JPH0835641A - 焼却灰等の溶融方法および焼却灰等の溶融炉 - Google Patents
焼却灰等の溶融方法および焼却灰等の溶融炉Info
- Publication number
- JPH0835641A JPH0835641A JP19204094A JP19204094A JPH0835641A JP H0835641 A JPH0835641 A JP H0835641A JP 19204094 A JP19204094 A JP 19204094A JP 19204094 A JP19204094 A JP 19204094A JP H0835641 A JPH0835641 A JP H0835641A
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- melting
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- ash
- incineration
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- Pending
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 都市ごみや産業廃棄物等の焼却灰等を溶融す
るための炉体の改良された方法及びその装置を提供す
る。 【構成】 焼却灰等を溶融するための溶融炉の溶融槽に
酸化性ガスを供給することによって溶融金属中の溶融金
属を酸化させ、これをスラグに溶解させて金属をスラグ
と共に排出する方法及びその方法を実施するための焼却
灰等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶融する熱を供給
する熱源と、溶融物中に酸化性ガスを吹込むための酸化
性ガス供給機構とよりなる焼却灰等の溶融装置。
るための炉体の改良された方法及びその装置を提供す
る。 【構成】 焼却灰等を溶融するための溶融炉の溶融槽に
酸化性ガスを供給することによって溶融金属中の溶融金
属を酸化させ、これをスラグに溶解させて金属をスラグ
と共に排出する方法及びその方法を実施するための焼却
灰等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶融する熱を供給
する熱源と、溶融物中に酸化性ガスを吹込むための酸化
性ガス供給機構とよりなる焼却灰等の溶融装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般廃棄物である都
市ごみや産業廃棄物等の焼却灰や特別廃棄物である飛灰
（集塵灰）や感染性廃棄物等もしくはそれらの混合物あ
るいは下水汚泥ケーキ（以下単に焼却灰等という）を溶
融するための炉体に使用される耐火物を保護する方法及
びその炉体の構成に関するものである。
市ごみや産業廃棄物等の焼却灰や特別廃棄物である飛灰
（集塵灰）や感染性廃棄物等もしくはそれらの混合物あ
るいは下水汚泥ケーキ（以下単に焼却灰等という）を溶
融するための炉体に使用される耐火物を保護する方法及
びその炉体の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】焼却灰等の溶融炉には、電気溶融方式
（抵抗式、低周波誘導式、アーク式、プラズマ式）、燃
焼溶融方式（回転式，旋回流式，輻射式）等の各種方式
があり、それぞれ特徴を生かして実用化されている。通
常、溶融炉は焼却炉の下部に接して設けられており、焼
却灰等は耐火物で内張りされた溶融槽に装填されて熱源
によって溶融され、これを排出してスラグとして取り出
すようになっている。
（抵抗式、低周波誘導式、アーク式、プラズマ式）、燃
焼溶融方式（回転式，旋回流式，輻射式）等の各種方式
があり、それぞれ特徴を生かして実用化されている。通
常、溶融炉は焼却炉の下部に接して設けられており、焼
却灰等は耐火物で内張りされた溶融槽に装填されて熱源
によって溶融され、これを排出してスラグとして取り出
すようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、都市ご
みや産業廃棄物等の焼却灰等の中には不可避的に鉄やア
ルミニウム等の金属が混在しており、これらの金属が焼
却炉において一旦酸化物に変化しても、特に抵抗式電気
溶融方式の炉においては、電極や焼却灰中のカーボンに
よって金属酸化物が還元され、再び溶融金属となって溶
融スラグ中に多量に混在する。いづれの溶融方式の場合
であっても、溶融物の中に溶融金属が混入することは避
けられず、そして炉壁を構成する耐火物やその目地部
は、溶融スラグ特にその中の溶融金属によって激しく侵
蝕され、その結果耐火物の寿命が炉全体の寿命を縮めて
いるともいえる程である。併せて、排出した金属の処分
問題例えば金属クロムの溶出による二次汚染問題も生じ
る。更にスラグ自体も還元状態で不安定なスラグとなっ
ている等の不都合があった。
