JP2005527456A - 2つの加熱手段を用いた溶融固化炉及び溶融固化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
二次廃棄物をほとんど発生させない単一の単純なユニットで燃焼及び溶融固化の両方ができる産業規模の方法に関して研究することが、経済的な関心の対象となることは当然である。
プラズマ処理についていくつかの方法が開発されたが、産業上の利用が困難であるという欠点があった。この場合、るつぼは耐火材料から作られ、融解ガラスと接触すると早く磨耗し(攻撃的な複合媒体での腐食による)、また強力なプラズマ放射を受けることによっても磨耗が進む。また、こういったプラズマ炉での可燃廃棄物の処理能力は、耐火材料でできた内面を保護するために、制限されている。
炉内の酸化性雰囲気は基本的には、溶融槽で金属相を形成せず、その結果、有機材料が完全に燃焼され、均一なガラス質の溶融材料が生じ、後続処理が簡素化する。
上述の仏国特許FR9609382には、溶融固化炉の炉床の下に配置されたインダクタが記載されており、これは加熱手段としてのみ使用される。
以下に、例示として非限定的に添付した図1を参照しながら本発明を説明し、本発明の好適な実施形態を提示する。
冷却るつぼは、外郭1、炉床2、及び天井3からなる。外郭1は、垂直に並べられた冷却された金属でできており、水平に配置された冷却炉床2の上に配置されている。外郭1は、底部付近に排水弁7によって閉じられた排水口8を有し、該排水弁はスライドし、冷却される。一つの変形では、排水口8は炉床2上に配設されてもよい。外郭1と炉床2のいずれにも区切りがなく、つまり、それらは外周全体にわたって連続しており、炉床2は導電材料でできており、外郭1は金属製である。金属製であり区切られた、よって磁場を通す炉床2を使用することもできる。
るつぼの内側の金属面は、薄いセラミックタイプの層で覆われていてもよい。
上述した実施形態で、るつぼ、特に外郭1と炉床2は、インダクタ4を中心とした円形であるが、他の形状、特に楕円形であってもよい。この特定の実施形態では、インダクタ4は必ずしもプラズマトーチ5及び6の直ぐ下にある必要はなく、炉内の2つの領域に優先度を与える、つまり一方をプラズマトーチによる酸化性雰囲気で熱くし、もう一方を例えば揮発性材料の連続的リサイクルに適した、低めの温度にするために、横方向にずれていてもよい。
プラズマトーチ5及び6は、適切な電気分極を受けると、一方がアノードとして、もう一方がカソードとして、対をなして作動するように設計されている。双方とも冷却された金属電極からなり、該電極は、該電極を酸化から保護するソースプラズマ発生ガスが供給される第一の内側スリーブと、プラズマ発生クラッディングガスが供給される第二の外側スリーブによって囲まれている。この場合、プラズマ発生クラッディングガスは酸素である。トーチは、天井3の壁を貫通して取り付けられたボールジョイント12及び13上に取り付けられているので、るつぼ内で自由に移動でき、トーチ同士の距離が調節できる。任意の機械装置、例えば調節スクリューも使用されてよく、これは、垂直方向に(又はほぼ垂直方向に)スライドして溶融材料の表面に近付けたり離したりすることによって、るつぼ内でのプラズマトーチ5及び6の深さを変更するためのものである。当然であるが、トーチ5及び6のこういった移動が可能であることによって、中間アークの形状及び位置を調節する手段が有利に提供される。
−溶融すべき材料の状態(導電性であるか否か)に関わらず、アークプラズマで始動する。
−溶融材料に浸漬される集電用対極が不要(汚染及び消耗材料の浸漬がない)。
−当該アークモードに様々な可能性がある(空中だけを通っても、材料を一部循環してもよい)ため操作に柔軟性がある。
−単一のプラズマ柱より燃焼に適したアークプラズマ(カソードジェット及びアノードジェット)が構成される;より大きなプラズマ量、より大きな放射。
−上記と同じ理由で、材料の非均一な溶融と冷却壁るつぼを空にする課題が解決される。
−プロセスの2つの機能の個別制御によって、今までになかった操作柔軟性が提供されるため、各加熱手段のパラメータを変更することによって、燃焼−溶融固化サイクルの混合と、溶融固化サイクルのみ、のいずれも想定できる(異なる性質の廃棄物への適用、揮発性物質のリサイクル等)。
−また、「プラズマによる燃焼−誘導による加熱」の組み合わせによって、関連手段(メタロサーミ、サセプタ等)を用いずに、ガラス溶融を冷却ガラスるつぼで開始することが可能になる。
ひいては、特別な産業廃棄物への応用も想定できる。
Claims (10)
- るつぼ(1、2、3)と、るつぼの上部の少なくとも一のプラズマトーチ(5)とるつぼの外側の少なくとも一のインダクタ巻き線(4)を有する加熱手段とを備えた溶融固化炉であって、インダクタ巻き線がるつぼの下に設けられていることを特徴とする溶融固化炉。
- るつぼが、耐火材料でできた炉床(2)と、炉床(2)上に垂直に配置された外郭(1)とを備え、外郭(1)が外周に沿って連続した構造であり、金属材料でできていることを特徴とする請求項1に記載の溶融固化炉。
- 加熱手段が第二のプラズマトーチを備え、第一及び第二のプラズマトーチは互いの間にアークを生成するために電気的に分極されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶融固化炉。
- トーチが、るつぼ内で移動可能であることを特徴とする請求項3に記載の溶融固化炉。
- トーチが、垂直方向に自由にスライド可能であることを特徴とする請求項4に記載の溶融固化炉。
- トーチが、インダクタ巻き線から横方向にずれていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の溶融固化炉。
- プラズマが酸素プラズマであり、炉内に酸化性雰囲気を作り出すことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の炉を用いた溶融固化方法。
- 酸化性雰囲気が、炉の内容物に金属相が形成されることを抑制することを特徴とする請求項7に記載の溶融固化方法。
- トーチによってのみ加熱する始動段階と、続いてトーチとインダクタ巻き線によって同時に加熱する連続作業とを含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の溶融固化方法。
- 前記連続作業段階のために2つのトーチが炉の内容物に近付けられることを特徴とする、請求項5に記載の炉を用いた、請求項7に記載の溶融固化方法。
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