【手続補正書】
【提出日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】燃焼溶融炉および結晶化物製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】上下方向に沿って延在する燃焼空間を有し、この燃焼空間の上部に連通する被処理物供給口と燃焼空間の下端部に連通する溶融液排出口とを有し、前記被処理物供給口から燃焼空間内に供給した被処理物を旋回降下させながら燃焼溶融させ、この溶融液を前記溶融液排出口から排出させるように構成した、竪型旋回式燃焼溶融炉部と、
前記溶融液排出口に接続された溶融液供給口と、この溶融液供給口から供給された溶融液を貯留する溶融液の貯留池と、この貯留池の貯留溶融液を流出させる出液部とを有し、前記貯留池において溶融液を所定時間滞留させることにより溶融液の清澄化を図るように構成した、清澄炉部と、
を備えたことを特徴とする燃焼溶融炉。
【請求項２】前記貯留池における溶融液の滞留時間が１〜５時間となるように構成された、請求項１記載の燃焼溶融炉。
【請求項３】前記貯留池の前記出液部がわ端部の上方に、溶融液面と直交する方向に対する加熱方向の角度が前記溶融液供給口側に０〜３０度とされた溶融液加熱手段を備えた、請求項１または２記載の燃焼溶融炉。
【請求項４】前記出液部上方の天井部分の溶融液面に対する高さが２００〜５００ｍｍとされた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃焼溶融炉。
【請求項５】前記貯留池の貯留溶融液に対して不燃物を供給するための不燃物供給口を前記清澄炉に設けた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃焼溶融炉。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃焼溶融炉と、
この燃焼溶融炉における前記出液部から流出した前記清澄化した清澄溶融液を受け入れてこれを徐冷固化する徐冷装置とを備えたことを特徴とする結晶化物製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を溶融処理し、溶融処理されたスラグの有効利用を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物の焼却灰は埋立処分されていた。しかし、近年埋立地の逼迫により、あるいは最終処分場における二次公害の防止、灰中のダイオキシン対策のために、焼却灰を溶融して減容化あるいは有効利用を図る傾向にある。さらにその一つの形態として、廃棄物を熱分解して、熱分解生成物のチャー及び／または分解ガスの熱量を利用して灰分を溶融処理する研究が進められている。
【０００３】
またこの種の燃焼溶融炉としては、例えば特開平１１−１０８３２９号公報にも示されるように、燃焼溶融炉部と、焼却灰（廃棄物の熱分解により生成するチャー混合物）を燃焼溶融して得られた溶融スラグを貯留する貯留池を有する貯留室、この貯留池の貯留溶融スラグをオーバーフローにより流出落下させる出液部、ならびにこの出液部から流出落下する溶融スラグを間隔をおいて取り囲む排出シュートとからなる清澄炉部と、この排出シュートから落下供給される溶融スラグの水砕ピットとを備えたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の技術で得られる溶融スラグは、溶融が不充分であったり溶融スラグ中に気泡等が残存していたりする等の理由によって、その後にこれを固化し再利用するにあたり、固化体の強度不足等を生ずる等の問題点があった。また特に特開平１１−１０８３２９号公報に示されるように溶融スラグを水砕する方法では、溶融スラグが急冷されるため水砕スラグの内部に残留応力が残り強度上充分とは言い難く、その後に有効利用し難いものであった。
【０００５】
そこで本発明の主たる課題は、燃焼溶融特性の改善を図り、もって再利用に有利な固化物を得ることができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の燃焼溶融炉は、上下方向に沿って延在する燃焼空間を有し、この燃焼空間の上部に連通する被処理物供給口と燃焼空間の下端部に連通する溶融液排出口とを有し、前記被処理物供給口から燃焼空間内に供給した被処理物を旋回降下させながら燃焼溶融させ、この溶融液を前記溶融液排出口から排出させるように構成した、竪型旋回式燃焼溶融炉部と、
前記溶融液排出口に接続された溶融液供給口と、この溶融液供給口から供給された溶融液を貯留する溶融液の貯留池と、この貯留池の貯留溶融液を流出させる出液部とを有し、前記貯留池において溶融液を所定時間滞留させることにより溶融液の清澄化を図るように構成した、清澄炉部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
燃焼溶融炉部と清澄炉部とを組み合わせた燃焼溶融炉においては、主に燃焼溶融を行う燃焼溶融炉部において均一且つ完全に燃焼を行うことによって、清澄炉部における清澄化効果を最大限に発揮させることが可能となる。しかるに、従来のものでは、燃焼溶融炉部における燃焼溶融を充分に行うことができず、その負担の一部を清澄炉に頼らざるを得ない（つまり清澄炉内において未燃分の燃焼溶融を行う）。例えば、公知の燃焼溶融炉のなかには、水平方向に延在する横長炉内においてその一端部に供給した被処理物を水平軸周りに旋回させながら他端部へ移動させる過程で燃焼を図る横型旋回式燃焼溶融炉がある。しかし、かかる横型旋回式燃焼溶融炉は、重力に抗して被処理物を旋回および水平方向に移動するものであるため、被処理物を円滑に旋回および水平移動させることができず、燃焼溶融が不均一になり易いという問題点があり、そのままでは清澄炉部と組み合わせても無意味である。
【０００８】
これに対して、本発明においては上述構成の竪型旋回式燃焼溶融炉部を清澄炉部と組み合わせている。この竪型旋回式燃焼溶融炉部は被処理物を旋回降下させながら燃焼溶融を行うものであるため、被処理物を円滑に旋回させながら排出側に向けて円滑に移動させることができ、均一かつ完全に燃焼溶融させることができるものである。その結果、本発明においては、均一かつ完全に燃焼溶融した溶融液が清澄炉部に供給されるので、清澄炉の負担は清澄化のみとなり、最大限の清澄化効果が発揮される。そして、清澄化効果が最大限に発揮されることによって、気泡等の残存を効果的に回避することができるようになり、もって再利用に有利な固化物を得ることができるようになる。
【０００９】
本発明において充分な清澄化効果を発揮させるためには、前記貯留池における溶融液の滞留時間が１〜５時間となるように構成するのが好ましい。
【００１０】
燃焼溶融炉において出液部の近傍に加熱装置を設けると、出液が安定する利点がある。しかし、この加熱装置によって周囲の耐火材まで溶融してしまうおそれがあるので、請求項３記載の発明に従って、前記貯留池の前記出液部がわ端部の上方に、溶融液面と直交する方向に対する加熱方向の角度が前記溶融液供給口側に０〜３０度とされた溶融液加熱手段を備えるようにするのが好ましい。
【００１１】
また本発明において、前記出液部上方の天井部分の溶融液面に対する高さが２００〜５００ｍｍとされていると、出液部およびその近傍の溶融液の輻射による放熱が低減し、安定した出液が可能となる利点がある。
【００１２】
また、ごみ処理において排出される不燃物や焼却灰（すでに埋立処分されたものを掘り起こして溶融処理する場合を含む）をも併せて溶融処理する場合、これを竪型旋回式燃焼溶融炉部に供給するためには微粉砕する必要があり、処理が煩雑となることが懸念された。そこで本発明においては、前記貯留池の貯留溶融液に対して不燃物、例えばごみ処理において排出される不燃物や焼却灰（すでに埋立処分されたものを掘り起こして溶融処理する場合を含む）を供給するための不燃物供給口を前記清澄炉に設けることを推奨する。かかる供給口を設けることによって、不燃物を微粉砕せずに溶融液中に供給し溶融処理することができるようになる。
