JP2003214611A - 被処理物の加熱加工処理方法とその加熱加工処理施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原材料を熱分解により前処理することで有機
質成分を除去し、これを被処理物とすることで、次工程
の加熱処理加工による改質を効果的に行なえ、しかも単
一の回転キルン炉より軸方向長さを短縮して、装置の小
型化を計る。 【解決手段】 原材料を加熱分解処理して有機質成分を
除去して得た被処理物を、搬送手段１４、４８から、複
数に分割された炉を備えた回転炉４２に導入する。この
ときに、被処理物は、各分割炉４２ａ〜４２ｃに少量ず
つ分散されて導入され、被処理物が分割炉４２ａ〜４２
ｃ内を搬送されながら加熱加工処理により改質されて排
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】廃棄物などの有機質成分を含
有する各種物質（原材料）を加熱分解処理した場合に、
含有する有機質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、更に加熱加工処理により改質す
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ている被処理物の更な
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】有機質成分を含有する
各種物質を原材料にし、これを加熱分解処理（乾留処
理）して固定炭素分を多く含む、所謂炭化物を得、この
炭化物を各種用途にて再利用することが試みられてい
る。

【０００５】しかし、廃棄物を原材料とした場合に、原
材料の性状が得られる炭化物の性状に深く影響する。例
えば、自然界の木質系に基因する廃棄物であれば、有害
質成分の含有は少ないが、化学合成品に基因する廃棄物
の場合には、有害質成分を含有する可能性がある。

【０００６】従って、廃棄物を原材料としての加熱処理
による炭化物の場合には、溶出試験により有害物質（例
えば重金属など）が規制値以上に溶出しないことを確認
しておくことが重要である。

【０００７】一方、被処理物を燃焼などの加熱処理する
炉としては、一般的には、被処理物は、単一の回転キル
ン炉、又は、多段に配置した回転キルン炉、スパイラル
炉に導入されて処理されている。これによると、単一炉
の場合には、被処理物の搬送方向（炉長）寸法が大きく
必要となる。この対策としては、多段に炉を積み上げて
つづら折り炉になるが、前段の炉から次段の炉への受け
渡しが必要となり、この工程において、被処理物の搬送
がスムーズに行なえない問題が発生する場合がある。

【０００８】一方、特開２０００−２０５５４７号公報
に示されている多管式のロータリーキルン炉によれば、
処理物を並行に搬送処理することから、炉長を短いもの
とすることが可能となるが、外部加熱による加熱処理で
あることから、被処理物の加熱加工処理は、充分に行え
ない問題がある。

【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、原材料を加熱分解処理して得た被処理物を、分割
した複数の炉を備えた回転燃焼装置に導入することで、
被処理物を各分割炉に少量ずつ分散させて導入し、被処
理物が搬送されながら加熱加工処理荷より改質するよう
にしたので、加熱加工処理時間の短縮化を図ることがで
きるとともに、単一の回転燃焼炉より軸方向長さを短縮
することができ、且つ多段炉の課題を解決できる被処理
物の加熱加工処理方法と加熱加工処理施設を提供するこ
とを目的とする

【００１０】

【課題を解決するための手段】原材料を加熱することで
残存する有害性物質（重金属など）は、各出発原材料に
より異なる。この見極めは、事前の各種実験により正し
く確認することが重要である。

【００１１】つまり、所定の条件で熱分解処理により乾
留して固定炭素成分の多い炭化物を得るものの、有害物
質が一定以上の場合には、再利用が困難である。

【００１２】一方、再利用が可能な炭化物の場合には、 （１）残存する有機質成分（揮発成分）を更に加熱処理
により除去して固定炭素成分の多い炭化物を得る。 （２）更に加熱処理により多孔質化（賦活）して活性炭
として利用するといった要望が生じ、これに対応できる
加熱処理方法及び装置が必要となる。

【００１３】そこで、発明者は、小型で且つ確実に加熱
処理できる手段を見出した。

【００１４】すなわち、加熱加工処理炉を単一の炉、多
段のつづら折り炉とするのではなく、搬送を複数に分割
して並行搬送する、複数の分割炉とすることで、被処理
物を小分けして小形の各分割炉に導入して処理すること
により、均一な熱負荷を被処理物に与えることができる
ので，加熱加工が容易となり、しかも、加熱搬送距離が
短く（軸方向に短い炉）しても充分加熱加工処理できる
ことを見出した。

【００１５】そこで、この発明は、上記の課題を達成す
るために、有機質成分を含有する原材料を加熱分解処理
による前処理により、各種有機質成分をほとんど除去し
た被処理物を得、次に当該被処理物を燃焼手段にて改質
処理して加工するが、その際に被処理物を、分割した複
数の炉を備えた回転燃焼装置（以下回転炉と称す）に導
入し、導入した被処理物を各分割した複数の炉内に分散
供給し、その分割した複数の炉内を被処理物が搬送され
る過程にて加熱加工処理することで被処理物を効果的に
加熱加工処理する方法である。

