JP4916916B2

JP4916916B2 - キルン炉、廃棄物ガス化システム

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Publication number: JP4916916B2
Application number: JP2007050687A
Authority: JP
Inventors: 岳洋橘田; 一晃加倉田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008215660A

Description

本発明は、廃棄物を加熱してガス化ガスを生成し、生成されたガス化ガスをもとにエネルギを生成するキルン炉、廃棄物ガス化システムに関する。

都市ごみ、下水汚泥、産業用廃棄物、バイオマスなどの有機系廃棄物からエネルギ回収を図るために、廃棄物を加熱し熱分解してガス化ガスを生成し、生成されたガス化ガスを基にエネルギを生成するキルン炉、廃棄物ガス化システムが、環境保全及び省資源の観点から注目されている。

図１２は、従来のキルン炉の構成を示す斜視図である。図１３は、従来のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。図１２、図１３に示すように、従来のキルン炉１００は、乾燥させた汚泥等の廃棄物１０１が供給される内筒であるキルンシェル１０２と、該キルンシェル１０２の周囲に所定空間Ｓを持って覆うように設けられる外筒１０３と、該外筒１０３の周壁に設けられ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記廃棄物１０１を間接加熱する燃焼排ガス１０４を前記空間Ｓに送給する燃焼ガス供給路１０５と、間接加熱した後の燃焼排ガス１０４を前記外筒１０３の外に排出する燃焼ガス排出路１０６とを有する。

前記キルンシェル１０２は回転式となっており、前記キルンシェル１０２内に前記廃棄物１０１を投入すると共に、前記外筒１０３と前記キルンシェル１０２との間の空間Ｓ内に例えば図示しない燃焼炉から排出される高温の前記燃焼排ガス１０４を燃焼ガス供給路１０５を介して隔壁１０７で仕切られた各部屋に導入し、空気を遮断した状態で前記キルンシェル１０２内の前記廃棄物１０１を高温の前記燃焼排ガス１０４によって間接的に加熱して熱分解し、前記燃焼排ガス１０４は燃焼ガス排出路１０６から排出される。前記キルンシェル１０２内部の前記廃棄物１０１はガス化され熱分解ガス１０８として排出されると共に、熱分解残渣として炭化物・不燃物１０９を生成するようにしている（特許文献１、２、３）。
図中、符号１１０は、前記外筒１０３の周壁に設けられ、前記燃焼ガス供給路１０５と前記燃焼ガス排出路１０６とを仕切る仕切壁であり、符号１１１は、燃焼ガス排出路１０６に設けられた前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する流量調整ゲートである。

特開２０００−２８３４２９号公報特開２０００−２８３４３１号公報特開２００２−３３３１１９号公報

ここで、従来のキルン炉１００では、前記キルンシェル１０２の各部屋の流量配分を調整し、前記キルンシェル１０２各部の温度を調整するようにしているが、この流量調整は、燃焼ガス供給路１０５側のガス温度が高温のため燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａに設けられている流量調整ゲート１１１により行なわれている。

しかしながら、従来のキルン炉１００は、図１４に示すように前記燃焼排ガス１０４の出口側である燃焼ガス排出路１０６で流量調整を行なうと、前記燃焼排ガス１０４が入りやすい場所に入り、流入の集中１１３した部屋で逆流１１４を生じ、別の部屋に再度流入するため、流量調整し所定の温度に調整するのが困難である、という問題がある。

または、図１５に示すように前記燃焼排ガス１０４が別の部屋との隔壁１０７の隙間を流れ、前記燃焼排ガス１０４の他部屋への流出入１１５を生じるなどの虞があるため、流量調整し所定の温度に調整するのが困難である、という問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、流量調整を可能とし、所定の温度に調整可能なキルン炉、廃棄物ガス化システムを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被処理物が供給される回転円筒体と、該回転円筒体の周囲に所定空間を持って覆うように設けられる外筒と、該外筒の周壁に設けられ、前記回転円筒体の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼ガスを前記空間に送給する燃焼ガス供給路と、間接加熱した後の燃焼ガスを前記外筒の外に排出する燃焼ガス排出路とを有するキルン炉であって、前記燃焼ガスの前記燃焼ガス供給路の開口部に前記燃焼ガスの流量を調整する流量調整ゲートを配設してなることを特徴とするキルン炉にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記燃焼ガス排出路の開口部に前記流量調整ゲートを配設してなることを特徴とするキルン炉にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記流量調整ゲートが、セラミックス板で構成されてなることを特徴とするキルン炉にある。

