JP2002011451A

JP2002011451A - 廃棄物の炭化・還元装置

Info

Publication number: JP2002011451A
Application number: JP2000195052A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mizukoshi; 裕治水越
Original assignee: ACTREE Corp
Current assignee: ACTREE Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP3618280B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回転炉を用いて廃棄物を炭化・還元する装置
に関し、廃棄物を高温で間接加熱して悪臭や有害ガスを
発生させることなく効率良くかつ低コストで炭化・還元
することができる装置を得る。【解決手段】回転胴と回転炉内の還元ガスの排気筒と
を備えた廃棄物の炭化・還元装置において、隔壁を貫通
して回転胴と平行に支持された円柱ないし多角柱状の輻
射加熱筒と、回転胴の外周を囲む加熱周室と、前記排気
筒から還元ガスの供給を受ける燃焼室と、当該燃焼室か
ら排出される燃焼ガスを前記加熱周室及び輻射加熱筒を
直列に通過させる燃焼ガスダクトとを備え、輻射と熱伝
導との完全な間接加熱による高温還元雰囲気下で廃棄物
の炭化・還元を行なう。

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、回転炉を用いて
廃棄物を炭化・還元する装置に関するもので、特に廃棄
物を乾燥及び炭化させると共にダイオキシン等の有害物
を還元雰囲気で分解させるのに好適な加熱手段を備えた
上記装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物は通常焼却処理されている場合が
殆どで、このような焼却処理では、酸素によって燃焼が
行われるので、酸素を供給するために大量の空気を必要
とする（空気中の酸素が２１％であることと、空気過剰
率が約１．８倍となるため）。これにより燃焼排気ガス
は大量に発生し、窒素酸化物、硫黄酸化物、塩化水素、
炭酸ガス等の有害な副生成物が発生し、これらを除去す
るために排気ガス処理装置が大きく複雑になり、コスト
的にも不利になる。

【０００３】また、重油等の助燃材を用いないで廃棄物
を完全燃焼させ、悪臭や有害な燃焼ガスの発生を極力抑
制した装置として、廃棄物を減圧マイクロ波加熱により
乾燥し、水分を除去した廃棄物を燃焼室に送って酸素焼
却を行うという焼却装置が、特開平７−２３３９３１号
公報に開示されている。この装置は、燃焼室の前段に置
かれた乾燥室において、マイクロ波加熱により水分を含
んだ廃棄物を内部から加熱して乾燥させた後、乾燥室か
ら燃焼室に移送して焼却しようとするものであり、マイ
クロ波加熱を乾燥手段として用いることは、たとえば木
材の乾燥等において従来から用いられているものであ
る。

【０００４】また、特開昭５９−１０９１３１号公報に
は、このようなマイクロ波加熱を用いた回転キルン型の
乾燥炉による茶葉の乾燥装置が提唱されている。これら
の装置における加熱原理は、高周波電流による誘導作用
を利用して、被加熱物を内部から加熱するというもので
あり、被加熱物を（表面のみでなく）内部まで均一に乾
燥することができるという特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、廃棄物を
乾燥するとともにより高温に加熱して、悪臭や有害ガス
を発生させることなく炭化・還元することができる装置
を得ることを課題としており、炭化時に発生する可燃性
還元ガスを燃焼させて間接加熱することにより、効率良
くかつ低コストで炭化・還元温度にまで廃棄物を加熱す
ることができる加熱手段を備えた廃棄物の炭化・還元装
置を得ることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の廃棄物の
炭化・還元装置は、水平軸から若干傾斜して支持した回
転胴２と、この回転胴の両端を閉鎖する固定の供給側隔
壁３及び排出側隔壁４と、還元ガスの排気筒３１と、供
給側隔壁３を貫通して回転胴２内に廃棄物を供給するフ
ィーダ２８と、排出側隔壁４の底部に開口する排出口３
３に連通する排出コンベア３４とを備えた廃棄物の炭化
・還元装置において、供給側隔壁３及び排出側隔壁４を
貫通して当該両隔壁３、４で回転胴２と平行に支持され
た円柱ないし多角柱状の輻射加熱筒５と、回転胴２の外
周を囲む加熱周室１０と、前記排気筒から還元ガスの供
給を受ける燃焼室１５と、この燃焼室に設けた助燃バー
ナー４４と、当該燃焼室から排出される燃焼ガスを前記
加熱周室及び輻射加熱筒を直列に通過させる燃焼ガスダ
クト１１、２５とを備え、輻射と熱伝導との完全な間接
加熱による高温還元雰囲気下で廃棄物の炭化・還元を行
なうことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の廃
棄物の炭化・還元装置において、加熱周室１０が当該周
室と輻射加熱筒５とを連結する燃焼ガスダクト１１の上
流側に位置していることを特徴とするものである。

