JPH04122488A - 廃棄物溶融炉 - 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、コークス充填層に開口する羽口を備え、この
羽口から供給される酸素含有ガスにより燃焼されるコー
クスの高温炉床を炉内に形成し、高温炉床に対して廃棄
物を投入し、この廃棄物を溶融処理する廃棄物溶融炉に
関する。

〔従来の技術〕

このような廃棄物溶融炉において、現今、コークスの消
費量を減少させる目的て、高温炉床を形成するコークス
充填層に直接粉粒状の廃棄物を投入し、廃棄物中の可燃
物の保有する熱量を炉排気路側に捨てることなく、溶融
処理に利用することか、提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら一般にコークス充填層に供給される酸素含
有ガスである予熱空気は、５００°Ｃ程度に予熱されて
おり、粉粒状の廃棄物とともに吹き込むと羽口部におい
て暴爆を起こしたり、羽目流入側へパックファイヤを起
こす危険がある。

そこで本願の目的は、廃棄物溶融炉における高温炉床へ
安定して粉粒状の廃棄物を送り込むことか可能な廃棄物
溶融炉を得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による廃棄物溶融炉の
特徴構成は、 一次羽口を多段に設け、一次羽口のうちの一部を酸素含
有ガスのみを吹き込む第一羽口とするとともに、残部を
酸素含有ガス及び粉粒状の廃棄物をともに吹き込む第二
羽口とし、前記第二羽口における吹き込み温度を前記粉
粒状の廃棄物の着火温度以下に設定する吹き込み温度調
整手段が設けられていることにあり、その作用・効果は
次の通りである。

〔作　用〕

つまり本願においては、コークス充填層（燃焼状態で高
温炉床となる。）に開口する一次羽口が、多段とされ、
しかもこれら多段に設けられる一次羽口が、その機能を
別とする第一羽口と第二羽口にわけて設けらる。そして
粉粒状の廃棄物が酸素含有ガスとともに供給される第二
羽口において、その吹き込み温度が粉粒状の廃棄物の着
火温度以下に抑えられる。よって、第二羽口においては
、暴爆、パックファイヤ等の問題を起こすことなく良好
な状態て粉粒状の廃棄物の送り込みか行われる。

これに対して、第一羽口においては、自由にその吹き込
み温度を選択することか可能であり、そのために、この
吹き込み温度を充分に上昇させることもてきるのである
。

〔発明の効果〕

従って粉粒状廃棄物の吹き込みに伴う暴爆等の問題が解
消できるとともに、第一羽口の吹き込み温度を高温に保
って高温炉床の制御を容易にすることができるようにな
ったのである。

結局、例えば燃焼を促進したい場合は、第一羽口の流入
量を増加させ、第二羽口の流入量を減少させる等の制御
をおこなえばよい。

更に、炉内処理状態の制御が容易になるため、異常が生
じた場合にも、早急に回復作動をさせることができ、羽
口から吹き込む廃棄物の量（処理量）を従来の提案例よ
りも多くして、廃棄物溶融炉を高負荷の状態で使用する
ことかできる。

また第二羽口より吹き込むことが可能な粉粒状の廃棄物
の性状の制限も非常に緩いものとすることができたので
ある。

〔実施例〕

本願の廃棄物溶融炉（１）の実施例を図面に基づいて説
明する。第１図には本願の廃棄物溶融炉（１）のシステ
ムの系統図が示されている。

先ず本願のシステムの概略構成について説明すると、こ
のシステムは一次ホツバー（２）を備えた竪型炉である
溶融炉本体（３）と、一次〜一次羽口（４）、　（５）
、　（６）を備え、溶融炉本体（３）に酸素含有ガスを
供給する明日系（Ａ）と、前述の一次羽口（４）に接続
され、粉粒状の廃棄物（ｅｌ）をこの羽目（４）に供給
する二次ホッパー系（Ｂ）と、排ガス系（Ｃ）および、
炉内の情報（温度、圧力）および排気路（７）における
情報（排ガス内の酸素含有濃度）から前述の明日系（Ａ
）、二次ホッパー系（Ｂ）及び排ガス系（Ｃ）を制御す
る制御系（Ｄ）を有して構成されている。

