JPH0311220A - 溶融炉の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は、溶融炉の冷却装置に関する。

〔従来の技術１ 各種溶融炉、特に廃棄物焼却灰溶融炉の耐火物は、スラ
グに侵食され、溶損が著しい。このため第５図に示すよ
うに、特に溶損の激しい部位、例えば溶融スラグ２のス
ラグラインの周囲の炉壁外部に水冷ジャケット３１を設
けて冷却し、この冷却によって生ずるスラグの耐火物内
面のセルフコーティング効果によって、耐火物４を保護
する装置が用いられる。ところがこのような水冷ジャケ
ット３１を備λた冷却装置は冷媒、例えば水が゛層重ス
ラグ２の上面より下方に位置することになり、万一溶融
スラグと接触するようなことが生ずると爆発のおそれが
あるなどの危険性をはらんでいる。

また、溶融スラグが溜っている炉１の壁体中に水を循環
することは、水蒸気爆発の可能性をもっており、危険で
あるとの見方も強い。そのため、水冷の代りに空冷を行
う場合もあるが、空冷では十分な冷却効果が得られず、
耐火物溶損の低減効果が乏しい問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 以上の実情に鑑み、安全性の面から水冷装置を溶融スラ
グ上面よりも上方に設置し、かつ、スラグライン部の冷
却も十分に行うようにして、耐火物溶損の低減を図る・
必要がある。

本発明は安全性と冷却性能の両者を備えた冷却装置を提
供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の技術手段は、廃棄物焼却灰溶融炉において、水
冷ジャケットをスラグ液面よりも上方に設置し、このジ
ャケットから下方の炉壁内に金属製のフィンを垂下し、
このフィンを介してスラグラインの耐火物から抜熱する
ようにした。

また、別の冷却装置として、炉内排滓口近傍の壁体内を
通過して炉内外を貫通回転する金属リングを設け、この
金属リングを炉外で冷却水などによって冷却するように
した。

さらに、別の冷却装置としては、炉内耐火物の外周に吸
熱反応に用いられる触媒を充填した充填管を配設し、吸
熱反応を伴うガスをこの充填管に供給する供給装置を付
設したことを特徴とする冷却装置を開発した。

〔作用１ 耐火物溶損のために耐火物内面にスラグセルフコーティ
ングを生じさせる場合、スラグラインより低い位置に危
険性の高い水冷装置を設けることを避ける。

その具体的手段として、 （ａ）金属性フィンによる伝熱を利用する。

（ｂ）可動の金属体を介して抜熱する。

（Ｃ）吸熱ガス反応の吸熱作用を利用する。

の三つの手段のいずれかによることとした。

（ａ）、（ｂ）は金属の良熱伝導性を利用するものであ
る。

（Ｃ）は吸熱反応を利用する。このようなガスとして水
蒸気改質等の吸熱反応を伴うものを用い、充填管内に触
媒を充填して吸熱反応させ、十分な冷却を図る。

〔実施例Ｊ 実施例１ 第１図に示すように溶融スラグ２の上面より上方に設置
された水冷ジャケット５の下から銅のフィン６を下方の
耐火物中に垂下する。これにより、銅フィン６を通して
スラグライン部から効果的に吸熱を行うことができる。

都市ごみ焼却灰溶融炉に第１図のようなフィン付水冷ジ
ャケット５を設置して、溶融実験を行ったところ、１０
時間運転後、スラグライン部の破損は殆ど認められなか
った。

実施例２ 第２図は本発明の別の実施例装置を示すもので（ａ）平
面図、（ｂ）縦断面図である。

第２図に示すように、耐火物溶損の顕著なスラグ排滓ロ
ア付近の壁体内に金属リング１１を通す空間１５をとり
、この空間を通って炉体を貫通する銅製の金属リング１
１を回転させる。この金属Ｊング１１は排滓ロア付近を
運行しているとき、炉内からの伝熱によって加熱される
。その後炉外に出ると、水冷チャンバ１３に入り、スプ
レィ１２等によりそこで冷却されて再び炉内に入る。

