JP3580663B2

JP3580663B2 - Ash drying and melting equipment

Info

Publication number: JP3580663B2
Application number: JP10283997A
Authority: JP
Inventors: 良二鮫島; 隆裕吉井
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JPH10300055A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば都市ごみ等の焼却炉から排出される焼却残滓等の灰を乾燥して溶融固化する際に用いられる灰の乾燥・溶融装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の灰の乾燥・溶融装置としては、例えば図２に示したものが知られている。
当該灰の乾燥・溶融装置５０は、灰を乾燥させる乾燥機５１と、乾燥された灰を溶融する電気溶融炉５２と、から構成されている。
【０００３】
乾燥機５１は、ロータリキルン方式のものが用いられ、熱源としては、通常、化石燃料を燃焼させた熱風で５００〜６５０℃程度とされる。乾燥機５１は、灰（湿灰）が含有している２０〜４０％の水分を５％以下に乾燥する。これは、水分を含んだ灰を扱う場合、輸送装置や貯槽で付着し、安定輸送が難しいこと、灰の含有水分が高くアルカリ性でかつ金属アルミニウムを含むと水素を発生するため安全対策が必要であること、また、そのまま電気溶融炉５２に投入すると、水分の急激な蒸発・膨張に依って炉内圧が大きく変動して運転操作を困難にし、さらに、余分な蒸発熱の必要性から電力原単位を上げると共に、電極消耗量が大きくなって経済性を悪くするからである。
【０００４】
電気溶融炉５２は、アークプラズマ溶融炉（直流アーク放電黒鉛電極式プラズマ溶融炉）が用いられ、灰コンテナ５３と、灰供給装置５４と、主電極５５と、炉底電極５６と、溶融スラグ流出口５７、スラグ水冷槽５８と、スラグ搬出コンベア５９と、スラグだめ６０と、燃焼室６１とを備えている。電気溶融炉５２から発生する排ガスは、未燃のダストを多量に含んで居り、これが燃焼室６１に送られてここに供給される燃焼用空気に依り完全燃焼される。完全燃焼された排ガスは、ガス冷却器６２に依り温度が下げられた後、集塵器（バグフィルタ）６３、誘引ファン６４、煙突６５を経て大気中に放散される。電気溶融炉５２の電源は、焼却プラントに発電設備を付設している場合には、そこから電力供給を受けると共に、発電設備を付設していない場合は、買電に依っている。
【０００５】
而して、この様なものは、乾燥機５１に依り灰が２０〜４０％含有していた水分を５％以下に乾燥される。乾燥機５１からの排ガスは、１５０℃程度の温度で、集塵器（バグフィルタ）６６で集塵された後、煙突６５を経て大気中に放散される。集塵器６６で収集されたダストは、乾燥した灰と一緒に電気溶融炉５２に投入されて溶融される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この様なものは、乾燥機５１内で灰が１２０〜６５０℃の温度領域で乾燥されると、灰に付着していた有害なダイオキシン類が乾燥ガス側に移行、或は灰に含まれる有機物と塩素が反応してダイオキシン類が合成され、乾燥機５１からの排ガス中に２〜３ｎｇ／ｍ^３Ｎ程度のダイオキシン類が存在する事が確認されている。
ところが、従来の技術では、ダイオキシン類の相当量が集塵器６６で捕捉されるものの、一部が排ガスと一緒に大気中に放散されていた。
【０００７】
つまり、灰の溶融処理に於て、その前処理として灰を乾燥するに当たり、灰に付着していたダイオキシン類が少なくとも乾燥ガス側に移行され、乾燥機からの排ガス中にダイオキシン類が含まれてこれが大気中に放散されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その主たる目的は、乾燥機からの排ガスを直接大気拡散せずに、含有するダイオキシン類を分解できる様にした灰の乾燥・溶融装置を提供するにある。
本発明の他の目的は、乾燥機用の熱源と電気溶融炉用の電源とを一つのもので賄える様にした灰の乾燥・溶融装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本請求項１の発明は、ガスタービン発電設備と、ガスタービン発電設備からの高温排ガスにより灰を直接加熱して乾燥させる乾燥機と、乾燥した灰を溶融させる電気溶融炉とを備えた灰の乾燥・溶融装置に於いて、前記乾燥機から排出した排ガスの全量をガスタービン発電設備の燃焼装置の燃焼用空気内へ供給する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１０】
