JP3845567B2 - Dust adhesion prevention device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物処理設備やごみ焼却設備から排出された焼却灰や飛灰等を溶融処理する灰溶融炉において、溶融スラグ出滓口内部にダストが付着・堆積するのを防止するダスト付着防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば図6に示される電気式溶融炉の一種であるプラズマ溶融炉51において、溶融炉本体52内に投入された焼却残渣(焼却灰、飛灰)等の被溶融物53は、プラズマトーチ(図示省略)で発生させた高温・高速のプラズマによって連続的に溶融処理されて順次溶融スラグ54とされる。この溶融スラグ54は、溶融炉本体52内から溶融スラグ出滓口55を介してその溶融スラグ出滓口55下方に付設される水槽56内に落下され、この水槽56内において急冷固化されるとともに水砕されて水砕スラグ57とされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術における溶融スラグ出滓口55においては、溶融スラグ54から発生するエアロゾル粒子、中でも特に固体性状を有するダストやヒューム(以下、単に「ダスト」と称する。)が溶融スラグ出滓口55内部下方の壁面に付着・堆積し(図6中矢印Aで示される部分)、放置すればこの壁面に付着・堆積したダストと炉内から排出される溶融スラグ54とが繋がって溶融スラグ出滓口55を閉塞させてしまうという問題点がある。このように溶融スラグ出滓口55が閉塞されると、炉の運転を停止させて堆積したダストを除去するなどの対応に当らねば成らず、多大の損害を被ってしまう。
【0004】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、灰溶融炉において、溶融スラグ出滓口内部の壁面にダストが付着・堆積するのを防止でき、これによって溶融スラグ出滓口の閉塞の問題を回避できるダスト付着防止装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第1発明によるダスト付着防止装置は、
給水手段と、この給水手段から供給される水を一旦貯留し所定の水位を越えると溢流させるように構成される貯水部とを備え、
前記貯水部を灰溶融炉における溶融スラグ出滓口内部の壁面に沿って設けるとともに、
前記貯水部から溢流された水を前記壁面に沿って流下させるように構成することを特徴とするものである。
【0006】
本発明においては、灰溶融炉における溶融スラグ出滓口内部の壁面に沿って設けられる貯水部が給水手段から供給される水を一旦貯留し所定の水位を越えると溢流させるように構成されることから、前記貯水部から前記壁面に向けて均一に水を流下させることができる。そして、この前記貯水部から均一に流下された水が前記壁面に沿って流下されるので、前記壁面にはその均一に流下された水によって流水膜が形成される。本発明によれば、前記壁面に付着しようとするダストは流水膜によって洗い流されるので、前記壁面におけるダストの付着・堆積を防止でき、これにより溶融スラグ出滓口の閉塞の問題を回避することができる。
【0007】
本発明において、前記給水手段は、前記貯水部内に水を供給するために前記貯水部に接続される一または複数の供給管を備えて構成され、前記貯水部内には、前記供給管の給水方向前方に給水流れの抵抗となるような抵抗部材が配設されるのが好ましい(第2発明)。このようにすれば、供給管から貯水部内に供給される水の流れが抵抗部材を境に周辺方向に広がるような流れとされるので、貯水部における供給管の接続部位において水が噴水状に溢流するのを防止できるとともに、貯水部内に供給水を万遍なく行き渡らせることができる。したがって、給水手段から供給管を介して供給される水の量がある程度変動しても前記壁面において均一な流水膜を形成することができるという効果を奏する。
【0008】
前記第1発明または第2発明において、前記溶融スラグ出滓口内部に対して、前記貯水部における少なくとも溢流部位へのダストの侵入を遮断するカバー部材が設けられるのが好ましい(第3発明)。このようにすれば、前記カバー部材によって前記貯水部内部へのダストの侵入が防止され、前記壁面における安定した流水膜の形成に寄与できるという効果を奏する。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるダスト付着防止装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、電気式灰溶融炉の一種であるプラズマ溶融炉に本発明が適用された例である。
【0010】
図1には、本実施形態に係る灰溶融炉の要部断面側面図が示されている。また、図2には、図1におけるA−A矢視図が、図3には、図1におけるB−B矢視図がそれぞれ示されている。また、図4には、本実施形態におけるダスト付着防止装置の構造説明図が示されている。
【0011】
