JP3787853B2 - 廃棄物溶融炉の排ガス冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は都市ゴミや産業廃棄物等の焼却残渣を溶融処理する廃棄物溶融炉に関するもので、さらに詳しくは、その排気口や集塵装置等の排ガス経路に排ガス中のダストが付着するのを防止するため、排ガスを冷却する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却炉ではその焼却過程で低沸点物質が揮発するほか、ばいじんが多量に発生する。この飛散したばいじん（以下、飛灰という）は、後続のボイラ，ガス冷却塔，反応塔および集塵機等で落下または補修されるが、飛灰中には鉛，亜鉛などの重金属や有機塩素化炭素水素のような有毒物質を多く含むため、周知のように従来からアーク炉等の溶融炉で溶融処理する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで飛灰は、溶融炉に投入されるとその相当部分が再揮散し、溶融炉の排気口以降での冷却に従い析出し排ガスダクトの内壁面に付着堆積し、放置すると短期間で排気経路が閉塞するため、その清掃，メンテナンスに多大なコストを要する状況であった。
【０００４】
そこで、本発明者等は飛灰付着のメカニズムについて、溶融炉から揮散したガス物質が排ガスダクト内で温度が下がり、まず液滴状に析出してダクト内面に付着し固体となるため積層生長するものと考えた。また堆積ダストの厚み大きくなると、水冷してもダスト層が断熱作用を持ち排ガスの熱でダストが焼結しその焼結層を排除することは困難であることを経験した。そして排ガス温度が３００℃〜９００℃のときはダクト内面に付着した飛灰が焼結し、９００℃以上では溶融し、３００℃以下では焼結が生じないことを見出した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物溶融炉の排ガス冷却装置は、上記知見に基づきなされたもので、廃棄物溶融炉の天井壁に排ガスを導出する縦ダクトを立上り状に設け、掻板を該縦ダクトの内面に近接して移動するように設けると共に、該縦ダクトに冷却用空気吹込用の小孔を該縦ダクトの下部側にて密になるように多数開設し、該縦ダクトの出口部の排ガス温度が３００℃以下となるように該小孔から冷却用空気を吹込むようにしたことを特徴とする。
また本発明は上記廃棄物溶融炉の排ガス冷却装置において、縦ダクトの外周に冷却用空気チャンバーを設けると共に該チャンバーをさらに囲うように水冷ジャケットを設けてなることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
多数の小孔により縦ダクト内面のダスト付着が防止できると共に、該小孔から吹込まれる冷却用空気が排ガスと混じることにより排ガスを３００℃以下に急冷でき、後続する排ガス経路中で付着ダストが焼結するのを確実に防ぐ。また、掻板により縦ダクトの閉塞は確実に防止できる。
また、小孔は縦ダクトの下部側における排ガス温度の高い部分で密に開設することによりダスト付着をより効果的に解消させる。
また、冷却用空気チャンバー，水冷ジャケット等を設けて縦ダクト自体を冷却することにより、縦ダクトの過熱による損耗を防ぐと共にダストの付着を防止する。
また、掻板が退避し得るポケットを設けることにより、掻板を作動させてないときの排ガス流路の必要な断面積を確保する。
さらに掻板の開口率を７０％以上とすることにより掻板作動中における排ガスの流通抵抗を軽減させる。
【０００７】
【実施例】
次に本発明の一実施例を図面と共に説明する。図１にアーク式の廃棄物溶融炉の概略を示し、図中１は炉体、２は天井壁３を貫通し該炉体１中に垂下する棒状の電極、４は廃棄物の投入口、５は溶融スラグ流出口である。
【０００８】
６は図２に示したように天井壁３に立上り状に設けた排ガス導出用の円筒形の縦ダクト、７は該縦ダクト６の上端より水平方向に屈折状に設けられた後続ダクト、８はさらに該後続ダクト７にフランジ９を介して接続され集塵機（図示せず）等に排ガスを導く排ガスダクトである。縦ダクト６には直径６ミリ程度の小孔１０を多数開設する。なお小孔１０の開設の密度は縦ダクト６の下部側１１にて密なるようにその小孔１０の開設ピッチを狭くしている。１２は縦ダクト６の外周に設けられた冷却用空気チャンバーで、該チャンバー１２には給気口１３より流量制御弁１４を介して冷却用空気が供給され、該チャンバー１２内に圧送された空気が小孔１０から後続ダクト７内に吹出るようにしている。また、１５はチャンバー１２の外周を囲うように設けられた水冷ジャケットで、該水冷ジャケット１５に給水管１６より冷却水が供給され、該冷却水は水冷ジャケット１５内を循環し排水管１７より排出される。
