JP2001355967A - ロータリーキルン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒体の内部を移動する被処理物を適度な粒径
を保った状態で確実に細かく分離する。 【解決手段】 炭化炉２０の回転筒２２の内部に、その
長手方向の略中央位置に堰部材３０が配設される。堰部
材３０は、回転筒２２の内径より所定長さだけ短かい外
径に設定されて軸方向に所定間隔離間する一対の環状板
３２,３４と、両環状板３２,３４の間に架設されて、周
方向に所定間隔で離間する複数の掻き上げ板３６とから
構成される。後環状板３４の内径側に、該環状板３４よ
り小径の補助環状板３８が掻き上げ板３６を介して配設
される。補助環状板３８の後面に、周方向に所定間隔で
離間する複数の支持部材４０の一端が夫々固定され、各
支持部材４０の他端が回転筒２２の下流端部に配設固定
されることで、堰部材３０が回転筒２２の内部に一体的
に回転するよう配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータリーキル
ンに関し、更に詳細には、例えば下水処理施設の汚水処
理過程で発生する汚泥を、乾燥・炭化して土壌改良剤等
として使用し得るようにする汚泥の炭化処理装置等に好
適に用いられるロータリーキルンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭や事務所、デパート、レストラ
ン等から出る家庭汚水は、下水処理施設で汚水処理さ
れ、その過程で有機物を多量に含む汚泥が発生する。こ
の汚泥を乾燥した後に更に加熱して炭化し、得られた炭
化物を土壌改良剤や融雪剤等として使用することが行な
われている。汚泥を炭化処理する装置では、乾燥炉に汚
泥(所謂「脱水ケーキ」)を投入して所定の含水率まで乾燥
した後、この乾燥汚泥を回転する筒体を備えたロータリ
ーキルン型式の炭化炉に投入して加熱処理することによ
り、空隙・孔に富んだ炭化物を製造するよう構成され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記炭化処理装置で
は、含水率の高い汚泥を乾燥炉で所定の含水率まで乾燥
した後に、この乾燥汚泥を炭化炉に投入して炭化処理し
ている。すなわち、炭化炉とは別に乾燥炉を設けなけれ
ばならず、設備コストが嵩むと共に装置全体が大型化
し、大きな設置スペースを必要とする難点がある。

【０００４】そこで、含水率の高い汚泥を予め乾燥する
ことなく、直に炭化炉に投入して乾燥と炭化とを行なう
ことが提案されており、この装置では乾燥炉を省略し得
るから装置の小型化が達成できる。しかるに、汚泥の含
水率が高いために炭化炉の筒体に投入されたときの汚泥
の塊が大きく、該塊が筒体を移動する間に細かくならな
い場合があり、内部が未炭化状態の炭化物が数％程度発
生する問題がある。この未炭化部分からは強い臭気が発
生するため、このままでの製品化は困難であり、再度の
炭化処理を必要とする難点が指摘される。

【０００５】なお、特開平８−１１０１６４号公報に開
示されるロータリーキルンのように、キルン本体(筒体)
内に立設した複数の攪拌翼で被処理物を底部側から頂部
側に掻き上げる構成のものが提案されている。この構成
では、頂部側に掻き上げられた被処理物が自重で落下す
る際に破砕されるが、塊や粒径の大きさに関係なくキル
ン本体内を移動する全ての被処理物を高い位置まで掻き
上げるため、落下した被処理物は細かく破砕されて粉末
状となるおそれがある。すなわち、汚泥を炭化する場合
では、炭化物が粉末状となって取扱いが煩わしくなった
り、落下する際に加熱され過ぎて灰になってしまう問題
がある。また、集塵機等を設けて環境問題に対処する必
要を生じ、実際の使用には供し得ないのが実状である。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、従来の技術に係るロータリ
ーキルンに内在している前記欠点に鑑み、これを好適に
解決するべく提案されたものであって、筒体の内部を移
動する被処理物を適度な粒径を保った状態で確実に細か
く分離することができるロータリーキルンを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、初期
の目的を達成するため、本発明に係るロータリーキルン
は、内部に被処理物が投入されて回転すると共に、被処
理物の投入側から放出側に向かうにつれて所定の勾配で
下方傾斜する円筒状の筒体を備えたロータリーキルンに
おいて、前記筒体の内部に、該筒体の内周面に対して外
周面が所定間隔離間して臨む環状板と、該環状板におけ
る前記被処理物の放出側において周方向に所定間隔離間
して配設された複数の掻き上げ板とからなる堰部材を一
体的に回転するよう配設したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るロータリーキ
ルンにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照し
ながら詳細に説明する。この実施例では、ロータリーキ
ルンとして汚泥の炭化処理装置に設けられる炭化炉を例
示して説明するが、これに限定されるものでないことは
勿論である。

