JP2000205531A - 灰溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩を炉体内から効率良く除去する。 【解決手段】 炉体１内の上部に、灰移動防止用堰１２
と塩移動防止用堰１７を配置して、灰投入口６に臨む灰
投入域１０と、塩揮散域１８と、出滓口９に臨む出滓域
１１とに分離する。灰投入域１０に上部電極を挿入配置
する。炉体１底部に炉底電極４を設ける。灰投入域１０
で灰７を溶融してスラグ８を生成する際灰７に含まれて
いる塩１３は比重差により溶融スラグ８と未溶融灰７と
の間に層状に溜められる。塩１３の量が多くなって灰移
動防止用堰１２の下方をくぐり抜けた塩１３は、塩揮散
域１８のスラグ８の上層に移され、スラグ８の熱により
揮散される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物の焼却灰や飛
灰などの灰を溶融処理するために用いる灰溶融炉に関す
るもので、特に、炉内に発生した塩を効率よく分離除去
するようにした灰溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物の焼却灰に含まれるダイオ
キシン類の分解という観点から、灰溶融炉による灰溶融
が広く普及している。この種灰溶融炉のうち、直流電気
抵抗式のものは、図３（イ）（ロ）にその一例の概略を
示す如く、炉蓋２の中央部を昇降可能に貫通させて炉体
１内に挿入配置した陽極としての上部電極３と、炉体１
の底部に設けた陰極としての炉底電極４に図示しない直
流電源を接続し、灰送給装置５より炉蓋２に設けた灰投
入口６を通して炉体１内に投入された灰７を、上記両電
極３，４間に流す電流のジュール熱で順次溶融させてス
ラグ８を生成させ、溶融スラグ８を炉体１の側壁上部に
設けた出滓口９よりオーバーフローさせて炉体１外へ排
出するようにしてある。

【０００３】又、炉体１内の上記出滓口９の近傍位置
に、未溶融灰７が溶融スラグ８とともに出滓口９より流
出するのを防止するための堰を灰移動防止用堰１２とし
て設けて、灰投入口６に臨む灰投入域１０と出滓口９に
臨む出滓域１１とに仕切るようにしてある。

【０００４】ところで、灰溶融により生成されたスラグ
は、自然界の石や砂と同様の性状を有しているため有効
な資源として活用することができるものである。しか
し、灰７には塩が含まれているため、灰７の溶融時には
比重差から溶融スラグ８の上層に塩１３の層が形成され
ることとなり、このスラグ８より遊離される塩１３は高
温雰囲気下で揮散する性質を有しているものであるが、
上記灰投入域１０においては、比重差により上方が未溶
融灰７の層で覆われて、塩層の上面は温度が低く塩１３
の揮散が妨げられ、このため塩１３は溶融スラグ８と未
溶融灰７との間に層状に溜まるようになる。この塩１３
の層は、灰７の溶融処理が継続されることにより厚くな
って行き、スラグ排出時に出滓口９から排出される溶融
スラグ８に塩１３が混入するようになると、スラグの品
質が低下し、資源としての価値が低下してしまうことに
なる。そのため、上記塩１３を炉体１内より分離除去す
ることが必要となる。

