JPH0378523B2 - - 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、特に焼却
残渣の供給および燃焼溶融量の制御を可能とする
と共に、炉の閉塞を防止して安定操業を行なうこ
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り口にて
供給する燃焼用空気５で燃焼して、この燃焼熱で
もつて焼却灰を加熱溶融する。この溶融スラグ６
は炉床７を斜め下方へ流下しつ排出端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、燃焼効率を向上させるには適切な燃
焼、溶融量の制御を行なうことが要請されるが、
この種従来例にあつては、残渣乃至溶融スラグの
自重によりこれらが傾斜した炉床７を流下するよ
うな構造とされているため、適切な燃焼、溶融量
の制御が困難であるばかりでなく、溶融スラグが
炉壁等に付着固化して架橋を形成し、閉塞障害を
生ずる場合があつた。

また、炉内に灰押し機構を備えたものも知られ
てはいるが、この操作は単に灰の排出のみを目的
とするものであり、燃焼溶融量を制御するもので
はない。更には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、上記架橋の形成を助長
する問題があつた。

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、上記実施例の他に、焼焼残渣の表面に、
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、上記した問題点の中で特に燃焼、溶
融量の制御困難性に着目し、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、排出される焼却残渣が流下し
て移動層を形成するための炉床を有する溶融炉
と、上記焼却残渣の移動層中に開口した空気吹き
込み口を有する燃焼用空気供給手段と、溶融炉に
移送される焼却残渣の移動層の移動速度を変える
ための移動層移送手段とを備えて、燃焼用空気を
移動層中に供給して焼却残渣に含まれる未燃炭素
を燃焼させ、焼却残渣の内部から燃焼するように
し、すべての焼却残渣を溶融して溶融処理すると
共に、移動層移送手段の作動間隔、作動速度等を
変えて移送量を変化するようにし、もつて燃焼、
溶融量の制御を可能とすると共に、架橋による炉
の閉塞障害を防止す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図は本発明の第１実施例を示す縦断
面図、第３図は第２図中Ａ部拡大斜視図である。

図示する如く焼却残渣処理装置は、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
等により構成さ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）。このケーシング１２は、こ
の中に移送される焼却残渣乃至溶融スラグの移送
方向に沿つて適宜角度で下方に傾斜され、後述す
る如く移動層１０の移送を容易ならしめている。
ケーシング１２の底部にはケーシング底壁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、溶融スラグ等の流れを良好にし
ている。

そして、火床板１５の下部には、この上側面を
流下する移動層１０を加熱するための加熱手段１
７が設けられると共にケーシング側壁乃至炉側壁
１８には移動層中に燃焼用空気を供給するための
燃焼用空気供給手段１９が設けられている。

上記加熱手段１７は、火床板１５の下部に幅方
向に位置させて火床板の長手方向に沿つて所定間
隔を隔てて配列された多数の発熱体２０…と、各
発熱体２０より所定間隔を隔ててこれを被う断面
半円形状の発熱体保護ケース２１とにより構成さ
れている。上記発熱体２０は、高温度の出力を必
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４５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。上記配線４５は図示
されない温度制御器に接続され温度制御されるこ
とになるが、複数の配線を用いて各発熱体の温度
をそれぞれの位置する部分に対応させて制御する
ようにしてもよい。

尚、ケース内の発熱体２０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１９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
隔てて穿設した燃焼用空気吹き込み口２２と、途
中に開閉弁２３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２４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
からこれに高温加熱空気を吹き込むようになつて
いる。尚、各開閉弁２３は図示されない燃焼用空
気制御器によりその開度が個々に制御され、移動
層中に必要とされる空気量を供給できるようにな
つている。

また、ケーシング１２の傾斜方向下端部には炉
内で溶融したスラグを排出するためのスラグ排出
口２５が形成されると共にこの排出口２５には鉛
直方向に延出された溶融スラグ排出通路２６が連
結され、所定塊状になつて落下する溶融スラグ２
７をスラグ冷却水槽９内で冷却固化し得るように
なつている（第１図参照）。上記排出通路２６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２８が設けられており、燃焼排ガスをブロ
ワ２９により吸引しつつ排ガス冷却器３０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に本
発明の特長とする移動層移送手段３１が設けられ
ている。この移送手段３１は移動層１０の移動速
度を変えてこの移送量を制御するためのものであ
り、移動層押し出し部材３２と、これを炉内へ出
没させるためのピストン機構３３とにより構成さ
れている。

