JPH07294143A - 粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉燃焼方法 - Google Patents
粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉燃焼方法Info
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- JPH07294143A JPH07294143A JP8863694A JP8863694A JPH07294143A JP H07294143 A JPH07294143 A JP H07294143A JP 8863694 A JP8863694 A JP 8863694A JP 8863694 A JP8863694 A JP 8863694A JP H07294143 A JPH07294143 A JP H07294143A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉
燃焼方法に関するものである。 【構成】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に於い
てＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設け、前
記炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部には前
記各傾斜炉床に向けて燃料ノズルを設け、前記炉底には
出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連
結したことを特徴とするものである。二ツの傾斜炉床を
交互に切換えて燃焼させ、予熱、燃焼、排気を効果的に
実行するものである。処理される材料自体が蓄熱体の役
割を成すため、余分な蓄熱体を利用する必要がなく簡単
に高温（１５００℃）の燃焼空気が得られる等種々の効
果がある。
燃焼方法に関するものである。 【構成】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に於い
てＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設け、前
記炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部には前
記各傾斜炉床に向けて燃料ノズルを設け、前記炉底には
出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連
結したことを特徴とするものである。二ツの傾斜炉床を
交互に切換えて燃焼させ、予熱、燃焼、排気を効果的に
実行するものである。処理される材料自体が蓄熱体の役
割を成すため、余分な蓄熱体を利用する必要がなく簡単
に高温（１５００℃）の燃焼空気が得られる等種々の効
果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粒状物質の溶融炉装置
及び溶融炉燃焼方法に関するものである。
及び溶融炉燃焼方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】ある程度の粒径を持つ硝子、水砕スラグ等
セラミックの細粒及び金属等のスクラップの等々溶融技
術は３つに大別される。 （１）燃焼式溶融炉 バーナの火炎により材料の表面から順次溶解していくも
ので、灰の溶融に使われる傾斜した炉床を持つ表面溶融
炉、非鉄金属用の反射炉やタワー式溶解炉、硝子向けの
タンク窯などがある。 （２）電気式溶融炉 鉄のスクラップを溶かすアーク炉を代表に、灰の溶融に
使われるプラズマ炉やマイクロ波炉などがある。 （３）コークスベッド方式 形状はタワー式溶解炉と似ているが、材料と燃料となる
コークスを混合してタワーに投入し、下部から高温の熱
風を吹き込み炉内で発熱し順次溶解する。高炉と同じ方
式である。
セラミックの細粒及び金属等のスクラップの等々溶融技
術は３つに大別される。 （１）燃焼式溶融炉 バーナの火炎により材料の表面から順次溶解していくも
ので、灰の溶融に使われる傾斜した炉床を持つ表面溶融
炉、非鉄金属用の反射炉やタワー式溶解炉、硝子向けの
タンク窯などがある。 （２）電気式溶融炉 鉄のスクラップを溶かすアーク炉を代表に、灰の溶融に
使われるプラズマ炉やマイクロ波炉などがある。 （３）コークスベッド方式 形状はタワー式溶解炉と似ているが、材料と燃料となる
コークスを混合してタワーに投入し、下部から高温の熱
風を吹き込み炉内で発熱し順次溶解する。高炉と同じ方
式である。
【０００３】
（１）燃焼式溶融炉 比較的融点の低いアルミ等の軽合金の溶解では、常温の
燃焼用空気を用いた通常の火炎温度で充分であるため、
タワー式の溶解炉などを使い排気ガスで材料予熱をしな
がら効率良く溶解する事が多い。しかし銅や鉄などの融
点の高い金属やセラミックを溶解するには、高い火炎温
度が必要となるため、どのタイプの炉を採用するにせよ
燃焼用の空気を予熱して利用しなくてはならない。また
排気保有熱の有効利用の観点からも空気予熱は不可欠の
要素となる。予熱空気を得るには主にレキュペレータ方
式と外部リジェネレイティブ方式の２方式があるがそれ
ぞれに短所がある。 レキュペレータ方式 排気ガスの保有熱を熱交換器にて燃焼空気の予熱に利用
するものであるが、設備が炉体の外部にあり、排気ガス
の回収途中にロスが発生しやすい事、設備が金属製であ
り高い排気温度が得られる場合にも温度を下げて使わな
ければならないこと、金属面を介した間接的な伝熱形態
であり熱交換効率自体が低いこと、などから高い温度の
予熱空気は得られない。一般には４００℃程度であり、
