(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰、飛灰等の被溶融灰を処理する灰溶融炉であって、
内部が空間とされた上壁、炉底および側壁を有する炉体を備え、
該炉体内には、前記空間を下部において連通させ、上部において第１、第２室に仕切るとともに、第第１、第２室を連通させる貫通孔を有する仕切壁が設けられ、
前記第１室には、該第１室に供給される被溶融灰を溶融する電極が配置され、
前記上壁の前記第２室側には、該第２室内の排ガスを外部へ導出する煙道が形成され、
前記第２室側の前記側壁には、前記第１室から前記仕切壁の下方を通って前記第２室側へ流動した溶融スラグを外部へ導出する出滓部が形成され、
前記出滓部には、前記第２室側から前記溶融スラグの排出端までの長さ寸法が２００〜１０００ｍｍであってかつ前記溶融スラグが溢流となって流れる溢流通路を有し、
該出滓部には、前記溢流通路の排出端から前記第２室側に沿って火炎を放射して該出滓部内を加熱し、かつ前記貫通孔から前記煙道に至る排ガスの通路方向へ火炎を放射するバーナーが備えられていることを特徴とする灰溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼却灰や飛灰等の被溶融灰を溶融処理する灰溶融炉に係り、特にスラグ中の塩素や鉛を効率的に除去できる灰溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等を焼却処理した際に生成される焼却灰や飛灰は、そのまま廃棄されたり埋め立てに使用されたりして来たが、最近では有害物質溶出の問題や廃棄処分場の枯渇問題から、灰を溶融処理して、減容化、無害化、再利用化することが行われている。このような溶融処理に使用される灰溶融炉として、炉内に設けた電極間に通電を行い、そのジュール熱で焼却灰等を溶融させる電気式溶融炉が広く知られている。この電気式溶融炉の中には、炉内に仕切壁を設けて下部が連通する２室を形成し、一室で灰を溶融して溶融スラグを生成しつつ、他室に設けた出滓部から溶融スラグを溢流させて、連続出滓できるようにしたタイプがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の灰溶融炉では、溶融スラグの流量の変化により出滓部において溶融スラグの固形化が起こる場合がある、排ガスの排出を行う煙道に粉塵が付着し使用過程で閉塞して来る、溶融スラグに塩素や鉛が含有されたまま排出され固形化したスラグから将来鉛が溶出するおそれがある、一酸化炭素やダイオキシンといった有害物質が排ガス中に残留している、などの問題点がある。
【０００４】
本発明は、以上のような諸問題を一挙に解決できる灰溶融炉を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、焼却灰、飛灰等の被溶融灰を処理する灰溶融炉であって、内部が空間とされた上壁、炉底および側壁を有する炉体を備え、該炉体内には、前記空間を下部において連通させ、上部において第１、第２室に仕切るとともに、第第１、第２室を連通させる貫通孔を有する仕切壁が設けられ、前記第１室には、該第１室に供給される被溶融灰を溶融する電極が配置され、前記上壁の前記第２室側には、該第２室内の排ガスを外部へ導出する煙道が形成され、前記第２室側の前記側壁には、前記第１室から前記仕切壁の下方を通って前記第２室側へ流動した溶融スラグを外部へ導出する出滓部が形成され、前記出滓部には、前記第２室側から前記溶融スラグの排出端までの長さ寸法が２００〜１０００ｍｍであってかつ前記溶融スラグが溢流となって流れる溢流通路を有し、
該出滓部には、前記溢流通路の排出端から前記第２室側に沿って火炎を放射して該出滓部内を加熱し、かつ前記貫通孔から前記煙道に至る排ガスの通路方向へ火炎を放射するバーナーが備えられていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、出滓部に設けたバーナーで溶融スラグを加熱して、溶融スラグの流れを安定させ、かつ溶融スラグ中の塩素や鉛を除去することができる。また、排ガスを加熱することで、排ガスに含有される一酸化炭素やダイオキシンを分解することができ、なおかつ、煙道を加熱することでここに付着する粉塵を溶解して煙道の閉塞を防止することができる。
【０００８】
また、この構成によれば、溶融スラグがバーナーの熱を直接受けながら２００〜１０００ｍｍ流動するので、この間に溶融スラグ中の塩素や鉛を確実に除去することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１に基づき本発明に係る実施の形態について説明する。
図１において、灰溶融炉１は、内部が空間とされた上壁５、炉底６および側壁７を有する炉体２を備える。炉体２内には、貫通孔９を有する仕切壁８が設けられており、この仕切壁８により前記空間の上部は、第１室３、第２室４に仕切られ、仕切壁８の下方は、連通路１６となっている。
【００１０】
第１室３内には、該第１室３に供給される被溶融灰２０を溶融するための主電極１７および炉底電極１８が配置され、これら主電極１７と炉底電極１８には、それぞれ電線１７ａ・１８ａが接続されており、さらに電線１７ａ・１８ａは電力供給装置１９に接続されている。
【００１１】
一方、上壁５の第２室３側には、被溶融灰２０を供給するための灰投入口１１が、第２室４側には、該第２室４内の排ガスを外部へ導出する煙道１０が形成されている。
【００１２】
