JP2008032300A - 外熱式ロータリキルン - Google Patents

Abstract

【課題】 外熱室温度を下げて維持費の増大を抑えるとともに、有機性廃棄物の性状変化に対して応答性良くレトルト内温度を所望の温度に維持する。
【解決手段】 回転する筒状レトルト２の一端２５から当該レトルト２内へ被処理材Ｍを供給し、被処理材Ｍから発生する可燃性ガスをレトルト２の筒壁に貫通させたガス噴出管４を経て外熱室１１へ噴出させる。レトルト２の周囲を覆う外熱室１１の室壁に、室内を加熱するバーナ７を設けるとともに、レトルト２の筒壁の、被処理材移送方向の上流端部２３のみに上記ガス噴出管４を設け、かつ、噴出した可燃性ガスを外熱室１１外へ排出するための通気口１８を、外熱室１１の炉床１７のうち、レトルト２の上流端部２３に対向する部分に設ける。外熱室１１内を上流側と下流側の２ゾーンＺ１，Ｚ２に分けて、各ゾーンＺ１，Ｚ２にバーナ７を設け、これらバーナ７によって各ゾーンＺ１，Ｚ２を独立に温度制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転するレトルト内に生じた可燃性ガスをレトルト外周の外熱室へ噴出させるガス噴出管を設けた外熱式ロータリキルンに関するものである。

下水の乾燥汚泥等の有機性廃棄物を無酸素ないし低酸素状態で熱分解（炭化）して、バイオマス燃料に使用できる有用な炭化物にする等の用途に外熱式ロータリキルンが使用されており、その一例を図２に示す。図２において、外熱式ロータリキルンの炉体１内の上半に形成された外熱室１１を貫通して筒状のレトルト２が設けらており、レトルト２は一端部２５と他端部２６の外周に設けたリング体２１がそれぞれ図略のロ−ラに支持されるとともに、一端部２５の外周に設けたスプロケット２２に駆動チェーンが懸架されて回転させられている。

炉体１内に位置するレトルト２の上流端部２３内にはホッパ１３の底部から延びるスクリューコンベア１４が位置して、ホッパ１３内に貯留された汚泥Ｍがレトルト２内に搬入される。レトルト２内に搬入された汚泥Ｍはやや傾斜させたレトルト２の回転に伴ってその他端部２６方向へ移送され、この過程で外熱室１１の高温により加熱炭化されて、排出筒１５内に開口するレトルト排出口１６へ至り、排出される。レトルト２の筒壁には長手方向の複数位置にガス噴出管４が設けられており、炭化の過程で汚泥Ｍから放出された乾留ガスがガス噴出管４を経て外熱室１１へ噴出させられて、外熱室１１の炉床１７上に配設された助燃バーナ５１によって着火させられる。以後、ガス噴出管４から噴出させられた乾留ガスは自燃状態となり、助燃バーナは消火され、あるいは燃焼状態が絞られる。なお、燃焼排ガスは、レトルト２の下流端部２４に対向する外熱室１１の炉床１７に設けた通気口１８を経てバーナ５２を備えた二次燃焼室１２に至り、開口１９から排煙ダクト（図示略）を経て煙突に向かう。

ところで、有機性廃棄物中には低温分解性の有機可燃成分が多く含まれているが、上記従来のロータリキルンでは８００℃程度の高温になる外熱室の熱がレトルト内に及んで、上記有機可燃成分の大部分がガス化揮発して消失し、生成された炭化物の燃料価値が低下してしまうという問題があった。

そこで、例えば特許文献１に示されたロータリキルンでは、レトルトの筒壁全体に断熱材を敷設してレトルト内の温度上昇を４５０℃以下に留め、低温分解性の有機可燃成分の揮発消失を抑制している。
特開平１１−３０４３６４

