JPS6119309Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は廃棄物の溶融処理装置に関し、詳細に
は、塗料かす等の産業廃棄物や焼却設備から排出
される燃焼残渣等を溶融処理したり、或は廃棄物
の燃焼と溶融を同時に行なう様な溶融処理装置に
おいて、火炎室の温度を均一に保持すると共に溶
融スラグ排出口の目詰まりを防止できる様にした
溶融処理装置に関するものである。

前述のような溶融処理装置としては、たとえば
第１図（概略説明図）に示す如き装置が知られて
いる。即ち第１図において１は回転型溶融炉（以
下単に「溶融炉」という）、７は排ガス再燃焼
室、８は溶融スラグ水冷槽を夫々示し、廃棄物等
はホツパーＨから溶融炉１に投入され、火炎室２
の上部耐火壁９の略中央に設けたバーナー３によ
つて燃焼及び溶融処理される。溶融炉１の下位に
は再燃焼室７が配置されており、溶融炉１で発生
したH₂やCO等を含む不完全燃焼排ガスはこの部
分で再燃焼バーナ７Ｂによつて完全燃焼され、順
次熱交換器７０に導びかれる。熱交換器７０で
は、送風器８０から送り込まれる清浄空気と排ガ
スの間で熱交換が行なわれ、加熱された清浄空気
は燃焼用空気として溶融炉１内に吹き込まれる。
一方溶融炉１内の溶融スラグ６は再燃焼室７を経
て水冷槽８に落下し、冷却凝固した後コンベア等
で順次搬出される。

ところでこの種の装置における溶融炉１は第１
図に示す様に火炎室２の中心上部に設けられた燃
焼バーナ３の火炎及びその幅射熱によつて炉床４
上の廃棄物が溶融される様になつている。そして
燃焼バーナ３は溶融スラグ排出口（以下単に「排
出口」という）５の真上に位置し、又炉床４は傾
斜して設けることにより、炉床４下部全周面上の
廃棄物を溶融して流動状の溶融スラグ６とする。
溶融スラグ６は炉床４を床面に沿つて流下し、続
いて排出口５の内周壁５ｗを伝つて自重流下し、
更に下設の再燃焼室７及び連通口７ｄを経由して
水冷槽８内に落下する様になつている。

ところで上記の様な溶融処理の目的は、廃棄物
を溶融処理することによつて嵩を小さくして、後
処理を容易にし、場合によつては生成したスラグ
を骨材等として有効利用できる様にするところに
あるが、現実には炉内の廃棄物が十分に溶融され
ることなく送られることが度々生じる為、所期の
目的を十分達成できていない。しかも排出口５及
び連通口７ｄで溶融スラグが付着固化成長して目
詰まりを生じることが度々生じ、この際には溶融
炉１の操業そのものが不安定若しくは不可能とな
る。

本考案者等はこの様な問題点を解決すべく種々
実験研究を重ねた結果、下記する２つの主要な知
見を得た。即ち、前述の様な事態を生じる原因の
１つは、傾斜炉床を排出口に向けて移動する廃
棄物の厚みが炉床全面で均一ではなく、又バー
ナが単一であることからバーナの火炎及びその幅
射熱が炉床面上（特に炉床下部全周面上）の廃棄
物に均等に作用しないということ等の為に火炎室
内（特に拝出口上部付近）の温度が全周にわたり
均等でなく、且つ溶融点以上に維持されていない
ところが部分的に存在するという点にある。

もう１つの原因は、仮に火炎室内の温度を完全
に且つ均一に溶融点以上に維持し得たとしても、
溶融炉の構造上あるいは再燃焼室との連結上、排
出口の外側は溶融点以下の温度雰囲気である為、
排出口内周壁を流下する溶融スラグの一部は排出
口内周壁下部に付着固化し更に、これらの固化物
が成長するることにより遂には排出口をふさぐに
至るという点にある。

そこで本考案者等は火炎室内部（特に炉床下
部全周面上）の温度を均一に維持することができ
る機能と、排出口の目詰まりを防止することの
できる機能とを兼備した溶融炉を提供すべく更に
研究を進めた結果遂に本考案を完成したものであ
る。

即ち本考案は、廃棄物用回転型溶融炉の底面略
中心部に溶融スラグ排出口を有し、その下方に溶
融スラグ水冷槽を配置してなる溶融処理装置にお
いて、溶融スラグ排出口をはさんでほぼ対称的に
複数の固定燃焼バーナを配設設すると共に、該溶
融炉の火炎室中心上部に、前記排出口と同芯的
に、且つ垂直昇降自在のランスを設け、該ランス
には、液体燃料供給路と空気供給路を内蔵し、該
ランスの下側先端にはノズルを設け上記燃料と空
気を混合して噴射できる様に構成してなる点に要
旨を有するものである。

上記固定燃焼バーナ（以下単に「固定バーナ」
という）とランスは溶融炉上部に別個独立に設け
得ることは勿論のこと、固定バーナとランスとを
一体として燃焼装置とし、こ装置を炉上部に着脱
自在に設けることもできる。

以下実施例を示す図面に基づいて本考案の構成
及び作用効果を説明するが、下記は代表例であつ
て本考案を限定する性質のものではなく、前後記
の趣旨に適合し得る限り、固定バーナやランス等
の具体的構成を適当に変更したり、或は溶融炉の
構造上必要に応じて他の装置を付設することも可
能であり、それらはすべて本考案の技術的範囲に
含まれる。

第２図は本考案の実施例を示す概略説明図で、
１０は溶融炉、２０は溶融炉１０の上部耐火壁１
１に設けられる燃焼装置、７は溶融炉下方の排出
口１２に接続される再燃焼室である。

溶融炉１０は炉床１３と排出口１２とを底面に
有する円筒型回転溶融炉で、上部中央には肉厚円
板状の耐火壁１１が設けられ、且つ該耐火壁１１
と炉外周壁１４との間にはホツパー１５が設けら
れている。又耐火壁１１には第３図（第２図の
−線断面図）に示す様に、その中心にランス設
置用貫通孔１１１を有し、且つその周囲には、複
数（図では６個）の固定バーナ設置用貫通孔１１
２ａ，１１２ｂ…が設けられている。尚炉外周壁
１４には、該壁１４を貫通して火炎室１６に伸び
る炉内状況監視用センサー１７が設けられてい
る。

燃焼装置２０は、中心部に設けられたランス２
１と該ランス２１の周囲に対称的に設けられた複
数（図では６個）の固定バーナ２２ａ，２２ｂ，
…を主たる構成要素とするものであり、ランス２
１は拝出口１２と同心的に配置されている。そし
ててランス２１は、円筒型のランスケーシング２
３内にベアリング２４によつて支持されると共
に、上部の駆動装置２５によつてランスケーシン
グ２３内を昇降自在となる如く設けられる。又、
ランス２１は耐熱性の金融パイプ２１０の先端部
に耐熱性のノズル２１３を取り付けた構造とし、
排出口１２に溶融スラグ３１が固化して目詰まり
を起こした場合には、ランス２１を降下させるこ
とによつて排出口１２に詰まつたスラグ３１をノ
ズル２１３で機械的に突き落とすことができる様
になされている。この場合パイプ２１０の上端部
にプロワ６０を取り付けると共に、ノズル２１３
に、パイプ２１０内部とノズル外部を連通する複
数の噴射口２１３ｓを設けておき、前記機械的な
突き落とし操作時に空気又は酸素を噴射する様に
すれば、突き落とし効果を更に高めることができ
る。

一方固定バーナ２２は、ランスケーシング２３
に固定したつぼ２８に載置された環状管２９の下
部にほぼ対称的に６個立設されている。環状管２
９及び固定バーナ２２は共に２重管からなり、
夫々の内管２９１及び２２１は燃料用配管であ
り、外管２９２及び２２２は空気用配管であり、
しかも夫々の内管同士及び外管同士は互いに連通
している。そして環状管２９の一部に設けられた
分岐管３０ａ及び３０ｆには、熱交換器７０から
の空気配管及び燃料タンク５１からの燃料配管が
夫々に接続されている。

以上の様に構成された燃焼装置２０のランス２
１及び固定バーナ２２ａ，２２ｂ，…が夫々溶融
炉上部の耐火壁１１の貫通孔１１１及び貫通孔１
１２ａ，１１２ｂ，…に挿入配置されて溶融炉上
部の構造を特徴づけている。

尚、溶融スラグ３１を再燃焼室７から水冷槽８
に導びく為の連通孔７ｄでは、水冷槽８方向への
放熱によつて溶融スラグ３１が冷却凝固し易いの
で、該連通口７ｄを指向する補助バーナ７ｂを設
け、火炎の放射によつて溶融スラグ３１を董補助
加熱し、水冷槽８方向への流れを円滑にし、該連
通孔７ｄの目詰りを防止する構成にすることが推
奨される。

さてホツパー１５から溶融炉１０内に投入さた
廃棄物Ｗは、炉床１３を排出口１２に向けて移動
する間に固定バーナ２２ａ，２２ｂ…の発する火
炎及びその幅射熱によつて加熱され、溶融状の廃
棄物即ち溶融スラグ３１となつて落下する。この
場合固定バーナ２２ａ，２２ｂ，…は火炎室１６
の上部周方向にほぼ対称的に設けられているの
で、炉床面上の廃棄物の厚さに部分分的変化があ
つても火炎室１６内の温度分布はほぼ均一に維持
されており、しかも高温度を呈する各火炎先端は
等しく炉床下部全周面上に近接するので、該面上
の火炎室内温度は完全に且つ均一に溶融点以上に
昇温維持されることになる。その結果、炉床下部
全周面上の廃棄物は完全に且つ均一に溶融されて
溶融スラグ３１となり、排出口１２の内周壁１２
ｗを流下する。従つて少なくとも排出口１２の内
周壁上部において、溶融スラグ３１が固化して付
着する現象は皆無となる。

しかし前述した様に、排出口１２に接続された
再燃焼室７の受け口４１内部は構造上溶融点以下
の温度雰囲気である為に、排出口内周壁を流下す
る溶融スラグ３１の一部は冷却凝固し、該壁下部
に付着推積して塊状凝固物３２を形成する。そし
て炉操業の継続に伴い、この凝固物３２は成長肥
大し遂には排出口１２をふさぐに至る。

しかるに本考案では、以下に示す如くランス２
１によつて、排出口１２の閉塞を防止することが
できる。即ち排出口１２が前述の様な状態で目詰
まりを起こした時には、操業の続行に伴つて火炎
室１６内に生じる圧力変化又は温度変化を、溶融
炉１０の外周壁１４に設けられた火炎室内監視用
のセンサー１７によつて検知し、制御装置９０に
目詰まり信号を送る。該信号を受信した制御装置
９０は駆動装置２５に対して作動開始信号を発す
る。駆動装置２５の作動によりランス２１は下降
し、先端部に設けられたノズル２１３が目詰まり
状態を形成している凝固物３２を突き落とすこと
によつて排出口１２の目詰まりを防止することが
できる。しかし、この突き落としだけでは不十分
な場合には、前記作動開始信号をブロワ６０にも
送り、ランス２１の下降と共にノズル２１３に設
けられた複数の噴射口２１３ｓより空気を噴射す
ることにより、より確実に目詰まりを防止し、し
かも拝出口１２を筒形に矯正することができる。

上記の様な操作により目詰まりが完全に解消さ
れて、火炎室１６内の圧力又は温度が再び正常時
の値に戻つたこととセンサー１７が検知し確認す
ると、再び制御装置９０を介してランス２１を定
位置まで上昇させて、又ブロワ６０からの通気を
停止して目詰まりの解消作業が終了する。

第４図は本考案に係る他の実施例を示すもの
で、ランス２１にバーナとしての機能を兼備させ
た例を示している。即ち第４図においてランス２
１は内管２１１と外管２１２の２重管からなつて
おり、この内管２１１と外管２１２とで形成され
る環状すき間Ｒ内に空気（必要に応じて酸素）が
導入される。またランス先端部には耐熱性のノズ
ル２１３が設けられているが、該ノズル２１３は
第５図に示す様に内部に空洞部２１３ｈを有する
と共に、この空洞部２１３ｈと内管２１１及び空
気流路Ｒとを連通する燃料孔２１３ｆ及び空気孔
２１３ａが設けられ、更に空洞部２１３ｈと外部
を連通する噴射口ノズル２１３ｓが設けられてい
る。

更に２重管のランスケーシング外上方に設けら
れた分岐管２６にはフレキシブル２重管２７が取
り付けられ、ランス２１が下降した際にもブロワ
６０及び燃料タンク５０から夫々空気及び燃料が
確実に供給される様に構成されている。

従つてランス２１の内管２１１に予備の燃料タ
ンク５０から燃料を送ることによつて、ノズル２
１３はいわゆる火炎放射器の役割を果たすことに
なり、排出口１２下部に凝固物がきかに堅固な状
態で付着している場合であつても、再び溶融して
流下させることができる。

即ち、例えば炉操業を一時若しくは長期に亘つ
て休止させた後再開するときには、完全凝固した
スラグが拝出口１２の内壁に強固に付着してお
り、衝撃力や空気圧等による除去は殆んど不可能
であるが、上記のランス２１を降下させて加熱を
行なえば凝固スラグを容易に再溶融させることと
ができ、操業再開を容易にすることができる。

即ち、第５図はこの時の状態を示す拡大概略断
面図であり、ランス２１の内管２１１を通して送
られてきた燃料及び外管２１２を通して送られて
た空気か夫々予備燃料孔２１３ｆ及び空気孔２１
３ａによつて高速流で空洞部２１３ｈ内に供給さ
れることにより気液混合されていわゆる噴霧燃料
とされる。この噴霧燃料がノズル２１３の下部に
放射状に設けられた複数の噴射は２１３ｓから噴
射されると、外部の高温熱により放射状の火炎を
形成する。その結果凝固物３２はこの放射状火炎
及びその幅射熱を受けて溶融落下し、排出口１２
が正常時の状態に復帰する。

本考案は概略以上の如く構成されるが、要は火
炎室中心上部に垂直昇降自在のランスを設けると
共に、該ランスの周囲に複数の固定用燃焼バーナ
２をほぼ対称的に配設する様にしたので、 火炎室内部（特に炉床下部全周面上）の温度
を完全に且つ均一に溶融点以上に維持すること
ができ、その結果炉内を流下する廃棄物の完全
均一溶融化を図ることができた。

排出口の目詰まりを完全に防止することがで
き、その結果溶融炉操業の安定化を図り、溶融
炉の機能を正常に維持することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶融炉を示す概略説明図、第２
図は本考案に係る溶融炉を例示する概略説明図、
第３図は第２図の−線断面図、第４図は本考
案で使用する他のランスを示す説明図、第５図は
ランス２１の内管２１１に燃料を供給してキヤツ
プ周辺に火炎を形成させた時の排出口の状態を示
す拡大概略断面図である。 １０……溶融炉、１１……溶融炉上部耐火壁、
１２……排出口、１３……炉床、１４……溶融炉
外周壁、１５……ホツパー、１６……火炎室、１
７……センサー、２０……燃焼装置、２１……ラ
ンス、２２（２２ａ，２２ｂ）……固定バーナ、
２３……ランスケーシング、２４……ベアリン
グ、２５……駆動装置、２６，３０ａ，３０ｆ…
…分岐管、２７……フレキシブル２重管、２８…
…つば、２９……環状管、５０，５１……燃料タ
ンク、６０，８０……ブロワ、７０……熱交換
器、９０……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 廃棄物用回転型溶融炉の底面略中心部に溶融ス
   ラグ排出口を有し、その下方に溶融スラグ水冷槽
   を配置してなる溶融処理装置において、溶融スラ
   グ排出口をはさんでほぼ対称的に複数の固定燃焼
   バーナを配設すると共に、該溶融炉の火炎室中心
   上部に、前記排出口と同芯的に、且つ垂直昇降自
   在のランスを設け、該ランスには、液体燃料供給
   路と空気供給路を内蔵し、該ランスの下側先端に
   はノズルを設け上記燃料と空気を混合して噴射で
   きる様に構成してなることを特徴とする廃棄物溶
   融処理装置。