JP4886293B2 - Humidification incineration ash melting furnace - Google Patents

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Description

本発明は、ゴミの焼却処理等において生成する加湿焼却灰を溶融するための溶融炉に関する。   The present invention relates to a melting furnace for melting humidified incineration ash generated in refuse incineration processing or the like.

一般廃棄物の処理方法としては、一般廃棄物を焼却して灰化させ、こうして生成する焼却灰を埋立地等に輸送して土壌基礎とする方法が広く採用されている。ところが、近年では、焼却灰に含まれる金属成分によって土壌汚染が発生する等の理由で埋立地の造成は困難となっている。そのため、焼却灰を埋め立てに利用するにしても、土壌汚染が起こらないような形態にまで処理する必要がある。また、焼却灰の資源としての有効利用できれば、より好ましい。   As a general waste treatment method, a method based on soil is widely adopted in which general waste is incinerated to be incinerated, and the incinerated ash thus generated is transported to a landfill or the like. However, in recent years, it has become difficult to create landfills because soil contamination is caused by metal components contained in incinerated ash. Therefore, even if the incinerated ash is used for landfill, it is necessary to treat it to a form that does not cause soil contamination. Moreover, it is more preferable if it can be effectively used as a resource of incineration ash.

そこで、近時、焼却灰を溶融してスラグ状とし、これを固化させる処理が行われるようになっており(例えば、特許文献1参照)、このような処理に用いられる焼却灰溶融炉としては、例えば、旋回溶融炉がある(例えば、特許文献2,3参照)。   Therefore, recently, incineration ash is melted to form a slag and solidified (see, for example, Patent Document 1), and as an incineration ash melting furnace used for such processing, For example, there is a swirl melting furnace (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

旋回溶融炉は、炉底に溶融スラグの排出口が設けられ、炉の上部に燃焼排ガスの排出口が設けられた堅型の炉であって、炉下部に配置された粉体吹き込みノズルから焼却灰等の被処理物を空気と共に吹き込み、燃料バーナーから燃料を噴射し、炉内に旋回流を形成させながら可燃分を燃焼させ、無機成分を溶融してスラグにするように構成されており、こうして生成した溶融スラグが旋回流によって生じた遠心力によって炉の内壁に付着し、壁面を伝わって流下し、炉下部の排出口から排出される。   A swirling melting furnace is a solid type furnace with a melting slag outlet at the bottom of the furnace and a combustion exhaust outlet at the top of the furnace, incinerated from a powder blowing nozzle located at the bottom of the furnace. Injecting the object to be treated such as ash together with air, injecting the fuel from the fuel burner, combusting the combustible component while forming a swirling flow in the furnace, melting the inorganic component into slag, The generated molten slag adheres to the inner wall of the furnace due to the centrifugal force generated by the swirling flow, flows down along the wall surface, and is discharged from the discharge port at the lower part of the furnace.

しかしながら、従来の旋回溶融炉では、被処理物はその表面が溶融しただけであっても、炉壁に付着してしまうと未溶解部分を含んだまま炉壁を伝わって流下してしまうおそれがある。そのため、有害金属等が溶融されないまま溶融スラグに混入するおそれがある。そのようなスラグは、安心して資源として再利用することができない。   However, in the conventional swirl melting furnace, even if the surface of the object to be processed is melted, if it adheres to the furnace wall, it may flow down along the furnace wall including the undissolved part. is there. Therefore, there is a possibility that harmful metals and the like are mixed in the molten slag without being melted. Such slag cannot be reused as a resource at ease.

一方、このような不完全溶融の問題が発生しないようにするためには、炉本体での燃焼処理に大きなエネルギーが必要とされることとなり、運転コストが高くなるという問題が生じる。特に、焼却灰は一定の水分を含んでいるので、このような加湿焼却灰を溶融するための熱の一部は水分を蒸発させるために用いられる。そのため、被処理物を完全に溶融させるためには、より大きなエネルギーが必要とされることとなる。   On the other hand, in order to prevent such an incomplete melting problem from occurring, a large amount of energy is required for the combustion treatment in the furnace body, resulting in a problem that the operating cost increases. In particular, since the incineration ash contains a certain amount of moisture, a part of the heat for melting the humidified incineration ash is used to evaporate the moisture. Therefore, more energy is required to completely melt the workpiece.

