JPH053868Y2 - - 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）に空気を供給して焼却
灰中の未燃焼炭素を燃焼させ、この燃焼発生熱を
溶融熱源として焼却灰を溶融処理する灰溶融炉、
特にその炉床を形成する火床板の形状に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、この種の灰溶融炉の炉床としては、平板
から成る複数の火床板を焼却灰の移送方向に相隣
る火床板同士の端部を上下に重ねつつ一連に布設
し、以つて、全体として傾斜した階段状の炉床を
形成したものが知られている。この複数の火床板
を階段状に重ねた炉床においては各火床板の重ね
合せ部に間隔が生じるので、この間隔を空気噴射
口として利用して焼却灰中に燃焼用空気を吹き込
めことができる。灰溶融炉はかかる燃焼用空気の
供給を行つて、焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼さ
せ、この燃焼発生熱を溶融熱源として焼却灰を溶
融するものである。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、従来の灰溶融炉においては、燃焼用空
気を供給いているものの、溶融スラグ（溶けた灰
＝溶湯）が炉床に沿つて流れるに際し、その溶湯
が平板たる各火床板上に広がつているため、溶湯
が火床板の重ね目で後退り流れとなり、炉床の最
先端に位置する火床板の下端につらら状に固有す
るという問題があつた。このため、炉を安定に操
業することに困難があつた。

かかる溶湯の固着を防止する手段としては、油
バーナ等による火災を照射することが考えられる
が、油等の燃料を多量に必要とし、ランニングコ
ストの上昇を招くので不適当である。

本考案の目的は、火床板上を流れる溶湯を同一
火床上で集中化させることにより未溶融灰との分
離を良くし、炉床上での溶融スラグの固着化を防
ぎ、安定した操業が可能な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に空
気を供給して焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼させ、
この燃焼発生熱を溶融熱源として焼却灰を溶融処
理する灰溶融炉において、上記焼却灰を溶融しつ
つ排出方向へ移送する炉床を形成する火床板を設
け、該火床板の上面は、これに沿つて移送されな
がら溶融処理される焼却灰から生じる溶湯を１箇
所に集める傾斜案内面と、集めた溶湯を上記移送
方向に流下させる谷部とによりＶ字状に形成する
と共に、火床板の傾斜案内面を流下する溶湯の重
力移動成分を考慮して火床板の先縁を谷部を中心
として斜めに突出させたことを特徴とするもので
ある。

［作用］ 火床板は、その上面がＶ字状に形成されている
ため、火床板に沿つて移送されながら溶融処理さ
れる焼却灰から生じた溶湯は、Ｖ字状の傾斜案内
面に沿つて１箇所に集められ、集められた溶湯が
Ｖ字状の谷部に沿つて焼却灰の移送方向に流下す
る。しかも傾斜案内面は、これを流下する溶湯の
重力移動成分を考慮して火床板の先縁を谷部を中
心として斜めに突出させているので、溶融は火床
板の先縁の幅内から湯口部に出たり火床板上に落
ることなく、全て同じ火床板上において谷部に集
められ、谷部に沿つて流下する。このめ未溶融灰
との分離が良くなつて溶湯の流れが良好となり、
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を炉床上に移送させつつ燃焼さ
せ、その熱で焼却灰８を溶湯（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、炭化珪素等のセラミツ
クス製の複数個の火床板５が階段状に配設され、
傾斜した火床を形成している。各火床板５には、
棒状の炭化珪素発熱体から成る高温電気ヒータ６
が一体に組込まれている。９は通路４の両側より
送り込んだ高温の燃焼空気を噴出させる空気ノズ
ル（散気管）であり、この空気ノズル９は、相隣
接する火床板５同士の重ね合せ部に生ずる間隔内
に配設してある。

