JPH04351693A

JPH04351693A - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JPH04351693A
Application number: JP3125843A
Authority: JP
Inventors: Tetsuzo Matsunaga; 松永　銕造; Kenji Yamane; 健司山根
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1991-05-29
Publication date: 1992-12-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材、紙、プラスチッ
クなどの有機固体廃棄物を炭化処理して、その有効利用
を行う廃棄物処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機固体廃棄物（以下、単に原料と言う
。）を炭化処理して、その再利用を行う従来装置として
、例えば特開昭４９−１０８９８号公報の乾留装置が公
知である。これは、図２に示すように、燃焼炉４１と、
燃焼炉４１を斜めに貫く乾留炉４２とを有し、燃焼炉４
１内の熱によって乾留炉４２内の原料を乾留する。原料はホッパ４３から投入され、その下部に設けたスク
リューコンベア４４によって乾留炉４２へ送給される。乾留炉４２の内部には撹拌用の回転板４５が多段状に設
けられており、回転板４５で撹拌されながら乾留炉４２
内を流下する間に、原料の炭化が行われる。乾留によっ
て生じたガスは、通路４６を介して燃焼炉４１内へ導入
され、火格子上の石炭や木材等の燃料４８と共に燃焼さ
れて、乾留炉４２の加熱を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、乾
留炉４２の炉壁からの伝導熱、及び炉壁からの輻射熱に
よって原料の加熱を行う。そのため、原料の炭化に長時
間を要し処理能率が低い点、原料の処理に多量の燃料４
８を要し、運転コストが嵩む点等で改善の余地があった
。特に、木質系原料の場合は、熱伝導度が０．１４ｗ／
ｍ・ｋ（２０℃）と低く、さらに、比熱が高い（１．２
５Ｊ／ｇ・ｋ）ことも災いして炭化処理に長時間を要し
ており、焼却等の他の処理形態に比べてこの種廃棄物の
処理コストが嵩む不利を免れない。

【０００４】また、炭化は原料表面から内部へと進行す
る。このとき表面の炭化層が原料に結着したままである
と、原料内部への熱伝導が炭化層で妨げられる。多くの
場合、炭化層は多孔質化しており、原料に比べて熱伝導
度が低いからである。因みに木炭の熱伝導度は０．０５
４ｗ／ｍ・ｋ（２０℃）と、上記木質系原料の四割弱で
しかない。

【０００５】また、従来の装置において、乾留炉４２内
に設けた撹拌用の回転板４５は、上記のような表面の炭
化層を除去することに役立つ。つまり、撹拌時に、原料
同士あるいは原料と円筒壁が接当ないしは相対移動する
ことで、炭化層を剥離できるからである。しかし、元来
、回転板４５は原料の均一加熱を目的として設けられて
おり、その回転速度が非常に緩やかであることから、こ
れだけでは十分な剥離作用が得られず、このことも原料
の加熱を効率良く行えない原因のひとつとなっていた。

【０００６】更に、上記従来の装置は、乾留により生成
された炭化物の純度が低い点でも問題がある。原料中に
金属片や石などの異物が含まれていた場合に、これら異
物も炭化物と共に乾留炉４２の傾斜下端へ流下し、その
状態のまま回収されるからである。十分に炭化しきれな
かった原料の芯部粉末も炭化物中に含まれることになる
。

【０００７】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、乾留炉内における原料の加熱を効率良く行えるよう
にし、さらに、原料表面の炭化層を迅速に除去できるよ
うにして、原料の炭化処理能率を向上することを目的と
する。

【０００８】また、本発明の他の目的は、原料中に金属
片や石などの異物が混入している場合でも、これら異物
と炭化物を分離して高い純度の炭化物を回収できるよう
にした廃棄物処理装置を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明が講じた手段は、回転ドラム
型の乾留炉の一端に、有機固体廃棄物からなる原料を乾
留炉内へ供給する原料供給装置が設けられていること、
該乾留炉の上流端側には、該乾留炉の内部を加熱する高
温ガスの供給口が設けられていること、上記乾留炉の中
間部には、該乾留炉内で生成された乾留ガス及び炭化物
をそれぞれ回収する主回収装置が、上記乾留炉の外面を
覆う状態で設けられていること、上記乾留炉の出口端に
乾留残滓を回収する残滓回収装置が設けられていること
、上記主回収装置は、上記乾留炉の炉壁の一部を構成す
る回転スクリーンと、該回転スクリーンの外面を覆って
炭化物と乾留ガスとを分離する分離塔とからなること、
該分離塔の上端から導出したガス通路の導出端に、乾留
ガスを凝縮して気液を分離するコンデンサが設けられて
いること、上記分離塔の下端より炭化物を回収するよう
に構成されていることを要件とする。

