焼却灰の溶融処理装置

【課題】焼却灰を効率良く溶融させ、焼却灰の無害化及び減容化を図ることができる焼却灰の溶融処理装置の提供にある。
【解決手段】コークスＣと廃プラスチックを燃料に用いて焼却灰Ｈを溶融させる溶融炉１を備える。溶融炉１は、コークスＣを燃焼させるコークス燃焼部５と、焼却灰Ｈを溶融させる焼却灰溶融部６と、ＣＯを燃焼させる排ガス燃焼部７と、を備える。廃プラスチック供給手段40にて、コークス燃焼部５に熱風を供給する送風路10に、その羽口37より手前において廃プラスチックが熱風と共に吹き込まれる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焼却灰の溶融処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にゴミ焼却炉等から排出される灰（焼却灰）は、埋め立て地等に処分したりしていた。また、各種のプラスチック製品を成形する場合、その成形時に製品以外に廃材（廃プラスチック）が多量に発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、灰には、有害な物質を含んでいる場合があり、この様な場合、埋め立て地等に処分できず、また、灰は一般に嵩高く、その取扱いが面倒であった。また、廃プラスチックも別途プラスチック焼却装置等にて焼却する必要があり、この廃プラスチックの処分も面倒であった。
【０００４】そこで、本発明では、焼却灰の無害化及び減容化を図ると共に、連続した出湯を行うことができ、しかも、廃プラスチックを有効に利用することができる焼却灰の溶融処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために、本発明に係る焼却灰の溶融処理装置は、コークスを燃焼させる下部のコークス燃焼部と該コークス燃焼部の上方に設けられて焼却灰を溶融させる焼却灰溶融部と該焼却灰溶融部の上方に設けられてＣＯを燃焼させる灰ガス燃焼部とを有する溶融炉を、備えた焼却灰の溶融処理装置であって、コークス燃焼部に熱風を供給する送風路にその羽口より手前において粉体状の廃プラスチックが該熱風とともに吹き込まれてコークスとともに燃焼して上記焼却灰溶融部の焼却灰を溶融させる廃プラスチック供給手段を、備えたものである。
【０００６】この際、溶融炉の外周に沿って配設される風箱に粉体状の廃プラスチックが供給されるも、溶融炉の外周に沿って配設される風箱とコークス燃焼部とを連通連結する羽口導管に、粉体状の廃プラスチックが供給されるもよく、また、コークス燃焼部に供給する熱風の温度を350 ℃〜450 ℃とするも好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。
【０００８】図１と図２は本発明に係る焼却灰の溶融処理装置を示し、この溶融処理装置は溶融炉１を備え、コークスＣと廃プラスチック（ＲＰＦ）Ｐ（図３参照）を燃料に用いて、焼却灰Ｈを溶融させ、この焼却灰Ｈの無害化及び減容化を行うものである。廃プラスチックＰは、各種プラスチックの成形時に生じ、焼却灰Ｈは、ゴミ焼却炉等から排出される。なお、この溶融処理装置を使用する場合、焼却灰Ｈは、略楕円球状の小塊体とされ、廃プラスチックＰは粉体状とされる。
【０００９】しかして、溶融処理装置の溶融炉１は、下端部が順次縮径した円筒状炉本体２と、該円筒状炉本体２の下方開口部を施蓋状とする炉床３と、炉本体２の上方開口部に連通連結される投入用筒体４と、を備える。即ち、円筒状炉本体２は、その下端部は、コークスＣが投入されるコークス燃焼部５とされ、この上方が、略楕円球状に小塊化された焼却灰が投入される焼却灰溶融部６とされ、この上方が、排ガスＣＯを再燃焼させる排ガス燃焼部７とされる。
