专利名称：灰熔融炉及其灰熔融方法
本申请是三菱重工业株式会社于1999年3月25日提交的名称为“灰熔融炉及其灰熔融方法”、申请号为99800393.X的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及一种将从城市垃圾、工业废弃物的焚烧炉以及燃煤锅炉等焚烧炉中排出的焚烧灰、飞灰等被熔融物质的灰的表面用燃烧器加热熔融，将熔融灰作为熔融炉渣排出的灰熔融炉及其灰熔融方法。
从城市垃圾和工业废弃物等垃圾焚烧炉中排出的排出物中有焚烧灰和废气，将上述焚烧灰经过水封过程回收所得到的湿灰和在干燥状态下回收所得到的干灰，分别经过作为前处理的破碎及磁选，除去熔点高的铁分之后，让上述湿灰通过干燥机，然后使其与上述干灰混合形成主灰。
另一方面，飞灰被上述焚烧炉排出的废气在排放到大气中时所经由的袋滤器等集尘器捕集。
在上述飞灰中，由于包含着大量的低沸点的重金属及盐类物质，因而在高温下进行热处理时，上述含有物的大部分挥发到气体中，这会带来盐类损坏炉子的耐火材料的问题。因此，对飞灰单独地进行熔融处理的情况比较少，通常采用将上述主灰与飞灰混合熔融的方法。
在上述利用混合熔融方式进行的灰的熔融凝固中，使用对灰表面加热熔融且将熔融灰作为炉渣排出的燃烧器式灰熔融炉，而该燃烧器式灰熔融炉有圆形回转式表面熔融炉和倾斜反射炉型固定式表面熔融炉，本发明主要采用的燃烧器式灰熔融炉是以上述后者的固定式表面熔融炉为基础说明其简要功能的。
图19示出了该固定式表面熔融炉，图中的灰熔融炉51由倾斜降低的倾斜状炉底55、设置在炉本体一端侧的炉底顶部一侧的灰供给部53、设置在另一端侧的排出口57、设置在炉顶56上的固定燃烧器52及送灰装置的推进器58构成。
上述灰供给部53由下端设有灰供给口54的灰贮留部60构成。灰贮留部60贮留使主灰与飞灰呈混合状态的混合灰50，并从灰供给口54以自然落下方式向下部的炉底上部的灰供给，而且还具有这样的结构，即落下的混合灰在推进器58的作用下沿炉底55断续地向炉内输送、推出，沿着炉底55的倾斜降低面形成灰供给层59。
另一方面，上述燃烧器52设置在炉顶56的中央轴线上，并使用这样的空气燃烧器使压送到该燃烧器内的液体燃料由高压空气或排热锅炉的蒸汽进行微粒子化后喷射，与此同时，使其与所供给的高温燃烧空气混合，之后将上述微粒子化的燃料燃烧。上述固定燃烧器52的燃烧火焰将灰供给层59的表面加热熔融。
上述排出口57的炉底55的末端附近配置成燃烧器52的火焰辐射区域，使向上述排出口57连续移动的灰供给层59的外表面加热并熔融，形成熔融灰25，贮留在炉渣池65中，熔融炉渣25a经过设置在堰23上的炉渣出渣口20落到排出口57的下部，经过图中未示的水封输送器排出到外部。
该以往技术存在下述种种问题。
首先，存在着使用空气燃烧器的问题。
在上述现有技术中，在使用空气燃烧器时，必须要有为了使火焰温度上升而使用的能得到预热燃烧空气的预热器。另外，为了将包含大量的低沸点物质的废气排出，必须使用除尘器。而且还会出现这样的问题包含在大量使用的燃烧用空气里的氮会生成NOx。因此，近来有使用富氧空气(氧浓度为30％左右)来代替空气(氧浓度为21％左右)的倾向。
但是，在灰熔融炉中，作为被熔融物的灰是由根据被熔融物的材质不同且性质也不同的物质组成的，即然使用这种性质不同的焚烧灰，其负载的变动是难以避免的。只有适应这种负载的变动，才能稳定且高效率地运转，生成高质量的熔融炉渣。
其次，是存在着贮留熔融灰25的炉渣池65和在其出口侧设有堰23的炉渣出渣口20的问题。
也就是说，形成上述炉渣池65的堰23以及设置在该堰上的炉渣出渣口20，从图21可以看出，炉渣池65做成大致呈长方形的贮水池状，贮留在该长方形炉渣池65内的熔融灰25应该从设置在中央处的炉渣出渣口20排出，但是，堰23侧的两个方形角拐角处的熔融灰25的运动呈停滞状，该停滞部在温度下降的同时愈发膨胀，使流路变窄，这是造成炉渣流的流动性降低的原因。
第三个问题是，沿炉底55设置的推进器58的结构问题。
即，上述灰供给层59或者从上述灰贮留部60的灰供给口54自然落下，在该灰的静止角γ直接形成积层形态，或者上述灰贮留部60的灰50借助于沿该炉底55而设置在该炉底55入口处的推进器58而被推向炉本体另一端侧排出口57并被推出。
另一方面，由于加热熔融用的燃烧器52设置在炉子中央轴线的炉顶56上，如图22(A)所示，在灰供给层59的表面中心轴线上形成大致为圆形的火焰辐射区域35。包含该区域35在内的周边的加热区域35a的灰被加热熔融后，形成熔融灰集中处，借助于该灰集中处，使作为炉渣的熔融灰25应该从排出口57滴下。但是，如图22(A)及图22(B)所示，现有的推进器58的推压部58a的结构是由厚度为t的矩形断面的长方体状部件构成的，故在使用上述现有的推进器58情况下，灰在炉底55的全宽度上等量且均匀地被推出。
结果，上述加热区域35a以外的区域也与加热区域35a同样地进行灰的供给。供给到该加热区域35a外侧的灰在未熔融的状态下被从灰供给口54向排出口57推压并排出。这样，未熔融的灰也混在从排出口57滴下的熔融灰25中，使炉渣25a的质量下降。
另一问题是焚烧灰的种类所引起的问题。
在现有的灰熔融炉中，与上述问题不同，对由同一物质组成的灰熔融来说，在灰的供给方面存在下述问题。
1)灰供给部53从灰贮留部60向炉底55一端侧的炉底入口供灰，是靠灰的自重自然落下而进行的，但是，在落下的过程中，会屡屡地引起架桥现象，使灰的供给不能顺利地进行。
2)另外，落到炉底55一端侧的灰，沿着炉底55的倾斜面通过推进器58，向炉本体的另一端侧的排出口57沿着炉底55被推出，形成灰供给层59，但是，由于推进器58的运动是断续的往复运动，故由于这种断续的往复运动对接合度小的灰粒子群带来的冲击性吸引推压作用，使灰供给层59的表面形状每次都处于急剧的波动状态。这样，会使燃烧器52的火焰辐射热所产生的灰供给层表面的加热熔融状态不稳定，几乎不能连续稳定地进行熔融灰25的排出。
