(57)【要約】【課題】  作業員の炉内での手作業を必要とせず、簡単な構造で以って迅速に再起動することを可能とした溶融炉の再起動方法及び、該溶融炉を提供する。【解決手段】  炉蓋１３に貫設された昇降可能な管状電極１５と、炉底１４に配設された炉底電極１６とを有する溶融炉１００の再起動方法であって、前記溶融炉１００の運転停止後に、前記管状電極１５の中空部１５ａから炉底部の溶融メタル層２１まで残置導電体（鉄針）３０を下降し、該残置導電体３０の少なくとも端部が炉内に露出するように縦立させておき、前記溶融炉１００の起動時に、前記管状電極１５から前記残置導電体３０に通電し、再起動を行なう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉蓋に貫設された昇降可能な管状電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉の再起動方法において、
前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に、前記管状電極の中空部から炉底部の溶融メタル層まで残置導電体を下降し、該残置導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように縦立させておき、
前記溶融炉の起動時に、前記管状電極から前記残置導電体に通電するようにしたことを特徴とする溶融炉の再起動方法。
【請求項２】
炉蓋に貫設された昇降可能な電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉の再起動方法において、
前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に、前記電極近傍に設けた炉蓋孔部から炉底部の溶融メタル層まで残置導電体を下降し、該残置導電体の少なくとも端部が炉内に露出するよう縦立させておき、
前記溶融炉の起動時に、前記電極から前記残置導電体に通電するようにしたことを特徴とする溶融炉の再起動方法。
【請求項３】
前記残置導電体が、導電性ワイヤを端部に連結した棒状導電体であり、前記残置導電体の下降時に前記ワイヤが露出するようにし、前記溶融炉の起動時に、前記ワイヤの近傍若しくは該ワイヤに接触するまで前記電極を下降して通電するようにしたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の溶融炉の再起動方法。
【請求項４】
前記残置導電体の下降後に、該残置導電体の近傍に導電性粉体を散布しておき、
前記溶融炉の起動時に、前記粉体の近傍若しくは該粉体に接触するまで前記電極を下降して通電するようにしたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の溶融炉の再起動方法。
【請求項５】
炉蓋に貫設された昇降可能な管状電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉において、
前記溶融炉が、前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に前記管状電極の中空部から炉底部の溶融メタル層に下降する残置導電体を具備し、
該残置導電体は、下降時に該導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように構成され、
前記溶融炉の再起動時に前記電極から前記残置導電体に通電されるようしたことを特徴とする溶融炉。
【請求項６】
炉蓋に貫設された昇降可能な電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉において、
前記溶融炉が、前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に前記電極の近傍から炉底部の溶融メタル層に下降する残置導電体を具備し、
該残置導電体は、下降時に該導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように構成され、
前記溶融炉の再起動時に前記電極から前記残置導電体に通電されるようしたことを特徴とする溶融炉。
【請求項７】
前記残置導電体が、該導電体の端部に導電性ワイヤを連結した棒状導電体であり、前記残置導電体の下降時に前記ワイヤが露出するように構成されていることを特徴とする請求項５若しくは６記載の溶融炉。
【請求項８】
前記残置導電体の下降時に、該残置導電体の近傍に導電性粉体を散布する手段を設けたことを特徴とする請求項５若しくは６記載の溶融炉。
【請求項９】
