JP3817290B2 - 廃棄物溶融炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の焼却灰や石炭焚きボイラの燃焼灰、或いは、アスベスト等の有害な廃棄物を溶融処理して減容化させる廃棄物溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼却灰等の粉体物を溶融させる炉としては、表面溶融炉が一般的である。この表面溶融炉は、図４に示すように、溶融炉１内に排ガスを熱源とする空気加熱器２で加熱された加熱空気を導入する一方、溶融炉１に備えたバーナー３の火炎によって溶融炉１内に供給された焼却灰等の粉体物を溶融させる一方、溶融炉１の底に溜まった溶融物（スラグ）ｓを水ｗを張った溶融スラグピット４内に流下させて固化させるようになっている。
【０００３】
一方、溶融炉１の排ガスｇは、サイクロン集塵機５や排ガス式空気加熱器２を経て大気中に放出され、サイクロン集塵機５で捕捉された粉体物は、再度、溶融炉１内に戻されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の表面溶融炉は、溶融炉内にバーナーが設けられているから粉塵が巻き起こるという問題がある。一方、燃焼方式による溶融炉は、溶融効率（溶融粉体量／投入粉体量）が悪く、ダストとして系外に排出される粉体物の量が多く、ダスト処理機器のキャパシティーアップが避けられないばかりでなく、熱効率も悪いという問題があった。溶融炉の排ガスは、非常にダスト等を含み、熱回収用熱交換器等の閉塞もあり、運転が難しいという問題があった。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的するところは、上記の如き欠点のない廃棄物溶融炉を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の廃棄物溶融炉は、焼却灰やアスベスト等の無機質物を溶融処理する廃棄物溶融炉であって、（ａ）溶融炉本体の頂部にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナを有する高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口を接続させ、（ｂ）前記高温燃焼炉を、燃焼炉本体と、該燃焼炉本体の上端に設けられ、かつ、蓄熱器及び燃焼バーナーを有する二組の燃焼器と、これらの燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気配管に設けた４方バルブと、該４方バルブと前記二組の燃焼器とに連通する二組の連通管により形成し、（ｃ）更に、前記溶融炉本体に追い焚き用の補助バーナーを設け、（ｄ）且つ、前記溶融炉本体の頂部に接続されている高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口にスワラーを設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる廃棄物溶融炉の概略図であり、縦に長い塔状の溶融炉本体１０の頂部に、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを有する高温燃焼炉６の燃焼ガス噴出口７が接続されている。
【０００９】
高温燃焼炉６は、図２に示すように、燃焼炉本体２１と、燃焼炉本体２１の端部に設けられた蓄熱器２２及び燃焼バーナー２３を有する第１系統の燃焼器２４と、この燃焼器２４と同側に設けられた蓄熱器２５及び燃焼バーナー２６を有する第２系統の燃焼器２７と、この第１系統の燃焼器２４及び第２系統の燃焼器２７に燃焼用空気Ａを供給する空気配管２８と、空気配管２８の端部に設けられた４方バルブ２９と、４方バルブ２９と第１系統の燃焼器２４及び第２系統の燃焼器２７とを夫々連通する連通管３０，３１から構成されている。
【００１０】
また、図１のように、燃焼ガス噴出口７には、スワラー８が設けられ、高温燃焼炉６から溶融炉本体１０内に噴出する高温の燃焼ガスＧに旋回流を付与するようになっている。更に、溶融炉本体１０には、追焚き用の補助バーナー９を設けて溶融炉本体１０内をより高温に保持するようになっている。
一方、水管（不図示）よって保護された溶融炉本体１０には、焼却灰やアスベスト等の無機質物ｂを投入する配管１１を設けると共に、サイクロン１５によって捕捉した排ガス中の飛散物を配管１２を通して、再度、溶融炉本体１０内に戻すようになっている。図１中、４は溶融スラグピット、１３は排ガス管を示している。
【００１１】
次に、上記溶融炉の作用について説明する。
高温燃焼炉６の燃焼炉本体２１に設けられた第１系統の燃焼器２４の燃焼バーナー２３に供給された燃料、例えば、天然ガスＦは、空気配管２８、４方バルブ２９及び連通管３０を経て流入し、蓄熱器２２で高温に過熱された燃焼用空気Ａと混合して燃焼する。そして、このとき発生する、例えば、１３００℃の燃焼ガスＧの一部は、燃焼炉本体２１に設けた燃焼ガス噴出口７を通って溶融炉本体１０内に噴出され、残りの燃焼ガスＧは、燃焼炉本体２１の側壁に沿って流れて休止中の燃焼器２７に流入し、蓄熱器２５に熱を付与して、例えば、１５０℃の低温排ガスＧ′となって連通管３１、４方バルブ２９を経て系外に排出される。
【００１２】
一方、第２系統の燃焼器２７が稼働するときは、４方バルブ２９が切り換えられ、燃焼バーナー２６に供給された燃料Ｆは、空気配管２８、４方バルブ２９及び連通管３１を経て第２系統の燃焼器２７に流入し、第１系統の燃焼器２４の燃焼熱を蓄熱した蓄熱器２５で高温、例えば、８００℃まで加熱された燃焼用空気Ａと混合して燃焼する。このとき発生する燃焼ガスＧの一部は、燃焼炉本体２１に設けた燃焼ガス噴出口７を通って溶融炉本体１０内に噴出し、残りの燃焼ガスＧは、燃焼炉本体２１の側壁に沿って第１の燃焼器２４に向かって流れ、燃焼器２４の蓄熱器２２を加熱した後、連通管３０、４方バルブ２９を経て系外に排出される。以下、所定のインターバル、例えば、２０〜３０秒間隔で第１系統の燃焼器２４と第２系統の燃焼器２７との燃焼が切り換えられ、燃焼炉本体２１内が高温場を形成する。
【００１３】
そして、高温燃焼炉６の燃焼ガス噴出口７から溶融炉本体１０内に噴出された高温（１３００℃）の燃焼ガスＧは、スワール８によって旋回流が付与され、配管１１から溶融炉本体１０内に供給された焼却灰やアスベスト等の無機質物ｂを溶融炉本体１０の内壁面に沿って旋回させる。上記燃焼ガスＧは、高温、且つ、４％以上の酸素を保有するから補助バーナー９によって追焚することによって、ほぼ完全に燃焼ガス中の酸素を消費して、より高温になり、アスベストでも簡単に溶融する。そして、溶融したスラグｓは、溶融炉本体１０の内壁面に沿って流下した後、排出口１４から水ｗを張った溶融スラグピット４内に流下して冷却固化される。
【００１４】
一方、サイクロン１５によって捕捉した排ガス中の飛散物は、配管１２を通って、再度、溶融炉本体１０内に戻されるが、本発明の場合、メインバーナーのある燃焼炉６内に被溶融物を投入しないので、被溶融物の飛散が少なく溶融炉本体１０に流入ガス量も少ないために、サイクロン等のダスト処理機器のキャパシティーアップを避けることができる。
【００１５】
また、図３のように、被溶融物を予熱器１６によって予熱することにより、より効率的に被溶融物を溶融させることができる。この場合の熱源には、溶融炉の排ガスが使用される。
【００１６】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、燃焼炉にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナーを用いて高温場を形成するため、溶融炉本体内では、燃焼用空気を補強することなしに補助バーナーによる追焚きをすることにより、溶融物の融点を越える温度を容易に形成することが可能であり、熱媒体となる燃焼ガス量を減ずることができ、アスベストなどの有害物質の溶融処理炉として有用であると共に排出されるエネルギーが少ないため高効率な溶融が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃棄物溶融炉の概略図である。
【図２】高速切替式蓄熱型燃焼器の概略図である。
【図３】本発明に係る廃棄物溶融炉の他の例を示す概略図である。
【図４】従来の表面溶融炉の概略図である。
【符号の説明】
６ 高温燃焼炉 ７ 燃焼ガス噴出口
９ 補助バーナー １０ 溶融炉本体

Claims (1)

1. 焼却灰やアスベスト等の無機質物を溶融処理する廃棄物溶融炉であって、
   （ａ）溶融炉本体の頂部にハイサイクル蓄熱式燃焼バーナを有する高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口を接続させ、
   （ｂ）前記高温燃焼炉を、燃焼炉本体と、該燃焼炉本体の上端に設けられ、かつ、蓄熱器及び燃焼バーナーを有する二組の燃焼器と、これらの燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気配管に設けた４方バルブと、該４方バルブと前記二組の燃焼器とに連通する二組の連通管により形成し、
   （ｃ）更に、前記溶融炉本体に追い焚き用の補助バーナーを設け、
   （ｄ）且つ、前記溶融炉本体の頂部に接続されている高温燃焼炉の燃焼ガス噴出口にスワラーを設けた廃棄物溶融炉。

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