第２図〜第５図において、各火床板５は、火床
板本体５０と、溶湯のまわり込みを阻止するため
の鍔部５１とを有し、鍔部５１と火床板本体５０
とは上面が連続していて火床板５の上面をなして
いる。この火床板５の上面５２は、第３図から良
く分るように、溶湯を集めて流下させるためＶ字
状に形成されている。具体的には、火床板のＶ字
状の上面５２は、これに沿つて移送されながら溶
融処理される焼却灰８から生じる溶湯を１箇所に
集める傾斜案内面５２ａと、集めた溶湯を焼却灰
８の移送方向に流下させる谷部５２ｂとから成
る。このＶ字状の谷部５２ｂは、火床板５の中央
に且つ焼却灰８の送り方向に向つて直線的に走る
ように設けている。また、第２図から分るよう
に、火床板５は、上方から見た場合に矢羽根状を
なすように形成してある。即ち、火床板５の先縁
は側辺から谷部５２ｂにかけて斜めに突出し、火
床板５の後縁は谷部５２ｂを中心として側辺から
斜めに窪んでいる。

この実施例では、各火床板５のＶ字状の傾斜案
内面５２ａの勾配αは約10°、火床板５の先縁及
び後縁の傾斜角（送り角）βは５〜15°としてあ
る。しかし、これらの角度は事情により適切な値
とすることができる。特に、後者の送り角βは、
後述する炉床を形成する際の、火床板５の配置傾
斜角γの値によつて変る性格のものである。ま
た、Ｖ字状の谷部５２ｂは、火床板５の中央に且
つ焼却灰８の送り方向に向つて直線的に走るよう
に設けているが、谷部５２ｂは火床板５の中央か
ら外れた位置にあつてもよく、また多少湾曲して
いてもよい。要するに、火床板５の上面の形状
は、重力による溶湯の移動方向成分を考慮し、溶
湯が各火床板５の先縁全体からは流下しないで谷
部５２ｂに集められ、この谷部５２ｂから流下さ
せることができるようなＶ字状に形成すれば足り
る。

第６図に示すように、火床板５は、その鍔部５
１を焼却灰８の移送方向下流側にして配置し、上
側の火床板５の鍔部５１を相隣る下側の火床板５
の重ね合せ、以つて階段状の炉床を形成するよう
に配列される。そして、階段状の炉床を形成する
これら火床板５は、その各鍔部５１の上角を結ぶ
包絡線、即ち炉床の上面が一定の傾斜角θとなる
ように配置される。この実施例では、各火床板５
の個々の傾斜角γについてはそれぞれ約5°、各鍔
部５１の上角を結ぶ炉床全体の傾斜角θとしては
約20°となるように、各火床板５を配置している。
しかし、火床板５のこれらの傾斜角や傾斜案内面
５２ａの勾配は、事情に応じて適当な角度に変更
することができる。

一方、第４図及び第５図に示すように、各火床
板５には、その火床板本体５０の下部に、絶縁材
料から成るヒータ保護体５３が一体に設けてあ
り、このヒータ保護体５３には電気ヒータ６の挿
入穴５４が穿設されている。このヒータ保護体５
３及びこれに穿設する挿入穴５４も、上記重力に
よる溶湯の移動成分による移動位置ずれを考慮
し、上方から見たとき、第８図に示すように、火
床板５の先縁及び後縁の送り角βだけ傾斜させて
設ける。電気ヒータ６は、第８図及び第９図に示
すように、このヒータ保護体５３の挿入穴５４に
両側から収められ、火床板５と一体化される。即
ち、電気ヒータ６は火床板５と一体化される結
果、溶湯の流入から保護されると共に、効率よく
火床板５を加熱する。尚、５５は火床板本体５０
に設けた熱電対用の穴を示す。

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然し、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
内での燃焼を制御される。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。

