JP3658743B2 - ロータリーキルン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機質排材を炭化するためのロータリーキルンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炉体内を水平な炉床で仕切って上部の加熱室と下部の排ガス処理室とを構成し、加熱室には外周に長さ方向に間隔をあけて複数の排気筒を形成したレトルトをほぼ水平姿勢で回転するように配設するとともに複数のバーナーをレトルトの長さ方向に沿って配設し、炉床には複数の吸引孔をレトルトの長さ方向に沿って形成し、排ガス処理室には１または複数のバーナーを設けるとともに排ガスを排出する煙突に連通し、レトルトに投入した有機質排材が加熱により炭化されて排気筒から放出される乾留ガスの燃焼によってレトルトを加熱するとともに、その排ガスが吸引孔を通って排ガス処理室に集まり、そこに設けられたバーナーにより二次燃焼することにより脱臭、脱煙されて煙突から排出するようにした有機質排材炭化用のロータリーキルンは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのようなロータリーキルンは加熱室内の排ガスを排ガス処理室に均等に吸引するようになっていたが、有機質排材はその種類によって水蒸気や乾留ガスの発生量及び排出位置が異なり、加熱室内の排ガスを排ガス処理室に均等に吸引したのでは乾留ガス有効に燃焼されず熱効率が低い場合があるという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
このような課題を解決するための手段として、請求項１の発明は炉床の上面を進退することにより複数の吸引孔の吸引量を個別に調節するダンパーをレトルトの長さ方向に沿って設け、また、進退により排ガス処理室内の排ガス案内路の開度を調節するダンパーをも備えることにより、加熱室内の排ガスを処理すべき有機質廃材の種類によって最適な位置から排ガス処理室に吸引して効率のよい処理を確実に実施することができる効果がある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００６】
図において１は炉体であって、下方に設けられた水平な炉床２によって上部の加熱室３と下部の排ガス処理室４が構成され、加熱室３には円筒形のレトルト５がわずかな間隙をあけてほぼ水平に貫設されてその両突出端の取り付けられたリング６がスタンド７に支持されたローラー８に支承されていて一方のローラー８の駆動によりレトルト５が一方向に回転駆動され、レトルト５の入口側に設けられた遮蔽板９にわずかな間隙をあけてスクリューコンベア１０が挿入され、出口側には螺旋式外気遮断装置１１と排出口１２が形成されているとともに、レトルト５の炉体１内には内端を出口側に向けた６本の排気筒１３がレトルト５の長さ方向に等間隔をあけて取り付けられている。
【０００７】
炉体１の加熱室３の下部の一側の炉壁には、レトルト５の入口から出口に向かって６個のバーナー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆが等間隔で配置され、各バーナー１４の上方には空気打込孔１５が形成されている。
【０００８】
炉床２の上記一側には２個で一対をなす９対の吸引孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈ、１６ｉがレトルト５の入口から出口に向かって等間隔で形成されていて、炉床２の上面を進退することにより各１対の吸引孔１６の開度を調節するダンパー１７が上記一側の炉壁を貫いて設けられている。
【０００９】
排ガス処理室４内には、図２に示すように、上記一側寄りの位置に中央の開口１９を除いて上下間をふさぐ第１仕切板１８が形成されて上記一側の炉壁との間に排ガス案内路２０が構成されているとともに、第１仕切板１８と他側の炉壁との間に両側の開口２２を除いて上下間をふさぐ第２仕切壁２１がられており、排ガス案内路２０には進退によりその開度を調節する４個のダンパー２３が上記一側の炉壁を貫いて設けられ、中央の２枚のダンパー２３の間の炉壁には開口１９を指向する排ガス焼却用バーナー２４とその上方の空気打込孔２５が設けられている。