【００１０】即ち、コークス燃焼部５には、熱風が供給される第１の送風路10が連通連結され、焼却灰溶融部６には、熱風が供給される第２の送風路11が連通連結され、排ガス燃焼部７には、熱風が供給される第３の送風路12が連通連結されている。ところで、各送風路10，11，12は、夫々、炉本体２の外周に沿って配設される風箱13，14，15と、各風箱13，14，15と炉本体２とを連通連結する羽口導管16，35，36と、を備え、各送風路10，11，12には、図外の熱風供給源から熱風が夫々供給される。なお、熱風供給源は、例えば、排ガスを燃焼する燃焼室と、該燃焼室からの高温の排ガスの熱にて冷風を熱風に交換する熱交換器と、を備える。
【００１１】しかして、送風路10のコークス燃焼部５内の開口部、つまり、羽口37は、内面が傾斜面17とされた炉床３の該傾斜面17近傍に配設される。ところで、炉床３は、底面が該傾斜面17を有する孔部18が形成され、この傾斜面17の下端側に出滓口19が開口している。
【００１２】この場合、炉床３を複数個（図例では、２個）備え、各炉床３が図示省略のスライド手段を介してスライド自在とされて、切替えが可能となっている。スライド手段は、例えば、ガイドレールと、該ガイドレール上を走行する車輪と、該車輪を回転駆動させる駆動機構等と、からなる。従って、一の炉床３の出滓口19等が詰まった場合に、他の炉床３に切り換えることができ、メンテナンスが極めて容易である。
【００１３】また、炉本体２の上部には、上述の燃焼室に連通連結された連通管23（図２参照）に連結される連結管部20が形成される。なお、この連結管部20乃至炉本体２の内面には、耐火材21が被覆されている。そして、コークス燃焼部５の外周側には、水冷ジャケット部22が形成されている。
【００１４】ところで、コークス燃焼部５としては、そのテーパ角度θを10°〜20°として、その最大断面積（焼却灰溶融部６及び排ガス燃焼部７の断面積）とその最小断面積との比を、（２：１）〜（４：１）とする。即ち、コークス燃焼部５をこのように設定することにより、後述するように、放散熱の発散を有効に防止することができると共に、適度なコークス量を保持できる。
【００１５】また、この溶融処理装置は、粉体状の廃プラスチックＰをコークス燃焼部５に供給させるための廃プラスチック供給手段40を備える。この廃プラスチック供給手段40は、図３に示すように、粉体状の廃プラスチックＰを収納する収納タンク41と、該収納タンク41内の粉体状の廃プラスチックＰが搬送エア路42を介して供給されるサイクロン43と、を備える。なお、収納タンク41の下方開口部にはバルブ39が設けられ、このバルブ39を介して粉体状の廃プラスチックＰが搬送エア路42に供給される。また、廃プラスチックＰの粒径は、例えば、約２mm〜約10mmとされる。
【００１６】この場合、サイクロン43は、バルブ44及び配管45を介して羽口導管16に連通連結されている。即ち、この実施の形態では、羽口導管16は周方向に沿って所定ピッチ（具体的には、60°ピッチ）に６本配設され、この６本の内、例えば３本にサイクロン43がバルブ44及び配管45を介して連通連結されている。つまり、搬送エア路42には、複数本（この場合、３本）の分岐管46…が設けられ、この分岐管46が各サイクロン43に連通連結されている。なお、搬送エア路42には、図示省略のエア源に連通連結されている。なお、バルブ39，44は、例えば、ロータリーバルブが使用されるが、勿論、これ以外の種々のバルブの使用も可能である。
【００１７】従って、収納タンク41内の粉体状の廃プラスチックＰが搬送エア路42の搬送エアと共にサイクロン43に供給され、このサイクロン43から配管45を介して羽口導管16に供給され、羽口導管16から、この羽口導管16に供給される熱風と共に溶融炉１のコークス燃焼部５に供給される。
【００１８】このように、第１の送風路10はコークス燃焼部５にコークスＣ及び廃プラスチックＰを燃焼させるための熱風を供給し、第２の送風路11は焼却灰Ｈの予熱を行うための熱風を供給し、第３の送風路12はＣＯ（排ガス）を燃焼させるための熱風を供給することになる。
【００１９】次に、投入用筒体４は、炉本体２の上方開口部に挿入される挿入部24と、投入バケット25から焼却灰Ｈが投入される投入部26と、を備え、投入部26に、ダンパ27が設けられている。ダンパ27は、コーン部28と、該コーン部28を保持する鉛直保持ロッド29と、該鉛直保持ロッド29を保持する水平保持ロッド30と、投入部26の外面に付設されて水平保持ロッド30を上下動させるシリンダ31，31と、を備える。
【００２０】従って、シリンダ31のピストンロッド31ａが縮んだ状態でコーン部28にて、投入部26の投入口部32を施蓋状とし、ピストンロッド31ａが伸びた状態で投入口部32が開状態となる。なお、投入バケット25は、支点33を中心に回動して、図１の仮想線で示すように、投入口34が投入用筒体４内に下方を向くように挿入状となった際にこの投入バケット25に供給される焼却灰Ｈが投入用筒体４に投入され、この投入用筒体４から炉本体２内に供給される。
【００２１】次に、この焼却灰Ｈの溶融処理装置を用いて焼却灰Ｈを溶融させる溶融処理を説明する。まず、コークスＣを投入バケット25を介してこの溶融炉１に投入して、コークス燃焼部５に供給する。その後、小塊化された焼却灰Ｈを投入バケット25を介してこの溶融炉１に投入して、焼却灰溶融部６に供給する。
【００２２】そして、各送風路10，11，12から熱風を夫々コークス燃焼部５と焼却灰溶融部６と排ガス燃焼部７に供給する。この際、廃プラスチック供給手段40からコークス燃焼部５に廃プラスチックＰが供給される。即ち、羽口導管16に粉体状の廃プラスチックＰを供給して、この廃プラスチックＰを熱風と共にコークス燃焼部５に供給する。これによって、コークス燃焼部５のコークスＣ及び廃プラスチックＰを燃焼させ、焼却灰溶融部６の焼却灰Ｈを溶融させ、排ガス燃焼部７のＣＯ（排ガス）を再燃焼させる。この際、供給される熱風の温度は、350 ℃〜450 ℃位に設定され、コークス燃焼部５の上部乃至その近傍は、約1300℃〜約2000℃とされる。
【００２３】また、この炉１内の排ガスが連結管部20を介して図示省略の燃焼室に矢印の如く供給（吸引）される。この際、溶融炉１内、つまり、排ガス燃焼部７内の炉内上昇ガス速度を2.0m/s以上4.8m/s以下、特に好ましくは、3.0m/s以上3.5m/s以下とされる。即ち、炉内上昇ガス速度が2.0m/sより遅ければ、排ガスを燃焼室に吸引しにくく、逆に、炉内上昇ガス速度が4.8m/sより速ければ、塊から外れた焼却灰Ｈ等が燃焼室に吸引されるからである。つまり、上述の範囲の速度に限定すれば、焼却灰Ｈの歩溜りを向上させることができる。具体的には、歩溜りを約95％とすることができる。
【００２４】燃焼室に吸引される排ガスは、燃焼室で再び加熱され、これにより、排ガスが無害化され、この排ガスの熱が熱交換器にて熱風に交換され、この熱風が各送風路10，11，12に供給される。
【００２５】そして、溶融スラグは、炉床３の出滓口19から外部に排出される。また、コークスＣと焼却灰Ｈとは、順次投入バケット25からこの溶融炉１内に投入（補充）され、廃プラスチックＰは廃プラスチック供給手段40からコークス燃焼部５に供給され、焼却灰Ｈを効率良く溶融させることができる。この場合、コークスＣの表面温度を上昇させてスラグの溶融温度を上昇させることができ、溶融スラグが流れ易くなって、該溶融スラグの流出が容易となる。
【００２６】しかして、この溶融炉１では、コークス燃焼部５が、下端に向かって順次その断面積が減少しているので、このコークス燃焼部５からの放散熱の発散を少なくして熱効率の向上を図ることができる。また、炉床３の切替えが可能であるので、メンテナンスが容易であり、さらに、炉床３の内面が傾斜面17であるので、溶融スラグを連続して炉外へ排出させることができる。
