JPH09264518A - ストーカ式焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の亜鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留
炉を転用して、従って、比較的小さな設備の変更だけで
不足ぎみの産業廃棄物、特に、写真現像液などの燃焼処
理することが好ましいとされる廃液をも燃焼できる処理
施設とすることができるストーカ式焼却炉を提供する。 【解決手段】 亜鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉
を転用して構成したストーカ式焼却炉１０であって、竪
形炉体１２の下方部側面に一次燃焼室１６を形成して、
汚泥、シュレッダダストなどの燃焼物を投入する供給口
１８、ストーカ１９及び着火バーナ２２を配置し、燃焼
物を該一次燃焼室１６で燃焼して焼却灰は竪形炉体１２
の底部に設けられている回転床２８に排出して燃え残り
のない状態まで該回転床２８に置いた後該竪形炉体１２
の底部から排出し、一方、燃焼ガスは竪形炉体内側の二
次燃焼室３２で燃焼させた後、竪形炉体１２の頂部から
排出して冷却水を噴射し、さらに、予熱炉を転用した冷
却炉４２により２５０℃以下に冷却して排出してなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛の乾式精錬に
用いられる電熱蒸留炉を転用して構成したストーカ式焼
却炉に係り、特に、汚泥、シュレッダダストなどの一
般、産業廃棄物、さらには、燃焼処理を行うことが好ま
しい廃液を合理的且つ効率的に燃焼することができるス
トーカ式焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、Ｚｎの電熱蒸留炉５０の概略図
であり、セント ジョセフ リード社が１９５０年代に
開発したものである。炉は、円形断面の竪形炉５２で中
央付近にベーパーリング５４と呼ばれる中空部を持って
いる。竪形炉体の上下に設けられる黒鉛電極５６を一組
として、炉内挿入物の抵抗により通電加熱し、一定電圧
になるように自動的に制御される。電極は炉の大きさに
より炉周上に上下６又は９本設置されている。挿入物は
厳密に整粒された焼結鉱とこれと同容積の整粒コークス
で、予熱炉５８（回転炉）で予熱してから挿入し、炉中
を降下しつつ還元揮発をうける。Ｚｎ蒸気はベーパーリ
ング部５４から溶融Ｚｎを溜めたＵ字形の凝縮室６０に
入り、溶融Ｚｎ中を通過する際に急冷凝縮される。

【０００３】残滓は固体のまま残留コークスとともに炉
底部回転排鉱機６２により排出され、風力選別、磁力選
別によりコークス、金属Ｆｅ分などを回収する。凝縮し
たＺｎは、コンデンサ６０に連結された湯溜りから抜き
出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した電熱蒸留炉５
０は、１９５０年代に開発されたものであるが、高価な
電力を使用するので自己発電施設を有する工場以外では
他の方式の炉に交換されつつある。例えば、インペリア
ル スメルテイング社のＩＳＰ法では、予熱コークスと
ともに装入したＰｂ，Ｚｎ焼結鉱は羽口から吹き込まれ
た熱風により燃焼し、Ｐｂ，Ｚｎは加熱還元を受け、精
製したＺｎ蒸気は炉ガスとともに上昇して炉頂から約１
３００Ｋでコンデンサに入り、コンデンサ中のＺｎ溶液
に急冷凝縮されＰｂ中に溶け込む。その後、冷却樋及び
溶離炉を経てＺｎは分離され、Ｐｂは再びコンデンサに
戻され循環使用される。

【０００５】このようにその役割を終わりつつある電熱
蒸留炉は、耐用年数が未だ到来していないにもかかわら
ず不使用又は解体されるのを待っている状態にあり、有
効利用の道を模索している。

【０００６】一方、産業廃棄物の総量は、年々増加の一
途を辿っているにもかかわらず、それを処理する施設の
方は広い敷地面積を確保することができず新規施設の建
設は難しくなっている。特に、写真現像液などの燃焼処
理することが好ましいとされる廃液は、完全燃焼させる
ために必要な高温の二次燃焼室と高い炉塔とが必要であ
り、新規に建設すると莫大な費用がかかる欠点があっ
た。

【０００７】また、従来のストーカ式焼却炉では、シュ
レッダダストのようなＺｎ及びＣｕを僅かに含む産業廃
棄物を焼却した場合、焼却灰中のそれらの濃度は極めて
低く従来周知の回収プラントで回収しても採算が採れ
ず、セメント材料として使用されるに止まっており再利
用ができなかった。

【０００８】本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み
なされたもので、既存の亜鉛の乾式精錬に用いられる電
熱蒸留炉を転用して、従って、比較的小さな設備の変更
だけで不足ぎみの産業廃棄物、特に、写真現像液などの
燃焼処理することが好ましいとされる廃液をも燃焼でき
る処理施設とすることができるストーカ式焼却炉を提供
することを目的とする。本発明は、また、シュレッダダ
ストのようなＺｎ及びＣｕを僅かに含む産業廃棄物を焼
却した場合に、それらをその焼却灰中に高濃度に含むよ
うにして再利用を可能とするストーカ式焼却炉を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、亜鉛の乾式精
錬に用いられる電熱蒸留炉を転用して構成したストーカ
式焼却炉であって、竪形炉体の下方部側面に一次燃焼室
を形成して、汚泥、シュレッダダストなどの燃焼物を投
入する供給口、ストーカ及び着火バーナを配置し、燃焼
物を該一次燃焼室で燃焼して焼却灰は竪形炉体の底部に
設けられている回転床に排出して燃え残りのない状態ま
で該回転床に置いた後該竪形炉体の底部から排出し、一
方、燃焼ガスは竪形炉体内側の二次燃焼室で燃焼させた
後、竪形炉体の頂部から排出して冷却水を噴射し、さら
に、予熱炉を転用した冷却炉により２５０℃以下に冷却
して排出してなることを特徴とするストーカ式焼却炉を
提供する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のストーカ式焼却炉おいて、前記竪形炉体の二次燃焼室
に、写真現像液などの廃液を噴射する噴射口を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のストーカ式焼却炉において、前記竪形炉体に設
けられていた空気吹込みノズルの一部に二次燃焼用の燃
料を噴射する二次燃焼バーナを装着してなることを特徴
とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載のストーカ式焼却炉において、前記
竪形炉体に設けられていた空気吹込みノズルの一部に汚
泥を前記二次燃焼室に噴射する汚泥噴射ノズルを装着し
てなることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明に係る
ストーカ式焼却炉について詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明に係るストーカ式焼却炉の
一実施形態の中央縦断面図であり、図２は、図１のスト
ーカ式焼却炉の要部拡大断面図である。

【００１５】図示された本発明に係るストーカ式焼却炉
１０は、亜鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉を転用
して構成したもので、竪形炉体１２の下方部側面にスト
ーカ炉１４を新たに新設してその内部に一次燃焼室１６
を形成している。ストーカ炉１４の入口には、汚泥、シ
ュレッダダストなどの燃焼物を投入する供給口１８が設
けられている。

【００１６】供給口１８の下方には、油圧シリンダによ
って駆動されるプッシャ２０が設けられている。プッシ
ャ２０によってストーカ炉１４の一次燃焼室１６内に押
し出された燃焼物は、ストーカ１９上で燃焼される。一
次燃焼室１６における着火のために、ストーカ炉１４の
側面壁には着火バーナ２２が設置されている。ストーカ
炉１４内のストーカ１９としては、従来周知の種々の方
式のストーカを用いることができる。例えば、並列揺動
階段式ストーカ、階段摺動式ストーカ、階段上向き摺動
式ストーカ、階段摺動式ストーカ、あるいは、多段円筒
回転式ストーカなど各種のストーカを用いることができ
る。

【００１７】ストーカ炉１４では、着火バーナ２２によ
り燃焼物に火を付けた後は燃焼物自らの燃焼熱により燃
焼する。従って、ストーカの下方及び側面壁から送風機
２４より空気を供給しながら燃焼物を前進・攪拌するこ
とによりほぼ完全に燃焼させることができる。図示され
た好ましい実施形態では、送風空気の２０％が後段のス
トーカの下方から燃焼物に供給され、送風空気の８０％
が側面壁に設けられた空気口２３から燃焼物に供給され
る。ストーカより落下する灰は、プッシャ２６で回転床
２８へ排出され、ここで燃焼する。

【００１８】ストーカ炉１４により燃焼された燃焼物の
焼却灰は、竪形炉体１２の底部に設けられている回転床
２８上に排出される。図１に最も良く示されているよう
に、竪形炉体１２の炉壁下方部に設けられていた空気吹
込みノズルに二次燃焼用の燃料を噴射する二次燃焼バー
ナ３０が装着されている。二次燃焼バーナ３０からの火
炎により、燃焼灰を燃え残りのない状態まで燃焼した後
竪形炉体１２の底部から排出する。燃焼灰の排出は、従
来周知の掻き出し棒２８ａによって行い、排出された灰
は、線屑分離機に送られ、銅線等を回収し、亜鉛製錬工
場へ送られる。灰は、シリカ、ライムを多く含むので燒
結バインダとして有効である。

【００１９】一次燃焼室１６からの燃焼ガスは、ストー
カ炉１４から竪形炉体１２内側の二次燃焼室３２で１２
００〜１４００℃の高温で燃焼される。図示された好ま
しい実施形態においては、竪形炉体１２の炉壁中央部に
設けられていた空気吹込みノズルに二次燃焼用の燃料を
噴射する二次燃焼バーナ３４が装着されている。これに
より、竪形炉体１２の二次燃焼室３２内における温度低
下を防止し、高温雰囲気下に燃焼ガスを長い時間置くこ
とができ、ガスを完全燃焼させると共にダイオキシンの
発生を抑制することができる。

