JP2003294214A - 横型回転炉装置 - Google Patents

横型回転炉装置

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JP2003294214A JP2002098848A JP2002098848A JP2003294214A JP 2003294214 A JP2003294214 A JP 2003294214A JP 2002098848 A JP2002098848 A JP 2002098848A JP 2002098848 A JP2002098848 A JP 2002098848A JP 2003294214 A JP2003294214 A JP 2003294214A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 横型回転炉にて焼却灰等の原料を溶融して無
害化する際に、排ガス分配流の適正化及び分配直後の排
ガス処理の適正化を図ることにより、スラグ排出口（湯
出口）のスラグ付着を防止し炉装置の運転耐久性の維持
と装置システム全体の良好な効率性とを共に達成するこ
と。 【解決手段】 横型回転炉の左側開口を覆う左フードに
炉内へ焼却灰等の原料を投入する原料投入機を設けると
共に右側開口を覆う右フードに炉内投入の原料を溶融す
る酸素バーナと溶融スラグを流下させるスラグシュータ
とを設け、前記左フードに炉内の排ガスを少量に調整し
２次燃焼炉に導く調整手段を設けると共に前記スラグシ
ュータの中途から炉内の大量の排ガスを前記２次燃焼炉
に導くダクト装置を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみの焼却灰
などを溶融して無害のスラグにする事を目的とする横型
回転炉装置に関し、より詳しくは、炉内排ガスの排出分
配を適正化することにより炉の湯出口壁の破損を防止し
て炉装置の運転耐久性の維持を図り、もって、前記目的
を達成する横型回転炉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者等の発明に係る従来の技術とし
て、特許第３１１５８３８号がある。これは、ゆっくり
回転する横型回転炉を用い炉内に投入された焼却灰を酸
素バーナの燃焼により溶融し、炉内の排ガスを２次燃焼
炉、消石灰装置等の後処理装置を経て無害化して大気に
放出すると共に、溶融スラグを排出口より外部に流下さ
せ無害の水砕スラグとして運搬処理するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のものは、炉内排ガスの排出分配についての配慮が不
充分であったため、以下のような問題点があった。
【０００４】即ち、横型回転炉を連続的に回転（運転）
して酸素バーナの燃焼により灰を溶融する場合は、炉内
の温度を１４００℃の高温に維持すると共に、この灰を
溶融する回転炉の炉壁の溶損破損を防止すべく炉壁表面
を水で冷却する等の措置が取られる。
【０００５】炉内にて溶融したスラグは、水平姿勢の回
転炉の排出口（湯出口）より一回転に一回の割合で、こ
の湯出口が下方位置に来た時のみ流下、排出し、その他
の位置では、その回りに付着してスラグより低温の雰囲
気で冷却される。この繰返しにより、或る程度、付着量
が増加すると、湯出口が狭くなったり、強度不足により
湯出口付近の炉壁が本体より剥離破損するという問題点
を生ずるものであった。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決すべく、
炉内排ガスの排出分配流の適正化及びその大量分配流排
出ガス処理の適正化を図り、もって、都市ごみ焼却灰等
を完全に溶融して無害化する高効率の横型回転炉装置を
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】本発明は、前記目的を達
成するため、請求項１は、横型回転炉の左側開口を覆う
左フードに炉内へ焼却灰等の原料を投入する原料投入機
を設けると共に右側開口を覆う右フードに炉内投入の原
料を溶融する酸素バーナと溶融スラグを流下させるスラ
グシュータとを設け、前記左フードに炉内の排ガスを少
量に調整し２次燃焼炉に導く調整手段を設けると共に前
記スラグシュータの中途から炉内の大量の排ガスを前記
２次燃焼炉に導くダクト装置を設けたものであり、請求
項２は、請求項１記載の横型回転炉装置において、調整
手段は左側開口と原料投入機間の隙間及びねじ式ニード
ル弁を含み、当該手段を経て排出する排ガスの量を全量
の１０％程度に調整するものであり、請求項３は、請求
項１記載の横型回転炉装置において、ダクト装置はスラ
グシュータの排気出口に接続するダクト外周を覆う冷却
カバーと、このカバー内に冷却用空気を流すファン装置
とを備えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の１実施例の処理フローを
示す図１のシステム図において、大凡、外径２ｍ、内径
１ｍ、全長４ｍの円筒形状の横型回転炉１は、２個の環
状凸部２で基台５１取付の支持部３にて支持されインバ
ータ制御により１分間〜５分間に１回転する事が可能で
ある。左側は外内径共に若干小径となっていて原料投入
用の開口５が左フード４で覆われ、右側が内径のみ小径
の開口６となっていて右フード７で覆われている。基台
５１に取付けられている両フード４，７に対し横型回転
炉１は、小さな隙間にシール部材を設けて大気との連通
を回避しつつ回転できる。
【０００９】左フード４を貫通する原料投入機８は、焼
