JP2009257669A - ロータリーキルン炉 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物を効率よく燃焼させることができるロータリーキルン炉を提供する。
【解決手段】軸線Ｃ周りに回転するキルン本体３を備え、キルン本体３を回転させてキルン本体３の上流側から供給された被処理物Ｗを撹拌させながら下流側に搬送して燃焼させるロータリーキルン炉１である。このロータリーキルン炉１は、キルン本体３の内壁３ａから突出して設けられ、被処理物Ｗをキルン本体３内で撹拌させるため軸線Ｃ方向に伸長する被処理物保持面１２ｃを有するリフタ１２を備えている。このリフタ１２には、酸素を含む気体である空気をキルン本体３内に供給する噴出部２３が設けられている。この噴出部２３により、リフタ１２によって撹拌された後の被処理物Ｗと酸素とが接触することにより当該酸素が燃焼に供され、様々な状態で存在し得る被処理物Ｗを効率よく燃焼させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ロータリーキルン炉に関する。

従来、筒状に構成され、軸線周りに回転するキルン本体を備え、このキルン本体内に廃棄物（被処理物）を導入して上流側から下流側に移動させる間にバーナーなどによって加熱して廃棄物を焼却処理するロータリーキルン炉が知られている。このようなロータリーキルン炉においては、廃棄物の燃焼効率を高めることが求められている。

そこで、例えば特許文献１に記載のロータリーキルン炉では、キルン本体内で廃棄物を一旦回転方向に持上げることができる保持面を有するリフタをキルン本体の内壁に備え、塊状など様々な形態で存在し得る廃棄物をリフタの保持面で持上げ落下させ、これらを繰返すことにより廃棄物を撹拌混合して酸素と接触させながら燃焼させて燃焼効率を高くするようにしている。また、例えば特許文献２に記載のロータリーキルン炉では、上述した保持面を有するリフタに代えて、筒状のガス吹込みノズルをキルン本体の内壁に設け、廃棄物をガス吹込みノズルでかき混ぜると共にガスを噴出することにより、廃棄物を撹拌して燃焼させている。
特開平１０−０５４５２３号公報 特開２０００−１３０７４４号公報

ここで、上記特許文献１のものにあっては、廃棄物をリフタで撹拌しているものの、燃焼により酸素が消費されるため、廃棄物の近辺で酸素濃度が低く、廃棄物から遠いキルン上部で酸素濃度が高くなり、燃焼効率が低くなる。そのため、処理量の低下、燃料消費量の増加、又は未燃焼状態での廃棄物の排出などの問題があった。一方、特許文献２のものにあっては、円筒状のガス吹込みノズルであるため、廃棄物を持ち上げて落下させるようなことがあまり行えず、廃棄物の撹拌が十分とはいえなかった。また、ガス吹込みノズルからガスを噴出して廃棄物の撹拌を十分に行おうとした場合には、高圧ガスが必要となり装置全体が複雑になってしまうおそれがあった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、被処理物を効率よく燃焼させることができるロータリーキルン炉を提供することを目的とする。

本発明によるロータリーキルン炉は、軸線周りに回転するキルン本体を備え、このキルン本体を回転させてキルン本体の上流側から供給された被処理物を撹拌させながら下流側に搬送して燃焼させるロータリーキルン炉である。そして、このロータリーキルン炉は、キルン本体の内壁から突出して設けられ、被処理物をキルン本体内で撹拌させるため軸線方向に伸長する被処理物保持面を有するリフタを備えており、リフタには酸素含有気体をキルン本体内に供給する噴出部が設けられていることを特徴としている。

本発明によるロータリーキルン炉によれば、様々な形態で存在し得る被処理物を被処理物保持面で撹拌混合するリフタに、酸素含有気体を供給する噴出部が設けられている。このため、撹拌混合後の被処理物と酸素とが接触することにより当該酸素が燃焼に供され、様々な状態で存在し得る被処理物を効率よく燃焼させることができる。

ここで、噴出部は、リフタ内を酸素含有気体が流れて噴出するようにリフタに形成されていることが好ましい。このような構成を採用した場合、リフタ内を流れる酸素含有気体によりリフタを冷却することができるので、リフタの長寿命化を図ることが可能となる。

また、噴出部は、キルン本体における軸線周りの回転方向の後方側に向かって酸素含有気体を噴出するようにリフタに設けられていることが好ましい。このような構成を採用した場合、リフタの被処物保持面で撹拌混合されて、積層した被処理物の下部から移動して表面にさらされた直後の被処理物の近辺に酸素含有気体を集中的に吹き付けることができる。このため、必要な酸素を必要な箇所に供給することができるため、被処理物の燃焼を更に効率よく行うことができる。

