JP5855785B1 - Operation method of waste gasification melting furnace - Google Patents

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Abstract

【課題】溶融物排出用の貫通孔を定常的に開放して操業する場合において、炉内に導入すべきコークスの増加を十分に抑制できるとともに厚さが十分に均一のコークスベッドが炉底に形成された状態を維持でき、なおかつ、貫通孔及びその周辺における溶融物の温度低下に起因して貫通孔が閉塞されることを十分に抑制できる廃棄物ガス化溶融炉の運転方法を提供する。【解決手段】本発明は、炉底側に位置する溶融炉部と、溶融炉部内に酸素を供給する複数の羽口と、溶融炉部に形成された貫通孔と、貫通孔と連通する内部空間を有する保圧室とを備える廃棄物ガス化溶融炉の運転方法に関する。この運転方法は、貫通孔の最も近くにある羽口から溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量SNを、当該羽口よりも貫通孔からの距離が遠い羽口から溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量SFよりも少なくすることを特徴とする。【選択図】図2An object of the present invention is to provide a coke bed with a sufficiently uniform coke bed at the bottom of the furnace that can sufficiently suppress an increase in coke to be introduced into the furnace when the operation is performed with the through hole for discharging the melt steadily opened. Provided is a method for operating a waste gasification melting furnace that can maintain the formed state and that can sufficiently prevent the through-holes from being blocked due to a temperature drop of the melt in and around the through-holes. The present invention relates to a melting furnace portion located on the furnace bottom side, a plurality of tuyere for supplying oxygen into the melting furnace portion, a through hole formed in the melting furnace portion, and an interior communicating with the through hole. The present invention relates to a method for operating a waste gasification melting furnace including a pressure holding chamber having a space. In this operation method, the amount of oxygen SN supplied per unit time from the tuyere closest to the through hole into the melting furnace unit is united from the tuyere far away from the through hole to the melting furnace unit. It is characterized by being less than the amount of oxygen SF supplied per hour. [Selection] Figure 2

Description

本発明は廃棄物ガス化溶融炉の運転方法に関する。   The present invention relates to a method for operating a waste gasification melting furnace.

一般廃棄物や産業廃棄物などを処理する方法として、炭素系固形燃料(例えばコークス)を熱源に使用し、工業炉で廃棄物を溶融する方法が知られている。廃棄物の溶融処理は、廃棄物の減容化だけでなく、これまで埋め立てによって最終処分されていた焼却灰及び不燃性ゴミをスラグやメタルなどの資源として回収できる利点がある。   As a method for treating general waste, industrial waste, etc., a method is known in which carbon-based solid fuel (for example, coke) is used as a heat source and the waste is melted in an industrial furnace. The melting treatment of waste has an advantage that not only the volume of waste can be reduced, but also incinerated ash and incombustible waste that have been finally disposed of by landfill can be recovered as resources such as slag and metal.

特許文献1は、廃棄物を溶融処理する廃棄物溶融炉において、溶融炉の溶融物排出口から溶融物とともに流出する炉内ガスを処理する方法を開示する。特許文献1の図1及び特許請求の範囲を参照すると、溶融物排出口2から流出した炉内ガスは囲みフード3に収容され、その後、ダクト5を介してガス燃焼炉6に導かれる。   Patent Document 1 discloses a method of treating in-furnace gas flowing out together with a melt from a melt outlet of a melting furnace in a waste melting furnace for melting waste. Referring to FIG. 1 of Patent Document 1 and the scope of claims, the in-furnace gas flowing out from the melt discharge port 2 is accommodated in the enclosure hood 3 and then led to the gas combustion furnace 6 through the duct 5.

特開2004−12077号公報JP 2004-12077 A

ところで、廃棄物ガス化溶融炉の操業形態として、溶融炉の底部から溶融物を間欠的に排出する形態(「間欠出湯」と称される。)と、連続的に排出する形態(「連続出湯」と称される。)が知られている。間欠出湯の場合、溶融物排出用の貫通孔を耐熱材料で塞いだ状態とし、所定時間の経過ごとに貫通孔を開放することによって溶融物を排出させ、その後、再び貫通孔を耐熱材料で塞ぐ。この作業は人手に頼らざるを得ないため、本発明者らは連続出湯による安定的な操業の実現に向けて検討を重ねた。その結果、連続出湯による安定的な操業には以下の課題があることが判明した。   By the way, as an operation form of the waste gasification melting furnace, a form in which the melt is intermittently discharged from the bottom of the melting furnace (referred to as “intermittent hot water”) and a form in which the melt is continuously discharged (“continuous hot water”). ") Is known. In the case of intermittent hot water, the through hole for discharging the melt is closed with a heat-resistant material, the melt is discharged by opening the through-hole every predetermined time, and then the through-hole is closed again with the heat-resistant material. . Since this work has to be relied upon manually, the present inventors have repeatedly studied to realize a stable operation by continuous hot water. As a result, it was found that stable operation by continuous hot water has the following problems.

第一に、上記特許文献1に記載の発明と同様、開放されている貫通孔からは溶融物だけでなく高温の炉内ガスも炉外へと排出される。このため、炉内温度を所定の温度に維持するには、炉内に導入する燃料を増加させる必要がある。   First, as in the invention described in Patent Document 1, not only the melt but also high-temperature furnace gas is discharged out of the furnace from the open through-hole. For this reason, in order to maintain the furnace temperature at a predetermined temperature, it is necessary to increase the amount of fuel introduced into the furnace.

第二に、炉底部に形成されるコークスベッドが貫通孔を通過するガスの影響を受けて不均一に消費されやすい。すなわち、廃棄物ガス化溶融炉の安定操業には厚さが十分に均一のコークスベッドが炉底に形成された状態を維持することが望ましい。しかし、貫通孔を定常的に開放したことにより、コークスベッドの厚さが不均一になりやすい。   Secondly, the coke bed formed at the bottom of the furnace is easily consumed unevenly under the influence of the gas passing through the through hole. That is, it is desirable to maintain a state in which a coke bed having a sufficiently uniform thickness is formed on the furnace bottom for stable operation of the waste gasification melting furnace. However, since the through holes are regularly opened, the thickness of the coke bed tends to be uneven.

第三に、貫通孔及びその周辺における溶融物の温度低下を十分に抑制しないと、比較的短時間のうちに溶融物の固化物によって貫通孔が閉塞されてしまう。間欠出湯の場合、炉底に溜まった比較的多量の溶融物が短時間のうちに排出されるため、溶融物の温度の低下に伴う問題は顕在化していなかった。これに対し、連続出湯の場合、少量の溶融物が連続的(場合によっては間欠的)に貫通孔から排出されるため、貫通孔及びその周辺において溶融物の温度が低下しやすい。温度低下に伴う溶融物の高粘性化又は固化によって貫通孔の下部から徐々に塞がれていき、その状態が続くと最終的には貫通孔全体が閉塞されるおそれがある。   Thirdly, unless the temperature drop of the melt in the through hole and its periphery is sufficiently suppressed, the through hole is blocked by the solidified product of the melt in a relatively short time. In the case of intermittent hot water, a relatively large amount of melt accumulated in the bottom of the furnace is discharged within a short period of time, so the problem associated with a decrease in the temperature of the melt has not become apparent. On the other hand, in the case of continuous hot water, a small amount of the melt is discharged continuously (intermittently in some cases) from the through hole, so that the temperature of the melt is likely to decrease in the through hole and its surroundings. When the melt is made highly viscous or solidified due to the temperature decrease, it is gradually closed from the lower part of the through hole, and if this state continues, the entire through hole may eventually be closed.

本発明は、溶融物排出用の貫通孔を定常的に開放して操業する場合において、炉内に導入すべきコークスの増加を十分に抑制できるとともに厚さが十分に均一のコークスベッドが炉底に形成された状態を維持でき、なおかつ、貫通孔及びその周辺における溶融物の温度低下に起因して貫通孔が閉塞されることを十分に抑制できる廃棄物ガス化溶融炉の運転方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a coke bed with a sufficiently uniform coke bed that can sufficiently suppress an increase in coke to be introduced into the furnace when the melt discharge through-holes are constantly opened and operated. And a waste gasification melting furnace operating method that can sufficiently prevent the through hole from being blocked due to a temperature drop of the melt in and around the through hole. For the purpose.

本発明は以下の構成の廃棄物ガス化溶融炉の運転方法に関する。すなわち、廃棄物ガス化溶融炉は、炉底側に位置する溶融炉部と、溶融炉部内に互いに異なる位置から酸素をそれぞれ供給する複数の羽口と、溶融炉部の内面から外面にかけて形成された貫通孔と、溶融炉部の外に配置されており、貫通孔と連通する内部空間を有する保圧室と、保圧室内に配置されており、貫通孔から排出される溶融物に熱を加えるバーナとを備える。その運転方法は、溶融炉部にコークスベッドを形成すること、複数の羽口から溶融炉部内に酸素を供給すること、貫通孔から保圧室側に溶融物を排出すること、燃料と、酸素とをバーナに供給すること、酸素の存在下、バーナにおいて燃料を燃焼させること、保圧室内の圧力を溶融炉部内の圧力よりも高く維持することにより、貫通孔を通じてバーナの燃焼ガスを溶融炉部内に流入させることを含み、貫通孔の最も近くにある羽口から溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量Sを、当該羽口よりも貫通孔からの距離が遠い羽口から溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量Sよりも少なくすることを特徴とする。 The present invention relates to a method for operating a waste gasification melting furnace having the following configuration. That is, the waste gasification melting furnace is formed from the melting furnace section located on the furnace bottom side, a plurality of tuyere that respectively supply oxygen from different positions into the melting furnace section, and from the inner surface to the outer surface of the melting furnace section. The through hole and the pressure holding chamber having an internal space communicating with the through hole are disposed outside the melting furnace section, and are disposed in the pressure holding chamber, and heat is supplied to the melt discharged from the through hole. With a burner to add. The operation method includes forming a coke bed in the melting furnace section, supplying oxygen into the melting furnace section from a plurality of tuyere, discharging the melt from the through hole to the pressure holding chamber side, fuel, oxygen Is supplied to the burner, fuel is burned in the burner in the presence of oxygen, and the pressure in the holding pressure chamber is maintained higher than the pressure in the melting furnace section, so that the combustion gas of the burner is melted through the through hole. The amount of oxygen S N supplied per unit time from the tuyere closest to the through hole into the melting furnace is melted from the tuyere far from the through hole than the tuyere. characterized by less than the oxygen amount S F supplied per unit time in the furnace section.

上記運転方法によれば、貫通孔から保圧室側に溶融物を排出する一方、この溶融物の流れと対向するように保圧室内のガスを貫通孔から炉内へと流入させることができる。つまり、貫通孔において溶融物とガスが対向流となる。これにより、連続出湯による安定的な操業を十分に実現できる。その理由は以下のとおりである。まず、貫通孔から排出される溶融物をバーナの火炎で加熱することができる。これにより溶融物の粘性上昇を抑制でき、貫通孔の閉塞を抑制できる。更に、バーナから発生する燃焼ガスによって保圧室内の圧力を溶融炉部内の圧力よりも高い状態にすることができる。これにより貫通孔を通じて燃焼ガスが溶融炉部に流入する。すなわち、保圧室内の圧力を溶融炉部内の圧力よりも高くすることで、高温の炉内ガスが貫通孔を通じて炉外に排出されるのを防止するとともに、十分に高い温度の燃焼ガスを保圧室から溶融炉部へと貫通孔を通じて流入させることができる。その結果、溶融炉部内の温度(炉内温度)の低下を抑えることができ、炉内に導入すべき燃料の増加を十分に抑制できる。   According to the above operation method, the melt is discharged from the through hole to the pressure holding chamber side, while the gas in the pressure holding chamber can be caused to flow into the furnace from the through hole so as to face the melt flow. . That is, the melt and the gas are counterflowed in the through hole. Thereby, the stable operation by continuous hot water supply is fully realizable. The reason is as follows. First, the melt discharged from the through hole can be heated with a flame of a burner. Thereby, the viscosity rise of a melt can be suppressed and obstruction | occlusion of a through-hole can be suppressed. Furthermore, the combustion gas generated from the burner can make the pressure in the pressure holding chamber higher than the pressure in the melting furnace. Thereby, combustion gas flows into a melting furnace part through a through-hole. That is, by making the pressure in the pressure holding chamber higher than the pressure in the melting furnace section, it is possible to prevent high temperature furnace gas from being discharged outside the furnace through the through-hole, and to maintain a sufficiently high temperature combustion gas. It can be made to flow through the through hole from the pressure chamber to the melting furnace. As a result, a decrease in the temperature in the melting furnace (furnace temperature) can be suppressed, and an increase in fuel to be introduced into the furnace can be sufficiently suppressed.

上記廃棄物ガス化溶融炉に投入する燃料としてコークスが使用される。この場合、溶融炉部内にコークスベッドが形成される。溶融炉部内にコークスベッドを形成することで、溶融炉部内を高温状態(例えば1700℃超)に安定的に維持できる。貫通孔のサイズは、未燃焼(炉内に装入前)のコークスが通過しないサイズに設定されていることが好ましい。かかる構成を採用することで、炉内に装入したコークスが貫通孔から排出されるのを抑制できる(図2参照)。また、貫通孔の内面側開口面積が外面側開口面積よりも大きく設定されていてもよい。貫通孔の内側開口面積を大きくすることで、貫通孔の途中までコークスを配置させやすく(図4参照)、これにより、貫通孔内を流れる溶融物の温度が低下することをより一層確実に抑制できる。なお、溶融炉部内にコークスベッドを形成できる限り、コークスとしてバイオマス由来のものを使用してもよい。   Coke is used as fuel to be charged into the waste gasification melting furnace. In this case, a coke bed is formed in the melting furnace. By forming the coke bed in the melting furnace, the inside of the melting furnace can be stably maintained at a high temperature (for example, higher than 1700 ° C.). The size of the through hole is preferably set to a size that does not allow unburned coke (before charging into the furnace) to pass through. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the coke charged in the furnace from being discharged from the through hole (see FIG. 2). Moreover, the inner surface side opening area of the through hole may be set larger than the outer surface side opening area. Increasing the inner opening area of the through-hole makes it easier to place coke halfway through the through-hole (see FIG. 4), thereby further reliably suppressing the temperature of the melt flowing through the through-hole from decreasing. it can. In addition, as long as a coke bed can be formed in a melting furnace part, you may use the thing derived from biomass as coke.

