JPH07217832A - Plasma melting apparatus - Google Patents

Plasma melting apparatus

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JPH07217832A
JPH07217832A JP2760494A JP2760494A JPH07217832A JP H07217832 A JPH07217832 A JP H07217832A JP 2760494 A JP2760494 A JP 2760494A JP 2760494 A JP2760494 A JP 2760494A JP H07217832 A JPH07217832 A JP H07217832A
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plasma
fine powder
melting
gas
electrode
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Masatoyo Shibuya
正豊 渋谷
Mikimasa Iwata
幹正 岩田
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

PURPOSE:To separate and recover fine powder to be solidified and recovered after other substance is melted by melting the powder to be recovered from an incinerator for waste such as general refuse, etc., and recovering heavy metal by cooling and solidifying after vaporizing it. CONSTITUTION:The plasma melting apparatus comprises a molten pool 22 for storing a furnace bot,tom electrode 21 and a molten dust 23 at a lower part of a melting furnace 20, a torch electrode 24 provided at an upper part of the furnace 20, a plasma torch having a nozzle 25 for feeding fine powder 26 and heating plasma gas 28 to outside the electrode 24, and a power source 32 for generating a transfer type arc plasma 33 between the electrode 21 and the electrode 24. When the powder 26 is supplied to the furnace 20 together with the plasma gas, the powder 26 is melted at a high temperature by the plasma 33.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般ごみ等の廃棄物の
焼却炉から回収される微粉物を溶融して、重金属は気化
後に冷却固化により回収し、その他の物質は溶融後に固
化して回収する微粉物の分離回収を行うプラズマ溶融装
置に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention melts fine powders collected from an incinerator for wastes such as general waste, collects heavy metals by cooling and solidifying after vaporization, and solidifies other substances after melting. The present invention relates to a plasma melting device for separating and collecting fine powders to be collected.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、一般ごみ等の廃棄物の焼却に伴い
発生する煤塵としての微粉物(集塵ダスト)の発生量は
極めて多大となっている。そしてこの微粉物は、表面層
に低融点の重金属やダイオキシンなどの有害物質を含ん
でおり、この微粉物をそのままの状態で埋め立て処分し
たのでは、生体系への影響が心配され、そのためこの微
粉物を高温にて溶融して、重金属は蒸発等により気化し
たのち急速に冷却して固化し、またその他の物質は溶融
後冷却し砂状或いはブロック状に固形化して分離し、重
金属は再利用に供し、その他の物質の砂状或いはブロッ
ク状の固形物は建築資材等に利用するなど、微粉物処理
の検討が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, the amount of fine dust (dust collecting dust) generated as soot dust generated by incineration of waste such as general garbage has become extremely large. And this fine powder contains harmful substances such as heavy metals and dioxins with low melting point in the surface layer, and if this fine powder is landfilled as it is, there is a concern that it will affect the biological system. Heavy metals are melted at high temperature, heavy metals are vaporized by evaporation, etc. and then rapidly cooled and solidified, and other substances are cooled after melting and solidified into sand or blocks to be separated, and heavy metals are reused. , And sand-like or block-like solids of other substances are used for building materials and the like, and the study of fine powder treatment is underway.

