JP4500719B2

JP4500719B2 - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP4500719B2
Application number: JP2005095677A
Authority: JP
Inventors: 寛奥薗; 清吾安藤
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2006272180A

Description

本発明は、廃棄物処理装置、更に詳しくは、横型回転ドラム式の熱分解炉に供給した廃棄物を間接加熱して乾留ガスと熱分解残渣とを生成する廃棄物処理装置において、前記熱分解残渣の中に含まれている比較的大型の不燃物を安全に、かつ、容易に取り除くことができる廃棄物処理装置に関するものである。

昨今、使用済み自動車ａは、図１に示すように、解体事業者Ａに引き取られた後、「自動車リサイクル法」で定められたフロン、オイル類、燃料、エアバック、バッテリなどの不要物ｂや、タイヤ、ボンネット、工具類、シート、オーディオ機器、エンジン、ラジエータ、バンパーなどの主要部品ｃが回収される。

このような不要物ｂや主要部品ｃを回収した後の廃車ガラｄは、シュレッダー事業者Ｂに引き取られる。シュレッダー事業者Ｂに引き取られた廃車ガラｄは、その後、シュレッダーなどの破砕機によって約１メートル角程度の大きさに破砕された後、鉄、非鉄金属などの有価金属ｅとカーシュレッダーダスト（以下、ＡＳＲ（＝Automobile Shureded Residue ) と称する。）ｆとに分級される。分級されたＡＳＲ（ｆ）は、処分場Ｃに搬送されて埋め立てられる。

他方、解体事業者Ａに回収された主要部品ｃや、シュレッダー事業者Ｂに回収された有価金属ｅなどは、部品又はマテリアルとしてリサイクルされる。そして、不要物ｂの一部は、ＡＳＲ（ｆ）と同様に、処分場Ｃに搬送されて埋め立てられる。

しかしながら、埋立地が、年々、手狭になることから、ＡＳＲ（ｆ）の減量化が強く要望されているのが実情である。

ところで、都市ゴミなどの廃棄物の減量化については、従来、都市ゴミなどの廃棄物を破砕機で破砕し、必要に応じて乾燥機で水分を除去し、次いで、破砕後の廃棄物を熱分解炉で熱分解させて熱分解残渣を生成し、この熱分解残渣からチャー（炭化物）を選別装置で選別した後、このチャーを固形化装置で所定形状の固形物に固形化し、この固形化したチャーを移送手段で移送して、発電所などの別設備で燃料として燃焼させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２８３４０４号公報

この特許文献１は、熱分解炉として、外筒と内筒とを備えた２重筒型のロータリーキルンを用い、乾燥機からの乾燥廃棄物を内筒の中に投入すると共に、外筒と内筒との間の空間に熱風炉からの加熱ガスを導入することにより、空気を遮断した状態の乾燥廃棄物を加熱ガスによって間接的に約３５０〜５００℃程度に加熱して熱分解させ、熱分解残渣を生成するようにしている。

しかし、廃棄物の中に細長い金属片やワイヤー製のハンガーなどが混入していると、熱分解炉が回転していることから、熱分解炉を通過する間に細長い金属片やワイヤー製ハンガーがどうし互いに絡み合ってソーセージ状の塊（ワイヤーソーセージともいう。）となることがある。

このようなワイヤーソーセージが熱分解炉の排出口に詰まった場合、従来は、熱分解炉の運転を停止して数日放置し、熱分解炉が冷却してから熱分解炉の後部にある出口からワイヤーソーセージを外方に取り出していたので、その間、熱分解炉の運転が完全に停止し、廃棄物の処理に支障を来すという問題があった。

また、このワイヤーソーセージには、チャー（炭化物）が大量に付着しているので、ワイヤーソーセージをそのまま熱分解炉から外部に取り出すと、燃料などに使用することができるチャー（炭化物）が無駄になるという問題があった。

