JPH10300048A - 三相交流電気抵抗溶融炉およびその運転方法 - Google Patents
三相交流電気抵抗溶融炉およびその運転方法Info
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- JPH10300048A JPH10300048A JP11607197A JP11607197A JPH10300048A JP H10300048 A JPH10300048 A JP H10300048A JP 11607197 A JP11607197 A JP 11607197A JP 11607197 A JP11607197 A JP 11607197A JP H10300048 A JPH10300048 A JP H10300048A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、焼却灰および飛灰電気抵抗溶接炉
において、電気抵抗加熱によって溶融処理をおこなう
際、湯面に生成される溶融塩による電極間の短絡を低減
し安定な運転が可能になる手段を提供するものである。 【解決手段】 本発明は、電源設備を三相交流方式と限
定し炉内に挿入される電極は、炉天井より２本（１１、
１１）、炉底より１本（１２）と配置する。湯面上層に
浸漬する電極間の短絡を低減するため、上部電極１１間
の相間電圧のみ変圧器のタップを低下させることで改善
する。ただし、上部−炉底電極間の溶融物は比抵抗値が
高いことから相間電圧を落とすことなく、十分な電圧を
印可することができる。
において、電気抵抗加熱によって溶融処理をおこなう
際、湯面に生成される溶融塩による電極間の短絡を低減
し安定な運転が可能になる手段を提供するものである。 【解決手段】 本発明は、電源設備を三相交流方式と限
定し炉内に挿入される電極は、炉天井より２本（１１、
１１）、炉底より１本（１２）と配置する。湯面上層に
浸漬する電極間の短絡を低減するため、上部電極１１間
の相間電圧のみ変圧器のタップを低下させることで改善
する。ただし、上部−炉底電極間の溶融物は比抵抗値が
高いことから相間電圧を落とすことなく、十分な電圧を
印可することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却灰の焼
却灰、飛灰あるいは２者の混合物等の廃棄物を電力を熱
源として溶融処理する三相交流電気抵抗溶融炉およびそ
の運転方法に関するものである。
却灰、飛灰あるいは２者の混合物等の廃棄物を電力を熱
源として溶融処理する三相交流電気抵抗溶融炉およびそ
の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、都市ゴミ、下水汚泥等の各種廃
棄物は、焼却施設で焼却処理され、生じた焼却灰、ばい
じんは埋め立て処分されていた。しかし埋め立て処分地
枯渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問
題があるため溶融による減量・減溶化と無害化の必要性
が高まってきている。加えて平成４年に「特別管理一般
廃棄物」の一部が改正され、一般廃棄物の焼却に伴い発
生するばいじんは溶融等の中間処理が義務づけられた。
この背景のもとコークス、灯油、電力を熱源とし種々の
溶融処理方式が提案され、一部では実処理が行われてい
る。
棄物は、焼却施設で焼却処理され、生じた焼却灰、ばい
じんは埋め立て処分されていた。しかし埋め立て処分地
枯渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問
題があるため溶融による減量・減溶化と無害化の必要性
が高まってきている。加えて平成４年に「特別管理一般
廃棄物」の一部が改正され、一般廃棄物の焼却に伴い発
生するばいじんは溶融等の中間処理が義務づけられた。
この背景のもとコークス、灯油、電力を熱源とし種々の
溶融処理方式が提案され、一部では実処理が行われてい
る。
【０００３】その溶融処理方式の中で、電力を熱源とす
る溶融炉として特開平７−７７３１８号公報に開示され
ている三相交流電気抵抗溶融炉がある。該三相交流電気
抵抗溶融炉の設備概要を図６に示す。炉の上部炉蓋３に
２本もしくは３本の黒鉛電極１１を設け、黒鉛電極の先
端を炉の溶融スラグ６に埋設させ、電極に交流電圧をか
けることにより溶融スラグに交流通電し、溶融状態にな
った灰そのものを抵抗体にして電気抵抗熱を発生させ、