【００２０】竪形炉体１２のほぼ中央には、ベイパーリ
ング部と呼ばれる空隙部が形成されているが、これを改
造して写真現像液などの廃液や汚泥を噴射する噴射口３
６とすることができる。この部分は、ガス流の影響が小
さいので、吹込みノズルが損耗されにくい。汚泥は、ま
た、より高温である竪形炉体１２の炉壁中央部に設けら
れた汚泥噴射ノズル３８より二次燃焼室３２内に噴射す
ることができる。

【００２１】竪形炉体１２の頂部における排ガス温度は
約１０００℃であり、これを冷却水ノズル４０から冷却
水をスプレーして冷却した後、電熱蒸留炉における予熱
炉を転用した冷却炉４２により２５０℃以下に冷却し
て、集じん機、例えば、マルチクロンに排出する。

【００２２】

【実施例】次に、かかるストーカ式焼却炉１０を用いて
各種の産業廃棄物を燃焼処理したシステムについて説明
する。

【００２３】図３は、本発明のストーカ式焼却炉を用い
て各種の産業廃棄物を燃焼処理するシステムのフローチ
ャートである。

【００２４】シュレッダダストは、表１のような性状を
有するものであるが、これらは、産廃収集運搬業者によ
ってダンプカーを使って集められ、コークス鉱舎を改造
して作ったシュレッダダスト受入設備に蓄積し、これを
必要量ずつ電炉建物内のシュレッダダスト置場に運ぶ。
シュレッダダスト受入設備への収集量は５日分で１８０
トン（６００ｍ³ ）とし、シュレッダダスト置場には１
日分で３６トン（１２０ｍ³ ）とする。

【００２５】

【表１】 水分の少ない汚泥及びシュレッダダストはストーカ式焼
却炉１０に運び、ホッパ供給口１８内に投入する。これ
ら燃焼物は、開閉可能な扉が開いた時に、プッシャ２０
によって一次燃焼室１６内に押し出され燃焼される。一
次燃焼室１６内への燃焼物の供給は、５ｍ³ ／時とす
る。

【００２６】写真現像液などの廃液や汚泥も、産廃収集
運搬業者により収集し、それぞれ、廃液タンク及び汚泥
ピットに貯蔵する。廃液タンクは、３０ｍ³ 程度のもの
を３基と２０ｍ³ 及び１５ｍ³ のものを１基ずつ設置す
る。汚泥は、水分の少ないものを汚泥置場に３０ｍ³ 程
度堆積し、水分の多いものをＴｌ滓ピットを転用した３
０ｍ³ の汚泥ピットに２ケ所貯蔵する。し尿及びし尿浄
化槽に係る汚泥などの水分の多いものは貯液槽（容量２
００トン）に一旦貯蔵し、その上澄液を廃液タンクに貯
蔵された廃液と一緒に噴射口３６から二次燃焼室３２に
噴射する。噴射量は、０〜２トン／時とする。

【００２７】一次燃焼室１６及び二次燃焼室３２に供給
する空気量を１７０００Ｎｍ³ ／時とすると、二次燃焼
室３２の温度は１２００〜１４００℃となる。炉頂温度
は、９００〜１０００℃で排ガス量は２００００Ｎｍ³
／時となるため、冷却水ノズル４０より６トン／時の冷
却水を噴射する。冷却炉４２でさらに冷却して、２００
００Ｎｍ³ ／時、２５０℃の排ガスとした後、ガス管を
経由してマルチサイクロンに導入する。その後、法規制
に従った従来周知の各種の排ガス処理を行い最終的に排
気塔から空気中に排出する。

【００２８】一方、竪形炉体１２の底部から排出された
燃焼灰は、０．５〜０．６トン／時となるが、この焼却
灰は、従来周知の線屑分離機に送られる。線屑分離機で
分離された鋼線屑などは、鋼線屑置場などに分別して置
き、一方、残りの焼却灰は残滓処理される。

【００２９】上述した数値は、もちろん、説明のために
一例としてあげたもので、これに限定されるものではな
い。

【００３０】表２及び表３は、図３に示したフローチャ
ートに従って各種の産業廃棄物を本発明のストーカ式焼
却炉を用いて燃焼処理した結果を示すものである。

【００３１】表２及び表３に示したように、ストーカ式
焼却炉１０にて燃焼させた燃焼物は、シュレッダダス
ト、廃酸及び廃アルカリ・汚泥がそれぞれ１０００ト
ン、４００トン及び６００トンの比率であった。

【００３２】シュレッダダストには、可燃性であるＣ及
びＳが、それぞれ、重量％で４０％及び２％含まれてお
り、酸素を供給することにより高カロリで燃焼すること
が裏付けられている。

【００３３】また、ストーカ式焼却炉１０の焼却灰につ
いて着目すると、ストーカ式焼却炉１０での燃焼物が２
０００トンとした場合に焼却灰４３３トンの割合となっ
ており、約１／５に縮小される。さらに、シュレッダダ
スト中に含まれていたＺｎ及びＣｕは、それぞれ、焼却
灰中に７．３４％（３１．７３トン）及び６．１２％
（２６．４６トン）含まれており、高濃度であるから従
来周知の回収プラントにより回収しても十分採算の採れ
る範囲となっている。従来、低濃度であるためセメント
原料としてしか有効利用されていなかったこれら元素の
再利用が可能となった。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、亜鉛の乾式精錬に用いられる
電熱蒸留炉を転用して構成したストーカ式焼却炉であっ
て、竪形炉体の下方部側面に一次燃焼室を形成して、汚
泥、シュレッダダストなどの燃焼物を投入する供給口、
ストーカ及び着火バーナを配置し、燃焼物を該一次燃焼
室で燃焼して焼却灰は竪形炉体の底部に設けられている
回転床に排出して燃え残りのない状態まで該回転床に置
いた後該竪形炉体の底部から排出し、一方、燃焼ガスは
竪形炉体内側の二次燃焼室で燃焼させた後、竪形炉体の
頂部から排出して冷却水を噴射し、さらに、予熱炉を転
用した冷却炉により２５０℃以下に冷却して排出してな
るため、比較的小さな設備の変更だけで不足ぎみの産業
廃棄物、特に、写真現像液などの燃焼処理することが好
ましいとされる廃液をも燃焼できる処理施設とすること
ができる利点を有している。

【００３５】また、ストーカ式焼却炉でシュレッダダス
トなどの産業廃棄物を燃焼した場合、焼却灰中のＺｎ及
びＣｕ濃度が高濃度となり、従来周知の回収プラントに
よっても十分採算が採れ、それら元素の再利用が図れる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るストーカ式焼却炉の一実施形態
の中央縦断面図である。

【図２】 図１のストーカ式焼却炉の要部拡大断面図で
ある。

【図３】 本発明のストーカ式焼却炉を用いて各種の産
業廃棄物を燃焼処理するシステムのフローチャートであ
る。

【図４】 セント ジョセフ リード社が１９５０年代
に開発したＺｎの電熱蒸留炉の概略図である。

【符号の説明】

１０ ストーカ式焼却炉 １２ 竪形炉体 １４ ストーカ炉 １６ 一次燃焼室 １８ 供給口 １９ ストーカ ２０ プッシャ ２２ 着火バーナ ２３ 空気口 ２４ 送風機 ２６ プッシャ ２８ 回転床 ３０、３４ 二次燃焼バーナ ３２ 二次燃焼室 ３６ 噴射口 ３８ 汚泥噴射ノズル ４０ 冷却水ノズル ４２ 冷却炉

【表２】

【表３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 7/00 １０２ Ｆ２３Ｇ 7/00 １０２Ｃ Ｆ２３Ｊ 1/06 Ｆ２３Ｊ 1/06 Ｆ２７Ｂ 1/10 Ｆ２７Ｂ 1/10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 亜鉛の乾式精錬に用いられる電熱蒸留炉
   を転用して構成したストーカ式焼却炉であって、 竪形炉体の下方部側面に一次燃焼室を形成して、汚泥、
   シュレッダダストなどの燃焼物を投入する供給口、スト
   ーカ及び着火バーナを配置し、燃焼物を該一次燃焼室で
   燃焼して焼却灰は竪形炉体の底部に設けられている回転
   床に排出して燃え残りのない状態まで該回転床に置いた
   後該竪形炉体の底部から排出し、一方、燃焼ガスは竪形
   炉体内側の二次燃焼室で燃焼させた後、竪形炉体の頂部
   から排出して冷却水を噴射し、さらに、予熱炉を転用し
   た冷却炉により２５０℃以下に冷却して排出してなるこ
   とを特徴とするストーカ式焼却炉。
2. 【請求項２】 前記竪形炉体の二次燃焼室に、写真現像
   液などの廃液を噴射する噴射口を設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載のストーカ式焼却炉。
3. 【請求項３】 前記竪形炉体に設けられていた空気吹込
   みノズルの一部に二次燃焼用の燃料を噴射する二次燃焼
   バーナを装着してなることを特徴とする請求項１又は２
   に記載のストーカ式焼却炉。
4. 【請求項４】 前記竪形炉体に設けられていた空気吹込
   みノズルの一部に汚泥を前記二次燃焼室に噴射する汚泥
   噴射ノズルを装着してなることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載のストーカ式焼却炉。