JPH0391609A - 灰の溶融固化処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、灰の溶融固化処理装置に関し、詳細には、下
水汚泥、都市ゴミ、廃棄物等の処理物から生じる灰分含
有体、即ち、該処理物の加熱乾燥処理等の加熱処理によ
り生じる灰分含有混合体や、該処理物を焼却する焼却炉
から排出される焼却灰の如き灰分含有体、又は、万炭を
燃料とするボイラ、キルン、工業炉等から排出される石
炭灰（以降、灰という）を溶融し、スラグ化した後、該
溶融スラグを連続的に搬送しながら冷却固化する灰の溶
融固化処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、上記灰（即ち、前記灰分含有混合体や焼却灰の如
き灰分含有体、及び、石炭灰）は、主に海洋埋立てに利
用して廃棄処理されていた。即ち、前記灰分含有混合体
は該混合体中可燃物の除去処理後埋立てられ、焼却灰や
石炭灰はかかる処理をすることなく、そのままの状態で
埋立てられていた。しかし、近年では埋立て地の確保の
困難化、及び、海洋汚染防止に係る廃棄基準の厳格化に
伴い、海洋埋立てに利用し難くなってきた。

そこで、上記灰の処理方法について種々検討され、最近
では旋回流溶融炉にて溶融し、スラグ化した後、該溶融
スラグを冷却固化する方法が開発されてきた（特願昭６
２−１８７４５３）。この方法は、灰の処分量の減容化
及び重金属等の有害物質の固定化を狙いとするものであ
る。

かかる灰の溶融固化処理には、灰を旋回しながら溶融ス
ラグ化する溶融部を上部に有し、上記溶融スラグを排出
する出滓部を下部に有する旋回流溶融炉と、上記出滓部
からの溶融スラグを連続的に搬送する搬送手段とを備え
た灰の溶融固化処理装置が使用される。

その装置の代表例について、その断面側面図を第４図に
、その上部の断面平面図を第５図に示す。これらの図に
基づき、上記従来の灰の溶融固化処理装置の詳細、及び
、該装置による灰の溶融固化処理方法について以下説明
する。

上記従来の灰の溶融固化処理装置は、第４図に示す如く
、少なくとも、灰を旋回しながら溶融スラグ化する溶融
部（６）を上部に有し、上記溶融スラグを排出する出滓
部（８）を下部に有する旋回流溶融炉（＋）と、上記出
滓部（８）からの溶融スラグを連続的に搬送する搬送手
段ａ力とを備えたものである。

前記溶融炉（１）は、溶融部（６）と出滓部（８）との
間に絞り部（７）が設けられ、絞り部（７）と出滓部（
８）との間に排ガス流出部０７）が設けられている。前
記出滓部（８）は、落下する溶融スラグを受け、流下さ
せるための傾斜部とそれに繋がる鉛直部とから構成され
ている。前記搬送手段０２）は、チェーンコンベア０４
と、コンベア側上に配されたモールド０団と、コンベア
０４１の上側に配された断熱フード（３０）とから構成
されている。尚、断熱フード（３０）は出滓部（８）の
真下部分に開口部を有している。

かかる装置を使用して灰の溶融固化処理するには、先ず
、旋回流溶融炉（すの上部に設けた主バーナ（２）によ
り、炉（１）の内部及び炉壁を加熱し、灰が熔融し且つ
流下し得る温度（以降、灰の溶流温度という）以上の温
度に保持しておく、このとき、該バーナ（２）から噴出
される燃Ｆ４を燃焼させるため、燃焼用空気を管（９）
及び管ＯＤＤから吹き込む、尚、第５図に示す如く、管
Ｇｏ）は平面から見て燃焼用空気の吹き込み方向が炉壁
の接線方向になるように配されている。

