JPH04122489A - 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、コークス充填層を形成するとともに、このコ
ークス充填層内に羽口よりコークス燃焼用の酸素含有ガ
スを供給し、コークスの燃焼熱によって溶融炉内に投入
される廃棄物を溶融する廃棄物溶融炉に関する。

〔従来の技術〕

従来構成の廃棄物溶融炉を使用した溶融システムの概略
図を第３図に示した。このシステムはいわゆるコークス
充填層型の廃棄物溶融炉と、処理用の廃棄物を乾燥、成
形するための廃棄物溶融炉とは別に設けられた乾燥機、
成形機とを備えたものである。

以下にこの廃棄物溶融炉を使用した溶融システムにおい
て、廃棄物としての汚泥を溶融処理する場合について説
明する。汚泥以外の廃棄物を処理する場合もほぼ同様の
構成か採用される。

即ち、汚泥は脱水後、前述の乾燥機により乾燥処理され
て水分を４０％程度に調整後、前記成形機により成型さ
れ、コークスを充填したコークス充填層の燃焼ベツド上
部に石灰もしくは砕石といった溶剤とともに投入される
。この成形は、汚泥層における燃焼をスムーズにおこな
うために必要な処理である。ここで、コークス充填層は
、５００°Ｃの予熱空気により燃焼されており、１，４
００〜１，６００°Ｃの高温に維持されている。そこで
、この高温のコークス充填層で前記汚泥は燃焼→灰化→
溶融され、スラグ化する。さらに溶融スラグはコークス
層下部に設けられた出滓口より連続出滓後、水冷又は空
冷し炉盤材、骨材として利用されるのである。尚、溶融
炉排ガスは排熱回収後所定の排ガス処理をしてから大気
放散される。

〔発明が解決しようとする課題〕

」１記従来技術においては、汚泥の燃焼、溶融処理に要
する熱量が、コークスの燃焼熱によって賄われるため、
コークスの消費量が多く、コークスに要する費用か嵩む
欠点があった。さらに、廃棄物の燃焼を良好におこなう
ため、廃棄物を乾燥、成形する乾燥、成形機か不可欠て
あり、この設備、運転費もばかにならないものであった
。さらに、従来の廃棄物溶融炉の構成は、第３図に示さ
れるように、コークス充填層の上部部位における短所面
積を大きく拡大する構成を採用し、この部位においてて
きるだけ排気の空筒速度をおさえることにより、廃棄物
の燃焼によって生成される浮遊物等をできるだけ廃棄物
溶融炉の排気路側に逃がさないように構成されていた。

結果、この構成の故に、廃棄物溶融炉の当該部より上部
部位がその横断面積の大きなものとなり、炉内体がコン
パクトなものではなかった。

従って、本願の目的は炉全体がコンパクトにできるとと
もに、乾燥機等を炉とは別個に設備する必要がなく、し
かも溶融処理に必要とされるコークスの量の低減化を図
ることが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、 コークス充填層の上面に廃棄物の流動層を形成するとと
もに、溶融炉の排気路中に排気中の固形物を回収するサ
イクロンを介装し、 サイクロンで回収された固形物を羽口に供給するダスト
供給路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〕

本発明においては、廃棄物溶融炉が流動層型溶融炉本体
と、排気路に設けられるサイクロン、およびこのサイク
ロンにより回収された固形物を羽口に戻すダスト供給路
を備えて構成されるのである。

即ち、廃棄物はコークス充填層の上面に投入されるとと
もに、ここで、コークスの燃焼熱により、ある程度乾燥
→燃焼→灰化またはチャー化することとなるのである。

そして、この過程で廃棄物自体か、細分化され流動化し
、軽量のものは飛散し、排気路に設けられているサイク
ロンにより捕集される。一方、重量があったり、塊状の
ものはそのまま灰化するとともにコークス充填層内を下
降し、溶融することとなるのである。さらに前述のよう
にサイクロンて捕集されるダスト（チャー＋アッシュ）
は、ダスト供給路を通って羽口に運ばれ、予熱空気とと
もにコークス充填層内に吹き込まれて、ここで溶融スラ
グ化することとなるのである。

