is the treatment product and the fly ash collected from the exhaust gas contain harmful substances such as heavy metals and dioxins. Has a problem.
For this reason, in recent years, treated ash such as incineration ash, fly ash, and incineration residue is introduced into a melting furnace and heated to a molten state in a high-temperature atmosphere using arc discharge, oxygen-enriched combustion, or thermite reaction. As a result, various ash melting facilities have been developed to detoxify harmful substances and reduce the volume of processed products.
[0003]
In this type of ash melting equipment, if a high temperature and a large amount of exhaust gas discharged from the ash melting furnace is released into the atmosphere as it is, waste of energy increases. A heat recovery means is disposed, and the heat of the exhaust gas is recovered by the heat recovery means to obtain a separate soot blow steam, and then separately detoxified and discharged from the chimney to the atmosphere.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, this type of ash melting furnace melts treated ash at a high temperature of 1200 ° C. or higher in the furnace, and therefore, various volatile components are contained in the exhaust gas discharged from the ash melting furnace. It is. And when heat recovery means such as a waste heat boiler that recovers heat from the exhaust gas is provided at the latter stage of the ash melting furnace, the exhaust gas is cooled in the heat recovery means, and the volatile component is used as a scale or clinker. As a result of precipitation and growth on the wall surface of the heat recovery means and the heat transfer surface of the heat exchange tube, this increases the pressure loss of the heat recovery means (increase in the flow resistance of the heat recovery means), There has been a problem that a bad effect such as blocking of the heat recovery means occurs.
[0005]
For this reason, in these various ash melting furnaces, when the pressure loss of the heat recovery means increases, the operation of the ash melting furnace is once stopped, and the inside of the heat recovery means is cleaned to remove deposits. There is a problem in that the smooth melting process itself is hindered when it is necessary to restart the operation, and thus the operation becomes frequent.
In addition, it is necessary to stop the operation of the ash melting furnace and raise the temperature again to the melting temperature of the treated ash every time the cleaning operation is performed. there were.
[0006]
Therefore, the present inventors conducted extensive investigations on the process of deposit formation in the heat recovery means, and found the following causes.
That is, in the ash melting furnace, since the treated ash is melted in a combustion atmosphere of 1200 ° C. or higher, and usually at an atmospheric temperature of 1300 ° C. to 1500 C, in the exhaust gas discharged from the ash melting furnace. Contains volatile components of various salts. Then, the exhaust gas is cooled in the inner wall portion and the heat exchange tube of the heat recovery means, and the volatile components are deposited and grown on the wall surface of the heat recovery means and the surface of the heat exchange tube as scales and clinker, thereby Defects such as tube blockage and narrowing of the flow path occur.
[0007]
However, when the exhaust gas at a high temperature is rapidly cooled by performing direct cooling using the latent heat of water generated by sprinkling water in the exhaust gas instead of indirect cooling on the upstream side of the heat recovery means, Volatile components are deposited in the air, and the scales and clinker generated by this are small in particle size. Unlike the scales and clinker deposited on the indirect cooling heat transfer surface, the heat transfer surface such as the wall surface of the heat recovery means. It was found that even when adhering to the surface, it can be removed and discharged by the soot blow described above.
[0008]
In addition, the scale and clinker attached to the heat recovery means are in a wet state due to entrainment of steam and droplets generated by direct cooling with water. In this wet state, the soot blow operation is performed. It has been found that even the remaining scale and clinker that are difficult to remove and discharge can be easily removed and eliminated by the above-mentioned soot blow when they change to a dry state.
Further, the volatile components of the salts that become scales and clinker are less likely to be generated at a temperature lower than the melting temperature of the treated ash, and particularly the temperature in the ash melting furnace is lower than a specific temperature (about 1000 ° C. ± If it is 50 degrees C or less, Preferably it is 800 degrees C or less) It came to the knowledge that the quantity contained in the exhaust gas from an ash melting furnace will decrease remarkably.
[0009]
The present invention is made by organically combining such findings, and can extend the operation stop interval due to clogging of the heat recovery means, etc., thereby enabling smooth melting of the treated ash. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment method for an ash melting furnace that is also economical and excellent in economy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to the present invention as set forth in claim 1 performs direct cooling with water by sucking the exhaust gas from the ash melting furnace with an induction blower, and then performs heat recovery through a heat recovery means. Then, an exhaust gas treatment method for an ash melting furnace that exhausts from a chimney, wherein when the pressure loss of the exhaust gas in the heat recovery means increases due to deposits from the exhaust gas, the induction blower is operated. While continuing, once the temperature in the ash melting furnace is lowered to a temperature lower than the melting treatment temperature of the treated ash, the direct cooling with the water is stopped, and then the deposits are removed by soot blow, and then the ash again The temperature inside the melting furnace is raised to perform the melting treatment of the treated ash, and the direct cooling with the water is restarted.