【０００９】図１に示す炭化処理装置は、汚泥(含水率
が約８０％の脱水ケーキ)が貯留されるホッパ１０に、
スクリューコンベヤ１２が配設されると共に、該スクリ
ューコンベヤ１２で移送される汚泥(被処理物)は、搬送
コンベヤ１４を介してスクリューコンベヤ１６を備える
投入機１８まで搬送されるよう構成される。そして、投
入機１８のスクリューコンベヤ１６で移送される汚泥
が、ロータリーキルンとしての炭化炉２０に投入される
よう構成される。

【００１０】前記炭化炉２０は、図１に示す如く、円筒
状の回転筒(筒体)２２が炉本体２４を貫通した状態で回
転自在に支持され、該回転筒２２は図示しない駆動モー
タによって所定方向に所定速度で回転するよう構成され
る。この回転筒２２の軸方向一端(投入側)には、前記投
入機１８におけるスクリューコンベヤ１６が所定長さだ
け挿入され、該コンベヤ１６で移送される高い含水率の
汚泥が回転筒２２の内部に直接投入されるようになって
いる。なお、回転筒２２は、汚泥の投入側から放出側に
向かうにつれて所定の勾配で下方傾斜し、内部に投入さ
れた堆積状態の汚泥は、回転筒２２の回転による安息角
以上の傾斜に伴う崩れによって放出側に向けて移動され
るよう構成される。また回転筒２２の内部には、該回転
筒２２の内径の約１／４程度の高さ位置まで汚泥が堆積
するよう投入される。

【００１１】前記炉本体２４に内部画成した燃焼室２６
に複数のバーナ２８が配設され、該バーナ２８によって
回転筒２２を加熱して、乾留ガスを発生させ得る状態
(蒸し焼き状態)とするよう構成される。そして、乾留ガ
スが発生した以後においては、回転筒２２から燃焼室２
６に噴出した乾留ガスを燃焼させることで、回転筒２２
の内部を乾留状態に保持するよう構成される。これによ
り、回転筒２２に投入された汚泥は、その上流側部分
(乾燥領域)で乾燥が行なわれ、中央部分(乾燥・乾留領
域)で乾燥および乾留が行なわれ、下流側部分(乾留領
域)で乾留が行なわれて炭化されるようになっている。

【００１２】前記回転筒２２の内部には、その長手方向
の略中央位置(乾燥・乾留領域)に、堰部材３０が配設さ
れている。この堰部材３０は、図２〜図４に示す如く、
回転筒２２の内径より所定長さだけ短かい外径に設定さ
れて軸方向に所定間隔離間する一対の環状板３２,３４
と、両環状板３２,３４の間に架設されて、周方向に所
定間隔で離間する複数(実施例では４枚)の掻き上げ板３
６とから基本的に構成されている。後側(汚泥の放出側)
に位置する後環状板３４の内径側には、該環状板３４よ
り小径の補助環状板３８が掻き上げ板３６を介して配設
される。また補助環状板３８の後面に、周方向に所定間
隔で離間する複数(実施例では３つ)の支持部材４０の一
端が夫々固定され、各支持部材４０の他端が回転筒２２
の下流端部に配設固定されることで、当該堰部材３０が
回転筒２２の内部に一体的に回転するよう配設される。

【００１３】ここで、前述したように高い含水率の汚泥
を回転筒２２に直に投入した際には、該汚泥の塊が大き
く、このままでは内部に未炭化部分を有する粒径の大き
な炭化物ができてしまう。そこで、実施例では前記堰部
材３０における前側に位置する前環状板(環状板)３２の
外周面と回転筒２２の内周面との間に画成される隙間Ｓ
の間隔を、未炭化部分が生ずることのない炭化物の粒径
以下(例えば１０ｍｍ以下)に設定し、上流側から移動し
てくる大きな塊の汚泥を該前環状板３２で一時的に堰止
めて細分化させ、細かい汚泥を隙間Ｓから下流側に移動
させるよう構成してある。また前環状板３２の内径寸法
は、汚泥が長時間に亘って堰き止められことなく内径部
を越えて下流側に移動して、該汚泥が加熱され過ぎて灰
化しない値に設定される。なお、堰部材３０の配設位置
は、前記スクリューコンベヤ１６から回転筒２２内に投
入された汚泥の含水率が、例えば４０〜２０％まで乾燥
される乾燥領域より下流側に設けられるのが好適であ
る。

