シャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置
【課題】突発の送風停止時であっても、炉内ガスだけでなく、炉内の溶融物が逆流することを防止できるシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置を提供すること。
【解決手段】送風羽口８にパージガスを送気するためのパージガス配管１１を、送風羽口ヘッダ管６より下流側の酸素富化空気配管７の送風羽口８近傍に接続し、そこからパージガスを送気するようにした。さらに、パージガス配管１１に、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器１２を設置し、送風停止と同時にパージガスを圧力を持って送気するようにした。
【解決手段】送風羽口８にパージガスを送気するためのパージガス配管１１を、送風羽口ヘッダ管６より下流側の酸素富化空気配管７の送風羽口８近傍に接続し、そこからパージガスを送気するようにした。さらに、パージガス配管１１に、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器１２を設置し、送風停止と同時にパージガスを圧力を持って送気するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物を溶融処理するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の処理方法の一つとして、シャフト炉式廃棄物溶融炉で廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼、溶融して、スラグとメタルにする廃棄物溶融処理方法がある。
【０００３】
この方法では、シャフト炉式廃棄物溶融炉の炉上部より廃棄物、及び副原料としてコークス、石灰石等が装入され、炉下部からは送風羽口から酸素と空気を混合した酸素富化空気、必要に応じその上方の送風羽口から空気が吹き込まれる。
【０００４】
このシャフト炉式廃棄物溶融炉では、送風羽口からの送風停止時に、炉内ガス（ＣＯ等が含まれる可燃ガス）が送風羽口を逆流し、送風羽口ヘッダ管等へ流入することを防止すると共に、炉内ガスを不活性ガスにより炉内から追い出すために、送風停止と同時に不活性ガス（Ｎ２）を送気して送風羽口をパージするようにしている。
【０００５】
図２は、従来の送風羽口のパージ装置を示す説明図である。まず、酸素富化空気の供給ラインの構成について説明すると、空気ブロア１からの空気と酸素配管２からの酸素は、オリフィス３、開閉弁４あるいは電磁弁５により所定の流量に調整された後に混合され、酸素富化空気となる。この酸素富化空気は、送風羽口ベッダ管６に送気され、送風羽口ベッダ管６から分岐した酸素富化空気配管（支管）７により各送風羽口８に送気され炉内に吹き込まれる。各酸素富化空気配管７には、流量調整弁９と逆止弁１０が設けられている。
【０００６】
この構成において、パージガス（不活性ガス（Ｎ２））を送気するためのパージガス配管１１が、電磁弁５及び逆止弁１０を介して送風羽口ベッダ管６より上流側に接続されており、送風停止と同時に、送風羽口ヘッダ管６にパージガスを送気するようにしている。したがって、計画的な送風停止の場合は、炉内に貯留している溶融物を排出した後に送風停止を行うため、このパージ方法で、炉内ガスが逆流し送風羽口ヘッダ管等へ流入することを防止でき、何ら問題が生じることはない。
【０００７】
しかし、トラブル等による突発の送風停止時には、溶融物が送風羽口の高さレベル以上まで貯留された状態で送風停止する場合が考えられ、この場合、溶融物のヘッド圧により溶融物が送風羽口へ逆流し、送風羽口が水冷構造であるため、冷却・凝固し、送風羽口を閉塞させる現象が発生することがある。その結果、再度送風を開始するときには、送風羽口内の付着物除去が必要となり、溶融炉の稼働率を低下させる原因となる。
【０００８】
従来、配管のパージ方法としては、特許文献１〜３に見られるように各種の方法が知られているが、いずれの方法も、シャフト炉式廃棄物溶融炉の送風羽口のパージ方法における上記の問題点を解決するための有効な手段を提供するものでない。
【特許文献１】特開平３−２４３７０４号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１５１２号公報
【特許文献３】特開２０００−８８２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、突発の送風停止時であっても、炉内ガスだけでなく、炉内の溶融物が逆流することを防止できるシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図２で説明した従来のパージ方法において、送風停止と同時にパージガスを送気しているのに送風羽口へ溶融物が逆流する原因としては、以下の原因が考えられる。
【００１１】
１）パージガス配管１１の接続位置（パージガスの送気位置）を送風羽口ヘッダ管６より上流側としているため、パージガスが送風羽口８先端に届くまでの間に送風羽口８先端部の圧力が一時的に低下する。
【００１２】
２）パージガス配管１１の接続位置（パージガスの送気位置）を送風羽口ヘッダ管６より上流側としているため、流れやすい送風羽口、流れにくい送風羽口が発生し、パージガス流量がアンバランスとなる。
【００１３】
本発明は、上記の考察に基づきなされたもので、パージガスを送気するためのパージガス配管を、送風羽口ヘッダ管より下流側の酸素富化空気配管の送風羽口近傍に接続し、そこからパージガスを送気することを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、送風停止と同時に、パージガスが送風羽口に近い場所から送気されるため、炉内の溶融物や炉内ガスの逆流を防止することができ、また、そのままパージガスの送気を行うことにより、炉内をパージガスにより置換することができる。
【００１５】
本発明において、パージガス配管は、送風羽口１個毎または送風羽口２個毎にそれぞれ接続することが好ましい。これにより、各送風羽口に確実にパージガスを送気できるため、パージガス流量のアンバランスを解消でき、各送風羽口への溶融物や炉内ガスの逆流を確実に防止することができる。
【００１６】
また、パージガス配管には、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器を設置することが好ましい。この場合、蓄圧器は、蓄圧器から送風羽口先端までの配管内の圧力を瞬時に１０〜２０ｋＰａにできる容量以上のものとすることがより好ましい。これにより、パージガスが圧力を持って送気されるため、送風羽口先端部での圧力低下が無く、その結果、突発的な送風停止時でも炉内の溶融物や炉内ガスの送風羽口への逆流を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パージガスを送風羽口近傍に送気するため、送風停止時に送風羽口の圧力が大きく低下せず、送風羽口より上に溶融物が貯留された状態で突発的な送風停止となっても、送風羽口への溶融物の逆流を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る送風羽口のパージ装置の一例を示す説明図である。同図において、酸素富化空気の供給ラインの構成は図２に示した従来のものと同様であり、空気ブロア１からの空気と酸素配管２からの酸素は、オリフィス３、開閉弁４あるいは電磁弁５により所定の流量に調整された後に混合され、酸素富化空気となる。この酸素富化空気は、送風羽口ベッダ管６に送気され、送風羽口ベッダ管６から分岐した酸素富化空気配管（支管）７により各送風羽口８に送気され炉内に吹き込まれる。各酸素富化空気配管７には、流量調整弁９と逆止弁１０が設けられている。
【００２０】
図１において、パージガス（不活性ガス（Ｎ２））を送気するためのパージガス配管１１は、送風羽口ベッダ管６より下流側の酸素富化空気配管７に送風羽口８の近傍で接続されている。酸素富化空気配管７は、送風羽口ベッダ管６から分岐しており、各送風羽口８に連通している。本実施例では、各送風羽口８に連通した酸素富化空気配管７、１本につき、１本のパージガス配管１１を接続している。
【００２１】
また、パージガス配管１１の上流側には、電磁弁５に加えて蓄圧器１２が設置されている。この蓄圧器１２には、加圧されたパージガスが貯蔵されており、送風停止と同時にパージガス配管１１に圧力を持ってパージガスを送気するようにしている。
【００２２】
以上のとおり、本実施例によれば、送風停止と同時に、パージガスをそれぞれの送風羽口８近傍から圧力を持って送気するようにしているので、突発の送風停止時であっても、炉内の溶融物や炉内ガスが逆流することを防止できる。
【００２３】
なお、実施例では、１個の送風羽口毎に１本のパージガス配管を接続したが、２個の送風羽口毎に１本のパージガス配管を接続しても、各送風羽口へのパージガス流量のアンバランスは現実的に問題ない程度に解消される。
【００２４】
本実施例における具体的な効果を確かめるための試験結果を表１に示す。
【表１】
【００２５】
この試験では、送風羽口上まで溶融物が貯留された状態で送風停止操作を行い、各送風羽口の閉塞状況を調べた。送風停止操作は各々２０回ずつ行った。なお、送風羽口は各々８本ずつ配置し、本実施例では各送風羽口毎にパージガス配管を設置し、かつ蓄圧器も設けた。一方、従来例では図２で説明したように送風羽口ヘッダ管より上流側にパージガス配管を接続した。
【００２６】
表１に示すように、本実施例では、送風羽口に閉塞が生じることは全くなく、従来例に比して顕著な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る送風羽口のパージ装置の一例を示す説明図である。
【図２】従来の送風羽口のパージ装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 空気ブロア
２ 酸素配管
３ オリフィス
４ 開閉弁
５ 電磁弁
６ 送風羽口ベッダ管
７ 酸素富化空気配管
８ 送風羽口
９ 流量調整弁
１０ 逆止弁
１１ パージガス配管
１２ 蓄圧器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物を溶融処理するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の処理方法の一つとして、シャフト炉式廃棄物溶融炉で廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼、溶融して、スラグとメタルにする廃棄物溶融処理方法がある。
【０００３】
この方法では、シャフト炉式廃棄物溶融炉の炉上部より廃棄物、及び副原料としてコークス、石灰石等が装入され、炉下部からは送風羽口から酸素と空気を混合した酸素富化空気、必要に応じその上方の送風羽口から空気が吹き込まれる。
【０００４】
このシャフト炉式廃棄物溶融炉では、送風羽口からの送風停止時に、炉内ガス（ＣＯ等が含まれる可燃ガス）が送風羽口を逆流し、送風羽口ヘッダ管等へ流入することを防止すると共に、炉内ガスを不活性ガスにより炉内から追い出すために、送風停止と同時に不活性ガス（Ｎ２）を送気して送風羽口をパージするようにしている。
【０００５】
図２は、従来の送風羽口のパージ装置を示す説明図である。まず、酸素富化空気の供給ラインの構成について説明すると、空気ブロア１からの空気と酸素配管２からの酸素は、オリフィス３、開閉弁４あるいは電磁弁５により所定の流量に調整された後に混合され、酸素富化空気となる。この酸素富化空気は、送風羽口ベッダ管６に送気され、送風羽口ベッダ管６から分岐した酸素富化空気配管（支管）７により各送風羽口８に送気され炉内に吹き込まれる。各酸素富化空気配管７には、流量調整弁９と逆止弁１０が設けられている。
【０００６】
この構成において、パージガス（不活性ガス（Ｎ２））を送気するためのパージガス配管１１が、電磁弁５及び逆止弁１０を介して送風羽口ベッダ管６より上流側に接続されており、送風停止と同時に、送風羽口ヘッダ管６にパージガスを送気するようにしている。したがって、計画的な送風停止の場合は、炉内に貯留している溶融物を排出した後に送風停止を行うため、このパージ方法で、炉内ガスが逆流し送風羽口ヘッダ管等へ流入することを防止でき、何ら問題が生じることはない。
【０００７】
しかし、トラブル等による突発の送風停止時には、溶融物が送風羽口の高さレベル以上まで貯留された状態で送風停止する場合が考えられ、この場合、溶融物のヘッド圧により溶融物が送風羽口へ逆流し、送風羽口が水冷構造であるため、冷却・凝固し、送風羽口を閉塞させる現象が発生することがある。その結果、再度送風を開始するときには、送風羽口内の付着物除去が必要となり、溶融炉の稼働率を低下させる原因となる。
【０００８】
従来、配管のパージ方法としては、特許文献１〜３に見られるように各種の方法が知られているが、いずれの方法も、シャフト炉式廃棄物溶融炉の送風羽口のパージ方法における上記の問題点を解決するための有効な手段を提供するものでない。
【特許文献１】特開平３−２４３７０４号公報
【特許文献２】特開平１１−２８１５１２号公報
【特許文献３】特開２０００−８８２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、突発の送風停止時であっても、炉内ガスだけでなく、炉内の溶融物が逆流することを防止できるシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
図２で説明した従来のパージ方法において、送風停止と同時にパージガスを送気しているのに送風羽口へ溶融物が逆流する原因としては、以下の原因が考えられる。
【００１１】
１）パージガス配管１１の接続位置（パージガスの送気位置）を送風羽口ヘッダ管６より上流側としているため、パージガスが送風羽口８先端に届くまでの間に送風羽口８先端部の圧力が一時的に低下する。
【００１２】
２）パージガス配管１１の接続位置（パージガスの送気位置）を送風羽口ヘッダ管６より上流側としているため、流れやすい送風羽口、流れにくい送風羽口が発生し、パージガス流量がアンバランスとなる。
【００１３】
本発明は、上記の考察に基づきなされたもので、パージガスを送気するためのパージガス配管を、送風羽口ヘッダ管より下流側の酸素富化空気配管の送風羽口近傍に接続し、そこからパージガスを送気することを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、送風停止と同時に、パージガスが送風羽口に近い場所から送気されるため、炉内の溶融物や炉内ガスの逆流を防止することができ、また、そのままパージガスの送気を行うことにより、炉内をパージガスにより置換することができる。
【００１５】
本発明において、パージガス配管は、送風羽口１個毎または送風羽口２個毎にそれぞれ接続することが好ましい。これにより、各送風羽口に確実にパージガスを送気できるため、パージガス流量のアンバランスを解消でき、各送風羽口への溶融物や炉内ガスの逆流を確実に防止することができる。
【００１６】
また、パージガス配管には、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器を設置することが好ましい。この場合、蓄圧器は、蓄圧器から送風羽口先端までの配管内の圧力を瞬時に１０〜２０ｋＰａにできる容量以上のものとすることがより好ましい。これにより、パージガスが圧力を持って送気されるため、送風羽口先端部での圧力低下が無く、その結果、突発的な送風停止時でも炉内の溶融物や炉内ガスの送風羽口への逆流を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パージガスを送風羽口近傍に送気するため、送風停止時に送風羽口の圧力が大きく低下せず、送風羽口より上に溶融物が貯留された状態で突発的な送風停止となっても、送風羽口への溶融物の逆流を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る送風羽口のパージ装置の一例を示す説明図である。同図において、酸素富化空気の供給ラインの構成は図２に示した従来のものと同様であり、空気ブロア１からの空気と酸素配管２からの酸素は、オリフィス３、開閉弁４あるいは電磁弁５により所定の流量に調整された後に混合され、酸素富化空気となる。この酸素富化空気は、送風羽口ベッダ管６に送気され、送風羽口ベッダ管６から分岐した酸素富化空気配管（支管）７により各送風羽口８に送気され炉内に吹き込まれる。各酸素富化空気配管７には、流量調整弁９と逆止弁１０が設けられている。
【００２０】
図１において、パージガス（不活性ガス（Ｎ２））を送気するためのパージガス配管１１は、送風羽口ベッダ管６より下流側の酸素富化空気配管７に送風羽口８の近傍で接続されている。酸素富化空気配管７は、送風羽口ベッダ管６から分岐しており、各送風羽口８に連通している。本実施例では、各送風羽口８に連通した酸素富化空気配管７、１本につき、１本のパージガス配管１１を接続している。
【００２１】
また、パージガス配管１１の上流側には、電磁弁５に加えて蓄圧器１２が設置されている。この蓄圧器１２には、加圧されたパージガスが貯蔵されており、送風停止と同時にパージガス配管１１に圧力を持ってパージガスを送気するようにしている。
【００２２】
以上のとおり、本実施例によれば、送風停止と同時に、パージガスをそれぞれの送風羽口８近傍から圧力を持って送気するようにしているので、突発の送風停止時であっても、炉内の溶融物や炉内ガスが逆流することを防止できる。
【００２３】
なお、実施例では、１個の送風羽口毎に１本のパージガス配管を接続したが、２個の送風羽口毎に１本のパージガス配管を接続しても、各送風羽口へのパージガス流量のアンバランスは現実的に問題ない程度に解消される。
【００２４】
本実施例における具体的な効果を確かめるための試験結果を表１に示す。
【表１】
【００２５】
この試験では、送風羽口上まで溶融物が貯留された状態で送風停止操作を行い、各送風羽口の閉塞状況を調べた。送風停止操作は各々２０回ずつ行った。なお、送風羽口は各々８本ずつ配置し、本実施例では各送風羽口毎にパージガス配管を設置し、かつ蓄圧器も設けた。一方、従来例では図２で説明したように送風羽口ヘッダ管より上流側にパージガス配管を接続した。
【００２６】
表１に示すように、本実施例では、送風羽口に閉塞が生じることは全くなく、従来例に比して顕著な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る送風羽口のパージ装置の一例を示す説明図である。
【図２】従来の送風羽口のパージ装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 空気ブロア
２ 酸素配管
３ オリフィス
４ 開閉弁
５ 電磁弁
６ 送風羽口ベッダ管
７ 酸素富化空気配管
８ 送風羽口
９ 流量調整弁
１０ 逆止弁
１１ パージガス配管
１２ 蓄圧器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉下部の送風羽口より酸素富化空気を吹き込み、炉上部より装入された廃棄物を溶融処理するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法において、
パージガスを、酸素富化空気を送気するための酸素富化空気配管の送風羽口近傍から送気することを特徴とするシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法。
【請求項２】
炉下部の送風羽口より酸素富化空気を吹き込み、炉上部より装入された廃棄物を溶融処置するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置において、
パージガスを送気するためのパージガス配管を、酸素富化空気を送気するための酸素富化空気配管の送風羽口近傍に接続したことを特徴とするシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項３】
送風羽口１個毎または送風羽口２個毎に、１本のパージガス配管が接続されている請求項２に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項４】
パージガス配管に、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器を設置した請求項２又は３に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項５】
蓄圧器が、蓄圧器から送風羽口先端までの配管内の圧力を１０〜２０ｋＰａにできる容量以上のものである請求項４に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項１】
炉下部の送風羽口より酸素富化空気を吹き込み、炉上部より装入された廃棄物を溶融処理するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法において、
パージガスを、酸素富化空気を送気するための酸素富化空気配管の送風羽口近傍から送気することを特徴とするシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ方法。
【請求項２】
炉下部の送風羽口より酸素富化空気を吹き込み、炉上部より装入された廃棄物を溶融処置するシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置において、
パージガスを送気するためのパージガス配管を、酸素富化空気を送気するための酸素富化空気配管の送風羽口近傍に接続したことを特徴とするシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項３】
送風羽口１個毎または送風羽口２個毎に、１本のパージガス配管が接続されている請求項２に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項４】
パージガス配管に、加圧したパージガスを貯蔵する蓄圧器を設置した請求項２又は３に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【請求項５】
蓄圧器が、蓄圧器から送風羽口先端までの配管内の圧力を１０〜２０ｋＰａにできる容量以上のものである請求項４に記載のシャフト炉式廃棄物溶融炉における送風羽口のパージ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２００７６４（Ｐ２００６−２００７６４Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９９２４（Ｐ２００５−９９２４）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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