〔発明の効果〕

したがって、本願の構成においては、溶融炉内で廃棄物
の乾燥が可能となるとともに、流動層として形成された
部位における熱流動も良好におこなわれる。すなわち、
燃焼を良好に均一におこなうために、廃棄物の形状を整
える成形機を備える必要がなくなっているのである。さ
らにこの流動層においては廃棄物の状態（重さ、形状）
に応じて流動層内で選別か自動的におこなわれてそれぞ
れの状態の廃棄物か、上述のように適切に処理されるこ
ととなるのである。このようにして設備の簡略化を達成
することがてきたのである。

さらに、この流動層を形成するのに、従来のようにコー
クス充填層の上部部位に対応する炉部を大幅に拡大する
必要かないため、この部位をスリム化し、炉全体をコン
パクトなものとすることが可能となったのである。

さらに、この廃棄物溶融炉においては、サイクロンて回
収されるダストか、羽口に返送されコークス充填層内で
燃焼されることとなるため、コークスの燃焼を助けるこ
ととなりコークス費の低減が図れるのである。

この廃棄物溶融炉か汚泥を処理する場合は、以下のよう
な効果を生じることとなる。即ち、汚泥等被溶融物の主
体は有機物であり、３、０００〜４．０００Ｋｃａｌ／
ｋｇの発熱量を有する。そして、更に、有機物の分解等
により生成された炭素においては、これが活性化されて
おり、酸素、水蒸気等と反応し易く、コークスよりも優
先的に反応する。よって、本願のようにこれら汚泥の多
くが、流動層において乾燥、小径化されるとともに炉上
部に飛散し、サイクロンにより回収されてコークス充填
層内に供給された場合は、汚泥はチャー化されており含
有炭素の反応かコークスより優先して起こることとなり
、コークスの消費量を有効に抑えることが可能となった
のである。

〔実施例〕

本願の実施例を汚泥（１）の溶融処理に使用する場合に
ついて図面に基づいて説明する。第１図に示すように、
本願の廃棄物溶融炉（２）は、溶融炉本体（３）と、排
気路（４）に設けられたサイクロン（５）、このサイク
ロン（５）から固形物としての捕集ダスト（ｄ）を溶融
炉本体（３）に供給するダスト供給路（６）を備えて構
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。

前述の溶融炉本体（３）は、その底部側にコークス充填
層（７）が設けられるベツド部（８）と、このベツド部
（８）の上部に設けられる流動部（９）、さらにこの流
動部（９）の上方の排気部（１０）を有して構成されて
いる。そして、この流動部（９）の側面にコークス（ｃ
）と廃棄物としての汚泥（１）を混合状態で投入するホ
ッパー（１１）が備えられているのである。

この溶融炉本体（３）の底部部位の一端には、出滓口（
１２）が設けられており、炉底（１３）はこの出滓口（
１２）に向けて傾斜して構成されている。

さらに、ベツド部（８）の側面には羽口（１４）が設け
られ、この羽口（１４）からコークス充填層（７）にむ
けて酸素含有ガスとしての予熱空気（ｇ）か供給される
のである。ここで、この予熱空気（ｇ）の供給量は、酸
素含有ガス調整手段としての絞り弁（１５）によりその
流量か調整され、コークス（ｃ）の燃焼を所定の状態に
維持するように構成されている。一方前述の流動部（９
）は、同図に示されているようにベツド部（８）に対し
て僅かにその横断面積を大きくして構成されている。

この流動部（９）における面積は設計段階で所定の空筒
速度が得られるように決定されるのである。

さて、排気部（１０）は管路方向に沿ってその径が絞ら
れるとともに、下流側に前述のサイクロン（５）を配し
て構成されている。さらに、このサイクロン（５）には
捕集ダスト（ｄ）を前述の羽口（１４）へ供給するダス
ト供給路（６）が接続されるとともに、サイクロン（５
）からの排ガス（ｅｇ）は、排ガス路（１６）を通して
熱交換機（１７）、ベンチュリースクラバー（図外）、
電気集塵機（図外）等か備えられている排ガス処理系（
１８）に導かれることとなるのである。ここて、熱交換
機（１７）はコークス燃焼用の空気を予熱空気（ｇ）と
するために使用されているのである。

