JP2004162970A - Recycling furnace and its heating method - Google Patents

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一浩 二神
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Takeshi Fujii
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Haruhisa Machii
令尚 町井
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賢一 中村
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recycling furnace for efficiently recovering a carbide and a thermal decomposition gas regardless of a simple apparatus configuration. <P>SOLUTION: A reaction chamber 1b being provided at the upper side and a combustion chamber 1a being provided at the lower side are divided into upper and lower portions via a grate 5 for passing a combustion exhaust gas. The grate is composed by forming a number of openings, thus achieving the straightening operation of the combustion exhaust gas from the combustion chamber under pressurization conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、効果的な熱分解処理を実現するリサイクル炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
産業廃棄物の処理法として、回収したプラスチック製品を熱分解して熱分解ガスと炭化物を生成する各種の方法が知られている(例えば、非特許文献1、及び特許文献1,2参照)。なお、本明細書では、他の文献での記載振りに拘わらず、余剰酸素のない状態で対象物を熱分解させることを炭化処理と称し、炭化処理を実現する炉を炭化炉と称する。この用法に対応して、多少の余剰酸素を供給して対象物を熱分解させることを乾留処理と称し、乾留処理を実現する炉を乾留炉と称する。
【0003】
そして、炭化炉からは熱分解ガスが発生し、炭化処理が完了すると炭化物が生成され、一方、乾留炉からは乾留ガスが発生し、乾留処理が完了すると灰化物が生成される。また、本明細書でリサイクル炉とは、炭化炉と乾留炉とを少なくとも含み、可燃ガスとは、熱分解ガスと乾留ガスとを少なくとも含んでいる。
【0004】
【非特許文献1】
特許庁ホームページ・技術分野別特許マップ作成テーマ一覧(94テーマ)・機械 6 焼却炉技術・1.3.3 乾留ガス化燃焼技術・http://www.jpo.go.jp/indexj.htm
【特許文献1】
特開2001−182935号
【特許文献2】
特開2001−241632号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の焼却炉は、産業廃棄物として回収されてくる雑多なプラスチック製品を処理対象とする関係から、装置構成が複雑かつ高価とならざるを得ず、それでいて炭化物や熱分解ガスの回収効率も満足できるものではなかった。
【0006】
この発明は、この問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な装置構成でありながら、炭化物や熱分解ガスを効率よく回収できるリサイクル炉を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1に係るリサイクル炉は、上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画され、前記火格子は、多数の開口が形成されて構成され、加圧条件下、前記燃焼室からの燃焼排ガスの整流作用を実現している。なお、ここで加圧条件下とは、燃焼室と反応室に差圧が生じる状態を意味する。
【0008】
請求項1に係る発明では、燃焼室に発生する燃焼火炎によって輻射伝熱が実現されると共に、高温の燃焼排ガスによって処理対象物への対流伝熱が実現される。また、請求項1に係る発明に係る火格子は、多数の開口が形成されて構成され、加圧条件下、燃焼排ガスの整流作用を実現しているので、燃焼火炎に局部高温部が発生しても、反応室の特定の流路にだけ燃焼排ガスが流通するようなことがなく温度むらの発生を防止できる。
【0009】
