JPH08247850A - 灰溶融炉における溶融スラグの温度計測方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉を停止しなくても、溶融スラグの温度を容
易且つ正確に連続して計測できる。 【構成】 溶融スラグＳの湯面に対抗して天壁11ａに貫
通されたパージ管32にパージガスＧを流送し、溶融スラ
グＳからの炉内雰囲気ガスに対して透過率の高い波長の
２種類の赤外線Ｉをパージ管32を介して取出して２色式
放射温度計36により計測する。 【効果】 パージ管とパージガスにより、ヒュームやダ
ストの影響を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却炉等から排出
される焼却灰をプラズマアークやアーク放電、バーナー
により加熱して溶融した後、冷却固化して容積の減容
化、無害化を図る灰溶融炉における溶融スラグ（溶融
灰）の温度計測方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のたとえばプラズマ式灰溶融炉で
は、溶融スラグの温度が１３５０〜１４００℃以下にな
ると流動性が低下し、出滓口での排出が断続的になった
り停止するという問題があり、また１５００℃を越える
と、炉壁や出滓堰の耐火レンガの焼損が激しくなるとと
もに、余分な電力を消費して運転コストが嵩むため、溶
融スラグの温度を１４００〜１５００℃の範囲で最適に
制御する必要がある。

【０００３】このため、溶融スラグの温度を正確に連続
的に測定する必要があるが、熱伝対などの接触式温度計
では、短期間にセンサーが焼損するため、長時間の連続
計測は不可能であり、また非接触式の単波長赤外放射温
度計では、溶融スラグから発生するヒュームやダスト、
雰囲気ガスの影響を受けて正確な温度測定はできないと
いう問題があった。

【０００４】このため従来では、図３に示すように、炉
本体１の側壁に形成した計測口１ａから熱電対温度計を
挿入して継続的に炉内雰囲気温度（９００〜１０００
℃）を計測するとともに、ランス温度計２を天壁の挿入
口１ｂから真下に挿入して溶融スラグ中に浸漬させ、溶
融スラグの温度を所定時間毎に計測する。そして、炉内
雰囲気温度と溶融スラグの温度の温度差を把握して補正
値を設定し、常時測定されている炉内雰囲気温度を補正
値で補正することにより溶融スラグの温度を推定してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、溶融スラグの
温度と炉内雰囲気温度との関係は、炉の運転条件により
変化し、両者には必ずしも一定の関係はなく、したがっ
て、頻繁にランス温度計２で溶融スラグの温度を計測す
る必要があるが、このランス温度計２の計測中は、感電
を避けるために炉の運転を停止する必要があり、ロスも
多く、しかも正確性に欠けるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決して、溶融ス
ラグの温度を容易且つ正確に連続して計測でき、炉の停
止も要しない灰溶融炉における溶融スラグの温度計測方
法および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の灰溶融炉における溶融スラグの温度計測方
法は、溶融スラグの湯面に対抗して炉壁に貫通されたパ
ージ管にパージガスを炉内に向かって流送し、溶融スラ
グから発生され炉内雰囲気ガスに対して透過率の高い波
長の２種類の赤外線をパージ管を介して取出して２色式
放射温度計により計測するものである。

【０００８】また灰溶融炉における溶融スラグの温度計
測装置は、溶融スラグの湯面に対抗する炉壁に、パージ
管を貫設し、このパージ管内から炉内にパージガスを供
給するパージガス供給装置を設け、パージ管の外端部
に、溶融スラグから発生され炉内雰囲気ガスに対して透
過率の高い波長の２種類の赤外線を検出する２色式放射
温度計を設置したものである。

【０００９】さらに、上記構成のパージ管の管壁に冷却
流体流路を形成するとともに、この冷却流体流路に冷却
流体を供給するパージ管冷却装置を設けたものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、２色式放射温度計により炉
内雰囲気ガスに対して透過率の高い波長の２種類の赤外
線が検出されるので、一方の波長の赤外線の到達エネル
ギーレベルが低下する視野欠けをおこしても、他方の波
長の赤外線で計測することができ、正確な計測が可能と
なる。またこれら赤外線は、パージ管内から溶融スラグ
の表面に供給されるパージガス中を通過して２色式放射
温度計に到達するので、溶融スラグから発生するヒュー
ムやダストの影響を極めて少なくすることができる。

