JPH07234082A

JPH07234082A - 集じん灰溶融炉用排気ガスシステム

Info

Publication number: JPH07234082A
Application number: JP1374195A
Authority: JP
Inventors: Amon Hansu; アモンハンス; Baruku Yurugen; バルクユルゲン; Pufuishiyutaa Marukusu; プフィシュターマルクス
Original assignee: ABB Gadelius KK
Current assignee: Alstom KK
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1995-09-05
Also published as: DE59510167D1; EP0666327B1; EP0666327A1; DE4403432A1; US5489085A

Abstract

(57)【要約】【構成】集じん灰溶融炉では、炉内部（９）に発生す
る排気ガスは、炉頂部又は側面の排気ガスパイプ（５）
を通り外部に排出される。排気ガスパイプ内に冷い冷却
空気の送入によって排気ガスを急激に冷却する冷却器が
設けられている。排気ガスパイプ内の堆積物防止のた
め、冷却器は、直接炉壁（１）に接続している排気ガス
パイプ部分内に配置されており、かつ冷却器の冷却およ
び冷却器の後の下流にある排気ガスパイプ（５）部分の
冷却のための手段が設けられている。【効果】保守が不要で、技術的に簡単であり、経済的
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融炉、詳細には耐火
性材料で作られた炉壁を含む集じん灰溶融炉に関し、そ
の炉壁は、炉頂部あるいは側面に断熱材を備えていて、
それが炉内部に生じた排気ガスを排気ガスパイプを通り
外部に排出している、その場合に、排気ガスパイプ内
に、冷たい冷却空気の送入によって排気ガスを冷却する
ための冷却器が設けられている。

【０００２】この部類の排気ガスシステムは、ＣＨ−８
０４８チューリッヒ市、ＡＢＢＷ＋Ｅ環境技術社の社
報「デグロア（ＤＥＧＬＯＲ）法による残留物熱処理」
に、日付なしで記載されている。

【０００３】

【従来の技術】ＤＥＧＬＯＲ法では（ＤＥＧＬＯＲは、
ＡＢＢガデリウス（株）の登録商標である）集じん灰お
よびボイラーの灰は、電気加熱溶融炉で約１３００℃の
温度で処理される。残留物は溶融し、そして気密なサイ
フォンを経て炉から取出されて、それから冷却される。
その場合に、無害なガラス状の残留物を生ずる。溶融プ
ロセス中に、ほとんどの重金属化合物は蒸発する。ダイ
オキシンまたはフランのような有機質の有害物質は熱破
壊される。非蒸発性の高沸点金属化合物は鉛クリスタル
ガラス内の鉛と同様に、ガラスマトリクスに結合され
る。炉の後に接続されたファンが、炉からの蒸発した成
分を吸引するようになっている。

【０００４】この排気ガスは、炉出口において、急激に
約１５０℃〜２００℃に冷却される。したがってダイオ
キシンの新たな形成は阻止される。さらに、排気ガス内
にまだ含まれている重金属化合物は、凝縮するかまた
は、昇華しない。これ等の重金属化合物は次に集じん装
置内でガス流により分離され、別々に処理される。凝縮
しないガス成分（ＣＯ₂、ＳＯ₂、ＨＣｌ等）は冷却空
気と共に、ごみ焼却炉の火室内に、または煙ガス浄化設
備内に戻される。

【０００５】今では、そのような設備は、溶融炉からの
出口と、冷却空気が吹き込まれる（冷却器）場所との間
の領域の排気ガスパイプの定期的掃除なしでは運転でき
なかった。また冷却器自体においても、凝縮物によって
生じた堆積物を形成する。これ等の堆積物の除去は時間
がかかり、かつかなりの費用によってのみ自動化できる
（スイス特許第６７７７３９号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ほと
んど保守のいらない、技術的に簡単、かつ経済的に実現
できる溶融炉用排気ガスシステムを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、断熱材２を備えている耐火性材料で作られた炉壁
１を含み、その炉頂部あるいは側面が、炉内９で生じた
排気ガスを炉頂部の排気ガスパイプ５を通り外部へ排出
する、その場合に、排気ガスパイプ内に、冷い冷却空気
の送入によって排気ガスを急激に冷却するための冷却器
が設けられている、溶融炉、詳細には集じん灰溶融炉用
排気ガスシステムにおいて、冷却器２０が、直接炉壁１
に接続している排気ガスパイプ部分に配置されており、
かつ冷却器の冷却および冷却器の後の下流にある排気ガ
スパイプ部分の冷却のための手段が設けられていること
を特徴とする排気ガスシステムにより解決される。本発
明の一つの実施態様では、冷却器は実質的に炉壁に対し
て垂直に延びている排気ガスパイプ部分内に配置されて
いて、かつ冷却器の冷却および冷却器の後の下流にある
排気ガスパイプ部分の冷却のための手段が設けられてい
る。

