JPH046439B2 - - Google Patents
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- JPH046439B2 JPH046439B2 JP58164026A JP16402683A JPH046439B2 JP H046439 B2 JPH046439 B2 JP H046439B2 JP 58164026 A JP58164026 A JP 58164026A JP 16402683 A JP16402683 A JP 16402683A JP H046439 B2 JPH046439 B2 JP H046439B2
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- Japan
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- slag
- water
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- soluble
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダストの処理装置に関するものであ
る。更に詳しくは、廃棄物焼却炉例えば都市ゴミ
焼却炉から発生するダストを相異なる成分毎に分
別出滓する処理装置に係わるものである。
る。更に詳しくは、廃棄物焼却炉例えば都市ゴミ
焼却炉から発生するダストを相異なる成分毎に分
別出滓する処理装置に係わるものである。
都市ゴミ、下水汚泥、鉱山や工場などから排出
される廃水の処理物等の各種廃棄物は焼却炉によ
り焼却され、生じた焼却灰は従来埋立などにより
処理されていた。しかし埋立用地の確保の困難性
の問題、含有される有害重金属類が地中に溶出し
埋立用地周辺を汚染して二次公害を引起す恐れが
あることなどから、最近では、例えばベースメタ
ルを用いた電気アーク炉や直接通電式溶融処理炉
などにより溶融処理して固化する方法が提案され
ている。上記焼却炉により廃棄物を焼却する場
合、発生する粉塵（ダスト）は大気を汚染するの
で、湿式集塵機、電気集塵機、バツグフイルター
その他の各種型式の集塵装置で捕捉されるが、例
えば、電気集塵機で捕捉したダスト中にはNaCl、
KCl、のような水溶性の塩類とCaO、SiO2、Al2
O3、Fe2O3のような水に難溶性の酸化物、及び
As、Cr、Zn、Cd、Pb、Hgのような重金属類が
含まれており、この重金属類は一般にハロゲン化
物または硫酸塩といつた水に可溶性の形態のもの
が多い。従つてこのダストをそのまま埋立地に埋
めたのでは重金属類が地中へ溶出する恐れがある
ので、やはり焼却灰と同様、溶融処理して固化す
る方法が取られる。本発明者等は焼却炉による廃
棄物の焼却中に発生するダストの溶融処理につき
種々検討したところ、ダストを直接通電式溶融処
理炉により溶融処理する際、生成する溶滓は上層
と下層とが組成を異にしており、別個に出滓する
ことによりそれぞれの特性に応じた有効利用が可
能でしかも重金属類は無害化されることを見い出
し先に特許出願を行なつた（特願昭56−128637；
特開昭58−30382号公報参照）。
される廃水の処理物等の各種廃棄物は焼却炉によ
り焼却され、生じた焼却灰は従来埋立などにより
処理されていた。しかし埋立用地の確保の困難性
の問題、含有される有害重金属類が地中に溶出し
埋立用地周辺を汚染して二次公害を引起す恐れが
あることなどから、最近では、例えばベースメタ
ルを用いた電気アーク炉や直接通電式溶融処理炉
などにより溶融処理して固化する方法が提案され
ている。上記焼却炉により廃棄物を焼却する場
合、発生する粉塵（ダスト）は大気を汚染するの
で、湿式集塵機、電気集塵機、バツグフイルター
その他の各種型式の集塵装置で捕捉されるが、例
えば、電気集塵機で捕捉したダスト中にはNaCl、
KCl、のような水溶性の塩類とCaO、SiO2、Al2
O3、Fe2O3のような水に難溶性の酸化物、及び
As、Cr、Zn、Cd、Pb、Hgのような重金属類が
含まれており、この重金属類は一般にハロゲン化
物または硫酸塩といつた水に可溶性の形態のもの
が多い。従つてこのダストをそのまま埋立地に埋
めたのでは重金属類が地中へ溶出する恐れがある
ので、やはり焼却灰と同様、溶融処理して固化す
る方法が取られる。本発明者等は焼却炉による廃
棄物の焼却中に発生するダストの溶融処理につき
種々検討したところ、ダストを直接通電式溶融処
理炉により溶融処理する際、生成する溶滓は上層
と下層とが組成を異にしており、別個に出滓する
ことによりそれぞれの特性に応じた有効利用が可
能でしかも重金属類は無害化されることを見い出
