JPH0346723B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焼却炉から排出される焼却残渣を溶
融処理する焼却残渣の処理装置に係り、特に溶融
炉内に焼却残渣の予熱部、燃焼部及び溶融部を形
成してきめ細かな燃焼溶融制御を可能とし、もつ
て燃料等を減らしてランニングコストを大幅に削
減できると共に溶融スラグの付着固化を防止して
安定した操業を行なうことができる焼却残渣処理
装置に関する。

一般に、都市ごみ、産業廃棄物等は焼却処理さ
れるが、排出される焼却残渣は通常埋立処分され
ている。

ところで、この埋立処分においては、埋立地の
確保や浸水活水化対策等の点より大きな社会問題
が発生している。

そこで、最近にあつては、これらの問題点を一
挙に解決して無公害化できる焼却残渣の溶融固化
処理方法が開発されるに至つている。

この処理方法を第１図に基づいて説明すると、
１はストーカ式炉、回転キルン式炉などの焼却炉
であり、この中で都市ごみ等の廃棄物Ｍが燃焼用
空気２により焼却処理される。

排出された焼却残渣Ｎは焼却残渣処理装置３の
溶融炉４内へ導入され、これに残留する未燃炭素
を溶融炉入口にて供給する燃焼用空気５で燃焼し
て、この燃焼熱でもつて燃却灰を加熱溶融する。
この溶融スラグ６は炉床７を斜め下方へ流化しつ
つ排出端８から所定形状の塊となつてこの下方に
位置されたスラグ冷却水槽９内に順次落下し、冷
却処理されて塊状の固形物が生成されることにな
る。

ところで、この種従来例にあつては溶融炉入口
にて燃焼用空気５を供給して未燃炭素を燃焼する
こととしているため、炉床７を流れる溶融スラグ
６に充分な熱量が供給されず、このスラグが炉床
７は炉壁に付着固化して炉内を閉塞する問題があ
つた。このため、付着固化したスラグを除去する
ために操業の中断を余儀なくされ、またこの除去
作業においても多大な時間と、労力とを必要とし
なければならなかつた。

このため、空気に代えて酸素を供給することに
より、燃焼温度を高めて溶融スラグの固化を防止
する試みもなされてはいるが、この場合には酸素
発生装置の消費電力が大きく、且つこの取扱いも
容易ではなかつた。

一方、上記従来例の他に、焼却残渣表面に、油
バーナによる火炎を直接照射して溶融させたり、
或いは焼却残渣や溶融スラグ中に電極を挿入して
ジユール熱によりこれを溶融することも行なわれ
てはいるが、油バーナによる方法は表面部たる溶
融高温部が露出しているため放射熱による熱損失
が大きく、更に溶融スラグの熱伝導率が悪いこと
から必然的に油の消費量が増大し、ランニングコ
ストが上昇していた。また、ジユール熱による方
法は残渣中の未燃炭素を燃料として使用できない
ので電力消費量が増大し、実用には適していな
い。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解決すべく創案されたものである。

本発明の目的は、溶融炉内に、この中を流下移
動する焼却残渣の移動層を予熱するための予熱部
形成手段と、予熱された残渣を燃焼するための燃
焼部を形成する燃焼部形成手段と、発生した燃焼
灰を溶融化するための溶融部を形成する溶融部形
成手段とをそれぞれ移動層の流れ方向に沿つて順
次形成してきめ細かな燃焼溶融制御を行うように
し、もつて溶融スラグの付着固化を防止して連続
運転がなし得ると共に燃焼効率を向上させてラン
ニングコストを大幅に引下げることができる焼却
残渣処理装置を提供するにある。

以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

まず、第２図は本発明に係る処理装置を示す縦
断面図である。

図示する如く焼却残渣処理装置は、焼却炉から
排出される焼却残渣を溶融処理すべく焼却残渣Ｎ
の移動層１０を形成するための溶融炉１１を有し
ている。この溶融炉１１はその外殻が耐火レンガ
等により構成れたほぼ筒体状のケーシング１２と
して形成され、その上部一端には、焼却炉１の残
渣排出口に連結させるべく上方に拡開されたホツ
パーすなわち焼却残渣導入口１３が形成されてい
る（第１図参照）。

この溶融炉１１は、この中に移送される焼却残
渣乃至溶融スラグの移送方向に沿つて所定の角度
で下方に傾斜され、この中の移動層１０が自重で
もつて流下し得るようになつている。この溶融炉
１１の底部には炉底板１４より所定間隔だけ上方
に位置させて、炉の傾斜方向に沿つて設けた火床
板１５が取り付けられており、炉床１６を構成し
ている。