請求項2に係るリサイクル炉は、上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画され、前記燃焼室では、少なくとも平面ほぼ全域を網羅する流路を形成するチューブ部材の内部で燃焼反応が実現され、燃焼排ガスを前記チューブ部材から噴出させて運転する。
【0010】
チューブ部材は、蛇行状又は渦巻き状に流路を形成するのが典型的である。何れにしても、その流路は、少なくとも燃焼室の平面ほぼ全域を網羅するので、チューブ表面からの均等な輻射伝熱が実現され、かつ噴出する燃焼排ガスによって対流伝熱が実現される。また、チューブ部材の内部で燃焼反応が実現されるので、溶融した高分子化合物からの熱分解ガスが燃焼することもない。
【0011】
請求項5に係る発明は、上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画されたリサイクル炉の燃焼方法であって、前記燃焼室の平面ほぼ全域を網羅する流路を形成するチューブ部材を配置し、前記チューブ部材の内部で燃焼反応が実現され、燃焼排ガスを前記チューブ部材から噴出させるようにしている。この発明も上記した請求項2の発明と同様の効果を奏する。
【0012】
上記各請求項に係る発明では、高分子化合物を処理対象とし、炭化物と熱分解ガスとを生成するのが好適である。ここで高分子化合物とは、典型的にはプラスチック材であり、好ましくは塩素分を含まないプラスチック材である。この高分子化合物には、何らかの金属成分を有意な量だけ含有しているのが好適である。特定の限定された金属成分のみが含有されている場合が更に好適であり、一種類の金属成分のみが含有される場合が最適である。
【0013】
上記各請求項に係る発明は、製造工場や加工工場などの同一施設から定常的に排出される特定の高分子化合物の処理に好適に適用されるが、同一施設から排出されるものに限らず、ほぼ正確に分別された高分子化合物の処理に適用するのも好適である。この場合、高分子化合物は同一種類のものに分別されるべきであるが、組成の共通性までは問わない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に係るリサイクル炉1に基づいて説明する。図1は、リサイクル炉1を用いたリサイクル装置EQUを示す概略図である。このリサイクル装置EQUは、炭化炉として機能するリサイクル炉1と、リサイクル炉1で生成された熱分解ガスを燃焼させる混焼炉2と、混焼炉2から排出される燃焼排ガスにより蒸気を生成する排ガスボイラ3と、排ガスボイラ3への給水を予備加熱するエコノマイザ4とを中心的に備えている。
【0015】
リサイクル炉1は、この実施例では略円筒形に形成され、円盤状の火格子5を介して上下に区画されている。そして、火格子5の下部には、耐火材に囲まれた燃焼室1aが形成され、火格子5の上部には、廃棄物たるプラスチック材を収納する反応室1bが形成されている。そして、円盤状の火格子5には、多数の開口がほぼ均一に形成されてリサイクル炉1の上下を連通させている。
【0016】
燃焼室1aは、メンテナンス性の観点から、80cm程度の高さに形成されており、水平方向の一方側には、ガス燃料と燃焼用空気の導入部6が設けられ、他方側に点検扉7が設けられている。第1実施例(図2参照)の場合には、導入部6には拡散型ガスバーナが配置されており、送風機8によって必要最小限の燃焼用空気が供給されると共に、制御弁V1を介してガス燃料(例えば、都市ガス13A)が供給されている。
【0017】
一方、反応室1bには、処理対象物の投入時に開放される上部開閉扉10と、反応室1bから発生する熱分解ガスの導出部11と、火格子5の上に残る金属成分や炭化物などを回収するための取出部12とが設けられている。
【0018】
図2(a)は、第1実施例の燃焼室1aについて、点検扉7から導入部6の方向を見た概略図である。図示の通り、燃焼室1aのほぼ中央には、ガス燃料の吐出口13が配置される。また、燃焼室1aの底部は、中央に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面が、ガス燃料の吐出方向に向けて延設されており、断面視で逆台形状に形成されている。そのため、液化して火格子5から垂れ落ちたプラスチック材Pなどは、底部の中央位置に集められることになり、火炎部Fからの輻射熱が有効に伝わることになる。
【0019】
前記吐出口13からのガス燃料は、燃焼用空気と混合されて燃焼し、輻射伝熱と対流伝熱とによって反応室1b内のプラスチック材を有効に加熱する。但し、燃焼室1aには、必要最小限の空気しか供給されないので、反応室1bには酸素を含まない熱風が出力され、その結果、プラスチック材が熱分解されて水素やメタンなどの熱分解ガスが生成されることになる。
【0020】
第1実施例の燃焼室1aの場合、火格子5には小径の開口が多数形成され、これに対応して、拡散型ガスバーナの吐出圧は、充分高く設定されている。そのため、多数の開口から勢い良く噴出される熱風は、反応室1bの全体に均一に行き渡ることになりプラスチック材の熱分解を有効に促進する。つまり、第1実施例の場合、火格子5の開口が小径である分だけ圧損が生じるが、反応室1bに導入される熱風に対して整流作用を発揮することになる。なお、火格子5の開口が大きい場合には圧損が減少するものの、火炎の局部高温部などによって形成された特定の流路に、全ての熱風が偏流する可能性があり不適である。
【0021】