【０００８】本発明の利点は、特に、実際に、すべての
重金属および塩化物が、炉から出るとき、冷却器の内部
でただちに凝縮されることにある。したがって水平な、
または十分に傾斜していない排気ダクトの部分に堆積ま
たは完全な閉塞を生ずる、部分的に流体の凝縮物を形成
しない。

【０００９】高温ガスが冷い冷却空気と相互作用をする
冷却器−正確には冷却場所の配置の場合、一般的に２つ
の実施形態が可能である。１つの形態では、冷却器は、
出来る限り深く炉内部スペース内に設置される。他の形
態では、冷却器は、直接炉壁に接続されて、実際に炉壁
の構造の改造を必要としないか、あるいは、冷却器は多
少深く炉の断熱材内に挿入される。したがって、いかな
る場合にも（この第２の形態の）炉壁内部と冷却器との
間の距離を橋渡しするため、セラミック材料で作られた
パイプ部片が設けられる。

【００１０】冷却器における排気ガスシステムをとくに
水平面に対して、垂直に配置するとパイプ内側に流動性
の凝縮物が形成されても、それを自動的に重力作用によ
り炉内に戻すことができる。流動性の凝縮物のこの戻り
は、第２の形態の場合、排気ガスパイプが冷却器まで十
分高温に保持されるときのみ保証される。というのは、
さもなくば、大きすぎる冷却によって生じた固形の堆積
物またはスケールを形成するからである。

【００１１】本発明の実施例並びにそれによって達成可
能な利点を以下に図面によって詳述する。

【００１２】

【実施例】図１、図２および図３による集じん灰用溶融
炉は、耐火性材料の炉壁１を含み、その炉壁は全面を本
例の場合、多層の断熱材２によって囲まれている。炉壁
３の領域に円形の開口４が設けられており、この開口４
は、炉壁１および断熱材２を貫通し、かつその場合に外
側へ、好ましくは階段状に広がっている。

【００１３】この開口４内に、４つの同軸のパイプ５、
６、７および８より成る構造体、以下に冷却器と呼ぶ、
が差し込まれている。この構造体は内部排気ガスパイプ
５を含み、これは炉内部スペースの方に先細になってお
り、かつ排気ガス流に対してそこにデイフューザーを形
成している。排気ガスパイプ５は第１のパイプ６から第
１のリングスペース１０により隔てられている。第１の
パイプ６は、第２のパイプ７により同軸に囲まれてい
る。双方のパイプ６と７との間の第２のリングスペース
は１１で示されている。第２のパイプ７もまた、同軸に
第３のパイプ８によって囲まれており、双方のパイプ７
と８との間には第３のリングスペース１２が形成されて
いる。第３のパイプ８は、炉壁１と断熱材２との間の分
離部の高さに、リングフランジ１４を備えており、これ
は、高耐熱性材料のリングパッキング１５を中間に挿入
して炉壁１上に接している。第２のパイプ７と第３のパ
イプ８との間に第１のスペーサー要素１６が設けられて
いる。第２のスペーサー要素１７が排気ガスパイプ５と
第１のパイプ６との間の同軸性を確保している。

【００１４】第２のパイプ６は、端においてリング蓋１
８により部分的に閉じられており、その場合に、排気ガ
スパイプ５の炉側端部のほぼ外径に相当する直径を有す
る円形の通過面１９が開けられている。このリング蓋１
９と５の上記のパイプ端との間にリング間隙２０が残さ
れており、これが本来の冷却場所である。また第３のパ
イプ８の炉側端部も、リング蓋２１で部分的に閉じられ
ており、このリング蓋２１は、リング蓋１８の通過面に
相当する通過面２２を開けている。短いパイプ部片２３
が、リング蓋１８および２１の双方の自由端を接続して
いる。第２のパイプ７の炉側端部２４は、内方に曲げら
れ、そして上記のパイプ部片２３のリング間隙２５の近
くにまで達している。このようにして、第２のリングス
ペース１１と第３のリングスペース１２との間の、冷却
水の流れに必要な自由な接続ができ上る。しかし乍ら、
双方のリングスペース１１および１２は、炉内部９、第
１のリングスペース１０および排気ガスパイプ５の内部
に対して閉じられている。

