JP3479626B2 - 多管式外熱キルン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多管式外熱キルン
に係り、特に、エネルギーロスを低減し、出口排ガス中
の粉塵濃度を低減することができる多管式外熱キルンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人体にとって有害な有機塩素化合物、特
に芳香族系化合物、例えばＰＣＤＤ（ポリ塩素化ジベン
ゾダイオキシン）、ＰＣＤＦ（ポリ塩素化ジベンゾフラ
ン）等のような高毒性の芳香族系塩素化合物は、農薬の
副生物またはごみ焼却の際の二次生成物として生成さ
れ、環境を汚染することが知られている（Ｋ．Ｏｌｉｅ
ｅｔ ａｌ，Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ，６，４５５（１
９７７）、およびＴ．Ｗａｋｉｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ，
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ Ｐｅｒｓ
ｐｅｃｔｉｖｅｓ，５９，１５９（１９８５））。

【０００３】本発明者は、ごみ焼却処理施設から排出さ
れる有機塩素化合物を低減するため、種々の研究を重ね
た結果、ごみ焼却処理施設に付設されている電気集塵器
（ＥＰ）およびその他の煤塵除去装置から排出される焼
却灰中に、前記ＰＣＤＤやＰＣＤＦ等の有機塩素化合物
が混入するおそれがあることが分かった。焼却灰にＰＣ
ＤＤやＰＣＤＦ等が含有していると、これを、例えば埋
立等に用いた場合、浸出水等を経て人体や動植物に還流
し、悪影響を及ぼすことが考えられる。

【０００４】図４は、このような焼却灰の加熱脱塩素化
処理装置のフローを示す説明図である。図において、こ
の装置は、例えばごみ焼却施設で発生する集じん灰等４
０を貯留する原灰バンカ３３と、該原灰バンカ３３の後
流に原灰定量フィーダ３４およびスクリューコンベア３
５を介して連結された加熱脱塩素化処理機３６と、該加
熱脱塩素化処理機３６の出口に連結された灰冷却機３７
と、加熱脱塩素化処理機３６から排出される分解生成ガ
ス中のダストを捕集するダストコレクタ３１から主とし
て構成されている。３２は、ダストコレクタ３１で捕集
したダストを原灰バンカ３３に送るダストコンベア、３
８は、処理灰コンベアである。

【０００５】ごみ焼却処理施設の焼却炉から排出される
集じん灰等４０は、原灰バンカ３３に投入され、ダスト
コレクタ３１で捕集されてダストコンベア３２を介して
送られてくるダストと混合して貯留されたのち、原灰定
量フィーダ３４およびスクリューコンベア３５を経て加
熱脱塩素化処理機３６に送られ、ここで所定温度で加
熱、脱塩素化処理されたのち後流の灰冷却機３７に送ら
れて所定温度に冷却され、その後、処理灰コンべア３８
を経て図示省略した、例えば処理灰バンカに供給して貯
留される。加熱脱塩素化処理機３６としては、例えば薄
層移動外部加熱方式の加熱処理装置、バドル攪拌外部加
熱方式の加熱処理装置、直接または外部加熱式のロータ
リーキルン等が知られており、近年多管式外熱キルンが
好適に使用されている。

【０００６】図５は、従来の多管式外熱キルンの説明
図、図６は、図５における加熱管の終端開口部を示す説
明図である。図５および６において、この装置は加熱炉
１と、該加熱炉１の軸心部を下り勾配を以て貫通する複
数の加熱管（内筒）２と、該加熱管２の始端側の単筒部
（入口側単筒部）３および終端側の単筒部（出口側単筒
部）４と、前記始端側単筒部３に設けられた被処理物の
投入部５および終端側単筒部４に設けられた、処理物出
口７を有する出口フード６と、該出口フード６に設けら
れた排ガス出口１０とから主として構成されている。８
は、加熱管２を公転させる駆動モータ、９は、架台、１
２は、加熱管２の長軸に平行に内壁面から直立して設け
られたリフターである。なお、入口側および出口側単筒
部はそれぞれキルンの回転駆動部分に当接し、回転する
ようになっている。

