【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却残渣を溶融する溶融炉の溶融物排出口の閉塞装置及び閉塞方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等を焼却した際に発生する焼却残渣の最終処分に際し、その一部については、減溶化と重金属の安定化が同時に行われる溶融法によって処理されている。焼却残渣の溶融処理は種々の方法によって行われているが、これらの方法のうち、電気抵抗式溶融炉を使用する方法や誘導加熱式の溶融炉を使用する方法においては、炉内に焼却残渣の溶融物を滞留させながら加熱保持し、焼却残渣を装入して順次溶融させる処理が行なわれる。
【０００３】
例えば、特開平８−２７０９２６号公報に示されている電気抵抗式溶融炉においては、炉内に焼却残渣の溶融物を滞留させながら電極間の通電によって発生した電気抵抗熱で加熱保持し、焼却残渣を装入して順次溶融させる処理が行なわれる。炉内に装入された焼却残渣は高温の溶融物を覆い、断熱層的な役割をして気相部の温度上昇を抑制しながら、溶融物と接触している下側の部分から順次溶融する。そして、生成した溶融物が炉内に滞留している間に、溶融物の成分が比重差によって分離され、溶融スラグと溶融メタルに分かれる。比重が大きい溶融メタルは炉底部に集まって溶融メタル層を形成し、その上に溶融スラグ層が形成される。分離された溶融メタルと溶融スラグはそれぞれ排出口から間欠的に抜き出される。
【０００４】
溶融メタルの排出が終了した段階で、排出口にマッドガンをセットし、閉塞材（マッド）を注入する操作が行なわれる。次の排出時には、穿孔して開口する操作を行なう。
【０００５】
なお、上記の溶融炉は炉内が還元雰囲気に維持される密閉炉であって、その操業においては、ガス漏れや空気の吸い込みが起こらないように、炉内の圧力を所定値に維持する制御が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
溶融メタルの排出が終了した段階で、排出口にマッドを注入して閉塞させるが、このマッドの注入に際しては、排出口内の溶融メタル類を炉内へ押し戻し、排出口の中に溶融メタル類が残らないようにしなければなにない。もしも、排出口内に溶融メタル類を残したまま閉塞作業を終了すると、固化したメタル類で排出口を塞いでしまい、次回の排出時における穿孔が困難になる。このため、排出口の閉塞に際しては、マッドが炉内まで充分に押し込まれる段階まで注入しなければならない。
【０００７】
この際、炉内の溶融物の温度は１３００℃〜１４００℃の高温に保たれており、この溶融物中にマッドが混入すると、マッドは、微粉コークス、耐火物粉、粘土粉などにタールや石油系のバインダーを添加した混練物であるので、マッドに含まれているタールや石油系の物質が急激に分解してガス化する。これによって、炉内気相部の圧力が急激に上昇したり、或いは、炉内の溶融物が部分的に異常に盛り上がって断熱層的な役割をなす焼却残渣が存在しない箇所が生じ、気相部の温度が急激に上昇したりする現象が起こる。
【０００８】
上記のような現象が起こると、炉内圧力が急激に上昇して安全弁が作動したり、或いは、排ガスの発生量が大幅に変動して、排ガス処理系統の運転に支障を来したりする。又、炉内に多量のマッドが注入されて溶融物が突沸した場合には、炉内上部に溶融物が付着して固化し、排ガスの流れの障害になったりする問題が発生する。
【０００９】
このように、排出口の閉塞時には、炉内へ注入されるマッドの量をできるだけ少なくしなければならないが、上述のように、排出口の溶融物を確実に炉内へ押し戻さなければならないので、マッドが炉内まで充分に押し込む必要もある。しかし、現状においては、過去の実績に基づいて定めた注入時間でマッドの注入を行なっている。このため、排出口の状態が変わった場合には、マッドの注入量が変動してマッド注入量の過不足が起こり、上記のような異常が発生する。
【００１０】
又、排出口へのマッドの注入は適当な時間内に行なう必要がある。マッドの注入速度が遅すぎると、マッドが途中で固まってしまい、炉内まで押し込めなくなる。逆に、注入速度が速すぎると、炉内へ押し込まれるマッドの量が多量になり、上記問題の発生による影響の度合いが大きくなる。
【００１１】
本発明は、溶融メタル排出口の閉塞に際し、マッドが過不足なく注入され、かつ炉内へ押し込まれるマッドの量を少なくすることができ、さらにマッドの注入速度を適宜に設定することができ、溶融炉の安定操業を継続することができる排出口の閉塞装置及び閉塞方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第一の発明に係る排出口の閉塞装置は、排出口に閉塞材を注入するマッドガンと、このマッドガンを起動停止する手段と、溶融炉内の気相部の圧力を測定する圧力計と、この圧力計で測定された値に基づいて、炉内の圧力が所定値まで上昇した時点で、前記起動停止手段を駆動させて閉塞材の注入を停止する制御手段と、閉塞材注入速度調節手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
