JPH05340520A - 廃棄物の溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融炉から飛散する可燃性ダストの発生量の
変動を抑制し、２次燃焼炉の排ガス量、温度変動を抑制
し、安定したエネルギー回収を図り、また排ガス処理工
程の安定化を図ることが可能な溶融炉を提供すること。 【構成】 シャフト炉方式の廃棄物の溶融処理設備にお
いて、溶融炉の発生ガスを排出し、２次燃焼炉へ導入す
る配管の途中にダスト捕集装置を設置し、捕集したダス
トを一時的に貯める貯蔵タンクを設置し、貯蔵タンクに
ダストを切出す粉体切出し装置を設置し、切り出したダ
ストを２次燃焼炉へ吹き込むダスト供給装置を設置した
ことを特徴とする溶融炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コークスのような塊状
炭素系可燃物質を熱源として、都市ごみ、各種産業廃棄
物、またはそれらを脱水、乾燥、焼却、破砕処理などに
よって得られた中間処理物を加熱溶融して、土木用資
材、コンクリート細骨材、表面化粧用骨材用スラグ材と
して回収する溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる廃棄物を溶融処理するために、コ
ークスを配合した廃棄物をシャフト炉の頂部から装入
し、羽口から酸素含有ガスあるいは酸素富化ガスを炉内
に吹込み、コークスや熱分解によって生じた炭素質を高
温炉床において高温度で燃焼させ、炉内の乾燥帯、乾留
ガス化帯および燃焼溶融帯を順次降下して、溶融スラグ
化し、高温の燃焼排ガスは、シャフト内の廃棄物充填層
を対向流として上昇せしめて可燃ガスとして回収するよ
うにした溶融炉自体は、特公昭５２−２４７９０号公
報、特公昭５５−２１９２３号公報、および特開昭６０
−２３７１４号公報に開示されている。

【０００３】前記した最初の公開技術は廃棄物に４０％
以上の酸素を含むガスを噴射してガスおよび溶融スラグ
ならびに溶融金属を回収するというものである。また、
二番目のものは廃棄物とともに石灰源を補給して、スラ
グ成分を調整するというものである。

【０００４】さらに、三番目のものは微細な産業廃棄物
やその中間処理物、例えば廃棄物の焼却灰や溶融炉から
の回収ダストをダストの飛散に伴うトラブルを防止し
て、良好に溶融処理できるように工夫したものである。

【０００５】ところが、溶融炉において廃棄物を溶融処
理する場合、廃棄物の性状変動および溶融炉の炉況変動
により、溶融炉から発生するガスの性状が変動し、後工
程の２次燃焼炉での燃焼変動を誘発し、回収蒸気量に変
動などを引き起こすなどの問題がある。

【０００６】さらに、２次燃焼炉での燃焼排ガス量、排
ガス温度が変動することにより、後工程の脱ＮＯｘ、脱
ＨＣｌなどの排ガス処理特性が不安定になるなどの問題
が発生する。

【０００７】しかし、これらの問題点は従来の開示され
た技術によっては解決する方法が提示されていない。す
なわち、上記の一番目、および二番目の開示された技術
は溶融炉本体の操業条件について述べたものであり、後
工程の変動の安定化に関する技術を提供するものではな
い。

【０００８】一方、本発明者などによる調査の結果、廃
棄物中の可燃物は一部が乾留されてガスとなって排出さ
れ、また一部は炉下部で羽口から吹き込まれた空気およ
び酸素によって燃焼するが、残りの大部分の可燃分は可
燃性のダストとなって溶融炉の炉頂から排出されること
が判明した。さらに、溶融炉の炉頂から排出される可燃
性のダストは、廃棄物の性状および溶融炉の炉況変動な
どの影響により、その飛散量が時間的に変動することも
明らかになった。しかし、溶融炉から発生するガスの発
熱量、発生量の変動は小さいことも明らかになった。

【０００９】したがって、溶融炉から発生する可燃性ダ
ストを捕集するなどの方法により、その変動を抑制する
ことにより、２次燃焼炉以降の後工程を安定化させるこ
とが可能である。

【００１０】上記の三番目の開示された技術は溶融炉か
ら排出されたダストを捕集し、再度溶融炉に吹き込み溶
融する技術を提供しているが、溶融炉から発生するダス
トの変動を抑制して、２次燃焼を安定化させる技術を提
供するものではない。

【００１１】さらに、溶融炉からの発生ガス中の可燃性
ダストを捕集する場合、該発生ガスはタールなどの低沸
点物質を含有しているため、ガス温度の低下により、流
路に付着するなどの問題があること、また、可燃性ダス
トの性状は非常に微細であり、捕集が困難であるなどの
問題を有している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、溶融炉から飛散する可燃性ダストを捕集す
ることにより、その変動を抑制し２次燃焼炉の排ガス
量、温度変動を抑制し、安定したエネルギー回収を図
り、また排ガス処理工程の安定化を図ることが可能な溶
融炉を提供することにある。

