JP2013257100A - Waste gasifying melting furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炉上部から装入した廃棄物を乾燥及び熱分解させ、更に熱分解残渣を溶融させて炉底部から溶融物を回収する廃棄物ガス化溶融炉に関する。 The present invention relates to a waste gasification and melting furnace for drying and pyrolyzing waste charged from the top of the furnace, and further melting the pyrolysis residue to recover the melt from the bottom of the furnace.
一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物を廃棄物ガス化溶融炉内に、コークスなどの塊状炭素系可燃物質や石灰石とともに装入し、炉体に設けられている上段羽口から空気を吹き込み、炉下部に設けられている下段羽口から酸素富化空気を吹き込み、廃棄物を乾燥、熱分解、燃焼、溶融することにより廃棄物を処理することが行われている。 Waste such as general waste and industrial waste is charged into a waste gasification and melting furnace together with massive carbon-based combustible materials such as coke and limestone, and air is blown from the upper tuyere provided in the furnace body. The waste is treated by blowing oxygen-enriched air from the lower tuyeres provided in the lower part of the furnace, and drying, pyrolyzing, burning, and melting the waste.
廃棄物を溶融処理するための炉として、廃棄物が装入され、装入された廃棄物を乾燥するシャフト部と、シャフト部の下方において廃棄物を熱分解する炭化火格子部と、コークス等を燃料として、廃棄物が熱分解されて生成される残渣を溶融させる溶融炉部とを備える廃棄物ガス化溶融炉がある(例えば、特許文献1参照)。炭化火格子部は、階段状の多数の炭化火格子で構成されており、溶融炉部の方向に往復運動する可動炭化火格子によって、廃棄物は熱分解されながら溶融炉部の方向に徐々に搬送される。そして、熱分解によって生成した残渣は、最終的に、炭化火格子部に続く溶融炉部内に落下し、溶融炉部において溶融される。 As a furnace for melting waste, waste is charged, a shaft part for drying the charged waste, a carbonization grate part for pyrolyzing the waste below the shaft part, coke, etc. As a fuel, there is a waste gasification melting furnace including a melting furnace section that melts a residue generated by pyrolyzing waste (see, for example, Patent Document 1). The carbonization grate is composed of a number of stepped carbonization grate, and the waste is gradually decomposed in the direction of the melting furnace while being thermally decomposed by the movable carbonization grate reciprocating in the direction of the melting furnace. Be transported. And the residue produced | generated by thermal decomposition finally falls in the melting furnace part following a carbonization grate part, and is fuse | melted in a melting furnace part.
廃棄物は、上述の廃棄物ガス化溶融炉のシャフト部上方に設けられる廃棄物装入口から装入される。装入された廃棄物は、シャフト部内に堆積し徐々に降下し、シャフト部の下方の炭化火格子部の炭化火格子上に到達する。炭化火格子上の廃棄物は可動炭化火格子の動作によって、順次溶融炉部側に搬送される。 The waste is charged from a waste charging inlet provided above the shaft portion of the waste gasification melting furnace. The charged waste accumulates in the shaft portion and gradually descends, and reaches the carbonization grate of the carbonization grate portion below the shaft portion. Waste on the carbonization grate is sequentially transferred to the melting furnace side by the operation of the movable carbonization grate.
