JP5885075B2 - 揮発性物質の除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、揮発性物質を含有する被処理物を加熱することによって、被処理物から揮発性物質を揮発させて除去する揮発性物質の除去装置に関する。

揮発性の比較的高い揮発性物質（水銀、タリウム、亜鉛、セレン等の重金属や、これらの重金属を有する塩化物、トルエン、ベンゼン、ＰＣＢ等の有機化合物等）を含有する原料や燃料等を用いて製品の製造が行われる場合がある。例えば、廃棄物（焼却灰、各種の汚泥、廃プラスチック等）の廃棄量の低減を図るべく、斯かる廃棄物がセメント原料として、或いは、セメント製造設備における燃料として利用される場合があり、斯かる廃棄物には、揮発性物質が含有されている場合がある。

揮発性物質を含有する原料や燃料等（以下、被処理物とも記す）を製品の製造等で利用する場合には、被処理物から揮発性物質を除去した上で使用する必要がある。被処理物から揮発性物質を除去する方法としては、被処理物を加熱することで揮発性物質を被処理物から揮発させて除去する方法が知られている。例えば、被処理物が供給される内部空間を備えた本体部と、内部空間に熱を供給して被処理物を加熱する加熱手段とを備えた加熱装置を用いる方法が知られている。斯かる加熱装置では、被処理物が内部空間を一方向に沿って搬送されつつ加熱されると共に、揮発した状態の揮発性物質が内部空間の外側に排出されるように構成されている。これにより、被処理物から揮発性物質が除去され、揮発性物質の含有量の少ない処理物が得られる（特許文献１参照）。

上記のような加熱装置において、被処理物の加熱をより効果的に行う方法としては、例えば、特許文献２に示すように、内部空間に回転軸を配置し、該回転軸に連結された回転翼を回転させることで、内部空間の被処理物を撹拌し、被処理物に加熱手段からの熱を伝わり易くすることが考えられる。

特開２００９−２１３９９９号公報 特開２００１−０９１１５６号公報

上記のような加熱手段には、内部空間で揮発した揮発性物質を内部空間の外側に排出するための排出手段が設置される場合がある。しかしながら、上記のように、回転翼が連結された回転軸を内部空間に配置した場合、排出手段が回転翼や回転軸と接触するのを避けるために、内部空間の外側に排出手段を設置する必要がある。例えば、内部空間を形成する本体部の壁部に開口部を形成し、該開口部から揮発性物質を排出するように構成することができる。

このような構成の場合、揮発性物質が内部空間の外側へ排出される際に、本体部における開口部が形成された位置（以下、排出位置と記す）まで揮発性物質が移動する必要がある。このため、内部空間の全体（特に、排出位置から離れた位置）から揮発性物質を内部空間の外側へ効率的に排出することが困難となる。

そこで、本願発明は、被処理物が供給された本体部の内部空間で揮発した揮発性物質を内部空間から効率的に内部空間の外側へ排出して、被処理物から揮発性物質を除去することができる揮発性物質の除去装置を提供することを課題とする。

本発明に係る揮発性物質の除去装置は、揮発性物質を含有する被処理物が供給される内部空間を備えた本体部と、内部空間に供給された被処理物及び内部空間を揮発性物質が揮発する揮発温度以上に加熱する加熱手段と、一方向に沿って内部空間に配置された軸部材と該軸部材から延出するように形成されて軸部材を中心に回転する回転翼とから構成された回転部材とを備え、内部空間に供給された被処理物と回転する回転翼との接触によって被処理物が内部空間で搬送されるように構成された揮発性物質の除去装置であって、前記軸部材は、前記内部空間で揮発した揮発性物質が流通する揮発性物質流通空間を内部に備えると共に、該揮発性物質流通空間と内部空間とを連通させる開口部を備え、該開口部から揮発性物質流通空間に流入した揮発性物質が内部空間の外側に排出されるように構成されていることを特徴とする。

斯かる構成によれば、軸部材が揮発性物質流通空間及び開口部を備えることで、内部空間の外側へ揮発性物質を排出する排出手段として軸部材が機能することになる。そして、軸部材に形成された開口部は、内部空間の内側（即ち、揮発性物質が揮発する空間）に位置することになる。これにより、内部空間で揮発した揮発性物質が内部空間において揮発性物質流通空間に導かれる。このため、揮発した揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間に流入させることができ、内部空間の外側へ効率的に揮発性物質を排出することができる。

前記本体部は、内部空間に被処理物を供給するための本体供給部と、内部空間から被処理物を排出するための本体排出部とを備えると共に、本体供給部から内部空間に供給された被処理物が軸部材の一端側から他端側に向かって搬送されるように構成されており、前記開口部は、本体供給部及び本体排出部よりも内部空間の中央側に形成されていることが好ましい。

斯かる構成によれば、軸部材の開口部が本体供給部及び本体排出部よりも内部空間の中央側に形成されていることで、該開口部が本体供給部及び本体排出部から離間することになる。これにより、内部空間の温度が低下するのを抑制することができると共に、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間に流入させることができる。