また、従来の旋回溶融炉では、燃焼ガスが炉の上部から排出されるが、この燃焼ガスには未燃焼分が含まれることが一般的であり、そのために炉本体の上部には未燃焼分を燃焼させるための二次燃焼室が設けられている。このような構成では、二次燃焼室の運転のための燃料が必要となり、また、この二次燃焼室で発生する熱は炉本体での被処理物の溶融には用いられず、熱効率の低い構成であるため、運転コストが嵩むという問題もある。
特開平9−60829号公報 特開平11−294734号公報 特開平11−159729号公報
In a conventional swirl melting furnace, combustion gas is discharged from the upper part of the furnace, and this combustion gas generally contains unburned components. A secondary combustion chamber is provided for burning the fuel. In such a configuration, fuel for operation of the secondary combustion chamber is required, and the heat generated in the secondary combustion chamber is not used for melting the object to be processed in the furnace body and has low thermal efficiency. Since it is a structure, there also exists a problem that operation cost increases.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-60829 JP 11-294734 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-159729

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、加湿焼却灰を溶融ムラなく完全に溶融することができ、しかも、熱効率が高く、運転コストの低い加湿焼却灰溶融炉を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a humidified incineration ash melting furnace capable of completely melting humidified incineration ash without melting unevenness, and having high thermal efficiency and low operating cost. And

本願発明によれば、加湿焼却灰を乾燥し、一次溶融を行うための円筒立型の一次溶融炉と、この一次溶融炉の下側にこの一次溶融炉と一体的に設けられ、この一次溶融炉にて生成した一次溶融物を二次溶融するための円筒立型の二次溶融炉と、を具備し、前記一次溶融炉は、上端開口部からガスを導入可能であり、その下端開口部から一次溶融物を排出する一次溶融炉本体と、前記一次溶融炉本体に加湿焼却灰を供給するための加湿焼却灰供給部と、前記一次溶融炉本体の内部において旋回した熱風を発生させて、この熱風により前記一次溶融炉本体の内部に供給された加湿焼却灰を乾燥させるように、前記一溶融炉本体の内壁に沿って熱風を放出する加熱バーナーと、乾燥した焼却灰を一次溶融するための一次溶融バーナーと、を有し、前記二次溶融炉は、上端開口部から前記一次溶融物が流入し、下端開口部から二次溶融物を排出する二次溶融炉本体と、前記一次溶融物を受けるために前記二次溶融炉本体の内部に配設されたルツボ部と、前記ルツボ部において前記一次溶融物を二次溶融するための二次溶融バーナーと、を有し、上下に連結配置された円筒立型の一次溶融炉および円筒立型の二次溶融炉により、加湿焼却灰を二段階で溶融することを特徴とする加湿焼却灰溶融炉が提供される。 According to the present invention, the cylindrical vertical primary melting furnace for drying the humidified incineration ash and performing primary melting, and the primary melting furnace are provided integrally with the primary melting furnace below the primary melting furnace. A cylindrical vertical secondary melting furnace for secondary melting of the primary melt generated in the furnace, wherein the primary melting furnace is capable of introducing gas from the upper end opening, and the lower end opening A primary melting furnace main body for discharging the primary melt from, a humidified incineration ash supply unit for supplying humidified incinerated ash to the primary melting furnace main body, generating hot air swirled inside the primary melting furnace main body, In order to dry the humidified incineration ash supplied to the inside of the primary melting furnace main body with the hot air, in order to primarily melt the heated incinerator ash that discharges hot air along the inner wall of the main melting furnace main body. It has a primary melting burner, a pre The secondary melting furnace has a secondary melting furnace body through which the primary melt flows from the upper end opening and discharges the secondary melt from the lower end opening, and the secondary melting furnace body for receiving the primary melt. A cylindrical vertical primary melting furnace having a crucible part disposed inside and a secondary melting burner for secondary melting of the primary melt in the crucible part, and connected vertically A humidified incineration ash melting furnace characterized by melting humidified incineration ash in two stages by a cylindrical vertical secondary melting furnace is provided.

この加湿焼却灰溶融炉による二次溶融では、一次溶融物は、二次溶融バーナーから供給される熱と一次溶融炉から供給される熱により完全溶融される構成とすることが好ましい。   In the secondary melting by the humidified incineration ash melting furnace, the primary melt is preferably completely melted by the heat supplied from the secondary melting burner and the heat supplied from the primary melting furnace.

また、加湿焼却灰溶融炉のより好ましい構成としては、一次溶融炉と二次溶融炉をともに円筒立型とし、この一次溶融炉は、その上端開口部からガスを導入可能で、その下端開口部から一次溶融物を排出する一次溶融炉本体と、この一次溶融炉本体に加湿焼却灰を供給するための加湿焼却灰供給部と、一次溶融炉本体の内部において旋回した熱風を発生させて、その熱風により一次溶融炉本体の内部に供給された加湿焼却灰を乾燥させるように、一溶融炉本体の内壁に沿って熱風を放出する加熱バーナーと、乾燥した焼却灰を一次溶融するための一次溶融バーナーとを有する構成である。加熱バーナーは複数備えていることが好ましく、その場合、複数の加熱バーナーは、一次溶融炉本体に鉛直方向で位置をずらして設ける。炉内からの排ガスの排出は二次溶融炉から行うことが好ましく、そのために排気ダクトを二次溶融炉に設ける。   In addition, as a more preferable configuration of the humidified incineration ash melting furnace, both the primary melting furnace and the secondary melting furnace are cylindrical, and this primary melting furnace can introduce gas from its upper end opening, and its lower end opening. A primary melting furnace body for discharging the primary melt from the main body, a humidified incineration ash supply section for supplying humidified incineration ash to the primary melting furnace body, and generating hot air swirling inside the primary melting furnace body, A heating burner that discharges hot air along the inner wall of the main body of the primary melting furnace and primary melting for primary melting of the dry incineration ash so as to dry the humidified incineration ash supplied to the inside of the main body of the primary melting furnace by hot air It is the structure which has a burner. It is preferable that a plurality of heating burners are provided. In that case, the plurality of heating burners are provided in the primary melting furnace main body while being displaced in the vertical direction. It is preferable to discharge the exhaust gas from the furnace from the secondary melting furnace. For this purpose, an exhaust duct is provided in the secondary melting furnace.