みや産業廃棄物等の焼却灰等の中には不可避的に鉄やア
ルミニウム等の金属が混在しており、これらの金属が焼
却炉において一旦酸化物に変化しても、特に抵抗式電気
溶融方式の炉においては、電極や焼却灰中のカーボンに
よって金属酸化物が還元され、再び溶融金属となって溶
融スラグ中に多量に混在する。いづれの溶融方式の場合
であっても、溶融物の中に溶融金属が混入することは避
けられず、そして炉壁を構成する耐火物やその目地部
は、溶融スラグ特にその中の溶融金属によって激しく侵
蝕され、その結果耐火物の寿命が炉全体の寿命を縮めて
いるともいえる程である。併せて、排出した金属の処分
問題例えば金属クロムの溶出による二次汚染問題も生じ
る。更にスラグ自体も還元状態で不安定なスラグとなっ
ている等の不都合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐火物の
接合部すなわち目地部が溶融金属によって選択的に侵蝕
されこれが炉体の寿命を決めていることに着目しこれを
改良しようとし、同時に溶融金属の排出問題を解決しよ
うとしたもので、焼却灰等を熱源により溶融するに際
し、溶融物中から溶融金属をできるだけ酸化物としてス
ラグ化しようとするものである。混入している金属を酸
化することによって溶融金属の発生を抑制しようとする
ため、ランスパイプから空気あるいは酸素ガス等の酸化
性ガスを溶融物中に吹込んで浴を攪拌すると共に溶融物
中の金属を酸化し、金属酸化物としてこれをスラグ中に
溶解させ、酸化物として排出するようにする方法に関す
るもの及び焼却灰等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶
融するための熱を供給する熱源と、溶融物に酸化性ガス
を吹込むための酸化性ガス供給機構とを含む焼却灰等の
溶融装置に関するものである。
接合部すなわち目地部が溶融金属によって選択的に侵蝕
されこれが炉体の寿命を決めていることに着目しこれを
改良しようとし、同時に溶融金属の排出問題を解決しよ
うとしたもので、焼却灰等を熱源により溶融するに際
し、溶融物中から溶融金属をできるだけ酸化物としてス
ラグ化しようとするものである。混入している金属を酸
化することによって溶融金属の発生を抑制しようとする
ため、ランスパイプから空気あるいは酸素ガス等の酸化
性ガスを溶融物中に吹込んで浴を攪拌すると共に溶融物
中の金属を酸化し、金属酸化物としてこれをスラグ中に
溶解させ、酸化物として排出するようにする方法に関す
るもの及び焼却灰等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶
融するための熱を供給する熱源と、溶融物に酸化性ガス
を吹込むための酸化性ガス供給機構とを含む焼却灰等の
溶融装置に関するものである。
【０００５】
【作用】すなわち、溶融槽中の鉄、アルミ等の溶融金属
は、酸素等の酸化性ガスにより酸化されて金属酸化物と
なるが、この金属酸化物はＣａＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 等を主成分とするスラグ中に溶解し、溶解後粘性の低
い酸化物スラグとなって炉外に排出される。従って、溶
融槽の溶融物中及び炉底には溶融金属はほとんど存在し
なくなるので、相対的に溶融槽壁を構成している耐火物
や目地部が溶融金属による浸蝕を受ける度合いは著しく
小さくなり、又排出金属の処分問題も発生しない。
は、酸素等の酸化性ガスにより酸化されて金属酸化物と
なるが、この金属酸化物はＣａＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 等を主成分とするスラグ中に溶解し、溶解後粘性の低
い酸化物スラグとなって炉外に排出される。従って、溶
融槽の溶融物中及び炉底には溶融金属はほとんど存在し
なくなるので、相対的に溶融槽壁を構成している耐火物
や目地部が溶融金属による浸蝕を受ける度合いは著しく
小さくなり、又排出金属の処分問題も発生しない。
【０００６】溶融金属の種類は、焼却物の組成にもよる
が、通常鉄やアルミニウムが多い。これらは、酸化鉄や
酸化アルミとなって溶融槽中のスラグに容易に溶解して
スラグの一成分となり、その粘性も低くなる。そのため
スラグの温度を低くすることができるようになり、耐火
物や目地部に対してもはや激しい浸蝕作用を示すことは
ない。
が、通常鉄やアルミニウムが多い。これらは、酸化鉄や
酸化アルミとなって溶融槽中のスラグに容易に溶解して
スラグの一成分となり、その粘性も低くなる。そのため
スラグの温度を低くすることができるようになり、耐火
物や目地部に対してもはや激しい浸蝕作用を示すことは
ない。
【０００７】もちろん、使用する耐火物は、このように
変質したスラグに対し充分対応できる耐蝕性のあるもの
でなければならないが、従来から使用されているＡｌ2
Ｏ3−ＳｉＣ質焼結レンガ、ＺｒＯ2 −Ｃ質焼結レンガ
あるいはＺｒＯ2 系電鋳レンガ等のものが使用できる。