前記残置導電体が前記電極を囲撓する管状導電体であることを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物、又はこれらを焼却処理した際に発生する焼却灰等を溶融処理する溶融炉に関し、特に、二以上の電極を有して該電極間に通電することにより溶融処理を行う溶融炉の再起動方法、及び該溶融炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般廃棄物や産業廃棄物、またはこれらを焼却処理した際に発生する焼却灰は、溶融炉により溶融固化して処理されている。溶融炉には様々な種類が存在するが、例えばバーナ式溶融炉のように重油等を燃料とする燃料系、電気抵抗式溶融炉やプラズマ式溶融炉等のように電気を熱源とした電力系に分類され、近年はクリーンで安定性に優れていることから電力系溶融炉が広く普及してきている。
電力系溶融炉の一例として図５に示されるプラズマ溶融炉がある。図５において、プラズマアーク式溶融炉２００は、炉本体１０の炉蓋１３側に貫設された主電極１５と、これに対向して炉底１４側に配設された炉底電極１６との間に、直流電源１８により電圧を印加してプラズマアークを発生させ、炉内に投入された被溶融物を溶融処理する溶融炉である。
【０００３】
プラズマアークにより高温に加熱された被溶融物は、比重差により溶融スラグ２０の層と溶融メタル２１の層に分離し、これらの層を介して主電極１５と炉底電極１６の間に電流が流れている。
このようなプラズマ溶融炉２００では、炉本体１０内に溶融スラグ２０及び溶融メタル２１が積層して溜まっている状態で一時的に運転停止し、その後再起動する場合がある。このとき、炉本体１０の下方に位置する溶融メタル２１は重金属類を主成分としているため、固化した場合においても導電率が高いが、溶融メタルの上側に位置する溶融スラグ２０は固化すると極めて導電率が低い。
【０００４】
そこで、従来の溶融炉では主電極１５の直下に位置する溶融スラグ２０に貫通孔をあけ、導電率が高い下層のメタル表面を露出させた後に、主電極１５を溶融メタル２１の表面に接触させて通電していた。しかしながら、かかる方法では、溶融炉の再起動前に固化スラグに貫通孔をあけなければならず、作業者による面倒な手作業を行なう必要があり、再起動に時間がかかるという問題があった。
従って図５に示される再起動方法では、主電極１５に隣接して炉蓋に貫通した補助電極５０を設けるとともに、主電極１５と補助電極５０間に金属を設置しておき、炉の起動時にはこの金属を介して主電極１５と補助電極５０との間に通電し、炉の再起動を行なっていた。（例えば特許文献１）
【０００５】
また別の再起動方法として、特許文献２には、炉蓋に複数の電極を有するプラズマ溶融炉において、溶融スラグ２０の層上に導電性粒体を投入した後、主電極に電圧を印加してプラズマアークを形成する方法が記載されている。
さらに、簡単にかつ確実にプラズマ溶融炉を再起動させることができる方法として、特許文献３には、溶融炉の運転停止前に主電極を溶融メタルの上面に接触させた状態として運転を停止し、溶融炉の再起動前に、主電極をスラグラインの上方位置で切断し、主電極と切断電極との間に通電することにより再起動を行なう方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２４９８９号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３２６６号公報
【特許文献３】特開２００２−２１３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、効率良く再起動を行なう方法は種々提案されているが、特許文献１の補助電極を利用する方法では、炉内への金属設置作業のため、作業員が入ることができる温度まで炉内を冷却する必要があるため再起動に時間が掛かり、また炉蓋から溶融スラグまで到達するような補助電極と、補助電極用電源を設ける必要があり、装置が複雑化し設備費が嵩む。
特許文献２の方法は、炉蓋に設けた電極間に通電させる形式であるため、本願発明のように炉蓋と炉底に電極が配設された溶融炉には適用できない。
【０００８】
さらに、特許文献３のように主電極を切断する方法では、特許文献１と同様に作業員による炉内での切断作業が必要となり、炉内を冷却するための時間を要する。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、作業員の炉内での手作業を必要とせず、簡単な構造で以って迅速に再起動することを可能とした溶融炉の再起動方法及び、該溶融炉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】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
