JP2003207113A - 回転燃焼装置と加熱処理施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転炉内壁に耐火耐熱材層をバーナーで直接
加熱することで被処理物の未燃焼飛散を防止して、被処
理物の燃焼加工処理効果を向上させる。 【解決手段】 被処理物を燃焼処理する回転燃焼装置４
１の回転炉４２に燃焼バーナー４９を装着し、燃焼バー
ナー４９は、バーナーからの火炎４９ａが回転炉４２内
壁の耐火耐熱材層５４を直接加熱するように設ける。こ
れにより、火炎による熱ガスが直接被処理物に当たって
吹き飛ばすことを防止する。また、回転炉内壁を直接火
炎バーナーで加熱することにより、回転炉４２内の温度
が、炭化物等を着火燃焼させる４００〜６００℃の温度
雰囲気に容易に到達でき、且つ維持できる。これによ
り、回転燃焼装置４１に導入した被処理物を、灰化物、
一層の炭化物、賦活による活性炭を得る加熱加工処理す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】廃棄物などの各種物質（原材
料）を加熱処理した場合に、含有する有機成分は熱分解
により除去されて、固定炭素成分を含む素材（被処理
物）を得、この素材が有効利用できる場合には、そのま
ま再利用できるが、そのまま利用できない場合には、更
に加熱加工処理する必要がある。

【０００２】この発明は、熱分解処理（乾留処理）され
て揮発性の有機質成分が削減された被処理物の更なる加
熱燃焼加工処理に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】各種被処理物を燃焼する燃焼装置として
円形の内壁を備えた回転キルン炉（以下回転炉と称す）
にて燃焼処理することが一般的に知られている。また、
回転炉の一端側には、通常被処理物を燃焼する燃焼バー
ナーを備えている。（例えば、特開２０００−１２１０
１９号） さらに、従来の燃焼装置における燃焼バーナーは、回転
炉の一端側に設けられ、且つそのバーナーの火炎が回転
炉の軸方向に延びて直接被処理物に接して被処理物を燃
焼するように配置されているのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の方式によれば、燃焼バーナーの火炎放出方向は炉
軸と同方向であることから放出する火炎による熱ガス流
によって炉回転による拡散により分散している被処理物
が炉内の一端側から他端側に吹き飛ばされる可能性があ
る。

【０００５】特に、カサ密度の低い被処理物の場合に
は、顕著となる。例えば、熱分解後の炭化物が（粉体状
の炭化物類を含む）、例えば、紙類、フィルム類、粉体
類などの被処理物の場合には燃焼することなく、又は不
完全燃焼の状態で回転炉の排出口側に運ばれてしまい、
燃焼加工処理効率が低下するとともに、灰化などの燃焼
加工処理が確実に行なえない問題となる。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、被処理物を燃焼する回転炉内壁を耐火耐熱材層で
形成し、燃焼バーナーの火炎により直接回転炉内壁を加
熱するようにすることで、被処理物が火炎により飛散さ
れることを防止して被処理物の燃焼効果を向上させると
ともに、被処理物の燃焼加工処理を確実に行なえるよう
にした回転燃焼装置と加熱処理施設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】上記の目的を達成するた
めに、発明者は鋭意研究した結果、回転炉内が所定の温
度以上（４００〜６００℃程度）の加熱雰囲気を維持す
れば、被処理物が発火燃焼することに着目した。

【０００８】そこで、燃焼バーナーの火炎方向を回転炉
中心（炉軸方向）ではなく、耐火耐熱材層を備えた回転
炉内壁を火炎により直接加熱することで炉内を所定の温
度雰囲気にできるようにして、被処理物に直接火炎が接
触しなくとも被処理物を着火燃焼できることを見出し、
これにより、被処理物の燃焼効果の向上（不完全燃焼の
防止など）を図り、且つ被処理物の回転炉排出側への飛
散防止を行なえることを見出した。

【０００９】即ち、この発明は、被処理物を燃焼する回
転炉から構成される回転燃焼装置であり、回転炉内壁に
耐火耐熱材層を備え、回転炉の一端側の炉内壁を火炎に
より直接加熱する燃焼バーナーを設けたことを特徴とす
る回転燃焼装置である。

【００１０】また、燃焼バーナーは、天地方向の水平方
向より天側の回転炉内壁を直接加熱するように配設した
ことを特徴とする回転燃焼装置である。これは、回転炉
の下段側に被処理物が導入されることに基因する。

