JPH0355411A - 焼却灰の溶融処理装置 - 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〕 この発明は、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄
物を焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰を溶
融炉において溶融処理する焼却灰の溶融処理装置に関す
る． 〔従来の技術〕 一般に、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄物を
廃棄物焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰は
、多くの場合、埋立処理されているのが現状である．し
かし、埋立地の確保が年々困難になっているため、埋立
てられる焼却灰の容積を小さくする方法、即ち、減容化
処理が要望されている．また、焼却灰を処理することな
くそのままの状態で埋立地に埋立てた場合には、焼却灰
自体には種々の重金属等の有害物質が含まれているため
、焼却仄から有害物質が雨水、地下水等に溶出したり、
或いは、焼却灰中の未燃有機物質が腐敗し、これらの現
象が二次公害を引き起こす原因になっている。そこで、
焼却炉から排出される焼却灰の無公害処理化が要望され
ている．このようなことから従来から種々の焼却灰の処
理装置が開発されている。例えば、焼却灰をセメントと
混合して焼却灰をセメントで固化する処理方式、アスフ
ァルトと混合して焼却灰を固化する処理方式、或いは粘
土等と混合して焼却灰を焼結固化する処理方式等が開示
されている．しかしながら、これらの処理方式は、処理
コストが高価となり、また、焼却灰の処理状嘘に対して
技術的信頼性に欠ける問題がある． また、焼却灰の別の処理方式として、バーナ炉、或いは
電気炉即ちオーブンアーク炉に焼却灰を投入して該焼却
灰を溶融処理する方式がある，バーナ炉方式は、油の燃
焼熱を利用する方式で、最高温度が１４００℃程度であ
り、高融点の鉄分やセラ２ソク頬を前段階で除去する必
要がある．或いは、アーク炉方式は、製鋼用アーク炉を
圧溶融用に転用したもので、黒鉛電極間のアーク熱を利
用するものである． 例えば、製鋼用のオープンアーク炉を用いた処理方法と
して、特開昭５２−８６９７６号公報に開示されたもの
がある。該スラッジの燃焼溶解方法は、電極と溶融金属
との間に常時アークを発生させた密閉式アーク炉にスラ
ッジを装入し、このスラソジ中の有機物は上記アークの
アーク熱により分解してガスとして炉外に取り出し、上
記スラソジ中の無機物は上記アークのアーク熱により溶
解して上記溶融金属に溶け込ませるか溶融スラグとして
炉外に取出すことを特徴としている。

又は、特開昭５５−１１４３８３号公報には、焼却灰の
溶融処理方法が開示されている．該焼却灰の溶融処理方
法は、サブマージドアーク炉内の溶融スラグ上に焼却灰
を順次投入して焼却灰層を形成し、該層の焼却灰を溶融
スラグの電気抵抗熱により順次溶融するものである．こ
の場合に、焼却灰として、焼却炉で焼却排出される灰と
、集じん器で浦集される集じん灰との混合灰を用いたも
のである． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記バーナ炉方式は、高温が得られない
ためにスラグの取り出し方法を水砕方式とするものが殆
どである。水砕方式とは、スラグ排出口の下部に水槽を
