JPH1019230A - ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉 - Google Patents
ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉Info
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- JPH1019230A JPH1019230A JP17009296A JP17009296A JPH1019230A JP H1019230 A JPH1019230 A JP H1019230A JP 17009296 A JP17009296 A JP 17009296A JP 17009296 A JP17009296 A JP 17009296A JP H1019230 A JPH1019230 A JP H1019230A
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- Japan
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- furnace
- molten salt
- melting
- arc
- hearth
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみ焼却灰溶融炉の耐火物を傷めることな
く、且つアーク加熱装置の電極が損耗することなく安定
してごみ焼却灰を溶融できる溶融方法とその溶融炉を提
供するものである。 【解決手段】 スラグタップホール（２）と溶融塩オー
バーフローホール（３）を備えた炉壁（１）、各ホール
に接続される樋（４ａ，４ｂ）及び炉壁（１）とは分離
された炉床（５）がそれぞれ水冷された金属部材からな
る炉体内で、投入された都市ごみ焼却灰（１２）を溶融
塩上でアーク発生装置によりアークを発生させて溶融
し、炉体内側表面にセルフコーティング層（１３）を形
成しつつ、発生する溶融スラグ（９）はスラグタップホ
ール（２）から樋（４ａ，４ｂ）を経由して排出し、発
生する溶融塩はオーバーフローホール（３）より樋（４
ａ，４ｂ）を経由して排出し、発生するメタルは炉床上
に凝固させて炉床（５）を降下させることにより取り出
す。
く、且つアーク加熱装置の電極が損耗することなく安定
してごみ焼却灰を溶融できる溶融方法とその溶融炉を提
供するものである。 【解決手段】 スラグタップホール（２）と溶融塩オー
バーフローホール（３）を備えた炉壁（１）、各ホール
に接続される樋（４ａ，４ｂ）及び炉壁（１）とは分離
された炉床（５）がそれぞれ水冷された金属部材からな
る炉体内で、投入された都市ごみ焼却灰（１２）を溶融
塩上でアーク発生装置によりアークを発生させて溶融
し、炉体内側表面にセルフコーティング層（１３）を形
成しつつ、発生する溶融スラグ（９）はスラグタップホ
ール（２）から樋（４ａ，４ｂ）を経由して排出し、発
生する溶融塩はオーバーフローホール（３）より樋（４
ａ，４ｂ）を経由して排出し、発生するメタルは炉床上
に凝固させて炉床（５）を降下させることにより取り出
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ、下水汚
泥、産業廃棄物等のごみを焼却した際に発生するごみ焼
却灰、とりわけ飛灰また電気炉集塵ダスト等を無害化し
減容せしめるのに適した溶融処理方法並びにその溶融炉
に関する。
泥、産業廃棄物等のごみを焼却した際に発生するごみ焼
却灰、とりわけ飛灰また電気炉集塵ダスト等を無害化し
減容せしめるのに適した溶融処理方法並びにその溶融炉
に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ等のごみ焼却灰の中にはダイオ
キシンや重金属等の有害物質が含まれ、しかもごみ焼却
灰は比重が小さく且つかさ張るという問題があるほか、
そのまま埋立地に投棄する場合、有害物質の溶出防止対
策に多くの費用がかかるだけでなく、近年、その投棄ス
ペースを確保することが困難となってきている。
キシンや重金属等の有害物質が含まれ、しかもごみ焼却
灰は比重が小さく且つかさ張るという問題があるほか、
そのまま埋立地に投棄する場合、有害物質の溶出防止対
策に多くの費用がかかるだけでなく、近年、その投棄ス
ペースを確保することが困難となってきている。
【０００３】そこで、ごみ焼却灰を無害化するとともに
容積を大幅に減少し、その有効活用を図る方法として、
各種の溶融スラグ化方法が開発されており、一部は自治
体で採用されている。
容積を大幅に減少し、その有効活用を図る方法として、
各種の溶融スラグ化方法が開発されており、一部は自治
体で採用されている。
【０００４】しかし、ごみ焼却灰には、通常、主灰と飛
灰の二種類が発生しており、従来のごみ焼却灰の溶融方
法には、主灰の溶融に関してはほぼ実用の域に達したも
のもある。
灰の二種類が発生しており、従来のごみ焼却灰の溶融方
法には、主灰の溶融に関してはほぼ実用の域に達したも
のもある。
【０００５】しかしながら、飛灰については未だ実用的
な方法が確立されていないのが実状である。以下その理
由を述べる。
な方法が確立されていないのが実状である。以下その理
由を述べる。
【０００６】一般的に飛灰中にはナトリウムやカリウム
の塩化物を主体とした塩類が多量に含まれており、これ
を溶融すると前記塩類を主体とした溶融塩と、その他の
酸化物を主体とした溶融スラグとが生成し、溶融スラグ
は完全無害化されるが、溶融塩中には幾分溶出有害物を
含有するので、溶融スラグと溶融塩とを分離して取り出
す必要がある。
の塩化物を主体とした塩類が多量に含まれており、これ
を溶融すると前記塩類を主体とした溶融塩と、その他の
酸化物を主体とした溶融スラグとが生成し、溶融スラグ
は完全無害化されるが、溶融塩中には幾分溶出有害物を
含有するので、溶融スラグと溶融塩とを分離して取り出
す必要がある。
【０００７】そこで、比重差によって上層部に溶融塩を
生成させ、下層部に溶融スラグを生成させて両者を分離
して取り出す溶融方法として、電力を用いた溶融方法が
知られている。
生成させ、下層部に溶融スラグを生成させて両者を分離
して取り出す溶融方法として、電力を用いた溶融方法が
知られている。
【０００８】ところが、従来の電力を用いた溶融炉によ
る溶融は、炉体をすべて耐火物を内張りした炉内での溶
融であるため、前記溶融塩は、炉体の耐火物を激しく侵
食するだけでなく、溶融塩の流動性がきわめて高いため
に耐火物中に浸み込み、しかも溶融塩の電気抵抗が小さ
い特性も加わって漏電現象や短絡現象が生じて安定した
操業を継続することができず、実用的な溶融方法ではな
かった。
る溶融は、炉体をすべて耐火物を内張りした炉内での溶
融であるため、前記溶融塩は、炉体の耐火物を激しく侵
食するだけでなく、溶融塩の流動性がきわめて高いため
に耐火物中に浸み込み、しかも溶融塩の電気抵抗が小さ
い特性も加わって漏電現象や短絡現象が生じて安定した
操業を継続することができず、実用的な溶融方法ではな
かった。
【０００９】しかし、飛灰中には特に溶出し易い重金属
や有害物が多量に含まれているために飛灰が特別管理一
般廃棄物に指定され、そのため実用的な溶融処理方法の
確立が強く望まれていた。
や有害物が多量に含まれているために飛灰が特別管理一
般廃棄物に指定され、そのため実用的な溶融処理方法の
確立が強く望まれていた。
【００１０】そこで、本出願人の一人が出願した特願平
６−３００２７２号の溶融処理方法は、耐火物を用いな
い単相電気抵抗溶融炉で飛灰を溶融する方法で実施した
場合、実用的な飛灰溶融を実現することができた。
６−３００２７２号の溶融処理方法は、耐火物を用いな
い単相電気抵抗溶融炉で飛灰を溶融する方法で実施した
場合、実用的な飛灰溶融を実現することができた。
【００１１】図３は、前記出願のうち耐火物を用いない
単相電気抵抗溶融炉の実施例で、炉床中心部に炉底電極
を設けたタイプの縦断面図で、電気抵抗溶融炉は、スラ
グタップホール２を備えた水冷された金属部材からなる
炉壁１と、前記ホール２に連接する水冷された金属部材
からなる樋４ａを有し、電気絶縁物１４を介して設けら
れた炉底電極６と炉床昇降装置７を備えている水冷され
た金属部材からなる炉床５と、上部電極１１とで構成さ
れている。
単相電気抵抗溶融炉の実施例で、炉床中心部に炉底電極
を設けたタイプの縦断面図で、電気抵抗溶融炉は、スラ
グタップホール２を備えた水冷された金属部材からなる
炉壁１と、前記ホール２に連接する水冷された金属部材
からなる樋４ａを有し、電気絶縁物１４を介して設けら
れた炉底電極６と炉床昇降装置７を備えている水冷され
た金属部材からなる炉床５と、上部電極１１とで構成さ
れている。
【００１２】前記構成において、上部電極１１を降下さ
せ、ごみ焼却灰１２を投入して通電すると、アークが発
生し、ごみ焼却灰１２が溶融し、溶融の進行に伴い上部
電極１１を上昇させる。
せ、ごみ焼却灰１２を投入して通電すると、アークが発
生し、ごみ焼却灰１２が溶融し、溶融の進行に伴い上部
電極１１を上昇させる。
【００１３】定常溶融状態では、ごみ焼却灰１２が溶融
されて、溶融スラグ層９、溶融塩層１０、ごみ焼却灰中
に含まれる金属が溶融滴下して成長したインゴット８が
形成され、水冷された炉壁１には溶融スラグや溶融塩が
凝固して耐火物の代わりとなるセルフコーティング層１
３が形成される。
されて、溶融スラグ層９、溶融塩層１０、ごみ焼却灰中
に含まれる金属が溶融滴下して成長したインゴット８が
形成され、水冷された炉壁１には溶融スラグや溶融塩が
凝固して耐火物の代わりとなるセルフコーティング層１
３が形成される。
【００１４】ごみ焼却灰中に含まれる金属は溶融して炉
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下させながら
ごみ焼却灰１２を溶融する。
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下させながら
ごみ焼却灰１２を溶融する。
【００１５】インゴットが所定の大きさに成長すると、
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
【００１６】セルフコーティング層１３は熱及び電気の
絶縁体としての作用があるため、炉床中央部に炉底電極
を設けたタイプでは塩類を多量に含む飛灰でも電気的に
は安定した溶融が可能となる。
絶縁体としての作用があるため、炉床中央部に炉底電極
を設けたタイプでは塩類を多量に含む飛灰でも電気的に
は安定した溶融が可能となる。
【００１７】図４は、前記出願のうち耐火物を用いない
三相電気抵抗溶融炉の実施例で、炉床中心部に炉底電極
を設けないタイプの縦断面図で、水冷された金属部材か
らなる炉壁１に設けられたスラグタップホール２に水冷
された金属部材からなる樋４ａが連接されている。炉壁
１の下部には、炉壁１とは分離して水冷された金属部材
からなる炉床５が設けられている。炉床５は、炉床昇降
装置７により昇降自在に設けられ、炉体の上部には三相
を用いる３本のアーク電極棒１１が配設されている。炉
のスタート時には、ごみ焼却灰の敷滓１２ａ上にくず鉄
層１２ｂを形成し、その上にごみ焼却灰を装入する。
三相電気抵抗溶融炉の実施例で、炉床中心部に炉底電極
を設けないタイプの縦断面図で、水冷された金属部材か
らなる炉壁１に設けられたスラグタップホール２に水冷
された金属部材からなる樋４ａが連接されている。炉壁
１の下部には、炉壁１とは分離して水冷された金属部材
からなる炉床５が設けられている。炉床５は、炉床昇降
装置７により昇降自在に設けられ、炉体の上部には三相
を用いる３本のアーク電極棒１１が配設されている。炉
のスタート時には、ごみ焼却灰の敷滓１２ａ上にくず鉄
層１２ｂを形成し、その上にごみ焼却灰を装入する。
【００１８】ちなみに、この三相電気抵抗溶融炉で飛灰
溶融を行なった場合、導電性の高い溶融塩が電極回りに
発生し、電極間で電流が流れるため、継続的な溶融が困
難であった。
溶融を行なった場合、導電性の高い溶融塩が電極回りに
発生し、電極間で電流が流れるため、継続的な溶融が困
難であった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】前記の単相電気抵抗溶
融炉では、飛灰溶融を継続するにつれ大量に溶融塩が析
出してくるため、必要以上に炉壁を高くしなければなら
ず、また、上部電極１１を溶融塩層１０及び溶融スラグ
層９に浸漬した状態で溶融が進行するため、溶融塩層１
０に浸漬した電極部分は、異状損耗して上部電極の先端
部が損耗部分１５から折損する不安がある上に、損耗量
も多いという欠点がある。
融炉では、飛灰溶融を継続するにつれ大量に溶融塩が析
出してくるため、必要以上に炉壁を高くしなければなら
ず、また、上部電極１１を溶融塩層１０及び溶融スラグ
層９に浸漬した状態で溶融が進行するため、溶融塩層１
０に浸漬した電極部分は、異状損耗して上部電極の先端
部が損耗部分１５から折損する不安がある上に、損耗量
も多いという欠点がある。
【００２０】さらに、電気抵抗溶融法の特徴として溶融
飛灰の発生が少ない代わりに、飛灰中に含まれる塩類の
大部分は溶融塩となって多量に生成する。この溶融塩中
には溶出有害物が多少含有されており、その後処理が必
要である。一方、溶融飛灰中には鉛や亜鉛等が濃縮され
ており、これらは非鉄原料として利用できる。そのため
なるべく溶融塩の生成を少なく抑え、溶融飛灰に重金属
を濃縮することが得策である。このことからも、溶融ス
ラグの熱で塩を溶融しているために溶融塩温度がやや低
くなるので、溶融塩を積極的に揮散させるには不利であ
る。
飛灰の発生が少ない代わりに、飛灰中に含まれる塩類の
大部分は溶融塩となって多量に生成する。この溶融塩中
には溶出有害物が多少含有されており、その後処理が必
要である。一方、溶融飛灰中には鉛や亜鉛等が濃縮され
ており、これらは非鉄原料として利用できる。そのため
なるべく溶融塩の生成を少なく抑え、溶融飛灰に重金属
を濃縮することが得策である。このことからも、溶融ス
ラグの熱で塩を溶融しているために溶融塩温度がやや低
くなるので、溶融塩を積極的に揮散させるには不利であ
る。
【００２１】そこで、本発明は、ごみ焼却灰溶融炉の耐
火物を傷めることなく且つアーク加熱装置の電極が損耗
することなく、しかも溶融塩を積極的に揮散しながら安
定してごみ焼却灰を溶融できる溶融方法とその溶融炉を
提供するものである。
火物を傷めることなく且つアーク加熱装置の電極が損耗
することなく、しかも溶融塩を積極的に揮散しながら安
定してごみ焼却灰を溶融できる溶融方法とその溶融炉を
提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の溶融処理方法
は、スラグタップホールと溶融塩オーバーフローホール
を備えた炉壁、各ホールに接続される樋及び炉壁とは分
離された炉床がそれぞれ水冷された金属部材からなる炉
体内で、投入された都市ごみ焼却灰を溶融塩上でアーク
発生装置によりアークを発生させて溶融し、炉体内側表
面にセルフコーティング層を形成しつつ、発生する溶融
スラグは前記スラグタップホールから樋を経由して排出
し、発生する溶融塩はオーバーフローホールより樋を経
由して排出して大量に溶融塩を溜めないようにし、発生
するメタルは炉床上に凝固させて炉床を降下させること
により取り出す。
は、スラグタップホールと溶融塩オーバーフローホール
を備えた炉壁、各ホールに接続される樋及び炉壁とは分
離された炉床がそれぞれ水冷された金属部材からなる炉
体内で、投入された都市ごみ焼却灰を溶融塩上でアーク
発生装置によりアークを発生させて溶融し、炉体内側表
面にセルフコーティング層を形成しつつ、発生する溶融
スラグは前記スラグタップホールから樋を経由して排出
し、発生する溶融塩はオーバーフローホールより樋を経
由して排出して大量に溶融塩を溜めないようにし、発生
するメタルは炉床上に凝固させて炉床を降下させること
により取り出す。
【００２３】また、本発明の溶融炉は、スラグタップホ
ールと溶融塩オーバーフローホールとを備えた炉壁、各
ホールに接続される樋及び炉壁とは分離された炉床がそ
れぞれ水冷された金属部材によって形成された炉体と、
炉床昇降手段と、溶融塩上でアークを発生させるアーク
発生装置を備えた加熱装置が配設されている。
ールと溶融塩オーバーフローホールとを備えた炉壁、各
ホールに接続される樋及び炉壁とは分離された炉床がそ
れぞれ水冷された金属部材によって形成された炉体と、
炉床昇降手段と、溶融塩上でアークを発生させるアーク
発生装置を備えた加熱装置が配設されている。
【００２４】アーク発生装置としては、トランスファー
型プラズマトーチあるいは非消耗性アーク電極棒を有す
るアーク発生装置を用いる。
型プラズマトーチあるいは非消耗性アーク電極棒を有す
るアーク発生装置を用いる。
【００２５】本発明では、水冷された炉体内で電極を溶
融塩層に浸漬させないで溶融するので、炉体が溶融塩で
浸食されることなく且つ電極を溶融塩層から保護するこ
とができる。また、高熱のアークが薄層の溶融塩に接触
するため、強制的に溶融塩を揮散することができる。
融塩層に浸漬させないで溶融するので、炉体が溶融塩で
浸食されることなく且つ電極を溶融塩層から保護するこ
とができる。また、高熱のアークが薄層の溶融塩に接触
するため、強制的に溶融塩を揮散することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の溶融方法を実施す
るための非消耗電極を用いた溶融装置の断面図である。
るための非消耗電極を用いた溶融装置の断面図である。
【００２７】図１において、水冷された金属部材からな
る炉壁１には、スラグタップホール２と溶融塩オーバー
フローホール３が設けられ、各ホール２，３には水冷さ
れた金属部材からなる樋４ａ，４ｂが連接されている。
炉壁１の下部には、炉壁１とは分離して水冷された金属
部材からなる炉床５が設けられている。炉床５は、炉床
昇降装置７により昇降自在に設けられている。
る炉壁１には、スラグタップホール２と溶融塩オーバー
フローホール３が設けられ、各ホール２，３には水冷さ
れた金属部材からなる樋４ａ，４ｂが連接されている。
炉壁１の下部には、炉壁１とは分離して水冷された金属
部材からなる炉床５が設けられている。炉床５は、炉床
昇降装置７により昇降自在に設けられている。
【００２８】加熱装置は、炉体上部にアーク電極棒１６
が配設され、炉床５に電気絶縁物１４を介して炉底電極
６が設けられているアーク発生装置を備えている。アー
ク電極棒１６及び炉底電極６は電源１７に接続されてい
る。
が配設され、炉床５に電気絶縁物１４を介して炉底電極
６が設けられているアーク発生装置を備えている。アー
ク電極棒１６及び炉底電極６は電源１７に接続されてい
る。
【００２９】前記構成において、アーク電極棒１６と炉
底電極６とを短絡させ、アークを発生させてアーク熱に
よりごみ焼却灰を溶融させる。
底電極６とを短絡させ、アークを発生させてアーク熱に
よりごみ焼却灰を溶融させる。
【００３０】定常状態になると、溶融スラグ層９、溶融
塩層１０及びごみ焼却灰中に含まれる金属が溶融滴下し
てインゴット８が形成され、炉壁１、樋４ａ， ４ｂ、
炉床５の表面には溶融スラグや溶融塩が凝固して耐火物
の代わりとなるセルフコーティング層１３が形成され
る。
塩層１０及びごみ焼却灰中に含まれる金属が溶融滴下し
てインゴット８が形成され、炉壁１、樋４ａ， ４ｂ、
炉床５の表面には溶融スラグや溶融塩が凝固して耐火物
の代わりとなるセルフコーティング層１３が形成され
る。
【００３１】溶融の進行中、アーク電極棒１６は溶融塩
層１０に浸漬させることなくアークを発生させる。
層１０に浸漬させることなくアークを発生させる。
【００３２】ごみ焼却灰の溶融により溶融スラグ層９及
び溶融塩層１０が深くなると、スラグタップホール２と
溶融塩オーバーフローホール３から排出し、各層９，１
０を所定のレベルに維持する。
び溶融塩層１０が深くなると、スラグタップホール２と
溶融塩オーバーフローホール３から排出し、各層９，１
０を所定のレベルに維持する。
【００３３】ごみ焼却灰中に含まれる金属は溶融して炉
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下させながら
ごみ焼却灰１２を溶融する。
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下させながら
ごみ焼却灰１２を溶融する。
【００３４】インゴットが所定の大きさに成長すると、
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
【００３５】本発明においては、セルフコーティング層
１３が水冷炉壁表面に形成されたポーラスな乾燥した焼
却灰層と、その表面に形成された溶融塩の固形層と、固
形層の表面に固着したスラグ層が層状となっており、焼
却灰層は断熱性及び絶縁性が大きく、また、固形層は絶
縁性が大きく、さらに、アーク電極棒を溶融塩に浸漬さ
せないので、溶融塩によるアーク電極棒の損傷がなく、
溶融炉を電気的に安定した状態で操業ができる。
１３が水冷炉壁表面に形成されたポーラスな乾燥した焼
却灰層と、その表面に形成された溶融塩の固形層と、固
形層の表面に固着したスラグ層が層状となっており、焼
却灰層は断熱性及び絶縁性が大きく、また、固形層は絶
縁性が大きく、さらに、アーク電極棒を溶融塩に浸漬さ
せないので、溶融塩によるアーク電極棒の損傷がなく、
溶融炉を電気的に安定した状態で操業ができる。
【００３６】図２は、本発明の溶融方法を実施するため
のトランスファー型プラズマトーチを用いた溶融炉の縦
断面図である。
のトランスファー型プラズマトーチを用いた溶融炉の縦
断面図である。
【００３７】図２において、溶融炉は、前記実施例と同
様に、水冷された金属部材からなる炉壁１には、スラグ
タップホール２と溶融塩オーバーフローホール３が設け
られ、各ホール２，３には水冷された金属部材からなる
樋４ａ， ４ｂが連接されている。炉壁１の下部には、
炉壁１とは分離して水冷された金属部材からなる炉床５
が設けられている。炉床５は、炉床昇降装置７により昇
降自在に設けられている。
様に、水冷された金属部材からなる炉壁１には、スラグ
タップホール２と溶融塩オーバーフローホール３が設け
られ、各ホール２，３には水冷された金属部材からなる
樋４ａ， ４ｂが連接されている。炉壁１の下部には、
炉壁１とは分離して水冷された金属部材からなる炉床５
が設けられている。炉床５は、炉床昇降装置７により昇
降自在に設けられている。
【００３８】加熱装置は、炉体上部にプラズマ用ガス２
０により起動するプラズマトーチ１９が配設され、炉床
５に電気絶縁物１４を介して炉底電極６が設けられてい
るプラズマ発生装置を備えている。プラズマトーチ１９
及び炉底電極６は電源１７に接続されている。
０により起動するプラズマトーチ１９が配設され、炉床
５に電気絶縁物１４を介して炉底電極６が設けられてい
るプラズマ発生装置を備えている。プラズマトーチ１９
及び炉底電極６は電源１７に接続されている。
【００３９】前記構成において、炉体にごみ焼却灰を投
入した後、プラズマトーチ１９にプラズマ用ガス２０と
図示しないプラズマ初期着火電源によりプラズマアーク
を発生させ、プラズマ炎２１による輻射熱と、通電によ
るジュール熱とによってごみ焼却灰を溶融する。
入した後、プラズマトーチ１９にプラズマ用ガス２０と
図示しないプラズマ初期着火電源によりプラズマアーク
を発生させ、プラズマ炎２１による輻射熱と、通電によ
るジュール熱とによってごみ焼却灰を溶融する。
【００４０】定常状態になると、溶融スラグ層９、溶融
塩層１０及びごみ焼却灰中に含まれる金属が溶融滴下し
てインゴット８が形成され、炉壁１、樋４ａ， ４ｂ、
炉床５の表面には溶融スラグや溶融塩が凝固して耐火物
の代わりとなるセルフコーティング層１３が形成され
る。
塩層１０及びごみ焼却灰中に含まれる金属が溶融滴下し
てインゴット８が形成され、炉壁１、樋４ａ， ４ｂ、
炉床５の表面には溶融スラグや溶融塩が凝固して耐火物
の代わりとなるセルフコーティング層１３が形成され
る。
【００４１】溶融の進行中、プラズマトーチ１９は溶融
塩層１０に浸漬させることなくプラズマ炎２１を発生さ
せる。
塩層１０に浸漬させることなくプラズマ炎２１を発生さ
せる。
【００４２】その後の操作は、前記実施例と同様に、ご
み焼却灰の溶融により溶融スラグ層９及び溶融塩層１０
が深くなると、スラグタップホール２と溶融塩オーバー
フローホール３から排出し、各層９，１０を所定のレベ
ルに維持する。
み焼却灰の溶融により溶融スラグ層９及び溶融塩層１０
が深くなると、スラグタップホール２と溶融塩オーバー
フローホール３から排出し、各層９，１０を所定のレベ
ルに維持する。
【００４３】ごみ焼却灰中に含まれる金属は溶融して炉
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下さながらご
み焼却灰１２を溶融する。
床５へ滴下し凝固してインゴットを形成し、その成長に
合わせて炉床昇降装置７により炉床５を降下さながらご
み焼却灰１２を溶融する。
【００４４】インゴットが所定の大きさに成長すると、
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
溶融を中断し、溶融スラグ９及び溶融塩１０を排出した
後、炉床昇降装置７により水冷炉床５を降下させてイン
ゴット８を取り出す。
【００４５】本実施例においても、セルフコーティング
層１３が水冷炉壁表面に形成され、また、プラズマトー
チを溶融塩に浸漬させないので、溶融塩によるプラズマ
トーチの損傷がなく、溶融炉を電気的に安定した状態で
操業ができる。
層１３が水冷炉壁表面に形成され、また、プラズマトー
チを溶融塩に浸漬させないので、溶融塩によるプラズマ
トーチの損傷がなく、溶融炉を電気的に安定した状態で
操業ができる。
【００４６】また、プラズマを用いる方法では、電極が
溶融塩層や溶融スラグ層にプラズマアークを介して電流
が流れるため、プラズマトーチの異常溶損の心配もな
く、損耗量も少なくすることが可能である。
溶融塩層や溶融スラグ層にプラズマアークを介して電流
が流れるため、プラズマトーチの異常溶損の心配もな
く、損耗量も少なくすることが可能である。
【００４７】
（１） 本発明は、プラズマ炎及びアーク発生電極であ
るプラズマトーチ及びアーク電極棒を溶融塩に浸漬させ
ないので、従来の電気抵抗溶融方法に比べて、溶融塩に
よる電極の異常損耗によるプラズマ炎及びアーク発生電
極の損傷の心配が無い。また、アーク電極棒の場合、電
極消耗量が少なく、その原単価が低減されるとともに、
電極継ぎ足しの手間も大巾に省略される効果がある。
るプラズマトーチ及びアーク電極棒を溶融塩に浸漬させ
ないので、従来の電気抵抗溶融方法に比べて、溶融塩に
よる電極の異常損耗によるプラズマ炎及びアーク発生電
極の損傷の心配が無い。また、アーク電極棒の場合、電
極消耗量が少なく、その原単価が低減されるとともに、
電極継ぎ足しの手間も大巾に省略される効果がある。
【００４８】（２） 炉壁及び炉床を耐火物を用いずに
水冷構造としたので、塩を多量に含んだ飛灰と主灰の混
合物であるごみ焼却灰はもとより、飛灰単独でも溶融塩
による耐火物の激しい侵食が無く、また、セルフコーテ
ィング層の形成により短絡や漏電などの電気的なトラブ
ルを生ずることも無いため、実用的なごみ焼却灰の溶融
を実現出来る効果がある。
水冷構造としたので、塩を多量に含んだ飛灰と主灰の混
合物であるごみ焼却灰はもとより、飛灰単独でも溶融塩
による耐火物の激しい侵食が無く、また、セルフコーテ
ィング層の形成により短絡や漏電などの電気的なトラブ
ルを生ずることも無いため、実用的なごみ焼却灰の溶融
を実現出来る効果がある。
【００４９】（３） 後処理の必要な溶融塩の排出量を
少なく押さえ、積極的に溶融塩を揮散させることで、溶
融飛灰中に重金属類を濃縮し、その回収利用を可能にす
る有利な溶融を実現できる。
少なく押さえ、積極的に溶融塩を揮散させることで、溶
融飛灰中に重金属類を濃縮し、その回収利用を可能にす
る有利な溶融を実現できる。
【図１】 本発明の溶融方法を実施するための非消耗電
極棒を用いた溶融装置の縦断面図である。
極棒を用いた溶融装置の縦断面図である。
【図２】 本発明の溶融方法を実施するためのプラズマ
アークトーチを用いた溶融炉の断面図である。
アークトーチを用いた溶融炉の断面図である。
【図３】 耐火物を用いない単相電気抵抗溶融炉で、炉
床中心部に炉底電極を設けたタイプの縦断面図である。
床中心部に炉底電極を設けたタイプの縦断面図である。
【図４】 耐火物を用いない電気抵抗溶融炉で、炉底電
極を設けないタイプの縦断面図である。
極を設けないタイプの縦断面図である。
【符号の説明】 １ 炉壁 ２ スラグタップホール ３ 溶融塩オーバーフローホール ４ａ，４ｂ 樋 ５ 炉床 ６ 炉底電極 ７ 炉床昇降装置 ８ インゴット ９ 溶融スラグ（層） １０ 溶融塩（層） １１ 上部電極 １２ ごみ焼却灰 １２ａ 敷滓 １２ｂ くず鉄 １３ セルフコーティング層 １４ 電気絶縁物 １５ 損耗部分 １６ アーク電極棒 １７ 電源 １９ プラズマトーチ ２０ プラズマ用ガス ２１ プラズマ炎
Claims (3)
- 【請求項１】 スラグタップホールと溶融塩オーバーフ
ローホールを備えた炉壁、各ホールに接続される樋及び
炉壁とは分離された炉床がそれぞれ水冷された金属部材
からなる炉体内で、投入されたごみ焼却灰を溶融塩上で
アーク発生装置によりアークを発生させて溶融し、炉体
内側表面にセルフコーティング層を形成しつつ、発生す
る溶融スラグはスラグタップホールから樋を経由して排
出し、発生する溶融塩はオーバーフローホールより樋を
経由して排出し、発生するメタルは炉床上に凝固させて
炉床を降下させることにより取り出すことを特徴とする
ごみ焼却灰の溶融方法。 - 【請求項２】 スラグタップホールと溶融塩オーバーフ
ローホールとを備えた炉壁、各ホールに接続される樋及
び炉壁とは分離された炉床がそれぞれ水冷された金属部
材によって形成された炉体と、炉床昇降手段と、溶融塩
上でアークを発生させるアーク発生装置を備えた加熱装
置が配設されていることを特徴とするごみ焼却灰溶融
炉。 - 【請求項３】 アーク発生装置がトランスファー型プラ
ズマトーチを有するアーク発生装置であることを特徴と
する請求項２記載のごみ焼却灰溶融炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17009296A JPH1019230A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17009296A JPH1019230A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019230A true JPH1019230A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15898503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17009296A Pending JPH1019230A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ごみ焼却灰の溶融処理方法及びその溶融炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102313453A (zh) * | 2011-09-06 | 2012-01-11 | 北京矿冶研究总院 | 一种冶金炉渣厚度控制装置 |
| CN110895102A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-20 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 电炉 |
| CN115823587A (zh) * | 2021-09-18 | 2023-03-21 | 天津城建大学 | 一种焚烧飞灰的旋转电弧炉熔融装置及方法 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP17009296A patent/JPH1019230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102313453A (zh) * | 2011-09-06 | 2012-01-11 | 北京矿冶研究总院 | 一种冶金炉渣厚度控制装置 |
| CN110895102A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-20 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 电炉 |
| CN115823587A (zh) * | 2021-09-18 | 2023-03-21 | 天津城建大学 | 一种焚烧飞灰的旋转电弧炉熔融装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051014 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051021 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060310 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |