| 【発明の名称】 |
溶融炉冷却部 |
| 【発明者】 |
【氏名】毛利 直克
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| 【要約】 |
【課題】余分のスペースを必要とせず、燃費の悪化を招くことがなく、しかもダイオキシンの発生を防止できる溶融炉冷却部を提供する。
【解決手段】溶融炉の排ガス流出部３の後段に、内部に燃焼ラジカル吸収体のない空間１０を形成し、その内部で排ガスの冷却と再燃焼室とを行わせる。この空間１０は、溶融炉の最大排ガス時に２秒以上の滞留時間を持ち、８５０℃以上の温度を持つものとする。また空間１０を伝熱流体流路を備えた壁面に囲まれたものとし、排熱の回収を可能とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 溶融炉の排ガス流出部の後段に、内部に燃焼ラジカル吸収体のない、冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間を形成したことを特徴とする溶融炉冷却部。
【請求項２】 冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間が、溶融炉の最大排ガス時に２秒以上の滞留時間を持つものである請求項１に記載の溶融炉冷却部。
【請求項３】 冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間が、８５０℃以上の温度を持つものである請求項１又は２に記載の溶融炉冷却部。
【請求項４】 冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間が、伝熱流体流路を備えた壁面に囲まれたものである請求項１に記載の溶融炉冷却部。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却灰の溶融炉や、廃棄物の熱分解残査の溶融炉のための溶融炉冷却部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみや下水汚泥等の廃棄物の最終処分方法として、溶融によりスラグ化する方法が普及しつつある。一般的には、廃棄物を焼却した焼却灰を溶融炉により溶融する方法と、廃棄物を熱分解炉において低酸素雰囲気中で熱分解し、その際に発生する可燃性の熱分解ガスを燃料として熱分解残査を溶融する方法とが知られている。
【０００３】図４は従来の一般的な溶融炉を示す図であり、焼却灰や熱分解残査は溶融部１に投入されて１３００℃以上の高温で溶融され、溶融スラグは下部のスラグ流出口２から取り出される。排ガスは上部の排ガス流出部３から取り出されるが、この排ガス中にはダイオキシンの原因物質となる未燃分が含まれている可能性があるため、排ガスを後段に設けられた再燃焼室４に導いて完全燃焼させたうえ、冷却室５により排ガス処理装置の耐熱温度以下となるまでガス温を下げて排ガス処理装置に送る必要がある。しかし炉体とは別にこのような再燃焼室４を設置することは、余分のスペースを必要とするという問題がある。
【０００４】また再燃焼室４を設置する代わりに、図４に想像線で示すように排ガス流出部３を拡大して再燃焼部６を形成し、この部分で排ガスを完全燃焼させることも考えられる。しかしこのような方法を取ると炉体が大型化するために必要な設置スペースが大きくなるとともに、再燃焼部６からの放熱によるヒートロスが多くなり、燃費の悪化を招くという問題がある。しかも廃棄物の溶融炉の場合には廃棄物の種類や負荷の変動が大きいため、最大排ガス時に対応できるようにするには再燃焼部６を非常に大きくしなければならず、建設コストが高くなるという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来の問題点を解決し、余分のスペースを必要とせず、燃費の悪化を招くことがなく、しかもダイオキシンの発生を防止できる溶融炉冷却部を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するためになされた本発明は、溶融炉の排ガス流出部の後段に、内部に燃焼ラジカル吸収体のない、冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間を形成したことを特徴とするものである。この冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間は、溶融炉の最大排ガス時に２秒以上の滞留時間を持つものであることが好ましく、また８５０℃以上の温度を持つものであることが好ましい。更にこの空間は冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間が、伝熱流体流路を備えた壁面に囲まれたものであることが好ましい。
【０００７】本発明によれば、溶融炉の排ガスを内部に燃焼ラジカル吸収体のない空間に導き、２秒以上の滞留時間と８５０℃以上の温度で再燃焼させる。この結果、排ガス中の未燃分は完全燃焼され、後段におけるダイオキシンの発生を防止することができる。滞留時間及び温度が上記の値を下回ると、ダイオキシンの原因物質を完全に分解できないおそれがある。
【０００８】またこの空間は冷却室と再燃焼室とを兼ねることができるため、従来から設けられていた冷却室の設置スペースに設けることができる。このため余分のスペースを必要としないうえ、伝熱流体流路を備えた壁面を通じて排熱を回収することができ、燃費の向上を図ることができる利点がある。以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、１は溶融炉の溶融部であり、従来と同様に廃棄物を焼却した焼却灰や、前段の熱分解炉から送られてきた廃棄物の熱分解残査及び熱分解ガスが溶融部１に投入され、１３００℃以上の高温で溶融されて溶融スラグとなる。溶融スラグは下部のスラグ流出口２から取り出され、高温の排ガスは上部の排ガス流出部３から取り出される。
【００１０】排ガス流出部３の後段には、冷却室と再燃焼室とを兼ねる空間１０が形成されている。この空間１０は内部に冷却パイプ等の燃焼ラジカル吸収体のないまとまった空間である。その大きさは、溶融炉の最大排ガス時にも２秒以上、好ましくは３秒程度の滞留時間を持つ大きさとしておく。１３００℃以上の高温の排ガスは耐熱材料により構成された排ガス流路１１を通じてこの空間１０に導かれ、冷却されるとともに再燃焼される。滞留時間を２秒以上としたのは、排ガス中のダイオキシンの原因物質を完全に分解するためである。またこの空間１０内のガス流速は５ｍ／ｓ以下であることが好ましく、１ｍ／ｓ程度であることが最も好ましい。
【００１１】図２に示す実施形態では、２段に積み重ねた円筒体１２、１３の内部に空間１０が形成されている。上部の円筒体１２は内部に冷却水噴霧手段１４を備え、１３００℃以上の高温の排ガスを９００℃程度まで冷却する。円筒体１２の壁面は全て耐火材料からなるが、下段の円筒体１３の壁面は内部に伝熱流体流路１４を持ち、熱交換器としての役割を発揮するようになっている。排ガス温度が９００℃程度まで下がれば、伝熱流体流路１４による熱回収が容易に行える。空間１０の温度は、下段の円筒体１３の下端部でも８５０℃以上に保たれている必要がある。これは排ガス中のダイオキシンの原因物質を完全に分解するためである。なお、伝熱流体流路１４内に空気を供給すれば、６００℃程度の予熱空気を得ることができる。また、壁面を冷却する構造にすることにより、溶融飛灰等の壁面への固着を防ぐことができる。
【００１２】図３に示す他の実施形態では、水管壁ボイラのように壁面にパイプ状の伝熱流体流路１４が埋め込まれた単一の円筒体１５の内部に空間１０が形成されている。この場合には１３００℃以上の高温の排ガスが伝熱流体流路１４と直接接触することのないよう、円筒体１５の内壁面に数十ｍｍの耐火層１６を形成しておくものとする。この耐火層１６としては、伝熱効率を上げかつ耐久性を確保するために６０％以上のＳｉＣを含有する耐火物層が好ましい。この空間１０も内部に冷却パイプ等の燃焼ラジカル吸収体のないまとまった空間であり、滞留時間及び温度条件は前記したものと同じである。
【００１３】この実施形態でも、１３００℃以上の高温の排ガスが空間１０を通過する間に排ガスは冷却されるとともに、再燃焼される。伝熱流体流路１４から回収された水蒸気は通常のボイラに戻され、有効利用される。いずれの実施形態でも、空間１０を通過した排ガスは後段の排ガス処理装置に送られ、通常の排ガス処理が行われる。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の溶融炉冷却部は、溶融炉の排ガス流出部の後段に内部に燃焼ラジカル吸収体のない空間を形成したものであるから、ダイオキシンの原因物質となる未燃分が含まれる排ガスを完全燃焼させることができる。またこの空間は冷却室と再燃焼室とを兼ねるものであるから、従来の冷却室の設置スペースに設けることができる。このため余分のスペースを必要としないうえ、炉体を大型化する必要もなく、また伝熱流体流路を備えた壁面を通じて排熱を回収することができるから、燃費の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４０６４
【氏名又は名称】日本碍子株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１４日（１９９８．１０．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５９０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】名嶋 明郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１０３３（Ｐ２０００−１２１０３３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９２０１２ |
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