(57)【要約】  【課題】  設備の大型化、高コスト化を招いたり、電極の損耗や折損などの不具合を発生させたりすることなく、環境への影響を最小限に抑えることができる灰溶融炉を提供する。  【解決手段】  灰投入口１５から灰が投入される炉体１２と、炉体１２内に配設された主電極１４と、炉体１２の底部に設けられた炉底電極とを有し、主電極１４と炉底電極との間に流した電流により、炉体１２内の灰をジュール熱により順次溶融させる灰溶融炉１０であって、平面視にて灰投入口１５と主電極１４とを結んだ直線αに直交する直線βを基準にして、灰投入口１５が形成された領域Ｂの反対側の領域Ａに、炉体１２内に空気を取り入れる空気取り入れ口２１を設ける。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰投入口から灰が投入される炉体と、前記炉体内に配設された主電極と、前記炉体の底部に設けられた炉底電極とを有し、前記主電極と前記炉底電極との間に流した電流により、前記炉体内の灰をジュール熱により順次溶融させる灰溶融炉であって、
平面視にて前記灰投入口と前記主電極とを結んだ直線に直交する直線を基準にして、前記灰投入口が形成された領域の反対側の領域に、前記炉体内に空気を取り入れる空気取り入れ口を設けたことを特徴とする灰溶融炉。
【請求項２】
前記空気取り入れ口を、前記炉体内の排ガスが送り出される排ガス口の近傍を除く領域に設けることを特徴とする請求項１に記載の灰溶融炉。
【請求項３】
前記炉体内の排ガスを送り出し、この送り出した排ガスを燃焼させる燃焼ダクトを備えた排ガス口を有し、
前記空気取り入れ口を、前記排ガス口の近傍に設けることを特徴とする請求項１に記載の灰溶融炉。
【請求項４】
複数の前記空気取り入れ口を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の灰溶融炉。
【請求項５】
複数の前記空気取り入れ口が、前記主電極と前記排ガス口とを通る直線を基準にして、直線対称位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の灰溶融炉。
【請求項６】
前記空気取り入れ口は、前記炉体の上部を覆う炉蓋に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の灰溶融炉。
【請求項７】
前記空気取り入れ口から前記炉体内に取り入れられる空気が上方から下方へ向かって吹き込まれることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の灰溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物等の被焼却物を焼却した際に生成される灰を溶融処理する灰溶融炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物の焼却灰等に含まれるダイオキシン類の分解という観点から、灰溶融炉による灰溶融が広く普及している。この種の灰溶融炉としては、直流電気抵抗式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この直流電気抵抗式の灰溶融炉は、灰投入口から灰が投入される炉体と、炉体内に配設された主電極と、炉底に設けられた炉底電極とを有している。そして、この灰溶融炉では、主電極と炉底電極との間に流した電流により、炉体内の灰がジュール熱により順次溶融されて溶融スラグとされる。そして、炉体内の溶融スラグを炉体側部の溶融スラグ排出口から取り出し、炉体内で発生した溶融排ガスを炉体上部の排ガス口から排気する。
【特許文献１】特開２０００−２７４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、炉体に投入される焼却灰中の未燃炭素分や黒鉛電極からなる主電極は、一酸化炭素（ＣＯ）の発生源となる。そして、この一酸化炭素は、炉体外へ排気される溶融排ガス中に含まれてしまうため、環境負荷低減の観点から削減が要求されている。
このため、排ガス口に接続した排ガス管の下流に灯油バーナー等を備えた燃焼器を設置することにより、溶融排ガスを昇温して排ガス中の一酸化炭素を削減することが行われている。
しかしながら、このような燃焼器を設置すると、設備の大型化及び高コスト化を招くとともに、化石燃料の消費及びそれに伴う二酸化炭素の排出による環境への影響が懸念される。
一方、炉体内に空気を取り込んで一酸化炭素の燃焼を促進させることも考えられるが、取り入れた空気が黒鉛からなる主電極に接触し、主電極が酸化腐食して損耗や折損する恐れがある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、設備の大型化、高コスト化を招いたり、電極の損耗や折損などの不具合を発生させたりすることなく、環境への影響を最小限に抑えることができる灰溶融炉を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る灰溶融炉では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明は、灰投入口から灰が投入される炉体と、前記炉体内に配設された主電極と、前記炉体の底部に設けられた炉底電極とを有し、前記主電極と前記炉底電極との間に流した電流により、前記炉体内の灰をジュール熱により順次溶融させる灰溶融炉であって、平面視にて前記灰投入口と前記主電極とを結んだ直線に直交する直線を基準にして、前記灰投入口が形成された領域の反対側の領域に、前記炉体内に空気を取り入れる空気取り入れ口を設けたことを特徴とする。
