(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉頂から挿入された主電極と炉底に設けられた炉底電極との間を直流通電して灰溶融を行う灰溶融炉の出滓装置であって、出滓装置は炉壁の下部の炉底近傍に設けられた出滓口と、下端が出滓口よりわずかに上になるように主電極と並列に設けられ、炉底電極との間で通電する補助電極とからなり、出滓口は中央に貫通孔を有して円筒状に形成され、電気ヒータを埋め込んだ嵌脱可能なカートリッジレンガにより形成されており、溶融スラグとメタルとを同時に出滓するようになっていることを特徴とする灰溶融炉の出滓装置。
【請求項２】
前記カートリッジレンガは、中央に貫通孔を有する出滓用レンガとそれを囲繞する電気ヒータを埋め込んだ加熱用レンガとから構成されており、出滓用レンガは嵌脱可能になっている請求項１記載の灰溶融炉の出滓装置。
【請求項３】
炉頂から挿入された主電極と炉底に設けられた炉底電極との間を直流通電して灰溶融を行う灰溶融炉からの出滓方法であって、灰溶融炉は炉壁の下部の炉底近傍に設けられた出滓口と、下端が出滓口よりわずかに上になるように主電極と並列に設けられ、炉底電極との間で通電する補助電極とを有しており、炉内の溶融メタル層のレベルを出滓口の下端よりもわずかに上まで上昇させることにより溶融メタルをオーバーフローさせて溶融スラグとともに出滓することを特徴とする灰溶融炉の出滓方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を焼却したときに発生する飛灰や焼却灰を溶融固化する灰溶融炉の出滓装置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、生じた飛灰や焼却灰は、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】
このような背景で、焼却灰中の残留炭素、コークス、灯油および電力を熱源とした焼却炉等から排出される飛灰や焼却灰などを溶融処理する灰溶融炉が提案され、一部で実処理が行われている。このうち電力を熱源とした灰溶融炉としてプラズマアーク加熱方式と電気抵抗加熱方式がある。
【０００４】
図３は従来の電気抵抗式灰溶融炉の縦断面図である。
図において、ａは灰溶融炉である。ｂは灰溶融室である。ｃは灰溶融炉ａの中間に設けた溶融スラグをオーバーフローさせて出滓する出滓口である。ｄは灰溶融炉ａの頂部に設けた主電極であり、ｅは主電極ｄと上下に対峙するように設けた炉底電極である。ｆは灰溶融炉ａの頂部に設けた灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送された飛灰や焼却灰を灰溶融室ｂ内へ投入する。ｇは灰溶融炉ａの頂部に設けた排ガス排出口である。ｈは灰溶融室ｂ内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層であり、ｉは溶融スラグである。ｊはメタル層である。ｋは主電極ｄと炉底電極ｅとの間に直流電気を流す電源であり、ｍおよびｎはその電線である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記灰溶融炉は、溶融スラグをオーバーフローさせて連続出滓し、灰溶融室底部に溜まったメタル層は、メタル層のレベルを常に検知しながら定期的に排出している。メタル層の温度は、炉底電極を保護するためあまり上げないようにしているので、メタル層は上面だけわずかに溶融しているがほとんど固化している。メタルを排出するときは、溶融スラグを出滓した後、主電極との間にアークを発生させてメタル層を溶融し、メタル排出口をドリルなどによりあけてメタル排出口から外部に排出しなければならない。
【０００６】
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、灰溶融炉の出滓口を、溶融スラグの出滓口とメタルの排出口に共用させ、溶融スラグの出滓とメタルの排出を同時に行うようにしてメタル単独の排出作業を無くし、かつ、溶融スラグの流量を制御しながら出滓して灰溶融炉の操業の簡素化を図るとともに、出滓口の交換を容易にすることを目的とするものである。
【０００７】
【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、炉頂から挿入された主電極と炉底に設けられた炉底電極との間を直流通電して灰溶融を行う灰溶融炉の出滓装置であって、出滓装置は炉壁の下部に設けた出滓口と、下端が出滓口近傍になるように主電極と並列に設けられた補助電極とからなり、出滓口は中央に貫通孔を有して円筒状に形成され、電気ヒータを埋め込んだ嵌脱可能なカートリッジレンガにより形成されており、溶融スラグとメタルとを同時に出滓するようになっている灰溶融炉の出滓装置が提供される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記カートリッジレンガは、中央に貫通孔を有する出滓用レンガとそれを囲繞する電気ヒータを埋め込んだ加熱用レンガとから構成されており、出滓用レンガは嵌脱可能になっている。
【０００９】
次に本発明の作用を説明する。
灰溶融炉の灰溶融室内に投入された飛灰や焼却灰は、灰溶融室内に配設された主電極と炉底電極により加熱されて溶融スラグになる。灰溶融炉の出滓口は炉壁の下部に設けられており、溶融スラグは出滓口から連続的に出滓される。出滓する際、出滓口近傍に設けられた補助電極により出滓口近傍の溶融スラグを再加熱するとともに、出滓口を内部に埋め込んだ電気ヒータにより加熱して溶融スラグの粘度を制御することにより流量を調節しながら出滓口から出滓する。一方、溶融メタルは、灰溶融室底部に溜まっていて、メタル層上面からオーバーフローして溶融スラグとともに出滓口から出滓する。したがって、メタル単独の排出作業を無くすことができ、また、出滓口は嵌脱可能なカートリッジレンガにより形成されていて、消耗の激しい出滓用レンガを交換すればよいので、メンテナンスを容易に行うことができる。出滓口は出滓用レンガと加熱用レンガとを同時に交換してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を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、本発明による灰溶融炉の出滓装置の縦断面図であり、図２は出滓口の拡大斜視図である。図1及び図２において、１は飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉であり、２は灰溶融室である。３は灰溶融炉１の炉壁の下部に嵌脱可能に設けられたカートリッジレンガにより形成された出滓口で、溶融スラグ１１と溶融メタル１２とを同時に出滓する。４は出滓口３の中央に貫通孔４ａを有して円筒状に形成された出滓用レンガである。５は出滓用レンガ４を囲繞する電気ヒータ６を埋め込んだ加熱用レンガである。７は灰溶融炉１の頂部から挿入された主電極であり、８は主電極７と同様に、灰溶融炉１の頂部から挿入され、下端が出滓口３の近傍になるように主電極７と並列に設けられた補助電極である。９は灰溶融炉１の底部に、主電極７、補助電極８と上下に対峙するように埋設した炉底電極である。１３はこれら主電極７、補助電極８と炉底電極９に直流通電する電源であり、１４、１５および１６はその電線である。
【００１１】
１０は灰溶融室２内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層で、未溶融の状態で溶融スラグ層１１の上に浮いた状態となっている。１２は灰溶融炉１の炉底に溜まった溶融メタル層であり、その上面からオーバーフローして溶融スラグ１１の出滓と同時に出滓口３を通して外部に排出する。
【００１２】
１７は灰溶融室２の頂部に設けた灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送された飛灰や焼却灰を灰溶融室２内に投入する。１８は灰溶融室２の頂部に設けた排ガス排出口である。
【００１３】
次に本実施形態の作用について説明する。
灰溶融炉１の灰溶融室２内に投入された飛灰や焼却灰は、灰溶融室２内に配設された主電極７と炉底電極９により加熱されて溶融スラグ１１になる。灰溶融炉１の出滓口３は炉壁の下部に設けられており、溶融スラグ１１は出滓口３から連続的に出滓される。出滓する際、出滓口３近傍に設けられた補助電極８により出滓口３近傍の溶融スラグ１１を再加熱するとともに、出滓口３を内部に埋め込んだ電気ヒータ６により加熱して溶融スラグ１１の粘度を制御することにより流量を調節しながら出滓口３から出滓する。一方、焼却灰に含まれる鉄などの金属が溶融して生じた溶融メタル１２は、灰溶融室２底部に溜まり、溶融メタル層１２の上面からオーバーフローして溶融スラグ１１とともに出滓口３から出滓する。したがって、溶融メタル１２単独の排出作業を無くすことができる。また、出滓口３は嵌脱可能なカートリッジレンガにより形成されており、消耗の激しい出滓用レンガ４を交換すればよいので、メンテナンスが容易である。出滓口３は出滓用レンガ４と加熱用レンガ５とを同時に交換してもよい。
【００１４】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、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、溶融スラグの流量を調節しながら出滓すると同時に、同じ出滓口から溶融メタルも出滓するので、定期的に行われるメタル単独の排出作業を無くすことができる。また、出滓口は嵌脱可能なカートリッジレンガにより形成されているので、メンテナンスが容易であるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による灰溶融炉の出滓装置の縦断面図である。
【図２】出滓口の拡大斜視図である。
【図３】従来の電気抵抗式灰溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
１  灰溶融炉
２  灰溶融室
３  出滓口
４  出滓用レンガ
５  加熱用レンガ
６  電気ヒータ
７  主電極
８  補助電極
９  炉底電極
１０  灰固体層
１１  溶融スラグ層
１２  溶融メタル層
１３  電源
１４，１５，１６  電線
１７  灰投入口
１８  排気ガス排出口
【図１】
0003743473.tif 000002
【図２】
0003743473.tif 000003
【図３】
0003743473.tif 000004