JPH11230518A - プラズマアーク溶融炉及びこれを用いた被溶融物の溶融処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマアーク溶融炉に於いて、プラズマ溶
融炉本体や溶融スラグ流出口近傍の耐火材の損傷をより
少なくすると共に、溶融スラグの品質の向上及びその再
利用範囲の一層の拡大を可能にする。 【解決手段】 側壁に溶融スラグ流出口１０と被溶融物
供給口３ａを有するプラズマ溶融炉本体３と、プラズマ
溶融炉本体３内へ被溶融物Ａを供給する被溶融物供給装
置２と、直流電源装置８からの電力によりプラズマアー
クを起生する主電極４及び炉底電極６と、プラズマ溶融
炉本体３内へ不活性ガスＣを供給する不活性ガス供給装
置９と、溶融スラグ流出口１０から溢流した溶融スラグ
Ｂを受入れるスラグ水冷槽２とを備えたプラズマアーク
溶融炉に於いて、前記溶融スラグ流出口１０の外方に、
直流電源装置２５からの電力によりプラズマアークを起
生し、前記溶融スラグ流出口１０から溢流した溶融スラ
グＢを加熱する再加熱電極２４を設け、当該再加熱電極
２４のプラズマアークにより溶融スラグ流出口１０から
の溶融スラグＢ内の未溶融物や不完全溶融物を完全に溶
融させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業廃棄物やごみ
焼却炉からの燃焼残査、飛灰等の溶融処理技術に関する
ものであり、プラズマ溶融炉内のスラグ温度をスラグが
スラグ流出口から溢流する最低の温度とし、溶融炉の耐
火材損傷を抑え、且つプラズマ溶融炉本体から溢流する
溶融スラグ内の未溶融物や不完全溶融物を皆無にすると
共に、溶融スラグの温度を上げて水砕スラグを白色化す
ることにより、利用範囲の広い高品質の水砕スラグが得
られるようにしたプラズマアーク溶融炉と、これを用い
た被溶融物の溶融処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみ等の焼却炉から排出され
る燃焼残渣や飛灰の減容化と無害化を図るため、燃焼残
渣等の溶融固化処理法が実用に供されている。燃焼残渣
等は、溶融固化することにより容積が１／２〜１／３に
減少すると共に、重金属等の有害物質の溶出防止や溶融
スラグの再利用、最終埋立処分場の延命等が可能になる
からである。

【０００３】而して、前記燃焼残渣や飛灰等の溶融固化
処理方法には、プラズマアーク炉やアーク炉、電気抵抗
炉等を用い、電気エネルギーによって被溶融物を溶融固
化する方法と、表面溶融炉や旋回溶融炉、コークスベッ
ド炉等を用い、燃料の燃焼エネルギーによって被溶融物
を溶融固化する方法とが多く利用されており、都市ごみ
焼却設備に発電設備が併置されている場合には、前者の
電気エネルギーを用いる方法が、また発電設備が併置さ
れていない場合には、後者の燃焼エネルギーを用いる方
法が夫々多く採用されている。

【０００４】図２は、従前のごみ焼却処理設備に併置し
た黒鉛電極式のプラズマアーク溶融炉の一例を示すもの
であり、図に於いて、１は被溶融物である灰のホッパ、
２は被溶融物の供給装置、３はプラズマ溶融炉本体、４
は黒鉛主電極、５は黒鉛スタート電極、６は炉底電極、
７は炉底冷却ファン、８は直流電源装置、９は窒素ガス
等の不活性ガス供給装置、１０は溶融スラグ流出口、１
１はタップホール、１２は燃焼室、１３は燃焼空気ファ
ン、１４は排ガス冷却ファン、１５はバグフィルタ、１
６は誘引通風機、１７は煙突、１８は溶融飛灰コンベ
ア、１９は飛灰だめ、２０はスラグ水冷槽、２１はスラ
グ搬出コンベア、２２はスラグだめ、２３はスラグ冷却
水冷却装置である。

【０００５】燃焼残渣や飛灰等の被溶融物Ａは灰ホッパ
１に貯えられ、供給装置２によりプラズマ溶融炉本体３
内へ連続的に供給される。プラズマ溶融炉本体３には、
炉頂部より垂直に挿入された黒鉛主電極４（−極）と、
炉底に設置された炉底電極６（＋極）とが設けられてお
り、両電極４、６間に直流電源装置８（容量約６００〜
１０００ＫＷ／Ｔ・被溶融物）の直流電圧（２００〜３
５０Ｖ）が印加されることにより、電流が流れてプラズ
マの発生源となるアークが発生する。このプラズマアー
クによって被溶融物Ａが１３００℃〜１５００℃に加熱
され、順次溶融スラグＢとなる。尚、溶融前の被溶融物
Ａは導電性が無いため、溶融炉の始動時にはスタート電
極５を溶融炉本体３内へ挿入してこれを＋極とし、これ
と主電極４間へ通電することにより被溶融物Ａが溶融す
るのを待つ。そして、被溶融物が溶融をすると導電性を
持つため、スタート電極５を炉底電極６側へ切り換え
る。

【０００６】前記プラズマ溶融炉本体３の内部は、溶融
スラグＢや主電極４等の酸化を防止するため、還元性雰
囲気に保持されており、そのために、ＰＳＡ窒素製造装
置等の不活性ガス供給装置９から不活性ガス（窒素ガ
ス）Ｃが、主電極４及びスタート電極５の中空孔を通し
て、溶融炉本体３内へ連続的に供給されている。尚、不
活性ガスＣを主電極４やスタート電極５の中空孔を通し
て炉本体内へ供給する構成とするのは、プラズマ放電
領域を濃厚な不活性ガスＣにより充満させた方が、プラ
ズマアークの発生や安定性等の所謂プラズマ放電性が良
好になると考えられること、及び黒鉛主電極４や黒鉛
スタート電極５の消耗がより少なくなると考えられるこ
と、等の理由によるものである。

【０００７】前記プラズマ溶融炉本体３の炉底は、炉底
冷却ファン７からの冷風により空冷され、これによって
炉底電極６近傍の過度な温度上昇が防止されている。ま
た、プラズマ溶融炉本体３そのものは約１７００℃の高
温に耐える耐火材及びそれを覆う絶縁材等により構成さ
れており、必要に応じて絶縁材の外部に水冷ジャケット
（図示省略）が設けられている。

【０００８】前記被溶融物Ａの溶融によって、その内部
に存在した揮発成分や炭素の酸化により起生した一酸化
炭素等はガス体Ｄとなると共に、鉄等の金属類やガラ
ス、砂等の不燃性成分は溶融状態となり、溶融スラグＢ
が順次形成されて行く。前記ガス体Ｄは溶融スラグ流出
口１０の上部又は炉頂より燃焼室１２に入り、ここで燃
焼空気ファン１３により送入された燃焼用空気が加えら
れることにより、内部の未燃分が完全に燃焼される。ま
た、、完全燃焼したガス体Ｄは、排ガス冷却ファン１４
からの冷空気によって冷却され、バグフィルタ１５を経
て誘引通風機１６により煙突１７へ排出される。そし
て、ハグフィルタ１５で捕捉された溶融飛灰Ｅは、溶融
飛灰コンベア１８により飛灰だめ１９へ送られる。

【０００９】一方、プラズマ溶融炉本体３内に形成され
た溶融スラグＢは溶融スラグ流出口１０より連続的に溢
出し、水を満したスラグ水冷槽２０内へ落下することに
より水砕スラグとなり、スラグ搬出コンベア２１によっ
てスラグだめ２２へ排出される。また、プラズマアーク
溶融炉を停止する際には、溶融スラグＢの底部レベルに
取付けられたタップホール１１より湯抜きを行い、プラ
ズマ溶融炉本体３内は空状態にされる。

【００１０】而して、前記プラズマ溶融炉本体３内へ供
給された被溶融物Ａは、プラズマアークの熱を供給され
ることにより、その溶融点（１２００〜１３００℃）を
越える約１３００〜１５００℃の高温度にまで加熱さ
れ、流動性を有する液体状の溶融スラグＢとなる。とこ
ろで溶融炉本体３内で被溶融物Ａを効率よくしかも未溶
融物若しくは不完全溶融物が残らないように均一に溶融
させるためには、プラズマ溶融炉本体３内の温度分布
がほぼ均一であって、被溶融物Ａがほぼ均等に加熱溶融
されること、被溶融物が連続して一定量供給され、溶
融スラグ流出口１０から排出されるまで十分な滞留時間
があること、及び被溶融物Ａの外形寸法や組成、空隙
率等がほぼ均一であって、溶融スラグＢと一緒になって
垂直方向にも均等に対流することができること、等が重
要な要件となってくる。

【００１１】ところが、従前のこの種プラズマアーク溶
融炉では、前記図２に示す如く横断面形状がほぼ円形
のプラズマ溶融炉本体３の中心軸線上に主電極４を竪向
きに配設し、この主電極４と炉底電極６間へ通電する構
成としているため、必然的にプラズマ溶融炉本体３の中
心軸部が最高温度域となると共に、プラズマ溶融炉本体
３の周壁部は外部への放熱もあって低温度域となるこ
と、及び低温度の被溶融物Ａがプラズマ溶融炉本体３
の中心点より離れた周辺部の特定個所へ集中的に供給さ
れると共に、溶融前の被溶融物Ａは低温であり、且つ熱
伝導性に欠けるため、前記被溶融物Ａの供給領域が低温
度域となること、等の理由によってプラズマ溶融炉本体
３内の温度分布は極めて不均一なものになる。その結
果、必然的に溶融スラグＢそのものの温度分布も不均一
になっており、被溶融物Ａを高能率で完全に溶融させる
ための理想的な状態からは遠く離れた状態となってい
る。

【００１２】また、灰等の被溶融物Ａは、通常５〜７０
μｍ（飛灰の場合）若しくは３０〜５０ｍｍ（焼却残渣
の場合）以下の外径寸法を有する細粉又は細粒となって
プラズマ溶融炉本体３内へ供給されて来るが、個々の細
粉・細粒の寸法、組成、空隙率等にはバラツキがあり、
溶融スラグに対して受熱性の良いものと悪いもの、或い
は沈降性のものと浮上性のものがある。その結果、受熱
性が悪くしかも浮上性の被溶融物Ａは、熱の流れに乗っ
て溶融スラグＢと一緒に垂直方向に対流をせず、溶融ス
ラグＢの表層部上若しくはその内部に浮上したまヽの状
態でスラグ出口１０側へ流動することになり、溶融スラ
グＢ内に未溶融物（不完全溶融物）が存在することにな
る。これを避けるため、プラズマ溶融炉本体３の温度を
上げて溶融スラグＢの温度を高くすると、未溶融物や不
完全溶融物の混在を避けることができるが、熱経済的に
不利になるうえ炉耐火材の寿命が短くなるという問題を
生じることになる。

【００１３】上述のように、従前の直流アーク放電黒鉛
電極式のプラズマアーク溶融炉は比較的安定して被溶融
物を溶融することができるものの、未だ解決すべき問題
を抱えており、その中でも特に重要な問題は、溶融スラ
グの利用範囲の拡大と耐火材の侵食の問題である。即
ち、前述したように、従前のこの種プラズマアーク溶融
炉に於いては、プラズマ溶融炉本体３の構造に起因する
複雑な溶融スラグＢの流れと熱伝導のために、耐火材の
侵食を抑えることができる１５００℃以下の溶融温度で
は被溶融物Ａの一部が不完全な溶融状態のまま溶融スラ
グＢと一緒に、溶融スラグ排出口１０から溢流すること
が不可避な状態にあり、現実に、スラグ流出口１０から
溢流する溶融スラグＢ内には、灰の性状によっては相当
量の未溶融物が存在する。その結果、溶融スラグＢの品
質が均一性を欠くことになり、必然的に水砕スラグの品
質が悪化してその有効利用が図り難くなると云う結果を
招来する。また、このようにして排出された比較的低温
（１５００℃以下）の溶融スラグＢを水冷して得られた
水砕スラグは黒色を呈しており、セメント原料や骨材と
して利用する際に障害となり、その有効利用が制約され
ることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従前の直流
アーク放電型黒鉛電極式のプラズマアーク溶融炉に於け
る上述の如き問題、即ちプラズマ溶融炉本体の構造
上、スラグ流出口から溢流する溶融スラグ内へ不完全溶
融物が混入し易く、水砕スラグの品質が悪化してその有
効利用が図り難くなること、不完全溶融物の混入を少
なくするためにプラズマ溶融炉本体内に於ける被溶融物
の滞留時間を延長すると、プラズマアーク溶融炉の溶融
処理能力が大幅に低下すること、プラズマアーク溶融
炉の温度を上げて溶融スラグの温度を高くすると、未溶
融物や不完全溶融物の混在を避けることができるが、熱
経済的に不利になるうえ炉耐火材の寿命が短くなること
及び１３００〜１５００℃で排出された溶融スラグを
急冷した水砕スラグは黒色を呈し、再利用を図る上で様
々な制約を受けること等の問題を解決せんとするもので
あり、プラズマアーク溶融炉の溶融処理能力の低下やラ
ンニングコストの上昇を招くことなしに、スラグ流出口
から溢流する溶融スラグ内への不完全溶融物の混入を皆
無にすると共に、溶融スラグ自体の温度を上げることに
より、良質の白色水砕スラグを安定して得られるように
したプラズマアーク溶融炉と、これを用いた被溶融物の
溶融処理方法を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、側壁
に溶融スラグ流出口と被溶融物供給口を有するプラズマ
溶融炉本体と、プラズマ溶融炉本体内へ被溶融物を供給
する被溶融物供給装置と、直流電源装置からの電力によ
りプラズマアークを起生する主電極及び炉底電極と、プ
ラズマ溶融炉本体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス
供給装置と、溶融スラグ流出口から溢流した溶融スラグ
を受入れるスラグ水冷槽とを備えたプラズマアーク溶融
炉に於いて、前記溶融スラグ流出口の外方に、直流電源
装置からの電力によりプラズマアークを起生し、溶融炉
内は１３００℃〜１４００℃の低温で溶融し、前記溶融
スラグ流出口から溢流した溶融スラグを１６００℃〜１
８００℃に加熱する再加熱電極を設け、当該再加熱電極
のプラズマアークにより溶融スラグ流出口からの溶融ス
ラグ内の末溶融物や不完全溶融物を溶融させると共に白
色の水砕スラグを得ることを発明の基本構成とするもの
である。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の発明に於い
て被溶融物をごみ焼却炉からの燃焼残査及び又は飛灰と
すると共に、再加熱電極を燃焼室内に設けるようにした
ものである。

【００１７】請求項３の発明は、プラズマ溶融炉本体内
で主電極の起生するプラズマアークにより被溶融物を溶
融させると共に、溶融スラグ流出口から溢流した未溶融
物や不完全溶融物を含んだ溶融スラグを再加熱電極の起
生するプラズマアークにより加熱し、前記未溶融物や不
完全溶融物を溶融せしめた高温溶融スラグをスラグ水冷
槽内へ供給することにより、白色の水砕スラグを得るこ
とを発明の基本構成とするものである。

【００１８】請求項４の発明は、請求項３の発明に於い
て、被溶融物をごみ焼却炉からの燃焼残査及び飛灰とす
ると共に、主電極のプラズマアークによりプラズマ溶融
炉本体内の溶融スラグを約１４００℃以下の温度に、ま
た、再加熱電極のプラズマアークにより溶融スラグ流出
口から溢流した溶融スラグを約１６００℃〜１８００℃
の温度に加熱するようにしたものである。

【００１９】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
の発明に於いて、溶融スラグ流出口から溢流する溶融ス
ラグを下流に設けた溶融スラグ溜め内へ流入させ、当該
溶融スラグ溜め内の溶融スラグを再加熱電極の起生する
プラズマアークにより加熱するようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１に基づいて本発明の実
施形態を説明する。尚、図１に於いて、前記図２と同じ
部位、部材にはこれと同じ参照番号を使用するものとす
る。図１は、本発明に係るプラズマアーク溶融炉の要部
を示す縦断面図であり、再加熱電極２４の部分を除いて
その他の部分の構成は、前記図２の場合と殆んど同じで
あるため、ここでは省略されている。

【００２１】図１に於いて、１は被溶融物Ａの灰ホッ
パ、２は被溶融物Ａの供給装置、３は溶融炉本体、３ａ
は被溶融物供給口、４は黒鉛主電極、５は黒鉛スタート
電極、６は炉底電極、７は炉底冷却ファン、８は直流電
源装置、９は不活性ガス供給装置、１０は溶融スラグ流
出口、１１はタップホール、１２は燃焼室、１３は燃焼
空気ファン、２４は再加熱電極、２５は再加熱電極用直
流電源装置である。

【００２２】前記プラズマ溶融炉本体３は横断面がほぼ
円形状を呈しており、筒状の胴部と逆円錐状の天井部と
から形成されている。そして、筒状胴部の一側には被溶
融物Ａの溶融スラグ流出口１０が、またこれと対向する
他側には、被溶融物Ａの供給口３ａが夫々開口されてい
る。また、炉天井壁の中央部に設けた電極挿入孔には、
主電極４が垂直姿勢で上・下動自在に炉本体３内へ挿入
支持されている。同様に、炉天井壁の側部に設けた電極
挿入孔には、スタート電極５が傾斜姿勢で進退自在に炉
本体３内へ挿入支持されている。

【００２３】尚、本実施態様では黒鉛主電極４を中空円
柱体とし、プラズマ溶融炉本体３内を還元性雰囲気に保
持するのに必要な不活性ガスＣを各電極４，５の中空孔
を通して炉本体３内へ供給する。また、不活性ガスＣと
してはアルゴンや窒素が用いられるが、経済性の観点か
ら通常窒素が多く用いられる。

【００２４】前記黒鉛再加熱電極２４は、ノントランス
ファー型電極又は２本の電極間でプラズマアークを発生
させるツイントーチ型電極であって、溶融スラグＢが溶
融スラグ流出口１０を経て燃焼室１２内へ溢流落下する
地点にプラズマアークが生ずるよう、燃焼室１２の側部
から傾斜姿勢で進退自在に燃焼室１２内へ挿入支持され
ている。尚、当該再加熱電極２４へは再加熱電極用直流
電源装置２５から直流電圧（約１００〜２００Ｖ）が供
給されており、プラズマアークの発生時にはスラグ１ト
ン当り約５００〜１０００Ａの電流が流通する。また、
図１の実施形態に於いては、主電極４用の直流電源装置
８とは別に再加熱電源用直流電源装置２５を設けるよう
にしているが、両直流電源装置８、２５を一体としても
よいことは勿論である。

【００２５】次に、本発明に係るプラズマアーク溶融炉
を用いた被溶融物Ａの溶融処理について説明する。プラ
ズマ溶融炉本体３内へ供給された被溶融物Ａは、前述の
ごとくプラズマアーク放電による熱エネルギーにより、
溶融点（１２００℃〜１３００℃）を超える約１３００
℃〜１５００℃の温度にまで加熱され、高温液体状の溶
融スラグＢとなる。尚、従前のプラズマアーク溶融炉に
あっては、溶融スラグＢ中に不溶融物や不完全溶融物が
混在することを避けるため、溶融スラグＢの温度を１４
００℃〜１６００℃に維持するようにプラズマ溶融炉本
体３の運転を行っている。これに対して、本発明のプラ
ズマアーク溶融炉に於いては、溶融スラグＢの温度を極
力抑えて約１４００℃を維持できる程度の温度としてお
り、その結果、溶融スラグ流出口１０から溢流する溶融
スラグＢ中には不溶融物や不完全溶融物がいくらか混在
する可能性がある。

【００２６】このような状態で溶融スラグ流出口１０か
ら溢流し、落下して来た溶融スラグＢは、ここで再加熱
電極２４により生じたプラズマアークにさらされて１６
００℃〜１８００℃に再加熱される。この再加熱によ
り、前記溶融スラグＢ内に混在していた不溶融物や不完
全溶融物は完全に溶融されることになる。

【００２７】尚、図１の実施態様では、前述の如く溶融
スラグ流出口から溢流して燃焼室１２内へ落下する溶融
スラグＢに、直接再加熱電極２４の生ずるプラズマアー
クを当てて加熱するようにしているが、スラグシュート
２６に溶融スラグ溜め（図示省略）を別に設け、このス
ラグ溜め内に受け入れた溶融スラグＢを再加熱電極２４
の起生するプラズマアークによって加熱するようにして
もよい。この場合、加熱電極としてツイントーチ、ノン
トランスファー型電極の外に、加熱電極は１本で−極と
し、スラグ溜めを＋極とすることも可能である。

【００２８】前記再加熱電極２４のプラズマアークによ
り再加熱され、不溶融物や不完全溶融物が完全に溶融さ
れた高温の溶融スラグＢは、水を満たしたスラグ水冷槽
内へ落下して水砕スラグとなる。そして、スラグ搬出コ
ンベア（図示省略）によってスラグだめ内へ排出され
る。

【００２９】被溶融物Ａを都市ごみ焼却炉からの燃焼残
査と飛灰の混合物（飛灰／燃焼残査＝１／１０）とし、
当該被溶融物Ａをプラズマ溶融炉本体３内で約１３００
℃〜１５００℃に加熱して溶融させると共に、再加熱電
極２４により燃焼室１２内に於いて溶融スラグＢを１６
００℃〜１８００℃の温度に再加熱するようにした溶融
試験の結果によれば、前記スラグ水冷槽から得られる水
砕スラグは白色を呈することになり、図２に示した従前
のプラズマアーク溶融炉を用いた場合に得られる黒色を
呈する水砕スラグとは、水砕スラグの色彩が全く異なっ
たたものになることが判明した。

【００３０】また、本発明の場合には、溶融スラグＢの
温度が約１４００℃であって相対的に低いため、プラズ
マ溶融炉本体３内や溶融スラグ流出口１０近傍の耐火材
の損傷が大幅に減少し、その耐用期間の延伸を図れるこ
とが判明した。

【００３１】尚、図１の実施態様に於いては、ごみ焼却
残査や飛灰を被溶融物Ａとする場合について説明をした
が、本発明はこれ等の燃焼残査や飛灰に限らず、灰分を
含有する産業廃棄物等の溶融処理にも適用することがで
きることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】本発明に於いては、プラズマ溶融炉本体
３の溶融スラグ流出口１０の外方に再加熱電極２４を設
け、溶融スラグ流出口１０から溢流してくる溶融スラグ
Ｂを再加熱電極２４のプラズマアークによって再加熱す
ることにより、溢流して来た溶融スラグＢ内の不溶融物
や不完全溶融物を完全に溶融させる構成としている。そ
の結果、プラズマ溶融炉本体３内の溶融スラグＢの温度
を、従前のプラズマアーク溶融炉の場合の温度（約１３
００℃〜１５００℃）よりも低い温度（１２５０℃〜１
４００℃）とした状態でプラズマアーク溶融炉の運転を
行なうことが可能となり、プラズマ溶融炉本体３の内部
や溶融スラグ流出口１０の近傍の耐火材の損傷が著しく
低減する。また、再加熱電極により起生するプラズマア
ークによって溶融スラグ流出口１０から溢流した溶融ス
ラグＢが１６００℃〜１８００℃の高温度に再加熱され
るため、残存する未溶融物や不完全溶融物は完全に溶融
されることになり、その結果、極めて高品質な水砕スラ
グが得られることになる。更に、再加熱電極２４によっ
て溶融スラグＢを高温度に再加熱することにより、当該
溶融スラグＢから得られる水砕スラグの色彩が白色とな
る。その結果、本発明の実施により得られた水砕スラグ
は、従前のプラズマアーク溶融炉から得られる黒色の水
砕スラグとは違ってセメント原料やセメント用骨材とし
ても利用することができ、水砕スラグの再利用範囲が大
幅に拡大して、ごみ資源の再利用度が一層向上すること
になる。本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様に係るプラズマアーク溶融炉
の要部を示す縦断面図である。

【図２】従前の焼却残査や飛灰等を被溶融物とする直流
アーク放電型黒鉛電極式プラズマアーク溶融炉を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

Ａは被溶融物、Ｂは溶融スラグ、Ｃは不活性ガス、Ｄは
ガス体、Ｅは溶融飛灰、１は灰ホッパ、２は被溶融物供
給装置、３はプラズマ溶融炉本体、３ａは被溶融物供給
口、４は黒鉛主電極、５は黒鉛スタート電極、６は炉底
電極、７は炉底冷却ファン、８は直流電源装置、９は不
活性ガス供給装置、１０は溶融スラグ流出口、１１はタ
ップホール、１２は燃焼室、１３は燃焼空気ファン、１
４は排ガス冷却ファン、１５はバグフィルタ、１６は誘
引通風機、１７は煙突、１８は溶融飛灰コンベア、１９
は飛灰だめ、２０はスラグ水冷槽、２１はスラグ搬出コ
ンベア、２２はスラグだめ、２３はスラグ冷却水冷却装
置、２４は黒鉛再加熱電極、２５は再加熱用直流電源装
置、２６はスラグシュート、２７はガス冷却塔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 11/08 Ｆ２７Ｄ 11/08 Ｅ 15/02 15/02 Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁に溶融スラグ流出口と被溶融物供給
   口を有するプラズマ溶融炉本体と、プラズマ溶融炉本体
   内へ被溶融物を供給する被溶融物供給装置と、直流電源
   装置からの電力によりプラズマアークを起生する主電極
   及び炉底電極と、プラズマ溶融炉本体内へ不活性ガスを
   供給する不活性ガス供給装置と、溶融スラグ流出口から
   溢流した溶融スラグを受入れるスラグ水冷槽とを備えた
   プラズマアーク溶融炉に於いて、前記溶融スラグ流出口
   の外方に、直流電源装置からの電力によりプラズマアー
   クを起生し、前記溶融スラグ流出口から溢流した溶融ス
   ラグを加熱する再加熱電極を設け、当該再加熱電極のプ
   ラズマアークにより溶融スラグ流出口からの溶融スラグ
   内の末溶融物を完全溶融させると共にスラグを１６００
   ℃〜１８００℃まで再加熱することを特徴とするプラズ
   マアーク溶融炉。
2. 【請求項２】 被溶融物をごみ焼却炉からの焼却残渣及
   び又は飛灰とすると共に、再加熱電極を燃焼室内に設け
   るようにした請求項１に記載のプラズマアーク溶融炉。
3. 【請求項３】 プラズマ溶融炉本体内で主電極の起生す
   るプラズマアークにより被溶融物を溶融させると共に、
   溶融スラグ流出口から溢流した未溶融物や不完全溶融物
   を含んだ溶融スラグを再加熱電極の起生するプラズマア
   ークにより加熱し、前記未溶融物や不完全溶融物を溶融
   せしめた高温溶融スラグをスラグ水冷槽内へ供給するこ
   とにより、白色の水砕スラグを得ることを特徴とするプ
   ラズマアーク溶融炉を用いた被溶融物の溶融処理方法。
4. 【請求項４】 被溶融物をごみ焼却炉からの焼却残渣及
   び又は飛灰とすると共に、主電極のプラズマアークによ
   りプラズマ溶融炉本体内の溶融スラグを約１４００℃以
   下の温度に、また、再加熱電極のプラズマアークにより
   溶融スラグ流出口から溢流した溶融スラグを約１６００
   ℃〜１８００℃の温度に加熱するようにした請求項３に
   記載のプラズマアーク溶融炉を用いた被溶融物の溶融処
   理方法。
5. 【請求項５】 溶融スラグ流出口から溢流する溶融スラ
   グを下流に設けた溶融スラグ溜め内へ流入させ、当該溶
   融スラグ溜め内の溶融スラグを再加熱電極の起生するプ
   ラズマアークにより加熱するようにした請求項３又は請
   求項４に記載のプラズマアーク溶融炉を用いた被溶融物
   の溶融処理方法。