(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部側の一側に、灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接線方向に接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体の上部に助燃バーナを接線方向に設置して、上記燃焼室内の灰の表面溶融部から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記表面溶融部へ向けて廃液を、上記助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗せて流して供給できるように、上記溶融炉本体のスラグ入口側の上部に廃液供給装置を下向きに設置するようにした構成を有することを特徴とするバーナ式溶融炉。
【請求項２】
底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部側の一側に、灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接線方向に接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体の上部に助燃バーナを接線方向に設置して、上記燃焼室内の灰の表面溶融部から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記表面溶融部へ向けて廃液を、上記助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗せて流して噴霧供給できるように、噴霧ノズルとした廃液供給装置を、上記溶融炉本体のスラグ入口側の上部に下向きに設置するようにした構成を有することを特徴とするバーナ式溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみの如き廃棄物の焼却炉等から排出される焼却灰等を溶融処理するために用いるバーナ式溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の廃棄物の処理方式としては、焼却炉にて廃棄物を焼却するようにした焼却方式が採用されているが、灰が多量に出るのでその処理が大変であること、埋立地の確保が限界に近付いてきていること、等の問題から、焼却灰を溶融により減量、減容化する必要性が高まっている。そのため、焼却灰の中に未燃分を残し、この未燃分を含む焼却灰を燃焼により溶融させるバーナ式溶融炉が最近提案されている。
【０００３】
この最近提案されているバーナ式溶融炉は、図３に概要を示す如く、上下方向に延びる灰貯槽１の下端部一側に、底部の炉床２に多数の散気ノズル３を有する燃焼室４を、下流へ向けやや下り勾配となるように横向きに連設すると共に、上記灰貯槽１の下端部他側に、灰貯槽１内の焼却灰５を燃焼室４の炉床２へ押し出すためのプッシャ６を備えて、該プッシャ６で炉床２上に押し出された焼却灰５中の未燃分を、散気ノズル３を通して供給される高温の空気により燃焼させ、その熱により焼却灰５を溶融させることにより燃焼室４の出口４ａ部付近に表面溶融部５ｂが形成されるようにしてあり、一方、横向きの円筒状に形成して底部側の一側にスラグ入口７を設けると共に底部側の他側にスラグ出滓口８を設け、且つスラグ入口７とスラグ出滓口８との間の底部を湯溜め９ａとするようにしてある溶融炉本体９の上記スラグ入口７に、上記燃焼室４の出口４ａを接線方向に接続して一体構造として、燃焼室４の出口４ａ部付近（灰層傾斜部表面）の表面溶融部５ｂから湯溜め９ａに溶融スラグ５ａが流れて来るようにし、更に、上記溶融炉本体９のスラグ出滓口８側の上部位置に、灯油等を燃料とする助燃バーナ１０を、接線方向より燃焼ガス１１を噴射できるように水平方向に設置して、該助燃バーナ１０により溶融炉本体９内に接線方向から噴射させた燃焼ガス１１と上記燃焼室４から溶融炉本体９内に送られてくる燃焼ガス１２とを旋回させるようにし、上記燃焼室４の焼却灰５の上記表面溶融部５ｂから溶融炉本体９内の湯溜め９ａに流入した溶融スラグ５ａを、燃焼ガス１１と１２の旋回流（渦状の流れ）１３によって加熱することにより未溶融分の溶融を促進させるようにしてある。なお、溶融スラグ５ａは、湯溜め９ａからオーバーフローさせてスラグ出滓口８を通し図示しないスラグ冷却部へ排出させるようにしてあり、溶融排ガスは、溶融炉本体９の端壁に設けた排ガス出口１４より排出させるようにしてある。
【０００４】
したがって、上記バーナ式溶融炉で焼却灰５を溶融させる場合、焼却灰５中に含まれる未燃分は、燃焼室４内において、散気ノズル３を通して供給される高温の空気により燃焼させられ、その燃焼熱により焼却灰５は溶融させられ、表面溶融部５ｂの溶融スラグ５ａが溶融炉本体９の湯溜め９ａに流入させられ、燃焼室４の燃焼ガス１２は溶融炉本体９内に流入する。この際、燃焼室４から溶融炉本体９内に送られる燃焼ガス１２中には未燃焼の灰が含まれており、又、溶融スラグ５ａ中には完全に溶融しない未溶融の灰分や鉄片等が含まれている。溶融炉本体９内では、助燃バーナ１０からの燃焼ガス１１と燃焼室４からの燃焼ガス１２により旋回流１３が形成されるので、その旋回流１３によって上記燃焼ガス１２中の未燃焼の灰は燃焼、溶融させられることから、排ガスへ同伴される灰の量が少なくなるようになり、又、湯溜め９ａ内に流入した溶融スラグ５ａ中の未溶融の灰分や鉄片等は、上記旋回流１３による対流伝熱と、炉壁や燃焼ガス１１，１２からの放射伝熱と、湯溜め９ａからの伝導伝熱が加わることにより、高い溶融負荷によって完全に溶融させられるようになるものである。
【０００５】
ところで、廃液処理設備から出される廃液は可燃成分を含むものが殆どであり、この廃液を適正に処理することが義務となっている場合があるが、これまでは、焼却炉の二次燃焼室に廃液を噴霧する等により処理を行って来ている。しかし、この方式では、廃液の持っているエネルギーを充分に活用しているものとは云えない。又、従来の燃焼式溶融炉等においても廃液を供給して助燃に使うという例は見当らない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記バーナ式溶融炉が燃焼型の溶融炉であって、基本的に廃液に含まれる可燃分は燃料として扱うことができるということに着目し、上記バーナ式溶融炉において、廃液を処理すると同時にエネルギーを充分に活用することができるようにしようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部側の一側に、灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接線方向に接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体の上部に助燃バーナを接線方向に設置して、上記燃焼室内の灰の表面溶融部から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記表面溶融部へ向けて廃液を、上記助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗せて流して供給できるように、上記溶融炉本体のスラグ入口側の上部に廃液供給装置を下向きに設置するようにした構成とする。
【０００８】
廃液供給装置により溶融炉本体内に廃液を供給すると、該廃液は燃焼ガスにより燃焼させられるため、その燃焼熱を溶融熱源の一部として使用することができる。
【０００９】
又、廃液供給装置の設置位置を、廃液が助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗って流れて灰の表面溶融部へ供給されるような位置とした構成とすることにより、供給された廃液は焼却灰の表面溶融部や燃焼室からの燃焼ガスに直接接することになるので、効果的に燃焼させることができる。
【００１１】
更に、底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部側の一側に、灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接線方向に接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体の上部に助燃バーナを接線方向に設置して、上記燃焼室内の灰の表面溶融部から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記表面溶融部へ向けて廃液を、上記助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗せて流して噴霧供給できるように、噴霧ノズルとした廃液供給装置を、上記溶融炉本体のスラグ入口側の上部に下向きに設置するようにした構成とすることにより、廃液を噴霧供給することで、容易にガス化されて燃焼ガスとの混合燃焼効率を上げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の一形態を示すもので、図３に示したと同様に、底部を湯溜め９ａとして横向きの円筒状に形成した溶融炉本体９の底部側の一側に、灰貯槽１の下端部に横向きに連設した燃焼室４の出口４ａを接線方向に連設し、上記溶融炉本体９の上部に、助燃バーナ１０を接線方向となるように設置し、該助燃バーナ１０からの燃焼ガス１１と燃焼室４からの燃焼ガス１２とによる旋回流１３により、湯溜め９ａ内の溶融スラグ５ａを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記溶融炉本体９の所要個所に、該溶融炉本体９内に廃液１５を供給するための廃液供給装置１６を設置し、廃液１５を燃焼させてその燃焼熱を灰溶融に寄与させるようにする。
【００１４】
上記廃液供給装置１６は、高カロリー廃液タンク１７内から供給ポンプ１８により吸入されて送給された廃液１５を霧化した状態で溶融炉本体９内に供給できるようにした噴霧ノズル（ランス）としてあり、又、溶融スラグ５ａが溶融炉本体９の湯溜め９ａに流入する位置となる焼却灰５の表面溶融部５ｂへ向けて廃液１５を噴霧供給できるように、溶融炉本体９のスラグ入口７側の上部に下向きに設置するようにする。
【００１５】
その他の構成は図３に示したものと同じであり、同一のものには同一符号が付してある。
【００１６】
図３に示したバーナ式溶融炉の場合と同様な運転を行っている状態において、焼却灰５の表面溶融部５ｂへ向け廃液供給装置１６から廃液１５を噴霧供給すると、単に溶融炉本体９内に廃液１５を噴霧した場合に比して、廃液１５は表面溶融部５ｂや燃焼室４からの燃焼ガス１２に直接接することによりガス化されて燃焼させられるため、廃液１５を容易に燃焼処理することができる。又、上記表面溶融部５ｂ付近でガス化されなかった廃液１５は、燃焼室４からの燃焼ガス１２と助燃バーナ１０からの燃焼ガス１１による旋回流１３に乗って流れるため、旋回流１３に取り込まれる間にガス化されて混合燃焼させられる。したがって、かかる廃液１５の燃焼による熱を、表面溶融部５ａや湯溜め９ａでの溶融熱源として活用することができる。この際、質が悪く噴霧しにくい廃液１５であっても、溶融炉本体９内で旋回流１３に乗って旋回することにより充分な滞留時間のもとでガス化させて燃焼させることができる。
【００１７】
このように、溶融炉本体９内に廃液供給装置１６により廃液１５を供給することにより、廃液１５を燃焼処理することができるだけでなく、廃液１５の持つ燃焼熱エネルギーを灰溶融に有効活用することができるので、外部からの投入エネルギーとしての助燃バーナ１０で使用する灯油の量を削減することができ、燃費低減を図ることができる。
【００１８】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１に示したものと同様な構成としてあるバーナ式溶融炉において、廃液供給装置１６のほかに、該廃液供給装置１６と同様な構成としてある別の廃液供給装置１９を、溶融炉本体９の円筒軸心方向の端面部に横向きに設置し、２つの廃液供給装置１６及び１９から焼却灰５の表面溶融部５ｂへ向けて廃液１５を噴霧供給できるようにしたものである。
【００１９】
図２に示すような構成とすると、廃液１５を２つの廃液供給装置１６及び１９によって供給することができるので、廃液１５の処理量を多くすることができると同時に、廃液１５の燃焼領域を広くとることができることから、廃液１５の持つエネルギーをより有効に活用することができて、助燃バーナ１０による燃料使用量を更に削減することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、燃焼効率の面から、廃液１５を噴霧供給するようにした場合を示したが、完全に霧化されていなくても所期の目的を達成し得ること、又、実施の形態では、未燃分を含む焼却灰５を溶融する場合について示したが、未燃分が少ない焼却灰を溶融する場合には、ごみ固型化燃料を投入して灰の溶融熱源とするようにしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のバーナ式溶融炉によれば、底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部側の一側に、灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接線方向に接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体の上部に助燃バーナを接線方向に設置して、上記燃焼室内の灰の表面溶融部から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記表面溶融部へ向けて廃液を、上記助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗せて流して供給できるように、上記溶融炉本体のスラグ入口側の上部に廃液供給装置を下向きに設置するようにした構成としてあるので、次の如き優れた効果を発揮する。
(1)廃液供給装置により溶融炉本体内に供給した廃液を燃焼ガスにより燃焼させることができて、廃液の処理がなされるばかりではなく、その燃焼熱を灰溶融の熱源として活用することにより廃液のもつエネルギーの有効活用が得られ、外部投入エネルギーの削減、燃費低減を図ることができる。
(2)廃液供給装置の設置位置を、廃液が、助燃バーナからの燃焼ガスによる旋回流に乗って流れて灰の表面溶融部へ供給されるような位置とした構成として、表面溶融部へ向け噴霧しガス化を行わせることにより、質の悪い廃液であっても、充分な滞留時間のもとでガス化して燃焼させることができて、供給した廃液を表面溶融部や燃焼室からの燃焼ガスに直接接触させることができ、廃液を効果的に燃焼させることができる。
(3)廃液供給装置を、廃液が噴霧供給される噴霧ノズルとした構成とすることにより、廃液を噴霧供給することで、容易にガス化させて燃焼させることができるので、燃焼ガスとの混合燃焼効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバーナ式溶融炉の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】最近提案されているバーナ式溶融炉の概要図である。
【符号の説明】
４  燃焼室
４ａ  出口
５  焼却灰（灰）
５ａ  溶融スラグ
５ｂ  表面溶融部
７ スラグ入口
９  溶融炉本体
９ａ  湯溜め
１０  助燃バーナ
１１ 燃焼ガス
１３ 旋回流
１５  廃液
１６，１９  廃液供給装置
【図１】
0003864831.tif 000002
【図２】
0003864831.tif 000003
【図３】
0003864831.tif 000004