これに対して、使用済み自動車の場合は、既に説明したように、「自動車リサイクル法」で定められたフロン、オイル類、燃料、エアバック、バッテリなどの不要物や、タイヤ、ボンネット、工具類、シート、オーディオ機器、エンジン、ラジエータ、バンパーなどの主要部品を回収して廃車ガラとした後、この廃車ガラを約１メートル角程度の大きさに破砕し、更に、この約１メートル角程度の大型破砕片を別の破砕機によって約１００ｍｍ角程度の大きさに、再度、破砕してＡＳＲとするのである。

しかし、このＡＳＲの中には、破砕ミスなどにより、所定の大きさに分断されずに連結したままの比較的長い不燃物も含まれている場合がある。この場合、ＡＳＲを分級機に掛けて、予め、比較的長い不燃物を除去することも考えられるが、そのようにすると、分級工程という工程が一つ増えることになり、設備や保守点検などの負担が増すという問題がある。

そこで、本発明者は、鋭意研究した結果、本発明に到達したのである。

すなわち、本発明の第１の目的は、破砕不良の比較的に長い不燃物を熱分解炉の運転を停止することなく、安全に、かつ、容易に取り出すことができる廃棄物処理装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、破砕不良の比較的に長い不燃物に付着しているチャー（炭化物）を吹き落としてから外部に取り出すことができる廃棄物処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。

請求項１に記載の発明に係る廃棄物処理装置は、横型回転ドラム式の熱分解炉に廃棄物を供給し、該廃棄物を間接加熱して乾留ガスと熱分解残渣とを生成する廃棄物処理装置において、
前記熱分解炉の下方に前記熱分解残渣を冷却する横型の冷却スクリューコンベヤを設け、該冷却スクリューコンベヤの後部排出部内に、前記熱分解残渣の中に含まれている比較的大きな不燃物を選別する分級用のスクリーンと、前記不燃物を貯留する格子状の仕切り棚とを設け、かつ、前記仕切り棚の上方に前記不燃物に付着しているチャーを吹き払う不活性ガス噴出ノズルを設けたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明に係る廃棄物処理装置は、前記冷却スクリューコンベヤのスクリュー羽根を、前記スクリーンの後端部まで延長させたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置である。

請求項３に記載の発明に係る廃棄物処理装置は、前記仕切り棚の上方に、比較的大きな不燃物を一時的に保持する回転式の投下装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置である。

請求項４に記載の発明に係る廃棄物処理装置は、前記冷却スクリューコンベヤを、昇り勾配となるように傾斜して設置することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置である。

上記のように、請求項１に記載の発明は、横型回転ドラム式の熱分解炉に廃棄物を供給し、該廃棄物を間接加熱して乾留ガスと熱分解残渣とを生成する廃棄物処理装置において、前記熱分解炉の下方に前記熱分解残渣を冷却する横型の冷却スクリューコンベヤを設け、該冷却スクリューコンベヤの後部排出部内に、前記熱分解残渣の中に含まれている比較的大きな不燃物を選別する分級用のスクリーンと、前記不燃物を貯留する格子状の仕切り棚とを設けたので、前記の分級用スクリーンによって破砕不良の比較的に長い不燃物を抽出することができる。また、格子状の仕切り棚の上に溜まった前記不燃物を熱分解炉の運転を停止することなく、安全に、かつ、容易に取り出すことができる。

また、上記のように、仕切り棚の上方に前記不燃物に付着しているチャーを吹き払う不活性ガス噴出ノズルを設けたので、前記不燃物に付着しているチャー（炭化物）を吹き落としてから前記不燃物を外部に取り出すことができる。その結果、燃料などに適用できるチャーが無駄になることがない。

請求項２に記載の発明は、前記冷却スクリューコンベヤのスクリュー羽根を、前記スクリーンの後端部まで延長させたので、スクリーン上の残った比較的に長い不燃物をスクリーン上から円滑に払い出すことができる。

