JPH1054519A - 熱分解反応器の排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱分解反応器で生成される全ての不燃焼成分
を冷却装置に導くと、大きめの不燃焼成分も冷却する必
要があり非効率であり、また熱分解反応器の排出装置や
冷却装置の後流側のシ−ル機構の気密性が損なわれる恐
れがあった。 【解決手段】 熱分解反応器で生成した熱分解ガスＧ１
と熱分解残留物ｂとを分離して排出する熱分解反応器の
排出装置１０において、熱分解残留物ｂ中に混在する大
型不燃物ｍを分離する分離版１０ｄを備え、砂Ｓを充填
したスクリュ−コンベア１００ａ等からなる抜き出し手
段１００を設け、装置内の気密性を保ちながら、分離さ
れた前記大型不燃物ｍを該抜き出し手段により連続的に
抜き出すようにしたことを特徴とする熱分解反応器の排
出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱分解反応器の排
出装置に係り、特に廃棄物（家庭やオフィスなどから出
される都市ごみなどの一般廃棄物、廃プラスチック、カ
−シュレッダ−ダスト、廃オフィス機器、化成品等の産
業廃棄物など、可燃物を含むもの）に含まれる大型不燃
物を分離するのに好適な熱分解反応器の排出装置及びそ
れを用いた廃棄物処理装置に関する。

【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、熱分解ガス（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する。
この熱分解反応器においては、通常、間接加熱の伝熱面
である伝熱管を内装した回転ドラムが用いられている
が、熱分解反応器に供給された廃棄物は、低酸素雰囲気
で３００℃〜６００℃、通常は４５０℃程度で加熱され
る。そして、熱分解反応器で生成した熱分解ガスと熱分
解残留物とは熱分解反応器の排出口に連結された排出装
置により分離され、この内、熱分解残留物は冷却装置で
冷却された後、分離装置により燃焼性成分と不燃焼性成
分とに分離されるようになっている。このように分離装
置で燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利及びコンク
リ−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熱分解
ガスとを燃焼溶融炉に導き、この燃焼溶融炉で燃焼させ
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、特公平６−５６２５３号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記したよう
な従来の廃棄物処理装置においては排出装置から排出さ
れる熱分解残留物が全部冷却装置に導かれるため、冷却
装置において多くの冷却熱が必要となるばかりでなく、
排出装置又は冷却装置の後流に設けられるシ−ル機構に
支障となる恐れがあった。

【０００４】即ち、熱分解反応器において生成される熱
分解残留物はカ−ボン等の燃焼性成分と金属や陶器等の
ガレキよりなる不燃焼性成分とが混在し、しかもその粒
径は種々異なるものである。ところで本発明は、この熱
分解残留物の性状について分析した結果、ごみの性質に
よって多少は変化するものの次の表１に示す割合である
ことが判明した。

【０００５】

【表１】

【０００６】従って、大きめの不燃焼性成分を少なから
ず含むかかる性状の熱分解残留物を冷却装置に導入した
場合、多量の不燃焼性成分をも冷却することとなり、そ
の結果、該冷却装置において多くの冷却熱が必要とな
る。このことは、冷却装置の大型化に繋がり建設コスト
が高くなるばかりでなく、運転コストも高くなるという
問題がある。

【０００７】一方、かかる廃棄物処理装置においては排
出装置や冷却装置内を低酸素雰囲気として形成させる
為、排出装置又は冷却装置の後流側にシ−ル機構が設け
られているが、大きめの不燃焼性成分が、かかるシ−ル
機構に噛み込む等により支障が生じ、その結果シ−ル性
が損なわれる恐れがあった。本発明の目的は、上記の課
題を解決することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的は第１に、供
給された廃棄物を熱分解ガスと主として不揮発性成分か
らなる熱分解残留物とに熱分解する熱分解反応器の出口
に設けられ、熱分解反応器で生成した熱分解ガスと熱分
解残留物とを分離して排出する熱分解反応器の排出装置
において、前記排出装置に、前記熱分解残留物中に混在
する大型不燃物を分離する分離手段を設けると共に、砂
等の粒子状の固体を充填したスクリュ−コンベアからな
る抜き出し手段を設け、装置内の気密性を保ちながら、
分離された前記大型不燃物を該抜き出し手段により連続
的に抜き出すようにしたことを特徴とする熱分解反応器
の排出装置により達成される。

