JP3558477B2

JP3558477B2 - Incineration ash melting furnace

Info

Publication number: JP3558477B2
Application number: JP00251697A
Authority: JP
Inventors: 孝平浜辺; 恒治榊原; 浩史小坂; 英夫佐藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2017-01-10
Also published as: JPH10196928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば都市ごみ、産業廃棄物などの焼却炉で発生した焼却灰、および排気ガス中に飛散した飛灰（脱塩のために添加した石灰類、および反応物も含む。）などを、電気炉（たとえばアーク炉、抵抗炉、プラズマアーク炉など）を用いて加熱溶融（減高化のため）する焼却灰溶融炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アーク炉、抵抗炉、プラズマアーク炉などの焼却灰溶融炉は、溶融スラグ層厚および溶融メタル層厚が一定になるように操業し、溶融したスラグを順次連続式で水中に排出しているが、これによると溶融スラグ出滓口が冷えるため、この溶融スラグ出滓口をバーナなどで加熱する必要があった。そこで加熱を行わない形式として、溶融炉本体を傾動させることで、溶融炉本体内に溜った溶融物を、出滓口より一時に排出するようにした構成が提供されている。
【０００３】
すなわち図１０に示すように、支持装置７０側に可動枠７１を介して支持されて、水平状軸心７２の回りに傾動自在な溶融炉本体７３が設けられ、この溶融炉本体７３は、シリンダー装置７４の作動によって、水平状軸心７２の回りに傾動される。なお、焼却灰の溶融中において溶融炉本体７３内には、溶融メタル７５や溶融スラグ７６が入っている。
【０００４】
そして溶融炉本体７３側には、前記水平状軸心７２上に位置される筒状の排ガス排出部７７が一体に設けられ、この排ガス排出部７７に外側から対向される側には、二次燃焼装置７８が配設されている。この二次燃焼装置７８の装置本体７９は断面矩形のダクト状であって、通常は、その二次燃焼室８０が上下方向となるようにして、床側からの機枠８１に支持されている。前記装置本体７９の中間部には筒状の排ガス受け入れ部８２が一体に設けられ、この排ガス受け入れ部８２は前記水平状軸心７２上に位置され、前記排ガス排出部７７にシール接続装置８３を介して連通されている。
【０００５】
前記装置本体７９内は大別して、水平状軸心７２から上方に二次燃焼室８０が形成され、水平状軸心７２から下方に粉塵排出室８４が形成される。ここで装置本体７９における両室８０，８４の境界部の壁部、すなわち排ガス排出部７７に対向される部分の壁部は、水平状軸心７２に対して直角状に形成されている。そして二次燃焼室８０の下部には、排ガス排出部７７や排ガス受け入れ部８２における排気ガスの流れ方向に対して同方向に向けられた二次燃焼用バーナ８５が設けられている。
【０００６】
上記した従来構成によると、たとえば焼却炉から排出された焼却灰および飛灰は、溶融炉本体７３内に定量供給され、そして黒鉛電極８６などを介しての電気エネルギーを用いて加熱溶融される。これにより、溶融炉本体７３内には、その下部に溶融メタル７５の層が形成され、この溶融メタル７５の層の上に溶融スラグ７６の層が形成される。
【０００７】
その際に、黒鉛電極８６の酸化消耗防止のために、溶融炉本体７３内に大気の混入がないようにされている。このため焼却灰溶融時には、焼却灰に混入している可燃物が、焼却灰投入時に持ち込まれる空気により酸素不足の状態で燃焼されて、一酸化炭素（ＣＯ）を発生することになる。この一酸化炭素を含む排気ガスは、排ガス排出部７７から排ガス受け入れ部８２を流れて二次燃焼室８０に流入され、この二次燃焼室８０で二次燃焼用バーナ８５によって燃焼される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来形式によると、二次燃焼用バーナ８５が、排ガス排出部７７や排ガス受け入れ部８２における排気ガスの流れ方向に対向して設けられているため、排気ガスの一部が、二次燃焼用バーナ８５によるバーナ火炎の両側を通って上昇されることになる。これによって、一部の未燃の一酸化炭素が二次燃焼室８０を通過してしまうことになり、これがダイオキシン発生の原因になると考えられる。
【０００９】
またシール接続装置８３による縁切り部分の水平煙道部分、すなわち排ガス排出部７７や排ガス受け入れ部８２の部分に粉塵８７が堆積され、この粉塵８７は半溶融物の飛沫の堆積物（粒状）であるため飛散し難く、以て排ガス排出部７７や排ガス受け入れ部８２を塞ぐ問題がある。
【００１０】
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、二次燃焼用バーナによる排気ガスの燃焼を好適に行える焼却灰溶融炉を提供することを目的としたものである。
また請求項２記載の発明は、堆積した粉塵の除去を好適に行える焼却灰溶融炉を提供することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の焼却灰溶融炉は、支持装置側に支持されて水平状軸心の回りに傾動自在な溶融炉本体と、この溶融炉本体側の排ガス排出部が連通される二次燃焼装置とが設けられ、この二次燃焼装置は、二次燃焼室を上下方向として配置されるとともに、前記排ガス排出部に対向される部分の壁部が、この排ガス排出部側に接近して位置された突入壁部に形成され、この突入壁部の近くには、前記排ガス排出部における排気ガスの流れ方向に対して直交状に向けられて二次燃焼用バーナが設けられていることを特徴としたものである。
【００１２】
したがって請求項１の発明によると、たとえば焼却炉から排出された焼却灰および飛灰を、溶融炉本体内に供給したのち黒鉛電極などを用いて加熱溶融させ、その際に発生した一酸化炭素を含む排気ガスは、排ガス排出部を介して二次燃焼室に流入させ、この二次燃焼室で二次燃焼用バーナによって燃焼し得る。このとき二次燃焼用バーナを、排ガス排出部における排気ガスの流れ方向に対して直交状に設けているため、バーナ火炎は二次燃焼室の横断面の隅々まで届くことになり、以て排気ガスの全てを、バーナ火炎の中を通して上昇させることになって、未燃の一酸化炭素の全てを二次燃焼室で燃焼し得る。
