JPH08189619A - ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法 - Google Patents
ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法Info
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- JPH08189619A JPH08189619A JP7003491A JP349195A JPH08189619A JP H08189619 A JPH08189619 A JP H08189619A JP 7003491 A JP7003491 A JP 7003491A JP 349195 A JP349195 A JP 349195A JP H08189619 A JPH08189619 A JP H08189619A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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- Air Supply (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 重金属の飛散をなくし、溶融炉の形状を複雑
にすることなく、熱効率を向上させることができるごみ
焼却灰の溶融炉および溶融方法を提供する。 【構成】 ごみ焼却灰６６を溶融してスラグとして回収
するごみ焼却炉４６において、ごみ焼却灰６６の加熱溶
融源としてラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器４４、４５を設ける。またごみ焼却灰６６を溶融炉４
６に導入し、加熱溶融してスラグとして回収するごみ焼
却灰の溶融方法において、溶融炉４６の加熱源としてラ
ジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼器４４、４５
を用い、該ラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器４４、４５の加熱部であるラジアントチューブ６４、
６５を焼却灰堆積層内に配置し、焼却灰６６が溶融する
溶融部６８の上部に溶融前の焼却灰からなる堆積層６７
を形成しながら加熱溶融する。
にすることなく、熱効率を向上させることができるごみ
焼却灰の溶融炉および溶融方法を提供する。 【構成】 ごみ焼却灰６６を溶融してスラグとして回収
するごみ焼却炉４６において、ごみ焼却灰６６の加熱溶
融源としてラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器４４、４５を設ける。またごみ焼却灰６６を溶融炉４
６に導入し、加熱溶融してスラグとして回収するごみ焼
却灰の溶融方法において、溶融炉４６の加熱源としてラ
ジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼器４４、４５
を用い、該ラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器４４、４５の加熱部であるラジアントチューブ６４、
６５を焼却灰堆積層内に配置し、焼却灰６６が溶融する
溶融部６８の上部に溶融前の焼却灰からなる堆積層６７
を形成しながら加熱溶融する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却灰の溶融炉お
よび溶融方法に係り、特に重金属を系外に飛散させるこ
となく、しかも効率よく焼却灰を溶融することができる
ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法に関する。
よび溶融方法に係り、特に重金属を系外に飛散させるこ
となく、しかも効率よく焼却灰を溶融することができる
ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物をはじめとするご
みの発生量は、近年増加の一途を辿っており、様々な問
題が発生している。なかでも、ごみを焼却処理した際に
発生する焼却灰には、埋め立て地の減少や重金属の溶出
等の問題があり、焼却灰の減容とともに重金属の固定化
が今日の重要な課題となっている。
みの発生量は、近年増加の一途を辿っており、様々な問
題が発生している。なかでも、ごみを焼却処理した際に
発生する焼却灰には、埋め立て地の減少や重金属の溶出
等の問題があり、焼却灰の減容とともに重金属の固定化
が今日の重要な課題となっている。
【０００３】ごみを焼却した焼却灰を加熱溶融してスラ
グとして回収する、ごみ焼却灰の溶融炉としては、例え
ば燃焼溶融炉、電気溶融炉、プラズマ溶融炉等が知られ
ている。これらの灰溶融炉のうち、燃焼溶融炉は、灰を
溶融するための高温火炎を形成する必要があるために、
使用できる燃料が限られるという問題がある。また、焼
却灰自体の熱伝導率が低いのでこれを改善するために、
溶融炉の形状を工夫し、複雑なものとしなければならな
かった。さらに燃焼溶融炉は、焼却灰を高温火炎で加熱
してその表面から溶融させるものであるために、焼却灰
に含まれる重金属蒸気が、燃焼排ガスに伴って系外に流
出するという問題があった。一方、電気溶融炉およびプ
ラズマ溶融炉は、熱効率が悪くて消費エネルギが過大と
なり、大量の焼却灰を処理するためには実用性に欠ける