第４の発明は、第１又は２の発明において、前記流量調整ゲートが、前記流量調整ゲート内部、表面の何れか一方又は両方に前記流量調整ゲートを冷却する冷却管を配設してなることを特徴とするキルン炉にある。

第５の発明は、第４の発明において、前記流量調整ゲート表面に断熱材を配設してなることを特徴とするキルン炉にある。

第６の発明は、第１乃至５の発明の何れか一つにおいて、前記回転円筒体表面の温度を測定する温度計を少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉にある。

第７の発明は、被処理物を搬送する供給手段と、請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉と、前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉において生成される熱分解ガスを燃焼し、高温の燃焼排ガスとする燃焼炉と、前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉において熱交換された燃焼排ガスと前記燃焼炉から排出される前記燃焼排ガスの一部とを合流させ、蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動し、該発電機で凝縮した水を復水機で再び回収し、循環させるボイラと、該ボイラで熱交換され、排出される排ガスを除塵する除塵装置と、該除塵装置により除塵された排ガスを排出する煙突とからなることを特徴とする廃棄物ガス化システムにある。

第８の発明は、第７の発明において、前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉の前段に前記廃棄物を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする廃棄物ガス化システムにある。

本発明によれば、燃焼排ガスの燃焼ガス供給路の開口部に燃焼排ガスの流量を調整する流量調整ゲートを配設しているため、前記燃焼排ガスの流量の調整を容易にすることができ、前記燃焼排ガスの逆流を抑制することができると共に、前記燃焼排ガスの流量調整を容易にすることができ、前記回転円筒体各部を所定の温度に調整することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第一の実施の形態］
本発明による第一の実施の形態に係るキルン炉について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る第一のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第一のキルン炉は、前記図１２〜図１５に示した従来のキルン炉１００の構成と略同様であるため、前記図１２〜図１５に示した従来のキルン炉１００と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１に示すように、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａは、被処理物である廃棄物１０１が供給されるキルンシェル１０２と、該キルンシェル１０２の周囲に所定空間を持って覆うように設けられる外筒１０３と、該外筒１０３の周壁に設けられ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼排ガス１０４を前記空間に送給する燃焼ガス供給路１０５と、間接加熱した後の燃焼排ガス１０４を前記外筒１０３の外に排出する燃焼ガス排出路１０６とを有するキルン炉であって、前記燃焼排ガス１０４の前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａに前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する流量調整ゲート１１Ａを配設してなるものである。

本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａのように、前記燃焼排ガス１０４の前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａに前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する前記流量調整ゲート１１Ａを設けることにより、前記燃焼排ガス１０４の流量の調整を容易にすることができる。

この結果、前記燃焼排ガス１０４の逆流が生じることがないため、前記燃焼排ガス１０４の流量調整を容易にすることができる。

また、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａにおいては、前記流量調整ゲート１１Ａとして、例えばセラミックス板を用いることができる。前記流量調整ゲート１１Ａとして、セラミックス板を用いることにより、前記燃焼排ガス１０４が例えば１０００℃以上の高温であっても耐えることができる。

また、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａにおいては、図２に示すように前記流量調整ゲート１１Ａの他端部に油圧シリンダ１２を配設するか、図３に示すように前記流量調整ゲート１１Ａの他端部にネジ１３を配設するようにしている。前記流量調整ゲート１１Ａの上下動を行うのに、例えば図２に示すように前記流量調整ゲート１１Ａの他端部に油圧シリンダ１２を配設するか、図３に示すように前記流量調整ゲート１１Ａの他端部にネジ１３を配設することで、前記流量調整ゲート１１Ａの上下動を行うことができる。

また、前記流量調整ゲート１１Ａの上下動を行う駆動装置であれば、これに限定されるものではなく、他の装置を用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ａにおいては、前記キルンシェル１０２表面の温度を測定するため、温度計を設けるようにしても良い。
図４は、前記キルンシェル１０２表面に温度計を設けた図である。図４に示すように前記キルンシェル１０２表面に温度計Ｔ₁〜Ｔ₆を例えば六個配設することで、前記キルンシェル１０２表面の所定の場所での温度を測定することができる。

