JPH1085703A - 熱分解反応器 - Google Patents

熱分解反応器

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JPH1085703A
JPH1085703A JP8247648A JP24764896A JPH1085703A JP H1085703 A JPH1085703 A JP H1085703A JP 8247648 A JP8247648 A JP 8247648A JP 24764896 A JP24764896 A JP 24764896A JP H1085703 A JPH1085703 A JP H1085703A
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JP
Japan
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pyrolysis
opening
thermal decomposition
residue
closing means
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JP8247648A
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English (en)
Inventor
Naoki Hatta
直樹 八田
Norio Tezuka
則雄 手塚
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラム本体のシールと熱分解残渣の排出処理
が良好で、保守、点検が容易である。 【解決手段】 廃棄物aを熱分解し、熱分解ガスG1
熱分解残渣bとを生成し、排出部4から排出する熱分解
反応器2において、排出部4の下部に熱分解残渣bの排
出を制御する第1ゲート6と、第1ゲート6の下流に所
定の間隔8をおいて第1ゲート6と共に熱分解残渣bの
排出を制御する第2ゲート7と、少なくとも第2ゲート
7の熱変形を防止する冷却手段11と、第1ゲート6と
第2ゲート7の間に熱分解残渣bの高さを検知するレベ
ルセンサー17とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被熱分解物を熱媒
体によって熱分解する熱分解反応器、特に廃棄物(家庭
やオフィスなどから出される都市ごみ等の一般廃棄物、
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、化成品などの産業廃棄物等、可燃物
を含むもの)を熱媒体によって熱分解する熱分解反応器
及びこれを有する廃棄物処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の廃棄物処理装置の熱分解反応器
は、例えばその廃棄物投入口から廃棄物を投入し、この
廃棄物をスクリューコンベア等によって熱分解反応器本
体内に押し込み、熱分解反応器本体内で熱分解させ、熱
分解ガスと熱分解残渣とを生成させる。熱分解ガスは排
出部の上部から排出され、熱分解残渣は凡そ450℃の
温度で排出部の下部から排出される。ここで、熱分解反
応器本体内を低酸素雰囲気で大気圧より低い圧力に維持
するために、熱分解反応器の入口及び出口は通例、弁そ
の他によってシールされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱分解反応器は、特にその排出部の熱分解残渣出口の温
度が略450℃と高温であるために、前記排出部及びそ
のシール部その他に熱歪が生じ、熱分解残渣出口の上記
シールが阻害され、熱分解反応器本体内を低酸素雰囲気
で大気圧より低い圧力に維持することが出来なくなる恐
れがあった。外部の空気が熱分解反応器本体内に漏れ込
むと、ここで発生する熱分解ガス及び熱分解残渣中の燃
焼性成分の発熱量が低下し、後流の燃焼炉の運転に好ま
しくない。更に、熱歪のために排出部に異常を来し排出
処理が不十分になる恐れもあった。その上、排出部の保
守、点検に手間と労力がかかった。
【0004】本発明の目的は、上記課題を解決し、熱分
解反応器のシールと熱分解残渣の排出処理が良好で、保
守、点検が容易な熱分解反応器及びこれを備えた廃棄物
処理装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、被熱分解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渣とを
生成し、該熱分解ガスと熱分解残渣とを排出部から排出
する熱分解反応器において、前記排出部の下部に前記熱
分解残渣の排出を制御する第1の開閉手段と、該第1の
開閉手段の下流に所定の間隔をおいて前記第1の開閉手
段と共に前記熱分解残渣の排出を制御する第2の開閉手
