JP3817290B2 - 廃棄物溶融炉 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の焼却灰や石炭焚きボイラの燃焼灰、或いは、アスベスト等の有害な廃棄物を溶融処理して減容化させる廃棄物溶融炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、焼却灰等の粉体物を溶融させる炉としては、表面溶融炉が一般的である。この表面溶融炉は、図4に示すように、溶融炉1内に排ガスを熱源とする空気加熱器2で加熱された加熱空気を導入する一方、溶融炉1に備えたバーナー3の火炎によって溶融炉1内に供給された焼却灰等の粉体物を溶融させる一方、溶融炉1の底に溜まった溶融物(スラグ)sを水wを張った溶融スラグピット4内に流下させて固化させるようになっている。
【0003】
一方、溶融炉1の排ガスgは、サイクロン集塵機5や排ガス式空気加熱器2を経て大気中に放出され、サイクロン集塵機5で捕捉された粉体物は、再度、溶融炉1内に戻されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の表面溶融炉は、溶融炉内にバーナーが設けられているから粉塵が巻き起こるという問題がある。一方、燃焼方式による溶融炉は、溶融効率(溶融粉体量/投入粉体量)が悪く、ダストとして系外に排出される粉体物の量が多く、ダスト処理機器のキャパシティーアップが避けられないばかりでなく、熱効率も悪いという問題があった。溶融炉の排ガスは、非常にダスト等を含み、熱回収用熱交換器等の閉塞もあり、運転が難しいという問題があった。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的するところは、上記の如き欠点のない廃棄物溶融炉を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の廃棄物溶融炉は、焼却灰やアスベスト等の無機質物を溶融処理する廃棄物溶融炉であって、(a)溶融炉本体の頂部にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナを有する高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口を接続させ、(b)前記高温燃焼炉を、燃焼炉本体と、該燃焼炉本体の上端に設けられ、かつ、蓄熱器及び燃焼バーナーを有する二組の燃焼器と、これらの燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気配管に設けた4方バルブと、該4方バルブと前記二組の燃焼器とに連通する二組の連通管により形成し、(c)更に、前記溶融炉本体に追い焚き用の補助バーナーを設け、(d)且つ、前記溶融炉本体の頂部に接続されている高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口にスワラーを設けたことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明にかかる廃棄物溶融炉の概略図であり、縦に長い塔状の溶融炉本体10の頂部に、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを有する高温燃焼炉6の燃焼ガス噴出口7が接続されている。
【0009】
高温燃焼炉6は、図2に示すように、燃焼炉本体21と、燃焼炉本体21の端部に設けられた蓄熱器22及び燃焼バーナー23を有する第1系統の燃焼器24と、この燃焼器24と同側に設けられた蓄熱器25及び燃焼バーナー26を有する第2系統の燃焼器27と、この第1系統の燃焼器24及び第2系統の燃焼器27に燃焼用空気Aを供給する空気配管28と、空気配管28の端部に設けられた4方バルブ29と、4方バルブ29と第1系統の燃焼器24及び第2系統の燃焼器27とを夫々連通する連通管30,31から構成されている。
【0010】
また、図1のように、燃焼ガス噴出口7には、スワラー8が設けられ、高温燃焼炉6から溶融炉本体10内に噴出する高温の燃焼ガスGに旋回流を付与するようになっている。更に、溶融炉本体10には、追焚き用の補助バーナー9を設けて溶融炉本体10内をより高温に保持するようになっている。
一方、水管(不図示)よって保護された溶融炉本体10には、焼却灰やアスベスト等の無機質物bを投入する配管11を設けると共に、サイクロン15によって捕捉した排ガス中の飛散物を配管12を通して、再度、溶融炉本体10内に戻すようになっている。図1中、4は溶融スラグピット、13は排ガス管を示している。
【0011】
次に、上記溶融炉の作用について説明する。