【００１１】したがって、炉の停止も不要で、炉内の溶
融スラグの温度を連続して正確に計測することができ
る。また炉内の溶融スラグの温度を適性に保つことがで
きて、溶融スラグの排出に支障を来すことがなく、炉壁
の焼損や無駄な熱エネルギーの消費を防止することがで
きる。

【００１２】また、パージ管冷却装置により、パージ管
の焼損を防止するとともに、内端を溶融スラグに接近し
て配設することが可能となり、より正確な温度計測がで
きる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る温度計測装置を備えたプ
ラズマ式灰溶融炉の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１４】ベースメタル（鋳鉄層）Ｍ上に溶融スラグ
Ｓを貯留する炉本体１１の上流側には、灰投入口１２に
設けられた灰プッシャー１３を介して灰を炉本体１１内
に灰Ａを供給する灰供給ホッパー１４が設置され、炉本
体１１の天壁１１ａには複数の電極挿入口から電極１５
が貫入されている。炉本体の下流側には、出滓口１６を
介して連通された再燃焼室１７とスラグ抜出室１８が形
成され、スラグ抜出室１８の下部に、溶融スラグＳを水
中に投入して水砕スラグＳａを形成する水砕ピット１９
が設けられている。また再燃焼室１７には、出滓口１６
に対抗して再燃バーナ２０が設置されるとともに、その
上部に２次空気ノズル２１が設けられ、さらに排ガス管
が接続されている。

【００１５】この灰溶融炉に設けられた溶融スラグの温
度計測装置３１は、電極１５と出滓口１６の間の天壁１
１ａに形成された計測口１１ｂに貫設されたパージ管３
２と、外端側からパージ管３２内にパージガスＧたとえ
ばＮ₂ ガスを吹き込むパージガス供給装置３３と、パー
ジ管３２の管壁３２ａに全長にわたって形成された冷却
水流路（冷却流体流路）３４に冷却水（冷却流体）Ｗを
供給排出してパージ管３２を保護するパージ管冷却装置
３５と、パージ管３２の内端部に取り付けられ炉内雰囲
気ガス、ＣＯ，ＣＯ₂ ガスおよび水蒸気に対して透過率
の高い波長のうち、たとえば２００〜２４０μｍ、３５
０〜４００μｍ、８００〜１１００μｍから２種類の赤
外線Ｉを選択して検出し溶融スラグＳの温度を検出する
２色式放射温度計３６とで構成されている。パージ管３
２は内端が溶融スラグＳにより接近するのが望ましい
が、パージ管３２が溶融スラグＳからの熱に耐えられる
距離に設定されている。

【００１６】上記構成において、灰供給ホッパー１４か
ら灰プッシャー１３を介して灰Ａが炉本体１１内のベー
スメタル（鋳鉄層）Ｍ上に供給され、電極１５によるプ
ラズマアークにより加熱溶融されて溶融スラグＳが形成
され、さらに出滓口１６を介してスラグ抜出室１８から
水砕ピット１９に排出され、溶融スラグＳが水中に投入
されて水砕スラグＳａが形成される。

【００１７】この時炉本体１１内では、パージガ供給装
置３３からパージ管３２内にパージガスＧの一例である
Ｎ₂ ガスが供給されて溶融スラグＳの湯面に向かって噴
出され、溶融スラグＳから発生される赤外線のうち、Ｃ
Ｏ，ＣＯ₂ ガスおよび水蒸気などの炉内雰囲気ガスに対
して透過率の高い波長の２種類の赤外線がパージ管３２
を介して２色式放射温度計に受光されて連続的に計測さ
れる。そして、２色式放射温度計３６で検出された測定
値は、記録計等を介して炉の制御装置に入力され、この
制御装置により電極１５への給電と灰プッシャー１３に
よる溶融灰Ａの供給が制御され、溶融スラグＳの温度が
１４００〜〜１５００℃の範囲で最適になるように制御
される。

