JP4170616B2 - 出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法 - Google Patents
出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物ガス化溶融炉は、廃棄物を熱分解ガス化し、残渣を溶融処理するガス化溶融炉であり、発生した可燃性のガスは二次燃焼室で空気を吹き込むことにより燃焼される。そして、生成された排ガスはボイラ−に送って熱回収する。また、残った灰分、金属分は、溶融後炉外に排出して固化される。灰分が溶融固化したスラグは、路盤材、埋戻し材等に利用され、金属分が溶融固化したメタルは、重機のカウンタ−ウェイト等に利用される。
【０００３】
図９は上述した廃棄物ガス化溶融炉の一例を示すシャフト型溶融炉の縦断面図である。廃棄物３１とコ−クス３２が溶融炉３３の炉頂３３ａから別々に装入される。装入されたコ−クス３２は炉内に堆積して、廃棄物３１中の固定炭素分とともに、主羽口３４から吹きこまれる酸素を富化した空気により燃焼される。また、装入された廃棄物３１は、コ−クス３２上の充填層上部の高温還元雰囲気中で熱分解・ガス化される。残った残渣は溶融して炉底３３ｂに降下する。
そして、発生した可燃性ガス３７はダクト３８を通り、２次燃焼室に送られる。また、炉底３３ｂに降下した残渣３９は出滓口４０から連続的または断続的に排出される。
【０００４】
上述した出滓口４０は通常少なくとも２ケ所設けられており、一方の出滓口で交換等のメンテナンスを行う場合には、他方の出滓口を用いて出滓を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換において、出滓口に使用する耐火物が、高温の溶融スラグにより容易に溶損されない材質ものであり、
容易に破砕できないので、出滓口交換時には出滓口付近の炉体壁の耐火物を破砕して、出滓口を炉体から取り外しているが、新しい出滓口を設ける際に、炉体を修復するための手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、時間をかけずに容易に交換することのできる出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材が、前記排出孔を中心として上方部分はアルミナ系、マグネシア系、クロミア系の少なくとも一つを含む酸化物系耐火物で、下方部分は炭化珪素系耐火物で構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明に係る出滓口は、第１または第２の発明において、前記外筒材は、前記内筒材の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部があり、該切欠き部には炭化珪素質レンガが配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明に係る出滓口は、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記外筒材が断熱性を有することを特徴とするものである。
【００１１】
第５の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の炉体耐火物を貫通して形成された装着孔に装着される、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有し、炉内側端部に前記装着孔の内径とほぼ同一の外径の大径部が所定長さ設けられた炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の前記大径部を除く外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように前記装着孔に装着されることを特徴とするものである。
【００１２】
第６の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、第１ないし第５の発明のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第７の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法は、第１ないし第４の発明のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されている廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とするものである。
（１）出滓口の内筒材の排出孔および炉体の排出孔を、マッドガンを用いて閉孔する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。
【００１４】
第８の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法は、第５の発明に記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されており、廃棄物およびコ−クスが炉内へ供給され、主羽口から酸素富化ガスが吹き込まれる廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とするものである。
（１）コ−クスと廃棄物の炉への供給を停止し、溶融物の湯面を出滓口よりも下げた上、主羽口からの酸素富化ガスの吹き込みを停止する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。
【００１５】
