(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰溶融炉よりスラグを排出する出滓口と、該出滓口より流出したスラグを、スラグ排出路を介してスラグ冷却装置にて水冷固化させるとともに、前記スラグ排出路上方に出滓口よりの排ガス導出部を具えた廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記スラグ排出路上に、灰溶融炉の灰処理量と排ガス温度に基づいて燃料投入量が制御されるバーナを設けて、
前記出滓口のスラグ流出端若しくはその下方に、スラグ排出路を横断する方向に燃焼気体流を形成し、前記バーナにより形成された燃焼気体流により、出滓口より排出される排ガスの温度を６００℃以上に維持させ、且つ前記出滓口の反対側に位置する、排ガス衝突壁面の耐火物表面温度を６００℃以上にしたことを特徴とする廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項２】
前記バーナの軸中心線の延長が出滓口スラグ流出端又は前記出滓口スラグ流出端よりも下方位置に向けて水平又は上向きに前記バーナを配置して燃焼ガス流を形成して、出滓口より排出される排ガスを、６００℃以上に維持させたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項３】
出滓口より排ガス導出部に排出される排ガスの温度を検知し、排ガス温度に応じて前記バーナからの燃料投入量を制御することを特徴とする請求項１記載の廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項４】
灰溶融炉における灰処理量に応じて前記バーナからの燃料投入量を制御することを特徴とする請求項２記載の廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項５】
前記排ガス導出部の先側に位置する二次燃焼炉の入り口側の排ガス温度を検知し、排ガス温度に応じて前記バーナからの燃料投入量を制御することを特徴とする請求項２記載の廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項６】
前記スラグ排出路に、出滓口より落下するスラグを急冷するための水砕水噴霧装置を設置してなる請求項１記載の廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記燃焼気体流形成位置が、出滓口スラグ流出端下方で且つ水砕水噴霧位置の上方であることを特徴とする廃棄物焼却灰溶融設備の水砕水汚染防止方法。
【請求項７】
灰溶融炉よりスラグを排出する出滓口と、該出滓口より流出したスラグを、スラグ排出路を介してスラグ冷却装置にて水冷固化させるとともに、前記スラグ排出路上方に出滓口よりの排ガス導出部を具えた廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記スラグ排出路上に、灰溶融炉の灰処理量と排ガス温度に基づいて燃料投入量が制御されるバーナを設けて、
前記出滓口のスラグ流出端若しくはその下方に、スラグ排出路を横断する方向にガス流を形成し、
前記バーナにより形成されたガス流により前記出滓口より排出される排ガスの温度を６００℃以上に維持させ、且つ前記出滓口の反対側に位置する、排ガス衝突壁面の耐火物表面温度を６００℃以上にしたことを特徴とする廃棄物焼却灰溶融設備。
【請求項８】
前記バーナの軸中心線の延長が出滓口スラグ流出端又は前記出滓口スラグ流出端よりも下方位置に向けて水平又は上向きにバーナを配置して燃焼ガス流を形成したことを特徴とする請求項７記載の廃棄物焼却灰溶融設備。
【請求項９】
前記バーナの燃料投入量可変手段と、該灰溶融炉における灰処理量又は出滓口より排ガス導出部に排出される排ガスの温度のうち少なくとも１を検知する手段とを有し、前記検知手段よりの検知信号に基づいて前記バーナの燃料投入量が可変制御されることを特徴とする請求項８記載の廃棄物焼却灰溶融設備。
【請求項１０】
前記バーナの燃料投入量可変手段と、前記排ガス導出部の先側に位置する二次燃焼炉の入り口側の排ガス温度を検知する温度検知手段とを具え、該検知手段の排ガス検知温度に応じてバーナからの燃料投入量を制御することを特徴とする請求項８記載の廃棄物焼却灰溶融設備。
【請求項１１】
