JPH0418206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は都市ゴミ等の焼却灰を再燃焼させた
後溶融処理する灰溶融炉の燃焼及び溶融制御装置
に関する。

〔従来の技術］ 都市ゴミ（都市から排出されたゴミ）の焼却灰
を溶融させてスラグを作る装置として従来にあつ
ては焼却灰を加熱して溶融処理する灰溶融炉が知
られている。

ところが、この種の灰溶融炉にあつては、焼却
灰の溶融熱源に油や電気を使用するために灰溶融
炉のランニングコストが増加し、経済的なもので
なかつた。

そこで、近来にあつては焼却炉の排出口より下
方の炉体に、その排出口から投下された焼却灰を
下流へ移送する通路を形成し、その通路の上流に
通路に開口させて焼却灰中に空気を供給し、その
焼却灰中の残留カーボン（焼却灰の重量に対して
10〜15％）と空気とを混合させて燃焼発熱反応を
生じさせる空気供給手段を設け、この反応により
残留カーボンを燃焼させ、この反応熱（燃焼熱）
を焼却灰の溶融熱として利用する灰溶融炉が開発
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記灰溶融炉にあつては、空気供給手
段からの空気温度の制御がなされておらず、燃焼
発熱反応による燃焼ガス熱が高温になりすぎたり
或いは低温であつたりするため、通路の上流部で
の燃焼状態が変動する恐れがある。即ち、空気温
度が低すぎると燃焼または溶融状態が低下して溶
融に必要以上のエネルギを必要としたり、逆に高
すぎると通路や各部が焼損する問題が発生する。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的と
し、この発明は主燃焼炉より投下された焼却灰に
空気を供給して、上記焼却灰中の残留カーボンの
燃焼発熱反応を励起させ、この燃焼発生熱を溶融
熱源として、上記焼却灰を溶融させる灰溶融炉に
おいて、灰溶融炉内で発生した排気ガスを炉外に
引くために設けられた排気ガス通路に空気を加熱
して残留カーボンの燃焼用空気として灰溶融炉へ
供給する高温ガスエアヒータを介設し、上記ガス
エアヒータの排気ガス通路の直上流に第１切換弁
手段を介して第１バイパス通路を接続し、また上
記ガスエアヒータより下流の空気通路に第２切換
弁手段を介して第２バイパス通路を接続し、該第
２バイパス通路にバイパスされた空気を加熱する
空気加熱手段を設けると共に、上記ガスエアヒー
タより下流の空気温度及び第２バイパス通路下流
の空気温度を検出し、それらの検出温度から上記
空気温度を所望温度に調節すべく上記切換弁手段
を切換動作するコントローラを設けたものであ
る。

［作用］ 燃焼炉より投下された焼却灰は、上流部内に開
口された空気供給手段からの空気によつて焼却灰
中の残留カーボンが燃焼発熱反応を起こす。これ
によつて焼却灰が溶融される。一方、コントロー
ルは高温ガスエアヒータ及び加熱手段を有する第
２バイパス通路直後の空気温度を検出して、切換
弁手段を切換動作して排気ガス温度を溶融及び燃
焼に適正な温度に保つ。これによつて適正な温度
の空気が空気供給手段より供給される。この結果
常時焼却灰は安定した燃焼発熱により良好に溶融
される。

以上の過程が繰返し行なわれ、上流部で焼却灰
中の残留炭素が燃焼し、この燃焼発熱が焼却灰を
溶融処理する。

［実施例］ 以下この発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

第１図には灰溶融炉のシステム図が示してあ
る。排出口６より下方の炉体１には、下方に傾斜
させて通路７が接続されており、この通路７の先
端部はさらに重力方向に屈曲されて図示しないス
ラグ生成室に接続される。主燃焼炉５より下方の
炉体１には、主燃焼炉５側と上記通路７側とに仕
切る開閉自在な開閉扉８が設けてあり、この実施
例にあつては開閉扉８は水平方向にスライドさせ
て開閉できるように構成されている。