本実施形態に係る灰溶融炉1は、溶融炉本体2と、この溶融炉本体2に連設される溶融スラグ出滓口3とを備えて構成されている。前記溶融炉本体2にはプラズマトーチ(図示省略)が装備されており、このプラズマトーチにプラズマ生成ガスを供給し、電圧を印加して高温・高速のプラズマを発生させ、焼却残渣(焼却灰、飛灰)等の被溶融物4を連続的に溶融処理できるようにされている。また、前記溶融スラグ出滓口3は、溶融スラグ5を溶融炉本体2内から流出させるために溶融炉本体2に設けられた開口部であって、溶融炉本体2の側面から下方に向けて延び、各壁部がキャスタブル耐火物からなる四角筒状部材で区画形成されている。この溶融スラグ出滓口下部3eは、鉛直下方に真直ぐ延びるように形成されており、その下方には、水槽7内にスラグコンベヤ8が装置されてなる水砕コンベヤ9および水砕ノズル6が付設されている。ここで、溶融スラグ出滓口下部3eにおいて、溶融炉本体2寄りの壁部を後方壁3a、この後方壁3aに対向する壁部を前方壁3b、後方壁3aから前方壁3bを見て右側および左側の壁部をそれぞれ右側方壁3cおよび左側方壁3dとする。
【0012】
このように構成される灰溶融炉1では、プラズマトーチで発生させたプラズマによって被溶融物4を連続的に溶融処理し順次溶融スラグ5として溶融炉本体2の堰10より溢流させる。この堰10より溢流された溶融スラグ5は、溶融スラグ出滓口3を介して水槽7内に落下され、この水槽7内において急冷固化されるとともに、水砕ノズル6によって水砕されて水砕スラグ11とされる。そして、この水砕スラグ11は、スラグコンベヤ8によって系外に排出される。
【0013】
前記灰溶融炉1において、本実施形態のダスト付着防止装置15は、溶融スラグ出滓口下部3eに設けられており、給水手段30と、この給水手段30から供給される洗浄水を一旦貯留し所定の水位を越えると溢流させるように構成される貯水部20とを備えて構成されている。
【0014】
前記貯水部20は、図4に示されるように、溶融スラグ出滓口下部3eにおける最上位置の内側壁面に沿って水平方向に延びるように形成された凹状溝21に、樋状部材22が嵌め込まれて形成されている。前記凹状溝21は、前方壁3b、右側方壁3cおよび左側方壁3dに亘って連続するように刻設されている。前記樋状部材22は、大小2つの等辺山形鋼23,24よりなり、小さい方の等辺山形鋼24の一辺を底辺とし両者の内側を向い合わせた状態で、小さい方の等辺山形鋼24の一辺端部と大きい方の等辺山形鋼23の一辺端部とを突き合わせて溶接接合したものを前方壁3b、右側方壁3cおよび左側方壁3dに亘って連続するように組み合わせ接合されて構成されている。
【0015】
前記樋状部材22においては、小さい方の等辺山形鋼24の内側と大きい方の等辺山形鋼23の一辺内側とで形成される空間25に給水手段30から供給される洗浄水が一旦貯留される。また、この樋状部材22の空間25に貯留された洗浄水の水位がその空間25の高さHを越えると小さい方の等辺山形鋼24の他辺が立設されることで形成される溢流堰22aを乗り越えてその貯留された洗浄水が溢流される。こうして、各壁部3b,3c,3dの壁面に向けて均一に洗浄水を流下できるようにされている。さらに、大きい方の等辺山形鋼23の他辺端部に、溶融スラグ出滓口3内部に対して樋状部材22の開口部22bおよび洗浄水が溢流される部位である溢流堰22aの上端部を覆うようなカバー部材26が垂設されており、樋状部材22内部へのダストの侵入を防止し、各壁部3b,3c,3dの壁面における安定した流水膜27の形成に寄与するようにされている。
【0016】
ここで、前記溢流堰22aを乗り越えて溢流された洗浄水(溢流水)の流下ポイントが各壁部3b,3c,3dにおける壁面と面一あるいは壁面近傍となるように前記溢流堰22aが配されるのが好ましく、本実施形態では、前記溢流堰22aを各壁部3b,3c,3dにおける壁面近傍に配することでその流下ポイントが各壁部3b,3c,3dにおける壁面近傍となるようにされ、更にその流下ポイントにおける凹状溝21のコーナ部21aを面取りすることで、前記溢流堰22aからの溢流水をそのままスムーズに各壁部3b,3c,3dにおける壁面に沿って流下できるようにされている。
【0017】
前記給水手段30は、前記貯水部20に沿ってその下方に埋設・配置される洗浄水主配管31と、この洗浄水主配管31から分岐され樋状部材22と接続される複数本(本実施形態では6本)の洗浄水分配管32とを備え構成されている。前記洗浄水主配管31においては、その管端31bが止水プレート33で閉鎖されており、入口端31aから供給された洗浄水が前記各洗浄水分配管32に流通するようにされている。また、前記各洗浄水分配管32は、樋状部材22に対する洗浄水の供給領域が略等分となるように配設されている。なお、この給水手段30における給水動力としては、水砕ノズル6から水槽7内に水を噴射させている動力が用いられる。
【0018】
本実施形態では、前記樋状部材22において各洗浄水分配管32が接続される部位における給水方向前方の適宜位置にその給水方向に対して直交するように平板状の邪魔板(抵抗部材)28を配し、この邪魔板28の端部を小さい方の等辺山形鋼24の他辺に溶接接合にて固定することで、洗浄水分配管32からの給水流れを遮ってこの邪魔板28を境に周辺方向に広がるような流れとなるようにされている。こうして、樋状部材22における各洗浄水分配管32の接続部位において洗浄水が噴水状に溢流するのを防止できるとともに、各洗浄水分配管32から供給される洗浄水を万遍なく樋状部材22内に行き渡らせることができるようにされている。これにより、洗浄水主配管31から各洗浄水分配管32を介して供給される洗浄水の量がそれら各洗浄水分配管32ごとに異なるといったような水量変動が生じたとしても、溢流堰22aから洗浄水を均一に溢流させることが可能となる。
【0019】
このように構成される本実施形態のダスト付着防止装置15では、洗浄水主配管31および各洗浄水分配管32を介して、洗浄水を樋状部材22に所定水量連続的に供給し、樋状部材22の空間25で一旦貯留させた後、溢流堰22aから溢流させて各壁部3b,3c,3dの壁面に向けて流下させ、この流下された洗浄水によって各壁部3b,3c,3dの壁面に流水膜27を形成する。そして、溶融スラグ出滓口下部3eにおいて、各壁部3b,3c,3dの壁面に付着しようとするダストをこの流水膜27によって洗い流し水槽6内に落下させる。こうして、各壁部3b,3c,3dの壁面におけるダストの付着・堆積を防止する。
【0020】
本実施形態によれば、溶融スラグ出滓口下部3eにおけるダストの付着・堆積が防止されるので、溶融スラグ出滓口3の閉塞を未然に防ぐことができ、灰溶融炉1の連続運転が可能となる。また、各壁部3b,3c,3dの壁面に流下された洗浄水は水砕コンベヤ9の水槽7内に落下されるので、別途水処理装置を必要としないという利点がある。また、給水手段30における給水動力には水砕ノズル6から水を噴射させている動力が用いられているので、構成の簡素化を図ることができる。また、構造上、炉内と炉外とを貫通する機械部分が無いので、灰溶融炉1の気密性を保持することができる。また、簡易な構成であるとともに、水洗いができるので、メンテナンスが容易で管理し易いという利点もある。
【0021】
本実施形態のダスト付着防止装置15に関して、均一な流水膜27を得るための最適条件を導出するために、以下のようなテストを行なった。
【0022】
テスト1:洗浄水分配管32の最良配置を決定するためのテスト。
呼び寸法50×50×6tおよび65×65×6tの大小2つの等辺山形鋼23,24で構成される樋状部材22、並びに呼び径25の洗浄水分配管32を用た本実施形態のダスト付着防止装置15において、供給水量、給水位置等を変更して各壁部3b,3c,3dの壁面に形成される流水膜27の状態を観察する実験を行なった。その結果、樋状部材22において一つの洗浄水分配管32が受け持つ範囲を給水口を中心に250〜300mmとするのが最上であることが分かり、均一な流水膜27を得るためには、図5に示されるような洗浄水分配管32の配置(6箇所)が最良であることが確認された。
【0023】
テスト2:邪魔板28の効果を確認するためのテスト。
図5に示されるように洗浄水分配管32を配置した前記テスト1のダスト付着防止装置15で邪魔板28が無しとされる場合において、
(1)供給水量:130L/min
給水部より水が噴水状になり流水膜27が均一に成らない。・・・判定×
(2)供給水量:50L/min
流水膜27は均一に成るが、水量変動に対して対応できない。・・・判定×
【0024】
テスト3:最適供給水量を決定するためのテスト。
図5に示されるように洗浄水分配管32を配置した前記テスト1のダスト付着防止装置15において、
(1)水量:130L/min
給水部より水は噴水状にならず、流水膜27は均一に成った。・・・判定○
(2)水量:70L/min
流水膜27は均一に成り、水量変動に対しても対応できる。・・・判定○
(3)水量:50L/min
流水膜は均一に成るが、水量変動に対しては対応できない。・・・判定×
(4)水量:20L/min
流水膜は均一に成るが、水量変動に対しては対応できない。・・・判定×
【0025】
以上のテストより得られた結果から、均一な流水膜27を安定に形成するためには、
(1)洗浄水分配管32は図5に示されるような配置(6箇所)とする
(2)供給水量は70L/min〜130L/minを確保する
(3)給水口前方に邪魔板28を設ける
ことが必要であるという結論を得た。
【0026】
本発明の主旨に沿えば、洗浄水を流下できる構造とすることで、本実施形態のダスト付着防止装置15をごみ焼却設備における燃焼室や減温塔等のダスト付着防止用装置として応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本実施形態に係る灰溶融炉の要部断面側面図である。
【図2】図2は、図1におけるA−A矢視図である。
【図3】図3は、図1におけるB−B矢視図である。
【図4】図4は、本実施形態におけるダスト付着防止装置の構造説明図である。
【図5】図5は、洗浄水分配管の最良配置を表す図である。
【図6】図6は、従来技術に係る灰溶融炉を説明するための図で、(a)要部側面断面図および(b)要部平面断面図である。
【符号の説明】
1 灰溶融炉
3 溶融スラグ出滓口
5 溶融スラグ
