JPH11169812A - 熱分解キルン及びその温度分布制御方法 - Google Patents

熱分解キルン及びその温度分布制御方法

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JPH11169812A
JPH11169812A JP9339160A JP33916097A JPH11169812A JP H11169812 A JPH11169812 A JP H11169812A JP 9339160 A JP9339160 A JP 9339160A JP 33916097 A JP33916097 A JP 33916097A JP H11169812 A JPH11169812 A JP H11169812A
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JP
Japan
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inner cylinder
temperature
decomposed
cylinder
gas
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JP9339160A
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English (en)
Inventor
Katsuaki Matsuzawa
克明 松澤
Junya Nishino
順也 西野
Tsuneo Ayabe
統夫 綾部
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

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  • Coke Industry (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱分解キルンの内部温度設定時の自由性を高
め、所望の熱分解温度の保持時間を長くし、熱分解効率
を高めるとともに、熱分解キルンの小型化を図る。 【解決手段】 被分解物を内筒の内部に供給して被分解
物を転動させながら、内筒の回りを囲む外筒の内部に熱
媒を供給して、内筒内部の被分解物を熱分解するととも
に、外筒内の内部を隔壁により複数に区画して独立した
加熱室を形成しておき、高温ガス供給手段から各加熱室
に熱媒を個別に供給して、制御部により熱媒の供給状態
を制御して内筒の内部温度を複数段に分けて設定する技
術が採用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱分解キルン及び
その温度分布制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ等の被焼却物を焼却する関連技
術として、技術例1:実開平3−56027号「流動床
式焼却炉」が提案されている。かかる技術例1におい
て、ごみ焼却を行なう場合には、排ガス中のダイオキシ
ン濃度を低減するために、排ガス温度を下げることが有
効であるとされている。
【0003】一方、都市ごみ等には、可燃物やプラスチ
ックが含まれているために、都市ごみ等の被分解物を、
熱分解キルンに送り込んで熱分解し、可燃性ガスや油化
成分を取り出して再利用を図る技術が提案されている。
かかる技術では、被分解物を回転状態の内筒内で転動さ
せながら加熱して熱分解するとともに、内筒の回りに下
流から熱媒を供給して、上流から抜き出すことにより、
内筒内部に傾斜状態の温度分布を設定するようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱分解キルン
の下流から上流に熱媒を流す場合には、内部の温度分布
が画一的に決まってしまうとともに、例えば熱分解キル
ンの下流部近傍の温度を、前述したダイオキシンが発生
しにくい温度に設定しようとすると、その温度範囲を保
持できる距離が小さくなり、被分解物の加熱効率が低下
し易くなる。
【0005】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、以下の目的を達成するものである。 熱分解キルンの内部温度設定時の自由性を高めるこ
と。 所望の熱分解温度の保持時間を長くし、熱分解効率
を高めること。 熱分解キルンの小型化を図ること。
【0006】
【課題を解決するための手段】都市ごみ等の被分解物を
熱分解キルンにより熱分解する技術において、被分解物
を内筒の内部に供給して被分解物を転動させながら、内
筒の回りを囲む外筒の内部に熱媒を供給して、内筒内部
の被分解物を熱分解するとともに、外筒内の内部を隔壁
により区画して、内筒の長さ方向に独立した複数の加熱
室を形成しておき、高温ガス供給手段から各加熱室に熱
媒を個別に供給して、制御部により熱媒の供給状態を制
御して内筒の内部温度を複数段に分けて設定する技術が
採用される。内筒と外筒との間に、これらを一体回転さ
せる駆動手段が配されて、駆動手段の作動により一体回
転がなされる技術や、内筒の内部における複数箇所に温
度センサを配しておいて、該温度センサによる温度検出
データを制御部に伝送して、内筒の内部を個々に設定す
る技術が適用される。加えて、加熱室に送り込む熱媒の
熱量差により内部温度を設定するとともに、その際に、
単位時間当たりの熱媒量により内部温度を設定するよう
になし、例えば同一の熱媒を使用して内部温度の設定を
行なう制御がなされる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱分解キルン
及びその温度分布制御方法の第1実施形態について、図
1及び図2を参照して説明する。
【0008】図1にあって、符号1は熱分解キルン本
体、2は被分解物供給手段、3は熱分解ガス処理系、4
は残渣処理系、5は高温ガス供給手段、6は排ガス処理
系、7は制御部、8は駆動手段、10は外筒、20は内
筒を示している。
【0009】前記熱分解キルン本体1は、図1に示すよ
うに、外筒10と内筒20とを同心状に組み合わせて構
成されており、これらに、被分解物供給手段2,熱分解
ガス処理系3,残渣処理系4,高温ガス供給手段5,排
ガス処理系6,制御部7及び駆動手段8が接続状態に配
される。
【0010】前記被分解物供給手段2は、都市ごみ等の
被分解物を、内筒20の上流開口から内部に供給するも
のである。
【0011】前記熱分解ガス処理系3は、熱分解キルン
本体1で被分解物を熱分解することによって生成された
ガス分の熱分解ガスについて、貯蔵や消費等の必要な処
理を行なうものである。
【0012】前記残渣処理系4は、熱分解キルン本体1
で被分解物を熱分解することによって生成された残渣分
について、貯蔵や廃棄等の必要な処理を行なうものであ
る。
【0013】前記高温ガス供給手段5は、ガス供給管5
aを経由して熱媒である高温ガスを外筒10と内筒20
との間の加熱室A,Bに供給し、内筒20を加熱するこ
とによりその内部の被分解物を熱分解状態に導くもので
ある。
【0014】前記排ガス処理系6は、内筒20を加熱し
た熱交換後のガスを、ガス排出管6aを経由して回収す
るとともに、回収したガスを必要に応じて大気放出等の
処理を行なうものである。
【0015】前記制御部7は、図1に鎖線で示すよう
に、熱分解キルン本体1,駆動手段8及び内筒20等に
対して接続状態に配され、駆動手段8に指令信号を出力
して、内筒20の回転速度を制御するとともに、加え
て、内筒20の複数箇所(図1例では2箇所)に、その
内部温度を検出するための温度センサ7aを配して、該
温度センサ7aの検出信号をスリップリング等や信号ケ
ーブルを介して外部まで伝送し、これらの温度データに
基づいて、ガス供給管5aの途中に配した制御弁7bの
開度調整により、熱媒である高温ガスの供給量を制御し
て、温度の設定を行なう機能を有するものが適用され
る。
【0016】前記駆動手段8は、外筒10の回りに配さ
れる固定状態の支持構造物Sによって支持されている回
転駆動源8aと、該回転駆動源8aにより回転させられ
るピニオン8bと、該ピニオン8bに噛み合って回転さ
せられ外筒10の一部を介して内筒20を回転させるた
めのラックギア8cとを有しているものが適用される。
【0017】前記外筒10は、被分解物供給手段2に接
続するために内筒20の上流開口の内部まで挿入された
ごみ投入口11aを有する上段ケーシング11と、該上
段ケーシング11の下流に配される上段ガス出口ケーシ
ング12と、該上段ガス出口ケーシング12の下流に配
され相対回転可能に支持される上段回転筒部13と、該
上段回転筒部13の下流に配され固定状態の上段ガス入
口ケーシング14と、該上段ガス入口ケーシング14の
下流に配される下段ガス出口ケーシング15と、該下段
ガス出口ケーシング15の下流に配され相対回転可能に
支持される下段回転筒部16と、該下段回転筒部16の
下流に配され固定状態の上段ガス入口ケーシング17
と、該上段ガス入口ケーシング17の下流に配されガス
出口18a及び残渣出口18bを有する下段ケーシング
18とを組み合わせて構成される。
【0018】前記上段ガス出口ケーシング12及び下段
ガス出口ケーシング15には、排ガスの集積及び一時貯
留を行なうための出口ガスプレナム部12a,15aが
形成され、これらはガス出口12b,15bにより排ガ
ス処理系6のガス排出管6aに接続され、前記上段ガス
入口ケーシング14及び下段ガス入口ケーシング17に
は、供給ガスの一時貯留及び分配を行なうための入口ガ
スプレナム部14a,17aが形成され、これらはガス
供給管5a及び高温ガス入口14b,17bを介して高
温ガス供給手段5に接続される。
【0019】前記内筒20には、複数箇所に外向フラン
ジ状の隔壁21が一体に配されるとともに、該複数箇所
の隔壁21は、外筒10の内部を複数に区画した状態に
配されて、独立した加熱室A,Bを形成するようにして
いる。
【0020】そして、上段ケーシング11及び上段ガス
出口ケーシング12の間,上段ガス入口ケーシング14
及び下段ガス出口ケーシング15の間,上段ガス入口ケ
ーシング17及び下段ケーシング18の間には、隔壁2
1がそれぞれ介在して、これらの介在部分で回転の支持
とシールとを行なうシール軸受け部22を構成するよう
にしている。
【0021】また、固定部分と回転部分との間には、こ
れらの相対回転を許容した状態でシールするための回転
シール部23が配される。つまり、上段ガス出口ケーシ
ング12,上段回転筒部13,上段ガス入口ケーシング
14の接合部分や、下段ガス出口ケーシング15,下段
回転筒部16,上段ガス入口ケーシング17の接合部分
には、それぞれ回転シール部23が介在状態に配され
て、上段回転筒部13及び下段回転筒部16の回転を許
容するとともに、接合部分の支持を行なうようにしてい
るなお、少なくとも、上段回転筒部13の外周には、駆
動手段8におけるラックギア8cが一体に配される。
【0022】さらに、外筒10の回転部分と内筒20と
の間には、これらを機械的に連結して一体回転させるた
めのアンカーボルト等の連結手段24が配される。
【0023】このような熱分解キルンにおいて、被分解
物供給手段2から、被分解物がごみ投入口11aを経由
して内筒20に送り込まれるとともに、高温ガス供給手
段5及び駆動手段8等の作動により、内筒20が高温雰
囲気で回転させられていると、内筒20の内部で被分解
物が転動を伴いながら徐々に熱分解され、生成された熱
分解ガスが、ガス出口18aを経由して熱分解ガス処理
系3に送られるとともに、残渣が残渣出口18bから落
とされて残渣処理系4に送り出される。
【0024】この際に、高温ガス供給手段5からの熱媒
は、上下段の入口ガスプレナム部14a,17aに分割
して送り込まれるとともに、図1に矢印で示すように、
加熱室A,Bを挿通して内筒20を加熱する。次いで、
内筒20と熱交換後の熱媒は、出口ガスプレナム部12
a,15a及びガス出口12b,15bを経由して排ガ
ス処理系6に送り出される。
【0025】したがって、加熱室A,Bに送り込む熱媒
量は、上下段の温度センサ7aで加熱室A,Bの下流位
置の温度を検出し、検出温度が所望の温度に対して低い
か高いか等を、制御部7において判別し、その結果に基
づいて制御弁7bの開度を調整することにより設定され
る。
【0026】図2は、キルン位置(内筒の長さ方向の位
置)と内筒20の温度分布との関係例を示している。加
熱室Bにおけるガス出口18aの近傍温度を450℃、
並びにほぼ中間点である上段ガス入口ケーシング14の
近傍温度を350℃とする温度分布を与えると、内筒2
0に送り込まれた被分解物は、後半の下段の部分で、3
50℃以上でかつ450℃以下の高温に長い時間さらさ
れて、熱分解が促進されるとともに、熱分解に際して、
温度の上限を450℃に抑制することにより、ダイオキ
シンの形成を回避することができる。なお、図2の破線
は、加熱室が分割されておらず、かつ温度勾配の変化が
ない場合を示しており、温度が350〜450℃となる
範囲に着目すると、実線の温度分布の場合の方が、破線
の場合と比較して著しく距離が大きくなっていることが
明らかである。
【0027】一方、図1例では、共通の高温ガス供給手
段5から、同一温度の熱媒を上下段に分けた加熱室に供
給しているが、2箇所の温度センサ7aにより所望温度
になっているか否かを検出しながら、下段の加熱室Bへ
の熱媒供給量を大きくする制御を行なうことにより、内
筒20の内部に、図2に示すように、350〜450℃
の温度分布を長い距離にわたって付与することができ
る。
【0028】次いで、外筒10及び内筒20の支持構造
やシール構造について説明する。基本的に、外筒10は
非回転状態、内筒20は回転状態とするものであるが、
図1例では、加熱室A,Bを2段に分割するとともに、
3箇所の回転シール部23により隔壁21を介して内筒
20を支持して、内筒20の回転時の振れを低減しなが
らシール性を付与している。また、回転シール部23の
部分にあっては、例えば4箇所配されて、回転を許容し
ながらシールするようにしている。
【0029】〔他の実施の形態〕本発明に係る熱分解キ
ルン及びその温度分布制御方法にあっては、以下の技術
を包含するものである。 a) 図1に鎖線で示すように、下段回転筒部16の回
りにも駆動手段8を配して、同期状態で並列運転するこ
と。 b) 駆動手段8を下段回転筒部16の回りのみに配す
ること。 c) 加熱室A,Bの分割数を3以上にすること。 d) 一部の隔壁21の外径を、外筒10の内径より若