炉蓋に貫設された昇降可能な管状電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉の再起動方法において、
前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に、前記管状電極の中空部から炉底部の溶融メタル層まで残置導電体を下降し、該残置導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように縦立させておき、
前記溶融炉の起動時に、前記管状電極から前記残置導電体に通電するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、別の発明として、炉蓋に貫設された昇降可能な電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉の再起動方法において、
前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に、前記電極近傍に設けた炉蓋孔部から炉底部の溶融メタル層まで残置導電体を下降し、該残置導電体の少なくとも端部が炉内に露出するよう縦立させておき、
前記溶融炉の起動時に、前記電極から前記残置導電体に通電するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
これらの発明は、溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後であって溶融スラグ及び溶融メタルが完全に固化する前に、溶融メタルに達するように前記残置導電体を溶融スラグ内に埋没させ、これらの固化とともに残置導電体が固定されるようにする。そして、再起動時に、前記残置導電体の炉内露出部に近接、若しくは接触するように管状電極を下降させ、通電する。
前記残置導電体の下降に際しては、該導電体を前記電極の中空部若しくは電極に沿って落下させるようにしても良いし、導電体端部にワイヤを取付けてワイヤで吊下した状態で下降させるようにしても良い。
かかる発明によれば、作業員が炉内に入ることなく迅速に溶融炉の再起動を行なうことができ、さらに高温時にも着火することが可能となる。また、既存の溶融炉に簡単に付設することができ、設備費を低廉化することができる。
【００１２】
さらに、上記発明において、前記残置導電体が、導電性ワイヤを端部に連結した棒状導電体であり、前記残置導電体の下降時に前記ワイヤが露出するようにし、前記溶融炉の起動時に、前記ワイヤの近傍若しくは該ワイヤに接触するまで前記電極を下降して通電するようにしたことを特徴とする。
このように、前記主電極と前記残置導電体との間にワイヤを介在させることにより、確実に導通を確保することができる。
また、主電極と前記残置導電体の導通を確保する別の方法として、前記残置導電体の下降後に、該残置導電体の近傍に導電性粉体を散布しておき、
前記溶融炉の起動時に、前記粉体の近傍若しくは該粉体に接触するまで前記電極を下降して通電するようにしても良い。
【００１３】
また、簡単にかつ迅速な再起動を可能とした溶融炉にかかり、
炉蓋に貫設された昇降可能な管状電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉において、
前記溶融炉が、前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に前記管状電極の中空部から炉底部の溶融メタル層に下降する残置導電体を具備し、
該残置導電体は、下降時に該導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように構成され、
前記溶融炉の再起動時に前記電極から前記残置導電体に通電されるようしたことを特徴とする。
【００１４】
また、炉蓋に貫設された昇降可能な電極と、炉底に配設された炉底電極とを有し、これらの電極間に通電して被溶融物の溶融を行なう溶融炉において、
前記溶融炉が、前記溶融炉の運転停止直前若しくは運転停止後に前記電極の近傍から炉底部の溶融メタル層に下降する残置導電体を具備し、
該残置導電体は、下降時に該導電体の少なくとも端部が炉内に露出するように構成され、
前記溶融炉の再起動時に前記電極から前記残置導電体に通電されるようしたことを特徴とする。
【００１５】
これらの発明において、前記残置導電体が、該導電体の端部に導電性ワイヤを連結した棒状導電体であり、前記残置導電体の下降時に前記ワイヤが露出するように構成されたことを特徴とする。また、前記残置導電体の下降時に、該残置導電体の近傍に導電性粉体を散布する手段を設けるようにしても良い。これらの発明によれば、残置導電体と主電極間の導通を確実に確保することができる。
