JP4928903B2 - 熱分解炉装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物等の被処理物を外熱式で加熱して熱分解し、熱分解ガス（乾留ガス）と、不揮発性成分を主とする熱分解残渣とに分離する横型外熱回転式の熱分解炉装置に関する。

従来から、様々な汚染物質を含む未分別でかつ未処理の廃棄物を処理して使用可能な物質に変質させる廃棄物処理システムとして、廃棄物を熱分解により処理する熱分解処理システムが知られている。

図１０は、このような熱分解処理システムの一例を示す図である。図１０において、廃棄物等の被処理物１０１は、前処理装置１０２を介して廃棄物供給装置１０３により熱分解炉１０４内へ供給され、熱分解炉装置１０４において熱分解により処理される。ここで、熱分解炉装置１０４で熱分解により発生した有機性の熱分解ガス１１６はガス化や油化や燃焼によって処理される。一方、熱分解炉装置１０４で発生する不揮発性の熱分解残渣１１７は、残渣冷却装置１０７を経て再資源化される。

この場合、熱分解炉装置１０４内に投入される廃棄物１０１としては以下のものが考えられる。

カーシュレッダー、ダスト、廃プラスチック類、木くず、紙くず、廃家電品、廃基板、廃ＯＡ品、ＰＣＢ含有物、医療廃棄物、建設廃材、繊維くず、フロン含有断熱材、都市ゴミ、汚染土壌。

図１０に示す熱分解処理システムの主要機器である熱分解炉装置１０４は、例えば回転ドラムを外部から加熱する横型外熱回転式の熱分解炉装置１０４が一般的に用いられている。

図１１は横型外熱回転式の熱分解炉装置１０４の一例を示す図である。熱分解炉装置１０４は円筒構造の回転ドラム１０８を有し、この回転ドラム１０８は、タイヤ１０９，１１０とローラ１１１，１１２により回転自在に支持されている。

廃棄物１０１は、投入ホッパ１１３に溜められ、投入装置１１４により回転ドラム１０８内に投入される。一方、回転ドラム１０８の出口側には出口フード１１５が設けられ、熱分解ガス１１６と熱分解残渣１１７を上下に分けている。

ところで、このような熱分解システムにおいては、廃棄物を安定的かつ長期的に継続して熱分解処理を行うことが望まれる。

しかしながら、廃棄物処理を長時間に渡って行っていると、図１１に示すように、熱分解炉装置１０４の回転ドラム１０８の内壁に熱分解タールと熱分解残渣が混在した物質の付着が進行し、付着物１１８の表面を被処理物１１９が移動することになり、回転ドラム１０８からの熱の伝わりが悪くなり、熱分解ガス化が十分にできなくなることが想定される。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、回転ドラムの内壁に付着する付着物の増大を防止し、安定かつ長期間に渡って廃棄物の処理を継続できる熱分解炉装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転自在に設けられ、廃棄物を含む被処理物を熱分解し、熱分解ガスと、不揮発性成分を含む熱分解残渣とに分離する回転ドラムと、回転ドラムを囲む燃焼室と、回転ドラムの内側に配置された掻き取り棒と、回転ドラムの下流端部を囲むように設けられた出口フードとを備え、回転ドラムの下流端に、円板状の流動防止板が取付けられ、回転ドラムのうち、出口フードに対応する部分に、回転ドラムの側面を切り欠いて形成され、熱分解ガスと熱分解残渣とを排出する開口部を設け、掻き取り棒は長手方向に直線状に延び、掻き取り棒は回転ドラムの下流端に取付けられた円板状の流動防止板に当接して回転ドラムの軸方向の動きが規制されるとともに、回転ドラム内面により囲まれた空間内を滑りながら移動することを特徴とする熱分解炉装置である。

本発明は、掻き取り棒は、長手方向に直線状に延び、その断面が多角形状となっていることを特徴とする熱分解炉装置である。

本発明は、出口フードに、回転ドラムの開口部に対向して点検口を設けたことを特徴とする熱分解炉装置である。

以上に説明したように、熱分解炉装置の回転ドラムの内部に付着物が付着進行することを防止でき、安定かつ長期間に渡って廃棄物の処理を継続する熱分解炉装置を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態
本発明による熱分解炉装置の第１の実施の形態について、図１乃至図６により説明する。

このうち図１は本発明による熱分解炉装置の全体構成図であり、図２は回転ドラムの詳細図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は図２のＣ線方向矢視図であり、図６は熱分解炉装置の作用を示す図である。

図１乃至図６に示すように、熱分解炉装置１０４は、ベースＢ上に回転自在に設けられ、廃棄物を含む被処理物を熱分解し、被処理物を熱分解ガスと、不揮発性成分を含む熱分解残渣とに分離する円筒状の回転ドラム１１と、回転ドラム１１を囲んで回転ドラム１１を外方から加熱する燃焼室２７と、回転ドラム１１の内側に配置された掻き取り棒３０と、回転ドラム１１の下流端部を囲むように設けられた出口フード２９とを備えている。

このうち円筒構造の回転ドラム１１外周には、タイヤ１２，１３が取付けられており、回転ドラム１１はタイヤ１２，１３とローラ１４，１５とによってベースＢ上に回転自在に支持されている。回転ドラム１１外周にはスプロケット１６が取付けられており、回転ドラム１１はスプロケット１６を介してチェーン１７、モータ１８で構成された駆動装置１９により回転駆動される。

また廃棄物２０は投入ホッパ２１に溜められ、ホッパ２１内の廃棄物は投入装置２２で回転ドラム１１内に投入されるようになっている。なお、投入装置２２はスクリューケーシング２３と、スクリューケーシング２３内に配置されたスクリュー主軸２４と、スクリュー主軸２４に取付けられたスクリュー羽根２５と、スクリュー主軸２４を駆動する駆動モータ２６とを有している。

また回転ドラム１１は燃焼室２７内に納められ、燃焼室２７内にはバーナ２８ａ，２８ｂ，２８ｃが設置され、回転ドラム１１は外方からバーナ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを用いて外部から加熱されるとともに、燃焼室２７内の燃焼排ガスは燃焼室２７の外部に排気される。

タイヤ１２もしくはタイヤ１３のうち一方のタイヤにより、回転ドラム１１の軸方向の移動が停止される。また回転ドラム１１の下流側端部外方には、出口フード２９が設けられている。

回転ドラム１１の内側に付着防止用掻き取り棒３０が設けられ、回転ドラム１１の下流端に円板状の流動防止板３１が取付けられている。回転ドラム１１のうち出口フード２９に対応する部分に、熱分解ガスと熱分解残渣が通過できる開口部３２が設けられている。なお付着防止用掻き取り棒３０は、長手方向（回転ドラム１１の軸心方向）に折れ目がなく直線状に延びる一本の棒からなり、付着防止用掻き取り棒３０の断面は長方形の形状を有している。

さらに出口フード２９のうち回転ドラム１１の開口部３２に対向する付近に、点検口３３が設けられている。

また熱分解炉装置１０４において、酸素が極めて少ない状態で熱分解処理がなされるため、回転ドラム１１の上流側と下流側には入口側軸シール３４と出口側軸シール３５が設けられ、この入口側軸シール３４と出口側軸シール３５とによって外気の空気を遮断している。

次に、このような構成からなる本発明の実施の形態の作用について説明する。

まず廃棄物２０が投入ホッパ２１に溜められ、その後投入ホッパ２１内の廃棄物が回転ドラム１１内に投入される。

この場合、廃棄物２０としては以下のものが考えられる。

カーシュレッダー、ダスト、廃プラスチック類、木くず、紙くず、廃家電品、廃基板、廃ＯＡ品、ＰＣＢ含有物、医療廃棄物、建設廃材、繊維くず、フロン含有断熱材、都市ゴミ、汚染土壌。

この間、回転ドラム１１はバーナ２８ａ，２８ｂ，２８ｃにより外部から加熱され、ローラ１４，１５およびタイヤ１２，１３によりベースＢ上に支持されながら駆動装置１９により回転駆動される。

投入装置２２によって回転ドラム１１の内部に連続的に投入された廃棄物２０は、約５００度前後の温度で空気を遮断した状態で蒸し焼きにされる。回転ドラム１１内で加熱された廃棄物からは乾留ガス（熱分解ガス）１１６と、不揮発性成分を主とする熱分解残渣１１７が生成され、回転ドラム１１内で生成された熱分解ガス１１６と熱分解残渣１１７は、回転ドラム１１に切り欠き部分として設けられた開口部３２より出口フード２９に導かれ、次の工程に送られる。

この過程で、廃棄物２０中のスラッジ分や熱分解残渣の炭化物がタールと混在して、被処理物（付着物）３６となり、回転ドラム１１の内部に付着する。この場合、図６に示すように、付着防止用掻き取り棒３０が被処理物３６内に入り込み、被処理物３６の中に入り込んだ付着防止用掻き取り棒３０が回転ドラム１１の内面を滑りながら移動し、常時、付着物３６を掻き取る。この作用により、被処理物３６による付着が進行しないようになる。一方、付着防止用掻き取り棒３０は、流動防止板３１に当接して、軸方向の移動が停止される。

このように本実施の形態によれば、回転ドラム１１内に被処理物３６が過度に付着することはなく、安定かつ長期間に渡って、廃棄物を処理することができる。

第２の実施の形態
次に本発明による熱分解炉装置の第２の実施の形態を図７，図８に示す。

図７および図８に示す第２の実施の形態は、付着防止用掻き取り棒３７の構成が異なるのみであり、他の構成は図１乃至図６に示す第１の実施の形態と略同一である。図７および図８において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。

図７において、回転ドラム１１の内部には、長方形状の断面を有する２本の付着防止用掻き取り棒３７ａ，３７ｂが装着されている。図７に示すように付着防止用掻き取り棒３７ａ，３７ｂが回転ドラム１１の内面を滑りながら移動し、常時、被処理物（付着物）３６を掻き取る。さらには、お互いの掻き取り棒３７ａ，３７ｂがぶつかり合って、より被処理物３６の掻き取りを効果的に行うことができる。

また図８に示すように、回転ドラム１１の内部に、山型形状断面を有する付着防止用掻き取り棒３８を装着してもよい。図８において、付着防止用掻き取り棒３８が回転ドラム１１の内面を滑りながら移動し、常時、被処理物（付着物）３６を掻き取ることができる。

第３の実施の形態
次に本発明による熱分解炉装置の第３の実施の形態を図９に示す。

図９に示す第３の実施の形態は、流動防止板３９の構成が異なるのみであり、他の構成は図１乃至図６に示す第１の実施の形態と略同一である。図９において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。

図９において、流動防止板３９は、中央部付近に切り欠き部４０を有したドーナツ状をなし、回転ドラム１１の下流端に取り付けられている。付着防止用掻き取り棒３０が回転ドラム１１の内面を滑りながら移動し、常時、被処理物（付着物）３６を掻き取る。この作用により、付着物３６の成長が妨げられる。一方、付着防止用掻き取り棒３０は、流動防止板３９に接触して、軸方向の移動が停止される。

本発明による熱分解炉装置の第１の実施の形態を示す全体構成図。 本発明による熱分解炉装置の回転ドラムの詳細図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図２のＢ−Ｂ線断面図。 図２のＣ線方向矢視図。 本発明による熱分解炉装置の作用を示す図。 本発明による熱分解炉装置の第２の実施の形態を示す図。 本発明による熱分解炉装置の第２の実施の形態を示す図。 本発明による熱分解炉装置の第３の実施の形態を示す図。 従来技術の熱分解システムを説明する構成図。 従来技術の熱分解炉装置を説明する全体構成図。

符号の説明

１１ 回転ドラム
２０ 廃棄物
２７ 燃焼室
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ バーナ
２９ 出口フード
３０ 付着防止用掻き取り棒
３１ 流動防止板
３２ 開口部
３３ 点検口
３６ 被処理物（付着物）
３７ａ，３７ｂ 付着防止用掻き取り棒
３８ 付着防止用掻き取り棒
３９ 流動防止板
４０ 切り欠き部

Claims (3)

1. 回転自在に設けられ、廃棄物を含む被処理物を熱分解し、熱分解ガスと、不揮発性成分を含む熱分解残渣とに分離する回転ドラムと、
   回転ドラムを囲む燃焼室と、
   回転ドラムの内側に配置された掻き取り棒と、
   回転ドラムの下流端部を囲むように設けられた出口フードとを備え、
   回転ドラムの下流端に、円板状の流動防止板が取付けられ、
   回転ドラムのうち、出口フードに対応する部分に、回転ドラムの側面を切り欠いて形成され、熱分解ガスと熱分解残渣とを排出する開口部を設け、掻き取り棒は長手方向に直線状に延び、掻き取り棒は回転ドラムの下流端に取付けられた円板状の流動防止板に当接して回転ドラムの軸方向の動きが規制されるとともに、回転ドラム内面により囲まれた空間内を滑りながら移動することを特徴とする熱分解炉装置。
2. 掻き取り棒は、その断面が多角形状となっていることを特徴とする請求項１記載の熱分解炉装置。
3. 出口フードに、回転ドラムの開口部に対向して点検口を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の熱分解炉装置。

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