次いで、ホッパー（３）内の灰をテーブルフィーダ（４
）により定量的に切り出し、弁（５）を介して管（９）
内に落下させ、管（９）内を流れる燃焼用空気内に混入
せしめ、該空気と共に炉（１）内に吹き込む。このよう
にすると、灰と空気とからなる固気二相流が炉（１）内
の炉壁面上で旋回しながら加熱され、灰は溶融し、スラ
グ化する。尚、第５図において（Ｉｔ）は固気二相流の
旋回流を示すものである。

上記溶融スラグは、炉壁に沿って流下し、絞り部（７）
を通り、出滓部（８）の傾斜部に落下し、該傾斜部に沿
って流下し、出滓部（８）の鉛直部から断熱フード側の
開口部を通過し、モールドＧ３）内に流れ落ち、該モー
ルド（＋３１と共にコンベア（＋４１により搬送される
。該搬送の途中で溶融スラグは冷却されて固化し、固化
スラグコンテナＱＧ）に落とされて固成される。第４図
において溶融スラグはＳ、固化スラグはＣで示される。

尚、前記灰の溶融固化処理において、溶融炉（１）内で
生ずる排ガスは排ガス流出部０′Ｉ）から排出される。

該排ガスは高温であるので、該排ガスにより、絞り部（
７）及び排ガス流出部ｑ″７１は高温に加熱されるが、
出滓部（８）は殆ど加熱されない、出滓部（８）の温度
が低いと、溶融スラグが半溶融化して出滓部（８）に付
着し、最終的に固化して閉塞を発生する。

そこで、かかる閉塞発生防止のため補助バーナ０つが設
けられ、該バーナ（１５）により出滓部（８）付近の力
Ｕ熱が行われる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前記出滓部（８）付近の構造上の点からして
、補助バーナ０つにより出滓部（８）の全体を均一に灰
の溶流温度以上の温度に加熱するのは難しいので、出滓
部（８）には溶流温度未満の部分が存在し易く、そのた
め溶融スラグが半溶融化して出滓部（８）に付着し、最
終的に固化して閉塞を発生することが少なくない。

又、溶融炉（１）は運転中に炉圧変動が生じるものであ
る。炉圧変動が生しると、炉圧が低下した時に出滓部（
８）下部の開口部より溶融炉（１）内へ空気が侵入し、
その際に出滓部（８）の温度が低下する。かかる空気侵
入に基づく温度低下によっても、溶融スラグが半熔融化
し、付着して閉塞を発生することがある。

従って、前記従来の灰の溶融固化処理装置は、溶融スラ
グが出滓部で半溶融化して付着し、固化して出滓部に閉
塞が発生し易いという問題点がある。かかる閉塞の発生
は、スラグの排出を不可能にし、且つ灰の溶融固化処理
運転の停止を余儀無くされるので、極めて深刻な問題点
である。

本発明は、この様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を
解消し、灰の加熱にまり生成される溶融スラグの半溶融
化、付着が生じ難く、そのため出滓部での閉塞が発生し
難い灰の溶融固化処理装置を提供しようとするものであ
る。

（ｍ１題を解決するための手段） 上記課題を達成するために、本発明に係る灰の溶融固化
処理装置は次のような構成としている。

即ち、請求項１に記載の灰の溶融固化処理装置は、下水
汚泥、都市ゴミ、廃棄物等の処理物から生じる灰分含有
体又は石炭灰を股間しながら溶融スラグ化する溶融部を
上部に有し、上記溶融スラグを排出する出滓部を下部に
有する旋回流溶融炉と、上記出滓部からの溶融スラグを
連続的に搬送する搬送手段とを備えた灰の溶融固化処理
装置であって、前記溶融炉の溶融部と出滓部との間に、
流下する溶融スラグを捕集して下方に注ぐ漏斗部を配し
たことを特徴とする灰の溶融固化処理装置である。換言
すると、該装置は、前記従来の灰の溶融固化処理装置に
、上記の如き漏斗部を設けたものである。

請求項２に記載の灰の溶融固化処理装置は、前記搬送手
段が、前記溶融炉の出滓部の下部に接続された外気遮断
可能なケース内に配されている密閉式搬送手段である請
求項１に記載の灰の溶融固化処理装置である。