火炎温度もあまり上がらず、これによる省エネ率も２０
％程度である。灰の表面溶融炉や金属溶解用の反射炉が
これに当たる。 外部リジェネレイティブ方式 １対（または複数対）の蓄熱体を持つ炉形式において、
片方の蓄熱体を通った空気で燃料を燃焼させ、その排気
を反対の蓄熱体に導き保有熱を回収するもので、これを
繰り返す事により高い効率を維持できる。蓄熱燃焼と呼
ばれる。蓄熱体がセラミック製であるため炉体からの排
気を高い温度のまま直接回収でき、また蓄熱体表面によ
る直接的な熱交換であるため、相当高い予熱空気温度が
得られる利点がある。溶解炉の脇に蓄熱室を持つ硝子溶
解用のタンク窯やコンパクトなリジェネレイティブバー
ナを用いた炉が相当する。この方式は蓄熱体の高温耐久
性や対腐食性に問題があり、銅スクラップの溶解や腐食
成分の多い廃棄物やセラミックの溶解には不向きであ
る。また材料を予熱するという要素はなく、徹底した廃
熱回収とはいえない。上記両方式共に火炎からの輻
射伝熱を主体とした表面溶融であるため、火炎温度の上
昇を招き、一般にＮＯxは高くなる傾向にある。 （２）電気式溶融炉 この方式は簡単に高温が得られ鉄の成分も溶解が可能な
上、大量の排気ガスを発生することがないという利点が
ある。しかし電極の供給装置や給電装置など設備に相当
のコストが掛かる上に、消耗する黒鉛電極のコストが非
常に高い。また操業に関わる電力コストも高く、処理に
関わるトータルコストは燃焼式に比べ高い。消費電力の
時間変化も激しい事から、商用にしろ自家発にしろ、バ
ッファ要素の無い電力の供給体制との適合性も問題とな
る。 （３）コークスベッド方式 当方式は高炉の応用であるが、燃料のコークスを燃焼さ
せるために下部から高温の熱風（１０００℃以上）を吹
き込む必要があり、そのための大掛かりな熱風発生装置
が必要となる。このタイプはＣＯなど未燃分や有害物質
も多量に発生し、操作も難しい。また将来のコークスの
供給状況にも問題が残る。
燃焼用空気を用いた通常の火炎温度で充分であるため、
タワー式の溶解炉などを使い排気ガスで材料予熱をしな
がら効率良く溶解する事が多い。しかし銅や鉄などの融
点の高い金属やセラミックを溶解するには、高い火炎温
度が必要となるため、どのタイプの炉を採用するにせよ
燃焼用の空気を予熱して利用しなくてはならない。また
排気保有熱の有効利用の観点からも空気予熱は不可欠の
要素となる。予熱空気を得るには主にレキュペレータ方
式と外部リジェネレイティブ方式の２方式があるがそれ
ぞれに短所がある。 レキュペレータ方式 排気ガスの保有熱を熱交換器にて燃焼空気の予熱に利用
するものであるが、設備が炉体の外部にあり、排気ガス
の回収途中にロスが発生しやすい事、設備が金属製であ
り高い排気温度が得られる場合にも温度を下げて使わな
ければならないこと、金属面を介した間接的な伝熱形態
であり熱交換効率自体が低いこと、などから高い温度の
予熱空気は得られない。一般には４００℃程度であり、
火炎温度もあまり上がらず、これによる省エネ率も２０
％程度である。灰の表面溶融炉や金属溶解用の反射炉が
これに当たる。 外部リジェネレイティブ方式 １対（または複数対）の蓄熱体を持つ炉形式において、
片方の蓄熱体を通った空気で燃料を燃焼させ、その排気
を反対の蓄熱体に導き保有熱を回収するもので、これを
繰り返す事により高い効率を維持できる。蓄熱燃焼と呼
ばれる。蓄熱体がセラミック製であるため炉体からの排
気を高い温度のまま直接回収でき、また蓄熱体表面によ
る直接的な熱交換であるため、相当高い予熱空気温度が
得られる利点がある。溶解炉の脇に蓄熱室を持つ硝子溶
解用のタンク窯やコンパクトなリジェネレイティブバー
ナを用いた炉が相当する。この方式は蓄熱体の高温耐久
性や対腐食性に問題があり、銅スクラップの溶解や腐食
成分の多い廃棄物やセラミックの溶解には不向きであ
る。また材料を予熱するという要素はなく、徹底した廃
熱回収とはいえない。上記両方式共に火炎からの輻
射伝熱を主体とした表面溶融であるため、火炎温度の上
昇を招き、一般にＮＯxは高くなる傾向にある。 （２）電気式溶融炉 この方式は簡単に高温が得られ鉄の成分も溶解が可能な
上、大量の排気ガスを発生することがないという利点が
ある。しかし電極の供給装置や給電装置など設備に相当
のコストが掛かる上に、消耗する黒鉛電極のコストが非
常に高い。また操業に関わる電力コストも高く、処理に
関わるトータルコストは燃焼式に比べ高い。消費電力の
時間変化も激しい事から、商用にしろ自家発にしろ、バ
ッファ要素の無い電力の供給体制との適合性も問題とな
る。 （３）コークスベッド方式 当方式は高炉の応用であるが、燃料のコークスを燃焼さ
せるために下部から高温の熱風（１０００℃以上）を吹
き込む必要があり、そのための大掛かりな熱風発生装置
が必要となる。このタイプはＣＯなど未燃分や有害物質
も多量に発生し、操作も難しい。また将来のコークスの
供給状況にも問題が残る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、前記炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部
には前記各傾斜炉床に向けて燃料ノズルを設け、前記炉
底には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気
部と連結したことを特徴とする装置を提供するものであ
る。
に、本発明は、二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、前記炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部
には前記各傾斜炉床に向けて燃料ノズルを設け、前記炉