変質したスラグに対し充分対応できる耐蝕性のあるもの
でなければならないが、従来から使用されているＡｌ2
Ｏ3−ＳｉＣ質焼結レンガ、ＺｒＯ2 −Ｃ質焼結レンガ
あるいはＺｒＯ2 系電鋳レンガ等のものが使用できる。
【０００８】前述のように溶融炉の溶融方式には各種の
タイプがあるので、酸化性ガスを吹込むにはそれぞれの
タイプにあった方式を選ばなければならない。例えば抵
抗式電気溶融方式の場合においては、電極を焼却灰等の
内部まで挿入するので、酸化を受ける度合いを少なくす
るためにはこれを水冷することが好ましい。また、長尺
のランスパイプを電極間の中央部に装着してパイプを溶
融層の内部まで挿入しもしくは挿入せずに酸化性ガスを
吹込むのが一般的であるが、カーボン又はモリブデン等
の電極が酸化性ガスにより酸化されるのを防ぐため、酸
化性ガスの吹込みと電極による電力の供給を時間差を設
けて交互に行い、酸化性ガスの供給中は電極を引上げて
電極の酸化を防ぐ等の対策を講ずるのが好ましい。吹込
む酸化性ガスは酸素ガスが効果的であるが、空気その他
の酸化力のあるガスであればその他のガスでも良い。吹
込む酸化性ガスのスピードや量は、溶融物の種類や溶融
温度などにより異なるうえ、溶融物の攪拌も兼ねている
ので状況により適宜選択する。
タイプがあるので、酸化性ガスを吹込むにはそれぞれの
タイプにあった方式を選ばなければならない。例えば抵
抗式電気溶融方式の場合においては、電極を焼却灰等の
内部まで挿入するので、酸化を受ける度合いを少なくす
るためにはこれを水冷することが好ましい。また、長尺
のランスパイプを電極間の中央部に装着してパイプを溶
融層の内部まで挿入しもしくは挿入せずに酸化性ガスを
吹込むのが一般的であるが、カーボン又はモリブデン等
の電極が酸化性ガスにより酸化されるのを防ぐため、酸
化性ガスの吹込みと電極による電力の供給を時間差を設
けて交互に行い、酸化性ガスの供給中は電極を引上げて
電極の酸化を防ぐ等の対策を講ずるのが好ましい。吹込
む酸化性ガスは酸素ガスが効果的であるが、空気その他
の酸化力のあるガスであればその他のガスでも良い。吹
込む酸化性ガスのスピードや量は、溶融物の種類や溶融
温度などにより異なるうえ、溶融物の攪拌も兼ねている
ので状況により適宜選択する。
【０００９】そのための溶融装置には少なくとも焼却灰
等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶融するための熱を
供給する熱源と、溶融物に酸化性ガスを吹込むための酸
化性ガス供給機構とを備えていることが必要である。
等を装填する溶融槽と、焼却灰等を溶融するための熱を
供給する熱源と、溶融物に酸化性ガスを吹込むための酸
化性ガス供給機構とを備えていることが必要である。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の一実施例について述べる。図
１は、抵抗加熱式電気溶融炉の概略縦断面図で、１は炭
素電極、２は溶融物を滞留させるための溶融層、３は溶
融槽の一部を構成するＺｒＯ2 質電融耐火物からなる床
面耐火物、４は電極間のほぼ中央に装着された銅製水冷
ランスパイプで、挿入前の状態を示している。投入され
た都市ごみや産業廃棄物の焼却灰５を電極１から供給さ
れる電力によって約１３５０℃以上に加熱して溶融スラ
グ化し、充分溶融したら電力を遮断した後電極１を上方
に引抜き、内径５〜１０ｍｍのランスパイプ４を焼却灰
下部の溶湯の深さの中央部まで差込んでから酸素ガスを
５０ｌ／ｍｉｎで吹込んだ。酸素の供給を止めて電極を
下げた後、再び通電して溶融物の温度を１３５０℃迄昇
温させた。この工程を３回繰返して溶湯を充分に酸化及
び攪拌した後、図示しない溶融スラグ排出口からスラグ
を排出した。焼却灰中に混在していた鉄やアルミニウム
等の金属は溶融された後、酸化物となってスラグ中に溶
解し、酸化性スラグとなって排出されていることが比較
例により明らかとなった。
１は、抵抗加熱式電気溶融炉の概略縦断面図で、１は炭
素電極、２は溶融物を滞留させるための溶融層、３は溶
融槽の一部を構成するＺｒＯ2 質電融耐火物からなる床
面耐火物、４は電極間のほぼ中央に装着された銅製水冷
ランスパイプで、挿入前の状態を示している。投入され
た都市ごみや産業廃棄物の焼却灰５を電極１から供給さ
れる電力によって約１３５０℃以上に加熱して溶融スラ
グ化し、充分溶融したら電力を遮断した後電極１を上方
に引抜き、内径５〜１０ｍｍのランスパイプ４を焼却灰
下部の溶湯の深さの中央部まで差込んでから酸素ガスを
５０ｌ／ｍｉｎで吹込んだ。酸素の供給を止めて電極を
下げた後、再び通電して溶融物の温度を１３５０℃迄昇
温させた。この工程を３回繰返して溶湯を充分に酸化及
び攪拌した後、図示しない溶融スラグ排出口からスラグ
を排出した。焼却灰中に混在していた鉄やアルミニウム
等の金属は溶融された後、酸化物となってスラグ中に溶
解し、酸化性スラグとなって排出されていることが比較
例により明らかとなった。
