JP4116698B2 - 灰熔融式焼却システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミや産業廃棄物等を焼却し、更に、焼却灰を熔融・固化する灰熔融式焼却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、都市ゴミや産業廃棄物等は、焼却炉等で焼却した後、焼却灰を土中等に埋めて処理されている。しかしながら、近年では、焼却灰で埋め立てられた埋立地に焼却灰中の有害物質が溶出する等の環境汚染が社会問題となり、焼却灰を熔融・固化して処理している。
都市ゴミや産業廃棄物等を焼却した焼却灰を熔融・固化して処理する従来の装置として、以下のものが開示されている。
実開昭６１−９６１２８号公報（以下、イ号公報という）には、「ストーカ式焼却炉の燃焼ゾーンの後に直接焼却灰の溶融又は焼結装置を接続した廃棄物焼却炉」が開示されている。
実開平５−７９２２５号公報（以下、ロ号公報という）には、「溶融炉の溶融室に溶融バーナを備え、この溶融バーナにより焼却灰を溶融しこの溶融スラグをスラグ抜出口から溶融室下流側のスラグ冷却室に排出する焼却灰溶融処理装置において、スラグ抜出口を、開口をほぼ円形の横孔または傾斜孔形状とし、溶融室の下流側側壁の端面に設けた焼却灰溶融処理装置」が開示されている。
特開平６−３２３５１４号公報（以下、ハ号公報という）には、「出口方向に少し傾斜のついたベッドと、水冷壁からなる周壁の下部に設けた高温予熱空気吹き出しの羽口より構成された溶融焼却炉を有し、排ガスとの熱交換による高温予熱空気を羽口から噴出させ、ゴミの燃焼灰分も溶融せしめ、傾斜したベッドを流下せしめて取り出す灰溶融式ゴミ焼却炉」が開示されている。
特公平７−８１６９５号公報（以下、ニ号公報という）には、「溶融炉の溶融室に溶融バーナを備え、この溶融バーナにより焼却灰を溶融しこの溶融スラグを溶融室下流側のスラグ冷却室に排出する焼却灰溶融処理装置において、溶融室上流側の焼却灰投入ホッパと溶融室との間の溶融炉壁面に燃焼排ガスの排ガス管を接続し、溶融室と排ガス管との間を、燃焼排ガスにより焼却灰を予熱する予熱室に構成し、溶融バーナを空気不足の状態で燃焼させるとともに、予熱室に焼却排ガスの可燃分を２次燃焼させる追加空気ノズルを設け、予熱室と溶融室の間の溶融炉底壁に、溶融室側が下位となる段差を形成した焼却灰溶融処理装置」が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の焼却灰を熔融・固化して処理する焼却灰溶融処理装置や灰溶融式ゴミ焼却炉は以下の課題を有していた。
イ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ａ．焼却灰の溶融又は焼却装置で加えられた熱エネルギーは、焼却，溶融時の熱エネルギーとして利用できず、焼却灰の溶融又は焼却装置の動作時の省エネルギー性に欠ける。
ロ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ｂ．予熱室及びスラグ冷却室と、空気予熱器とを接続する排ガス管を備えているため、該装置が大型化するとともに、構造が複雑で該装置の生産性やメンテナンス性に欠ける。
ｃ．溶融バーナで焼却灰の上面から焼却灰を溶融しているため、溶融炉の底側の焼却灰の溶融効率に欠けるとともに、溶融炉の底壁に焼却灰が接触しているため焼却灰の溶融時に壁が損傷し易く、溶融炉の耐火物に耐スラグ浸蝕性の高い高級耐火物を要し、しかも溶融炉が大型化する。
ｄ．予熱室に供給された焼却灰を溶融バーナの燃焼排ガスで予熱して溶融室で溶融し、更にその燃焼排ガスを空気予熱器に導入して溶融バーナの燃焼用空気を加熱しているので、焼却灰の予熱時に燃焼排ガスの熱量が奪われ燃焼用空気の加熱効率に欠ける。
ハ号公報に記載の灰溶融式ゴミ焼却炉では、
ｅ．溶融焼却炉で、ゴミの燃焼と燃焼灰分の溶融が同時に行われるため、ゴミの燃焼や燃焼灰分の溶融にムラが生じやすく、ゴミの燃焼・溶融処理性能に欠ける。
ｆ．溶融焼却炉の周壁の下部に高温空気羽口を有しているとともに、高温空気羽口の周囲にゴミや燃焼灰分が直接接触しているため、高温空気羽口に溶融物等が付着し易く溶融焼却炉内のメンテナンス性に欠けるとともに、高温空気羽口に燃焼灰分等が詰まり易く運転適性に欠ける。
ニ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ｇ．予熱室に対応した追加空気ノズルを有し、追加空気ノズルから追加空気を供給しているため、予熱室に供給されたごみ焼却灰が飛散しごみ焼却灰の溶融処理性能に欠ける。
ｈ．予熱室と溶融室の間に段差を設けているため、溶融炉内の構造が複雑で溶融炉の生産性やメンテナンス性に欠ける。
ｉ．予熱室やスラグ冷却室に接続された排ガス管や追加空気管を有しているため、構造が複雑で該装置が大型化する。
更に、ロ号公報やニ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、焼却灰の溶融しかできず溶融炉内の塵等を再度焼却することができないとともに、既存の焼却炉で焼却されたゴミ等の焼却灰を投入する手間を要し作業性に欠ける。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で小型化が図れるとともに、都市ゴミや産業廃棄物等を一度で確実に焼却，溶融，固化して処理することができ、焼却作業の作業性や減容化に優れ、更に、ダイオキシン等の環境ホルモンの発生を防止でき焼却・溶融処理性能に優れた灰熔融式焼却システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の灰熔融式焼却システムは、上流側から下流側へ向けて傾斜した傾斜床を有した一次焼却室と、前記一次焼却室と連通した二次焼却室と、前記二次焼却室に連接した灰熔融室と、炎口を前記灰熔融室に向けて配設された熔融バーナと、前記灰熔融室の下流側端部の下方に配置された冷却室と、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の床に敷設された粒子層と、前記一次焼却室，前記二次焼却室，前記灰熔融室の前記粒子層内に埋設された空気供給部と、前記空気供給部に接続された送風機と、前記一次焼却室の上流側に連接された投入口と、前記灰熔融室に形成されたバーナ用空気供給部と、前記二次焼却室と前記バーナ用空気供給部を連通した熱交換器と、を備えた構成を有している。
これにより、投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室の傾斜床に敷設された粒子層により二次焼却室側へ移動しながら燃焼されて焼却灰を生成するとともに、燃焼時に発生した燃焼ガスとともに焼却灰が二次焼却室へ流下して二次焼却室で完全燃焼され、更に、灰熔融室で焼却灰が熔融バーナ及び輻射熱で熔融され熔融スラグが生成され、次いで熔融スラグが冷却室に落下して固化されてスラグが生成され、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を一度に焼却・熔融・固化処理できるという作用を有する。
一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設された空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から焼却されるとともに、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を完全燃焼させて熔融処理することができるという作用を有する。
特に、二次焼却室では、粒子層側から燃焼ガスを十分な酸素雰囲気中で燃焼させることができるとともに、高温と十分な滞留時間を与えることができ、ダイオキシン等の環境ホルモンの発生を防止できるという作用を有する。
灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が、空気供給部による通気により冷却されて固化するので、熔融による高温等で床が損傷するのを防止できるという作用を有する。
二次焼却室と灰熔融室のバーナ用空気供給部を連通した熱交換器を有しているため、二次焼却室で発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給できるという作用を有する。
嵩密度の大きい種々雑多な廃棄物からなる都市ゴミでも焼却・熔融を一度に行うので、著しく減容化することができ、埋立地の有効化を図ることができるという作用を有する。
【０００６】
ここで、一次焼却室の傾斜床の傾斜角度としては、傾斜床上に敷設された粒子層中の粒子の安息角をαとすると、α−３０°〜α＋３０°で形成するのが好ましい。傾斜角度がα−３０°より小さくなると一次焼却室に投入された焼却物が粒子層上で燃焼しながら二次焼却室へ移動し難く燃焼効率に欠ける傾向があり、α＋３０°より大きくなると一次焼却室に投入された焼却物が燃焼する前に二次焼却室に移動し一次焼却室での燃焼が行われ難くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
熔融バーナとしては、灰熔融室内の焼却灰を熔融するだけでなく、二次焼却室の温度も維持できる構造に配設される。また、二次焼却室の温度維持のため二次焼却室に補助バーナを配設してもよい。これにより、二次焼却室における燃焼動作開始時等に十分な温度を維持できる。また、熔融バーナの代わりに、アーク加熱やプラズマトーチ加熱等を用いてもよい。
冷却室としては、水を貯留した水槽部を有したもの等が用いられ、灰熔融室で熔融された熔融スラグが水槽部の水中へ滴下されて急冷水さいとして処理される。
粒子層としては、粒径が１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの川砂，山砂等の砕石類，蛇紋岩，玄武岩等の岩石屑，ガラス屑，カレット，高炉スラグ，石灰石等の、低融点で焼却灰と共融する無機質粒子が、単独又は混合して用いられる。これにより、焼却物の焼却灰と共融して粒子層上で焼却灰を低温で熔融できる。尚、粒径が３ｍｍより小さくなるにつれ、粒子層における通気の際の圧力損失が大きくなり、また通気の分散効果が小さく粒子層上での燃焼効率に欠ける傾向があり、粒径が１０ｍｍより大きくなるにつれ、粒子層での断熱効果に欠け熱損失が増加する傾向があり、いずれも好ましくない。
空気供給部としては、少なくとも、一次焼却室側，二次焼却室と灰熔融室側で各々独立しているのが好ましい。これにより、一次焼却室側，二次焼却室と灰熔融室側で別々に空気の供給量を調節でき燃焼や熔融に適した空気量を供給できる。また、空気供給部から供給される空気の供給量としては、少なくとも粒子層の表面側の粒子が昇温，熔着するのを防止できる空気量で、かつ、粒子層の粒子が空気の供給に伴い流動や飛散することのない空気量が、焼却物の種類や量に応じて適宜決められる。
バーナ用空気供給部としては、灰熔融室の周壁の天井部や天井部の周壁の１以上の所定部に熱交換器と連通した貫通口等により形成される。
尚、焼却灰を一次焼却室に投入し、該熔融式焼却システムを灰熔融の専用装置として使用してもよい。一次焼却室で未燃物を完全燃焼させ熔融効率を高めることができる。
ボイラー用燃焼炉等の汎用の燃焼炉として使用してもよい。これにより、灰分を含む燃料，ＲＤＦ（ペレット化した廃棄物），石炭，重油，アスファルト類の安全な燃焼炉として使用でき、副生される灰熔融スラグを安全に利用することができる。
焼却物の種類等に応じて灰熔融室に、ソーダ灰，水ガラス，燐鉱石，石灰等の熔融補助剤を投入してもよい。これにより、灰熔融室での焼却灰の熔融を促進させることができるとともに、低温で熔融でき省エネルギー効率を高めることができる。
含水ゴミや有機汚泥等の水分の多い焼却物の場合、一次焼却室の上部にヒーティングパイプを追加して排出口の排ガスをヒーティングパイプ内に供給することにより、一次焼却室内で乾燥部分を作りだすことができ、一次焼却室内で焼却物の乾燥，燃焼を行うことができる。
また、水分の多い焼却物に石炭や重油等の燃料を混合して発熱量を調整することにより、通常の焼却物と同様に焼却熔融処理ができる。
