JP2005257182A - 熱分解施設の運転方法及び熱分解施設 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部からのガス漏洩を早期に発見し、漏洩ガスを処理し、シール部からのガス漏洩を防止する。
【解決手段】圧力センサ２０により回転炉１内の圧力を検出し、検出信号が設定値を超えた場合に警報信号を発信するとともに、シール部４，６から漏洩したガスをガス捕集手段１７，１８により捕集し、このガスを分解ガス燃焼炉１６に導入して燃焼処理する。また、回転炉１の内圧が設定値を超えた場合に、分解ガス燃焼炉１６からの燃焼排ガスを排出する排気ブロア２３の排気ダンパ２４のダンパ開度を大きくし、排気量を大きくして回転炉１内の圧力を低減し、シール部４，６からのガス漏洩を防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種の有機性物質を含む原料（各種の有機物を含む固形物、各種汚泥、土壌等）を熱分解反応により減容、減量化する設備に係り、特に回転炉を使用した熱分解手段におけるシール部から熱分解ガスの漏洩があった場合における熱分解施設の運転方法及び熱分解施設に関するものである。

各種原料（被処理物）である各種有機性物質、各種汚泥、土壌、土砂等を、間接加熱による還元性の雰囲気において熱分解反応を行い、乾燥、炭化、灰化、浄化等の加工を加えることが行われている。回転炉の内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を使用する場合、回転炉の両端部には、シール手段を介して静止ボックス（原料の投入、加工品の排出）を備えている。シール手段は極めて重要であり、劣化すると、外部から空気が浸入し、内部の原料が発火する可能性がある。又、内部の分解ガスが漏洩し、同時に臭気も漏洩する可能性がある。従って、シール手段のメンテナンス（定期的な増し締めや交換）などにより、シール機能の維持が図られている。

このガスの漏洩を防止するものとして、特許文献１が知られている。当該技術は、シール部を包囲してシール部から漏洩した熱分解ガスを捕集するガス捕集手段を設け、捕集したガスを別室へ導入する技術である。回転炉内の圧力は、負圧で運転していれば、内部の分解ガスがシール部から漏洩することはないが、発生ガス量が急激に多くなった場合には、回転炉内の圧力は正圧となり、漏洩することとなった。
特開平１０−２０６０２１号公報

上記したように、シール部から漏洩したガスを捕集して処理することは、悪臭等を拡散させない有効な手段であるが、単にガスを捕集して処理するだけでは十分とは言えない。シール部からガスが漏洩することは、発生ガス量が多くなって回転炉の内圧が正圧になっていることであり、ガス捕集手段でガスを捕集して燃焼炉に導入して燃焼させるだけでは、安定した分解ガス漏洩対策を行うことはできない。

発明者は、分解ガスの漏洩の早期発見と早期対策を実施する手段を創出した。即ち、回転炉の内圧を下げるために、排気系全体における排気量を多くすることにより、発生ガスの漏洩を迅速に防止できることに着目した。回転炉内の発生ガス量が急激に増加して回転炉内の圧力が正圧になった場合、増加量に見合ったガス量を排気することが必要である。従って、この圧力上昇変化を検知することにより、ガスが漏洩していることを検知することができ、漏洩した分解ガスはガス燃焼炉に導入して燃焼する。

そのためには、排気ブロアの後段に備えている排気ダンパを制御（開度を大きくする。）して、ガス燃焼炉及び回転炉内の圧力を低下させるために、排気量を多くした制御をすることが必要であることに着目した。さらには、回転炉から分解ガスを吸引するエゼクタの搬送力を大きくすることに着目した。このようなことに着目することにより、分解ガス漏洩の早期発見と早期対策が実現する。

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、シール部からの熱分解ガスの漏洩を早期に発見するとともに、漏洩ガスの燃焼処理を行い、かつシール部からのガスの漏洩を防止することができる熱分解施設の運転方法及び熱分解施設を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係る熱分解施設の運転方法は、回転炉の両端部にシール部を介して静止ボックスを設け、回転炉の内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設の運転方法において、シール部を包囲してシール部から漏洩したガスを捕集するガス捕集手段を設けるとともに、ガス捕集手段内のガスを吸引して回転炉からのガスを燃焼するガス燃焼手段に導入する吸引手段を設け、回転炉の内圧を検出し、検出信号が設定値を超える場合には警報信号を発信するとともに、当該ガスをガス燃焼手段に導入して燃焼浄化するものである。