上記移動層押し出し部材３２は、例えば耐熱性
を有するセラミツクス等をその長さ及び幅が炉床
１６の長さ及び幅とほぼ同じ程度になるように矩
形状に成型してなり、ケーシング１２の傾斜方向
上方の側壁を貫通させて、炉床上に沿つて傾斜方
向へ摺動自在となるようにされ、先端残渣当接面
３４により残渣等を強制移送し得るようになつて
いる。

押し出し部材３２の基端部は上記ピストン機構
３３のピストンロツド３５にピンジヨイントで連
結され、押し出し部材３２を炉内へ出没させ得る
ようになつている。このピストン機構３３は図示
しない制御手段により、その作動距離すなわちピ
ストンロツド３５のストローク、作動間隔、作動
速度を任意に変化し得るように構成されており、
移動層の移動量を制御するようになつている。

尚、上記実施例にあつては、炉床１６を一枚の
セラミツクスで一体成型し、且つ燃焼用空気を炉
側壁から供給することとしたが、これに限定され
ず、例えば第４図に示す如く火床板３６をセラミ
ツクスなどにより短冊状に成型し、これらの端部
を重ね合わせつつこれらを炉の傾斜方向に相隣接
させて炉床を形成するようにしてもよい。そして
燃焼用空気を炉床の下部に形成した風箱３７及び
火床板３６の重ね合せ部に形成した空気吹き込み
口としてのスリツト３８を介して移動層１０の下
部よりこれに供給す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は投入口から焼却炉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
焼却残渣は焼却炉１の端部に連接した溶融炉１１
の焼却残渣導入口１３内へ供給される。上記焼却
炉内の燃焼に際しては、残渣中の未燃炭素が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
し、この積層した残渣は移動層移送手段３１の移
動層押し出し部材３２により押されつつ移動層１
０となつて傾斜方向へ流下する。

一方、燃焼用空気供給管１９内を移送される燃
焼用空気は燃焼用空気吹き込み口２２から移動層
中へ供給され、これにより未燃炭素が燃焼してこ
の時発生する熱により焼却灰が溶融されることに
なる。このように移動層の側部より並列的に且つ
直接移動層中へ空気を供給するので残渣の内部か
ら燃焼され、焼却残渣は、内奥部が溶けずに残る
ことなくすべて溶融されて溶融処理されることに
なる。また、焼却残渣の内部から燃焼されること
で、熱放射の少なく燃焼熱が移動層内に維持され
て焼却残渣の溶融化に有効に寄与されることにな
り、溶融スラグの溶融状態が保持され、炉床１
６、炉壁に溶融スラグが付着固化することを抑制
することができ、あるいは付着固化したスラグを
除去することができる。

この溶融スラグは、加熱手段１７の発熱体２０
により高温に、すなわち溶融スラグの融点以上に
加熱された火床板１５上を流れ或いは移動層押し
出し部材３２により押し流されて下端スラグ排出
口２５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２６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。

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２９により吸引され、火床板の出
湯口３９の冷却を防止しつつ煙道２８より排出さ
れることになる。このようにして、押し出し部材
３２は通常一定の速度で炉内を往復連続移動乃至
間欠移動したり、或いはストロークエンドまで押
し出し部材３２を移動させることなく途中まで押
し出してその後戻したりし、一定量ずつ燃焼及び
溶融がなされている。

ここで、例えば負荷変動等により炉内残渣の燃
焼量或いは溶融量を増加させる必要が生じた場合
にはピストン機構３３の作動距離、作動間隔或い
は作動速度を速める。これにより、ピストンロツ
ド３５がストロークエンドまで延出してこれに連
結される押し出し部材３２の作動距離を大きくし
たり、押し出し部材３２の作動間隔を短くした
り、或いはこの往復作動速度を速めたり又はこれ
らの複合操作により燃焼溶融量を増大させること
ができる。

