JPH0694926B2 - Method of melting incineration ash - Google Patents

Method of melting incineration ash

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JPH0694926B2
JPH0694926B2 JP1190488A JP19048889A JPH0694926B2 JP H0694926 B2 JPH0694926 B2 JP H0694926B2 JP 1190488 A JP1190488 A JP 1190488A JP 19048889 A JP19048889 A JP 19048889A JP H0694926 B2 JPH0694926 B2 JP H0694926B2
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plasma
incineration ash
melting
ash
arc
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伸也 竹中
元 神保
俊郎 雨宮
彰 宮村
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荏原インフイルコ株式会社
株式会社荏原総合研究所
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄
物を焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰を溶
融炉において溶融処理する焼却灰の溶融処理方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to incineration ash for melting and treating incinerator ash generated by incinerating municipal solid waste, sewage sludge, or other waste in an incinerator. Melt processing method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄物を
廃棄物焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰
は、多くの場合、埋立処理されているのが現状である。
しかし、埋立地の確保が年々困難になっているため、埋
め立てられる焼却灰の容積を小さくする方法、即ち、減
容化処理が要望されている。
In general, incinerator ash generated by incinerating municipal solid waste, sewage sludge, or other wastes in a waste incinerator is currently landfilled in most cases.
However, since it is becoming more difficult to secure landfill sites year after year, there is a demand for a method of reducing the volume of incinerated ash to be landfilled, that is, volume reduction treatment.

また、焼却灰を処理することなくそのままの状態で埋立
地に埋め立てた場合には、焼却灰自体には種々の重金属
等の有害物質が含まれているため、焼却灰から有害物質
が雨水、地下水等に溶出したり、或いは、焼却灰中の未
燃有機物質が腐敗し、これらの現象が二次公害を引き起
こす原因になっている。そこで、焼却炉から排出される
焼却灰の無公害処理化が要望されている。
If the incinerated ash itself is landfilled in a landfill without being treated, the incinerated ash itself contains harmful substances such as various heavy metals. And the like, or the unburned organic substances in the incinerated ash are decomposed, and these phenomena cause secondary pollution. Therefore, there is a demand for pollution-free treatment of incineration ash discharged from the incinerator.

そこで、従来から種々の焼却灰の処理方法が開発されて
いる。例えば、焼却灰をセメントと混合して焼却灰をセ
メントで固化する処理方法、アスファルトと混合して焼
却灰を固化する処理方法、粘土等と混合して焼却灰を焼
結固化する処理方法等が開示されている。しかしなが
ら、上記処理方法は、処理コストが高価となり、焼却灰
の処理状態に対して技術的信頼性に欠ける問題がある。
Therefore, various methods for treating incinerated ash have been developed conventionally. For example, a treatment method of mixing incineration ash with cement and solidifying the incineration ash with cement, a treatment method of mixing with asphalt to solidify the incineration ash, a treatment method of mixing with clay or the like to sinter and solidify the incineration ash, etc. It is disclosed. However, the above treatment method has a problem that the treatment cost becomes high and the technical reliability of the treatment state of the incineration ash is lacking.

また、焼却灰の別の処理方法として、バーナ炉、電気炉
即ちオープンアーク炉に焼却灰を投入して該焼却灰を溶
融処理する方法がある。例えば、製鋼用のオープンアー
ク炉を用いた処理方法として、特開昭52−86976号公報
にスラッジの燃焼溶解方法が開示されている。
Another method for treating the incinerated ash is a method of melting the incinerated ash by charging the incinerated ash in a burner furnace, an electric furnace, that is, an open arc furnace. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-86976 discloses a sludge combustion and melting method as a treatment method using an open arc furnace for steelmaking.

該スラッジの燃焼溶解方法は、電極と溶融金属との間に
常時アークを発生させた密閉式アーク炉にスラッジを装
入し、このスラッジ中の有機物は上記アークのアーク熱
により分解してガスとして炉外に取り出し、上記スラッ
ジ中の無機物は上記アークのアーク熱により溶解して上
記溶融金属に溶け込ませるか溶融スラグとして炉外に取
出すことを特徴としている。
The combustion and melting method of the sludge, the sludge is charged into a closed arc furnace in which an arc is constantly generated between the electrode and the molten metal, and the organic matter in the sludge is decomposed by the arc heat of the arc as a gas. It is characterized in that the inorganic substance in the sludge is taken out of the furnace and is melted by the arc heat of the arc to be melted in the molten metal or taken out of the furnace as a molten slag.