（作　用） 本発明に係る灰の溶融固化処理装置は、以上説明したよ
うに、前記従来の灰の溶融固化処理装置に対し、流下す
る溶融スラグを捕集して下方に注ぐ漏斗部を、旋回流溶
融炉の溶融部と出滓部との間に配するようにしたもので
ある。

上記漏斗部は流下溶融スラグを捕集する機能を有してい
るので、上記出滓部は前記従来装置の代表例の場合の如
き傾斜部を有する必要がなく、鉛直部のみで構成したも
の（以降、鉛直状出滓部という）にし得るようになる。

かかる装置により灰の溶融固化処理を行うと、旋回流溶
融炉の炉壁に沿って流下し、絞り部を通過した溶融スラ
グは、漏斗部に落下して捕集され、該漏斗部から鉛直状
出滓部に注ぎ込まれ、該出滓部から溶融スラグの搬送手
段に流れ落ち、該手段により搬送され、該搬送途中で冷
却されて固化し、固化スラグとして回収される。

このとき、上記漏斗部の体積及び出滓部への注入口等を
調整すると、多量の溶融スラグを漏斗部に溜めながら出
滓部に注ぎ込むことができる。かかる多量の溶融スラグ
は熱容量が大きいので温度低下し難い、更に、上記漏斗
部はｆ９融部と出滓部との間に配しており、核間は高温
の排ガスにより高温に加熱されるので、上記漏斗部の溶
融スラグ及び核間での流下スラグはより温度低下し難い
ものになる。故に、上記漏斗部ではスラグの半溶融化及
び付着が生じず、又、高温に維持された状態の溶融スラ
グを出滓部に注ぎ込み得る。

上記出滓部に注ぎ込まれる高温状態の溶融スラグは、前
記漏斗部の注入口の位置を調整する事により、上記鉛直
状出滓部の壁に接触することなく、上記出滓部の中央空
間部分を通過させ、溶融スラグの搬送手段に注入し得る
。故に、出滓部での熔融スラグの付着を生じなくし得る
。又、たとえ溶融スラグが飛散して上記出滓部の壁に接
触したとしても、そのスラグの量が極めて少なく且つ温
度が高いので付着し難く、仮に付着したとしてもその量
は極めて少ない。従って、出滓部での閉塞を生じなくし
得る。そのため、溶融スラグの搬送手段への排出・回収
上のトラブルを生しることなく灰の溶融固化処理を行い
得るようになる。

本発明に係る灰の溶融固化処理装置において、前記溶融
スラグの搬送手段としては、前記従来装置の代表例の場
合の如き搬送手段を使用してもよいが、溶融炉の出滓部
の下部に接続された外気遮断可能なケース内に配されて
いる密閉式搬送手段を使用することが望ましい、このよ
うにすると、溶融炉の炉圧が低下した場合でも、出滓部
下部から溶融炉内への空気侵入が起こり難くなるので、
該空気侵入に基づく炉内温度低下が生じ難くなり、その
ため出滓部及び漏斗部でのスラグ付着がより生じ難くな
るからである。かかる密閉式搬送手段の例としては密閉
式ケースコンベアがある。

（実施例） 夫旌班土 第１図に実施例１に係る灰の溶融固化処理装置の概要を
示す。該装置は、出滓部（８）を鉛直部のみで構威し、
該出滓部（８）と溶融部（６）下部の絞り部（７）との
間に漏斗部側を配し、更に、溶融スラグの搬送手段とし
て密閉式ケースコンベア０９）を出滓部（８）下部に接
続した点に特徴があり、これらの点を除き第４ｒｐＪに
示した前記従来装置の代表例と同様である。但し、絞り
部（７）と出滓部（８）との間の距離が若干長い。

上記漏斗部ａｍの要部の外観斜視図を第２図に示す、第
２図において（２２）は溶融スラグの捕集部、（２３）
は出滓部への注入口を示すものである。

かかる装置を使用し、下水汚泥の焼却灰の溶融固化処理
を行った。先ず、旋回流溶融炉（１）内に管（９）及び
管０［Ｄから燃焼用空気を吹き込み、主バーナ（２）に
より重油：　５０１／Ｈｒを燃焼させ、上記炉（１）の
内部を灰の溶流温度（１２５０″Ｃ）以上の温度に保持
しておく。

次いで、ホッパー（３）内の灰をテーブルフィーダ（４
）により定量的に切り出し、弁（５）を介して管（９）
内に落下させ、管（９）内を流れる燃焼用空気内に混入
せしめ、該空気と共に炉（１）内に吹き込み、溶融スラ
グ化した。

上記溶融スラグＳは炉壁沿いに流下し、絞り部（７）を
通り、漏斗部０ωの捕集部（２２）に落下して捕集され
、漏斗部θωの注入口（２３）から出滓部（８）を通過
し、密閉式ケースコンベアＯｇｌの外気遮断可能ケース
（至）内のモールド０３）内に流れ落ち、該モールド０
３）と共にコンベア（ロ）により搬送され、該搬送途中
で溶融スラグは冷却されて固化する。該固化スラグＣは
、二重ダンパを有する遮断弁（２１〉を開く事により、
固化スラグコンテナ００に落とされて回収された。

このとき、多量の溶融スラグを漏斗部ａ印の捕集部（２
２）に溜めながら、溶融スラグを出滓部（８）に流下し
得、又、出滓部（８）の壁に接触することなく出滓部（
８）の中央空間部分を通過させてモールドａ″！Ｊへ注
入し得た。又、溶融炉の炉圧が低下した場合でも、溶融
炉内への空気侵入が起こらず、出滓部（８）を高い温度
に維持し得た。更に、コンベア０９）内も温度低下を生
じず、一定温度に保持し得、そのため溶融スラグの冷却
速度を精度良く調整し得た。

上記の如き灰の溶融固化処理運転を行ったところ、漏斗
部００及び出滓部（８）でのスラグの付着や、出滓部（
８）での閉塞を全く生じることなく、連続運転できた。

又、スラグの冷却速度の精度が良いので、固化スラグの
性状を確実に制御し得、冷却速度＝５“Ｃ／ｇ＋ｉｎ以
下に制御して結晶化の進んだ徐冷スラグが得られ、ｌＯ
°Ｃ／ｗｉｎ以上に制御してガラス状の急冷スラグが得
られた。

尚、上記漏斗部ａωを第２図に示すものに代えて、第３
図に示す如く、Ｖ字状の傾斜溝を有するものを使用した
ところ、上記と同様の作用効果が得られた。

１去０東１ 旋回流溶融炉に投入された灰の９０％は溶融されて流下
するが、残ｌＯ％は灰、半溶融状の灰、或いは蒸発スラ
グ（以降、排出物という）の状態で排ガスと共に排ガス
流出部から煙道部をＪ過し、炉外に排出される。このと
き、排出物が煙道部に付着し、該付着が炉圧増大や煙道
部閉塞発生の原因となることがあった。

そこで、実施例２は、前記出滓部での閉塞発生を防止す
ると共に、更に上記煙道部での排出物付着発生を防止し
ようとするものである。

実施例２に係る溶融固化処理装置は、排ガス流山部に接
続された排ガス煙道部に特徴を有するものであり、この
点を除き第１図に示した装置と同様である。上記装置の
排ガス煙道部の概要を第６図に示す。該排ガス煙道部は
、排ガス流出部Ｇ力に接続され、上方に傾斜する傾斜煙
道部（２４〉と、傾斜煙道部（２４）上部に接続され、
下方に延びた略鉛直筒状のミスト分離部（２７）と、稟
スト分離部（２７）下部に接続された有底筒状のポット
（２８）と、ミスト分離部（２７）側壁に接続された排
ガス放出部（２９）とから構成されている。上記傾斜煙
道部（２４〉にはパンフル材（２５）が設けられている
。

上記の如き装置を使用し、実施例１の場合と同様の条件
で溶融固化処理を行ったところ、当然に実施例１の場合
と同様の作用効果が得られ、更に上記煙道部での排出物
付着発生を防止し得た。即ち、排出物の中の灰、半溶融
状の灰は、バッフル材（２５）に衝突し、或いは傾斜煙
道部（２４）の壁に接触して軽く付着した後、溶融して
傾斜煙道部（２４）を流れ落ち、モールドａつ内に排出
された。溶融スラグの蒸発物質にしてなる蒸発スラグは
、ミスト分離部（２７）において空気吹込み口（２６）
から導入される空気により灰の軟化温度以下に冷却され
、固化してボット（２８）内に落下し、捕集された。尚
、排ガスは排ガス放出部（２９）から排出される。

従って、実施例２の場合の如き溶融固化処理装置によれ
ば、出滓部での閉塞発生を防止し得ると共に、煙道部で
の排出物付着発生を防止し得、そのため溶融スラグの搬
送手段への排出・固成上のトラブル、及び、前記排出物
付着による煙道部閉塞等のトラブルを生しることなく灰
の溶融固化処理を行い得るようになる。更には炉外への
排出物の放出量を極めて少なくし得るようになる。

（発明の効果） 本発明に係る灰の溶融固化処理装置によれば、灰の溶融
固化処理の際、灰の加熱により生成される溶融スラグの
半溶融化、付着が生じ難く、そのため出滓部での閉塞が
発生し難くなる。従って、溶融スラグの搬送手段への排
出・固成上のトラブルを生じることなく灰の溶融固化処
理を行い得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に係る灰の溶融固化処理装置の概要を
示す側断面図、第２同は実施例１に係る漏斗部の要部の
外観斜視図、第３図は実施例１に係る漏斗部の要部の外
観斜視図、第４図は従来の灰の溶融固化処理装置の代表
例を示す断面側面図、第５図は該装置の上部の断面平面
図、第６図は実施例２に係る溶融固化処理装置の排ガス
煙道部の概要を示す側断面図である。 （１）−旋回流溶融炉　　（２）−生バーナ（３）−ホ
ッパー　　　　＜４）−ｏテーブルフィーダ（５）−弁
　（６）−溶融部　（７）−絞り部　（８）−出滓部（
９）ＯＩ−管　（１０−旋回流　ｒｍ−スラグの搬送手
段０３）−−モールド　　　　（ロ）−チェーンコンベ
ア０５１−補助バーナ　　　０６）−固化スラグコンテ
ナ０７）−排ガス流出部　　Ｇ８）−漏斗部０９＝密閉
式ケースコンベア ２１−一外気遮断可能ケース （２１）−一二重ダンパを有する遮断弁（２２）−一溶
融スラグの捕集部 （２３）−一出滓部への注入口 （２５）−−バッフル材 （２７Ｌ−ミスト分離部 （２つ）−排ガス放出部 Ｓ　　−ｍ−溶融スラグ （２４）−一傾斜煙道部 （２６）−一空気吹込み■ （２８）−−ボット （３０）〜断熱フード Ｃ−〜−固化スラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下水汚泥、都市ゴミ、廃棄物等の処理物から生じ
   る灰分含有体又は石炭灰を旋回しながら溶融スラグ化す
   る溶融部を上部に有し、上記溶融スラグを排出する出滓
   部を下部に有する旋回流溶融炉と、上記出滓部からの溶
   融スラグを連続的に搬送する搬送手段とを備えた灰の溶
   融固化処理装置であって、前記溶融炉の溶融部と出滓部
   との間に、流下する溶融スラグを捕集して下方に注ぐ漏
   斗部を配したことを特徴とする灰の溶融固化処理装置。
2. （２）前記搬送手段が、前記溶融炉の出滓部の下部に接
   続された外気遮断可能なケース内に配されている密閉式
   搬送手段である請求項１に記載の灰の溶融固化処理装置
   。