図3及び図4は、ラジアント・チューブ・バーナ(radiant tube burner)を用いる第2実施例の燃焼室1aを図示したものである。図3(a)に示すように、図示のラジアント・チューブTUは、3本の曲管RA10〜RA12と、4本の直管RA20〜RA23とを蛇行状に接続して、燃焼室1aの全域に広がって配置されており、チューブ表面が熱源となって熱分解処理を実現する。そして、ガス燃料と空気の混合気が着火されてなる燃焼ガスは、基端側の直管RA20から先端側の直管RA23に向けて流通される。
【0022】
先端側の直管RA23の側面には、ほぼ全長にわたって、長さ方向の開口溝H1,H2が2つ形成されている。図3(b)に示すように、第1の開口溝H1は水平方向に向けて開口しており、第2の開口溝H2は斜め下方に向けて開口している。そのため、直管RA20から導入された燃焼ガスはラジアント・チューブTUを流通する過程で燃焼反応を終え、その燃焼排ガスが直管RA23の開口溝H1,H2を通して、ほぼ水平方向と斜め下方に向けて噴出されることになる。そして、燃焼室1aの底部は中央に向けて下り勾配の傾斜面が、直管RA20、RA21、RA22、RA23と直交する方向に向けて延設されている。そのため、液化して火格子5から垂れ落ちたプラスチック材Pなどは、底部の中央部に集められることになり、ラジアント・チューブTUからの輻射熱が有効に伝わることになる。
【0023】
燃焼室1aに噴出された熱風(燃焼排ガス)は、燃焼室1aから反応室1bに導入されるが、第2実施例の場合には、火格子5には大径の開口が形成されており、殆ど圧損を生じることなく反応室1bに導入される。この第2実施例では、ラジアント・チューブTUが、燃焼室1aの全域に広がって配置されているので、ほぼ均等な輻射伝熱を実現することができ、しかも、第1実施例のように、燃焼室1aに火炎が噴出しないので、局部高温の部分が発生せず、偏流のおそれがないので、火格子5の開口を大径に設定できるのである。
【0024】
また、第2実施例のように、ラジアント・チューブ・バーナを用いる場合には、反応室1bから垂れ落ちる液状のプラスチック材Pは、ラジアント・チューブTUに接触するか床面に落下してから気化するが、この熱分解ガスが燃えることなく混焼炉2へ導入されるので、この点でも好適である。この実施例における燃焼室1aの温度は、700℃程度に設定されている。
【0025】
以下、実施例に係るリサイクル炉1を用いたリサイクル装置EQUについても説明しておく。図1に示すように、混焼炉2は、燃焼空間の一方側に拡散型ガスバーナ14を備えて構成されている。拡散型ガスバーナ14の構成は特に限定されないが、例えば、図5に示すように、二重管15の内管15aにリサイクル炉1の熱分解ガスを導入する一方、二重管の外管15bには二次燃料たるガス燃料を導入している。これらの燃料は、外管15bに延設される拡径部16に向けて吐出され、拡径部16の側面から導入される燃焼用空気と混合されて燃焼する。そして、拡径部16の側面には、送風機17によって燃焼用空気が供給されている。
【0026】
リサイクル炉1は、主として炭化炉として機能するので、リサイクル炉1から出力される熱分解ガスと、外管15bに供給されているガス燃料とが混合状態で燃焼されることになる。具体的には、混焼炉2の出力部に配置された温度センサTE及び制御部CTL2によって制御弁V2が制御されて、燃焼排ガスの温度が800℃以上に管理されている。また、燃焼ガス(燃焼火炎及び燃焼完了ガス)の滞留時間が2秒以上となるように、混焼炉2の容積や燃焼用空気の供給量などが設定されている。
【0027】
排ガスボイラ3は、混焼炉2の上部に連設して一体的に保持されている。排ガスボイラ3の構成は特に限定されないが、この実施例では、図6に示すような貫流ボイラを使用している。この貫流ボイラは、上部管寄せ17Aと下部管寄せ17Bとの間に多数の垂直水管18・・・18を接続した構成であり、下部管寄せ17Bに給水を行い、垂直水管18を上昇する間に気水混合状態とし、これを上部管寄せ17Aから気水分離器19に送り込み分離して蒸気を得るものである。
【0028】
図6(b)に示す通り、垂直水管18は、円環状に配置された内側水管群18Aと外側水管群18Bの二重構造になっている。そして、混焼炉2の排ガス出口から導入された燃焼排ガスは、内側水管群18Aの一方側に形成されたガス入口20から内外の水管群18A,18Bの隙間を流通し、外側水管群18Bの他方側に形成されたガス出口21から導出される。ガス出口21から導出された燃焼排ガスは、エコノマイザ4で更に熱交換した後、誘引ファン22によって煙突23に導出されて大気に放出される。
【0029】
続いて、実施例に係るリサイクル炉1を活用するリサイクル装置EQUの動作内容を説明する。ここでは、スナック菓子などで利用される、アルミウム箔の上下にプラスチック膜を積層してなるシート材等の製造工場であって、一日に排出されるシート材の切れ端をバッチ的に処理する場合を説明する。
【0030】
このような場合には、前日に排出されたシート材の廃棄物を反応室1bに投入した後、扉7,10及び取出部12を閉鎖した状態で、制御弁V1を開放して燃焼室1aにガス燃料を導入し、送風機8によって必要最小限の燃焼用空気を供給しつつガス燃料に着火する。この場合、反応室1bの温度は、予め設定されている燃焼量に基づき、高分子化合物(プラスチック)の熱分解温度(300〜400℃)以上であって、含有金属(アルミニウム)の融点(700℃)未満に維持される。