【００１０】
排ガス処理室４の他側の中央には煙道２６が突設され、図３に示すように、ダンパー２８を介して煙突２７が連設されている。
【００１１】
本実施の形態は上記構成になり、ダンパー１７、２３、２８を後退させることにより吸引孔１６を開き、吸引孔１６を開口１９に連通させ、かつ、煙突２７を開いた状態においてバーナー１４から火炎を噴出し、レトルト５を回転しつつスクリューコンベア１０によりレトルト５内に有機質排材を投入すると、レトルト５内は外気の侵入がほぼ遮断されているから、レトルト５内の有機質排材は出口側へ移動しつつ撹拌されて加熱されることにより、水蒸気と乾留ガスが発生して排気筒１３から加熱室３内に放出され、炭化物が排出口１２から排出される。
【００１２】
乾留ガスは加熱室３内において燃焼し、また、一部は未燃焼のまま吸引孔１６を通って排ガス処理室４内に流入して排ガス焼却用バーナー２４の燃焼炎とともに未燃焼の乾留ガスが開口１９から第２仕切壁２１の両側の開口２２を通って煙道２６に達する間に焼却され、煙道２６を通って煙突２７から排出されるのであるが、レトルト５から排気筒１３を通って加熱室３内に流入した乾留ガスをすべて加熱室内で燃焼させるとレトルト５が必要以上の高温度に加熱されるため、加熱室内の温度が一定以上になったら適宜のバーナー１４を消して乾留ガスの燃焼により加熱室内の温度を一定値に保つ必要があり、また、ダンパー１７、２３を総て後退させて総ての吸引口１６を開口１９に連通させるとレトルト５から加熱室３へ流入した乾留ガスの大部分が未燃焼のまま排ガス処理室４に流れてレトルト５の加熱に役立たないため、適宜の吸引孔１６を開口１９と遮断する必要がある。
【００１３】
つぎに、各種の有機質排材を上記実施の形態のロータリーキルンを用いて行った炭化処理の実験結果を示す。
【００１４】
なお、すべての実験例はレトルト５内の温度が所定の値に達するまですべてのバーナー１４を燃焼させた後に行った。
【００１５】
また、すべての実験例において排ガス流入室２０のすべてのダンパー２３及び煙突２７のダンパー２８は全開状態であった。
【００１６】
実験例１
古紙の再生工程において排出されるパルプスラッジ７０％と、その工程の第１段階で取り出されるスクリーン滓（紙にコートされた高カロリーの合成樹脂）３０％を混合し、水分を２８％に乾燥したものを１時間当たり投入量３２ｋｇ、レトルト５内通過時間１８分、レトルト入口温度７３０℃、出口温度６８０℃の条件を保ち、Ａ設定においては出口側の２つの吸引孔１６ｈ、１６ｉのみを全開として他の吸引孔はすべて閉ざすとともに入口側から２つ目のバーナー１４ｂと排ガス焼却用バーナー２４のみを燃焼させたところ１トンの処理物を炭化するのに４５．３ｋｇの燃料ガスで済んだが、出口側の２つの吸引孔１６ｈ、１６ｉに加えて入口側の吸引孔１６ａを全開するとともに排ガス焼却用バーナー２４と入口側から２つ目にバーナー１４ｂに加えて出口側から３つ目のバーナー１４ｄを燃焼させたＢ設定においては１トンの処理物を炭化するのに８４ｋｇの燃料ガスを必要とした。
【００１７】
これは、一般のパルプスラッジに比べて樹脂分の多いスクリーン滓が３０％混合されており、レトルト５内に投入直後の低温状態から乾留ガス発生するのであって、Ｂ設定のようにレトルト５の入口付近の吸引孔１６ａを開いてその乾留ガスを吸引してしまうと加熱室３内のレトルト５内の温度を維持することができず、Ａ設定に比べて出口側のバーナー１４ｄを燃焼させなければならなかったからである。
【００１８】
なお、Ａ設定においてもＢ設定においても排ガス焼却用バーナー２４を燃焼させるとともにその上の空気打込孔２５から燃焼用の二次エアーを打ち込んで排ガス処理室４内において未燃焼の乾留ガスを焼却するのであって、その温度は８８０〜９００℃に達し、脱臭脱煙とともにダイオキシンの発生も阻止されるが、上記のようにＡ設定の方が燃料が大幅に節減される点で優れている。
【００１９】
実験例２