また、加湿焼却灰溶融炉には、二次溶融炉から排出される二次溶融物を固化させるための冷却水槽を二次溶融炉の下側に設けることが好ましい。冷却水槽は、二次溶融炉から排出される二次溶融物に高圧水を供給して溶融物を破砕冷却する高圧水噴射機構を備えた構造とすることが好ましい。また、冷却水槽に沈下した破砕固化物を連続的に外部に排出するための破砕固化物排出機構を設けることが好ましい。   Moreover, it is preferable to provide a cooling water tank for solidifying the secondary melt discharged from the secondary melting furnace in the humidified incineration ash melting furnace below the secondary melting furnace. The cooling water tank preferably has a structure including a high-pressure water injection mechanism that supplies high-pressure water to the secondary melt discharged from the secondary melting furnace to crush and cool the melt. Moreover, it is preferable to provide the crushing solidified material discharge | emission mechanism for discharging | emitting the crushing solidified material settled in the cooling water tank outside continuously.

本発明の加湿焼却灰溶融炉によれば、二次溶融炉において一次溶融物を滞留させてさらに溶融するために、加湿焼却灰を完全に溶融することができる。これにより、有害金属等は溶融スラグを冷却して得られる固化物中で化学的に安定な状態とすることができるので、この固化物を安心して使用することができる。また本発明の加湿焼却灰溶融炉は、熱利用効率が高く、低コストで運転することができる。   According to the humidified incineration ash melting furnace of the present invention, the humidified incineration ash can be completely melted because the primary melt is retained and further melted in the secondary melting furnace. Thereby, since a harmful metal etc. can be made into a chemically stable state in the solidified material obtained by cooling molten slag, this solidified material can be used safely. The humidified incineration ash melting furnace of the present invention has high heat utilization efficiency and can be operated at a low cost.

なお、本発明の加湿焼却灰溶融炉により処理されて得られる破砕固化物は、例えば、道路の路盤材として、また小石や砂の代用品として、さらにはコンクリート製品や耐火物材料等の資源として、有効に利用することができる。   In addition, the crushed solidified material obtained by being processed by the humidified incineration ash melting furnace of the present invention is, for example, as a road base material, as a substitute for pebbles or sand, and as a resource such as a concrete product or a refractory material. Can be used effectively.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1に加湿焼却灰溶融炉の概略構造を表した垂直断面図を示す。この加湿焼却灰溶融炉10は、加湿焼却灰を乾燥し、生成した乾燥焼却灰の溶融を二段階で行うものであり、以下、最初の溶融処理を「一次溶融」と呼び、この一次溶融にて生成した一次溶融物を完全に溶融するために行われる次段階の溶融処理を「二次溶融」と呼ぶこととする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic structure of a humidified incineration ash melting furnace. The humidified incineration ash melting furnace 10 dries the humidified incineration ash and performs melting of the generated incinerated ash in two stages. Hereinafter, the first melting process is referred to as “primary melting”. The next-stage melting process performed to completely melt the primary melt produced in this way will be referred to as “secondary melting”.

加湿焼却灰溶融炉10は、加湿焼却灰を乾燥し、一次溶融を行うための一次溶融炉12と、一次溶融炉12にて生成した一次溶融物を二次溶融するために一次溶融炉12の下側に一次溶融炉12と一体的に設けられた二次溶融炉14と、二次溶融炉14から排出される二次溶融物(溶融スラグ)を固化させるために二次溶融炉14に下側に設けられ冷却水槽16とを備えている。   The humidified incineration ash melting furnace 10 includes a primary melting furnace 12 for drying the humidified incineration ash and performing primary melting, and a primary melting furnace 12 for secondary melting the primary melt generated in the primary melting furnace 12. A secondary melting furnace 14 provided integrally with the primary melting furnace 12 on the lower side, and a secondary melting furnace 14 in order to solidify the secondary melt (molten slag) discharged from the secondary melting furnace 14 A cooling water tank 16 is provided on the side.