却灰、飛灰、破砕残渣など溶融すべき原料（主として
灰）を混合してホッパ９に受け入れ開口５を経て中央径
大の内部空洞部１０に投入する。右フード７を貫通する
酸素バーナ１１は、液化酸素とＬＰＧ（又は灯油）の供
給による燃焼（１次燃焼）にて内部を１４００℃の高温
に保ち内部空洞部１０内の原料を溶融する。この溶融物
は流動ストーカーとして機能する炉内壁回転面を移動す
る際、燃焼ガス（排ガス）と無害スラグ体とに分離され
る。溶融した無害スラグ体は開口６の周壁６ａ（図３参
照方）の一部に切欠いて設けたスラグ排出口（湯出口）
１２より右フード７の下方のスラグシュータ２５を経て
スラグ水槽１３の水面下に落下し、水砕スラグコンベア
１８で運搬され適宜処理される。このスラグの原料に対
する減容率は１／２〜１／３である。未燃ガスを含む比
較的軽い少量の排ガスは主として左フード４の上方の排
気出口１４を経て灯油バーナ２０による２次燃焼炉１５
に到り、第１熱交換器１９、第２熱交換器２１、バグフ
ィルタ２２、触媒２３など酸化、還元等の反応による後
処理用無害化装置を経て吸引ファン１６により吸引さ
れ、煙突１７から大気に放出される。また、比較的重い
大量の排ガス即ち高温燃焼ガスなどは右フード７の下方
のスラグシュータ２５の中途の大口径の排気出口２４か
ら２次燃焼炉１５に到り同様に無害となって大気に放出
される。
【００１０】図２は、図１の横型回転炉１の左フード４
の部分の拡大断面図であり、排気出口１４から排出する
排ガスを少量、例えば、全量の１０％（この数字は目安
であり、１０％程度又はその前後±２％）に調整する調
整手段２６の構成を説明する図である。
【００１１】図２において、調整手段２６は、まず、回
転炉１の左側開口５の内径と原料投入機８の外径との間
の隙間２７を小寸法の２５ｍｍ程度にする構成を含む。
原料投入機８は、内外筒間に入口水路２８と出口水路２
９を有し、ここに図示せざるポンプにより冷却水を流す
ことで、内筒内を回転摺動する回転コンベア３０を冷却
し、これにより炉内１０への原料の投入、供給を確実に
行うことができる。
【００１２】更に、調整手段２６は、排気出口１４のと
ころに、ねじ式ニードル弁３１を有する構成を含む。即
ち、ニードル弁３１は、左フード４の出口管３２に弁体
３３がシール３４、ナット３５で密封化されてねじ式に
て進退でき、内筒３６の穴３６ａとの間隙を一定量に調
整することができる。ここから出る排ガスは少量で比較
的に軽いもの、例えば未燃焼のＨ，Ｃなどを主成分とす
るもので、２次燃焼炉１５に導かれ容易に燃焼される。
【００１３】図３は、図１の横型回転炉１の右側の開口
６の下端付近からスラグシュータ２５の中途付近までの
断面を拡大して示すと共に、主として排気出口２４に接
続する排ガス用ダクト装置３７を説明するための図であ
る。また、図４は図３の右側面部分図である。
【００１４】図３及び図４において、右フード７に設け
た酸素バーナ１１は回転している炉内１０に火炎１１ａ
を常時噴出し、炉内温度を１４００℃に保持して投入の
焼却灰のうち有害部分をガス化放出し、残部を溶融無害
化し、下方位置に来たときのスラグ排出口（湯出口）１
２からその溶融スラグ（矢印太線）をスラグシュータ２
５にて流下させる。ここでの放出ガス及び燃焼ガスは共
に比較的重く、そして、大量かつ高温の排ガスとして、
矢印にて示すようにスラグシュータ２５の中途付近の排
気出口２４からダクト装置３７を介して２次燃焼炉１５
へ吸引ファン１６（図１参照）の吸引により導かれる。
【００１５】そして、前記の大量かつ高温の排ガスが右
側の開口６を流れる過程において、その流れが火炎１１
ａの噴出方向をも含めてＳ字形を呈する大量の分配流と
することで、湯出口１２は勿論、開口６がゆっくり回転
している故にその全周縁が炎になめられ（加熱され）、
１４００℃よりは若干低い１３５０℃の高温に維持され
る。これにより溶融スラグが冷えて湯出口１２付近に付
着堆積する欠点が防止される。また、補助バーナを設置
して高温維持化を図る必要もなく、その分、燃料の節約
を果すことができる。
【００１６】更に、図３のダクト装置３７における特徴
的構成は、排気出口２４に接続する部分のダクト３８の
外周（排ガス通路を構成する耐火煉瓦の外周）を、すっ
ぽりと、点検窓４１付近までカバー３９で覆い、このカ
バー３９内に、軸流ファン４０によりダクト３８内排ガ
ス冷却用の空気を流すことにある。カバー３９は、下方
の合わせ部などに空気流入用の隙間を有し、加熱空気を
上方通路４３、サイレンサ４２を経て大気に流すように
なっている。これによりダクト３８流入直後の排ガス
は、冷却されて浮遊状態にある多くの飛灰、即ち、Ｃ
ｒ、Ｐｂ等の重金属化合物微粒子分（有害）を固形状に
凝縮、分離せしめられ、排ガスのみが立ちダクト４４を
経て２次燃焼炉１５に送られる。
【００１７】かくして２次燃焼炉１５（図１参照）にお
いては、排気出口２４、ダクト装置３７側からの大量の
排ガスが、排気出口１４、出口管３２（図２参照）側か
らの少量の排ガスに合流し、その合流ガスが接線方向に
流入、旋回流下して効率良く２次燃焼され、排ガスの後
処理の負担を軽減する。
【００１８】又、図３及び図４を参照するに、ダクト３
８にて凝縮、分離せしめられた固形分は、下方に落下集
積し、スクリューコンベア４５により飛灰の落下口４６
へと掻き出され、飛灰原料としてホッパ９側に送られ、
より一層の無害化処理が果される。なお、スクリューコ
ンベア４５はモータ４７によりチェンカバー４８内のチ
ェン４９を介して回転され、横型回転炉１の連続的運転
の効率化の達成に寄与する。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、横型回転炉にて焼却灰
等の原料を溶融して無害化する際に、排ガス分配流の適
正化及び分配直後の排ガス処理の適正化を図ることによ
り、スラグ排出口（湯出口）のスラグ付着を防止する事
ができ炉装置の運転耐久性の維持と装置システム全体の
良好な効率性とを共に達成することができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による横型回転炉装置を用いて焼却灰な
どの原料を溶融し無害化する処理フローを示すシステム
図である。
【図２】図１の横型回転炉の左フードの部分の拡大断面
図で排ガス分配の調整手段を示す図である。
【図３】図１の横型回転炉の右フードの部分の拡大断面
図で大部分の排ガスを流すダクト装置を示す図である。
【図４】図３の右側面部分図である。
【符号の説明】
１…横型回転炉 ２…環状凸部 ３…支持部 ４…左フード ５…左側の開口 ６…右側の開口 ７…右フード ８…原料投入機 ９…ホッパ １０…内部空洞部（炉内） １１…酸素バーナ １２…スラグ排出口（湯出口） １３…スラグ水槽 １４…排気出口 １５…２次燃焼炉 １６…吸引ファン １７…煙突 １８…水砕スラグ用コンベア １９…第１熱交換器 ２０…灯油バーナ ２１…第２熱交換器 ２２…バグフィルタ ２３…触媒 ２４…排気出口 ２５…スラグシュータ ２６…調整手段 ２７…隙間 ２８…入口水路 ２９…出口水路 ３０…回転コンベア ３１…ねじ式ニードル弁 ３２…出口管 ３３…弁体 ３４…シール ３５…ナット ３６…内筒 ３７…ダクト装置 ３８…ダクト ３９…冷却カバー ４０…軸流ファン ４１…点検窓 ４２…サイレンサ ４３…通路 ４４…立ちダクト ４５…スクリューコンベア ４６…飛灰落下口 ４７…モータ ４８…チェンカバー ４９…チェン ５１…基台
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ２７Ｂ 7/32 Ｆ２７Ｂ 7/32 7/33 7/33 7/34 7/34 Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０４Ａ １０４Ｄ １０５ １０５Ｇ (72)発明者 居島 訓 栃木県宇都宮市陽南１−１−11 株式会社 富士重工環境システムズ内 Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AB03 AC03 BA07 CA01 DA13 DB01 DB06 DB11 DB16 GA07 KA02 KA08 KA09 KA16 KA21 KA24 NB03 NB13 NB14 NB15 NB16 NB17 NB27 3K078 AA07 BA02 CA02 CA07 CA21 CA24 4K056 AA19 BA06 BB01 CA20 DB03 DB05 DC05 DC15 4K061 AA07 BA12 DA01 FA03 HA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 横型回転炉の左側開口を覆う左フードに
    炉内へ焼却灰等の原料を投入する原料投入機を設けると
    共に右側開口を覆う右フードに炉内投入の原料を溶融す
    る酸素バーナと溶融スラグを流下させるスラグシュータ
    とを設け、前記左フードに炉内の排ガスを少量に調整し
    ２次燃焼炉に導く調整手段を設けると共に前記スラグシ
    ュータの中途から炉内の大量の排ガスを前記２次燃焼炉
    に導くダクト装置を設けたことを特徴とする横型回転炉
    装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の横型回転炉装置におい
    て、調整手段は左側開口と原料投入機間の隙間及びねじ
    式ニードル弁を含み、当該手段を経て排出する排ガスの
    量を全量の１０％程度に調整するものであることを特徴
    とする横型回転炉装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の横型回転炉装置におい
    て、ダクト装置はスラグシュータの排気出口に接続する
    ダクト外周を覆う冷却カバーと、このカバー内に冷却用
    空気を流すファン装置とを備えることを特徴とする横型
    回転炉装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050792A1 (es) * 2008-10-31 2010-05-06 Marcos Herrera Mendez Sistema de eliminación de desechos
WO2019123733A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 中外炉工業株式会社 材料処理用ロータリーキルン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050792A1 (es) * 2008-10-31 2010-05-06 Marcos Herrera Mendez Sistema de eliminación de desechos
WO2019123733A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 中外炉工業株式会社 材料処理用ロータリーキルン

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