本発明に係る出滓口は、外筒材がボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物であるので、この出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉から出滓口を交換するときには、外筒材をコアビット等によりボ−リングして切削し、内筒材を取り出すだけでよい。したがって、出滓口の交換が短時間で行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この廃棄物ガス化溶融炉の出滓口１は、炉体耐火物５の厚さ方向途中まで設けられた装着孔５ａに装着されるものであり、溶融したスラグが流れる排出孔２を有し、高温の溶融スラグが排出孔２を流れても容易に溶損しない耐火物からなる内筒材３と、内筒材３の外周面に嵌装され、ボ−リングにより環状に切削可能な耐火物からなる外筒材４とから構成されている。
【００１７】
内筒材３には、溶融スラグが排出孔２を流れても、容易に溶損しない炭化珪素質レンガ等を使用する。また、外筒材４には、コアビット等を使用したボ−リングにより容易に切削でき、かつ１４００℃程度における熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が、２以下のシャモット質キャスタブル（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3）や、アルミナ質キャスタブル（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3）を使用する。熱伝導率を２Ｗ／ｍ・Ｋ以下としたのは、外筒材４に断熱保温効果を付与して、内筒材３を流れる溶融スラグの温度低下を防止するためである。これにより、出滓口１内で溶融スラグが冷却して、流動性が低下したり、固化することが防止でき、バ−ナや誘導加熱装置等の加熱手段を設ける必要がなくなる。
【００１８】
図１に示す出滓口１においては、炉内の溶融スラグは炉体耐火物５に設けられた排出孔６を経由して、内筒材３の排出孔２を通過して、外部に排出される。
【００１９】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、外筒材４の内筒材３の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部を設け、この切欠き部に内筒材３と同等の耐熱性能を有する耐火物７を配置した場合を図２示す。図２の（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。耐火物７は外筒材４と同等の曲率半径を有する樋状の形状をしており、外筒材４の切欠き部を完全に埋める大きさをしている。この耐火物７は、内筒材３と同等の耐熱性能を有するので、内筒材３の排出孔２を出た溶融スラグが真下に垂れても、垂れた溶融スラグは耐火物７で受けられるので、溶融スラグにより耐熱性の比較的低い外筒材４が溶損されることはない。
【００２０】
なお、耐火物７を楔状に成形し、外筒材４の切欠き部への着脱が容易なようにしておけば、後述する出滓口の交換方法において、耐火物７を取り除くことが容易である。
【００２１】
また、耐火物７は、内筒材３と一体成形されたり、内筒材３に接着材により接着されているものでもよく、外筒材４の切欠き部に装着され、内筒材３に接着材により接着されているものでもよい。
【００２２】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材３の排出孔２を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合を、図３に示す。図３の（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２３】
この出滓口の内筒材３においては、排出孔２を通る高温ガスまたは火炎に接触する上方部分は、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａで構成し、排出孔２を通る溶融スラグに接触する下方部分は、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂで構成し、内筒材３を同一材質の耐火物で一体成形した場合よりも、耐久性を向上できるようにしている。
【００２４】
耐高温ガス性に優れた耐火物３ａの材質は酸化物系耐火物が好ましく、アルミナ系、マグネシア系、クロミア系の少なくとも一つを含む酸化物系耐火物を用いる。耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの材質は炭化珪素系耐火物が好ましい。
【００２５】
この場合、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂ断面の内筒材３の全断面に占める割合は、内筒材３の排出孔２を通過する溶融スラグの湯面の高さにより決定され、溶融スラグの湯面の高さが内筒材３の排出孔２の中心に位置していれば、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの占める割合は、内筒材３の下半分となり全断面の５０％となる。そして、溶融スラグの湯面の高さが低くなるほど、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの占める割合は少なくなる。
【００２６】
図３で示した内筒材３は、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａと耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂとが、上下で区分される構成となっているが、必ずしもこのような構成である必要はなく、例えば、図４の正面図に示すように、内筒材３は耐高温ガス性に優れた耐火物３ａを耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂで覆うような構造として一体成形したものでもよい。
