JPH11237018A - Plasma melting furnace, and its operation method - Google Patents
Plasma melting furnace, and its operation methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物の焼却炉から排出される焼却残渣,飛灰等の被溶融
物を溶融処理するためのプラズマ溶融炉とその運転方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma melting furnace for melting and processing materials to be melted such as incineration residues and fly ash discharged from an incinerator for municipal waste and industrial waste, and a method of operating the same. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、都市ごみや産業廃棄物の焼却炉か
ら排出される焼却残渣や飛灰等(以下「被溶融物」とい
う)の減容化及び無害化を図るため、被溶融物の溶融固
化処理法が注目され、現実に実用に供されている。被溶
融物を溶融固化することにより、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。2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the volume and detoxify incineration residues and fly ash (hereinafter referred to as “melted material”) discharged from incinerators for municipal solid waste and industrial waste, the materials to be melted have been Attention has been paid to the melt-solidification method, and it is actually being put to practical use. This is because, by solidifying the material to be melted, it is possible to prevent elution of harmful substances such as heavy metals, reuse molten slag, extend the life of the final landfill site, and the like.
【0003】而して、被溶融物の溶融固化処理方法に
は、アーク溶融炉やプラズマアーク炉、電気抵抗炉等を
使用し、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
等を使用し、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。[0003] As a method of melting and solidifying a material to be melted, an arc melting furnace, a plasma arc furnace, an electric resistance furnace, or the like is used, and a method of melting and solidifying the material to be melted by electric energy; And the method of melting and solidifying the material to be melted by the combustion energy of the fuel using a rotary melting furnace, a coke bed furnace, etc. is often used, and when the municipal solid waste incineration equipment is provided with the power generation equipment, The former method using electric energy and the method using combustion energy in the case where a power generation facility is not provided are often used.
【0004】図4は従前のごみ焼却処理設備に併置した
直流アーク放電黒鉛電極式プラズマ溶融炉の一例を示す
ものであるが、このプラズマ溶融炉1においては、被溶
融物Aはホッパ3に貯えられ、供給装置2により炉1内
に連続的に供給される。溶融炉1には、炉頂部1bより
垂直に挿入された黒鉛主電極4(−極)と炉底部1c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間に印加された直流電源装置8(容量:約6
00〜1000KW(被溶融物1t当たり))の直流電
圧(200〜350V)により電極4,6間にアークが
発生し、アーク中にプラズマガスとして窒素ガスを供給
することによりプラズマPが発生する。これによって被
溶融物Aが1400〜1500℃に加熱されることによ
り溶融され、溶融スラグBとなる。ところで、溶融前の
被溶融物Aは導電性が低いため、溶融炉1の運転開始時
にはスタート電極5を炉1内に垂下させてこれを+極と
し、これと主電極4との間へ通電することにより被溶融
物Aが溶融するのを持つ(図4鎖線参照)。そして、被
溶融物Aが溶融をすると、その導電性が上昇するため、
爾後は、+極をスタート電極5から炉底電極6へ切り換
える。FIG. 4 shows an example of a direct current arc discharge graphite electrode type plasma melting furnace which is juxtaposed with a conventional refuse incineration facility. In this plasma melting furnace 1, a material A to be melted is stored in a hopper 3. And supplied continuously into the furnace 1 by the supply device 2. The melting furnace 1 is provided with a graphite main electrode 4 (-pole) inserted vertically from the furnace top 1b and a furnace bottom electrode 6 (+ pole) installed on the furnace bottom 1c. DC power supply 8 (capacity: about 6
An arc is generated between the electrodes 4 and 6 by a DC voltage (200 to 350 V) of 00 to 1000 KW (per ton of the melt), and a plasma P is generated by supplying nitrogen gas as a plasma gas into the arc. Thereby, the material to be melted A is melted by being heated to 1400 to 1500 ° C., and becomes a molten slag B. By the way, since the material to be melted A before melting has low conductivity, the start electrode 5 is dropped into the furnace 1 at the start of the operation of the melting furnace 1 to make it a positive electrode, and electricity is supplied between this and the main electrode 4. As a result, the material to be melted A is melted (see the chain line in FIG. 4). When the material to be melted A melts, its conductivity increases.
Thereafter, the positive electrode is switched from the start electrode 5 to the furnace bottom electrode 6.
【0005】一方、炉1内は、溶融スラグBや主電極4
等の酸化を防止するために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(窒素ガス等)Cが、主電極4
及びスタート電極5の中空孔を通して、炉1内に連続的
に供給されている。ここに、窒素ガス等の不活性ガスC
を主電極4やスタート電極5の中空孔を通して炉1内へ
供給する構成とするのは、「Pb,Zn等が揮散し易
く、スラグの品質が向上すること」「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が良好になると考えられるこ
と」「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。On the other hand, the furnace 1 contains molten slag B and main electrodes 4.
Is maintained in a reducing atmosphere to prevent oxidation of the main electrode 4 from the inert gas supply device 9 such as a PSA nitrogen production device.
And, it is continuously supplied into the furnace 1 through a hollow hole of the start electrode 5. Here, inert gas C such as nitrogen gas
Is supplied into the furnace 1 through the hollow holes of the main electrode 4 and the start electrode 5 because "Pb, Zn, etc. are easy to volatilize and the quality of the slag is improved" Filling with active gas C is considered to improve plasma arc generation and stability, and that "the graphite main electrode 4 and graphite start electrode 5 are considered to be less consumed". Things.
【0006】また、溶融炉1の炉底部周辺領域は、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、溶融炉1の炉壁つまり周壁部1a、炉頂部1b及び
炉底部1cは、すべて、1500℃の高温に耐え得る耐
火材により構成されており、その外周部を必要に応じて
空冷又は水冷している。The furnace bottom peripheral area of the melting furnace 1 is air-cooled by cool air from a furnace bottom cooling fan 7, thereby preventing an excessive temperature rise near the furnace bottom electrode 6. Further, the furnace wall, that is, the peripheral wall 1a, the furnace top 1b, and the furnace bottom 1c of the melting furnace 1 are all made of a refractory material capable of withstanding a high temperature of 1500 ° C., and the outer periphery thereof is air-cooled or water-cooled as required. doing.
【0007】そして、被溶融物Aの溶融が開始される
と、炉1内で発生する可燃ガスを高濃度で含む排ガスD
は周壁部1aに設けた溶融スラグ排出口10或いは炉頂
部1bから燃焼室12に排出されて、燃焼室12におい
て燃焼空気ファン13による燃焼用空気の供給により完
全燃焼された後、冷却塔24による水噴霧及び/又は排
ガス冷却ファン14からの冷却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
から排出される。なお、バグフィルタ15で捕捉された
溶融飛灰Eは、溶融飛灰コンベア18により飛灰溜め1
9に送られる。When the melting of the material to be melted A is started, the exhaust gas D containing a high concentration of combustible gas generated in the furnace 1 is discharged.
Is discharged from the molten slag discharge port 10 or the furnace top 1b provided in the peripheral wall portion 1a into the combustion chamber 12 and is completely burned by the supply of combustion air by the combustion air fan 13 in the combustion chamber 12; Cooled by water spray and / or cooling air from an exhaust gas cooling fan 14,
A chimney 17 by a draft ventilator 16 via a bag filter 15
Is discharged from The molten fly ash E captured by the bag filter 15 is collected by the molten fly ash conveyer 18 into the fly ash reservoir 1.
9
【0008】一方、被溶融物Aに含まれている不燃性成
分(鉄等の金属やガラス,砂等)は溶融状態となる。す
なわち、ホッパ3から溶融炉1に供給された被溶融物A
は、プラズマアーク放電による発生熱を供給されること
により、その溶融点(1200〜1300℃)を超える
温度(約1400〜1500℃)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。そして、溶融
スラグBは、溶融スラグ排出口10から連続的に溢出
し、水を満したスラグ水冷槽20(スラグ冷却水は冷却
装置23により冷却される)内に落下して水砕スラグB
´となり、スラグ搬出コンベア21によってスラグ溜め
22に送られる。なお、炉1の停止時には、溶融スラグ
Bを炉1内に残すと、炉1の停止及び再立上げに時間を
要することから、溶融スラグBの底部レベルに対応して
周壁部1aに設けたタップホール11により湯抜きを行
い、炉1内を空にする。On the other hand, non-combustible components (metal such as iron, glass, sand, etc.) contained in the material to be melted A are in a molten state. That is, the melted material A supplied from the hopper 3 to the melting furnace 1
Is heated to a temperature (about 1400 to 1500 ° C.) exceeding its melting point (1200 to 1300 ° C.) by supplying heat generated by the plasma arc discharge, and the liquid molten slag B having fluidity and Become. Then, the molten slag B continuously overflows from the molten slag discharge port 10, falls into a slag water cooling tank 20 filled with water (the slag cooling water is cooled by the cooling device 23), and falls into the granulated slag B.
′, And sent to the slag reservoir 22 by the slag unloading conveyor 21. When the furnace 1 is stopped, if the molten slag B is left in the furnace 1, it takes time to stop and restart the furnace 1. Therefore, the furnace 1 is provided on the peripheral wall 1 a corresponding to the bottom level of the molten slag B. Hot water is removed by the tap hole 11, and the inside of the furnace 1 is emptied.
【0009】このようにして、被溶融物Aはプラズマ溶
融炉1によって溶融処理されるのであるが、炉1内にお
ける溶融スラグBの挙動は極めて複雑なものであって、
実稼動溶融炉を炉内観察したところによれば、スラグ表
層の流れは図5に示すようなほぼ渦流Fの如き流れとな
っている。この溶融スラグBの渦流Fは、現実には整然
とした渦流ではなくて複雑な乱れを生じており、しかも
この渦流Fの状況は溶融スラグBの表面(湯面)から深
くなるにつれて一様ではないものと推察される。さら
に、炉1内において溶融スラグBは垂直方向(鉛直方
向)へも対流をしており、炉中心の高温スラグは上昇流
の形で、周壁部の低温スラグは下降流の形で夫々流動し
ているものと推察される。In this way, the material to be melted A is melted by the plasma melting furnace 1, and the behavior of the molten slag B in the furnace 1 is extremely complicated.
According to the observation of the inside of the actual melting furnace, the flow on the surface layer of the slag is almost like a vortex F as shown in FIG. The vortex F of the molten slag B is not actually an orderly vortex but actually has a complicated turbulence, and the situation of the vortex F is not uniform as it goes deeper from the surface (fluid surface) of the molten slag B. It is assumed that Further, the molten slag B is also convected in the furnace 1 in the vertical direction (vertical direction), the high-temperature slag at the center of the furnace flows in an upward flow, and the low-temperature slag on the peripheral wall flows in a downward flow. It is presumed that it is.
【0010】ところで、炉1内において被溶融物Aを効
率よくしかも未溶融物ないし不完全溶融物(以下、両者
を含めて「不完全溶融物」という)が残らないように均
一に溶融させるためには、「炉1内が略均等に加熱さ
れ、被溶融物Aが効率よく加熱溶融されること」「被溶
融物が溶融スラグB内に没入し、スラグと共に対流する
こと」、特に「供給された被溶融物Aが供給口付近で移
動せず、徐々に堆積していくことがないこと」等が重要
な要件となってくる。In order to efficiently and uniformly melt the material A to be melted in the furnace 1 without leaving unmelted material or incompletely molten material (hereinafter referred to as “incompletely molten material”). "The furnace 1 is heated substantially uniformly, and the melt A is efficiently heated and melted.""The melt enters the molten slag B and flows with the slag." That the melted material A does not move near the supply port and does not gradually accumulate. "
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示す
従来のプラズマ溶融炉1にあっては、「炉1が横断面形
状をほぼ円形をなす(周壁部1aがほぼ円筒形状をな
す)ものであり、その中心軸線上に主電極4を竪向きに
配設して、この主電極4と炉底電極6との間へ通電する
構成としているため、必然的に炉1の中心軸部(炉心
部)が最高温度域となると共に、周壁部1aの近傍部は
外部への放熱もあって低温度域となること」「低温度の
被溶融物Aが炉心部から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、熱伝導性に欠けるため、被溶融物Aの供給領域Hが
冷温度域となること」等の理由によって炉1内における
温度分布は極めて不均一なものになることから、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。However, in the case of the conventional plasma melting furnace 1 shown in FIG. 4, the furnace 1 has a structure in which the cross section is substantially circular (the peripheral wall 1a is substantially cylindrical). Since the main electrode 4 is vertically arranged on the central axis and the current is passed between the main electrode 4 and the furnace bottom electrode 6, the central axis of the furnace 1 is inevitable. (The core portion) has the highest temperature range, and the vicinity of the peripheral wall portion 1a has a low temperature range due to heat radiation to the outside. "" Specification of the peripheral portion where the low-temperature molten material A is away from the core portion Since the melted material A before melting is at a low temperature and lacks thermal conductivity, the supply region H of the melted material A is in a cold temperature range while the furnace is being melted. Since the temperature distribution in the sample 1 becomes extremely uneven, the molten slag B Temperature distribution also becomes uneven, and has a remote status from the ideal condition for a complete melting of the melt A with high efficiency.
【0012】また、上記した従来のプラズマ溶融炉1に
あっては、供給装置2により被溶融物Aを連続して炉1
内に供給する被溶融物供給口2aと溶融スラグBを連続
して炉1外に溢流排出する溶融スラグ排出口10とが周
壁部1aの対向位置に設けられており、しかも溶融スラ
グ排出口10の横幅寸法は溶融炉1の内径(周壁部1a
の内径)に比較し極めて小さいものとなっていることか
ら、溶融スラグBが炉1内の全域から均一に溶融スラグ
排出口10側へ向って流動することが困難となり、溶融
スラグBの流動量が多くなる領域が出来たり、逆に溶融
スラグが殆んど流動せずに滞留状態となる領域が生ずる
ことになり、溶融処理能力の一層の向上を防げることに
なる。Further, in the above-mentioned conventional plasma melting furnace 1, the material to be melted A is continuously supplied to the furnace 1 by the supply device 2.
A molten material supply port 2a to be supplied into the furnace and a molten slag discharge port 10 for continuously discharging the molten slag B out of the furnace 1 are provided at positions facing the peripheral wall portion 1a. 10 is the inner diameter of the melting furnace 1 (the peripheral wall 1a).
(Inner diameter of the molten slag B), it is difficult for the molten slag B to uniformly flow from the entire area in the furnace 1 toward the molten slag discharge port 10 side, and the flow amount of the molten slag B In other words, there is a region where the amount of slag increases, or conversely, a region where the molten slag hardly flows and stays in a stagnation state, thereby preventing further improvement of the melting processing capacity.
【0013】しかも、被溶融物Aは、通常、5〜70μ
m(飛灰の場合)若しくは30〜50mm以下(焼却残
渣の場合)の外径寸法を有する細粉或いは細粒として炉
1内へ供給されるが、個々の細粉,細粒の寸法,組成,
空隙率等にはバラツキがある。例えば、溶融スラグBに
対して受熱性の良いものと悪いものとがあったり、或い
は沈降性のものと浮上性のものとがあったりする。した
がって、受熱性が悪くしかも浮上性の被溶融物Aについ
ては、溶融スラグBと一緒に垂直方向に対流をせず、ス
ラグ表層上若しくはその内部に浮上したままの状態とな
り、更にその上に被溶融物が供給され、不完全溶融物層
が形成されて、溶融スラグ排出口10から流出するまで
に完全溶融せず、溶融スラグBに不完全溶融物が混入す
ることになる。Further, the material to be melted A is usually 5 to 70 μm.
m (in the case of fly ash) or 30 to 50 mm or less (in the case of incineration residue) is supplied into the furnace 1 as fine powder or fine granules having an outer diameter dimension. ,
The porosity and the like vary. For example, the molten slag B may have a good heat receiving property or a bad heat receiving property, or may have a sedimentary property and a floating property. Therefore, the meltable material A having poor heat receptivity and being buoyant does not convect in the vertical direction together with the molten slag B, and remains floating on or in the slag surface layer. The melt is supplied, an incomplete melt layer is formed, and does not completely melt before flowing out of the molten slag discharge port 10, and the incomplete melt mixes into the molten slag B.
【0014】このように、従来のアーク放電黒鉛電極式
プラズマ溶融炉1は、比較的安定して被溶融物Aを溶融
処理することができるものの、未だ解決すべき多くの問
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Bの均一性と溶融処理能力の問題である。As described above, the conventional arc discharge graphite electrode type plasma melting furnace 1 can relatively stably melt the material to be melted A, but still has many problems to be solved. Among them, particularly important problems are the problems of the uniformity of the molten slag B and the melting treatment capacity.
【0015】すなわち、前述したように、炉1自体の構
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、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、現実に溶融スラグ排出口10か
ら溢流する溶融スラグB内には被溶融物の性状(灰の性
状)によっては相当量の不完全溶融物が存在する上、そ
の不完全溶融物の混入率自体も大幅に変動する。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B´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、溶融スラ
グ排出口10から溢流する溶融スラグBにおける不完全
溶融物の混入率を下げるために、炉1内における溶融ス
ラグBの滞留時間を長くすると、被溶融物Aの処理量が
少なくなって溶融炉1の溶融処理能力低下を招くことに
なる。That is, as described above, due to the complicated flow and heat conduction of the molten slag B due to the structure of the furnace 1 itself, the molten slag B remains partially in an incompletely molten state. It is inevitable that the molten slag overflows from the molten slag discharge port 10 together with the molten slag B, and the molten slag B that actually overflows from the molten slag discharge port 10 is considerably dependent on the properties of the material to be melted (the properties of the ash). In addition to the amount of incomplete melt present, the incorporation rate of the incomplete melt varies greatly. As a result, the quality of the molten slag B is lacking in uniformity, and the quality of the granulated slag B 'is inevitably deteriorated, and it is difficult to use the slag B' effectively. Further, if the residence time of the molten slag B in the furnace 1 is increased in order to reduce the mixing ratio of the incomplete molten material in the molten slag B overflowing from the molten slag discharge port 10, the throughput of the molten material A is reduced. As a result, the melting capacity of the melting furnace 1 is reduced.
【0016】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、溶融処理能力を低下させることなく、溶融スラ
グ排出口から溢流する溶融スラグへの不完全溶融物の混
入を防止して、均一且つ高品質の水砕スラグを得ること
ができるプラズマ溶融炉及びその運転方法を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and prevents incomplete molten material from being mixed into molten slag overflowing from a molten slag discharge port without lowering the melting processing capacity. It is an object of the present invention to provide a plasma melting furnace capable of obtaining uniform and high-quality granulated slag and a method of operating the same.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、被溶融物供給
口から炉内に連続して供給された被溶融物をプラズマア
ーク放電により溶融処理させると共に、溶融スラグを溶
融スラグ排出口から炉外に連続して溢流排出させるよう
に構成されたプラズマ溶融炉において、上記した目的を
達成すべく、特に、被溶融物供給口付近において、先端
部を炉内の溶融スラグ中へと下降可能な棒状昇降体を設
けて、この棒状昇降体の先端部を溶融スラグ中に下降さ
せることにより、溶融スラグ表面に浮遊する不完全溶融
物を溶融スラグ中に強制的に潜り込ませるように構成し
ておくことを提案する。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a molten material continuously supplied into a furnace from a molten material supply port is melted by plasma arc discharge, and molten slag is discharged from the molten slag discharge port to the furnace. In order to achieve the above-mentioned purpose, in the plasma melting furnace configured to continuously overflow and discharge outside, the tip can be lowered into the molten slag in the furnace, especially near the supply port of the melt. By providing a rod-shaped elevating body, by lowering the tip of the rod-shaped elevating body into the molten slag, the incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is forcibly sunk into the molten slag. Propose to put.
【0018】また、このプラズマ溶融炉が、炉の運転開
始時においては炉頂部から垂下させた主電極とスタート
電極との間で、また運転開始後においては主電極と炉底
部に設けた炉底電極との間で、夫々プラズマアーク放電
させることにより、被溶融物供給口から炉内に連続して
供給された被溶融物を溶融処理させると共に、溶融スラ
グを溶融スラグ排出口から炉外に連続して溢流排出させ
るようにし、且つ主電極及びスタート電極の先端部から
不活性ガスを噴出させることにより、炉内を還元性雰囲
気に保持させるように構成されたものであるときには、
格別の棒状昇降体を設けず、棒状昇降体としてスタート
電極を利用することが好ましい。すなわち、被溶融物供
給口付近において、スタート電極をその先端部が炉内の
溶融スラグ中へと下降可能なものとして、このスタート
電極の先端部を溶融スラグ中に下降させることにより、
溶融スラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中
に強制的に潜り込ませるように構成しておくのである。The plasma melting furnace is provided between the main electrode and the start electrode which are suspended from the furnace top at the start of operation of the furnace, and is provided between the main electrode and the furnace bottom after the operation is started. By performing plasma arc discharge between the electrodes and the electrodes, respectively, the molten material continuously supplied into the furnace from the molten material supply port is melted, and the molten slag is continuously discharged from the molten slag discharge port to the outside of the furnace. When the furnace is configured to maintain the inside of the furnace in a reducing atmosphere by overflowing and discharging, and by injecting an inert gas from the tips of the main electrode and the start electrode,
It is preferable to use a start electrode as a rod-shaped elevating body without providing a special rod-shaped elevating body. That is, in the vicinity of the melt supply port, the tip of the start electrode can be lowered into the molten slag in the furnace, and by lowering the tip of the start electrode into the molten slag,
The incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is forcibly sunk into the molten slag.
【0019】さらに、本発明は、被溶融物供給口から炉
内に連続して供給された被溶融物をプラズマアーク放電
により溶融処理させると共に、溶融スラグを溶融スラグ
排出口から炉外に連続して溢流排出させるようにするプ
ラズマ溶融炉の運転方法において、上記した目的を達成
すべく、特に、被溶融物供給口付近において、先端部を
炉内の溶融スラグ中へと下降可能な棒状昇降体を設け
て、この棒状昇降体の先端部を溶融スラグ中へと繰り返
し下降させる(必要に応じて下降させる場合及び定期的
に下降させる場合を含む)ことにより、溶融スラグ表面
に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中に強制的に潜り
込ませるようにすることを提案する。Further, according to the present invention, the molten material continuously supplied into the furnace from the molten material supply port is melted by plasma arc discharge, and the molten slag is continuously discharged from the molten slag discharge port to the outside of the furnace. In order to achieve the above-mentioned object, in the operation method of the plasma melting furnace in which the overflow is caused to overflow and discharge, in particular, in the vicinity of the supply port of the material to be melted, the rod-shaped elevating part whose tip can be lowered into the molten slag in the furnace. By providing a body and repeatedly lowering the tip of this rod-shaped elevating body into the molten slag (including lowering it as necessary and periodically lowering it), incomplete floating on the surface of the molten slag It is proposed to force the melt into the molten slag.
【0020】この運転方法が、炉の運転開始時において
は炉頂部から垂下させた主電極とスタート電極との間
で、また運転開始後においては主電極と炉底部に設けた
炉底電極との間で、夫々プラズマアーク放電させること
により、被溶融物供給口から炉内に連続して供給された
被溶融物を溶融処理させると共に、溶融スラグを溶融ス
ラグ排出口から炉外に連続して溢流排出させるように
し、且つ主電極及びスタート電極の先端部から不活性ガ
スを噴出させることにより、炉内を還元性雰囲気に保持
させるようにするプラズマ溶融炉の運転方法である場合
には、格別の棒状昇降体を設けず、スタート電極を利用
して、不完全溶融物を溶融スラグ中に強制的に潜り込ま
せるようにすることが好ましい。すなわち、被溶融物供
給口付近において、スタート電極をその先端部が炉内の
溶融スラグ中へと下降可能なものとして、電極として使
用しない状態のスタート電極の先端部を溶融スラグ中へ
と繰り返し下降させる(必要に応じて下降させる場合及
び定期的に下降させる場合を含む)ことにより、溶融ス
ラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中に強制
的に潜り込ませるようにするのである。In this operation method, at the time of starting the operation of the furnace, the main electrode and the bottom electrode provided at the bottom of the furnace are placed between the main electrode and the start electrode which are suspended from the top of the furnace. In the meantime, by performing plasma arc discharge, the molten material continuously supplied into the furnace from the molten material supply port is melted, and the molten slag is continuously overflowed from the molten slag discharge port to the outside of the furnace. In the case of a plasma melting furnace operating method in which the furnace is maintained in a reducing atmosphere by discharging the gas and discharging an inert gas from the tip of the main electrode and the start electrode, It is preferable that the incompletely melted material is forced into the molten slag by using the start electrode without providing the rod-shaped lifting element. That is, in the vicinity of the molten material supply port, the tip of the start electrode can be lowered into the molten slag in the furnace, and the tip of the start electrode not used as an electrode is repeatedly lowered into the molten slag. By lowering the molten slag (including the case where it is lowered if necessary and the case where it is lowered periodically), the incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is forcibly sunk into the molten slag.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図3に基づいて具体的に説明する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be specifically described with reference to FIGS.
【0022】この実施の形態における本発明に係るプラ
ズマ溶融炉1は、図1〜図3に示す如く、炉壁を円筒状
の周壁1aと天井壁たる炉頂部1bと炉底電極6を設け
た炉底部1cとで構成した耐火壁構造物である。周壁部
1aには、焼却残渣,飛灰等の被溶融物Aを供給するた
めの被溶融物供給口2aと、炉1の直径方向において被
溶融物供給口2aと直対向する位置に位置する溶融スラ
グ排出口10と、被溶融物供給口2aの直下位であって
炉底部1cの上面近傍位に位置するタップホール11と
が設けられている。被溶融物供給口2aにはスクリュー
フィーダ等の適宜の供給装置2が連設されていて、ホッ
パ3に貯溜された被溶融物Aを炉1内に定量的に連続供
給させるようになっている。溶融スラグ排出口10は、
溶融スラグBを溢流排出させると共に排ガスDを排出さ
せるためのもので、図4に示す従来のプラズマ溶融炉と
同様に、溶融スラグBは溶融スラグ排出口10から連続
的に溢出し、水を満したスラグ水冷槽20内に落下して
水砕スラグB´となり、排ガスDは溶融スラグ排出口1
0から燃焼室12に排出されて、燃焼室12において燃
焼空気ファン13による燃焼用空気の供給により完全燃
焼された上、冷却されると共に溶融飛灰を除去されて煙
突から排出される(図4参照)。なお、炉壁1a,1
b,1cは、1600℃程度の高温にも充分耐え得る耐
火材で構成されており、その外周部には必要に応じて水
冷ジャケットが配置される。また、炉底電極は、図1に
示す如く、主電極4との間で所定のプラズマPを発生さ
せものであり、導電材と耐火材で任意に構成した炉底部
1cを集電板6上に形成してなる。また、溶融炉1の炉
底部周辺領域は、炉底冷却ファン7からの冷風により空
冷されるようになっている。As shown in FIGS. 1 to 3, a plasma melting furnace 1 according to the present invention in this embodiment has a furnace wall provided with a cylindrical peripheral wall 1a, a furnace top 1b serving as a ceiling wall, and a furnace bottom electrode 6. This is a fire-resistant wall structure composed of a furnace bottom 1c. The peripheral wall portion 1a is located at a position where the molten material supply port 2a for supplying the molten material A such as incineration residue and fly ash, and a position directly opposed to the molten material supply port 2a in the diameter direction of the furnace 1. A molten slag discharge port 10 and a tap hole 11 located immediately below the melt supply port 2a and near the upper surface of the furnace bottom 1c are provided. An appropriate supply device 2 such as a screw feeder is connected to the melt supply port 2a so that the melt A stored in the hopper 3 is continuously and quantitatively supplied into the furnace 1. . The molten slag discharge port 10 is
This is for discharging the molten slag B and discharging the exhaust gas D, and the molten slag B continuously overflows from the molten slag discharge port 10 to discharge water, similarly to the conventional plasma melting furnace shown in FIG. The slag falls into the filled slag water cooling tank 20 to become granulated slag B ′, and the exhaust gas D is discharged from the molten slag discharge port 1.
From 0 to the combustion chamber 12 where it is completely burned by the supply of combustion air by the combustion air fan 13 in the combustion chamber 12, cooled, removed of molten fly ash and discharged from the chimney (FIG. 4). reference). The furnace walls 1a, 1
b and 1c are made of a refractory material that can sufficiently withstand a high temperature of about 1600 ° C., and a water-cooled jacket is arranged on the outer periphery thereof as necessary. As shown in FIG. 1, the furnace bottom electrode generates a predetermined plasma P between itself and the main electrode 4. Formed. The area around the bottom of the melting furnace 1 is air-cooled by the cool air from the bottom cooling fan 7.
【0023】主電極4は、炉1の中心線上に配して炉頂
部1bに貫通支持されており、炉1内の液位(溶融スラ
グBの液面位置)に応じて昇降操作されるようになって
いる。また、スタート電極5は、炉頂部1bに垂直或い
は傾斜状に挿通支持されていて、下端部たる先端部を炉
1内に突出させない待機位置(図1位置)と先端部を主
電極4の先端部と略同一高さ位置に位置する放電作用位
置(図2位置)とに亘って昇降されるようになってい
る。両電極4,5は、共に、軸線方向に貫通する中空孔
を有する黒鉛製円筒体であり、基端部をPSA窒素製造
装置等の不活性ガス供給装置9に接続して、不活性ガス
(窒素ガス等)Cを先端部から連続して噴出させるよう
になっている。スタート電極5の放電作用位置は、本実
施例では、図2に示す如く、両電極4,5間に運転開始
時における被溶融物Aの溶融に必要なプラズマPを発生
させるに最適な位置関係となるように設定されている。The main electrode 4 is arranged on the center line of the furnace 1 and is supported by penetrating the furnace top 1b so that the main electrode 4 can be raised and lowered according to the liquid level in the furnace 1 (the liquid level of the molten slag B). It has become. The start electrode 5 is vertically and inclinedly inserted through and supported by the furnace top 1 b, and has a standby position (the position shown in FIG. 1) where the lower end does not protrude into the furnace 1, and the front end of the main electrode 4. The portion is raised and lowered over a discharge operation position (position shown in FIG. 2) located at substantially the same height as the portion. Each of the electrodes 4 and 5 is a graphite cylinder having a hollow hole penetrating in the axial direction. The base ends of the electrodes 4 and 5 are connected to an inert gas supply device 9 such as a PSA nitrogen production device, and an inert gas ( Nitrogen gas, etc.) is continuously ejected from the tip. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the discharge operation position of the start electrode 5 is the optimal positional relationship between the electrodes 4 and 5 for generating the plasma P necessary for melting the material A to be melted at the start of operation. It is set to be.
【0024】以上の構成は、図4に示す従来のプラズマ
溶融炉と同様であるが、本発明に係るプラズマ溶融炉1
にあっては、被溶融物供給口付近において、先端部を炉
1内の溶融スラグB中へと下降可能な棒状昇降体を設け
て、この棒状昇降体の先端部を溶融スラグB中に下降さ
せることにより、溶融スラグ表面に沈降することなく浮
遊する不完全溶融物A´を溶融スラグB中に強制的に潜
り込ませるように構成されているが、この例では、スタ
ート電極5を前記放電作用位置より更に下方へと下降で
きるようにして、スタート電極5を上記した棒状昇降体
として利用するように工夫している。The above configuration is the same as that of the conventional plasma melting furnace shown in FIG.
In the above, a rod-shaped elevating body whose tip can be lowered into the molten slag B in the furnace 1 is provided near the molten material supply port, and the tip of the rod-shaped elevating body is lowered into the molten slag B. In this case, the incomplete molten material A ′ floating without settling on the surface of the molten slag is forced into the molten slag B, but in this example, the start electrode 5 is connected to the discharge The start electrode 5 is devised so that it can be lowered further from the position, and the start electrode 5 is used as the above-mentioned rod-shaped elevating body.
【0025】すなわち、スタート電極5を、前記待機位
置から放電作用位置を経て先端部が被溶融物供給口付近
における溶融スラグB中に没入する没入位置(図3位
置)へと下降できるように構成してある。なお、スター
ト電極5は、従来のプラズマ溶融炉と同様に、運転開始
時において放電作用位置に位置されたときのみ電極とし
て機能すべく直流電源装置8から給電されるものであ
り、これ以外には、つまり放電作用位置以外の待機位置
及び没入位置に位置されたときには、直流電源装置8か
らの給電を断たれて電極として機能せず、電気的に絶縁
された状態に保持されるようになっている。また、スタ
ート電極5の没入位置への下降は、後述するように炉1
の運転中において定期的に行なわれるが、その定期的な
下降動作は図示しない昇降装置により自動的に行なわれ
るようになっている。That is, the start electrode 5 can be lowered from the standby position to the immersion position (the position shown in FIG. 3) where the tip end immerses in the molten slag B near the melt supply port through the discharge operation position. I have. The start electrode 5 is supplied with power from the DC power supply 8 so as to function as an electrode only when it is located at the discharge operation position at the start of operation, similarly to the conventional plasma melting furnace. In other words, when it is located at the standby position and the immersion position other than the discharge operation position, the power supply from the DC power supply device 8 is cut off and does not function as an electrode, and is maintained in an electrically insulated state. I have. The lowering of the start electrode 5 to the immersion position is performed by the furnace 1 as described later.
Is periodically performed during the operation of the vehicle, and the periodic lowering operation is automatically performed by a lifting device (not shown).
【0026】このように構成されたプラズマ溶融炉1
は、本発明に従って、次のように運転される。The plasma melting furnace 1 constructed as described above
Is operated according to the invention as follows.
【0027】すなわち、溶融処理を行なうに当たって、
まず、運転開始時においては、図2に示す如く、スター
ト電極5を待機位置から放電作用位置に下降させて、こ
のスタート電極5と主電極4との間に電圧印加によりプ
ラズマPを発生させ、これにより炉1内の被溶融物Aを
溶融させる。これは、主電極4と炉底電極6との間に導
電性の溶融スラグBが介在せず、非導電性の被溶融物A
が介在するにすぎない運転開始時においては、両電極
4,6間にプラズマPを発生させ得ないからである。That is, in performing the melting process,
First, at the start of operation, as shown in FIG. 2, the start electrode 5 is lowered from the standby position to the discharge operation position, and plasma P is generated by applying a voltage between the start electrode 5 and the main electrode 4. Thereby, the material A to be melted in the furnace 1 is melted. This is because the conductive molten slag B is not interposed between the main electrode 4 and the furnace bottom electrode 6 and the non-conductive
This is because the plasma P cannot be generated between the electrodes 4 and 6 at the start of the operation when only the gas is interposed.
【0028】両電極4,5間に発生させたプラズマPに
より炉1内に溶融スラグBが生じる状態となった運転開
始後においては、図1に示す如く、スタート電極5を待
機位置に上昇させて該位置に保持させると共に、主電極
4と炉底電極6との間に電圧印加によりプラズマPを発
生させた状態で、被溶融物Aを供給装置2により炉1内
に連続供給させつつ、被溶融物Aの溶融処理を行なう。
主電極4と炉底電極6との間に発生するプラズマPによ
る加熱により被溶融物Aが溶融されるに従って、溶融ス
ラグBが溶融スラグ排出口10からスラグ水冷槽20に
連続的に落下供給されて、水砕スラグB´が生成され
る。また、排ガスDは溶融スラグ排出口10から燃焼室
12に排出される。After the start of the operation in which the molten slag B is generated in the furnace 1 by the plasma P generated between the electrodes 4 and 5, the start electrode 5 is raised to the standby position as shown in FIG. In the state where plasma P is generated by applying a voltage between the main electrode 4 and the furnace bottom electrode 6 while the melted material A is continuously supplied into the furnace 1 by the supply device 2, The melting process of the material to be melted A is performed.
As the material to be melted A is melted by the heating by the plasma P generated between the main electrode 4 and the furnace bottom electrode 6, the molten slag B is continuously dropped and supplied from the molten slag discharge port 10 to the slag water cooling tank 20. Thus, granulated slag B 'is generated. Further, the exhaust gas D is discharged from the molten slag discharge port 10 to the combustion chamber 12.
【0029】ところで、被溶融物供給口2aから供給さ
れた被溶融物Aは、直ちに溶融スラグB中へと沈降する
訳ではなく、溶融スラグ表面に浮遊することになる。し
たがって、被溶融物Aが被溶融物供給口2aから連続的
に供給されることとも相俟って、特に、被溶融物供給口
付近においては、溶融スラグ表面に上記した如く不完全
溶融物A´が浮遊することになり、その一部が溶融スラ
グ排出口10から溢流排出される溶融スラグBと共に炉
1外に排出されてしまう虞れがある。そこで、本発明に
係る運転方法にあっては、炉1の運転中において、運転
開始時以外には電極として機能させないスタート電極5
を定期的に溶融スラグB中へと下降させることにより、
被溶融物供給口付近において溶融スラグBの表面に浮遊
する不完全溶融物(スラグ表層の上面ないしその近傍に
浮遊している未溶融物ないし不完全溶融物)A´を強制
的に溶融スラグB中に潜り込ませるようにする。すなわ
ち、スタート電極5を、図3に示す如く、没入位置への
下降(スタート電極先端部の溶融スラグB中への没入)
と没入位置からの上昇(スタート電極先端部の溶融スラ
グB中からの引上げ)とを定期的につまり所定時間毎に
繰り返して行い、没入位置へと下降するときのスタート
電極5の先端部により、被溶融物供給口2aから連続的
に供給されてくる被溶融物Aを、溶融スラグ表面への供
給後における可及的に早い段階で溶融スラグB中に強制
的に押し込むようにして、不完全溶融物A´が溶融スラ
グB中に沈降せずその表面に滞留するような事態の発生
を可及的に防止し、炉1から溢流せしめた溶融スラグB
に不完全溶融物A´が含まれるといった事態をほぼ完全
に排除するようにしているのである。By the way, the melt A supplied from the melt supply port 2a does not immediately settle into the molten slag B, but floats on the surface of the molten slag. Therefore, in conjunction with the fact that the melted material A is continuously supplied from the melted material supply port 2a, especially in the vicinity of the melted material supply port, the incomplete molten material A is formed on the surface of the molten slag as described above. 'Floats, and there is a possibility that a part of it will be discharged out of the furnace 1 together with the molten slag B overflowing from the molten slag discharge port 10. Therefore, in the operation method according to the present invention, during the operation of the furnace 1, the start electrode 5 which does not function as an electrode except at the start of operation.
Is periodically lowered into the molten slag B,
The incompletely molten material (unmelted or incompletely molten material floating on or near the upper surface of the slag surface) A ′ floating on the surface of the molten slag B in the vicinity of the melt supply port is forcibly melted by the molten slag B. Try to get inside. That is, the start electrode 5 is lowered to the immersion position as shown in FIG. 3 (the tip of the start electrode is immersed in the molten slag B).
And rising from the immersion position (pulling of the start electrode tip from inside the molten slag B) is performed periodically, that is, at predetermined time intervals, and by the tip of the start electrode 5 when descending to the immersion position, The molten material A continuously supplied from the molten material supply port 2a is forcibly pushed into the molten slag B at the earliest possible stage after the supply to the molten slag surface. A situation in which the melt A ′ does not settle in the molten slag B but remains on the surface thereof is prevented as much as possible, and the molten slag B overflowed from the furnace 1 is prevented.
Is almost completely eliminated.
【0030】また、このような不完全溶融物A´の溶融
スラグB中への押し込みを行なうと共に、スタート電極
5の先端部から不活性ガスCを溶融スラグB中に吹き込
むようにすることも可能である。このような不活性ガス
Cの溶融スラグB中への吹き込みを行なうことによっ
て、炉1内の溶融スラグBの自然発生的な水平渦流(図
5参照)や垂直方向の対流が強制的に攪乱されることに
なる。つまり、溶融スラグBの混合がより積極的にな
り、炉1内の温度分布がより均一化され、溶融スラグB
がほぼ均等に加熱溶融されることになり、炉1内の各部
分から溶融スラグBが均等に溶融スラグ排出口10に向
かって流動する。したがって、炉1から排出された溶融
スラグBをスラグ水冷槽20に投入させることによっ
て、不完全溶融物A´を含まない高品質で且つ均一な品
質の水砕スラグB´を得ることができ、その有効利用を
促進させることができる。しかも、不完全溶融物A´の
混入を減じるために炉1内におけるスラグ滞留時間を長
くするといった必要がないから、スラグ滞留時間の増加
に伴う炉1の溶融処理能力の低下やランニングコストの
上昇を可及的に防止することができ、被溶融物Aの溶融
処理を効果的に行なうことができる。なお、没入位置に
位置するスタート電極5は電源を切られた完全な電気絶
縁状態にあるから、主電極4とスタート電極5との間で
通電するといった不都合は生じない。It is also possible to push the incomplete molten material A 'into the molten slag B and to blow the inert gas C into the molten slag B from the tip of the start electrode 5. It is. By blowing the inert gas C into the molten slag B, spontaneous horizontal vortices (see FIG. 5) and vertical convection of the molten slag B in the furnace 1 are forcibly disturbed. Will be. That is, the mixing of the molten slag B becomes more aggressive, the temperature distribution in the furnace 1 becomes more uniform, and the molten slag B
Are heated and melted almost uniformly, and the molten slag B flows from each part in the furnace 1 toward the molten slag discharge port 10 evenly. Therefore, by feeding the molten slag B discharged from the furnace 1 to the slag water cooling tank 20, high-quality and uniform-quality granulated slag B 'containing no incompletely melted material A' can be obtained. Its effective use can be promoted. In addition, since it is not necessary to lengthen the slag residence time in the furnace 1 to reduce the incorporation of the incomplete molten material A ', the melting processing capacity of the furnace 1 decreases and the running cost increases due to the increase in the slag residence time. Can be prevented as much as possible, and the melting treatment of the material to be melted A can be performed effectively. Since the start electrode 5 located at the immersion position is in a completely electrically insulated state where the power is turned off, there is no inconvenience such as energization between the main electrode 4 and the start electrode 5.
【0031】また、不活性ガスCの溶融スラグB中への
吹き込み手段が、炉1の運転中においては電極として使
用されないスタート電極5及び炉1内の還元性雰囲気を
保持するための不活性ガス供給装置9をそのまま利用し
たものであるから、格別の吹き込み手段を新たに設ける
場合のような問題(例えば、炉構造の複雑化やイニシャ
ルコスト,ランニングコストの高騰といった問題)は全
く生じない。しかも、還元性雰囲気を維持するための不
活性ガス(窒素ガス等)を溶融スラグBに吹き込むた
め、その吹き込みによっては炉1内の還元性雰囲気に何
らの悪影響を及ぼすことがない。The means for blowing the inert gas C into the molten slag B is a start electrode 5 which is not used as an electrode during operation of the furnace 1 and an inert gas for maintaining a reducing atmosphere in the furnace 1. Since the supply device 9 is used as it is, there is no problem such as a case where a special blowing means is newly provided (for example, a problem such as a complicated furnace structure and a rise in initial costs and running costs). Moreover, since an inert gas (nitrogen gas or the like) for maintaining the reducing atmosphere is blown into the molten slag B, the blowing does not have any adverse effect on the reducing atmosphere in the furnace 1.
【0032】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱しない範
囲において、適宜に改良,変更することができる。例え
ば、上記した例では、棒状のスタート電極5を昇降させ
ることにより不完全溶融物A´を溶融スラグB中に潜り
込ませるようにしたが、被溶融物供給口付近において先
端部を溶融スラグB中へと下降させうる棒状昇降体つま
り不完全溶融物押し込み専用の棒状昇降体を別途設け
て、この棒状昇降体により不完全溶融物A´を溶融スラ
グB中に強制的に押し込むようにしてもよい。しかし、
スタート電極5を溶融スラグB中への不活性ガス吹き込
み手段として使用する場合等、その先端部を溶融スラグ
B中に没入させる必然性がある場合にあっては、このス
タート電極5を不完全溶融物押し込み用の棒状昇降体と
しても使用することが炉構造上及び経済上からも有利で
ある。すなわち、不完全溶融物押し込み用の棒状昇降体
を設けることによっては、炉構造が徒に複雑化したりイ
ニシャルコスト・ランニングコストの加重負担といった
問題は生じない。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately improved and changed without departing from the basic principle of the present invention. For example, in the above-described example, the incompletely melted material A ′ is sunk into the molten slag B by moving the rod-shaped start electrode 5 up and down. A rod-shaped elevating body which can be lowered to the side, that is, a rod-shaped elevating body exclusively for pushing the incomplete molten material may be separately provided, and the incomplete molten material A 'may be forcibly pushed into the molten slag B by the rod-shaped elevating body. . But,
When the start electrode 5 must be immersed in the molten slag B, for example, when the start electrode 5 is used as a means for blowing inert gas into the molten slag B, the start electrode 5 is incompletely melted. It is advantageous from the viewpoint of the furnace structure and economy from being used also as a rod-shaped elevating body for pushing. That is, the provision of the rod-shaped elevating body for pushing the incomplete molten material does not cause problems such as the furnace structure being complicated and the burden of initial costs and running costs being burdened.
【0033】また、不完全溶融物A´を溶融スラグB中
に押し込むべく、棒状昇降体(スタート電極5で兼用さ
れる場合も含む)をその先端部が溶融スラグB中に下降
するように昇降させる時期は、任意に設定することがで
きる。つまり、不完全溶融物A´を溶融スラグB中に押
し込むための棒状昇降体の昇降は、必要に応じて行なう
こができ、予め設定した一定サイクルで間欠的に行なう
ようにしてもよいし、炉1内の溶融状況を検知して、そ
の検知結果に応じて行なうようにしてもよい。勿論、棒
状昇降体の溶融スラグB中への昇降は、自動的に行なう
ようにしても、手動により行なうようにしても、何れで
もよい。Further, in order to push the incompletely molten material A 'into the molten slag B, a rod-like elevating body (including a case also used as the start electrode 5) is raised and lowered so that the tip thereof is lowered into the molten slag B. The time at which this is performed can be set arbitrarily. That is, the lifting and lowering of the rod-shaped lifting and lowering body for pushing the incomplete molten material A ′ into the molten slag B can be performed as needed, and may be performed intermittently in a predetermined fixed cycle, The melting state in the furnace 1 may be detected, and the melting may be performed according to the detection result. Of course, the lifting and lowering of the rod-shaped lifting body into the molten slag B may be performed automatically or manually.
【0034】また、本発明は、主電極及びスタート電極
の先端部から不活性ガスを噴出させることにより、炉内
を還元性雰囲気に保持させるように構成されたプラズマ
溶融炉に適用される他、棒状のスタート電極を具備しな
いもの等、任意の構成のプラズマ溶融炉に適用すること
が可能である。さらに、上記した如き焼却残渣や飛灰等
を溶融する場合の他、種々の被溶融物(例えば、灰分を
含有する産業廃棄物そのもの等)をプラズマ溶融炉で溶
融処理する場合にも適用することができる。Further, the present invention is applied to a plasma melting furnace configured to maintain the inside of the furnace in a reducing atmosphere by ejecting an inert gas from the tips of the main electrode and the start electrode. The present invention can be applied to a plasma melting furnace having an arbitrary configuration, such as one having no rod-shaped start electrode. Furthermore, in addition to melting incineration residues and fly ash as described above, the present invention is also applicable to a case where various materials to be melted (for example, industrial waste itself containing ash) are melted in a plasma melting furnace. Can be.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、請求項1又は請求項3に記載する発明によれば、溶
融スラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中に
強制的に押し込むようにしたから、プラズマ溶融炉によ
る溶融処理能力を低下させることなく、溶融スラグ排出
口から溢流する溶融スラグへの不完全溶融物の混入をほ
ぼ完璧に防止することができるのであり、高品質で且つ
均一な品質の水砕スラグを得て、その有効利用を図るこ
とができる。As can be easily understood from the above description, according to the first or third aspect of the present invention, the incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is forcibly forced into the molten slag. Since the molten slag overflows from the molten slag discharge port, it is possible to almost completely prevent incomplete molten material from entering the molten slag without lowering the melting processing capacity of the plasma melting furnace. Granulated slag of high quality and uniform quality can be obtained and its effective use can be achieved.
【0036】また、請求項2又は請求項4に記載する発
明によれば、炉の運転開始後においては使用しないスタ
ート電極を利用して、溶融スラグ表面に浮遊する不完全
溶融物を溶融スラグ中に強制的に押し込むようにしたか
ら、上記した効果に加えて、炉構造が徒に複雑化したり
イニシャルコスト・ランニングコストの加重負担といっ
た問題を生じないといった効果が奏せられる。According to the second or fourth aspect of the present invention, the incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is removed from the molten slag by using the start electrode which is not used after the operation of the furnace is started. In addition to the above-described effects, in addition to the above-described effects, there is an effect that the furnace structure is not complicated and problems such as a burden on initial costs and running costs do not occur.
【図1】本発明に係るプラズマ溶融炉の一例を示す縦断
正面図である。FIG. 1 is a vertical sectional front view showing an example of a plasma melting furnace according to the present invention.
【図2】図1と異なる運転状態を示す図1相当の縦断正
面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional front view corresponding to FIG. 1 and showing an operation state different from that of FIG. 1;
【図3】図1及び図2と異なる運転状態を示す図1相当
の縦断正面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional front view corresponding to FIG. 1 and showing an operation state different from FIGS. 1 and 2;
【図4】従来のプラズマ溶融炉を示す縦断側面図であ
る。FIG. 4 is a vertical sectional side view showing a conventional plasma melting furnace.
【図5】図4のV−V線に沿う横断平面図である。FIG. 5 is a cross-sectional plan view taken along the line VV of FIG. 4;
1…プラズマ溶融炉、1a…周壁部、1b…炉頂部、1
c…炉底部、2a…被溶融物供給口、4…主電極、5…
スタート電極、6…集電板、10…溶融スラグ排出口、
24…ガス冷却塔、A…被溶融物、A´…不完全溶融
物、B…溶融スラグ、B´…水砕スラグ、C…不活性ガ
ス(窒素ガス)、D…排ガス、P…プラズマ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma melting furnace, 1a ... Peripheral wall part, 1b ... Furnace top part, 1
c: furnace bottom, 2a: melt supply port, 4: main electrode, 5 ...
Start electrode, 6: current collector, 10: molten slag outlet,
24: gas cooling tower, A: melt, A ': incomplete melt, B: molten slag, B': granulated slag, C: inert gas (nitrogen gas), D: exhaust gas, P: plasma.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05B 7/144 H05B 7/144 Z 7/18 7/18 E ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05B 7/144 H05B 7/144 Z 7/18 7/18 E
Claims (4)
された被溶融物をプラズマアーク放電により溶融処理さ
せると共に、溶融スラグを溶融スラグ排出口から炉外に
連続して溢流排出させるように構成されたプラズマ溶融
炉において、 被溶融物供給口付近において、先端部を炉内の溶融スラ
グ中へと下降可能な棒状昇降体を設けて、この棒状昇降
体の先端部を溶融スラグ中に下降させることにより、溶
融スラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中に
強制的に潜り込ませるように構成したことを特徴とする
プラズマ溶融炉。1. A molten material continuously supplied into a furnace from a molten material supply port is melted by plasma arc discharge, and molten slag is continuously overflowed and discharged from the molten slag discharge port to the outside of the furnace. In the plasma melting furnace configured to cause the melted slag, a rod-shaped elevating body whose tip can be lowered into the molten slag in the furnace is provided in the vicinity of the molten material supply port, and the tip of the rod-shaped elevated body is melted slag. A plasma melting furnace characterized in that the incomplete molten material floating on the surface of the molten slag is forcibly sunk into the molten slag by being lowered into the molten slag.
下させた主電極とスタート電極との間で、また運転開始
後においては主電極と炉底部に設けた炉底電極との間
で、夫々プラズマアーク放電させることにより、被溶融
物供給口から炉内に連続して供給された被溶融物を溶融
処理させると共に、溶融スラグを溶融スラグ排出口から
炉外に連続して溢流排出させるようにし、且つ主電極及
びスタート電極の先端部から不活性ガスを噴出させるこ
とにより、炉内を還元性雰囲気に保持させるように構成
されたプラズマ溶融炉において、 被溶融物供給口付近において、スタート電極をその先端
部が炉内の溶融スラグ中へと下降可能なものとして、こ
のスタート電極の先端部を溶融スラグ中に下降させるこ
とにより、溶融スラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶
融スラグ中に強制的に潜り込ませるように構成したこと
を特徴とするプラズマ溶融炉。2. At the start of operation of the furnace, between the main electrode suspended from the furnace top and the start electrode, and after the operation starts, between the main electrode and the furnace bottom electrode provided on the furnace bottom, By performing plasma arc discharge, respectively, the material to be melted continuously supplied into the furnace from the material to be melted is melted, and the molten slag is continuously overflowed and discharged from the furnace through the molten slag discharge port. In the plasma melting furnace, which is configured to maintain the inside of the furnace in a reducing atmosphere by ejecting an inert gas from the tip of the main electrode and the start electrode, the start is performed in the vicinity of the melt supply port. Assuming that the tip of the electrode can be lowered into the molten slag in the furnace, by lowering the tip of the start electrode into the molten slag, unsatisfactory floating on the surface of the molten slag occurs. Plasma melting furnace, characterized by being configured to melt so as to sink into forced into the molten slag.
された被溶融物をプラズマアーク放電により溶融処理さ
せると共に、溶融スラグを溶融スラグ排出口から炉外に
連続して溢流排出させるようにするプラズマ溶融炉の運
転方法において、 被溶融物供給口付近において、先端部を炉内の溶融スラ
グ中へと下降可能な棒状昇降体を設けて、この棒状昇降
体の先端部を溶融スラグ中へと繰り返し下降させること
により、溶融スラグ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融
スラグ中に強制的に潜り込ませるようにすることを特徴
とするプラズマ溶融炉の運転方法。3. The molten material continuously supplied into the furnace from the molten material supply port is melted by plasma arc discharge, and the molten slag is continuously overflowed from the molten slag discharge port to the outside of the furnace. In the operation method of the plasma melting furnace, a rod-shaped elevating body whose tip can be lowered into the molten slag in the furnace is provided near the melt supply port, and the tip of the rod-shaped elevating body is melted. A method for operating a plasma melting furnace, wherein an incomplete molten material floating on the surface of a molten slag is forced into the molten slag by repeatedly descending into the slag.
下させた主電極とスタート電極との間で、また運転開始
後においては主電極と炉底部に設けた炉底電極との間
で、夫々プラズマアーク放電させることにより、被溶融
物供給口から炉内に連続して供給された被溶融物を溶融
処理させると共に、溶融スラグを溶融スラグ排出口から
炉外に連続して溢流排出させるようにし、且つ主電極及
びスタート電極の先端部から不活性ガスを噴出させるこ
とにより、炉内を還元性雰囲気に保持させるようにする
プラズマ溶融炉の運転方法において、 被溶融物供給口付近において、スタート電極をその先端
部が炉内の溶融スラグ中へと下降可能なものとして、電
極として使用しない状態のスタート電極の先端部を溶融
スラグ中へと繰り返し下降させることにより、溶融スラ
グ表面に浮遊する不完全溶融物を溶融スラグ中に強制的
に潜り込ませるようにすることを特徴とするプラズマ溶
融炉の運転方法。4. At the start of operation of the furnace, between the main electrode suspended from the furnace top and the start electrode, and after the operation starts, between the main electrode and the furnace bottom electrode provided at the furnace bottom, By performing plasma arc discharge, respectively, the material to be melted continuously supplied into the furnace from the material to be melted is melted, and the molten slag is continuously overflowed and discharged from the furnace through the molten slag discharge port. In the method for operating a plasma melting furnace in which the inert gas is ejected from the tips of the main electrode and the start electrode so as to maintain the inside of the furnace in a reducing atmosphere, in the vicinity of the melt supply port, The tip of the start electrode can be lowered into the molten slag in the furnace, and the tip of the start electrode not used as an electrode is repeatedly lowered into the molten slag. More, the method of driving a plasma melting furnace, characterized in that so as to sink into force the incompletely melt floating on the molten slag surface into the molten slag.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04001698A JP3535727B2 (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Plasma melting furnace and operating method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11237018A true JPH11237018A (en) | 1999-08-31 |
JP3535727B2 JP3535727B2 (en) | 2004-06-07 |
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ID=12569120
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---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3535727B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002213726A (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Reactivation method for plasma ash melting furnace |
JP2004340414A (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Ebara Corp | Melting furnace, plasma arc re-igniting method, and re-igniting bar inserting mechanism |
WO2017195570A1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 節 安斎 | Plasma melting method for treating material to be treated, and plasma melting furnace used for same |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP04001698A patent/JP3535727B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2017195570A1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 節 安斎 | Plasma melting method for treating material to be treated, and plasma melting furnace used for same |
JP2017203605A (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | 節 安斎 | Plasma melting method for processing processed product and plasma melting furnace applied for the same |
US10717118B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-07-21 | Setsu Anzai | Plasma melting method for processing material to be processed, and plasma melting furnace used therefor |
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JP3535727B2 (en) | 2004-06-07 |
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