JPH11218320A - ゴミ処理施設の灰処理用電気抵抗溶融炉及びその操業方法 - Google Patents

ゴミ処理施設の灰処理用電気抵抗溶融炉及びその操業方法

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JPH11218320A
JPH11218320A JP10021324A JP2132498A JPH11218320A JP H11218320 A JPH11218320 A JP H11218320A JP 10021324 A JP10021324 A JP 10021324A JP 2132498 A JP2132498 A JP 2132498A JP H11218320 A JPH11218320 A JP H11218320A
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JP
Japan
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ash
breaking
electric resistance
melting furnace
furnace
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Withdrawn
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JP10021324A
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Inventor
Masakatsu Kishida
正坦 岸田
Teiji Hara
禎治 原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰等
の灰を硬化層が生成しても安定的に連続的に溶融処理す
ることのできる灰処理用電気抵抗溶融炉及びその操業方
法の提供。 【解決手段】ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰等
の灰の溶融処理に使用される上部電極14と下部電極1
5とを備えた灰処理用電気抵抗溶融炉において、スラグ
表面に生成した硬化層21を破壊する上下動可能な破壊
棒24を有する硬化層破壊装置を備えた灰処理用電気抵
抗溶融炉。炉壁1の冷却水の出入口4,5の温度差ある
いは温度差×冷却水流量が設定値に達すると、硬化層破
壊装置の破壊棒24を上下動させて硬化層21を破壊す
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、ゴミ処理施設で発
生した焼却灰、集塵灰等の灰の溶融処理に使用される灰
処理用電気抵抗溶融炉及びその操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物は、焼却施設で焼却
処分され、発生した焼却灰や飛灰を主体とする灰は溶融
処理し、無害化処理した後、埋め立て等の最終処分が行
われている。溶融炉としては、アーク炉、電気抵抗炉、
プラズマ炉等の灰処理用電気溶融炉が使用されている。
【0003】図3は従来の灰処理用の電気抵抗溶融炉の
一例を示す概略図である。
【0004】炉壁1は、炉体内筒鉄皮2と炉体外筒鉄皮
3で構成され、両鉄皮間に冷却水を冷却水入口4から供
給し、排水口5から排出して水冷する水冷ジャケット式
の水冷鉄皮構造で形成されている。炉壁1には溶融した
スラグを排出するスラグ排出口6を設ける。
【0005】炉壁1の上部にはフード7が形成され、フ
ード7には炉内で発生した排ガスを排出する排ガス吸出
口8を設け、フード7の上部には灰を炉内に供給する灰
供給口9を設ける。
【0006】炉壁1の下部には、鉄皮10で成形耐火物
11を囲った炉底部12を設け、炉内には、フード7の
天井部を貫通して上部電極14が昇降自在に設けられ、
炉底部12には下部電極15が設けられている。それぞ
れの電極14,15は絶縁材16により炉体から絶縁さ
れている。
【0007】また、フードの天井部には、湯面温度を監
視するために、放射温度計17が設けられ、炉底部に
は、温度測定のために耐火物に温度計18が挿入されて
いる。前記の構成において、灰供給口9から炉内に灰が
投入され、投入された灰20は、電気抵抗加熱により溶
融された溶融スラグ上に浮遊しながら溶融スラグから熱
を受けて溶融し、スラグ、溶融塩類が形成され、水冷し
た炉壁1には溶融物が接触してセルフライニング層19
が形成され、塩類等低沸点物質は蒸気になって揮散し、
また、未燃CはCOガスとなって排ガス吸出口8から排
出される。
【0008】また、硬化層21の生成等の炉内状況は、
炉壁部上部や天井部に設けた放射温度計17による湯面
温度監視、耐火物に挿入された温度計18による監視、
天井部から間欠的に温度計を湯内部に差し込んで直接温
度を測定する方法が使われている。
【0009】一般廃棄物焼却炉で発生する飛灰や、灰溶
融炉で発生する溶融飛灰中には多量の塩化物が含まれて
おり、これらの飛灰を灰溶融炉で溶融処理すると溶融し
たスラグの上に溶融した塩が一部浮き出る。この浮上し
ている溶融塩層の上面から灰を供給しているため、溶融
塩が灰層に浸透して硬化し、スラグから灰への熱供給を
阻害するとともに、この硬化層が供給灰の受棚となり灰
の降下、溶融が停止し、スラグ温度上昇が起こる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】硬化層が生成し、供給
灰が湯面に降下しなくなると、投入電力はスラグ温度の
上昇に費やされ、耐火物の損耗が激しくなり、危険性も
増加する。そのため、日々変化する供給灰を安定的に溶
融するためには、スラグ湯面に硬化層が発生した時に硬
化層を破壊してスラグ中に浸漬して溶融し、その上の灰
の降下・溶融を継続させる必要がある。
【0011】そこで、硬化層を破壊するため、炉外から
破壊棒で硬化層を突いて破壊する方法を検討したが、硬
化層を破壊してスラグ中に破壊棒を押し込んだ場合、ス
ラグ上に浮遊している溶融塩は導電性が良好なため、上
部電極と破壊棒との間に大電流が流れ、安全上問題があ
り、また、破壊棒先端には溶融スラグが固着し、天井壁
の破壊棒貫通孔部に引っかかるという問題も生じた。
【0012】また、温度監視により硬化層の発生を検知
する場合、放射温度計による湯面温度監視では、湯面の
熱対流、供給灰の投入速度、堆積量により大きく変動
し、スラグ温度上昇を的確に測定できず、また、耐火物
内温度計による監視では、耐火物の熱容量が大きく、時
間遅れが発生する。また、間欠的な温度測定は、温度計
が消耗品であるため、測定頻度を上げると運転費が高く
なるという欠点がある。そこで、本発明は、ゴミ処理施
設で発生した焼却灰、集塵灰等の灰を硬化層が生成して
も安定的に連続的に溶融処理することのできる灰処理用
電気抵抗溶融炉及びその操業方法を提供するものであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の灰処理用電気抵
抗溶融炉は、ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰等
の灰の溶融処理に使用される上部電極と下部電極とを備
えた灰処理用電気抵抗溶融炉において、スラグ表面に生
成した硬化層を破壊する上下動可能な破壊棒を有する硬
化層破壊装置を備えたことを特徴とする。
【0014】破壊棒は絶縁材を介して破壊棒を上下動さ
せる駆動装置に結合させる。そのため、破壊棒を少なく
とも上下に2以上分割し、このうちの一つを絶縁体で構
成することができる。また、水冷構造の炉壁の冷却水入
口に冷却水温度計、排水口に排水温度計を設ける。
【0015】また、本発明は、ゴミ処理施設で発生した
焼却灰、集塵灰等の灰の溶融処理に使用される上部電極
と下部電極とを備え、炉壁が水冷構造であり、スラグ表
面に生成した硬化層を破壊する上下動可能な破壊棒を有
する硬化層破壊装置を備えた灰処理用電気抵抗溶融炉の
操業方法であって、炉壁の冷却水の出入口の温度差ある
いは温度差×冷却水流量が設定値に達すると、硬化層破
壊装置の駆動装置により破壊棒を上下動させて硬化層を
破壊することを特徴とする。また、設定値を超えてさら
に上限設定値に上昇した場合には、自動的に通電を停止
して上部電極を上昇退避させて出滓する。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明の電気抵抗溶融炉の
実施例を示す縦断面図である。
【0017】炉壁1は、炉体内筒鉄皮2と炉体外筒鉄皮
3で構成され、両鉄皮間に冷却水を冷却水入口4から供
給し、排水口5から排出して水冷する水冷ジャケット式
の水冷鉄皮構造で形成されている。冷却水入口4には流
量計22及び冷却水温度計Ti、排水口5には排水温度
計Toが設けられている。
【0018】炉壁1には溶融したスラグを排出するスラ
グ排出口6を設ける。
【0019】炉壁1の上部にはフード7が形成され、フ
ード7には炉内で発生した排ガスを排出する排ガス吸出
口8を設け、フード7の上部には灰を炉内に供給する灰
供給口9を設ける。また、湯面温度監視のために放射温
度計17を設置する。
【0020】炉壁1の下部には、鉄皮10で成形耐火物
11を囲った炉底部12を設け、成形耐火物11は、例
えば、96%アルミナからなるキャスタブルで形成す
る。
【0021】成形耐火物11の上部には、粉末状耐火物
13を堆積させる。粉末状耐火物13には、例えば、1
mm以下のクロマイト粒を使用する。粉末状耐火物13
は、成形耐火物11を断熱する厚さに堆積させ、通常、
100〜250mm程度で断熱効果が得られる。耐火物
には温度計18を挿入して温度監視する。
【0022】炉内には、フード7を貫通して昇降自在の
上部電極14が昇降自在に設けられ、炉底部12には下
部電極15が設けられている。それぞれの電極14,1
5は、絶縁材16により炉体から絶縁されている。
【0023】フードの天井部の貫通孔23には、破壊棒
24が上下動自在に貫通可能となっており、破壊棒24
は、絶縁材からなる接続部25により架構26に支持さ
れた上下動駆動装置27に結合されている。
【0024】前記の構成において、灰供給口9から炉内
に供給された灰は、電気抵抗加熱により溶融されて溶融
スラグ、溶融塩類が形成され、水冷した炉壁1には溶融
物が接触してセルフライニング層19が形成される。セ
ルフライニング層19により、あたかも耐火材を内張り
したと同じように炉体内筒鉄皮2を熱的に保護すること
ができる。また、成形耐火物11の下に断熱材を介して
粉末状耐火物13を堆積させることにより、断熱効果が
より確実なものとなり、鉄皮10が受ける熱衝撃の影響
を小さくできる。
【0025】安定操業時、溶融スラグ温度1450℃の
時、冷却水量1トン/時で冷却水の出入口の温度差は約
6℃であったが、硬化層が発生し供給灰の溶融が止まる
と、溶融スラグ温度が上昇し1550℃になると、冷却
水の出入口の温度差は約8℃に上昇した。水冷炉体構造
の場合、冷却水抜熱量変化がスラグ温度変化を最も早く
正確に近似できることが判かる。
【0026】そこで、冷却水の出入口の温度差が設定値
に達すると、硬化層破壊装置の上下動駆動装置27によ
り破壊棒を上下動させて硬化層を破壊する。
【0027】なお、設定値は、冷却水の出入口の温度差
だけでなく、温度差×冷却水量を設定値としてもよい。
【0028】上下動駆動装置27により破壊棒を上下動
させて硬化層を破壊しても、さらに、温度差あるいは温
度差×冷却水量の設定値を超えて上限設定値に上昇した
場合には、硬化層の破壊が悪く、供給灰の溶融が進んで
ないと判断されるため、自動的に通電を停止して上部電
極を上昇退避させて出滓指令を発する。
【0029】図2は本発明の硬化層破壊装置の破壊棒の
別の実施例を示す断面図である。
【0030】破壊棒24の先端は、鋼等の金属製とし、
この金属製の破壊棒24と破壊棒元部24aとをセラミ
ックス等の絶縁棒28を介してネジ等で結合して電気絶
縁し、破壊棒元部24aを上下動駆動装置27のロッド
27aに連結具29で連結する。
【0031】
【発明の効果】本発明は、硬化層発生時に硬化層破壊装
置を稼働させることにより硬化層を破壊して溶融スラグ
中に押し込むため、硬化層が溶融し、上層の供給灰も溶
融スラグと接触し受熱して溶融を継続できる。このた
め、作業を停止して硬化層除去を行う必要がなくなり、
設備の稼働安定性が向上するとともに運転費も軽減する
ことができる。
【0032】また、本発明の操業方法により、硬化層生
成等の原因により供給灰の棚吊りで溶融が進行せず、ス
ラグ温度が上昇する危険をリアルタイムに且つ正確に把
握して安全性を確保しつつ溶融処理を継続することがで
きる。
【0033】なお、破壊棒は、分割構造にすることによ
り、溶損や摩耗等によるメンテナンスコストを軽減させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気抵抗溶融炉の実施例を示す縦断面
図である。
【図2】本発明の破壊装置の破壊棒の他の実施例を示す
断面図である。
【図3】従来の焼却灰処理用の電気抵抗溶融炉の一例を
示す概略図である。
【符号の説明】
1:炉壁 2:炉体内筒鉄皮 3:炉体外筒鉄皮 4:冷却水供給口 5:排水口 6:スラグ排出口 7:フード 8:排ガス吸出口 9:灰供給口 10:鉄皮 11:成形耐火物 12:炉底部 13:粉末状耐火物 14:上部電極 15:下部電極 15a:内側の導電性材料 15b:外側の非還元性材料 16:絶縁材 17:放射温度計 18:温度計 19:セルフライニング層 20:供給灰 21:硬化層 22:流量計 23:貫通孔 24:破壊棒 24a:破壊棒元部 25:接続部 26:架構 27:上下動駆動装置 27a:ロッド 28:絶縁棒 29:連結具

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰
    等の灰の溶融処理に使用される上部電極と下部電極とを
    備えた灰処理用電気抵抗溶融炉において、スラグ表面に
    生成した硬化層を破壊する上下動可能な破壊棒を有する
    硬化層破壊装置を備えた灰処理用電気抵抗溶融炉。
  2. 【請求項2】 破壊棒が絶縁材を介して破壊棒を上下動
    させる駆動装置に結合されていることを特徴とする請求
    項1記載の灰処理用電気抵抗溶融炉。
  3. 【請求項3】 破壊棒を少なくとも上下に2以上分割
    し、このうちの一つを絶縁体で構成したことを特徴とす
    る請求項1又は2記載の灰処理用電気抵抗溶融炉。
  4. 【請求項4】 水冷構造の炉壁の冷却水入口に冷却水温
    度計、排水口に排水温度計を設けたことを特徴とする請
    求項1、2又は3記載の灰処理用電気抵抗溶融炉。
  5. 【請求項5】 ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰
    等の灰の溶融処理に使用される上部電極と下部電極とを
    備え、炉壁が水冷構造であり、スラグ表面に生成した硬
    化層を破壊する上下動可能な破壊棒を有する硬化層破壊
    装置を備えた灰処理用電気抵抗溶融炉の操業方法であっ
    て、炉壁の冷却水の出入口の温度差、あるいは炉壁の冷
    却水の出入口の温度差×冷却水流量が設定値に達する
    と、硬化層破壊装置の駆動装置により破壊棒を上下動さ
    せて硬化層を破壊することを特徴とする灰処理用電気抵
    抗溶融炉の操業方法。
  6. 【請求項6】 設定値を超えてさらに上限設定値に上昇
    した場合には、自動的に通電を停止して上部電極を上昇
    退避させて出滓することを特徴とする請求項5記載の灰
    処理用電気抵抗溶融炉の操業方法。
JP10021324A 1998-02-02 1998-02-02 ゴミ処理施設の灰処理用電気抵抗溶融炉及びその操業方法 Withdrawn JPH11218320A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070061A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶融炉の炉底監視方法及び装置
JP7050211B1 (ja) * 2021-10-22 2022-04-07 株式会社神鋼環境ソリューション 炭酸化処理装置および炭酸化処理方法

Cited By (4)

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