請求項３に記載の発明は、前記仕切り棚の上方に、比較的大きな不燃物を一時的に保持する回転式の投下装置を設けたので、係る不燃物を間欠的に下方に投下することができる。その結果、格子状の仕切り棚上に落下した不燃物は、その衝撃によってチャーを振り落とすことができる。

請求項４に記載の発明に係る廃棄物処理装置は、前記冷却スクリューコンベヤを、昇り勾配となるように傾斜して設置するので、後段、つまり、別の冷却スクリューコンベヤの設置高さを上げることができる。その結果、これらの冷却スクリューコンベヤを設置する建屋の高さを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図２は、本発明にかかる破棄物処理装置の概略構成図である。

図２において、符号１は、横型回転ドラム式の熱分解炉であり、この熱分解炉１は、スクリューフィーダー２と、横型回転ドラム３と、排出装置４により形成されている。

この横型回転ドラム３は、前後一対の支持体５及び６によって回転自在に支持されている。また、この横型回転ドラム３は、その内壁面に沿って多数の加熱管７を有しており、後部の支持体６を経て供給された高温（例えば、５００℃程度）の加熱ガスｇが加熱管７内を通過して前部の支持体５を経て排出される間に、横型回転ドラム３内に供給されたＡＳＲ（ｆ）を空気を遮断した状態で間接的に加熱（例えば、約４５０℃程度に加熱）して熱分解するようになっている。

図２中、符号８は、供給装置であり、この供給装置８は、角筒９内に設けたコンベア１０によってＡＳＲ（ｆ）を熱分解炉１のスクリューフィーダー２に供給するようになっている。

この発明は、上記熱分解炉１の下方、具体的には、熱分解炉１の排出装置４の下方に横型の第１の冷却スクリューコンベヤ１１を設けている。この第１の冷却スクリューコンベヤ１１の入口部１２は、熱分解炉１の排出装置４とダクト１３を介して接続している。

更に、この第１の冷却スクリューコンベヤ１１の下方に横型の第２の冷却スクリューコンベヤ１４を設けている。この第２の冷却スクリューコンベヤ１４の入口部１５は、第１の冷却スクリューコンベヤ１１の後部に設けた排出部１６の出口と接続している。また、第２の冷却スクリューコンベヤ１４の排出部１７は、図３に示すように、ダクト１８を介して搬送装置１９の入口部２０と接続している。この搬送装置１９は、角筒２１内に無端状のコンベヤ２２を有している。

ここで、第１の冷却スクリューコンベヤ１１には、昇り勾配（例えば、約５°程度の昇り勾配）を持たせ、第２の冷却スクリューコンベヤ１４の設置位置をできるだけ上方に位置させるようにしている。

第１の冷却スクリューコンベヤ１１は、図３に示すように、外側に冷却ジャケット２３を持つ筒型の本体２４と、この本体２４内に回転自在に設けた中空状の回転軸２５と、この回転軸２５の外側に螺旋状に設けたスクリュー羽根２６により形成されている。この中空状の回転軸２５の内部も水ｗが通っており、外と内から被処理物を冷却するようになっている。

また、第２の冷却スクリューコンベヤ１４は、第１の冷却スクリューコンベヤ１１と同様に、外側に冷却ジャケット２７を持つ筒型の本体２８と、この本体２８内に回転自在に設けた中空状の回転軸２９と、この回転軸２９の外側に螺旋状に設けたスクリュー羽根３０により形成されている。この中空状の回転軸２９の内部も水ｗが通っており、外と内から被処理物を冷却するようになっている。

更に、第１の冷却スクリューコンベヤ１１の後部に設けた排出部１６は、無底のボックス３１と、その下部に設けた漏斗状体３２により形成されている。この漏斗状体３２の上半部は、隔壁又は仕切壁３３によって前後に二分されている。