【００１３】
また本発明の請求項２記載の焼却灰溶融炉は、上記した請求項１記載の構成において、溶融炉本体側の排ガス排出部と二次燃焼装置側の排ガス受け入れ部との中心は、水平状軸心に一致状とされるとともに、シール接続装置を介して連通され、この連通部分の堆積粉塵の除去を行う掃除装置が突入壁部の部分に設けられていることを特徴としたものである。
【００１４】
したがって請求項２の発明によると、シール接続装置による縁切り部分の水平煙道部分、すなわち排ガス排出部や排ガス受け入れ部などからなる連通部分に粉塵が堆積したとき、この堆積粉塵を掃除装置によって除去（徐塵）し得る。そして、排ガス排出部や排ガス受け入れ部の側に接近して位置させた突入壁部に掃除装置を配設しているので、掃除装置の手動による操作量は短くてよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
図１、図２において、床上に設置される支持装置１０は、ベース体１１と、このベース体１１上から立設された前後ならびに左右でそれぞれ一対の保持枠１２と、これら保持枠１２の上端にそれぞれローラ軸１３などを介して配設された鍔付きローラ１４などにより構成される。ここで鍔付きローラ１４は、ローラ軸心を前後方向として配設されている。そして支持装置１０内から左右方向の一方外方に亘って、床上には水槽１が設置され、また他方には台車移入部が形成されている。この台車移入部に対して、取鍋２を載置した台車３が移入自在に構成される。
【００１６】
前記支持装置１０側に可動枠１５を介して支持されて、水平状軸心１９の回りに傾動自在な溶融炉本体２０が設けられる。すなわち可動枠１５は、平枠状の可動台１６と、この可動台１６の下面に前後一対に設けられかつ下方へ凸の円弧板状に形成された被支持体１７などにより構成される。そして前記可動台１６上に溶融炉本体２０が固定されている。その際に、溶融炉本体２０内の上部に前記水平状軸心１９が位置され、この水平状軸心１９を中心とした半径の円弧線上に前記被支持体１７の円弧面が形成されている。
【００１７】
したがって溶融炉本体２０は、その可動枠１５における被支持体１７が鍔付きローラ１４間に載置されることで、水平状軸心１９の回りに傾動自在に構成される。そして傾動操作装置の一例であるシリンダー装置１８が、前記ベース体１１と可動台１６との間に配設されている。なお、焼却灰の溶融中において溶融炉本体２０内には、溶融メタル５や溶融スラグ６が入っている。
【００１８】
前記溶融炉本体２０の外面側には水冷ジャケット２１が施工され、また炉蓋を貫通して、作動ガスを供給自在な黒鉛電極２８が位置されている。そして溶融炉本体２０には、傾動方向に振り分けて溶融スラグ出滓溝２２と溶融メタル排出孔２３とが設けられている。その際に溶融スラグ出滓溝２２は、出滓堰２４により形成され、かつ溶融メタル排出孔２３に対して上位に形成されている。
【００１９】
さらに溶融炉本体２０の溶融スラグ出滓溝２２側には溶融スラグ排出部２５が一体化され、この溶融スラグ排出部２５には、上位開放部２６Ａを介して溶融スラグ出滓溝２２からの溶融スラグ６を受け入れかつ下位開放部２６Ｂを介して溶融スラグ６を水槽１に排出させる上下方向の排出室２６が形成されている。そして溶融炉本体２０側には、前記水平状軸心１９上に位置される筒状の排ガス排出部２７が一体に設けられている。
【００２０】
図５〜図９において、前記排ガス排出部２７に外側から対向される側には、二次燃焼装置３０が配設されている。この二次燃焼装置３０の装置本体３１は断面矩形のダクト状であって、通常は、その長さ方向（後述する二次燃焼室）が上下方向となるようにして、床側からの機枠９に支持されている。
【００２１】
前記装置本体３１の中間部には筒状の排ガス受け入れ部３２が一体に設けられ、この排ガス受け入れ部３２は前記水平状軸心１９上に位置され、前記排ガス排出部２７にシール接続装置５０を介して連通されている。すなわちシール接続装置５０は、排ガス排出部２７の後端にフランジ継手５１を介して連結された炉側筒体５２と、排ガス受け入れ部３２の前端にフランジ継手５３を介して連結された装置側筒体５４と、両筒体５２，５４間の外周に配設されたシール構造５５などにより構成される。
【００２２】
その際に、炉側筒体５２の後端面には環状凹部５２Ａが形成されるとともに、装置側筒体５４の前端面には、前記環状凹部５２Ａに嵌合される環状凸部５４Ａが形成されている（凹凸は逆であってもよい。）。そしてシール構造５５は、装置側筒体５４に固定される環状ボックス５６と、この環状ボックス５６内に装填されたガラス繊維５７と、炉側筒体５２に固定されかつ環状ボックス５６に対して摺動自在なリング体５８などにより構成されている。
【００２３】
上記の構成により、前記溶融炉本体２０と二次燃焼装置３０とを連通する排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２の中心が、前記水平状軸心１９に一致状とされる。そして凹凸の嵌合とシール構造５５とにより、二次燃焼装置３０に対して溶融炉本体２０が、水平状軸心１９の周りに回動（傾動）されながらも、ガス漏れのない状態で連通し得る。
【００２４】
前記装置本体３１内は大別して、水平状軸心１９から上方に上下方向の二次燃焼室３３が形成され、水平状軸心１９から下方に粉塵排出室３４が形成される。ここで装置本体３１における両室３３，３４の境界部の壁部、すなわち排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２に対向される部分の壁部は、これら排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２の側に接近して位置された突入壁部３１Ａに形成されている。これに伴って、二次燃焼室３３や粉塵排出室３４の形成壁体で突入壁部３１Ａに連なる部分は、水平状軸心１９から離れるほど外側となる傾斜壁部３１Ｂ，３１Ｃに形成されている。
【００２５】
前記装置本体３１における二次燃焼室３３の下部、すなわち突入壁部３１Ａの近くの傾斜壁部３１Ｂの部分には、排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２における排気ガスの流れ方向に対して直交状に向けられた二次燃焼用バーナ３５が設けられている。３６は覗き窓、３７はサンプリング座、３８は二次燃焼ガス出口を示し、この二次燃焼ガス出口３８には排ガス管（図示せず。）が接続される。なお、前記装置本体３１における粉塵排出室３４の下端には、二重のダンパー装置３９が設けられている。４０は爆風口を示す。
