JP2005257218A

JP2005257218A - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP2005257218A
Application number: JP2004072085A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Nakatani; 文俊中谷
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】熱分解ドラムの加熱管に付着した付着物を除去する際、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との間を密封しているシール部のスプリング等が損傷しないようにする。
【解決手段】熱分解ドラム２内の加熱管３に加熱空気ｄを供給して廃棄物ａを間接的に加熱し、熱分解ガスｂと熱分解残渣ｃを生成し、且つ、前記加熱管３に熱分解時よりも高温の加熱空気ｄを供給して加熱管３に付着した付着物を除去する廃棄物処理装置である。前記熱分解ドラム２の少なくとも一端に熱分解ドラムの熱伸び量Ｌを検出する検出器１８ａ〜１８ｃを設け、該検出器１８ａ〜１８ｃの検知信号を入力した制御装置４５によって熱分解時よりも高温の加熱空気ｄの温度を制御し、前記熱分解ドラムの熱伸び量Ｌを設定範囲内に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭等から排出される一般廃棄物、シュレッダーダスト、廃オフィス機器、化成品等の産業廃棄物など、可燃分を含む廃棄物を熱分解すると共に、熱分解ドラム内の加熱管に廃棄物の熱分解時よりも高温の加熱空気を供給して加熱管に付着した付着物を除去するようにした廃棄物処理装置に関するものである。

従来、横型回転式の熱分解ドラムの一端側から他端側へ廃棄物を移行させるとともに、熱分解ドラム内に設けた多数の加熱管の他端側から一端側へ加熱空気を流通させ、該加熱空気によって廃棄物を間接的に加熱して熱分解し、熱分解ガスと、主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成する廃棄物処理装置が知られている。

ところが、廃棄物の中にはプラスチックなど溶融し易く、かつ、加熱管に付着し易い物質が混入している場合が多い。このような廃棄物を熱分解ドラムに供給した場合には、熱分解ドラム内を貫通している加熱管の伝熱面にプラスチックなどが溶けて付着して伝熱性能を低下させ、熱分解ドラムの処理効率を低下させる恐れがあった。

このため、廃棄物に対して加熱空気の供給量を相対的に増加させるか、或いは加熱空気の温度を上昇させることによって加熱管に付着した付着物を除去することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０―８９６４４号公報（第３−４頁、図１）

しかしながら、上記のように、廃棄物に対して加熱空気の供給量を相対的に増加させるか、或いは加熱空気の温度を上昇させることによって加熱管に付着した付着物を除去する（この操作を「クリーニング」という。）場合には、熱分解ドラムが熱膨張し、特に、その長手方向に熱伸びするため、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との隙間を密封しているシール部のスプリング等が損傷し、クリーニング終了後に加熱空気を通常の温度に戻してもシール部が初期状態に復帰せず、シール部のシール機能が損なわれるという問題があった。

従って、シール部のスプリングのばね力を強くして初期状態に復帰し易くすることも考えられるが、そのようにすると、シール部のシール材の磨滅し易いという新たな問題が発生する。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、熱分解ドラムの加熱管に付着した付着物を除去する際に、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との隙間を密封しているシール部のスプリング等が損傷しないようにした廃棄物処理装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成されている。

請求項１に記載の発明は、横型回転式の熱分解ドラムの一端側から他端側へ廃棄物を移行させると共に、前記熱分解ドラムに設けた多数の加熱管の他端側から一端側に加熱空気を流通させ、該加熱空気によって廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガスと、主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成し、且つ、前記加熱管に廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気を供給して加熱管に付着した付着物を除去するようにした廃棄物処理装置において、
前記熱分解ドラムの少なくとも一端に熱分解ドラムの熱伸び量を検出する検出器を設け、該検出器の検知信号を入力した制御装置によって廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気の温度を制御し、前記熱分解ドラムの熱伸び量を設定範囲内に制御するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置である。

請求項２に記載の発明は、熱分解ドラムの長手方向に沿って複数の検出器を設け、１次検出器の作動により１次警報を発し、２次検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させ、３次検出器の作動により通常運転よりも高温の加熱空気の一部を系外に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置である。

請求項３に記載の発明は、熱分解ドラムと熱分解残渣排出部との間の隙間を密封するシール部に隙間検出器を設け、該隙間検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置である。

上記のように、請求項１に記載の発明は、横型回転式の熱分解ドラムの一端側から他端側へ廃棄物を移行させると共に、前記熱分解ドラムに設けた多数の加熱管の他端側から一端側に加熱空気を流通させ、該加熱空気によって廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガスと、主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成し、且つ、前記加熱管に廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気を供給して加熱管に付着した付着物を除去するようにした廃棄物処理装置において、
前記熱分解ドラムの少なくとも一端に熱分解ドラムの熱伸び量を検出する検出器を設け、該検出器の検知信号を入力した制御装置によって廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気の温度を制御し、前記熱分解ドラムの熱伸び量を設定範囲内に制御するようにしたため、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との隙間を密封しているシール部のスプリング等が損傷を未然に回避することが可能になった。

その上、本発明によれば、シール部のスプリングのばね力を殊更に強くする必要がないため、シール部のシール部材の磨耗を従来並みに抑えることができる。

また、請求項２に記載の発明は、熱分解ドラムの長手方向に沿って複数の検出器を設け、１次検出器の作動により１次警報を発し、２次検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させ、３次検出器の作動により通常運転よりも高温の加熱空気の一部を系外に排出するようにしたため、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との隙間を密封しているシール部のスプリング等が損傷を、より確実に回避することが可能になった。

請求項３に記載の発明は、熱分解ドラムと熱分解残渣排出部との間の隙間を密封するシール部に隙間検出器を設け、該隙間検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させるため、熱分解ドラムと排出部等の静止部材との隙間を密封しているシール部のスプリング等が損傷し、クリーニング終了後に加熱空気を通常の温度に戻してもシール部が初期状態に復帰しない事態を検知することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る廃棄物処理装置の概略構成図である。

図１において、１は、廃棄物処理装置であり、廃棄物ａをロータリーキルン型の熱分解ドラム２内で間接的に加熱して熱分解し、熱分解ガスｂと、主として不揮発性成分などからなる熱分解残渣ｃとを生成するようになっている。

廃棄物処理装置１は、図２に示すように、内部に多数の加熱管３を有する熱分解ドラム２の入口側にモータ４によって回転するスクリュー５を有するスクリューフィーダ６を設けるとともに、出口側にボックス型の排出部７を設けている。更に、熱分解ドラム２からボックス型の排出部７に達する送出筒８の中間部に加熱空気供給口９を設けるとともに、スクリューフィーダ６の途中に中間部に加熱空気排出口１０を設けている。

その上、この廃棄物処理装置１は、、回転体である熱分解ドラム２と、静止体としてのスクリューフィーダ６、排出部７、加熱空気供給口９、加熱空気排出口１０との隙間をシール部１１ａ〜１１ｆによって密封し、熱分解ガスや加熱空気などが外部に漏洩しないようにしている。

例えば、熱分解ドラム２と加熱空気供給口９との間のシール構造について説明すると、この部分のシール構造は、図３に示すように、熱分解ドラム２の送出筒８の外側に設けた外筒１２の外側に更に気密性の蛇腹１３を設けるとともに、その一端をリング状のシール部材１４に気密状に設け、他端を加熱空気供給口９に気密状に設けている。その上、リング状のシール部材１４を多数のテレスコープ式の支持部材１５によって支持するとともに、各支持部材１５に設けたコイルスプリング１６によってリング状のシール部材１４を外筒１２の外側に設けたフランジ１７に押し付けるようにしている。これ以外のシール部１１ａ〜１１ｃ，１１ｅ，１１ｆの構造もほぼ同様の構造になっているため、詳しい説明を省略する。

ところで、スクリューフィーダ６から最も遠距離に位置している第４のシール部１１ｅ，１１ｆの近傍には、図４に示すように、３台のリミットスイッチ１８が熱分解ドラム２の送出筒８に沿って設けられている。１次リミットスイッチ１８ａは、基準位置２０からＬ１だけ排気部７側に設けられ、２次リミットスイッチ１８ｂは、１次リミットスイッチ１８ａからＬ２だけ排気部７側に設けられ、３次リミットスイッチ１８ｃは、２次リミットスイッチ１８ｂからＬ３だけ排気部７側に設けられているが、これらのリミットスイッチ１８ａ〜１８ｃは、基準位置２０から熱分解ドラム２のの熱伸び量Ｌの範囲内に設置されている。