以下にさらに詳細に、各部について説明する。

先ず溶融炉本体（３）について説明する。この溶融炉本
体（３）はいわゆる竪型炉として構成されており、炉底
部側にコークス充填層（８）を形成するとともに、炉頂
部側に排気路（７）を接続して構成されている。さらに
、溶融炉本体（３）の中間部側面に開口する一次ホツバ
ー（２）を備え、この二重ダンパー（２ａ）、　（２ｂ
）を調節しながらこの一次ホツバー（２）より廃棄物（
ｅ）とコークス（Ｃ）が混合状態で炉内に投入されるの
である。

さらにこの溶融炉本体（３）には、コークス充填層（８
）の側部に一次羽口（４）が、コークス充填層（８）の
上部側で僅かに離間した部位に二次羽口（５）が、さら
に溶融炉本体（３）の中間部に三次羽口（６）か開口し
ている。これらの羽目（４）、（５）、　（６）は、主
には開口部位に酸素含有ガスを供給するためのものであ
る。そしてさらに、次羽口（４）は、本例においては二
段に設けられており、酸素含有ガスのみを送り込む第一
羽口（４ａ）と、酸素含有ガスと粉粒状の廃棄物を混合
状態で送り込む第二羽口（４ｂ）を備えている。同図に
示すように第二羽口（４ｂ）は、第一羽口（４ａ）より
上部側に配設される。さて、一次羽口（４）より供給さ
れる酸素含有ガスによりコークス充填層（８）は燃焼し
、高温炉床（８ｃ）となる。そして、廃棄物（ｅ）は、
この高温炉床（８ｃ）の熱により、燃焼、灰化、溶融と
いった処理を受け、コークス充填層（８）、内を流下し
て、溶融炉本体（３）の底部に設けられている出滓口（
９）より連続して排出されるのである。

さらに、溶融炉本体（３）には、その炉頂部に炉内圧力
センサ−（Ｓｌ）か設備されるとともに、前述の三次羽
口（６）の上方部位に温度センサー（Ｂ２）が備えられ
ている。

次に羽口系（Ａ）について説明する。この羽口系（Ａ）
は前述の一次〜三次羽口（４）、　（５）、　（６）に
酸素含有ガスを供給さるための系であり、一次羽口（４
）に対し第一流路（Ｌｌ）で接続される羽目第一ブロワ
−（旧）と、二次、三次羽口（５）、　（６）に対し、
第二流路（Ｂ２）、第三流路（Ｂ３）で接続する羽目第
ニブロワー（Ｂ２）を備えている。さらに、第一流路（
Ｌｌ）は、後述する排ガス系（Ｃ）に備えられた空気予
熱器（１０）を介する構成とされ、下流側で、前述の第
一羽口（４ａ）及び、第二羽口（４ｂ）に接続される第
一接続路（ＣＩ）、第二接続路（Ｃ２）に分岐している
。そして、この第二接続路（Ｃ２）には、同様に後述す
る二次ホッパー系（Ｂ）が接続されており、この二次ホ
ッパー系（Ｂ）から粉粒状の廃棄物（ｅｌ）かこの接続
路（Ｃ２）に投入されることとなっている。ここで、そ
れぞれの羽口（第一羽口（４ａ）、第二羽口（４ｂ）、
二次羽口（５）、三次羽口（６））に対応して、それぞ
れ流量計、制御器、及び流量調節弁を備えた第一、第二
、二次、三次流量調節手段（Ｆ１）、　（Ｂ２）、　（
Ｂ３）（Ｂ４）が備えられている。さらに第一、第二接
続路（ＣＩ）、　（Ｃ２）にはそれぞれの羽口（４ａ）
、　（４ｂ）に吹き込むガスの温度を調節する第一、第
二温度調節手段（ＴＩ）、　（Ｔ２）が設けられている
のである。

