JPH1089658A - 塩類を含む焼却残渣の溶融処理方法およびその溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩類を含む焼却残渣を溶融すると、融点以上
に過熱された溶融塩が生成して、ＮａＣｌ、ＫＣｌなど
のアルカリ金属塩などの低沸点物質が揮散し、この揮散
した物質によって種々の問題が発生する。 【解決手段】 この溶融炉は、炉内に挿入される電極棒
１３と炉上部に挿着された焼却残渣装入筒１５とを有
し、炉本体１０が、溶融スラグを滞留させて加熱するス
ラグ滞留部１１と、このスラグ滞留部１１の上に延設さ
れた部位であって溶融塩を滞留させる塩類滞留部１２と
に区分されており、焼却残渣装入筒１５がその下端が溶
融塩層５１の湯面レベルよりも下に位置するように挿入
され、また、塩類滞留部１２の外周部に溶融塩層５１を
冷却する装置１６が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ焼却残渣
などのような塩類を含む焼却残渣の溶融処理方法および
その焼却残渣を溶融処理するための溶融炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物などを焼却した際
に発生する焼却残渣の多くは埋め立て処分されている
が、埋立地の確保が困難になるにしたがって、その減容
化が要望されてきた。また、焼却残渣のうち、燃焼排ガ
スと共に飛散して集塵機で捕集された灰（飛灰）は、鉛
やカドミウムなどの重金属類を含んでおり、特別管理一
般廃棄物に指定されているので、その廃棄処分に際して
は、重金属類を無害化する処理をしなければならない。
このため、焼却炉から直接取り出された残渣を減容化す
ると共に、飛灰を無害化する必要が生じている。

【０００３】このような問題に対処し、焼却残渣の減容
化と重金属類の不溶化・無害化を同時に行うことができ
る技術として、焼却残渣を溶融固化する処理方法が開発
されている。そして、この溶融固化処理の一方法とし
て、焼却残渣の溶融物を炉内に滞留させながら、装入さ
れた焼却残渣を順次溶融させる方法がある。このように
して焼却残渣を溶融する方法においては、生成した溶融
物が炉内に滞留している間に、溶融物中の成分が比重差
によって分離され、溶融スラグ層と溶融塩層に分かれる
ため、溶融物を溶融スラグと溶融塩とに分別して排出す
ることができる。

【０００４】しかし、上記の溶融処理方法においては、
生成した溶融塩が常に炉内に残留しており、また、この
溶融塩は沸点が低いＮａＣｌやＫＣｌなどのアルカリ金
属の塩化物を多量に含んでいるので、これらの低沸点物
質が多量に揮散すると言う問題が発生する。低沸点物質
の揮散が起こると、揮散したアルカリ金属塩が排気系統
の機器内で凝縮して付着し、この付着物が排気系統を詰
まらせる原因物質になったり、あるいは機器類を腐食さ
せたりして、溶融炉の安定操業が阻害される。

【０００５】このような問題を解消するための技術とし
て、特開平７−４２９２４号公報には、低沸点物質の揮
散抑制が図られた溶融炉およびその溶融炉を使用する溶
融処理方法が示されている。この技術は電気抵抗加熱式
の溶融炉に係るものであって、この技術による溶融処理
においては、炉内に滞留している焼却残渣の溶融物中に
浸漬された電極間に通電して、それ自体の電気抵抗熱に
よって溶融物を加熱し、装入された焼却残渣を順次溶融
する。

【０００６】図１０はその電気抵抗加熱式の溶融炉を示
す縦断面図である。３０は炉本体、３１は電極、５０は
投入された焼却残渣、５２は焼却残渣が溶融して生成し
た溶融スラグ層、５１は焼却残渣中の塩類が溶融して生
成した溶融塩層を示す。また、３２は焼却残渣の投入
口、３３は排ガス排出口、３４は溶融物の排出口を示
す。この溶融炉においては、炉本体３０の天井壁と溶融
領域との間に設けられている仕切壁３５の内側の溶融塩
層５１が投入された焼却残渣５０によって覆われ、仕切
壁３５の外側の溶融塩層５１が、融点が炉内温度よりも
高く、比重が溶融塩よりも小さいカーボンなどの粉末材
３８によって覆われるようになっており、溶融塩層５１
からの低沸点物質の揮散抑制が図られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、塩類を含む
焼却残渣は、融点が１４００℃〜１６００℃の酸化物
や、融点が７００℃〜８００℃の塩類などよりなる混合
物であるが、焼却残渣の溶融処理は焼却残渣中のすべて
の成分を溶融してしまう処理であるので、その溶融炉の
操業においては、すべての成分が溶融する高温域、すな
わち酸化物の融点以上の温度になるまで加熱される。こ
のため、融点が低い塩類は成り行きのままの状態で加熱
されて高温の溶融塩になる。そして、上記塩類の沸点は
１４００℃〜１６００℃程度であり、その蒸気圧は１１
００℃を超える辺りから急激に高くなるので、炉内にお
いては、低沸点物質が非常に揮散し易い状態になる。