【００１４】また前記掻き上げ板３６は、図３に示す如
く、回転筒２２の内周面に対して直交する向きで両環状
板３２,３４間に架設されたものであって、前記前環状
板３２の内径部を越えて下流側に移動した大きな塊の汚
泥を、回転筒２２の回転に伴って底部側から所定高さ持
上げて破砕するべく機能する。なお、回転筒２２の内周
面と、該内周面と対向する掻き上げ板３６の外側面との
間には、前記前環状板３２の外周面と回転筒２２の内周
面との間に画成される隙間Ｓと略同じ間隔の隙間が画成
されるよう設定されており、前環状板３２と回転筒２２
との隙間Ｓを通過した細かい粒径の汚泥が、当該掻き上
げ板３６では掻き上げられないよう構成される。また掻
き上げ板３６の長さ寸法(両環状板３２,３４の離間間
隔)は、例えば回転筒２２の長さの１／１０程度に設定
される。

【００１５】前記回転筒２２の炉本体２４から外部に延
出する下流端部には、炭化物の放出部４２が設けられ、
該放出部４２に、スクリューコンベヤ４４を備えた冷却
器４６が接続されている。すなわち、放出部４２から冷
却器４６に放出された炭化物は、該冷却器４６内をスク
リューコンベヤ４４で移送される間に所定温度まで冷却
されるようになっている。

【００１６】

【実施例の作用】次に、前述した実施例に係る炭化処理
装置の作用につき説明する。前記ホッパ１０、スクリュ
ーコンベヤ１２、搬送コンベヤ１４を介して投入機１８
に搬送された汚泥(例えば含水率８０％)は、スクリュー
コンベヤ１６により回転筒２２の内部に直に投入され
る。この汚泥は、回転筒２２に設定された勾配および回
転に伴って下流側に移動しつつ乾燥される。所定の含水
率まで乾燥された乾燥汚泥は、前記堰部材３０における
前環状板３２により一時的に堰き止められる。これによ
り、大きな塊の乾燥汚泥は細分化されて、内部に未炭化
部分を生ずることのない粒径の乾燥汚泥が、前環状板３
２と回転筒２２との隙間Ｓを介して優先的に下流側に移
動する。なお、大きな塊の乾燥汚泥が前環状板３２に堰
き止められることで、乾燥時間が長くなって細分化が容
易に行なわれるようになる。

【００１７】また、前記前環状板３２を越えて内径部か
ら下流側に移動した乾燥汚泥は、前記回転筒２２の回転
に伴って前記掻き上げ板３６により底部側から持上げら
れた後に自重で落下する過程で、細かく細分化される。
この場合に、掻き上げ板３６は、図３に示すように回転
筒２２の内周面に対して直交しているので、乾燥汚泥を
底部側から頂部側に高く持上げることはなく、自重で落
下する乾燥汚泥が加熱され過ぎて灰となったり粉末状に
破砕されるのを防止し得る。更に、掻き上げ板３６と回
転筒２２との間にも隙間が画成されているから、前環状
板３２と回転筒２２との隙間Ｓを通過した細かい粒径の
乾燥汚泥が、更に掻き上げ板３６で掻き上げられて破砕
されるのは防止される。

【００１８】そして、適度な粒径に細分化された乾燥汚
泥は、前記後環状板３４と回転筒２２との隙間や後環状
板３４と補助環状板３８との間を介して下流側に移動し
つつ乾留されて炭化され、前記冷却器４６に放出され
る。

【００１９】すなわち、炭化炉２０における回転筒２２
の内部に配設した堰部材３０で乾燥汚泥を一時的に堰き
止めたり、掻き上げ板３６の掻き上げ作用により乾燥汚
泥を所定の粒径まで細分化させることができる。従っ
て、含水率の高い汚泥を炭化炉２０に直に投入した場合
であっても、内部に未炭化部分を有する炭化物が製造さ
れるのを防止し得る。しかも、掻き上げ板３６により乾
燥汚泥を高く持上げないから、汚泥が粉末状となったり
灰となってしまうこともなく、集塵機等を設ける必要も
ない。