[0011]
Further, in the exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to the present invention, the exhaust gas of the ash melting furnace is first heated by the reheating means by sucking the exhaust gas of the ash melting furnace by an induction blower, and then directly cooled by water. An exhaust gas treatment method for an ash melting furnace that performs heat recovery through a heat recovery means and then exhausts from a chimney, and the pressure loss of the exhaust gas in the heat recovery means due to deposits from the exhaust gas While the operation of the induction blower and the heating by the reheating means are continued, the temperature in the ash melting furnace is once lowered to a temperature lower than the melting processing temperature of the treated ash and the water is increased. Direct cooling is stopped, and then the deposits are removed by soot blow. Then, the temperature in the ash melting furnace is raised again to perform the melting treatment of the treated ash, and the water It is characterized in that to resume the direct cooling with.
[0012]
In this case, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the temperature below the melting treatment temperature of the treated ash is that the ambient temperature in the ash melting furnace is 1050 ° C. or less. Furthermore, the invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the direct cooling with water cools the exhaust gas to 550 ° C. or less. It is a feature.
The invention described in claim 5 is characterized in that the ash melting furnace according to claims 1 to 4 is a thermite ash melting furnace.
[0013]
In the invention according to claim 1 or 2, when exhaust gas discharged from the ash melting furnace for melting the treated ash is sent to the heat recovery means to recover the waste heat, on the upstream side of the heat recovery means Direct cooling is performed by adding water to the exhaust gas. In this case, the exhaust gas is preferably rapidly cooled to 550 ° C. or lower by utilizing the latent heat of water as in the invention described in claim 4. As a result, even when the volatile components in the exhaust gas are deposited in the air and the scales and the like generated thereby adhere to the heat transfer surface such as the wall surface of the heat recovery means, they are removed and discharged by soot blow. Since the kimono is moistened by the direct cooling, it accumulates in the heat recovery means over time. For this reason, when a certain operation period elapses, the exhaust gas passage is gradually narrowed, and as a result, the pressure loss of the exhaust gas in the heat recovery means increases.
[0014]
Therefore, when this pressure loss reaches a predetermined value, the exhaust gas is heated by the reheating means as in the invention described in claim 2 while the operation of the induction blower is continued. Then, while the heating by the reheating means is continued, the temperature in the ash melting furnace is once lowered to a temperature lower than the melting processing temperature of the treated ash, preferably 1050 ° C. or lower as in the invention of claim 3. Hold. As a result, there is no or little volatile component that becomes scale and clinker discharged from the ash melting furnace, and there is no or very little scale and clinker attached to the heat recovery means. In such a state, by stopping the direct cooling of the exhaust gas by the water, the exhaust gas temperature is not cooled and flows into the heat recovery means in a dry state, and the scale or clinker attached to the heat recovery means Is dried.
[0015]
As a result, even scales and clinker that cannot be removed / discharged by the sootblow operation in a wet state are much easier to be removed / removed when they change to the dry state. Therefore, next, the temperature in the ash melting furnace is raised again to perform the melting treatment of the treated ash, and the direct cooling with the water is resumed, so that the melting treatment of the treated ash can be continued.
In addition, it is not necessary to stop the operation of the ash melting furnace every time cleaning work is performed, and fuel temperature is wasted because the temperature can be easily raised again to the melting temperature of the processed ash. There is no economic efficiency.
[0016]
Furthermore, a thermite ash melting furnace is known as this type of ash melting furnace. This ash melting furnace efficiently heats the treated ash using the combustion heat of fossil fuels (kerosene, light oil, etc.) by the burner installed in the furnace and the thermite reaction by the thermite agent mixed in the treated ash. And try to melt it. Here, the thermite reaction is a mixture of aluminum and iron oxide powder and heated to a certain high temperature (about 1100 ° C.)
Fe ₂ O ₃ + 2Al = 2Fe + Al ₂ O ₃ +829 kJ
2Fe + 3 / 2O ₂ = Fe ₂ O ₃ +823 kJ
As shown by the following, thermite reaction is caused by reduction of iron oxide and oxidation of iron, and a large amount of heat (829 kJ and 823 kJ) generated at this time is used to melt the treated ash from 1300 ° C. to 1500 ° C. A high temperature atmosphere of ℃ is obtained.
[0017]
Therefore, in the thermite type ash melting furnace, by using aluminum dross and waste iron oxide discharged as a residue in the process of aluminum refining as the aluminum and iron oxide, with less energy by heating means such as a burner, It is possible to efficiently perform the melting treatment of the treated ash, which is excellent in economic efficiency, and it is very easy to stop the ash melting furnace or start up again.
[0018]
Therefore, when the invention according to any one of claims 1 to 4 is applied to the thermite ash melting furnace as an ash melting furnace, particularly as in the invention according to claim 5, the operating time of the present invention The extended operation makes it easier to drive and has a remarkable effect.
In the invention according to any one of claims 1 to 5, the form of direct contact with water includes watering or water spray for adding water to the exhaust gas. Therefore, there is also included a mode in which gas is added to the exhaust gas along with water, as in the case of spraying water using pressurized air like spray.