また、燃焼溶融量を減少させるには上記したと
逆の操作を行なう。

このように、押し出し部材３２を炉内に摺動移
動させることにより、上述のごとき燃焼溶融量の
制御ができねばかりでなく、炉床１６、炉側壁１
８に付着固化したスラグを除去でき、架橋などの
発生も防止できる。更には、溶融しないで炉床１
６に残留するいわゆる溶融不適物の強制排出も行
なうことができ、安定操業が可能となる。

また、溶融スラグは未燃炭素が燃えつきた後で
あつても、融点以上に加熱された火床板１５から
常時熱量の供給を受けて溶融状態が保持されてい
るので炉床１６や炉壁に付着固化することを抑
制、あるいは付着固化したスラグを除去すること
ができ、溶融スラグの架橋による炉の閉塞障害を
防止することができる。

更には、発熱体２０を設けたことにより燃焼熱
以外の熱で焼却残渣を加熱することができるので
この燃焼が促進され、低負可運転時や残渣中の未
燃炭素が少ない場合にあつてもこれに対応するこ
とができる。

更にまた、焼却残渣に燃焼用空気を供給して残
渣を燃焼させるので、高価な装置等を設けること
なく、安価に焼却残渣の燃焼を行うことができ
る。

次に第５図に基づいて第２実施例について説明
する。

第１実施例と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。

この第２実施例は移動層移送手段４０としてい
わゆる移動床式のストーカ４１を採用したもので
ある。

このストーカ４１は、ケーシング１２の底部の
傾斜方向上下端に回転駆動自在に設けられた一対
のスプロケツト４２，４２間にチエーンローラ４
３を掛け渡し、このチエーンローラ４３、に短冊
状に成型したセラミツクス製の火床板４４を連続
的に連結することにより構成されている。

残渣の移動層１０は火床板４４の移動にともな
つて順次この炉内を傾斜方向下方に移送されるこ
とになる。

従つて、燃焼溶融量の制御を行なうには、移動
層移送手段４０としてのストーカ４１の作動速度
或いは作動間隔を変えることにより移動層１０の
移動速度を変え、これにより移動層１０の移送量
を制御して行なう。

尚、以上の実施例にあつては、移動層移送手段
は押し出し形式、移動床形式のものについて説明
したがこれに限定されることなく例えばコンベア
ー形式のものでもよい。

また、炉床等の下部に発熱体２０を設けて、移
動層を下部より加熱することとしたが、これに限
定されず、例えば側部または上部の炉壁を介して
これを行なつてもよいし、更には発熱体を保護ケ
ース内に挿入して炉内に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) 燃焼用空気供給手段により空気吹き込み口か
ら燃焼用空気を炉床により形成される移動層中
に供給すること及び移動層移送手段の作動間
隔、作動距離、作動速度を変えて移動層の移送
量を変えることにより、焼却残渣を安価にすべ
て溶融処理できると共に、移動層の移送量を制
御しこれにより残渣の燃焼溶融量を制御でき
る。

(2) 残渣を強制的に移送させることにより、これ
と燃焼用空気の接触が良好となり、上記１項記
載の理由と相俟つて燃焼効率を向上させること
ができる。

(3) 炉床、炉壁に溶融スラグが付着固化すること
を抑制、あるいは炉床、炉壁に付着固化した溶
融スラグを除去でき、これの架橋を防止でき
る。

(4) 溶融しない、いわゆる溶融不適物を強制的に
排出することができ、上記３項記載の理由と相
俟つて炉内の閉塞を防止して安定した操業を行
なうことができる。

【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図は本発明の第１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図は第１実施例の変形例を示す縦断
面図、第５図は本発明の第２実施例を示す縦断面
図である。 尚、図中１は焼却炉、１０は移動層、１１は溶
融炉、１６は炉床、１９は燃焼用空気供給手段、
２２は燃焼用空気吹き込み口、２４は燃焼用空気
供給管、３１，４０は移動層移送手段、３２は移
動層押し出し部材、３３はピストン機構、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
   却残渣が流下して移動層を形成するための炉床を
   有する溶融炉と、上記焼却残渣の移動層中に開口
   した空気吹き込み口を有する燃焼用空気供給手段
   と、上記炉床に沿つて設けられ、上記移動層の移
   送量を制御すべく上記移動層の移動速度を変える
   ための移動層移送手段とを備えたことを特徴とす
   る焼却残渣処理装置。