JPH0462312A - 灰の溶融固化処理装置及び溶融固化処理方法 - 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、灰の溶融固化処理装置に関し、詳細には、下
水汚泥、都市ゴミ、廃棄物等の処理物から生しる灰分含
有体、即ち、該処理物の加熱乾燥処理等の加熱処理によ
り生じる灰分含有混合体や、該処理物を焼却する焼却炉
から排出される焼却灰の如き灰分含有体、又は、石炭を
燃料とするボイラ、キルン、工業炉等から排出される石
炭灰（以降、灰という）を溶融し、スラグ化した後、冷
却固化する灰の溶融固化処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、上記灰（即ち、前記灰分含有混合体や焼却灰の如
き灰分含有体、及び、石炭灰）は、主に海洋埋立てに利
用して廃棄処理されていた。即ち、前記灰分含有混合体
は該混合体中可燃物の除去処理後埋立てられ、焼却・灰
や石炭灰はかかる処理をすることなく、そのままの状態
で埋立てられていた。しかし、近年では埋立て地の確保
の困難化、及び、海洋汚染防止に係る廃棄基準の厳格化
に伴い、海洋埋立てに利用し難くなってきた。

そこで、上記灰の処理方法について種々検討され、最近
では灰を旋回流溶融炉にて溶融しスラブ化した後、該溶
融スラグを冷却固化する方法（以降、灰の溶融固化処理
方法という）か開発されてきた（特願昭６２−１８７４
５３）。この方法は、灰の処分量の減容化及び重金属等
の存置物質の固定化を狙いとするものである。

上記灰の溶融固化処理に使用される溶融固化処理装置の
代表例について、その断面側面図を第４図に、その上部
の断面平面図を第５図に示す。これらの図に基づき、従
来の灰の溶融固化処理装置及び溶融固化処理方法につい
て以下説明する。

従来の灰の溶融固化処理装置は、第４図に示す如・（、
灰を旋回しながら溶融スラグ化する溶融部（６）を上部
に有し、該溶融スラグを排出する出滓部（８）を下部に
有する旋回流溶融炉（１）と、出滓部（８）からの溶融
スラブの搬送手段（１ｚとを備えている。上記溶融炉（
１）は、溶融部（６）と出滓部（８）との間に絞り部（
７）か設けられ、絞り部（７）と出滓部（８）との間に
排ガス流出部０ηか設けられている。

かかる装置を使用する従来の灰の溶融同化処理方法は、
先ず、旋回流溶融炉ｆ１＋上部の主バーナ（２）から燃
料を噴出し、管＋９１１ｏ）から燃料用空気を吹き込み
、類ｍ内部及び炉壁を灰か溶融し且つ流下し得る温度（
以降、灰の溶流温度という）以上の温度に加熱する。尚
、第５図に示す如く、管αωは空気吹込み方向か炉壁の
接線方向になるように配されている。

次いて、ホッパー（３）内の灰をテーブルフィーダ（４
）により定量的に切り出し、弁（５）を介して管（９）
内に落下させ、管（９）内を流れる空気と共に炉（１）
内に吹き込む。すると、灰と空気とからなる固気二相流
か炉（１１内の炉壁面上で旋回しながら加熱され、灰は
溶融し、スラブ化する。尚、（１℃は固気二相流の旋回
流を示すものである。

上記溶融スラグＳは、炉壁に沿って流下し、絞り部（７
）を通り、出滓部（８）の傾斜部に落下し、該傾斜部か
らモールド（１３内に流下し、コンベア（′Ｉ４１によ
り搬送され、その途中で冷却されて固化スラグＣとなり
、コンテナｑＧに落とされて回収される。

上記処理において、溶融炉（１）に供給された灰の９０
％は溶融されて流下するが、残ｌＯ％は、灰、半溶融状
の灰、或いは溶融スラブの蒸発物質にしてなる蒸発スラ
グ（以降、排出物という）の状態で排ガスと共に排ガス
流出部から煙道管を通過し、炉外に排出される。又、こ
のとき、排出物が煙道管に付着し、炉圧増大や煙道管閉
塞が生じるという問題点かある。

かかる問題点の解決策か検討され、その結果排ガス煙道
管に特徴を存する灰の溶融固化処理装置か開発された（
特願平１−２２８８７０号）。即ち、第６図に示す々口
く、排ガス煙道管ｔｅｌは、排ガス流出部（１７）に接
続され、上方に傾斜すると共に内部にバッフル材（２５
）か設けられた傾斜煙道部（２４）と、傾斜煙道部（２
４）上部に接続した略鉛直筒状のミスト分離部（２７）
と、ミスト分離部（２７）下部の存在筒状のポット（２
８）と、ミスト分離部（２７）側壁に接続した排ガス放
出部（２９）とから構成されている。