更に、粒子層中にガスや軽油等の流体燃料の燃料噴出管を埋設し、粒子層中、若しくは粒子層表面に燃料を微量で噴出させてもよい。これにより、粒子層の表面がパイロットバーナと同様の役割を果たし、特に、一次焼却室や二次焼却室での焼却物の燃焼を確実に継続させることができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１に記載の発明において、前記空気供給部が、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の前記床の上面に所定間隔で立設された複数の床桟と、各前記床桟の間に配設され前記送風機に接続された空気管と、前記空気管の前記傾斜床又は前記床側の周壁に穿設された空気噴出孔と、を備えた構成を有している。
これにより、空気管が複数の床桟の間に配設されているため、空気管から噴出された空気が床桟に沿って粒子層へ供給されてチャンネリングやショートパスが発生するのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が偏流するのを防止できるという作用を有する。また、空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気供給時に空気の噴出によって焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止できるという作用を有する。
ここで、床桟及び空気管としては、一次焼却室の傾斜床の傾斜方向と略直角に配設されるのが好ましい。これにより、焼却物の燃焼及び焼却灰の熔融の各処理段階に応じて空気の供給量を容易に調節することができ燃焼効率，熔融効率を向上させることができる。
空気管としては、鉄やアルミニウム等の金属管，陶器や磁器等のセラミック管等の円管，楕円管，角管，箱状体等が用いられる。
空気噴出孔としては、円形状や四角形状等の多角形状の孔を空気管に複数穿設したものが用いられ、空気噴出孔の大きさとしては、直径又は対角線が１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜６ｍｍに形成される。これにより、空気噴出孔から噴出された空気を粒子層へ均一に供給できる。また、１．５ｍｍより小さくなるにつれ、焼却物の燃焼や焼却灰の熔融に必要な空気量を得難いとともに、必要な空気量を供給すると、空気管や送風機に背圧がかかり易くなる傾向が有り、６ｍｍより大きくなるにつれ、粒子層を通気する空気の通気速度が遅くなり燃焼効率に欠ける傾向が有り、いずれも好ましくない。
尚、空気管の上部でかつ粒子層中に多数のレール状又はロストル等の火格子状の仕切り板を配設した場合、粒子層表面で生成した焼却灰を移動させる場合のガイドレールとして作用し、粒子層の粒子の移動を防止できる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１又は２の内いずれか１項に記載の発明において、前記熱交換器が、前記二次焼却室に連通した熱交換室と、前記熱交換室に形成された係止部と、前記係止部に係止されて所定間隔で前記熱交換室に遊挿され一端が前記バーナ用空気供給部に遊挿された１乃至複数の伝熱管と、前記伝熱管の上流側に接続された送風機と、を備えた構成を有している。
これにより、一次焼却室や二次焼却室で発生した燃焼熱が熱交換室に流入し熱交換室に配設された伝熱管が熱伝達により加熱されるため、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温に加熱されたバーナ用空気を供給できるという作用を有する。
伝熱管を熱交換室に形成された係止部に係止するだけで、送風機とバーナ用空気供給部を伝熱管で連通して伝熱管を介して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給でき、簡単な構造で熱交換器を形成できるという作用を有する。
伝熱管が係止部やバーナ用空気供給部に遊挿して支持されているので、焼却時や未焼却時の温度差による伝熱管の膨張収縮を吸収でき耐久性を向上できるという作用を有する。
ここで、伝熱管としては、耐熱ステンレス，鋼，インコネル，ハステロイ等の金属製又はムライト，アルミナ，窒化珪素等のセラミック製の円管や楕円管，角管等が用いられ、送風機により伝熱管の内部に空気を供給して熱交換室内で伝熱管を加熱して灰熔融室に高温の空気を供給できるものが用いられる。
また、バーナ用空気供給部に連通された伝熱管の一端部としては、灰熔融室に伝熱管の一端部が露出しないように遊挿されるのが好ましい。これにより、伝熱管の端部が灰熔融室の熱等により損傷するのを防止できる。
熱交換室に形成された係止部としては、燃焼排ガスと送風機から供給される空気を分離する平板と、平板に１乃至複数の伝熱管を遊挿保持できる挿着孔を有したもの等任意の形状のものが用いられ、伝熱管を容易に吊り下げ等で係止できる形状であればよく、また、伝熱管を脱着自在に係止できる形状が好ましい。これにより、伝熱管の交換等の熱交換器内のメンテナンスが容易にできる。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の発明において、前記二次焼却室，前記灰熔融室，前記冷却室の内いずれか１以上に接続された集塵機と、前記集塵機と前記一次焼却室を接続して配設された給送機と、を備えた構成を有している。
これにより、二次焼却室，灰熔融室，冷却室で発生した煤塵を集塵機で回収して給送機を介して一次焼却室へ戻すことができ、焼却，熔融，固化処理中に発生した煤塵を外部に排出することなく同時に該灰熔融式焼却システムで処理できるという作用を有する。
ここで、熔融スラグを水さい処理した冷却室の水をポンプ等で一次焼却室へ送り、冷却室の水中で濃縮された溶解成分を一次焼却室へ戻して焼却灰の熔融時の熔融剤として使用してもよい。これにより、灰熔融室へ熔融剤を投入する手間を省くことができる。また、汚泥の滞留を防止し、排水処理設備を著しく簡素化することができる。
尚、冷却室で冷却して生成されたスラグを洗浄水で洗浄しながら排出した場合、スラグ洗浄水を濾過手段を介して冷却室の水として使用し、更に、汚泥等を一次焼却室へ戻して焼却処理してもよい。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の発明において、少なくとも前記一次焼却室の周壁が、空洞状の炉壁部と、前記炉壁部の空洞部に充填された水と、を有した水冷壁で形成された構成を有している。
これにより、一次焼却室に投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合に、水冷壁の昇温を均一に防止できプラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができるという作用を有する。
また、耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上できるという作用を有する。
ここで、一次焼却室の周壁のみを水冷壁とした場合、二次焼却室及び灰熔融室等の周壁は、耐火物や断熱材を内張りした煉瓦壁構造等で形成される。
また、温水による熱回収を計る場合には、二次焼却室や灰熔融室の周壁も水冷壁で形成し、その内側に耐火物や断熱材を張り形成するのが好ましい。これにより、従来は壁から放熱していた熱の回収を向上できるとともに、壁の耐火物や断熱材の寿命を著しく延長できる。
【００１１】
本発明の請求項６に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の発明において、前記一次焼却室の上流側に連接された熔融剤投入口、前記一次焼却室の上流側に配設されたプッシャー、前記粒子層の上面に配設された仕切板、の内いずれか１以上を備えた構成を有している。
これにより、焼却灰の熔融処理中に、焼却物の種類等に応じて熔融剤投入口からガラス屑や玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑等の熔融剤、及び／又は固体燃料を投入することができ、焼却灰の熔融を促し熔融処理性能を向上できるという作用を有する。
プッシャーを一次焼却室の上流側に備えることにより、投入口から投入された焼却物や熔融剤投入口から投入された熔融剤を一次焼却室内へ強制的に押し込むと同時に未燃焼物や熔融剤を移動・攪拌することができ、焼却物の焼却処理速度を向上できるという作用を有する。
粒子層の上面にレール状又はロストル等の火格子状の仕切板を備えることにより、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止できるという作用を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明における灰熔融式焼却システムの実施の形態１について、以下図面を用いて説明する。
図１は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図である。
図中、１は実施の形態１における灰熔融式焼却システム、２は灰熔融式焼却システム１の一次焼却室、２ａは上流側から下流側へ向けて傾斜した一次焼却室２の傾斜床、３は一次焼却室２と連通した二次焼却室、４は二次焼却室３と連通した灰熔融室、４ａは灰熔融室４の下流側端部、５は二次焼却室３及び灰熔融室４の床、６は炎口６ａが灰熔融室４の底面の上部に向けられて配設された熔融バーナ、７は灰熔融室４の下流側端部４ａの下方に位置した冷却室、７ａは冷却室７の水槽部、７ｂは水槽部７ａに貯留された冷却水、８は傾斜床２ａ及び床５に敷設された川砂等の砕石類や蛇紋岩等の岩石屑，ガラス屑等の無機質粒子からなる粒子層、９ａ，９ｂは傾斜床２ａ上の粒子層８，床５上の粒子層８に埋設された空気供給部、１０ａ，１０ｂは空気供給部９ａ，９ｂに接続された送風機、１１は粒子層８の上面に配設されたレール状又は火格子状等からなる仕切板、１２は一次焼却室２の上流側に配設され仕切板１１上で往復動するプッシャー、１３は一次焼却室２の周壁の水冷壁、１３ａは空洞状に形成された水冷壁１３の炉壁部、１３ｂは炉壁部１３ａの空洞部に充填された水、１４は一次焼却室２の上流側に形成された焼却物を投入する投入口、１５ａは二次焼却室３の周壁、１５ｂは二次焼却室３及び灰熔融室４の周壁、１６は灰熔融室４の上方の周壁１５ｂに形成された貫通孔からなるバーナ用空気供給部、１７は二次焼却室３の下流側に開口して形成された熱交換器接続部、１８は熱交換器接続部１７を介してバーナ用空気供給部１６に接続され二次焼却室３と灰熔融室４を連通した伝熱管を備えた熱交換器、１８ａは熱風と熱交換器１８の伝熱管との接融時間を長くするとともに熱風のショートパスや偏流を防ぐバッファ、１９は熱交換器１８の上流側に接続された送風機、２０は熱交換器１８に接続され灰熔融式焼却システム１で発生した排ガスや煤塵，廃熱等が排出される排出部、２１ａは排出部２０に接続されたヒートパイプ（図示せず）等からなり燃焼排ガスの燃焼熱を回収する排熱回収器、２１ｂは排出部２０に接続されたバッグフィルター等の濾布式やサイクロン等の遠心力式，衝突式等の慣性式の集塵機、２１ｃは排熱回収器２１ａ，集塵機２１ｂに接続され排ガスを排出する煙突、２２は集塵機２１ｂと一次焼却室２を連通し媒塵等を一次焼却室２に給送する給送機、２３は冷却室７の水槽部７ａに接続され水槽部７ａ内のスラグを搬送しながら洗浄する洗浄兼用スクリューコンベヤ、２３ａは冷却室７で水さい処理されたスラグを排出するスラグ排出口、２３ｂは洗浄兼用スクリューコンベヤ２３に接続され搬送中のスラグを洗浄する洗浄水供給部、２４は冷却室７の水槽部７ａに接続され水槽部７ａの冷却水７ｂを濾過手段（図示せず）を介して一次焼却室に供給するポンプである。
尚、図中、矢印Ａは二次焼却室３中における燃焼熱の流れ、矢印Ｂは熱交換器１８に供給されたバーナ用空気の流れ、を示す。
ここで、粒子層８は、粒径が１ｍｍ〜３０ｍｍの粒子を３ｃｍ〜６０ｃｍの厚さに敷きつめて形成されている。粒子層８の厚さが３ｃｍより薄くなると、空気供給部９ａ，９ｂを粒子層８に埋設し難くなり、空気供給部９ａ，９ｂの大きさが不十分で十分な空気量を供給できない傾向が有り、また、粒子層８の厚さが６０ｃｍより厚くなっても粒子層８による効果は略一定となるため不必要であり、いずれも好ましくない。