更に、上記運転方法によれば、貫通孔の近くにある羽口から溶融炉部内に供給する酸素量Sを相対的に少なくすることで、貫通孔の近くのコークスが過剰に消費されるのを抑制できる。これはコークスベッドの厚さを十分均一に維持するのに有用である。すなわち、貫通孔の近くのコークスは、貫通孔から流入するバーナの燃焼ガスによって消費されるため、他の領域にあるコークスと比較して消費されやすいからである。バーナの燃焼ガスに含まれ得るガス種と、コークスを構成する炭素との反応式は以下のとおりである。
C+O→CO …(1)
2C+O→2CO …(2)
C+CO→2CO …(3)
C+HO→H+CO …(4)
Furthermore, according to the above operation method, coke near the through hole is excessively consumed by relatively reducing the amount of oxygen SN supplied from the tuyere near the through hole into the melting furnace section. Can be suppressed. This is useful to keep the coke bed thickness sufficiently uniform. That is, the coke near the through hole is consumed by the combustion gas of the burner flowing from the through hole, and is therefore more easily consumed than the coke in other regions. The reaction formula between the gas species that can be contained in the burner combustion gas and the carbon that constitutes the coke is as follows.
C + O 2 → CO 2 (1)
2C + O 2 → 2CO (2)
C + CO 2 → 2CO (3)
C + H 2 O → H 2 + CO (4)

この運転方法において、燃料と、理論酸素量よりも多い酸素とをバーナに供給してもよい。この場合、バーナの燃焼ガスには酸素が残存している。このため、貫通孔を通じて溶融炉部内に流入する燃焼ガス(酸素含有ガス)は貫通孔の近くに位置するコークスの燃焼に寄与する(上記反応式(1)及び(2))。特に、貫通孔付近において、高温のコークスと溶融物とを固液接触させることで、高温に維持されたまま溶融物を貫通孔から排出させることができる。なお、この場合も上記反応式(3)及び(4)の反応によっても貫通孔の近くのコークスが消費される。   In this operation method, fuel and oxygen larger than the theoretical oxygen amount may be supplied to the burner. In this case, oxygen remains in the burner combustion gas. For this reason, the combustion gas (oxygen-containing gas) flowing into the melting furnace through the through-hole contributes to the combustion of coke located near the through-hole (the above reaction formulas (1) and (2)). In particular, by bringing the high-temperature coke and the melt into solid-liquid contact in the vicinity of the through hole, the melt can be discharged from the through hole while being maintained at a high temperature. In this case, coke near the through-hole is also consumed by the reactions of the above reaction formulas (3) and (4).

上記保圧室内の圧力は水封によって維持されるようにしてもよい。すなわち、上記廃棄物ガス化溶融炉は、貫通孔の下方に配置されており、保圧室の下部を水封するとともに貫通孔から排出される溶融物を冷却する水を収容する水槽を更に備えてもよい。   The pressure in the pressure holding chamber may be maintained by water sealing. That is, the waste gasification and melting furnace is further provided with a water tank that is disposed below the through hole and that contains water for sealing the lower part of the pressure holding chamber and cooling the melt discharged from the through hole. May be.

上記廃棄物ガス化溶融炉は保圧室内の圧力を制御する弁を更に備えてもよい。必要に応じてこの弁を操作することで、より安定的な操業を実現できる。例えば、上述のように保圧室の圧力が水封によって維持されている場合において、保圧室内の圧力が過度に上昇することを弁の操作によって防止することで、水封状態を十分に維持できる。また、通常時においては、上述のとおり、貫通孔内を溶融物とガスが対向するように流れるのに対し、必要に応じて貫通孔から溶融物及び炉内ガスの両方が保圧室側に排出されるようにしてもよい。例えば、溶融物の組成又は温度に起因して溶融物の粘性が上昇する傾向にある場合、保圧室内の圧力を炉内圧力よりも一時的に低くし、その差圧を利用して炉内の溶融物を保圧室側へと強制的に排出させてもよい。また、高温の炉内ガスが所定の時間にわたって貫通孔を通過するようにガスの流れを制御することで、高温の炉内ガスによって貫通孔周辺の溶融物の粘性を低下させることができ、貫通孔の閉塞をより一層確実に抑制できる。   The waste gasification melting furnace may further include a valve for controlling the pressure in the holding pressure chamber. By operating this valve as needed, more stable operation can be realized. For example, when the pressure in the pressure holding chamber is maintained by water sealing as described above, the water sealing state is sufficiently maintained by preventing the pressure in the pressure holding chamber from rising excessively by operating the valve. it can. In normal times, as described above, the melt and gas flow in the through hole so as to face each other, whereas both the melt and the gas in the furnace pass from the through hole to the pressure holding chamber side as necessary. It may be allowed to be discharged. For example, when the viscosity of the melt tends to increase due to the composition or temperature of the melt, the pressure in the holding pressure chamber is temporarily lower than the pressure in the furnace, and the pressure difference is used to The molten material may be forcibly discharged to the pressure holding chamber side. In addition, by controlling the gas flow so that the high-temperature furnace gas passes through the through-hole for a predetermined time, the high-temperature furnace gas can reduce the viscosity of the melt around the through-hole. The blockage of the hole can be further reliably suppressed.

上記廃棄物ガス化溶融炉のタイプは炉底側に溶融炉部を有するものであれば特に制限はない。上記廃棄物ガス化溶融炉は、例えば、溶融炉部よりも上方に位置し、内部に充填された廃棄物を乾燥及び熱分解させるシャフト部を更に備えてもよい。シャフト部は上部側に廃棄物装入口及び炉内ガス排出口を有していればよい。シャフト部は溶融炉部の真上に設けられていなくてもよい。例えば、シャフト部と溶融炉部はそれぞれの炉心を横方向にずらして配置されていてもよい。この場合、上記廃棄物ガス化溶融炉は、シャフト部の底部側と溶融炉部の上部側とを連結する連通部を更に備えればよい。連通部は、例えばシャフト部からの廃棄物を溶融炉部に向けて移送するとともに廃棄物を炭化させる可動式の炭化火格子を有していればよい。   The type of the waste gasification melting furnace is not particularly limited as long as it has a melting furnace section on the furnace bottom side. The waste gasification and melting furnace may further include, for example, a shaft portion that is located above the melting furnace portion and that dries and thermally decomposes the waste material filled therein. The shaft portion only needs to have a waste inlet and a furnace gas outlet on the upper side. The shaft portion may not be provided directly above the melting furnace portion. For example, the shaft portion and the melting furnace portion may be arranged with their cores shifted in the lateral direction. In this case, the waste gasification melting furnace may further include a communication part that connects the bottom side of the shaft part and the upper side of the melting furnace part. For example, the communicating portion may have a movable carbonization grate that transfers waste from the shaft portion toward the melting furnace portion and carbonizes the waste.

本発明によれば、溶融物排出用の貫通孔を定常的に開放して操業する場合において、炉内に導入すべきコークスの増加を十分に抑制できるとともに厚さが十分に均一のコークスベッドが炉底に形成された状態を維持でき、なおかつ、貫通孔及びその周辺における溶融物の温度低下に起因して貫通孔が閉塞されることを十分に抑制できる。   According to the present invention, when the melt discharge through-hole is constantly opened for operation, an increase in coke to be introduced into the furnace can be sufficiently suppressed and a coke bed having a sufficiently uniform thickness can be obtained. The state formed in the furnace bottom can be maintained, and the through hole can be sufficiently prevented from being blocked due to the temperature drop of the melt in the through hole and its surroundings.

図1は本発明に係る廃棄物ガス化溶融炉の一実施形態を模式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing one embodiment of a waste gasification melting furnace according to the present invention. 図2は溶融炉部における四本の羽口と、溶融物排出用の貫通孔との位置関係を模式的に示す横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the four tuyere in the melting furnace section and the through holes for discharging the melt. 図3(a)は貫通孔の形状の一例を示す断面図であり、図3(b)は貫通孔の下側に固形物が堆積した状態を示す断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating an example of the shape of the through hole, and FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a state in which solid matter is deposited below the through hole. 図4は溶融炉部の貫通孔を含む部分を拡大して示す縦断面図である。FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion including the through hole of the melting furnace section. 図5は溶融炉部における六本の羽口と、貫通孔との位置関係を模式的に示す横断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the positional relationship between the six tuyere and the through holes in the melting furnace section. 図6(a)〜(c)は貫通孔からの溶融物の排出が停止した状態から、安定的に溶融物が流れ出る状況にまで、溶融物の流動性が改善する様子を示す画像である。FIGS. 6A to 6C are images showing a state in which the fluidity of the melt is improved from the state where the discharge of the melt from the through hole is stopped to the situation where the melt flows out stably.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and a duplicate description is omitted.

<廃棄物ガス化溶融炉>
図1に示す廃棄物ガス化溶融炉10は、主な構成として、シャフト部1と、連通部2と、炭化火格子部3と、溶融炉部4と、保圧室6と、バーナ7と、水槽8とを備える。シャフト部1は還元雰囲気下で廃棄物を乾燥させるとともに熱分解する。連通部2は、シャフト部1と溶融炉部4とを連結している。炭化火格子部3はシャフト部1からの廃棄物を更に熱分解して、廃棄物を炭化させる。溶融炉部4は炭化された廃棄物を燃焼させるとともに融解する。溶融炉部4で生じた溶融物Mは貫通孔4aを通じて保圧室6側に排出される。保圧室6は貫通孔4aの外側の空間の圧力を維持するためのものである。バーナ7は保圧室6内に配置されており、貫通孔4aの方向に向けられている。水槽8は保圧室6の下部を水封するとともに貫通孔4aから排出される溶融物Mを冷却する水を収容する。以下、各構成について説明する。
<Waste gasification melting furnace>
A waste gasification melting furnace 10 shown in FIG. 1 includes a shaft portion 1, a communication portion 2, a carbonization grate portion 3, a melting furnace portion 4, a pressure holding chamber 6, and a burner 7 as main components. And a water tank 8. The shaft portion 1 dries waste in a reducing atmosphere and thermally decomposes it. The communication part 2 connects the shaft part 1 and the melting furnace part 4. The carbonization grate part 3 further thermally decomposes the waste from the shaft part 1 to carbonize the waste. The melting furnace section 4 burns and melts the carbonized waste. The melt M generated in the melting furnace section 4 is discharged to the pressure holding chamber 6 side through the through hole 4a. The pressure holding chamber 6 is for maintaining the pressure in the space outside the through hole 4a. The burner 7 is disposed in the pressure holding chamber 6 and is directed in the direction of the through hole 4a. The water tank 8 seals the lower part of the pressure holding chamber 6 and contains water for cooling the melt M discharged from the through hole 4a. Each configuration will be described below.

シャフト部1は、還元雰囲気下で廃棄物を乾燥させるとともに熱分解するためのものである。シャフト部1の横断面形状は、例えば円筒形である。シャフト部1の上部には、廃棄物を炉内に装入するための廃棄物装入口11が形成されている。シャフト部1の上部側には、廃棄物が乾燥・燃焼・熱分解する際に発生するガスを排出する炉内ガス排出口12が形成されている。シャフト部1の下端には開口部13が形成されており、自重でシャフト部1内を降下した廃棄物が開口部13から連通部2へと排出される。シャフト部1の内径及び高さは、炉の処理能力等に応じて適宜決定することができる。例えば、シャフト部1の高さは、シャフト部1内の廃棄物の充填高さを少なくとも下端面から1m以上で管理することのできる高さであることが好ましい。充填高さを1m以上に確保することによって、シャフト部1内において炉内ガスの吹き抜け現象を抑制できる。   The shaft portion 1 is for drying and thermally decomposing waste in a reducing atmosphere. The cross-sectional shape of the shaft portion 1 is, for example, a cylindrical shape. A waste charging inlet 11 for charging waste into the furnace is formed at the upper portion of the shaft portion 1. On the upper side of the shaft portion 1, an in-furnace gas discharge port 12 that discharges gas generated when the waste is dried, burned, and thermally decomposed is formed. An opening 13 is formed at the lower end of the shaft portion 1, and the waste that descends in the shaft portion 1 by its own weight is discharged from the opening 13 to the communication portion 2. The inner diameter and height of the shaft portion 1 can be appropriately determined according to the processing capacity of the furnace. For example, it is preferable that the height of the shaft portion 1 is a height at which the waste filling height in the shaft portion 1 can be managed at least 1 m from the lower end surface. By securing the filling height to 1 m or more, the blow-in phenomenon of the gas in the furnace can be suppressed in the shaft portion 1.

連通部2は、シャフト部1の底部側開口部13と溶融炉部4の上部側開口部46とを連結している。連通部2の縦断面形状は、例えば矩形であり、その底面に沿って炭化火格子部3が配置されている。炭化火格子部3は、シャフト部1で乾燥及び熱分解された廃棄物を更に熱分解する。   The communication part 2 connects the bottom side opening 13 of the shaft part 1 and the upper side opening 46 of the melting furnace part 4. The vertical cross-sectional shape of the communication portion 2 is, for example, a rectangle, and the carbonized fire lattice portion 3 is disposed along the bottom surface. The carbonized grate part 3 further thermally decomposes the waste dried and thermally decomposed by the shaft part 1.

連通部2の底面は、炭化火格子部3によって構成されている。炭化火格子部3は、上記のとおり、廃棄物を熱分解(乾留)するための機能のみならず、炭化した廃棄物を溶融炉部4に供給する供給装置としての機能をも有する。炭化火格子部3は、可動炭化火格子と固定炭化火格子とを交互に階段状又は傾斜状に組み合せることによって形成されている。各可動炭化火格子は、流体圧シリンダ等の駆動装置31a,31bによって横方向に一定のピッチで往復動するように構成されている(図1の両矢印参照)。かかる可動炭化火格子と固定炭化火格子との組み合わせによって炭化火格子部3の上の廃棄物を撹拌しながら上流側から下流側へ向けて押し出すことができる。なお、炭化火格子部3を固定炭化火格子のみで構成し、供給装置を別に設けてもよい。供給装置の一例として、プッシャーが挙げられる。   The bottom surface of the communication part 2 is constituted by a carbonized grate part 3. As described above, the carbonized grate part 3 has not only a function for thermally decomposing waste (dry distillation), but also a function as a supply device for supplying the carbonized waste to the melting furnace part 4. The carbonization grate part 3 is formed by combining a movable carbonization grate and a fixed carbonization grate alternately in a staircase shape or an inclined shape. Each movable carbonization grate is configured to reciprocate at a constant pitch in the lateral direction by drive devices 31a and 31b such as fluid pressure cylinders (see double arrows in FIG. 1). By combining the movable carbonization grate and the fixed carbonization grate, the waste on the carbonization grate unit 3 can be pushed out from the upstream side to the downstream side while stirring. In addition, the carbonization grate part 3 may be composed of only a fixed carbonization grate, and a supply device may be provided separately. An example of the supply device is a pusher.

連通部2の底面は、複数の炭化火格子で構成されており、全体が平坦面であるわけではないが、全体としてはシャフト部1側から溶融炉部4側に向けて低くなるように傾斜している。   The bottom surface of the communication part 2 is composed of a plurality of carbonized grate, and the whole is not a flat surface, but as a whole, it is inclined so as to become lower from the shaft part 1 side toward the melting furnace part 4 side. doing.

炭化火格子部3は、上段側の供給炭化火格子3Aと、下段側の乾留炭化火格子3Bとによる二段構造になっている。供給炭化火格子3Aは、シャフト部1の真下に位置しており、シャフト部1内に充填された廃棄物の荷重を直接的に受ける。供給炭化火格子3Aは、シャフト部1で乾燥及び熱分解された廃棄物の炭化が進むように当該廃棄物を更に熱分解するとともに乾留炭化火格子3Bへと押し出して供給する。炭化火格子部3の幅、特に供給炭化火格子3Aの幅は、シャフト部1の内径と同程度であることが好ましい。シャフト部1から炭化火格子部3に切り替わる箇所において炭化火格子部3の幅とシャフト部1の内径を同程度とすることによって、廃棄物の荷下がりを安定化できる。   The carbonization grate portion 3 has a two-stage structure including a supply carbonization grate 3A on the upper stage side and a dry distillation carbonization grate 3B on the lower stage side. The supply carbonization grate 3 </ b> A is located directly below the shaft portion 1 and directly receives a load of waste filled in the shaft portion 1. The supply carbonization grate 3A further thermally decomposes the waste so that carbonization of the dry and pyrolyzed waste at the shaft portion 1 proceeds and supplies the waste by pushing it to the dry distillation carbonization grate 3B. It is preferable that the width of the carbonization grate part 3, particularly the width of the supply carbonization grate 3 </ b> A, is approximately equal to the inner diameter of the shaft part 1. By making the width of the carbonization grate part 3 and the inner diameter of the shaft part 1 approximately the same at the place where the shaft part 1 is switched to the carbonization grate part 3, the unloading of the waste can be stabilized.

乾留炭化火格子3Bは、供給炭化火格子3Aに隣接して設けられている。乾留炭化火格子3Bは、供給炭化火格子3Aからの廃棄物を更に熱分解して炭化物を生成し、炭化された廃棄物を溶融炉部4へと押し出して供給する。乾留炭化火格子3Bは、供給炭化火格子3Aと同様の構成を有する。なお、乾留炭化火格子3Bは、供給炭化火格子3Aと同じ幅であってもよく、異なる幅であってもよい。乾燥及び熱分解の進行に伴って廃棄物は減容化するので、シャフト部1の内径や連通部2の幅に比べて溶融炉部4の炉底内径は小さくてもよい。乾留炭化火格子3Bの幅は、上流側から下流側に向かうにつれて徐々に小さくなるように設定されていてもよい。   The dry distillation carbonization grate 3B is provided adjacent to the supply carbonization grate 3A. The dry distillation carbonization grate 3B further decomposes the waste from the supply carbonization grate 3A to generate carbide, and pushes the carbonized waste to the melting furnace unit 4 to supply it. The dry distillation carbonization grate 3B has the same configuration as the supply carbonization grate 3A. The dry distillation carbonization grate 3B may have the same width as the supply carbonization grate 3A or a different width. Since the volume of waste is reduced with the progress of drying and thermal decomposition, the furnace bottom inner diameter of the melting furnace part 4 may be smaller than the inner diameter of the shaft part 1 and the width of the communication part 2. The width of the dry distillation carbonization grate 3B may be set so as to gradually decrease from the upstream side toward the downstream side.

供給炭化火格子3Aの可動炭化火格子は第1駆動装置31aによって駆動され、乾留炭化火格子3Bの可動炭化火格子は第2駆動装置31bによって駆動される。このように第1及び第2駆動装置31a、31bを互いに独立して設ければ、炭化火格子3A,3Bの駆動、停止及び駆動速度を独立して制御でき、その結果、炭化火格子3A,3Bによる廃棄物の供給速度も独立して制御できる。   The movable carbonization grate of the supply carbonization grate 3A is driven by the first drive unit 31a, and the movable carbonization grate of the dry distillation carbonization grate 3B is driven by the second drive unit 31b. If the first and second driving devices 31a and 31b are provided independently of each other in this way, the driving, stopping and driving speed of the carbonization grate 3A, 3B can be controlled independently. As a result, the carbonization grate 3A, The waste supply rate by 3B can also be controlled independently.

炭化火格子部3は、炭化火格子間の隙間及び/又は炭化火格子に形成した送風孔(不図示)を通じて表面全体から空気を炉内に吹き込むことができる構成となっている。すなわち、炭化火格子部3は、廃棄物の乾燥及び熱分解用の空気を炉内に吹き込む機能も有する。   The carbonization grate portion 3 is configured such that air can be blown into the furnace from the entire surface through gaps between the carbonization grate and / or blow holes (not shown) formed in the carbonization grate. That is, the carbonization grate part 3 also has a function of blowing waste drying and pyrolysis air into the furnace.

供給炭化火格子3A及び乾留炭化火格子3Bの裏面側には、炭化した廃棄物のうちの微細なものが炭化火格子間の隙間から落下した場合にそれを回収するための回収室32がそれぞれ配置されている。各回収室32には空気供給管L1を通じて送風装置33からそれぞれ所定量の空気を供給できるように構成されている。炭化火格子間の隙間及び/又は炭化火格子に形成した送風孔は、例えば400mmピッチ以下であることが好ましい。供給炭化火格子3A及び乾留炭化火格子3Bから供給する空気は、常温であってもよく、例えば200℃程度にまで予熱されていてもよい。空気の予熱は、例えば炉内ガス排出口12から排出される高温ガスとの熱交換によって行うことができる。   On the back side of the supply carbonization grate 3A and the carbonization carbonization grate 3B, there is a recovery chamber 32 for recovering when fine ones of carbonized waste fall from the gaps between the carbonization grates. Has been placed. Each recovery chamber 32 is configured so that a predetermined amount of air can be supplied from the blower 33 through the air supply pipe L1. It is preferable that the clearance gap between carbonization grate and / or the ventilation hole formed in the carbonization grate is 400 mm pitch or less, for example. The air supplied from the supply carbonization grate 3A and the dry distillation carbonization grate 3B may be at normal temperature, and may be preheated to about 200 ° C., for example. The preheating of air can be performed, for example, by heat exchange with the high temperature gas discharged from the furnace gas discharge port 12.

溶融炉部4は、炭化された廃棄物を燃焼させるとともに融解するためのものである。溶融炉部4は、上述のシャフト部1に対して横方向に炉芯をずらすように配置されている。シャフト部1及び溶融炉部4はそれぞれ鉛直方向に延びている。かかる構成を採用することにより、溶融炉部4に対してコークス(炭素系固形燃料)を直接導入することができる。溶融炉部4の横断面形状は、例えば円筒形である。溶融炉部4の上方には、コークス等を溶融炉部4内に装入するための副資材装入口41が設けられている。本実施形態において、副資材装入口41は連通部2の上面に形成されている(図1参照)。副資材装入口41から、コークスとともにコークス以外の炭素系可燃性物質を装入してもよく、塩基度調整剤としての石灰石やスラグを装入してもよい。なお、コークスは、廃棄物とともに廃棄物装入口11から装入してもよい。   The melting furnace section 4 is for burning and melting carbonized waste. The melting furnace part 4 is arranged so as to shift the furnace core laterally with respect to the shaft part 1 described above. The shaft portion 1 and the melting furnace portion 4 each extend in the vertical direction. By adopting such a configuration, coke (carbon-based solid fuel) can be directly introduced into the melting furnace section 4. The cross-sectional shape of the melting furnace part 4 is, for example, a cylindrical shape. An auxiliary material charging port 41 for charging coke or the like into the melting furnace unit 4 is provided above the melting furnace unit 4. In the present embodiment, the auxiliary material inlet 41 is formed on the upper surface of the communication portion 2 (see FIG. 1). A carbon-based combustible material other than coke may be charged from the auxiliary material inlet 41 together with coke, or limestone or slag as a basicity adjusting agent may be charged. The coke may be charged from the waste charging port 11 together with the waste.

図2に示すとおり、溶融炉部4の炉底側には、四本の羽口42a,42b,42c,42dが周方向に配置されている。羽口42a,42b,42c,42dから溶融炉部4内に燃焼用の酸素がそれぞれ供給される。なお、酸素は窒素等とともに空気又は酸素富化空気の状態で供給されてもよいし、高い純度の酸素が供給されてもよい。酸素富化空気とは、通常の空気よりも酸素濃度が高められた空気を意味する。溶融炉部4内に酸素を供給することで、廃棄物の熱分解残渣及びコークスCが燃焼する。溶融炉部4は羽口42a,42b,42c,42dよりも上側に複数の羽口(不図示)を更に備えてもよい。   As shown in FIG. 2, four tuyere 42 a, 42 b, 42 c, 42 d are arranged in the circumferential direction on the furnace bottom side of the melting furnace section 4. Combustion oxygen is supplied into the melting furnace section 4 from the tuyere 42a, 42b, 42c, 42d. Note that oxygen may be supplied together with nitrogen or the like in the state of air or oxygen-enriched air, or high-purity oxygen may be supplied. Oxygen-enriched air means air having an oxygen concentration higher than that of normal air. By supplying oxygen into the melting furnace section 4, waste pyrolysis residue and coke C are combusted. The melting furnace section 4 may further include a plurality of tuyere (not shown) above the tuyere 42a, 42b, 42c, 42d.

溶融炉部4の炉底には、溶融物M(溶融スラグと溶融メタルとを含む混合物)を排出する貫通孔4aが形成されている。貫通孔4aは溶融炉部4の内面から外面にかけて形成されており、定常的に開放されている。これにより、貫通孔4aから溶融物Mを連続出湯させることができる。貫通孔4aから排出された溶融物Mは水槽8に収容された水に落下する。   A through-hole 4 a for discharging the melt M (mixture containing molten slag and molten metal) is formed at the furnace bottom of the melting furnace section 4. The through-hole 4a is formed from the inner surface to the outer surface of the melting furnace part 4, and is constantly opened. Thereby, the molten material M can be continuously discharged from the through-hole 4a. The melt M discharged from the through hole 4a falls into the water stored in the water tank 8.

貫通孔4aのサイズは、未燃焼(炉内に装入前)のコークスCが通過しないサイズに設定されていることが好ましい。かかる構成を採用することで、炉内に装入したコークスCが貫通孔4aから排出されるのを抑制できる(図2参照)。貫通孔4aの開口面積は使用するコークスCのサイズ、廃棄物ガス化溶融炉10の規模などに応じて設定すればよく、例えば50〜500cm程度であればよい。貫通孔4aの形状は特に制限はなく、円形、楕円形、矩形などであればよいが、図3(a)に示すように貫通孔4aの流路断面の形状は縦長であることが好ましい。これにより、図3(b)に示すように貫通孔4aの下側から溶融物Mの固形物Sが徐々に付着しても、貫通孔4aが閉塞されるまでの時間を十分長くすることができる。貫通孔4aの流路断面が縦長である場合、その横幅は未燃焼のコークスCが通過しない幅であればよい。貫通孔4aの下側に例えばV字状の溝4bを設け、溶融物Mが溝4bを流れるようにしてもよい(図3(a)参照)。 The size of the through hole 4a is preferably set to a size that does not allow the unburned coke C (before charging into the furnace) to pass through. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the coke C charged in the furnace from being discharged from the through hole 4a (see FIG. 2). What is necessary is just to set the opening area of the through-hole 4a according to the size of the coke C to be used, the scale of the waste gasification melting furnace 10, etc., for example, about 50-500 cm < 2 >. The shape of the through-hole 4a is not particularly limited and may be a circle, an ellipse, a rectangle, or the like. However, as shown in FIG. Thereby, as shown in FIG.3 (b), even if the solid S of the melt M gradually adheres from the lower side of the through hole 4a, the time until the through hole 4a is blocked can be made sufficiently long. it can. When the flow path cross section of the through-hole 4a is vertically long, the lateral width may be a width that does not allow unburned coke C to pass. For example, a V-shaped groove 4b may be provided below the through-hole 4a so that the melt M flows through the groove 4b (see FIG. 3A).