【０００７】被処理物である、例えば集じん灰等は、被
処理物の投入部５から始端側単筒部３に投入され、公転
する加熱管２に流入し、リフター（掻き上げ板）１２の
掻き上げ作用および加熱管２の下り勾配によって、加熱
炉１が配設された加熱部１１を出口フード６方向に移動
し、この間に前記加熱炉１で、例えば５００℃に加熱さ
れ、焼却灰に含まれる有害有機塩素化合物が分解され
る。ダイオキシン等の有害有機塩素化合物が分解除去さ
れた焼却灰は加熱管２の終端部から流出し、終端側単筒
部４を経て、出口フード６に流入し、該出口フード６の
処理物出口７から処理灰として排出され、図示省略した
冷却機で、例えば１００℃以下に急冷される。一方、出
口フード６で処理灰と分離された分解生成ガス（以下、
排ガスともいう）は、出口フード６の排ガス出口１０か
ら系外に排出され、別途処理される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、加熱部１１を通過した処理灰が、加熱炉１が
設けられていない終端側単筒部４を経て出口フード６に
流入し、該出口フード６の処理物出口７に落下して排出
されるために、前記終端側単筒部４の出口における処理
灰温度が加熱管２の出口処理灰温度に較べて著しく低く
なる。

【０００９】一般に、焼却灰の加熱脱塩素化処理装置に
おいては、加熱装置出口処理灰温度として終端側単筒部
出口処理灰温度を用い、該終端側単筒部出口処理灰温度
が所定温度、例えば４５０℃になるように運転、制御さ
れる。上記従来技術において、終端側単筒部４の出口処
理灰温度を、例えば４５０℃に設定するためには、前記
単筒部４での温度低下を加味して加熱部１１の温度を４
５０＋５０〜１５０℃に設定しなければならず、エネル
ギー損失が大きく、かつ加熱管２が熱的に損耗し易いと
いう問題があった。

【００１０】また、多管式外熱キルンにおいては、前記
複数の加熱管２は、公転軸１３を中心として公転するの
で、処理灰１４は、図５に示した加熱管２の終端開口部
の、円形軌跡上の各所から排出されることになり、最上
部に移動した加熱管２から排出される処理灰の、処理物
出口７に至るまでの落差が大きいので粉塵として舞い上
がり易くなり、排ガスに同伴される割合が大きくなって
排ガス処理系統における集塵装置の負荷が増大するとい
う問題があった。本発明の課題は、上記従来技術の問題
点を解決し、エネルギー損失が小さく、しかも処理灰の
回収率を高めて排ガスに同伴する処理灰量を著しく低減
することができる、多管式外熱キルンを提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）筒状の加熱炉と、該加熱炉の軸心部を通って貫通
する複数の加熱管と、該加熱管の始端側および終端側に
それぞれ設けられた単筒部と、前記始端側単筒部に設け
られた原料投入手段と、前記加熱管を公転させる回転手
段とを有し、前記原料投入手段から投入された被処理物
を、公転する前記加熱管に導入して加熱処理したのち該
加熱管の終端部および前記終端側単筒部を経て排出する
多管式外熱キルンにおいて、前記加熱管の終端開口部
に、該開口部のうち加熱管の公転軸に近接する直径方向
の部分１／３ないし５／６を遮蔽する切頭円形蓋材を設
けたことを特徴とする多管式外熱キルン。 （２）前記開口面積の前記遮蔽部分が１／２ないし４／
５である（１）に記載の多管式外熱キルン。 （３）前記加熱管の終端部が前記終端側単筒部の終端部
まで延設され、かつ該延設部分内部に被処理物の移送手
段が設けられている（１）または（２）に記載の多管式
外熱キルン。 （４）前記被処理物の移送手段がスクリュー羽根である
ことを特徴とする（３）に記載の多管式外熱キルン。

