JP2004043180A - Agitation type conveying screw and carbonizing device using it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、会社、工場、ホテル、旅館、飲食店、一般家庭等から排出された生ごみその他の廃棄物を炭化処理するに際し、処理すべき廃棄物を効率よく撹拌搬送するためのスクリュに関し、さらにこれを用いた炭化処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
製紙スラッジなどの廃棄物を連続的に炭化処理するには、通常は、ロータリキルン式炭化処理装置かスクリュ式炭化処理装置が用いられている。
【0003】
ロータリキルン式とは、炭化処理すべき廃棄物を導入したキルン(ケース)自体を回転しながらキルンの外部に熱風を通して加熱することにより、キルン内部の廃棄物を炭化処理する方式である。
【0004】
一方、スクリュ式とは、スクリュが内蔵されたケースに炭化処理すべき廃棄物を導入し、ケースを外部から加熱しながら、スクリュを回転することにより(炭化室自体は回転しない)、廃棄物を撹拌搬送しながら炭化処理する方式である。
【0005】
また、近年においては、ロータリキルン式、スクリュ式共にキルンあるいは炭化室に開口部を設け、発生した蒸気または乾留ガスをキルンまたは炭化室の外側のチャンバに放出させ、このチャンバ内で一部もしくは部分燃焼させることで効率的に加熱、及び乾留ガスを燃焼処理する方式も取られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロータリキルン式、およびスクリュ式には、それぞれ以下の様な欠点があった。
【0007】
[ロータリキルン式]
ロータリキルン式は、上述のように、回転の支点部分をのぞいた箇所をチャンバで包み、キルンのシェルとの外側つまりチャンバ内に熱風を通すことにより、内部の処理物を加熱するようになっている。
【0008】
このようにロータリキルン式の場合には、直接熱風に曝される部分が回転することもあり、高温(たとえば600〜700℃以上)でのシェルの耐熱性の問題が発生する。したがって、ロータリキルンそのものはその直径が6mを越すほどの大型のものが以前から実用化されているものの、前述のごとく高温で処理を要する場合は、シェルは耐熱鋼を用いなければならないため、おのずとその製造の限界で1mを越すような大型のものは困難である。もちろん1.5mを越すような大型のシェルの製造は可能であるが、肉厚が30mmを越すようなものとなり、経済的でない。また、熱効率を考えてもあまり大きいものは好ましくない。
【0009】
このような状況において、処理量の多いものが必要な場合は、比較的細いシェル3〜6本を1つの炭化室内に収めて、まとめて回転させるような多筒式のものも実用化されている。また、少しでも効率をあげるためにキルン内部を数個に区切ってより多くの処理物をいれ、かつ伝熱面積を有効に活用する方法などが考案されている。
【0010】
しかしながら、このような改良をしたとしても、依然として以下のような問題点がある。つまり、
▲1▼高温部分を回転しなければいけないため、シェル等の材料、構造の自由度が小さい。
▲2▼熱効率とシェルの製造上の問題で処理量をふやすためには、多筒式などの工夫が必要であり、さらに回転部分の外気、ならびにチャンバとの間のガスシールが必要となるため、構造が複雑となる。
▲3▼多筒式を用いた場合には、数本のシェルに回転しながら均等に処理物を分配する装置も必要となり、構造が複雑となりコストもかかる。
【0011】
[スクリュ式]
一方、スクリュ式は、上述したように、廃棄物を導入するケースに内蔵されたスクリュが回転することで、処理物を撹拌しながら所定の方向に送り、外側を熱風で加熱することで乾燥、乾留を行おうとするもので、比較的小規模の設備に適している。現在では、コーヒの絞りカスや下水の汚泥などの炭化に実用化されている。
【0012】
ところがスクリュ式は原理的にケース内にスクリュが配備されており、このスクリュは、スクリュ軸とこの軸の周りに設けられたスクリュ羽根とから構成されているため、大型(たとえば直径が1mなどのものになると、スクリュ軸とスクリュ羽根の重さと雰囲気温度(600〜700℃以上)で軸方向に長いものを製造することは非常に困難になる。従って、現状においては、スクリュ式のケースの径は600〜700mm、長さも4〜5m程度が適していることとなり、これを越えるためには更なる工夫が必要となる。
【0013】
さらに、従来からのスクリュ式の場合、ケース内中心部には、スクリュ軸が配備されることとなるため、廃棄物などを処理した場合に発生する水蒸気、ガスがケース内を自由に通過できないことがある。
【0014】
以上述べたように、スクリュ式の欠点は、
▲1▼スクリュの構造上径の大きいもの(例えば、800mmを越すようなもの)は長手方向の制限も大きく現実的でないこと。
▲2▼加えて内部に発生ガスが自由に通過できないことから、チャンバ内に開口部から排出せねばならない。このため、チャンバ内の加熱ガスと管内の発生ガスを分離して取り出すことができない。
▲3▼さらにスクリュではその構造上ロータリキルンに見られるような十分な撹拌力をうることは難しい。
【0015】
本発明は、このような状況においてなされたものであり、スクリュ式の良い点とロータリキルン式の良い点を合わせもった撹拌搬送手段、つまり高温に曝される部分は回転せずに固定され、ケース内部に発生するガスが自由にケース内を通過することができ、さらに撹拌力も高い撹拌搬送手段としてのスクリュを提供することを主たる課題とし、合わせて、これを用いた廃棄物炭化処理装置を提供することを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1において、筒状のケース内に配され、ケース内に導入される廃棄物を前記ケースの軸方向に撹拌しながら搬送するために用いられる撹拌搬送用スクリュであって、中心部に空洞が形成されるように前記軸方向に螺旋状に延びるリボンスクリュ部材と、前記軸方向に延び、前記リボンスクリュ部材の形状を保持するための棒状の保持部材と、を備え、前記保持部材は、前記リボンスクリュ部材の外周縁部に接合されていることを特徴とする撹拌搬送用スクリュを提供する。
【0017】
この発明によれば、筒状のケース内に配され、ケース内に導入される廃棄物を前記ケースの円周方向に撹拌しながら軸方向に搬送するために用いられる撹拌搬送用スクリュは、前記軸方向に螺旋状に延びるリボンスクリュ部材と、前記軸方向に延び、前記リボンスクリュ部材の形状を保持するための棒状の保持部材とを備え、中心部に空洞が形成されているので、従来のスクリュのようにスクリュ軸は存在せず、その結果、ケース内部で発生するガスは、当該中心部の空洞を自由に通過することができる。
【0018】
また、スクリュ軸が存在しないことにより、従来のスクリュと比べ全体の重量を削減することができる。
【0019】
この場合において、スクリュが高熱に曝されることにより変形(特にねじれ)することが懸念されるが、本発明によれば、リボンスクリュ部材の形状を保持するための棒状の保持部材を備えているため、スクリュの変形が生じることはなく、これにより軸方向に長いスクリュを製造することも可能となる。
【0020】
さらに、本発明のスクリュにおいては、保持部材が、前記リボンスクリュ部材の外周縁部に接合されているので、スクリュが回転することで、当該保持部材がケースの下部に達するとケース内部に導入された廃棄物は当該保持部材によってすくい上げられ、更に回転が進むと廃棄物は保持部材から落下することとなり、これが繰り返されることにより廃棄物は効率よく撹拌されることとなる。
【0021】
このように、本発明によれば、従来からのロータリキルン式の欠点(高温部分を回転しなければならない)と、スクリュ式の欠点(軸方向に長いものを製造できない、発生したガスが自由に通過できない、撹拌力が弱い)の全てを解消することができる。
【0022】
前記請求項1に記載の発明においては、請求項2に記載するように、前記保持部材が、前記リボンスクリュ部材の円周方向において相互に離間して複数本配されていてもよい。
【0023】
この発明によれば、保持部材が前記リボンスクリュ部材の円周方向において相互に離間して複数本配されているので、リボンスクリュ部材の変形を確実の防止することができるとともに、前述した廃棄物を撹拌する能力も向上することができる。
【0024】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、請求項3に記載するように、処理すべき廃棄物を予め加熱しておくための予熱ユニットと、前記予熱ユニットにおいて加熱された廃棄物を乾燥するための乾燥ユニットと、前記乾燥ユニットにおいて乾燥された廃棄物を炭化するための炭化ユニットと、前記乾燥ユニットおよび炭化ユニットにおいて生じる発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と、を有し、前記乾燥ユニットおよび前記炭化ユニットの発生ガスは、前記消煙装置に直接導入され、前記消煙装置にて無害化された排ガスは、前記炭化ユニットまたは前記乾燥ユニットの少なくともいずれかに廃棄物を加熱するために導入され、前記炭化ユニットまたは前記乾燥ユニットの少なくともいずれかで廃棄物を加熱するために用いられた排ガスは、前記予熱ユニットを加熱するために導入され、前記各ユニットのうち少なくとも前記炭化ユニット内には、前記請求項1又は請求項2に記載の撹拌搬送用スクリュが設置されていることを特徴とする炭化処理装置を提供する。
【0025】
この発明によれば、上述してきた作用効果を奏する撹拌搬送スクリュが炭化ユニット内に設置されているので、効率よく廃棄物の炭化処理をすることができる。
【0026】
