JPH11108343A - 電気式溶融炉の炉壁冷却構造 - Google Patents
電気式溶融炉の炉壁冷却構造Info
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- JPH11108343A JPH11108343A JP27244097A JP27244097A JPH11108343A JP H11108343 A JPH11108343 A JP H11108343A JP 27244097 A JP27244097 A JP 27244097A JP 27244097 A JP27244097 A JP 27244097A JP H11108343 A JPH11108343 A JP H11108343A
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Abstract
れる焼却残滓や飛灰を溶融処理する際に用いられる電気
式溶融炉の炉壁冷却構造に於て、水冷壁に依る炉壁の冷
却効果が損なわれる事がないと共に、水冷壁の破損に依
って水漏れが起こっても水蒸気爆発の起生を未然に防止
する。 【解決手段】 炉壁2、水冷壁3、遮断層4とで構成
し、とりわけ炉壁2と水冷壁3との間に水冷壁3に依る
炉壁2の冷却を許容すると共に水冷壁3から炉壁2への
冷却水9の漏洩を遮断する遮断層4を設ける。
Description
産業廃棄物等の焼却炉から排出される焼却残滓や飛灰を
溶融処理する際に用いられる電気式溶融炉の炉壁冷却構
造の改良に関する。
る焼却残滓や飛灰等の被溶融物(以下単に灰という)の
減容化及び無害化を図る為、灰の溶融固化処理法が注目
され、現実に実用に供されている。灰は、溶融固化する
事に依りその容積を1/2〜1/3に減らす事ができる
と共に、重金属等の有害物質の溶出防止や溶融スラグの
再利用や最終埋立処分場の延命等が可能であるからであ
る。
アーク溶融炉、プラズマアーク炉、電気抵抗炉等を使用
して電気エネルギーに依って溶融固化する方法と、表面
溶融炉、旋回溶融炉、コークスベッド炉等を使用して燃
料の燃焼エネルギーに依って溶融固化する方法とが多く
利用されて居り、都市ごみ焼却設備に発電設備が併置さ
れている場合には、前者の電気エネルギーを用いる方法
が、又、発電設備が併置されていない場合には、後者の
燃焼エネルギーを用いる方法が夫々多く採用されてい
る。
た電気溶融炉として直流アーク放電黒鉛電極式プラズマ
溶融炉の一例を示す説明図である。図3に於て、50は
電気溶融炉設備、51は灰コンテナ、52は灰供給装
置、53は溶融炉本体、54は主電極(黒鉛)、55は
スタート電極(黒鉛)、56は炉底電極、57は炉底冷
却ファン、58は直流電源装置、59は窒素ガス供給装
置、60は溶融スラグ流出口、61はタップホール、6
2は燃焼室、63は燃焼空気ファン、64はガス冷却
塔、65はバグフィルタ、66は誘引通風機、67は煙
突、68は溶融飛灰コンベア、69は飛灰だめ、70は
スラグ水冷槽、71はスラグ搬出コンベア、72はスラ
グだめ、73はスラグ冷却水冷却装置である。
装置52に依り溶融炉本体53に連続的に供給される。
溶融炉本体53には、炉頂部より垂直に下され、溶融ス
ラグとの間に一定の距離を設けた主電極54(−極)
と、炉底に設置された炉底電極56(+極)との間に、
直流電源装置58より供給された600〜1000kw
/灰tonの直流電力に依って電極と溶融スラグ面の間
にプラズマアークが発生し、それに依って、灰は140
0〜1600℃に加熱されて溶融状態のスラグとなる。
但し、炉の始動時は、灰には導電性がない為、スタート
電極55を炉内に挿入して+極となし、主電極54との
間で通電し、灰が溶融するのを待つ。灰が溶融すると、
導電性を持つので、+極は炉底電極56に切替える。溶
融炉本体53の内部は、還元性雰囲気とする為、窒素ガ
ス供給装置59より窒素ガスを中空の筒状に作った主電
極54及びスタート電極55の中空孔より炉内に供給す
る。尚、炉底では、炉底冷却ファン57に依り炉底電極
56部分が空冷される。
や炭素が一部酸化した一酸化炭素はガス体になると共
に、鉄を始めとする金属、ガラス、砂等の不燃性成分は
溶融状態になる。ガス体は、溶融スラグ流出口60の上
部から燃焼室62に入り、ここで燃焼空気ファン63か
ら送入された燃焼用空気に依って未燃分が完全燃焼す
る。この時の発生熱は、溶融スラグがスラグ水冷槽70
に入るまでの間に冷却して固化し流路を塞ぐ事を防止す
る。完全燃焼したガスは、ガス冷却塔64で冷却され、
バグフィルタ65を経て誘引通風機66に依り煙突67
から排出される。バグフィルタ65で捕捉された溶融飛
灰は、溶融飛灰コンベア68に依り飛灰だめ69に送ら
れる。一方、溶融スラグは、溶融スラグ流出口60から
連続的に溢出し、水を満たしたスラグ水冷槽70内に落
下して水砕スラグとなり、スラグ搬出コンベア71に依
ってスラグだめ72に送られる。溶融炉底部には、比重
差に依りメタルが堆積して行く為、タップホール61か
らメタルを適時抜き出す。
本体53は、例えば図4に示す如く、溶融炉内74を形
成する炉壁75と、これの外側に設けられてこれを冷却
保護する水冷壁76とから構成されている。炉壁75
は、1600℃の高温に耐えるカーボン系レンガやSi
C系レンガ等の耐火材77と、これの外周を覆う電気絶
縁性耐火材78とから成っている。水冷壁76は、ジャ
ケット式、つまり水冷ジャケットにしてあり、鋼板製の
ジャケット79と、この内部に供給される冷却水80と
から成っている。
壁冷却構造では、水冷壁が腐蝕したり、或は炉壁が焼損
して水冷壁が高温に晒される事に依り水冷壁が破損して
冷却水が溶融炉内へ漏洩した場合には、冷却水が溶融ス
ラグに巻き込まれて水蒸気爆発を起こす危険性があっ
た。本発明は、叙上の問題に鑑み、これを解消すべく創
案されたもので、その課題とする処は、水冷壁に依る炉
壁の冷却効果が損なわれる事がないと共に、水冷壁の破
損に依って水漏れが起こっても水蒸気爆発の起生を未然
に防止する事ができる電気式溶融炉の炉壁冷却構造を提
供するにある。
炉壁冷却構造は、基本的には、炉壁と、炉壁の外側に設
けられる水冷壁と、炉壁と水冷壁との間に設けられて水
冷壁に依る炉壁の冷却を許容すると共に水冷壁から炉壁
への冷却水の漏洩を遮断する遮断層と、から構成した事
に特徴が存する。
水冷壁が高温に晒される事に依り水冷壁が破損したりす
ると、水冷壁の冷却水が炉壁を経て溶融炉内へ漏洩しよ
うとするが、炉壁と水冷壁との間には、遮断層が設けら
れているので、水冷壁から炉壁への冷却水の漏洩が遮断
される。この為、水冷壁の破損事故に依って水漏れが起
こっても直ぐに溶融スラグと接触する事がなく、冷却水
が溶融炉内の溶融スラグに巻き込まれて水蒸気爆発を起
こす事を防止する事ができる。従って、電気式溶融炉の
運転の安全性を確保する事ができる。遮断層は、水冷壁
に依る炉壁の冷却を許容するので、炉壁の冷却効果が損
なわれる事がない。
体を充填した層、凝固体より成る層又は板体(鉛等の低
融点金属を溶かし鋳込んだものを含む)に依り形成され
ているのが好ましい。
導く導路を設けると共に、導路からの水蒸気を検知する
検知器を設けるのが好ましい。この様にすれば、水冷壁
からの水漏れを検知する事ができる。
が好ましい。この様にすれば、溶融炉からの溶湯漏れを
検知する事ができる。
面に基づいて説明する。図1は、本発明の第一例に係る
炉壁構造を示す要部縦断面図である。
断層4とからその主要部が構成されて居り、電気式溶融
炉50に適用される。
して溶融炉内5を形成するもので、この例では、160
0℃の高温に耐えるカーボン系レンガやSiC系レンガ
等の耐火材6と、これの外周に設けられてこれを覆う電
気絶縁性キャスタブル等の電気絶縁性耐火材7とから成
っている。
ので、この例では、ジャケット式、つまり水冷ジャケッ
トにしてあり、内外二重壁を備えたジャケット8と、こ
れの内部に供給される冷却水9とから成っている。ジャ
ケット8は、熱伝導性の優れた鋼板等の金属板に依り作
製されている。
けられて水冷壁3に依る炉壁2の冷却を許容すると共に
水冷壁3から炉壁2への冷却水9の漏洩を遮断するもの
で、この例では、内外二重壁を備えた容器10と、これ
の内部に充填される銅粉等の充填物11とから成ってい
