(57)【要約】【課題】簡便かつ低コストで、水封水からの水蒸気の発生および水滴の飛散を抑制して出滓口付近の冷却による溶融スラグの固化による閉塞や耐火物の損耗等を効果的に防止できる廃棄物溶融炉の出滓方法を提供する。【解決手段】溶融スラグ２を排出する出滓口１と、この出滓口１から排出された溶融スラグ２が導入され、これを固化する冷却手段３とを備えた廃棄物溶融炉からの出滓方法において、冷却手段３が出滓口１の下部ダクトを水封する水槽３であり、出滓口１の下部ダクト１１内の水封水４の表面を複数の浮遊性塊状物５で実質的に覆ったことを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融スラグを排出する出滓口と、この出滓口から排出された溶融スラグが導入され、これを固化する冷却手段と、を備えた廃棄物溶融炉からの出滓方法において、
前記冷却手段が前記出滓口の下部ダクトを水封する水槽であり、前記出滓口の下部ダクト内の水封水の表面を複数の浮遊性塊状物で実質的に覆ったことを特徴とする廃棄物溶融炉の出滓方法。
【請求項２】
前記浮遊性塊状物が、見掛け密度が１ｇ／ｃｍ３未満である水面浮遊材を含有したものである請求項１に記載の廃棄物溶融炉の出滓方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
廃棄物をガス化する熱分解炉で生成した熱分解生成物や、廃棄物を焼却する焼却炉で生成した焼却残渣及び焼却飛灰を溶融する廃棄物溶融炉の出滓方法及び廃棄物溶融炉に関し、特に、溶融スラグの出滓口付近での溶融スラグの固化による閉塞を抑制することのできる廃棄物溶融炉の出滓方法及び廃棄物溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、廃棄物溶融炉にはシャフト炉のような竪型炉、プラズマ炉やアーク炉のようななべ型炉、旋回流溶融炉などが広く採用されている。これら溶融炉で製造される溶融スラグを連続出滓することは作業負荷の低減化、溶融処理の効率化のために重要な技術である。特に、旋回流溶融炉は、その構造上、連続出滓が必須である。
【０００３】
スラグの製造方法には、水冷、空冷、徐冷の３方法があり、用途によって使い分けられる。通常の場合、溶融炉内の圧力は負圧であるので、密閉構造にする必要があり、その密閉構造に対する設備コストが安く、取り扱いが簡便となる水冷式が広く採用されている。水冷式は、スラグ出滓口が下部方向に延びて水槽に水没し、それにより出滓口下部が水封され、炉内の密閉が保たれている（例えば特開２００１−２１１２９号公報参照）。
【０００４】
水冷式の場合、溶融スラグを水槽に導入して冷却、固化して水砕スラグとするが、この時、溶融スラグの顕熱と溶融炉からの輻射伝熱により大量の水蒸気が発生する。低温のガスである水蒸気は出滓口を通過し、溶融炉内部に流れ込み出滓口付近の溶融スラグを冷却し、固化させてしまう。このように出滓口が溶融スラグの固化により閉塞してしまえば、運転停止等の原因となる。
【０００５】
また、溶融スラグが水槽に落下した際、水滴が飛散して出滓口や溶融炉の耐火物表面を急冷して耐火物の損耗や溶融スラグの固化の原因ともなる。
【０００６】
出滓口の溶融スラグによる閉塞の問題に対しては、種々の閉塞防止方法・装置が提案されている。例えば、出滓口付近をバーナー若しくは誘導加熱等の電気的な手段で直接的に加熱する方法が多数開示されている。特開平９−９６４０７号公報及び特開平９−９６４１０号公報では、シャフト炉の底部をバーナーや誘導加熱により加熱している。また、特公昭５９−２４３２４号公報では、出滓口をバーナーで加熱するとともに、バーナー下方に設けた排出口より、バーナー燃焼ガスと水槽で発生する水蒸気を排出することで、出滓口付近の溶融スラグの閉塞が抑制できる竪型溶融炉について開示されている。また、特開平１０−１９２３２号公報及び前述の特開２００１−２１１２９号公報では、前述の特公昭５９−２４３２４号公報と同様、バーナーで直接出滓口付近の溶融スラグを加熱し、バーナー燃焼排ガスと共に、水槽で発生する水蒸気を排出する排出口を設けた溶融炉について開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの方法及び装置では、水槽から発生する水蒸気とともに、出滓口加熱用の高温のバーナー燃焼ガス及び溶融場からの高温のガスを引き込んで排出口より同時に排出している。そのため、排出配管が高温の溶融場からのガスによって、腐食される。また、外気に放出するに際しても、大量かつ高温であるために大掛かりなガス処理施設が必要であった。さらに、未溶融灰等が排出口付近に付着するとともに、排出ガス配管のメンテナンスが大変であるという問題があった。加えて、高温のバーナー燃焼排ガスを出滓口下部より排出するため、出滓口全体を効率良く加熱することができず、出滓口付近が冷却されやすく、常にバーナーによって出滓口付近を加熱する必要があった。
【０００８】
また、特開２００１−１４７００９号公報では、出滓口と水槽の間に設けられた排気口で、出滓口を加熱するバーナー燃焼排ガス及び溶融場からの排ガスを引き込まない程度に、水槽から発生する水蒸気の大部分を排出する方法について開示されている。しかし、この方法では、排気口から水蒸気を排出するために誘引送風設備や排気管の設置が必要となる。また、誘引する排気量の制御が難しく、溶融炉内の未溶融灰等のダストを含有する主排ガスを誘引してしまうとダストにより排気管が閉塞する等の問題が発生するため、頻繁にダストの除去作業を要するなど維持管理が大変である。さらに、溶融スラグが水槽に落下した際に飛散した水滴が前述の耐火物の損耗や溶融スラグの固着の原因となるほか、水滴が排気口から侵入して排気管を腐食させる原因ともなる。
【０００９】
溶融スラグの落下による水滴の飛散の問題に対しては、出滓口の下部ダクトを長くして出滓口上端から水封水表面までの距離を一定以上確保することにより回避できるが、設備全体の高さが高くなり設備コストが過大なものとなってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、簡便かつ低コストで、水封水からの水蒸気の発生および水滴の飛散を抑制して出滓口付近の冷却による溶融スラグの固化による閉塞や耐火物の損耗等を効果的に防止できる廃棄物溶融炉の出滓方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、溶融スラグを排出する出滓口と、この出滓口から排出された溶融スラグが導入され、これを固化する冷却手段と、を備えた廃棄物溶融炉からの出滓方法において、前記冷却手段が前記出滓口の下部ダクトを水封する水槽であり、前記出滓口の下部ダクト内の水封水の表面を複数の浮遊性塊状物で実質的に覆ったことを特徴とする廃棄物溶融炉の出滓方法である。この構成によれば、出滓口の下部ダクト内の水封水表面を複数の浮遊性塊状物で実質的に覆っているため、溶融炉から水封水表面への輻射伝熱量が従来に比べ大幅に減少し、その結果、水蒸気発生量も大幅に減少する。また、溶融スラグが直接水封水表面に落下することがないため、水滴の飛散量も大幅に減少する。
【００１２】
請求項２の発明は、前記浮遊性塊状物が、見掛け密度が１ｇ／ｃｍ３未満である水面浮遊材を含有したものである請求項１に記載の廃棄物溶融炉の出滓方法である。この構成によれば、浮遊性塊成物の構成材料の一部として見掛け密度が水より大きいものを用いた場合でも、浮遊性塊成物の見掛け密度を１ｇ／ｃｍ３未満にでき、水封水の表面に浮かべることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この出滓口１付近（図２中Ａ部）を拡大した断面概略図である。図１に示すように、本実施の形態に係る廃棄物溶融炉は、溶融スラグ２を排出する出滓口１と、出滓口１から排出された溶融スラグ２が導入され、これを固化する冷却手段である水槽３とを備えている。
【００１４】
水槽３内には出滓口１の下部ダクト１１を水封する水封水４が充填されている。そして、下部ダクト１１内の水封水４の表面には、複数の浮遊性塊状物５を浮かべて、下部ダクト１１内の水封水４の表面全体を実質的に覆っている。
【００１５】
浮遊性塊状物５は、水に浮かぶように見掛け密度を１ｇ／ｃｍ３未満とすることが必要である。また、浮遊性塊状物５は、溶融炉からの輻射伝熱を遮断するとともに、水封水に熱が伝わりにくくするよう、断熱性を有するものまたは放射率が低いもの（すなわち熱を反射しやすいもの）であることが好ましい。このため、浮遊性塊状物５としては、例えば、火山軽石、木炭、木粉、多孔質アルミナボール、コルク、発泡シラス、発泡軽石、発泡パーライト、発泡合成樹脂、合成樹脂粉末及びプラスチック中空体から選ばれる１種又は２種以上からなることが好ましい。
【００１６】
また、単独では水に浮かばない見掛け密度が１ｇ／ｃｍ３以上の断熱材等に、見掛け密度が１ｇ／ｃｍ３未満である水面浮遊材を適量含有させて全体の見掛け密度を１ｇ／ｃｍ３未満とし、これを浮遊塊成物５としてもよい。水面浮遊材としては、例えば、発泡シラス、発泡パーライト、発泡軽石、焼成バーミキュライト等の鉱物質；コルク、木粉、セルロース等の植物質；発泡スチロール等の発泡合成樹脂；塩化ビニル粉末等の合成樹脂粉末；マツモトマイクロフェアーＦ３０Ｅ（商品名、伊勢久株式会社製）等のプラスチック中空体；合成樹脂の粒状物；またはそれらの混合物を用いることができ、好適には、発泡シラス、発泡パーライト、発泡軽石、焼成バーミキュライト、コルク、木粉、発泡合成樹脂、合成樹脂粉末、またはプラスチック中空体である。
【００１７】
浮遊性塊状物５の形状は特に限定されるものではなく、球状、円柱状、直方体状、枕形状、板状などいずれの形状であってもよい。また、浮遊性塊状物５のサイズは特に限定されるものではないが、小さすぎると浮遊性塊成物５自体が飛散しやすく、大きすぎると後述する浮遊物塊成物５間の隙間が大きくなりすぎ溶融スラグ２の水封水４表面への直接の落下を効果的に防止できなくなるため、１０〜３００ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１８】
以上のように、出滓口１の下部ダクト１１内の水封水４表面を複数の浮遊性塊状物５で実質的に覆ったことにより、溶融炉から水封水４表面への輻射伝熱を効果的に遮断することができる。このため、溶融スラグ２の顕熱による水蒸気発生は残るものの、溶融炉からの輻射伝熱による水蒸気発生量が大幅に減少し、水蒸気発生総量も大幅に減少する。その結果、出滓口１付近の溶融スラグ２が水蒸気で過度に冷却されることがないため固化することがなく、出滓口１の閉塞が防止される。
【００１９】
また、複数の浮遊性塊状物５で下部ダクト１１内の水封水４表面全体を実質的に覆っていることにより、溶融スラグ２が直接水封水４表面に落下する割合が大幅に減少し、かつ直接落下した場合であっても浮遊性塊成物５が消波効果を有するため、水滴の飛散量は大幅に減少する。
【００２０】
浮遊性塊成物５の代わりに、仮に一体の浮遊性物体で水封水全体を覆えば、輻射伝熱の遮蔽および水滴の飛散防止をより完全なものとすることができるが、この浮遊性物体に妨げられて溶融スラグ２が水封水４中に没することができず、本来の目的である水砕スラグの製造ができなくなってしまう。これに対し、本発明においては、複数の浮遊性塊成物５を用いたことにより、輻射伝熱の遮蔽効果および水滴の飛散防止効果を保持しつつ、溶融スラグ２が一旦浮遊性塊成物５上に落下しても浮遊性塊成物５間の隙間から水封水４中に流れ込むことができるため、水砕化を妨げることがない。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、出滓口の下部ダクト内の水封水表面に複数の浮遊性塊状物を浮かべて実質的に覆っただけの簡易な構成を採用したことにより、従来のような水蒸気を系外に排出するための誘引送風設備や排気管など高価な付帯設備を必要とせず、また排気管からのダスト除去などのメンテナンス作業も不要となるため、簡便かつ低コストで、水封水からの水蒸気の発生を抑制して出滓口付近の冷却による溶融スラグの固化による閉塞を効果的に防止できるようになった。
【００２２】
さらに、浮遊性塊状物を用いることにより水封水からの水滴の飛散を効果的に抑制できるため、従来のように出滓口下部を長くする必要がなく、設備をコンパクトにでき設備コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る出滓口付近を示す断面概略図である。
【図２】流動床式熱分解ガス化炉の断面概略図である。
【符号の説明】
１…出滓口
１１…下部ダクト
２…溶融スラグ
３…冷却手段（水槽）
４…水封水
５…浮遊性塊状物
【図１】
2004044856.tif 000003
【図２】
2004044856.tif 000004