し先に特許出願を行なつた（特願昭56−128637；
特開昭58−30382号公報参照）。
このような分別出滓において、上層の溶滓の組
成はNaCl、KClのような水に可溶性のアルカリ
金属塩を主体とする成分であり、下層の溶滓の組
成はCaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3のような水に難
溶性の酸化物を主体とする成分である。しかし
て、上層の溶滓成分の主体は、上記のように
NaCl、KCl等のハロゲンを含むアルカリ金属塩
である故、出滓にあたつて、必要以上に高温度が
維持されると炉体を損傷して、耐用性が短命化す
る原因となる。さらに、上記直接通電式溶融処理
炉の運転において、上層の溶滓は、融点が600℃
〜700℃であり、それ以上の温度では粘度が1cp
と小さく、したがつて、炉本体の炉壁を構成する
耐火材料例えば耐火レンガ中へ浸透し浸透通路が
形成される。またレンガ目地を伝つて流下する。
一般に耐火レンガの気孔率が16％の場合、５〜10
％が浸透するとされているが、耐火レンガの目地
に上層の水に可溶性の金属塩からなる溶滓通路が
形成されると、次のような問題点が生ずる。すな
わち、上層の水に可溶性の金属塩の比電導度は
1300℃で約40（Ω-cm-）であり、下層の水に難溶
性の酸化物を主体とする溶滓の２×10-1とくらべ
て約５×10-3倍と小さく、加熱源が直接通電式溶
融処理炉におけるジユール熱によるものである
故、他へ漏電し易くなるので、溶融のための加熱
効果が期待できない。また主として水に難溶性の
酸化物を主体とする溶滓が溶融する層では（電極
の上下）1200〜1400℃近くまで溶滓温度が上昇す
る。したがつてこのような層では、水に可溶性の
溶滓（塩）が存在すると、これらは耐火物に浸透
し、アルカリ金属の化合物を作り、その融点等を
著しく下げ耐火物の耐久性を減ずる作用を及ぼ
す。
成はNaCl、KClのような水に可溶性のアルカリ
金属塩を主体とする成分であり、下層の溶滓の組
成はCaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3のような水に難
溶性の酸化物を主体とする成分である。しかし
て、上層の溶滓成分の主体は、上記のように
NaCl、KCl等のハロゲンを含むアルカリ金属塩
である故、出滓にあたつて、必要以上に高温度が
維持されると炉体を損傷して、耐用性が短命化す
る原因となる。さらに、上記直接通電式溶融処理
炉の運転において、上層の溶滓は、融点が600℃
〜700℃であり、それ以上の温度では粘度が1cp
と小さく、したがつて、炉本体の炉壁を構成する
耐火材料例えば耐火レンガ中へ浸透し浸透通路が
形成される。またレンガ目地を伝つて流下する。
一般に耐火レンガの気孔率が16％の場合、５〜10
％が浸透するとされているが、耐火レンガの目地
に上層の水に可溶性の金属塩からなる溶滓通路が
形成されると、次のような問題点が生ずる。すな
わち、上層の水に可溶性の金属塩の比電導度は
1300℃で約40（Ω-cm-）であり、下層の水に難溶
性の酸化物を主体とする溶滓の２×10-1とくらべ
て約５×10-3倍と小さく、加熱源が直接通電式溶
融処理炉におけるジユール熱によるものである
故、他へ漏電し易くなるので、溶融のための加熱
効果が期待できない。また主として水に難溶性の
酸化物を主体とする溶滓が溶融する層では（電極
の上下）1200〜1400℃近くまで溶滓温度が上昇す
る。したがつてこのような層では、水に可溶性の
溶滓（塩）が存在すると、これらは耐火物に浸透
し、アルカリ金属の化合物を作り、その融点等を
著しく下げ耐火物の耐久性を減ずる作用を及ぼ
す。
本発明は水に可溶性のアルカリ金属塩を主体と
する前記上層の溶滓の耐火レンガ目地内へ浸透す
るのを阻止する構造とすることにより、上記のよ
うな問題点を解決した、ダストの直接通電式溶融
処理炉を提供するものである。すなわち本発明は
上下二段に溶滓排出口を備え、生成した溶滓を水
に可溶性の塩類を主体とする上層の溶滓と、水に
難溶性の無機酸化物を主体とする下層の溶滓とに
分別出滓する廃棄物焼却炉から発生するダストの
直接通電式溶融処理炉において、上層の溶滓と下
層の溶滓との境界レベルよりはやや下方レベルの
高さで、炉本体の全周にわたつて、炉体を構成す
る炉壁内に冷却帯を設けてなることを特徴とする
ダストの溶融処理炉を要旨とするものである。
する前記上層の溶滓の耐火レンガ目地内へ浸透す
るのを阻止する構造とすることにより、上記のよ
うな問題点を解決した、ダストの直接通電式溶融
処理炉を提供するものである。すなわち本発明は
上下二段に溶滓排出口を備え、生成した溶滓を水
に可溶性の塩類を主体とする上層の溶滓と、水に