熱分解ドラムの熱伸び量Ｌは、熱分解ドラムの長さも影響するが、例えば、０〜２５０ｍｍの範囲を考えている。この第４のシール部１１ｄは、熱分解ドラムの送出筒７に設けたフランジ１７の外側にリミットスイッチ１８ａ〜１８ｃを蹴るための作動環２１を設けている。

更に、第４のシール部１１ｄには、図５に示すように、作動環２１を挟むように４次、５次のリミットスイッチ１８ｄ，１８ｅが設けられ、熱分解ドラムの送出筒７に設けたフランジ１７とシール部材１１ｄとの間に隙間が生じたか否かを検出するようにしている。これらのリミットスイッチ１８ｄ，１８ｅは、支持部２２を介してテレスコープ式の支持部材１５の頭部に取り付けられている。

図１に戻って説明すると、第１の熱交換器２５で加熱された加熱空気ｄは、第１の熱交換器２５と熱分解ドラム２とを含むループ状の加熱空気循環管路２６を循環し、熱分解ドラム２内の廃棄物ａを間接的に加熱するようになっている。

その上、熱分解ドラム２の加熱空気供給口９側の配管２７と、加熱空気排出口１０側の配管２８とを短絡するバイパス管２９には、第２の熱交換器３０と第３のバルブ３１が設けられている。更に、加熱空気供給口９側の配管２７には、バイパス管２９よりも第１の熱交換器２５側に位置してクリーニング用（追焚き用）の加熱炉３２と、その両側に第１及び第２の温度センサ３３，３４が設けられている。

他方、加熱空気排出口１０側の配管２８には、バイパス管２９を挟んで第１、第２の二つのバルブ３５，３６が設けられている。そして、第１のバルブ３５側には、第３の温度センサ３７が設けられ、第２のバルブ３６側には、誘引ポンプ３８が設けられている。更に、第２のバルブ３５を挟んでその一方の側には、バルブ３９を有する空気導入管４０が設けられ、他方の側には、加熱空気排出管４１が設けられている。

図中、４５は、制御装置であり、次のような機能を有している。すなわち、
（１）１次リミットスイッチ１８ａの作動によりアラーム等の警報器４２から軽故障を知らせる警報を発する。

（２）２次リミットスイッチ１８ｂの作動により警報器４２から重故障の警報を発すると同時に、第１〜第３の温度センサ３３，３４，３７の設定温度（ＳＶ値）を「ＳＶ−α」に変更する。但し、第１，第２温度センサ３３，３４の「α」は、例えば、５０℃に設定し、第３温度センサ３７の「α」は、例えば、１００℃に設定する。尚、「α」は、変更可能とする。

（３）３次リミットスイッチ１８ｃの作動により第３バルブ３１を「閉」→「開」に変更し、第２バルブ３６を「開」→「閉」に変更し、高温の加熱空気の一部を系外に排出する。

（４）４次、５次のリミットスイッチ１８ｄ，１８ｅの作動により上記（２）項と同様の指令を発する。

続いて、上記廃棄物処理装置のクリーニング運転について説明する。

熱分解ドラム２内の加熱管３に付着した付着物を除去するクリーニング運転時には、廃棄物ａの供給を停止後、クリーニング用の加熱炉３２に点火し、加熱空気ｄの温度を通常の廃棄物熱分解時の温度よりも高温（例えば、○○○〜○○○℃）にする。加熱空気ｄの温度が通常運転時よりも高温にすることにより、熱分解ドラム２内の加熱管３に付着した付着物の熱分解が促進して脆くなり、加熱管３の表面から剥離し易くなる。

他方、上記のように、加熱空気ｄの温度が通常運転時よりも高温になることにより、熱分解ドラム２自身が熱伸びするが、図６にて１点鎖線で示すように、１次リミットスイッチ１８ａが熱分解ドラムの送出筒７に設けた作動環２１によって蹴られると、警報器４２から軽故障を知らせる警報を出して操作員に注意を与える（図７参照。）。