【００２７】ところで、廃プラスチックＰは、送風路10の羽口37の手前において供給されるものであって、図例では、羽口導管16に供給されるが、図３に示すように、風箱13に供給されるものであっても良い。即ち、廃プラスチック供給手段40の配管45を直接風箱13に接続して該配管45から粉体状の廃プラスチックＰを供給するようにしても良い。なお、溶融炉１の羽口導管16，35，36の数の増減は自由であり、羽口導管16に連通連結される廃プラスチック供給手段40の配管数の増減も自由である。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上述の如く構成しているので、次に記載する効果を奏する。
■ 請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置によれば、コークスＣと廃プラスチックＰを燃料に用いて、焼却灰Ｈを効率良く溶融させ、この焼却灰Ｈの無害化及び減容化を図ることができる。特に、コークス燃焼部５のコークスＣの高さを増加させることなく、コークス燃焼部５の燃焼温度を増加させることができる。また、廃プラスチックＰは、コークス燃焼部５に供給される熱風とともに供給されるので、確実に廃プラスチックＰを供給することができ、しかも、既存の溶融炉に簡単に廃プラスチック供給手段40を付設することができる。
■ 請求項２記載の焼却灰の溶融処理装置によれば、請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置と同様の効果を奏すると共に、廃プラスチックＰをコークス燃焼部５に満遍なく供給することができ、焼却灰Ｈをより効率良く溶融させることができる。
■ 請求項３記載の焼却灰の溶融処理装置によれば、請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置と同様の効果を奏すると共に、廃プラスチックＰをコークス燃焼部５により確実に供給することができる。
■ 請求項４記載の焼却灰の溶融処理装置によれば、請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置と同様の効果を奏すると共に、コークスＣの表面温度を上昇させ、スラグの溶融温度を上昇させ、連続出湯をなめらかに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼却灰の溶融処理装置の要部断面図である。
【図２】要部側面図である。
【図３】廃プラスチック供給手段の簡略図である。
【符号の説明】
１溶融炉
５コークス燃焼部
６焼却灰溶融部
７排ガス燃焼部
10 送風路
13 風箱
16 羽口導管
37 羽口
40 廃プラスチック供給手段
Ｃコークス
Ｈ焼却灰

【特許請求の範囲】
【請求項１】コークスＣを燃焼させる下部のコークス燃焼部５と該コークス燃焼部５の上方に設けられて焼却灰Ｈを溶融させる焼却灰溶融部６と該焼却灰溶融部６の上方に設けられてＣＯを燃焼させる排ガス燃焼部７とを有する溶融炉１を、備えた焼却灰の溶融処理装置であって、コークス燃焼部５に熱風を供給する送風路10にその羽口37より手前において粉体状の廃プラスチックが該熱風とともに吹き込まれてコークスＣとともに燃焼して上記焼却灰溶融部６の焼却灰Ｈを溶融させる廃プラスチック供給手段40を、備えたことを特徴とする焼却灰の溶融処理装置。
【請求項２】溶融炉１の外周に沿って配設される風箱13に粉体状の廃プラスチックが供給される請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置。
【請求項３】溶融炉１の外周に沿って配設される風箱13とコークス燃焼部５とを連通連結する羽口導管16に、粉体状の廃プラスチックが供給される請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置。
【請求項４】コークス燃焼部５に供給する熱風の温度を350 ℃〜450 ℃とした請求項１記載の焼却灰の溶融処理装置。

【図１】