この際に、シャフト部と炭化火格子部との連結部付近にある廃棄物であって、安息角で堆積した廃棄物の斜面付近にある廃棄物が、炭化火格子部での炭化が不十分のまま溶融炉部側になだれ込んでしまう場合がある。炭化火格子部の炭化火格子から離れた上方にある堆積物は、十分に乾燥、熱分解が進んでおらず、そのような廃棄物がそのまま溶融炉部に落下すると、溶融処理の効率が低下する。さらに、化石燃料に由来するコークスの消費量が増加し、CO2排出量も増加する。 At this time, the waste near the connecting portion between the shaft portion and the carbonization grate portion, and the waste near the slope of the waste deposited at the angle of repose is not sufficiently carbonized at the carbonization grate portion. In some cases, it may be abandoned to the melting furnace side. The deposit above the carbonization grate of the carbonization grate is not sufficiently dried and pyrolyzed, and if such waste falls into the melting furnace as it is, the efficiency of the melting process decreases. To do. Furthermore, the consumption of coke derived from fossil fuels will increase, and CO 2 emissions will also increase.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、炉内に堆積した廃棄物の溶融炉部側へのなだれ込みが抑制される廃棄物ガス化溶融炉を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a waste gasification and melting furnace in which the waste deposited in the furnace is suppressed from flowing into the melting furnace side. Objective.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
(1)上方に処理対象物の廃棄物が装入される装入口を有するシャフト部と、前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物ガス化溶融炉であって、前記シャフト部の前記溶融炉部側の側面の下方に、前記側面から前記側面に対向する対向側面側に突出し、前記シャフト部から前記炭化火格子部に移動する処理対象物を前記対向側面側に移動させるなだれ込み抑制部を備えることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。
(2)上記(1)の構成において、前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部前記側面の下端位置を通り、前記溶融炉部炉底側へ前記処理対象物の安息角で傾斜する直線よりも前記炭化火格子部の前記炭化火格子側の位置にある先端部を有する構成とすることができる。(2)の構成によれば、確実に処理対象物のなだれ込みを抑制することができる。
(3)上記(1)または(2)の構成において、前記処理対象物の安息角は、前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角である構成とすることができる。(3)の構成によれば、より確実に処理対象物のなだれ込みを抑制することができる。
(4)上記(2)または(3)の構成において、前記なだれ込み抑制部は、前記シャフト部の側面から前記先端部まで延びる傾斜面と、前記先端部から前記側面の前記下端位置まで延びる底面部と、を有する構成とすることができる。上記(4)の構成によれば、炉内に発生するガスの流れの阻害を最小限に抑えたなだれ込み抑制部とすることができる。
(5)上記(4)の構成において、前記底面部は、前記先端部より水平面に対して下方に傾斜し、水平面と前記底面部とのなす角度が前記なだれ込み抑制部の形成位置における前記処理対象物の安息角よりも小さい構成とすることができる。(5)の構成によれば、炉内に発生するガスの流れを阻害しないとともに、ガスをシャフト部の中心部側に誘導して、処理対象の乾燥、熱分解を効率よく進行させることができる。
(6)上記(4)または(5)の構成において、前記傾斜面は、水平面に対する傾斜角が75°より大きく、90°より小さい構成とすることができる。(6)の構成によれば、シャフト部を降下する処理対象物の棚吊り現象が発生してしまうことを抑制することができる。
(7)上記(1)から(6)のいずれかの構成において、前記炭化火格子部は、前記処理対象物を移動させる方向に一定のストローク距離で往復運動する可動炭化火格子を含み、前記なだれ込み抑制部の前記傾斜面の水平方向における幅は、前記ストローク距離の1〜2倍である構成とすることができる。(7)の構成によれば、なだれ込み抑制部を形成した位置におけるシャフト部の開口面積を十分に確保することができ、棚吊り現象の発生を抑制でき、炉内に発生するガスの流れの阻害も最小限に抑えることができる。
The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the invention is as follows.
(1) Pyrolysis while moving the processing object inserted in the shaft part connected to the lower part of the shaft part and the shaft part having the charging port into which the waste of the processing object is charged. A carbonization grate part in which a plurality of carbonization grates are arranged at the bottom, and a processing target object connected to the carbonization grate part above the furnace bottom and transported from the carbonization grate part and dropped into the furnace. A waste gasification melting furnace comprising: a melting furnace section to be melted, wherein the shaft projects from the side face to the opposite side face facing the side face, below the side face of the shaft section on the melting furnace section side, and the shaft A waste gasification and melting furnace comprising an avalanche suppression unit that moves a processing object that moves from a part to the carbonization grate part to the opposite side surface side.
(2) In the configuration of the above (1), the sagging suppression portion passes through a lower end position of the side surface of the shaft portion and is more than a straight line inclined at an angle of repose of the object to be processed toward the furnace bottom side of the melting furnace portion. It can be set as the structure which has the front-end | tip part in the position by the side of the said carbonization grate of the said carbonization grate part. According to the configuration of (2), the sagging of the processing object can be reliably suppressed.
(3) In the configuration of (1) or (2), the repose angle of the processing object may be a repose angle of the processing object at a position where the avalanche suppression unit is formed. According to the configuration of (3), the sagging of the processing object can be more reliably suppressed.
(4) In the configuration of the above (2) or (3), the sagging suppression portion includes an inclined surface extending from the side surface of the shaft portion to the tip portion, and a bottom surface extending from the tip portion to the lower end position of the side surface. Part. According to the configuration of (4) above, it is possible to provide an avalanche suppression unit that minimizes the inhibition of the flow of gas generated in the furnace.
(5) In the configuration of (4), the bottom surface portion is inclined downward with respect to a horizontal plane from the tip portion, and an angle formed between the horizontal plane and the bottom surface portion is the processing at the formation position of the sluggish suppression portion. It can be set as the structure smaller than the repose angle of a target object. According to the structure of (5), while not inhibiting the flow of the gas generated in the furnace, the gas can be guided to the central portion side of the shaft portion, and the drying and thermal decomposition of the processing target can be efficiently advanced. .