【０００８】この発明の炭化・還元装置は、木造家屋の
解体時に生ずる廃棄物のような木質の廃棄物の炭化装置
として特に好適に用いることができ、燃料、調湿材、土
壌改良剤などとして用いる良質の炭化物を得ることがで
きる。木質の廃棄物を処理するときは、請求項３に記載
したように、還元ガスの排気筒３１から排出された還元
ガスを木酢液抽出装置４１を経て燃焼室１５へ供給す
る。

【０００９】

【作用】軸線が傾斜した回転胴２の回転により、フィー
ダ２８によって回転胴２内に供給された廃棄物は、撹拌
されながら排出側へゆっくりと移送される。運転の開始
時には、燃焼室に付属されている助燃バーナー４４によ
って加熱用の燃焼ガスを発生させ、廃棄物が炭化されて
還元ガスが発生した時点で助燃バーナーを徐々に絞り、
還元ガスを燃焼させて回転胴２を加熱する。廃棄物は、
回転胴２内の上流側部分を移動する間に主として加熱周
室１０からの熱伝導と輻射により加熱され、外表面から
水分が蒸散して乾燥していく。外表面が乾燥した廃棄物
は、主として輻射加熱筒５からの輻射熱によってさらに
加熱され、炭化・還元される。炭化・還元によって生ず
る還元ガスは、燃焼室１５に供給されて完全燃焼され、
その燃焼ガスが廃棄物の乾燥と炭化・還元に利用され
る。またこの炭化・還元に伴い廃棄物の内部の水も蒸散
して炭化・還元が進み、回転胴２の回転に伴って撹拌さ
れながら排出側へゆっくりと移送され、残った炭化物が
排出口３３を通って排出コンベア３４により搬出され
る。この排出コンベア３４による搬出過程で、炭化物が
冷却される。

【００１０】この発明の装置では、炭化・還元時に発生
する還元ガスを燃焼して、その高温の燃焼ガスにより回
転胴の外側から廃棄物を熱伝導と輻射により加熱し、更
に回転胴の内側に設置した輻射加熱筒からの輻射熱によ
ってを内側から加熱するという、回転胴の内外両面から
間接加温により、炭化・還元時の熱効率を高めている。
加熱筒から排出された燃焼ガスは、サイクロン集塵機１
９等で集塵された後、排ガスファン１４を経て煙突２４
から大気放出される。廃棄物自体を一切燃焼させないの
で歩留まりがよく、燃焼室の助燃バーナー４４を制御す
ることにより、回転胴内を炭化・還元に必要な高温度に
加熱することができると共に、炭化・還元に温度を所望
温度に正確に維持することができる。また回転胴２の回
転による撹拌作用で、均一な乾燥及び炭化・還元が可能
である。

【００１１】フィーダ２８及び排出コンベア３４として
スクリューフィーダ及びスクリューコンベアを用いれ
ば、廃棄物及び炭化物がコンベア内を充満して搬送され
ることにより、特別な密封装置を用いることなくフィー
ダや排出コンベアの空間を通って回転胴内に空気が流入
するのを防止できる。なお、炭化・還元中においては、
空気の流入を防ぐために、炉内は若干正圧に維持され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例を参照し
て、この発明の実施の形態を説明する。図１は回転炉の
一実施例を示す断面図、図２は木質廃棄物のための装置
の一実施例を示すブロック図、図３は図１の回転炉を含
む図２の装置のより具体的な形状を示す平面図である。

【００１３】回転炉１は回転胴２と供給側及び排出側隔
壁３、４と、回転胴の周壁を囲んでいる加熱周室１０
と、輻射加熱筒５と、加熱周室１０と輻射加熱筒５とを
連結する燃焼ガスダクト１１とで構成される。回転胴２
は両側に肉厚の鍔６を有しており、この鍔６を架台７に
設けたローラ８（８ａ、８ｂ）で支持することにより、
回転自在に支持されている。ローラ８は、廃棄物供給側
のもの８ａが若干高い位置にあり、従って、回転胴２は
供給側から排出側へと若干低くなるように傾斜してい
る。回転胴２には、またスプロケット９が固定されてお
り、架台７に装着した図示しない電動機とこのスプロケ
ットとをチェーンで連結することにより、回転胴２が回
転駆動される。

