JP4410843B1 - Fibrous silicate mineral melting equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】アスベストのような繊維状ケイ酸塩鉱物を安全で安定的に効率良く、熔融無害化処理することができる熔融処理装置の提供を目的とする。
【解決手段】上部に被処理物の投入部を有し、下部の側部から炉内にフレーム照射するバーナー装置を有するシャフト炉型の1次熔融炉と、1次熔融炉で発生した粉状物を熔融処理する2次熔融室とを備え、2次熔融室から回収した燃焼ガスを用いて外気の空気を700〜1000℃の熱風に制御する熱交換器を有し、前記700〜1000℃の熱風を前記1次熔融炉のバーナー装置に吹込むことで1次熔融炉内温度を1700〜1900℃に制御することを特徴とする。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a melt treatment apparatus capable of performing a detoxification treatment of a fibrous silicate mineral such as asbestos safely, stably and efficiently.
A shaft furnace type primary melting furnace having a burner device that has an upper portion to be treated and a frame irradiation from the lower side portion into the furnace, and powder generated in the primary melting furnace A secondary melting chamber for melting the product, and a heat exchanger for controlling the outside air to hot air of 700 to 1000 ° C. using the combustion gas recovered from the secondary melting chamber, the 700 to 1000 ° C. The hot melt air is blown into the burner device of the primary melting furnace, so that the temperature in the primary melting furnace is controlled to 1700-1900 ° C.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はアスベストと総称される繊維状ケイ酸塩鉱物を熔融処理し、無害化するための熔融処理装置に関する。 The present invention relates to a melt processing apparatus for melting and detoxifying fibrous silicate minerals collectively called asbestos.
天然に産する鉱物繊維をアスベストと総称されているが、具体的には蛇紋石族のクリソヌイル(白石綿)、角閃石族のクロシドライト(青石綿)及びアモサイト(茶石綿)等が代表例として挙げられる。
アスベストは耐熱性、耐薬品性、絶縁性等の工業上の諸特性に優れていたために、世界中に広く普及してしまったが、健康被害が明らかになり、製造及び使用等が全面的に禁止された。Naturally produced mineral fibers are collectively referred to as asbestos. Specific examples include serpentinite chrysonyl (white asbestos), amphibolite crocidolite (blue asbestos) and amosite (tea asbestos). It is done.
Asbestos has been widely used all over the world because of its excellent industrial properties such as heat resistance, chemical resistance, and insulation properties. forbidden.
しかし、アスベストのような繊維状鉱物にあっては、結晶水等を含有しているために、雰囲気温度500〜1000℃になると、脱水化が進行し、結晶構造が崩壊した後に粉状になり、この粉状物が飛散すれば二次公害を発生させる恐れが高く、無害化が難しいものであった。
より具体的に説明すると、繊維状鉱物が熔融すると、比重約4000kg/m3の熔融塊となるが繊維状の状態では比重が100kg/m3程度と非常に軽いので、アスベストを単に高温熔融するだけでは、鉱物繊維が融合せずに捲き込み現象が発生し、粉状物として飛散してしまう問題があり、アスベストを完全に無害化できる装置が実現していないのが実状である。However, since fibrous minerals such as asbestos contain water of crystallization, etc., when the ambient temperature reaches 500 to 1000 ° C., dehydration proceeds and the crystal structure collapses to become powdery. If this powdered material is scattered, there is a high risk of generating secondary pollution, and detoxification is difficult.
More specifically, when the fibrous mineral melts, it becomes a molten ingot with a specific gravity of about 4000 kg / m 3 , but in the fibrous state, the specific gravity is very light as about 100 kg / m 3, so asbestos is simply melted at high temperature. However, there is a problem that the entanglement phenomenon occurs without the mineral fibers being fused and scattered as a powdery material, and the actual situation is that an apparatus capable of completely detoxifying asbestos has not been realized.
本発明は、アスベストのような繊維状ケイ酸塩鉱物を安全で安定的に効率良く、熔融無害化処理することができる熔融処理装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a melt processing apparatus that can safely and stably perform fibrous detoxification processing on a fibrous silicate mineral such as asbestos.
