JPH11281041A - Method for operating plasma-type ash melting furnace and plasma-type ash melting furnace - Google Patents

Method for operating plasma-type ash melting furnace and plasma-type ash melting furnace

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JPH11281041A
JPH11281041A JP8521798A JP8521798A JPH11281041A JP H11281041 A JPH11281041 A JP H11281041A JP 8521798 A JP8521798 A JP 8521798A JP 8521798 A JP8521798 A JP 8521798A JP H11281041 A JPH11281041 A JP H11281041A
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JP
Japan
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exhaust gas
plasma
furnace
melting
oxygen
Prior art date
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Application number
JP8521798A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Sakata
詞郎 坂田
Hideo Sato
英夫 佐藤
Tadashi Kono
正 河野
Koji Sakakibara
恒治 榊原
Katsuya Noritomi
克哉 乗冨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Publication of JPH11281041A publication Critical patent/JPH11281041A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve stable operation and decomposition of dioxin by raising the temperature of an exhaust gas. SOLUTION: A plasma-type ash melting furnace is operated such that a plasma power is impressed on a carbon electrode 4 in an inert gas atmosphere which has been blown into a melting chamber 1a as a working gas to generate a plasma arc between a base metal 2 and the electrode, followed by heating and melting the ash fed onto the base metal 2, and that the resultant exhaust gas is discharged to a secondary combustion chamber for recombustion. At the time of operation, a predetermined amount of air for heating the exhaust gas is blown into the melting chamber 1a from an air nozzle 21 for heating the exhaust gas, so that the concentration ratio of oxygen to carbon monoxide of the exhaust gas at the exit of the melting chamber 1a does not exceed 0.30, thereby combusting a portion of the combustible matters in the exhaust gas in the furnace.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ式灰溶融
炉の運転方法およびプラズマ式灰溶融炉に関する。
The present invention relates to a method of operating a plasma type ash melting furnace and a plasma type ash melting furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のプラズマ式灰溶融炉において、た
とえば電極にカーボンを使用している場合、炉内が酸化
雰囲気となると電極の消耗が激しいため、プラズマ作動
ガスとしてArやN2等の不活性ガスを炉内に吹込んで
還元雰囲気とし加熱溶融をおこなっている。このため、
炉内にCO、H2や炭化水素ガスなどの可燃性成分を多
量に含んだ排ガスが発生する。現在では、この排ガスを
二次燃焼室に導入して排ガス燃焼バーナーにより加熱す
るとともに、下流側に配置した二次空気ノズルから吹込
まれた二次空気により排ガス中の可燃分を完全燃焼させ
ている。
BACKGROUND ART In a conventional plasma ash melting furnace, for example when using a carbon electrode, because the furnace is severe depletion becomes an oxidizing atmosphere electrode, not of 2 such as Ar and N as the plasma working gas Activated gas is blown into the furnace to make it into a reducing atmosphere and perform heating and melting. For this reason,
Exhaust gas containing a large amount of combustible components such as CO, H 2 and hydrocarbon gas is generated in the furnace. At present, this exhaust gas is introduced into the secondary combustion chamber and heated by the exhaust gas combustion burner, and the combustible components in the exhaust gas are completely burned by the secondary air blown from the secondary air nozzle arranged downstream. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このプラズ
マ式灰溶融炉における主な入熱は、還元雰囲気で燃焼熱
が少ないため、プラズマ電力によるものであり、一方こ
のプラズマ電力は、炉内耐火物の保護を目的として溶融
スラグの温度を基準として制御されているため、排ガス
の温度(炉内雰囲気)は成り行きまかせであった。
The main heat input in this plasma type ash melting furnace is due to the plasma power because the combustion heat is small in a reducing atmosphere, while the plasma power is generated by the refractory in the furnace. The temperature of the exhaust gas (atmosphere in the furnace) was controlled depending on the temperature of the molten slag for the purpose of protection of the slag.

【0004】そして、炉内の排ガス温度が低くなった場
合、溶融スラグの表面に溶融塩層が形成され、この溶融
塩層は電気抵抗が小さく電流が短絡するために電流が溶
融スラグやベースメタルに流れなくなり、これがプラズ
マ電力の不安定やプラズマアークの遮断の原因となって
いる。また、排ガスの温度が低いと、排ガス燃焼バーナ
ーの下流側では加熱により高温となるが、排ガス燃焼バ
ーナーの上流側では温度が低いため、ダイオキシンの分
解に必要な高温下での滞留時間が十分にとれないという
問題があった。
When the temperature of the exhaust gas in the furnace becomes low, a molten salt layer is formed on the surface of the molten slag, and the molten salt layer has a low electric resistance and short-circuits the current. This causes instability of the plasma power and interruption of the plasma arc. Also, when the temperature of the exhaust gas is low, the temperature becomes high due to heating on the downstream side of the exhaust gas combustion burner, but since the temperature is low on the upstream side of the exhaust gas combustion burner, the residence time at the high temperature necessary for the decomposition of dioxin is sufficient. There was a problem that it could not be taken.

【0005】本発明は、上記問題点を解決して、排ガス
の温度を上昇させて、安定した運転およびダイオキシン
の分解を行えるプラズマ式灰溶融炉の運転方法およびプ
ラズマ式灰溶融炉を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method of operating a plasma type ash melting furnace and a plasma type ash melting furnace capable of solving the above problems and increasing the temperature of exhaust gas to achieve stable operation and decomposition of dioxin. With the goal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプラズマ式灰溶融炉の運転方法は、プラズマ
作動ガスとして溶融室内に吹込まれた不活性ガス雰囲気
中で、カーボン電極にプラズマ電力を印加してベースメ
タルとの間にプラズマアークを発生させ、ベースメタル
上に投入された灰を加熱溶融し、この排ガスを二次燃焼
室に排出して再燃焼させるプラズマ式灰溶融炉を運転す
るに際して、溶融室出口の排ガスの酸素:一酸化炭素の
濃度比が0.30以下となるように、排ガス加熱用酸素
または排ガス加熱用空気を溶融室内に吹込み、排ガス中
の可燃分の一部を炉内で燃焼させるものである。
In order to achieve the above object, a method of operating a plasma type ash melting furnace according to the present invention comprises a method of operating a plasma ash melting furnace on a carbon electrode in an inert gas atmosphere blown into a melting chamber as a plasma working gas. Plasma arc is generated between the base metal by applying electric power, the ash charged on the base metal is heated and melted, and this exhaust gas is discharged to the secondary combustion chamber to re-burn, and the plasma ash melting furnace is used. During operation, oxygen for exhaust gas heating or air for exhaust gas heating is blown into the melting chamber so that the concentration ratio of oxygen: carbon monoxide of the exhaust gas at the outlet of the melting chamber becomes 0.30 or less, and the combustible component in the exhaust gas is blown. A part is burned in a furnace.

【0007】またプラズマ式灰溶融炉は、プラズマ作動
ガスとして溶融室内に吹込まれた不活性ガス雰囲気中
で、カーボン電極にプラズマ電力を印加してベースメタ
ルとの間にプラズマアークを発生させ、ベースメタル上
に投入された灰を加熱溶融し、この排ガスを二次燃焼室
に排出して再燃焼させるプラズマ式灰溶融炉において、
溶融室出口の排ガスの酸素:一酸化炭素の濃度比が0.
30以下となるように、排ガス中の可燃分の一部を炉内
で燃焼させる排ガス加熱用酸素または排ガス加熱用空気
の吹込み用ノズルを設けたものである。
In a plasma type ash melting furnace, a plasma arc is generated between a base metal by applying plasma power to a carbon electrode in an inert gas atmosphere blown into a melting chamber as a plasma working gas. In a plasma ash melting furnace that heats and melts the ash charged on the metal, discharges this exhaust gas to the secondary combustion chamber, and reburns it,
The concentration ratio of oxygen: carbon monoxide in the exhaust gas at the outlet of the melting chamber is 0.
A nozzle for injecting exhaust gas heating oxygen or exhaust gas heating air for burning a part of the combustible content in the exhaust gas in the furnace so as to be 30 or less is provided.

【0008】上記各構成によれば、排ガス加熱用酸素ま
たは排ガス加熱用空気により排ガス中の可燃分の一部を
炉内で燃焼させることにより、排ガスの温度を上昇させ
ることができ、プラズマ電力の不安定やプラズマアーク
の遮断の原因となる溶融塩層の生成を防止することがで
き、安定運転が可能となる。また、二次燃焼室の再燃焼
バーナーの上流側で排ガスの高温状態を保持できるの
で、ダイオキシンの分解を促進することができる。さら
に、排ガスの酸素:一酸化炭素の濃度比、すなわち、還
元雰囲気値を0.30以下とするので、電極の消耗を抑
制することができ、運転コストの増大を防止することが
できる。
[0008] According to the above-described configurations, the temperature of the exhaust gas can be increased by burning part of the combustible components in the exhaust gas in the furnace with the oxygen for heating the exhaust gas or the air for heating the exhaust gas. Generation of a molten salt layer that causes instability and interruption of a plasma arc can be prevented, and stable operation can be achieved. Further, since the high temperature state of the exhaust gas can be maintained on the upstream side of the reburning burner in the secondary combustion chamber, the decomposition of dioxin can be promoted. Furthermore, since the concentration ratio of oxygen: carbon monoxide in the exhaust gas, that is, the reducing atmosphere value is set to 0.30 or less, it is possible to suppress the consumption of the electrodes and prevent an increase in the operating cost.

【0009】さらに請求項3記載のプラズマ式灰溶融炉
は、排ガス加熱用酸素または排ガス加熱用空気の供給用
ノズルを、溶融室から溶融スラグを排出する排滓口の近
傍に配置したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma type ash melting furnace, wherein a nozzle for supplying oxygen for heating exhaust gas or air for heating exhaust gas is disposed near a discharge port for discharging molten slag from a melting chamber. .

【0010】上記構成によれば、燃焼用酸素または燃焼
用空気による燃焼域を排滓口の近傍に形成することがで
き、溶融スラグを加熱して流動性を高め、排出をさらに
スムーズに行うことができる。
[0010] According to the above structure, a combustion zone by combustion oxygen or combustion air can be formed in the vicinity of the discharge port, and the molten slag is heated to increase the fluidity and discharge can be performed more smoothly. Can be.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るプラズマ式
灰溶融炉の実施の形態を図1〜図6に基づいて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, an embodiment of a plasma type ash melting furnace according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0012】図1〜図3に示すように、このプラズマ式
灰溶融炉は、炉本体1の溶融室1a底部にベースメタル
2を収容するとともに、天壁部に形成された電極挿入孔
3,3にそれぞれカーボン電極(陰電極と陽電極)4,
4が昇降自在に垂設されている。また、このカーボン電
極4に形成された作動ガス供給孔4aおよび炉本体1に
形成されたガス送入孔(図示せず)から炉本体1内に作
動ガスであるたとえばN2ガスが供給され、炉内を還元
雰囲気に保持するように構成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, this plasma type ash melting furnace accommodates a base metal 2 at the bottom of a melting chamber 1a of a furnace body 1 and an electrode insertion hole 3 formed in a top wall. 3 is a carbon electrode (negative electrode and positive electrode)
4 is suspended vertically. A working gas, for example, N 2 gas, is supplied into the furnace body 1 from a working gas supply hole 4a formed in the carbon electrode 4 and a gas supply hole (not shown) formed in the furnace body 1, The furnace is configured to be kept in a reducing atmosphere.

【0013】また、炉本体1の一端側には、灰供給口5
が形成され、プッシュシリンダ6aおよびプッシュブロ
ック6bからなる灰供給装置6により、灰ホッパー7か
ら灰Aを所定量ずつ炉本体1内に供給することができ
る。また炉本体1の他端側には、灰を加熱溶融して生成
された溶融スラグMSをオーバーフロー形式で排出する
排滓口8が形成され、この排滓口8に対向するカバー壁
9には、溶融スラグMSの固化を防止するためのスラグ
加熱バーナー10が配置されている。また前記排滓口8
の下方には、溶融スラグMSを水冷する冷却水槽11a
と、水冷されて生成された水砕スラグを排出するスクレ
ーパコンベヤ11bとを具備したスラグ冷却装置11が
配設されている。
An ash supply port 5 is provided at one end of the furnace body 1.
Is formed, and the ash A can be supplied from the ash hopper 7 into the furnace main body 1 by a predetermined amount by the ash supply device 6 including the push cylinder 6a and the push block 6b. Further, on the other end side of the furnace body 1, a discharge port 8 for discharging the molten slag MS generated by heating and melting the ash in an overflow manner is formed. And a slag heating burner 10 for preventing solidification of the molten slag MS. The waste port 8
Is provided below the cooling water tank 11a for cooling the molten slag MS with water.
And a scraper conveyor 11b for discharging the granulated slag generated by water cooling is provided.

【0014】溶融室1aの一方の側壁には、排ガス口1
2が形成されており、排気ダクト13を介して耐火壁体
14aにより形成された二次燃焼室14aに接続されて
おり、排ガスダクト13に対向して二次燃焼室14aの
側壁に再燃焼バーナー15が配置されるとともに、その
上部に二次空気ノズル16が配設されている。17は排
気管18が二次燃焼室14aに接続される排ガス出口で
ある。
An exhaust gas port 1 is provided on one side wall of the melting chamber 1a.
2 is connected through an exhaust duct 13 to a secondary combustion chamber 14a formed by a refractory wall 14a, and a reburn burner is provided on a side wall of the secondary combustion chamber 14a facing the exhaust gas duct 13. 15 is arranged, and a secondary air nozzle 16 is arranged thereon. Reference numeral 17 denotes an exhaust gas outlet where the exhaust pipe 18 is connected to the secondary combustion chamber 14a.

【0015】図1において、21は本発明に係る排ガス
加熱空気の吹込み用ノズルである排ガス加熱空気ノズル
で、排滓口8の上方近傍でたとえばカバー壁9の天部に
貫設されており、送気ファン22から供給される排ガス
加熱空気が流量調整弁23を介して供給されている。こ
の排ガス加熱空気は、排滓口8から溶融室1aに導入さ
れて、所定範囲内の還元雰囲気を維持しつつ排ガスの可
燃分の一部をカーボン電極4と排滓口8の間の燃焼域f
で燃焼させることにより、排ガスの温度を上昇させると
ともに、カーボン電極4から排滓口8にある溶融スラグ
MSを加熱して流動性を向上させることができる。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes an exhaust gas heating air nozzle, which is a nozzle for injecting exhaust gas heating air according to the present invention, and is provided near the upper portion of the discharge port 8, for example, through the top of the cover wall 9. Exhaust gas heating air supplied from the air supply fan 22 is supplied via the flow control valve 23. This exhaust gas heated air is introduced into the melting chamber 1a from the discharge port 8, and a part of the combustible portion of the exhaust gas is burned between the carbon electrode 4 and the discharge port 8 while maintaining a reducing atmosphere within a predetermined range. f
As a result, the temperature of the exhaust gas is raised, and the molten slag MS at the discharge port 8 is heated from the carbon electrode 4 to improve the fluidity.

【0016】なお、排ガス加熱空気に代えて、酸素ボン
ベ32から流量調整弁33および排ガス加熱酸素ノズル
(排ガス加熱用酸素の吹込みノズル)31を介して排ガ
ス加熱用の高純度酸素を供給してもよい。これによれ
ば、排ガス加熱空気に比べて二次燃焼室14aから排出
される排ガス量を減少させることができ、排ガス処理設
備の増設、大容量化を行う必要がない。
In place of the exhaust gas heating air, high-purity oxygen for heating the exhaust gas is supplied from an oxygen cylinder 32 through a flow control valve 33 and an exhaust gas heating oxygen nozzle (a nozzle for blowing exhaust gas oxygen) 31. Is also good. According to this, the amount of exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber 14a can be reduced as compared with the exhaust gas heated air, and there is no need to increase the amount of exhaust gas treatment equipment and increase the capacity.

【0017】また、排ガスダクト13の上流側には、溶
融室1aの排ガス口12の排ガス温度を測定する排ガス
温度計24が貫設され、さらにその下流側に排ガスの成
分量を測定する排ガス分析器25が貫設されている。2
6はこの排ガス分析器25の検出値に基づいて流量調整
弁23(33)を制御する運転制御装置である。
An exhaust gas thermometer 24 for measuring the temperature of the exhaust gas at the exhaust gas port 12 of the melting chamber 1a is provided on the upstream side of the exhaust gas duct 13, and an exhaust gas analyzer for measuring the component amount of the exhaust gas further downstream. A vessel 25 is provided therethrough. 2
Reference numeral 6 denotes an operation control device for controlling the flow control valve 23 (33) based on the detection value of the exhaust gas analyzer 25.

【0018】次にこのプラズマ式灰溶融炉の運転方法を
説明する。作動ガス供給孔4aおよびガス送入孔からN
2ガスが溶融室1a内に供給されて還元雰囲気に保持さ
れるとともに、プラズマ電源装置(図示せず)から両カ
ーボン電極4,4にプラズマ電力が供給されベースメタ
ル2との間にプラズマアークが形成されて加熱され、灰
供給装置6により灰ホッパー7の灰Aがベースメタル2
上に供給されて加熱溶融される。そして、排ガス加熱空
気ノズル21から排ガス加熱空気が所定量ずつ供給され
て、排ガス中の可燃分の一部が燃焼域fを中心に燃焼さ
れ、ここで一酸化炭素が燃焼されてその濃度が減少さ
れ、排ガスの温度を上昇させるとともに、溶融スラグM
Sを加熱して流動性を向上される。そして、溶融スラグ
MSは、排滓口8からオーバーフローしてスラグ冷却装
置11に排出され、さらに冷されて水砕スラグWSが形
成される。
Next, a method of operating the plasma type ash melting furnace will be described. N from the working gas supply hole 4a and the gas inlet hole
The two gases are supplied into the melting chamber 1a and maintained in a reducing atmosphere, and plasma power is supplied to both carbon electrodes 4 and 4 from a plasma power supply device (not shown) so that a plasma arc is generated between the two carbon electrodes 4 and 4. The ash A of the ash hopper 7 is formed and heated by the ash supply device 6 so that the base metal 2
It is supplied above and melted by heating. Exhaust gas heating air is supplied from the exhaust gas heating air nozzle 21 by a predetermined amount, and a portion of the combustibles in the exhaust gas is burned around the combustion zone f, where carbon monoxide is burned and its concentration decreases. To increase the temperature of the exhaust gas,
The fluidity is improved by heating S. Then, the molten slag MS overflows from the discharge port 8 and is discharged to the slag cooling device 11, where it is further cooled to form granulated slag WS.

【0019】そして、この運転中に運転制御装置26に
より、排ガス分析器25で検出された溶融室1a出口の
排ガスの酸素濃度および一酸化炭素濃度に基づいて流量
調整弁23が制御され、排ガス加熱空気ノズル21から
溶融室1aに供給される排ガス加熱空気量が調整され
る。すなわち、溶融室1a出口の排ガスの酸素:一酸化
炭素の濃度比(還元雰囲気値)が0.30以下となるよ
うに、排ガス加熱空気量が制御される。これにより、排
ガス温度を排ガス加熱空気吹込み前に比べて約50℃前
後上昇させることができ、排ガス温度が高く保持でき
て、溶融塩層の発生を防いでプラズマアークを安定して
保持できる。さらに溶融室1aから二次燃焼室14の再
燃焼バーナー15で加熱されるまで、排ガスを高温で長
く滞留させて排ガス中のダイオキシンを十分に分解でき
る。また0.30以下の還元雰囲気値によりカーボン電
極4の消耗を抑制できる。
During this operation, the flow control valve 23 is controlled by the operation control device 26 on the basis of the oxygen concentration and the carbon monoxide concentration of the exhaust gas at the outlet of the melting chamber 1a detected by the exhaust gas analyzer 25, and the exhaust gas is heated. The amount of exhaust gas heating air supplied from the air nozzle 21 to the melting chamber 1a is adjusted. That is, the exhaust gas heated air amount is controlled such that the oxygen: carbon monoxide concentration ratio (reducing atmosphere value) of the exhaust gas at the outlet of the melting chamber 1a is 0.30 or less. As a result, the temperature of the exhaust gas can be raised by about 50 ° C. as compared with before the blowing of the exhaust gas heated air, the exhaust gas temperature can be kept high, and the generation of a molten salt layer can be prevented and the plasma arc can be stably maintained. Further, the exhaust gas is allowed to stay at a high temperature for a long time until it is heated from the melting chamber 1a by the reburning burner 15 of the secondary combustion chamber 14, so that dioxin in the exhaust gas can be sufficiently decomposed. The consumption of the carbon electrode 4 can be suppressed by the reducing atmosphere value of 0.30 or less.

【0020】ここで、実験用灰溶融炉(能力0.25t
/Hr)において、排ガス加熱空気量を溶融室1aに注
入した実験結果を表1と図4に示す。
Here, an experimental ash melting furnace (capacity: 0.25 t)
/ Hr), the experimental result of injecting the exhaust gas heated air amount into the melting chamber 1a is shown in Table 1 and FIG.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】この時の排ガス加熱空気の吹込みは、炉の
運転を開始して安定した運転となる24時間経過に開始
されている。そして、排ガス加熱空気の吹込みの無い場
合には、排気ダクト13での排ガス温度が平均約650
℃であるのに対して、排ガス加熱空気を排ガス加熱空気
ノズル21から10Nm3 /hで溶融室1aに吹込んだ
場合には、排ガス温度が平均約700℃まで上昇してい
る。さらに排ガス加熱空気を20Nm3/hで溶融室1
aに吹込んだ場合では、排ガス温度が平均約750℃ま
で上昇するのが確認されている。したがって、炉内耐火
物の保護を目的として溶融スラグの温度を基準としてプ
ラズマ電力が制御されている場合であっても、このよう
に排ガス加熱空気の吹込みにより、排ガス温度(溶融室
の雰囲気温度)を上昇させ、溶融室1aの温度をコント
ロールして上昇させることができる。これにより溶融塩
層の発生も無く、プラズマアークも安定して保持できて
安定運転が可能なことが判明した。
At this time, the blowing of the exhaust gas heating air is started after a lapse of 24 hours when the operation of the furnace is started and the operation becomes stable. When the exhaust gas heating air is not blown, the exhaust gas temperature in the exhaust duct 13 is about 650 on average.
On the other hand, when the exhaust gas heated air is blown into the melting chamber 1a at 10 Nm 3 / h from the exhaust gas heated air nozzle 21, the exhaust gas temperature rises to about 700 ° C. on average. Further, the exhaust gas heating air is supplied to the melting chamber 1 at 20 Nm 3 / h.
In the case of blowing into a, it has been confirmed that the exhaust gas temperature rises to an average of about 750 ° C. Therefore, even if the plasma power is controlled based on the temperature of the molten slag for the purpose of protecting the refractory in the furnace, the exhaust gas temperature (atmospheric temperature of the melting chamber) ) Can be raised to control and raise the temperature of the melting chamber 1a. As a result, it was found that there was no generation of a molten salt layer, the plasma arc could be stably maintained, and stable operation was possible.

【0023】また図5は、溶融室1a出口の排ガスの酸
素濃度:一酸化炭素濃度の割合に対するカーボン電極の
消耗量があらわしており、溶融室1a出口の排ガスの酸
素:一酸化炭素の濃度比が0.30を越えると、カーボ
ン電極4の消耗量が大幅に増大するのが確認された。し
たがって、排ガスの酸素濃度:一酸化炭素濃度の比を
0.30以下とすることで、カーボン電極4の消耗量を
抑制することができる。
FIG. 5 shows the consumption of the carbon electrode with respect to the ratio of the oxygen concentration of the exhaust gas at the outlet of the melting chamber 1a to the carbon monoxide concentration, and the oxygen: carbon monoxide concentration ratio of the exhaust gas at the outlet of the melting chamber 1a. Exceeds 0.30, it was confirmed that the consumption of the carbon electrode 4 was greatly increased. Therefore, by setting the ratio of the oxygen concentration of the exhaust gas to the carbon monoxide concentration to 0.30 or less, the consumption of the carbon electrode 4 can be suppressed.

【0024】さらに図6に、二次燃焼室14の排ガス出
口17の排ガス温度と、排気管18に介在されたバグフ
ィルター(図示せず)の入口における排ガス中に含まれ
るダイオキシンの量の関係が実験により判明している。
ここでは排ガス出口17の排ガス温度が低下すると、ダ
イオキシンが分解されないことがわかる。なお、この二
次燃焼室14aでは、排ガス処理の目的から、排ガス出
口17の排ガス温度を約850℃となるように再燃焼バ
ーナー15の燃焼量(燃料および燃焼空気)および二次
空気ノズル16からの追加空気量を制御しており、再燃
焼バーナー15下流側の排ガス温度は850℃以上であ
る。しかしながら、二次燃焼室14aにおいて再燃焼バ
ーナー15から排ガス出口17の滞留時間は約3秒であ
るのに対して、溶融室1aから再燃焼バーナー15まで
の滞留時間は約4.5秒あり、この間の排ガス温度が低
い場合には、ダイオキシンの分解が促進されない。した
がって、本発明のように、溶融室1aに直接排ガス加熱
空気を吹込むことで、溶融室1aから再燃焼バーナー1
5までの排ガス温度を上昇させて、ダイオキシンの分解
を効果的に促進させることができる。
FIG. 6 shows the relationship between the exhaust gas temperature at the exhaust gas outlet 17 of the secondary combustion chamber 14 and the amount of dioxin contained in the exhaust gas at the inlet of a bag filter (not shown) interposed in the exhaust pipe 18. It has been found by experiment.
Here, it is understood that when the exhaust gas temperature at the exhaust gas outlet 17 decreases, dioxin is not decomposed. In the secondary combustion chamber 14a, the amount of combustion (fuel and combustion air) of the reburn burner 15 and the temperature of the secondary air nozzle 16 are adjusted so that the exhaust gas temperature at the exhaust gas outlet 17 becomes approximately 850 ° C. for the purpose of exhaust gas treatment. Is controlled, and the exhaust gas temperature downstream of the reburn burner 15 is 850 ° C. or higher. However, in the secondary combustion chamber 14a, the residence time from the reburning burner 15 to the exhaust gas outlet 17 is about 3 seconds, whereas the residence time from the melting chamber 1a to the reburning burner 15 is about 4.5 seconds. If the exhaust gas temperature during this period is low, the decomposition of dioxin is not promoted. Therefore, as in the present invention, by directly blowing the exhaust gas heating air into the melting chamber 1a, the reburning burner 1 is discharged from the melting chamber 1a.
By increasing the exhaust gas temperature up to 5, the decomposition of dioxin can be effectively promoted.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項1および2記
載の発明によれば、排ガス加熱用酸素または排ガス加熱
用空気により排ガス中の可燃分の一部を炉内で燃焼させ
て排ガスの一酸化炭素濃度を半減させることにより、排
ガスの温度を上昇させることができ、プラズマ電力の不
安定やプラズマアークの遮断の原因となる溶融塩層の生
成を防止することができ、安定運転が可能となる。ま
た、二次燃焼室の再燃焼バーナーの上流側で排ガスの高
温状態を保持できるので、ダイオキシンの分解を促進す
ることができる。さらに、排ガスの酸素:一酸化炭素の
濃度比、すなわち、還元雰囲気値を0.30以下とする
ので、電極の消耗を抑制することができ、運転コストの
増大を防止することができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, a part of the combustible components in the exhaust gas is burned in the furnace by the oxygen for heating the exhaust gas or the air for heating the exhaust gas to reduce the amount of the exhaust gas. By halving the concentration of carbon oxide, the temperature of the exhaust gas can be raised, preventing the formation of a molten salt layer that causes instability of plasma power and interruption of the plasma arc, enabling stable operation. Become. Further, since the high temperature state of the exhaust gas can be maintained on the upstream side of the reburning burner in the secondary combustion chamber, the decomposition of dioxin can be promoted. Furthermore, since the concentration ratio of oxygen: carbon monoxide in the exhaust gas, that is, the reducing atmosphere value is set to 0.30 or less, it is possible to suppress the consumption of the electrodes and prevent an increase in the operating cost.

【0026】さらに請求項3記載発明によれば、燃焼用
酸素または燃焼用空気による燃焼域を排滓口の近傍に形
成することができ、溶融スラグを効果的に加熱して流動
性を高め排出をよりスムーズに行うことができる。
Further, according to the third aspect of the invention, a combustion zone by combustion oxygen or combustion air can be formed in the vicinity of the discharge port, and the molten slag is effectively heated to increase the fluidity and discharge. Can be performed more smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るプラズマ式灰溶融炉の実施の形態
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a plasma type ash melting furnace according to the present invention.

【図2】図1に示すB−B断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line BB shown in FIG.

【図3】同プラズマ式灰溶融炉の平面断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view of the plasma type ash melting furnace.

【図4】同実験炉における排ガス加熱空気の吹込みと排
ガス温度の変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing blowing of exhaust gas heating air and a change in exhaust gas temperature in the experimental furnace.

【図5】同実験炉における排ガス還元雰囲気値と電極の
消耗量の変化を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing changes in the exhaust gas reducing atmosphere value and the amount of electrode consumption in the experimental furnace.

【図6】同実験炉における二次燃焼室出口の排ガス温度
とバグフィルター入口の排ガスのダイオキシン含有量の
変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing changes in the exhaust gas temperature at the outlet of the secondary combustion chamber and the change in the dioxin content of the exhaust gas at the inlet of the bag filter in the experimental furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炉本体 1a 溶融室 2 ベースメタル 4 カーボン電極 4a 作動ガス供給口 5 灰供給口 6 灰供給装置 8 排滓口 9 スラグ加熱バーナー 10 カバー壁 11 スラグ冷却装置 13 排ガスダクト 14a 二次燃焼室 15 再燃焼バーナー 16 二次空気ノズル 21 排ガス加熱空気ノズル 23 流量調整弁 24 排ガス温度計 25 排ガス分析器 26 運転制御装置 31 排ガス加熱酸素ノズル A 灰 MS 溶融スラグ f 燃焼域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace main body 1a Melting chamber 2 Base metal 4 Carbon electrode 4a Working gas supply port 5 Ash supply port 6 Ash supply device 8 Drainage port 9 Slag heating burner 10 Cover wall 11 Slag cooling device 13 Exhaust gas duct 14a Secondary combustion chamber 15 Re Combustion burner 16 Secondary air nozzle 21 Exhaust gas heating air nozzle 23 Flow control valve 24 Exhaust gas thermometer 25 Exhaust gas analyzer 26 Operation controller 31 Exhaust gas heating oxygen nozzle A Ash MS Melt slag f Combustion zone

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 正 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 榊原 恒治 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 乗冨 克哉 大阪府大阪市住之江区南港北1丁目7番89 号 日立造船株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Tadashi Kono 1-7-89 Minami Kohoku, Suminoe-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Hitachi Zosen Corporation (72) Inventor Tsuneharu Sakakibara 1-chome Minami-Kohoku, Suminoe-ku, Osaka-shi, Osaka No. 7-89 Within Hitachi Zosen Corporation (72) Inventor Katsuya Noritomi 1-89, Minami Kohoku, Suminoe-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Within Hitachi Zosen Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラズマ作動ガスとして溶融室内に吹込ま
れた不活性ガス雰囲気中で、カーボン電極にプラズマ電
力を印加してベースメタルとの間にプラズマアークを発
生させ、ベースメタル上に投入された灰を加熱溶融し、
この排ガスを二次燃焼室に排出して再燃焼させるプラズ
マ式灰溶融炉を運転するに際して、 溶融室出口の排ガスの酸素:一酸化炭素の濃度比が0.
30以下となるように、排ガス加熱用酸素または排ガス
加熱用空気を溶融室内に吹込み、排ガス中の可燃分の一
部を炉内で燃焼させることを特徴とするプラズマ式灰溶
融炉の運転方法。
1. A plasma arc is generated between a carbon electrode and a base metal by applying a plasma power to a carbon electrode in an inert gas atmosphere blown into a melting chamber as a plasma working gas. Heat and melt the ash,
When operating a plasma type ash melting furnace in which this exhaust gas is discharged into the secondary combustion chamber and reburned, the concentration ratio of oxygen: carbon monoxide in the exhaust gas at the outlet of the melting chamber is 0.
A method for operating a plasma type ash melting furnace, characterized in that oxygen for exhaust gas heating or air for exhaust gas heating is blown into a melting chamber so as to be 30 or less, and a part of combustible components in the exhaust gas is burned in the furnace. .
【請求項2】プラズマ作動ガスとして溶融室内に吹込ま
れた不活性ガス雰囲気中で、カーボン電極にプラズマ電
力を印加してベースメタルとの間にプラズマアークを発
生させ、ベースメタル上に投入された灰を加熱溶融し、
この排ガスを二次燃焼室に排出して再燃焼させるプラズ
マ式灰溶融炉において、 溶融室出口の排ガスの酸素:一酸化炭素の濃度比が0.
30以下となるように、排ガス中の可燃分の一部を炉内
で燃焼させる排ガス加熱用酸素または排ガス加熱用空気
の吹込み用ノズルを設けたことを特徴とするプラズマ式
灰溶融炉。
2. A plasma arc is generated between a carbon electrode and a base metal by applying plasma power to the carbon electrode in an inert gas atmosphere blown into a melting chamber as a plasma working gas, and is injected onto the base metal. Heat and melt the ash,
In a plasma type ash melting furnace in which this exhaust gas is discharged into the secondary combustion chamber and recombusted, the concentration ratio of oxygen: carbon monoxide in the exhaust gas at the outlet of the melting chamber is 0.
A plasma type ash melting furnace, comprising a nozzle for blowing exhaust gas heating oxygen or exhaust gas heating air for burning a part of the combustible content in the exhaust gas in the furnace so as to be 30 or less.
【請求項3】排ガス加熱用酸素または排ガス加熱用空気
の供給用ノズルを、溶融室から溶融スラグを排出する排
滓口の近傍に配置したことを特徴とする請求項2記載の
プラズマ式灰溶融炉。
3. The plasma type ash melting method according to claim 2, wherein a nozzle for supplying exhaust gas heating oxygen or exhaust gas heating air is disposed near a discharge port for discharging molten slag from the melting chamber. Furnace.
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