JP7745847B1 - 無機繊維製品処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】無機繊維製品に含まれるバインダーを除去することができる無機繊維製品処理システム及び無機繊維製品処理方法を提供する。
【解決手段】無機繊維製品処理システム１０は、無機繊維製品である被処理物を処理する無機繊維製品処理システムであって、粉砕された被処理物を、過熱蒸気を用いて加熱する第１の処理部３２と、第１の処理部３２にて処理された被処理物を、酸素を含む気体に晒す第２の処理部３３と、を備え、第２の処理部３３が、第１の処理部３２よりも低い位置に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無機繊維製品処理システムに関する。

特許文献１には、無機繊維製品に含まれるバインダーを除去できる無機繊維製品処理システムが記載されている。
この無機繊維製品処理システムは、グラスウール製品のプレス屑を、粒径が０．３ｍｍ以下かつ嵩比重が０．５ｔｏｎ／ｍ^３以上となるように粉砕する粉砕装置と、粉砕装置によって粉砕されたプレス屑が投入される計量ホッパーと、過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生装置と、計量ホッパーから予め決められた量のプレス屑が投入され、投入されたプレス屑を過熱蒸気発生装置から導入された過熱蒸気を用いて４００～６００℃にて加熱し、処理されたプレス屑及び排ガスを排出するロータリーキルンと、８００℃以上の過熱蒸気を用いて、ロータリーキルンから排出された排ガスの臭気を低減する脱臭装置と、脱臭装置から排出された排ガスを冷却するための第１の熱交換器と、第１の熱交換器を通った排ガスを更に冷却するための第２の熱交換器と、第２の熱交換器を通った排ガスに含まれるダストを除去する浄化装置と、を備え、第１の熱交換器にて排ガスを冷却することによって加熱された空気が、ロータリーキルンに供給され、ロータリーキルンに供給される空気の量が、プレス屑に含まれるバインダーの理論燃焼空気量の１．０～１．３倍であり、ロータリーキルンの内部に生じる気流の速さが、２．０ｍ／ｓｅｃ以下に抑えられている。

特許第７４１８７２８号公報

本発明は、ロータリーキルンを使用した無機繊維製品処理システムと比較して、設置面積がより低減される無機繊維製品処理システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、グラスウール、ロックウール又はセラミックウールがバインダーにて結合された無機繊維材製品である被処理物を処理する無機繊維製品処理システムであって、被処理物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部にて粉砕された被処理物を貯める貯蔵部と、前記貯蔵部から供給された被処理物に、過熱蒸気を吹き付けて撹拌する第１の処理部と、前記第１の処理部にて処理された被処理物を排出するための通路を開閉できる第１の開閉装置と、前記第１の処理部の下側に設けられ、前記第１の開閉装置を通って落下した被処理物に、５００～６００℃に加熱された酸素を含む気体を吹き付けて撹拌する第２の処理部と、前記第２の処理部にて再生された被処理物を排出するための排出口を開閉できる第２の開閉装置と、を備えた無機繊維製品処理システムである。

請求項２に記載の発明は、グラスウール、ロックウール又はセラミックウールがバインダーにて結合された無機繊維材製品である被処理物を処理する無機繊維製品処理システムであって、被処理物を粉砕する粉砕部と、前記粉砕部にて粉砕された被処理物を貯める貯蔵部と、前記貯蔵部から供給された被処理物に、過熱蒸気を吹き付けて撹拌する第１の処理部と、前記第１の処理部にて処理された被処理物を排出するための通路を開閉できる第１の開閉装置と、前記第１の処理部よりも低い位置に設けられ、前記第１の開閉装置を通って落下した被処理物に、５００～６００℃に加熱された酸素を含む気体を吹き付けて撹拌する第２の処理部と、前記第２の処理部にて再生された被処理物を排出するための排出口を開閉できる第２の開閉装置と、を備えた無機繊維製品処理システムである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の無機繊維製品処理システムにおいて、前記第１の処理部及び前記第２の処理部の内部に、それぞれ、頂部が下側となる円錐台状の空間が形成されている。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の無機繊維製品処理システムにおいて、前記第１の処理部が、前記貯蔵部よりも低い位置に設けられている。