また、噴出部は、リフタの後方側の面に形成されていることが好ましい。このような構成を採用した場合、簡易な構成で、表面にさらされた直後の被処理物の近辺に酸素含有気体を集中的に吹き付けることができる。

また、噴出部は、複数設けられていることが好ましい。このような構成を採用した場合、複数の箇所から酸素含有気体を噴出するため、被処理物に対して酸素含有気体をより均等に供給することができ、未燃焼の部分を減少させることができる。その結果、被処理物の燃焼を一層効率よく行うことができる。しかも、通常１ｍ程度の長さを有するリフタに対して複数の噴出部を設けることで、リフタ内を酸素含有気体が流れて噴出するように噴出部をリフタに形成した場合においては、リフタ全体を効率的に酸素含有気体で冷却させることができる。その結果、リフタの長寿命化を更に図ることができる。

また、噴出部は、キルン本体の上流側に向かって酸素含有気体を噴出するようにリフタに形成されていることが好ましい。このような構成を採用した場合、被処理物に対して上流側に戻す方向の力を付与することができ、被処理物のキルン本体内の滞留時間を必要に応じて増やすことができる。このため、被処理物の状態に応じた燃焼の促進を酸素含有気体の噴出量の調整によって容易に行うことができる。

本発明に係るロータリーキルン炉によれば、被処理物を撹拌するリフタに酸素含有気体を噴出する噴出部を設けたことにより、被処理物を効率よく燃焼させることができる。

以下、本発明によるロータリーキルン炉の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係るロータリーキルン炉を示す縦断面図、図２は、図１におけるII-II矢視図である。

図１に示すように、本実施形態に係るロータリーキルン炉１は、水平設置面Ｚに設置された横型回転式のロータリーキルン炉であって、投入部２、キルン本体３、フロントウォール４を備え、被処理物Ｗが投入部２からキルン本体３内に投入される。

キルン本体３は、投入された被処理物Ｗを回転しながら搬送方向に搬送すると共に燃焼させて排出するものである。キルン本体３は、円筒状の内壁３ａと内壁３ａに円筒状に内張りされた耐火材３ｂとから構成され、上流側の開口端３ｃはフロントウォール４に挿入され、下流側の開口端は排出口３ｄとされている。このキルン本体３は、水平設置面Ｚ上のベース５の上に設置された支持部６，７により回転可能に支持され、ベース５上の駆動部８を駆動源として回転される。キルン本体３は、下流側が下方になるように軸線Ｃを水平設置面Ｚに対して傾斜させて配置されており、これにより、回転しながら被処理物Ｗを上流側から下流側に搬送し、焼却残さを排出口３ｄから排出する。排出口３ｄには、不図示の二次燃焼室や排出物受けが接続される。なお、キルン本体内面に螺旋状突部を設け水平置きで搬送する場合もある。

フロントウォール４は、ベース５上に傾斜して固定された壁体であって、一方の面にはキルン本体３の開口端３ｃが回転可能に挿入され、他方の面からは投入部２が開口端３ｃまで貫設されている。また、フロントウォール４には、キルン本体３内に投入された被処理物Ｗを燃焼させるためのバーナー９が設けられており、バーナー９は排出口３ｄに向けてキルン本体３内に火炎を噴射する。

図１及び図２に示すように、キルン本体３には、複数の略直方体形状のリフタ１２が設けられ、このリフタ１２は、キルン本体３の内壁３ａに底面１２ａが固定され、上面１２ｂが軸線Ｃに向かって突出するように設けられている。また、リフタ１２にあっては、キルン本体３の回転方向Ｒ前方に被処理物Ｗを持ち上げるため、回転方向Ｒ前方の面が軸線Ｃ方向に伸長する被処理物保持面１２ｃとされている。このような被処理物保持面１２ｃを有するリフタ１２で被処理物Ｗをキルン本体３の回転に従い持ち上げ、図２の矢印Ｓで示すように被処理物Ｗを転動させることにより撹拌される。被処理物保持面１２ｃを有するリフタ１２は、ここでは、同一円周上に８個設けられ、搬送方向にこの８個を１つのグループとしたものが３箇所に設けられている。

