JPS6033418A - 焼却残渣処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焼却炉から排出される焼却残渣を溶融処理す
る焼却残渣の処理装置に係り、特に溶融炉内に焼却残渣
の予熱部、燃焼部及び溶融部を形成してきめ細かな燃焼
溶融制御を可能とし、もって燃料等を減らしてランニン
グコストを大幅に削減できると共に溶融スラグの付着固
化を防止して安定した操業を行なうことができる焼却残
渣処理装置に関する。

一般に、都市こみ、産業廃棄物等は焼却処理されるが、
排出される焼却残渣は通常埋立処分されている。

ところで、この埋立処分においては、埋立地の確保や浸
水活水化対策等の点より大きな社会問題が発生している
。

そこで、最近にあっては、これらの問題点を一挙に解決
して無公害化できる焼却残渣の溶融固化処理方法が開発
されるに至っている。

この処理方法を第１図に基づいて説明すると、１はスト
ーカ式炉、回転キルン式炉などの焼却炉であり、この中
で都市ごみ等の廃棄物Ｍが燃焼用空気２により焼却処理
される。

排出された焼ノＪ１残渣Ｎは焼却残渣処理装置３の溶融
炉４内へ導入され、これに残留する未燃炭素を溶融炉入
口に１供給する燃焼用空気５で燃焼して、この燃焼熱で
もって焼却灰を加熱溶融する。

この溶融スラグ６は炉床７を斜め下方へ流下しつつ排出
端８から所定形状の味となってこの下方に位置されたス
ラグ冷ＪＪＩ水槽９内に順次落下し、冷却処理されて塊
状の固形物が生成されることになる。

ところで、この種従来例にあっては溶融炉入目にて燃焼
用空気５を供給して未燃炭素を燃焼することとしている
ため、炉床７を流れる溶融スラグ６に充分な熱量が供給
されず、このスラグが炉床７や炉壁に付着固化して炉内
を閉塞する問題があった。このため、付着固化したスラ
グを除去するために操業の中断を余儀なくされ、またこ
の除去作業においても多大な時間と、労力とを必要とし
なければならなかった。

このため、空気に代えて酸素を供給することにより、燃
焼部１ηを＾めて溶融スラグの固化を防止する試みもな
されてはいるが、この場合には酸素発生装置の消費電力
が大ぎく、［１つこの取扱いも容易ではなかった。

一方、上記従来例の他に、焼却残渣表面に、油バーナに
よる火炎を直接照射して溶融させたり、或いは焼却残渣
やＦＢ融スラグ中に電極を挿入してジュール熱によりこ
れを溶融することも行なわれてはいるが、油バーナによ
る方法は表面部たる溶融高温部が露出しているため放射
熱による熱損失が大きく、更に溶融スラグの熱伝導率が
悪いことから必然的に油の消費量が増大し、ランニング
コストが上袢していた。また、ジコール熱による方法は
残漬中の未燃炭素を燃料として使用できないので電力消
費量が増大し、実用には適していない。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決Ｊ−べく創案されたものである。

本発明の目的は、溶融炉内に、この中を流下移動する焼
却残渣の移動層を予熱するための予熱部形成手段と、予
熱された残渣を燃焼するための燃焼部を形成づ−る燃焼
部形成手段と、発生した燃焼灰を溶融化覆るｌこめの溶
融部を形成する溶融部形成手段とをでれ（゛れ移動層の
流れ方向に沿って順次形成してきν）細かくγ燃焼溶融
制卸を行うようにし、もって溶ｊＨスラグの付着固化を
防止して連続運転がなし得る−・」（に燃焼効率を向上
させてランニングコストを大幅に引下げることができる
焼却残漬処理！！ｉ置を提供Ｊ°るにある。

以下に、本発明のＩＩＦ適−実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

Ｊ、ず、第２図は本発明に係る処Ｔｇ！装置を示す縦断
面図である。

図示する如く焼ｌＪｌ残渣処即装置は、焼却炉から排出
される焼却残渣を溶融処理ずべく焼却残渣Ｎの移動層１
０を形成するための溶融炉１１を右している。この溶融
炉１１はその外殻が耐火レンガ等により構成れたほぼ筒
体状のケーシング１２として形成され、その」ニ部一端
には、焼却炉１の残渣耕出口に連結さ「るべく上方に拡
間されたホッパーづなわち焼ｆＪｌ残渣導入口１３が形
成されている（第１図参照）。

＝５− この溶融炉１１は、この中に移送される焼却残渣乃至溶
融スラグの移送方向に沿って所定の角度で下方に傾斜さ
れ、この中の移動層１０が自重でもって流下し得るよう
になっている。この溶融炉１１の底部には炉底板１４よ
り所定間隔だけ上方に位置させて、炉の傾斜方向に沿っ
て設【ノた火床板１５が取り付けられており、炉床１６
を構成している。

この火床板１５は例えば耐熱性を備えたセラミックスな
どにより平板状に成型され、溶融スラグの流れを良好に
している。そして、溶融炉１１の傾斜方向上方の一側壁
にはシリンダ機構などに連結されたプツシｐ−１７が火
床板１５の長子方向に沿って往復移動自在に設けられて
おり、移動層１１の移動速度を制御できるように構成さ
れている。

また、溶融炉１１の傾斜方向下端に形成されたスラグ排
出口１８には、生成された溶融スラグを排出すべく鉛直
方向に延出された溶融スラグ排出通路１９が連結される
と共に、この通路の下端部−〇− には塊状になって落下してくる溶融スラグ２０を冷ｉ！
Ｊｌ固化するＩこめのスラグ冷却水槽９が設番ノられて
いる（第１図参照）。また、上記排出通路１９の途中に
ｆ、Ｊ’、　（−、−れ３１：り分岐させてやや上りに
傾斜された煙道２１が設Ｕられており、燃焼排ガスをブ
［１ワー２２により吸引しつつ排ガス冷却器２３にて冷
却して人気中へ放出するようになっている。

そして、このＪ、うに構成された溶融炉１１内に本発明
の特１（と！ｊる予熱部形成手段２／ｌと、燃焼部形成
手段２：うと、溶融部形成手段２６とが移動層１０の流
れ方向に治って順次設けられている。

具体的には、これら各手段は火床板１５の下部にその艮
手方向に沿って配列させて設（プだ多数の発熱体２７・
・・と、燃焼用空気供給手段２８との組み合せにより構
成されている。第３図は第２図中Ａ部を示ず拡大斜視図
である。

図示するごどく１記発熱体２７は高温度を必要とされる
ため例えば炭化珪素等を棒状に成型したものより成り、
これに配線を介して電流を通ずることにより金属発熱１
本にクロム線など）でｌｉｔ得られない高温度が得られ
、火床板上の移動層１０を加熱することになる。各発熱
体２７は炉床の傾斜方向上方Ｊ：り残漬の移動方向に沿
って所定の数社（図示例にあっては４基）ずつ４グルー
プ化されており、上方より傾斜方向下方に向りて予熱部
発熱体群２９、燃焼部発熱体群３０、溶融部発熱体群３
１及び渇［１発熱体群３２として構成されている。各発
熱体の配線３３は発熱体制御器３４に接続されており各
群毎に王の温度を調整し得るようになっている、。

そして、各発熱体２７はこれより所定間隔だけ隔てて断
面半円形状の発熱体ケース３５により被われ−Ｕ　（！
ｉ！　ＩＩされていると共に、この保護ケース３５はそ
の−に端部を火床板１５の下側面に取付けて、一体向に
固定されている。ケース内の発熱体の劣化を防止するた
めにはケース内を密閉空間構造とし、これに窒素等の不
活性ガスを封入するのがよい。

ま１＝　、上記燃焼用空気供給手段２８は、炉側壁に相
対向させてイの傾斜方向に沿って所定間隔を隔てて穿設
された燃焼用空気吹き込み口３６と、途中に開閉弁：３
７が介設されて、これら名吹き込み口に連結される燃焼
用空気供給管３８とにより構成されており、炉床１６を
横切る如く移動層の側部からこれに空気を吹き込むよう
になっている。

そして、＠燃焼用空気吹き込み［１３６及びこれに連結
される各燃焼１１１空気供給管３８は上記発熱体群に対
応させるべく残渣の移動方向に沿って所定の散出（図示
例１．−あつ−（は４基）ずつ３グループ化さねでおり
、１方」、り傾斜方向下方に向けて予熱部燃焼用空気供
給群３９、燃焼部燃焼用空気供給群４０及び溶融部燃焼
用空気供給群４１として構成されている。７尚、渇［１
発熱体群３２に対応Ｊる部分には段【）てない。

名空気供給？２３８は群毎にまとめられて、ブロワ−４
２に接続され、燃焼用空気制御器４３にＪ：り名群毎に
空気供給ｆｉｌを制御し得るようになっている。尚、図
示例のように供給管を群毎にまとめるのでなく、これら
全て一本の主供給管によとめて途中に介設される開閉弁
３７の開疫を群毎に変＝９− えて供給空気量を群毎に制御するようにしてもよい。

でして、上記、予熱部燃焼用空気供給群３９と予熱部発
熱体群２９とにより前記予熱部形成手段２４を栴成し、
これにより移動層を予熱するための予熱部４４が形成さ
れる。また、上記燃焼部燃焼用空気供給群４０と燃焼部
発熱体群３０とににり前記燃焼部形成手段２５を構成し
、これにより残渣中の未燃炭素を燃焼するための燃焼部
４５が形成される。更に、上記溶融部燃焼用空気供給群
４１と溶融部発熱体群３２とにより前記溶融部形成手段
２６を構成し、これにより残漬を溶融化するための溶融
部４６が形成される。

従って、炉床１６の傾斜方向下方に向かってその上方よ
り予熱部４４、燃焼部４５及び溶融部４６が順次区画さ
れることになり、それぞれの位置に対応させて段番ノ１
＝発熱体群の発熱ｍ及び空気供給群の空気供給量を適宜
増減することにより移動層の加熱Ｍが制御されることに
なる。

尚、上記実施例にあっては各部毎に空気供給手＝１０− 段及び発熱体をどしに設けたが、例えば予熱部のように
余り熱ｆｉｌを必鼎どしく７い部分においては空気供給
手段或いは発熱体のいずれか一方のみを設（Ｊるように
Ｅ）でもよい。

以」−のように１８成された本発明の作用についで述べ
る。

まず、第１図及び第２図に示す如く都市ごみ等の産業廃
棄物Ｍは役人［ｌから燃焼炉１内へ供給され、この中で
通常の燃焼がなされた侵、発生した焼却残漬は燃焼炉′
１の端部に連設した溶／Ｊｕｌ炉１１の焼ｉｌｌ残漬導
入ｒｌ　１３内へ供給される。焼却炉内の燃焼に際（〕
ては、残渣中に未燃炭素が７〜２５％好ましくはＨｌ−
２０％の範囲に残存するように燃焼を制御する。１ 具体的にはごみの投入ｍ、燃焼用空気量１Ｊ３Ｊζびス
］−−力式ではストーカの送り速度、回転キルン式では
回転速１ａなどを調節することにより燃焼制御を行なう
。

第２図及び第３図に示ず如く未燃炭素を含んだ焼却残漬
Ｎ　１．ｌ溶融炉１１内の火床板１５上に積層と、この
上をプッシャー１７で押されつつ或いは自重により移動
層１０となって傾斜方向へ流下Ｊる。

一方、炉内においては、予熱部形成手段２４、燃焼部形
成手段２５及び溶融部形成手段２６により移動層の流下
方向に沿って予熱部４４、燃焼部４５及び溶融部４６が
区画形成されている。具体的には、予熱部湿度ニア００
〜１１００℃、燃焼部温度：９００〜１３００℃、溶融
部温度：　１１００〜１６００℃となるようにそれぞれ
に対応させて設けた予熱部発熱体群２９、燃焼部発熱体
群３０及び溶融部発熱体群３１を加熱する。これらの加
熱制御は発熱体制御器３４により各発熱体群毎に電流聞
を変えることにより行なう。

