JP2003004213A - ロータリーキルン - Google Patents

ロータリーキルン

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JP2003004213A
JP2003004213A JP2001188164A JP2001188164A JP2003004213A JP 2003004213 A JP2003004213 A JP 2003004213A JP 2001188164 A JP2001188164 A JP 2001188164A JP 2001188164 A JP2001188164 A JP 2001188164A JP 2003004213 A JP2003004213 A JP 2003004213A
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JP
Japan
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rotary kiln
cooling
cooling device
iron shell
outer periphery
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Application number
JP2001188164A
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English (en)
Inventor
Ryuichi Agawa
隆一 阿川
Yasuhito Konoue
泰仁 鴻上
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内貼りレンガの損耗が少なく、水蒸気や煙の
発生がなく、冷却装置の構造、機構が複雑でなく修理が
比較的容易なロータリーキルンを提供する。 【解決手段】 冷却媒体を循環させる冷却装置が鉄皮の
外周に設けられ、冷却媒体が鉄皮に直接接触しないこと
を特徴とするロータリーキルンである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はロータリーキルンに
関する。特に、可燃物を含む廃棄物を燃焼または燃焼溶
融するロータリーキルンに関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のロータリーキルンの正面断
面図である。ロータリーキルン1は、中空円筒状であ
り、鉄皮101は鋼板からなり、内面は耐火レンガ10
2によって被覆されている。ロータリーキルンの回転軸
103はほぼ水平ではあるが、その上流開口端110を
その下流開口端120よりもわずかに高くなるように傾
斜して配置し、回転軸103のまわりに一定速度で回転
している。上流開口端110はフロントウォール130
によって閉鎖されており、メインバーナー9がフロント
ウォール130を貫通して取り付けられており、火炎9
01がロータリーキルンの内部へ放射されている。ま
た、廃棄物投入路11もフロントウォール130を貫通
して取り付けられており、廃棄物6は廃棄物投入路11
を通ってロータリーキルンの内部へ投入される。投入さ
れた廃棄物6はロータリーキルンの回転により攪拌され
つつ、その傾斜により上流から下流へと移動されなが
ら、メインバーナーの火炎901によって加熱される。
廃棄物は、順々に乾燥、燃焼、溶融され、溶融スラグま
たは溶融スラグと溶融金属が生成され、下流開口端から
流下する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃棄物
を燃焼処理あるいは燃焼溶融処理する際に、ロータリー
キルンに内貼りされている耐火レンガあるいは耐熱レン
ガも高温にさらされ、さらに溶融スラグと接触して、こ
れらレンガが侵食され損耗する。すると、内貼りレンガ
の寿命が短くなり、比較的頻繁にロータリーキルンの運
転を休止し、耐火レンガの貼りかえ作業を行わなければ
ならず、操業率の低下と設備維持費用の増大とを招く。
【0004】ロータリーキルンの外皮に水をかけ冷却す
る試みもあるが、鉄皮の錆発生を助長し、また、水が蒸
発し、多量の水蒸気が発生するので有害ガスを放出して
いるかのように人々に誤解されやすいという欠点があ
る。しかも屋内設置の場合には、蒸気の除去、回収が必
要となるが、困難である。
【0005】また、ロータリーキルンは回転体であるの
で、鉄皮にジャケット構造の冷却装置を取り付けるの
は、構造、機構が複雑になり、修理が難しい等の欠点が
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点は、請求項1
に記載の本発明に係るロータリーキルン、すなわち、冷
却媒体を循環させる冷却装置が鉄皮の外周に設けられ、
冷却媒体が鉄皮に直接接触しないことを特徴とするロー
タリーキルンによって、解決される。
【0007】また、上記問題点は、請求項2に記載の本
発明に係るロータリーキルン、すなわち、冷却媒体を循
環させる冷却装置が中間部近くから下流開口端近くまで
の鉄皮の外周に設けられていることを特徴とするロータ
リーキルンによって、解決される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照して、詳細に説明する。
【0009】第1実施形態 図1は、本発明に係るロータリーキルン装置の第1実施
形態の概略図であり、(a)はその正面図であり、
(b)はロータリーキルンの側面図である。ロータリー
キルン1の鉄皮101の外周のうち、中間部140近く
から下流開口端120近くまでの範囲には冷却装置21
が設置されている。第1実施形態の冷却装置21の構造
や動作については、後に詳しく述べる。
【0010】ロータリーキルン1の下流開口端120
は、直立円筒形状の二次燃焼室3の側壁に気密性を保ち
つつ回転自在に取り付けられている。二次燃焼室3の下
端は貯水槽4に貯えられた水8の中に浸漬されて水封に
より外気と遮断されている。貯水槽4の水8の中を通っ
て、貯水槽4の外へわたってスラグコンベア7が設置さ
れている。溶融スラグはロータリーキルン1の下流開口
端120の下部から流出し、二次燃焼室3の中を落下
し、貯水槽4の水8の中へ入り、冷却されて固化する。
固化したスラグはスラグコンベア上に載置され搬送され
る。
【0011】図3は第1実施形態の冷却装置の概略図で
あり、(a)はその正面図であり、(b)はその側面図
であり、(c)はその説明図である。ロータリーキルン
1の鉄皮101の外周には円筒状の冷却リング部211
が外包しており、冷却リング部211の内面212は鉄
皮101の外周に接している。ロータリーキルン1は回
転するのに対し、冷却リング部211は静止しており、
鉄皮101の外周と冷却リング部211の内面212と
は摺動している。冷却リング部211は、熱伝導を高く
するために銅、銅合金、ステンレス鋼などによって製造
された肉厚の比較的薄い中空円筒形状とするのが好まし
い。冷却リング部211の外面213には複数の略三角
柱形状の冷却媒体通過部214が取り付けられている。
冷却媒体通過部214の側面215、216、217及
び底面218、219は鋼板からなり、各辺は鋼板の折
り曲げ加工、かしめ加工、あるいは溶接加工により漏れ
なく結合されている。また、側面、底面の外面及び内面
は必要に応じて防錆の目的で防錆塗料を塗布したり、あ
るいはメッキを施してもよい。側面215は、冷却リン
グ部211の外面213に接し、冷却リング部211の
外面213の曲率に対応した凹面となっている。第1実
施形態の冷却装置21は上記のように冷却リング部21
1と冷却媒体通過部214とから構成されている。さら
に、鉄皮101の外周にはカーボンペーストあるいはラ
イニングが塗布されており熱伝導率を高めるとともに耐
熱性を向上させて、ロータリーキルン1の鉄皮101か
ら効率良く抜熱を行っている。底面218、219に
は、それぞれ、配管51、52は、不図示のポンプ、ク
ーリングタワーを介して結合されており、冷却媒体、例
えば、水をクーリングタワーで十分に冷却した後に、配
管51から冷却媒体通過部214の内部へ導入してい
る。
【0012】図4はロータリーキルンの長手方向位置に
おけるロータリーキルンのレンガ温度の変化を示すグラ
フである。冷却装置を設けない場合は、▲で示すような
温度分布となる。ロータリーキルンの中間部から下流開
口端近くまでの鉄皮外周に第1実施形態の冷却装置を間
接接触で設けた場合は、■で示すような温度分布にな
る。下流開口端近くのレンガ温度は、冷却装置がない場
合が約1065℃であるのに対し、第1実施形態の冷却
装置を設けた場合は約1030℃となり、レンガ温度を
1050℃以下に抑えることができた。発明者の実験に
よれば、レンガ温度を1050℃以下に抑えることによ
って、レンガ等の耐火物の溶損速度を大幅に低減できる
とともに、溶融スラグの固化が生じにくいことを見出し
た。
【0013】第2実施形態 図5は、第2実施形態の冷却装置の概略図であり、
(a)はその正面図であり、(b)はその側面図であ
り、(c)はその説明図である。ロータリーキルン1の
鉄皮101の外周には複数の小径の円柱形状のジャケッ
ト構造体221からなる冷却装置22が間接的に取り付
けられている。ジャケット構造体221の側面222及
び底面223、224は鋼板あるいはステンレス鋼板か
らなり、各辺はかしめ加工あるいは溶接加工により漏れ
なく結合されている。側面222はロータリーキルン1
の鉄皮101の外周に接している。鉄皮101の外周に
はペーストが塗布されており熱伝導率の向上を図ってお
り、ロータリーキルン1の鉄皮101から効率良く抜熱
を行っている。底面223、224の中心には円筒状の
配管225、226が中心を合わせて、漏れなく、回転
自在に接合されている。ロータリーキルン1の回転に伴
ってジャケット構造体221はその回転軸227のまわ
りに回転するが、回転軸227の位置は不動となってい
る。第1実施形態と同様に配管225、226は不図示
のポンプ、クーリングタワーを介して結合されており、
冷却媒体が流動する循環路が形成されている。
【0014】図6は、ロータリーキルンの長手方向にお
けるロータリーキルンのレンガ温度の変化を示すグラフ
である。冷却装置を設けない場合は、▲で示すような温
度分布となる。ロータリーキルンの中間部から下流開口
端近くまでの鉄皮外周に第1実施形態の冷却装置を間接
接触で設けた場合は、■で示すような温度分布になる。
下流開口端近くのレンガ温度は、冷却装置がない場合が
約1065℃であるのに対し、第1実施形態の冷却装置
を設けた場合は約1030℃となり、レンガ温度を10
50℃以下に抑えることができた。
【0015】第3実施形態 図7は第3実施形態の冷却装置の概略図であり、(a)
はその正面図であり、(b)はその側面図であり、
(c)はその説明図である。冷却装置23は上下二分割
であり、組合わせると中空円筒形状であるジャケット構
造体231、232が、ロータリーキルン1の鉄皮10
1の外周に間接的に取り付けられている。すなわち、ジ
ャケット構造体231、232を組合わせた中空円筒体
の内面が鉄皮101の外周に接し、ロータリーキルン1
の回転に伴って摺動する。ジャケット構造体231の外
側面233、内側面234及び底面235、236は鋼
板あるいはステンレス鋼板からなり、各辺は溶接加工に
より漏れなく結合されている。鉄皮101の外周にはカ
ーボンペーストが塗布されており、熱伝導率の向上を図
っており、ロータリーキルン1の鉄皮101から効率良
く抜熱を行っているとともに、耐熱性も優れている。
【0016】第3実施形態の冷却装置23は、鉄皮10
1との接触面積がより広いので、多量の熱をロータリー
キルンから除去することができるとともに、2分割形態
であるので、冷却装置23を比較的容易に着脱すること
ができる。
【0017】他の実施形態として、一体形態の中空円筒
形状の冷却装置を用いることもできる。冷却装置の中空
部の中にロータリーキルンを挿入して、ロータリーキル
ンの鉄皮と冷却装置の内面とを接触させて摺動させるも
のである。
【0018】
【発明の効果】本発明のロータリーキルンは、冷却媒体
を循環される冷却装置が鉄皮の外周に設けられ、冷却媒
体が鉄皮に直接接触しないので、水蒸気が外部へ放出さ
れず、水蒸気を回収する必要がないとともに、冷却媒体
を循環利用しており冷却媒体の排出もなく、排出物処理
が不要である。
【0019】特に、本発明のロータリーキルンにおいて
は、冷却装置がロータリーキルンの中間部近くから下流
開口端近くまでの鉄皮の外周に設けられているので、ロ
ータリーキルンの内面温度を一定以下、特に1050℃
以下に保つことができ、耐火レンガの溶損速度を飛躍的
に低くし、実用上ほとんど溶損していない程度までに抑
えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るロータリーキルン装置の第1実施
形態の概略図であり、(a)はその正面図であり、
(b)はロータリーキルンの側面図である。
【図2】従来のロータリーキルンの正面断面図である。
【図3】第1実施形態の冷却装置の概略図であり、
(a)はその正面図であり、(b)はその側面図であ
り、(c)はその説明図である。
【図4】ロータリーキルンの長手方向位置におけるロー
タリーキルンのレンガ温度の変化を示すグラフである。
【図5】第2実施形態の冷却装置の概略図であり、
(a)はその正面図であり、(b)はその側面図であ
り、(c)はその説明図である。
【図6】ロータリーキルンの長手方向におけるロータリ
ーキルンのレンガ温度の変化を示すグラフである。
【図7】第3実施形態の冷却装置の概略図であり、
(a)はその正面図であり、(b)はその側面図であ
り、(c)はその説明図である。
【符号の説明】
1 ロータリーキルン 101 鉄皮 102 耐火レンガ 103 回転軸 110 上流開口端 120 下流開口端 130 フロントウォール 140 中間部 21 冷却装置 211 冷却リング部 212 内面 213 外面 214 冷却媒体通過部 215 側面 216 側面 217 側面 218 底面 219 底面 22 冷却装置 221 ジャケット構造体 222 側面 223 底面 224 底面 225 配管 226 配管 227 回転軸 23 冷却装置 231 ジャケット構造体 232 ジャケット構造体 233 外側面 234 内側面 235 底面 236 底面 3 二次燃焼室 4 貯水槽 51 配管 52 配管 6 廃棄物 7 スラグコンベア 8 水 9 メインバーナー 901 火炎 11 廃棄物投入路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K061 AA07 AB03 AC01 DB19 KA02 KA09 4K061 AA09 BA12 DA01 HA09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却媒体を循環させる冷却装置が鉄皮の
    外周に設けられ、冷却媒体が鉄皮に直接接触しないこと
    を特徴とするロータリーキルン。
  2. 【請求項2】 冷却媒体を循環させる冷却装置が中間部
    近くから下流開口端近くまでの鉄皮の外周に設けられて
    いることを特徴とするロータリーキルン。
  3. 【請求項3】 冷却装置が中空円筒状の冷却リング部と
    三角柱状の冷却媒体通過部とからなり、冷却リング部の
    内面が鉄皮の外周に接し摺働し、冷却媒体通過部が冷却
    リング部の外面に取付けられている請求項1または2に
    記載のロータリーキルン。
  4. 【請求項4】 冷却装置が円柱状であり、その側面が
    皮の外周に接する請求項または2に記載のロータリーキ
    ルン。
  5. 【請求項5】 冷却装置が中空円筒状であり、鉄皮の外
    周を包囲して、その内面が外皮の外周に接し摺動する請
    求項1または2に記載のロータリーキルン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016139495A1 (en) * 2015-03-05 2016-09-09 Standard Gas Limited Pyrolysis retort methods and apparatus

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