JPH11211054A - 灰溶融炉 - Google Patents

灰溶融炉

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JPH11211054A
JPH11211054A JP10010058A JP1005898A JPH11211054A JP H11211054 A JPH11211054 A JP H11211054A JP 10010058 A JP10010058 A JP 10010058A JP 1005898 A JP1005898 A JP 1005898A JP H11211054 A JPH11211054 A JP H11211054A
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ash melting
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Junya Nishino
順也 西野
Toshiichiro Ueno
俊一朗 上野
Kenichi Tawara
賢一 田原
Jujiro Umeda
十次郎 梅田
Naoto Yoshinari
直人 吉成
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IHI Corp
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Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラグの減量・減容化,無害化および再資源
化を図る。 【解決手段】 飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉1
であって、該灰溶融炉1を灰溶融室2と、スラグ性状調
整室6の2室で構成するとともに、これら灰溶融室2と
スラグ性状調整室6とを連通路7で連接し、灰溶融室2
には上部に主電極8と底部に炉底電極10を、スラグ性
状調整室6には上部に補助電極9と底部に炉底電極11
をそれぞれ上下に対峙するように配設し、かつ、スラグ
性状調整室6の近傍に溶融スラグ性状調整装置12を設
け、該溶融スラグ性状調整装置12は、出滓口5の近傍
に配設した溶融スラグ17aの性状を検知する検知器1
3と、調整剤供給装置14と、検知器13からの信号に
より調整剤供給装置14を制御する制御装置12aとか
ら構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物を焼却したときに発生する飛灰や焼却灰を溶融固化
する灰溶融炉に係り、特に溶融による減量・減容化,無
害化および再資源化を効果的に行う灰溶融炉に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ、下水汚泥等の各廃棄物は、焼
却施設で焼却処理され、生じた焼却灰やばいじんは、従
来埋め立て処分されていた。しかし、埋立処分地枯渇の
問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題があ
るため、溶融による減量・減容化と無害化および再資源
化の必要性が高まっている。
【0003】このような背景で、焼却灰中の残留炭素、
コークス、灯油および電力を熱源とした焼却炉等から排
出される焼却灰などを溶融処理する灰溶融炉が提案さ
れ、一部で実処理が行われている。このうち電力を熱源
とした灰溶融炉としてプラズマアーク加熱方式と電気抵
抗加熱方式がある。
【0004】電気抵抗加熱方式は、電気抵抗加熱のため
溶湯が静穏であり、メタル分と揮発性重金属の分離がよ
く、他の溶融方法に比べてスラグの品質がよい特徴を有
している。
【0005】図3は従来の灰溶融炉の縦断面図である。
図において、aは灰溶融炉である。bは灰溶融室であ
る。cは灰溶融炉aの下方部に設けた出滓口であり、d
は灰溶融炉aの底部に設けた溶融メタル排出口である。
eは主電極であり、fは底部電極である。mは主電極e
と底部電極fとの間に直流電気を流す電源であり、nお
よびoはその電線である。gは灰溶融炉aの頂部に設け
た灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送され
た飛灰や焼却灰を灰溶融炉aへ投入する。hは灰溶融炉
aの頂部に設けた排ガス排出口である。iは灰溶融室b
内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層であり、j
は溶融スラグである。kはメタル層である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記灰溶融炉で、飛灰
などで鉄類、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を著し
く多く含んでいる灰を溶融する場合には、これらの成分
がスラグ中に残留し、スラグの化学的安定性を低下させ
る。一方、スラグを再資源化する場合には、その目的に
応じた成分のスラグを安定して製造することが望まれて
いる。この際、灰を灰溶融炉に投入する前にスラブ性状
調整剤を添加してもよいが、そうすると性状制御をする
時、定数が大きくなり、灰の性質の変化が大きい場合に
は対応が遅れる。
【0007】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために創案されたもので、減量・減容化,無害化を図る
とともに、スラグの性状を一定の範囲内に調整し、スラ
グの品質を安定的に維持して製造できるようにしてスラ
グの再資源化を図るようにした灰溶融炉を提供すること
を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶
融炉であって、該灰溶融炉を、頂部に灰投入口を有する
灰溶融室と、頂部に排気ガス排出口と中間部に溶融スラ
グをオ−バ−フロ−させて出滓する出滓口を有するスラ
グ性状調整室の2室で構成するとともに、これら灰溶融
室とスラグ性状調整室とを連通路で連接し、灰溶融室に
は上部に主電極と底部に炉底電極を、スラグ性状調整室
には上部に補助電極と底部に炉底電極をそれぞれ上下に
対峙するように配設し、かつ、スラグ性状調整室の近傍
に溶融スラグ性状調整装置を設け、該溶融スラグ性状調
整装置は、出滓口の近傍に配設した溶融スラグの性状を
検知する検知器と、調整剤供給装置と、検知器からの信
号により調整剤供給装置を制御する制御装置とから構成
されている灰溶融炉が提供される。
【0009】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
出滓口のスラグ性状調整室側に、溶融スラグ上面に浮上
したスラグ性状調整剤の流出を防ぐ仕切板を配設した。
【0010】本発明の他の好ましい実施形態によれば、
灰溶融室とスラグ性状調整室にそれぞれ各別に配設した
炉底電極を、灰溶融室とスラグ性状調整室共通の炉底電
極とした。
【0011】本発明の他の好ましい実施形態によれば、
前記スラグ性状調整剤は、シリコン(Si )を主体とす
る硅砂である。
【0012】次に本発明の作用を説明する。灰溶融炉
を、灰溶融室とスラグ性状調整室の2室で構成する。灰
溶融室に投入された飛灰や焼却灰を、まず大きな灰溶融
室で灰溶融室内に配設した主電極と炉底電極により加熱
して溶融スラグにする。ここで灰は下方の溶融スラグ層
とその上に浮上した灰固体層とに分離している。溶融ス
ラグは仕切壁の連通路を通って小さなスラグ性状調整室
へ流入し、スラグ性状調整室内に配設した補助電極と炉
底電極により再び加熱される。出滓口から出滓する際、
出滓口の近傍に配設した検知器により溶融スラグの性状
を連続して検知しながらスラグ性状調整室にスラグ性状
調整剤を添加する。スラグ性状調整剤により溶融スラグ
を適当な塩基度に調整しながらオーバーフローにより出
滓する。なお、灰溶融室内で灰固体層が加熱されて生じ
た排ガスは、仕切壁の連通穴を通りスラグ性状調整室を
経てスラグ性状調整室頂部に設けた排気ガス排出口から
排出される。このように、スラグ性状調整剤を出滓口近
傍で添加し、出滓口でスラグ性状を連続して検知するよ
うにしたので、灰溶融炉に投入する灰の性状が変化した
場合にも迅速に対応することができ、性状制御が容易に
なり、スラグの塩基度を所要の範囲内に調整し、スラグ
の品質を安定的に維持することができ、スラグの再資源
化に適したスラグを製造することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態
を示すもので、本発明による灰溶融炉の縦断面図であ
る。図1において、1は飛灰や焼却灰を溶融処理する灰
溶融炉で、仕切壁21により、頂部に灰投入口3を有す
る灰溶融室2と、頂部に排気ガス排出口(排気口)4と
中間部に溶融スラグ17をオ−バ−フロ−させて出滓す
る出滓口5を有するスラグ性状調整室6の2室に構成し
ている。飛灰や焼却灰は、図示しないコンベヤなどによ
り搬送されて灰投入口3から灰溶融室2内に投入され
る。出滓口5を灰溶融炉1の中間に設け、溶融スラグ層
17bをオーバーフローさせて溶融スラグ層17のレベ
ルを一定に保持している。7はこの灰溶融室2とスラグ
性状調整室6の下部を連通させるように仕切壁21に設
けた連通路で、灰溶融室2内で溶融された溶融スラグ1
7は、この連通路7を通ってスラグ性状調整室6に流入
する。17aはスラグ性状調整室6に流入した溶融スラ
グであり、17bは出滓口5から排出された溶融スラグ
である。21bは仕切壁21の上部に設けた連通穴で、
灰溶融室2内で灰固体層16が加熱されて生じた排ガス
は、この連通穴21bを通りスラグ性状調整室6を経て
スラグ性状調整室6頂部の排気口4から排出される。8
は灰溶融室2頂部の炉蓋を貫通するように設けた主電極
であり、10は灰溶融室2底部に、主電極8と上下に対
峙するように埋設した炉底電極である。19はこれら主
電極8と炉底電極10に直流通電する電源であり、19
a,19bはその電線である。9はスラグ性状調整室6
の炉蓋を貫通するように設けた補助電極であり、11は
スラグ性状調整室6底部に、補助電極9と上下に対峙す
るように埋設した炉底電極である。20はこれら補助電
極9と炉底電極11に直流通電する電源であり、20
a,20bはその電線である。なお、電源19,20は
2つ設ける必要はなく、1つの電源で各電源の電流値を
各別に調整し得るようにしてもよく、また、炉底上の仕
切板21aを取り除き、各別に設けている炉底電極1
0,11を1つにして共通にしてもよい。
【0014】12はスラグ性状調整室6の近傍に設けた
スラグ性状調整装置で、出滓口5の近傍に配設した溶融
スラグ17aの性状を検知する検知器13とスラグ性状
調整室6頂部の炉蓋を貫通するように設けたSi主体の
硅砂などの調整剤供給装置14と検知器13からの信号
により調整剤供給装置14を制御する制御装置12aと
から構成されている。検知器13は、たとえば、X線分
析装置を使用してもよい。X線分析装置は、スラグ性状
調整室6の外側に、出滓口5と所要の間隔を設けて対峙
するように配設されており、出滓する溶融スラグ17a
に向けてX線を照射し、出滓する溶融スラグ17aから
発生する蛍光を受光して溶融スラグ17aの性状を検知
する。
【0015】15は灰溶融炉1の底部に設けた溶融メタ
ル排出口である。16は灰溶融室2内に投入された飛灰
や焼却灰などの灰固体層で、未溶融の状態で溶融スラグ
層17の上に浮いた状態となっている。18は溶融スラ
グ17と分離して灰溶融室2底部に溜まった溶融メタル
層である。溶融メタル層18内では溶融スラグ層17に
比べて電気抵抗が極端に少ないので、この部分ではジュ
ール熱が発生せず、メタルの大部分は固体で、上面だけ
がわずかに溶融している。溶融メタル層18は、適当な
時期に主電極8,補助電極9との間でアークを発生させ
てメタルを溶融してからメタル排出口18を通して外部
に排出する。17bは出滓口5からオーバーフローして
落下した溶融スラグである。
【0016】図2は本発明の他の実施形態を示す図で、
図1の一部を拡大した図である。図2において、22は
スラグ性状調整室6の出滓口5のスラグ性状調整室6側
に突出するように配設した仕切板で、その下端は溶融ス
ラグ層17a内に没入しており、溶融スラグ17a上に
供給されたスラグ性状調整剤の出滓口5からの流出を防
止する。
【0017】次に本発明の実施形態の作用について説明
する。灰溶融炉1を、灰溶融室2とスラグ性状調整室6
の2室で構成し、灰溶融室2に投入された飛灰や焼却灰
を、まず灰溶融室2で主電極8と炉底電極10により
1,100℃前後の温度で加熱して溶融スラグ17にす
る。次に溶融スラグ17は連通路7を通ってスラグ性状
調整室6へ流入し、補助電極9と炉底電極11により再
び加熱される。出滓口5から出滓する際、出滓口5の近
傍に配設した検知器13により溶融スラグ17aの塩基
度を連続的に検知する。そして、検知した溶融スラグ1
7aの塩基度が目標値よりも大きい場合には、スラグ性
状調整室6にSiを主体とする硅砂などのスラグ性状調
整剤を添加し、溶融スラグ17aの塩基度を調整してオ
ーバーフローにより出滓する。塩基度を調整することに
より、固化したスラグから可溶成分が溶出しにくくな
る。このように、スラグの性状を一定の範囲内に調整
し、スラグの品質を安定的に維持できるようにしてスラ
グの再資源化に適したスラグを製造することができる。
【0018】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更
し得ることは勿論である。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、出
滓する溶融スラグの性状を、スラグ性状調整剤によって
調整するので、溶融スラグを一定の範囲内に調整し、ス
ラグの品質を安定的に維持できるようにしてスラグの再
資源化に適したスラグを製造することができる優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による灰溶融炉の縦断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示す図1の一部拡大図
である。
【図3】従来の灰溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
1 灰溶融炉 2 灰溶融室 3 灰投入口 4 排ガス排出口(排気口) 5 出滓口 6 スラグ性状調整室 7 連通路 8 主電極 9 補助電極 10,11 炉底電極 12 スラグ性状調整装置 13 検知器 14 調整剤供給装置 15 メタル排出口 16 灰固体層 17,17a 溶融スラグ 18 溶融メタル 19,20 電源 21,21a 仕切壁 21b 連通穴 22 仕切板
フロントページの続き (72)発明者 梅田 十次郎 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 吉成 直人 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉で
    あって、該灰溶融炉を、頂部に灰投入口を有する灰溶融
    室と、頂部に排気ガス排出口と中間部に溶融スラグをオ
    −バ−フロ−させて出滓する出滓口を有するスラグ性状
    調整室の2室で構成するとともに、これら灰溶融室とス
    ラグ性状調整室とを連通路で連接し、灰溶融室には上部
    に主電極と底部に炉底電極を、スラグ性状調整室には上
    部に補助電極と底部に炉底電極をそれぞれ上下に対峙す
    るように配設し、かつ、スラグ性状調整室の近傍に溶融
    スラグ性状調整装置を設け、該溶融スラグ性状調整装置
    は、出滓口の近傍に配設した溶融スラグの性状を検知す
    る検知器と、調整剤供給装置と、検知器からの信号によ
    り調整剤供給装置を制御する制御装置とから構成されて
    いることを特徴とする灰溶融炉。
  2. 【請求項2】 前記出滓口のスラグ性状調整室側に、溶
    融スラグ上面に浮上したスラグ性状調整剤の流出を防ぐ
    仕切板を配設した請求項1記載の灰溶融炉。
  3. 【請求項3】 灰溶融室とスラグ性状調整室にそれぞれ
    各別に配設した炉底電極を、灰溶融室とスラグ性状調整
    室共通の炉底電極とした請求項1および請求項2記載の
    灰溶融炉。
  4. 【請求項4】 前記スラグ性状調整剤は、シリコン(S
    i )を主体とする硅砂である請求項1ないし請求項3記
    載の灰溶融炉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002171763A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 電気抵抗式灰溶融炉用直流電源装置
JP2006132898A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 溶融スラグの製造方法および廃棄物処理装置
CN110895102A (zh) * 2019-12-16 2020-03-20 中国恩菲工程技术有限公司 电炉

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