(57)【要約】【課題】１０００℃以上のスラグやメタルのような高温溶融物を長時間、例えば２時間以上にわたって排出しても、排出口の損傷を有効に防止することができる廃棄物処理装置等を提供する。【解決手段】本発明の廃棄物処理装置は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させて生成したスラグとメタルの高温溶融物を排出するための排出口２をもつ溶融炉３を具え、前記排出口２は、高温溶融物の長時間排出を可能にする高温耐久手段６等を有することを特徴とする。本発明の廃棄物処理方法は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上の高温溶融させてスラグとメタルの高温溶融物を生成した後、この高温溶融物を排出口２を通じて排出するに際し、高温溶融物の排出は、排出口２を冷却しながら２時間以上にわたって連続して行うことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させて生成したスラグとメタルの高温溶融物を排出するための排出口をもつ溶融炉を具える廃棄物処理装置において、
前記排出口は、高温溶融物の長時間排出を可能にする高温耐久手段を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
高温耐久手段は、冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を内蔵する耐火材料で前記排出口を構成してなる請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
高温耐久手段は、排出口に隣接する位置に冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を配設し、この冷却部材で外部から冷却される耐火材料で前記排出口を構成してなる請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
高温耐久手段は、冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を内蔵し、かつ排出口と隣接する位置にも前記冷却部材を配設し、この冷却部材で外部から冷却される耐火材料で前記排出口を構成してなる請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記排出口は、溶融炉の炉体に着脱可能なリング状のインサート部材で構成する請求項１〜４のいずれか１項記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
排出口を構成する耐火材料は、Ａｌ２Ｏ３ベースの耐火材料である請求項１〜５のいずれか１項記載の廃棄物の処理装置。
【請求項７】
前記溶融炉はコークスベッド式小型ガス化溶融炉であり、炉体が、炉底部と、それ以外の炉体部分である炉本体部と、これら炉底部と炉本体部を分離可能に連結する連結手段とを有する請求項１〜６のいずれか１項記載の廃棄物の処理装置。
【請求項８】
一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上の高温溶融させてスラグとメタルの高温溶融物を生成した後、この高温溶融物を排出口を通じて排出する廃棄物の処理方法において、
高温溶融物の排出は、排出口を冷却しながら２時間以上にわたって連続して行うことを特徴とする廃棄物の処理方法。
【請求項９】
前記排出口は、溶融炉の炉体に着脱可能なリング状のインサート部材で構成し、高温溶融物の排出によって排出口が損傷した場合には、このインサート部材を炉体から取り外した後に、別のインサート部材を炉体に取り付ける請求項８記載の廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させて生成したスラグとメタルの高温溶融物を排出するための排出口をもつ、例えばコークスベット式ガス化溶融炉のような溶融炉を具える廃棄物処理装置および処理方法に関するものであり、特に、溶融炉における高温溶融物の排出口の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般廃棄物や産業廃棄物を溶融させる溶融炉、例えばコークスベット式ガス化溶融炉では、その炉内で生成したメタルやスラグの高温溶融物を連続して排出する場合には、排出口が熱によって損傷し、その損傷が拡大して耐火物や設備まで損傷させるおそれがあり、これは、設備の維持コスト等の上昇を招くという問題があった。このため、排出口から連続して高温溶融物を排出できる時間は、通常、１回あたり３０分以内の短時間に設定するのが一般的である。
【０００３】
また、かかる高温溶融物を短時間の排出を行った後は、通常、マッドガンを用いて耐火物を排出口に詰めることによって、あるいは、スラグストッパーなどの機械装置を用いることによって、排出口を閉鎖する必要があった。
【０００４】
そして、溶融炉から高温溶融物を再度排出口から排出する場合には、排出口がある程度冷えた後に、排出口に詰めた耐火物をキリ等の道具を使って貫通孔をあけてこの貫通孔を通じて高温溶融物を排出するか、あるいは、ストッパーなどの機械装置を開くことによって高温溶融物を排出していた。
【０００５】
しかしながら、コークスベット式ガス化溶融炉では、炉内で生成したメタルやスラグの高温溶融物を全て排出するには、通常、長時間、例えば２時間以上必要であるため、上述した従来の排出手段だと、数回〜数十回に分けて高温溶融物を断続的に排出しなければならず、これは、１日の廃棄物処理量の減少を招く結果、廃棄物の処理コストの上昇を招いていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１０００℃以上のスラグやメタルのような高温溶融物を長時間、例えば２時間以上にわたって排出することが可能な排出口をもつ、例えばコークスベット式ガス化溶融炉のような溶融炉を具える廃棄物処理装置および処理方法を提供することにある。
【０００７】
【発明が解決しようとする手段】
上記目的を達成するため、本発明の廃棄物処理装置は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させて生成したスラグとメタルの高温溶融物を排出するための排出口をもつ溶融炉を具える廃棄物処理装置において、前記排出口は、高温溶融物の長時間排出を可能にする高温耐久手段を有することにある。
【０００８】
また、高温耐久手段は、▲１▼冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を内蔵する耐火材料で前記排出口を構成すること、▲２▼排出口に隣接する位置に冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を配設し、この冷却部材で外部から冷却される耐火材料で前記排出口を構成すること、または▲３▼上記▲１▼および▲２▼の双方を満足することが好ましい。
【０００９】
前記排出口は、溶融炉の炉体に着脱可能なリング状のインサート部材で構成することが好ましい。
【００１０】
排出口を構成する耐火材料は、Ａｌ２Ｏ３ベースの耐火材料であることがより好適である。
【００１１】
前記溶融炉はコークスベッド式小型ガス化溶融炉であり、炉体が、炉底部と、それ以外の炉体部分である炉本体部と、これら炉底部と炉本体部を分離可能に連結する連結手段とを有することが好ましい。
【００１２】
本発明の廃棄物処理方法は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上の高温溶融させてスラグとメタルの高温溶融物を生成した後、この高温溶融物を排出口を通じて排出する廃棄物の処理方法において、高温溶融物の排出は、排出口を冷却しながら２時間以上にわたって連続して行うことにある。
【００１３】
前記排出口は、溶融炉の炉体に着脱可能なリング状のインサート部材で構成し、高温溶融物の排出によって排出口が損傷した場合には、このインサート部材を炉体から取り外した後に、別のインサート部材を炉体に取り付けることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に従う廃棄物の処理装置を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の廃棄物処理装置の主要部を示したものである。
【００１５】
本発明の廃棄物処理装置１は、図１に示す主要部、すなわち、溶銑口や溶滓口のような排出口２をもつ溶融炉３を主に具えている。
【００１６】
排出口２は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させて生成したスラグとメタルの高温溶融物を排出するため、例えば、溶融炉３を構成する炉体４の炉床５側に設ける。
【００１７】
溶融炉３は、一般廃棄物並びに産業廃棄物を１０００℃以上で高温溶融させることができる構成であればよく、例えば、高炉やガス化溶融炉等の還元炉が好ましく、より好ましくは、内容積が２０〜３００ｍ３の範囲であるコークスベット式ガス化溶融炉である。