灰は、乾燥機に依り乾燥される。乾燥された灰は、電気溶融炉に依り溶融されて固化される。乾燥機からの排ガスは、燃焼用空気の一部としてガスタービン発電設備に供給される。この時、乾燥機からの排ガスに含まれていたダイオキシン類は、ガスタービン発電設備内の１３００〜１５００℃の高温に晒されて完全分解される。従って、ダイオキシン類が大気中に放散される惧れがない。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、集塵器により処理した乾燥機からの排ガスをガスタービン発電設備の燃焼装置の燃焼用空気内へ供給する構成としたものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、ガスタービン発電設備からの排ガスの一部を電気溶融炉の燃焼室の酸素源とするようにしたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、ガスタービン発電設備からの排ガスの一部を熱源にするボイラを設けると共に、ガスタービン発電設備の発生電力を電気溶融炉の電源とするようにしたものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明に於いて、ボイラの蒸気を駆動源にする蒸気タービン発電設備を設けるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の灰の乾燥・溶融装置を示す概要図である。
灰の乾燥・溶融装置１は、乾燥機２、電気溶融炉３、ガスタービン発電設備４、ボイラ５、蒸気タービン発電設備６とからその主要部が構成されている。
【００１６】
乾燥機２は、灰を乾燥させるもので、灰（湿灰）が含有している２０〜４０％の水分を５％以下に乾燥するロータリキルン方式のものが用いられている。乾燥機２の熱源は、ガスタービン発電設備４からの排ガスにされている。
【００１７】
乾燥機２には、これからの排ガス中のダストを除去する集塵器（バグフィルタ）７が接続されている。
【００１８】
電気溶融炉３は、乾燥した灰を溶融させるもので、アークプラズマ溶融炉（直流アーク放電黒鉛電極式プラズマ溶融炉）が用いられている。電気溶融炉３は、乾燥した灰を貯留する灰コンテナ８と、貯留した灰を電気溶融炉３内に供給する灰供給装置９と、炉頂部に垂設されて灰との間に一定の距離が開けられた黒鉛主電極（マイナス極）１０と、炉底に設置された炉底電極（プラス極）１１と、溶融スラグ流出口１２から溢出された溶融スラグを水冷して水砕スラグにするスラグ水冷槽１３と、水砕スラグを搬出するスラグ搬出コンベア１４と、これからの水砕スラグを貯留するスラグだめ１５と、溶融スラグ流出口１２に連通して形成されて炉内で発生したガス体の未燃分を完全燃焼させる燃焼室１６とを備えている。
【００１９】
電気溶融炉３の燃焼室１６には、これからの排ガスを水の噴射に依って急冷させる水噴射ガス急冷塔等のガス冷却器１７と、排ガス中のダストを除去する集塵器（バグフィルタ）１８と、誘引ファン１９と、煙突２０とが順次接続されている。
【００２０】
ガスタービン発電設備４は、乾燥機２の排ガスが燃焼用空気の一部にされるもので、都市ガスが燃料にされるガスタービン２１と、これに依り駆動される発電機２２とを備えている。ガスタービン発電設備４の排ガスは、乾燥機２の熱源にされると共に、電気溶融炉３の燃焼室１６の酸素源にされ、ガスタービン発電設備４の電力は、電気溶融炉３の電源にされる。
【００２１】
ボイラ５は、ガスタービン発電設備４の排ガスを熱源にするもので、スーパヒータ２３と、触媒脱硝装置２４と、エコノマイザ２５とを備えている。
【００２２】
蒸気タービン発電設備６は、ボイラ５の蒸気を駆動源にするもので、蒸気に依り回転される蒸気タービン２６と、これに依り駆動される発電機２７と、蒸気タービン２６からの蒸気を復水させる復水器２８とを備えている。
【００２３】
次に、この様な構成に基づいて、作用を述解する。
乾燥機２には、灰（湿灰）が供給されると共に、熱源としてガスタービン発電設備４からの排ガスが供給される。乾燥機２からの排ガスは、集塵器７に送られて集塵された後、ガスタービン発電設備４への燃焼用空気と混合されてガスタービン発電設備４のガスタービン２１に供給される。ガスタービン２１が駆動されると、発電機２２が回転されて発電される。
【００２４】
乾燥機２で乾燥された灰と集塵器７で収集されたダストは、灰コンテナ８に貯えられて灰供給装置９に依り電気溶融炉３に連続的に供給される。
電気溶融炉３の主電極９と炉底電極１０との間には、直流電圧が印加されてアークが発生されると共に、プラズマガスにされた窒素がアーク中に供給されてプラズマが発生され、この高温に依って灰が還元性雰囲気にて１４００〜１７００℃に加熱されて溶融状態のスラグにされる。
灰の溶融に依って、灰中にあった揮発成分や炭素が一部酸化した一酸化炭素等は、ガス体になると共に、鉄を始めとする金属、ガラス、砂等の不燃性成分は、溶融状態となる。
溶融スラグは、溶融スラグ流出口１２から連続的に溢出され、水が流されたスラグ水冷槽１３内に落下されて水砕スラグとなり、スラグ搬出コンベア１４に依ってスラグだめ１５に送られる。
【００２５】
一方、電気溶融炉３内で発生したガス体は、溶融スラグ流出口１２の上部から燃焼室１６に入り、ここで燃焼用空気の供給に依って未燃分が完全燃焼される。燃焼室１６に供給される燃焼用空気の一部又は全部に代わって、ガスタービン発電設備４からの排ガスの一部が供給される。ガスタービン発電設備４からの排ガスは、約１５％の酸素を保有しているので、燃焼室１６の酸素源にする事が可能となる。
完全燃焼したガスは、ガス冷却器１７に依って急冷され揮発した塩類や重金属類等は固体となり、集塵器１８で捕集され、排ガスは誘引ファン１９に依り煙突２０から大気中に放散される。
【００２６】
ガスタービン発電設備４からの排ガスの一部は、乾燥機２の熱源として用いられる。乾燥機２からの排ガス中には、蒸発した水分の他に有害なダイオキシン類が含まれている。この排ガスは、集塵器７及びガスタービン発電設備４のガスタービン２１の入口に設けられた吸気フィルタ（図示せず）に依り除塵された後、ガスタービン発電設備４のガスタービン２１の燃焼用空気の一部として還流される。
乾燥機２からの排ガス中に含まれているダイオキシン類は、集塵器７で大多数が捕捉されると共に、集塵器７を通過したダイオキシン類は、ガスタービン発電設備４のガスタービン２１内で高温に晒されて分解される。
【００２７】
ガスタービン発電設備４からの排ガスは、約５００℃の温度を有し、上述の様にその一部が乾燥機２の熱源として、又、電気溶融炉３の燃焼室１６の燃焼用空気つまり酸素源として使用される他、大多数の残余は、スーパヒータ２３、触媒脱硝装置２４、ボイラ５、エコノマイザ２５を経て熱供給の後、煙突２０から排出される。ガスタービン発電設備４からの排ガス中には、２０〜５０ｐｐｍ（１５％Ｏ_２換算）程度のＮＯｘが含まれているので、触媒脱硝装置２４が設けられている。
【００２８】
発生した蒸気（過熱蒸気）は、蒸気タービン発電設備６の蒸気タービン２６に送られた後、復水器２８、エコノマイザ２５、ボイラ５、スーパヒータ２３と循環される。蒸気タービン発電設備６の蒸気タービン２６が駆動されると、発電機２７が回転されて発電される。
【００２９】
ガスタービン発電設備４と蒸気タービン発電設備６で発生した電力は、電気溶融炉３の電源として使用される他、プラント内の補機器類や照明用に使用される。
【００３０】
図１に於ける各数値は、１００ｔ／日の能力を持つ電気溶融炉３に、４，０００ｋｗのガスタービン発電設備４を用いた場合の物質収支及び熱収支の一例を示している。この場合、ガスタービン発電設備４の４，０００ｋｗと、蒸気タービン発電設備６の１，５００ｋｗとの電力は、電気溶融炉３に３，６００ｋｗ、補機器類に１，０００ｋｗ、照明等に９００ｋｗが消費される。
【００３１】
尚、電気溶融炉３は、先の例では、プラズマアーク溶融炉であったが、これに限らず、例えばアーク溶融炉や電気抵抗溶融炉等であっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）乾燥機と電気溶融炉とガスタービン発電設備とで構成し、とりわけ乾燥機の排ガスが燃焼用空気の一部として供給されるガスタービン発電設備を設けたので、乾燥機からの排ガス中に含有するダイオキシン類を分解できてこれが大気中に放散されるのを防止できる。
（２）ガスタービン発電設備の排ガスを乾燥機の熱源にすると共に、ガスタービン発電設備の電力を電気溶融炉の電源にした場合には、乾燥機用の熱源と電気溶融炉用の電源を夫々別個に設ける必要がなく、一つのガスタービン発電設備で賄う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の灰の乾燥・溶融装置を示す概要図。
【図２】従来の灰の乾燥・溶融装置を示す概要図。
【符号の説明】
１，５０…灰の乾燥・溶融装置、２，５１…乾燥機、３，５２…電気溶融炉、４…ガスタービン発電設備、５…ボイラ、６…蒸気タービン発電設備、７，１８，６３，６６…集塵器、８，５３…灰コンテナ、９，５４…灰供給装置、１０，５５…主電極、１１，５６…炉底電極、１２，５７…溶融スラグ流出口、１３，５８…スラグ水冷槽、１４，５９…スラグ搬出コンベア、１５，６０…スラグだめ、１６，６１…燃焼室、１７，６２…ガス冷却器、１９，６４…誘引ファン、２０，６５…煙突、２１…ガスタービン、２２，２７…発電機、２３…スーパヒータ、２４…触媒脱硝装置、２５…エコノマイザ、２６…蒸気タービン、２８…復水器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an ash drying / melting apparatus used for drying and melting and solidifying ash such as incineration residues discharged from an incinerator such as municipal solid waste.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of ash drying / melting apparatus, for example, the apparatus shown in FIG. 2 is known.
The ash drying / melting device 50 includes a dryer 51 for drying the ash, and an electric melting furnace 52 for melting the dried ash.
[0003]
The dryer 51 is of a rotary kiln type, and the heat source is usually about 500 to 650 ° C. using hot air obtained by burning fossil fuel. The dryer 51 dries 20 to 40% of moisture contained in ash (wet ash) to 5% or less. This is because when handling ash containing moisture, it is difficult to transport it stably in transport equipment and storage tanks, and safety measures are required because ash-containing moisture is high and alkaline and metallic aluminum generates hydrogen. In addition, if it is put into the electric melting furnace 52 as it is, the internal pressure of the furnace fluctuates greatly due to rapid evaporation and expansion of water, making the operation difficult. This is because the amount of electrode consumption increases and the economic efficiency deteriorates.
[0004]
As the electric melting furnace 52, an arc plasma melting furnace (DC arc discharge graphite electrode type plasma melting furnace) is used, and an ash container 53, an ash supply device 54, a main electrode 55, a furnace bottom electrode 56, a molten slag flow An outlet 57, a slag water cooling tank 58, a slag carry-out conveyor 59, a slag reservoir 60, and a combustion chamber 61 are provided. The exhaust gas generated from the electric melting furnace 52 contains a large amount of unburned dust, which is sent to the combustion chamber 61 and completely burned by the combustion air supplied thereto. After the temperature of the exhaust gas that has been completely burned is lowered by the gas cooler 62, the exhaust gas is radiated to the atmosphere through the dust collector (bag filter) 63, the induction fan 64, and the chimney 65. The power supply of the electric melting furnace 52 is supplied with power when the power generation equipment is attached to the incineration plant, and depends on power purchase when the power generation equipment is not attached.
[0005]
Thus, the ash is dried by a dryer 51 to 5% or less of the water containing 20 to 40% of ash. Exhaust gas from the dryer 51 is collected at a temperature of about 150 ° C. by a dust collector (bag filter) 66, and then is emitted to the atmosphere via a chimney 65. The dust collected by the dust collector 66 is put into the electric melting furnace 52 together with the dried ash and melted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the ash is dried in a temperature range of 120 to 650 ° C. in the dryer 51, harmful dioxins adhering to the ash move to the dry gas side or are contained in the ash. It has been confirmed that dioxins are synthesized by reacting organic substances and chlorine to be produced, and that dioxins of about 2 to ³ ng / m ³ N are present in exhaust gas from the dryer 51.
However, in the conventional technology, a considerable amount of dioxins is captured by the dust collector 66, but a part of the dioxins is released into the atmosphere together with the exhaust gas.
[0007]
In other words, in the ash melting treatment, when the ash is dried as a pretreatment, the dioxins attached to the ash are transferred to at least the dry gas side, and the dioxins are contained in the exhaust gas from the dryer. There was a problem that this was radiated into the atmosphere.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been made in order to solve the problem. The main object of the present invention is to provide a method for decomposing dioxins contained therein without directly diffusing exhaust gas from a dryer into the atmosphere. To provide an apparatus for drying and melting ash.
It is another object of the present invention to provide an ash drying / melting apparatus which can provide a single heat source for a dryer and a single power supply for an electric melting furnace.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 provides a gas turbine power plant, a dryer for directly heating and drying the ash with high-temperature exhaust gas from the gas turbine power plant, and an electric melting furnace for melting the dried ash. The basic configuration of the invention is that the drying and melting device is configured to supply the entire amount of exhaust gas discharged from the dryer into the combustion air of the combustion device of the gas turbine power generation equipment .
[0010]
The ash is dried by a dryer. The dried ash is melted and solidified by an electric melting furnace. The exhaust gas from the dryer is supplied to the gas turbine power generation equipment as a part of the combustion air. At this time, dioxins contained in the exhaust gas from the dryer are completely decomposed by being exposed to a high temperature of 1300 to 1500 ° C. in the gas turbine power generation equipment. Therefore, there is no fear that dioxins are released into the atmosphere.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exhaust gas from the dryer treated by the dust collector is supplied into the combustion air of a combustion device of a gas turbine power generation facility .
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, a part of the exhaust gas from the gas turbine power generation equipment is used as an oxygen source for a combustion chamber of an electric melting furnace .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention , a boiler is provided that uses a part of exhaust gas from the gas turbine power generation equipment as a heat source, and the generated power of the gas turbine power generation equipment is used as a power supply of the electric melting furnace. It is like that .
[0014]
A fifth aspect of the present invention, in the invention of claim 4 is obtained by the so that provided the steam turbine power generation facility to the steam boiler to the drive source.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an ash drying / melting apparatus of the present invention.
The main part of the ash drying / melting apparatus 1 includes a dryer 2, an electric melting furnace 3, a gas turbine power generation facility 4, a boiler 5, and a steam turbine power generation facility 6.
[0016]
The dryer 2 is for drying ash, and a rotary kiln-type dryer for drying 20 to 40% of moisture contained in ash (wet ash) to 5% or less is used. The heat source of the dryer 2 is exhaust gas from the gas turbine power generation facility 4.
[0017]
The dryer 2 is connected with a dust collector (bag filter) 7 for removing dust in the exhaust gas from now on.
[0018]
The electric melting furnace 3 melts the dried ash, and uses an arc plasma melting furnace (DC arc discharge graphite electrode type plasma melting furnace). The electric melting furnace 3 includes an ash container 8 for storing the dried ash, an ash supply device 9 for supplying the stored ash into the electric melting furnace 3, and a certain distance between the ash that is vertically installed at the furnace top and the ash. The graphite main electrode (negative electrode) 10 with the opening, the furnace bottom electrode (positive electrode) 11 installed at the furnace bottom, and the molten slag overflowing from the molten slag outlet 12 are water-cooled to granulated slag. A slag water cooling tank 13, a slag discharge conveyor 14 for discharging granulated slag, a slag reservoir 15 for storing granulated slag from here on, and a gas body formed in the furnace by being connected to the molten slag outlet 12 And a combustion chamber 16 for completely combusting the unburned components.
[0019]
The combustion chamber 16 of the electric melting furnace 3 has a gas cooler 17 such as a water injection gas quenching tower for rapidly cooling the exhaust gas by jetting water, and a dust collector (bag filter) for removing dust in the exhaust gas. 18, an induction fan 19, and a chimney 20 are sequentially connected.
[0020]
The gas turbine power generation equipment 4 is configured such that exhaust gas from the dryer 2 is used as part of combustion air, and includes a gas turbine 21 in which city gas is used as fuel, and a generator 22 driven by the gas turbine 21. I have. The exhaust gas from the gas turbine power plant 4 is used as a heat source for the dryer 2 and also as an oxygen source for the combustion chamber 16 of the electric melting furnace 3, and the power of the gas turbine power plant 4 is used as a power source for the electric melting furnace 3. You.
[0021]
The boiler 5 uses the exhaust gas of the gas turbine power generation equipment 4 as a heat source, and includes a superheater 23, a catalyst denitration device 24, and an economizer 25.
[0022]
The steam turbine power generation equipment 6 uses the steam of the boiler 5 as a drive source, and the steam turbine 26 is rotated by the steam, the generator 27 is driven by the steam, and the steam from the steam turbine 26 is condensed. And a condenser 28 for causing the water to flow.
[0023]
Next, the operation will be described based on such a configuration.
Ash (wet ash) is supplied to the dryer 2, and exhaust gas from the gas turbine power generation equipment 4 is supplied as a heat source. The exhaust gas from the dryer 2 is sent to the dust collector 7 where the exhaust gas is collected, mixed with the combustion air to the gas turbine power generation equipment 4, and supplied to the gas turbine 21 of the gas turbine power generation equipment 4. When the gas turbine 21 is driven, the generator 22 is rotated to generate power.
[0024]
The ash dried in the dryer 2 and the dust collected in the dust collector 7 are stored in an ash container 8 and continuously supplied to the electric melting furnace 3 by an ash supply device 9.
Between the main electrode 9 and the furnace bottom electrode 10 of the electric melting furnace 3, a DC voltage is applied to generate an arc, and at the same time, nitrogen converted into a plasma gas is supplied into the arc to generate a plasma. Due to this high temperature, the ash is heated to 1400 to 1700 ° C. in a reducing atmosphere to form molten slag.
Due to the melting of the ash, volatile components and carbon monoxide partially carbonized in the ash become gaseous, and metals such as iron, glass, and non-flammable components such as sand, It becomes a molten state.
The molten slag continuously overflows from the molten slag outlet 12, falls into a slag water cooling tank 13 in which water is flown, becomes granulated slag, and is sent to a slag sump 15 by a slag unloading conveyor 14.
[0025]
On the other hand, the gas body generated in the electric melting furnace 3 enters the combustion chamber 16 from above the molten slag outlet 12, where the unburned components are completely burned by the supply of combustion air. Instead of part or all of the combustion air supplied to the combustion chamber 16, a part of the exhaust gas from the gas turbine power generation equipment 4 is supplied. Since the exhaust gas from the gas turbine power generation equipment 4 contains about 15% of oxygen, it can be used as an oxygen source for the combustion chamber 16.
The completely burned gas is quenched by the gas cooler 17 and the volatile salts and heavy metals are solidified, collected by the dust collector 18, and the exhaust gas is radiated from the chimney 20 to the atmosphere by the attraction fan 19. You.
[0026]
Part of the exhaust gas from the gas turbine power generation facility 4 is used as a heat source of the dryer 2. The exhaust gas from the dryer 2 contains harmful dioxins in addition to the evaporated water. The exhaust gas is removed by a dust collector 7 and an intake filter (not shown) provided at an inlet of the gas turbine 21 of the gas turbine power generation equipment 4, and then is used for combustion of the gas turbine 21 of the gas turbine power generation equipment 4. Refluxed as part of the air.
Most of the dioxins contained in the exhaust gas from the dryer 2 are captured by the dust collector 7, and the dioxins that have passed through the dust collector 7 are collected in the gas turbine 21 of the gas turbine power generation facility 4. Decomposes when exposed to high temperatures.
[0027]
The exhaust gas from the gas turbine power generation equipment 4 has a temperature of about 500 ° C., and a part of the exhaust gas serves as a heat source of the dryer 2 as described above. In addition to being used as a source, most of the residue is discharged from a chimney 20 after being supplied with heat through a superheater 23, a catalytic denitration device 24, a boiler 5, and an economizer 25. Since the exhaust gas from the gas turbine power generation equipment 4 contains about _{20 to} 50 ppm (converted to 15% O2) of NOx, the catalytic denitration device 24 is provided.
[0028]
The generated steam (superheated steam) is sent to the steam turbine 26 of the steam turbine power generation equipment 6, and then circulated through the condenser 28, the economizer 25, the boiler 5, and the superheater 23. When the steam turbine 26 of the steam turbine power plant 6 is driven, the generator 27 is rotated to generate power.
[0029]
The electric power generated in the gas turbine power generation equipment 4 and the steam turbine power generation equipment 6 is used not only as a power source for the electric melting furnace 3 but also for auxiliary equipment and lighting in the plant.
[0030]
Each numerical value in FIG. 1 shows an example of a material balance and a heat balance when the 4,000 kW gas turbine power generation equipment 4 is used in the electric melting furnace 3 having a capacity of 100 t / day. In this case, the electric power of 4,000 kW of the gas turbine power generation equipment 4 and 1,500 kW of the steam turbine power generation equipment 6 is 3,600 kW for the electric melting furnace 3, 1,000 kW for auxiliary equipment, and 900 kW for lighting and the like. Consumed.
[0031]
In the above example, the electric melting furnace 3 is a plasma arc melting furnace, but is not limited to this, and may be, for example, an arc melting furnace or an electric resistance melting furnace.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1) The gas turbine power generation equipment, which is composed of a dryer, an electric melting furnace, and a gas turbine power generation equipment, and in particular, the exhaust gas of the dryer is supplied as a part of the combustion air, is provided. Can be decomposed to prevent the emission of dioxins into the atmosphere.
(2) When the exhaust gas of the gas turbine power generation equipment is used as the heat source of the dryer and the power of the gas turbine power generation equipment is used as the power supply of the electric melting furnace, the heat source for the dryer and the power supply for the electric melting furnace are respectively used. There is no need to provide them separately, and they can be covered by one gas turbine power generation facility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an ash drying / melting apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a conventional ash drying / melting apparatus.
[Explanation of symbols]
1,50 ... Ash drying / melting device, 2,51 ... Dryer, 3,52 ... Electric melting furnace, 4 ... Gas turbine power generation equipment, 5 ... Boiler, 6 ... Steam turbine power generation equipment, 7,18,63, 66: dust collector, 8, 53: ash container, 9, 54: ash supply device, 10, 55: main electrode, 11, 56: furnace bottom electrode, 12, 57: molten slag outlet, 13, 58: slag Water cooling tank, 14,59 ... Slag unloading conveyor, 15,60 ... Slag storage, 16,61 ... Combustion chamber, 17,62 ... Gas cooler, 19,64 ... Induction fan, 20,65 ... Chimney, 21 ... Gas turbine , 22, 27 ... generator, 23 ... superheater, 24 ... catalytic denitration device, 25 ... economizer, 26 ... steam turbine, 28 ... condenser.

Claims

ガスタービン発電設備と、ガスタービン発電設備からの高温排ガスにより灰を直接加熱して乾燥させる乾燥機と、乾燥した灰を溶融させる電気溶融炉とを備えた灰の乾燥・溶融装置に於いて、前記乾燥機から排出した排ガスの全量をガスタービン発電設備の燃焼装置の燃焼用空気内へ供給する構成としたことを特徴とする灰の乾燥・溶融装置。 Gas turbine power generation equipment, a dryer for directly heating and drying the ash by high-temperature exhaust gas from the gas turbine power generation equipment, and an ash drying and melting apparatus including an electric melting furnace for melting the dried ash, An apparatus for drying and melting ash, wherein the entire amount of exhaust gas discharged from the dryer is supplied into combustion air of a combustion device of a gas turbine power generation facility .

集塵器により処理した乾燥機からの排ガスをガスタービン発電設備の燃焼装置の燃焼用空気内へ供給する構成とした請求項１に記載の灰の乾燥・溶融装置。The ash drying / melting apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas from the dryer treated by the dust collector is supplied into combustion air of a combustion device of a gas turbine power generation facility .

ガスタービン発電設備からの排ガスの一部を電気溶融炉の燃焼室の酸素源にした請求項１に記載の灰の乾燥・溶融装置。The ash drying / melting apparatus according to claim 1, wherein a part of the exhaust gas from the gas turbine power generation equipment is used as an oxygen source in a combustion chamber of the electric melting furnace .

ガスタービン発電設備からの排ガスの一部を熱源にするボイラを設けると共に、ガスタービン発電設備の発生電力を電気溶融炉の電源とするようにした請求項１に記載の灰の乾燥・溶融装置。 2. The ash drying / melting apparatus according to claim 1 , wherein a boiler is provided that uses a part of exhaust gas from the gas turbine power generation equipment as a heat source, and power generated by the gas turbine power generation equipment is used as a power supply of an electric melting furnace .

ボイラの蒸気を駆動源にする蒸気タービン発電設備を設けた請求項４に記載の灰の乾燥・溶融装置。The ash drying / melting apparatus according to claim 4, further comprising a steam turbine power generation facility using steam from the boiler as a driving source .