干小さくして、外部に露出させないようにすること。そ
の場合に、シール軸受け部22を省略すること。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る熱分解キルン及びその温度
分布制御方法によれば、以下の効果を奏する。 (1) 内筒の回りに、その長さ方向に独立した複数の
加熱室を形成しておいて、熱媒を個別に供給して、内筒
の内部温度を複数段に分けて設定することにより、熱分
解キルンの内部温度設定時における自由度を高めること
ができる。 (2) 内筒における下流位置の内部温度の温度変動を
少なくすることにより、所望の熱分解温度の保持時間を
長くし、熱分解効率を高めることができる。 (3) 上記により、所望温度範囲を大きくし、熱分解
キルンの小型化を図ることができる。 (4) 内筒の複数箇所に温度センサを配し、その温度
検出データを制御部に伝送して、内筒の内部を個々に設
定することにより、精度の高い熱分解を実施することが
できる。 (5) 同一の熱媒を使用して、量の制御により内筒の
内部温度の設定を行なうことにより、装置構造の単純化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る熱分解キルン及びその温度分布
制御方法の第1実施形態を示すブロック図を併記した正
断面図である。
【図2】 図1に示す内筒の温度分布図である。
【符号の説明】
1 熱分解キルン本体 2 被分解物供給手段 3 熱分解ガス処理系 4 残渣処理系 5 高温ガス供給手段 5a ガス供給管 6 排ガス処理系 6a ガス排出管 7 制御部 7a 温度センサ 7b 制御弁 8 駆動手段 8a 回転駆動源 10 外筒 11 上段ケーシング 11a ごみ投入口 12 上段ガス出口ケーシング 12b ガス出口 13 上段回転筒部 14 上段ガス入口ケーシング 14a 入口ガスプレナム部 14b 高温ガス入口 15 下段ガス出口ケーシング 15b ガス出口 16 下段回転筒部 17 下段ガス入口ケーシング 17b 高温ガス入口 18 下段ケーシング 18a ガス出口 18b 残渣出口 20 内筒 21 隔壁 22 シール軸受け部 23 回転シール部 24 連結手段 A,B 加熱室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F27B 7/34 F27B 7/34 7/42 7/42

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被分解物を熱分解する熱分解キルンであ
    って、被分解物が供給され被分解物を転動させながら熱
    分解する内筒(20)と、該内筒の回りに囲んだ状態に
    配され内筒を加熱する熱媒が供給される外筒(10)
    と、該外筒内にその内部を複数に区画した状態に配され
    独立した加熱室(A,B)を形成する隔壁(21)と、
    外筒に接続され各加熱室に熱媒を供給する高温ガス供給
    手段(5)と、該高温ガス供給手段に接続され内筒の内
    部温度を複数段に分けて設定する制御部(7)とを具備
    することを特徴とする熱分解キルン。
  2. 【請求項2】 内筒(20)と外筒(10)との間に、
    これらを一体回転させる駆動手段(8)が配されること
    を特徴とする請求項1記載の熱分解キルン。
  3. 【請求項3】 内筒(20)の内部における複数箇所に
    温度センサ(7a)が配され、該温度センサによる温度
    検出データが制御部(7)に伝送されることを特徴とす
    る請求項1または2記載の熱分解キルン。
  4. 【請求項4】 被分解物を熱分解する熱分解キルンの内
    部温度を制御する方法であって、被分解物を転動させる
    内筒(20)の回りにその長さ方向に区画した複数の加
    熱室(A,B)を形成しておき、該加熱室に送り込む熱
    媒の熱量差により前記内部温度を設定することを特徴と
    する熱分解キルンの温度分布制御方法。
  5. 【請求項5】 単位時間当たりの熱媒量により内部温度
    を設定することを特徴とする請求項4記載の熱分解キル
    ンの温度分布制御方法。
JP9339160A 1997-12-09 1997-12-09 熱分解キルン及びその温度分布制御方法 Pending JPH11169812A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100693939B1 (ko) 2005-11-01 2007-03-12 요업기술원 유리연마 슬러지를 사용한 경량소재 제조용 로터리형 킬른
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