上記装置によれば、排出物の中の灰及び半溶融状の灰の
一部は、バッフル材（２５）に衝突し、軽く付着した後
、加熱されて溶融し、傾斜煙道部（２４）を流下し、モ
ールドロ３内に排出し得る。又、蒸発スラグは、ミスト
分離部（２７）で空気吹込み口（２６）から導入される
空気により灰の軟化温度以下に冷却、固化されてポット
（２８）内に落下し、捕集し得る。排ガスは排ガス放出
部（２９）から排出される。

従って、煙道管での排出物付着の発生を防止し得るよう
になる。

（発明か解決しようとする課題） ところが、前記開発された灰の溶融固化処理装置（特願
平１−２２８８７０号）においては、ノλツフル材（２
５）に衝突し、付着した灰及び半溶融状の灰を確実に溶
融するためには、傾斜煙道部（２４）内の温度を灰の溶
流温度以上のかなり高い温度にする必要かあり、そのた
め大量の熱量を要するという問題点かある。

又、排出物の中の灰及び半溶融状の灰の一部はバッフル
材に衝突し、付着し、溶融して傾斜煙道部（２４）を流
下するが、残部はバッフル材に付着することなく、ミス
ト分離部（２７）に流れ込み、ミスト分離部（２７）及
び／又は排ガス放出部（２９＞　（以降、ダクトという
）て冷却され、該冷却の過程において灰か付着性を発揮
する温度（９００〜１１００℃）になる。そのため、上
記残部の灰及び半溶融状の灰かダクトの内壁に強固に付
着し、ダクトの閉塞か生じるという問題点かある。かか
る閉塞の発生は、スラグの排出を不可能にし、且つ灰の
溶融固化処理運転の停止を余儀無くされるので、極めて
深刻な問題点である。

本発明は、この様な事情に着目してなされたものてあっ
て、その目的は従来のものかもつ以上のような問題点を
解消し、ダクトでの灰の付着によるダクトの閉塞を生じ
ることな・（、灰の溶融固化処理をし得、又、傾斜煙道
部内の温度を高くする必要かなく、傾斜煙道部内加熱の
ための熱量か少なくてすむ灰の溶融固化処理装置及び溶
融固化処理方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を達成するために、本発明に係る灰の溶融固化
処理装置及び溶融固化処理方法は次のような構成として
いる。

即ち、請求項１に記載の装置は、被処理物の灰分含有体
又は石炭灰を旋回しながら溶融スラグ化する溶融部を上
部に有し、上記溶融スラグを排出する出滓部を１部に有
し、排ガス流出孔を側壁に有する旋回流溶融炉と、該徘
ガス流出孔に管接続された排ガス煙道管と、上記出滓部
からの溶融スラグを搬送する手段とを備えた灰の溶融固
化処理装置において、前記排ガス煙道管が、排ガス流出
孔から上方に傾斜して延びる傾斜煙道部と、該煙道部の
上部に接続され、上方に略鉛直に又は傾斜して延びる筒
状の水冷される金属製水冷ダクトと、該ダクトの上部に
接続した排ガス放出部とから構成されていることを特徴
とする灰の溶融固化処理装置である。

請求項２に記載の方法は、前記請求項１に記載の灰の溶
融同化処理装置を使用し、被処理物の灰分含有体又は石
炭灰を溶融し流下させ搬出すると共に、排ガスを排ガス
煙道管を介して排出する灰の溶融固化処理方法であって
、前記排ガス煙道管の金属製水冷ダクトの入口部での排
ガスの温度を灰の溶流温度以上に調整すると共に、該ダ
クトの出口部での排ガスの温度を９００″ＣＪ）、下に
調整することを特徴とする灰の溶融固化処理方法である
。

請求項３に記載の方法は、前記金属製水冷ダクトの内面
温度を前記排ガスの酸露点温度以上、４００℃以下に調
整する請求項２に記載の灰の溶融固化処理方法である。

（作　用） 本発明に係る灰の溶融固化処理装置は、以上説明したよ
うに、排ガス煙道管が、旋回流溶融炉の排ガス流出孔に
管接続され、該流出孔から上方に傾斜して延びる傾斜煙
道部と、該煙道部の上部に接続され、上方に略鉛直に又
は傾斜して延びる筒状の水冷される金属製水冷ダクトと
、該ダクトの上部に接続した排ガス放出部とから構成さ
れている。

かかる装置により灰の溶融固化処理を行うと、高温の排
ガスと共に排ガス流出部から傾斜煙道部に流入する排出
物は、一部か溶融して該傾斜煙道部を流下し、残部か金
属製水冷ダクトに流入し、冷却される。

このとき、金属製水冷ダクトの水冷の強弱等により、該
水冷ダクトの入口部での排ガスの温度を灰の溶流温度以
上にすると共に、該ダクトの出口部での排ガスの温度を
９００℃（灰か付着性を発揮する下限温度）以下に調整
し得る。そこで、本発明に係る灰の溶融固化処理方法は
、そのように温度調整している。