【００１３】
他方、本発明においては、これらの燃焼溶融炉と、この燃焼溶融炉における前記出液部から流出した前記清澄化した清澄溶融液を受け入れてこれを徐冷固化する徐冷装置とを備えた結晶化物製造装置も提案する。これにより、製造される結晶化固化物に残留応力が残り難く、後に例えば石材として有効利用を図ることができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳説する。
＜設備の概要＞
図１は、本発明を適用しうる溶融炉を備えた廃棄物熱分解・溶融処理設備を示すフローシートである。１は流動層式熱分解炉、２はサイクロンなどからなる気固分離手段、３は捕集したチャー混合物を水に懸濁化するための攪拌機付スラリー化槽、４はチャー混合物中に含有される水溶性物質をろ過処理するための固液分離手段としての真空脱水機、５は気流乾燥機、６はチャー混合物集塵機、７はチャー混合物貯留槽、８は燃焼溶融炉、９は燃焼溶融炉８からのスラグを石材化する石材化炉（徐冷装置）をそれぞれ示している。
【００１５】
本設備においては、有機物を含有するあるいはさらに塩化物を含有する廃棄物が熱分解炉、たとえば図示のように流動層式熱分解炉１にコンベアなどからなる投入ライン１１を通して投入される。流動層式熱分解炉１の下部の吹込みラインからは、酸素含有の高温の流動ガスが導管１２を通して吹き込まれ、炉内の分散板を通して吹き上げられ、廃棄物を流動媒体の存在下で流動化（浮遊分散）状態に維持し、この過程で供給された酸素で燃焼が起こり、その熱により残った可燃分が熱分解される。
【００１６】
熱分解残渣は抜き出しスクリュウコンベア１３を介して抜き出され、磁選機１４によりメタル分と磁選機１４にかからない他の成分とに分離され、次いで振動篩１５によりガラス・磁器類と流動媒体（砂）とに分離され、流動媒体（砂）は経路５１を通して熱分解炉１に返送され、ガラス・磁器類は経路５２及び装入スクリュウコンベア１６により燃焼溶融炉８のスラグ層部に装入される。
【００１７】
熱分解反応を促進するために、廃棄物に対して、予め水酸化カルシウム（消石灰）を、たとえば投入ライン１１内で添加するか、または熱分解炉１に水酸化カルシウムを添加して熱分解を図ることが好ましい。
【００１８】
この熱分解に伴う排ガスは、炉頂部から導管５３を通してサイクロンなどからなる気固分離手段２に導かれる。サイクロン２では、ガス成分と、炭素を主成分とし不燃物を有するチャー混合物とに分離する。
【００１９】
ガス成分は、導管５４を通して二次燃焼炉１７に導かれ、廃棄物ピットの臭気と熱交換器１８により熱交換させながら、燃料の吹き込みを行う二次燃焼炉１７において燃焼を図った後、燃焼排ガスとして排ガス処理設備に供給され、しかる後、排ガスとして排出される。本実施形態における排ガス処理設備は、熱交換器１８を出た後の排ガスを導管５５を通して冷却塔１９にて水散布により冷却し、次いでバグフィルターなどからなる排ガス集塵機２０にて飛灰を捕捉し、触媒塔２１を通して完全に無害化してのち、大気に排出する構成である。捕捉飛灰は、キレート剤を添加し、混練機２２により混練固化する。
【００２０】
サイクロン２において、チャー混合物を捕捉し、これを導管５８を通して攪拌機付スラリー化槽３に供給し、攪拌機付スラリー化槽３において、ｐＨ８〜９にして主に塩化カルシウムの溶解を図った後、導管５９を通して固液分離装置としての向流多段洗浄式真空脱水機４に供給し、塩化カルシウムを主成分とする水溶性（溶解性）物質と非溶解性物質との分離を図る。
【００２１】
溶解性物質を含む濾液の一部は、経路５７を通して蒸気を熱源とする蒸発溶融缶２３に送り、この蒸発溶融缶２３で蒸発を行うと、塩化カルシウムは６水塩、４水塩、２水塩に順次変化するが、１５０〜２００℃にすると溶融状態の２水塩を得ることができる。次いで、溶融状態の２水塩を冷却機２４により急冷することにより、固体の副生塩類を得る。