另外，一般来说，在熔融处理不同种类的被熔融物质时，从上述灰供给部53接收灰50的供给，通过沿炉底55设置的推进器58的动作所形成的灰供给层59的表面相对于炉底55，在按照灰种类所产生的不同的静止角γ形成层积。但是，根据所使用的灰的不同，或者在排出口57的大致前方，灰供给层59的末端终止；或者该末端位于排出口57的前方。在前者的情况下，熔融灰25在排出口57的前方形成。其结果，即使推进器58工作，也不能把熔融灰25的前端部向前方移动必要的距离，故导致熔融灰25不能出渣。有时，在排出口57的前方，炉底55的耐火材料会暴露出来，引起过热侵蚀。
另外，在后者的情况下，随着熔融的进行，熔融灰25从炉底55的排出侧流出，推进器58工作时，在供给的灰50的惯性作用下，熔融灰25会朝下方发生雪崩现象，导致未熔融灰50与熔融灰25一起流出，降低了熔融灰25的质量。
即是说，上述静止角的问题有赖于上述灰的稳定供给，只有这样才能实现其期待的效果，在灰熔融炉中最需要解决的问题是灰的稳定供给问题。
而且，在使用上述灰熔融炉51进行主灰与飞灰的熔融混合时，从上述灰供给部53将主灰与飞灰的混合灰供到炉内，形成混合状态的灰供给层并对其加热熔融。
但是，由这样的混合灰形成灰供给层59，在用燃烧器52把火焰辐射热供给上述灰供给层59的表面且对该表面加热时，大多数情况下，飞灰的细粒会因燃烧器52的燃烧气体而向上飞扬，并与废气一起从该灰熔融炉中排出。
本发明的目的是提供一种灰熔融炉，它是一种能构成适应于负载变动的高效率且稳定运转的灰熔融炉，特别是能根据熔融炉渣的出渣状况控制灰供给量和燃烧器所产生的加热量。
本发明的另一目的是提供一种灰熔融炉，它是一种具有熔融炉渣排出流动性高的高效率出渣部的灰熔融炉，特别是它能使贮留在上述炉渣池内的熔融灰所组成的熔融炉渣向炉渣排出口流动的渣流具有高的流动性，而且能提高熔融炉渣的排出速度。
本发明再一目的是提供一种灰熔融炉，对于一边把灰沿着炉底形成灰供给层一边向排出口输送的推进器的推压部的形状进行改进，使由该推进器送出的灰只能供到包含燃烧器火焰辐射区域在内的附近加热区域，可降低并抑制把灰供到该附近加热区域以外的区域。
本发明的又一目的是提供一种可连续稳定地从上述灰供给口向炉底排出口供灰、并能使熔融灰的出渣变动少且稳定的灰熔融炉。
本发明的还一目的是提供一种灰熔融炉及其方法，在对上述焚烧灰的主灰和飞灰同时加热熔融的混合熔融情况下的灰熔融炉中，可防止炉内加热熔融时飞灰的散逸，并能有效地把飞灰与主灰一起加热熔融。
本发明第一及第二种技术方案的记载，是关于燃烧器使用富氧燃烧器情况下的控制方面的发明，可以适当地控制该燃烧器中与空气量相对应的氧添加量(包括改变浓度)，并可以根据由于上述富氧燃烧器的燃烧而形成的灰的加热熔融状态，改变燃料的供给量以及上述的富氧浓度，同时适当地控制所需要的灰供给量。
即是说，根据本发明第一种技术方案的记载，在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融炉渣的排出口，从上述灰供给口供给的灰一边沿着倾斜的炉底向上述排出口一侧移动，一边由富氧燃烧器加热熔融，该熔融炉渣从上述炉底另一端侧的炉渣出渣口并经过上述排出口出渣，另外，上述灰熔融炉还包括用于监视从上述炉渣出渣口出渣的熔融炉渣的温度、流量或流速等出渣状况的装置；以及根据该监视装置的检测输出，调整上述灰供给量或上述富氧燃烧器所产生的加热量的至少任何一方的装置，而且该灰熔融炉做成通过该调整装置使上述熔融炉渣可稳定地出渣的结构。
更具体地说，如本发明第二种技术方案所记载的那样，还具有燃烧控制装置，该燃烧控制装置由下述元件组成用于监视从上述炉渣出渣口出渣的熔融炉渣的温度、流量或流速等出渣状况的监视装置；对由该监视装置得到的检测输出进行演算处理，对上述灰供给量或上述富氧燃烧器所产生的加热量的至少任何一方的控制信号进行演算处理的演算装置；以及根据从该演算装置所得到的控制信号控制灰供给装置或上述富氧燃烧器的至少任何一方的控制部。
在本发明中，通过适当地调整富氧燃烧器的氧添加量，可削减投入炉内的氮，进而抑制热NOx的生成，同时与空气燃烧器相比较，可使温度迅速上升。
另外，随着废气量的削减，可以减少预热器、除尘器以及为了抑制NOx所需要的废气处理等设备，削减运转费用等，可节约设备占用的空间，实现设备的小型化，同时，可根据炉渣出渣口的熔融炉渣的出渣状况，稳定、高效率地运转。
另外，在上述出渣状况下，根据渣流的宽度和速度演算的炉渣的流出量，在所检测的熔融炉渣的温度为合适温度时，通过灰的供给量的控制来调节，熔融炉渣的温度及流出速度可用燃烧器所产生的加热量的控制来适当且迅速地进行调节。
此外，上述富氧燃烧器的加热量的控制，可借助于供给燃烧器的燃料和燃烧空气量以及添加到燃烧空气中的氧量，分别适当进行调节。因此，使降低气体量和随之使燃烧气体迅速高温化成为可能，并且使减少排废气量和使火焰迅速高温化成为可能，可适应于高负载且高效率情况下的燃烧运转。
上述富氧燃烧器最好做成可以分别独立地调整燃料供给量、燃烧空气量及氧添加量的结构。
根据本发明用红外线CCD摄像机等监视从炉渣出渣口出渣的熔融炉渣的出渣状况，根据出渣的熔融炉渣的流动宽度、颜色等检测出熔融炉渣的温度、流量及流出速度，根据该检测值调整上述灰供给量或上述富氧燃烧器所产生的加热量的任意一方或两方，当所检测的熔融炉渣的温度为合适温度时，上述炉渣的流出量通过灰的供给量来调节，熔融炉渣的温度及流出速度由燃烧器所产生的加热量适当地调节。
另外，后者的燃烧器的加热量，根据供给燃烧器的燃料及燃烧空气量和添加到燃烧空气中的氧量分别适当地调节。
因此，与现有的增加空气燃烧器的燃料及燃烧空气量的处理方法相比较，通过使氧添加量增量，可降低气体量，使燃烧气体高温化，故可降低排废气量，使火焰高温化成为可能，而且能适应负载的变动，能稳定且高效率地运转。
本发明第三至第五种技术方案的记载，是以提供一种使熔融炉渣向炉渣排出口流动的渣流具有高流动性，从而提高熔融炉渣的排出速度的灰熔融炉为目的的。在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融炉渣的排出口，从上述灰供给口供给的灰一边沿着倾斜的炉底向上述排出口一侧移动，一边由燃烧器加热熔融，同时，熔融后的熔融灰作为熔融炉渣从上述炉底另一端侧所形成的堰的炉渣出渣口向上述排出口出渣，另外，在上述堰上设置有赋予炉渣流动性的带导向面的炉渣出渣口。
另外，上述堰上赋予炉渣流动性的导向面，具体地说，将其平面形状做成使朝向上述炉渣出渣口的熔融炉渣的流入宽度逐渐变窄的直线或曲线状面。另外，上述熔融炉渣出渣口设置在上述堰的中央部，并且在与上述炉底末端流动方向垂直的面内，做成向炉渣出渣口降低的凹状，或者最好是做成向炉渣出渣口逐渐降低的凹状。
根据本发明第三至第五种技术方案的记载，在贮留上述熔融炉渣的炉渣池的堰侧壁上，设置有使流向炉渣出渣口的熔融炉渣顺利地流动的导向面，因此，由上述燃烧器加热熔融的熔融灰不会在作为炉渣池出口的炉渣出渣口形成滞留部，不会淤积，而是不断地移动，在炉渣出渣口可有效地集中上述熔融灰，使熔融炉渣顺利地排出。
特别是，由于上述导向面的形状做成使朝向上述炉渣出渣口的熔融炉渣的流入宽度逐渐变窄的面，故炉渣池的形状做成朝向炉渣出渣口的漏斗状，这样便消除了堰一侧的两个方形拐角，排除了淤积的原因。而且，减小了碰壁方向的流速，降低了侵蚀。
另外，根据本发明，由于炉渣出渣口设置在堰的中央部，所以由设置在其上游侧炉底轴线上中央位置的燃烧器加热熔融的、形成炉底中央轴线流中心的熔融灰的流动是平滑的流动。
由于上述炉底末端的中央部做成逐渐减低的凹状，因此，熔融灰向上述炉渣出渣口的流动，即使在离开上述出渣口的位置也很容易带有方向性且容易集中。
再者，也可将上述炉渣出渣口的切槽形状做成船底形状，熔融炉渣在上述出渣口也可顺利地运动。
根据本发明第六至第八种技术方案的记载，在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融炉渣的排出口，从上述灰供给口供给的灰，通过灰推进器装置一边沿着倾斜的炉底向上述排出口一侧推出使其移动，一边通过燃烧器加热熔融，另外，上述灰推进器装置的推进器前端做成推进器前端两侧部与中央部位不同的形状，以便使向炉子中央部的供灰量增多。
这种形状，例如可将上述灰推进器的前端做成使中央部的背高变高或使中央部为平面状、使其两侧部向后方退却的形状，也可将上述灰推进器的前端做成由中央部相对两侧部凹一些的凹面形状构成的推压面，该推压面做成指向中央一侧的形状。
根据这种发明，灰推进器前端的结构为，保持现有的矩形断面的、改变在宽度方向的挤压量一定的推进器前端推压部的形状，使得向炉子中央部的挤压量增多的，由于是这种结构，故向炉子中央部的灰供给量增多，而向两侧的灰供给量可抑制到最小。
另外，也可将上述灰推进器前端做成中央部的背高变高或使中央部为平面状、其两侧部向后方倾斜地以深角度后退的形状，由此构成了后掠翼形状，这样，除了包含中央部位的燃烧器火焰辐射区域的加热区域外，两侧部位的灰供给从前进的推进器两侧残留下来，随着推进器的前进，将中央突出部位的灰推向前方，而两侧后掠翼部分的灰残留在后面，结果，可以只向炉中央部位供给灰。
再者，借助于使推进器前端两侧突出的、靠近该突出部的中央位置为凹状的切槽部形成凹状推压面，使该推压面推压灰的推压方向指向燃烧器火焰辐射区域中心轴线，由此，向炉中央部的灰供给会变厚，可将两侧的灰供给量抑制到最小。
第九至第十一种技术方案所记载的发明，提供了一种使变动小、稳定的熔融灰的出渣成为可能的灰熔融炉，在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融灰的排出口，从上述灰供给口供给的灰一边沿着倾斜降低状的炉底向上述排出口一侧移动，一边由燃烧器加热熔融，另外，在灰供给口内设置有从上述灰供给口沿炉底方向连续送出上述灰的螺旋送料器之类的连续送灰装置。
在这种情况下，在沿着上述倾斜炉底的倾斜方向入口侧延长的位置上和上述炉底入口侧上方的灰供给口内的位置上可以分别设有上述螺旋送料器等连续送灰装置。另外，也可沿着上述灰供给口的侧壁设有可升降的堰板，通过这种组合，借助于该堰板可调整与炉底对峙的灰供给端的截出高度。
根据这种结构，因从灰供给口供给炉底的灰，由送灰装置沿炉底连续地供给，故在炉底倾斜面上形成的灰供给层形成稳定的灰移动层，灰表面所接受的来自燃烧器的辐射热量处于恒定的状态，熔融灰的出渣可稳定地进行，同时，由于上述送灰装置由螺旋送料器构成，所以，可以实现连续地供灰及供给量可变的运转，也能适应所使用的灰种类等的负载变动。
此外，由于在沿着上述倾斜炉底的倾斜方向入口侧延长位置和上述炉底入口侧上方的灰供给口内的位置分别设置有上述螺旋送料器，因此，可根据熔融状况的变化适当地、高精度地控制灰的供给。
而且，由于在炉底宽度方向上分别设置有数个螺旋送料器，因此，可适当地改变炉子宽度方向的灰供给量，根据燃烧器安装位置对灰熔融状况进行处理。
再者，通过将供给口的螺旋送料器与堰板组合在一起，在形成稳定的灰供给层的基础上，首次使通过该堰板控制静止角成为可能，即使熔融性质不同的灰，也能稳定地进行熔融灰的出渣。
第十二至第十七种技术方案所记载的发明，是关于同时加热熔融上述焚烧灰的主灰和飞灰的混合熔融情况下的灰熔融炉，把灰从炉本体的一端侧供到倾斜的炉底上，使灰一边向另一端侧移动，一边由燃烧器加热而熔融，将该熔融灰从另一端侧排出，在这种灰熔融方法中，将从上述炉本体一端侧供给的灰成层状地供给，使主灰(粗粒灰)为上层，使飞灰(细粒灰)处于主灰的下层，并且一边使该层状灰向另一端侧移动，一边由燃烧器加热熔融。而作为有效实施本发明的装置，在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融灰的排出口，从上述灰供给口供给的灰一边沿着倾斜降低状的炉底向上述排出口一侧移动，一边由燃烧器加热熔融。在该灰熔融炉中，在上述炉本体的倾斜方向上游侧位置上的上述一端侧设置至少两个灰供给口，从其中一个供给口向炉底供给主灰(粗粒灰)，从另一供给口向炉底供给飞灰(细粒灰)，同时对主灰供给口与飞灰供给口的位置进行设定，使该炉底上的主灰为上层，飞灰为下层，供给成层状。
在这种情况下，也可这样配置，即在位于炉底倾斜方向上游侧的炉本体一端侧设置上述数个灰供给口，同时，将该供给部的主灰供给口和飞灰供给口沿前后配置着，使主灰供给口处于炉底下游侧，飞灰供给口处于炉底上游侧。另外，还可将上述主灰供给口设置在炉本体一端侧的炉底上方位置，将一方的上述飞灰供给口设置在沿上述倾斜炉底的倾斜方向入口侧延长的位置上，使该主灰供给口与一方的飞灰供给口位于上下方向的位置。
此外，也可在上述数个灰供给口的至少上述飞灰供给口侧设置从该飞灰供给口沿炉底方向连续送出上述飞灰的螺旋送料器之类的强制送灰装置。
进一步，沿着上述灰供给口的侧壁设置有可升降的堰板，利用该堰板可调整与炉底对峙的灰供给端的截出高度。
根据这种结构，由于分别设置有主灰与飞灰的供给口，由飞灰形成下层灰供给层，主灰形成位于飞灰上层的灰供给层，形成把飞灰保持在下层、把主灰保持在上层的上下两层的灰供给层，因此，由细粒组成的飞灰不直接暴露在燃烧器的燃烧气体中与之接触，可避免大部分飞灰随废气一起排放到炉外的现象。另外，飞灰的熔融借助于来自主灰的传导热及熔融灰的接触传热而顺利地进行。
再者，由于主灰供给口配置在前侧，其后方设置有位置错开的飞灰供给口，因而，在炉底上形成灰供给层时，主灰供给到飞灰上，在炉底上由飞灰形成下层一侧的层流，在其上面由主灰形成上层一侧的层流，能确实地形成主灰与飞灰的区分清楚的上下两层的灰供给层。
进一步，由于沿着上下方向，将主灰供给口设置在炉底入口侧上方，并且将飞灰供给口设置在上述炉底倾斜方向的大致延长线方向上，形成飞灰供给口的供给通路，该通路沿炉底直线状地延伸设置着，因此，消除了阻碍细粒流动的曲折部分，可平滑地形成层流，并可形成沿炉底无起伏的飞灰供给层，同时对于由粗粒组成的主灰来说，由于沿上下方向设置供给口，因此，在上述炉底上所形成的稳定的飞灰供给层的上面进一步形成主灰的上层流，从而，可形成主灰与飞灰的区分明确的处于稳定状态的上下两层的供给层。
在这种情况下，主灰的供给通路虽然在与飞灰供给层的汇合处不得已而曲折，但是，由于主灰的组成是粗粒的，因而，在上述曲折部，灰的流动不会受到阻碍。
另外，以细粒为基因的飞灰供给层的光滑性稍欠缺一些，但对于灰的流动来说，通过在飞灰供给口一侧设置螺旋送料器等强制送灰装置，借助于其外力可消除这种欠缺，从而形成了稳定的飞灰供给层。于是，可以稳定地形成与该飞灰上面所形成的主灰供给层的形成一起合成的上下两层灰供给层，同时，可调整上下两层的灰供给层下层侧的飞灰供给层的供给量，适当地设定主灰与飞灰的比率，进行适量的供给，从而，借助于上层侧的主灰的熔融热，可确保所供给的飞灰熔融。
更进一步，由于在上述主灰供给口设置了决定灰供给量的调整截出高度的可升降的堰板，因此符合依据主灰种类而产生的静止角，可将主灰供给层的前端设定在排出口的适当前方位置上，使稳定的主灰与飞灰的熔融炉渣的生成成为可能。
附图的简要说明如下图1是表示本发明一实施例涉及的灰熔融炉燃烧控制系统的简要构成的方框构成图。
图2是图1的II-II剖线图，是表示炉渣出渣口的熔融炉渣出渣状态的主要部分简图。
图3是表示图1燃烧控制系统的控制顺序的系统图。
图4是表示从上方观察本发明另一实施例的灰熔融炉炉底下游侧的炉渣池的简要平面图的各个实施例，其中图4(A)是三角形炉渣池的示意图，图4(B)是抛物形炉渣池的示意图，图4(C)是漏斗状炉渣池的示意图。
图5是图1的II-II剖线图，是对应于图4的主要部分的简图。
图6是图5的Z-Z截面图，换言之，是炉渣池的纵断面图。
图7是表示本发明一实施例的推进器结构之推压部的形状及灰供给层移动状态的模式图。
图8是表示本发明另一实施例涉及的推进器结构之推压部形状及灰供给层移动状况的模式图。
图9(A)是表示本发明另一实施例的涉及推进器结构之推压部形状及灰供给层移动状况的模式图，图9(B)是图9(A)的变形例。
图10是表示图8另一实施例的模式图，其中，图10(A)是凹状推压面做成半圆状的示意图，图10(B)是表示做成抛物形的推压部的示意图。
图11是表示安装有螺旋送料器的本发明实施例涉及的灰熔融炉简要构成的模式图。
图12是表示安装有多个螺旋送料器的本发明另一实施例涉及的灰熔融炉简要构成的模式图。
图13是表示安装有螺旋送料器及堰板的本发明实施例涉及的灰熔融炉简要构成的模式图。
图14是表示安装有多个螺旋送料器及堰板的本发明实施例涉及的灰熔融炉简要构成的模式图。
图15是表示主灰与飞灰混合且熔融用的灰熔融炉简要构成的本发明实施例的模式图。
图16是表示在主灰供给部设置堰板的图15另一实施例的灰熔融炉简要构成的模式图。
图17是表示在主灰供给部和飞灰供给部上分别设置螺旋送料器的另一实施例的灰熔融炉简要构成的模式图。
图18是表示在主灰供给部上设置堰板的图17的另一实施例的灰熔融炉简要构成的模式图。
图19是表示现有的灰熔融炉的简要构成的模式图。
图20是表示在供给部设置堰板的另一现有例子的灰熔融炉的简要构成的断面模式图。
图21是表示在炉渣池及其出口侧设置堰的现有灰熔融炉的炉渣出渣口附近简要构成的平面模式图。
图22(A)是表示推进器推压部形状的炉底的简要平面图，图22(B)是表示图22(A)中B-B剖线的断面图。
以下，根据附图以示例的方式详细地说明本发明的实施例。但是，记载在这些实施例中的构成部件的尺寸、材料、形状及其相对配置等只要没有特定的记载，则不意味着本发明的范围只限定在该范围之内。这里，只不过是列举了一些说明例而已。
图1是表示本发明一实施例涉及的灰熔融炉燃烧控制系统的简要构成的方框构成图。
本图中的灰熔融炉在炉本体的一侧设有灰供给部53，在其下部设置有灰供给口54。灰50从上述灰供给口54供给到设置在其下部的炉底55上，然后，在作为灰供给装置的推进器58的作用下，沿倾斜炉底55形成灰供给层59，并向炉底55的末端移动，同时，由在炉本体上部的炉顶56中央轴线上设置的富氧燃烧器10加热并熔融上述灰供给层59表面的灰，得到熔融灰25，熔融炉渣25a从设置在炉底55末端上的炉渣出渣口20排向排出口57，这一点与上述现有技术相同。
本实施例设置有燃烧控制装置14，该燃烧控制装置14利用设在炉本体另一端侧的端面上的红外线CCD摄像机15等可测定温度分布的工业用CCD摄像机15，监视从上述炉渣出渣口20落下的熔融炉渣25a的出渣状况并摄像，根据该状况，对灰供给量及燃烧器加热量两方面进行控制。
另一方面，上述富氧燃烧器10从燃料供给源即油箱11a通过流量指示控制阀FIC-11接受燃料供给，同时还接受富氧空气的供给。富氧空气中的氧浓度可控制到目的使用浓度(25～40％)，该富氧空气是向经过流量指示控制阀FIC-12从高压空气供给源(鼓风机)12a所供给的高压空气中，添加从氧供给源(制氧装置PSA或氧气瓶等)13a通过流量指示控制阀FIC-13所供给的氧并进行控制而得到的。
上述流量指示控制阀FIC-11、FIC-12、FIC-13是分别根据上述燃烧控制装置14发出的控制信号单独进行远距离操作的。
为了进行上述灰供给量的控制，设置有灰供给量控制部19，对推进器58的工作间距(往复间距)进行控制。
上述推进器58也可以使用后述实施例所描述的螺旋送料器，在这种情况下，灰供给量控制部19控制送料器的转速。
上述燃烧控制装置14由红外线CCD摄像机15、图像处理部16、演算部17及控制部18构成。其中，图像处理部16对由该CCD摄像机15所得到的图像进行使用加工、脱除、合成、对照等处理；演算部17根据该处理部16所得到的数据进行后述的使用演算；控制部18根据该演算结果对上述流量指示控制阀FIC-11、FIC-12、FIC-13及灰供给量控制部19输出目的操作控制信号。根据来自控制部18的操作控制指令，分别使上述流量指示控制阀FIC-11、FIC-12、FIC-13及灰供给量控制部19动作。
借助于上述红外线摄像机等可检测温度分布的工业用CCD摄像机15，设定离开出口一段规定距离的位置的宽度y相对于从图2所示的堰23上所设置的炉渣出渣口20落下的熔融炉渣25a的出口宽度Y的基准值，并算出相关的数据，同时对色信号产生的熔融炉渣的温度进行检测。
下面，根据图3说明该实施例的控制顺序。
如图3的(1)所示，根据红外线CCD摄像机15求出熔融炉渣25a的温度，将该值与设定值(标准值)相比较，当检测到该值变化到一定值以上时，调节氧添加量或燃料，使炉渣温度返回到设定值。
另外，如该图3的(2)所示，用积分处理求出熔融炉渣25a的面积，检测随着时间的推移流出炉渣的量，并将该流出炉渣的量与设定值面积相比较，当上述炉渣温度无变化时，调节灰供给量。当炉渣温度有变化时，进行上述图3(1)的控制，调节炉内温度及炉渣温度。这样，使炉渣流出量返回到给定值。
进一步，如该图3的(3)所示，预先设定扫描时间t，检测渣流的变位L，由此求出炉渣流出速度，将该流出速度与设定值进行比较，当检测到该流出速度变化到一定值以上时，通过上述图3(1)、图3(2)调节富氧量、燃料或灰供给量，借此使炉渣流出速度返回到设定值。
通过上述控制，熔融炉渣25a可对应于负载的变动(灰质的变化)稳定地出渣。
另外，与现有技术的空气燃烧器相比较，通过在燃烧器10中使用由上述添加氧所得到的合适浓度的富氧空气，可使燃烧温度升到高温，达到稳定排出熔融炉渣25a的目的。
与利用现有技术的空气燃烧器调整加热量的情况相比较，由于本发明是通过添加氧而进行的，故所用空气量少，投入炉内的氧量也少，从而抑制了热NOx的生成，降低了排废气量，可以削减废气处理的设备费用及运转费用。
因此，根据本实施例，当检测出的熔融炉渣的温度为合适的温度时，上述炉渣的流出量可通过灰的供给量调节，熔融炉渣的温度及流出速度可用燃烧器的加热量适当地调节。
另外，通过供给燃烧器的燃料、燃烧空气的量及添加到燃烧空气中的氧量，可以使分别适当地调整作为后者的燃烧器的加热量。与现有技术的增加空气燃烧器的燃料量及燃烧空气的量处理方法相比较，通过增加添加氧的量(减少添加氮的量)，可以相应降低气体量，使燃烧气体温度升高，从而可减少废气量，使火焰温升高。而且，能迅速适应负载的变动，进行稳定、高效的运转。
通过适当地调整富氧燃烧器的氧添加量，可以减少向炉内投入的氮，进而抑制热NOx的生成。
随着废气量的削减，可以减少预热器、除尘器以及抑制NOx所需要的废气处理等设备，节约设备空间，使设备小型化。
另外，在本实施例中，根据单位时间内渣流的面积计算出的炉渣流出量，在所检测的熔融炉渣的温度为合适温度时，用灰的供给量的控制来调节，熔融炉渣的温度及流出速度可用燃烧器所产生的加热量的控制来适当地调节。
上述富氧燃烧器的加热量的控制，可借助于供给燃烧器的燃料量和高压燃烧用空气量以及添加到燃烧用空气中的氧量，分别适当地调节。因此，使降低气体量和使燃烧气体迅速高温化成为可能，并且使减少废气量和使火焰温度迅速升高成为可能，可高效率地进行燃烧运转。
图1示出了本发明灰熔融炉的简要构成。本发明的灰熔融炉的结构是，在炉本体的一端侧设有灰供给部53，在其下部设有灰供给口54。灰50从上述灰供给口54供给设置在其下部的炉底55上，并沿着倾斜炉底55形成灰供给层59，同时向炉底55的末端移动，而且，由设置在炉本体上部的炉顶56的中央轴芯上的富氧燃烧器10对上述灰供给层59表面的灰进行加热熔融。熔融后的熔融灰25作为熔融炉渣，贮留到由设置在炉底55末端上的堰23形成的炉渣池65中，同时，所贮留的熔融炉渣25a从上述堰23中央所设置的炉渣出渣口20排到出口57的下部。
图4至图6示出了本发明另一实施例的灰熔融炉的炉底形状，特别是使向炉底熔融炉渣的炉渣排出口流动的渣流保持有高的流动性，以期提高熔融炉渣的排出速度。
即是说，上述炉渣池65如图4(A)、(B)、(C)所示，设置在炉底55的末端，朝向堰23的中央轴线Y-Y上所设置的炉渣出渣口20的方向做成大致的漏斗状，并且由例如三角形炉渣池65a、抛物形炉渣池65b或漏斗状炉渣池65c构成，在堰23的侧壁上还设置有直线状导向面66a、曲线状导向面66b或漏斗状导向面66c，朝向熔融炉渣的炉渣出渣口20流入的流入宽度因上述导向面66a/66b/66c而逐渐变窄，使熔融炉渣的流动自然地朝炉渣出渣口20收敛。
另外，在图5及图6中更详细地表示了上述炉渣池65的结构，与炉渣池65的流动方向垂直的断面内的炉渣池65的底面形状如图5所示，做成在炉渣池65的中央轴线Z-Z处形成最深凹部的船底形凹部形状，而且相对于炉底55的长度(流动)方向来说，炉渣池65是由沿图5的中央轴线Z-Z从上游侧向下游侧逐渐降低的船底倾斜型炉底24(用角线表示)构成。借助于该船底倾斜型炉底24，使熔融炉渣25a的渣流朝炉渣出渣口20的中央轴线Z-Z收敛。
上述炉渣出渣口20的切槽形状也可以做成船底(扁平倒V形)形状，使通过熔融炉渣出渣口的运动可顺利地进行。
根据该实施例，由上述燃烧器加热熔融的熔融灰向炉渣池出口即炉渣出渣口的移动不会形成滞留部，不会淤积。上述熔融灰在炉渣出渣口可有效地收敛。能使熔融炉渣顺利地排出，提高了熔融炉渣的流出速度，减少了熔融炉渣与底面的接触面积，缩小了表面积，从而使热损失减少。