[0019]
Further, in the invention according to any one of claims 1 to 5, as the heat recovery means, a waste heat boiler or an exhaust gas economizer that recovers waste heat from the exhaust gas discharged from the ash melting furnace and generates steam is used. Various heat recovery means are applicable.
Further, in the invention of claim 3, the temperature below the melting treatment temperature of the treated ash is preferably such that the ambient temperature in the ash melting furnace is 800 ° C. or less.
In the invention of claim 4, the direct cooling with water is preferably performed to cool the exhaust gas to 450 ° C. or less, more preferably 400 ° C. to 300 ° C.
[0020]
Furthermore, as an apparatus for carrying out the invention according to any one of claims 1 to 3, the first exhaust gas cooling capable of directly cooling the exhaust gas discharged from the ash melting furnace by water addition and stopping the water addition. A heat recovery means for recovering heat from the exhaust gas from the first exhaust gas cooling device heat recovery means, a second exhaust gas cooling device for directly cooling the exhaust gas from the heat recovery means with water or air, and An induction blower that sucks exhaust gas from the ash melting furnace and exhausts it to the chimney, a pressure detector that directly or indirectly detects pressure loss of the heat recovery means caused by deposits from the exhaust gas, and a heat recovery means An exhaust gas treatment apparatus for an ash melting furnace provided with soot blowing means for removing the deposits is desirable.
[0021]
Moreover, as an apparatus for carrying out the invention according to any one of claims 2 to 5, a secondary combustion chamber having reheating means for reheating exhaust gas from the ash melting furnace, and the secondary combustion chamber are discharged. A first exhaust gas cooling device capable of directly cooling the exhaust gas by water addition and stopping the water addition, a heat recovery means for recovering heat from the exhaust gas from the first exhaust gas cooling device heat recovery means, and heat recovery A second exhaust gas cooling device that directly cools the exhaust gas from the means with water or air, an induction blower that sucks the exhaust gas from the ash melting furnace and exhausts it to the chimney, and the heat recovery caused by deposits from the exhaust gas An exhaust gas treatment apparatus for an ash melting furnace comprising a pressure detector for directly or indirectly detecting the pressure loss of the means and a soot blow means for removing the deposits of the heat recovery means is desirable.
[0022]
In any of such apparatuses, the deposits on the heat recovery means can be dried to soot blow, which can be removed and eliminated almost completely, and a bag filter downstream of the heat recovery means, etc. It is possible to protect the filter device and the like. In addition to the operation time extension operation of the present invention, the heating means keeps the inside of the ash melting furnace maintained at a temperature lower than the melting treatment temperature of the treated ash, and the exhaust gas generated in the ash melting furnace is heated. It is possible to carry out a start-up method of the ash melting facility that starts the melting process of the treated ash in the ash melting furnace after the heat recovery means is sufficiently heated after being sent to the recovery means and the heat recovery means is sufficiently heated. In addition, it is possible to prevent adverse effects such as the volatile components contained in the exhaust gas being deposited on the heat recovery means and blocking the exhaust gas flow path, so that the processing ash can be smoothly melted.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an ash melting facility using a thermite ash melting furnace to which an embodiment of an exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes a thermite ash melting furnace. is there.
The ash melting furnace 1 is integrally provided with a hopper 2 for storing incinerated ash mixed with a predetermined proportion of thermite agent and treated ash containing fly ash, and at the bottom of the hopper 2, An opening 3 communicating with the ash melting furnace 1 is formed. A pusher 4 for supplying the treated ash in the hopper 2 into the ash melting furnace 1 is provided at a position facing the opening 3. Reference numeral 5 denotes a cylinder that reciprocates the pusher 4.
[0024]
Further, on the upper part of the hopper 2, a processing means for processing ash is provided. The conveying means includes a supply hopper 7 that stores the processed ash to be melted, a conveyor 8 that conveys the processed ash discharged from the supply hopper 7, and a processed ash that is interposed in the conveyor 8 and conveyed by the conveyor. Is composed of a screw conveyor 10 for measuring the weight of the steel and a supply device 9 for supplying a thermite melting agent at a predetermined ratio to the treated ash conveyed by the conveyor 8, and a certain ratio of thermite melting. The treated ash mixed with the agent is introduced into the upper part of the hopper 2.
[0025]
Here, the thermite agent supply device 9 includes an aluminum container 11 in which aluminum dross powder as an aluminum component is stored, an iron oxide container 12 in which waste iron oxide powder as an iron oxide component is stored, and these containers 11, The aluminum dross powder and waste iron oxide powder supplied from 12 are packed in a plastic bag at a ratio of 2: 1 corresponding to the above-described reaction formula and sealed to form a thermite melting agent. And a bag supply device 13 that is supplied to the top, and is controlled to supply the thermite melting agent at a constant ratio to the treated ash based on the weight detection signal of the screw conveyor 10. ing.
