JPH09115663A - プラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法 - Google Patents
プラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法Info
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- JPH09115663A JPH09115663A JP27378795A JP27378795A JPH09115663A JP H09115663 A JPH09115663 A JP H09115663A JP 27378795 A JP27378795 A JP 27378795A JP 27378795 A JP27378795 A JP 27378795A JP H09115663 A JPH09115663 A JP H09115663A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融スラグの攪拌流動化を促進させて効果的
に溶融する。 【解決手段】黒鉛製の陽極トーチ３および陰極トーチ４
を有するとともに、溶融室1aの底部に、ベースメタル２
が配置されるプラズマ式灰溶融炉における溶融方法であ
って、陽極トーチ３および陰極トーチ４の少なくとも一
方の先端部を溶融スラグＳ中に浸漬させ、トーチ３，４
内に形成されて先端部に開口されたガス供給孔3a,4a か
らプラズマ作動ガスＧを溶融スラグＳ中に吹き込み、溶
融スラグＳを攪拌流動化させて灰Ａの溶融を促進させ
る。
に溶融する。 【解決手段】黒鉛製の陽極トーチ３および陰極トーチ４
を有するとともに、溶融室1aの底部に、ベースメタル２
が配置されるプラズマ式灰溶融炉における溶融方法であ
って、陽極トーチ３および陰極トーチ４の少なくとも一
方の先端部を溶融スラグＳ中に浸漬させ、トーチ３，４
内に形成されて先端部に開口されたガス供給孔3a,4a か
らプラズマ作動ガスＧを溶融スラグＳ中に吹き込み、溶
融スラグＳを攪拌流動化させて灰Ａの溶融を促進させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉における焼
却残渣、焼却灰などの被溶融物をプラズマアークにより
溶融し、減容化および無害化を図るプラズマ式灰溶融炉
における溶融方法に関するものである。
却残渣、焼却灰などの被溶融物をプラズマアークにより
溶融し、減容化および無害化を図るプラズマ式灰溶融炉
における溶融方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉などから排出される焼却
残渣、例えば焼却灰は、その減容化と無害化のために、
溶融炉において溶融処理されている。
残渣、例えば焼却灰は、その減容化と無害化のために、
溶融炉において溶融処理されている。
【０００３】従来、ツイントーチ形のプラズマ式溶融炉
においては、図５に示すように、炉本体５１の溶融室５
１ａの上方位置に、黒鉛製の陽極トーチ５２および陰極
トーチ５３が配置され、これら両電極トーチ５２，５３
に作動電圧を印加するとともに、炉内にプラズマ作動ガ
ス、たとえば窒素ガスなどの不活性ガスを供給して、電
極トーチ５２，５３と溶融室５１ａの底部に配置された
導電体であるベースメタル５４との間にプラズマアーク
を発生させ、ベースメタル５４を加熱溶融するととも
に、このベースメタル５４上に灰を投入し、灰は加熱さ
れて溶融スラグが形成され、一定レベル以上に達した溶
融スラグがスラグ抜出口５５から排出される。溶融スラ
グは冷却水槽に投入されて水砕スラグが生成される。
においては、図５に示すように、炉本体５１の溶融室５
１ａの上方位置に、黒鉛製の陽極トーチ５２および陰極
トーチ５３が配置され、これら両電極トーチ５２，５３
に作動電圧を印加するとともに、炉内にプラズマ作動ガ
ス、たとえば窒素ガスなどの不活性ガスを供給して、電
極トーチ５２，５３と溶融室５１ａの底部に配置された
導電体であるベースメタル５４との間にプラズマアーク
を発生させ、ベースメタル５４を加熱溶融するととも
に、このベースメタル５４上に灰を投入し、灰は加熱さ
れて溶融スラグが形成され、一定レベル以上に達した溶
融スラグがスラグ抜出口５５から排出される。溶融スラ
グは冷却水槽に投入されて水砕スラグが生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電極トーチ
５２，５３の近傍の灰は効果的に加熱溶融されるが、離
れた位置にある灰は低温状態のままなかなか加熱され
ず、効率よく灰が溶融されないという問題があった。
５２，５３の近傍の灰は効果的に加熱溶融されるが、離
れた位置にある灰は低温状態のままなかなか加熱され