或いは、特開昭55−114383号公報には、焼却灰の溶融処
理方法が開示されている。
Alternatively, JP-A-55-114383 discloses a method for melting incinerated ash.

該焼却灰の溶融処理方法は、サブマージドアーク炉内の
溶融スラグ上に焼却灰を順次投入して焼却灰層を形成
し、該層の焼却灰を溶融スラグの電気抵抗熱により順次
溶融するものである。この場合に、焼却灰として、焼却
炉で焼却排出される灰と、集塵器で捕集される集塵灰と
の混合灰を用いたものである。
The melting treatment method of the incineration ash is one in which the incineration ash is sequentially charged onto the molten slag in the submerged arc furnace to form an incineration ash layer, and the incineration ash of the layer is sequentially melted by electric resistance heat of the molten slag. Is. In this case, as the incineration ash, a mixed ash of ash that is incinerated and discharged in the incinerator and dust ash that is collected in the dust collector is used.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、前掲特開昭52−86976号公報に開示され
たスラッジの燃焼溶解方法は、黒鉛電極を用いたオープ
ンアーク炉を用いたものであるため、十分な高温が得ら
れず、そのため、焼却灰、特に都市ごみ焼却灰にあって
は含有される融点の高い(例えば、1500℃以上)土砂、
陶器、金属等の高融点物質を完全に溶融させることがで
きない。そこで、該オープンアーク炉で溶融できる物質
のみを該オープンアーク炉に投入するため、焼却炉から
高融点物質を事前に選別した後、炉内に投入するか、或
いは、石灰、ホタル石等の融点降下剤を焼却灰に添加し
て溶融処理する必要があった。
However, since the sludge combustion and melting method disclosed in JP-A-52-86976 uses an open arc furnace using a graphite electrode, a sufficient high temperature cannot be obtained, and therefore the incineration ash is not obtained. , Especially in municipal waste incineration ash, which has a high melting point (eg 1500 ° C or higher),
High melting point materials such as pottery and metal cannot be completely melted. Therefore, in order to put only the substance that can be melted in the open arc furnace into the open arc furnace, after selecting the high melting point substance from the incinerator in advance, it is put into the furnace or the melting point of lime, fluorite, etc. It was necessary to add a depressant to the incineration ash for melt processing.

また、オープンアーク炉では、電極と溶融金属との間に
アークを発生させるため、焼却灰のように、スラグ成分
として含まれている酸化物を主成分とする廃棄物を処理
するためには、事前に鉄等の金属を炉内で溶解し、いわ
ゆるベースメタルを作製しておく必要が生じる。
Further, in the open arc furnace, in order to generate an arc between the electrode and the molten metal, in order to treat waste such as incinerated ash, which is mainly composed of an oxide contained as a slag component, It is necessary to melt a metal such as iron in a furnace in advance to prepare a so-called base metal.

更に、ベースメタル上に酸化物等の組成が不均一な焼却
灰が投入されると、アーク電力の変動が大きく、また、
アークが消滅する現象が発生した。しかも、アークが消
滅した場合は、ベースメタル上に電導性のな焼却灰が覆
った状態となるため、再度焼却灰を処理するため、焼却
灰に再着火を行うことができなくなるという問題がしば
しば生じた。
Furthermore, when incinerated ash with a non-uniform composition such as oxide is put on the base metal, the fluctuation of the arc power is large, and
The phenomenon that the arc disappeared occurred. Moreover, when the arc is extinguished, the incinerated ash that is not conductive is covered on the base metal, and the incinerated ash is processed again.Therefore, there is often a problem that the incinerated ash cannot be re-ignited. occured.

また、バーナ炉の場合は、オープンアーク炉よりも更に
高温が得られず、しかも、燃料の燃焼用の空気を多量に
使用するため、排ガス量が膨大となり、その結果、大が
かりな排ガス処理装置が必要となる等、種々の問題が生
じた。
Further, in the case of a burner furnace, it is not possible to obtain a higher temperature than in an open arc furnace, and since a large amount of air for fuel combustion is used, the amount of exhaust gas becomes enormous, resulting in a large exhaust gas treatment device. Various problems have arisen such as the necessity.

