JPH0523940Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、都市ごみ、産業廃棄物などの固形廃
棄物の焼却残渣（焼却灰）を、火床上に移送させ
つつ、その焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼させて溶
融処理する灰溶融炉に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の灰溶融炉としては、焼却灰の燃
焼・溶融に際し、火床上の焼却灰（以下必要に応
じて単に「灰」という）をプツシヤーで押したり
攪拌したりして、焼却灰の燃焼・溶融量の制御及
び焼却灰の架橋防止、強制排出を行うものが知ら
れている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、上記灰溶融炉においては、プツシヤー
を用いているものの、溶融スラグ（溶けた灰＝溶
湯）は、未溶融灰が妨げとなることに原因して、
比較的流れ出し難くかつた。そのため、溶融スラ
グが滞留して炉床即ち火床上で固着する事態を招
いたり、溶融スラグと未溶融灰とが共流れして、
溶融スラグが炉床や炉壁に付着固化し、架橋を形
成して炉の閉塞障害を生ぜしめる危険があつた。
また、溶融スラグが未溶融灰と混在して火床に沿
つて流れるために、灰層への通気抵抗が増し、燃
焼効率及び溶融化効率が低下して、十分な溶融処
理ができない場合があつた。

本考案の目的は、溶融スラグの流れを良くする
ことで、未溶融灰と溶融スラグ（溶湯）の混在を
防ぐと共に、火床上での溶融スラグの固着化を防
ぎ、安定した燃焼溶融を行える灰溶融炉を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、主燃焼炉から排出される焼却灰を傾
斜した火床板上流側から下流側に沿つて移送させ
つつ、上記焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼させてこ
れを溶融処理する灰溶融炉において、上記火床板
上流側に、焼却灰を下流側に移送するための大プ
ツシヤーを突出自在に設けると共に、該大プツシ
ヤー内に、その先端部よりさらに下流側に突出自
在な細径の小プツシヤーを備えたことを特徴とす
るものである。

［作用］ 小プツシヤーは、火床板上に沿つて移送されな
がら溶融処理される焼却灰中に、移送方向上流側
から下流側に挿抜され、溶融処理される焼却灰と
上記火床との間に、焼却灰から生じる溶湯を上記
移送方向に案内する湯道を形成する。この湯道に
より溶湯の流れが良くなり、溶湯と未溶融灰が混
在して流れるのが防止されると共に、火床板上で
の溶湯の固化が防止される。従つて、安定で容易
な操業が可能となる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示すシステムは、都市ごみなどの固形
廃棄物を焼却処理する回転キルン式の主燃焼炉１
と、該主燃焼炉１の端部に連設されており、主燃
焼炉１から排出される未燃焼炭素を含んだ焼却残
渣（焼却灰）８を火床上に移送させつつ燃焼さ
せ、その熱で焼却灰８を溶融スラグ１０にする後
燃焼灰溶融炉２から構成されている。

灰溶融炉２は耐火断熱材で覆つた炉体３を備え
ており、該炉体内部には下方に傾斜する通路４が
形成されている。炉体３の上部には、主燃焼炉１
からの灰を受け入れる導入口としてのホツパ３ａ
が形成してあり、該ホツパは通路４の上流側上部
４ａと連通している。また、炉体３の下端はスラ
グ排出通路１１と接続され、スラグ冷却水槽へと
続いている。

炉体３の通路４内には、傾斜した火床を形成す
るセラミツクス製の平坦な火床板５を配設すると
共に、その火床板５を高温加熱するため、火床板
５と炉体３の内部底面との間には、棒状の炭化珪
素発熱体から成る多数の高温電気ヒータ６を配設
している。また、炉体３の側壁には、通路４の両
側面より高温の燃焼空気を噴出させて焼却灰８中
の未燃炭素を燃焼させるため、火床板５に沿つて
所定間隔で多数の空気ノズル９を配設してある。

