JP3630366B2 - 熱分解残渣選別装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱分解残渣に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の熱分解残渣選別装置としては、熱分解反応器からの熱分解残渣を受け入れる篩い目の大きな振動式の第１の篩と、前記第１の篩いからの熱分解残渣を受け入れる篩い目の小さな振動式の第２の篩いとを設けて構成したものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によれば、各篩いが振動式になっていたために、例えば針金等の細長い熱分解残渣が篩い目に入り込んだ場合、そのまま篩い目から外れなくなりやすかった。
【０００４】
その結果、ラインを停止させてたびたび篩い目を掃除しなければならず、作業者の負担が大きくなるとともに、ラインの停止により作業効率が低くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、熱分解残渣選別装置の篩い目の掃除の頻度を従来よりも少なくすることができて作業者の労力を軽減でき、熱分解残渣の選別作業の作業効率を向上させることができるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００１３】
［構成］
熱分解反応器からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して回転する横型の中空回転体を、前記軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設け、前記中空回転体を軸芯方向で所定の長さの割合で２区画に区分けして、前記一端側に対応する側の区画の中空回転体部分に複数の篩い目を形成するとともに、他端側に対応する側の区画の中空回転体部分に、前記篩い目から漏下しなかった熱分解残渣を、前記中空回転体の回転に伴って掻き上げる所定数の掻き上げ羽根を設け、前記軸芯方向他端側の外周部に篩い目以上残渣排出口を設けてある。
【００１４】
［作用］［イ］横型の中空回転体が熱分解反応器からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して回転する。前記中空回転体は、前記軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設定してあるから、熱分解残渣は中空回転体内で前記軸芯周りの回転力を受けながら前記軸芯方向他端側に向かう。
【００１５】
［ロ］篩い目よりも小さい熱分解残渣は複数の篩い目から漏下し、篩い目から漏下しなかった熱分解残渣は前記掻き上げ羽根側に入り込み、中空回転体の回転に伴って掻き上げられながら前記軸芯方向他端側に向かい、篩い目以上残渣排出口に入り込んで排出される。
【００１６】
［ハ］その結果、複数の篩い目を形成した中空回転体を回転させながら熱分解残渣を篩い分けるから、針金等の細長い熱分解残渣が篩い目に入り込んでも、中空回転体の回転に伴って篩い目から外れやすくなる。そして、篩い目に針金等が引っ掛かったことに起因する篩い目の掃除の頻度を従来よりも減らすことができるとともに、篩い目の掃除のためのラインの停止の頻度を従来よりも減らすことができる。
【００１７】
［ニ］さらに、上記作用［ロ］により、掻き上げられた熱分解残渣が中空回転体内で落下するときの衝撃で、大きな熱分解残渣に付着しているカーボン残渣をその大きな熱分解残渣から分離させることができる。
【００１８】
これにより、本装置から排出される熱分解残渣を各種の金属選別機で選別する場合、前記大きな熱分解残渣からカーボン残渣を選別するための風力選別機を設けなくても金属の純度を高い状態にして選別することができる。
【００１９】
［効果］従って、上記作用［イ］，［ロ］，［ハ］により、篩い目の掃除の頻度を従来よりも少なくすることができて、作業者の労力を軽減でき、篩い目の掃除のためのラインの停止の頻度を従来よりも減らすことができて、熱分解残渣の選別作業の作業効率を向上させることができ、さらに、前記作用［ニ］により、装置スペースを従来よりも狭くて済むようにすることができるとともに、装置をコンパクトにすることができた。
【００２０】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００２１】
［構成］請求項１による発明の構成において、前記篩い目から漏下しなかった熱分解残渣のうちの粗大物を前記篩い目以上残渣排出口の上方を通過させる粗大物篩い分け部を設けるとともに、前記粗大物に対する粗大物排出口を設けてある。
