JP3266591B2 - 断続流動式熱分解装置 - Google Patents

断続流動式熱分解装置

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JP3266591B2 JP35097899A JP35097899A JP3266591B2 JP 3266591 B2 JP3266591 B2 JP 3266591B2 JP 35097899 A JP35097899 A JP 35097899A JP 35097899 A JP35097899 A JP 35097899A JP 3266591 B2 JP3266591 B2 JP 3266591B2
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    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自治体から排出
する焼却灰や下水道汚泥や企業の施設等から排出させる
廃棄物を分解処理する熱分解装置に関し、特にこれまで
焼却処理されない、ゴム製品及びプラスチック製品等の
焼却時に有毒ガスを発生する廃棄物や産業廃棄物等につ
いても分解処理することができる熱分解装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、家庭や企業の施設等で排出される
廃棄物は、焼却処理できる可燃ゴミと、ゴム製品やプラ
スチック製品のように燃焼すると有毒ガスを発生するた
め焼却処理できない不燃ゴミと、再資源として利用でき
る紙やガラスやアルミニウム製品等のような資源ゴミ
と、工場や施設等から排出される廃油やコンクリートや
金属性の構造物等の産業廃棄物とに主に分類され、夫れ
夫れの廃棄物に対応した廃棄処理が行われている。
【０００３】一般に、可燃ゴミは焼却処理され、不燃ゴ
ミは埋立て地等の中に埋設する処理が行われている。ま
た資源ゴミは紙やガラスやアルミニウムの夫れ夫れに分
別されて、粉砕処理や溶解処理されて再資源として利用
されているる。さらに産業廃棄物は特殊加工され、夫れ
夫れに対応した特殊処理が行われている。しかしなが
ら、従来の焼却装置では廃棄物の種類によって焼却処理
できる廃棄物に制約を受けるという欠点がある。また、
焼却処理中に不完全燃焼等による煙やガス等が発生し、
周囲の環境に悪影響を与えるという欠点がある。また、
従来の焼却装置では、廃棄物を空気中で燃焼させて焼却
処理しているため、塩素系廃棄物が混入していた場合に
は、ダイオキシンや塩素化合物の発生が起こり、人的危
険といった問題も発生している。さらに、焼却灰や焼却
処理できない不燃ゴミや産業廃棄物は埋立地等に埋設処
理されているため、用地の確保が必要であり、また廃棄
物によって発せられる悪臭や廃棄物に含まれる重金属等
により周囲の環境に悪影響を与えている。
【０００４】そこで本出願人は、被処理物を密閉された
るつぼの中に入れ、当該るつぼ内を真空状態にして加熱
し、被処理物を加熱分解する装置を開発し、特許を得た
（特公平７−３４９０２号、特許第２０３８２１４
号）。この装置は、焼却する被処理物を収容するスペー
スを有し、遠赤外線を発生する熱伝導率の高い素材によ
り形成したるつぼを、支持部以外のるつぼの外周との間
に間隙を有するように炉本体内に支持して設け、上記る
つぼの開口部を炉本体の開口部の内側に位置させ、これ
らの開口部を同時に塞ぐ開閉蓋を設け、上記るつぼ内を
上記開閉蓋をしめて真空状態にしかつ被処理物を焼却す
る際に発生する気体をるつぼ内から導出する吸引管を設
け、当該吸引管の他端と接続した吸引真空装置及び気体
選別抽出装置を設け、また上記炉本体内の内周とるつぼ
外周との間隙でるつぼを加熱する加熱装置を設け、また
当該間隙に通じる排気筒を炉本体から突出させ、上記気
体選別抽出装置で抽出されない気体を上記加熱装置に帰
還させる循環路を設け、さらに上記排気筒の先端に、一
端をクリーンフィルターに接続した排気管の他端を接続
した構成である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置では、被処理物が多い場合、一定量の被処理物をるつ
ぼ内に入れて、このるつぼを密閉し、真空状態にして加
熱し、一定時間の加熱後に被処理物を取り出すといった
作業を繰り返えさなければならない。従って手間のかか
る作業となる。
【０００６】そこでこの発明は、これらの熱分解装置に
おいて、被処理物を連続して熱分解処理でき、それ故作
業効率の良い熱分解装置を提供して上記課題を解決する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１項の発明は、る
つぼ内に被処理物を入れてるつぼ内を真空にし、当該る
つぼを加熱させて被処理物を熱分解する装置において、
枠体の両側で、回転炉の両側を回転自在に支持し、この
回転炉の中心部の軸方向に筒状のるつぼを設け、このる
つぼは上記被処理物を収容する中空部の内周に軸方向に
螺旋溝が設けられ、このるつぼの開口両端部は上記枠体
に支持された投入口部及び排出口部により塞がれ、上記
回転炉内に、るつぼ内部を加熱する電熱式の加熱装置を
設け、上記投入口部内及び排出口部内には夫々二重の遮
断装置を設け、上記排出口部には、るつぼ内を真空状態
にしかつ被処理物を分解する際に発生する気体をるつぼ
内から導出する吸引管を設け、上記回転炉を回転させる
駆動装置を設けた、断続流動式熱分解装置とした。
【０００８】また、請求項２項の発明は、請求項１項の
断続流動式熱分解装置において、上記吸引管の他端に
は、吸引真空装置及び気体選別抽出装置を接続し、気体
選別抽出装置で抽出されない気体を別設の加熱装置に帰
還させる循環路を設けたものとした。また、請求項３の
発明は、上記請求項１項又は２項の断続流動式熱分解装
置において、上記加熱装置は、るつぼ内を常温から約１
２００゜Ｃまで加熱できる遠赤外線加熱装置とした。ま
た、請求項４項の発明は、上記請求項１項、２項、３項
のいずれか記載の断続流動式熱分解装置において、上記
回転炉の外周にリング状の導体を設け、この導体と回転
炉内部の加熱装置とを電気的に接続し、上記枠体に、回
転炉の回転中上記リング状導体に常に接触する接触子を
設けたものとした。
【０００９】上記請求項１項乃至４項の発明において、
被処理物は投入口部に投入され、二重の遮断装置を開閉
して回転炉の中心のるつぼ内に入れ、るつぼを密閉す
る。そこで、吸引真空装置を作動させて、吸引管によ
り、るつぼ内を真空にする。そして上記加熱装置を作動
させ、被処理物の種類によって加熱温度や時間は異なる
がるつぼを約１２００゜Ｃまで加熱し、さらに上記駆動
装置を駆動させて回転炉を回転させる。これにより、る
つぼ内の被処理物は真空状態のなかで電磁波（遠赤外線
熱放射）の超高熱エネルギーで加熱され分解されながら
回転するるつぼの内周の螺旋溝にガイドされて、るつぼ
の投入口側から排出口側に徐々に移動する。これと同時
に、上記吸引管により、被処理物の熱分解で発生する気
体をるつぼ内から導出する。従って、るつぼ内は常に吸
引管による吸引により真空状態となっている。
【００１０】また、上記吸引管によって吸引された気体
は吸引真空装置を経て気体選別抽出装置に達し、種類ご
とに気体は抽出され、選別され、液化して処分したり、
再利用することができる。気体選別抽出装置で抽出され
ない気体は別設の加熱装置に帰還させる。そこで一部は
高温によって分解され、他の一部は排気管を通り、クリ
ーンフィルターで無害な気体にされて外部に放出され
る。そして一定時間後に被処理物が加熱分解によって生
じた灰は排出口部の二重の遮断装置を開閉して、外部に
排出される。この排出された灰は冷却して別途の方法に
より固形物にしてセラミック等の製品として再利用でき