【００２２】
濾液の残部は、攪拌機付スラリー化槽３に返送される。
【００２３】
真空脱水機４からの非溶解性物質（チャー混合物）としての脱水ケーキは、直接、望ましくは図２に示すように解砕機３０を通して解砕した後、気流乾燥機５などにより乾燥した後、チャー混合物集塵機６にて集塵を図った後、チャー混合物貯留槽７に貯留したものを燃焼溶融炉８に供給し、旋回燃焼溶融しながら溶融処理し、溶融スラグ化を図る。この溶融スラグを石材化炉９に導き、石材化して資源に有効利用を図る。
【００２４】
石材化炉９からの熱はその排ガスを熱交換器２５に導き、新鮮空気と熱交換した後、新鮮な空気は燃焼空気として燃焼溶融炉８に吹き込む。熱交換器２５を通る排ガスは、経路５５に合流させる。
【００２５】
図２にも示すように、二次燃焼炉１７などにより構成される排ガス処理設備での燃焼排ガスは、十分な熱量を有するので、経路５５の一部（冷却塔１９に移行させる残部）を経路５６を通し、その一部を経路５６Ａを介して気流乾燥機５の熱源とし、残部を経路５６Ｂを介して流動層式熱分解炉１における流動用空気として利用を図る。
【００２６】
また図２に示すように、脱水機４で脱水して得られた脱水ケーキは、脱水ケーキコンベヤ３１で脱水ケーキ貯留槽３２に供給され、脱水ケーキ貯留槽３２に付属する切り出しコンベア３２Ａで気流乾燥機５に付属する回転数が可変のケーキ解砕機３０に供給される。
【００２７】
ケーキ解砕機３０に供給された脱水ケーキは解砕され気流乾燥機５に供給される。気流乾燥機５には、高温用制御弁３３及び低温用制御弁３４を通して，その混合割合を風量検出器３７に基づき調節することにより温度調整された熱風が排気ファン３５に吸引されて流通される。高温用制御弁３３を流れる燃焼排ガスは、経路５６Ａを通る高温燃焼排ガス、低温用制御弁３４を流れるガスは、吹き込みファン３６による大気または、冷却塔１９で冷却された後の排ガスとすることができる。
【００２８】
気流乾燥機５に供給された脱水ケーキは、該熱風で搬送されながら乾燥され、チャー混合物集塵機６で捕集され、チャー貯留槽７に供給される。該熱風はケーキの乾燥によって冷却されチャー混合物集塵機６を通過後排気ファン３５により吸引される。
【００２９】
＜溶融炉について＞
本発明は、上述のような焼却設備の燃焼溶融炉８に対して適用可能なものである。具体例を図３に示す。この燃焼溶融炉８は、清澄炉部８０の上側に竪型旋回式燃焼溶融炉部９０を備えたものである。
【００３０】
より詳細には、竪型旋回式燃焼溶融炉部９０は、上部円柱形・下部逆さ裁頭円錐台形の上下方向に沿って延在する燃焼空間９１を有し、上端部に炉内を臨んで設けられた燃焼バーナー取付座９２（バーナーは図示せず）と、このバーナー取付座９２よりも下側の炉内に対して炉内面周方向に沿って被燃焼物（この場合には前述のチャー）を供給するチャー供給口９３と、これよりもさらに下側において炉内に対して炉内面周方向に沿って空気を吹き込み供給する空気供給口９４と、底部開口からなる溶融液排出口９０Ｓを備えている。図示例では、さらに、図示しない燃焼溶融状態監視カメラを配する監視カメラ取付座９５を炉内の上面中央に設けるとともに、燃焼溶融温度監視用の図示しない温度計を取り付けるための温度計取付口９６を空気供給口よりも下側に設けている。
【００３１】
一方、清澄炉部８０は、溶融液排出口に接続された溶融液供給口８０Ｓと、貯留室８０Ｐ内の下部に設けられ、溶融液供給口から供給された溶融液を貯留する溶融液の貯留池８４と、この貯留池８４の貯留溶融液を流出させる出液部８２とを備えている。貯留池８４の容積及び形状は、好ましくは貯留溶融液Ｍの滞留時間が１〜５時間となるように設計される。出液部８２は堰状をなしており、そこから貯留溶融液Ｍがオーバーフロー（溢流）して排出シュート８３内に流出落下するように構成されている。排出シュート８３は貯留室８０Ｐと連続的な空間をなし、出液部８２から流出落下する溶融液Ｍを間隔をおいて取り囲むように形成されており、貯留室８０Ｐ内の高温ガス（燃焼排ガス）が溶融スラグ保温ガスとして出液部近傍を通して排出シュート８３内へ導入流通されるように構成されている。図中二点鎖線が排ガスの流れを示している。
