JPS5924176A - 溶融処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融処理炉、更に詳しく　ｕ：　Ｉｌｌ、滓口
部におけるスラグ排出孔の形状乃至構造に特長を有して
、スラグをオーバーフロ一方式で自然排出させることに
より、各種の廃棄物類等を極めて安定且つ効率的に無害
化処理することのできる溶融処理炉に関する。

都市ゴミ焼却残渣や下水汚泥焼却残渣等の廃棄物類には
、各種の無機物や重金属類更には一部残存する有機物等
が含まれていて、これらをそのまま埋立等で環境へ放出
すると重大な二次公害を惹起する。

そこで近年、かかる廃棄物類を恒久的に無害化処理する
ため、溶融処理炉が利用されている。この溶融処理炉は
例えば、主電極が装填されている炉本体部と補助電極が
装填され且つスラグ排出孔が穿設されている出滓口部と
が中間壁で区画されつつ連通ずる全体として耐火構造か
ら成り、処理開始時は別の加熱手段で廃棄物類を溶融し
、以後は電極間に通電して発生する溶融物自体のジュー
ル熱により高温溶融状態を維持しつつ、廃棄物類の大部
分をガラス状溶融物であるスラグにするものである。捷
だこの他に、アーク熱源やプラズマ熱源を用いた炉本体
部を有して廃棄物類を処理する溶融処理炉もある。

ところが、かかる従来の溶融処理炉におけるスラグ排出
孔は出滓口部の底面に単純に穿設され、該スラグ排出孔
にストッパが摺接されて成り、該ストッパを操作するこ
とによってスラグ排出孔を開閉し、炉内に蓄積されてく
るスラグを炉外へ排出するという構成のものであるため
、次のような欠点がある。すなわち、補助電極より下方
にあるスラグ排出孔の近傍のスラグは他の部分に比べ概
して溶融温度が低く、このようなスラグはもともと同寸
り易い状態にあることに加え、スラグ排出孔が直接外気
に露出しているため、その外気側が急速に冷却される結
果、ここにスラグが固着し、スラグ排出孔を閉塞するこ
とがある。まだ、炉内に蓄積されてくるスラグの排出手
段の構成上、出滓口部におけるスラグ面の上下動を避け
ることができず、場合によってはストッパの操作不適当
のため、出滓口部のスラグ面が過度に下がって、補助電
極が露出し、この結果出滓口部におけるスラグを有効に
加熱することのできなくなることがある。更に、前述と
同様にストッパの操作不適当のだめ、出滓口部のスラグ
面が過度に下がって、該スラグ面が炉本体部と出滓口部
とを区画する中間壁の下端よりも下がると、炉本体部に
投入される廃棄物類や熱分解中間物質等が出滓口部へ短
絡し、この結果、充分な溶融処理がされないで排出され
た９、出滓口部においてそれらが熱分解を受けることに
よ多発生する有害なガスが作業環境を悪化したりする。

そして、ストッパを操作することによってスラグ排出孔
を開閉するという作業は、高温溶融物であるスラグの湯
面を絶えず監視することを強いられ、それ自体が非常に
厄介でもある。

本発明は、斜上のような従来欠点を解消する改良された
溶融処理炉を提供するもので、スラグ排出孔が出滓口部
の内部空間へ突出形成されている中空部材に穿設され且
つ該スラグ排出孔が補助電極の下端よシ」二方に位置決
めされていることを特徴とする第一発明と、スラグ排出
孔が出滓口部の内部空間へ突出形成されている中空部材
に穿設され且つ該スラグ排出孔が補助電極の下端及び中
間壁の下端より上方に位置決めされていることを特徴と
する第二発明とからなっている。

以下、電極を溶融物内に装填するいわゆる直接通電式溶
融処理炉を例として、図面に基づき従来の溶融処理炉と
比較しつつ本発明の構成を詳細に説明する。

第１図は従来の溶融処理炉を例示する平面図、第２図は
使用状態をも含む第１図のＡ−Ａ線断面図である。溶融
処理炉１１は、主電極２１．２２が装填されている炉本
体部１２と、補助電極２３が装填され且つスラグ排出孔
３１が底面に穿設されている出滓口部１３とが、中間壁
４１で区画されつつ連通ずる全体として耐火構造から成
り、前記スラグ排出孔３１にはその開閉をするべく移動
操作可能にストッパ５１が摺接されている。

主電極２１．２２間に通電して溶融物自体に発生するジ
ュール熱により高温溶融状態が維持されている定常処理
時において、炉本体部１２に投入された廃棄物類６１は
、高熱処理を受け、その一部は溶融金属６２として炉本
体部１２の底面に蓄積されるが、その大部分はガラス状
溶融物であるスラグ６３となり、該スラグ６３は中間壁
４１による区画部分を流過して出滓口部１３に至り、こ
の出滓口部１３において次第に蓄積されてくるスラグ６
３は補助電極２３と主電極２１．２２との間に通電して
スラグ６３自体に発生するジーール熱により高温溶融状
態が維持されつつ、適宜にストッパ５１を操作してスラ
グ排出孔３１から炉外へ排出されるのである。

しかし、かかる構成の従来の溶融処理炉に欠点があるこ
とは前述した通りである。

第３図は第１図及び第２図の溶融処理炉における出滓口
部の一状態を例示する部分拡大断面図である。ストッパ
５１の操作が不適当で、スラグ６３がスラグ排出孔３１
から排出され過ぎ、出滓口部１３におけるスラグ面が過
度に下がって、補助電極２３が完全に露出している。こ
のような状態では、補助電極２３が全く機能しないため
、出滓口部１３におけるスラグ６３の異常な温度低下を
避けられず、外気に露出することとなるスラグ排出孔３
１は一層閉塞され易くなる。

第４図は第３図に対応して出滓口部における本願第一発
明の一実施例を示す部分拡大断面図である。図示を省略
した他の部分は第１図及び第２図に例示しだ従来の溶融
処理炉と同様の構成であるが、本実施例では、スラグ排
出孔３２が出滓口部１４の内部空間へ突出形成されてい
る中空部材７１の突端部分に穿設されており、該スラグ
排出孔３２が補助電極２４の下端２４ａより」二方に位
置決めされている。

このような構成の本願第一発明によれば、出滓口部１４
に蓄積されてくるスラグ６４１ｄスラグ排出孔３２から
オーバーフロ一方式で自然排出されるため、スラグ６４
の湯面は補助電極２４０下端２４ａよりも上方にあるス
ラグ排出孔３２の高さに常に一定維持され、これはすな
わち補助電極２４と図示しない主電極との間の通電可能
なスラグ６４の断面積が一定維持されることとなって、
一方補助電極２４は少くもその一部がスラグ６４中に常
に浸漬されている状態となり、したかって、スラグ６４
を排出するだめの作業は何等必要でなく、補助電極２４
によるスラグ６４の加熱は常に一定し、しかもスラグ排
出孔３２の近傍におけるスラグ６４の溶融温度は高く、
更に加えてスラグ排出孔３２が穿設されている中空部材
７１の中空部分７１ａはその周囲から絶えず高温加熱さ
れる雰囲気にあるため、スラグ排出口３２にスラグ６４
が固着してこれを閉塞するということは全くないのであ
る。

第５図は第４図と同様に出滓口部における本願第一発明
の他の一実施例を示す部分拡大断面図である。各構成要
素の相互関係は第４図の実施例の場合と同様であるが、
本実施例の場合には、出滓口部１５の内部空間へ突出形
成されている中空部材７２の前記内部空間側の周面の一
部及びスラグ排出口３３が高融点耐蝕金属８１で被覆さ
れている。

第４図及び第５図で示しだような構成の出滓口部に丸・
けるスラグは１３００〜１５００℃程度の高温となる。

したがって、中空部材には例えばＮ１−Ｃｒ系の如き１
熱鋳鋼品が使用されるが、それでもなお若干の溶失が起
こり、かかる溶失は当然に　−スラグと接触している部
分、特に補助電極より」二方にあって一層高温のスラグ
と接触している部分において問題である。しかし、本実
施例のように中空部材７２をモリブテンやタングステン
の如き高融黒面１蝕金属８１で被覆すれば、ががる溶失
を防止できる。この際、中空部材７２と高融点耐蝕金属
８１との間に断熱材を介在させてもよい。但し、中空部
材７２の全周面を不用意にモリブテンやタングステンで
被覆するわけではない。もし仮９に、中空部材７２の中
空部分７２　ａ　（Ｉｌｌの周面をも含めてその全周面
及びスラグ排出孔３３を一律にモリブデンやタングステ
ンで被層ずれは、もともとモリブデンやタングステンは
高温て膚、激に酸化され易く、その結果著るしく脆弱と
なる性質であるだめ、空気と接触する中空部分７２　ａ
　（ｆｉｌｌの周面に被覆した高価〕なモリブテンやタ
ングステンは急激に酸化されて全く無駄となり、逆にが
がる酸化を防止しようとずれは、モリブテンやタングス
テンの上から更に高価な白金を破切したり、又に中空部
分７２ａを不活性カスで密封する智の手段を施さなけれ
ばならず、いずれにしても希少金属資源の無駄イチいと
なる。しグーがって、被覆するモリブテンやタングステ
ンにスラグ中に常に浸ム一している状態にある部分に限
定ずへきてあり、本実施例はかかる部分の中でも特に中
空部材の溶失が問題となる部分にのみ限定して、７１ン
もイ１効にモリブテンやタングステンを用いている場合
である。

第６図は第２図に対応して本願第二発明の一実施例を示
す断面図である。溶融処理炉１６は、主電極２６．２７
が装填されている炉本体部］、７と、補助電極２８が装
填されている出滓口部１８とが、中間壁４２で区画され
つつ連通ずる全体として耐火構造である。そして、前記
出滓口部１８の内部空間へ突出形成されている中空部材
７３の突端部分にスラグ排出孔３４が穿設されており、
該スラグ排出孔３４が補助電極２８の下端２８ａ及び中
間壁４２の下端４２ａよシ上方に位置決めされている。

しだがって、本願第二発明においても、中空部材に穿設
されているスラグ排出孔が補助電極の下端より上方に位
置決めされているため、本願第一発明について前述した
ような効果がそのまま具備されている。

ところで、スラグ排出孔からスラグが排出され過ぎて、
出滓口部におけるスラグ面が炉本体部と出滓口部とを区
画する中間壁の下端よシも下がると、炉本体部に投入さ
れる廃棄物類や熱分解中間物質等が出滓口部へ短絡し、
充分な溶融処理がされないで排出された９、出滓口部に
おいてこれらが熱分解を受けることにより発生する有害
なガスが作業環境を悪化したりすることかある。しかし
、本願第二発明は、スラグ排出孔が中間壁の下端より上
方に位置決めされているため、このようなことを未然に
完全防止する。

尚、本願第二発明においても、図示は省略するが、第５
図で本願第一発明について説明したように、出滓口部の
内部空間へ突出形成されている中空部拐の前記内部空間
側の周面及びスラグ排出孔を適宜に高融点耐蝕金属で被
覆しておくのが好捷しい。

以上、本発明実施例を主として電極を溶融物内に装填す
るいわゆる直接通電式溶融処理炉について説明したが、
本発明はその主旨からしてアーク式溶融処理炉やプラズ
マ式溶融処理炉における出滓口部の改良、すなわち補助
電極を装填し、該補助電極により出滓口部におけるスラ
グを加熱する溶融処理炉について同様に適用してもさし
つがえない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶融処理炉を例示する平面図、第２図は
使用状態をも含む第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は従
来の溶融処理炉における出滓口部を例示する部分拡大断
面図、第４図と第５図とは出滓口部における本願第一発
明の各別の実施例を示す部分拡大断面図、第６図は本願
第二発明の一実施例を示す縦断面図である。 １１．１６・・・・溶融処理炉、１２．１７・・・炉本
体部、１３．１４．１５．１８・・・・出滓口部、２１
．２２．２６．２７・・・・主電極、２３．２４．２５
．２８・・・・補助電極、３１．３２．３３．３４・・
・スラグ排出孔、４１．４２・・・・中間壁、５１・・
・ストッパ、６３．６４．６５．６８・・・・スラグ、
７１．７２．７３・・・中空部材、 ８１・・・高融点耐蝕金属、 圓頗咬Ｏ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　主加熱部が装着された炉本体部と補助電極が装填さ
   れ且つスラグ排出孔が穿設された出滓口部とが中間壁で
   区画されつつ連通ずる全体として耐火構造の溶融処理炉
   において、スラグ排出孔が出滓口部の内部空間へ突出形
   成された中空部材に穿設され、該スラグ排出孔が補助電
   極の下端より上方に位置決めされて成ることを特徴とす
   る溶融処理炉。 ２　出滓口部の内部空間へ突出形成された中空部材の前
   記内部空間側における周面及びスラグ排出孔が適宜に高
   融点耐蝕金属で被覆された特許請求の範囲第１項記載の
   溶融処理炉。 ３主加熱部が装着された炉本体部と補助電極が装填され
   且つスラグ排出孔が穿設された出滓口部とが中間壁で区
   画されつつ連通ずる全体として耐火構造の溶融処理炉に
   おいて、スラグ排出孔が出滓口部の内部空間へ突出形成
   された中空部材に穿設され、該スラグ排出孔が補助電極
   の下端及び中間壁の下端より上方に位置決めされて成る
   ことを特徴とする溶融処理炉。 ４　出滓口部の内部空間へ突出形成され／こ中空部制の
   前記内部空間側における周面及びスラグ排出孔が適宜に
   高融点耐蝕金属で被覆された特許請求の範囲第３項記載
   の溶融処理炉。