JPH0730893B2 - Incinerator ash melting device - Google Patents
Incinerator ash melting deviceInfo
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Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄
物を焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰を溶
融炉において溶融処理する焼却灰の溶融処理装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to incineration ash for melting and treating incinerator ash generated by incinerating municipal solid waste, sewage sludge, or other waste in an incinerator. Of the melting treatment device of
一般に、都市ごみ、下水汚泥、或いはその他の廃棄物を
廃棄物焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰
は、多くの場合、埋立処理されているのが現状である。
しかし、埋立地の確保が年々困難になっているため、埋
め立てられる焼却灰の容積を小さくする方法、即ち、焼
却灰の減容化処理が要望されている。In general, incinerator ash generated by incinerating municipal solid waste, sewage sludge, or other wastes in a waste incinerator is currently landfilled in most cases.
However, since it is becoming more difficult to secure landfill sites every year, there is a demand for a method of reducing the volume of incinerated ash to be landfilled, that is, a volume reduction process for incinerated ash.
また、焼却灰を処理することなくそのままの状態で埋立
地に埋め立てた場合には、焼却灰自体には種々の重金属
等の有害物質が含まれているため、焼却灰から有害物質
が雨水、地下水等に溶出したり、或いは、焼却灰中の未
燃有機物質が腐敗し、これらの現象が二次公害を引き起
こす原因になっている。そこで、焼却炉から排出される
焼却灰の無公害処理化が要望されている。If the incinerated ash itself is landfilled in a landfill without being treated, the incinerated ash itself contains harmful substances such as various heavy metals. And the like, or the unburned organic substances in the incinerated ash are decomposed, and these phenomena cause secondary pollution. Therefore, there is a demand for pollution-free treatment of incineration ash discharged from the incinerator.
このようなことから従来から種々の焼却灰の処理装置が
開発されている。例えば、焼却灰をセメントと混合して
焼却灰をセメントで固化する処理方式、アスファルトと
混合して焼却灰を固化する処理方式、或いは粘土等と混
合して焼却灰を焼結固化する処理方式等が開示されてい
る。For this reason, various types of incineration ash treatment devices have been conventionally developed. For example, a treatment method in which incineration ash is mixed with cement to solidify the incineration ash with cement, a treatment method to mix incineration ash with asphalt to solidify the incineration ash, or a treatment method to mix incineration ash with clay or the like to sinter and solidify the incineration ash. Is disclosed.
しかしながら、これらの処理方式は、処理コストが高価
となり、また、焼却灰の処理状態に対して技術的信頼性
に欠ける問題がある。However, these treatment methods have a problem that the treatment cost becomes high and the technical reliability of the treatment state of the incineration ash is lacking.
また、焼却灰の別の処理方式として、バーナ炉、或いは
電気炉即ちオープンアーク炉に焼却灰を投入して該焼却
灰を溶融処理する方式がある。バーナ炉方式は、油の燃
焼熱を利用する方式で、最高温度が1400℃程度であり、
高融点の鉄分やセラミック類を前段階で除去する必要が
ある。或いは、アーク炉方式は、製鋼用アーク炉を圧溶
融用に転用したものであり、黒鉛電極間のアーク熱を利
用するものである。Further, as another treatment method of incineration ash, there is a method in which the incineration ash is put into a burner furnace or an electric furnace, that is, an open arc furnace, and the incineration ash is melted. The burner furnace method uses the combustion heat of oil and has a maximum temperature of about 1400 ° C.
High melting point iron and ceramics need to be removed in the previous step. Alternatively, the arc furnace system is an arc furnace for steelmaking which is diverted for pressure melting, and utilizes arc heat between graphite electrodes.
例えば、製鋼用のオープンアーク炉を用いた処理方法と
して、特開昭52−86976号公報に開示されたものがあ
る。For example, as a processing method using an open arc furnace for steelmaking, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-86976.
該スラッジの燃焼溶解方法は、電極と溶融金属との間に
常時アークを発生させた密閉式アーク炉にスラッジを装
入し、このスラッジ中の有機物は上記アークのアーク熱
により分解してガスとして炉外に取り出し、上記スラッ
ジ中の無機物は上記アークのアーク熱により溶解して上
記溶融金属に溶け込ませるか溶融スラグとして炉外に取
り出すものである。The combustion and melting method of the sludge, the sludge is charged into a closed arc furnace in which an arc is constantly generated between the electrode and the molten metal, and the organic matter in the sludge is decomposed by the arc heat of the arc as a gas. The inorganic substance in the sludge is taken out of the furnace and is melted by the arc heat of the arc to be melted in the molten metal or taken out of the furnace as molten slag.
又は、特開昭55−114383号公報には、焼却灰の溶融処理
方法が開示されている。該焼却灰の溶融処理方法は、サ
ブマージドアーク炉内の溶融スラグ上に焼却灰を順次投
入して焼却灰層を形成し、該層の焼却灰を溶融スラグの
電気抵抗熱により順次溶融するものである。この場合
に、焼却灰として、焼却灰で焼却排出される灰と、集じ
ん器で捕集される集じん灰との混合灰を用いたものであ
る。Alternatively, JP-A-55-114383 discloses a method for melting incinerated ash. The melting treatment method of the incineration ash is one in which the incineration ash is sequentially charged onto the molten slag in the submerged arc furnace to form an incineration ash layer, and the incineration ash of the layer is sequentially melted by electric resistance heat of the molten slag. Is. In this case, as the incineration ash, a mixed ash of ash that is incinerated and discharged by incineration ash and dust ash that is collected by the dust collector is used.
しかしながら、上記バーナ炉方式は、高温が得られない
ためにスラグの取り出し方法を水砕方式とするものが殆
どである。水砕方式とは、スラグ排出口の下部に水槽を
設置し、スラグを排出口から連続的に水槽に落下させ、
水槽内で冷却されたスラグをコンベア等で溶融炉外に取
り出す方法で、水で外気をシールすることによりスラグ
排出口に漏れ込んだ冷風が冷却することがないという利
点がある反面、水砕スラグはガラス質となって脆くな
り、該水砕スラグを有効利用するという面から問題があ
る。However, most of the above burner furnace systems use a water granulation system as a method for taking out slag because a high temperature cannot be obtained. With the water granulation method, a water tank is installed under the slag discharge port, and the slag is continuously dropped from the discharge port into the water tank.
A method of taking out the slag cooled in the water tank to the outside of the melting furnace with a conveyor, etc., but by sealing the outside air with water, there is an advantage that the cold air that has leaked into the slag discharge outlet will not cool, but on the other hand, granulated slag Is glassy and becomes brittle, which is problematic in that the granulated slag is effectively used.
また、前掲特開昭52−86976号公報に開示されたスラッ
ジの燃焼溶解方法は、黒鉛電極を用いたオープンアーク
炉を用いたものであるため、十分な高温が得られず、そ
のため、焼却灰、特に都市ごみ焼却灰にあっては含有さ
れる土砂、陶器、金属等の高融点物質を完全に溶融させ
ることができないという問題があった。そこで、該オー
プンアーク炉で溶融できる物質のみを該オープンアーク
炉に投入するため、焼却炉から高融点物質を事前に選別
した後、炉内に投入するか、或いは、石灰、ホタル石等
の融点降下剤を焼却灰に添加して溶融処理する必要があ
った。Further, since the sludge combustion and melting method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-86976 uses an open arc furnace using a graphite electrode, a sufficient high temperature cannot be obtained, and therefore the incineration ash is not obtained. Especially, in the case of municipal waste incineration ash, there is a problem that the high melting point substances such as earth and sand, pottery and metal contained in the ash cannot be completely melted. Therefore, in order to put only the substance that can be melted in the open arc furnace into the open arc furnace, after selecting the high melting point substance from the incinerator in advance, it is put into the furnace or the melting point of lime, fluorite, etc. It was necessary to add a depressant to the incineration ash for melt processing.