【0003】そして、これら微粉物の溶融装置としての
従来の装置の一例としては、熱源に電気抵抗を用いたも
のがある。即ち、図3に示すように溶融炉1内に熱源と
して電気抵抗を用いた加熱エレメント2を設け、ホッパ
ー3から溶融炉1内に供給される微粉物4を加熱溶融
し、溶融炉1の底部に溶融状態で蓄積される。この蓄積
された溶融物5は、溶融物取出口6からパイプ7を通し
て回収容器8に取り込まれ、溶融物5は冷却されてガラ
ス状固形物9として回収される。一方、前述した溶融の
過程で低融点の重金属10は蒸発し、気化されて上方に
設けられた取出口11から加熱炉1外に導出されるが、
その導出部に設けられた冷却空気等による冷却部12に
よって急速に冷却され固化されて、重金属回収部13に
おいて回収される。重金属10が回収された排気ガス
は、送風ファン14によりダクト15を介して放出され
るようになっている。また、その他の従来例としては、
熱源としてガスバーナを用いるものもあるが、原理的に
は前述した溶融装置と大差ないため省略する。
As an example of a conventional apparatus for melting these fine powders, there is one using electric resistance as a heat source. That is, as shown in FIG. 3, a heating element 2 using electric resistance as a heat source is provided in the melting furnace 1 to heat and melt the fine powder material 4 supplied from the hopper 3 into the melting furnace 1 to form a bottom portion of the melting furnace 1. Are accumulated in the molten state. The accumulated melt 5 is taken into the recovery container 8 from the melt outlet 6 through the pipe 7, and the melt 5 is cooled and recovered as a glassy solid substance 9. On the other hand, the heavy metal 10 having a low melting point is vaporized in the above-mentioned melting process, vaporized and led out of the heating furnace 1 through the outlet 11 provided above.
It is rapidly cooled and solidified by the cooling unit 12 such as cooling air provided in the lead-out unit, and is recovered in the heavy metal recovery unit 13. The exhaust gas from which the heavy metal 10 has been collected is discharged by the blower fan 14 through the duct 15. Also, as another conventional example,
A gas burner may be used as a heat source, but it is omitted in principle because it is not much different from the above-mentioned melting device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な熱源として電気抵抗を用いた加熱エレメントによる加
熱は、間接加熱であるため熱効率が低く、加熱温度の高
温化にも限度あり、また微粉物の性質による効果的加熱
雰囲気の選択が出来ないなどの問題がある。また、熱源
としてガスバーナを用いるものも、前記した熱源として
電気抵抗を用いた溶融装置における問題点のほか、燃焼
に伴う排気ガス処理の問題があり、これら従来技術は微
粉物の溶融装置とし種々の問題があった。本発明は、微
粉物の溶融装置としてのこのような問題を解決したもの
で、熱効率の向上、加熱温度の高温化、微粉物の性質に
よる効果的加熱雰囲気の選択等を行い得る溶融装置を提
供するものである。
However, the heating by such a heating element using electric resistance as a heat source is indirect heating, so that the thermal efficiency is low and the heating temperature is limited to a high temperature. There is a problem that an effective heating atmosphere cannot be selected depending on the property. Further, those using a gas burner as a heat source, in addition to the problems in the melting device using electric resistance as the heat source described above, there is a problem of exhaust gas treatment associated with combustion, these prior art various melting device of fine powder There was a problem. The present invention solves such a problem as a melting apparatus for fine powder, and provides a melting apparatus capable of improving thermal efficiency, raising the heating temperature, and selecting an effective heating atmosphere depending on the properties of the fine powder. To do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマ溶
融装置は、一般ごみ等の廃棄物の焼却炉から回収される
微粉物を溶融して、重金属は気化後に冷却固化により回
収し、その他の物質は溶融後に固化して回収する微粉物
の分離回収を行う溶融装置において、溶融炉の下部に設
けられた炉底電極および溶融物を蓄積させる溶融池と、
前記溶融炉の上部に設けられたトーチ電極、該トーチ電
極の外側に微粉物および微粉物加熱用プラズマガス送入
用ノズルからなるプラズマトーチと、前記炉底電極とト
ーチ電極との間に移行形アークプラズマを発生せしめる
ための電源部とを備え、前記微粉物を加熱用プラズマガ
スとともに溶融炉に供給した際、当該微粉物を前記移行
形アークプラズマによる高温にて溶融せしめるようにし
たものである。
The plasma melting apparatus according to the present invention melts fine powders collected from an incinerator for waste such as general waste, and collects heavy metals by cooling and solidifying after vaporization, and other substances. Is a melting device for separating and recovering fine powder that is solidified and recovered after melting, with a furnace bottom electrode provided at the bottom of the melting furnace and a molten pool for accumulating the melt,
A torch electrode provided in the upper part of the melting furnace, a plasma torch including a fine powder and a plasma gas feeding nozzle for heating the fine powder on the outside of the torch electrode, and a transfer type between the furnace bottom electrode and the torch electrode. A power supply unit for generating arc plasma is provided, and when the fine powder is supplied to a melting furnace together with a heating plasma gas, the fine powder is melted at a high temperature by the transfer arc plasma. .