(6) In the configuration of (4) or (5), the inclined surface may have a configuration in which an inclination angle with respect to a horizontal plane is larger than 75 ° and smaller than 90 °. According to the structure of (6), it can suppress that the shelf hanging phenomenon of the process target object which descends a shaft part will generate | occur | produce.
(7) In any one of the configurations of (1) to (6), the carbonization grate portion includes a movable carbonization grate that reciprocates at a predetermined stroke distance in a direction in which the object to be processed is moved, A width in the horizontal direction of the inclined surface of the avalanche suppression portion may be configured to be 1 to 2 times the stroke distance. According to the configuration of (7), the opening area of the shaft portion at the position where the avalanche suppression portion is formed can be sufficiently secured, the occurrence of the shelf hanging phenomenon can be suppressed, and the flow of gas generated in the furnace can be suppressed. Inhibition can also be minimized.
本発明によれば、炉内に堆積した廃棄物の溶融炉部側へのなだれ込みが抑制される廃棄物ガス化溶融炉を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a waste gasification melting furnace in which the waste deposited in the furnace is suppressed from flowing into the melting furnace section side.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態にかかる廃棄物ガス化溶融炉1の構成を示す断面図である。図2は、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1の廃棄物装入口21を上方から見た図である。なお、図1は、図2におけるA−A’位置での断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a waste gasification melting furnace 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a view of the
本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1は、シャフト部2と、炭化火格子部4と、溶融炉部6と、を備える。本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1は、廃棄物が装入されるシャフト部2と最終的に溶融処理を行う溶融炉部6の位置をずらし、シャフト部2に装入された廃棄物が炭化火格子部4を経て溶融炉部6に導入される構造となっている。
The waste gasification melting furnace 1 of the present embodiment includes a shaft portion 2, a
シャフト部2は、シャフト部2内に装入された廃棄物を還元雰囲気下で乾燥する。シャフト部2は、上下方向(Z軸方向)に延びる竪型筒状の形状であり、上端に廃棄物を装入する廃棄物装入口21が形成される。また、シャフト部2の上部には、廃棄物が熱分解する際に発生するガスや廃棄物ガス化溶融炉1内に吹き込まれたガスを排出する排気口22が形成される。シャフト部2の下方は、底部に炭化火格子が形成される炭化火格子部4に接続されている。また、シャフト部2は、横断面形状(水平面での断面)が円形状である。シャフト部2に装入された廃棄物は、シャフト部2内において廃棄物充填層100を形成する。
The shaft portion 2 dries the waste charged in the shaft portion 2 in a reducing atmosphere. The shaft portion 2 has a vertical cylindrical shape extending in the vertical direction (Z-axis direction), and a
本実施形態のシャフト部2は、炭化火格子部4からシャフト部2にかけて堆積する廃棄物の溶融炉部6へのなだれ込みを抑制するなだれ込み抑制部10を備える。なだれ込み抑制部10の詳細については、炭化火格子部4の説明の後に説明する。
The shaft portion 2 of the present embodiment includes an
炭化火格子部4は、シャフト部2において乾燥された(あるいはさらに熱分解された)廃棄物を熱分解して、熱分解残渣を生成しながら、溶融炉部6に搬送する。本実施形態では、炉内が還元雰囲気となるように、炉内に供給される空気量を調節し、炭化火格子部4において、燃焼が進行して灰分が極力生成しないようにしつつ、廃棄物を熱分解する。炭化火格子部4は、供給炭化火格子部4aと、乾留炭化火格子部4bと、駆動装置43a、43bと、回収室44a、44bと、送風管45a、45bなどを備える。
