特許 5860280 スラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5860280

(24)【登録日】2015年12月25日

(45)【発行日】2016年2月16日

(54)【発明の名称】スラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備

(51)【国際特許分類】

   F23J 7/00 20060101AFI20160202BHJP

   F23G 5/24 20060101ALI20160202BHJP

   F23G 5/027 20060101ALI20160202BHJP

   F23J 1/08 20060101ALI20160202BHJP

   F27D 25/00 20100101ALI20160202BHJP

   F23J 9/00 20060101ALI20160202BHJP

【ＦＩ】

   F23J7/00ZAB

   F23G5/24 B

   F23G5/027 B

   F23J1/08

   F27D25/00

   F23J9/00

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-278263(P2011-278263)

(22)【出願日】2011年12月20日

(65)【公開番号】特開2013-130314(P2013-130314A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井原 崇之

(72)【発明者】

【氏名】片畑 正

(72)【発明者】

【氏名】臼井 勝久

【審査官】 正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３１９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６９０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９１９３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｊ ７／００

Ｆ２３Ｇ ５／０２７

Ｆ２３Ｇ ５／２４

Ｆ２３Ｊ １／０８

Ｆ２３Ｊ ９／００

Ｆ２７Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス化炉で生成された未燃ガスを燃焼し、それに含まれる灰分を溶融して溶融スラグを生成し、この生成した溶融スラグを出滓口から排出するようにした溶融炉と、前記溶融炉に設けられ前記出滓口に接続するスラグ排出シュートと、前記スラグ排出シュート側から噴射する火炎によって、前記出滓口に固着するスラグを加熱して溶融除去するためのスラグバーナとを備えるスラグ溶融装置において、
前記スラグ排出シュート側からスラグの融点を低下させるための塩基度調整剤を、前記スラグバーナが火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に供給することができる調整剤供給装置を備えることを特徴とするスラグ溶融装置。

【請求項2】

前記調整剤供給装置は、塩基度調整剤を前記スラグバーナから噴射される火炎に巻き込まれるようにして供給することを特徴とする請求項１記載のスラグ溶融装置。

【請求項3】

前記調整剤供給装置は、塩基度調整剤を、調整剤供給ライン、又は前記スラグバーナに接続する燃焼用酸素供給ライン若しくは燃料供給ラインに通して供給することを特徴とする請求項１又は２記載のスラグ溶融装置。

【請求項4】

前記調整剤供給装置は、前記出滓口に固着するスラグに供給された塩基度調整剤と当該スラグとの反応性に応じて、粒径が異なる複数種類の塩基度調整剤のうちから所望の粒径の塩基度調整剤を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスラグ溶融装置。

【請求項5】

前記調整剤供給装置は、前記出滓口に固着するスラグの塩基度が０．３〜１．０の範囲内になるように塩基度調整剤を供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスラグ溶融装置。

【請求項6】

前記調整剤供給装置は、
前記出滓口に固着するスラグと反応して塩基度を高める第１塩基度調整剤が貯留された第１調整剤容器であって、その底部が開閉弁を介して調整剤供給ラインに接続された第１調整剤容器と、
前記出滓口に固着するスラグと反応して塩基度を低下させる第２塩基度調整剤が貯留された第２調整剤容器であって、その底部が開閉弁を介して前記調整剤供給ラインに接続された第２調整剤容器と、を有し、
前記調整剤供給ラインを通じて、前記第１塩基度調整剤及び前記第２塩基度調整剤のうちの所望の塩基度調整剤を調整剤用ノズルから噴射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスラグ溶融装置。

【請求項7】

前記第１調整剤容器及び前記第２調整剤容器は、それぞれの天井部から圧縮空気が供給されるように構成された、請求項６に記載のスラグ溶融装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれかに記載のスラグ溶融装置を備えることを特徴とするガス化溶融設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば都市ごみ、産業廃棄物などの固体可燃物をガス化炉でガス化（部分燃焼）し、生成した未燃チャー（未燃炭素分）及び灰分を含む熱分解ガスを溶融炉に導入し、空気を供給して熱分解ガスの燃焼熱により灰分を高温で溶融させて、スラグと燃焼ガスに分離するスラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のガス化溶融設備の一例として図４に示すものがある（例えば、特許文献１参照。）。このガス化溶融設備１は、図示しないシャフト炉式ガス化溶融炉と、これに連接した二次燃焼炉３を備えている。この二次燃焼炉３の内壁面に付着した溶融スラグ２は、排出シュート４内壁面を流下して、水封槽５の水面に達し、凝固して内壁面から分離するようになっている。