また、オープンアーク炉では、電極と溶融金属との間に
アークを発生させるため、焼却灰のように、スラグ成分
として含まれている酸化物を主成分とする廃棄物を処理
するためには、事前に鉄等の金属を炉内で溶解し、いわ
ゆるベースメタルを作成しておく必要が生じる。更に、
ベースメタル上に酸化物等の組成が不均一な焼却灰が投
入されると、アーク電力の変動が大きく、また、アーク
が消滅する現象が発生した。しかも、アークが消滅した
場合は、ベースメタル上に電導性のない焼却灰が覆った
状態となるため、再度焼却灰を処理するため、焼却灰に
再着火を行うことができなくなるという問題がしばしば
生じた。Further, in the open arc furnace, in order to generate an arc between the electrode and the molten metal, in order to treat waste such as incinerated ash, which is mainly composed of an oxide contained as a slag component, It is necessary to melt a metal such as iron in a furnace in advance to form a so-called base metal. Furthermore,
When the incinerated ash having a non-uniform composition such as oxide was put on the base metal, the arc power fluctuated greatly and the arc extinguished. Moreover, when the arc is extinguished, the incinerated ash that has no electrical conductivity is covered on the base metal, and the incinerated ash is processed again.Therefore, there is often a problem that the incinerated ash cannot be re-ignited. occured.
水砕方式以外の方式には、風砕方式、徐冷方式がある
が、これらの方式によるスラグは結晶質で堅いため、建
設用骨材や道路路盤材等に有効利用できる性質のもので
ある。この徐冷方式等の一般的なスラグ排出方法は、高
炉等製鉄関係で使われているタップ方式である。Other than the water granulation method, there are a wind granulation method and a slow cooling method, but the slag produced by these methods is crystalline and hard, so it has the property that it can be effectively used for construction aggregates and roadbed materials. . A general slag discharging method such as the slow cooling method is a tap method used for steelmaking such as blast furnace.
タップ方式とは、スラグ排出口に粘土を詰めてスラグが
流出しないようにして溶融炉内にスラグを溜めておき、
スラグ量が所定量溜まった時に、スラグ排出口の粘土を
突き崩してスラグを排出口より流出させ、スラグの流出
が終了した後に、排出口に再び粘土を詰めるという方法
であり、スラグ排出操作は間歇的であり、炉内にスラグ
を滞留させるため、炉の容積が大きくなり、作業の安全
性に問題が発生する。With the tap method, clay is packed in the slag discharge port so that the slag does not flow out, and the slag is stored in the melting furnace.
When the amount of slag accumulated is a predetermined amount, the clay in the slag discharge port is crushed to allow the slag to flow out from the discharge port, and after the slag has finished flowing out, the discharge port is filled with clay again. Since it is intermittent and the slag is retained in the furnace, the capacity of the furnace becomes large, which causes a problem in work safety.
また、タップ方式以外では、例えば、連続出滓により徐
冷方式のスラグを排出することは、スラグ排出口の温度
が下がるため、スラグが排出口で冷却固化して流出しな
いという問題が起こる。In addition to the tap method, discharging slag of a slow cooling method by continuous slag, for example, causes a problem that the slag is cooled and solidified at the discharge port and does not flow out because the temperature of the slag discharge port is lowered.
特に、溶融炉において、鉄類やセラミック類を分別除去
しない焼却灰を溶融する場合は、焼却灰の融点が1500℃
以上と高くなるので、若干の温度低下でもスラグが排出
口で冷却固化し易いという問題を有している。即ち、ス
ラグが溶融炉の排出口で一度固化すると段々と成長し
て、該排出口が閉塞し、溶融炉の運転を停止せざるを得
なくなる。Especially when melting incineration ash that does not separate and remove iron and ceramics in a melting furnace, the melting point of the incineration ash is 1500 ° C.
Since it becomes higher than the above, there is a problem that the slag is easily cooled and solidified at the discharge port even if the temperature is slightly decreased. That is, once the slag is solidified at the discharge port of the melting furnace, it gradually grows, the discharge port is blocked, and the operation of the melting furnace must be stopped.
アーク炉を用いて焼却灰を溶融した場合に、タップ以外
の方式でスラグを排出させる時には、スラグ排出口に補
助電極や補助バーナを設置することが一般的である。し
かし、補助電極や補助バーナは設備的に過大設備になる
と共に、溶融に使用しているエネルギーを有効に利用で
きず、エネルギーの無駄使いとなる。また、バーナ炉の
場合は、オープンアーク炉よりも更に高温が得られず、
しかも、燃料の燃焼用空気を多量に使用するため、排ガ
ス量が膨大となり、その結果、大がかりな排ガス処理装
置が必要となる等、種々の問題が生じた。When incinerating ash is melted using an arc furnace and an slag is discharged by a method other than tapping, it is common to install an auxiliary electrode or an auxiliary burner at the slag discharge port. However, the auxiliary electrode and the auxiliary burner are excessively large in equipment, and the energy used for melting cannot be effectively used, resulting in a waste of energy. Moreover, in the case of a burner furnace, a higher temperature than that of an open arc furnace cannot be obtained,
Moreover, since a large amount of fuel combustion air is used, the amount of exhaust gas becomes enormous, resulting in various problems such as the need for a large-scale exhaust gas treatment device.
一般に、プラズマとは、原子から電子が飛び出してイオ
ン化した状態であり、原子から電子が飛び出す時に発生
する高エネルギーであり、プラズマの付近は高温度雰囲
気となる。このプラズマを発生させるため、プラズマア
ーク炉が提供されている。このプラズマアーク炉にはプ
ラズマトーチが設けられている。また、焼却炉から発生
する焼却灰、及び燃焼排ガスを電気集じん器等の集じん
器で清浄し且つ集じんされたダストは、溶融炉で処理さ
れ、また、清浄された排ガスは誘引ファンを通って煙突
から排出される。Generally, plasma is a state in which electrons are ejected from atoms to be ionized, which is high energy generated when electrons are ejected from atoms, and the vicinity of plasma is a high temperature atmosphere. Plasma arc furnaces have been provided to generate this plasma. A plasma torch is provided in this plasma arc furnace. In addition, the incineration ash generated from the incinerator and the combustion exhaust gas are cleaned with a dust collector such as an electric dust collector, and the collected dust is processed in the melting furnace. Pass through and exhaust from the chimney.
溶融炉にプラズマアークを発生させるプラズマ発生装置
であるプラズマトーチを設けた溶融処理装置は、都市ご
み、産業廃棄物等の焼却炉の焼却灰を減容化、無害化、
有効利用を図るために溶融処理することができ、鉄類や
セラミック類を分別しないで焼却灰を溶融する場合、15
00℃以上の高温が必要となるが、プラズマアークでは、
1500℃〜2000℃の高温を容易に得ることができるもので
ある。そして、焼却灰の種類及び組成を問わず、例え
ば、焼却灰中に金属、陶器、土砂等の高融点物質が含ま
れていても、それらの高融点物質を焼却灰から予め除去
することなく、該焼却灰を溶融炉に直接投入して、該溶
融炉に設けた該プラズマの高エネルギーによって焼却灰
を溶融して焼却灰を処理することができる。The melting processing equipment equipped with a plasma torch, which is a plasma generator that generates a plasma arc in the melting furnace, reduces the volume and detoxifies the incinerator ash of municipal waste, industrial waste, etc.