という問題があった。
グとして回収する、ごみ焼却灰の溶融炉としては、例え
ば燃焼溶融炉、電気溶融炉、プラズマ溶融炉等が知られ
ている。これらの灰溶融炉のうち、燃焼溶融炉は、灰を
溶融するための高温火炎を形成する必要があるために、
使用できる燃料が限られるという問題がある。また、焼
却灰自体の熱伝導率が低いのでこれを改善するために、
溶融炉の形状を工夫し、複雑なものとしなければならな
かった。さらに燃焼溶融炉は、焼却灰を高温火炎で加熱
してその表面から溶融させるものであるために、焼却灰
に含まれる重金属蒸気が、燃焼排ガスに伴って系外に流
出するという問題があった。一方、電気溶融炉およびプ
ラズマ溶融炉は、熱効率が悪くて消費エネルギが過大と
なり、大量の焼却灰を処理するためには実用性に欠ける
という問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、重金属の系外への飛散をな
くし、溶融炉の形状を複雑にすることなく、しかも熱効
率を著しく向上させることができるごみ焼却灰の溶融炉
および溶融方法を提供することにある。
従来技術の問題点を解決し、重金属の系外への飛散をな
くし、溶融炉の形状を複雑にすることなく、しかも熱効
率を著しく向上させることができるごみ焼却灰の溶融炉
および溶融方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）ごみ焼却灰を加熱溶融してスラグとして回収する
ごみ焼却灰の溶融炉において、前記焼却灰の加熱溶融の
熱源としてラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器を用いることを特徴とするごみ焼却灰の溶融炉。 （２）ごみ焼却灰を溶融炉に導入し、加熱溶融してスラ
グとして回収するごみ焼却灰の溶融方法において、前記
溶融炉の加熱源としてラジアントチューブ型高速切替式
蓄熱型燃焼器を用い、該ラジアントチューブ型高速切替
式蓄熱型燃焼器の加熱部を焼却灰堆積層内に配置し、焼
却灰が溶融する溶融部の上部に溶融前の焼却灰からなる
未溶融層を形成しながら加熱溶融することを特徴とする
ごみ焼却灰の溶融方法。
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）ごみ焼却灰を加熱溶融してスラグとして回収する
ごみ焼却灰の溶融炉において、前記焼却灰の加熱溶融の
熱源としてラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器を用いることを特徴とするごみ焼却灰の溶融炉。 （２）ごみ焼却灰を溶融炉に導入し、加熱溶融してスラ
グとして回収するごみ焼却灰の溶融方法において、前記
溶融炉の加熱源としてラジアントチューブ型高速切替式
蓄熱型燃焼器を用い、該ラジアントチューブ型高速切替
式蓄熱型燃焼器の加熱部を焼却灰堆積層内に配置し、焼
却灰が溶融する溶融部の上部に溶融前の焼却灰からなる
未溶融層を形成しながら加熱溶融することを特徴とする
ごみ焼却灰の溶融方法。
【０００６】
【作用】ごみ焼却灰溶融炉の加熱源としてラジアントチ
ューブ型高速切替式蓄熱型燃焼器（以下、ＨＲＳ−Ｒ／
Ｔということがある）を設けたことにより、通常の気
体、液体燃料を用いても焼却灰の融点以上の高温燃焼ガ
スによる間接加熱を行うことができるので、従来、被溶
融灰をその表面からしか加熱溶融できなかった燃焼溶融
炉において、灰の堆積層内部での加熱が可能となる。従
って、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔの加熱部であるラジアントチュー
ブをごみ焼却灰充填層内に配置して加熱することによ
り、灰が溶融する溶融部の上部に未溶融焼却灰からなる
未溶融層を形成しつつ焼却灰を溶融することができるの
で、灰の溶融によって発生する、例えば鉛、クロム等の
重金属蒸気は前記未溶融層で冷却され、固体として捕集
される。未溶融層で捕集された重金属は溶融操作の進行
に連れて順次未溶融層から溶融部に流下する被溶融焼却
灰に伴って溶融部に移動し、再び加熱されて蒸気化し、
再度上部の未溶融層に向かって上昇し、ここで再び捕集
される。このように焼却灰に含まれる重金属は溶融炉内
に形成される焼却灰の溶融部と未溶融層との間を循環す
るが蒸気の形で炉外に排出されることはなく、いずれ溶
融スラグと共に炉外に排出され、冷却されて固形スラグ
に閉じ込められた状態で回収される。
ューブ型高速切替式蓄熱型燃焼器（以下、ＨＲＳ−Ｒ／
Ｔということがある）を設けたことにより、通常の気
体、液体燃料を用いても焼却灰の融点以上の高温燃焼ガ
スによる間接加熱を行うことができるので、従来、被溶
融灰をその表面からしか加熱溶融できなかった燃焼溶融
炉において、灰の堆積層内部での加熱が可能となる。従
って、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔの加熱部であるラジアントチュー
ブをごみ焼却灰充填層内に配置して加熱することによ
り、灰が溶融する溶融部の上部に未溶融焼却灰からなる
未溶融層を形成しつつ焼却灰を溶融することができるの
で、灰の溶融によって発生する、例えば鉛、クロム等の
重金属蒸気は前記未溶融層で冷却され、固体として捕集
される。未溶融層で捕集された重金属は溶融操作の進行
に連れて順次未溶融層から溶融部に流下する被溶融焼却
灰に伴って溶融部に移動し、再び加熱されて蒸気化し、
