JP2012220054A - シャフト型炉、原料投入装置および原料投入方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炉体11と、炉体11の頂部に設けられる原料投入装置100とを備えるシャフト型炉10は、原料投入装置100が、同一の中心軸Cの回りに設けられる外筒110および内筒120と、内筒120の内側に第1原料を供給する第1原料供給手段121と、外筒110と内筒120との間に第2原料を供給する第2原料供給手段161と、外筒110と内筒120との間に設けられ、第2原料を滑降させる螺旋状シュート130と、螺旋状シュート130を中心軸Cを中心として回転させる回転機構140とを含むことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
まず、図1〜4を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る熱分解炉10の模式的な縦断面図である。図1を参照すると、本実施形態に係るシャフト型炉である熱分解炉10は、略円筒状の炉体11を有する炉である。炉体11の頂部には、原料投入装置100が設けられる。原料投入装置100は、原料の投入方向に炉体11を貫通する円筒状の外筒110と、外筒110の内側にある内筒120とを含み、内筒120の内側から第1原料を、内筒120と外筒110との間から第2原料を、それぞれ炉内、すなわち炉体11の内部に投入する。原料投入装置100によって炉内に投入されて堆積した第1原料および第2原料は、熱分解反応によって熱分解ガスと炭化物および残渣とになる。熱分解ガスは炉体11の上部から回収され、炭化物および残渣は炉体11の底部から回収される。炉体11の下部のバーナ部からは反応助剤として空気または酸素の一方または両方、および水蒸気、あるいは燃焼排ガスなどが吹き込まれる。なお、図1では省略されている要素を含む原料投入装置100の詳細な構成については後述する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る原料投入装置100の模式的な縦断面図である。以下、図2を参照して、原料投入装置100の各部について説明する。
図3および図4を参照して、外筒110および内筒120によって、第1原料が熱分解炉10の中心に、第2原料がその外側に投入される仕組みについてさらに説明する。
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態は、熱分解炉10の構成および原料の投入経路については、第1の実施形態とほぼ同一であるため、詳細説明を省略する。
図5は、本発明の第2の実施形態に係る原料投入装置200の模式的な縦断面図である。以下、図5を参照して、原料投入装置200の各部について説明する。
本実施形態の変形例として、回転内筒220bにギヤ220gを設ける代わりに、外筒210に第1の実施形態におけるギヤ110gと同様のギヤ210gを設け、回転機構140によって外筒210を回転させてもよい。この場合、回転機構140の配置は図2において示された配置と同様になるため、中間床266が省略されうる。なお、外筒210については、図2と類似の支持シール材の構成となる。
次に、図6を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、第3の実施形態は、熱分解炉10の構成および原料の投入経路については、第2の実施形態とほぼ同一であるため、詳細説明を省略する。
(原料投入装置の構成)
図6は、本発明の第3の実施形態に係る原料投入装置300の模式的な縦断面図である。以下、図6を参照して、原料投入装置300の各部について説明する。なお、原料投入装置300は、ガイド手段350を含み、外筒310が炉体11に固定されている点において、図5を参照して説明した原料投入装置200とは異なっている。
次に、図7を参照して、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、第4の実施形態は、熱分解炉10の構成については第1の実施形態とほぼ同一であるため、詳細説明を省略する。
図7は、本発明の第4の実施形態に係る原料投入装置400の模式的な縦断面図である。以下、図7を参照して、原料投入装置400の各部について説明する。なお、原料投入装置400は、図2を参照して説明した原料投入装置100の外筒110の外側に、追加外筒410を設け、第1原料および第2原料に加えて、外筒110と追加外筒410との間から第3原料を投入するものである。
本実施形態において、第1原料および第2原料が投入される仕組みは、図3および図4を参照して説明した仕組みと同様である。また、第3原料が投入される仕組みも、これと同様である。
上記の説明から明らかなように、本実施形態における追加外筒410と外筒110との間の関係は、第1の実施形態における外筒110と内筒120との関係と同様である。従って、この関係を再帰的に適用することによって、追加外筒410の外側にさらに追加外筒が設置された原料投入装置を実現することが可能である。つまり、3区分された原料を投入する3重筒構造の原料投入装置400に係る本実施形態の変形例として、原料投入装置を、例えば4区分された原料を投入する4重筒構造、または5区分された原料を投入する5重筒構造としてもよい。原料の区分の数および筒の数は、例えば熱分解炉10の炉径や、原料投入装置が設けられる空間の高さなどに応じて決定されうる。また、本実施形態に係る原料投入装置400は、第1の実施形態に係る原料投入装置100に追加外筒を加えたものであるが、同様にして、第2の実施形態に係る原料投入装置200、または第3の実施形態に係る原料投入装置300に追加外筒が加えられてもよい。
以上で説明された本発明の各実施形態によれば、シャフト型炉の炉内に堆積する際に外側に流れやすい原料を、第1原料として炉の中心に近い位置に投入することによって、炉内の中心部と周縁部との間での原料の偏りを防ぐことができる。従って、炉内での反応がより均一になり、反応の安定的な継続が可能になる。
11 炉体
100,200,300,400 原料投入装置
110,210,310 外筒
120,220 内筒
121 第1原料供給手段
130 螺旋状シュート
140 回転機構
150,350 ガイド手段
161 第2原料供給手段
410 追加外筒
430 追加螺旋状シュート
440 追加回転機構
450 追加ガイド手段
461 第3原料供給手段
C 中心軸
Claims (11)
- 炉体と、前記炉体の頂部に設けられる原料投入装置とを備えるシャフト型炉であって、
前記原料投入装置は、
同一の中心軸の回りに設けられる外筒および内筒と、
前記内筒の内側に第1原料を供給する第1原料供給手段と、
前記外筒と前記内筒との間に第2原料を供給する第2原料供給手段と、
前記外筒と前記内筒との間に設けられ、前記第2原料を滑降させる螺旋状シュートと、
前記螺旋状シュートを前記中心軸を中心として回転させる回転機構と
を含むことを特徴とするシャフト型炉。 - 前記螺旋状シュートは、前記外筒に連結され、
前記回転機構は、前記外筒を前記中心軸を中心として回転させることによって前記螺旋状シュートを回転させることを特徴とする、請求項1に記載のシャフト型炉。 - 前記原料投入装置は、前記螺旋状シュートの内縁に沿って設けられるガイド手段をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のシャフト型炉。
- 前記螺旋状シュートは、前記内筒に連結され、
前記回転機構は、前記内筒を前記中心軸を中心として回転させることによって前記螺旋状シュートを回転させることを特徴とする、請求項1に記載のシャフト型炉。 - 前記原料投入装置は、前記螺旋状シュートの外縁に沿って設けられるガイド手段をさらに含むことを特徴とする、請求項4に記載のシャフト型炉。
- 前記ガイド手段は、前記中心軸の回りに設けられる円筒部材からなることを特徴とする、請求項3または5に記載のシャフト型炉。
- 前記螺旋状シュートは、前記外筒および前記内筒の両方に連結され、
前記回転機構は、前記外筒または前記内筒を前記中心軸を中心として回転させることによって前記螺旋状シュートを回転させることを特徴とする、請求項1に記載のシャフト型炉。 - 前記第1の原料は、前記第2の原料よりも粒度が大きい原料であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のシャフト型炉。
- 前記第1の原料は、前記第2の原料よりも安息角が小さい原料であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のシャフト型炉。
- 炉の炉体の頂部に設けられる原料投入装置であって、
同一の中心軸の回りに設けられる外筒および内筒と、
前記内筒の内側に第1原料を供給する第1原料供給手段と、
前記外筒と前記内筒との間に第2原料を供給する第2原料供給手段と、
前記外筒と前記内筒との間に設けられ、前記第2原料を滑降させる螺旋状シュートと、
前記螺旋状シュートを前記中心軸を中心として回転させる回転機構と
を備えることを特徴とする原料投入装置。 - 請求項10に記載の原料投入装置を用いて前記第1原料および前記第2原料を前記炉体の内部に投入する原料投入方法であって、
前記第1原料を前記内筒の内側に供給し、
前記回転機構を用いて前記螺旋状シュートを回転させながら、前記第2原料を前記外筒と前記内筒との間に供給して前記螺旋状シュート上を滑降させることを特徴とする原料投入方法。
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