電気ヒータ６は火床板５を加熱して、焼却灰８
の燃焼を促進するとともに、炉体３内での溶融ス
ラグ即ち溶湯１０の固着を防ぐものであり、火床
板５の温度は数区画に分けて制御される。この実
施例では、予熱帯５ａ、燃焼帯５ｂ、溶融帯５ｃ
及び排出口（湯口）５ｄの４区画に分け、第１区
画（予熱帯）は900℃、第２区画（燃焼帯）は
1100℃、第３区画（溶融帯）は1300℃、第４区画
（湯口）は1350℃となるよう、電気ヒータ６をグ
ループ分けして制御する。このように、予熱帯、
燃焼帯、溶融帯及び湯口に分けて温度制御するこ
とによつて、燃焼、溶融の適切な制御と、加熱電
力の節減が図れる。また、燃焼用空気も、これに
対応して空気ノズル９を数区画に分け、各区画毎
のブロワー（図示せず）の供給圧を変えることに
より、空気流量を予熱帯５ａでは20％、燃焼帯５
ｂでは60％、溶融帯５ｃでは20％の吹き込み量と
して制御し、灰８の燃焼・溶融を効率的に行う。

一方、炉体３の上流側の端壁には、主として予
熱帯５ａ及び燃焼帯５ｂにおける焼却灰８の攪
拌・移送を行う大プツシヤー１２と、主として溶
融帯５ｃにおける焼却灰８中に湯道となる穴を空
けるための細長い小プツシヤー１３とが設けてあ
り、それらの後端は、駆動手段たる油圧シリンダ
ー（図示せず）と連結されている。小プツシヤー
１３は、火床板５上を移送されながら溶融処理さ
れる焼却灰８中に、その移送方向上流側から下流
側に挿抜自在に設けられ、溶融処理される焼却灰
８と火床板５との間に、焼却灰８から生じる溶湯
を上記移送方向に案内する湯道を形成するもので
ある。

この実施例では、小プツシヤー１３は、その油
圧シリンダーと共に大プツシヤー１２内に収容
し、大プツシヤー１２の先端面より突出後退動作
可能としている。そして、大プツシヤー１２に対
し相対的に最も後退した位置では、小プツシヤー
１３は、その先端面が大プツシヤー１２の先端面
の一部を形成するようにしてある。

小プツシヤー１３は、これを挿抜動作させたと
き、湯道として最も効果的な穴が焼却灰８に形成
されるように設ける。即ち、まず、小プツシヤー
１３は火床板５の中央を挿抜動作するように配設
する。次に、小プツシヤー１３は火床板５の直上
部を挿抜動作するように配設する。小プツシヤー
１３を火床板５から浮かせる理由は、火床板５上
に湯の永久層を残し、火床板５の保護膜を作るた
めである。しかし、あまり小プツシヤー１３を火
床板５から離しすぎると、火床板５と焼却灰との
間に空けられる穴が湯道として機能しなくなるの
で、適度な間隔としてなければならない。

第１図の実施例では、焼却灰８中に挿抜する小
プツシヤー１３の高さ位置を火床板５の直上部に
近づける目的で、大プツシヤー１２の軸中心線よ
り下方にずらせて配置すると共に、先端には更に
火床板５に近づけた先細状の先端部１３ａを形成
している。他方、この小プツシヤー１３は、火床
板５に対接しながら挿抜動作するのではなく、火
床板５上に所定間隙を隔てて挿抜動作するように
定めている。この所定間隙は、第１図の実施例の
場合、30〜50mmの間隙とするのが良好であつた。
このときの小プツシヤー１３の径は50〜100mm程
度としたが、湯道を確保するには細い方が好まし
いことが分つた。

大プツシヤー１２及び小プツシヤー１３には、
その突出し速度及び位置を検出する目的でエンコ
ーダ１４が付設してある。エンコーダ１４からの
出力パルスは、コンピユータ（CPU）を内蔵し
たプレツシヤーコントローラ１５に入力され、こ
のコントローラ１５により、大小２つのプツシヤ
ー１２，１３が連係して制御される。

