JPH05172472A - 焼却灰の電気溶融方法及び電気溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】焼却灰溶解炉の立ち上げ方法の簡便化。 【構成】焼却灰９に先端部が埋没された電極１、２の先
端部相互の間隔ｘを該電極の他の部分の間隔より狭くし
て焼却灰９の電気溶融を開始することを特徴とする焼却
灰の電気溶融方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は焼却灰の電気溶融方法及
び電気溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、焼却炉の焼却灰は、多くの場合埋
立処分されていた。しかし、埋立地の確保が年々難しく
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、すなわち減容化処理が要望されている。

【０００３】この減容化処理として、都市ごみ焼却灰を
電気炉で溶融固化する方法が提案されている。これに
は、基本的には製鋼用に使用されているようなアーク放
電を主な熱源とするものと、合金精錬炉、ガラス溶融炉
等が代表的な例であるが、電気抵抗加熱を主な熱源とす
るものとがある。

【０００４】この場合、焼却灰は通常温度では導電性が
ないため、溶融炉の立ち上げ時には、スクラップなどの
導電体を炉内に投入し、アーク放電によりそれを溶解し
ベースメタルを形成する。焼却灰は、ベースメタル形成
後に投入され、加熱溶融されていく。灰が溶融して形成
されたスラグは導電性があるため、その後は溶融スラグ
に通電することにより、熱を発生させ焼却灰の溶融を継
続する。

【０００５】また、特公平２−５２７６６号公報には、
スクラップなどの単純なものでなく、導電材とスラグ化
剤とを混合した特別な溶融開始剤を使用することによる
溶融炉の立ち上げ方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶融開始剤を使
用する方法では、それを貯留する設備、投入するための
設備など、溶融開始剤のための専用の設備を付加する必
要がある。

【０００７】また、溶融炉を停止し炉内のスラグ温度が
下がり、アーク放電または抵抗加熱に必要な導電性を失
った後、再立ち上げする場合には、炉内の未溶融の焼却
灰を除去し、電極の近傍にスクラップまたは溶融開始剤
を投入する作業が必要になる。本発明は、これら問題点
を解消できるようにした焼却灰の電気溶融方法及び電気
溶融炉を提供することを課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の焼却灰の電気溶
融方法は、焼却灰に先端部が埋没された複数本の電極の
先端部相互の間隔を該電極の他の部分の間隔より狭くし
て焼却灰の電気溶融を開始することを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、焼却灰の電気溶融炉は、複数本の電
極の電極先端部の相互間隔が、該電極の他の部分の間隔
より狭くなるように相互に傾斜させて配設すると共に、
これら電極の先端部の相互間隔及び炉床からの高さを調
整する電極の位置調整機構を設けてなるものである。

【００１０】

【作用】溶融炉を立ち上げる際に、まず電極先端部を被
処理物である焼却灰中に埋没させ、電極先端部を接触さ
せた後、引き離しアーク放電を発生させ、そのアークを
維持させることにより、電極先端部近傍の焼却灰を赤熱
溶融して火種となるスラグ溜まりを形成する。

【００１１】スラグ溜まりの形成が進行するにつれ、電
極間で発生していたアーク放電はなくなり、電極間に存
在する溶融スラグに電流が流れることによる抵抗加熱へ
と溶融炉の荷電形態が移行していく。

【００１２】抵抗加熱へと移行したことが確認された
後、徐々に電極先端部の間隔を離してゆき、電極間の抵
抗値を、使用している電源設備の特性上最も効率の良い
値に近付けて行き、通常運転状態にもって行く。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の電気溶融炉の一実施例を図１
により説明する。

【００１４】これは、鉛直な電極１と、これに対して角
度θで傾斜する電極２の２本の電極を用いた場合のもの
である。以下に、電極１、２の位置調整機構１０の構成
について説明する。

【００１５】電極保持スタンド１１に、電極保持ブロッ
ク１２が、モータ１３により、矢印３で示す上下方向に
位置調整可能に設けられている。電極１の保持部１４ａ
を有するバー１４が、電極保持ブロック１２に、モータ
１５により、矢印４で示す水平方向に位置調整可能に設
けられている。こうして、電極１下端部の位置を上下及
び水平方向に調整できるようになっている。

【００１６】一方、溶融炉本体６に、電極２を電極１に
対して角度θで、矢印５で示す方向に案内する電極スラ
イドガイド１６が固定されている。電極２の頂部に電極
保持部２ａが固定され、この保持部２ａにチェーン１７
が連結されている。また、電極保持スタンド１５の頂部
に、チェーン１７が巻回されるスプロケットを有するモ
ータ１８及びスプロケット１９が設けられている。そし
て、これらスプロケットに巻回されたチェーン１７の端
部にカウンタウエイト２０が取付けられている。こうし
て、モータ１８を駆動することにより、電極２は、矢印
５で示す方向に位置調整可能になっている。

【００１７】しかして、モータ１８により、電極２を矢
印５方向に移動させ、図２に示すように、電極２の先端
部の炉床からの高さｙを所定の値に調整する。そして、
モータ１３、１５により、電極１の先端部の電極２の先
端部との間隔を所定の値ｘに調整すると共に、電極１の
先端部の炉床からの高さをｙに調整する。

【００１８】なお、上記例は、鉛直な電極１と、これに
対して角度θで傾斜する電極２の２本の電極を用いた場
合のものであるが、それぞれの電極を鉛直方向に対して
角度をもたせて配置してもよく、また３本以上の電極を
使用してもよい。次に、本発明の電気溶融方法の運転状
況の一例を図２及び図３を参照して説明する。

【００１９】先端部が焼却灰９に埋没された電極１、２
に電圧をかけた後、電極先端部の距離ｘを調整し、アー
クを発生させる。場合によっては、電極１、２を接触さ
せた後、引き離すことによりアークを発生させる。図３
に、本発明による立ち上げ時及び定常状態に移行後の電
圧波形を示す。溶融炉運転直後は、（ａ）に示すよう
に、アーク放電特有な波形（再点弧電圧）が現れ、比較
的低い電圧で高い電流を発生するアーク放電が継続す
る。本実験では、約１５分後に、電極先端部に溜まった
溶融スラグにより抵抗加熱へと移行し、（ｂ）に示すよ
うに、アーク放電特有の波形がなくなった。

【００２０】溶融スラグの溜まりの量が多くなるにつ
れ、電極間隔を離し電圧を高くして行き、電源設備の特
性上、最も効率の良い状態に調整していく。（ｃ）は、
本実験設備で運転開始より約１時間後に定常状態に移行
した時の電圧波形である。

【００２１】このように、本実験にて、溶融開始剤を使
用することなく、焼却灰９中に挿入した電極間でアーク
放電を発生させることにより、焼却灰の溶融炉を簡便に
立ち上げられることが確認できた。

【００２２】なお、図２に示す、炉床に溜まった溶融固
化物８（メタルまたはスラグ）の存在は、本発明による
溶融炉の立ち上げ方法においては特別な意味はなく、そ
の存在の有無に関係なく、溶融炉の立ち上げは可能であ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明方法により、溶融炉を立ち上げる
ことによって、次のような効果が得られる。溶融開始剤
が不要となるばかりか、それをハンドリングするための
設備も省け、設備全体の設置スペースも小さくすること
ができる。溶融開始当初より発熱部を焼却灰でカバリン
グできるため、揮散物質および粉塵の発生を抑制でき
る。

【００２４】溶融炉の運転開始の際、炉内の状態を特別
に整える必要がなく、投入した焼却灰に電極を挿入する
だけでよく、従来のような立ち上げ時の繁雑な作業が不
要となる。

【００２５】炉の停止時においても、再立ち上げのこと
を考慮して、炉内の焼却灰を全量溶融した後、溶融物を
極力全量排出するなどの操作を必要としない。電極を溶
融部分から離しさえすれば、再立ち上げには支障がない
ため、ほとんど炉内状態に関係なく炉を停止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気溶解炉の一実施例の全体構成を示
す説明図。

【図２】本発明の電気溶解法の作用説明図。

【図３】本発明による立ち上げ時及び定常状態に移行後
の電圧波形を示す説明図。

【符号の説明】

１、２…電極，６…溶解炉本体、９…焼却灰、１０…電
極位置調整機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却灰に先端部が埋没された複数本の電
   極の先端部相互の間隔を該電極の他の部分の間隔より狭
   くして焼却灰の電気溶融を開始することを特徴とする焼
   却灰の電気溶融方法。
2. 【請求項２】 複数本の電極の電極先端部の相互間隔
   が、該電極の他の部分の間隔より狭くなるように相互に
   傾斜させて配設すると共に、これら電極の先端部の相互
   間隔及び炉床からの高さを調整する電極の位置調整機構
   を設けてなる焼却灰の電気溶融炉。