【０００９】熱分解残留物は、前記分離手段上に供給さ
れ大型不燃物が分離され、比較的小さな粒径よりなる熱
分解残留物が冷却装置に導かれて冷却される。前記分離
手段に分離された大型不燃物は、砂等が充填されてシ−
ルされた抜き出し手段に供給され、砂中に埋没しながら
スクリュ−コンベアで搬送され連続的に排出装置外へ排
出される。特に、砂等の粒子状の固体を用いた上記の装
置構成とすることで、高温に加熱された大型不燃物の熱
により装置の気密性が影響を受けることなく装置の安定
性が向上する。これにより大型不燃物を安定的かつ連続
的に排出可能なので処理の高能率化及び連続化を図るこ
とができる。

【００１０】前記の目的は第２に、第１の装置におい
て、前記抜き出し手段の下層部から粒子状の固体を定量
的に抜き出すことと、前記抜き出し手段の表層部に抜き
出した粒子状の固体を定量的に供給することを特徴とす
る熱分解反応器の排出装置により達成される。

【００１１】上記の特徴により、抜き出し手段の上層か
ら下層に向って常に砂が流動している状態が形成され、
前記大型不燃物が次第に沈下し、容易にスクリュ−コン
ベア部分に達し、末端の抜き出し口方向へ搬送される。

【００１２】前記の目的は第３に、第２の装置におい
て、前記抜き出し手段に抜き出し手段の下層部から抜き
出す粒子状の固体を冷却する冷却ジャケットを備えたこ
とを特徴とする熱分解反応器の排出装置により達成され
る。。

【００１３】上記の特徴により、装置内部の熱、及び高
温に加熱された大型不燃物の熱等で加熱された砂等の粒
子状の固体を、冷却してから装置外部に排出することが
可能となる。

【００１４】前記の目的は第４に、第１から３のいずれ
かの装置において、大型不燃物を連続的に抜き出す前記
スクリュ−コンベアのケ−シングの断面形状は、スクリ
ュ−ブレ−ド径に対して部分的に大となる領域をもたせ
た形状とすることを特徴とする熱分解反応器の排出装置
により達成される。

【００１５】上記の特徴により、塊状の大型不燃物であ
っても、スクリュ−コンベアで搬送される際にスクリュ
−とケ−シング部の隙間に挟まる等、搬送不能となるよ
うなトラブルを防ぐことが出来る。

【００１６】前記の目的は第５に、廃棄物を熱媒体によ
って熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分から
なる熱分解残留物とを生成するする熱分解反応器と、該
熱分解反応器で生成された熱分解ガスと熱分解残留物と
を分離して排出する排出装置と、該排出装置で分離され
た熱分解残留物を冷却する冷却装置と、この冷却装置か
ら排出される前記熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性
成分とに分離する分離装置と、前記熱分解ガス及び前記
燃焼性成分を移送し燃焼させる燃焼溶融炉とを有する廃
棄物処理装置において、前記熱分解反応器の排出装置
は、第１から４のいずれかに記載の排出装置を備えたも
のであることを特徴とする廃棄物処理装置により達成さ
れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の熱分解反応器の排出装置
の例を図１〜図３により説明する。本発明の熱分解反応
器の排出装置を用いた廃棄物処理装置は、図１〜図３に
示すように、供給された廃棄物ａを加熱して熱分解し、
熱分解ガス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を有する熱分解反応器６
と、熱分解ガス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、排出装置１０より排出された熱分
解残留物ｂを冷却装置１２で冷却した後、燃焼性成分ｄ
と不燃焼性成分ｅ１，ｅ２とに分離する分離手段１３
と、熱分解ガス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燃焼溶融炉９よ
りなる。

【００１８】熱分解反応器６の熱交換部６ａは、回転ド
ラム７の内周に間接加熱の伝熱面である複数の伝熱管８
を配設し、供給された廃棄物ａをそれぞれの伝熱管８を
介して間接加熱し、熱分解ガスと不揮発性成分の熱分解
残留物とを生成する。排出装置１０は、熱交換部６ａよ
り排出された熱分解ガスＧ１と熱分解残留物ｂとを分離
して排出するとともに、熱分解残留物ｂに含まれる大型
不燃物、即ち主として熱分解残留物中に混在する例えば
１６ｍｍ以上の金属やガレキ等の不燃焼性成分よりなる
大型不燃物ｍを分離する手段を内設するとともに、その
分離された大型不燃物ｍを、熱分解反応器６内のシ−ル
性を保ちながら連続的に抜き出す本発明に係る抜き出し
手段１００を具備している。