15 ダスト付着防止装置
20 貯水部
21 凹状溝
22 樋状部材
26 カバー部材
27 流水膜
28 邪魔板
30 給水手段
31 洗浄水主配管
32 洗浄水分配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to dust that prevents dust from adhering and accumulating inside the molten slag outlet in an ash melting furnace that melts incineration ash and fly ash discharged from industrial waste treatment facilities and waste incineration facilities. The present invention relates to an adhesion preventing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the
[0004]
The present invention has been made to solve such problems, and in an ash melting furnace, it is possible to prevent dust from adhering to and accumulating on the inner wall surface of the molten slag outlet. It is an object of the present invention to provide a dust adhesion preventing device that can avoid the problem of mouth clogging.
[0005]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, the dust adhesion preventing apparatus according to the first invention is:
A water supply means and a water storage part configured to temporarily store the water supplied from the water supply means and to overflow when exceeding a predetermined water level;
While providing the water storage section along the wall surface inside the molten slag outlet in the ash melting furnace,
The water overflowed from the water reservoir is configured to flow down along the wall surface.
[0006]
In the present invention, the water storage section provided along the wall surface inside the molten slag outlet in the ash melting furnace is configured to temporarily store the water supplied from the water supply means and to overflow when the water level exceeds a predetermined level. For this reason, water can flow uniformly from the water reservoir toward the wall surface. And since the water which flowed down uniformly from this water storage part flows down along the said wall surface, a flowing water film is formed in the said wall surface by the water which flowed down uniformly. According to the present invention, dust that adheres to the wall surface is washed away by the flowing water film, so that adhesion and accumulation of dust on the wall surface can be prevented, thereby avoiding the problem of blockage of the molten slag outlet. it can.