【０００６】
これにより、空気取り入れ口から炉体内に空気を取り込むことにより、一酸化炭素の燃焼を促進し、溶融排ガス中の一酸化炭素濃度が大幅に低減され、排ガスによる環境負荷が最小限に抑えられる。しかも、灯油バーナー等を備えた燃焼器を設置する必要がないので、設備の大型化及び高コスト化を招くこともなく、化石燃料の消費及びそれに伴う二酸化炭素の排出による環境への影響がなくされる。
さらには、平面視にて灰投入口と主電極とを結んだ直線に直交する直線を基準にして、灰投入口が形成された領域の反対側の領域に、空気取り入れ口を設けたので、黒鉛からなる主電極が空気取り入れ口からの空気に直接接触することがなく、主電極の酸化腐食による損耗や折損などの不具合が確実に防がれ、安定運転が可能であるとともに、経済的効果が得られる。
また、取り入れる空気により溶融排ガス量が増加するので、灰中に含まれる塩素が起因して生じる排ガス中に含有する炉内滞留塩の揮散物質の絶対量が増加され、炉体内の滞留塩の揮散促進が高められる。
【０００７】
また、前記空気取り入れ口を、前記炉体内の排ガスが送り出される排ガス口の近傍を除く領域に設けることを特徴とする。
これにより、取り入れた空気が燃焼に用いられずに排ガス口から排気されるようなことがなく、効果的に炉体内の一酸化炭素の燃焼に用いられる。
【０００８】
また、前記炉体内の排ガスを送り出し、この送り出した排ガスを燃焼させる燃焼ダクトを備えた排ガス口を有し、前記空気取り入れ口を、前記排ガス口の近傍に設けることを特徴とする。
つまり、空気取り入れ口から取り入れた空気が排ガスに混合して下流側へ送り出され、下流側の燃焼ダクトにおける燃焼が効果的に行われ、一酸化炭素の低減が図られる。
【０００９】
さらに、複数の前記空気取り入れ口を有することを特徴とする。
このように、複数の空気取り入れ口から効率良く炉体内へ空気が取り入れられ、一酸化炭素の燃焼効率が高められる。
【００１０】
また、複数の前記空気取り入れ口が、前記主電極と前記排ガス口とを通る直線を基準にして、直線対称位置に配置されていることを特徴とする。
これにより、空気取り入れ口からバランス良く炉体内に空気が取り入れられ、均一な燃焼が可能とされる。
【００１１】
また、前記空気取り入れ口が、前記炉体の上部を覆う炉蓋に形成されていることを特徴とする。
これにより、炉蓋に形成された空気取り入れ口から確実に炉体内に空気が取り込まれる。
【００１２】
さらに、前記空気取り入れ口から前記炉体内に取り入れられる空気が上方から下方へ向かって吹き込まれることを特徴とする。
このように、上方から下方へ向かって空気が吹き込まれることにより、取り入れられる空気が主電極へ直接接触することがなくされ、主電極の酸化腐食が確実に防止される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の灰溶融炉によれば、空気取り入れ口から炉体内に空気を取り込むことにより、一酸化炭素の燃焼を促進し、溶融排ガス中の一酸化炭素濃度を大幅に低減させることができ、排ガスによる環境負荷を最小限に抑えることができる。しかも、灯油バーナー等を備えた燃焼器を設置する必要がないので、設備の大型化及び高コスト化を招くこともなく、化石燃料の消費及びそれに伴う二酸化炭素の排出による環境への影響もなくすことができる。
さらには、平面視にて灰投入口と主電極とを結んだ直線に直交する直線を基準にして、灰投入口が形成された領域の反対側の領域に、空気取り入れ口を設けたので、黒鉛からなる主電極が空気取り入れ口からの空気に直接接触することがなく、主電極の酸化腐食による損耗や折損などの不具合を確実に防ぐことができ、安定運転が可能であるとともに、経済的効果を得ることができる。
また、取り入れる空気により溶融排ガス量が増加するので、灰中に含まれる塩素が起因して生じる排ガス中に含有する炉内滞留塩の揮散物質の絶対量を増加させることができ、炉体内の滞留塩の揮散促進を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る灰溶融炉の構造を示す概略断面図、図２は灰溶融炉の概略平面図（図１のＰ−Ｐ断面）である。
図１に示すように、この灰溶融炉１０は、炉底１１を有する筒状の炉体１２と、この炉体１２の上部を覆う炉蓋１３とを有している。炉体１２は、その中心に、黒鉛電極からなる主電極１４を有しており、この主電極１４は、炉蓋１３に昇降可能に支持されている。
【００１５】