次に、図６にて２点鎖線で示すように、２次リミットスイッチ１８ｂが熱分解ドラムの送出筒８に設けた作動環２１によって蹴られると、警報器４２から重故障を知らせる警報を出して操作員に注意を与えると同時に、第１〜第３の温度センサ３３，３４，３７の設定温度（ＳＶ値）を「ＳＶ−α」に変更する。その上、クリーニング用の加熱炉３２にバルブ４３を絞り、加熱炉３２の火力を落とす（図７参照。）。

次に、図６にて破線で示すように、３次リミットスイッチ１８ｃが熱分解ドラムの送出筒８に設けた作動環２１によって蹴られると、第３バルブ３１を「閉」→「開」に変更するとともに、第２バルブ３６を「開」→「閉」に変更し、高温の加熱空気ｄを大気中に放出する（図８参照。）。

従って、熱分解ドラム２等の熱伸び量が設定値Ｌ内に収まり、シール部の損傷、特に、支持部材１５のコイルスプリング１６の損傷を回避することができる。尚、大気中に放出する加熱空気ｄの熱エネルギーは、第２の熱交換器３０によって回収される。

他方、加熱空気ｄの温度が低下に伴って熱分解ドラム２等の熱伸び量も減少し、それによってシール部１１ａ〜１１ｆが通常運転時の位置に復帰するが、若し、何らかの原因によってシール部１１ｅ，１１ｆが通常運転時の位置に復帰せず、シール部１１ｅ，１１ｆと熱分解ドラムの送出筒７のフランジ１７との間に隙間が生じた場合には、４次，５次のリミットスイッチ１８ｄ，１８ｆが作動し、警報器４２から重故障を知らせる警報を出して操作員に注意を与えると同時に、第１〜第３の温度センサ３３，３４，３７の設定温度（ＳＶ値）を「ＳＶ−α」に変更する。その上、クリーニング用の加熱炉３２にバルブ４３を絞り、加熱炉３２の火力を落とす。

以上の説明では、廃棄物ａを熱分解ドラム２に供給しない空焚き状態で加熱管に付着した付着物を除去するクリーニング運転について説明したが、本発明は、廃棄物ａを熱分解ドラム２に供給しながら加熱管に付着した付着物を除去する場合にも適用することができる。

また、熱分解ドラム２の熱伸び量を検知する手段としては、リミットスイッチに限らず、例えば、無接点スイッチや、電気抵抗の変化から物体の伸び量を検知する手段なども適用することができる。

本発明に係る廃棄物処理装置の概略構成図である。本発明に係る廃棄物処理装置の断面図である。図２のＸ部の拡大図である。図２のＹ部の拡大図である。図２のＺ部の拡大図である。熱分解ドラムの熱伸び状況を説明する説明図である。警報発生時の説明図である。加熱空気放出時の説明図である。

符号の説明

ａ廃棄物
ｂ熱分解ガス
ｃ熱分解残渣
ｄ加熱空気
Ｌ熱分解ドラムの熱伸び量
２横型回転式の熱分解ドラム
３加熱管
１８ａ〜１８ｃ検出器
４５制御装置

Claims

横型回転式の熱分解ドラムの一端側から他端側へ廃棄物を移行させると共に、前記熱分解ドラムに設けた多数の加熱管の他端側から一端側に加熱空気を流通させ、該加熱空気によって廃棄物を間接的に加熱して熱分解ガスと、主として不揮発性成分からなる熱分解残渣とを生成し、且つ、前記加熱管に廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気を供給して加熱管に付着した付着物を除去するようにした廃棄物処理装置において、
前記熱分解ドラムの少なくとも一端に熱分解ドラムの熱伸び量を検出する検出器を設け、該検出器の検知信号を入力した制御装置によって廃棄物熱分解時よりも高温の加熱空気の温度を制御し、前記熱分解ドラムの熱伸び量を設定範囲内に制御するようにしたことを特徴とする廃棄物処理装置。
熱分解ドラムの長手方向に沿って複数の検出器を設け、１次検出器の作動により１次警報を発し、２次検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させ、３次検出器の作動により通常運転よりも高温の加熱空気の一部を系外に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。
熱分解ドラムと熱分解残渣排出部との間の隙間を密封するシール部に隙間検出器を設け、該隙間検出器の作動により２次警報を発すると同時に、通常運転よりも高温の加熱空気の設定温度を低下させることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。