前記請求項3に記載の発明においては、請求項4に記載するように、前記予熱ユニットは、処理すべき廃棄物を予め加熱しておくための予熱室と、当該予熱室の周囲に設けられて予熱室を加熱するために用いられる予熱加熱室とを有し、予熱室と予熱加熱室との間にガスの出入りがなく、前記乾燥ユニットは、前記予熱ユニットにおいて加熱された廃棄物を乾燥するための乾燥室と、当該乾燥室の周囲に設けられて乾燥室を加熱するために用いられる乾燥加熱室とを有し、乾燥室と乾燥加熱室との間にガスの出入りがなく、前記炭化ユニットは、前記乾燥ユニットにおいて乾燥された廃棄物を炭化するための炭化室と、当該炭化室の周囲に設けられて炭化室を加熱するために用いられる炭化加熱室とを有し、乾燥室と乾燥加熱室との間にガスの出入りがなく、前記消煙装置に、乾燥室および炭化室において生じる発生ガスを直接導入し、前記消煙装置にて無害化された排ガスは、乾燥加熱室または炭化加熱室の少なくともいずれかを経由して予熱加熱室に導入される炭化処理装置とすることができる。
【0027】
この発明によれば、各ユニットにおいて、本発明の撹拌搬送用スクリュを用い、炭化室等として用いられる伝熱管とその周囲の加熱室との間にガスの出入りがない構成とすることにより、消煙装置で無害化した高温の排ガスの熱を乾燥加熱室および/または炭化加熱室で廃棄物の加熱のために用い、さらに予熱加熱室で廃棄物の加熱のために用いることにより、有効に熱を利用することができる。また、予熱加熱室から排出される排ガスは、予熱室、乾燥室、炭化室からの発生ガスを含まず、安全であるため、消煙装置で再度無害化する必要が無く、そのまま集塵後に排出することが可能である。
【0028】
前記請求項3または前記請求項4に記載の発明においては、請求項5に記載するように、前記予熱ユニットの廃棄物の下流側に温度感知部を有し、前記乾燥ユニットに温度調節部を有し、前記温度調節部は、前記温度感知部の感知した予熱ユニットにおける温度に応じて乾燥ユニットの温度を調節する炭化処理装置としてもよい。
【0029】
この発明によれば、上述のように効率よく廃棄物の炭化処理をすることができることに加え、予熱ユニットに設けられる温度感知部と乾燥ユニットに設けられる温度調節部により、廃棄物によって含水率が異なっていても、処理される廃棄物の含水率の変動に伴う予熱ユニットの温度の変動に応じて、廃棄物に含まれる水分を乾燥するための乾燥ユニットの温度を制御することができる。その結果、乾燥ユニットにおいて廃棄物の水分を一様に蒸発させることができ、炭化後の廃棄物(炭化物)の性質の変動を防止することができる。
【0030】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、請求項6に記載するように、処理すべき廃棄物を炭化するための炭化室と、当該炭化室の周囲に設けられて炭化室を加熱するために用いられる炭化加熱室とを有し、炭化室と炭化加熱室との間にガスの出入りがない炭化ユニットと、前記炭化室において生じる発生ガスが炭化室用排気管を通じて導入され、該発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と、を有し、前記炭化室用排気管内は、接続する炭化室内よりも高温に保持し、前記炭化室内には、前記請求項1又は請求項2に記載の撹拌搬送用スクリュが設置されている炭化処理装置としてもよい。
【0031】
この発明によれば、炭化室と消煙装置とを接続する炭化室用排気管の中を接続する炭化室よりも高温に保持することにより、タールを根源とするダスト等の付着で排気管内が閉塞することを防止し、炭化室から発生する乾留ガスや水蒸気等の発生ガスを効率よく排気できる。その結果、廃棄物の炭化が効率よくできる。
【0032】
前記請求項6の発明においては、請求項7に記載するように、前記炭化ユニットの上流に、処理すべき廃棄物を乾燥するための乾燥室と、当該乾燥室の周囲に設けられて乾燥室を加熱するために用いられる乾燥加熱室とを有し、乾燥室と乾燥加熱室との間にガスの出入りがない乾燥ユニットを設け、前記乾燥室において生じる発生ガスは、乾燥室用排気管を通じて前記消煙装置に導入され、前記乾燥室用排気管内は、接続する乾燥室内よりも高温に保持する炭化処理装置とすることができる。
【0033】
この発明によれば、炭化ユニットの上流に乾燥ユニットを設けることにより、先に廃棄物を乾燥することができ、廃棄物の炭化を安定して行うことができる。さらに、乾燥室用の排気管の構成を上記した炭化室用の排気管と同様の構成にすることにより、タールを根源とするダスト等の付着で排気管内が閉塞することを防止し、乾燥室から発生する水蒸気等の発生ガスを効率よく排気できる。その結果、廃棄物の連続炭化が効率よくできる。
【0034】
前記請求項7に記載の発明においては、請求項8に記載するように、前記炭化室用排気管および前記乾燥室用排気管の少なくともいずれかは、壁面を二重に設け、二重に設けられた二つの壁の間に高温の気体を流す炭化処理装置とすることができる。
【0035】
この発明によれば、簡易な設備で排気管内を高温に保持することができ、排気管内の閉塞を防止できる。
【0036】
前記請求項7または前記請求項8に記載の発明においては、請求項9に記載するように、前記炭化室用排気管および前記乾燥室用排気管の少なくともいずれかは、外気を導入する外気導入口を備える炭化処理装置とすることができる。
【0037】
この発明によれば、上述した高温に保持することによる排気管内の閉塞を防止する作用に加えて、仮に排気管が閉塞した場合にも、外気導入口から外気を導入して排気管内をさらに高温にし、その内壁面に付着するタール等を適宜燃焼させることで簡便に排気管内の洗浄を行うことができる。このように、スムーズに排気できる排気管にすることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の撹拌搬送用スクリュ、およびこれを用いた炭化処理装置についてそれぞれ具体的に説明する。
【0039】
(1)撹拌搬送用スクリュ
図1は、本発明の撹拌搬送用スクリュの正面図であり、図2は、図1に示す本発明の撹拌搬送用スクリュのA−A断面図である。
【0040】
図1、2に示すように、本発明の撹拌搬送用スクリュ1は、中心部に空洞Eが形成されるように、軸方向(図中の矢印の方向)に延びるリボンスクリュ部材2と、軸方向に延び、リボンスクリュ部材2の形状を保持するための棒状の保持部材3と、を備え、かつ、リボンスクリュ部材2の外周縁部4に接合されていることに特徴を有している。なお、図1に示すように、リボンスクリュ部材2の両端には、これを支持するためのフランジ5を設けてもよい。
【0041】
図3は、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を筒状のケース内に配した際の斜視図である。
【0042】
図3に示すように、本発明の撹拌搬送用スクリュ1のリボンスクリュ部材の外周径(図2の符号R参照)と略同径の内径を有する筒状のケース10に、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を配することにより、当該筒状のケース10は、リボンスクリュ部材2によって区画される(図3の符号11参照)。そして、ケース10の一端に設けられた廃棄物導入口12にから、ケース10内へ廃棄物Xが導入されると、廃棄物Xは廃棄物導入口12の下にある区画に導入されることとなり、本発明の撹拌搬送用スクリュ1が所定の方向へ回転することにより、廃棄物Xが導入された区画が徐々に螺旋の進行方向へずれていくこととなり、これに従い廃棄物Xが搬送される。ここで、本発明の撹拌搬送用スクリュ1においては、リボンスクリュ部材の外周縁部4に保持部材3が接合されているため、廃棄物は保持部材にかき上げられては落下する動作を繰り返すこととなりこれにより撹拌もされることとなる。
【0043】
本発明の撹拌搬送用スクリュ1は上述のような作用効果を奏するリボンスクリュ部材2と保持部材3とを、図1、2に示すように備えたことに特徴を有し、その他を特に限定するものではない。
【0044】
従って、例えば、リボンスクリュ部材2や保持部材3を形成する材質についても特に限定するものではなく、従来公知のいかなる材質を用いてもよい。具体的には、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を後述するような廃棄物の炭化処理装置に用いる場合においては、ある程度の耐熱性、耐腐食性を有した材質を用いることが必要であり、例えば、SUS310Sや高Ni特殊鋼などを用いることが好ましい。
【0045】
また、リボンスクリュ部材2のピッチ(図1の符号P)や、リボンスクリュ部材2の幅(図2の符号W)、さらには保持部材3の幅(図2の符号Y)の寸法についても特に限定されることはなく、廃棄物の搬送速度や撹拌の程度等により任意に設定することができる。つまり、リボンスクリュ部材2のピッチPを細かくし、リボンスクリュ部材2の幅Wを大きくすることにより、廃棄物の搬送速度を遅くすることができ、また、保持部材の幅Yを大きくすることにより、より多くの廃棄物をかき上げることができるため撹拌力を向上することができる。
【0046】
(2)炭化処理装置
(第1実施形態)
図4は、本発明の第1実施形態の炭化処理装置を示す概略図である。
【0047】
図4に示すように、本発明の第1実施形態の炭化処理装置100は、処理すべき廃棄物を予め加熱しておくための予熱ユニット110と、前記予熱ユニット110において加熱された廃棄物を乾燥するための乾燥ユニット120と、前記乾燥ユニット120において乾燥された廃棄物を炭化するための炭化ユニット130と、前記乾燥ユニット120および炭化ユニット130において生じる発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置140と、を有しており、少なくとも前記炭化ユニット130内には、前記請求項1又は請求項2に記載の撹拌搬送用スクリュ1が設置されていることに特徴を有している。
【0048】
本発明の炭化処理装置100において処理すべき廃棄物Xは、先ず予熱ユニット110の廃棄物導入口111から、予熱ユニット内の予熱室112に導入される。予熱室112の外周は加熱室113で覆われており、加熱室113内に熱風(350〜400℃)を送入することにより予熱室112内に導入された廃棄物Xは、予熱室112内を搬送されながら予熱される。
【0049】
本発明の炭化処理装置100における予熱ユニット110は、廃棄物を乾燥しやすいように前処理をするためのユニットであるとともに、後述する乾燥ユニット120で用いられていた熱エネルギを有効利用するためのユニットでもある。
【0050】
本発明の炭化処理装置100においては、図4に示すように、予熱ユニット110内の予熱室112に本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置してもよい。本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置することにより、廃棄物Xを撹拌しながら搬送することが可能であり、廃棄物Xが予熱されることで廃棄物Xから発生するガス等は、リボンスクリュ部材の中心部Eを自由に通過することができる。従って、発生したガスを一カ所から排気することができ、図4に示すように集塵機150等を用いることで排ガスの浄化をすることもできる。
【0051】
予熱ユニット110で予熱された廃棄物Xは、予熱ユニット110と連結する乾燥ユニット120内の乾燥室121に導入される。連結部分には、開閉弁Tを設けてもよい。乾燥室121の外周は加熱室122で覆われており、加熱室122内に熱風(800〜900℃)を送入することにより乾燥室121内に導入された廃棄物Xは、加熱室121内を搬送されながら乾燥される。
【0052】
本発明の炭化処理装置100における乾燥ユニット120は、廃棄物Xを炭化しやすいように予め乾燥するためのユニットである。廃棄物Xを炭化処理する前の段階で乾燥しておくことにより、炭化処理を短時間で行うことができる。
【0053】
本発明の炭化処理装置100においては、図4に示すように、乾燥ユニット120内の乾燥室121に本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置してもよい。このようにすることで、前記予熱室に本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置した場合と同様の効果を得ることができる。つまり、乾燥室121内で廃棄物Xから発生したガスは、リボンスクリュ部材の中心部Eを自由に通過でき、これを一カ所から排気することができる。そして、図4に示すように、排気されたガスを排気管123により後述する消煙装置140内へ導入することによりガスを無害化することができる。
【0054】
また、図4に示すように、乾燥ユニット120で使用された後の熱風の温度は(350〜400℃)であるため、これを予熱ユニットの加熱室113へ導入して再利用をすることができる。
【0055】
乾燥ユニット120で乾燥された廃棄物Xは、乾燥ユニット120と連結する炭化ユニット130内の炭化室131に導入される。炭化室131の外周は加熱室132で覆われており、加熱室132内に熱風を送入することにより、炭化室131内に導入された廃棄物Xは、炭化室131内を搬送されながら炭化される。
【0056】
本発明の炭化処理装置100においては、図4に示すように、炭化ユニット130内の炭化室に本発明の撹拌搬送用スクリュ1が設置されていることに特徴を有している。
【0057】
このように炭化室131内に本発明の撹拌搬送用スクリュ1を設置することにより、前述と同様、廃棄物Xを炭化する際に発生するガスを一カ所から排気することができ、図4に示すように、排気されたガスを排気管133により後述する消煙装置140内へ導入することによりガスを無害化することができる。従来からのスクリュを用いた場合においては、発生するガスを炭化室131内から脱気するために炭化室に脱気孔を設ける必要があったが、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を用いれば脱気孔は不要である。
【0058】
なお、炭化室131の外周に設けられた加熱室132へ導入する熱風は従来公知の熱風発生炉160を用いて製造すればよい。ここで、熱風の語は、各加熱室に送入される高温のガスについて使用され、熱風及び高温のガスの温度は必要に応じて適宜決められる。
【0059】
炭化ユニット130内で炭化された廃棄物X(炭)は炭化ユニット130に設けられた炭化物排出口135から取り出される。
【0060】
本発明の炭化処理装置100における消煙装置140とは、前述してきた乾燥ユニット120の乾燥室121や、炭化ユニット130の炭化室131内で生じたガスを無害化するためのユニットであり、本発明においては従来公知のユニットを用いることができる。消煙装置140は、例えば図4に示すように、内部にバーナBを有する消煙室141から構成されていてもよい。このような構成とすることにより、消煙室141内でバーナBを用いて完全燃焼して無害化するとともに、前記炭化ユニットで使用された後の熱風を導入することにより(図4の配管134参照)、ガスの加熱に利用することができる。さらに、これらを前述の乾燥ユニット120の加熱室122へ導入することにより、熱源として使用することができる(図4の配管124参照)。
【0061】
なお、図4に示した各ユニットについては、これに限定されるものではなく、これと同一の作用効果を奏するユニットであれば従来公知のもの全てを適用することができる。例えば、炭化処理装置における消煙装置140以外の構成が、炭化ユニット130のみからなるもの、乾燥ユニット120及び炭化ユニット130のみからなるもの、等であってもよい。この点は、以下の第2実施形態乃至第4実施形態においても同様である。
【0062】
(第2実施形態)
図4を参照して本発明の第2実施形態の炭化処理装置を説明する。
【0063】
第2実施形態においては、予熱ユニット110は、予熱室112と予熱加熱室113との間には脱気口を有さず、両室が互いにガスの出入りがないよう構成されている。乾燥ユニット120は、乾燥室121と乾燥加熱室122と間には脱気口を有さず、両室が互いにガスの出入りがないよう構成されている。また、炭化ユニット130は、炭化室131と炭化加熱室132と間には脱気口を有さず、両室が互いにガスの出入りがないよう構成されている。その他の炭化処理装置100の構成は、第1実施形態に記載の構成と同様である。なお、以下に説明する各実施形態にかかる発明においては、炭化処理装置100の廃棄物Xが投入される廃棄物導入口111側を上流といい、炭化物が排出される炭化物排出口135を下流という。
【0064】
本実施形態では、乾燥室121にて生じる水蒸気や、炭化室131にて生じる乾留ガス等のガスの流れに特徴を有する。この特徴により、炭化のための熱を効率よく利用することができ、熱エネルギの無駄がなくなる。
【0065】
消煙装置140には、乾燥室121、炭化室131において生じるガスを直接導入する。また、消煙装置140には、炭化加熱室132において生じるガスを直接導入する。そのため、消煙装置140は、乾燥室121、炭化室131および炭化加熱室132のそれぞれと、排気管123、排気管133、排気管134で接続されている。
【0066】
なお、炭化室131から消煙装置140に至る排気管133と、乾燥室121から消煙装置140に至る排気管123は、別個に設けられる。炭化室131から生じる乾留ガスは揮発分を多く含むため、このガスと乾燥室121から生じる水蒸気を含むガスとを同一の排気管で排気すると、その排気管内でガスが燃焼をはじめ、排気管内が高温になり危険な場合がある。炭化室131および乾燥室121から接続される排気管を別個に設けることにより、このような問題が生じない利点がある。
【0067】
また、炭化ユニット130においては、炭化室131を構成する伝熱管の内部を自由に発生ガスが通過しつつ、かつロータリキルン式の炭化処理装置に劣らない撹拌力を有する上記本発明の撹拌搬送用スクリュ1を用いているため、炭化室131と炭化加熱室132との間に脱気口を有さずに、各室から消煙装置140にガスを直接導入することができる。
【0068】
なお、炭化ユニット130においては、熱風発生炉160が付属されている。炭化加熱室132にバーナを直接取り付けて、炭化室131を加熱することも可能である。
【0069】
消煙装置140においては、灯油、ガス等の助燃用燃料を用い、バーナB等により800℃以上に加熱して、導入されたガスを完全に燃焼する。その結果、導入されたガスは、脱煙および脱臭され、無煙かつ無臭状になり、無害化される。
【0070】
消煙装置140において、乾燥室用排気管123、炭化室用排気管133、炭化加熱室用排気管134は、消煙装置140のバーナBに近い位置に設けることが好ましい。燃焼させるガスをこのバーナBに近い位置から導入することにより、このガスをバーナBの火炎に直接接触させることができ、完全燃焼させることができる。
【0071】
また、消煙装置140において、その排気管124は、消煙装置140のバーナBから遠い位置に設けることが好ましい。無害化した後のガスをこの位置から排出することにより、ガスが燃焼するための対流時間をできる限り長くとることができる。
【0072】
消煙装置140にて無害化された排ガスは、乾燥加熱室122に導入される。そのため、消煙装置140は、乾燥加熱室122と、一般的にステンレス鋼等からなる排気管124で接続されている。このようにして、炭化室131で生じた乾留ガス等と、乾燥室121で生じた水蒸気等とからなるガスを高温で無害化し、その高温(800〜900℃程度)のガスを乾燥加熱室122に導入し、廃棄物Xの乾燥に用いることにより、エネルギの無駄をなくして、熱を効率よく利用することができる。
【0073】
乾燥ユニット120においては、乾燥室121を構成する伝熱管の内部に、上記本発明の撹拌搬送用スクリュ1を用いることにより、乾燥室121と乾燥加熱室122との間に脱気口を有さない構成にすることができる。
【0074】
乾燥加熱室122内のガスは、さらに予熱加熱室113に導入される。このようにして、乾燥加熱用に用いられた比較的高温(350〜400℃程度)のガスを、炭化処理に供される廃棄物Xの予熱に用いることにより、エネルギの無駄をなくして、熱を効率よく利用することができる。
【0075】
その後、予熱加熱室113内のガスは、集塵機150、図示しない誘引排風機等を通り、煙突から大気中に排出される。この大気中に排出されたガスは、予熱に用いられたことにより、200〜250℃程度に温度が低下している。このことは、従来のように高温(例えば、800℃程度)のまま大気中に放出することに比べて、格段に熱エネルギの利用効率を高めたものであり、周辺環境への付加も低減されたものである。
【0076】
予熱ユニット110においては、予熱室112を構成する伝熱管の内部に、上記本発明の撹拌搬送用スクリュ1を用いることにより、予熱室112と予熱加熱室113との間に脱気口を有さない構成にすることができる。
【0077】
本実施形態によれば、各ユニットにおいて、本発明の撹拌搬送用スクリュ1を用い、炭化室等として用いられる伝熱管とその周囲の加熱室との間に脱気口を有さない構成にすることにより、消煙装置140で無害化した高温ガスの熱を有効に利用することができる。
【0078】
なお、従来のスクリュ式の炭化処理装置は、加熱で生じた水蒸気や乾留ガスを炭化室および乾燥室から排出するために、周囲の炭化加熱室、乾燥加熱室との間に脱気口を設け、各加熱室を経由して水蒸気、乾留ガスの混入したガスを消煙装置に導入していた。そのため、消煙装置で燃焼され、無害化されたガスを高温のまま外部に排出することとなり、熱効率が悪く、周囲環境にも負荷がかかるという問題があった。また、炭化室および乾燥室からその各加熱室に排出されたガスは、硫黄分、塩素分を含む。それらの成分が炭化室および乾燥室として用いられる伝熱管の外側に付着することにより、伝熱管が傷つき、早く伝熱管の交換が必要になるという問題があった。本実施形態の炭化処理装置100は、こうした問題を解決するものでもある。
【0079】
上述のように、本実施形態は、炭化加熱室132で使用された後の高温のガスを消煙装置140に導入し、消煙装置140内を高温にするために用いると共に、消煙装置140にて無害化した後の高温のガスを乾燥加熱室122に導入して廃棄物の乾燥に利用し、更にこの乾燥加熱室122で使用された後の高温のガスを予熱加熱室113へ導入して廃棄物の予熱に利用するものである。
【0080】
本実施形態の変形形態として、消煙装置140にて無害化した後の高温のガスを炭化加熱室132に導入して廃棄物の炭化に利用し、更にこの炭化加熱室132で使用された後の高温のガスを予熱加熱室113へ導入して廃棄物の予熱に利用することにより、エネルギの利用効率の向上を図ることも可能である。
【0081】
(第3実施形態)
図5を参照して本発明の第3実施形態の炭化処理装置を説明する。
【0082】
図5に示すように、第3実施形態の炭化処理装置101は、予熱ユニット110に温度感知部としての温度センサ115を有し、乾燥ユニット120に温度調節部としての温度制御装置125を有する。その他の炭化処理装置101の構成は、第1実施形態に記載の構成と同様である。また、炭化室131や乾燥室121において発生したガスの流れは、第2実施形態にて説明したものと同様である。
【0083】
本実施形態においては、温度センサ115の感知した予熱ユニット110における温度に応じて、温度制御装置125を用いて乾燥ユニット120の温度を調節することを特徴とする。
【0084】
温度センサ115は、予熱室112として用いられる伝熱管内で発生する蒸気を含んだガスの伝熱管下流側の出口における温度を計測する。温度制御装置125は、乾燥室121の表面温度を計測する。そして、温度制御装置125は、温度センサ115が計測した温度に応じて、乾燥室121の表面温度を予め設定した値を保つように制御する。
【0085】
乾燥室121の温度の制御方法を、具体的に説明する。廃棄物Xが一定含水率で一定処理量の場合を基準量とする。廃棄物Xが基準量の場合に、乾燥室121における温度制御装置125を設けた所定の位置の温度をY℃で制御すると、適切な乾燥が行われる場合を考える。なお、この基準量の廃棄物Xに対し、温度センサ115はZ℃を示す。
【0086】
本実施形態の炭化処理装置101に、含水率未知の廃棄物Xを導入した場合に、温度センサ115によってZ℃よりも低下した温度が計測されたとする。このことにより、廃棄物Xは基準量より水分が多くなっていること、言い換えると、含水率が上昇していることが分かる。すなわち、廃棄物X中の水分が基準量よりも多いと、基準量の廃棄物Xと同様の温度により加熱をした場合に、水は温度が上昇しにくく、廃棄物Xの温度が上昇しにくい。そのため、予熱室112内の温度も上昇しにくいので、予熱室112内の温度およびその伝熱管の温度がZ℃よりも低下する。なお、温度センサ115によってZ℃よりも低下した温度が計測された場合には、廃棄物Xは、基準量よりも処理量が多いことも考えられる。
【0087】
このように、廃棄物Xの水分が多いか、または廃棄物Xの処理量が多い場合には、乾燥室121内の温度(乾燥室121の伝熱管の表面温度)、すなわち温度制御装置125の設定温度を上げることにより適切な乾燥ユニット120における廃棄物Xの乾燥状態を基準量の場合と同様にすることができる。
【0088】
従って、温度センサ115におけるZ℃からの温度の低下分と、この温度の低下に対する乾燥室121の適切な乾燥温度(Y℃と比べた温度上昇分)との関係を、予め炭化処理装置101を運転することにより計算して整理しておく。その整理されたデータに基づいて、温度センサ115が計測するZ℃からの温度の低下分に応じて、温度制御装置125の設定温度を上昇させる。
【0089】
一方、本実施形態の炭化処理装置101に、含水率が未知の廃棄物Xを導入した場合に、温度センサ115によってZ℃よりも上昇した温度が計測されたとする。このことにより、廃棄物Xは基準量より水分が少ないか、または廃棄物の処理量が少ないことが分かる。
【0090】
この場合には、温度制御装置125の設定温度を下げることにより適切な乾燥ユニット120における廃棄物Xの乾燥状態を基準量の場合と同様にすることができる。
【0091】
従って、温度センサ115におけるZ℃からの温度の上昇分と、この温度の上昇に対する乾燥室121の適切な乾燥温度(Y℃と比べた温度低下分)との関係を、予め炭化処理装置101を運転することにより計算して整理しておく。その整理されたデータに基づいて、温度センサ115が計測するZ℃からの温度の上昇分に応じて、温度制御装置125の設定温度を低下させる。
【0092】
ここで、温度制御装置125は、乾燥室121の温度を設定温度にするために、消煙装置140に備えられるバーナBの燃焼量を制御する。乾燥室121を加熱する乾燥加熱室122には、消煙装置140内からの排ガスが送入されるため、バーナBの燃焼量を制御することにより、消煙装置140内のガスの温度を制御する。そのため、温度制御装置125とバーナBとは、図示しない何らかの手段により接続されている。なお、バーナBにおける燃焼量の制御の仕方としては、強燃焼と弱燃焼との切替を行うこと、連続的に助燃用燃料の量を変えること、等が挙げられる。
【0093】
従って、温度センサ115と温度制御装置125とが連動し、温度制御装置125とバーナBとが連動することにより、廃棄物Xの含水率や処理量が変動しても、乾燥ユニット120において、廃棄物Xをある程度一様に乾燥することができる。
【0094】
なお、本実施形態においては、温度制御装置125がバーナBの燃焼量を制御することにより乾燥室121の温度を制御する態様を説明したが、制御の仕方はこれに限定されるものではなく、乾燥室121の温度を制御することができれば、他の方法により制御することも可能である。
【0095】
本実施形態によれば、処理される廃棄物Xの含水率の変動に伴う予熱室112の温度の変動に応じて、廃棄物に含まれる水分を乾燥するための乾燥室121の温度を制御することができる。その結果、炭化室131に導入される廃棄物が乾燥不足であることにより、炭化物排出口135から排出される炭化物の性質が変動することを防止できる。
【0096】
(第4実施形態)
図5を参照して本発明の第4実施形態の炭化処理装置を説明する。
【0097】
第4実施形態の炭化処理装置101は、炭化ユニット130と、消煙装置140とを、必須の構成として有する。炭化ユニット130は、炭化室131と炭化加熱室132と間には脱気口を有さず、両室が互いにガスの出入りがないよう構成されている。そして、消煙装置140と炭化室131とが排気管133で接続されている。この排気管133により、炭化室131にて発生したガスを、消煙装置140に直接導入する。本実施形態においては、排気管133内においては炭化室131よりも高温に保持することに特徴を有する。その他の炭化処理装置101の構成は、第1実施形態に記載の構成と同様にすることができる。また、炭化室131において発生したガスの流れは、第2実施形態にて説明したものと同様である。
【0098】
排気管133内を炭化室131よりも高温に保持する手段としては、排気管133の外部に排気管133内の温度を炭化室131よりも高く保持するための装置を備えることが挙げられる。この装置としては、例えば、電気ヒータ等を用いることができる。
【0099】
他の手段としては、排気管133の壁面を二重に設け、二重に設けた壁の間に高温の気体を流すことにより、排気管133内を炭化室131よりも高温に保つことが挙げられる。
【0100】
また、排気管133には、外気を導入する外気導入口136を設けることができる。この構成により、外気により排気管133の内壁面を洗浄することができる。外気導入口136は、例えば、排気管133の炭化室131に近い位置に設けることが好ましい。排気管133のこのような位置に外気導入口136を設けることにより、排気管133全体を洗浄することができる。こうした構成により、排気管133内が閉塞した状態になった場合にも、閉塞した排気管133の温度を上げ、排気管133内部に空気を送り込んで付着物を燃焼させることで比較的簡便に排気管133内を洗浄することができる。このように、定期的に排気管133の内壁面を洗浄することにより、常に排気管133内の閉塞を防止することができる。
【0101】
このような排気管133の構成により、排気管133内の壁面において乾留ガスが再凝固することを防止して、排気管133の閉塞を防止することができる。すなわち、排気管133内壁面におけるタール等の付着やこれに付随する排気管133内の閉塞現象は、炭化室131で発生したタールが排気管の内壁面で冷やされて凝縮、付着し、これに炭化室131から吹き上げられたダストが付着、堆積することが繰り返されることが原因であると考えられる。実際に、排気管133の内壁面の付着物を注意深く観察すると、層状になっており、タール等が繰り返し付着していることがわかる。本実施形態においては、炭化室(炭化ユニットの伝熱管)131の最高表面温度よりも排気管133内の温度を高くすることにより、タール等の再凝固を防止して、排気管133の閉塞を防止している。
【0102】
また、本実施態様の炭化処理装置101には、図5のように乾燥ユニット120および予熱ユニット110を設けてもよい。
【0103】
この乾燥ユニット120の構成は、特に限定されないが、本実施態様における炭化ユニット130と同様の構成にすることが好ましい。すなわち、乾燥ユニット120は、乾燥室121と乾燥加熱室122と間には脱気口を有さず、両室が互いにガスの出入りがないよう構成されており、消煙装置140と乾燥室121とが排気管123で接続されている。この排気管123により、乾燥室121にて発生したガスを、消煙装置140に直接導入する。排気管123内は、乾燥室121よりも高温に保持するものであり、排気管123においても、上記した炭化室131に接続される排気管133と同様の構成にする。このように構成することで、乾燥室121に接続する排気管123内においても、タールや粉塵等による閉塞を防止することができる。なお、排気管123は、排気管133と同様に、乾燥室121に近い位置に、外気導入口126を設けることが好ましい。
【0104】
本実施形態によれば、炭化室131と消煙装置140とを接続する排気管133の中を、接続する炭化室131よりも高温に保持することにより、排気管133内が閉塞することを防止し、炭化室131から発生する乾留ガスや水蒸気等の発生ガスを効率よく排気できる。その結果、廃棄物Xの連続炭化が効率よくできる。
【0105】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の撹拌搬送用スクリュによれば、従来からのロータリキルン式の欠点(高温部分を回転しなければならない)と、スクリュ式の欠点(軸方向に長いものを製造できない、発生したガスが自由に通過できない、撹拌力が弱い)の全てを解消することができる。
【0106】
また、本発明の炭化処理装置によれば、前記本発明の撹拌搬送用スクリュの作用効果により、廃棄物を炭化処理するに際し、従来から問題となっていた廃棄物から発生するガスを容易に処理することが可能であるとともに、効率よく廃棄物を撹拌搬送することができ、これにより炭化処理に要するコスト、時間を大幅に軽減することができる。
【0107】
上記本発明の炭化処理装置によれば、各ユニットにおいて、本発明の撹拌搬送用スクリュを用い、炭化室等として用いられる伝熱管とその周囲の加熱室との間にガスの出入りがない構成とすることにより、消煙装置で無害化した高温のガスの熱を乾燥加熱室および/または炭化加熱室で廃棄物の加熱のために用い、さらに予熱加熱室で廃棄物の加熱のために用いることにより、有効に熱を利用することができる。また、予熱加熱室から排出されるガスは、予熱室、乾燥室、炭化室からの発生ガスを含まず、安全であるため、消煙装置で再度無害化する必要が無く、そのまま集塵後に排出することが可能である。
【0108】
さらに、本発明の炭化処理装置によれば、予熱ユニットに設けられる温度感知部と乾燥ユニットに設けられる温度調節部により、廃棄物によって含水率が異なっていても、処理される廃棄物の含水率の変動に伴う予熱ユニットの温度の変動に応じて、廃棄物に含まれる水分を乾燥するための乾燥ユニットの温度を制御することができる。その結果、乾燥ユニットにおいて廃棄物の水分を一様に蒸発させることができ、炭化後の廃棄物(炭化物)の性質の変動を防止することができる。
【0109】
また、上記本発明の炭化処理装置によれば、炭化室と消煙装置とを接続する排気管の中を、接続する炭化室よりも高温に保持することにより、排気管内がタールを根源とするダスト等の付着で閉塞することを防止し、炭化室から発生する乾留ガスや水蒸気等の発生ガスを効率よく排気できる。その結果、廃棄物の炭化が効率よくできる。
【0110】
上記本発明の炭化処理装置によれば、炭化ユニットの上流に乾燥ユニットを設けることにより、先に廃棄物を乾燥することができ、廃棄物の炭化を安定して行うことができる。さらに、乾燥室用の排気管の構成を上記した炭化室用の排気管と同様の構成にすることにより、排気管内がタールを根源とするダスト等の付着で閉塞することを防止し、乾燥室から発生する水蒸気等の発生ガスを効率よく排気できる。その結果、廃棄物の連続炭化が効率よくできる。
【0111】
上記本発明の炭化処理装置によれば、排気管を二重に設けてその壁面間に高温の気体を流すことにより、簡易な設備で排気管内を高温に保持することができ、排気管内の閉塞を防止できる。
【0112】
上記本発明の炭化処理装置によれば、上述した高温に保持することによる排気管内の閉塞を防止する作用に加えて、仮に排気管が閉塞した場合にも、外気導入口から外気を導入して排気管内をさらに高温にし、その内壁面に付着するタール等を適宜燃焼させることで簡便に排気管内の洗浄を行うことができる。このように、スムーズに排気できる排気管にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撹拌搬送用スクリュの正面図である。
【図2】図1に示す本発明の撹拌搬送用スクリュのA−A断面図である。
【図3】本発明の撹拌搬送用スクリュを筒状のケース内に配した際の斜視図である。
【図4】本発明の炭化処理装置の一例を示す概略図である。
【図5】本発明の炭化処理装置の他の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1…撹拌搬送用スクリュ
2…リボンスクリュ部材
3…保持部材
4…リボンスクリュ部材の外周縁部
10…ケース
100、101…炭化処理装置
110…予熱ユニット
112…予熱室
113…予熱加熱室
115…温度センサ
120…乾燥ユニット
121…乾燥室
122…乾燥加熱室
123、133…排気管
125…温度制御装置
126、136…外気導入口
130…炭化ユニット
131…炭化室
132…炭化加熱室
140…消煙装置
E…撹拌搬送用スクリュの中心部の空洞
P…リボンスクリュ部材のピッチ
R…リボンスクリュ部材の外周径
W…リボンスクリュ部材の幅
Y…保持部材の幅
X…廃棄物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw for efficiently stirring and conveying waste to be treated when carbonizing garbage and other waste discharged from a company, factory, hotel, inn, restaurant, general household, etc. Further, the present invention relates to a carbonization apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
In order to continuously carbonize waste such as papermaking sludge, a rotary kiln-type carbonization apparatus or a screw-type carbonization apparatus is usually used.
[0003]
The rotary kiln system is a system in which the waste inside the kiln is carbonized by heating the kiln (case) itself into which the waste to be carbonized is introduced by rotating the kiln (hot case) while heating the kiln.
[0004]
On the other hand, with screw type, waste to be carbonized is introduced into the case in which the screw is built, and the screw is rotated while the case is heated from the outside (the carbonization chamber itself does not rotate). This is a method of carbonizing while stirring and transporting.
[0005]
In recent years, in both rotary kiln type and screw type, an opening is provided in a kiln or a carbonization chamber, and generated steam or carbonization gas is discharged to a chamber outside the kiln or the carbonization chamber, and a part or a part of this chamber is formed. A method of efficiently heating by burning and burning the carbonized gas is also used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the rotary kiln type and the screw type have the following disadvantages, respectively.
[0007]
[Rotary kiln type]
As described above, the rotary kiln type wraps a portion except for the fulcrum of rotation with a chamber, and heats the inside of the kiln by passing hot air outside the shell of the kiln, that is, inside the chamber. I have.
[0008]
As described above, in the case of the rotary kiln type, the portion directly exposed to the hot air may rotate, which causes a problem of heat resistance of the shell at a high temperature (for example, 600 to 700 ° C. or higher). Therefore, although the rotary kiln itself has a large diameter of more than 6 m, which has been put into practical use, if heat treatment is required at a high temperature as described above, the shell must use heat-resistant steel. It is difficult to make a large one exceeding 1 m at the limit of its production. Of course, it is possible to manufacture a large shell exceeding 1.5 m, but the wall thickness exceeds 30 mm, which is not economical. Considering the thermal efficiency, too large one is not preferable.
[0009]
In such a situation, when a large throughput is required, a multi-cylinder type in which three to six relatively thin shells are housed in one carbonization chamber and rotated collectively has been put to practical use. I have. In order to improve the efficiency even a little, a method has been devised in which the inside of the kiln is divided into several pieces so that more processed materials can be added and the heat transfer area can be effectively used.
[0010]
However, even with such improvements, there are still the following problems. That is,
{Circle around (1)} Since the high-temperature portion must be rotated, the degree of freedom in the material and structure of the shell and the like is small.
(2) In order to increase the processing amount due to problems in thermal efficiency and shell manufacturing, it is necessary to devise a multi-cylinder system, etc. In addition, outside air in the rotating part and a gas seal between the chamber and the chamber are required. , The structure becomes complicated.
{Circle around (3)} When a multi-cylinder type is used, a device for uniformly distributing the processed material while rotating on several shells is also required, and the structure becomes complicated and the cost increases.
[0011]
[Screw type]
On the other hand, the screw type, as described above, rotates the screw built in the case for introducing waste, sends the processed material in a predetermined direction while stirring, and heats the outside with hot air to dry, It is intended for carbonization and is suitable for relatively small-scale facilities. At present, it is practically used for carbonization of coffee squeeze waste and sewage sludge.
[0012]
However, in the screw type, a screw is provided in a case in principle, and the screw is composed of a screw shaft and a screw blade provided around the shaft, so that the screw is large (for example, having a diameter of 1 m). Therefore, it is extremely difficult to manufacture a screw shaft and screw blades that are long in the axial direction at the weight and the ambient temperature (600 to 700 ° C. or more). Is suitable to be about 600 to 700 mm and about 4 to 5 m in length. To overcome this, further measures are required.
[0013]
Furthermore, in the case of the conventional screw type, the screw shaft is installed in the center of the case, so that water vapor and gas generated when processing waste etc. can not freely pass through the case. There is.
[0014]
As mentioned above, the disadvantage of screw type is
{Circle around (1)} A screw having a large diameter due to its structure (for example, exceeding 800 mm) has a large longitudinal limit and is not realistic.
{Circle around (2)} In addition, since the generated gas cannot pass freely inside, the gas must be exhausted from the opening into the chamber. Therefore, the heating gas in the chamber and the generated gas in the pipe cannot be separated and taken out.
{Circle around (3)} Further, it is difficult to obtain a sufficient agitation force as seen in a rotary kiln due to its structure.
[0015]
The present invention has been made in such a situation, the stirring and conveying means having the good point of the screw type and the good point of the rotary kiln type, that is, the part exposed to high temperature is fixed without rotating, The main problem is to provide a screw as a stirring and conveying means that allows gas generated inside the case to freely pass through the inside of the case and has high stirring power. The task is to provide.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to
[0017]
According to the present invention, the stirring and conveying screw which is disposed in the cylindrical case and is used for conveying the waste introduced into the case in the axial direction while stirring in the circumferential direction of the case, A ribbon screw member extending spirally in the axial direction, and a rod-shaped holding member extending in the axial direction and holding the shape of the ribbon screw member. Unlike a screw, there is no screw shaft, and as a result, gas generated inside the case can freely pass through the cavity at the center.
[0018]
In addition, the absence of the screw shaft makes it possible to reduce the overall weight as compared with the conventional screw.
[0019]
In this case, the screw may be deformed (especially twisted) by being exposed to high heat. However, according to the present invention, a rod-shaped holding member for holding the shape of the ribbon screw member is provided. Therefore, no deformation of the screw occurs, which makes it possible to manufacture a screw that is long in the axial direction.
[0020]
Furthermore, in the screw of the present invention, since the holding member is joined to the outer peripheral edge of the ribbon screw member, when the screw rotates, the holding member is introduced into the case when the holding member reaches the lower part of the case. The waste is scooped up by the holding member, and when the rotation further proceeds, the waste falls from the holding member. By repeating this, the waste is efficiently stirred.
[0021]
As described above, according to the present invention, the disadvantages of the conventional rotary kiln type (the high-temperature portion must be rotated) and the disadvantages of the screw type (the axially long one cannot be manufactured. All of which cannot pass through or have weak stirring power).
[0022]
In the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, a plurality of the holding members may be arranged apart from each other in a circumferential direction of the ribbon screw member.
[0023]
According to the present invention, since a plurality of the holding members are arranged apart from each other in the circumferential direction of the ribbon screw member, the deformation of the ribbon screw member can be reliably prevented, and the above-described waste material can be prevented. Can also be improved.
[0024]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a preheating unit for preheating the waste to be treated, and drying the waste heated in the preheating unit. A drying unit for performing, a carbonizing unit for carbonizing the waste dried in the drying unit, and a smoke removing device for burning and detoxifying generated gas generated in the drying unit and the carbonizing unit. The generated gas of the drying unit and the carbonization unit is directly introduced into the smoke elimination device, and the exhaust gas detoxified by the smoke elimination device is discarded to at least one of the carbonization unit and the drying unit. Introduced to heat the waste and used to heat waste in the carbonization unit and / or the drying unit The discharged exhaust gas is introduced to heat the preheating unit, and the stirring and conveying screw according to
[0025]
According to the present invention, since the stirring and conveying screw having the above-described effects and advantages is provided in the carbonization unit, the waste can be carbonized efficiently.
[0026]
According to the third aspect of the invention, as described in the fourth aspect, the preheating unit is provided around a preheating chamber for preheating the waste to be treated and a preheating chamber. A preheating heating chamber used to heat the preheating chamber, wherein there is no gas flow between the preheating chamber and the preheating heating chamber, and the drying unit dries the waste heated in the preheating unit. A drying chamber for drying, having a drying heating chamber provided around the drying chamber and used to heat the drying chamber, there is no gas flow between the drying chamber and the drying heating chamber, the said The carbonization unit has a carbonization chamber for carbonizing the waste dried in the drying unit, and a carbonization heating chamber provided around the carbonization chamber and used for heating the carbonization chamber, and a drying chamber. Gas between the drying and heating chamber There is no ingress and egress, and the generated gas generated in the drying chamber and the carbonization chamber is directly introduced into the smoke elimination apparatus, and the exhaust gas detoxified by the smoke elimination apparatus passes through at least one of the drying heating chamber and the carbonization heating chamber. Thus, a carbonization treatment device to be introduced into the preheating heating chamber can be obtained.
[0027]
According to this invention, in each unit, the stirring and conveying screw of the present invention is used, and the gas is not allowed to enter and exit between the heat transfer tube used as the carbonization chamber and the surrounding heating chamber. By using the heat of the high-temperature exhaust gas detoxified by the smoke device for heating the waste in the drying heating chamber and / or the carbonization heating chamber, and further using it for heating the waste in the preheating heating chamber, the heat can be effectively reduced. Can be used. Exhaust gas discharged from the preheating heating chamber does not include gas generated from the preheating chamber, drying chamber, and carbonization chamber, and is safe. Therefore, there is no need to detoxify it again with a smoke elimination device. It is possible to do.
[0028]
In the invention according to
[0029]
According to the present invention, in addition to being able to efficiently carbonize waste as described above, the moisture content is reduced by waste due to the temperature sensor provided in the preheating unit and the temperature controller provided in the drying unit. Even if different, the temperature of the drying unit for drying the moisture contained in the waste can be controlled according to the fluctuation of the temperature of the preheating unit accompanying the fluctuation of the water content of the waste to be treated. As a result, the moisture of the waste can be uniformly evaporated in the drying unit, and the property of the waste (carbonized) after carbonization can be prevented from changing.
[0030]
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a carbonization chamber for carbonizing waste to be treated and a heating chamber provided around the carbonization chamber, as described in claim 6. A carbonization unit having a carbonization heating chamber used for the above, wherein gas does not enter and exit between the carbonization chamber and the carbonization heating chamber, and gas generated in the carbonization chamber is introduced through an exhaust pipe for the carbonization chamber. And a smoke eliminator for detoxifying the gas by burning it. The inside of the exhaust pipe for the coking chamber is maintained at a higher temperature than the connected coking chamber, and the inside of the coking chamber is the
[0031]
According to the present invention, the inside of the exhaust pipe is kept at a higher temperature than that of the carbonization chamber that connects the inside of the exhaust pipe for the carbonization chamber that connects the carbonization chamber and the smoke suppression device, due to adhesion of dust and the like originating from tar. Blockage can be prevented, and generated gas such as dry distillation gas and water vapor generated from the carbonization chamber can be efficiently exhausted. As a result, carbonization of waste can be efficiently performed.
[0032]
In the invention of claim 6, as described in claim 7, a drying chamber for drying waste to be treated is provided upstream of the carbonization unit, and a drying chamber is provided around the drying chamber. Having a drying heating chamber used to heat the drying room, a drying unit is provided between the drying chamber and the drying heating chamber without gas in and out, the generated gas generated in the drying chamber, through a drying chamber exhaust pipe The inside of the exhaust pipe for the drying chamber, which is introduced into the smoke elimination apparatus, may be a carbonization processing apparatus that maintains the inside of the drying chamber at a higher temperature than the connected drying chamber.
[0033]
According to this invention, by providing the drying unit upstream of the carbonization unit, the waste can be dried first, and the carbonization of the waste can be performed stably. Furthermore, by making the configuration of the exhaust pipe for the drying chamber the same as the above-described exhaust pipe for the carbonization chamber, it is possible to prevent the exhaust pipe from being blocked by adhesion of dust or the like originating from tar, and The generated gas such as water vapor generated from the gas can be efficiently exhausted. As a result, continuous carbonization of waste can be efficiently performed.
[0034]
In the invention according to claim 7, as described in claim 8, at least one of the exhaust pipe for the carbonization chamber and the exhaust pipe for the drying chamber has a double wall surface and a double wall surface. It can be a carbonization treatment device in which a high-temperature gas flows between the two walls.
[0035]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inside of an exhaust pipe can be hold | maintained at high temperature with simple equipment, and the blockage in an exhaust pipe can be prevented.
[0036]
In the invention according to claim 7 or claim 8, as described in claim 9, at least one of the exhaust pipe for the carbonization chamber and the exhaust pipe for the drying chamber introduces outside air for introducing outside air. It can be a carbonization treatment device provided with a mouth.
[0037]
According to the present invention, in addition to the above-described action of preventing the exhaust pipe from being blocked by maintaining the temperature at a high temperature, even if the exhaust pipe is blocked, external air is introduced from the outside air inlet to further increase the temperature inside the exhaust pipe. Then, the inside of the exhaust pipe can be easily cleaned by appropriately burning tar and the like adhered to the inner wall surface. In this manner, an exhaust pipe that can smoothly exhaust air can be obtained.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the screw for stirring and transport of the present invention and the carbonization apparatus using the screw will be specifically described.
[0039]
(1) Screw for stirring and transport
FIG. 1 is a front view of the screw for stirring and transporting of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the screw for stirring and transporting of the present invention shown in FIG.
[0040]
As shown in FIGS. 1 and 2, the stirring and conveying
[0041]
FIG. 3 is a perspective view when the stirring and conveying
[0042]
As shown in FIG. 3, the stirring and conveying of the present invention is placed in a
[0043]
The
[0044]
Therefore, for example, the material for forming the
[0045]
The dimensions of the pitch of the ribbon screw member 2 (reference P in FIG. 1), the width of the ribbon screw member 2 (reference W in FIG. 2), and the width of the holding member 3 (reference Y in FIG. 2) are particularly important. There is no limitation, and it can be set arbitrarily according to the transport speed of the waste, the degree of stirring, and the like. In other words, by reducing the pitch P of the
[0046]
(2) Carbonization equipment
(1st Embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a carbonization apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0047]
As shown in FIG. 4, the
[0048]
The waste X to be treated in the
[0049]
The preheating
[0050]
In the
[0051]
The waste X preheated by the preheating
[0052]
The drying
[0053]
In the
[0054]
Further, as shown in FIG. 4, since the temperature of the hot air after being used in the
[0055]
The waste X dried in the
[0056]
As shown in FIG. 4, the
[0057]
By installing the stirring and conveying
[0058]
The hot air to be introduced into the
[0059]
Waste X (charcoal) carbonized in the
[0060]
The
[0061]
It should be noted that the units shown in FIG. 4 are not limited to these units, and all conventionally known units can be applied as long as they have the same operation and effect. For example, the configuration of the carbonization apparatus other than the
[0062]
(2nd Embodiment)
A carbonization apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0063]
In the second embodiment, the preheating
[0064]
The present embodiment is characterized by the flow of gas such as water vapor generated in the drying
[0065]
The gas generated in the drying
[0066]
The
[0067]
Further, in the
[0068]
The
[0069]
In the
[0070]
In the
[0071]
In the
[0072]
The exhaust gas detoxified by the
[0073]
In the
[0074]
The gas in the drying and
[0075]
After that, the gas in the preheating
[0076]
The preheating
[0077]
According to the present embodiment, in each unit, the stirring and conveying
[0078]
In addition, the conventional screw-type carbonization apparatus has a deaeration port between the surrounding carbonization heating chamber and the drying heating chamber to discharge steam and carbonization gas generated by heating from the carbonization chamber and the drying chamber. Then, the gas mixed with steam and carbonization gas was introduced into the smoke elimination device via each heating chamber. Therefore, there is a problem that the gas burned by the smoke elimination device and made harmless is discharged outside at a high temperature, and the heat efficiency is poor and a load is imposed on the surrounding environment. The gas discharged from the carbonization chamber and the drying chamber to each heating chamber contains sulfur and chlorine. When these components adhere to the outside of the heat transfer tubes used as the carbonization chamber and the drying room, there is a problem that the heat transfer tubes are damaged and the heat transfer tubes need to be replaced soon. The
[0079]
As described above, the present embodiment introduces the high-temperature gas used in the
[0080]
As a modification of the present embodiment, the high-temperature gas detoxified by the
[0081]
(Third embodiment)
A carbonization apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0082]
As shown in FIG. 5, the
[0083]
The present embodiment is characterized in that the temperature of the
[0084]
The
[0085]
A method for controlling the temperature of the drying
[0086]
It is assumed that a temperature lower than Z ° C. is measured by the
[0087]
As described above, when the amount of the waste X is large or the amount of the waste X is large, the temperature in the drying chamber 121 (the surface temperature of the heat transfer tube of the drying chamber 121), By increasing the set temperature, the drying state of the waste X in the
[0088]
Therefore, the relationship between the temperature drop from Z ° C. in the
[0089]
On the other hand, it is assumed that when waste X having an unknown water content is introduced into the
[0090]
In this case, by lowering the set temperature of the
[0091]
Therefore, the relationship between the temperature increase from Z ° C. in the
[0092]
Here, the
[0093]
Therefore, the
[0094]
In the present embodiment, the mode in which the
[0095]
According to the present embodiment, the temperature of the drying
[0096]
(Fourth embodiment)
A carbonization apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0097]
The
[0098]
As means for maintaining the inside of the
[0099]
As another means, the wall of the
[0100]
Further, the
[0101]
With such a configuration of the
[0102]
Further, the
[0103]
The configuration of the
[0104]
According to the present embodiment, the inside of the
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the stirring and conveying screw of the present invention, the disadvantages of the conventional rotary kiln type (the high temperature part must be rotated) and the disadvantages of the screw type (the axially long one cannot be manufactured) , The generated gas cannot pass freely, and the stirring power is weak).
[0106]
Further, according to the carbonization treatment device of the present invention, by the action and effect of the stirring and conveying screw of the present invention, when carbonizing waste, gas generated from waste which has conventionally been a problem can be easily treated. The waste can be efficiently stirred and conveyed, and the cost and time required for the carbonization can be greatly reduced.
[0107]
According to the carbonization treatment apparatus of the present invention, in each unit, using the screw for stirring and transport of the present invention, a configuration in which gas does not enter and exit between the heat transfer tube used as the carbonization chamber and the surrounding heating chamber. By using the heat of the high-temperature gas detoxified by the smoke elimination device, the waste heat is used in the drying heating chamber and / or the carbonization heating chamber, and the waste heat is used in the preheating heating chamber. Thereby, heat can be effectively used. In addition, the gas discharged from the preheating heating chamber does not include the gas generated from the preheating chamber, drying chamber, and carbonization chamber, and is safe. It is possible to do.
[0108]
Furthermore, according to the carbonization apparatus of the present invention, even if the moisture content differs depending on the waste, the moisture content of the treated waste can be increased by the temperature sensor provided in the preheating unit and the temperature controller provided in the drying unit. The temperature of the drying unit for drying the moisture contained in the waste can be controlled according to the fluctuation of the temperature of the preheating unit accompanying the fluctuation of the temperature. As a result, the moisture of the waste can be uniformly evaporated in the drying unit, and the property of the waste (carbonized) after carbonization can be prevented from changing.
[0109]
According to the carbonization treatment device of the present invention, the inside of the exhaust pipe connecting the carbonization chamber and the smoke suppression device is kept at a higher temperature than the connected carbonization chamber, so that the interior of the exhaust pipe is mainly made of tar. Blockage due to adhesion of dust and the like can be prevented, and generated gases such as dry distillation gas and water vapor generated from the carbonization chamber can be efficiently exhausted. As a result, carbonization of waste can be efficiently performed.
[0110]
According to the carbonization treatment device of the present invention, by providing the drying unit upstream of the carbonization unit, the waste can be dried first, and the carbonization of the waste can be stably performed. Furthermore, by making the configuration of the exhaust pipe for the drying chamber the same as the above-described exhaust pipe for the carbonization chamber, it is possible to prevent the inside of the exhaust pipe from being blocked by adhesion of dust and the like originating from tar, and The generated gas such as water vapor generated from the gas can be efficiently exhausted. As a result, continuous carbonization of waste can be efficiently performed.
[0111]
According to the carbonization apparatus of the present invention, by providing a double exhaust pipe and flowing a high-temperature gas between the walls thereof, the exhaust pipe can be kept at a high temperature with simple equipment, and the exhaust pipe can be blocked. Can be prevented.
[0112]
According to the carbonization apparatus of the present invention, in addition to the above-described action of preventing the exhaust pipe from being blocked by maintaining the temperature at a high temperature, even if the exhaust pipe is blocked, the outside air is introduced from the outside air inlet. The inside of the exhaust pipe can be easily cleaned by further heating the inside of the exhaust pipe and burning tar and the like adhering to the inner wall surface appropriately. In this manner, an exhaust pipe that can smoothly exhaust air can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a stirring and conveying screw according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the screw for stirring and conveying of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view when the screw for agitating and conveying according to the present invention is arranged in a cylindrical case.
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a carbonization apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the carbonization apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Screw for stirring and conveying
2. Ribbon screw member
3. Holding member
4: Outer edge of ribbon screw member
10… Case
100, 101 ... carbonization equipment
110 ... Preheating unit
112 ... Preheating chamber
113… Preheating heating room
115 ... Temperature sensor
120 ... Drying unit
121 ... Drying room
122 ... Dry heating room
123, 133 ... exhaust pipe
125 ... temperature control device
126, 136: Outside air inlet
130 ... carbonization unit
131 ... carbonization room
132 ... Carburizing heating chamber
140… Smoke eliminator
E: Cavity in the center of the screw for stirring and conveying
P: Ribbon screw member pitch
R: Outer diameter of ribbon screw member
W: Width of ribbon screw member
Y: width of holding member
X: Waste
Claims (9)
中心部に空洞が形成されるように前記軸方向に螺旋状に延びるリボンスクリュ部材と、
前記軸方向に延び、前記リボンスクリュ部材の形状を保持するための棒状の保持部材と、を備え、
前記保持部材は、前記リボンスクリュ部材の外周縁部に接合されていることを特徴とする撹拌搬送用スクリュ。A stirring and transporting screw that is disposed in a cylindrical case and is used to transport the waste introduced into the case while stirring the waste in the axial direction of the case,
A ribbon screw member spirally extending in the axial direction so that a cavity is formed in the center,
A rod-shaped holding member extending in the axial direction and holding a shape of the ribbon screw member,
The screw for stirring and transporting, wherein the holding member is joined to an outer peripheral edge of the ribbon screw member.
前記予熱ユニットにおいて加熱された廃棄物を乾燥するための乾燥ユニットと、
前記乾燥ユニットにおいて乾燥された廃棄物を炭化するための炭化ユニットと、
前記乾燥ユニットおよび前記炭化ユニットにおいて生じる発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と、を有し、
前記乾燥ユニットおよび前記炭化ユニットの発生ガスは、前記消煙装置に直接導入され、
前記消煙装置にて無害化された排ガスは、前記炭化ユニットまたは前記乾燥ユニットの少なくともいずれかに廃棄物を加熱するために導入され、
前記炭化ユニットまたは前記乾燥ユニットの少なくともいずれかで廃棄物を加熱するために用いられた排ガスは、前記予熱ユニットを加熱するために導入され、
前記各ユニットのうち少なくとも前記炭化ユニット内には、前記請求項1又は請求項2に記載の撹拌搬送用スクリュが設置されていることを特徴とする炭化処理装置。A preheating unit for preheating the waste to be treated;
A drying unit for drying the waste heated in the preheating unit,
A carbonization unit for carbonizing the waste dried in the drying unit;
A smoke removing device for burning and detoxifying generated gas generated in the drying unit and the carbonizing unit,
The generated gas of the drying unit and the carbonizing unit is directly introduced into the smoke elimination device,
Exhaust gas detoxified in the smoke suppression device is introduced to heat waste to at least one of the carbonization unit or the drying unit,
Exhaust gas used to heat waste in at least one of the carbonization unit or the drying unit is introduced to heat the preheating unit,
3. A carbonization apparatus, wherein the stirring and conveying screw according to claim 1 or 2 is installed in at least the carbonization unit among the units.
前記乾燥ユニットは、前記予熱ユニットにおいて加熱された廃棄物を乾燥するための乾燥室と、当該乾燥室の周囲に設けられて乾燥室を加熱するために用いられる乾燥加熱室とを有し、乾燥室と乾燥加熱室との間にガスの出入りがなく、
前記炭化ユニットは、前記乾燥ユニットにおいて乾燥された廃棄物を炭化するための炭化室と、当該炭化室の周囲に設けられて炭化室を加熱するために用いられる炭化加熱室とを有し、乾燥室と乾燥加熱室との間にガスの出入りがなく、
前記消煙装置に、乾燥室および炭化室において生じる発生ガスを直接導入し、前記消煙装置にて無害化された排ガスは、乾燥加熱室または炭化加熱室の少なくともいずれかを経由して予熱加熱室に導入されることを特徴とする請求項3に記載の炭化処理装置。The preheating unit has a preheating chamber for preheating the waste to be treated, and a preheating heating chamber provided around the preheating chamber and used for heating the preheating chamber. There is no gas in and out between the preheating chamber and
The drying unit has a drying chamber for drying the waste heated in the preheating unit, and a drying heating chamber provided around the drying chamber and used for heating the drying chamber, and drying is performed. There is no gas flow between the room and the drying and heating room,
The carbonization unit has a carbonization chamber for carbonizing the waste dried in the drying unit, and a carbonization heating chamber provided around the carbonization chamber and used for heating the carbonization chamber, and drying is performed. There is no gas flow between the room and the drying and heating room,
The generated gas generated in the drying chamber and the carbonizing chamber is directly introduced into the smoke removing apparatus, and the exhaust gas detoxified by the smoke removing apparatus is preheated through at least one of the drying heating chamber and the carbonizing heating chamber. The carbonization apparatus according to claim 3, wherein the carbonization apparatus is introduced into a chamber.
前記乾燥ユニットに温度調節部を有し、
前記温度調節部は、前記温度感知部の感知した予熱ユニットにおける温度に応じて乾燥ユニットの温度を調節することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の炭化処理装置。A temperature sensor is provided on the downstream side of the waste of the preheating unit,
The drying unit has a temperature control unit,
5. The carbonization apparatus according to claim 3, wherein the temperature controller controls a temperature of the drying unit according to a temperature of the preheating unit detected by the temperature detector. 6.
前記炭化室において生じる発生ガスが炭化室用排気管を通じて導入され、該発生ガスを燃焼して無害化するための消煙装置と、を有し、
前記炭化室用排気管内は、接続する炭化室内よりも高温に保持し、
前記炭化室内には、前記請求項1又は請求項2に記載の撹拌搬送用スクリュが設置されていることを特徴とする炭化処理装置。It has a carbonization chamber for carbonizing the waste to be treated, and a carbonization heating chamber provided around the carbonization chamber and used to heat the carbonization chamber, and between the carbonization chamber and the carbonization heating chamber. A carbonized unit with no gas in and out,
A generated gas generated in the carbonization chamber is introduced through an exhaust pipe for the carbonization chamber, and a smoke removing device for burning and detoxifying the generated gas,
The inside of the exhaust pipe for the coking chamber is kept at a higher temperature than the connected coking chamber,
3. A carbonization treatment device, wherein the stirring and conveying screw according to claim 1 or 2 is installed in the carbonization chamber.
前記乾燥室において生じる発生ガスは、乾燥室用排気管を通じて前記消煙装置に導入され、
前記乾燥室用排気管内は、接続する乾燥室内よりも高温に保持することを特徴とする請求項6に記載の炭化処理装置。Upstream of the carbonization unit, a drying chamber for drying the waste to be treated, and a drying heating chamber provided around the drying chamber and used to heat the drying chamber, a drying chamber Provide a drying unit with no gas in and out between the drying and heating chamber,
The generated gas generated in the drying chamber is introduced into the smoke elimination device through a drying chamber exhaust pipe,
The carbonization apparatus according to claim 6, wherein the inside of the drying chamber exhaust pipe is kept at a higher temperature than the connected drying chamber.
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