JP2012125666A - Device for treating metal scrap - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、使用済みアルミ缶などの金属スクラップを、回転ドラム型の炉で加熱処理して、該金属スクラップの表面に付着した樹脂被膜や印刷塗膜などの不要可燃物を焼却除去し、再利用可能な資源とするための処理装置に関するもので、特に、回転加熱炉の外部加熱に電磁誘導加熱式の加熱装置を使用すると共に、回転加熱炉の排出ガスを再利用するようにしたものである。 In this invention, scrap metal such as used aluminum cans is heat-treated in a rotary drum-type furnace, and unnecessary inflammables such as resin coatings and printed coatings attached to the surface of the scrap metal are incinerated and removed. It relates to processing equipment for making available resources, and in particular, it uses an electromagnetic induction heating type heating device for external heating of the rotary heating furnace and reuses the exhaust gas of the rotary heating furnace. is there.
従来、飲料用容器としてアルミ缶などが多用されている。そして、資源の再利用の観点から、使用済みのアルミ缶を回収し、これをアルミニウム製品の原材料としてリサイクルするシステムが構築されている。また、他の金属類についても同様に、リサイクルシステムが構築されている。 Conventionally, aluminum cans and the like have been frequently used as beverage containers. And from the viewpoint of resource reuse, a system has been built in which used aluminum cans are collected and recycled as raw materials for aluminum products. Similarly, recycling systems have been established for other metals.
このようなリサイクルの手段として、例えばアルミ缶を例にとれば、回収したアルミ缶等を解砕機やシュレッダー等で粉砕する工程、磁選機で鉄片などを回収する工程、さらにデラッカー装置等で表面に残留する樹脂被膜や印刷塗膜を除去処理する工程、処理されたアルミニウム片を造粒する工程又は溶解する工程等からリサイクル処理が構成される。 As an example of such recycling, taking aluminum cans as an example, the recovered aluminum cans are pulverized with a crusher or shredder, the iron pieces are recovered with a magnetic separator, and the surface is removed with a delacquer device or the like. A recycling process is comprised from the process of removing the residual resin film and printed coating film, the process of granulating the processed aluminum piece, the process of dissolving, and the like.
このリサイクル処理工程のうち、表面に残留する樹脂被膜や印刷塗膜を除去処理する工程におけるデラッカー装置として、出願人は、特許文献1に開示したような加熱処理装置を提案している。
The applicant has proposed a heat treatment apparatus as disclosed in
特許文献1に記載のデラッカー装置では、スクラップ材に含まれる可燃物の燃焼熱量を主要な熱源とする一方、回転加熱炉の不足熱量や変動熱量を補うため、電磁誘導加熱式の外部加熱装置を設けている。しかしながら、この種の電磁誘導加熱式の加熱装置を含む加熱処理装置を実際に稼働すると、その仕様にもよるが、炉(ロータリーキルン)の内部温度は、およそ450℃前後までしか上昇させることができないことが確認された。一方、燃焼時にダイオキシン等の有害物質を発生させないためには、炉内温度がおよそ600℃前後必要なことが知られているので、炉内温度を上昇させる手段を講じることが課題とされる。
In the delacquer apparatus described in
また、回転加熱炉には、適宜な供給装置を介して、使用済みアルミ缶等を所定の大きさに解砕してなる金属スクラップ材が投入されるが、その供給量は常に一定ではなく随時変動するので、その燃焼時に発生する熱量の変動により、炉内の温度も絶えず変動している。そのため、上記電磁誘導加熱式の外部加熱装置による加熱温度も、適宜制御する必要があるが、電磁誘導加熱のための電流制御による温度制御は、必ずしも容易ではないという課題も残る。 In addition, scrap metal made by crushing used aluminum cans into a predetermined size is put into the rotary heating furnace through an appropriate supply device. Since it fluctuates, the temperature in the furnace constantly fluctuates due to fluctuations in the amount of heat generated during the combustion. For this reason, it is necessary to appropriately control the heating temperature by the electromagnetic induction heating type external heating device, but there remains a problem that temperature control by current control for electromagnetic induction heating is not always easy.
