JP2000256679A - 熱分解反応設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物中のゴムや樹脂が、熱分解反応器に対
する廃棄物搬送供給用のコンベアのコンベアケースの内
壁等に溶着するのを防止して、熱分解効率の低下を防止
する。 【解決手段】 廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱
分解する熱分解反応器１２を設けるとともに、廃棄物供
給部７からの廃棄物をコンベアケース１１内に受け入れ
て熱分解反応器１２に搬送供給するコンベア１０を、そ
の搬送終端側のコンベアケース部分が熱分解反応器１２
内に入り込む状態に設け、コンベアケース部分を断熱部
４４で覆ってある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱分解反応設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保全・循環型環境社会を
めざして、新しいごみ処理プラントである熱分解ガス化
溶融プラントが提案され、実証試験等が進んでいる。

【０００３】上記の熱分解反応設備は、一例として熱分
解ガス化溶融プラントの複数の設備のうちの一つの設備
を構成する設備で、従来、廃棄物を熱分解ガスと熱分解
残渣とに熱分解する熱分解反応器を設けるとともに、廃
棄物供給部からの廃棄物をコンベアケース内に受け入れ
て熱分解反応器に搬送供給するスクリューコンベアを、
その搬送終端側のコンベアケース部分が前記熱分解反応
器内に入り込む状態に設け、前記コンベアケース部分を
前記熱分解反応器内で露出させて構成してあった。

【０００４】詳しくは、［Ａ］前記熱分解反応器は、ス
クリューコンベアからの廃棄物を中空内に受け入れる横
型の回転ドラムを設けるとともに、廃棄物加熱用の熱媒
体を流通させる伝熱管を回転ドラムの中空内に設け、伝
熱管に対する熱媒体供給部と熱媒体排出部とを設けて構
成し、［Ｂ］前記回転ドラムの軸芯方向一端面側に前記
コンベアケースの終端側を連通接続し、［Ｃ］前記熱媒
体排出部は、熱媒体排出口を備えた熱媒体排出ケース
を、所定長さにわたるコンベアケース部分を囲む状態
に、かつ、回転ドラムの回転を許す状態に位置固定して
構成し、［Ｄ］前記所定長さにわたるコンベアケース部
分、及び前記コンベアケース部分よりも廃棄物の搬送方
向下手側のコンベアケース部分を露出させてある。

【０００５】前記［Ｃ］のように、「熱媒体排出ケース
を、所定長さにわたるコンベアケース部分を囲む状態
に、かつ、前記回転ドラムの回転を許す状態に位置固定
して」あるのは、回転ドラムに熱媒体の排出口を設ける
と、熱媒体の排出口が回転ドラムの回転に伴って回転し
て、熱媒体の排出方向が定まらないからであり、この種
の熱分解反応設備では前記［Ｃ］の構成は必須の構成に
なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、前記［Ｄ］のように、所定長さにわたるコンベアケ
ース部分、及び前記コンベアケース部分よりも廃棄物の
搬送方向下手側のコンベア部分を露出させてあったため
に、熱媒体排出ケース内や伝熱管内を流れる熱媒体の熱
がコンベアケース内の搬送中の廃棄物に伝わりやすく、
廃棄物のうちのゴムや樹脂等の軟化しやすい物質が溶融
して、コンベアケースの内壁等に溶着することがあっ
た。

【０００７】ゴムや樹脂がコンベアケースの内壁等に溶
着すると、コンベアケース内の搬送空間が狭まって廃棄
物の搬送量が少なくなり、また、コンベアケースの内壁
に溶着した廃棄物に、新たに搬送されてくる廃棄物が引
っかかって、回転ドラムへの廃棄物の供給が不可能とな
り、熱分解反応設備の運転を停止しなければならなくな
る。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は回転ドラムへの廃棄物の供給が不可能と
なるのを防止して、廃棄物の供給不能に起因する熱分解
反応設備の運転の停止を防止する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明の構
成・作用・効果は次の通りである。

【００１０】［構成］廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣
とに熱分解する熱分解反応器を設けるとともに、廃棄物
供給部からの廃棄物をコンベアケース内に受け入れて前
記熱分解反応器に搬送供給するコンベアを、その搬送終
端側のコンベアケース部分が前記熱分解反応器内に入り
込む状態に設け、前記コンベアケース部分を断熱部で覆
ってある。

【００１１】［作用］廃棄物供給部からの廃棄物をコン
ベアがコンベアケース内に受け入れて熱分解反応器に搬
送供給する。そして、熱分解反応器内で廃棄物を熱分解
ガスと熱分解残渣とに熱分解し、熱分解ガスと熱分解残
渣とを熱分解反応器外に排出する。