図4は、溶融炉部4の貫通孔4aを含む部分を拡大して示す縦断面図である。この図に示すように、貫通孔4aにおける溶融物Mが流れる下側面4cは溶融炉部4の内面から外面に向けて低くなるように傾斜していることが好ましい。これにより、貫通孔4aに溶融物Mが滞留することを抑制できる。また、貫通孔4aの内面側開口面積は外面側開口面積よりも大きいことが好ましい。例えば、貫通孔4aの上側は溶融炉部4の内面側に流路断面の拡張部4dを有してもよい。この場合、図4に示すように、貫通孔4aの途中までコークスCが配置されやすい。貫通孔4aのなるべく近くにおいて、高温のコークスCと溶融物Mとを固液接触させることで、高温に維持され且つ粘性が十分に低い溶融物Mを貫通孔4aから排出させることができる。   FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a portion including the through hole 4 a of the melting furnace section 4. As shown in this figure, it is preferable that the lower side surface 4c through which the melt M flows in the through hole 4a is inclined so as to become lower from the inner surface of the melting furnace section 4 toward the outer surface. Thereby, it can suppress that the melt M stays in the through-hole 4a. Moreover, it is preferable that the inner surface side opening area of the through-hole 4a is larger than the outer surface side opening area. For example, the upper side of the through hole 4 a may have an expanded portion 4 d with a flow path cross section on the inner surface side of the melting furnace portion 4. In this case, as shown in FIG. 4, the coke C is likely to be disposed partway through the through hole 4a. By bringing the high-temperature coke C and the melt M into solid-liquid contact as close as possible to the through-hole 4a, the melt M that is maintained at a high temperature and has a sufficiently low viscosity can be discharged from the through-hole 4a.

保圧室6は、貫通孔4aの外側の空間の圧力を維持するためのものである。図1に示すように保圧室6は溶融炉部4の外に配置されており、貫通孔4aと連通する内部空間6Sを有する。内部空間6Sは上下方向に延びる筒状部材6aと、筒状部材6aの上側開口を塞ぐ上板6bと、筒状部材6aの下側開口を水封する水面Wとによって形成されている。筒状部材6a及び上板6bは例えば鋼鉄製の板材からなる。筒状部材6aの縦断面形状は、例えば互いに離隔して配置された二つの半円と、これらの半円の端部同士を結ぶ二本の直線とによって画成される形状である。なお、本実施形態では水封によって保圧室6の圧力を維持する場合を例示したが、水封以外の圧力保持手段を採用してもよい。また、保圧室6内に酸素含有ガス(例えば空気)を供給する開口(不図示)を設けてもよい。この開口を通じて保圧室6内に酸素含有ガスを供給することで、保圧室6から溶融炉部4に流入させるガスの酸素濃度を調整してもよい。   The pressure holding chamber 6 is for maintaining the pressure in the space outside the through hole 4a. As shown in FIG. 1, the pressure holding chamber 6 is disposed outside the melting furnace section 4, and has an internal space 6S communicating with the through hole 4a. The internal space 6S is formed by a cylindrical member 6a extending in the vertical direction, an upper plate 6b that closes the upper opening of the cylindrical member 6a, and a water surface W that seals the lower opening of the cylindrical member 6a. The cylindrical member 6a and the upper plate 6b are made of, for example, a steel plate material. The longitudinal cross-sectional shape of the cylindrical member 6a is a shape defined by, for example, two semicircles that are spaced apart from each other and two straight lines that connect the ends of these semicircles. In the present embodiment, the case where the pressure in the pressure holding chamber 6 is maintained by water sealing is exemplified, but pressure holding means other than water sealing may be employed. Further, an opening (not shown) for supplying an oxygen-containing gas (for example, air) may be provided in the pressure holding chamber 6. By supplying an oxygen-containing gas into the pressure holding chamber 6 through this opening, the oxygen concentration of the gas flowing from the pressure holding chamber 6 into the melting furnace section 4 may be adjusted.

内部空間6Sにはバーナ7が配置されている。具体的には、バーナ7は貫通孔4aに向けて配置されており、バーナ7の火炎によって貫通孔4a及びその周辺が加熱される。バーナ7の種類は特に制限はなく、プロパン、灯油などを燃料とするものを使用すればよい。保圧室6には内部空間6Sを保温するための断熱材6cが配置されている(水に浸る下部を除く)。保圧室6を構成する鋼板(鉄皮)の内面を断熱材6cで覆うことでバーナ7からの燃焼ガスの温度が低下することを抑制できる。これにより、保圧室6内の圧力が溶融炉部4内の圧力よりも高い場合には貫通孔4aを通じて高温の燃焼ガスを溶融炉部4内に流入させることができる。なお、貫通孔4aの出口周辺は、上述のとおり、バーナ7の火炎に曝される。このため、火炎に曝される部分を優れた耐熱性材料で構成しても比較的短い期間のうちに劣化するおそれがある。このため、当該部分を着脱自在の部材4eで構成し、定期的に交換できるようにしてもよい(図4参照)。また、溶融物Mが断熱材6cに付着するのを防止する観点から、断熱材6cの一部又は全部を覆うように鋼板6eを配置し、これによって保圧室6の内壁の一部又は全部を構成してもよい(図1参照)。   A burner 7 is disposed in the internal space 6S. Specifically, the burner 7 is disposed toward the through hole 4 a, and the through hole 4 a and its surroundings are heated by the flame of the burner 7. The type of the burner 7 is not particularly limited, and a burner that uses propane, kerosene, or the like as a fuel may be used. A heat insulating material 6c for keeping the internal space 6S warm is disposed in the pressure holding chamber 6 (except for the lower part immersed in water). It can suppress that the temperature of the combustion gas from the burner 7 falls by covering the inner surface of the steel plate (iron skin) which comprises the pressure-holding chamber 6 with the heat insulating material 6c. Thereby, when the pressure in the holding pressure chamber 6 is higher than the pressure in the melting furnace section 4, high-temperature combustion gas can be flowed into the melting furnace section 4 through the through holes 4 a. In addition, the exit periphery of the through-hole 4a is exposed to the flame of the burner 7 as mentioned above. For this reason, even if it comprises the part exposed to a flame with the outstanding heat resistant material, there exists a possibility of deteriorating within a comparatively short period. For this reason, the said part may be comprised with the member 4e which can be attached or detached, and you may enable it to replace | exchange regularly (refer FIG. 4). Further, from the viewpoint of preventing the melt M from adhering to the heat insulating material 6c, the steel plate 6e is disposed so as to cover a part or all of the heat insulating material 6c, and thereby a part or all of the inner wall of the pressure holding chamber 6 is covered. (See FIG. 1).

保圧室6は、内部空間6S内のガスを排出するための開口6dを有する。開口6dにはガス移送管L2が接続されている。開口6dから排出されたガスはガス移送管L2を介してガス燃焼炉9に導入される。ガス移送管L2の途中には弁Vが設けられている。弁Vの開度を調整することで、保圧室6内の圧力を調節することができる。例えば、通常時において、保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高く維持することにより、貫通孔4aを通じて保圧室6内のガスを溶融炉部4内に流入させることができる。これに対し、異常時において、保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも低くなるように、弁Vを操作してもよい。ここでいう異常時の具体例として、保圧室6内の圧力が何らかの原因で過度に高くなり、保圧室6の水封状態を維持できなくなったとき又はそのような事態になりそうなとき、溶融物Mの組成又は温度に起因して溶融物Mの粘性が上昇する傾向にあって溶融炉部4内からのガス流出とともに溶融物Mを強制的に排出させたいときなどが挙げられる。   The pressure holding chamber 6 has an opening 6d for discharging the gas in the internal space 6S. A gas transfer pipe L2 is connected to the opening 6d. The gas discharged from the opening 6d is introduced into the gas combustion furnace 9 through the gas transfer pipe L2. A valve V is provided in the middle of the gas transfer pipe L2. By adjusting the opening degree of the valve V, the pressure in the pressure holding chamber 6 can be adjusted. For example, the gas in the pressure holding chamber 6 is caused to flow into the melting furnace portion 4 through the through hole 4a by maintaining the pressure in the pressure holding chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace portion 4 at normal times. Can do. On the other hand, the valve V may be operated so that the pressure in the pressure holding chamber 6 becomes lower than the pressure in the melting furnace section 4 at the time of abnormality. As a specific example at the time of abnormality here, when the pressure in the pressure holding chamber 6 becomes excessively high for some reason and the water seal state of the pressure holding chamber 6 cannot be maintained, or such a situation is likely to occur. The viscosity of the melt M tends to increase due to the composition or temperature of the melt M, and the melt M is forced to be discharged together with the outflow of gas from the melting furnace section 4.

溶融物Mの粘性の上昇は、例えば保圧室6に配置されたカメラ(不図示)の映像で把握することができる。保圧室6の圧力は圧力計(不図示)を監視すればよい。溶融炉部4と保圧室6の差圧を監視することで貫通孔4aの閉塞度合いを把握できるようにしてもよい。なお、廃棄物ガス化溶融炉10内の複数箇所の圧力(差圧)及び温度のデータ、並びに、溶融物Mの温度及び粘性のデータに基づき、廃棄物ガス化溶融炉10の運転を緊急停止できるようにしてもよい。   The increase in the viscosity of the melt M can be grasped by, for example, an image of a camera (not shown) disposed in the pressure holding chamber 6. The pressure in the pressure holding chamber 6 may be monitored by a pressure gauge (not shown). You may enable it to grasp | ascertain the obstruction | occlusion degree of the through-hole 4a by monitoring the differential pressure | voltage of the melting furnace part 4 and the holding pressure chamber 6. FIG. The operation of the waste gasification and melting furnace 10 is urgently stopped based on the pressure (differential pressure) and temperature data at a plurality of locations in the waste gasification and melting furnace 10 and the temperature and viscosity data of the melt M. You may be able to do it.

弁Vは、保圧室6内の圧力が閾値以上となったとき自動的に開くように構成されていてもよい。あるいは、保圧室6と溶融炉部4との差圧を一定に維持するように、弁Vの開度をPID制御してもよい。   The valve V may be configured to automatically open when the pressure in the pressure holding chamber 6 becomes equal to or higher than a threshold value. Alternatively, the opening degree of the valve V may be PID controlled so that the differential pressure between the pressure holding chamber 6 and the melting furnace unit 4 is kept constant.

水槽8は、保圧室6の下部を水封するとともに貫通孔4aから排出される溶融物Mを冷却する水を収容する。図1に示すとおり、筒状部材6aの下側開口が水面下まで延びている。貫通孔4aから落下した溶融物Mは水槽8内の水で急冷される。これによりスラグ(「水砕スラグ」とも称される。)とメタルとが得られる。水槽8の底部にはスラグ及びメタルを水槽8の外に搬送するコンベア8aが設置されている。なお、スラグ(水砕スラグ)は、溶融物の冷却によって得られる混合物を磁選処理して得られる非磁性成分である。   The water tank 8 seals the lower part of the pressure holding chamber 6 and contains water for cooling the melt M discharged from the through hole 4a. As shown in FIG. 1, the lower opening of the cylindrical member 6 a extends below the water surface. The melt M dropped from the through hole 4a is rapidly cooled with water in the water tank 8. As a result, slag (also referred to as “granulated slag”) and metal are obtained. A conveyor 8 a that conveys slag and metal out of the water tank 8 is installed at the bottom of the water tank 8. Slag (granulated slag) is a nonmagnetic component obtained by magnetic separation of a mixture obtained by cooling the melt.

<廃棄物処理方法>
次に、廃棄物ガス化溶融炉10を用いた廃棄物処理方法について説明する。処理すべき廃棄物を廃棄物装入口11からシャフト部1に装入する。廃棄物の種類は、特に限定されることはなく、一般廃棄物及び産業廃棄物のいずれであってもよい。シュレッダーダスト(ASR)、掘り起こしごみ、焼却灰などの単体又は混合物、あるいはこれらと可燃性ごみの混合物なども処理することが可能である。廃棄物によってシャフト部1内に廃棄物充填層100が形成される。廃棄物装入口11から乾留された廃棄物やチャーを廃棄物と共に投入してもよい。
<Waste treatment method>
Next, a waste processing method using the waste gasification melting furnace 10 will be described. Waste to be treated is charged into the shaft portion 1 from the waste inlet 11. The kind of waste is not particularly limited, and may be any of general waste and industrial waste. Shredding dust (ASR), excavated waste, incinerated ash, or the like, or a mixture of these and combustible waste can be treated. A waste filling layer 100 is formed in the shaft portion 1 by the waste. Waste or char dry-distilled from the waste inlet 11 may be input together with the waste.

シャフト部1内においては、炭化火格子部3及び溶融炉部4から吹き込まれた空気や炉内で発生したガスが廃棄物充填層100を通過するときの熱交換によって、廃棄物の乾燥及び熱分解が進行する。廃棄物の乾燥及び熱分解には廃棄物自身が発する熱も利用される。廃棄物は、シャフト部1内を徐々に降下し、供給炭化火格子3A上に到達し、供給炭化火格子3Aで更に熱分解され、その後、乾留炭化火格子3Bへと送られる。廃棄物は、乾留炭化火格子3Bで更に熱分解されて炭化が進行し、上部側開口部46から落下して溶融炉部4に供給される。   In the shaft portion 1, the drying of the waste and the heat are performed by heat exchange when the air blown from the carbonization grate portion 3 and the melting furnace portion 4 and the gas generated in the furnace pass through the waste filling layer 100. Decomposition proceeds. The heat generated by the waste itself is also used for drying and pyrolysis of the waste. The waste gradually descends in the shaft portion 1, reaches the supply carbonization grate 3A, is further thermally decomposed by the supply carbonization grate 3A, and then is sent to the dry distillation carbonization grate 3B. The waste is further thermally decomposed by the carbonized carbonization grate 3B and carbonization proceeds. The waste falls from the upper side opening 46 and is supplied to the melting furnace section 4.