その熱でスラグの溶融状態の維持と、溶融スラグからの
伝熱で灰を加熱、溶融する方式である。
る溶融炉として特開平７−７７３１８号公報に開示され
ている三相交流電気抵抗溶融炉がある。該三相交流電気
抵抗溶融炉の設備概要を図６に示す。炉の上部炉蓋３に
２本もしくは３本の黒鉛電極１１を設け、黒鉛電極の先
端を炉の溶融スラグ６に埋設させ、電極に交流電圧をか
けることにより溶融スラグに交流通電し、溶融状態にな
った灰そのものを抵抗体にして電気抵抗熱を発生させ、
その熱でスラグの溶融状態の維持と、溶融スラグからの
伝熱で灰を加熱、溶融する方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記三相交流電気抵抗
溶融炉においては、前記操業に伴い廃棄物の約１２％が
溶融塩として湯面上層に生成される。したがって、操業
中に溶融スラグ層内に浸漬する電極の下部は常時、当該
溶融塩に侵された状態になっている。前記溶融塩の比抵
抗値は溶融スラグの比抵抗値の２００分の１倍程度と非
常に小さいため上部炉蓋３に３本の黒鉛電極を配設し該
電極間に交流電圧を印可するこの方式では、図７に示す
ように電極間に抵抗値の異なる２つの抵抗負荷Ｒ
EE-SLAG にＲEE-SALT を並列に接続した回路と同等にな
り、比抵抗値の小さな溶融塩の存在は電極間の抵抗値Ｒ
EEを低下させるため、通電の抵抗値Ｒの低下を招く。そ
の結果、通電が安定せず電力原単位を悪化させる他、極
端な場合には定格電流のもとで十分な電圧が発生せず抵
抗加熱ができなくなるという問題があった。また、上部
炉蓋より挿入された中空黒鉛電極は操業中に、溶融塩の
２Ｎａ+ ＋＋２Ｃｌ- または２Ｋ+ ＋＋２Ｃｌ- と酸化
反応することで腐食するという問題がある。
溶融炉においては、前記操業に伴い廃棄物の約１２％が
溶融塩として湯面上層に生成される。したがって、操業
中に溶融スラグ層内に浸漬する電極の下部は常時、当該
溶融塩に侵された状態になっている。前記溶融塩の比抵
抗値は溶融スラグの比抵抗値の２００分の１倍程度と非
常に小さいため上部炉蓋３に３本の黒鉛電極を配設し該
電極間に交流電圧を印可するこの方式では、図７に示す
ように電極間に抵抗値の異なる２つの抵抗負荷Ｒ
EE-SLAG にＲEE-SALT を並列に接続した回路と同等にな
り、比抵抗値の小さな溶融塩の存在は電極間の抵抗値Ｒ
EEを低下させるため、通電の抵抗値Ｒの低下を招く。そ
の結果、通電が安定せず電力原単位を悪化させる他、極
端な場合には定格電流のもとで十分な電圧が発生せず抵
抗加熱ができなくなるという問題があった。また、上部
炉蓋より挿入された中空黒鉛電極は操業中に、溶融塩の
２Ｎａ+ ＋＋２Ｃｌ- または２Ｋ+ ＋＋２Ｃｌ- と酸化
反応することで腐食するという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本願発明の溶融炉は、黒鉛電極を炉天井に２本、炉
底部から前記２本の電極の略中央の位置となるよう１
本、それぞれを配設した構成であり、運転方法は炉天井
から２本、炉底より１本の電極が焼却灰層に挿入され、
炉本体上部には溶融塩出湯口、炉本体下部に溶融スラグ
出湯口および溶融メタル出湯口を有した三相交流電気抵
抗溶融炉であって、湯面上層の電極間電圧のみを変圧器
の相間電圧を低減させることで、短絡による投入電力の
損失を低減せしめるとともに、上部−炉底電極間の溶融
物は比抵抗値が高いことから相間電圧を低下させること
なく十分な電圧を印可することが可能な運転を特徴とす
る。
めの本願発明の溶融炉は、黒鉛電極を炉天井に２本、炉
底部から前記２本の電極の略中央の位置となるよう１
本、それぞれを配設した構成であり、運転方法は炉天井
から２本、炉底より１本の電極が焼却灰層に挿入され、
炉本体上部には溶融塩出湯口、炉本体下部に溶融スラグ
出湯口および溶融メタル出湯口を有した三相交流電気抵
抗溶融炉であって、湯面上層の電極間電圧のみを変圧器
の相間電圧を低減させることで、短絡による投入電力の
損失を低減せしめるとともに、上部−炉底電極間の溶融
物は比抵抗値が高いことから相間電圧を低下させること
なく十分な電圧を印可することが可能な運転を特徴とす
る。
【０００６】
【実施例】以後、本実施例に示す各図において、前記従
来の技術で図６を用いて説明した同一の箇所は同じ符号
を付しており、その詳細な説明は省略する。まず、本願
発明の請求項１である三相交流電気抵抗溶融炉につい
て、図１を使用して説明する。本願の三相交流電気抵抗
溶融炉の特徴は、黒鉛電極を炉天井から２本、炉底部か
ら前記２本の電極の略中央となるよう１本、それぞれ配
設している。このような位置に黒鉛電極を配設すること
により、操業においては前記の課題、つまり溶融塩によ
る問題は湯面上層に浸漬する上部電極間は比抵抗値が小
さいため十分な電圧を印可することができず、抵抗加熱
による溶融処理量の低下とともに投入電力量は損失する
が、上部−炉底電極間は前記溶融塩による影響を受ける
ことがないため、その結果前記溶融塩による短絡の影響
を受けない安定な溶融処理の作用・効果を奏する。
来の技術で図６を用いて説明した同一の箇所は同じ符号
を付しており、その詳細な説明は省略する。まず、本願
発明の請求項１である三相交流電気抵抗溶融炉につい
て、図１を使用して説明する。本願の三相交流電気抵抗
溶融炉の特徴は、黒鉛電極を炉天井から２本、炉底部か
ら前記２本の電極の略中央となるよう１本、それぞれ配
設している。このような位置に黒鉛電極を配設すること
により、操業においては前記の課題、つまり溶融塩によ
る問題は湯面上層に浸漬する上部電極間は比抵抗値が小
さいため十分な電圧を印可することができず、抵抗加熱
による溶融処理量の低下とともに投入電力量は損失する
が、上部−炉底電極間は前記溶融塩による影響を受ける
ことがないため、その結果前記溶融塩による短絡の影響
を受けない安定な溶融処理の作用・効果を奏する。
【０００７】次に、本願発明の請求項２である三相交流
電気抵抗溶融炉の運転方法について、図２〜図４を使用
して説明する。図２は電源設備を△−結線方式の多段タ
ップ切換器を設けた３相交流変圧器とし、操業立ち上げ
時炉内へ灰投入口より充填したごみに上部電極間電圧Ｖ
ａｂおよび上部−炉底電極間電圧Ｖab、Ｖbcが印加され
た状態を等価回路で示している。炉内のごみは抵抗負荷
Ｒab、Ｒac、Ｒbcであらわすことができ、十分な電圧を
印加することが可能なため抵抗加熱を発生することで流
動可能な溶融物を生成することができる。溶融物の流動
化がすすむと溶融塩層、溶融スラグ層、溶融メタル層を
形成するが、湯面上層に生成される溶融塩は溶融スラグ
の抵抗値に比べ２００分の１倍程度と非常に小さいこと
から、上部電極間の抵抗値Ｒab-SALT は十分な電圧を印
加することができなくなるため投入電力Ｗの損失を招
く。
電気抵抗溶融炉の運転方法について、図２〜図４を使用
して説明する。図２は電源設備を△−結線方式の多段タ
ップ切換器を設けた３相交流変圧器とし、操業立ち上げ
時炉内へ灰投入口より充填したごみに上部電極間電圧Ｖ
ａｂおよび上部−炉底電極間電圧Ｖab、Ｖbcが印加され
た状態を等価回路で示している。炉内のごみは抵抗負荷
Ｒab、Ｒac、Ｒbcであらわすことができ、十分な電圧を
印加することが可能なため抵抗加熱を発生することで流
動可能な溶融物を生成することができる。溶融物の流動
化がすすむと溶融塩層、溶融スラグ層、溶融メタル層を
形成するが、湯面上層に生成される溶融塩は溶融スラグ
の抵抗値に比べ２００分の１倍程度と非常に小さいこと
から、上部電極間の抵抗値Ｒab-SALT は十分な電圧を印
加することができなくなるため投入電力Ｗの損失を招
く。
【０００８】ここで、図３に示すように上部電極間電圧
Ｖabは電源設備の変圧器２次側に設けられたタップ切換
器ａ、ｂの端子を相間電圧が低下するよう選択可変せし
めることで制限する。ただし、上部−炉底電極間電圧は
抵抗値Ｒの高い溶融スラグであることから十分な電圧を
印加することが可能なため、タップ切換器ｃは可変しな
い。図４は本願発明における操業立ち上げ時の電極間電
圧と溶融塩が生成されたときに電極間電圧をタップ切換
器の端子を可変せしめることで形成されるベクトル図を
あらわしている。前記タップ切換器ａ、ｂを低下させる
と相間電圧Ｖabは小さくなり投入電力Ｗabは低減する
が、相間電圧Ｖac、Ｖbcは相対的に低減してはいるが比
較的に高い電極間電圧を保持することができるため投入
電力Ｗbc、Ｗ bc の損失はない。これを操業立ち上げ時
から流動可能な溶融物に生成されていくまでの運転時間
と投入電力の関係を示した一例が図４で、灰投入されて
から電力投入後の運転は十分な抵抗加熱が得られるため
安定しているが、溶融塩層が生成されると上部電極間電
圧の抵抗値Ｒが低下するためごみの処理量は低下すると
ともに投入電力量は損失する。したがって、損失の原因
である上部電極間電圧の投入電力Ｗabのみを前記変圧器