【００３２】
また図示例では、貯留池８４の貯留溶融液Ｍの加熱保温等のための図示しない起動用バーナーを取り付けるバーナー取付座８５を貯留室８０Ｐにおける出液部８２と反対側の側壁に出液部８２に向けて設けるとともに、図示しない溶融液の出液状態監視カメラを配する監視カメラ取付座８６を排出シュート８３上方に相当する上壁部に設け、図示しない排出シュート内温度監視用温度計を取り付けるための温度計取付口８７Ａを排出シュート８３周壁の適宜の位置（具体的には、出液部よりも若干下方の位置）に、および図示しない貯留室内温度監視用温度計を取り付けるための温度計取付口８７Ｂを貯留室上壁部にそれぞれ設け、出液部および貯留池の液面全体を見渡せる位置に目視除き窓８８を設けている。
【００３３】
また、不燃物、例えば前述の流動層式熱分解炉１において発生する熱分解残渣や埋立処分された焼却灰等の無機物を貯留溶融液Ｍに供給する供給口８９を貯留室８０Ｐ上壁部に設けている。
【００３４】
他方、本例では、貯留室８０Ｐ内に連通するガス抜出口１００を設け、貯留室８０Ｐ内の高温ガスの一部を排出シュート８３への導入に先立ってガス抜出口１００から抜き出すことにより、排出シュート８３における保温ガスの流通速度を調節する構成を採用している。
【００３５】
かかるガス抜出口１００の配設位置は、溶融スラグ出液部８２からオーバーフローし落下する溶融スラグＭの流れを乱さない位置、具体的には図示するように、貯留室８０Ｐにおける出液部８２から供給口８０Ｓ側へ所定距離離間した位置の側壁または上壁が好ましい。図示しないが、ガス抜出口１００に適宜バルブ等の開閉装置を接続することにより、抜出量を可変とするのも好ましい。
【００３６】
また図示するように、貯留室８０Ｐにおけるガス抜出口１００と排出シュート８３との間の部分８０Ｘを、そこにおけるガス流通断面積が燃焼溶融炉部側部分８０Ｙよりも小さくなるように形成する（図示例では当該部分８０Ｘの天井８０Ｘの溶融液面ＭＬに対する高さを２００〜５００ｍｍとして低くしている）と、ガス抜出口１００への排ガス抜き出しがスムーズとなる利点があるとともに、出液部およびその近傍における貯留溶融スラグＭの輻射による放熱を低減できる利点もある。
【００３７】
さらに本例では図４及び図５にも示すように、貯留溶融スラグＭの貯留レベルを検出するレベル検出手段１１０と、出液部の加熱手段１２０とを備えており、図４に示すようにレベル検出手段１１０による検出貯留レベルが所定値以下となった場合、加熱手段１２０による加熱を行わずに出液部８２における溶融スラグＭ１を固化させ、この固化体Ｍ１により出液部８２からの貯留溶融スラグＭの流出を堰き止めるとともに、図５に示すようにレベル検出手段１１０による検出貯留レベルが所定値を超えた場合、加熱手段１２０により固化体Ｍ１を加熱溶融させ堰き止めの解除を行うように構成されている。
【００３８】
レベル検出手段１１０としては、少なくとも貯留レベルが所定値になっているか否かが判るものであれば適用できるので、例えば本出願人による特開平１１−３０５４５に示される溶融炉における堆積物の検出装置を本例の溶融スラグレベル計として応用することもできる。すなわち図４及び図５に示すように、上部電極１１１の下端部を所定貯留レベル位置に配するとともに（これは好適には上下動自在とされ、検出レベルを調節できるように構成される）、下部電極１１２を貯留池８４内の最低貯留レベル以下の部位（好適には貯留池底面）に配し、これら上部および下部電極１１１，１１２間の導通の有無を検出する導通検出手段１１３を設ける。導通検出手段１１３は、溶融液の比導電度を予め実験等により求めておき（焼却灰の溶融スラグの比導電度は一概にはいえないが約０．１〜１Ω-1ｃｍ-1）、この下限値を閾値として導通の有無を検出するように構成される。
【００３９】
そしてこの導通検出手段１１３により上部および下部電極１１１，１１２間が導通していないことが検出されているときには貯留レベルが所定値に達していないから加熱手段１２０による加熱溶融は行わずに固化体Ｍ１による加熱堰き止めを行う若しくは継続し、反対に導通が検出された場合には貯留レベルが上部電極の下端すなわち所定値に達したことになるから加熱手段１２０による加熱溶融により堰き止めを解除して順次貯留溶融液Ｍを排出シュート８３へ流出落下させる。
【００４０】
他のレベル検出方法としては、監視カメラ８６による目視、監視カメラ８６の撮像結果の画像解析または目視窓８８からの目視に基づいて行うものも採用できる。
【００４１】
また、溶融スラグ出液部加熱手段１２０は、出液部近傍の耐火材を損傷させないために、貯留池８４の出液部８２がわ端部の上方に、貯留溶融液面Ｍと直交する方向に対して溶融液供給口８０Ｓ側（上流側）に加熱方向が傾斜したものとされている。この傾斜角度は、３０度以下、特に好適には５〜１５度とされるが、本発明では垂直（０度）であっても良い。この加熱手段１２０としては、図示するように高濃度酸素で燃料を燃焼するタイプの酸素バーナーを出液部８２を臨むように取り付けたり、プラズマトーチなどの電気式の加熱手段（図示せず）を出液部８２上に取り付けたりすることによって設けることができる。
【００４２】
他方、この燃焼溶融炉８に、徐冷装置９を組み合わせることにより、清澄化した清澄化溶融スラグを徐冷固化し結晶化物とする結晶化物製造装置を構成できる。徐冷装置９の具体例を図１１に示す。この徐冷装置９は、主に、実質的に周囲から区画された結晶化炉９Ｆと、この結晶化炉９Ｆ内をその供給端側から排出端側に移動する熱処理コンベア９Ｍと、この熱処理コンベア９Ｍの排出端下方に配置された篩分装置９Ｓと、熱処理コンベア９Ｍ上を介して受け砂ＳＤを循環させる受け砂循環装置９Ｃと、清澄炉部８０の排出シュート８３に接続された結晶化炉９Ｆ内の供給端側に連通する清澄化溶融スラグ供給口９ａと、結晶化炉壁内に設けられた加熱媒体流通スペース９ｂと、このスペースに連通する加熱媒体排出口９ｄとから構成される。なお、熱処理コンベア９Ｍの移送速度を可変となし、供給溶融スラグＭ２の結晶化炉９Ｆ内滞留時間を適宜調整できるようにするのが好ましい。
【００４３】
本徐冷装置９では、供給口９ａから結晶化炉９Ｆ内に受け入れた清澄化溶融スラグＭ２は、先ず、排出側へと移動する熱処理コンベア９Ｍ上の受け砂ＳＤ上に順次落下供給される。この例では、炉壁内の加熱媒体流通スペース９ｂに対して、前述した清澄炉部８０の排ガス抜出口１００から抜き出した高温排ガスが流通されており、これによって結晶化炉９Ｆ内が間接加熱される。受け砂ＳＤ上に供給された溶融スラグＭ２は、熱処理コンベア９Ｍによって、かかる保温された結晶化炉９Ｆ内を通り排出側へ移動する過程で受け砂ＳＤによって徐冷される。熱処理コンベア９Ｍの排出端においては、受け砂ＳＤとともに結晶化物Ｍ３が篩分装置９Ｓ上に供給され、篩９Ｓ上に残る結晶化物Ｍ３は排出コンベア９Ｘによって取り出され、篩９Ｓを通り抜けた受け砂ＳＤは、循環装置９Ｃによって熱処理コンベア９Ｍの始端部へ返送供給される。
【００４４】
＜処理例＞
次に、図３〜５に基づいて処理について説明すると、先ず、廃棄物を熱分解した際生成されるチャー混合物（炭素質と灰分の混合物）がチャー供給口９３を介して旋回燃焼溶融炉部９０内に周方向に沿って供給され、供給したチャー混合物が旋回降下する過程で、チャー混合物に含有されている炭素質が空気供給口９４から供給した空気と混合されるとともにバーナー取付座９２に取り付けた図示しないバーナーの加熱により燃焼され溶融される。これにより溶融スラグとなった灰分は、チャーの炭素質が燃焼した燃焼排ガスと共に溶融炉の貯留室８０Ｐ下部に設けられた貯留池８４に落下供給される。
【００４５】