この火床板１５は例えば耐熱性を備えたセラミ
ツクスなどにより平板状に成型され、溶融スラグ
の流れを良好にしている。そして、溶融炉１１の
傾斜方向上方の一側壁にはシリンダ機構などに連
結されたプツシヤー１７が火床板１５の長手方向
に沿つて往復移動自在に設けられており、移動層
１１の移動速度を制御できるように構成されてい
る。

また、溶融炉１１の傾斜方向下端に形成された
スラグ排出口１８には、生成された溶融スラグを
排出すべく鉛直方向に延出された溶融スラグ排出
通路１９が連結されると共に、この通路の下端部
には塊状になつて落下してくる溶融スラグ２０を
冷却固化するためのスラグ冷却水槽９が設けられ
ている（第１図参照）。また、上記排出通路１９
の途中にはこれより分岐させてやや上方に傾斜さ
れた煙道２１が設けられており、燃焼排ガスをブ
ロワー２２により吸引しつつ排ガス冷却器２３に
て冷却して大気中へ放出するようになつている。

そして、このように構成された溶融炉１１内に
本発明の特長とする予熱部形成手段２４と、燃焼
部形成手段２５と、溶融部形成手段２６とが移動
層１０の流れ方向に沿つて順次設けられている。

具体的には、これら各手段は火床板１５の下部
にその長手方向に沿つて配列させて設けた多数の
発熱体２７…と、燃焼用空気供給手段２８との組
み合せにより構成されている。第３図は第２図中
Ａ部を示す拡大斜視図である。

図示するごとく上記発熱体２７は高温度を必要
とされるため例えば炭化珪素等を棒状に成型した
ものより成り、これに配線を介して電流を通ずる
ことにより金属発熱体（ニクロム線など）では得
られない高温度が得られ、火床板上の移動層１０
を加熱することになる。各発熱体２７は炉床の傾
斜方向上方より残渣の移動方向に沿つて所定の数
量（図示例にあつては４基）ずつ４グループ化さ
れており、上方より傾斜方向下方に向けて予熱部
発熱体群２９、燃焼部発熱体群３０、溶融部発熱
体群３１及び湯口発熱体群３２として構成されて
いる。各発熱体の配線３３は発熱体制御器３４に
接続さており各群毎にその温度を調整し得るよう
になつている。

そして、各発熱体２７はこれより所定間隔だけ
隔てて断面半円形状の発熱体ケース３５により被
われて保護されていると共に、この保護ケース３
５はその上端部を火床板１５の下側面に取付け
て、一体的に固定されている。ケース内の発熱体
の劣化を防止するためにはケース内を密閉空間構
造とし、これに窒素等の不活性ガスを封入するの
がよい。

また、上記燃焼用空気供給手段２８は、炉側壁
に相対向させてその傾斜方向に沿つて所定間隔を
隔てて穿設された燃焼用空気吹き込み口３６と、
途中に開閉弁３７が介設されて、これら各吹き込
み口に連結される燃焼用空気供給管３８とにより
構成されており、炉床１６を横切る如く移動層の
側部からこれに空気を吹き込むようになつてい
る。そして、各燃焼用空気吹き込み口３６及びこ
れに連結される各燃焼用空気供給管３８は上記発
熱体群に対応させるべく残渣の移動方向に沿つて
所定の数量（図示例にあつては４基）ずつ３グル
ープ化されており、上方より傾斜方向下方に向け
て予熱部燃焼用空気供給群３９、燃焼部燃焼用空
気供給群４０及び溶融部燃焼用空気供給群４１と
して構成されている。尚、湯口発熱体群３２に対
応する部分には設けてない。

各空気供給管３８は群毎にまとめられて、ブロ
ワー４２に接続され、燃焼用空気制御器４３によ
り各群毎に空気供給量を制御し得るようになつて
いる。尚、図示例のように供給管を群毎にまとめ
るのでなく、これら全て一本の主供給管にまとめ
て途中に介設される開閉弁３７の開度を群毎に変
えて供給空気量を群毎に制御するようにしてもよ
い。

そして、上記、予熱部燃焼用空気供給群３９と
予熱部発熱体群２９とにより前記予熱部形成手段
２４を構成し、これにより移動層を予熱するため
の予熱部４４が形成される。また、上記燃焼部燃
焼用空気供給群４０と燃焼部発熱体群３０とによ
り前記燃焼部形成手段２５を構成し、これにより
残渣中の未燃炭素を燃焼するための燃焼部４５が
形成される。更に、上記溶融部燃焼用空気供給群
４１と溶融部発熱体群３２とにより前記溶融部形
成手段２６を構成し、これにより残渣を溶融化す
るための溶融部４６が形成される。