そうすると、該水冷ダクト内において排出物及び排ガス
は冷却され、又、蒸発スラグも固化して、該冷却過程で
仄か付着性を発揮する温度（９００〜１１００℃）にな
り、排出物中の灰の一部か該水冷ダクト内壁面（金属表
面）に−旦付着するが、該灰と冷却されて低温になって
いる金属表面との付着力は極めて弱いので、該灰はすぐ
に剥かれ、該水冷ダクトから傾斜煙道部に落下し、そこ
で溶融し流下する。そのため、該水冷ダクト及び傾斜煙
道部での灰の付着は生じない。上記傾斜煙道部に落下し
た灰か溶融・流下するのは、水冷ダクト入口部での排ガ
ス温度を灰の溶流温度以上にしており、そのため傾斜煙
道部内か灰の溶流温度以上になっているからである。

金属製水冷ダクトから出る排出物（上記以外の灰の残部
）及び排ガスの温度は９００’Ｃ以下であるので、該排
出物中の灰は付着性を発揮しない。そのため、金属製水
冷ダクト以降のダクト（排ガス放出部）での灰の付着に
よるダクトの閉塞か生しなくなる。尚、排出物中の蒸発
スラグは、金属製水冷ダクト内で冷却、固化される。排
ガスは排ガス放出部から排出される。

上記の如く、傾斜煙道部を介して水冷ダクトに流入した
排出物中の灰は、傾斜煙道部に落下し、溶融・流下する
ので、傾斜煙道部に流入する排出物中の灰をそこですぐ
に捕集し溶融する必要かない。故に、傾斜煙道部内の温
度は灰の溶流温度以上の比較的低温でよく、そのだめの
熱量か少なくてすむ。又、傾斜煙道部は小さくてもよい
。更には傾斜煙道部にバッフル材を設けなくてもよい。

従って、本発明に係る灰の溶融固化処理装置あるいは溶
融固化処理方法によれは、ダクトでの灰の付着によるダ
クトの閉塞を生しることなく、灰の溶融固化処理をし得
、又、傾斜煙道部内を灰の溶流温度以上とするための熱
量か少なくてすむようになる。又、傾斜煙道部の構造を
簡略なものにし得るようになる。

前記金属製水冷ダクトの内面温度を前記排ガスの酸露点
温度以上にすると、排ガス中の８分か露点せず、サルフ
ァーアタックによる腐食か生じず、該水冷ダクトの寿命
か向上するのでよい。又、上記ダクト内面温度を４００
℃以下にすると、該水冷ダクト内壁面と灰との付着力か
確実に弱くなり、付着した灰かより剥かれ易くなると共
に、該内壁面の金属の酸化か生し難くなり、水冷ダクト
の寿命か向上するのでよい。

（実施例） 実施例１ 第１図に実施例１に係る灰の溶融固化処理装置を示す。

該装置は、傾斜煙道部ａεに鉛直状の鋼製水冷ダクト昨
及び（２１）を上下２段に接続し、該上段の水冷ダクト
α９）の上部に排ガス放出部を接続したちのである。水
冷ダクト（］９］及び（２１）はダクト周りに冷却水の
通水部を育する。尚、前述の第４〜６図に示した装置（
特願平１−２２８８７０号）の場合に比し、傾斜煙道部
α印の長さは短く、又、該煙道部αｇにはバッフル材を
設けていない。これらの点を除き、第４〜６図に示した
装置と同様である。

かかる装置を使用し、下水汚泥の焼却灰の溶融固化処理
を行った。先ず、上段の水冷ダクト０９）内の冷却水の
流速を０．０４ｍ／ｓｅｅ、下段の水冷ダクト（２１）
内の冷却水の流速を０．０２ｍ／ｓｅｅに調整した。

次いて、従来の灰の溶融固化処理方法の場合と同様の方
法により、灰を溶融した。灰の９０％は溶融スラグとな
って出滓部（８）から排出され、残１０％は排出物の状
態で排ガスと共に傾斜煙道部（１＆に流入した。排ガス
は、傾斜煙道部（１ｇから水冷ダクト（１９）及び（２
１）を介し、排ガス放出部から排出された。

このときの水冷ダクト（１９）及び（２１）の各位置で
の該ダクト内面（鋼表面）の温度及び排ガスの温度を第
２図に示す。第２図に示す如く、排ガス温度は、下段の
水冷ダクト（２１）の入口部で灰の溶流温度（１２５０
℃）以上、上段の水冷ダクｌ−（１９１の出口部で９０
０℃以下になっている。ダクト内面温度は、水冷ダクト
（２１）の入口部て４００℃以下、水冷ダク１−’＋１
９１の出口部で排ガスの酸露点温度以上になっている。