【００１５】図１に関連した図４から明らかなように、
（冷い）冷却空気は、新鮮な空気パイプ２６を経て、第
１のリングスペース１０に供給される。この空気は第１
のリングスペース１０を通り、冷却場所（リング間隙２
０）まで流れ、そこでこの空気は、炉内部からの高温排
気ガス流と混合し、そしてこの高温ガスを急激に冷却す
る。排気ガスパイプ５の炉側端部におけるとがった入口
端がその場合に、追加の乱流を生じ、その効果を促進す
る。流れの方向にデイフューザーのように拡がった排気
ガスパイプ５の炉側端部部分と共に、冷却器の領域に形
成される金属蒸気の昇華物は、パイプ内側に固着しな
い。排気ガスおよび冷却空気の供給は、濾過段階２７の
後のファンによって行なわれる。いつでも十分な新鮮な
空気が冷却場所に供給できるように、新鮮な空気パイプ
２６内に圧力上昇のためのブロワー２８を設けるのが有
利である。このブロワーが冷却場所における流速を高
め、この領域に強力な乱流を発生し、それによって冷却
作用を高める。

【００１６】排気ガス温度、したがってまた昇華効率
は、冷却場所（リング間隙２０）を通り流れる新鮮な空
気量の他に、リング間隙２０の間隙幅（図３）によって
影響を受ける。これをそれぞれの条件に適合させるた
め、排気ガスパイプ５を第１のパイプ６に対して垂直に
移動可能に形成するのが有利である。この目的のため
に、支柱２９と支持アーム３０、３１とから成る冷却器
の保持器を、排気ガスパイプ５の支持アーム３１が、他
のパイプ６、７、８の支持アームに対して垂直に調整可
能であるように形成できる。他の可能性（方法）は、排
気ガスパイプ５をパイプ６および７から離して、かつま
た新鮮な空気パイプ２６から離して固定することが考え
られる。この目的のために、排気ガスパイプ５が、支持
アーム３１の高さにおいて、移動可能に第１の支持フラ
ンジ３２によって囲まれ、その支持フランジ３２が新鮮
な空気パイプ２６に固定接続され、かつ支持アーム３１
に固定される。排気ガスパイプ５は、第１の支持フラン
ジ３２の上方にある第２の支持フランジ３３に接続され
ている。同時にまた支持アーム３１への第１の支持フラ
ンジ３２の固定にも役立つことができる調整ねじ３４お
よび／または（図示しないスペーサーディスク）によっ
て、双方のフランジ３２と３３との間の間隔ａ、したが
ってまた冷却場所（リング間隙２０）における間隙幅ｗ
を調整できる。

【００１７】炉内スペース９内を支配している温度が１
３００℃以上のとき、金属から成っている冷却器の構造
部分は極めて高い応力を受ける。この理由から、この構
造部分を冷却することが不可欠である。これは、本発明
によれば、パイプ６、７または７と８間のリングスペー
ス１１および１２を通る冷却水の通過によって行なわれ
る。リングスペース１２への冷却水の供給は、リングス
ペース１２に接続している第１のリング状の貯蔵室につ
ながっている入口接続管３５を経て行なわれる。冷却水
は、このリングスペース１１を下方に冷却場所（リング
間隙２０）まで流れ、そこで偏向されて、リングスペー
ス１２内を流れ、第２のリング形状の貯蔵室３７に達
し、出口接続管３８を経てこの貯蔵室３７から出て行
く。

【００１８】この冷却水は一方では、断熱材２および炉
壁１から放射され熱に対して冷却器の金属構造部分の過
大な熱応力を防止する。リング間隙２０までの冷却水の
供給によって、その場合にまた本来の冷却場所も最適に
冷却される。リングスペース１１内に戻る冷却水が、リ
ングスペース１０の外部境界面を形成しているパイプ６
を冷却する。それによってリングスペース１０を通り流
れる冷却空気の過大な加熱も防止される。したがってこ
のようにして排気ガスパイプ５の内側への堆積が避けら
れる。

【００１９】炉内部からのガスおよび蒸気の出口におけ
る本来の冷却場所配置には、炉頂領域の炉構造の改造を
必要とする。本発明による冷却器はしかし、図５に明示
されているように、現存の溶解炉設備に追加装備でき
る。そのような炉は、ほとんどの場合、炉壁１および断
熱材２を貫通する耐熱性のセラミックでできたパイプ３
９を有している。冷却器は、セラミックパイプ３９と心
合せして、断熱材２の外被上に載置される。その場合
に、シーリングのための保護リング４０が設けられる。
またこの実施例では図４の実施例と同様に、支柱２９と
２つの支持アーム３０、３１とから成る支持構造体が設
けられており、図１または図４と同様、リング間隙２０
の間隙幅変更のための手段が設けられている。