【００１１】比較例 ランスパイプからの酸素ガスによる酸化処理をしなかっ
たことを除き、実施例と同様の条件で焼却灰を溶融処理
して溶融槽に使用された耐火物の損傷状況を比較したと
ころ、実施例のＺｒＯ2 質電融耐火物が、ほとんど損傷
を受けなかったのに対し、酸素ガスによる酸化処理をし
なかった比較例の場合は、溶融槽に使用された厚さ１５
０ｍｍの耐火物の損傷状況は、表面から２５ｍｍの厚さ
迄変質している層が見られた。また、目地部は７５ｍｍ
が侵蝕されていた。底部には、酸化を受けることなく沈
降して積層した溶融金属の層が見られた。
たことを除き、実施例と同様の条件で焼却灰を溶融処理
して溶融槽に使用された耐火物の損傷状況を比較したと
ころ、実施例のＺｒＯ2 質電融耐火物が、ほとんど損傷
を受けなかったのに対し、酸素ガスによる酸化処理をし
なかった比較例の場合は、溶融槽に使用された厚さ１５
０ｍｍの耐火物の損傷状況は、表面から２５ｍｍの厚さ
迄変質している層が見られた。また、目地部は７５ｍｍ
が侵蝕されていた。底部には、酸化を受けることなく沈
降して積層した溶融金属の層が見られた。
【００１２】実施例においては、ランスパイプを溶湯深
さの中央部まで差込んで酸素ガスを吹込んだが、ガスの
流速を早くすればもっと浅い差込みもしくは直上でも同
様の効果がある。又、ランスパイプをカーボン製とすれ
ば電極を引抜くことなく通電中にも吹込むことは可能で
ある。
さの中央部まで差込んで酸素ガスを吹込んだが、ガスの
流速を早くすればもっと浅い差込みもしくは直上でも同
様の効果がある。又、ランスパイプをカーボン製とすれ
ば電極を引抜くことなく通電中にも吹込むことは可能で
ある。
【００１３】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、浸蝕
性の激しい溶融金属を酸化性ガスにより酸化物に変化さ
せ、安定な酸化物スラグとして系外に除去することによ
って、還元金属の発生を抑えられ、溶融金属が耐火物と
可能な限り接触しないようにすることができ、溶融金属
の耐火物特にその目地部に対する浸食を抑制することが
できた。なお、プラズマ加熱等他の加熱方式の場合に
は、酸化性ガスによる熱源の損傷はないので、加熱処理
と酸化処理を同時に行うことができる。
性の激しい溶融金属を酸化性ガスにより酸化物に変化さ
せ、安定な酸化物スラグとして系外に除去することによ
って、還元金属の発生を抑えられ、溶融金属が耐火物と
可能な限り接触しないようにすることができ、溶融金属
の耐火物特にその目地部に対する浸食を抑制することが
できた。なお、プラズマ加熱等他の加熱方式の場合に
は、酸化性ガスによる熱源の損傷はないので、加熱処理
と酸化処理を同時に行うことができる。
【図１】本発明の溶融炉の概略縦断面図である。
１ 炭素電極 ２ 溶融槽 ３ 床面耐火物 ４ ランスパイプ ５ 焼却灰
Claims (2)
- 【請求項１】 焼却灰等を熱源により溶融するに際し、
溶融物に酸化性ガスを吹込んで溶融物を攪拌すると共に
溶融物中の金属を酸化させることにより金属酸化物とし
てスラグ中に溶解させたものを排出するようにしたこと
を特徴とする焼却灰等の溶融方法 - 【請求項２】 焼却灰等を装填する溶融槽と、焼却灰等
を溶融する熱を供給する熱源と、溶融物に酸化性ガスを
吹込むための酸化性ガス供給機構とを備えていることを
特徴とする焼却灰等の溶融炉
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19204094A JPH0835641A (ja) | 1994-07-23 | 1994-07-23 | 焼却灰等の溶融方法および焼却灰等の溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19204094A JPH0835641A (ja) | 1994-07-23 | 1994-07-23 | 焼却灰等の溶融方法および焼却灰等の溶融炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835641A true JPH0835641A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16284612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19204094A Pending JPH0835641A (ja) | 1994-07-23 | 1994-07-23 | 焼却灰等の溶融方法および焼却灰等の溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835641A (ja) |
-
1994
- 1994-07-23 JP JP19204094A patent/JPH0835641A/ja active Pending
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