【００１０】また、請求項２に係る発明が講じた手段は
、請求項１に係る発明において、原料に加熱促進体を加
えたもので、主回収装置は乾留ガス及び炭化物の他、加
熱促進体を回収するように構成され、分離塔は炭化物及
び加熱促進体と乾留ガスとを分離するように構成される
と共に、該分離塔の下端に連続して、加熱促進体と炭化
物とを分離するスクリーンと、分離された加熱促進体を
上記原料供給装置へ返送する返送装置とが設けられ、上
記加熱促進体が、原料より熱伝導度が高い硬質固体を素
材とする粒状体で形成してあることを要件とする。

【００１１】また、請求項３に係る発明が講じた手段は
、加熱促進体を金属又はセラミックスの粒状体で形成す
る構成としている。

【００１２】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
運転状態において、乾留炉の内部には原料が供給され、
該原料は高温ガスの供給口より供給される高温ガスによ
って加熱されると共に、炉内温度が高温に維持され、上
記原料の温度が高められる。

【００１３】さらに、乾留炉の回転送り作用によって、
原料は常時撹拌され、原料表面の炭化層に衝突しあるい
は擦れ合い、炭化層は削り落とされ、あるいは衝突の衝
撃によって強制的に剥離される。このように、原料の乾
留を行うと、炉壁と原料との間の熱移動を速やかに行う
ことができ、さらに、熱伝導の妨げとなる原料表面の炭
化層の除去を迅速に行うことができることになる。

【００１４】そして、原料の殆どは回転スクリーンに達
するまでの間に炭化され、粉末ないしは粒状の炭化物の
状態になっている。この炭化物は、回転スクリーンでふ
るい分けられて乾留炉外へ取り出されるが、残りの未炭
化原料、金属片、石などは回転スクリーンを通過して、
乾留残滓として残滓回収装置へ送られる。このように得
られる炭化物には、乾留残滓が一切含まれておらず、そ
の純度は高い。

【００１５】また、請求項２及び３に係る発明では、運
転状態において、乾留炉の内部には原料と加熱促進体が
混在しており、それぞれ高温ガスの供給口より供給され
る高温ガスによって加熱される。このとき、加熱促進体
は原料に比べて熱伝導度が大きいので、原料より高温に
加熱され、炉内温度を高温に維持すると同時に、原料の
温度も高める。

【００１６】さらに、乾留炉の回転送り作用によって、
加熱促進体は原料と共に常時撹拌され、原料表面の炭化
層に衝突しあるいは擦れ合うが、加熱促進体が金属やセ
ラミックスなどの硬質固体で粒状に形成してあるので、
炭化層は加熱促進体で削り落とされ、あるいは衝突の衝
撃によって強制的に剥離される。このように、加熱促進
体を用いて原料の乾留を行うと、炉壁と原料との間の熱
移動を速やかに行うことができ、さらに、熱伝導の妨げ
となる原料表面の炭化層の除去を迅速に行うことができ
ることになる。

【００１７】そして、原料の殆どは回転スクリーンに達
するまでの間に炭化され、粉末ないしは粒状の炭化物の
状態になっている。この炭化物と加熱促進体は、回転ス
クリーンでふるい分けられて乾留炉外へ取り出されるが
、残りの未炭化原料、金属片、石などは回転スクリーン
を通過して、乾留残滓として残滓回収装置へ送られる。乾留炉から取り出された炭化物と加熱促進体は、スクリ
ーンで再びふるい分けられ、加熱促進体のみが返送装置
で原料供給装置へと返送される。このように得られる炭
化物には、請求項１に係る発明と同様に、乾留残滓が一
切含まれておらず、その純度は高い。

