JPH0835631A - 廃棄物溶融炉及び廃棄物溶融方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物の溶融減容化を行う廃棄物溶融炉にお
いて、炉殻の保護の為のライニングを、寿命を損なうこ
となく薄くすることが出来るようにして、炉の小型化及
び軽量化を図る。 【構成】 炉殻内面を覆うライニングは、その外面側か
らの冷却による溶損防止効果が内面側にも及ぶ程度の比
較的薄い厚みに構成する。炉殻の外側に対するスプレー
手段からの冷媒の吹き掛けにより、該炉殻を介してライ
ニングが冷却され、その冷却の結果、ライニングの溶損
が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は種々の廃棄物を減容化の
為に溶融処理する廃棄物溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】炉殻を、溶融物存置用の空間とその上側
の廃棄物存置用の空間と更にそれらの上側のガス存置用
の空間とを取り囲むように金属板でもって構成すると共
に、その炉殻には廃棄物投入口と溶融物排出口とガス排
出口とを設け、更に該炉殻の内周面は炉殻を保護する為
のライニングで覆っている。又炉殻内には廃棄物加熱用
の加熱手段を備えさせている（例えば特開平６−８２０
２８号公報参照）。

【０００３】上記のような廃棄物溶融炉では、上記廃棄
物投入口から投入した廃棄物を上記加熱手段による加熱
により溶融させることにより廃棄物の容積を大きく減ら
すことが出来る。又溶融中において廃棄物から有害なガ
スが発生しても、金属板製の炉殻の存在によってそのガ
スが外に漏れ出ることを防止して周囲の環境を安全な状
態に保つことが出来る。更に、ライニングの存在によっ
て廃棄物から生ずる腐食性のガスから上記炉殻を保護
し、且つライニング自身も厚みを大きく形成しているた
め、炉の長期操業に伴い次第にライニングに溶損が生じ
ても依然として上記炉殻の保護効果を維持でき、従って
炉を長期間にわたって連続稼働させられる特長がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の廃棄
物溶融炉では上記のようにライニングの厚みを大きく形
成している為、炉の内容量の割に外形が大型化し、重量
が大重量化する問題点があった。

【０００５】本願発明の廃棄物溶融炉は上記従来技術の
問題点（技術的課題）を解決する為に提供するものであ
る。第１の目的は、廃棄物を溶融させて減容化すること
の出来る廃棄物溶融炉を提供することである。第２の目
的は、上記廃棄物の溶融の場合に廃棄物から有害なガス
が生じてもそのガスが外部に漏れ出ることを防止して、
周囲の環境の安全性を保つことの出来る廃棄物溶融炉を
提供することである。第３の目的は、上記ガスの漏れ防
止のための金属製の炉殻を、その内面のライニングによ
って上記廃棄物の溶融物や上記のガスから長期間にわた
り保護することができて、長期間の連続使用を可能に出
来るようにした廃棄物溶融炉を提供することである。第
４の目的は、上記炉殻の保護のためのライニングの厚み
を、長期にわたる炉殻の保護効果を損なうことなく薄く
できるようにして、内容量の割に外形を小型化し重量を
軽量化することが出来るようにした廃棄物溶融炉を提供
することである。第５の目的は、上記薄く形成したライ
ニングによる炉殻保護効果の維持を、低いランニングコ
ストでもって行い得るようにした廃棄物溶融炉を提供す
ることである。第６の目的は、上記薄く形成したライニ
ングによる炉殻保護効果の維持の為の冷却手段としては
水冷ジャケットでなく、スプレー方式を採用することに
よって、水冷ジャケットのような水圧が炉殻にかからな
いようにし、万が一炉殻の破損事故が生じた場合におい
ても炉内へ漏れる水量を僅かにすることが出来て、水漏
れによる爆発の危険を少なくできるようにすることであ
る。他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の
説明により容易に明らかになるであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における廃棄物溶融炉は、溶融物存置用の
空間と、その上側の廃棄物存置用の空間と、更にそれら
の上側のガス存置用の空間とを取り囲む金属板製の炉殻
を有し、上記炉殻には廃棄物投入口と溶融物排出口とガ
ス排出口とを設けると共に、上記炉殻の内周面は炉殻を
保護する為のライニングで覆い、しかも上記炉殻内には
廃棄物加熱用の加熱手段を備えさせて、上記廃棄物投入
口から上記廃棄物存置用の空間に投入した廃棄物を上記
加熱手段による加熱により溶融させ、溶融した溶融物を
上記溶融物排出口から排出すると共に、廃棄物から生じ
たガスは上記ガス排出口から排出するようにしている廃
棄物溶融炉において、上記ライニングの一部又は全部
は、その厚みを、外面側からの冷却による溶損防止効果
が内面側にも及ぶ程度の比較的薄い厚みに構成し、上記
炉殻の外側には、炉殻を介して上記比較的薄い厚みに形
成した部分のライニングを冷やす為に、炉殻の外周面に
対して冷媒を吹き掛けるためのスプレー手段を配設した
ものである。