水分４６．５％（Ａ設定）と４３．１％（Ｂ設定）に乾燥した脱水下水道汚泥をＡ設定ではレトルト５の入口端の吸引孔１６ａと中間近くの引孔１６ｇを開き、レトルト５の入口の温度を７５０℃、出口の温度を６８０℃、被処理物の１時間当たりの投入量を３６．５ｋｇ、レトルト５内通過時間を２２分の条件で炭化処理したところ被処理物１トンを炭化するのに２３．３ｋｇの燃料ガスを必要としたのに対し、Ｂ設定ではレトルト５の出口側の３つの吸引孔１６ｇ、１６ｈ、１６ｉを開き、レトルト５の入口の温度を７３０℃、出口の温度を６７０℃、被処理物の１時間当たりの投入量を４０．０ｋｇ、レトルト５内通過時間を２１分としたところ被処理物１トンを炭化するのに要する燃料ガスは３２．４ｋｇであった。
【００２０】
なお、加熱用バーナー１４はＡ設定、Ｂ設定とも入口から２つ目１４ｂのみを燃焼させ、排ガス焼却用バーナー２４も燃焼を停止した。
【００２１】
この実験例のように、水分の多い処理物はまず水蒸気が発生した後乾留ガスが発生するためＡ設定のように加熱室３から先に水蒸気を吸引して排ガス処理室４へ流した後続いて発生する乾留ガスを加熱室内で燃焼させて加熱室３内の温度を維持すると、Ｂ設定のように水蒸気とともに乾留ガスを排ガス処理室４へ吸引した場合のように加熱室３の温度を維持するためにバーナー１４ｂの燃焼ガス量を増大する必要がなく、ランニングコストが低くなる。
【００２２】
実験例３
水分２３％に乾燥したし尿汚泥をＡ設定ではレトルト５の出口端の吸引孔１６ｈと１６ｉを開き、加熱用バーナー１４ａ〜１４ｆはすべて燃焼させず、レトルト５の温度を７５０℃、被処理物の１時間当たりの投入量を４２ｋｇ、レトルト５内通過時間を３９分の条件で炭化処理したところ被処理物１トンを炭化するのに４０ｋｇの燃料ガスを必要としたのに対し、Ｂ設定ではレトルト５のすべての吸引孔１６ａ〜１６ｉを開き、加熱用バーナー１４は入口端の１個１４ａのみを燃焼させ、レトルト５の温度を７００℃、被処理物の１時間当たりの投入量を４０ｋｇ、レトルト５内通過時間を３１分としたところ被処理物１トンを炭化するのに要する燃料ガスは７８ｋｇであった。
【００２３】
なお、Ａ設定においてもＢ設定においても、排ガス焼却用バーナー２４は燃焼させた。
【００２４】
本実験例において、Ａ設定では出口側の吸引孔１６ｈ、ｉのみを開いて加熱室３内に乾留ガスが溜まるようにしたため、加熱室３のバーナー１４ａ〜１４ｆをすべて燃焼させなくても必要な温度を維持することができたのに対し、Ｂ設定ではすべての吸引孔１６ａ〜１６ｉを開いたから大部分の乾留ガスが排ガス処理室４に流出して必要な温度を維持することができず、入口側のバーナー１４ａを燃焼させなければならなかったのである。
【００２５】
このように、吸引孔１６の開度を調節することにより燃焼用ガスの消費量を著しく節減することができる。
【００２６】
なお、上記各実験例においては排ガス流入室２０のダンパー２３をすべて開放したが、例えば、入口側の吸引孔１６ａ、１６ｂを開いても排ガス流入室２０のレトルトの入口側のダンパー２３を閉じれば吸引孔１６ａ、１６ｂを閉じたのと同じ結果になるのであって、排ガス流入室２０のダンパー２３によっても吸引孔１６の吸引量を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１：炉体
２：炉床
３：加熱室
４：排ガス処理室
５：レトルト
１３：排気筒
１４；バーナー
１６：吸引孔
１７：ダンパー
２３：ダンパー

Claims (1)

1. 炉体内を水平な炉床で仕切って上部の加熱室と下部の排ガス処理室とを構成し、前記加熱室には外周に長さ方向に間隔をあけて複数の排気筒を形成したレトルトをほぼ水平姿勢で回転するように配設するとともに複数のバーナーを前記レトルトの長さ方向に沿って配設し、前記炉床には前記加熱室内の排ガスを前記排ガス処理室内へ吸引する複数の吸引孔を前記レトルトの長さ方向に沿って形成し、前記排ガス処理室には１または複数のバーナーを設けるとともに排ガスを排出する煙突に連通したロータリキルンにおいて、
   前記炉床の上面を進退することにより前記複数の吸引孔の吸引量を個別に調節するダンパー をレトルトの長さ方向に沿って備えるとともに、
   進退により前記排ガス処理室内の排ガス案内路の開度を調節するダンパーを備えることを特徴とするロータリキルン。

Images