It can be melt-processed for effective use, and when incinerating ash is melted without separating iron and ceramics, 15
A high temperature of 00 ° C or higher is required, but in the plasma arc,
A high temperature of 1500 ° C to 2000 ° C can be easily obtained. Then, regardless of the type and composition of the incineration ash, for example, metal, pottery, even if the high melting point substances such as earth and sand are contained in the incineration ash, without removing those high melting point substances from the incineration ash in advance, The incinerated ash can be treated by directly charging the incinerated ash into the melting furnace and melting the incinerator ash by the high energy of the plasma provided in the melting furnace.
そこで、この発明の目的は、上記問題点を解決すること
であり、焼却灰の溶融するのに溶融炉にプラズマトーチ
を設け、焼却灰を溶融炉に直接投入させ、プラズマトー
チを用いてプラズマアークを発生させ、該プラズマの高
エネルギーによって焼却灰を常に安定して溶融し、風砕
スラグや徐冷スラグを連続的に排出させる場合に、スラ
グ排出口で溶融スラグが冷却固化して湯口を閉塞させて
溶融スラグが流出しなくなるのを防止するため、プラズ
マアークの照射できる領域を炉内の溶融スラグ面からス
ラグ排出口の先端までになるようにプラズマトーチを支
点を中心に傾動可能に構成し、スラグ排出口の溶融スラ
グをプラズマアークで直接加熱させ、溶融スラグの冷却
固化を防ぎ、連続的に流出させ、特に、過剰なエネルギ
ーを消費させないため、スラグ排出口から排出された溶
融スラグと排ガスとの熱エネルギーを有効に利用してス
ラグ排出口の溶融スラグの冷却固化を防ぎ、溶融スラグ
を連続的に流出させる焼却灰の溶融処理装置を提供する
ことである。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, a plasma torch is provided in a melting furnace for melting the incineration ash, the incinerator ash is directly charged into the melting furnace, and a plasma torch is used. When the incineration ash is always stably melted by the high energy of the plasma and the air-blown slag and the slowly cooled slag are continuously discharged, the molten slag is cooled and solidified at the slag discharge port to block the gate. In order to prevent the molten slag from flowing out, the plasma torch can be tilted around the fulcrum so that the area where the plasma arc can be irradiated is from the molten slag surface in the furnace to the tip of the slag discharge port. , The molten slag at the slag discharge port is directly heated by the plasma arc to prevent the cooling and solidification of the molten slag and to make it continuously flow out, in particular not to consume excess energy. Therefore, by effectively utilizing the thermal energy of the molten slag discharged from the slag discharge port and the exhaust gas, the molten slag at the slag discharge port is prevented from being cooled and solidified, and an incinerator ash melting treatment device that continuously discharges the molten slag is provided. Is to provide.
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、溶融炉に設けられたプ
ラズマアークを発生させるプラズマトーチ、前記溶融炉
の炉体の側壁に設けられた溶融スラグを流出させるスラ
グ排出口、前記スラグ排出口から落下排出される溶融ス
ラグを受け入れるため前記スラグ排出口の下方に配置さ
れたスラグ受け容器、前記スラグ排出口の下方部の前記
スラグ排出口とスラグ受け容器との間に排ガスの排ガス
出口を開口する排ガスダクト、前記プラズマトーチの軸
方向に前記プラズマトーチを移動調節する駆動装置、及
び前記溶融炉内でのプラズマアークの照射方向を変更す
ることによって前記プラズマトーチの照射領域が前記炉
体内の溶融スラグ面と前記スラグ排出口との全域を含む
ように前記プラズマトーチの方向を変更調節する傾動装
置、から構成したことを特徴とする焼却灰の溶融処理装
置に関する。The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, according to the present invention, a plasma torch for generating a plasma arc provided in a melting furnace, a slag discharge port for discharging molten slag provided on a side wall of a furnace body of the melting furnace, and a drop discharge from the slag discharge port. A slag receiving container arranged below the slag discharge port for receiving molten slag, an exhaust gas duct for opening an exhaust gas outlet of the exhaust gas between the slag discharge port and the slag receiving container in the lower part of the slag discharge port, and A drive device for moving and adjusting the plasma torch in the axial direction of the plasma torch, and an irradiation area of the plasma torch is changed by changing the irradiation direction of the plasma arc in the melting furnace so that the melting slag surface and the slag in the furnace body. And a tilting device for changing and adjusting the direction of the plasma torch so as to include the entire area of the discharge port. That relates to melt processing apparatus of incineration ash.
また、この焼却灰の溶融処理装置において、前記プラズ
マトーチを前記溶融炉の前記スラグ排出口の上方に配置
したものである。Further, in this incineration ash melting treatment apparatus, the plasma torch is arranged above the slag discharge port of the melting furnace.
この発明による焼却灰の溶融処理装置は、上記のように
構成されており、次のような作用を有する。即ち、この
焼却灰の溶融処理装置は、溶融炉に配置されたプラズマ
アークを発生させるプラズマトーチを該軸方向に移動調
節する駆動装置、及びプラズマアークの照射方向を変更
するため前記プラズマトーチの傾きを変更調節する傾動
装置を有するので、該傾動装置の駆動により前記プラズ
マトーチからのプラズマアークの照射範囲が前記溶融炉
のスラグ排出口を含むように前記プラズマトーチの方向
を変更することができ、前記溶融炉の前記スラグ排出口
を溶融スラグが冷却固化する現象を防ぎ、前記スラグ排
出口から溶融スラグを連続して出滓することができる。The apparatus for melting incinerated ash according to the present invention is configured as described above and has the following actions. That is, this melting apparatus for incineration ash comprises a driving device arranged in a melting furnace for moving and adjusting a plasma torch for generating a plasma arc, and a tilt of the plasma torch for changing the irradiation direction of the plasma arc. Since it has a tilting device for changing and adjusting, it is possible to change the direction of the plasma torch so that the irradiation range of the plasma arc from the plasma torch includes the slag discharge port of the melting furnace by driving the tilting device, A phenomenon in which the molten slag is cooled and solidified at the slag discharge port of the melting furnace can be prevented, and the molten slag can be continuously discharged from the slag discharge port.
特に、スラグ受け容器は前記スラグ排出口から落下排出
される溶融スラグを受け入れるため前記スラグ排出口の
下方に配置され、排ガスダクトは前記スラグ排出口の下
方部に排ガスの排ガス出口を開口しているので、スラグ
受け容器に溜められた高温の排出スラグ及び高温排ガス
は、スラグ排出口に対して常に輻射熱即ち熱エネルギー
を与え、スラグ排出口を高温に維持でき、スラグ排出口
で溶融スラグが冷却固化するのを防止できる。In particular, the slag receiving container is arranged below the slag discharge port to receive the molten slag that is dropped and discharged from the slag discharge port, and the exhaust gas duct opens the exhaust gas outlet of the exhaust gas to the lower part of the slag discharge port. Therefore, the high-temperature exhaust slag and the high-temperature exhaust gas stored in the slag receiving container always give radiant heat, that is, thermal energy to the slag discharge port, so that the slag discharge port can be maintained at a high temperature, and the molten slag is cooled and solidified at the slag discharge port. Can be prevented.
また、この焼却灰の溶融処理装置において、前記プラズ
マトーチをスラグ排出口の上方に配置し、プラズマトー
チを傾動装置により傾動させ、プラズマアークの照射領
域がスラグ浴の灰投入側壁面からスラグ排出口の先端ま
で到るようにし、前記プラズマトーチが溶融スラグの真
上に位置せずに前記溶融炉の縁部位に位置するので、溶
融スラグの輻射熱の影響が少なくなる。Further, in this incineration ash melting apparatus, the plasma torch is arranged above the slag discharge port, the plasma torch is tilted by the tilting device, and the plasma arc irradiation area is the slag discharge port from the ash charging side wall surface of the slag bath. Since the plasma torch is located at the edge portion of the melting furnace without being directly above the molten slag, the influence of radiant heat of the molten slag is reduced.
以下、図面を参照して、この発明による焼却灰の溶融処
理装置の一実施例について説明する。An embodiment of a melting treatment apparatus for incinerated ash according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図において、この焼却灰の溶融処理装置の一例が示
されている。この焼却灰の溶融処理装置は、都市ごみ、
下水汚泥、或いはその他の廃棄物を焼却炉で焼却するこ
とによって発生する焼却灰、場合によっては、焼却炉シ
ステムにおける集じん器で捕集されたダストを混合して
溶融炉即ちプラズマアーク炉5において溶融処理するも
のであり、主として、プラズマアーク炉5、該プラズマ
アーク炉5に設けたプラズマトーチ8、及び該プラズマ
トーチ8にプラズマを発生させるプラズマシステム1か
ら構成されている。In FIG. 1, an example of this melting processing apparatus for incinerated ash is shown. This incinerator ash melting treatment equipment is
Incinerator ash generated by incinerating sewage sludge or other wastes in an incinerator, and in some cases, dust collected by a dust collector in the incinerator system is mixed in a melting furnace, that is, a plasma arc furnace 5. It is melted and mainly comprises a plasma arc furnace 5, a plasma torch 8 provided in the plasma arc furnace 5, and a plasma system 1 for generating plasma in the plasma torch 8.
このプラズマシステム1は、第1図に示すように、主と
して、プラズマアークトーチ8、交流を直流に切り替え
て直流をプラズマトーチ8に供給する電力供給装置4、
プラズマトーチ8によってプラズマアークを発生させ且
つ該プラズマアークを安定供給のための制御を行う制御
装置26、電極及びトーチ本体を冷却するための冷却水を
供給する冷却水供給装置27、及びプラズマ形成ガスとな
る空気Aを供給するための空気供給装置28を有してい
る。As shown in FIG. 1, the plasma system 1 mainly includes a plasma arc torch 8, a power supply device 4 that switches the alternating current to a direct current and supplies the direct current to the plasma torch 8,
A control device 26 for generating a plasma arc by the plasma torch 8 and controlling for stable supply of the plasma arc, a cooling water supply device 27 for supplying cooling water for cooling the electrode and the torch body, and a plasma forming gas. It has an air supply device 28 for supplying the air A that becomes
第2図に示すように、プラズマアーク炉5の炉蓋7の一
側方には、焼却炉から発生した焼却灰或いは集じん器か
ら捕集されたダストBが投入される灰ホッパ12が設けら
れ、該灰ホッパ12からシュート9を通じて灰供給装置3
によって連続的或いは間欠的にプラズマアーク炉5に投
入される。プラズマアーク炉5には、炉体6の上部に水
冷式の固定型の炉蓋7が設けられている。As shown in FIG. 2, on one side of the furnace lid 7 of the plasma arc furnace 5, there is provided an ash hopper 12 into which the incinerated ash generated from the incinerator or the dust B collected from the dust collector is put. Ash supply device 3 from the ash hopper 12 through the chute 9
Is continuously or intermittently charged into the plasma arc furnace 5. The plasma arc furnace 5 is provided with a water-cooled fixed-type furnace lid 7 on the upper part of the furnace body 6.
炉体6は、カーボン、マグネシア、アルミナ等の耐火材
で構築されている。プラズマアーク炉5の炉蓋7の他側
方には、プラズマトーチ8が設けられると共に、該プラ
ズマトーチ8の下方には炉体6にスラグ排出口25が形成
されている。スラグ排出口25は、下方に配置されるスラ
グ受け容器15及び上方へ伸びる排ガスダクト23に連通し
ている。The furnace body 6 is constructed of a refractory material such as carbon, magnesia, or alumina. A plasma torch 8 is provided on the other side of the furnace lid 7 of the plasma arc furnace 5, and a slag discharge port 25 is formed in the furnace body 6 below the plasma torch 8. The slag discharge port 25 communicates with the slag receiving container 15 arranged below and the exhaust gas duct 23 extending upward.
更に、プラズマトーチ8は、プラズマトーチ8の軸方向
に移動させるトーチ昇降装置即ち駆動装置11によって炉
蓋7に設置可能に取り付けられ、プラズマトーチ8を炉
体6内の所定に位置に設定できるように構成されてい
る。Further, the plasma torch 8 is attached to the furnace lid 7 by a torch elevating device for moving the plasma torch 8 in the axial direction, that is, a driving device 11, so that the plasma torch 8 can be set at a predetermined position in the furnace body 6. Is configured.
更に、プラズマトーチ8には、該プラズマトーチ8の照
射方向を変更するため、プラズマトーチ8の傾きを変え
る傾動装置2が設けられている。傾動装置2の駆動によ
ってプラズマトーチ8は方向変更が可能になる。そし
て、プラズマトーチ8からのプラズマの照射領域は、プ
ラズマアーク炉5のスラグ排出口25を含むように設定す
ることができる。Further, the plasma torch 8 is provided with a tilting device 2 for changing the tilt of the plasma torch 8 in order to change the irradiation direction of the plasma torch 8. By driving the tilting device 2, the direction of the plasma torch 8 can be changed. Then, the irradiation area of the plasma from the plasma torch 8 can be set so as to include the slag discharge port 25 of the plasma arc furnace 5.
この発明による焼却灰の溶融処理装置におけるプラズマ
アーク炉5は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。The plasma arc furnace 5 in the apparatus for melting incinerated ash according to the present invention is configured as described above and operates as follows.
プラズマアーク炉5において、プラズマトーチ8は、プ
ラズマトーチ8の所定の電圧又は電力量に応じて、該プ
ラズマトーチ8を焼却灰Bから距離を変更するように駆
動装置11を操作する。駆動装置11は、プラズマトーチ8
を該軸方向即ち矢印Rの方向に昇降移動させるものであ
り、例えば、複動シリンダから構成されている。駆動装
置11は、制御装置26からの指令によって油圧装置を作動
してプラズマトーチ8を該軸方向に炉蓋7に対して昇降
可能に移動させる。例えば、プラズマトーチ8をプラズ
マアーク炉5内へ降下させ、該プラズマトーチ8を対極
10に対して所定の距離に設定し、プラズマトーチ8の放
電が終了し、焼却灰Bの溶融処理が終了すると、再び駆
動装置11によって炉蓋7から上昇させる。In the plasma arc furnace 5, the plasma torch 8 operates the drive device 11 so as to change the distance from the incineration ash B to the plasma torch 8 according to a predetermined voltage or power amount of the plasma torch 8. The driving device 11 is a plasma torch 8
Is moved up and down in the axial direction, that is, in the direction of arrow R, and is composed of, for example, a double-acting cylinder. The drive device 11 operates the hydraulic device in response to a command from the control device 26 to move the plasma torch 8 so as to be able to move up and down relative to the furnace lid 7 in the axial direction. For example, the plasma torch 8 is lowered into the plasma arc furnace 5 and the plasma torch 8 is moved to the opposite electrode.
