JPH02293513A - 旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法 - 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、旋回溶融式炉特に都市下水汚泥を溶融処理す
る、旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 近年、都市下水汚泥の処理は海洋汚染並びに廃棄場所の
観点から重要な問題となってなっている。

通常生活汚水は一定処理場に集約し、汚泥と処理水とに
別け、汚泥（ヘドロ）は、脱水機により脱水し、スチー
ム乾燥機等によって一次乾燥処理し、次いで気流乾燥機
による二次乾燥を行い、乾燥汚泥とし、これを溶融炉で
溶融処理してスラグとし減容化するため、補助燃料を使
用し、１３００〜１５００℃の高温にて処理し、溶融ス
ラグとする。

一方溶融炉の排ガスは、廃熱ボイラ→空気予熱器→ダス
トコレクター一排ガス処理装置→煙突排気等の順に処理
される。

上記の廃棄物溶融炉としては、特開昭８１−７０３１４
号公報及び特開昭５９−２０５５０８号公報に、第７図
及び第８図に示すような旋回流方式の構造の炉が開示さ
れている。

即ち、第７図の構造炉は、竪型の大口径の煙道２４の下
部側壁側に、水平若し《は下流側が下向きに傾斜した旋
回流燃焼室２５を有している。旋回流燃焼室２５内では
旋回流が形成され、廃棄物と助燃料を熱源として溶融し
たスラグは、壁面に沿って流下し、煙道２４の底部より
系外に排出される。燃焼ガスは旋回流燃焼室２５内を溶
融スラグと同方向に流れ、旋回流燃焼室出口のど部２Ｂ
を主に対流伝熱で加熱しつつ排気され、しかるのち煙道
２４内で未燃焼分が完全に燃焼して排出される。

また第８図の構造炉は、竪型旋回流燃焼炉であり、炉頂
部に設けられた廃棄物バーナ２７及び燃焼空気流入口２
８によって旋回流を与えて、廃棄物を燃焼させ、溶融ス
ラグは壁面を流下し絞り部３０を通過して下方に流下す
る。燃焼ガスは絞り部３０を対流伝熱で加熱し、旋回流
燃焼炉を出た後、流れ方向を変えられ下流の排ガス系へ
導かれる。

また本願出願人は、先に特願昭６３−３００７２０号（
出願日Ｓ８３．ｌｌ．ＩＯ　）にて、第６図に示す様な
廃棄物の溶融炉を出願した。

この炉は、上部に燃焼ガス排出口３を有し、下端にスラ
グ出湯口２を有する竪型の溶融炉本体１と、溶融炉本体
１の下部に設けられる廃棄物バーナ装置４及び助燃バー
ナ装置５とからなっており、助燃バーナ装置５は廃棄物
バーナ装置４よりも下方に位置している。各バーナ装置
は略同一レベルの炉体周方向に複数のノズルを有し、こ
れらのノズルは旋回流を形成すべく、その噴射方向が炉
中心から偏向している。

またこの炉は、燃焼ガス排出口３１；２次燃焼室６が接
続されている。なお７は空気吹込口、８は炉壁、９は炉
底、ｌＯは壁面である。

上記ような旋回式溶融炉内では、汚泥が１３００〜１６
００℃の高温で燃焼し、スラグが炉内耐火物表面を流下
するため、高温と溶融スラグとの浸蝕作用により耐火物
の寿命が短く、炉内耐火物は半消耗品と考えられていた
。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、旋回溶融炉において、該炉体内壁部を流下す
る溶融スラグによる、炉内耐火物の浸蝕を防止するため
の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、旋回溶融炉において、該炉体外周部を水冷壁
とし、該水冷壁用冷却水の温度を検知し、冷却熱量を制
御し、溶融スラグ厚みを制御することを特徴とする旋回
式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法である。

また前記旋回式溶融炉が下水汚泥溶融処理炉である。

［作用］ 本発明の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法におい
ては、炉体外周部を水冷壁とし、その水冷壁用冷却水の
熱容量が、反応熱量のパラメータとなるので、この水冷
壁用冷却水の温度を検知し、冷却熱量を制御し、溶融ス
ラグ厚みを制御することにより、炉壁耐火物の内壁温度
を耐火物の浸蝕温度以下に保持し、この結果、炉壁耐火
物の浸蝕防止を可能としたものである。

次に本発明の実施例について述べる。

［実施例］ 第１図は、本発明の実態様例である溶融スラグ厚み制御
方法を適用した旋回式下水汚泥溶融炉の説明図、第２図
は、本発明に於ける水冷管及び温度計の配置を示す説明
図、第３図は、温度計の取付説明図、第４図は、冷却水
の通水説明図である。

第１図〜第４図において、１１は１次燃焼室、１２は水
冷管、１３は下部ヘッダ、１４は上部ヘッダ、１５は熱
電対、ＴＲは温度計、Ｔ，’ｒ２は夫々入口及び出口冷
却水温度計、Ｆ１は冷却水水量計、Ｂは制御バルブで、
他の各図同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を
省略する。

第２“図〜第４図に示す如く、水冷管１２は１次燃焼室
１１の炉壁８の外周面を縦に囲んで設け、温度計ＴＲを
円周状に（８〜１０本）×２段程度配置している。

又温度計ＴＲは、第３図に示す如く、熱電対１５を炉壁
耐火物のセンターに挿入し、炉壁耐大物温度をａＰＩ定
するようになっている。

冷却水の熱ｆｌＱは、第４図に示す如く、まず下部ヘッ
ダ１３に入り、水冷管１２を通って、上部ヘッダ１４に
集められる。

その間に、冷却水入口温度計Ｔ１及び冷却水出口温度計
Ｔ　を設け、これらＴ，Ｔ２の温度に２ｌ よって制御バルブＢを開閉して、冷却水量計Ｆ１により
、水量を制御するようになっている。

第１図に示す如く、溶融スラグが流下する１次燃焼室の
炉璧８の耐火物の外面を水冷管１２にて囲み溶融スラグ
を間接的に冷却する。

この時の耐火物の温度分布の一例を第５図に示す。

第５図に示すように、炉内温度ｔｇ１３４６℃に接した
厚さ　１０　０　！ＩＩｍの耐火物炉璧８部分は、２．
９８鰭厚さの溶融スラグ層２０となり、溶けながら流れ
ており、その外側はＬＬ４７ｍｍの固化したスラグ層２
１が形成される。上述のように耐火物の外面を、水冷管
１２にて囲み冷却する結果、その温度勾配は、 炉内温度　　　　　　　　１３４６℃ 炉内壁（ｌＯ）面温度　　　　１２６０℃溶融スラグ層
（２０》外面　　１１８０℃耐火物の内面（２２）　　
　　　　６　０　９℃耐火物の外面（２Ｂ）　　　　　
　　９　０℃となり、固化スラグ層２１外面即ち炉壁耐
火物内面２２の温度は６０９℃以下を保持出来る。

溶融スラグ層２０、固化スラグ層２１の厚みは、炉内温
度とスラグ粘度により部分的に変化するが、これらの層
厚みが小さくなると、耐火物内面２２温度が上昇して好
ましくない。

溶融スラグ層２０の厚みが小さ《なったことは、冷却水
の熱量Ｑは、次式■により常にモニターする。

Ｑ−ａＦ　　　（Ｔ　　　−Ｔ　　　）　　　　　　　
■１　　　　　’２　　　　　　１ ここに　　Ｑ：　冷却水の熱量 ａ二　定数 Ｆ１　：冷却水の流量 Ｔ１：冷却水入口温度 Ｔ２：冷却水出口温度 又第２図に示すように、耐火物内に温度計ＴＲを円周状
に配置し、常時測定す名ことにより、溶融スラグ層２０
の厚みが薄くなった場所を検知する。

溶融スラグ層２０の厚みが薄（なった場合、その部分に
相当する水冷管１２の冷却水量を制御バルブＢを制御し
て増加させて、冷却水熱量Ｑを増すことにより、溶融ス
ラグ層２０を厚くし、耐火物内面温度の上昇を防止する
ことが出来る。

このようにして、炉円周状に配置した温度計ＴＲにより
、冷却水の熱量Ｑを常時測定し、溶融スラグ層厚みの薄
く成った場所を検知し、冷却水の熱量Ｑを制御し、耐火
物内壁温度の上昇を防止することにより、耐火物の延命
を図るものでである。

［発明の効果〕． 本発明の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法御方法
によれば、旋回式溶融炉の炉体内壁部を流下する溶融ス
ラグによる炉内耐火物の浸蝕を防止する結果炉体寿命が
延長し、経済性に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実態様例である溶融スラグ厚み制御方
法を適用した旋回式下水汚泥溶融炉の説明図、第２図は
本発明に於ける水冷管及び温度計の配置を示す説明図、
第３図は温度計の取付説明図、第４図は冷却水の通水説
明図、第５図は本発明の実態様例における耐火物の温度
分布の一例を示す説明図，第６図〜第８図は従来の旋回
型溶融炉の説明図である。 図において、１：旋回式溶融炉本体，２：スラグ出湯口
，３；燃焼ガス排出口，４：廃棄物バーナ装置，５：助
燃バーナ装置．６：二次燃焼室．７：空気吹込口，８：
炉壁，９：炉底，１０：壁面．１１：１次燃焼室，１２
：水冷管，１３：下部ヘッダ，１４：上部ヘッダ，１５
：熱電対，２０：溶融スラグ層，２１：固化スラグ層、
２２：炉壁耐火物内面，２３：炉壁耐火物外面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）旋回式溶融炉において、 該炉体外周部を水冷壁とし、該水冷壁用冷却水の温度を
   検知し、冷却熱量を制御し、溶融スラグ厚みを制御する
   ことを特徴とする旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方
   法。
2. （２）前記旋回式溶融炉が下水汚泥溶融処理炉であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の旋回式溶融炉の溶融スラ
   グ厚み制御方法。