高温燃焼炉6の燃焼炉本体21に設けられた第1系統の燃焼器24の燃焼バーナー23に供給された燃料、例えば、天然ガスFは、空気配管28、4方バルブ29及び連通管30を経て流入し、蓄熱器22で高温に過熱された燃焼用空気Aと混合して燃焼する。そして、このとき発生する、例えば、1300℃の燃焼ガスGの一部は、燃焼炉本体21に設けた燃焼ガス噴出口7を通って溶融炉本体10内に噴出され、残りの燃焼ガスGは、燃焼炉本体21の側壁に沿って流れて休止中の燃焼器27に流入し、蓄熱器25に熱を付与して、例えば、150℃の低温排ガスG′となって連通管31、4方バルブ29を経て系外に排出される。
【0012】
一方、第2系統の燃焼器27が稼働するときは、4方バルブ29が切り換えられ、燃焼バーナー26に供給された燃料Fは、空気配管28、4方バルブ29及び連通管31を経て第2系統の燃焼器27に流入し、第1系統の燃焼器24の燃焼熱を蓄熱した蓄熱器25で高温、例えば、800℃まで加熱された燃焼用空気Aと混合して燃焼する。このとき発生する燃焼ガスGの一部は、燃焼炉本体21に設けた燃焼ガス噴出口7を通って溶融炉本体10内に噴出し、残りの燃焼ガスGは、燃焼炉本体21の側壁に沿って第1の燃焼器24に向かって流れ、燃焼器24の蓄熱器22を加熱した後、連通管30、4方バルブ29を経て系外に排出される。以下、所定のインターバル、例えば、20〜30秒間隔で第1系統の燃焼器24と第2系統の燃焼器27との燃焼が切り換えられ、燃焼炉本体21内が高温場を形成する。
【0013】
そして、高温燃焼炉6の燃焼ガス噴出口7から溶融炉本体10内に噴出された高温(1300℃)の燃焼ガスGは、スワール8によって旋回流が付与され、配管11から溶融炉本体10内に供給された焼却灰やアスベスト等の無機質物bを溶融炉本体10の内壁面に沿って旋回させる。上記燃焼ガスGは、高温、且つ、4%以上の酸素を保有するから補助バーナー9によって追焚することによって、ほぼ完全に燃焼ガス中の酸素を消費して、より高温になり、アスベストでも簡単に溶融する。そして、溶融したスラグsは、溶融炉本体10の内壁面に沿って流下した後、排出口14から水wを張った溶融スラグピット4内に流下して冷却固化される。
【0014】
一方、サイクロン15によって捕捉した排ガス中の飛散物は、配管12を通って、再度、溶融炉本体10内に戻されるが、本発明の場合、メインバーナーのある燃焼炉6内に被溶融物を投入しないので、被溶融物の飛散が少なく溶融炉本体10に流入ガス量も少ないために、サイクロン等のダスト処理機器のキャパシティーアップを避けることができる。
【0015】
また、図3のように、被溶融物を予熱器16によって予熱することにより、より効率的に被溶融物を溶融させることができる。この場合の熱源には、溶融炉の排ガスが使用される。
【0016】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、燃焼炉にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを用いて高温場を形成するため、溶融炉本体内では、燃焼用空気を補強することなしに補助バーナーによる追焚きをすることにより、溶融物の融点を越える温度を容易に形成することが可能であり、熱媒体となる燃焼ガス量を減ずることができ、アスベストなどの有害物質の溶融処理炉として有用であると共に排出されるエネルギーが少ないため高効率な溶融が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る廃棄物溶融炉の概略図である。
【図2】高速切替式蓄熱型燃焼器の概略図である。
【図3】本発明に係る廃棄物溶融炉の他の例を示す概略図である。
【図4】従来の表面溶融炉の概略図である。
【符号の説明】
6 高温燃焼炉 7 燃焼ガス噴出口
9 補助バーナー 10 溶融炉本体
Claims (1)
- 焼却灰やアスベスト等の無機質物を溶融処理する廃棄物溶融炉であって、
(a)溶融炉本体の頂部にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナを有する高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口を接続させ、
(b)前記高温燃焼炉を、燃焼炉本体と、該燃焼炉本体の上端に設けられ、かつ、蓄熱器及び燃焼バーナーを有する二組の燃焼器と、これらの燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気配管に設けた4方バルブと、該4方バルブと前記二組の燃焼器とに連通する二組の連通管により形成し、
(c)更に、前記溶融炉本体に追い焚き用の補助バーナーを設け、
(d)且つ、前記溶融炉本体の頂部に接続されている高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口にスワラーを設けた廃棄物溶融炉。
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