【0031】
このように、殆ど酸素を含まない所定温度域の熱風が反応室1bを流通することにより、プラスチック材が熱分解され水素やメタンなどの熱分解ガスが生成される。リサイクル炉1で生成された熱分解ガスは、混焼炉2に導入されて、別に導入されるガス燃料と混合されて燃焼される。このような動作の結果、反応室1bのプラスチック材は熱分解処理されて、過剰の炭素分が炭化物として残存することになる。また、プラスチック製フィルムに含まれるアルニミウムは、溶融することなくパサパサ状態のアルミ箔として残存する。
【0032】
したがって、リサイクル炉1が冷えた状態で、アルミニウムを回収し、有価物として流通させることができる。また、炭化物についても、そのまま回収した状態、もしくは造粒後に有価物として流通させることが可能となる。ところで、以上の説明では、便宜上、リサイクル炉が理想的な炭化炉として機能するものとして説明したが、リサイクル炉を乾留炉として機能させることを何ら禁止するものではない。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な装置構成でありながら、炭化物や熱分解ガスを効率よく回収できるリサイクル炉を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るリサイクル炉を使用するリサイクル装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】第1実施例の燃焼室を図示した概略図である。
【図3】第2実施例の燃焼室を示す概略平面図である。
【図4】第2実施例の燃焼室を図示した概略図である。
【図5】拡散型ガスバーナの構成を示す概略図である。
【図6】排ガスボイラの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1a 燃焼室
1b 反応室
5 火格子
TU チューブ部材(ラジアント・チューブ)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recycling furnace that realizes an effective thermal decomposition process.
[0002]
[Prior art]
As a method for treating industrial waste, various methods for pyrolyzing a recovered plastic product to generate a pyrolysis gas and a carbide are known (for example, see Non-Patent Document 1, and Patent Documents 1 and 2). Note that, in this specification, regardless of the description in other documents, pyrolysis of an object in a state where there is no excess oxygen is referred to as carbonization processing, and a furnace that realizes the carbonization processing is referred to as a carbonization furnace. In accordance with this usage, supplying a certain amount of excess oxygen to thermally decompose the object is called dry distillation, and a furnace for realizing the dry distillation is called a dry distillation furnace.
[0003]
Then, a pyrolysis gas is generated from the carbonization furnace, and a carbide is generated when the carbonization process is completed. On the other hand, a carbonization gas is generated from the carbonization furnace, and an ash is generated when the carbonization process is completed. Further, in this specification, the recycling furnace includes at least a carbonization furnace and a carbonization furnace, and the combustible gas includes at least a pyrolysis gas and a carbonization gas.