炉蓋１３には、灰投入口１５が形成されており、この灰投入口１５から炉体１２内に、灰供給部１６から送り込まれる灰が投入される。炉底１１には、炉底電極１７が形成されており、直流電源２０によって主電極１４と炉底電極１７との間に電流を流すことにより、炉体１２内に投入された灰Ｘがジュール熱により順次溶融されて溶融スラグＳとされる。
【００１６】
また、炉体１２の側壁下部には、溶融スラグ排出口１８が形成されており、この溶融スラグ排出口１８から、炉体内の溶融スラグＳが取り出されるようになっている。また、炉体１２の側壁上部には、排ガス管が接続される排ガス口１９が設けられており、この排ガス口１９から炉体１２内で発生した溶融排ガスが排気される。
【００１７】
更に、灰溶融炉１０には、その炉蓋１３に、複数の空気取り入れ口２１を有している。これら空気取り入れ口２１は、図２に示すように、平面視にて灰投入口１５と主電極１４とを結んだ直線αに直交する直線βを基準にして、灰投入口１５が形成された領域Ｂと反対側の領域Ａ（図２中ハッチングにて示す領域）に設けられている。
その一方で、空気取り入れ口２１は、炉体１２内の排ガスを送り出す排ガス口１９の近傍を除く領域に設けられている。
さらに、これら空気取り入れ口２１は、主電極１４と排ガス口１９とを通る直線γ（本実施形態においては、直線αと同一となる）を基準にして、直線対称位置に配置されている。
【００１８】
以上の構成を備える灰溶融炉１０では、主電極１４と炉底電極１７との間にて通電が行われると、溶融スラグＳにジュール熱が生じ、灰投入口１５から炉体１２内に投入された灰Ｘの溶融が開始され溶融スラグＳが生成される。なお、溶融は、主電極１４側から外側へ徐々に進んでいく。
ここで、溶融スラグＳは、比重差に基づいて、比重の比較的小さい塩層、比重の中程度のスラグ層、比重の比較的大きいＦｅ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属類からなるメタル層に分離する。
そして、炉体１２の側壁下部の溶融スラグ排出口１８を適宜開放することにより、炉体１２内の溶融スラグＳが炉外に取り出される。
【００１９】
上記灰溶融工程においては、炉体１２では、投入された灰Ｘ中の未燃炭素分や黒鉛電極からなる主電極１４から一酸化炭素が発生する。
そこで、この灰溶融炉１０では、灰Ｘの溶融時に、炉蓋１３の空気取り入れ口２１から炉体１２内に、上方から下方へ向かって空気を送り込む。この送り込まれる空気によって一酸化炭素の燃焼が促進され、排ガス口１９から送り出される溶融排ガス中の一酸化炭素濃度が大幅に低減される。
【００２０】
このように、上記実施形態の灰溶融炉１０によれば、空気取り入れ口２１から炉体１２内に空気を取り込むことにより、一酸化炭素の燃焼を促進し、溶融排ガス中の一酸化炭素濃度を大幅に低減させることができ、排ガスによる環境負荷を最小限に抑えることができる。しかも、灯油バーナー等を備えた燃焼器を設置する必要がないので、設備の大型化及び高コスト化を招くこともなく、化石燃料の消費及びそれに伴う二酸化炭素の排出による環境への影響もなくすことができる。
【００２１】
さらには、空気取り入れ口２１を、平面視にて灰投入口１５と主電極１４とを結んだ直線αに直交する直線βを基準として、灰投入口１５が形成された領域Ｂと反対側の領域Ａに設けたので、黒鉛からなる主電極１４が空気取り入れ口２１からの空気に直接接触することがなく、主電極１４の酸化腐食による損耗や折損などの不具合を確実に防ぐことができ、安定運転が可能であるとともに、経済的効果を得ることができる。
また、取り入れる空気により溶融排ガス量が増加するので、灰Ｘ中に含まれる塩素が起因して生じる排ガス中に含有する炉内滞留塩の揮散物質の絶対量を増加させることができ、炉体内の滞留塩の揮散促進を高めることができる。
【００２２】
また、空気取り入れ口２１を、炉体１２内の排ガスを送り出す排ガス口１９の近傍を除く領域に設けたので、取り入れた空気が燃焼に用いられずに排ガス口１９から排気されるようなことがなく、効果的に炉体１２内の一酸化炭素の燃焼に用いられる。
さらに、空気取り入れ口２１を、主電極１４と排ガス口１９とを通る直線γを基準にして、直線対称位置に配置したので、取り入れる空気によって一酸化炭素を均一に燃焼させることができる。
なお、排ガス口１９につながる配管に、排ガス中の未燃焼炭素分を燃焼させる燃焼器が形成された燃焼ダクトを接続する場合は、排ガス口１９の近傍に空気取り入れ口２１を設けることが望ましい。つまり、空気取り入れ口２１から取り入れた空気を排ガスに混合させて下流側へ送り出し、下流側の燃焼器にて効果的に燃焼させて一酸化炭素をなくすことができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】灰溶融炉の概略を示す断面図
【図２】灰溶融炉の概略を示す平面図
【符号の説明】
【００２５】
１０  灰溶融炉
１２  炉体
１３  炉蓋
１４  主電極
１５  灰投入口
１７  炉底電極
１９  排ガス口
２１  空気取り入れ口
Ｘ  灰
Ａ，Ｂ  領域
α，β，γ  直線
【図１】
2005241199.tif 000003
【図２】
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