第二の発明に係る排出口の閉塞装置は、排出口に閉塞材を注入するマッドガンと、このマッドガンを起動停止する手段と、溶融炉内の気相部の温度を測定する温度計と、この温度計で測定された値に基づいて、炉内の温度が所定値まで上昇した時点で、前記起動停止手段を駆動させて閉塞材の注入を停止する制御手段と、閉塞材注入速度調節手段とを有することを特徴としている。
【００１４】
第三の発明に係る排出口の閉塞方法は、溶融炉内に溶融物を滞留させながら焼却残渣を装入して溶融する溶融炉の排出口の閉塞方法において、炉内気相部の圧力計或いは温度計により気相部の圧力及び/又は温度の異常上昇を検出し、これに基づいて、閉塞材の注入を停止することを特徴としている。本発明においては、炉内にマッドが混入した際に起こる気相部の異常な変化を検出し、この変化に基づいてマッドの注入を停止する。すなわち、炉内気相部の圧力は、通常、１０ｍｍＨｇ程度になるように調節されているので、その変動幅以上に急上昇した場合には、マッドが炉内まで注入され、マッドの分解・ガス化が起こったものと判定される。又、同様に、炉内気相部の温度についても、通常の変動幅以上に急上昇した場合には、マッドが炉内まで注入されたものと判定される。このため、炉内気相部における圧力或いは温度の異常上昇を検出し、これに基づいて、マッドガンを起動停止する手段を駆動させてマッドの注入を停止させる。
【００１５】
このように、炉内の圧力或いは温度が急上昇した時点でマッドガンを停止させるので、マッドが炉内まで確実に押し込まれると共に、炉内へ注入されるマッドの量を最小限にとどめることができる。
【００１６】
本発明においては、マッドの注入速度を調節する手段が設けられているので、マッドの注入時間を適宜に変えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る実施の形態の一例を示す図である。この図において、３０は電気抵抗式溶融炉で、３１は既に溶融された焼却残渣の溶融物中に浸漬される電極、３２は溶融メタルの排出口、３３は溶融スラグの排出口を示す。又、５２は溶融メタル、５１は溶融スラグ、５０は装入された焼却残渣を示す。
【００１８】
本発明に係る溶融物排出口の閉塞装置は上記の溶融炉に付属する装置であって、マッドガン１０、マッドガンの起動停止手段１１、炉内の圧力を測定するための圧力計１２、この圧力計で測定された値に基づいて起動停止手段１１を駆動させてマッドの注入を停止させる制御手段１３、閉塞材注入速度を調節するための流量調節器１４よりなる。１０ａはマッドガンの油圧シリンダーである。マッドガンの起動停止手段１１は、油圧ユニット１５、油圧回路の入り側ライン１６、油圧回路の戻り側ライン１７、とそれぞれの油圧回路に設けられた遮断弁１８、遮断弁１９によって構成されている。
【００１９】
上記の構成による装置を用いて溶融メタルの排出口を閉塞する場合、予め、過去のデータに基づいて、油圧回路の戻り側ラインに設けられている流量調節器１４の開度を調整し、マッドの注入が所定時間で行われるようにしておく。又、炉内の圧力が急上昇した場合に、油圧回路の遮断弁１８、遮断弁１９を閉にしてマッドの注入を停止する圧力値を制御手段１３に設定しておく。そして、マッドガンを排出口にセットし、マッドガン１０を作動させると、マッド４０が排出口３２に注入される。マッド４０が炉内に入ると、圧力計１２の値が急上昇し、この上昇値が所定値に達した時点で、制御手段１３からの信号によって油圧回路の遮断弁１８，１９が閉じ、マッドの注入が停止する。
【００２０】
なお、通常の焼却残渣の溶融炉における好ましい注入時間は２０秒程度であり、許容される注入時間の上下限は約１０秒〜３０秒である。注入時間を３０秒以上にすると、マッドが途中で固まってしまい、炉内まで押し込めない。又、１０秒以下にすると、炉内圧力の急上昇が検知されてからマッドガンが停止するまでの間に多量のマッドが炉内へ入ってしまい、前記のような異常の発生を阻止することができない。
【００２１】
図２は本発明に係る実施の形態の他の例を示す図である。図２において、図１と同じ部分については、同一の符号を付し説明を省略する。この実施の形態においては、溶融炉に炉内温度測定用の温度計２０が設けられおり、この測定値の信号が制御器１３へ送られ、次いで制御器１３によって油圧回路の遮断弁１８，１９を閉にし、マッドの注入を停止することが可能なように構成されている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、予め設定された溶融炉内の圧力或いは温度の値に基づいて、マッドガン起動停止手段を駆動させてマッドの注入を停止するように構成されていると共に、マッドの注入速度調節手段を備えているので、マッドを過不足なく注入することができ、かつ炉内へ押し込まれるマッドの量を最小限にすることができ、さらにマッドを所定時間で注入することができる。このため、本発明の装置を使用すれば、溶融炉の安定操業を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ マッドガン
１０ａ マッドガンの油圧シリンダー
１１ マッドガンの起動停止手段
１２ 圧力計
１３ マッドの注入を停止させる制御手段
１４ 流量調節器
１５ 油圧ユニット
１６ 油圧回路の入り側ライン
１７ 油圧回路の戻り側ライン
