JPH11351543A - 溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、出滓口及び出滓樋入口の侵食を抑
え、かつ出滓口の閉塞及び溶融スラグの間欠出滓を防止
することが可能な溶融炉を提供することにある。 【解決手段】 本発明では、炉本体２内で廃棄物の焼却
灰６を溶融してそのスラグ３及び排ガス４を炉本体２の
側壁に設けられた出滓口５から抜き出し、溶融スラグ３
を出滓樋１３を介して排出するようにした灰溶融炉１に
おいて、出滓口５を幅広に形成すると共に、出滓口５に
連なる出滓樋１３をその出口側へ向かって漸次幅狭に形
成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥、都市ご
み及び産業廃棄物などの焼却灰及び事業用火力発電プラ
ント等の燃焼炉から排出される焼却灰を溶融する溶融炉
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水汚泥、都市ごみ及び産業
廃棄物などの焼却灰（粉体無機物）は、その資源化、減
容化及び無害化を図るために、例えば、図７に示すよう
な灰溶融炉５１によって溶融され、スラグとして取り出
されている。すなわち、このような灰溶融炉５１を使用
して炉本体５２内で焼却灰を溶融するには、ごみ焼却炉
５３から排出された焼却灰を乾式灰出装置５４よりスク
リーン５５、灰コンベヤ５６、灰供給コンベヤ５７及び
定量投入装置５８を経て炉本体５２内に投入し、投入さ
れた焼却灰を高温プラズマ５９で溶融する。溶融スラグ
６０は、出滓口６１から出滓樋６２を通って乾式出滓装
置６３に排出され、スラグコンベヤ６４を介してスラグ
ピット６５に導かれ、種々の利用に供される。このた
め、炉本体５２の上下部には、直流電源装置６６に接続
される黒鉛電極６７及び電極６８が配設され、黒鉛電極
６７には窒素ガス発生装置６９から窒素ガスが送給され
るようになっている。なお、ごみ焼却炉５３はバグフィ
ルタ７０を介して煙突７１に連通され、炉本体５２内で
発生した排ガスはＣＯ燃焼室７２、減温塔７３、バグフ
ィルタ７４及び排ガスファン７５を経て焼却炉煙道に導
かれようになっている。そして、ＣＯ燃焼室７２には燃
焼空気ファン７６より空気が送給され、バグフィルタ７
４は溶融飛灰処理装置７７に接続されている。

【０００３】ところで、灰溶融炉５１の中には、図８〜
図１０に示す如く、炉本体５２内で発生した排ガス７８
が出滓口６１から出滓樋６２を通り、出滓樋カバー７９
の排ガス抜き出し口８０より抜き出して排出する構造の
ものがあり、炉本体５２の炉底には溶融メタル８１が溜
まっている。一方、出滓樋６２は、図１０に示す如く、
耐火材８２及びこれを覆う冷却板８３によって開口部が
上向きの断面コ字状に形成されており、同冷却板８３の
下部には冷却水８４が設けられている。なお、炉本体５
２の出滓口６１と反対側の上部側面には、廃棄物などの
焼却灰８５を炉本体５２内に投入する灰ホッパ８６が取
付けられている。また、炉本体５２の外周面は冷却ジャ
ケット８７によって覆われている。さらに、モールド８
８を収納するハウジング８９には、溶融スラグ６０の出
滓状況などを視認するのぞき窓９０が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の灰溶融炉５１にあっては、炉本体５２を構成す
る出滓口６１近傍の炉内耐火材及び出滓樋６２の入口部
分（図８及び図９中の斜線部分Ｋ）が高温の溶融スラグ
６０によって激しく侵食されるので、炉本体５２及び出
滓樋６２の耐久性に問題を有していた。また、出滓樋６
２での冷却熱量が多いので、炉本体５２内の溶融スラグ
６０を高温にする必要があり、電力消費が増大するとい
う不具合があった。さらに、出滓口６１の幅が狭いと、
炉本体５２の側壁からの冷却によって溶融スラグ６０が
固化してしまい、同溶融スラグ６０は出滓口６１からオ
ーバーフローできなくなり、出滓口６１を閉塞するおそ
れがあった。また、出滓口６１の幅が狭いと、低融点物
のダストが炉本体５２や出滓樋カバー７９などの内壁面
に付着することにより、出滓口６１を閉塞して炉内圧を
負圧に保てない上、排ガス７８の経路の排ガス抜き出し
口８０を閉塞するという不具合を有していた。一方、溶
融スラグ６０は、出滓樋６２の途中での保温が難しく固
化しやすいため、間欠出滓となり、炉本体５２から円滑
に排出することができなかった。

【０００５】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、出滓口及び出滓樋入口の侵
食を抑え、かつ出滓口の閉塞及び溶融スラグの間欠出滓
を防止することが可能な溶融炉を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するため、本発明においては、炉本体内で廃棄
物を溶融してそのスラグ及び排ガスを前記炉本体の側壁
に設けられた出滓口から抜き出し、溶融スラグを出滓樋
を介して排出するようにした溶融炉において、前記出滓
口を幅広に形成すると共に、同出滓口に連なる前記出滓
樋をその出口側へ向かって漸次幅狭に形成している。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の実施の形態に係る灰溶融炉
を概念的に示す平面図、図２はその灰溶融炉の出滓樋を
示す斜視図、図３はその灰溶融炉を概念的に示す断面側
面図である。本実施の形態の灰溶融炉１は、図１〜図３
に示す如く、耐火材（レンガ、キャスタ）によって有底
円筒状に形成された炉本体２を有しており、同炉本体２
の下部側面には、溶融されたスラグ３及び排ガス４を抜
き出す出滓口５が設けられている。また、炉本体２の上
下部には、図示しない直流電源装置に接続される黒鉛電
極及び電極が配設され、同黒鉛電極には図示しない窒素
ガス発生装置から窒素ガスが送給されるように構成され
ており、投入された焼却灰６を高温プラズマ７で加熱し
て溶融するようになっている。このため、炉本体２の出
滓口５と反対側の上部側面には、廃棄物などの焼却灰６
を炉本体２内に投入する灰投入口８が設けられ、この灰
投入口８には定量供給機９を介して灰ホッパ１０が取付
けられている。なお、炉本体２の外周面は水冷ジャケッ
ト１１によって覆われ、その炉底には溶融メタル１２が
溜まっている。

【０００９】また、上記炉本体２内の溶融スラグ３は、
図１及び図３の矢印で示す如く、出滓口５から断面略Ｕ
字状の出滓樋１３を介して排出されるようになってい
る。このため、出滓樋１３は炉本体２の出滓口５に連な
って設けられ、溶融スラグ３を移動可能な回収モールド
１４に導くように下り傾斜に配置されている。そして、
本実施の形態の出滓口５は従来のものと比べて幅広に形
成され、出滓樋１３はその入口側から出口側へ向かって
漸次幅狭に形成されており、これによって出口側が先細
りの平面クサビ状のスラグ流路Ｓが構成されている。し
かも、出滓樋１３は、図２（ａ）に示す如く、炉本体２
の耐火材から連続形成される耐火材１５及び該耐火材１
５の水冷ジャケットまたは水冷ブロック１６によって構
成されており、スラグ面より若干上部（例えば、２０ｍ
ｍ）から下の面全体に水が触れるように水を流して冷却
している。また、図２（ｂ）に示すように、水冷ブロッ
ク１６内に穴を明け、水を流して冷却する方法もある。
本例では両側及びスラグ下に設けた。耐火材１５の底部
肉厚はその出口側へ向かって漸次厚くなるように形成さ
れている。