ず、効率よく灰が溶融されないという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は上記問題を解消して、効
率よく灰の溶融が行えるプラズマ式灰溶融炉における灰
溶融方法を提供することを目的とする。
率よく灰の溶融が行えるプラズマ式灰溶融炉における灰
溶融方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、黒鉛製の陽極トーチおよび陰極トーチを有
するとともに、溶融室の底部に、導電体が配置されるプ
ラズマ式灰溶融炉における溶融方法であって、陽極トー
チおよび陰極トーチの少なくとも一方の先端部を溶融ス
ラグ中に浸漬させ、陽極トーチおよび陰極トーチ内に形
成されて先端部に開口されたガス供給孔からプラズマ作
動ガスを溶融スラグ中に吹き込み、溶融スラグを攪拌流
動化させて灰の溶融を促進させるものである。
に本発明は、黒鉛製の陽極トーチおよび陰極トーチを有
するとともに、溶融室の底部に、導電体が配置されるプ
ラズマ式灰溶融炉における溶融方法であって、陽極トー
チおよび陰極トーチの少なくとも一方の先端部を溶融ス
ラグ中に浸漬させ、陽極トーチおよび陰極トーチ内に形
成されて先端部に開口されたガス供給孔からプラズマ作
動ガスを溶融スラグ中に吹き込み、溶融スラグを攪拌流
動化させて灰の溶融を促進させるものである。
【０００７】上記方法によれは、ガス供給孔から溶融ス
ラグ中に吹き込まれるプラズマ作動ガスにより、溶融ス
ラグの流動が促されて未溶融の灰がトーチ近傍の高温部
に接近されて溶融される。したがって、溶融スラグの温
度むらを少なくすることができ、効率よく灰を溶融する
ことが出来る。
ラグ中に吹き込まれるプラズマ作動ガスにより、溶融ス
ラグの流動が促されて未溶融の灰がトーチ近傍の高温部
に接近されて溶融される。したがって、溶融スラグの温
度むらを少なくすることができ、効率よく灰を溶融する
ことが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の灰溶融炉における
灰溶融方法の実施の形態を図１〜図４に基づき説明す
る。
灰溶融方法の実施の形態を図１〜図４に基づき説明す
る。
【０００９】まず、図１に基づき、焼却灰を溶融するた
めのプラズマ式溶融炉について説明する。すなわち、こ
のプラズマ式溶融炉は、内部に溶融室１ａが形成される
とともにこの溶融室１ａの底部にベースメタル（導電
体）２が配置された炉本体１と、この炉本体１の溶融室
１ａの上方に配置された黒鉛製の陽極トーチ３および黒
鉛製の陰極トーチ４と、これら両電極トーチ３，４間に
所定の電流を供給する電源５と、上記各電極トーチ３，
４の内部に形成されたガス供給孔３ａ，４ａ内に、必要
に応じてプラズマ作動ガスＧを供給するガス供給装置
（図示せず）と、各電極トーチ３，４をそれぞれ別個に
昇降させる昇降装置（図示せず）と、ベースメタル２の
電位を検出するカーボン煉瓦などの導電体よりなる電位
検出器６と、陽極トーチ３および陰極トーチ４と上記電
位検出器６との間に設けられて両トーチ３，４とベース
メタル２との間の電位差をそれぞれ検出する電位差計
７，８とを有している。
めのプラズマ式溶融炉について説明する。すなわち、こ
のプラズマ式溶融炉は、内部に溶融室１ａが形成される
とともにこの溶融室１ａの底部にベースメタル（導電
体）２が配置された炉本体１と、この炉本体１の溶融室
１ａの上方に配置された黒鉛製の陽極トーチ３および黒
鉛製の陰極トーチ４と、これら両電極トーチ３，４間に
所定の電流を供給する電源５と、上記各電極トーチ３，
４の内部に形成されたガス供給孔３ａ，４ａ内に、必要
に応じてプラズマ作動ガスＧを供給するガス供給装置
（図示せず）と、各電極トーチ３，４をそれぞれ別個に
昇降させる昇降装置（図示せず）と、ベースメタル２の
電位を検出するカーボン煉瓦などの導電体よりなる電位
検出器６と、陽極トーチ３および陰極トーチ４と上記電
位検出器６との間に設けられて両トーチ３，４とベース
メタル２との間の電位差をそれぞれ検出する電位差計
７，８とを有している。
【００１０】また、炉本体１の一方の側壁部には、被溶
融物である焼却灰Ａの投入口９が形成されるとともに、
他方の側壁部には、溶融物である溶融灰すなわち溶融ス
ラグＳの排出口１０が形成されている。なお、１１は焼
却灰Ａを投入口９に供給する焼却灰供給装置、１２は灰
Ａの投入量やスラグＳの生成量などの変動で影響を受け
にくい溶融室１ａの上部の雰囲気温度を測定するたとえ
ば熱電対式の温度計である。
融物である焼却灰Ａの投入口９が形成されるとともに、
他方の側壁部には、溶融物である溶融灰すなわち溶融ス
ラグＳの排出口１０が形成されている。なお、１１は焼
却灰Ａを投入口９に供給する焼却灰供給装置、１２は灰
Ａの投入量やスラグＳの生成量などの変動で影響を受け
にくい溶融室１ａの上部の雰囲気温度を測定するたとえ
ば熱電対式の温度計である。