【００１２】本発明においては、加熱管の終端部を遮蔽
する切頭円形蓋材１５の大きさを、加熱管の終端開口部
のうち加熱管の公転軸に近接する直径方向の部分１／３
以上、５／６以下、好ましくは１／２以上、４／５以下
を覆うものとするが、これによって、処理灰１４が、公
転する加熱管２の円形の軌跡の下側部分のみから排出さ
れるようになり、処理物出口７に至るまでの落差が小さ
くなるので、排ガス中に同伴されるダスト量の増大を防
止することができる。すなわち図２における最上位置の
加熱管２からの処理灰の流出が阻止され、処理灰は、最
下部の加熱管の開口部および左右両側の加熱管の開口部
の下側部分からのみ排出されるので、処理物出口７まで
の落差が小さくなり、その飛散が防止され、排ガス中に
同伴されるダスト量をより低減することができ、またそ
れに伴うエネルギ損失を防止することができる。なお、
上記遮蔽部分が１／３未満では蓋材としての効果が充分
でなく、処理灰の排ガス中への飛散が避けられず、また
５／６を越えると、処理灰の排出が過度に制限され、処
理能力が低下する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す多管式外
熱キルンの説明図、図２は、図１の加熱管の終端開口部
を示す説明図である。図１および図２において、この装
置が図４および図５に示した従来装置と異なるところ
は、加熱管２の終端部を終端側単筒部４の終端部まで延
ばし、その終端開口部に、該開口部面積の加熱管２の公
転軸１３に近接する直径方向の部分約２／３を遮蔽する
切頭円形蓋材１５を設けた点である。すなわちこの装置
は、筒状の加熱炉１と、該加熱炉１の軸心部を通って貫
通する複数の加熱管（内筒）２と、該加熱管２の始端側
および終端側にそれぞれ設けられた単筒部３および４
と、前記始端側単筒部３に設けられた原料投入手段とし
ての被処理物の投入部５と、前記加熱管２を公転させる
回転手段としての駆動モータ８とを有する多管式外熱キ
ルンにおいて、前記加熱管２の終端部を前記終端側単筒
部４の終端部まで延設し、かつ加熱管２の終端開口部
に、該開口部面積のうち加熱管２の公転軸１３に近接す
る直径方向の部分２／３を遮蔽する切頭円形蓋材１５を
設けたものである。

【００１４】このような構成において、被処理物であ
る、例えば集じん灰等は、被処理物投入部５からキルン
内に投入され、公転する加熱管２に流入し、出口方向へ
の下り勾配と加熱管の公転作用により、リフター１２
（図６）による撹拌作用を受けながら加熱部１１を出口
フード６方向に移動し、この移動の間に加熱管２内で、
例えば５００℃に均一に加熱され、焼却灰に含まれる有
害有機塩素化合物が分解される。ダイオキシン等の有害
有機塩素化合物が分解除去された焼却灰は、加熱管２の
終端開口部から排出されて直接出口フード６に流入し、
該出口フード６の処理物出口７から系外へ排出される。
このとき、加熱管２の終端開口部には蓋材１５が設けら
れているので、図２に示すように処理灰１４は公転する
加熱管２の終端開口部の円形の軌跡のうち主に下側部分
から排出されるようになり、処理灰の落差が従来装置に
較べて小さくなるので、その飛散が防止され、排ガス
（分解生成ガス）中に混入することなく、大部分が処理
物出口７から系外に排出される。一方、分解生成ガス
は、同伴されるダストが非常に少ない排ガスとして出口
フード６の排ガス出口１０から系外に排出され、別途処
理される。

【００１５】本実施例によれば、加熱管２の終端開口部
に、公転軸１３に近接する部分を覆う蓋材１５を設けた
ことにより、図２に示したように、処理灰１４が、公転
する加熱管２の円形の軌跡の下側部分のみから排出され
るようになり、処理物出口７に至るまでの落差が小さく
なるので、舞い上がりによる排ガス中に同伴されるダス
ト量の増大を防止することができる。従って、排ガス処
理系統における集塵装置の負荷を低減することができ
る。

【００１６】また加熱管２の終端部を、終端側単筒部４
の終端部まで延設したことにより、加熱部１１の後流の
終端側単筒部４と加熱処理灰との接触がなくなり、前記
終端側単筒部４、すなわち加熱管２の終端部の出口処理
灰温度と加熱部１１の処理灰温度をほぼ同一温度とする
ことができるので、加熱部温度を従来技術のように極端
に高く設定する必要がなくなるので、エネルギ損失が低
減する。また図３は、本発明の他の実施例を示す多管式
外熱キルンの説明図であるが、図１の装置と異なる点
は、延設した加熱管２内に被処理物の移送手段としてス
クリュー羽根を設けたことである。この実施例によれ
ば、延設した加熱管２内に移動手段としてスクリュー羽
根１６を設けたことにより、加熱管の公転に従って処理
灰がスクリュー羽根に沿って出口終端まで迅速に移動
し、加熱管２内の処理灰の滞留時間を短くし、温度低下
を防止することができる。

【００１７】なお、上記加熱管の延設は、既設の装置を
改善する場合について述べたものであるが、装置を新設
する場合は、最初から終端側単筒部に加熱管を設けた設
計とすることもできる。また延設する加熱管やリフター
は、装置本体から着脱自在にしておけば、加熱管内の清
掃などに便利である。

【００１８】

【実施例】次に本発明の具体的実施例を説明する。 実施例１図３の装置を用い、終端側単筒部４出口温度を
４５０℃に設定して、都市ごみ焼却炉の集じん灰を加熱
脱塩素化処理したところ、加熱部１１の実測温度は５５
０℃であった。また、出口フード６から流出する排ガス
中のダスト濃度は５ｇ／Ｎｍ³ であった。

【００１９】比較例１ 図５の従来装置を用いて実施例１と同様の焼却灰につい
て同様の加熱脱塩素化処理をしたところ、加熱部１１の
実測温度は５９０℃であり、排ガス中のダスト濃度は１
５ｇ／Ｎｍ³ であった。実施例１と比較例１の結果をま
とめてめて表１に示す

【００２０】

【表１】 表１において、加熱管２の終端部を、終端側単筒部４の
終端部まで延設し、加熱管２の終端開口部に蓋材１５を
設けた実施例１の方が、比較例１に較べて排ガス中のダ
スト濃度が著しく少なくなっており、また加熱部１１の
加熱温度を低くすることができるので、エネルギ効率が
改善されたことが分かる。これは、単筒部４内に加熱管
を延設したことにより、外気と接触している単筒部４と
加熱処理灰の接触が断たれたことと、加熱管終端部に蓋
材１５を設けたことによる処理灰の落差低減効果によっ
て飛灰が低減したことによるものと思われる。

【００２１】

【発明の効果】本願の請求項１および２に記載の発明に
よれば、処理灰の温度低下が生じる終端側単筒部と加熱
処理灰との接触がなくなるので、エネルギ効率が向上す
る。また処理灰の排出を、加熱管終端部開口部の公転す
る円形の軌跡の下側位置で主に行うことができるので、
処理灰が落下する際の落差が小さくなってその飛散が防
止されるので、排ガスに同伴されるダスト量を低減して
排ガス処理系統における集塵装置の負荷を軽減し、また
エネルギ損失を低減することができる。

【００２２】本願の請求項３および４に記載の発明によ
れば、上記の効果に加え、終端側単筒部の加熱管内の処
理灰の移動を迅速に行なうことができるので、エネルギ
効率がさらに改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す多管式外熱キルンの説
明図。

【図２】図１の加熱管終端部分を示す説明図。

【図３】本発明の他の実施例を示す多管式外熱キルンの
説明図。

【図４】一般的な、焼却灰の加熱脱塩素化処理装置の系
統を示す図。

【図５】従来技術の説明図。

【図６】図４の加熱管の出口部分を示す説明図。

【符号の説明】

１…加熱炉、２…加熱管（内筒）、３…始端側単筒部、
４…終端側単筒部、５…被処理物の投入部、６…出口フ
ード、７…処理物出口、８…駆動モータ、９…架台、１
０…排ガス出口、１１…加熱部、１２…リフター、１３
…加熱管の公転軸、１４…処理灰、１５…蓋材、１６…
スクリュー羽根、３１…ダストコレクタ、３２…ダスト
コンベア、３３…原灰バンカ、３４…原灰定量フィー
ダ、３５…スクリューコンベア、３６…加熱脱塩素化処
理機、３７…灰冷却機、３８…処理灰コンベア、４０…
集じん灰（原灰）、４１…分解生成ガス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｚ // Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｆ２３Ｊ 1/00 Ａ (72)発明者 柳原 敏朗 神奈川県藤沢市白旗３−１−８ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27B 7/02 F27B 7/16 F27B 7/18 F27D 3/08 F27D 3/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の加熱炉と、該加熱炉の軸心部を通
   って貫通する複数の加熱管と、該加熱管の始端側および
   終端側にそれぞれ設けられた単筒部と、前記始端側単筒
   部に設けられた原料投入手段と、前記加熱管を公転させ
   る回転手段とを有し、前記原料投入手段から投入された
   被処理物を、公転する前記加熱管に導入して加熱処理し
   たのち該加熱管の終端部および前記終端側単筒部を経て
   排出する多管式外熱キルンにおいて、前記加熱管の終端
   開口部に、該開口部のうち加熱管の公転軸に近接する直
   径方向の部分１／３ないし５／６を遮蔽する切頭円形蓋
   材を設けたことを特徴とする多管式外熱キルン。
2. 【請求項２】 前記開口面積の前記遮蔽部分が１／２な
   いし４／５である請求項１に記載の多管式外熱キルン。
3. 【請求項３】 前記加熱管の終端部が前記終端側単筒部
   の終端部まで延設され、かつ該延設部分内部に被処理物
   の移送手段が設けられている請求項１または２に記載の
   多管式外熱キルン。
4. 【請求項４】 前記被処理物の移送手段がスクリュー羽
   根であることを特徴とする請求項３に記載の多管式外熱
   キルン。