【００２７】
また、上述のような構成の場合、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａの炉内方向への長さは、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの長さに合わせる必要はなく、出滓口の出口近傍の酸化雰囲気で耐火物が損耗しやすい部分だけに限定してもよい。
【００２８】
次に、上述した本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス溶融炉において、出滓口の交換方法を説明する。図５は外筒材４のボ−リングに使用するコアビットの説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。このコアビット１０は市販されているものであり、円筒体１１の一方の端には底板１２が、他方の端には円筒体１１の円周に沿って等間隔に複数のビット１３が設けられており、底板１２に接続された回転軸１４を中心に、削岩機により打撃回転を加えるか、回転機（図示せず）により回転させることにより、ボ−リングすることができる。
【００２９】
次に、出滓口の交換の手順を、図６（ａ）〜図６（ｆ）により説明する。
▲１▼ 図６（ａ）に示すように、出滓口１の内筒材３の排出孔２および炉体５の排出孔６を、マッドガン（図示せず）を用いて、マッド材１５で閉孔する。
▲２▼ 図６（ｂ）に示すように、開孔機（図示せず）を用いて、閉孔した内筒材３の排出孔２部分に、ボ−リング時に軸心のガイドとなるように、ガイド孔１６を開孔する。なお、別の方法でボ−リング時のガイドをとる場合は、この工程を省略してもよい。
▲３▼ 図６（ｃ）に示すように、コアビット１０を用いて外筒材４の部分をボ−リングして切削する。
▲４▼ 図６（ｄ）に示すように、コアビット１０が炉体５に達するまで外筒材４を切削除去した後、内筒材３を引き出す。
▲５▼図６（ｅ）に示すように、外筒材４を取り除いた後に、炉体５の出滓口装着孔に
付着している外筒材４の小片４ａを、ドレッサ−１７等を用いて除去し、外筒材４の外周面と接する炉体５の出滓口装着孔の内面を滑らかに仕上げる。
【００３０】
コアビット１０によって切削しただけで、出滓口装着孔に外筒材４の残存がほとんどない場合は、この工程を省略してもよい。
▲６▼図６（ｆ）に示すように、新しい出滓口１の外筒材４の外周面にモルタルを塗布
した後、出滓口装着機１８により出滓口１を炉体５の出滓口装着孔に挿入する。
【００３１】
本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口は、上述したように交換することができるので、従来長時間を要していた出滓口の交換作業を、短時間で行うことができる。
【００３２】
なお、図７の断面図に示すように、出滓口１の内筒材３の中心Ａと外筒材４の中心Ｂ、内筒材３の中心Ａと排出孔２の中心Ｃは、必ずしも同心である必要はなく、円周方向の熱分布に合わせて、外筒材４の円周方向に沿った肉厚が変化するように、内筒材３に対して外筒材４の中心をＬ1だけ偏心させたり、排出孔２の溶損方向が下向きになるのか、上向きになるのかによって、内筒材３に対して排出孔２の中心をＬ2だけ上または下に偏心させてもよい。
【００３３】
図６に基づく出滓口１の交換方法の説明においては、内筒材３は図１に示した内筒材３の場合で説明したが、内筒材３が図２、図３や図４に示すような構成のものでも、出滓口１の交換方法は同じである。
【００３４】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した、廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態を説明する。
【００３５】
図８は、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。この廃棄物ガス化溶融炉における出滓口２１は、炉体耐火物２５の厚さ方向に貫通して設けられ、大きさが出滓口２１の外筒２４の外径とほぼ同じ大きさの装着孔２５ａに装着されるものであり、溶融スラグが流れる排出孔２２を有し、高温の溶融スラグが排出孔２２を流れても容易に溶損しない耐火物からなる内筒材２３と、内筒材２３の外周面に嵌装され、ボ−リングにより環状に切削可能な耐火物からなる外筒材２４とから構成されている。
【００３６】
この出滓口２１においては、内筒材２３の炉内側端部には、前記炉体耐火物２５に設けられた装着孔２５ａの内径とほぼ同一の外径の大径部２３ａが所定長さ（炉体耐火物２５の厚さＴが４００ｍｍの場合、５０〜１００ｍｍ程度の長さ）が設けられ、外筒材２４が直接炉内の溶融物と接触して、溶損されるのを防止するようにしている。
【００３７】
従来は炉体耐火物２５の炉内側溶融スラグ流入口の周囲が、溶融スラグにより溶損するため、溶損した個所を補修する必要があった。
【００３８】
炉体耐火物２５を補修する場合には、炉を休止し炉内を空にして行う必要があるが、炉の休止、再開には煩雑な操作と時間が必要である。そのため、長期間の連続操業を行うには、炉体耐火物２５の補修を不要にしなければならないが、出滓口２１を上述のような構造にしておけば、出滓口２１の交換を行うだけですみ、交換は簡易で短時間の休風操作を行って実施できるので、長期間の連続操業を実現できる。
【００３９】
この場合の出滓口２１の交換は、次の（１）〜（４）の手順で行う。
（１）コ−クスと廃棄物の炉への供給を停止し、溶融物の湯面を出滓口２１よりも下げた上、主羽口からの酸素富化ガスの吹き込みを停止する
（２）コアビットを用いて外筒材２４をボ−リングして切削する。
（３）外筒材２４を切削除去した後、内筒材２３を抜き出す。
（４）新しい出滓口２１の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口２１を炉体耐火物２５の出滓口装着孔２５ａに装着する。
【００４０】
この出滓口２１の交換における（２）〜（４）の手順は、図６で説明した出滓口１の交換と同じように行えばよい。
【００４１】
なお、出滓口２１の内筒材２３の大径部２３ａの外周面と、炉体耐火物２５の装着孔２５ａの内周面とは、モルタルにより固定されるので、出滓口２１の交換方法において、内筒材２３の大径部２３ａをボウリングにより切削するのに長時間を要するように思えるが、内筒材２３の大径部２３ａは炉内の溶融物と接触して溶損が進行し、出滓口２１の交換時には残存長さが短くなっているので、交換がそれほど困難になることはない。
【００４２】
上述した出滓口２１においては、内筒材２３の長さを炉体耐火物２５の厚さＴよりも長くして、内筒材２３の出側端部を炉体耐火物２５の外面よりも突出させているが、これはコアビットを用いて外筒材２４を切削する際に、芯合わせが容易であるからである。もちろん内筒材２３の出側端部を突出させなくても、出滓口２１の交換を行うことはできる。
【００４３】
なお、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口が、同じ廃棄物溶融炉である灰溶融炉や、汚泥溶融炉に適用できるのはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明により、廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換を、短時間で容易に行うことができる。
【００４５】
また、出滓口の長さを炉体耐火物の厚さと同等にすることにより、炉体耐火物の補修を不要にすることができ、炉の連続操業が可能となる。
【００４６】
また、出滓口に断熱保温機能を付与させたものにおいては、溶融スラグの温度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、外筒材の内筒材の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部を設け、この切欠き部に内筒材と同等の耐熱性能を有する耐火物を配置した場合の説明図であり、（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材の排出孔を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合の説明図であり、（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材の排出孔を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の外筒材のボ−リングに使用するコアビットの説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換の手順を示す図である。
【図７】内筒材の中心に対して外筒材や排出孔の中心を偏心させた出滓口の断面図である。
【図８】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】廃棄物ガス化溶融炉の一例を示すシャフト型溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 出滓口
２ 排出孔
３ 内筒材
４ 外筒材
５ 炉体
６ 排出孔
１０ コアビット
１１ 円筒体
１２ 底板
１３ ビット
１４ 回転軸
１５ マッド材
１６ ガイド孔
１７ ドレッサ−
１８ 出滓口装着機
２１ 出滓口
２２ 排出孔
２３ 内筒材
２４ 外筒材
２５ 炉体耐火物
【産業上の利用分野】
この発明は、出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物ガス化溶融炉は、廃棄物を熱分解ガス化し、残渣を溶融処理するガス化溶融炉であり、発生した可燃性のガスは二次燃焼室で空気を吹き込むことにより燃焼される。そして、生成された排ガスはボイラ−に送って熱回収する。また、残った灰分、金属分は、溶融後炉外に排出して固化される。灰分が溶融固化したスラグは、路盤材、埋戻し材等に利用され、金属分が溶融固化したメタルは、重機のカウンタ−ウェイト等に利用される。
【０００３】
図９は上述した廃棄物ガス化溶融炉の一例を示すシャフト型溶融炉の縦断面図である。廃棄物３１とコ−クス３２が溶融炉３３の炉頂３３ａから別々に装入される。装入されたコ−クス３２は炉内に堆積して、廃棄物３１中の固定炭素分とともに、主羽口３４から吹きこまれる酸素を富化した空気により燃焼される。また、装入された廃棄物３１は、コ−クス３２上の充填層上部の高温還元雰囲気中で熱分解・ガス化される。残った残渣は溶融して炉底３３ｂに降下する。
そして、発生した可燃性ガス３７はダクト３８を通り、２次燃焼室に送られる。また、炉底３３ｂに降下した残渣３９は出滓口４０から連続的または断続的に排出される。
【０００４】
上述した出滓口４０は通常少なくとも２ケ所設けられており、一方の出滓口で交換等のメンテナンスを行う場合には、他方の出滓口を用いて出滓を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換において、出滓口に使用する耐火物が、高温の溶融スラグにより容易に溶損されない材質ものであり、