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となる。この溶湯１
０は、Ｖ字状の各火床板５の傾斜案内面５２ａ上
を谷部５２ｂに向つて集められ、谷部５２ｂに沿
う一条の流れとなつて湯口部（火床板５の最先端
部）５ｄへ流れる。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、900℃の予
熱帯、1100℃の燃焼帯、1300℃の溶融帯、1350℃
の湯口部５ｄの如く、数区画に分けて制御され
る。また燃焼用空気も、予熱帯で20％、燃焼帯で
60％、溶融帯で20％の如く制御され、焼却灰８の
燃焼・溶融が効率的に行われる。

溶湯は、火床板５の傾斜案内面５２ａに沿つて
Ｖ字状の谷部５２ｂに集められる。その際、傾斜
案内面５２ａは、重力による溶湯の移動位置ずれ
を考慮して送り角βだけ谷部５２ｂ側が突出して
いるので、溶融は火床板５の先縁の幅内から次の
火床板５上に落ることなく、全て同じ火床板５上
において谷部５２ｂに集められ、谷部５２ｂに沿
つて流下する。このため、平らな火床板の場合の
ように、溶融が火床板５の先縁の幅内でつらら状
に固化することなく、溶湯は火床板５上を良好に
流下する。こうして火床板５上を流れて湯口５ｄ
から出た溶湯（溶融スラグ）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の湯口部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
ものである。コントローラ１５は、大プツシヤー
１２の送り出しに際し、大プツシヤー１２に所属
するエンコーダ１３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１３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１２が停止
した場合には、大プツシヤー１２が原位置から停
止するまでの間にエンコーダ１３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１
２、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。

［考案の効果］ 以上のように、本考案の灰溶融炉では、火床板
に沿つて移送されながら溶融処理される焼却灰か
ら生じた溶湯は、Ｖ字状の傾斜案内面に沿つて１
箇所に集められ、集められた溶湯がＶ字状の谷部
に沿つて焼却灰の移送方向に流下する。このため
未溶融灰との分離が良くなつて溶湯の流れが良好
となり、火床板上での溶湯の固化が防止される。

また、傾斜案内面は、これを流下する溶湯の重
力移動成分を考慮して、火床板の先縁を谷部を中
心として斜めに突出させているので、溶融は火床
板の先縁の幅内から湯口部に出たり火床板上に落
ることなく、全て同じ火床板上において谷部に集
められる。即ち、溶湯は、平らな火床板や単にＶ
字状とした火床板の場合のように、火床板５の重
ね目で後退り流れとなることがない。従つて、火
床板の重ね目に溶湯が漏れ込むことがないので、
火床板を加熱する電気ヒータの保護が容易にとな
る。また溶融が火床板５の先縁につらら状に固化
することもないので、安定で容易な操業が可能と
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図はその火床板の
上面図、第３図は火床板の正面図、第４図は火床
板の側面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線に沿つた
切断端面図、第６図は火床板を連ねて形成した炉
床の側面図、第７図は火床板の重ね合せ状態を示
す斜視図、第８図は電気ヒータを取付けた状態を
示す火床板の上面図、第９図はその正面図であ
る。 図中、１は主燃焼炉、２は灰溶融炉、３は炉
体、５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、５０は火床板本体、５
１は鍔部、５２は火床板の上面、５２ａは傾斜案
内面、５２ｂは谷部、５３はヒータ保護体、５４
は挿入穴を示す。

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に空気を供給し
   て焼却灰中の未燃焼炭素を燃焼させ、この燃焼発
   生熱を溶融熱源として焼却灰を溶融処理する灰溶
   融炉において、上記焼却灰を溶融しつつ排出方向
   へ移送する炉床を形成する火床板を設け、該火床
   板の上面は、これに沿つて移送されながら溶融処
   理される焼却灰から生じる溶湯を１箇所に集める
   傾斜案内面と、集めた溶湯を上記移送方向に流下
   させる谷部とによりＶ字状に形成すると共に、火
   床板の傾斜案内面を流下する溶湯の重力移動成分
   を考慮して火床板の先縁を谷部を中心として斜め
   に突出させたことを特徴とする灰溶融炉。