熔融炉及熔融炉的运转方法与流程

本发明涉及一种熔融炉及熔融炉的运转方法。

背景技术：

1、将下水污泥、家畜粪尿、生活垃圾的甲烷发酵残留等有机性污泥、塑料、纸、rpf、含有塑料和金属的再循环残留等可燃物、焚烧灰、污染土壤、废玻璃、废陶器、石棉等不燃物等各种各样的废弃物作为处理对象物在熔融炉中进行熔融处理。

2、例如，利用表面熔融炉对各种各样的废弃物进行熔融处理，该熔融炉具备形成有出渣口的炉室和朝向炉室供给处理对象物的处理对象物供给机构，并且构成为由处理对象物供给机构向炉室供给的被处理物从表面熔融并向出渣口流下。

3、在这样的熔融炉中，为了使处理对象物所含有的重金属类挥发并从炉渣去除，将炉内调节为还原性气氛。

4、另外，专利文献1提出了在熔融处理时抑制处理对象物所含有的磷的挥发的表面熔融炉。该表面熔融炉构成为具备：设置有燃烧器和空气供给机构且形成有出渣口的炉室、从与所述炉室连通地设置的被处理物收容部向所述炉室供给被处理物的被处理物供给机构，被处理物含有磷和可燃物，表面熔融炉具备在所述炉室与所述被处理物收容部连通的附近，朝向所述炉室内的被处理物的表面供给空气的缘部空气供给机构。

5、根据该表面熔融炉，通过可燃物的热分解，残留于被处理物的表面附近的固定碳成分通过从缘部空气供给机构朝向处理物的表面供给的空气而燃烧，进一步通过剩余的氧气抑制磷化合物、磷氧化物的还原反应，从而抑制磷的挥发。

6、专利文献2提出了在对下水污泥这样的含磷物质进行熔融处理时，抑制含磷物质所含有的磷成分向废气挥发，将该磷成分捕捉至炉渣中的含磷物质的熔融处理方法。该熔融处理方法包括：对磷含有干燥物质换算量0.04wt％以上的含磷物质调节含水量的预处理步骤；将在上述预处理步骤中被调节了水分的含磷物质投入熔融炉并进行熔融的熔融步骤；以及将在上述熔融步骤中熔融生成的炉渣冷却并固化的冷却步骤。

7、并且，该熔融处理方法通过在上述预处理步骤或其前后执行向含磷物质中添加二价或三价铁化合物的铁化合物添加步骤，在上述熔融步骤中，防止含磷物质所含有的磷成分的挥发，并且一边抑制磷成分向含有磷化铁的金属磷化合物的转移一边将其捕捉至炉渣。

8、当将这样的二价或三价的铁化合物与含磷物质的混合物投入熔融炉时，发现通过被投入的氧化亚铁(feo)或在熔融过程中由二价或三价的铁化合物生成的氧化亚铁(feo)产生熔点下降作用，例如在约1300℃的熔融温度时，在比含磷物质对铁的优选碱度0.4～0.8更宽的范围内，能够确保熔流度60％以上，而且被熔融物中的磷成分的挥发被抑制，磷以不是金属磷化合物的形态被捕捉至炉渣。

9、现有技术文献

10、专利文献

11、专利文献1：日本特开2015-190701号公报

12、专利文献2：日本特开2015-033691号公报

13、发明所要解决的技术问题

14、这样，已知有为了抑制处理对象物所含有的金属等的挥发，将炉内气氛调节为氧化性气氛、或者为了抑制处理对象物所含有的金属等的金属合金化地将其封闭于炉渣而投入熔融辅助剂的熔融炉的运转方法。

15、然而，在对处理对象物进行熔融处理时，希望将处理对象物所含有的特定的金属与炉渣分开回收并作为再生资源进行利用，另一方面，也存在希望将处理对象物所含有的特定的金属封闭于炉渣的情况。

16、例如，如果有希望将处理对象物所含有的铁、镍作为金属回收的情况，则相反也有希望将铁、镍作为化合物封闭于炉渣的情况。

17、但是，处理对象物含有多个金属类，如果将炉内一律调节为恒定的氧化性气氛或还原性气氛，则存在无法达到预期的目的的问题。例如，为了使处理对象物所含有的重金属类挥发，需要调节为弱还原性气氛，但为了将镍作为熔融金属以能够与熔融炉渣分离的状态下回收，需要调节为强还原性气氛。在处理对象物中不仅含有重金属类还含有镍的情况下，在以往的熔融炉中无法进行处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在对含有多个种类的金属的处理对象物进行熔炉时，能够根据金属种类适当地进行挥发、炉渣化、金属化的各处理的熔融炉及熔融炉的运转方法。

2、用于解决技术问题的技术手段

3、为了达成上述的目的，本发明的熔融炉的第一特征结构是，具备：炉室，该炉室从上游侧被投入含有多个种类的金属的处理对象物，并且供熔融炉渣向下游侧流下，该熔融炉渣是通过炉顶所具备的加热机构对处理对象物从表面进行熔融处理而产生的；以及出渣口，该出渣口供流下的熔融炉渣排出，其中，具备：多级的喷嘴，该多级的喷嘴从所述炉室的上游侧至下游侧地排列配置；以及气氛调节机构，该气氛调节机构进行如下调节：使从各喷嘴供给的气体的种类和/或组成不同，对于从上游侧到下游侧的多个区域的每个区域，将熔融面附近的气氛调节为氧化性气氛和还原性气氛中的任一种，从而使多个种类的金属中的对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属而熔融，或者成为金属化合物封闭于熔融炉渣。

4、从沿着从炉室的上游侧至下游侧地排列配置的多级喷嘴的每一个供给的气体的种类和/或组成由气氛调节机构进行调节，其结果是，对于从上游侧到下游侧的多个区域的每个区域，熔融面附近的气氛被调节为氧化性气氛和还原性气氛中的任一种。在被调节为还原性气氛的区域中，对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属，在被调节为氧化性气氛的区域中，对象金属成为金属化合物被封闭于熔融炉渣。

5、同第二的特征结构是，除了上述的第一特征结构以外，所述气氛调节机构进行如下调节：将上游侧的熔融面附近的气氛调节为弱还原性气氛而使多个种类的金属中的重金属挥发，将下游侧的熔融面附近的气氛调节为强还原性气氛而使多个种类的金属中的对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属而熔融。

6、当在被投入炉室的处理对象物的上游侧的熔融面附近的气氛被调节为弱还原性气氛时，处理对象物所含有的重金属在被还原后挥发。并且，当下游侧的熔融面附近的气氛被调节为强还原性气氛时，使对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属熔融。因此，处理对象物所含有的重金属不会混入炉渣，并且在熔融处理后，对象金属从炉渣分离并被回收。

7、同第三特征结构是，除了上述的第一特征结构以外，所述气氛调节机构进行如下调节：将上游侧的熔融面附近的气氛调节为弱还原性气氛而使多个种类的金属中的重金属挥发，将下游侧的熔融面附近的气氛调节为氧化性气氛或弱还原性气氛而使多个种类的金属中的对象金属成为金属化合物封闭于熔融炉渣。

8、当在被投入炉室的处理对象物的上游侧的熔融面附近的气氛被调节为弱还原性气氛时，处理对象物所含有的重金属在被还原后挥发。并且，当下游侧的熔融面附近的气氛被调节为氧化性气氛或弱还原性气氛时，对象金属成为金属化合物被封闭于熔融炉渣。因此，处理对象物所含有的重金属不会混入炉渣，并且在熔融处理后，对象金属成为金属化合物在封闭于炉渣的状态下被回收。

9、同第四特征结构是，除了上述的第一特征结构以外，所述气氛调节机构进行如下调节：将上游侧的熔融面附近的气氛调节为氧化性气氛或弱还原性气氛而使多个种类的金属中的重金属挥发，将下游侧的熔融面附近的气氛调节为弱还原性气氛且将熔融面的温度调节为1400℃～1600℃而使多个种类的金属中的对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属而熔融。

10、当在被投入炉室的处理对象物的上游侧的熔融面附近的气氛被调节为弱还原性气氛时，处理对象物所含有的重金属在被还原后挥发。并且，当下游侧的熔融面附近的气氛被调节为弱还原性气氛，熔融面的温度被调节为1400～1600℃时，抑制铁、镍的还原，例如金、银、铜等作为能够与熔融炉渣分离的熔融金属被回收。

11、同第五特征结构是，除了上述的第一至第四中任一项所述的特征结构以外，所述熔融炉由旋转式表面熔融炉构成，该旋转式表面熔融炉具备：内筒，该内筒划分所述炉室；外筒，该外筒配置于所述内筒的外周；以及处理对象物的贮存部，该贮存部形成于所述内筒与所述外筒之间，在该旋转式表面熔融炉中，通过所述内筒与所述外筒的相对旋转而从所述贮存部向所述炉室切出的处理对象物被从表面熔融处理，熔融后的炉渣流下并从形成于所述炉底的中央部的所述出渣口排出，从所述炉室的上游侧至下游侧地排列配置的多级的喷嘴配置于炉顶或配置于炉底。

12、通过将多级喷嘴从炉室的上游侧到下游侧地排列配置于旋转式表面熔融炉的炉顶或炉底，能够向处理对象物的熔融面供给调节气氛的气体。

13、本发明的熔融炉的运转方法的第一特征结构是，该熔融炉具备：炉室，该炉室从上游侧被投入含有多个种类的金属的处理对象物，并且供熔融炉渣向下游侧流下，该熔融炉渣是通过炉顶所具备的加热机构对处理对象物从表面进行熔融处理而产生的；出渣口，该出渣口供流下的熔融炉渣排出；多级的喷嘴，该多级的喷嘴从炉室的上游侧至下游侧地排列配置，其中，进行如下调节：通过使从各喷嘴供给的气体的种类和/或组成不同，对于从上游侧到下游侧的多个区域的每个区域，将熔融面附近的气氛调节为氧化性气氛和还原性气氛中的任一种，从而使多个种类的金属中的对象金属成为能够从熔融炉渣分离的熔融金属而熔融，或者成为金属化合物封闭于熔融炉渣。

14、发明的效果

15、如上所述，根据本发明，提供一种在对含有多个种类的金属的处理对象物进行熔炉时，能够根据金属种类适当地进行挥发、炉渣化、金属化的各处理的熔融炉及熔融炉的运转方法。