【００１３】
次に、実施の形態１における灰熔融式焼却システム１の空気供給部９ａ，９ｂについて、図面を用いて説明する。
図２（ａ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの空気供給部の要部断面側面図であり、図２（ｂ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの他の形状の空気供給部の要部断面側面図である。
図中、２５は略垂直方向に傾斜床２ａ，床５に粒子層８の流れと直交状に立設された複数の床桟、２６は各床桟２５の間に配設され送風機１０ａ，１０ｂに接続された鉄やアルミニウム等の金属管，陶器や磁器等のセラミック管等からなる空気管、２６ａは空気管２６の傾斜床２ａ又は床５側の周壁に複数穿設された空気噴出孔、２６′は傾斜床２ａ，床５の下方に形成され送風機１０ａ，１０ｂに接続された空洞状の空気箱、２６′ａは空気箱２６′に連通し各床桟２５の間に配設された角管からなる空気管、２６′ｂは空気管２６′ａの側面に複数穿設された空気噴出孔である。
尚、図中の矢印Ｃは空気管２６の空気噴出孔２６ａから噴出された空気の流れを示す。
ここで、空気管２６，２６′ａは、空気管２６，２６′ａの外周面の上部が粒子層８の表面から１０ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜７０ｍｍの位置に埋設される。２０ｍｍより浅く埋設されると、空気管２６，２６′ａから供給する空気量を増加した場合に粒子層８の粒子が飛散し易くなる傾向が有り、また、７０ｍｍより深く埋設されると、送風機１０ａ，１０ｂに背圧がかかる傾向があるため、いずれも好ましくない。
次に、実施の形態１における灰熔融焼却システム１の熱交換器１８について、図面を用いて説明する。
図３（ａ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの熱交換器の要部断面側面図であり、図３（ｂ）は熱交換器の上端部を示す要部断面側面図であり、図３（ｃ）は熱交換器の下端部を示す要部断面側面図である。
図中、２７は熱交換器接続部１７及びバーナ用空気供給部１６を介して二次焼却室３と灰熔融室４を連通した熱交換器１８の熱交換室、２８は熱交換室２７の上部に形成された板状体等からなる係止部、２８ａは係止部２８に穿設された孔状部からなる吊設部、２９は係止部２８の吊設部２８ａに挿入されて熱交換室２７内に所定間隔で複数配設された耐熱ステンレス，鋼，インコネル，ハステロイ等の金属製又はムライト，アルミナ，窒化珪素等のセラミック製の伝熱管、２９ａは伝熱管２９の上端につば状に形成され吊設部２８ａの外周に係止して伝熱管２９の上端部を係止した伝熱管係止つば、２９ｂは伝熱管２９を吊設部２８ａに挿着した際に伝熱管２９が吊設部２８ａと当接する位置に装着されたサヤ管、２９ｃは貫通口からなるバーナ用空気供給部１６の途中まで遊挿された伝熱管２９の下端部である。
【００１４】
以上のように構成された灰熔融式焼却システムにおいて、以下焼却物の焼却熔融処理動作について説明する。
一次焼却室２の投入口１４から都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入し、送風機１０ａ，１０ｂの運転を開始して空気供給部９ａ，９ｂの空気管２６に空気を供給し、図２（ａ）若しくは図２（ｂ）の矢印Ｃに示すように、空気噴出孔２６ａから粒子層８を介して一次焼却室２，二次焼却室３，灰熔融室４へ空気を供給するとともに、一次焼却室２に投入された焼却物に着火して焼却物の燃焼を開始する。
次に、一次焼却室２に投入された焼却物は、一次焼却室２の傾斜床２ａに敷設された粒子層８の表面で移動しながら粒子層８側から燃焼されて焼却灰及び燃焼ガスを生成し、一次焼却室２で生成された燃焼ガスが二次焼却室３へ流入するとともに、焼却灰や未燃焼物等が粒子層８上の表面流若しくはプッシャー１２により二次焼却室３へ供給される。
二次焼却室３では、空気供給部９ｂの空気管２６の空気噴出孔２６ａから粒子層８を介して二次焼却室３に空気が供給され、一次焼却室２から二次焼却室３へ流下した燃焼ガスが完全燃焼されるとともに、未燃焼物が燃焼されて焼却灰が生成されて粒子層８の表面を移動しながら灰熔融室４へ焼却灰が供給される。
ここで、一次焼却室２，二次焼却室３及び灰熔融室４で発生した燃焼熱は、矢印Ａに示すように、二次焼却室３から熱交換器接続部１７を介して熱交換器１８の熱交換室２７へ流入して熱交換室２７に配設されたバッファ１８ａにより整流され、伝熱管２９の外周面に沿って伝熱管２９を加熱しながら排出部２０側へ流動し、排出部２０から排熱回収器２１ａ及び集塵機２１ｂへ排出される。また、送風機１９から伝熱管２９に供給された空気は、燃焼熱で加熱された伝熱管２９内を通過する間に加熱され、伝熱管２９の下端部２９ｃからバーナ用空気供給部１６を介して灰熔融室４に供給される。
次に、二次焼却室３から灰熔融室４に供給された焼却灰は、炎口６ａを灰熔融室４の焼却灰に向けて配設された熔融バーナ６及び灰熔融室４における輻射熱により、焼却灰の上面側から熔融されて熔融スラグが生成される。
ここで、粒子層８側は、空気供給部９ｂの空気管２６から供給された空気により冷却されるため、粒子層８側に生成された熔融スラグが冷却されて固化し、焼却灰の上面側に生成された熔融スラグが冷却室７側へ移動するための流路が形成される。尚、灰熔融室４の粒子層８に供給する空気供給部９ｂからの空気の供給量を調節することにより、熔融スラグの流路の形状を調節できる。
次いで、灰熔融室４で生成した熔融スラグが、灰熔融室４の下流側端部４ａから冷却室７の水槽部７ａの冷却水７ｂ中に滴下し、冷却水７ｂで急冷水さい化されて固化し、スラグが生成される。
次いで、冷却室７の水槽部７ａで固化して生成されたスラグは、洗浄兼用スクリューコンベヤ２３でスラグ排出口２３ａ側へ搬送されながら、洗浄水供給部２３ｂから供給される洗浄水で洗浄されてスラグ排出口２３ａから灰熔融式焼却システム１の系外へ排出される。尚、系外へ排出されたスラグは、再資源として利用される他、灰熔融式焼却システム１の粒子層８の粒子として使用される。
また、熱交換室２７に連通された排熱回収器２１ａにより回収された燃焼排ガスは、煤塵と排ガスに分離されて排ガスが煙突２１ｃから大気に放出され、また、集塵機２１ｂにより回収された灰熔融式焼却システム１内で発生した煤塵や燃焼排ガスから分離された煤塵等は、給送機２２により一次焼却室２へ給送されて焼却熔融処理される。更に、冷却室７の水槽部７ａに接続されたポンプ２４により水槽部７ａの冷却水７ｂ中に濃縮された溶解成分が一次焼却室２へ戻され、熔融剤として使用される。
尚、冷却室７で生成されたスラグを洗浄した洗浄水を一次焼却室へ戻し、焼却熔融処理してもよい。
また、粒子層８中にガスや軽油等の流体燃料の燃料噴出管を埋設し、粒子層８中に燃料を供給し燃焼させてもよい。これにより、燃焼のとろ火効果で一次焼却室２，二次焼却室３での焼却物の燃焼を確実に継続させることができる。
更に、焼却物の投入時に予め炭素質の多い石炭やコークス類の粉末や重質廃油等を混合して一次焼却室２に投入してもよい。これにより、ガス化の不安定性を防ぎ安全性を向上できるとともに、灰の熔融を助長することができ、廃油やヘドロ等の液状可燃物の焼却もできる。
【００１５】
以上のように実施の形態１における灰熔融式焼却システムは構成されているため、以下の作用を有する。
ａ．投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室で燃焼されて燃焼ガスと焼却灰を生成するとともに、二次焼却室で燃焼ガスと未燃焼物を完全燃焼させて焼却灰を生成し、更に、灰熔融室で熔融バーナ及び輻射熱により焼却灰を熔融して熔融スラグを生成して冷却室に滴下し、冷却室の水槽部内の冷却水による水さい処理で熔融スラグを冷却固化することができ、該灰熔融式焼却システムで一度に焼却物の焼却・熔融・固化の処理ができる。
ｂ．一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設した空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から焼却することができ、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を完全燃焼させ、かつ熔融処理することができる。
ｃ．灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が空気供給部による通気により冷却されて固化して熔融スラグの液溜り及び流路を形成できるとともに、高温化での焼却灰の熔融スラグとの反応等で床が損傷するのを防止できる。また、該灰熔融式焼却システムの運転の停止，再運転の場合、従来の熔融炉ではスラグ液溜り部の破損防止のために急熱が困難であったが、該灰熔融式焼却システムの粒子層で形成された熔融スラグの液溜り部は、破損しても再熔融して形成でき該灰熔融式焼却システムの制御が簡単にできる。
ｄ．空気供給部が、床桟と空気管からなり、空気管が複数の床桟の間に配設されているため、各空気管から噴出された空気がチャンネリングするのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が偏流するのを防止し熔融効率を高めることができる。
ｅ．空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気が傾斜床等の全体から低流速で供給されるので、空気供給時に焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止できる。
ｆ．二次焼却室と灰熔融室を連通した熱交換器を有しているため、二次焼却室で発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温に加熱されたバーナ用空気を供給でき灰熔融室での熔融処理性能を向上でき、また、省エネルギー性を向上できる。
ｇ．熱交換器が、熱交換室と、上端部が熱交換室の係止部に係止された伝熱管で構成されているため、伝熱管を係止部に挿入して係止するだけで送風機とバーナ用空気供給部を連通して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給でき、簡単な構造で熱交換器が形成できるとともに、メンテナンスが容易で保守作業性に優れ、また、伝熱管の下端部がバーナ用空気供給部の途中まで挿入されているため伝熱管の下端部が熔融バーナの炎等で損傷するのを防止できる。
ｈ．熱交換器が、二次焼却室と灰熔融室を連通しているため、二次焼却室から熱交換室に流入した燃焼熱で伝熱管を加熱するとともに、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき灰熔融室での熔融処理性能を向上できる。
ｉ．熱交換器の熱交換室に接続された集塵機と、集塵機と一次焼却室を連通した給送機を備えているため、焼却物の焼却・熔融処理中に発生した煤塵等を集塵機で回収して一次焼却室へ戻すことができ、焼却・熔融処理中に発生した煤塵等を該灰熔融式焼却システムの系外に排出することなく処理でき、有毒排出物（ダイオキシン等）の排出を防止できる。
ｊ．一次焼却室の周壁が、水冷壁で形成されているため、一次焼却室に投入される都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合にも、プラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができるとともに、耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上できる。
ｋ．一次焼却室の上流側にプッシャーを備えているため、一次焼却室で生成された焼却灰や未焼却物等を連続的又は間欠的に二次焼却室へプッシャーで強制的に供給することができるとともに、焼却灰や未焼却物と粒子層中の熔融剤等とを攪拌しながら二次焼却室へ供給することができ、焼却物の焼却や熔融を促進し燃焼効率や熔融効率を向上させることができる。
ｌ．粒子層の上面に火格子状等からなる仕切板を備えているため、プッシャーの駆動時に粒子層の粒子が二次焼却室側へ移動されるのを防止できるとともに、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止できる。
【００１６】
（実施の形態２）
本発明における灰熔融式焼却システムの実施の形態２について、以下図面を用いて説明する。
図４は実施の形態２における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図である。尚、実施の形態１と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図中、３０は実施の形態２における灰熔融式焼却システム、３１は一次焼却室２の上流側に連接された熔融剤投入口である。
以上のように構成された実施の形態２における灰熔融式焼却システム３０では、実施の形態１と同様に、一次焼却室２に焼却物を投入して焼却物を燃焼し、次いで、未焼却物と燃焼ガスを二次焼却室３で完全燃焼させ、更に、灰熔融室４で焼却灰を熔融して熔融スラグを生成し、冷却室７で熔融スラグを水さい処理して固化し、スラグを生成するとともに、洗浄兼用スクリューコンベヤ２３でスラグ排出口２３ａからこの回収スラグを排出し、焼却物の焼却・熔融・固化処理が行われる。
また、焼却物の種類等に応じて、焼却物の焼却熔融処理中に熔融剤投入口３１からソーダ灰，水ガラスやガラス屑，燐鉱石，石灰，玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑若しくは上記回収スラグ等を投入して添加することにより、焼却物の燃焼・熔融が促進される。
以上のように実施の形態２における灰熔融式焼却システムは構成されているため、実施の形態１の作用に加え、一次焼却室の上流側に熔融剤投入口を備えているので、焼却物に予め熔融剤を混合することなく焼却物を投入口から投入し、焼却物の種類等に応じて、焼却物の焼却熔融処理中に熔融剤投入口から熔融剤を投入して焼却物の燃焼・熔融を促進させることができるという作用を有する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明における灰熔融式焼却システムによれば、以下の優れた効果を実現できる。
請求項１に記載の灰熔融式焼却システムによれば、
（１）投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室の傾斜床に敷設された粒子層により二次焼却室側へ移動しながら燃焼されて焼却灰を生成するとともに、燃焼時に発生した燃焼ガスとともに焼却灰が二次焼却室へ流下して二次焼却室で完全燃焼され、更に、灰熔融室で焼却灰が熔融バーナ及び輻射熱で熔融され熔融スラグが生成され、次いで熔融スラグが冷却室に落下して固化されてスラグが生成され、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を一度に焼却・熔融・固化処理でき焼却物の処理性能に優れるとともに、該灰熔融式焼却システムを小型化でき省エネルギー性，生産性に優れる。
（２）一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設した空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から酸化雰囲気で焼却することができ、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を確実に完全燃焼させて熔融処理することができ焼却物の焼却効率・処理性能に優れる。
（３）灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が、空気供給部による通気により冷却されて固化して上面側の熔融スラグの容器となるとともに、熔融スラグが移動する流路が形成されるので、熔融による高温や熔融スラグの熱等で床が損傷するのを防止でき安全性に優れるとともに、耐スラグ浸蝕性の高級耐火物を要さず低コスト化を図れ、また、該熔融式焼却システムの耐久性に優れる。
（４）二次焼却室と灰熔融室のバーナ用空気供給部を連通した熱交換器を有しているため、焼却物の焼却及び焼却灰の熔融時に発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき灰熔融室での焼却灰の熔融効率，熱効率を向上できるとともに、熔融処理性能に優れる。
（５）冷却室で回収されたスラグを水洗浄して排出する場合、スラグ中のアルカリ等の水溶性成分を除去することができ、スラグを埋め立てやリサイクル材料として安全に使用することができ、環境汚染を防止できるとともに、洗浄により回収された水溶性成分を熔融補助剤として一次焼却室に戻した場合、水溶性成分を分解又はガラス成分としてスラグ中に固定されて安定化され、安全に処理することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、
（６）空気供給部が、床桟と、床桟の間に配設された空気管で構成されているため、空気管から噴出された空気が床桟に沿って粒子層へ供給されてチャンネリングが発生するのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が流れるのを防止でき、各焼却室での焼却効率及び灰熔融室での熔融効率に優れ、焼却物の処理性能に優れる。
（７）空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気供給時に空気の噴出によって焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止でき、空気をスムーズに供給でき焼却物の焼却熔融処理性能に優れる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、
（８）熱交換器が、熱交換室と、係止部と、伝熱管で構成され、伝熱管を熱交換室に形成された係止部に係止するだけで、送風機とバーナ用空気供給部を伝熱管で連通して伝熱管を介して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給できる熱交換器を形成でき、構造が簡単でメンテナンス性に優れるとともに生産性に優れ、また、伝熱管に直接燃焼熱を当てて伝熱管を加熱して、バーナ用空気を加熱できるため熱効率に優れる。
（９）二次焼却室で発生した燃焼熱が熱交換室に流入し熱交換室に配設された伝熱管が熱伝達により加熱されるため、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき、熔融バーナの燃焼効率を向上でき灰熔融室における焼却灰の熔融処理性能に優れる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の効果に加えて、
（１０）二次焼却室，灰熔融室，冷却室の内いずれか１以上に接続された集塵機と、集塵機と一次焼却室を連通した給送機と、を備えることにより、二次焼却室，灰熔融室，冷却室で発生した煤塵を集塵機で回収して給送機を介して一次焼却室へ戻すことができ、焼却，熔融，固化処理中に発生した煤塵を外部に排出することなく同時に該灰熔融式焼却システムで処理でき、該灰熔融式焼却システムの動作時に系外へ煤塵等を排出するのを防止でき作業環境に優れるとともに、焼却物の処理性能に優れる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の効果に加えて、
（１１）少なくとも一次焼却室の周壁を水冷壁で形成することにより、特に、一次焼却室に投入される都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合に、プラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができ安全性に優れる。
（１２）周壁の形成時に耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上でき、該灰熔融式焼却システムの生産性を向上できるとともに、従来炉壁から放熱されていた熱を温水として回収することができ、熱の有効利用性に優れる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の効果に加えて、
（１３）一次焼却室の上流側に連接された熔融剤投入口を備えることにより、焼却灰の熔融処理中に、熔融剤投入口からガラス屑や玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑等の熔融剤を投入することができ、焼却灰の熔融を促し熔融処理性能を向上できる。
（１４）一次焼却室の上流側に配設されたプッシャーを備えることにより、投入口から投入された焼却物や熔融剤投入口から投入された熔融剤を一次焼却室内へ強制的に押し込むと同時に未燃焼物や熔融剤を移動・攪拌することができ、焼却物の燃焼処理速度を向上できる。
（１５）粒子層の上面に配設された仕切板を備えることにより、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止でき、メンテナンス性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図
【図２】（ａ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの空気供給部の要部断面側面図
（ｂ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの他の形状の空気供給部の要部断面側面図
【図３】（ａ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの熱交換器の要部断面側面図
（ｂ）熱交換器の上端部を示す要部断面側面図
（ｃ）熱交換器の下端部を示す要部断面側面図
【図４】実施の形態２における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図
【符号の説明】
１，３０ 灰熔融式焼却システム
２ 一次焼却室
２ａ 傾斜床
３ 二次焼却室
４ 灰熔融室
４ａ 下流側端部
５ 床
６ 熔融バーナ
６ａ 炎口
７ 冷却室
７ａ 水槽部
７ｂ 冷却水
８ 粒子層
９ａ，９ｂ 空気供給部
１０ａ，１０ｂ 送風機
１１ 仕切板
１２ プッシャー
１３ 水冷壁
１３ａ 炉壁部
１３ｂ 水
１４ 投入口
１５ａ，１５ｂ 周壁
１６ バーナ用空気供給部
１７ 熱交換器接続部
１８ 熱交換器
１８ａ バッファ
１９ 送風機
２０ 排出部
２１ａ 排熱回収器
２１ｂ 集塵機
２１ｃ 煙突
２２ 給送機
２３ 洗浄兼用スクリューコンベヤ
２３ａ スラグ排出口
２３ｂ 洗浄水供給部
２４ ポンプ
２５ 床桟
２６，２６′ａ 空気管
２６′ 空気箱
２６ａ，２６′ｂ 空気噴出孔
２７ 熱交換室
２８ 係止部
２９ 伝熱管
３１ 熔融剤投入口
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミや産業廃棄物等を焼却し、更に、焼却灰を熔融・固化する灰熔融式焼却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、都市ゴミや産業廃棄物等は、焼却炉等で焼却した後、焼却灰を土中等に埋めて処理されている。しかしながら、近年では、焼却灰で埋め立てられた埋立地に焼却灰中の有害物質が溶出する等の環境汚染が社会問題となり、焼却灰を熔融・固化して処理している。
都市ゴミや産業廃棄物等を焼却した焼却灰を熔融・固化して処理する従来の装置として、以下のものが開示されている。
実開昭６１−９６１２８号公報（以下、イ号公報という）には、「ストーカ式焼却炉の燃焼ゾーンの後に直接焼却灰の溶融又は焼結装置を接続した廃棄物焼却炉」が開示されている。
実開平５−７９２２５号公報（以下、ロ号公報という）には、「溶融炉の溶融室に溶融バーナを備え、この溶融バーナにより焼却灰を溶融しこの溶融スラグをスラグ抜出口から溶融室下流側のスラグ冷却室に排出する焼却灰溶融処理装置において、スラグ抜出口を、開口をほぼ円形の横孔または傾斜孔形状とし、溶融室の下流側側壁の端面に設けた焼却灰溶融処理装置」が開示されている。
特開平６−３２３５１４号公報（以下、ハ号公報という）には、「出口方向に少し傾斜のついたベッドと、水冷壁からなる周壁の下部に設けた高温予熱空気吹き出しの羽口より構成された溶融焼却炉を有し、排ガスとの熱交換による高温予熱空気を羽口から噴出させ、ゴミの燃焼灰分も溶融せしめ、傾斜したベッドを流下せしめて取り出す灰溶融式ゴミ焼却炉」が開示されている。
特公平７−８１６９５号公報（以下、ニ号公報という）には、「溶融炉の溶融室に溶融バーナを備え、この溶融バーナにより焼却灰を溶融しこの溶融スラグを溶融室下流側のスラグ冷却室に排出する焼却灰溶融処理装置において、溶融室上流側の焼却灰投入ホッパと溶融室との間の溶融炉壁面に燃焼排ガスの排ガス管を接続し、溶融室と排ガス管との間を、燃焼排ガスにより焼却灰を予熱する予熱室に構成し、溶融バーナを空気不足の状態で燃焼させるとともに、予熱室に焼却排ガスの可燃分を２次燃焼させる追加空気ノズルを設け、予熱室と溶融室の間の溶融炉底壁に、溶融室側が下位となる段差を形成した焼却灰溶融処理装置」が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の焼却灰を熔融・固化して処理する焼却灰溶融処理装置や灰溶融式ゴミ焼却炉は以下の課題を有していた。
イ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ａ．焼却灰の溶融又は焼却装置で加えられた熱エネルギーは、焼却，溶融時の熱エネルギーとして利用できず、焼却灰の溶融又は焼却装置の動作時の省エネルギー性に欠ける。
ロ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ｂ．予熱室及びスラグ冷却室と、空気予熱器とを接続する排ガス管を備えているため、該装置が大型化するとともに、構造が複雑で該装置の生産性やメンテナンス性に欠ける。
ｃ．溶融バーナで焼却灰の上面から焼却灰を溶融しているため、溶融炉の底側の焼却灰の溶融効率に欠けるとともに、溶融炉の底壁に焼却灰が接触しているため焼却灰の溶融時に壁が損傷し易く、溶融炉の耐火物に耐スラグ浸蝕性の高い高級耐火物を要し、しかも溶融炉が大型化する。
ｄ．予熱室に供給された焼却灰を溶融バーナの燃焼排ガスで予熱して溶融室で溶融し、更にその燃焼排ガスを空気予熱器に導入して溶融バーナの燃焼用空気を加熱しているので、焼却灰の予熱時に燃焼排ガスの熱量が奪われ燃焼用空気の加熱効率に欠ける。
ハ号公報に記載の灰溶融式ゴミ焼却炉では、
ｅ．溶融焼却炉で、ゴミの燃焼と燃焼灰分の溶融が同時に行われるため、ゴミの燃焼や燃焼灰分の溶融にムラが生じやすく、ゴミの燃焼・溶融処理性能に欠ける。
ｆ．溶融焼却炉の周壁の下部に高温空気羽口を有しているとともに、高温空気羽口の周囲にゴミや燃焼灰分が直接接触しているため、高温空気羽口に溶融物等が付着し易く溶融焼却炉内のメンテナンス性に欠けるとともに、高温空気羽口に燃焼灰分等が詰まり易く運転適性に欠ける。
ニ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、
ｇ．予熱室に対応した追加空気ノズルを有し、追加空気ノズルから追加空気を供給しているため、予熱室に供給されたごみ焼却灰が飛散しごみ焼却灰の溶融処理性能に欠ける。
ｈ．予熱室と溶融室の間に段差を設けているため、溶融炉内の構造が複雑で溶融炉の生産性やメンテナンス性に欠ける。
ｉ．予熱室やスラグ冷却室に接続された排ガス管や追加空気管を有しているため、構造が複雑で該装置が大型化する。
更に、ロ号公報やニ号公報に記載の焼却灰溶融処理装置では、焼却灰の溶融しかできず溶融炉内の塵等を再度焼却することができないとともに、既存の焼却炉で焼却されたゴミ等の焼却灰を投入する手間を要し作業性に欠ける。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で小型化が図れるとともに、都市ゴミや産業廃棄物等を一度で確実に焼却，溶融，固化して処理することができ、焼却作業の作業性や減容化に優れ、更に、ダイオキシン等の環境ホルモンの発生を防止でき焼却・溶融処理性能に優れた灰熔融式焼却システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の灰熔融式焼却システムは、上流側から下流側へ向けて傾斜した傾斜床を有した一次焼却室と、前記一次焼却室と連通した二次焼却室と、前記二次焼却室に連接した灰熔融室と、炎口を前記灰熔融室に向けて配設された熔融バーナと、前記灰熔融室の下流側端部の下方に配置された冷却室と、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の床に敷設された粒子層と、前記一次焼却室，前記二次焼却室，前記灰熔融室の前記粒子層内に埋設された空気供給部と、前記空気供給部に接続された送風機と、前記一次焼却室の上流側に連接された投入口と、前記灰熔融室に形成されたバーナ用空気供給部と、前記二次焼却室と前記バーナ用空気供給部を連通した熱交換器と、を備えた構成を有している。
これにより、投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室の傾斜床に敷設された粒子層により二次焼却室側へ移動しながら燃焼されて焼却灰を生成するとともに、燃焼時に発生した燃焼ガスとともに焼却灰が二次焼却室へ流下して二次焼却室で完全燃焼され、更に、灰熔融室で焼却灰が熔融バーナ及び輻射熱で熔融され熔融スラグが生成され、次いで熔融スラグが冷却室に落下して固化されてスラグが生成され、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を一度に焼却・熔融・固化処理できるという作用を有する。
一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設された空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から焼却されるとともに、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を完全燃焼させて熔融処理することができるという作用を有する。
特に、二次焼却室では、粒子層側から燃焼ガスを十分な酸素雰囲気中で燃焼させることができるとともに、高温と十分な滞留時間を与えることができ、ダイオキシン等の環境ホルモンの発生を防止できるという作用を有する。
灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が、空気供給部による通気により冷却されて固化するので、熔融による高温等で床が損傷するのを防止できるという作用を有する。
二次焼却室と灰熔融室のバーナ用空気供給部を連通した熱交換器を有しているため、二次焼却室で発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給できるという作用を有する。
嵩密度の大きい種々雑多な廃棄物からなる都市ゴミでも焼却・熔融を一度に行うので、著しく減容化することができ、埋立地の有効化を図ることができるという作用を有する。
【０００６】
ここで、一次焼却室の傾斜床の傾斜角度としては、傾斜床上に敷設された粒子層中の粒子の安息角をαとすると、α−３０°〜α＋３０°で形成するのが好ましい。傾斜角度がα−３０°より小さくなると一次焼却室に投入された焼却物が粒子層上で燃焼しながら二次焼却室へ移動し難く燃焼効率に欠ける傾向があり、α＋３０°より大きくなると一次焼却室に投入された焼却物が燃焼する前に二次焼却室に移動し一次焼却室での燃焼が行われ難くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
熔融バーナとしては、灰熔融室内の焼却灰を熔融するだけでなく、二次焼却室の温度も維持できる構造に配設される。また、二次焼却室の温度維持のため二次焼却室に補助バーナを配設してもよい。これにより、二次焼却室における燃焼動作開始時等に十分な温度を維持できる。また、熔融バーナの代わりに、アーク加熱やプラズマトーチ加熱等を用いてもよい。
冷却室としては、水を貯留した水槽部を有したもの等が用いられ、灰熔融室で熔融された熔融スラグが水槽部の水中へ滴下されて急冷水さいとして処理される。
粒子層としては、粒径が１ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの川砂，山砂等の砕石類，蛇紋岩，玄武岩等の岩石屑，ガラス屑，カレット，高炉スラグ，石灰石等の、低融点で焼却灰と共融する無機質粒子が、単独又は混合して用いられる。これにより、焼却物の焼却灰と共融して粒子層上で焼却灰を低温で熔融できる。尚、粒径が３ｍｍより小さくなるにつれ、粒子層における通気の際の圧力損失が大きくなり、また通気の分散効果が小さく粒子層上での燃焼効率に欠ける傾向があり、粒径が１０ｍｍより大きくなるにつれ、粒子層での断熱効果に欠け熱損失が増加する傾向があり、いずれも好ましくない。
空気供給部としては、少なくとも、一次焼却室側，二次焼却室と灰熔融室側で各々独立しているのが好ましい。これにより、一次焼却室側，二次焼却室と灰熔融室側で別々に空気の供給量を調節でき燃焼や熔融に適した空気量を供給できる。また、空気供給部から供給される空気の供給量としては、少なくとも粒子層の表面側の粒子が昇温，熔着するのを防止できる空気量で、かつ、粒子層の粒子が空気の供給に伴い流動や飛散することのない空気量が、焼却物の種類や量に応じて適宜決められる。
バーナ用空気供給部としては、灰熔融室の周壁の天井部や天井部の周壁の１以上の所定部に熱交換器と連通した貫通口等により形成される。
尚、焼却灰を一次焼却室に投入し、該熔融式焼却システムを灰熔融の専用装置として使用してもよい。一次焼却室で未燃物を完全燃焼させ熔融効率を高めることができる。
ボイラー用燃焼炉等の汎用の燃焼炉として使用してもよい。これにより、灰分を含む燃料，ＲＤＦ（ペレット化した廃棄物），石炭，重油，アスファルト類の安全な燃焼炉として使用でき、副生される灰熔融スラグを安全に利用することができる。
焼却物の種類等に応じて灰熔融室に、ソーダ灰，水ガラス，燐鉱石，石灰等の熔融補助剤を投入してもよい。これにより、灰熔融室での焼却灰の熔融を促進させることができるとともに、低温で熔融でき省エネルギー効率を高めることができる。
含水ゴミや有機汚泥等の水分の多い焼却物の場合、一次焼却室の上部にヒーティングパイプを追加して排出口の排ガスをヒーティングパイプ内に供給することにより、一次焼却室内で乾燥部分を作りだすことができ、一次焼却室内で焼却物の乾燥，燃焼を行うことができる。
また、水分の多い焼却物に石炭や重油等の燃料を混合して発熱量を調整することにより、通常の焼却物と同様に焼却熔融処理ができる。
更に、粒子層中にガスや軽油等の流体燃料の燃料噴出管を埋設し、粒子層中、若しくは粒子層表面に燃料を微量で噴出させてもよい。これにより、粒子層の表面がパイロットバーナと同様の役割を果たし、特に、一次焼却室や二次焼却室での焼却物の燃焼を確実に継続させることができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１に記載の発明において、前記空気供給部が、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の前記床の上面に所定間隔で立設された複数の床桟と、各前記床桟の間に配設され前記送風機に接続された空気管と、前記空気管の前記傾斜床又は前記床側の周壁に穿設された空気噴出孔と、を備えた構成を有している。
これにより、空気管が複数の床桟の間に配設されているため、空気管から噴出された空気が床桟に沿って粒子層へ供給されてチャンネリングやショートパスが発生するのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が偏流するのを防止できるという作用を有する。また、空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気供給時に空気の噴出によって焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止できるという作用を有する。
