JPH10132229A - 廃棄物溶融炉及び廃棄物溶融方法 - Google Patents

廃棄物溶融炉及び廃棄物溶融方法

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JPH10132229A
JPH10132229A JP8290105A JP29010596A JPH10132229A JP H10132229 A JPH10132229 A JP H10132229A JP 8290105 A JP8290105 A JP 8290105A JP 29010596 A JP29010596 A JP 29010596A JP H10132229 A JPH10132229 A JP H10132229A
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JP
Japan
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waste
melting furnace
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melting
heat
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JP8290105A
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English (en)
Inventor
Takafumi Kurahashi
隆文 倉橋
Katsutoshi Heta
勝敏 部田
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】不燃物と可燃物とを分別することなく処理する
ことができ、安定した焼却溶融が可能な廃棄物溶融炉及
び廃棄物溶融方法を提供する。 【解決手段】溶融炉本体2と、溶融炉本体2に設けた廃
棄物3を炉内へ投入するための廃棄物供給部4と、溶融
炉本体2に設けた廃棄物3を焼却溶融するために使用す
る加熱手段5と、溶融炉本体内部に設けた複数の耐熱ボ
ール6と、溶融炉本体2の下部に設けた溶融物3を外部
へ排出するための出湯部7と、排ガス出口13とから廃
棄物溶湯炉1を構成する。そして、耐熱ボール6上で廃
棄物3を焼却溶融する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業施設から
発生する固体廃棄物、都市ゴミ、原子力施設から発生す
る放射性雑固体廃棄物等の処理に適した廃棄物溶融炉及
び廃棄物溶融方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般産業施設から発生する固体廃棄物、
都市ゴミ、放射性の雑固体廃棄物等には、金属、セラミ
ック等の不燃物や、紙、樹脂等の可燃物が含まれる。こ
のような廃棄物の処理法としては、不燃物と可燃物とを
前処理により分別して可燃物は焼却し、特に放射性の不
燃物については高周波溶融炉等により溶融してガラス固
化体とする方法が従来から知られている。しかしこの方
法は不燃物と可燃物とを分別する必要があり、放射性の
雑固体廃棄物を扱う場合には分別工程で被爆の恐れがあ
る。
【0003】この問題を解決する一つの手段が、特開昭
64−6611号公報に示されている。この公報に記載
の装置は、プラズマトーチを備えた炉内に不燃物と可燃
物を分別することなく投入し、プラズマトーチにより得
られる1万から1万5千℃の高温を利用して、可燃物を
焼却するとともに不燃物を溶融することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に記載の装置では、連続して廃棄物を投入して焼却・
溶融する際、投入された廃棄部が炉内の溶湯に直接投入
されるため、この廃棄物の投入により溶湯の突沸や炉圧
変動が生じる。そのため、安定した焼却溶融を行なうこ
とができず、特に放射性廃棄物や有害な廃棄物を溶融処
理する場合に、好ましくない問題があった。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解決し、不
燃物と可燃物とを分別することなく処理することがで
き、安定した焼却溶融が可能な廃棄物溶融炉及び廃棄物
溶融方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の廃棄物溶融炉
は、溶融炉本体と、溶融炉本体に設けた廃棄物を炉内へ
投入するための廃棄物供給部と、溶融炉本体に設けた廃
棄物を焼却溶融するために使用する加熱手段と、溶融炉
本体内部に設けた複数の耐熱ボールと、溶融炉本体の下
部に設けた溶融物を外部へ排出するための出湯部と、排
ガス出口とからなることを特徴とするものである。
【0007】また、本発明の廃棄物溶融方法は、上述し
た廃棄物溶融炉を使用した廃棄物溶融方法において、前
記加熱手段により耐熱ボールを加熱し、耐熱ボールの蓄
熱及び加熱手段からの高温空気で、前記廃棄物供給部か
ら投入された廃棄物を焼却溶融し溶融物とし、溶融物を
溶融炉本体の下部の出湯部から排出すること特徴とする
ものである。
【0008】本発明の廃棄物溶融炉及び廃棄物溶融方法
では、炉内に設けた複数の耐熱ボールの作用により、廃
棄物を焼却溶融した溶湯に廃棄物が直接投入されないの
で、溶湯の突沸や炉圧変動が生じず、安定した廃棄物の
焼却溶融が可能となる。また、好ましくはプラズマトー
チを使用して廃棄物を一度に焼却溶融しているため、可
燃物と不燃物とを分別する等の廃棄物の前処理が不要と
なる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の廃棄物溶融炉の一