さらにまた、前記残置導電体を前記電極を囲撓する管状導電体としても良い。これによれば、溶融スラグが低粘度で流動性が高い高温の場合においても、該導電体を縦立保持することが容易である。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載のごとく本発明によれば、作業員が炉内に入ることなく迅速に溶融炉の再起動を行なうことができ、さらに高温時にも着火することが可能となる。また、既存の溶融炉に簡単に付設することができ、設備費を低廉化することができる。
さらに、主電極と残置導電体との間に、導電性ワイヤ若しくは導電性粉体等を介在させることにより、確実に電極と導電体との間の導通を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
本実施形態は、一例としてプラズマアークを発生させて焼却灰を溶融処理するプラズマ溶融炉につき説明するが、これに限るものではなく、炉蓋及び炉底に少なくとも一の電極を有し、該電極間に通電して溶融処理を行うものであれば何れでも良い。また、被溶融物には、一般廃棄物、産業廃棄物及びこれらを焼却処理した際に発生する飛灰を含む焼却灰等が挙げられる。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の実施例１に係るプラズマ溶融炉の概略断面図で、図２は図１のプラズマ溶融炉の再起動方法の説明図である。
本実施例１におけるプラズマ溶融炉１００は、ＳｉＣキャスタブル等で形成される炉内耐火壁１１及び該耐火壁１１を被覆する鉄皮１２からなる炉本体１０と、該炉本体１０の炉蓋１３を貫通するごとく配設された主電極１５と、炉底１４に配設された炉底電極１６と、を有している。前記主電極１５の周囲には絶縁性スリーブが介装されており、該主電極１５の軸中心には中空部１５ａが穿孔されている。該中空部１５ａは、炉内を還元性雰囲気に保持するための窒素ガス等の不活性ガスを導入するために設けられている。
【００１９】
また、前記主電極１５と炉底電極１６との間には直流電源１８が設けられている。該主電極１５は黒鉛電極が適しており、溶融炉運転時の黒鉛電極の消耗に伴い該主電極１５を昇降可能なように、昇降装置１７が設けられている。
かかる溶融炉１００における溶融処理フローは、直流電源１８により前記主電極１５と炉底電極１６との間に電圧が印加されると、プラズマアーク２２が生成し、炉本体１０内に投入された焼却灰は該プラズマアーク２２により溶融される。
溶融された焼却灰は、比重差により溶融スラグ２０と溶融メタル２１とに分離して炉底に溜まり、そのうち溶融スラグ２０が順次オーバーフローして出滓口１９より排出されようになっている。
【００２０】
本実施例では、溶融炉１００の運転停止直前若しくは運転停止後であって、溶融スラグ２０が完全に固化する前に、前記中空部１５ａから鉄針３０を挿入し、該中空部１５ａに沿って落下させて溶融メタル２１まで到達するように溶融スラグ２０に埋没させる。
前記鉄針３０は、該中空部１５ａから円滑に落下可能なように尖端棒状体であることが好ましい。さらに好適には、該鉄針３０の上方端部に導電性ワイヤ３１を連結する。該ワイヤ３１を連結した場合、該ワイヤ３１により鉄針３０を吊下し、徐々に下降させて溶融スラグ２０に埋没させるようにしても良い。
前記鉄針３０は残置導電体であり、鉄部材に限らず、導電率が高くかつ比較的低融点の材質である銅や、スラグ耐食性が強く抵抗が大であるMoZrO2等を用いることができる。尚、前記ワイヤ３１にも同様の材料を適用することが好ましい。
【００２１】
次に、本実施例に係る溶融炉の再起動方法につき図２を参照して詳細に説明する。
まず、溶融炉１００の運転を一時的に停止する際に、運転停止直前若しくは直後に前記主電極１５を溶融スラグ２０の液面付近まで下降する。このように、先に主電極１５を下降させておくことにより、鉄針３０を落下させた時に鉄針３０が倒れずに縦立させておくことができる。
そして、前記主電極１５に設けられた前記中空部１５ａの上部に設置されたワイヤ３１’を連結した鉄針３０’を落下させ、溶融メタル２１まで到達するように溶融スラグ２０に埋没させる。（図２（ａ））
【００２２】
溶融炉１００の運転を完全に停止し、溶融スラグ２０の流動性が低下したら前記主電極１５を上昇させる。このとき、前記ワイヤ３１が前記中空部１５ａから抜けてスラグ上に垂れるようにする。尚、前記ワイヤ３１の代わりに鉄粉３２等の導電性粉体を散布しても良いし、ワイヤ３１と鉄粉の両方を用いても良い。（図２（ｂ））
そして、前記ワイヤ３１に近接、若しくは接触するように前記主電極１５を再度下降しながら、プラズマ自動着火プログラムを起動させ、主電極１５及び炉底電極１６間に電圧を印加してプラズマを着火する。（図２（ｃ））
