JP4561807B2 - 炭化炉の加熱方法及び装置 - Google Patents

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本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物やバイオマス等の廃棄物を外熱により熱分解、炭化処理して炭化物を回収できるようにしてある炭化炉の加熱方法及び装置に関するものである。
都市ごみ等の廃棄物の処理システムのうち、廃棄物を焼却炉で燃焼するようにした燃焼方式に代るものとして、近年では、廃棄物を低酸素雰囲気で加熱することにより熱分解させて、可燃性の熱分解ガスと、熱分解残渣としての炭化物(チャー)及び灰分を発生させ、該熱分解ガスと熱分解残渣を溶融炉へ導き、少ない空気量(たとえば、空気比1.3程度)で高温にして燃焼させ、溶融スラグとして取り出すようにし、更に排ガスは排ガス処理装置で処理して大気へ放出するようにした廃棄物の熱分解ガス化溶融設備や、上記熱分解ガスは燃焼炉で燃焼させた後、排ガス処理を施してから大気へ放出させるようにし、一方、熱分解残渣は、選別、粉砕をして炭化物を回収するようにした廃棄物の炭化処理設備(熱分解ガス化設備)が開発され、実用化されている。
図5は従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例の概要を示すもので、一端の入口2側に供給管2aを一体に接続し且つ他端の出口3側に排出管3aを一体に接続した内筒4と、該内筒4の外側に同心状に配置した外筒5との間に、加熱流路6を形成し、上記外筒5と内筒4を一体で回転できるようにした熱分解キルン炉1を構成する。上記熱分解キルン炉1は、一端の入口2側よりも他端の出口3側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置し、外筒5の外周面に設けたリングギヤ7に、モータ8の出力軸のピニオン9を噛合させて、該モータ8の駆動により上記熱分解キルン炉1を回転できるようにしてある。
又、上記熱分解キルン炉1の入口2には、給じん機10が供給管2aの内側に挿入して設けてあり、投入ホッパ11に投入された廃棄物12を、給じん機10により入口2へ供給するようにしてある。一方、上記熱分解キルン炉1の出口3には、熱分解ガス13と熱分解残渣14とを分離する分離室15を設け、該分離室15の上端部に熱分解ガスライン16を接続すると共に、分離室15の底部に熱分解残渣ライン17を接続して、熱分解ガス13を熱分解ガスライン16より、又、熱分解残渣14を熱分解残渣ライン17よりそれぞれ取り出すことができるようにしてある。
更に、上記熱分解キルン炉1の出口3側には、上記加熱流路6に連通する加熱ガス入口18を備えて、熱風発生炉19と上記加熱ガス入口18とを加熱ガス供給ライン20で接続し、これにより、上記熱風発生炉19で所要の燃料を燃焼させて発生させた高温の加熱ガス(熱風)21を、加熱ガス供給ライン20を通して加熱ガス入口18より加熱流路6内へ供給するようにしてある。又、上記熱分解キルン炉1の入口2側には、上記加熱流路6に連通させた加熱ガス出口22が設けてあり、該加熱ガス出口22に接続した加熱ガス循環ライン23を上記熱風発生炉19に接続して、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6を通過した後の加熱ガス21aを熱風発生炉19へ循環させ、余りのガスを加熱ガス循環ライン23の途中より分岐させた余剰ガスライン24を通して下流の余剰ガスの燃焼炉(図示せず)へ送ることができるようにしてある。これにより、熱分解キルン炉1をモータ8の駆動により低速で回転させた状態において、投入ホッパ11内の廃棄物12を給じん機10により熱分解キルン炉1内へ徐々に供給しつつ、熱風発生炉19で発生した高温の加熱ガス(熱風)21を、加熱ガス供給ライン20、加熱ガス入口18を経て加熱流路6に供給して流通させることにより、内筒4内の廃棄物12を加熱ガス21による外熱により間接加熱して、熱分解、炭化させるようにしてある。
又、上記熱分解ガスライン16は、下流の図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ接続すると共に、その途中に熱分解ガス13を熱分解キルン炉1から取り出して下流へ圧送させるための熱分解ガスファン25を設けて、該熱分解ガスファン25を運転して分離室15より熱分解ガス13を吸引して取り出すことにより、熱分解キルン炉1の内圧を微負圧に保つようにして、低酸素雰囲気で廃棄物を熱分解、炭化させるようにしてある上記熱分解キルン炉1の炉内への空気の漏れ込みを抑えることができるようにしてある。
上記熱分解ガスライン16の熱分解ガスファン25の下流側には、開閉を調節するようにしてあるバルブ26が設けてある。更に、上記熱分解ガスライン16における熱分解ガスファン25とバルブ26との間より分岐させて設けた回収ライン27を、上記熱風発生炉19に接続すると共に、該回収ライン27の途中に設けた開度を調節するためのバルブ28と、上記熱分解ガスライン16上のバルブ26が、加熱ガス供給ライン20に設けた温度調節器29からの信号に基づいて開閉が調節されるようにしてある。これにより、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス13は、上記熱分解ガスファン25の運転により熱分解ガスライン16を通して上記図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ導いて燃焼させるようにすると共に、該熱分解ガス13の一部を上記熱風発生炉19へ供給して加熱ガス21を発生させるための燃料として燃焼させるようにしてある。更に、この際、上記加熱ガス供給ライン20を流通する加熱ガス21の温度を検出する温度調節器29からの信号に基づいて、上記回収ライン27上のバルブ28と、熱分解ガスライン16上のバルブ26の開度をそれぞれ調整して、熱風発生炉19へ供給する熱分解ガス13の供給量を調整することで、該熱風発生炉19より加熱ガス供給ライン20を経て熱分解キルン炉1へ供給される加熱ガス21の温度が、該熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理に必要な温度以上となるようにしてある。
更に、上記加熱ガス循環ライン23における余剰ガスライン24の分岐位置よりも上流側には、ダンパ30と加熱ガス循環ファン31が上流側より順に設けてあり、該加熱ガス循環ファン31により、熱分解キルン炉1の加熱流路6より加熱ガス21aを誘引して熱風発生炉19や下流の燃焼炉等へ圧送できるようにしてあり、この際、上記熱分解ガスライン16に設けた温度調節器32からの信号に基づいて上記ダンパ30の開度を調整することで、熱分解キルン炉1より熱分解ガスライン16へ導かれる熱分解ガス13の温度が所定温度に保たれるように、上記熱分解キルン1の加熱流路6を流通する加熱ガス21の流量が調節されるようにしてある(たとえば、特許文献1参照)。