しかし、レトルトを断熱材で覆った上記従来構造では、外熱室は常時高温になっているために室壁耐火物の損耗等による維持費の増大が問題であるとともに、外熱室温に対するレトルト内温度の追従性が悪くなるため、有機性廃棄物の性状が変化して、噴出管から噴出する水蒸気量や乾留ガス量が変化するとレトルト内温度を所望の温度に維持することが難しいという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、外熱室温度を下げて維持費の増大を抑えることができるとともに、有機性廃棄物の性状変化に対して応答性良くレトルト内温度を所望の温度に維持することができる外熱式ロータリキルンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、回転する筒状レトルト（２）の一端（２５）から当該レトルト（２）内へ被処理材（Ｍ）を供給し、レトルト（２）内をその他端（２６）へ向けて移送される被処理材（Ｍ）から発生する可燃性ガスをレトルト（２）の筒壁に貫通させたガス噴出管（４）を経てレトルト（２）外周の外熱室（１１）へ噴出させるようにした外熱式ロータリキルンにおいて、レトルト（２）の周囲を覆う外熱室（１１）の室壁に、室内を加熱するバーナ（７）を設けるとともに、レトルト（２）の筒壁の、被処理材移送方向の上流側（２３）のみにガス噴出管（４）を設け、かつ、噴出した可燃性ガスを外熱室（１１）外へ排出するための通気口（１８）を、外熱室（１１）の炉床（１７）のうち、レトルト（２）の上流側（２３）に対向する部分に設ける。

本第１発明において、被処理材の処理初期に生じる可燃性ガスは、レトルト筒壁の上流側に設けたガス噴出管からレトルト外へ排出され、この付近に開口する通気口を経て、外熱室内に滞留して自燃することなく速やかに外熱室外へ排出される。外熱室は、バーナの燃焼制御によって所望の低温（例えば４２０℃）に正確に維持され、これにより、レトルト内温度も所望の低温（例えば４００℃）に保たれて、被処理材中の有機可燃成分の揮発消失が抑制される。加えて、レトルトは断熱構造とする必要がないから、被処理材の性状等が変動しても、外熱室中でレトルト内の温度は応答性良く所望の温度に維持される。さらに、外熱室の温度が低温に保たれることで、室壁耐火物の損傷等による維持費の増大も回避される。

本第２発明では、上記外熱室（１１）内を上流側と下流側の２ゾーン（Ｚ１，Ｚ２）に分けて、各ゾーン（Ｚ１，Ｚ２）にバーナ（７）を設け、これらバーナ（７）によって各ゾーン（Ｚ１，Ｚ２）を独立に温度制御する。本第２発明においては、例えばレトルト内の上流側でのみ水分蒸発が盛んで加熱熱量を必要とする場合でも、当該ゾーンの燃焼制御によって迅速かつ効率的に対応してレトルト内を所望温度に維持することができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の外熱式ロータリキルンによれば、外熱室温度を下げて維持費の増大を抑えることができるとともに、有機性廃棄物の性状変化に対して応答性良くレトルト内温度を所望の温度に維持することができる。

図１には本発明に係る外熱式ロータリキルンの概略断面図を示し、従来技術と同一部分には同一符号を付す。図１において、ロータリキルンの炉体１内には上半に外熱室１１が形成され、炉床１７で区画された炉体１の下半は二次燃焼室１２となっている。外熱室１１を貫通して筒状のレトルト２が設けてあり、レトルト２は一端部２５と他端部２６に設けたリング体２１がそれぞれ図略のロ−ラに支持されるとともに、一端部２５外周に設けたスプロケット２２に駆動チェーンが懸架されて回転させられている。レトルト２の上流端部２３内にはホッパ１３の底部から延びるスクリューコンベア１４が位置して、ホッパ１３内に貯留された汚泥Ｍがレトルト２内に搬入される。レトルト２の他端部２６は排出筒１５内に至り、ここに排出口１６が設けられている。