When a predetermined distance is set with respect to 10, the discharge of the plasma torch 8 is completed, and the melting process of the incineration ash B is completed, the driving device 11 raises the furnace lid 7 again.
また、プラズマトーチ8は、傾動装置2によって傾動角
度θにわたって揺動運動即ち傾動可能に構成されてい
る。この傾動装置2は、ボールジョイント等によって枢
支点35を中心に矢印Q方向に回動即ち枢動可能に構成さ
れており、従って、プラズマトーチ8が傾動角度θに渡
って回動即ち傾動するようになる。従って、この傾動装
置2が制御装置26からの指令を受けて作動し、該傾動装
置2によってプラズマトーチ8が回動し、プラズマ照射
領域が変更される。このプラズマ照射領域は、スラグ浴
即ち溶融スラグ13の灰投入側壁面からスラグ排出口25の
先端までになるように設定されている。この場合に、プ
ラズマトーチ8と該プラズマトーチ8を固定している駆
動装置11を一緒に傾動させるように構成されている。Further, the plasma torch 8 is configured to be swingable, that is, tiltable over a tilting angle θ by the tilting device 2. The tilting device 2 is configured to be rotatable or pivotable in the direction of arrow Q about a pivot 35 by a ball joint or the like, so that the plasma torch 8 is pivoted or tilted over a tilting angle θ. become. Therefore, the tilting device 2 operates upon receiving a command from the control device 26, and the tilting device 2 rotates the plasma torch 8 to change the plasma irradiation area. This plasma irradiation region is set so as to extend from the ash-introducing side wall surface of the slag bath, that is, the molten slag 13 to the tip of the slag discharge port 25. In this case, the plasma torch 8 and the driving device 11 fixing the plasma torch 8 are tilted together.
従って、1本のプラズマトーチ8で焼却灰Bの溶融作用
及び炉体6のスラグ排出口25の加熱作用を行い、溶融ス
ラグがスラグ排出口25で固化するのを防止し、連続的に
スラグを排出することができるものである。Therefore, one plasma torch 8 performs the melting action of the incineration ash B and the heating action of the slag discharge port 25 of the furnace body 6, prevents the molten slag from solidifying at the slag discharge port 25, and continuously generates the slag. It can be discharged.
スラグ排出口25から流出した溶融スラグはスラグ受け容
器15に受け入れて排出されるが、スラグ受け容器15と炉
体6の隙間から漏れ込む空気によってスラグ排出口25が
冷却されると、プラズマトーチ8を頻繁にスラグ排出口
25の方へ傾動させなければならない。排ガス出口16をス
ラグ排出口25より下方のスラグ受け容器15に近い所に設
置し、排ガスと漏れ込み空気を排ガス出口16に吸引する
ことにより、スラグ排出口25の冷却を防ぎ、プラズマト
ーチ8でスラグ排出口25を加熱する時間が短くなって、
プラズマトーチ8のプラズマエネリギーの大部分が焼却
灰Bの溶融に使われるように構成すれば、プラズマアー
ク炉5は省エネルギーの装置を提供できるようになる。The molten slag flowing out from the slag discharge port 25 is received and discharged in the slag receiving container 15, but when the slag discharge port 25 is cooled by the air leaking from the gap between the slag receiving container 15 and the furnace body 6, the plasma torch 8 Frequently slag outlet
You have to tilt it towards 25. The exhaust gas outlet 16 is installed below the slag outlet 25 and close to the slag receiving container 15, and exhaust gas and leaked air are sucked into the exhaust gas outlet 16 to prevent cooling of the slag outlet 25, and the plasma torch 8 The time to heat the slag outlet 25 is shortened,
If the plasma torch 8 is configured so that most of the plasma energy is used for melting the incineration ash B, the plasma arc furnace 5 can provide an energy-saving device.
灰供給装置3で焼却灰Bが供給される部分は、焼却灰B
を溶融温度まで加熱する熱量(熱エネルギー)と焼却灰
Bの融解熱を供給するため、必要熱量が大きい。それに
対し、スラグ排出口25の部分は溶融したスラグが冷却し
ない程度の熱量(熱エネルギー)を与えれば十分であ
り、必要熱量が小さい。また、スラグ浴13の部分はスラ
グの深さが200mm以上あるのに対し、スラグ排出口25の
部分のスラグの深さが50mm以下であるので、プラズマト
ーチから得られる熱量が大き過ぎるとスラグ排出口25を
構成する耐火物を焼損する危険もある。The part where the incineration ash B is supplied by the ash supply device 3 is the incineration ash B
Since the amount of heat (heat energy) for heating to the melting temperature and the heat of fusion of the incineration ash B are supplied, the required amount of heat is large. On the other hand, it is sufficient for the portion of the slag discharge port 25 to give a heat amount (heat energy) such that the molten slag does not cool, and the required heat amount is small. In addition, the slag bath 13 has a slag depth of 200 mm or more, while the slag discharge port 25 has a slag depth of 50 mm or less, so if the amount of heat obtained from the plasma torch is too large, the slag is discharged. There is also a risk of burning the refractory material forming the outlet 25.
第2図に示すように、灰供給装置3とスラグ排出口25を
互いにプラズマアーク炉5の対向位置に配置し、スラグ
排出口25の直上部にプラズマトーチ8を配置すると、ス
ラグ排出口25とプラズマトーチ8の先端の距離が最短
で、灰供給装置下部の壁際のスラグ浴13表面とプラズマ
トーチ8の先端の距離が常に最長となる。その結果、ス
ラグ排出口25には常に最小の熱量を与え、灰供給装置3
の下部のスラグ浴13には最大の熱量を与えることがで
き、プラズマの熱エネルギーを適切に調節できる。ま
た、スラグ浴13の中央上方位置にプラズマトーチ8を配
置した場合には、スラグ浴13からの輻射熱をプラズマト
ーチ8自体が受けて、プラズマトーチ8が焼損する危険
性が大きい。スラグ排出口25の上方位置にプラズマトー
チ8を配置することによりプラズマトーチ8の焼損を防
ぎ、プラズマトーチ8の寿命を長くできる。As shown in FIG. 2, when the ash supply device 3 and the slag discharge port 25 are arranged at positions opposite to each other in the plasma arc furnace 5, and the plasma torch 8 is arranged immediately above the slag discharge port 25, the slag discharge port 25 and The distance between the tip of the plasma torch 8 is the shortest, and the distance between the surface of the slag bath 13 at the bottom wall of the ash feeder and the tip of the plasma torch 8 is always the longest. As a result, the slag discharge port 25 always receives the minimum amount of heat, and the ash supply device 3
A maximum amount of heat can be given to the slag bath 13 below the slag bath 13 and the thermal energy of the plasma can be adjusted appropriately. Further, when the plasma torch 8 is arranged above the center of the slag bath 13, the plasma torch 8 itself receives the radiant heat from the slag bath 13 and there is a high risk that the plasma torch 8 will burn out. By disposing the plasma torch 8 above the slag discharge port 25, it is possible to prevent the plasma torch 8 from being burned and to extend the life of the plasma torch 8.