【００１３】また、可燃性ダストを捕集するにあたり、
ガス中に含まれるタールなどの低沸点物質の流路などへ
の付着トラブルを回避しつつ、微細な可燃性ダストを捕
集する装置を提供することにある。

【００１４】さらに、捕集したダストを２次燃焼炉で燃
焼する場合、排ガスから回収する蒸気量を安定させるた
めの、ダストの切出し量の制御装置などを提供するもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの、本発明の特徴手段は、装入口を上部に設置し、下
方に羽口を設置し、炉頂部には排ガス排出配管を設置
し、排出孔を下部に設置したシャフト炉方式の廃棄物の
溶融炉において、前記排ガス排出配管は２次燃焼炉へ接
続され、該配管の途中にダスト捕集装置を設置し、該捕
集装置下方にはダスト貯蔵タンクを設置し、該貯蔵タン
ク下部に粉体切出し装置を設置し、該切出し装置から前
記２次燃焼炉へダスト供給配管にて接続し、該ダスト供
給配管の途中にダスト供給装置を設置したことにある。

【００１６】

【作用】本発明は、溶融炉の発生ガスを排出し、２次燃
焼炉を導入する配管の途中にダスト捕集装置と捕集した
ダストの貯蔵タンクとダストを切出す粉体切出し装置と
切り出したダストを２次燃焼炉へ吹き込むダスト供給管
を設置したことにより、溶融炉から発生するダストをダ
スト捕集装置で捕集し、貯蔵タンクに一時的に貯め、貯
蔵タンクから粉体切出し装置によってダストを定量に切
出し、切り出したダストを２次燃焼炉へ吹き込んで燃焼
させることにより、溶融炉から飛散する可燃性ダストの
変動を抑制することが可能となる。したがって、２次燃
焼炉における可燃ダストの燃焼量が安定化することによ
り、燃焼排ガスからの回収蒸気を安定させることが可能
になる。さらに、排ガス量および温度が安定化すること
により、排ガス処理工程の安定化を図ることも可能であ
る。

【００１７】

【実施例】図１は塊状炭素系可燃物質としてコークスを
用いた本発明の実施例を示す。

【００１８】図１において、溶融炉１の炉上部に設けら
れた装入装置４から、廃棄物、コークスおよび石灰が溶
融炉１に装入される。溶融炉１の下部周辺に設けられた
羽口２に接続された空気供給管３ａおよび酸素供給管３
ｂを通って、各々空気および酸素が供給される。該空気
および酸素供給量は各々空気流量調節弁２１ａ、酸素流
量調節弁２１ｂで調節する。

【００１９】溶融炉１の内部でコークスおよび廃棄物の
可燃分の一部が燃焼し、灰分および非燃焼物は高温に加
熱され溶融状態となって、スラグ排出孔５から炉外へ排
出される。溶融炉内で発生したガスおよびダストは溶融
炉１の炉頂に設けられたガス排出管６から排出される。

【００２０】ガス排出管６にはダスト捕集装置７が設け
られ、ガス中のダストは捕集され、捕集されたダストは
貯蔵タンク８に一時的に貯蔵された後、切出し装置９か
ら切出されてダスト供給管１０を通って、２次燃焼炉１
３へ供給される。また、搬送ガス供給管１１からはダス
ト搬送用のガスが供給される。本実施例は搬送ガスでダ
ストを搬送しているが、スクリューコンベアなどの機械
式搬送装置も採用可能である。

【００２１】一方、ダスト捕集装置７を通ったガスはガ
ス管１２を通って、２次燃焼炉１３へ供給される。

【００２２】２次燃焼炉１３には空気供給管１４から燃
焼用空気が供給され、ガスおよび可燃性ダストと混合し
炉内で燃焼する。

【００２３】燃焼排ガスは排ガス管１５を通って、ボイ
ラ１６へ導入され、排熱を回収された後、集塵機１７お
よび洗煙装置１８でダストおよび公害物質を除去された
後、ブロワ１９を通って、煙突２０から排出される。ボ
イラ１６の発生蒸気量は蒸気流量計２５で測定する。

【００２４】溶融炉から発生する可燃ダストの性状を表
１に示す。

【００２５】

【表１】 表１から明らかなように可燃ダストの平均粒子径（篩い
上重量が５０％）は３０〜６０μｍであり、ダスト捕集
装置７としてはこのように小粒径のダストが捕集可能な
サイクロン捕集装置を用いた。該サイクロンを設置した
実施例では、サイクロン捕集装置により、可燃ダストの
７０〜９０％を捕集することが可能である。