本発明に係る繊維状ケイ酸塩鉱物の熔融処理装置は、上部に被処理物の投入部を有し、下部の側部から炉内にフレーム照射するバーナー装置を有するシャフト炉型の1次熔融炉と、1次熔融炉で発生した粉状物を熔融処理する2次熔融室とを備え、2次熔融室から回収した燃焼ガスを用いて外気の空気を700〜1000℃の熱風に制御する熱交換器を有し、前記700〜1000℃の熱風を前記1次熔融炉のバーナー装置に吹込むことで1次熔融炉内温度を1700〜1900℃に制御することを特徴とする。 The apparatus for melting a fibrous silicate mineral according to the present invention is a shaft furnace type primary melting having an input portion for an object to be processed at the upper portion and a burner device for irradiating a flame from the lower side portion into the furnace. A furnace and a secondary melting chamber for melting the powder generated in the primary melting furnace, and control the outside air to hot air of 700 to 1000 ° C. using the combustion gas recovered from the secondary melting chamber A heat exchanger is provided, and the temperature in the primary melting furnace is controlled to 1700 to 1900 ° C. by blowing the hot air of 700 to 1000 ° C. into the burner device of the primary melting furnace.
シャフト炉型の熔融炉に繊維状ケイ酸塩鉱物の被処理物を投入し、バーナー燃焼炎で加熱するだけでは実際に安定して得られる温度は1350〜1500℃レベルの温度が限界であった。
そこで、本発明では外気の空気を700〜1000℃に加熱した熱風をバーナー装置に吹き込んだものである。
これにより、バーナー燃焼炎の温度を約2000℃まで高温にすることが可能になり、1次熔融炉内温度を1700〜1900℃の高温に制御できる。
なお、熱風をバーナーに吹き込むには吹き込み圧300〜700mmAqあるのが好ましい。A temperature of 1350-1500 ° C. is the limit of the temperature that can be obtained in a stable manner by simply putting a fiber silicate mineral material into a shaft furnace type melting furnace and heating it with a burner combustion flame. .
Therefore, in the present invention, hot air obtained by heating outside air to 700 to 1000 ° C. is blown into the burner device.
Thereby, the temperature of the burner combustion flame can be increased to about 2000 ° C., and the temperature in the primary melting furnace can be controlled to a high temperature of 1700 to 1900 ° C.
In order to blow hot air into the burner, the blowing pressure is preferably 300 to 700 mmAq.
1次熔融炉の下部の側部から炉内に、投入した被処理物に向けバーナー装置にてフレーム照射すると、被処理物が加熱昇温させられる。
アスベスト等の被処理物は飛散を防止するために、コンテナに投入密閉されて保管及び搬入されてくることから、廃プラスチック類等も混入している場合が多いので、プラスチック類からガスも発生する。
従って、被処理物をコンテナごと加熱すると、マグマ状の熔融物の他に燃焼性の廃ガス及びアスベストの一部が粉状化した飛散物が発生する。When the burner apparatus is used to irradiate the object to be processed, which is introduced into the furnace from the lower side of the primary melting furnace, the object to be processed is heated.
Asbestos and other objects to be treated are thrown into containers and stored and transported to prevent scattering, so waste plastics are often mixed in, so gas is also generated from plastics. .
Accordingly, when the object to be treated is heated together with the container, a flammable waste gas and a part of asbestos in powder form are generated in addition to the magmatic melt.
そこで本発明においては、1次熔融炉で発生したガスを2次燃焼させ、同1次熔融炉で発生した粉状物を滴状に熔融処理する2次熔融室(2次燃焼室)を設けた。
2次熔融室を1600℃以上に保持すれば、粉状物が熔融滴状になる。
また、プラスチック類から発生するガスを燃焼するための助燃バーナーを設けてもよい。Therefore, in the present invention, a secondary melting chamber (secondary combustion chamber) is provided in which the gas generated in the primary melting furnace is subjected to secondary combustion and the powder generated in the primary melting furnace is melted into droplets. It was.
If the secondary melting chamber is kept at 1600 ° C. or higher, the powdered material becomes molten droplets.
Moreover, you may provide the auxiliary combustion burner for burning the gas emitted from plastics.
本発明において、1次熔融炉の被処理物の投入部は、コンテナに収容した被処理物を受け入れる側の1次扉と、炉内に投入する側の2次扉からなる二重扉構造の投入室であってもよい。
また、熱交換器は、燃焼排ガス温度を、約1300℃まで降下させる1次熱交換器と、約900℃まで降下させる2次熱交換器と、約800℃以下に降下させる3次熱交換器からなる3段式熱交換器であり、当該熱交換器の冷媒として外気の空気を取り込み、700〜1000℃の熱風を得るようにしてもよい。
熱交換器により温度を約800℃以下に降下させた燃焼排ガスは、廃熱ボイラー等を用いて有効利用することが可能であり、その後はバグフィルター等を経由させる常法の排ガス処理手段を用いることができる。
また、1次熔融炉及び2次熔融室の炉壁は高温に耐えられるように水冷ジャケット構造を採用してもよい。In the present invention, the input portion of the object to be processed in the primary melting furnace has a double door structure including a primary door on the side for receiving the object to be processed accommodated in the container and a secondary door on the side to be input into the furnace. It may be an input chamber.
In addition, the heat exchanger includes a primary heat exchanger that lowers the combustion exhaust gas temperature to about 1300 ° C., a secondary heat exchanger that lowers the combustion exhaust gas temperature to about 900 ° C., and a tertiary heat exchanger that drops the temperature to about 800 ° C. or less. It is a three-stage type heat exchanger which consists of the above, and it is also possible to take in outside air as a refrigerant of the heat exchanger and obtain hot air of 700 to 1000 ° C.
Combustion exhaust gas whose temperature has been lowered to about 800 ° C. or less by a heat exchanger can be effectively used using a waste heat boiler or the like, and thereafter, a conventional exhaust gas treatment means that passes through a bag filter or the like is used. be able to.
Moreover, you may employ | adopt a water cooling jacket structure so that the furnace wall of a primary melting furnace and a secondary melting chamber can endure high temperature.
本発明における熔融処理装置は、アスベストの無害化処理する際に熔融時に発生する粉状物を2次熔融室で滴状に熔融化できるので、完全にアスベストの無害化が可能になり、安全で安定した操業となる。
また、燃焼排ガスを用いて熱交換器により外気の空気を加熱熱風化し、この熱風を1次熔融炉のバーナー装置に吹き込むことにより高温フレームが得られるとともに熱風温度を600〜1000℃に変化させることでフレーム温度を約1620〜2000℃に可変制御できる。Since the melt processing apparatus in the present invention can melt the powder generated at the time of melting in the secondary melting chamber in the case of detoxifying asbestos, the asbestos can be completely detoxified and safe. Stable operation.
In addition, the combustion air is used to heat and heat the outside air with a heat exchanger, and the hot air is blown into the burner device of the primary melting furnace to obtain a high-temperature frame and change the hot air temperature to 600 to 1000 ° C. The frame temperature can be variably controlled to about 1620 to 2000 ° C.
10 1次熔融炉
11 バーナー装置
12 1次扉
13 2次扉
14 プッシャー
15 抽出扉
20 2次熔融室
21 回収筒
22 コンベア
23 助燃バーナー
24 ブロアー
30 1次熱交換器
31a,3ab 2次熱交換器
32 3次熱交換器DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
本発明に係る繊維状ケイ酸塩鉱物の熔融処理装置の構成例を以下図面に基づいて説明する。
図1は、処理対象例としてアスベストを保管室に保管した状態から無害となる熔融物までと、それに伴う回収燃焼ガスのフロー図を示す。
アスベストは飛散を確実に防止しないと、公害の発生原因となることから、回収現地から密閉されたコンテナ4に収容されて、トラック等にて搬入及び密閉管理された保管室1に保管される。
トラック等の荷台からリフター3を用いて搬入されたコンテナ4はコンベア2bにより、1次熔融炉10の上部に配置した投入部から、この1次熔融炉10内に投入される。
1次熔融炉10は竪型のシャフト炉型になっていて、上部の投入部から被処理物を炉内に投入し、下部の側部に設けたバーナー装置11の燃焼フレームにて被処理物を加熱する。
1次熔融炉10の投入部は、被処理物5をコンテナ4に収容したまま受け入れる側に1次扉12と、炉内に投入する側に2次扉13とからなる二重扉構造の投入室18になっている。
投入室18にコンテナ4を投入する際には、2次扉13を閉じた状態で1次扉12をシリンダー12a等の作動により開く。
投入室18にコンテナ4が投入されると、1次扉12が閉じ、次にシリンダー13a等の作動により2次扉13が開き、プッシャー14にてコンテナ4を炉内19に押し込む。
炉内にコンテナ4が落下すると、2次扉13が閉じる。The structural example of the fusion processing apparatus of the fibrous silicate mineral which concerns on this invention is demonstrated based on drawing below.
FIG. 1 shows a flow diagram of recovered combustion gas accompanying the process from an asbestos stored in a storage room to a harmless melt as an example of a treatment target.
Asbestos is a cause of pollution if it is not reliably prevented from being scattered, so it is stored in a container 4 sealed from the collection site, and stored in a storage room 1 that is carried in and sealed by a truck or the like.
The container 4 carried in from the loading platform such as a truck using the lifter 3 is charged into the primary melting furnace 10 from the charging portion disposed at the upper part of the primary melting furnace 10 by the
The primary melting furnace 10 is a vertical shaft furnace type, and an object to be processed is introduced into the furnace from an upper charging part and is processed by a combustion frame of a
The charging section of the primary melting furnace 10 has a double door structure including a
When the container 4 is charged into the
When the container 4 is charged into the
When the container 4 falls into the furnace, the
コンテナ4が炉内19に投入されると、1次熔融炉10の下部の側部に設けたバーナー装置11により加熱される。
バーナー装置11には、コンプレッサー16により助燃エアーが供給されるとともに、後述する熱交換器により加熱された約700〜1000℃の熱風A4が吹き込まれる。
例えば、クリソタイルの融点は1521℃であり、混合アスベストの熔融には1600℃以上が好ましい。
そこで、バーナー装置に加熱した熱風を吹き込むことでフレーム温度を1900〜2000℃に上昇させることができる。
ここで、熱風を圧力300〜700mmAqで吹き込んだ場合に熱風温度を700℃から1000℃まで上昇させると、それに伴いフレーム温度は1700℃から1900℃以上に変化するから、吹き込む熱風の温度を制御することで炉内温度を管理することができる。When the container 4 is put into the
The
For example, the melting point of chrysotile is 1521 ° C., and 1600 ° C. or higher is preferable for melting mixed asbestos.
Therefore, the flame temperature can be raised to 1900 to 2000 ° C. by blowing heated air into the burner device.
Here, when hot air is blown at a pressure of 300 to 700 mmAq and the hot air temperature is raised from 700 ° C. to 1000 ° C., the frame temperature changes from 1700 ° C. to 1900 ° C. or higher accordingly, so the temperature of the hot air to be blown is controlled. Thus, the furnace temperature can be managed.
1次熔融炉内では、熔融層Mとその上に廃プラスチック等がガス化した乾溜層Cと、その上に鉱物が乾燥分解した乾燥層Dとの概ね3層が形成される。
マグマ状に熔融した熔融層Mは、図1に示すように1次熔融炉の底部が傾斜していて、炉の底部付近に設けた抽出扉15を開いて固体熔融物15aとして回収される。
In primary melting furnace, molten layer M and its dry reservoir layer waste plastics are gasified on C, approximately three layers is formed of a dry layer D which minerals dried decomposed thereon.
As shown in FIG. 1 , the melted layer M melted in a magma shape is inclined at the bottom of the primary melting furnace, and the
乾燥層Dから発生した粉状物や、乾溜層Cから発生した燃焼性ガスは、図1に示すように1次熔融炉10の上部から2次熔融室20に送り込まれる。
図中符号17は分析装置である。
2次熔融室20は、ブロアー24と助燃バーナー23により約1550〜1650℃に保持されている。
2次熔融室20では、1次熔融炉10で発生した燃焼性ガスが燃焼し、アスベストの粉状物は熔融滴下し、回収筒21に沿って下に流れ落ち、コンベア22等にて固体物として回収される。
Dry layer powdery substance generated from the D and the combustion gas generated from the dry reservoir layer C is fed from the top of the primary melting furnace 10 as shown in FIG. 1 the secondary melting chamber 20.
The secondary melting chamber 20 is maintained at about 1550 to 1650 ° C. by the
In the secondary melting chamber 20, the combustible gas generated in the primary melting furnace 10 burns, the asbestos powder is melted and dropped, flows down along the
2次熔融室20で発生した燃焼ガスは回収燃焼ガス33として熱交換器に誘導される。
熱交換器は温度域に応じて1次熱交換器30,2次熱交換に31a,31b及び3次熱交換器32の3段階に分かれている。
その拡大模式図を図2に示す。
1次熱交換器30は、回収燃焼ガス33を1300℃程度まで降下させ、1次熱交換器31a,31bは回収燃焼ガス33を約1300℃から約900℃にまで降下させ、3次熱交換器32は約800℃以下まで降下させた後に例えば廃熱ボイラー40等に送り込み、廃熱利用に供する。
これにより、ブロアー34により3次熱交換器32に送り込まれた外気の空気A1は20℃から約240℃に加熱された熱風A2になり、2次熱交換器31a,31bにて約800℃近くまで加熱された熱風A3になり、1次熱交換器30にてさらに約1000℃まで加熱した熱風A4として1次熔融炉10のバーナー装置11に供給する。The combustion gas generated in the secondary melting chamber 20 is guided to the heat exchanger as the recovered
The heat exchanger is divided into three stages of a
The enlarged schematic diagram is shown in FIG.
The
Thereby, the air A1 of the outside air sent to the
熱交換器の構造例を図2に基づいて説明する。
図2において、二重線で示した矢印は回収燃焼ガス33の流れを示し、白抜きの矢印は熱風の大きな流れを示す。
また、細い実線矢印は熱交材の中の空気の流れを示し、点線の矢印は1次〜3次熱交換器の熱風の流れを示す。
1次熱交換器30は約1450〜1300℃の高温の回収燃焼ガス33を対象にしているので、セラミックス材からなる熱交材30aを用いている。
熱交材30aは、温度差に耐えられるように上下方向には拘束せずに熱伸縮可能になっている。
2次熱交換器31a,31bは約1300℃〜900℃の回収燃焼ガスを対象にしているので外周部をセラミックス材にし、内周側に金属材を配置した熱交材31cを使用している。
また、金属材からなる熱交パイプは外側と内側の二重構造にし、内側の熱交パイプ31eは下端部がフリーの吊り下げ構造になっている。
3次熱交換器32は約900〜800℃の相対的に低温になっているので、金属製の二重構造の熱交パイプ32a,32bで構成し、内側の熱交パイプ32bは下端部がフリーにした吊り下げ構造になっている。
なお、図中符号Sは、回収燃焼ガスと加熱空気の仕切り壁を示す。A structural example of the heat exchanger will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, an arrow indicated by a double line indicates a flow of the recovered
Moreover, a thin solid line arrow shows the flow of the air in a heat exchanger material, and the dotted line arrow shows the flow of the hot air of a primary to tertiary heat exchanger.
Since the
The
Since the
In addition, the heat exchange pipe made of a metal material has a double structure of the outside and the inside, and the inside
Since the
In addition, the code | symbol S in a figure shows the partition wall of collection | recovery combustion gas and heating air.
3次熱交換器32を経由した回収燃焼ガス33は図1に示すように廃熱ボイラー40等にて廃熱利用してもよく、この廃熱ボイラー40を利用して、発電を行うこともできる。
また、熱利用後の排ガスは必要に応じて消石灰タンク60及び噴霧装置61を用いて中和処理し、バグフィルター50を通過、排ガスブロワー51にて煙突53から大気に放出される。
その場合に排ガス分析装置54にてチェックされている。
また、バグフィルター50にて回収された残渣はバルブ50aを開いてコンベア50bにて搬出回収される。The recovered
Further, the exhaust gas after use of heat is neutralized using a slaked
In that case, it is checked by the
The residue collected by the
本発明は、燃焼ガスを熱源にした熱交換器にて熱風を造り、この熱風をバーナー装置に吹き込むことで、従来は困難とされていた1600℃以上の高温が可能になり、1次熔融工程で発生した粉状物を2次熔融室で滴下可能になったものであり、高融点の繊維状の鉱物を無害化するのに好適である。 In the present invention, hot air is produced by a heat exchanger using a combustion gas as a heat source, and this hot air is blown into a burner device, so that a high temperature of 1600 ° C. or higher, which has been difficult in the past, can be achieved. The powdery material generated in step 1 can be dropped in the secondary melting chamber, and is suitable for detoxifying high-melting fibrous minerals.
Claims (1)
1次熔融炉で発生した粉状物を熔融処理する2次熔融室とを備え、
2次熔融室は、1次熔融炉の上部と連通しているとともに、内部にアスベストの粉状物を熔融滴下回収するための回収筒を有し、
2次熔融室から回収した燃焼ガスを用いて外気の空気を熱風に制御する熱交換器を有し、
熱交換器は、燃焼排ガス温度を、約1300℃まで降下させる1次熱交換器と、約900℃まで降下させる2次熱交換器と、約800℃以下に降下させる3次熱交換器からなる3段式熱交換器であり、
1次熱交換器の熱交材はセラミックス製からなり、上下方向が拘束されない熱伸縮可能であり、2次熱交換器及び3次熱交換器の熱交材は、外側と内側の二重構造になっていて、内側に配置した熱交パイプは下端部がフリーの吊り下げ構造になっていて、
当該熱交換器の冷媒として外気の空気を取り込むことで700〜1000℃の熱風にし、
前記700〜1000℃の熱風を前記1次熔融炉のバーナー装置に吹込むことで1次熔融炉内温度を1700〜1900℃に制御するための制御手段を有することを特徴とする繊維状ケイ酸塩鉱物の熔融処理装置。A primary furnace having a shaft furnace type having a burner device for irradiating a frame into the furnace from the lower side part, and having an inclined bottom part;
A secondary melting chamber for melting the powder generated in the primary melting furnace,
The secondary melting chamber communicates with the upper part of the primary melting furnace, and has a collection cylinder for melting and collecting asbestos powder in the interior,
It has a heat exchanger that controls the outside air to hot air using the combustion gas recovered from the secondary melting chamber,
The heat exchanger includes a primary heat exchanger that lowers the flue gas temperature to about 1300 ° C., a secondary heat exchanger that lowers the temperature of the exhaust gas to about 900 ° C., and a tertiary heat exchanger that drops the temperature to about 800 ° C. or less. A three-stage heat exchanger,
The heat exchanger material of the primary heat exchanger is made of ceramics and can be expanded and contracted in the vertical direction. The heat exchanger material of the secondary heat exchanger and the tertiary heat exchanger has a double structure on the outside and inside. The heat exchange pipe placed inside has a free hanging structure at the lower end,
By taking outside air as the refrigerant of the heat exchanger, it becomes hot air of 700 to 1000 ° C.,
Fibrous silicic acid having control means for controlling the temperature in the primary melting furnace to 1700-1900 ° C. by blowing the hot air of 700-1000 ° C. into the burner device of the primary melting furnace Salt mineral melting equipment.
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