一方、通路７にはその上流部７ａには主燃焼炉
５から投下された一定量の焼却灰を上流部７ａか
ら下流部７ｂへ移動させるプツシヤー９が設けら
れる。プツシヤー９は実施例にあつては油圧また
は空圧の流体シリンダが採用されている。通路７
の炉床７ｃ内には、その通路方向に沿つて炉床７
ｃ及び通路７内を加熱するヒータ１０が順次配設
され、上流部７ａのヒータは約800℃に、下流部
７ｂのヒータ１０は約1300℃に加熱される。即ち
上流部７ａのヒータ１０の温度は、焼却物の焼却
温度に、下流部７ｂの温度は焼却物の溶融温度に
調整される。また通路７の上流部７ａには、この
上流部７ａの通路７内に開口されて通路７内に空
気を噴出する空気供給手段１１が配設されてお
り、この空気供給手段１１は通路方向に順次間隔
をおいて複数設けられている。下流部７ｂには、
この下流部７ｂの炉床７ｃを臨ませて火炎バーナ
等の加熱手段１２が配設されている。

さて、この発明の目的とするところは、上記焼
却灰の燃焼発熱反応を良好に調節し、燃焼状態を
安定させることにあるから、上記空気供給手段１
１から通路７内へ噴出される空気の温度が以下の
構成によつて調節される。

第１図に示されるように通路７の下流部７ｂに
は、この下流部７ｂ内の排気ガスを抜き出す排気
通路２０が接続されており、この排気通路２０の
途中には、高温ガスエアヒータ１５が介設されて
いる。この高温ガスエアヒータ１５と上流部７ａ
との間の排気通路２０には、その高温ガスエアヒ
ータ１５をバイパスする第１バイパス通路１６が
接続されている。第１バイパス通路１６と、この
第１バイパス通路１６の接続部Ａと高温ガスエア
ヒータ１６との間の排気通路２０には第２切換弁
２２が介設されており、また第１バイパス通路１
６の途中には第１切換弁２３が介設される。した
がつて、第２切換弁２２をOFFに切換え、第１
切換弁２３をONに切換えることによつて、排気
ガスは高温ガスエアヒータ１６をバイパスされ
る。この逆に第２切換弁２２をONに切換え、第
１切換弁２３をOFFに切換えると第１バイパス
通路１６は閉じられて、高温ガスエアヒータ１６
に排気ガスが送られ、この高温ガスエアヒータ１
６を通過した後外部へ排出される。ここで第１、
第２切換弁２３，２２が第１切換弁手段１８とな
る。高温ガスエアヒータ１６には、その高温ガス
エアヒータ１６内の排気ガス通路２４と熱交換す
る空気室２５が形成されており、この空気室２５
には外気の取入口２６及び、熱交換後の空気室２
５の高温空気を上記空気供給手段１１へ送る空気
通路２１が接続されている。空気通路２１の途中
には第３切換弁２７が介設されており、この第３
切換弁２７より上流の空気通路２１には空気加熱
手段としての電気式空気加熱器２９を有する第２
バイパス通路１７が接続されている。加熱器２９
は空気を200℃〜700℃まで加熱できる。この第２
バイパス通路１７の他端は、第３切換弁２７より
下流の空気通路２１に接続される。

さらに電気式空気加熱器２９より上流側の第２
バイパス通路１７には第４切換弁２８が介設され
る。したがつて第４切換弁２８をONに切換え、
第２切換弁２２をOFFに切換えると、高温ガス
エアヒータ１６からの高温空気は電気式空気加熱
器２９でさらに高温にされて空気供給手段１１へ
送ることができることになる。ここで、電気式空
気加熱ヒータ２９により空気を加熱する場合は高
温ガスエアヒータ１６の能力が空気を充分に加熱
できない場合、即ち、排気ガス熱（熱焼ガス熱）
が比較的低温である場合で、このときに、電気式
加熱器２９で所望する温度に加熱し、空気供給手
段１１へ送るようになつている。ここで第３、第
４切換弁２７，２８が第２切換弁手段１９とな
る。

