JP2938693B2 - 焼却灰溶融炉の溶融スラグ出滓方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、都市ごみ焼却灰溶融
炉の溶融スラグを出滓口で閉塞することなく出滓する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ焼却灰を溶融するための電気炉
式の溶融炉が知られている。図４は従来の電気炉式の焼
却灰溶融炉の１例を示す断面図である。

【０００３】図４に示す従来の電気炉式の焼却灰溶融炉
（以下、「灰溶融炉」という）１においては、炉本体２
内に電極３を上下動自在に設け、炉本体２内に投入され
た焼却灰層４内に電極３を挿入し、焼却灰を溶融して溶
融スラグおよび溶融メタルに液化して溶融スラグ層５お
よび溶融メタル層６を形成する。その後は、電極３の先
端が溶融スラグ層５の湯面から一定の距離を保つように
保持しつつ、電極３と溶融メタル層６との間に発生した
アーク熱により焼却灰を溶融して溶融スラグおよび溶融
メタルに液化する。炉本体２の炉壁の所定位置に出滓口
９が設けられており、溶融スラグおよび溶融メタルは出
滓口９からオーバーフローすることにより排出される
（以下、「先行技術」という）。先行技術は電極３と溶
融メタル層６との間に発生したアーク熱により焼却灰を
溶融するため、溶融スラグ層は可能な限り薄くする必要
がある。このため、出滓口９から随時オーバーフローを
行なっている。

【０００４】都市ごみ焼却灰の溶融スラグの塩基度は、
一般的に0.4 前後であり、溶融温度が高温度領域の場合
であっても粘度が高く、炉外へ出滓する場合に流れにく
い。従って、先行技術においては、補助的な熱源で出滓
部を加熱したり、塩基度をCaO 分等で調整するなどの手
段によって粘度を下げて流れやすくしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような対策を実施しない場合は、出滓口が閉塞し灰溶融
炉の運転が不能となる。このように、従来の灰溶融炉に
おいては、補助的な熱源が必要であったり、焼却灰とと
もに塩基度調整剤も溶融処理することでエネルギーを余
分に投入する必要がある。また、塩基度調整剤は高価で
あり、経済的にも不利である。

【０００６】従って、この発明の目的は、補助的な加熱
や塩基度調整剤を使用せずに、出滓口が閉塞することな
く溶融スラグを出滓することができる焼却灰溶融炉の溶
融スラグ出滓方法を提供することにある。

【０００７】この発明は、溶融炉内に配置された電極に
通電し、発生するジュール熱によって投入された焼却灰
を溶融して形成された溶融スラグ層内に前記電極を挿入
して塩基度が０．６以下である高粘度の溶融スラグ層お
よび溶融メタル層を形成する電気式の焼却灰溶融炉の溶
融スラグ出滓方法であって、前記溶融メタル層の液面よ
り上方となるように前記溶融炉の炉壁に出滓口を設けて
おき、前記出滓口の開度および／または焼却灰の投入量
を調整することによって前記溶融スラグ層の湯面を前記
出滓口から２００ｍｍ以上の高さに保ちながら、前記出
滓口から溶融スラグを直接炉外に排出することに特徴を
有するものである。

【０００８】

【作用】都市ごみ焼却灰の溶融炉として、発明者等によ
り、ジュール熱を利用した電気溶融炉が既に開発されて
いる。本発明においては、このジュール熱を利用した電
気溶融炉を利用する。即ち、先ず、炉内に投入された焼
却灰層内に電極を挿入し、焼却灰を溶融して溶融スラグ
および溶融メタルに液化する。これにより、溶融スラグ
層および溶融メタル層が形成される。その後は、電極の
先端を溶融スラグ層内に挿入し、ジュール熱によって焼
却灰を溶融する。炉内に溜まった溶融スラグ層はジュー
ル熱を利用するため所定の厚さを形成させる。炉の高さ
方向中間部の炉壁には出滓口が設けられており、溶融ス
ラグ層の湯面と出滓口との間に一定の高低差が確保さ
れ、この高低差によりもたらされる溶融スラグの圧力
（ヘッド圧）によって溶融スラグが押し出され出滓口か
ら排出する。塩基度が0.6 以下の粘度の高い溶融スラグ
であっても出滓口が閉塞することなく連続で出滓可能で
ある。溶融スラグの湯面と出滓口との高低差が常に一定
となるように、出滓口からの溶融スラグ排出量または焼
却灰投入量等を制御して溶融スラグの湯面の位置を常に
一定に保持する。

【０００９】

【実施例】次に、この発明を図面を参照しながら説明す
る。図１はこの発明の実施例を示す電気炉式の都市ごみ
焼却灰溶融炉の断面図、図２は出滓口を説明する断面
図、図３は同正面図である。

【００１０】図１に示すように、電気炉式の都市ごみ焼
却灰溶融炉（灰溶融炉）１の炉本体２内には電極３が上
下動自在に設けられている。炉本体２の高さ方向中間部
の炉壁には出滓口７が設けられている。電極３を焼却灰
層４内に挿入して焼却灰を溶融して溶融スラグおよび溶
融メタルに液化する。これにより、溶融スラグ層および
溶融メタル層が形成される。その後は、溶融スラグ層５
内に電極３の先端を挿入し、ジュール熱によって焼却灰
を溶融し溶融スラグおよび溶融メタルに液化する。本発
明に利用する溶融炉はジュール熱を利用するため、炉内
に溜まった溶融スラグ層は所定の厚さを有する。出滓口
７と溶融スラグ層５の湯面との間に所定の高低差を確保
できるように湯面の位置を調整する。溶融スラグはその
ヘッド圧により出滓口７から排出する。

【００１１】出滓口７には、図１〜図３に示すように、
出滓口開閉機構８が設けられている。出滓口開閉機構８
は、炉本体２の外側の出滓口７の出口に設けられた環状
の基部8bと、基部8bの外側に基部8bの開口を閉塞可能に
設けられた、上下にスライド移動自在のゲート8aとから
なっている。出滓口開閉機構８の開度調整により溶融ス
ラグの出滓量が制御される。10はゲート8aおよび基部8b
を水冷するための冷却水11の入出口である。出滓口開閉
機構８によって焼却灰の溶融処理量とバランスするよう
に出滓量を制御し、溶融スラグ層５の湯面の位置を一定
に保持し、溶融スラグ層５の湯面と出滓口７との間に一
定の高低差を維持しヘッド圧を常時確保する。

【００１２】また、溶融スラグ層５の湯面の位置を一定
に保持する方法として、炉内に投入する焼却灰の量を制
御する方法を使用してもよい。

【００１３】先行技術に示すように、従来の灰溶融炉で
は、溶融スラグは溶融メタルとともにオーバーフロー方
式により自重落下することで炉外に排出されていた。実
施例においては、出滓口７と溶融スラグの湯面との間の
距離が（図１中に示すＡの距離が）200mm 以上となるよ
うに溶融スラグの湯面を調整し、出滓口７より溶融スラ
グをそのヘッド圧を利用して押し出している。これによ
り、塩基度が0.6 以下の粘度の高い溶融スラグであって
も出滓口７が閉塞することなく連続して出滓可能であ
る。従って、塩基度調整剤および補助的な加熱手段は不
要である。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下のような工業上有用な効果がもたらされる。 塩基度が0.6 以下の粘度の高い溶融スラグでも、出
滓部の加熱、塩基度調整剤の使用等の補助的な手段を採
らずに、出滓口が閉塞することなく出滓できる。 出滓部の加熱、塩基度調整剤を使用する必要がない
ため、電力原単位を悪くすることがなく経済的に有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す電気炉式の都市ごみ焼
却灰溶融炉の断面図

【図２】出滓口を説明する断面図

【図３】出滓口を説明する正面図

【図４】従来の電気炉式の焼却灰溶融炉の１例を示す断
面図。

【符号の説明】

１ 電気炉式の都市ごみ焼却灰溶融炉 ２ 炉本体 ３ 電極 ４ 焼却灰層 ５ 溶融スラグ層 ６ 溶融メタル層 ７ 出滓口 ８ 出滓口開閉機構 8a ゲート 8b 基部 ９ 出滓口 10 冷却水入出口 11 冷却水。

フロントページの続き (72)発明者 西村 研一 新潟県糸魚川市一の宮５−７−12 (72)発明者 山下 恒男 新潟県糸魚川市上刈１−１−７ (56)参考文献 特開 昭61−168719（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23J 1/08 F23J 1/00 F27B 3/08 F27B 3/19

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融炉内に配置された電極に通電し、発生
   するジュール熱によって投入された焼却灰を溶融して形
   成された溶融スラグ層内に前記電極を挿入して塩基度が
   ０．６以下である高粘度の溶融スラグ層および溶融メタ
   ル層を形成する電気式の焼却灰溶融炉の溶融スラグ出滓
   方法であって、前記溶融メタル層の液面より上方となる
   ように前記溶融炉の炉壁に出滓口を設けておき、前記出
   滓口の開度および／または焼却灰の投入量を調整するこ
   とによって前記溶融スラグ層の湯面を前記出滓口から２
   ００ｍｍ以上の高さに保ちながら、前記出滓口から溶融
   スラグを直接炉外に排出することを特徴とする焼却灰溶
   融炉の溶融スラグ出滓方法。