(57)【要約】【課題】炉内におけるスラグの滞留状況を精度良く推定するとともに、スラグの良好な排滓性を確保できる廃棄物ガス化溶融炉の安定操業方法およびガス化溶融炉を提供する。【解決手段】（１）溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉の上部から廃棄物を装入し、複数のランスから溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、ランスへの供給前の支燃性ガスの背圧変動に基づいて溶融ゾーンにおけるスラグの滞留状況を推定する方法、および推定結果に基づき、その推定結果に基づいて、支燃性ガス吹き込み量などの操作量を制御し、スラグの排出性を改善する操業方法である。（２）上記の操業方法を実施するための、ランス背圧監視装置を備えた廃棄物のガス化溶融炉である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉の上部から廃棄物を装入するとともに、複数のランスから該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、該ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動に基づいて該溶融ゾーンにおけるスラグの滞留状況を推定することを特徴とするガス化溶融炉におけるスラグの滞留状況推定方法。
【請求項２】
炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉の上部から廃棄物を装入するとともに、複数のランスから該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、該ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動に基づいて該溶融ゾーンにおけるスラグの滞留状況を推定し、その推定結果に基づいて、スラグの排出性を改善することを特徴とするガス化溶融炉の操業方法。
【請求項３】
前記廃棄物の装入量、支燃性ガスの吹き込み量および補助燃料の吹き込み量のうちの１つ以上を制御することにより、前記スラグの排出性を改善することを特徴とする請求項２に記載のガス化溶融炉の操業方法。
【請求項４】
炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉であって、該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むための複数のランスと、該ランスの入口近傍またはその上流側配管に設けられランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動を測定する圧力変動測定装置とを有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃固形物、不燃固形物または可燃固形物と不燃固形物の混合物などからなる廃棄物を竪型炉（シャフト炉）に装入し、少なくとも炉内の溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を複数のランスから吹き込んで高温で処理するガス化溶融炉内におけるスラグ滞留状況の推定方法、ガス化溶融炉の操業方法およびガス化溶融炉に関するものである。ここで、竪型炉とは、炉の全部または一部が、横断面が円形または楕円形である竪型筒形状の炉を意味し、支燃性ガスとは、酸素または空気などの酸素を含むガスを意味し、そして補助燃料とは、可燃性ガスまたは液体燃料などを意味する。
【背景技術】
【０００２】
竪型炉方式のガス化溶融炉としては、例えば、特許文献１に示された炉が公知である。同文献に記載された技術では、ガス化溶融炉の内部は、下記の３つのゾーンに区分されている。すなわち、ゾーンＩ（溶融ゾーン）、ゾーンII（熱分解ゾーン）およびゾーンIII（ガス改質ゾーン）とに区分されている。
【０００３】
図９は、従来の廃棄物のガス化溶融炉の縦断面の一例を示す図である。ガス化溶融炉６の廃棄物装入口１１から装入された処理対象廃棄物１５は、熱分解ゾーン８において、さらにその下部に存在する溶融ゾーン７で生成した還元性ガスにより、脱水加熱されて炭化物と炭化水素ガスを主成分とするガスに熱分解される。そして、炭化物は、溶融ゾーン７でランス５から吹き込まれる支燃性ガス１６および補助燃料１７の燃焼により加熱され、ガス化して還元性ガスを発生するとともに、炭化物中に含まれる不燃分（灰分）および金属類は溶融して溶融スラグおよび溶融金属（総称して「スラグ１８」とも記す）となる。生成されたスラグ１８は排滓口１３からガス化溶融炉６の外部に排出される。また、熱分解ゾーン８にて発生した炭化水素ガスを主成分とするガスは、上部のガス改質ゾーン９にてＣＯとＨ2を主成分とする可燃性ガス（エネルギーガス）１９となって炉頂ダクト１２を経由してガス回収される。
【０００４】
これらの各ゾーンの存在位置および存在範囲の大きさの把握は、ガス化溶融炉の操業を行う際の重要な要素である。一般的には、ゾーンII（熱分解ゾーン）の位置は、気体または固体を用いた接触式またはマイクロ波などを用いた非接触式のストックレベル計を用いることによって容易に計測することができる。しかし、ゾーンＩ（溶融ゾーン）の存在位置、すなわち炉内のスラグ量およびその分布については、直接測定する方法がない。そこで、廃棄物の装入量および廃棄物中の不燃分（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3など）の含有率に基づいて生成スラグ量を算出し、その算出値から計量された出滓量を差し引いて炉内滞留スラグ量を求め、これを監視する方法がある。しかしながら、この方法は、下記理由により算出精度は高くない。
【０００５】
（１）装入する廃棄物のスラグ成分組成は常に変動しており、正確な値を把握することが困難である。
【０００６】
（２）スラグ中には不燃分要素以外の成分も含まれている。
【０００７】
（３）炉頂から排出される飛灰中にも不燃分要素が含まれている。
【０００８】
（４）炉壁耐火物中にも不燃成分要素が含まれている。
【０００９】
ここで、炉内滞留スラグ量およびスラグの分布を正確に把握することができれば、スラグの排出性が悪い場合（出滓性の悪化時）には、溶融ゾーンに吹き込む支燃性ガスおよび／または気体補助燃料の量を増減させて調整することにより、または装入する廃棄物量を調整することにより、出滓性の改善を図ることができる。しかしながら、前記のとおり、従来技術においては、炉内滞留スラグ量およびその分布を正確に検知することができないため、上記のように出滓性の改善を図る操炉方法を採用することができなかった。
【００１０】
これに替わる別の従来技術として、炉内滞留スラグ量やその分布を知ることなしに出滓性を改善する方法が開示されている。特許文献２には、炉底部のコークス層に向けてプラズマトーチから可燃物質に対する化学量論的酸素量の１０〜３０％の酸素を含有する高温ガスを吹き込み、炉底部近傍の圧力を平均値で０．３〜５ｋＰａの正圧に保つ方法が開示されている。また、特許文献３には、溶融炉の炉下部の外周に設けた加熱コイルに交番電流を通電することにより誘導加熱して安定なスラグ排出を確保する方法が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２５７６２８号公報（特許請求の範囲および段落［００２１］〜［００５６］）
【特許文献２】特開２００１−２８９４２０号公報（特許請求の範囲および段落［０００６］）
【特許文献３】特開２００２−２６７１４４号公報（特許請求の範囲および段落［００１３］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記した従来のスラグの排出方法には、未だ解決すべき下記の問題がある。すなわち、前記特許文献２に開示された技術では、炉内圧力を正圧にして操業するので、例えば炉体の老朽化などにともなって炉の機密性が低下すると、可燃性かつ有毒な炉内生成ガスの漏洩の原因となり、爆発や一酸化炭素などによるガス中毒のおそれがある。
【００１３】
また、特許文献３に開示された技術においては、安定してスラグを排出するように炉底を加熱することから、大量の電力を消費するほか、炉体に対する熱負荷も増大し、ランニングコストが著しく増加する。さらに、炉体に必要以上の熱負荷を与えることになるので、炉の耐久性が著しく低下する原因ともなる。
【００１４】
その他に、下記の問題があり、炉内状況に応じた最適操業を行うことは難しい。
【００１５】
（１）スラグの排滓性を確保するための手段は提案されているものの、スラグの排滓性の良否、すなわち炉内に滞留するスラグ量を把握することができない。
【００１６】
（２）スラグは融点が高く、炉内の溶融状況や温度分布に応じて粘性が変化するので、炉内でのスラグの滞留量やその分布も一様ではなく、したがって、その分布状態の把握が困難である。
【００１７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、下記の（１）〜（３）にある。すなわち、（１）竪型炉形式の廃棄物ガス化溶融炉の操業における炉内でのスラグ滞留状況の推定方法の提供、（２）上記（１）のスラグ滞留状況の推定結果に基づくスラグ排出性改善のためのガス化溶融炉の操業方法の提供、および、（３）上記（１）および（２）を実施するための最適なガス化溶融炉の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、ガス化溶融炉内でのスラグ滞留状況の推定方法、スラグの排出性改善のためのガス化溶融炉の操業方法、および上記の操業を実施するための最適なガス化溶融炉の研究開発を進め、下記の（ａ）および（ｂ）の知見を得て本発明を完成させた。
【００１９】
（ａ）支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むためのランスの炉内側出口前方（以下、「ランス前」とも記す）のスラグの滞留量により、支燃性ガスの吹き込み圧力（以下、「吹き込み背圧」とも記す）が変化し、滞留量の増加にともなって支燃性ガスの吹き込み背圧が上昇する。したがって、支燃性ガスの吹き込み背圧の時間的変化およびランスの炉方位別差異に基づき、炉内におけるスラグの滞留量およびその分布状況を把握することができる。
【００２０】
（ｂ）上記（ａ）を踏まえ、溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むための複数のランス入口またはその上流側配管に、各ランス毎に圧力監視装置を設け、各ランスの背圧変化を監視することにより、炉内のスラグ滞留量およびスラグ分布を特定することができる。したがって、出滓性が悪化した場合に廃棄物の装入量、支燃性ガスの吹き込み量および補助燃料の吹き込み量うちの１つ以上を適切に制御することにより、安定したガス化溶融炉の操業を継続することができる。
【００２１】
本発明は、上述の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、下記の（１）に示すスラグの滞留状況推定方法、（２）および（３）に示すガス化溶融炉の操業方法、ならびに（４）に示す廃棄物のガス化溶融炉にある。
【００２２】
（１）炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉の上部から廃棄物を装入するとともに、複数のランスから該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、該ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動に基づいて該溶融ゾーンにおけるスラグの滞留状況を推定することを特徴とするガス化溶融炉におけるスラグの滞留状況推定方法。
【００２３】
（２）炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉の上部から廃棄物を装入するとともに、複数のランスから該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、該ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動に基づいて該溶融ゾーンにおけるスラグの滞留状況を推定し、その推定結果に基づいて、スラグの排出性を改善することを特徴とするガス化溶融炉の操業方法。
【００２４】
（３）前記廃棄物の装入量、支燃性ガスの吹き込み量および補助燃料の吹き込み量のうちの１つ以上を制御することにより、前記スラグの排出性を改善することを特徴とする前記（２）に記載のガス化溶融炉の操業方法。
【００２５】
（４）炉下部から順に、溶融ゾーン、熱分解ゾーンおよびガス改質ゾーンが形成される竪型炉であって、該溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料を吹き込むための複数のランスと、該ランスの入口近傍またはその上流側配管に設けられランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動を測定する圧力変動測定装置とを有することを特徴とする廃棄物のガス化溶融炉。
【００２６】
本発明において、「竪型炉」とは、炉の全部または一部について、その横断面が円形または楕円形である竪型筒形状（シャフト形式）の炉を意味する。
【００２７】
また、「溶融ゾーン」とは、支燃性ガスおよび補助燃料をランスから吹き込み、上部に存在する熱分解ゾーンで生成した炭化物を燃焼、ガス化して還元性ガスを発生させるとともに、炭化物に含まれる灰分と金属類を溶融し、溶融スラグおよび溶融金属とするゾーンを意味する。
【００２８】
「熱分解ゾーン」とは、下部の溶融ゾーンで発生した還元性ガスにより、廃棄物装入口から装入された廃棄物を脱水加熱して炭化物と炭化水素ガスに熱分解するゾーンを意味する。
【００２９】
「ガス改質ゾーン」とは、下部の熱分解ゾーンで発生した炭化水素を熱分解してＣＯとＨ2を主成分とする可燃性ガス（エネルギーガス）とするゾーンを意味する。
【００３０】
「廃棄物」とは、可燃固形物、不燃固形物または可燃固形物と不燃固形物の混合物などからなる一般廃棄物および産業廃棄物を意味する。
【００３１】
さらに、「支燃性ガス」とは、酸素または空気などの酸素を含むガスを意味し、「補助燃料」とは、ＬＮＧあるいはＬＰＧなどの可燃性ガスからなる気体補助燃料または重油などの液体補助燃料またはコークスなどの固体補助燃料を意味する。
【００３２】
「スラグの滞留状況」とは、炉内におけるスラグの滞留量および滞留量の炉内方位別分布を意味する。
【００３３】
そして、「ランスへの供給前」とは、ランスの入口近傍またはランスの入口よりも上流側配管における位置を意味する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、竪型炉内におけるスラグの滞留量およびその分布を精度よく把握することができるので、スラグの排出性が悪化した場合に、ランスから溶融ゾーンに吹き込む支燃性ガス量および／または補助燃料の量を増減調整、または廃棄物の装入量を調整することによって出滓性の改善を図り、良好な操業を継続することができる。また、炉内を負圧に保つことができるので、炉内生成ガスの外部への漏出のおそれがない。さらに、炉底部全体を強制加熱する必要もないので、過度に炉体の熱負荷を高めるおそれもなく、ランニングコストの削減および炉体の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、前記のとおり、竪型炉の上部から廃棄物を装入し、炉下部の溶融ゾーンに支燃性ガスおよび補助燃料をランスから吹き込み、廃棄物をガス化および溶融処理するガス化溶融炉の操業において、ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力変動に基づいてスラグの滞留状況を推定する方法、および、その推定結果に基づいて出滓性を改善するガス化溶融炉の操業方法である。また、上記の操業方法を実現するための最適のガス化溶融炉である。
【００３６】
図１は、本発明を実施するための廃棄物のガス化溶融炉の縦断面の例を示す図である。後出の実施例にて詳述するとおり、本発明の炉内におけるスラグ滞留状況推定方法、ガス化溶融炉の操業方法およびガス化溶融炉は、例えば前記図９のガス化溶融炉において、溶融ゾーンに支燃性ガス１６および補助燃料１７を吹き込むランス５毎に、支燃性ガス供給部分に圧力監視装置１を設置し、それらの圧力を監視することにより実施する。ランスへの供給前の支燃性ガスの圧力の監視は、圧力監視装置１として、電気信号を発信する機能を有する圧力計を採用し、例えば、パソコン１４などにトレンドデータとして取り込むことにより時系列トレンドを容易に監視することができる。この監視結果に基づいて廃棄物の装入量、支燃性ガスの吹き込み量および補助燃料の吹き込み量のうち、１つ以上を制御することにより、出滓性を改善するガス化溶融炉の操業を実現できる。
【００３７】
また、上記操業においては、ガスラインの後段（炉頂ダクト１２の下流側）に設置された吸引ファンの誘引量を調整することにより、ガス化溶融炉内の圧力を調整する。
【実施例】
【００３８】
本発明の効果を確認するため、下記に示す試験を行い、その結果を評価した。
【００３９】
１．実施例１
（スラグ滞留量の推定方法）
図１は、前記した本発明を実施するための廃棄物のガス化溶融炉の縦断面の例を示す図である。また、図２は、本発明を実施するための廃棄物のガス化溶融炉の炉下部主要部の縦断面を例示する図である。
【００４０】
ガス化溶融炉６の廃棄物装入口１１から装入された処理対象廃棄物１５は、熱分解ゾーン８において、脱水加熱されて炭化物と炭化水素ガスを主成分とするガスに熱分解される。そして、炭化物は、溶融ゾーン７でランス５から吹き込まれる支燃性ガス１６および補助燃料１７の燃焼により加熱され、ガス化して還元性ガスを発生するとともに、炭化物中に含まれる不燃分（灰分）および金属類は溶融して溶融スラグおよび溶融金属（以下、総称して「スラグ１８」とも記す）となる。生成されたスラグ１８は排滓口１３から炉外に排出される。一方、熱分解ゾーン８にて発生した炭化水素ガスを主成分とするガスは、ガス改質ゾーン９にてＣＯとＨ2を主成分とする可燃性ガス１９に改質され、炉頂ダクト１２を経由してガス回収され、エネルギーガスとして次工程に送られる。
【００４１】
炉内において、固形物と気体との境界は、熱分解ゾーン８とガス改質ゾーン９の境界に存在し、ストックレベル１０と称される。圧力監視装置１は、前記各ランス５の支燃性ガス供給口に近い部分に設置し、ランス５が噴射する支燃性ガス１６の背圧を測定する。支燃性ガス１６は、ランス５毎にバルブスタンド２から配管３およびフレキシブルホース４を経て、ランス５において補助燃料１７と混合され炉体６の内部に供給される。ここで、補助燃料１７としてはＬＮＧまたはＬＰＧなどの気体補助燃料を用いることが好ましい。
【００４２】
廃棄物１５が溶融し、溶融スラグ１８が生成されると、その近傍に出口を有するランス５の圧力（背圧）が高くなることから、ランス５前に溶融スラグ１８が存在することを検知することができる。検知方法の詳細を下記に説明する。
【００４３】
溶融スラグ１８がランス５前に存在しない状態で、所定流量の支燃性ガス１６を流した場合のランスの背圧をＰ１（ｋＰａ）とすると、このＰ１は、ガス化溶融炉内におけるガスの圧力損失とランス内の圧力損失との和である。これに対して、ランス５前に溶融スラグが存在する場合には、炉底からのスラグの高をＨ１（ｍ）、炉底からのランス高さをＨ２（ｍ）、スラグの密度をρ（ｇ／ｃｍ3）とすると、滞留した溶融スラグ１８からランスにかかる静圧Ｐ２（ｋＰａ）は、下記の（１）式により算出される。
【００４４】
Ｐ２＝（Ｈ１−Ｈ２）×（ρ×１０００）×９．８／１０００  ・・・・（１）
また、ランスの背圧Ｐ３は、（２）式により算出される。
【００４５】
Ｐ３＝Ｐ１＋Ｐ２＝Ｐ１＋（Ｈ１−Ｈ２）×（ρ×１０００）×９．８／１０００  ・・・・（２）
したがって、圧力Ｐ１、Ｐ３より、対象とするランス前に滞留している溶融スラグの高さは、下記（３）式により求めることができる。
【００４６】
Ｈ１＝Ｈ２＋（Ｐ３−Ｐ１）／（ρ×９．８）  ・・・・（３）
（スラグ滞留量の推定結果）
計算例として、Ｐ１＝２ｋＰａ、Ｐ３＝２９ｋＰａ、Ｈ２＝０．３ｍ、ρ＝３ｇ／ｃｍ3のときには、炉内に滞留しているスラグの高さは下記のとおりとなる。
【００４７】
Ｈ１＝０．３＋（２９−２）／（３×９．８）＝１．２ｍ。
【００４８】
ランス５前の局所的なスラグの高さが、その位置における溶融スラグ量を表し、この値が大きい場合には、対象とするランス５前にスラグが多く滞留していることがわかる。したがって、このとき、当該ランス５から溶融ゾーン７に吹きこむ支燃性ガス１６および補助燃料１７の量を増加または減少させて調整するか、または廃棄物１５の装入量を調整することにより、出滓性の改善を図ることができる。
【００４９】
図３は、実施例1におけるランス背圧およびスラグ出滓量の経時変化を示すグラフ例である。同図によれば、廃棄物を装入する以前には、ランスの背圧はＰ１（すなわち、ガス化溶融炉内におけるガスの圧力損失とランス内の圧力損失との和）である。廃棄物を装入後、ランスの背圧は通常のランス背圧Ｐ３（＝Ｐ１＋Ｐ２）に上昇し、ほぼ安定するが、スラグの出滓性が悪化し始め、通常出滓量を下回り始めると、ランス背圧が上昇するので、ランスの背圧を監視することにより、スラグ滞留量が増加したことを検知することができる。
【００５０】
ここで、ランスから溶融ゾーンに吹きこむ支燃性ガスおよび補助燃料の量を増加または減少させて調整するか、または廃棄物の装入量を調整することにより、出滓性の改善が図られ、スラグ出滓量は通常出滓量の水準に戻り、その結果、ランス背圧は低下する。
【００５１】
さらに、本発明においては、各ランス前の背圧の測定値に偏差がある場合には、炉内のスラグ滞留量の分布が一様でないことを検知することができる。このとき、たとえば、円周方向での各ランスの背圧の推移を比較することにより、炉内におけるスラグ滞留量の分布プロフィルを把握することができる。
【００５２】
図４は、実施例１における６本のランス配置の例を示す鳥瞰図である。また、図５は、実施例１における炉内でのスラグ滞留量の分布プロフィルの解析例を示す図である。
【００５３】
図５から、炉体の左側の方位（すなわち、ランス４、ランス５およびランス６の方位）では、炉体の右側の方位（ランス１、ランス２およびランス３の方位）に比較して多量のスラグが滞留していることがわかる。この原因は、ランスからの支燃性ガスおよび補助燃料吹き込み量が少なく、スラグの溶融熱量が不足してスラグの流動性が低下し、ランス前にスラグが多く滞留したことによると推定できる。このとき、各ランス毎の支燃性ガスの吹き込み量、および気体補助燃料などの補助燃料の吹き込み量を増加もしくは減少させて調整するか、または廃棄物の装入量を調整することによって、出滓性の改善を図ることができる。
【００５４】
２．実施例２
図６は、実施例２で用いたガス化溶融炉における１２本のランス配置の例を示す平面図である。前記の図４とはランスの本数が異なるのみであり、他の条件は同様である。
【００５５】
図７は、実施例２におけるランス背圧およびスラグ出滓量の経時変化を示すグラフ例である。同図において、横軸は、２００６年１０月２０日６時５９分から同２１日０時５９分までの間の時間経過を示し、左側の縦軸は１次ランス背圧（支燃性ガス吹き込みランスの背圧）（ｋＰａ）を、右側の縦軸はスラグ出滓量（ｔ／ｈ）をそれぞれ示している。そして、同図中には、スラグ出滓量（ｔ／ｈ）および炉の円周方向の１２方位に設置された支燃性ガス吹き込みランスの背圧（ｋＰａ）の測定値が示されている。
【００５６】
グラフに示された諸量の内訳は下記のとおりであり、詳細は、上申書とともに提出した図７の原図（チャート）に表示されている。すなわち、スラグ出滓量は紫色により、ランス１背圧は紫色により、ランス２背圧は濃黄色により、ランス３背圧は青紫色により、ランス４背圧は灰色により、ランス５背圧は黄緑色により、ランス６背圧は薄黄色により、ランス７背圧は薄青色により、ランス８背圧は赤紫色により、ランス９背圧は茶色により、ランス１０背圧は青紫色により、ランス１１背圧は青紫色により、そしてランス１２背圧は濃青色により、それぞれ表示されている。
【００５７】
図８は、実施例２における特定方位ランス毎の背圧、支燃性ガス吹き込み量、補助燃料吹き込み量、廃棄物装入量の経時変化を示すグラフ例である。同図は、ランス背圧が上昇し、出滓性が悪化した場合において、各ランス毎の支燃性ガスおよび気体補助燃料の吹き込み量および廃棄物装入量を増加減少させて調整制御を行った例を示したものである。
【００５８】
同図において、横軸は、前記図７と同様の期間の時間経過を示し、左側の縦軸はランス背圧（支燃性ガス吹き込みランスの背圧）（ｋＰａ）を、右側の縦軸はスラグ出滓量（ｔ／ｈ）をそれぞれ示す。そして、同図中には、スラグ出滓量（ｔ／ｈ）、廃棄物装入量（ｔ／ｈ）、炉の円周方向の２方位についての支燃性ガス吹き込みランスの背圧（ｋＰａ）およびランスＯ2流量（ランスからの酸素ガス吹き込み量）（ｍ3／ｈ）を示した。
【００５９】
グラフに示された諸量の内訳は下記のとおりであり、詳細は、上申書とともに提出した図８の原図（チャート）に表示されている。すなわち、スラグ出滓量は紫色により、廃棄物装入量は赤色により、ランス２背圧は濃黄色により、ランス７背圧は青紫色により、ランスＯ2流量（９０°側）は紫色により、そして、ランスＯ2流量（１８０°側）は茶色により、それぞれ表示されている。
【００６０】
図７に見られるように、廃棄物が装入され、ランスからの支燃性ガスおよび気体補助燃料の吹き込みにより、廃棄物が加熱され溶融すると、可燃分はガス化して炉内部を上昇し、他方、不燃分は溶融して所定量が炉内に蓄積された後、溶融スラグとして排出される。このとき、スラグが滞留することにより、ランスの背圧が例えば１４ｋＰａ程度の所定の値（通常の値）まで上昇する。
【００６１】
スラグが良好に排出されている状態では、ランス背圧は大きく変動することはなく、ほぼ通常の一定値を示すが、スラグの出滓状況が悪化すると、ランス背圧は例えば３０ｋＰａ程度の値まで上昇する。このような変化を検知することにより、本来は排出されるべきスラグが、炉内に異常に滞留していることを知ることができる。
【００６２】
図７に示される例では、１０月２０日９時頃から一部のランスにおいて背圧の上昇が始まり、同日１４時には全方位のランスの背圧が上昇した。これと同時に出滓性が悪化している。この現象を検知した上で、図８に示すように、支燃性ガスおよび気体補助燃料の吹き込み量ならびに廃棄物の装入量を調整したことにより、同日１８時にはある程度のスラグが排出され、操業状況は改善できた。
【００６３】
しかしながら、完全な操業状況の回復には至らず、再度、ランス背圧が上昇し、炉内スラグ滞留量の増加が見られたので、同日２０時前に支燃性ガスおよび気体補助燃料の吹き込み、ならびに廃棄物の装入を一旦停止した。その結果、炉内に異常に滞留していたスラグが全量排出され、操業状況は完全に回復し、ランス背圧は、通常の正常な水準値に復帰した。
【００６４】
前記したように、支燃性ガスおよび気体補助燃料の吹き込み量ならびに廃棄物の装入量を調整した結果、同日１８時および２０時に、スラグが大量に排出されたことにより、各ランスの背圧が下降していることも明確に示されている。
【００６５】
これらの結果から、本発明の方法によれば、炉内の溶融ゾーンにおけるスラグ滞留量の分布プロフィルを把握することができるので、炉内状況の把握結果に基づいて適切な操作を行い、安定操業を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、竪型炉内におけるスラグの滞留量およびその分布を精度よく把握することができるので、スラグの排出性が悪化した場合に、ランスから溶融ゾーンに吹き込む支燃性ガス量および／または補助燃料の量を増減調整、または廃棄物の装入量を調整することによって出滓性の改善を図り、良好な操業を継続することができる。また、炉内を負圧に保つことができるので、炉内生成ガスの外部への漏出のおそれがない。さらに、炉底部全体を強制加熱する必要もないので、過度に炉体の熱負荷を高めるおそれもなく、ランニングコストの削減および炉体の長寿命化を実現することができる。これにより、本発明は、効率的かつ安定操業を要求される廃棄物ガス化溶融炉の操業に広範に適用できるとともに、経済性を要求される廃棄物のガス化溶融分野において、大きく貢献できる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を実施するための廃棄物のガス化溶融炉の縦断面の例を示す図である。
【図２】本発明を実施するための廃棄物のガス化溶融炉の炉下部主要部の縦断面の例を示す図である。
【図３】実施例1におけるランス背圧およびスラグ出滓量の経時変化を示すグラフ例である。
【図４】実施例１における６本のランス配置の例を示す鳥瞰図である。
【図５】実施例１における炉内でのスラグ滞留量の分布プロフィルの解析例を示す図である。
【図６】実施例２における１２本のランス配置の例を示す平面図である。
【図７】実施例２におけるランス背圧およびスラグ出滓量の経時変化を示すグラフ例である。
【図８】実施例２における特定方位ランス毎の背圧、支燃性ガス吹き込み量、補助燃料吹き込み量、廃棄物装入量の経時変化を示す図である。
【図９】従来の廃棄物のガス化溶融炉の縦断面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１：圧力監視装置（電気信号発信機付き圧力計）、  ２：バルブスタンド、  ３：ガス供給配管、  ４：フレクキシブルホース、  ５：ランス、  ６：ガス化溶融炉、  ７：溶融ゾーン、  ８：熱分解ゾーン、  ９：ガス改質ゾーン、  １０：ストックレベル、  １１：廃棄物装入口、  １２：炉頂ダクト、  １３：排滓口、  １４：ランス背圧監視用パソコン、  １５：処理対象廃棄物、  １６：支燃性ガス、  １７：補助燃料、  １８：溶融スラグ、  １９：可燃性ガス（エネルギーガス）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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