ところで、空気供給手段１１からの空気の温度
を調節するために、高温ガスエアヒータ１６より
直後の空気通路２１には上記第１、第２切換弁２
３，２２を切換動作するコントローラ３１に接続
の温度検出手段３２が設けられており、また第２
バイパス通路１６と空気通路２１との接続部Ｂよ
り下流の空気通路２１には、上記第３、第４切換
弁２７，２８を切換動作するコントローラ３３に
接続の温度検出手段３４が設けられている。

コントローラ３１，３３は温度検出手段３２，
３４の検出した温度が所定温度（例えば400℃〜
600℃）に達しているときには、第２切換弁２３
をOFF、第１切換弁２２をON、第３切換弁２７
をON、第４切換弁２８をOFFにする。この逆
に、所定温度に達しない場合には空気加熱器２９
を動作すると同時に第２切換弁２３をOFF、第
１切換弁２２をONにしたままで、第３切換弁２
７をOFF、第４切換弁２８をONにする。この結
果、電気式空気加熱器２９によつて所定温度（例
えば400℃〜600℃）加熱し、空気供給手段１１へ
送給する。

さらに、燃焼ガス熱が高温すぎて通路７上流部
７ａの焼却灰の溶融を促進するような場合は、第
１切換弁２３をOFF、第２切換弁２２をONにし
てバイパスさせ、外気を空気通路２１を介して空
気供給手段１１へ送る。この場合、外気が低温で
ある場合は、電気式空気加熱器２９で暖めて空気
供給手段１１へ送ることも可能である。即ち、第
４切換弁２８をON、第３切換弁２７をOFFにす
る。

通路７の上流部７ａに投下された焼却灰はこの
上流部７ａにて加熱され空気供給手段１１からの
調節された温度の空気を供給されて良好な燃焼発
熱反応を起し、焼却灰中の残留カーボンが焼却さ
れる。これと同時に、このとき発生した燃焼熱は
下流部７ｂの燃焼後の焼却灰の溶融を促進する。
焼却灰はさらに下流部７ｂで溶融される。ここ
で、下流部で溶融された焼却灰は落下し、スラグ
生成室で固化される。即ち、無公害で減溶化した
スラグが得られる。

尚、排気ガス通路２０と第１バイパス通路１６
の上流部との接続部及び空気通路２１と第２バイ
パス通路１７との接続部にそれぞれ二方弁を介
し、それら二方弁をコントローラ３１，３３で制
御してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなようにこの発明
によれば次のごとき優れた効果を発揮する。

(1) 空気供給手段から供給する空気の温度を焼却
灰の燃焼及び溶融に対して最適に調節すること
ができる。

(2) 炉のライニングコストを大幅に低下させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示すシステ
ム図である。 図中、１は炉体、４は扉、５は主燃焼炉、６は
排出口、７は通路、８は開閉扉、９はプツシヤ
ー、１０はヒータ、１１は空気供給手段、１２は
加熱手段、１５はガスエアヒータ、１６は第１バ
イパス通路、１７は第２バイパス通路、１８は第
１切換弁手段、１９は第２切換弁手段、２０は排
気ガス通路、２１は空気通路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主燃焼炉より投下された焼却灰に空気を供給
   して、上記焼却灰中の残留カーボンの燃焼発熱反
   応を励起させ、この燃焼発生熱を溶融熱源とし
   て、上記焼却灰を溶融させる灰溶融炉において、
   灰溶融炉内で発生した排気ガスを炉外に引くため
   に設けられた排気ガス通路に空気を加熱して残留
   カーボンの燃焼用空気として灰溶融炉へ供給する
   高温ガスエアヒータを介設し、上記ガスエアヒー
   タの排気ガス通路の直上流に第１切換弁手段を介
   して第１バイパス通路を接続し、また上記ガスエ
   アヒータより下流の空気通路に第２切換弁手段を
   介して第２バイパス通路を接続し、該第２バイパ
   ス通路にバイパスされた空気を加熱する空気加熱
   手段を設けると共に、上記ガスエアヒータより下
   流の空気温度及び第２バイパス通路下流の空気温
   度を検出し、それらの検出温度から上記空気温度
   を所望温度に調節すべく上記切換弁手段を切換動
   作するコントローラを設けたことを特徴とする灰
   溶融炉の燃焼及び溶融制御装置。