レトルト２の筒壁には上流端部２３のみに、内外方向へ貫通するガス噴出管４が設けられている。炉体１の頂壁にはレトルト長手方向の二箇所に熱電対６１，６２が設けられて、外熱室１１の室内温度を二箇所で検出している。炉床１７近くの炉壁にはレトルト長手方向の４箇所にバーナ７が設けられ、これらバーナ７は上流側の第１ゾーンＺ１内に位置する一対が、熱電対６１の検出信号をフィードバックした温度調節計（図示略）によってその燃焼を制御され、下流側の第２ゾーンＺ２内に位置する一対が、熱電対６２の検出信号をフィードバックした温度調節計（図示略）によってその燃焼を制御されている。炉床１７にはレトルト２の上流端部２３に対応する位置に二次燃焼室１２へ連通する通気口１８が設けられている。二次燃焼室１２内にはバーナ５２が設けられており、当該二次燃焼室１２は下流側の炉壁に設けた開口１９を経て排煙ダクトに連通している。

このような構造の外熱式ロータリキルンにおいて、ホッパ１３内に貯留された汚泥Ｍがレトルト２内に搬入されて、やや傾斜させたレトルト２の回転に伴ってその下流方向へ移送され、この過程で外熱室１１からの熱で炭化されて、排出筒１５内に開口するレトルト排出口１６へ至り、排出される。汚泥Ｍが炭化される特に初期には乾留ガスが多く生成するが、これはレトルト２筒壁の上流端部２３に設けたガス噴出管４からレトルト２外へ排出されるとともに、この付近に開口する通気口１８を経て、外熱室１１内に滞留して自燃することなく速やかに二次燃焼室１２内へ導入される。そして、バーナ５２によってタール分や臭気成分が燃焼分解された後、開口１９から排煙ダクトを経て、煙突から排出される。

一方、外熱室１１は、レトルト内での水分蒸発が盛んで加熱熱量を必要とする上流側の第１ゾーンＺ１と、水分蒸発は相対的に少ない第２ゾーンＺ２とで個別に、バーナ７の燃焼制御によってそれぞれ４２０℃〜４３０℃に正確に維持される。これにより、レトルト内温度は４００℃付近に保たれ、炭化汚泥中の有機可燃成分の揮発消失が防止される。本実施形態ではレトルト２は断熱構造となっていないから、水分蒸発の変動等があっても、４２０℃〜４３０℃に保持される外熱室１１中でレトルト２内の温度は応答性良く４００℃程度に維持される。また、外熱室１１の温度は従来の８００℃程度から４００℃程度へと大幅に低下させられるから、室壁耐火物の損傷等による維持費の増大という問題も解消される。なお、上記実施形態に示すように、外熱室１１の温度制御は２ゾーンＺ１，Ｚ２に分割して行ったほうが好ましいが、外熱室１１全体を１ゾーンとして温度制御してももちろん良い。

本発明の一実施形態を示す外熱式ロータリキルンの概略断面図である。 従来の外熱式ロータリキルンの概略断面図である。

符号の説明

１…炉体、１１…外熱室、１８…通気口、２…レトルト、２３…上流端部、２５…一端部、２６…他端部、４…ガス噴出管、７…バーナ、Ｍ…汚泥、Ｚ１，Ｚ２…ゾーン。

Claims (2)

1. 回転する筒状レトルトの一端から当該レトルト内へ被処理材を供給し、前記レトルト内をその他端へ向けて移送される前記被処理材から発生する可燃性ガスを前記レトルトの筒壁に貫通させたガス噴出管を経てレトルト外周の外熱室へ噴出させるようにした外熱式ロータリキルンにおいて、前記レトルトの周囲を覆う前記外熱室の室壁に、室内を加熱するバーナを設けるとともに、前記レトルトの筒壁の、前記被処理材移送方向の上流側のみに前記ガス噴出管を設け、かつ、噴出した可燃性ガスを外熱室外へ排出するための通気口を、外熱室の炉床のうち、前記レトルトの前記上流側に対向する部分に設けたことを特徴とする外熱式ロータリキルン。
2. 前記外熱室内を上流側と下流側の２ゾーンに分けて、各ゾーンのバーナを設け、これらバーナによって各ゾーンを独立に温度制御するようにした請求項１に記載の外熱式ロータリキルン。

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