再度上部の未溶融層に向かって上昇し、ここで再び捕集
される。このように焼却灰に含まれる重金属は溶融炉内
に形成される焼却灰の溶融部と未溶融層との間を循環す
るが蒸気の形で炉外に排出されることはなく、いずれ溶
融スラグと共に炉外に排出され、冷却されて固形スラグ
に閉じ込められた状態で回収される。
【０００７】本発明において、ラジアントチューブ型の
高速切替式蓄熱型燃焼器（サイクリックバーナ：High R
egenerative System）とは、高速切替式燃焼器と蓄熱型
熱交換器を組み合わせたＨＲＳ燃焼方式をラジアントチ
ューブ加熱システムに適用したもので、例えばラジアン
トチューブの両端にそれぞれ蓄熱器および燃焼バーナを
備えて加熱装置を有し、一系統のバーナを燃焼させたと
きの燃焼排ガスを他系統の蓄熱器に流通して燃焼排ガス
が有する熱量を回収して蓄積し、他系統のバーナを燃焼
させたときは、その燃焼排ガスを前記一系統の蓄熱器に
流通してその熱量を回収して蓄積し、これを順次繰り返
すとこにより燃焼中のバーナの燃焼排ガスが有する熱量
を燃焼停止中の加熱装置の蓄熱器に蓄えて次に燃焼する
際の燃焼用空気の加熱源とする燃焼器であって、このよ
うな切替燃焼によって均一に加熱されたラジアントチュ
ーブによって、該ラジアントチューブと接触する被加熱
体、例えば被溶融灰を加熱溶融するものである。
高速切替式蓄熱型燃焼器（サイクリックバーナ：High R
egenerative System）とは、高速切替式燃焼器と蓄熱型
熱交換器を組み合わせたＨＲＳ燃焼方式をラジアントチ
ューブ加熱システムに適用したもので、例えばラジアン
トチューブの両端にそれぞれ蓄熱器および燃焼バーナを
備えて加熱装置を有し、一系統のバーナを燃焼させたと
きの燃焼排ガスを他系統の蓄熱器に流通して燃焼排ガス
が有する熱量を回収して蓄積し、他系統のバーナを燃焼
させたときは、その燃焼排ガスを前記一系統の蓄熱器に
流通してその熱量を回収して蓄積し、これを順次繰り返
すとこにより燃焼中のバーナの燃焼排ガスが有する熱量
を燃焼停止中の加熱装置の蓄熱器に蓄えて次に燃焼する
際の燃焼用空気の加熱源とする燃焼器であって、このよ
うな切替燃焼によって均一に加熱されたラジアントチュ
ーブによって、該ラジアントチューブと接触する被加熱
体、例えば被溶融灰を加熱溶融するものである。
【０００８】図１は、本発明に用いられる代表的なＨＲ
Ｓ−Ｒ／Ｔの説明図である。このＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、ラ
ジアントチューブ１と、該ラジアントチューブ１の一方
端に設けられた、蓄熱器２および燃焼バーナ４を有する
第１系統の加熱装置６と、他方端に設けられた、蓄熱器
３および燃焼バーナ５を有する第２系統の加熱装置７
と、第１系統の加熱装置６および第２系統の加熱装置７
に燃焼用空気１２を供給する空気配管８と、該空気配管
８の端部に設けられた四方バルブ９と、該四方バルブ９
と前記第１系統の加熱装置６および第２系統の加熱装置
７とをそれぞれ連結する連結管１０および１１とから主
として構成されている。
Ｓ−Ｒ／Ｔの説明図である。このＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、ラ
ジアントチューブ１と、該ラジアントチューブ１の一方
端に設けられた、蓄熱器２および燃焼バーナ４を有する
第１系統の加熱装置６と、他方端に設けられた、蓄熱器
３および燃焼バーナ５を有する第２系統の加熱装置７
と、第１系統の加熱装置６および第２系統の加熱装置７
に燃焼用空気１２を供給する空気配管８と、該空気配管
８の端部に設けられた四方バルブ９と、該四方バルブ９
と前記第１系統の加熱装置６および第２系統の加熱装置
７とをそれぞれ連結する連結管１０および１１とから主
として構成されている。
【０００９】このような構成において、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ
による被加熱体の加熱は次のように行われる。すなわち
ラジアントチューブ１の一方端に設けられた第１系統の
加熱装置６の燃焼バーナ４に供給された燃料１３、例え
ば高炉ガスは、空気配管８、四方バルブ９および連結管
１０を経て流入し、蓄熱器２で所定温度に加熱された燃
焼用空気１２と混合して燃焼し、燃焼火炎を生じてラジ
アントチューブ１を加熱する。このとき発生する、例え
ば１０００℃の燃焼排ガス１４は、ラジアントチューブ
１の他方端に配置された休止中の燃焼装置７に流入し、
蓄熱器３に熱を与えて、例えば１５０℃の低温排ガスと
なって連結管１１、四方バルブ９を経て系外に排出され
る。一方、第２系統の加熱装置７の燃焼バーナ５が稼動
するときは、前記四方バルブ９が切り替えられ、燃焼バ
ーナ５に供給された燃料１３は、空気配管８、四方バル
ブ９および連結管１１を経て第２系統の加熱装置７に流
入し、前記第１系統の加熱装置の燃焼によって熱量を蓄
積した蓄熱器３で所定温度、例えば８００℃まで加熱さ
れた燃焼用空気１２と混合して燃焼し、燃焼火炎で前記
ラジアントチューブ１を加熱する。燃焼排ガス１４はラ
ジアントチューブ１内を第１加熱装置６に向かって流
れ、加熱装置６の蓄熱器２を加熱した後、連結管１０、
四方バルブ９を経て系外に排出される。以下、所定のイ
ンターバル、例えば２０〜３０秒間隔で第１系統の加熱
装置６と第２系統の加熱装置７との燃焼が切り替えられ
る。このようにしてラジアントチューブ１が加熱され、