難溶性の無機酸化物を主体とする下層の溶滓とに
分別出滓する廃棄物焼却炉から発生するダストの
直接通電式溶融処理炉において、上層の溶滓と下
層の溶滓との境界レベルよりはやや下方レベルの
高さで、炉本体の全周にわたつて、炉体を構成す
る炉壁内に冷却帯を設けてなることを特徴とする
ダストの溶融処理炉を要旨とするものである。
以下、本発明を一実施例を示す図面に基いて説
明する。
明する。
第１図は直接通電式溶融処理炉の断面略図で１
は例えばZr2O3の含有量の多いSiO2−Al2O3−Zr2
O3系の耐火材料、例えば耐火レンガにより密閉
構築された炉本体で、これには廃棄物の焼却時に
発生したダストの投入口２、排気管３、投入した
ダストの初期溶融のための加熱装置、例えば燃料
ガス噴射ノズル４、水平方向に出没自在な電極
５，５、上段の溶滓排出口６、下段の溶滓排出口
７などが設けられている。尚この２つの溶滓排出
口６，７は炉体構造の許容範囲でなるべく落差を
つけて設けられる。上記電極５，５は電圧調整用
電源トランス８を通して交流電流が流され、ダス
トの投入口２から投入されたダストが前記燃料ガ
ス噴射ノズル４からのガス加熱により溶融して、
生成した溶滓９自体が導体となり、これにジユー
ル熱を発生させ、内部加熱により溶融状態を保持
させる機能をなすものである。その材料の代表例
としてはモリブデン電極が、また他の例として黒
鉛、鉄、酸化スズ、タングステン電極などがあげ
られる。第１図の直接通電式溶融処理炉により、
廃棄物焼却炉で発生したダストを処理するに当つ
ては該ダストをダスト投入口２より炉本体１に入
れ、初期溶融用の燃料ガス噴射ノズル４よりガス
加熱して、溶融状態とし、溶滓９を生成させるが
この場合の溶滓９の温度は投入したダストの種類
によつて異なるも、およそ1000〜1400℃の範囲で
ある。その際、炉本体１に取り付けてある電極
５，５を予め溶滓中に没入させ交流電流を通し、
これを導体として発生するジユール熱により溶融
状態を維持させる。このときの電流は投入したダ
ストの性質にもよるが、およそ700〜1200KW／
ｔ（被処理物）の範囲である。上記溶滓の生成に
おいて、電極５，５の埋没する溶滓９は主成分が
水に難溶性のCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等の酸
化物よりなり、比重が2.5〜2.9で、融点が1000〜
1400℃と高く、かつ、その温度における粘度が
104cpの物性のものであり、また上記溶滓９上方
には、溶滓９と同一組成の未溶融の固化物を含
み、主体が水に可溶性のKCl、NaCl等のアルカ
リ金属の塩類からなり、比重が1.9〜2.1と上記溶
滓９よりは軽く、かつ、融点が600〜800℃で、そ
の温度における粘度が1cpと流動性の極めて大き
い溶融状の溶滓１１が形成される。次に溶滓９は
炉本体１に設けられた２つの溶滓排出口のうち、
低い位置に設けられている下段の単孔体の溶滓排
出口７から出滓させ、無害化された重金属類と共
に搬送固化させる一方、溶滓１１は高い位置に設
けられた上段の溶滓排出口６から出滓させその主
成分である塩類が水に可溶性の性質であることを
利用して水を満たしたピツト（図示せず）に放出
溶解させる。
は例えばZr2O3の含有量の多いSiO2−Al2O3−Zr2
O3系の耐火材料、例えば耐火レンガにより密閉
構築された炉本体で、これには廃棄物の焼却時に
発生したダストの投入口２、排気管３、投入した
ダストの初期溶融のための加熱装置、例えば燃料
ガス噴射ノズル４、水平方向に出没自在な電極
５，５、上段の溶滓排出口６、下段の溶滓排出口
７などが設けられている。尚この２つの溶滓排出
口６，７は炉体構造の許容範囲でなるべく落差を
つけて設けられる。上記電極５，５は電圧調整用
電源トランス８を通して交流電流が流され、ダス
トの投入口２から投入されたダストが前記燃料ガ
ス噴射ノズル４からのガス加熱により溶融して、
生成した溶滓９自体が導体となり、これにジユー
ル熱を発生させ、内部加熱により溶融状態を保持
させる機能をなすものである。その材料の代表例
としてはモリブデン電極が、また他の例として黒
鉛、鉄、酸化スズ、タングステン電極などがあげ
られる。第１図の直接通電式溶融処理炉により、
廃棄物焼却炉で発生したダストを処理するに当つ
ては該ダストをダスト投入口２より炉本体１に入
れ、初期溶融用の燃料ガス噴射ノズル４よりガス
加熱して、溶融状態とし、溶滓９を生成させるが
この場合の溶滓９の温度は投入したダストの種類
によつて異なるも、およそ1000〜1400℃の範囲で
ある。その際、炉本体１に取り付けてある電極
５，５を予め溶滓中に没入させ交流電流を通し、
これを導体として発生するジユール熱により溶融