【０００９】
縦ダクト６の上端は蓋板２０により封止され、該蓋板２０の中心に軸２１を進退自在に貫挿し、該軸２１の下端に環状の掻板２２を固設している。なお掻板２２は図３に平面図を示したように軸２１より放射状に延びるスポーク２３により環状体２４を支持することにより水平面の開口率が７０％以上であるように構成され、該環状体２４の外面は縦ダクト６の内面に非接触しながら近接する外径寸法になっている。そして該環状体２４の下縁には尖鋭状の掻刃２５が形成されている。２６は該掻板２２を縦ダクト６内にて上下に移動させるために軸２１の上端に作動軸端を連結してなるシリンダである。なお、縦ダクト６の上端の蓋板２０下には掻板２２を上昇至端に移動させたときこの縦ダクト６を流れる排ガスの流通の妨げとならないように該掻板２２を該排ガス流路から退避し得るポケツト部２７が形成されている。３０は蓋板２０の軸２１貫通部に設けられたガスシール材である。
【００１０】
また、２８は縦ダクト６を通過した排ガスの温度を測定するため排ガスダクト８に設けられた熱電対、２９は該熱電対２８からの温度情報を受けて流量制御弁１４を制御する温度指示調節計で、該温度指示調節計２９は縦ダクト６の出口部における排ガス温度が３００℃以下となるように流量制御弁１４の開度を調節し小孔１０から縦ダクト６内に吹込まれる冷却用空気の流量を制御している。
【００１１】
このように構成した排ガス冷却装置では、炉内から縦ダクト６中に１０００℃程度の高温度の排ガスが例えば１００ｍ³ Ｎ／ｈ流出するが、給気口１３を通して多数の小孔１０より常温（２０℃程度）の冷却用空気を４５０ｍ³ Ｎ／ｈ程度吹込むことにより、熱電対２８により検出される排ガス温度を２００℃程度に急冷できる。そして小孔１０より吹込む空気の流勢により排ガス中のダストが縦ダクト６の内面に付着するのが防止される。またシリンダ２６を作動させ絶えず掻板２２を縦ダクト６内面に沿って移動させることにより、たとえダストが付着しても焼結する間もなくそれを掻き落とすことができる。
なお、掻板２は開口率を７０％以上にすることにより排ガスの流通抵抗を軽減できるので、炉操業中に常に縦ダクト６内を移動させておくこともできるが、間歇的に作動させ、休止中はポケツト部２７に待機させておけば、排ガスの流通抵抗はゼロにできると共に、掻板２２にダストが付着するのを防止することもできる。
【００１２】
なお従来のように、縦ダクトに水冷ジャケットを設け、内部に掻板を上下動させたのみの構成では、一週間のうちに数拾回もダクトが閉塞し、掻板作動不良を起こしていたが、縦ダクトに上記のように小孔を多数開設し冷却用空気を吹込ませ排ガス温度を３００度以下に冷却することにより、ダスト閉塞は全く無くなり掻板の作動もスムースとなった。また、後続する集塵装置におけるダストの焼結も殆んど見られなくなり、メンテナンスに要する費用を大幅に軽減できた。
【００１３】
【発明の効果】
このように本発明によれば、廃棄物溶融炉における排ガス経路にダストが付着するのを防止でき、メンテナンス費用を軽減できる有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す廃棄物溶融炉の縦断面図。
【図２】図１の要部の拡大縦断面図。
【図３】図２の掻板の平面図。
【符号の説明】
１ 炉体
３ 天井壁
６ 縦ダクト
７ 後続ダクト
１０ 小孔
１１ 下部側
１２ チャンバー
１３ 給気口
１４ 流量制御弁
１５ 水冷ジャケット
１６ 給水管
２１ 軸
２２ 掻板
２３ スポーク
２４ 環状体
２６ シリンダ
２８ 熱電対
２９ 温度指示調節計

Claims (2)

1. 廃棄物溶融炉の天井壁に排ガスを導出する縦ダクトを立上り状に設け、掻板を該縦ダクトの内面に近接して移動するように設けると共に、該縦ダクトに冷却用空気吹込用の小孔を該縦ダクトの下部側にて密になるように多数開設し、該縦ダクトの出口部の排ガス温度が３００℃以下となるように該小孔から冷却用空気を吹込むようにしたことを特徴とする廃棄物溶融炉の排ガス冷却装置。
2. 縦ダクトの外周に冷却用空気チャンバーを設けると共に該チャンバーをさらに囲うように水冷ジャケットを設けてなる請求項１に記載の廃棄物溶融炉の排ガス冷却装置。

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