る。容器10は、熱伝導性に優れた鋼板等の金属板に依
り作製されて居り、その外壁がジャケット8の内壁と兼
用されている。充填物11は、熱伝導性に優れていると
共に、容器10に充填される事に依り多数の迂曲した細
い通路が形成されて滲水性に優れたものになっている。
ら遮断層4に達した水蒸気を外部に導く導路12が設け
られていると共に、導路12からの水蒸気を検知する検
知器13が設けられ、然も、遮断層4の温度を検出する
検出器14が設けられている。つまり、遮断層4の随所
には、導路12を形成する導管15が設けられている。
導管15は、水冷壁3を水密状態に貫通して設けられて
居り、内端が充填物11が充填された遮断層4内に連通
されていると共に、外端には、水蒸気を検知する検知器
(水蒸気センサ、湿度計)13が接続されている。遮断
層4には、ここの温度を検出する検出器14が設けられ
て居り、外部からモニタリングできる様になっている。
する。水冷壁3のジャケット8が腐蝕したり、或は炉壁
2の耐火材6や電気絶縁性耐火材7が焼損して水冷壁3
のジャケット8が高温に晒される事に依り水冷壁3のジ
ャケット8が破損したりすると、水冷壁3の冷却水9が
炉壁2を経て溶融炉内5に漏洩しようとするが、炉壁2
と水冷壁3との間には、遮断層4が設けられているの
で、水冷壁3から炉壁2への冷却水の漏洩が遮断され
る。つまり、水冷壁3のジャケット8の内壁が破損して
冷却水9が遮断層4の充填物11に流入した場合、冷却
水9又はこれが水蒸気になったものが充填物11に滲ん
で拡散される。そして、最寄りの導路12に達してここ
から水蒸気として外部へ発散される。導路12には、検
知器13が設けられているので、これに依って出て来た
水蒸気を感知して、タップホール61から溶融物を抜き
出すと直ぐに電気式溶融炉50を安全の為に緊急停止さ
せる。
ラグに巻き込まれて水蒸気爆発を起こす事を防止する事
ができる。遮断層4は、水冷壁3に依る炉壁2の冷却を
許容するので、炉壁2の冷却効果が損なわれる事がな
い。溶融炉内5の溶融スラグに依り炉壁2の耐火材6や
電気絶縁性耐火材7が侵食されて遮断層4の内壁が破損
された場合には、遮断層4の充填物11の温度が上昇す
るので、これを検出器14に依りモニタニングして置く
事で溶湯(溶融スラグ)洩れを検出でき、上述の緊急停
止が作動される。
説明する。第二例は、水冷壁3を炉壁2の外側に設けら
れた水管16と、この内部に供給される冷却水9とから
成る水管式にした点、遮断層4を炉壁2の外側に設けら
れて水管16を収容する内外二重壁を備えた容器10
と、水管16を除く容器10の内部に充填された銅粉等
の充填物11とで構成した点、が第一例と異なる。この
様なものは、第一例と同様の作用効果を奏する事ができ
る。
は、銅粉等の粉体であったが、これに限らず、例えば粒
体であったり、凝固体(鉛等の低融点金属を溶かし鋳込
んだもの)等でも良い。
次の様な優れた効果を奏する事ができる。 (1) 炉壁、水冷壁、遮断層とで構成し、とりわけ炉
壁と水冷壁との間に水冷壁に依る炉壁の冷却を許容する
と共に水冷壁から炉壁への冷却水の漏洩を遮断する遮断
層を設けたので、水冷壁に依る炉壁の冷却効果が損なわ
れる事がないと共に、水冷壁の破損に依って水漏れが起
こっても水蒸気爆発の起生を未然に防止する事ができ
る。この為、電気式溶融炉の運転の安全性が確保され
る。
面図。
面図。
壁、4…遮断層、5,74…溶融炉内、6,77…耐火
材、7,78…電気絶縁性耐火材、8,79…ジャケッ
ト、9,80…冷却水、10…容器、11…充填物、1
2…導路、13…検知器、14…検出器、15…導管、
16…水管、50…電気溶融炉、51…灰コンテナ、5
2…灰供給装置、53…溶融炉本体、54…主電極、5
5…スタート電極、56…炉底電極、57…炉底冷却フ
ァン、58…直流電源装置、59…窒素ガス供給装置、
60…溶融スラグ流出口、61…タップホール、62…
燃焼室、63…燃焼空気ファン、64…ガス冷却塔、6
5…バグフィルタ、66…誘引通風機、67…煙突、6
8…溶融飛灰コンベア、69…飛灰だめ、70…スラグ