【００１１】さらに、上記陰極トーチ４は、溶融室１ａ
のほぼ中央部に配置されるとともに、陽極トーチ３は投
入口１０寄りに配置されている。上記のプラズマ式溶融
炉における灰溶融時の運転方法を説明する。この運転中
における陰極トーチ４の下端位置は、陰極トーチ４の電
位差計８により、ベースメタル２との間で検出される電
位差に基づいて制御される。また陽極トーチ３の下端位
置は、陽極トーチ３の電位差計７により、ベースメタル
２との間で検出される電位差に基づいて制御される。
のほぼ中央部に配置されるとともに、陽極トーチ３は投
入口１０寄りに配置されている。上記のプラズマ式溶融
炉における灰溶融時の運転方法を説明する。この運転中
における陰極トーチ４の下端位置は、陰極トーチ４の電
位差計８により、ベースメタル２との間で検出される電
位差に基づいて制御される。また陽極トーチ３の下端位
置は、陽極トーチ３の電位差計７により、ベースメタル
２との間で検出される電位差に基づいて制御される。
【００１２】〔第１の方法〕焼却灰供給装置１１により
溶融室１ａに投入された焼却灰Ａがベースメタル２上で
溶融されて溶融スラグＳの層が形成され、その厚みが排
出口１０の高さ（たとえば約１００ｍｍ程度）に達する
と、溶融スラグＳが排出口１０から排出される。この
時、陽極トーチ３および陰極トーチ４は、溶融スラグＳ
の湯面から５０〜１００ｍｍ上方に位置し、溶融スラグ
Ｓとの間にプラズマアークが形成されているが、所定時
間毎に一定時間継続して、図２に示すように、陽極トー
チ３および陰極トーチ４を下降させて下端部をそれぞれ
溶融スラグＳ中に浸漬させ、ガス供給孔３ａ，４ａから
プラズマ作動ガスＧを溶融スラグＳ中に吹き込み、溶融
スラグＳをバブリングすることにより、溶融スラグＳの
流動を促す。これにより、溶融室１ａ内で溶融スラグＳ
が移動し、温度差が小さくなって焼却灰Ａの溶融を促進
させることができる。なお、陽極トーチ３および陰極ト
ーチ４は電源５から所定の電流を供給されており、溶融
スラグＳの抵抗によりジュール熱が発生して加熱され
る。
溶融室１ａに投入された焼却灰Ａがベースメタル２上で
溶融されて溶融スラグＳの層が形成され、その厚みが排
出口１０の高さ（たとえば約１００ｍｍ程度）に達する
と、溶融スラグＳが排出口１０から排出される。この
時、陽極トーチ３および陰極トーチ４は、溶融スラグＳ
の湯面から５０〜１００ｍｍ上方に位置し、溶融スラグ
Ｓとの間にプラズマアークが形成されているが、所定時
間毎に一定時間継続して、図２に示すように、陽極トー
チ３および陰極トーチ４を下降させて下端部をそれぞれ
溶融スラグＳ中に浸漬させ、ガス供給孔３ａ，４ａから
プラズマ作動ガスＧを溶融スラグＳ中に吹き込み、溶融
スラグＳをバブリングすることにより、溶融スラグＳの
流動を促す。これにより、溶融室１ａ内で溶融スラグＳ
が移動し、温度差が小さくなって焼却灰Ａの溶融を促進
させることができる。なお、陽極トーチ３および陰極ト
ーチ４は電源５から所定の電流を供給されており、溶融
スラグＳの抵抗によりジュール熱が発生して加熱され
る。
【００１３】〔第２の方法〕またこの時、図３に示すよ
うに、陽極トーチ３のみを下降させて下端部を溶融スラ
グＳ中に浸漬させ、ガス供給孔３ａからプラズマ作動ガ
スＧを溶融スラグＳ中に吹き込みバブリングすることに
より、溶融スラグＳの流動を促す。特に投入口９に近い
陽極トーチ３近傍の溶融スラグＳの層は、投入される焼
却灰Ａが低温であるため、温度差が大きいが、この流動
化により攪拌されて焼却灰Ａの溶融が効果的に促進され
る。またこの時、陽極トーチ３および陰極トーチ４には
電源５から所定の電流が供給されており、陽極トーチ３
とベースメタル２の間の溶融スラグＳはその抵抗により
ジュール熱により、また陰極トーチ４は形成されたプラ
ズマアークによりそれぞれ加熱される。このように、電
極に電子が突入する不安定な陽極トーチ３は、プラズマ
アークを利用せずにバブリングに使用するとともにジュ
ール熱により加熱し、電極から電子が放出されて安定し
たプラズマアークを形成する陰極トーチ４によるプラズ
マアークを利用するので、極めて能率よく安定して灰を
溶融することができる。
うに、陽極トーチ３のみを下降させて下端部を溶融スラ
グＳ中に浸漬させ、ガス供給孔３ａからプラズマ作動ガ
スＧを溶融スラグＳ中に吹き込みバブリングすることに
より、溶融スラグＳの流動を促す。特に投入口９に近い
陽極トーチ３近傍の溶融スラグＳの層は、投入される焼
却灰Ａが低温であるため、温度差が大きいが、この流動
化により攪拌されて焼却灰Ａの溶融が効果的に促進され
る。またこの時、陽極トーチ３および陰極トーチ４には
電源５から所定の電流が供給されており、陽極トーチ３
とベースメタル２の間の溶融スラグＳはその抵抗により
ジュール熱により、また陰極トーチ４は形成されたプラ
ズマアークによりそれぞれ加熱される。このように、電
極に電子が突入する不安定な陽極トーチ３は、プラズマ
アークを利用せずにバブリングに使用するとともにジュ
ール熱により加熱し、電極から電子が放出されて安定し
たプラズマアークを形成する陰極トーチ４によるプラズ
マアークを利用するので、極めて能率よく安定して灰を
溶融することができる。
【００１４】〔第３の方法〕たとえば、何らかの事情
で、プラズマアークが停止された後、再起動する時に
は、陽極トーチ３および陰極トーチ４が下降されて下端
部がベースメタル２に接触され、電源５から所定の電流
が供給されるとともにガス供給孔３ａからプラズマ作動
ガスＧが供給される。次いで図４に示すように、陰極ト
ーチ４が上昇されて溶融スラグＳの層内に位置する状態
で、プラズマ作動ガスＧが陽極トーチ３および陰極トー
チ４のガス供給孔３ａ，４ａから溶融スラグＳ中に吹き
込まれバブリングされる。この時陰極トーチ４に電源５
から供給される電流により、周辺の溶融スラグＳがジュ
ール熱で加熱される。
で、プラズマアークが停止された後、再起動する時に
は、陽極トーチ３および陰極トーチ４が下降されて下端
部がベースメタル２に接触され、電源５から所定の電流
が供給されるとともにガス供給孔３ａからプラズマ作動
ガスＧが供給される。次いで図４に示すように、陰極ト
ーチ４が上昇されて溶融スラグＳの層内に位置する状態
で、プラズマ作動ガスＧが陽極トーチ３および陰極トー
チ４のガス供給孔３ａ，４ａから溶融スラグＳ中に吹き
込まれバブリングされる。この時陰極トーチ４に電源５
から供給される電流により、周辺の溶融スラグＳがジュ
ール熱で加熱される。
【００１５】その後、さらに陰極トーチ４を溶融スラグ
Ｓの層の上方に上昇されてプラズマアークが形成され加
熱される。またベースメタル２に接触された陽極トーチ
３のガス供給孔３ａからプラズマ作動ガスＧが供給さ
れ、溶融スラグＳのバブリングが所定時間継続される。
Ｓの層の上方に上昇されてプラズマアークが形成され加
熱される。またベースメタル２に接触された陽極トーチ
３のガス供給孔３ａからプラズマ作動ガスＧが供給さ
れ、溶融スラグＳのバブリングが所定時間継続される。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によると、ガス供給
孔から溶融スラグ中に吹き込まれるプラズマ作動ガスに
より、溶融スラグの流動攪拌が促されて未溶融の灰がト
ーチ近傍の高温部に接近されて溶融される。したがっ
て、溶融スラグの温度むらを少なくすることができ、効
率よく灰を溶融することが出来る。
孔から溶融スラグ中に吹き込まれるプラズマ作動ガスに
より、溶融スラグの流動攪拌が促されて未溶融の灰がト
ーチ近傍の高温部に接近されて溶融される。したがっ
て、溶融スラグの温度むらを少なくすることができ、効
率よく灰を溶融することが出来る。
【図１】本発明に係るプラズマ式灰溶融炉の実施の形態
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図２】第１の方法のプラズマトーチの配置状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】第２の方法のプラズマトーチの配置状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】第３の方法のプラズマトーチの配置状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】従来のプラズマ式灰溶融炉の構成を示す横断面
図である。
図である。
Ａ 焼却灰 Ｓ 溶融スラグ Ｇ プラズマ作動ガス １ 炉本体 １ａ 溶融室 ２ ベースメタル（導電体） ３ 陽極トーチ ３ａ ガス供給孔 ４ 陰極トーチ ４ａ ガス供給孔 ５ 電源 ６ 電位検出計 ７ 電位差計 ８ 電位差計 ９ 投入口 １０ 排出口 １１ 焼却灰供給装置 １２ 温度計
フロントページの続き (72)発明者 関口 善利 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 佐々木 邦夫 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 坂田 詞郎 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 (4)
- 【請求項１】黒鉛製の陽極トーチおよび陰極トーチを有
するとともに、溶融室の底部に、導電体が配置されるプ
ラズマ式灰溶融炉における溶融方法であって、陽極トー
チおよび陰極トーチの少なくとも一方の先端部を溶融ス
ラグ中に浸漬させ、陽極トーチおよび陰極トーチ内に形
成されて先端部に開口されたガス供給孔からプラズマ作
動ガスを溶融スラグ中に吹き込み、溶融スラグを攪拌流
動化させて灰の溶融を促進させることを特徴とするプラ
ズマ式灰溶融炉における灰溶融方法。 - 【請求項２】陽極トーチと陰極トーチを溶融スラグ中に
浸漬させ、陽極トーチと陰極トーチのガス供給孔からプ
ラズマ作動ガスを溶融スラグ中に吹き込むとともに、陽
極トーチおよび陰極トーチと導電体との間で溶融スラグ
に生じるジュール熱により加熱することを特徴とする請
求項１記載のプラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法。 - 【請求項３】陽極トーチを溶融スラグ中に浸漬させると
ともに、陰極トーチを溶融スラグ上方に配置し、陽極ト
ーチのガス供給孔からプラズマ作動ガスを溶融スラグ中
に吹き込むとともに陽極トーチと導電体との間で溶融ス
ラグに生じるジュール熱により加熱し、陰極トーチと導
電体との間に形成されるプラズマアークにより加熱する
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ式灰溶融炉に
おける灰溶融方法。 - 【請求項４】陽極トーチを導電体に接触させるととも
に、陰極トーチを溶融スラグ中に浸漬させ、陽極トーチ
および陰極トーチのガス供給孔からプラズマ作動ガスを
溶融スラグ中に吹き込むとともに、陰極トーチと導電体
との間で溶融スラグに生じるジュール熱により加熱する
ことを特徴とする請求項１記載のプラズマ式灰溶融炉に
おける灰溶融方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27378795A JPH09115663A (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | プラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27378795A JPH09115663A (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | プラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115663A true JPH09115663A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17532583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27378795A Pending JPH09115663A (ja) | 1995-10-23 | 1995-10-23 | プラズマ式灰溶融炉における灰溶融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115663A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002283016A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-02 | Nippon Steel Corp | プラズマトーチを用いたタンディッシュ内溶鋼の加熱装置 |
| JP2003028411A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ式灰溶融炉 |
| JP2004257631A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 廃棄物処理用プラズマ溶融処理装置 |
-
1995
- 1995-10-23 JP JP27378795A patent/JPH09115663A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002283016A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-02 | Nippon Steel Corp | プラズマトーチを用いたタンディッシュ内溶鋼の加熱装置 |
| JP2003028411A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ式灰溶融炉 |
| JP4667665B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2011-04-13 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | プラズマ式灰溶融炉およびその運転方法 |
| JP2004257631A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 廃棄物処理用プラズマ溶融処理装置 |
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