JP2000346347A - 廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材 - Google Patents
廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材Info
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- JP2000346347A JP2000346347A JP11160962A JP16096299A JP2000346347A JP 2000346347 A JP2000346347 A JP 2000346347A JP 11160962 A JP11160962 A JP 11160962A JP 16096299 A JP16096299 A JP 16096299A JP 2000346347 A JP2000346347 A JP 2000346347A
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生ずる
灰分を加熱して溶融スラグにする炉内面を構成する廃棄
物燃焼灰分の溶融部用部材の前記灰溶融スラグに対する
耐食性を向上すること。 【解決手段】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
ずる灰分を加熱して溶融スラグにする炉内面を構成する
廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材において、該溶融部用部
材は、スピネル型化合物ＭＣｒ2Ｏ4（ＭはＭｇまたは２
価のＦｅ）およびジルコニアから成る耐火材から成るこ
とを特徴とするものである。該スピネル型化合物および
ジルコニアは共に熱力学的に安定で、アルカリ元素との
両立性が高く、かつ、ジルコニアの添加により燒結性が
向上するので、アルカリ元素を高濃度含有する灰溶融ス
ラグによる耐火物の浸食を抑制できる。
灰分を加熱して溶融スラグにする炉内面を構成する廃棄
物燃焼灰分の溶融部用部材の前記灰溶融スラグに対する
耐食性を向上すること。 【解決手段】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
ずる灰分を加熱して溶融スラグにする炉内面を構成する
廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材において、該溶融部用部
材は、スピネル型化合物ＭＣｒ2Ｏ4（ＭはＭｇまたは２
価のＦｅ）およびジルコニアから成る耐火材から成るこ
とを特徴とするものである。該スピネル型化合物および
ジルコニアは共に熱力学的に安定で、アルカリ元素との
両立性が高く、かつ、ジルコニアの添加により燒結性が
向上するので、アルカリ元素を高濃度含有する灰溶融ス
ラグによる耐火物の浸食を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物（家庭やオ
フィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃
プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス
機器、電子機器、化粧品などの産業廃棄物など、可燃物
を含むもの）を焼却処理して生ずる灰分を加熱して溶融
スラグとする溶融炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶
融部用部材、該部材の改質または使用方法、および廃棄
物処理装置に関するものである。
フィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄物、廃
プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス
機器、電子機器、化粧品などの産業廃棄物など、可燃物
を含むもの）を焼却処理して生ずる灰分を加熱して溶融
スラグとする溶融炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶
融部用部材、該部材の改質または使用方法、および廃棄
物処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ等の一般廃棄物や廃プラスチッ
ク等の可燃物を含む廃棄物の処理装置の一つとして、廃
棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気中で加熱して
熱分解し、熱分解ガス（乾留ガス）と主として不揮発性
成分からなる熱分解残留物とを生成し、この熱分解ガス
と熱分解残留物とを排出装置において分離し、更に熱分
解残留物を不活性雰囲気下の冷却装置で冷却した後、分
離装置に供給して熱分解カーボンを主体とする燃焼性成
分と、例えば金属や陶器、砂利等の不燃焼性成分とに分
離し、燃焼性成分を粉砕して粉体とし、この粉砕された
燃焼性成分と前記した熱分解ガスとを燃焼溶融炉に導い
て燃焼させ、生じた燃焼灰をその燃焼熱により加熱して
溶融スラグとなし、この溶融スラグは耐火材で覆われた
炉内面を伝って流下し、排出部から外部に排出して冷却
固化させるようにした廃棄物処理装置が知られている
（特公平６−５６２５３号公報）。
ク等の可燃物を含む廃棄物の処理装置の一つとして、廃
棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気中で加熱して
熱分解し、熱分解ガス（乾留ガス）と主として不揮発性
成分からなる熱分解残留物とを生成し、この熱分解ガス
と熱分解残留物とを排出装置において分離し、更に熱分
解残留物を不活性雰囲気下の冷却装置で冷却した後、分
離装置に供給して熱分解カーボンを主体とする燃焼性成
分と、例えば金属や陶器、砂利等の不燃焼性成分とに分
離し、燃焼性成分を粉砕して粉体とし、この粉砕された
燃焼性成分と前記した熱分解ガスとを燃焼溶融炉に導い
て燃焼させ、生じた燃焼灰をその燃焼熱により加熱して
溶融スラグとなし、この溶融スラグは耐火材で覆われた
炉内面を伝って流下し、排出部から外部に排出して冷却
固化させるようにした廃棄物処理装置が知られている
（特公平６−５６２５３号公報）。
【０００３】燃焼溶融炉で発生した高温の燃焼排ガス
（約１２００℃）は、後段に設けられている熱交換器に
より熱エネルギーを回収され、更に集塵器で集塵され、
最終的にクリーンな排ガスとなって煙突から大気中に放
出される。
（約１２００℃）は、後段に設けられている熱交換器に
より熱エネルギーを回収され、更に集塵器で集塵され、
最終的にクリーンな排ガスとなって煙突から大気中に放
出される。
【０００４】耐火物は鉄鋼、非鉄、セメント、ガラス、
窯業など高温処理を必要とする工業の窯炉やボイラ、廃
棄物焼却炉などに使用される。溶融スラグと接触する環
境での使用においては、酸素分圧、アルカリ分圧などの
気相側環境と共に溶融スラグの関与する苛酷な高温腐食
も考慮する必要がある。
窯業など高温処理を必要とする工業の窯炉やボイラ、廃
棄物焼却炉などに使用される。溶融スラグと接触する環
境での使用においては、酸素分圧、アルカリ分圧などの
気相側環境と共に溶融スラグの関与する苛酷な高温腐食
も考慮する必要がある。
【０００５】一般に、酸素分圧の高い場合においては酸
化物系耐火物が使用されるが、その腐食性選定の目安と
して、スラグの塩基度が１以上の場合は塩基性耐火物
が、１以下の場合は中性または酸性耐火物が使用され
る。空気で燃焼溶融するごみ焼却での酸化物系耐火物の
場合、スラグ塩基度は１以下のことが多く、Ａｌ2Ｏ3を
主体とする中性耐火物が選ばれている。
化物系耐火物が使用されるが、その腐食性選定の目安と
して、スラグの塩基度が１以上の場合は塩基性耐火物
が、１以下の場合は中性または酸性耐火物が使用され
る。空気で燃焼溶融するごみ焼却での酸化物系耐火物の
場合、スラグ塩基度は１以下のことが多く、Ａｌ2Ｏ3を
主体とする中性耐火物が選ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記灰分を溶融させた
溶融スラグは、製鋼スラグやその他の溶融物と比較して
ＮａやＫといったアルカリ元素の含有率が高い。そのた
め、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＣ等のＳｉ含
有耐火材の場合、最初から存在するまたは生成されたＳ
ｉＯ2が灰溶融スラグ中のアルカリと反応し、低融点の
アルカリシリケートが生成される。
溶融スラグは、製鋼スラグやその他の溶融物と比較して
ＮａやＫといったアルカリ元素の含有率が高い。そのた
め、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＣ等のＳｉ含
有耐火材の場合、最初から存在するまたは生成されたＳ
ｉＯ2が灰溶融スラグ中のアルカリと反応し、低融点の
アルカリシリケートが生成される。
【０００７】この化合物は流動化するため、該耐火材は
徐々に減肉する。一方、Ａｌ2Ｏ3系耐火材或いはセラミ
ックスの場合、溶融スラグ中のアルカリ等と化合し、低
融点化する。従って、耐火材の寿命が短くなる。
徐々に減肉する。一方、Ａｌ2Ｏ3系耐火材或いはセラミ
ックスの場合、溶融スラグ中のアルカリ等と化合し、低
融点化する。従って、耐火材の寿命が短くなる。
【０００８】本発明の課題は、廃棄物を元とする燃焼物
を燃焼させて生ずる灰分を加熱し、溶融スラグにする炉
の内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材につい
て、前記灰溶融スラグに対する耐食性を向上することに
ある。
を燃焼させて生ずる灰分を加熱し、溶融スラグにする炉
の内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材につい
て、前記灰溶融スラグに対する耐食性を向上することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本願請求項１記載発明は、廃棄物を元とする燃焼物
を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグにする炉
内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材におい
て、該溶融部用部材は、上記式（１）で表されるスピネ
ル型化合物とジルコニアとを含んで成ることを特徴とす
るものである。ここで、ジルコニアとは、単独のＺｒＯ
2および各種安定化ジルコニアの総称とする（以下同
じ）。
め、本願請求項１記載発明は、廃棄物を元とする燃焼物
を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグにする炉
内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材におい
て、該溶融部用部材は、上記式（１）で表されるスピネ
ル型化合物とジルコニアとを含んで成ることを特徴とす
るものである。ここで、ジルコニアとは、単独のＺｒＯ
2および各種安定化ジルコニアの総称とする（以下同
じ）。
【００１０】該溶融部用部材によれば、前記灰分を加熱
して（約１３００℃）溶融スラグにする際に、これと接
触する部材をＣｒ含有スピネル型化合物とジルコニアで
構築すれば、次のような効果により、激しい侵食を免れ
ることができる。
して（約１３００℃）溶融スラグにする際に、これと接
触する部材をＣｒ含有スピネル型化合物とジルコニアで
構築すれば、次のような効果により、激しい侵食を免れ
ることができる。
【００１１】 Ｃｒ2Ｏ3およびジルコニアは共に溶融
スラグとの表面張力が大きく、濡れにくい。そのため、
溶融スラグの浸透が抑制される。
スラグとの表面張力が大きく、濡れにくい。そのため、
溶融スラグの浸透が抑制される。
【００１２】 Ｃｒ2Ｏ3およびジルコニアは共に溶融
スラグ中への溶解にあたり、液相の粘性を高める。その
ため、耐火材に接するスラグ境界層中の物質移動速度は
小さくなる。
スラグ中への溶解にあたり、液相の粘性を高める。その
ため、耐火材に接するスラグ境界層中の物質移動速度は
小さくなる。
【００１３】 Ｃｒ2Ｏ3含有化合物は難燒結性であり
緻密性が十分でないために、溶融スラグの浸透やスラグ
流動の影響を受ける場合があるが、ジルコニアを添加す
ることにより、燒結性が向上し、該部材の耐久性が向上
する。ただし、添加するジルコニアは、配合する割合が
５０重量％以上であると、溶融スラグ中の各種珪酸塩と
化合し、耐久性が低くなるので、５０重量％以下とす
る。
緻密性が十分でないために、溶融スラグの浸透やスラグ
流動の影響を受ける場合があるが、ジルコニアを添加す
ることにより、燒結性が向上し、該部材の耐久性が向上
する。ただし、添加するジルコニアは、配合する割合が
５０重量％以上であると、溶融スラグ中の各種珪酸塩と
化合し、耐久性が低くなるので、５０重量％以下とす
る。
【００１４】本願請求項２記載発明は、請求項１記載発
明において、前記スピネル型化合物とジルコニアとの混
合相のみならず、該溶融部用部材として、前記スピネル
型化合物ＳＰと、ジルコニアＺＲと、上記式（２）で表
されるコランダム型化合物ＣＯＲとの３相混合物（１−
η−θ）・ＳＰ＋η・ＣＯＲ＋θ・ＺＲ（ただし、０＜
η＜０.５、０＜θ＜０.５）から成ることを特徴とする
ものである。ジルコニアの添加は、前記スピネル型化合
物と前記コランダム型化合物の２相混合物の燒結性を向
上させ、その結果、耐久性が向上する。
明において、前記スピネル型化合物とジルコニアとの混
合相のみならず、該溶融部用部材として、前記スピネル
型化合物ＳＰと、ジルコニアＺＲと、上記式（２）で表
されるコランダム型化合物ＣＯＲとの３相混合物（１−
η−θ）・ＳＰ＋η・ＣＯＲ＋θ・ＺＲ（ただし、０＜
η＜０.５、０＜θ＜０.５）から成ることを特徴とする
ものである。ジルコニアの添加は、前記スピネル型化合
物と前記コランダム型化合物の２相混合物の燒結性を向
上させ、その結果、耐久性が向上する。
【００１５】本願請求項３記載発明は、請求項１または
２記載発明において、前記材料内に金属Ｃｒが非酸化状
態で４０重量％以下混在していることを特徴とするもの
である。使用中に稼働面近傍で、原料中のＭＯ成分およ
び気相中の酸素と該金属Ｃｒが反応してスピネル型化合
物ＭＣｒ2Ｏ4を生成し、耐食性が向上する。ただし添加
するＣｒ金属粉は配合物全体の４０重量％以上である
と、使用中に酸化反応に起因して局部膨張が大きくなる
恐れがあるので、４０重量％以下とする。
２記載発明において、前記材料内に金属Ｃｒが非酸化状
態で４０重量％以下混在していることを特徴とするもの
である。使用中に稼働面近傍で、原料中のＭＯ成分およ
び気相中の酸素と該金属Ｃｒが反応してスピネル型化合
物ＭＣｒ2Ｏ4を生成し、耐食性が向上する。ただし添加
するＣｒ金属粉は配合物全体の４０重量％以上である
と、使用中に酸化反応に起因して局部膨張が大きくなる
恐れがあるので、４０重量％以下とする。
【００１６】本願請求項４記載発明は、廃棄物を元とす
る燃焼物を燃焼させて生じる灰分を加熱し、溶融スラグ
を生成する炉の内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部
用部材が、金属製部材の表面に請求項１〜３のいずれか
に記載の材料を表面皮膜として有するものである。これ
により、表面に溶融スラグ耐食性の皮膜を形成すること
で、耐火物を支持する構造部材としての金属材料の耐久
性が向上する。
る燃焼物を燃焼させて生じる灰分を加熱し、溶融スラグ
を生成する炉の内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部
用部材が、金属製部材の表面に請求項１〜３のいずれか
に記載の材料を表面皮膜として有するものである。これ
により、表面に溶融スラグ耐食性の皮膜を形成すること
で、耐火物を支持する構造部材としての金属材料の耐久
性が向上する。
【００１７】本願請求項５記載発明は、廃棄物を元とす
る燃焼物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグ
にする際に、前記廃棄物の中に予め２価の金属Ｍまたは
Ｍ含有化合物を添加し、溶融炉内面を構成するＣｒ2Ｏ3
を含有する耐火物と反応させて、スピネル型化合物・Ｍ
Ｃｒ2Ｏ4を生成させることを特徴とする廃棄物燃焼灰分
の溶融部用部材の改質方法である。本発明によれば、灰
分を加熱して溶融スラグにする際に、予め添加された前
記Ｍ成分（ＭｇまたはＦｅ）と耐火物中のＣｒ2Ｏ3成分
とが反応して、該耐火物表面にスピネル型化合物・ＭＣ
ｒ2Ｏ4が生成され、前記溶融スラグに対する保護膜の働
きをする。
る燃焼物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグ
にする際に、前記廃棄物の中に予め２価の金属Ｍまたは
Ｍ含有化合物を添加し、溶融炉内面を構成するＣｒ2Ｏ3
を含有する耐火物と反応させて、スピネル型化合物・Ｍ
Ｃｒ2Ｏ4を生成させることを特徴とする廃棄物燃焼灰分
の溶融部用部材の改質方法である。本発明によれば、灰
分を加熱して溶融スラグにする際に、予め添加された前
記Ｍ成分（ＭｇまたはＦｅ）と耐火物中のＣｒ2Ｏ3成分
とが反応して、該耐火物表面にスピネル型化合物・ＭＣ
ｒ2Ｏ4が生成され、前記溶融スラグに対する保護膜の働
きをする。
【００１８】本願請求項６記載発明は、廃棄物を元とす
る燃焼物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグ
にする炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材
のうち、特に温度計測を行う熱電対の保護材の材質とし
て、請求項１〜５のいずれかに記載の材料を用いること
を特徴とする廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材の使用方法
である。スピネル型化合物（上記式（３）参照）におけ
る６配位位置のＣｒ以外の成分の添加は、耐食性発現を
損なわないように、添加元素であるＡｌと３価のＦｅの
合計がＣｒ量を超えない範囲とする。
る燃焼物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグ
にする炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材
のうち、特に温度計測を行う熱電対の保護材の材質とし
て、請求項１〜５のいずれかに記載の材料を用いること
を特徴とする廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材の使用方法
である。スピネル型化合物（上記式（３）参照）におけ
る６配位位置のＣｒ以外の成分の添加は、耐食性発現を
損なわないように、添加元素であるＡｌと３価のＦｅの
合計がＣｒ量を超えない範囲とする。
【００１９】本願請求項７記載発明は、廃棄物を熱分解
して熱分解ガスおよび熱分解残留物を生成する熱分解反
応器と、前記熱分解残留物を不活性雰囲気下で冷却する
冷却装置と、冷却された熱分解残留物を燃焼性成分およ
び不燃焼性成分に分離する分離装置と、前記熱分解ガス
および燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて
不燃焼分を溶融スラグとして排出部から排出する燃焼溶
融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温ガスの熱を空気と熱交
換させて回収する熱交換器とを備えた廃棄物処理装置に
おいて、前記燃焼溶融炉の炉内面を構成する部材は、請
求項１〜６のうちいずれかに記載の溶融部用部材である
ことを特徴とするものである。これにより、燃焼溶融炉
の耐久性が向上し、もって該装置の運転効率を向上でき
る。
して熱分解ガスおよび熱分解残留物を生成する熱分解反
応器と、前記熱分解残留物を不活性雰囲気下で冷却する
冷却装置と、冷却された熱分解残留物を燃焼性成分およ
び不燃焼性成分に分離する分離装置と、前記熱分解ガス
および燃焼性成分を灰分を溶融させる温度で燃焼させて
不燃焼分を溶融スラグとして排出部から排出する燃焼溶
融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温ガスの熱を空気と熱交
換させて回収する熱交換器とを備えた廃棄物処理装置に
おいて、前記燃焼溶融炉の炉内面を構成する部材は、請
求項１〜６のうちいずれかに記載の溶融部用部材である
ことを特徴とするものである。これにより、燃焼溶融炉
の耐久性が向上し、もって該装置の運転効率を向上でき
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】（実施例１）Ｃｒ2Ｏ3とＭｇＯを
重量比で７９：２１の割合で混合した粉末を、１３００
℃、４時間、固相反応させ、ピクロクロマイト単一相を
得た。これをボールミルで粉砕し、分級後、０.５〜１
０μｍの粒径のジルコニア粉末およびスルファミン酸と
混合したものをプレス成型し、還元雰囲気中で１７００
℃の温度にて３時間加熱し、焼結体を得た。
重量比で７９：２１の割合で混合した粉末を、１３００
℃、４時間、固相反応させ、ピクロクロマイト単一相を
得た。これをボールミルで粉砕し、分級後、０.５〜１
０μｍの粒径のジルコニア粉末およびスルファミン酸と
混合したものをプレス成型し、還元雰囲気中で１７００
℃の温度にて３時間加熱し、焼結体を得た。
【００２１】この焼結体から立方体を試験試料として切
り出し、Ｎ2＋５％Ｏ2＋1000ppmＨＣｌ雰囲気で、１４
００℃、２０時間、灰溶融スラグ中に浸漬し、試料を回
転させ、試料に対して溶融スラグの流動性を与えた。そ
の後、浸食量を測定した。比較のため、Ａｌ2Ｏ3焼結体
およびＡｌ2Ｏ3−ＳｉＣ焼結体につき、同様の条件で流
動を加味した浸食テストを行った。これらの実験条件
は、ごみ焼却炉の溶融スラグ環境を模擬したものであ
る。
り出し、Ｎ2＋５％Ｏ2＋1000ppmＨＣｌ雰囲気で、１４
００℃、２０時間、灰溶融スラグ中に浸漬し、試料を回
転させ、試料に対して溶融スラグの流動性を与えた。そ
の後、浸食量を測定した。比較のため、Ａｌ2Ｏ3焼結体
およびＡｌ2Ｏ3−ＳｉＣ焼結体につき、同様の条件で流
動を加味した浸食テストを行った。これらの実験条件
は、ごみ焼却炉の溶融スラグ環境を模擬したものであ
る。
【００２２】得られた結果を表１に示す。また灰溶融ス
ラグの化学組成は表２に示した。これによれば、スピネ
ル型化合物であるピクロクロマイトＭｇＣｒ2Ｏ4および
ジルコニアから成る焼結体は、Ａｌ2Ｏ3焼結体およびＡ
ｌ2Ｏ3−ＳｉＣ焼結体に比べ、ごみ焼却で生じる灰分を
加熱して溶融スラグとする環境においても、耐食性に優
れていることがわかる。
ラグの化学組成は表２に示した。これによれば、スピネ
ル型化合物であるピクロクロマイトＭｇＣｒ2Ｏ4および
ジルコニアから成る焼結体は、Ａｌ2Ｏ3焼結体およびＡ
ｌ2Ｏ3−ＳｉＣ焼結体に比べ、ごみ焼却で生じる灰分を
加熱して溶融スラグとする環境においても、耐食性に優
れていることがわかる。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】また、鉄製部材の表面にピクロマイトおよ
びジルコニアを被覆したものについても、その耐食性は
同様であった。なお、前記表面皮膜において、金属Ｃｒ
を２０重量％混在させて同様に浸食テストを行ったとこ
ろ、表面近傍の金属ＣｒはＣｒ2Ｏ3またはスピネル型化
合物ＭＣｒ2Ｏ4に変わっていた。
びジルコニアを被覆したものについても、その耐食性は
同様であった。なお、前記表面皮膜において、金属Ｃｒ
を２０重量％混在させて同様に浸食テストを行ったとこ
ろ、表面近傍の金属ＣｒはＣｒ2Ｏ3またはスピネル型化
合物ＭＣｒ2Ｏ4に変わっていた。
【００２６】（実施例２）次に、本発明に係る廃棄物燃
焼灰分の溶融部用部材を備えた廃棄物処理装置の一例を
図１に基づいて説明する。
焼灰分の溶融部用部材を備えた廃棄物処理装置の一例を
図１に基づいて説明する。
【００２７】本実施の形態の廃棄物処理装置において、
都市ごみ等の廃棄物５０ａは、例えば二軸剪断式等の粉
砕機で、１５０ｍｍ角以下の大きさに粉砕され、コンベ
ア等により投入部５０内に投入される。投入部５０に投
入された廃棄物５０ａはスクリューフィーダ５１を経て
熱分解反応器５２内に供給される。熱分解反応器５２と
してはこの例では横型回転式ドラムが用いられ、ドラム
内の加熱分解室は図示しないシール構造により、その内
部は低酸素雰囲気に保持されている。
都市ごみ等の廃棄物５０ａは、例えば二軸剪断式等の粉
砕機で、１５０ｍｍ角以下の大きさに粉砕され、コンベ
ア等により投入部５０内に投入される。投入部５０に投
入された廃棄物５０ａはスクリューフィーダ５１を経て
熱分解反応器５２内に供給される。熱分解反応器５２と
してはこの例では横型回転式ドラムが用いられ、ドラム
内の加熱分解室は図示しないシール構造により、その内
部は低酸素雰囲気に保持されている。
【００２８】廃棄物５０ａは熱分解反応器５２内で熱分
解されるが、その熱源は、後述する燃焼溶融炉５３の後
流側に配置された熱交換器である高温空気加熱器１によ
り加熱され加熱空気ラインＬ1を介して供給される加熱
空気８ｇ（熱媒体）である。この加熱空気８ｇにより熱
分解反応器５２内は３００〜６００℃に、通常は４５０
℃程度に維持される。
解されるが、その熱源は、後述する燃焼溶融炉５３の後
流側に配置された熱交換器である高温空気加熱器１によ
り加熱され加熱空気ラインＬ1を介して供給される加熱
空気８ｇ（熱媒体）である。この加熱空気８ｇにより熱
分解反応器５２内は３００〜６００℃に、通常は４５０
℃程度に維持される。
【００２９】更に、加熱空気８ｇにより加熱された廃棄
物５０ａは、熱分解して熱分解ガスＧ1と、主として不
揮発性成分からなる熱分解残留物５４とになり、排出装
置５５に送られて分離される。排出装置５５で分離され
た熱分解ガスＧ1は、排出装置５５の上部から熱分解ガ
スラインＬ2を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給
される。排出装置５５から排出された熱分解残留物５４
は、４５０℃程度の比較的高温であるため、後述する構
造の冷却装置５７により、不活性雰囲気下で８０℃程度
に冷却される。
物５０ａは、熱分解して熱分解ガスＧ1と、主として不
揮発性成分からなる熱分解残留物５４とになり、排出装
置５５に送られて分離される。排出装置５５で分離され
た熱分解ガスＧ1は、排出装置５５の上部から熱分解ガ
スラインＬ2を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給
される。排出装置５５から排出された熱分解残留物５４
は、４５０℃程度の比較的高温であるため、後述する構
造の冷却装置５７により、不活性雰囲気下で８０℃程度
に冷却される。
【００３０】その後、冷却された熱分解残留物５４は、
例えば磁選式、うず電流式、遠心式または風力選別式等
の公知の単独または組み合わされた分離装置５８に供給
され、ここで細粒の燃焼性成分５８ｄ（灰分を含む）と
鉄、瓦礫等の不燃焼性成分５８ｃとに分離され、不燃焼
性成分５８ｃはコンテナ５９に回収され再利用される。
例えば磁選式、うず電流式、遠心式または風力選別式等
の公知の単独または組み合わされた分離装置５８に供給
され、ここで細粒の燃焼性成分５８ｄ（灰分を含む）と
鉄、瓦礫等の不燃焼性成分５８ｃとに分離され、不燃焼
性成分５８ｃはコンテナ５９に回収され再利用される。
【００３１】更に、燃焼性成分５８ｄは、主として熱分
解カーボンから成るが、粉砕機６０により、例えば１ｍ
ｍ以下に微粉砕されて粉体カーボンとなり、燃焼性成分
ラインＬ3を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給さ
れ、熱分解ガスラインＬ2から供給された熱分解ガスＧ1
と送風機６１により空気ラインＬ4から供給された燃焼
用空気６１ｅと共に１,３００℃程度の高温域で燃焼さ
れる。
解カーボンから成るが、粉砕機６０により、例えば１ｍ
ｍ以下に微粉砕されて粉体カーボンとなり、燃焼性成分
ラインＬ3を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給さ
れ、熱分解ガスラインＬ2から供給された熱分解ガスＧ1
と送風機６１により空気ラインＬ4から供給された燃焼
用空気６１ｅと共に１,３００℃程度の高温域で燃焼さ
れる。
【００３２】上記燃焼で発生した灰分はその燃焼熱によ
り溶融スラグ５３ｆとなって、この燃焼溶融炉５３の内
壁に付着し、更に、内壁を流下し底部排出口６２から筒
状の排出部７１を通って水槽６３に落下し冷却固化され
る。燃焼溶融炉５３は、カーボン等の燃焼性成分５８ｄ
を１３００℃程度の高温で燃焼させ、灰分を含む不燃焼
分を溶融させて溶融スラグ５３ｆと高温の燃焼排ガスＧ
2とを生成する。燃焼排ガスＧ2は、秒速２〜３ｍ、温度
１０００〜１１００℃のガス流となって、炉内下流側に
設けた高温空気加熱器１の伝熱管体により熱回収され
る。
り溶融スラグ５３ｆとなって、この燃焼溶融炉５３の内
壁に付着し、更に、内壁を流下し底部排出口６２から筒
状の排出部７１を通って水槽６３に落下し冷却固化され
る。燃焼溶融炉５３は、カーボン等の燃焼性成分５８ｄ
を１３００℃程度の高温で燃焼させ、灰分を含む不燃焼
分を溶融させて溶融スラグ５３ｆと高温の燃焼排ガスＧ
2とを生成する。燃焼排ガスＧ2は、秒速２〜３ｍ、温度
１０００〜１１００℃のガス流となって、炉内下流側に
設けた高温空気加熱器１の伝熱管体により熱回収され
る。
【００３３】ここで、燃焼溶融炉は本発明に係る廃棄物
燃焼灰分の溶融部用部材で形成されている。この例では
スピネル型化合物およびジルコニアから成る耐火材で形
成されている。すなわち、溶融スラグはＮａやＫなどの
アルカリ元素を高濃度で含んでいるが、それに対する耐
食性が高いもので形成されている。
燃焼灰分の溶融部用部材で形成されている。この例では
スピネル型化合物およびジルコニアから成る耐火材で形
成されている。すなわち、溶融スラグはＮａやＫなどの
アルカリ元素を高濃度で含んでいるが、それに対する耐
食性が高いもので形成されている。
【００３４】前記高温空気加熱器１の部分を通過した燃
焼排ガスＧ2は、煙道ガスラインＬ5を介して廃熱ボイラ
６４で熱回収され、集塵器６５で除塵され、更に排ガス
浄化装置６６で塩素等の有害成分が除去された後、低温
のクリーンな排ガスＧ3となって誘引送風機６７を介し
て煙突６８から大気へ放出される。廃熱ボイラ６４で生
成した蒸気は、蒸気タービンを有する発電機６９で発電
に利用される。クリーンな排ガスＧ3の一部はファン７
０を介してガスラインＬ6により冷却装置５７に供給さ
れる。
焼排ガスＧ2は、煙道ガスラインＬ5を介して廃熱ボイラ
６４で熱回収され、集塵器６５で除塵され、更に排ガス
浄化装置６６で塩素等の有害成分が除去された後、低温
のクリーンな排ガスＧ3となって誘引送風機６７を介し
て煙突６８から大気へ放出される。廃熱ボイラ６４で生
成した蒸気は、蒸気タービンを有する発電機６９で発電
に利用される。クリーンな排ガスＧ3の一部はファン７
０を介してガスラインＬ6により冷却装置５７に供給さ
れる。
【００３５】次に、作用を説明する。上記式（３）で表
されるスピネル型化合物およびジルコニアから成る耐火
物は、熱力学的に安定で、アルカリ元素との両立性が高
いので、燃焼溶融炉５３内で生成したこの種の溶融スラ
グによる浸食を抑制できる。また、ジルコニアの添加
は、Ｃｒ含有化合物の燒結性を向上させる。したがっ
て、燃焼溶融炉の耐久性が向上し、もって廃棄物処理装
置の運転効率を向上できる。
されるスピネル型化合物およびジルコニアから成る耐火
物は、熱力学的に安定で、アルカリ元素との両立性が高
いので、燃焼溶融炉５３内で生成したこの種の溶融スラ
グによる浸食を抑制できる。また、ジルコニアの添加
は、Ｃｒ含有化合物の燒結性を向上させる。したがっ
て、燃焼溶融炉の耐久性が向上し、もって廃棄物処理装
置の運転効率を向上できる。
【００３６】なお、実施例２では、燃焼溶融炉は最初か
らスピネル型化合物（上記式（３））耐火物で形成され
ているものについて説明したが、最初はスピネル型化合
物が形成されていなくても、耐火材としてＣｒ2Ｏ3を含
有するものを用い、予め廃棄物にＭｇやＦｅを添加して
おき、溶融スラグの生成と同時にスピネル型化合物が生
成されるようにしてもよい。
らスピネル型化合物（上記式（３））耐火物で形成され
ているものについて説明したが、最初はスピネル型化合
物が形成されていなくても、耐火材としてＣｒ2Ｏ3を含
有するものを用い、予め廃棄物にＭｇやＦｅを添加して
おき、溶融スラグの生成と同時にスピネル型化合物が生
成されるようにしてもよい。
【００３７】以上において、本発明を図示の実施形態に
ついて詳述したが、本発明はそれらの実施形態のみに限
定されるものではなく、本発明の精神を逸脱せずして種
々の改変を加え、多種多様の変形をなし得ることは云う
までもない。
ついて詳述したが、本発明はそれらの実施形態のみに限
定されるものではなく、本発明の精神を逸脱せずして種
々の改変を加え、多種多様の変形をなし得ることは云う
までもない。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、廃棄物を元とする燃焼
物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグにする
炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材の前記
灰溶融スラグに対する耐食性を向上することができる。
本発明において、Ｃｒ含有化合物にジルコニア成分を加
えることは、本燒結体の燒結性の向上を増加し、耐久性
を上げる効果がある。
物を燃焼させて生ずる灰分を加熱して溶融スラグにする
炉内面を構成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材の前記
灰溶融スラグに対する耐食性を向上することができる。
本発明において、Ｃｒ含有化合物にジルコニア成分を加
えることは、本燒結体の燒結性の向上を増加し、耐久性
を上げる効果がある。
【図１】本発明に係る廃棄物処理装置の一例を示す概略
図である。
図である。
５３ 燃焼溶融炉 ５３ｆ 溶融スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ (72)発明者 槙野 隆章 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Ｆターム(参考） 3K061 NB03 NB13 NB15 NB28 3K065 AA07 AA23 AB02 AB03 AC01 BA01 BA07 BA10 FB08 FB13 4D004 AA36 CA03 CA04 CA08 CA14 CA29 CB02 CB13 CB15 CB45 DA02 DA03 DA06 DA10 4G031 AA03 AA12 AA16 AA21 AA29 BA25 BA26
Claims (7)
- 【請求項１】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
じる灰分を加熱し、溶融スラグを生成する炉の内面を構
成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材が、下記式（１）
で表されるスピネル型化合物と、０.１〜５０重量％の
ジルコニアとを含んでなることを特徴とする廃棄物燃焼
灰分の溶融部用部材。 【化１】 - 【請求項２】 請求項１に記載の溶融部用部材は、前記
スピネル型化合物ＳＰと、下記式（２）で表されるコラ
ンダム型化合物ＣＯＲと、ジルコニアＺＲとからなる３
相混合物（１−η−θ）・ＳＰ＋η・ＣＯＲ＋θ・ＺＲ
（ただし、０＜η＜０.５、０＜θ＜０.５）を含んでな
ることを特徴とする廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材。 【化２】 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の溶融部用部材
は、前記部材の材料内に、金属Ｃｒが非酸化状態で４０
重量％以下混在していることを特徴とする廃棄物燃焼灰
分の溶融部用部材。 - 【請求項４】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
じる灰分を加熱し、溶融スラグを生成する炉の内面を構
成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材が、金属製部材の
表面に、請求項１〜３のうちいずれかに記載の材料を表
面皮膜として有するものであることを特徴とする廃棄物
燃焼灰分の溶融部用部材。 - 【請求項５】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
ずる灰分を加熱して溶融スラグにする際に、前記廃棄物
の中に予め２価の金属ＭまたはＭ含有化合物を添加し、
溶融炉内面を構成するＣｒ2Ｏ3を含有する耐火物と反応
させて請求項１または２に記載の下記式（３）で表され
るスピネル型化合物を生成させることを特徴とする廃棄
物燃焼灰分の溶融部用部材の改質方法。 【化３】 - 【請求項６】 廃棄物を元とする燃焼物を燃焼させて生
ずる灰分を加熱し、溶融スラグを生成する炉の内面を構
成する廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材のうち、温度計測
を行う熱電対を保護する保護部材として、請求項１〜５
のうちいずれかに記載の部材を使用することを特徴とす
る廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材の使用方法。 - 【請求項７】 廃棄物を熱分解して熱分解ガスおよび熱
分解残留物を生成する熱分解反応器と、前記熱分解残留
物を不活性雰囲気下で冷却する冷却装置と、冷却された
熱分解残留物を燃焼性成分および不燃焼性成分に分離す
る分離装置と、前記熱分解ガスおよび燃焼性成分を、灰
分を溶融させる温度で燃焼させ、不燃焼分を溶融スラグ
として排出部から排出する燃焼溶融炉と、前記燃焼溶融
炉で生じた高温ガスの熱を空気と熱交換させて回収する
熱交換器とを備えた廃棄物処理装置において、前記燃焼
溶融炉の炉内面を構成する部材は、請求項１〜６のうち
いずれかに記載の溶融部用部材であることを特徴とする
廃棄物処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160962A JP2000346347A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材 |
| KR1019990041097A KR100338494B1 (ko) | 1999-02-12 | 1999-09-22 | 폐기물 연소회분을 사용하는 용융부용 부재 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160962A JP2000346347A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346347A true JP2000346347A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15725952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11160962A Pending JP2000346347A (ja) | 1999-02-12 | 1999-06-08 | 廃棄物燃焼灰分の溶融部用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000346347A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002265283A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 灰分溶融用材料 |
| JPWO2013065666A1 (ja) * | 2011-10-31 | 2015-04-02 | 京セラ株式会社 | ガスノズル、これを用いたプラズマ装置およびガスノズルの製造方法 |
| CN105906349A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 武汉科技大学 | 一种高炉出铁沟摆动流槽用耐火浇注料及其制备方法 |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP11160962A patent/JP2000346347A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002265283A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 灰分溶融用材料 |
| JPWO2013065666A1 (ja) * | 2011-10-31 | 2015-04-02 | 京セラ株式会社 | ガスノズル、これを用いたプラズマ装置およびガスノズルの製造方法 |
| CN105906349A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 武汉科技大学 | 一种高炉出铁沟摆动流槽用耐火浇注料及其制备方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080812 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081216 |