ところで、上記廃棄物炭化処理設備では、熱分解キルン炉1での廃棄物9の加熱を、内筒4の鉄皮を介した間接加熱により行わせるようにしてあるため、廃棄物9の熱分解温度としては450℃程度とする温度条件が一般的に採用されている。そのために、上記熱風発生炉19より熱分解キルン炉1の加熱流路6へ供給する加熱ガス21の温度は、500〜550℃程度とすることが望まれる。したがって、上記熱風発生炉19では、上記熱分解ガス13を燃焼させる際に、熱分解キルン炉1の加熱流路6にて廃棄物12の間接加熱に供されることによって350℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口22より排出される加熱ガス21aを、加熱ガス循環ライン23を経て該熱風発生炉19へ循環させることで、上記500〜550℃程度の温度条件となる加熱ガス21を発生させることができるようにしてある。
なお、上記熱分解ガス13は、廃棄物12の熱分解、炭化処理により発生するガスであるため、上記熱分解ガス13を図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉にて燃焼させる場合は、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、800℃以上の高温で燃焼させる必要がある。
特開平11−193912号公報
ところが、上記熱分解キルン炉1の分離室15で分離された熱分解ガス13には、タール分とダスト分が多く含まれていることから、熱分解ガスライン16上の熱分解ガスファン25では、上記熱分解ガス13中のタール分やダスト分の付着による動作不良や振動発生への対策が必要であり、又、熱分解ガスライン16上のバルブ26や回収ライン27上のバルブ28にも、上記熱分解ガス13中のタール分やダスト分の付着による動作不良への対策が必要である。しかし、このような対策を講じても上記熱分解ガスファン25やバルブ26,28に対する上記タール分やダスト分の付着を完全に防止することは難しいというのが実状である。更に、機器点数が多く、設備費も嵩んでしまう。
しかも、図5に示した廃棄物炭化処理設備では、熱分解ガス13を燃焼させるために、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供するための加熱ガス21を発生させるための熱風発生炉19と、図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉という2つの燃焼炉を必要とすることから、このことによっても機器点数が多くなってしまっている。
そのため、本発明者等は、上記熱分解ガスライン16上の熱分解ガスファン25やバルブ26、回収ライン27上のバルブ28に上記熱分解ガス13中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、しかも、熱分解ガス13を燃焼させるために用いる燃焼炉の数を削減できるようにするための手段の1つとして、たとえば、図6に示す如く、図5に示したと同様の炭化炉としての熱分解キルン炉1の分離室15より熱分解ガス13を取り出す熱分解ガスライン16を、熱分解ガス燃焼炉33へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34に、排ガス処理設備35とダンパ36と誘引通風機37とを順に設け、更に、上記熱分解ガス燃焼炉33より燃焼排ガス38の一部を取り出すための排ガス取出ライン39を、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18に接続し、更に、加熱ガス出口22に接続したダンパ41と排ガス排出ファン42を順に備えた排ガス排出ライン40の下流側端部を、上記熱分解ガス燃焼炉33へ接続した構成とすることを考えた。
かかる構成によれば、上記誘引通風機37の運転による誘引通風作用により、上記熱分解キルン炉1の分離室15より熱分解ガス13を熱分解ガスライン16を通して熱分解ガス燃焼炉33へ導くことが可能になると共に、該熱分解ガス燃焼炉33で上記熱分解ガス13の全量を燃焼させることが可能になる。更には、上記熱分解ガス燃焼炉33における熱分解ガス13の燃焼により発生する燃焼排ガス38の一部を、排ガス取出ライン39を通して上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ供給して加熱流路6を流通させることにより、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供することが可能になると考えられる。なお、38aは上記熱分解ガスキルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスであり、該温度低下した燃焼排ガス38aは、上記熱分解ガス燃焼炉33へ戻すようにしてある。
しかし、上記熱分解ガス燃焼炉33では、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、熱分解ガス13を800℃以上の高温で燃焼させる必要があることから、該熱分解ガス燃焼炉33で発生する燃焼排ガス38を、排ガス取出ライン39を通して熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18より加熱流路6へ流通させると、該熱分解キルン炉1が700〜800℃程度の高温で加熱されるようになってしまうため、廃棄物12の熱分解温度である450℃程度の炉内温度を得るためには、伝熱面にキャスタブルを貼る等して伝熱効率を低下させるようにする必要が生じてしまう。又、熱分解キルン炉1の構成材料が600〜700℃の雰囲気に曝されるようになるため、構成材料の高温腐食の虞が生じると共に、SUS製の場合は鋭敏化が発生し易くなってしまう。更に、上記熱分解ガスキルン炉1に適用可能な材料は、高温用の材料に限られるため、選択肢の幅が狭く、炭素鋼の適用が難しい。更に又、熱分解キルン炉1の熱膨張量も大きくなることから、炉の支持点等に、この大きな熱膨張を吸収させるための機構も必要とされる等、種々の問題が生じてしまう。
上記のような問題を解消するためには、図7に示す如く、図6に示したと同様に、熱分解キルン炉1の分離室15より熱分解ガス13を取り出す熱分解ガスライン16を、熱分解ガス燃焼炉33へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34に、排ガス処理設備35とダンパ36と誘引通風機37とを順に設けて、該誘引通風機37の誘引通風作用により上記熱分解キルン炉1の分離室15より熱分解ガス13を熱分解ガスライン16を通して熱分解ガス燃焼炉33へ導いて、その全量を燃焼させるようにした構成において、上記熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34上における排ガス処理設備35よりも上流側位置に、上記熱分解ガス燃焼炉33の燃焼排ガス38と、空気44とを熱交換させるための高温熱交換器43を設けると共に、該高温熱交換器43の空気出口43aを、加熱用空気供給ライン45を介して上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18に接続し、該熱分解キルン炉1の加熱ガス出口22に接続したダンパ47と空気循環ファン48を備えた加熱用空気循環ライン46の下流側端部を、上記高温熱交換器43の空気入口43bに接続し、更に、上記加熱用空気供給ライン45の途中位置より分岐させたダンパ49付きの分岐ライン45aを、上記加熱用空気循環ライン46における上記ダンパ47よりも上流側位置に接続してなる構成とすることが考えられる。