具体的には、加熱手段によって加熱される前（揮発温度未満）の被処理物は、本体供給部から内部空間に供給される。このため、内部空間における本体供給部の近傍では、内部空間の熱が被処理物に吸収されて温度低下し易くなる。一方、加熱手段によって加熱された被処理物は、本体排出部から内部空間の外側へ排出される。このため、内部空間における本体排出部の近傍では、内部空間から熱が排出されて温度低下し易くなる。

更に、内部空間で加熱されて揮発した揮発性物質は、軸部材の開口部から揮発性物質流通空間へ流入し、内部空間の外側へ排出される。このため、内部空間における軸部材の開口部の近傍では、熱が内部空間の外側へ排出されることになる。
このため、本体供給部及び本体排出部の近傍に軸部材の開口部が位置していると、本体供給部及び本体排出部の近傍における内部空間の温度がより低下し易くなる。このような温度低下が生じると、被処理物から揮発した揮発性物質が再び被処理物に析出（付着）することになり、被処理物からの揮発性物質の除去効率が低下する。

これに対し、軸部材の開口部が本体供給部及び本体排出部よりも内部空間の中央側に位置することで、本体供給部及び本体排出部から軸部材の開口部が離間することになるため、本体供給部及び本体排出部の近傍の内部空間の温度低下を抑制することができる。これにより、本体供給部及び本体排出部の近傍の内部空間において、被処理物からの揮発性物質の除去効率が低下してしまうのを抑制することができる。

更に、上述したような本体供給部及び本体排出部の近傍で生じる温度低下は、本体供給部及び本体排出部よりも内部空間の中央側の領域（以下、中央領域）では生じ難い。つまり、内部空間の中央領域では、揮発温度が維持され易いため、斯かる中央領域に軸部材の開口部が位置することで、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間に流入させて内部空間の外側に排出することができる。

以上のように、内部空間の温度低下が抑制されて揮発性物質の濃度が経時的に上昇するのが抑制されると共に、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間に流通させて内部空間の外側へ排出することができる。

前記軸部材は、揮発した状態の揮発性物質を被処理物と分離する揮発性物質分離手段を備え、該揮発性物質分離手段は、揮発性物質流通空間に配置されて、揮発性物質流通空間に流入した揮発性物質及び被処理物と接触した際に、揮発性物質を通過させるように構成されていることが好ましい。

斯かる構成によれば、揮発性物質流通空間に揮発性物質分離手段を更に備えることで、揮発した状態の揮発性物質と共に被処理物が揮発性物質流通空間に侵入した際にも、被処理物が揮発性物質と共に内部空間の外側へ排出されるのを防止することができる。
具体的には、被処理物の一部が内部空間において浮遊するような性状のもの（例えば、ダスト）である場合、浮遊する被処理物が軸部材の開口部から揮発性物質流通空間へ侵入する虞がある。

しかしながら、揮発性物質流通空間に揮発性物質分離手段が配置されていることで、揮発性物質分離手段によって揮発性物質と被処理物とが分離され、揮発性物質のみが内部空間の外側へ排出される。これにより、被処理物が内部空間の外側へ排出されて流失してしまうのを防止することができる。

以上のように、本発明によれば、被処理物が供給された本体部の内部空間で揮発した揮発性物質を内部空間から効率的に内部空間の外側へ排出して、被処理物から揮発性物質を除去することができる。

本実施形態に係る揮発性物質の除去装置の断面図。 同実施形態に係る軸部材の断面図。 他の実施形態に係る軸部材の断面図。 他の実施形態に係る発性物質の除去装置の断面図。

以下、本発明に係る揮発性物質の除去装置の実施形態について、図１及び２を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る揮発性物質の除去装置（以下、除去装置とも記す）１は、揮発性物質を含有する被処理物を加熱することによって被処理物から揮発性物質を除去するものである。被処理物としては、特に限定されるものではなく、例えば、揮発性物質を含有する廃棄物（焼却灰、各種の汚泥、廃プラスチック等）や、セメント製造用の固体原料や燃料、セメント製造設備の排ガス処理系統（例えば、キルン排ガス系統に設置されている予熱器、沈降室、スタビライザー、ミル、ドライヤー、集塵器等）で捕集されるダスト（例えば、セメント原料として利用されるもの）等が挙げられる。

除去装置１は、被処理物を加熱することによって被処理物から揮発性物質を揮発させると共に、揮発した状態の揮発性物質を後述する内部空間２Ｒの外側へ排出するように構成されている。具体的には、除去装置１は、被処理物を供給する内部空間２Ｒを備えた本体部２と、該内部空間２Ｒに供給された被処理物を加熱する加熱手段３と、一方向に沿って内部空間に配置された軸部材４ａと該軸部材４ａから延出するように形成されて軸部材４ａを中心に回転する回転翼４ｂとから構成された回転部材４とを備えている。

本体部２は、筒状（具体的には、円筒状）の形状を有し、軸方向が長手となるように形成されている。また、本体部２は、軸方向の両端部が閉塞されている。具体的には、本体部２は、筒状（具体的には、円筒状）に形成された本体胴部２ａと、該本体胴部２ａの軸方向の両端部を閉塞する本体閉塞壁２ｂ，２ｂとから構成されている。そして、本体胴部２ａと本体閉塞壁２ｂ，２ｂとによって画定される空間が内部空間２Ｒとなっている。

また、本体部２は、内部空間２Ｒに被処理物を供給するための本体供給部２ｃと、内部空間２Ｒから被処理物を排出するための本体排出部２ｄとを備えている。本体供給部２ｃは、本体部２の軸方向の一端部（具体的には、本体閉塞壁２ｂ）に形成されている。本実施形態では、本体供給部２ｃは、本体部２の軸方向の一端側に位置する本体閉塞壁２ｂに形成された開孔によって構成されている。また、本体供給部２ｃは、本体部２の内外を連通させるように形成されている。そして、本体部２（具体的には、本体供給部２ｃ）は、被処理物を搬送する第一配管系Ｐ１を介して、被処理物を内部空間２Ｒに供給する被処理物供給設備（図示せず）と連結されている。

一方、本体排出部２ｄは、本体部２の軸方向の他端部（具体的には、本体閉塞壁２ｂ）に形成されている。本実施形態では、本体排出部２ｄは、本体部２の軸方向の他端側に位置する本体閉塞壁２ｂに形成された開孔によって構成されている。また、本体排出部２ｄは、本体部２の内外を連通させるように形成されている。そして、本体部２（具体的には、本体排出部２ｄ）は、内部空間２Ｒから排出された被処理物（以下、処理物とも記す）を搬送する第二配管系Ｐ２を介して、処理物を回収する処理物回収設備（図示せず）と連結されている。

また、本体部２は、本体供給部２ｃから内部空間２Ｒに供給された被処理物が本体部２（具体的には、本体胴部２ａ）の軸線に沿って、本体排出部２ｄ側へ移動するように構成されている。具体的には、本体部２は、本体供給部２ｃが上方に位置し、本体排出部２ｄが下方に位置するように、本体胴部２ａの軸線が上下方向に沿うように配置されている。つまり、本体部２は、内部空間２Ｒにおいて被処理物が上方から下方に向かって移動（落下）するように構成されている。

また、本体部２は、内部空間２Ｒへガス（窒素やアルゴン等の不活性ガスや空気等）を供給するガス供給部２ｅを備えている。ガス供給部２ｅは、本体部２における本体排出部２ｄ側から内部空間２Ｒにガスを供給するように構成されている。本実施形態では、ガス供給部２ｅは、本体胴部２ａの下端部に開孔が形成されることによって構成されている。また、ガス供給部２ｅは、本体部２の内外を連通させるように形成されている。そして、本体部２（具体的には、ガス供給部２ｅ）は、内部空間２Ｒへガスを搬送する第三配管系Ｐ３を介して、内部空間２Ｒへガスを供給するためのガス供給設備（図示せず）に連結されている。

また、本体部２は、内部空間２Ｒに供給された被処理物が本体排出部２ｄ側に向かって段階的に移動するように構成されている。具体的には、本体部２は、内部空間２Ｒを複数に区画する仕切部２ｆを備えている。仕切部２ｆは、板状の形状を有し、本体部２の軸線に対して交差（略直交）するように配置されている。そして、仕切部２ｆの外周端部が本体胴部２ａの内面に連結されている。つまり、本実施形態では、仕切部２ｆは、略水平な状態で内部空間２Ｒに配置されている。これにより、仕切部２ｆは、上面に被処理物を載置可能となっている。また、仕切部２ｆの略中央部には、軸部材４ａが挿通される貫通孔が形成されている。更に、仕切部２ｆは、被処理物を下方に向かって落下させるように構成されている。具体的には、仕切部２ｆは、上下方向に沿って形成された落下孔２ｇを備え、該落下孔２ｇから被処理物を落下可能に構成されている。

本実施形態では、仕切部２ｆは、内部空間２Ｒに三つ配置されている。具体的には、仕切部２ｆは、上下方向に沿って間隔を空けて三つ配置されている。つまり、本実施形態では、３つの仕切部２ｆ，２ｆ，２ｆによって、内部空間２Ｒが４つに区画されている。また、各仕切部２ｆ，２ｆ，２ｆの各落下孔２ｇ，２ｇ，２ｇのうち、一の落下孔２ｇとその下段に位置する他の落下孔２ｇとの位置関係としては、特に限定されるものではなく、本体部２を軸線に沿って見た際に、一の落下孔２ｇに対する他の落下孔２ｇの位置が本体部２の軸線を中心に、回転翼４ｂの回転方向に、２７０°の位置であることが好ましい。また、最も上方に位置する落下孔２ｇは、本体供給部２ｃに対して、本体部２の軸線を中心に、回転翼４ｂの回転方向に、２７０°の位置であることが好ましい。また、本体排出部２ｄは、最も下方に位置する落下孔２ｇに対して、本体部２の軸線を中心に、回転翼４ｂの回転方向に、２７０°の位置であることが好ましい。