容易に破砕できないので、出滓口交換時には出滓口付近の炉体壁の耐火物を破砕して、出滓口を炉体から取り外しているが、新しい出滓口を設ける際に、炉体を修復するための手間と時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、時間をかけずに容易に交換することのできる出滓口、出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉および出滓口の交換方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材が、前記排出孔を中心として上方部分はアルミナ系、マグネシア系、クロミア系の少なくとも一つを含む酸化物系耐火物で、下方部分は炭化珪素系耐火物で構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明に係る出滓口は、第１または第２の発明において、前記外筒材は、前記内筒材の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部があり、該切欠き部には炭化珪素質レンガが配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明に係る出滓口は、第１ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記外筒材が断熱性を有することを特徴とするものである。
【００１１】
第５の発明に係る出滓口は、廃棄物ガス化溶融炉の炉体耐火物を貫通して形成された装着孔に装着される、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有し、炉内側端部に前記装着孔の内径とほぼ同一の外径の大径部が所定長さ設けられた炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の前記大径部を除く外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように前記装着孔に装着されることを特徴とするものである。
【００１２】
第６の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉は、第１ないし第５の発明のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されていることを特徴とするものである。
【００１３】
第７の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法は、第１ないし第４の発明のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されている廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とするものである。
（１）出滓口の内筒材の排出孔および炉体の排出孔を、マッドガンを用いて閉孔する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。
【００１４】
第８の発明に係る廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法は、第５の発明に記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されており、廃棄物およびコ−クスが炉内へ供給され、主羽口から酸素富化ガスが吹き込まれる廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とするものである。
（１）コ−クスと廃棄物の炉への供給を停止し、溶融物の湯面を出滓口よりも下げた上、主羽口からの酸素富化ガスの吹き込みを停止する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。
【００１５】
本発明に係る出滓口は、外筒材がボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物であるので、この出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉から出滓口を交換するときには、外筒材をコアビット等によりボ−リングして切削し、内筒材を取り出すだけでよい。したがって、出滓口の交換が短時間で行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この廃棄物ガス化溶融炉の出滓口１は、炉体耐火物５の厚さ方向途中まで設けられた装着孔５ａに装着されるものであり、溶融したスラグが流れる排出孔２を有し、高温の溶融スラグが排出孔２を流れても容易に溶損しない耐火物からなる内筒材３と、内筒材３の外周面に嵌装され、ボ−リングにより環状に切削可能な耐火物からなる外筒材４とから構成されている。
【００１７】
内筒材３には、溶融スラグが排出孔２を流れても、容易に溶損しない炭化珪素質レンガ等を使用する。また、外筒材４には、コアビット等を使用したボ−リングにより容易に切削でき、かつ１４００℃程度における熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が、２以下のシャモット質キャスタブル（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3）や、アルミナ質キャスタブル（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3）を使用する。熱伝導率を２Ｗ／ｍ・Ｋ以下としたのは、外筒材４に断熱保温効果を付与して、内筒材３を流れる溶融スラグの温度低下を防止するためである。これにより、出滓口１内で溶融スラグが冷却して、流動性が低下したり、固化することが防止でき、バ−ナや誘導加熱装置等の加熱手段を設ける必要がなくなる。
【００１８】
図１に示す出滓口１においては、炉内の溶融スラグは炉体耐火物５に設けられた排出孔６を経由して、内筒材３の排出孔２を通過して、外部に排出される。