一般に、プラズマとは、原子から電子が飛び出してイオ
ン化した状態であり、原子から電子が飛び出す時に発生
する高エネルギーであり、プラズマの付近は高温度雰囲
気となる。このプラズマを発生させるため、プラズマア
ーク炉が提供されている。このプラズマアーク炉にはプ
ラズマトーチが設けられている。また、焼却炉から発生
する焼却灰、及び燃焼排ガスを電気集じん器等の集じん
器で清浄化し、清浄された排ガスは誘引ファンを通って
煙突から排出される。
Generally, plasma is a state in which electrons are ejected from atoms to be ionized, which is high energy generated when electrons are ejected from atoms, and the vicinity of plasma is a high temperature atmosphere. Plasma arc furnaces have been provided to generate this plasma. A plasma torch is provided in this plasma arc furnace. Further, incinerator ash and combustion exhaust gas generated from the incinerator are cleaned by a dust collector such as an electric dust collector, and the cleaned exhaust gas is discharged from the chimney through the induction fan.

この発明の目的は、上記種々の問題点を解決することで
あり、焼却灰の種類及び組成を問わず、例えば、焼却灰
中に金属、陶器、土砂等の高融点物質が含まれていて
も、それらの高融点物質を焼却灰から予め選別除去する
ことなく、該焼却灰をそのまま溶融炉に直接投入して、
該溶融炉に設けたプラズマ発生装置であるプラズマトー
チを用いてプラズマを発生させ、該プラズマの高エネル
ギーによって焼却灰を溶融して常に安定して処理するこ
とができる焼却灰の溶融処理方法を提供することであ
る。
The object of the present invention is to solve the above various problems, regardless of the type and composition of the incineration ash, for example, even if the incineration ash contains a high melting point substance such as metal, pottery, earth and sand , Without directly separating and removing the high melting point substances from the incineration ash, directly injecting the incineration ash directly into the melting furnace,
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a melting treatment method of incineration ash, which is capable of generating stable plasma by using a plasma torch which is a plasma generator provided in the melting furnace and melting the incineration ash by the high energy of the plasma to constantly treat it. It is to be.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、焼却炉から排出される
高融点物質を含む焼却灰を溶融炉に投入して該焼却灰を
プラズマアークによって溶融する焼却灰の溶融処理方法
において、プラズマトーチを用いて焼却灰を溶融するに
際し、プラズマ形成ガスとして空気を用い、電力供給装
置によって交流を直流に切り換えてその直流をプラズマ
トーチに供給し、制御装置によってガス圧を制御して変
動サイクルとなるように運転し、前記プラズマアークを
安定供給するように制御したことを特徴とする焼却灰の
溶融処理方法に関する。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the present invention is a method for melting incineration ash containing a high melting point substance discharged from an incinerator, which is charged into a melting furnace to melt the incinerator ash by a plasma arc. At the time of melting, using air as a plasma forming gas, switching the alternating current to direct current by the power supply device and supplying the direct current to the plasma torch, the gas pressure is controlled by the control device to operate in a fluctuating cycle, The present invention relates to a method for melting and treating incineration ash, wherein the plasma arc is controlled so as to be stably supplied.

〔作用〕[Action]

この発明による焼却灰の溶融処理方法は、上記のように
構成されており、次のように作用する。即ち、この焼却
灰の溶融処理方法は、焼却炉から排出される高融点物質
を含む焼却灰を溶融炉に順次直接投入し、該溶融炉に設
けたプラズマトーチにプラズマ形成ガスとして空気を用
いてプラズマアークを発生させ、該プラズマアークの熱
エネルギーによって前記焼却灰を溶融するので、該プラ
ズマトーチによってプラズマアークを持続的に安定して
得ることができ、高温のプラズマの熱エネルギーを焼却
灰に輻射或いは伝導で与えることによって、該焼却灰を
溶融することができる。
The method for melting incinerated ash according to the present invention is configured as described above, and operates as follows. That is, the melting treatment method of this incineration ash, the incinerator ash containing the high melting point substance discharged from the incinerator is directly charged into the melting furnace, and the air is used as the plasma forming gas in the plasma torch provided in the melting furnace. Since a plasma arc is generated and the incineration ash is melted by the thermal energy of the plasma arc, a plasma arc can be continuously and stably obtained by the plasma torch, and the thermal energy of high temperature plasma is radiated to the incineration ash. Alternatively, the incineration ash can be melted by giving it by conduction.

更に、焼却灰の溶融処理時に、焼却灰中で含まれている
重金属は、プラズマ形成ガスである空気と強力に酸化反
応を起こし、該酸化作用により揮発性の低い酸化物に変
化して重金属の大部分は溶融スラグ中に溶融固定され
る。また、空気を用いることにより、焼却灰中に残留し
ている通常5%〜10%の有機物等の未燃物も完全に分解
できる。
Further, during the melting treatment of the incineration ash, the heavy metal contained in the incineration ash strongly causes an oxidation reaction with the air which is the plasma forming gas, and the oxidation action changes the oxide to a low volatility to convert it into a heavy metal. Most are fused and fixed in the molten slag. Moreover, by using air, unburned substances such as organic substances, which are usually 5% to 10%, remaining in the incinerated ash can be completely decomposed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、この発明による焼却灰の溶融処
理方法の一実施例について説明する。
An embodiment of a method for melting incinerated ash according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

この発明による焼却灰の溶融処理方法は、焼却炉で廃棄
物等を焼却することで発生する焼却灰、或いは、排ガス
処理における集じん器で捕集されたダストと前記焼却灰
を混合してプラズマアーク炉内に投入し、該プラズマア
ーク炉において、該焼却灰を溶融処理する方法である。
The melting treatment method of incineration ash according to the present invention is an incineration ash generated by incinerating wastes in an incinerator, or a mixture of dust collected by a dust collector in exhaust gas treatment with the incineration ash and plasma. This is a method in which the incinerated ash is melted in the plasma arc furnace after being placed in an arc furnace.

第1図において、この焼却灰の溶融処理方法を達成する
ためのプラズマ焼却灰溶融装置が示されている。このプ
ラズマ焼却灰溶融装置は、都市ごみ、下水汚泥、或いは
その他の廃棄物を焼却炉で焼却することによって発生す
る焼却灰を焼却炉即ちプラズマアーク炉5において溶融
処理するものであり、主として、プラズマアーク炉5、
該プラズマアーク炉5に設けたプラズマトーチ8、及び
該プラズマトーチ8にプラズマを発生させるプラズマシ
ステム1から構成されている。
FIG. 1 shows a plasma incineration ash melting apparatus for accomplishing the incineration ash melting treatment method. This plasma incineration ash melting apparatus melts incineration ash generated by incinerating municipal waste, sewage sludge, or other wastes in an incinerator in the incinerator, that is, the plasma arc furnace 5, and mainly uses plasma. Arc furnace 5,
It comprises a plasma torch 8 provided in the plasma arc furnace 5 and a plasma system 1 for generating plasma in the plasma torch 8.

第1図に示すように、プラズマアーク炉5は、炉体の上
部に水冷式の固定型の炉蓋を設けている。この炉体は、
カーボン、マグネシア、アルミナ等の耐火材で構築され
且つ出湯口25を備えている。また、炉蓋には、トーチ昇
降装置、焼却灰の投入シュート9及び排ガスの排ガスダ
クトを取付けている。プラズマトーチ8は、トーチ昇降
装置によって炉蓋に設置可能に設けられる。
As shown in FIG. 1, the plasma arc furnace 5 is provided with a water-cooled fixed-type furnace lid on the upper part of the furnace body. This furnace body
It is constructed of a refractory material such as carbon, magnesia, or alumina, and has a tap 25. Further, a torch lifting device, an incineration ash charging chute 9 and an exhaust gas duct for exhaust gas are attached to the furnace lid. The plasma torch 8 is installed on the furnace lid by a torch lifting device.