[0026]
On the other hand, a non-contact level detector 14 using ultrasonic waves or the like for detecting the level of the treated ash supplied by the conveying means is attached to the side wall of the hopper 2. Based on the detection signal from the level detector 14, the control unit (not shown) controls the conveyor 8, the thermite supply device 9 and the screw conveyor 10 to be started simultaneously and stopped simultaneously. Yes.
[0027]
Further, the ash melting furnace 1 has a bottom portion to which treated ash is continuously supplied to the opening 3 formed by an inclined surface 1a, and a melt discharge portion 1b is formed below the inclined surface 1a. ing. Further, a plurality of burners 16 are disposed on the ceiling portion 15 inclined corresponding to the inclined surface 1 a, and a thermocouple temperature detector 17 is disposed at the center of the burners 16. ing. Incidentally, the temperature detector 17 is attached at a position for detecting the atmospheric temperature in the molten region of the treated ash which moves the inclined surface 1a downward. And the control means which reciprocates the pusher 4 via the cylinder 5 based on the detection signal from this temperature detector 17 is provided, The control set value in this control means is the range of 1200 to 1400 degreeC, Preferably, the value is selected from the range of 1250 ° C. to 1350 ° C. depending on the type of furnace, the properties of the treated ash, and the like. Therefore, when the temperature in the waste melting furnace 1 reaches the control set value, the pusher 4 is activated and a new amount of treated ash mixed with the thermite agent is introduced into the waste melting furnace 1.
[0028]
A slag discharge conveyor 20 storing water at the bottom is disposed below the discharge part 1 b of the ash melting furnace 1, and the slag transferred by the conveyor 20 is stored in the slag bunker 21. .
On the other hand, on the exhaust gas exhaust side of the ash melting furnace 1, a burner 31 a (reheating means) for reheating the exhaust gas is sequentially provided along the exhaust gas pipe 30 to reburn the exhaust gas from the ash melting furnace 1. A secondary combustion chamber 31 for decomposing dioxins and a water spray nozzle 33a are provided on the ceiling, and a first cooling system that cools the exhaust gas sent from the secondary combustion chamber 31 by direct cooling using the latent heat of water. Like the exhaust gas cooling device 33, the waste heat boiler (heat recovery means) 32 that recovers heat from the exhaust gas that has passed through the secondary combustion chamber 31 and the first exhaust gas cooling device 33, and the first exhaust gas cooling device 33, A second exhaust gas cooling device 40 having a watering nozzle 40a is disposed, and the exhaust gas that has passed through the second exhaust gas cooling device 40 is separately detoxified by a filtration dust collector such as a bag filter (not shown). And it is discharged from the chimney Te.
[0029]
Here, the header 6a of the circulating boiler water line 6 of the waste heat boiler 32 is provided with a pressure detector 18 for detecting the pressure of steam generated by heat exchange. In the lower partition chamber 32b of the waste heat boiler 32 into which the exhaust gas is introduced, a soot blow pipe (soot blow means) for injecting the steam in the header 6a toward the vicinity of the inlet of the heat exchange tube 32a is provided. (Not shown).
In addition, an induction blower (not shown) that sucks the exhaust gas in the exhaust gas pipe 30 is provided in front of the chimney.
[0030]
A bypass pipe 34 that bypasses the first exhaust gas cooling device 33 and the waste heat boiler 32 is branched to the exhaust gas pipe 30 between the secondary combustion chamber 31 and the first exhaust gas cooling device 33. The bypass pipe 34 is provided with a bypass valve 35 such as a butterfly valve whose opening degree can be continuously adjusted between fully open and fully closed.
Further, each of the ash melting furnace 1 and the secondary combustion chamber 31 is provided with a pressure detector for detecting the internal pressure, and the first exhaust gas cooling device 33, the waste heat boiler 32, and the second exhaust gas cooling device 40. The exhaust gas pipe 30 between the filtration dust collector and the induction blower is also provided with a pressure detector that detects the pressure (in the figure, the internal pressure provided in the secondary combustion chamber 31 is detected). Display only the pressure detector 36).
[0031]
Then, the removal and discharge management of dust, scale, clinker and the like of the waste heat boiler 32 and the filtration dust collector control means is performed so that the pressure in the ash melting furnace 1 and the secondary combustion chamber 31 is always negative with respect to the atmospheric pressure. Is called. Separately from this management, the bypass valve 35 is configured so that the pressure b in the ash melting furnace 1 is always negative based on the pressure of the exhaust gas detected by the pressure detector 36 in the secondary combustion chamber 31. The opening degree is controlled by the control means so that the pressure a in the secondary combustion chamber 31 becomes a negative pressure (b <a <0) within a predetermined range with respect to the atmospheric pressure.
[0032]
Further, a rotary valve is provided at the bottom of each of the secondary combustion chamber 31, the first exhaust gas cooling device 33, the waste heat boiler 32, and the second exhaust gas cooling device 40, and dust containing heavy metals collected by these rotary valves. Scales, clinker and the like are discharged from the discharge pipe 41, a chelating agent is added separately, and finally the cement is solidified.
[0033]
Next, an embodiment of an exhaust gas treatment method for an ash melting furnace of the present invention using the ash melting facility having the above-described configuration will be described.
First, while transferring the treated ash in the supply hopper 7 by the conveyor 8, the thermite agent is mixed by supplying the thermite agent from the supply device 9 for every fixed ratio of the treated ash based on the load of the screw conveyor 10. The treated ash is supplied into the hopper 2. Based on the detection signal from the level detector 14, the supply amount to the hopper 2 is determined so that the conveyor 8, the thermite supply device 9 and the screw conveyor 10 are simultaneously turned on when the upper surface of the treated ash in the hopper 2 reaches the lower limit. Control that starts and stops as soon as the upper surface of the treated ash reaches the upper limit is performed by control means (not shown).
[0034]
On the other hand, with respect to the ash melting furnace 1, in a state where the processed ash in the middle of the previous melting process remains, or in a state in which new processed ash is additionally supplied into the ash melting furnace in advance, the first stage of the chimney While starting the said induction blower which suck | inhales the provided waste gas, all the burners 16 of the ash melting furnace 1 and the burner 31a (reheating means) of the secondary combustion chamber 31 are ignited, and the ash melting furnace 1 and secondary Heating of the combustion chamber 31 is started. At this stage, water is not yet sprinkled from the watering nozzle 33a of the first exhaust gas cooling device 33, and the exhaust gas is not directly cooled. Further, the second exhaust gas cooling device 40 is provided with a nozzle 40a so that the exhaust gas temperature flowing into the filtration dust collector is always 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. to 150 ° C., in order to protect the filtration dust collector at the downstream position. The amount of water sprayed is controlled, and the exhaust gas is directly cooled as appropriate.
[0035]
When the inside of the ash melting furnace 1 is heated by all the burners 16 and the furnace temperature reaches about 1000 ° C. (1000 ° C. ± 50 ° C.), a part of the burners 16 (for example, 5 The above-mentioned heating is continued for a certain time while the inside of the ash melting furnace 1 is maintained in a temperature range (1000 ° C. ± 50 ° C.) in which the thermite reaction does not occur. Thereby, the exhaust gas discharged from the ash melting furnace 1 is sucked by the induction blower provided in the front stage of the chimney, recombusted in the secondary combustion chamber 31, and the exhaust gas after the dioxins are decomposed is sprinkled. It is sent to a waste heat boiler (heat recovery means) 32 through a first exhaust gas cooling device 33 that is not. And while this waste heat boiler 32 collect | recovers waste heat, the water of the circulation boiler water line 6 evaporates with the collect | recovered heat, and the steam pressure in the header 6a rises. In parallel with this, the inner wall surface of the lower partition 32b of the waste heat boiler 32 through which the exhaust gas passes and the heat exchange tube 32a are heated, and the surface temperature rises.
[0036]
In such a stage, since the inside of the ash melting furnace 1 is maintained at about 1000 ° C., which is lower than the melting temperature of the treated ash, there is little or no volatile component serving as a scale or clinker discharged from the ash melting furnace 1, There is no or very little scale or clinker attached to the waste heat boiler 32.
[0037]
Then, after the pressure detector 18 provided in the header 6a reaches 0.5 MPaG, the heating in the ash melting furnace 1 is switched to the heating by all the burners 16, and the watering nozzle 33a of the first exhaust gas cooling device 33 is switched. Water spray from the start, and direct cooling of the exhaust gas begins.
That is, the exhaust gas from the ash melting furnace 1 is recombusted in the secondary combustion chamber 31 and the exhaust gas after the dioxins are decomposed is sent to the first exhaust gas cooling device 33 to directly cool it using the latent heat of water. To at least 550 ° C. or less, preferably 450 ° C. or less, more preferably 400 ° C. to 300 ° C. As a result, by raising the temperature in the ash melting furnace 1 to the melting processing temperature, the volatile components that become scales and clinker in the exhaust gas discharged from the ash melting furnace 1 are remarkably increased. The volatile components in the exhaust gas are deposited in the air. Since the scale and clinker generated thereby have a small particle size made of salt, even if they adhere to the wall surface of the waste heat boiler 32 at the subsequent stage, they can be easily removed and discharged by soot blow.
[0038]
Next, when the temperature in the furnace detected by the temperature detector 17 reached 1200 ° C., it preferably reached a temperature selected from the range of 1200 ° C. to 1400 ° C. depending on the type of furnace, the properties of the treated ash, etc. At that time, the cylinder 5 is driven and the pusher 4 is reciprocated to supply the treated ash at the bottom of the hopper 2 from the opening 3 to the inclined surface 1 a of the ash melting furnace 1. Thereby, a thermite reaction occurs, the treated ash rises to a melt treatment temperature of 1300 ° C. to 1500 ° C., and the melt treatment for the treated ash is performed.
Then, the melted treated ash flows down along the inclined surface 1 a and is discharged from the bottom discharge portion 1 b to the slag discharge conveyor 20.
