(57)【要約】【課題】炉底メタルを短時間で流動化できるようにする。【解決手段】電気式灰溶融炉の底部に、炉底電極５の下面側を覆う空冷用ジャケット１３を設け、流量調整弁２０付きの空気送給ライン１９を介してファン１８と接続し、空冷用ジャケット１３内に空気を送給して行う炉底電極５の空冷を介し炉底メタル１１を間接冷却し、炉底メタル１１を固化させることにより炉底電極５を保護できるようにする。炉底電極５の温度検出を介して炉底メタル１１の温度検出を行う温度検出器２１を炉底電極５に取り付ける。温度検出器２１にて検出される炉底メタル１１温度が流動化温度となるよう流量調整弁２０を開度制御する制御装置２２を備える。炉底メタル１１を流動化させるときは、制御装置２２にて流量調整弁２０を絞って空冷用ジャケット１３への空気送給量を低減させ、炉底電極５を介した炉底メタル１１の間接冷却能力を低減させる。【選択図】        図１
2004150756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉底電極の下面側を空冷することにより該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化させた炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記炉底電極下面側への冷却用空気の送給量を低減させて、上記炉底電極の冷却能力を低減させることにより、該炉底電極上側の炉底メタルを溶融させて流動化させることを特徴とする灰溶融炉炉底メタルの流動化方法。
【請求項２】
炉底電極の下面側に空冷用ジャケットを設けて空気供給部を接続し、該空気供給部より上記空冷用ジャケットに所要量の空気を送給することにより上記炉底電極の下面側を空冷し、該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化した炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記空冷用ジャケットへ送給される空気量を調整するための調整機構と、上記炉底メタルの温度を検出するための温度検出器を備え、更に、該温度検出器にて検出される炉底メタルの温度が流動化する温度となるように、空冷用ジャケットへ送給する冷却用空気の送給量を上記調整機構を介して低減できる制御装置を備えてなる構成を有することを特徴とする灰溶融炉炉底メタルの流動化装置。
【請求項３】
制御装置に、炉底メタルの温度が流動化する温度に達したことを報せるための報知装置を装備した請求項２記載の灰溶融炉炉底メタルの流動化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般廃棄物や産業廃棄物の焼却灰や飛灰を溶融処理するようにした灰溶融炉の炉底に溜まる炉底メタルを炉体から出銑するに先立ち、炉底電極を保護するために形成させている保護メタルの流動性を高めるために用いる灰溶融炉の流動化方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の焼却灰や飛灰等に含まれるダイオキシン類の分解という観点、及び、上記焼却灰や飛灰等の減容化、資源化を図るという観点から、灰溶融炉による灰溶融処理が広く普及している。
【０００３】
この種の灰溶融炉のうち、電気式（直流電気抵抗式）のものは、図２にその一例の概略を示す如く、炉蓋２の中心部に昇降可能に貫通させて下端部を炉体１内の溶融スラグ３内に挿入するようにした主電極４と、炉底に設けた炉底電極５との間に、溶融スラグ３を通して電流を流すことにより、頂部の灰投入口６より炉体１内に投入された焼却灰や飛灰等の灰７を、順次ジュール熱により１４５０℃程度まで加熱し溶融させて、溶融スラグ３を炉体１側壁部に設けた出滓口８より回収するようにしてあり、炉体１内で発生した溶融排ガス９は炉体１上部の排ガス管１０を通して外部へ取り出すようにしてある。
【０００４】
又、上記灰７の溶融処理の際、灰７に混入していた金属類は、溶融させると共に、溶融スラグ３と比重分離させて炉底に炉底メタル１１の層を形成させるようにしてある。この炉底メタル１１の層は、灰７の連続溶融処理に伴って増加するため、炉体１の下部側壁部に設けてあり且つ通常は図示しないマット材を充填し閉塞してある出銑口１２を、所要の頻度、例えば、一週間に一回程度の頻度にて、図示しない開口装置を用いて上記マット材を除去して開口させることにより、炉体１内の溶融スラグ３を残したまま炉底メタル１１のみを排出させるようにしてある。
