(57)【要約】【課題】  ストーカ炉と二次燃焼炉との連設部分の傾斜壁の傾斜面を流れ落ちてストーカ炉を閉塞させるように成長する鋳付きの成長を抑制することが可能な燃焼処理設備の鋳付防止構造及び鋳付防止方法を提供する。【解決手段】  ストーカ炉３と二次燃焼炉４との連設部分に設けられ、上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜させて設けられた第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの上部に冷却水を散水する第一の散水装置５０ａ及び第二の散水装置５０ｂを設け、第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂを流れ落ちてストーカ炉を閉塞させるように成長する鋳付き９ａ，９ｂの成長を抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストーカ炉と二次燃焼炉との連設部分に設けられ、上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜した側壁に形成される鋳付きの成長を抑制する燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、
傾斜した前記側壁の上部空間に向かって冷却水を散水する散水装置を設けたことを特徴とする燃焼処理設備の鋳付き防止構造。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、
前記散水装置は、前記ロータリーキルン炉の排出口方向に向かって水平方向に散水可能に設けられていることを特徴とする燃焼処理設備の鋳付き防止構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、
前記散水装置は、傾斜した前記側壁の傾斜角度が水平方向に対して２０〜５０°の角度で傾斜する壁面側に設けられていることを特徴とする燃焼処理設備の鋳付き防止構造。
【請求項４】
ロータリーキルン炉の排出口とストーカ炉との連設部分に設けられ、上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜した側壁の内側に形成される鋳付きの成長を抑制する燃焼処理設備の鋳付き防止方法において、
傾斜した前記側壁の上部空間に向かって冷却水を散水することを特徴とする燃焼処理設備の鋳付き防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼処理設備の鋳付防止構造及び鋳付防止方法に関し、さらに詳しくは、ストーカ炉と二次燃焼炉との連設部分に設けられた傾斜した側壁の内壁面に形成される鋳付きの成長を抑制することが可能な燃焼処理設備の鋳付防止構造及び鋳付防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータリーキルン炉とストーカ炉を組み合わせた燃焼処理設備が知られている。そのような構造を備えた燃焼処理設備としては、例えば、特許文献１に示す処理装置がある。特許文献１に示された処理装置は、被処理物を加熱することにより熱分解させてガス化する第一の燃焼炉であるロータリーキルン炉と、ロータリーキルン炉の下流側に連設された第二の燃焼炉であるストーカ炉と、ロータリーキルン炉でガス化させた熱分解ガス及びストーカ炉で発生した燃焼排ガスを完全燃焼させる二次燃焼炉と、二次燃焼炉で発生した排ガスに冷却水を散水して冷却する冷却塔を備えて構成されており、二次燃焼炉で発生した排ガスは二次燃焼炉の頂部に設けられたダクトを介して冷却塔へ導入されて冷却されるようになっている。
【０００３】
そして、冷却塔で冷却された排ガスは洗浄塔に送られ、さらにミストコットレル（ＭＣ）によって集塵した後、大気中に排気される。冷却塔で散水される冷却水及び洗浄塔で散水される洗浄水は循環水として洗浄塔の下部に貯留され、これを循環ポンプによって熱交換器に導入して温度を下げた後、再び冷却水及び洗浄水として循環使用される。
【０００４】
ストーカ炉と二次燃焼炉との連接部分はロータリーキルン炉から排出される加熱処理物が燃焼する過程で内壁面には加熱処理物や飛灰等が溶融固着した「鋳付き」の発生が避けられず、この鋳付きが操業を妨げる原因の一つになっている。ストーカ炉と二次燃焼炉の連接部分の両側壁は熱分解ガスや燃焼排ガスの流速を低下させ滞留時間を長くし、燃焼に要する時間を確保するために幅広の構造となっているとともに、その下部についてはロータリーキルン炉の径に合わせたストーカ炉の幅になるように二次燃焼炉の径よりも絞られているため、二次燃焼炉とストーカ炉の連接部分は内側へ傾斜した構造となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２２２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ストーカ炉の下部を内側へ傾斜させた構造とした場合、傾斜面に形成された鋳付きが傾斜面を流れ落ちストーカ炉を閉塞させるように成長するため、ロータリーキルン炉の排出口からストーカ炉への加熱処理物の排出（落下）を阻害するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ストーカ炉と二次燃焼炉の連設部分に形成された傾斜面の鋳付きの成長を抑制し、ロータリーキルン炉で加熱処理された加熱処理物のストーカ炉への排出不良を防止することが可能な燃焼処理設備の鋳付防止構造及び鋳付防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、ストーカ炉と二次燃焼炉の連設部分に設けられ、上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜した側壁に形成される鋳付きの成長を抑制する燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、傾斜した前記側壁の上部空間に向かって冷却水を散水する散水装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、前記散水装置は、前記ロータリーキルン炉の排出口方向に向かって水平方向に散水可能に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の燃焼処理設備の鋳付き防止構造において、前記散水装置は、傾斜した前記側壁の傾斜角度が水平方向に対して２０〜５０°の角度で傾斜する壁面側に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、ロータリーキルン炉の排出口とストーカ炉との連設部分に設けられ、上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜した側壁に形成される鋳付きの成長を抑制する燃焼処理設備の鋳付き防止方法において、傾斜した前記側壁の上部空間に向かって冷却水を散水することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る燃焼処理設備の鋳付き防止構造及び燃焼処理設備の鋳付き防止方法によれば、ロータリーキルン炉の排出口付近からストーカ炉の連設部分の傾斜した側壁の上部空間に向かって散水することで傾斜面を流れ落ちてストーカ炉を閉塞させるように成長してくる鋳付きの成長を抑制し、ロータリーキルン炉で加熱処理された加熱処理物のストーカ炉への排出不良を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】燃焼処理設備の一実施形態の説明図である。
【図２】第一の散水装置及び第二の散水装置を示す説明図である。
【図３】ロータリーキルン炉とストーカ炉の連接部分の傾斜した側壁部における鋳付きの状態を示す断面図である。
【図４】図３における鋳付きの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［燃焼処理設備の構成］
以下、本発明に係る燃焼処理設備の鋳付防止構造及び鋳付防止方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係る燃焼処理設備の一実施形態を示す説明図である。図示された燃焼処理設備１は、概略として、ロータリーキルン炉２と、ストーカ炉３と、二次燃焼炉４を備えて構成されている。
【００１５】
ロータリーキルン炉２は、円筒状の横置き回転炉２ａを備え、一方側の端面に被処理物を投入するための投入口２ｂが設けられると共に、それとは反対側の端面には排出口（落口）２ｃが設けられている。回転炉２ａは排出口２ｃ側に向かって僅かに傾斜するようにして配置されており、図示しないモータによって回転可能とされている。投入口２ｂの近傍にはキルンバーナ２ｄが配置されており、重油などの燃料を燃焼させることによって炉内に向かって火炎を吹き出し、それによって炉内を加熱することができるようになっている。
【００１６】
回転炉２ａの排出口２ｃ側の端面はストーカ炉３と連結されており、排出口２ｃから排出される加熱処理物はシリンダ３ｂによって可動するストーカ炉３の火格子３ａ，３ａ上に落下し、熱分解ガスは二次燃焼炉４内に導入される。ストーカ炉３の下方には水封式コンベア５が配置されている。そして、熱分解ガスは排出口２ｃと直交するようにして二次燃焼炉４に備えられた図示しない二次燃焼炉バーナによって完全燃焼処理される。また、ストーカ炉３で加熱処理物を焼却処理した際に発生する燃焼排ガスも二次燃焼炉４で熱分解ガスと共に完全燃焼される。二次燃焼炉４には、燃焼用のエアを供給するための図示しない燃焼用エア供給ノズルが等間隔に設けられている。そして、二次燃焼炉４で処理された排ガスは、ダクト４ａによって二次燃焼炉４と連通された冷却塔６からさらには洗浄塔７に送られ、さらにミストコットレル８によって集塵した後、大気中に排気される。
【００１７】
［鋳付き防止構造の構成］
図２は第一の散水装置及び第二の散水装置を示す説明図である。但し、図２ではストーカ炉３の設備は省略している。ロータリーキルン炉２の排出口２ｃとストーカ炉３との連設部分の第一の側壁２０ａ及び第二の側壁２０ｂの下部は、それぞれ上方側から下方側に向かって次第に狭くなるように傾斜した第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂが形成されている。図２における左側に位置するのが第一の傾斜壁３０ａであり、図２における右側に位置するのが第二の傾斜壁３０ｂである。第一の傾斜壁３０ａは傾斜角度が水平方向に対して約４０°であり、第二の傾斜壁３０ｂは傾斜角度が水平方向に対して約６０°であり、第一の傾斜壁３０ａの傾斜角度が第二の傾斜壁３０ｂの傾斜角度よりも緩やかになっている。そのため、どちらかといえば第一の側壁３０ａの方が鋳付き９ａが滞留しやすく、ロータリーキルン炉２で加熱処理された加熱処理物のストーカ炉３への排出不良の原因となる。具体的には、図３及び図４に示すように、第一の傾斜壁３０ａに形成された鋳付き９ａは傾斜の下端側で次第に垂れ下がるとともに、ストーカ炉３の上部を塞ぐようにして鋳付き９ａが次第に大きく成長してくる。また、第二の傾斜壁３０ｂに形成された鋳付き９ｂも同様に徐々に成長してくる。
【００１８】
そこで、第一の傾斜壁３０ａの上部空間（直上空間）に向かって冷却水を散水する第一の散水装置５０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの上部空間（直上空間）に向かって冷却水を散水する第二の散水装置５０ａが設けられている。側壁の傾斜角度が５０°を超えると鋳付き９が壁面に堆積し難くなり、傾斜角度が２０°よりも緩やかになると鋳付き９が傾斜に沿って流れ難くなる。そのため、側壁の傾斜角が２０〜５０°の場合に傾斜面に堆積した鋳付き９が傾斜面に沿って流れ落ちてくるのでそのような傾斜面の上部に散水装置を設けるとよい。もちろん、壁面の傾斜角が５０°を超える場合や、２０°よりも緩やかな傾斜面の場合であっても鋳付き９が成長しないわけではないのでその上部に散水装置を設けることもできる。本実施形態の場合は第一の傾斜壁３０ａの上部に第一の散水装置５０ａが配置されると共に、第二の傾斜壁３０ｂの上部にも第二の散水装置５０ｂが配置されている。
【００１９】
第一の散水装置５０ａは第一の傾斜壁３０ａの上部空間に向かって散水する装置であり、第二の散水装置５０ｂは第二の傾斜壁３０ｂの上部空間に向かって散水する装置であり、それぞれ、ロータリーキルン炉２の排出口２ｃと対向する位置の二次燃焼炉４の壁面に設置されている。これにより、第一の傾斜壁３０ａの上部空間及び第二の傾斜壁３０ｂの上部空間に向かって散水可能とされている。なお、鋳付き９は、二酸化珪素等の処理物の不燃分が溶融してできたものであるため、第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの上部空間のガス温度を低下させることによって鋳付き９の形成を抑えることができる。ここでは通常１，０００〜１，１００℃である排ガス温度を８００〜９００℃まで冷却させることで鋳付き９の形成を抑制することが可能となる。このように、本発明に係る鋳付き防止構造の特徴の一つとして特定の局所空間の温度を低下させることにより二次燃焼炉４の温度低下を最小限に抑えながら鋳付き形成を抑制していることが挙げられる。本実施形態では、第一の散水装置５０ａ及び第二の散水装置５０ｂは第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂに対してそれぞれ１つ設けているが、ストーカ炉３の長さや第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの面積に応じてそれぞれ複数の散水装置を設けることができる。また、第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの両方に設けるものとしたが、鋳付き９の発生が顕著に現れる第一の傾斜壁３０ａ側のみに設ける構造としてもよい。尚、ロータリーキルン炉２が連接された側とは反対側のストーカ炉３の壁面には扉を備えた点検口１１が設けられており、作業員が点検口１１からストーカ炉３内に入って炉内の鋳付き９を除去できるようになっている。
【００２０】
第一の散水装置５０ａ及び第二の散水装置５０ｂは、いわゆる二流体ノズルが用いられている。二流体ノズルは、２系統から供給される冷却水とエアを混合して噴射する方式のノズルである。高圧のエアが冷却水を粉砕して噴射するので冷却水を一流体ノズルに比べて約１／５程度に微細化することができる。冷却水を微細化して噴霧することにより、散水された冷却水がロータリーキルン炉２やストーカ炉３さらには第一の傾斜壁３０ａや第二の傾斜壁３０ｂを構成する耐火物に接触する前に蒸発させることができるので耐火物の損耗を防止することができる。また、散水部周辺の鋳付き９の成長を著しく抑制することができる。尚、冷却水は図示しない冷却水タンクに貯留されており、図示しない供給機構によって冷却水がノズルへ供給される。
【００２１】
［鋳付き防止方法］
次に、上述した燃焼処理設備の鋳付き防止構造の作用と共に本発明に係る燃焼処理設備の鋳付き防止方法について説明する。まず、燃焼処理設備１による燃焼処理の手順について説明する。ロータリーキルン炉２の回転炉２ａ内に処理物が投入されて加熱処理されると加熱処理物は高温の雰囲気の中で撹拌されながら排出口２ｃ方向へ徐々に移動しながら熱分解されて可燃性の熱分解ガスとガス加熱処理物となる。排出口２ｃから排出された加熱処理物はストーカ炉３の火格子３ａ，３ａ上に落下する。加熱処理物はストーカ炉３で燃焼処理され、燃焼処理された後の焼却灰及び火格子３ａ，３ａからこぼれ落ちた加熱処理物は下部側に配置された水封式コンベア５によって回収される。一方、熱分解ガス及びストーカ炉３で燃焼処理によって発生した排ガスは二次燃焼炉４内に導入されて燃焼処理される。
【００２２】
燃焼処理設備１において上述した処理が継続して行われると、次第にロータリーキルン炉２とストーカ炉３の連設部分の第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂに鋳付き９ａ，９ｂの形成が始まる。特に傾斜の緩やかな第一の傾斜壁３０ａ（約４０°）において鋳付き９ａの成長が進む。そのため、燃焼処理設備１の操業中に第一の散水装置５０ａから第一の傾斜壁３０ａの上部空間に向かって水平方向に散水し、第二の散水装置５０ｂから第二の傾斜壁３０ｂの上部空間に向かって水平方向に散水する。第一の散水装置５０ａ及び第二の散水装置５０ｂは二流体ノズルを利用したものであるため高圧エアで水を噴霧することにより水が細かな粒状となって噴霧される。このようにして散水された水は第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜３０ｂを構成する耐火物に接触する前に蒸発するので水分の付着による耐火物の損耗が防止される。これにより、第一の傾斜壁３０ａの内側及び第二の傾斜壁３０ｂの内側に形成される鋳付き９ａ，９ｂの成長が抑制され、ロータリーキルン炉２で加熱処理された加熱処理物をストーカ炉３へ移動させるための通路を鋳付き９、すなわち図３及び図４における鋳付き９ａ，９ｂによって塞がれてしまうことが防止されるので加熱処理物の排出不良により操業停止に至るまでの期間を著しく延長できる。尚、第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂに形成された鋳付き９ａ，９ｂは点検口１１から作業員が内部に入り、適宜に除去作業を行う。
【００２３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は詳述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【００２４】
［実施形態の効果］
本実施形態に係る燃焼処理設備の鋳付防止構造によれば、ストーカ炉３と二次燃焼炉との連設部分に設けられた第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂの上部空間に向かってそれぞれ冷却水を散水する第一の散水装置５０ａ及び第二の散水装置５０ｂを設けたので、第一の傾斜壁３０ａ及び第二の傾斜壁３０ｂを流れ落ちてストーカ炉を閉塞させるように成長する鋳付き９ａ，９ｂの成長抑制し、ロータリーキルン炉２で加熱処理された加熱処理物のストーカ炉３への排出を妨げないようにできるという効果がある。
【００２５】
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は詳述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１      燃焼処理設備
２      ロータリーキルン炉
２ａ    回転炉
２ｂ    投入口
２ｃ    排出口
２ｄ    キルンバーナ
３      ストーカ炉
３ａ    火格子
３ｃ    排出口
４      次燃焼炉
４ａ      ダクト
５      水封式コンベア
６      冷却塔
７      洗浄塔
８      ミストコットレル
９，９ａ，９ｂ      鋳付き
１１      点検口
２０ａ      第一の側壁
２０ｂ      第二の側壁
３０ａ      第一の傾斜壁
３０ｂ      第二の傾斜壁
５０ａ      第一の散水装置
５０ｂ      第二の散水装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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