【００１８】

【発明の効果】従って、本発明によれば、乾留炉内で原
料を加熱ガスによって加熱するので、燃焼時間を短時間
にすることができ、処理効率の向上を図ることができる
。また、炭化物と乾留ガスと乾留残滓とをそれぞれ主回
収装置と残滓回収装置とで分離して回収するようにした
ために、高純度の炭化物回収を行うことができる。

【００１９】また、請求項２及び３に係る発明によれば
、原料に比べて熱伝導度が高い硬質固体からなる加熱促
進体を用いて、これを原料に混入した状態で炭化処理を
行うようにしたので、乾留炉内における原料への熱移動
を、加熱促進体を媒体にして効率良く行うことができ、
さらに原料表面の炭化層を加熱促進体で強制的に除去で
き、全体として原料の加熱を効率良く行ってその炭化処
理を能率良く行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２１】図１は、請求項２及び３に係る発明の廃棄
物処理装置を示している。この装置は、ほぼ水平に配置
された回転ドラム型の乾留炉１と、乾留炉１の一端から
順に原料供給装置３と、主回収装置５とを設け、乾留炉
１の他端に残滓回収装置６を設ける。さらに、主回収装
置５に付属して、コンデンサ７と返送装置８が設けられ
ている。

【００２２】乾留炉１は円筒状の炉壁の内面に螺旋板９
を設けてなり、炉壁の外面三箇所に設けたリング１０が
それぞれ駆動ローラ１１で支持されて、全体が一方向へ
緩やかに回転駆動されるようになっている。回転する螺
旋板９によって、原料Ｍ及び加熱促進体１２は撹拌され
、同時に僅かずつ送られる。乾留炉１の原料供給装置３
側の端壁（上流端側）には、高温ガスを供給する高温ガ
スの供給口１３が設けられている。

【００２３】原料供給装置３は、ホッパー２０の下端に
スクリューコンベア２１を設けてなり、原料Ｍ及び加熱
促進体１２の定量を乾留炉１へ連続して送給する。原料
Ｍはスクリューコンベア２１で送給できる大きさに予め
粉砕されている。２２はスクリューコンベア２１を駆動
するモータである。尚、スクリューコンベア２１に代え
て、流体圧シリンダを駆動源とする押し込み装置で原料
Ｍの供給を行うこともできる。

【００２４】加熱促進体１２は、金属や石、セラミック
スを含む焼結体などの硬質固体のうち、原料Ｍより熱伝
導度が高い素材の粒状体からなり、粒径がほぼ一定に揃
えてある。

【００２５】乾留炉１内に投入された原料Ｍは、炉壁の
下部内面に沿って緩やかに流動しながら３００〜７００
℃に加熱され、含有する有機物が熱分解することによっ
て乾留ガスと炭化物Ｃになる。

【００２６】上記の乾留ガスと炭化物Ｃ及び加熱促進体
１２を乾留炉１から回収するために主回収装置５が設け
られている。主回収装置５は、乾留炉１の中間部におい
て、乾留炉１の炉壁の一部を構成する回転スクリーン２
３と、この回転スクリーン２３の外面を覆う分離塔２４
とからなる。回転スクリーン２３は、金属網体ないしは
多孔金属板で形成されており、その網目ないしは孔を介
して乾留ガスが分離塔２４へ抜け出る。同時に、螺旋板
９で送られてきた炭化物Ｃと加熱促進体１２を分離塔２
４内へふるい落とし、他はそのままスクリーン上を通過
させる。スクリーンの開口寸法（網目寸法）は、加熱促
進体１２の粒径を基準にして設定されている。

【００２７】分離塔２４の内部において、乾留ガスは塔
上部に集められ、炭化物Ｃと加熱促進体１２は塔底部に
堆積する。乾留ガスを凝縮して気液を分離するために、
分離塔２４の上端からガス通路２５を導出し、その導出
端にコンデンサ７を設けている。原料Ｍが木材である場
合には、乾留ガスが冷却器２６で冷却されてタール及び
木酢液などの液体と、可燃ガスとに分離される。