更に、このプラズマ焼却灰溶融装置に使用されるプラズ
マトーチ8には、アーク放電の形式として第3図に示す
ような移送式、又は第4図に示すような非移送式の2種
類のタイプのものが使用できるものである。移送式は負
の対極を必要とし、非移送式はプラズマトーチ先端を対
極するのでプラズマトーチ以外に負の対極を必要としな
い。また、プラズマトーチ8本体の熱効率は、移送式が
92〜94%、非移送式は85%であり、熱効率的には移送式
が優れており、取り扱い易さでは対極を必要としない非
移送式が優れている。Further, the plasma torch 8 used in this plasma incineration ash melting apparatus has two types of arc discharge types, a transfer type as shown in FIG. 3 or a non-transfer type as shown in FIG. Things that can be used. The transfer type requires a negative counter electrode, and the non-transfer type does not require a negative counter electrode other than the plasma torch since the plasma torch tip is opposed. The thermal efficiency of the plasma torch 8 body is
92-94%, non-transfer type is 85%, the transfer type is superior in terms of thermal efficiency, and the non-transfer type that does not require a counter electrode is superior in terms of ease of handling.
例えば、図示のように、プラズマトーチ8を湯口部25の
上方に配置し、移送式のアーク放電の形式のものを用い
る場合には、炉体6の炉底部にプラズマトーチ8の対極
10を埋め込む構造に構成する。プラズマトーチ8に内蔵
された電極(+極)と炉体6の炉底部に設けた対極10
(−極)との間にプラズマアークを発生させる。プラズ
マトーチ8には、電源供給装置4から+極はケーブル17
を通じてプラズマトーチ8へ接続し、−極はケーブル22
を通じて黒鉛電極である対極10へ接続し、プラズマトー
チ8と対極10との間に、所定の電圧を印加する。そし
て、溶融スラグ13は導電性があるので、炉内に溶融スラ
グ13が有る時は、結果的にスラグ浴の全表面が対極10と
なる。For example, as shown in the figure, when the plasma torch 8 is arranged above the sprue part 25 and a transfer type arc discharge type is used, the counter electrode of the plasma torch 8 is attached to the bottom of the furnace body 6.
Structure to embed 10. Electrode (+ electrode) built in the plasma torch 8 and counter electrode 10 provided at the bottom of the furnace body 6
A plasma arc is generated between the (-) pole. The plasma torch 8 has a cable 17 connected to the positive pole from the power supply device 4.
To the plasma torch 8 via the
To the counter electrode 10 which is a graphite electrode, and a predetermined voltage is applied between the plasma torch 8 and the counter electrode 10. Since the molten slag 13 is conductive, when the molten slag 13 is present in the furnace, the entire surface of the slag bath becomes the counter electrode 10 as a result.
また、非移送式の場合は、黒鉛電極の対極が不要とな
り、一極はケーブル18を通してプラズマトーチ8に内蔵
された電極に接続される。プラズマトーチ8にプラズマ
を発生させるためには、プラズマシステム1の機能によ
って達成される。In the case of the non-transfer type, the counter electrode of the graphite electrode is unnecessary, and one electrode is connected to the electrode built in the plasma torch 8 through the cable 18. To generate plasma in the plasma torch 8 is achieved by the function of the plasma system 1.
プラズマトーチ8が移送式の場合には、プラズマトーチ
8の先端と対極10との距離がプラズマトーチ8の電圧に
比例し、距離が大きくなるにつれて、例えば、約10.5V/
cmの割合で電圧が高くなる。プラズマトーチ8の電流は
制御装置26の指令で一定に制御されているので、電力量
が距離に比例し、距離が大きい程消費電力が増え、被溶
融物即ち焼却灰Bに与える熱量が増加する。この時、電
流はPID制御とし、電圧は移送式のプラズマトーチ8の
場合は、対電極間の距離とアークガス圧の変動サイクル
のみによって決定される。When the plasma torch 8 is a transfer type, the distance between the tip of the plasma torch 8 and the counter electrode 10 is proportional to the voltage of the plasma torch 8, and as the distance increases, for example, about 10.5 V /
The voltage increases at a rate of cm. Since the electric current of the plasma torch 8 is controlled to be constant by the command of the control device 26, the amount of electric power is proportional to the distance, and the longer the distance, the more the power consumption increases and the amount of heat given to the melted matter, that is, the incinerated ash B increases. . At this time, the current is PID controlled and the voltage is determined only by the distance between the counter electrodes and the variation cycle of the arc gas pressure in the case of the transfer type plasma torch 8.
また、非移送式のプラズマトーチの場合は、アークガス
圧の変動サイクルによって決定されるものである。しか
して、移送式のプラズマトーチ8を用いる場合には、該
プラズマトーチ8に内蔵された+極と−極となったスラ
グ浴との間にプラズマアークを発生させることにより焼
却灰Bを溶融させる。また、非移送型のプラズマトーチ
を用いる場合には、該プラズマトーチに内蔵された+極
と−極の電極間でプラズマアークを発生させ、そのアー
ク熱即ちプラズマエネルギーにより焼却灰Bを溶融させ
る。Further, in the case of the non-transfer type plasma torch, it is determined by the variation cycle of the arc gas pressure. When the transfer type plasma torch 8 is used, the incineration ash B is melted by generating a plasma arc between the + pole and the − pole slag bath built in the plasma torch 8. . When a non-transfer type plasma torch is used, a plasma arc is generated between the positive electrode and the negative electrode of the plasma torch, and the incinerated ash B is melted by the arc heat, that is, plasma energy.
更に、冷却水供給装置27における冷却水ポンプ29を稼働
し、冷却水を水タンク30から熱交換器33へ送り込み、該
熱交換器33において熱交換した後に、該熱交換器33から
マニホールド34、次いで冷却水パイプ19,20を通じてプ
ラズマトーチ8へ供給し、プラズマトーチ8を冷却す
る。Further, the cooling water pump 29 in the cooling water supply device 27 is operated, the cooling water is sent from the water tank 30 to the heat exchanger 33, and heat is exchanged in the heat exchanger 33, and then the heat exchanger 33 is used to manifold 34, Then, the plasma torch 8 is supplied through the cooling water pipes 19 and 20 to cool the plasma torch 8.
また、空気供給装置28のエアコンプレッサを稼動し、圧
縮空気をマニホールド34からプラズマ形成空気パイプ21
を通じてプラズマトーチ8に供給する。Further, the air compressor of the air supply device 28 is operated, and compressed air is supplied from the manifold 34 to the plasma forming air pipe 21.
Through the plasma torch 8.
この発明による焼却灰溶融装置において、焼却炉から発
生した焼却灰B或いは集じん器から捕集されたダストB
は灰ホッパ12に投入され、該焼却灰Bはシュート9を通
じて連続的或いは間欠的にプラズマアーク炉5に投入さ
れる。また、プラズマアークを発生されるためには、プ
ラズマアークを放電させる所定の設定条件の下で、プラ
ズマトーチ8に内蔵された電極間に高エネルギーのパル
スを与え、パイロットアークを発生させる。In the incinerator ash melting apparatus according to the present invention, incinerated ash B generated from the incinerator or dust B collected from the dust collector
Is charged into the ash hopper 12, and the incinerated ash B is continuously or intermittently charged into the plasma arc furnace 5 through the chute 9. Further, in order to generate a plasma arc, a high-energy pulse is applied between the electrodes built in the plasma torch 8 under a predetermined setting condition for discharging the plasma arc to generate a pilot arc.
次いで、メインアークが発生した後、所定の電流(例え
ば、200〜300A)、所定の電圧(例えば、400〜500V)を
設定することにより、プラズマアークの熱エネルギーを
被加熱物である焼却灰13に与えられる。プラズマトーチ
8が移送式タイプの場合、メインアークを発生させるた
めには、プラズマトーチ8の先端と黒鉛電極である対極
10の距離は25mm〜75mmの範囲にはなくてはならない。メ
インアーク発生後は、プラズマトーチ8の先端と対極10
の間がプラズマ流によって電気的に接続されるので、駆
動装置11を作動してプラズマトーチ8を上昇させて出力
を増加させるが、極間距離を75mm以上にしてもプラズマ
が途切れることはない。スラグ浴即ち溶融スラグ13は、
プラズマトーチ8の対極10の役目もしているので、ある
程度の深さが必要である。溶融スラグ13が浅すぎると、
焼却灰Bが溶融されることなく、スラグ浴表面に山状に
なるため導電性がなくなり、プラズマアークが途切れる
原因となる。また、反対に深すぎると、溶融スラグ13の
下部のものが固化することになる。Then, after the main arc is generated, by setting a predetermined current (for example, 200 to 300 A) and a predetermined voltage (for example, 400 to 500 V), the thermal energy of the plasma arc is incinerated ash 13 which is the object to be heated. Given to. When the plasma torch 8 is a transfer type, in order to generate the main arc, the tip of the plasma torch 8 and a counter electrode, which is a graphite electrode, are used.
The distance of 10 must lie in the range 25mm to 75mm. After the main arc occurs, the tip of the plasma torch 8 and the counter electrode 10
Since the gaps are electrically connected by the plasma flow, the driving device 11 is operated to raise the plasma torch 8 to increase the output, but the plasma is not interrupted even if the distance between the electrodes is 75 mm or more. Slag bath or molten slag 13 is
Since it also serves as the counter electrode 10 of the plasma torch 8, it requires a certain depth. If the molten slag 13 is too shallow,
Since the incinerated ash B is not melted and becomes mountain-shaped on the surface of the slag bath, the conductivity is lost and the plasma arc is interrupted. On the other hand, if it is too deep, the lower part of the molten slag 13 will be solidified.
従って、溶融スラグ13の深さは、100〜400mmの範囲であ
ることが好ましい。Therefore, the depth of the molten slag 13 is preferably in the range of 100 to 400 mm.
そこで、プラズマトーチ8の放電によってプラズマアー
クが発生し、該プラズマアークの熱エネルギーが酸化
物、高溶融物質等を含んだ焼却灰Bに輻射或いは伝導で
与えられ、該焼却灰Bはスラグ浴でプラズマトーチ8で
発生させたプラズマアークで加熱溶融され、溶融状態の
スラグ即ち溶融スラグ13となり、金属は溶融金属とし
て、炉体6の湯口部25より連続的或いは間欠的に流出さ
せて、スラグSとしてスラグヤード14へと外部へ取り出
される。流出した溶融スラグSはスラグ受け容器15で受
け止められ、スラグ受け容器15がスラグSで一杯になっ
たら別のスラグ受け容器15と交換することにより、スラ
グSは炉外に排出される。また、焼却灰Bが溶融するこ
とによって発生する燃焼ガスGは、排ガス出口16から排
ガスダクト23を通って図示していないが排ガス処理装置
に送り込まれ、次いで該排ガス処理装置から誘引ファン
により吸引排出される。Therefore, a plasma arc is generated by the discharge of the plasma torch 8, and the thermal energy of the plasma arc is given to the incineration ash B containing oxides, highly molten substances, etc. by radiation or conduction, and the incineration ash B is generated in the slag bath. It is heated and melted by the plasma arc generated by the plasma torch 8 to become molten slag, that is, molten slag 13, and the metal as molten metal is continuously or intermittently discharged from the sprue 25 of the furnace body 6 to form the slag S. As a result, it is taken out to the slag yard 14. The molten slag S that has flown out is received by the slag receiving container 15, and when the slag receiving container 15 is filled with the slag S, the slag S is discharged to the outside of the furnace by replacing it with another slag receiving container 15. Further, the combustion gas G generated by melting the incinerated ash B is sent from the exhaust gas outlet 16 through the exhaust gas duct 23 to an exhaust gas processing device (not shown), and then sucked and discharged from the exhaust gas processing device by an induction fan. To be done.
この発明による焼却灰の溶融処理装置は、上記のように
構成されており、次のような効果を有する。即ち、この
焼却灰の溶融処理装置は、溶融炉に配置されたプラズマ
アークを発生させるプラズマトーチ、該プラズマトーチ
を該軸方向に移動調節する駆動装置、及び該プラズマト
ーチの照射方向を変更するための前記プラズマトーチの
傾きを変更調節する傾動装置から成り、該傾動装置の駆
動により前記プラズマトーチからのプラズマアークの照
射領域が前記溶融炉のスラグ排出口を含むように前記プ
ラズマトーチの方向を変更可能に構成したので、前記プ
ラズマトーチを傾動させて前記スラグ排出口をブラズマ
で加熱することにより、補助バーナ等の余分なエネルギ
ーを使用することなく、連続的に溶融スラグを前記スラ
グ排出口を通ってスムースに排出できる。溶融スラグを
連続的に排出できることにより、タップ方式の溶融炉の
ようにスラグを長時間炉内に滞留させる必要がなくなる
ので、前記炉体の容積を小さく構成でき、経済的にも安
価にプラズマアーク炉を提供できる。The apparatus for melting incinerated ash according to the present invention is configured as described above and has the following effects. That is, the incineration ash melting apparatus is provided with a plasma torch arranged in a melting furnace for generating a plasma arc, a drive device for moving and adjusting the plasma torch in the axial direction, and an irradiation direction of the plasma torch. Of the tilting device for changing and adjusting the tilt of the plasma torch, and changing the direction of the plasma torch so that the irradiation region of the plasma arc from the plasma torch includes the slag discharge port of the melting furnace by driving the tilting device. Since the plasma torch is tilted and the slag discharge port is heated by a plasma, the molten slag is continuously passed through the slag discharge port without using extra energy such as an auxiliary burner. Can be discharged smoothly. Since the molten slag can be continuously discharged, it is not necessary to retain the slag in the furnace for a long time like a tap type melting furnace, so that the volume of the furnace body can be made small, and the plasma arc can be economically inexpensive. A furnace can be provided.
特に、排ガス出口を前記スラグ排出口の下部に設け、排
出スラグの溜りとなるスラグ受け容器を前記スラグ排出
口の下方に配置したので、高温排ガスの輻射熱で前記ス
ラグ排出口を有効に加熱することができ、前記スラグ排
出口での溶融スラグの冷却固化現象を防止できる。Particularly, since the exhaust gas outlet is provided in the lower part of the slag discharge port, and the slag receiving container serving as a pool of the discharged slag is arranged below the slag discharge port, the slag discharge port is effectively heated by the radiant heat of the high temperature exhaust gas. Therefore, the phenomenon of cooling and solidification of the molten slag at the slag discharge port can be prevented.
