JPH09222220A

JPH09222220A - スラグ除去装置

Info

Publication number: JPH09222220A
Application number: JP2651896A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Kiuchi; 英洋木内
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】スラグ排出口のスラグの除去が確実、容易に
出来ると共に、閉塞を防止し、構造が簡単で運転が容
易、且つ経済的である。【解決手段】溶融炉のスラグ排出口３６の内側断面形
状と略同形状の外側断面形状を有し、スラグ排出口３８
を突き上げ又は突き下げて付着したスラグｇを除去す
る。更に、外側にスラグ排出口３８を流下する主流の溶
融スラグｆ₁を避ける開口部を有すると共に、突き上げ
又は突き下げさせる鎖１６及び溶融スラグｆを避ける位
置に退避させるエアーシリンダー１９を有する。又、こ
のスラグ除去装置１を、都市ごみ等の廃棄物を熱分解
し、この熱分解物を分離し、最終的に排ガスと溶融スラ
グｆにして排出する廃棄物処理装置の溶融炉３６に設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみや産業廃棄
物等の廃棄物或いは固体燃料等を熱分解した後、燃焼、
溶融して溶融スラグにする溶融炉のスラグ排出口に付着
したスラグを除去するスラグ除去装置及びこれを備えた
廃棄物処理装置の溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、都市ごみ等の一般廃棄物や廃プラ
スチック又は産業廃棄物等の廃棄物又は固体燃料等を熱
分解、燃焼させ、その後燃焼灰を溶融して溶融スラグと
し、この溶融スラグを溶融炉におけるスラグ排出口から
排出させ、この溶融スラグをスラグ排出口の下に設けた
水槽に落下させて水砕する廃棄物処理装置乃至固体燃料
処理装置のスラグ除去装置が知られている。

【０００３】図９は、上記溶融炉の一つに設けられたス
ラグ除去装置を挙げたもので、電極６１ａと電極６１ｂ
との間で放電させることによって容器６０の中の溶融ス
ラグｆを加熱、溶融しているもので、この溶融スラグｆ
をスラグ排出口６２から排出させ或いは閉塞栓６３によ
って閉塞する過程において、スラグ排出口６２を通過す
る溶融スラグｆが冷却、固化し、特にその量が少ない時
に溶融スラグｆ自体の熱容量が小さいために通過初期に
冷却、固化してスラグ化し、時間の経過と共にスラグ排
出口６２を閉塞し、或いはスラグ排出口６２に吊り下が
る。このスラグ除去装置は、このスラグｇをハンマー６
４で矢印６５方向に叩いて除去するものである。

【０００４】又、図１０は、容器６０の中に貯留された
溶融スラグｆが堰６７をオーバーフローして形成された
スラグｇの近傍に、排ガスＧ₄をダクト６６ａからバイ
パスさせて排ガスバイパスダクト６６ｂを設け、スラグ
ｇを加熱して通路６８の閉塞、例えばくもの巣状に成長
して通路６８を閉塞することを防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記溶
融炉のスラグ排出口６２から吊り下がったスラグｇをハ
ンマー６４で矢印６５方向に叩いて除去するものは、溶
融スラグのスラグ排出口６２の内側に付着したスラグを
除去することは出来ず、スラグ排出口６２の内側を閉塞
する恐れがあった。

【０００６】又、スラグｇの近傍に、排ガスＧ₄を導く
排ガスバイパスダクト６６ｂを設け、スラグｇを加熱し
て通路６８の閉塞を防止するものは、通路６８のスラグ
ｇを十分に除去することが出来ないばかりでなく、ダク
トや送風機等特別な機器を要し、スラグ除去装置の構造
が複雑になると共に、きめの細かい調節が困難で設置の
ための費用もかかり、経済的ではなかった。

【０００７】本発明の第１の目的は、廃棄物や固体燃料
等を熱分解した後に燃焼、溶融して溶融スラグにする溶
融炉に設けたスラグ排出口のスラグ除去装置において、
スラグの除去が確実、容易に出来ると共に、スラグ排出
口の閉塞を防止し、構造が簡単で運転が容易、且つ経済
的なスラグ除去装置を提供することである。