底には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気
部と連結したことを特徴とする装置を提供するものであ
る。
【０００５】また、本発明は、二つの傾斜炉床を有する
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の
天井壁又は側壁に燃料ノズルを設け、前記炉底には出湯
口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連結し
たことを特徴とする装置を提供するものである。
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の
天井壁又は側壁に燃料ノズルを設け、前記炉底には出湯
口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連結し
たことを特徴とする装置を提供するものである。
【０００６】また、本発明は、二つの傾斜炉床を有する
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの
傾斜炉床間の炉底上部には燃料ノズルを設け、前記炉底
には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部
と連結したことを特徴とする装置を提供するものであ
る。
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの
傾斜炉床間の炉底上部には燃料ノズルを設け、前記炉底
には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部
と連結したことを特徴とする装置を提供するものであ
る。
【０００７】また、本発明は、傾斜炉床は、階段状の主
炉床とその上部のやや平坦な予備炉床からなることを特
徴とする装置を提供するものである。
炉床とその上部のやや平坦な予備炉床からなることを特
徴とする装置を提供するものである。
【０００８】また、本発明は、予備炉床には、材料を炉
内方向に押し出すプッシャ−を装置したことを特徴とす
る装置を提供するものである。
内方向に押し出すプッシャ−を装置したことを特徴とす
る装置を提供するものである。
【０００９】また、本発明は、二ツの材料投入部は、一
ツのホッパを介して連結すると共に二ツの給排気部は、
一ツの空気導入口及び一ツの排気口とバルブを介して連
結したことを特徴とする装置を提供するものである。。
ツのホッパを介して連結すると共に二ツの給排気部は、
一ツの空気導入口及び一ツの排気口とバルブを介して連
結したことを特徴とする装置を提供するものである。。
【００１０】また、本発明は、燃料ノズルは、空気ノズ
ルを備えたバーナ兼用ノズルとしたことを特徴とする装
置を提供するものである。
ルを備えたバーナ兼用ノズルとしたことを特徴とする装
置を提供するものである。
【００１１】また、本発明は、二つの傾斜炉床を有する
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り
室の上部には各傾斜炉床に向けてバ−ナ兼用ノズルを設
け、前記炉底には出湯口を設けると共に前記各材料投入
部は給排気部と連結し、スタート時には、前記バーナ兼
用ノズルから燃料と空気を噴出させ、前記炉床が高温領
域に達した後、前記一ツのバーナ兼用ノズルのみから一
つの炉内に燃料を噴出させると共に他の炉内には、その
上部の給排気部から燃焼用空気を導入して、前記燃料が
導入されている炉内側に導いて混合燃焼させ、排気は、
その材料充填塔内の材料を予熱しながら、その上部に設
けられた給排気部を介して排出させ、給気と排気及び燃
料の噴出を、二つの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換
えて実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供す
るものである。
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り
室の上部には各傾斜炉床に向けてバ−ナ兼用ノズルを設
け、前記炉底には出湯口を設けると共に前記各材料投入
部は給排気部と連結し、スタート時には、前記バーナ兼
用ノズルから燃料と空気を噴出させ、前記炉床が高温領
域に達した後、前記一ツのバーナ兼用ノズルのみから一
つの炉内に燃料を噴出させると共に他の炉内には、その
上部の給排気部から燃焼用空気を導入して、前記燃料が
導入されている炉内側に導いて混合燃焼させ、排気は、
その材料充填塔内の材料を予熱しながら、その上部に設
けられた給排気部を介して排出させ、給気と排気及び燃
料の噴出を、二つの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換
えて実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供す
るものである。
【００１２】また、本発明は、二つの傾斜炉床を有する
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の
天井壁又は側壁にバ−ナ兼用ノズルを設け、前記炉底に
は出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と
連結し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズルから燃
料と空気を導入させ、前記炉床が高温領域に達した後、
前記一ツのバーナ兼用ノズルのみから一つの炉内に燃料
を噴出させると共にその同一炉内には炉頂から空気を噴
出させて、前記炉内で混合燃焼させ、排気は他の炉内の