【００２０】本発明は図面に示された実施例に勿論限定
されない。したがって、冷却器はより深く断熱材２内に
挿入できる。たとえば、炉壁１と断熱材２との間の分離
面の高さに置くことができる。また冷却器は、−場所の
関係で止めざるを得なければ−炉の側方、限定的な場合
に、水平に延びるように配置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、冷却器および直接それに接続している
排気ガスパイプ部分の長手方向断面を示している。

【図２】図２は、図１のＡＡ線に沿った図１による排気
ガスパイプおよび冷却器の部分拡大横断面を示してい
る。

【図３】図３は、冷却場所の領域の図１の拡大断面を示
している。

【図４】図４は、集じん灰溶融炉および排気ガスシステ
ムの非常に簡単化した横断面を示しており、この場合、
冷却器は直接炉内部スペースに配置されている。

【図５】図５は、集じん灰溶融炉および排気ガスシステ
ムの非常に簡単化した横断面を示している。この場合、
冷却器は直接、炉壁の外装に配置されている。

【符号の説明】

（１）炉壁（２）断熱材（３）炉壁部（４）排気ガス開口（５）排気ガスパイプ（６）第１のパイプ（７）第２のパイプ（８）第３のパイプ（９）炉内部スペース（１０）第１のリングスペース（１１）第２のリングスペース（１２）第３のリングスペース（１３）１と２との分離位置（１４）リングフランジ（１５）リングパッキング（１６）第１のスペーサー要素（１７）第２のスペーサー要素（１８）リング蓋（１９）１８の通過面（２０）リング間隙（冷却場所）（２１）リング蓋（２２）２１の通過面（２３）短いパイプ部片（２４）７の炉側端（２５）７と２３との間のリング間隙（２６）新鮮な空気パイプ（２７）フィルター（２８）ファン（２９）支柱（３０、３１）支持アーム（３２、３３）支持フランジ（３４）ねじボルト（調整ねじ）（３５）入口接続管（３６、３７）貯蔵室（３８）出口接続管（３９）セラミックパイプ（４０）保護リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断熱材（２）を備えている耐火性材料で
作られた炉壁（１）を含み、その炉頂部あるいは側面
が、炉内（９）で生じた排気ガスを炉頂部の排気ガスパ
イプ（５）を通り外部へ排出する、その場合に、排気ガ
スパイプ内に、冷い冷却空気の送入によって排気ガスを
急激に冷却するための冷却器が設けられている、溶融
炉、詳細には集じん灰溶融炉用排気ガスシステムにおい
て、冷却器（２０）が、直接炉壁（１）に接続している排気
ガスパイプ部分に配置されており、かつ冷却器の冷却お
よび冷却器の後の下流にある排気ガスパイプ部分の冷却
のための手段が設けられていることを特徴とする排気ガ
スシステム。
【請求項２】冷却器が中央の排気ガスパイプ（５）を
含み、それが、３つのリングスペース（１０、１１、１
２）をあけて、第１のパイプ（６）、第２のパイプ
（７）、および第３のパイプ（８）によって囲まれてお
り、その場合に、排気ガスパイプ（５）と第１のパイプ
（６）とその間の第１のリングスペース（１０）を通り
冷い冷却空気が送られ、そして双方の他のリングスペー
ス（１１、１２）を通り、冷却流体が通過可能である請
求項１に記載の排気ガスシステム。
【請求項３】第１のリングスペース（１０）がその炉
側端部において、好ましくは、その間隙幅（ｗ）を調整
可能なリング間隙（２０）を経て排気ガスパイプ（５）
の内部スペースに連絡している請求項２に記載の排気ガ
スシステム。
【請求項４】第２のリングスペース（１１）および第
３のリングスペース（１２）がリング間隙（２０）の近
くにまで達しており、そしてそこで互に自由に連絡して
いる請求項３に記載の排気ガスシステム。
【請求項５】間隙幅（ｗ）の調整のため、排気ガスパ
イプ（５）が他のパイプ（６、７、８）に対して、パイ
プの長手方向に移動可能に形成されている請求項３に記
載の排気ガスシステム。
【請求項６】排気ガスパイプ（５）が、他のパイプ
（６、７、８）と一緒に、少くとも部分的に炉壁の断熱
材（２）内に挿入され、好ましくは炉壁（１）の内壁近
くまで達している請求項２〜５のいづれか１つの項に記
載の排気ガスシステム。
【請求項７】排気ガスパイプ（５）が排気ガスの流れ
の方向に、デイフューザー状に広がっている請求項２〜
６のいづれか１つの項に記載の排気ガスシステム。
【請求項８】冷却空気の乱流のための手段が設けられ
ている請求項２〜７のいづれか１つの項に記載の排気ガ
スシステム。
【請求項９】排気ガスパイプ（５）が炉頂部に垂直に
設けられている請求項２〜８のいづれか１つの項に記載
の排気ガスシステム。