(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であって、炉底電極は、炉底の耐火レンガ上に敷設した鋼板と、該鋼板上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてそれを溶融して堆積させた鋳鉄のメタル層とから構成されていることを特徴とする灰溶融炉。
【請求項２】
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炉底電極の形成方法であって、炉底の耐火レンガ上に鋼板を敷設する工程と、該鋼板上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置する工程と、該スクラップ等と主電極との間でアークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて鋳鉄のメタル層を形成する工程とを有してなることを特徴とする灰溶融炉の炉底電極の形成方法。
【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処理する灰溶融炉およびその運転方法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２は従来の抵抗加熱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の下部に設けた出滓口であり、ｄはメタル排出口である。ｅは主電極である。ｆは底部に主電極ｅと上下に対峙するように設けた炉底電極である。ｇ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へ投入する。ｈは灰溶融炉ａの頂部に設けた排ガス排出口である。ｉ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、ｊは溶融スラグである。ｋはメタル層である。ｍは主電極ｅと底部電極ｆとの間に直流電気を流す電源であり、ｎおよびｏはその電線である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記灰溶融炉の炉底電極は、炭素を含浸させた導電性耐火物で構成されているが、導電性耐火物製の炉底電極は、築炉の際、種々の制約を受けることや炉底電極の抵抗値が高いため炉底電極部分での消費エネルギーが増大するとともに、発熱により炉底電極の寿命を低下させる原因となっている。
【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、導電性耐火物製の炉底電極を無くし、灰溶融炉の炉底電極の劣化を防止して炉の長寿命化を図るとともに、炉底電極の発熱量を減少して消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図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であって、炉底電極は、炉底の耐火レンガ上に敷設した鋼板と、該鋼板上に溶融して堆積させた鋳鉄のメタル層とから構成されている灰溶融炉が提供される。
【０００８】
次に本発明の作用を説明する。
灰溶融炉の炉底を耐火レンガで構築する。炉底の耐火レンガ上に鋼板を挿入して敷設する。灰溶融炉を新規に操業するときは、操業に先立ち、鋼板上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて鋳鉄のメタル層を形成する。鋼板と鋳鉄のメタル層により炉底電極を形成する。灰溶融は、このように炉底の耐火レンガ上に炉底電極を形成してから行う。灰溶融操業中、灰中に含まれるメタル分は溶融メタルとして鋳鉄のメタル層の上に沈降して堆積し、炉底電極と一体になって炉底電極の役割をする。鋼板およびメタル層の電気抵抗は、導電性耐火物に比べて極端に低いので、この部分での発熱量は少なく、したがって、炉底電極の劣化が少なく、炉の長寿命化が図れるとともに、消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図ることができる。
【０００９】
【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縦断面図である。
図１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る。１ａは灰溶融炉１の炉底で、耐火レンガで構成されている。２は灰溶融室である。３は炉底電極である。炉底電極３は、耐火レンガで構成された灰溶融炉１の底部１ａ上に、主電極５と対峙するように敷設した鋼板６と、この鋼板６上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて形成した鋳鉄のメタル層７から形成れている。なお、鋼板６は灰溶融炉１の底部３上の全面に敷設しても、主電極５と対峙する部分にだけ敷設してもよい。４は炉壁の下部に設けた溶融スラグ９を出滓する出滓口である。５は灰溶融炉１の頂部を貫通するように設けた主電極である。８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９の上に浮いた状態となっている。１０は操業中に灰に含まれる鉄分が溶融して炉底電極３の上に沈降して堆積したメタル層で、下方の鋳鉄のメタル層７と一体となって炉底電極の役割をする。１１は主電極５と炉底電極３に直流通電する電源であり、１２および１３はその電線である。
【００１０】
次に本実施形態の作用について説明する。
灰溶融炉１の炉底１ａを耐火レンガで構築する。炉底１ａの耐火レンガ上に鋼板６を挿入して敷設する。灰溶融炉１を新規に操業するときは、操業に先立ち、鋼板６上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて鋳鉄のメタル層７とする。炉底電極３は鋼板６と鋳鉄のメタル層７により形成する。灰溶融は、このように炉底１ａの耐火レンガ上に炉底電極３を形成してから行う。灰溶融操業中、灰中に含まれるメタル分は溶融メタル１０として鋳鉄のメタル層の上に沈降して堆積し、炉底電極３と一体になって炉底電極の役割をする。鋼板６およびメタル層７の電気抵抗は、導電性耐火物に比べて極端に低いので、この部分での発熱量は少なく、したがって、炉底電極３の劣化が少なく、炉１の長寿命化が図れるとともに、消費エネルギーを節約し、炉１の熱効率の向上を図ることができる。
【００１１】
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。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、灰溶融炉の炉底を耐火レンガで構築し、耐火レンガ上に敷設した鋼板と鋼板上に溶融して堆積させた鋳鉄のメタル層で形成したので、炉底電極内での発熱量が少なく、炉底電極の劣化を防止し、炉の長寿命化を図るとともに、消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図ることができるなど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縦断面図である。
【図２】従来の抵抗加熱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  炉底電極
４  出滓口
５  主電極
６  鋼板
７  鋳鉄のメタル層
８  灰固体層
９  溶融スラグ層
１０  メタル層
１１  電源
１２，１３  電線
１４  灰投入口
１５  排ガス排出口
【図１】
0003757409.tif 000002
【図２】
0003757409.tif 000003