そして、前記キルンシェル１０２各開口部１０５ａ毎に設けた温度計Ｔ₁〜Ｔ₆により、温度計測を実施し、計測結果を制御装置（ＣＰＵ）１４に伝達し、この計測結果に基づいて各々の前記流量調整ゲート１１Ａの開度調整を行なう。

図５は、流量調整ゲートの開度調整を行うプロセス工程を示すフローチャートである。図５に示すように、それぞれの開口部１０５ａでの温度Ｔを測定し、所定の基準温度（Ｔｓｖ）と比較し、判定する。そして、それぞれの開口部１０５ａでの温度Ｔが、所定の温度（Ｔｓｖ）以上と判定された場合、その開口部１０５ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａを閉じ、ゲート開度を絞ることで燃焼排ガス１０４流量を減少させる。

それぞれの温度計の温度が所定の基準温度（Ｔｓｖ）以下と判定された場合、その開口部１０５ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａを開いて、前記燃焼排ガス１０４の流量を増加させる。

また、この前記流量調整ゲート１１Ａの開度調整は自動で行っているが、適宜手動で調整を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ａにおいては、前記キルンシェル１０２の各部屋の開口部１０５ａごとに温度計Ｔ₁〜Ｔ₆を設けているが、本発明はこれに限定されるものでない。

また、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ａにおいては、間接加熱した後の前記燃焼排ガス１０４は、前記燃焼ガス排出路１０６を介して、図１２〜図１４に示すような従来のキルン炉１００の隔壁１０７間で仕切られた部屋に出て燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６aを抜けた後、熱分解ガス１０８として排出される。

よって、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａによれば、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａに前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する流量調整ゲート１１Ａを設けることで、前記燃焼排ガス１０４の流量の調整を容易にすることができ、前記燃焼排ガス１０４の逆流が生じることがないため、前記燃焼排ガス１０４の流量調整を容易にすることができる。

［第二の実施の形態］
本発明による第二の実施の形態に係るキルン炉について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施の形態に係る第二のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図６に示すように、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成に加えて、前記燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａにも前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する流量調整ゲート１１Ａを配設してなるものである。
即ち、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂは、前記燃焼排ガス１０４の前記燃焼ガス供給路１０５、前記燃焼ガス排出路１０６の両方の開口部１０５ａ、１０６ａに前記流量調整ゲート１１Ａを配設してなるものである。

本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂのように、前記燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａにも前記流量調整ゲート１１Ａを配設することで、前記燃焼ガス供給路１０５、前記燃焼ガス排出路１０６の両方の開口部１０５ａ、１０６ａの開度を調整することができるため、前記燃焼ガス供給路１０５を流れる前記燃焼排ガス１０４の流量と前記燃焼ガス排出路１０６を流れる前記燃焼排ガス１０４の流量とをほぼ同等とすることができる。

即ち、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａと前記燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａとを閉じれば、前記燃焼排ガス１０４の流入量を減らす共に、前記燃焼排ガス１０４の排出量も減らすことができる。

また、前記燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａと前記燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６ａに設けた前記流量調整ゲート１１Ａとを開ければ、前記燃焼排ガス１０４の流入量を増加させる共に、前記燃焼排ガス１０４の排出量も増加させることができる。

よって、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂによれば、前記燃焼ガス供給路１０５及び前記燃焼ガス排出路１０６の両方の開口部１０５ａ、１０６ａに前記流量調整ゲート１１Ａを配設することで、前記キルンシェル１０２と前記外筒１０３との間の空間に送給される燃焼排ガス１０４の流量を調整することができるため、前記キルンシェル１０２の温度を調整することができる。

［第三の実施の形態］
本発明による第三の実施の形態に係るキルン炉について、図７を参照して説明する。
図７は、本実施の形態に係る第三のキルン炉の流量調整ゲートの構成を示す断面図である。本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
また、図中、第三のキルン炉１０Ｃ全体の構成は、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同様であるため、本実施の形態においては、前記流量調整ゲート１１Ｂの構成のみ示す。
図７に示すように、本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃの前記流量調整ゲート１１Ｂは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの前記流量調整ゲート１１Ａに代えて、前記流量調整ゲート内部に前記流量調整ゲートを冷却するための冷却水１５を供給する冷却管１６Ａを配設してなるものである。

本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃの前記流量調整ゲート１１Ｂでは、冷却水供給部１７より供給された前記冷却水１５が冷却管１６Ａを通って冷却水排出部１８より排出され、常時冷却水１５が冷却管１６Ａ内を循環するようにしている。

本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃの前記流量調整ゲート１１Ｂのように、前記流量調整ゲート１１Ｂ内部に前記流量調整ゲート１１Ｂを冷却するための冷却水１５を供給する冷却管１６Ａを配設することにより、冷却水１５により前記流量調整ゲート１１Ｂ自体を冷却することができるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａ又は前記図２に示した第二のキルン炉１０Ｂの前記流量調整ゲート１１Ａに用いられる特殊合金などを用いることなく、図１３に示すような従来のキルン炉の前記流量調整ゲート１１Ａに用いられる通常のＳＳ材、ＳＵＳ材などを用いることができる。

また、本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃの前記流量調整ゲート１１Ｂは、前記流量調整ゲート１１Ｂを水冷構造とすることで、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａ側の燃焼排ガス１０４温度を低下する虞もあるため、前記流量調整ゲート１１Ｂ表面に断熱材１９を配設することが好ましい。

前記断熱材１９としては、例えばセラミックボードなどを用いることができる。

図８は、流量調整ゲートの他の構成を示す断面図である。図８に示すように流量調整ゲート１１Ｃは、前記流量調整ゲート１１Ｂの水冷構造として前記冷却管１６Ｂが前記流量調整ゲート内部を蛇行させるようにしたものである。前記冷却管１６Ｂのように前記流量調整ゲート１１Ｃ内部を蛇行させることにより、前記流量調整ゲート１１Ｃによる前記燃焼排ガス１０４の冷却効果を上げることができる。

また、本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃにおいては、前記流量調整ゲート１１Ｂ、１１Ｃの水冷構造として、前記流量調整ゲート１１Ｂ、１１Ｃの内部に前記冷却管１６Ａ、１６Ｂを配設しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記流量調整ゲート１１Ｂ、１１Ｃの表面に前記冷却管１６を配設するようにしてもよい。

前記流量調整ゲート１１Ｂ、１１Ｃの表面に前記冷却管１６Ａ、１６Ｂを配設することにより、直接前記燃焼排ガス１０４を冷却することができるため、前記流量調整ゲート１１Ｂによる前記燃焼排ガス１０４の冷却効果を上げることができ、前記燃焼排ガス１０４のガス温度を容易に調整することができる。

［第四の実施の形態］
本発明による第四の実施の形態に係るキルン炉について、図９を参照して説明する。
図９は、本実施の形態に係る第四のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図９に示すように、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成に加え、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａが、前記燃焼排ガス１０４のガス流れを前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けられてなるものである。

本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄのように、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａを前記燃焼排ガス１０４のガス流れが前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けることにより、前記燃焼排ガス１０４の入口側である前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａから排出される前記燃焼排ガス１０４のガス流れが前記キルンシェル１０２の接線方向に供給されるため、前記キルンシェル１０２と衝突するのを低減することができる。

これにより、前記燃焼排ガス１０４中に含有する飛灰等の灰が前記キルンシェル１０２表面に付着するのを低減し、前記キルンシェル１０２表面に一旦付着した灰層も前記燃焼排ガス１０４のガス流れにより、剥離・除去することができる。

また、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄにおいては、前記燃焼排ガス１０４のガス温度は例えば１０００℃以上の高温であると共に、前記燃焼排ガス１０４の輻射伝熱の方が前記燃焼排ガス１０４の対流伝熱に比べて伝熱効率が大きい。このため、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄは、前記図１２〜図１５に示した従来のキルン炉１００のように前記燃焼排ガス１０４が前記キルンシェル１０２に直接衝突することが軽減され衝突部分での熱伝達率は低くなっても、キルン炉の伝熱性能に対する影響は少ない。

よって、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄによれば、前記キルンシェル１０２への前記燃焼排ガス１０４の衝突が軽減されるため、前記キルンシェル１０２表面への灰の付着及び灰の堆積を軽減することができると共に、前記キルンシェル１０２表面温度を正確に測定することができるため、前記燃焼排ガス１０４の流量を調整することで前記キルンシェル１０２表面温度をより正確に調整することができる。

［第五の実施の形態］
本発明による第五の実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムについて、図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａの外熱式キルン炉１００４は、図１〜図９に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第四のキルン炉１０Ｄの何れかを用いるため、重複した説明は省略する。
図１０に示すように、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａは、貯留された廃棄物１０１を破砕する破砕機１００１と破砕された廃棄物１０１を搬送するスクリューフィーダ１００２とからなる供給手段１００３と、廃棄物１０１を炭化処理して熱分解ガス１０８と炭化物・不燃物１０９とを生成するキルン炉１００４と、前記キルン炉１００４において生成される熱分解ガス１０８を燃焼し、高温の燃焼排ガス１０４とする燃焼炉１００５と、前記キルン炉１００４において熱交換された燃焼排ガス１０４と前記燃焼炉１００５から排出される燃焼排ガス１０４の一部１０４ａとを合流させた加熱用ガス１００６を蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機１００７を駆動し、該発電機１００７で凝縮した水を復水器１００８で再び回収し、循環させるボイラ１００９と、該ボイラ１００９で熱交換され、排出される排ガス１０１０を除塵する除塵装置であるバグフィルタ１０１１と、該バグフィルタ１０１１により除塵された排ガス１０１２を排出する煙突１０１３とからなるものである。
なおボイラにて蒸気として回収された熱は、発電以外にも蒸気として利用してもよい。また燃焼排ガスの熱回収はボイラではなく、エアヒータなどの熱交換器で行い、ホットエアとして回収しても良い。

図１０に示すように、トラック１０１８等の運搬手段により持ち込まれて貯留された前記廃棄物１０１は、前記破砕機１００１及び前記スクリューフィーダ１００２で構成された供給手段１００３により、破砕された後、加熱流通ゾーンである前記キルン炉１００４中に連続的に供給される。前記スクリューフィーダ１００２の駆動源であるモータは制御装置から信号を受けてその回転数が制御可能なようになっている。

そして前記キルン炉１００４の前記外筒１０３内には高温の前記燃焼排ガス１０４を流通して、キルンシェル１０２内部を間接的に加熱する。キルン炉１００４中の廃棄物１０１は分解し、熱分解ガス１０８と炭化物・不燃物１０９を生成するようにしている。

前記炭化物・不燃物１０９を分離抜き出し手段１０１４の下部に導き、前記熱分解ガス１０８を上部から取り出す。前記分離抜き出し手段１０１４の下部からは、抜き出しスクリュー１０１５によって、前記炭化物・不燃物１０９を抜き出す。前記抜き出しスクリュー１０１５の駆動源であるモータは図示しない制御装置から信号を受けてその回転数が制御可能なようになっている。分離抜出し手段１０１４の下部には炭化物の冷却手段として例えば図示しない水冷コンベヤあるいは水槽などにより冷却する。これにより高温の前記炭化物・不燃物１０９が酸素に触れることなく冷却するようにしている。

前記熱分解ガス１０８は飛散粒子を含んでいるので、サイクロン１０１６で除塵した後に、燃焼炉１００５で燃焼させる。該焼却炉１００５での燃焼用若しくは酸素富化の空気１０１７は別の経路から前記燃焼炉１００５まで導くようにしている。

前記燃焼炉１００５で得られた燃焼排ガス１０４の一部１０４ａは、前記キルン炉１００４の前記外筒１０３に導き、分解に必要な熱供給に用い、前記外筒１０３出口から排出する未だ温度の高い熱供給後の燃焼排ガス１０４は前記燃焼炉１００５から排出する前記燃焼排ガス１０４の一部と合流させて前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６とするようにしている。

前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６はボイラ１００９に導かれ、ここで蒸気を発生する熱源として使用され、発生した蒸気は蒸気タービン式の前記発電機１００７を駆動し、前記復水器１００８により凝縮した水を再び前記ボイラ１００９に戻し、循環せしめるようにしている。

前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６は前記ボイラ１００９で熱交換し前記ボイラ１００９からの排ガス１０１０となり、前記バグフィルタ１０１１で除塵後、前記煙突１０１３から排出されるようにしている。

このように、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａによれば、前記キルン炉１００４に図１〜図９に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第四のキルン炉１０Ｄを採用することにより、前記燃焼排ガス１０４の流量の調整を容易にすることができ、前記廃棄物１０１を前記燃焼排ガス１０４を用いて安定して炭化処理し、前記熱分解ガス１０８を生成することができる。これにより、前記熱分解ガス１０８は前記ボイラ１００９等熱交換器で熱回収し発電用あるいは加熱熱源として利用されると共に、炭化物は固体燃料等に利用されることでエネルギーリサイクルされ、また吸着剤等に炭化物を利用することや分離された不燃物は有価物やセメント原料に利用されることでマテリアルリサイクルすることができる。また、排出される前記炭化物・不燃物１０９等は無酸素状態で加熱され、また前記熱分解ガス１０８は高温で燃焼されることから固形物、排ガス共に、ダイオキシン等を極低レベルにまで削減できる。

［第六の実施の形態］
本発明による第六の実施の形態に係る廃棄物ガス化システムについて、図１１を参照して説明する。
図１１は、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムのキルン炉は、図１０に示した第一の廃棄物ガス化システムの構成と略同様であるため、前記図１０に示した第一の廃棄物ガス化システムと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１１に示すように、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂは、前記図１０に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａの構成に加え、前記キルン炉１００４の前段に汚泥１０２０を乾燥させる乾燥装置１０２１を有するものである。

前記汚泥１０２０が例えば７０〜８５ｗｔ％程度の水分を含有する場合、定量フィーダ等の定量供給機１０２２を用いて前記汚泥を乾燥装置１０２１に供給され、水分が例えば０〜５０ｗｔ％の乾燥汚泥１０２３となってキルン炉１００４に供給する。その後は、前記図１０に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａについて説明した実施の形態と同様にして処理されるようにしている。

また、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂにおいては、前記乾燥装置１０２１の内部温度は前記キルン炉１００４の内部温度よりも低く、かつ水分が揮発する温度であることが好ましい。前記キルン炉１００４の前段に前記乾燥装置１０２１を設けることにより、潜熱の大きい水を比較的低温で揮発させることで、前記図１０に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａを用いた場合よりも低コストで前記炭化物・不燃物１０９を得ることができる。

さらに、前記乾燥装置１０２１から排出される乾燥機循環ガス１０２４は飛散粒子を含んでいるので、サイクロン１０１６で除塵した後、熱交換器１０２５で前記乾燥機循環ガス１０２４を予熱し、前記燃焼炉１００５で燃焼させるようにしている。また、前記サイクロン１０１６に熱供給後の燃焼排ガス１０４は燃焼炉１００５から排出する燃焼排ガス１０４の一部と合流させて前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６としている。また、前記燃焼炉１００５での燃焼の安定化等のために、助燃料として若干量の化石燃料等の補助燃料１０２６を前記燃焼炉１００５に供給できるようにしている。

このように、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂによれば、前記キルン炉１００４に図１〜図８に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第四のキルン炉１０Ｄを採用することにより、前記燃焼排ガス１０４の流量の調整を容易にすることができ、前記廃棄物１０１を前記燃焼排ガス１０４を用いて安定して炭化処理し、熱分解ガス１０８を生成することができる。これにより、熱分解ガス１０８はボイラ１００９で熱回収し発電用に利用されると共に、炭化物は固体燃料、吸着剤等に利用されることでエネルギーリサイクルされ、不燃物は分離されて有価物やセメント原料に利用されることでマテリアルリサイクルすることができる。また、排出される前記炭化物・不燃物１０９等は無酸素状態で加熱され、また前記熱分解ガス１０８は高温で燃焼されるため固形物、排ガス共に、ダイオキシン等を極低レベルにまで削減できる。

以上のように、本発明に係るキルン炉、廃棄物ガス化システムは、燃焼ガスの燃焼ガス供給路の開口部に燃焼ガスの流量を調整する流量調整ゲートを配設することで、前記燃焼ガスの流量の調整が容易で前記燃焼ガスの逆流を抑制することができ、前記キルンシェル各部を所定の温度に調整することができるので、キルンシェルへの伝熱効率を向上させるのに用いるのに適している。

本発明による第一の実施の形態に係る第一のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。油圧シリンダにより流量調整ゲートの上下動を行う様子を示す図である。ネジにより流量調整ゲートの上下動を行う様子を示す図である。温度計により流量調整ゲートの開度調整を行う様子を示す図である。流量調整ゲートの開度調整を行うプロセス工程を示すフローチャートである。本発明による第二の実施の形態に係る第二のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本発明による第三の実施の形態に係る第三のキルン炉の流量調整ゲートの構成を示す断面図である。本発明による第三の実施の形態に係る第三のキルン炉の流量調整ゲートの他の構成を示す断面図である。本発明による第四の実施の形態に係る第四のキルン炉の長手方向における燃焼ガス供給路の開口部の断面拡大図である。本発明による第五の実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。本発明による第六の実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。従来のキルン炉の構成を示す斜視図である。従来のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。図１３のＡ−Ａ断面図である。図１３のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０Ａ第一のキルン炉
１０Ｂ第二のキルン炉
１０Ｃ第三のキルン炉
１０Ｄ第四のキルン炉
１０Ｅ第五のキルン炉
１０Ｆ第六のキルン炉
１０Ｇ第七のキルン炉
１１Ａ、１１Ｂ流量調整ゲート
１２油圧シリンダ
１３ネジ
１４制御装置（ＣＰＵ）
１５冷却水
１６Ａ、１６Ｂ冷却管
１７冷却水供給部
１８冷却水排出部
１９断熱材
Ｔ₁〜Ｔ₆ 温度計
１０１廃棄物
１０２キルンシェル
１０３外筒
１０４燃焼排ガス
１０５燃焼ガス供給路
１０５ａ開口部
１０６燃焼ガス排出路
１０６ａ開口部
１０７隔壁
１０８熱分解ガス
１０９炭化物・不燃物
１１０仕切壁
１１１流量調整ゲート
１１３流入の集中
１１４逆流
１１５他部屋への流出入
１０００Ａ第一の廃棄物ガス化システム
１０００Ｂ第二の廃棄物ガス化システム
１００１破砕機
１００２スクリューフィーダ
１００３供給手段
１００４キルン炉
１００５燃焼炉
１００６加熱用ガス
１００７発電機
１００８復水器
１００９ボイラ
１０１０排ガス
１０１１バグフィルタ
１０１２除塵された排ガス
１０１３煙突
１０１４分離抜き出し手段
１０１５抜き出しスクリュー
１０１６サイクロン
１０１７空気
１０１８トラック
１０２０汚泥
１０２１乾燥装置
１０２２定量供給機
１０２３乾燥汚泥
１０２４乾燥機循環ガス
１０２５熱交換器
１０２６補助燃料

Claims

被処理物が供給される回転円筒体と、
該回転円筒体の周囲に所定空間を持って覆うように設けられる外筒と、
該外筒の周壁に設けられ、前記回転円筒体の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼ガスを前記空間に送給する燃焼ガス供給路と、
間接加熱した後の燃焼ガスを前記外筒の外に排出する燃焼ガス排出路とを有するキルン炉であって、
前記燃焼ガスの前記燃焼ガス供給路の開口部に前記燃焼ガスの流量を調整する流量調整ゲートを配設してなることを特徴とするキルン炉。
請求項１において、
前記燃焼ガス排出路の開口部に前記流量調整ゲートを配設してなることを特徴とするキルン炉。
請求項１又は２において、
前記流量調整ゲートが、セラミックス板で構成されてなることを特徴とするキルン炉。
請求項１又は２において、
前記流量調整ゲートが、前記流量調整ゲート内部、表面の何れか一方又は両方に前記流量調整ゲートを冷却する冷却管を配設してなることを特徴とするキルン炉。
請求項４において、
前記流量調整ゲート表面に断熱材を配設してなることを特徴とするキルン炉。
請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
前記回転円筒体表面の温度を測定する温度計を少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉。
被処理物を搬送する供給手段と、
請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉と、
前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉において生成される熱分解ガスを燃焼し、高温の燃焼排ガスとする燃焼炉と、
前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉において熱交換された燃焼排ガスと前記燃焼炉から排出される前記燃焼排ガスの一部とを合流させ、蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動し、該発電機で凝縮した水を復水機で再び回収し、循環させるボイラと、
該ボイラで熱交換され、排出される排ガスを除塵する除塵装置と、
該除塵装置により除塵された排ガスを排出する煙突とからなることを特徴とする廃棄物ガス化システム。
請求項７において、
前記請求項１乃至６の何れか一つのキルン炉の前段に前記廃棄物を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする廃棄物ガス化システム。