連通部2から炭化された廃棄物が溶融炉部4に供給される。炭化された廃棄物によって溶融炉部4内に充填層101が形成される。溶融炉部4内には副資材装入口41からコークスCと、必要に応じて塩基度調整剤(例えば石灰石)とを装入する。また、羽口42a,42b,42c,42dから酸素富化空気を吹き込むことによってコークスC及び廃棄物の固定炭素を燃焼させる。これにより炉底に高温のコークスベッドBcが形成され、その熱で廃棄物に含まれる灰分や不燃成分を溶融する。一方、炉内ガス排出口12から排出された高温ガスは、ボイラー等の装置で廃熱を回収した後、無害化処理をして放出する。なお、溶融炉部4内にコークスベッドBcを形成することで、溶融炉部4内を高温状態(例えば1700℃超)に安定的に維持できる。   Waste carbonized from the communication part 2 is supplied to the melting furnace part 4. A packed bed 101 is formed in the melting furnace section 4 by the carbonized waste. Coke C and a basicity adjusting agent (for example, limestone) are charged into the melting furnace section 4 from the auxiliary material charging port 41 as necessary. Also, coke C and waste fixed carbon are combusted by blowing oxygen-enriched air from the tuyere 42a, 42b, 42c, 42d. As a result, a high-temperature coke bed Bc is formed at the bottom of the furnace, and the ash and incombustible components contained in the waste are melted by the heat. On the other hand, the high-temperature gas discharged from the in-furnace gas discharge port 12 recovers waste heat with an apparatus such as a boiler, and then discharges it after detoxifying. In addition, by forming the coke bed Bc in the melting furnace part 4, the inside of the melting furnace part 4 can be stably maintained at a high temperature state (for example, higher than 1700 ° C.).

操業時における溶融炉部4内の廃棄物の充填高さは、羽口42a,42b,42c,42dより上方向+0.5m〜炭化火格子部3の最下端部までの範囲内に維持することが好ましい。この範囲内に維持することによって、充填層101の層厚が薄くなることに起因する炉底からの酸素リークを抑制することができる。更に、充填し過ぎに起因する炭化火格子部3の熱分解効率低下や溶融炉部4内における物流停滞の発生を抑制できる。   The filling height of the waste in the melting furnace section 4 during operation should be maintained within a range from +0.5 m above the tuyere 42 a, 42 b, 42 c, 42 d to the lowest end of the carbonized fire grate section 3. Is preferred. By maintaining within this range, oxygen leakage from the furnace bottom due to the thin layer thickness of the packed bed 101 can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress the degradation of the thermal decomposition efficiency of the carbonized grate portion 3 and the stagnation of the distribution in the melting furnace portion 4 due to overfilling.

溶融炉部4内の廃棄物の充填高さの制御は、炭化火格子部3が溶融炉部4に廃棄物を供給する速度を調節することによって行うことができる。例えば、溶融炉部4に充填層101の高さを検知するためのセンサー(不図示)を配置し、センサーが検知する充填層101の高さに基づいて炭化火格子部3の供給速度を制御してもよい。あるいは、例えばオペレーターが充填高さを監視し、監視結果に基づいて供給速度を制御してもよい。   The filling height of the waste in the melting furnace part 4 can be controlled by adjusting the speed at which the carbonization grate part 3 supplies the waste to the melting furnace part 4. For example, a sensor (not shown) for detecting the height of the packed bed 101 is disposed in the melting furnace section 4 and the supply rate of the carbonization grate section 3 is controlled based on the height of the packed bed 101 detected by the sensor. May be. Alternatively, for example, the operator may monitor the filling height and control the supply speed based on the monitoring result.

供給炭化火格子3Aの供給速度(V1)と乾留炭化火格子3Bの供給速度(V2)は、相対的に異なるように設定してもよく、あるいは同じに設定してもよい。供給速度を相対的に異なるように設定する場合、乾留炭化火格子3Bの供給速度(V2)が供給炭化火格子3Aの供給速度(V1)よりも大きくなるように設定することが好ましい。更に、乾留炭化火格子3Bの供給速度(V2)を一定にして、供給炭化火格子3Aの供給速度(V1)を可変制御することがより好ましい。供給速度V2を供給速度V1よりも大きくすることで、供給炭化火格子3Aから送られてきた廃棄物が乾留炭化火格子3B上において比較的薄い層をなすように広げることができる。これにより、廃棄物の層の全体に乾留炭化火格子3Bからの熱を加えることができ、廃棄物全体の炭化状態を十分に良好にできる。   The supply rate (V1) of the supply carbonization grate 3A and the supply rate (V2) of the dry distillation carbonization grate 3B may be set to be relatively different or may be set to be the same. When the supply rate is set to be relatively different, it is preferable to set the supply rate (V2) of the dry distillation carbonization grate 3B to be higher than the supply rate (V1) of the supply carbonization grate 3A. Furthermore, it is more preferable to variably control the supply rate (V1) of the feed carbonization grate 3A while keeping the supply rate (V2) of the carbonization grate 3B constant. By making the supply rate V2 higher than the supply rate V1, the waste sent from the supply carbonization grate 3A can be expanded so as to form a relatively thin layer on the dry distillation carbonization grate 3B. Thereby, the heat from the dry distillation carbonization grate 3B can be applied to the entire waste layer, and the carbonization state of the entire waste can be sufficiently improved.

廃棄物の装入は、廃棄物装入口11のみからではなく、例えば副資材装入口41から装入してもよい。例えば、水分量が多い廃棄物は廃棄物装入口11から装入して、シャフト部1及び炭化火格子部3における処理を経た後に溶融炉部4に供給することが好ましい。他方、灰分量が多くて水分が少ない廃棄物は、副資材装入口41から装入することで、シャフト部1及び炭化火格子部3における乾燥及び熱分解の負荷を軽減できる。水分量が多い廃棄物の一例として汚泥が挙げられ、灰分量が多い廃棄物の一例として焼却灰が挙げられる。なお、廃棄物の装入口は廃棄物装入口11及び副資材装入口41以外の場所にも設けてもよい。廃棄物の性状に基づいて廃棄物を炉内に装入する位置を適宜変えることで、結果として炉全体の負荷を軽減できる。   For example, the waste material may be charged not only from the waste material inlet 11 but also from the auxiliary material material inlet 41. For example, it is preferable that waste with a large amount of water is supplied from the waste inlet 11 and supplied to the melting furnace section 4 after being processed in the shaft section 1 and the carbonized fire grate section 3. On the other hand, waste with a large amount of ash and low moisture can be loaded from the auxiliary material inlet 41 to reduce drying and pyrolysis loads in the shaft portion 1 and the carbonized grate portion 3. An example of waste with a large amount of water is sludge, and an example of waste with a large amount of ash is incinerated ash. The waste loading port may be provided at a place other than the waste loading port 11 and the auxiliary material loading port 41. By appropriately changing the position where the waste is charged into the furnace based on the properties of the waste, the load on the entire furnace can be reduced as a result.

次に、貫通孔4aを定常的に開放した状態で廃棄物ガス化溶融炉10を運転する場合に関し、以下の四種類の運転方法について具体的に説明する。これらの運転方法によれば、連続出湯による安定的な操業を十分に実現できる。これらの運転方法の各工程及び条件は必要に応じて適宜組み合わせてもよい。
1.貫通孔4aにおけるガス流れ制御
2.バーナ7に供給する酸素量調整
3.羽口42a,42b,42c,42dから供給する酸素量の調整
4.副資材装入口41から必要に応じてスラグを装入
Next, regarding the case where the waste gasification melting furnace 10 is operated in a state where the through-holes 4a are constantly opened, the following four types of operation methods will be specifically described. According to these operation methods, stable operation by continuous hot water can be sufficiently realized. You may combine suitably each process and conditions of these operation methods as needed.
1. 1. Gas flow control in the through hole 4a 2. Adjust the amount of oxygen supplied to the burner 7. 3. Adjustment of oxygen amount supplied from tuyere 42a, 42b, 42c, 42d Insert slag as needed from the auxiliary material inlet 41

1.貫通孔4aにおけるガス流れ制御
この運転方法は以下の工程を含む。
貫通孔4aから保圧室6側に溶融物Mを排出すること。
燃料と、酸素とをバーナ7に供給すること。
酸素の存在下、バーナ7において燃料を燃焼させること。
保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高く維持することにより、貫通孔4aを通じて保圧室6内のガスを溶融炉部4内に流入させること。
1. Gas flow control in the through-hole 4a This operating method includes the following steps.
The melt M is discharged from the through hole 4a to the pressure holding chamber 6 side.
Supply fuel and oxygen to the burner 7.
Burning fuel in the burner 7 in the presence of oxygen.
By maintaining the pressure in the pressure holding chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, the gas in the pressure holding chamber 6 is caused to flow into the melting furnace section 4 through the through holes 4 a.

この運転方法によれば、貫通孔4aから排出される溶融物Mをバーナ7の火炎で加熱することができる。これにより溶融物Mの粘性上昇を抑制でき、貫通孔4aの閉塞を抑制できる。更に、バーナ7から発生する燃焼ガスによって保圧室6内の圧力(例えば1.5〜2.5kPa(ゲージ圧))を溶融炉部4内の圧力(例えば1.0〜2.0kPa(ゲージ圧))よりも高い状態にすることができる。これにより貫通孔4aを通じて燃焼ガスが溶融炉部4に流入する。すなわち、保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高くすることで、高温の炉内ガスが貫通孔4aを通じて炉外に排出されるのを防止するとともに、十分に高い温度の燃焼ガスを保圧室6から溶融炉部4へと貫通孔4aを通じて流入させることができる。その結果、溶融炉部4内の温度(炉内温度)の低下を抑えることができ、炉内に導入すべき燃料の増加を十分に抑制できる。なお、貫通孔4aを通過する燃焼ガスの温度が1200℃以上(より好ましくは1300℃程度)であれば、貫通孔4a周辺で溶融物Mが固化することを十分に抑制できる。溶融物Mに含まれるスラグの融点はその組成に依存するが1175℃程度である。   According to this operation method, the melt M discharged from the through hole 4 a can be heated by the flame of the burner 7. Thereby, the viscosity rise of the melt M can be suppressed and obstruction | occlusion of the through-hole 4a can be suppressed. Further, the pressure in the holding chamber 6 (for example, 1.5 to 2.5 kPa (gauge pressure)) is changed to the pressure in the melting furnace section 4 (for example, 1.0 to 2.0 kPa (gauge) by the combustion gas generated from the burner 7. Pressure)). Thereby, combustion gas flows into the melting furnace part 4 through the through-hole 4a. That is, by making the pressure in the pressure holding chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, it is possible to prevent high-temperature furnace gas from being discharged outside the furnace through the through-hole 4 a, and a sufficiently high temperature. The combustion gas can be flowed from the holding pressure chamber 6 to the melting furnace section 4 through the through hole 4a. As a result, a decrease in the temperature (in-furnace temperature) in the melting furnace section 4 can be suppressed, and an increase in fuel to be introduced into the furnace can be sufficiently suppressed. In addition, if the temperature of the combustion gas which passes through the through-hole 4a is 1200 degreeC or more (more preferably about 1300 degreeC), it can fully suppress that the melt M solidifies around the through-hole 4a. The melting point of the slag contained in the melt M is about 1175 ° C. although it depends on its composition.

貫通孔4aにおける溶融物Mと燃焼ガスの流れに着目すると、貫通孔4aにおいて溶融物Mとガスは対向流となっている。貫通孔4aから溶融物Mを安定的に排出するには、貫通孔4a内において溶融物Mの流れが燃焼ガスの流れと十分に分離していることが好ましい。つまり、貫通孔4a内の流体の流れを対向気液二相流とみなした場合、溶融物Mが分離流(層状流又は波状流)を形成していることが好ましい。かかる観点から、貫通孔4aの開口面積、コークスCのサイズ及び保圧室6から溶融炉部4に流入するガス流量などを設定すればよい。例えば、貫通孔4aを通過する燃焼ガスの流速は好ましくは0〜20Bm/sであり、より好ましくは3〜10Bm/sである。なお、流速の単位「Bm/s」はその場の温度及び圧力条件下での流速を意味する。   When attention is paid to the flow of the melt M and the combustion gas in the through hole 4a, the melt M and the gas are counterflowing in the through hole 4a. In order to stably discharge the melt M from the through hole 4a, it is preferable that the flow of the melt M is sufficiently separated from the flow of the combustion gas in the through hole 4a. That is, when the fluid flow in the through hole 4a is regarded as an opposed gas-liquid two-phase flow, it is preferable that the melt M forms a separated flow (a laminar flow or a wave flow). From this point of view, the opening area of the through hole 4a, the size of the coke C, the flow rate of the gas flowing into the melting furnace section 4 from the pressure holding chamber 6 and the like may be set. For example, the flow rate of the combustion gas passing through the through hole 4a is preferably 0 to 20 Bm / s, more preferably 3 to 10 Bm / s. The unit of flow velocity “Bm / s” means the flow velocity under the in-situ temperature and pressure conditions.

なお、本実施形態においては、溶融炉部4内にコークスベッドBcを形成する場合を例示したが、この運転方法は溶融炉部4にコークスベッドBcが形成されない条件で実施してもよい。   In addition, although the case where the coke bed Bc was formed in the melting furnace part 4 was illustrated in this embodiment, you may implement this operating method on the conditions in which the coke bed Bc is not formed in the melting furnace part 4.