【０００８】この点について、上記従来技術において
は、溶融塩上を焼却残渣やカーボンなどの粉末材で覆う
処置をしているが、低沸点物質の揮散源である溶融塩の
蒸気圧が抑えられる訳ではなく、焼却残渣やカーボンな
どによる捕集効果を狙っただけの処置であるので、これ
による低沸点物質の揮散抑制効果はあまり期待できな
い。

【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、低沸点物質の揮散を大幅に抑制することができる塩
類を含む焼却残渣の溶融処理方法およびその溶融炉を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係る溶融処理方法は、塩類を含
む焼却残渣を溶融し、この溶融物を溶融炉内に滞留させ
て溶融スラグ層と溶融塩層に分離し、溶融スラグと溶融
塩を分別して排出する焼却残渣の溶融処理方法におい
て、溶融塩層の温度を所定の範囲に調節することを特徴
としている。

【００１１】請求項２の発明に係る溶融処理方法は、請
求項１の発明に係る溶融処理方法において、塩類を含む
焼却残渣を溶融塩層の中へ装入することを特徴としてい
る。

【００１２】請求項３の発明に係る溶融炉は、塩類を含
む焼却残渣を溶融させ、この溶融物を溶融炉内に滞留さ
せて溶融スラグ層と溶融塩層に分離させ、溶融スラグと
溶融塩を分別して排出させる溶融炉において、炉内に挿
入される電極棒と、炉上部に設けられた焼却残渣装入管
とを有し、炉本体が、溶融スラグを滞留させて加熱する
スラグ滞留部と、このスラグ滞留部の上に延設された部
位であって溶融塩を滞留させる塩類滞留部とに区分さ
れ、この塩類滞留部の外周部に溶融塩層を冷却する手段
が設けられていることを特徴としている。

【００１３】請求項４の発明に係る溶融炉は、塩類を含
む焼却残渣を溶融させ、この溶融物を溶融炉内に滞留さ
せて溶融スラグ層と溶融塩層に分離させ、溶融スラグと
溶融塩を分別して排出させる溶融炉において、炉内に挿
入される電極棒と、炉上部に設けられた焼却残渣装入管
とを有し、炉本体が、溶融スラグを滞留させて加熱する
スラグ滞留部と、その炉体内部の横断面積が縮小されて
スラグ滞留部上に突出して延設され、溶融塩を滞留させ
る塩類滞留部とに区分されていることを特徴としてい
る。

【００１４】請求項５の発明に係る溶融炉は、請求項４
の発明に係る溶融炉において、塩類滞留部の外周部に溶
融塩層を冷却する手段が設けられていることを特徴とし
ている。

【００１５】請求項６の発明に係る溶融炉は、請求項４
の発明に係る溶融炉において、溶融塩層の上部を加熱す
る手段が設けられていることを特徴としている。

【００１６】請求項７の発明に係る溶融炉は、請求項３
または請求項５の発明に係る溶融炉において、塩類滞留
部の下部の外周部に溶融塩層を冷却する手段が設けられ
ると共に、溶融塩層の上部を加熱する手段が設けられて
いることを特徴としている。

【００１７】請求項８の発明に係る溶融炉は、請求項６
または請求項７の発明に係る溶融炉において、溶融塩層
の上部を加熱する手段が塩類滞留部の外周部に設けられ
ていることを特徴としている。

【００１８】請求項９の発明に係る溶融炉は、請求項６
または請求項７の発明に係る溶融炉において、溶融塩層
の上部を加熱する手段が炉内に挿入されていることを特
徴としている。

【００１９】請求項１０の発明に係る溶融炉は、請求項
９の発明に係る溶融炉において、炉内に挿入された加熱
手段が溶融塩層に浸漬されていることを特徴としてい
る。

【００２０】請求項１１の発明に係る溶融炉は、請求項
９の発明に係る溶融炉において、炉内に挿入された加熱
手段が溶融塩層の上方に配置されていることを特徴とし
ている。