【００２６】
前記突入壁部３１Ａの部分には、溶融炉本体２０と装置本体３１との連通部分、すなわち排ガス排出部２７、炉側筒体５２、装置側筒体５４、排ガス受け入れ部３２などに堆積された粉塵７の除去を行う掃除装置６０が設けられる。
【００２７】
すなわち、機枠９側からのブラケット６１に外端が支持されたガイドロッド６２が設けられ、このガイドロッド６２に外嵌される筒状の操作体６３が設けられる。この操作体６３の内端は、突入壁部３１Ａの部分に設けられた筒ガイド６４に挿通され、そして突入された内端には、矩形ブロック状の掻き体６５が設けられている。ここで操作体６３は二重管形式であって、その内側の管路に冷却水が供給され、この冷却水は掻き体６５に流入されて、この掻き体６５を冷却したのち、外側の管路を通して排水されるように構成されている。
【００２８】
図２において、前記溶融炉本体２０側には、定量供給形式の灰供給装置４２が一体化されている。すなわち灰供給装置４２は、架台４３を介して可動台１６上に固定され、そして、その灰供給部４４は、溶融炉本体２０を貫通してこの溶融炉本体２０内に臨んでいる。
【００２９】
前記溶融メタル排出孔２３は、通常ではマッド２９により閉孔されており、このマッド２９を砕いて溶融メタル排出孔２３を開孔させる開孔機４６が設けられる。すなわち開孔機４６は、架台４７を介して可動台１６上に固定され、そして、その開孔具４８は、溶融メタル排出孔２３の部分に外側から対向されかつ溶融メタル排出孔２３に突入自在に構成されている。
【００３０】
以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。
図１、図２は溶融炉本体２０が正立姿勢にあり、そして溶融メタル排出孔２３がマッド２９により閉孔された状態にある。このとき、たとえば焼却炉から排出された焼却灰および飛灰は、灰供給装置４２を介して溶融炉本体２０内に定量供給され、そして黒鉛電極２８などを介しての電気エネルギーを用いて加熱溶融されている。これにより、溶融炉本体２０内には、その下部に溶融メタル５の層が形成され、この溶融メタル５の層の上に溶融スラグ６の層が形成されている。
【００３１】
溶融炉本体２０内から溶融スラグ６を出滓させるとき、まずシリンダー装置１８を伸展させて、この溶融炉本体２０側を傾動させる。その際に傾動は、支持装置１０側に支持案内されて、排出室２６側が次第に下位になるように水平状軸心１９の回りに行われる。この傾動により図３に示すように、溶融スラグ６は溶融スラグ出滓溝２２を通って排出室２６の上位開放部２６Ａに出滓され、そして排出室２６内を下降されたのち、下位開放部２６Ｂから水槽１内に投入される。
【００３２】
このとき、溶融スラグ６は一時に出滓されるものでありながら、カバー状の溶融スラグ排出部２５内を通って水槽１内に投入されることから、周囲環境への水蒸気の放出は少ないものになり、以て周囲の環境悪化は招かない。そして溶融炉本体２０の傾動は、溶融スラグ６を排出し溶融メタル５のラインが溶融メタル排出孔２３よりも下になるまで行われる。なお、この前後において、台車移入空間に台車３が移入され、その取鍋２が溶融メタル排出孔２３の下方に位置される。
【００３３】
その後に、開孔機４６の開孔具４８を突出動させることによって、マッド２９が砕かれて溶融メタル排出孔２３が開孔される。この開孔を行ったのち、シリンダー装置１８を収縮させて、溶融炉本体２０側を反対側に傾動させる。これにより図４に示すように、溶融メタル５は溶融メタル排出孔２３を通って排出され、そして取鍋２内（または溶融メタル冷却水槽内）に投入される。
【００３４】
このような操作により、溶融スラグ６を冷却する水槽１内に溶融メタル５を落すことなく、この溶融メタル５を溶融スラグ６から分離して排出し得る。また、出滓時には溶融電源を停止する必要はなく、再び図３の状態に傾動させて、溶融メタル排出孔２３をマッド２９で閉孔すれば、続けて灰の溶融が可能となる。しかも一連の出滓操作が短時間で行えるため、出滓による熱ロスは低く抑え得る。
【００３５】
前述したように、溶融炉本体２０側を左右に傾動させる際に、灰供給装置４２や溶融スラグ排出部２５を、この溶融炉本体２０に一体として傾動させ得、そして傾動の中心軸である水平状軸心１９が、溶融炉本体２０と二次燃焼装置３０を連通するシール接続装置５０の中心に一致しているため、このシール接続装置５０以外は、シール構造を完備する必要はない。
【００３６】
上述したように、たとえば焼却炉から排出された焼却灰および飛灰は、溶融炉本体２０内に定量供給されたのち、黒鉛電極２８などを介しての電気エネルギーを用いて加熱溶融されるが、その際に、焼却灰溶融時には、焼却灰に混入している可燃物が、焼却灰投入時に持ち込まれる空気により酸素不足の状態で燃焼されて、一酸化炭素を発生することになる。この一酸化炭素を含む排気ガスは、排ガス排出部２７から排ガス受け入れ部３２を流れて二次燃焼室３０に流入され、この二次燃焼室３０で二次燃焼用バーナ３５によって燃焼される。
【００３７】
このとき、二次燃焼用バーナ３５が、排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２における排気ガスの流れ方向に対して直交状に設けられているため、二次燃焼用バーナ３５によるバーナ火炎は二次燃焼室３０の横断面の隅々まで届くことになり、以て排気ガスの全てが、バーナ火炎の中を通って上昇されることになる。これによって、未燃の一酸化炭素の全てが二次燃焼室３３で燃焼されることになり、以てダイオキシン発生の原因が解消される。
【００３８】
またシール接続装置５０による縁切り部分の水平煙道部分、すなわち排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２などからなる連通部分の長さは、傾斜壁部３１Ｃの存在によって短くなり、したがって連通部分での粉塵７の堆積量を減少し得る。
【００３９】
そして短い長さの連通部分に粉塵７が或る量堆積したとき、掃除装置６０によって堆積粉塵７の除去（徐塵）が行われる。これは、手動操作により操作体６３を押し込み、図５や図７の仮想線に示すように、掻き体６５を連通部分で移動させて堆積粉塵７を掻き落とすことにより行われる。これにより、堆積粉塵７によって排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２が塞がれることを防止し得る。