第１の冷却スクリューコンベヤ１１のスクリュー羽根２６は、図３に示すように、上記隔壁又は仕切壁３３の位置まで延長しており、その延長部２６ａの直下には、所定の大きさ（例えば、５０〜１５０ｍｍ程度）の分級用の目開穴３４を持つスクリーン３５が設けられている。このスクリーン３５は、無底のボックス３１の三方の壁面に固定されている。

上記漏斗状体３２の上半部に設けた隔壁又は仕切壁３３は、垂直壁３３ａと傾斜壁３３ｂにより形成されており、その接合部３６に位置して格子状の仕切り棚３７を設けている。

この格子状の仕切り棚３７は、図４に示すように、鋼鉄製の棒体３８を所定の間隔（例えば、５〜５０ｍｍ程度）を保持して横方向に、複数本、平行に並べて形成したのものである。

また、上記漏斗状体３２の後部上端には、仕切り棚３７に向けて不活性ガスｉを噴出する不活性ガス噴出ノズル４０を設けている。この不活性ガス噴出ノズル４０は、図５に示すように、ガス供給管４２に沿って等間隔に設けられている。

更に、図３に示すように、不活性ガス噴出ノズル４０に対向する位置には、比較的大型の不燃物を、前述の格子状の仕切り棚３７上に投下する投下装置４２を設けている。この投下装置４２は、図６及び図７に示すように、櫛歯状に形成されており、金属製の複数本の櫛歯４３が回転軸４４の側面に等間隔に取り付けられている。この回転軸４４は、漏斗状体３２の両側面３２ａに回転自在に取り付けられている。

そして、回転軸４４の一端には、漏斗状体３２の外部に位置して重錘（ウエイト）４５が設けられている。この重錘４５は、アーム４６を介して回転軸４４に取り付けられているが、アーム４６は、図６に示すように、水平な櫛歯４３に対して垂直下方になるように回転軸４４に取り付けられている。

更に、上記漏斗状体３２の上部後端面には、仕切り棚３７に溜まった不燃物を取り出す取出口４８を設けている。この取出口４８は、通常、平板状の蓋４９によって塞がれている。また、漏斗状体３２の下部傾斜面には、エアショッカー５０を設け、漏斗状体３２の下部傾斜面に堆積した可燃物を剥離するようになっている。

次に、この破棄物処理装置の作用について説明する。

図２に示すように、廃棄物の一種であるＡＳＲ（ｆ）を、供給装置８によって熱分解炉１に供給すると、熱分解炉１の横型回転ドラム３内に供給されたＡＳＲ（ｆ）は、空気をほぼ遮断した状態で間接的に加熱（例えば、約４５０℃程度に加熱）されて熱分解して、乾留ガスｍと熱分解残渣ｎとになる。

この乾留ガスｍは、燃料として、熱分解炉１の排出装置４を経て次工程に供給される。

他方、熱分解残渣ｎは、熱分解炉１の排出装置４からダクト１３を経て第１の冷却スクリューコンベア１１の入口部１２に供給される。

第１の冷却スクリューコンベヤ１１の入口部１２に供給された熱分解残渣ｎは、図３に示すように、冷却スクリューコンベヤ１１の本体２４内に設けたスクリュー羽根２６によって排出部１６の方に移送されるが、その間に本体２４の外側に設けた冷却ジャケット２３内に供給した冷却水ｗと、本体２４内に設けた中空状の回転軸２５内に供給した冷却水ｗとにより、所定の温度（例えば、１５０℃程度）に冷却される。

第１の冷却スクリューコンベヤ１１の筒型本体２４内を通過する間に所定の温度に冷却された熱分解残渣ｎは、回転軸２５の周囲の螺旋状に設けたスクリュー羽根２６によってスクリーン３５上に押し出される。そして、熱分解残渣ｎのうち、チャーｈや小さい（例えば、約１００ｍｍ角以下）の不燃物ｊは、スクリーン３５の目開穴３４を通過して下方に落下する。