【００１１】さらに、原材料が含有する有機質成分を熱
分解処理する加熱処理装置と、この加熱処理装置により
得た固定炭素成分を含有する被処理物を燃焼する回転燃
焼装置とを備えた加熱処理施設であり、回転燃焼装置
は、回転炉であり、回転炉内壁に耐火耐熱材層を備え、
回転炉の一端側の炉内壁を火炎により直接加熱する燃焼
バーナーを備えて構成し、回転燃焼装置に導入した被処
理物を燃焼加工処理することを特徴とする加熱処理施
設。

【００１２】なお、被処理物の燃焼加工処理は、一層揮
発性成分を除去して固定炭素成分の多い炭化物を得るこ
と、賦活による活性炭を得ること、焼却による灰化物を
得ることを意図したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、この発明の被処理物の加
熱処理施設の概念図で、図１は、同じ構成の回転キルン
炉を２基用い、第１の回転キルン炉に、廃棄物などの原
材料を乾燥し脱塩素処理の機能を持たせ（以下、脱塩炉
と称す）、第２の回転キルン炉に、乾留による処理の機
能を持たせ（以下、乾留炉と称す）て、原材料を熱分解
処理する加熱処理装置に構成した。

【００１４】１はこの脱塩炉で、この脱塩炉１は、回転
自在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガス
ダクトを形成し、熱風ガスを導入して回転円筒体２を外
部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３
と、回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ロ
ーラ（図示省略）と、回転円筒体２を回転駆動する回転
駆動手段（図示省略）とで構成する。

【００１５】また回転円筒体２には一端側に原材料を搬
入する図示しない供給口側を、他端側に図示しない排出
口側を有し、内部には図示省略してあるが回転円筒体２
の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び軸方向に
複数枚設けられる。

【００１６】供給側ダクト４から投入される原材料は供
給口側から回転円筒体２に供給され、回転円筒体２の回
転により、原材料を排出口側に撹拌しながら移送する。
なお、供給側ダクト４には図示しないホッパから、原材
料と脱塩素剤とを混合した混合物が投入される。

【００１７】１０は原材料を乾留処理する乾留炉で、こ
の乾留炉１０は、脱塩炉１と同じ構成をなす。従って、
脱塩炉１と同じ部分には、符号１０の「１」の桁に脱塩
炉１と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１８】脱塩炉１と乾留炉１０とは、上下方向で、
且つ乾留炉１０の供給口側を脱塩炉１の排出口側にして
配置する。脱塩炉１の排出口側と乾留炉１０の供給口側
には、これら排出口側と供給口側を覆って連通する連通
ダクト１５を設け、脱塩炉１で加熱処理した原材料を乾
留炉１０に導入する。

【００１９】２０は熱風ガス（温度450〜600℃）を発生
する熱風炉で、この熱風炉２０には熱風ガス発生用の燃
焼バーナー２１が設けられている。発生した熱ガスは、
乾留炉１０の加熱ジャケット１３に供給し、乾留炉１０
の回転円筒体１２を加熱した後、連絡管２３を介して脱
塩炉１の加熱ジャケット３内に供給される。このとき、
温度調整空気を送り込み、熱風ガスの温度を調整する。
なお、脱塩炉１、乾留炉１０は熱風ガスで外部から間接
加熱され、内部の原材料が乾留処理される。

【００２０】３０はガス燃焼処理炉で、このガス燃焼処
理炉３０に、脱塩炉１および乾留炉１０で加熱処理中に
発生した乾留ガスを乾留ガス導管３１からエゼクタ３２
を介して導入する。また、ガス燃焼処理炉３０には、加
熱ジャケット１からの排熱風ガスを循環ブロア３３、エ
ゼクタブロア３４を介してエゼクタ３２からも導入す
る。なお、乾留ガス導管３１は、外部を熱ガスで保温し
て導管内壁に付着物が付くのを防止する。

【００２１】ガス燃焼処理炉３０では、燃焼バーナ３６
により前記乾留ガスおよび後述する回転燃焼装置４１で
発生した排ガスをも燃焼する。なお、乾留ガスが充分発
生して燃焼している場合には、燃焼バーナ３６による燃
焼は、燃料の供給を絞っても差し支えない。

【００２２】ガス燃焼処理炉３０で高温燃焼した排ガス
は、排出口３０ａから熱交換器３７、バグフィルタ３
８、排気ブロア３９、煙突４０を介して排出される。

【００２３】４１は詳細を図２に示す回転燃焼装置で、
この回転燃焼装置４１には、乾留炉１０で炭化した被処
理物を排出側ダクト内に設けられたパイプコンベアなど
の搬送手段１４により導入され、ここで、被処理物を燃
焼加工処理して目的に従って、（１）灰化処理、（２）
有機質除去による固定炭素分を含むリッチな炭化物化処
理、（３）賦活による活性炭化処理の何れかを行なう。

