JPH10253036A - 廃棄物焼却残渣溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融塩層との短絡を防止できる電極をもつ廃
棄物焼却残渣溶融炉を提供することを目的とする。 【解決手段】 炉槽内に上方から棒状の電極２がその長
手方向に装入配置されて炉槽内の溶融スラグを介して電
極２間を流れる電流により焼却灰を溶融する溶融炉にお
いて、溶融スラグ層９の上層で電極間に存在する溶融塩
層１０から上記電極２を絶縁する絶縁スリーブ７を上下
可動に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉で発生した
焼却灰を溶融処理する溶融炉であって、特に炉槽内に上
方から棒状の電極がその長手方向に装入配置されて、炉
槽内の溶融スラグを介して電極間を流れる電流により発
生するジュール熱によって焼却灰を溶融する溶融炉に関
する。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉で廃棄物を焼却処理すると、焼却
残渣が発生する。この焼却残渣は飛灰と焼却灰とから成
っている。飛灰は焼却中の廃棄物からダストとして排ガ
スで炉外に運ばれ、集塵機で回収されたものである。焼
却炉から排出される排ガスにはＨＣｌが含まれており、
ＨＣｌ除去の目的で消石灰を排ガス中に吹き込むことが
ある。この場合、集塵機で回収される飛灰は、ＨＣｌと
反応した多量の塩化カルシウムを含むことになる。一
方、焼却灰は、焼却後に火格子上に残留し、灰排出装置
で回収された灰、あるいは火格子間から落下し回収され
た灰である。

【０００３】このように焼却処理によって発生した焼却
残渣を、さらに溶融炉にて溶融処理することが行われて
いる。このような廃棄物溶融炉の一つに電気抵抗式溶融
炉が知られている。この電気抵抗式溶融炉は、炉天井か
ら炉内に複数本の棒状の電極をその長手方向に通して被
溶融物中に一部装入し、電極間に被溶融物を介して通電
し、被溶融物自身にジュール熱を発生させるものであ
る。被溶融物はジュール熱で加熱されて溶融し、溶融ス
ラグを形成する。

【０００４】ところが前述したように飛灰に多量の塩化
カルシウムを含む場合、溶融スラグの上部には、比重の
差により、主に飛灰から生じた溶融塩による溶融塩層が
形成される。溶融塩の電気伝導度は溶融スラグに比べて
１０倍程度高いため、電極に供給した電流は溶融塩に流
れ、溶融スラグへは流れにくくなるため、溶融スラグへ
は十分な熱を供給できず、焼却残渣を十分に溶融できな
いという虞れを生ずる。

【０００５】この問題に対処するために、例えば特開平
７−０７７３１９や特開平７−２２５０１３のように溶
融炉の上部にて電極間に非伝導性の隔壁を設け、溶融塩
による短絡を防止する溶融炉が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの公知の
溶融炉では、例えば溶融スラグを排出させることで溶融
スラグのレベルが下がり、溶融塩層が隔壁よりも低い位
置にきた場合、溶融塩層による短絡が起こる。したがっ
て常にスラグのレベルを管理せねばならない。また隔壁
が溶融塩で腐食した場合、隔壁の補修に時間がかかる。

【０００７】本発明は、このような煩わしい溶融スラグ
のレベルの管理や、隔壁の補修に手間をかける必要が無
く、溶融スラグのレベルの変動があっても、溶融スラグ
上部に形成された溶融塩による電極間の短絡を防止する
ことのできる廃棄物焼却残渣溶融炉を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、炉槽内に上方から棒状の電極がその長手方向に装
入配置されて炉槽内の溶融スラグを介して電極間を流れ
る電流により焼却灰を溶融する溶融炉において、溶融ス
ラグ上層で電極間に存在する溶融塩層から上記電極を絶
縁する絶縁スリーブを上下可動に設けることにより達成
される。

【０００９】かくして絶縁スリーブを常に、変動せる溶
融塩層の高さレベルに追従するように位置せしめること
ができ、絶縁スリーブと電極の間には溶融塩より１０倍
ほど抵抗の大きな溶融スラグで満たされるため、溶融塩
による電気の短絡はなくなる。

【００１０】かかる構成の本発明において、一つの形態
として、上記絶縁スリーブは溶融スラグの比重と溶融塩
の比重との間の比重をもつように設定され、電極もしく
は該電極に対して平行に設けられた部材によりスライド
案内されるようにして、比重の関係で絶縁スリーブを常
に溶融塩層に位置せしめることができる。また、他の形
態として、絶縁スリーブが電極もしくは該電極に対して
延びる部材により案内され操作部材により上下して上記
溶融塩層のレベルに位置するようにすることもできる。
上記絶縁スリーブの絶縁の形式については、絶縁スリー
ブは電極との間に空隙を形成しているようにすることが
でき、その場合、空隙が半径方向で１０ｃｍ以上の間隔
を有していることが望ましい。上記絶縁スリーブの絶縁
の他の形式としては、絶縁スリーブが筒状の絶縁層を有
していることができ、その場合の一例として絶縁層がセ
ラミックから成る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづき本発明
の実施の形態を説明する。

【００１２】（第一実施形態）図１において、符号１は
炉本体であり、該炉本体１の炉蓋１Ａには、棒状の複数
本の電極２が昇降自在に該炉蓋１Ａを貫通して配されて
いる。炉本体１は、炉蓋１Ａに、焼却残渣の供給口３そ
して排ガスの排気口４が設けられ、さらに、側部には下
部にスラグ排出口５上部に溶融塩排出口６が設けられて
いる。上記電極２は絶縁スリーブ７を摺動自在に案内支
持している。本実施形態では、絶縁スリーブ７は溶融ス
ラグの比重と溶融塩の比重との間の比重をもつように作
られている。そして、上記複数の電極２は炉本体１外で
交流電源８に接続されている。該交流電源８が単相のと
きは電極２は二本を対とし、三相のときは三本を組とし
て設けられる。

【００１３】炉本体１は、通常円筒状に形成されてい
て、外周が鋼製でその内側には耐火物が取りつけられて
いる。炉本体１内では、溶融物を介して複数の電極２の
間での通電によりジュール熱が発生している。この溶融
物は比重の関係により、下層に溶融スラグ層９そして上
層に溶融塩層１０を分離して形成する。供給口３から投
入供給された焼却残渣１１は上記溶融物の上にあって加
熱され次第に溶融され、比重の差から溶融スラグと溶融
塩とに分かれる。溶融スラグはスラグ排出口５そして溶
融塩は溶融塩排出口６から適宜取り出される。上記溶融
スラグの比重は約２．７、溶融塩の比重は約２．１であ
る。なお、溶融時に発生する排ガスは排気口４から排気
される。

【００１４】電極２は、本例の場合、直径が約２０ｃｍ
の３本のカーボン電極（電源は三相）からなっており、
炉本体１の炉蓋１Ａを貫通し、溶融塩層１０及び溶融ス
ラグ層９に装入されている。各々の電極２はスラグ温度
を一定に保つため、各々独立に昇降できるようになって
いる。

【００１５】電極２より案内される絶縁スリーブ７は図
２（Ａ），（Ｂ）に見られるように、内径２２ｃｍ、外
径２８ｃｍのカーボンでできたリング７ａ、内径２８ｃ
ｍ、外径３１ｃｍのアルミナセラミックスでできたリン
グ７ｂ、内径３１ｃｍ、外径３７ｃｍのカーボンででき
たリング７ｃでできており、長さ６０ｃｍである。各々
のリングは図２（Ｂ）に示すようにセラミック製のボル
ト７ｄで固定されている。この絶縁スリーブ７全体の比
重は約２．４である。

【００１６】次に、塩を含む焼却残渣をかかる電気抵抗
式の溶融炉で溶融した場合について説明する。

【００１７】焼却残渣は炉本体１の供給口３から炉内に
投入供給される。投入された焼却残渣は比重差で徐々に
溶融塩層１０中を沈降し、溶融スラグ層９の温度が約１
４００℃に保たれているため該焼却残渣は次第に溶融さ
れていく。溶融されると、焼却残渣に含まれるスラグ成
分は溶融スラグ層９内に、塩成分は溶融塩層１０に各々
比重差で分かれる。このように溶融塩層１０は徐々に厚
く形成されていく。

【００１８】一方、絶縁スリーブ７は溶融スラグの比重
と溶融塩の比重との間の比重をもつように設定されてい
るので、電極２により案内されて常に溶融塩層１０の位
置に浮いているようになる。したがって、絶縁スリーブ
７と溶融スラグ層９、そして溶融塩層１０との位置関係
は変化せず、絶縁スリーブ７は確実に電極２と溶融塩層
９とを離隔させる。さらに、絶縁スリーブ７は絶縁体で
あるアルミナセラミックスを挟んで有しているため、電
極２と溶融塩層１０との間に短絡が起こることなく安定
した運転ができる。

【００１９】焼却残渣の溶融が進み、或る程度溶融スラ
グ層９のレベルが高くなると、溶融スラグはスラグ排出
口５から排出される。その際、溶融スラグのレベル並び
に溶融塩のレベルはスラグが排出されるにしたがって下
がることになるが、上記絶縁スリーブ７は既述のごとく
比重差から溶融スラグ層９の上部に浮いているため、溶
融スラグ層９の低下に伴って下がることになる。

【００２０】（第二実施形態）図１に示された例では、
絶縁スリーブ７は電極２により案内されていたが、図３
に示す第二実施形態では絶縁スリーブ１２は、炉本体１
の炉蓋１Ａに設けられた案内筒１３により案内されてい
る。なお、図３では図１のものと同一部分に共通符号を
付してその説明を省略する。

【００２１】上記絶縁スリーブ１２は内径４０ｃｍ、外
径６０ｃｍのカーボンでできており、長さ６０ｃｍであ
る。図４（Ａ），（Ｂ）に示すように絶縁スリーブ１２
には比重の調整のため、セラミックでできたボルト１４
が適宜箇所に取りつけられてる。通常、該絶縁スリーブ
１２の比重は約２．５に設定される。本例ではボルト１
４の頭部が絶縁スリーブ１２の外周面に突出しているた
め、上記案内筒１３には該ボルト１４の頭部のための逃
げ溝あるいはスリットが形成されることが望ましい。

【００２２】また、絶縁スリーブ１２と電極２との間は
少なくとも１０ｃｍ以上開いていることが望ましく、こ
うすることにより溶融塩層１０への短絡はかなり低減さ
れる。

【００２３】本発明は、図示した実施形態に限定され
ず、変形も可能である。図示したものにあっては、絶縁
スリーブの位置決めは、最も簡単な例として、比重差を
利用して浮かすこととしたが、例えば電極あるいは案内
筒により案内をし、外部からの指令により操作部材によ
り絶縁スリーブを上下動せしめることとしてもよい。多
くの場合、溶融スラグ層上面の位置を検知しているの
で、その信号にもとづいて上記操作部材を制御できる。
あるいは、外部から上記溶融スラグ層のレベルを認識で
きるときは、手動により操作部材を操作することも可能
である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、以上のように、各々の
電極に絶縁スリーブを設けることで電極を溶融塩層から
確実に離隔でき、その結果、溶融塩層が厚くなった際や
溶融スラグの排出で溶融スラグ層のレベルが下がった際
にも、電極と溶融塩層の間で短絡を起こすことなく、安
定した運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す溶融炉の概要構成
図である。

【図２】図１装置に用いられる絶縁スリーブを示し、図
２（Ａ）は横断面図、図２（Ｂ）は縦断面図である。

【図３】本発明の第二実施形態を示す溶融炉の概要構成
図である。

【図４】図３装置に用いられる絶縁スリーブを示し、図
３（Ａ）は横断面図、図３（Ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融炉（炉本体） ２ 電極 ７ 絶縁スリーブ ９ 溶融スラグ層 １０ 溶融塩層 １２ 絶縁スリーブ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉槽内に上方から棒状の電極がその長手
   方向に装入配置されて炉槽内の溶融スラグを介して電極
   間を流れる電流により焼却灰を溶融する溶融炉におい
   て、溶融スラグ上層で電極間に存在する溶融塩層から上
   記電極を絶縁する絶縁スリーブを上下可動に設けること
   を特徴とする廃棄物焼却残渣溶融炉。
2. 【請求項２】 絶縁スリーブは溶融スラグの比重と溶融
   塩の比重との間の比重をもつように設定され、電極もし
   くは該電極に対して平行に設けられた部材によりスライ
   ド案内されていることとする請求項１に記載の廃棄物焼
   却残渣溶融炉。
3. 【請求項３】 絶縁スリーブは電極もしくは該電極に対
   して平行に延びる部材により案内され操作部材により上
   下動可動となっていることとする請求項１に記載の廃棄
   物焼却残渣溶融炉。
4. 【請求項４】 絶縁スリーブは電極との間に空隙を形成
   していることとする請求項１ないし請求項３のうちの一
   つに記載の廃棄物焼却残渣溶融炉。
5. 【請求項５】 空隙が半径方向で１０ｃｍ以上の間隔を
   有していることとする請求項４に記載の廃棄物焼却残渣
   溶融炉。
6. 【請求項６】 絶縁スリーブが筒状の絶縁層を有してい
   ることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記
   載の廃棄物焼却残渣溶融炉。
7. 【請求項７】 絶縁層がセラミックから成ることとする
   請求項６に記載の廃棄物焼却残渣溶融炉。