ここで、床桟及び空気管としては、一次焼却室の傾斜床の傾斜方向と略直角に配設されるのが好ましい。これにより、焼却物の燃焼及び焼却灰の熔融の各処理段階に応じて空気の供給量を容易に調節することができ燃焼効率，熔融効率を向上させることができる。
空気管としては、鉄やアルミニウム等の金属管，陶器や磁器等のセラミック管等の円管，楕円管，角管，箱状体等が用いられる。
空気噴出孔としては、円形状や四角形状等の多角形状の孔を空気管に複数穿設したものが用いられ、空気噴出孔の大きさとしては、直径又は対角線が１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍ〜６ｍｍに形成される。これにより、空気噴出孔から噴出された空気を粒子層へ均一に供給できる。また、１．５ｍｍより小さくなるにつれ、焼却物の燃焼や焼却灰の熔融に必要な空気量を得難いとともに、必要な空気量を供給すると、空気管や送風機に背圧がかかり易くなる傾向が有り、６ｍｍより大きくなるにつれ、粒子層を通気する空気の通気速度が遅くなり燃焼効率に欠ける傾向が有り、いずれも好ましくない。
尚、空気管の上部でかつ粒子層中に多数のレール状又はロストル等の火格子状の仕切り板を配設した場合、粒子層表面で生成した焼却灰を移動させる場合のガイドレールとして作用し、粒子層の粒子の移動を防止できる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１又は２の内いずれか１項に記載の発明において、前記熱交換器が、前記二次焼却室に連通した熱交換室と、前記熱交換室に形成された係止部と、前記係止部に係止されて所定間隔で前記熱交換室に遊挿され一端が前記バーナ用空気供給部に遊挿された１乃至複数の伝熱管と、前記伝熱管の上流側に接続された送風機と、を備えた構成を有している。
これにより、一次焼却室や二次焼却室で発生した燃焼熱が熱交換室に流入し熱交換室に配設された伝熱管が熱伝達により加熱されるため、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温に加熱されたバーナ用空気を供給できるという作用を有する。
伝熱管を熱交換室に形成された係止部に係止するだけで、送風機とバーナ用空気供給部を伝熱管で連通して伝熱管を介して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給でき、簡単な構造で熱交換器を形成できるという作用を有する。
伝熱管が係止部やバーナ用空気供給部に遊挿して支持されているので、焼却時や未焼却時の温度差による伝熱管の膨張収縮を吸収でき耐久性を向上できるという作用を有する。
ここで、伝熱管としては、耐熱ステンレス，鋼，インコネル，ハステロイ等の金属製又はムライト，アルミナ，窒化珪素等のセラミック製の円管や楕円管，角管等が用いられ、送風機により伝熱管の内部に空気を供給して熱交換室内で伝熱管を加熱して灰熔融室に高温の空気を供給できるものが用いられる。
また、バーナ用空気供給部に連通された伝熱管の一端部としては、灰熔融室に伝熱管の一端部が露出しないように遊挿されるのが好ましい。これにより、伝熱管の端部が灰熔融室の熱等により損傷するのを防止できる。
熱交換室に形成された係止部としては、燃焼排ガスと送風機から供給される空気を分離する平板と、平板に１乃至複数の伝熱管を遊挿保持できる挿着孔を有したもの等任意の形状のものが用いられ、伝熱管を容易に吊り下げ等で係止できる形状であればよく、また、伝熱管を脱着自在に係止できる形状が好ましい。これにより、伝熱管の交換等の熱交換器内のメンテナンスが容易にできる。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の発明において、前記二次焼却室，前記灰熔融室，前記冷却室の内いずれか１以上に接続された集塵機と、前記集塵機と前記一次焼却室を接続して配設された給送機と、を備えた構成を有している。
これにより、二次焼却室，灰熔融室，冷却室で発生した煤塵を集塵機で回収して給送機を介して一次焼却室へ戻すことができ、焼却，熔融，固化処理中に発生した煤塵を外部に排出することなく同時に該灰熔融式焼却システムで処理できるという作用を有する。
ここで、熔融スラグを水さい処理した冷却室の水をポンプ等で一次焼却室へ送り、冷却室の水中で濃縮された溶解成分を一次焼却室へ戻して焼却灰の熔融時の熔融剤として使用してもよい。これにより、灰熔融室へ熔融剤を投入する手間を省くことができる。また、汚泥の滞留を防止し、排水処理設備を著しく簡素化することができる。
尚、冷却室で冷却して生成されたスラグを洗浄水で洗浄しながら排出した場合、スラグ洗浄水を濾過手段を介して冷却室の水として使用し、更に、汚泥等を一次焼却室へ戻して焼却処理してもよい。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の発明において、少なくとも前記一次焼却室の周壁が、空洞状の炉壁部と、前記炉壁部の空洞部に充填された水と、を有した水冷壁で形成された構成を有している。
これにより、一次焼却室に投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合に、水冷壁の昇温を均一に防止できプラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができるという作用を有する。
また、耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上できるという作用を有する。
ここで、一次焼却室の周壁のみを水冷壁とした場合、二次焼却室及び灰熔融室等の周壁は、耐火物や断熱材を内張りした煉瓦壁構造等で形成される。
また、温水による熱回収を計る場合には、二次焼却室や灰熔融室の周壁も水冷壁で形成し、その内側に耐火物や断熱材を張り形成するのが好ましい。これにより、従来は壁から放熱していた熱の回収を向上できるとともに、壁の耐火物や断熱材の寿命を著しく延長できる。
【００１１】
本発明の請求項６に記載の灰熔融式焼却システムは、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の発明において、前記一次焼却室の上流側に連接された熔融剤投入口、前記一次焼却室の上流側に配設されたプッシャー、前記粒子層の上面に配設された仕切板、の内いずれか１以上を備えた構成を有している。
これにより、焼却灰の熔融処理中に、焼却物の種類等に応じて熔融剤投入口からガラス屑や玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑等の熔融剤、及び／又は固体燃料を投入することができ、焼却灰の熔融を促し熔融処理性能を向上できるという作用を有する。
プッシャーを一次焼却室の上流側に備えることにより、投入口から投入された焼却物や熔融剤投入口から投入された熔融剤を一次焼却室内へ強制的に押し込むと同時に未燃焼物や熔融剤を移動・攪拌することができ、焼却物の焼却処理速度を向上できるという作用を有する。
粒子層の上面にレール状又はロストル等の火格子状の仕切板を備えることにより、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止できるという作用を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明における灰熔融式焼却システムの実施の形態１について、以下図面を用いて説明する。
図１は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図である。
図中、１は実施の形態１における灰熔融式焼却システム、２は灰熔融式焼却システム１の一次焼却室、２ａは上流側から下流側へ向けて傾斜した一次焼却室２の傾斜床、３は一次焼却室２と連通した二次焼却室、４は二次焼却室３と連通した灰熔融室、４ａは灰熔融室４の下流側端部、５は二次焼却室３及び灰熔融室４の床、６は炎口６ａが灰熔融室４の底面の上部に向けられて配設された熔融バーナ、７は灰熔融室４の下流側端部４ａの下方に位置した冷却室、７ａは冷却室７の水槽部、７ｂは水槽部７ａに貯留された冷却水、８は傾斜床２ａ及び床５に敷設された川砂等の砕石類や蛇紋岩等の岩石屑，ガラス屑等の無機質粒子からなる粒子層、９ａ，９ｂは傾斜床２ａ上の粒子層８，床５上の粒子層８に埋設された空気供給部、１０ａ，１０ｂは空気供給部９ａ，９ｂに接続された送風機、１１は粒子層８の上面に配設されたレール状又は火格子状等からなる仕切板、１２は一次焼却室２の上流側に配設され仕切板１１上で往復動するプッシャー、１３は一次焼却室２の周壁の水冷壁、１３ａは空洞状に形成された水冷壁１３の炉壁部、１３ｂは炉壁部１３ａの空洞部に充填された水、１４は一次焼却室２の上流側に形成された焼却物を投入する投入口、１５ａは二次焼却室３の周壁、１５ｂは二次焼却室３及び灰熔融室４の周壁、１６は灰熔融室４の上方の周壁１５ｂに形成された貫通孔からなるバーナ用空気供給部、１７は二次焼却室３の下流側に開口して形成された熱交換器接続部、１８は熱交換器接続部１７を介してバーナ用空気供給部１６に接続され二次焼却室３と灰熔融室４を連通した伝熱管を備えた熱交換器、１８ａは熱風と熱交換器１８の伝熱管との接融時間を長くするとともに熱風のショートパスや偏流を防ぐバッファ、１９は熱交換器１８の上流側に接続された送風機、２０は熱交換器１８に接続され灰熔融式焼却システム１で発生した排ガスや煤塵，廃熱等が排出される排出部、２１ａは排出部２０に接続されたヒートパイプ（図示せず）等からなり燃焼排ガスの燃焼熱を回収する排熱回収器、２１ｂは排出部２０に接続されたバッグフィルター等の濾布式やサイクロン等の遠心力式，衝突式等の慣性式の集塵機、２１ｃは排熱回収器２１ａ，集塵機２１ｂに接続され排ガスを排出する煙突、２２は集塵機２１ｂと一次焼却室２を連通し媒塵等を一次焼却室２に給送する給送機、２３は冷却室７の水槽部７ａに接続され水槽部７ａ内のスラグを搬送しながら洗浄する洗浄兼用スクリューコンベヤ、２３ａは冷却室７で水さい処理されたスラグを排出するスラグ排出口、２３ｂは洗浄兼用スクリューコンベヤ２３に接続され搬送中のスラグを洗浄する洗浄水供給部、２４は冷却室７の水槽部７ａに接続され水槽部７ａの冷却水７ｂを濾過手段（図示せず）を介して一次焼却室に供給するポンプである。
尚、図中、矢印Ａは二次焼却室３中における燃焼熱の流れ、矢印Ｂは熱交換器１８に供給されたバーナ用空気の流れ、を示す。
ここで、粒子層８は、粒径が１ｍｍ〜３０ｍｍの粒子を３ｃｍ〜６０ｃｍの厚さに敷きつめて形成されている。粒子層８の厚さが３ｃｍより薄くなると、空気供給部９ａ，９ｂを粒子層８に埋設し難くなり、空気供給部９ａ，９ｂの大きさが不十分で十分な空気量を供給できない傾向が有り、また、粒子層８の厚さが６０ｃｍより厚くなっても粒子層８による効果は略一定となるため不必要であり、いずれも好ましくない。
【００１３】
次に、実施の形態１における灰熔融式焼却システム１の空気供給部９ａ，９ｂについて、図面を用いて説明する。
図２（ａ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの空気供給部の要部断面側面図であり、図２（ｂ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの他の形状の空気供給部の要部断面側面図である。
図中、２５は略垂直方向に傾斜床２ａ，床５に粒子層８の流れと直交状に立設された複数の床桟、２６は各床桟２５の間に配設され送風機１０ａ，１０ｂに接続された鉄やアルミニウム等の金属管，陶器や磁器等のセラミック管等からなる空気管、２６ａは空気管２６の傾斜床２ａ又は床５側の周壁に複数穿設された空気噴出孔、２６′は傾斜床２ａ，床５の下方に形成され送風機１０ａ，１０ｂに接続された空洞状の空気箱、２６′ａは空気箱２６′に連通し各床桟２５の間に配設された角管からなる空気管、２６′ｂは空気管２６′ａの側面に複数穿設された空気噴出孔である。