従つて、炉床１６の傾斜方向下方に向かつてそ
の上方より予熱部４４、燃焼部４５及び溶融部４
６が順次区画されることになり、それぞれの位置
に対応させて設けた発熱体群の発熱量及び空気供
給群の空気供給量を適宜増減することにより移動
層の加熱量が制御されることになる。

尚、上記実施例にあつては各部毎に空気供給手
段及び発熱体をともに設けたが、例えば予熱部の
ように余り熱量を必要としない部分においては空
気供給手段或いは発熱体のいずれか一方のみを設
けるようにしてもよい。

以上のように構成された本発明の作用について
述べる。

まず、第１図及び第２図に示す如く都市ごみ等
の産業廃棄物Ｍは投入口から燃焼炉１内へ供給さ
れ、この中で通常の燃焼がなされた後、発生した
焼却残渣は燃焼炉１の端部に連設した溶融炉１１
の焼却残渣導入口１３内へ供給される。焼却炉内
の燃焼に際しては、残渣中に未燃炭素が７〜25％
好ましくは10〜20％の範囲に残存するように燃焼
を制御する。

具体的にはごみの投入量、燃焼用空気量および
ストーカ式ではストーカの送り速度、回転キルン
式では回転速度などを調節することにより燃焼制
御を行なう。

第２図及び第３図に示す如く未燃炭素を含んだ
焼却残渣Ｎは溶融炉１１内の火床板１５上に積層
と、この上をプツシヤー１７で押されつつ或いは
自重により移動層１０となつて傾斜方向へ流下す
る。

一方、炉内においては、予熱部形成手段２４、
燃焼部形成手段２５及び溶融部形成手段２６によ
り移動層の流下方向に沿つて予熱部４４、燃焼部
４５及び溶融部４６が区画形成されている。具体
的には、予熱部温度：700〜1100℃、燃焼部温
度：900〜1300℃、溶融部温度：1100〜1600℃と
なるようにそれぞれ対応させて設けた予熱部発熱
体群２９、燃焼部発熱体群３０及び溶融部発熱体
群３１を加熱する。これらの加熱制御は発熱体制
御器３４により各発熱体群毎に電流量を変えるこ
とにより行なう。

これと共に、予熱部燃焼用空気供給群３９、燃
焼部燃焼用空気供給群４０及び溶融部燃焼用空気
供給群４１からはそれぞれ次の割合で燃焼用空気
が供給されている。

予熱部：10〜30％、燃焼部：20〜40％、溶融
部：40〜80％、これらの空気供給量の制御は、燃
焼用空気制御器４３によりブロワー４２の供給圧
を各群毎に変えて行なわれる。尚、燃焼用空気供
給管３８を共通にした場合には介設された開閉弁
３７の開度を各群毎に調整して空気流量を制御す
るようにしてもよい。

炉内を流下する移動層１０は、まず予熱部４４
にて所定の温度まで予熱され、次に燃焼部４５に
て燃焼用空気吹き込み口３６から移動層内へ吹き
出す多量の燃焼用空気によつて残渣中の未燃炭素
が燃焼し、燃焼しつつ移動層１０は溶融部４６へ
流下して発生する燃焼熱により燃焼灰が溶融化さ
れる。溶融化されたスラグは更に流下して出湯口
４７を通過した後、スラグ排出口１８より所定の
大きさの溶融スラグとなつて溶融スラグ排出通路
１９内を落下して行き、スラグ冷却水槽９内にて
冷却固化される。尚、上記出湯口４７に設けた湯
口発熱体群３２は溶融部発熱体群３１よりも高温
状態に維持されている。

そして、燃焼排ガスは溶融スラグが流出すると
同方向にブロワ２２により吸引され、出湯口４７
の冷却を防止しつつ煙道２１より排出される。

このように、炉側壁に沿つて設けた燃焼用空気
吹き込み口３６から並列的に且つ直接移動層中へ
燃焼用空気を供給するので残渣層の内部から燃焼
させることができ、且つ熱放射も少なく燃焼熱を
層内に保持して溶融化に有効に寄与させることが
できる。

また、各燃焼用空気供給群３９，４０，４１か
ら供給する空気吹き込み量を適宜変化させて、残
渣の流量に見合つた空気量を群毎に制御して供給
できるので燃焼効率が向上する。同様に、各発熱
体群２９，３０，３１の加熱温度を適宜変化させ
て、残渣の流量に見合つた加熱量を群毎に制御し
て供給できるので適正な加熱が行なえ、加熱電力
を無駄にすることがない。

従つて、燃焼用空気供給量と加熱量とを組合せ
て各群毎に制御することにより焼却残渣の燃焼、
溶融量の制御が容易になり、負荷に見合つたきめ
細かな制御が可能となる。

また、特に溶融部発熱体群３１及び湯口発熱体
群３２の発熱量を多くし、この部分における炉
床、炉壁の温度をスラグ融点以上に保持するので
スラグの溶融状態が安定に保持され、これが炉床
や炉壁に付着固化することがなく安定した操業を
行なうことができる。

尚、上記実施例にあつては、炉床（火床板）を
一枚の一体成型されたセラミツクスにより構成し
たが、これに限定されることなく第４図に示すよ
うにしてもよい。

すなわち短冊状に分割成型したセラミツクス製
の火床板４８を多数傾斜方向に沿つて布設すると
共に傾斜方向下方に相隣接する火床板同士の端部
を、上下に所定の間隙を隔てて重ね合わせて取付
け、全体として炉床４９を形成するようにする。

そして、各火床板４８の下部に前記実施例と同
様な発熱体２７及び発熱体保護ケース３５を取付
けると共に、各火床板４８の下部に仕切壁５０を
設けて炉床４９の下部空間部を区画分割し、多数
の風箱５１を形成する。そして、この風箱５１内
に燃焼用空気供給管３８を挿通させて燃焼用空気
供給手段２８を構成する。すなわち、この風箱５
１内に供給された燃焼用空気は火床板端部の重ね
合せ部に形成した間隙（燃焼用空気吹き込み口）
５２から矢印に示す如く吹き込まれ、移動層の底
部からこの層内に供給されることになる。

そして、これら燃焼用空気供給手段２８及び上
記発熱体２７も前記実施例同様に予熱部、燃焼部
及び溶融部に対応してグループ化され、それぞれ
きめ細かな燃焼、溶融制御がなされることにな
る。

以上述べた実施例においては、火床板下部より
移動層を加熱することとしたが、これに限らず発
熱体での加熱は側部または上部などの炉壁を介し
てもよく、またはこれを保護ケース内に挿入して
炉内に設けるようにしてもよい。

また、燃焼用空気の供給方式は火床板の間隙部
（スリツト）から供給する方法と、炉側壁から供
給する方法とを組合せた方式としてもよい。

尚、本溶融炉は焼却炉に連設されることが熱的
には望ましいが、単独で設置するようにしてもよ
い。

以上要するに、本発明によれば次のような優れ
た効果を発揮することができる。

(1) 炉床、炉壁へ溶融スラグが付着固化すること
を防止できるので、閉塞障害をなくし、安定し
た操業ができる。

(2) 炉内温度を予熱部、燃焼部、溶融部に分割制
御するので燃焼、溶融量のきめ細かな制御がな
し得る。

(3) 燃焼、溶融を灰層で保温しつつ灰層内部で行
なうので外部への熱放射乃至熱損失がなく、上
記２項の理由と相俟つて燃焼効率を可及的に向
上させることができる。

(4) 従つて、補助燃料の使用量も少なくし得、ま
た燃焼用気体として酸素を使用することなく、
空気を使用することができ、ランニングコスト
を大幅に引下げることができる。

(5) また、酸素を使用する必要がないことから、
酸素発生のための電力費をなくし、且つこれに
必要な装置類をは全て排除することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼却炉に連設された従来の焼却残渣処
理装置を示す縦断面図、第２図は本発明の好適一
実施例を示す縦断面図、第３図は第２図中Ａ部拡
大斜視図、第４図は本発明の他の実施例を示す要
部拡大斜視図である。 尚、図中、１は焼却炉、１０は移動層、１１は
溶融炉、２０は溶融スラグ、２４は予熱部形成手
段、２５は燃焼部形成手段、２６は溶融部形成手
段、４４は予熱部、４５は燃焼部、４６は溶融
部、Ｎは焼却残渣である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼却炉から排出される焼却残渣を、これに含
   まれる未燃炭素を燃焼させて溶融スラグとして得
   る焼却残渣処理装置において、上記排出される焼
   却残渣を溶融処理すべく焼却残渣の移動層を形成
   する溶融炉と、該溶融炉内に移送される焼却残渣
   の移動層を所定の温度に予熱するための予熱部を
   形成する予熱部形成手段と、該予熱部形成手段に
   より予熱された移動層の焼却残渣に含まれる未燃
   炭素を燃焼させるための燃焼部を形成する燃焼部
   形成手段と、該燃焼部形成手段より生成された燃
   焼灰を溶融化して溶融スラグを得るための溶融部
   を形成する溶融部形成手段とを備えたことを特徴
   とする焼却残渣処理装置。