請求項２に係る熱分解施設の運転方法は、ガス燃焼手段からの燃焼排ガスを排出する排気ブロアのダンパ開度を大きくして回転炉の内圧を減圧するために排気量を多くして排気するものである。

請求項３に係る熱分解施設の運転方法は、吸引手段が常時運転状態であるものである。

請求項４に係る熱分解施設の運転方法は、吸引手段は、回転炉内の圧力がゼロ圧値近傍の設定値に上昇して到達した際に運転を開始するものである。

請求項５に係る熱分解施設の運転方法は、吸引手段は、回転炉内の圧力が設定圧力値以上でかつ設定圧力値以上が一定時間継続したことによって運転を開始するものである。

請求項６に係る熱分解施設は、回転炉の両端部にシール部を介して静止ボックスを設け、回転炉の内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段と、熱分解により発生した分解ガスを燃焼するガス燃焼手段と、ガス燃焼手段からの燃焼排ガスを排気する排気ブロアと、排気量を制御する排気ダンパと、シール部から漏洩したガスを捕集するガス捕集手段とを備え、ガス捕集手段とガス燃焼手段とをガス搬送手段を介して配管接続したものである。

請求項７に係る熱分解施設は、ガス捕集手段が、回転炉の周囲を捕集ダクトにより囲み、捕集ダクトを周方向の複数の分割構造としたものである。

請求項８に係る熱分解施設は、回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号による警報を発信する警報装置を備えたものである。

請求項９に係る熱分解施設は、排気ダンパを、回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号によりダンパ開度が制御されるものである。

請求項１０に係る熱分解施設は、回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号により回転炉からガス燃焼手段への分解ガスを吸引力制御するエゼクタを備えたものである。

以上のようにこの発明によれば、回転炉内の圧力を検出し、検出信号が設定値を超えた場合に警報信号を発信するようにしており、シール部からの分解ガスの漏洩を早期に発見することができる。又、シール部から漏洩したガスをガス捕集手段により捕集してガス燃焼手段に導入して燃焼浄化しており、漏洩の拡散を防止することができる。さらに、ガス燃焼手段からの燃焼排ガスを排出する排気ブロアのダンパ開度を大きくし、排気量を大きくすることにより、回転炉内の圧力を低減しており、あるいは回転炉からガス燃焼手段へ分解ガスを吸引するエゼクタの吸引力を大きくして回転炉内の圧力を低減しており、回転炉内の圧力を負圧としてシール部からのガス漏洩を防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１はこの発明の実施最良形態による熱分解施設の構成図を示し、１は原料が供給される回転炉であり、被処理物を間接加熱により乾燥処理、熱分解処理することが可能であり、回転炉１の周囲には回転炉１を外部から加熱する外部加熱手段２が設けられ、外部加熱手段２内には熱風炉３から熱風ガスが導入され、この熱風ガスは回転炉１を外部加熱した後、排出、循環される。回転炉１と外部加熱手段２とにより回転加熱処理炉が形成され、乾燥炉（加熱熱風温度３００〜４５０℃）、炭化炉（加熱熱風温度４００〜６５０℃）等として利用される。

回転炉１の一端側にはシール部４を介して被処理物の投入ボックス（静止ボックス）５が設けられ、回転炉１の他端側には同じくシール部６を介して排出ボックス（静止ボックス）７が設けられる。又、回転炉１の両端側に環状の突出部１ａ，１ｂが設けられ、突出部１ａ，１ｂは回転支持ローラ８，９により回転自在に支持される。回転炉１における突出部１ｂの端部側にはスプロケット１０が設けられ、スプロッケット１０に係合されたチェーン１１は駆動源であるモータ１２に取り付けられたスプロケット１３と係合する。

投入ボックス５から投入された被処理物はガイド１４を介して回転炉１内に導入される。回転炉１はモータ１２により回転駆動され、回転炉１内に導入された被処理物は攪拌されながら排出側へ移送される。回転炉１内は熱風ガスにより所定温度に加熱され、被処理物は間接加熱により乾燥（水分除去）されて乾燥物となり、乾燥物はさらに間接加熱により熱分解処理（炭化処理）されて炭化物となり、これらの乾燥物や炭化物は排出ボックス７を介して処理物として取り出される。又、回転炉１内で発生した熱分解ガス等はエゼクタ１５により排出ボックス７から吸引されて取り出され、分解ガス燃焼炉１６に送入され、燃焼浄化される。