材料を予熱しながその上部にある給排気部を介して排出
させ、燃焼は、二ツの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切
換えて実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供
するものである。
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の
天井壁又は側壁にバ−ナ兼用ノズルを設け、前記炉底に
は出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と
連結し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズルから燃
料と空気を導入させ、前記炉床が高温領域に達した後、
前記一ツのバーナ兼用ノズルのみから一つの炉内に燃料
を噴出させると共にその同一炉内には炉頂から空気を噴
出させて、前記炉内で混合燃焼させ、排気は他の炉内の
材料を予熱しながその上部にある給排気部を介して排出
させ、燃焼は、二ツの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切
換えて実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供
するものである。
【００１３】また、本発明は、二つの傾斜炉床を有する
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの
傾斜炉床間の炉底上部にはバ−ナ兼用ノズルを設け、前
記炉底には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給
排気部と連結し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズ
ルから燃料と空気を導入させ、前記炉床が高温領域に達
した後、前記バーナ兼用ノズルのみから炉内に燃料を噴
出させると共に一つの炉内には炉頂から空気を噴出させ
て、他の炉内で混合燃焼させ、排気はその炉内の材料を
予熱しながその上部にある給排気部を介して排出させ、
燃焼は、二ツの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換えて
実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供するも
のである。
炉体を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材
料投入部を設け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの
傾斜炉床間の炉底上部にはバ−ナ兼用ノズルを設け、前
記炉底には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給
排気部と連結し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズ
ルから燃料と空気を導入させ、前記炉床が高温領域に達
した後、前記バーナ兼用ノズルのみから炉内に燃料を噴
出させると共に一つの炉内には炉頂から空気を噴出させ
て、他の炉内で混合燃焼させ、排気はその炉内の材料を
予熱しながその上部にある給排気部を介して排出させ、
燃焼は、二ツの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換えて
実行することを特徴とする溶融炉燃焼方法を提供するも
のである。
【００１４】
【作用】二ツの傾斜炉床を交互に切換えて燃焼させ、予
熱、燃焼、排気を効果的に実行するものである。
熱、燃焼、排気を効果的に実行するものである。
【００１５】
【実施例】符号１は傾斜炉床２を有する炉体であって、
この炉体１を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂
３には材料投入部４を設け、炉底５には湯溜り室６を設
け、その湯溜り室６の上部には前記各傾斜炉床２に向け
た燃料ノズル７を設ける。前記炉底５には出湯口８を設
けると共に炉頂３に設けた前記各材料投入部４は、給排
気部９と連結する。燃料ノズル７は、図３及び図４に示
すように、材料充填塔１の天井壁又は側壁に取付けても
よいし、また、図５で示す如く、二つの傾斜炉床２の間
の炉底５の上部に一つ設置して共用させてもよい。ま
た、前記傾斜炉床２は、階段状の主炉床１０とその上部
に設けたやや平坦な予備炉床１１によって構成される。
前記傾斜炉床２の傾斜角度は、材料の流動性に応じた安
息角が好ましい。前記予備炉床１１には、材料１７を傾
斜炉床２方向に押し出すプッシャ−１８を装置する。前
記二ツの材料投入部４は、一ツのホッパ１２を介して連
結すると共に前記二ツの給排気部９は、一ツの排気口１
３及び空気導入口１４と切換弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4を介
して接続する構成とする。更に、前記燃料ノズル７は、
破線で示す空気ノズル１５を備えたバーナ兼用ノズル１
６でもよい。更に、本発明は、前記した構成に於いて、
図１及び図２の場合は、スタート時には、前記バーナ兼
用ノズル１６を使用して燃焼させ、炉底５が高温に、例
えば７５０℃以上となった時点で、炉内Ｂ側のみに燃料
を供給し、他の炉内Ａ側の炉頂３から導入された予熱空
気と炉内Ｂ側で混合燃焼させ、排気は、炉内Ｂ側の材料
を予熱しつつ、給排気部９を介して排気する。かかる燃
焼を、空気と燃料の導入を交互に切換えて燃焼させるも
のである。更に、図３及び図４の場合は、燃料ノズル７
