JP5177839B2

JP5177839B2 - 溶融炉の排ガス処理装置

Info

Publication number: JP5177839B2
Application number: JP2007173666A
Authority: JP
Inventors: 雅晴大上
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: JP2009014214A

Description

本発明は、例えばごみ焼却炉から排出される焼却灰や飛灰等の被溶融物を溶融処理する際に用いられる溶融炉の排ガス処理装置の改良に関する。

従来、この種の溶融炉としては、例えば特許文献１〜２に記載されて図４に示したものが知られている。
当該溶融炉５０は、炉体５１と、これに設けられて被溶融物Ａを供給する被溶融物供給装置５２と、炉体５１の頂部に昇降可能に設けられた主電極５３と、炉体５１の底部に設けられて主電極５３との間でアークを発生させて被溶融物Ａを溶融させる炉底電極５４と、溶融したスラグＢを溢流させる流出口５５と、炉体５１からの排ガスＣを処理する排ガス処理装置５６と、炉体５１を冷却させる炉体空冷装置５７と、から構成されている。

排ガス処理装置５６は、炉体５１からの排ガスＣを燃焼させる燃焼室５８と、これからの排ガスＣを冷却させる減温塔５９と、これからの排ガスＣ中の溶融飛灰を捕捉するバグフィルタ６０と、これからの清浄ガスを誘引して煙突から大気中へ放出する誘引通風機６１と、燃焼室５８と減温塔５９からのダストＤを排出させるダスト排出装置６２とを備えている。

炉体空冷装置５７は、炉体５１の底部に設けられた冷却管路６３と、これに冷却空気を供給したのちに大気中に放出する為の冷却送風機６４と、大気中に放出する温風の一部を燃焼室５８と減温室５９に供給する為の供給管路６５とを備えている。
ダスト排出装置６２は、燃焼室５８と減温塔５９から排出されるダストＤを搬送するダストコンベヤ６６と、これと減温塔５９との間に介設されて減温塔５９からのダストＤを密封しながら排出する二重ダンパ６７と、ダストコンベヤ６６からのダストＤを粉砕する解砕機６８と、これからのダストＤを搬送する第２ダストコンベア６９と、これからのダストＤを密封状態で排出する第２二重ダンパ７０とを備えている。

ところが、ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７は、ガスリークの防止に限界があるので、図４の鎖線矢印に示す如く、溶融炉炉体５１から排出された排ガスＣの一部が燃焼室５８をショートパスし、ダストコンベヤ６６及び二重ダンパ６７を経由して減温塔５９の出口部に流入してしまう。とりわけ、燃焼室５８及び減温塔５９の内部にダストＤが付着して閉塞気味になり、燃焼室５８の入口部と減温塔５９の出口部との圧力差が大きくなると、ショートパスするガス量が増加すると共に、二重ダンパ６７でのダストＤの噛み込みやこれの駆動装置の不良に依りシール性が低下した場合も同様であった。

減温塔５９の出口部に流入した排ガスＣのうちの可燃性ガス（ＣＯ，Ｈ₂ ）は、以降の機器等に於て燃焼される事なく煙突から排出され、とりわけ、ＣＯに就いては、排出規制値を上回る事があった。ＤＸＮ類（ダイオキシン類）に就いては、活性炭の吹込みとバグフィルタ６０に依って大部分が除去されるものの、燃焼室５８のショートパスに依り減温塔５９の出口部に計画値を越える濃度のＤＸＮ類が流入した場合には、これが排出規制値を上回る濃度で煙突から排出されてしまう。又、ショートパスした未燃の炭化水素等に依り減温塔５９の下流でもＤＸＮ類が再合成する可能性があった。

特許文献２に示す如く、二重ダンパの代わりにロータリバルブを使用した場合も、これのガスリークの防止に限界があるので、前述と同様の問題があった。加えて、ロータリバルブでのロータの回転は、ダストを攪拌させて付着を増加させるので、ロータリバルブが過負荷停止する事があった。

又、燃焼室からのガスが図４の鎖線矢印に示す如く、ダスト排出装置６２に流れ、装置内部で結露し、ダストが付着する事があった。

特開２００１−１３２９２９号公報特許第３６４３７７５号公報

要するに、従来のものは、溶融炉炉体から燃焼室に流入した排ガスの一部が燃焼室をショートパスし、燃焼室と減温塔の共有のダスト排出装置を経由して減温塔に流入し、可燃性ガスやＤＸＮ類が燃焼せずに系外に排出される問題があった。

本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とする処は、燃焼室のショートパスを防止し、可燃性ガスやＤＸＮ類を確実に燃焼させる様にした溶融炉の排ガス処理装置を提供するにある。

本発明の溶融炉の排ガス処理装置は、基本的には、溶融炉炉体からの排ガスを燃焼させる燃焼室と、燃焼室からの排ガスを冷却させる減温塔と、燃焼室と減温塔からのダストを排出させるダスト排出装置と、ダスト排出装置に温風を挿入する為の温風挿入装置とから成る溶融炉の排ガス処理装置において、燃焼室と冷却室の下方にダスト排出装置のコンベアを水平状に配置し、燃焼室からのダストをコンベア上へ気密下に直接排出すると共に、減温塔からのダストを二重ダンパ又はロータリバルブを介して気密下にコンベア上へ排出し、更に、前記温風挿入装置からの温風をコンベアのケース本体の減温塔側の側面より燃焼室側へ向けて吹き込みし、燃焼室下方へ供給した燃焼排ガスが、燃焼室のダスト排出口及びコンベアのケース本体を通して減温塔内へ流入するショートパスを防止する構成としたことに特徴が存する。

溶融炉炉体からの排ガスは、燃焼室に依り燃焼されると共に、燃焼室からの排ガスは、減温塔に依り減温される。燃焼室と減温塔からのダストは、ダスト排出装置に依り排出される。
温風挿入装置に依り挿入された温風は、ダスト排出装置を経由して減温塔側から燃焼室側に流れているので、溶融炉内で発生した排ガスが燃焼室をショートパスして減温塔へ流入するのが防止される。従って、溶融炉炉体からの排ガス中の可燃性ガスやＤＸＮ類を燃焼室で確実に燃焼処理する事ができる。ダスト排出装置には、温風挿入装置に依り温風が挿入されているので、ダスト排出装置での結露を防止する事ができる。

温風挿入装置は、炉体空冷装置からの温風を用いるのが好ましい。この様にすれば、既存のものを利用できるので、費用を節減できる。

温風挿入装置は、バグフィルタ出口からの清浄ガスを用いるのが好ましい。この様にすれば、既存のものを利用できるので、費用を節減できる。

温風挿入装置は、温風発生装置からの温風を用いるのが好ましい。この様にすれば、既存のものに負担を掛ける事がなく、所要の温風を確保できる。

本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）燃焼室、減温塔、ダスト排出装置、温風挿入装置とで構成され、とりわけダスト排出装置に温風を挿入する為の温風挿入装置を設けたので、溶融炉内で発生した排ガスが燃焼室をショートパスする事を防止できる。その結果、溶融炉炉体から排出された可燃性ガス（ＣＯ，Ｈ₂ ）やＤＸＮ類の全量を燃焼室で完全燃焼できる。
（２）ダスト排出装置に温風を挿入する為の温風挿入装置を設けたので、ダスト排出装置での結露を防止できると共に、ダストの付着を低減できる。その結果、ダスト排出装置の過負荷停止や内部清掃や腐食等の問題を軽減できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の溶融炉の排ガス処理装置を示す概要図である。

本発明の排ガス処理装置１は、燃焼室５８、減温塔５９、ダスト排出装置６２、温風挿入装置２とからその主要部が構成されて居り、プラズマ溶融炉等の溶融炉５０に適用される。

溶融炉５０は、炉体５１と、これに設けられて被溶融物Ａを供給する被溶融物供給装置５２と、炉体５１の頂部に昇降可能に設けられた主電極５３と、炉体５１の底部に設けられて主電極５３との間でアークを発生させて被溶融物Ａを溶融させる炉底電極５４と、溶融したスラグＢを溢流させる流出口５５と、炉体５１からの排ガスＣを処理する排ガス処理装置１と、炉体５１を冷却させる炉体空冷装置５７と、から構成されている。

排ガス処理装置１は、炉体５１からの排ガスＣを燃焼させる燃焼室５８と、これからの排ガスＣを冷却させる減温塔５９と、これからの排ガスＣ中の溶融飛灰を捕捉するバグフィルタ６０と、これからの清浄ガスを誘引して煙突から大気中へ放出する誘引通風機６１と、燃焼室５８と減温塔５９からのダストＤを排出させるダスト排出装置６２と、これに温風を挿入する為の温風挿入装置２とを備えている。

炉体空冷装置５７は、炉体５１の底部に設けられた冷却管路６３と、これに冷却空気を供給したのちに大気中に放出する為の冷却送風機６４と、大気中に放出する温風の一部を燃焼室５８と減温塔５９に供給する為の供給管路６５とを備えている。

ダスト排出装置６２は、燃焼室５８と減温塔５９から排出されるダストＤを搬送するダストコンベヤ６６と、これと減温塔５９との間に介設されて減温塔５９からのダストＤを密封しながら排出する二重ダンパ６７と、ダストコンベヤ６６からのダストＤを粉砕する解砕機６８と、これからのダストＤを搬送する第２ダストコンベア６９と、これからのダストＤを密封状態で排出する第２二重ダンパ７０とを備えている。

温風挿入装置２は、この例では、炉体空冷装置５７から排出される温風Ｅを用いて居り、炉体空冷装置５７の冷却送風機６４と、これから大気中に放出する温風の一部をダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部に導く為の挿入管路３とを備えている。

次に、この様な構成に基づいてその作用を述解する。
ごみ焼却炉から排出される焼却灰や飛灰等の被溶融物Ａは、被溶融物供給装置５２に依り溶融炉５０の炉体５１内に連続的に供給される。溶融炉５０の主電極５３と炉底電極５４との間には、直流電圧が印加されてアークが発生されるので、被溶融物Ａが溶融されてスラグにされる。つまり、被溶融物Ａの溶融に依ってこの中にあった揮発成分や炭素がガス化し、一酸化炭素を含んだガスとなり、一方、鉄を始めとする金属、ガラス、砂等の不燃性成分が溶融状態となる。

溶融されたスラグＢは、流出口５５から連続的に溢出され、図略しているが、スラグ水冷槽内に落下されて水砕スラグとなり、スラグ搬出コンベアに依ってスラグだめに送られる。

溶融炉５０内で発生した排ガスＣは、炉体５１の上部から排ガス処理装置１の燃焼室５８に入り、ここで可燃性ガスが完全燃焼される。燃焼室５８からの排ガスＣは、減温塔５９に依り冷却されると共に、バグフィルタ６０に依り排ガスＣ中の溶融飛灰が捕捉されて清浄ガスになり、これが誘引送風機６１に依り誘引されて煙突から大気中へ排出される。

燃焼室５８で排ガスＣから分離されたダストＤは、下方に落下してダスト排出装置６２のダストコンベヤ６６に依り搬送されると共に、減温塔５９で排ガスＣから分離されたダストＤは、ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７を介してダストコンベヤ６６に依り搬送され、これらは解砕機６８に依り粉砕された後、第２ダストコンベヤ６９、第２二重ダンパ７０を介して排出され、図略しているが、溶融集塵灰貯留槽へ貯留される。溶融集塵灰貯留槽に貯留されたダストＤは、キレート処理された後に系外に排出される。

溶融炉５０が運転されると、炉体空冷装置５７と温風挿入装置２を構成する冷却送風機６４も運転され、冷却管路６３に冷却空気が供給されて炉体５１が冷却される。冷却後の温風Ｅは、供給管路６５に依り燃焼室５８と減温塔５９に供給されると共に、温風挿入装置２の挿入管路３に依りダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部に挿入され、残りが大気に放出される。

ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部に温風Ｅが挿入されると、図１の鎖線矢印に示す如く、ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部とダストコンベヤ６６を経由して減温塔５９側から燃焼室５８側に温風Ｅ´が流れるので、溶融炉５０内で発生した排ガスＣが燃焼室５８をショートパスして減温塔５９へ流入するのが防止される。
従って、溶融炉炉体５１からの排ガスＣ中の可燃性ガスやＤＸＮ類を燃焼室５８で確実に燃焼処理する事ができる。

ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の中間部には、温風挿入装置２に依り温風Ｅが挿入されているので、二重ダンパ６７の結露が防止されてダストＤの付着が低減される。その結果、二重ダンパ６７の過負荷停止、清掃、腐食等の問題を軽減できる。
ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部には、温風挿入装置２に依り温風Ｅが挿入されているので、鎖線矢印に示す如く、ダスト排出装置６２を構成するダストコンベヤ６６、解砕機６８、第２ダストコンベヤ６９、第２二重ダンパ７０にも温風が流れ、これらの結露も防止されてダストＤの付着が低減される。その結果、これらの過負荷停止、清掃、腐食等の問題も軽減できる。
溶融炉５０の運転中は、温風挿入装置２の冷却送風機６４が運転されてダスト排出装置６２に温風Ｅが常に挿入されるので、電磁弁等に依る温風Ｅの制御が不要になる。

尚、温風挿入装置２は、先の例では、炉体空冷装置５７からの温風Ｅを用いたが、これに限らず、例えばバグフィルタ６０出口からの清浄ガスを用いたり、市販の温風発生装置からの温風を用いても良い。
バグフィルタ６０出口からの清浄ガスを用いる場合は、図２の実線で示す如く、誘引通風機６１の出口側とダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部とを挿入管路３で接続したり、図２の二点鎖線で示す如く、バグフィルタ６０の出口側とダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部とを挿入管路３で接続すると共に、この挿入管路３に新たなファン４を設置したり、図２の一点鎖線で示す如く、図示していない温風循環ヒータとともに休炉中のバグフィルタろ布の結露防止の為に温風を循環させる温風循環ファン５の出口配管を分岐させ、ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部および中間部とを挿入管路３で接続し、炉運転中は温風循環ファン５のみを運転し、バグフィルタ６０出口の清浄ガスを挿入する。
市販の温風発生装置からの温風を用いる場合は、図３に示す如く、新たに温風発生装置６を設置すると共に、これとダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部とを挿入管路３で接続する。

温風Ｅの挿入位置は、先の例では、ダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部及び中間部であったが、これに限らず、例えばダスト排出装置６２の二重ダンパ６７の下部だけにしたり、ダスト排出装置６２のダストコンベヤ６６、解砕機６８、第２ダストコンベヤ６９、第２二重ダンパ７０の何れか一つ又は複数箇所にしても良い。又、温風の替わりに大気を挿入しても良いが、各所の温度が低下するので、更なる温度管理が必要になる。

本発明の排ガス処理装置を示す概要図。本発明の排ガス処理装置の他の例を示す概要図。本発明の排ガス処理装置の更に他の例を示す概要図。従来の排ガス処理装置を示す概要図。

符号の説明

１…排ガス処理装置、２…温風挿入装置、３…挿入管路、４…ファン、５…温風循環ファン、６…温風発生装置、５０…溶融炉、５１…炉体、５２…被溶融物供給装置、５３…主電極、５４…炉底電極、５５…流出口、５６…排ガス処理装置、５７…炉体空冷装置、５８…燃焼室、５９…減温塔、６０…バグフィルタ、６１…誘引通風機、６２…ダスト排出装置、６３…冷却管路、６４…冷却送風機、６５…供給管路、６６…ダストコンベヤ、６７…二重ダンパ、６８…解砕機、６９…第２ダストコンベヤ、７０…第２二重ダンパ、Ａ…被溶融物、Ｂ…スラグ、Ｃ…排ガス、Ｄ…ダスト、Ｅ，Ｅ´…温風。

Claims

溶融炉炉体からの排ガスを燃焼させる燃焼室と、燃焼室からの排ガスを冷却させる減温塔と、燃焼室と減温塔からのダストを排出させるダスト排出装置と、ダスト排出装置に温風を挿入する為の温風挿入装置とから成る溶融炉の排ガス処理装置において、燃焼室と冷却室の下方にダスト排出装置のコンベアを水平状に配置し、燃焼室からのダストをコンベア上へ気密下に直接排出すると共に、減温塔からのダストを二重ダンパ又はロータリバルブを介して気密下にコンベア上へ排出し、更に、前記温風挿入装置からの温風をコンベアのケース本体の減温塔側の側面より燃焼室側へ向けて吹き込みし、燃焼室下方へ供給した燃焼排ガスが、燃焼室のダスト排出口及びコンベアのケース本体を通して減温塔内へ流入するショートパスを防止する構成とした溶融炉の排ガス処理装置。
温風挿入装置を、炉体空冷装置からの温風を用いる温風挿入装置とした請求項１に記載の溶融炉の排ガス処理装置。
温風挿入装置を、バグフイルタ出口からの清浄ガスを用いる温風挿入装置とした請求項１に記載の溶融炉の排ガス処理装置。
温風挿入装置を、温風発生装置からの温風を用いる温風挿入装置とした請求項１に記載の溶融炉の排ガス処理装置。