【0003】

ただし、二次燃焼炉３の内壁面に多くの溶融スラグ２が付着すると、出滓口６付近に大きなスラグ塊２が形成され、このスラグ塊２により、出滓口６が閉塞されることがある。

【0004】

このような場合、出滓口６付近に設けられた供給口７から融点降下剤を出滓口６内に供給して、スラグ塊２（固着スラグ）の出滓口６内面に密着する根元部分に供給する。これによって、固着スラグ２の根元部分の融点を低下させることができ、この固着スラグ２を自重で落下させることができる。このようにして、出滓口６を閉塞させる固着スラグ２を除去することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−８５５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、図４に示す融点降下剤供給方法では、この出滓口６の内面に付着した固着スラグ２の温度が１０００℃程度以下に低下すると、融点降下剤と固着スラグ２との反応が困難となり、固着スラグ２の融点を低下させることができず、その結果、出滓口６に固着するスラグ２を除去することができないことがある。

【0007】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、出滓口に固着するスラグを確実、かつ、迅速に溶融除去して、出滓口が固着スラグによって閉塞されることを防止できるスラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るスラグ溶融装置は、ガス化炉で生成された未燃ガスを燃焼し、それに含まれる灰分を溶融して溶融スラグを生成し、この生成した溶融スラグを出滓口から排出するようにした溶融炉と、前記溶融炉に設けられ前記出滓口に接続するスラグ排出シュートと、前記スラグ排出シュート側から噴射する火炎によって、前記出滓口に固着するスラグを加熱して溶融除去するためのスラグバーナとを備えるスラグ溶融装置において、前記スラグ排出シュート側からスラグの融点を低下させるための塩基度調整剤を、前記スラグバーナが火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に供給することができる調整剤供給装置を備えることを特徴とするものである。

【0009】

この発明に係るスラグ溶融装置によると、ガス化炉で生成された未燃ガスを溶融炉で燃焼し、それに含まれる灰分を溶融することができ、この溶融炉で生成された溶融スラグを出滓口及びスラグ排出シュートを経由してこのスラグ溶融装置から排出することができる。

【0010】

そして、スラグバーナは、スラグ排出シュート側から噴射する火炎によって、出滓口に固着するスラグを加熱して溶融除去することができ、出滓口が固着スラグによって閉塞されることを防止できる。

【0011】

また、出滓口に固着するスラグの塩基度が適正範囲外となって、スラグの融点が高くなっていると、スラグバーナから噴射される火炎によって、その固着スラグを溶融させることができない場合があるが、このようなときは、調整剤供給装置によって、スラグ排出シュート側からスラグの融点を低下させるための塩基度調整剤を、スラグバーナが火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に供給して、固着スラグに付着させることができる。すなわち、スラグバーナが噴射した火炎が当たっている位置の固着スラグに塩基度調整剤を付着させることができる。これによって、固着スラグと塩基度調整剤の反応が容易になり、出滓口に固着したスラグの塩基度を適正範囲内にして、スラグの融点を低下させることができる。

【0012】

つまり、塩基度調整剤を、スラグバーナが火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に供給することによって、火炎で予熱された塩基度調整剤を、同様に火炎で加熱された固着スラグに供給することができる。これによって、塩基度調整剤を固着スラグに効果的に付着させることができ、固着スラグの塩基度を適正範囲内にして、スラグの融点を低下させることができる。その結果、出滓口に固着したスラグをスラグバーナの火炎によって溶融除去することができ、出滓口が固着スラグによって閉塞されることを防止できる。

【0013】

この発明に係るスラグ溶融装置において、前記調整剤供給装置は、塩基度調整剤を前記スラグバーナから噴射される火炎に巻き込まれるようにして供給するものとするとよい。

【0014】

このようにすると、塩基度調整剤を、スラグバーナが噴射する火炎によって確実に予熱することができ、この予熱された塩基度調整剤は、出滓口に固着したスラグに反応し易くなるので、固着スラグの塩基度を確実、かつ、迅速に適正範囲内にして、スラグの融点を低下させることができる。これによって、スラグバーナが噴射する火炎によって、出滓口に固着したスラグを効率よく溶融除去することができる。

【0015】

この発明に係るスラグ溶融装置において、前記調整剤供給装置は、塩基度調整剤を、調整剤供給ライン、又は前記スラグバーナに接続する燃焼用酸素供給ライン若しくは燃料供給ラインに通して供給するものとするとよい。

【0016】

塩基度調整剤を、調整剤供給ラインに通して供給するようにすると、塩基度調整剤の供給量の調整を簡単に行うことができる。そして、塩基度調整剤を、スラグバーナに接続する燃焼用酸素供給ライン又は燃料供給ラインに通して供給するようにすると、塩基度調整剤をスラグバーナから噴射される火炎に確実に巻き込ませることができる。これによって、塩基度調整剤を火炎で確実に予熱することができ、しかも、この予熱された塩基度調整剤を火炎で加熱された固着スラグに確実に付着させることができる。よって、塩基度調整剤を効果的に固着スラグに付着させて、固着スラグを溶融除去することができる。

【0017】

この発明に係るスラグ溶融装置において、前記調整剤供給装置は、前記出滓口に固着するスラグに供給された塩基度調整剤と当該スラグとの反応性に応じて、粒径が異なる複数種類の塩基度調整剤のうちから所望の粒径の塩基度調整剤を供給するものとするとよい。

【0018】

このようにすると、固着スラグに対して反応性の良い適切な粒径の塩基度調整剤を選択して、当該固着スラグに供給することができ、固着スラグの塩基度を迅速、確実に適正範囲内にすることができる。これによって、固着スラグの溶融除去を迅速、確実に行うことができる。

【0019】

この発明に係るスラグ溶融装置において、前記調整剤供給装置は、前記出滓口に固着するスラグの塩基度が０．３〜１．０の範囲内になるように塩基度調整剤を供給するものとするとよい。

【0020】

スラグの融点は、その塩基度が０．３〜１．０の範囲内になると、それ以外の塩基度の場合と比較して低くなる。従って、出滓口に固着するスラグの塩基度が０．３〜１．０の範囲内になるように、調整剤供給装置が、塩基度調整剤を固着スラグに供給することによって、当該固着スラグの融点を適切に低下させることができ、この固着スラグをバーナから噴射される火炎によって確実に溶融除去することができる。

【0021】

本発明に係るガス化溶融設備は、この発明に係るスラグ溶融装置を備えることを特徴とするものである。

【0022】

本発明に係るガス化溶融設備は、この発明のスラグ溶融装置を備えており、このスラグ溶融装置は、上記と同様に作用する。

【発明の効果】

【0023】

この発明に係るスラグ溶融装置及びガス化溶融設備によると、スラグ排出シュート側からスラグの融点を低下させるための塩基度調整剤を、スラグバーナがスラグ排出シュート側から火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向であって出滓口に固着するスラグに向かう方向に供給することができる構成としたので、塩基度が適正範囲外となって融点の高くなったスラグが出滓口に固着した場合でも、スラグの融点を低下させてスラグを確実、かつ、迅速に溶融除去することができる。その結果、スラグバーナで使用される燃料、及び塩基度調整剤の使用量の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】この発明の一実施形態に係るガス化溶融設備を示す部分断面正面図である。

【図2】図１に示すガス化溶融設備が備えているスラグ溶融装置を示す部分拡大正面図である。

【図3】スラグの塩基度と、スラグの融点との関係を示す図である。

【図4】従来のガス化溶融設備の一部を示す部分断面正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係るガス化溶融設備の一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。このガス化溶融設備１６は、図１に示すように、ガス化炉１７、旋回溶融炉１８、スラグ排出シュート１９、スラグバーナ２０、水封槽２１、及び調整剤供給装置２２を備えている。この旋回溶融炉１８、スラグ排出シュート１９、スラグバーナ２０、及び調整剤供給装置２２が、スラグ溶融装置２３を構成している。

【0026】

図１に示すガス化炉１７は、例えば流動床式ガス化炉であるが、他の型式のガス化炉であってもよい。このガス化炉１７は、炉下部の空気供給口（図示せず）から供給される燃焼用空気により流動床が形成され、流動床内に供給された固体可燃物（例えば都市ごみ、産業廃棄物等）を低空気比で部分燃焼させ、この燃焼熱により所定の温度（例えば５００〜６００℃）に維持される流動床内で固体可燃物を熱分解ガス化する装置である。

【0027】

ガス化炉１７における部分燃焼の結果、固体可燃物に混入した不燃物（鉄、アルミニウムなどの金属を主として含有する物質）は、炉底に設けた下側排出口から排出装置２４によって排出される。そして、ガス化炉１７で生成される熱分解ガス（ＣＯ、ＣＨ₄等）、未燃チャー（未燃炭素）、灰分及び燃焼生成ガス（Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、Ｎ₂等）は、炉頂部に設けた上側排出口１７ａから排出され、接続ダクト２５を経て旋回溶融炉１８の予燃焼部２６に導入される。旋回溶融炉１８は、予燃焼部２６と、略円筒形の入口側主燃焼部２７と出口側主燃焼部２８とを備えている。以下、旋回溶融炉１８に導入されるこれら熱分解ガス、未燃チャー、灰分、及び燃焼生成ガスを総称して未燃ガスと呼ぶ。

【0028】

予燃焼部２６においては、未燃ガス中の熱分解ガス（ＣＯ、ＣＨ₄等）、未燃チャー、及び必要に応じて補助バーナ２９から供給される燃料が、空気供給口（図示せず）から供給される燃焼用空気によって燃焼して高温となり、予燃焼部２６の出口で灰分が溶融し、スラグとなる。予燃焼部２６において燃焼した未燃ガスは、溶融状態の灰分（スラグ）と共に、入口側主燃焼部２７に導入される。入口側主燃焼部２７でスラグ２は、燃焼ガス９と分離する。

【0029】

この入口側主燃焼部２７と出口側主燃焼部２８内の温度は熱分解ガスと未燃チャーが燃焼することにより例えば約１３００〜１５００℃に維持されているので、未燃ガス中の灰分は溶融スラグ状態を維持し、基本的には炉底の出滓口３１から排出される。旋回溶融炉１８から排出された溶融スラグ２は、水封槽２１内の水封水３２に落下して急冷されて水砕スラグとなり、コンベヤ等の搬送手段（図示せず）によって取り出される。取り出された水砕スラグは路盤材等に有効利用することができる。

【0030】

そして、旋回溶融炉１８へ導入された未燃ガスは、予燃焼部２６、入口側主燃焼部２７、及び出口側主燃焼部２８において燃焼した後、出口側主燃焼部２８から二次燃焼室３３に送り込まれる。二次燃焼室３３では、空気供給口（図示せず）から供給される燃焼用空気によりトータルの空気比が１．２〜１．５となるように設定されており、燃焼ガスに含まれる未燃分はここで完全に燃焼される。この二次燃焼室３３から排出される排ガスの保有する顕熱は図示しないボイラーの熱源等として有効利用されている。

【0031】

次に、図２を参照して、スラグ溶融装置２３を構成する出滓口３１、スラグ排出シュート１９、スラグバーナ２０、水封槽２１、及び調整剤供給装置２２を説明する。

【0032】

出滓口３１は、スラグ２を旋回溶融炉１８から排出するためのものであり、図２に示すように、略Ｖ字を形成する入口側主燃焼部２７と出口側主燃焼部２８の底部が交わる部分に設けられている。

【0033】

スラグ排出シュート１９は、略鉛直方向に配置され、その上端部が、旋回溶融炉１８の底部に形成された出滓口３１を囲むように旋回溶融炉１８の底部に結合して設けられている。そして、その下端部が、水封槽２１に充填されている水封水３２に浸かるように配置されて水封されている。