一次溶融炉12は、円筒立型でその上端開口部21aからガス(通常は空気)が導入可能であり、その下端開口部21bから一次溶融物を排出する一次溶融炉本体21と、一次溶融炉本体21に加湿焼却灰を供給するための加湿焼却灰供給部たる原料ホッパー22と、一次溶融炉本体21の内部に供給された加湿焼却灰を加熱乾燥させるための加熱バーナー23と、乾燥焼却灰を一次溶融するための一次溶融バーナー24とを有している。   The primary melting furnace 12 is a cylindrical vertical type, into which gas (usually air) can be introduced from the upper end opening 21a, and the primary melting furnace main body 21 for discharging the primary melt from the lower end opening 21b, and the primary melting furnace A raw material hopper 22 serving as a humidified incineration ash supply unit for supplying humidified incinerated ash to the main body 21, a heating burner 23 for heating and drying the humidified incinerated ash supplied to the inside of the primary melting furnace main body 21, and dry incinerated ash And a primary melting burner 24 for performing primary melting.

一次溶融炉本体21は、鋼板製の外筒25の内壁に耐火・耐熱性の築炉材26が貼り付けられた構造を有している。一次溶融炉本体21の大きさや形状(内外径や高さ)は、所望する処理能力を考慮して設計される。上端開口部21aには、その開口率を調整することができるようなシャッター機構を設けてもよく、このようなシャッター機構は、一次溶融炉本体21内の気流制御に寄与する。   The primary melting furnace body 21 has a structure in which a refractory / heat-resistant building material 26 is attached to the inner wall of an outer cylinder 25 made of steel plate. The size and shape (inner / outer diameter and height) of the primary melting furnace main body 21 are designed in consideration of a desired processing capacity. The upper end opening 21 a may be provided with a shutter mechanism that can adjust the aperture ratio, and such a shutter mechanism contributes to airflow control in the primary melting furnace main body 21.

原料ホッパー22は一次溶融炉本体21の上位部に設けられており、原料ホッパー22から一次溶融炉本体21の内部に供給された加湿焼却灰は、加熱バーナー23によって加熱されながら、一次溶融炉本体21内を降下する。原料ホッパー22は、図1では1カ所にしか示されていないが、例えば、2カ所以上に設けてもよい。   The raw material hopper 22 is provided in the upper part of the primary melting furnace main body 21, and the humidified incineration ash supplied from the raw material hopper 22 to the inside of the primary melting furnace main body 21 is heated by the heating burner 23 while the primary melting furnace main body 21 is heated. Go down 21. Although the raw material hopper 22 is shown only in one place in FIG. 1, you may provide it in two or more places, for example.

加熱バーナー23は、鉛直方向にずらして、例えば、3本配置されている(図1では2本のみを図示している)。加熱バーナー23から供給される熱によっては、加湿焼却灰は溶融することがないよう、加熱バーナー23の能力を設定する。図2に加熱バーナー23の配置形態を模式的に示す。前述の通り、3本の加熱バーナー23は鉛直方向においてずらして配置されているが、図2では、これらを同一平面で示している。   For example, three heating burners 23 are arranged shifted in the vertical direction (only two are shown in FIG. 1). Depending on the heat supplied from the heating burner 23, the capacity of the heating burner 23 is set so that the humidified incineration ash does not melt. FIG. 2 schematically shows the arrangement of the heating burners 23. As described above, the three heating burners 23 are arranged so as to be shifted in the vertical direction, but in FIG. 2, they are shown in the same plane.

加熱バーナー23は、例えば、ガスや重油等を燃料として用いるものであり、加熱バーナー23からは熱風が放出される。加熱バーナー23は、この熱風が一次溶融炉本体21の内部において旋回するように、換言すれば一次溶融炉本体21内において炉壁に沿って流れることで旋回流となるように、一次溶融炉本体21に配設されている。   The heating burner 23 uses, for example, gas or heavy oil as a fuel, and hot air is released from the heating burner 23. The heating burner 23 is a primary melting furnace main body so that this hot air turns inside the primary melting furnace main body 21, in other words, a swirling flow by flowing along the furnace wall in the primary melting furnace main body 21. 21.

このような構成により、一次溶融炉本体21の上部から下部に至るにつれて流速が衰えることなく、かつ、温度が低下することのない旋回流を発生させることができる。原料ホッパー22から一次溶融炉本体21の内部に供給された加湿焼却灰は、この旋回流に巻き込まれて加熱乾燥されるが、このとき加湿焼却灰は、一次溶融炉本体21の内部において、単純に落下することなく一次溶融炉本体21の内部を旋回しながら落下するので、移動距離および加熱時間が長くなり、これによって加湿焼却灰の乾燥を確実に行うことができる。しかも、一次溶融炉本体21の高さを低く抑えることが可能となるので、一次溶融炉11を小型化することができる。   With such a configuration, it is possible to generate a swirling flow in which the flow velocity does not decrease and the temperature does not decrease from the upper part to the lower part of the primary melting furnace main body 21. The humidified incineration ash supplied from the raw material hopper 22 to the inside of the primary melting furnace main body 21 is entrained in this swirling flow and dried by heating. At this time, the humidified incineration ash is simply added inside the primary melting furnace main body 21. Since it falls while turning inside the primary melting furnace main body 21 without being dropped, the moving distance and the heating time are lengthened, whereby the humidified incinerated ash can be reliably dried. Moreover, since the height of the primary melting furnace main body 21 can be kept low, the primary melting furnace 11 can be downsized.