【００１４】回転胴２の両端を閉鎖する供給側隔壁３及
び排出側隔壁４は、架台７に固定的に設けられている。
供給側隔壁３及び排出側隔壁４と回転胴２との間には、
回転シール１６及び１７が設けられて炉内からのガスの
漏出を防止している。回転胴２の内面には廃棄物を掻き
上げるための軸方向に細長い掻上羽根が装着されてい
る。

【００１５】回転胴２のローラ８で支持された鍔６の間
の部分は、回転胴との間に筒状の加熱周室１０を形成し
ている断熱壁１２で囲まれている。加熱周室１０内は、
図２で説明する排ガスファン１４の吸引により僅かに負
圧となっており、断熱壁１２の両端と回転胴２との摺接
部には、大気の流入を防ぐ回転シール１６及び１７が設
けられている。加熱周室１０の廃棄物供給側の端部は、
燃焼ガス供給ダクト２５により図３に示す燃焼室１５に
連結されている。

【００１６】回転胴２の内部には、その軸線と平行な円
筒状の輻射加熱筒５が設けられている。輻射加熱筒５
は、その両端を供給側隔壁３及び排出側隔壁４に設けた
加熱筒装着孔２０、２１を貫通した状態で支持されてい
る。この輻射加熱筒５の廃棄物排出側の端部は、燃焼ガ
スダクト１１により、前記加熱周室１０の廃棄物排出側
の端部に連結されており、廃棄物供給側の端部は、排ガ
スダクト１８により、図３のサイクロン集塵機１９に連
結されている。

【００１７】回転炉１の供給側の架台７上には、基端に
撹拌ホッパ２７を設けたスクリューフィーダ２８が設け
られており、このフィーダの先端は、回転炉の供給側隔
壁３を貫通して回転胴２内に開口している。撹拌ホッパ
２７には、回転撹拌羽根２９が設けられて、回転炉１に
供給される廃棄物を撹拌しており、均一化された廃棄物
が連続的に回転炉に供給されるようにしている。また、
スクリューフィーダ２８の中間部には、加熱により廃棄
物から発生する水蒸気を逃がすための水蒸気出口３０が
開口している。このスクリューフィーダ２８の配置スペ
ースを確保するため、加熱筒５は図２、３に示すように
回転胴２の中心から若干偏倚している。

【００１８】供給側隔壁３は、上方部に回転炉内に連通
する還元ガス排気筒３１を備えている。排出側隔壁４
は、壁面に耐火材層１３を設けた空室３２を有してお
り、回転胴２の排出側端部は、この空室に若干差し込ま
れた状態で支持されている。空室３２の下端には排出口
３３が設けられ、この排出口に排出用スクリューコンベ
ア３４が連接されている。排出用スクリューコンベア３
４は、排出口３３から落下する炭化物を排出する。ま
た、排出側隔壁４には炉内に連通する不燃ガス供給口３
５が設けられている。

【００１９】次に図２、３を参照して、回転炉１の周辺
の機器について説明する。廃棄物の供給用スクリューフ
ィーダ２８及び炭化物の排出用スクリューコンベア３４
にはウォータジャケット３８、３９が設けられて、この
ウォータジャケットに通水することにより、冷却を行な
っている。還元ガスの排気筒３１は、還元ガスダクト４
０により、木酢液抽出装置４１を経て、燃焼室１５に連
結されている。木酢液抽出装置４１には給水パイプ４２
と排水パイプ４３が連結されている。燃焼室１５には助
燃バーナー４４が設けられており、この助燃バーナーに
は灯油タンク４５から油ポンプ４６で燃料が供給されて
いる。燃焼室１５の燃焼ガスは、燃焼ガス供給ダクト２
５で加熱周室１０の廃棄物供給側の端部に導入されてい
る。運転の立上り時においては、助燃バーナー４４に大
量の灯油を供給して、その燃焼ガスで回転炉１を加熱す
る。運転が定常状態に達したときは、廃棄物から生じた
還元ガスを主たる燃料として回転炉を加熱し、助燃バー
ナー４４で不足熱量を補うと共に、助燃バーナー４４の
燃焼量を制御することによって、回転炉１の温度を一定
に維持する。

【００２０】加熱周室１０及び輻射加熱筒５を通った燃
焼ガスは、排ガスダクト１８を経てサイクロン集塵機１
９に導かれ、ダンパ２２を備えた外気吸入口２３から吸
入される新鮮空気と混合されて、排ガスファン１４で吸
引され、煙突２４を通って大気放出される。