[0004]
[Non-patent document 1]
JPO homepage • List of patent map creation themes by technical field (94 themes) • Machinery 6 Incinerator technology • 1.3.3 Dry distillation gasification combustion technology • http: // www. jpo. go. jp / indexj. htm
[Patent Document 1]
JP 2001-182935 A [Patent Document 2]
JP-A-2001-241632
[Problems to be solved by the invention]
By the way, conventional incinerators have to be complicated and expensive because of the treatment of various plastic products that are collected as industrial waste, and the efficiency of recovery of carbides and pyrolysis gases is high. Was also not satisfactory.
[0006]
The present invention has been made in view of this problem, and it is an object of the present invention to provide a recycling furnace that can efficiently collect carbides and pyrolysis gas while having a simple device configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the recycling furnace according to claim 1 is configured such that a reaction chamber provided on an upper side and a combustion chamber provided on a lower side are vertically divided via a grate through which combustion exhaust gas passes. The grate has a large number of openings formed therein, and realizes a rectifying action of the combustion exhaust gas from the combustion chamber under a pressurized condition. Here, the pressurized condition means a state where a differential pressure is generated between the combustion chamber and the reaction chamber.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, radiant heat transfer is realized by the combustion flame generated in the combustion chamber, and convection heat transfer to the processing target is realized by the high-temperature combustion exhaust gas. In addition, the grate according to the first aspect of the invention has a large number of openings formed therein and realizes a rectifying action of the combustion exhaust gas under a pressurized condition. Therefore, a local high-temperature portion is generated in the combustion flame. However, even if the combustion exhaust gas does not flow only through a specific flow path of the reaction chamber, it is possible to prevent the occurrence of temperature unevenness.
[0009]
In the recycling furnace according to claim 2, the reaction chamber provided on the upper side and the combustion chamber provided on the lower side are vertically divided via a grate through which combustion exhaust gas passes. A combustion reaction is realized inside a tube member that forms a flow path covering the entire region, and operation is performed by ejecting combustion exhaust gas from the tube member.
[0010]
The tube member typically forms a flow path in a meandering or spiral shape. In any case, since the flow path covers at least almost the entire area of the combustion chamber in a plane, uniform radiant heat transfer from the tube surface is realized, and convective heat transfer is realized by the discharged combustion exhaust gas. Further, since a combustion reaction is realized inside the tube member, the pyrolysis gas from the molten polymer compound does not burn.
[0011]
The invention according to claim 5 is a combustion method for a recycle furnace in which a reaction chamber provided on an upper side and a combustion chamber provided on a lower side are vertically divided through a grate through which combustion exhaust gas passes. A tube member that forms a flow path covering substantially the entire area of the combustion chamber is arranged, a combustion reaction is realized inside the tube member, and combustion exhaust gas is ejected from the tube member. This invention also has the same effect as the above-mentioned second invention.
[0012]
In the invention according to each of the above-mentioned claims, it is preferable that a polymer compound is treated and a carbide and a pyrolysis gas are generated. Here, the polymer compound is typically a plastic material, preferably a plastic material containing no chlorine. It is preferable that this polymer compound contain a significant amount of any metal component. It is more preferable that only a specific limited metal component is contained, and it is most preferable that only one kind of metal component is contained.
[0013]
The invention according to each of the above claims is suitably applied to the treatment of a specific polymer compound that is constantly discharged from the same facility such as a manufacturing factory or a processing factory, but is not limited to the one discharged from the same facility. It is also preferable to apply the present invention to the treatment of a macromolecular compound that has been separated almost exactly. In this case, the high molecular compounds should be separated into the same kind, but the commonality of the composition does not matter.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on a recycling furnace 1 according to an example. FIG. 1 is a schematic diagram showing a recycling apparatus EQU using a recycling furnace 1. The recycling apparatus EQU includes a recycling furnace 1 functioning as a carbonization furnace, a co-firing furnace 2 for burning the pyrolysis gas generated in the recycling furnace 1, and an exhaust gas boiler for generating steam from the combustion exhaust gas discharged from the co-firing furnace 2. 3 and an economizer 4 for preheating the water supply to the exhaust gas boiler 3.
[0015]
In this embodiment, the recycling furnace 1 is formed in a substantially cylindrical shape, and is vertically divided via a disc-shaped grate 5. A combustion chamber 1a surrounded by a refractory material is formed below the grate 5, and a reaction chamber 1b for accommodating a plastic material as waste is formed above the grate 5. A large number of openings are formed substantially uniformly in the disk-shaped grate 5 to communicate the upper and lower parts of the recycling furnace 1.
