JPH0794882B2

JPH0794882B2 - 旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法

Info

Publication number: JPH0794882B2
Application number: JP1114233A
Authority: JP
Inventors: 晴人坪井
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH02293513A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、旋回溶融式炉特に都市下水汚泥を溶融処理す
る、旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法に関するも
のである。

［従来の技術］近年、都市下水汚泥の処理は海洋汚染並びに廃棄場所の
観点から重要な問題となってなっている。

通常生活汚水は一定処理場に集約し、汚泥と処理水とに
別け、汚泥（ヘドロ）は、脱水機により脱水し、スチー
ム乾燥機等によって一次乾燥処理し、次いで気流乾燥機
による二次乾燥を行い、乾燥汚泥とし、これを溶融炉で
溶融処理してスラグとし減容化するため、補助燃料を使
用し、1300〜1500℃の高温にて処理し、溶融スラグとす
る。

一方溶融炉の排ガスは、廃熱ボイラ→空気予熱器→ダス
トコレクター→排ガス処理装置→煙突排気等の順に処理
される。

上記の廃棄物溶融炉としては、特開昭61−70314号公報
及び特開昭59−205508号公報に、第７図及び第８図に示
すような旋回流方式の構造の炉が開示されている。

即ち、第７図の構造炉は、竪型の大口径の煙道24の下部
側壁側に、水平若しくは下流側が下向きに傾斜した旋回
流燃焼室25を有している。旋回流燃焼室25内では旋回流
が形成され、廃棄物と助燃料を熱源として溶融したスラ
グは、壁面に沿って流下し、煙道24の底部より系外に排
出される。燃焼ガスは旋回流燃焼室25内を溶融スラグと
同方向に流れ、旋回流燃焼室出口のど部26を主に対流伝
熱で加熱しつつ排気され、しかるのち煙道24内で未燃焼
分が完全に燃焼して排出される。

また第８図の構造炉は、竪型旋回流燃焼炉であり、炉頂
部に設けられた廃棄物バーナ27及び燃焼空気流入口28に
よって旋回流を与えて、廃棄物を燃焼させ、溶融スラグ
は壁面を流下し絞り部30を通過して下方に流下する。燃
焼ガスは絞り部30を対流伝熱で加熱し、旋回流燃焼炉を
出た後、流れ方向を変えられ下流の排ガス系へ導かれ
る。

また本出願人は、先に特願昭63−300720号（出願日S63,
11,30）にて、第６図に示す様な廃棄物の溶融炉を出願
した。

この炉は、上部に燃焼ガス排出口３を有し、下端にスラ
グ出湯口２を有する竪型の溶融炉本体１と、溶融炉本体
１の下部に設けられる廃棄物バーナ装置４及び助燃バー
ナ装置５とからなっており、助燃バーナ装置５は廃棄物
バーナ装置４よりも下方に位置している。各バーナ装置
は略同一レベルの炉体周方向に複数のノズルを有し、こ
れらのノズルは旋回流を形成すべく、その噴射方向が炉
中心から偏向している。

またこの炉は、燃焼ガス排出口３に２次燃焼室６が接続
されている。なお７は空気吹込口、８は炉壁、９は炉
底、10は壁面である。

上記ような旋回式溶融炉内では、汚泥が1300〜1600℃の
高温で燃焼し、スラグが炉内耐火物表面を流下するた
め、高温と溶融スラグとの浸蝕作用により耐火物の寿命
が短く、炉内耐火物は半消耗品と考えられていた。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、旋回溶融炉において、該炉体内壁部を流下す
る溶融スラグによる、炉内耐火物の浸蝕を防止するため
の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、旋回式溶融炉において、該炉体外周部を複数
の水冷管で囲んだ水冷壁とし、該水冷壁用冷却水の温度
を検知し、その温度が高くなった部位の冷却水熱量を増
加するよう制御することにより、溶融スラグ厚みを制御
することを特徴とする旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制
御方法である。

さらに炉体内部に温度計を円周状に配置し、前記水冷壁
用冷却水の温度と炉体温度を検知し、冷却水温度と炉体
温度が高くなった部位の冷却水熱量を増加するよう制御
することにより、溶融スラグ厚みを制御することを特徴
とする旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法である。

［作用］本発明の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法におい
ては、炉体外周部を複数の水冷管で囲んだ水冷壁とし、
その水冷壁用冷却水の熱容量が、反応熱量のパラメータ
となるので、この水冷壁用冷却水の温度を検知し、その
温度が高くなった部位の冷却水熱量を増加するよう制御
することにより、溶融スラグ厚みを制御するため、その
部位の炉壁耐火物の内壁温度を耐火物の浸蝕温度以下に
保持することができる。

また、冷却水温度を検知することに加えて、炉体内部に
円周状に配置された温度計により炉体温度を検知するこ
とにより、溶融スラグが薄くなった部位をより的確に判
定することができる。

この結果、炉壁耐火物の部分的な浸蝕防止が可能にな
る。

次に本発明の実施例について述べる。

［実施例］第１図は、本発明の実態様例である溶融スラグ厚み制御
方法を適用した旋回式下水汚泥溶融炉の説明図、第２図
は、本発明に於ける水冷管及び温度計の配置を示す説明
図、第３図は、温度計の取付説明図、第４図は、冷却水
の通水説明図である。

第１図〜第４図において、11は１次燃焼室、12は水冷
管、13は下部ヘッダ、14は上部ヘッダ、15は熱電対、TR
は温度計、T₁,T₂は夫々入口及び出口冷却水温度計、F₁
は冷却水水量計、Ｂは制御バルブで、他の各図同一符号
は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。

第２図〜第４図に示す如く、水冷管12は１次燃焼室11の
炉壁８の外周面を縦に囲んで設け、炉体温度を測定する
温度計TRを円周状に（８〜10本）×２段程度配置してい
る。

又温度計TRは、第３図に示す如く、熱電対15を炉壁耐火
物のセンターに挿入し、炉壁耐火物温度を測定するよう
になっている。

冷却水の熱量Ｑは、第４図に示す如く、まず下部ヘッダ
13に入り、水冷管12を通って、上部ヘッダ14に集められ
る。

その間に、冷却水入口温度計T₁及び冷却水出口温度計T₂
を設け、これらT₁,T₂の温度によって制御バルブＢを開
閉して、冷却水量計F₁により、水量を制御するようにな
っている。

第１図に示す如く、溶融スラグが流下する１次燃焼室の
炉壁８の耐火物の外面を水冷管12にて囲み溶融スラグを
間接的に冷却する。

この時の耐火物の温度分布の一例を第５図に示す。

第５図に示すように、炉内温度t_g1346℃に接した厚さ10
0mmの耐火物炉壁８部分は、2.98mm厚さの溶融スラグ層2
0となり、溶けながら流れており、その外側は13.47mmの
固化したスラグ層21が形成される。上述のように耐火物
の外面を、水冷管12にて囲み冷却する結果、その温度勾
配は、炉内温度 1346℃ 炉内壁（10）面温度 1260℃ 溶融スラグ層（20）外面 1180℃ 耐火物の内面（22） 609℃ 耐火物の外面（23） 90℃ となり、固化スラグ層21外面即ち炉壁耐火物内面22の温
度は609℃以下を保持出来る。

溶融スラグ層20、固化スラグ層21の厚みは、炉内温度と
スラグ粘度により部分的に変化するが、これらの層厚み
が小さくなると、耐火物内面22温度が上昇して好ましく
ない。

溶融スラグ層20の厚みが薄くなった場所は、冷却水の熱
量Ｑを、次式により常にモニターすることによって、
検知できる。

Ｑ＝aF₁（T₂−T₁）ここに Q:冷却水の熱量 a:定数 F₁:冷却水の流量 T₁:冷却水入口温度 T₂:冷却水出口温度又第２図に示すように、耐火物内に温度計TRを円周状に
配置し、常時炉体温度を測定することにより、上記の冷
却水温度の測定と相俟って溶融スラグ層20の厚みが薄く
なった場所をより的確に検知することができる。

溶融スラグ層20の厚みが薄くなった場合、その部分に相
当する水冷管12の冷却水量を制御バルブＢを制御して増
加させて、冷却水熱量Ｑを増すことにより、溶融スラグ
層20を厚くし、耐火物内面温度の上昇を防止することが
出来る。

このようにして、炉円周状に配置した温度計TRにより、
冷却水の熱量Ｑを常時測定し、溶融スラグ層厚みの薄く
成った場所を検知し、冷却水の熱量Ｑを制御し、耐火物
内壁温度の上昇を防止することにより、耐火物の延命を
図るものである。

［発明の効果］本発明の旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法御方法
によれば、旋回式溶融炉の炉体内壁部を流下する溶融ス
ラグの厚みが薄くなることに起因する炉内耐火物の浸蝕
をその部位ごとに的確に防止することができ、その結
果、炉体寿命が延長し、経済性に優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実態様例である溶融スラグ厚み制御方
法を適用した旋回式下水汚泥溶融炉の説明図、第２図は
本発明に於ける水冷管及び温度計の配置を示す説明図、
第３図は温度計の取付説明図、第４図は冷却水の通水説
明図、第５図は本発明の実態様例における耐火物の温度
分布の一例を示す説明図，第６図〜第８図は従来の旋回
型溶融炉の説明図である。図において、1:旋回式溶融炉本体,2:スラグ出湯口,3:燃
焼ガス排出口,4:廃棄物バーナ装置,5:助燃バーナ装置,
6:二次燃焼室,7:空気吹込口,8:炉壁,9:炉底,10:壁面,1
1:1次燃焼室,12:水冷管,13:下部ヘッダ,14:上部ヘッダ,
15:熱電対,20:溶融スラグ層,21:固化スラグ層,22:炉壁
耐火物内面,23:炉壁耐火物外面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回式溶融炉において、該炉体外周部を複数の水冷管で囲んだ水冷壁とし、該水
冷壁用冷却水の温度を検知し、その温度が高くなった部
位の冷却水熱量を増加するよう制御することにより、溶
融スラグ厚みを制御することを特徴とする旋回式溶融炉
の溶融スラグ厚み制御方法。
【請求項２】旋回式溶融炉において、該炉体外周部を複数の水冷管で囲んだ水冷壁とし、さら
に炉体内部に温度計を円周状に配置し、前記水冷壁用冷
却水の温度と炉体温度を検知し、冷却水温度と炉体温度
が高くなった部位の冷却水熱量を増加するよう制御する
ことにより、溶融スラグ厚みを制御することを特徴とす
る旋回式溶融炉の溶融スラグ厚み制御方法。