JPH1026322A - 廃棄物熱分解ドラムの回転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ドラムの回転を変化することにより熱分
解残留物の排出を助長し、熱分解の効率を向上する。 【解決手段】 回転ドラム７に複数の伝熱管８が配設さ
れ、制御装置３１ｂの出力信号で駆動源３１ａを始動し
回転ドラム７を回転する工程１００と、それぞれの伝熱
管８内に加熱空気を送給する工程１０１と、回転ドラム
７の一端側より廃棄物ａを供給する工程１０２と、供給
された廃棄物ａをそれぞれの伝熱管８を介して間接加熱
する工程１０３と、その間接加熱により生成した乾留ガ
スＧ１と熱分解残留物ｂとを回転ドラム７の他端側の排
出穴３４ｂより排出装置１０へ排出する工程１０４と、
予め制御装置３１ｂに記憶されかつ廃棄物ａの性状によ
って回転ドラム７の回転が選択される工程１０５と、乾
留ガスＧ１及び熱分解残留物ｂの排出を助長するように
回転を変化する工程１０６とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物（家庭やオ
フィス等から出される都市ゴミ等の一般廃棄物、廃プラ
スチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オフィス機
器、電子機器、化粧品等の産業廃棄物等、可燃物を含む
もの）の熱分解処理に係り、特に生成された熱分解残留
物の排出を助長し、熱分解の効率を向上するのに好適な
廃棄物熱分解ドラムの回転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より都市ごみ等の一般廃棄物や廃プ
ラスチック等の可燃物を含む産業廃棄物の処理装置の一
つとして、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気
で加熱して熱分解し、乾留ガスと、主として不揮発性成
分よりなる熱分解残留物とを生成し、さらにこの熱分解
残留物を冷却した後に分離装置に導き、この分離装置で
燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利及びコンクリー
ト片等のがれきよりなる不燃焼性成分とに分離し、燃焼
性成分を粉砕しこの粉砕された燃焼性成分と乾留ガスと
を燃焼器である溶融炉に導き、この溶融炉で燃焼させて
生じた燃焼灰を溶融スラグとなし、この溶融スラグを排
出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置が知ら
れている（例えば、特開平１−４９８１６号参照）。

【０００３】そして廃棄物熱分解ドラムは、通常、伝熱
管を内装した回転ドラムが用いられているが、廃棄物熱
分解ドラムの一端側より供給された廃棄物は、低酸素雰
囲気で３００℃〜６００℃、通常は４５０℃程度で伝熱
管を介して間接加熱される。そして生成された乾留ガス
と熱分解残留物とは廃棄物熱分解ドラムの他端側に付設
された排出装置へ排出される。しかし熱分解残留物がそ
の性状によっては回転ドラム内に滞留し、伝熱管の間に
挟まって伝熱を阻害する、又は乾留ガスや熱分解残留物
の排出を妨げる等の一因になる恐れがある。廃棄物熱分
解ドラムに供給される廃棄物は破砕機で１５０ｍｍ以下
に破砕されるが、回転ドラム内で生成される熱分解残留
物の性状は廃棄物の性状によって決まり、廃棄物の性状
は連続処理を行うと刻々変化することが予想される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の廃棄物熱分解ド
ラムにあっては、伝熱管を内装した回転ドラムに供給さ
れる廃棄物が熱分解され、熱分解残留物の性状によって
は回転ドラムに滞留し、伝熱管の間に挟まって熱伝導を
低下させる、又は乾留ガスや熱分解残留物の排出を妨げ
る等が予想される問題点があった。

【０００５】本発明の目的は、廃棄物を効率よく熱分解
し、熱分解残留物の排出を前記問題がないように行える
廃棄物熱分解ドラムの回転制御方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る廃棄物熱分解ドラムの回転制御方法
は、回転ドラムに供給された廃棄物を間接加熱して熱分
解し乾留ガスと熱分解残留物とを生成し、熱分解残留物
の排出状況に応じて回転ドラムの回転を変化する構成と
する。

【０００７】そして回転ドラムに複数の伝熱管が配設さ
れ、回転ドラムの一端側より供給された廃棄物をそれぞ
れの伝熱管を介して間接加熱し、熱分解により生成した
乾留ガスと熱分解残留物とを回転ドラムの他端側に設け
た排出装置へ排出し、熱分解状況及び熱分解残留物の排
出状況に応じて回転ドラムの回転を変化する構成でもよ
い。

【０００８】また回転ドラムは、所定時間ごとに回転方
向を反転される構成でもよい。

【０００９】さらに回転ドラムは、所定周期で回転速度
を変動される構成でもよい。

【００１０】そして廃棄物熱分解ドラムにおいては、複
数の伝熱管が配設され一端側より供給された廃棄物をそ
れぞれの伝熱管を介して間接加熱し熱分解する回転ドラ
ムと、回転ドラムの他端側に設けられ生成した乾留ガス
と熱分解残留物とを排出する排出装置と、熱分解残留物
の排出状況に応じて回転ドラムの回転を変化する手段と
よりなる構成とする。

【００１１】本発明によれば、熱分解残留物の性状が廃
棄物の連続処理により刻々変化しても、回転ドラムの回
転が所定時間ごとに変化されて熱分解残留物が固まるこ
となく排出されるため、熱伝導が促進される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図３を
参照しながら説明する。図１〜図３に示すように、回転
ドラム７に複数の伝熱管８が配設され、制御装置３１ｂ
の出力信号で駆動源３１ａを始動し回転ドラム７を回転
する工程１００と、それぞれの伝熱管８内に加熱空気入
口側ヘッダ３４を経由して加熱空気を送給する工程１０
１と、回転ドラム７の一端側より廃棄物ａをスクリュー
フィーダ３２により供給する工程１０２と、供給された
廃棄物ａをそれぞれの伝熱管８の管壁を介して間接加熱
する工程１０３と、その間接加熱により生成した乾留ガ
スＧ１と熱分解残留物ｂとを回転ドラム７の他端側の排
出穴３４ｂより排出装置１０へ排出する工程１０４と、
予め制御装置３１ｂに記憶されかつ廃棄物ａの性状によ
って回転ドラム７の回転が選択される工程１０５と、熱
分解残留物ｂの固まりｍの形成を防止するように乾留ガ
スＧ１及び熱分解残留物ｂの排出状況に応じて回転ドラ
ム７の回転を変化する工程１０６とを含む構成とする。
そして回転ドラム７の回転を変化する工程１０６は、制
御装置３１ｂ又は入力により選択され所定時間ごとに回
転方向が正転又は反転される工程１０６ａ、あるいは所
定周期で回転速度が変動される工程１０６ｂ、さらには
工程１０６ａと工程１０６ｂとを混合した工程等を含む
ものとする。

【００１３】そして所定時間ごとに回転方向が正転又は
反転される工程は、例えば図４に示すように回転ドラム
の回転方向を数１０分に数回のインターバルで逆転させ
る、又は５分ごとに逆転させてもよい。所定周期で回転
速度が変動される工程は、例えば図５に示すように周期
的に回転速度を０．５ＲＰＭより１．５ＲＰＭに低速か
ら増速へ又は増速から低速へ連続的に変動させるように
してもよい。回転ドラムの回転の制御は、熱分解ガスの
発生量、滞留時間による分解性能、廃棄物性状及び温度
条件等の多くの要因に基づき決められるべきものである
が、例えば回転ドラムの長手方向の温度分布等を測定
し、温度差を演算して所定値を超えるとどの工程を選択
するかを制御装置で判定し回転を変化するようにしても
よい。

【００１４】次に本実施例の動作を説明する。熱分解残
留物の性状が、廃棄物の連続的処理により刻々変化して
も、温度分布等により熱分解残留物の固まり状態が検知
され、回転ドラムの回転方向が変化されて固まりができ
なくなる。また回転ドラムの回転速度の変動によって熱
分解残留物の固まりの速度が早く又は遅く変化してほぐ
れるため、固まりの伝熱管の間に挟まることが防止され
て伝熱が促進されるとともに、排出穴より排出が助長さ
れ、熱分解の効率が向上される。

【００１５】本実施例に用いられる廃棄物熱分解ドラム
６は、図２に示すように、中空円筒状の回転ドラム７を
備え、モータ等の駆動源３１ａに連結して回転される複
数のローラ３１に搭載されて回転し、一方の端面にスク
リューフィーダ３２を内管３３ｂに挿着した加熱空気出
口ヘッダ３３がシールを介して摺動自在に接続され、ス
クリューフィーダ３２の一方の端面に廃棄物ａの投入口
４が接続可能になっている。そして熱交換部６ａとし
て、回転ドラム７の他方の端面に加熱空気入口ヘッダ３
４がシールを介して摺動可能に接続され、加熱空気出口
側ヘッダ３３の管板３３ａと、加熱空気入口側ヘッダ３
４の管板３４ａとに両端を固定された複数の伝熱管８が
回転ドラム７の内周に配設されている。伝熱管８は、耐
熱、耐食材料で形成されている。加熱空気入口側ヘッダ
３４の他端に、加熱空気入口チャンネル３５と、排出装
置１０とが直結され、排出装置１０の上部に乾留ガスＧ
１の出口１０ａと、下部に熱分解残留物ｂ及び分離した
燃焼性成分ｄ等を排出する排出口１０ｂとが設けられて
いる。そして加熱空気入口側ヘッダ３４の管板３４ａに
穿設された排出穴３４ｂより、排出管３６が加熱空気入
口チャンネル３５を挿通して排出装置１０に連結され、
排出管３６を通して回転ドラム７内の乾留ガスＧ１及び
熱分解残留物ｂ等がガイド４１に案内されながら排出装
置１０に排出されるようになっている。そして熱分解残
留物ｂの固まりｍの状態を検出するため一例として温度
計５０ａ，５０ｂが回転ドラム７の長手方向に挿着さ
れ、その温度検出信号を入力し駆動源３１ａの回転数を
変化させるインバータを付設した制御装置３１ｂが設け
られている。

【００１６】ここで図３に示す廃棄物処理装置を説明す
る。供給された廃棄物ａを加熱して熱分解し、乾留ガス
Ｇ１と主として不揮発性成分の熱分解残留物ｂとを生成
する熱交換部６ａと、乾留ガスＧ１と熱分解残留物ｂと
を分離して排出する排出装置１０とを備えた廃棄物熱分
解ドラム６と、排出装置１０より排出された熱分解残留
物ｂを冷却する冷却装置１２と、熱分解残留物ｂを燃焼
性成分ｄと不燃焼性成分ｅ１，ｅ２とに分離する分離装
置１３と、乾留ガスＧ１と燃焼性成分ｄとを燃焼させる
とともに燃焼灰を溶融スラグとして排出する溶融炉９と
を具備している。

【００１７】すなわち受入れヤードＡに配置された例え
ば二軸剪断式の破砕機１に、都市ごみ等の廃棄物ａが第
１のコンベア２により供給され、ここで例えば１５０ｍ
ｍ以下に粉砕される。この粉砕された廃棄物ａは第２の
コンベア３により投入口４よりスクリューフィーダ５を
経て熱交換部６ａに供給される。この熱交換部６ａは図
６に断面を示すように、回転する回転ドラム７の内周壁
に沿って複数の伝熱管８を配置して形成され、図示しな
いシール機構によりその内部の圧力が大気圧以下の雰囲
気に保持される。燃焼器である溶融炉９の後流側に配置
された熱交換器（図示せず）により加熱された加熱空気
がラインＬ１より伝熱管８内に供給され、この加熱空気
により廃棄物ａは４５０℃程度に間接加熱される。その
ため、この熱交換部内に供給された廃棄物ａは熱分解さ
れ、乾留ガスＧ１と、主として不揮発性の熱分解残留物
ｂとが生成される。

【００１８】熱交換部６ａ内で生成した乾留ガスＧ１
と、熱分解残留物ｂは排出装置１０で分離され、乾留ガ
スＧ１はラインＬ３を経て溶融炉９のバーナ１１に供給
され、一方、熱分解残留物ｂは冷却装置１２で発火防止
のため８０℃程度にまで冷却され、その後、例えば篩、
磁選式、うず電流式、遠心式又は風力選別式等の公知の
分離装置１３に供給され、ここで細粒灰分を含む燃焼性
成分ｄと、不燃焼性成分である金属成分ｅ１及び非金属
成分ｅ２とに分離される。

【００１９】そして燃焼性成分ｄは粉砕機１４により例
えば１ｍｍ以下に微粉砕され、ラインＬ４を経て溶融炉
９のバーナ１１に供給され、ラインＬ３より供給された
乾留ガスＧ１と、送風機１５によりラインＬ５より供給
された燃焼用空気Ｆとが、１３００℃程度の高温域で燃
焼され、このとき発生した燃焼灰は溶融スラグとなって
溶融炉９の内壁に付着流下し、排出口１６より水槽１７
内に流下し、冷却固化する。この固化したスラグは舗装
材等建材として利用される。

【００２０】一方、不燃焼性成分である金属成分ｅ１は
コンテナ１８に入り回収されて再利用され、非金属性成
分ｅ２は埋め立てに供せられるか、又は粉砕機１９によ
り粉砕されラインＬ６を経て溶融炉９内に供給され、ス
ラグとして回収再利用される。

【００２１】溶融炉９で発生した高温排ガスＧ２は図示
しない熱交換器を経てラインＬ７より廃熱ボイラ２１で
熱回収され、集塵機２２ａ，２２ｂで除塵され、低温の
クリーンな排ガスＧ３となって煙突２３へ大気へ放出さ
れる。このクリーンな排ガスＧ３の一部はラインＬ８を
経て冷却装置１２へ供給される。廃熱ボイラ２１で発生
した蒸気は発電機に連結した蒸気タービン２４を回転す
る。

【００２２】以上のように、まず廃棄物が熱交換部に供
給されると、廃棄物は低酸素雰囲気で加熱され熱分解
し、この熱分解工程で廃棄物は常温より４５０℃程度ま
で加熱空気により間接的に加熱昇温され、乾留ガスと主
として不揮発性成分よりなる熱分解残留物が生成する。
熱分解残留物の性状が、廃棄物の連続的処理により刻々
変化しても、回転ドラムの回転の変化によって熱分解残
留物の固まりがほぐれるため、伝熱管の間に挟まって伝
熱を低下することがなくなり、間接加熱による熱分解の
効率が向上される。また排出穴より乾留ガス及び熱分解
残留物が速やかに排出装置へ排出される。

【００２３】そして、この乾留ガスと熱分解残留物と
は、排出装置で分離され、乾留ガスは燃焼器である溶融
炉へ供給され、一方、熱分解残留物は冷却されかつ分離
装置で燃焼性成分及び細粒の灰分と、鉄又はアルミニウ
ム等の金属よりなる粗粒不燃焼性成分とに分離され、そ
の内の燃焼性成分及び細粒の灰分は溶融炉へ供給され燃
焼される。この場合、溶融炉内は約１３００℃程度の高
温に保持されているため、細粒の灰分より生じた燃焼灰
は溶融し溶融スラグとなって溶融炉の内壁に付着流下す
る。不燃焼性成分は鉄等の金属成分と陶器等の非金属成
分とに分離され、金属成分は再利用に供せられ、非金属
成分は埋め立てに、または必要に応じて溶融スラグに混
合され舗装材等として再利用される。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、回転ドラムの回転を変
化するようにしたため、熱分解残留物の固まりの形成が
防止されるとともに、乾留ガス及び熱分解残留物の排出
が助長され、伝熱管の伝熱効率が向上して熱分解効率が
向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】図１の廃棄物熱分解ドラムを示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施例に用いる廃棄物熱分解ドラム
を備えた廃棄物処理装置を示す系統図である。

【図４】回転ドラムの回転方向の変化を説明する図であ
る。

【図５】回転ドラムの回転速度の変動を説明する図であ
る。

【図６】図２の横断面図である。

【符号の説明】

１ 破砕機 ２ 第１のコンベア ３ 第２のコンベア ４ 投入口 ５ スクリューフィーダ ６ 廃棄物熱分解ドラム ６ａ 熱交換部 ７ 回転ドラム ８ 伝熱管 ９ 溶融炉 １０ 排出装置 １１ バーナ １２ 冷却装置 １３ 分離装置 １４ 粉砕機 １５ 送風機 １６ 排出口 １７ 水槽 １８ コンテナ １９ 粉砕機 ２１ 廃熱ボイラ ２２ａ，２２ｂ 集塵機 ２３ 煙突 ２４ 発電機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ドラムに供給された廃棄物を間接加
   熱して熱分解し乾留ガスと熱分解残留物とを生成し、該
   熱分解残留物の排出状況に応じて前記回転ドラムの回転
   を変化することを特徴とする廃棄物熱分解ドラムの回転
   制御方法。
2. 【請求項２】 回転ドラムに複数の伝熱管が配設され、
   前記回転ドラムの一端側より供給された廃棄物をそれぞ
   れの伝熱管を介して間接加熱し、熱分解により生成した
   乾留ガスと熱分解残留物とを前記回転ドラムの他端側に
   設けた排出装置へ排出し、前記熱分解残留物の排出状況
   に応じて前記回転ドラムの回転を変化することを特徴と
   する廃棄物熱分解ドラムの回転制御方法。
3. 【請求項３】 回転ドラムは、所定時間ごとに回転方向
   を反転されることを特徴とする請求項１又は２記載の廃
   棄物熱分解ドラムの回転制御方法。
4. 【請求項４】 回転ドラムは、所定周期で回転速度を変
   動されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃
   棄物熱分解ドラムの回転制御方法。
5. 【請求項５】 複数の伝熱管が配設され一端側より供給
   された廃棄物をそれぞれの伝熱管を介して間接加熱し熱
   分解する回転ドラムと、該回転ドラムの他端側に設けら
   れ生成した乾留ガスと熱分解残留物とを排出する排出装
   置と、前記熱分解残留物の排出状況に応じて前記回転ド
   ラムの回転を変化する手段とよりなることを特徴とする
   廃棄物熱分解ドラム。