JPH0729093B2 - 廃タイヤのガス化処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用済みの廃タイヤを燃
料として有効に焼却する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】使用済
みの廃タイヤを火中に投ずると黒煙を上げて激しく燃焼
し、軟化、半流動化する。燃焼中に軟化、半流動化した
タイヤが数個接触すると塊を形成し、異常燃焼を起こ
し、部分的高温を生じて炉を痛め、また塊が炉に詰まっ
て炉を壊すなどの問題を引き起こす。その他の問題とし
て、燃焼残滓として鋼線を残す、燃焼速度や火炎の強度
調節が困難である、残った鋼線の取扱いが難しい、硫黄
分が含まれていて硫黄酸化物を生ずる、等の問題があ
る。

【０００３】このため、廃タイヤを燃料として有効利用
するためには、タイヤの塊形成への対策が必要であり、
また、燃焼残滓としての鋼線の処理能力があり、且つ硫
黄酸化物や黒鉛を大気中に放出しないように排煙脱硫装
置を備えた装置を必要としている。

【０００４】現在新しく廃タイヤを燃料とする装置を計
画、建設する場合には、例外無く、タイヤを予め小片に
切断し、砂や、他燃料と混合して燃焼させている。タイ
ヤを切断しておくと鋼線が短いため絡み合うことがな
い、火炎の強度調節が容易となるなどの利点があるため
であり、他燃料や、砂と混合して燃焼するのはタイヤが
塊を形成するのを未然に防止するためである。

【０００５】しかし、他方、タイヤ中の鋼線はピアノ線
と呼ばれる種類のもので、強度が特に高い材質であるた
め、その切断に用いる刃物の耐用回数には限度があり、
また燃料としてのタイヤの単価は低いため、タイヤを小
片に裁断するに要する費用は無視できない結果となる。
このため、タイヤ自体は良質の燃料としての可能性を有
するにも拘らず、廃タイヤを燃料として用いることはセ
メント製造用キルン等、特殊な場合以外では採算上不利
であり、又は極く小規模に使用して硫黄酸化物や黒煙の
発生は無視しなければならないなどの問題がある。

【０００６】このような事情から、使用済みの廃タイヤ
は経済的観点から見て処理に費用を要する廃棄物である
と見なされる。このため、しばしば放置又は投棄され、
また現在各地で廃タイヤが集積投棄されている。昨年は
集積投棄された廃タイヤが発火して消火困難な火災とな
り、３ヶ月も燃え続けた事例まで生じている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて、使用済みの廃タイヤを燃料としての価値を高め
ることができ、且つタイヤを切断する等の事前処理を要
せず、経済的な廃タイヤ処理装置を提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、タイヤをガス化
処理する方式において、このガス化処理に際して廃タイ
ヤを先ず炭化処理し、次いで抑制燃焼する２段階処理を
採用することにより、縦型炉の使用を可能とし、これに
よって全自動連続処理、スチールワイヤの処理、設備費
の低減を一括して可能とする新規な廃タイヤガス化処理
装置を開発するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、使用済みの廃タイヤ
をガス化処理する縦型炉において、廃タイヤが滑落状態
で供給され加熱されて炭化される炭化領域と、炭化タイ
ヤを燃焼させるためにこの炭化領域の下部に続けて設け
られ且つ下方に空気導入部を備えた抑制燃焼領域と、こ
の抑制燃焼領域の上方に設けられて発生した上昇ガスを
導くガス流量制御弁付き分岐管と、この分岐管と共に前
記炭化領域の上方個所から分岐した他の分岐管が接続さ
れているガス改質装置と、このガス改質装置に連結され
たガス排出装置とを有することを特徴とする廃タイヤの
ガス化処理装置を要旨としている。

【００１０】以下に本発明について更に詳細に説明す
る。

【００１１】

【作用】

【００１２】もし、廃タイヤを空気を絶った雰囲気で３
５０〜４５０℃の温度範囲に保つと、タイヤは強度を保
ったままゆっくりと熱分解する。その際、ゴム分は炭化
水素系のガスとなり、後にカーボンブラックとスチール
ワイヤからなる炭化タイヤを残す。炭化タイヤは適切に
炭化すると積み重ねても破損しない程度の強度を残して
おくことができるので、縦型炉で燃焼させることができ
る。すなわち、廃タイヤを所要の時間をかけて炭化し、
次いで燃焼させると、いずれの段階でもある程度の強度
を保有しているようにすることができるので、縦型炉を
用い、廃タイヤを積み重ねた状態で処理することが可能
となる。

【００１３】縦型炉を採用できると、炉内を廃タイヤで
隙間無く満たすことができ、炉の内容積を有効に利用で
きる。上から下へ重力によって移送でき、したがって炉
構造が単なる円筒で済み、簡単にできる、等の経済性向
上が見込める他に、カーボンブラックを制御良く燃焼さ
せられる、スチールワイヤの処理が容易になる、等の利
点も発生する。