本発明は、かかる課題を解決するために発明したものであって、回転加熱炉内の温度上昇のために、その排出ガスを加熱した後、循環させて炉内に再供給するようにして、回転加熱炉の温度上昇と温度制御を行うことを目的としてる。 The present invention has been invented to solve such a problem, and in order to increase the temperature in the rotary heating furnace, after heating the exhaust gas, it is circulated and re-supplied into the furnace. The purpose is to increase the temperature and control the temperature of the rotary furnace.
上記課題を解決するため、本発明は、金属スクラップの処理装置を、金属スクラップを解砕する解砕機と、解砕した金属スクラップを搬送する供給フィーダとを備えた原料供給装置と、一方端に設けた供給路から前記原料供給装置を介して金属スクラップを投入し、これを円筒回転体内で回転させながら加熱処理し、他方端に設けた出口堰から排出する回転加熱炉であって、前記円筒回転体を電磁誘導加熱により加熱する加熱装置と、循環する高温空気を前記円筒回転体内に導入する循環空気供給管とを備えた回転加熱炉と、前記回転加熱炉の他方端に設け、加熱処理された金属スクラップを下端から落下回収すると共に、回転加熱炉で発生した燃焼ガスを排出する排出筒と、前記排出筒から排出された燃焼ガスを導入して不純固形物を除去すると共に、排出ガスとして次の二次燃焼炉に供給する集塵装置と、前記集塵装置から供給された排出ガスをバーナーによって高温で燃焼させて熱分解し、高温空気として排出する二次燃焼炉と、前記二次燃焼炉から排出された高温空気を加湿空気により所定の温度まで調整する冷却塔と、前記冷却塔で温度調整された高温空気を前記回転加熱炉の循環空気供給管へ循環させ前記回転加熱炉に再供給する循環ファンとで構成するという手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention provides a processing apparatus for metal scrap, a raw material supply apparatus including a crusher for crushing metal scrap, a supply feeder for conveying the crushed metal scrap, and one end. A rotary heating furnace in which metal scrap is charged from a provided supply path via the raw material supply device, heated while rotating in a cylindrical rotating body, and discharged from an outlet weir provided at the other end. A heating apparatus provided with a heating device for heating the rotating body by electromagnetic induction heating, a circulating air supply pipe for introducing circulating high-temperature air into the cylindrical rotating body, and a heat treatment provided at the other end of the rotating heating furnace The recovered metal scrap is recovered from the lower end, and a discharge cylinder that discharges the combustion gas generated in the rotary heating furnace, and the combustion gas discharged from the discharge cylinder is introduced to remove impure solids. In addition, a dust collector that supplies exhaust gas as a secondary combustion furnace, and a secondary combustion that exhausts the exhaust gas supplied from the dust collector, burns at a high temperature by a burner, and pyrolyzes to discharge as high-temperature air. A cooling tower that adjusts the high-temperature air discharged from the secondary combustion furnace to a predetermined temperature with humidified air, and the high-temperature air that is temperature-controlled in the cooling tower is circulated to a circulating air supply pipe of the rotary heating furnace And adopting a means of constituting with a circulation fan re-supplied to the rotary heating furnace.
かかる構成の本発明装置によれば、回転加熱炉から排出される燃焼ガスは、集塵した後加熱して浄化し、さらに有害物質を分解するのに適した温度に調整されて回転加熱炉に再供給されることになる。 According to the apparatus of the present invention having such a configuration, the combustion gas discharged from the rotary heating furnace is collected and heated to be purified, and further adjusted to a temperature suitable for decomposing toxic substances. Will be resupplied.
また、上記処理装置において、上記冷却塔から排出された高温空気の一部を外気との熱交換により温度を下げ、上記二次燃焼炉のバーナー燃焼用空気として供給する熱交換器をさらに備えるという手段を採用した。 Further, the processing apparatus further includes a heat exchanger that lowers the temperature of a part of the high-temperature air discharged from the cooling tower by heat exchange with outside air and supplies the air as burner combustion air for the secondary combustion furnace. Adopted means.
これにより、二次燃焼炉をさらに効率よく燃焼させることができる。 Thereby, a secondary combustion furnace can be burned more efficiently.
また、上記冷却塔から排出された高温空気を循環させる循環路の途中に、熱風遮断ダンパと外気を導入する外気調整ダンパを設けて、上記循環ファンを介して回転加熱炉に再供給する空気の温度と酸素量を調整するようにするという手段を採用した。 In addition, a hot air shut-off damper and an outside air adjustment damper for introducing outside air are provided in the middle of the circulation path for circulating the high-temperature air discharged from the cooling tower, and the air re-supplied to the rotary heating furnace through the circulation fan is provided. The means of adjusting the temperature and the amount of oxygen was adopted.
また、上記集塵装置は、サイクロン分離器を備えたものであるという手段を採用した。 Moreover, the said dust collector employ | adopted the means that it was equipped with the cyclone separator.
そして、上記二次燃焼炉から排出する高温空気の温度が約800℃であり、上記循環ファンを介して上記回転加熱炉の循環空気供給管に導入する空気の温度が約600℃であるという手段を採用した。 The temperature of the high-temperature air discharged from the secondary combustion furnace is about 800 ° C., and the temperature of the air introduced into the circulating air supply pipe of the rotary heating furnace via the circulation fan is about 600 ° C. It was adopted.
このような温度を採用することにより、二次燃焼炉では、排出ガスを完全に無害化することが可能であり、回転加熱炉では、有害物質を確実に分解できる温度とすることができる。 By adopting such a temperature, in the secondary combustion furnace, it is possible to make the exhaust gas completely harmless, and in the rotary heating furnace, it is possible to achieve a temperature at which harmful substances can be reliably decomposed.
そして、上記原料供給装置と回転加熱炉の供給路の間に、互いに連動する2基の回転ダンパからなる入口二重ダンパ装置を設けると共に、上記排出筒の下端に、互いに連動する2基の回転ダンパからなる出口二重ダンパ装置を設けるという手段を採用した。 An inlet double damper device including two rotary dampers interlocking with each other is provided between the raw material supply device and the supply path of the rotary heating furnace, and the two rotations interlocking with each other are provided at the lower end of the discharge tube. A means of providing an outlet double damper device composed of a damper was adopted.
回転加熱炉の入口と出口に、それぞれ互いに連動する2基の回転ダンパからなる二重ダンパ装置を設けることで、回転燃焼炉から燃焼ガスを無駄に排出することを防止できる。 By providing a double damper device composed of two rotary dampers interlocking with each other at the inlet and outlet of the rotary heating furnace, it is possible to prevent wasteful combustion gas from being discharged from the rotary combustion furnace.
上記構成にかかる本発明の金属スクラップの処理装置は、回転加熱炉から排出される燃焼ガスを、集塵した後加熱して浄化し、さらに有害物質を分解するのに適した温度に調整して回転加熱炉に再供給するようにしたので、回転加熱炉で発生した燃焼ガスは完全に熱分解されて無害化し、かつ、装置内を循環するので、有害なガスを排出することがなく、環境を汚染することがない。 The metal scrap processing apparatus of the present invention according to the above configuration is configured to adjust the combustion gas discharged from the rotary heating furnace to a temperature suitable for decomposing harmful substances by heating and purifying after collecting the dust. Since it is re-supplied to the rotary heating furnace, the combustion gas generated in the rotary heating furnace is completely pyrolyzed and rendered harmless, and circulates in the equipment, so that no harmful gas is discharged and the environment is discharged. Will not pollute.
即ち、回転加熱炉を約600℃の高温で燃焼させることができるので、金属スクラップを燃焼する際に発生するダイオキシン等の有害物質を確実に分解することができる。 That is, since the rotary heating furnace can be burned at a high temperature of about 600 ° C., harmful substances such as dioxins generated when burning metal scrap can be reliably decomposed.
この場合、二次燃焼炉で高温にした空気を再供給するようにしているので、回転加熱炉の昇温に別のエネルギーを必要としないから、省エネルギー効率の高い処理装置を提供できるものである。 In this case, since the air heated to a high temperature in the secondary combustion furnace is re-supplied, no additional energy is required to raise the temperature of the rotary heating furnace, so that a processing apparatus with high energy saving efficiency can be provided. .
また、回転加熱炉には、安定した温度の高温空気を供給するので、投入した金属スクラップの量による炉内の温度変化に対応でき、安定した処理を行うことができる。 In addition, since high-temperature air having a stable temperature is supplied to the rotary heating furnace, it is possible to cope with a temperature change in the furnace due to the amount of metal scrap input, and to perform a stable treatment.
以下、本発明に係る金属スクラップの処理装置の好ましい実施形態について、添付した図面に従って説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a metal scrap processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1の回路図において、1は、回転加熱炉であり、その一方端に設ける供給路1aから炉の内部に投入した金属スクラップ材(原料)を回転しながら加熱処理して、表面の不要可燃物を焼却除去して排出するものである。この回転加熱炉1の基本的な構成は従来公知のものであるが、本発明においては、その回転加熱炉1の外部加熱装置として電磁誘導加熱式の加熱装置1b、1bを採用し、回転加熱炉1の円筒回転体1cを電磁誘導による加熱で外部から加熱している。また、後述するように、循環する高温空気を導入する循環空気供給管1dを有し、所定の高温雰囲気で原料を燃焼可能としている。2は、原料供給装置で、アルミ缶等の金属スクラップ材の原料を所定の大きさに解砕する解砕機2aと、ベルトコンベヤやスクリュー装置等の搬送装置からなる供給フィーダ2bなどで構成し、解砕した原料を上記供給路1aから回転加熱炉1内に投入するものである。この原料供給装置2と上記回転加熱炉1の供給路1aとの間には互いに連動する2基の回転ダンパからなる入口二重ダンパ装置3が設けられ、内部の燃焼ガスの無駄な排出を防止している。即ち、この入口二重ダンパ装置3は、例えばエアシリンダーで作動する2基の回転ダンパからなり、一方が開いているときには他方は閉じているように互いに連動して構成し、原料投入時に炉内の高温の燃焼ガスが外部に漏出しない構造となっている。
In the circuit diagram of FIG. 1,
4は、上記回転加熱炉1の他方端に設ける排出筒であり、エアシリンダーで作動する出口堰1eから排出される加熱処理された金属スクラップ材(製品)を落下させて回収するとともに、回転加熱炉1内で発生した燃焼ガスを次に述べる集塵装置6に排出ガスとして排出するものである。5は、この排出筒4の下端に設ける出口二重ダンパ装置で、例えばエアシリンダーで作動する2基の回転ダンパからなり、一方が開いているときには他方は閉じているように互いに連動して構成し、処理後の金属スクラップ材(製品)の回収時に炉内の高温の燃焼ガスが外部に漏出しない構造となっている。
4 is a discharge tube provided at the other end of the
6は、集塵装置で、上記排出筒4から排出された排出ガスを導入し、例えばサイクロン分離器6aでダスト等の不純固形物を除去すると共に、その排出ガスを次の二次燃焼炉に供給する。なお、サイクロン分離器6aで除去された不純固形物は下端のロータリーバルブ6bを介して排出し、回収する。
6 is a dust collector, which introduces the exhaust gas discharged from the discharge cylinder 4, and removes impure solids such as dust with a
7は、二次燃焼炉で、バーナー7aにLPG等を送って前記集塵装置6から送られてくる排出ガスをより高温で燃焼させ、ガスを熱分解して無害化し、高温空気とするものである。このときの燃焼温度は、約800℃である。この二次燃焼炉7には、後述する熱交換器12からバーナー燃焼用空気が導入されている。なお、その空気量はダンパによって制御されている。
7 is a secondary combustion furnace, which sends LPG or the like to the
8は、冷却塔で、二次燃焼炉7から排出された高温空気を加湿空気によってその温度を調整している。そして、この冷却塔8から排出された空気は、循環ファン9を介して前記回転加熱炉1に再供給するようにしている。このときの空気温度は、約600℃である。即ち、回転加熱炉1には循環空気供給管1dが設けられており、循環する高温の空気を炉内に導入して、炉内の燃焼温度をダイオキシン等の有害物質が確実に分解される温度まで上昇させる。
8 is a cooling tower which adjusts the temperature of the high-temperature air discharged from the
なお、循環ファン9に対しては、上記循環空気と酸素供給のための外気を混合して供給するが、循環路には熱風遮断ダンパ10を設け、外気についても外気調整ダンパ11を設け、回転加熱炉1に供給する空気の温度と酸素量を調整している。
The circulating
12は熱交換器で、上記冷却塔8から排出された空気の一部は、この熱交換器12によって外気と熱交換して温度を下げたうえ、再び二次燃焼炉7にバーナー燃焼用空気として供給する。また、一部は前記集塵装置6にも導入している(※1参照)。
なお、図中、T、・・・は、各管路における温度計である。 In the figure, T,... Are thermometers in each pipeline.
このように、本発明に係る金属スクラップの処理装置においては、回転加熱炉1で発生した燃焼ガスを、先ず集塵装置6によって不純固形物を除去すると共に、二次燃焼炉7によって高温で燃焼させて熱分解によりさらに浄化し、この高温空気を再び回転加熱炉1に導入して金属スクラップ材を高温雰囲気下で燃焼するようにしている。そのため、発生した燃焼ガスは、完全に無害化されて循環するので、環境を汚染するおそれがないばかりでなく、炉を高温で燃焼させるエネルギーを削減することが可能となり、省エネルギー効率の高い処理装置を提供できる。
As described above, in the metal scrap processing apparatus according to the present invention, the combustion gas generated in the
なお、上記構成において、回転加熱炉1に投入する金属スクラップ材(原料)は予備的に洗浄等をする場合があるが、このとき原料が含有する水分が多すぎると、投入時に回転加熱炉1の内部を急冷して、当該加熱炉1にヒビが入る等の悪影響が生じるおそれがある。特に、10%を超える含水量の場合に悪影響が心配されるが、2〜3%程度の含水量であれば問題は生じない。そのため、回転加熱炉1に投入する原料に関しては、これを予熱することによって含水量が低くなるように調整することが好ましい。
In the above configuration, the metal scrap material (raw material) charged into the
続いて、上記処理装置における吸排気の温度変化の例を図2に従って説明する。なお、この例では水分および塗料分を6.5%含む原料を、時間あたり3210kg、原料供給装置2によって投入した実施例について説明する。
Next, an example of the temperature change of intake and exhaust in the processing apparatus will be described with reference to FIG. In this example, an example will be described in which raw material containing 6.5% of moisture and paint is charged by the raw
まず、出力315kwの電磁誘導加熱式の加熱装置により回転加熱炉1の円筒回転体を外部加熱する。このとき、排出筒4から排出されるキルン出口空気の温度は318.4℃であった。この燃焼ガスはサイクロン分離器を備えた集塵装置6に導入され、熱交換器12から送られた291.6℃の加湿空気と混合されながら集塵する。この集塵装置6から排出されるキルン排気の温度は318.4℃であって、そのまま二次燃焼炉7に導入される。二次燃焼炉7ではLPGを燃料として排気をさらに高温で燃焼させて熱分解により無害化するが、その二次燃焼炉7内の空気の温度は800.0℃まで達している。
First, the cylindrical rotating body of the
この二次燃焼炉7から排出された高温空気は、冷却塔8に導入され、加湿空気によって調整冷却され、そして、この冷却塔8から排出され回転加熱炉1に循環される二次燃焼炉循環空気の温度は、634.6℃となっている。この循環空気は20.0℃の外気(循環リーク空気)と混合された後、循環ファン9を介して回転加熱炉1に再供給される。このときの循環混合空気の温度は、600.3℃であった。即ち、回転加熱炉(キルン)1に吹き込まれる空気の温度はおよそ600℃であり、このときの炉内の燃焼温度は、ダイオキシン等の有害物質を確実に分解できる温度となっている。
The high-temperature air discharged from the
なお、冷却塔8から排出された空気の一部は、634.6℃の二次燃焼炉排気空気として熱交換器12に導入され、外気との熱交換器によって291.6℃まで冷却される。そして、この空気は一部はバーナ燃焼用空気として二次焼却炉7に導入される一方、一部は加湿空気として集塵装置6に送られている。
A part of the air discharged from the
このように、本発明に係る金属スクラップの処理装置においては、回転加熱炉1の燃焼ガスは、集塵装置6や二次燃焼炉7などによって熱分解し無害化されると共に、温度調整され、約600℃のキルン吹込空気として回転加熱炉1に再供給するようにして、回転加熱炉1の内部の温度を有害物質を分解できる適正な温度にして稼働させることができる。
Thus, in the metal scrap processing apparatus according to the present invention, the combustion gas of the
1 回転加熱炉
1a 供給路
1b 電磁誘導加熱式の加熱装置
1c 円筒回転体
1d 循環空気供給管
1e 出口堰
2 原料供給装置
2a 解砕機
2b 供給フィーダ
3 入口二重ダンパ装置
4 排出筒
5 出口二重ダンパ装置
6 集塵装置
6a サイクロン分離器