【００２２】
［作用］請求項１の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏することができる。
【００２３】
つまり、篩い目から漏下しなかった熱分解残渣のうちの粗大物は、粗大物篩い分け部により篩い目以上残渣排出口の上方を通過して、粗大物排出口に入り込んで排出される。
【００２４】
［効果］従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を奏することができるのに加え、選別精度を向上させることができた。
【００２５】
請求項３による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００２６】
［構成］請求項２による発明の構成において、前記粗大物篩い分け部は、前記中空回転体の軸芯方向他端側に、前記軸芯方向に延びる複数の棒状部材を、前記中空回転体の周方向に並ぶ状態に片持ち支持させて構成してある。
【００２７】
［作用］請求項２の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、前記粗大物篩い分け部は、前記中空回転体の前記軸芯方向他端側に、前記軸芯方向に延びる複数の棒状部材を、前記中空回転体の周方向に並ぶ状態に片持ち支持させて構成してあるから、針金の塊のような粗大物であっても引っ掛かりにくくなる。
【００２８】
［効果］従って、請求項２の構成による効果と同様の効果を奏することができるのに加え、選別精度をより向上させることができた。
【００２９】
請求項４による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００３０】
［構成］
請求項１，２，３のいずれか一つによる発明の構成において、前記篩い目から漏下する熱分解残渣を排出案内する筒状の熱分解残渣ガイドを、前記中空回転体の外周部に設けてある。
【００３１】
［作用］請求項１，２，３のいずれか一つの構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え次の作用を奏することができる。
【００３２】
例えば、図７（ｂ）に示すように、熱分解残渣ガイド１０４を設けてないものでは、屈曲した針金７８等の細長い熱分解残渣が中空回転体８７の板状の周壁部８７Ａを挟んだ状態になって引っ掛かることがあるが、請求項４の構成によれば、図７（ａ）に示すように、熱分解残渣ガイド１０４を設けてあるから、屈曲した針金７８等の細長い熱分解残渣が、中空回転体８７の板状の周壁部８７Ａを挟むことができなくなって、針金７８等の引っ掛かかりを抑制することができるようになる。
【００３３】
［効果］従って、請求項１，２，３のいずれか一つの構成による効果と同様の効果をより得やすくなった。
【００３４】
請求項５による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００３５】
［構成］請求項１，２，３，４のいずれか一つによる発明の構成において、前記軸芯方向で隣合う篩い目同士の間隔を設定距離以上離間させてある。
【００３６】
［作用］請求項１，２，３，４のいずれか一つの構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、前記設定距離をある程度長くすることで、針金等の細長い熱分解残渣が、前記隣合う篩い目同士を跨がった状態、つまり、針金の一端部が一方の篩い目に、他端部が他方の篩い目に引っ掛った状態になりにくくなる。
【００３７】
［効果］従って、請求項１，２，３，４のいずれか一つの構成による効果と同様の効果をより得やすくなった。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３９】
図１に、家庭ゴミ等の一般廃棄物やカーシュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラントを示してある。
【００４０】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・熱分解ドラム設備２・熱分解残渣選別設備３・高温燃焼溶融設備４・ボイラ発電設備５・排ガス処理設備６から成る。
【００４１】
［前処理設備１］
廃棄物ピット７に貯留された廃棄物を破砕機で破砕し、破砕廃棄物を搬送装置等で熱分解ドラム設備２に送る。
【００４２】
［熱分解ドラム設備２］