【００４０】
前述した掻き体６５の連通部分での移動は、この掻き体６５を片持ち状とした操作体６３の押し引き操作により行われる。このとき、排ガス排出部２７や排ガス受け入れ部３２の側に接近して位置された突入壁部３１Ａに掃除装置６０を配設しているので、操作体６３は短くてよく、したがって押し引き操作は容易に行え、さらに高温にさらされることによる変形なども少なくて長期間の使用が可能になる。また操作体６３が短くなることで、この操作体６３の外部での移動範囲が短くなり、場所を広く確保しなくてもよいことになる。
【００４１】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、たとえば焼却炉から排出された焼却灰および飛灰を、溶融炉本体内に供給したのち黒鉛電極などを用いて加熱溶融でき、その際に発生した一酸化炭素を含む排気ガスを、排ガス排出部を介して二次燃焼室に流入させ、二次燃焼用バーナによって燃焼できる。このとき二次燃焼用バーナを、排ガス排出部における排気ガスの流れ方向に対して直交状に設けているため、バーナ火炎は二次燃焼室の横断面の隅々まで届くことになり、以て排気ガスの全てを、バーナ火炎の中を通して上昇できて、未燃の一酸化炭素の全てを二次燃焼室で燃焼でき、以てダイオキシン発生の原因を解消できる。
【００４２】
また上記した本発明の請求項２によると、シール接続装置による縁切り部分の水平煙道部分、すなわち排ガス排出部や排ガス受け入れ部などからなる連通部分に粉塵が堆積したとき、この堆積粉塵を掃除装置によって除去（徐塵）でき、堆積粉塵によって連通部分が塞がれることを防止できる。そして、連通部分に接近して位置させた突入壁部に掃除装置を配設したことで掃除装置の手動による操作量を短くでき、これにより、操作を容易に行うことができるとともに、高温にさらされることによる変形なども少なくて長期間の使用を可能にでき、また操作量が短くなることで外部での移動範囲を短くできて、場所を広く確保しなくてもよいことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、焼却灰溶融炉の一部切り欠き側面図である。
【図２】同焼却灰溶融炉の正立姿勢の一部切り欠き正面図である。
【図３】同焼却灰溶融炉のスラグ出滓時の一部切り欠き正面図である。
【図４】同焼却灰溶融炉の金属メタル排出時の一部切り欠き正面図である。
【図５】同焼却灰溶融炉の二次燃焼装置部分の縦断側面図である。
【図６】同焼却灰溶融炉の二次燃焼装置部分の縦断背面図である。
【図７】同焼却灰溶融炉の二次燃焼装置部分の横断平面図である。
【図８】同焼却灰溶融炉のシール接続装置部分の縦断側面図である。
【図９】同焼却灰溶融炉のシール接続装置部分の一部切り欠き背面図である。
【図１０】従来例を示し、焼却灰溶融炉の一部切り欠き側面図である。
【符号の説明】
５溶融メタル
６溶融スラグ
７堆積粉塵
１０支持装置
１５可動枠
１８シリンダー装置（傾動操作装置）
１９水平状軸心
２０溶融炉本体
２７排ガス排出部
２８黒鉛電極
３０二次燃焼装置
３１装置本体
３１Ａ突入壁部
３１Ｂ傾斜壁部
３１Ｃ傾斜壁部
３２排ガス受け入れ部
３３二次燃焼室
３４粉塵排出室
３５二次燃焼用バーナ
４２灰供給装置
４６開孔機
５０シール接続装置
５２炉側筒体
５２Ａ環状凹部
５４装置側筒体
５４Ａ環状凸部
５５シール構造
６０掃除装置
６２ガイドロッド
６３操作体
６５掻き体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes, for example, incinerated ash generated in incinerators such as municipal solid waste and industrial waste, and fly ash scattered in exhaust gas (including limes added for desalination and reactants). The present invention relates to an incineration ash melting furnace which heats and melts (for reducing the height) using an electric furnace (for example, an arc furnace, a resistance furnace, a plasma arc furnace, etc.).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, incineration ash melting furnaces such as arc furnaces, resistance furnaces, and plasma arc furnaces operate so that the thickness of the molten slag layer and the thickness of the molten metal layer become constant, and the molten slag is sequentially discharged into the water in a continuous manner. However, according to this method, the molten slag outlet was cooled, and it was necessary to heat the molten slag outlet with a burner or the like. Therefore, as a type in which heating is not performed, a configuration is provided in which the molten material accumulated in the melting furnace main body is discharged from the slag port at a time by tilting the melting furnace main body.
[0003]
That is, as shown in FIG. 10, a melting furnace main body 73 supported by a supporting device 70 via a movable frame 71 and capable of tilting around a horizontal axis 72 is provided. The device 74 is tilted about the horizontal axis 72 by the operation of the device 74. During the melting of the incineration ash, a molten metal 75 and a molten slag 76 are contained in the melting furnace body 73.
[0004]
On the side of the melting furnace main body 73, a cylindrical exhaust gas discharge portion 77 located on the horizontal axis 72 is provided integrally. A combustion device 78 is provided. The device main body 79 of the secondary combustion device 78 is a duct having a rectangular cross section, and is normally supported by the machine frame 81 from the floor side so that the secondary combustion chamber 80 is in the vertical direction. . A tubular exhaust gas receiving portion 82 is integrally provided at an intermediate portion of the device main body 79. The exhaust gas receiving portion 82 is located on the horizontal axis 72, and a seal connecting device 83 is connected to the exhaust gas discharging portion 77. Are communicated through.
[0005]
The interior of the apparatus main body 79 is roughly divided into a secondary combustion chamber 80 formed above the horizontal axis 72 and a dust discharge chamber 84 formed below the horizontal axis 72. Here, the wall of the boundary between the two chambers 80 and 84 in the apparatus main body 79, that is, the wall of the portion facing the exhaust gas discharge unit 77 is formed at right angles to the horizontal axis 72. At the lower part of the secondary combustion chamber 80, a secondary combustion burner 85 directed in the same direction as the exhaust gas flow direction in the exhaust gas discharge unit 77 and the exhaust gas receiving unit 82 is provided.
[0006]
According to the conventional configuration described above, for example, incineration ash and fly ash discharged from the incinerator are supplied in a fixed amount into the melting furnace main body 73, and are heated and melted using electric energy via the graphite electrode 86 and the like. As a result, a layer of molten metal 75 is formed in the lower portion of the melting furnace body 73, and a layer of molten slag 76 is formed on the layer of molten metal 75.
[0007]
At this time, in order to prevent the graphite electrode 86 from being oxidized and consumed, no air is mixed into the melting furnace main body 73. Therefore, when the incinerated ash is melted, the combustibles mixed in the incinerated ash are burned in a state of insufficient oxygen by the air brought in when the incinerated ash is thrown, thereby generating carbon monoxide (CO). The exhaust gas containing carbon monoxide flows from the exhaust gas discharge unit 77 through the exhaust gas receiving unit 82, flows into the secondary combustion chamber 80, and is burned by the secondary combustion burner 85 in the secondary combustion chamber 80.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional type described above, since the secondary combustion burner 85 is provided to face the exhaust gas flow direction in the exhaust gas discharge unit 77 and the exhaust gas receiving unit 82, a part of the exhaust gas is It is raised through both sides of the burner flame by the next combustion burner 85. As a result, some unburned carbon monoxide passes through the secondary combustion chamber 80, which is considered to be a cause of dioxin generation.
[0009]
Further, dust 87 is deposited on the horizontal flue portion of the rim portion by the seal connecting device 83, that is, on the exhaust gas discharge portion 77 and the exhaust gas receiving portion 82, and the dust 87 is a deposit (granular) of semi-molten droplets. Therefore, there is a problem that it is difficult to be scattered, thereby blocking the exhaust gas discharge unit 77 and the exhaust gas receiving unit 82.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an incineration ash melting furnace capable of suitably burning exhaust gas by a secondary combustion burner.
Another object of the present invention is to provide an incineration ash melting furnace capable of suitably removing accumulated dust.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, an incineration ash melting furnace according to claim 1 of the present invention is provided with a melting furnace main body supported on a support device side and capable of tilting around a horizontal axis, A secondary combustion device to which an exhaust gas discharge portion of the main body communicates is provided, and the secondary combustion device is disposed such that the secondary combustion chamber is arranged vertically and a wall of a portion opposed to the exhaust gas discharge portion is provided. Part is formed in a rush wall portion located close to the exhaust gas discharge portion side, and near the rush wall portion, the portion is directed orthogonal to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust gas discharge portion. A secondary combustion burner is provided.
[0012]
Therefore, according to the invention of claim 1, for example, incineration ash and fly ash discharged from an incinerator are supplied into the melting furnace body and then heated and melted using a graphite electrode or the like, and carbon monoxide generated at that time is melted. The contained exhaust gas flows into the secondary combustion chamber via the exhaust gas discharge portion, and can be burned by the secondary combustion burner in the secondary combustion chamber. At this time, since the secondary combustion burner is provided orthogonally to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust gas discharge part, the burner flame reaches every corner of the cross section of the secondary combustion chamber. All of the exhaust gases will rise through the burner flame, and all of the unburned carbon monoxide may be burned in the secondary combustion chamber.
[0013]
Further, in the incineration ash melting furnace according to claim 2 of the present invention, in the configuration according to claim 1 described above, the center between the exhaust gas discharge portion on the melting furnace main body side and the exhaust gas receiving portion on the secondary combustion device side is horizontal. A cleaning device which is made coincident with the axis and which is communicated through a seal connecting device and which removes accumulated dust at the communicating portion is provided at a portion of the rush wall portion. .