上記の如き灰の溶融固化処理運転を行ったところ、傾斜
煙道部内、水冷ダクト（１９）及び（２１）、及び排ガ
ス放出部での灰の付着は全く認められなかった。そのた
め、それらの部分ての灰付着による閉塞を生しることな
く、灰の溶融固化処理を長期間連続して行い得た。又、
傾斜煙道部ｔｌＥｏ内を灰の溶流温度以上とするための
熱量か少なくてすんだ。

実施例２ 第２図に実施例２に係る灰の溶融固化処理装置を示す。

該装置は、水冷ダクト（１９）の長さを短くすると共に
、下段の水冷ダクト（２１）の下部に該ダクト内へ水を
噴霧する水噴霧ノズル■をさらに設けたちのである。か
かる点を除き第１図に示した装置と同様である。

上記の如き装置を使用し、実施例１の場合と同様の条件
で溶融固化処理を行った。その結果、上記水噴霧ノズル
Ｃ０により、水冷ダクト内の排ガスの温度を急激に低下
し得るようになり、そのため水冷ダクト（１９）の長さ
を短くしても、実施例１の場合と同様、灰の付着や灰付
着による閉塞を生しることなく、灰の溶融固化処理を長
期間連続して行い得た。

（発明の効果） 本発明に係る灰の溶融固化処理装置あるいは溶融固化処
理方法によれば、排ガス放出部なとのダクトでの灰の付
着によるダクトの閉塞を生しることなく、灰の溶融固化
処理をし得るようになる。

又、排ガスの排出等のための傾斜煙道部の内部温度を高
・：する必要かなく、傾斜煙道部内加熱のための熱量か
少なくてすむようになる。更に、傾斜煙道部の構造を簡
略なものにし得るようになるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に係る灰の溶融固化処理装置の概要を
示す側断面図、第２図は実施例１に係る鋼製水冷ダクト
の各位置での該ダクト内面の温度及び排ガスの温度の測
定結果を示す図、第３図は実施例２に係る灰の溶融固化
処理装置の概要を示す側断面図、第４図は従来の灰の溶
融固化処理装置の代表例を示す断面側面図、第５図は該
装置の上部の断面平面図、第６図は従来の改良型装置（
特願平１−２２８８７０号）に係る排ガス煙道管の概要
を示す側断面図である。 １）−旋回流溶融炉　　　（２）−生バーナ（３）−ホ
ッパー （５）−弁 （７）−絞り部 （９）（１０）−管 （１ｚ−スラグの搬送手段 ｎ４）−チェーンコンベア （１５−一固化スラグコンテナ ｑ７）−排ガス流出部 （１９１（２＋）−一鋼製水冷ダクト （２５）−−バッフル材 （２７）−−ミスト分離部 （２９）−一排ガス放出部 Ｓ　−ｍ−溶融スラグ ｅ−排ガス煙道管 （４）−テーブルフィーダ （６）−溶融部 （８）−出滓部 （１ト一旋回流 ｎ３−−モールド ０５）−補助バーナ 叩（２４）−傾斜煙道部 １２ｔ）−一水噴霧ノズル （２６）−一空気吹込み口 （２８）−ポット （３０）−断熱フート Ｃ−−一固化スラグ 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物の灰分含有体又は石炭灰を旋回しながら
   溶融スラグ化する溶融部を上部に有し、上記溶融スラグ
   を排出する出滓部を下部に有し、排ガス流出孔を側壁に
   有する旋回流溶融炉と、該排ガス流出孔に管接続された
   排ガス煙道管と、上記出滓部からの溶融スラグを搬送す
   る手段とを備えた灰の溶融固化処理装置において、前記
   排ガス煙道管が、排ガス流出孔から上方に傾斜して延び
   る傾斜煙道部と、該煙道部の上部に接続され、上方に略
   鉛直に又は傾斜して延びる筒状の水冷される金属製水冷
   ダクトと、該ダクトの上部に接続した排ガス放出部とか
   ら構成されていることを特徴とする灰の溶融固化処理装
   置。
2. （２）前記請求項１に記載の灰の溶融固化処理装置を使
   用し、被処理物の灰分含有体又は石炭灰を溶融し流下さ
   せ搬出すると共に、排ガスを排ガス煙道管を介して排出
   する灰の溶融固化処理方法であって、前記排ガス煙道管
   の金属製水冷ダクトの入口部での排ガスの温度を灰の溶
   流温度以上に調整すると共に、該ダクトの出口部での排
   ガスの温度を９００℃以下に調整することを特徴とする
   灰の溶融固化処理方法。
3. （３）前記金属製水冷ダクトの内面温度を前記排ガスの
   酸露点温度以上、４００℃以下に調整する請求項２に記
   載の灰の溶融固化処理方法。