段と、少なくとも前記第2の開閉手段の熱変形を防止す
る冷却手段とを備えたものである。
【0006】排出部の下部に第1の開閉手段と、その下
流に所定の間隔をおいて第2の開閉手段とを備えたもの
は、いずれかの開閉手段が熱分解反応器の排出部への外
気の流入を常に止めているため、シールが確実に行なわ
れる。そして、熱分解残渣を第1の開閉手段と第2の開
閉手段との所定の間隔の間に一時的に滞留させ、これを
排出させることによって、熱分解残渣の排出処理が良好
に行なわれる。又、少なくとも第2の開閉手段の熱変形
を防止する冷却手段を備えたものは、熱歪の発生が少な
く開閉手段の作動が確実に行なわれると共に、開閉手段
の損傷、故障が少なく保守、点検が容易である。尚、第
2の開閉手段を第1の開閉手段に優先して冷却させるべ
きであるのは、前者の閉状態の時間がより長く、高温の
熱分解残渣に接触する時間が長いためである。
【0007】更に、上記熱分解反応器において、前記第
1の開閉手段と第2の開閉手段の間に前記熱分解残渣の
堆積量を検知する検知手段を備えたものである。第1の
開閉手段と第2の開閉手段の間に熱分解残渣の堆積量を
検知する検知手段を備えたものは、上記熱分解反応器の
作用に加え、第1の開閉手段と第2の開閉手段との所定
の間隔の間に熱分解残渣が規定の堆積量になった時に検
知して排出することが確実に出来る。
【0008】そして、上記いずれかの熱分解反応器にお
いて、前記第1及び第2開閉手段は、前記熱分解残渣の
流れを仕切るゲートである。第1及び第2開閉手段が熱
分解残渣の流れを仕切るゲートであるものは、上記いず
れかの熱分解反応器の作用に加え、構造の簡単なゲート
によって熱分解残渣の流れを確実に遮断し得る。
【0009】又、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渣と
を生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器から排出さ
れる前記熱分解残渣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、前記熱分解反応器は、上記いずれかに記載の熱
分解反応器であるので、処理効率の向上が図れる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱分解反応器
及びこれを有する廃棄物処理装置の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。尚、図1、2において、同じ
構造、作用部分には同じ参照番号を付けて示している。
【0011】図2は、本実施の形態の熱分解反応器を備
えた廃棄物処理装置1の系統図である。本実施の形態の
廃棄物処理装置1において、都市ごみ等の被熱分解物で
ある廃棄物aは、二軸剪断式等の破砕機で、例えば15
0mm角以下に破砕され、コンベア等により熱分解反応
器2の投入口14に投入される。熱分解反応器2の投入
口14に投入された廃棄物aは、二重の入口ゲート1
5、16を経てドラム本体3に供給される。
【0012】熱分解反応器2は、ここでは横型回転ドラ
ム式の熱交換器の機構を備えたものであり、図示してい
ないシール機構によりその内部は低酸素雰囲気で大気圧
より低い圧力に維持され大気の漏れ込みが防止されてい
る。廃棄物中の灰分を溶融させ得る温度で燃焼させる燃
焼炉である燃焼溶融炉19の後流側に配置された図示し
ていない熱交換器により加熱された加熱空気hが加熱空
気ラインL1を介して供給され、この加熱空気hにより
熱分解反応器のドラム本体3に供給された廃棄物aを3
00〜600℃に、通常は450℃程度に加熱する。そ
のため、前記廃棄物aは熱分解され、熱分解ガスG
1と、主として不揮発性の熱分解残渣bとが生成され
る。
【0013】熱分解反応器2で生成された熱分解ガスG
1と熱分解残渣bは、排出部4に送られて分離され、熱
分解ガスG1は熱分解ガスラインL2を経て燃焼溶融炉1
9のバーナ20に供給される。熱分解残渣bは廃棄物a
の種類によって種々異なるが、都市ごみの場合、通常は
大部分が比較的細粒の可燃分(10〜60%)、比較的
細粒の灰分(5〜40%)、粗粒金属成分(7〜50
%)、粗粒瓦礫、陶器、コンクリート片等(10〜60
%)より構成されている。
【0014】このような成分を有する熱分解残渣bは4
50℃程度の比較的高温であるため、冷却装置21によ
り80℃程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、
遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わせた
分離装置22に供給され、ここで細粒の燃焼性成分c
(灰分を含む)と粗粒の不燃焼性成分dとに分離され、
不燃焼性成分dはコンテナ23に回収され再利用され
る。
【0015】そして、燃焼性成分cは粉砕機24におい
て、例えば1mm以下に微粉砕され、燃焼性成分ライン
3を経て燃焼溶融炉19のバーナ20に供給され、熱
分解ガスラインL2から供給された熱分解ガスG1と送風
機25により燃焼用空気ラインL4から供給された燃焼
用空気eと共に1,300℃程度の高温域で燃焼され、
燃焼性成分c中に含まれていた灰分は溶融スラグfとな
って、この燃焼溶融炉19の内壁に付着、流下し、底部
排出口28から水槽29に落下しスラグ化される。
【0016】燃焼溶融炉19で生じた高温排ガスG
2は、図示していない熱交換器を経て煙道ガスラインL5
から廃熱ボイラ30で熱回収され集塵機32で除塵さ
れ、更に排ガス浄化器33で有害成分を除去された後、
低温のクリーンな排ガスG3となって誘引送風機34を
介して煙突35から大気へ放出される。廃熱ボイラ30
で生成した蒸気は、蒸気タービンを有する発電機31で
発電に利用される。
【0017】図1は、上記廃棄物処理装置1が有する熱
分解反応器の一実施の形態を示す断面図である。本実施
の形態の熱分解反応器2は、廃棄物aが投入される投入
部13と、廃棄物aが熱分解されるドラム本体3と、熱
分解されたガスと残渣とを排出する排出部4とを有す
る。
【0018】投入部13は、廃棄物aが投入される投入
口14と、二重の入口ゲート15、16とが設けられて
いる。更に、入口ゲート15と入口ゲート16の間に廃
棄物aの堆積量を高さの形で検知するレベルセンサー1
7が設けられる。
【0019】ドラム本体3は、廃棄物aを熱分解して熱
分解ガスG1と主として不揮発性成分からなる熱分解残
渣bとを生成するものである。熱分解残渣bの出口側に
熱媒体である加熱空気hが導入され、ドラム本体内の加
熱空気管を通過し廃棄物aを間接的に加熱した後入口側
から排出される。先にも記載したように、ドラム本体3
内は、低酸素雰囲気で大気圧より低い圧力に維持されて
いる。
【0020】排出部4は、ドラム本体3で廃棄物aが熱
分解して生成した熱分解ガスG1と熱分解残渣bとを分
離するもので、上部9から熱分解ガスG1が排出され、
下部5から熱分解残渣bが排出される。更に、排出部4
には下部5に熱分解残渣bの排出を制御する第1の開閉
手段である第1ゲート6と、この第1ゲート6の下流に
所定の間隔8をおいて第1ゲート6と共に熱分解残渣b
の排出を制御する第2の開閉手段である第2ゲート7
と、少なくとも第2ゲート7、本実施の形態においては
第1ゲート6と第2ゲート7の熱変形を防止する冷却手
段11とを備えている。
【0021】第1ゲート6及び第2ゲート7は、熱分解
残渣bの流れを仕切るゲートであり、ゲートは図1の左
右方向にスライドする。冷却手段11は、第1ゲート6
と第2ゲート7及びこの間を接続する接続管10を囲
い、内部に水が流れるジャケットによって構成される。
【0022】更に、第1ゲート6と第2ゲート7の間に
熱分解残渣bの堆積量を高さで検知する検知手段である
レベルセンサー12を備える。レベルセンサー12及び
先に挙げたレベルセンサー17は、公知の光学式、超音
波式等のセンサーでよい。しかしながら、入口ゲート1
5と入口ゲート16或いは第1ゲート6と第2ゲート7
の開閉制御を、廃棄物aの投入速度或いは熱分解残渣b
の排出速度から前述の各ゲート間のそれぞれの堆積量が
所定の範囲となるべく各ゲートの開閉時刻を決めるよう
なシーケンス制御等で行なうことが可能ならば、特にこ
のレベルセンサー17或いはレベルセンサー12を設け
なくても良い。
【0023】次に、熱分解反応器2の動作について説明
する。入口ゲート15は常時開、入口ゲート16は常時
閉となっている。投入口14に投入された廃棄物aは、
入口ゲート16の上に堆積し、規定の堆積量になるとレ
ベルセンサー17がその高さを検知し、入口ゲート15
が閉り、入口ゲート16が開いて廃棄物aをドラム本体
3に供給する。この間において、投入口14からドラム
本体3への外気の流入はいずれかのゲートで止められて
いる。廃棄物aは、ドラム本体3内で回転されながら加
熱空気hによる間接加熱で加熱され熱分解する。熱分解
した熱分解ガスG1は、排出部4の上部9から排出さ
れ、熱分解残渣bは、排出部の下部5に落下する。
【0024】第1ゲート6は常時開、第2ゲート7は常
時閉となっている。落下した熱分解残渣bは第2ゲート
7の上に堆積し、規定の堆積量になるとレベルセンサー
12がその高さを検知し、第1ゲート6が閉り、第2ゲ
ート7が開いて熱分解残渣bは次の冷却装置21に移送
される。この間において、下部5から排出部4への外気
の流入は、いずれかのゲートで止められている。この
際、第1ゲート6、第2ゲート7、レベルセンサー12
や第2ゲート7上の熱分解残渣b等は、冷却手段11に
より冷却される。
【0025】以上の構造を有する本実施の形態の熱分解
反応器2及びこれを有する廃棄物処理装置1は、次のよ
うに作用する。即ち、排出部の下部5に第1ゲート6
と、その下流に所定の間隔8をおいて第2ゲート7とを
備えたものは、ドラム本体3のシールが確実に行なわれ
る。そして、熱分解残渣bを第1ゲート6と第2ゲート
7との所定の間隔8の間に一時的に滞留させ、これを排
出させることによって、熱分解残渣bの排出処理が良好
に行なわれる。又、少なくとも第2ゲート7の熱変形を
防止する冷却手段11とを備えたものは、熱歪の発生が
少なく開閉手段の作動が確実に行なわれると共に、開閉
手段の損傷、故障が少なく保守、点検が容易である。
【0026】更に、第1ゲート6と第2ゲート7の間に
熱分解残渣bの堆積量を高さで検知するレベルセンサー
12を備えたものは、第1ゲート6と第2ゲート7との
所定の間隔8の間に熱分解残渣bが規定の高さになった
時に検知して排出することが確実に出来る。
【0027】そして、第1及び第2ゲート6、7が熱分
解残渣bの流れを仕切るゲートであるものは、構造の簡
単なゲートにより熱分解残渣bの流れを確実に遮断し得
る。
【0028】又、廃棄物aを加熱空気hによって熱分解
し、熱分解ガスG1と主として不揮発性成分からなる熱
分解残渣bとを生成する熱分解反応器と、この熱分解反
応器から排出される熱分解残渣bを灰分を含む細粒の燃
焼性成分cと不燃焼性成分dとに分離する分離装置22
と、熱分解ガスG1及び燃焼性成分cを移送し燃焼し、
燃焼性成分c中に含まれていた灰分を溶融させる燃焼溶
融炉19とを有する廃棄物処理装置1において、熱分解
反応器は、上記いずれかに記載の熱分解反応器2である
ので、処理効率の向上が図れる。
【0029】
【発明の効果】本発明の熱分解反応器によれば、ドラム
本体のシールと熱分解残渣の排出処理が良好で、保守、
点検が容易である。
【0030】又、本発明の廃棄物処理装置によれば、そ
の処理効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱分解反応器の一実施の形態を示
す断面図である。
【図2】図1の実施の形態の熱分解反応器を有する廃棄
物処理装置の系統図である。
【符号の説明】
1 廃棄物処理装置 2 熱分解反応器 4 排出部 5 下部 6 第1ゲート(第1の開閉手段) 7 第2ゲート(第2の開閉手段) 8 所定の間隔 11 冷却手段 12 レベルセンサー(検知手段) 19 燃焼溶融炉(燃焼炉) 22 分離装置 G1 熱分解ガス a 廃棄物(被熱分解物) b 熱分解残渣 c 燃焼性成分 d 不燃焼性成分 h 加熱空気(熱媒体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 5/16 ZAB B09B 3/00 ZAB

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被熱分解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渣
    とを生成し、該熱分解ガスと熱分解残渣とを排出部から
    排出する熱分解反応器において、前記排出部の下部に前
    記熱分解残渣の排出を制御する第1の開閉手段と、該第
    1の開閉手段の下流に所定の間隔をおいて前記第1の開
    閉手段と共に前記熱分解残渣の排出を制御する第2の開
    閉手段と、少なくとも前記第2の開閉手段の熱変形を防
    止する冷却手段とを備えたものであることを特徴とする
    熱分解反応器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記第1の開閉手段
    と第2の開閉手段の間に前記熱分解残渣の堆積量を検知
    する検知手段を備えたものであることを特徴とする熱分
    解反応器。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記第1及び
    第2開閉手段は、前記熱分解残渣の流れを仕切るゲート
    であることを特徴とする熱分解反応器。
  4. 【請求項4】 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渣とを
    生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器から排出され
    る前記熱分解残渣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、前記熱分解反応器は、請求項1乃至3のいずれか
    に記載の熱分解反応器であることを特徴とする廃棄物処
    理装置。
JP8247648A 1996-09-19 1996-09-19 熱分解反応器 Withdrawn JPH1085703A (ja)

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