る。この様に被処理物を上記投入口部に断続的に入れ、
また排出口部から灰を断続的に排出する。これにより被
処理物を断続ながら連続的に熱分解処理する。
【００１１】
【実施の形態例】次にこの発明の実施の形態例を図に基
づいて説明する。基台１の上に水平軸で軸支された枠体
２を設け、この枠体２の両端で回転炉３の両端を回転自
在に支持している。基台１の中央部で水平軸に枠体２を
軸支したのは、回転炉３を傾けて、後述のるつぼ内のも
のを掻き出す場合等があるためである。この枠体２の両
端に固定円盤４、４を固定し、これらの固定円盤４、４
とベアリングを介して回転炉３の両端の回転円盤３ａ、
３ａを回転自在に突合せている。そしてこれらの各固定
円盤４と各回転円盤３ａとは磁力で相互に吸引されてお
り、また夫れ夫れ中央部に透孔を有している。
【００１２】また枠体２の両側下部には、上記回転炉３
の両側下部外周に接触した複数のローラ５、５を設けて
おり、これらのローラ５を駆動装置（図示省略）により
駆動回転させ、回転炉３を回転させるものである。上記
一方の固定円盤４には、チャンバー状の投入口部６が設
けられ、また、他方の固定円盤４には、チャンバー状の
排出口部７が設けられている。この投入口部６には、そ
の上部に被処理物を投入する投入ホッパー８が設けら
れ、この投入ホッパー８の下部に、第１の遮断装置とし
て回転シャッター９が設けられ、または投入口部６内
に、第２の遮断装置としてのオートシャッター１０が設
けられている。また上記排出口部７内にも第１の遮断装
置としてのオートシャッター１１が、また、排出口部７
の下部には、第２の遮断装置として回転シャッター１２
が設けられている。
【００１３】また、上記回転炉３の外周中央部には、電
源供給用の複数個の導体から成るリング体１３が設けら
れ、また外周両端側には温度測定用の複数個のリング体
１４が設けられている。これらのリング体１４は図３に
示すごとく、回転炉３の外周に、適宜間隔を開けて設け
た複数の支持台１４ａに支持され、回転炉３の外周から
浮いている。なお、リング体１３も、リング体１４と同
様に支持されている。そして回転炉３が回転した場合に
も、これのリング体１３、１４に夫れ夫れ常時接触する
接触子１５、１６が上記枠体２の上部から垂下してい
る。
【００１４】また、図２に示すように、上記回転炉３の
中心部の軸方向に、遠赤外線を発生する熱伝導率の高い
素材からなる筒状のるつぼ１７を設け、このるつぼ１７
は、図５に示すように、上記被処理物を収容する中空部
１７ａの内周に軸方向に螺旋溝１７ｂが設けられ、この
るつぼ１７の開口両端部は上記回転円盤３ａに支持さ
れ、中空部１７ａは、回転円盤３ａ及び固定円盤４の各
透孔を介して夫れ夫れ投入口部６又は排出口部７の中空
部に通じている。そしてこの排出口部７には、るつぼ１
７の中空部１７ａを真空にし、かつ被処理物の分解時に
発生する気体を吸引する吸引管１８が設けられ、この吸
引管１８の他端は図外の吸引真空装置及び気体選別抽出
装置に接続されている。
【００１５】また、上記回転炉３内のるつぼ１７の外周
には、るつぼ１７の内部を加熱する電熱式の加熱装置を
設けている。この加熱装置１９は、常温から約１，２０
０°Ｃまで加熱できる遠赤外線加熱装置で、図２及び図
４に示すように、るつぼ１７の外周に中空部を介してる
つぼの一端から他端まで設けられている。また、この加
熱装置１９は、上記リング体１３から電源を取ってい
る。
【００１６】図６の（Ａ）図、（Ｂ）図は上記投入口部
６の回転シャッター９の構成を示す断面図及び平面図で
ある。当該回転シャッター９は、上記投入口部６上部の
円形の遮蔽板２０に、同心円上に多数の透孔２１を穿
ち、この遮蔽板２０の上に回転板２２を重ねて、当該回
転板２２を軸２３を中心に回転自在とし、この回転板２
２の、上記各透孔２１の任意の一つと重なる位置に、透
孔２４を設けたものである。そして上記回転板２２を適
宜の駆動手段で回転駆動させると、断続的に透孔２４