又はバ−ナ兼用ノズル１６を、炉体１の天井又は側壁に
装置してあり、炉内Ａ側で燃料を炉内Ａ導入すると同時
に、燃焼用空気を炉内Ａの炉頂３の給排気部９から炉内
Ａに導入して、炉内Ａで混合燃焼させ、燃焼ガスを他の
炉内Ｂ側に導き、炉内Ｂの材料１７を予熱しながら給排
気部９介して排出する。かかる燃焼を、二つの材料充填
塔１を交互に切換えて燃焼を実行するものである。更
に、図５の場合には、二つの傾斜炉床２の間の炉底５の
上部に、一つの燃料ノズル７又はバ−ナ兼用ノズル１６
を設置して、傾斜炉床２に交互に導入される燃焼用空気
に対応して、燃焼させることができる。
この炉体１を炉底側に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂
３には材料投入部４を設け、炉底５には湯溜り室６を設
け、その湯溜り室６の上部には前記各傾斜炉床２に向け
た燃料ノズル７を設ける。前記炉底５には出湯口８を設
けると共に炉頂３に設けた前記各材料投入部４は、給排
気部９と連結する。燃料ノズル７は、図３及び図４に示
すように、材料充填塔１の天井壁又は側壁に取付けても
よいし、また、図５で示す如く、二つの傾斜炉床２の間
の炉底５の上部に一つ設置して共用させてもよい。ま
た、前記傾斜炉床２は、階段状の主炉床１０とその上部
に設けたやや平坦な予備炉床１１によって構成される。
前記傾斜炉床２の傾斜角度は、材料の流動性に応じた安
息角が好ましい。前記予備炉床１１には、材料１７を傾
斜炉床２方向に押し出すプッシャ−１８を装置する。前
記二ツの材料投入部４は、一ツのホッパ１２を介して連
結すると共に前記二ツの給排気部９は、一ツの排気口１
３及び空気導入口１４と切換弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4を介
して接続する構成とする。更に、前記燃料ノズル７は、
破線で示す空気ノズル１５を備えたバーナ兼用ノズル１
６でもよい。更に、本発明は、前記した構成に於いて、
図１及び図２の場合は、スタート時には、前記バーナ兼
用ノズル１６を使用して燃焼させ、炉底５が高温に、例
えば７５０℃以上となった時点で、炉内Ｂ側のみに燃料
を供給し、他の炉内Ａ側の炉頂３から導入された予熱空
気と炉内Ｂ側で混合燃焼させ、排気は、炉内Ｂ側の材料
を予熱しつつ、給排気部９を介して排気する。かかる燃
焼を、空気と燃料の導入を交互に切換えて燃焼させるも
のである。更に、図３及び図４の場合は、燃料ノズル７
又はバ−ナ兼用ノズル１６を、炉体１の天井又は側壁に
装置してあり、炉内Ａ側で燃料を炉内Ａ導入すると同時
に、燃焼用空気を炉内Ａの炉頂３の給排気部９から炉内
Ａに導入して、炉内Ａで混合燃焼させ、燃焼ガスを他の
炉内Ｂ側に導き、炉内Ｂの材料１７を予熱しながら給排
気部９介して排出する。かかる燃焼を、二つの材料充填
塔１を交互に切換えて燃焼を実行するものである。更
に、図５の場合には、二つの傾斜炉床２の間の炉底５の
上部に、一つの燃料ノズル７又はバ−ナ兼用ノズル１６
を設置して、傾斜炉床２に交互に導入される燃焼用空気
に対応して、燃焼させることができる。
【００１６】まず、図１及び図２に於いて、材料投入部
４から各材料充填塔１に材料１７が均等に投入される。
スタート時には、例えば、前記バーナ兼用ノズル１６を
使用する。即ち空気ノズル１５から燃焼用空気を導入す
ると共に、燃料ノズル７からは燃料を炉内Ａに導入す
る。この時は、他からは空気を導入せず、二つの炉頂３
若しくは、一方の炉頂３から排気するのみとなる。バー
ナ兼用ノズル１６に於いて燃焼が開始し、炉床２が高温
状態、例えば、７５０℃以上となった時、空気ノズル１
５からの空気の導入を停止し、バーナ兼用ノズル１６か
らは、燃料のみを炉内Ｂに導入し、燃焼用空気は、その
炉頂３から、即ち、空気導入口１４及び給排気部９を経
て、炉内Ａに導入される。即ち、図中炉内Ａ側に空気を
導入する際には、図中矢印で示す給気排気の流れを達成
するために、切換弁Ｖ1、Ｖ4を開とし、切換弁Ｖ2、Ｖ3
を閉として燃焼用空気を導入する。燃焼用空気は下降し
つつ予熱されながら底部２に至り、更に、炉内Ａに導入
されて、バーナ兼用ノズル１６から導入される燃料ガス
と混合しながらＢ側で燃焼する。排気は、炉内Ｂを経て
材料１７を加熱して排気口１３から排気されるが、排気
される前に、材料１７の充填層を上昇しながら炉内Ｂ中
の材料１７を加熱する。しかして、材料１７は、高温に
さらされて溶融して溶湯となる。溶湯は適宜出湯口８か
ら出湯される。かかる際、傾斜炉床２は、階段状に構成
された主炉床１０によって、熱交換面積が大きくなり、
効果的に材料１７を過熱することができる。また、やや
平坦上の予備炉床１１によって材料１７を炉内に於いて
充填状態とすることができ、効果的な予熱を実行するこ
とができる。材料１７は、プッシャ−１８によって、適
宜、炉内に押し込むことができる。定時間後、以上とは
反対に、切換弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3及びＶ4を切換えて、炉内
Ａに燃料を噴出し、炉内Ｂには空気を導入して燃焼を行
わせ、かかる燃焼を、例えば、１０数秒から数１０分間
隔で切換える。図３及び図４の場合には、燃料の噴出す
る、例えば、炉内Ａと空気の噴出する炉内Ａが同一であ
るから、燃焼は、同一炉内Ａに於いて行われ、排気は他
の炉内Ｂの材料１７を予熱しながらその炉頂３の給排気
部９を介して排出されることになる。更に、図５の場合
には、バーナ兼用ノズル１６は、二つの傾斜炉床２の間
の炉底５の上部に一つ設置して、二つの傾斜炉床２に対
して共用するように構成したため、燃料は、炉内に常時
導入しておき、燃焼用空気のみを交互に炉内Ａ、Ｂに導
入して交互燃焼させるものである。その他は、前記した
