JPH0835632A - 廃棄物溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物の減容化を行う廃棄物溶融炉におい
て、炉の操業中において炉内が高温であっても、炉天井
の上方の作業板の温度を低く保つことが出来て、作業板
の上において、炉天井に備えられている種々の部材の点
検作業や操作を安全に行い得るようにする。 【構成】 廃棄物溶融炉の炉天井の上方に作業員乗載用
の作業板を設けている。炉の操業中においては、炉天井
と作業板との間に備えさせたスプレー手段から炉天井の
上面に冷媒を吹き掛けることにより、炉天井を冷却する
と共に炉天井から作業板に対する熱輻射を防止する。そ
の結果、作業板は作業員にとって安全な比較的低い温度
に保たれる。

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】炉体を、溶融物を受ける為の炉底と、上
記炉底上に置かれる溶融物及びその上側の空間の側方周
囲を取り囲む為の炉側と、上記空間の上側を閉ざす為の
炉天井とから構成する。炉天井には廃棄物投入口とガス
排出口とを設け、炉側には溶融物排出口を設け、炉体内
には廃棄物加熱用の加熱手段を備えさせている（例えば
特公昭５８−３７３７１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ガ
スが発生してもそれが炉外に漏れることを防いで、周囲
環境を安全に保つことが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで廃棄物溶融炉
では、炉天井に上記廃棄物投入口やガス排出口を始めと
して測温口やサンプリング口、或いはそれらに関連する
各種機器など多くの付属機器が備えられ、それらは種々
の点検や操作を必要とする。しかし上記従来の廃棄物溶
融炉では、操業中においては炉天井の上面は例えば２０
０℃近い非常に高い温度となっているため、操業中にお
けるそれらの点検や操作の作業は危険で行い難い問題点
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、廃棄物の溶融の場合、廃棄物から有害ガスが発生
してもそれが炉外に漏出することを防止して周囲の安全
を確保できる廃棄物溶融炉を提供することである。第の
３目的は、炉の操業中において炉内が高温であっても、
炉天井を冷却することが出来て、炉天井の寿命の延長を
図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４の目的は、炉天井の上側に設ける作業板
の温度を低く保つことが出来て、その作業板の上での作
業、即ち炉天井の上に備えられている種々の部材の点検
作業や操作を安全に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５の目的は、上記炉天井を冷却
しその上炉天井の上側の温度を低く保つものであって
も、それらの冷却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、上記炉天井を冷却する為の手段としては水
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天井にかからな
いようにし、万が一炉天井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、溶融物を受ける
為の炉底と、上記炉底上に位置させる溶融物及びその上
側の空間の側方周囲を取り囲む為の炉側と、上記空間の
上側を閉ざす為の炉天井とから成る炉体には、廃棄物投
入口と溶融物排出口とガス排出口とを備えさせると共
に、上記炉体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、上記炉天井の上側に冷却手段
配置用空間を隔てて作業員乗載用の作業板を配設し、上
記冷却手段配置用空間には、上記炉天井の上面に冷媒を
吹き掛けることにより、炉天井を冷却すると共に炉天井
から上記作業板に対する熱輻射を防止する為のスプレー
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、減容化され溶融物となる。その溶融
物は溶融物排出口から排出し、上記加熱中に廃棄物から
生じたガスはガス排出口から排出する。スプレー手段に
よって炉天井に冷媒を吹き掛けることにより炉天井の冷
却を行い、その寿命延長を図る。又その冷媒の吹き掛け
により、炉天井からその上の作業板への熱の輻射を防止
し、作業板を低い温度に保つ。スプレー手段による冷却
は、少ない量の冷媒での冷却を可能にし、低いランニン
グコストでの実施を可能にする。

【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は廃棄物溶融炉の炉体を示す。２
は上記溶融炉の炉体１における炉本体を示し、溶融物3
0，31を受ける為の炉底３と、上記炉底３上に位置され
る溶融物及びその上側の空間6b，6cの側方周囲を取り囲
む為の炉側４とから構成している。それら炉底３及び炉
側４はこの種の溶融炉において周知の構成で、例えば夫
々鋼板製の炉底板3a、炉側板4aとそれらの上面及び内面
を覆うライニング3b、4bとから構成してある。５は上記
空間6b，6cの上側を閉ざす為の炉天井で、本例では上記
炉本体２の上方開口部に対する開閉が自在な炉蓋を例示
す。該炉天井５は炉本体２と一体に構成する場合もあ
る。６は上記炉底３、炉側４及び炉天井５で囲まれた空
間を示し、溶融物即ちベースメタル30及びその上に浮く
スラグ31を存置させるための空間6aと、その上に廃棄物
32を存置させるための空間6bと、更にそれらの上側のガ
ス存置用の空間6cとを含む。

