JP2005074320A - 熱分解残渣の分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃タイヤなどの廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣を分離する装置を提供する。
【解決手段】廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣に含まれる金属と炭化物の分離装置であって、前記熱分解残渣３を外気と遮断しながら水槽２に導入するシュート１と、前記シュート１内の水面下に設けられ、回転して水流を発生させるパドル６と、前記水槽の底部に沈降した金属を回収する金属回収装置９と、前記水槽の水面に浮いた炭化物を回収する炭化物回収装置７とを有することを特徴とする熱分解残渣の分離装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃タイヤなどの廃棄物を例えばロータリーキルンなどの外熱炉等で乾留する際に発生する熱分解残渣の分離装置に関する。

近年、地球環境対策の一環として、廃タイヤなどの廃棄物をエネルギー源として積極的に活用する試みが実施されており、廃タイヤなどの廃棄物を例えばロータリーキルンなどの外熱炉等で乾留する際に発生する燃料ガスとともに熱分解残渣が発生する。
この熱分解残渣にはタイヤの強度向上のために設けられているスチールコード用のワイヤと炭化物とが混合し一体となって含まれているため、この熱分解残渣を鉄源やエネルギ源として再利用することが困難であった。

ロータリーキルンなどの炭化炉から排出される炭化物の処理に関しては従来から種々の提案がなされており、例えば、特開２０００−１９２０５０号公報には、ロータリーキルンの円筒状排出シュートの下端を水槽に沈めて炭化物を冷却し、スラリーポンプによってシュート内面への炭化物の付着を防止するとともに水槽の水面に渦を発生させ、この渦によって炭化物を巻き込んで水中に沈めることにより、炭化物を水槽内に円滑に取り込む炭化炉の排出口構造が開示されている。
しかし、特開２０００−１９２０５０号公報は、一般廃棄物（ごみ）から可燃ごみを選別回収し、この可燃性廃棄物を減容あるいはさらに成形して燃料または固形燃料とするものであり、本発明が対象とする廃タイヤなどの廃棄物とは処理対象物が異なるため、本発明が課題とする金属と炭化物を分離する方法については検討されていなかった。
特開２０００−１９２０５０号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、廃タイヤなどの廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣に含まれる金属と炭化物を分離する装置を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために、鋭意検討の結果なされたものであり、廃タイヤなどの廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣を外気と遮断しながら水槽に導入するシュートと、該シュート内の水面下に設けられ、回転して水流を発生させるパドルとを設けることにより、熱分解残渣に含まれる金属（具体的には、例えばワイヤ状のスチールコードであり、以下ワイヤと記載する）と炭化物（例えば、炭化物粉を含む）を分離する装置を提供するものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣に含まれる金属と炭化物の分離装置であって、
前記熱分解残渣を外気と遮断しながら水槽に導入するシュートと、
前記シュート内の水面下に設けられ、回転して水流を発生させるパドルと、
前記水槽の底部に沈降した金属を回収する金属回収装置と、
前記水槽の水面に浮いた炭化物を回収する炭化物回収装置とを有することを特徴とする熱分解残渣の分離装置。
（２）さらに、前記水槽内の炭化物を含む液を循環して炭化物を分離する遠心分離機を有することを特徴とする（１）に記載の熱分解残渣の分離装置。
（３）前記パドルの上端と水面との距離Ｌ（ｍｍ）と、該パドルの回転数Ｒ（ｒｐｍ）とが、下記（Ａ）式を満足することを特徴とする（１）または（２）に記載の熱分解残渣の分離装置。
Ｌ≧１．１×Ｒ−４５・・・・（Ａ）

本発明によれば、廃タイヤなどの廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣を外気と遮断しながら水槽に導入するシュートと、該シュート内の水面下に設けられ、回転して水流を発生させるパドルとを設けることにより、熱分解残渣に含まれるワイヤなどの金属と炭化物を分離する装置を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明の実施形態について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。
以下の実施形態では、廃棄物の具体例として廃タイヤについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＡＳＲ（シュレッダーダスト）や廃家電などの廃棄物にも適用できる。
図１および図２は、本発明の熱分解残渣の分離装置の実施形態を例示する図であり、図１は全体図を示し、図２はシュート部分の詳細図を示す。
図１および図２において、１はシュート、２は水槽、３は熱分解残渣、４は炭化物、５はワイヤ、６パドル、７は炭化物回収装置、８はバケット、９はワイヤ回収装置、１０は水洗槽、１１は減容機、１２は水洗後の排水、１３はポンプ、１４は遠心分離機、１５はクーラーを示す。

例えば外熱式のロータリーキルンなどで廃タイヤを７００℃程度の高温で乾留する際に発生する熱分解残渣中には、１ｍｍφ以下で長さ５０〜１００ｍｍ程度の鋼線からなるワイヤと、粒径が0.２〜０．４ｍｍの炭化物が混合し一体となって含まれている。
この乾留後の熱分解残渣は通常４００〜５００℃の高温であり、本発明においては、この熱分解残渣３を、外気と遮断しながら水槽に導入するシュート１により、水槽２に受け入れる。このようにシュート１を水封することによって、乾留ガスが外部に漏れることを防止することができる。