このようなリフタ１２には、図３〜図５に示すように、酸素を含む気体（酸素含有気体）である空気をキルン本体３内に供給する噴出部２１，２２，２３が設けられ、各噴出部２１，２２，２３は空気供給装置１３に接続されている。噴出部２１は、リフタ１２の上流側に面する側面１２ｄに形成された噴出口２１ａと噴出口２１ａに連通する孔経路２１ｂとを有し、噴出部２２は、回転方向Ｒ後方に面する側面１２ｅに形成された噴出口２２ａと噴出口２２ａに連通する孔経路２２ｂとを有し、これらの孔経路２１ｂ，２２ｂは、リフタ１２内部において合流し、１つの孔経路２１ｃとなり、上面１２ｂとは反対側の底面１２ａを介して空気供給装置１３に接続されている。また、噴出部２３は、噴出部２２と同様に、回転方向Ｒ後方に面する側面１２ｅに形成された噴出口２３ａと噴出口２３ａに連通する孔経路２３ｂとを有し、この孔経路２３ｂは底面１２ａを介して空気供給装置１３に接続されている。そして、側面１２ｅに形成された噴出口２２ａ，２３ａは、リフタ１２の長手方向に沿って略均等間隔になるように配置されている。

また、リフタ１２に空気を供給する空気供給装置１３は、図４に示すように、空気を供給するファン１４と、ファン１４からの空気の供給量を調整する流量調整弁１５と、リフタ１２の孔経路２１ｃ，２３ｂに接続されてキルン本体３内に空気を送り込むための空気ヘッダ１６（図５参照）と、給電線１７とトロリー線１８を介してファン１４と接続されてファン１４を駆動させる駆動部１９と、流量調整弁１５を制御する制御部２０とから構成されており、制御部２０によって、リフタ１２から噴出される空気の量などを調整することができる。

続いて、ロータリーキルン炉１の動作について説明する。まず、駆動部８を駆動してキルン本体３を軸線Ｃ周りに回転させ、バーナー９から下流側に向かって火炎を噴射させる。この火炎噴射によりキルン本体３内が所定の高温状態になると、投入部２を通して被処理物Ｗをキルン本体３内に投入する。投入された被処理物Ｗは、リフタ１２の被処理物保持面１２ｃにより持ち上げられ、転動する。このような転動を複数のリフタ１２で繰り返すことにより、被処理物Ｗは撹拌混合される。また、上述したキルン本体３の回転と共に、空気供給装置１３の駆動が行われ、噴出部２１，２２，２３に空気が供給される。

キルン本体３の回転に伴うリフタ１２の動作により、細かくほぐされた被処理物Ｗの近辺には、図５に示すように、リフタ１２の被処理物保持面１２ｃの裏面である側面１２ｅに設けられた噴出口２２ａ，２３ａから空気が供給される。また、リフタ１２の上流側に面した側面１２ｄに設けられた噴出口２１ａからは、より上流側に配置された別のリフタ１２で転動することにより、表面にさらされた被処理物Ｗの近辺に空気が供給される。これにより、被処理物Ｗに対して効率的に空気すなわち酸素が供給される。このように、リフタ１２で転動することにより表面にさらされた後の被処理物Ｗに空気が供給されるため、被処理物Ｗと酸素とが接触することにより、当該空気が燃焼用に供され、被処理物Ｗが効率よく燃焼させられる。

また、噴出部２１により上流側に向かって噴出される空気によって、一部（噴出口２１ａ近傍）の被処理物Ｗが上流側に戻される。これにより、被処理物Ｗはキルン本体３内に所望に滞留して燃焼が十分に行われ未燃焼部分が低減させられている。なお、被処理物Ｗの滞留時間は、噴出させる空気の量を制御部２０で調整することにより、変更させることができる。その後、燃焼された被処理物Ｗは、一部が上流側に戻されながらキルン本体３の回転により排出口３ｄに向けて搬送される。また、リフタ１２は、噴出部２１，２２，２３内を流れる空気によって内部から冷却される。

このように、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、キルン本体３が回転すると、キルン本体３内に投入された被処理物Ｗがリフタ１２の被処理物保持面１２ｃにより持ち上げられ、被処理物Ｗ全体が転動する。この転動で表面にさらされた被処理物Ｗの近辺に酸素を供給することにより、被処理物Ｗを効率よく燃焼させることができる。