また、焼却炉から排出される高融点物質を含む焼却灰を
溶融炉に順次直接投入し、該溶融炉に設けたプラズマト
ーチにプラズマ形成ガスとして空気を供給することによ
り、プラズマアークを発生させ、該プラズマアークの熱
エネルギーを前記焼却灰に輻射或いは伝導によって与え
て前記焼却灰を迅速に溶融することができる。更に、従
来の通常アークの代わりにプラズマアークを用いるた
め、持続的に安定した高温が得られ、また電力の変動が
ほとんどないので電源に及ぼす影響も少ない。Further, incinerator ash containing a high-melting point substance discharged from the incinerator is directly put into the melting furnace in sequence, and air is supplied as a plasma forming gas to the plasma torch provided in the melting furnace to generate a plasma arc, The thermal energy of the plasma arc can be applied to the incineration ash by radiation or conduction to rapidly melt the incineration ash. Furthermore, since a plasma arc is used instead of the conventional normal arc, a stable and high temperature can be obtained, and since there is almost no fluctuation in electric power, the influence on the power supply is small.
また、この焼却灰の溶融処理装置は、前記プラズマトー
チを前記スラグ排出口の上方に配置したので、スラグ排
出口とスラグ受け容器の隙間から入る冷風による湯口の
冷却を抑制でき、省エネルギーとなる。たとえ冷風で冷
却されたとしてもプラズマアークで加熱してスラグを流
出できるので、スラグ排出口を水封により完全にシール
する必要がないため、水砕スラグに比べて硬度の大きい
徐冷スラグが得られ、スラグの有効利用の範囲が広が
る。Further, since the plasma torch is disposed above the slag discharge port in this incinerator ash melting apparatus, cooling of the sprue by cold air entering through the gap between the slag discharge port and the slag receiving container can be suppressed, resulting in energy saving. Even if it is cooled by cold air, the slag can be discharged by heating it with a plasma arc, so there is no need to completely seal the slag discharge port with a water seal, so an gradually cooled slag with a higher hardness than granulated slag can be obtained. The range of effective use of slag is expanded.
更に、灰供給装置と前記スラグ排出口を互いに前記プラ
ズマアーク炉の反対側縁部に配置することもでき、前記
スラグ排出口の直上部に前記プラズマトーチを配置する
ことにより、前記スラグ排出口には最小の熱量を与え、
灰供給口側には最大の熱量を与えるように、エネルギー
の配分を適切に調節することもできる。しかも、前記プ
ラズマトーチを前記スラグ排出口の直上部に配置するこ
とにより、前記プラズマトーチがスラグ浴から受ける輻
射熱を、スラグ浴の上方に配置した場合よりも小さくな
り、輻射熱による前記プラズマトーチの焼損が防止でき
る。Further, the ash supply device and the slag discharge port may be arranged at opposite edges of the plasma arc furnace, and by disposing the plasma torch directly above the slag discharge port, the slag discharge port Gives the minimum amount of heat,
It is also possible to appropriately adjust the distribution of energy so that the ash supply port side gives the maximum amount of heat. Moreover, by arranging the plasma torch directly above the slag discharge port, the radiant heat that the plasma torch receives from the slag bath becomes smaller than when it is arranged above the slag bath, and the burning of the plasma torch due to the radiant heat occurs. Can be prevented.
第1図はこの発明による焼却灰の溶融処理装置の一例を
示す概略説明図、第2図はこの発明による焼却灰の溶融
処理装置のプラズマアーク炉の一実施例を示す断面図、
第3図は第2図のプラズマアーク炉に利用される移送式
のプラズマトーチを説明する説明図、及び第4図は第2
図のプラズマアーク炉に利用される非移送式のプラズマ
トーチを説明する説明図である。 1……溶融処理装置、2……傾動装置、5……プラズマ
アーク炉(溶融炉)、6……炉体、7……炉蓋、8……
プラズマトーチ、10……対極、11……駆動装置、13……
溶融スラグ、25……スラグ排出口、B……焼却灰。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an apparatus for melting incinerated ash according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of a plasma arc furnace of the apparatus for melting incinerated ash according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view for explaining a transfer type plasma torch used in the plasma arc furnace of FIG. 2, and FIG.
It is explanatory drawing explaining the non-transfer-type plasma torch utilized for the plasma arc furnace of the figure. 1 ... Melt processing device, 2 ... Tilt device, 5 ... Plasma arc furnace (melting furnace), 6 ... Furnace body, 7 ... Furnace lid, 8 ...
Plasma torch, 10 …… Counter electrode, 11 …… Drive device, 13 ……
Molten slag, 25 …… Slag discharge port, B …… Incineration ash.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 俊郎 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イン フィルコ株式会社内 (72)発明者 宮村 彰 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−6611(JP,A) 特開 昭59−142374(JP,A) 実開 昭60−86731(JP,U) 特公 昭59−16199(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiro Amamiya 1-6-27 Konan, Minato-ku, Tokyo Within EBARA IN FILCO CORPORATION (72) Inventor Akira Miyamura 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Stock company Ebara Research Institute (56) References JP 64-6611 (JP, A) JP 59-142374 (JP, A) Actual 60-86731 (JP, U) JP 59- 16199 (JP, B2)
Claims (2)
させるプラズマトーチ、前記溶融炉の炉体の側壁に設け
られた溶融スラグを流出させるスラグ排出口、前記スラ
グ排出口から落下排出される溶融スラグを受け入れるた
め前記スラグ排出口の下方に配置されたスラグ受け容
器、前記スラグ排出口の下方部の前記スラグ排出口とス
ラグ受け容器との間に排ガスの排ガス出口を開口する排
ガスダクト、前記プラズマトーチの軸方向に前記プラズ
マトーチを移動調節する駆動装置、及び前記溶融炉内で
のプラズマアークの照射方向を変更することによって前
記プラズマトーチの照射領域が前記炉体内の溶融スラグ
面と前記スラグ排出口との全域を含むように前記プラズ
マトーチの方向を変更調節する傾動装置、から構成した
ことを特徴とする焼却灰の溶融処理装置。1. A plasma torch for generating a plasma arc provided in a melting furnace, a slag discharge port for discharging molten slag provided on a side wall of a furnace body of the melting furnace, and a melt discharged by dropping from the slag discharge port. A slag receiving container arranged below the slag discharge port for receiving slag, an exhaust gas duct for opening an exhaust gas outlet of exhaust gas between the slag discharge port and a slag receiving container below the slag discharge port, and the plasma A drive device for moving and adjusting the plasma torch in the axial direction of the torch, and an irradiation area of the plasma torch is changed by changing the irradiation direction of the plasma arc in the melting furnace so that the melting slag surface and the slag discharge inside the furnace body are changed. And a tilting device for changing and adjusting the direction of the plasma torch so as to include the entire area of the outlet. Melt processing apparatus of ash.
ラグ排出口の上方に配置したことを特徴とする請求項1
に記載の焼却灰の溶融処理装置。2. The plasma torch is arranged above the slag discharge port of the melting furnace.
The apparatus for melting incinerated ash according to item 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1190489A JPH0730893B2 (en) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Incinerator ash melting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1190489A JPH0730893B2 (en) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Incinerator ash melting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355411A JPH0355411A (en) | 1991-03-11 |
| JPH0730893B2 true JPH0730893B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=16258944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1190489A Expired - Lifetime JPH0730893B2 (en) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Incinerator ash melting device |
Country Status (1)
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1989
- 1989-07-25 JP JP1190489A patent/JPH0730893B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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