と同様である。以上に際して、材料は、空気や排気ガス
が通過できるよう、ある程度の粒径を持つセラミックス
や水砕スラグ、金属スクラップ、また粉体若しくは有機
バインダ等で固めたペレット状としたもの等が適当であ
る。また、前記したように、出湯口８から出湯される
と、材料の充填が下がるため、材料投入部７からは、ホ
ッパ−１２を介して、その高さが均等になるよう、逐次
材料１７が投入される。
４から各材料充填塔１に材料１７が均等に投入される。
スタート時には、例えば、前記バーナ兼用ノズル１６を
使用する。即ち空気ノズル１５から燃焼用空気を導入す
ると共に、燃料ノズル７からは燃料を炉内Ａに導入す
る。この時は、他からは空気を導入せず、二つの炉頂３
若しくは、一方の炉頂３から排気するのみとなる。バー
ナ兼用ノズル１６に於いて燃焼が開始し、炉床２が高温
状態、例えば、７５０℃以上となった時、空気ノズル１
５からの空気の導入を停止し、バーナ兼用ノズル１６か
らは、燃料のみを炉内Ｂに導入し、燃焼用空気は、その
炉頂３から、即ち、空気導入口１４及び給排気部９を経
て、炉内Ａに導入される。即ち、図中炉内Ａ側に空気を
導入する際には、図中矢印で示す給気排気の流れを達成
するために、切換弁Ｖ1、Ｖ4を開とし、切換弁Ｖ2、Ｖ3
を閉として燃焼用空気を導入する。燃焼用空気は下降し
つつ予熱されながら底部２に至り、更に、炉内Ａに導入
されて、バーナ兼用ノズル１６から導入される燃料ガス
と混合しながらＢ側で燃焼する。排気は、炉内Ｂを経て
材料１７を加熱して排気口１３から排気されるが、排気
される前に、材料１７の充填層を上昇しながら炉内Ｂ中
の材料１７を加熱する。しかして、材料１７は、高温に
さらされて溶融して溶湯となる。溶湯は適宜出湯口８か
ら出湯される。かかる際、傾斜炉床２は、階段状に構成
された主炉床１０によって、熱交換面積が大きくなり、
効果的に材料１７を過熱することができる。また、やや
平坦上の予備炉床１１によって材料１７を炉内に於いて
充填状態とすることができ、効果的な予熱を実行するこ
とができる。材料１７は、プッシャ−１８によって、適
宜、炉内に押し込むことができる。定時間後、以上とは
反対に、切換弁Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3及びＶ4を切換えて、炉内
Ａに燃料を噴出し、炉内Ｂには空気を導入して燃焼を行
わせ、かかる燃焼を、例えば、１０数秒から数１０分間
隔で切換える。図３及び図４の場合には、燃料の噴出す
る、例えば、炉内Ａと空気の噴出する炉内Ａが同一であ
るから、燃焼は、同一炉内Ａに於いて行われ、排気は他
の炉内Ｂの材料１７を予熱しながらその炉頂３の給排気
部９を介して排出されることになる。更に、図５の場合
には、バーナ兼用ノズル１６は、二つの傾斜炉床２の間
の炉底５の上部に一つ設置して、二つの傾斜炉床２に対
して共用するように構成したため、燃料は、炉内に常時
導入しておき、燃焼用空気のみを交互に炉内Ａ、Ｂに導
入して交互燃焼させるものである。その他は、前記した
と同様である。以上に際して、材料は、空気や排気ガス
が通過できるよう、ある程度の粒径を持つセラミックス
や水砕スラグ、金属スクラップ、また粉体若しくは有機
バインダ等で固めたペレット状としたもの等が適当であ
る。また、前記したように、出湯口８から出湯される
と、材料の充填が下がるため、材料投入部７からは、ホ
ッパ−１２を介して、その高さが均等になるよう、逐次
材料１７が投入される。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上の通りであるので、次の
要旨効果がある。 （１）処理される材料自体が蓄熱体の役割を成すため、
余分な蓄熱体を利用する必要がなく簡単に高温（１５０
０℃）の燃焼空気が得られる。また蓄熱体が材料である
ことから、それへの腐食の心配もなくなる（対セルフリ
ジェネレイティブ方式）。このため、メンテの掛からな
い最も高効率な運転が可能となる。もちろん外部に熱交
換器（対レキュペレータ方式）や熱風発生装置（対コー
クスベッド方式）は不要となる。 （２）材料が下部から溶融する度に、常温の材料を随時
上部から供給することで材料の高さを調節しながら、排
気ガスの持つ顕熱を効率的に回収、場合に因っては１０
０℃程度まで排気温度を下げる事ができる（材料予
熱）。 （３）揮発性の不純物は排気ガスと共に運ばれるが、材
料との熱交換の過程で排気ガス温度が下がるため、充填
塔のある位置に集中的に堆積する（充填塔の内部には高
さに応じて安定した温度勾配がある。成分により固化温
度が決まるため、その求める成分が判明すれば堆積位置
も決まる。堆積量は操業時間の経過と共に濃縮され増え
て行くため、この位置に予めメンテゾーンを設けて置き
定期的に材料充填層を清掃または一部材料（蓄熱体）を
交換することで、大気を汚染する重金属等の有害物質を
成分別に事前に回収することができる。これにより後流
側の排気ガス処理設備の負荷が軽減される（フィルタリ
ング効果）。また、同様の原理で粉体をベレット状とす
るための有機バインダ−等も、一定期間の使用の後に、
上部低温部に濃縮するため、これを定期的に回収すれ
ば、粉体でペレットをつくる際の原料として、繰返し使
用することができる（バインダ−リサイクル効果）。
（４）溶融溜まりで材料は完全に溶融されるため、出湯
する溶湯の品質が均一となる。 （５）連結部では高温空気の流れに燃料を吹き込む形を
取るが、この方式では混合がある時間をかけて行われる
ため、火炎温度の過度の上昇が避けられ、その結果ＮＯ
xの発生も抑えられる。 （６）通常Ｂ側の加熱には、Ａ側から供給される高温空
気にＢ側のバーナ（または燃料ノズル）から供給される
燃料を混合して用いる場合と、同じＡ側のバ−ナから供