例の構成を示す図である。図1に示す例において、廃棄
物溶融炉1は、溶融炉本体2と、溶融炉本体2の上部に
設けた、廃棄物3を炉内へ投入するための廃棄物供給部
4と、溶融炉本体2の側面に設けた加熱手段としてのプ
ラズマトーチ5と、溶融炉本体2の内部に設けた複数の
セラミックボール6と、溶融炉本体2の下部に設けた溶
融物を外部へ排出するための出湯部7とから構成されて
いる。本例では、さらに、出湯部7とフランジ8を介し
て分離可能に二次燃焼室9を設け、この二次燃焼室9
に、加熱手段としてのプラズマトーチ10と、出湯口1
1および出湯口11と連結した溶湯受け鋳型12と、二
次燃焼室9で燃焼した燃焼排ガスを外部へ排出するため
の排ガス出口13とを設けている。
【0010】溶融炉本体2は通常耐火物をライニングし
た金属で構成され、好ましくはその外周に水冷ジャケッ
トを設けた構造の水冷耐火物から構成されている。この
ように水冷装置を設けた場合は、耐火物の寿命延長を図
ることができる。ただ、トランスファータイプのプラズ
マトーチ5を使用する場合は、耐火物製の溶融炉本体2
中に電極を設ける必要がある。運転時には、溶融炉本体
2の内部が負圧になるよう制御して、外部への廃棄物の
飛散を防止している。
【0011】本例では、廃棄物3は可燃物と不燃物との
混合体から構成することができ、そのため可燃物と不燃
物とを分別する前処理を行なう必要はない。また、廃棄
物供給部4は通常廃棄物を投入するためのダンパーを有
する廃棄物供給口から構成される。この廃棄物供給部4
の位置は溶融炉本体2の上部でも側面でも良い。また、
廃棄物供給部4を開口としておき、投入機により廃棄物
を炉内へ投入するよう構成することもできる。
【0012】プラズマトーチ5はボール/ソケットタイ
プの取付装置により溶融炉本体2の側面に取り付けられ
ている。そのため、プラズマトーチ5は旋回及び上下移
動を自由にすることができる。プラズマトーチ5として
は、従来から知られている、対向電極が必要なくトーチ
自体でプラズマを発生することができるノン・トランス
ファータイプのもの、および対向電極を必要とするトラ
ンスファータイプのもののいずれも使用することができ
る。プラズマトーチ4の先端または先端と対向電極との
間に電圧を印加することにより、その先端または先端と
対向電極との間で1万から1万5千℃のプラズマの流れ
を発生させることができる。このプラズマ流れにより廃
棄物を焼却溶融している。なお、加熱手段として、プラ
ズマトーチ5以外にも例えば富酸素バーナ等を使用する
ことができる。
【0013】耐熱ボール6の形状は、丸みをおびた直径
10〜30cmの球形状である。耐熱ボール6は炉内に
おける廃棄物の焼却溶融により消耗する。また、廃棄物
の溶融時の温度が1500℃程度であるため、耐熱ボー
ルの融解点は2000℃程度であることが好ましい。こ
のような条件を満たす耐熱ボール6としては、アルミ
ナ、マグネシア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックス
を使用することができる。
【0014】耐熱ボール6が球形状を有しているため、
耐熱ボール6は互いに組み合わさって充填され、溶融物
が下降する通路以外は強固に固定された構造物を構成す
る。このようにして複数の耐熱ボール6を充填すること
で、焼却溶融された溶融物は、溶融と同時に耐熱ボール
間の隙間を通って下降して出湯部7に到達するため、投
入された廃棄物は溶融物中に直接投入されることはな
い。そのため、溶湯に直接廃棄物が投入されて廃棄物中
の可燃物が急激に燃焼することによって発生する突沸
や、それに伴う炉圧変動をなくすことができ、安定した
焼却溶融が可能となるため、特に放射性廃棄物や有害廃
棄物の処理に好ましい装置を提供することができる。
【0015】また、本例では、耐熱ボール6を溶融炉本
体2中に充填しているため、廃棄物の焼却溶融を、プラ
ズマトーチ5からの高温プラズマによる焼却溶融だけで
なく、加熱されて蓄熱した耐熱ボール6からの輻射熱を
も利用して行なうことができる。そのため、効率の良い
廃棄物の焼却溶融を行なうことができる。
【0016】さらに、本例では、出湯部7に二次燃焼室
9を連結している。この連結は、出湯部7と二次燃焼室
9とに形成したフランジ8を例えばネジ止めすることに
より行われる。このように溶融炉本体2の出湯部7と二
次燃焼室9とを分離可能に構成することで、溶融炉本体
2および二次燃焼室9のメンテナンスを簡単にすること
ができる。二次燃焼室9は、溶融炉本体2から出湯部7
を介して溶融物とともに供給される排ガス中の未燃ガス
を燃焼して確実に燃焼させる目的で設けられている。も
ちろん、本発明では二次燃焼室9の無い構成をとること
もできる。また、二次燃焼室9にはプラズマトーチ10
を加熱手段として設けているため、溶融炉本体2中の耐
熱ボール6を加熱することもでき、これにより溶融炉本
体2から出湯部7を介して二次燃焼室9に供給される溶
融物の湯流れを良好にすることができる。プラズマトー
チ10も富酸素バーナ等の他の加熱手段に置き換えるこ
とができる。さらに溶融炉本体2に排ガス出口を設ける
ことにより、排ガスの流れを出湯口11から溶融炉本体
2とすることもできる。
【0017】次に、本発明の廃棄物溶融方法について、
図1に示す廃棄物溶融炉を参照して説明する。本発明の
廃棄物溶融方法では、まず、プラズマトーチ5により耐
熱ボール6を加熱して、耐熱ボール6に蓄熱させる。次
に、廃棄物供給部4から可燃物および不燃物が混在した
廃棄物3を炉内に投入する。投入された廃棄物は、プラ
ズマトーチ5の高温プラズマと蓄熱した耐熱ボール6か
らの輻射熱により、耐熱ボール6上で焼却溶融される。