【００２１】請求項１２の発明に係る溶融炉は、請求項
３〜請求項１１の何れかの発明に係る溶融炉において、
焼却残渣装入管の下端が溶融塩層が形成された際の湯面
レベルよりも下に位置するように挿入されていることを
特徴としている。

【００２２】請求項１３の発明に係る溶融炉は、請求項
１２の発明に係る溶融炉において、焼却残渣装入管の下
端が溶融塩層が形成された際の湯面レベルよりも２０ｃ
ｍ以上深い位置まで挿入されていることを特徴としてい
る。

【００２３】なお、本発明において、塩類を含む焼却残
渣とは、都市ごみを焼却した際に発生する集塵灰（飛
灰）などであって、これらの集塵灰単独のもの、および
これらの集塵灰が混在するものの双方を指すものとす
る。

【００２４】上記の各発明においては、溶融塩層の温度
上昇を抑制して、低沸点物質の蒸気圧が上昇しないよう
にすることを基本的な要件とし、これによって低沸点物
質の揮散を抑えることを図っている。

【００２５】このため、本発明に係る溶融処理方法にお
いては、溶融塩層の温度が所定の範囲に収まるように調
節する。焼却残渣に含まれている低沸点物質は、主とし
てＮａＣｌ，ＫＣｌなどのアルカリ金属の塩化物であ
り、前述のように、その揮散が激しくなる温度が１１０
０℃付近であるので、その揮散を抑えるためには、溶融
塩層の温度が１０００℃以下になるように管理しなけれ
ばならない。ただし、溶融塩層の温度を約７００℃より
低くすると、溶融物が固化する恐れがある。従って、溶
融塩層の温度管理に際しては、７００℃〜１０００℃の
範囲を所定管理温度とするのが適当である。

【００２６】焼却残渣が溶融した際に生成した溶融塩層
は、その下に接して存在している高温の溶融スラグ層か
らの伝熱によって加熱される。そして、この溶融塩層の
温度が高くならないようにするためには、溶融スラグ層
からの伝熱量を減少させるか、溶融塩層からの放熱量が
多くなるようにするか、あるいは溶融塩層を人為的に冷
却する等の処置が必要になる。このため、塩類を含む焼
却残渣を溶融処理するために用いられる溶融炉は、溶融
塩層の温度が適度の範囲に維持できるような考慮が払わ
れた構造になっていることが望ましい。

【００２７】まず、本発明においては、溶融スラグ層の
温度を下げる手段の一つとして、塩類滞留部の外周部に
溶融塩層を冷却する手段を備え、溶融塩層を強制冷却す
る。

【００２８】そして、溶融スラグ層から溶融塩層への伝
熱量を減少させるためには、幾つかの方策があるが、上
記伝熱量の低減は焼却残渣を溶融塩層の中へ装入するこ
とによっても達成される。このため、本発明の溶融炉に
おいては、焼却残渣装入管を、その下端が溶融塩層が形
成された際の湯面レベルよりも下になるように配置し、
焼却残渣装入管の下部が溶融塩層へ浸漬される状態にな
るようにしている。このような状態で焼却残渣を装入す
ると、焼却残渣は除々に沈降しながら溶融塩層中へ分散
し、溶融塩層の下部に焼却残渣と溶融塩が混在している
部分（以下、混在層と言う）ができる。この混在層は焼
却残渣の粒子が懸濁している状態、あるいはスラリー状
になっており、熱伝導性がよくない固体分が混じってい
るので、混在層の熱伝導の度合いは溶融塩単独の場合に
比べて低下する。このため、混在層が熱移動を妨げる領
域となり、溶融塩層の過度の温度上昇が抑えられる。

【００２９】また、溶融スラグ層からの伝熱量を減少さ
せるための他の手段の一つとしては、溶融塩層と溶融ス
ラグ層との界面の面積を小さくすることが挙げられる。
この点について、本発明に係る溶融炉においては、炉体
の上部が縮小された形状になっており、この縮小された
部位に溶融塩を滞留させ、その下の縮小されていない部
位に溶融スラグを滞留させるようになっている。このた
め、上記両層間の界面の面積が小さくなって、溶融スラ
グ層から溶融塩層へ移動する熱量が減少し、溶融塩層の
過度の温度上昇が抑えられる。

【００３０】そして、縮小された部位に溶融塩を滞留さ
せると、溶融塩の滞留量に対する炉壁面積の比率が大き
くなって、溶融塩層からの放熱量が増加し、溶融塩層の
過度の温度上昇が抑えられる。

