(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、前記熱分解ガスと前記熱分解残留物から分離された燃焼性成分と燃焼用空気とを燃焼溶融炉に供給して燃焼させ、生じた灰分を燃焼溶融炉内で溶融してなる溶融スラグを炉内壁に付着させて流下させ、燃焼溶融炉下部のスラグ排出口から排出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置の燃焼溶融炉において、燃焼溶融炉の運転停止時に少なくとも燃焼溶融炉の炉内下部に、排ガスの一部または燃焼用空気の一部の少なくとも一方を供給して炉内下部を急冷して、流下する溶融スラグを燃焼溶融炉の内壁面上で固化させるようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法。
【請求項２】
燃焼溶融炉の下部に温度検出器を配置するとともに制御装置を設け該温度検出器の信号を前記制御装置に入力し、該制御装置により作成された制御信号により排ガスの一部または燃焼用空気の一部の供給量を制御するようにしてなる請求項１に記載の廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法。
【請求項３】
燃焼溶融炉の後流側に排ガスの吸引装置を設けるとともに該燃焼溶融炉内に圧力検知器を設け該圧力検知器の信号を制御装置に入力し、該制御装置により作成された制御信号により前記吸引装置を制御して、燃焼溶融炉内の圧力を所定値以下に保持することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法。
【請求項４】
燃焼溶融炉の下部温度が１，１００℃以下となるよう急冷するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法。
【請求項５】
急冷速度が５０〜５００℃／ｍｉｎとなるよう急冷するようにした請求項１または４に記載の廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭やオフィスなどから出される都市ごみ等の一般廃棄物、または廃プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化成品等の産業廃棄物等、いわゆる可燃物を含有する廃棄物処理装置としては、種々の方式が提案、実施されているが、近年、環境問題、特にダイオキシン発生の問題から、燃焼溶融炉を有する廃棄物処理装置が注目されている。
【０００３】
この燃焼溶融炉を有する廃棄物処理装置は、たとえば特公平６−５６２５３号公報、ＥＰ０３４０５３７号等に示されるように、廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、前記熱分解ガスと、前記熱分解残留物から分離された燃焼性成分と、燃焼用空気とを燃焼溶融炉に供給して燃焼させ、この燃焼により生じた燃焼性成分中に含まれる灰分を溶融して溶融スラグとなし、この溶融スラグを燃焼溶融炉の内壁に付着させて流下させ、下部の排出口から排出して冷却固化させるとともに、高温の燃焼ガスを冷却して排ガスとなし、この排ガスの一部を燃焼溶融炉内に供給して温度制御するようにした廃棄物処理装置の燃焼溶融炉が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記したような廃棄物処理装置の燃焼溶融炉において、この燃焼溶融炉の保守、点検等を行う場合、運転を停止する必要があるが、この場合、溶融スラグがスラグ排出口近傍において固化し、スラグ排出口が閉鎖する恐れがあった。すなわち、この燃焼溶融炉の運転を停止する場合、まず燃焼溶融炉および熱分解ガスの供給を停止した後、燃焼用空気の供給を停止することとなる。このことにより、燃焼溶融炉内の温度は自然冷却により低下することとなるが、この温度低下は外気に通じるスラグ排出口近傍において著しい。そのため、燃焼溶融炉の内壁に付着して流下してくる溶融スラグは、スラグ排出口近傍に達して冷却固化されることとなり、結果としてこのスラグ排出口を閉鎖することとなるのである。
【０００５】
このようなスラグ排出口の閉鎖が生じると、再運転時には、この固化スラグを除去する必要があり、その結果、運転効率を低下させるばかりでなく、燃焼溶融炉に損傷を与える恐れがある等の問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、前記熱分解ガスと前記熱分解残留物から分離された燃焼性成分と燃焼用空気とを燃焼溶融炉に供給して燃焼させ、生じた灰分を燃焼溶融炉内で溶融してなる溶融スラグを炉内壁に付着させて流下させ、燃焼溶融炉下部のスラグ排出口から排出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置の燃焼溶融炉において、燃焼溶融炉の運転停止時に少なくとも燃焼溶融炉の炉内下部に、排ガスの一部または燃焼用空気の一部の少なくとも一方を供給して炉内下部を急冷して、流下する溶融スラグを燃焼溶融炉の内壁面上で固化させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
そして燃焼溶融炉の下部に排ガスの一部又は燃焼用空気の一部の少なくとも一方を供給するよう構成し、この燃焼溶融炉の運転を停止したとき、この排ガスの一部又は燃焼用空気の一部を供給して、炉内下部を急冷する方法を採るのが好ましい。
【０００８】
更に炉内下部に温度検出器を設けこの温度検出器からの信号に基づいて炉内下部への排ガスの一部又は燃焼用空気の一部の供給量を制御するのがよい。
【０００９】
更に又燃焼溶融炉には内部の圧力検知器が配置され、この圧力検知器の信号により燃焼溶融炉の後流側に配置される吸引装置を制御し、燃焼溶融炉の内圧が所定値以下、例えば大気圧以下になるよう制御される。かかる方法によれば燃焼溶融炉の運転が停止したとき下部が急冷されるため内壁面に沿って流下している溶融スラグはこの内壁面上に固化して付着するためスラグ排出口近傍まで達することはない。したがって、スラグ排出口の閉鎖が防止できるのである。
【００１０】
そして、この燃焼溶融炉の下部の急冷手段としては、燃焼溶融炉内の温度制御用として用いられている排ガスの一部を炉内の下部に供給し、又は通常燃焼溶融炉の下部に供給されている２次、３次の燃焼用空気を冷却媒体として利用することにより特別の冷却装置を設けることなく炉内下部を急冷することができる。
【００１１】
この溶融スラグは通常１，３００℃程度で燃焼溶融炉の内壁に付着して流下しているが、この溶融スラグは本発明者の知見によれば１，２００℃程度で粘度が大となり、１，１００℃程度になると固化して流下しなくなる。したがって、燃焼溶融炉の下部の急冷は、少なくともこの１，１００℃近傍まで急速に低下させるのがよい。そのため、燃焼溶融炉内の下部温度を検出し冷却媒体としての排ガスの一部又は燃焼用空気の一部の供給量が制御される。そして、１，１００℃程度の所定値まで温度が低下すると、排ガスの一部又は燃焼用空気の一部の供給を停止することとなる。
【００１２】
一方、排ガスの一部又は燃焼用空気の一部を燃焼溶融炉下部へ供給することにより炉内圧力が上昇する。このような炉内圧力が上昇すると残留する燃焼ガス等がスラグ排出口等から大気中に放出されるため、燃焼溶融炉内の圧力を検出し、この圧力が大気圧以下になるように吸引装置を制御する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至３に基づき本発明による廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法の実施例を説明する。
【００１４】
図１は、廃棄物処理装置１の系統図である。この廃棄物処理装置１は、主として熱分解反応器２と燃焼溶融炉３とで構成されている。詳述すれば廃棄物ａは投入部４及び駆動装置５を有するスクリューフィーダ６により熱分解反応器２内に供給される。熱分解反応器３は例えば横型回転式ドラムで構成され、吸引装置としての誘引送風機７により内部は低酸素雰囲気が形成されるようになっている。そしてこの熱分解反応器２内には、燃焼溶融炉３の後側に配置された高温空気加熱器８により、加熱された加熱空気ｂがラインＬ1から供給され、間接加熱により供給された廃棄物を３００℃〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱するようになっている。そしてこの廃棄物ａは熱分解し熱分解ガスＧ1と熱分解残留物ｃとが生成し、この熱分解ガスＧ1と熱分解残留物ｃとは排出装置９により分離され、熱分解ガスＧ1はラインＬ2を経て燃焼溶融炉３のバーナ１０に供給され、一方熱分解残留物ｃは冷却装置１１により冷却された後分離装置１２に供給され、ここでカーボンを主体とする燃焼性成分ｄとガレキ等の不燃焼性成分ｅとに分離される。そして分離された不燃焼性物ｅはコンテナ１３に回収され、燃焼性成分ｄは粉砕機１４に供給されて例えば１ｍｍ以下に粉砕された後制御バルブＶ1を有するラインＬ3を経て燃焼溶融炉３のバーナ１０に供給され、ここでラインＬ2から供給された熱分解ガスＧ1と押込送風機１５によりラインＬ4から供給される燃焼用空気ｆとにより約１，３００°程度の高温域で燃焼される。燃焼用空気ｆのラインは制御バルブＶ2を有する一次空気ラインＬ41によりバーナ１０へ供給されるとともにその一部は制御バルブＶ3を有する２次空気ラインＬ42を経て下部に設けられた２次空気用ノズル１６にまた制御バルブＶ4を有する３次空気ラインＬ43を経て３次空気用ノズル１７に夫々供給され、低ＮＯｘを図るため所謂多岐燃焼を行うようになっている。そして、このような燃焼により生じた燃焼灰や燃焼性成分中に含まれる灰分は溶融スラグｇとなって燃焼溶融炉３の内壁に付着して流下し下部のスラグ排出口１８から図示しない水槽中に排出され冷却固化され、一方燃焼ガスＧ2は高温空気加熱器８により熱回収された後ラインＬ5を経て廃熱ボイラ１９で更に熱回収され、集塵装置２０及びガス洗浄装置２１で除塵かつ洗浄され比較的低温の排ガスＧ3となり、一部は煙突２２から大気へ放出されるとともに他の一部は押込送風機２３によりラインＬ6を経て冷却装置１１ヘイナートガスとして供給される。更に排ガスＧ3の他の一部は押込送風機２４によりラインＬ7を経て燃焼溶融炉３に供給され、燃焼溶融炉３の温度制御がなされるようになっている符号２５は、電熱伝対の如き温度検出器であり符号２６は圧力検出器であって、この温度検出器２５と圧力検出器２６とは燃焼溶融炉３の下部に設けられるとともにその信号Ｓ1、Ｓ2は夫々制御装置２７に入力される。制御装置２７は記憶装置２８と比較器２９と演算装置３０と信号作成装置３１とにより構成されている。符号３２は廃熱ボイラ１９で発生した蒸気Ｘにより発電される発電装置である。
【００１５】
かかる構成の廃棄物処理装置１における燃焼溶融炉３において通常運転実施例においては、図示しない制御装置により制御バルブＶ1〜Ｖ4や押込送風機２４が制御され、燃焼溶融炉３内の温度が約１，３００℃になるように燃焼性成分ｄや熱分解ガスＧ1の又は排ガスＧ3の一部等の供給が制御されている。
【００１６】
そして、このような通常運転時において熱分解残留物３の運転を停止する場合、先ず制御バルブＶ1を制御して燃焼性成分ｄの供給を停止するとともにライン２から供給される熱分解ガスＧ1を図示しないラインから排出することにより燃焼溶融炉３への供給を停止する。そして温度検出器２５の信号Ｓ1が制御装置２７の比較器２９に入力され、ここで記憶装置２８に予め入力されている所定値、例えば、１，１００℃近傍の温度の信号Ｓ3と比較され変差の信号Ｓ4が演算装置３０に入力される。そしてこの変差による比例信号Ｓ5が信号作成装置３１に入力され、ここで制御信号Ｓ6が押込送風機１５及び制御バルブＶ2〜Ｖ4に与えられる。具体的にはこの制御信号Ｓ6により押込送風機１５が作動するとともに少なくとも制御バルブＶ3、Ｖ4が開放され、燃焼溶融炉３の下部へ燃焼用空気の一部である二次空気及び三次空気が冷却媒体として供給され、勿論この場合必要に応じて制御バルブＶ2を開放し一次空気を冷却媒体として利用してもよい。このとき燃焼溶融炉３内の圧力が圧力検査器２６により検出され、その信号Ｓ2が比較器２９に入力され前記と同様にして記憶装置２８に予め入力されている所定値、例えば大気圧と比較された後、演算器３０及び信号作成装置３１を経て制御信号Ｓ7が吸引装置としての誘引送風機７に与えられ、少なくとも燃焼溶融炉３の圧力が大気圧以下になるよう制御される。
【００１７】
図２は他の実施例を示すものであって、この図において図１と同一符号は同一名称を示す。この実施例においては排ガスＧ3の一部を燃焼溶融炉３に供給するラインＬ7には分岐のラインＬ71が設けられ、このラインＬ71の他端は燃焼溶融炉３の下部に連結されている。そして制御装置２７からの制御信号Ｓ6を押込送風機２４、制御バルブＶ5、Ｖ6に与えることによって少なくとも燃焼溶融炉３の下部にこの排ガスＧ3の一部を冷却媒体として供給することにより例えば急冷速度が５０〜５００℃／ｍｉｎとなるよう急冷することができるのである。本発明者の知見によれば図３に示すように溶融スラグｇの流下速度は温度が１，３００℃においては、１〜５ｍ／ｍｉｎであるが、その速度は温度の低下とともに減速する。そしてその温度が１，１００℃近傍においては固化して流下しなくなることが判明した。そして通常燃焼溶融炉３内の温度が自然冷却によりこの１，１００℃程度まで低下するのには約０．１〜０．５Ｈ程度を必要とするため、燃焼溶融炉３の下部に存在する溶融スラグｇは殆どスラグ排出１８近傍まで達し冷却固化されるが、前記したように溶融スラグｇが固化する温度まで急速に冷却することにより、燃焼溶融炉３の内壁上にこの溶融スラグｇを固化して付着させることができ、結果としてスラグ排出口１８の閉鎖を防止することができる。
【００１８】
前記実施例においては燃焼用空気の一部とを夫々燃焼溶融炉３の下部に別々に供給する場合について説明したが、これらは併せて供給するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法によれば、燃焼溶融炉の運転停止時においてこの燃焼溶融炉の下部を急冷することにより内壁面上に付着して流下している溶融スラグを冷却固化させることとなり、結果としてスラグ排出口の閉鎖を防止することができる。
【００２０】
更に、排ガスの一部又は燃焼用空気の一部を冷却媒体として使用することにより、特別の装置を設ける必要もなくスラグ排出口の閉鎖を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法を実施するための系統図である。
【図２】本発明による廃棄物処理装置の燃焼溶融炉におけるスラグ排出口の閉鎖防止方法の他の実施形態を示す系統図である。
【図３】溶融スラグの流下速度と温度との関係図である。
【符号の説明】
１  廃棄物処理装置
２  熱分解反応器
３  燃焼溶融炉
４  投入部
５  起動装置
６  スクリューフィーダ
７  誘引送風機
８  高温空気加熱器
９  排出装置
１０  バーナ
１１  冷却装置
１２  分離装置
１３  コンテナ
１４  粉砕機
１５，２３，２４  押込送風機
１６  ２次空気ノズル
１７  ３次空気ノズル
１８  スラグ排出口
１９  廃熱ボイラ
２０  集塵装置
２１  ガス洗浄装置
２２  煙突
２５  温度検出器
２６  圧力検出器
２７  制御装置
２８  記憶装置
２９  比較器
３０  演算装置
３１  信号作成装置
３２  発電装置
【図１】
0003893200.tif 000002
【図２】
0003893200.tif 000003
【図３】
0003893200.tif 000004