給される燃料を混合して用いる場合と２通りあるが、こ
こに両側のバーナ（同）から燃料の一部を供給すること
により燃料２段効果が得られ、ＮＯxの更なる低減が可
能となる。 （７）予備炉床や材料投入部等は、材料の蓄熱により、
排気温度が急激に下がり、且つ炉内の輻射も材料により
遮られるため、炉体の保持が良好となる。
要旨効果がある。 （１）処理される材料自体が蓄熱体の役割を成すため、
余分な蓄熱体を利用する必要がなく簡単に高温（１５０
０℃）の燃焼空気が得られる。また蓄熱体が材料である
ことから、それへの腐食の心配もなくなる（対セルフリ
ジェネレイティブ方式）。このため、メンテの掛からな
い最も高効率な運転が可能となる。もちろん外部に熱交
換器（対レキュペレータ方式）や熱風発生装置（対コー
クスベッド方式）は不要となる。 （２）材料が下部から溶融する度に、常温の材料を随時
上部から供給することで材料の高さを調節しながら、排
気ガスの持つ顕熱を効率的に回収、場合に因っては１０
０℃程度まで排気温度を下げる事ができる（材料予
熱）。 （３）揮発性の不純物は排気ガスと共に運ばれるが、材
料との熱交換の過程で排気ガス温度が下がるため、充填
塔のある位置に集中的に堆積する（充填塔の内部には高
さに応じて安定した温度勾配がある。成分により固化温
度が決まるため、その求める成分が判明すれば堆積位置
も決まる。堆積量は操業時間の経過と共に濃縮され増え
て行くため、この位置に予めメンテゾーンを設けて置き
定期的に材料充填層を清掃または一部材料（蓄熱体）を
交換することで、大気を汚染する重金属等の有害物質を
成分別に事前に回収することができる。これにより後流
側の排気ガス処理設備の負荷が軽減される（フィルタリ
ング効果）。また、同様の原理で粉体をベレット状とす
るための有機バインダ−等も、一定期間の使用の後に、
上部低温部に濃縮するため、これを定期的に回収すれ
ば、粉体でペレットをつくる際の原料として、繰返し使
用することができる（バインダ−リサイクル効果）。
（４）溶融溜まりで材料は完全に溶融されるため、出湯
する溶湯の品質が均一となる。 （５）連結部では高温空気の流れに燃料を吹き込む形を
取るが、この方式では混合がある時間をかけて行われる
ため、火炎温度の過度の上昇が避けられ、その結果ＮＯ
xの発生も抑えられる。 （６）通常Ｂ側の加熱には、Ａ側から供給される高温空
気にＢ側のバーナ（または燃料ノズル）から供給される
燃料を混合して用いる場合と、同じＡ側のバ−ナから供
給される燃料を混合して用いる場合と２通りあるが、こ
こに両側のバーナ（同）から燃料の一部を供給すること
により燃料２段効果が得られ、ＮＯxの更なる低減が可
能となる。 （７）予備炉床や材料投入部等は、材料の蓄熱により、
排気温度が急激に下がり、且つ炉内の輻射も材料により
遮られるため、炉体の保持が良好となる。
【図１】本発明の平面的断面説明図である。
【図２】図１の縦断的説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の平面的断面説明図であ
る。
る。
【図４】図３の縦断的説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の平面的断面説明図であ
る。
る。
【図６】図５の縦断的説明図である。
１ 炉体 ２ 傾斜炉床 ３ 炉頂 ４ 材料投入部 ５ 炉底 ６ 湯溜り室 ７ 燃料ノズル ８ 出湯口 ９ 給排気部 １０ 主炉床 １１ 予備炉床 １２ ホッパ １３ 排気口 １４ 空気導入口 １５ 空気ノズル １６ バ−ナ兼用ノズル １７ 材料 １８ プッシャ− １９ メンテゾ−ン Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4 切換弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｄ 13/00 Ｆ 7727−4Ｋ
Claims (10)
- 【請求項１】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、前記炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部
には前記各傾斜炉床に向けて燃料ノズルを設け、前記炉
底には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気
部と連結したことを特徴とする粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項２】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の天井壁又は側
壁に燃料ノズルを設け、前記炉底には出湯口を設けると
共に前記各材料投入部は給排気部と連結したことを特徴
とする粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項３】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの傾斜炉床間の
炉底上部には燃料ノズルを設け、前記炉底には出湯口を
設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連結したこ
とを特徴とする粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項４】 傾斜炉床は、階段状の主炉床とその上部
のやや平坦な予備炉床からなることを特徴とする請求項
１、２及び３記載の粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項５】 予備炉床には、材料を炉内方向に押し出
すプッシャ−を装置したことを特徴とする請求項１、２