2.バーナに供給する酸素量調整
この運転方法は以下の工程を含む。
溶融炉部4にコークスベッドBcを形成すること。
貫通孔4aから保圧室6側に溶融物Mを排出すること。
燃料と、理論酸素量よりも多い酸素とをバーナ7に供給すること。
理論酸素量よりも酸素が多い条件下、バーナ7において燃料を燃焼させること。
保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高く維持することにより、貫通孔4aを通じて保圧室6内の酸素含有ガスを溶融炉部4内に流入させること。
2. Adjustment of oxygen amount supplied to burner This operating method includes the following steps.
Forming a coke bed Bc in the melting furnace section 4;
The melt M is discharged from the through hole 4a to the pressure holding chamber 6 side.
Supply fuel and oxygen in excess of the theoretical oxygen amount to the burner 7.
Combusting the fuel in the burner 7 under a condition where oxygen is higher than the theoretical oxygen amount.
By maintaining the pressure in the holding pressure chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, the oxygen-containing gas in the holding pressure chamber 6 flows into the melting furnace section 4 through the through holes 4 a.

この運転方法によれば、貫通孔4aから排出される溶融物Mをバーナ7の火炎で加熱することができる。これにより溶融物Mの粘性上昇を抑制でき、貫通孔4aの閉塞を抑制できる。更に、バーナ7から発生する燃焼ガスによって保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高い状態にすることができる。これにより貫通孔4aを通じて燃焼ガスが溶融炉部4に流入する。すなわち、保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高くすることで、高温の炉内ガスが貫通孔4aを通じて炉外に排出されるのを防止するとともに、十分に高い温度の燃焼ガスを保圧室6から溶融炉部4へと貫通孔4aを通じて流入させることができる。その結果、溶融炉部4内の温度(炉内温度)の低下を抑えることができ、炉内に導入すべき燃料の増加を十分に抑制できる。   According to this operation method, the melt M discharged from the through hole 4 a can be heated by the flame of the burner 7. Thereby, the viscosity rise of the melt M can be suppressed and obstruction | occlusion of the through-hole 4a can be suppressed. Furthermore, the pressure in the holding pressure chamber 6 can be made higher than the pressure in the melting furnace section 4 by the combustion gas generated from the burner 7. Thereby, combustion gas flows into the melting furnace part 4 through the through-hole 4a. That is, by making the pressure in the pressure holding chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, it is possible to prevent high-temperature furnace gas from being discharged outside the furnace through the through-hole 4 a, and a sufficiently high temperature. The combustion gas can be flowed from the holding pressure chamber 6 to the melting furnace section 4 through the through hole 4a. As a result, a decrease in the temperature (in-furnace temperature) in the melting furnace section 4 can be suppressed, and an increase in fuel to be introduced into the furnace can be sufficiently suppressed.

更に、この運転方法においては、燃料と、理論酸素量よりも多い酸素とをバーナ7に供給する。このため、バーナ7の燃焼ガスには酸素が残存している。貫通孔4aを通じて溶融炉部4内に流入する燃焼ガス(酸素含有ガス)は貫通孔4aの近くに位置するコークスCの燃焼に寄与する。特に、貫通孔4a付近において、高温のコークスCと溶融物Mとを固液接触させることで、高温に維持されたままの溶融物Mを貫通孔4aから排出させることができる。   Further, in this operation method, fuel and oxygen larger than the theoretical oxygen amount are supplied to the burner 7. For this reason, oxygen remains in the combustion gas of the burner 7. The combustion gas (oxygen-containing gas) flowing into the melting furnace part 4 through the through hole 4a contributes to the combustion of the coke C located near the through hole 4a. In particular, by bringing the high-temperature coke C and the melt M into solid-liquid contact in the vicinity of the through hole 4a, the melt M that is maintained at a high temperature can be discharged from the through hole 4a.

この運転方法は、燃料に対する酸素の量を一時的に増やすことを更に含んでもよい。これにより、燃焼ガスに残存する酸素量を一時的に増やすことができる。このような操作を実施することにより、貫通孔4aを通じて溶融炉部4内に流入するガスの酸素濃度が上昇する。これにより、溶融炉部4内の貫通孔4a付近のコークスCの燃焼が促進され、その結果、当該領域の温度を一時的に上昇させることができる。これは溶融物Mの組成又は温度低下に起因して溶融物の粘性が上昇する傾向にあり、貫通孔周りに固形分の付着が認められる場合などにおいて、その改善策として有効である。   The method of operation may further include temporarily increasing the amount of oxygen relative to the fuel. Thereby, the amount of oxygen remaining in the combustion gas can be temporarily increased. By performing such an operation, the oxygen concentration of the gas flowing into the melting furnace section 4 through the through hole 4a is increased. Thereby, combustion of the coke C near the through hole 4a in the melting furnace part 4 is promoted, and as a result, the temperature of the region can be temporarily increased. This tends to increase the viscosity of the melt due to a decrease in the composition of the melt M or the temperature, and is effective as an improvement measure in the case where solid content is observed around the through-holes.

本発明者らは、図1に示す廃棄物ガス化溶融炉10と同様の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉において以下の評価試験を行った。すなわち、理論酸素量よりも多い酸素(バーナ酸素比1超)でバーナを運転している状態から、バーナに供給する酸素量を更に増やしてバーナを運転した。その結果、バーナ酸素比を増やすとほぼ同時に、貫通孔から見えるコークスが赤熱する様子が確認できた。これに伴って溶融物の粘性が低くなること、換言すれば流動性の改善効果が得られることが確認された。なお、ここでいうバーナ酸素比とは、バーナに供給される燃料が完全燃焼する必要な酸素量(理論酸素量)Otと、バーナに供給した酸素量Osとの比(Os/Ot)を意味する。   The present inventors performed the following evaluation tests in a waste gasification melting furnace having the same configuration as the waste gasification melting furnace 10 shown in FIG. That is, the burner was operated by further increasing the amount of oxygen supplied to the burner from the state where the burner was operated with oxygen larger than the theoretical oxygen amount (burner oxygen ratio exceeding 1). As a result, when the burner oxygen ratio was increased, it was confirmed that the coke seen from the through hole was red hot. Accompanying this, it was confirmed that the viscosity of the melt was lowered, in other words, an effect of improving fluidity was obtained. The burner oxygen ratio here means the ratio (Os / Ot) of the amount of oxygen (theoretical oxygen amount) Ot required for complete combustion of the fuel supplied to the burner and the amount of oxygen Os supplied to the burner. To do.

3.羽口42a,42b,42c,42dから供給する酸素量の調整
この運転方法は以下の工程を含む。
溶融炉部4にコークスベッドBcを形成すること。
羽口42a,42b,42c,42dから溶融炉部4内にそれぞれ酸素を供給すること。
貫通孔4aから保圧室6側に溶融物Mを排出すること。
燃料と、酸素とをバーナ7に供給すること。
酸素の存在下、バーナ7において燃料を燃焼させること。
保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高く維持することにより、貫通孔4aを通じてバーナ7の燃焼ガスを溶融炉部4内に流入させること。
この運転方法においては、貫通孔4aの最も近くにある羽口42a,42dから溶融炉部4内に単位時間あたりに供給する酸素量Sを、羽口42a,42dよりも貫通孔4aからの距離が遠い羽口42b,42cから溶融炉部4内に単位時間あたりに供給する酸素量Sよりも少なくする。
3. Adjustment of oxygen amount supplied from tuyere 42a, 42b, 42c, 42d This operation method includes the following steps.
Forming a coke bed Bc in the melting furnace section 4;
Supply oxygen from the tuyere 42a, 42b, 42c, 42d into the melting furnace 4 respectively.
The melt M is discharged from the through hole 4a to the pressure holding chamber 6 side.
Supply fuel and oxygen to the burner 7.
Burning fuel in the burner 7 in the presence of oxygen.
By maintaining the pressure in the holding pressure chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, the combustion gas of the burner 7 is caused to flow into the melting furnace section 4 through the through holes 4 a.
In this operation method, the amount of oxygen S N supplied per unit time from the tuyere 42a, 42d closest to the through hole 4a into the melting furnace section 4 is more from the through hole 4a than the tuyere 42a, 42d. distance is less than the amount of oxygen S F supplied far tuyere 42b, per unit time in the melting furnace section 4 from 42c.

この運転方法によれば、貫通孔4aから排出される溶融物Mをバーナ7の火炎で加熱することができる。これにより溶融物Mの粘性上昇を抑制でき、貫通孔4aの閉塞を抑制できる。更に、バーナ7から発生する燃焼ガスによって保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高い状態にすることができる。これにより貫通孔4aを通じて燃焼ガスが溶融炉部4に流入する。すなわち、保圧室6内の圧力を溶融炉部4内の圧力よりも高くすることで、高温の炉内ガスが貫通孔4aを通じて炉外に排出されるのを防止するとともに、十分に高い温度の燃焼ガスを保圧室6から溶融炉部4へと貫通孔4aを通じて流入させることができる。その結果、溶融炉部4内の温度(炉内温度)の低下を抑えることができ、炉内に導入すべき燃料の増加を十分に抑制できる。   According to this operation method, the melt M discharged from the through hole 4 a can be heated by the flame of the burner 7. Thereby, the viscosity rise of the melt M can be suppressed and obstruction | occlusion of the through-hole 4a can be suppressed. Furthermore, the pressure in the holding pressure chamber 6 can be made higher than the pressure in the melting furnace section 4 by the combustion gas generated from the burner 7. Thereby, combustion gas flows into the melting furnace part 4 through the through-hole 4a. That is, by making the pressure in the pressure holding chamber 6 higher than the pressure in the melting furnace section 4, it is possible to prevent high-temperature furnace gas from being discharged outside the furnace through the through-hole 4 a, and a sufficiently high temperature. The combustion gas can be flowed from the holding pressure chamber 6 to the melting furnace section 4 through the through hole 4a. As a result, a decrease in the temperature (in-furnace temperature) in the melting furnace section 4 can be suppressed, and an increase in fuel to be introduced into the furnace can be sufficiently suppressed.

更に、貫通孔4aの近くにある羽口42a,42dから溶融炉部4内に供給する酸素量Sを相対的に少なくすることで、貫通孔4aの近くのコークスCが過剰に消費されるのを抑制でき、これはコークスベッドBcの厚さを十分均一に維持するのに有用である。すなわち、貫通孔4aの近くのコークスCは、貫通孔4aから流入するバーナ7の燃焼ガスによって消費されるため、他の領域にあるコークスCと比較して消費されやすいからである。バーナ7の燃焼ガスに含まれ得るガス種と、コークスCを構成する炭素との反応式は以下のとおりである。
C+O→CO …(1)
2C+O→2CO …(2)
C+CO→2CO …(3)
C+HO→H+CO …(4)
Furthermore, coke C near the through-hole 4a is excessively consumed by relatively reducing the amount of oxygen SN supplied into the melting furnace section 4 from the tuyere 42a and 42d near the through-hole 4a. This is useful for maintaining a sufficiently uniform thickness of the coke bed Bc. That is, the coke C near the through-hole 4a is consumed by the combustion gas of the burner 7 flowing from the through-hole 4a, so that it is more easily consumed than the coke C in other areas. The reaction formula of the gas species that can be included in the combustion gas of the burner 7 and the carbon constituting the coke C is as follows.
C + O 2 → CO 2 (1)
2C + O 2 → 2CO (2)
C + CO 2 → 2CO (3)
C + H 2 O → H 2 + CO (4)

羽口42a,42b,42c,42dから単位時間あたりに供給する酸素量は、コークスベッドBcを構成するコークスCがなるべく均一に消費されるように(コークスベッドBcの厚さが不均一にならないように)、それぞれ設定すればよい。図2を参照しながら説明すると、溶融炉部4の横断面において、貫通孔4aを含む側(図2の右側)と、貫通孔4aを含まない側(図2の左側)の二つの領域に溶融炉部4を分け、これら二つの領域における単位時間あたりのコークス消費量をバランスさせればよい。まず、コークス全体の単位時間あたりの消費量は溶融炉部4の炉底において必要とされる温度に基づいて設定される。コークスベッドBc全体の単位時間あたりのコークス消費量は溶融炉部4へのコークス装入量とバランスしている。コークスベッドBc全体の単位時間あたりのコークス消費量を100とすると、羽口42b,42cからそれぞれ供給される酸素によって単位時間あたり25のコークスが消費されるようにすればよい。次に、貫通孔4aから流れ込む燃焼ガス量及びその組成は、貫通孔4a周辺の加熱に必要な熱量に基づいて設定される。燃焼ガス量及びその組成が決まれば、上記反応式(1)〜(4)に基づいて燃焼ガスによって単位時間あたりに消費されるコークス消費量を求めることができる。仮にそのコークス消費量が20であったとすると、残りの二つの羽口42a,42dからの酸素によって単位時間あたりに消費すべきコークスの量は30である。すると、この場合、羽口42a,42dからの酸素によって単位時間あたりに消費すべきコークスの量はそれぞれ15である。   The amount of oxygen supplied per unit time from the tuyere 42a, 42b, 42c, 42d is consumed as uniformly as possible in the coke C constituting the coke bed Bc (so that the thickness of the coke bed Bc does not become non-uniform). ), You can set each. If it demonstrates referring FIG. 2, in the cross section of the melting furnace part 4, it will be divided into two area | regions of the side (right side of FIG. 2) containing the through-hole 4a, and the side (left side of FIG. 2) which does not contain the through-hole 4a. What is necessary is just to divide the melting furnace part 4 and balance the coke consumption per unit time in these two area | regions. First, the consumption per unit time of the whole coke is set based on the temperature required at the furnace bottom of the melting furnace section 4. The amount of coke consumed per unit time of the entire coke bed Bc is balanced with the amount of coke charged into the melting furnace section 4. Assuming that the coke consumption per unit time of the entire coke bed Bc is 100, 25 cokes may be consumed per unit time by oxygen supplied from the tuyere 42b and 42c, respectively. Next, the amount of combustion gas flowing from the through hole 4a and the composition thereof are set based on the amount of heat necessary for heating around the through hole 4a. If the amount of combustion gas and its composition are determined, the amount of coke consumed per unit time by the combustion gas can be determined based on the reaction formulas (1) to (4). If the coke consumption is 20, the amount of coke to be consumed per unit time by oxygen from the remaining two tuyere 42a and 42d is 30. Then, in this case, the amount of coke to be consumed per unit time by oxygen from the tuyere 42a and 42d is 15 respectively.

本発明者らは、溶融炉部の炉底付近に二本の羽口(貫通孔に近い羽口及び貫通孔から遠い羽口)を備えることの他は、図1に示す廃棄物ガス化溶融炉10と同様の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉において以下の評価試験を行った。すなわち、貫通孔から流入する燃焼ガスによるコークスの消費を考慮し、貫通孔に近い羽口からの酸素供給量を貫通孔から遠い羽口からの酸素供給量よりも少なくして廃棄物ガス化溶融炉を500時間にわたって操業した。その結果、貫通孔4aから溶融物を安定的に連続的に排出させることができ、また、コークスベッドの厚さを十分均一に維持することができた(コークスベッドの厚さが不均一になっていることを示す兆候は認められなかった。)。バーナの燃料としてプロパンガスを使用し、理論酸素量よりも多い酸素(バーナ酸素比1超)でバーナを運転した。上記反応式(1)〜(4)の反応によるコークスの消費量を考慮し、貫通孔に近い羽口からの酸素供給量を貫通孔から遠い羽口からの酸素供給量よりも減らした。   The present inventors are provided with two tuyere (a tuyere close to the through-hole and a tuyere far from the through-hole) near the bottom of the melting furnace section, and the waste gasification and melting shown in FIG. The following evaluation test was performed in a waste gasification melting furnace having the same configuration as that of the furnace 10. In other words, considering the consumption of coke by the combustion gas flowing in from the through hole, the oxygen supply from the tuyere close to the through hole is less than the oxygen supply from the tuyere far from the through hole, and waste gasification and melting The furnace was operated for 500 hours. As a result, the melt can be discharged stably and continuously from the through-hole 4a, and the thickness of the coke bed can be maintained sufficiently uniform (the thickness of the coke bed becomes non-uniform). There was no indication that this was happening.) Propane gas was used as the burner fuel, and the burner was operated with more oxygen than the theoretical oxygen amount (over 1 burner oxygen ratio). Considering the amount of coke consumed by the reactions of the above reaction formulas (1) to (4), the oxygen supply amount from the tuyere close to the through hole was reduced from the oxygen supply amount from the tuyere far from the through hole.

なお、羽口の本数は四本に限定されず、二本以上であればよい。図5は六本の羽口42a〜42fが設けられた溶融炉部4を模式的に示す横断面図である。図5に示す溶融炉部4の水平方向の断面形状は楕円形である。溶融炉部4の形状を楕円形とすることで、円形の場合と比較して羽口42a〜42fからそれぞれ供給される酸素によって生じる熱が溶融炉部4の中央にまで届きやすいという利点がある。   The number of tuyere is not limited to four, but may be two or more. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the melting furnace section 4 provided with six tuyere 42a to 42f. The horizontal cross-sectional shape of the melting furnace part 4 shown in FIG. 5 is an ellipse. By making the shape of the melting furnace part 4 into an elliptical shape, there is an advantage that heat generated by oxygen supplied from the tuyere 42a to 42f can easily reach the center of the melting furnace part 4 as compared with a circular shape. .

この運転方法において、燃料と、理論酸素量よりも多い酸素とをバーナ7に供給した場合、バーナ7の燃焼ガスには酸素が残存している。貫通孔4aを通じて溶融炉部4内に流入する燃焼ガス(酸素含有ガス)は貫通孔4aの近くに位置するコークスCの燃焼に寄与する(上記反応式(1)及び(2))。特に、貫通孔4a付近において、高温のコークスCと溶融物Mとを固液接触させることで、高温に維持されたまま溶融物Mを貫通孔4aから排出させることができる。なお、この場合も上記反応式(3)及び(4)の反応によっても貫通孔4aの近くのコークスCが消費される。   In this operation method, when fuel and oxygen larger than the theoretical oxygen amount are supplied to the burner 7, oxygen remains in the combustion gas of the burner 7. The combustion gas (oxygen-containing gas) flowing into the melting furnace section 4 through the through hole 4a contributes to the combustion of the coke C located near the through hole 4a (the above reaction formulas (1) and (2)). In particular, by bringing the high-temperature coke C and the melt M into solid-liquid contact in the vicinity of the through-hole 4a, the melt M can be discharged from the through-hole 4a while being maintained at a high temperature. In this case, the coke C near the through hole 4a is also consumed by the reactions of the reaction formulas (3) and (4).

この運転方法において、燃料と、理論酸素量よりも少ない酸素とをバーナ7に供給した場合、バーナ7の燃焼ガスには酸素がほとんど残存しない。この場合は主に上記反応式(3)及び(4)の反応により、貫通孔4aの近くのコークスCが消費される。貫通孔4aを通じて溶融炉部4内に流入する燃焼ガス(酸素をほとんど含まない燃焼ガス)は、コークスCの燃焼に寄与しないものの、当該燃焼ガスは十分に高温であるため、溶融炉部4内の温度(炉内温度)の維持に寄与する。   In this operation method, when fuel and oxygen smaller than the theoretical oxygen amount are supplied to the burner 7, almost no oxygen remains in the combustion gas of the burner 7. In this case, coke C near the through hole 4a is consumed mainly by the reactions of the above reaction formulas (3) and (4). Although the combustion gas (combustion gas containing almost no oxygen) flowing into the melting furnace section 4 through the through-hole 4a does not contribute to the combustion of the coke C, the combustion gas is sufficiently high in temperature, so the inside of the melting furnace section 4 This contributes to the maintenance of the temperature (furnace temperature).

4.副資材装入口41から必要に応じてスラグを装入
この運転方法は以下の工程を含む。
貫通孔4aから炉外に溶融物Mを排出すること。
貫通孔4aから排出される溶融物Mの流れを監視すること。
廃棄物のガス化溶融処理によって得られたスラグを溶融物Mの流動性の低下に応じて副資材装入口41から溶融炉部4に装入すること。
4). If necessary, slag is charged from the auxiliary material inlet 41. This operation method includes the following steps.
Discharging the melt M out of the furnace from the through hole 4a.
Monitor the flow of the melt M discharged from the through hole 4a.
The slag obtained by the gasification melting treatment of the waste is charged into the melting furnace unit 4 from the auxiliary material inlet 41 in accordance with the decrease in the fluidity of the melt M.

この運転方法によれば、廃棄物のガス化溶融処理によって得られたスラグを副資材装入口41から溶融炉部4に装入することで、貫通孔4aから排出される溶融物Mの流動性の悪化を十分迅速に改善できる。その理由は以下のとおりである。第一に、溶融物Mから得られるスラグをサンプリングし、その塩基度を実際に測定する必要がないからである。第二に、廃棄物ガス化溶融炉10によれば、上記スラグを副資材装入口41から溶融炉部4に直接供給することができるからである。溶融物Mの流動性の悪化を十分迅速に改善することで、溶融物Mが貫通孔4aから安定的に排出される状態を十分に維持することができる。   According to this operation method, the flowability of the melt M discharged from the through-hole 4a is obtained by charging the slag obtained by the gasification and melting treatment of the waste into the melting furnace section 4 from the auxiliary material inlet 41. Can be improved quickly enough. The reason is as follows. First, it is not necessary to sample the slag obtained from the melt M and actually measure its basicity. Secondly, according to the waste gasification melting furnace 10, the slag can be directly supplied from the auxiliary material inlet 41 to the melting furnace section 4. By improving the deterioration of the fluidity of the melt M sufficiently quickly, the state in which the melt M is stably discharged from the through holes 4a can be sufficiently maintained.

溶融物Mの流れの監視は、例えば、貫通孔4aの外側(保圧室6側)にビデオカメラ(不図示)を設置し、その画像によって貫通孔4a及びその周辺の溶融物Mの流れを作業者が観察することによって実施できる。より具体的には、溶融物Mが貫通孔4a内を流れる様子(図6参照)や貫通孔4aの出口から部材4eの表面上を流れ落ちる様子を観察対象とすればよい。   The flow of the melt M is monitored, for example, by installing a video camera (not shown) outside the through-hole 4a (on the pressure holding chamber 6 side), and the flow of the melt M around the through-hole 4a and its periphery is determined by the image. It can be implemented by observing the operator. More specifically, the state of the melt M flowing through the through-hole 4a (see FIG. 6) or the state of flowing down on the surface of the member 4e from the outlet of the through-hole 4a may be set as the observation target.

溶融物Mの流れの監視により、通常時と比較して溶融物Mの流動性が低下したと判断されたとき、副資材装入口41から溶融炉部4にスラグを装入する。ここでいう「通常時」とは貫通孔4aから安定的に溶融物Mが排出されている状況を意味する。他方、「溶融物Mの流動性が低下した」と判断されるべき状況の具体例としては以下のものが挙げられる。
・貫通孔4aから溶融物Mが一定の時間以上(例えば300秒以上)にわたって排出されないとき。
・貫通孔4aから溶融物Mが排出されているものの、通常時と比較して貫通孔4a付近の壁面上を流れ落ちる溶融物Mの速度が遅いとき。
・溶融炉部4内の圧力と保圧室6内の圧力との差圧が拡大する傾向にあるとき(貫通孔4aが閉塞される傾向にあるとき)。
なお、スラグを実際に装入するか否かは、上記画像を観察している作業者が判断してもよいし、画像処理データや操業データ(例えば差圧データ)に基づいて自動的に判断してもよい。
When it is determined by monitoring the flow of the melt M that the fluidity of the melt M has decreased compared to the normal time, slag is charged from the auxiliary material inlet 41 into the melting furnace section 4. Here, “normal time” means a state in which the melt M is stably discharged from the through hole 4a. On the other hand, specific examples of the situation to be judged as “the fluidity of the melt M has decreased” include the following.
-When the melt M is not discharged | emitted from the through-hole 4a over a fixed time or more (for example, 300 second or more).
-Although the melt M is discharged | emitted from the through-hole 4a, when the speed of the melt M which flows down on the wall surface near the through-hole 4a is slow compared with the normal time.
-When the pressure difference between the pressure in the melting furnace section 4 and the pressure in the holding pressure chamber 6 tends to increase (when the through hole 4a tends to be closed).
Whether or not the slag is actually loaded may be determined by an operator observing the image, or automatically determined based on image processing data or operation data (for example, differential pressure data). May be.

副資材装入口41から装入するスラグは、廃棄物のガス化溶融処理によって得られたものであればよく、廃棄物ガス化溶融炉10の水槽8から回収された水砕スラグであってもよいし、他の廃棄物ガス化溶融炉で得られたスラグであってもよい。溶融炉部4において溶融物Mの流動性改善効果を十分に迅速に奏する観点から、スラグは粉状又は粒状であることが好ましい。溶融炉部4において、溶融物Mの流動性悪化の原因を十分に希釈化する観点から、副資材装入口41から装入するスラグの塩基度は0.8〜1.0であることが好ましい。ここでいう「塩基度」とはスラグに含まれるCaOとSiOとの質量比(CaO/SiO)であり、蛍光X線分析計による元素分析によって求めることができる。 The slag charged from the auxiliary material charging port 41 may be any slag obtained by the gasification and melting treatment of waste, and may be a granulated slag recovered from the water tank 8 of the waste gasification and melting furnace 10. It may be slag obtained in another waste gasification melting furnace. From the viewpoint of exhibiting the effect of improving the fluidity of the melt M sufficiently quickly in the melting furnace section 4, the slag is preferably powdery or granular. In the melting furnace section 4, from the viewpoint of sufficiently diluting the cause of the fluidity deterioration of the melt M, the basicity of the slag charged from the auxiliary material charging port 41 is preferably 0.8 to 1.0. . The “basicity” here is a mass ratio (CaO / SiO 2 ) between CaO and SiO 2 contained in the slag, and can be determined by elemental analysis using a fluorescent X-ray analyzer.

この運転方法においては、溶融物Mの流動性の悪化が認められたとき、上記スラグを副資材装入口41から溶融炉部4に即座に装入すればよい。溶融炉部4内の温度において適した流動性を有する溶融スラグとなるスラグを装入することで、溶融炉部4における溶融スラグの塩基度を流動に適した範囲に戻すことができる。すなわち、溶融炉部4内の溶融スラグの塩基度が設定範囲の下限値(例えば0.8)よりも低ければこれを高めることができ、一方、溶融炉部内の溶融スラグの塩基度が設定範囲の上限値(例えば1.0)よりも高ければこれを低くすることができる。なお、この運転方法においては、溶融炉部4内の溶融スラグの塩基度を所定の範囲とすることが目的ではなく、溶融炉部4内の溶融スラグの流動性が悪化したときに、これを迅速に改善することである。これに対し、溶融スラグの塩基度の季節的変動については、スラグの塩基度を定期的に測定し、測定結果に基づいて塩基度調整剤(例えば石灰石)の装入量を調整することによって対処すればよい。   In this operation method, when the deterioration of the fluidity of the melt M is recognized, the slag may be immediately charged from the auxiliary material inlet 41 into the melting furnace section 4. The basicity of the molten slag in the melting furnace section 4 can be returned to a range suitable for flow by charging the slag to be a molten slag having fluidity suitable for the temperature in the melting furnace section 4. That is, if the basicity of the molten slag in the melting furnace section 4 is lower than the lower limit value (for example, 0.8) of the setting range, this can be increased, while the basicity of the molten slag in the melting furnace section is set within the setting range. If it is higher than the upper limit value (for example, 1.0), it can be lowered. In this operating method, the basicity of the molten slag in the melting furnace section 4 is not intended to be within a predetermined range, and when the fluidity of the molten slag in the melting furnace section 4 deteriorates, It is to improve quickly. In contrast, seasonal fluctuations in the basicity of molten slag are dealt with by regularly measuring the basicity of the slag and adjusting the amount of basicity adjusting agent (for example, limestone) based on the measurement results. do it.

副資材装入口41から溶融炉部4に装入する上記スラグの量は特に制限はない。貫通孔4aから排出される溶融物Mが流れる状態の監視を続け、流動性の改善効果が不十分であれば、再度、上記スラグを装入すればよい。上述のとおり、副資材装入口41から上記スラグを溶融炉部4に直接供給でき、これにより流動性の改善効果が短時間(例えば3分程度)のうちに奏される。従って、上記スラグの供給後、流動性の改善効果が十分であるか否かを十分短時間のうちに判断でき、スラグを再度供給すべきか否かを判断することができる。なお、溶融炉部4に供給するスラグは適正な塩基度を有するため、これを溶融炉部4に過剰に供給したとしても、廃棄物ガス化溶融炉10の安定的な操業に影響しない。具体的には、温度が低いスラグが過剰に供給されることに伴って溶融炉部4におけるコークスCの消費量が一時的に増加する程度の影響にとどめることができる。従って、実際には溶融物Mの流動性が低下していなくても、そのような兆候が認められたときに副資材装入口41から溶融炉部4に上記スラグを供給してもよい。   There is no restriction | limiting in particular in the quantity of the said slag charged into the melting furnace part 4 from the submaterial charging port 41. FIG. Monitoring of the state where the melt M discharged from the through hole 4a flows is continued, and if the effect of improving the fluidity is insufficient, the slag may be charged again. As described above, the slag can be directly supplied from the auxiliary material inlet 41 to the melting furnace section 4, and thereby the fluidity improvement effect can be achieved in a short time (for example, about 3 minutes). Therefore, after supplying the slag, it can be determined in a sufficiently short time whether the effect of improving the fluidity is sufficient, and it can be determined whether the slag should be supplied again. In addition, since the slag supplied to the melting furnace unit 4 has an appropriate basicity, even if it is excessively supplied to the melting furnace unit 4, it does not affect the stable operation of the waste gasification melting furnace 10. Specifically, it can be limited to the extent that the consumption of coke C in the melting furnace section 4 temporarily increases as slag having a low temperature is excessively supplied. Therefore, even if the fluidity of the melt M is not actually lowered, the slag may be supplied from the auxiliary material charging port 41 to the melting furnace section 4 when such signs are observed.

本発明者らは、図1に示す廃棄物ガス化溶融炉10と同様の廃棄物ガス化溶融炉において、スラグによる溶融物流動性改善について評価試験を行った。この評価試験によると、一回につき10kgのスラグ(塩基度0.8〜1.0)を1〜3回にわたって副資材装入口から溶融炉部に装入したところ、溶融物の流動性改善効果が得られた。なお、当該廃棄物ガス化溶融炉の副資材装入口からは、15分おきに10kg程度のコークスと、15分おきに10kgの石灰石(塩基度調整剤)とを装入しながら運転を行った。   In the waste gasification melting furnace similar to the waste gasification melting furnace 10 shown in FIG. 1, the present inventors performed an evaluation test for improving melt fluidity by slag. According to this evaluation test, when 10 kg of slag (basicity 0.8 to 1.0) is charged 1 to 3 times from the auxiliary material inlet into the melting furnace part, the effect of improving the fluidity of the melt was gotten. From the auxiliary material inlet of the waste gasification and melting furnace, operation was performed while charging about 10 kg of coke every 15 minutes and 10 kg of limestone (basicity adjusting agent) every 15 minutes. .

図6は保圧室側から貫通孔を撮影した画像である。図6(a)は貫通孔からの溶融物の排出が停止した状態である。この画像を撮影した時点で副資材装入口から溶融炉部へのスラグの供給を開始した。図6(b)はスラグ供給開始から約1分後の画像であり、図6(c)はスラグ供給開始から約3分後の画像である。これらの画像から分かるとおり、スラグ供給開始から約3分後には溶融物の流動性改善効果が得られた。   FIG. 6 is an image obtained by photographing the through hole from the pressure holding chamber side. FIG. 6A shows a state where the discharge of the melt from the through hole is stopped. When this image was taken, the supply of slag from the auxiliary material inlet to the melting furnace was started. FIG. 6B shows an image about 1 minute after the start of slag supply, and FIG. 6C shows an image about 3 minutes after the start of slag supply. As can be seen from these images, an effect of improving the fluidity of the melt was obtained about 3 minutes after the start of slag supply.

本実施形態においては、連続出湯の操業形態において上記スラグを溶融炉部4に供給する場合を例示したが、間欠出湯の操業形態において溶融物の流動性が不十分であると認められたときに上記スラグを溶融炉部4に供給してもよい。   In this embodiment, although the case where the said slag was supplied to the melting furnace part 4 in the operation form of continuous hot water was illustrated, when it was recognized that the fluidity | liquidity of a melt was inadequate in the operation form of intermittent hot water. The slag may be supplied to the melting furnace section 4.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, various substitution, a deformation | transformation, a change, etc. about a form and detail deviate from the mind and range of this invention as prescribed | regulated by description of a claim. It is clear to those having ordinary knowledge in the art that it can be done without any problems. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but should be determined based on the description of the claims and equivalents thereof.

例えば、上記実施形態においては、シャフト部1と、溶融炉部4と、これらを連結する連通部2とを備えた廃棄物ガス化溶融炉10(「低炭素型シャフト炉」とも称される。)を例示したが、本発明は、連通部2を具備せず、溶融炉部4の真上にシャフト部1が配置された廃棄物ガス化溶融炉(「シャフト炉式ガス化溶融炉」とも称される。)に適用してもよい(ただし、上記「4.副資材装入口41から必要に応じてスラグを装入」を除く。)。なお、低炭素型シャフト炉はシャフト炉式ガス化溶融炉と比較して使用するコークスの量を削減できるとともに、溶融炉部4の圧力変動が小さいという利点がある。   For example, in the above-described embodiment, the waste gasification melting furnace 10 (also referred to as “low carbon type shaft furnace”) including the shaft portion 1, the melting furnace portion 4, and the communication portion 2 that connects them. However, the present invention does not include the communication part 2 and is a waste gasification melting furnace (“shaft furnace type gasification melting furnace”) in which the shaft part 1 is disposed directly above the melting furnace part 4. (However, “4. Inserting slag as needed from the auxiliary material inlet 41” is excluded). In addition, the low carbon type shaft furnace has an advantage that the amount of coke to be used can be reduced and the pressure fluctuation of the melting furnace section 4 is small as compared with the shaft furnace type gasification melting furnace.

1…シャフト部、2…連通部、3…炭化火格子部、4…溶融炉部、4a…貫通孔、6…保圧室、7…バーナ、10…廃棄物ガス化溶融炉、11…廃棄物装入口、12…炉内ガス排出口、42a〜42f…羽口、Bc…コークスベッド、C…コークス、V…弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft part, 2 ... Communication part, 3 ... Carbonization grate part, 4 ... Melting furnace part, 4a ... Through-hole, 6 ... Holding pressure chamber, 7 ... Burner, 10 ... Waste gasification melting furnace, 11 ... Disposal Material inlet, 12 ... Furnace gas outlet, 42a-42f ... tuyere, Bc ... coke bed, C ... coke, V ... valve.

Claims (8)

廃棄物ガス化溶融炉の運転方法であって、
前記廃棄物ガス化溶融炉は、
炉底側に位置する溶融炉部と、
前記溶融炉部内に互いに異なる位置から酸素をそれぞれ供給する複数の羽口と、
前記溶融炉部の内面から外面にかけて形成された貫通孔と、
前記溶融炉部の外に配置されており、前記貫通孔と連通する内部空間を有する保圧室と、
前記保圧室内に配置されており、前記貫通孔から排出される溶融物に熱を加えるバーナと、
を備え、
前記溶融炉部にコークスベッドを形成すること、
前記複数の羽口から前記溶融炉部内に酸素を供給すること、
前記貫通孔から前記保圧室側に溶融物を排出すること、
燃料と、酸素とを前記バーナに供給すること、
酸素の存在下、前記バーナにおいて前記燃料を燃焼させること、
前記保圧室内の圧力を前記溶融炉部内の圧力よりも高く維持することにより、前記貫通孔を通じて前記バーナの燃焼ガスを前記溶融炉部内に流入させること、
を含み、
前記貫通孔の最も近くにある前記羽口から前記溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量Sを、当該羽口よりも前記貫通孔からの距離が遠い前記羽口から前記溶融炉部内に単位時間あたりに供給する酸素量Sよりも少なくする、廃棄物ガス化溶融炉の運転方法。
An operation method of a waste gasification melting furnace,
The waste gasification melting furnace is
A melting furnace located on the furnace bottom side;
A plurality of tuyere supplying oxygen from different positions into the melting furnace part,
A through hole formed from the inner surface to the outer surface of the melting furnace part;
A pressure holding chamber disposed outside the melting furnace portion and having an internal space communicating with the through hole;
A burner that is disposed in the pressure-holding chamber and that heats the melt discharged from the through hole;
With
Forming a coke bed in the melting furnace section,
Supplying oxygen into the melting furnace from the plurality of tuyere,
Discharging the melt from the through hole to the pressure holding chamber side;
Supplying fuel and oxygen to the burner;
Burning the fuel in the burner in the presence of oxygen;
Maintaining the pressure in the pressure-holding chamber higher than the pressure in the melting furnace part, allowing the combustion gas of the burner to flow into the melting furnace part through the through-hole,
Including
The amount of oxygen S N supplied per unit time from the tuyere closest to the through hole into the melting furnace section is transferred from the tuyere far from the through hole to the inside of the melting furnace section. It is less than the amount of oxygen S F supplied per unit time, the method of operating waste gasification melting furnace.
燃料と、理論酸素量よりも多い酸素とを前記バーナに供給する、請求項1に記載の運転方法。   The operation method according to claim 1, wherein fuel and oxygen larger than a theoretical oxygen amount are supplied to the burner. 前記廃棄物ガス化溶融炉は、前記貫通孔の下方に配置されており、前記保圧室の下部を水封するとともに前記貫通孔から排出される前記溶融物を冷却する水を収容する水槽を更に備える、請求項1又は2に記載の運転方法。   The waste gasification melting furnace is disposed below the through hole, and has a water tank for sealing the lower part of the pressure holding chamber and containing water for cooling the melt discharged from the through hole. The operation method according to claim 1, further comprising: 前記廃棄物ガス化溶融炉は、前記保圧室内の圧力を制御する弁を更に備え、
通常時において、前記保圧室内の圧力を前記溶融炉部内の圧力よりも高く維持することにより、前記貫通孔を通じて前記保圧室内のガスを前記溶融炉部内に流入させること、
異常時において、前記保圧室内の圧力を前記溶融炉部内の圧力よりも低くなるように、前記弁を操作すること、
を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の運転方法。
The waste gasification and melting furnace further includes a valve for controlling the pressure in the holding chamber,
In normal time, by maintaining the pressure in the pressure holding chamber higher than the pressure in the melting furnace portion, the gas in the pressure holding chamber flows into the melting furnace portion through the through hole,
Operating the valve so that the pressure in the pressure-holding chamber is lower than the pressure in the melting furnace during an abnormality,
The driving | running method as described in any one of Claims 1-3 containing these.
前記貫通孔のサイズは、未燃焼のコークスが通過しないサイズに設定されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の運転方法。   The size of the said through-hole is a driving | operation method as described in any one of Claims 1-4 set to the size which an unburned coke does not pass. 前記貫通孔の内面側開口面積が外面側開口面積よりも大きい、請求項1〜5のいずれか一項に記載の運転方法。   The operation method according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner surface side opening area of the through hole is larger than an outer surface side opening area. 前記廃棄物ガス化溶融炉は、前記溶融炉部よりも上方に位置し、内部に充填された廃棄物を乾燥及び熱分解させるシャフト部を更に備え、
前記シャフト部は、上部側に廃棄物装入口及び炉内ガス排出口を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の運転方法。
The waste gasification melting furnace is further provided with a shaft part that is located above the melting furnace part and that dries and thermally decomposes the waste material filled therein,
The said shaft part is a driving | running method as described in any one of Claims 1-6 which has a waste loading inlet and the gas discharge port in a furnace in the upper part side.
前記廃棄物ガス化溶融炉は、前記シャフト部と前記溶融炉部はそれぞれの炉心を横方向にずらして配置されており、前記シャフト部の底部側と前記溶融炉部の上部側とを連結する連通部を更に備え、
前記連通部は、前記シャフト部からの廃棄物を前記溶融炉部に向けて移送するとともに廃棄物を炭化させる可動式の炭化火格子を有し、
前記溶融炉部に対してコークスを直接導入することを含む、請求項7に記載の運転方法。
In the waste gasification melting furnace, the shaft part and the melting furnace part are arranged with their respective cores shifted laterally, and connect the bottom side of the shaft part and the upper side of the melting furnace part. A communication part,
The communication part has a movable carbonization grate that transfers waste from the shaft part toward the melting furnace part and carbonizes the waste,
The operating method according to claim 7, comprising directly introducing coke into the melting furnace section.
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