【０００５】かかる必要性のために、従来は、塩１３を
揮散させるべく、炉体１内への灰７の投入を一時停止
し、塩１３の層の上方を覆う未溶融灰７をすべて溶融さ
せて塩１３の層を露出させ、溶融スラグ８からの熱によ
り灰投入域１０内を昇温させて塩１３を揮散させ、灰移
動防止用堰１２に設けてある開口部１４、炉体１の上部
に設けた排気口１５を通して炉体１外へ排出させるよう
に操業したり、あるいは、図３（イ）に二点鎖線で示す
如く、灰投入域１０側のスラグ８上面に塩１３の層が形
成されるレベル位置の炉体１の側壁に、図示しない開閉
装置により開閉操作可能とした塩排出口１６を設けて、
該塩排出口１６を所要時期に開放操作することで塩層の
塩１３を炉体１外へと流出させることにより塩１３の排
出除去を行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、塩１３の除
去において、上記の如き灰７の投入を一時停止させて炉
上部の温度を上げるような操業を行うようにする場合に
は、灰投入域１０に面する炉体１の上部及び炉蓋３は、
塩１５の揮散を行う度毎に大幅な温度変化を受けるよう
になるため、熱膨張に起因する耐火物の剥離等の損傷が
発生する要因となる虞があり、又、炉体１上部及び炉蓋
２は、低温域から高温域までの広い温度域を有し且つ大
幅な温度変化に耐え得る性質を有する耐火物を全面に用
いなければならないことから、製作コストが嵩むという
問題がある。一方、塩排出口１６から塩１３の排出を行
わせるようにした構成の場合には、塩排出口１６の開放
時期が早くて塩１３の層が塩排出口１６の厚みにならな
いうちに排出させると、溶融スラグ８が流出してしま
い、逆に開放時期が遅くて塩１３の層の厚みが厚くなる
と、塩１３が灰移動防止用堰１２の下方をくぐり抜けて
出滓域１１へと押し出されるようになってしまうため、
塩排出口１６の開放のタイミングを図るのが難しいとい
う問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、灰の連続投入を行い、
炉体内の温度を安定に保ちながら炉体内からの塩の除去
を効率良く連続的に行うことのできる直流電気抵抗式の
灰溶融炉を提供しようとするものである。

【０００８】

【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、炉蓋を通して炉体内に上部電極を挿入配
置し、灰投入口を通して炉体内に投入した灰を、上記上
部電極と炉体の底部に配置した炉底電極との間に電流を
流すことにより溶融し、該溶融により生成されたスラグ
を炉壁に設けた出滓口より排出させるようにしてある灰
溶融炉において、該灰溶融炉の内部に複数の堰を、上記
灰投入口側と出滓口側との間に配設し、灰投入口側の堰
を灰移動防止用堰として、その下端が溶融スラグ上面よ
り所要量没入する位置となるように設置すると共に、出
滓口側の堰を塩移動防止用堰として、その下端が溶融ス
ラグ上面に形成される塩層の下面より所要量没入する位
置となるように設置し、上記複数の堰により炉体内を、
上面が未溶融灰により覆われた灰投入域と、上面に塩層
が曝露された塩揮散域と、上面にスラグが曝露された出
滓域とに分離してなることを特徴とする灰溶融炉とす
る。

【０００９】炉体内に投入された灰は、上部電極と炉底
電極との間に流される電流により溶融されて溶融スラグ
とされる。上記灰には塩も含まれているため、上記灰の
溶融過程で塩は比重差により灰投入域において溶融スラ
グと未溶融灰との間に層状に溜められる。灰投入域の塩
の量が増えて来て塩層が厚くなると、灰移動防止用堰の
下方をくぐり抜けて、灰移動防止用堰と塩移動防止用堰
との間の塩揮散域のスラグ上面に層状に止められる。こ
の塩揮散域の塩は、溶融スラグの熱により揮散させられ
るようになる。

【００１０】又、上部電極を複数として、１つを塩揮散
域に配置した構成とすることにより、塩揮散域に電流を
流すことで、塩層を直接的に加熱することができ、塩の
揮散を促進して揮散域における揮散効率を高いものとす
ることができ、灰溶融炉の容積に対する塩揮散域の面積
の割合を小さくすることができて、灰溶融炉の水平方向
のサイズを小さくすることができる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１（イ）（ロ）は本発明の灰溶融炉の実
施の一形態を示すもので、図３（イ）（ロ）に示したと
同様に、炉体１内に配した上部電極３と炉体１底部に設
けた炉底電極４との間に電流を流すことにより、灰投入
口６より投入された灰７を溶融させ、溶融スラグ８とし
て出滓口９より排出させるようにしてある構成におい
て、上記炉体１内に、少なくとも灰移動防止用堰１２と
塩移動防止用堰１７の２つの堰を設け、堰１７は、上部
が液面より上方へ突出すると共に下端が出滓口９の下端
縁より所要量下方位置となってスラグ８の上面に形成さ
れる塩１３の層の下面よりスラグ８中に没するような上
下方向の幅寸法としてあって、上記灰移動防止用堰１２
と出滓口９との間に設けた構成としてあり、該堰１７に
より、灰投入域１０から上記灰移動防止用堰１２の下方
をくぐり抜けて押し出される塩１３を堰止めて、上記堰
１７と灰移動防止用堰１２により炉体１内を灰投入域１
０と、溶融した塩層が露出して塩１３が揮散する塩揮散
域１８と、スラグ８が露出する出滓域１１とに分離させ
るようにする。

【００１３】その他の構成は、図３（イ）（ロ）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。

【００１４】灰送給装置５により灰投入口６を通して炉
体１内に投入された灰７は、従来と同様に上部電極３と
炉底電極４との間に流される電流により溶融されてスラ
グ８が生成され、灰７の炉体１内への投入が継続的に行
われることにより溶融スラグ８のレベルが上昇して出滓
口９からオーバーフローして炉体１外へと排出されるよ
うになる。

【００１５】上記において、上記灰７に含まれている塩
は、灰溶融時に比重差によりスラグ８の上方へ塩１３の
層として遊離され、灰投入域１０においては、溶融スラ
グ８と未溶融灰７との間に層状に溜められ、灰７が継続
的に炉体１内に投入されて溶融されることにより塩１３
の層が厚くなって灰移動防止用堰１２の下端に達するよ
うになると、該灰移動防止用堰１２の下方をくぐり抜け
て出滓口９側に押し出されて、溶融スラグ８上に浮上
し、その後、堰１７により止められる。これによって塩
１３の層は該堰１７と上記灰移動防止用堰１２との間の
塩揮散域１８において露出されるようになり、溶融スラ
グ８の熱（１３００〜１５００℃）により昇温させられ
て塩１３の揮散が行われるようになり、揮散した塩は排
気口１５を通して炉体１外へと排出される。

【００１６】このように、塩揮散域１８において塩１３
を揮散させることによって溶融スラグ８や未溶融灰７か
ら塩１３のみを効率よく分離して炉体１内から除去する
ことができ、又、この際、炉体１内へは灰７の連続投入
を行うことができることから、灰投入域１０の液面は常
に未溶融灰７によって覆われた状態として比較的低い温
度（４００〜５００℃）に安定させることができ、灰投
入域１０に面した炉体１上部や炉蓋２に大幅な温度変化
をもたらすことがなく、熱膨張に起因する耐火物の剥離
等の損傷が発生する虞を抑えて灰溶融炉の長寿命化を図
ることができ、更に、灰投入域１０に面した炉体１上部
や炉蓋２に、従来の如き低温域から高温域間での広い温
度域を有し且つ大幅な温度変化に耐え得る耐火物を用い
る必要をなくすことができて、灰溶融炉の製作コストの
引き下げを図ることができる。

【００１７】次に、図２（イ）（ロ）は本発明の実施の
他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同
様の構成としてある灰溶融炉において、上部電極３と並
列に接続してある上部電極３ａを、炉蓋２を昇降可能に
貫通させて塩揮散域１８に挿入配置するようにしたもの
である。

【００１８】本実施の形態によれば、上部電極３ａと炉
底電極４との間に流す電流により塩揮散域１８の塩１３
の層を直接加熱することができるので、塩１３を積極的
に揮散させて塩の揮散を促進することができて、塩揮散
域１８における揮散効率を高いものとし、灰溶融炉の容
積に対する塩揮散域１８の面積の割合を小さくすること
ができて、灰溶融炉の水平方向のサイズを小さくするこ
とができる。

【００１９】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、堰１７を単数ではなく複数設け
て、多重構造とした塩揮散域１８を設けるようにしても
よいこと、又、上記塩揮散域１８を設けるようにした構
成を、開閉可能とした出滓口を炉体１の下部側壁に設け
た形式の灰溶融炉に適用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。

【００２０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の灰溶融炉によ
れば、炉蓋を通して炉体内に上部電極を挿入配置し、灰
投入口を通して炉体内に投入した灰を、上記上部電極と
炉体の底部に配置した炉底電極との間に電流を流すこと
により溶融し、該溶融により生成されたスラグを炉壁に
設けた出滓口より排出させるようにしてある灰溶融炉に
おいて、該灰溶融炉の内部に複数の堰を、上記灰投入口
側と出滓口側との間に配設し、灰投入口側の堰を灰移動
防止用堰として、その下端が溶融スラグ上面より所要量
没入する位置となるように設置すると共に、出滓口側の
堰を塩移動防止用堰として、その下端が溶融スラグ上面
に形成される塩層の下面より所要量没入する位置となる
ように設置し、上記複数の堰により炉体内を、上面が未
溶融灰により覆われた灰投入域と、上面に塩層が曝露さ
れた塩揮散域と、上面にスラグが曝露された出滓域とに
分離してなるので、塩揮散域において塩を揮散させるこ
とにより塩のみを溶融スラグや未溶融灰から効率よく分
離し、炉体内から除去することができ、又、複数の堰を
設けて灰投入域、塩揮散域、出滓域の状態を一定にする
ことができて、これらの領域に用いる耐火物は各領域の
状態に最適なものを選択して使用することができ、特
に、灰投入域では、上面が未溶融灰によって覆われた状
態として比較的低い温度に安定させることができるの
で、この領域に面する炉体上部や炉蓋の耐火物として
は、大幅な温度変化をもたらすことがなくて、熱膨張に
起因する損傷の発生する虞がないことから長寿命化を図
ることができるという優れた効果を発揮し、又、上部電
極を複数として、１つを塩揮散域に配置した構成とする
ことにより、塩揮散域における塩層を直接的に加熱する
ことができ、塩の揮散を促進して塩揮散域における揮散
効率を高いものとして、灰溶融炉の容積に対する塩揮散
域の面積の割合を小さくすることができることから灰溶
融炉の水平方向のサイズを小さくすることができる、と
いう効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の灰溶融炉の実施の一形態を示すもの
で、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ
矢視図である。

【図２】本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）
は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ矢視図であ
る。

【図３】従来の灰溶融炉の一例の概略を示すもので、
（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ矢視図で
ある。

【符号の説明】

１ 炉体 ２ 炉蓋 ３，３ａ 上部電極 ４ 炉底電極 ６ 灰投入口 ７ 灰 ８ スラグ ９ 出滓口 １０ 灰投入域 １１ 出滓域 １２ 灰移動防止用堰 １３ 塩 １７ 塩移動防止用堰 １８ 塩揮散域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 俊行 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 Ｆターム(参考） 3K065 AB03 AC03 BA04 DA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉蓋を通して炉体内に上部電極を挿入配置
   し、灰投入口を通して炉体内に投入した灰を、上記上部
   電極と炉体の底部に配置した炉底電極との間に電流を流
   すことにより溶融し、該溶融により生成されたスラグを
   炉壁に設けた出滓口より排出させるようにしてある灰溶
   融炉において、該灰溶融炉の内部に複数の堰を、上記灰
   投入口側と出滓口側との間に配設し、灰投入口側の堰を
   灰移動防止用堰として、その下端が溶融スラグ上面より
   所要量没入する位置となるように設置すると共に、出滓
   口側の堰を塩移動防止用堰として、その下端が溶融スラ
   グ上面に形成される塩層の下面より所要量没入する位置
   となるように設置し、上記複数の堰により炉体内を、上
   面が未溶融灰により覆われた灰投入域と、上面に塩層が
   曝露された塩揮散域と、上面にスラグが曝露された出滓
   域とに分離してなることを特徴とする灰溶融炉。
2. 【請求項２】 上部電極を複数として、１つを塩揮散域
   に配置した請求項１記載の灰溶融炉。