貯留池８４に溜められた溶融液Ｍは、所定時間好適には１〜５時間滞留され沈殿作用等により清澄化された後、溶融スラグ出液部８２を介してオーバーフロー（溢流）し、排出シュート８３内を内壁面に接触しないように離間して落下し、仕向け先たとえば前述の徐冷装置９へ送出される。燃焼により生成する高温排ガスは、貯留室８０Ｐを介して排出シュート８３内を通して排出され、その過程で対応する位置の溶融スラグを溶融状態に保温する。
【００４６】
この際、貯留室８０Ｐ内から排出シュート８３へと向かう排ガスの一部が排出シュート８３への導入に先立ってガス抜出口１００から抜き出され、排出シュート８３内における保温ガスの流通速度が適切（出液量にもよるが好ましくは０〜１ｍ／ｓ、さらに好ましくは０．３ｍ／ｓ以下）に調節される。かかる調節を常時または必要に応じて行うことによって、図６〜９に対比して示すように、溶融スラグＭは略垂直に落下し、排出シュート８３内面への付着等が防止されるようになる。
【００４７】
ただし、前述のとおり保温ガス流通を限界まで少なくしても、出液量が極端に少なくなると落下溶融スラグ流れに乱れが出る虞があるので、間欠出液を併用するのが好ましい。すなわち、前述の図４に示すように、検出手段１１３により上部および下部電極１１１，１１２間が導通していないことが検出されているときには貯留池８４の貯留レベルが所定値に達していないから、出液部加熱バーナー１２０は消火しておき、出液部８２における溶融スラグを固化させ、この固化体Ｍ１により出液部８２からの貯留溶融スラグＭの流出を堰き止める若しくは堰き止め継続する。
【００４８】
この堰き止めの結果、図５に示すように、貯留溶融スラグＭの貯留レベルが上部電極の下端すなわち所定値に達すると、検出手段１１３により上部および下部電極１１１，１１２間が導通していることが検出されるから、これを受けて出液部加熱バーナー１２０を点火作動させ、出液部８２の固化体Ｍ１を加熱溶融させ堰き止めの解除を行い、順次、貯留溶融スラグＭを出液部８２からオーバーフローさせ排出シュート８３内へ落下させる。
【００４９】
以降、再び貯留レベルが所定値以下となったならば、図４に示すように、出液部加熱バーナー１２０を消火し、出液部８２に固化堰体Ｍ１を形成して所定レベルになるまで出液を行わずに貯留池８４に溶融スラグＭを貯留する。
【００５０】
かくして、堰形成による貯留および堰開放による出液を繰り返すことによって、出液時における出液部８２からの溶融液の流出量を常に所定量以上に保持することができるようになり、もって落下溶融液が乱れ難くなる。また、排出シュート８３内の保温ガス流通速度調節と併用した場合には、流速調節では対処できないレベルまで出液量が少なくなることもないので、さらに安定した溶融液の排出が可能となる。
【００５１】
他方、出液部８２から流出落下した清澄化溶融スラグは排出シュート８３を介して、前述の徐冷装置９に供給され、そこで徐冷されて結晶化物Ｍ３となる。この結晶化物Ｍ３は例えば石材として有効利用を図ることができる。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果を明らかにする。
予め起動用バーナー（取付座９２に取付けられる）で昇温してある旋回燃焼溶融炉９０に、炭素を主成分とする可燃分４５〜６０％（重量部）とＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯを主成分とする無機物４０〜５５％（重量部）の混合物を２１０ｍ3Ｎ／ｈの空気で空気輸送して供給口９３から３００ｋｇ／ｈで供給した。可燃燃焼用空気は、５００〜５５０℃に予熱したものを９００〜１０００ｍ3Ｎ／ｈで燃焼用空気供給口９４から供給し、可燃分を燃焼させることで１３００〜１４００℃の高温を得、無機物を溶融した。
【００５３】
溶融して溶融スラグになった無機物は、可燃分の燃焼排ガスと共に溶融スラグと燃焼排ガスの出口９０Ｓから清澄炉部８０に供給した。不燃物供給口８９から概略３０ｍｍ以下に破砕した熱分解残渣（石、ガラス、陶器等の不燃物）を３０ｋｇ／ｈ供給して清澄炉部８０内部で溶融処理した。液体の溶融スラグＭは、清澄炉部８０に１〜５時間滞留させスラグの均質化と脱気をおこなった。排ガスは、清澄炉部８０の温度保持に用いるとともに、その一部を排ガス抜出口１００から抜き出し導管１００Ｓを介してスラグ徐冷装置９に供給し、徐冷装置９の保温にも用いた。
【００５４】
溶融スラグの安定出滓のため、出液部８２上方位置に取付けられた、鉛直方向に対し１５度傾斜したスラグ加熱装置（酸素バーナー）１２０において重油９ｋｇ／ｈを９３％酸素で燃焼させ、出液部８２近傍のスラグ温度を上昇させた。
【００５５】
これを目視除き窓８８より観察したところ、該バーナー１２０の炎は溶融スラグＭのみをなめるように吹き付け溶融スラグを加熱し、廻りの耐火材を損傷することはなかった。また、この実験装置では、出液部８２上方の天井の溶融液面に対する高さを従来よりも２８０ｍｍと低くしたため、出液が非常に安定するようになった。
【００５６】
出液部８２からオーバーフローする溶融スラグＭは、スラグシュート８３を介してスラグ徐冷装置９に供給した。スラグ徐令装置９に供給された溶融スラグＭ２は、排ガスの間接加熱で９００℃〜１０００℃に保温された結晶化炉９Ｆ内で、３〜５時間徐冷固化し結晶化させた。また、かかる排ガス利用加熱では結晶化炉９Ｆ内の温度を一定に保持し難いので、結晶化炉９Ｆ内の温度に応じてコンベヤの速度を変え結晶化炉９Ｆ内の滞留時間を変化させた。間接加熱後の排ガスは排ガス排出口９ｄより排出した。かくして、徐冷され結晶化したスラグＭ３を得た。
【００５７】
そして得られた結晶化スラグのコンクリート粗骨材としての利用性を調べるため、粗骨材試験を実施した。その結果を妻１に示す。
【００５８】
【表１】
2001336727.tif 000001
【００５９】
表１に示すように本発明の溶融スラグは粗骨材試験を満足し充分有効利用できることが判明した。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃焼溶融特性等が改善され、再利用に有利な固化物を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態を示すフローシートである。
【図２】
その要部のフローシートである。
【図３】
本発明に係る溶融炉を示す縦断面図である。
【図４】
溶融炉の概要図である。
【図５】
溶融炉の概要図である。
【図６】
チャー供給量を２００ｋｇ／ｈで供給した時、溶融スラグシュート９の流速が１ｍ／ｓになる様にチャー燃焼排ガスに一部をながし時の落下する溶融スラグの説明図である。
【図７】
チャー供給量を２００ｋｇ／ｈで供給した時、溶融スラグシュート９の流速が０．３ｍ／ｓになる様にチャー燃焼排ガスに一部をながし時の落下する溶融スラグの説明図及びチャー供給量を１００ｋｇ／ｈで供給したとき間欠出滓させた時の説明図である。
【図８】
チャー供給量を１００ｋｇ／ｈで供給した時、溶融スラグシュート９の流速が１ｍ／ｓになる様にチャー燃焼排ガスに一部をながし時の落下する溶融スラグの説明図である。
【図９】
チャー供給量を１００ｋｇ／ｈで供給した時、溶融スラグシュート９の流速が０．３ｍ／ｓになる様にチャー燃焼排ガスに一部をながし時の落下する溶融スラグの説明図である。
【図１０】
チャー供給量を１００ｋｇ／ｈで供給した時、溶融スラグシュート９の流速を無くし時の落下する溶融スラグの説明図である。
【図１１】
徐冷装置の概要を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…流動層式熱分解炉、２…サイクロン（気固分離手段）、３…攪拌機付スラリー化槽、４…真空脱水機（固液分離手段）、５…気流乾燥機、６…チャー混合物集塵機、８…燃焼溶融炉、９…徐冷装置、８０…清澄炉部、８０Ｐ…貯留室、８２…出液部、８３…排出シュート、８９…添加口、８０Ｘ…天井部分、９０…旋回燃焼溶融炉部、９３…被処理物供給口、９４…燃焼空気供給口、１００…ガス抜出口、１１０…レベル検出手段、１２０…加熱手段、Ｍ…溶融スラグ、ＭＬ…溶融液面。