該ラジアントチューブの表面に接触する被加熱物、例え
ば焼却灰が所定温度に加熱されて溶融する。
による被加熱体の加熱は次のように行われる。すなわち
ラジアントチューブ１の一方端に設けられた第１系統の
加熱装置６の燃焼バーナ４に供給された燃料１３、例え
ば高炉ガスは、空気配管８、四方バルブ９および連結管
１０を経て流入し、蓄熱器２で所定温度に加熱された燃
焼用空気１２と混合して燃焼し、燃焼火炎を生じてラジ
アントチューブ１を加熱する。このとき発生する、例え
ば１０００℃の燃焼排ガス１４は、ラジアントチューブ
１の他方端に配置された休止中の燃焼装置７に流入し、
蓄熱器３に熱を与えて、例えば１５０℃の低温排ガスと
なって連結管１１、四方バルブ９を経て系外に排出され
る。一方、第２系統の加熱装置７の燃焼バーナ５が稼動
するときは、前記四方バルブ９が切り替えられ、燃焼バ
ーナ５に供給された燃料１３は、空気配管８、四方バル
ブ９および連結管１１を経て第２系統の加熱装置７に流
入し、前記第１系統の加熱装置の燃焼によって熱量を蓄
積した蓄熱器３で所定温度、例えば８００℃まで加熱さ
れた燃焼用空気１２と混合して燃焼し、燃焼火炎で前記
ラジアントチューブ１を加熱する。燃焼排ガス１４はラ
ジアントチューブ１内を第１加熱装置６に向かって流
れ、加熱装置６の蓄熱器２を加熱した後、連結管１０、
四方バルブ９を経て系外に排出される。以下、所定のイ
ンターバル、例えば２０〜３０秒間隔で第１系統の加熱
装置６と第２系統の加熱装置７との燃焼が切り替えられ
る。このようにしてラジアントチューブ１が加熱され、
該ラジアントチューブの表面に接触する被加熱物、例え
ば焼却灰が所定温度に加熱されて溶融する。
【００１０】ＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、排ガスと燃焼用空気の
流れが短い周期、例えば６０秒以内で切替えられるの
で、従来不可避とされていた伝熱管表面に生じる高温部
と低温部を相互に打ち消すことができる。従って、ラジ
アントチューブ表面温度差は、例えば２０℃以内に抑え
られるので被加熱物に対し、温度むらのない均一な加熱
源となる。このように一様な温度を有する加熱源は、非
加熱物表面に直交する方向に熱流束が形成され、しかも
最も高い状態に維持されるので、効率的な加熱が可能で
ある。
流れが短い周期、例えば６０秒以内で切替えられるの
で、従来不可避とされていた伝熱管表面に生じる高温部
と低温部を相互に打ち消すことができる。従って、ラジ
アントチューブ表面温度差は、例えば２０℃以内に抑え
られるので被加熱物に対し、温度むらのない均一な加熱
源となる。このように一様な温度を有する加熱源は、非
加熱物表面に直交する方向に熱流束が形成され、しかも
最も高い状態に維持されるので、効率的な加熱が可能で
ある。
【００１１】図２は、本発明に適用される別のＨＲＳ−
Ｒ／Ｔの説明図、図３は、図２の一部拡大断面図であ
る。このＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、シングルチューブ型のもの
で、一端が閉塞したラジアントチューブ２１の他方端で
ある開放端に第１系統および第２系統の加熱装置２６お
よび２７を並設したものである。第１系統の加熱装置２
６の燃焼バーナ２４に供給された燃料３３は、空気配管
２８、四方バルブ２９および連結管３０を経て流入し、
ハニカム蓄熱体２２で所定温度に加熱された燃焼用空気
３２と混合して燃焼し、燃焼火炎を生じてラジアントチ
ューブ２１を加熱する。このとき発生する燃焼排ガス３
４は、ラジアントチューブ２１の側壁に沿って閉塞端方
向へ流れ、該閉塞端に衝突し、他方の側壁に沿って流通
して第２系統の加熱装置２７に流入する。第２系統の加
熱装置２７に流入した燃焼排ガス３４はハニカム蓄熱体
２３に熱を与えて、自身は低温排ガスとなり連結管３
１、四方バルブ２９を経て系外に排出される。一方、第
２系統の加熱装置２７の燃焼バーナ２５が稼動するとき
は、燃焼バーナ２５の燃焼によって発生した排ガス３４
はラジアントチューブ２１の内壁面に沿って前記と逆方
向に流れ、第１系統の加熱装置２６のハニカム蓄熱体２
２を加熱した後、系外に流出する。
Ｒ／Ｔの説明図、図３は、図２の一部拡大断面図であ
る。このＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、シングルチューブ型のもの
で、一端が閉塞したラジアントチューブ２１の他方端で
ある開放端に第１系統および第２系統の加熱装置２６お
よび２７を並設したものである。第１系統の加熱装置２
６の燃焼バーナ２４に供給された燃料３３は、空気配管
２８、四方バルブ２９および連結管３０を経て流入し、
ハニカム蓄熱体２２で所定温度に加熱された燃焼用空気
３２と混合して燃焼し、燃焼火炎を生じてラジアントチ
ューブ２１を加熱する。このとき発生する燃焼排ガス３
４は、ラジアントチューブ２１の側壁に沿って閉塞端方
向へ流れ、該閉塞端に衝突し、他方の側壁に沿って流通
して第２系統の加熱装置２７に流入する。第２系統の加
熱装置２７に流入した燃焼排ガス３４はハニカム蓄熱体
２３に熱を与えて、自身は低温排ガスとなり連結管３
１、四方バルブ２９を経て系外に排出される。一方、第
２系統の加熱装置２７の燃焼バーナ２５が稼動するとき
は、燃焼バーナ２５の燃焼によって発生した排ガス３４
はラジアントチューブ２１の内壁面に沿って前記と逆方
向に流れ、第１系統の加熱装置２６のハニカム蓄熱体２
２を加熱した後、系外に流出する。
【００１２】このシングルチーブ式ＨＲＳ−Ｒ／Ｔは、
図１に示したＵ字型のラジアントチューブを有するＨＲ
Ｓ−Ｒ／Ｔと異なり、伝熱面に屈曲部がないので、粉状
体、粒状体等固体粒子の加熱に適している。なお、液体
燃料を使用する場合にも、シングルチューブ式のＨＲＳ
−Ｒ／Ｔが好適に使用される。図３において、ラジアン
トチューブ２１は、例えば母材がグラファイト３５で構
成されており、その内壁面および外壁面には、例えばＳ
ｉＣ３６が、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ）でコーティン
グされている。このような構成とすることにより、例え
ば１９００〜２０００℃程度の高温にも耐えられるよう
になる。
図１に示したＵ字型のラジアントチューブを有するＨＲ
Ｓ−Ｒ／Ｔと異なり、伝熱面に屈曲部がないので、粉状
体、粒状体等固体粒子の加熱に適している。なお、液体
燃料を使用する場合にも、シングルチューブ式のＨＲＳ
−Ｒ／Ｔが好適に使用される。図３において、ラジアン
トチューブ２１は、例えば母材がグラファイト３５で構
成されており、その内壁面および外壁面には、例えばＳ
ｉＣ３６が、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ）でコーティン
グされている。このような構成とすることにより、例え
ば１９００〜２０００℃程度の高温にも耐えられるよう
になる。
【００１３】本発明において、溶融炉へ導入される被溶
融灰を予熱するために、予熱装置を設けることが好まし
く、この予熱装置として高速切替式蓄熱型燃焼器（ＨＲ
Ｓ）またはラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器（ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ）を用いることが好ましい。
融灰を予熱するために、予熱装置を設けることが好まし
く、この予熱装置として高速切替式蓄熱型燃焼器（ＨＲ
Ｓ）またはラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器（ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ）を用いることが好ましい。
【００１４】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。図４は、本発明の一実施例を示す焼却灰溶融炉
を有する灰溶融装置の説明図である。この装置は、例え
ば都市ごみ焼却処理施設から排出された焼却灰６６を貯
留するホッパ４１と、該ホッパ４１の焼却灰を溶融炉４
６に供給するスクリューフィーダ４２と、該スクリュー
フィーダ４２に設けられた低温作動用のＨＲＳ４３と、
溶融灰の出口４７および緊急放出口４８を有する前記溶
融炉４６と、該溶融炉４６の底部近傍に設けられた高温
作動用のＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４５とから主として
構成されており、前記ＨＲＳ４３は、ハニカム型蓄熱体
７３、７４および燃料ポート５８、５９をそれぞれ備え
たＨＲＳバーナ５２および５３を有し、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ
４４は、ハニカム型蓄熱体７５、７６および燃料ポート
６０、６１をそれぞれ備えたＨＲＳバーナ５４および５
５を有し、またＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４５は、ハニカム型蓄熱
体７７、７８および燃料ポート６２、６３をそれぞれ備
えたＨＲＳバーナ５６および５７を有している。なお４
９〜５１は、ＨＲＳ４３、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４
５にそれぞれ設けられた高速切替弁、６４および６５
は、それぞれＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４５のラジアン
トチューブである。
明する。図４は、本発明の一実施例を示す焼却灰溶融炉
を有する灰溶融装置の説明図である。この装置は、例え
ば都市ごみ焼却処理施設から排出された焼却灰６６を貯
留するホッパ４１と、該ホッパ４１の焼却灰を溶融炉４
６に供給するスクリューフィーダ４２と、該スクリュー
フィーダ４２に設けられた低温作動用のＨＲＳ４３と、
溶融灰の出口４７および緊急放出口４８を有する前記溶
融炉４６と、該溶融炉４６の底部近傍に設けられた高温
作動用のＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４５とから主として
構成されており、前記ＨＲＳ４３は、ハニカム型蓄熱体
７３、７４および燃料ポート５８、５９をそれぞれ備え
たＨＲＳバーナ５２および５３を有し、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ
４４は、ハニカム型蓄熱体７５、７６および燃料ポート
６０、６１をそれぞれ備えたＨＲＳバーナ５４および５
５を有し、またＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４５は、ハニカム型蓄熱