【００３１】また、縮小された部位に溶融塩を滞留させ
ると、溶融塩の滞留量に対する炉壁外周の面積の比率が
大きくなり、また、少量の溶融塩を滞留させただけで、
溶融塩層の高さを高くすることができるので、炉壁の外
側に冷却手段を備えて溶融塩層を強制冷却することが容
易になる。

【００３２】前述のように、本発明においては、溶融塩
層の温度上昇を抑制するための手段の一つとして、焼却
残渣装入管の下端を溶融塩層の湯面レベルよりも下に位
置させ、焼却残渣を溶融塩層の中へ装入して溶融塩層の
下部に熱移動を妨げる混在層を形成させる。しかし、こ
の場合、混在層を形成させる箇所は溶融塩層の下部でな
ければならないので、混在層が溶融塩層の下部にできる
深さまで焼却残渣装入管を浸漬させなければならず、従
って、操業時には、溶融塩層をある程度の高さに維持し
なければならない。

【００３３】しかし、溶融塩層の表面部は冷却され易い
ので、溶融塩層の高さを高くした状態で操業すると、表
面部に過度の温度低下が起こり、溶融塩の流動性が低下
してその排出が困難になる恐れがある。このため、本発
明においては、溶融塩層の上部を加熱する手段を設け、
過度の温度低下を防止する措置を講じている。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の溶融炉に係る実施
の形態の一例を示す平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ
部の断面図である。この溶融炉は電気抵抗加熱式の炉で
あって、溶融炉本体１０、複数本の電極１３、および複
数の焼却残渣装入管１５によって主要部が構成されてい
る。図中、５０は投入された塩類を含む焼却残渣、５１
は溶融塩層、５２は溶融スラグ層を示す。

【００３５】溶融炉本体１０は溶融スラグを滞留させる
部位と溶融塩を滞留させる部位とに区分され、溶融炉本
体１０の下部の部位がスラグ滞留部１１、その上部の部
位が塩類滞留部１２となっている。また、溶融炉本体１
０の内側には電極１３の挿通口を有する複数の電極挿通
部１４が設けられている。

【００３６】スラグ滞留部１１は、その中に溶融したス
ラグを滞留させ、この溶融スラグ層５２中に浸漬された
電極１３間に通電して加熱し、溶融スラグ層５２を高温
状態に維持しなから焼却残渣装入管１５を経由して送ら
れてくる焼却残渣を溶融させる役目をなすものである。

【００３７】上記塩類滞留部１２には３本の焼却残渣装
入管１５が取り付けられており、この焼却残渣装入管１
５は塩類滞留部１２の炉蓋を貫通し、その下端が溶融塩
層５１が形成された際の湯面レベルよりも下に位置する
ように挿入されている。

【００３８】ところで、焼却残渣の装入に際しては、溶
融塩層５１の下部に混在層を形成させ、その上の部分は
焼却残渣の粉末が存在しない状態にしなければならない
ので、この状態が形成されるレベルまで焼却残渣装入管
１５を挿入する必要がある。

【００３９】本発明者が行った試験結果によれば、焼却
残渣装入管１５の下端を溶融塩層の湯面レベルよりも２
０ｃｍ程度以上深い位置まで挿入させることが望まし
い。図９は、焼却残渣の処理量が１００kg／時で、溶融
塩をオーバーフロー方式で排出させる試験炉の操業中
に、焼却残渣装入管１５の挿入深さを種々変え、その変
更の都度、溶融塩の試料を採取し、次いで、その試料に
水を加えて攪拌した後、不溶解分（未溶融の焼却残渣中
の水不溶分）の含有量を調べた結果を示す図である。こ
の図によれば、焼却残渣装入管１５の下端を溶融塩のオ
ーバーフローレベル（溶融塩層の湯面レベル）より、か
なり深い位置まで挿入しないと、オーバーフローする溶
融塩中に未溶融の焼却残渣が多量に混入する。そして、
焼却残渣装入管１５の下端を２０ｃｍ付近まで挿入する
と、未溶融焼却残渣の混入量は非常に少なくなる。

【００４０】なお、上記焼却残渣装入管１５は投入され
た焼却残渣を降下させて溶融塩層５１の中へ入れるだけ
の機能を有するものであればよいので、その形状は円筒
形のものに限定されるものではなく、角形や他の形状で
あってもよい。

【００４１】また、塩類滞留部１２には、その外周部に
冷却装置１６が設けられている。冷却装置１６は溶融塩
層５１を強制冷却するために設けられたものであって、
水冷管が耐火物内に埋め込まれた構造になっており、こ
の水冷管は溶融塩層５１と溶融スラグ層５２との界面の
レベル付近から溶融塩層５１のレベルに渡って設けられ
ている。

【００４２】上記の構成による溶融炉によって塩類を含
む焼却残渣を溶融する場合の操業は、次のように行われ
る。

【００４３】焼却残渣は、計量された後、溶融塩層５１
中に浸漬されている焼却残渣装入管１５内へ投入され、
その下部に充填された状態になる。この焼却残渣は、予
熱されながら、それ自体の荷重によって焼却残渣装入管
１５中を徐々に下降し、塩類滞留部１２内に形成されて
いる溶融塩層５１中へ装入される。溶融塩層５１中へ装
入された焼却残渣５０は徐々に沈降しながら分散し、焼
却残渣が懸濁した状態の部分、すなわち混在層５１ａを
つくる。この混在層５１ａは、前述のように、溶融スラ
グ層５２から溶融塩層５１への熱移動を妨げ、溶融塩層
５１の過度の温度上昇を抑制する作用をなす。

【００４４】溶融塩層５１中へ装入された焼却残渣５０
は、その一部が溶融塩層５１中で溶融するが、残りは高
温に維持されている溶融スラグ層５１との界面まで降下
し、ここで溶融する。焼却残渣が溶融すると、その成分
が比重差によって分離され、炉内には、溶融塩層５１、
溶融スラグ層５２、溶融メタル層５３の３層が形成され
る。

【００４５】スラグ滞留部１１内の溶融スラグ層５２
は、電極１３間の通電中に溶融スラグ自体の電気抵抗熱
によって加熱される。この溶融スラグ層５２の温度は投
入電力の調節によって、１４００℃〜１６００℃の範囲
に維持される。

【００４６】一方、塩類滞留部１２内に形成されている
溶融塩層５１の温度は、検出部が溶融塩層５１の中間部
に配置された中間部測定用の温度計２２の測定値に基づ
く冷却装置１６の調節によって、適切な範囲に維持され
る。すなわち、温度計２２によって測定される溶融塩層
５１の中間部の温度が低沸点物質の揮散が起こらない範
囲（７００℃〜１０００℃）になるように、冷却装置１
６へ通水する冷却水量が調節される。

【００４７】そして、上記の各溶融物は、それぞれ別個
に抜き出される。まず、溶融塩は塩類滞留部１２上部
（焼却残渣装入管１５の下端より上の位置）の側壁に設
けられた塩類排出口１７から抜き出されるが、この溶融
塩は未溶融の焼却残渣などの固形分は殆ど含んでいない
ので、流動性が保たれている。このため、塩類排出口１
７から溶融塩を小流量で抜き出すことが可能になり、そ
の抜き出しにオーバーフロー方式を採用することができ
る。

【００４８】上記のような望ましい状態で溶融塩が排出
されるのは、焼却残渣装入管１５が溶融塩層５１中に浸
漬されており、また、塩類排出口１７が焼却残渣装入管
１５の下端より上に設けられており、焼却残渣が懸濁し
ている混在層５１ａが形成されるレベルより上に位置し
ているので、塩類排出口１７から抜き出される溶融塩中
に未溶融の焼却残渣が混入する現象は起こらないためで
ある。

【００４９】もしも、焼却残渣装入管１５が溶融塩層５
１に浸漬されておらず、焼却残渣を溶融塩層５１の上へ
装入したとすれば、溶融塩層全体に焼却残渣が懸濁し、
溶融塩は焼却残渣が混入したままの状態で抜き出され
る。そして、このような状態になると、溶融塩の粘度が
大幅に上昇してその流動性が低下し、溶融塩の排出自体
が困難になると言う問題をも引き起こされる。

【００５０】溶融スラグはスラグ滞留部１１上部の側壁
に設けられたスラグ排出口１８から連続的あるいは間欠
的に抜き出されるが、炉本体１０がスラグ滞留部１１と
塩類滞留部１２とに区分された構成になっているので、
その抜き出しに際しては、溶融塩層５１と溶融スラグ層
５２の界面のレベルが塩類滞留部１２の下部、すなわ
ち、冷却装置１６の下部付近に位置するようにし、且つ
そのレベルを変動させないようにしなければならない。

【００５１】このため、溶融塩層５１と溶融スラグ層５
２の界面のレベルを把握しながら溶融スラグを抜き出す
必要がある。ところで、溶融塩層５１の高さ方向におけ
る温度は、溶融スラグ層５２との界面に近づくに従って
上昇するので、上記界面のレベルに近い位置の温度を連
続的に測定すれば、上記界面の位置を把握することがで
きる。従って、検出部が溶融塩層５１の下部に配置され
た下部測定用の温度計２３の測定値が所定値に維持され
るように、溶融スラグの抜き出し量を調節すれば、溶融
塩層５１と溶融スラグ層５２の界面は所定のレベルに維
持される。

【００５２】そして、溶融メタルはスラグ滞留部１１下
部の側壁に設けられたメタル排出口１９から間欠的に抜
き出される。また、溶融時に発生したガスは排ガス排出
口２０から抜き出され、別途処理される。

【００５３】図３は本発明の溶融炉に係る実施の形態の
他の例を示す平面図、図４は図３におけるＢ−Ｂ部の断
面図である。図３および図４において、図１および図２
に係る溶融炉と同じ構成による部分については、同一の
符号を付しその説明を省略する。この例においては、塩
類滞留部１２がその内径（炉体内部の横断面積）がスラ
グ滞留部１１の内径に対して大幅に縮小されて、スラグ
滞留部１１の中央部に設けられており、この塩類滞留部
１２とスラグ滞留部１１を側面から見た場合、その形状
が凸字状になっている。そして、塩類滞留部の周囲に電
極挿通部１４が配設されている。このため、溶融炉本体
１０を構成する塩類滞留部１２と電極挿通部１４がスラ
グ滞留部１１の上に突出して延設されている。また、塩
類滞留部１２の中央部には焼却残渣装入管１５が設けら
れている。

【００５４】この溶融炉による操業においては、溶融塩
層５１と溶融スラグ層５２の界面が内径が縮小されてい
る塩類滞留部１２内に維持される。

【００５５】そして、既述のように、塩類滞留部１２を
縮小することによって、溶融スラグ層５２から溶融塩層
５１へ移動する熱量が減少したり、炉壁からの放熱量が
増加するようになり、溶融塩層の温度上昇が一層抑制さ
れる。このため、溶融塩層の必要冷却熱量が非常に少な
くなり、冷却装置１６の負荷が大幅に軽減される。そし
て、必要冷却熱量がさらに減少する小型の溶融炉におい
ては、冷却装置１６を装備する必要がない場合もある。

【００５６】図５は本発明の溶融炉に係る実施の形態の
更に他の例を示す縦断面図である。図５において、図１
および図２に係る溶融炉と同じ構成については、同一の
符号を付しその説明を省略する。この例においては、塩
類滞留部１２の外周部に加熱手段である誘導加熱コイル
２４ａが設けられている。この誘導加熱コイル２４ａは
溶融塩層５１の上部を加熱するためのものであって、塩
類排出口（図示せず）が設けられているレベルの近傍に
配置されている。

【００５７】上記の構成による溶融炉の操業において、
塩類滞留部１２内に形成されている溶融塩層５１の温度
調節は、次のように行われる。検出部が溶融塩層５１の
中間部に配置された中間部測定用の温度計２２の測定値
に基づいて、溶融塩層５１の中間部の温度が低沸点物質
の揮散が起こらない範囲（７００℃〜１０００℃）にな
るように、冷却装置１６へ通水する冷却水量が調節され
る。そして、このような温度調節をしながら操業を継続
する際に、検出部が溶融塩層５１の上部に配置された上
部測定用の温度計２１の測定値（溶融塩層５１の上部の
温度）が７００℃付近まで低下し、更に低下する傾向に
ある場合には、誘導加熱コイル２４ａに通電され、溶融
塩層５１の上部が加熱される。

【００５８】図６は本発明の溶融炉に係る実施の形態の
更にまた他の例を示す縦断面図である。図６において、
図３および図４に係る溶融炉と同じ構成については、同
一の符号を付しその説明を省略する。この例において
は、塩類滞留部１２の外周部に加熱手段である誘導加熱
コイル２４ａが設けられている。この誘導加熱コイル２
４ａは溶融塩層５１の上部を加熱するためのものであっ
て、塩類排出口（図示せず）が設けられているレベルの
近傍に配置されている。

【００５９】上記の構成による溶融炉の操業において、
塩類滞留部１２内に形成されている溶融塩層５１の温度
調節は、図６の溶融炉の場合と同様に行われる。中間部
測定用の温度計２２の測定値に基づいて、冷却装置１６
へ通水する冷却水量が調節され、溶融塩層５１の中間部
の温度が７００℃〜１０００℃の範囲に制御される。次
いで、上部測定用の温度計２１の測定値が７００℃付近
まで低下し、更に低下する傾向にある場合には、誘導加
熱コイル２４ａに通電されて溶融塩層５１の上部が加熱
され、７００℃以上に維持される。

【００６０】上記の図５および図６の説明においては、
溶融塩層５１の上部を加熱する手段が塩類滞留部１２の
外周部に設けられている場合だけについて記述されてい
るが、溶融塩層５１の上部を加熱する目的は、溶融塩の
排出が支障なく行われるように、溶融塩排出口付近にお
ける溶融塩の流動性の低下を防止することにある。この
ため、溶融塩排出口の付近だけを加熱する手段を設けて
もよい。

【００６１】図７は溶融塩排出口付近の溶融塩を加熱す
る手段の一例を示す縦断面図である。図７において、１
２は溶融炉本体の塩類滞留部、１７は溶融塩排出口、５
１は溶融塩層を示す。２４ｂは加熱手段である保護管付
の電熱式加熱器である。この電熱式加熱器２４ｂは図１
〜図６の溶融炉に備えるものであって、炉蓋を貫通して
炉内に挿入され、溶融塩層５１中に浸漬される。そし
て、溶融塩層を直接加熱する。電熱式加熱器２４ｂは、
必要に応じて、溶融塩排出口付近の複数箇所に配置され
る。

【００６２】上記の加熱手段を備えた溶融炉の操業にお
いて、溶融塩層５１の上部の温度調節は、次のように行
われる。検出部が溶融塩層５１の上部に配置された上部
測定用の温度計（図示せず）の測定値が７００℃付近ま
で低下し、更に低下する傾向にある場合には、電熱式加
熱器２４ｂに通電され、加熱が開始される。

【００６３】図８は溶融塩排出口付近の溶融塩を加熱す
る手段の他の例を示す縦断面図である。図８において、
１２は溶融炉本体の塩類滞留部、１７は溶融塩排出口、
５１は溶融塩層を示す。２４ｃは保護管付の電熱式加熱
器である。この電熱式加熱器２４ｃは図１〜図６の溶融
炉に備えるものであって、塩類滞留部１２の側壁を貫通
して炉内の空間部に挿入される。そして、輻射熱によっ
て溶融塩層を加熱する。電熱式加熱器２４ｃは、必要に
応じて、溶融塩排出口付近の複数箇所に配置される。

【００６４】この加熱手段を備えた溶融炉の操業におい
て、溶融塩層５１の上部の温度調節は、図７の場合と同
様に、検出部が溶融塩層５１の上部に配置された上部測
定用の温度計（図示せず）の測定値が７００℃付近まで
低下し、更に低下する傾向になると、電熱式加熱器２４
ｃに通電され、加熱が開始される。

【００６５】なお、上記図７および図８の加熱手段は溶
融塩排出口付近の溶融塩を加熱することを目的に設ける
ものであるが、この加熱手段を溶融塩層５１の上部の全
面にわたって配置すれば、溶融塩層５１の上部全体を所
定の温度範囲に維持することができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、溶融塩層の温度を所定
の範囲に調節するので、溶融塩層の温度を低くして低沸
点物質の蒸気圧を下げることが可能になり、これによっ
て低沸点物質の揮散を抑えることがてきる。

【００６７】また、溶融処理する焼却残渣の装入に際し
ては、溶融塩層の中へ装入するので、溶融塩層の下部に
溶融塩と焼却残渣が混じり合った混在層が形成されて、
溶融スラグ層から溶融塩層への熱移動が妨げられる。こ
のため、溶融塩層の温度上昇抑制され、低沸点物質の揮
散が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融炉に係る実施の形態の一例を示す
平面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。

【図３】本発明の溶融炉に係る実施の形態の他の例を示
す平面図である。

【図４】図３におけるＢ−Ｂ部の断面図である。

【図５】本発明の溶融炉に係る実施の形態の更に他の例
を示す縦断面図である。

【図６】本発明の溶融炉に係る実施の形態の更にまた他
の例を示す縦断面図である。

【図７】溶融塩排出口付近の溶融塩を加熱する手段の一
例を示す縦断面図である。

【図８】溶融塩排出口付近の溶融塩を加熱する手段の他
の例を示す縦断面図である。

【図９】焼却残渣装入管挿入深さと、排出する溶融塩中
に混入する不溶解分の含有量の関係を調べた結果を示す
図である。

【図１０】従来の電気抵抗加熱式の溶融炉の一例を示す
概略の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 溶融炉本体 １１ スラグ滞留部 １２ 塩類滞留部 １３ 電極 １４ 電極挿通部 １５ 焼却残渣装入管 １６ 冷却装置 １７ 溶融塩排出口 １８ スラグ排出口 １９ メタル排出口 ２０ 排ガス排出口 ２１，２２，２３ 温度計 ２４ａ 誘導加熱コイル ２４ｂ，２４ｃ 電熱式加熱器 ５０ 塩類を含む焼却残渣 ５１ 溶融塩層 ５１ａ 混在層 ５２ 溶融スラグ層 ５３ 溶融メタル層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲尾 強 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 須藤 雅弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 品川 拓也 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩類を含む焼却残渣を溶融し、この溶融
   物を溶融炉内に滞留させて溶融スラグ層と溶融塩層に分
   離し、溶融スラグと溶融塩を分別して排出する焼却残渣
   の溶融処理方法において、溶融塩層の温度を所定の範囲
   に調節することを特徴とする塩類を含む焼却残渣の溶融
   処理方法。
2. 【請求項２】 焼却残渣を溶融塩層の中へ装入すること
   を特徴とする請求項１に記載の塩類を含む焼却残渣の溶
   融処理方法。
3. 【請求項３】 塩類を含む焼却残渣を溶融させ、この溶
   融物を溶融炉内に滞留させて溶融スラグ層と溶融塩層に
   分離させ、溶融スラグと溶融塩を分別して排出させる溶
   融炉において、炉内に挿入される電極棒と、炉上部に設
   けられた焼却残渣装入管とを有し、炉本体が、溶融スラ
   グを滞留させて加熱するスラグ滞留部と、このスラグ滞
   留部の上に延設された部位であって溶融塩を滞留させる
   塩類滞留部とに区分され、この塩類滞留部の外周部に溶
   融塩層を冷却する手段が設けられていることを特徴とす
   る塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
4. 【請求項４】 塩類を含む焼却残渣を溶融させ、この溶
   融物を溶融炉内に滞留させて溶融スラグ層と溶融塩層に
   分離させ、溶融スラグと溶融塩を分別して排出させる溶
   融炉において、炉内に挿入される電極棒と、炉上部に設
   けられた焼却残渣装入管とを有し、炉本体が、溶融スラ
   グを滞留させて加熱するスラグ滞留部と、その炉体内部
   の横断面積が縮小されてスラグ滞留部上に突出して延設
   され、溶融塩を滞留させる塩類滞留部とに区分されてい
   ることを特徴とする塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
5. 【請求項５】 塩類滞留部の外周部に溶融塩層を冷却す
   る手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記
   載の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
6. 【請求項６】 塩類滞留部に溶融塩層の上部を加熱する
   手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載
   の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
7. 【請求項７】 塩類滞留部の下部の外周部に溶融塩層を
   冷却する手段が設けられると共に、溶融塩層の上部を加
   熱する手段が設けられていることを特徴とする請求項３
   または請求項５に記載の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
8. 【請求項８】 溶融塩層の上部を加熱する手段が塩類滞
   留部の外周部に設けられていることを特徴とする請求項
   ６または請求項７に記載の塩類を含む焼却残渣の溶融
   炉。
9. 【請求項９】 溶融塩層の上部を加熱する手段が炉内に
   挿入されていることを特徴とする請求項６または請求項
   ７に記載の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
10. 【請求項１０】 炉内に挿入された加熱手段が溶融塩層
    に浸漬されていることを特徴とする請求項９に記載の塩
    類を含む焼却残渣の溶融炉。
11. 【請求項１１】 炉内に挿入された加熱手段が溶融塩層
    の上方に配置されていることを特徴とする請求項９に記
    載の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
12. 【請求項１２】 焼却残渣装入管の下端が溶融塩層が形
    成された際の湯面レベルよりも下に位置するように挿入
    されていることを特徴とする請求項３〜請求項１１の何
    れかに記載の塩類を含む焼却残渣の溶融炉。
13. 【請求項１３】 焼却残渣装入管の下端が溶融塩層が形
    成された際の湯面レベルよりも２０ｃｍ以上深い位置ま
    で挿入されていることを特徴とする請求項１２に記載の
    塩類を含む焼却残渣の溶融炉。