以上を１’Ｊ　ｆＡすことにより、炉内耐火物４より抜
熱し、炉内耐火物内面にスラグのセルフコーティングが
でき、耐火物保護効果が発揮される。

都市ごみ焼却灰溶融炉に第２図に示すような回転リング
１１を設置して、冷却し、溶融実験を行い、１０時間運
転後も排滓ロア付近の４損はほとんど見られないことを
確認した。

実施例３ 炉内耐火物の内、溶損の著しいスラグライン部やスラグ
排出口付近の耐火れんがの外側に例えば円管状断面をも
つ触媒充填管２１を配し、内部に吸熱反応用の触媒（例
えば水蒸気改質用のＮｉ触媒）を充填する。

充填管の一端２２より反応ガス２５を供給する。例えば
、水蒸気改質の場合にはメタンと水蒸気を供給する。充
填管２１内は炉熱のために８００〜ｔ　ｏｏｏ℃程度で
反応に適した温度となっており、反応ガスは吸熱反応を
行いながら、充填管２１の他端２３より生成ガス２６と
なって排出される。

水蒸気改質反応の場合には１式によりメタン１モルより
水素３モルおよび一酸化炭素１モル生成し、その際、１
モル当り２０６ＫＪ吸熱される。

ＣＨ４＋Ｈ２０＝３Ｈ２＋ＣＯ −２０６Ｋ　Ｊ／ｍｏＩ２ 以上のように、反応による吸熱が主となり、それに加え
て反応ガスの顕熱上昇により耐火物は抜熱されて、炉内
にてスラグがセルフコーティングされ、耐火物溶損が低
減される。また、溶融スラグ温度が変化した場合にも例
えば温度が上昇すると反応管（充填管）の温度も上昇し
、反応速度が増加し、より大きな吸熱が得られるため、
溶損が進行するのを阻止する。また逆に温度が低下した
場合には吸熱が減少し、過剰なスラグ凝固を阻止する。

このようにして、セルフコーティングの量を自動的に調
整する役割も果す。

第４図に示すように、焼却灰溶融炉１内に触媒充填管２
１としてＮｉ触媒を充填した銅チューブを配設し、ブロ
ワ２４から３ｍ″／ｈでメタンを供給し、蒸気／メタン
比を４．０にして蒸気を送って実験を行ったところ、メ
タン転化率は８０％程度が得られた。

また、スラグライン部の耐火物も１０時間の運転後もほ
とんど溶損していなかった。スラグライン部冷却なしの
場合には、１０時間の運転時間によって２０ｍｍ程度、
局部的に耐火物が溶損していた。

〔発明の効果］ 本発明の冷却装置は安全性と抜熱性に優れ、忍融炉にお
ける耐火物の保護、長寿命に寄与するところが大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図、第２図、第
３図はそれぞれ他の実施例の（ａ）平面図、（ｂ）縦断
面図、第４図は第３図の全体概略図、第５図は従来の冷
却装置の縦断面図である。 Ｉ・・・溶融炉 ３・・・耐火物 ５・・・水冷ジャケット １１・・・銅製リング １３・・・水冷チャンバ １５・・・空間 ２５・・・反応ガス ２・・−溶融スラグ ４・・・ケーシング ６・・・銅フィン １２・・・スプレィ １４・・・回転方向 ２１・・・触媒充填管 ２６・・・生成ガス 出 代 願 理 人 人 川崎 製 鉄 株 式 東京電力株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　廃棄物焼却灰溶融炉において、水冷ジャケットをス
   ラグ液面よりも上方に設置し、該ジャケットから下方の
   炉壁内に金属製フィンを垂下したことを特徴とする溶融
   炉の冷却装置。 ２　廃棄物焼却灰溶融炉において、炉内排滓口近傍の壁
   体内を通過して炉体内外を貫通回転する金属リングを設
   け、該リングを炉外で冷却することを特徴とする溶融炉
   の冷却装置。 ３　廃棄物焼却灰溶融炉において、炉内耐火物の外周に
   吸熱反応に用いられる触媒を充填した充填管を配設し、
   該充填管内部に吸熱反応を伴うガスを供給する供給装置
   を付設したことを特徴とする溶融炉の冷却装置。