又、シール部４，６を包囲して捕集ダクト１７，１８が設けられ、シール部４，６から漏洩した分解ガスを捕集する。捕集された分解ガスは吸引手段１９により吸引され、分解ガス燃焼炉１６に送られ、燃焼浄化される。２０は回転炉１内の圧力を検出する圧力センサであり、この圧力が設定値を超える場合にシール部４，６からの分解ガスの漏洩の警報信号を発信し、捕集ダクト１７，１８により捕集した分解ガスを吸引手段１９により吸引し、分解ガス燃焼炉１６に送入して燃焼浄化させる。

圧力センサ２０は、ゼロ圧値近傍のの設定値に上昇した際に警報信号を発信するようにしてもよく、また例えば検出圧力−１〜＋０ｍｍＨ２Ｏが５秒間継続した場合のように設定圧力値以上が所定時間継続した場合に警報信号を発信するようにしてもよい。吸引手段１９は常時運転としてもよいし、警報信号を受けて運転を開始するようにしてもよい。

分解ガス燃焼炉１６からの燃焼排ガスは熱交換機２１によって冷却され、排気ブロア２３によってバグフィルタ２２を介して排出される。この際、排気ブロア２３の排気ダンパ２４の開度を大きくし、排気量を大きくして、回転炉１内の圧力を低下させ、シール部４，６からの分解ガスの漏洩を防止する。この排気ダンパ２４の開度制御を、圧力センサ２０の出力と連動させてもよく、即ち圧力センサ２０の検出信号が設定値以上となったことにより、排気ダンパ２４の開度を大きくする。又、排気量を大きくする制御は、回転炉１から分解ガスを吸引して分解ガス燃焼炉１６に送入するエゼクタ１５の吸引力を圧力センサ２０の検出信号が設定値以上となったことにより制御することによっても行うことができる。

図２は図１の要部縦断拡大図を示し、排出ボックス７の内壁部７ａには回転炉１の端部が挿通される筒部７ｂが形成され、回転炉１にも筒部７ｂの外周側に位置する筒部１ｃが形成され、筒部１ｃ，７ｂ間にはグランドパッキン２５が配設され、またセラミックスからなる補助シール部材２６を介してパッキン押さえ２７が筒部１ｃに取り付けられ、また排出ボックス７の内壁部７ａとパッキン押さえ２７との間にもセラミックスからなる補助シール２８が設けられ、これらによりシール部６が構成される。又、このシール部６を覆って捕集ダクト１８が設けられ、グランドパッキン２５から漏れ出た分解ガスは捕集ダクト１８において捕集され、吸引手段１９により吸引されて分解ガス燃焼炉１６に送入され、燃焼される。吸引手段１９は基本的には常時運転するが、分解ガスが漏洩しそうなときのみ運転するようにしてもよい。例えば、圧力センサ２０により回転炉１内の圧力を検出する。回転炉１内の圧力は通常負圧（例えば、−８〜−３ｍｍＨ２Ｏ）であるが、分解ガスが急激に発生した場合や、グランドパッキン２５が劣化した場合等にはパッキン部分から分解ガスが漏洩し、臭気を発散させる。このような場合、回転炉１内の圧力はゼロ圧となっており、これによって分解ガスの漏洩が予知されるので、吸引手段１９を運転して漏洩ガスを分解ガス燃焼炉１６に送って燃焼させる。

図３は捕集ダクト１７，１８の外形図を示し、捕集ダクト１７、１８は回転炉１の全周を囲むが、分割部１７ａ，１８ａで分割可能な分割構造としてもよい。捕集ダクト１７，１８には分解ガス燃焼炉１６へガスを送るための配管２９が接続される。

図４（ａ）は排気ダンパ２４の開度制御によるガス燃焼炉１６からの燃焼排ガスの流量の調整を示し、排気ブロア２３は一定回転数で運転し、ガス燃焼炉１６の圧力が上昇した場合排気ダンパ２４の開度を大きくして排出風量を大きくする。これにより、ガス燃焼炉１６内の圧力を低下させ、回転炉１内の圧力も低下させ、シール部４，６からの分解ガスの漏洩を防止する。図４（ｂ）の場合には、回転炉１内の圧力が上昇した場合、モータ１５ａを有するエゼクタ１５の導入ダンパ３０の開度を大きくし、回転炉１から配管３１を介したガス燃焼炉１６への導入風量を大きくし、これにより回転炉１内の圧力を低下させ、シール部４，６からの分解ガスの漏洩を防止する。排気ダンパ２４の開度制御及び導入ダンパ３０の開度制御は圧力センサ２０の検出信号に連動して行うようにしてもよい。