請求項５に記載の発明は、請求項４記載の無機繊維製品処理システムにおいて、前記第１の処理部から排出された排ガスに含まれる粉塵を大きさに応じて分離する第１の分離装置を更に備え、前記第１の分離装置によって分離されたより大きい粉塵が、前記第２の処理部に供給される。

請求項６に記載の発明は、請求項５記載の無機繊維製品処理システムにおいて、前記開閉装置が、ロータリーバルブ又はダンパーである。

請求項７に記載の発明は、請求項１又は２記載の無機繊維製品処理システムにおいて、前記第１の処理部が、前記貯蔵部よりも低い位置に設けられている。

本発明によれば、ロータリーキルンを使用した無機繊維製品処理システムと比較して、設置面積がより低減される無機繊維製品処理システムを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る無機繊維製品処理システムの構成を示す説明図である。 同無機繊維製品処理システムによって処理される被処理物の状態を示す写真である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。

本発明の一実施の形態に係る無機繊維製品処理システム１０（図１参照）は、被処理物である不要となった無機断熱材（無機繊維製品の一例）からバインダーを除去し、例えば無機断熱材の原料として再生できる。不要となった無機断熱材は、例えば、使用済みの無機断熱材や無機繊維製品の製造工場にて屑として排出された無機断熱材である。

なお、被処理物の無機断熱材は、グラスウール又はロックウールにより形成された断熱材であり、具体的には、例えば、車両用のプレス品、高密度ボード品及び低密度マット品である。図２（Ａ１）にグラスウール製の車両用のプレス品の例を示し、図２（Ａ２）にグラスウール製の低密度マット品の例を示す。
ただし、被処理物は、グラスウールやロックウールがバインダーにて結合された無機断熱材に限定されるものではなく、無機繊維材料がバインダーにて結合された任意の無機繊維製品であればよい。バインダーの例として、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シュガーバインダー及びスタッチその他の有機バインダーが挙げられる。グラスウール及びロックウール以外の無機繊維材料の例として、セラミックウールやグラスファイバーが挙げられる。

すなわち、被処理物である無機繊維製品は、例えば、グラスウール、ロックウール、セラミックウール又はグラスファイバーを少なくとも含み、有機バインダーにて結合されていればよい。
また、被処理物である無機繊維製品は、プレス屑に限定されるものではなく、任意の端材であってもよい。

無機繊維製品処理システム１０は、図１に示すように、粉砕機１２、分級機１４、ストックホッパー１６、過熱蒸気発生装置２０、加熱空気発生装置２２及び処理装置３０を備えている。

粉砕機（粉砕部の一例）１２は、投入された被処理物を粉砕できる。被処理物が車両用プレス品である場合には、粉砕機１２には、その破砕屑（図２（Ｂ）参照）が投入される。
なお、粉砕機１２から排出された被処理物（粉砕屑）は、例えば、車両用プレス品であれば図２（Ｃ１）に示すような状態になり、低密度マット品であれば図２（Ｃ２）に示すような状態となる。
粉砕機１２に投入される車両用プレス品の破砕屑（図２（Ｂ）参照）は、前処理として嵩比重が０．２５ｔｏｎ／ｍ^３以上となるように破砕されていることが好ましい。
また、粉砕機１２により処理された粉砕屑は、平均粒径が１．０ｍｍ以下に粉砕されることが好ましい。
粉砕機１２から排出された被処理物は、ファン１２２により空気輸送される。

