(57)【要約】【課題】炉体傾動時に、メタル温度の変動による不具合を生じることなく円滑に溶融メタルの排出を行うことができるプラズマ式溶融炉の運転制御方法及び装置を提供する。【解決手段】プラズマ式溶融炉１０に電力を供給して被処理物を溶融処理し、炉底に堆積したスラグ層２２は出滓口２５よりオーバーフローさせて排出し、メタル層２３は所定のタイミングで炉本体を傾動させて排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御方法において、予めスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を求めておき、炉本体の傾動前にスラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応したスラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となるスラグ層温度の設定範囲を求め、この設定範囲となるようにスラグ層温度を制御して傾動前の溶融運転又は保温運転を行った後、前記炉本体を傾動させる。【選択図】図１
2008209040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ式溶融炉に電力を供給して被処理物を溶融処理し、炉底に堆積したスラグ層は出滓口よりオーバーフローさせて排出し、該スラグ層の下方に堆積したメタル層は所定のタイミングで炉本体を傾動させて排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御方法において、
予めスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を求めておき、
前記炉本体の傾動前に、スラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応した前記スラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル層温度となるスラグ層温度の設定範囲を求め、前記設定範囲となるようにスラグ層温度を制御して溶融運転又は保温運転を行った後、前記炉本体を傾動させることを特徴とするプラズマ式溶融炉の運転制御方法。
【請求項２】
プラズマ式溶融炉に電力を供給して被処理物を溶融処理し、炉底に堆積したスラグ層は出滓口よりオーバーフローさせて排出し、該スラグ層の下方に堆積したメタル層は所定のタイミングで炉本体を傾動させて排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御方法において、
予めスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を求めておき、
前記炉本体の傾動前に、スラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応した前記投入電力−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル層温度となる投入電力の設定範囲を求め、前記設定範囲となるように投入電力を制御して溶融運転又は保温運転を行った後、前記炉本体を傾動させることを特徴とするプラズマ式溶融炉の運転制御方法。
【請求項３】
炉本体の上部と下部に夫々対向して配設された電極と、炉底に堆積したスラグ層をオーバーフローにより排出する出滓口と、炉本体を傾動させる傾動機構とを備えたプラズマ式溶融炉にて、所定のタイミングで前記傾動機構を駆動して前記スラグ層の下方に堆積した溶融メタルを排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御装置において、
前記スラグ層の厚さを計測するスラグ層厚さ計測手段と、前記スラグ層の温度を計測するスラグ層温度計側手段と、傾動時における前記メタル層の温度を監視するメタル温度制御装置と、を備え、
前記メタル温度制御装置は、予め求めておいたスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係が蓄積された記憶部と、該当するスラグ層厚さに対応したスラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となるスラグ層温度の設定範囲を算出する演算部とを備え、前記炉本体の傾動前に、前記演算部により算出された設定範囲となるようにスラグ層温度を制御して溶融運転又は保温運転を行うことを特徴とするプラズマ式溶融炉の運転制御装置。
【請求項４】
炉本体の上部と下部に夫々対向して配設された電極と、炉底に堆積したスラグ層をオーバーフローにより排出する出滓口と、炉本体を傾動させる傾動機構とを備えたプラズマ式溶融炉にて、所定のタイミングで前記傾動機構を駆動して前記スラグ層の下方に堆積した溶融メタルを排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御装置において、
前記スラグ層の厚さを計測するスラグ層厚さ計測手段と、傾動時における前記メタル層の温度を監視するメタル温度制御装置と、を備え、
前記メタル温度制御装置は、予め求めておいたスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係が蓄積された記憶部と、該当するスラグ層厚さに対応した投入電力−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となる投入電力の設定範囲を算出する演算部とを備え、前記炉本体の傾動前に、前記演算部により算出された設定範囲となるように投入電力を制御して溶融運転又は保温運転を行うことを特徴とするプラズマ式溶融炉の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物、或いはこれらを焼却処理した後の焼却残渣等を溶融処理するプラズマ式溶融炉の運転制御方法及び装置に関し、特に、メタル排出を目的とした炉本体傾動時における不具合を解消し、安定した運転を可能としたプラズマ式溶融炉の運転制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却残渣、都市ごみ、或いは産業廃棄物等を溶融処理する溶融炉は、廃棄物の無害化、減容化及び資源化の観点からその必要性が高まりつつある。溶融炉には、重油等を燃料として被処理物を溶融するバーナ式溶融炉、電気を熱源として被処理物を溶融する電気抵抗式溶融炉及びプラズマ式溶融炉等などが知られている。
【０００３】
一例としてプラズマ式溶融炉を図１０に基づいて説明する。プラズマ式溶融炉５０は、炉頂部から垂下される主電極５１と、炉底５９に配設される炉底電極５２とを有し、これらの両電極間に直流電圧５３を印加することによりプラズマアークを発生する。そして、投入ホッパ５５より炉本体５４内に投下された被処理物をプラズマ熱により加熱して溶融する。被処理物は溶融して溶融スラグ５６と、これより比重が大である溶融メタル５７が炉本体５４内に溜まり、出滓口５８より排出される。炉本体５４内は高温に維持されるため、その内部は耐火材６０、６１、６２により形成され、これらの耐火材を鋼板製のケーシング６３により被覆した構造となっている。
【０００４】
上記したようなプラズマ式溶融炉では、運転に伴い上部層の溶融スラグ５６は出滓口５８よりオーバーフローにより連続的に排出され、スラグ搬送コンベアで空冷され回収される。また、空冷する代わりに冷却用水槽へ落下させ急冷させて水砕スラグとして回収する場合もある。このような運転を続けていると、上部層の溶融スラグ５６は連続的に炉外へ排出されていくが、下部層の溶融メタル５７は徐々に蓄積していく。金属成分はスラグ成分に比べて少量のため蓄積速度は速くないが、次第に溶融メタル層５７が厚くなり、溶融メタル層５７の液面が上昇するため、反対に溶融スラグ層５６が薄くなってくる。
そのため、スラグ層厚さが所定の厚さになったら、一旦炉を保温状態とし、一定電力を一定時間投入後、所定の傾動操作で炉を傾け、溶融メタル５６を出湯するようにしている。
【０００５】
従来、炉の傾動操作は、運転員の推測によってメタル排出時期を推測し、傾動操作を行っていた。しかし、個人差、経験の差で判断にばらつきが出るという問題があった。
そこで、特許文献１（特許第３４０８７７２号公報）では、溶融炉への廃棄物投入量を計測し、廃棄物投入総量が所定の規定値を超えた場合に傾動操作を行うようにした制御方法が提案されている。本来、溶融炉の傾動操作タイミングは溶融メタルの量で決定されることが望ましいが、炉内は高温で腐食性の高いガスがあり、また溶融メタルは溶融スラグに覆われているため計測し難いため、特許文献１のように廃棄物投入量を検出することにより溶融メタルの適性な排出時期を精度良く予測することを可能としている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、プラズマ式溶融炉における溶融メタルの排出は、所定のメタル排出時期に一旦保温操作を行った後、傾動操作を行って溶融メタルを排出している。この保温操作は、炉本体を傾動させた際に、溶融メタルが出滓口で固化することなく円滑に排出されるように溶融メタルの温度を管理する目的で行われる。
しかし、被処理物の投入量やその性状が変化すると、傾動予定時期にスラグ厚さが所定の厚さと異なってしまう場合がある。スラグ厚さが異なる状態で通常の溶融運転又は保温操作を行い、一定電力を投入してもメタル温度が適性値とならないという問題がある。
【０００８】
図８に溶融スラグ及び溶融メタルの伝熱形態を示す。まず主電極直下のメタル層上方でジュール発熱により高温領域が形成され、この高温領域が、スラグ層の浮力による自然対流によりスラグ層全体に伝達されスラグ層が略均一な温度となる。スラグ層内の熱は、液面からの放射冷却で奪われるとともにメタル層へ伝導し、メタル層内の熱は炉の壁面から放熱される。図９（ａ）に、メタル層の温度とスラグ層の厚さの関係を示す。同グラフに示されるように、ジュール発熱領域はスラグ液面近くに位置するため、スラグ層が厚いとジュール発熱領域とメタル層の距離が大きくなり、スラグの熱抵抗が大きくなってしまうためメタル層温度は低下する。即ち、溶融メタルの温度は、スラグ層の厚さｄにより変化するのである。
また、スラグ層厚さが一定であっても、炉径が異なるとメタル温度が変化する。図９（ｂ）にメタル層の温度と炉径の関係を示す。同グラフに示されるように、スラグ層液面やメタル層との界面で放熱量が増えるので、出滓口近傍で一定のスラグ温度を維持する場合、炉中心のスラグ温度は高くなる。このため、メタル層温度も上昇の傾向を示す。
このように、被処理物の投入量や性状が変化しスラグ層厚さが異なったり、炉径が異なったりするとメタル層温度も変化するため、メタル層温度を適性値に維持することは困難であった。ここで、メタル層の温度を直接計測して制御することも考えられるが、メタル層温度を直接計測することは非常に困難で、且つ正確な温度を計測することは出来なかった。
【０００９】
これらの理由から、従来はメタル層温度を考慮した傾動操作は行われていなかったが、傾動時のメタル層温度が高いと出滓樋の溶損が問題となり、メタル層温度が低いと出滓樋出口でメタルが凝固し閉塞してしまう恐れがある。
特に、外部から灰を回収して溶融処理する単独溶融炉では、灰性状や投入量の毎日の変動が大きく、スラグ層厚さの変化が予測しづらいため傾動計画が立てづらく、スラグ層厚さ一定での傾動とならない場合がある。このため、メタル層温度が変化し、上記したような不具合が多く発生することが考えられる。
特許文献１に記載される方法では、スラグ厚さが一定であることを前提としているが、スラグ厚さが異なる場合には、やはり上記したような不具合が発生してしまう。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、炉体傾動時に、メタル層温度の変動による不具合を生じることなく安定して溶融メタルの排出を行うことができるプラズマ式溶融炉の運転制御方法及び装置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】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、プラズマ式溶融炉に電力を供給して被処理物を溶融処理し、炉底に堆積したスラグ層は出滓口よりオーバーフローさせて排出し、該スラグ層の下方に堆積したメタル層は所定のタイミングで炉本体を傾動させて排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御方法において、
予めスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を求めておき、
前記炉本体の傾動前に、スラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応した前記スラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となるスラグ層温度の設定範囲を求め、前記設定範囲となるようにスラグ層温度を制御して溶融運転又は保温運転を行った後、前記炉本体を傾動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、スラグ層温度−メタル層温度の相関関係から適性メタル温度に対応するスラグ層温度の設定範囲を求め、傾動前の溶融時又は保温時に、この設定範囲内となるようにスラグ層温度を制御するようにしており、これによりメタル層温度を精度良く適性範囲に維持することができる。従って、メタル層温度が高すぎることによる出滓樋の溶損や、メタル層温度が低すぎることによる出滓樋の閉塞を防止し、溶融炉の安定した連続運転が可能となる。またスラグ層温度を用いて制御することにより、より一層精度の高い運転制御が可能となる。また、本発明ではスラグ層厚さ毎の相関関係を用いるようにしているため、被処理物の性状や処理量が変化してもメタル層温度を確実に適性範囲に維持することが可能である。
【００１２】
さらに、プラズマ式溶融炉に電力を供給して被処理物を溶融処理し、炉底に堆積したスラグ層は出滓口よりオーバーフローさせて排出し、該スラグ層の下方に堆積したメタル層は所定のタイミングで炉本体を傾動させて排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御方法において、
予めスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を求めておき、
前記炉本体の傾動前に、スラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応した前記投入電力−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となる投入電力の設定範囲を求め、前記設定範囲となるように投入電力を制御して溶融運転又は保温運転を行った後、前記炉本体を傾動させることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、投入電力−メタル層温度の相関関係から適性メタル温度に対応する投入電力の設定範囲を求め、傾動前の溶融時又は保温時に、この設定範囲内となるように投入電力を制御するようにしており、これによりメタル層温度を精度良く適性範囲に維持することができる。従って、上記したような傾動時の出滓樋の不具合を防止し、溶融炉の安定連続運転が可能となる。また、本発明はスラグ層温度の計測が困難な場合にも適用することができ、より簡単な運転制御が可能である。また、上記した発明と同様に、スラグ層厚さ毎の相関関係を用いることにより被処理物の性状や処理量が変化してもメタル層温度を確実に適性範囲に維持することが可能である。
【００１４】
また、炉本体の上部と下部に夫々対向して配設された電極と、炉底に堆積したスラグ層をオーバーフローにより排出する出滓口と、炉本体を傾動させる傾動機構とを備えたプラズマ式溶融炉にて、所定のタイミングで前記傾動機構を駆動して前記スラグ層の下方に堆積した溶融メタルを排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御装置において、
前記スラグ層の厚さを計測するスラグ層厚さ計測手段と、前記スラグ層の温度を計測するスラグ層温度計側手段と、傾動時における前記メタル層の温度を監視するメタル温度制御装置と、を備え、
前記メタル温度制御装置は、予め求めておいたスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係が蓄積された記憶部と、該当するスラグ層厚さに対応したスラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となるスラグ層温度の設定範囲を算出する演算部とを備え、前記炉本体の傾動前に、前記演算部により算出された設定範囲となるようにスラグ層温度を制御して溶融運転又は保温運転を行うことを特徴とする。
【００１５】
さらに、炉本体の上部と下部に夫々対向して配設された電極と、炉底に堆積したスラグ層をオーバーフローにより排出する出滓口と、炉本体を傾動させる傾動機構とを備えたプラズマ式溶融炉にて、所定のタイミングで前記傾動機構を駆動して前記スラグ層の下方に堆積した溶融メタルを排出するようにしたプラズマ式溶融炉の運転制御装置において、
前記スラグ層の厚さを計測するスラグ層厚さ計測手段と、傾動時における前記メタル層の温度を監視するメタル温度制御装置と、を備え、
前記メタル温度制御装置は、予め求めておいたスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係が蓄積された記憶部と、該当するスラグ層厚さに対応した投入電力−メタル層温度の相関関係に基づいて、傾動に適した適性メタル温度となる投入電力の設定範囲を算出する演算部とを備え、前記炉本体の傾動前に、前記演算部により算出された設定範囲となるように投入電力を制御して溶融運転又は保温運転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載のごとく本発明によれば、被処理物の性状や処理量の変化に関わらず、傾動時に精度良くメタル層温度を適性範囲に維持することができ、これにより出滓樋の溶損や閉塞等の不具合を回避し、溶融炉の安定した連続運転を可能とした。
また、スラグ層温度により運転制御する場合は、精度の高い運転制御が可能となり、一方投入電力により運転制御する場合は、より簡単な運転制御が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例に係るプラズマ式溶融炉の全体構成図、図２は図１に示したプラズマ式溶融炉の傾動操作時を表す図、図３はスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を示すグラフ、図４はスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を示すグラフ、図５は本実施例に係る運転制御方法のフローを示す図、図６は本実施例における熱流動解析を説明する図、図７は本実施例の溶融炉における熱流動解析モデルの一例を示す図である。
【実施例】
【００１８】
まず、図１を参照して本実施例のプラズマ式溶融炉１０の構成につき説明する。
プラズマ式溶融炉１０は、炉本体１４の炉蓋から主電極１１が垂下され、これに対向して炉底から炉底電極１２が挿設されている。主電極１１は不図示の可動装置により昇降可能で、炉底電極１２は炉本体１４に固定される。炉本体１４の側壁及び蓋部の内側は不定形耐火材１５で形成され、炉底１７には、侵食に強いアーチ状の耐火レンガ１８が内側に配設され、その下に耐火レンガ１９が配設される。これらの耐火物の外表面は鋼板製のケーシング１６で被覆されている。
プラズマ式灰溶融炉１０では、電極１１、１２間に直流電源（不図示）により直流電流を通流して炉内にプラズマアーク２４を発生させる。投入ホッパ２１より投入された被処理物は、炉壁に設けられた被処理物投入口２０より炉内に投下され、プラズマアーク熱及び前記電極間を流れる電流のジュール熱により溶融処理され、溶融スラグ（スラグ層）２２として炉底に溜まる。また溶融スラグ２２の下部には比重差により溶融メタル（メタル層）２３が形成されている。
【００１９】
スラグ層２２は、炉側壁に設けられた出滓樋２５から連続的にオーバーフローさせて排出される。排出された溶融スラグは、空冷若しくは水冷されて回収される。
一方、メタル層２３は、所定の排出時期に炉本体１４を傾動操作することにより出滓樋２５より排出される。図２に傾動操作時の溶融炉を示す。溶融炉１０の傾動装置は、溶融炉底部の片側に配設された蝶番（不図示）と、その反対側に設けられた油圧ジャッキ、電動シリンダなどの押し上げ装置４０とから構成される。押し上げ装置４０により炉本体１４の片側を持ち上げることで炉本体１４を傾かせることができ、徐々に炉本体１４を傾けていき、炉に設定された所定角度まで傾けると出滓樋２５から溶融メタル２３が排出される。排出された溶融メタルは水槽２９に落下し水冷されて回収される。溶融メタルの排出が終了したら炉本体１４を元の位置に戻す。
【００２０】
また本実施例では、スラグ層温度を計測するためのスラグ層温度計測手段と、スラグ層厚さを計測するためのスラグ層厚さ計測手段とを備えている。
スラグ層温度計測手段は周知でありその計測方法は特に限定されないが、放射温度計２８に代表される非接触型温度計や、熱電対に代表される接触型温度計などの温度計を用いて直接スラグ層温度を計測する手段、被処理物の投入量と電極への投入電力と炉本体の放熱量からスラグ層温度を算出する手段などが挙げられる。
スラグ層厚さ計測手段も周知の構成を用いることができるが、例えば主電極１１と炉底電極１２との間の抵抗を用いる方法がある。これは、主電極１１をメタル層２３内に浸漬させて抵抗を測定し、大気、スラグ層、メタル層の抵抗の違いと主電極１１の移動距離からスラグ層厚さを測定するものである。
【００２１】
さらに本実施例は、メタル温度制御装置３０を備えている。該メタル温度制御装置３０は、スラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係及び／又はスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を蓄積した記憶部３１と、メタル層温度を算出する演算部３２と、スラグ層厚さ入力部３３と、スラグ層温度入力部３４と、投入電力入力部３５と、出力部３６とを備える。また、記憶部３１には、傾動操作に適した適性メタル温度範囲が設定されている。
スラグ層温度−メタル層温度の相関関係、投入電力−メタル層温度の相関関係を求める方法は、熱流動解析により求める方法や実測値から求める方法などがあり、何れの方法を用いてもよい。
熱流動解析から求める場合、例えば図７に示すような解析モデルが得られる。これは図６に示すように、溶融炉内部ではプラズマ発熱とジュール発熱による熱が、浮力対流、放射伝熱、プラズマ噴流伝熱などにより移動することに基づいて解析を行うことにより得られるものである。
【００２２】
スラグ層温度−メタル層温度の相関関係は、図３に示すグラフのようになる。メタル層温度の適性範囲は、出滓樋の溶損が発生しない値に上限が設定され、排出メタルの固化、流路閉塞が発生しない値に下限が設定されている。そして、演算部３２によりメタル層温度の適性範囲に対応したスラグ層温度が設定される。例えば、メタル層温度が１３００〜１４５０℃で、これに対応したスラグ層温度の設定範囲は１５００〜１７００℃となる。これは、スラグ層厚さ毎に夫々求められるものである。
同様に、投入電力−メタル層温度の相関関係は、図４に示すグラフのようになる。これはスラグ層温度の場合と同様に、メタル層温度の適性範囲の上限値と下限値が設定され、これに応じて投入電力が設定される。
【００２３】
このメタル温度制御装置３０は、傾動時にメタル層温度が適正温度となるよう制御する装置である。
スラグ層温度に基づいて運転制御を行う場合、メタル層２３の傾動前に、スラグ層厚さ計測手段によりスラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応したスラグ層温度−メタル層温度の相関関係に基づいて、適性メタル温度となるスラグ層温度の設定範囲を求める。そして、この設定範囲となるようにスラグ層温度を制御しながら炉内を溶融又は保温した後、炉本体１４を傾動させてメタル層２３を排出するようになっている。
同様に、投入電力に基づいて運転制御を行う場合、メタル層２３の傾動前に、スラグ層厚さ計測手段によりスラグ層厚さを計測し、該計測したスラグ層厚さに対応した投入電力−メタル層温度の相関関係に基づいて、適性メタル温度となる投入電力の設定範囲を求める。そして、この設定範囲となるように投入電力を制御しながらに炉内を溶融又は保温した後、炉本体１４を傾動させてメタル層２３を排出するようになっている。
尚、メタル層温度の制御には、上記したスラグ層温度による制御方法と、投入電力による制御方法のうち少なくとも何れか一方を用いるようにする。
【００２４】
次に、図５を参照して本実施例に係る運転制御方法のフローにつき説明する。
まず、予めスラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係、及びスラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を求めておき、メタル温度制御装置３０の記憶部３１に蓄積しておく。尚、これらの相関関係のうち何れか一方のみでもよい。
そして、溶融炉１０の運転中（Ｓ１）、所定のメタル排出時期にて（Ｓ２）、スラグ層厚さ計測装置によりスラグ層の厚さを計測する（Ｓ３）。
【００２５】
さらに、適性メタル温度をスラグ層温度により制御するか、投入電力により制御するか、何れかの指針を選択する（Ｓ４）。スラグ層温度を選択した場合、該当するスラグ層厚さにおけるスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を記憶部３１から選択し、この相関関係に基づいて、前記適性メタル温度に対応した基準スラグ層温度の設定範囲を求める（Ｓ５）。そしてこの設定範囲となるように、溶融運転しながら電力を調整してスラグ層温度を調整する（Ｓ６）。スラグ層温度計測手段にてスラグ層温度を計測し、該計測したスラグ層温度が前記基準スラグ層温度の設定範囲内であるか否かを判定し（Ｓ７）、スラグ層温度が設定範囲となったら必要に応じて溶融から保温運転へ移行（Ｓ８）し、その後傾動開始して（Ｓ１４）、メタル層２３を排出する。
運転上の都合等で溶融時のスラグ温度調整が不可の場合は（Ｓ９）、保温運転に移行し（Ｓ１０）、電力調整により所定のスラグ温度に調整後（Ｓ１１）、傾動を開始し（Ｓ１４）、メタル層２３を排出する。保温操作は、溶融炉１０への被処理物の投入を停止して電極１１、１２への電力供給だけを行う操作である。
【００２６】
一方、投入電力を選択した場合、該当するスラグ層厚さにおける投入電力−メタル層温度の相関関係を記憶部３１から選択し、この相関関係に基づいて、前記適性メタル温度に対応した基準電力を設定する（Ｓ１２）。そして、溶融メタルが安定温度となるまで保持し（Ｓ１３）、炉本体の傾動を開始し（Ｓ１４）、メタル層２３を排出する。
【００２７】
このように本実施例によれば、スラグ層温度−メタル層温度及び／又は投入電力−メタル層温度の相関関係から適性メタル温度に対応するスラグ層温度及び／又は投入電力の設定範囲を求め、傾動前の溶融時又は保温時に、この設定範囲内となるようにスラグ層温度及び／又は投入電力を制御するようにしており、これによりメタル層温度を精度良く適性範囲に維持することができる。従って、メタル層温度が高すぎることによる出滓樋の溶損や、メタル層温度が低すぎることによる出滓樋の閉塞を防止し、溶融炉の安定した連続運転が可能となる。また、本発明ではスラグ層厚さ毎の相関関係を用いるようにしているため、被処理物の性状や処理量が変化してもメタル層温度を確実に適性範囲に維持することが可能である。
さらに、メタル層温度の制御にスラグ層温度を用いることにより、精度の高い制御が可能となる。一方、メタル層温度の制御に投入電力を用いることにより、より簡単にメタル層温度を制御することが可能となり、スラグ層温度の計測が困難な場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本実施例では、メタル層温度を精度良く適性範囲に維持することができ、安定連続運転が可能であるため、都市ごみ、産業廃棄物、或いはこれらの焼却残渣を処理するプラズマ式溶融炉に好適に適用可能で、特に、被処理物の性状や処理量が変化してもメタル層温度を確実に適性範囲に維持することが可能であるため、複数種類の灰を回収して溶融処理する単独溶融炉に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ式溶融炉の全体構成図である。
【図２】図１に示したプラズマ式溶融炉の傾動操作時を表す図である。
【図３】スラグ層厚さ毎のスラグ層温度−メタル層温度の相関関係を示すグラフである。
【図４】スラグ層厚さ毎の投入電力−メタル層温度の相関関係を示すグラフである。
【図５】本実施例に係る運転制御方法のフローを示す図である。
【図６】本実施例における熱流動解析を説明する図である。
【図７】本実施例の溶融炉における熱流動解析モデルの一例を示す図である。
【図８】溶融スラグ及び溶融メタルの伝熱形態を示す模式図である。
【図９】（ａ）はメタル層の温度とスラグ層の厚さの関係を示すグラフ、（ｂ）はメタル層の温度と炉径の関係を示すグラフである。
【図１０】従来のプラズマ式溶融炉の全体構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    プラズマ式溶融炉
１１    主電極
１２    炉底電極
１４    炉本体
２０    被処理物投入口
２２    スラグ層（溶融スラグ）
２３    メタル層（溶融メタル）
２５    出滓樋
２８    放射温度計
３０    メタル温度制御装置
３１    記憶部
３２    演算部
３３    スラグ層厚さ入力部
３４    スラグ層温度入力部
３５    投入電力入力部
４０    押し上げ装置
【図１】
2008209040.tif 000003
【図２】
2008209040.tif 000004
【図３】
2008209040.tif 000005
【図４】
2008209040.tif 000006
【図５】
2008209040.tif 000007
【図６】
2008209040.tif 000008
【図８】
2008209040.tif 000009
【図９】
2008209040.tif 000010
【図１０】
2008209040.tif 000011
【図７】
2008209040.tif 000012