(57)【要約】【課題】緊急時にも炉体からの溶融スラグの流出を防止できるようにする。【解決手段】炉蓋２の中央部を昇降自在に貫通させて下端部を炉体１内の溶融スラグ３に没入させた主電極４と、炉底電極５を備えて電気式の灰溶融炉を構成する。下端部にスライドゲート２４を備えて内部にけい砂２６を収納してなるホッパ２３を、炉体１の上方に配置し、ホッパ２３の下端を、上下方向の連結管２５を介し炉蓋２に接続する。災害発生時等の緊急時に溶融スラグ３の流出の虞を防ぐ必要が生じた場合には、スライドゲート２４を開作動させ、ホッパ２３内のけい砂２６を、炉体１内の溶融スラグ３に落下投入させて、溶融スラグ３が容易に流動しない性状となる温度にまで速やかに温度低下させる。【選択図】        図１
2004150757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰溶融炉の炉体内における溶融状態の溶融スラグに、スラグ冷却材を投入して、該溶融スラグを炉体内で所要温度まで急冷し、流動性を低下させるようにして、炉体外への流出を防止するようにする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法。
【請求項２】
炉体の溶融スラグ収納量の約１／３量に相当するスラグ冷却材を投入させるようにする請求項１記載の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法。
【請求項３】
スラグ冷却材としてけい砂を用いるようにする請求項１又は２記載の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法。
【請求項４】
灰溶融炉の炉体の上方に、スラグ冷却材を収納したホッパを配置して、該ホッパの下端を上記炉体の頂部所要位置に接続してなり、上記ホッパ内のスラグ冷却材を、炉体内の溶融スラグに落下投入できるようにした構成を有することを特徴とする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止装置。
【請求項５】
スラグ冷却材を、けい砂とした請求項４記載の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止装置。
【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灰溶融炉の運用中に緊急事態が発生した場合に、炉体外への溶融スラグの流出を防止できるようにする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止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、たとえば、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の中心部にスライド自在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℃程度まで加熱して溶融させ、流動状態となる溶融スラグ３を炉体１側壁部に設けた出滓口８より流出させて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に混入していた金属類は、灰７の溶融処理と同時に溶融させると共に、溶融スラグ３と比重分離させて炉底に溶融メタル１１の層を形成させるようにしてあり、この溶融メタル１１は、灰７の連続溶融処理に伴って増加することから、炉体１の下部側壁部に設けてある出銑口１２を、所要の頻度で開口させることにより、炉体１外へ取り出すことができるようにしてある。
【０００５】
上記灰溶融炉では、停電等の緊急事態が生じた場合にも運転制御を継続できるようにするために、通常、緊急用の発電装置を設けてバックアップが取れるようになっている。しかし、たとえ主電極４と炉底電極５からの通電が遮断されてジュール熱による加熱が停止されたとしても、炉体１内で一旦溶融状態とされた溶融スラグ３は直ぐに温度降下することはなく、その後、長時間に亘って高温状態のまま保持される。したがって、上記緊急用発電装置を用いた１〜２時間程度のバックアップ中には溶融スラグ３を冷却しきれず、上記緊急用発電装置によるバックアップが切れた後にも、炉体１内の溶融スラグ３の性状は流動状態のままとなる。この場合、該流動状態の溶融スラグ３の炉体１外への流出（出滓）を制御できなくなる虞があることから、万一、高温の溶融スラグ３が炉体１外に流出しても該流出した溶融スラグ３の自由な拡散を防止できるようにするために、灰溶融炉の周囲の床面に、所要高さの堰（図示せず）を上記灰溶融炉を取り囲むように設けることが、従来一般的に行われている。
【０００６】
ところで、上記と同様の電気式の灰溶融炉において、溶融状態の溶融スラグ３の性状を調整するための手法の１つとして、図３に示す如く、灰溶融炉を、頂部に灰投入口６を有する灰溶融室１３と、頂部に排ガス管１０を備え、且つ中間部に出滓口８を有するスラグ性状調整室１４の２室で構成すると共に、これら灰溶融室１３と、スラグ性状調整室１４とを連通路１５で連接し、灰溶融室１３には上部に主電極４と底部に炉底電極５を、スラグ性状調整室１４には上部に補助電極４ａと底部に炉底電極５ａをそれぞれ上下に対峙するように配設し、且つ、スラグ性状調整室１４の近傍に溶融スラグ性状調整装置１６を設け、該溶融スラグ性状調整装置１６は、溶融スラグ３の性状を検知するため出滓口８の近傍に配設した検知器１７と、調整剤供給装置１８と、検知器１７からの信号により調整剤供給装置１８を制御する制御装置１９とからなる構成として、溶融スラグ３に対してシリコンを主体とするけい砂等のスラグ性状調整剤２０を添加することにより、出滓口８から回収される溶融スラグ３の塩基度を調整し、これにより、該回収された溶融スラグ３の固化物から可溶成分が溶出し難くなるようにさせることが、従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
なお、図２及び図３における符号２１は、主電極４と炉底電極５に直流電流を供給する電源を示し、図３における符号２２は、補助電極４ａと炉底電極５ａに直流電流を供給する電源を示す。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２１１０５４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した如く、灰溶融炉の周囲に堰を設けて、緊急時に灰溶融炉の炉体１より流出する高温の溶融スラグ３の拡散防止を図るようにしたとしても、炉体から高温の溶融スラグ３の流出が生じた場合には、該流出した溶融スラグ３の高温が灰溶融炉の周辺装置に対して作用することを防止できないため、これらの周辺装置に被害が及ぶ虞は解消できないというのが実状である。
【００１０】
なお、上記特許文献１には、溶融スラグ３の性状を調整するために、スラグ性状調整剤２０として、たとえば、けい砂を投入する手法が開示されているが、これは、出滓口８から流出させて取り出す溶融スラグ３の塩基度を調整するためのものであって、該溶融スラグ３の流動性に関する性状を変化させるものではない。
【００１１】
そこで、本発明は、緊急事態の発生時に、炉体からの溶融スラグの流出自体を防止できるようにする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【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、灰溶融炉の炉体内における溶融状態の溶融スラグに、スラグ冷却材を投入して、該溶融スラグを炉体内で所要温度まで急冷し、流動性を低下させるようにして、炉体外への流出を防止するようにする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法、及び、灰溶融炉の炉体の上方に、スラグ冷却材を収納したホッパを配置して、該ホッパの下端を上記炉体の頂部所要位置に接続してなり、上記ホッパ内のスラグ冷却材を、炉体内の溶融スラグに落下投入できるようにした構成を有する灰溶融炉の溶融スラグ流出防止装置とする。
【００１３】
災害発生時等の緊急時に、ホッパ内に収納されているスラグ冷却材が炉体内へ落下投入され、該炉体内にて溶融状態とされている溶融スラグに速やかに混入される。これにより、溶融スラグの温度が直ちに引き下げられて、該溶融スラグの流動性が低下させられる。
【００１４】
又、炉体の溶融スラグ収納量の約１／３量に相当するスラグ冷却材を投入させるようにすることにより、灰溶融炉の炉体内に収納されている溶融スラグの流動性を低下させるのに必要且つ十分な量のスラグ冷却材を投入できる。
【００１５】
更に、スラグ冷却材としてけい砂を用いるようにすると、けい砂の溶融物と、灰を溶融してなる溶融スラグとの性状が似ていることから、けい砂の溶融物と溶融スラグとの混合物を、通常の溶融スラグと同様に取り扱うことができ、このため、復旧作業を容易なものとすることができる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１は本発明の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図２に示したと同様な構成としてある灰溶融炉において、炉体１の上方に、下端部にスライドゲート２４を備えてなるホッパ２３を配置して、該ホッパ１の下端を、炉体１頂部となる炉蓋２の所要位置に、上下方向に延びる連結管２５を介し接続し、且つ上記ホッパ２３内に、スラグ冷却材としてのけい砂２６を収納する。
【００１８】
上記スラグ冷却材としてけい砂２６を用いるのは、けい砂２６が入手し易く、しかも、けい砂２６の溶融物と、灰７の溶融処理物である溶融スラグ３の性状が互いに似ているため、炉体１内に多量のけい砂２６を投入したとしても、その後、けい砂２６を溶融させてしまえば、該けい砂２６の溶融物と溶融スラグ３の混合物を、通常の溶融スラグ３と同様に取扱うことができるためである。
【００１９】
上記ホッパ２３の容量は、通常の灰溶融処理時に炉体１内に収納されている溶融スラグ３の量の約１／３程度に相当する量のけい砂２６を収納できるようにする。これは、灰７の溶融処理時には、溶融スラグ３は、通常、炉体１内にて１４５０℃程度まで加熱されて容易に流動する性状となっているが、この高温の溶融スラグ３に対して１／３量程度のけい砂２６を混合すると、溶融スラグ３の温度を１２００℃程度まで速やかに低下させることができ、このように溶融スラグ３の温度を１２００℃程度とすると、該溶融スラグ３は粘性が高められて、容易に流動しない性状とさせることができるためである。
【００２０】
又、上記ホッパ２３のスライドゲート２４は、エア駆動方式や油圧駆動方式としておき、停電時バックアップ用の発電装置にて運用される操作盤の非常停止ボタンを操作することにより、遠隔操作にて開作動できるようにすることが望ましい。これは、上記災害発生時等の緊急時には、作業者が灰溶融炉に近づけないことが想定されるためである。
【００２１】
その他の構成は図２に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００２２】
上記本発明の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止装置を装着した灰溶融炉の運転中に、災害等の緊急事態が発生した場合には、作業者が操作盤を見ながら運転状況等を適宜判断し、溶融スラグ３の流出を防ぐ必要が生じる場合には非常停止ボタンを操作してホッパ２３のスライドゲート２４を開作動させる。これにより、ホッパ２３内に収納されていたけい砂２６が、連結管２５を通して炉体１内へ落下投入され、該炉体１内における高温の溶融スラグ３に対して速やかに混入される。このけい砂２６の混合により、上記溶融スラグ３は、灰溶融処理温度である１４５０℃程度から１２００℃程度まで速やかに温度低下させられ、このために、該溶融スラグ３の流動性は低下させられて容易に流動しない性状と変化させられる。したがって、たとえ灰溶融炉の運転制御が不能になったとしても、溶融スラグ３の炉体１外への流出は未然に防止されるようになる。
【００２３】
このように、本発明の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法及び装置によれば、緊急時における溶融スラグ３の炉体１外への流出を未然に防止できることから、灰溶融炉の周辺装置に被害が及ぶ虞を防止できると共に、灰溶融炉の周囲の床面に溶融スラグ３の自由な拡散を阻止するための堰を設ける必要をなくすことも可能になる。
【００２４】
又、溶融スラグ３の速やかな温度低下を図るべく炉体１内に投入するスラグ冷却材としては、けい砂２６を使用していることから、復旧を図るときに、上記けい砂２６の混入された溶融スラグ３をそのまま加熱し、溶融スラグ３中に混入されているけい砂２６も溶融させてしまうようにすれば、該けい砂２６の溶融物の混合された溶融スラグ３を通常の溶融スラグ３と同様に取扱うことができるため、灰７の溶融処理を容易に再開できて復旧を容易なものとすることができる。
【００２５】
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、スラグ冷却材としては、炉体１における高温の溶融スラグ３に投入したときに、激しい反応を伴うことなく速やかに溶融スラグ３の温度を低下させることができれば、溶融スラグ３を固化させてなる水砕スラグや空冷スラグ等、けい砂２６以外のものを用いてもよいこと、ホッパ２３のスライドゲート２４に図示しない機械的な遠隔操作機構を取り付けて、離隔位置から上記遠隔操作機構を介して手動により開操作できるようにすることも可能なこと、電気式以外の形式の灰溶融炉にも適用できること、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。
【００２６】
【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）  灰溶融炉の炉体内における溶融状態の溶融スラグに、スラグ冷却材を投入して、該溶融スラグを炉体内で所要温度まで急冷し、流動性を低下させるようにして、炉体外への流出を防止するようにする灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法、及び、灰溶融炉の炉体の上方に、スラグ冷却材を収納したホッパを配置して、該ホッパの下端を上記炉体の頂部所要位置に接続してなり、上記ホッパ内のスラグ冷却材を、炉体内の溶融スラグに落下投入できるようにした構成を有する灰溶融炉の溶融スラグ流出防止装置としてあるので、緊急時における溶融スラグの炉体外への流出を未然に防止でき、このため灰溶融炉の周辺装置に高温の溶融スラグの熱が作用して被害が及ぶ虞を防止でき、更に、灰溶融炉の周囲に溶融スラグの拡散を阻止するための堰を設ける必要をなくすことも可能になる。
（２）  炉体の溶融スラグ収納量の約１／３量に相当するスラグ冷却材を投入させるようにすることにより、灰溶融炉の炉体内に収納されている溶融スラグの流動性を低下させるのに必要且つ十分な量のスラグ冷却材を投入できて、溶融スラグを効果的に冷却して流動しない状態にすることができる。
（３）  スラグ冷却材としてけい砂を用いるようにすると、けい砂の溶融物と、灰を溶融してなる溶融スラグとの性状が似ていることから、けい砂の溶融物と溶融スラグとの混合物を、通常の溶融スラグと同様に取り扱うことができ、このため、復旧作業を容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の灰溶融炉の溶融スラグ流出防止方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】灰溶融炉の一例の概略を示す切断側面図である。
【図３】灰溶融炉の炉体内における溶融スラグの性状を変化させるために従来提案されている手法を示す概要図である。
【符号の説明】
１  炉体
３  溶融スラグ
２３  ホッパ
２６  けい砂（スラグ冷却材）
【図１】
2004150757.tif 000003
【図２】
2004150757.tif 000004
【図３】
2004150757.tif 000005