状態を維持させる。このときの電流は投入したダ
ストの性質にもよるが、およそ700〜1200KW／
ｔ（被処理物）の範囲である。上記溶滓の生成に
おいて、電極５，５の埋没する溶滓９は主成分が
水に難溶性のCaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等の酸
化物よりなり、比重が2.5〜2.9で、融点が1000〜
1400℃と高く、かつ、その温度における粘度が
104cpの物性のものであり、また上記溶滓９上方
には、溶滓９と同一組成の未溶融の固化物を含
み、主体が水に可溶性のKCl、NaCl等のアルカ
リ金属の塩類からなり、比重が1.9〜2.1と上記溶
滓９よりは軽く、かつ、融点が600〜800℃で、そ
の温度における粘度が1cpと流動性の極めて大き
い溶融状の溶滓１１が形成される。次に溶滓９は
炉本体１に設けられた２つの溶滓排出口のうち、
低い位置に設けられている下段の単孔体の溶滓排
出口７から出滓させ、無害化された重金属類と共
に搬送固化させる一方、溶滓１１は高い位置に設
けられた上段の溶滓排出口６から出滓させその主
成分である塩類が水に可溶性の性質であることを
利用して水を満たしたピツト（図示せず）に放出
溶解させる。
上記分別出滓において、前記の通り、溶滓１１
中には溶滓９と同一組成の未溶融固化物が混在し
ており、更に、その温度は溶滓９からの熱移動に
より前記NaCl、KCl等アルカリ金属の塩類（ハ
ロゲン化物）はその融点よりははるかに高くなつ
ている。したがつて、溶滓１１中のアルカリ金属
塩類が炉壁を構成する例えば耐火レンガよりなる
耐火材料中に浸透して浸透通路を形成し、あるい
は目地を伝つて流下するのを阻止する必要があ
る。１０は炉体１を構成する耐火レンガのような
耐火材料からなり炉壁内部に、炉本体の全周囲に
わたつて埋設される冷却帯で、例えば内部に水を
循環させることのできるリンテルまたは導管（図
示せず）よりなる。しかして、該冷却帯１０は溶
滓９とその上層に形成される溶滓１１との境界レ
ベルよりもやや下方レベルに位置するように設け
られる。すなわち、第２図の拡大図で示すよう
に、炉体１を構成する耐火材料例えば耐火レンガ
よりなる炉壁内に浸透した溶滓１１は冷却帯１０
例えばリンテルの壁に接して冷却され固化した溶
滓１１ｂが生じ、境界レベル１１ａよりも下方へ
の浸透通路の形成、流下が阻止され、一方、境界
レベル１１ａ近傍の下方炉壁には、溶滓１１より
も融点の高い溶滓９の固化溶滓９ａが形成され
る。すなわち、これにより、電極５，５の設けら
れる炉体１の部分における炉壁内にジユール熱の
発生を減衰させる原因となるアルカリ金属塩を主
体とする溶滓１１の浸透が防止される。また溶滓
９の固化溶滓９ａが形成されるところは溶滓９の
レベルの移動が著しく、耐火物の損耗が激しいと
ころであつたが、冷却帯を設けたことにより固化
溶滓９ａが形成され、その結果固化溶滓近傍の耐
火物の耐久性を向上させる。なお１２は溶滓１１
上に形成されるカバリング層であり、投入口２か
ら投入された未溶融のダストからなるものであ
る。
中には溶滓９と同一組成の未溶融固化物が混在し
ており、更に、その温度は溶滓９からの熱移動に
より前記NaCl、KCl等アルカリ金属の塩類（ハ
ロゲン化物）はその融点よりははるかに高くなつ
ている。したがつて、溶滓１１中のアルカリ金属
塩類が炉壁を構成する例えば耐火レンガよりなる
耐火材料中に浸透して浸透通路を形成し、あるい
は目地を伝つて流下するのを阻止する必要があ
る。１０は炉体１を構成する耐火レンガのような
耐火材料からなり炉壁内部に、炉本体の全周囲に
わたつて埋設される冷却帯で、例えば内部に水を
循環させることのできるリンテルまたは導管（図
示せず）よりなる。しかして、該冷却帯１０は溶
滓９とその上層に形成される溶滓１１との境界レ
ベルよりもやや下方レベルに位置するように設け
られる。すなわち、第２図の拡大図で示すよう
に、炉体１を構成する耐火材料例えば耐火レンガ
よりなる炉壁内に浸透した溶滓１１は冷却帯１０
例えばリンテルの壁に接して冷却され固化した溶
滓１１ｂが生じ、境界レベル１１ａよりも下方へ
の浸透通路の形成、流下が阻止され、一方、境界
レベル１１ａ近傍の下方炉壁には、溶滓１１より
も融点の高い溶滓９の固化溶滓９ａが形成され
る。すなわち、これにより、電極５，５の設けら
れる炉体１の部分における炉壁内にジユール熱の
発生を減衰させる原因となるアルカリ金属塩を主
体とする溶滓１１の浸透が防止される。また溶滓
９の固化溶滓９ａが形成されるところは溶滓９の
レベルの移動が著しく、耐火物の損耗が激しいと
ころであつたが、冷却帯を設けたことにより固化
溶滓９ａが形成され、その結果固化溶滓近傍の耐