【００１４】すなわち、カーボンブラックは安定な物質
で、これを効率良く燃焼させるには１０００℃以上の比
較的に高温の燃焼条件を必要とする。燃焼温度が高いの
で、炉の構造が適切でないと１２００℃を上回る温度に
なるような事態も容易に起こり、鉄が溶融してしまう恐
れすら発生する。縦型炉とすると、炭化タイヤが厚く積
み重なった状態となるので、ガスが通過する炭素の層を
厚くすることが容易となる。これにより、炭酸ガスの発
生を抑制し、一酸化炭素ガスを生成させることができ
る。この結果、二酸化炭素ガスが発生する場合に比較し
て発生熱量が少なく、炉の温度を適切に抑制できる。

【００１５】また、縦型炉では、スチールワイヤが燃焼
残として炉底に集まる。このスチールワイヤは空気は上
方へと通過させるが、燃焼中の炭化タイヤの落下は阻止
するため、火格子としての役割を果たす。したがって、
縦型炉では火格子は不要で、時々重なり過ぎたスチール
ワイヤを取り除くことが可能な構造であれば良いことと
なる。すなわち、炉の形状は単なる円筒で、その下にス
チールワイヤ除去専用装置を装着することで済む。その
結果、スチールワイヤを切断しなくてもその存在が障害
とならない。

【００１６】縦型炉を用いる本方式が成立するために
は、廃タイヤがその強度を維持しながら炭化される必要
がある。そのためには、適切に温度調節された領域でタ
イヤが所要時間をかけて炭化されなければならない。廃
タイヤを所要温度まで昇温させ、維持するに必要な熱量
は、炭化タイヤ中のカーボンブラックが一酸化炭素ガス
に酸化される際に放出される熱量の半分にも満たない。
そのため、タイヤが炭化される領域の温度を適切に維
持、調節できるためには、炭化タイヤが燃焼する領域で
発生する高温ガスの一部だけをタイヤが炭化される領域
に制御して導き、他を炉外に導くことが必要である。

【００１７】このため、炉の中間部、すなわち、タイヤ
が炭化される領域と燃焼する領域との間に分岐管を設け
て発生ガスの一部を炉外へ放出し、且つその放出量を制
御できる弁を設けることで必要である。

【００１８】以上の処理で発生するガスは、炭化の際に
発生する炭化水素ガスも、炭化タイヤの燃焼で発生する
一酸化炭素ガスも、充分な火力を有し、燃料として用い
ることができる。

【００１９】本発明に係る廃タイヤガス化処理装置は、
上述の機能を有する構成であって、要するに、廃タイヤ
が滑落状態で供給され加熱されて炭化される炭化領域
と、炭化タイヤを燃焼させるためにこの炭化領域の下部
に続けて設けられ且つ下方に空気導入部を備えた抑制燃
焼領域と、この抑制燃焼領域の上方に設けられて発生し
た上昇ガスを導くガス流量制御弁付き分岐管と、この分
岐管と共に前記炭化領域の上方個所から分岐した他の分
岐管が接続されているガス改質装置と、このガス改質装
置に連結されたガス排出装置とを有している。

【００２０】その作用を説明すると、炉頂より投入され
た廃タイヤは炉内で積み重なった状態で炉内を満たし、
燃焼によってタイヤの堆積が減少するに従って流下し、
スチールワイヤとなって炉底から炉外へ排出される。ま
たタイヤがこの炉内を流下する際に、まず無酸素状態に
加熱保持されて炭化され、次いで空気が供給されて炭化
タイヤが燃焼して一酸化炭素ガスを生成する。また、こ
れらタイヤが炭化する領域と炭化タイヤが燃焼する領域
の間には分岐管があり、炉内を炉底部から炭化タイヤが
燃焼する領域を通過して上昇するガス流はこの分岐管で
分岐され、ガス流の一部は流量調節弁を経て炉外へ導か
れ、残りのガス流はタイヤを炭化する領域に導かれてタ
イヤを加熱するよう配置されており、この流量調節弁を
調節することによってガス流が変化し、タイヤが炭化す
る領域の温度が調節できる。

【００２１】次に本発明の実施例を示す。なお、本発明
はこの実施例のみに限定されないことは云うまでもな
い。

【００２２】

【実施例】

【００２３】図１は廃タイヤのガス化処理装置の一例を
示している。タイヤ投入口１から、シャッター２、３を
経て炭化領域４に積み重なった状態で入った廃タイヤ
は、抑制燃焼領域５から上昇してくるガスによって加熱
され、炭化される。抑制燃焼領域５には炭化領域４から
滑落してきた炭化タイヤが積み重なった状態であり、空
気流入口６から流入する空気と反応して一酸化炭素ガス
を発生する。この反応で発生したガスの一部は炭化領域
４に上昇し、残りは分岐管７、流量制御弁８を経て炉外
に導かれる。炭化領域４から分岐管９を経て流出したガ
スと、分岐管７から流出したガスは合流し、ガス改質装
置１０、ガス冷却装置１１、トラップ１２を順次経て室
温に冷却され、ファン１３によって吸引排出される。

【００２４】シャッター３下部に空間が検出されると自
動的にシャッター２、３が開閉し廃タイヤが投入される
結果、炉内部の炭化領域４、及び抑制燃焼領域５はほぼ
廃タイヤ乃至炭化タイヤで満たされている。ファン１３
及び流量制御弁１４により排風量を変化させると、空気
流入口６からの空気流入量が変化し、炉の燃焼速度が制
御される。流量制御弁８が開き、又は閉じると、炭化領
域４のガス流量が減少又は増大し、その結果、炭化領域
４の温度が低下乃至上昇する。これにより、炭化領域に
あるタイヤの温度が３５０〜４５０℃であるように自動
制御される。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、詳述の構成を有するものであ
るので、以下のような優れた効果が期待できる。

【００２６】（Ａ）タイヤ燃焼装置の建設、維持費を低
減できる。本発明による装置では、廃タイヤを炭化及び
燃焼させる部分は各々５００℃以下及び１１００℃以下
で比較的温度が低い。また、縦型炉であるため処理量に
比較して炉容積が小さく、且つ炉の全自動制御も容易で
ある。このため、炉を構築、維持する経費が節減され
る。

【００２７】（Ｂ）火力を一定に保持乃至制御し易くな
る。従来のように廃タイヤを直接火炎中に投ずると、投
入直後にパルス状に火力が強くなる傾向があるため、タ
イヤ投入の周期による火力の脈動が発生し易い。本発明
による装置でのガス発生は緩やかで、このためガス発生
は平均化され、事実上一定の火力を得ることができる。
このため、タイヤをチップ化して火力の均等化を計る等
の必要がなくなる。

【００２８】（Ｃ）黒煙の発生を防止できる。従来のよ
うに、タイヤを直接高温の炉乃至火炎中に投ずるとカー
ボンブラック状の炭素微粒子が気相の流れに乗る現象が
見られる。本発明による装置ではゴム中のカーボンブラ
ックは炭化固形物として穏やかに燃焼する。

【００２９】（Ｄ）熱交換器、タービンブレード等の表
面に付着するフライアッシュ量が減少する。従来のよう
に、廃タイヤを直接高温の炉乃至火炎中に投ずると廃タ
イヤに含まれる灰分は火炎中に放出され気相に乗り微粒
のフライアッシュとなって流れ、各所に付着する傾向を
持っていた。本発明による装置では、タイヤを熱分解す
る結果、灰分は火炎中に放出されず炭化タイヤに残留
し、炭素の燃焼に伴う残滓となる。その結果、比較的粗
粒の灰分となり、付着しにくく、沈降捕集し易くなる。

【００３０】（Ｅ）スチールワイヤの取扱いが容易とな
り、タイヤを予め裁断、チップ化する必要がなくなる。

【００３１】上記Ａ〜Ｅの項目に記載した利点を生ずる
結果、廃タイヤは燃料として利用することが有利とな
る。本発明による方式が広く実施されると、廃タイヤは
経済的に価値ある資源となり、収集され、燃料として利
用される。その結果、現在広く行われているような廃タ
イヤを大量にまとめて廃棄する事態は回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃タイヤガス化処理装置の一例を示す
概略説明図である。

【符号の説明】 １ タイヤ投入口 ２ シャッター ３ シャッター ４ 炭化領域 ５ 抑制燃焼領域 ６ 空気流入口 ７ 分岐管 ８ 流量制御弁 ９ 分岐管 １０ ガス改質器 １１ ガス冷却器 １２ トラップ １３ ファン １４ 流量制御弁 １５ スチールワイヤ除去装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ａ 8409−3Ｋ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済みの廃タイヤをガス化処理する縦
   型炉において、廃タイヤが滑落状態で供給され加熱され
   て炭化される炭化領域と、炭化タイヤを燃焼させるため
   にこの炭化領域の下部に続けて設けられ且つ下方に空気
   導入部を備えた抑制燃焼領域と、この抑制燃焼領域の上
   方に設けられて発生した上昇ガスを導くガス流量制御弁
   付き分岐管と、この分岐管と共に前記炭化領域の上方個
   所から分岐した他の分岐管が接続されているガス改質装
   置と、このガス改質装置に連結されたガス排出装置とを
   有することを特徴とする廃タイヤのガス化処理装置。
2. 【請求項２】 ガス排出装置がガス冷却装置とトラップ
   とファンを有する請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 抑制燃焼領域の下部にスチールワイヤ除
   去装置が設けられている請求項１に記載の装置。