【０００５】
ところで、上記炉底電極５は、カーボン系の耐火材により形成してあるが、上記灰７の溶融処理温度のような高温が直接作用すると消耗が激しくなる。そのために、炉体１の下側に、炉底電極５の下面を覆うよう空冷用ジャケット１３を取り付けると共に、該空冷用ジャケット１３内に空気を送給するための送風装置１４を設けて、上記空冷用ジャケット１３内に空気を送給させることにより炉底電極５の下面側を空冷し、これにより温度低下する炉底電極５を介して該炉底電極５の上面に接する炉底メタル１１を間接的に冷却して、該炉底メタル１１の層を溶融スラグ３と接する表層部を除いて固化させ、該固化した炉底メタル１１により炉底電極５を覆う保護層を形成させて、上記炉底電極５の劣化防止を図るようにすることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
なお、図２において、１５は温度制御装置、１６は炉底メタル１１の温度を検出するための熱電対であり、該熱電対１６にて検出される温度が炉底メタル１１の固化する温度に保持されるように、上記温度制御装置１５にて送風装置１４を制御して、空冷用ジャケット１３内へ送給する空気量を調整するようにしてある。又、７ａは未溶融の灰固体層、１４ａは送風装置１４のモータ、１７は主電極４と炉底電極５との間に直流電流を流すための電源をそれぞれ示す。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１１０５５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に示されている如く、炉底電極５を保護すべく炉底メタル１１を表層を除いて固化させるようにしている場合は、炉底メタル１１を排出するに先立って、固化している炉底メタル１１を加熱溶融させて予め流動化させておく必要がある。このため従来は、主電極４と炉底電極５との間の投入電力を増加させたり、主電極４の位置を下げて炉体１内への挿入量を大とすることにより、発生するジュール熱を増大させて溶融スラグ３の温度を上昇させ、該温度上昇した該溶融スラグ３により炉底メタル１１を上方から加熱して、該炉底メタル１１の流動化を図らざるを得ず、この場合、炉底メタル１１の流動化に半日から一日という多大な時間を要するというのが実状である。
【０００９】
そこで、本発明は、炉底メタルの流動化に要する時間の短縮化を図ることができる灰溶融炉炉底メタルの流動化方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、炉底電極の下面側を空冷することにより該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化させた炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記炉底電極下面側への冷却用空気の送給量を低減させて、上記炉底電極の冷却能力を低減させることにより、該炉底電極上側の炉底メタルを溶融させて流動化させる灰溶融炉炉底メタルの流動化方法、及び、炉底電極の下面側に空冷用ジャケットを設けて空気供給部を接続し、該空気供給部より上記空冷用ジャケットに所要量の空気を送給することにより上記炉底電極の下面側を空冷し、該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化した炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記空冷用ジャケットへ送給される空気量を調整するための調整機構と、上記炉底メタルの温度を検出するための温度検出器を備え、更に、該温度検出器にて検出される炉底メタルの温度が流動化する温度となるように、空冷用ジャケットへ送給する冷却用空気の送給量を上記調整機構を介して低減できる制御装置を備えてなる構成を有する灰溶融炉炉底メタルの流動化装置とする。
【００１１】
炉底メタルの排出を行うに先立って、炉底電極の下面側を冷却するために空冷用ジャケットに送給している冷却用空気の送給量を低減させると、炉底電極の冷却能力が低減させられるために、該炉底電極の温度が上昇する。この際、炉底電極を冷却することにより間接的に冷却されていた炉底メタルは、上記炉底電極の温度上昇に伴って冷却が行われなくなるため、容易に溶融されて流動化されるようになる。
【００１２】
又、制御装置に、炉底メタルの温度が流動化する温度に達したことを報せるための報知装置を装備した構成とすることにより、炉底メタルが排出可能になる時点を容易に知ることができるため、炉底メタルの排出作業へ速やかに移行することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の灰溶融炉炉底メタルの流動化方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図２に示した灰溶融炉と同様に、炉蓋２の中央部に昇降可能に貫通させて下端部を炉体１内の溶融スラグ３内に挿入した主電極４と、炉底に設けた炉底電極５とを備えて、該各電極４と５の間に溶融スラグ３を通して電流を流すことにより、灰投入口６より炉体１内に投入された焼却灰や飛灰等の灰７を溶融させ、且つ炉体１の下側に炉底電極５の下面側を覆う空冷用ジャケット１３を取り付けて備えてなる構成において、該空冷用ジャケット１３の空気入口１３ａに、空気供給部としてのファン１８を、空気送給ライン１９を介し接続し、更に、ファン１８から該空気送給ライン１９を通して空冷用ジャケット１３へ送給する空気量を調整する調整機構としての流量調整弁２０を、上記空気送給ライン１９の途中位置に設ける。更に、炉底電極５に、該炉底電極５の温度検出を介して炉底メタル１１の温度を検出できるようにするための温度検出器２１を設け、更に、該温度検出器２１の検出信号に基づいて上記流量調整弁２０の開度を制御する制御装置２２を備えた構成とする。
【００１５】
上記制御装置２２は、炉体１からの炉底メタル１１の排出を行うに先立って、作業者が図示しないスイッチを操作すると、上記流量調整弁２０の開度を所要量減少させることにより空冷用ジャケット１３への空気送給量を低減させて、炉底電極５に対する冷却能力を低下させ、これにより、炉底電極５の温度を上昇させることに伴って該炉底電極５を介して間接的に冷却していた炉底メタル１１の冷却能力を低減させ、冷却し続けることにより炉底電極５の上側で固化させていた炉底メタル１１を溶融させて流動化させることができるようにしてある。この際、上記温度検出器２１にて検出される炉底電極５の温度を基に炉底メタル１１の温度を検出して、該炉底メタル１１が流動化する温度に達したか否かを判断するようにしてあり、炉底メタル１１が流動化する温度に達した後は、炉底メタル１１が流動化温度にて保持されるように、流量調整弁２０の開度制御を行って炉底電極５の下面側へ送給する冷却用空気の量を調整できるようにしてある。
【００１６】
更に、上記炉底メタル１１の温度が流動化温度に達した場合に、作業者がその後の炉底メタル１１の取出作業を速やかに開始できるようにするために、炉底メタル１１の温度が流動化温度に達したことを作業者に報せるための報知装置２３、たとえば、視覚的に報せるランプや聴覚的に報せるブザー等の報知装置２３を、上記制御装置２２に接続して設ける。
【００１７】
なお、２４は出滓口８を開口させるための出滓用開口装置、２５は出銑口１２を開口させるための出銑用開口装置、２６は空冷用ジャケット１３の空気出口１３ｂに接続して炉底電極５の冷却に供した後の空気を排出するための排気管である。その他、図２に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００１８】
通常の灰７の溶融処理作業中において、炉体１からの炉底メタル１１の排出を所望する場合は、該炉底メタル１１の排出作業に先立って作業者が制御装置２２のスイッチを操作する。これにより該制御装置２２にて空気送給ライン１９上の流量調整弁２０が閉じ方向へ開度制御されて、空冷用ジャケット１３への冷却用空気の送給量が低減される。この空気送給量の低減により、炉底電極５に対する冷却能力が低減されるため、該炉底電極５は温度上昇させられる。この際、上記炉底電極５を冷却することにより間接的に冷却されていた炉底メタル１１は、上記炉底電極５の温度上昇に伴って冷却が行われなくなるため、炉体１内における通常の灰７溶融処理時に作用するジュール熱により容易に加熱溶融されて流動化されるようになる。
【００１９】
このようにして炉体１内における炉底メタル１１が温度上昇して流動化する温度に達すると、流動状態とされる炉底メタル１１の温度上昇と同様に炉底電極５の温度も上昇し、この炉底電極５の温度上昇が温度検出器２１により検出されることから、制御装置２２に装備した報知装置２３により視覚的或いは聴覚的な信号を介して作業者への報知が行われるようになる。
【００２０】
このように、上記本発明の灰溶融炉炉底メタルの流動化方法及び装置によれば、炉底メタル１１を固化させておくための冷却能力を減じることで炉底メタル１１の流動化を容易に行うことができるため、該炉底メタル１１の流動化のために要する時間を従来の半分程度まで短縮することができ、しかも、上記炉底メタル１１の流動化は、炉底電極５に対する冷却能力を低減させるのみで実施できるため、投入電力を増加させる必要はない。
【００２１】
更に、炉底メタル１１が流動状態になると、報知装置２３にて作業者へ報せることができることから、作業者は、上記報知装置２３からの報せに基づいて炉底メタル１１が排出可能な流動状態になったことを容易に把握でき、その後、速やかに炉底メタル１１の取出作業を開始することが可能になる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図２に示した構成に適用してもよく、この場合、空冷用ジャケット１３に取り付けた送風装置１４を空気供給部とすると共に、該送風装置１４のモータ１４ａを調整機構として、図示しない制御装置にて上記モータの１４ａの回転数を減少させるよう制御することにより、送風装置１４から空冷用ジャケット１３内へ送られる空気の量を低減させて、炉底電極５に対する冷却能力を低減させるようにすればよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）  炉底電極の下面側を空冷することにより該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化させた炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記炉底電極下面側への冷却用空気の送給量を低減させて、上記炉底電極の冷却能力を低減させることにより、該炉底電極上側の炉底メタルを溶融させて流動化させる灰溶融炉炉底メタルの流動化方法、及び、炉底電極の下面側に空冷用ジャケットを設けて空気供給部を接続し、該空気供給部より上記空冷用ジャケットに所要量の空気を送給することにより上記炉底電極の下面側を空冷し、該炉底電極を介して炉底メタルを間接冷却し、固化した炉底メタルにて上記炉底電極の保護を図ることができるようにしてある灰溶融炉における上記空冷用ジャケットへ送給される空気量を調整するための調整機構と、上記炉底メタルの温度を検出するための温度検出器を備え、更に、該温度検出器にて検出される炉底メタルの温度が流動化する温度となるように、空冷用ジャケットへ送給する冷却用空気の送給量を上記調整機構を介して低減できる制御装置を備えてなる構成を有する灰溶融炉炉底メタルの流動化装置としてあるので、炉底電極の空冷を介して炉底メタルを固化させておくための冷却能力を減じることにより炉底メタルの流動化を容易に行うことができるため、該炉底メタルの流動化のために要する時間を従来の半分程度まで短縮することができ、しかも、上記炉底メタルの流動化は、炉底電極に対する冷却能力を低減させるのみで実施できるため、投入電力を増加させる必要はない。
（２）  制御装置に、炉底メタルの温度が流動化する温度に達したことを報せるための報知装置を装備した構成とすることにより、炉底メタルが排出可能になる時点を容易に知ることができるため、炉底メタルの排出作業へ速やかに移行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の灰溶融炉炉底メタルの流動化方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】炉底電極下面側を冷却して炉底メタルを固化させることにより炉底電極の保護を図る形式の灰溶融炉を示す概略切断側面図である。
【符号の説明】
５  炉底電極
１１  炉底メタル
１３  空冷用ジャケット
１８  ファン（空気供給部）
２０  流量調整弁（調整機構）
２１  温度検出器
２２  制御装置
２３  報知装置
【図１】
2004150756.tif 000003
【図２】
2004150756.tif 000004