図１，図２に示すように、廃棄物ピット７からの廃棄物をスクリューフィーダ１０がフィーダケース１１内に受け入れて熱分解ドラム１２（熱分解反応器に相当）に搬送供給し、熱分解ドラム１２により廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰囲気で約４５０°Ｃの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解する。
【００４３】
前記熱分解ドラム１２は、スクリューフィーダ１０からの廃棄物を中空内に受け入れる横型の回転ドラム２７を設けるとともに、廃棄物加熱用の加熱ガスを流通させる複数本の伝熱管２８を回転ドラム２７の中空内に、その回転ドラム２７の長手方向に沿う状態に設け、伝熱管２８に対する加熱ガス供給部２９と加熱ガス排出部３０と熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１とを設けて構成してある。
【００４４】
前記加熱ガス供給部２９に加熱ガス供給口３９を設けてあり、この加熱ガス供給口３９に熱風発生炉４１から加熱ガスを供給する。
【００４５】
熱分解ガスは、熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１に設けた熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の上端側の熱分解ガス排出口４６から排出して高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣は、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５の下端側の熱分解残渣排出口４７から排出して熱分解残渣選別設備３に送る。
【００４６】
［熱分解残渣選別設備３］図３にも示すように、熱分解ドラム設備２からの熱分解残渣を冷却振動コンベア１４で冷却しながら搬送し、鉄・アルミ等の有価物を回収し、有価物以外のカーボン残渣を図１に示す高温燃焼溶融炉１３に送る。本設備の各部の詳細な構造については後で説明する。
【００４７】
［高温燃焼溶融設備４］
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダストを高温燃焼溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。カーボン残渣中の灰分・集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出する。
【００４８】
熱分解ドラム設備２で廃棄物が燃料化されるので低空気比（１．３）で燃焼させることができ、低空気比燃焼により排ガスが少なくなる。多段燃焼・排ガス再循環をさせて低ＮＯｘ化し、十分な滞留時間をとって低ダイオキシン化する。
【００４９】
［ボイラ発電設備］
排ガスはボイラ輻射ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、過熱蒸気管群に送る。ボイラ１８で蒸気を熱回収し、タービン・発電機（図示せず）で電気として回収する。
【００５０】
［排ガス処理設備６］
排ガスをガス冷却室２１・第１バグフィルタ１７・第２バグフィルタ２２等で処理して煙突２５から排気する。
【００５１】
次に、前記熱分解残渣選別設備３について説明する。
【００５２】
図３に示すように、前記熱分解ドラム１２における熱分解残渣排出口４７（図２参照）からの熱分解残渣を冷却振動コンベア１４を介してバケットコンベア５５側に送る。冷却振動コンベア１４は窒素封入水冷ジャケットタイプであり、熱分解残渣を発火等が起こらない温度（約８０°Ｃ）まで窒素雰囲気中で冷却する。
【００５３】
そして、前記バケットコンベア５５からの熱分解残渣をシール用振動コンベア５９を介して回転篩い機８４（熱分解残渣選別装置に相当）に送る。前記シール用振動コンベア５９は、搬送面上に熱分解残渣を溜めてバケットコンベア５５側への外気の侵入を阻止している。
【００５４】
次に、前記回転篩い機８４について詳しく説明する。図３，図４に示すように前記回転篩い機８４は、熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して駆動回転する横型の中空回転体８７を、軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設けて構成してある。図４においてＯは中空回転体８７の軸芯、８５は中空回転体８７の駆動ローラ機構、８６は遊転ローラ機構である。