他方、破砕不良などにより分離しないで連結したままの比較的大きな不燃物ｐは、スクリーン３５上に残るが、この比較的大きな不燃物３５は、上記スクリュー羽根２６によってスクリーン３５の後方に設けた投下装置４２の方に押し出される。

この投下装置４２の櫛歯４３上に投下された比較的大きな不燃物ｐが所定の重量を超えると、図６に示すように、櫛歯４３が矢印Ｄの方向に回転して、櫛歯４３上の不燃物ｐが仕切り棚３７上に落下する。不燃物ｐが仕切り棚３７上に落下すると、その衝撃によって不燃物ｐに付着していたチャーｈが振り落とされる。

上記の如く、スクリーン３５によって分級された小さいな不燃物ｊ及びチャーｈ、並びに比較的大きな不燃物ｐから落下したチャーｈは、漏斗状体３２の出口から第２の冷却スクリューコンベア１４の入口部１５に供給される。

第２の冷却スクリューコンベヤ１４の入口部１５に供給された不燃物ｊやチャーｈは、冷却スクリューコンベヤ１４の筒型本体２８内に設けたスクリュー羽根３０によって排出部１７の方に移送されるが、その間に本体２８の外側に設けた冷却ジャケット２７内に供給した冷却水ｗと、本体２８内に設けた中空状の回転軸２９内に供給した冷却水ｗとにより、所定の温度（例えば、２０℃程度）に冷却される。

第２の冷却スクリューコンベヤ１４の筒型本体２８内を通過する間に所定の温度に冷却された不燃物ｊやチャーｈは、回転軸２９の周囲の螺旋状に設けたスクリュー羽根３０によって排出部１７に排出される。

第２の冷却スクリューコンベヤ１４から搬送装置１９に排出された小さい不燃物ｊやチャーｈは、搬送装置１９によって次工程（図示せず）に搬送される。

他方、仕切り棚３７上に溜まった比較的大きな不燃物ｐは、時々、第１の冷却スクリューコンベア１１の排出部１６に設けた取出口４８の蓋４９を開けて外部に取る出される（図４参照）。その際、つまり、取出口４８の蓋４９を開ける前に不活性ガス噴出ノズル４０から不活性ガス（例えば、窒素ガス）ｉを噴出して上記の不燃物ｐに付着しているチャーｈを吹き払う（図５参照）。

使用済み自動車処理フローである。本発明に係る廃棄物処理装置の概略構成図である。第１、第２冷却スクリューコンベアの配置図である。仕切り棚の平面面である。第１冷却スクリューコンベアの背面図である。投下装置の側面面である。投下装置の平面面である。

符号の説明

１熱分解炉
１１横型の冷却スクリューコンベヤ
１６後部排出部
３５分級用のスクリーン
３７格子状の仕切り棚
４０不活性ガス噴出ノズル
ｆ廃棄物
ｍ乾留ガス
ｎ熱分解残渣
ｐ比較的大きな不燃物

Claims

横型回転ドラム式の熱分解炉に廃棄物を供給し、該廃棄物を間接加熱して乾留ガスと熱分解残渣とを生成する廃棄物処理装置において、
前記熱分解炉の下方に前記熱分解残渣を冷却する横型の冷却スクリューコンベヤを設け、該冷却スクリューコンベヤの後部排出部内に、前記熱分解残渣の中に含まれている比較的大きな不燃物を選別する分級用のスクリーンと、前記不燃物を貯留する格子状の仕切り棚とを設け、かつ、前記仕切り棚の上方に前記不燃物に付着しているチャーを吹き払う不活性ガス噴出ノズルを設けたことを特徴とする廃棄物処理装置。
前記冷却スクリューコンベヤのスクリュー羽根を、前記スクリーンの後端部まで延長させたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。
前記仕切り棚の上方に、比較的大きな不燃物を一時的に保持する回転式の投下装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。
前記冷却スクリューコンベヤを、昇り勾配となるように傾斜して設置することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。