１８，１９ 遮断弁
２０ 温度計
３０ 電気抵抗式溶融炉
３１ 電極
３２ 溶融メタルの排出口
３３ 溶融スラグの排出口
４０ マッド
５０ 焼却残渣
５１ 溶融スラグ
５２ 溶融メタル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device and a method for closing a melt outlet of a melting furnace for melting incineration residues.
[0002]
[Prior art]
In the final disposal of incineration residues generated when municipal solid waste and the like are incinerated, a part of the incineration residue is treated by a melting method in which the solubilization and the stabilization of heavy metals are simultaneously performed. Melting treatment of incineration residue is performed by various methods. Among these methods, in the method using an electric resistance type melting furnace or the method using an induction heating type melting furnace, the incineration residue is stored in the furnace. Is heated and held while the molten material is retained, and the incineration residue is charged and sequentially melted.
[0003]
For example, in the electric resistance type melting furnace disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-270926, the incineration residue is heated and held by the electric resistance heat generated by energization between the electrodes while the melted incineration residue is retained in the furnace. A process of charging and sequentially melting the residue is performed. The incineration residue charged in the furnace covers the high-temperature melt and acts as a heat-insulating layer, suppressing the temperature rise in the gas phase and melting sequentially from the lower part in contact with the melt. I do. Then, while the generated melt stays in the furnace, components of the melt are separated due to a difference in specific gravity, and separated into a molten slag and a molten metal. The molten metal having a large specific gravity gathers at the furnace bottom to form a molten metal layer, on which a molten slag layer is formed. The separated molten metal and molten slag are each intermittently extracted from the discharge port.
[0004]
At the stage when the discharge of the molten metal is completed, an operation of setting a mud gun at the discharge port and injecting a closing material (mud) is performed. At the time of the next discharge, an operation of piercing and opening is performed.