[0014]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, when dust accumulates in the horizontal flue portion of the marginal portion by the seal connecting device, that is, the communicating portion including the exhaust gas discharge portion and the exhaust gas receiving portion, the accumulated dust is removed by the cleaning device ( Dust). And since a cleaning device is arranged in the intrusion wall part located close to the exhaust gas discharge part or the exhaust gas receiving part side, the manual operation amount of the cleaning device may be short.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
1 and 2, a supporting device 10 installed on the floor includes a base body 11, a pair of holding frames 12, which are vertically erected from the base body 11, and a pair of holding frames 12, respectively, and upper ends of the holding frames 12. And a flanged roller 14 disposed via a roller shaft 13 and the like. Here, the flanged roller 14 is disposed with the roller axis being in the front-rear direction. The water tank 1 is installed on the floor from the inside of the support device 10 to one side in the left-right direction, and a bogie transfer section is formed on the other side. The carriage 3 on which the ladle 2 is placed is configured to be freely transferable to the carriage transfer section.
[0016]
A melting furnace main body 20 supported on the supporting device 10 side via a movable frame 15 and capable of tilting around a horizontal axis 19 is provided. That is, the movable frame 15 is composed of a flat frame-shaped movable base 16, a supported body 17 provided in a pair of front and rear on the lower surface of the movable base 16, and formed in the shape of a downwardly projecting arc plate. The melting furnace body 20 is fixed on the movable table 16. At this time, the horizontal axis 19 is located at the upper part in the melting furnace main body 20, and the arc surface of the supported body 17 is formed on an arc line having a radius centered on the horizontal axis 19. .
[0017]
Therefore, the melting furnace main body 20 is configured so that the supported body 17 of the movable frame 15 is mounted between the flanged rollers 14 so as to be tiltable around the horizontal axis 19. A cylinder device 18 which is an example of a tilt operation device is disposed between the base body 11 and the movable base 16. During the melting of the incineration ash, the molten metal 5 and the molten slag 6 are contained in the melting furnace body 20.
[0018]
A water-cooling jacket 21 is provided on the outer surface side of the melting furnace main body 20, and a graphite electrode 28 which is capable of supplying working gas is penetrated through the furnace lid. The molten furnace main body 20 is provided with a molten slag discharge groove 22 and a molten metal discharge hole 23 which are distributed in the tilting direction. At this time, the molten slag slag ditch 22 is formed by the slag weir 24 and is formed above the molten metal discharge hole 23.
[0019]
Further, a molten slag discharge portion 25 is integrated with the molten slag discharge groove 22 side of the melting furnace main body 20, and the molten slag discharge portion 25 is connected to the molten slag discharge groove 22 through the upper opening portion 26A. A vertical discharge chamber 26 for receiving the slag 6 and discharging the molten slag 6 to the water tank 1 via the lower opening portion 26B is formed. On the side of the melting furnace main body 20, a cylindrical exhaust gas discharge portion 27 located on the horizontal axis 19 is integrally provided.
[0020]
In FIGS. 5 to 9, a secondary combustion device 30 is provided on a side facing the exhaust gas discharge unit 27 from the outside. The device main body 31 of the secondary combustion device 30 has a duct shape with a rectangular cross section. Normally, the length direction (secondary combustion chamber described later) of the device body 31 is set in the vertical direction so that the machine frame from the floor side is formed. 9 supported.
[0021]
A cylindrical exhaust gas receiving portion 32 is integrally provided at an intermediate portion of the device main body 31, and the exhaust gas receiving portion 32 is located on the horizontal axis 19, and a seal connecting device 50 is connected to the exhaust gas discharging portion 27. Are communicated through. That is, the seal connection device 50 includes a furnace-side cylinder 52 connected to a rear end of the exhaust gas discharge unit 27 via a flange joint 51, and a device-side cylinder connected to a front end of the exhaust gas receiving unit 32 via a flange joint 53. And a seal structure 55 disposed on the outer periphery between the two cylindrical bodies 52, 54.
[0022]
At this time, an annular concave portion 52A is formed on the rear end surface of the furnace-side cylindrical body 52, and an annular convex portion 54A fitted to the annular concave portion 52A is formed on the front end surface of the apparatus-side cylindrical body 54. (The unevenness may be reversed.) The sealing structure 55 includes an annular box 56 fixed to the apparatus-side cylinder 54, glass fibers 57 loaded in the annular box 56, and a glass fiber 57 fixed to the furnace-side cylinder 52 and sliding with respect to the annular box 56. It is composed of a movable ring body 58 and the like.
[0023]
With the above configuration, the center of the exhaust gas discharge portion 27 and the exhaust gas receiving portion 32 that communicate the melting furnace main body 20 and the secondary combustion device 30 are aligned with the horizontal axis 19. The fitting of the irregularities and the sealing structure 55 allow the melting furnace main body 20 to communicate with the secondary combustion device 30 while being rotated (tilted) around the horizontal axis 19 without gas leakage. I can do it.
[0024]
The inside of the device main body 31 is roughly divided into a vertical combustion chamber 33 formed above the horizontal axis 19 and a dust discharge chamber 34 formed below the horizontal axis 19. Here, the wall of the boundary between the two chambers 33 and 34 in the apparatus main body 31, that is, the wall of the portion opposed to the exhaust gas discharge unit 27 and the exhaust gas reception unit 32 is located on the side of the exhaust gas discharge unit 27 and the exhaust gas reception unit 32. Is formed on the intruding wall portion 31 </ b> A located close to. Along with this, portions connected to the rush wall portion 31A in the formed wall of the secondary combustion chamber 33 and the dust discharge chamber 34 are formed on the inclined wall portions 31B and 31C which become more outward as the distance from the horizontal axis 19 increases. I have.
[0025]
The lower part of the secondary combustion chamber 33 in the device main body 31, that is, the portion of the inclined wall portion 31B near the entry wall portion 31A, is orthogonal to the exhaust gas flow direction in the exhaust gas discharge portion 27 and the exhaust gas receiving portion 32. A secondary combustion burner 35 is provided. 36 is a viewing window, 37 is a sampling seat, 38 is a secondary combustion gas outlet, and an exhaust gas pipe (not shown) is connected to the secondary combustion gas outlet 38. In addition, a double damper device 39 is provided at the lower end of the dust discharge chamber 34 in the device main body 31. Reference numeral 40 denotes a blast outlet.
[0026]
In the portion of the intruding wall portion 31A, the communication portion between the melting furnace main body 20 and the apparatus main body 31 is deposited on the exhaust gas discharge section 27, the furnace side cylinder 52, the apparatus side cylinder 54, the exhaust gas receiving section 32, and the like. A cleaning device 60 for removing dust 7 is provided.
[0027]
That is, a guide rod 62 whose outer end is supported by a bracket 61 from the machine frame 9 side is provided, and a tubular operating body 63 fitted to the guide rod 62 is provided. The inner end of the operating body 63 is inserted into a cylindrical guide 64 provided in the portion of the bulging wall 31A, and a rectangular block-shaped scraping body 65 is provided at the bulging inner end. Here, the operation body 63 is of a double pipe type, and cooling water is supplied to an inner pipe line, the cooling water flows into a scraping body 65, and after cooling the scraping body 65, an outer pipe is formed. It is configured to be drained through a street.
[0028]
In FIG. 2, a fixed-rate ash supply device 42 is integrated with the melting furnace body 20. That is, the ash supply device 42 is fixed on the movable base 16 via the gantry 43, and the ash supply unit 44 penetrates through the melting furnace main body 20 and faces into the melting furnace main body 20.
[0029]
The molten metal discharge hole 23 is normally closed by a mud 29, and an opening machine 46 that breaks the mud 29 to open the molten metal discharge hole 23 is provided. That is, the drilling machine 46 is fixed on the movable base 16 through the gantry 47, and the drilling tool 48 is opposed to the portion of the molten metal discharge hole 23 from outside and can freely enter the molten metal discharge hole 23. Is configured.
[0030]
The operation of the above embodiment will be described below.
1 and 2 show a state in which the melting furnace body 20 is in an upright posture and the molten metal discharge hole 23 is closed by a mud 29. At this time, for example, the incineration ash and fly ash discharged from the incinerator are supplied quantitatively into the melting furnace main body 20 via the ash supply device 42, and are heated and melted using electric energy via the graphite electrode 28 and the like. Have been. As a result, a layer of the molten metal 5 is formed in the lower portion of the melting furnace body 20, and a layer of the molten slag 6 is formed on the layer of the molten metal 5.
[0031]
When the molten slag 6 is discharged from the melting furnace main body 20, the cylinder device 18 is first extended, and the melting furnace main body 20 side is tilted. At this time, the tilting is performed around the horizontal axis 19 so as to be supported and guided by the support device 10 side and the discharge chamber 26 side becomes gradually lower. As a result of this tilting, as shown in FIG. 3, the molten slag 6 is discharged into the upper opening 26A of the discharge chamber 26 through the molten slag discharge groove 22, and is lowered in the discharge chamber 26, and then the lower opening. 26B, it is thrown into the water tank 1.
[0032]
At this time, the molten slag 6 is discharged into the water tank 1 through the cover-shaped molten slag discharge section 25 while being discharged at a time, so that the release of water vapor to the surrounding environment is small. Therefore, the surrounding environment does not deteriorate. The tilting of the melting furnace body 20 is performed until the molten slag 6 is discharged and the line of the molten metal 5 is lower than the molten metal discharge hole 23. Before and after this, the carriage 3 is moved into the carriage transfer space, and the ladle 2 is positioned below the molten metal discharge hole 23.
[0033]
Thereafter, the mud 29 is crushed and the molten metal discharge hole 23 is opened by moving the opening tool 48 of the hole opening machine 46 to protrude. After this opening, the cylinder device 18 is contracted to tilt the melting furnace body 20 side to the opposite side. Thereby, as shown in FIG. 4, the molten metal 5 is discharged through the molten metal discharge hole 23 and is charged into the ladle 2 (or into the molten metal cooling water tank).
[0034]
By such an operation, the molten metal 5 can be separated from the molten slag 6 and discharged without dropping the molten metal 5 into the water tank 1 for cooling the molten slag 6. In addition, it is not necessary to stop the melting power supply at the time of slag discharge. If the molten metal discharging hole 23 is closed with the mud 29 by tilting again to the state shown in FIG. 3, the ash can be continuously melted. In addition, since a series of slag operations can be performed in a short time, heat loss due to slag can be suppressed to a low level.
[0035]
As described above, when the melting furnace main body 20 side is tilted left and right, the ash supply device 42 and the molten slag discharge unit 25 can be tilted integrally with the melting furnace main body 20 and the horizontal axis, which is the central axis of the tilting, can be tilted. Since the shape axis 19 coincides with the center of the seal connecting device 50 that connects the melting furnace main body 20 and the secondary combustion device 30, there is no need to complete the sealing structure other than the seal connecting device 50.
[0036]
As described above, for example, the incineration ash and fly ash discharged from the incinerator are supplied by a fixed amount into the melting furnace main body 20 and then heated and melted by using electric energy via the graphite electrode 28 or the like. At that time, when the incineration ash is melted, the combustibles mixed in the incineration ash are burned in a state of insufficient oxygen by the air introduced when the incineration ash is thrown, thereby generating carbon monoxide. The exhaust gas containing carbon monoxide flows from the exhaust gas discharge unit 27 through the exhaust gas receiving unit 32, flows into the secondary combustion chamber 30, and is burned by the secondary combustion burner 35 in the secondary combustion chamber 30.