焼却溶融により発生する排ガスと溶融物とは、耐熱ボー
ル6の隙間を通過し、出湯部7を介して二次燃焼室9へ
供給される。
【0018】二次燃焼室9において、供給された排ガス
はその中に含む未燃ガスをプラズマトーチ10により燃
焼され、可燃分を完全に燃焼した排ガスとして、排ガス
出口13から外部へ排出される。一方、供給された溶融
物は、プラズマトーチ5で加熱され低い粘度を保った状
態で、出湯口11から溶湯受け鋳型12に供給され、溶
湯受け鋳型12中で固化される。そして、上記操作を繰
り返し、連続して廃棄物3を投入して焼却溶融すること
で、溶湯受け鋳型12の許容量まで連続して溶融物を出
湯させている。
【0019】本発明の廃棄物溶融方法では、耐熱ボール
6上で焼却溶融される廃棄物3からの溶融物は、直ちに
耐熱ボール6の隙間を介して出湯部7へ移動する。その
ため、次の廃棄物3が投入されても、廃棄物3は溶湯に
直接投入されることにはならないため、溶湯の突沸や炉
圧変動が生じず、安定した廃棄物の焼却溶融が可能とな
る。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、炉内に設けた複数の耐熱ボールの作用によ
り、廃棄物を焼却溶融した溶湯に廃棄物が直接投入され
ないので、溶湯の突沸や炉圧変動が生じず、安定した廃
棄物の焼却溶融が可能となる。また、好ましくはプラズ
マトーチを使用して廃棄物を一度に焼却溶融しているた
め、可燃物と不燃物とを分別する等の廃棄物の前処理が
不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃棄物溶融炉の一例の構成を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 廃棄物溶融炉、2 溶融炉本体、3 廃棄物、4
廃棄物供給部、5 プラズマトーチ、6 耐熱ボール、
7 出湯部、8 フランジ、9 二次燃焼室、10 プ
ラズマトーチ、11 出湯口、12 溶湯受け鋳型、1
3 排ガス出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/24 ZAB B09B 3/00 ZAB H05B 7/18 303K

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融炉本体と、溶融炉本体に設けた廃棄物
    を炉内へ投入するための廃棄物供給部と、溶融炉本体に
    設けた廃棄物を焼却溶融するために使用する加熱手段
    と、溶融炉本体内部に設けた複数の耐熱ボールと、溶融
    炉本体の下部に設けた溶融物を外部へ排出するための出
    湯部と、排ガス出口とからなることを特徴とする廃棄物
    溶融炉。
  2. 【請求項2】前記溶融炉本体の下部の出湯部に二次燃焼
    室を設け、この二次燃焼室に排ガス出口と出湯口とを設
    けた請求項1記載の廃棄物溶融炉。
  3. 【請求項3】前記溶融炉本体と前記二次燃焼室とが分離
    可能である請求項2記載の廃棄物溶融炉。
  4. 【請求項4】前記二次燃焼室に加熱手段を設けた請求項
    2または3記載の廃棄物溶融炉。
  5. 【請求項5】前記溶融炉本体に設けた加熱手段がプラズ
    マトーチまたは富酸素バーナである請求項1〜4のいず
    れか1項に記載の廃棄物溶融炉。
  6. 【請求項6】前記出湯口に溶湯受け鋳型を設ける請求項
    2〜5のいずれか1項に記載の廃棄物溶融炉。
  7. 【請求項7】前記溶融炉本体を水冷構造とした請求項1
    〜6のいずれか1項に記載の廃棄物溶融炉。
  8. 【請求項8】前記請求項1〜7のいずれか1項に記載の
    廃棄物溶融炉を使用した廃棄物溶融方法において、前記
    加熱手段により耐熱ボールを加熱し、蓄熱した耐熱ボー
    ル及び加熱手段からの高温空気で、前記廃棄物供給部か
    ら投入された廃棄物を焼却溶融し溶融物とし、溶融物を
    溶融炉本体の下部の出湯部から排出すること特徴とする
    廃棄物溶融方法。
JP8290105A 1996-10-31 1996-10-31 廃棄物溶融炉及び廃棄物溶融方法 Pending JPH10132229A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033587A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Ngk Insulators Ltd 放射性黒鉛の処理方法及び装置
JP2003201481A (ja) * 2002-01-08 2003-07-18 Masayuki Matsui 炭化炉
JP2004144426A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Shoei:Kk 焼却炉
KR101615701B1 (ko) * 2015-11-26 2016-04-28 뉴클리어솔루션 주식회사 복합용융로 장치
JP2019203617A (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 彌壽弘 増尾 小型焼却溶融炉

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JP2001033587A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Ngk Insulators Ltd 放射性黒鉛の処理方法及び装置
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