JP2020138987A - 炭化油化処理炉 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的安価に製作でき、かつ稼働に伴う腐食による劣化が少なく、さらに低コストで維持管理することができる炭化油化処理炉を提供する。【解決手段】この炭化油化処理炉１Ａは、外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理するように構成されており、炭化油化処理炉１Ａは、鉄製の外側構造体４，６と、この外側構造体４，６に対して分離可能なステンレス製の内側構造体５，７とで構成されている。【選択図】図１
Description
本発明は、プラスチック系ごみを含む一般ごみ等の廃棄物を炭化処理および油化処理するために使用される炭化油化処理炉に関する。
有機系ごみに無酸素状態で過熱水蒸気を接触させて炭化処理する方法が知られており、本件出願人は、上記炭化処理に使用する炭化処理装置を提案している（例えば特許文献１）。この炭化処理装置の処理炉は、鉄またはステンレスで構成されている。
前記提案の炭化処理装置は、有機系ごみ以外に一般ごみの処理に使用することも可能である。しかし、その場合、一般ごみに含まれる塩化ビニル等のプラスチック系ごみから発生する塩素ガスや塩化水素ガス等の腐食性ガスによって、処理炉が腐食により劣化することを考慮しなければならない。鉄に比べてステンレスは腐食し難いが、それでも長時間使用すると腐食が進んで耐用限界を超えてしまう。
本発明は、比較的安価に製作でき、かつ稼働に伴う腐食による劣化が少なく、さらに低コストで維持管理することができる炭化油化処理炉を提供することを課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明に係る炭化油化処理炉は、外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理する炉であって、鉄製の外側構造体と、この外側構造体に対して分離可能なステンレス製の内側構造体とで構成されていることを特徴としている。
この構成の炭化油化処理炉は、２層構造からなり、外側構造体は比較的安価な鉄製であり、内側構造体は腐食性ガスに対する耐性が比較的高いステンレス製である。外側構造体に鉄を使用することで、比較的安価に製作でき、かつ内側構造体にステンレスを使用することで、稼働に伴う腐食性ガスによる腐食を抑えることができる。長時間の稼働により内側構造体の腐食がある程度まで進んだ場合、内側構造体のみを交換する。外側構造体に対して内側構造体が分離可能であるため、内側構造体の交換が可能である。このように、炭化油化処理炉を新規に製作するのではなく一部だけを交換すればよいので、炭化油化処理炉を低コストで維持管理することができる。
前記内側構造体は、前記外側構造体の内側に出し入れ可能に嵌め込まれていてもよい。この場合、内側構造体の交換が容易である。
また、前記内側構造体が、複数に分割された炉材からなり、これら複数の炉材が常温時の状態において互いに接しないように前記外側構造体の内面に貼り付けられていてもよい。この場合、各炉材を貼り換えることで内側構造体を交換する。複数の炉材を、常温時の状態において互いに適当な隙間を開くように外側構造体の内面に貼り付けることで、鉄よりも熱膨張率の大きいステンレスが稼働時に膨張して各炉材が隙間なく接するようになり、外側構造体を無酸素状態に保持することができる。
この発明の炭化油化処理炉は、上部が開口した炉本体と、この炉本体の上部開口を塞ぐ蓋体とを有し、少なくとも炉本体が前記外側構造体と前記内側構造体とで構成されていてもよい。この場合、外側構造体に対して内側構造体を上下に出し入れすることで、内側構造体を容易に交換することができる。
本発明に係る炭化油化処理炉は、外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理する炉であって、鉄製の外側構造体と、この外側構造体に対して分離可能なステンレス製の内側構造体とで構成されているため、比較的安価に製作でき、かつ稼働に伴う腐食による劣化が少なく、さらに低コストで維持管理することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る炭化油化処理炉の縦断面図である。この炭化油化処理炉１Ａは、上部が開口した炉本体２と、この炉本体２の上部開口を塞ぐ蓋体３とで構成される。炉本体２は、鉄製の外側構造体４と、この外側構造体４の内側に嵌め込まれたステンレス製の内側構造体５とで構成されている。内側構造体５を上方に引き上げることで、外側構造体４に対して側構造体５を分離可能である。蓋体３は、互いに重ね合わされた鉄製の外側構造体６とステンレス製の内側構造体７とでなる。蓋体３の外側構造体６と内側構造体７も互いに分離可能である。
炉本体２の上端には外向きに張り出すつば状部２ａが形成されており、このつば状部２ａと蓋体３の外周部とをボルト等の結合手段８で結合することにより、炉本体２と蓋体３とが一体化される。これにより、炉本体２と蓋体３とで囲まれた炉空間９が密封状態となる。
蓋体３には、熱水蒸気供給孔１０が設けられている。この熱水蒸気供給孔１０は外部の過熱水蒸気供給手段（図示せず）に繋がっており、過熱水蒸気供給手段からの過熱水蒸気が熱水蒸気供給孔１０から炉空間９に供給されるようになっている。なお、炉本体２または蓋体３には、過熱水蒸気の供給時に炉空間９の空気を排出する排気孔（図示せず）が設けられている。
この炭化油化処理炉１Ａによる廃棄物の処理方法について説明する。
蓋体３を外して、炉空間９に廃棄物Ｘを投入する。そして、炉本体２に蓋体３を取り付けて、炉空間９に過熱水蒸気を供給する。過熱水蒸気の温度は３００℃〜６００℃の程度である。炉空間９が過熱水蒸気で満たされると、炉空間９は無酸素状態となる。無酸素状態で廃棄物Ｘが高温の過熱水蒸気に接することにより、有機系ごみが炭化すると共に、プラスチック系ごみが油化する。この炭化油化処理により生じた炭化物および油分は、回収してリサイクルされる。
蓋体３を外して、炉空間９に廃棄物Ｘを投入する。そして、炉本体２に蓋体３を取り付けて、炉空間９に過熱水蒸気を供給する。過熱水蒸気の温度は３００℃〜６００℃の程度である。炉空間９が過熱水蒸気で満たされると、炉空間９は無酸素状態となる。無酸素状態で廃棄物Ｘが高温の過熱水蒸気に接することにより、有機系ごみが炭化すると共に、プラスチック系ごみが油化する。この炭化油化処理により生じた炭化物および油分は、回収してリサイクルされる。
廃棄物Ｘがプラスチック系ごみを含む場合、プラスチック系ごみから、塩素ガス、塩化水素ガス等の腐食性ガスが発生する。腐食性ガスに晒される内側構造体５，７はステンレス製であり、ステンレスは腐食性ガスに対する耐性が比較的高いため、内側構造体５，７は腐食し難い。外側構造体４，６は、内側構造体５，７で被覆されて無酸素状態に保持されるため、炉空間９に腐食性ガスが存在していても腐食しない。
しかし、長時間稼働すると、ステンレス製の内側構造体５，７も腐食が進行する。腐食がある程度まで進んだなら、内側構造体５，７を交換する。この炭化油化処理炉１Ａの炉本体２は、外側構造体４の内側に内側構造体５が嵌め込まれた構成であるので、図２のように、外側構造体４に対して内側構造体５を上方に引き上げて、内側構造体５を容易に交換することができる。また、蓋体３についても、図３のように、外側構造体６に対して内側構造体７を取り外して、内側構造体７を容易に交換することができる。
この炭化油化処理炉１Ａは、炉本体２および蓋体３が共に２層構造からなり、外側構造体４，６は比較的安価な鉄製であり、内側構造体５，７は腐食性ガスに対する耐性が比較的高いステンレス製である。外側構造体４，６に鉄を使用することで、比較的安価に製作でき、かつ内側構造体５，７にステンレスを使用することで、稼働に伴う腐食性ガスによる腐食を抑えることができる。長時間の稼働により内側構造体５，７の腐食がある程度まで進んだ場合、内側構造体５，７のみを交換する。このように、炭化油化処理炉１Ａを新規に製作するのではなく一部だけを交換すればよいので、炭化油化処理炉１Ａを低コストで維持管理することができる。
図４は本発明の異なる実施形態にかかる炭化油化処理炉の縦断面図である。この炭化油化処理炉１Ｂの内側構造体５，７は、複数に分割された板状の炉材１１からなっている。炉材１１はステンレス製である。
図５（ａ）に示すように、各炉材１１は、常温時において互いに接しないように外側構造体４，６の内面に貼り付けられている。ステンレスは鉄よりも熱膨張率が大きいため、稼働時に高温になると、図５（ｂ）のように、各炉材１１の端面部が互いに接触する状態となる。このため、外側構造体４，６が腐食性ガスに晒されることがなく、外側構造体４，６の腐食が防がれる。
複数に分割された板状の各炉材１１は、外側構造体４，６に取り付けた高さの相違する支柱部材が貫通する孔部を設け、該孔部に支柱部材を挿入し、隣りあわせの各炉材１１が同じ高さにならないように、高低差の分だけ交互に板状炉材の端面が上部と下部とで接するようにして、溶接等の手段により支柱部材を介して炉材を取り付けるようにしてもよい。この場合は、各炉材が熱膨張によって膨張しても、各炉材１１の端部が重なり合って外側構造体４，６を覆うとともに、その端面同士が必要以上に接触する状態がなくなるので、膨張率を考慮した炉材の配置を容易に行うことができる。
この炭化油化処理炉１Ｂも、前記炭化油化処理炉１Ａの場合と同様に、廃棄物Ｘを炭化処理および油化処理する。内側構造体５，７の腐食がある程度まで進んだなら、内側構造体５，７を交換する。内側構造体５，７の交換は、図６および図７に示すように、炉材１１を貼り換えることによって行う。この場合も、炭化油化処理炉１Ｂを新規に製作するのではなく一部だけを交換すればよいので、炭化油化処理炉１Ｂを低コストで維持管理することができる。
上記各実施形態の炭化油化処理炉１Ａ，１Ｂは、炉本体２と蓋体３とで構成され、廃棄物Ｘを上方から炉空間９に投入するようになっているが、側方から炉空間９に投入するようにしてもよい。また、炉空間への廃棄物の出し入れが可能であれば、蓋体を有しない構成であってもよい。
１Ａ，１Ｂ 炭化油化処理炉
２ 炉本体
３ 蓋体
４，６ 外側構造体
５，７ 内側構造体
１１ 炉材
Ｘ 廃棄物
２ 炉本体
３ 蓋体
４，６ 外側構造体
５，７ 内側構造体
１１ 炉材
Ｘ 廃棄物
Claims (4)
- 外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理する炭化油化処理炉であって、
鉄製の外側構造体と、この外側構造体に対して分離可能なステンレス製の内側構造体とで構成されていることを特徴とする炭化油化処理炉。 - 請求項１に記載の炭化油化処理炉において、前記内側構造体は、前記外側構造体の内側に出し入れ可能に嵌め込まれている炭化油化処理炉。
- 請求項１に記載の炭化油化処理炉において、前記内側構造体は、複数に分割された炉材からなり、これら複数の炉材が常温時において互いに接しないように前記外側構造体の内面に貼り付けられている炭化油化処理炉。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の炭化油化処理炉において、上部が開口した炉本体と、この炉本体の上部開口を塞ぐ蓋体とを有し、少なくとも炉本体が前記外側構造体と前記内側構造体とで構成されている炭化油化処理炉。
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