【０００７】

【作用】投入口から投入された廃棄物は、加熱手段によ
る加熱により溶融され溶融物となる。その溶融物は溶融
物排出口から排出される。一方廃棄物の溶融の際に生ず
るガスは、ガス排出口からのみ排出される。上記溶融中
においてスプレー手段によって炉殻に吹き掛けられた冷
媒は、炉殻を介してライニングを冷却する。該冷却は、
上記溶融物或いはガスによるライニングの溶損を抑制す
る。スプレー手段によるライニングの冷却は、少ない量
の冷媒での冷却を可能にし、ランニングコストを低減化
させる。

【０００８】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１は廃棄物溶融炉を示す。２は炉殻
で、内側の空間３を密閉できるよう金属板例えば鋼板で
もって構成してある。内側の空間３は溶融物即ちベース
メタル21及びその上に浮くスラグ22を存置させるための
空間3aと、その上に廃棄物23を存置させるための空間3b
と、更にそれらの上側のガス存置用の空間3cとを含む。
上記炉殻２の大きさは、その内面に後述のライニングを
備えさせた場合においてその内側に所定の内容量（上記
空間３の容積）を確保する為に、後述のライニングの厚
みを考慮してその大きさが決定される。従ってライニン
グの厚みが薄ければそれに応じて炉殻２の外形を小さく
することが出来る。５は上記炉殻２に設けた廃棄物投入
口で、空間３の気密を保つことの出来る図示外の周知の
廃棄物投入手段が付設される。６は溶融物排出口、７は
ガス排出口を夫々示し、これらには空間３の気密を保持
することが出来るようにした周知の次工程の手段例えば
夫々溶融物の細粒化装置やガス処理装置が接続される。
８は廃棄物を溶融させる為の加熱手段として例示するア
ーク加熱用の電極である。加熱手段としては空間3a内に
ベースメタル21への通電用の電極を設けて、該電極から
ベースメタル21への直接通電による抵抗加熱を行った
り、誘導加熱手段或いはバーナーによる燃焼加熱手段を
利用しても良い。

【０００９】次に10は上記炉殻２の内周面の全面に備え
させたライニングで、炉殻２を溶融物の接触による損
耗、廃棄物から生ずるガスによる腐食、及び溶融の際の
熱から保護する為のものであり、上記溶融物21，22及び
廃棄物23と接触する部分においてはそれらに対する耐性
が高い点から例えば炭化ケイ素のレンガを用い、空間3c
の側方の部分においては空間の酸化性雰囲気に対する耐
性が高い点から例えばマグネシア或いはアルミナレンガ
を用い、空間3cの上方の部分においてはそこへの施工の
し易さから例えば高アルミナ含有率のキャスタブルを用
いると良い。上記ライニング10の厚みＴは、外面側即ち
炉殻２と接する側からの冷却による溶損防止効果が内面
側即ち溶融物やガスと接する側にも及ぶ程度の比較的薄
い厚みに構成する。即ち後述のような溶損防止作用が生
ずる程度の薄さ、例えば炉内の溶融物を支える為の炉床
となる部分では４００〜５００ｍｍ程度、溶融物及びそ
の上の空間の側方を取り囲む為の炉側の部分では２５０
ｍｍ程度、上記空間の上方を覆う為の炉天井の部分では
２００ｍｍ程度に形成する。

【００１０】11は上記ライニング10を冷やす為のスプレ
ー手段で、上記炉殻２を介して上記ライニング10を冷や
す為に、炉殻２の外周面に対して冷媒を吹き掛けるよう
にしたものであり、冷媒の一例として冷却水を吹き掛け
るようにしたスプレーノズルを例示する。冷媒の他の例
としては空気を用いる場合もある。該スプレー手段11
は、一例としては炉殻２の外周面の全域に対して冷媒を
吹き掛けて全域を冷却するように配置するが、他の例と
しては、外周面の一部に対して吹き掛け（その吹き掛け
場所は炉殻２において高温になりやすい場所を選定する
と良い）てその部分を直接的に冷却し、その他の部分に
対しては、上記吹き掛けられた冷媒をそれらの部分の表
面に沿って流すことにより冷却を行うようにしても良
い。冷媒として空気を用いる場合は、上記のその他の部
分に対しての空気の流れを形成できるように、空気の流
れのガイド板を設けると良い。上記スプレー手段11は、
炉殻２の外周面から外方向への嵩張りを大きくしないよ
うにする為に、炉殻２を補強する為にその外周面側に設
けられる骨部材の間に埋まるように設けると良い。12は
上記スプレー手段11に対して冷媒を供給するための供給
手段例えばポンプ、13は冷媒の供給を行う為の配管を示
す。14はスプレー手段から噴射された冷媒の飛散を防止
する為の外カバーで、噴射された冷媒を炉殻２と該外カ
バー14との間にとどめてそれが炉殻２に触れる機会を高
め冷却効率を向上させるためのものである。又該外カバ
ー14は炉殻２に埃が掛かって上記スプレー手段11による
冷却効率が低下することを防止する為のものでもある。
尚上記配管13は該外カバー14を通して設けてある。15は
炉殻２への吹き掛けの後下方に流下してきた冷媒を排出
するための冷媒排出口である。

【００１１】上記廃棄物溶融炉の操業を説明する。炉の
スタートは周知の如く予めいくらかのベースメタル21を
炉内で溶かすことによりおこなう。炉がスタートしたな
らば、廃棄物例えば都市ごみ焼却残査（焼却灰）、都市
ごみ焼却集塵灰、プラスチック廃棄物、下水汚泥等の非
金属廃棄物を投入手段により投入口５から空間3bに向け
投入する。この投入は例えば連続的に行う。間欠的でも
良いが、その場合は炉内のガス圧力の大きな変動を防止
するために少量ずつ行うと良い。投入された廃棄物23は
電極８から発せられるアークの熱によって加熱され、
又、上記アークの熱によって溶融状態にあるベースメタ
ル21から伝わる熱によっても加熱され、溶融して減容化
する。上記溶融作業時における空間3cの温度は例えば１
２００℃程度である。上記廃棄物23の多く部分は溶融に
よりスラグ22と化し、他の一部は種々のガスと化してダ
ストと共に空間3cに立ち上る。立ち上ったガスやダスト
などは、ガス排出口７から処理装置に向け排出する。尚
上記溶融した廃棄物中の金属分はその重みで沈降してベ
ースメタル21中に混入する。次々と投入される上記廃棄
物23の溶融により上記スラグ22の量が増大すると、その
スラグ22は例えばオーバーフローによって排出口６から
順次排出される。排出されたスラグは、例えば細粒化等
の固化処理を行う。

【００１２】上記操業の場合、冷媒を供給手段12から配
管13を通してスプレー手段11に供給し、炉殻２の外周面
に冷媒を吹き掛け、炉殻２を冷却すると共に、炉殻２を
介してライニング10を冷却し、その溶損を抑制する。吹
き掛けられた冷媒は下方に流下し排出口15から排出され
る。上記冷却により、炉殻２の外周面の温度は例えば２
００〜２５０℃程度となる。

【００１３】上記操業中においては、上記内部を密閉で
きる炉殻２は内部のガスが外に漏れ出ることを防止す
る。又ライニング10は炉殻２を溶融物との接触による磨
耗或いは廃棄物の溶融時に生ずるガス（例えば塩素化合
物などの腐食性のガス）による腐食から保護する。

【００１４】次に、上記冷却によるライニング10の溶損
抑制作用を説明する。上記ライニング10は比較的薄く形
成してあるので、その外面が上記スプレー手段11により
冷却されると、ライニング10の外面と内面との間での温
度勾配は、上記のような冷却を行わず、上記ライニング
を廃棄物溶融炉の所定の連続稼働期間（例えば１年間）
中の溶損の寸法を見越した大きい厚み例えば６００ｍｍ
に形成した場合の温度勾配に比べて急峻となる。すると
ライニング10においてその内面よりも僅かに肉厚内に入
った部分の温度は、ライニングを上記のような大きい厚
みに形成した場合に比べて急激に低くなっている。従っ
てライニング10の内面が上記溶融物、ガス、熱などの影
響で溶融及び損耗しかけてもそれが肉厚内に進行する程
度は、上記大きい厚みのライニングの場合に比べて非常
に低い。この為ライニング10の溶損量は少なく抑えられ
る。その結果、ライニング10はその厚みが比較的薄くて
も、廃棄物溶融炉の所定の連続稼働期間にわたって炉殻
２の保護効果を発揮し続けることが出来る。

【００１５】次に、上記炉殻２の大きさは、その内面の
ライニング10の内側に所定の内容量（上記空間３の容
積）を確保する為に、ライニング10の厚みを考慮してそ
の大きさが決定される。従ってライニング10の厚みが薄
ければそれに応じて炉殻２の外形を小さくすることが出
来、重量も軽くすることが出来る。この為、炉１の外形
寸法の一例として全体的な寸法を小さくしたい場合に
は、上記のように全面のライニング10を薄くし、スプレ
ー手段11による冷却を炉殻２の全域に対して行う。他の
例として、平面的な外形寸法（平面形状が円形の炉の場
合は直径、矩形の炉の場合は水平方向の各辺の寸法）の
みを小さくしたい場合には、炉の側壁となる部分のライ
ニングの厚みのみを薄くし、底部や天井部となる部分の
ライニングの厚みは従来通りに大きく、例えば底部にあ
っては６００〜７００ｍｍ程度にしても良い。その場
合、スプレー手段11による冷却は、最低限上記ライニン
グの厚みを小さくした部分の炉殻２に対して行うように
すればよい。又、更に他の例として背のみを低くしたい
場合には、上記とは反対に底部や天井部となる部分のラ
イニングを薄くすると共に、スプレー手段11による冷却
はその部分の炉殻２に対して行うようにし、他の部分は
厚くしてそこの炉殻２に対する冷却は省略しても良い。

【００１６】上記とは異なる事例として、上記溶融炉１
において、場所的な制約その他種々の事情によりスプレ
ー手段11による冷却を行い難い場所がある場合には、そ
の部分におけるライニング10の厚みを大きく形成するよ
うにしても良い。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、周囲
の環境の安全性を保った状態で、しかも長期間にわたり
連続的に廃棄物の溶融減容化を行いうる効果があると共
に、スプレー手段による冷却によりライニングの溶損を
抑制して、薄いライニングでもって長期使用に耐え得る
ようにすることが出来、その結果、内容量の割に炉の外
形を小型化し重量を軽量化することが出来る効果があ
る。しかも上記冷却方式としてはスプレー方式を採用し
ているので、水冷中において炉殻には殆ど水圧がかから
ない。従って、万が一炉殻の一部に破損が生じても、そ
の破損部分から炉内へ漏れる水量は僅かな量にとどめる
ことが出来、水漏れによる爆発の危険を少なくできる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄物溶融炉を略示する縦断面図。

【符号の説明】

２ 炉殻 ５ 廃棄物投入口 ６ 溶融物排出口 ７ ガス排出口 10 ライニング 11 スプレー手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融物存置用の空間と、その上側の廃棄
   物存置用の空間と、更にそれらの上側のガス存置用の空
   間とを取り囲む金属板製の炉殻を有し、上記炉殻には廃
   棄物投入口と溶融物排出口とガス排出口とを設けると共
   に、上記炉殻の内周面は炉殻を保護する為のライニング
   で覆い、しかも上記炉殻内には廃棄物加熱用の加熱手段
   を備えさせて、上記廃棄物投入口から上記廃棄物存置用
   の空間に投入した廃棄物を上記加熱手段による加熱によ
   り溶融させ、溶融した溶融物を上記溶融物排出口から排
   出すると共に、廃棄物から生じたガスは上記ガス排出口
   から排出するようにしている廃棄物溶融炉において、上
   記ライニングの一部又は全部は、その厚みを、外面側か
   らの冷却による溶損防止効果が内面側にも及ぶ程度の比
   較的薄い厚みに構成し、上記炉殻の外側には、炉殻を介
   して上記比較的薄い厚みに形成した部分のライニングを
   冷やす為に、炉殻の外周面に対して冷媒を吹き掛けるた
   めのスプレー手段を配設したことを特徴とする廃棄物溶
   融炉。
2. 【請求項２】 内面がライニングで覆われている金属板
   製の炉殻内において廃棄物を加熱し溶融させる方法にお
   いて、上記廃棄物の溶融に当っては、上記炉殻の外面に
   冷媒を吹き掛けることにより炉殻を介して上記ライニン
   グを冷却しその溶損を抑制した状態で廃棄物の溶融を行
   わせることを特徴とする廃棄物溶融方法。