また、このプラズマ焼却灰溶融装置に使用されるプラズ
マトーチ8には、アーク放電の形式として、第2図に示
すような移送式、又は第3図に示すような非移送式のも
のを使用することができる。即ち、移送式のプラズマト
ーチ8は+極である後部電極8Aとコリメータ8Bで構成さ
れ、また、非移送式のプラズマトーチ8は+極の後部電
極8Aと−極の前部電極8Cで構成されている。移送式のア
ーク放電の形式のプラズマトーチ8を用いる場合には、
炉体と炉底部に黒鉛電極から成る対極10を埋め込む構造
に構成することにより、プラズマアーク炉5において、
プラズマトーチ8に内蔵された後部電極8A(+極)と炉
体の炉底部に設けた対極10(−極)との間にプラズマア
ークを発生させる。非移送式のアーク放電の形式のプラ
ズマトーチ8を用いる場合には、対極10を埋め込む必要
はなく、プラズマトーチ8内に内蔵された後部電極8Aと
前部電極8Cの間でプラズマアークを発生させた。
Further, as the plasma torch 8 used in this plasma incineration ash melting apparatus, a transfer type as shown in FIG. 2 or a non-transfer type as shown in FIG. 3 is used as the type of arc discharge. be able to. That is, the transfer type plasma torch 8 is composed of a rear electrode 8A which is a + pole and a collimator 8B, and the non-transfer type plasma torch 8 is composed of a rear electrode 8A of a + pole and a front electrode 8C of a − pole. ing. When using the plasma torch 8 of the transfer type arc discharge,
By constructing the structure in which the counter electrode 10 composed of a graphite electrode is embedded in the furnace body and the bottom of the furnace, in the plasma arc furnace 5,
A plasma arc is generated between the rear electrode 8A (+ pole) built in the plasma torch 8 and the counter electrode 10 (− pole) provided at the bottom of the furnace body. When the plasma torch 8 of the non-transfer type arc discharge type is used, it is not necessary to embed the counter electrode 10, and a plasma arc is generated between the rear electrode 8A and the front electrode 8C built in the plasma torch 8. It was

プラズマトーチ8にプラズマを発生させるためには、移
送式の場合は、プラズマシステム1の作動によって、電
源供給装置4から+極はケーブル17を通じてプラズマト
ーチ8に内蔵された後部電極8Aへ接続し、−極はケーブ
ル22を通じて対極10へ接続し、後部電極8Aと対極10との
間に電圧を印加して達成される。非移送式の場合は、+
極の接続は移送式と同様であるが、−極はケーブル18を
通じて前部電極8Cへ接続し、後部電極8Aと前部電極8Cと
の間に電圧を印加して達成される。
In order to generate plasma in the plasma torch 8, in the case of the transfer type, the positive electrode is connected from the power supply device 4 to the rear electrode 8A built in the plasma torch 8 through the cable 17 by the operation of the plasma system 1. The pole is connected to the counter electrode 10 through the cable 22 and is achieved by applying a voltage between the rear electrode 8A and the counter electrode 10. + For non-transfer type
The connection of the poles is similar to the transfer type, but the-pole is connected to the front electrode 8C through the cable 18 and is achieved by applying a voltage between the rear electrode 8A and the front electrode 8C.

プラズマシステム1は、主として、移送式又は非移送式
のプラズマアークトーチ8、電流が零にならずに安定し
て電流を供給できるように交流を直流に切り替えてその
直流をプラズマトーチ8に供給する電力供給装置4、プ
ラズマトーチ8によってプラズマアークを発生させ且つ
該プラズマアークを安定供給のための制御を行う制御装
置26、及び電極及びトーチ本体を冷却するための冷却水
供給装置27、及びプラズマ形成ガスとなる空気を供給す
るための空気供給装置28を有している。
The plasma system 1 is mainly a transfer type or non-transfer type plasma arc torch 8, which switches AC to DC and supplies the DC to the plasma torch 8 so that the current can be stably supplied without the current becoming zero. A power supply device 4, a control device 26 for generating a plasma arc by the plasma torch 8 and controlling for stable supply of the plasma arc, a cooling water supply device 27 for cooling the electrode and the torch body, and plasma formation. It has an air supply device 28 for supplying air to be gas.