２次側のタップ切換器を低下するよう選択可変すること
で低減せしめ、改善することが可能になる。
Ｖabは電源設備の変圧器２次側に設けられたタップ切換
器ａ、ｂの端子を相間電圧が低下するよう選択可変せし
めることで制限する。ただし、上部−炉底電極間電圧は
抵抗値Ｒの高い溶融スラグであることから十分な電圧を
印加することが可能なため、タップ切換器ｃは可変しな
い。図４は本願発明における操業立ち上げ時の電極間電
圧と溶融塩が生成されたときに電極間電圧をタップ切換
器の端子を可変せしめることで形成されるベクトル図を
あらわしている。前記タップ切換器ａ、ｂを低下させる
と相間電圧Ｖabは小さくなり投入電力Ｗabは低減する
が、相間電圧Ｖac、Ｖbcは相対的に低減してはいるが比
較的に高い電極間電圧を保持することができるため投入
電力Ｗbc、Ｗ bc の損失はない。これを操業立ち上げ時
から流動可能な溶融物に生成されていくまでの運転時間
と投入電力の関係を示した一例が図４で、灰投入されて
から電力投入後の運転は十分な抵抗加熱が得られるため
安定しているが、溶融塩層が生成されると上部電極間電
圧の抵抗値Ｒが低下するためごみの処理量は低下すると
ともに投入電力量は損失する。したがって、損失の原因
である上部電極間電圧の投入電力Ｗabのみを前記変圧器
２次側のタップ切換器を低下するよう選択可変すること
で低減せしめ、改善することが可能になる。
【０００９】図５は上部電極を昇降可能な装置により昇
降せしめることで、炉内に挿入される電極が溶融塩層か
らの腐食による影響を改善せしめるとともに、安定な運
転を図った説明図である。例えば、炉内に充填されるご
みはバッチ処理方式で操業中においても溶融物の湯面上
層に投入される。ここで、上部電極を昇降装置により溶
融塩層に浸漬した状態から回避するように上昇せしめる
ことで、前記電極の腐食低減を図ることができるととも
に前記上部電極間は直接溶融塩層による短絡の影響を受
けることがなく、また炉内の抵抗負荷は比較的高いこと
から十分な電圧を印可することが可能なため、安定な運
転を図ることができる。
降せしめることで、炉内に挿入される電極が溶融塩層か
らの腐食による影響を改善せしめるとともに、安定な運
転を図った説明図である。例えば、炉内に充填されるご
みはバッチ処理方式で操業中においても溶融物の湯面上
層に投入される。ここで、上部電極を昇降装置により溶
融塩層に浸漬した状態から回避するように上昇せしめる
ことで、前記電極の腐食低減を図ることができるととも
に前記上部電極間は直接溶融塩層による短絡の影響を受
けることがなく、また炉内の抵抗負荷は比較的高いこと
から十分な電圧を印可することが可能なため、安定な運
転を図ることができる。
【００１０】
（１）上部炉天井より２本、炉底部から前記２本の電極
の略中央の位置となるように１本とそれぞれ黒鉛電極を
配設することで、上部−炉底電極間の相間電圧は溶融塩
による短絡の影響を受けることがない。 （２）操業に伴い生成される溶融塩から、上部電極間の
短絡による電力損失は電源設備の相間電圧を低減させる
ことで低減できるとともに、上部−炉底電極間は十分な
電圧を印可できることから安全な運転が図れる。 （３）溶融塩による電極の腐食が防止されるため電極の
交換頻度が低減でき、安定な運転が図れる。
の略中央の位置となるように１本とそれぞれ黒鉛電極を
配設することで、上部−炉底電極間の相間電圧は溶融塩
による短絡の影響を受けることがない。 （２）操業に伴い生成される溶融塩から、上部電極間の
短絡による電力損失は電源設備の相間電圧を低減させる
ことで低減できるとともに、上部−炉底電極間は十分な
電圧を印可できることから安全な運転が図れる。 （３）溶融塩による電極の腐食が防止されるため電極の
交換頻度が低減でき、安定な運転が図れる。
【図１】本願発明の上部電極２本、炉底電極１本で構成
した全体図である。
した全体図である。
【図２】本発明の電源設備の変圧器回路図と炉内の電極
間抵抗を等価回路で示した説明図である。
間抵抗を等価回路で示した説明図である。
【図３】本願発明の変圧器２次側のタップ電圧と炉内電
極間電圧を等価回路で示した説明図である。
極間電圧を等価回路で示した説明図である。
【図４】本願発明の変圧器２次側のタップ電圧と投入電
力の関係を示したグラフである。
力の関係を示したグラフである。
【図５】本願発明の上部電極を昇降装置にて溶融塩層に
影響しない位置に配設した説明図である。