火物の耐久性を向上させる。なお１２は溶滓１１
上に形成されるカバリング層であり、投入口２か
ら投入された未溶融のダストからなるものであ
る。
本発明は、以上のべたように、廃棄物処理炉か
ら発生する、水に可溶性のアルカリ金属塩および
不溶性の酸化物を含むダストの直接通電式溶融処
理炉の上層溶滓と下層溶滓との境界レベルよりは
やや下方レベルの炉体の炉壁内全周囲に、冷却帯
を設けた、ジユール熱による加熱通電を支障なく
行わせ耐火物の耐久性を向上させる構造としたダ
ストの直接通電式溶融処理炉であり、その工業的
利用価値は大である。
ら発生する、水に可溶性のアルカリ金属塩および
不溶性の酸化物を含むダストの直接通電式溶融処
理炉の上層溶滓と下層溶滓との境界レベルよりは
やや下方レベルの炉体の炉壁内全周囲に、冷却帯
を設けた、ジユール熱による加熱通電を支障なく
行わせ耐火物の耐久性を向上させる構造としたダ
ストの直接通電式溶融処理炉であり、その工業的
利用価値は大である。
第１図は、本発明の一例を示すダストの溶融処
理炉の断面略図、第２図はその一部を示す拡大断
面図である。 １……炉本体、２……投入口、３……排気管、
４……燃料ガス噴射ノズル、５……電極、６……
上段排出口、７……下段排出口、８……電圧調整
用電源トランス、９……溶滓、１０……冷却帯、
１１……溶滓、１２……カバリング槽。
理炉の断面略図、第２図はその一部を示す拡大断
面図である。 １……炉本体、２……投入口、３……排気管、
４……燃料ガス噴射ノズル、５……電極、６……
上段排出口、７……下段排出口、８……電圧調整
用電源トランス、９……溶滓、１０……冷却帯、
１１……溶滓、１２……カバリング槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下二段に溶滓排出口を備え、生成した溶滓
を水に可溶性の塩類を主体とする上層の溶滓と、
水に難溶性の無機酸化物を主体とする下層の溶滓
とに分別出滓する廃棄物焼却炉から発生するダス
トの直接通電式溶融処理炉において、上層の溶滓
と下層の溶滓との境界レベルよりはやや下方レベ
ル高さで、炉本体の全周にわたつて、炉体を構成
する炉壁内に冷却帯を設けてなることを特徴とす
るダストの溶融処理炉。 ２ 冷却帯が冷却水を導通可能なリンテルまたは
配管よりなる特許請求の範囲第１項記載のダスト
の溶融処理炉。 ３ 上層の溶滓がNaClまたはKClのような水に
可溶性のアルカリ金属塩を主体とする成分であ
り、下層の溶滓がCaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2の
ような水に難溶性の酸化物を主体とする成分より
なる特許請求の範囲第１項又は第２項記載のダス
トの溶融処理炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164026A JPS6054780A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | ダストの溶融処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58164026A JPS6054780A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | ダストの溶融処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054780A JPS6054780A (ja) | 1985-03-29 |
| JPH046439B2 true JPH046439B2 (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15785384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58164026A Granted JPS6054780A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | ダストの溶融処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054780A (ja) |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58164026A patent/JPS6054780A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6054780A (ja) | 1985-03-29 |
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