また、第２室４側の側壁７には、第１室３から仕切壁８の下方の連通路１６を通って第２室４側へ流動した溶融スラグ２１を外部へ導出する出滓部１２が形成されている。この出滓部１２には、出滓部１２内を加熱し、かつ貫通孔９から煙道１０に至る排ガスの通路４ａの方向へ火炎を放射するバーナー１３が備えられており、このバーナー１３には燃料供給管１４が接続されている。出滓部１２において、溶融スラグ２１が溢流となって流れる溢流通路１５の第２室４側から排出端までの長さ寸法は、２００〜１０００ｍｍに設定されている。
【００１３】
次に、上記のように構成された灰溶融炉１を用いた灰溶融工程と作用について説明する。
まず、被溶融灰２０を灰投入口１１から炉体２の内部へ投入する。ついで、電力供給装置１９を作動させて、主電極１７と炉底電極１８との間に通電を行う。電力により二つの電極間にはジュール熱が発生し、被溶融灰２０が徐々に溶融して行く。このとき発生する排ガスは、貫通孔９から通路４ａを経由して煙道１０へと流れて行く。通電と被溶融灰２０の投入を継続すると、炉体２内の下部に被溶融灰２０が溶融した溶融スラグ２１が溜まり、第１室３内の溶融スラグ２１の上には未溶融の被溶融灰２０が載る形になる。溶融スラグ２１の液面がさらに上昇し、側壁７に設けられた出滓部１２の高さに到達すると、溶融スラグ２１は溢流通路１５へと溢れ出し、側方へ流動して炉外へ排出されて行く。このようにして、本実施形態の灰溶融炉１では溶融スラグ２１が出滓部１２において溢流することにより、連続出滓が可能となっている。
【００１４】
被溶融灰２０を溶融させて行く工程において、バーナー１３には燃料供給管１４を通じて燃料を供給し、これを燃焼させておく。このバーナー１３の熱は出滓部１２、溢流通路１５およびここを流れる溶融スラグ２１、通路４ａおよびここを流れる排ガス、煙道１０を加熱して、以下▲１▼〜▲４▼に示すような作用、効果を奏する。
【００１５】
▲１▼溶融スラグ出滓流の安定化
第１室３で溶融生成された溶融スラグ２１は、仕切壁８の下の連通路１６を通って第２室４内に流入し、出滓部１２の高さに到達後、溢流通路１５上を流動して炉外へ排出される。ここで、溢流通路１５上を流動する溶融スラグ２１の流量は、被溶融灰２０の成分や投入量によって変動することがある。従来、この種の灰溶融炉においては、この流量の変化により、溶融スラグ２１が溢流通路１５において固形化して、流れの障害となる場合もあった。本実施形態では、出滓部１２にバーナー１３を設けたので、溢流通路１５上の溶融スラグ２１を連続的に加熱することができ、これにより溶融スラグの固形化を防止して、溶融スラグの流れを安定化させることがきる。
【００１６】
▲２▼溶融スラグ中の塩素、鉛の除去
最近、溶融スラグは固形化されて、路盤材やタイルの素材として再利用されることが多い。この際、溶融スラグが有害物質を含有していることは好ましくないので、固形化前にそれらを極力除去する努力がなされる。特に問題となるのが鉛であり、それに加えて、固形化後に鉛を溶出させる作用のある塩素も可能な限り除去することが望ましい。本実施形態では、バーナー１３で溢流通路１５上の溶融スラグを加熱することにより、この場所において鉛や塩素を除去することができる。特に本実施形態では、溢流通路１５の長さを２００〜１０００ｍｍとしたが、これは、２００ｍｍ未満では流動時間が短く、鉛・塩素の除去作用が不十分になり、１０００ｍｍを超えると排出端において溶融スラグが固形化し易くなるためである。
【００１７】
▲３▼排ガス中の一酸化炭素、ダイオキシンの除去
被溶融灰を溶融したときには、有害物質である一酸化炭素やダイオキシンが生成、排出されることがある。本実施形態のように、通路４ａを向く形でバーナー１３を取り付けると、それによる熱が前記通路４ａに十分供給され、この部分を通過する排ガスを１４００℃程度にまで昇温させることができる。このような温度では、排ガス中の一酸化炭素は燃焼して二酸化炭素と水に、またダイオキシンは分解されて無害物質となる。こうして本実施形態の灰溶融炉１では排ガスの清浄化が可能である。
【００１８】
▲４▼煙道の閉塞防止
排ガスは煙道１０を通って炉外へ導出されるが、使用過程においては、排ガス中に含まれる種々の粉塵が次第に煙道１０に堆積してくる。このようにして起きる煙道１０の閉塞は灰溶融炉の運転に対して著しい障害となる。本実施形態の灰溶融炉１では、バーナー１３による熱が通路４ａおよび煙道１０の入り口にまで十分到達するため、この熱により前記種々の粉塵を溶解することができ、こうして煙道１０の閉塞を未然に防止することが可能である。
【００１９】
なお、本発明の灰溶融炉は、主として都市ごみの焼却灰や飛灰の溶融処理に利用されるが、石炭灰、下水汚泥焼却灰などの処理にも適用できるものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る灰溶融炉によれば、溶融スラグを排出する出滓部にバーナーを設け、溢流通路の排出端から前記第２室側に沿って火炎を放射し、かつ、その火炎方向を排ガスの通路方向としたので、溢流通路を流れる溶融スラグ出滓流を安定化させることができ、溶融スラグ中の塩素・鉛を除去することができ、また、排ガス中の一酸化炭素・ダイオキシンを除去することができ、さらに、煙道の閉塞防止ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る灰溶融炉作動状態の断面図である。
【符号の説明】
１  灰溶融炉
２  炉体
３  第１室
４  第２室
４ａ  通路
５  上壁
６  炉底
７  側壁
８  仕切壁
９  貫通孔
１０  煙道
１２  出滓部
１３  バーナー
１５  溢流通路
１７  主電極
１８  炉底電極
２０  被溶融灰
２１  溶融スラグ
【図１】
0004110660.tif 000002