以下に本願の廃棄物溶融炉（２）の作動状態を説明する
。まず、ホッパー（１１）よりコークス（ｃ）と汚泥（
１）か混合状態のままベツド部（８）および流動部（９
）に投入される。この投入操作とともに、コークス燃焼
用の予熱空気（ｇ）が羽口（１４）から供給され、コー
クス（ｃ）の燃焼が始まる。ある程度処理か進んだ段階
において、ベツド部（８）にはコークス充填層（７）が
形成され、汚泥（１）の流動層（２０）が流動部（９）
に形成されることとなる。さて、前述の予熱空気（ｇ）
については、安定運転状態において、このコークス燃焼
空気比（コークスの燃焼に必要な空気（酸素）量と、コ
ークス量の比）が１以下に前記絞り弁（１５）によりお
さえられる。このようにして、羽口（１４）より供給さ
れる空気（酸素）かコークス（ｃ）の燃焼により完全に
消費されるようになっているのである。このような安定
運転状態において、前述の流動層（２０）における空筒
速度は、１乃至］Ｏｍ／ｓｅｃとなるように、溶融炉本
体（３）の形状が決定されている。この空筒速度は、汚
泥（１）乾燥物のサイクロン（５）への飛散を適度にお
こすために必要な速度である。

さて、前述′のように汚泥（１）はこの流動層（２０）
において、コークス（ｃ）の燃焼熱により、ある程度乾
燥→燃焼→灰化またはチャー化することとなる。そして
、この過程で汚泥（１）自体が、細分化され流動化し、
軽量のものは飛散し、排気路（４）に設けられているサ
イクロン（５）により捕集される。一方、重量があった
り、塊状のものはそのまま灰化するとともにコークス充
填層（７）内を下降し、溶融することとなるのである。

さらに、サイクロン（５）により捕集された固形物であ
る捕集ダスト（ｄ）はダスト供給路（６）より羽口（１
４）に運ばれ、予熱空気（ｇ）とともにコークス充填層
（７）内に吹き込まれて、ここで溶融スラグ化すること
となるのである。この場合、コークス（ｃ）と比較して
乾燥状態のダストが優先して燃焼されることとなるため
、コークス（ｃ）の消費量の低減化が達成できるのであ
る。

またここで、羽口（１４）より供給される予熱空気は３
００°Ｃ程度に予熱されている。

〔別実施例〕

上述の実施例においては廃棄物として、汚泥の例と示し
たが、これはＰＣＢ、カーシュレッダ−ダスト等いかな
るものに対しても適用することができる。

さらに、前記の実施例においては流動層における廃棄物
の処理として、この部位で廃棄物の燃焼が起こらず乾燥
を主として行われる例を示したが、第２図に示すように
この流動層に開口する流動層用羽口（３０）を設け、こ
の流動層においても積極的に廃棄物か燃焼される構成を
と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為
に番号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る廃棄物溶融炉の実施例を
示し、第１図は廃棄物溶融炉の縦断側面図、第２図は流
動層用羽口を設けた別実施例の図、第３図は従来構成の
廃棄物溶融炉の図である。 （１）・・・・・・廃棄物、（３）・・・・・・溶融炉
本体、（４）・・・・・・排気路、（５）・・・・・サ
イクロン、（６）・・・・・・ダスト供給路、（７）・
・・・・・コークス充填層、（１４）・・・・・・羽口
、（２０）・・・・・・流動層、（ｃ）・・・・・・コ
ークス、（ｄ）・・・・・・固形物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コークス充填層（７）を形成するとともに、このコ
   ークス充填層（７）内に羽口（１４）よりコークス燃焼
   用の酸素含有ガスを供給し、コークス（ｃ）の燃焼熱に
   よって溶融炉本体（３）内に投入される廃棄物（１）を
   溶融する廃棄物溶融炉であって、 前記コークス充填層（７）の上面に前記廃棄物（１）の
   流動層（２０）を形成するとともに、前記溶融炉本体（
   ３）の排気路（４）中に排気中の固形物（ｄ）を回収す
   るサイクロン（５）を介装し、 前記サイクロン（５）で回収された固形物（ｄ）を前記
   羽口（１４）に供給するダスト供給路（６）が設けられ
   ている廃棄物溶融炉。 ２、前記酸素含有ガスのコークス燃焼空気比を１以下に
   調整する酸素含有ガス調整手段（１５）が設けられてい
   る請求項１記載の廃棄物溶融炉。 ３、前記流動層（２０）に酸素含有ガスを供給する流動
   層用羽口（３０）が設けられている請求項１記載の廃棄
   物溶融炉。 ４、前記廃棄物（１）が汚泥である請求項１記載の廃棄
   物溶融炉。