尚、図中の矢印Ｃは空気管２６の空気噴出孔２６ａから噴出された空気の流れを示す。
ここで、空気管２６，２６′ａは、空気管２６，２６′ａの外周面の上部が粒子層８の表面から１０ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜７０ｍｍの位置に埋設される。２０ｍｍより浅く埋設されると、空気管２６，２６′ａから供給する空気量を増加した場合に粒子層８の粒子が飛散し易くなる傾向が有り、また、７０ｍｍより深く埋設されると、送風機１０ａ，１０ｂに背圧がかかる傾向があるため、いずれも好ましくない。
次に、実施の形態１における灰熔融焼却システム１の熱交換器１８について、図面を用いて説明する。
図３（ａ）は実施の形態１における灰熔融式焼却システムの熱交換器の要部断面側面図であり、図３（ｂ）は熱交換器の上端部を示す要部断面側面図であり、図３（ｃ）は熱交換器の下端部を示す要部断面側面図である。
図中、２７は熱交換器接続部１７及びバーナ用空気供給部１６を介して二次焼却室３と灰熔融室４を連通した熱交換器１８の熱交換室、２８は熱交換室２７の上部に形成された板状体等からなる係止部、２８ａは係止部２８に穿設された孔状部からなる吊設部、２９は係止部２８の吊設部２８ａに挿入されて熱交換室２７内に所定間隔で複数配設された耐熱ステンレス，鋼，インコネル，ハステロイ等の金属製又はムライト，アルミナ，窒化珪素等のセラミック製の伝熱管、２９ａは伝熱管２９の上端につば状に形成され吊設部２８ａの外周に係止して伝熱管２９の上端部を係止した伝熱管係止つば、２９ｂは伝熱管２９を吊設部２８ａに挿着した際に伝熱管２９が吊設部２８ａと当接する位置に装着されたサヤ管、２９ｃは貫通口からなるバーナ用空気供給部１６の途中まで遊挿された伝熱管２９の下端部である。
【００１４】
以上のように構成された灰熔融式焼却システムにおいて、以下焼却物の焼却熔融処理動作について説明する。
一次焼却室２の投入口１４から都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入し、送風機１０ａ，１０ｂの運転を開始して空気供給部９ａ，９ｂの空気管２６に空気を供給し、図２（ａ）若しくは図２（ｂ）の矢印Ｃに示すように、空気噴出孔２６ａから粒子層８を介して一次焼却室２，二次焼却室３，灰熔融室４へ空気を供給するとともに、一次焼却室２に投入された焼却物に着火して焼却物の燃焼を開始する。
次に、一次焼却室２に投入された焼却物は、一次焼却室２の傾斜床２ａに敷設された粒子層８の表面で移動しながら粒子層８側から燃焼されて焼却灰及び燃焼ガスを生成し、一次焼却室２で生成された燃焼ガスが二次焼却室３へ流入するとともに、焼却灰や未燃焼物等が粒子層８上の表面流若しくはプッシャー１２により二次焼却室３へ供給される。
二次焼却室３では、空気供給部９ｂの空気管２６の空気噴出孔２６ａから粒子層８を介して二次焼却室３に空気が供給され、一次焼却室２から二次焼却室３へ流下した燃焼ガスが完全燃焼されるとともに、未燃焼物が燃焼されて焼却灰が生成されて粒子層８の表面を移動しながら灰熔融室４へ焼却灰が供給される。
ここで、一次焼却室２，二次焼却室３及び灰熔融室４で発生した燃焼熱は、矢印Ａに示すように、二次焼却室３から熱交換器接続部１７を介して熱交換器１８の熱交換室２７へ流入して熱交換室２７に配設されたバッファ１８ａにより整流され、伝熱管２９の外周面に沿って伝熱管２９を加熱しながら排出部２０側へ流動し、排出部２０から排熱回収器２１ａ及び集塵機２１ｂへ排出される。また、送風機１９から伝熱管２９に供給された空気は、燃焼熱で加熱された伝熱管２９内を通過する間に加熱され、伝熱管２９の下端部２９ｃからバーナ用空気供給部１６を介して灰熔融室４に供給される。
次に、二次焼却室３から灰熔融室４に供給された焼却灰は、炎口６ａを灰熔融室４の焼却灰に向けて配設された熔融バーナ６及び灰熔融室４における輻射熱により、焼却灰の上面側から熔融されて熔融スラグが生成される。
ここで、粒子層８側は、空気供給部９ｂの空気管２６から供給された空気により冷却されるため、粒子層８側に生成された熔融スラグが冷却されて固化し、焼却灰の上面側に生成された熔融スラグが冷却室７側へ移動するための流路が形成される。尚、灰熔融室４の粒子層８に供給する空気供給部９ｂからの空気の供給量を調節することにより、熔融スラグの流路の形状を調節できる。
次いで、灰熔融室４で生成した熔融スラグが、灰熔融室４の下流側端部４ａから冷却室７の水槽部７ａの冷却水７ｂ中に滴下し、冷却水７ｂで急冷水さい化されて固化し、スラグが生成される。
次いで、冷却室７の水槽部７ａで固化して生成されたスラグは、洗浄兼用スクリューコンベヤ２３でスラグ排出口２３ａ側へ搬送されながら、洗浄水供給部２３ｂから供給される洗浄水で洗浄されてスラグ排出口２３ａから灰熔融式焼却システム１の系外へ排出される。尚、系外へ排出されたスラグは、再資源として利用される他、灰熔融式焼却システム１の粒子層８の粒子として使用される。
また、熱交換室２７に連通された排熱回収器２１ａにより回収された燃焼排ガスは、煤塵と排ガスに分離されて排ガスが煙突２１ｃから大気に放出され、また、集塵機２１ｂにより回収された灰熔融式焼却システム１内で発生した煤塵や燃焼排ガスから分離された煤塵等は、給送機２２により一次焼却室２へ給送されて焼却熔融処理される。更に、冷却室７の水槽部７ａに接続されたポンプ２４により水槽部７ａの冷却水７ｂ中に濃縮された溶解成分が一次焼却室２へ戻され、熔融剤として使用される。
尚、冷却室７で生成されたスラグを洗浄した洗浄水を一次焼却室へ戻し、焼却熔融処理してもよい。
また、粒子層８中にガスや軽油等の流体燃料の燃料噴出管を埋設し、粒子層８中に燃料を供給し燃焼させてもよい。これにより、燃焼のとろ火効果で一次焼却室２，二次焼却室３での焼却物の燃焼を確実に継続させることができる。
更に、焼却物の投入時に予め炭素質の多い石炭やコークス類の粉末や重質廃油等を混合して一次焼却室２に投入してもよい。これにより、ガス化の不安定性を防ぎ安全性を向上できるとともに、灰の熔融を助長することができ、廃油やヘドロ等の液状可燃物の焼却もできる。
【００１５】
以上のように実施の形態１における灰熔融式焼却システムは構成されているため、以下の作用を有する。
ａ．投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室で燃焼されて燃焼ガスと焼却灰を生成するとともに、二次焼却室で燃焼ガスと未燃焼物を完全燃焼させて焼却灰を生成し、更に、灰熔融室で熔融バーナ及び輻射熱により焼却灰を熔融して熔融スラグを生成して冷却室に滴下し、冷却室の水槽部内の冷却水による水さい処理で熔融スラグを冷却固化することができ、該灰熔融式焼却システムで一度に焼却物の焼却・熔融・固化の処理ができる。
ｂ．一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設した空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から焼却することができ、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を完全燃焼させ、かつ熔融処理することができる。
ｃ．灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が空気供給部による通気により冷却されて固化して熔融スラグの液溜り及び流路を形成できるとともに、高温化での焼却灰の熔融スラグとの反応等で床が損傷するのを防止できる。また、該灰熔融式焼却システムの運転の停止，再運転の場合、従来の熔融炉ではスラグ液溜り部の破損防止のために急熱が困難であったが、該灰熔融式焼却システムの粒子層で形成された熔融スラグの液溜り部は、破損しても再熔融して形成でき該灰熔融式焼却システムの制御が簡単にできる。
ｄ．空気供給部が、床桟と空気管からなり、空気管が複数の床桟の間に配設されているため、各空気管から噴出された空気がチャンネリングするのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が偏流するのを防止し熔融効率を高めることができる。
ｅ．空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気が傾斜床等の全体から低流速で供給されるので、空気供給時に焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止できる。
ｆ．二次焼却室と灰熔融室を連通した熱交換器を有しているため、二次焼却室で発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温に加熱されたバーナ用空気を供給でき灰熔融室での熔融処理性能を向上でき、また、省エネルギー性を向上できる。
ｇ．熱交換器が、熱交換室と、上端部が熱交換室の係止部に係止された伝熱管で構成されているため、伝熱管を係止部に挿入して係止するだけで送風機とバーナ用空気供給部を連通して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給でき、簡単な構造で熱交換器が形成できるとともに、メンテナンスが容易で保守作業性に優れ、また、伝熱管の下端部がバーナ用空気供給部の途中まで挿入されているため伝熱管の下端部が熔融バーナの炎等で損傷するのを防止できる。
ｈ．熱交換器が、二次焼却室と灰熔融室を連通しているため、二次焼却室から熱交換室に流入した燃焼熱で伝熱管を加熱するとともに、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき灰熔融室での熔融処理性能を向上できる。
ｉ．熱交換器の熱交換室に接続された集塵機と、集塵機と一次焼却室を連通した給送機を備えているため、焼却物の焼却・熔融処理中に発生した煤塵等を集塵機で回収して一次焼却室へ戻すことができ、焼却・熔融処理中に発生した煤塵等を該灰熔融式焼却システムの系外に排出することなく処理でき、有毒排出物（ダイオキシン等）の排出を防止できる。
ｊ．一次焼却室の周壁が、水冷壁で形成されているため、一次焼却室に投入される都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合にも、プラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができるとともに、耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上できる。
ｋ．一次焼却室の上流側にプッシャーを備えているため、一次焼却室で生成された焼却灰や未焼却物等を連続的又は間欠的に二次焼却室へプッシャーで強制的に供給することができるとともに、焼却灰や未焼却物と粒子層中の熔融剤等とを攪拌しながら二次焼却室へ供給することができ、焼却物の焼却や熔融を促進し燃焼効率や熔融効率を向上させることができる。
ｌ．粒子層の上面に火格子状等からなる仕切板を備えているため、プッシャーの駆動時に粒子層の粒子が二次焼却室側へ移動されるのを防止できるとともに、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止できる。
【００１６】
（実施の形態２）
本発明における灰熔融式焼却システムの実施の形態２について、以下図面を用いて説明する。
図４は実施の形態２における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図である。尚、実施の形態１と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図中、３０は実施の形態２における灰熔融式焼却システム、３１は一次焼却室２の上流側に連接された熔融剤投入口である。
以上のように構成された実施の形態２における灰熔融式焼却システム３０では、実施の形態１と同様に、一次焼却室２に焼却物を投入して焼却物を燃焼し、次いで、未焼却物と燃焼ガスを二次焼却室３で完全燃焼させ、更に、灰熔融室４で焼却灰を熔融して熔融スラグを生成し、冷却室７で熔融スラグを水さい処理して固化し、スラグを生成するとともに、洗浄兼用スクリューコンベヤ２３でスラグ排出口２３ａからこの回収スラグを排出し、焼却物の焼却・熔融・固化処理が行われる。