【００１８】
そして、本発明に構成上の主な特徴は、排出口２の適正化にあり、具体的には、排出口２に、高温溶融物の長時間排出を可能にする高温耐久手段を設けることにあり、この構成を採用することによって、排出口から、１０００℃以上のスラグやメタルのような高温溶融物を長時間、例えば２時間以上にわたって連続して排出しても、排出口が損傷するのを有効に防止することができる。
【００１９】
高温耐久手段は、冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を内蔵する耐火材料で前記排出口を構成することが好ましい。
耐火材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３ベースの耐火材料で前記排出口を構成することが好ましい。Ａｌ２Ｏ３ベースの耐火材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３：７２質量％、ＳｉＯ２：３質量％、ＳｉＣ：２０％、Ｃ：２．５％、ＭｇＯ：２．５質量％の組成を有する耐火物（商品名：ＢＦ−ＳＣＲ、大光炉材社製）や、Ａｌ２Ｏ３：９２質量％、ＭｇＯ：６質量％、ＳｉＯ２：２質量％の組成を有する耐火物（商品名：ＮＦＣ−ＤＦ６ＡＳ、大光炉材社製）を用いることがより好適である。
【００２０】
また、他の高温耐久手段は、図１に示すように、排出口に隣接する位置に冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を配設し、この冷却部材で外部から冷却される耐火材料で前記排出口を構成してもよい。
【００２１】
冷却部材６は、図１では、排出口２の上部および両側部の隣接位置に配設した場合を示してあるが、排出口２の下部や、排出口の外周に沿ってリング状に配設してもよく、特に限定はしない。
【００２２】
さらに、高温耐久手段は、冷却盤や冷却パイプのような冷却部材を内蔵し、かつ排出口と隣接する位置にも前記冷却部材を配設し、この冷却部材で外部から冷却される耐火材料で前記排出口２を構成すれば、排出口２を損傷させることなく、高温溶融物をより一層長時間にわたって排出口２から排出することができる。
【００２３】
なお、高温溶融物の長時間にわたる排出を繰返し行うと、本発明の構成を有する排出口２でも損傷する可能性がある。そのため、本発明では、排出口２を、図１〜５に示すように、溶融炉３の炉体４に着脱可能なリング状のインサート部材７で構成することが好ましく、この構成によって、排出口が仮に損傷した場合であっても、排出口２を簡便に取り替えることができ、これは、装置や設備のメンテナンスコストの点で有利である。
【００２４】
排出口２をインサート部材７で構成する場合のインサート部材の炉体への固定方法としては、例えば、炉体と接する部分にモルタルなどのインサート部材を接着剤等でくっつければよく、また、インサート部材の炉体からの取外し方法としては、例えば、ドリルなどを使用して取り外せばよい。
【００２５】
また、排出口２と隣接する位置に冷却部材６を配設する場合には、かかる冷却部材も排出口２と同様なインサート部材で構成することが好ましい。例えば、冷却効率が低下したインサート部材を新しいインサート部材に簡便に取り替えることができるからである。
【００２６】
さらに、前記溶融炉３は、コークスベッド式小型ガス化溶融炉とし、炉体４が、図６に示すように、炉底部８と、それ以外の炉体部分である炉本体部９と、これら炉底部８と炉本体部９を分離可能に連結する連結手段１０とを有することが、炉体４、特に炉底部８や炉底部８に配設された排出口２の補修や交換を短時間でかつ合理的に行うことができる点で好ましい。
【００２７】
なお、本発明でいう「小型ガス化溶融炉」とは、炉底部８を炉本体部９から分離可能に構成するため、炉の重量が比較的軽いことが好ましく、具体的には、炉容積が内容積が１００ｍ３以下の範囲であるコークスベット式小型ガス化溶融炉であることが好適である。また、ここでいう「炉底部」とは、具体的には、溶融スラグや溶融金属の排出口２を含む炉体下部を意味する。
【００２８】
また、炉本体部９の外周位置に、炉本体部９を支持する支持手段（図示せず）を設け、炉体４を、支持手段によって炉底部８が地上から離れた状態で支持することが炉底部８の補修を簡便に行うことができる点で好ましい。
【００２９】
連結手段１０としては、炉底部８と炉本体部９とを分離可能に連結できる構成であればよく、特に限定はしない。連結手段１０の一例を挙げておくと、図６に示すように、炉底部８と炉本体部９の双方にリング状のフランジ部１１，１２を設け、これらフランジ部１１、１２の円周上に均等間隔で複数個の貫通孔１３、１４を形成し、これらの貫通孔１３、１４を介したボルト１５の締付けによって連結すればよい。
【００３０】
また、本発明のガス化溶融炉１では、炉底部８と炉本体部９との間で分離可能に連結する構成を採用しているので、炉底部８と炉本体部９の連結は、炉内の高温ガスが流出しないように行うことが必要であり、このため、両フランジ部１１、１２の間にシール部材（図示せず）を配設することが好ましい。
【００３１】
シール部材としては、耐熱性のパッキンやＯリングを用いることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の廃棄物の処理方法の一例を説明する。
まず、廃棄物処理装置１を構成する溶融炉３に、一般廃棄物並びに産業廃棄物を投入する。
【００３３】
投入した廃棄物は、１０００℃以上、好適には１０００〜２６００℃の温度で高温溶融させて、スラグとメタルの高温溶融物を生成する。
【００３４】
そして、溶融炉３で生成した高温溶融物を、上述した冷却部材６等を用いて冷却されている排出口２を通じて２時間以上にわたって連続して排出することができる。
【００３５】
なお、排出口２を、溶融炉３の炉体４に着脱可能なリング状のインサート部材７で構成する場合には、高温溶融物の排出によって排出口２が損傷した場合には、このインサート部材７を炉体４から取り外した後（図３）に、別のインサート部材７´を炉体に取り付ければよく（図５）、これによって、廃棄物処理を速やかに再開することができる。
【００３６】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３７】
【実施例】
次に、本発明の廃棄物処理装置を用いて廃棄物処理を行ったので以下で説明する。
廃棄物処理能力が２〜１００トン／日であり、排出口を、大光炉材社製ＢＦ−ＳＣＲの耐火材料からなるリング状のインサート部材で構成するとともに、排出口の隣接位置に図５に示す配置で冷却盤を配設した本発明のコークスベット式還元ガス化溶融炉（実施例）で廃棄物を３ヶ月にわたって処理し、生成した１２００〜２６００℃の高温溶融物である溶融メタルの全てを、排出口（出銑口）から連続して排出し、排出口が損傷するまでの連続排出時間の総時間数、１回あたりの連続時間の平均値、および廃棄物１トンあたりの処理コストを算出した。表１にそれらの結果を示す。尚、排出口が損傷するまでの連続排出時間の総時間数は、排出口の孔径が、５０〜８０ｍｍφ（最適孔径）から１５０〜２００ｍｍφ（限界孔径）に広がるまでの連続排出時間の総時間数とする。
【００３８】
比較のため、排出口を冷却する冷却部材をを配設しない従来の廃棄物処理装置（従来例）でも本発明の廃棄物処理装置と同様に算出した。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、排出口の適正化を図ることによって、１０００℃以上のスラグやメタルのような高温溶融物を長時間、例えば２時間以上にわたって排出しても、排出口の損傷を有効に防止することができ、この結果、廃棄物の処理コストが大幅に削減することができる。
また、排出口が仮に損傷したとしても、排出口をインサート部材で構成することによって、排出口を簡便に取り替えることができ、この結果、廃棄物処理装置や設備のメンテナンスコストも削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物処理装置の主要部である排出口の形状を示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】リング状のインサート部材７を排出口２から取り外す直前の状態を示す図である。
【図４】排出口２に別のインサート部材７´を挿入して取り付ける直前の状態を示す図である。
【図５】別のインサート部材７´を取り付けた直後の状態を示す図である。
【図６】本発明の廃棄物処理装置を構成する溶融炉の他の態様を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  廃棄物処理装置
２  排出口
３  溶融炉
４  炉体
５  炉床
６  冷却部材
７  インサート部材
８  炉底部
９  炉本体部
１０  連結手段
１１、１２  フランジ部
１３、１４  貫通孔
１５  ボルト
【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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