[0039]
Thus, the exhaust gas discharged from the ash melting furnace 1 is sent from the exhaust gas pipe 30 to the secondary combustion chamber 31 even after the ash melting furnace 1 starts the melting treatment of the treated ash. In the secondary combustion chamber 31, secondary combustion is performed at a temperature of about 900 ° C., and dioxins contained in the exhaust gas are decomposed and rendered harmless, and then sent to the upper part of the first exhaust gas cooling device 33. The water is directly cooled by watering from the nozzle 33a and is rapidly cooled to at least 550 ° C. or less, preferably 450 ° C. or less, more preferably 400 ° C. to 300 ° C. The cooled exhaust gas is introduced into the bottom of the waste heat boiler 32 on the downstream side, and the waste heat is recovered while ascending the internal heat exchange tube 32a. Further, in the waste heat boiler 32, the soot blow is performed by the steam supplied from the header 6a at a predetermined time interval, so that the foreign matter attached to the heat exchange tube 32a is removed.
[0040]
Next, the exhaust gas that has passed through the waste heat boiler 32 is sent to the second exhaust gas cooling device 40, and the exhaust gas temperature that flows into a filter dust collector such as a bag filter (not shown) located downstream is always 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. After further cooling so as to reach ˜150 ° C., it is further detoxified by the filter dust collector, denitration device, etc. and discharged from the chimney.
[0041]
In this way, when the ash melting process in the ash melting furnace 1 is continued for a long time, the waste heat boiler 32 performs soot blow with steam supplied from the header 6a at predetermined time intervals, and the heat Even if the scale and clinker, which are volatile components of the salts adhering to the exchange tube 32a, are continuously removed and discharged, the scale and clinker are not completely removed and eliminated, and the wall surface of the waste heat boiler 32 and the heat exchange tube are removed. Accumulate and grow on the surface of 32a. As a result, the flow path is narrowed, and the pressure loss of the waste heat boiler 32 is increased. Such a situation is detected by a pressure difference of a pressure detector (not shown) provided in the exhaust gas pipe 30 before and after the waste heat boiler 32 or an increase in pressure of the pressure detector 36 provided in the secondary combustion chamber 31.
[0042]
When such a situation is detected and the pressure loss becomes about 300 mmH ₂ O, for example, first, the first operation time extension operation according to the present embodiment is performed.
That is, the scale and clinker adhering to the waste heat boiler 32 are in a wet state due to entrainment of steam and droplets generated with watering of the first exhaust gas cooling device 33. It has been found that even in the wet state, even scales and clinker that cannot be removed / discharged by the sootblow operation are much easier to be removed / removed by the sootblow if they change to a dry state. This first operation time extension operation is performed based on this knowledge.
[0043]
That is, in the first operation time extension operation, the induction blower for sucking the exhaust gas provided in front of the chimney continues to operate, and the burner 31a (reheating means) of the secondary combustion chamber 31 releases the exhaust gas. The second exhaust gas cooling device 40 keeps re-burning, and in order to protect the filter dust collector at the downstream position, the exhaust gas temperature flowing into the filter dust collector is always 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. to 150 ° C. In the state where the amount of water sprayed from the nozzle 40a is controlled and the exhaust gas is directly cooled as appropriate, the temperature of the ash melting furnace 1 is lowered, and the ash melting furnace 1 in the same state as in the first half of the start-up is melted. The temperature is maintained at a temperature of about 1000 ° C. (1000 ° C. ± 50 ° C.) or less, preferably 800 ° C. or less. Thereby, there is no or little volatile component which becomes the scale and clinker discharged from the ash melting furnace 1, and there is no or very little scale and clinker attached to the waste heat boiler 32.
[0044]
When the temperature in the ash melting furnace 1 is lower than the melting processing temperature, the water spraying from the water spray nozzle 33a of the first exhaust gas cooling device 33 is stopped, and the inside of the lower partition chamber 32b of the waste heat boiler 32 is stopped. Steam is injected from the provided soot blow pipe and soot blow is continued for 10 to 20 minutes.
Even if the watering from the watering nozzle 33a of the first exhaust gas cooling device 33 is stopped by this first operation time extension operation, there is no volatile component serving as a scale or clinker discharged from the ash melting furnace 1, or The amount of scale and clinker adhering to the waste heat boiler 32 is reduced or the state becomes extremely small, and the exhaust gas temperature from the secondary combustion chamber 31 is cooled by stopping the first exhaust gas cooling device 33 from being sprinkled. However, the scale and clinker that have flowed into the waste heat boiler 32 in a dry state and adhered to the waste heat boiler 32 become dry, and are almost completely removed and eliminated by the soot blow.
[0045]
By the first operation time extension operation, the differential pressure of the waste heat boiler 32 returns to almost the start-up state, and the scale and clinker attached to the waste heat boiler 32 are almost completely removed.