【００５５】
前記中空回転体８７の傾斜角は１０度である（５度〜１５度の範囲内の別の傾斜角であってもよい）。また、中空回転体８７の回転数は毎分１０回転である（毎分５回転〜１５回転の範囲内の別の回転数であってもよい）。
【００５６】
そして、前記中空回転体８７を軸芯方向で所定の長さの割合（１．５対１）で２区画に区分けして、前記一端側に対応する側の区画の中空回転体部分に、細長い小判状の複数の篩い目８８を形成するとともに、他端側に対応する側の区画の中空回転体部分に、篩い目８８から漏下しなかった熱分解残渣を、中空回転体８７の回転に伴って掻き上げる複数の掻き上げ羽根８９を設けてある（図５参照）。
【００５７】
前記篩い目８８の下方に、篩い目以下の熱分解残渣の第１排出ガイド８１を設け、掻き上げ羽根８９を挟んで複数の篩い目８８とは反対側に、篩い目以上残渣排出口１０１と、この篩い目以上残渣排出口１０１に臨む第２排出ガイド８２とを設けてある。
【００５８】
各篩い目８８は、熱分解残渣の流れ方向で下手側ほど上側に位置する傾斜姿勢に設定してあり、図６に示すように、前記軸芯方向で隣合う篩い目８８同士の間隔を設定距離以上、つまり、針金７８等の細長い熱分解残渣の一般的な長さｌよりも長い距離以上離間させてある（具体的には図６における離間距離Ｌは１００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内の距離に設定してある）。
【００５９】
これにより、針金７８等の細長い熱分解残渣が、隣合う篩い目８８に跨がった状態、つまり、針金７８の一端部が一方の篩い目に、他端部が他方の篩い目８８に引っ掛った状態になりにくくなる。
【００６０】
前記掻き上げ羽根８９は、前記軸芯方向に沿う複数の細長い板材を、中空回転体８７の周方向に一定の間隔で並ぶ状態に中空回転体８７の内周部に固着して構成してある。
【００６１】
また、前記熱分解残渣のうちの粗大物を篩い目以上残渣排出口１０１の上方を通過させる粗大物篩い分け部１０５を設けるとともに、この粗大物篩い分け部１０５と、中空回転体８７の他端側の開口を覆う排出ケース１０６を設け、この排出ケース１０６の下端部に粗大物排出口８３を形成してある。
【００６２】
図８にも示すように前記粗大物篩い分け部１０５は、中空回転体８７の軸芯方向他端側に、軸芯方向に沿う複数の棒状部材７９を、中空回転体８７の周方向に並ぶ状態に片持ち支持させて構成してある。
【００６３】
上記の構造により、横型の中空回転体８７が熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して回転する。中空回転体８７は、軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設定してあるから、熱分解残渣は中空回転体８７内で軸芯周りの回転力を受けながら軸芯方向他端側に向かう。
【００６４】
そして、篩い目８８よりも小さい熱分解残渣は複数の篩い目８８から漏下し、篩い目８８よりも大きな熱分解残渣は、掻き上げ羽８９根側に入り込み、中空回転体８７の回転に伴って掻き上げられながら軸芯方向他端側に向かい、篩い目以上残渣排出口１０１に入り込んで排出される。
【００６５】
熱分解残渣のうちの粗大物は粗大物篩い分け部１０５により篩い目以上残渣排出口１０１の上方を通過して、粗大物排出口８３に入り込んで排出される。
【００６６】
複数の篩い目８８を形成した中空回転体８７を回転させながら熱分解残渣を篩い分けるから、針金７８等の細長い熱分解残渣が篩い目８８に入り込んでも、中空回転体８７の回転に伴って篩い目８８から外れやすくなる。
その結果、例えば篩い目８８に針金７８等が引っ掛かったことに起因する篩い目８８の掃除の頻度を減らすことができるとともに、篩い目８８の掃除のためのラインの停止の頻度を減らすことができる。
【００６７】
さらに、掻き上げられた熱分解残渣が中空回転体８７内で落下するときの衝撃で、大きな熱分解残渣に付着しているカーボン残渣をその大きな熱分解残渣から分離させることができる。
【００６８】
次に前記回転篩い機８４の周りの構造について説明する。
【００６９】
前記回転篩い機８４の第１排出ガイド８１から排出された熱分解残渣は、粉砕機９８に送り、その後、篩い目が１ｍｍの振動スクリーン９７に送って異物とカーボン残渣とを分離し、カーボン残渣をカーボン残渣サイロ６１に、異物を異物バンカ９１に送る。
【００７０】