【０００９】次に７は炉側４に設けた溶融物排出口で、
ここには空間６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溶融物の細粒化装置が接続
される。８は溶融物の排出の際に、溶融物排出口７の溶
融物を加熱してその流動性を高めたり或いはそこで固化
したものを溶解させたりするための補助加熱用の電極で
ある。次に９〜15は炉天井５に備えさせた周知の構成を
示し、９は廃棄物投入口で、空間６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。10
はガス排出口を示し、ここには空間６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ガス
処理装置がダクト11を介して接続される。12は炉体１内
に設けた廃棄物加熱用の加熱手段として例示するアーク
加熱用の電極で、例えば３相交流用に３本が備えられ、
炉天井５に形成した電極孔13を通して空間６内に挿入す
る。14は電極孔と電極との間の気密を保つための周知の
蛇腹である。15は副資材投入口を示す。上記炉天井５に
は上記した構成の他に、測温口、サンプリング口、及び
それらや上記構成に伴う各種の機器が備えられている。
尚上記加熱手段としては空間6a内にベースメタル30への
通電用の電極を設けて、該電極からベースメタル30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。尚上
記溶融物排出口７は炉底３に設ける場合もある。又上記
廃棄物投入口９やガス排出口10、或いは測温口、サンプ
リング口、及びそれらや各種の付属機器のいくつかは炉
側４に設ける場合もある。

【００１０】次に上記炉天井５について説明する。20は
炉天井５における天井板で、金属材料例えば鋼板でもっ
て構成され、上面は図示外の骨部材でもって支えられて
必要充分な強度を持たせてある。21は天井板20の下面を
覆うライニングで、天井板20を炉内での廃棄物の溶融の
際の熱や廃棄物から生ずるガスによる腐食から保護する
為のものであり、天井板20の下面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21の厚みは、その上面側からの冷却
による該ライニング21の溶損防止効果がライニング21の
下面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２
００ｍｍ程度に形成する。

【００１１】次に22は上記炉天井５の上側に冷却手段配
置用空間23を隔てて設けた上板を示す。該上板22は、そ
の上に作業員が乗って、炉天井５の上に備えられている
種々の設備の点検や操作の作業を行うための作業板であ
り、作業を安全にしかも作業性良く行い得るようにする
為に上面が水平な状態となるように設けてある。該作業
板22の直径は例えば５ｍ程度である。又上記上板22は、
後述する冷却手段から噴射された冷媒の飛散を防止する
為のカバーでもあり、冷却手段から噴射された冷媒を天
井板20と該カバー22との間にとどめて、冷媒が天井板20
に触れる機会を高め冷却効率を向上させることを目的と
するものでもある。更に上記カバー22は、天井板20の上
面に埃が掛かって上記冷却手段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。上記上板22は例え
ば鋼板製であり、上記天井板20を支える骨部材に取付け
られる。上記冷却手段配置用空間23の高さは、後述の冷
却手段から天井板20の全面への冷媒の吹き掛けに足り、
又その吹き掛けによる天井板20から作業板22への熱の輻
射の防止に足る高さを保有するように定める。24は冷媒
排出口を示し、天井板20の最下部となる位置に設けてあ
る。該排出口24からの冷媒の排出は自然排出でも良い
が、ポンプなどによる強制排出を行っても良い。

【００１２】次に25は上記天井板20を介して上記ライニ
ング21を冷やすと共に天井板20から作業板22への熱の輻
射を遮る為の冷却手段を示す。該冷却手段25において、
26は冷媒の供給管で、冷媒例えば冷却水を供給するため
の供給手段に接続している。27は供給管26に接続する枝
管で、上記天井板20を介して上記ライニング21を冷却す
る為の多数のスプレー手段例えばスプレーノズル28が付
設してある。該スプレーノズル28は、ライニング21の全
域を冷却すると共に天井板20の全域から作業板22への熱
輻射を遮る為に、天井板20の全域に対して冷媒を吹き掛
けるように配置している。上記冷却手段25は、天井板20
の上面から上方向への嵩張りを大きくしないようにする
為に、天井板20を支える上記の骨部材の間に埋まるよう
に設けると良い。又上記炉天井５は図示の如くドーム状
に形成されて、その周辺の部分においては天井板20と上
板22との間隔が大きくなっているため、その部分におい
ては、各スプレーノズル28の守備範囲即ち天井板20に対
して冷媒を吹き掛けることのできる面積が広くなるよう
に、それらのスプレーノズル28を天井板20から離れた高
い位置即ち上板22近くの位置に配置しても良い。上記冷
媒の他の例としては空気その他の流体を用いる場合もあ
る。

【００１３】次に上記ダクト11において、34は本体で、
例えば鋼板製であり、必要に応じ内面をライニングで覆
う。35は本体34の冷却手段で、本体34に冷媒をスプレー
することによってその冷却を行う多数のスプレーノズル
を例示する。36は冷媒の飛散防止の為に冷却手段35の外
側を覆うカバーである。

【００１４】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30を
加熱手段12により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32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
９から空間6b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32は電極12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30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
6cの温度は例えば１２００℃程度、スラグ31は１３００
〜１３５０℃程度、ベースメタル30は１２００℃程度で
ある。上記廃棄物32の多く部分は溶融によりスラグ31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
6cに立ち上る。立ち上ったガスやダストなどは、ガス排
出口10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30中
に混入する。次々と投入される上記廃棄物32の溶融によ
り上記スラグ31の量が増大すると、そのスラグ31は例え
ばオーバーフローによって排出口７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。尚ベースメタル30の量が多くなってその排出が必
要となった場合は、スラグ31の排出後、例えば炉を図１
の右方向に傾動させてベースメタル30を排出口７から排
出する。

【００１５】上記操業の場合、炉天井５においては、冷
媒を供給手段から供給管26や枝管27を通してスプレー手
段28に供給し、天井板20の上面に冷媒を吹き掛け、天井
板20を冷却すると共に、それを介してライニング21を冷
却する。該冷却によりライニング21はその溶損が抑制さ
れる。上記天井板20の冷却による低温化により、天井板
20から作業板22へ向けて輻射される熱量が少なく保た
れ、作業板22の昇温を抑制する。又上記天井板20に吹き
掛けられる冷媒のミストは、天井板20から作業板22への
熱の輻射を遮り、作業板22の昇温をより一層抑制する。
その結果、作業板22の上面の温度はそこでの作業員の作
業に支障をきたさない低い温度例えば３０℃程度に保た
れる。上記天井板20に吹き掛けられた冷媒は、天井板20
の上面をその下部まで流下し、排出口24から排出され
る。尚、上記冷却は、加熱された廃棄物から生ずるＨＣ
ｌ、ＮＯｘ等の腐食性のガスが水溶液化することを防止
するために、天井板20の上面の温度が例えば２００〜２
５０℃程度となるように行うと良い。

【００１６】上記冷却は、例えば天井板20が１５０℃以
下となるように冷却すると、それの近傍において上記腐
食性ガスが液化し塩酸、硫酸化しその腐食性が非常に高
くなるが、上記２００〜２５０℃への冷却ではそれらは
液化せず、従って、それらのガスが例えばライニングの
亀裂を通って仮に天井板20に接触しても、天井板20の腐
食を比較的小さく抑えられる。又そのような比較的高い
温度への冷却であるので、冷媒の消費量もそれだけ少な
くて済む。

【００１７】上記廃棄物溶融炉にあっては、例えば冷媒
として冷却水を用いている場合において炉天井５に破損
が生じその冷却水が炉内に漏れる事故が生じても、上記
冷却をスプレー手段により少ない冷却水の量で行うか
ら、上記漏れによる重大事故の発生を免れることが出来
る。

【００１８】次に、炉天井５における上記冷却によるラ
イニング21の溶損抑制作用を説明する。上記ライニング
21は比較的薄く形成してあるので、その上面が上記冷却
手段25により冷却されると、ライニング21の上面と下面
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21においてその下面よりも僅か
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21の下面が上記ガス、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21の溶損量は少なく抑え
られる。その結果、ライニング21はその厚みが比較的薄
くても、廃棄物溶融炉の所定の長い連続稼働期間にわた
って天井板20の保護効果を発揮し続けることが出来る。

【００１９】上記廃棄物溶融炉において、炉天井５に備
わっている種々の設備の点検や操作の作業を行う場合
は、上記作業板22が安全な低い温度に保たれているた
め、炉が操業中で炉内が高温の状態で行うことが出来る
が、作業員の安全を考慮して投入口９からの廃棄物の投
入及び電極12への電力供給は停止した状態で行うと良
い。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、周囲
の環境を安全に保った状態で廃棄物の溶融、減容化を行
い得るは勿論のこと、炉の操業中において炉内が高温で
あっても、炉天井５を冷却できるので、炉内の熱や廃棄
物から生ずるガスによる炉天井の劣化を抑制して長期の
使用に耐え得るように出来る効果がある。しかも炉天井
５の上の作業板22の温度を低く保つことが出来るので、
その上に作業員が乗って行う作業を安全に行いうる効果
がある。その上スプレー手段の利用により上記冷却は少
ない量の冷媒で行うことが出来るから、ランニングコス
トを低くできる効果もある。更に上記のように冷却方式
としてスプレー方式を採用しているので、水冷中におい
て炉天井には殆ど水圧がかからない。従って、万が炉天
井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】廃棄物溶融炉の縦断面図。

【符号の説明】

５ 炉天井 22 作業板 28 スプレー手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融物を受ける為の炉底と、上記炉底上
   に位置させる溶融物及びその上側の空間の側方周囲を取
   り囲む為の炉側と、上記空間の上側を閉ざす為の炉天井
   とから成る炉体には、廃棄物投入口と溶融物排出口とガ
   ス排出口とを備えさせると共に、上記炉体内には廃棄物
   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、
   上記炉天井の上側に冷却手段配置用空間を隔てて作業員
   乗載用の作業板を配設し、上記冷却手段配置用空間に
   は、上記炉天井の上面に冷媒を吹き掛けることにより、
   炉天井を冷却すると共に炉天井から上記作業板に対する
   熱輻射を防止する為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。