[0037]
At this time, since the secondary combustion burner 35 is provided orthogonally to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust gas discharge unit 27 and the exhaust gas receiving unit 32, the burner flame by the secondary combustion burner 35 causes secondary burner flame. It will reach every corner of the cross section of the combustion chamber 30, so that all of the exhaust gas will be lifted through the burner flame. As a result, all of the unburned carbon monoxide is burned in the secondary combustion chamber 33, thereby eliminating the cause of dioxin generation.
[0038]
In addition, the length of the horizontal flue portion of the edge portion by the seal connection device 50, that is, the length of the communication portion including the exhaust gas discharge portion 27 and the exhaust gas reception portion 32 is shortened by the presence of the inclined wall portion 31C, and therefore, the dust at the communication portion is reduced. 7 can be reduced.
[0039]
Then, when a certain amount of the dust 7 accumulates in the communication portion having a short length, the cleaning device 60 removes the accumulated dust 7 (slow dust). This is performed by manually pushing the operating body 63 and moving the scraping body 65 at the communicating portion to scrape off the accumulated dust 7 as shown by the phantom lines in FIGS. 5 and 7. This can prevent the exhaust gas discharge unit 27 and the exhaust gas receiving unit 32 from being blocked by the accumulated dust 7.
[0040]
The above-described movement of the scraping body 65 at the communicating portion is performed by pushing and pulling the operating body 63 having the scraping body 65 cantilevered. At this time, since the cleaning device 60 is disposed on the intruding wall portion 31A located close to the exhaust gas discharge portion 27 and the exhaust gas receiving portion 32, the operating body 63 may be short, and therefore, the push-pull operation is not required. It can be easily used, has little deformation due to exposure to high temperature, and can be used for a long time. In addition, since the operating body 63 is shortened, a moving range of the operating body 63 outside is shortened, and it is not necessary to secure a large space.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, for example, incineration ash and fly ash discharged from an incinerator can be heated and melted using a graphite electrode or the like after being supplied into a melting furnace main body. Exhaust gas containing carbon flows into the secondary combustion chamber through the exhaust gas discharge portion, and can be burned by the secondary combustion burner. At this time, since the secondary combustion burner is provided orthogonally to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust gas discharge part, the burner flame reaches every corner of the cross section of the secondary combustion chamber. All of the exhaust gas can rise through the burner flame and all of the unburned carbon monoxide can be burned in the secondary combustion chamber, thereby eliminating the cause of dioxin generation.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, when dust accumulates in a horizontal flue portion of a rim portion by the seal connecting device, that is, a communicating portion including an exhaust gas discharge portion and an exhaust gas receiving portion, the accumulated dust is cleaned by the cleaning device. (Communication part) can be prevented from being blocked by the accumulated dust. And, by arranging the cleaning device on the intruding wall portion located close to the communication portion, the amount of manual operation of the cleaning device can be shortened, whereby the operation can be easily performed and the device can be exposed to high temperatures. It can be used for a long period of time with little deformation due to the operation, and the shortened operation amount can shorten the moving range outside and eliminate the need to secure a large space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention and is a partially cutaway side view of an incineration ash melting furnace.
FIG. 2 is a partially cutaway front view of an upright posture of the incineration ash melting furnace.
FIG. 3 is a partially cutaway front view of the incineration ash melting furnace when slag is discharged.
FIG. 4 is a partially cutaway front view of the incineration ash melting furnace when discharging metal metal.
FIG. 5 is a vertical side view of a secondary combustion device of the incineration ash melting furnace.
FIG. 6 is a longitudinal rear view of a secondary combustion device of the incineration ash melting furnace.
FIG. 7 is a cross-sectional plan view of a secondary combustion device of the incineration ash melting furnace.
FIG. 8 is a vertical sectional side view of a seal connecting device portion of the incineration ash melting furnace.
FIG. 9 is a partially cutaway rear view of a seal connection device portion of the incineration ash melting furnace.
FIG. 10 shows a conventional example, and is a partially cutaway side view of an incineration ash melting furnace.
[Explanation of symbols]
5 molten metal 6 molten slag 7 deposited dust 10 support device 15 movable frame 18 cylinder device (tilt operating device)
19 Horizontal shaft center 20 Melting furnace main body 27 Exhaust gas discharge unit 28 Graphite electrode 30 Secondary combustion device 31 Main unit 31A Entry wall 31B Inclined wall 31C Inclined wall 32 Exhaust gas receiving unit 33 Secondary combustion chamber 34 Dust discharge chamber 35 Secondary combustion burner 42 Ash supply device 46 Opener 50 Seal connection device 52 Furnace-side cylinder 52A Annular recess 54 Device-side cylinder 54A Annular protrusion 55 Seal structure 60 Cleaning device 62 Guide rod 63 Operating body 65 Scraping body

Claims

A melting furnace main body supported on the support device side and tiltable around a horizontal axis, and a secondary combustion device to which an exhaust gas discharge portion of the melting furnace main body side is provided are provided, and the secondary combustion device is The secondary combustion chamber is arranged in the vertical direction, and a wall portion of the portion facing the exhaust gas discharge portion is formed in a rush wall portion located close to the exhaust gas discharge portion side, and the rush wall An incineration ash melting furnace, characterized in that a burner for secondary combustion is provided near the section so as to be orthogonal to the flow direction of the exhaust gas in the exhaust gas discharge section.

The center between the exhaust gas discharge part on the melting furnace main body side and the exhaust gas receiving part on the secondary combustion device side is made coincident with the horizontal axis, and is communicated via a seal connecting device. 2. The incineration ash melting furnace according to claim 1, wherein a cleaning device for removing the incineration ash is provided at a portion of the rush wall portion.