なお、加湿焼却灰を一次溶融炉本体21の内壁に沿うように原料ホッパー22から供給すると、加湿焼却灰を旋回流に乗せやすくなり、好ましい。   It is preferable to supply the humidified incinerated ash from the raw material hopper 22 along the inner wall of the primary melting furnace main body 21 because the humidified incinerated ash can be easily put on the swirling flow.

一次溶融バーナー24は、一次溶融炉本体21の下部に、例えば、3本配設することができる。一次溶融バーナー24から放出される熱風が一次溶融炉本体21の内部に乱流を発生させることのないように、一次溶融バーナー24は、一次溶融炉本体21の下端開口部21bに向けて、かつ、一次溶融炉本体21の壁面に沿って熱風が放出されるように配置されている。乾燥焼却灰は、この一次溶融バーナー24からの加熱により溶融し、こうして生成する一次溶融物は、二次溶融炉14へと降下する。一次溶融物は、完全に溶融されたものでなくともよい。   For example, three primary melting burners 24 can be arranged in the lower part of the primary melting furnace main body 21. The primary melting burner 24 is directed toward the lower end opening 21b of the primary melting furnace main body 21 so that the hot air discharged from the primary melting burner 24 does not generate turbulent flow inside the primary melting furnace main body 21, and The hot air is disposed along the wall surface of the primary melting furnace main body 21. The dry incineration ash is melted by heating from the primary melting burner 24, and the primary melt thus generated descends to the secondary melting furnace 14. The primary melt need not be completely melted.

この一次溶融物の生成には、加熱バーナー23から放出された熱風の熱も利用されるため、加熱バーナー23による熱は有効に利用される。また、加熱バーナー23により生じた旋回流および一次溶融バーナー24による熱風は、一次溶融物を二次溶融炉14へ落下させるために利用される。   Since the heat of the hot air discharged from the heating burner 23 is also used for the production of the primary melt, the heat from the heating burner 23 is effectively used. Further, the swirl flow generated by the heating burner 23 and the hot air by the primary melting burner 24 are used to drop the primary melt into the secondary melting furnace 14.

二次溶融炉14は、円筒立型で、その上端開口部31aは一次溶融炉本体21の下端開口部21bと連通し、その下端開口部31bから二次溶融物を排出する二次溶融炉本体31と、一次溶融炉12から排出される一次溶融物を受けるためのルツボ32と、ルツボ32において一次溶融物を完全溶融するための二次溶融バーナー33とを有している。   The secondary melting furnace 14 is a cylindrical vertical type, and the upper end opening 31a communicates with the lower end opening 21b of the primary melting furnace main body 21, and the secondary melting furnace main body discharges the secondary melt from the lower end opening 31b. 31, a crucible 32 for receiving the primary melt discharged from the primary melting furnace 12, and a secondary melting burner 33 for completely melting the primary melt in the crucible 32.

二次溶融炉本体31は、一次溶融炉本体21と同様に、鋼板製の外筒35の内壁に耐火・耐熱性の築炉材36が貼り付けられた構造を有している。ルツボ32としては、二次溶融物への耐食性が良好な材料からなるもの(例えば、築炉材36と同じ材質からなるものや、耐食性セラミックスからなるもの)が好適に用いられる。一次溶融炉12から二次溶融炉14へと落下した一次溶融物は、ルツボ32に受け止められて、そこで一定時間滞留し、二次溶融バーナー33による加熱によって完全溶融する。こうして生成する二次溶融物はルツボ32からオーバーフローし、下端開口部31bを通して冷却水槽16へと落下する。   Similar to the primary melting furnace main body 21, the secondary melting furnace main body 31 has a structure in which a refractory / heat-resistant building material 36 is attached to the inner wall of an outer cylinder 35 made of a steel plate. As the crucible 32, a material made of a material having good corrosion resistance to the secondary melt (for example, a material made of the same material as the furnace construction material 36 or a material made of corrosion-resistant ceramics) is preferably used. The primary melt that has dropped from the primary melting furnace 12 to the secondary melting furnace 14 is received by the crucible 32, where it stays for a certain period of time, and is completely melted by heating by the secondary melting burner 33. The secondary melt thus generated overflows from the crucible 32 and falls into the cooling water tank 16 through the lower end opening 31b.

二次溶融バーナー33は、ルツボ32からオーバーフローする二次溶融物に固体成分が含まれることがないように、ルツボ32の上面中心部に向けて熱風を放射するように配置することが好ましく、例えば、3本の二次溶融バーナー33を等間隔で放射状に配設することにより、ルツボ32の上面全体を均一に加熱し、固体成分の残存を防止することができる。   The secondary melting burner 33 is preferably arranged so as to radiate hot air toward the center of the upper surface of the crucible 32 so that the secondary melt overflowing from the crucible 32 does not contain a solid component. By arranging the three secondary melting burners 33 radially at equal intervals, the entire upper surface of the crucible 32 can be heated uniformly, and the remaining of the solid component can be prevented.