[0005]
The above-mentioned melting furnace is a closed furnace in which the inside of the furnace is maintained in a reducing atmosphere, and in the operation thereof, a control for maintaining the pressure in the furnace at a predetermined value so as not to cause gas leakage or air suction. Is performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
At the stage when the discharge of the molten metal is completed, a mud is injected into the discharge port to close it.When the mud is injected, the molten metal in the discharge port is pushed back into the furnace, and the molten metal is discharged into the discharge port. Nothing has to be done. If the closing operation is completed while leaving the molten metal in the discharge port, the discharge port is closed with the solidified metal, and it becomes difficult to perform perforation at the next discharge. For this reason, when closing the outlet, it is necessary to inject the mud until the mud is sufficiently pushed into the furnace.
[0007]
At this time, the temperature of the molten material in the furnace is maintained at a high temperature of 1300 ° C. to 1400 ° C. If mud is mixed in the molten material, the mud is converted into fine coke, refractory powder, clay powder, etc. Since it is a kneaded material to which a petroleum-based binder is added, tar and petroleum-based substances contained in the mud are rapidly decomposed and gasified. As a result, the pressure in the gas phase in the furnace rapidly increases, or the melt in the furnace partially rises abnormally, and there is a place where there is no incineration residue serving as a heat insulating layer. Or a phenomenon in which the temperature rapidly rises.
[0008]
When the above-mentioned phenomenon occurs, the pressure in the furnace is rapidly increased and the safety valve is operated, or the amount of generated exhaust gas fluctuates greatly, thereby hindering the operation of the exhaust gas treatment system. Further, when a large amount of mud is injected into the furnace and the melt is bumped, the melt adheres to the upper portion of the furnace and solidifies, thereby causing a problem of obstructing the flow of exhaust gas.
[0009]
Thus, when the outlet is closed, the amount of mud injected into the furnace must be reduced as much as possible, but as described above, since the melt at the outlet must be pushed back into the furnace, The mud also needs to be pushed fully into the furnace. However, under the present circumstances, mud injection is performed at an injection time determined based on past results. Therefore, when the state of the outlet changes, the injection amount of the mud fluctuates, and the injection amount of the mud becomes excessive or insufficient, and the above-described abnormality occurs.
[0010]
The injection of the mud into the outlet must be performed within an appropriate time. If the injection speed of the mud is too slow, the mud solidifies in the middle and cannot be pushed into the furnace. Conversely, if the injection speed is too high, the amount of mud pushed into the furnace will be large, and the degree of the effect of the occurrence of the above problem will increase.
[0011]
In the present invention, when closing the molten metal discharge port, the mud is injected without excess and shortage, and the amount of the mud pushed into the furnace can be reduced, and the injection speed of the mud can be appropriately set, An object of the present invention is to provide an outlet closing device and a closing method capable of continuing stable operation of a melting furnace.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a discharge port closing device according to a first aspect of the present invention includes a mud gun that injects a plugging material into a discharge port, a unit that starts and stops the mud gun, and a gas phase unit in a melting furnace. A pressure gauge for measuring pressure, and a control means for stopping the injection of the plugging material by driving the start / stop means when the pressure in the furnace rises to a predetermined value based on the value measured by the pressure gauge. And a closing material injection speed adjusting means.
[0013]
The discharge port closing device according to the second invention is a mud gun for injecting a plugging material into the discharge port, means for starting and stopping the mud gun, a thermometer for measuring a temperature of a gas phase in the melting furnace, Based on the value measured by the thermometer, at the time when the temperature in the furnace has risen to a predetermined value, control means for driving the start / stop means to stop injection of the plugging material, plugging material injection speed adjusting means, It is characterized by having.
[0014]
The method for closing the discharge port according to the third invention is a method for closing the discharge port of a melting furnace in which the incineration residue is charged and melted while the molten material is retained in the melting furnace. detecting an abnormal rise in the pressure and / or temperature of the gas phase portion by a thermometer, and based on this, is characterized by stopping the injection of the occluder. In the present invention, an abnormal change in the gas phase portion that occurs when a mud enters the furnace is detected, and the injection of the mud is stopped based on this change. That is, since the pressure of the gas phase in the furnace is usually adjusted to be about 10 mmHg, if the pressure rises more rapidly than the fluctuation range, the mud is injected into the furnace, and the mud is decomposed and gasified. It is determined to have occurred. Similarly, if the temperature of the gas phase in the furnace rises rapidly beyond the normal fluctuation range, it is determined that the mud has been injected into the furnace. For this reason, an abnormal rise in the pressure or temperature in the gas phase part in the furnace is detected, and based on this, the means for starting and stopping the mud gun is driven to stop the injection of the mud.