前記第２排出ガイド８２からの熱分解残渣は磁選機９５に送り、鉄類を鉄バンカ９３に回収する。鉄類以外の熱分解残渣はアルミ選別機９６に送って、アルミをアルミバンカ９６に回収する。アルミ以外の熱分解残渣は振動スクリーン９０に送る。そして、振動スクリーン９０で選別された異物を異物バンカ９１に送るとともに、異物以外の熱分解残渣を前記粉砕機９８に送る。前記排出ケース１０６の粗大物排出口８３から排出された粗大物は、粗大物バンカ９４に送る。
【００７１】
そして、前記排出ケース１０６の上方に形成したガス排出口からのガスを、バグフィルタ６６に送り込み、煤塵を前記粉砕機９８の上手側に戻す。
【００７２】
前記カーボン残渣サイロ６１からのカーボン残渣は高温燃焼溶融炉１３にその炉頂側から吹き込む（図１参照）。
【００７３】
［別実施形態］
前記中空回転体８７の軸芯方向における篩い目群の長さと掻き上げ羽根群の長さとの割合は、上記の数値（１．５対１）に限られるものでない。
【００７４】
図７（ａ）に示すように、前記篩い目８８から漏下する熱分解残渣を排出案内する筒状の熱分解残渣ガイド１０４を、各篩い目８８ごとに中空回転体８７の外周部に連設してあってもよい。
【００７５】
前記回転篩い機８４は、前記中空回転体８７のほぼ全長にわたる部分に篩い目群を形成し、中空回転体８７の軸芯方向他端側に、篩い目８８から漏下しなかった熱分解残渣を排出させる篩い目以上残渣排出口１０１を設けて構成してあってもよい。
【００７６】
つまり、熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して回転する横型の中空回転体８７を、軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設け、中空回転体８７に複数の篩い目８８を形成し、中空回転体８７の軸芯方向他端側に、篩い目８８から漏下しなかった熱分解残渣を排出させる篩い目以上残渣排出口１０１を設けてあってもよい。
【００７７】
前記篩い目８８の形状・姿勢は上記の形状・姿勢に限られるものではない。
【００７８】
図９（ａ），図９（ｂ）に示すように前記粗大物篩い分け部１０５は、熱分解残渣のうちの粗大物を篩い目以上残渣排出口１０１の上方を通過させ、かつ、粗大物以外の熱分解残渣を篩い目以上残渣排出口１０１に落下させるらせん状の送り部材１０７を設けて構成してあってもよい。
【００７９】
以上の実施形態で挙げた数値は一例であり、別の数値であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱分解ガス化溶融プラントの概略図
【図２】熱分解ドラム設備の概略縦断面正面図
【図３】熱分解残渣選別設備の概略図
【図４】熱分解残渣選別装置の縦断正面図
【図５】図５におけるＡ−Ａ視図
【図６】篩い目を示す展開図
【図７】別実施形態における篩い目等の断面図
【図８】図５におけるＢ−Ｂ視図
【図９】別実施形態の正面図
【符号の説明】
１２ 熱分解反応器
７９ 棒状部材
８３ 粗大物排出口
８７ 中空回転体
８８ 篩い目
８９ 掻き上げ羽根
１０１ 篩い目以上残渣排出口
１０４ 熱分解残渣ガイド
１０５ 粗大物篩い分け部

Claims (5)

1. 熱分解反応器からの熱分解残渣を軸芯方向一端側から受け入れ収容して回転する横型の中空回転体を、前記軸芯方向一端側が他端側よりも高所に位置する傾斜姿勢に設け、前記中空回転体を軸芯方向で所定の長さの割合で２区画に区分けして、前記一端側に対応する側の区画の中空回転体部分に複数の篩い目を形成するとともに、他端側に対応する側の区画の中空回転体部分に、前記篩い目から漏下しなかった熱分解残渣を、前記中空回転体の回転に伴って掻き上げる所定数の掻き上げ羽根を設け、前記軸芯方向他端側の外周部に篩い目以上残渣排出口を設けてある熱分解残渣選別装置。
2. 前記篩い目から漏下しなかった熱分解残渣のうちの粗大物を前記篩い目以上残渣排出口の上方を通過させる粗大物篩い分け部を設けるとともに、前記粗大物に対する粗大物排出口を設けてある請求項１に記載の熱分解残渣選別装置。
3. 前記粗大物篩い分け部は、前記中空回転体の軸芯方向他端側に、前記軸芯方向に延びる複数の棒状部材を、前記中空回転体の周方向に並ぶ状態に片持ち支持させて構成してある請求項２に記載の熱分解残渣選別装置。
4. 前記篩い目から漏下する熱分解残渣を排出案内する筒状の熱分解残渣ガイドを、前記中空回転体の外周部に設けてある請求項１，２，３のいずれか一つに記載の熱分解残渣選別装置。
5. 前記軸芯方向で隣合う篩い目同士の間隔を設定距離以上離間させてある請求項１，２，３，４のいずれか一つに記載の熱分解残渣選別装置。

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