体７７、７８および燃料ポート６２、６３をそれぞれ備
えたＨＲＳバーナ５６および５７を有している。なお４
９〜５１は、ＨＲＳ４３、ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４
５にそれぞれ設けられた高速切替弁、６４および６５
は、それぞれＨＲＳ−Ｒ／Ｔ４４および４５のラジアン
トチューブである。
【００１５】このような構成において、ホッパ４１に貯
留された、例えば都市ごみ焼却灰６６は、スクリューフ
ィダ４２で、例えば１００ｋｇ／ｈｒで押し出され、灰
の溶融温度以下で作動する低温作動用のＨＲＳ４３で、
例えば２００〜３００℃に予熱された後、溶融炉４６に
流入する。溶融炉４６に流入した焼却灰６６は、炉低近
傍の灰充填層内に埋没するように配置されたＨＲＳ−Ｒ
／Ｔ４４および４５により、炉底の灰溶融部６８で、例
えば１３００〜１５００℃に加熱されて溶融し、溶融灰
となり、溶融灰出口４７から該溶融灰出口を水封する水
中に自然落下し、固形スラグとして回収される。このと
き、溶融炉４６内は、例えば−１００ｍｍａｑ程度の負
圧であるために、溶融灰出口４７にはバルブ等は不要で
あり、単に水封してあれば十分である。一方、焼却灰に
含有された重金属は、焼却灰の溶融にともなって蒸気化
し、溶融部６８の上部の未溶融灰の堆積層６７で捕集さ
れ、溶融操作の進行につれて被溶融灰に伴って下部の溶
融部６８に移動し、再度加熱されて上昇し、上部の未溶
融灰堆積層に移動して捕集される。このようにして溶融
部６８と未溶融堆積層６７との間を蒸発および凝縮を繰
り返しながら循環して最終的に、溶融スラグと共に溶融
灰出口４７から系外に抜出される。
留された、例えば都市ごみ焼却灰６６は、スクリューフ
ィダ４２で、例えば１００ｋｇ／ｈｒで押し出され、灰
の溶融温度以下で作動する低温作動用のＨＲＳ４３で、
例えば２００〜３００℃に予熱された後、溶融炉４６に
流入する。溶融炉４６に流入した焼却灰６６は、炉低近
傍の灰充填層内に埋没するように配置されたＨＲＳ−Ｒ
／Ｔ４４および４５により、炉底の灰溶融部６８で、例
えば１３００〜１５００℃に加熱されて溶融し、溶融灰
となり、溶融灰出口４７から該溶融灰出口を水封する水
中に自然落下し、固形スラグとして回収される。このと
き、溶融炉４６内は、例えば−１００ｍｍａｑ程度の負
圧であるために、溶融灰出口４７にはバルブ等は不要で
あり、単に水封してあれば十分である。一方、焼却灰に
含有された重金属は、焼却灰の溶融にともなって蒸気化
し、溶融部６８の上部の未溶融灰の堆積層６７で捕集さ
れ、溶融操作の進行につれて被溶融灰に伴って下部の溶
融部６８に移動し、再度加熱されて上昇し、上部の未溶
融灰堆積層に移動して捕集される。このようにして溶融
部６８と未溶融堆積層６７との間を蒸発および凝縮を繰
り返しながら循環して最終的に、溶融スラグと共に溶融
灰出口４７から系外に抜出される。
【００１６】本実施例によれば、液体または気体燃料
を、例えば熱効率が低下する電力等に変換することな
く、直接燃焼して充填層内部から焼却灰を間接加熱溶融
することができるので熱効率が著しく向上する。また、
灰の溶融部６８で発生した重金属蒸気は、溶融部６８と
未溶融灰の堆積層６７の間を循環して濃縮した後、最終
的に固化灰に固定化して回収されるので、系外への重金
属の漏洩が生じることはない。
を、例えば熱効率が低下する電力等に変換することな
く、直接燃焼して充填層内部から焼却灰を間接加熱溶融
することができるので熱効率が著しく向上する。また、
灰の溶融部６８で発生した重金属蒸気は、溶融部６８と
未溶融灰の堆積層６７の間を循環して濃縮した後、最終
的に固化灰に固定化して回収されるので、系外への重金
属の漏洩が生じることはない。
【００１７】なお、ごみを焼却した生の灰には溶出し易
い有害な重金属が含まれている場合が多いので、これを
そのまま埋め立て地等に放棄することはできないが、本
実施例のように、重金属を固化スラグ内に固定すれば、
封入された重金属はその後、溶出することがないので、
埋め立てに用いることが可能となる。本実施例におい
て、灰溶融部６８の上部に形成される未溶融灰の堆積層
６７は、定常運転時には、例えば１０〜３０ｃｍ以上で
あることが好ましく、この高さを維持するようにスクリ
ューフィダの回転数を制御して焼却灰の投入量が決定さ
れる。
い有害な重金属が含まれている場合が多いので、これを
そのまま埋め立て地等に放棄することはできないが、本
実施例のように、重金属を固化スラグ内に固定すれば、
封入された重金属はその後、溶出することがないので、
埋め立てに用いることが可能となる。本実施例におい
て、灰溶融部６８の上部に形成される未溶融灰の堆積層
６７は、定常運転時には、例えば１０〜３０ｃｍ以上で
あることが好ましく、この高さを維持するようにスクリ
ューフィダの回転数を制御して焼却灰の投入量が決定さ
れる。
【００１８】本実施例において、溶融炉４６内に複数の
ＨＲＳ−Ｒ／Ｔを配置する場合には、各ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ
のラジアントチューブが隣接するように並設することも
できる。図５および図６は、複数のＨＲＳ−Ｒ／Ｔを有
する溶融炉における前記ＨＲＳ−Ｒ／Ｔのラジアントチ
ューブの配置例を示す図であり、図５は、シングルエン
ドチューブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔにおけるラジアントチュ
ーブの配置例を示し、図６は、ストレート型のＨＲＳ−
Ｒ／Ｔにおけるラジアントチューブの配置例を示すもの
である。図５において、シングルエンドチューブ型ＨＲ
Ｓ−Ｒ／Ｔのシングルエンドラジアントチューブ８１が
溶融灰８０の流下方向に沿って左右両側にそれぞれ複数
並列に配置されている。また、図６において、ストレー
トチューブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔのストレートラジアント
チューブ８２が溶融灰８０の流下方向と直交するよう
に、しかも前記溶融灰８０の流下方向に沿って所定の傾
斜角度を有するように並設されている。ストレートチュ
ーブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔとは、直線状のラジアントチュ
ーブの両端にそれぞれ第１系統および第２系統の加熱装
置を有するＨＲＳ−Ｒ／Ｔである。
ＨＲＳ−Ｒ／Ｔを配置する場合には、各ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ
のラジアントチューブが隣接するように並設することも
できる。図５および図６は、複数のＨＲＳ−Ｒ／Ｔを有
する溶融炉における前記ＨＲＳ−Ｒ／Ｔのラジアントチ
ューブの配置例を示す図であり、図５は、シングルエン
ドチューブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔにおけるラジアントチュ
ーブの配置例を示し、図６は、ストレート型のＨＲＳ−
Ｒ／Ｔにおけるラジアントチューブの配置例を示すもの
である。図５において、シングルエンドチューブ型ＨＲ
Ｓ−Ｒ／Ｔのシングルエンドラジアントチューブ８１が
溶融灰８０の流下方向に沿って左右両側にそれぞれ複数
並列に配置されている。また、図６において、ストレー
トチューブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔのストレートラジアント
チューブ８２が溶融灰８０の流下方向と直交するよう
に、しかも前記溶融灰８０の流下方向に沿って所定の傾
斜角度を有するように並設されている。ストレートチュ
ーブ型のＨＲＳ−Ｒ／Ｔとは、直線状のラジアントチュ
ーブの両端にそれぞれ第１系統および第２系統の加熱装
置を有するＨＲＳ−Ｒ／Ｔである。
【００１９】
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、灰
溶融炉の加熱源としてラジアントチューブ型高速切替式
蓄熱型燃焼器を設けたことにより、燃焼式溶融炉であっ
ても灰の充填層内部での加熱が可能となるので、燃焼熱
を有効に利用して熱効率を向上させることができる。ま
た、従来必要とされていた、熱効率を向上させるための
炉内形状の変更を行う必要がないので、炉の形状がシン
プルなものとなる。
溶融炉の加熱源としてラジアントチューブ型高速切替式
蓄熱型燃焼器を設けたことにより、燃焼式溶融炉であっ
ても灰の充填層内部での加熱が可能となるので、燃焼熱
を有効に利用して熱効率を向上させることができる。ま
た、従来必要とされていた、熱効率を向上させるための
炉内形状の変更を行う必要がないので、炉の形状がシン
プルなものとなる。
【００２０】本願の請求項２記載の発明によれば、焼却
灰溶融炉の灰充填層内にラジアントチューブ型高速切替
式蓄熱型燃焼器を配置して炉底部に灰の溶融部を、その
上部に未溶融堆積層を形成しながら溶融することによ
り、溶融灰に含まれる重金属の蒸気が前記溶融部と未溶
融堆積層との間で循環して濃縮し、最終的に固化スラグ
に固定化して回収されるので、重金属の系外への漏洩、
飛散を防止することができる。
灰溶融炉の灰充填層内にラジアントチューブ型高速切替
式蓄熱型燃焼器を配置して炉底部に灰の溶融部を、その
上部に未溶融堆積層を形成しながら溶融することによ
り、溶融灰に含まれる重金属の蒸気が前記溶融部と未溶
融堆積層との間で循環して濃縮し、最終的に固化スラグ
に固定化して回収されるので、重金属の系外への漏洩、
飛散を防止することができる。
【図１】本発明に適用されるＨＲＳ−Ｒ／Ｔの説明図。
【図２】本発明に適用される別のＨＲＳ−Ｒ／Ｔの説明
図。
図。
【図３】図２の一部拡大断面図。
【図４】本発明の一実施例を適用した焼却灰溶融装置の
説明図。
説明図。
【図５】シングルエンドラジアントチューブの配置例を
示す図。
示す図。
【図６】ストレートラジアントチューブの配置例を示す
図。
図。
１…ラジアントチューブ、２、３…蓄熱器、４、５…燃
焼バーナ、６…第１系統加熱装置、７…第２系統加熱装
置、８…空気配管、９…四方バルブ、１０、１１…連結
管、１２…燃焼用空気、１３…燃料、１４…燃焼排ガ
ス、２１…ラジアントチューブ、２２、２３…ハニカム
蓄熱体、２４、２５…燃焼バーナ、２６…第１系統加熱
装置、２７…第２系統加熱装置、２８…空気配管、２９
…四方バルブ、３０、３１…連結管、３２…燃焼用空
気、３３…燃料、３４…燃焼排ガス、３５…グラファイ
ト、３６…ＳｉＣ、４１…ホッパ、４２…スクリューフ
ィダ、４３…高速切替式蓄熱型燃焼器（ＨＲＳ）、４
４、４５…ラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器（ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ）、４６…溶融炉、４７…溶融灰出