上記実施最良形態においては、圧力センサ２０により回転炉１内の圧力を検出し、検出信号が設定値を超えた場合に警報信号を発信するようにしており、回転炉１内の圧力が上昇してシール部４，６からの分解ガスの漏洩を早期に発見することができる。又、シール部４，６から漏洩したガスをガス捕集手段により捕集し、吸引手段１９により分解ガス燃焼炉１６へ導入して燃焼浄化しており、漏洩による臭気の拡散等を防止することができる。さらに、分解ガス燃焼炉１６からの燃焼排ガスの排出量を排気ブロア２４のダンパ開度を大きくすることにより大きくしており、これにより回転炉１内の圧力を低減しており、回転炉１内の圧力を負圧としてシール部４，６からのガス漏洩を防止することができる。

又、吸引手段１９は回転炉１内の圧力が一定条件を満たした場合に運転を開始するようにしており、ガス漏洩に対する対策を早期に行うことができる。さらに、回転炉１内の圧力が設定値以上になったことによる動作信号により、回転炉１から分解ガス燃焼炉１６への分解ガスの吸引を行うエゼクタ１５の吸引力制御を行っており、ガス漏洩が生じた際にエゼクタ１５の吸引力を制御して回転炉１内の圧力を低減し、ガス漏洩を防止することができる。

この発明の実施最良形態による熱分解施設の構成図である。 図１の要部縦断拡大図である。 この発明の実施最良形態による捕集ダクトの外形図である。 この発明の実施最良形態による排気ブロア及びエゼクタによる燃焼排ガス及び分解ガスの風量調整の説明図である。

符号の説明

１…回転炉
２…外部加熱手段
４，６…シール部
５，７…静止ボックス
１５…エゼクタ
１６…分解ガス燃焼炉
１７，１８…ガス捕集手段
１９…吸収手段
２０…圧力センサ
２３…排気ブロア
２４…排気ダンパ
３０…導入ダンパ

Claims (10)

1. 回転炉の両端部にシール部を介して静止ボックスを設け、回転炉の内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設の運転方法において、シール部を包囲してシール部から漏洩したガスを捕集するガス捕集手段を設けるとともに、ガス捕集手段内のガスを吸引して回転炉からのガスを燃焼するガス燃焼手段に導入する吸引手段を設け、回転炉の内圧を検出し、検出信号が設定値を超える場合には警報信号を発信するとともに、当該ガスをガス燃焼手段に導入して燃焼浄化することを特徴とする熱分解施設の運転方法。
2. ガス燃焼手段からの燃焼排ガスを排出する排気ブロアのダンパ開度を大きくして回転炉の内圧を減圧するために排気量を多くして排気することを特徴とする請求項１記載の熱分解施設の運転方法。
3. 吸引手段は常時運転状態であることを特徴とする請求項１又は２記載の熱分解施設の運転方法。
4. 吸引手段は、回転炉内の圧力がゼロ圧値近傍の設定値に上昇して到達した際に運転を開始することを特徴とする請求項１又は２記載の熱分解施設の運転方法。
5. 吸引手段は、回転炉内の圧力が設定圧力値以上でかつ設定圧力値以上が一定時間継続したことによって運転を開始することを特徴とする請求項１又は２記載の熱分解施設の運転方法。
6. 回転炉の両端部にシール部を介して静止ボックスを設け、回転炉の内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段と、熱分解により発生した分解ガスを燃焼するガス燃焼手段と、ガス燃焼手段からの燃焼排ガスを排気する排気ブロアと、排気量を制御する排気ダンパと、シール部から漏洩したガスを捕集するガス捕集手段とを備え、ガス捕集手段とガス燃焼手段とをガス搬送手段を介して配管接続したことを特徴とする熱分解施設。
7. ガス捕集手段は、回転炉の周囲を捕集ダクトにより囲み、捕集ダクトは、周方向に複数の分割構造としたことを特徴とする請求項６記載の熱分解施設。
8. 回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号による警報を発信する警報装置を備えたことを特徴とする請求項６又は７記載の熱分解施設。
9. 排気ダンパは、回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号によりダンパ開度が制御されることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の熱分解施設。
10. 回転炉内圧力が設定以上の値を検知したことによる動作信号により回転炉からガス燃焼手段への分解ガスを吸引力制御するエゼクタを備えたことを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の熱分解施設。
    
    
    
    
    

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