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発明の名称 灰溶融方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2006−266548(P2006−266548A)
公開日 平成18年10月5日(2006.10.5)
出願番号 特願2005−82910(P2005−82910)
出願日 平成17年3月23日(2005.3.23)
代理人 【識別番号】100078101
【弁理士】
【氏名又は名称】綿貫 達雄
発明者 黒川 康明 / 山崎 元樹
要約 課題
表面溶融方式により被溶融灰を従来よりも効率よく溶融させることができる灰溶融方法を提供する。

解決手段
表面溶融方式の灰溶融炉6に投入される被溶融灰中に、予め炭化物を混合しておく。炭化物の粒径は10mm以下の粉体や造粒品、混合率は好ましくは30%以下で、炭化物を廃棄物由来のものとすることが好ましい。灰溶融炉6では、バーナー9による被溶融灰層の表面からの加熱と、被溶融灰層の内部に混合された炭化物の燃焼熱とによって被溶融灰を内外両面から加熱溶融するので、熱効率のよい溶融が可能である。
特許請求の範囲
【請求項1】
表面溶融方式の灰溶融炉に投入される被溶融灰中に、予め炭化物を混合しておき、バーナーによる被溶融灰層の表面からの加熱と、被溶融灰層の内部に混合された炭化物の燃焼熱とによって、被溶融灰を内外両面から加熱溶融することを特徴とする灰溶融方法。
【請求項2】
被溶融灰に対する炭化物の混合率を、30%以下とすることを特徴とする請求項1記載の灰溶融方法。
【請求項3】
炭化物の粒径を、10mm以下としたことを特徴とする請求項1記載の灰溶融方法。
【請求項4】
炭化物が廃棄物由来のものであることを特徴とする請求項1記載の灰溶融方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、汚泥、都市ごみ、産業廃棄物などの焼却炉から排出される焼却灰や、その溶融炉から出る溶融飛灰などの廃棄物由来の灰を、表面溶融方式の灰溶融炉において効率よく溶融するための灰溶融方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
汚泥や都市ごみなどの焼却灰は従来は専ら埋め立て処分されてきたが、埋め立てに適する用地の確保が困難となっているうえ、焼却灰中から溶出する重金属が地下水に移行するなどの問題が指摘されているため、最近では焼却灰を1200〜1400℃の高温で溶融してスラグ化し、重金属を安定なガラス質中に封じ込める方法が普及している。
【0003】
このためには例えば特許文献1に記載されているように灰溶融炉が用いられている。この特許文献1の灰溶融炉は旋回溶融と表面溶融とを組み合わせた構造となっているが、燃料式灰溶融炉の多くは炉内に投入した被溶融灰層の表面をバーナーにより加熱し、表面溶融を行う方式のものである。この表面溶融方式は、炉底部を緩やかに傾斜させておけば溶融スラグを自然に流下させることができる利点があるため、広く用いられている。
【0004】
ところがこの方式は、図3に模式的に示すように被溶融灰層の表面のみから加熱される方式であるため、熱伝導率の小さい被溶融灰層の内部にまで熱が伝わりにくく、溶融に時間がかかるため、処理能力を高めようとするとかなり広い溶融面積を必要とするという問題があった。
【特許文献1】特許第3071171号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、表面溶融方式により被溶融灰を従来よりも短時間で効率よく溶融させることができる灰溶融方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するためになされた本発明の灰溶融方法は、表面溶融方式の灰溶融炉に投入される被溶融灰中に、予め炭化物を混合しておき、バーナーによる被溶融灰層の表面からの加熱と、被溶融灰層の内部に混合された炭化物の燃焼熱とによって、被溶融灰を内外両面から加熱溶融することを特徴とするものである。
【0007】
なお、被溶融灰に対する炭化物の混合率は、炭化物性状により異なるが30%以下とすることが好ましく、炭化物の粒径は、10mm以下の粉体や造粒品とすることが好ましい。また炭化物は廃棄物由来のものであることが廃棄物処理の観点からは好ましい。
【発明の効果】
【0008】
本発明の灰溶融方法によれば、被溶融灰層をバーナーによる表面からの加熱と、被溶融灰層の内部に混合された炭化物の燃焼熱とによって、内外両面から加熱溶融することができる。特に炭化物は被溶融灰層の内部に混合されており溶融対象物に隣接した位置で発熱するので、非常に効率よく溶融させることが可能となる。特に炭化物として廃棄物の熱分解残渣、あるいは炭化炉で炭化処理した廃棄物などを用いれば、バーナー燃料の削減と廃棄物処理とを兼ねることができ、バーナー燃料である重油等を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1において、1は被溶融灰の貯留槽であり、その内部には汚泥、都市ごみ、産業廃棄物などの焼却炉から排出される焼却灰や、その溶融炉から出る溶融飛灰などの廃棄物由来の灰が貯留されている。なおストーカー炉の灰のように塊状の灰は破砕機により破砕した状態としておくことが好ましい。
【0010】
貯留槽1内の灰は、その下部に設けられたスクリューフィーダ等の切り出し装置2によって、コンベヤ3上に一定量ずつ切り出される。この実施形態ではコンベヤ3として、無端チェーンに多数の送り板を取り付け、被溶融灰をこれらの送り板により押しながら移送するフライトコンベヤが用いられている。しかしコンベヤ3の構造は特に限定されるものではなく、例えばスクリューコンベヤを用いても差し支えない。
【0011】
4は炭化物の貯留槽であり、その下部に設けられた切り出し装置5によって、炭化物がコンベヤ3上に一定量ずつ切り出される。炭化物としては、市販の炭化物を用いることもできるが、廃棄物由来の炭化物を用いることが好ましい。例えば木材、汚泥やごみなどを熱分解して製造した炭化物を用いることができる。炭化物の粒径は10mm以下であることが好ましい。これよりも粒径が大きいと均一に混合しにくいためである。
【0012】
被溶融灰に対する炭化物の混合率は、炭化物性状により異なるが重量比で30%以下とすることが好ましい。これよりも多いと溶融スラグの量が増加し、スラグ化により廃棄物を減容処理するという本来の目的に反するためである。
【0013】
コンベヤ3上に一定量ずつ切り出された炭化物はその前段の貯留槽1から供給された被溶融灰と混合され、灰溶融炉6に投入される。上記したフライトコンベヤやスクリューコンベヤ等を用いれば、特別な混合手段を用いなくても炭化物と被溶融灰とはほぼ均一に混合される。これは両者のみかけ比重がほぼ等しいためである。
【0014】
灰溶融炉6は表面溶融方式の灰溶融炉であれば、その形状は特に限定されるものではない。この実施形態では、傾斜させた炉体の上部に投入口7を備え、下部に溶融スラグ排出口8を備えた灰溶融炉6が用いられている。投入された炭化物と被溶融灰との混合物は、炉体内部を層状に流下する間にバーナー9によって1200〜1400℃に加熱され、表面溶融される。
【0015】
このとき、図2に示すように被溶融灰はバーナー9による被溶融灰層の表面からの加熱を受けるのみならず、被溶融灰層の内部に混合された炭化物の燃焼熱とによって、内外両面から加熱溶融される。炭化物は被溶融灰に接触した位置で燃焼するため、その燃焼熱は被溶融灰の溶融に効率よく寄与し、被溶融灰を速やかに溶融させる。なお、炭化物を微粉炭バーナーのようにバーナーフレーム中で燃焼させることも考えられるが、その場合にはその燃焼熱が被溶融灰の溶融に寄与する以外に、炉壁からの放熱や排ガスの加熱によっても消費されるため、本発明のように炭化物を被溶融灰中に混合する方法に比較して、熱効率が悪くなる。
【0016】
このようにして被溶融灰は熱効率よく溶融されて溶融スラグとなり、炉体下部の溶融スラグ排出口8から流下する。この溶融スラグは路盤材をはじめ各種の用途に有効利用される。
【実施例】
【0017】
灰溶融炉に、炭化物を重量比で0%、10%、20%、30%の比率で混合した。被溶融灰と炭化物との性状は表1のとおりである。炭化物を添加しない場合には被溶融灰を完全にスラグ化するために、バーナー燃料として被溶融灰1tonあたり202Lの灯油を必要としたが、炭化物を10%添加した場合には灯油の使用量を17.7%減少させることができ、炭化物を20%添加した場合には灯油の使用量を34.8%減少させることができ、炭化物を30%添加した場合には灯油の使用量を53.2%減少させることができた。
【0018】
【表1】


【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す説明図である。
【図2】本発明における要部説明図である。
【図3】従来法における要部説明図である。
【符号の説明】
【0020】
1 被溶融灰の貯留槽
2 切り出し装置
3 コンベヤ
4 炭化物の貯留槽
5 切り出し装置
6 灰溶融炉
7 投入口
8 溶融スラグ排出口
9 バーナー




 

 


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