[0007]
In the present invention, the water supply means is configured to include one or a plurality of supply pipes connected to the water storage section for supplying water into the water storage section, and the water supply section includes a water supply direction of the supply pipe. It is preferable that a resistance member that provides resistance to the feed water flow is disposed forward (second invention). In this way, the flow of water supplied from the supply pipe into the water storage section is such that the water flows in the peripheral direction with the resistance member as a boundary, so that the water is fountained at the connection portion of the supply pipe in the water storage section. In addition to preventing overflow, it is possible to distribute the supply water evenly throughout the reservoir. Therefore, even if the amount of water supplied from the water supply means through the supply pipe varies to some extent, there is an effect that a uniform flowing water film can be formed on the wall surface.
[0008]
In the first invention or the second invention, it is preferable that a cover member for blocking dust intrusion into at least the overflow portion in the water storage section is provided inside the molten slag tap outlet (third invention). . If it does in this way, the penetration | invasion of the dust to the inside of the said water storage part will be prevented by the said cover member, and there exists an effect that it can contribute to formation of the stable flowing water film in the said wall surface.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of the dust adhesion preventing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a plasma melting furnace which is a kind of electric ash melting furnace.
[0010]
FIG. 1 shows a cross-sectional side view of an essential part of the ash melting furnace according to the present embodiment. Further, FIG. 2 shows an AA arrow view in FIG. 1, and FIG. 3 shows an BB arrow view in FIG. FIG. 4 is a structural explanatory diagram of the dust adhesion preventing device according to this embodiment.
[0011]
The ash melting furnace 1 according to the present embodiment includes a melting furnace
[0012]
In the ash melting furnace 1 configured as described above, the
[0013]
In the ash melting furnace 1, the dust
[0014]
As shown in FIG. 4, in the
[0015]
In the bowl-shaped
[0016]
Here, the
[0017]
The water supply means 30 includes a wash water
[0018]
In the present embodiment, a flat baffle plate (resistive member) 28 is provided at an appropriate position in front of the water supply direction at a position where each cleaning
[0019]
In the dust
[0020]
According to the present embodiment, the adhesion and accumulation of dust in the molten slag tap outlet
[0021]
With respect to the dust
[0022]
Test 1: A test for determining the best arrangement of the cleaning
Dust adhesion according to the present embodiment using a bowl-shaped
[0023]
Test 2: Test for confirming the effect of the
In the case where the
(1) Supply water amount: 130 L / min
Water becomes fountain-like from the water supply part, and the flowing
(2) Supply water amount: 50 L / min
Although the flowing
[0024]
Test 3: A test to determine the optimal water supply.
In the dust
(1) Water volume: 130 L / min
Water did not form a fountain from the water supply section, and the flowing
(2) Water volume: 70 L / min
The flowing
(3) Water volume: 50 L / min
Although the flowing water film becomes uniform, it cannot cope with fluctuations in water volume. ... Judgment ×
(4) Water volume: 20 L / min
Although the flowing water film becomes uniform, it cannot cope with fluctuations in water volume. ... Judgment ×
[0025]
From the results obtained from the above test, in order to stably form the uniform flowing
(1) The cleaning
[0026]
In accordance with the gist of the present invention, the dust
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view of an essential part of an ash melting furnace according to the present embodiment.
FIG. 2 is an AA arrow view in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken along arrow BB in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of the dust adhesion preventing device according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the best arrangement of cleaning moisture piping.
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining an ash melting furnace according to the prior art, and are (a) a side cross-sectional view of a main part and (b) a plan cross-sectional view of a main part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記貯水部を灰溶融炉における溶融スラグ出滓口内部の壁面に沿って設けるとともに、
前記貯水部から溢流された水を前記壁面に沿って流下させるように構成することを特徴とするダスト付着防止装置。A water supply means and a water storage part configured to temporarily store the water supplied from the water supply means and to overflow when exceeding a predetermined water level;
While providing the water storage section along the wall surface inside the molten slag outlet in the ash melting furnace,
A dust adhesion preventing apparatus configured to cause water overflowed from the water storage section to flow down along the wall surface.
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