が、透孔２２の一つと重なり、被処理物が通れるように
なっている。また、上記排出口部７の回転シャッター１
２もこの回転シャッター９と同様な構成となっている。
【００１７】図７は、投入口部６内のオートシャッター
１０の構成を示す。縦方向に設けた、断面四角形状の通
路２５内の上部に、上部シャッター２６、下部に下部シ
ャッター２７を設け、上部シャッター２６はその上端
で、通路２５の内壁に設けた蝶番２８により回動自在に
軸支され、その自由端を上げると、通路２５を塞もので
ある。また上記下部シャッター２７はその下端で、通路
２５の内壁に設けた蝶番２９により回転自在に軸支さ
れ、その自由端を下げると、上記上部シャッター２６の
自由端を持ち上げて、上部シャッター２６で通路２５を
塞ぐとともに、自らも通路２５を塞ぐ構成となってい
る。従って下部シャッター２７の自由端を持ち上げて、
反対側の通路の内壁に当てると、上部シャッター２６も
自重で下部が下がり、下部シャッター２７の内側に重な
る。これにより通路２５は遮断が解かれ、被処理物は下
方に落下する。そして上記下部シャッター２７は、通路
２５の外側に設けたシリンダー３０のピストン３１に連
結され、当該ピストン３１の動きに連動する構成となっ
ている。また、上記排出口部７のオートシャッター１１
もこのオートシャッター１０と同様な構成となってい
る。
【００１８】被処理物は上記投入ホッパー８に投入され
ると、回転シャッター９により、断続的に上記投入口部
６に移送される。この投入口部６内で被処理物が溜まる
と、オートシャッター１０が開き、回転炉３の中心のる
つぼ１７の中空部１７ａ内に入る。そこで、図外の吸引
真空装置を作動させて、吸引管１８によりるつぼ１７内
を真空にする。また上記加熱装置１９を作動させてるつ
ぼ１７を１２００゜Ｃまで加熱し、さらに駆動装置によ
りローラ５を駆動させて回転炉３を回転させる。これに
より、るつぼ１７内の被処理物は熱分解しながら、回転
するるつぼ１７の内周の螺旋溝１７ｂにガイドされて、
るつぼ１７の投入口側から排出口側に移動する。これと
同時に、上記吸引管１８により、被処理物の熱分解で発
生する気体をるつぼ内から導出する。従って、るつぼ１
７内は常に吸引管１８による吸引により真空状態となっ
ている。
【００１９】また、上記吸引管１８によって吸引された
気体は吸引真空装置を経て気体選別抽出装置に達し、抽
出、選別される。気体選別抽出装置で抽出されない気体
は別設の加熱装置に帰還させる。そして一定時間後に被
処理物が加熱分解によって生じた灰は排出口部７内のオ
ートシャッター１１を開き、一端閉じてから、回転シャ
ッター１２を通って、外部に排出される。従ってろつぼ
１７内は、投入口部６のオートシャッター１０及び排出
口部１１ないのオートシャッター１１により密閉され、
オートシャッター１０、１１の断続的な開閉により、被
処理物がるつぼ１７内に投入、排出される。被処理物の
るつぼ１７内に入っている時間は、約２０分から４０分
であり、その場合に１分間に３Ｋｇから１０Ｋｇの被処
理物を処理することができる。この様に被処理物を上記
るつぼ１７内に断続的に入れ、また排出口部７から灰を
断続的に排出する。これにより被処理物を断続ながら連
続的に熱分解処理するものである。
【００２０】
【発明の効果】請求項１項乃至３項の発明は、真空状態
のるつぼの内部を約１，２００゜Ｃに加熱して被処理物
を熱分解し、この際生じた気体を、気体選別抽出装置に
かけて、抽出、選別し、これを収集する。また当該気体
選別抽出装置で抽出されない気体は別設の加熱装置に帰
還させる。従って、有害なガスや悪臭は排出されない。
また、被処理物の加熱分解によって生じた灰は、固形物
に固化させ、再利用することができる。また、るつぼ内
を約１，２００゜Ｃに加熱できるので、熱分解の際、ダ
イオキシン等の分解ができる。その上、るつぼ内に入っ
た被処理物は、回転炉の回転により、自動的に投入口側
から排出口側に至り、排出口に移送されるため、断続的
に被処理物を熱分解処理できる。しかも、回転炉を回転
させながら、被処理物を熱分解するため、満遍なく被処
理物を分解することができる。
【００２１】また、請求項４項の発明は、上記請求項１
項乃至３項の発明の効果に加え、回転炉の外周にパンタ
グラフ状のリング体を設け、回転炉の回転中も固定した
枠体から電源等を安定して回転炉の内部に供給すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態例の装置の正面図であ
る。
【図２】この発明の実施の形態例の回転炉の断面正面図
である。
【図３】この発明の実施の形態例の装置の側面図であ
る。
【図４】この発明の実施の形態例の枠体を外した状態の
回転炉の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態例のるつぼの断面図であ
る。
【図６】この発明の実施の形態例の回転シャッターの説
明図であり、（Ａ）図は断面図、（Ｂ）図は平面図であ
る。
【図７】この発明の実施の形態例のオートシャッターの
正面図である。
【符号の説明】
１ 基台 ２ 枠体 ３ 回転炉 ４ 固定円盤 ３ａ 回転円盤 ５ ローラ ６ 投入口部 ７ 排出口部 ８ 投入ホッパー ９ 回転シャ
ッター １０ オートシャッター １１ オート
シャッター １２ 回転シャッター １３ リング
体 １４ リング体 １５ 接触子 １６ 接触子 １７ るつぼ １８ 吸引管 １９ 加熱装
置 ２０ 遮蔽板 ２１ 透孔 ２２ 回転板 ２４ 透孔 ２５ 通路 ２６ 上部シ
ャッター ２７ 下部シャッター ３０ シリン
ダー ３１ ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 F23G 5/00 H05B 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 るつぼ内に被処理物を入れてるつぼ内を
    真空にし、当該るつぼを加熱させて被処理物を熱分解す
    る装置において、枠体の両側で、回転炉の両側を回転自
    在に支持し、この回転炉の中心部の軸方向に筒状のるつ
    ぼを設け、このるつぼは上記被処理物を収容する中空部
    の内周に軸方向に螺旋溝が設けられ、このるつぼの開口
    両端部は上記枠体に支持された投入口部及び排出口部に
    より塞がれ、上記回転炉内に、るつぼ内部を加熱する電
    熱式の加熱装置を設け、上記投入口部内及び排出口部内
    には夫々二重の遮断装置を設け、上記排出口部には、る
    つぼ内を真空状態にしかつ被処理物を分解する際に発生
    する気体をるつぼ内から導出する吸引管を設け、上記回
    転炉を回転させる駆動装置を設けたことを特徴とする、
    断続流動式熱分解装置。
  2. 【請求項２】 上記吸引管の他端には、吸引真空装置及
    び気体選別抽出装置を接続し、気体選別抽出装置で抽出
    されない気体を別設の加熱装置に帰還させる循環路を設
    けたことを特徴とする、請求項１項記載の断続流動式熱
    分解装置。
  3. 【請求項３】 上記加熱装置は、るつぼ内を常温から約
    １２００゜ｃまで加熱できる遠赤外線加熱装置としたこ
    とを特徴とする、請求項１項又は２項記載の断続流動式
    熱分解装置。
  4. 【請求項４】 上記回転炉の外周にリング状の導体を設
    け、この導体と回転炉内部の加熱装置とを電気的に接続
    し、上記枠体に、回転炉の回転中上記リング状導体に常
    に接触する接触子を設けたことを特徴とする、請求項１
    項、２項又は３項のうちのいずれか記載の断続流動式熱
    分解装置。
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