【００２８】分離塔２４の下端にはバルブ２８を介して
取出口２９が設けてあり、この取出口２９に連続して返
送装置８を設けている。返送装置８はスクリューコンベ
ア（バケットコンベアでも可）からなり、上記取出口２
９から落下してきた炭化物Ｃと加熱促進体１２の混合物
を、原料供給装置３へ向って返送する。加熱促進体１２
だけを原料供給装置３へ返送するために、コンベアスク
リュー３０の下端側返送路の下面に沿ってスクリーン３
１を設け、その網目を介して炭化物Ｃを分離できるよう
にしている。このスクリーン３１の網目の大きさは加熱
促進体１２の粒径より小さい。コンベアスクリュー３０
は粒径の大きな炭化物Ｃを粉砕して炭化物Ｃが加熱促進
体１２と共に返送されるのを防ぐことにも役立っている
。３２はモータである。

【００２９】残滓回収装置６は、乾留炉１の出口端の外
面を覆うケース３３と、このケース３３の下端に設けら
れたスクリューコンベア３４、及びコンベア外面を覆う
水冷ジャケット３５からなり、主回収装置５で回収され
なかった未炭化原料や大粒の炭化物、及び金属片や石な
どの異物を含む乾留残滓Ｓを回収する。回収された乾留
残滓Ｓのうち、大粒の炭化物や未炭化原料に結着してい
る炭化物は、スクリューコンベア３４を通過する間に粉
砕され、別途設けられた選別装置によって選別されて再
利用される。

【００３０】次に、この廃棄物処理装置の処理動作につ
いて説明する。

【００３１】先ず、原料Ｍ及び加熱促進体１２は、原料
供給装置３から定量ずつ乾留炉１へ連続して送給される
。乾留炉１内に投入された原料Ｍは、炉壁の下部内面に
沿って緩やかに流動しながら供給口１３より供給された
高温ガスによって３００〜７００℃に加熱され、含有す
る有機物が熱分解することによって乾留ガスと炭化物Ｃ
になる。

【００３２】上記の乾留ガスと炭化物Ｃ及び加熱促進体
１２のうち乾留ガスは分離塔２４へ抜け出ると同時に、
螺旋板９で送られてきた炭化物Ｃと加熱促進体１２は分
離塔２４内へふるい落とされ、他はそのままスクリーン
上を通過する。そして、原料Ｍが木材である場合には、
乾留ガスが冷却器２６で冷却されてタール及び木酢液な
どの液体と、可燃ガスとに分離される。また、上記取出
口２９から落下してきた炭化物Ｃと加熱促進体１２の混
合物は、原料供給装置３へ向って返送され、加熱促進体
１２だけを原料供給装置３へ返送される。

【００３３】一方、主回収装置５で回収されなかった未
炭化原料や大粒の炭化物、及び金属片や石などの異物を
含む乾留残滓Ｓは、残滓回収装置６で回収される。回収
された乾留残滓Ｓのうち、大粒の炭化物や未炭化原料に
結着している炭化物は、スクリューコンベア３４を通過
する間に粉砕され、別途設けられた選別装置によって選
別されて再利用される。

【００３４】従って、上記乾留炉１内で原料Ｍを加熱ガ
スによって加熱するので、燃焼時間を短時間にすること
ができ、処理効率の向上を図ることができる。また、炭
化物Ｃと乾留ガスと乾留残滓Ｓとをそれぞれ主回収装置
５と残滓回収装置６とで分離して回収するようにしたた
めに、高純度の炭化物回収を行うことができる。

【００３５】また、上記原料Ｍに比べて熱伝導度が高い
硬質固体からなる加熱促進体１２を用いて、これを原料
Ｍに混入した状態で炭化処理を行うようにしたので、乾
留炉１内における原料Ｍへの熱移動を、加熱促進体１２
を媒体にして効率良く行うことができ、さらに原料Ｍの
表面の炭化層を加熱促進体１２で強制的に除去でき、全
体として原料Ｍの加熱を効率良く行ってその炭化処理を
能率良く行うことができる。

【００３６】また、返送装置８の返送路途中に予熱装置
を設け、乾留炉１で生成された乾留ガスに含まれる可燃
ガスを予熱装置の燃料として利用する場合には、原料加
熱の効率化をさらに促進できる。

【００３７】尚、上記実施例において、加熱促進体１２
は回収した状態で原料供給装置３へ返送するようにした
が、加熱した状態で原料供給装置３へ返送することもで
きる。その熱源としては、別途に設けられた燃焼炉の燃
焼熱や排ガスの熱を利用でき、あるいは、返送装置８の
返送路途中に予熱装置を設けておき、コンデンサ７で分
離された可燃ガスを予熱装置で燃やすことにより加熱を
行うことができる。上記可燃ガスは別途に設けられた焼
却炉で燃焼させることもできる。

【００３８】また、上記実施例においては、加熱促進体
１２を用いて炭化処理するようにしたが、請求項１に係
る他の実施例として、加熱促進体を用いることなく炭化
処理するようにしてもよい。つまり、原料供給装置３か
らは、原料Ｍのみを供給する一方、主回収装置５は、乾
留ガスと炭化物Ｃとを回収し、分離塔２４の取出口２９
から炭化物Ｃを回収するように構成してもよい。その際
、上記実施例における返送装置８は設ける必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃棄物処理装置の原理構造図であ
る。

【図２】従来の乾留装置を示す概略構造説明図である。

【符号の説明】

１　　　　　　乾留炉３　　　　　　原料供給装置５　　　　　　主回収装置６　　　　　　残滓回収装置７　　　　　　コンデンサ８　　　　　　返送装置１２　　　　加熱促進体１３　　　　供給口２３　　　　回転スクリーン２４　　　　分離塔２５　　　　ガス通路３１　　　　スクリーンＭ　　　　　　原料Ｃ　　　　　　炭化物Ｓ　　　　　　乾留残滓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　回転ドラム型の乾留炉の一端に、有機
固体廃棄物からなる原料を乾留炉内へ供給する原料供給
装置が設けられており、上記乾留炉の上流端側には、該
乾留炉の内部を加熱する高温ガスの供給口が設けられて
おり、上記乾留炉の中間部には、該乾留炉内で生成され
た乾留ガス及び炭化物をそれぞれ回収する主回収装置が
上記乾留炉の外面を覆う状態で設けられており、上記乾
留炉の出口端に乾留残滓を回収する残滓回収装置が設け
られ、上記主回収装置は、上記乾留炉の炉壁の一部を構
成する回転スクリーンと、該回転スクリーンの外面を覆
って上記炭化物及び乾留ガスを分離する分離塔とからな
り、該分離塔の上端から導出したガス通路の導出端に、
乾留ガスを凝縮して気液を分離するコンデンサが設けら
れ、上記分離塔の下端より炭化物を回収するように構成
されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】　　回転ドラム型の乾留炉の一端に、有機
固体廃棄物からなる原料を乾留炉内へ供給する原料供給
装置が設けられており、上記乾留炉の上流端側には、該
乾留炉の内部を加熱する高温ガスの供給口が設けられて
おり、上記乾留炉の中間部には、該乾留炉内で生成され
た乾留ガス及び炭化物と、原料に混入された加熱促進体
をそれぞれ回収する主回収装置が上記乾留炉の外面を覆
う状態で設けられており、上記乾留炉の出口端に乾留残
滓を回収する残滓回収装置が設けられ、上記主回収装置
は、上記乾留炉の炉壁の一部を構成する回転スクリーン
と、該回転スクリーンの外面を覆って上記炭化物及び加
熱促進体と乾留ガスとを分離する分離塔とからなり、該
分離塔の上端から導出したガス通路の導出端に、乾留ガ
スを凝縮して気液を分離するコンデンサが設けられ、上
記分離塔の下端に連続して、加熱促進体と炭化物とを分
離するスクリーンと、分離された加熱促進体を上記原料
供給装置へ返送する返送装置とが設けられ、上記加熱促
進体が、原料より熱伝導度が高い硬質固体を素材とする
粒状体で形成されているいることを特徴とする廃棄物処
理装置。
【請求項３】　　加熱促進体が金属又はセラミックスの
粒状体で形成されていることを特徴とする請求項２記載
の廃棄物処理装置。