かかる構成によれば、上記熱分解ガス燃焼炉33で廃棄物12の熱分解ガス13を800℃以上の高温で燃焼させることで発生する燃焼排ガス38を、上記高温熱交換器43にて空気44と熱交換させ、この熱交換により500〜550℃程度に加熱された空気44を、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ供給して加熱流路6に流通させることができるようになるため、上記図6の設備で懸念される熱分解キルン炉1の高温腐食等の問題は軽減されると考えられる。
しかし、上記高温熱交換器43は、高温での熱交換を行うものであることから、材質、構造についての高度の信頼性が必要になる。そのために、上記燃焼排ガス38による高温腐食やダストの影響を低減できるようにするには、上記高温熱交換器43の構造を簡略化することが有利であるが、このように構造の簡略化を図ると、該高温熱交換機43のサイズが非常に大きくなるという問題が生じてしまう。
なお、図6及び図7において図5に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
そこで、本発明は、廃棄物の炭化炉より熱分解ガスを取り出す熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブを不要にできると共に、機器点数を削減することができ、しかも、サイズが大となる高温熱交換器を要することなく炭化炉の加熱流路へ廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に所望される温度に温度調整された加熱用のガスを供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行うことができるようにするための廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供されて温度低下した状態で上記加熱流路の加熱ガス出口に接続され下流側に余剰排ガスラインが分岐させてある排ガス循環ファン付の排ガス循環ラインに取り出された後に該排ガス循環ラインの排ガス循環ファン上流側に設けたダンパの開度を該ダンパの下流側で且つ上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも上流側に設けた流量調節器で制御させることにより流量調整が行われ更に上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側の排ガス循環ラインに設けたダンパの開度を該ダンパの下流側に設けた圧力調節器で制御させることにより圧力調整が行われた燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該流量と圧力と温度とが調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法とする。
更に、上記において、炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにすると共に、上記熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉の熱源に供されて温度低下した状態で上記加熱流路の加熱ガス出口に接続され下流側に余剰排ガスラインが分岐させてある排ガス循環ファン付の排ガス循環ラインに取り出された後に該排ガス循環ラインの排ガス循環ファン上流側に設けたダンパの開度を該ダンパの下流側で且つ上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも上流側に設けた流量調節器で制御させることにより流量調整が行われ更に上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側の排ガス循環ラインに設けたダンパの開度を該ダンパの下流側に設けた圧力調節器で制御させることにより圧力調整が行われた燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該流量と圧力と温度とが調整された燃焼排ガスを、加熱用ガスとして炭化炉に供給するようにする。
又、請求項3に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続して、該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、該排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設け、且つ、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側位置にダンパを設けると共に上記排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための流量調節器を設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側位置に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成を有する炭化炉の加熱装置とする。
更に、上記構成において、熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備え、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設けると共に、炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とする。
更に、上記構成において、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とする。
同様に、上記構成において、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とする。
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供されて温度低下した状態で上記加熱流路の加熱ガス出口に接続され下流側に余剰排ガスラインが分岐させてある排ガス循環ファン付の排ガス循環ラインに取り出された後に該排ガス循環ラインの排ガス循環ファン上流側に設けたダンパの開度を該ダンパの下流側で且つ上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも上流側に設けた流量調節器で制御させることにより流量調整が行われ更に上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側の排ガス循環ラインに設けたダンパの開度を該ダンパの下流側に設けた圧力調節器で制御させることにより圧力調整が行われた燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該流量と圧力と温度とが調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法としてあるので、従来の廃棄物炭化処理設備のように上記炭化炉の加熱流路に流通させるための高温のガスを発生させるための熱風発生炉と、熱分解ガスを燃焼させるための燃焼炉や溶融炉を別々に設けていた場合に比して、熱分解ガスの燃焼炉の数を削減できる。したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。又、上記炭化炉の加熱流路へ流通させる燃焼排ガスの温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、炭化炉にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物の燃料比に関連する炭化物中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物の発熱量を調整したり、炭化物の質の安定化を図ることが可能になる。
(2)加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続して、該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、該排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設け、且つ、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側位置にダンパを設けると共に上記排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための流量調節器を設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側位置に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成を有する炭化炉の加熱装置とすることにより、上記(1)の方法を実施するための装置構成を容易に実現できる。更に、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成としてあることから、上記(1)で示したように熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスに対し、排ガス循環ラインを通して導かれる炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを混合させる際に、両者の混合割合を、炭化炉の加熱流路へ供給される燃焼排ガスの温度に応じて調整することができる。更に、排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側に設けたダンパの開度を圧力調整器で制御して、排ガス循環ラインの排ガス循環ファンの吸込側(1次側)に存在している炭化炉の加熱流路の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉の内圧よりも低減させることで、上記熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスを、熱分解炉の加熱流路へ確実に導くことができる。
(3)上記(2)の構成を有する炭化炉の加熱装置に、熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えて、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設けると共に、炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成を付加してなるものとすることにより、上記(2)による効果のほかに、上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調整器によって上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上のダンパの開度を適宜制御することで、炭化炉の炉内圧力を負圧に保持したまま、該炭化炉で発生する廃棄物の熱分解ガスを、上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに設けた誘引通風機の誘引通風作用によって該熱分解ガス燃焼炉へ導くことができる。このため、上記炭化炉と熱分解ガス燃焼炉とを接続する熱分解ラインに、ファンや弁を設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガスにタール分が含まれている場合であっても、熱分解ガスライン内に上記タール分が付着して不具合が生じる虞を大幅に低減させることが可能になる。
(4)排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉の加熱流路へ流通させるために所要温度に温度調整してある燃焼排ガスの一部を供給して、該加熱対象機器を加熱させることができる。
(5)排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを供給して該加熱対象機器を加熱できる。よって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスに残存する熱を有効利用することが可能になる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の炭化炉の加熱方法及び装置の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
すなわち、図1に示す炭化炉の加熱装置は、炭化炉として、図5に示したと同様の熱分解キルン炉1を備え、且つ図6に示したと同様に、該熱分解キルン炉1の分離室15より熱分解ガス13を取り出すための熱分解ガスライン16の先端部(下流側端部)を、熱分解ガス燃焼炉33に接続する。該熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34には、排ガス処理設備35とダンパ36と誘引通風機37とを上流側より順に設ける。上記熱分解ガス燃焼炉33の所要個所に上流側端部を接続して燃焼排ガス38の一部を取り出すことができるようにしてある排ガス取出ライン39の下流側端部を、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18に接続する。
更に、上記排ガス取出ライン39の途中位置に、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス出口22に接続した排ガス循環ライン50の下流側端部を接続する。上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理により発生した後、分離室15にて炭化物14と分離される可燃性の熱分解ガス13を、上記誘引通風機37の誘引通風作用により上記熱分解ガスライン16を通して上記熱分解ガス燃焼炉33へ導いて、該熱分解ガス13の全量を800℃以上の燃焼温度で燃焼させる。更に、上記熱分解ガス燃焼炉33にて発生する高温の燃焼排ガス38の一部を排ガス取出ライン39へ取り出し、この排ガス取出ライン39を通して熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ導かれる上記高温の燃焼排ガス38に対し、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6を流通して廃棄物12の熱分解用熱源に供されることによって350℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口22より排出される燃焼排ガス38aを、排ガス循環ライン50を通して導いて混合させることにより、500〜550℃程度の燃焼排ガス38としてから、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ供給して、上記所定温度に温度調整された燃焼排ガス38を、加熱ガスとして加熱流路6へ流通させることで、該熱分解キルン炉1の内筒4内に供給された廃棄物12を、上記所定温度の燃焼排ガス38を熱源として間接加熱して、該廃棄物12の熱分解、炭化処理を行わせることができるようにしてある。
詳述すると、上記排ガス取出ライン39には、排ガス循環ライン50の接続位置よりも上流側位置に、開度を調整するためのダンパ51を設けると共に、排ガス循環ライン50の接続位置よりも下流側位置に、上記ダンパ51を制御するための温度調節器52が設けてある。
上記排ガス循環ライン50の途中位置には、余剰の燃焼排ガス38aを上記熱分解ガス燃焼炉33へ送るための開閉ダンパ54付きの余剰ガスライン53が分岐させて設けてある。
更に、上記排ガス循環ライン50における上記余剰ガスライン53の分岐位置よりも上流側には、ダンパ55と、燃焼排ガス38aを循環させるための排ガス循環ファン56と、上記ダンパ55の開閉量を制御するための流量調節器57が上流側より順に設けてある。又、上記排ガス循環ライン50における余剰ガスライン53の分岐位置よりも下流側には、開度を調整するためのダンパ58と、該ダンパ58を制御する圧力調節器59が上流側より順に設けてある。
ここで、上記流量調節器57と温度調節器52と圧力調節器59の機能について説明する。上記流量調節器57は、排ガス循環ライン50の排ガス循環ファン56の上流側に設けてあるダンパ55の開度を制御して、排ガス循環ライン50における上記流量調節器57の設置個所を流通する燃焼排ガス38aの流量、すなわち、上記排ガス循環ファン56の吸入量の調整を行うことで、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6を流通する燃焼排ガス38の流量を変化させることができるようにしてある。したがって、たとえば、熱分解キルン炉1へ装入される廃棄物12の量や性状に応じて上記流量調節器57の設定を適宜変更することで、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6に流通させる燃焼排ガス38の流量を適切に設定することができるようにしてある。
次に、上記温度調節器52は、上記排ガス循環ファン56の運転により、上記流量調節器57によって設定された流量で燃焼排ガス38が排ガス取出ライン39より上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ誘引されるときに、上記燃焼排ガス取出ライン39上のダンパ51の開度を制御することで、上記熱分解ガス燃焼炉33より新たに排ガス取出ライン39へ取り出されて上記加熱ガス入口18へ向かう高温の燃焼排ガス38の量と、上記熱分解キルン炉1にて廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供されることによって約350℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口22より排出された後、上記排ガス循環ライン50を経て上記排ガス取出ライン39へ流入させられる燃焼排ガス38aの量とを適宜変更できるようにしてある。したがって、上記熱分解ガス燃焼炉33より新たに取り出された高温の燃焼排ガス38に対し、上記約350℃まで温度低下した燃焼排ガス38aの混合量を適宜調整することで、排ガス取出ライン39を通して上記加熱ガス入口18へ達するボイラ排ガス38の温度を、500〜550℃程度となるように調節できるようにしてある。
更に、上記圧力調節器59は、上記熱分解ガス燃焼炉33が、通常、誘引通風機37によって内圧が負圧になるよう制御されていることに鑑みて、このように熱分解ガス燃焼炉33の内圧が負圧になっていても、上述したように流量調節器57により設定された流量で、且つ上記温度調節器52により上記所定の温度条件に調節された燃焼排ガス38を上記排ガス取出ライン39を通して熱分解キルン炉1の加熱流路6へ供給できるようにするために、排ガス循環ライン50における排ガス循環ファン56の設置位置よりも下流側の流路を、ダンパ58により適宜絞ることで、該排ガス循環ファン56の吸入作用によって、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉33の内圧よりも低い圧力に保持することができるようにしてある。
更に又、上記熱分解キルン炉1に、該熱分解キルン炉1の炉内圧力に応じて上記熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34上における誘引通風器37の上流側に設けてあるダンパ36の開閉量を制御するための圧力調節器60を設ける。これにより、該圧力調節器60にて上記排ガスライン34上のダンパ36の開閉量を制御することで、熱分解キルン炉1の熱分解ガス13を熱分解ガスライン16を通して導くようにしてある上記熱分解ガス燃焼炉33から排ガスライン34へ排出される燃焼排ガス38の誘引通風量を調節して、上記熱分解キルン炉1の炉内圧力を常に負圧に制御できるようにしてある。
なお、図示してないが、上記熱分解ガス燃焼炉33には、起動時に化石燃料等の起動用燃料を燃焼させて高温の燃焼排ガスを発生させるための起動用バーナが装備してあるものとする。その他、図5に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
以上の構成としてある炭化炉の加熱装置を使用する場合は、たとえば、排ガス取出ライン39上のダンパ51と、余剰排ガスライン53上の開閉ダンパ54を共に閉じた状態で、上記熱分解ガス燃焼炉33の図示しない起動用バーナにて起動用燃料を燃焼させることにより、該熱分解ガス燃焼炉33にて高温の燃焼排ガス38を発生させた状態とし、この状態において、排ガス循環ライン50上の排ガス循環ファン56を運転すると共に、上記排ガス取出ライン39上のダンパ51を所要量開くことで、上記排ガス循環ファン56の吸引作用により上記熱分解ガス燃焼炉33より排ガス取出ライン39へ取り出した燃焼排ガス38を、上記流量調節器57で設定された流量で、且つ上記温度調節器52により調節された所定の温度となるようにした状態で、上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18へ供給して加熱流路6を流通させる。この状態で、図5に示したものと同様に、モータ8により熱分解キルン炉1を低速で回転させると共に、投入ホッパ11内の廃棄物12を給じん機10により熱分解キルン炉1内へ徐々に供給すると、内筒4内の廃棄物12は、上記加熱流路6を流通する上記燃焼排ガス38による外熱により間接加熱されて、熱分解、炭化処理されるようになる。
上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス13と炭化物14のうち、炭化物14は、図5に示したものと同様に、分離室15で熱分解ガス13と分離した後、炭化物取出ライン17へ取り出すようにする。
一方、上記分離室15にて炭化物14と分離された熱分解ガス13は、熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34に設けてある誘引通風機37の誘引通風作用によって熱分解ガスライン16を通して上記熱分解ガス燃焼炉33へ誘引されて、その全量が燃焼させられるようになる。
したがって、その後、上記熱分解ガス燃焼炉33にて図示しない起動用バーナにおける起動用燃料の燃焼を停止させると、それ以降は、上記熱分解ガス燃焼炉33にて熱分解ガス13を燃焼させることによって生じる燃焼排ガス38の一部が、排ガス取出ライン39へ取り出され、熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18まで導かれる途中で、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後に温度低下した状態で加熱ガス出口22より排ガス循環ライン50を通して導かれる燃焼排ガス38aが混合されることで所定温度に温度調整され、この所定温度に温度調整された燃焼排ガス38が、上記加熱ガス入口18へ供給されて熱分解キルン炉1の加熱流路6を流通させられるようになることから、該所定温度の燃焼排ガス38を熱源として、熱分解キルン炉1にて廃棄物12の熱分解、炭化処理が継続して行われるようになる。
上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口22より排ガス循環ライン50へ導かれる燃焼排ガス38aは、その一部が、上記したように排ガス取出ライン39へ循環させられて、上記温度調節器52によって流量が制御される燃焼排ガス38の温度調整のために用いられる。上記燃焼排ガス38aの余剰分となる残部は、開閉ダンパ54を開くことで、余剰排ガスライン53を経て上記熱分解ガス燃焼炉33へ送られて、該熱分解ガス燃焼炉33で発生している燃焼排ガス38に混入させるようにしてある。
このように、本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置によれば、上記温度調節器52と流量調節器57と圧力調節器59により、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6へ流通させる燃焼排ガス38の温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、熱分解キルン炉1にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物12の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物14を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物14の燃料比に関連する炭化物14中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物14の発熱量を調整したり、炭化物14の質の安定化を図ることが可能になる。
更に、熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解により発生する熱分解ガス13は、熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34上に設けてある誘引通風機37の誘引通風作用によって熱分解ガスライン16を通して上記熱分解ガス燃焼炉33へ導くことができるため、上記熱分解ガスライン16に、従来のように熱分解ガスファンやバルブやダンパを設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガス13にタール分やダスト分が多く含まれている場合であっても、熱分解ガスライン16内における上記タール分やダスト分の付着による不具合が発生する虞を大幅に低減させることが可能になる。これにより、プラント設備の信頼性を向上させることが可能になり、長期の連続運転に有利なものとすることができる。
しかも、上記熱分解ガス13は、その全量を熱分解ガス燃焼炉33で燃焼させることができると共に、この熱分解ガス13の燃焼により生じた燃焼排ガス38の一部を、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源として用いるようにしてあることから、図5に示した如き従来の廃棄物炭化処理設備のように、廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源とするための加熱ガス21を発生させるための熱風炉19と、余剰の熱分解ガス13を燃焼させるための燃焼炉や溶融炉とを設ける構成に比して、熱分解ガス13を燃焼させる燃焼炉の数を減らすことができる。
したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。
更に又、上記熱分解キルン炉1の加熱流路6には、500〜550℃に温度調整した燃焼排ガス38を流通させるようにしてあるため、該熱分解キルン炉1に高温腐食が発生する虞を低減させることができ、熱分解キルン炉1の構成材料の選択肢を広げることができる。これにより、熱分解キルン炉1の構成材料として、炭素鋼、ボイラ材料、SUS304材やSUS304L材等の一般材料を採用することが可能になる。
次に、図2は本発明の実施の他の形態として、図1の実施の形態の変形例を示すもので、図1に示したと同様の構成において、排ガス循環ライン50より分岐させて設けた余剰排ガスライン53の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉33に接続した構成に代えて、余剰排ガスライン53の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34における排ガス処理設備35の上流側位置に接続するようにしたものである。
その他の構成は図1に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口22より排ガス循環ライン50へ導かれるボイラ排ガス38aのうち、排ガス取出ライン39へ循環させて燃焼排ガス38の温度調整のために用いられる一部を除く余剰分は、余剰排ガスライン53を経て上記熱分解ガス燃焼炉33より排ガスライン34へ排出される燃焼排ガス38に混入させた状態で、排ガス処理設備35へ導いて排ガス処理を行わせることができる。
次いで、図3は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図1に示したと同様の構成において、熱分解ガス燃焼炉33で熱分解ガス13を燃焼させることにより発生させる燃焼排ガス38の有する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器61の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
具体的には、排ガス取出ライン39における温度調節器52よりも下流側位置より排ガス分取ライン62を分岐させて設けると共に、該排ガス分取ライン62の下流側端部を、上記加熱対象機器61における加熱ガス入口61aに接続する。