【００１９】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、外筒材４の内筒材３の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部を設け、この切欠き部に内筒材３と同等の耐熱性能を有する耐火物７を配置した場合を図２示す。図２の（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。耐火物７は外筒材４と同等の曲率半径を有する樋状の形状をしており、外筒材４の切欠き部を完全に埋める大きさをしている。この耐火物７は、内筒材３と同等の耐熱性能を有するので、内筒材３の排出孔２を出た溶融スラグが真下に垂れても、垂れた溶融スラグは耐火物７で受けられるので、溶融スラグにより耐熱性の比較的低い外筒材４が溶損されることはない。
【００２０】
なお、耐火物７を楔状に成形し、外筒材４の切欠き部への着脱が容易なようにしておけば、後述する出滓口の交換方法において、耐火物７を取り除くことが容易である。
【００２１】
また、耐火物７は、内筒材３と一体成形されたり、内筒材３に接着材により接着されているものでもよく、外筒材４の切欠き部に装着され、内筒材３に接着材により接着されているものでもよい。
【００２２】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材３の排出孔２を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合を、図３に示す。図３の（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２３】
この出滓口の内筒材３においては、排出孔２を通る高温ガスまたは火炎に接触する上方部分は、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａで構成し、排出孔２を通る溶融スラグに接触する下方部分は、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂで構成し、内筒材３を同一材質の耐火物で一体成形した場合よりも、耐久性を向上できるようにしている。
【００２４】
耐高温ガス性に優れた耐火物３ａの材質は酸化物系耐火物が好ましく、アルミナ系、マグネシア系、クロミア系の少なくとも一つを含む酸化物系耐火物を用いる。耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの材質は炭化珪素系耐火物が好ましい。
【００２５】
この場合、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂ断面の内筒材３の全断面に占める割合は、内筒材３の排出孔２を通過する溶融スラグの湯面の高さにより決定され、溶融スラグの湯面の高さが内筒材３の排出孔２の中心に位置していれば、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの占める割合は、内筒材３の下半分となり全断面の５０％となる。そして、溶融スラグの湯面の高さが低くなるほど、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの占める割合は少なくなる。
【００２６】
図３で示した内筒材３は、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａと耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂとが、上下で区分される構成となっているが、必ずしもこのような構成である必要はなく、例えば、図４の正面図に示すように、内筒材３は耐高温ガス性に優れた耐火物３ａを耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂで覆うような構造として一体成形したものでもよい。
【００２７】
また、上述のような構成の場合、耐高温ガス性に優れた耐火物３ａの炉内方向への長さは、耐溶融スラグ性に優れた耐火物３ｂの長さに合わせる必要はなく、出滓口の出口近傍の酸化雰囲気で耐火物が損耗しやすい部分だけに限定してもよい。
【００２８】
次に、上述した本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス溶融炉において、出滓口の交換方法を説明する。図５は外筒材４のボ−リングに使用するコアビットの説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。このコアビット１０は市販されているものであり、円筒体１１の一方の端には底板１２が、他方の端には円筒体１１の円周に沿って等間隔に複数のビット１３が設けられており、底板１２に接続された回転軸１４を中心に、削岩機により打撃回転を加えるか、回転機（図示せず）により回転させることにより、ボ−リングすることができる。
【００２９】
次に、出滓口の交換の手順を、図６（ａ）〜図６（ｆ）により説明する。
▲１▼ 図６（ａ）に示すように、出滓口１の内筒材３の排出孔２および炉体５の排出孔６を、マッドガン（図示せず）を用いて、マッド材１５で閉孔する。
▲２▼ 図６（ｂ）に示すように、開孔機（図示せず）を用いて、閉孔した内筒材３の排出孔２部分に、ボ−リング時に軸心のガイドとなるように、ガイド孔１６を開孔する。なお、別の方法でボ−リング時のガイドをとる場合は、この工程を省略してもよい。
▲３▼ 図６（ｃ）に示すように、コアビット１０を用いて外筒材４の部分をボ−リングして切削する。
▲４▼ 図６（ｄ）に示すように、コアビット１０が炉体５に達するまで外筒材４を切削除去した後、内筒材３を引き出す。
▲５▼図６（ｅ）に示すように、外筒材４を取り除いた後に、炉体５の出滓口装着孔に
付着している外筒材４の小片４ａを、ドレッサ−１７等を用いて除去し、外筒材４の外周面と接する炉体５の出滓口装着孔の内面を滑らかに仕上げる。
【００３０】
