JPH0576360B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は廃棄物溶融処理炉に関する。さらに詳
しくは、都市ゴミ焼却灰のような廃棄物の溶融処
理において溶融物の出滓をより円滑にするための
出滓樋自浄機構を備えた廃棄物溶融処理炉に係わ
るものである。

［従来の技術］ 都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰、皮革処理汚
泥焼却灰等は各種廃棄物は、従来、埋立などによ
り処理されてきた。しかし、埋立用地の確保が困
難であること、含有される有害重金属類が土中に
溶出し、埋立用地周辺を汚染して二次公害を引き
起す恐れがあることなどから最近では、前記廃棄
物を溶融処理炉で溶融処理し、無害化減容する方
法が提案され、上記問題の解決がはかられてい
る。溶融処理炉の一つとして、アーク式溶融炉が
知られており、その代表例として、サブマージド
アーク溶融炉がある。

この溶融炉は、溶融物の出滓口を備えた耐火構
造の炉本体と、廃棄物投入口、複数の主電極、ガ
ス排出ダクト等を備えた炉蓋とからなつており、
これには、出滓口から排出された溶融物を受け入
れて、冷却し固化破砕する水砕槽が付設されてい
る。また前記出滓口の手前溶融物の流路には、排
出中の溶融物が、そこで冷却固化して出滓を妨げ
られることがないように、加熱用の補助電極が配
置され、溶融開始材投入口が開口している。さら
に、出滓口最先端にはＵ字型の切欠溝を備えた出
滓口堰レンガが交換可能にはめこまれている。

そして、電極はその下端乃至全長の約半分が廃
棄物投入口から炉本体内に投入された廃棄物によ
つて、埋没され、電極に通電することによつて、
アーク熱が発生し、投入された廃棄物は遂次溶融
して、前記出滓口堰レンガのＵ字型切欠溝から炉
外に排出され、水砕槽にて冷却されて細砂状に破
砕固化される。

［発明が解決しようとする問題点］ サブマージドアーク溶融炉による溶融処理は、
前記の通り、電極の下端乃至全長の約半分が処理
されるべき廃棄物に埋没して行なわれるが、廃棄
物の加熱溶融が進むにつれて、炉内における溶融
物の溶融面レベルが上昇し、出滓口に設けられて
いる出滓堰レンガのＵ字型切欠溝から炉外にオー
バーフローし、連続して自重により出滓される。

ところが、前記出滓口の炉本体と出滓堰レンガ
との接続部である出滓樋には溶融処理中に未溶融
物が渋滞し、円滑な出滓が行い得ないことがしば
しば起る。

都市ゴミ焼却灰のうち、特に、ピン類が主体の
分別ゴミ（燃焼不適物のゴミ）焼却灰を溶融処理
したとき生成する溶融スラグは粘性が高く、ま
た、ガス発泡性があり、溶融レベルが連続溶融処
理連続出滓の途中に、変動しやすい。そして、分
別ゴミ焼却灰を連続処理するとき、皮膜状の未溶
融物が溶融処理炉の出滓樋内に生じ出滓が渋滞し
て炉内の溶融スラグレベルが増加する。そのほ
か、出滓樋を構成するスタンプ材（耐火物）が剥
がれてそのｔに混在する場合もある。これら渋滞
物は補助加熱電極を稼働させても用意には溶解し
ない。そして現象的には、出滓樋内で５〜10mm程
度の厚みを有する固化スラグからなる未溶融物の
皮膜を生成し、溶融スラグの円滑な出滓を阻止し
てしまう。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題を解消するべく種々検討の
結果達成されたもので、出滓樋に生成する上記ス
ラグ固化皮膜はその生成の都度外部から僅かの機
械力を与えるだけで簡単に破砕することができ、
それにより、溶融スラグの出滓を円滑にすること
ができるとの知見に基くものである。即ち、本発
明は、廃棄物溶融処理炉の出滓口手前出滓樋上
に、非溶融物が渋滞して排出を妨害していること
を検出する感知器と、該非溶融物を除去するため
に出滓樋内に出没する掻き出し棒とを備えた出滓
樋の自浄機構を設置してなることを特徴とする廃
棄物溶融処理炉を要旨とするものである。

［作用］ 未溶融物が出滓樋が渋滞し、溶融物の炉外への
排出が進展しないときは、それを検出した感知器
の信号の基いで、掻き出し棒が作動して出滓樋の
自浄を行う。これによつて、固化スラグの渋滞を
解消し、円滑な連続出滓が行われる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明す
る。第１図は、溶融物溶融処理炉の１つの挙げら
れるサブマージドアーク炉の概略側面図であり、
１はカーボン、マグネシア、アルミナ等の１種ま
たは複数を含有した耐火材料で構築された炉本体
である。炉本体１の上面は炉蓋２で蔽われてい
る。炉蓋２は複数の種電極３が貫通し、また、都
市ゴム焼却灰のような廃棄物の投入口４、排ガス
ダクト５が設けられる。炉本体１の下方には、出
滓口６が設けられている。該出滓口６には第１図
のＡ矢視方向からみた拡大概略正面図である第２
図に示すように、Ｕ字型の切欠構８を備えた耐火
性の出滓口堰レンガ７が設けられており炉本体１
内で形成された溶融物がここからオーバーフロー
して炉外へ出滓される。

炉本体１の底面全体には、耐火性材料（スタン
プ材）よりなるキヤスタブル１Ａが内張りしてあ
り、該キヤスタブル１Ａは、出滓口６近傍では溶
融物の排出が容易なように樋状に構築してある。
そして該出滓樋上には通常の出滓で溶融物が、こ
こで固化するのを防止するための補助加熱電極
９、溶融開始剤貯蔵ホツパー１１から溶融開始剤
１０を投入する溶融開始剤投入口１２が設けられ
る。これら補助加熱電極９、溶融開始剤投入口１
２は、出滓口６を蔽う出滓口蓋１３に配置され
る。

出滓口蓋１３の縦方向、すなわち溶融物を流れ
方向において、炉本体１の反対側側壁には、出滓
口６を通り、前記出滓樋内に出没（矢印で示す）
して、そこに滞留するスラグ固化皮膜のような未
溶融物を引き出し、または破砕作動する自浄機構
１４の掻き出し棒１５出没口が設けられる。さら
に、その下方即ち、出滓堰レンガ７の下端に、出
滓口６からの溶融物の排出状況を検出する検知器
１６が設けられ、これに対応するものとして、公
知の光高温計、ITV等が設けられる。

自浄機構１４は前記掻き出し棒１５、感知器１
６のほかに掻き出し棒１５の出没作動を行わせる
油圧シリンダー１７、電磁弁１８の、感知器１６
から検出信号をうけて油圧シリンダー１７の掻き
出を作動し指令する制御器１９よりなる。出滓口
６の直下には、出滓された溶融物を受け入れて、
これを急冷細粒固化させるための水１９を満した
水砕槽２０が配置される。

以上のような溶融処理炉は、本来や、銑鉄、フ
エロアロイ、銅、亜鉛、錫等や精錬や、カーバイ
ド、隣、溶性隣肥等の化成品の製造に用いられる
ものを改良したもので、主電極３から電流を導入
し炉内に装入された廃棄物または溶融物との間に
（サブマージド）アークを発生させ、乍ら、運転
される。本発明ではこれを廃棄物特に塩基度
（CaO／SiO₂）が0.1以下でガラス分の大きい都市
ゴム焼却灰を処理用として好適に応用できるもの
である。

上記炉の操作法においては、まず、廃棄物とし
ての焼却灰ａを廃棄物投入口４より均一な厚みと
なるように順次投入して、これを溶融処理してい
く。この処理により、焼却灰ａからはメタル分を
主体とする溶融金属層ｂと、無機質成分と主体と
する溶融スラグ層ｃと２層よりなる溶融物が形成
され、炉底に溶融金属層ｂ、その上に、溶融スラ
グ層ｃ、さらにその上に、未溶融の焼却灰ａが積
層される。

炉本体１内に形成された溶融物（溶融スラグｃ
と溶融金属ｂ）は、1350〜1550℃の高温を維持す
るが、焼却灰ａの継続装入により、その嵩が増加
すると、排出口６の出滓口堰レンガ７のＵ字型切
欠溝８からオーバーフローし、流下物ｄとして、
水砕槽２０に落下し、水砕スラグｅとなる。

本発明の廃棄物溶融処理炉の特徴は、溶融物を
炉外に出滓中に、出滓口６手前の出滓樋上に渋滞
して溶融物の円滑な出滓を妨げる未溶融物を取除
く出滓樋自浄機構を設けたことにある。

［自浄機構の作用］ 自浄機構１４の作用につき第３図〜第５図の要
部を拡大して示す概略側面図に副つて説明する
と、溶融スラグｃの出滓中、出滓口６手前の出滓
樋上で、外気と接触冷却されて表面に厚みが５〜
10mm程度の固化皮膜c1が生ずる。これが溶融スラ
グｃの出滓樋上での流れを止め出滓をストツプさ
せてしまう（第３図参照）。この場合、出滓堰レ
ンガ７の下端を測定点とする感知器１６が、通常
の連続出滓時には、溶融スラグｃの温度1000℃〜
1500℃を検知していたのを、溶融スラグｃの出滓
流が認められず出滓がストツプして、ある温度以
外例えば600℃以下の温度を示したときは、それ
が検出信号として、制御器１９に伝達される。制
御器１９には、ある温度以下（例えば600℃以下）
の上記検出信号を受けときは、補助加熱電極９の
揚降装置（図示せず）に対する電極下稼働指令、
電磁弁１８作動指令がプログラムとして入力され
ており、これによつて、油圧シリンダ１７の掻ぎ
出し棒が１５が一定時間出滓口６を通して出滓樋
内に前進後退をくり返しその先端で、固化膜ｃ１
を破砕する（第４図参照）。これにより内部の溶
融スラグは出滓流ｄとして水砕槽２０に落下し、
出滓が再開される。表面の固化皮膜ｃ１は前記の
ように５〜10mmと比較的薄いものであり、しかも
内部は溶融状のスラグであるためやすく破砕され
掻き出し棒１５の機械力も５Kg／cm以下と極めて
軽度の応力ですむ。出滓が再開されれば、感知器
１６は再い通常の感知温度を検知するので、この
信号により制御器１９は、電磁弁１８に対する掻
き出し棒１５の作動停止と、補助加熱電極９の上
昇を指令し、通常の出滓に戻る（第５図参照）。
以上は感知器１６に光高温計を適用し制御器１９
を用いたシーケンスを組み込んだ場合についての
べたが、感知器１６としてITVを用い、手動に
より掻き出し棒１５を出没させる自浄機構を適用
できることは言うまでもない。

［効果］ 本発明は、以上のような構成よりなるので、廃
棄物特に、溶融物の溶融レベルが激しく変動し、
出滓口手前で固化スラグを生じて、出滓樋の詰り
を起し易い廃棄物、特に塩基分の小さい都市ゴミ
で焼却灰で、分別ゴミ焼却灰の処理炉として好適
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は概略側面図、第２図は第１図における矢視
方向からみた部分拡大概略正面図、第３図〜第５
図は、本発明溶融処理炉の作動状態を示す要部拡
大概略側面図を示す。 １……炉本体、２……炉蓋、３……主電極、４
……廃棄物投入口、６……出滓口、７……出滓
堰、８……切次き溝、９……補助加熱電極、１４
……自浄機構、１５……掻き出し棒、１６……感
知器、１７……油圧シリンダー、１８……電磁
弁、１９……制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 廃棄物溶融処理炉の出滓口手前出滓樋上に、
   非溶融物が渋滞して排出を妨害していることを検
   出する感知器と、該非溶融物を除去するために出
   滓樋内に出没する掻き出し棒とを備えた出滓樋の
   自浄機構を設置してなることを特徴とする廃棄物
   溶融処理炉。