【００２３】
プラズマが着火すると、まずワイヤ３１に着火し、該ワイヤ３１が消失すると鉄針３０に着火する。該鉄針３０が溶融すると炉底電極１６までの導通が確保され、通常の運転が開始される。（図２（ｄ））
このように、前記主電極１５から残置導電体（鉄針）３０を落下、若しくはワイヤ３１により下降させることにより、起動電極が不要となり装置の簡素化が図れる。また、再起動時に作業員が炉内に入る必要がないがめ、炉内が高温であっても迅速に着火することができる。さらに、主電極１５を高い位置まで上昇しておくことにより、再起動に失敗しても何回でも鉄針３０を落下可能である。さらにまた、導電性ワイヤ３１若しくは導電性粉体３２を用いることにより、再起動時の導通を確実に確保することができる。
【実施例２】
【００２４】
本実施例２は、図１に示した実施例１の別の実施例であり、図３にその概略を示す。本実施例において、実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図３において、炉本体１０の炉蓋１３に貫通される主電極１５は中密状であり、炉内に導入する不活性ガスの供給口は炉本体に直接貫孔されている（不図示）。また、炉蓋１３には、前記主電極１５の貫通孔近傍に炉蓋孔部３４が設けられており、該孔部３４から鉄針（残置導電体）３０が先端に連結された棒状の鉄針縦立手段３３が挿入可能に構成されている。
該鉄針縦立手段３３は、先端に鉄針３０を連結可能な継合手段３３ａを有している。該継合手段３３ａは、例えばねじ切りを設けるなどして、直接接触しなくても前記鉄針３０を脱着可能な構造とする。
【００２５】
本実施例２に係る溶融炉１００の再起動方法は、溶融炉１００の運転停止直前若しくは停止後に、前記鉄針３０を先端に連結した鉄針縦立手段３３を前記炉蓋孔部３４より挿入し、溶融メタル２１に達するまで鉄針３０を溶融スラグ２０中に埋没させる。このとき、該鉄針３０及びその先端に連結されたワイヤ３１が炉内に露出するようにしておく。次に、鉄針が単独で縦立可能な程度に溶融スラグ２０が固化したら、前記鉄針縦立手段３３を回転させて前記継合手段３３ａから鉄針３０を外し、鉄針縦立手段３３を炉内より取り出す。
そして、前記ワイヤ３１に近接、若しくは接触するまで前記主電極１５を下降し、着火して再起動する。
【００２６】
前記鉄針３０を下降する際には、鉄針縦立手段３３を使用せず前記ワイヤ３１にて吊下した状態で徐々に下降させても良いし、ある程度溶融スラグ２０が固化した状態で単に鉄針を落下させても良い。かかる実施例によれば、前記実施例１と略同様の効果が得られる。
また、かかる実施例２の別の実施例として、図４に示されるように、前記主電極１５の周囲の炉蓋１３に環状の孔部を設け、該孔部から前記主電極１５より径が大きい管状残置導電体３５を落下させるようにしても良い。これにより、前記溶融スラグ２０が比較的高温で流動性が高い状態であってもスラグ内で安定して縦立させることができる。
尚、前記残置導電体３０の形状、下降方法については、本実施例１及び２に記載した実施例に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本実施形態ではプラズマ溶融炉における再起動方法を示したが、他にも電気抵抗式溶融炉等のように、炉蓋及び炉底に少なくとも一の電極を有し、これらの電極間に印加して被溶融物の溶融処理を行う溶融炉であれば何れにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマ溶融炉の概略断面図である。
【図２】図１のプラズマ溶融炉の再起動方法の説明図である。
【図３】本発明の実施例２に係るプラズマ溶融炉の概略断面図である。
【図４】図２の別の実施例に係るプラズマ溶融炉の部分断面図である。
【図５】従来の溶融炉の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    炉本体
１５    主電極
１５ａ  中空部
１６    炉底電極
１８    直流電源
１９    出滓口
２０    溶融スラグ
２１    溶融メタル
２２    プラズマアーク
３０、３０’  鉄針
３１、３１’  ワイヤ
３３    鉄針縦立手段
３３ａ  継合手段
３４    炉蓋孔部
３５    管状導電体
１００  プラズマ溶融炉
【図１】
2005155945.tif 000003
【図２】
2005155945.tif 000004
【図３】
2005155945.tif 000005
【図４】
2005155945.tif 000006
【図５】
2005155945.tif 000007