【００２０】なお、実施例の堰部材３０では、掻き上げ
板３６の後側にも後環状板３４を配設しているから、仮
に掻き上げ板３６の掻き上げ作用によっても乾燥汚泥が
所定の粒径まで細分化されなかった場合にも、該後環状
板３４の堰き止め作用により完全に所定の粒径まで確実
に細分化させることが可能である。また、前記回転筒２
２の内周面に対する環状板３２,３４や掻き上げ板３６
の隙間Ｓの間隔を変更することによって、得られる炭化
物の粒径を調節することができる。

【００２１】前述した実施例では、堰部材を一対の環状
板と複数の掻き上げ板とで構成した場合で説明したが、
本願はこれに限定されるものでなく、後環状板を省略す
ることが可能である。また回転筒の内部に、その軸方向
一端に配設した複数の支持部材を介して堰部材を支持し
たが、堰部材の前後の環状部材や掻き上げ板を回転筒の
内周面に適宜の部材を介して固定するようにしてもよ
い。更に、掻き上げ板の配設数や長さおよび幅等は、実
施例に限定されるものでなく、適宜に設定変更可能であ
る。更にまた、炭化炉は、乾留方式でなく直燃方式であ
ってもよい。なお、前述したように本願発明のロータリ
ーキルンは汚泥の炭化炉に用いられるのに限らず、筒体
を移動する間に細分化する必要のある各種の被処理物の
処理に採用し得るものである。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係るロー
タリーキルンは、筒体の内部に配設した堰部材により投
入側から移動してくる大きな塊の被処理物を細かく細分
化することができ、各粒の内部まで完全に加熱処理する
ことができる。従って、汚泥を炭化処理する場合では、
含水率が高い汚泥を筒体内部に直に投入した場合であっ
ても、全ての汚泥を確実に炭化することができ、未炭化
部分を生じない良好な炭化物を製造し得る。また、筒体
の内周面と掻き上げ板の外側面とを離間させているか
ら、被処理物が掻き上げ板による掻き上げ作用によって
粉末状に破砕されるのは防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係るロータリーキルン
を炭化炉として採用した炭化処理装置の概略構成図であ
る。

【図２】実施例に係る炭化炉の回転筒および堰部材の縦
断側面図である。

【図３】実施例に係る炭化炉の回転筒および堰部材の縦
断正面図である。

【図４】実施例に係る炭化炉の回転筒および堰部材の概
略斜視図である。

【符号の説明】

２２ 回転筒(筒体) ３０ 堰部材 ３２ 前環状板(環状板) ３６ 掻き上げ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390008431 高砂工業株式会社 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ (72)発明者 三羽 宏明 愛知県名古屋市守山区白山１丁目811番地 (72)発明者 照沼 誠 神奈川県平塚市菫平12−12−２−607 (72)発明者 大野 幹彦 岐阜県本巣郡北方町北方1717 (72)発明者 北林 誠 愛知県海部郡大治町西條七反田22−２ (72)発明者 村尾 宏一 岐阜県多治見市明和町４丁目１−35 (72)発明者 奥村 洋 岐阜県可児市矢戸838番地 (72)発明者 美濃羽 亮 岐阜県土岐市駄知町2521番地の２ (72)発明者 山口 一昭 岐阜県瑞浪市陶町大川779−193 Ｆターム(参考） 3K061 GA06 KA02 KA03 KA06 KA13 KA28 4K061 AA08 BA12 CA29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に被処理物が投入されて回転すると
   共に、被処理物の投入側から放出側に向かうにつれて所
   定の勾配で下方傾斜する円筒状の筒体(22)を備えたロー
   タリーキルンにおいて、 前記筒体(22)の内部に、該筒体(22)の内周面に対して外
   周面が所定間隔離間して臨む環状板(32)と、該環状板(3
   2)における前記被処理物の放出側において周方向に所定
   間隔離間して配設された複数の掻き上げ板(36)とからな
   る堰部材(30)を一体的に回転するよう配設したことを特
   徴とするロータリーキルン。
2. 【請求項２】 前記掻き上げ板(36)の外側面と筒体(22)
   の内周面とは、前記環状板(32)の外周面と筒体(22)の内
   周面との離間間隔と略同じ間隔だけ離間している請求項
   １記載のロータリーキルン。
3. 【請求項３】 前記被処理物は、含水率の高い汚泥であ
   る請求項１または２記載のロータリーキルン。