JPH02195109A - 旋回流式溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水、し尿、産業廃水等の汚泥処理設備の溶
融炉、詳しくは炉壁からノζ−ナポートを介して粉体汚
泥やその灰及び空気を吹込んで燃焼溶融させる溶融炉に
関する。

〔従来の技術〕

下水、し尿、産業廃水等の汚泥を乾燥の上、適宜に粉粒
化してそれらの灰等と共に溶融処理する溶融炉の一つに
竪型の旋回流式溶融炉がある。炉の底部近傍の周辺から
炉の内周面の接線方向にバーナを挿入し、粉体汚泥や灰
を空気と共に吹込み炉内に旋回流を生じさせながら燃焼
させ、無機成分を溶融させ、スラグとして回収するもの
である。

なお、溶融し、スラグとするのは、汚泥等を小体積化し
て、投棄、埋込み、その他の処理を容易にするためであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の溶融炉には解決すべき次の課題があった。

即ち、炉底部の溶融スラグの温度が充分に高くないので
、溶融スラグの流動性が悪く、炉底からのスラグ排出性
が優れないという不具合があった。

このため、安定的な連続運転にも支障をきすという不具
合もあった。

又、その流動性の悪さのために炉壁を流下する溶融スラ
グがバーナの噴射孔を閉塞するという問題もあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課噴の解決手段として、下水、し尿、産業
廃水等の汚泥を乾燥の上、適宜に粉粒化した粉体汚泥や
それら粉体汚泥を焼却して得られた灰を溶融するための
溶融炉であって溶融スラグ流出のためのセンタータップ
型のスラグホールを炉底に有する旋回流式溶融炉におい
て、上記炉底のスラグホールレベルから高さ１２０〜３
００順の位置に炉の内周面のほゞ接線方向に沿って外部
から内部へ炉壁を貫通して設げられた粉体汚泥等の吹込
みバーナと、同吹込みバーナの所要数の下側に沿って設
けられ溶融炉の起動時及び助燃必要時に油、ガス等によ
って燃焼稼動可能な助燃バーナとを具備してなることを
特徴とする旋回流式溶融炉を提供しようとするものであ
る。

〔作　用〕

本発明は上記のように構成されるので次の作用を有する
。

即ち、粉体汚泥等の吹込みバーナが、噴出する粉体汚泥
等の未燃分が巻込まれない範囲で十分に炉底近くに設け
られているので粉体汚泥等の燃焼が炉底の流動スラグ（
溶融スラグ）に十分な輻射熱を与え、これによって流動
スラグをより十分に溶融するため、スラグホールからの
排出が効果的に行なわれ、スラグの回収率を高ぬる。

その結果、完全燃焼が達成される。また、スラグの流動
性が高まるごとｋよ−）て吹込みバーナの噴射孔が閉塞
される不具合が解消にむかう。また、助燃バーナを吹込
みバーナの下側に設けたので、炉壁を流下するスラグに
よって助燃バーナが閉塞されることが全く生じなくなる
。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明する。

第１図は下水汚泥１５　ｔｏｎ　７日規模の旋回流式溶
融炉の縦断面図で、第２図は第１図のｎ−■矢視断面図
である。

両図において、溶融炉本体１は概略、炉壁２、炉底３か
らなり、炉底３の中央部には後述する炉底流動スラグ８
を排出するためのスラグホール（スラグタップ）４が設
けられている。炉壁２の底部には概ねスラグホール４の
しはルから１７０ｍｍの高さの位置に炉壁２の周上をは
ｙ４等分した各位置に汚泥バーナ５が、第２図に示すよ
うに炉壁２の内周面のはｇ接線方向に沿って各１本貫通
して設けられており、それら４本の汚泥バーナ５のうち
、溶融炉本体１の中心に対して対称位置の２本の汚泥ノ
２−す５の下側にはその軸方向に沿って助燃バーナ６が
それぞれ設けられている。助燃バーナ６の高さは概ね炉
底３から１２０ｍｍの位置にある。

以上の構成において、起動時には先ず助燃バーナ６から
油ないしはガス等の流動性燃料が噴射点火され、同時に
汚泥バーナ５から粉体汚泥等（場合によってそれらの焼
却灰を含む）が吹込まれ、それらの自燃温度に達したと
ころで助燃、２−す６は燃料噴射を止める。このように
して炉内で粉体汚泥の燃焼が始まるとそれらの火焔及び
燃焼ガスは旋回流９を形成しながら上方へ昇り、中央部
から排出されてゆく。その際、燃焼を果した粉体汚泥の
無機分は旋回流９の遠心力によりて炉壁２に付着捕捉さ
れ、一部は固相スラグ８を形成して炉壁２を保護し、残
部は液相スラグ７となって炉壁２を流下、炉底３に達し
て炉底流動スラグ１０となってスラグホール４より、下
方へ排出、回収されてゆく。この過程で一般には炉底流
動スラグ１０は、燃焼ガスへの暴露率が低く、かつ、燃
焼ガスからの輻射熱の到達匿の比較的低い炉底３を流れ
るので温度降下によって粘度が高まりがちであるが、本
実施例の場合、汚泥バーナ５が炉底３に対して充分に低
い位置にあるので汚泥バーナ５の火炎からの輻射熱で炉
底流動スラグ１０が加熱され、高い流動性を維持するの
でスラグホール４からの排出が十分に行なわれる。