【００２４】回転燃焼装置４１は、回転炉４２から構成
され、回転炉４２は、筒状の鋼材からなり、その筒状の
鋼材の内壁部には、多角形（４角形以上の多角形）に形
成された耐火耐熱材層５４が設けられている。その回転
炉４２は、軸方向の両側が回転ローラ４３、４４で支持
され、中央部には、モータＭからなる駆動源４５により
回転される手段を備えている。

【００２５】回転炉４２の上流側、すなわち、被処理物
投入側には、箱状の投入ジャケット４６がシール４７を
介して備えられていて、被処理物の搬送手段（スクリュ
ー、スパイラル）４８と、被処理物を着火燃焼する燃焼
バーナー４９及び空気供給ノズル５３とが装着されてい
る。

【００２６】燃焼バーナー４９は、回転炉４２の端部の
投入ジャケット４６にバーナー先端が上向きとなるよう
に傾斜配置して設け、バーナー４９からの火炎４９ａが
回転炉４２内壁の天側に接するように照射され、炉内壁
が直接加熱される。

【００２７】これにより、回転炉４２は、回転している
ことから、回転炉４２内の温度が、炭化物等の被処理物
を着火燃焼させる４００〜６００℃の温度雰囲気に容易
に到達でき、しかも、燃焼バーナー４９の火炎方向が回
転炉中心ではなく、炉内壁面に向けて照射することで、
被処理物が火炎により飛散することを防止して被処理物
の燃焼効果を向上させるとともに、被処理物の燃焼加工
処理を確実に行なえるようにした。

【００２８】なお、燃焼用新鮮空気は、回転炉４２内に
直接導入しないで、回転炉４２の外部の空気供給ノズル
５３から投入ジャケット４６内に導入し、これを回転炉
４２内に供給することが、被処理物の飛散を防止できる
点からも好ましい。

【００２９】また、回転炉４２の下流側、すなわち、灰
化物などの加工処理物の排出側には、内部にキャスタブ
ル材による耐火耐熱層（図示省略）を装着した箱状の排
出ジャケット５０がシール５１を介して備えられ、その
排出ジャケット５０内には、火格子５６が設けられてい
る。排出ジャケット５０から排出された灰化物などは、
図示省略した回収箱にて回収される。なお、排出ジャケ
ット５０からの排ガスは、配管５２を介してガス燃焼処
理炉３０に導入される。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
耐火耐熱材層を備えた回転炉内壁を、燃焼バーナーの火
炎により直接加熱することで、炉内を所定の温度雰囲気
に加熱して被処理物を着火燃焼するようにしているの
で、被処理物の燃焼効果を向上でき、被処理物の燃焼加
工処理（灰化物、一層の炭化物、賦活による活性炭）を
確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の被処理物の加熱処理施設の概念図。

【図２】回転燃焼装置の詳細な説明図。

【符号の説明】

１…第１の回転キルン炉（脱塩炉） １０…第２の回転キルン炉（乾留炉） ２０…熱風炉 ３０…ガス燃焼処理炉 ３１…乾留ガス導管 ３２…エゼクタ ３３…循環ブロア ３４…エゼクタブロア ３６…燃焼バーナー ４１…回転燃焼装置 ４２…回転炉 ４６…投入ジャケット ４８…搬送手段 ４９…燃焼バーナー ４９ａ…火炎 ５０…排出ジャケット ５３…空気供給ノズル ５４…耐火耐熱材層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を燃焼する回転炉から構成され
   る回転燃焼装置であり、回転炉内壁に耐火耐熱材層を備
   え、回転炉の一端側の炉内壁を火炎により直接加熱する
   燃焼バーナーを設けたことを特徴とする回転燃焼装置。
2. 【請求項２】 燃焼バーナーは、天地方向の天側の水平
   方向より回転炉内壁を直接加熱するように配設したこと
   を特徴とする請求項１記載の回転燃焼装置。
3. 【請求項３】 原材料が含有する有機質成分を熱分解処
   理する加熱処理装置と、この加熱処理装置により得た固
   定炭素成分を含有する被処理物を燃焼する回転燃焼装置
   とを備えた加熱処理施設であり、 回転燃焼装置は、回転炉であり、回転炉内壁に耐火耐熱
   材層を備え、回転炉の一端側の炉内壁を火炎により直接
   加熱する燃焼バーナーを備えて構成し、回転燃焼装置に
   導入した被処理物を燃焼加工処理することを特徴とする
   加熱処理施設。