設置し、スラグを排出口から連続的に水槽に落下させ、
水槽内で冷却されたスラグをコンベア等で溶融炉外に取
り出す方法で、水で外気をシールすることによりスラグ
排出口に漏れ込んだ冷風が冷却することがないという利
点がある反面、水砕スラグはガラス賞となって詭くなり
、該水砕スラグを有効利用するという面から問題がある
． また、前掲特開昭５２−８６９７６号公報に開示された
スラソジの燃焼溶解方法は、黒鉛電極を用いたオーブン
アーク炉を用いたものであるため、十分な高温が得られ
ず、そのため、焼却灰、特に都市ごみ焼却灰にあっては
含有される土砂、陶器、金属等の高融点物質を完全に溶
融させることができないという問題があり、そこで、該
オーブンアーク炉で溶融できる物質のみを咳オーブンア
ーク炉に投入するため、焼却炉から高融点物質を事前に
選別した後、炉内に投入するか、或いは、石灰、ホタル
石等の融点降下剤を焼却灰に添加して溶融処理する必要
があった。

また、オーブンアーク炉では、ｔ極と溶融金属との間に
アークを発生させるため、焼却灰のように、スラグ成分
として含まれている酸化物を主戊分とする廃棄物を処理
するためには、事前に鉄等の金属を炉内で溶解し、いわ
ゆるベースメタルを作戒しておく必要が生じる．更に、
ベースメタル上に酸化物等の組戊が不均一な焼却灰が投
入されると、アーク電力の変動が大きく、また、アーク
が消滅する現象が発生した．しかも、アークが消滅した
場合は、ベースメタル上に電導性のない焼却灰が覆った
状態となるため、再度焼却灰を処理するため、焼却灰に
再着火を行うことができなくなるこい＋問題がしばしば
生じた。

水砕方式以外の方式には、風砕方式、徐冷方式があるが
、これらの方式によるスラグは結晶賞で堅いため、建設
用骨材や道路路盤材等に有効利用できる性質のものであ
る。この徐冷方式等の一般的なスラグ排出方法は、高炉
等製鉄関係で使われているタップ方式である。タップ方
式とは、スラグ排出口に粘土を詰めてスラグが流出しな
いようにして溶融炉内にスラグを溜めておき、スラグ量
が所定量溜まった時に、スラグ排出口の粘土を突き崩し
てスラグを排出口より流出させ、スラグの流出が終了し
た後に、排出口に再び粘土を詰めるという方法で、スラ
グ徘出操作は間歇的であり、炉内にスラグを滞留させる
ため、炉の容積が大きくなり、作業の安全性に問題が発
生する．また、タップ方式以外、例えば、連続出滓によ
り徐冷方式のスラグを排出することは、スラグ排出口の
温度が下がるために、スラグが排出口で冷却固化して流
出しないという問題が起こる．特に、溶融炉において、
鉄類やセラミック類を分別除去しない焼却灰を溶融する
場合は、焼却灰の融点が１５００℃以上と高くなるので
、若干の温度低下でもスラグが排出口で冷却固化し易い
という問題を有している．即ち、スラグが溶融炉の排出
口で一度固化すると段々と戒長して、該排出口が閉塞し
、溶融炉の運転を停止せざるを得なくなる． アーク炉を用いて焼却灰を熔融した場合に、タップ以外
の方式でスラグを排出させる時には、スラグ排出口に補
助電極や補助バーナを設置することが一般的である．し
かし、補助電極や補助バーナは設備的に過大設備になる
と共に、溶融に使用しているエネルギーを有効に利用で
きず、エネルギーの無駄使いとなる．また、バーナ炉の
場合は、オープンアーク炉よりも更に高温が得られず、
しかも、燃料の燃焼用空気を多量に使用するため、排ガ
ス量が膨大となり、その結果、大がかりな徘ガス処理装
置が必要となる等、種々の問題が生じた． 一般に、プラズマとは、原子から電子が飛び出してイオ