又、助燃バーナ６は汚泥バーナ５の下側にあるので炉壁
２を流下する液相スラグ７がその噴射孔を閉塞すること
がない。この事実は実験によって確認された。

即ち、各種汚泥（有機生汚泥、有機消化汚泥、無機生汚
泥）について、乾燥汚泥１２０〜１６０　Ｋｇ／ｈの溶
融実験を実施し、安定したスラグ排出状況を確認すると
共に、スラグ回収率９６〜１００％と高性能を確認した
。また、助燃不要汚泥溶融時も助燃バーナ孔の閉塞に至
ることはなく、充分、実用化可能であることを確認した
。また、回収スラグ中の未燃分は皆無であった。

以上、実施例では助燃ノｚ−す６を１２０鵡、汚泥バー
ナ５を１７０団それぞれ炉底３から隔てた高さに設けた
が、実験の結果、これらの高さは１２０〜３００朋の範
囲で好結果を示した。次にこの根拠忙ついて実験結果を
用いて説明する。

第３図は実験によって得られた炉内温度とバーナ吹込高
さとの相関線図で、縦軸が炉壁を模して示したバーナ吹
込高さを示し、横軸が炉内温度を示す。実験は、バーナ
を炉底に近づけ過ぎて炉底の溶融スラグにバーナから噴
出される粉体汚泥等の未燃分が巻込まれないようにする
ための限界高さ（下限）と、バーナを炉底がら離し過ぎ
て炉底の溶融スラグが降温し、流動を損ねないようにす
るための限界高さ（上限）を探る目的で行なわれた。そ
の際、炉底の溶融スラグが炉底のスラグタップ（スラグ
ホール）を塞ぎゃすくなる温度についても回避すべき対
象として考慮された。この結果、図に示すように、バー
ナ吹込高さを１２０〜３００１ｍの範囲とすることが妥
当であるとの結論がみが認められ、３００　ｒｔｒｘｉ
を越える高さでは炉底の溶融スラグの温度が低下し、流
動性悪化を来たす現象が認められたがため、１２０ｗ以
下及び３ｏｏｒｍ以上を不適当範囲とし、１２０７１１
１１１〜３００ｍ＋ａの範囲を妥当範囲としたものであ
る。たとえば図に示すバーナ吹込高さ４００　ｍのカー
ブでは炉底の溶融スラグはスラグタップ部で約１３２０
°の温凝に降下し、スラグ流下限界温Ｋ　１３５０’を
下回ることになって不適である。バーナ吹込高さ３００
順を越える高さでは運転状況によってはスラグタップの
閉塞が予測さねた。

なお、実験の温度域では汚泥バーナは常に噴射している
ので炉壁を流下するスラグが噴射孔を閉塞する現象は認
められず、噴射を停止していて閉塞を受けやすい筈の助
燃、６−すも汚泥バーナの下側にあって、流下スラグに
対し、避護された形となるため、スラグによる閉塞は全
く認めら名なかった。

以上の辿り、本実施例によれば汚泥バーナ及び助燃バー
ナを、それらの噴出未燃分が炉底の溶融スラグに巻込ま
れない限界高さ（下限）から、溶融スラグの流動性が低
下しない限界高さ（上限）の範囲に設けるので炉底な流
れる溶融スラグの流動性が常に良好に保たれ、スラグホ
ールからの排出性を充分に維持するため、スラグ回収率
が高まる。又、流下スラグがバーナの噴射孔を塞ぐとい
５工具合も生ぜず、安定的な連続稼動性の高い溶融炉が
得られる。

なお、実施例では助燃ノζ−すと汚泥バーナの高さを、
それぞれ１２０ｍ及び１７０ｍとした場合について示し
たが、実験結果によって説明した通り、バーナの高さは
これらの高さに限定されるものではなく、１２０ｍない
し３００醪の範囲の何れの高さに設けられてもよいもの
である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されるので次の効果を有する
。即ち、汚泥バーナ火炎からの輻射熱で、炉底部の流動
液相スラグを加熱することにより、炉底板からの吸熱に
よるスラグの冷却即ち流動性の悪化を防止し、炉底中央
部のスラグタップ部から、安定的なスラブ排出が可能と
なる。また、炉底及び溶融スラグの保炎効果により、バ
ーナからの粉体汚泥着火距離が安定し、良好な燃焼が維
持できると共に、高いスラグ回収率を保持することが可
能である。

さらに常用の汚泥ノＺ−すの下に、パンチ使用の引抜可
能構造の助燃バーナを配置することが可能なので、その
よう構成すれば炉内壁面を重力によって流下する液相ス
ラグが未使用時の助燃バーナ孔を閉塞することを完全に
防止できる。即ち、スラグ回収率が高く安定的に連続運
転が可能な溶融炉が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る旋回流式溶融炉の縦断
面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図は上
記実施例と同様の溶融炉を用いた実験によって得られた
炉内温度とバーナ吹込高さとの関係線図である。 １・・・溶融炉本体、　　　２・・・炉壁。 ３・・・炉底、　　　　　　４・・・スラグボール。 ５・・・汚泥バーナ、　　　６・・・助燃バーナ。 ７・・・液相スラグ、　　　８・・・炉底流動スラグ。 ９・・・旋回流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下水、し尿、産業廃水等の汚泥を乾燥の上、適宜に粉粒
   化した粉体汚泥やそれら粉体汚泥を焼却して得られた灰
   を溶融するための溶融炉であって溶融スラグ流出のため
   のセンタータップ型のスラグホールを炉底に有する旋回
   流式溶融炉において、上記炉底のスラグホールレベルか
   ら高さ１２０〜３００ｍｍの位置に炉の内周面のほゞ接
   線方向に沿って外部から内部へ炉壁を貫通して設けられ
   た粉体汚泥等の吹込みバーナと、同吹込みバーナの所要
   数の下側に沿って設けられ溶融炉の起動時及び助燃必要
   時に油、ガス等によって燃焼稼動可能な助燃バーナとを
   具備してなることを特徴とする旋回流式溶融炉。