更に、冷却水供給装置27における冷却水ポンプ29を稼動
し、冷却水を水タンク30から熱交換器38へ送り込み、該
熱交換器33において熱交換した後に、該熱交換器33から
マニホールド34、次いで冷却水パイプ19,20を通じてプ
ラズマトーチ8へ供給し、プラズマトーチ8及び炉蓋を
冷却する。
Furthermore, the cooling water pump 29 in the cooling water supply device 27 is operated, the cooling water is sent from the water tank 30 to the heat exchanger 38, and after heat exchange in the heat exchanger 33, the heat exchanger 33 to the manifold 34, Then, the plasma torch 8 is supplied through the cooling water pipes 19 and 20 to cool the plasma torch 8 and the furnace lid.

また、空気供給装置28のエアコンプレッサを稼動し、矢
印Aに示すように、圧縮空気をマニホールド34からプラ
ズマ形成空気パイプ21を通じてプラズマトーチ8に供給
する。
Further, the air compressor of the air supply device 28 is operated to supply compressed air from the manifold 34 to the plasma torch 8 through the plasma forming air pipe 21 as shown by an arrow A.

この発明による焼却灰の溶融処理方法は、上記の焼却灰
溶融装置を用いることによって達成される。この焼却灰
溶融装置において、焼却炉から発生した焼却灰或いは集
じん器から捕集された焼却灰は、灰ホッパ12に投入され
る。灰ホッパ12に投入された焼却灰は、シュート9を通
じて連続的或いは間欠的にプラズマアーク炉5に投入さ
れる。プラズマアークを放電させる所定の設定条件の下
で、プラズマトーチ8をプラズマアーク炉5内へ降下さ
せる。
The incineration ash melting treatment method according to the present invention is achieved by using the above-described incineration ash melting apparatus. In this incineration ash melting apparatus, the incineration ash generated from the incinerator or the incineration ash collected from the dust collector is put into the ash hopper 12. The incinerated ash put into the ash hopper 12 is continuously or intermittently put into the plasma arc furnace 5 through the chute 9. The plasma torch 8 is lowered into the plasma arc furnace 5 under a predetermined setting condition for discharging the plasma arc.

移送式にあっては、プラズマトーチ8を対極10に対して
所定の距離に設定すると共に、プラズマ形成ガスである
空気をプラズマトーチ8に供給した後、後部電極8Aとコ
リメータ8Bとの間に高エネルギーのパルスを与え、パイ
ロットアークを発生させる。次いで、プラズマトーチ8
を所定の高さまで上昇させ、メインアークが発生した
後、所定の電流(例えば、200〜300A)、所定の電圧
(例えば、400〜500V)を設定することにより、プラズ
マアークの熱エネルギーを被加熱物である焼却灰に輻射
或いは伝導によって与える。
In the transfer type, the plasma torch 8 is set at a predetermined distance from the counter electrode 10, and air, which is a plasma forming gas, is supplied to the plasma torch 8 and then a high voltage is applied between the rear electrode 8A and the collimator 8B. A pulse of energy is applied to generate a pilot arc. Next, plasma torch 8
To a predetermined height and after the main arc is generated, set a predetermined current (for example, 200-300A) and a predetermined voltage (for example, 400-500V) to heat the thermal energy of the plasma arc. It is given to the incineration ash that is a thing by radiation or conduction.

一方、非移送式の場合は、後部電極8Aと前部電極8Cとの
間にパルスを与えてパイロットアークを発生させる操作
以外は、移送式と同様な操作で焼却灰に熱エネルギーを
与える。即ち、プラズマアーク放電とプラズマ形成ガス
によってプラズマアークが発生し、該プラズマアークの
熱エネルギーにより酸化物、高溶融物質等を含んだ焼却
灰は溶融状態の溶融スラグ13となり、金属は溶融金属と
して、炉体の出湯口25より連続的或いは間欠的に流出
し、スラグとしてスラグ受け15へと外部へ取り出され
る。
On the other hand, in the case of the non-transfer type, thermal energy is applied to the incineration ash by the same operation as in the transfer type except for the operation of generating a pilot arc by applying a pulse between the rear electrode 8A and the front electrode 8C. That is, a plasma arc is generated by the plasma arc discharge and plasma forming gas, oxide by heat energy of the plasma arc, incineration ash containing a highly molten substance, etc. becomes a molten slag 13 in a molten state, the metal is a molten metal, It flows out continuously or intermittently from the tap hole 25 of the furnace body, and is taken out as slag to the slag receiver 15 to the outside.