また、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、噴出部２２，２３がキルン本体３の回転方向Ｒの後方側に向かって空気を噴出するため、被処理物Ｗが持ち上げ転動し、撹拌混合され、酸素を必要とする被処理物Ｗの近辺に空気を集中的に供給させることができ、被処理物Ｗの燃焼を効率よく行うことができる。しかも、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、複数の噴出口２２ａ，２３ａが設けられているため、被処理物Ｗの燃焼を更に効率よく行うことができる。また、これらの噴出口２２ａ，２３ａが均等間隔に配置されているため、空気をより均等に供給することができ、未燃焼の部分を減少させることができ、その結果、被処理物Ｗの燃焼を一層効果的に行うことができる。なお、噴出口２２ａ，２３ａは、回転方向Ｒの後方側に設けられていることから、被処理物Ｗがリフタ１２内に進入しないようになっている。

また、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、噴出部２１から噴出される空気により、被処理物Ｗを上流側に押し戻すことができるようになっているため、被処理物Ｗのキルン本体３内の滞留時間を必要に応じて増やすことができ、その結果、被処理物Ｗの状態に応じた燃焼の促進を空気の噴出量の調整によって容易に行うことができる。また、制御部２０による噴出量の制御により、被処理物Ｗの量や状態に応じて、キルン本体３内における滞留時間を調整して、被処理物Ｗの量や状態に応じた燃焼の促進を空気の噴出量の増減調整で容易に行うことができる。

また、本実施形態に係るロータリーキルン炉１においては、空気がリフタ１２内を流れて噴出するように噴出部が形成されているため、リフタ１２内を流れる空気によりリフタ１２を内部から冷却することができる。これにより、リフタ１２の熱による損傷を低減させて長寿命化を図ることができる。特に、本実施形態では、複数の噴出部２１，２２，２３を有しているため、一層長寿命化を図ることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、リフタ１２（被処理物保持面１２ｃ）は軸線方向に沿って形成されていたが、リフタ１２を軸線方向に対して所定角度傾斜させて被処理物Ｗの滞留時間を変えるようにしてもよい。また、リフタ１２ではなく、噴出部の噴出方向を斜め後方である上流側に向けるようにしてもよい。また、上記実施形態においては、孔経路２２ｂと孔経路２３ｂとが互いに連通されていないが、孔経路２２ｂと孔経路２３ｂとを連通するようにしてもよい。この場合、リフタ１２内の孔経路が増えることになり冷却効果が一層高まり、リフタ１２の熱による損傷を低減させて長寿命化を更に図ることができる。

また、上記実施形態においては、被処理物Ｗの量や状態に応じて制御部２０で流量調整弁１５を制御して空気量を調整するようにしているが、投入部２に被処理物Ｗの量や状態を検知するセンサを設けて、そのセンサの値に応じて自動的にリフタ１２の噴出部２１から噴出する空気の量を調整するようにしてもよい。このようにすると、被処理物Ｗの滞留時間を量や状態に応じて自動的に設定させることができる。また、上記実施形態では、空気を吹き込むようにしているが、酸素含有気体であればよい。

実施形態に係るロータリーキルン炉を示す縦断面図である。 図１におけるII-II矢視図である。 リフタを示す斜視図である。 空気供給装置のリフタへの取付けを示す図である。 図４におけるV-V 矢視図である。

符号の説明

１…ロータリーキルン炉、２…投入口、３…キルン本体、９…バーナー、１２…リフタ、１２ｃ…被処理物保持面、１２ｄ，１２ｅ…側面、１３…空気供給装置、２０…制御部、２１，２２，２３…噴出部、２１ａ，２２ａ，２３ａ…噴出口、２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２３ｂ…孔経路。

Claims (6)

1. 軸線周りに回転するキルン本体を備え、当該キルン本体を回転させて前記キルン本体の上流側から供給された被処理物を撹拌させながら下流側に搬送して燃焼させるロータリーキルン炉であって、
   前記キルン本体の内壁から突出して設けられ、前記被処理物を前記キルン本体内で撹拌させるため軸線方向に伸長する被処理物保持面を有するリフタを備え、
   前記リフタには、酸素含有気体を前記キルン本体内に供給する噴出部が設けられていることを特徴とするロータリーキルン炉。
2. 前記噴出部は、前記リフタ内を前記酸素含有気体が流れて噴出するように前記リフタに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーキルン炉。
3. 前記噴出部は、前記キルン本体における軸線周りの回転方向の後方側に向かって前記酸素含有気体を噴出するように前記リフタに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーキルン炉。
4. 前記噴出部は、前記リフタの前記後方側の面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリーキルン炉。
5. 前記噴出部は、複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロータリーキルン炉。
6. 前記噴出部は、前記キルン本体の前記上流側に向かって前記酸素含有気体を噴出するように前記リフタに設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータリーキルン炉。
   

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