(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未燃分やＲＤＦを含んだ焼却灰を、灰中の可燃分の燃焼発生熱を主溶融熱源として溶融する内部溶融炉であって、該内部溶融炉は燃焼部と灰溶融部とからなり、燃焼部は、上流側の焼却灰中の可燃分の燃焼が行われる部分と下流側の焼却灰の溶融スラグとして流下する部分を有しており、焼却灰貯槽と、焼却灰貯槽の下部に連設され底部の上流側に燃焼空気ノズルを有するとともに出口に向かって下り勾配の炉床と、焼却灰貯槽中の焼却灰を炉床へ押し出すプッシャとからなり、灰溶融部は、燃焼部で発生した未溶融の灰が含まれた溶融スラグの未溶融の灰を完全に溶融する部分であり、横向きの円筒状をしており、前記燃焼部の炉床が灰溶融部底部の一端に接線方向に接続され、燃焼部で発生した燃焼ガスが灰溶融部内に燃焼ガスの旋回流を形成し、灰溶融部の他端はスラグ冷却部に連設され、灰溶融部上部の一端の接線方向に助燃装置が接続されていて、灰溶融部内に、燃焼部で発生した燃焼ガスによる旋回流と同方向の燃焼ガスの旋回流を形成し、灰溶融部内に溶融スラグの湯溜めを形成したことを特徴とする内部溶融炉。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ焼却炉や各種焼却装置等から排出される未燃分を含んだ焼却灰などを溶融処理する内部溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、下水汚泥等の各廃棄物は、焼却施設で焼却処理され、生じた焼却灰や煤塵は、従来埋め立て処分されていた。しかし、埋立処分地枯渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題があるため、溶融による減量・減容化と無害化の必要性が高まっている。
【０００３】
このような背景から、ごみ焼却炉でごみを焼却する際、ごみを抑制燃焼（ガス化熱分解）して焼却灰の中に未燃分を残し、この未燃分を含む焼却灰を下流側の灰溶融炉で燃焼させ、その燃焼発生熱を灰の主溶融熱源とすることによって、外部から供給される熱量を減少させる内部溶融炉が提案され、一部で実処理が行われている。
【０００４】
図３は従来の内部溶融炉の斜視図である。図において、ａは内部溶融炉である。ｂは炉体である。ｃは焼却灰貯槽である。ｄは焼却灰貯槽ｃの下部に連接された炉床である。ｅは炉床ｄの上流側に配設した燃焼空気ノズルである。ｆは炉体ｂの上部に設けた助燃用バーナであり、ｇは炉体ｂ下流側の側部に設けたプラズマトーチである。ｈは焼却灰貯槽ｃ中の焼却灰を炉床ｄに送るプッシャである。ｉは溶融スラグである。
【０００５】
このような内部溶融炉ａにおいて、焼却灰中に含まれる未燃分の燃焼熱および溶融補助として投入される小型プラズマトーチｇおよび灯油バーナｆなどの助燃装置の熱により焼却灰は溶融する。溶融スラグｉは、炉床ｄから連続出滓され、炉床ｄに連接した図示しない水封したスラグ冷却部に落下して急冷固化されて水冷スラグとなった後、コンベヤによりスラグピットに搬送される。焼却灰中の未燃分を燃焼させる空気は、蒸気および内部溶融炉出口排ガスにより加熱された後、高温空気として燃焼空気ノズルｅに供給される。なお、炉体ｂの炉内壁は、輻射伝熱面として利用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の内部溶融炉ａでは、ごみ焼却炉から排出される灰の量と溶融炉で溶融処理する灰の量がバランスしないと、溶融炉側において灰量過多により溶融スラグ中に未溶融の灰が混入することがある。また、炉内での滞留時間が短く、炉内で燃焼発熱しないで排出される未燃分がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたもので、溶融炉側において灰量過多による未溶融灰の混入が生じても湯溜めによって灰を完全に溶融し、また、旋回流により燃焼ガスの炉内滞留時間を長くして炉内の燃焼効率を高めることにより溶融処理能力の向上を図るようにした内部溶融炉を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、未燃分やＲＤＦを含んだ焼却灰を、灰中の可燃分の燃焼発生熱を主溶融熱源として溶融する内部溶融炉であって、該内部溶融炉は、燃焼部と灰溶融部とからなり、燃焼部は、焼却灰貯槽と、焼却灰貯槽の下部に連接され底部に燃焼空気ノズルを有する炉床と、焼却灰貯槽中の焼却灰を炉床へ押し出すプッシャとからなり、灰溶融部は、横向きの円筒状をしており、前記燃焼部の炉床が灰溶融部底部の一端に接線方向に接続され、灰溶融部の他端はスラグ冷却部に連接され、灰溶融部上部の一端の接線方向に助燃装置が接続されていて、灰溶融部内に燃焼ガスの旋回流を形成し、灰溶融部底部に溶融スラグの湯溜めを形成した内部溶融炉が提供される。なお、ＲＤＦとはごみ固形化燃料であり、その作用については後に説明する。
【０００９】
次に本発明の作用を説明する。
未燃分を含んだ焼却灰は、プッシャにより焼却灰貯槽から燃焼部の炉床へ押し出される。押し出された焼却灰は、炉床上で燃焼空気ノズルから噴出される高温の空気により未燃分が燃焼して、その熱により溶融されて溶融スラグとなり、炉床から下流側の灰溶融部へ流下する。この溶融スラグ中には、完全に溶融しない未溶融の灰分が含まれており、燃焼部からの燃焼ガス中には飛灰が含まれているが、灰溶融部内には燃焼部からの燃焼ガスと助燃装置からの燃焼ガスにより旋回流が形成されていて、その旋回流によって未溶融の灰分と飛灰は灰溶融部の円筒状の炉内壁に沿って旋回しながら溶融する。燃焼ガスは円筒状の灰溶融部内を旋回するので、炉内滞留時間が長くなり、灰を完全に溶融することができ、溶融処理能力が向上する。溶融スラグはスラグ冷却部中に落ちて急冷固化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明による内部溶融炉の断面図である。図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
図において、１は未燃分を含んだ焼却灰１２を溶融処理する内部溶融炉である。この内部溶融炉１は、燃焼部２と灰溶融部３とから構成されている。
【００１１】
燃焼部２は、焼却灰貯槽６と、この焼却灰貯槽６の下部に連接され底部に燃焼空気ノズル４を配設した炉床５と、焼却灰貯槽６中の焼却灰１２を炉床５へ押し出すプッシャ７とから構成されている。また、燃焼空気ノズル４は、多数の空気孔を有しており複数本配設されている。
【００１２】
灰溶融部３は、横向きの円筒状をしており、灰溶融部３の底部の一端は上記炉床５に接続され、他端はスラグ冷却部８に連接されている。灰溶融部３の上部の一端は接線方向に昇温バーナやプラズマなどの助燃装置９が接続されている。
【００１３】
次に本発明の実施形態の作用について説明する。
ごみ焼却炉から排出される未燃分を含んだ焼却灰１２は、プッシャ７により焼却灰貯槽６から燃焼部２の炉床５へ押し出される。押し出された焼却灰１２は、炉床５上で燃焼空気ノズル４から噴出される高温の空気により未燃分が燃焼して、その熱により溶融されて溶融スラグ１３となり、炉床５から下流側の灰溶融部３へ流下する。この溶融スラグ１３中には、完全に溶融しない未溶融の灰分が含まれており、燃焼部２からの燃焼ガス中には飛灰が含まれているが、灰溶融部３内には燃焼部２からの燃焼ガス１０と助燃装置９からの燃焼ガスが灰溶融部３に接線方向に流入して灰溶融部３内に燃焼ガスの旋回流１１が形成されていて、その旋回流１１によって未溶融の灰と飛灰は灰溶融部３の円筒状の炉内壁に沿って旋回しながら溶融する。燃焼ガス１０は円筒状の灰溶融部３内を旋回するので、炉内滞留時間が長くなり、炉内の燃焼効率が高くなる。この高温ガスと湯溜めの形成により灰を完全に溶融することができ、溶融処理能力が向上する。溶融スラグ１３はスラグ冷却部８中に落ちて急冷固化する。
【００１４】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施形態では、未燃分を含む焼却灰の溶融について説明したが、未燃分が少ない焼却灰を溶融する場合には、ごみ固形化燃料（ＲＤＦ（Refused Derived Full) ）を投入して灰の溶融熱源とすることができるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、燃焼部で溶融した未溶融の灰が含まれた溶融スラグを、下流側の円筒状の灰溶融部で、燃焼部からの高温の燃焼ガスと助燃装置からの燃焼ガスにより形成される旋回流によって灰溶融部の内壁面に沿って溶融する。したがって、燃焼部側において溶融スラグに未溶融の灰分が含まれていても、未溶融の灰を、灰溶融部側において燃焼ガスを旋回させ、炉内滞留時間を長くして炉内の燃焼効率が高めるとともに、湯溜めが形成されるため灰を完全に溶融することができ、溶融処理能力の向上を図ることができる。また、燃焼部からの燃焼ガスに含まれる飛灰も灰溶融部内で溶融し、壁面に付着した後、湯溜めに流下するので、排ガス中の飛灰の量が少なく、排ガス処理設備の負担が軽減されるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内部溶融炉の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】従来の内部溶融炉の斜視図である。
【符号の説明】
１  内部溶融炉
２  燃焼部
３  灰溶融部
３ａ  湯留め
４  燃焼空気ノズル
５  炉床
６  焼却灰貯槽
７  プッシャ
８  スラグ冷却部
９  助燃装置
１０  燃焼ガス
１１  旋回流
１２  焼却灰
１３  溶融スラグ
【図１】
0003861397.tif 000002
【図２】
0003861397.tif 000003
【図３】
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