【0006】また、本発明による他のプラズマ溶融装置
は、一般ごみ等の廃棄物の焼却炉から回収される微粉物
を溶融して、重金属は気化後に冷却固化により回収し、
その他の物質は溶融後に固化して回収する微粉物の分離
回収を行う溶融装置において、溶融炉の下部に設けられ
た炉底電極とおよび溶融物を蓄積させる溶融池と、前記
溶融炉の上部に設けられたトーチ電極と、該トーチ電極
の外側にトーチ電極保護用プラズマガス送入用第1ノズ
ルと、該第1ノズルの外側に微粉物および加熱用プラズ
マガス送入用第2ノズルとからなるプラズマトーチと、
前記炉底電極とトーチ電極との間に移行形アークプラズ
マを発生せしめるための電源部とを備え、前記微粉物を
加熱用ガスとともに前記第2ノズルから溶融炉に供給す
る際、前記トーチ電極保護用ガスを前記第1ノズルから
供給して前記トーチ電極を保護せしめながら、微粉物を
前記移行形アークプラズマによる高温にて溶融せしめる
ようにしたものである。
Further, another plasma melting apparatus according to the present invention melts fine powders collected from an incinerator for waste such as general waste, and collects heavy metals by cooling and solidifying after vaporization,
Other substances are solidified after melting and recovered.In a melting device for separating and recovering fine powder, a furnace bottom electrode provided in the lower part of the melting furnace, a melting pool for accumulating the melt, and an upper part of the melting furnace. The torch electrode is provided, the torch electrode protecting plasma gas feeding first nozzle is provided outside the torch electrode, and the fine powder and the heating plasma gas feeding second nozzle is provided outside the first nozzle. Plasma torch,
A torch electrode is provided between the furnace bottom electrode and the torch electrode to protect the torch electrode when the fine powder is supplied from the second nozzle to the melting furnace together with the heating gas. The working gas is supplied from the first nozzle to protect the torch electrode, while the fine powder is melted at a high temperature by the transfer arc plasma.

【0007】[0007]

【実施例】本発明による第1の実施例を図1に示す。図
1は溶融装置の縦断面の模式図で、20は溶融炉、21
は溶融炉20の底部に設けられている炉底電極、22は
微粉物が溶融された溶融ダスト23が蓄積される溶融
池、24は溶融炉20の上部に設けられたタングステン
などが用いられているトーチ電極、25はトーチ電極2
4の外側に下方が狭められた円筒状に形成されたトーチ
ノズルで、このトーチ電極24とトーチノズル25は、
プラズマトーチ31として形成されている。そして、こ
のトーチノズル25には微粉物26の送り口27と加熱
プラズマガス28の送り口29とに接続されている供給
パイプ30から、微粉物26と加熱プラズマガス28と
が供給される。なお、トーチ電極24の外周に設けられ
たトーチノズル25から、ほぼ均等に微粉物26と加熱
プラズマガス28とが溶融炉20に供給されるように、
ノズル25部分に網目状の分散フィルターなどを用いて
その均一化を図ることが望ましい。
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. FIG. 1 is a schematic view of a vertical cross section of a melting apparatus, in which 20 is a melting furnace and 21
Is a furnace bottom electrode provided at the bottom of the melting furnace 20, 22 is a molten pool in which molten dust 23 in which fine powder is melted is accumulated, and 24 is a tungsten provided at the top of the melting furnace 20. Torch electrode, 25 is torch electrode 2
4 is a torch nozzle formed in a cylindrical shape whose lower part is narrowed to the outside of 4, and the torch electrode 24 and the torch nozzle 25 are
It is formed as a plasma torch 31. Then, the torch nozzle 25 is supplied with the fine powder 26 and the heated plasma gas 28 from a supply pipe 30 connected to the feed port 27 of the fine powder 26 and the feed port 29 of the heated plasma gas 28. In addition, the torch nozzle 25 provided on the outer periphery of the torch electrode 24 supplies the fine powder 26 and the heated plasma gas 28 to the melting furnace 20 almost uniformly.
It is desirable to use a mesh-like dispersion filter or the like in the nozzle 25 portion to make it uniform.

