(57)【要約】【課題】補助熱源を使用するための余分な燃料費や排ガス量増加に対応するための排ガス処理装置の大型化による設備費の増大を抑制すると共に、溶融スラグの温度を正確に測定できる灰溶融炉を提供する。【解決手段】温度測定装置９はスラグ排出樋４を形成する耐火材の厚さ方向に並んで嵌挿された２本の熱電対１６ａ，１６ｂの熱起電力により常時そこの耐火材の内部温度を測定し、演算装置１０は耐火材の内部温度を測定した樋温度Ｔ１，Ｔ２に基づいてスラグ排出樋４上を流下する溶融スラグＳの温度を算出し、調整弁１１の開度を調整することでスラグ温度が所定値となるように、スラグ排出樋４に埋設された埋設配管６内を流通し、蒸気供給装置８及び空気供給装置７より供給された飽和蒸気と空気の混合気の混合割合を制御するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰や煤塵等の灰を溶融させて固化させ、スラグを形成する灰溶融炉において、スラグ排出樋を形成する耐火物内に耐火物の内部温度を測定する温度測定手段と内部を流動媒体が流通する埋設配管を設け、前記温度測定手段が測定した樋温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算し、該溶融スラグの温度が所定値を下回らないように、前記埋設配管内を流通する流動媒体の温度を制御することを特徴とする灰溶融炉。
【請求項２】
請求項１の記載において、温度測定手段をスラグ排出樋を形成する耐火物内に耐火物厚さ方向に沿って複数箇所に設け、該複数箇所の温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算することを特徴とする灰溶融炉。
【請求項３】
請求項１の記載において、埋設配管内を流通する流動媒体として飽和蒸気と空気の混合気を用いることを特徴とする灰溶融炉、
【請求項４】
請求項１の記載において、スラグ排出樋の近傍に該スラグ排出樋を加熱するための補助バーナを有することを特徴とする灰溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般ごみ、産業廃棄物等のごみを処理した焼却灰や煤塵等を溶融させて固化させ、スラグを形成する灰溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は一般ごみ、産業廃棄物等のごみ処理用の溶融炉の概略構成を示す模式図である。同図に示すように、この溶融炉ではごみを熱分解させて生成された灰を灰ホッパ１から溶融炉本体２内へ供給し、電気あるいは化石燃料等の補助燃料の燃焼により加熱して炉内を灰の溶融温度以上に保持することにより、灰を溶融させ、スラグ化するようになっている。溶融スラグＳはスラグ排出樋４を経由して連続的に炉外に排出され、下部に設けられた水槽５に落下し急冷されて固化する。スラグ排出樋４は高温の溶融スラグＳが流通するため溶損する虞がある。このため、通常はスラグ排出樋４を形成する耐火材に埋設配管６を埋設し、埋設配管６内に冷却水を流通させてこれを冷却している。
【０００３】
従来の公知技術として、下記の特許文献１を挙げることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３９９１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スラグ排出樋４の温度が低下すると、この樋上を流通するスラグの温度も低下するので、溶融炉本体２出口におけるスラグ温度が異常低下した場合や溶融スラグＳの排出量が少なくなった場合等にスラグ排出樋４上の溶融スラグＳが固化し、流路が閉塞するという不具合が発生する虞があった。そこで、従来は溶融スラグＳの温度の変動やスラグ量の変動による溶融スラグＳの固化を防止するため、補助バーナ１２を常時稼働させる等の対策が取られており、このための余分な燃料を必要とするため、実用上、経済的な不利益を被っていた。また、補助バーナ１２を使用することにより排ガス量が増加するため、排ガス処理装置１４が大型化し余計な設備費が必要となるといった不利益もあった。さらに、スラグ排出樋４近傍の溶融スラグＳの温度を放射温度計で測定しているが、放射温度計では溶融スラグＳの表面温度しか測定できず、しかも溶融スラグＳ表面の放射率や排ガスの性状および粒子の影響等により溶融スラグＳの温度を正確に測定できないという問題点もあった。
【０００６】
本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消すべく為されたものであり、補助熱源を使用するための余分な燃料費や排ガス量増加に対応するための排ガス処理装置の大型化による設備費の増大を抑制すると共に、溶融スラグの温度を正確に測定できる灰溶融炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、スラグ排出樋を形成する耐火物内に耐火物の内部温度を測定する温度測定手段と内部を流動媒体が流通する埋設配管を設け、温度測定手段が測定した樋温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算し、該溶融スラグの温度が所定値を下回らないように、埋設配管内を流通する流動媒体の温度を制御したものである。好ましくは、温度測定手段をスラグ排出樋を形成する耐火物内に耐火物厚さ方向に沿って複数箇所に設け、該複数箇所の温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算するものである。また、埋設配管内を流通する流動媒体として飽和蒸気と空気の混合気を用いたり、スラグ排出樋の近傍に該スラグ排出樋を加熱するための補助バーナを設けたりしても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１及び図２はそれぞれ本発明の実施例に係るプラズマ式灰溶融炉の概略構成を示す模式図及び灰溶融炉のスラグ排出樋の斜視図である。灰ホッパ１に貯留された灰は、溶融炉本体２内に投入される。溶融炉本体２に投入された灰は、プラズマトーチ３により形成された高温のプラズマにより溶融し、溶融スラグＳとなってスラグ排出樋４の上を通って溶融炉本体２外に排出される。溶融炉本体２から排出された高温の溶融スラグＳは溶融炉本体２下部に設けられた水槽５内に落下して水により急冷され、固形スラグとなり回収される。
【０００９】
スラグ排出樋４を形成する耐火材には埋設配管６が埋設されており、この埋設配管６内を飽和蒸気及び空気の混合気が流通するようになっている。また、スラグ排出樋４を形成する耐火材の厚さ方向に並んで２本の熱電対１６ａ，１６ｂが嵌挿されており、演算装置１０は耐火材の内部温度を測定した樋温度Ｔ１，Ｔ２に基づいてスラグ排出樋４上を流下する溶融スラグＳの温度を算出している。さらに、埋設配管６内を流通する流動媒体である飽和蒸気と空気の混合気の混合割合を調整弁１１の開度を調整することで、算出したスラグ温度が所定値となるように制御している。飽和蒸気と空気は各々蒸気供給装置８及び空気供給装置７より供給される。
【００１０】
上述のように、温度測定装置９はスラグ排出樋４中に埋設された２本の熱電対１６ａ，１６ｂの熱起電力により常時そこの耐火材の内部温度を測定している。そして、耐火材表面に近い側の熱電対１６ａの樋温度Ｔ１及び遠い側の熱電対１６ｂの樋温度Ｔ２、熱電対１６ａ，１６ｂ間の距離Ｘ１及び耐火材表面側の熱電対１６ａと耐火材表面との距離Ｘ２から溶融スラグＳが接触するスラグ排出樋４の耐火材の表面温度Ｔｓを次式で算出できる。
【００１１】
Ｔｓ＝Ｔ１＋（Ｘ１／Ｘ２）×（Ｔ１−Ｔ２）
表面温度Ｔｓは溶融スラグＳが固化するか否かを判断する上で重要な要素であるため、この表面温度Ｔｓを常時監視し、これが常に所定の温度になるように、演算装置１０はスラグ排出樋４を形成する耐火材に埋設された埋設配管６内を流通する流動媒体の温度を制御することにより、溶融スラグＳの固化を防止している。本実施例ではスラグ排出樋４の耐火材の表面温度Ｔｓが所定温度になるように、埋設配管６内を流通する流動媒体の温度を制御しているが、表面温度Ｔｓが所定の温度を下回らないように流動媒体の温度を制御しても良い。また、配管内を流通する流動媒体として飽和蒸気及び空気の混合気を用いているが、埋設配管６内を流通する流動媒体は空気と飽和蒸気に限定されない。なお、通常は空気のみを流通させており、算出した表面温度Ｔｓが所定の温度を下回る場合には温度４００℃の飽和蒸気を空気に混合して流通させるようにしている。このように、水分を含む飽和蒸気を用いることで埋設配管６内の温度を一定に保つことが容易となり、温度調整範囲が広がる利点がある。
【００１２】
図３は本発明の他の実施例に係るプラズマ式灰溶融炉の概略構成を示す模式図である。本実施例では、スラグ排出樋４加熱用の補助バーナ１２を設けている。かかる構成とすることにより、スラグ排出樋４を形成する耐火材に埋設された埋設配管６内を流通する流動媒体の温度を制御しただけではスラグ排出樋４の温度低下に対応できない場合は、補助バーナ１２に点火してスラグ排出樋４を加熱し、その急激な温度変化にも対応できるようにしている。
【００１３】
図４は本発明の他の実施例に係るごみガス化溶融炉の概略構成を示す模式図である。本実施例では溶融炉本体２内に投入されるのはごみを熱分解させた分解残渣であり、溶融炉本体２で発生した燃焼ガスは二次燃焼室１３内で完全燃焼する。その他の構成および動作は最初の実施例のものと変わらないので、重複する説明を省略することにする。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、樋温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算し、該溶融スラグの温度が所定値を下回らないように、埋設配管内を流通する流動媒体の温度を制御したので、溶融炉から排出され、スラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を所定温度以上に維持することができ、溶融スラグが固化することがないため、補助熱源を使用するための余分な燃料費を低減でき、排ガス量増加に対応するための排ガス処理装置の大型化による設備費の増大を抑制することができると共に、溶融スラグの温度を正確に測定できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、耐火物内に耐火物厚さ方向に沿った複数箇所の温度に基づいてスラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を演算するようにしたので、溶融スラグ温度を精度良く測定できるため、スラグ排出樋上を流通する溶融スラグの温度を一定に保持するために必要な燃料消費量を低減できる。
請求項３記載の発明によれば、埋設配管内を流通する流動媒体として飽和蒸気と空気の混合気を用いたので、幅広い温度範囲での温度調整が可能となる。
請求項４記載の発明によれば、スラグ排出樋の近傍に該スラグ排出樋を加熱するための補助バーナを設けたので、溶融炉の運転状況が急激に変化した場合でも溶融スラグがスラグ排出樋近傍で固化することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ式灰溶融炉の概略構成を示す模式図である。
【図２】その灰溶融炉のスラグ排出樋の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例に係るプラズマ式灰溶融炉の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るごみガス化溶融炉の概略構成を示す模式図である。
【図５】従来技術に係るごみ処理用の溶融炉の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  灰ホッパ
２  溶融炉本体
４  スラグ排出樋
５  水槽
６  埋設配管
７  空気供給装置
８  蒸気供給装置
９  温度測定装置
１０  演算装置
１１  調整弁
１２  補助バーナ
１６（ａ，ｂ）  熱電対
【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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