The carbonized
炭化火格子部4の構造を説明する。図3は、炭化火格子部4の斜視図を示す。図3に示すように、炭化火格子部4は複数の炭化火格子が階段状に配置されたものである。また、炭化火格子部4では、可動炭化火格子41と固定炭化火格子42とが交互に配置されている。また、通常は図3に示すように、1段に複数列(図3では一例として4列)の炭化火格子が配列される。
The structure of the carbonized
可動炭化火格子41は、水平方向であって、溶融炉部6の方向(X軸方向)に往復運動する。具体的には、可動炭化火格子41は、図1、図3に示すように、駆動装置43a、43bによって前後方向に一定のピッチで往復運動するように駆動される。駆動装置43a、43bには、例えば、流体圧シリンダが用いられればよい。可動炭化火格子41が前後に往復運動することにより、可動炭化火格子41上の廃棄物(あるいは熱分解残渣)を1段下の固定炭化火格子42に落下させ、落下した廃棄物は可動炭化火格子41の側面によって押し出されて、さらに1段下の可動炭化火格子41上に落下する。このような可動炭化火格子41が往復運動を繰り返すことで、廃棄物が攪拌されながら、徐々にシャフト部2側から溶融炉部6側に搬送される。可動炭化火格子41が往復運動する幅(ストローク距離)は、炭化火格子の大きさなどにもよるが、各可動炭化火格子41の一段下の固定炭化火格子42の先端の位置から最も離れた位置(引き込み位置)から、その固定炭化火格子42上に堆積している廃棄物をその固定炭化火格子42上から落下させることができる位置までである。
The
可動炭化火格子41および固定炭化火格子42の各炭化火格子間の隙間からは、廃棄物を乾燥させ、熱分解させるための空気が炉内に吹き込まれる。なお、空気の吹込は炭化火格子間の隙間に限られず、可動炭化火格子41および/または固定炭化火格子42に空気を吹き込むための送風孔を設けて、当該送風孔から空気を炉内に吹き込む構造でもよい。空気は、送風管45a、45bから、回収室44a、44bを介して供給される。可動炭化火格子41に代えてプッシャー等を用いることもできる。
Air for drying and thermally decomposing waste is blown into the furnace from the gaps between the
可動炭化火格子41と固定炭化火格子42で構成される炭化火格子部4は、廃棄物・熱分解残渣の移動方向上流側に供給炭化火格子部4aを備え、その下流側に乾留炭化火格子部4bを備える。供給炭化火格子部4aは、シャフト部2の下方に位置し、シャフト部2に装入された廃棄物の荷重を受ける。そして供給炭化火格子部4aは、シャフト部2で乾燥・熱分解された廃棄物をさらに熱分解させながら乾留炭化火格子部4b側に押し出して移動させる。
The
乾留炭化火格子部4bは、供給炭化火格子部4aから送り出されてきた熱分解された廃棄物を更に熱分解(乾留)させて、最終的に、炭化物と不燃性成分からなる熱分解残渣を生成し、その熱分解残渣を溶融炉部6に向けて押し出して供給する。
The dry distillation
以上のように炭化火格子部4は、供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4bに分かれているが、供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4bとで明確に機能が区別されていたり、処理対象物の状態が急激に変化したりしているわけではなく、廃棄物は供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4b上を通過していく過程で徐々に熱分解され炭化されていく。
As described above, the
図1では、供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4bを、水平方向に各炭化火格子が延びる水平炭化火格子を示しているが、これに限定されることはない。供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4bのいずれか一方または両方が、先端側が上方向に向かって傾斜する傾斜炭化火格子を備える構成としてもよい。
In FIG. 1, the supply
図1においては、供給炭化火格子部4aと乾留炭化火格子部4bの炭化火格子をそれぞれ6段ずつ示しているが、便宜上6段ずつ示しているだけであり、廃棄物ガス化溶融炉1の大きさなどに応じて最適な段数の炭化火格子がそれぞれ配置されればよい。
In FIG. 1, the carbonization grate of the supply
駆動装置43a、43bは、上述の通り、可動炭化火格子41を往復運動させる。駆動装置43aは、供給炭化火格子部4aの可動炭化火格子41を駆動し、駆動装置43bは、乾留炭化火格子部4bの可動炭化火格子41を駆動する。駆動装置43aと駆動装置43bとは、それぞれ独立して可動炭化火格子41を駆動及び停止させたり、駆動速度(すなわち、廃棄物の供給速度)を制御することができる。この場合、供給炭化火格子部4aの駆動速度(供給速度)と乾留炭化火格子部4bの駆動速度とを、相対的に異なる速度に設定してもよいし、同じ速度に設定してもよい。
The
回収室44a、44bは、炭化火格子の隙間から落下した微細な廃棄物を回収する。回収室44aは、供給炭化火格子部4aにおいて落下した廃棄物を回収する。回収室44bは、乾留炭化火格子部4bにおいて落下した廃棄物を回収する。
The
回収室44a、44bには、それぞれ、送風管45a、45bが接続されている。送風管45a、45bは、不図示の送風機が接続されており、送風機から空気が供給される。また、送風管45a、45bには、流量調節弁46a、46bが設けられている。送風機から送風管45aに供給された空気は、回収室44aを通って供給炭化火格子部4aの炭化火格子間の隙間から吹き出す。また、送風管45bに供給された空気は、回収室44bを通って乾留炭化火格子部4bの炭化火格子間の隙間から吹き出す。
次に、シャフト部2に形成されるなだれ込み抑制部10について説明する。なだれ込み抑制部10は、上述したように、炭化火格子部4からシャフト部2にかけて堆積する廃棄物の、溶融炉部6側へのなだれ込みを抑制する。図4は、図1のなだれ込み抑制部10付近の拡大図を示す。なだれ込み抑制部10は、シャフト部2の溶融炉部6側の側面の下方(シャフト部2と炭化火格子部4との接続部50付近)に形成される。なだれ込み抑制部10は、誘導面部10aと、底面部10bとで形成される。
Next, the
なだれ込み抑制部10の形状および形成される位置の詳細について説明する。なだれ込み抑制部10は、誘導面部10a(および底面部10b)の端部である先端部10cの水平方向(X軸方向)における位置(図3において、水平方向位置として示す点線の位置)が、図1に示すシャフト部2の溶融炉部6側の側面の位置(図2のA−A’位置における溶融炉部6側の側面の位置)から可動炭化火格子41のストローク距離の1〜2倍程度離れた位置にあることが好ましい。先端部10cがこれ以上シャフト部2の中心部寄りの位置であると、なだれ込み抑制部10が形成される位置におけるシャフト部2の断面積が小さくなって、廃棄物の降下が停滞する原因となる。
The details of the shape and the position of the
また、先端部10cの高さ方向(Z軸方向)の位置は、底面部10bの傾斜角によって決まる。底面部10bは、シャフト部2と炭化火格子部4の天井部との接続部50(なだれ込み抑制部10が無い場合に、炭化火格子部4内に堆積する廃棄物の斜面の上端となる位置)から先端部10cまで形成される面である。この底面部10bは、図4に示す水平面に対する傾斜角θ2が、炭化火格子部4の上に堆積する廃棄物の安息角αよりも小さい角度となるように形成される。傾斜角θ2が安息角αよりも小さい角度であることにより、廃棄物の安息角αで形成される斜面の位置(つまり廃棄物の炭化火格子部4における堆積位置)を、溶融炉部6からシャフト部2側に遠ざけることができる。
Further, the position in the height direction (Z-axis direction) of the tip portion 10c is determined by the inclination angle of the bottom surface portion 10b. The bottom surface portion 10b is a
底面部10bの傾斜角θ2が廃棄物の安息角αの角度よりも小さい場合に、廃棄物の堆積位置をシャフト部2側にずらすことができる理由を説明する。 The reason why the waste accumulation position can be shifted to the shaft portion 2 side when the inclination angle θ2 of the bottom surface portion 10b is smaller than the angle of repose angle α of the waste will be described.
仮に、なだれ込み抑制部10が無い廃棄物ガス化溶融炉1では、廃棄物が図4において一点鎖線で示すように、堆積物は安息角αで堆積し、その延長線が炭化火格子部4の溶融炉部6側の端部60の位置にくるようになる場合がある。そこで、この廃棄物ガス化溶融炉1に安息角αよりも小さい傾斜角θ2の底面部10bを有するなだれ込み抑制部10を設ければ、廃棄物の斜面の上端はなだれ込み抑制部10の先端部10cの位置に平行移動する。そうすると、廃棄物は、先端部10cから炭化火格子上に達する安息角αで傾斜する線が斜面となるように堆積することとなる。つまり、廃棄物の斜面が先端部10cの位置の接続部50からのずれの分だけ、溶融炉部6側からシャフト部2側に遠ざけることができる。図4においては、一点鎖線で示す位置から実線で示す位置に廃棄物の斜面が移動したとして示している。
Temporarily, in the waste gasification melting furnace 1 that does not have the
なお、上記廃棄物の安息角αは、より正確には、シャフト部2と炭化火格子部4との接続部50付近の廃棄物の安息角である。図4においては、模式的に安息角αが一定であるように示しているが、実際には、廃棄物はシャフト部2や炭化火格子部4において徐々に乾燥され熱分解されていくため状態が変化し、安息角も変化する。これに対して、なだれ込み抑制部10は、炭化火格子部4の上方の廃棄物のなだれ込みを防止するものであるため、安息角αも、なだれ込み抑制部10を配置する付近の廃棄物の安息角を基準とすることで、確実になだれ込みを防止することができる。
More precisely, the angle of repose α of the waste is the angle of repose of the waste in the vicinity of the connecting
なお、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1において廃棄物を熱分解処理した場合に、シャフト部と炭化火格子部5との接続部50付近に存在する廃棄物の安息角αは、処理対象とする廃棄物の状態(廃棄物の材質や形状や質量や含水率など)によって異なるが、35度≦α≦55度である。
In addition, when the waste is pyrolyzed in the waste gasification melting furnace 1 of the present embodiment, the repose angle α of the waste existing near the
以上説明したように、可動炭化火格子41のストローク距離に基づいて決まる先端部10cの水平方向における位置と傾斜角θ2の底面部10bとが交わる位置が、先端部10cの位置となる。なお、底面部10bの傾斜角θ2は、0°以上であることが好ましい。棚吊りの発生を防ぐためである。また、0°以上であることで、炭化火格子部4や溶融炉部6から流れてくるガスの流れを阻害することもない。
As described above, the position where the position in the horizontal direction of the tip portion 10c determined based on the stroke distance of the
以上のようにして決定される先端部10cから延びる誘導面部10aは、その傾斜角θ1が、75°<θ1<90°であることが好ましい。傾斜角θ1が75°以下であると、誘導面10aとの摩擦抵抗によって廃棄物の降下が停滞する原因となる。また、傾斜している必要があるので、少なくとも90°未満である必要がある。
The
以上のなだれ込み抑制部10を設けて、廃棄物の炭化火格子部4における斜面の位置を溶融炉部6側から遠ざけることにより、乾留が十分でない堆積物が溶融炉部6になだれ込んでしまうことを抑制することができる。また、炭化火格子部4における廃棄物の斜面の位置を溶融炉部6から離れた位置とするには、炭化火格子部4の水平方向の長さを長くすることでも達成できるが、その場合には廃棄物ガス化溶融炉1全体が大きくなってしまう。本実施形態のなだれ込み抑制部10の場合には、廃棄物ガス化溶融炉1を大型化することなく、廃棄物が堆積する位置をずらし、廃棄物が溶融炉部6になだれ込むことを抑制することができる。
By providing the
また、本実施形態のなだれ込み抑制部10の場合には、底面部10bの傾斜角θ2が、0°以上である、つまり、なだれ込み抑制部10が、シャフト部2内に収まっているため、炭化火格子部4の炭化火格子間から供給される空気や羽口63から供給された空気などを含む高温ガスが上方に抜ける際に、ガスの流れを阻害することがないというメリットがある。さらに、底面部10bによって上方に抜けるガスをシャフト部2の平面視の中央側に誘導することができるため、シャフト部2での廃棄物の乾燥処理を効率よく行うことができるという効果も得られる。
Further, in the case of the
一方、なだれ込み抑制部10が無い場合には、乾留が十分でない廃棄物が溶融炉部6になだれ込んでしまう。十分に乾燥、熱分解されていない廃棄物が溶融炉部6にそのまま落下すると、溶融炉部6における熱溶融処理の効率が低下してしまう。
On the other hand, if there is no
また、なだれ込み抑制部10を設けた場合であっても、底面部10bの傾斜角θ2が廃棄物の安息角α以上である場合には、先端部10cの位置が、なだれ込み抑制部10が存在しない場合の廃棄物の斜面の延長線よりも内側に位置することになる。そうすると、結局、廃棄物の斜面の上端はシャフト部2と炭化火格子部4との接続部50の位置になるので、廃棄物の堆積位置を溶融炉部6から遠ざけることができない。
Further, even when the
なお、上述の説明では、先端部10cが可動炭化火格子部のストローク幅によって決まる水平方向の位置と、傾斜角θ2の底面部10bとが交わる位置に決まるとして説明したが、なだれ込み抑制部10の先端部10cの位置は、少なくとも、接続部50を通る(接続部50付近の廃棄物の)安息角αの角度で傾斜する直線よりも炭化火格子部4の炭化火格子側にあればよい。そのような位置になだれ込み抑制部10の先端部10cがあれば、堆積する廃棄物の位置を溶融炉部6側から遠ざかる位置にずらすことができる。
In the above description, it has been described that the tip portion 10c is determined at the position where the horizontal position determined by the stroke width of the movable carbonization lattice portion and the bottom surface portion 10b of the inclination angle θ2 intersect. The position of the tip portion 10c may be at least on the carbonization grid side of the
次に、溶融炉部6は、炭化火格子部4において廃棄物が熱分解(炭化)されて生成された熱分解残渣をさらに燃焼・溶融する。溶融炉部6は、上下方向(Z軸方向)に延びる竪型で筒状の形状であり、側面の上方に炭化火格子部4が接続される。また、本実施形態の溶融炉部6は、平面視において、矩形形状である。
Next, the melting furnace unit 6 further burns and melts the pyrolysis residue generated by pyrolyzing (carbonizing) the waste in the
そして、溶融炉部6は、炭化火格子部4との接続位置から炉底側に進むにつれて、幅(図1においてY軸方向の幅)が狭くなる絞り部が形成されている。これは、処理対象物である熱分解残渣は溶融炉部6における溶融処理が進むと、徐々に容積が小さくなるためである。絞り部の水平面に対する傾斜角度は75度より大きく設定されることが好ましい。傾斜角度が75度より大きければ、溶融炉部6内の熱分解残渣はスムーズに降下し、棚吊り現象の発生も抑制される。一方、傾斜角度が75度以下、特に70度以下の場合には、熱分解残渣と絞り部の内面との摩擦によって熱分解残渣の荷下がりが停滞し、棚吊り現象が発生する場合がある。熱分解残渣の降下が停滞すると熱溶融処理が円滑に進まない。
The melting furnace section 6 is formed with a throttle section whose width (width in the Y-axis direction in FIG. 1) becomes narrower as it proceeds from the connection position with the
なお、本実施形態では、溶融炉部6を水平面における断面形状が矩形形状であるとして説明したが、これに限られず、シャフト部2と同様に円筒形状でもよい。また、溶融炉部6が円筒形状である場合には、上述の絞り部は、下方にいくにしたがって溶融炉部6の内径が小さくなる、逆円錐台形状(いわゆる、朝顔(bosh)状)に形成されればよい。 In the present embodiment, the melting furnace section 6 has been described as having a rectangular cross-sectional shape in the horizontal plane. However, the present invention is not limited to this, and a cylindrical shape may be used similarly to the shaft section 2. When the melting furnace section 6 has a cylindrical shape, the above-described throttle section has an inverted truncated cone shape (so-called bosh shape) in which the inner diameter of the melting furnace section 6 decreases as it goes downward. It may be formed.
溶融炉部6の天井部には、溶融炉部6における燃料などの副資材を溶融炉部6内に装入するための副資材装入口66が形成されている。副資材は、例えば、コークスやバイオマスの炭化物など、熱分解残渣に含まれる不燃性成分を溶融させるための炭素系固形燃料であるが、これ以外の炭素系可燃性物質でもよい。また、副資材としては、燃料の他に、塩基度調整剤としての石灰石等も含んでよい。なお、これらの副資材は、廃棄物とともに廃棄物装入口21からシャフト部2に装入してもよい。
In the ceiling portion of the melting furnace section 6, an
溶融炉部6の炉下部には、羽口63が周方向に複数配置される。羽口63は、炭化火格子部4から供給された熱分解残渣や、副資材装入口66から装入された燃料などを燃焼・溶融させるための酸素富化空気を溶融炉部6内に吹き込む。羽口63から炉内に吹き込まれる酸素富化空気は、例えば酸素発生器64からの酸素を混合することで酸素濃度を高めた空気である。
A plurality of
溶融炉部6の炉底には、熱分解残渣が溶融して生成される溶融物(すなわち、スラグ及びメタル)を排出する出湯口65が形成される。出湯口65は、不図示の開閉機構が設けられており、間欠的に溶融物を排出する。出湯口65から排出された溶融物は、冷却・凝固させ、さらにスラグとメタルに分別される。
At the furnace bottom of the melting furnace section 6, a
以上の構成を有する廃棄物ガス化溶融炉1における廃棄物処理の流れを説明する。廃棄物装入口21から装入された廃棄物は、シャフト部2内で廃棄物充填層100を形成する。そして、炭化火格子部4の炭化火格子間から吹き込まれた空気や溶融炉部6の羽口63から吹き込まれた空気や、廃棄物ガス化溶融炉1内で発生したガスが廃棄物充填層100を通過する際に廃棄物と熱交換することにより、廃棄物の乾燥および熱分解が進行する。乾燥および熱分解には、廃棄物自身の発熱による熱も利用される。乾留炭化火格子部4の可動炭化火格子41の動作によって炭化火格子上にある廃棄物が溶融炉部6側に押し出されていくことで、廃棄物充填層100における廃棄物は乾燥・熱分解されながらシャフト部2内を徐々に降下し、シャフト部2下方の供給炭化火格子部4a上に到達する。廃棄物は供給炭化火格子部4aで更に熱分解されながら、可動炭化火格子41の動作によって攪拌されながら乾留炭化火格子部4b側に移動する。乾留炭化火格子部4bにおいて、廃棄物はさらに熱分解され、熱分解残渣となって、溶融炉部6に供給される。この際、本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1はなだれ込み抑制部10を有するため、シャフト部2の下端から炭化火格子部4の炭化火格子上に堆積する廃棄物の溶融炉部6側の斜面が、なだれ込み抑制部10が無い場合に比べて溶融炉部6から遠ざかる位置にずれている。そのため、仮にシャフト部側から廃棄物が落下しても、溶融炉部6にそのまま落下することがより抑制される。なお、溶融炉部6に供給される熱分解残渣は、溶融炉部6において安定して溶融処理が行われるようにするために、水分が質量比で10%以下、固定炭素が質量比で3%以上であることが好ましい。
A flow of waste treatment in the waste gasification melting furnace 1 having the above configuration will be described. The waste charged from the
溶融炉部6内に落下した熱分解残渣は充填層101を形成する。溶融炉部6内には、副資材装入口66からコークスなどが装入され、炉底において羽口63から吹き込まれた酸素富化空気によって、コークスおよび熱分解残渣の炭素を燃焼させる。これにより炉底に高温のコークスベット102が形成され、その熱で熱分解残渣に含まれる灰分や不燃性成分を溶融し、溶融物として炉外に排出される。
The pyrolysis residue that has dropped into the melting furnace section 6 forms a packed
炭化火格子部4の炭化火格子間から供給された空気や羽口63から供給された空気などを含む高温ガスは廃棄物充填層100を通過してシャフト部2の上部に到達し、廃棄口22から排出される。廃棄口22から排出された高温ガスは、例えば、ボイラー等の装置で廃熱を回収した後、無害化処理をして放出される。
High-temperature gas including air supplied from between the carbonization grate of the
以上説明した本実施形態の廃棄物ガス化溶融炉1によれば、炭化火格子部4において堆積する廃棄物の斜面の位置を溶融炉部6側からシャフト部2側に遠ざけることができ、それによって斜面の上方から落下した廃棄物が溶融炉部6にそのままなだれ込んで落下することを抑制することができる。
According to the waste gasification melting furnace 1 of the present embodiment described above, the position of the slope of the waste deposited in the
以上、本発明を実施形態により詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態および図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。 Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, various substitutions, modifications, and changes in form and detail depart from the spirit and scope of the present invention as defined by the description of the claims. It is clear to those skilled in the art that it can be done without any problems. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and drawings, but should be determined based on the description of the claims and equivalents thereof.
1 廃棄物ガス化溶融炉
2 シャフト部
21 廃棄物装入口
4 炭化火格子部
41 可動炭化火格子
42 固定炭化火格子
4a 供給炭化火格子部
4b 乾留炭化火格子部
6 溶融炉部
63 羽口
65 出湯口
10,10’ なだれこみ抑制部
10a 誘導面部
10b 底面部
10c,10c’ 先端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste gasification melting furnace 2
Claims (7)
前記シャフト部の下方に接続され、前記シャフト部に装入された処理対象物を移動させながら熱分解する複数の炭化火格子が底部に配列された炭化火格子部と、
炉底の上方において前記炭化火格子部と接続され、前記炭化火格子部から搬送されて炉内に落下した処理対象物を溶融させる溶融炉部と、を備える廃棄物ガス化溶融炉であって、
前記シャフト部の前記溶融炉部側の側面の下方に、前記側面から前記側面に対向する対向側面側に突出し、前記シャフト部から前記炭化火格子部に移動する処理対象物を前記対向側面側に移動させるなだれ込み抑制部を備えることを特徴とする廃棄物ガス化溶融炉。 A shaft portion having an inlet into which the waste to be treated is charged;
A carbonized fire grate part connected to a lower part of the shaft part, and a plurality of carbonized fire grates that are thermally decomposed while moving a processing object inserted in the shaft part,
A waste gasification melting furnace comprising: a melting furnace section that is connected to the carbonization grate section above the furnace bottom and melts a processing object that has been transported from the carbonization grate section and dropped into the furnace; ,
A processing object that protrudes from the side surface to the opposite side surface facing the side surface and moves from the shaft portion to the carbonization grate portion below the side surface of the shaft portion on the melting furnace portion side is placed on the opposite side surface side. A waste gasification melting furnace comprising an avalanche suppression unit to be moved.
前記なだれ込み抑制部の前記傾斜面の水平方向における幅は、前記ストローク距離の1〜2倍であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の廃棄物ガス化溶融炉。 The carbonized grate portion includes a movable grate that reciprocates at a constant stroke distance in a direction in which the processing object is moved,
The waste gasification melting furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein a width of the inclined surface of the avalanche suppression portion in the horizontal direction is 1 to 2 times the stroke distance. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012134269A JP2013257100A (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Waste gasifying melting furnace |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5951151B1 (en) * | 2016-02-02 | 2016-07-13 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Waste treatment furnace and waste treatment method using the same |
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2012
- 2012-06-13 JP JP2012134269A patent/JP2013257100A/en active Pending
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