コアビット１０によって切削しただけで、出滓口装着孔に外筒材４の残存がほとんどない場合は、この工程を省略してもよい。
▲６▼図６（ｆ）に示すように、新しい出滓口１の外筒材４の外周面にモルタルを塗布
した後、出滓口装着機１８により出滓口１を炉体５の出滓口装着孔に挿入する。
【００３１】
本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口は、上述したように交換することができるので、従来長時間を要していた出滓口の交換作業を、短時間で行うことができる。
【００３２】
なお、図７の断面図に示すように、出滓口１の内筒材３の中心Ａと外筒材４の中心Ｂ、内筒材３の中心Ａと排出孔２の中心Ｃは、必ずしも同心である必要はなく、円周方向の熱分布に合わせて、外筒材４の円周方向に沿った肉厚が変化するように、内筒材３に対して外筒材４の中心をＬ1だけ偏心させたり、排出孔２の溶損方向が下向きになるのか、上向きになるのかによって、内筒材３に対して排出孔２の中心をＬ2だけ上または下に偏心させてもよい。
【００３３】
図６に基づく出滓口１の交換方法の説明においては、内筒材３は図１に示した内筒材３の場合で説明したが、内筒材３が図２、図３や図４に示すような構成のものでも、出滓口１の交換方法は同じである。
【００３４】
次に、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した、廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態を説明する。
【００３５】
図８は、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。この廃棄物ガス化溶融炉における出滓口２１は、炉体耐火物２５の厚さ方向に貫通して設けられ、大きさが出滓口２１の外筒２４の外径とほぼ同じ大きさの装着孔２５ａに装着されるものであり、溶融スラグが流れる排出孔２２を有し、高温の溶融スラグが排出孔２２を流れても容易に溶損しない耐火物からなる内筒材２３と、内筒材２３の外周面に嵌装され、ボ−リングにより環状に切削可能な耐火物からなる外筒材２４とから構成されている。
【００３６】
この出滓口２１においては、内筒材２３の炉内側端部には、前記炉体耐火物２５に設けられた装着孔２５ａの内径とほぼ同一の外径の大径部２３ａが所定長さ（炉体耐火物２５の厚さＴが４００ｍｍの場合、５０〜１００ｍｍ程度の長さ）が設けられ、外筒材２４が直接炉内の溶融物と接触して、溶損されるのを防止するようにしている。
【００３７】
従来は炉体耐火物２５の炉内側溶融スラグ流入口の周囲が、溶融スラグにより溶損するため、溶損した個所を補修する必要があった。
【００３８】
炉体耐火物２５を補修する場合には、炉を休止し炉内を空にして行う必要があるが、炉の休止、再開には煩雑な操作と時間が必要である。そのため、長期間の連続操業を行うには、炉体耐火物２５の補修を不要にしなければならないが、出滓口２１を上述のような構造にしておけば、出滓口２１の交換を行うだけですみ、交換は簡易で短時間の休風操作を行って実施できるので、長期間の連続操業を実現できる。
【００３９】
この場合の出滓口２１の交換は、次の（１）〜（４）の手順で行う。
（１）コ−クスと廃棄物の炉への供給を停止し、溶融物の湯面を出滓口２１よりも下げた上、主羽口からの酸素富化ガスの吹き込みを停止する
（２）コアビットを用いて外筒材２４をボ−リングして切削する。
（３）外筒材２４を切削除去した後、内筒材２３を抜き出す。
（４）新しい出滓口２１の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口２１を炉体耐火物２５の出滓口装着孔２５ａに装着する。
【００４０】
この出滓口２１の交換における（２）〜（４）の手順は、図６で説明した出滓口１の交換と同じように行えばよい。
【００４１】
なお、出滓口２１の内筒材２３の大径部２３ａの外周面と、炉体耐火物２５の装着孔２５ａの内周面とは、モルタルにより固定されるので、出滓口２１の交換方法において、内筒材２３の大径部２３ａをボウリングにより切削するのに長時間を要するように思えるが、内筒材２３の大径部２３ａは炉内の溶融物と接触して溶損が進行し、出滓口２１の交換時には残存長さが短くなっているので、交換がそれほど困難になることはない。
【００４２】
上述した出滓口２１においては、内筒材２３の長さを炉体耐火物２５の厚さＴよりも長くして、内筒材２３の出側端部を炉体耐火物２５の外面よりも突出させているが、これはコアビットを用いて外筒材２４を切削する際に、芯合わせが容易であるからである。もちろん内筒材２３の出側端部を突出させなくても、出滓口２１の交換を行うことはできる。
【００４３】
なお、本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口が、同じ廃棄物溶融炉である灰溶融炉や、汚泥溶融炉に適用できるのはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明により、廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換を、短時間で容易に行うことができる。
【００４５】
また、出滓口の長さを炉体耐火物の厚さと同等にすることにより、炉体耐火物の補修を不要にすることができ、炉の連続操業が可能となる。
【００４６】