図２に詳細図を示すように、前記シュート１内の水面下には、回転して水流を発生させるパドル６が設けられている。パドル６が回転して、シュート１内に水流を発生させることによって、熱分解残渣３をワイヤ５と炭化物４とに分離することができる。
パドル６を水面下に設けるのは、パドル上端が水面上に突き出ていると乾留ガスを巻き込んで気泡を発生し乾留ガスが外部に漏れる可能性があるので、これを防止するためである。
また、本発明者らは、パドル６の設置位置および回転数には後述するように、乾留ガスを巻き込まず、熱分解残渣を効率よく分離できる好ましい範囲があることを見出した。
分離されたワイヤ５は比重が大きいので水槽２の底部に沈降し、例えば、水槽２の底部に設けられたコンベアからなるワイヤ回収装置９によって搬送され、水洗槽１０に回収される。
水洗槽１０で水洗されたワイヤ５は減容機１１にて圧縮された後、例えば、製鋼工程に用いる鉄源として用いることができる。

一方、パドル６が発生する水流により分離された炭化物４は比重が小さいので水槽２の上層に浮遊し、例えば、かきとり機やコンベアなどからなる炭化物回収装置７により搬送され、バケット８に回収され、例えば、製鋼工程の燃料として使われる微粉炭として用いることができる。
このようにして、熱分解残渣３に含まれる炭化物の９０％程度が分離・回収できるが、残る１０％程度は、前述の水洗槽１０からの排水や水槽２の液中に含まれているため、水槽２の液をポンプ１３で循環し、遠心分離機１４によって、比重差を用いて炭化物を分離することによって、さらに分離効率を高めることができる。
なお、熱分解残渣３が持ち込む顕熱によって、水槽２の液温が上昇するため、前記の循環ラインにクーラー１５を設けることによって、液温の上昇を防止することができる。

図３および図４は、本発明に用いるシュートとパドルの位置関係を例示する図である。
図３において、例えば外熱式キルンの加熱部から水槽２の水面下までシュート１を設けて外気と遮断し、乾留ガスが漏れないように水封する。
このシュート１には、先端部の径が大きくなるようにテーパが設けられているので、シュート１内で熱分解残渣３が閉塞することを防止することができる。
図４に示すように、パドル６は、上端がシュート１内の水面からの距離（Ｌ）が一定範囲内となるように、水面下に設置されており、各部の距離を以下に示す。
Ｌ：水面−パドル上端の距離（ｍｍ）
Ｗ：パドル羽長（ｍｍ）
Ｄ１：シュート浸漬深さ
Ｄ２：シュート壁−パドル先端の水平距離

本発明の熱分解残渣の分離装置を用いて分離した実施例を表１に示す。
表１のNo.1〜No.3の本発明例に示すように、本発明により、タイヤ量１２０〜４２０kg/hまで、問題なく熱分解残渣を排出でき、ワイヤと炭化物を分離することができるとともに、乾留ガス漏れがないことが確認できた。

図５は、パドル回転数Ｒ（rpm）とパドル上端と水面間の距離Ｌ（mm）との関係を示す図である。
前述のように、パドルが乾留ガスの気泡を巻き込まないためには、パドル上端が水面下になるように設置する必要があるためＬは正（＋）の範囲とする必要がある。
また、パドル回転数Ｒ（rpm）を大きくすると、パドル上端が水面下にあっても気泡を巻き込む可能性がるので、パドル回転数Ｒ（rpm）とパドル上端と水面間の距離Ｌ（mm）とが、図５の斜線部の範囲内とすることが好ましく、具体的には、下記（Ａ）式を満足することが好ましい。
Ｌ≧１．１×Ｒ−４５・・・・（Ａ）

本発明の熱分解残渣の分離装置の実施形態を例示する全体図である。 本発明の熱分解残渣の分離装置の実施形態を例示する詳細図である。 本発明に用いるシュートとパドルの位置関係を例示する図である。 本発明に用いるシュートとパドルの位置関係を例示する図である。 パドル回転数Ｒ（rpm）とパドル上端と水面間の距離Ｌ（mm）との関係を示す図である。

符号の説明

１ シュート
２ 水槽
３ 熱分解残渣
４ 炭化物
５ ワイヤ（金属）
６ パドル
７ 炭化物回収装置
８ バケット
９ ワイヤ回収装置（金属回収装置）
１０ 水洗槽
１１ 減容機
１２ 水洗後の排水
１３ ポンプ
１４ 遠心分離機
１５ クーラー

Claims (3)

1. 廃棄物を乾留する際に発生する熱分解残渣に含まれる金属と炭化物の分離装置であって、
   前記熱分解残渣を外気と遮断しながら水槽に導入するシュートと、
   前記シュート内の水面下に設けられ、回転して水流を発生させるパドルと、
   前記水槽の底部に沈降した金属を回収する金属回収装置と、
   前記水槽の水面に浮いた炭化物を回収する炭化物回収装置とを有することを特徴とする熱分解残渣の分離装置。
2. さらに、前記水槽内の炭化物を含む液を循環して炭化物を分離する遠心分離機を有することを特徴とする請求項１に記載の熱分解残渣の分離装置。
3. 前記パドルの上端と水面との距離Ｌ（ｍｍ）と、該パドルの回転数Ｒ（ｒｐｍ）とが、下記（Ａ）式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱分解残渣の分離装置。
   Ｌ≧１．１×Ｒ−４５・・・・（Ａ）

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