ン化した状態であり、原子から電子が飛び出す時に発生
する高エネルギーであり、プラズマの付近は高温度雰囲
気となる．このプラズマを発生させるため、プラズマア
ーク炉が提供されている．このプラズマアーク炉にはプ
ラズマトーチが設けられている．また、焼却炉から発生
する焼却灰、及び燃焼排ガスを電気集じん器等の集しん
器で清浄し且つ集じんされたダストは、溶融炉゛で処理
され、また、清浄された排ガスは誘引ファンを通って煙
突から排出される． この発明の目的は、上記種々の問題点を解決することで
あり、都市ごみ、産業廃棄物等の焼却炉の焼却灰を減容
化、無害化、有効利用を図るために溶融処理することで
あり、鉄類やセラａ　ツク類を分別しないで焼却灰を溶
融する場合１５００℃以上の高温が必要となるが、プラ
ズマアークでは、１５００〜２０００℃の高温を容易に
得ることができることに着眼し、焼却灰の種類及び組威
を問わず、例えば、焼却灰中に金属、ｌｌＩｉＪ器、土
砂等の高融点物質が含まれていても、それらの高融点物
質を焼却灰から予め除去することなく、該焼却灰を溶融
炉に直接投入して、該溶融炉に設けたプラズマ発生装置
であるプラズマトーチを用いてプラズマアークを発生さ
せ、該プラズマの高エネルギーによって焼却灰を溶融し
て常に安定して焼却仄を処理すると共に、焼却炉におい
て、風砕スラグや徐冷スラグを連続的に排出させる場合
に、スラグ排出口でスラグが冷却固化して湯口を閉塞さ
せ、スラグが流出しなくなり、溶融炉を停止せざるを得
なくなる問題を解決するため、プラズマアークの照射で
きる領域を炉内の溶融スラグ面からスラグ排出口の先端
までになるようにプラズマトーチを支点を中心に傾動さ
せて、スラグ排出口のスラグをプラズマアークで直接加
熱させ、スラグの冷却を防ぎ、連続的に流出でき、しか
も過剰なエネルギーを使うことなく解決しようとする焼
却灰の溶融処理装置を提供することである． 〔課題を解決するための手段〕 この発明は、上記の目的を達或するため、次のように構
或されている．即ち、この発明は、溶融炉に配置された
プラズマアークを発生させるプラズマトーチ、該プラズ
マトーチを該軸方向に移動調節する駆動装置、及び該プ
ラズマトーチの照射方向を変更する！ため前記プラズマ
トーチの傾きを変更調節する傾動！Ｊ置から収り、該傾
動装置の駆動により前記プラズマトーチからのプラズマ
アークの照射領域が前記溶融炉のスラグ排出口を含むよ
うに前記プラズマトーチの方向を変更可能に構成した焼
却灰の溶融処理装置に関する．また、この焼却灰の溶融
処理装直において、前記プラズマトーチを前記溶融炉の
前記スラグ排出口の上方に配置したものである． 更に、この焼却灰の溶融処理装直において、前記スラグ
排出口の下方部に排ガスの排ガス出口が開口位置するよ
うに構威したものである，〔作用〕 この発明による焼却灰の溶融処理装置は、上記のように
構或されており、次のような作用を有する。即ち、この
焼却灰の溶融処理装置は、溶融炉に配置されたプラズマ
アークを発生させるプラズマトーチを該軸方向に移動調
節するＵ．動装置、及びプラズマアークの照射方向を変
更するため前記プラズマトーチの｛嘆きを変更調節する
傾動装置を有するので、＃ｌｋ傾動ｖｔ置の駆動により
前記プラズマトーチからのプラズマアークの照射ｖｉ囲
が前記溶融炉のスラグ排出口を含むように前記プラズマ
トーチの方向を変更することができ、前記溶融炉の前記
スラグ排出口で溶融スラグが冷却固化する現象を防ぎ、
前記スラグ排出口から溶融スラグを連続して出滓するこ
とができる． また、この焼却灰の溶融処理装置において、前記プラズ
マトーチをスラグ排出口の上方に配置し、プラズマトー
チを傾動装置により傾動させ、プラズマアークの照射領
域がスラグ浴の灰投入側壁面からスラグ排出口の先端ま
で到るようにし、前記プラズマトーチが溶融スラグの真
上に位置せずに前記溶融炉の縁部位に位置するので、溶
融スラグの輻射熱の影響が少なくなる， 更に、前記スラグ排出口がその下方部に位置しているの
で、常に高温排ガスがスラグ排出口に接触することによ
り徘出スラグを高温に維持でき、スラグ排出口で冷却固
化するのを防止できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による焼却灰の溶融処
理装置の一実施例について説明する．第１図において、
この焼却灰の溶融処理装置の一例が示されている．この
焼却灰の溶融処理装置は、都市ごみ、下水汚泥、或いは
その他の廃棄物を焼却炉で焼却することによって発生す
る焼却灰、場合によっては、焼却炉システムにおける集
じ・ん器で１１ｉ集されたダストを混合して溶融炉即ち
プラズマアーク炉５において溶融処理するものであり、
主として、プラズマアーク炉５、該プラズマアーク炉５
に設けたプラズマトーチ８、及び該プラズマトーチ８に
プラズマを発生させるプラズマシステム１から構成され
ている。このプラズマシステム１は、第１図に示すよう
に、主として、プラズマアークトーチ８、交流を直流に
切り替えて直流をプラズマトーチ８に供給する電力供給
！Ｊ２４、プラズマトーチ８によってプラズマアークを
発生させ且つ該プラズマアークを安定供給のための制御
を行う制ｒｎ装置２６、電極及びトーチ本体を冷却する
ための冷却水を供給する冷却水供給装１２７、及びプラ
ズマ形或ガスとなる空気Ａを供給するための空気供給装
置２８を有している。

第２図に示すように、プラズマアーク炉５の炉蓋７の一
側方には、ｍ却炉から発生した焼却灰或いは集じん器か
らｍ集されたダストＢが投入される灰ホッパｌ２が設け
られ、該灰ホッパ１２からシュート９を通じて灰供給装
Ｗ３によって連続的或いは間欠的にプラズマアーク炉５
に投入される。

プラズマアーク炉５には、炉体６の上部に水冷式の固定
型の炉Ｍ７が設けられている．この炉体６は、カーボン
、マグネシア、アルもナ等の耐火材で構築されている．
また、プラズマアーク炉５の炉蓋７の他側方には、プラ
ズマトーチ８が設けられると共に、該プラズマトーチ８
の下方には炉体６にスラグ排出口２５が形威されている
。このスラグ排出口２５は、下方に配置されるスラグ受
け容器ｌ５及び上方へ伸びる排ガスダクト２３に連通し
ている．更に、プラズマトーチ８は、該プラズマトーチ
８の軸方向に移動させるトーチ昇降装置即ち駆動装置１
１によって炉Ｍ７に設置可能に取付けられ、プラズマト
ーチ８を炉体６内の所定に位置に設定できるように構威
されている．更に、プラズマトーチ８には、該プラズマ
トーチ８の照射方向を変更するため、プラズマトーチ８
の傾きを変える傾動装置２が設けられている．この傾動
装置２の駆動によってプラズマトーチ８は方向変更が可
能になる．そして、プラズマトーチ８からのプラズマの
照射領域は、プラズマアーク炉５のスラグ排出口２５を
含むように設定することができる． この発明による焼却灰の溶融処理装置におけるプラズマ
アーク炉５は、上記のように横戒されており、次のよう
に作用する。このプラズマアーク炉５において、プラズ
マトーチ８は、プラズマトーチ８の所定の電圧又は電力
壜に応じて、該プラズマトーチ８を焼却灰Ｂから距離を
変更するように駆動装置１１を操作する。即ち、該駆動