分級機１４は、粉砕機１２によって粉砕された被処理物から所定の大きさ以下の粉塵を除去できる。
分級機１４によって除去された粉塵は、ファン１７によってエアとともに吸引され、排出される。排出されたエアは、フィルター１８によって粉塵が除去された後、大気に放出される。
分級機１４の下部には、ロータリーバルブ１４２が設けられており、粉塵が除去された被処理物が排出される。

ストックホッパー１６は、ロータリーバルブ１４２から排出された被処理物を貯めることができる。ストックホッパー１６には、ブリッジブレーカー１６２が設けられ、ブリッジング現象が発生することが抑制される。
ストックホッパー１６の下部の排出口には、ロータリーバルブ１６４が設けられている。
ロータリーバルブ１６４から排出された被処理物は、コンベヤ１９によって搬送される。

過熱蒸気発生装置２０は、ボイラ２０２が接続され、過熱蒸気を発生できる。発生する過熱蒸気の温度は、例えば、５００～７００℃であり、６００～７００℃であることが好ましい。

加熱空気発生装置２２は、外部のコンプレッサー（不図示）から圧縮空気が供給され、加熱したエアを発生できる。発生する加熱空気の温度は、例えば、例えば、５００～６００℃であり、５００～５５０℃であることが好ましい。

処理装置３０は、上から順に上下方向に並んで配置されたバッファホッパー３１、熱分解チャンバー３２及び酸化反応チャンバー３３を有している。

バッファホッパー（貯蔵部の一例）３１は、粉砕機１２にて粉砕された被処理物であってストックホッパー１６から供給された被処理物を貯めることができる。
バッファホッパー３１の下部には、ロータリーバルブ３１２が設けられ、バッファホッパー３１に貯められた被処理物は、このロータリーバルブ３１２から排出される。ロータリーバルブ３１２は、バッファホッパー３１から熱分解チャンバー３２へと通じる通路を開閉できる開閉装置であれば、ダンパーその他の開閉装置であってもよい。

熱分解チャンバー（第１の処理部の一例）３２は、内部に頂部が下側となる円錐台状の空間が形成されており、バッファホッパー３１よりも低い位置に配置されている。
熱分解チャンバー３２には、バッファホッパー３１から供給された被処理物及び過熱蒸気発生装置２０が生成した過熱蒸気が供給され、被処理物は、過熱蒸気による伝熱効果により、例えば少なくとも５００℃になるまで加熱され、バインダーが熱分解される。
熱分解チャンバー３２の下部にある排出口（酸化反応チャンバー３３へと通じる通路）には、ロータリーバルブ（開閉装置の一例）３２２が設けられ、熱分解チャンバー３２にて処理された被処理物は、このロータリーバルブ３２２から排出される。ロータリーバルブ３２２は、熱分解チャンバー３２から酸化反応チャンバー３３へと通じる通路を開閉できる開閉装置であれば、ダンパーその他の開閉装置であってもよい。

酸化反応チャンバー（第２の処理部の一例）３３は、内部に頂部が下側となる円錐台状の空間が形成されており、熱分解チャンバー３２よりも低い位置に配置されている。
酸化反応チャンバー３３には、熱分解チャンバー３２にて処理された被処理物及び加熱空気発生装置２２が生成した加熱空気が供給される。その結果、被処理物が酸素を含む気体に晒され、熱分解されたバインダーが酸化反応することにより除去され、無機繊維製品の原料として再生される。
酸化反応チャンバー３３の下部にある排出口には、ロータリーバルブ３３２が設けられ、酸化反応チャンバー３３によって再生された無機繊維製品の原料（図２（Ｄ）参照）は、このロータリーバルブ３３２から排出される。ロータリーバルブ３３２は、酸化反応チャンバー３３の排出口を開閉できる開閉装置であれば、ダンパーその他の開閉装置であってもよい。

ここで、熱分解チャンバー３２及び酸化反応チャンバー３３は、全体がガス等を熱源とした外熱式の炉として構成され、内部が例えば少なくとも５００℃に加熱されることが好ましい。このように構成されることにより、過熱蒸気の供給量が低減される。
ただし、熱分解チャンバー３２及び酸化反応チャンバー３３は、外熱式の炉として構成されることに代えて、全体が断熱された炉として構成されてもよい。

無機繊維製品処理システム１０は、分級機４２、分級機４３及び脱臭装置５０を更に備えている。
分級機（第１の分離装置の一例）４２は、熱分解チャンバー３２から排出された排ガスに含まれる粉塵を、その大きさに応じて分離できる。所定の大きさ以下の粉塵は、ファン４２２により上部から排出される。所定の大きさを超える粉塵は、ロータリーバルブ４２４を介して下部の排出口より排出され、スクリューコンベア４２６によって酸化反応チャンバー３３に供給される。

分級機（第２の分離装置の一例）４３は、酸化反応チャンバー３３から排出された排ガスに含まれる粉塵を、その大きさに応じて分離できる。所定の大きさ以下の粉塵は、ファン４３２により上部から排出される。所定の大きさを超える粉塵は、ロータリーバルブ４３４を介して下部の排出口より、無機繊維製品の原料として排出される。

脱臭装置５０は、分級機４２及び分級機４３から排出された排ガスに含まれる臭気分を燃焼させて除去できる。排ガス中には、分級機４２及び分級機４３から排出された所定の大きさ以下の粉塵が含まれているので、脱臭装置５０には、バインダーが取り除かれた微細な無機繊維材料が残留する。この無機繊維材料は、無機繊維製品の原料（図２（Ｄ）参照）としてロータリーバルブ５０２を介して排出される。
なお、脱臭装置５０から排出された排ガスは、ファン５０４によって吸引され、無機繊維製品処理システム１０によって生成された原料を使用して無機繊維製品を製造する製造設備６０の排ガスとともに処理され、大気に放出される。

次に、無機繊維製品処理システム１０の動作について説明する。無機繊維製品処理システム１０は、以下のように動作する。
無機繊維製品処理システム１０にて処理される被処理物は、最初に、粉砕機１２にて粉砕される。
粉砕機１２にて粉砕された被処理物は、一旦、ストックホッパー１６に貯められ、処理装置３０に搬送される。
搬送された被処理物は、最上部にあるバッファホッパー３１に投入され、ロータリーバルブ３１２が動作することで、所定の量が落下し、熱分解チャンバー３２に供給される。

熱分解チャンバー３２においては、所定の時間だけ被処理物に過熱蒸気が吹き付けられ、風圧により被処理物が撹拌されるとともにバインダーが熱分解される。その後、過熱蒸気の供給が停止すると、処理された被処理物は、ロータリーバルブ３２２が動作することで落下し、下側にある酸化反応チャンバー３３に供給される。

酸化反応チャンバー３３においては、被処理物に加熱空気が吹き付けられ、被処理物が撹拌されるとともに熱分解されたバインダーが酸化反応する。その結果、バインダーが除去され、被処理物は、無機繊維製品の原料として再生される。
加熱空気の供給が停止すると、処理された被処理物は、ロータリーバルブ３３２が動作することで落下し、例えばフレキシブルコンテナバックに袋詰めされることにより回収され、その後再利用される。

一方、分級機４２によって、熱分解チャンバー３２から排出された排ガスに含まれる粉塵のうち、所定の大きさを超える粉塵は、酸化反応チャンバー３３に供給される。
また、分級機４３によって、酸化反応チャンバー３３から排出された排ガスに含まれる粉塵のうち、所定の大きさを超える粉塵は、酸化反応チャンバー３３にて再生された無機繊維製品の原料とともに回収され、再利用される。
分級機４２及び分級機４３から排出された排ガスは、脱臭装置５０によって脱臭処理され、脱臭装置５０に残留した微細な無機繊維材料は、酸化反応チャンバー３３にて再生された無機繊維製品の原料とともに回収され、再利用される。

このような無機繊維製品処理システム１０は、ロータリーキルンを使用した無機繊維製品処理システムと比較して、設置面積が低減されることに加え、回転する炉が存在しないため、構造がより簡素である。

以上説明したように、本実施の形態に係る無機繊維製品処理システム１０によれば、被処理物である不要となった無機繊維製品からバインダーを除去し、無機繊維製品の原料として再生できる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。

１０ 無機繊維製品処理システム
１２ 粉砕機
１４ 分級機
１６ ストックホッパー
１７ ファン
１８ フィルター
１９ コンベヤ
２０ 過熱蒸気発生装置
２２ 加熱空気発生装置
３０ 処理装置
３１ バッファホッパー
３２ 熱分解チャンバー
３３ 酸化反応チャンバー
４２ 分級機
４３ 分級機
５０ 脱臭装置
６０ 製造設備
１２２ ファン
１４２ ロータリーバルブ
１６２ ブリッジブレーカー
１６４ ロータリーバルブ
２０２ ボイラ
３１２ ロータリーバルブ
３２２ ロータリーバルブ
３３２ ロータリーバルブ
４０２ ロータリーバルブ
４２２ ファン
４２４ ロータリーバルブ
４２６ スクリューコンベア
４３２ ファン
４３４ ロータリーバルブ
５０２ ロータリーバルブ
５０４ ファン

Claims (7)

1. グラスウール、ロックウール又はセラミックウールがバインダーにて結合された無機繊維材製品である被処理物を処理する無機繊維製品処理システムであって、
   被処理物を粉砕する粉砕部と、
   前記粉砕部にて粉砕された被処理物を貯める貯蔵部と、
   前記貯蔵部から供給された被処理物に、過熱蒸気を吹き付けて撹拌する第１の処理部と、
   前記第１の処理部にて処理された被処理物を排出するための通路を開閉できる第１の開閉装置と、
   前記第１の処理部の下側に設けられ、前記第１の開閉装置を通って落下した被処理物に、５００～６００℃に加熱された酸素を含む気体を吹き付けて撹拌する第２の処理部と、
   前記第２の処理部にて再生された被処理物を排出するための排出口を開閉できる第２の開閉装置と、を備えた無機繊維製品処理システム。
2. グラスウール、ロックウール又はセラミックウールがバインダーにて結合された無機繊維材製品である被処理物を処理する無機繊維製品処理システムであって、
   被処理物を粉砕する粉砕部と、
   前記粉砕部にて粉砕された被処理物を貯める貯蔵部と、
   前記貯蔵部から供給された被処理物に、過熱蒸気を吹き付けて撹拌する第１の処理部と、
   前記第１の処理部にて処理された被処理物を排出するための通路を開閉できる第１の開閉装置と、
   前記第１の処理部よりも低い位置に設けられ、前記第１の開閉装置を通って落下した被処理物に、５００～６００℃に加熱された酸素を含む気体を吹き付けて撹拌する第２の処理部と、
   前記第２の処理部にて再生された被処理物を排出するための排出口を開閉できる第２の開閉装置と、を備えた無機繊維製品処理システム。
3. 前記第１の処理部及び前記第２の処理部の内部に、それぞれ、頂部が下側となる円錐台状の空間が形成されている請求項１又は２記載の無機繊維製品処理システム。
4. 前記第１の処理部が、前記貯蔵部よりも低い位置に設けられている請求項３記載の無機繊維製品処理システム。
5. 前記第１の処理部から排出された排ガスに含まれる粉塵を大きさに応じて分離する第１の分離装置を更に備え、
   前記第１の分離装置によって分離されたより大きい粉塵が、前記第２の処理部に供給される請求項４記載の無機繊維製品処理システム。
6. 前記開閉装置が、ロータリーバルブ又はダンパーである請求項５記載の無機繊維製品処理システム。
7. 前記第１の処理部が、前記貯蔵部よりも低い位置に設けられている請求項１又は２記載の無機繊維製品処理システム。