また、焼却灰が溶融することによって発生する燃焼ガス
は、排ガス出口16から排ガスダクト23を通って、例え
ば、排ガス処理装置に送り込まれ、燃焼ガスは処理され
て煙突等から大気へ排気される。
Further, the combustion gas generated by melting the incineration ash is sent from the exhaust gas outlet 16 through the exhaust gas duct 23 to, for example, an exhaust gas processing device, and the combustion gas is processed and exhausted from the chimney or the like to the atmosphere.

この時、電流はPID制御とし、電圧は移送式のプラズマ
トーチ8の場合は、対電極間の距離とアークガス圧の変
動サイクルによって決定される。また、非移送式のプラ
ズマトーチの場合は、アークガス圧の変動サイクルによ
って決定されるものである。更に、非移送型のプラズマ
トーチを用いる場合には、該プラズマトーチに内蔵され
た+極と−極の電極間でプラズマアークを発生させ、そ
のアーク熱即ちプラズマエネルギーにより焼却灰を溶融
させる。
At this time, the current is PID controlled, and the voltage is determined by the distance between the counter electrodes and the variation cycle of the arc gas pressure in the case of the transfer type plasma torch 8. Further, in the case of the non-transfer type plasma torch, it is determined by the variation cycle of the arc gas pressure. Further, when a non-transfer type plasma torch is used, a plasma arc is generated between the positive electrode and the negative electrode of the plasma torch, and the incinerator ash is melted by the arc heat, that is, plasma energy.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明による焼却灰の溶融処理方法は、上記のように
構成されており、次のような効果を有する。即ち、この
発明は、焼却炉から排出される高融点物質を含む焼却灰
を溶融炉に投入し、該溶融炉に設けたプラズマトーチに
プラズマ形成ガスとして空気を用いてプラズマアークを
発生させ、該プラズマアークの熱エネルギーによって前
記焼却灰を溶融するので、従来の通常のアークの代わり
にプラズマアークを用いるため、持続的に安定した高温
が得られ、加熱部分が狭い範囲に集中でき、炉全体の温
度上昇は少なく、炉体表面からの熱損失が少なくて済
み、電力の変動がほとんどないので電源に及ぼす影響も
少ない。また、プラズマトーチの点火及び消火を瞬時に
操作でき、運転及び保守管理が容易である。
The method for melting incinerated ash according to the present invention is configured as described above and has the following effects. That is, the present invention puts incineration ash containing a high melting point substance discharged from an incinerator into a melting furnace, generates a plasma arc by using air as a plasma forming gas in a plasma torch provided in the melting furnace, Since the incineration ash is melted by the thermal energy of the plasma arc, the plasma arc is used instead of the conventional normal arc, so that a stable and stable high temperature can be obtained, the heated portion can be concentrated in a narrow range, and the entire furnace The temperature rise is small, the heat loss from the surface of the furnace is small, and there is almost no fluctuation in the electric power, so there is little effect on the power supply. Further, ignition and extinguishing of the plasma torch can be instantaneously operated, and operation and maintenance management are easy.

更に、プラズマ形成ガスとして空気を用いることによ
り、必要空気量は少なく、排ガス量が少ないため、溶融
炉を小型化でき、しかも、焼却灰中に残留している未燃
物(通常5%〜10%の有機物が残留している)も完全に
分解でき、オープンアーク炉のように、排ガス中にCO、
炭化水素、ダイオキシン等の有害な未燃ガスが含まれて
排気されることはなく、安全性に富んだ焼却灰の処理方
法を提供できる。
Furthermore, by using air as the plasma forming gas, the required air amount is small and the exhaust gas amount is small, so that the melting furnace can be downsized, and the unburned substances (usually 5% to 10%) remaining in the incinerated ash. % Of organic matter remains) can be completely decomposed, and CO,
It is possible to provide a highly safe method for treating incinerated ash that does not emit harmful unburned gas such as hydrocarbons and dioxins and is not discharged.