軸部材４ａは、本体部２の軸線に沿って配置されている。また、軸部材４ａは、本体部２の軸線に対して直交する方向に回転可能となるように本体部２に固定されている。具体的には、軸部材４ａは、両端部が本体部２の軸方向の両端部（具体的には、本体閉塞壁２ｂ，２ｂ）に回転可能に固定されている。

また、軸部材４ａは、内部空間２Ｒで揮発した揮発性物質が流通する揮発性物質流通空間４ａＲを内部に備えている。揮発性物質流通空間４ａＲは、本体部２の軸線に沿って軸部材４ａの内部に形成されている。また、揮発性物質流通空間４ａＲは、内部空間２Ｒの外側と連通するように形成されている。具体的には、揮発性物質流通空間４ａＲは、軸部材４ａの両端部において内部空間２Ｒの外側と連通するように形成されている。つまり、軸部材４ａは、筒状（具体的には、円筒状）に形成されている。

また、軸部材４ａは、揮発性物質流通空間４ａＲと内部空間２Ｒとを連通させる開口部（以下、軸部材開口部とも記す）４ａＩを備えている。軸部材開口部４ａＩは、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄよりも内部空間２Ｒの中央側に形成されている。具体的には、軸部材開口部４ａＩは、内部空間２Ｒの略中央部であって、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄから離間した位置に形成されている。更に、軸部材開口部４ａＩは、内部空間２Ｒにおける加熱手段３に対応した領域に形成されている。また、軸部材開口部４ａＩは、仕切部２ｆによって内部空間２Ｒが区画されて形成された空間に形成される。また、軸部材開口部４ａＩは、軸部材４ａに複数形成される。本実施形態では、軸部材開口部４ａＩは、仕切部２ｆによって内部空間２Ｒが区画されて形成された複数の空間の内（具体的には、内部空間２Ｒの中央部側に位置する２つの空間と、最も本体供給部２ｃ側の空間）に形成されている。

軸部材４ａの両端部のうち本体供給部２ｃ側の端部（上端部）は、揮発性物質流通空間４ａＲに流入した揮発性物質を内部空間２Ｒの外側に導く第四配管系Ｐ４に連結されている。本実施形態では、第四配管系Ｐ４は、揮発した状態の揮発性物質を内部空間２Ｒから吸引する吸引手段（図示せず）に連結されている。これにより、内部空間２Ｒで揮発した揮発性物質は、軸部材４ａ内（揮発性物質流通空間４ａＲ）へ吸引され、揮発性物質流通空間４ａＲを流通して軸部材４ａの上端部から内部空間２Ｒの外側へ排出されるように構成されている。一方、軸部材４ａの両端部のうち本体排出部２ｄ側の端部（下端部）は、揮発性物質流通空間４ａＲに侵入した被処理物を内部空間２Ｒの外側に導く第五配管系Ｐ５に連結されている。該第五配管系Ｐ５は、第二配管系Ｐ２が連結された処理物回収設備（図示せず）に連結されている。これにより、揮発性物質流通空間４ａＲに侵入した被処理物は、揮発性物質流通空間４ａＲを落下し、軸部材４ａの下端部から内部空間２Ｒの外側へ排出される。

また、軸部材４ａは、内部空間２Ｒで揮発した揮発性物質を被処理物と分離する揮発性物質分離手段４Ｆを備えている。本実施形態では、軸部材４ａは、内部空間２Ｒから揮発性物質流通空間４ａＲに揮発性物質が流入する際に、揮発性物質と被処理物とを分離する第一分離手段４Ｆ１と、揮発性物質流通空間４ａＲにおいて揮発性物質と被処理物とを分離する第二分離手段４Ｆ２とを揮発性物質分離手段４Ｆとして備えている。

第一分離手段４Ｆ１及び第二分離手段４Ｆ２は、揮発した状態の揮発性物質と被処理物とを分離するフィルタ材を用いて形成されている。該フィルタ材は、被処理物を通過させずに揮発した状態の揮発性物質のみを通過させるように構成されている。第一分離手段４Ｆ１及び第二分離手段４Ｆ２を構成するフィルタ材としては、揮発性物質に対する透過性が異なるものを用いることが好ましい。具体的には、第一分離手段４Ｆ１よりも第二分離手段４Ｆ２の方が小さい粒径の被処理物を分離するようにフィルタ材が選択されることが好ましい。これにより、第一分離手段４Ｆ１で比較的大きい粒径の被処理物が被発性物質から分離され、第二分離手段４Ｆ２で比較的小さい粒径の被処理物が揮発性物質から分離される。

第一分離手段４Ｆ１を構成するフィルタ材としては、目開きが０．１ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以下であることが好ましい。一方、第二分離手段４Ｆ２を構成するフィルタ材としては、目開きが０．１〜２０μｍ程度のものを用いることが好ましい。また、フィルタ材としては、内部空間２Ｒにおける温度において耐熱性を有するものを用いることが好ましく、例えば、パンチングメタル、鉄製篩い、セラミックフィルター等を用いることができる。