前記スラグ排出路に、出滓口より落下するスラグを急冷するための水砕水噴霧装置を設置してなる請求項８記載の廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記バーナ取付位置が出滓口流出端の反対側に面するスラグ排出路上の出滓口スラグ流出端下方で且つ水砕水噴霧位置の上方であることを特徴とする廃棄物焼却灰溶融設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を廃棄物溶融設備にて溶融処理した後のスラグを冷却するための水砕水の汚染防止方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を溶融してスラグ化する廃棄物溶融設備は、廃棄物の減容化及び資源化を目的として、従来より広く用いられている。廃棄物溶融設備では、廃棄物を１２００℃以上の高温で溶融した後に水で急冷することによって水砕スラグとよばれるＳｉＯ２、ＣａＯ及びＡｌ２Ｏ３を主成分とするガラス質の固化物が得られる。また、廃棄物溶融設備での溶融時に、灰に含まれるダイオキシン類は熱分解され、焼却灰中の重金属の大半は高温により揮発除去されるが、残留する微量の重金属類は前記ガラス質のスラグ内に封じ込められるため、水砕スラグは安全な物質であり、路盤材、コンクリート用骨材、アスファルト混合用骨材等として再生利用が可能である。
【０００３】
図８は従来の廃棄物溶融設備の１つであるごみ焼却炉の灰溶融炉の出滓口近傍を示した概略図である。廃棄物溶融設備６１で廃棄物を溶融して得られたスラグ６２は出滓口６３より廃棄物溶融設備６１をでて、スラグ排出路６４を経て水砕槽６５へ落下する。水砕槽６５へ落下したスラグ６２は水砕水槽中で急冷され、水砕スラグが得られる。また、例えば水砕槽６５での水砕水との接触に伴う水蒸気爆発を防止するために、スラグ排出路６４中を落下途中に、噴射ノズル６９より水砕水を噴射されることにより急冷され、水砕スラグとして水砕槽６５に回収することもできる。廃棄物溶融設備６１で生じた排ガス６７は、出滓口６３を出た後、出滓口６３の上方に配置される二次燃焼室６８で排ガス中の可燃成分を完全に燃焼された後に処理される。
【０００４】
しかしながら、前記従来の廃棄物溶融設備においては、スラグ６２と排ガス６７を完全に分離することは難しく、排ガス６７の一部は出滓口６３より下方へ流れてしまうという課題がある。排ガス６７中には鉛化合物である塩化鉛（ＰｂＣｌ２）や金属鉛が含まれているため、温度が低下するとそれらが析出して、下方へ流れた排ガス６７に同伴されて水砕水と接触することにより、急冷されて塩化鉛が金属鉛として析出して水砕水へ鉛が混入して汚染され、スラグの品質に悪影響を与える。
排ガス６７の一部が下方へ流れる原因として、出滓口６３が一般に下向きの角度を持っているため一部はそのまま下方へ流れるということ、噴射ノズル６９、水砕槽６５で水砕水によってスラグを冷却しているため出滓口６３と比べるとスラグ排出路６４下部は温度が低いため、排ガス６７の下方流れ成分が発生しやすくなる、水の流れにガスが同伴される、といったことがあげられる。
【０００５】
また、出滓口６３を出た排ガス６７の一部がスラグ排出路６４中の出滓口６３と反対側の壁へ衝突し、衝突壁面に低融点塩化物等が固着し、垂れ落ちるという課題もある。
【０００６】
そのため特許文献１では、水砕槽から排出されたスラグを洗浄槽で洗浄し、汚染された水砕水をスラグと分離する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７１６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている方法は汚染されたものを洗浄するという方法であるため、排ガスが出滓口より下方へ流れるという課題の根本が解決できていない。そのため、衝突壁面へ固着して垂れ落ちる、水砕水が汚染されるという課題も解決できていない。また、汚染された水砕水、スラグを洗浄した洗浄水を処理する必要があり、水処理量が多くなるという課題もある。さらに、スラグを洗浄するための洗浄槽を設置する必要があるため、設置に大きな面積が必要であること、設置費用が高額になることという課題もある。
したがって、本発明は出滓口を出た排ガスが下方へ流れることを防ぐことにより、洗浄槽を設置することなく良質なスラグを得ることができ、さらに、衝突壁面へ固着して垂れ落ちること、水砕水の汚染を防ぐことができる廃棄物溶融設備における水砕水の汚染を防止する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、灰溶融炉よりスラグを排出する出滓口と、該出滓口より流出したスラグを、スラグ排出路を介してスラグ冷却装置にて水冷固化させるとともに、前記スラグ排出路上方に出滓口よりの排ガス導出部を具えた廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記スラグ排出路上に、灰溶融炉の灰処理量と排ガス温度に基づいて燃料投入量が制御されるバーナを設けて、
前記出滓口のスラグ流出端若しくはその下方に、スラグ排出路を横断する方向に燃焼気体流を形成し、前記バーナにより形成された燃焼気体流により、出滓口より排出される排ガスの温度を６００℃以上に維持させ、且つ前記出滓口の反対側に位置する、排ガス衝突壁面の耐火物表面温度を６００℃以上にしたことを特徴とする。
この方法によれば、出滓口が下向きの角度をもっていることに起因する排ガスの下方流れ成分を、出滓口スラグ流出端若しくはその下方にできる燃焼気体流によって、下方へ流れることを妨げることができ、また、燃焼気体流によって出滓口下方の温度が上がるため、出滓口下方の温度が低いことによる排ガスの下方流れ成分の生成を防ぐことができるため、排ガスが出滓口より下方へ流れるという課題を解決することができ、排ガスに含まれる鉛化合物由来の水砕水の汚染を防止することができる。また、出滓口から流出する排出流れと燃焼気体流による空気流れが対向する関係にあると、その対向関係によって新たな下方流れ成分ができるため、燃焼気体流は前記位置とする必要がある。
なお、水砕水の汚染を防止するという本発明の目的とは異なるが、気体流を生成するという点において類似している構成として特開２００１−１４７００９号公報に開示されている方法があげられる。この方法は、出滓口と溶融スラグ冷却手段の間に高温の排ガスを引き込まない程度に、冷却手段からの低温のガスの大部分を排出する方法であるが、低温のガスを抜き出す際に、ガスを抜き出す排出口方向への気体の流れが発生し、高温の排ガスにも排出口方向すなわち下方流れ成分が発生してしまう。この方法では低温のガスを抜き出すように制御しているため、下方流れ成分が発生した高温の排ガスは排出口から抜き出されることなくさらに下方にある水砕水まで到達し、水砕水を汚染するという可能性がある。
また、別の気体流を生成する類似の構成として、特開平９−１４５０４０号公報に開示されている方法があげられる。この方法は、再燃焼室（二次燃焼室）に出滓口に対向して燃焼用バーナを設けるとともに、再燃焼室（二次燃焼室）の側壁に二次燃焼空気ノズルとを配設し、スラグ抜出室（スラグ排出路）に、二次燃焼空気を吹き込むパージ用ノズルを配設した方法であるが、この方法では、二次空気を入れることにより出滓口より下方の温度が下がるため、下方流れ成分ができやすくなり、水砕水の汚水を助長してしまう可能性がある。さらに、出滓口から流出する排出流れと二次燃焼空気によって生ずる空気流れが対向する関係にあり、新たな下方流れ成分が発生し、水砕水の汚染を助長してしまう可能性もある。
また、さらに別の気体流を生成する類似の構成として、特開２０００−１４６１４４号公報、特開２００２−３１３２３号公報に公開された方法があげられるが、いずれも加熱バーナをスラグへ向けて配設しており、出滓口から流出する排出流れとバーナによって生ずる空気流れが対向する関係にあり、新たな下方流れ成分が発生し、水砕水の汚染を助長してしまう可能性がある。
前記の通り、類似手段を用いても本発明の課題である水砕水の汚染を防止することはできない。
【００１０】
更に、本発明は、出滓口より排出される排ガス温度を鉛析出温度以上に保つことを特徴とする。水砕水の汚染の要因である鉛は、高温の廃棄物溶融設備内で塩化鉛（ＰｂＣｌ２）や金属鉛としてガス中に存在するが、温度が析出温度以下に低下すると金属鉛として析出して水砕水を汚染するため、排ガス温度を鉛析出温度以上である６００℃以上、さらに好ましくは９００℃以上に保つことにより、水砕水の汚染を防止することができる。また、プラズマ溶融炉においては炉内が金属鉛が析出しやすい還元状態となっているため、特に有効である。
【００１１】
また、本発明においては、燃焼気体流を発生させる装置であるバーナの燃料投入量の制御方法として、バーナの燃料投入量を可変とすることにより、投入量の制御を可能とし、さらに排ガスの温度を検知して投入量を制御することにより排ガス温度を所定温度に保ち水砕水の汚染を防止することが可能であり、また廃棄物処理量に応じて排出鉛量も変化するため廃棄物処理量に応じて燃料投入量を制御することによっても水砕水の汚染の防止が可能である。また、排ガス温度及び廃棄物処理量に応じて燃料投入量を制御することによって燃料使用量を必要最小限に抑えることができる。
【００１２】
さらに本発明におけるバーナと水砕水噴射ノズルの位置関係に関しては、出滓口より排出されたスラグが落下するスラグ排出路へスラグを急冷するための水砕水噴霧装置を設置し、バーナを前記水砕水噴霧装置よりも上方に配置したことを特徴とする。水砕水噴霧装置を設けることにより、スラグ排出路下部が急冷され、高温の排ガスが下方へ流れやすい状態となるが、水砕水噴霧装置よりも上方へバーナを設けて燃焼気体流を形成することによって、熱の移動を遮断し、排ガスが下方へ流れることを防止することができ、水砕水噴霧装置がない場合と同等の効果を得ることができる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、灰溶融炉よりスラグを排出する出滓口と、該出滓口より流出したスラグを、スラグ排出路を介してスラグ冷却装置にて水冷固化させるとともに、前記スラグ排出路上方に出滓口よりの排ガス導出部を具えた廃棄物焼却灰溶融設備において、