[0015]
In this way, since the mud gun is stopped when the pressure or temperature in the furnace rises sharply, the mud is reliably pushed into the furnace and the amount of mud injected into the furnace can be minimized.
[0016]
In the present invention, since the means for adjusting the mud injection speed is provided, the mud injection time can be appropriately changed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment according to the present invention. In this figure, 30 is an electric resistance melting furnace, 31 is an electrode immersed in the melted incineration residue already melted, 32 is an outlet for molten metal, and 33 is an outlet for molten slag. Reference numeral 52 denotes a molten metal, 51 denotes a molten slag, and 50 denotes a charged incineration residue.
[0018]
The device for closing the melt discharge port according to the present invention is a device attached to the above-mentioned melting furnace, and includes a mud gun 10, a mud gun start / stop means 11, a pressure gauge 12 for measuring the pressure in the furnace, and a pressure gauge. The control means 13 drives the start / stop means 11 to stop the injection of the mud on the basis of the value measured in the step (1), and the flow rate adjuster 14 for adjusting the injection speed of the plugging material. 10a is a hydraulic cylinder of the mud gun. The start / stop means 11 of the mud gun includes a hydraulic unit 15, an inlet line 16 of the hydraulic circuit, a return line 17 of the hydraulic circuit, and a shutoff valve 18 and a shutoff valve 19 provided in each hydraulic circuit.
[0019]
When closing the discharge port of the molten metal using the device having the above configuration, the opening degree of the flow rate regulator 14 provided on the return line of the hydraulic circuit is adjusted in advance based on past data, Is performed in a predetermined time. In addition, when the pressure in the furnace rises sharply, a pressure value at which the injection of the mud is stopped by closing the shutoff valves 18 and 19 of the hydraulic circuit is set in the control means 13. When the mud gun is set at the outlet and the mud gun 10 is operated, the mud 40 is injected into the outlet 32. When the mud 40 enters the furnace, the value of the pressure gauge 12 rises sharply, and when the rise value reaches a predetermined value, the shutoff valves 18 and 19 of the hydraulic circuit are closed by a signal from the control means 13 to close the mud. Infusion stops.
[0020]
The preferable injection time of the usual incineration residue in a melting furnace is about 20 seconds, and the upper and lower limits of the allowable injection time are about 10 seconds to 30 seconds. If the injection time is longer than 30 seconds, the mud solidifies in the middle and cannot be pushed into the furnace. If the time is set to 10 seconds or less, a large amount of mud enters the furnace from the time when the sudden rise in the furnace pressure is detected until the mud gun stops, and the occurrence of the above-described abnormality cannot be prevented. .
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing another example of the embodiment according to the present invention. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the melting furnace is provided with a thermometer 20 for measuring the temperature inside the furnace, and a signal of the measured value is sent to the controller 13, which then shuts off the shutoff valves 18, 19 of the hydraulic circuit. Is closed so that the injection of the mud can be stopped.
[0022]
【The invention's effect】
The present invention is configured to stop the injection of the mud by driving the mud gun start / stop means based on a preset value of the pressure or temperature in the melting furnace, and to control the injection speed of the mud. Since it is provided, the mud can be injected without excess and shortage, the amount of the mud pushed into the furnace can be minimized, and the mud can be injected in a predetermined time. Therefore, by using the apparatus of the present invention, stable operation of the melting furnace can be continued.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another example of the embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mud gun 10a Mud gun hydraulic cylinder 11 Mud gun start / stop means 12 Pressure gauge 13 Control means to stop injection of mud 14 Flow controller 15 Hydraulic unit 16 Hydraulic circuit entrance line 17 Hydraulic circuit return line 18, 19 Shut off Valve 20 Thermometer 30 Electric resistance melting furnace 31 Electrode 32 Molten metal outlet 33 Molten slag outlet 40 Mud 50 Incineration residue 51 Molten slag 52 Molten metal