また、焼却物の種類等に応じて、焼却物の焼却熔融処理中に熔融剤投入口３１からソーダ灰，水ガラスやガラス屑，燐鉱石，石灰，玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑若しくは上記回収スラグ等を投入して添加することにより、焼却物の燃焼・熔融が促進される。
以上のように実施の形態２における灰熔融式焼却システムは構成されているため、実施の形態１の作用に加え、一次焼却室の上流側に熔融剤投入口を備えているので、焼却物に予め熔融剤を混合することなく焼却物を投入口から投入し、焼却物の種類等に応じて、焼却物の焼却熔融処理中に熔融剤投入口から熔融剤を投入して焼却物の燃焼・熔融を促進させることができるという作用を有する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明における灰熔融式焼却システムによれば、以下の優れた効果を実現できる。
請求項１に記載の灰熔融式焼却システムによれば、
（１）投入口から投入された都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物が、一次焼却室の傾斜床に敷設された粒子層により二次焼却室側へ移動しながら燃焼されて焼却灰を生成するとともに、燃焼時に発生した燃焼ガスとともに焼却灰が二次焼却室へ流下して二次焼却室で完全燃焼され、更に、灰熔融室で焼却灰が熔融バーナ及び輻射熱で熔融され熔融スラグが生成され、次いで熔融スラグが冷却室に落下して固化されてスラグが生成され、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を一度に焼却・熔融・固化処理でき焼却物の処理性能に優れるとともに、該灰熔融式焼却システムを小型化でき省エネルギー性，生産性に優れる。
（２）一次焼却室の傾斜床，二次焼却室及び灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層に埋設した空気供給部を有しているため、都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物を投入して着火するだけで、空気供給部から燃焼用空気が供給されて粒子層側から酸化雰囲気で焼却することができ、含水ゴミや有機汚泥等の任意の焼却物を確実に完全燃焼させて熔融処理することができ焼却物の焼却効率・処理性能に優れる。
（３）灰熔融室の床に粒子層が敷設されているとともに、粒子層内に空気供給部が埋設されているため、灰熔融室内で熔融された焼却灰の熔融スラグの粒子層側が、空気供給部による通気により冷却されて固化して上面側の熔融スラグの容器となるとともに、熔融スラグが移動する流路が形成されるので、熔融による高温や熔融スラグの熱等で床が損傷するのを防止でき安全性に優れるとともに、耐スラグ浸蝕性の高級耐火物を要さず低コスト化を図れ、また、該熔融式焼却システムの耐久性に優れる。
（４）二次焼却室と灰熔融室のバーナ用空気供給部を連通した熱交換器を有しているため、焼却物の焼却及び焼却灰の熔融時に発生した燃焼熱を熱交換器で回収し、バーナ用空気供給部を介して、灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき灰熔融室での焼却灰の熔融効率，熱効率を向上できるとともに、熔融処理性能に優れる。
（５）冷却室で回収されたスラグを水洗浄して排出する場合、スラグ中のアルカリ等の水溶性成分を除去することができ、スラグを埋め立てやリサイクル材料として安全に使用することができ、環境汚染を防止できるとともに、洗浄により回収された水溶性成分を熔融補助剤として一次焼却室に戻した場合、水溶性成分を分解又はガラス成分としてスラグ中に固定されて安定化され、安全に処理することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、
（６）空気供給部が、床桟と、床桟の間に配設された空気管で構成されているため、空気管から噴出された空気が床桟に沿って粒子層へ供給されてチャンネリングが発生するのを防止でき、特に、灰熔融室において、熔融処理する焼却灰のない所へ空気が流れるのを防止でき、各焼却室での焼却効率及び灰熔融室での熔融効率に優れ、焼却物の処理性能に優れる。
（７）空気噴出孔が、空気管の傾斜床又は床側の周壁に穿設されているため、空気供給時に空気の噴出によって焼却灰が浮遊するのを防止できるとともに、空気噴出孔が焼却灰や熔融スラグ等で塞がれるのを防止でき、空気をスムーズに供給でき焼却物の焼却熔融処理性能に優れる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、
（８）熱交換器が、熱交換室と、係止部と、伝熱管で構成され、伝熱管を熱交換室に形成された係止部に係止するだけで、送風機とバーナ用空気供給部を伝熱管で連通して伝熱管を介して高温のバーナ用空気を灰熔融室に供給できる熱交換器を形成でき、構造が簡単でメンテナンス性に優れるとともに生産性に優れ、また、伝熱管に直接燃焼熱を当てて伝熱管を加熱して、バーナ用空気を加熱できるため熱効率に優れる。
（９）二次焼却室で発生した燃焼熱が熱交換室に流入し熱交換室に配設された伝熱管が熱伝達により加熱されるため、送風機から伝熱管に供給された空気を加熱することができ、バーナ用空気供給部を介して灰熔融室に配設された熔融バーナに高温のバーナ用空気を供給でき、熔融バーナの燃焼効率を向上でき灰熔融室における焼却灰の熔融処理性能に優れる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の効果に加えて、
（１０）二次焼却室，灰熔融室，冷却室の内いずれか１以上に接続された集塵機と、集塵機と一次焼却室を連通した給送機と、を備えることにより、二次焼却室，灰熔融室，冷却室で発生した煤塵を集塵機で回収して給送機を介して一次焼却室へ戻すことができ、焼却，熔融，固化処理中に発生した煤塵を外部に排出することなく同時に該灰熔融式焼却システムで処理でき、該灰熔融式焼却システムの動作時に系外へ煤塵等を排出するのを防止でき作業環境に優れるとともに、焼却物の処理性能に優れる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の効果に加えて、
（１１）少なくとも一次焼却室の周壁を水冷壁で形成することにより、特に、一次焼却室に投入される都市ゴミや産業廃棄物等の焼却物中に、プラスチック廃棄物や石油製品等を含んでいる場合に、プラスチック廃棄物や石油製品等の熔融液化・ガス発生の暴走を防ぎ、一次焼却室内でのガスの発生を均一化することができ安全性に優れる。
（１２）周壁の形成時に耐火物や断熱材の内張りを要さず施工性を向上でき、該灰熔融式焼却システムの生産性を向上できるとともに、従来炉壁から放熱されていた熱を温水として回収することができ、熱の有効利用性に優れる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の効果に加えて、
（１３）一次焼却室の上流側に連接された熔融剤投入口を備えることにより、焼却灰の熔融処理中に、熔融剤投入口からガラス屑や玄武岩，蛇紋岩等の岩石屑等の熔融剤を投入することができ、焼却灰の熔融を促し熔融処理性能を向上できる。
（１４）一次焼却室の上流側に配設されたプッシャーを備えることにより、投入口から投入された焼却物や熔融剤投入口から投入された熔融剤を一次焼却室内へ強制的に押し込むと同時に未燃焼物や熔融剤を移動・攪拌することができ、焼却物の燃焼処理速度を向上できる。
（１５）粒子層の上面に配設された仕切板を備えることにより、一次焼却室，二次焼却室，灰熔融室内のメンテナンス時等に粒子層の粒子が掻きだされるのを防止でき、メンテナンス性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図
【図２】（ａ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの空気供給部の要部断面側面図
（ｂ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの他の形状の空気供給部の要部断面側面図
【図３】（ａ）実施の形態１における灰熔融式焼却システムの熱交換器の要部断面側面図
（ｂ）熱交換器の上端部を示す要部断面側面図
（ｃ）熱交換器の下端部を示す要部断面側面図
【図４】実施の形態２における灰熔融式焼却システムの要部断面全体側面図
【符号の説明】
１，３０ 灰熔融式焼却システム
２ 一次焼却室
２ａ 傾斜床
３ 二次焼却室
４ 灰熔融室
４ａ 下流側端部
５ 床
６ 熔融バーナ
６ａ 炎口
７ 冷却室
７ａ 水槽部
７ｂ 冷却水
８ 粒子層
９ａ，９ｂ 空気供給部
１０ａ，１０ｂ 送風機
１１ 仕切板
１２ プッシャー
１３ 水冷壁
１３ａ 炉壁部
１３ｂ 水
１４ 投入口
１５ａ，１５ｂ 周壁
１６ バーナ用空気供給部
１７ 熱交換器接続部
１８ 熱交換器
１８ａ バッファ
１９ 送風機
２０ 排出部
２１ａ 排熱回収器
２１ｂ 集塵機
２１ｃ 煙突
２２ 給送機
２３ 洗浄兼用スクリューコンベヤ
２３ａ スラグ排出口
２３ｂ 洗浄水供給部
２４ ポンプ
２５ 床桟
２６，２６′ａ 空気管
２６′ 空気箱
２６ａ，２６′ｂ 空気噴出孔
２７ 熱交換室
２８ 係止部
２９ 伝熱管
３１ 熔融剤投入口
Claims (6)
- 上流側から下流側へ向けて傾斜した傾斜床を有した一次焼却室と、前記一次焼却室と連通した二次焼却室と、前記二次焼却室に連接した灰熔融室と、炎口を前記灰熔融室に向けて配設された熔融バーナと、前記灰熔融室の下流側端部の下方に配置された冷却室と、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の床に敷設された粒子層と、前記一次焼却室，前記二次焼却室，前記灰熔融室の前記粒子層内に埋設された空気供給部と、前記空気供給部に接続された送風機と、前記一次焼却室の上流側に連接された投入口と、前記灰熔融室に形成されたバーナ用空気供給部と、前記二次焼却室と前記バーナ用空気供給部を連通した熱交換器と、を備えていることを特徴とする灰熔融式焼却システム。
- 前記空気供給部が、前記一次焼却室の前記傾斜床，前記二次焼却室及び前記灰熔融室の前記床の上面に所定間隔で立設された複数の床桟と、各前記床桟の間に配設され前記送風機に接続された空気管と、前記空気管の前記傾斜床又は前記床側の周壁に穿設された空気噴出孔と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の灰熔融式焼却システム。
- 前記熱交換器が、前記二次焼却室に連通した熱交換室と、前記熱交換室に形成された係止部と、前記係止部に係止されて所定間隔で前記熱交換室に遊挿され一端が前記バーナ用空気供給部に遊挿された１乃至複数の伝熱管と、前記伝熱管の上流側に接続された送風機と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２の内いずれか１項に記載の灰熔融式焼却システム。
- 前記二次焼却室，前記灰熔融室，前記冷却室の内いずれか１以上に接続された集塵機と、前記集塵機と前記一次焼却室を接続して配設された給送機と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の灰熔融式焼却システム。
- 少なくとも前記一次焼却室の周壁が、空洞状の炉壁部と、前記炉壁部の空洞部に充填された水と、を有した水冷壁で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の灰熔融式焼却システム。
- 前記一次焼却室の上流側に連接された熔融剤投入口、前記一次焼却室の上流側に配設されたプッシャー、前記粒子層の上面に配設された仕切板、の内いずれか１以上を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の灰熔融式焼却システム。
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