【００２６】表１は廃棄物としては都市ごみの実施例で
あるが、他の産業廃棄物においてもダストの粒子径はほ
ぼ同様の値であった。

【００２７】また、ダスト捕集装置の外壁には電気加熱
式の加温装置２４を設置し、温度計２２で計測される温
度が２００℃以上になるように、温度制御装置２３で制
御した。該加温装置によりガス中のタール分が凝縮し
て、流路内壁に付着するなどのトラブルを防止すること
が可能である。他の実施例でダスト捕集装置の温度が１
８０℃の場合は、タールが凝縮し、ダストが付着・成長
して操業不能であった。

【００２８】また、貯蔵タンク８の容量としては、可燃
ダストの捕集量変動の周期から、変動吸収に必要な容量
として２〜４時間分の容量とした。溶融炉内に装入され
た廃棄物が乾燥・乾留する時間は２〜４時間であり、こ
のため可燃ダストの捕集量変動もほぼ同じ周期で変動す
るものと考えられる。

【００２９】また、可燃ダストを貯蔵タンクから切出す
場合、秤量装置２６で可燃ダストの発生量を測定し、２
〜４時間の平均値となるように制御装置２７によって切
出し量を制御する。

【００３０】

【発明の効果】本発明によって、以下の効果を実現する
ことができる。

【００３１】（１）本発明は溶融炉の発生ガスを２次燃
焼炉へ導入する配管の途中に設置したダスト捕集装置に
よりダストを捕集し、捕集したダストを貯蔵タンクに一
次貯蔵し、貯蔵タンクから粉体切出し装置によってダス
トを定量に切出し、２次燃焼炉へ吹き込んで燃焼させる
ことにより、溶融炉から飛散する可燃性ダストの変動を
抑制することが可能となる。可燃ダストの飛散量の変動
が抑制されることにより、２次燃焼炉の燃焼排ガス量お
よび温度が安定化することにより、ボイラで回収する蒸
気量が安定化する。蒸気量が安定化することにより、発
電量が安定化する。

【００３２】（２）ダスト捕集装置により粒径が３０〜
６０μｍの可燃性ダストを捕集することが可能であり、
溶融炉からの発生ガス中の可燃ダストの大半を捕集する
ことが可能である。したがって、溶融炉からの可燃ダス
トの飛散量の変動を抑制することが可能である。

【００３３】（３）ダスト捕集装置に設置された保温装
置、または加温装置により、発生ガスの流路の管壁を２
００℃以上に保持することにより、溶融炉の発生ガス中
に含まれるタールが凝縮し、ダスト捕集装置および流路
にダストが付着することを防ぐことが可能である。

【００３４】（４）可燃ダストの捕集量の変動周期の時
間平均値を求め、該平均値によって２次燃焼炉への吹込
み量を抑制することにより、２次燃焼炉の燃焼量を安定
化させ、排ガスからの回収蒸気を安定化させることが可
能である。

【００３５】（５）溶融炉で発生するダストの発生量の
変動を抑制することにより、２次燃焼炉の排ガス量およ
び温度を安定化させることができ、洗煙装置の出口の排
ガス性状を安定化させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 溶融炉 ２ 羽口 ３ａ 空気供給管 ３ｂ 酸素供給
管 ４ 装入装置 ５ スラグ排
出孔 ６ ガス排出管 ７ ダスト捕
集装置 ８ 貯蔵タンク ９ 切出し装
置 １０ ダスト供給管 １１ 搬送ガス
供給管 １２ ガス管 １３ ２次燃焼
炉 １４ 空気供給管 １５ 排ガス管 １６ ボイラ １７ 集塵機 １８ 洗煙装置 １９ ブロワ ２０ 煙突 ２１ａ 空気流量
調節弁 ２１ｂ 酸素流量調節弁 ２２ 温度計 ２３ 温度制御装置 ２４ 加温装置 ２５ 蒸気流量計 ２６ 秤量装置 ２７ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装入口を上部に設置し、下方に羽口を設
   置し、炉頂部には排ガス排出配管を設置し、排出孔を下
   部に設置したシャフト炉方式の廃棄物の溶融炉におい
   て、前記排ガス排出配管は２次燃焼炉へ接続され、該配
   管の途中にダスト捕集装置を設置し、該捕集装置下方に
   はダスト貯蔵タンクを設置し、該貯蔵タンク下部に粉体
   切出し装置を設置し、該切出し装置から前記２次燃焼炉
   へダスト供給配管にて接続し、該ダスト供給配管の途中
   にダスト供給装置を設置したことを特徴とする廃棄物の
   溶融炉。