口、４８…緊急放出口、４９〜５１…高速切替弁、５２
〜５７…ＨＲＳバーナ、５８〜６３…燃料ポート、６
４、６５…ラジアントチューブ、６６…焼却灰、６７…
堆積層、６８…溶融部、６９…燃焼用空気、７０…燃
料、７１…燃焼排ガス、７２…溶融炉出口ガス、７３〜
７８…ハニカム型蓄熱体、８０…溶融灰、８１…シング
ルエンドラジアントチューブ、８２…ストレートラジア
ントチューブ、８３…燃焼ガス。
焼バーナ、６…第１系統加熱装置、７…第２系統加熱装
置、８…空気配管、９…四方バルブ、１０、１１…連結
管、１２…燃焼用空気、１３…燃料、１４…燃焼排ガ
ス、２１…ラジアントチューブ、２２、２３…ハニカム
蓄熱体、２４、２５…燃焼バーナ、２６…第１系統加熱
装置、２７…第２系統加熱装置、２８…空気配管、２９
…四方バルブ、３０、３１…連結管、３２…燃焼用空
気、３３…燃料、３４…燃焼排ガス、３５…グラファイ
ト、３６…ＳｉＣ、４１…ホッパ、４２…スクリューフ
ィダ、４３…高速切替式蓄熱型燃焼器（ＨＲＳ）、４
４、４５…ラジアントチューブ型高速切替式蓄熱型燃焼
器（ＨＲＳ−Ｒ／Ｔ）、４６…溶融炉、４７…溶融灰出
口、４８…緊急放出口、４９〜５１…高速切替弁、５２
〜５７…ＨＲＳバーナ、５８〜６３…燃料ポート、６
４、６５…ラジアントチューブ、６６…焼却灰、６７…
堆積層、６８…溶融部、６９…燃焼用空気、７０…燃
料、７１…燃焼排ガス、７２…溶融炉出口ガス、７３〜
７８…ハニカム型蓄熱体、８０…溶融灰、８１…シング
ルエンドラジアントチューブ、８２…ストレートラジア
ントチューブ、８３…燃焼ガス。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ２３Ｄ 14/12 ＺＡＢ Ａ Ｆ２３Ｊ 1/00 ＺＡＢ Ｂ Ｆ２３Ｌ 15/04 ＺＡＢ (72)発明者 永田 健一 千葉県市原市八幡海岸通１番地 三井造船 株式会社千葉事業所内 (72)発明者 田中 良一 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 松尾 護 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 保田 力 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ごみ焼却灰を加熱溶融してスラグとして
回収するごみ焼却灰の溶融炉において、前記焼却灰の加
熱溶融の熱源としてラジアントチューブ型高速切替式蓄
熱型燃焼器を用いることを特徴とするごみ焼却灰の溶融
炉。 - 【請求項２】 ごみ焼却灰を溶融炉に導入し、加熱溶融
してスラグとして回収するごみ焼却灰の溶融方法におい
て、前記溶融炉の加熱源としてラジアントチューブ型高
速切替式蓄熱型燃焼器を用い、該ラジアントチューブ型
高速切替式蓄熱型燃焼器の加熱部を焼却灰堆積層内に配
置し、焼却灰が溶融する溶融部の上部に溶融前の焼却灰
からなる未溶融層を形成しながら加熱溶融することを特
徴とするごみ焼却灰の溶融方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003491A JPH08189619A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003491A JPH08189619A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08189619A true JPH08189619A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11558815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003491A Withdrawn JPH08189619A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | ごみ焼却灰の溶融炉および溶融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08189619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100356105C (zh) * | 1998-03-27 | 2007-12-19 | 三菱重工业株式会社 | 灰熔融炉及其灰熔融方法 |
| CN106482121A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-08 | 赵升智 | 辐射管垃圾焚烧炉 |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP7003491A patent/JPH08189619A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100356105C (zh) * | 1998-03-27 | 2007-12-19 | 三菱重工业株式会社 | 灰熔融炉及其灰熔融方法 |
| CN106482121A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-03-08 | 赵升智 | 辐射管垃圾焚烧炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |