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JPH11333411A - 灰処理用電気溶融炉及びその操業方法 - Google Patents

灰処理用電気溶融炉及びその操業方法

Info

Publication number
JPH11333411A
JPH11333411A JP10143526A JP14352698A JPH11333411A JP H11333411 A JPH11333411 A JP H11333411A JP 10143526 A JP10143526 A JP 10143526A JP 14352698 A JP14352698 A JP 14352698A JP H11333411 A JPH11333411 A JP H11333411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ash
hood
furnace
molten slag
melting furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10143526A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakatsu Kishida
正坦 岸田
Teiji Hara
禎治 原
Ryota Hidaka
亮太 日高
Shinji Iwamoto
伸二 岩本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nittetsu Plant Designing Corp, Nippon Steel Corp filed Critical Nittetsu Plant Designing Corp
Priority to JP10143526A priority Critical patent/JPH11333411A/ja
Publication of JPH11333411A publication Critical patent/JPH11333411A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融スラグ表面に塩皮が形成されることな
く、且つフードに溶融塩成分が付着することなく安定操
業できる灰処理用電気溶融炉及びその操業方法の提供。 【解決手段】水冷鉄皮構造の炉壁と、その上部にフード
とを備えるとともに、上部電極及び下部電極を有する灰
処理用電気溶融炉により、溶融スラグ浴面上にシュート
18先端の空気吹込口18aから予熱空気を吹き込んで
溶融スラグ浴中から発生する可燃ガスを燃焼させて溶融
スラグ浴面上のガス雰囲気温度を溶融塩の状態を維持す
る温度とし、フード7内に冷却空気吹込口7aから冷却
空気を吹き込んでフード7内の雰囲気温度を溶融塩が固
化する温度で操業する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミ処理施設で発
生した焼却灰、集塵灰等の灰を溶融処理する灰処理用電
気溶融炉及びその操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等の廃棄物は、ゴミ処理施設で
焼却処分され、発生した焼却灰や飛灰を主体とする灰
は、溶融処理し、無害化処理した後、最終処分するよう
に推奨されている。溶融炉としては、アーク炉、電気抵
抗炉、プラズマ炉等の灰処理用電気溶融炉が使用されて
いる。例えば、特開平6−159647号公報には上下
に電極を配置した電気抵抗式灰溶融炉において、溶融ス
ラグ層の湯面を出滓口から所定距離上方の高さに一定に
保ちながら前記溶融スラグの圧力によって出滓口から溶
融スラグを連続的に排出して処理する方法が記載されて
いる。
【0003】図3は従来の焼却灰処理用電気抵抗溶融炉
の一例を示す概略図である。
【0004】炉壁1は、炉体内筒鉄皮2と炉体外筒鉄皮
3で構成され、両鉄皮間に冷却水を冷却水入口4から供
給し、排水口5から排出して水冷する水冷ジャケット式
の水冷鉄皮構造で形成されている。炉壁1には、上部に
溶融塩を排出する溶融塩排出口6a、下部に溶融スラグ
を排出するスラグ排出口6bを設ける。
【0005】炉壁1の上部にはキャスタブルからなるフ
ード7が形成され、フード7には炉内で発生した排ガス
を排出する排ガス排出口8を設け、フード7の上部には
灰を炉内に供給する灰供給口9を設ける。炉壁1の下部
には、鉄皮10で成形耐火物11を囲った炉底部12が
形成される。
【0006】炉内には、フード7の天井を貫通して上部
電極14が昇降自在に設けられ、炉底部12には下部電
極15が設けられている。それぞれの電極14,15は
絶縁材16により炉体から絶縁されている。
【0007】前記の構成において、灰供給口9から炉内
に灰が投入され、投入された灰は、電気抵抗加熱により
溶融された溶融スラグ上に浮遊しながら溶融スラグから
熱を受けてスラグ成分は溶融し、溶融スラグ、溶融塩類
が形成され、水冷した炉壁1には溶融物が接触してセル
フライニング層17が形成され、塩類等の低沸点物質は
蒸気になって揮散し、また、未燃CはCOガスとなって
排ガス排出口8から排出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の灰処
理用電気溶融炉の操業方法では、NaCl、KCl、重
金属の塩化物等の溶融塩成分の多い飛灰を溶融すると、
揮発した溶融塩成分が冷却されて液状物となり、キャス
タブルのフードに溶着する。この溶着物は、フードから
剥離しにくく、フードに堆積していき、その除去作業は
きわめて煩雑であり、メンテナンス性が悪いという問題
がある。
【0009】また、溶融スラグ表面に浮上する溶融塩類
上部表面が冷却されて固化して塩皮が形成されて、灰を
供給しても塩皮により溶解されず、溶融が継続できなく
なり、安定操業ができない場合がある。
【0010】本発明は、溶融スラグ表面に塩皮が形成さ
れることなく、且つフードに溶融塩成分が付着すること
なく安定操業できる灰処理用電気溶融炉及びその操業方
法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の灰処理用電気溶
融炉は、水冷鉄皮構造の炉壁と、その上部にフードとを
備えるとともに、上部電極及び下部電極を有する灰処理
用電気溶融炉であって、灰供給シュートを炉内に天井壁
を貫通し、且つシュート先端部が溶融スラグ湯面から上
部に空間を形成する位置まで延設し、灰供給シュート下
端部近傍に予熱された燃焼用空気を溶融スラグ浴上面で
炉壁方向に向かって吹き込んで溶融スラグ浴中から発生
する可燃ガスを燃焼させる空気吹込口を設けるととも
に、フードには冷却空気を吹き込む冷却空気吹込口を設
けたことを特徴とする。
【0012】フードは水冷鉄皮構造とし、冷却空気吹込
口は灰供給シュートとフード内壁とで構成されるリング
状空間に吹き込んだ冷却空気が旋回流を形成する方向に
配置することが好ましい。
【0013】本発明の灰処理用電気溶融炉の操業方法
は、ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰等の灰を溶
融処理する灰処理用電気溶融炉の操業方法において、溶
融スラグ浴面上に予熱空気を吹き込んで溶融スラグ浴中
から発生する可燃ガスを燃焼させて溶融スラグ浴面上の
ガス雰囲気温度を溶融塩の状態を維持する温度とし、フ
ード内に冷却空気を吹き込んでフード内の雰囲気温度を
溶融塩の大部分が固化する温度とすることを特徴とす
る。
【0014】溶融スラグ浴面上ガス雰囲気温度は、10
00℃以上とし、フード内の雰囲気温度を800℃以下
とし、冷却空気を灰供給シュートとフード内壁とで構成
させるリング状平面空間に旋回流を起こさせる方向に吹
き込むことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において、炉内シュート最
下端部近傍から予熱された空気を吹き込んで溶融スラグ
浴中から発生するCOガス等の可燃ガスを燃焼させて、
溶融スラグ浴面上のガス雰囲気温度を1000℃以上に
する。これにより浴面上に浮上するNaCl、KCl、
PbやZnの塩化物等からなる溶融塩が固化することな
く溶融状態が維持され、塩皮の発生が防止できる。その
ため、シュートから投入された灰を継続して溶融できる
ので、安定操業ができる。
【0016】しかし、1000℃以上のままでは、ガス
状で存在するKCl、NaCl等の低沸点物質が排気ダ
クト途中で冷却されて液状となり排気ダクトを閉塞する
ため、空間断面の大きいフード内で低沸点物質を固体に
するよう800℃以下、好ましくは500℃以下となる
ように冷却空気を吹き込む。これにより、フード内で低
沸点物質の気体を固体にできるので、後流ダクトでの閉
塞を防止することができる。
【0017】冷却空気は、フード外側から貫通した冷却
空気吹込口から吹き込むため、予熱されないので、冷却
効果は大きい。冷却空気を灰供給シュートとフード内壁
とで構成されるリング状空間に旋回流方向に吹き込むこ
とにより旋回流効果で均一に混合冷却することができ
る。また、冷却空気は、極力低温が望ましい。
【0018】なお、設定温度によっては、一部の低沸点
物質は液状で存在するため、フードに固着成長するおそ
れがあるが、フードを水冷鉄皮構造にすることにより、
冷却効果が上がり、溶融物剥離性、冷却性を保持でき、
また、後流ダクトでの閉塞防止ができるので、後流側の
排ガス処理設備をコンパクトにできる。また、フード内
で発生した溶融物がフードに接触した場合でも、フード
が水冷鉄皮構造なので、溶融物は直ちに固体となってフ
ードから剥離し、その結果、フードの付着物除去作業が
不必要となり、メンテナンス性がよくなる。なお、フー
ドの内壁にショックハンマー等で衝撃を与え、剥離効果
を向上させることもよい。
【0019】図1は本発明の灰処理用電気抵抗溶融炉の
一例を示す縦断面図である。
【0020】炉壁1は、炉体内筒鉄皮2と炉体外筒鉄皮
3で構成され、両鉄皮2,3間に冷却水を冷却水入口4
から供給し、排水口5から排出する水冷ジャケット式の
水冷鉄皮構造で形成されている。炉壁1には、上部に溶
融塩を排出する溶融塩排出口6a、下部に溶融スラグを
排出するスラグ排出口6bを設ける。
【0021】炉壁1の上部には、炉壁1と同様に、水冷
ジャケット式の水冷鉄皮構造のフード7が形成され、フ
ード7には、炉内で発生した排ガスを排出する排ガス排
出口8を設ける。さらに、フード7には、冷却空気をフ
ード外側から貫通して吹き込むための冷却空気吹込口7
aが設けられている。排ガス排出口8付近には、温度検
出器が配置され、検出温度により、冷却空気吹込口7a
から吹き込む空気量を温度指示調節計TICにより流量
制御弁7bで調節する。排ガス排出口8付近の温度は、
ダクト閉塞防止のため、800℃以下、好ましくは、5
00℃以下、さらに好ましくは300℃以下にする。
【0022】図2は本発明の冷却空気吹込口の配置の1
例を示す図1のA−A断面図で、フード7に間隔をおい
て複数の冷却空気吹込口7aが配置され、各冷却空気吹
込口7aを、灰供給シュート18とフード7とで構成さ
れるリング状空間に吹き込んだ冷却空気が旋回流方向に
吹き込む方向に向いている。
【0023】炉壁1の下部には、鉄皮10で成形耐火物
11を囲った炉底部12を設け、成形耐火物11は、例
えば、96%アルミナからなるキャスタブルで形成す
る。
【0024】成形耐火物11の上部には、粉末状耐火物
13を堆積させる。粉末状耐火物13には、例えば、1
mm以下のクロマイト粒を使用する。粉末状耐火物13
は、成形耐火物11を断熱する厚さに堆積させ、通常、
100〜250mm程度で断熱効果が得られ、これによ
り耐熱衝撃性を向上させ、起動・停止時の成形耐火物1
1の熱疲労クラックをなくすことができる。
【0025】フード7の上部には、灰供給シュート18
の天井壁を貫通して上部電極14が昇降自在に設けら
れ、炉底部12には下部電極15が設けられている。そ
れぞれの電極14,15は絶縁材16により炉体から絶
縁されている。
【0026】上部電極14まわりを間隔をおいて取り囲
む形状の灰供給シュート18がフード7を貫通し炉内へ
延設されている。シュート先端部は、溶融スラグ湯面か
ら上部に空間を形成するレベルに位置させて、シュート
内から投入された灰がスラグ湯面全域に広がるようにし
てスラグからの受熱面積を大きくして溶融能力が最大に
なるようにする。
【0027】灰供給シュート18は、二重構造にして空
気流路18aを形成して、空気を流して冷却しながら空
気を予熱する。予熱された200℃以上の空気を溶融ス
ラグ浴面上に吹き込む空気吹き込み口18bをシュート
突端近傍に設け、空気吹き込み口18bから予熱された
空気を溶融スラグ浴上面で炉壁方向に向かって吹き込
み、発生するCOガス等の可燃性ガスを燃焼させる。予
熱空気の吹き込み方向は、水平方向あるいは上向きと
し、溶融スラグ浴面上ガス雰囲気が酸化雰囲気とならな
いようにすることが好ましい。
【0028】灰供給シュート18の上部には、スクリュ
ーフィーダ19を備えた灰ホッパー20が接続されてい
る。
【0029】以上の構成において、灰ホッパー20内の
灰をスクリューフィーダ19で搬送して、灰供給シュー
ト18へ投入して堆積させ、溶融スラグ湯面全域に灰を
広げるとともに、灰供給シュート18と堆積した灰で供
給シュート18から落下する灰をフード7の排ガスが流
れている空間から遮断して、灰が排ガスに同伴されない
ようにして、溶融スラグの熱により灰を溶解していく。
水冷した炉壁1には溶融物が接触してセルフライニング
層17が形成され、あたかも耐火材を内張りしたと同じ
ように炉体内筒鉄皮2を熱的に保護することができる。
【0030】炉内シュート最下端部の空気吹込口18b
からは、約200℃以上に予熱された燃焼用空気を吹き
込んで溶融スラグ浴中から発生するCOガス等の可燃ガ
スを燃焼させて、浴面上ガス雰囲気温度を1000℃以
上にして溶融塩の状態を維持して、浴面上に塩皮が発生
するのを防止する。
【0031】フード7内には、排ガス排出口8付近の温
度が好ましくは約300℃以下となるように、冷却空気
吹込口7aから吹き込む空気量を温度指示調節計TIC
により流量制御弁7bで調整しながら冷却空気を吹き込
む。これにより、低沸点物質の気体を固体とすることが
でき、後流ダクトでの閉塞を防止することができる。ま
た、フードを水冷鉄皮構造にすることにより冷却効果が
上がり、フードへの溶融物の付着を防止することができ
る。
【0032】
【発明の効果】本発明は、予熱空気を吹き込んで可燃ガ
スを燃焼させて溶融スラグ浴面の雰囲気温度を1000
℃以上にするため、スラグ表面に塩皮が形成されないの
で、炉の安定操業ができる。
【0033】さらに、その後流側となるフード内で冷却
空気を吹き込むことにより低沸点物質の気体を固体にす
るので、後流ダクトでの閉塞防止ができる。
【0034】冷却空気は、旋回流にして吹き込むことに
より、旋回流効果により均一に混合冷却することがで
き、また、約500℃以下にすることにより大部分の低
沸点物質の気体が固体になる。
【0035】さらに、フードを水冷鉄皮構造にすること
により冷却効果が上がり、冷却空気量を低減でき、後流
側の排ガス処理設備をコンパクトにできるとともに、万
一フード内で発生した溶融物がフードに付着した場合で
も、直ちに固体になり剥離し、溶融物がフードに堆積す
ることがないので、メンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の灰処理用電気抵抗溶融炉の一例を示
す概略図である。
【図2】 本発明の冷却空気吹込口の配置の1例を示す
図1のA−A断面図である。
【図3】 従来の灰処理用電気抵抗溶融炉の一例を示す
概略図である。
【符号の説明】
1:炉壁 2:炉体内筒鉄皮 3:炉体外筒鉄皮 4:冷却水供給口 5:排水口 6a:溶融塩排出口 6b:スラグ排出口 7:フード 7a:冷却空気吹込口 7b:流量制御弁 8:排ガス排出口 9:灰供給口 10:鉄皮 11:成形耐火物 12:炉底部 13:粉末状耐火物 14:上部電極 15:下部電極 16:絶縁材 17:セルフライニ
ング層 18:灰供給シュート 18a:空気流路 18b:空気吹込口 19:スクリュー
フィーダ 20:灰ホッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日高 亮太 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社エンジニアリング事業本部内 (72)発明者 岩本 伸二 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水冷鉄皮構造の炉壁と、その上部にフー
    ドとを備えるとともに、上部電極及び下部電極を有する
    灰処理用電気溶融炉であって、灰供給シュートを炉内に
    天井壁を貫通し、且つシュート先端部が溶融スラグ湯面
    から上部に空間を形成する位置まで延設し、灰供給シュ
    ート下端部近傍に予熱された燃焼用空気を溶融スラグ浴
    上面で炉壁方向に向かって吹き込んで溶融スラグ浴中か
    ら発生する可燃ガスを燃焼させる空気吹込口を設けると
    ともに、フードには前記燃焼ガスを冷却するための冷却
    空気を吹き込む冷却空気吹込口を設けたことを特徴とす
    る灰処理用電気溶融炉。
  2. 【請求項2】 フードが水冷鉄皮構造であることを特徴
    とする請求項1記載の灰処理用電気溶融炉。
  3. 【請求項3】 冷却空気吹込口を、灰供給シュートとフ
    ード内壁とで構成されるリング状空間に吹き込んだ冷却
    空気が旋回流を形成する方向に配置したことを特徴とす
    る請求項1又は2記載の灰処理用電気溶融炉。
  4. 【請求項4】 ゴミ処理施設で発生した焼却灰、集塵灰
    等の灰を溶融処理する灰処理用電気溶融炉の操業方法に
    おいて、溶融スラグ浴面上に予熱空気を吹き込んで溶融
    スラグ浴中から発生する可燃ガスを燃焼させて溶融スラ
    グ浴面上のガス雰囲気温度を溶融塩の状態を維持する温
    度とし、フード内に冷却空気を吹き込んでフード内の雰
    囲気温度を溶融塩の大部分が固化する温度とすることを
    特徴とする灰処理用電気溶融炉の操業方法。
  5. 【請求項5】 溶融スラグ浴面上ガス雰囲気温度を10
    00℃以上とし、フード内の雰囲気温度を800℃以下
    とすることを特徴とする請求項4記載の灰処理用電気溶
    融炉の操業方法。
  6. 【請求項6】 冷却空気を灰供給シュートとフード内壁
    とで構成させるリング状空間に旋回流を起こさせる方向
    に吹き込むことを特徴とする請求項4又は5記載の灰処
    理用電気溶融炉の操業方法。
JP10143526A 1998-05-25 1998-05-25 灰処理用電気溶融炉及びその操業方法 Withdrawn JPH11333411A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050802