【００１０】一方、上記出滓樋１５の上部には、これを
覆う断面コ字状のスラグ保温用出滓樋カバー１７が設け
られ、同出滓樋カバー１７によってスラグ流路Ｓの上方
にガス流路Ｇが形成されている。このガス流路Ｇは、そ
の流路面積が入口側から出口側にかけてほぼ一定となる
ように形成されている。そのため、出滓樋カバー１７
は、出滓樋１３と対応する長さで、かつ同出滓樋１３の
幅よりも大きく形成されており、開口部を下向きにして
樋カバー支持板１８に載置することにより支持されてい
る。樋カバー支持板１８は、出滓樋１３の左右両側部の
上面と面一で、水平方向へ張り出して付設されており、
その下面側に配置した樋カバー支持棒１９により支持さ
れている。また、出滓樋１３の出口側は、排ガス抜き出
し口２０となっており、該排ガス抜き出し口２０は上方
へ延びる排ガスダクト２１に連通されている。なお、出
滓樋１３の先端出口側の下方には、溶融スラグ３の排出
時にモールド１４が移動配置されるようになっており、
同モールド１４はハウジング２２内に収納されている。

【００１１】このような灰溶融炉１において、焼却灰６
を炉本体２内に供給すると、供給された焼却灰６は高温
プラズマ７により加熱されて溶融し、スラグ３となる。
この溶融スラグ３は、図１及び図３の矢印で示す如く、
出滓口５から出滓樋１３のスラグ流路Ｓを通って排出さ
れ、モールド１４に落下して回収される。一方、炉本体
２内で発生した排ガス４は、図３の矢印で示す如く、炉
本体２の出滓口５から出滓樋カバー１７のガス流路Ｇを
通り、排ガス抜き出し口２０より排ガスダクト２１を経
て排ガス処理設備に導かれる。

【００１２】本実施の形態に係る灰溶融炉１では、出滓
口５が幅広に形成されているため、出滓する溶融スラグ
３の流速が小さくなり、出滓口５の近傍に位置する炉内
耐火材及び出滓樋１３の入口部分の侵食を減らすことが
できる。また、出滓口５が幅広に形成されていることに
より、炉本体２の側壁からの冷却はなくなり、仮に溶融
スラグ３が底面に固化しても、その上を溶融スラグ３は
オーバーフローすることが可能となり、出滓口５の閉塞
を防止できる。しかも、低融点物のダストが炉本体２、
出滓樋１３及び出滓樋カバー１７の内壁面に付着して
も、排ガス４のガス流路Ｇを確保できる。さらに、同出
滓口５に連なって設けた出滓樋１３が入口側から出口側
へ向かって漸次幅狭に形成されているため、スラグ流路
Ｓの出口側へ向かうに従って溶融スラグ３の流速が大き
くなる（スラグの粘度が下がる）上、冷却面積も小さく
なって溶融スラグ３の保温を行うことができ、出滓樋１
３の途中で溶融スラグ３が固化することはなくなる。

【００１３】また、出滓樋１３は、これを構成する耐火
材１５の底部肉厚が出口側へ向かうに従って厚くなって
いるため、出滓樋１３の途中での溶融スラグ３をより一
層、保温できる。そして、耐火材１５の出口側の底部肉
厚が厚く、かつ底部面積が小さく形成されていることに
より、出滓樋１３での冷却熱量が低下するため、同出滓
樋１３の入口におけるスラグ温度が低くても、溶融スラ
グ３の出滓が可能である一方、炉本体２内のスラグ温度
を低下させることができ、出滓樋１３の入口部分の侵食
を抑えることができる。さらに、ガス流路Ｇの流路面積
は入口側から出口側にかけてほぼ一定であるため、溶融
スラグ３の出滓状況を監視したり、溶融スラグ３を突っ
いたりする作業を支障なく行うことができ、かつダスト
付着による出滓樋カバー１７の排ガス抜き出し口２０の
閉塞を確実に防止できる。

【００１４】図４は本発明の他の実施の形態に係る灰溶
融炉を概念的に示す平面図、図５はその灰溶融炉の出滓
樋を示す斜視図、図３はその灰溶融炉を概念的に示す断
面側面図である。本実施の形態の灰溶融炉１は、出滓樋
１３ａの構造が上記実施の形態の出滓樋１３と異なって
いる。すなわち、本実施の形態の出滓樋１３ａは、図４
〜図６に示す如く、開口部が上向きの断面略コ字に形成
されており、これを構成する耐火材１５の底部肉厚はそ
の出口側へ向かって漸次厚くなるように形成されてい
る。また、耐火材１５の左右両側部１５ａの肉厚は、出
滓樋１３ａの入口側から出口側へ向かうに従って漸次厚
くなるように形成され、これに伴って出滓樋１３ａは出
口側へ向かって漸次幅狭に形成されている。これによ
り、出滓樋１３ａのスラグ流路Ｓも、出口側が先細りの
平面クサビ状に構成されている。冷却方法としては、水
冷ジャケット１６を設け、スラグ面より若干上部（例え
ば、２０ｍｍ）から下の面全体に水が触れるように水を
流して冷却している。また、水冷ブロック内に穴を明
け、水を流して冷却する方法もある。したがって、出滓
樋１３ａの上部を覆う出滓樋カバー１７は、開口部を下
向きにして耐火材１５の左右両側部１５ａの上面に載置
することにより支持されている。その他の構成及び作用
は上記実施の形態と同様である。

【００１５】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。

【００１６】

【発明の効果】上述の如く、本発明に係る溶融炉は、炉
本体内で廃棄物を溶融してそのスラグ及び排ガスを前記
炉本体の側壁に設けられた出滓口から抜き出し、溶融ス
ラグを出滓樋を介して排出するようにしたものであっ
て、前記出滓口を幅広に形成すると共に、同出滓口に連
なる前記出滓樋をその出口側へ向かって漸次幅狭に形成
しているので、出滓口及び出滓樋入口の侵食を抑え、か
つ出滓口の閉塞及び溶融スラグの間欠出滓を防止して同
溶融スラグを円滑に排出することができる上、ダスト付
着によるガス流路の閉塞を確実に防止し、耐久性向上と
長期安定運転により生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る灰溶融炉を概念的に
示す平面図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施の形態に係る出滓樋を示
す斜視図、（ｂ）はその変形例を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る出滓樋付近を概念的
に示す断面側面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態に係る灰溶融炉を概念
的に示す平面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態に係る出滓樋を示す斜
視図である。

【図６】本発明の他の実施の形態に係る出滓樋付近を概
念的に示す断面側面図である。

【図７】従来の灰溶融炉が適用される設備を示す概念図
である。

【図８】従来の灰溶融炉を概念的に示す平面図である。

【図９】従来の灰溶融炉を概念的に示す正面図である。

【図１０】従来の出滓樋を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 灰溶融炉 ２ 炉本体 ３ 溶融スラグ ４ 排ガス ５ 出滓口 ６ 焼却灰 ７ 高温プラズマ ８ 灰投入口 ９ 定量供給機 １０ 灰ホッパ １３，１３ａ 出滓樋 １４ モールド １５ 耐火材 １６ 水冷ジャケット（水冷ブロック） １７ 出滓樋カバー １８ 樋カバー支持板 １９ 樋カバー支持棒 ２０ 排ガス抜き出し口 ２１ 排ガスダクト ２２ ハウジング Ｓ スラグ流路 Ｇ ガス流路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉本体内で廃棄物を溶融してそのスラグ
   及び排ガスを前記炉本体の側壁に設けられた出滓口から
   抜き出し、溶融スラグを出滓樋を介して排出するように
   した溶融炉において、前記出滓口を幅広に形成すると共
   に、同出滓口に連なる前記出滓樋をその出口側へ向かっ
   て漸次幅狭に形成したことを特徴とする溶融炉。
2. 【請求項２】 前記出滓樋を構成する耐火材をその出口
   側へ向かって漸次厚く形成したことを特徴とする請求項
   １に記載の溶融炉。
3. 【請求項３】 前記出滓樋の上部を覆うカバーによって
   排ガス流路を形成すると共に、同排ガス流路の流路面積
   を入口側から出口側にかけてほぼ一定となるように形成
   したことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融炉。