【0034】

スラグバーナ２０は、スラグ排出シュート１９側から噴射する火炎によって、出滓口３１に固着したスラグ２を加熱することによって、この固着スラグ２を溶融除去することにより、出滓口３１が固着スラグ２により閉塞することを防止するためのものである。このスラグバーナ２０は、スラグ排出シュート１９の上部に設けられている。

【0035】

そして、このスラグバーナ２０には、燃料供給ライン３４及び燃焼用酸素供給ライン３５が接続しており、これら各ライン３４、３５を通じて燃料及び燃焼用酸素がスラグバーナ２０に供給される構成となっている。そして、これら各燃料供給ライン３４及び燃焼用酸素供給ライン３５には、電動式（又は手動式）の第１及び第２の各開閉弁３６、３７が設けられている。

【0036】

水封槽２１は、この出滓口３１から排出されて落下してくる溶融スラグ２を水封水３２で急令して水砕スラグとなるようにして、この水砕スラグをコンベヤ等の搬送手段（図示せず）によって取り出すことができるようになっている。そして、スラグ排出シュート１９の下端部が、水封槽２１に充填されている水封水３２に浸かるように配置されることにより水封されている。

【0037】

調整剤供給装置２２は、図２に示すスラグ排出シュート１９側からスラグ２の融点を低下させるための第１及び第２の各塩基度調整剤（粉粒状体）４１、４２を、スラグバーナ２０が火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に供給することができるものである。

【0038】

ここで、スラグバーナ２０がスラグ排出シュート１９側から火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を調整剤供給装置２２が供給する方法は、例えば第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を噴射するタイミング及び噴射時間を、スラグバーナ２０が火炎を噴射するタイミング及び噴射時間に対して略一致するようにしてもよいし、スラグバーナ２０が火炎を噴射して、固着スラグ２をある程度加熱した後で、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を噴射するようにしてもよい。

【0039】

この調整剤供給装置２２は、図２に示すように、例えば２種類の第１及び第２塩基度調整剤４１、４２のうちから所望の塩基度調整剤４１、４２を調整剤用ノズル４３から噴射することができるものである。そして、この調整剤用ノズル４３には、調整剤供給ライン４４が接続しており、この調整剤供給ライン４４を通じて、所望の第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を調整剤用ノズル４３から噴射することができるようになっている。この調整剤供給ライン４４には、電動式（又は手動式）の第３開閉弁３８が設けられている。

【0040】

また、この調整剤供給ライン４４には、第１塩基度調整剤４１が貯留されている第１調整剤容器４５、及び第２塩基度調整剤４２が貯留されている第２調整剤容器４６が接続している。つまり、２つの第１及び第２の各調整剤容器４５、４６のそれぞれの底部が、例えば電動式（又は手動式）の第４及び第５の各開閉弁３９、４０を介して調整剤供給ライン４４に接続している。更に、調整剤供給ライン４４における第１及び第２の各調整剤容器４５、４６との接続部４７、４８よりも上流側部と、これら２つの第１及び第２の各調整剤容器４５、４６の天井部とが、圧力供給ライン４９で接続されている。そして、この調整剤供給ライン４４は、その上流側から圧縮空気が供給される構成となっている。

【0041】

更に、第１調整剤容器４５には、第１塩基度調整剤４１が貯留され、第２調整剤容器４６には、第２塩基度調整剤４２が貯留されている。この第１塩基度調整剤４１は、固着スラグ２に供給されたときに、この固着スラグ２と反応して固着スラグ２の塩基度を高める作用をするものであり、例えばＣａ（ＯＨ）_２若しくはＣａＣＯ_３の粉状体又は粒状体である。そして、第２塩基度調整剤４２は、固着スラグ２に供給されたときに、この固着スラグ２と反応して固着スラグ２の塩基度を低下させる作用をするものであり、例えばＳｉＯ_２の粉状体又は粒状体である。

【0042】

次に、図２に示す調整剤供給装置２２の作用を説明する。この調整剤供給装置２２によると、第１塩基度調整剤４１（又は第２塩基度調整剤４２）を調整剤用ノズル４３から噴射させるときは、まず、第３開閉弁３８を開放する。これによって、調整剤供給ライン４４の上流側から供給される圧縮空気が第１及び第２の各調整剤容器４５、４６に供給される。次に、第４開閉弁３９（又は第５開閉弁４０）を開放する。すると、第１調整剤容器４５（又は第２調整剤容器４６）内に貯留されている第１塩基度調整剤４１（又は第２塩基度調整剤４２）が、この第４開閉弁３９（又は第５開閉弁４０）及び調整剤供給ライン４４を通って調整剤用ノズル４３から噴射する。

【0043】

ただし、第１又は第２調整剤容器４５又は４６内に貯留されている第１又は第２塩基度調整剤４１又は４２が、調整剤供給ライン４４内に効率よく導かれるようにするために、例えば第４及び第５開閉弁３９、４０の各出口と、調整剤供給ライン４４との接続部４７、４８にエゼクタ（図示せず）を設けてもよい。このエゼクタにより、各調整剤容器４５、４６内に貯留されている各塩基度調整剤４１、４２を吸引して、調整剤用ノズル４３に効率よく搬送することができる。

【0044】

次に、図２に示すスラグバーナ２０及び調整剤用ノズル４３の取付け方法について説明する。スラグバーナ２０は、出滓口３１に固着するスラグ２に火炎を噴射してそのスラグ２を加熱することができる方向に向けて、スラグ排出シュート１９に取り付けられている。

【0045】

そして、調整剤用ノズル４３は、例えばスラグバーナ２０に接近させてその側方に配置され、スラグバーナ２０から噴射された火炎によって加熱される固着スラグ２に所望の第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を供給することができる方向に向けて、スラグ排出シュート１９に取り付けられている。更に、この実施形態では、調整剤用ノズル４３及びスラグバーナ２０は、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２をスラグバーナ２０から噴射される火炎に巻き込まれるようにして固着スラグ２に供給することができるように、それぞれの向きが設定されている。

【0046】

このように調整剤用ノズル４３及びスラグバーナ２０を設けると、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を、スラグバーナ２０が噴射する火炎によって確実に予熱することができ、この予熱された第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２は、出滓口３１に固着したスラグ２に付着し易くなるので、固着スラグ２の塩基度を確実、かつ、迅速に適正範囲内にして、スラグ２の融点を低下させることができる。これによって、スラグバーナ２０が噴射する火炎によって、出滓口３１に固着したスラグ２を効率よく溶融除去することができる。

【0047】

次に図３について説明する。この図３は、スラグ２の塩基度とスラグ２の融点との関係を示す図である。この図から分かるように、スラグ２の塩基度が０．３〜１．０の範囲では、スラグ２の融点が低く、スラグ２の塩基度が０．３よりも小さくなるに従ってスラグ２の融点が高くなる。そして、スラグ２の塩基度が１．０よりも大きくなるに従ってスラグ２の融点が高くなる。

【0048】

従って、この実施形態の調整剤供給装置２２は、出滓口３１に固着するスラグ２の塩基度が０．３〜１．０の適正範囲（スラグ２の融点が低い範囲）内になるように、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を固着スラグ２に供給することによって、当該固着スラグ２の融点を適切に低下させることができ、この固着スラグ２をスラグバーナ２０から噴射される火炎によって確実に溶融除去することができる。

【0049】

次に、上記のように構成された旋回溶融炉１８、スラグ排出シュート１９、スラグバーナ２０、水封槽２１、及び調整剤供給装置２２を備えるスラグ溶融装置２３の作用を説明する。

【0050】

図２に示すスラグ溶融装置２３によると、ガス化炉１７で生成された生成物（未燃ガス及びその中の灰分）を旋回溶融炉１８で溶融燃焼することができ、この旋回溶融炉１８で生成された溶融スラグ２を出滓口３１及びスラグ排出シュート１９に通して水封槽２１に供給して冷却し、この旋回溶融炉１８から排出することができる。

【0051】

そして、スラグバーナ２０は、スラグ排出シュート１９側から噴射する火炎によって、出滓口３１に固着するスラグ２を加熱して溶融除去することができ、出滓口３１が固着スラグ２によって閉塞されることを防止できる。

【0052】

また、出滓口３１に固着するスラグ２の塩基度が適正範囲外（スラグ２の塩基度の適正範囲（スラグ２の融点が低い塩基度の範囲）である０．３〜１．０以外の範囲）となって、スラグ２の融点が高くなっていると、スラグバーナ２０から噴射される火炎によって、その固着スラグ２を溶融させることができない場合があるが、このようなときは、調整剤供給装置２２によって、スラグ排出シュート１９側からスラグ２の融点を低下させるための第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を、スラグバーナ２０が火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に調整剤用ノズル４３から供給して、固着スラグ２に付着させることができる。すなわち、スラグバーナ２０の噴射した火炎が当たっている位置の固着スラグ２に第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を付着させることができる。これによって、出滓口３１に固着したスラグ２の塩基度を適正範囲内（０．３〜１．０）にして、スラグ２の融点を低下させることができる。

【0053】

つまり、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を、スラグバーナ２０が火炎を噴射するときに、その火炎の向かう方向に調整剤用ノズル４３から供給することによって、火炎で予熱された第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を、同様に火炎で加熱された固着スラグ２に供給することができる。これによって、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を固着スラグ２に効果的に付着させることができ、固着スラグ２の塩基度を適正範囲内（０．３〜１．０）にして、スラグ２の融点を低下させることができる。その結果、出滓口３１に固着したスラグ２をスラグバーナ２０の火炎によって確実、かつ、迅速に溶融除去することができ、出滓口３１が固着スラグ２によって閉塞されることを防止できる。その結果、スラグバーナ２０で使用される燃料、及び塩基度調整剤４１、４２の使用量の低減を図ることができる。

【0054】

なお、調整剤供給装置２２が第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を固着スラグ２に向けて噴射するタイミングは、例えば旋回溶融炉１８やスラグ排出シュート１９等に設けられた覗き窓から作業者が、出滓口３１に固着するスラグ２の大きさを目視したり、監視カメラを通して視認することによって判断することができる。

【0055】

そして、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２のいずれを固着スラグ２に向けて供給するかの判断は、例えば第１及び第２塩基度調整剤４１、４２を順番に固着スラグ２に供給してみて、その溶融状態を監視することによって、供給すべき適切な第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を決定することができる。

【0056】

ただし、上記実施形態では、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を、調整剤供給ライン４４に通して調整剤用ノズル４３から噴射するようにしたが、これに代えて、燃焼用酸素供給ライン３５又は燃料供給ライン３４に通してスラグバーナ２０から噴射するようにしてもよい。

【0057】

つまり、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を、調整剤供給ライン４４に通して供給するようにすると、第３〜第５開閉弁３８、３９、４０の開度を調整することによって、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２の供給量の調整を簡単に行うことができる。そして、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を、スラグバーナ２０に接続する燃焼用酸素供給ライン３５又は燃料供給ライン３４に通して供給するようにすると、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２をスラグバーナ２０から噴射される火炎に確実に巻き込ませることができる。これによって、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を火炎で確実に予熱することができ、しかも、この予熱された第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を火炎で予熱された固着スラグ２に確実に供給することができる。よって、第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を効果的に固着スラグ２に付着させて、固着スラグ２を溶融除去することができる。

【0058】

そして、上記実施形態では、１種類の粒度の第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２を、調整剤用ノズル４３から噴射するようにしたが、これに代えて、それぞれの粒度（粒径）の異なる複数種類の第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２をそれぞれ別々の容器に貯留しておき、これら複数種類の粒度の第１及び第２塩基度調整剤４１、４２のうちから所望の塩基度調整剤を調整剤用ノズル４３から噴射するようにしてもよい。このようにすると、固着スラグ２に対して反応性の良い適切な粒径の塩基度調整剤４１、４２を選択して、当該固着スラグ２に供給することができ、固着スラグ２の塩基度を迅速、確実に適正範囲内にすることができる。これによって、固着スラグ２の溶融除去を迅速、確実に行うことができる。

【0059】

そして、固着スラグ２に対して反応性の良い適切な粒径の第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を決定する方法は、例えば、粒度の相違するそれぞれの第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を固着スラグ２に供給してスラグ２の溶融状態を監視して、実際に固着スラグ２に対して反応性の良い適切な粒度の第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を判断する。

【0060】

そして、上記のように粒度（粒径）の異なる複数種類の第１及び第２の各塩基度調整剤４１、４２をそれぞれ別々の容器に貯留するときに、例えば所定の容器に貯留される最小粒度の塩基度調整剤の平均粒径を約０．１ｍｍとし、所定の他の容器に貯留される最大粒度の塩基度調整剤の平均粒径を約１．０ｍｍとすることが好ましい。そして、更に他の容器に上記以外の粒度の塩基度調整剤を貯留するときは、平均粒径を例えば約０．３ｍｍ、約０．６ｍｍとすることができる。

【0061】

また、上記実施形態では、第１及び第２塩基度調整剤４１、４２のうちから所望の塩基度調整剤を出滓口３１に固着するスラグ２に向けて供給することができるようにしたが、これに代えて、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２のいずれか一方のみを出滓口３１に固着するスラグ２に向けて供給できるようにしてもよい。このような場合として、例えば処理される固体可燃物の質によって、出滓口３１に固着するスラグ２の塩基度が、０．３未満となるときがあるが、約１．０を超えるときがない場合、及び１．０を超えるときがあるが、０．３未満となるときがない場合がある。

【0062】

このような各場合に、スラグ２の塩基度を適正範囲内にすることができる第１又は第２塩基度調整剤４１、４２のいずれか一方のみ（Ｃａ（ＯＨ）_２若しくはＣａＣＯ_３又はＳｉＯ_２）を調整剤用ノズル４３から供給できるようにしてもよい。

【0063】

更に、上記実施形態の調整剤供給装置２２は、出滓口３１に固着するスラグ２の塩基度が０．３〜１．０の範囲内になるように、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を供給するようにしたが、これに代えて、スラグバーナ２０から噴射される火炎によって、固着スラグ２を昇温でき得る温度範囲内において、固着スラグ２を溶融除去できるような塩基度（例えば０．２〜１．２）に調整することができるように、第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を供給するようにしてもよい。

【0064】

そして、上記実施形態では、図２に示すように、調整剤用ノズル４３をスラグバーナ２０に接近させてその側方に配置したが、これに代えて、調整剤用ノズル４３をスラグバーナ２０から離して、例えばスラグバーナ２０の反対側に配置してもよい。要は、調整剤用ノズル４３は、スラグバーナ２０から噴射された火炎によって加熱される固着スラグ２に所望の第１又は第２塩基度調整剤４１、４２を供給することができる方向に向けて設ければよい。

【産業上の利用可能性】

【0065】

以上のように、本発明に係るスラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備は、出滓口に固着するスラグを確実、かつ、迅速に溶融除去して、出滓口が固着スラグによって閉塞されることを防止できる優れた効果を有し、このようなスラグ溶融装置及びこれを備えるガス化溶融設備に適用するのに適している。

【符号の説明】

【0066】

２ 溶融スラグ、固着スラグ
９ 燃焼ガス
１６ 流動床式ガス化溶融設備
１７ 流動床式ガス化炉
１７ａ 上側排出口
１８ 旋回溶融炉
１９ スラグ排出シュート
２０ スラグバーナ
２１ 水封槽
２２ 調整剤供給装置
２３ スラグ溶融装置
２４ 排出装置
２５ 接続ダクト
２６ 予燃焼部
２７ 入口側主燃焼部
２８ 出口側主燃焼部
２９ 補助バーナ
３１ 出滓口
３２ 水封水
３３ 二次燃焼室
３４ 燃料供給ライン
３５ 燃焼用酸素供給ライン
３６ 第１開閉弁
３７ 第２開閉弁
３８ 第３開閉弁
３９ 第４開閉弁
４０ 第５開閉弁
４１ 第１塩基度調整剤
４２ 第２塩基度調整剤
４３ 調整剤用ノズル
４４ 調整剤供給ライン
４５ 第１調整剤容器
４６ 第２調整剤容器
４７、４８ 接続部
４９ 圧力供給ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】