また、第二接続路（Ｃ２）には、この接続路（Ｃ２）に
おける吹き込み圧を検出する吹き込み圧検出センサー（
Ｂ３）が配設されている。

つぎに二次ホッパー系（Ｂ）について説明する。

この二次ホッパー系（Ｂ）は、前述の第二接続路（Ｃ２
）に粉粒状のコークス（Ｃ１）及び廃棄物（ｅｌ）を供
給するだめの系であり、一対の第一、第二予備ホッパー
（ｌＩｌ）、　（＋（２）と二次主ホッパー（ＨＭ）を
備えて構成されている。ここて、第−予備ホツバ−（Ｈ
ｌ）は、粉粒状の廃棄物（ｅｌ）の乾燥物および、コー
クス粉（Ｃ１）が投入されるものであり、第二予備ホッ
パー（Ｂ２）は、後述の排ガス系（Ｃ）に配設されてい
る排熱ボイラー（１１）、除塵用サイクロン（１２）に
より捕集されるダス１−（ｄ）か投入される。これらの
第一、第二予備ホッパー（旧）、　（Ｂ２）の内容物は
、前述の二次主ホッパー（ＨＭ）に投入されて混合され
、前述のように第二接続路（Ｃ２）におくられ、酸素含
有ガスとともに、第二羽口（４ｂ）からコークス充填層
（８）内に吹きこまれるのである。

次に排ガス系（Ｃ）について説明する。この排ガス系（
Ｃ）は、前述の排気路（７）と排気ブロワ−（Ｂ３）間
及び下流の大気開放路（１３）とから形成される系であ
り、この系内に排ガス処理に必要な装置が順に配設され
ている。即ち溶融炉本体（３）側から説明すると、空気
予熱器（１０）、排熱ボイラー（１１）、防塵用サイク
ロン（１２）、脱硫装置（１４）、湿式除塵装置（１５
）、排ガス流量調節手段（Ｂ５）が順に配置されている
。ここで、空気予熱器（１０）は一次羽口（４）に送ら
れる酸素含有ガスを予熱するためのものてあり、排熱ボ
イラ（１１）により排気路（７）内の排ガスは冷却操作
を受けるとともに、この排熱ボイラー（１１）及び除塵
用サイクロン（１２）により回収されるダスト（ｄ）は
、前述の二次ホッパー系（Ｂ）の第二予備ホッパー（Ｂ
２）に投入されるように構成されている。

さらに、排ガス流量調節手段（Ｂ５）は制御器と弁機構
で構成され、この排ガス系（Ｃ）の流量調節を行うもの
であり、前述の炉内圧力センサ−（Ｓｌ）の検出情報に
よりその開閉操作が行われれるのである。また、この排
ガス流量調節手段（Ｂ５）の直上側に酸素濃度検出器（
Ｂ４）が備えられており、この検出器（Ｂ４）により排
ガス中の酸素濃度を検出することにより、炉内の燃焼状
態が検出される。

以下にこれらの系（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）を制御す
る制御系（Ｄ）について説明する。この制御系（Ｄ）は
、前述の羽口系（Ａ）に対する第一、第二、二次、三次
流量調節手段（Ｆ１）、　（Ｆ２）、　（Ｂ３）、　（
Ｆ４）　、一次羽口（４）に対して設けられる第一、第
二温度調節手段（ＴＩ）、（Ｆ２）　、および排ガス系
（Ｃ）に対して設けられている排ガス流量調節手段（Ｂ
５）および、前述の二次主ホッパー（ＨＭ）と前述の第
二接続路（Ｃ２）間に介装されているロータリーバルブ
（１６）を制御する投入制御手段（Ｆ６）を有している
。

ここで、第一、第二接続路（ＣＩ）、（Ｃ２）に配設置 される第一、第二流量調節手段（Ｆｌ）、　（Ｆ２）お
よび投入制御手段（Ｆ６）は、前述の温度センサー（Ｂ
２）の情報により制御されるように構成されており、二
次羽口（５）に対する二次流量制御手段（Ｆ３）は前述
の酸素濃度検出器（Ｂ４）による検出情報により制御さ
れる。そして、三次羽口（６）に対する三次流量制御手
段（Ｆ４）はこの流路の流量を一定に抑えるように構成
されているのである。

また排ガス流量調節手段（Ｂ５）は、前述のように炉内
圧力センサ−（Ｓｌ）の検出情報により制御される。ま
た、第一、第二温度調節手段（ＴＩ）、（Ｆ２）は運転
条件に従って、各羽目（４ａ）、　（４ｂ）の吹き込み
温度を調節する。

以下にこの廃棄物溶融炉（１）の作動について廃棄物（
ｅ）としての汚泥を処理する場合について説明する。

塊状や粒状のコークス（Ｃ）や汚泥（ｅ）は交互又は同
時に、二重ダンパー（２ａ）、（２ｂ）を開閉操作して
、一次ホツバ−（２）から溶融炉本体（３）内に供給さ
れる。そして、炉下部に充填されたコークス充填層（８
）を一次羽口（４）から供給される酸素含有ガスとして
の予熱空気により燃焼させて、高温炉床（８ｃ）を形成
し、高温炉床（８ｃ）の上部で汚泥（ｅ）が、燃焼、灰
化、溶融される。

ここで、溶融物は、高温炉床（８ｃ）の間隙を流下し、
高温炉床（８ｃ）の下部から出滓口（９）により炉外に
取り出される。さらに高温炉床（８ｃ）から上昇する排
ガスは前述の排ガス系（Ｃ）を経て大気側へ排出される
こととなるのである。

このとき、空気予熱器（１０）によって羽目第一ブロワ
−（Ｂ１）から一次羽口（４）に供給される酸素含有ガ
スは予熱され、高温炉床（８ｃ）の温度が汚泥溶融に充
分な高温に維持され、されに、炉内圧力センサ−（Ｓｌ
）の情報に基づき、排気路流量調節手段（Ｂ５）が自動
操作されて、炉内圧力の調整がおこなわれるのである。

さらに羽目第ニブロワー（Ｂ２）により高温炉床（８ｃ
）の上方の二次羽口（５）、三次羽口（６）から酸素含
有ガスを溶融炉本体（３）に供給するとともに、第一、
第二流量制御手段（Ｆｌ）、（Ｆ２）により一次羽口（
第一羽口（４ａ）、第二羽口（４ｂ））から高温炉床（
８ｃ）への酸素含有ガス供給量をほぼ一定に維持すると
共に、三次流量供給手段（Ｆ４）により三次羽口（６）
からの酸素含有ガス供給量をほぼ一定に維持するように
制御されるのである。さらに二次羽口（５）に対しては
、二次流量制御手段（Ｆ３）に備えられた流量計（Ｆ３
）の検出結果及び酸素濃度検出器（Ｂ４）からの情報に
基づいて二次流量制御手段（Ｆ３）がその流量を調整し
、全体としての空気供給量を過不足のないよう、かつ、
コークスの消費が必要以上にならないように設定される
のである。

次に、排熱ボイラー（１１）及び除塵用サイクロン（１
２）で回収されたダスト（ｄ）は、第二予備ホッパー（
Ｆ２）に貯留され、二次主ホッパー（ＨＭ）に輸送され
て、第−予備ホツバ−（Ｈｌ）に貯留されているコーク
ス投入過程で発生した粉粒状のコークス（Ｃ１）、及び
汚泥乾燥時発生した粉粒状の汚泥（ｅｌ）等との混合物
と混合されて二次主ホッパー（ＨＭ）からロータリーバ
ルブ（１６）を介して第二接続路（Ｃ２）に連続的に供
給されるのである。