装置１１は、プラズマトーチ８を該軸方向即ち矢印Ｒの
方向に昇降移動させるものであり、例えば、複動シリン
ダから横戒されている。この駆動装置ｌは、制御装置２
６からの指令によって油圧装置を作動してプラズマトー
チ８を咳軸方向に炉Ｍ７に対して昇降可能に移動させる
．例えば、プラズマトーチ８をプラズマアーク炉５内へ
降下させ、該ブラズマトーチ８を対極ｌＯに対して所定
の距離に設定し、プラズマトーチ８の放電が終了し、焼
却灰Ｂの溶融処理が終了すると、再び駆動装置１１によ
って炉！１７から上昇させる．また、プラズマトーチ８
は、傾動装置２によって傾動角度θにわたって揺動運動
即ち傾動可能に構威されている．この傾動装置２は、ポ
ールジ３イント等によって枢支点３５を中心に矢印Ｑ方
向に回動即ち枢動可能に構威されており、従って、プラ
ズマトーチ８が傾動角度θに渡って回動即ち傾動するよ
うになる．従って、この傾動装置２が制御装置２６から
の指令を受けて作動し、該傾動装置２によってプラズマ
トーチ８が回動し、プラズマ照射領域が変更される．こ
のプラズマ照射ＩＪＩＭは、スラグ浴即ち溶融スラグ１
３の灰投入側壁面からスラグ排出口２５の先端までにな
るように設定されている。この場合に、プラズマトーチ
８と該プラズマトーチ８を固定している駆動装置１１を
一緒に傾動させるように構威されている． 従って、１本のプラズマトーチ８で焼却灰Ｂの溶融作用
及び炉体６のスラグ排出口２５の加熱作用を行い、溶融
スラグがスラグ徘出口２５で固化するのを防止し、連続
的にスラグを排出することができるものである。スラグ
排出口２５から流出した溶融スラグはスラグ受け容器ｌ
５に受け入れて排出されるが、スラグ受け容！Ｓ１５と
炉体６の隙間から漏れ込む空気によってスラグ排出口２
５が冷却されると、プラズマトーチ８を頻繁にスラグ排
出口２５の方へ傾動させなければならない．排ガス出口
１６をスラグ排出口２５より下方のスラグ受け容器１５
に近い所に設置し、排ガスと漏れ込み空気を排ガス出口
１６に吸引することにより、スラグ排出口２５の冷却を
防ぎ、プラズマトーチ８でスラグ排出口２５を加熱する
時間が短くなって、プラズマトーチ８のプラズマエネル
ギーの大部分が焼却灰Ｂの溶融に使われるように構或す
れば、このプラズマアーク炉５は省エネルギーの装置を
提供できるようになる． 灰供給装置３で焼却灰Ｂが供給される部分は、焼却灰Ｂ
を溶融温度まで加熱する熱量と焼却灰Ｂの融解熱を供給
するため、必要熱量が大きい．それに対し、スラグ排出
口２５の部分は溶融したスラグが冷却しない程度の熱量
を与えれば十分であり、必要熱量が小さい。また、スラ
グ浴ｌ３の部分はスラグの深さが２００ｕ以上あるのに
対し、スラグ排出口２５の部分のスラグの深さが５０ｍ
ｍ以下であるので、プラズマトーチから得られる熱量が
大き過ぎるとスラグ排出口２５を構成する耐火物を焼損
する危険もある． 第２図に示すように、灰供給装置３とスラグ排出口２５
を互いにプラズマアーク炉５の対向位置に配置し、スラ
グ排出口２５の直上部にプラズマトーチ８を配置すると
、スラグ排出口２５とプラズマトーチ８の先端の距離が
最短で、灰供袷装置下部の壁際のスラグ浴１３表面とプ
ラズマトーチ８の先端の距離が常に最長となる。その結
果、スラグ排出口２５には常に最小の熱量を与え、灰供
袷装寛３の下部のスラグ浴１３には最大の熱量を与える
ことができ、プラズマの熱エネルギーを適切に調節でき
る．また、スラグ浴１３の中央上方位置にプラズマトー
チ８を配置した場合には、スラグ浴１３からの輻射熱を
プラズマトーチ８自体が受けて、プラズマトーチ８が焼
損する危険性が大きい．スラグ排出口２５の上方位置に
プラズマトーチ８を配置することによりプラズマトーチ
８の焼横を防ぎ、プラズマトーチ８の寿命を長くできる
。

更に、このプラズマ焼却灰溶融装置に使用されるプラズ
マトーチ８には、アーク放電の形式として第３図に示す
ような移送式、又は第４図に示すような非移送式の２種
頻のタイプのものが使用できるものである．移送式は負
の対極を必要とし、非移送式はプラズマトーチ先端を対
極とするのでプラズマトーチ以外に負の対極を必要とし
ない．また、プラズマトーチ８本体の熱効率は、移送式
が９２〜９４％、非移送式は８５％であり、熱効率的に
は移送式が優れており、取り扱い易さでは対極を必要と
しない非移送式が優れている。

例えば、図示のように、プラズマトーチ８を湯口部２５
の上方に配夏し、移送式のアーク放電の形式のものを用
いる場合には、炉体６の炉底部にプラズマトーチ８の対
極１０を埋め込む構造に構成する。プラズマトーチ８に
内藏された電極（＋極）と炉体６の炉底部に設けた対極
１０　（一極）との間にプラズマアークを発生させる。

プラズマトーチ８には、ｉｔ源供給装置４から十極はケ
ーブル１７を通じてプラズマトーチ８へ接続し、一極は
ケーブル２２を通して黒鉛電極である対極１０へ接続し
、イ゜ラズマトーチ８と対極１０との間に、所定の電圧
を印加する。そして、溶融スラグ１３は導電性があるの
で、炉内に溶融スラグ１３が有る時は、結果的にスラグ
浴の全表面が対極１０となる．また、非移送式の場合は
、黒鉛電極の対極が不要となり、一極はケーブル１８を
通してプラズマトーチ８に内蔵された電極に接続される
。プラズマトーチ８にプラズマを発生させるためには、
プラズマシステム１の機能によって達戒される．プラズ
マトーチ８が移送式の場合には、プラズマトーチ８の先
端と対極１０との距離がプラズマトーチ８の電圧に比例
し、距離が大きくなるにつれて、例えば、約１０．５　
Ｖ／ａｍの割合で電圧が高くなる。プラズマトーチ８の
電塊は制御装置２６の指令で一定に制御されているので
、電力置が距離に比例し、距離が大きい程消費電力が増
え、被溶融物即ち焼却灰Ｂに与える熱盪が増加する。こ
の時、電流はＰＴＤｉ！１１１４ｍとし、電圧は移送式
のプラズマトー千８の場合は、対電極間の距離とアーク
ガス圧の変動サイクルのみによって決定される。

また、非移送式のプラズマトーチの場合は、アークガス
圧の変動サイクルによって決定されるものである．しか
して、移送式のプラズマトーチ８を用いる場合には、該
プラズマトーチ８に内蔵された十極と一極となったスラ
グ浴との間にプラズマアークを発生させることにより焼
却灰Ｂを溶融させる。また、非移送型のプラズマトーチ
を用いる場合には、該プラズマトーチに内蔵された十極
と一極のｔ極間でプラズマアークを発生させ、そのアー
ク熱即ちプラズマエネルギーにより焼却灰Ｂを冫容融さ
せる． 更に、冷却水供給装置２７における冷却水ポンプ２９を
稼動し、冷却水を水タンク３０から熱交換器３３へ送り
込み、咳熱交換器３３において熱交換した後に、該熱交
換！＠３３からマニホールド３４、次いで冷却水パイプ
１９．２０を通じてプラズマトーチ８へ供給し、プラズ
マトーチ８を冷却する． また、空気供給装置２８のエアコンプレッサを稼動し、
圧縮空気をマニホールド３４からプラズマ形戊空気パイ
ブ２１を通じてプラズマ１・−チ８に供給する。

この発明による焼却灰溶融装置において、焼却炉から発
生した焼却灰Ｂ或いは集じん器から１′Ｎ！集されたダ
ストＢは灰ホッパ１２に投入され、該焼却灰Ｂはシュー
ト９を通じて連続的或いは間欠的にプラズマアーク炉５
に投入される。また、プラズマアークを発生させるため
には、プラズマアークを放電させる所定の設定条件の下
で、プラズマトーチ８に内蔵された電極間に高エネルギ
ーのパルスを与え、パイロットアークを発生させる。次
いで、メインアークが発生した後、所定の電流（例えば
、２００〜３００Ａ）、所定の電圧（例えば、４００〜
５００Ｖ）を設定することにより、プラズマアークの熱
工不ルギーを被加熱物である焼却灰１３に与えられる．
プラズマトーチ８が移送式タイプの場合、メインアーク
を発生させるためには、プラズマトーチ８の先端と黒鉛
電極である対極１０の距離は２５１ｉ〜７５四の範囲に
なくてはならない。メインアーク発生後は、プラズマト
ーチ８の先端と対極１０の間がプラズマ流によって電気
的に接続されるので、駆動装置ｌ１を作動してプラズマ
トーチ８を上昇させて出力を増加させるが、極間距離を
７５一以上にしてもプラズマが途切れることはない。ス
ラグ浴即ち溶融スラグ１３は、プラズマトーチ８の対極
１０の役目もしているので、ある程度の深さが必要であ
る。溶融スラグ１３が浅すぎると、焼却灰Ｂが溶融され
ることなく、スラグ浴表面に山伏になるため導電性がな
くなり、プラズマアークが途切れる原因となる．また、
反対に深すぎると、溶融スラグ１３の下部のものが固化
することになる．従って、溶融スラグ１３の深さは、ｌ
００〜４００　ｎの範囲であることが好ましい。

そこで、プラズマトーチ８の放電によってプラズマアー
クが発生し、該プラズマアークの熱エネルギーが酸化物
、高溶融物質等を含んだ焼却灰Ｂに輻射或いは伝導で与
えられ、該焼却灰Ｂはスラグ浴でプラズマトーチ８で発
生させたプラズマアークで加熱溶融され、溶融状態のス
ラグ即ち溶融スラグ１３となり、金属は溶融金属として
、炉体６の湯口部２５より連続的或いは間欠的に流出さ
せて、スラグＳとしてスラグヤード１４へと外部へ取り
出される。流出した熔融スラグＳはスラグ受け容器１５
で受け止められ、スラグ受け容器１５がスラグＳで一杯
になったら別のスラグ受け容器１５と交換することによ
り、スラグＳは炉外に排出される．また、焼却灰Ｂが溶
融することによって発生する燃焼ガスＣは、排ガス出口
１６から排ガスダクト２３を通って図示していないが排
ガス処理装置に送り込まれ、次いで該排ガス処理装置か
ら誘引ファンにより吸引排出される。

〔発明の効果〕

この発明による焼却仄の溶融処理装置は、上記のように
構或されており、次のような効果を有する．即ち、この
焼却灰の溶融処理装置は、溶融炉に配置されたプラズマ
アークを発生させるプラズマトーチ、該プラズマトーチ
を該軸方向に移動調節する駆動装置、及び該プラズマト
ーチの照射方向を変更するため前記プラズマトーチの傾
きを変更調節するＩＩＪＩ動装置から或り、該傾動装置
の駆動により前記プラズマトーチからのプラズマアーク
の照射領域が前記溶融炉のスラグ排出口を含むように前
記プラズマトーチの方向を変更可能に横戒したので、前
記プラズマトーチを１頃動させて前記スラグ排出口をプ
ラズマで加熱することにより、補助バーナ等の余分なエ
ネルギーを使用することなく、連続的に溶融スラグを前
記スラグ排出口を通ってスムースに排出できる。溶融ス
ラグを連続的に排出できることにより、タップ方式の溶
融炉のようにスラグを長時間炉内に滞留させる必要がな
くなるので、前記炉体の容積を小さく構戊でき、経済的
にも安価にプラズマアーク炉を提供できる，また、焼却
炉から排出される高融点物質を含む焼却灰を溶融炉に順
次直接投入し、該溶融炉に設けたプラズマトーチにプラ
ズマ形戒ガスとして空気を供給することにより、プラズ
マアークを発生させ、該プラズマアークの熱エネルギー
を前記焼却灰に輻射或いは伝導によって与えて前記焼却
灰を迅速に溶融することができる．更に、従来の通常ア
ークの代わりにプラズマアークを用いるため、持続的に
安定した高温が得られ、また電力の変動がほとんどない
のでｔ源に及ぼす影響も少ない。

また、この焼却灰の溶融処理装置は、前記プラズマトー
チを前記スラグ排出口の上方に配置したので、スラグ排
出口とスラグ受け容器の隙間から入る冷風による湯口の
冷却を抑制でき、省エネルギーとなる。たとえ冷風で冷
却されたとしてもプラズマアークで加熱してスラグを流
出できるので、スラグ排出口を水封により完全にシール
する必要がないため、水砕スラグに比べて硬度の大きい
徐冷スラグが得られ、スラグの有効利用の範囲が広がる
． 更に、灰供給装置と前記スラグ排出口を互いに前記プラ
ズマアーク炉の反対側縁部に配置することもでき、前記
スラグ排出口の直上部に前記プラズマトーチを配置する
ことにより、前記スラグ排出口には最小の熱量を与え、
灰供給口側には最大の熱量を与えるように、エネルギー
の配分を適切に調節することもできる．しかも、前記プ
ラズマトーチを前記スラグ排出口の直上部に配置するこ
こにより、前記プラズマトーチがスラグ浴から受ける輻
射熱を、スラグ浴の上方に配置した場合よりも小さ《な
り、輻射熱による前記プラズマトーチの焼損が防止でき
る． また、排ガス出口を前記スラグ排出口の下部に設置する
ことにより、高温排ガスの輻射熱で前記スラグ排出口を
有効に加熱することができ、前記スラグ排出口での溶融
スラグの冷却固化現象を防止できる．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はこの発明による焼却灰の溶融処理装置の一例を
示す概略説明図、第２図はこの発明による焼却灰の熔融
処理装置のプラズマアーク炉の一実施例を示す断面図、
第３図は第２図のプラズマアーク炉に利用される移送式
のプラズマトーチを説明する説明図、及び第４図は第２
図のプラズマアーク炉に利用される非移送式のプラズマ
１・−チを説明する説明図である， ｌ・・・−・・・溶融処理装置、２・・一・・一傾動装
置、５・一・・・プラズマアーク炉（溶融炉）、６・・
−・・炉体、７・・・・・炉蓋、８・・・・・〜・プラ
ズマトーチ、１０・・・・・対極、１１・・・・・・・
駆動装置、ｌ３・一・一溶融スラグ、２５・・・スラグ
排出口、Ｂ・−・・・・焼却灰。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融炉に配置されたプラズマアークを発生させる
   プラズマトーチ、該プラズマトーチを該軸方向に移動調
   節する駆動装置、及び該プラズマトーチの照射方向を変
   更するため前記プラズマトーチの傾きを変更調節する傾
   動装置から成り、該傾動装置の駆動により前記プラズマ
   トーチからのプラズマアークの照射領域が前記溶融炉の
   スラグ排出口を含むように前記プラズマトーチの方向を
   変更可能に構成した焼却灰の溶融処理装置。
2. （２）前記プラズマトーチを前記溶融炉の前記スラグ排
   出口の上方に配置した請求項１に記載の焼却灰の溶融処
   理装置。
3. （３）前記スラグ排出口の下方部に排ガスの排ガス出口
   が開口位置するように構成した請求項１又は２に記載の
   焼却灰の溶融処理装置。