水冷槽、71…スラグ搬出コンベア、72…スラグだ
め、73…スラグ冷却水冷却装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 炉壁と、炉壁の外側に設けられる水冷壁
と、炉壁と水冷壁との間に設けられて水冷壁に依る炉壁
の冷却を許容すると共に水冷壁から炉壁への冷却水の漏
洩を遮断する遮断層と、から構成した事を特徴とする電
気式溶融炉の炉壁冷却構造。 - 【請求項2】 水冷壁から遮断層に達した水蒸気を外部
に導く導路を設けると共に、導路からの水蒸気を検知す
る検知器を設けた請求項1に記載の電気式溶融炉の炉壁
冷却構造。 - 【請求項3】 遮断層の温度を検出する検出器を設けた
請求項1又は2に記載の電気式溶融炉の炉壁冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27244097A JP3590243B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 電気式溶融炉の炉壁冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP27244097A JP3590243B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 電気式溶融炉の炉壁冷却構造 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11108343A true JPH11108343A (ja) | 1999-04-23 |
JP3590243B2 JP3590243B2 (ja) | 2004-11-17 |
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Family Applications (1)
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JP27244097A Expired - Fee Related JP3590243B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 電気式溶融炉の炉壁冷却構造 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3590243B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009133507A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 廃棄物ガス化溶融炉の炉体冷却装置および炉体冷却方法 |
WO2010150860A1 (ja) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Agcセラミックス株式会社 | 耐火物炉壁の冷却装置及び冷却方法 |
JP2012500956A (ja) * | 2008-08-26 | 2012-01-12 | モケジュス・アクチェンゲゼルシャフト | 特に焼却炉用の耐火壁 |
JP2012077358A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Jfe Steel Corp | 冶金炉の水冷フランジ |
CN113776340A (zh) * | 2020-06-09 | 2021-12-10 | 韩国光洋热电***有限公司 | 热处理炉的腔室冷却单元 |
KR102474560B1 (ko) * | 2022-05-09 | 2022-12-06 | 주식회사 이지에버텍 | 이중 냉각 코일을 포함하는 방사능 용융제염용 전기로의 폭발 방지 장치 |
-
1997
- 1997-10-06 JP JP27244097A patent/JP3590243B2/ja not_active Expired - Fee Related
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