このように二次溶融炉本体31の内部にルツボ32を設けることにより、固形分を含まない二次溶融物を生成させることができる。これにより、加湿焼却灰に含まれる有害金属等は、後に二次溶融物を固化してなる固化物において化学的に安定な状態とすることができる。そのため、このような固化物を安心して、各種の資材や素材として用いることができる。なお、例えば、加湿焼却灰に重金属が含まれている場合には、このような重金属はルツボ32からオーバーフローすることなく、ルツボ32の底部に沈んで貯留されることがある。このような物質は、定期的なメンテナンスにおいて、除去し、分別処理することができる。   Thus, by providing the crucible 32 inside the secondary melting furnace main body 31, a secondary melt containing no solid content can be generated. Thereby, the harmful metals contained in the humidified incineration ash can be in a chemically stable state in a solidified product obtained by solidifying the secondary melt later. Therefore, such a solidified material can be used as various materials and materials with peace of mind. For example, when the humidified incineration ash contains heavy metal, such heavy metal may be stored at the bottom of the crucible 32 without overflowing from the crucible 32. Such substances can be removed and separated in regular maintenance.

二次溶融物の生成には、二次溶融バーナー33による熱風の熱に加えて、一次溶融炉12で生成した加熱バーナー23による旋回流が有する熱および一次溶融バーナー24による熱風の熱も利用される。すなわち、加湿焼却灰溶融炉10では、一次溶融炉12で発生した熱が二次溶融炉14でも有効に利用されるために、熱利用効率が高く、これにより運転コスト(つまり、バーナーの燃料コスト)を低く抑えることができる。   In addition to the heat of the hot air generated by the secondary melting burner 33, the heat of the swirl flow generated by the heating burner 23 generated in the primary melting furnace 12 and the heat of the hot air generated by the primary melting burner 24 are also used for generating the secondary melt. The That is, in the humidified incineration ash melting furnace 10, the heat generated in the primary melting furnace 12 is also effectively used in the secondary melting furnace 14, so that the heat utilization efficiency is high, and thus the operating cost (that is, the burner fuel cost). ) Can be kept low.

二次溶融炉14には、二次溶融物の生成に利用された後の熱風を外部に排出するための排気ダクト34が設けられている。図3はこの排気ダクト34の概略構成を示す水平断面図である。排気ダクト34は、二次溶融炉14内に乱流が発生しないように、二次溶融炉本体31の側壁の複数箇所(図3では3カ所)に排気口34aを設けてここから排気を行い、二次溶融炉本体31を囲繞するように設けられた環状管34bで各排気を集めて、直管34cを通じて外部に排気される構造となっている。この排気ダクト34を通して外部に排出された排ガスは、図示しないフィルター等を備えたガス処理施設へ送られ、そこでクリーンガスへと処理されて、大気放出される。なお、このとき、排ガスの熱を利用した給湯等を行えば、さらに熱利用効率を高めることができる。   The secondary melting furnace 14 is provided with an exhaust duct 34 for discharging hot air after being used for generating the secondary melt to the outside. FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a schematic configuration of the exhaust duct 34. The exhaust duct 34 is provided with exhaust ports 34a at a plurality of locations (three locations in FIG. 3) on the side wall of the secondary melting furnace body 31 so that turbulent flow does not occur in the secondary melting furnace 14, and exhausts from there. Each exhaust gas is collected by an annular pipe 34b provided so as to surround the secondary melting furnace main body 31, and exhausted to the outside through a straight pipe 34c. The exhaust gas discharged to the outside through the exhaust duct 34 is sent to a gas processing facility equipped with a filter or the like (not shown), where it is processed into a clean gas and released into the atmosphere. At this time, if hot water supply using the heat of the exhaust gas is performed, the heat utilization efficiency can be further increased.

冷却水槽16には、二次溶融炉14から排出される二次溶融物を高圧水により冷却破砕するために、冷却水槽16の上部中心に向けて所定の水圧で冷却水を噴射する高圧水噴射ノズル41が設けられている。また、冷却水槽16の下端には、水平方向に直線的な水流を生じさせて、その水流の力で冷却破砕された破砕固化物を連続的に外部に排出する固化物排出装置44が設けられている。冷却水槽16内に供給される冷却水量と、破砕固化物の排出に利用されて冷却水槽16から排出される水量とのバランスを取ることにより、冷却水槽16内には、一定量の水が貯留される。   The cooling water tank 16 is a high-pressure water jet that injects cooling water at a predetermined water pressure toward the upper center of the cooling water tank 16 in order to cool and crush the secondary melt discharged from the secondary melting furnace 14 with high-pressure water. A nozzle 41 is provided. Further, a solidified material discharge device 44 is provided at the lower end of the cooling water tank 16 to generate a linear water flow in the horizontal direction and continuously discharge the crushed solidified material cooled and crushed by the force of the water flow to the outside. ing. A certain amount of water is stored in the cooling water tank 16 by balancing the amount of cooling water supplied into the cooling water tank 16 and the amount of water used for discharging the crushed solidified material and discharged from the cooling water tank 16. Is done.

この高圧水噴射ノズル41から噴射される高圧水は、この冷却水槽16内に貯留される水の水面よりも高い位置において、二次溶融物を冷却破砕する。こうして生成する小片状の破砕固化物は、冷却水槽16内に貯留された水に落下し、そこでさらに冷却されて、冷却水槽16の底に沈降する。   The high-pressure water sprayed from the high-pressure water spray nozzle 41 cools and crushes the secondary melt at a position higher than the level of water stored in the cooling water tank 16. The small pieces of crushed solidified product thus generated fall into the water stored in the cooling water tank 16, where they are further cooled and settle to the bottom of the cooling water tank 16.

高圧水による二次溶融物の破砕を補助するために、冷却水槽16の中心部に円錐形の突起部42を設けることも好ましい。落下する二次溶融物は突起部42によって円錐状に拡げられるので、高圧水による二次溶融物の破砕が容易となる。   In order to assist crushing of the secondary melt with high-pressure water, it is also preferable to provide a conical protrusion 42 at the center of the cooling water tank 16. Since the falling secondary melt is expanded in a conical shape by the protrusions 42, the secondary melt is easily crushed with high-pressure water.

冷却水槽16には、貯留される水の温度を一定に保持するために、チラー(循環冷却装置)43が取り付けられている。これにより、二次溶融物の冷却条件を一定に保持することができ、経時的に冷却破砕物の大きさ等にばらつきが生じることを防止することができる。   A chiller (circulation cooling device) 43 is attached to the cooling water tank 16 in order to keep the temperature of the stored water constant. Thereby, the cooling conditions of the secondary melt can be kept constant, and variations in the size and the like of the cooled crushed material can be prevented over time.

冷却水槽16に沈降した破砕固化物は、小片化されており、また大きさも一定であるので、一定の強さの水流により定常的に容易に回収することができる。   Since the crushed solidified product settled in the cooling water tank 16 is fragmented and has a constant size, it can be easily and steadily recovered with a constant strength water flow.

破砕固化物は、その排出に利用された水のみが流れ落ちるような底板を備えた容器に回収され、一方、この容器において分離された水は再び循環ポンプ等で、冷却水槽16からの破砕固化物の搬出に利用することができる。   The crushed and solidified product is collected in a container having a bottom plate from which only water used for discharging it flows, while the water separated in this container is again crushed and solidified from the cooling water tank 16 by a circulation pump or the like. It can be used for carrying out.

加湿焼却灰溶融炉10は、その処理能力を考慮した大きさに設計することができ、小型化も容易である。また、加湿焼却灰溶融炉10の構造は簡単なので、安価に製造することができるという利点もある。   The humidified incineration ash melting furnace 10 can be designed in a size that takes into account its processing capacity, and can be easily downsized. Moreover, since the structure of the humidified incineration ash melting furnace 10 is simple, there is also an advantage that it can be manufactured at low cost.

以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such forms, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

本発明の一実施形態である加湿焼却灰溶融炉の概略垂直断面図。1 is a schematic vertical sectional view of a humidified incineration ash melting furnace according to an embodiment of the present invention. 図1に示す加湿焼却灰溶融炉の概略水平断面図。FIG. 2 is a schematic horizontal sectional view of the humidified incineration ash melting furnace shown in FIG. 1. 図1に示す加湿焼却灰溶融炉の別の概略水平断面図。FIG. 3 is another schematic horizontal sectional view of the humidified incineration ash melting furnace shown in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

10…加湿焼却灰溶融炉、12…一次溶融炉、14…二次溶融炉、16…冷却水槽、21…一次溶融炉本体、21a…上端開口部、21b…下端開口部、22…原料ホッパー、23…加熱バーナー、24…一次溶融バーナー、25…外筒、26…築炉材、31…二次溶融炉本体、31a…上端開口部、31b…下端開口部、32…ルツボ、33…二次溶融バーナー、34…排気ダクト、34a…排気口、34b…環状管、34c…直管、35…外筒、36…築炉材、41…高圧水噴射ノズル、42…突起部、43…チラー(循環冷却装置)、44…固化物排出装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Humidification incineration ash melting furnace, 12 ... Primary melting furnace, 14 ... Secondary melting furnace, 16 ... Cooling water tank, 21 ... Primary melting furnace main body, 21a ... Upper end opening part, 21b ... Lower end opening part, 22 ... Raw material hopper, 23 ... Heating burner, 24 ... Primary melting burner, 25 ... Outer cylinder, 26 ... Furnace material, 31 ... Secondary melting furnace body, 31a ... Upper end opening, 31b ... Lower end opening, 32 ... Crucible, 33 ... Secondary Melting burner, 34 ... exhaust duct, 34a ... exhaust port, 34b ... annular pipe, 34c ... straight pipe, 35 ... outer cylinder, 36 ... furnace material, 41 ... high pressure water injection nozzle, 42 ... projection, 43 ... chiller ( Circulating cooling device), 44 ... Solidified product discharging device.

Claims (5)

加湿焼却灰を乾燥し、一次溶融を行うための円筒立型の一次溶融炉と、
この一次溶融炉の下側にこの一次溶融炉と一体的に設けられ、この一次溶融炉にて生成した一次溶融物を二次溶融するための円筒立型の二次溶融炉と、を具備し、
前記一次溶融炉は、
上端開口部からガスを導入可能であり、その下端開口部から一次溶融物を排出する一次溶融炉本体と、
前記一次溶融炉本体に加湿焼却灰を供給するための加湿焼却灰供給部と、
前記一次溶融炉本体の内部において旋回した熱風を発生させて、この熱風により前記一次溶融炉本体の内部に供給された加湿焼却灰を乾燥させるように、前記一溶融炉本体の内壁に沿って熱風を放出する加熱バーナーと、
乾燥した焼却灰を一次溶融するための一次溶融バーナーと、を有し、
前記二次溶融炉は、
上端開口部から前記一次溶融物が流入し、下端開口部から二次溶融物を排出する二次溶融炉本体と、
前記一次溶融物を受けるために前記二次溶融炉本体の内部に配設されたルツボ部と、
前記ルツボ部において前記一次溶融物を二次溶融するための二次溶融バーナーと、を有し、上下に一体的に配置された円筒立型の一次溶融炉および円筒立型の二次溶融炉により、加湿焼却灰を二段階で溶融することを特徴とする加湿焼却灰溶融炉。
A cylindrical vertical primary melting furnace for drying humidified incineration ash and performing primary melting;
A cylindrical vertical secondary melting furnace provided integrally with the primary melting furnace below the primary melting furnace and for secondary melting of the primary melt generated in the primary melting furnace. ,
The primary melting furnace is:
A primary melting furnace main body capable of introducing gas from the upper end opening and discharging the primary melt from the lower end opening;
A humidified incineration ash supply unit for supplying humidified incineration ash to the primary melting furnace body;
Hot air is generated along the inner wall of the main body of the primary melting furnace so as to generate hot air swirling inside the main body of the primary melting furnace and to dry the humidified incinerated ash supplied to the inside of the main body of the primary melting furnace by the hot air. A heating burner that emits,
A primary melting burner for primarily melting the dried incineration ash,
The secondary melting furnace is
A secondary melting furnace body in which the primary melt flows in from the upper end opening and discharges the secondary melt from the lower end opening;
A crucible portion disposed inside the main body of the secondary melting furnace for receiving the primary melt;
A secondary melting burner for secondary melting of the primary melt in the crucible part, and a cylindrical vertical primary melting furnace and a cylindrical vertical secondary melting furnace which are integrally arranged vertically A humidified incineration ash melting furnace characterized by melting humidified incineration ash in two stages .
前記加熱バーナーを複数具備し、これら複数の加熱バーナーは、前記一次溶融炉本体に鉛直方向で位置をずらして設けられていることを特徴とする請求項に記載の加湿焼却灰溶融炉。 It said heating burner plurality comprises, the plurality of heating burners, humidification ash melting furnace according to claim 1, characterized in that provided by shifting the position in the vertical direction to the primary melting furnace main body. 前記二次溶融炉は、前記熱風が前記二次溶融に利用された後にこれを排ガスとして外部に排出するための排気ダクトをさらに具備することを特徴とする請求項2に記載の加湿焼却灰溶融炉。 The humidified incineration ash melt according to claim 2 , wherein the secondary melting furnace further comprises an exhaust duct for discharging the hot air as exhaust gas after the hot air is used for the secondary melting. Furnace. 前記二次溶融炉から排出される二次溶融物を固化させるための冷却水槽が前記二次溶融炉に下側に設けられ、
前記冷却水槽は、前記二次溶融炉から排出される二次溶融物に高圧水を供給して該二次溶融物を破砕冷却するための高圧水噴射機構を具備することを特徴とする請求項3に記載の加湿焼却灰溶融炉。
A cooling water tank for solidifying the secondary melt discharged from the secondary melting furnace is provided on the lower side of the secondary melting furnace,
The cooling water tank includes a high pressure water injection mechanism for supplying high pressure water to the secondary melt discharged from the secondary melting furnace to crush and cool the secondary melt. humidification ash melting furnace according to 3.
前記冷却水槽において沈降した破砕固化物を連続的に外部に排出するための破砕固化物排出機構をさらに具備することを特徴とする請求項に記載の加湿焼却灰溶融炉。 The humidified incineration ash melting furnace according to claim 4 , further comprising a crushed solidified material discharge mechanism for continuously discharging the crushed solidified material settled in the cooling water tank to the outside.
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