JPH09318275A

JPH09318275A - 焼却残渣用溶融炉の炉壁構造

Info

Publication number: JPH09318275A
Application number: JP15333396A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kanefuji; ▲紘▼一郎金藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融炉の耐用性を向上し、その継続的な安全運
転を図ることができる、焼却残渣用溶融炉の炉壁構造を
提供する。【解決手段】焼却残渣を溶融処理する溶融炉の炉壁構造
であって、炉内に生成する溶融物と接触する炉壁部を、
炉内側から炉外側に向かって、嵩比重２．７以上且つ見
掛気孔率１２％以下の耐火レンガ、この耐火レンガに接
する嵩比重１．０以上の耐火断熱材、この耐火断熱材に
接する鋼板の順で構築した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は焼却残渣用溶融炉の
炉壁構造に関する。都市ごみ、下水処理汚泥、産業廃棄
物等の各種廃棄物を焼却炉で焼却処理すると、焼却炉の
底部から排出される焼却灰と、焼却炉に接続された排ガ
ス処理系で捕捉される飛灰とが発生する。かかる焼却灰
と飛灰とに大別される焼却残渣は、埋立処分地延命や環
境汚染防止の目的で、これを減容化及び安定化するた
め、溶融炉で溶融処理される。本発明はこのような焼却
残渣用溶融炉の炉壁構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、焼却残渣用溶融炉として、アーク
炉、プラズマ炉、抵抗炉、バーナ炉等が使用されてい
る。そしてこれらの溶融炉の炉壁構造は一般に、炉内側
から炉外側に向かって、定形或は不定形の耐火物、この
耐火物と接する嵩比重の小さい軽量断熱材、この軽量断
熱材と接する鋼板の順で構築されている。ところが、か
かる従来の炉壁構造には、耐火物及び軽量断熱材の物
性、更には双方の組合わせが焼却残渣用溶融炉の炉壁構
造を構築するものとして不適当であるため、実際のとこ
ろ次のような問題がある。１）焼却残渣には多量の塩（塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム
等）が含まれているので、かかる焼却残渣を溶融炉で溶
融処理すると、炉内には相当量の溶融塩及びガス化した
塩が生成する。そしてこのような溶融塩或はガス化した
塩が耐火物を通って軽量断熱材へと浸透し、ついには鋼
板へと到る。溶融塩或はガス化した塩が軽量断熱材へと
浸透し、ついには鋼板へと到ると、溶融炉としてアーク
炉、プラズマ炉、抵抗炉等の電気炉を使用する場合に
は、電極間へ通電した電流が上記のように浸透した電気
抵抗の小さい塩へと短絡し、通電状況が著しく不安定に
なり、場合によっては短絡した迷走電流によってスパー
クが起こり、炉壁に穴を明ける。２）上記のように溶融塩或はガス化した塩が軽量断熱材
へと浸透すると、軽量断熱材を固結させ、軽量断熱材と
しての本来の機能を著しく低下させる。３）上記のように溶融塩或はガス化した塩が軽量断熱材
へと浸透し、ついには鋼板へと到ると、炉殻としての鋼
板を腐食し、その強度を著しく低下させる。４）耐火物として不定形の耐火物（耐火キャスタブル）
を使用する場合、かかる耐火物は通常、鋼板に取付けた
アンカー金物で支持するが、上記のように溶融塩或はガ
ス化した塩が軽量断熱材へと浸透すると、その過程でア
ンカー金物を腐食し、その強度を著しく低下させるた
め、炉内壁としての耐火物が倒壊する。５）溶融炉の炉床は通常、逆アーチ構造の耐火レンガで
構築されており、その外周部にはこれらの耐火レンガの
熱膨張を吸収するためのセラミックファイバ製の膨張吸
収ボードが組込まれているが、上記のように溶融塩或は
ガス化した塩が軽量断熱材へと浸透し、更にその一部が
膨張吸収ボードへと浸透すると、膨張吸収ボードを固結
させ、膨張吸収ボード本来の機能を著しく低下させるた
め、炉殻が変形してしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の炉壁構造では、耐火物及び軽量断熱
材の物性、更には双方の組合わせが焼却残渣用溶融炉の
炉壁構造を構築するものとして不適当であるため、前述
したような種々の問題を生じる点である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、焼却
残渣を溶融処理する溶融炉の炉壁構造であって、炉内に
生成する溶融物と接触する炉壁部が、炉内側から炉外側
に向かって、嵩比重２．７以上且つ見掛気孔率１２％以
下の耐火レンガ、この耐火レンガに接する嵩比重１．０
以上の耐火断熱材、この耐火断熱材に接する鋼板の順で
構築されて成ることを特徴とする焼却残渣用溶融炉の炉
壁構造に係る。

【０００５】本発明において対象となる溶融炉は、その
性質上、多量の塩を含む焼却残渣を溶融処理するアーク
炉、プラズマ炉、抵抗炉、バーナ炉等である。本発明で
は、かかる溶融炉の炉壁であって、炉内に生成する溶融
物と接触する炉壁部を、炉内側から炉外側に向かって、
嵩比重２．７以上且つ見掛気孔率１２％以下の耐火レン
ガ、この耐火レンガに接する嵩比重１．０以上の耐火断
熱材、この耐火断熱材に接する鋼板の順で構築する。

【０００６】多量の塩を含む焼却残渣を溶融炉で溶融処
理すると、炉内には溶融物が生成する。この溶融物は一
般に、下層の溶融メタル層、中層の溶融スラグ層、上層
の薄い溶融塩層の３層で形成される。かかる３層のう
ち、前述したような問題を引き起こす最大原因は溶融塩
層であるので、溶融塩層と接触する炉壁部のみを上記の
ように構築することも考えられるが、焼却残渣の溶融処
理の実際に照らして３層の形成には変動があり、また溶
融塩の一部は溶融スラグ層や溶融メタル層にも混じり込
むので、本発明では安全を期して、炉内に生成する溶融
物と接触する炉壁部を上記のように構築する。

【０００７】嵩比重０．７以上且つ見掛気孔率１２％以
下の耐火レンガとしては、例えばＡｌ₂Ｏ₃を標準５５重
量％及びＳｉＣを標準３５〜３８重量％の割合で含むＡ
ｌ₂Ｏ₃−ＳｉＣ質の耐火レンガ、Ａｌ₂Ｏ₃を標準８１重
量％及びＳｉＣ＋Ｃを標準１５重量％の割合で含むＡｌ
₂Ｏ₃−ＳｉＣ＋Ｃ質の耐火レンガを使用できる。また嵩
比重１．０以上の耐火断熱材としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃
を標準５１重量％及びＳｉＯ₂を標準３４重量％の割合
で含むＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂質の耐火断熱キャスタブルを
使用できる。

【０００８】炉内に生成する溶融物と接触する炉壁部を
上記のように構築すると、溶融塩が耐火レンガを通って
耐火断熱材へと浸透するのを充分に抑制でき、したがっ
て溶融塩に起因する前述したような問題が発生するのを
未然に防止できる。

【０００９】多量の塩を含む焼却残渣を溶融炉で溶融処
理すると、炉内には溶融物が生成するが、その上部にガ
スも生成し、このガスには相当に高濃度でガス化した塩
が含まれる。このガス化した塩も前述したような問題を
引き起こす原因となる。したがって本発明では、ガス化
した塩が耐火物を通って耐火断熱材へと浸透するのを充
分に抑制し、よって前述したような問題が発生するのを
未然に防止するため、炉内に生成するガスと接触する炉
壁部を、炉内側から炉外側に向かって、嵩比重２．７以
上の耐火物、この耐火物と接する嵩比重１．０以上の耐
火断熱材、この耐火断熱材と接する鋼板の順で構築する
のが好ましい。

【００１０】嵩比重２．７以上の耐火物としては、前述
したような定形の耐火レンガの他に、例えばＡｌ₂Ｏ₃を
標準８４重量％及びＦｅ₂Ｏ₃を標準１．２重量％の割合
で含む高アルミナ質の定形の耐火レンガ、更にはＡｌ₂
Ｏ₃を標準９０重量％及びＣｒ₂Ｏ₃を標準６重量％の割
合で含む高アルミナ質の不定形の耐火キャスタブルを使
用できる。また嵩比重１．０以上の耐火断熱材として
は、前述したような不定形の耐火断熱キャスタブルを使
用できる。

【００１１】炉内に生成するガスと接触する炉壁部の耐
火物として不定形の耐火キャスタブルを使用する場合、
この耐火キャスタブルは通常、炉殻となる鋼板に取付け
たアンカーで支持する。炉内に生成するガスと接触する
炉壁部の炉内側を前述したように嵩比重２．７以上の耐
火キャスタブルで構築しても、ガス化した塩の一部がこ
のような耐火キャスタブルに浸透するのを完全には抑制
できない。従来のようにアンカーとして金物を使用する
と、浸透した塩によってアンカー金物が腐食され、つい
には耐火キャスタブルが倒壊してしまう。したがって本
発明では、ガス化した塩の一部が耐火キャスタブルに浸
透しても、アンカーが腐食されないようにするため、ア
ンカーとして非金属系材料製のもの、例えばセラミック
製のものや耐火レンガ製のものを用いるのが好ましい。

【００１２】以上、本発明の炉壁構造について説明した
が、本発明では、炉外側の鋼板の更に外側に、空冷用の
空気通路を形成するか又は該鋼板と独立した水冷ジャケ
ットを設けるのが好ましい。溶融炉の炉壁外周部を低温
保持することにより、操業の安全を確保し、併せて浸透
する場合のある一部の溶融塩或はガス化した塩に起因す
るところの高温下で促進される耐火断熱材の固結、更に
は膨張吸収ボードの固結を抑制するためである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を略示す
る縦断面図である。図示した溶融炉はアーク炉であり、
このアーク炉は炉本体１１と、炉本体１１に被着された
炉蓋１２と、炉蓋１２から炉内に挿入された電極１３，
１３とを備えている。炉内には、焼却残渣の溶融処理に
より生成した溶融物２１として、下層の溶融メタル層２
２、中層の溶融スラグ層２３及び上層の薄い溶融塩層２
４が形成されており、溶融塩層２４の上部に未溶融の焼
却残渣２５が存在している。溶融塩層２４の上方におけ
る炉内空間部には焼却残渣の溶融処理により生成したガ
ス２６が充満しており、このガスには相当に高濃度でガ
ス化した塩が含まれている。図示を省略するが、炉本体
１１の背面側には溶融スラグ２３の排出口が開設されて
おり、また炉蓋１２には焼却残渣投入口及び排気口が開
設されていて、排出口の下方には水砕装置が設置され、
排気口の下流側には集塵装置が接続されている。

【００１４】溶融物２１と接触する炉壁部（炉本体１１
の側壁下部）は、炉内側から炉外側に向かって、嵩比重
２．７以上且つ見掛気孔率１２％以下の耐火レンガ３
１、耐火レンガ３１に接する嵩比重１．０以上の耐火断
熱材３２、耐火断熱材３２に接する鋼板３３（炉殻）の
順で構築されている。またガス２６と接触する炉壁部
（炉本体１１の側壁上部）は、炉内側から炉外側に向か
って、嵩比重２．７以上の不定形の耐火キャスタブル４
１、耐火キャスタブル４１に接する嵩比重１．０以上の
耐火断熱材４２、耐火断熱材４２に接する鋼板３３（炉
殻）の順で構築されており、耐火キャスタブル４１は鋼
板３３にネジ込み式で取付けられたセラミック製のアン
カー４３，４３で支持されている。

【００１５】炉床は逆アーチ構造の耐火レンガ５１で構
築されており、耐火レンガ５１の外周部に鋼板３３（炉
殻）と接して膨張吸収ボード５２が組込まれている。ま
た炉蓋１２は前述したようなガスと接触する炉壁部とほ
ぼ同様に構築されている。そして炉本体１１の炉殻に相
当する鋼板３３の外側には、炉壁及び炉床を覆うよう
に、空冷用の空気通路６１が形成されており、このよう
な空気通路は炉蓋１２の外側にも設けられていて、炉本
体１１及び炉蓋１２を空冷するようになっている。

【００１６】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、焼却残渣用溶融炉の炉壁構造をその用途に合わ
せた好適な物性及び組合わせの耐火物及び耐火断熱材で
構築することにより、溶融炉の耐用性を向上し、その継
続的な安定運転を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を略示する縦断面図。

【符号の説明】

１１・・・炉本体、１２・・・炉蓋、１３・・・電極、
２１・・・溶融物、２６・・・ガス、３１・・・耐火レ
ンガ、３２，４２・・・耐火断熱材、３３・・・鋼板、
４１・・・耐火キャスタブル、４３・・・アンカー、６
１・・・ジャケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却残渣を溶融処理する溶融炉の炉壁構
造であって、炉内に生成する溶融物と接触する炉壁部
が、炉内側から炉外側に向かって、嵩比重２．７以上且
つ見掛気孔率１２％以下の耐火レンガ、この耐火レンガ
に接する嵩比重１．０以上の耐火断熱材、この耐火断熱
材に接する鋼板の順で構築されて成ることを特徴とする
焼却残渣用溶融炉の炉壁構造。
【請求項２】更に炉内に生成するガスと接触する炉壁
部が、炉内側から炉外側に向かって、嵩比重２．７以上
の耐火物、この耐火物に接する嵩比重１．０以上の耐火
断熱材、この耐火断熱材に接する鋼板の順で構築された
請求項１記載の焼却残渣用溶融炉の炉壁構造。
【請求項３】耐火物支持用アンカーが耐火断熱材に接
する鋼板に荷重を支持されるように取付けられており、
このアンカーが非金属系材料製のものである請求項２記
載の焼却残渣用溶融炉の炉壁構造。
【請求項４】鋼板の外側に、空冷用の空気通路を形成
するか又は該鋼板と独立した水冷ジャケットを設けた請
求項１、２又は３記載の焼却残渣用溶融炉の炉壁構造。