影響しない位置に配設した説明図である。
【図６】従来の三相交流抵抗加熱方式電気抵抗溶融炉の
全体図である。
全体図である。
【図７】従来の電極間電圧を等価回路で示した説明図で
ある。
ある。
１ 灰供給口 ２ 排ガス ３ 上部炉蓋 ４ 灰 ５ 溶融塩 ６ 溶融スラグ ７ 溶融スラグ出湯口 ８ 溶融メタル ９ 溶融メタル出湯口 １０ 溶融塩出湯口 １１ 上部電極 １２ 炉底電極 １３ 三相交流変圧器 １４ 上部電極間電圧 １５ 上部−炉底電極間電圧 １６ 変圧器２次側タップ １７ 昇降装置
フロントページの続き (72)発明者 長里 武治 北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵 プラント設計株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 炉体の上部に溶融塩出湯口、下部に溶融
スラグ及び溶融メタル出湯口、炉天井に３本の黒鉛電極
を配設してなる三相交流電気抵抗路において、前記の黒
鉛電極を炉天井に２本炉底部から前記２本の電極の略中
央の位置となるよう１本、それぞれを配設したことを特
徴とする三相交流電気抵抗溶融炉。 - 【請求項２】 炉本体の内部に投入された焼却灰に、炉
天井に２本、炉底部から前記２本の電極の略中央の位置
となるように１本、それぞれ配設された黒鉛電極により
三相交流電気抵抗を付与させ前記の焼却灰を溶融処理す
る三相交流電気抵抗炉の運転方法であって、前記炉天井
に配設された２本の黒鉛電極に、操業により生成される
焼却灰からの溶融塩が浸漬したときの前記２本の電極間
電圧のみを電源設備の相間電圧を低減させることを特徴
とする三相交流電気抵抗溶融炉の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11607197A JPH10300048A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 三相交流電気抵抗溶融炉およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11607197A JPH10300048A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 三相交流電気抵抗溶融炉およびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300048A true JPH10300048A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14678002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11607197A Withdrawn JPH10300048A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 三相交流電気抵抗溶融炉およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10300048A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990064778A (ko) * | 1999-05-04 | 1999-08-05 | 이영배 | 3상저항 에이씨스포트용접기 |
| KR20020053205A (ko) * | 2000-12-27 | 2002-07-05 | 윤기섭 | 폐기물 또는 하수슬러지 소각재를 처리하기 위한 3상저항식 고온 용융장치 |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP11607197A patent/JPH10300048A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990064778A (ko) * | 1999-05-04 | 1999-08-05 | 이영배 | 3상저항 에이씨스포트용접기 |
| KR20020053205A (ko) * | 2000-12-27 | 2002-07-05 | 윤기섭 | 폐기물 또는 하수슬러지 소각재를 처리하기 위한 3상저항식 고온 용융장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |