JP4786336B2 - スラグ冷却コンベア設備 - Google Patents

Description

本発明はスラグ冷却コンベア設備に関し、詳しくは、燃焼溶融炉などから排出される高温のスラグを冷却して連続的に排出可能なスラグ冷却コンベア設備に関する。

各種ゴミなどの廃棄物から有価物を回収しながら廃棄物を効果的に処理するのに、熱分解ガス化溶融設備を用いて行う方式がある。この種設備は、例えば図３に示すように構成されている。

すなわち、この設備では、廃棄物は熱分解ドラム１に供給され、熱分解ドラム１中で回転されつつ約１時間程度、無酸素あるいは低酸素雰囲気中で間接加熱されて、熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解され、熱分解残渣分離機３により分離される。熱分解ドラム１では、廃棄物はドラム加熱空気熱交換器２によって約５３０℃程度に加熱された加熱空気により、約４７０℃程度にまで加熱され熱分解される。熱分解ガスの一部は、熱分解ドラムの加熱用として熱分解ガスダクト（図示略）を通して引き抜かれ、熱分解ガス燃焼炉（図示略）にて燃焼され、ドラム加熱空気熱交換器２の熱源とされる。残った熱分解ガスは、燃焼溶融炉５に送給されて、別に送給される熱分解残渣中のカーボンと共に燃焼される。

燃焼溶融炉５には、後工程のボイラー６、減温塔７、集塵機であるバグフィルター８から生じた灰も回収されて吹き込まれるが、燃焼溶融炉内の温度が約１３００℃程度あるため、吹き込まれた灰は溶融し、溶融スラグとしてスラグ冷却コンベア設備２９に落下、排出される。

スラグ冷却コンベア設備２９は、図４に正面断面構造を示すように、燃焼溶融炉５のスラグＳを排出するスラグ排出口５ａの直下に配置されていて、冷却水が満たされた槽１１に水封コンベア１２が配置されて構成されている。燃焼溶融炉５から重力落下する溶融スラグＳは槽１１内の冷却水により冷却され、固化スラグＳ１となる。固化スラグＳ１は槽底部に沈積するが、槽底部の固化スラグを掻き取りながら循環移動する水封コンベア１２の掻板１２ａにより、槽外に連続的に搬送・排出され、貯留部３０に送り出される。

燃焼溶融炉５の燃焼ガスは、ボイラー６に送給されて熱回収され、蒸気を生じさせて蒸気タービン（図示略）にて電気として利用される。熱回収された後の排ガスは減温塔７に送られて約１７０℃程度に急速冷却されてダイオキシン類の再合成を防止され、バグフィルター８に送られてダスト除去される。更に、排ガスは、図示はしないが、消石灰などの中和薬剤が吹き込まれて排ガス中の酸性成分を除去され、バグフィルター８に送られて集塵された後、煙突１０から排出される。尚、図３中、図番Ｆは送給ファンを示す。

熱分解ドラム１から発生した熱分解残渣は、熱分解残渣分離機３により分離される。熱分解残渣には、金属類が多く含まれていることから、図示はしないが、磁選機、アルミニウム選別機に送給され、夫々有価物として回収される。有価物を回収された残りは、粉砕機に送られて微粉砕され、微粉砕された後、スクリーンにて吹込み不適物（針金など）が除去されてから、カーボンサイロに送られる。カーボンサイロに貯留されたカーボンは、送給ファン等による空気輸送にて燃焼溶融炉５に送給され吹き込まれて燃焼されるようになっている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−３３４２１５号公報

従来のスラグ冷却コンベア設備２９は、図４に示すように、槽１１内に沈降した固化スラグＳ１を水封コンベア１２により搬送・排出すると共に、水温の上昇を防いで冷却効果を保持するため、水を循環しながら冷却するようにしている。その場合、槽１１内に含まれるＳＳ（水中に懸濁している有機性、無機性物質）の存在により、循環ポンプ１５を構成するケーシングやインペラーなどが磨耗したり、熱交換器２６内部に配置されている配管が閉塞したりする。そのため、槽１１内に浮遊するＳＳを除去する必要性から、槽１１内に浮遊するＳＳを含む槽１１内の水を取り出して、ＳＳを除去する振動篩や回転スクリーンなどで構成される大掛かりなＳＳ除去装置１４を設けると共に、更にＳＳを除去したスラグ水を、循環ポンプ１５を介して熱交換器２６により冷却し、この冷却された水を、循環配管２７を介して槽１１内に送給するようにしている。その結果、これらの設備は少なくない設備コストと運転コストを要するだけでなく、かなりのスペースを占有するため、廃棄物処理コストの高騰をもたらしており、改善要請は強いものがあった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、大掛かりな設備構成を要することなく簡素な設備構成とし、設備コスト、運転コスト共に低減可能で、それでいて排出される高温の溶融スラグを冷却して排出可能にするスラグ冷却コンベア設備を提供することにある。

上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係るスラグ冷却コンベア設備の特徴構成は、スラグを受け入れて、スラグを水冷可能な槽と、この槽内に循環しながら槽内に沈積するスラグを掻き出す水封コンベアと、槽内に配置され槽内の水を冷却する熱交換器とを有することにある。

この構成によれば、槽内に配置した熱交換器により槽内の水を直接冷却するので、大掛かりなＳＳ除去装置やこれに付随する循環配管などを必要とせず、処理設備全体の設備コストや運転コストを大幅に低減できるだけでなく、その占有スペースを低減できる。

その結果、大掛かりな設備構成を要することなく簡素な設備構成とし、設備コスト、運転コスト共に低減可能で、それでいて排出される高温の溶融スラグを冷却して排出可能にするスラグ冷却コンベア設備を提供するができた。

前記槽の外壁が、水冷ジャケットになっていることが好ましい。

この構成によれば、槽の内部のみならず、外部からも槽内を冷却できるので、冷却効果が高められる。

前記水冷ジャケット内の水が、前記熱交換器と接続されている冷却塔から循環されることが好ましい。

この構成によれば、水冷ジャケット内に送られる冷却水と熱交換器に送られる冷却水とを１台の冷却塔により供給するので、設備構成を簡素化できる。

本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るスラグ冷却コンベア設備の概略正面断面構成を示す。従来技術と同様な機能を有する構成については、同一図番を付してある。

このスラグ冷却コンベア設備９は、幅方向に配置された２列のチェーン１９により牽引される多数の掻板１２ａを備えていて、図３に示すような熱分解ガス化溶融設備などに設けられている燃焼溶融炉５のスラグ排出口５ａから排出される溶融スラグＳを冷却して固化スラグＳ１とし、この固化スラグＳ１を水封コンベア１２の掻板１２ａで掻き取り排出する点は、従来技術と同様である。

従来技術と相違する点は、槽１１内の水温の上昇を防ぐための循環ポンプ１５や熱交換器２６に代えて、槽１１内に直接熱交換器１６を投入して水温を冷却している点にある。熱交換器１６には、冷却塔Ｃから冷却水が送給される。かかる熱交換器１６としては、例えば、両端にヘッダを設けると共にヘッダ間に多数本のパイプを差し渡し、パイプ内に冷却水を通流させると共に、各パイプの外表面に熱交換用のフィンを取り付けた構成のものなどが好適に使用できる。

このように、槽１１内の水を槽１１外に配置した熱交換器を介して循環し冷却しないので、あえて水中に含まれるＳＳを予め除去する必要がない。従って、本実施形態によれば、設備コストが高く、占有スペースが大きい大掛かりなＳＳ除去装置や、更にはＳＳ除去装置に続く循環配管を必要としないので、処理設備全体の設備コストを大幅に低減できるだけでなく、その占有スペースを確実に低減できる。

更に、槽１１の外壁を二重構成にして、壁間に冷却水を循環させる水冷ジャケット１７に構成し、槽１１の内外から槽内の水を冷却するようになっていることが好ましい。このように構成すると、槽１１の内外から槽１１内の水を冷却できて、常時、落下してくる溶融スラグに対する高い冷却効果を発揮し得る。水冷ジャケット１７に送給される冷却水は、熱交換器１６に冷却水を送給する冷却塔Ｃから送られるようにすることが好ましい。

また、槽１１内の水を撹拌させ冷却効果を高める撹拌機１８を、槽の容量に応じて１または複数台投入して、槽内を撹拌させると、槽内に水流を形成し冷却効果を高めることができて一層好ましい。なお、図１で図番Ｍは撹拌機１８を回転駆動する電動機である。もとより、槽１１には、一定の水量となるように、適宜外部より水補給がなされる。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態において、スラグ冷却コンベア設備を熱分解ガス化溶融設備に用いた例を挙げて説明したが、本発明に係るスラグ冷却コンベア設備はこれに限定されるものではなく、プラズマ溶融炉、燃料式溶融炉などから発生する溶融スラグの冷却などに用いてもよい。
（２）上記実施形態において、槽１１内の水温を温度センサーにより検知しつつ、その検知結果に応じて、熱交換器１６および／又は水冷ジャケット１７の水温、送水量を制御するようにしてもよい。このようにすると、槽内でのスラグの冷却を何らトラブルを生じることなく安定して行え、槽内の水温管理を自動化することができる。

本発明の一実施形態に係るスラグ冷却コンベア設備を示す概略正面断面図 図１のスラグ冷却コンベア設備のＩＩ−ＩＩ断面図 従来技術の熱分解ガス化溶融設備の概略全体構成図 従来技術のスラグ冷却コンベア設備を示す図１と同様な概略正面断面図

符号の説明

１１ 槽
１２ 水封コンベア
１６ 熱交換器
１７ 水冷ジャケット
Ｃ 冷却塔
Ｓ スラグ
Ｓ１ 沈積するスラグ

Claims (2)

1. スラグを受け入れて、スラグを水冷可能な槽と、この槽内に循環しながら槽内に沈積するスラグを掻き出す水封コンベアと、槽内に配置され槽内の水を冷却する熱交換器とを有するとともに、前記槽の外壁が、水冷ジャケットになっていることを特徴とするスラグ冷却コンベア設備。
2. 前記水冷ジャケット内の水が、前記熱交換器と接続されている冷却塔から循環される請求項１記載のスラグ冷却コンベア設備。

Images