【００１９】上記の例の熱分解反応器の排出装置は、図
２のように中空円筒のドラム本体７が図示しない駆動源
により回転される複数のドラムロ−ラ３１に搭載されて
回転し、一方の端面にスクリュ−フィ−ダ３２を内管３
３ｂに装着した加熱空気出口ヘッダ３３がシ−ルを介し
て摺動自在に接続され、スクリュ−フィ−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。
そしてドラム本体７の他方の端面に加熱空気入口ヘッダ
３４がシ−ルを介して摺動可能に接続され、ドラム本体
７の、内部に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３４の管板３４ａとに両端を固定
された複数の伝熱管８がドラム本体７の内周に配設され
ている。伝熱管８は、一般的な炭素銅や耐熱材料で形成
されている。排出管３６の入口には熱分解残留物ｂ等を
案内するガイド４１が設けられる。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の上部に熱分解ガ
スＧ１の出口１０ａと、下部に大型不燃物ｍを分離した
燃焼性成分ｄ及び不燃焼性成分ｅ１，ｅ２の排出口１０
ｂとが設けられている。そして加熱空気入口側ヘッダ３
４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を通してドラム本体７内の
熱分解残留物等を排出装置１０に排出するようになって
いる。

【００２０】本発明に係る抜き出し手段１００は、図３
に示したように排出装置後流側の機壁に抜き出しスクリ
ュ−コンベア１００ａと、さらにその下方に砂抜きコン
ベア１００ｂとを設けた構成となっており、該抜き出し
手段内部は、抜き出しスクリュ−ブレ−ド１００ｃのほ
ぼ末端付近の高さまで粒子状の固体である砂Ｓで満たさ
れている。抜き出しスクリュ−コンベア１００ａの末端
は、大型不燃物ｍの抜き出し口であり、開放状態となっ
ている。砂抜きコンベア１００ｂのケ−シング外周には
水冷ジャケット１００ｆが設けられている。砂抜きコン
ベア１００ｂの出口に続いて砂受けホッパ３７が設けら
れ、砂受けホッパ３７は粒体搬送ラインを経てサイクロ
ン３８、及び砂ホッパ３９に接続されている。

【００２１】排出装置１０内では、図３に示すように熱
分解ガスＧ１と熱分解残留物ｂは分離され、熱分解ガス
Ｇ１は上方へ排出される。熱分解残留物は、大型不燃物
を分離する手段としての分離板１０ｄ上に供給され、比
較的小さな粒径の熱分解残留物ｂが下方へ落され、冷却
装置１２そして分離装置１３に導かれる。なお分離板１
０ｄには、多孔板又は篩等が用いられる。大型不燃物ｍ
は分離板１０ｄ上に分離され、後続の前記抜き出し手段
１００に供給される。

【００２２】装置の運転中は、熱交換部６ａ及び排出装
置１０内の圧力が、約−１０〜−１５ｍｍＡｑの負圧力
に保持されているため、排出装置１０を開放して大型不
燃物ｍを大気圧の外部へ抜き出すことは出来ない。従っ
て本発明の装置例では、分離板１０ｄ上を通過した大型
不燃物ｍを前記抜き出し手段１００内部に充填されてい
る砂Ｓの表層部に供給するようにする。前記抜き出し手
段１００には、排出装置１０側と抜き出しスクリュ−コ
ンベア１００ａ側の砂供給口１００ｄから常に一定量の
砂が表層部に供給され、砂抜きコンベア１００ｂにより
下層部の砂が常に一定量が抜き出し手段１００より排出
されて、循環する。このため、上層から下層に向って砂
の流動状態が形成されており、前記大型不燃物ｍは次第
に沈下し、（図示しない）駆動源により回転する抜き出
しスクリュ−ブレ−ド１００ｃの部分に達し、抜き出し
スクリュ−コンベア１００ａ内を経て末端の抜き出し口
方向へ搬送される。これにより、前記分離板１０ｄで分
離された大型不燃物ｍを連続的に外部へ抜き出すことが
出来るとともに、砂Ｓのシ−ル性により負圧力が保持さ
れて運転に支障を与えることがない。特に、砂Ｓによる
シ−ル機構は熱の影響を受けにくく、熱交換部６ａで３
００℃〜６００℃に加熱された熱分解残留物の一部であ
る大型不燃物ｍの保有する熱に対しても、抜き出し手段
１００の安定した作動が得られる。抜き出しスクリュ−
コンベア１００ａの断面形状は図４に示したように、抜
き出しスクリュ−ブレ−ド１００ｃの径に対してケ−シ
ング１００ｇ斜上方において大きく余裕をとった形状と
なっており、これにより塊状の不燃物等が、スクリュ−
とケ−シング部の隙間に挟まる等といった搬送トラブル
を防ぐ。