さて、都市ごみなどの固形廃棄物７は、投入口
から主燃焼炉１に供給され、そこで助燃バーナで
着火され、以後燃焼空気によつて自燃し、その焼
却灰８は、ホツパー部３ａから灰溶融炉２に導入
される。その際、焼却灰８中には未燃炭素が残留
するが、特にその量が７〜25重量％好ましくは10
〜20重量％の範囲に残留するように、主燃焼炉１
内での燃焼を制御する。具体的には、ごみの投入
量、燃焼用空気量及びストーカ式炉ではストーカ
の送り速度、回転キルン式炉では、回転速度など
を調節することで残存させることができる。

未燃炭素を含んだ焼却灰８は、ホツパー部３ａ
を通つて溶融炉２内の火床板５に積層し、空気ノ
ズル９から吹き出す高温の燃焼空気によつて未燃
炭素が燃焼し、その時発生する熱によつて加熱さ
れ、溶融スラグ即ち溶湯１０となつて火床板５上
を湯口５ｄへと流れる。この間の焼却灰８の燃
焼、溶融の促進のため、火床板５の温度は、既に
述べたように、通常は予熱体５ａで900℃、燃焼
帯５ｂで1100℃、溶融帯５ｃで1300℃に保たれ、
更に湯口５ｄでは若干高めの1350℃に制御され
て、炉内での溶湯の固着化が防止される。また燃
焼用空気も、予熱帯５ａで20％、燃焼帯５ｂで60
％、溶融帯５ｃで20％に制御され、焼却灰８の燃
焼・溶融が効率的に行われる。こうして火床板５
上を流れて湯口５ｄから出た溶融スラグ即ち溶湯
１０は、スラグ排出通路１１を経てスラグ冷却水
槽（図示せず）に落ち、そこで冷却固化される。

一方、燃焼排ガスは溶融スラグ１０が流れるの
と同方向にブロワー（図示せず）により吸引さ
れ、火床板５の湯口５ｄの冷却を防止しつつ煙道
１６より排出される。

大プツシヤー１２及び小プツシヤー１３は連係
動作により焼却灰８の攪拌・移送を行い、以つて
焼却灰８の燃焼・溶融制御に寄与すると共に、焼
却灰８の架橋防止、溶融不適物の強制排出を行
う。このとき、送り出した大プツシヤー１２が規
定ストローク長に達する前において停止した場合
には、通路４内にクリンカ（固着スラグ）が発生
したと考えられる。また、大プツシヤー１２の送
り出し速度が規定速度より遅れた場合には、通路
４内にスラグ固着の徴候即ちクリンカが発生しつ
つあると考えられる。

そこで、コントローラ１５は、大プツシヤー１
２の送り出しに際し、エンコーダ１４から発生さ
れる単位時間当りの出力パルス数（送り出し速
度）が所定値を下まわるかどうかを監視し、所定
値を下まわる場合には、スラグ固着の徴候がある
と判断する。また、エンコーダ１４から発生され
る単位時間当りの出力パルス数がゼロ、即ち大プ
ツシヤー１２ａが停止した場合には、大プツシヤ
ー１２ａが原位置から停止するまでの間にエンコ
ーダ１４から発生された出力パルス数の積算値を
予め定めた設定値と比較し、積算値がまだ設定値
に達していなければ、クリンカの発生が原因して
停止したと判断する。そして、コントローラ１５
は、このようなクリンカを検出したときは、クリ
ンカ発生部分の電気ヒータ６の通電を強めると共
に、大プツシヤー１２、小プツシヤー１３のコン
ビネーシヨン動作により、固着スラグの剥離、排
出を行う。

一方、溶融スラグ（溶湯）は未溶融灰が妨げと
なつて流れ出し難くいことが多く、溶融スラグが
滞留して火床板５上での固着を招いたり、未溶融
灰との伴流れを起したり、未溶融灰との混在によ
つて焼却灰層への通気抵抗を増大させ、焼却灰の
燃焼を阻害する。そこでコントローラ１５は、特
に溶融帯５ｃの領域に於ては、小プツシヤー１３
の油圧シリンダを作動させて、小プツシヤー１３
を火床板５の中央の直上部を挿抜させる。これに
より火床板５と焼却灰８との間に湯道となる穴を
空け、この湯道により溶湯の流れを良くする。

第１図の灰溶融炉においては、平坦な火床板５
の中央をスライドする小プツシヤー１３を設けた
だけであつたが、これと平行に更に適数個の小プ
ツシヤー１３を配置することができる。また、小
プツシヤー１３を大プツシヤー１２内に配置する
かどうか、更には、大プツシヤー１２と一体的に
移動させる形態とするかどうかも自由である。要
は、火床板５の直上部をスライド可能として、湯
道となる穴を形成できればよい。従つて、小プツ
シヤー１３を既に火床板５に対し上記間隙を残し
て近づけてある場合には、小プツシヤー１３の上
述した先端部１３ａを特に形成する必要はない。

第２図は、火床を第３図に示す断面Ｖ字状の火
床板１７を連ねることにより形成し、この火床上
に焼却灰８に対し、小プツシヤー１３を挿抜させ
るようにした実施例を示す。この実施例では火床
板１７が断面Ｖ字状に形成されているため、溶湯
は火床板１７上のＶ字状の谷部に向つて流れ、谷
部に集められる。小プツシヤー１３は、第３図に
示すように、この火床板１７の中央の直上部、即
ち谷部に沿つて挿抜動作し、谷部に集められた溶
湯の湯道を作るように位置される。但し、この小
プツシヤー１３の挿抜動作する軌跡は、灰の流下
方向に沿つた炉の縦断面（第２図）で見た場合に
は、一連の火床板１７の各下流端を結ぶ包絡線に
沿つたものとなる。

この第２図及び第３図に示す実施例の利点は、
火床板１７のＶ字状の谷部に沿つて溶湯が流れる
ため、小プツシヤー１３はこの谷部に１つのみ設
ければ十分となる点である。但し、この場合で
も、火床板１７上に溶湯の永久層を残すため、小
プツシヤー１３は火床板１７の各下流端から適当
距離だけ上方位置をスライドしなければならな
い。

［考案の効果］ 以上のように、本考案の灰溶融炉では、焼却灰
中にその移送方向上流側から下流側に小プツシヤ
ーが挿抜され、焼却灰と火床との間に、上記移送
方向に溶湯を案内する湯道が形成され、溶湯の流
れが良くなる。この結果、溶湯と未溶融灰との混
在が防止され、焼却灰層の通気抵抗が減少して燃
焼が良くなる。また未溶融灰との伴流れが防止さ
れ、火床上での溶融の滞留による固着がなくな
る。従つて、焼却灰の完全且つ安定した燃焼溶融
が行われ、操業が安定且つ容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は主燃焼炉に連設された本考案の灰溶融
炉の実施例を示す断面図、第２図は他の実施例を
示す断面図、第３図はその火床板の部分を示す断
面図である。 図中、１は主燃焼炉、２は灰溶融炉、３は炉
体、５及び１７は火床板、６は電気ヒータ、８は
焼却灰、９は空気ノズル、１０は溶湯、１２は大
プツシヤー、１３は小プツシヤー、１４はエンコ
ーダ、１５はプツシヤーコントローラを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主燃焼炉から排出される焼却灰を傾斜した火床
   板上流側から下流側に沿つて移送させつつ、上記
   焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼させてこれを溶融処
   理する灰溶融炉において、上記火床板上流側に、
   焼却灰を下流側に移送するための大プツシヤーを
   突出自在に設けると共に、該大プツシヤー内に、
   その先端部よりさらに下流側に突出自在な細径の
   小プツシヤーを備えたことを特徴とする灰溶融
   炉。