7 二次燃焼炉
8 冷却塔
9 循環ファン
12 熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
一方端に設けた供給路から前記原料供給装置を介して金属スクラップを投入し、これを円筒回転体内で回転させながら加熱処理し、他方端に設けた出口堰から排出する回転加熱炉であって、前記円筒回転体を電磁誘導加熱により加熱する加熱装置と、循環する高温空気を前記円筒回転体内に導入する循環空気供給管とを備えた回転加熱炉と、
前記回転加熱炉の他方端に設け、加熱処理された金属スクラップを下端から落下回収すると共に、回転加熱炉で発生した燃焼ガスを排出する排出筒と、
前記排出筒から排出された燃焼ガスを導入して不純固形物を除去すると共に、排出ガスとして次の二次燃焼炉に供給する集塵装置と、
前記集塵装置から供給された排出ガスをバーナーによって高温で燃焼させて熱分解し、高温空気として排出する二次燃焼炉と、
前記二次燃焼炉から排出された高温空気を加湿空気により所定の温度まで調整する冷却塔と、
前記冷却塔で温度調整された高温空気を前記回転加熱炉の循環空気供給管へ循環させ前記回転加熱炉に再供給する循環ファンと、
からなることを特徴とする金属スクラップの処理装置。 A raw material supply device comprising a crusher for crushing metal scrap, and a supply feeder for conveying the crushed metal scrap,
A rotary heating furnace in which metal scrap is introduced from a supply path provided at one end through the raw material supply device, is heated while rotating in a cylindrical rotating body, and is discharged from an outlet weir provided at the other end. A rotary heating furnace comprising a heating device for heating the cylindrical rotating body by electromagnetic induction heating, and a circulating air supply pipe for introducing circulating high-temperature air into the cylindrical rotating body;
A discharge tube that is provided at the other end of the rotary heating furnace, drops and recovers the heat-treated metal scrap from the lower end, and discharges the combustion gas generated in the rotary heating furnace,
A dust collector for removing the impure solids by introducing the combustion gas discharged from the discharge cylinder, and supplying it to the next secondary combustion furnace as the exhaust gas;
A secondary combustion furnace in which the exhaust gas supplied from the dust collector is burned at a high temperature by a burner, pyrolyzed, and discharged as high-temperature air;
A cooling tower for adjusting the high-temperature air discharged from the secondary combustion furnace to a predetermined temperature with humidified air;
A circulating fan that circulates the high-temperature air whose temperature is adjusted in the cooling tower to the circulating air supply pipe of the rotary heating furnace and re-supply the rotary heating furnace;
A metal scrap processing apparatus comprising:
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