特に、この発明による焼却灰の溶融処理方法は、プラズ
マアークを使用しているので、高熱エネルギーを得るこ
とができ、土砂、陶器、金属等の高融点物質を含む焼却
灰を直接溶融炉に投入してそのままの状態で迅速に溶融
することができ、従来のバーナ方式、電気炉方式等のよ
うに、磁選機、振動コンベヤ等を用いて焼却灰から該高
融点物質を選別除去する必要がなく、作業工程が少なく
なるだけでなく設備そのものが簡素化し且つコンパクト
に構成することができる。
In particular, since the incineration ash melting treatment method according to the present invention uses plasma arc, it is possible to obtain high thermal energy, and the incineration ash containing high melting point substances such as earth and sand, pottery, and metal is directly charged into the melting furnace. Then, it can be quickly melted as it is, and unlike the conventional burner method, electric furnace method, etc., it is not necessary to selectively remove the high melting point substance from the incineration ash by using a magnetic separator, a vibration conveyor, etc. Not only can the number of working steps be reduced, but the equipment itself can be simplified and compact.

また、焼却灰中に含まれている重金属は通常揮発性の高
い塩化物の形態であるが、この発明では、プラズマ形成
ガスに空気を用いているため、該空気の強い酸化作用に
より揮発性の低い重金属酸化物に変化させることがで
き、そのため重金属の大部分は溶融スラグ中に溶融固定
され、排ガス中に揮散することはなく、更に、生成した
スラグからそれら重金属が溶出するような現象は発生し
ない。
Further, the heavy metal contained in the incinerated ash is usually in the form of chloride with high volatility, but in the present invention, since air is used as the plasma-forming gas, it is volatile due to the strong oxidizing action of the air. It can be converted to low heavy metal oxides, so most of the heavy metals are melted and fixed in the molten slag, do not volatilize in the exhaust gas, and the phenomenon that these heavy metals are eluted from the generated slag occurs. do not do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明による焼却灰の溶融処理方法を達成す
るための焼却灰溶融装置の一例を示す説明図、第2図は
第1図の焼却灰溶融装置に利用される移送式のプラズマ
トーチを説明する説明図、及び第3図は第1図の焼却灰
溶融装置に利用される非移送式のプラズマトーチを説明
する説明図である。 1……プラズマシステム、5……プラズマアーク炉、8
……プラズマトーチ、10……対極、13……溶融スラグ。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an incineration ash melting apparatus for achieving the incineration ash melting treatment method according to the present invention, and FIG. 2 is a transfer type plasma torch used in the incineration ash melting apparatus of FIG. FIG. 3 and FIG. 3 are explanatory views for explaining a non-transfer type plasma torch used in the incinerator ash melting apparatus of FIG. 1 ... Plasma system, 5 ... Plasma arc furnace, 8
...... Plasma torch, 10 …… counter electrode, 13 …… molten slag.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 俊郎 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イン フィルコ株式会社内 (72)発明者 宮村 彰 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−315820(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Amamiya 1-6-27 Konan, Minato-ku, Tokyo Within EBARA IN FILCO CORPORATION (72) Inventor Akira Miyamura 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Stock company Ebara Research Institute (56) References JP-A-63-315820 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焼却炉から排出される高融点物質を含む焼
却灰を溶融炉に投入して該焼却灰をプラズマアークによ
って溶融する焼却灰の溶融処理方法において、プラズマ
トーチを用いて焼却灰を溶融するに際し、プラズマ形成
ガスとして空気を用い、電力供給装置によって交流を直
流に切り換えてその直流をプラズマトーチに供給し、制
御装置によってガス圧を制御して変動サイクルとなるよ
うに運転し、前記プラズマアークを安定供給するように
制御したことを特徴とする焼却灰の溶融処理方法。
1. In a method for melting incineration ash discharged from an incinerator, the incinerator ash containing a high melting point substance is put into a melting furnace and the incinerator ash is melted by a plasma arc. When melting, air is used as a plasma forming gas, alternating current is switched to direct current by a power supply device, and the direct current is supplied to the plasma torch, and a gas pressure is controlled by a control device to operate in a fluctuating cycle. A method for melting and treating incineration ash, characterized by controlling so as to stably supply a plasma arc.
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