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JP2004150755A - Ash melting furnace - Google Patents

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Publication number
JP2004150755A
JP2004150755A JP2002318243A JP2002318243A JP2004150755A JP 2004150755 A JP2004150755 A JP 2004150755A JP 2002318243 A JP2002318243 A JP 2002318243A JP 2002318243 A JP2002318243 A JP 2002318243A JP 2004150755 A JP2004150755 A JP 2004150755A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractory brick
layer
furnace
ash
ash melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002318243A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Inoue
里志 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP2002318243A priority Critical patent/JP2004150755A/en
Publication of JP2004150755A publication Critical patent/JP2004150755A/en
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

【課題】耐火レンガの延命化を図ることができるようにする。
【解決手段】鉄皮12と該鉄皮12内側の耐火レンガ層18との層間に熱伝導率の高い炭化けい素系材料によるスタンプ材19を介装して炉壁8aを形成する。耐火レンガ層18を、内張耐火レンガ20と熱伝導率の高い炭化けい素系材料製の外張耐火レンガ21とからなる2層構造とする。鉄皮12、スタンプ材19、外張耐火レンガ21層、内張耐火レンガ20層の各層間には絶縁シート22を介在させる。炉体内にて灰の溶融処理時における耐火レンガ20,21の熱膨張はスタンプ材19により吸収させる。同時に、鉄皮12外面の水冷効果を、熱伝導率の高いスタンプ材19、外張耐火レンガ21を介し内張耐火レンガ20へ伝達させることにより、内張耐火レンガ20の冷却効率を高めて損耗を抑制させる。
【選択図】 図1
An object is to extend the life of a refractory brick.
A furnace wall (8a) is formed between a steel shell (12) and a refractory brick layer (18) inside the steel shell (12) by interposing a stamp material (19) made of a silicon carbide-based material having high thermal conductivity. The refractory brick layer 18 has a two-layer structure including a lining refractory brick 20 and an outer lining brick 21 made of a silicon carbide-based material having a high thermal conductivity. An insulating sheet 22 is interposed between the iron shell 12, the stamp material 19, the outer refractory brick 21 layers, and the inner refractory brick 20 layers. The thermal expansion of the refractory bricks 20 and 21 during the ash melting process in the furnace is absorbed by the stamp material 19. At the same time, the water cooling effect of the outer surface of the iron shell 12 is transmitted to the lining refractory brick 20 via the stamp material 19 and the lining refractory brick 21 having high thermal conductivity, thereby increasing the cooling efficiency of the lining refractory brick 20 and causing wear. Is suppressed.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般廃棄物や産業廃棄物の焼却灰や飛灰を炉内に投入して直流電流抵抗によるジュール熱やプラズマアークにより加熱溶融させるようにしてある電気式又はプラズマ式の灰溶融炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、廃棄物の焼却灰や飛灰等に含まれるダイオキシン類の分解という観点、及び、上記焼却灰や飛灰等の減容化、資源化を図るという観点から、灰溶融炉による灰溶融処理が広く普及している。
【0003】
この種の灰溶融炉のうち、たとえば、電気式(直流電気抵抗式)のものは、図2にその一例の概略を示す如く、炉蓋2の中心部をスライド自在に貫通させて下端部を炉体1内の溶融スラグ3内に挿入するようにした主電極4と、炉底に設けた炉底電極5との間に、溶融スラグ3を通して電流を流すことにより、頂部の灰投入口6より炉体1内に投入された焼却灰や飛灰等の灰7を、順次ジュール熱により1400℃〜1450℃程度まで加熱して溶融させ、流動状態となる溶融スラグ3を炉壁8の所要高さ位置に設けた図示しない出滓口より流出させて回収するようにしてあり、炉体1内で発生した溶融排ガス9は炉体1上部の排ガス管10を通して外部へ取り出すようにしてある。
【0004】
又、上記灰7に混入していた金属類は、灰7の溶融処理と同時に溶融させると共に、溶融スラグ3と比重分離させて炉底に溶融メタル11の層を形成させるようにしてあり、この溶融メタル11は、灰7の連続溶融処理に伴って増加することから、炉体1の下部側壁部に設けた図示しない出銑口を、所要の頻度で開口させることにより、炉体1外へ取り出すことができるようにしてある。
【0005】
上記灰溶融炉の炉壁8は、炉体1内における灰7の溶融処理時に作用する1400℃以上の高温に耐えることができるようにするために、全体を耐火レンガ13で構成すると共に、その外周側を鉄皮12で覆った構成、すなわち、外殻となる鉄皮12の内側に耐火レンガ13の層を内張りして設けた構成としてある。更に、上記耐火レンガ13は、灰溶融処理時に上記のような高温が作用すると熱膨張するようになるが、この耐火レンガ13の層の熱膨張が、直接鉄皮12に対して外周方向への大きな荷重として作用すると、該鉄皮12の破壊につながる虞が生じることから、上記鉄皮12と耐火レンガ13層との層間には、空気層を備えたクッションボード(図示せず)を介装して、灰溶融処理時における上記耐火レンガ13層の外側への熱膨張を、上記クッションボードにて吸収させることができるようにしてある。
【0006】
更に又、上記耐火レンガ13も高温に長時間曝されると次第に溶損するようになる。そのため従来は、灰溶融炉の炉壁8の鉄皮12の外周面に図示しない水冷ジャケットを設けたり、あるいは、図2に示す如く、上記炉壁8の鉄皮12の外周側に、該鉄皮12に向かう多数の散水口14aを備えた環状の散水管14を上下方向多段に設置して、冷却水槽15より給水管16を介し該各散水管14へ導いた冷却水17を、各散水管14の散水口より鉄皮12の外周面へ向けて散水することにより、鉄皮12の水冷を介して耐火レンガ13層の間接冷却を図り、これにより耐火レンガ13の温度を下げて該耐火レンガ13の内側に溶融スラグ3を付着させて保護させることにより耐火レンガ13の延命化を図るようにすることが従来行われてきている(たとえば、特許文献1参照)。
【0007】
なお、上記電気式の灰溶融炉では、主電極4と炉底電極5の間の溶融スラグ3に電流を流して灰7の溶融処理を行わせるものであるため、上記耐火レンガ13としては、電気伝導性のないマグネシア−クロム系材料製のものが広く一般に使用されている。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−2539号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の灰溶融炉においては、炉壁8を構成する鉄皮12と耐火レンガ13層との層間に介装してあるクッションボードが空気層を備えており、この空気層が断熱性を発揮してしまうため、鉄皮12の水冷効果の影響が耐火レンガ13層まで及び難く、このため耐火レンガ13層の冷却効率をあまり高くすることができず、耐火レンガ13層の内表面が高温となって、耐火レンガ13の溶損を助長するというのが実状である。
【0010】
又、プラスチック等の廃棄物を焼却炉にて燃焼させるときに発生する酸性ガス、たとえば、HClは、通常、上記焼却炉の燃焼排ガス中に塩基性物質を吹き込むことにより塩を形成させ、該塩を集塵装置にて飛灰と一緒に回収するようにしているため、上記灰溶融炉に投入される灰7には塩が含まれており、この塩は、灰7の溶融処理に伴って溶融され、溶融塩として比重差分離されて溶融スラグ3の表面に浮くようになり、その後、該溶融塩は積み重ねられた耐火レンガ13同士の隙間や耐火レンガ13の気孔に徐々に浸透する。この耐火レンガ13同士の隙間や耐火レンガ13の気孔に浸透した溶融塩が、耐火レンガ13層を通過して鉄皮12に達するようになると、耐火レンガ13に浸透した溶融塩を通して鉄皮12に電流が流れ、このため灰7の溶融処理の効率が悪化するという問題が生じ、更に、鉄皮12が上記溶融塩により電食するという問題も生じる。
【0011】
そこで、本発明は、鉄皮の水冷効果を耐火レンガ層に効率よく伝達して冷却効率を高めることにより耐火レンガの延命化を図ることができ、更に、炉体内の溶融塩が耐火レンガ層に浸透して鉄皮に達する虞を低減できる灰溶融炉を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、鉄皮と該鉄皮の内側に設ける耐火レンガ層との層間に、熱伝導率の高いスタンプ材を介装した構造の炉壁を備えてなる構成とする。
【0013】
灰の溶融処理時に炉内側から作用する高温により耐火レンガ層が熱膨張すると、該耐火レンガ層の熱膨張はスタンプ材が変形することにより吸収され、鉄皮に対して大きな荷重として作用することはない。又、鉄皮の外周面側を水冷すると、該鉄皮の冷却効果が、耐火レンガ層へ上記熱伝導率の高いスタンプ材を介して効率よく伝達されるようになるため、該耐火レンガ層の冷却効率が高められ、耐火レンガ層の温度は低下させられる。
【0014】
又、スタンプ材を炭化けい素系材料製とした構成とすることにより、熱伝導率が高く且つ灰の溶融処理時に作用する高温条件に耐え得るスタンプ材を容易に調製できる。
【0015】
更に、耐火レンガ層を内外方向に2層とすると共に、外側レンガ層を、熱伝導率の高い外張耐火レンガにて形成した構成とすることにより、耐火レンガ層の炉内側の冷却効率を更に向上させることができる。
【0016】
更に又、外張耐火レンガの素材を炭化けい素系材料とした構成とすることにより、熱伝導率が高く且つ灰の溶融処理時に作用する高温条件に耐え得る外張耐火レンガを容易に調製できる。
【0017】
更に又、外張耐火レンガにて形成してなる外側レンガ層における上下方向所要間隔位置に、周方向の全周に亘り絶縁材製耐火レンガを介在させた構成とすることにより、外側レンガ層を上下方向に絶縁構造とすることができるため、万一、炉内側から耐火レンガ層に浸透する溶融塩が上記外側レンガ層に達したとしても、該外側レンガ層を上下方向に電流が通過して炉底電極へ流れる虞を未然に防止できる。
【0018】
更に又、炉壁における内外方向の層間に、絶縁シートを介在させるようにした構成とすることにより、炉内側から耐火レンガ層に浸透する溶融塩が鉄皮に達する虞を防止でき、鉄皮に電流が流れることに伴う灰の溶融処理効率の悪化や、溶融塩による鉄皮の電食を未然に防止することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0020】
図1は本発明の灰溶融炉の実施の一形態を示すもので、図2に示したものと同様に、炉蓋2を貫通して下端部を炉体1内の溶融スラグ3に没入させた主電極4と炉底電極5を備えてなる構成とし、更に、炉体1の外殻となる鉄皮12の外側に、図示しない水冷ジャケットや散水管を備えて、上記鉄皮12の外面を水冷できるようにしてある灰溶融炉において、炉体1の炉壁を、外殻としての鉄皮12の内側に耐火レンガ層18を備え、更に、上記鉄皮12と耐火レンガ層18との層間に熱伝導率の高いスタンプ材、たとえば、炭化けい素系材料製のスタンプ材19を介装して形成してなる炉壁8aとする。
【0021】
更に、上記炉壁8aは、上記耐火レンガ層18を、内周側の内張耐火レンガ20の層(内側レンガ層)と、外周側の外張耐火レンガ21の層(外側レンガ層)とからなる内外2層とすると共に、上記外張耐火レンガ21を、熱伝導率の高い炭化けい素系材料製の耐火レンガとしてなる構成とする。なお、上記内張耐火レンガ20は、従来使用されている耐火レンガ13と同様のマグネシア−クロム系レンガとしてある。
【0022】
更に又、上記炉壁8aにおける鉄皮12とスタンプ材19、該スタンプ材19と上記耐火レンガ層18の外張耐火レンガ21層、該外張耐火レンガ21層と上記内張耐火レンガ20層の各層間に、たとえば、雲母により1〜2mm厚に製造してなる絶縁シート22をそれぞれ介在させる。
【0023】
更に又、上記外張耐火レンガ21の層を形成する上下方向多段に積み重ねられた耐火レンガ21の上下方向所要間隔位置に、たとえば、内張耐火レンガ20と同様のマグネシア−クロム系の絶縁性を備えた耐火レンガ23を、周方向の全周に亘り挟み込んだ構成とする。
【0024】
上記炉壁8aを備えてなる本発明の灰溶融炉に灰7を投入してその溶融処理を行うと、灰7の溶融処理時に作用する熱により耐火レンガ層18の各耐火レンガ20,21が膨張させられるが、この耐火レンガ層18の各耐火レンガ20,21の膨張は、上記耐火レンガ層18の外周側に配されたスタンプ材19により吸収されるため、上記膨張する耐火レンガ層18より鉄皮12に外向きの大きな荷重が作用することはない。
【0025】
この際、鉄皮12の外面を水冷すると、該鉄皮12は低温とされ、この鉄皮12の水冷効果が、熱伝導率の高い炭化けい素系材料製のスタンプ材19を介して耐火レンガ層18へ効率よく伝達される。
【0026】
更に、上記耐火レンガ層18は、内外2層からなる構成とし、且つ外層側となる外張耐火レンガ21を、熱伝導率の高い炭化けい素系材料製としてあるため、上記スタンプ材19を介して耐火レンガ層18へ伝達される鉄皮12の水冷効果は、外周側の外張耐火レンガ21の層を介して内周側の内張耐火レンガ20の層へ伝達され、これにより、内張耐火レンガ20の層は更に効率よく冷却される。この内張耐火レンガ20の層が冷却されることに伴って、該内張耐火レンガ20に接する炉内の溶融スラグ3が冷却されるため、上記内張耐火レンガ20の炉内側面には、溶融スラグ3が固化してなる固化物の層が形成されるようになる。
【0027】
又、炉体1内における灰7の溶融処理時には、灰7に混入していた塩が溶融されて溶融塩が形成され、この溶融塩が、炉内側から内張側耐火レンガ20の層へ徐々に浸透するが、上記内張耐火レンガ20の層と外張耐火レンガ21の層の層間には、絶縁シート22が設けてあるため、上記溶融塩が内張耐火レンガ20の層から外張耐火レンガ21の層へ移行することが阻害される。
【0028】
上記内張耐火レンガ20の層と外張耐火レンガ21の層の層間に介在させた絶縁シート22が、灰溶融炉の長時間の運用により万一、絶縁性が低下して上記外張耐火レンガ21の層に対して溶融塩の浸透が始まるようになったとしても、上記外張耐火レンガ21の層よりも外周側となる該外張耐火レンガ21層とスタンプ材19との層間、及び、スタンプ材19と鉄皮12との層間の2層にそれぞれ絶縁シート22を介在させて設けてあるため、これら各層の絶縁シート22により溶融塩が鉄皮12に達することは未然に防止される。
【0029】
上記において、外張耐火レンガ21は電気伝導性のある炭化けい素系材料にて製造されているが、該外張耐火レンガ21の層には、上下方向所要間隔位置に、絶縁用耐火レンガ23が全周に亘り挟持させてあるため、上述したように内張耐火レンガ20との間に挟みこまれた絶縁シート22を通過して、たとえ溶融塩が外張耐火レンガ21の層に達したとしても、該外張耐火レンガ21の層にて炉底電極5の方へ上から下へと流れる電流は、上記絶縁用耐火レンガ23にて阻止される。
【0030】
このように、上記本発明の灰溶融炉によれば、灰溶融処理時における耐火レンガ20,21の層18の熱膨張をスタンプ材19により吸収させることができると共に、鉄皮12に対する水冷効果を、上記スタンプ材19を介し効率よく且つ確実に上記耐火レンガ層18に伝えることができる。更に、該耐火レンガ層18を内外2層とし且つ外層を熱伝導率のよい炭化けい素系材料製の外張耐火レンガ21としてあるため、溶融スラグ3と接触する内張耐火レンガ20を更に効率よく冷却することができる。これにより、上記内張耐火レンガ20の炉内側面に溶融スラグ3を冷却してなる固化物の層を形成することが可能になるため、上記耐火レンガ20,21の溶損を抑制して該耐火レンガ20,21の延命化を図ることができる。
【0031】
又、上記内張耐火レンガ20、外張耐火レンガ21、スタンプ材19、鉄皮12の各層間に絶縁シート22をそれぞれ介装して、絶縁シート22を多層に設けてあるため、灰溶融時に炉内にて溶融される塩が鉄皮12に達することを防止でき、このため該鉄皮12を電流が流れてしまうことによる灰7の溶融効率の低下や、鉄皮12の電食が発生する虞を未然に防止できる。
【0032】
更に、溶融塩が内張耐火レンガ20を浸透した後、該内張耐火レンガ20と外張耐火レンガ21の間に配してある絶縁シート22の損傷、消耗等による絶縁性の低下に伴い炭化けい素系材料製として電気伝導性を備えた外張耐火レンガ21に達したとしても、上下方向に多段に配してある絶縁用耐火レンガ23により上下方向に電流が流通してしまうことを防止でき、このことによっても灰7の溶融処理の効率が低下する虞を防止できる。
【0033】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、スタンプ材19としては、良好な熱伝導性を有し且つ灰7の溶融処理時における耐火レンガ層18の膨張を吸収でき、更に、灰溶融処理時に炉壁8aに作用し得る温度に対する耐熱性を備えていれば、炭化けい素系以外の素材のものを用いてもよいこと、外張耐火レンガ21としては、良好な熱伝導性を有し且つ灰溶融処理時に炉壁8aに作用し得る温度に耐えることができれば、炭化けい素系以外の素材のものを用いることも可能なこと、絶縁シート22としては、雲母製のものを示したが、電気絶縁性を有し且つ灰溶融処理時に炉壁8aに作用し得る温度に対する耐熱性を備えていれば、他の素材のものを採用してもよいこと、上記炉壁8a構造は、炉蓋2の中央部を貫通させて下端を炉体上部に配置した主電極4と、炉底電極5との間にてプラズマアークを発生させて該アークを熱源として灰7を溶融させる形式のプラズマ式灰溶融炉にも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の灰溶融炉によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1) 鉄皮と該鉄皮の内側に設ける耐火レンガ層との層間に、熱伝導率の高いスタンプ材を介装した構造の炉壁を備えてなる構成としてあるので、炉体内における灰の溶融処理時における耐火レンガの熱膨張をスタンプ材により吸収させることができて鉄皮に上記膨張力による多大な荷重がかかる虞を防止できると同時に、鉄皮の外面を水冷することによる水冷効果を上記スタンプ材を介し耐火レンガへ効率よく伝達できるため、耐火レンガの冷却効率を高めることができて、該耐火レンガの延命化を図ることができる。
(2) スタンプ材を炭化けい素系材料製とした構成とすることにより、熱伝導率が高く且つ灰の溶融処理時に作用する高温条件に耐え得るスタンプ材を容易に調製できる。
(3) 耐火レンガ層を内外方向に2層とすると共に、外側レンガ層を、熱伝導率の高い外張耐火レンガにて形成した構成とすることにより、耐火レンガ層の炉内側の冷却効率を更に向上させることができる。
(4) 外張耐火レンガの素材を炭化けい素系材料とした構成とすることにより、熱伝導率が高く且つ灰の溶融処理時に作用する高温条件に耐え得る外張耐火レンガを容易に調製できる。
(5) 外張耐火レンガにて形成してなる外側レンガ層における上下方向所要間隔位置に、周方向の全周に亘り絶縁材製耐火レンガを介在させた構成とすることにより、外側レンガ層を上下方向に絶縁構造とすることができるため、万一、炉内側から耐火レンガ層に浸透する溶融塩が上記外側レンガ層に達したとしても、該外側レンガ層を上下方向に電流が通過して炉底電極へ流れる虞を未然に防止できる。
(6) 炉壁における内外方向の層間に、絶縁シートを介在させるようにした構成とすることにより、炉内側から耐火レンガ層に浸透する溶融塩が鉄皮に達する虞を防止でき、鉄皮に電流が流れることに伴う灰の溶融処理効率の悪化や、溶融塩による鉄皮の電食を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の灰溶融炉の実施の一形態として、要部となる炉壁部分を示す切断側面図である。
【図2】灰溶融炉の一例の概略を示す切断側面図である。
【符号の説明】
8a 炉壁
12 鉄皮
18 耐火レンガ層
19 スタンプ材
20 内張耐火レンガ
21 外張耐火レンガ
22 絶縁シート
23 絶縁用耐火レンガ(絶縁材製耐火レンガ)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric or plasma type ash melting furnace in which incineration ash or fly ash of general waste or industrial waste is put into a furnace and heated and melted by Joule heat or plasma arc by DC current resistance. Things.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of decomposing dioxins contained in waste incineration ash and fly ash, etc., and reducing the volume of incineration ash and fly ash, etc. Are widely spread.
[0003]
Among the ash melting furnaces of this type, for example, an electric type (DC electric resistance type) has a lower end portion slidably penetrated through a central portion of a furnace lid 2 as schematically shown in FIG. An electric current is passed through the molten slag 3 between the main electrode 4 inserted into the molten slag 3 in the furnace body 1 and the furnace bottom electrode 5 provided on the furnace bottom, so that the ash inlet 6 at the top is formed. The ashes 7 such as incineration ash and fly ash charged into the furnace body 1 are sequentially heated to about 1400 ° C. to 1450 ° C. by Joule heat and melted, and the molten slag 3 which is in a fluidized state is required for the furnace wall 8. The molten exhaust gas 9 generated in the furnace body 1 is taken out to the outside through an exhaust gas pipe 10 at the upper part of the furnace body 1 so as to be recovered by flowing out from a slag port (not shown) provided at the height position.
[0004]
The metals mixed in the ash 7 are melted at the same time as the melting of the ash 7 and are separated from the molten slag 3 in specific gravity to form a layer of molten metal 11 on the furnace bottom. Since the molten metal 11 increases with the continuous melting process of the ash 7, the tap hole (not shown) provided on the lower side wall of the furnace body 1 is opened at a required frequency so that the molten metal 11 goes out of the furnace body 1. It can be taken out.
[0005]
The entire furnace wall 8 of the ash melting furnace is made of a refractory brick 13 so as to be able to withstand a high temperature of 1400 ° C. or more that acts during the melting process of the ash 7 in the furnace body 1. The outer peripheral side is covered with an iron shell 12, that is, a configuration in which a layer of a refractory brick 13 is lined and provided inside the outer shell 12 serving as an outer shell. Further, the refractory brick 13 expands thermally when the above-mentioned high temperature acts during the ash melting treatment. However, the thermal expansion of the layer of the refractory brick 13 When acting as a large load, there is a risk that the steel shell 12 may be broken. Therefore, a cushion board (not shown) having an air layer is interposed between the steel shell 12 and the refractory brick 13 layer. Then, the thermal expansion to the outside of the refractory brick 13 layer during the ash melting treatment can be absorbed by the cushion board.
[0006]
Further, the refractory brick 13 also gradually melts when exposed to high temperatures for a long time. For this reason, conventionally, a water-cooling jacket (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the iron shell 12 of the furnace wall 8 of the ash melting furnace, or as shown in FIG. An annular water sprinkling pipe 14 provided with a large number of water sprinkling ports 14a toward the skin 12 is installed in multiple stages in the vertical direction. By spraying water from the water outlet of the water pipe 14 toward the outer peripheral surface of the steel shell 12, indirect cooling of the refractory bricks 13 is achieved through water cooling of the steel shell 12, thereby lowering the temperature of the refractory bricks 13 and reducing the temperature of the refractory bricks. It has been conventionally performed to extend the life of the refractory brick 13 by adhering and protecting the molten slag 3 inside the brick 13 (for example, see Patent Document 1).
[0007]
In the electric ash melting furnace, the electric current flows through the molten slag 3 between the main electrode 4 and the furnace bottom electrode 5 to cause the ash 7 to be melted. Magnesia-chromium-based materials having no electrical conductivity are widely and generally used.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-2539
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional ash melting furnace, the cushion board interposed between the steel shell 12 and the fire-resistant brick 13 constituting the furnace wall 8 is provided with an air layer, and this air layer has a heat insulating property. Therefore, the effect of the water-cooling effect of the steel shell 12 on the refractory bricks 13 is difficult, and therefore, the cooling efficiency of the refractory bricks 13 cannot be increased so much. The fact is that the temperature rises to promote melting of the refractory brick 13.
[0010]
In addition, acid gas, for example, HCl generated when burning waste such as plastics in an incinerator usually forms a salt by blowing a basic substance into the combustion exhaust gas of the incinerator, and forms the salt. Is collected together with the fly ash in the dust collector, so that the ash 7 supplied to the ash melting furnace contains a salt. The molten salt is separated as a molten salt by a specific gravity difference and floats on the surface of the molten slag 3. Thereafter, the molten salt gradually penetrates into gaps between the stacked refractory bricks 13 and pores of the refractory brick 13. When the molten salt that has penetrated into the gaps between the refractory bricks 13 and the pores of the refractory brick 13 reaches the steel shell 12 after passing through the refractory brick 13 layer, the molten salt penetrates into the steel shell 12 through the molten salt that has penetrated the refractory brick 13. An electric current flows, which causes a problem that the efficiency of the melting process of the ash 7 is deteriorated, and also causes a problem that the iron shell 12 is electrolytically eroded by the molten salt.
[0011]
Therefore, the present invention can extend the life of the refractory brick by efficiently transmitting the water-cooling effect of the iron shell to the refractory brick layer and increasing the cooling efficiency, and furthermore, the molten salt in the furnace can be used for the refractory brick layer. It is an object of the present invention to provide an ash melting furnace that can reduce the risk of infiltration and reaching the steel shell.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to solve the above-mentioned problems, has a configuration in which a furnace wall having a structure in which a stamp material having high thermal conductivity is interposed between layers of a steel shell and a refractory brick layer provided inside the steel shell. And
[0013]
When the refractory brick layer thermally expands due to the high temperature acting from the inside of the furnace during the melting process of the ash, the thermal expansion of the refractory brick layer is absorbed by deformation of the stamp material, and acts as a large load on the steel shell. Absent. Further, when the outer peripheral surface side of the steel shell is water-cooled, the cooling effect of the steel shell is efficiently transmitted to the refractory brick layer through the stamp material having a high thermal conductivity. The cooling efficiency is increased and the temperature of the refractory brick layer is reduced.
[0014]
In addition, by employing a configuration in which the stamp material is made of a silicon carbide-based material, a stamp material having a high thermal conductivity and capable of withstanding high-temperature conditions acting during ash melting processing can be easily prepared.
[0015]
Furthermore, by making the refractory brick layer two layers inward and outward, and by forming the outer brick layer with an outer lining refractory brick having high thermal conductivity, the cooling efficiency of the refractory brick layer inside the furnace is further improved. Can be improved.
[0016]
Furthermore, by making the material of the external refractory brick a silicon carbide-based material, it is possible to easily prepare an external refractory brick that has a high thermal conductivity and can withstand the high temperature conditions acting during the melting of ash. .
[0017]
Furthermore, the outer brick layer is formed by interposing an insulating refractory brick made of insulating material over the entire circumference in the circumferential direction, at a required vertical position in the outer brick layer formed of the outer brick. Even if the molten salt penetrating into the refractory brick layer from the inside of the furnace reaches the outer brick layer, current can pass through the outer brick layer in the vertical direction because the insulating structure can be formed vertically. The risk of flowing to the furnace bottom electrode can be prevented beforehand.
[0018]
Further, by adopting a configuration in which an insulating sheet is interposed between the inner and outer layers of the furnace wall, it is possible to prevent the possibility that the molten salt penetrating into the refractory brick layer from the inside of the furnace reaches the iron shell, and As a result, it is possible to prevent the ash melting treatment efficiency from being deteriorated due to the flow of electric current and the electrolytic corrosion of the iron shell by the molten salt.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows an embodiment of an ash melting furnace according to the present invention. As shown in FIG. 2, a lower end portion of the ash melting furnace penetrates a furnace lid 2 and is immersed in a molten slag 3 in a furnace body 1. The furnace comprises a main electrode 4 and a furnace bottom electrode 5. Further, a water cooling jacket and a water sprinkler (not shown) are provided outside a steel shell 12 serving as an outer shell of the furnace body 1. The furnace wall of the furnace body 1 is provided with a refractory brick layer 18 inside an outer shell 12 as an outer shell. The furnace wall 8a is formed by interposing a stamp material having a high thermal conductivity between layers, for example, a stamp material 19 made of a silicon carbide material.
[0021]
Furthermore, the furnace wall 8a separates the refractory brick layer 18 from the inner lining refractory brick 20 layer (inner brick layer) on the inner peripheral side and the outer refractory brick 21 layer (outer brick layer) on the outer peripheral side. In addition to the inner and outer layers, the outer refractory brick 21 is configured as a refractory brick made of a silicon carbide-based material having high thermal conductivity. The refractory lining brick 20 is a magnesia-chromium brick similar to the refractory brick 13 conventionally used.
[0022]
Furthermore, in the furnace wall 8a, the steel shell 12 and the stamp material 19, the stamp material 19 and the outer refractory brick 21 layer of the refractory brick layer 18, the outer refractory brick 21 layer and the inner refractory brick 20 layer For example, an insulating sheet 22 made of mica and having a thickness of 1 to 2 mm is interposed between the respective layers.
[0023]
Further, for example, the same magnesia-chromium-based insulation property as the lining refractory brick 20 is provided at a required vertical position of the refractory bricks 21 stacked in the vertical direction forming the layer of the outer refractory brick 21. The provided refractory brick 23 is sandwiched over the entire circumference in the circumferential direction.
[0024]
When the ash 7 is put into the ash melting furnace of the present invention having the furnace wall 8a and the melting process is performed, the respective refractory bricks 20 and 21 of the refractory brick layer 18 are heated by the heat acting at the time of the ash 7 melting process. The expansion of the refractory bricks 20 and 21 of the refractory brick layer 18 is absorbed by the stamp material 19 arranged on the outer peripheral side of the refractory brick layer 18. A large outward load does not act on the steel shell 12.
[0025]
At this time, when the outer surface of the steel shell 12 is water-cooled, the temperature of the steel shell 12 is lowered, and the water-cooling effect of the steel shell 12 is achieved through the stamp material 19 made of a silicon carbide-based material having high thermal conductivity. It is efficiently transmitted to the layer 18.
[0026]
Further, since the refractory brick layer 18 is composed of two layers, the outer refractory brick 21 on the outer layer side is made of a silicon carbide-based material having high thermal conductivity. The water-cooling effect of the iron shell 12 transmitted to the refractory brick layer 18 is transmitted to the inner refractory brick 20 layer on the inner peripheral side via the outer refractory brick layer 21 on the outer peripheral side. The layer of refractory brick 20 is cooled more efficiently. As the layer of the lining refractory brick 20 is cooled, the molten slag 3 in the furnace in contact with the lining refractory brick 20 is cooled. A layer of a solidified product obtained by solidifying the molten slag 3 is formed.
[0027]
Further, at the time of melting the ash 7 in the furnace body 1, the salt mixed in the ash 7 is melted to form a molten salt, and the molten salt gradually flows from the inside of the furnace to the layer of the refractory brick 20 on the lining side. However, since the insulating sheet 22 is provided between the layer of the refractory brick 20 and the layer of the refractory brick 21, the molten salt flows from the layer of the refractory brick 20 The transition to the layer of the brick 21 is hindered.
[0028]
The insulating sheet 22 interposed between the layer of the lining refractory brick 20 and the layer of the external lining refractory brick 21 may be deteriorated in insulation due to the long-term operation of the ash melting furnace. Even if the infiltration of the molten salt starts to the layer 21, the layer between the external refractory brick 21 layer and the stamp material 19, which is on the outer peripheral side from the layer of the external refractory brick 21, and Since the insulating sheet 22 is provided on each of the two layers between the stamp material 19 and the iron shell 12 with the insulating sheet 22 interposed therebetween, the molten sheets are prevented from reaching the iron shell 12 by the insulating sheets 22 of these layers.
[0029]
In the above description, the external refractory brick 21 is made of a silicon carbide-based material having electrical conductivity, and the layer of the external refractory brick 21 is provided with insulating refractory bricks 23 at required vertical positions. Is sandwiched over the entire circumference, so that the molten salt passes through the insulating sheet 22 sandwiched between the lining refractory brick 20 and the molten salt reaches the layer of the lining refractory brick 21 as described above. Even in this case, the current flowing from the top to the bottom toward the furnace bottom electrode 5 in the layer of the refractory brick 21 is blocked by the insulating refractory brick 23.
[0030]
As described above, according to the ash melting furnace of the present invention, the thermal expansion of the layer 18 of the refractory bricks 20 and 21 during the ash melting process can be absorbed by the stamp material 19 and the water cooling effect on the steel shell 12 can be improved. It can be efficiently and reliably transmitted to the refractory brick layer 18 via the stamp material 19. Further, since the refractory brick layer 18 has two inner and outer layers and the outer layer is an outer lining refractory brick 21 made of a silicon carbide material having a good thermal conductivity, the lining refractory brick 20 in contact with the molten slag 3 can be more efficiently used. Can be well cooled. This makes it possible to form a solidified layer formed by cooling the molten slag 3 on the furnace inner side surface of the lining refractory brick 20, so that the erosion of the refractory bricks 20, 21 is suppressed and The life of the refractory bricks 20, 21 can be extended.
[0031]
In addition, since the insulating sheet 22 is provided in multiple layers by interposing the insulating sheet 22 between each layer of the above-mentioned lining refractory brick 20, the outer lining refractory brick 21, the stamp material 19, and the iron shell 12, when the ash is melted, It is possible to prevent the salt melted in the furnace from reaching the steel shell 12, so that the current flowing through the steel shell 12 causes a reduction in the melting efficiency of the ash 7 and the occurrence of electrolytic corrosion of the steel shell 12. Can be prevented from occurring.
[0032]
Further, after the molten salt penetrates the lining firebrick 20, the insulating sheet 22 disposed between the lining firebrick 20 and the outer lining firebrick 21 is carbonized due to a decrease in insulation due to damage, wear and the like. Even if the material reaches the outer-lined refractory brick 21 made of silicon-based material and having electric conductivity, the refractory bricks 23 for insulation arranged in multiple stages in the vertical direction prevent current from flowing in the vertical direction. This can also prevent the efficiency of the melting process of the ash 7 from being reduced.
[0033]
Note that the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and as the stamp material 19, has good thermal conductivity and can absorb the expansion of the refractory brick layer 18 during the melting treatment of the ash 7, Furthermore, a material other than silicon carbide may be used as long as the material has heat resistance to a temperature that can act on the furnace wall 8a during the ash melting treatment. As long as it has conductivity and can withstand the temperature that can act on the furnace wall 8a during the ash melting process, it is possible to use a material other than silicon carbide based material. Although other materials may be used as long as they have electrical insulation and heat resistance to a temperature that can act on the furnace wall 8a during the ash melting process, the material of the furnace wall may be used. 8a structure penetrates through the center of the furnace lid 2 Also, the present invention is applicable to a plasma type ash melting furnace in which a plasma arc is generated between a main electrode 4 having a lower end disposed at an upper portion of a furnace body and a furnace bottom electrode 5 and the ash 7 is melted using the arc as a heat source. It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the ash melting furnace of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) Since a furnace wall having a structure in which a stamp material having a high thermal conductivity is interposed is provided between layers of a steel shell and a refractory brick layer provided inside the steel shell, ash in the furnace body is formed. It is possible to absorb the thermal expansion of the refractory brick during the melting process by the stamp material, and to prevent the possibility that a large load is applied to the steel shell due to the expansion force. Since the refractory brick can be efficiently transmitted to the refractory brick via the stamp material, the cooling efficiency of the refractory brick can be increased, and the life of the refractory brick can be extended.
(2) Since the stamp material is made of a silicon carbide material, a stamp material having a high thermal conductivity and capable of withstanding high-temperature conditions acting during ash melting processing can be easily prepared.
(3) By making the refractory brick layer two layers inward and outward, and by forming the outer brick layer with an outer refractory brick having high thermal conductivity, the cooling efficiency of the refractory brick layer inside the furnace can be improved. It can be further improved.
(4) By using a silicon carbide-based material as the material of the external refractory brick, it is possible to easily prepare an external refractory brick that has high thermal conductivity and can withstand high-temperature conditions acting during ash melting treatment. .
(5) The outer brick layer is formed by interposing an insulating refractory brick made of insulating material over the entire circumference in the vertical direction at a required vertical position of the outer brick layer formed of the outer refractory brick. Even if the molten salt penetrating into the refractory brick layer from the inside of the furnace reaches the outer brick layer, current can pass through the outer brick layer in the vertical direction because the insulating structure can be formed vertically. The risk of flowing to the furnace bottom electrode can be prevented beforehand.
(6) By adopting a configuration in which an insulating sheet is interposed between the inner and outer layers of the furnace wall, it is possible to prevent the possibility that the molten salt penetrating into the refractory brick layer from the inside of the furnace reaches the steel shell, and As a result, it is possible to prevent the ash melting treatment efficiency from being deteriorated due to the flow of electric current and the electrolytic corrosion of the iron shell by the molten salt.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cut-away side view showing a furnace wall portion as a main part as one embodiment of an ash melting furnace according to the present invention.
FIG. 2 is a cut-away side view schematically illustrating an example of an ash melting furnace.
[Explanation of symbols]
8a Furnace wall 12 Steel shell 18 Firebrick layer 19 Stamp material 20 Lining firebrick 21 Exterior firebrick 22 Insulating sheet 23 Firebrick for insulation (firebrick made of insulating material)

Claims (6)

鉄皮と該鉄皮の内側に設ける耐火レンガ層との層間に、熱伝導率の高いスタンプ材を介装した構造の炉壁を備えてなる構成を有することを特徴とする灰溶融炉。An ash melting furnace comprising a furnace wall having a structure in which a stamp material having high thermal conductivity is interposed between a steel shell and a refractory brick layer provided inside the steel shell. スタンプ材を炭化けい素系材料製とした請求項1記載の灰溶融炉。The ash melting furnace according to claim 1, wherein the stamp material is made of a silicon carbide material. 耐火レンガ層を内外方向に2層とすると共に、外側レンガ層を、熱伝導率の高い外張耐火レンガにて形成した請求項1又は2記載の灰溶融炉。The ash melting furnace according to claim 1 or 2, wherein the refractory brick layer has two layers inward and outward, and the outer brick layer is formed of an outer-lined refractory brick having high thermal conductivity. 外張耐火レンガの素材を炭化けい素系材料とした請求項3記載の灰溶融炉。4. The ash melting furnace according to claim 3, wherein the material of the external refractory brick is a silicon carbide-based material. 外張耐火レンガにて形成してなる外側レンガ層における上下方向所要間隔位置に、周方向の全周に亘り絶縁材製耐火レンガを介在させた請求項3又は4記載の灰溶融炉。The ash melting furnace according to claim 3 or 4, wherein an insulating refractory brick made of an insulating material is interposed at a required vertical position of the outer brick layer formed of the outer refractory brick over the entire circumference. 炉壁における内外方向の層間に、絶縁シートを介在させるようにした請求項1、2、3、4又は5記載の灰溶融炉。The ash melting furnace according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein an insulating sheet is interposed between inner and outer layers of the furnace wall.
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