When the first operation time extension operation is completed, water spraying of the first exhaust gas cooling device 33 is started again, the inside of the ash melting furnace 1 is heated and the melting process is started again.
[0046]
In addition, when the cycle of performing the first operation time extension operation after the normal soot blow operation is repeated a plurality of times (for example, 10 cycles), the increased difference in the waste heat boiler 32 is no longer caused by the first operation time extension operation. The pressure cannot be reduced. That is, the melting process is further prolonged, and volatile components of salts are deposited and grown on the wall surface of the waste heat boiler 32 and the surface of the heat exchange tube 32a as scales and clinker, and the flow path is narrowed. The pressure loss of the waste heat boiler 32 is also increased by the time extension operation due to the deposition of the scale and clinker. Such a situation is detected by a pressure difference of a pressure detector (not shown) provided in the exhaust gas pipe 30 before and after the waste heat boiler 32 or an increase in pressure of the pressure detector 36 provided in the secondary combustion chamber 31.
[0047]
When such a situation is detected, the second operation time extension operation related to the waste heat boiler 32 is performed.
That is, in the second operation time extension operation, for example, the pressure in the secondary combustion chamber 31 is detected by the pressure detector 36, and scales and clinker are deposited on the wall surface of the waste heat boiler 32 and the surface of the heat exchange tube 32a. When the growth causes the flow path to narrow and back pressure is generated, and the pressure in the secondary combustion chamber 31 rises above the set pressure b by the normal soot blow operation or the first operation time extension operation. The bypass valve 35 is gradually opened by a signal from the pressure detector 36 that detects this.
[0048]
Then, a part of the exhaust gas bypasses the waste heat boiler 32 from the bypass pipe 34 and is sent to the exhaust gas cooling device 40, whereby the pressure in the secondary combustion chamber 31 is reduced and a predetermined negative pressure is generated. b. The high-temperature exhaust gas that has passed through the bypass pipe 34 merges with the exhaust gas from the waste heat boiler 32, and the second exhaust gas cooling device 40 has a temperature of exhaust gas flowing into the filter dust collector to protect the filter dust collector at the downstream position. Water is sprayed from the nozzle 40a and directly cooled so that the temperature is always 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. to 150 ° C.
Then, when the bypass valve 35 is fully opened or the amount of exhaust gas flowing through the bypass pipe 34 increases and the desired heat exchange in the waste heat boiler 32 is not performed, the ash melting furnace 1 is operated for the first time. Stop and clean in the waste heat boiler 32.
[0049]
Thus, according to the exhaust gas treatment method for an ash melting furnace having the above-described configuration, first, exhaust gas discharged from the ash melting furnace 1 by melting treatment ash is sent to the waste heat boiler 32 to recover waste heat. In addition, since the first exhaust gas cooling device 33 upstream of the waste heat boiler 32 performs direct cooling using the latent heat of water by sprinkling water into the exhaust gas, the exhaust gas is rapidly cooled to 550 ° C. or less. Even when the volatile components therein are deposited in the air and the scales and the like generated thereby adhere to the heat transfer surface such as the wall surface of the waste heat boiler 32, they can be removed and discharged by soot blow.
[0050]
Furthermore, as the operation of the ash melting furnace 1 is continued, the scale and the like are gradually deposited on the heat transfer surface of the waste heat boiler 32, and the exhaust gas pressure loss in the waste heat boiler 32 is gradually reduced by narrowing the exhaust gas passage. Is increased to, for example, about 300 mmH ₂ O, the temperature of the ash melting furnace 1 is lowered while the operation of the induction blower is continued, and is about 1000 ° C. or less, preferably less than the melting processing temperature of the treated ash. Is maintained at a temperature of 800 ° C. or less, and there is no or little volatile component serving as a scale or clinker discharged from the ash melting furnace 1, and there is no or very little scale or clinker adhering to the waste heat boiler 32. The water spray from the water spray nozzle 33a of the first exhaust gas cooling device 33 is stopped and steam is supplied from the soot blow pipe provided in the lower partition chamber 32b of the waste heat boiler 32. Since the soot blow is performed by spraying, the scale and clinker adhering to the waste heat boiler 32 are in a dry state and can be removed and eliminated by the soot blow. The waste heat boiler 32 is almost in a start-up state. Can come back.
[0051]
Then, the temperature in the ash melting furnace 1 is raised again to perform the melting treatment of the treated ash, and the direct cooling with water is resumed in the first exhaust gas cooling device 33 to stop the operation of the ash melting furnace 1. Therefore, it is possible to continuously and stably carry out the melting treatment of the treated ash over a long period of time.
In addition, it is not necessary to stop the operation of the ash melting furnace every time cleaning work is performed, and fuel temperature is wasted because the temperature can be easily raised again to the melting temperature of the processed ash. There is no economic efficiency.
[0052]
In the ash melting facility shown in the above-described embodiment, the bypass pipe 34 is branched from the exhaust gas pipe 30 between the secondary combustion chamber 31 and the first exhaust gas cooling device 33, so that the first exhaust gas cooling device 33 and the waste gas are disposed. The heat boiler 32 is bypassed, but instead of the bypass pipe 34, as shown by the dotted line in FIG. 1, it branches from the exhaust gas pipe 30 between the exhaust gas cooling device 33 and the waste heat boiler 32, It is good also as the bypass pipe 37 which interposed the bypass valve 35 so that only the waste heat boiler 32 may be bypassed. Thereby, the burden of the 2nd exhaust gas cooling device 40 which cools exhaust gas for protection of the filter dust collector in a downstream position becomes light.
[0053]
Further, the second exhaust gas cooling device 40 may not be provided unless the second operation time extension operation for opening the bypass valve 35 is performed. When the second exhaust gas cooling device 40 is omitted, the temperature of the ash melting furnace 1 is lowered so that the inside of the ash melting furnace 1 similar to that in the first half of the start-up is less than the melting processing temperature of the treated ash. When the first operation time extension operation for performing the soot blow operation of the waste heat boiler 32 is performed in the state where the sprinkling of the exhaust gas cooling device 33 is stopped, the waste heat boiler, the combustion air preheater, and the air heating for white smoke prevention It is necessary to increase the capacity of the heat recovery means such as a vessel so that high-temperature exhaust gas does not flow to the filtration dust collector or the like in the downstream position.
[0054]
Furthermore, in the said embodiment, although demonstrated only about the case where this invention was applied to the process of the waste gas in the thermite type ash melting furnace 1, it is not limited to this, The same process ash is mainly used. Other types of melting furnaces, such as an ash melting furnace that melts treated ash in oxygen-enriched combustion, an ash melting furnace that melts by arc discharge heating, etc., and a type of ash melting furnace that does not have a secondary combustion chamber It is possible to apply to the above as well.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in any one of claims 1 to 4, first, the exhaust gas discharged from the ash melting furnace is directly cooled with water on the upstream side of the heat recovery means, thereby recovering heat. It is possible to easily remove and discharge the deposits such as the scale attached to the heat transfer surface such as the wall surface of the means. In addition to this, deposits such as scales gradually adhering to the heat transfer surface of the heat recovery means gradually decrease the temperature in the ash melting furnace and are contained in the exhaust gas after a certain period of operation. Since there is no or little volatile component, the direct cooling to the exhaust gas is stopped, the exhaust gas dried at high temperature is sent to the heat recovery means to dry the deposit, and soot blow is performed. As a result, this can be removed and eliminated almost completely.
[0056]
As a result, the ash melting furnace can be continuously and stably melted over a long period of time without stopping the operation of the ash melting furnace. Since it is not necessary to completely stop the operation and the temperature can be easily raised again to the melting temperature of the treated ash, fuel cost is not wasted and the economy is excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an ash melting facility for carrying out an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Thermite ash melting furnace (ash melting furnace)
30 Exhaust gas pipe 31a Burner (reheating means)
32 Waste heat boiler (heat recovery means)
33 1st exhaust gas cooling device 33a Sprinkling nozzle 40 2nd exhaust gas cooling device

Claims

An exhaust gas treatment method for an ash melting furnace in which the exhaust gas of the ash melting furnace is directly cooled by water by sucking the exhaust gas from the ash melting furnace, and then heat is recovered through the heat recovery means, and then exhausted from the chimney.
When the pressure loss of the exhaust gas in the heat recovery means increases due to the deposits from the exhaust gas, the temperature in the ash melting furnace is once changed to the processing ash melting process while the operation of the induction fan continues. The temperature is lowered to a temperature lower than the temperature, and the direct cooling with water is stopped, and then the deposits are removed by soot blow, and then the temperature in the ash melting furnace is raised again to perform the melting treatment of the treated ash. An exhaust gas treatment method for an ash melting furnace, wherein direct cooling with water is resumed.

The exhaust gas from the ash melting furnace is sucked by an induction blower, first heated by reheating means, then cooled directly by water, then heat recovered through heat recovery means, and then ash melt exhausted from the chimney A furnace exhaust gas treatment method comprising:
When the pressure loss of the exhaust gas in the heat recovery means increases due to the deposits from the exhaust gas, the operation of the induction blower and the heating by the reheating means are continued and once in the ash melting furnace The temperature of the ash melting furnace is decreased to a temperature lower than the melting treatment temperature of the treated ash, and the direct cooling with the water is stopped, and then the deposits are removed by soot blow, and then the temperature in the ash melting furnace is increased again to increase the temperature. An exhaust gas treatment method for an ash melting furnace, wherein the treated ash is melted and direct cooling with water is resumed.

The exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to claim 1 or 2, wherein the temperature below the melting treatment temperature of the treated ash has an atmospheric temperature in the ash melting furnace of 1050 ° C or lower.

4. The exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to claim 1, wherein the direct cooling with water cools the exhaust gas to 550 ° C. or less.

The exhaust gas treatment method for an ash melting furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein the ash melting furnace is a thermite type ash melting furnace.