【００１８】上記実施例によれば、２色式放射温度計３
６では、炉内雰囲気ガス、ＣＯ，ＣＯ₂ ガスおよび水蒸
気に対して透過率の高い波長の赤外線を２種類選択して
計測するので、一方の波長の赤外線Ｉの到達エネルギー
レベルが低下する視野欠けをおこしても、他方の波長の
赤外線Ｉで計測することができ、正確な計測が可能とな
る。また溶融スラグＳからヒュームやダストが発生する
が、パージ管３２から吹き込まれるパージガスＧによ
り、赤外線Ｉの到達経路上からヒュームやダストを排除
することができ、ヒュームやダストの影響を極めて少な
くすることができる。

【００１９】なお、上記実施例では、パージガスＧにＮ
₂ ガスを使用したが、他の不活性ガスたとえばＡｒガス
等でもよく、または空気や水蒸気であってもよい。冷却
流体を冷却水としたが、冷却空気等の他の冷却流体を使
用することもできる。

【００２０】また上記実施例では、プラズマ式灰溶融炉
の例を示したが、バーナ式や他の形式の電気炉であって
もよい。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、２
色式放射温度計により炉内雰囲気ガスに対して透過率の
高い波長の２種類の赤外線が検出されるので、一方の波
長の赤外線の到達エネルギーレベルが低下する視野欠け
をおこしても、他方の波長の赤外線で計測することがで
き、正確な計測が可能となる。またこれら赤外線は、パ
ージ管内から溶融スラグの表面に供給されるパージガス
中を通過して２色式放射温度計に到達するので、溶融ス
ラグから発生するヒュームやダストの影響を極めて少な
くすることができる。

【００２２】したがって、炉の停止も不要で、炉内の溶
融スラグの温度を連続して正確に計測することができ
る。また炉内の溶融スラグの温度を適性に保つことがで
きて、溶融スラグの排出に支障を来すことがなく、炉壁
の焼損や無駄な熱エネルギーの消費を防止することがで
きる。

【００２３】また、パージ管冷却装置により、パージ管
の焼損を防止するとともに、内端を溶融スラグに接近し
て配設することが可能となり、より正確な温度計測がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶融スラグの温度計測装置を有す
る灰溶融炉の一実施例を示す全体縦断面図である。

【図２】同温度計測装置の拡大縦断面図である。

【図３】従来の灰溶融炉を示す全体縦断面図である。

【符号の説明】

１１ 炉本体 １５ 電極 １６ 出滓口 １７ 再燃焼室 １８ スラグ抜出室 １９ 水砕ピット ３１ 温度計測装置 ３２ パージ管 ３３ パージガス供給装置 ３４ 冷却水流路 ３５ パージ管冷却装置 ３６ ２色放射温度計 Ｓ 水砕スラグ Ｇ パージガス Ｗ 冷却水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 美智男 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 桑原 努 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 佐藤 英夫 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 小坂 浩史 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融スラグの湯面に対抗して炉壁に貫通さ
   れたパージ管内にパージガスを炉内に向かって流送し、
   溶融スラグから発生され炉内雰囲気ガスに対して透過率
   の高い波長の２種類の赤外線をパージ管を介して取出し
   て２色式放射温度計により計測することを特徴とする灰
   溶融炉における溶融スラグの温度計測方法。
2. 【請求項２】溶融スラグの湯面に対抗する炉壁に、パー
   ジ管を貫設し、このパージ管内から炉内にパージガスを
   供給するパージガス供給装置を設け、パージ管の外端部
   に、溶融スラグから発生され炉内雰囲気ガスに対して透
   過率の高い波長の２種類の赤外線を検出する２色式放射
   温度計を設置したことを特徴とする灰溶融炉における溶
   融スラグの温度計測装置。
3. 【請求項３】パージ管の管壁に冷却流体流路を形成する
   とともに、この冷却流体流路に冷却流体を供給するパー
   ジ管冷却装置を設けた請求項２記載の灰溶融炉における
   溶融スラグの温度計測装置。