前記スラグ排出路上に、灰溶融炉の灰処理量と排ガス温度に基づいて燃料投入量が制御されるバーナを設けて、
前記出滓口のスラグ流出端若しくはその下方に、スラグ排出路を横断する方向にガス流を形成し、
前記バーナにより形成されたガス流により前記出滓口より排出される排ガスの温度を６００℃以上に維持させ、且つ前記出滓口の反対側に位置する、排ガス衝突壁面の耐火物表面温度を６００℃以上にしたことを特徴とする。
この場合、バーナの燃料投入量の制御は特定されるものではなく、例えば燃料投入量の流量計及び流量調節弁を設けて投入量を制御しても、燃料少量投入ノズルを複数本設けておき使用ノズル本数を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、出滓口が下向きの角度をもっていることに起因する排ガスの下方流れ成分を、出滓口下方にできるバーナ燃料の流れによって、下方へ流れることを妨げることができ、また、バーナによって出滓口下方の温度が上がるため、出滓口下方の温度が低いことによる排ガスの下方流れ成分の生成を防ぐことができるため、排ガスが出滓口より下方へ流れるという課題を解決することができ、水砕水の汚染を防止することができる。
したがって、出滓口をでた排ガスが下方へ流れることを防ぐことにより、洗浄槽を設置することなく良質なスラグを得ることができ、さらに、衝突壁面への固着、水砕水の汚染を防ぐことができる廃棄物溶融設備における水砕水の汚染を防止する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に水平にバーナを取り付けたごみ焼却炉の灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。本実施例の灰溶融炉は炉の上部から黒鉛の陰極が挿入され、陽極は炉底に配置されており、直流電源から電力を供給している。プラズマ作動ガスは窒素であり、炉内は還元雰囲気となっており、灰中の塩類などの有害物を積極的に輝散させるタイプの炉であり、生産されるスラグの品質が良いことが特徴である。還元雰囲気であるため、炉内にはＣＯ２やＨ２などのガスが発生し、出滓口を出た排ガスはこれらのガスを完全燃焼すると共にガスが高温化するためダイオキシン分解が促進される。
ごみ等を焼却した際に生じた灰は、スクリューフィーダ６を介して灰溶融炉１へ送られ約１４００〜１７００℃（好ましくは１５５０〜１６５０℃）のスラグ温度で溶融される。溶融されて得られた溶融スラグ２は、スラグ出滓口３より灰溶融炉１を出て、スラグ排出路４を経て水砕槽５へ落下する。溶融スラグ２は、水砕槽５又はスラグ排出路４中を落下途中に水砕水を噴霧されることにより急冷され、水砕スラグとして水砕槽５に回収される。また、灰溶融炉１で溶融した際に生じた排ガス７は出滓口３から出てからは上昇し、二次燃焼室８で排ガス中の可燃成分を完全燃焼した後に処理される。
また、排ガス中に含まれる鉛成分による水砕水汚染防止のため、スラグ排出路４中であり、出滓口３のスラグ流出端と同じ高さである位置にバーナ９を水平に取り付けた。前記の通り出滓口３の流出端と同じ高さで且つ水平にバーナ９は取り付けられているため、バーナ９の中心線の延長線１０は出滓口３のスラグ流出端と同じ高さに位置する。なお、バーナ９の燃料には灯油を使用した。
【００１７】
図４は、灰溶融炉１からの排ガスの量を１０００Ｎｍ３／ｈとして、バーナ９の灯油量を０、６Ｌ／ｈ、１２Ｌ／ｈと変化させたときのバーナ９の出力と鉛の水への移行率を表したグラフである。縦軸は鉛の水への移行率（％）、横軸はバーナ９の出力（Ｌ／ｈ）を表している。バーナ出力が増加するにしたがって、鉛の水への移行率は減少し、バーナ９出力１２Ｌ／ｈとしたときに水への移行率が０、すなわち水砕水の鉛による汚染がなくなったことがわかる。
したがって図４で示したとおり、本発明を実施することにより、水砕水の汚染を防止することができた。
【００１８】
図５は鉛の析出特性を示したグラフである。縦軸はガス中の鉛（Ｐｂ）化合物の存在比（％）、横軸は排ガス温度（℃）を表している。図５から、温度が６００℃未満においてはガス中の鉛（Ｐｂ）化合物は０％であり、鉛（Ｐｂ）が全量析出している。また６００℃以上になるとガス中の鉛（Ｐｂ）化合物の存在比が上昇し、鉛（Ｐｂ）の析出量が減少する。９００℃以上においては、ガス中の鉛（Ｐｂ）化合物の存在比は９０％以上となり、ほとんど鉛（Ｐｂ）の析出がないことがわかる。
耐火物表面温度が６００℃以下になると耐火物表面に鉛が析出して付着し、付着物と一緒に垂れて水砕水に混入するため、耐火物表面温度についても排ガスと同様に６００℃以上、好ましくは９００℃以上とするのがよい。耐火物温度を上昇させるためには、耐火物の厚さを増大させたり、耐火物に熱伝導度の小さい（例えば２．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃）ものを用いることが有効である。
したがって、排ガス温度を６００℃以上、より好ましくは９００℃以上という鉛析出温度以上とすることにより、鉛（Ｐｂ）の析出を防止し、水砕水の汚染を防止することができる。
また、排ガス温度を検知し、排ガス温度が６００℃以上、より好ましくは９００℃以上となるようにバーナ９から燃料を投入するといった制御を行うこともできる。
【００１９】
図６はバーナ９を使用しないときの灰溶融炉における灰処理量と水砕水中の鉛濃度及び排ガス温度の関係を示したグラフである。縦左軸は水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦右軸は排ガス温度（℃）、横軸は灰処理量（ｔ／ｈ）を表している。
灰処理量が少ない場合には灰溶融炉から排出される鉛（Ｐｂ）総量も少ないため、水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度も低いが、灰処理量が増加するにしたがって灰溶融炉から排出される鉛（Ｐｂ）総量も増加し、水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度も増加する。また、灰処理量が増加するにしたがって、排ガス量も増加するため、排ガス温度も上がる。しかし、排ガス温度が６００℃を以上となると、灰処理量の増加に対する水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度の上昇が緩やかになり、排ガス温度が８００℃以上となると水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度は急激に下がる。このことは、前記図７で示した通りガス中の鉛（Ｐｂ）化合物の存在率（％）は排ガス温度６００℃を境に急激に変化するためである。
したがって、図６に示したような、灰処理量と水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度の関係をあらかじめ求めておくことにより、例えば排ガス温度が６００℃以下となる灰処理量１．３ｔ／ｈ以下ではバーナ３１を利用するというように、灰処理量によってバーナの燃料使用量を制御することもできる。
【実施例２】
【００２０】
図２はノズル延長線が出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に上向きにバーナを取り付けたプラズマ式灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。プラズマ式灰溶融炉２１には、炉側壁２３に囲まれた炉室２４を有しており図示しない焼却炉から送られてくる焼却灰を溶融する溶融炉本体２２、炉室２４側に配設される陰極２６、炉底２７側に配設される陽極２８、前記陰極２６及び陽極２８に電気を供給する直流電源２９が設けられている。また、陰極２６は昇降装置２６Ａによって炉室２４を上下動できるように構成されている。
炉室２４では、炉室２４内を還元雰囲気にした状態で直流電源２９により電圧を電極２６、２８間に印加し、電極２６、２８間にプラズマアークを発生させることによって、炉室２４内が１０００℃以上の雰囲気となり、またスラグは焼却灰の融点以上の温度となり、焼却灰の溶融が開始される。溶融された焼却灰は、溶融スラグＳとなり、焼却灰中に含まれているメタル成分は溶融メタルＭとなり、比重の重い溶融メタルＭは溶融スラグＳの下部に沈む。溶融スラグＳは出滓口３０の高さまで達すると、出滓口３０から溢れでて出滓樋３１を通り、スラグ排出路３２を落下し、水砕水（図示せず）によって冷却されることにより、水砕スラグとなる。また、灰溶融炉２１で生じた排ガスは、耐火壁４１によって作られた二次燃焼室４２から構成される二次燃焼装置４０で排ガス中の可燃成分を完全燃焼させた後に処理される。
また、排ガス中に含まれる鉛成分による水砕水汚染防止のため、スラグ排出路３２中であり、ノズル延長線５２が出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に上向きにバーナ５１を取り付けた。バーナ５１の燃料には灯油を使用した。
その結果、実施例１と同じ結果が得られた。
【実施例３】
【００２１】
図３は、灰処理量及び排ガス温度によって灯油投入量を制御することができるようにし、出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に水平にバーナを取り付けたごみ焼却炉の灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。灯油投入量を制御することができるようにしたこと以外は実施例１と同じ構成とした。灰流量計１１による灰溶融炉１への灰投入量すなわち灰処理量と排ガス温度計１２による排ガス温度を元に制御回路１３によって流量調節弁１４の開度を制御し、バーナ９の灯油量を制御できるようにした。
【００２２】