及び３記載の粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項６】二ツの材料投入部は、一ツのホッパを介し
て連結すると共に二ツの給排気部は、一ツの空気導入口
及び一ツの排気口とバルブを介して連結したことを特徴
とする請求項１、２及び３記載の粒状物質の溶融炉装
置。 - 【請求項７】 燃料ノズルは、空気ノズルを備えたバー
ナ兼用ノズルとしたことを特徴とする請求項１、２及び
３記載の粒状物質の溶融炉装置。 - 【請求項８】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、炉底には湯溜り室を設け、その湯溜り室の上部には
各傾斜炉床に向けてバ−ナ兼用ノズルを設け、前記炉底
には出湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部
と連結し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズルから
燃料と空気を噴出させ、前記炉床が高温領域に達した
後、前記一ツのバーナ兼用ノズルのみから一つの炉内に
燃料を噴出させると共に他の炉内には、その上部の給排
気部から燃焼用空気を導入して、前記燃料が導入されて
いる炉内側に導いて混合燃焼させ、排気は、その材料充
填塔内の材料を予熱しながら、その上部に設けられた給
排気部を介して排出させ、給気と排気及び燃料の噴出
を、二つの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換えて実行
することを特徴とする粒状物質の溶融炉燃焼方法。 - 【請求項９】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側に
於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、炉底には湯溜り室を設け、前記炉体の天井壁又は側
壁にバ−ナ兼用ノズルを設け、前記炉底には出湯口を設
けると共に前記各材料投入部は給排気部と連結し、スタ
ート時には、前記バーナ兼用ノズルから燃料と空気を導
入させ、前記炉床が高温領域に達した後、前記一ツのバ
ーナ兼用ノズルのみから一つの炉内に燃料を噴出させる
と共にその同一炉内には炉頂から空気を噴出させて、前
記炉内で混合燃焼させ、排気は他の炉内の材料を予熱し
ながその上部にある給排気部を介して排出させ、燃焼
は、二ツの傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換えて実行
することを特徴とする粒状物質の溶融炉燃焼方法。 - 【請求項１０】 二つの傾斜炉床を有する炉体を炉底側
に於いてＵ字型に一体構成し、炉頂には材料投入部を設
け、炉底には湯溜り室を設け、前記二つの傾斜炉床間の
炉底上部にはバ−ナ兼用ノズルを設け、前記炉底には出
湯口を設けると共に前記各材料投入部は給排気部と連結
し、スタート時には、前記バーナ兼用ノズルから燃料と
空気を導入させ、前記炉床が高温領域に達した後、前記
バーナ兼用ノズルのみから炉内に燃料を噴出させると共
に一つの炉内には炉頂から空気を噴出させて、他の炉内
で混合燃焼させ、排気はその炉内の材料を予熱しながそ
の上部にある給排気部を介して排出させ、燃焼は、二ツ
の傾斜炉床を定時間毎に、交互に切換えて実行すること
を特徴とする粒状物質の溶融炉燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08863694A JP3305491B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08863694A JP3305491B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294143A true JPH07294143A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3305491B2 JP3305491B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=13948308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08863694A Expired - Fee Related JP3305491B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 粒状物質の溶融炉装置及び溶融炉燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3305491B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163290A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Ihi Corp | ガラス溶融炉 |
-
1994
- 1994-04-26 JP JP08863694A patent/JP3305491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163290A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Ihi Corp | ガラス溶融炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3305491B2 (ja) | 2002-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |