JP3864833B2 - バーナ式溶融炉 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみの如き廃棄物の焼却炉等から排出される焼却灰等を溶融処理するために用いるバーナ式溶融炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在の廃棄物の処理方式としては、焼却炉にて廃棄物を焼却するようにした焼却方式が採用されているが、灰が多量に出るのでその処理が大変であること、埋立地の確保が限界に近付いてきていること、等の問題から、焼却灰を溶融により減量、減容化する必要性が高まっている。そのため、焼却灰の中に未燃分を残し、この未燃分を含む焼却灰を燃焼により溶融させるバーナ式溶融炉が最近提案されている。
【0003】
この最近提案されているバーナ式溶融炉は、焼却炉から出た焼却灰を主灰として、この主灰に下流のバグフィルターで捕集された飛灰を混合させてなる灰を、燃焼により溶融させて溶融スラグとし、該溶融スラグを急冷してスラグとして回収するようにするもので、図2に概要を示す如く、上下方向に延びる灰貯槽1の下端部一側に、底部の炉床2に多数の散気ノズル3を有する燃焼室4を、下流へ向けやや下り勾配となるように横向きに連設すると共に、上記灰貯槽1の下端部他側に、灰貯槽1内の灰5を燃焼室4の炉床2へ押し出すためのプッシャ7を備えて、該プッシャ7で炉床2上に押し出された灰5中の未燃分を、散気ノズル3を通して供給される高温の空気により燃焼させ、その熱により灰5を溶融させることにより燃焼室4の出口8部付近に表面溶融部が形成されるようにしてあり、一方、横向きの円筒状に形成して底部側の一側にスラグ入口9を設けると共に底部側の他側にスラグ出滓口10を設け、且つスラグ入口9とスラグ出滓口10との間の底部を湯溜め11とするようにしてある溶融炉本体12の上記スラグ入口9に、上記燃焼室4の出口8を接線方向に接続して一体構造として、燃焼室4の出口8部付近の表面溶融部から湯溜め11に灰5の溶融スラグ6が流れて来るようにし、更に、上記溶融炉本体12のスラグ出滓口10側の上部位置に、灯油等を燃料とする助燃バーナ13を、接線方向より燃焼ガス14を噴射できるように水平方向に設置して、該助燃バーナ13により溶融炉本体12内に接線方向から噴射させた燃焼ガス14と上記燃焼室4から溶融炉本体12内に送られてくる燃焼ガス15とを旋回させるようにし、上記燃焼室4の灰5の上記表面溶融部から溶融炉本体12内の湯溜め11に流入した溶融スラグ6を、燃焼ガス14と15の旋回流(渦状の流れ)16によって加熱することにより未溶融分の溶融を促進させるようにしてある。なお、溶融スラグ6は、湯溜め11からオーバーフローさせてスラグ出滓口10を通し図示しないスラグ冷却部へ排出させるようにしてあり、溶融排ガスは、溶融炉本体12の端壁に設けた排ガス出口17より排出させるようにしてある。
【0004】
したがって、上記バーナ式溶融炉で灰5を溶融させる場合、灰5中に含まれる未燃分は、燃焼室4内において、散気ノズル3を通して供給される高温の空気により燃焼させられ、その燃焼熱により灰5は溶融させられ、表面溶融部の溶融スラグ6が溶融炉本体12の湯溜め11に流入させられ、燃焼室4の燃焼ガス15は溶融炉本体12内に流入する。この際、燃焼室4から溶融炉本体12内に送られる燃焼ガス15中には未燃焼の灰が含まれており、又、溶融スラグ6中には完全に溶融しない未溶融の灰分や鉄片等が含まれている。溶融炉本体12内では、助燃バーナ13からの燃焼ガス14と燃焼室4からの燃焼ガス15により旋回流16が形成されるので、その旋回流16によって上記燃焼ガス15中の未燃焼の灰は燃焼、溶融させられることから、排ガスへ同伴される灰の量が少なくなるようになり、又、湯溜め11内に流入した溶融スラグ6中の未溶融の灰分や鉄片等は、上記旋回流16による対流伝熱と、炉壁や燃焼ガス14,15からの放射伝熱と、湯溜め11からの伝導伝熱が加わることにより、高い溶融負荷によって完全に溶融させられるようになり、更に、スラグ出滓口10から排出されて冷却部で固型化されたスラグは、アスファルト混合材や歩道ブロック等として有効に再利用されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記バーナ式溶融炉では、主灰と飛灰を混合させた灰を溶融させるようにしているため、最終的に得られたスラグ中には、鉄や塩素が含まれており、鉄は磁選機にかけることで除去することはできるが、塩素は容易に除去できないので、スラグの再利用が困難となってしまう。すなわち、焼却炉で発生した排ガスは、煙突から大気へ放出されるときの塩化水素濃度が規制されているので、通常、バグフィルターの上流部で消石灰を供給して、2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2Oの反応を行わせることにより、塩化水素濃度を規定値内に抑えるようにしているが、そのために、バグフィルターで捕集される飛灰に塩素が取り込まれてしまうことになる。この飛灰は、ダイオキシン類の分解という点からは主灰に混ぜて溶融処理することは望ましいものであるが、スラグの再利用という観点からは、塩素の析出や、スラグ自身の脆弱化を招くという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、回収したスラグの再利用がし易くなるようにしようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部の一側に、灰貯槽から供給された灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体に助燃バーナを設置して、上記燃焼室から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記灰貯槽から溶融炉本体に至る灰の処理領域を、中仕切りにより主灰用処理領域と飛灰用処理領域に区分して、主灰と飛灰が別々に燃焼されてスラグとして溶融炉本体底部の主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に溜められるようにし、更に、上記溶融炉本体の底部の他側に、上記主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に対応させて主灰スラグ出滓口と飛灰スラグ出滓口を設けた構成とする。
【0008】
主灰と飛灰がそれぞれ別々に処理されるため、塩素が含まれていない主灰スラグと塩素が含まれている飛灰スラグとを別々に回収することができる。したがって、スラグの再利用がし易くなる。
【0009】
又、助燃バーナの設置位置を主灰用処理領域とし、且つ溶融炉本体内に位置する部分の中仕切りの高さを、スラグ出滓口の上端よりも高い位置となるようにした構成とすることにより、主灰用処理領域の燃焼熱を飛灰用処理領域に回り込ませることができるので、飛灰用の熱源を不要とすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0011】
図1は本発明の実施の一形態を示すもので、図2に示したと同様に、底部を湯溜め11として横向きの円筒状に形成した溶融炉本体12の底部側の一側に、灰貯槽1の下端部に横向きに連設した燃焼室4の出口8を接線方向に連設し、上記溶融炉本体12の上部に助燃バーナ13を設置し、該助燃バーナ13からの燃焼ガス14と燃焼室4からの燃焼ガス15とによる旋回流16により、湯溜め11内の溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記灰貯槽1から燃焼室4を経て溶融炉本体12の湯溜め11に至る灰の処理領域に、主灰用と飛灰用に左右に仕切る中仕切り18を連続的に配置し、該中仕切り18により仕切られる片側の処理領域を主灰用処理領域19aとし且つ反対側の処理領域を飛灰用処理領域19bとして、主灰用処理領域19aで主灰5aだけを処理させ、又、飛灰用処理領域19bで飛灰5bだけを処理させて、主灰の溶融スラグ6aと飛灰の溶融スラグ6bを別々の湯溜め部11aと11bに溜めるようにし、更に、上記溶融炉本体12の底部側の他側に、主灰用処理領域19aの主灰湯溜め部11aと飛灰用処理領域19bの飛灰湯溜め部11bのそれぞれに対応させて、主灰スラグ出滓口10aと飛灰スラグ出滓口10bを設けて、主灰溶融スラグ6aと飛灰溶融スラグ6bとを別々に排出させ、主灰スラグ6Aと飛灰スラグ6Bとを別々に回収させるようにする。
【0012】
詳述すると、上記中仕切り18を、溶融炉本体12内から燃焼室4を経て、灰貯槽1内へ延長させて、灰貯槽1内では、中仕切り18により主灰5aのみを貯留する主灰貯槽部1aと飛灰5bのみを貯留する飛灰貯槽部1bとを区画形成するようにし、燃焼室4内では、プッシャ7により押し出される主灰5aと飛灰5bの安息角に対応させて上縁が溶融炉本体12内へ向けて下傾するように中仕切り18を形成して、主灰5aだけを燃焼により溶融させる主灰燃焼室部4aと飛灰5bだけを燃焼により溶融させる飛灰燃焼室部4bとを区画形成するようにし、溶融炉本体12内では、中仕切り18の高さを、上方空間が連通するように主灰スラグ出滓口10aと飛灰スラグ出滓口10bの高さレベルに合わせた高さとなるようにして、主灰溶融スラグ6aのみを溜める主灰湯溜め部11aと飛灰溶融スラグ6bのみを溜める飛灰湯溜め部11bとを区画形成するようにしてある。なお、プッシャ7は、中仕切り18と干渉しないように先端部側にスリット20が設けてある。又、助燃バーナ13は主灰用処理領域19aに位置するように設置してある。その他の構成は図2に示したものと同じである。
【0013】
主灰用処理領域19aの主灰貯槽部1aに主灰5aを、又、飛灰用処理領域19bの飛灰貯槽部1bに飛灰5bをそれぞれ単独投入して貯留させるようにし、プッシャ7により、主灰貯槽部1a内の主灰5aと飛灰貯槽部1b内の飛灰5bとを、燃焼室4の主灰燃焼室部4aと飛灰燃焼室部4bに同時に且つ別々に供給する。各燃焼室部4aと4bに押し出された主灰5aと飛灰5bは、ここで、散気ノズル3を通して供給される高温の空気により別々に燃焼させられてその燃焼熱により溶融させられ、主灰5aは主灰溶融スラグ6aとして、又、飛灰5bは飛灰溶融スラグ6bとして溶融炉本体12の主灰湯溜め部11aと飛灰湯溜め部11bに別々に流入させて分けることができ、ここで、助燃バーナ13からの燃焼ガス14と燃焼室部4a,4bからの燃焼ガス15とによる旋回流16により更に加熱されて別々に溶融が促進させられる。主灰溶融スラグ6aと飛灰溶融スラグ6bとは、中仕切り18を挟んで別々に主灰湯溜め部11aと飛灰湯溜め部11bからオーバーフローさせられて、主灰溶融スラグ6aは主灰スラグ出滓口10aから、又、飛灰溶融スラグ6bは飛灰スラグ出滓口10bから排出された後に冷却され、主灰スラグ6Aと飛灰スラグ6Bとして別々に回収される。
【0014】
このように、1つの溶融炉で塩素の入っていない主灰5aと塩素が入っている飛灰5bとを同時に且つ別々に処理することができるので、灰全体の処理量を低減させることなく、再利用可能な主灰スラグ6Aと再利用が困難な飛灰スラグ6Bとを別々に回収することができる。したがって、スラグの再利用がし易くなり、再利用品の品質を長期間安定して維持させることができる。
【0015】
上記において、助燃バーナ13は主灰用処理領域19aに対応する位置に設置してあるが、飛灰5bの溶融温度は主灰5aの溶融温度よりも低いこと、及び燃焼室4内の上部から溶融炉本体12内の上部にかけては中仕切り18が位置していないことにより、旋回流16は中仕切り18を乗り越えて飛灰用処理領域19bに回り込むので、その燃焼熱により飛灰5bを溶融させることができ、したがって、飛灰用の熱源を不要とすることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のバーナ式溶融炉によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1)底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部の一側に、灰貯槽から供給された灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体に助燃バーナを設置して、上記燃焼室から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記灰貯槽から溶融炉本体に至る灰の処理領域を、中仕切りにより主灰用処理領域と飛灰用処理領域に区分して、主灰と飛灰が別々に燃焼されてスラグとして溶融炉本体底部の主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に溜められるようにし、更に、上記溶融炉本体の底部の他側に、上記主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に対応させて主灰スラグ出滓口と飛灰スラグ出滓口を設けた構成としてあるので、主灰と飛灰とを別々に溶融処理することができ、これにより、塩素が含まれない主灰スラグと塩素が含まれている飛灰スラグとを別々に回収することができるので、スラグを再利用し易くすることができる。
(2)助燃バーナの設置位置を主灰用処理領域とし、且つ溶融炉本体内に位置する部分の中仕切りの高さを、スラグ出滓口の上端よりも高い位置となるようにした構成とすることにより、主灰用処理領域の燃焼熱を飛灰用処理領域に回り込ませることができ、その熱で飛灰を溶融させることができるので、飛灰用の専用の熱源を不要とすることができて有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバーナ式溶融炉の実施の一形態を示す概要図である。
【図2】最近提案されているバーナ式溶融炉の概要図である。
【符号の説明】
1 灰貯槽
4 燃焼室
5 灰
5a 主灰
5b 飛灰
8 出口
10a 主灰スラグ出滓口
10b 飛灰スラグ出滓口
11 湯溜め
11a 主灰湯溜め部
11b 飛灰湯溜め部
12 溶融炉本体
13 助燃バーナ
18 中仕切り
19a 主灰用処理領域
19b 飛灰用処理領域
Claims (2)
- 底部が湯溜めとしてある横向き円筒状の溶融炉本体の底部の一側に、灰貯槽から供給された灰を燃焼により溶融させる燃焼室の出口を接続して連通させ、且つ上記溶融炉本体に助燃バーナを設置して、上記燃焼室から溶融炉本体の湯溜めに流入した溶融スラグを加熱するようにしてあるバーナ式溶融炉において、上記灰貯槽から溶融炉本体に至る灰の処理領域を、中仕切りにより主灰用処理領域と飛灰用処理領域に区分して、主灰と飛灰が別々に燃焼されてスラグとして溶融炉本体底部の主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に溜められるようにし、更に、上記溶融炉本体の底部の他側に、上記主灰湯溜め部と飛灰湯溜め部に対応させて主灰スラグ出滓口と飛灰スラグ出滓口を設けた構成を有することを特徴とするバーナ式溶融炉。
- 助燃バーナの設置位置を主灰用処理領域とし、且つ溶融炉本体内に位置する部分の中仕切りの高さを、スラグ出滓口の上端よりも高い位置となるようにした請求項1記載のバーナ式溶融炉。
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