JP3757409B2 - Ash melting furnace and method for forming bottom electrode of ash melting furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を焼却したときに発生する飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉およびその運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
都市ごみ、下水汚泥等の各廃棄物は、焼却施設で焼却処理され、生じた飛灰や焼却灰は、従来埋め立て処分されていた。しかし、埋立処分地枯渇の問題や有害重金属類の溶出による地下水汚染の問題があるため、溶融による減量・減容化と無害化の必要性が高まっている。
【0003】
このような背景で、焼却灰中の残留炭素、コークス、灯油および電力を熱源とした焼却炉等から排出される飛灰や焼却灰などを溶融処理する灰溶融炉が提案され、一部で実処理が行われている。このうち電力を熱源とした灰溶融炉としてプラズマアーク加熱方式と電気抵抗加熱方式がある。
【0004】
図2は従来の抵抗加熱式灰溶融炉の縦断面図である。
図において、aは灰溶融炉である。bは灰溶融室である。cは灰溶融炉aの下部に設けた出滓口であり、dはメタル排出口である。eは主電極である。fは底部に主電極eと上下に対峙するように設けた炉底電極である。gは灰溶融炉aの頂部に設けた灰投入口で、図示しないコンベヤなどにより搬送された飛灰や焼却灰を灰溶融室bへ投入する。hは灰溶融炉aの頂部に設けた排ガス排出口である。iは灰溶融室b内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層であり、jは溶融スラグである。kはメタル層である。mは主電極eと底部電極fとの間に直流電気を流す電源であり、nおよびoはその電線である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記灰溶融炉の炉底電極は、炭素を含浸させた導電性耐火物で構成されているが、導電性耐火物製の炉底電極は、築炉の際、種々の制約を受けることや炉底電極の抵抗値が高いため炉底電極部分での消費エネルギーが増大するとともに、発熱により炉底電極の寿命を低下させる原因となっている。
【0006】
本発明は、上記のような問題点を解決するために創案されたもので、導電性耐火物製の炉底電極を無くし、灰溶融炉の炉底電極の劣化を防止して炉の長寿命化を図るとともに、炉底電極の発熱量を減少して消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、炉頂から挿入された主電極と炉底に設けられた炉底電極との間を直流通電して灰溶融を行う灰溶融炉であって、炉底電極は、炉底の耐火レンガ上に敷設した鋼板と、該鋼板上に溶融して堆積させた鋳鉄のメタル層とから構成されている灰溶融炉が提供される。
【0008】
次に本発明の作用を説明する。
灰溶融炉の炉底を耐火レンガで構築する。炉底の耐火レンガ上に鋼板を挿入して敷設する。灰溶融炉を新規に操業するときは、操業に先立ち、鋼板上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて鋳鉄のメタル層を形成する。鋼板と鋳鉄のメタル層により炉底電極を形成する。灰溶融は、このように炉底の耐火レンガ上に炉底電極を形成してから行う。灰溶融操業中、灰中に含まれるメタル分は溶融メタルとして鋳鉄のメタル層の上に沈降して堆積し、炉底電極と一体になって炉底電極の役割をする。鋼板およびメタル層の電気抵抗は、導電性耐火物に比べて極端に低いので、この部分での発熱量は少なく、したがって、炉底電極の劣化が少なく、炉の長寿命化が図れるとともに、消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すもので、本発明による灰溶融炉の縦断面図である。
図1において、1は飛灰や焼却灰を溶融処理する灰溶融炉である。1aは灰溶融炉1の炉底で、耐火レンガで構成されている。2は灰溶融室である。3は炉底電極である。炉底電極3は、耐火レンガで構成された灰溶融炉1の底部1a上に、主電極5と対峙するように敷設した鋼板6と、この鋼板6上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて形成した鋳鉄のメタル層7から形成れている。なお、鋼板6は灰溶融炉1の底部3上の全面に敷設しても、主電極5と対峙する部分にだけ敷設してもよい。4は炉壁の下部に設けた溶融スラグ9を出滓する出滓口である。5は灰溶融炉1の頂部を貫通するように設けた主電極である。8は灰溶融室2内に投入された飛灰や焼却灰などの灰固体層で、未溶融の状態で溶融スラグ層9の上に浮いた状態となっている。10は操業中に灰に含まれる鉄分が溶融して炉底電極3の上に沈降して堆積したメタル層で、下方の鋳鉄のメタル層7と一体となって炉底電極の役割をする。11は主電極5と炉底電極3に直流通電する電源であり、12および13はその電線である。
【0010】
次に本実施形態の作用について説明する。
灰溶融炉1の炉底1aを耐火レンガで構築する。炉底1aの耐火レンガ上に鋼板6を挿入して敷設する。灰溶融炉1を新規に操業するときは、操業に先立ち、鋼板6上に鋳鉄のスクラップ等を投入して載置し、アークを発生させてスクラップ等を溶融して堆積させて鋳鉄のメタル層7とする。炉底電極3は鋼板6と鋳鉄のメタル層7により形成する。灰溶融は、このように炉底1aの耐火レンガ上に炉底電極3を形成してから行う。灰溶融操業中、灰中に含まれるメタル分は溶融メタル10として鋳鉄のメタル層の上に沈降して堆積し、炉底電極3と一体になって炉底電極の役割をする。鋼板6およびメタル層7の電気抵抗は、導電性耐火物に比べて極端に低いので、この部分での発熱量は少なく、したがって、炉底電極3の劣化が少なく、炉1の長寿命化が図れるとともに、消費エネルギーを節約し、炉1の熱効率の向上を図ることができる。
【0011】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【0012】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、灰溶融炉の炉底を耐火レンガで構築し、耐火レンガ上に敷設した鋼板と鋼板上に溶融して堆積させた鋳鉄のメタル層で形成したので、炉底電極内での発熱量が少なく、炉底電極の劣化を防止し、炉の長寿命化を図るとともに、消費エネルギーを節約し、炉の熱効率の向上を図ることができるなど優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による灰溶融炉の縦断面図である。
【図2】従来の抵抗加熱式灰溶融炉の縦断面図である。
【符号の説明】
1 灰溶融炉
2 灰溶融室
3 炉底電極
4 出滓口
5 主電極
6 鋼板
7 鋳鉄のメタル層
8 灰固体層
9 溶融スラグ層
10 メタル層
11 電源
12,13 電線
14 灰投入口
15 排ガス排出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ash melting furnace that melts fly ash and incineration ash generated when municipal waste and industrial waste are incinerated, and an operation method thereof.
[0002]
[Prior art]
Wastes such as municipal waste and sewage sludge were incinerated at an incineration facility, and the resulting fly ash and incineration ash were conventionally disposed of in landfills. However, there is a problem of depletion of landfill sites and groundwater contamination due to the elution of toxic heavy metals, so the need for weight reduction / volume reduction and detoxification by melting is increasing.
[0003]
Against this background, an ash melting furnace has been proposed that melts fly ash and incineration ash discharged from incinerators that use residual carbon, coke, kerosene, and electric power as heat sources. Processing is in progress. Among these, there are a plasma arc heating method and an electric resistance heating method as an ash melting furnace using electric power as a heat source.
[0004]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional resistance heating ash melting furnace.
In the figure, a is an ash melting furnace. b is an ash melting chamber. c is a tap outlet provided in the lower part of the ash melting furnace a, and d is a metal discharge port. e is a main electrode. f is a furnace bottom electrode provided at the bottom so as to face the main electrode e vertically. g is an ash inlet provided at the top of the ash melting furnace a, and the fly ash and the incinerated ash conveyed by a conveyor (not shown) are charged into the ash melting chamber b. h is an exhaust gas outlet provided at the top of the ash melting furnace a. i is an ash solid layer such as fly ash or incinerated ash charged into the ash melting chamber b, and j is a molten slag. k is a metal layer. m is a power source for flowing DC electricity between the main electrode e and the bottom electrode f, and n and o are the electric wires.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The bottom electrode of the ash melting furnace is made of a conductive refractory impregnated with carbon, but the bottom electrode made of a conductive refractory is subject to various restrictions during the construction of the furnace. Since the resistance value of the bottom electrode is high, energy consumption in the furnace bottom electrode portion increases, and heat generation causes a decrease in the life of the furnace bottom electrode.
[0006]
The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, eliminates the bottom electrode made of conductive refractory, prevents deterioration of the bottom electrode of the ash melting furnace, and extends the life of the furnace. The purpose of this is to reduce the amount of heat generated at the bottom electrode of the furnace, save energy consumption, and improve the thermal efficiency of the furnace.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an ash melting furnace for performing ash melting by applying a direct current between a main electrode inserted from the furnace top and a furnace bottom electrode provided at the furnace bottom, The furnace bottom electrode is provided with an ash melting furnace comprising a steel plate laid on a refractory brick at the bottom of the furnace and a cast iron metal layer melted and deposited on the steel plate.
[0008]
Next, the operation of the present invention will be described.
The bottom of the ash melting furnace is constructed with refractory bricks. A steel plate is inserted and laid on the refractory brick at the bottom of the furnace. When a new ash melting furnace is operated, cast iron scrap is placed on the steel plate and placed on the steel plate prior to operation, and an arc is generated to melt and deposit the scrap to form a cast iron metal layer. To do. A furnace bottom electrode is formed of a steel plate and a cast iron metal layer. Ash melting is performed after the furnace bottom electrode is formed on the refractory brick at the furnace bottom. During the ash melting operation, the metal component contained in the ash settles and accumulates as a molten metal on the cast iron metal layer, and functions as the furnace bottom electrode together with the furnace bottom electrode. The electrical resistance of the steel plate and metal layer is extremely lower than that of conductive refractories, so the amount of heat generated in this part is small, and therefore the furnace bottom electrode is less deteriorated, the furnace life is extended, and the consumption is increased. It can save energy and improve the thermal efficiency of the furnace.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a longitudinal sectional view of an ash melting furnace according to the present invention.
In FIG. 1, 1 is an ash melting furnace which melts fly ash and incinerated ash. 1a is the bottom of the ash melting
[0010]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The bottom 1a of the
[0011]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the bottom of the ash melting furnace is constructed of refractory bricks, and is formed of a steel plate laid on the refractory brick and a cast iron metal layer melted and deposited on the steel plate. Excellent effects such as low heat generation in the furnace bottom electrode, preventing deterioration of the furnace bottom electrode, extending the life of the furnace, saving energy consumption, and improving the thermal efficiency of the furnace Play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ash melting furnace according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional resistance heating ash melting furnace.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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