【0008】32は炉底電極21とトーチ電極24との
間に移行形アークプラズマ33を発生させるための直流
電源、34は溶融池22の溶融ダスト23を取出す取出
パイプ、35は取出パイプ34に設けられたバルブで溶
融ダスト23の取出量を調節するものである。36は取
出された溶融ダスト23を冷却固化して収容する容器
で、容器36内にはガラス状固形物37が回収される。
38は微粉物26を溶融する過程で発生する、或いは溶
融池から蒸発する気化状の低融点重金属39を含む排気
ガスを回収するためのダクトで、そのダクト38には排
気ガス冷却用送風機40よりなる排気ガス冷却部41と
重金属39を回収する回収部42が設けられている。4
3は排気ガス放出部である。
Reference numeral 32 is a DC power source for generating a transfer arc plasma 33 between the furnace bottom electrode 21 and the torch electrode 24, 34 is an extraction pipe for extracting the molten dust 23 of the molten pool 22, and 35 is an extraction pipe 34. The amount of the molten dust 23 taken out is adjusted by a valve provided. Reference numeral 36 denotes a container that cools and solidifies the extracted molten dust 23 and stores the glass dust therein. A glass-like solid material 37 is collected in the container 36.
Reference numeral 38 is a duct for collecting exhaust gas containing vaporized low melting point heavy metal 39 which is generated in the process of melting the fine powder 26 or which is evaporated from the molten pool, and the duct 38 is provided with an exhaust gas cooling blower 40. The exhaust gas cooling unit 41 and the recovery unit 42 for recovering the heavy metal 39 are provided. Four
Reference numeral 3 is an exhaust gas emission unit.

【0009】次に本装置の動作および作用等を説明す
る。本発明も表面に低融点の重金属が付着している微粉
物26を溶融して、重金属44と重金属を含まない溶融
ダスト23を冷却しガラス状固形物37とに分離し回収
するものであるが、炉底電極21とトーチ電極24との
間に電圧が印加される前は、微粉物26と加熱プラズマ
ガス28が供給されておらず、溶融池22には溶融ダス
ト23がなく、炉底電極21が露出している。溶融装置
の動作は、前記両電極に直流電圧を印加すると共に、加
熱用ブラズマガス送口29からノズル25を通して溶融
炉1に加熱プラズマガス28として例えば窒素ガスを供
給する。これにより、トーチ電極24と炉底電極21と
の間に移行形アークプラズマが発生する。次に微粉物2
6をその送り口27から供給し、供給パイプ30で加熱
プラズマガス28と混合し、ノズル25から溶融炉20
に供給される。供給された微粉物26は、窒素プラズマ
流によって加熱され、溶融・蒸発しながら溶融ダスト2
3は炉底電極21に送られる。
Next, the operation and action of this apparatus will be described. The present invention is also one in which the fine powder 26 having a low melting point heavy metal attached to the surface is melted, and the heavy metal 44 and the molten dust 23 containing no heavy metal are cooled and separated into a glassy solid 37 for recovery. Before the voltage is applied between the furnace bottom electrode 21 and the torch electrode 24, the fine powder 26 and the heating plasma gas 28 are not supplied, the molten pool 22 does not have the molten dust 23, and the furnace bottom electrode 21 is exposed. In the operation of the melting apparatus, a DC voltage is applied to both electrodes, and nitrogen gas, for example, as heating plasma gas 28 is supplied to the melting furnace 1 from the heating plasma gas supply port 29 through the nozzle 25. As a result, transfer arc plasma is generated between the torch electrode 24 and the furnace bottom electrode 21. Next fine powder 2
6 is supplied from the feed port 27, is mixed with the heated plasma gas 28 by the supply pipe 30, and is supplied from the nozzle 25 to the melting furnace 20.
Is supplied to. The supplied fine powder 26 is heated by the nitrogen plasma flow, melts and evaporates, and melts the dust 2.
3 is sent to the furnace bottom electrode 21.

【0010】溶融炉20内のアークプラズマ33中は5
000〜10000℃高温であると共に、その周辺に比
べ数倍以上の粘性を有しているため、アークプラズマ3
3中の微粉物26は、周辺に拡散せずに炉底電極21に
達する。炉底電極21に達した微粉物26は、少なくと
もその表面は溶融状態であり、炉底電極21の表面に付
着し溶融され、微粉体として飛散しない状態となる。溶
融炉20内に供給される微粉物26は、アークプラズマ
により次々に炉底に溶融状態で蓄積され溶融池22がで
きる。そして低融点の重金属は、微粉物26がアークプ
ラズマ33中で加熱・溶融する過程と、溶融池22で溶
融ダスト23が加熱される過程で蒸発・気化する。この
時、溶融池22の温度は溶融ダスト23の流動性が確保
できる1300℃〜1500℃まで、アークプラズマ3
3の熱出力、即ち電源32の出力電圧を調整して上昇さ
せることができる。
5 in the arc plasma 33 in the melting furnace 20.
000 to 10000 ℃ high temperature and several times more viscous than its surroundings, arc plasma 3
The fine powder 26 in 3 reaches the furnace bottom electrode 21 without diffusing to the periphery. At least the surface of the fine powder substance 26 that has reached the furnace bottom electrode 21 is in a molten state, adheres to the surface of the furnace bottom electrode 21 and is melted, and does not scatter as fine powder. The fine powder 26 supplied into the melting furnace 20 is successively accumulated in the furnace bottom in a molten state by the arc plasma to form a molten pool 22. The low melting point heavy metal evaporates and vaporizes in the process of heating and melting the fine powder 26 in the arc plasma 33 and in the process of heating the molten dust 23 in the molten pool 22. At this time, the temperature of the molten pool 22 is from 1300 ° C. to 1500 ° C. where the fluidity of the molten dust 23 can be secured, and the arc plasma 3
The heat output of No. 3, that is, the output voltage of the power supply 32 can be adjusted and increased.

【0011】また、このアークプラズマ33による加熱
状態で、加熱プラズマガス28を低流量化し、溶融ダス
ト23等から蒸発・分離したダイオキシが分解するま
で、1000℃以上の溶融炉1中に滞留させ、その後気
化された重金属39を含む排気ガスは排気ガス冷却部4
1に導入される。そして排気ガス冷却用送風機40によ
って送風される冷却空気により、300℃以下に急速に
冷却される。そのため気化していた重金属39は固化
し、ダイオキシンの分解で生じた塩素は再びダイオキシ
ンを生じることなく回収部42で回収される。重金属3
9を除去した排気ガスは、排気ガス放出部43から大気
へ放出される。この排気ガス中には溶融炉20の窒化雰
囲気で加熱することによって、NOx は殆ど発生しな
い。
In the heating state by the arc plasma 33, the flow rate of the heating plasma gas 28 is reduced, and the gas is allowed to stay in the melting furnace 1 at 1000 ° C. or higher until the dioxy vaporized and separated from the molten dust 23 is decomposed. The exhaust gas containing the heavy metal 39 vaporized thereafter is exhausted to the exhaust gas cooling unit 4
Introduced in 1. The cooling air blown by the exhaust gas cooling blower 40 rapidly cools the temperature to 300 ° C. or lower. Therefore, the vaporized heavy metal 39 is solidified, and chlorine generated by the decomposition of dioxin is recovered by the recovery unit 42 without generating dioxin again. Heavy metal 3
The exhaust gas from which 9 has been removed is discharged from the exhaust gas discharge unit 43 to the atmosphere. By heating the exhaust gas in the nitriding atmosphere of the melting furnace 20, almost no NOx is generated.

【0012】次に本発明の他の実施例を図2に基づいて
説明する。なお、図2も溶融装置の縦断面の模式図で、
図1と同一部分は同一符号で示してある。前記した第1
の実施例と相違する所は、トーチ電極24とトーチノズ
ル25との間にトーチ電極24を保護するためのガスを
送込むノズルを更に設けたものである。即ち、45はト
ーチ電極24の外側に下方が狭められた円筒状に形成さ
れたノズル(第1のノズル)で、このノズル45は電極
保護用プラズマガス46の送り口47に接続されている
供給パイプ48から、例えばアルゴンガスが供給され
る。この電極保護用のプラズマガス46も、ノズル45
からトーチ電極24部分を通うして溶融炉1内にほぼ均
等に供給されるように、ノズル45部分に網目状の分散
フィルターなどを用いてその均一化を図ることが望まし
い。そしてこのノズル45(第1のノズル)の外側に下
方が狭められた円筒状に形成されたノズル49(第2の
ノズル)が設けられている。そして、この第2のノズル
49に微粉物26の送り口27と加熱プラズマガス28
の送り口29とに接続されている供給パイプ30を通し
て、微粉物26と加熱プラズマガス28とが溶融炉20
に供給される。なお、トーチ電極24、第1のノズル4
5および第2のノズル49とはプラズマトーチ50とし
て形成されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is also a schematic view of a vertical cross section of the melting device.
The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. First mentioned above
The difference from the above embodiment is that a nozzle for feeding a gas for protecting the torch electrode 24 is further provided between the torch electrode 24 and the torch nozzle 25. That is, reference numeral 45 is a nozzle (first nozzle) formed in a cylindrical shape with its lower portion being narrowed outside the torch electrode 24, and this nozzle 45 is connected to a feed port 47 of a plasma gas 46 for electrode protection. Argon gas, for example, is supplied from the pipe 48. The plasma gas 46 for protecting the electrode is also supplied to the nozzle 45.
It is desirable to use a mesh-like dispersion filter or the like at the nozzle 45 so as to make it uniform so that the gas is supplied almost uniformly into the melting furnace 1 through the torch electrode 24. A nozzle 49 (second nozzle) is provided outside the nozzle 45 (first nozzle) and has a cylindrical shape with a narrowed lower portion. Then, the second nozzle 49 is provided with a feed port 27 for the fine powder 26 and a heated plasma gas 28.
The fine powder 26 and the heated plasma gas 28 pass through the supply pipe 30 connected to the feed port 29 of the melting furnace 20.
Is supplied to. The torch electrode 24 and the first nozzle 4
5 and the second nozzle 49 are formed as a plasma torch 50.

【0013】この実施例の動作および作用は、電極保護
用プラズマガス46を第1のノズル45に供給すること
によって、トーチ電極24を加熱用プラズマガス28と
して供給される、例えば窒素ガスから影響を受けないよ
うに保護するものである。この電極保護用プラズマガス
46が第1のノズル45から供給された後、或いは同時
に加熱用プラズマガス28が供給され、トーチ電極24
と炉底電極21との間に窒素・アルゴンプラズマ流が発
生し、その後供給される微粉物26はこの窒素・アルゴ
ンプラズマ流によるアークプラズマ50によって加熱さ
れ、溶融・蒸発しながら溶融ダスト23は炉底電極21
に送られる。このように第2の実施例は、加熱用プラズ
マガス28からトーチ電極24を保護するようにしたも
ので、加熱用プラズマガス28供給のノズル49(第2
のノズル)の内側に電極保護用プラズマガス46を供給
するノズル45(第1のノズル)を設けたものである。
従って、微粉物26の性質により選択した加熱用プラズ
マガス33が、トーチ電極24に悪影響を及ぼすもので
あっても、電極保護用プラズマガス46により保護され
るものであるため、トーチ電極24の長寿命化が図れる
ものである。
The operation and action of this embodiment are affected by supplying the electrode protecting plasma gas 46 to the first nozzle 45 to supply the torch electrode 24 as the heating plasma gas 28, for example, nitrogen gas. It protects against receiving. After the electrode protecting plasma gas 46 is supplied from the first nozzle 45, or at the same time, the heating plasma gas 28 is supplied to the torch electrode 24.
A nitrogen / argon plasma flow is generated between the furnace bottom electrode 21 and the furnace bottom electrode 21, and the fine powder 26 supplied thereafter is heated by the arc plasma 50 by the nitrogen / argon plasma flow, and the molten dust 23 is melted / vaporized and the molten dust 23 is heated in the furnace. Bottom electrode 21
Sent to. As described above, in the second embodiment, the torch electrode 24 is protected from the heating plasma gas 28, and the nozzle 49 (second nozzle) for supplying the heating plasma gas 28 is used.
The nozzle 45 (first nozzle) for supplying the electrode protecting plasma gas 46 is provided inside the nozzle.
Therefore, even if the heating plasma gas 33 selected depending on the properties of the fine powder 26 adversely affects the torch electrode 24, it is protected by the electrode protecting plasma gas 46, and therefore the length of the torch electrode 24 is increased. The life can be extended.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上述べたように本発明は、微粉物をア
ークプラズマ中と溶融池で高温度で加熱でき、高効率で
溶融させることができ、かつ、微粉物の性質により加熱
用プラズマガスを選択することによって、加熱雰囲気を
酸化、窒化、不活性に制御できるものである。また、プ
ラズマガスを低流量化することによって、ガスコストの
低減と、排気ガス損失の低減による熱効率の向上、ダイ
オキシンの高温溶融炉中の滞留時間の長期化による分解
が可能となり、公害発生の抑制が可能になると共に急速
冷却装置の簡易化が図れるものである。プラズマガスの
低流量化による低速化やアークプラズマ長の増大による
微粉物のアークプラズマ中の滞留時間の増大によって、
微粉物の表面が十分に溶融・蒸発し、表面層に付着して
いるダイオキシンの分離・分解ならびに重金属の蒸発が
促進できる。さらに、微粉物は表面が融溶し、炉底への
着床が確実となる。更に、排気ガス冷却部は急速に30
0℃以下に冷却することによって、ダイオキシンを再生
成することなく、排気ガス中の低融点の重金属を固形化
して回収し、かつ溶融ダストは一部重金属を含むもの
の、溶融後の処分や利用に適した形状に固化すること
で、ダストの無害化、資源化、減容などを可能とし、微
粉物の処理を行う溶融装置として優れた効果を奏するも
のである。
As described above, the present invention can heat a fine powder in an arc plasma and in a molten pool at a high temperature, can melt it with high efficiency, and, depending on the nature of the fine powder, a plasma gas for heating. By selecting, the heating atmosphere can be controlled to be oxidized, nitrided or inert. In addition, by lowering the flow rate of plasma gas, it is possible to reduce gas costs, improve thermal efficiency by reducing exhaust gas loss, and decompose dioxin by prolonging the residence time in the high temperature melting furnace, thus reducing pollution. In addition, the rapid cooling device can be simplified. By reducing the flow rate of the plasma gas and increasing the arc plasma length, increasing the residence time of fine powder in the arc plasma,
The surface of the fine powder is sufficiently melted and evaporated, and the separation and decomposition of dioxin adhering to the surface layer and the evaporation of heavy metals can be promoted. Further, the surface of the fine powder is melted and the landing on the furnace bottom is ensured. In addition, the exhaust gas cooling unit rapidly increases to 30
By cooling below 0 ° C, the heavy metals with a low melting point in the exhaust gas are solidified and recovered without regenerating dioxin, and the molten dust contains some heavy metals, but is suitable for disposal and use after melting. By solidifying it into a suitable shape, it becomes possible to render the dust harmless, recycle it, reduce its volume, etc., and exert an excellent effect as a melting device for treating fine powder.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す溶融装置の縦断面の模
式図である。
FIG. 1 is a schematic view of a vertical cross section of a melting apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す溶融装置の縦断面の
模式図である。
FIG. 2 is a schematic view of a vertical cross section of a melting device showing another embodiment of the present invention.

【図3】従来例の溶融装置の縦断面の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a vertical cross section of a conventional melting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20 溶融炉 2 加熱エレメント 3 ホッパー 4,26 微粉物 5,23 溶融ダスト 6 溶融ダスト取出口 7,34 溶融ダスト取出パイプ 8,36 溶融ダスト回収容器 9,37 溶融ダストの砂状固形物 10 排気ガス取出口 11,41 排気ガス冷却部 12,42 重金属回収部 13 送風ファン 14,43 排気ガス放出部 21 炉底電極 22 溶融池 24 トーチ電極 25 トーチノズル 27 微粉物の送り口 28 加熱プラズマガス 29 加熱プラズマガスの送り口 30 供給パイプ 31,51 プラズマトーチ 32 電源 33,50 アークプラズマ 35 バルブ 38 ダクト 39 低融点重金属 40 冷却用送風機 44 重金属 45 第1のノズル 46 電極保護用プラズマガス 47 電極保護用プラズマガスの送り口 48 電極保護用プラズマガスの供給パイプ 49 第2のノズル 1,20 Melting furnace 2 Heating element 3 Hopper 4,26 Fine powder 5,23 Melting dust 6 Melting dust outlet 7,34 Melting dust extracting pipe 8,36 Melting dust collecting container 9,37 Sandy solid matter of molten dust 10 Exhaust gas outlet 11,41 Exhaust gas cooling part 12,42 Heavy metal recovery part 13 Blower fan 14,43 Exhaust gas discharge part 21 Furnace bottom electrode 22 Molten pool 24 Torch electrode 25 Torch nozzle 27 Fine powder feed port 28 Heating plasma gas 29 Heated plasma gas feed port 30 Supply pipe 31, 51 Plasma torch 32 Power supply 33,50 Arc plasma 35 Valve 38 Duct 39 Low melting point heavy metal 40 Cooling blower 44 Heavy metal 45 First nozzle 46 Electrode protection plasma gas 47 Electrode protection Plasma gas delivery port 48 Electrode protection plasma Magus supply pipe 49 Second nozzle

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般ごみ等の廃棄物の焼却炉から回収さ
れる微粉物を溶融して、重金属は気化後に冷却固化によ
り回収し、その他の物質は溶融後に固化して回収する微
粉物の分離回収を行う溶融装置において、 溶融炉の下部に設けられた炉底電極および溶融池と、 前記溶融炉の上部に設けられたトーチ電極と、該トーチ
電極の外側に微粉物および加熱用プラズマガス送入用ノ
ズルとからなるプラズマトーチと、 前記炉底電極とトーチ電極との間に移行形アークプラズ
マを発生せしめるための電源部とを備え、 前記微粉物を加熱用プラズマガスとともに溶融炉に供給
した際、当該微粉物を前記移行形アークプラズマによる
高温にて溶融せしめるようにしたことを特徴とするプラ
ズマ溶融装置。
1. A fine powder collected from an incinerator for waste such as general refuse is melted, heavy metals are recovered by cooling and solidification after vaporization, and other substances are solidified after melting and separated. In a melting apparatus for recovery, a furnace bottom electrode and a molten pool provided in the lower part of the melting furnace, a torch electrode provided in the upper part of the melting furnace, and a fine powder and a plasma gas for heating are supplied to the outside of the torch electrode. A plasma torch consisting of an inlet nozzle and a power source for generating a transfer arc plasma between the furnace bottom electrode and the torch electrode were provided, and the fine powder was supplied to the melting furnace together with the heating plasma gas. At this time, the plasma melting apparatus is characterized in that the fine powder is melted at a high temperature by the transfer arc plasma.
【請求項2】 一般ごみ等の廃棄物の焼却炉から回収さ
れる微粉物を溶融して、重金属は気化後に冷却固化によ
り回収し、その他の物質は溶融後に固化して回収する微
粉物の分離回収を行う溶融装置において、 溶融炉の下部に設けられた炉底電極および溶融物を蓄積
させる溶融池と、 前記溶融炉の上部に設けられたトーチ電極と、該トーチ
電極の外側にトーチ電極保護用プラズマガス送入用第1
ノズルと、該第1ノズルの外側に微粉物および加熱用プ
ラズマガス送入用第2ノズルとからなるプラズマトーチ
と、 前記炉底電極とトーチ電極との間に移行形アークプラズ
マを発生せしめるための電源部とを備え、 前記微粉物を加熱用プラズマガスとともに前記第2ノズ
ルから溶融炉に供給する際、前記トーチ電極保護用ガス
を前記第1ノズルから供給して前記トーチ電極を保護せ
しめながら、微粉物を前記移行形アークプラズマによる
高温にて溶融せしめるようにしたことを特徴とするプラ
ズマ溶融装置。
2. Separation of fine powder recovered by melting fine powder collected from an incinerator for waste such as general waste, cooling and solidification after vaporization, and solidifying and collecting other substances after solidification In a melting apparatus for recovery, a furnace bottom electrode provided in a lower part of a melting furnace and a molten pool for accumulating a molten material, a torch electrode provided in an upper part of the melting furnace, and a torch electrode protection provided outside the torch electrode. First for plasma gas delivery
A plasma torch including a nozzle and a second nozzle for feeding a fine powder and a plasma gas for heating to the outside of the first nozzle; and a transfer arc plasma generated between the furnace bottom electrode and the torch electrode. A power supply unit, and when supplying the fine powder together with the heating plasma gas from the second nozzle to the melting furnace, while supplying the torch electrode protection gas from the first nozzle to protect the torch electrode, A plasma melting apparatus, characterized in that fine powder is melted at a high temperature by the transfer arc plasma.
【請求項3】 前記加熱用プラズマガスとして、アルゴ
ンガス,窒素ガスまたは水素ガス、これらの混合ガスも
しくは空気を用いた請求項1または請求項2に記載のプ
ラズマ溶融装置。
3. The plasma melting apparatus according to claim 1, wherein an argon gas, a nitrogen gas, a hydrogen gas, a mixed gas of these, or air is used as the heating plasma gas.
【請求項4】 前記トーチ電極保護用プラズマガスとし
て、アルゴンガスまたは窒素ガスを用いた請求項2に記
載のプラズマ溶融装置。
4. The plasma melting apparatus according to claim 2, wherein argon gas or nitrogen gas is used as the plasma gas for protecting the torch electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534549A (en) * 2018-05-24 2018-09-14 刘冠诚 A kind of plasma metal smelt reduction apparatus improving product purity

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