【００１２】この種の熱分解反応設備では、上記の構成
のように、コンベアの搬送終端側のコンベアケース部分
を熱分解反応器内に入り込ませてあるが、前記コンベア
ケース部分を断熱部で覆ってあるから、コンベアケース
部分側に熱分解反応器内の熱が伝わりにくくなる。

【００１３】これにより、コンベアケース内の搬送中の
廃棄物が熱分解反応器内の熱で加熱されにくくなり、廃
棄物のうちのゴムや樹脂等の軟化しやすい物質が溶融す
るのを防止できて、前記物質がコンベアケースの内壁等
に溶着するのを防止することができる。

【００１４】［効果］従って、廃棄物のうちのゴムや樹
脂がコンベアケースの内壁等に溶着したときの不具合、
すなわち、コンベアケース内の搬送空間が狭まって廃棄
物の搬送が不可能になり、回転ドラムへの廃棄物の供給
が行われなくなる不具合を防止できて、廃棄物の供給不
能に起因する熱分解反応設備の運転の停止を防止するこ
とができた。

【００１５】請求項２による発明の構成・作用・効果は
次の通りである。 ［構成］請求項１による発明の構成において、前記熱分
解反応器は、前記コンベアからの廃棄物を中空内に受け
入れる横型の回転ドラムを設けるとともに、廃棄物加熱
用の熱媒体を流通させる伝熱管を前記回転ドラムの中空
内に設け、前記伝熱管に対する熱媒体供給部と熱媒体排
出部とを設けて構成し、前記回転ドラムの軸芯方向一端
面側に前記コンベアケースの終端側を連通接続し、前記
熱媒体排出部は、熱媒体排出口を備えた熱媒体排出ケー
スを、所定長さにわたるコンベアケース部分を囲む状態
に、かつ、前記回転ドラムの回転を許す状態に位置固定
して構成し、前記所定長さにわたるコンベアケース部
分、及び前記コンベアケース部分よりも前記廃棄物の搬
送方向下手側のコンベアケース部分を前記断熱部で覆っ
てある。

【００１６】［作用］廃棄物供給部からの廃棄物をコン
ベアがコンベアケース内に受け入れて搬送し、回転ドラ
ムの中空内にその回転ドラムの軸芯方向一端面側から供
給する。回転ドラムは回転することで伝熱管により廃棄
物を掻き上げて混合攪拌するとともに、熱媒体供給部か
ら伝熱管に供給された熱媒体で廃棄物を加熱して、熱分
解ガスと熱分解残渣とに熱分解する。

【００１７】廃棄物を加熱した熱媒体は伝熱管から熱媒
体排出ケースに入り込み、熱媒体排出ケースの熱媒体排
出口から排出される。前記熱媒体排出ケースは回転ドラ
ムの回転を許容する状態に設けてあり、回転ドラムが回
転しても位置固定状態のままである。

【００１８】前記熱媒体排出ケースは所定長さにわたる
コンベアケース部分を囲む状態に設けてあるが、前記所
定長さにわたるコンベアケース部分、及び前記コンベア
ケース部分よりも廃棄物の搬送方向下手側のコンベアケ
ース部分を断熱部で覆ってあるから、前記コンベアケー
ス部分側に熱媒体の熱が伝わりにくくなる。

【００１９】これにより、コンベアケース内の搬送中の
廃棄物が熱媒体の熱で加熱されにくくなり、廃棄物のう
ちのゴムや樹脂等の軟化しやすい物質が溶融するのを防
止できて、前記物質がコンベアケースの内壁等に固着す
るのを防止できる。

【００２０】［効果］従って、廃棄物のうちのゴムや樹
脂がコンベアケースの内壁等に溶着したときの不具合、
すなわち、コンベアケース内の搬送空間が狭まって廃棄
物の搬送が不可能になり、回転ドラムへの廃棄物の供給
が行われなくなる不具合を防止できて、廃棄物の供給不
能に起因する熱分解反応設備の運転の停止を防止するこ
とができた。

【００２１】請求項３による発明の構成・作用・効果は
次の通りである。 ［構成］請求項１又は２による発明の構成において、前
記断熱部を二重ケーシング又は空冷ジャケットで構成し
てある。

【００２２】［作用］請求項１又は２の構成による作用
と同様の作用を奏することができるのに加え、前記断熱
部を二重ケーシング又は空冷ジャケットで構成してある
から、例えば断熱材を前記コンベアケース部分に巻き付
ける場合に比べると、簡単に製作することができる。

【００２３】［効果］従って、請求項１又は２の構成に
よる効果と同様の効果を奏することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】図１に熱分解ガス化溶融プラントを示して
ある。この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・
熱分解反応設備２・熱分解残渣選別設備３・高温燃焼溶
融設備４・ボイラ発電設備５・排ガス処理設備６から成
り、廃棄物（家庭ゴミ等の一般廃棄物やカーシュレッダ
ーダスト・電化製品等の産業廃棄物）から鉄・アルミニ
ウム・ガラス等の有価物を再利用しやすい形で回収で
き、熱効率・発電効率が高く、低ＮＯｘ・低ダイオキシ
ン化できるなど、地球環境保全・循環型環境社会に適合
するプラントである。

【００２６】次に、前記熱分解ガス化溶融プラントによ
る廃棄物の処理について説明する。 ［前処理設備１］廃棄物ピット７（廃棄物供給部に相
当）に貯留された廃棄物を破砕機８で１５０ｍｍ角以下
に破砕し、破砕廃棄物を搬送装置９等で熱分解反応設備
２に送る。

【００２７】［熱分解反応設備２］廃棄物ピット７から
の廃棄物をスクリューコンベア１０がコンベアケース１
１内（図２参照）に受け入れて熱分解反応器１２内に搬
送供給し、熱分解反応器１２により廃棄物を無酸素ある
いは低酸素雰囲気で約４５０°Ｃの熱分解ガスと熱分解
残渣とに熱分解する。熱分解ガスは高温燃焼溶融炉１３
に送り、熱分解残渣は熱分解残渣選別設備３に送る。以
上の各部の詳細な構造については後で説明する。

【００２８】［熱分解残渣選別設備３］熱分解反応設備
２からの熱分解残渣を冷却コンベア１４で冷却しながら
搬送し、スクリーン１５・選別器１６（磁選器やアルミ
選別器）を介して、鉄・アルミニウム・銅・ガラス等の
有価物を選別回収し、有価物以外のカーボン残渣を高温
燃焼溶融炉１３に送る。

【００２９】冷却コンベア１４は窒素封入水冷ジャケッ
トタイプで熱分解残渣を発火等が起こらない温度（約８
０°Ｃ）まで窒素雰囲気中で冷却する。

【００３０】［高温燃焼溶融設備４］熱分解ガス・カー
ボン残渣・集塵ダスト（ボイラや集塵器からのダスト）
を高温燃焼溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを
旋回燃焼する。焼却灰・集塵ダストは溶融し、炉底から
連続排出される。

【００３１】熱分解反応設備２で廃棄物が燃料化される
から低空気比（１．３）で燃焼させることができ、低空
気比燃焼により排ガスが少なくなる。多段燃焼・排ガス
再循環させて低ＮＯｘ化し、十分な滞留時間をとって低
ダイオキシン化する。

【００３２】［ボイラ発電設備５］排ガスはボイラ輻射
ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、約６
００°Ｃで過熱蒸気管群に送り、エコノマイザーを通し
て約２００°Ｃで集塵器１７に送る。ボイラ１８で４０
ａｔａ・４００°Ｃの蒸気を熱回収し、タービン１９・
発電機２０で電気として回収する。

【００３３】［排ガス処理設備６］減温塔２１・集塵器
１７・排ガス洗浄装置２２・活性コークス塔２３・脱硝
装置２４で処理して煙突２５から排気する。排ガス量が
少ないために排ガス処理設備６は狭いスペースであって
も設置できる。

【００３４】次に、前記熱分解反応設備２について説明
する。

【００３５】この熱分解反応設備２は、図２，図３，図
４に示すように、廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに
熱分解する熱分解反応器１２を設けるとともに、廃棄物
ピット７からの廃棄物をコンベアケース１１内に受け入
れて熱分解反応器１２に搬送供給するスクリューコンベ
ア１０を、その搬送終端側のコンベアケース部分が熱分
解反応器１２内に入り込む状態に設けて構成してある。

【００３６】前記熱分解反応器１２は、スクリューコン
ベア１０からの廃棄物を中空内に受け入れる横型の回転
ドラム２７を設けるとともに、廃棄物加熱用の熱媒体と
しての加熱ガスを流通させる複数本の伝熱管２８を回転
ドラム２７の中空内に、その回転ドラム２７の長手方向
に沿う状態に設け、伝熱管２８に対する加熱ガス供給部
２９（熱媒体供給部に相当）と加熱ガス排出部３０（熱
媒体排出部に相当）と、熱分解ガス・熱分解残渣排出部
３１とを設けて構成してある。

【００３７】前記スクリューコンベア１０はコンベアケ
ース１１の搬送終端側を回転ドラム２７の軸芯方向一端
面側に連通接続してある。

【００３８】前記回転ドラム２７は、廃棄物の搬送方向
下手側ほど下方に位置する状態に傾斜させて、回転軸芯
Ｏ（図４参照）を据えつけ面に対して約１．５度傾斜さ
せてある。

【００３９】そして、その状態で回転ドラム２７の長手
方向両端側を一対の遊転ローラ機構３２に回転自在に各
別に支持させ、両遊転ローラ機構３２間の回転ドラム部
分の外周部に全周にわたって設けた大径ギア３３と、支
持台３５に支持させた電動モータＭ１に設けた小径ギア
３４とを噛み合わせて、電動モータＭ１の駆動で回転ド
ラム２７を回転駆動（１．５ｒｐｍ）するよう構成して
ある。

【００４０】前記伝熱管２８は、回転ドラム２７の両端
側に各別に設けた一対の隔壁３６，３７にわたって架設
してあり、図３に示すように、回転ドラム２７の内壁面
側に互いが近接する状態に複数本（全数の約２／３の
数）を配置するとともに、それらの伝熱管２８よりも回
転ドラム２７の内方側に、各伝熱管２８が放射状に並ぶ
ように複数本（全数の約１／３の数）を配置してある。

【００４１】これにより、回転ドラム２７の回転に伴っ
て伝熱管２８で廃棄物が掻き上げられて混合攪拌され、
加熱ガスの熱が効率よく伝わるようになる。

【００４２】前記両隔壁３６，３７のうち廃棄物の搬送
方向下手側の隔壁３７から、回転ドラム２７と同芯状の
廃棄物排出管３８を前記搬送方向下手側に延出してあ
る。

【００４３】前記加熱ガス供給部２９は、加熱ガス供給
口３９を備えた加熱ガス供給ケース４０を、前記廃棄物
排出管３８の長手方向中間部分を囲む状態に、かつ、回
転ドラム２７の回転を許す状態に支持台３５に位置固定
して構成してある。

【００４４】前記加熱ガス供給口３９には熱風発生炉４
１から加熱ガスを供給する。供給される加熱ガスの温度
は約５３０°Ｃである。

【００４５】前記加熱ガス排出部３０は、加熱ガス排出
口４２を備えた加熱ガス排出ケース４３を、スクリュー
コンベア１０の所定長さにわたるコンベアケース部分を
囲む状態に、かつ、前記回転ドラムの回転を許す状態に
支持台３５に位置固定して構成してある。加熱ガス排出
ケース４３の内周部にはスクリューコンベア１０のコン
ベアケース受入用の筒状ケース５２を固定してある。

【００４６】そして、図４に示すように、前記所定長さ
にわたるコンベアケース部分、及び前記コンベアケース
部分よりも廃棄物の搬送方向下手側のコンベアケース部
分を断熱部としての珪酸カルシウム材４４で覆ってあ
る。

【００４７】前記珪酸カルシウム材４４は、前記筒状ケ
ース５２とコンベアケース１１との間に位置する状態
に、前記コンベアケース部分に巻付けるとともに針金・
アンカーボルトを介して固定してある。これにより、加
熱ガス排出ケース４３内や伝熱管２８内を流れる加熱ガ
スの熱がコンベアケース１１内の搬送中の廃棄物に伝わ
りにくくなり、廃棄物のうちのゴムや樹脂等の軟化しや
すい物質が溶融するのを防止できて、前記物質がコンベ
アケース１１の内壁等に溶着するのを防止できる。

【００４８】前記加熱ガス排出口４２からの加熱ガスは
一部が煙突２５から排出され、残りが再び熱風発生炉４
１で加熱され加熱ガス供給口３９に送られる。加熱ガス
排出口４２から排出される加熱ガスの温度は約３００°
Ｃである。

【００４９】前記熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１
は、加熱ガス排出ケース４３から突き出た廃棄物排出管
部分に熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５を連通接
続し、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の上端側
に熱分解ガス排出口４６を、下端側に熱分解残渣排出口
４７を形成して構成してある。

【００５０】前記スクリューコンベア１０は搬送始端側
を支持台３５上の台車４８に支持させてあり、回転ドラ
ム２７と同芯状に姿勢設定して、回転ドラム２７の両隔
壁３６，３７のうち廃棄物の搬送方向上手側の隔壁３６
に設けた中心孔にコンベアケースの終端部を臨ませ、搬
送始端側のコンベアケース部分の上面側に廃棄物供給口
を形成し、台車４８上の電動モータＭ２に連動連結した
スクリュー軸５０にスクリュー羽根５１を、搬送終端側
ほど羽根ピッチが狭くなる状態に設けて構成してある。

【００５１】前記スクリュー羽根５１は、スクリュー軸
５０の終端側の所定長さにわたる部分の手前側まで設け
てあり、この構造と、スクリュー羽根５１を搬送終端側
ほど羽根ピッチが狭くなる状態に設けた構造とで、搬送
終端側ほど廃棄物の送りが小さくなって廃棄物が圧縮さ
れるようにしてある（圧縮比は２）。これにより、廃棄
物供給口側からの回転ドラム２７の中空内側への空気の
侵入を圧縮廃棄物で阻止することができる。

【００５２】メンテナンス作業等は、台車４８を移動さ
せてスクリューコンベア１０を回転ドラム２７から抜き
出して行う。

【００５３】前記コンベアケース１１は長手方向視で八
角形になるように形成して（図５参照）、スクリュー羽
根５１による廃棄物の連れ周りを防止してある。

【００５４】加熱ガス供給ケース４０や加熱ガス排出ケ
ース４３等の固定部と回転ドラム２７との間にはシール
機構を設けて、空気の流入や加熱ガスの洩れを防止して
ある。

【００５５】［別実施形態］上記の実施形態では前記熱
分解反応器１２を回転ドラム式のものに構成したが、こ
れに代えて、回転ドラム式以外の反応器で構成してあっ
てもよい。

【００５６】本発明は、熱分解ガス化溶融プラント以外
のプラントにも適用でき、例えば熱分解ガス等をガスタ
ービンの駆動用の燃料として用いることもできる。

【００５７】上記の実施形態で示した各数値は一例であ
り適宜変更することができる。

【００５８】前記断熱部は珪酸カルシウム材に限られる
ものでなく、グラスウール・ロックウール・スラグウー
ル等で構成してあってもよい。

【００５９】前記断熱部を二重ケーシング又は空冷ジャ
ケットで構成してあってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱分解ガス化溶融プラントの概略図

【図２】熱分解反応設備の概略縦断面正面図

【図３】廃棄物を処理している状態の回転ドラムの縦断
面図

【図４】コンベアとその周りの構造の縦断面正面図

【図５】コンベアケースの構造を示す縦断面図

【符号の説明】

７ 廃棄物供給部 １１ コンベアケース １２ 熱分解反応器 ２７ 回転ドラム ２８ 伝熱管 ２９ 熱媒体供給部 ３０ 熱媒体排出部 ４２ 熱媒体排出口 ４３ 熱媒体排出ケース ４４ 断熱部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/14 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/20 ＺＡＢＡ 5/20 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｆ Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AB02 AB03 AC01 AC13 AC14 BA03 BA05 DA02 DA13 DA19 DB00 DB06 DB19 FA02 FA07 FA12 3K078 AA04 AA05 BA03 BA24 BA26 CA02 CA17 CA21 CA24 4D004 AA46 AC05 BA03 BA05 BA06 CA04 CA24 CA32 CA50 CB13 CB36 CB45

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を熱分解ガスと熱分解残渣とに熱
   分解する熱分解反応器を設けるとともに、廃棄物供給部
   からの廃棄物をコンベアケース内に受け入れて前記熱分
   解反応器に搬送供給するコンベアを、その搬送終端側の
   コンベアケース部分が前記熱分解反応器内に入り込む状
   態に設け、前記コンベアケース部分を断熱部で覆ってあ
   る熱分解反応設備。
2. 【請求項２】 前記熱分解反応器は、前記コンベアから
   の廃棄物を中空内に受け入れる横型の回転ドラムを設け
   るとともに、廃棄物加熱用の熱媒体を流通させる伝熱管
   を前記回転ドラムの中空内に設け、前記伝熱管に対する
   熱媒体供給部と熱媒体排出部とを設けて構成し、前記回
   転ドラムの軸芯方向一端面側に前記コンベアケースの終
   端側を連通接続し、前記熱媒体排出部は、熱媒体排出口
   を備えた熱媒体排出ケースを、所定長さにわたるコンベ
   アケース部分を囲む状態に、かつ、前記回転ドラムの回
   転を許す状態に位置固定して構成し、前記所定長さにわ
   たるコンベアケース部分、及び前記コンベアケース部分
   よりも前記廃棄物の搬送方向下手側のコンベアケース部
   分を前記断熱部で覆ってある請求項１記載の熱分解反応
   設備。
3. 【請求項３】 前記断熱部を二重ケーシング又は空冷ジ
   ャケットで構成してある請求項１又は２記載の熱分解反
   応設備。