これと共に、予熱部燃焼用空気供給ＦＦ３９、燃焼部燃
焼用空気供給群４０及び溶融部燃焼用空気供給群４１か
らはそれぞれ次の割合で燃焼用空気が供給されている。

予熱部＝１０〜３（）％、燃焼部：２０〜４０％、溶融
部：４０〜８０％、これらの空気供給量の制御は、燃焼
用空気制御器４３１に、にリブロワー４２の供給圧を各
ｉＹ　ｆｊｊに変えてｆ’ｉｌ’ｉわれる。尚、燃焼用
空気供給管３８をＪＬ通にしｌ、：　Ｕ１合には介設さ
れた開閉弁３７０開度を各＃ｌＹ　ｆｉＨこ調整して空
気流量を制御Ｉするようにして６よい。

炉内を流下する移動層１０は、まず予熱部４４にて所定
の温Ｂｔまで予熱され、次に燃焼部４５にて燃焼用空気
吹き込み口３６から移Ｉ＃１層内へ吹き出Ｊ多邑の燃焼
用空気によって残漬中の未燃炭素が燃焼し、燃焼しつつ
移動ｍ１０は溶融部４６へ流下して発生する燃焼熱によ
り燃焼灰が溶融化される。溶融化されたスラグは更に流
下して出湯［１４７を通偽した後、スラグ排出口１８よ
り所定の大ぎさの溶融スラグとなって溶融スラグ排出通
路１９内を落下して行き、スラグ冷却水槽９内にて冷７
Ｊｌ固化される。尚、−ト配出湯口４７に設番プた湯口
発熱体群３２　ＬＬ　を８融部発熱体群３１よりも高温
状態にＭ＃ＪＪｉされている。

そして、燃焼Ｊｊｌガスは溶融スラグが流出すると同方
向にブロワ２２により吸引され、出湯口４７１３− の冷却を防止しつつ煙道２１より排出される。

このＪン）に、炉側壁に沿って設【ノだ燃焼用空気吹き
込み口３６から並列的に且つ直接移動層中へ燃焼用空気
を供給するので残渣層の内部から燃焼させることができ
、且つ熱放射も少なく燃焼熱を層内に保持して溶融化に
有効に寄与させることができる。

また、各燃焼用空気供給群３９．４０．４１から供給す
る空気吹き込み量を適宜変化させて、残漬の流量に見合
った空気量を群毎に制御して供給できるので燃焼効率が
向上する。同様に、各発熱体群２９．３０．３１の加熱
温度を適宜変化させて、残漬の流量に見合った加熱量を
群毎に制御して供給できるので適正な加熱が行なえ、加
熱電力を無駄にすることがない。

従って、燃焼用空気供給量と加熱量とを組合せて各群毎
に制御することにより焼却残漬の燃焼、溶融量の制御が
容易になり、負荷に見合ったきめ細かな制御が可能とな
る。

また、特に溶融部発熱体群３１及び湯口発熱体１４− 群３２の発熱ｊｒｉを多くし、この部分における炉床、
炉壁の）８磨をスラブ融点以上に保持するのでスラグの
溶融状態が安定に保持され、これが炉床や炉壁に付着固
化することがなく安定した操業を行なうことができく）
１゜ 尚、上記実施例にあっては、炉床（火床板）を一枚の一
体成１！Ｉ　２キれｌ、：セラミックスにより構成した
が、これに限定されることなく第４図に示１ようにして
もよい。

すなわち知聞状に分割成型したセラミックス製の火床板
４８を多数傾斜方向に沿って布設すると」（に傾斜方向
下方に相隣接覆る火床板同士の端部を、上下に所定の間
隙を隔てて重ね合わせて取付１′Ｊ１全体とじて炉床４
９を形成するＪ、うにする。

そして、各火床板４８の下部に前記実施例と同様な発熱
体２７及び発熱体保護ケース３５を取付けると共に、各
火床板４８の下部に仕切壁５０を設けて炉床４艷）の十
部空間部を区画分割し、多数の風箱５１を形成・１イ、
。そして、この風箱５１内に燃焼用空気供給管３８を挿
通させて燃焼用空気供給手段２８を構成づ−る。すなわ
ち、この風箱５１内に供給された燃焼用空気は火床板端
部の重ね合１部に形成した間隙（燃焼用空気吹き込み口
）５２から矢印に示づ如く吹き込まれ、移動層の底部か
らこの層内に供給されることになる。

イして、これら燃焼用空気供給手段２８及び上記発熱体
２７も前記実施例同様に予熱部、燃焼部及び溶融部に対
応してグループ化され、イれぞれきめ細かな燃焼、溶融
制御がなされることになる。

以−り述べた実施例においては、火床板下部より移動層
を加熱することとしたが、これに限らず発熱体での加熱
は側部または上部などの炉壁を介しでもよく、またはこ
れを保護ケース内に挿入して炉内に設けるようにしても
よい。

Ｊ、た、燃焼用空気の供給方式は火床板の間隙部（スリ
ット）から供給する方法と、炉側壁から供給１゛る方法
とを組合「だ方式として−ｂよい。

尚、本溶融炉は焼１Ｊ炉に連設されることが熱的には望
ましいが、１１１独で設置づ−るようにしでもよい。

以上要するに、本発明によれば次のようイｊ優れた効果
を発揮することができる。

（１）　炉床、炉壁へ溶融スラグが付着固化することを
防」１できるので、閉塞障害をなくし、安定した操業が
（゛さり１．。

（２）　炉内温１ａをＹ熱部、燃焼部、溶融部に分割制
御するので燃焼、溶融ｉのきめ細かな制御がなし１する
。

（３）　燃焼、溶融を灰層て保温しつつ灰層内部で行な
うので外部への熱放射乃至熱損失がなく、上記２項の理
由と相俟って燃焼効率を可及的に向上させることができ
る。

（４）　従って、補助燃料の使用量も少なくし得、また
燃焼用気体として酸素を使用することなく、空気を使用
することができ、ランニングニＩストを大幅に引下げる
ことができる。

（５）　また、酸素を使用する必要がないことから、酸
素発生のための電力費をなくし、且つこれに必要な装置
類をは全て排除することができる。

１７−

【図面の簡単な説明】

第１図は焼却炉に連設された従来の焼却残漬処理装置を
示す縦断面図、第２図は本発明の好適一実施例を示す縦
断面図、第３図は第２図中Ａ部拡大斜視図、第４図は本
発明の他の実施例を示す要部拡大斜視図である。 尚、図中、１は焼却炉、１０は移動層、１１は溶融炉、
２０は溶融スラグ、２４は予熱部形成手段、２５は燃焼
部形成手段、２６は溶融部形成手段、４４は予熱部、４
５は燃焼部、４６は溶融部、Ｎは焼却残渣である。 特許出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士　
絹　谷　信　雄 １８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼却炉から排出される焼却残渣を、これに含まれる未燃
   炭素を燃焼させて溶融スラグとして得る焼却残渣処理装
   置において、上記排出される焼却残渣を溶融処理すべく
   焼却残漬の移動層を形成する溶融炉と、該溶融炉内に移
   送される焼却残漬の移動層を所定の温度に予熱するため
   の予熱部を形成する予熱部形成手段と、該予熱部形成手
   段により予熱された移動層の焼却残渣に含まれる未燃炭
   素を燃焼させるための燃焼部を形成する燃焼部形成手段
   と、該燃焼部形成手段より生成された燃焼灰を溶融化し
   て溶融スラグを得るための溶融部を形成する溶融部形成
   手段とを備えたことを特徴とする焼却残渣処理装置。