【０００８】本発明の第２の目的は、上記第１の目的の
スラグ除去装置を備えた廃棄物処理装置の溶融炉を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、燃焼性物を燃焼させて発生する燃焼灰を溶融
させた溶融スラグを排出する溶融炉のスラグ排出口に付
着したスラグを除去するスラグ除去装置において、前記
スラグ排出口の内側断面形状と略同形状の外側断面形状
を有し、前記スラグ排出口を突き上げ又は突き下げるス
ラグ掻き落し部材を備えたものである。スラグ排出口の
内側断面形状と略同形状の外側断面形状を有するスラグ
掻き落し部材を備えたものは、スラグ排出口に付着した
スラグを確実に除去する。

【００１０】更に、前記スラグ掻き落し部材は、前記ス
ラグ排出口を流下する主流の溶融スラグを避ける開口部
を有したものである。主流の溶融スラグを避ける開口部
を有したものは、上記スラグ除去装置の作用に加え、溶
融スラグがスラグ排出口を僅かな流量で流れる個所の付
着スラグを確実に除去すると共に、主流で流れる個所の
溶融スラグの流下に支障とならない。

【００１１】更に、内側で前記スラグ掻き落し部材を上
下に移動可能に案内する案内筒の上部近傍に一端が固定
され、該スラグ掻き落し部材の底部近傍に設けられた滑
動支軸を介して迂回するように設けられ、更に前記案内
筒の上部近傍に設けられた方向変換支軸を介して前記溶
融炉の外側に導出された紐状部材を備え、該紐状部材を
引っ張ることにより前記スラグ掻き落し部材を前記案内
筒に沿って上方に突き上げ前記スラグ排出口のスラグを
除去するものである。紐状部材を引っ張ることによりス
ラグ掻き落し部材を案内筒に沿って上方に突き上げスラ
グ排出口のスラグを除去するものは、上記いずれかのス
ラグ除去装置の作用に加え、構造が簡単で確実にスラグ
排出口を突き上げ、取り扱いが容易であり、且つ高温環
境に強く故障が少ない。

【００１２】そして、前記スラグ排出口を流下する溶融
スラグを避ける位置に退避させる退避手段を備えたもの
である。溶融スラグを避ける位置に退避させる退避手段
を備えたものは、上記いずれかのスラグ除去装置の作用
に加え、スラグ除去装置を使用しない時には、溶融スラ
グが付着しない位置に退避させて、溶融スラグによるス
ラグ除去装置の損傷、故障等を防止する。

【００１３】又、廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガス
と主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生
成、分離し、更に該熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼
性成分とに分離した後に、前記乾留ガスと前記燃焼性成
分とを燃焼させた燃焼灰を溶融させて溶融スラグとして
排出する廃棄物処理装置の溶融炉において、上記いずれ
かに記載のスラグ除去装置を備えたものである。上記い
ずれかに記載のスラグ除去装置を備えたものは、上記い
ずれかのスラグ除去装置の作用に加え、廃棄物を処理す
る廃棄物処理装置の溶融炉におけるスラグ排出口のスラ
グを容易、簡単に除去することが出来る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明に係
るスラグ除去装置及びこれを備えた廃棄物処理装置にお
ける溶融炉の実施の形態を説明する。

【００１５】図１は本発明に係るスラグ除去装置の一実
施の形態を示す垂直断面図、図２は図１における I−I
線断面図、図３は図２における II−II 線断面図、を各
々示す。

【００１６】図１〜３において、本実施の形態のスラグ
除去装置１は、燃焼性物を燃焼させて発生する燃焼灰を
溶融させた溶融スラグｆ又はこの溶融スラグｆと不燃焼
性物との混合物を溶融スラグとして排出する溶融炉３６
のスラグ排出口３８に付着したスラグｇを除去するもの
である。

【００１７】溶融炉３６は、内側に設けられた耐火材４
０と、この耐火材４０の外側を囲う水管壁３７と、溶融
炉の底部近傍に設けられたスラグ排出口３８の下に位置
する上部ホッパー４１と、上部ホッパー４１の下に設け
られた下部ホッパー４２とを有する。上部ホッパー４１
及び下部ホッパー４２は、内側に設けられたキャスター
４３ａとその外側に設けられたパーライトボード４３ｂ
で形成されている。上部ホッパー４１の周囲には、４個
所の覗き窓４４が設けられ、溶融炉３６のスラグ排出口
３８を観察出来るようになっている。下部ホッパー４２
の下側は、水槽５９に水没しており、スラグ排出口３８
を落下した溶融スラグｆは水槽５９で水砕スラグとな
る。

【００１８】更に、本実施の形態のスラグ除去装置１
は、スラグ排出口３８の内側断面形状３９と略同形状の
外側断面形状４を有し、スラグ排出口３８を突き上げ又
は突き下げるスラグ掻き落し部材２を備えたものであ
る。そして、スラグ除去装置１は、スラグ掻き落し部材
２を退避させる退避手段を有しており、上部ホッパー４
１に固定された外筒４１ａにスラグ掻き落し部材２を収
納して上下に案内する案内筒１１に固定された内筒１５
が挿通され、上部ホッパー４１の外側に設けられたエア
ーシリンダー１９のピストン２０を後退させることによ
ってスラグ排出口３８を流下する溶融スラグｆの付着を
避ける位置、即ち図１の２点鎖線の位置に退避させる。

【００１９】次に、図４は図１〜３のスラグ除去装置の
要部破砕断面図、図５は図４の平面図、図６は図１〜３
のスラグ除去装置の要部断面図、を各々示す。図４に示
すように、スラグ掻き落し部材２は頭部３と、この頭部
３に一端が固定され、他端近傍に滑動支軸７が設けられ
た垂下部９とを有する。垂下部９の他端には引き下げ鎖
１８が係止されている。そして、紐状部材である鎖１６
の一端１７が、案内筒１１の上部１３近傍に固定され、
スラグ掻き落し部材２の底部６近傍に設けられた滑動支
軸７を介して迂回するように設けられ、更に案内筒１１
の上部１３近傍に設けられた方向変換支軸１４を介して
先に述べた上部ホッパー４１の外側に導出されている。

【００２０】スラグ掻き落し部材２の頭部３は、スラグ
排出口３８の内側断面形状３９と略同形状に形成される
が、上面にはＶ形切欠き部３ａが設けられ、更に、図５
に示すように、その外側にスラグ排出口３８を流下する
主流の溶融スラグｆ₁（図１）を避ける開口部５を有し
ている。このため、スラグ掻き落し部材２の断面は、コ
の字形状を有しており、開口部５では主流の溶融スラグ
ｆ₁の流れを回避する。しかし、スラグ掻き落し部材２
の断面形状は、図５の形状に限定されるものではなく、
中空角柱の一辺の一部が凹むことによって形成される中
空材であっても良い。

【００２１】図６は、図１〜３のスラグ除去装置の要部
断面図である。鎖１６は、内筒１５の他端に設けられた
開口孔１５ａから外側に導出されている。この鎖１６を
引っ張ることによりスラグ掻き落し部材２を案内筒１１
に沿って上方に突き上げスラグ排出口３８のスラグｇを
除去するものである。そして、内筒１５は、図１、６に
示したように、上部ホッパー４１に固定された回り止め
筒２１に遊嵌された回り止め棒２２によって回動が防止
される。更に、外筒４１ａと内筒１５との間には、シー
ル材４１ｂが設けられ炉内と外側とを気密に遮断する。

【００２２】尚、紐状部材は、ワイヤー、針金、帯状体
等柔軟性とある程度の耐熱性のある材料であれば、鎖１
６に限定されることはない。又、本実施の形態において
は、鎖１６を手動で引っ張るものであるが、適宜電動、
空気圧等の駆動手段を用いても良い。

【００２３】以上の構成を有する本実施の形態のスラグ
除去装置１は、次のように作用する。即ち、スラグ排出
口の内側断面形状３９と略同形状の外側断面形状４を有
するスラグ掻き落し部材２を備えたものは、スラグ排出
口３８に付着したスラグを確実に除去する。

【００２４】更に、主流の溶融スラグｆ₁を避ける開口
部５を有したものは、溶融スラグｆがスラグ排出口３８
を僅かな流量で流れる個所の付着スラグを確実に除去す
ると共に、主流で流れる個所の溶融スラグを回避する。

【００２５】更に、鎖１６を引っ張ることによりスラグ
掻き落し部材２を案内筒１１に沿って上方に突き上げス
ラグ排出口３８のスラグを除去するものは、構造が簡単
で確実にスラグ排出口３８を突き上げ、取り扱いが容易
であり、且つ高温環境に強く故障が少ない。

【００２６】そして、溶融スラグｆを避ける位置に退避
させる退避手段を備えたものは、スラグ除去装置１を使
用しない時には、溶融スラグｆが付着しない位置に退避
させて、スラグ除去装置１の損傷、故障等を防止する。

【００２７】図７は、本発明に係るスラグ除去装置の他
の実施の形態を示す縦断面図である。この実施の形態の
スラグ除去装置１は、図１〜６に示したスラグ掻き落し
部材２と同様に、スラグ排出口３８の内側断面形状３９
に略同形状の外側断面形状４を有するスラグ掻き落し部
材２を有し、スラグ掻き落し部材２の下端から腕２３が
延設され、腕２３の先端にはピニオン２４が設けられ、
ピニオン２４はラック２５に噛み合っている。スラグ排
出口３８に付着したスラグを除去するには、ラック２５
を図示していない駆動源によって直線移動させることに
よりピニオン２４を回動させ、スラグ排出口３８を突き
上げる。スラグ除去装置１を使用しない時には、２点鎖
線で示した位置に退避させておく。その他の構造、作用
については図１〜６のものと同様であるので、その説明
を省略する。

【００２８】図８は、図１乃至７のスラグ除去装置１を
備えた溶融炉を有する廃棄物処理装置の系統図である。
廃棄物処理装置２６において、破砕機２７は受入れヤー
ド２８に配置された、例えば二軸剪断式の破砕機で、都
市ごみ等の廃棄物ａは第１のコンベア２９により、この
破砕機２７に供給され、ここで例えば１５０ｍｍ角以下
に粉砕される。この粉砕された廃棄物ａは第２のコンベ
ア３０により投入口３１からスクリューフィーダ３２を
経て熱分解反応器３４に供給される。この熱分解反応器
３４は例えば横型回転ドラムが用いられ、図示しないシ
ール機構によりその内部は低酸素雰囲気に保持されると
ともに、燃焼器である溶融炉３６の後流側に配置された
熱交換器（図示せず）により加熱された加熱空気がライ
ンＬ₁から供給される。

【００２９】この加熱空気により熱分解反応器３４内に
供給された廃棄物ａは、３００〜６００℃に、通常は４
５０℃程度に加熱される。これによって、この廃棄物ａ
は熱分解され、乾留ガスＧ₁と、主として不揮発性の熱
分解残留物ｂとを生成する。そして、この熱分解反応器
３４内で生成された乾留ガスＧ₁と熱分解残留物ｂと
は、排出装置３５により分離され、乾留ガスＧ₁はライ
ンＬ₂を経て溶融炉３６のバーナ４５に供給される。

【００３０】熱分解残留物ｂは、廃棄物ａの種類によっ
て種々異なるが、日本国内の都市ごみの場合、本発明者
等の知見によれば、大部分が比較的細粒の可燃分１０〜６０％比較的細粒の灰分５〜４０％粗粒金属成分７〜５０％粗粒瓦礫、陶器、コンクリート等１０〜６０％より構成されていることが判明した。

【００３１】このような成分を有する熱分解残留物ｂ
は、４５０℃程度の比較的高温で排出されるため、冷却
装置４６により８０℃程度に冷却され、分離装置４７に
導かれ、ここで燃焼性成分ｃと不燃焼成分ｄに分離され
る。分離装置４７は、例えば磁選式、遠心式又は風力選
別式の公知の分別機が使用される。このように不燃焼成
分ｄが分離、除去された燃焼性成分ｃは、粉砕機４８に
供給される。粉砕機４８はロール式、チューブミル式、
ロッドミル式、ボールミル式等が適当で、被処理廃棄物
の性状により適宜選択される。

【００３２】そして、この粉砕機４８において燃焼性成
分ｃは、好ましくは全て１ｍｍ以下に粉砕され、この粉
砕された燃焼性成分ｃは、ラインＬ₃を経て溶融炉３６
のバーナ４５に供給される。送風機４９によりラインＬ
₄から供給された燃焼用空気ｅ及び乾留ガスＧ₁と燃焼性
成分ｃとは溶融炉３６内で１３００℃程度の高温域で燃
焼され、この燃焼により燃焼性成分ｃの比較的細粒の灰
分より発生した燃焼灰は溶融し溶融スラグｆを生成す
る。

【００３３】不燃焼性成分ｄはコンテナ５０に貯留され
る。不燃焼性廃棄物ｈはラインＬ₅を介して溶融炉３６
のなるべく下の方に供給される。この際、不燃焼性廃棄
物ｈは、燃焼及び溶融効率を向上させるために１ｍｍ以
下の微粉粒体とされ、且つ加熱されるのが好ましい。そ
のため、ラインＬ₅中に設けられた破砕機、粉砕機５２
及び加熱器５３を設けて破砕、粉砕及び加熱等の処理を
されて溶融炉３６に供給されるのが良い。

【００３４】更に、不燃焼性廃棄物ｈは、溶融炉３６内
で、好ましくは溶融されてスラグｇとなって燃焼灰によ
る溶融スラグｆと混合され、スラグ排出口３８から上部
ホッパー４１を経由して水槽５９中に落下し水砕スラグ
とされる。水砕スラグは図示していない装置により所定
の形状にブロック化されるか又は粒状に形成され、建材
又は舗装材等として再利用することが出来る。この場合
において不燃焼性廃棄物ｈは必要に応じて溶融させるこ
となく溶融スラグｆ中に混入させても良い。

【００３５】一方、溶融炉３６で発生した燃焼排ガスＧ
₂は、ラインＬ₆から図示していない熱交換器、廃熱ボイ
ラ５１により熱回収された後、集塵機５４ａ、５４ｂに
より集塵され、低温のクリーンな排ガスＧ₃となって誘
引送風機５７を経て煙突５５から大気へ放出される。

【００３６】尚、参照番号３３は、スクリューフィーダ
３２を駆動する駆動機であり、参照番号５６は、蒸気タ
ービンを有する発電機、ラインＬ₇は排ガスＧ₃の一部を
ファン５８によって冷却装置４６に供給するラインであ
る。

【００３７】このような構成を有する廃棄物処理装置２
６は次のように作用する。即ち、廃棄物ａによって発生
した溶融スラグｆのスラグ排出口３８に付着したスラグ
を確実に除去する。従って、スラグ排出口３８のスラグ
による閉塞を防止すると共に、溶融スラグｆの排出が安
定的に行なわれる。しかも、スラグ掻き落し部材２が開
口部５を有することにより、溶融スラグが主流で流れる
個所の溶融スラグを回避する。その上、構造が簡単で取
り扱いが容易である。更に、スラグ除去装置１を使用し
ない時には、溶融スラグｆが付着しない位置に退避させ
て、スラグ除去装置１の損傷、故障等を防止する。

【００３８】

【発明の効果】本発明のスラグ除去装置によれば、スラ
グ排出口に付着したスラグを確実に除去し、主流の溶融
スラグを避ける開口部を有することにより、溶融スラグ
がスラグ排出口を僅かな流量で流れる個所の付着スラグ
を確実に除去すると共に、主流で流れる個所の溶融スラ
グを回避する。更に、紐状部材を引っ張ることによりス
ラグ掻き落し部材を案内筒に沿って上方に突き上げスラ
グ排出口に付着したスラグを除去するものは、構造が簡
単で且つ確実にスラグが除去されると共に、取り扱いが
容易であり、且つ高温環境に強く故障が少ない。そし
て、溶融スラグを避ける位置に退避させる退避手段を備
えたものは、スラグ除去装置を使用しない時には、溶融
スラグが付着しない位置に退避させて、スラグ除去装置
の損傷、故障等を防止する。

【００３９】又、上記いずれかに記載のスラグ除去装置
を備えた廃棄物処理装置の溶融炉は、上記いずれかのス
ラグ除去装置の効果に加え、廃棄物を処理する廃棄物処
理装置の溶融炉におけるスラグ排出口のスラグを容易、
簡単に除去することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスラグ除去装置の一実施の形態を
示す垂直断面図である。

【図２】図１における I−I 線断面図である。

【図３】図２における II−II 線断面図である。

【図４】図１〜３のスラグ除去装置の要部破砕断面図で
ある。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図１〜３のスラグ除去装置の要部断面図であ
る。

【図７】本発明に係るスラグ除去装置の他の実施の形態
を示す垂直断面図である。

【図８】図１乃至７のスラグ除去装置を備えた溶融炉を
有する廃棄物処理装置の系統図である。

【図９】従来技術に係るスラグ除去装置の垂直断面図で
ある。

【図１０】図９と同様の他のスラグ除去装置の垂直断面
図である。

【符号の説明】

１スラグ除去装置２スラグ掻き落し部材４外側断面形状５開口部６底部７滑動支軸１１案内筒１２内側１３上部１４方向変換支軸１６鎖（紐状部材）１７一端１９エアーシリンダー（退避手段）２０ピストン（退避手段）２６廃棄物処理装置３６溶融炉３８スラグ排出口３９内側断面形状Ｇ₁ 乾留ガスａ廃棄物ｂ熱分解残留物ｃ燃焼性成分ｄ不燃焼性成分ｆ溶融スラグｆ₁ 主流の溶融スラグｇスラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼性物を燃焼させて発生する燃焼灰を
溶融させた溶融スラグを排出する溶融炉のスラグ排出口
に付着したスラグを除去するスラグ除去装置において、
前記スラグ排出口の内側断面形状と略同形状の外側断面
形状を有し、前記スラグ排出口を突き上げ又は突き下げ
るスラグ掻き落し部材を備えたものであることを特徴と
するスラグ除去装置。
【請求項２】前記スラグ掻き落し部材は、前記スラグ
排出口を流下する主流の溶融スラグを避ける開口部を有
したものであることを特徴とする請求項１記載のスラグ
除去装置。
【請求項３】内側で前記スラグ掻き落し部材を上下に
移動可能に案内する案内筒の上部近傍に一端が固定さ
れ、該スラグ掻き落し部材の底部近傍に設けられた滑動
支軸を介して迂回するように設けられ、更に前記案内筒
の上部近傍に設けられた方向変換支軸を介して前記溶融
炉の外側に導出された紐状部材を備え、該紐状部材を引
張ることにより前記スラグ掻き落し部材を前記案内筒に
沿って上方に突き上げ前記スラグ排出口のスラグを除去
するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の
スラグ除去装置。
【請求項４】前記スラグ排出口を流下する溶融スラグ
を避ける位置に退避させる退避手段を備えたものである
ことを特徴とする請求項１乃至３記載のスラグ除去装
置。
【請求項５】廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと
主として不揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成、
分離し、更に該熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成
分とに分離した後に、前記乾留ガスと前記燃焼性成分と
を燃焼させた燃焼灰を溶融させて溶融スラグとして排出
する廃棄物処理装置の溶融炉において、請求項１乃至４
のいずれかに記載のスラグ除去装置を備えたものである
ことを特徴とする廃棄物処理装置の溶融炉。