【００２３】下層部の砂Ｓは、砂抜きコンベア１００ｂ
のケ−シング外周に設けられた水冷ジャケット１００ｆ
によって冷却される。（図示しない）駆動源により回転
する砂抜きスクリュ−ブレ−ド１００ｅに搬送され排出
口から砂受けホッパ３７に排出される。砂受けホッパ３
７の篩部を抜け、排出された砂は粒体輸送ラインに供給
されサイクロン３８に投入され搬送用空気、カ−ボン等
と分離された砂が砂ホッパ３９に蓄えられる。砂ホッパ
３９内の砂は、定量的に砂供給口１００ｄに供給され、
分離装置１０の前記抜き出し手段内に投入され、装置内
の砂Ｓが循環する。

【００２４】なお上記の装置例において、分離板１０ｄ
である多孔板の孔径を１６ｍｍより遥かに大きく設定す
れば、主として大塊状の大型不燃物ｍだけが抜き出し手
段内に投入され、概ね全て抜き出しスクリュ−コンベア
１００ａにより抜き出され、抜き出しスクリュ−コンベ
ア１００ａで抜き出されなかった大きさの不燃物は、後
段の砂抜きコンベア１００ｂに送られる。また、分離板
１０ｄである多孔板の孔径を本例の如く１６ｍｍ程度と
して１６ｍｍ篩の機能を持たせた場合には、前記大塊状
の大型不燃物とともに、それより小さいが１６ｍｍ以上
の大きさの、主に金属とがれき等の不燃物も大型不燃物
ｍとして抜き出し手段内に投入される。そして砂抜きコ
ンベア１００ｂを経て砂受けホッパ３７の篩上に抜き出
され不燃物量が少し増加する。このように、分離板１０
ｄの形状、抜き出しスクリュ−コンベア１００ａ、及び
砂抜きコンベア１００ｂの内径、抜き出しスクリュ−ブ
レ−ド１００ｃ、及び砂抜きスクリュ−ブレ−ド１００
ｅの形状等は、処理する廃棄物の性状等を考慮して設計
すればよい。

【００２５】ここで図１に示す廃棄物処理装置を詳細に
説明する。受入れヤ−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１５０ｍｍ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−フィ−ダ５を経て熱分解
反応器６に供給される。この熱分解反応器６は図２に断
面を示すように、回転するドラム本体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−
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。燃焼器である燃焼溶融炉９の後流側に配置さ
れた熱交換機（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３００℃〜６００℃に、通常は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、熱分解ガス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。

【００２６】熱分解反応器６内で生成した熱分解ガスＧ
１と熱分解残留物ｂは、排出装置１０で分離される。熱
分解ガスラインＬ３を経て燃焼溶融炉９のバ−ナ１１に
供給され、一方、熱分解残留物ｂは排出装置１０内の前
記分離板１０ｄにより大型不燃物ｍが分離され、残りの
不燃焼性成分及び燃焼性成分ｄが冷却装置１２に送ら
れ、そこで８０℃程度にまで冷却される。その後、例え
ば篩、磁選式、うず電流式、遠心式または風力選別式等
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、比較的小さな粒径の不燃焼成分であ
る金属成分ｅ１及び非金属成分ｅ２とに分離される。

【００２７】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を経て燃焼溶
融炉９のバ−ナ１１に供給され、ラインＬ３より供給さ
れた熱分解ガス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、この時発生した燃焼灰は溶融スラグと
なって燃焼溶融炉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。

【００２８】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を経て燃焼溶融炉９内に供給され、
スラグとして回収再利用される。

【００２９】燃焼溶融炉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より排熱ボイラ２
１で熱回収され、集塵機２２ａ、２２ｂで除塵され、低
温のクリ−ンな排ガスＧ３となって煙突２３で大気へ放
出される。このクリ−ンな排ガスＧ３の一部はラインＬ
８を経て冷却装置１２へ供給される。排熱ボイラ２１で
発生した蒸気は発電機に連結した蒸気タ−ビン２４を回
転する。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、排出装置に熱分解残留物中に
存在する大型不燃物を分離する分離板を設け、更に砂等
の粒子状の固体を充填したスクリュ−コンベアからなる
抜き出し手段を設けたことにより、熱交換部より排出さ
れる熱分解残留物から比較的大きな不燃物を砂等を充填
したスクリュ−コンベアで除き、比較的小さい粒径を有
する不燃焼性成分と燃焼性成分だけにして冷却装置へ導
くことが出来る。特に、高温に加熱された大型不燃物を
砂等に埋没させて抜き出すので熱の影響を受けることが
ない。しかも装置内の気密性を保ちながら、分離された
前記大型不燃物を連続的に抜き出すことが可能になる。
その結果冷却装置の小型化による製造コスト及び運転コ
ストの低減につながり、大型不燃物を安定的かつ連続的
に排出可能なので処理の高能率化及び連続化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の熱分解反応器の排出装置を用い
た廃棄物処理装置を示す系統図。

【図２】図１の熱分解反応器の排出装置を示す縦断面図
である。

【図３】図２の排出装置を示す縦断面図である。

【図４】図３の（抜き出しスクリュ−コンベアの）IＶ
−IＶ線断面図である。

【符号の説明】

６ 熱分解反応器の排出装置 ９ 燃焼溶融炉 １０ 排出装置 １０ｄ 分離板 １００ 抜き出し手段 １００ａ 抜き出しスクリュ−コンベア １００ｂ 砂抜きコンベア １００ｃ 抜き出しスクリュ−ブレ−ド １００ｄ 砂供給口 １００ｅ 砂抜きスクリュ−ブレ−ド １００ｆ 水冷ジャケット １００ｇ 抜き出しスクリュ−コンベアケ−シング １１ バ−ナ １２ 冷却装置 １３ 分離装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された廃棄物を熱分解ガスと主とし
   て不揮発性成分からなる熱分解残留物とに熱分解する熱
   分解反応器の出口に設けられ、熱分解反応器で生成した
   熱分解ガスと熱分解残留物とを分離して排出する熱分解
   反応器の排出装置において、 前記排出装置に、前記熱分解残留物中に混在する大型不
   燃物を分離する分離手段を設けると共に、砂等の粒子状
   の固体を充填したスクリュ−コンベアからなる抜き出し
   手段を設け、装置内の気密性を保ちながら、分離された
   前記大型不燃物を該抜き出し手段により連続的に抜き出
   すようにしたことを特徴とする熱分解反応器の排出装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記抜き出し手段の
   下層部から粒子状の固体を定量的に抜き出すことと、前
   記抜き出し手段の表層部に抜き出した粒子状の固体を定
   量的に供給することを特徴とする熱分解反応器の排出装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記抜き出し手段に
   抜き出し手段の下層部から抜き出す粒子状の固体を冷却
   する冷却ジャケットを備えたことを特徴とする熱分解反
   応器の排出装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、大
   型不燃物を連続的に抜き出す前記スクリュ−コンベアの
   ケ−シングの断面形状は、スクリュ−ブレ−ド径に対し
   て部分的に大となる領域をもたせた形状とすることを特
   徴とする熱分解反応器の排出装置。
5. 【請求項５】 廃棄物を熱媒体によって熱分解し、熱分
   解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物と
   を生成するする熱分解反応器と、該熱分解反応器で生成
   された熱分解ガスと熱分解残留物とを分離して排出する
   排出装置と、該排出装置で分離された熱分解残留物を冷
   却する冷却装置と、この冷却装置から排出される前記熱
   分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分
   離装置と、前記熱分解ガス及び前記燃焼性成分を移送し
   燃焼させる燃焼溶融炉とを有する廃棄物処理装置におい
   て、前記熱分解反応器の排出装置は、請求項１から４の
   いずれかに記載の排出装置を備えたものであることを特
   徴とする廃棄物処理装置。