第一分離手段４Ｆ１は、図２に示すように、軸部材開口部４ａＩと重なるように（具体的には、内部空間２Ｒ側から覆うように）軸部材４ａに設置されている。一方、第二分離手段４Ｆ２は、揮発性物質流通空間４ａＲに配置されている。具体的には、第二分離手段４Ｆ２は、揮発性物質流通空間４ａＲにおける加熱手段３に対応する領域に配置されている。

第二分離手段４Ｆ２は、揮発した状態の揮発性物質を流通させる流路を備えている。具体的には、第二分離手段４Ｆ２は、筒状の形状を有し、内部に前記流路が形成されている。そして、第二分離手段４Ｆ２は、本体部２の軸線に沿って（上下方向に沿って）配置されている。なお、第二分離手段４Ｆ２の下端部は、閉鎖されている。第二分離手段４Ｆ２の有する前記流路は、内部空間２Ｒの外側に連通するように形成されている。

回転翼４ｂは、軸部材４ａから延出するように形成されている。また、回転翼４ｂは、軸部材４ａを中心に回転することで、仕切部２ｆ上の被処理物を落下孔２ｇへ搬送するように構成されている。本実施形態では、回転翼４ｂは、内部空間２Ｒにおける仕切部２ｆによって区画された各空間に配置されている。なお、内部空間２Ｒにおける仕切部２ｆによって区画された各空間のうち、最も下方に位置する空間に配置された回転翼４ｂは、本体排出部２ｄへ被処理物を搬送するように構成されている。

加熱手段３は、図１に示すように、自身から熱を放出することで、内部空間２Ｒに熱を供給可能に構成されている。本実施形態では、加熱手段３は、内部空間２Ｒの外側から内部空間２Ｒへ熱を供給可能に構成されている。具体的には、加熱手段３は、本体部２の外側に配置され、本体部２の外周面を全周に亘って覆うように形成されている。また、加熱手段３は、本体部２における本体排出部２ｄよりも本体供給部２ｃ側の領域に配置されている。具体的には、加熱手段３は、本体供給部２ｃと本体排出部２ｄとの間に配置されている。

そして、加熱手段３は、自身から熱を放出することで、本体部２を介して、内部空間２Ｒ内の被処理物を加熱可能に構成されている。具体的には、加熱手段３は、自身から熱を放出することで、本体部２を介して、内部空間２Ｒの温度を上昇させると共に、内部空間２Ｒの温度上昇によって内部空間２Ｒ内の被処理物を加熱するように構成されている。更に、加熱手段３は、本体胴部２ａを加熱することによって、本体胴部２ａに連結された仕切部２ｆへ熱を伝達し、仕切部２ｆ上の被処理物を加熱するように構成されている。つまり、加熱手段３は、本体部２及び内部空間２Ｒを介して、内部空間２Ｒ内の被処理物を間接的に加熱するように構成されている。加熱手段３としては、例えば、電熱器や熱風発生器等の外熱ジャケットなどを用いることができる。

加熱手段３は、内部空間２Ｒに供給された被処理物及び内部空間２Ｒを揮発性物質が揮発する揮発温度以上に温度上昇させる。具体的には、加熱手段３は、内部空間２Ｒにおける加熱手段３に対応する領域と、該領域に位置する被処理物を揮発温度以上に上昇させる。揮発温度としては、被処理物に含有される揮発性物質の性質（揮発性）に応じて適宜設定することができ、内部空間２Ｒの気圧が大気圧と等しい場合には、揮発性物質の沸点よりも高い温度にすることが好ましい。例えば、内部空間２Ｒの温度としては、２５０℃以上であることが好ましく、３５０℃以上であることがより好ましい。また、５００℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることがより好ましい。このような温度に設定することで、水銀や水銀化合物（塩化水銀（ＩＩ）など）等の揮発性物質を特に効果的に揮発させることができる。

次に、上記のような構成を有する除去装置１を用いて、被処理物から揮発性物質を除去する際の流れについて説明する。

まず初めに、加熱手段３から内部空間２Ｒに（本体部２を介して）熱を供給し、内部空間２Ｒの温度を所定温度（具体的には、揮発温度）以上に上昇させる。また、ガス供給部２ｅから内部空間２Ｒにガスを供給する共に、軸部材４ａ（揮発性物質流通空間４ａＲ）への吸引を開始する。内部空間２Ｒに供給されたガスは、内部空間２Ｒにおける複数の仕切部２ｆで区画された各領域を、各落下孔２ｇを通過することで、下方から上方に向かって流通する。この際、内部空間２Ｒに供給されるガス量は、軸部材４ａによって吸引されて内部空間２Ｒの外側へ排出される気体量に応じて調整されことが好ましい。これにより、内部空間２Ｒが過度に減圧されてしまうのが防止される。

次に、本体供給部２ｃから被処理物を内部空間２Ｒに供給する。内部空間２Ｒに供給された被処理物は、本体供給部２ｃ側から本体排出部２ｄ側に向かって（本体部２の軸線に沿って）搬送される。具体的には、内部空間２Ｒに供給された被処理物は、仕切部２ｆ（具体的には、最も上方に位置する仕切部２ｆ）上に載置される。仕切部２ｆ上の被処理物は、回転翼４ｂによって仕切部２ｆ上で軸部材４ａを中心に搬送され、落下孔２ｇへ送られる。落下孔２ｇに到達した被処理物は、落下孔２ｇから落下し、下方に位置する他の仕切部２ｆ上に載置される。このように、被処理物は、内部空間２Ｒに配置された仕切部２ｆ毎に、上記のようにして落下孔２ｇへ送られることで、内部空間２Ｒを下方に向かって移動する。つまり、本実施形態では、被処理物は、下方に向かって内部空間２Ｒを段階的に移動する。

この際、被処理物は、内部空間２Ｒ及び仕切部２ｆの熱を吸収するとによって加熱される。具体的には、被処理物は、上述のように、内部空間２Ｒを下方に向かって段階的に移動する毎に加熱される。これにより、被処理物の温度は、揮発温度以上に上昇する。特に、内部空間２Ｒの中央側においては、被処理物の温度が揮発温度以上に保持される。具体的には、被処理物の温度は、内部空間２Ｒにおける最も上方に位置する仕切部２ｆと、最も下方に位置する仕切部２ｆとの間の領域において、揮発温度以上に保持される。また、被処理物の一部が内部空間２Ｒを浮遊している場合（上述のようなダストが被処理物である場合）には、浮遊する被処理物も斯かる領域において揮発温度以上に保持される。

また、内部空間２Ｒの中央側においては、内部空間２Ｒの温度も揮発温度以上に保持される。具体的には、内部空間２Ｒの温度は、内部空間２Ｒにおける最も上方に位置する区画と、最も下方に位置する区画との間の領域において、揮発温度以上に保持される。

揮発温度以上に加熱された被処理物からは、揮発性物質が揮発する。揮発した状態の揮発性物質は、軸部材開口部４ａＩを通って揮発性物質流通空間４ａＲへ流入する（吸引される）。そして、揮発性物質流通空間４ａＲへ流入した揮発性物質は、第二分離手段４Ｆ２を通過して第二分離手段４Ｆ２内の流路を流通し、軸部材４ａの上端部から内部空間２Ｒの外側へ排出される。

揮発性物質が揮発性物質流通空間４ａＲへ流入する際には、第一分離手段４Ｆ１によって、内部空間２Ｒで浮遊する被処理物の一部（粒度の大きいもの）が揮発性物質から分離されて内部空間２Ｒに残存する。また、揮発性物質流通空間４ａＲから揮発性物質が内部空間２Ｒの外側へ排出される際には、第二分離手段４Ｆ２によって、被処理物と共に揮発性物質流通空間４ａＲに流入した被処理物が揮発性物質から分離される。第二分離手段４Ｆ２によって分離された被処理物は、揮発性物質流通空間４ａＲを落下して軸部材４ａの下端部から内部空間２Ｒの外側へ排出され、処理物として回収される。回収された処理物は、例えば、セメント等の原料として利用したり、燃焼用の燃料として利用したりすることができる。

最も下方に位置する仕切部２ｆ上の被処理物は、内部空間２Ｒにおける仕切部２ｆで区画された各領域のうち、最も下方に位置する領域に落下する。斯かる領域に落下した被処理物は、本体部２の下方に位置する本体閉塞壁２ｂ上に載置され、回転翼４ｂによって本体排出部２ｄへ送られる。本体排出部２ｄへ到達した被処理物は、本体排出部２ｄから第二配管系Ｐ２を介して内部空間２Ｒの外側へ排出され、処理物として回収される。回収された処理物は、例えば、セメント等の原料として利用したり、燃焼用の燃料として利用したりすることができる。

上記したように、本実施形態の除去装置によれば、被処理物が供給された本体部の内部空間で揮発した揮発性物質を内部空間から効率的に内部空間の外側へ排出して、被処理物から揮発性物質を除去することができる。

即ち、軸部材４ａが揮発性物質流通空間４ａＲ及び軸部材開口部４ａＩを備えることで、内部空間２Ｒの外側へ揮発性物質を排出する排出手段として軸部材４ａが機能することになる。そして、軸部材開口部４ａＩは、内部空間２Ｒの内側（即ち、揮発性物質が揮発する空間）に位置することになる。これにより、内部空間２Ｒで揮発した揮発性物質が内部空間２Ｒにおいて揮発性物質流通空間４ａＲに導かれる。このため、揮発した揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間４ａＲに流入させることができ、内部空間２Ｒの外側へ効率的に揮発性物質を排出することができる。

更に、軸部材開口部４ａＩが本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄよりも内部空間２Ｒの中央側（中央領域）に形成されていることで、軸部材開口部４ａＩが本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄから離間することになる。これにより、内部空間２Ｒの温度が低下するのを抑制することができると共に、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間４ａＲに流入させることができる。

具体的には、加熱手段３によって加熱される前（揮発温度未満）の被処理物は、本体供給部２ｃから内部空間２Ｒに供給される。このため、内部空間２Ｒにおける本体供給部２ｃの近傍では、内部空間２Ｒの熱が被処理物に吸収されて温度低下し易くなる。一方、加熱手段３によって加熱された被処理物は、本体排出部２ｄから内部空間２Ｒの外側へ排出される。このため、内部空間２Ｒにおける本体排出部２ｄの近傍では、内部空間２Ｒから熱が排出されて温度低下し易くなる。

なお、本実施形態では、内部空間２Ｒの最上段に位置する区画を構成する本体部胴部２ａの領域は、加熱手段３によって直接的に加熱され、最上段に位置する仕切部２ｆは、本体部２の外側の空間と接していないため、内部空間２Ｒの熱を本体部２の外側へ放出させ難いが、一方の本体閉塞壁２ｂは、本体部２の外側の空間と接しているため、内部空間２Ｒの熱を本体部２の外側へ放出させ易い。このため、内部空間２Ｒの最上段に位置する区画に、本体供給部２ｃが設けられていると、斯かる区画の内部空間２Ｒから熱が排出されて温度低下し易くなる。また、本実施形態では、最下段に位置する仕切部２ｆは、本体部２の外側の空間と接していないが、内部空間２Ｒの最下段に位置する区画を構成する本体部胴部２ａの領域、及び、他方の本体閉塞壁２ｂは、本体部２の外側の空間と接しているため、内部空間２Ｒの熱を本体部２の外側へ放出させ易い。このため、内部空間２Ｒの最下段に位置する区画に、本体排出部２ｄが設けられていると、斯かる区画の内部空間２Ｒから熱が排出されて温度低下し易くなる。更に、本実施形態のように、斯かる区画にガス供給部２ｅが設けられているため、供給されるキャリアガスの顕熱吸収によっても斯かる区画に温度低下が生じ易い。

更に、内部空間２Ｒで加熱されて揮発した揮発性物質は、軸部材開口部４ａＩから揮発性物質流通空間４ａＲへ流入し、内部空間２Ｒの外側へ排出される。このため、内部空間２Ｒにおける軸部材開口部４ａＲの近傍では、熱が内部空間２Ｒの外側へ排出されることになる。

このため、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄの近傍に軸部材開口部４ａＩが位置していると、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄの近傍における内部空間２Ｒの温度がより低下し易くなる。このような温度低下が生じると、被処理物から揮発した揮発性物質が再び被処理物に析出（付着）することになり、被処理物からの揮発性物質の除去効率が低下する。

これに対し、軸部材開口部４ａＩが本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄよりも内部空間２Ｒの中央領域に位置することで、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄから軸部材開口部４ａＩが離間することになる。このため、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄの近傍の内部空間２Ｒの温度低下を抑制することができる。これにより、本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄの近傍の内部空間２Ｒにおいて、揮発性物質の濃度が経時的に上昇してしまうのを抑制することができる。

なお、本実施形態のように、内部空間における最上段に位置する区画に、軸部材開口部４ａＩ、及び、第一分離手段４Ｆ１を設けることで、斯かる区画にキャリアガスが滞留するのを防止することができる。

更に、上述したような本体供給部２ｃ及び本体排出部２ｄの近傍で生じる温度低下は、内部空間２Ｒの中央領域では生じ難い。つまり、内部空間２Ｒの中央領域では、揮発温度が維持され易いため、斯かる中央領域に軸部材開口部４ａＩが位置することで、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間４ａＲに流入させて内部空間２Ｒの外側に排出することができる。

以上のように、内部空間２Ｒの温度低下が抑制されて揮発性物質の濃度が経時的に上昇するのが抑制されると共に、揮発した状態の揮発性物質を効率的に揮発性物質流通空間４ａＲに流通させて内部空間２Ｒの外側へ排出することができる。

また、揮発性物質流通空間４ａＲに揮発性物質分離手段４Ｆ（具体的には、第二分離手段４Ｆ２）を更に備えることで、揮発した状態の揮発性物質と共に被処理物が揮発性物質流通空間４ａＲに侵入した際にも、被処理物が揮発性物質と共に内部空間２Ｒの外側へ排出されるのを防止することができる。
被処理物の一部が内部空間２Ｒにおいて浮遊するような性状のもの（例えば、ダスト）である場合、浮遊する被処理物が軸部材開口部４ａＩから揮発性物質流通空間４ａＲへ侵入する虞がある。
しかしながら、揮発性物質流通空間４ａＲに揮発性物質分離手段４Ｆ（具体的には、第二分離手段４Ｆ２）が配置されていることで、揮発性物質分離手段４Ｆ（具体的には、第二分離手段４Ｆ２）によって揮発性物質と被処理物とが分離され、揮発性物質のみが内部空間２Ｒの外側へ排出される。これにより、被処理物が内部空間２Ｒの外側へ排出されて流失してしまうのを防止することができる。

本発明に係る揮発性物質の除去装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

例えば、上記実施形態では、加熱手段３が本体部２の外側に配置されているが、これに限定されるものではなく、加熱手段３が内部空間２Ｒに配置されてもよい。具体的には、例えば、内部空間２Ｒに加熱手段（バーナー等）を設置し、該加熱手段によって、被処理物及び内部空間２Ｒが直接加熱されてもよい。

また、上記実施形態では、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２が軸部材４ａに備えられているが、これに限定されるものではなく、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２を備えない構成としてもよい。具体的には、被処理物の一部が内部空間２Ｒで浮遊しない場合、被処理物が揮発性物質流通空間４ａＲへ流入することがないため、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２を備えない軸部材を用いることができる。

また、上記実施形態では、軸部材４ａによって内部空間２Ｒで揮発した揮発性物質が吸引されるように構成されているが、これに限定されるものではなく、揮発した状態の揮発性物質が吸引されることなく揮発性物質流通空間４ａＲへ流入し、揮発性物質流通空間４ａＲを流通して内部空間２Ｒの外側へ排出されるように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、第二分離手段４Ｆ２が軸部材４ａに沿うように形成されているが、これに限定されるものではなく、軸部材４ａの軸線に対して交差するように形成されてもよい。例えば、図３に示すように、揮発性物質流通空間４ａＲにおける軸部材４ａの上端側に、揮発性物質流通空間４ａＲを軸部材４ａの軸線に対して交差するように第二分離手段４Ｆ３を設けてもよい。

また、上記実施形態では、軸部材４ａは、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２を備えているが、これに限定されるものではなく、第一分離手段４Ｆ１、又は、第二分離手段４Ｆ２の何れか一方のみで被処理物と揮発性物質とを分離可能であれば、軸部材４ａが第一分離手段４Ｆ１、又は、第二分離手段４Ｆ２の何れか一方のみを備えるように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、軸部材４ａが第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２を備えているが、これに限定されるものではなく、軸部材全体がフィルタ材を用いて形成され、軸部材全体が分離手段として構成されてもよい。

また、第一分離手段４Ｆ１及び／又は第二分離手段４Ｆ２の表面に付着した被処理物を第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２から取り除く、被処理物取除手段（図示せず）を備えてものよい。例えば、被処理物取除手段としては、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２の表面から被処理物を掻き取るように構成されたものを用いることができる。これにより、第一及び第二分離手段４Ｆ１，４Ｆ２に付着した被処理物を強制的に落下させて回収することができる。

また、上記実施形態では、本体部２の下端部にガス供給部２ｅが設けられ、第三配管系Ｐ３が設置されているが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、本体部２の上端部に、ガス供給部２ｅが設けられ、第三配管系Ｐ３が更に設置されてもよい。斯かる構成によれば、本体部２の上下方向から内部空間２Ｒの中央側に向かってキャリアガスが流れるため、内部空間２Ｒの中央側に設けられた軸部材開口部４ａＩへ揮発性物質を効率的に流入させることができ、被処理物からの揮発性物質の除去を効率に行うことができる。

１…除去装置、２…本体部、２Ｒ…内部空間、２ａ…本体胴部、２ｂ…本体閉塞壁、２ｃ…本体供給部、２ｄ…本体排出部、２ｅ…ガス供給部、２ｆ…仕切部、２ｇ…落下孔、３…加熱手段、４…回転部材、４ａ…軸部材、４ｂ…回転翼、４ａＩ…軸部材開口部、４ａＲ…揮発性物質流通空間、４Ｆ…揮発性物質分離手段、４Ｆ１…第一分離手段、４Ｆ２…第二分離手段、Ｐ１…第一配管系、Ｐ２…第二配管系、Ｐ３…第三配管系、Ｐ４…第四配管系、Ｐ５…第五配管系

Claims (2)

1. 揮発性物質を含有する被処理物が供給される内部空間を備えた本体部と、内部空間に供給された被処理物及び内部空間を揮発性物質が揮発する揮発温度以上に加熱する加熱手段と、一方向に沿って内部空間に配置された軸部材と該軸部材から延出するように形成されて軸部材を中心に回転する回転翼とから構成された回転部材とを備え、内部空間に供給された被処理物と回転する回転翼との接触によって被処理物が内部空間で搬送されるように構成された揮発性物質の除去装置であって、
   前記軸部材は、前記内部空間で揮発した揮発性物質が流通する揮発性物質流通空間を内部に備えると共に、該揮発性物質流通空間と内部空間とを連通させる開口部を備え、該開口部から揮発性物質流通空間に流入した揮発性物質が内部空間の外側に排出されるように構成されていることを特徴とする揮発性物質の除去装置。
2. 前記本体部は、内部空間に被処理物を供給するための本体供給部と、内部空間から被処理物を排出するための本体排出部とを備えると共に、本体供給部から内部空間に供給された被処理物が軸部材の一端側から他端側に向かって搬送されるように構成されており、前記開口部は、本体供給部及び本体排出部よりも内部空間の中央側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の揮発性物質の除去装置。
   

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