[0016]
The combustion chamber 1a is formed at a height of about 80 cm from the viewpoint of maintainability. An introduction portion 6 for gas fuel and combustion air is provided on one side in the horizontal direction, and an inspection door 7 is provided on the other side. Is provided. In the case of the first embodiment (see FIG. 2), a diffusion type gas burner is arranged in the introduction section 6, and a minimum necessary combustion air is supplied by the blower 8 and at the same time, via the control valve V1. Gas fuel (for example, city gas 13A) is supplied.
[0017]
On the other hand, the reaction chamber 1b has an upper opening / closing door 10 that is opened when the object to be treated is charged, an outlet 11 for the pyrolysis gas generated from the reaction chamber 1b, and metal components and carbides remaining on the grate 5. And a take-out part 12 for recovering the same.
[0018]
FIG. 2A is a schematic view of the combustion chamber 1a according to the first embodiment as viewed from the inspection door 7 toward the introduction unit 6. As shown in the figure, a discharge port 13 for gaseous fuel is disposed substantially at the center of the combustion chamber 1a. The bottom of the combustion chamber 1a has an inclined surface that is inclined downward toward the center and extends in the discharge direction of the gaseous fuel, and is formed in an inverted trapezoidal shape in a sectional view. Therefore, the plastic material P liquefied and dripping from the grate 5 is collected at the center of the bottom, and the radiant heat from the flame portion F is effectively transmitted.
[0019]
The gas fuel from the discharge port 13 is mixed with combustion air and burns, and effectively heats the plastic material in the reaction chamber 1b by radiant heat transfer and convective heat transfer. However, since only a minimum necessary amount of air is supplied to the combustion chamber 1a, hot air containing no oxygen is output to the reaction chamber 1b. As a result, the plastic material is thermally decomposed and pyrolysis gas such as hydrogen or methane is generated. Is generated.
[0020]
In the case of the combustion chamber 1a of the first embodiment, a large number of small-diameter openings are formed in the grate 5 and, correspondingly, the discharge pressure of the diffusion gas burner is set sufficiently high. For this reason, the hot air that is vigorously blown out from the many openings spreads uniformly throughout the reaction chamber 1b, and effectively promotes the thermal decomposition of the plastic material. In other words, in the case of the first embodiment, although the pressure loss is generated by the small diameter of the opening of the grate 5, the rectifying action is exerted on the hot air introduced into the reaction chamber 1b. When the opening of the grate 5 is large, the pressure loss is reduced, but it is inappropriate because all the hot air may flow in a specific flow path formed by a local high-temperature portion of the flame.
[0021]
3 and 4 show a combustion chamber 1a of a second embodiment using a radiant tube burner. As shown in FIG. 3 (a), the illustrated radiant tube TU connects three curved pipes RA10 to RA12 and four straight pipes RA20 to RA23 in a meandering manner to cover the entire area of the combustion chamber 1a. The surface of the tube serves as a heat source to realize a thermal decomposition process. Then, the combustion gas generated by igniting the mixture of the gaseous fuel and air flows from the straight pipe RA20 on the proximal end side to the straight pipe RA23 on the distal end side.
[0022]
On the side surface of the straight pipe RA23 on the distal end side, two lengthwise opening grooves H1 and H2 are formed over substantially the entire length. As shown in FIG. 3B, the first opening groove H1 opens in the horizontal direction, and the second opening groove H2 opens diagonally downward. Therefore, the combustion gas introduced from the straight pipe RA20 finishes the combustion reaction in the course of flowing through the radiant tube TU, and the combustion exhaust gas passes through the open grooves H1 and H2 of the straight pipe RA23 and is directed substantially horizontally and obliquely downward. Will be squirted. The bottom of the combustion chamber 1a has a downwardly inclined surface extending toward the center and extending in a direction orthogonal to the straight pipes RA20, RA21, RA22, and RA23. Therefore, the plastic material P and the like that has liquefied and dripped from the grate 5 are collected at the center of the bottom, and the radiant heat from the radiant tube TU is effectively transmitted.
[0023]
The hot air (combustion exhaust gas) injected into the combustion chamber 1a is introduced from the combustion chamber 1a into the reaction chamber 1b. In the case of the second embodiment, the grate 5 has a large-diameter opening. Are introduced into the reaction chamber 1b with almost no pressure loss. In the second embodiment, since the radiant tube TU is arranged so as to spread over the entire area of the combustion chamber 1a, it is possible to realize substantially uniform radiant heat transfer. Further, as in the first embodiment, Since no flame is blown out to the combustion chamber 1a, a locally high-temperature portion is not generated and there is no risk of drift, so that the opening of the grate 5 can be set to a large diameter.
[0024]
When a radiant tube burner is used as in the second embodiment, the liquid plastic material P dripping from the reaction chamber 1b is vaporized after coming into contact with the radiant tube TU or dropping on the floor. However, since this pyrolysis gas is introduced into the co-firing furnace 2 without burning, it is also preferable in this respect. The temperature of the combustion chamber 1a in this embodiment is set to about 700 ° C.
[0025]
Hereinafter, a recycling apparatus EQU using the recycling furnace 1 according to the embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the co-firing furnace 2 includes a diffusion-type gas burner 14 on one side of a combustion space. Although the configuration of the diffusion type gas burner 14 is not particularly limited, for example, as shown in FIG. 5, the pyrolysis gas of the recycle furnace 1 is introduced into the inner tube 15a of the double tube 15, while the outer tube 15b of the double tube is inserted into the outer tube 15b of the double tube. Has introduced gas fuel, the secondary fuel. These fuels are discharged toward the enlarged diameter portion 16 extending from the outer tube 15b, and are mixed with combustion air introduced from the side surface of the enlarged diameter portion 16 to burn. Then, combustion air is supplied to a side surface of the enlarged diameter portion 16 by a blower 17.
[0026]
Since the recycling furnace 1 mainly functions as a carbonization furnace, the pyrolysis gas output from the recycling furnace 1 and the gas fuel supplied to the outer pipe 15b are burned in a mixed state. Specifically, the control valve V2 is controlled by the temperature sensor TE and the control unit CTL2 disposed at the output part of the co-firing furnace 2, and the temperature of the combustion exhaust gas is controlled to 800 ° C or higher. The volume of the co-firing furnace 2 and the supply amount of combustion air are set so that the residence time of the combustion gas (combustion flame and combustion completion gas) is 2 seconds or more.
[0027]
The exhaust gas boiler 3 is connected to the upper part of the co-firing furnace 2 and is integrally held. The configuration of the exhaust gas boiler 3 is not particularly limited, but in this embodiment, a once-through boiler as shown in FIG. 6 is used. This once-through boiler has a configuration in which a number of vertical water pipes 18... 18 are connected between an upper header 17A and a lower header 17B, and water is supplied to the lower header 17B while the vertical water pipe 18 is raised. Then, the mixture is brought into a gas-water mixed state, and sent to the steam-water separator 19 from the upper header 17A to be separated to obtain steam.
[0028]
As shown in FIG. 6B, the vertical water pipe 18 has a double structure of an inner water pipe group 18A and an outer water pipe group 18B arranged in an annular shape. Then, the combustion exhaust gas introduced from the exhaust gas outlet of the co-firing furnace 2 flows through the gap between the inner and outer water pipe groups 18A and 18B from the gas inlet 20 formed on one side of the inner water pipe group 18A, and the other of the outer water pipe group 18B. It is led out from a gas outlet 21 formed on the side. After the flue gas discharged from the gas outlet 21 undergoes further heat exchange in the economizer 4, the flue gas is led out to the chimney 23 by the induction fan 22 and released to the atmosphere.
[0029]
Next, the operation of the recycling apparatus EQU utilizing the recycling furnace 1 according to the embodiment will be described. Here, a manufacturing plant for sheet materials and the like, which is used for snacks and the like and is made by laminating a plastic film on the upper and lower sides of an aluminum foil, and treats pieces of the sheet material discharged in a day in batches. explain.
[0030]
In such a case, after the sheet material waste discharged the day before is charged into the reaction chamber 1b, the control valve V1 is opened and the combustion chamber 1a is opened with the doors 7, 10 and the take-out section 12 closed. The gas fuel is introduced into the fuel cell, and the gas fuel is ignited while the required minimum amount of combustion air is supplied by the blower 8. In this case, the temperature of the reaction chamber 1b is equal to or higher than the thermal decomposition temperature (300 to 400 ° C.) of the polymer compound (plastic) based on the preset combustion amount and the melting point (700 ° C).
[0031]
As described above, the hot air in the predetermined temperature range containing almost no oxygen flows through the reaction chamber 1b, whereby the plastic material is thermally decomposed to generate a pyrolysis gas such as hydrogen or methane. The pyrolysis gas generated in the recycling furnace 1 is introduced into the co-firing furnace 2 and mixed with a separately introduced gaseous fuel and burned. As a result of such an operation, the plastic material in the reaction chamber 1b is subjected to a thermal decomposition treatment, and an excessive carbon content remains as carbide. Also, the aluminum contained in the plastic film remains as an aluminum foil in a dry state without melting.
[0032]
Therefore, in a state where the recycling furnace 1 is cooled, aluminum can be collected and distributed as valuable resources. In addition, it is possible to distribute the carbides as valuables after they are collected as they are or after granulation. By the way, in the above description, for convenience, the recycling furnace has been described as functioning as an ideal carbonization furnace, but this does not prohibit the functioning of the recycling furnace as a carbonization furnace.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a recycling furnace that can efficiently collect carbides and pyrolysis gas while having a simple apparatus configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a recycling apparatus using a recycling furnace according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a combustion chamber of the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic plan view showing a combustion chamber of a second embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a combustion chamber of a second embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a diffusion type gas burner.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of an exhaust gas boiler.
[Explanation of symbols]
1a Combustion chamber 1b Reaction chamber 5 Grate TU tube member (radiant tube)

Claims (5)

上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画され、
前記火格子は、多数の開口が形成されて構成され、加圧条件下、前記燃焼室からの燃焼排ガスの整流作用を実現していることを特徴とするリサイクル炉。
A reaction chamber provided on the upper side and a combustion chamber provided on the lower side are vertically divided via a grate through which combustion exhaust gas passes,
The recycle furnace, wherein the grate has a large number of openings formed therein, and realizes a rectifying action of combustion exhaust gas from the combustion chamber under a pressurized condition.
上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画され、
前記燃焼室では、少なくとも平面ほぼ全域を網羅する流路を形成するチューブ部材の内部で燃焼反応が実現され、燃焼排ガスを前記チューブ部材から噴出させて運転することを特徴とするリサイクル炉。
A reaction chamber provided on the upper side and a combustion chamber provided on the lower side are vertically divided via a grate through which combustion exhaust gas passes,
In the recycling chamber, a combustion reaction is realized in a tube member forming a flow path covering at least substantially the entire area of the combustion chamber, and the combustion chamber is operated by ejecting combustion exhaust gas from the tube member.
高分子化合物を処理対象とし、熱分解ガスと炭化物とを生成している請求項1又は2に記載のリサイクル炉。3. The recycling furnace according to claim 1, wherein a pyrolysis gas and a carbide are generated by treating a polymer compound as a processing target. 4. 前記高分子化合物には、特定の限定された金属成分のみが含有されている請求項1〜3の何れかに記載のリサイクル炉。The recycling furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer compound contains only a specific limited metal component. 上側に設けられる反応室と、下側に設けられる燃焼室とが、燃焼排ガスを通過させる火格子を介して上下に区画されたリサイクル炉の加熱方法であって、
前記燃焼室の平面ほぼ全域を網羅する流路を形成するチューブ部材を配置し、前記チューブ部材の内部で燃焼反応が実現され、燃焼排ガスを前記チューブ部材から噴出させるようにしているリサイクル炉の加熱方法。
A reaction chamber provided on the upper side, and a combustion chamber provided on the lower side, a method of heating a recycling furnace partitioned vertically by a grate through which combustion exhaust gas passes,
Heating of a recycling furnace in which a tube member forming a flow path covering substantially the entire area of the combustion chamber is arranged, and a combustion reaction is realized inside the tube member, and combustion exhaust gas is ejected from the tube member. Method.
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