【００２１】炭化・還元しようとする廃棄物は撹拌ホッ
パ２７に投入され、スクリューフィーダ２８によって回
転胴２内に送られる。回転胴２はゆっくりと回転駆動さ
れている。回転胴２から排出される還元ガスは、燃焼室
で完全燃焼され、これにより生ずる高温と燃焼ガスによ
り、まず回転胴が外側より加熱され、更にその燃焼ガス
が回転胴内に設置されている輻射加熱筒を通過する時に
発生する輻射熱で回転胴２内の廃棄物が加熱されて、廃
棄物を炭化・還元する。炭化・還元温度は燃焼室の助燃
バーナーで制御する。回転胴２の回転により回転胴内の
廃棄物は底部のものが上層へ掻き上げられるように撹拌
され、非酸化性雰囲気中で均一に炭化・還元される。

【００２２】回転胴２の傾斜により、回転胴内の廃棄物
は撹拌されつつ排出側へと移動する。そして、排出側隔
壁の空室３２に移動してきた廃棄物は、排出口３３を通
って落下し、排出用スクリューコンベア３４によって排
出される。

【００２３】この発明の装置では、以上の実施例で述べ
たように、フィーダから連続的に供給される廃棄物を、
回転炉内で炭化・還元して排出コンベアにより連続的に
排出するものであり、廃棄物を均一に炭化・還元するこ
とができるとともに、炭化・還元温度の制御が容易であ
る。またこの発明の構造の加熱装置を採用することによ
り、高温加熱が可能であるとともに、炭化・還元の制御
を正確に行うことができ、かつ熱効率を向上させること
ができてランニングコストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の回転炉の断面側面図

【図２】実施例装置全体を示すブロック図

【図３】実施例装置の全体平面図

【符号の説明】

２回転胴３供給側隔壁４排出側隔壁５輻射加熱筒 10 加熱周室 11 燃焼ガスダクト 15 燃焼室 25 燃焼ガス供給ダクト 28 供給用スクリューフィーダ 31 還元ガス排気筒 33 炭化物排出口 34 排出用フクリューコンベア 41 木酢液抽出装置 44 助燃バーナー

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/027 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢＢ４Ｋ０６１ 5/16 ＺＡＢ 5/20 ＺＡＢＡ 5/20 ＺＡＢＦ２７Ｂ 7/08 Ｆ２７Ｂ 7/08 7/32 7/32 7/33 7/33 7/34 7/34 7/36 7/36 Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４ＡＦ２７Ｄ 17/00 １０４Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＦターム(参考） 3K061 AA07 AB02 AC17 CA02 FA03 FA12 FA21 KA02 KA21 KA23 3K078 BA01 CA02 CA09 4D004 AA12 AB07 BA02 BA03 BA06 CA26 CA37 CA40 CA42 CB09 CB34 CB44 CB46 CB50 DA02 DA06 DA10 4H012 HA03 JA03 JA12 JA13 4K056 AA16 BA06 BB03 CA20 DA36 DB03 DB13 4K061 AA08 BA12 CA27 DA01 DA07 FA03 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平軸から若干傾斜して支持した回転胴
(2)と、この回転胴の両端を閉鎖する固定の供給側隔壁
(3)及び排出側隔壁(4)と、還元ガスの排気筒(31)と、供
給側隔壁(3)を貫通して回転胴(2)内に廃棄物を供給する
フィーダ(28)と、排出側隔壁(4)の底部に開口する排出
口(33)に連通する排出コンベア(34)とを備えた廃棄物の
炭化・還元装置において、供給側隔壁(3)及び排出側隔
壁(4)を貫通して当該両隔壁(3,4)で回転胴(2)と平行に
支持された円柱ないし多角柱状の輻射加熱筒(5)と、回
転胴(2)の外周を囲む加熱周室(10)と、前記排気筒から
還元ガスの供給を受ける燃焼室(15)と、この燃焼室に設
けた助燃バーナー(44)と、当該燃焼室から排出される燃
焼ガスを前記加熱周室及び輻射加熱筒を直列に通過させ
る燃焼ガスダクト(11,25)とを備えていることを特徴と
する、廃棄物の炭化・還元装置。
【請求項２】加熱周室(10)が当該周室と輻射加熱筒
(5)とを連結する燃焼ガスダクト(11)の上流側に位置し
ていることを特徴とする、請求項１記載の炭化・還元装
置。
【請求項３】還元ガスの排気筒(31)から排出された還
元ガスが木酢液抽出装置(41)を経て燃焼室(15)へ供給さ
れることを特徴とする、木質廃棄物のための請求項１又
は２記載の炭化・還元装置。