このようにして粉粒状の混合物は、第二羽口（４ｂ）か
ら高温炉床（８ｃ）に吹き付けられ、燃焼、灰化、溶融
されるのである。　さらに本願においては、このような
粉粒状の混合物の高温炉床への吹き込み時に、これか暴
爆したり、第二接続路（Ｃ２）内でパックファイヤを起
こすことをさけるために、前述の第二温度調整手段（Ｔ
２）により第二羽口（４ｂ）における吹き込み温度が、
廃棄物（ｅｌ）の着火温度以下に抑えるようにされてい
るのである。

ここで、前述のような定常操業中に、粉粒状の混合物の
カロリー（可燃物量）の急激な変動等により第二羽口（
４ｂ）近傍のコークスの表面に半溶融の混合物中の不燃
物が付着被覆すると、−時的にコークスの酸素供給か断
たれ、その状況か進行して、炉内の温度か下かったり、
又は第二羽口（４ｂ）への第二接続路（Ｃ２）への圧力
か上昇する。この場合は、炉内に設けた温度センサー（
Ｓ２）、又は前記第二接続路（Ｃ２）に設けた吹き込み
圧検出センサー（Ｓ３）の情報に基づいて、投入制御手
段（Ｆ６）を介して、ロータリーバルブ（１６）を全閉
して混合物の投入を停止し、第二流量調整手段（Ｆ２）
を増量させて第二羽口（４ｂ）からの酸素含有ガスを増
加させ、第二羽口（４ｂ）近傍のコークスの燃焼を増加
させ、その燃焼熱により短時間に直上の半溶融の混合物
中の不燃物で被覆されたコークスの半溶融物を溶融、流
下させて、再びコークスへの酸素供給が行えるようにな
っているのである。このとき、酸素含有ガスのみが第二
羽口（４ｂ）より供給される場合は、前述の温度調節手
段（Ｔ２）の作動が停止されるように構成されている。

〔別実施例〕

前述の実施例においては、汚泥を溶融処理する場合につ
いて示したか、本願の構成は汚泥以外のものにたいして
も適応することができる。

さらに、一次羽口を二段に形成するとともに、これらの
一方を第一羽口、他方を第二羽口とする例を示したが、
第２図に示されるように、次羽目を三段に形成し、上下
両端の羽目を第一羽口とし、中間の羽目を第二羽口とす
る構成を採用しても良い。この場合さらに、高温炉床の
温度調節か容易となる。

さらに、ホッパーはフィーダーで代用することも可能で
ある。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものてはない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る廃棄物溶融炉の実施例を示し、 第１図は溶融炉本体を含むシステム図、第２図は一次羽
口の別実施例を示す図である。 （４）・・・・・・一次羽口、（４ａ）・・・・・・第
一羽口、（４ｂ）・・・・・第二羽口、（８）・・・・
・・コークス充填層、（８ｃ）・・・・高温炉床、（ｅ
）・・・・・・廃棄物、（ｅｌ）・・・・・・粉粒状の
廃棄物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コークス充填層（８）に開口する一次羽口（４）を
   備え、前記一次羽口（４）から供給される酸素含有ガス
   により燃焼されるコークスの高温炉床（８ｃ）を炉内に
   形成し、前記高温炉床（８ｃ）に対して廃棄物（ｅ）を
   投入し、前記廃棄物（ｅ）を溶融処理する廃棄物溶融炉
   であって、 前記一次羽口（４）を多段に設け、前記一次羽口（４）
   のうちの一部を酸素含有ガスのみを吹き込む第一羽口（
   ４ａ）とするとともに、残部を酸素含有ガス及び粉粒状
   の廃棄物をともに吹き込む第二羽口（４ｂ）とし、前記
   第二羽口（４ｂ）における吹き込み温度を前記粉粒状の
   廃棄物の着火温度以下に設定する吹き込み温度調整手段
   （Ｔ２）が設けられている廃棄物溶融炉。 ２、前記第一羽口（４ａ）と前記第二羽口（４ｂ）にお
   ける流量をそれぞれ別個に調節する第一、第二羽口流量
   調節手段（Ｆ１）、（Ｆ２）が設けられている請求項１
   記載の廃棄物溶融炉。