図７は、水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度が４ｍｇ／Ｌ未満となるように、灰処理量及び排ガス温度に応じてバーナ９の灯油量を変化させたときの、バーナ９の灯油量、水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度及び排ガス温度と灰処理量の関係を示したグラフである。縦左軸はバーナ９の灯油量（Ｌ／ｈ）及び水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度（ｍｇ／Ｌ）、縦右軸は排ガス温度（℃）、横軸は灰処理量（ｔ／ｈ）を表している。
水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度を４ｍｇ／Ｌ未満にすると、スラグからの鉛溶出基準を満足することができる。水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度を下げるには、水を入れ替えて水砕水中の鉛濃度を低下したり、水を浄化して再循環して水砕水中鉛温度を低下することも有効である。また、定期的に水砕水中鉛濃度を計測して基準値以下に管理することも有効であり、これらの方法を併用することもできる。
図７から灰処理量の増加につれて、排ガス温度（二次燃温度）も上がり、また図５で示したように鉛（Ｐｂ）の析出量は温度によって変化するため、水砕水中の鉛（Ｐｂ）温度も変化する。そこで、灰処理量に応じてバーナの灯油量を調整し、排ガス温度を６００℃以上、より好ましくは９００℃以上に保つこという鉛析出温度以上にすることによって、バーナの灯油量を必要最低限に抑え水砕水の汚染を防止することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、出滓口が下向きの角度をもっていることに起因する排ガスの下方流れ成分を、出滓口下方にできるバーナ燃料の流れによって、下方へ流れることを妨げることができ、また、バーナによって出滓口下方の温度が上がるため、出滓口下方の温度が低いことによる排ガスの下方流れ成分の生成を防ぐことができるため、排ガスが出滓口より下方へ流れるという課題を解決することができ、水砕水の汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に水平にバーナを取り付けたごみ焼却炉の灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。
【図２】ノズル延長線が出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に上向きにバーナを取り付けたプラズマ式灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。
【図３】灰処理量及び排ガス温度によって灯油投入量を制御することができるようにし、出滓口スラグ流出端と同じ高さである位置に水平にバーナを取り付けたごみ焼却炉の灰溶融炉の近傍を示した本発明の実施形態の概略図である。
【図４】灰溶融炉からの排ガスの量を１０００Ｎｍ３／ｈとして、バーナの灯油量を０、６Ｌ／ｈ、１２Ｌ／ｈと変化させたときのバーナの出力と鉛の水への移行率を表したグラフである。
【図５】鉛の析出特性を示したグラフである。
【図６】バーナを使用しないときの灰溶融炉における灰処理量と水砕水中の鉛濃度及び排ガス温度の関係を示したグラフである。
【図７】水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度が４ｍｇ／Ｌ未満となるように、灰処理量及び排ガス温度に応じてバーナの灯油量を変化させたときの、バーナの灯油量、水砕水中の鉛（Ｐｂ）濃度及び排ガス温度と灰処理量の関係を示したグラフである。
【図８】従来の廃棄物溶融設備の１つであるごみ焼却炉の灰溶融炉の出滓口近傍を示した概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    灰溶融炉
２    スラグ
３    出滓口
４    スラグ排出路
５    水砕槽（スラグ冷却装置）
７    排ガス
８    二次燃焼室
９    バーナ
１０  バーナノズル延長線
１１  灰投入量流量計
１２  排ガス温度計
１３  制御回路
１４  バーナ燃料流量調節弁
【図１】
0004725960.tif 000002
【図２】
0004725960.tif 000003
【図３】
0004725960.tif 000004
【図４】
0004725960.tif 000005
【図５】
0004725960.tif 000006
【図６】
0004725960.tif 000007
【図７】
0004725960.tif 000008
【図８】
0004725960.tif 000009