【００１６】上記加熱加工処理方法に加えて、この発明
は、上記の課題を達成するために、以下のような加熱加
工処理施設を構成する。

【００１７】有機質成分を含有する原材料を加熱処理し
て被処理物を得る加熱処理装置と、内部に仕切壁にて分
割された複数の分割炉を備えた回転燃焼装置とからな
り、回転燃焼装置の一端側に、加熱処理装置からの被処
理物を導入する被処理物導入手段と燃焼手段とを設け、
回転燃焼装置の他端側に加工物の取り出し手段を設けて
構成した処理物の加熱加工処理施設である。

【００１８】

【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の回転キルン炉による処理（乾留による
炭化）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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】４１は詳細を図２、図３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で乾留し
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により導入される。ここで、被処
理物の燃焼による改質加工処理は、目的に従って、
（１）灰化処理、（２）一層の有機質成分除去による固
定炭素分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。

【００２８】回転燃焼装置４１は、回転炉４２から構成
され、その回転炉４２は仕切壁４２ｄにより複数の分割
炉４２ａ、４２ｂ、４２ｃに区画分割されていて、導入
された被処理物は、回転炉４２の回転に応じて、各分割
炉４２ａ〜４２ｃに順次少量ずつ導入されて加熱加工処
理される。

【００２９】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、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。回転炉
４２は、進行方向に２〜３度傾斜して構成され、自然搬
送が可能となるようにしている。

【００３０】回転炉４２の上流側、すなわち、被処理物
投入側には、鋼材からなる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。

【００３１】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、バーナーからの火炎４９ａが回転
炉４２内壁の天側に接するように設けられている。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、運転開始及びその後に、被処理物を順次投入して
も、この温度を維持できる。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】回転炉４２内に導入された被処理物は、回
転炉４２が複数の分割炉４２ａ〜４２ｃに分割されてい
るので、導入された被処理物５７ａ〜５７ｃは、回転炉
４２の回転に応じて、各分割炉４２ａ〜４２ｃに順次少
量ずつ導入されて加熱加工処理される。このため、回転
炉４２の炉長が短いものであっても、充分所望の加熱加
工処理ができるようになる。

【００３５】また、回転炉４２は、進行方向に２〜３度
傾斜して構成されているので、上述したように自然に被
処理物は排出ジャケット５０に搬送される。排出ジャケ
ット５０の上部からは配管５２を介して排ガスが、ガス
燃焼処理炉３０で燃焼された後、熱交換器３７、バグフ
ィルタ３８、排気ブロア３９、煙突４０から排気され
る。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
前処理工程で加熱分解処理して有機物が除去された被処
理物を得、この被処理物を更に加熱加工処理して改質す
るようにし、この加熱加工処理する手段を、複数の分割
炉を備えた回転炉（回転燃焼装置）に導入するようにし
たから、被処理物は、少量ずつ各分割炉に導入されて加
熱加工処理されるので、均一な改質化処理ができ、しか
も、回転炉は、その軸方向長さ（炉長）を短いものにし
ても充分所望の加熱加工処理が行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す加熱加工処理施設
の概念図。

【図２】回転燃焼装置の詳細な断面図。

【図３】分割炉（回転炉）の断面図。

【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 ３１…乾留ガス導管 ３２…エゼクタ ３３…循環ブロア ３６…燃焼バーナー ４１…回転燃焼装置 ４２ａ〜４２ｃ…分割炉 ４２ｄ…仕切壁 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…耐火耐熱層 ５７ａ〜５７ｃ…被処理物

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/20 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ Ｆ２７Ｂ 7/02 ３０３Ｊ Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AB01 AB02 BA05 CA01 FA02 FA21 FA27 GA05 KA01 KA02 KA03 KA15 KA21 4D004 AA02 AA12 AB03 AB06 AC05 BA10 CA24 CA26 CA28 CB09 CB34 CB36 CB45 CC02 DA02 DA06 4K061 AA08 BA12 CA27 DA01 HA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機質成分を含有する原材料を加熱分解
   処理して被処理物を得、当該被処理物を燃焼手段にて改
   質処理する際に、その被処理物を分割した複数の炉を備
   えた回転燃焼装置の一端側に導入し、導入した被処理物
   を各分割した複数の炉内に分散供給し、その分割した複
   数の炉内を被処理物が搬送される過程にて加熱加工処理
   することを特徴とする被処理物の加熱加工処理方法。
2. 【請求項２】 加熱加工処理は、被処理物を、炭化物、
   活性炭又は焼却して灰化物に処理することを特徴とする
   請求項１記載の被処理物の加熱加工処理方法。
3. 【請求項３】 有機質成分を含有する原材料を加熱処理
   して被処理物を得る加熱処理装置と、内部に仕切壁にて
   分割された複数の分割炉を備えた回転燃焼装置とからな
   り、回転燃焼装置の一端側に、加熱処理装置からの被処
   理物を導入する被処理物導入手段と燃焼手段とを設け、
   回転燃焼装置の他端側に加工物の取り出し手段を設けて
   構成したことを特徴とする被処理物の加熱加工処理施
   設。