JPS62201686A - 出滓黒堰レンガの交換方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は出滓口堰レンガの交換方法に関する。

さらに詳しくは、廃棄物溶融処理炉の溶融物出滓口に設
けられる出滓口堰レンガの溶融処理操作を続行しつつ交
換する方法に係わるものである。

［従来技術］ 都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰、皮革処理汚泥焼却灰
等の各種廃棄物は、従来、埋立などにより処理されてき
た。しかし、埋立用地の確保が困難であること、含有さ
れる有害重金属類が土中に溶出し、埋立用地周辺を汚染
して二次公害を引き起す恐れがあることなどから最近で
は、前記廃棄物を溶［１理炉で溶融処理し、無害化減容
する方法が提案され、上記問題の解決がはかられている
。

溶融処理炉の一つとして、アーク式溶融炉が知られてお
り、その代表例として、サブマージドアーク溶融炉があ
る。この溶融炉は、溶融物の出滓口を備えた耐火構造の
炉本体と、廃棄物投入口、複数の主電極、ガス排出ダク
ト等を備えた炉蓋とからなっており、これには、出滓口
がら排出された溶融物を受は入れて、冷却し同化破砕す
る水砕槽が付設されている。また前記出滓口の手前溶融
物の流路には、排出中の溶融物が、そこで冷却固化して
出滓を妨げられることがないように、加熱用の補助電極
が配置され、それに加えて溶融開始相投入口が開口して
いる。ざらに、出滓口最先端にはＵ？型の切欠溝を備え
た出滓日収レンガが交換可能にはめこまれている。

そして、電極はその下端乃至は全長の約半分が廃棄物投
入口から炉本体内に投入された廃棄物によって、埋没さ
れ、電極に通電することによって、アーク熱が発生し、
投入された廃棄物は遂次溶融して、前記出滓日収レンガ
のＵ字型切欠溝から炉外に排出され、水砕槽にて冷却さ
れて細砂状に破砕固化される。

［発明が解決しようとする問題点］ サブマージドアーク溶融炉による溶融処理は、前記の通
り、電極の下端乃至全長の約半分が処理されるべき廃棄
物に埋没して行なわれるが、廃棄物の加熱溶融が進むに
つれて、炉内における溶融物の溶融面レベルが上昇し、
出滓口に設けられている堰レンガのＵ字型切欠溝から炉
外にオーバーフローし、連続して自重により出滓される
。

ところが、前記出滓口における出滓日収レンガは高熱流
動状態にある溶融物の流下に絶えず曝露されているため
かＡＱｚＯ３−３ｉＣを含む耐火材料からなるにもかか
わらず、切欠溝の部分をはじめ流下溶融物との接触面が
浸蝕され、溶融処理炉の耐火構造中綴も損耗が激しい。

従って、交換頻度も多い。しかも、肉眼による浸蝕の程
度の見極めが出滓作業中では困難である。

出滓日収レンガの交換補修は、溶融炉内の内容物をすべ
て溶融処理し尽して、炉の運転を一時中断し、炉本体を
冷却したのち、新品と交換し、再度熱上げを行う方法が
従来とられてぎた。この手順でいくと、通常の処理操作
に戻すのに、１５日〜２０日を要し、甚だ稼働効率の低
下をきたす。

一般に、都市ゴミ焼却処理といった公共事業の設備は３
３０日／年稼働が原則とされており、補修のために、こ
のような運転休止期間を要することは本来許されない。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、このような問題を解消するためになされたも
ので、損耗する出滓日収レンガの交換時期到来の確認と
、その交換を溶融処理操作を中断しないまま行う方法を
提供するこを目的とするものでおる。

即ち、本発明の要旨は、廃棄物溶融処理炉出滓口におけ
る出滓日収レンガの交換を、該出滓日収レンガの温度を
検知し、その温度挙動に基いて行う、ことを特徴とする
廃棄物溶融処理炉出滓口にあける出滓日収レンガの交換
方法に存する。

以下本発明を図面に基いて説明する。

第１図は、本発明方法の適用される溶融処理炉の１つに
挙げられるサブマージドアーク炉の概略側面図であり、
１はカーボン、マグネシア、アルミナ等の１種または複
数を含有した耐火材料で構築された炉本体でおる。炉本
体１の上面は炉蓋２で蔽われている′。炉Ｍ２は複数の
主電極３が貫通し、また、焼却灰投入口４、排ガスダク
ト５が設けられる。

炉本体１の下方には、出滓口６が設けられている。該出
滓口６には第２図の拡大概略側面図、および同図の矢視
図である第３図に示すように、Ｕ字型の切欠溝８を備え
た耐火性の出滓日収レンガ７が設けられており炉本体１
内で形成された溶融物が、ここからオーバーフローして
炉外へ出滓される。

出滓日収レンガ７には、空洞が穿たれ、例えば熱電対の
ような温度検器２０がはめ込まれている。

そして、出滓日収レンガ７が高温の排出溶融物との接触
で浸蝕され、肉厚が薄くなると出滓ロ堰しンガ７自体の
蓄熱温度が排出される溶融物の保有温度に接近する挙動
を示し、それが一定温度以上に達したときは、交換時期
が到来したことを示唆するようにしである。

次に、炉本体１から出滓口６に至るまでの間の溶融物流
路は樋状に構築され、通常の出滓口に溶融物がここで固
化するのを防止するための補助加熱電極９．溶融開始相
貯蔵ホッパー１１から開閉コック１１ａを経て該開始材
１０を投入するための溶融開始相投入口１２が設けられ
る。ざらに、出滓ロ堰しンガ７交換時に冷却材貯蔵ポツ
パー１３から該冷却材１４を散布するための冷却材投入
口１５も設けられ、冷却材投入口１５と冷却材貯蔵ホッ
パー１４とを連結する配管途中には、冷却材１４投入量
を調節する開閉コック１３ａが設けられる。

以上の冷却材投入口１５、溶融開始相投入口１２、補助
加熱電極９はいずれも出滓口６を蔽う出滓口蓋１６に配
置されるものでおる。出滓口６の直下には、出滓される
溶融物を受は入れて、これを急冷し、細粒固化させるた
めの水１７を満した水砕槽１８が配置される。

尚、炉本体１の底面全面には耐火性材料よりなるキャス
タブル１Ａで内張すしてあり、該キャスタブル１Ａは出
滓口６近傍では、溶融物の排出が容易なように樋状に構
築しである。

この炉は、一般に銑鉄、フェロ７０イ、銅、亜鉛、錫等
の精錬や、カーバイド、燐、溶性燐肥等の化成品の製造
に用いられるものを改良したもので、主電極３から電流
を導入し、炉内に挿入された被溶融物、または、溶融物
との間に（サブマージド）アークを発生させ乍ら廃棄物
例えば都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰、皮革汚泥焼却
灰等を溶融処理する溶融処理炉である。

上記炉の操作法においては、まず、廃棄物としての焼却
灰ａを焼却灰投入口４より均一な厚みとなるように順次
投入して、これを溶融処理していく。この処理により、
焼却灰ａからはメタル分を主体とする溶融金属層すと、
無機質成分を主体とする溶融スラブ層Ｃの２層よりなる
溶融物が形成され、炉底に溶融金属層ｂ、その上に、溶
融スラグ層Ｃ１さらにその上に、未溶融の焼却灰ａが積
層される。

炉本体１内に形成された溶融物（溶融スラグＣと溶融金
属ｂ）は、１３５０〜１５５０℃の高温を維持するが、
焼却灰ａの継続装入により、その嵩が増加すると、排出
口６の出滓日頃レンガ７のＵ字型切欠溝８からオーバー
フローし、流下物ｄとして、水砕槽１８に落下する。

本発明は上記溶融処理を続行しながら、損傷した出滓日
頃レンガの交換時期確認とその交換を行うことを特徴と
するものである。交換自在な出滓日頃レンガ７の交換時
期がきたことの確認は、該レンガ内に温度検知器２０例
えば熱電対をはめ込み、これの示す温度挙動の変化によ
って行う。出滓日頃レンガ７は、溶＠処理炉の型式にも
よるが、一般に、横２６０ｍｍ、縦３５０ｍｍ、厚み１
０Ｑｍｍ、上辺からの切欠溝の深さ９層ｍｍの寸法を有
し、溶融処理を続けるうちに、溶融物との接触面が浸蝕
されて肉厚が薄くなる。そして、温度検知器２０が溶融
物からの熱伝導に鋭敏になり通常の溶融処理時（出滓日
頃レンガが浸蝕されていないとき）に較べて高い温度を
示すようになるので、どの程度、高い温度を示すように
なつときを以て、交換の時期到来とみるか、目視による
損傷の程度と温度の上昇との関係を予め繰返し実験によ
り把握しておくことが必要である。そして、交換のとき
がきたと認められたときは、冷却材１４を散布して、そ
こで溶融物を一時的に固化させて出滓を止める。そして
、出滓日頃レンガ７の交換を行う。但し、主電極３の荷
電は保持電力程度に迄低下させ継続する。この場合、炉
本体１内では廃棄物ａは溶融しつづけ、流動状の溶融物
を形成するが、その形成速度は緩慢で、前記樋上の固化
物を超えてオーバーフローすることはない。

前記、出滓日頃レンガ７の交換時期の確認と、冷却材１
４の散布は以下に述べるようなシーケンスを組むことに
より、自動的に行うこともできる。

第２図に暴きこれを説明すると、出滓口堰レンガ７内に
はめ込まれている温度検知器２０の出滓ロ堰しンガ７自
体の蓄熱についての感知温度が電気信号として制御装置
２１に伝達される。該制ｗＪ装置２１には、出滓日頃レ
ンガ７が浸蝕されて肉厚が薄くなり、交換時期が到来し
た場合に示すべき温度が入力してあり、予め設定された
プログラムに従って、温度検知器２０の感知温度と比較
して感知温度が入力温度と同等乃至それ以上例えば５０
℃以上になると、冷却材投入貯蔵ホッパー１３の開閉コ
ック１３ａ開、冷却材散布指令を発するようになってい
る。（図中、１点鎖線は伝達経路を示す）この場合、例
えば、警報装置２２を設けて作動させ作業者が分るよう
にすると尚好ましい。

冷却材１４の散布は、前記出滓口６に至るまでの間に樋
状に構築された通路を流れる溶融物に対して行われる。

冷却材１４の種類としては、例えば鋼球ショツトブラス
ト、磁選別ショツトブラスト、屑ショツトブラスト、ソ
フトブラスト等で、熱伝導率がよく、且つ熱容量の大き
いものが挙げられる。また、冷却材１４は、炉本体１内
で形成される溶融物よりも、大きな比重のものを選定す
ることが必要である。

溶融物の比重は、通常、無機成分を主体とする溶融スラ
グが約２．６で、これに溶融金属が混在した場合、約３
であるので、これよりも比重の大きなもの、具体的には
、嵩比重４以上、真北＠７゜８以上のものが好ましい。

このような比重を有するものを選定することによって、
炉本体内から出滓口６へ流れる前記溶融物に対し散布し
た場合、表面に浮遊することなく溶融物中に一層よく混
合し、出滓口６近傍における溶融物の同化を促進させる
。

さらに、本発明方法において用いられる冷却材１４は０
．５〜５ｍｍの範囲の粒径を有することが好ましい。一
般に廃棄物のうち、例えば都市ゴミ焼却灰は塩基度（Ｃ
ａＯ／Ｓ　ｉ　Ｏ：ｚ以下同じ）が０．６以下、下水汚
泥焼却灰や皮革汚泥焼却灰は１．０以上のものが多い。

したがって、溶融物とした場合の粘度も異なる。例えば
都市ゴミ焼却灰からの溶融物は粘度が５０〜８０Ｐａ、
Ｓ、であるのに対し、下水汚泥焼却灰や皮革汚泥焼却灰
の粘度は５〜２０Ｐａ、Ｓと前者に較べ１／４〜１／１
０と小さい。そこで、冷却材１４は、廃棄物の種類によ
って変動する溶融物の粘性に抵抗してこれによく浸透す
るサイズの上記粒径のものを上記範囲で運択することが
必要である。即ち、例えば、都市ゴミ焼却灰のように、
塩基度の値が小さく、粘度の高い溶融物に対しては、相
対的に粒径の小さい例えば０．５〜３ｍｍの冷却材を多
量に用い、下水汚泥焼却灰や皮革汚泥焼却灰のように、
塩基度の値が大きく、粘度の低い溶融物に対しては相対
的に粒径の大きい例えば１〜５ｍｍの冷却材が少量用い
られる。このように、溶融物の有する粘度に応じて粒径
の異なる冷却材を適用することにより、炉本体１内で形
成された溶融物が出滓口６に到るまでの樋状通路におい
て、粘性に対する抵抗もなく溶融物の流れと、よくなじ
み、該溶融物を冷却固化して急速な出滓停止の効果が発
揮される。

尚、冷却材が比重または粒径について上記範囲の物性要
件を欠く場合は、溶融物の急速出滓停止、それに伴う損
傷した出滓口膣レンガの迅速な交換作業を行うことがで
きない。尚、冷却材１４の散布量は溶融炉の容量、溶融
物の排出速度、排出量、排出温度等によって異るも通常
３０ｋｇ／１回以上である。

［作用コ 溶融処理炉の出滓口膣レンガに、温度検知器が設置され
ており、該出滓口膣レンガが浸蝕されて損傷し、肉厚が
薄くなると、異った挙動を示す。

即ち、これと接触する溶融物の保有熱を受けて、温度検
知器が通常よりも高い温度を示すようになるのでこれに
より、出滓口膣レンガの交換時期到来を予知できる。ま
た、そのとき冷却材を、出滓口膣レンガの手前、溶融物
流路樋上に散布して固化させ出滓を一時的に止め、主電
極はそのまま稼働させて溶＠処理は継続したままで、出
滓口膣レンガの交換が可能である。

［実施例］ 炉床面積が３．３Ｍ３の第１図に示すような廃棄物溶融
処理炉（サブマージドアーク炉）に都市ゴミ焼却灰（含
水率１０％）を約１ｔＯｎ／ｈｒの速度で溶融処理した
ところ、約８００ｋｇ／ｈｒの割合で、溶融物（溶融ス
ラグと溶融金属）が生成した。このときの電力付加は６
５０〜７５０ＫＷＨである。この溶融物中の溶融金属は
５〜１０％で大部分が鉄分である。無は質成分主体の溶
融スラグの比重は約２．６、溶融金属を含めた溶融物全
体の比重は、約３であった。また、通常の溶融処理継続
時における出滓ロ堰しンガ内の熱電対はほぼコンスタン
トに約３００℃を示した。７ケ月間連続して溶融処理運
転を行ったところで、温度３５０℃を示すようになり、
出滓口膣レンガの肉厚みが溶融物の浸蝕により薄くなっ
たことが明し 判謄参肴だ。そこで溶融処理操作は続行のまま、溶融開
始材の投入および補助加熱電極の送電を止めて、約３０
ｋｇの鋼ショツトブラスト（径１〜２ｍｍ、真比重７．
８）を溶融物流路となっている樋上に散布して固化させ
て出滓を中断し、その間出滓日頃レンガの交換を行った
。因みに、横２６０ｍｍ、縦３５０ｍｍ、厚み１００ｍ
ｍで、切欠溝深ざ９Ｑｍｍであった始めの出滓日収レン
ガが、７ケ月間の使用で浸蝕され、切欠溝深さ１６０ｍ
ｍと損傷していた。出滓再開までの所要時間は約６時間
で、従来の交換所要時間１５日〜２０日に較べて大巾に
短縮された。交換（爽の正常運転では、出滓日収レンガ
の温度は約７ケ月間約３００℃が維持された。

［効果］ 本発明は以上述べたように、溶融処理炉の出滓日収レン
ガに設置した温度検知器の示す温度挙動により、損傷交
換時期を確認すると共に、冷却材を用いることによりそ
の交換作業短縮をはかるもので、溶融処理炉の保繕に大
きく貢献するものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の適用される溶融処理炉の１例を
示すもので、第１図は概略側面図、第２図は第１図にお
ける出滓口周辺の部分拡大図、第３図は第２図の矢視図
である。 １・・・炉本体　　　　　　２・・・炉蓋３・・・主電
極　　　　　　４・・・焼却灰投入口５・・・排ガスダ
クト　　　６・・・出滓ロア・・・出滓日収レンガ　　
９・・・補助加熱電極１４・・・冷却材　　　　　１８
・・・水砕槽２０・・・温度検知器　　　２１・・・制
御装置２２・・・警報装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　廃棄物溶融処理炉出滓口における出滓口堰レンガの
   交換を該出滓口堰レンガの温度を検知し、その温度挙動
   に基いて行うことを特徴とする廃棄物溶融処理炉出滓口
   における出滓口堰レンガの交換方法。 ２　出滓口堰レンガの交換が出滓口手前の出滓樋上を流
   れる溶融物に冷却材を散布して予め固化させて行う特許
   請求の範囲第１項記載の出滓口堰レンガの交換方法。