更に、図1に示したものと同様の排ガス循環ライン50において、流量調節器57を、排ガス循環ファン56の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン50における排ガス循環ファン56よりも上流側位置に流量調節器57を設け、上記加熱対象機器61の加熱ガス出口61bに接続したダンパ64と該ダンパ64の開閉を制御する流量調節器65を備えた排ガス排出ライン63の下流側端部を、上記排ガス循環ライン50における上記流量調節器57と排ガス循環ファン56の間の位置に接続する。
その他の構成は図1に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
本実施の形態によれば、図1に示したものと同様に、熱分解ガス13を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉33より排ガス取出ライン39へ取り出される高温の燃焼排ガス38の一部に、上記排ガス循環ライン50を通して上記熱分解キルン炉1の加熱ガス出口22より導いた熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス38aを混合させることで500〜550℃に温度調整した燃焼排ガス38を、排ガス循環ライン50上の排ガス循環ファン56の運転により上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18より加熱流路6へ導いて流通させる際に、上記排ガス循環ライン50における排ガス循環ファン56よりも上流側位置に設けた流量調節器57により、ダンパ55の開度を調節することで上記熱分解キルン炉1の加熱流路6へ所望の流量で上記所定温度の燃焼排ガス38を流通させるようにしながら、上記排ガス排出ライン63上の流量調節器65に設定された所要の開度で該排ガス排出ライン63上のダンパ64を開くと、上記排ガス取出ライン39を通して熱分解キルン炉1へ供給されている上記500〜550℃に温度調整された燃焼排ガス38の一部が、排ガス分取ライン62を通して上記加熱対象機器61の加熱ガス入口61aへ供給される。これにより、該加熱対象機器61を、上記所定温度の燃焼排ガス38を熱源として加熱することができる。
上記加熱対象機器61の加熱に供された後に、所要温度まで温度低下した状態で加熱ガス出口61bより排出される燃焼排ガス38aは、上記排ガス循環ファン56の吸引作用により、排ガス排出ライン63を通して排ガス循環ライン50を流通する燃焼排ガス38aに混入させて処理することができる。
図4は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図1に示したと同様の構成において、熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス38aに残存する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器66の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
具体的には、図1に示したものと同様の排ガス循環ライン50において、流量調節器57を、排ガス循環ファン56の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン50における排ガス循環ファン56よりも上流側位置に流量調節器57を設け、上記流量調節器57と排ガス循環ファン56との間に位置する排ガス循環ライン50に、上記加熱対象機器66の加熱ガス入口66aに下流側端部が接続してある排ガス分取ライン67の上流側端部と、加熱ガス出口66bに上流側端部が接続してある排ガス排出ライン68の下流側端部とを、上流側より順に接続する。
更に、上記加熱対象機器66に、該加熱対象機器66の温度に応じて上記排ガス循環ライン50における上記排ガス分取ライン67の接続個所と排ガス排出ライン68の接続個所の間に設けたダンパ70と、上記排ガス排出ライン68に設けたダンパ71の開閉量を制御するための温度調節器69を設ける。
その他の構成は図1に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
本実施の形態によれば、図1に示したものと同様に、熱分解ガス13を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉33より排ガス取出ライン39へ取り出される高温の燃焼排ガス38の一部に、上記排ガス循環ライン50を通して上記熱分解キルン炉1の加熱ガス出口22より導いた熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス38aを混合させることで500〜550℃に温度調整した燃焼排ガス38を、排ガス循環ライン50上の排ガス循環ファン56の運転により上記熱分解キルン炉1の加熱ガス入口18より加熱流路6へ導いて流通させる際に、上記温度調節器69により、上記排ガス循環ライン50上のダンパ70の開度を絞ると共に、上記排ガス排出ライン68上のダンパ71の開度を増加させると、上記熱分解キルン炉1にて廃棄物12の熱分解、炭化処理の熱源に供された後に約350℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口22より排ガス循環ライン50へ導かれる燃焼排ガス38aの一部を、上記排ガス分取ライン67、加熱対象機器66、排ガス排出ライン68を順に経る経路へ迂回させて流通させることができる。よって、上記加熱対象機器66を、上記熱分解キルン炉1における廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス38aに残存する約350℃の熱により、上記加熱対象機器66を加熱することができるようになる。
上記加熱対象機器66の加熱に供された後の燃焼排ガス38aは、上記排ガス循環ファン56の吸引作用により、排ガス排出ライン68を通して排ガス循環ライン50を流通する燃焼排ガス38aに混入させて処理することができる。
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、熱分解ガス燃焼炉33より熱分解キルン炉1へ供給するための燃焼排ガス38を取り出す個所は、上記熱分解キルン1で廃棄物12の熱分解、炭化処理用の熱源に所望されるガス温度以上の温度を有する燃焼排ガス38を取り出すことができれば、たとえば、排ガスライン34の上流側端部等、いかなる個所であってもよい。
図3の実施の形態及び図4の実施の形態における余剰排ガスライン53の下流側端部を、図2の実施の形態と同様に、熱分解ガス燃焼炉33の排ガスライン34における排ガス処理設備35の上流側位置に接続するようにしてもよい。
廃棄物12の炭化炉は、加熱流路6に流通させる高温のガスにより廃棄物12を間接加熱して熱分解、炭化処理した後、生成する熱分解ガス13と炭化物14を分離して取り出すことができるようにしてあれば、熱分解キルン炉以外のいかなる形式の炭化炉を用いるようにしてもよい。
上記廃棄物12の炭化炉の形式や、処理対象となる廃棄物12の熱分解、炭化処理に所望される温度条件等に応じて、熱分解ガス燃焼炉33で発生する燃焼排ガス38と、炭化炉における廃棄物12の熱分解、炭化処理に供した後の温度低下した燃焼排ガス38aとを混合して生成させる炭化炉へ供給するための燃焼排ガス38は、500〜550℃以外の任意の温度条件としてもよい。
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。 本発明の実施の他の形態を示す概要図である。 本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。 本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。 従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例を示す概要図である。 熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の一例を示す概要図である。 熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の別の例を示す概要図である。
符号の説明
1 熱分解キルン炉(炭化炉)
6 加熱流路
12 廃棄物
13 熱分解ガス
14 炭化物
16 熱分解ガスライン
18 加熱ガス入口
22 加熱ガス出口
33 熱分解ガス燃焼炉
34 排ガスライン
36 ダンパ
37 誘引通風機
38,38a 燃焼排ガス
39 排ガス取出ライン
50 排ガス循環ライン
51 ダンパ
52 温度調節器
53 余剰排ガスライン
55 ダンパ
56 排ガス循環ファン
57 流量調節器
58 ダンパ
59 圧力調節器
60 圧力調節器
61 加熱対象機器
61a 加熱ガス入口
61b 加熱ガス出口
62 排ガス分取ライン
63 排ガス排出ライン
64 ダンパ
65 流量調節器
66 加熱対象機器
66a 加熱ガス入口
66b 加熱ガス出口
67 排ガス分取ライン
68 排ガス排出ライン
69 温度調節器
70 ダンパ
71 ダンパ

Claims (6)

  1. 加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供されて温度低下した状態で上記加熱流路の加熱ガス出口に接続され下流側に余剰排ガスラインが分岐させてある排ガス循環ファン付の排ガス循環ラインに取り出された後に該排ガス循環ラインの排ガス循環ファン上流側に設けたダンパの開度を該ダンパの下流側で且つ上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも上流側に設けた流量調節器で制御させることにより流量調整が行われ更に上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側の排ガス循環ラインに設けたダンパの開度を該ダンパの下流側に設けた圧力調節器で制御させることにより圧力調整が行われた燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該流量と圧力と温度とが調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにすることを特徴とする炭化炉の加熱方法。
  2. 炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにすると共に、上記熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉の熱源に供されて温度低下した状態で上記加熱流路の加熱ガス出口に接続され下流側に余剰排ガスラインが分岐させてある排ガス循環ファン付の排ガス循環ラインに取り出された後に該排ガス循環ラインの排ガス循環ファン上流側に設けたダンパの開度を該ダンパの下流側で且つ上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも上流側に設けた流量調節器で制御させることにより流量調整が行われ更に上記余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側の排ガス循環ラインに設けたダンパの開度を該ダンパの下流側に設けた圧力調節器で制御させることにより圧力調整が行われた燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該流量と圧力と温度とが調整された燃焼排ガスを、加熱用ガスとして炭化炉に供給するようにする請求項1記載の炭化炉の加熱方法。
  3. 加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続して、該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、該排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設け、且つ、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側位置にダンパを設けると共に上記排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための流量調節器を設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側位置に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成を有することを特徴とする炭化炉の加熱装置。
  4. 加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続して、該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、該排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設け、熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えて、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設けると共に、炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにし、且つ、上記排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側位置にダンパを設けると共に上記排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に該ダンパの開閉を制御するための流量調節器を設け、上記排ガス循環ラインにおける余剰排ガスラインの分岐位置よりも下流側位置に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成を有することを特徴とする炭化炉の加熱装置。
  5. 排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした請求項3又は4記載の炭化炉の加熱装置。
  6. 排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした請求項3又は4記載の炭化炉の加熱装置。
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