また、出滓口に断熱保温機能を付与させたものにおいては、溶融スラグの温度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第一の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、外筒材の内筒材の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部を設け、この切欠き部に内筒材と同等の耐熱性能を有する耐火物を配置した場合の説明図であり、（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材の排出孔を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合の説明図であり、（ａ）はこの出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口において、内筒材の排出孔を中心として上方部分を耐高温ガス性に優れた耐火物で構成し、下方部分は耐溶融スラグ性に優れた耐火物で構成した場合の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の外筒材のボ−リングに使用するコアビットの説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第一の実施の形態の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換の手順を示す図である。
【図７】内筒材の中心に対して外筒材や排出孔の中心を偏心させた出滓口の断面図である。
【図８】本発明の廃棄物ガス化溶融炉の出滓口を装着した廃棄物ガス化溶融炉の第二の実施の形態の説明図であり、（ａ）は出滓口の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】廃棄物ガス化溶融炉の一例を示すシャフト型溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 出滓口
２ 排出孔
３ 内筒材
４ 外筒材
５ 炉体
６ 排出孔
１０ コアビット
１１ 円筒体
１２ 底板
１３ ビット
１４ 回転軸
１５ マッド材
１６ ガイド孔
１７ ドレッサ−
１８ 出滓口装着機
２１ 出滓口
２２ 排出孔
２３ 内筒材
２４ 外筒材
２５ 炉体耐火物
Claims (8)
- 廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とする出滓口。
- 廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有する円筒形の内筒材と、該内筒材の外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材が、前記排出孔を中心として上方部分はアルミナ系、マグネシア系、クロミア系の少なくとも一つを含む酸化物系耐火物で、下方部分は炭化珪素系耐火物で構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、炉体耐火物の外面から炉内方向に向けて炉体耐火物の中間部まで形成された装着孔に、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように装着されることを特徴とする出滓口。
- 前記外筒材は、前記内筒材の下方かつ出口に位置する部分に切欠き部があり、該切欠き部には炭化珪素質レンガが配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の出滓口。
- 前記外筒材が断熱性を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の出滓口。
- 廃棄物ガス化溶融炉の炉体耐火物を貫通して形成された装着孔に装着される、廃棄物ガス化溶融炉の溶融スラグを排出するための出滓口であって、排出孔を有し、炉内側端部に前記装着孔の内径とほぼ同一の外径の大径部が所定長さ設けられた炭化珪素質レンガからなる内筒材と、該内筒材の前記大径部を除く外周面に嵌装され、コアビットのボ−リングにより切削可能なキャスタブル耐火物からなる外筒材と、から構成され、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が前記外筒材端部より突出しており、前記内筒材の溶融スラグ出側端部が炉体耐火物の外面より突出するように前記装着孔に装着されることを特徴とする出滓口。
- 請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されていることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
- 請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されている廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法。
（１）出滓口の内筒材の排出孔および炉体の排出孔を、マッドガンを用いて閉孔する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。 - 請求項５に記載の出滓口が炉体耐火物の装着孔に装着されており、廃棄物およびコ−クスが炉内へ供給され、主羽口から酸素富化ガスが吹き込まれる廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法であって、次の（１）〜（４）の工程により出滓口を交換することを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉の出滓口の交換方法。
（１）コ−クスと廃棄物の炉への供給を停止し、溶融物の湯面を出滓口よりも下げた上、主羽口からの酸素富化ガスの吹き込みを停止する。
（２）コアビットを用いて外筒材をボ−リングして切削する。
（３）外筒材を切削除去した後、内筒材を抜き出す。
（４）新しい出滓口の外周面にモルタルを塗布した後、出滓口を炉体の出滓口装着孔に装着する。
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