JPH0979532A

JPH0979532A - 溶融炉

Info

Publication number: JPH0979532A
Application number: JP23489695A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Yamagata; 昌継山縣
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1997-03-28
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: JP3096623B2

Abstract

(57)【要約】【目的】テーパー部の棚吊りを起こし易い部分の温度
を上昇させ、棚吊りを抑止するとともに、たとえ棚吊り
が起ころうとしても、これを阻害して棚吊りの発生を防
止した竪型の溶融炉を提供する。【構成】上方から投入された装入物を底部で燃焼溶融
する前記炉本体１を下窄まりに形成してテーパー部Ｓを
形成するとともに、前記テーパー部Ｓの下方に、溶融部
２に向けて燃焼用ガスを吹き込む羽口３ａを備えた竪型
の溶融炉の、前記羽口３ａの上方の前記テーパー部Ｓの
部位に第２の羽口３ｂを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物溶融処理炉、溶
鉱炉等の竪型の溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上方から投入された廃棄物を底部
で燃焼溶融する炉本体を下窄まりに形成してロート部を
形成するとともに、前記ロート部の下方に、溶融部に向
けて燃焼用ガスを吹き込む羽口を備えた竪型の溶融炉が
用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、溶融炉において
は、廃棄物がロート部の炉壁に引っ掛かり、所謂棚吊り
を起こした場合には、棚吊りが解消するまで、下部羽口
からの補助燃料を増加させ、下部溶融部の温度を維持し
ていた。廃棄物による棚は下部から高温の排ガスが上昇
してくるため、次第に燃焼等の反応を受け、棚は上部廃
棄物を支えきれずに自然にくずれることにより解消され
る。しかし、このような方法で棚を崩壊させるには、量
的に多くの補助燃料を必要とし、かつ、その間は廃棄物
の処理能力が低下する。そこで、本発明の目的は、上記
の問題点を解決し、溶融炉の安定運転および補助燃料使
用量低減を可能にしながらも、棚吊りの発生を防止でき
る竪型の溶融炉を提供するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的のための本発
明の特徴構成は、羽口の上方のロート部位に第２の羽口
を備えた点にある（請求項１に対応）。尚、前記第２の
羽口から吹き込む流体を前記ロート部の内壁の内側で旋
回させる方向に前記第２の羽口を形成してもよい（請求
項２に対応）。

【０００５】

【作用】従って、本発明の溶融炉の特徴構成によれば、
装入物の水分、性状及び形状等により棚吊りの起こしや
すさは異なるが、炉の形状が、炉の下方程狭くなるた
め、狭まる部位で棚吊りを起こしやすい。棚吊りは廃棄
物がロート部で耐火物表面の摩擦力を受けて、下方に落
ちないために生ずるのであるから、この耐火物表面っっ
の摩擦力を不安定にすると良い。そのため、棚吊りを起
こしかけている部位の装入物に近い第２の羽口から酸素
含有ガスが吹き込まれると、第２の羽口に近接する部分
の前記装入物が燃焼し、生成しようとする棚が支持を失
うようになり、前記装入物は再び炉内を下降するように
なる（請求項１に対応）。尚、前記第２の羽口から吹き
込まれる前記燃焼用ガスが炉壁の内側で旋回すれば、前
記テーパー部に近接する部分の装入物は前記炉壁近傍の
補助燃焼領域で燃焼し、前記補助燃焼領域の装入物が圧
密から開放される（請求項２に対応）。

【０００６】

【発明の効果】以上の結果、本発明の請求項１記載の構
成の溶融炉によって、棚吊りを予防できるので、溶融炉
として安定した操炉と補助燃料の少ない技術を提供でき
るようになった。さらに、請求項２に記載の構成を加え
ることにより、棚吊り予防の操作のしやすい溶融炉を提
供できるようになる。

【０００７】

【実施例】以下に、一例として、本発明の溶融炉を廃棄
物溶融処理装置に適用した実施例を図面に基づいて説明
する。廃棄物溶融処理装置は、図１に示すように、夫々
空気或いは酸素富化ガス等の燃焼用ガスを吹き込みを２
箇所に設けた夫々複数の羽口３を備えた廃棄物溶融炉Ｆ
と、前記廃棄物溶融炉Ｆにおける発生ガスを燃焼使用す
るボイラ１２と、前記ボイラ１２に前記発生ガスを供給
する煙道１１と、前記ボイラ１２により生成された蒸気
により発電する発電装置１６と、前記ボイラ１２から排
出される廃ガスを処理する廃ガス処理装置１３等を設け
て構成してある。前記廃棄物溶融炉Ｆは、上方から投入
された装入物を底部で燃焼溶融する前記炉本体１を下窄
まりに形成して、前記廃棄物溶融炉Ｆの内壁が上方に向
かって開いた形状のテーパー部Ｓを形成するとともに、
前記溶融部２の下方に湯溜り６を形成して構成した竪型
炉で、該炉内に、乾燥帯Ｚ１、熱分解帯Ｚ２、及び燃焼
溶融帯Ｚ３という三つの処理帯を順次上方から下方に配
設してある。前記溶融部２の形成される領域と前記湯溜
り６とで前記燃焼溶融帯Ｚ３を形成する。各羽口３は、
夫々前記燃焼用ガスとして予熱された酸素富化空気の供
給を受け、各羽口３にこれを分配する環状管からなる風
箱４を備え、前記風箱４から各羽口３夫々に酸素富化空
気を吹き込む羽口管５が接続されており、前記溶融部２
に前記燃焼用ガスを供給するべく前記テーパー部Ｓの下
方に第１の羽口３ａを配置し、前記テーパー部Ｓの上端
部に、その供給する前記燃焼用ガスにより炉壁に沿って
形成される補助燃焼領域Ａに前記燃焼用ガスを供給する
べく第２の羽口３ｂを配置してある。前記第１の羽口３
ａは、前記湯溜り６の上面付近に位置して前記溶融部２
に向けて前記燃焼用ガスを吹き込むように、前記テーパ
ー部Ｓの内方に、且つ、やや下方に向けて、周方向に複
数箇所前記テーパー部Ｓを貫通して設けられている。さ
らに、前記第１の羽口３ａに酸素富化空気を供給する前
記羽口管５には、夫々プロパン等のガス燃料を供給可能
な補助燃料供給管が接続されており、前記燃焼溶融帯Ｚ
３における可燃分が不足する場合に補助燃料として添加
供給できるようにしてある。前記第２の羽口３ｂは、図
２に示すように、吹き込む流体が前記テーパー部Ｓの内
壁に沿って旋回して吹き込まれるように、前記テーパー
部Ｓの内方に向けて水平面内の斜め方向に、周方向に複
数箇所前記テーパー部Ｓを貫通して設けられている。こ
のように形成してあるので、前記第２の羽口３ｂから吹
き込まれる酸素富化空気は炉壁に沿う前記補助燃焼領域
Ａの部分に効果的に供給される。この第２の羽口３ｂに
酸素富化空気を供給する前記羽口管５にも、夫々上記補
助燃料供給管が接続されており、第２の羽口３ｂ近傍の
前記補助燃焼領域Ａの燃焼が不十分な場合には補助燃料
を添加供給できるようにしてある。尚、前記補助燃焼領
域Ａに於ける燃焼温度は、前記溶融部２に比して低く保
って部分燃焼だけを行ない棚吊りの防止の効果を発揮
し、かつ、炉壁の損傷を防止できる。

【０００８】ゴミ収集車により収集された廃棄物は、前
記廃棄物溶融炉Ｆの上方に設けたホッパ９に投入され、
前記ホッパ９の下部に備えた上部ダンパ１０ａ、下部ダ
ンパ１０ｂからなる二重ダンパ機構１０を交互に開閉操
作することにより、前記廃棄物溶融炉Ｆにおける発生ガ
スが前記ホッパ９に吹き上げるのを防止しながら、前記
廃棄物溶融炉Ｆに投入される。前記廃棄物溶融炉Ｆに投
入された廃棄物は、約３００℃から５００℃に維持され
る乾燥帯Ｚ１で乾燥され、さらに下降して約５００℃か
ら８００℃に維持される熱分解帯Ｚ２で廃棄物に含まれ
る揮発性有機物が大部分メタン、水素、一酸化炭素等の
可燃性ガス及び二酸化炭素に熱分解された発生ガスとし
て熱分解帯Ｚ２から乾燥帯Ｚ１を経て上昇流出し、ガス
化後の残渣は約１５００℃に維持される燃焼溶融帯Ｚ３
の溶融部２で前記残渣中の可燃分が燃焼し、溶融処理さ
れるものである。廃棄物に含まれる塩化ビニル等が前記
熱分解帯Ｚ２で分解される過程で発生する塩化水素等の
腐食性ガスは、ボイラ１２を通った後、煙道を兼ねた反
応室でそこに供給された石灰粉末等アルカリ剤と中和反
応して塩化カルシウム等の塩類として固定された後、前
記反応室に続くバグフィルタで捕捉除去される。前記燃
焼溶融帯Ｚ３では、主としてその燃焼部２で、前記廃棄
物溶融炉Ｆの上方から投入され、乾燥・熱分解を受けた
廃棄物の熱分解残渣の可燃分が前記燃焼溶融帯Ｚ３の側
壁部に形成された第１の羽口３ａから湯溜り６の上面に
向けて供給される前記燃焼用ガスに接して燃焼反応し、
高温高熱を発し、同時に湯溜り６中に残存する可燃分も
液中燃焼する。この熱により灰分や無機物等の前記熱分
解残渣中の不燃分が溶融処理され、溶融したスラグが流
下して前記湯溜り６に溜まると同時に、前記湯溜り６も
保温される。前記溶融スラグは、前記湯溜り６の側方に
設けられたスラグ排出部７の溢出口７ａからオーバーフ
ローしてスラグ回収装置８内に排出される。同時に前記
燃焼部２で発生する熱が、燃焼排ガスの上昇に伴って、
前記熱分解帯Ｚ２での熱分解処理、前記乾燥帯Ｚ１での
乾燥処理に供される。前記燃焼反応による発熱量が、前
記熱分解処理及び前記乾燥処理にとって不足である場合
には、前記燃焼用ガスにさらにメタンガス等のガス燃
料、或いは、炭素粉等の微粉燃料が補助燃料として羽口
管５に補助燃料供給管から供給添加されて第１の羽口３
ａから前記溶融部２に供給される。さらに、前記第２の
羽口３ｂが、前記テーパー部Ｓの上端部に設けられてお
り、前記燃焼用ガスをこの部位の前記熱分解帯Ｚ２で熱
分解した後の前記熱分解残渣中の前記テーパー部Ｓの炉
壁の部位に供給し、この前記燃焼用ガスに接した前記補
助燃焼領域Ａ内の前記熱分解残渣中の可燃分が燃焼し、
そこの廃棄物がくずれるので装入廃棄物の棚吊りを阻止
する。つまり、前記第２の羽口３ｂは上方から下方へ移
動する廃棄物が下窄まりになる炉壁部で圧密され、棚吊
りを惹起するのを防ぐ為に、その圧密部付近の前記補助
燃焼領域Ａに前記燃焼用ガスを供給して、燃焼反応によ
って、棚吊りの原因となる前記圧密される部分を圧密か
ら開放しようとするものである。上述のように、前記第
２の羽口３ｂを設けることにより棚吊りを防止するの
で、炉内の廃棄物の下方への移動がスムーズとなり、即
ち、高温燃焼部へガス化残渣のカーボンがスムーズに供
給される。そこに酸素もしくは酸素富化ガスが供給され
るので、この結果本発明の溶融炉は補助燃料なしか、必
要としてもごく少量で高温燃焼ができるようになった。

【０００９】前記湯溜り６の側方にはスラグ排出部７が
設けられ、前記溶融スラグが溢出口７ａからオーバーフ
ローして、前記スラグ排出部７から冷却水を蓄えた水冷
槽８ｂの中に滴下し、急冷されて水砕スラグとなる。前
記水冷槽８ｂの底部には水砕スラグを搬出すべくスラグ
搬送装置が設けられており、このスラグ搬送装置によっ
て水砕スラグが随時取り出される。前記スラグ排出部７
の溢出口７ａ底部の先端部は、その直下の前記スラグ回
収装置８の側壁部８ａから張り出して形成してあり、溶
融スラグが前記溢出口７ａから前記直下の側壁部８ａに
連続して流下、付着することを防止してある。

【００１０】前記ボイラ１２は、燃焼器１２ａを備えた
燃焼室１２ｂに水管１２ｃを配して構成してあり、前記
廃棄物溶融炉Ｆにおいて発生した約３００℃〜５００℃
の可燃性ガスが、前記廃棄物溶融炉Ｆと前記燃焼器１２
ａの間に形成された煙道１１を介して供給され、前記燃
焼器１２ａで発生した高温の燃焼ガスは、熱交換された
後に誘引送風機１４により誘引されてエコノマイザ１２
ｄやバグフィルタ等の排ガス処理装置１３を介して煙突
１５から排気される。前記煙道１１には、発生ガスを前
記煙道１１内部で部分燃焼させる燃焼用の制御できる酸
素又は酸素含有気体供給口１１ａを、流入空気が前記煙
道１１の下流側に流れるように角度を持たせた筒状のガ
イド部材を設けて構成してあり、前記供給口１１ａから
例えば空気が供給されると、その空気により前記煙道１
１を通過する発生ガスの一部が燃焼し、その際に発生す
る燃焼熱により発生ガスの温度低下を回避し、以て、気
化したタールが前記煙道１１内で凝縮して内壁に付着す
ることを防止する。前記ボイラ１２で生成された蒸気
は、発電機１６ｂを駆動する蒸気タービン１６ａを備え
た発電装置１６に安定的に供給され、前記発電装置１６
で発電された電力が廃棄物溶融処理装置の稼働用の電力
として使用され、余剰電力は外部に供給される。

【００１１】〔別実施例〕以下、別実施例について説明
する。前記第１の羽口３ａは、直接前記湯溜り６の中に
吹き込むような位置に設けてもよく、また、前記溶融部
２と前記湯溜り６との間に生ずる空間内に吹き込むよう
な位置に設けてもよく、前記第１の羽口３ａを前記溶融
部２の下端部より上の前記溶融部２に直接吹き込むよう
な位置に設けてもよい。第１の位置に設ける場合には、
前記湯溜り６中の可燃分を液中燃焼させることが可能で
あり、第２の位置に設ける場合には、前記湯溜り６の表
面に前記燃焼用ガスを吹き付けて、前記湯溜り６を攪拌
するとともに、さらに溶融スラグの保温維持を促進する
ことが可能であり、第３の位置に設ける場合には、廃棄
物が高カロリーの場合であり、前記溶融部２をより大き
な領域に拡大できる。また、前記第１の羽口３ａは、水
平方向に設けられてあってもよく、炉の中心に向くよう
にしてもよい。前記第２の羽口３ｂは、上記実施例で
は、水平面内に設けたが、やや下向きに設けてもよい。
さらに、これらを、吹き込む燃焼用ガスを旋回させるこ
となく、炉心に向けて吹き込むように設けてもよい。つ
まり、第２の羽口３ｂから吹き込まれる燃焼用ガスに接
する熱分解残渣の補助燃焼領域Ａが前記溶融領域２と不
連続で、且つ、炉壁に近接する部分に形成されるように
なればよい。なお、この第２の羽口３ｂを水平面内或い
はやや下向きに、且つ、前記テーパー部Ｓの内方に向け
て配置し、テーパー部に接する廃棄物を燃焼し、空隙を
つくればよい。棚吊りを予防することができるので、前
記圧密を解消させるために前記補助燃焼領域Ａを炉壁に
沿って形成させるのである。尚、前記第２の羽口３ｂ
は、前記熱分解帯Ｚ２と前記燃焼溶融帯Ｚ３との境界付
近の前記テーパー部Ｓの部位に、吹き込む前記酸素富化
空気が前記テーパー部Ｓの内壁に沿って旋回して吹き込
まれるように、前記テーパー部Ｓの内方に向けて斜め下
方向に設けてもよい。また、これらを、吹き込む前記酸
素富化空気が前記テーパー部Ｓの内壁の内側で旋回して
吹き込まれるように、前記テーパー部Ｓの内方に向けて
水平面内に設けてもよく、斜め下方向に設けてもよい。
さらに、前記第２の羽口３ｂは、前記熱分解帯Ｚ２と前
記燃焼溶融帯Ｚ３との境界付近の前記テーパー部Ｓの部
位に、吹き込む前記酸素富化空気もしくは空気が前記テ
ーパー部Ｓの中心に向けて吹き込まれるように、前記テ
ーパー部Ｓの内方に向けて水平面内或いはやや下向きに
設けてもよい。この場合には、前記酸素富化空気もしく
は空気の吹き込みを、炉壁に沿って前記補助燃焼領域Ａ
を最小限部分的にでも形成させるように調整すれば本発
明の目的は達成できる。前記実施例では、前記第１の羽
口３ａから吹き込まれる燃焼用ガスにガスもしくはオイ
ル等補助燃料を添加するようにしたが、これに代えて投
入材にコークスを添加するようにしてもよく、さらに、
燃焼用ガスとして、酸素富化ガスに代えて空気を吹き込
むようにしてあってもよい。また、前記第２の羽口３ｂ
から吹き込む燃焼用ガスも予熱するようにしたが、これ
も予熱しないで吹き込むことも可能で、さらに、補助燃
料を添加して吹き込むようにしてもよい。このように補
助燃料を添加して第２の羽口３ｂから吹き込めば、廃棄
物のカロリーが低い場合等の異常に温度が低下して棚吊
りが起ころうとする場合にも充分に対処できる。

【００１２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄物溶融処理装置のブロック構成図

【図２】第２の羽口の別実施例を示す横断面図

【符号の説明】

１溶融炉の炉本体２溶融炉の溶融部３ａ羽口３ｂ第２の羽口Ｓ溶融炉のテーパー部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上方から投入された装入物を底部で燃焼
溶融する炉本体（１）を下窄まりに形成してロート部
（Ｓ）を形成するとともに、前記ロート部（Ｓ）の下方
に、溶融部（２）に向けて燃焼用ガスを吹き込む羽口
（３ａ）を備えた竪型の溶融炉であって、前記羽口（３ａ）の上方の前記ロート部（Ｓ）の部位に
第２の羽口（３ｂ）を備えた溶融炉。
【請求項２】前記第２の羽口（３ｂ）から吹き込む流
体を前記ロート部（Ｓ）の内壁の内側で旋回させる方向
に前記第２の羽口（３ｂ）を形成してある請求項１記載
の溶融炉。