另外，由于炉渣池的形状朝向炉渣出渣口做成漏斗状，因而消除了堰一侧的两个方形拐角，排除了淤积的因素，同时使熔融炉渣的流股顺利地朝向炉渣出渣口收敛。由于进一步减小了朝向壁流动的流速，故减轻了对堰部耐火材料的侵蚀程度。
再者，由于炉渣出渣口设置在堰中央部，所以可通过设在炉本体的中央轴线上的燃烧器对灰进行加热熔融，使在炉底中央轴线上形成流股中心的熔融灰的流股具有很光滑的流动性。
还有，上述炉底的末端沿着其中央轴线逐渐降低，形成凹状，故使熔融灰向上述炉渣出渣口的流动，即便从离开炉渣出渣口的位置也很容易带有方向性，且容易收敛。
图7至图10示出了上述灰推进器装置的推进器前端的改进形状。
图7及图8是表示推进器推压部的形状和由于该推进器的作用相对于包含燃烧器的火焰辐射区域在内的附近加热区域形成的灰供给状态之模式图。
如图7所示，第一实施例的该推进器前端的推压部58b的形状为，其基部宽度较炉底55的全宽窄、中央前端做成平面状、其两侧部向后方退，更具体地说，其前面做成在与流动方向垂直的面上切断成平面状的大致梯形，其两侧以深的后掠角形成圆弧倾斜线。因此，推压部58b的前端以箭头所示的适当循环间距沿前后方向往复运动，推压灰块向前移动，随着前进，该向前移动的灰块之前端部位片逐渐变窄、同时继续移动，形成移动的灰供给层59a，并朝向燃烧器10的火焰辐射区域35附近的加热区域35a移动。
于是，通过适当地设定前端部的宽度S和推压部58b的前端停止位置，可有效地供给上述火焰辐射区域35所需要的熔融灰，同时，降低并抑制向非加热区的供灰量。
图8是表示第二实施例的推进器之推压部形状和由该推压部形成的灰供给层移动状况的模式图。
如图8所示，该推进器的推压部58c由宽度接近炉底55全宽的部件形成，其中央设成凹弧状，形成凹状推压面58c1，该推压面58c1形成的推压力始终指向中心轴线，以此方式形成灰供给层59b。
因此，可向炉底中心线上的火焰辐射区域35的中心供灰。
另外，上述凹状推压面的形状可以做成图10(A)所示的半圆形凹部形状，还可以做成图10(B)所示的抛物形凹部形状。
推进器的中央部呈梯形朝前方突出，其左右两侧以下述方式做成后掠翼形状，即以深的角度后退呈倾斜状，除了包含中央部位的燃烧器火焰辐射区域在内的加热区域之外，使两侧部位的灰供给从前进的推进器两侧残留下来。由此，随着推进器的前进，会将中央突出部的灰推向前方，而两侧后掠翼部分的灰残留在后面，结果，可以只向炉中央部位供灰。
图9(A)是表示本发明第三实施例的推进器之推压部形状和该推压部形成的灰供给层的移动状况之模式图。
如该实施例所示，第三实施例所描述的推进器的推压部58d由宽度接近炉底55全宽的部件构成，并做成具有凸形断面形状的结构。借助于该中央凸部，可以供给比两侧的低丘陵都更多的灰，形成大致为凸形的灰供给层59c，能向接受大量加热热量的加热区域35a充分地供灰。
另外，上述凸形断面形状也可以做成这样的结构，即具有由图9(B)所示的使凸部的向上竖起的面倾斜的推压部58e形成的平缓的灰供给面。
因此，本实施例推进器前端的结构做成下述结构，即保持现有的矩形断面，宽度方向的推压量按一定的推进器前端推压部的形状变化，向炉子中央部推压的量较多，由于是这种结构，因此，向炉子中央部供给的灰量变厚，向两侧供给的灰量可抑制到最少。
另外，使推进器前器前端两侧突出，从该突出部到中央形成凹形切槽部，该凹形切槽部形成凹形推压面，通过该凹形推压面使灰的推压方向通过燃烧器火焰辐射区域中心的中心轴。由于是这种结构，因此，向炉子中央部供给的灰增厚，供给量增多，可将两侧的供灰量控制到最少。
图11至图14所示的实施例，提供了一种变动少、可稳定地进行熔融灰出渣的灰熔融炉，在上述灰熔融炉100中，如图11所示的炉底入口侧的送灰装置不是推进器，而是在炉底55的宽度方向上的至少两个以上的部位设有可连续输送的螺旋送料器71，并且输送方向设置成沿着炉底55的倾斜面的方向。
另外，上述螺旋送料器71也可以是转速可变地进行控制的结构，可根据灰的种类及设置位置，适当地可变地控制灰的供给量。
根据这种结构，灰供给层59形成了稳定的灰移动层，其表面所接受的燃烧器10的辐射热量也是稳定的，使熔融灰25的出渣稳定地进行。
图12是图11另一实施例的模式图，该实施例所示的灰熔融炉100，沿上述炉底55设有作为连续送灰装置的螺旋送料器71，同时，在上述灰供给部53中也设有作为连续送灰装置的螺旋送料器72。
即是说，沿上述炉底55并且沿着其入口侧的大致延长线的方向设有螺旋送料器71，同时，在位于炉底入口侧上方的上下方向的灰贮留部70内设有立式螺旋送料器72。螺旋送料器71、72分别沿炉底宽度方向及贮留部宽度方向并列设有数个，可向炉底顶部连续供给灰50及沿炉底55向排出口57方向连续输送所供给的上述灰50。
此外，上述螺旋送料器71、72为转速可变的结构，而且螺旋送料器72可采用螺旋带状送料器。
根据这种结构，灰从贮留部70自然地向下落到炉底顶部，消除了以往供灰时屡屡产生的架桥等现象，可向炉底入口顺利地进行灰的供给。另外，灰供给层59形成稳定的灰50的移动层，该移动层表面能从燃烧器10接受到稳定的辐射热量，使熔融炉渣25的出渣稳定地进行。
图13示出了在上述送灰装置上设有可沿炉底入口侧的大致延长线方向连续输送的送料器71，这一点与图11相同。另外，在上述灰供给口54上还设置有调整灰供给截出高度H的、可升降的堰板74。上述堰板74的最低下降位置不影响螺旋送料器71的运动。
根据这种结构，由于沿着炉底55设置有作为灰50的连续输送装置的螺旋送料器71，由此可形成稳定的灰供给层59，同时，还设有可调整灰供给口54的供给部53的隔墙高度H的堰板74，借助于这种组合结构，还可以控制上述堰板74的静止角γ，即使熔融不同性质的灰时，灰供给层59也能形成稳定的灰移动层，使熔融灰25的出渣可以稳定地进行。
图14是图13另一实施例的模式图，配置有沿着炉底55设置的螺旋送料器71和可调整灰供给口54的灰供给部53截出高度H的可升降的立式堰板74，同时，在灰供给部53上还设有立式螺旋送料器72。
上述结构除了具有图13所示结构的效果之外，还可以防止在灰贮留部70引起灰的架桥，可顺利地向炉底55供给灰50。
根据该实施例，从灰供给口供到炉底顶部的灰，由送灰装置沿炉底连续地供给，故在炉底倾斜面上形成的灰供给层不会起伏，而是稳定地移动，灰表面所接受的来自燃烧器的辐射热量处于恒定的不变状态，熔融灰的出渣可稳定地进行，同时，由于上述送灰装置由螺旋送料器构成，所以，可以连续地供灰，可实现灰的供给量可变的运转，能适应所使用的灰种类或状况等的负载变动。
此外，由于分别设有从灰供给口向炉底顶部进行灰的供给和从炉底顶部沿炉底进行灰的供给所需要的上述螺旋送料器，因此，可适当的改变炉宽度方向的灰供给量，特别是可根据燃烧器安装位置的宽度方向的加热差异增加或减少灰的供给量，对炉子宽度方向的灰熔融状况进行调整。
再者，由于沿炉底设有连续送灰装置，可形成稳定的灰供给层，同时，还附带地设置了可增加或减少灰供给口的供给部隔墙高度的堰板，因此，能控制前面提到的由堰板所引起的静止角，即使对性质不同的灰进行熔融，也能稳定地进行熔融灰的出渣。
图15至图18是分别表示主灰与飞灰混合熔融用的灰熔融炉的实施例的模式图。
如图15所示，本实施例的灰熔融炉100由主灰供给部531、飞灰供给部532、作为送灰装置的推进器58、熔融灰25的排出口57及燃烧器10构成。主灰供给部531包括设置在炉本体一端侧的倾斜降低状炉底55上部的主灰供给口531a。飞灰供给部532包括设置在主灰供给部531后部的飞灰供给口532a。推进器58设置在上述飞灰供给口532a的下部，并沿炉底55运动。排出口57设置在上述炉本体的另一端侧。燃烧器10设置在炉体上部的炉顶56上。
根据上述结构，飞灰502和主灰501分别单独地从前后方向设置的灰供给口供给。飞灰502通过自然落下而落到炉底55的入口处，落下的飞灰502由推进器58沿炉底55送出，形成飞灰供给层502a。在形成上述飞灰供给层502a的同时，主灰501从主灰供给口531a自然落下到飞灰供给层502a的上侧，随着飞灰供给层502a的流动，形成主灰供给层501a，从而使上下两层的灰供给层向炉底55另一端侧移动。
向炉底55另一端侧移动的灰供给层，在其移动的过程中，其表面的主灰供给层501a的主灰501在燃烧器10的火焰辐射热的作用下被加热熔融，下层的飞灰502不直接暴露在燃烧器10的火焰中，不会由燃烧气体引起向上飞扬，是通过来自主灰501的传导传热及与熔融灰25接触的接触传热而被加热熔融的。
主灰501及飞灰502同时被加热熔融成为熔融灰25，作为炉渣经过排出口57向下落到图中未示的下部水封输送器上，并排出到外部。
此外，在上述结构中，为了将主灰供给口531a附近的主灰供给层501a的表面由燃烧器10的火焰辐射热生成的烧结层捣碎，也可以设置图中未示的可上下移动的破碎机。
图16是图15另一实施例的模式图，示出了在图15所示的灰熔融炉的主灰供给口设有设定主灰静止角用以及设定主灰与飞灰的混合比用的堰板。
如该图16所示，本实施例的灰熔融炉100由主灰供给部531、飞灰供给部532、作为送灰装置的推进器58、熔融灰25的排出口57、燃烧器10以及可升降的堰板74构成。主灰供给部531包括设置在炉本体一端侧的倾斜降低状炉底55入口侧上方的主灰供给口531a。飞灰供给部532包括设置在主灰供给部531后部的飞灰供给口532a。推进器58设置在上述飞灰供给口532a的下部，并沿炉底55运动。排出口57设置在上述炉本体的另一端侧。燃烧器10设置在炉体上部的炉顶56上。堰板74用于调整设置在上述主灰供给口531a上的灰供给隔墙的高度H。
对于不同性质的灰来说，借助于该可升降的堰板74，通过堰板调整机构74a，使该堰板调整机构74a与推进器58联动，便可调节隔墙的高度H，由此可调整该主灰501的主灰供给层501a与该飞灰502的飞灰供给层502a的供给量比率，同时可使主灰供给层501a的前端处于上述排出口57的适当的正前方位置，能生成稳定的熔融灰25，并使该熔融灰25的出渣稳定地进行。
在该实施例的情况下，借助于堰板74的适当调整，可将主灰501的供给隔墙高度H设定成适当值，根据静止角的变动，使主灰供给层501a的形成处于最佳的加热熔融状态，以期达到使主灰501与飞灰502的供给量比率合适的目的，在主灰与飞灰的混合熔融中，能够实现灰的稳定熔融和稳定的出渣。
图17是在主灰供给部与飞灰供给部设置螺旋送料器的另一实施例。
如图17所示，由设置在上述主灰供给部531内的沿主灰供给方向设置成直立状的、速度可变的螺旋送料器72、以及在飞灰供给部535内的沿着炉底55入口侧倾斜面设置在其大致延长线方向上的、速度可变的螺旋送料器71构成。
根据上述结构，主灰501与飞灰502分别从单独设置的主灰供给部531和飞灰供给部535经过各个螺旋送料器72、71供给炉内。飞灰502通过螺旋送料器71沿炉底55送出，形成飞灰供给层502a。在形成该飞灰供给层502a的同时，其上侧的主灰501从主灰供给部531通过螺旋送料器72随飞灰供给层502a一起流动，形成主灰供给层501a。在炉底55上形成上下两层灰供给层，在维持这种状态的情况下，使上下两层灰供给层移动到炉底55的另一端侧。
如上文所述，移动到炉底55的另一端侧的灰供给层，在这种移动过程中，其表面的主灰供给层501a的主灰501被燃烧器10的火焰辐射热加热熔融，下层的飞灰502不直接暴露在燃烧器10的火焰中，不会由燃烧气体引起向上飞扬，是通过主灰501的传导传热及与熔融灰25接触的接触传热作用而被加热熔融的。这一点与上述实施例相同。
在该实施例的情况下，借助于分别设置在主灰供给部531内及飞灰供给部535内的速度可变的螺旋送料器72、71，通过对转速进行控制，可连续地供灰，能形成稳定的灰供给层，使灰熔融处于稳定状态，并使熔融灰的出渣稳定地进行。而且易于调整主灰及飞灰的供给量。
图18是表示本发明第四实施例简略构成的模式图，示出了在主灰供给部和飞灰供给部上设有螺旋送料器的图3的灰熔融炉中，配置设定静止角用以及设定主灰与飞灰的混合比用的堰板的结构。
如该图所示，上述结构由以直立状设置在上述主灰供给部531内的速度可变的螺旋送料器72、在上述飞灰供给部535内沿炉底55的倾斜面设置的速度可变的螺旋送料器71、以及设置在上述主灰供给口531a上的调整灰供给隔墙高度H用的可升降的堰板74构成。
根据上述构成，在炉底55上形成将飞灰502保持在下层、将主灰501保持在上层的上下两层的灰供给层，在维持这种状态的情况下，使两层灰供给层保持原样地移动到炉底55的另一端侧，这种状况与图3相同，其详细说明省略。但是，在本图的情况下，根据主灰501的不同性质，使上述堰板74通过堰板调整机构74a与螺旋送料器72、71联动，可适当地调整隔墙的高度H。由此，在调整主灰501与飞灰502的供给量比率的同时，可使主灰供给层501a的末端在排出口57正前方的适当位置停止，使稳定的灰熔融与熔融灰25的出渣成为可能。而且，借助于分别设在主灰供给部531内及飞灰供给部535内的速度可变的螺旋送料器72、71以及设在主灰供给口531a上的堰板74的隔墙高度H的调整，可以很容易地控制主灰501及飞灰502的供给量，还可调整作为灰供给角度的静止角，能适应于灰的性质。
根据本实施例，由飞灰形成下层灰供给层，其上层由主灰形成灰供给层，并形成将飞灰保持在下层、将主灰保持在上层的上下两层的灰供给层，同时可容易地调整两者的供给比率，因此，细粒的飞灰不直接暴露在燃烧器的燃烧气体中与之接触，可避免大部分飞灰随废气一起排放到炉外的现象。
另外，飞灰的熔融借助于主灰的传导传热及熔融灰的接触传热而顺利地进行。
再者，由于主灰供给口配置在前侧，其后方设置飞灰供给口，因而，主灰供给到飞灰上，能确实形成将主灰与飞灰区分清楚的上下两层灰供给层。
进一步，由于主灰供给口沿着炉底入口侧上方的上下方向延伸设置，飞灰供给口设置在上述炉底入口侧倾斜面的大致延长线上，因而，飞灰层流的形成没有阻碍细粒流股的曲折部分，形成由光滑的层流构成的无起伏的飞灰供给层。
另一方面，由于由粗粒组成的主灰沿上下方向分布着，因而在上述炉底上形成的起伏少的飞灰供给层的上层形成上层流，并且形成主灰与飞灰的区分明确的良好的上下两层的供给层。
此外，由于至少在飞灰供给口一侧设置作为强制送灰装置的螺旋送料器，因此可调整上下两层的飞灰供给层的供给量，可适当地设定主灰与飞灰的比率，使供给适量，以使能确实地对包括飞灰在内的主灰进行熔融。
由于在上述主灰供给口设置了决定灰供给量的可升降的堰板，该堰板用于调整灰的截出高度，因此能容易地调整主灰与飞灰的混合比率，符合依据主灰的种类而异的静止角，可将主灰供给层的前端设定在排出口的适当前方位置，可稳定地生成主灰和飞灰的熔融灰。
如上文所述，根据本发明第一及第二种技术方案的记载，可提供适应于负载变动且能高效率稳定运转的灰熔融炉，特别是能根据熔融炉渣的出渣状况控制灰供给量和燃烧器所产生的加热量。
根据本发明第三及第五种技术方案的记载，可提供具有能提高熔融炉渣的排出流动性的高效率出渣部的灰熔融炉，特别是能让贮留在上述炉渣池中的熔融灰组成的熔融炉渣向炉渣排出口流动的流股保持高的流动性，以期提高熔融炉渣的排出速度。
根据本发明第六及第八种技术方案的记载，通过对使灰沿炉底形成灰供给层并同时朝排出口送出的推进器的推压部形状进行改进，使由该推进器送出的灰可供到包含燃烧器火焰辐射区域在内的附近加热区域，尽量降低并抑制了将灰供给到该附近加热区域以外的地方。
根据本发明第九至第十一种技术方案的记载，采用了将灰从上述灰供给口向炉底排出口连续稳定地供给的结构，因此，使变动少、稳定的熔融灰的出渣成为可能。
根据本发明第十二至第十七种技术方案的记载，在把上述焚烧灰的主灰和飞灰同时加热熔融的混合熔融时的灰熔融炉中，在炉内加热熔融时可防止飞灰散失，把飞灰和主灰一起有效地加热熔融。
权利要求
1.一种灰熔融炉，在炉本体一端侧设有灰供给口，另一端侧形成熔融灰的排出口，从上述灰供给口供给的灰一边沿着倾斜降低状的炉底向上述排出口一侧移动，一边由燃烧器加热熔融，其特征在于，在上述炉本体的倾斜方向上游侧位置的上述一端侧设置至少两个灰供给口，从其中一个供给口向炉底供给作为主灰的粗粒灰，从另一供给口向炉底供给作为飞灰的细粒灰，同时对主灰供给口和飞灰供给口的位置进行设定，使该炉底上的主灰为上层，飞灰为下层，供给呈层状。
2.根据权利要求1所记载的灰熔融炉，其特征在于，位于炉底倾斜方向上游侧的炉本体一端侧设有上述数个灰供给口，同时，将该供给部的主灰供给口与飞灰供给口前后配置，使主灰供给口处于炉底下游侧，飞灰供给口处于炉底上游侧。
3.根据权利要求1所记载的灰熔融炉，其特征在于，将上述主灰供给口设置在炉本体一端侧的炉底上方位置，将一方的上述飞灰供给口设置在沿上述倾斜炉底的倾斜方向入口侧延长的位置上，使该主灰供给口与一方的飞灰供给口位于上下方向的位置。
4.根据权利要求1所记载的灰熔融炉，其特征在于，在上述数个灰供给口的至少上述飞灰供给口一侧设置从该飞灰供给口沿炉底方向连续送出上述飞灰的螺旋送料器的强制送灰装置。
5.根据权利要求1所记载的灰熔融炉，其特征在于，沿着上述灰供给口的侧壁设有可升降的堰板，通过该堰板可调整与炉底对峙的灰供给端的截出高度。
6.一种灰熔融方法，把灰从炉本体的一端侧供到倾斜的炉底上，使灰一边向另一端侧移动，一边由燃烧器加热而熔融，将该熔融灰从另一端侧排出，其特征在于，使从上述炉本体一端侧供给的灰形成层状，使作为主灰的粗粒灰为上层，作为飞灰的细粒灰处于主灰的下层，并且一边使该层状灰向另一端侧移动，一边由燃烧器加热熔融。
全文摘要
一种灰熔融炉及其灰熔融方法，为了提供适应负载变动的、可高效率且稳定运转的灰熔融炉，在对焚烧灰的主灰及飞灰同时加热熔融的混合熔融时的灰熔融炉中，使从上述炉本体一端侧供给的主灰(粗粒灰)处于上层，使飞灰(细粒灰)处于主灰的下层，且呈层状地供灰，该层状灰一边向另一端移动一边由燃烧器加热熔融。另外，在上述燃烧器使用富氧燃烧器时，可适当地控制该燃烧器中相对于空气的氧添加量(包括改变浓度)，并根据上述富氧燃烧器的燃烧对灰的加热熔融状态，改变燃料的供给量以及上述富氧浓度，使适当地控制所需要的灰供给量成为可能。
文档编号F27D19/00GK1614311SQ200410095368
公开日2005年5月11日 申请日期1999年3月25日 优先权日1998年3月27日
发明者橘田岳洋, 田熊昌夫, 本多裕姬, 石川出, 野间彰, 小濑公利, 佐藤铁雄, 柴田健一 申请人:三菱重工业株式会社