JPS5845279A - 廃タイヤの乾溜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は廃タイヤの乾溜装置に係シ、特に廃タイヤを連
続的かつ円滑に乾溜して燃焼用の気体および液体を回収
する廃タイヤの軟部装置に関するものである。

近時はモタリゼーションの急速な発展に伴い、摩れした
廃タイヤの発生量も飛躍的に増大している。この中、一
部は再製タイヤとして再利用されるが、大部分は廃棄処
分することに々る。しかしタイヤの形状からもそのｉｔ
埋立処理することもできず、一時は合法的な埋立をする
ために、わざわざ適当なサイズに切断してその後埋立処
分をしている。

また、これ等の廃タイヤを処理する別の方法として、燃
焼する方法がある。小規模には農業に於ける降霜被害防
１［−のだめ、露天で燃焼させているが、この場合コム
の燃焼ガスは独特の悪臭があり、この様ないわば非常時
以外にはとうてい露地で燃焼するととは出来ない。又こ
の様な時に使用される廃タイヤの量は、廃タイヤ発生量
の２〜３％にすぎ力い。

一方エネルギーコストの高騰を機に可燃物としての反タ
イヤの利用が俄かに着目され出した。これは、廃タイヤ
には約８．０００　Ｋｃ　ａ　１７％もの発熱量がある
ことからも当然のことで、今や廃タイヤは再生タイヤを
除く殆んどが代替燃料としての用途に向けられつつある
。

しかし、廃タイヤはその固有の形状やスチールワイヤー
の組合された構成要素から、直接燃焼に於いても、切断
等の前処理や燃焼後のスチールワイヤーの取除き等のあ
と処理が伴う−かつゴムの特性として、表面密度の高い
ことから、燃焼空気との接触が小さく、不完全燃焼して
、黒煙や悪臭を発し易いし、大量に燃焼させるためには
、燃焼ゾーンをかなり長くとれる大型炉でなくては実用
上困難である。

一方コムは比較的低温で乾溜することにより、可燃気体
と液封燃料が発生するので、一旦、気体と液体燃料を採
ってからこれを別の燃焼炉で燃焼することも可能である
。この場合はスチールワイヤーなどは残溜分離されるし
、乾溜炉と燃焼炉を隔離し設置しても、気体と液体燃料
の移送配管を結ぶのみで、連続稼動が可能と々す、有効
に利用し易い。

従って、従来からタイヤ乾溜の技術も数多く公開されて
いる。例えば特公昭５３−２５８７４および特公昭５３
−２７７５２では、手段を設置したもので、炉内で処理
する廃タイヤは常時水平に保たれたま−ＩＨＩ本宛下方
に移動するに伴って予熱軟部が進行し、最終的に不揮発
性残有が取り出される操業が行なわれている。この炉で
は炉底に近く設けられたフォーク型タイヤ受けが、可動
ロスドルとしてのタイヤ支持機構をなし、炉内のタイヤ
の支持整列を保っている。特に特公昭５３−２７７５２
では乾溜炉には、支持フォークの下に線形ロスドルを別
に設け、炉内に装入した廃タイヤの支持及び軟部残有の
取出しに供しているが、これらの装置は長時間操業した
場合、残有の取出しに問題を生じやすい。　　　　　　
□更に別の機構として、炉径を上部ではタイヤ径より大
きく腰下部はタイヤ径よりも小さく絞り、この狭隘部で
実質的なロスドル機能を行なわせ、装入廃タイヤの支持
をする炉構造も考えられている。この方法では炉内空隙
にはロスドル等の支持体がないので、残有や炉内高熱部
で発生した半融体な・どが付着するチャンスがなく、操
業はかなり好条件がＲＪＩ侍できるが、軟部終了後のワ
イヤーや、実操業に於て屡々発生する乾溜の不完全な残
タイヤなどはかえって炉径をしぼった為にとシ出しにく
い欠点を有しており、特に連続操業の場合は、長時間運
転となり、装入物全体の重量を最下部で受けるため益々
残有の取出しを困難にする傾向がある。

本発明者は上述の実態をふまえ試験を重ねた結果、本発
明を完成させたものである。即ち本発明は、１１）　　
高温に達する炉内には、装入物の落下または下方移動に
対し、障碍物になる様な機構を可及的に設けないこと。

（２）連続操業が原則であることから、スタート時ある
いは停止時のみに使用する装入物保持機構や残有抜き出
し機構を省き通常の連続操業時に最も操作が容易でかつ
能率もよい連続操業用の機構ならしむること。

（３）タイヤ装入の容易化及び炉内での熱分布の均等化
のため炉内装入タイヤは、方向がランダムの堆積とする
こと。

を前提として検討した結果、定常操業中には、装入廃タ
イヤ及びその廃タイヤの残有等は、炉内で自然に絹合っ
て適当な通気路を形成しつつ上部装入物を保持するので
、特にロスドルを必要としないばかりか、組合せ機構が
刻々変化するのでこれがかえって炉況の安定化に役立つ
ことが判明した。しかも軟部残有はスチールワイヤーを
主体としているので、非常に嵩ばる上、炉内に何等かの
障害物があると極めてひっかかり易く、残有取出しの障
害を起し易いので、残有の取出し操作は炉の下方の断面
積が下方に向って拡大しているほど好ましいとと、少外
（トも上方の炉径より縮　　、小する必要性は全くない
こと、もし下方の炉径が上方の炉径よシ小さいと残有の
取出しにトラブルが頻発することなどを確かめた。

更に、このように縦断面が置部または下方に拡がる形状
にすると、装入物が自然落下または下方移動の中途でつ
かえて宙吊りになる現象所謂糊量り現象を防止する外、
装入物が乾溜と燃焼による沈下の途中で自動的に積みか
えられ、反応が均一に行なわれ易くなり、自己ロスドル
の構成に大きな効果を発揮する。これらの効果は、廃タ
イヤ１木兄の水平装入方式では望み得ないものである。

次に本発明装置の構成を例示した第１図の図面によって
説明すると、 ■は軟部炉本体で、その横断面は例えば円形、角形、多
角形、長方形、楕円形等の筒状断面をもち、内面は耐火
物で内張すしだものとする。本発明では、この炉本体の
縦断面が乾溜を行う位置または好しくけ酸化燃焼を行う
位置以下の部分で、置部または下方に拡がる形状とする
こと、しかも炉底内にはタイヤを支えるロスドル状のも
のを全く設けないことを特徴としている。

下方に拡がる形状の拡がりの程度は特に限定し力いが、
取扱う廃タイヤまたけ破砕タイヤの主となるサイズ、種
類等により任意に設計できる。例えば、スチールタイヤ
の様なスチールワイヤーが多く排出される廃タイヤを多
用する場合は、排出する線材層が炉底に重なシ合って排
出を困難にするので、炉径の下方への拡がりを大きくと
る方が操業し易い。又、ゴム質が多く綿材の少ない廃タ
イヤが多用される場合でも炉内の部分過熱等の際に、ス
チールワイヤーが熔融して壁面に溶着凝固し、炉径を実
質的に狭めることがあるので、これを避けるだめにも、
炉径の下方への拡がりを設ける方が操業しやすい。

なお、筒形炉の炉径の拡張構造は第２図〜第１２図に示
すとおりで、その横断面は円形、角形、多角形、長方形
、楕円形等を装入タイヤの種類あるいは自己ロスドルの
生成状態に応じ、好ましい形状を組合せて用いる。

まだ、その縦断面はテーパー状、段形、Ｒ形の単体構造
あるいはそれらを組合せた構造のものでも良い。

次にこのような置部炉または下方に拡張した筒状の炉で
、廃タイヤを連続軟部するだめの機構を概説すると、廃
タイヤまたは破砕タイヤは、供給装着、例えばベルトコ
ンベアー〇により炉頂部の装入口＠に運ばれ、前記供給
装置に近接させて設けた漏洩シールダンパー■を開放す
ることにより、前記シールダンパー■の下部に設けた第
１ダンパー■の上にランダムに供給される。炉内で発生
したガスは後述の排出口■から炉外に導き、別の燃焼装
置へ燃料として供給されるが、一部のガスがこの第１ダ
ンパー■の開閉の際に洩れて上昇し、空気との比率によ
っては爆発も起得るので、ガス漏洩シールダンパー■が
もうけられている。又、タイヤ−供給装置は外気とのシ
ールが比較的容易なベルトコンベアー等が適している。

なお、第１ダンパー■の下部に第２ダンパー■を併設す
れば炉内と外気との直接開通を更に防止するととができ
る。第１ダンパー■上に設定量の廃タイヤが供給される
と、自動的に供給装置■の作動が停止し、ガス漏洩シー
ルダンパー■は閉じられる。この後第１ダンノ（−■を
開けて、Ａ区画の装入物を総てＢ区画に落下させた後、
第１ダンパー■を閉じる。次に炉内の軟部反応が進行し
、Ｃ区画の装入物の容積が減ると、第２ダン・（−■を
開放し、Ｂ区画の装入物を全階Ｃ区画の反応室に移動す
るが、Ｃ区画内では反応の進行に伴い装入物の充填積載
状況が刻々変イヒするので、Ｂ区画の装入物が総てＣ区
画の反応室内に落下せず、一部残溜することもある。こ
の場合は第２ターンツク−■に挾まって、完全に閉鎖し
ないためこの状態で第１り゛ンパー■を開放すると危険
なので、第２ダン・く−■は完全番で閉鎖が完了するま
で何回も開閉を繰返し、完全に閉鎖しないと第１ダンパ
ー■が開かない々どの安全機構も必要である。なお、乾
溜ガスのシールが良好に行える場合は、第２ダンパー■
を省略し、第１ダンノく−■によってＣ匡正ｌｉ［Ｊｌ
へ装入しても良い。

この様にして、ダンノ（−の開閉により落下装入された
タイヤは、Ｃ区画の反応室内では全くランダムに積載さ
れ、タイヤ固有の形状から極めて良好な自己ロスドルを
形成することになる。この状態で炉壁面の羽口■から適
度の空気を送入しつ＼乾溜をするが、軟部開始に当って
は・（−す−ので着火し、この部分を燃焼ゾーンとして
燃焼ガスを発生させる。

該燃焼ゾーンでタイヤの燃焼が開始すれば、バーナーの
を止め、燃焼に必要なだけの空気を送ることにより自己
燃焼を継続する。この燃焼によって発生した燃焼ガスは
燃焼によって酸素が消費されるので、酸素含有量が爆発
限界以下に低下していく。この燃焼ガスが炉内を上昇す
る間に装入タイヤを加熱、乾溜する乾溜ゾーンを形成す
る。一般にタイヤの組成は、可燃性揮発分が約５０％、
添加剤としての炭素粉や、亜鉛華など固形分が４０％あ
り、残部はワイヤー等と云われている。

本発明では、この可燃性揮発分を回収するためのエネル
ギーを不揮発性のカーボンの燃焼熱で補うことを目的と
しており、炉内の反応もこの目的に沿った操業を行わせ
ている。即ち乾溜ゾーンでは高温の燃焼ガスにより揮発
分を気化し、廃タイヤは自然落下により順次燃焼ゾーン
に移動し残溜した炭素はこの燃焼ゾーンで空気吹込みに
より燃焼させて、燃焼ガスを発生する燃料として使用さ
れ、揮発分以外の可燃物を燃焼して乾溜に必要なエネル
ギーを発する所謂自己エネルギー補償の形式をとること
も本発明の特徴の一つである。このためには、炉内で燃
焼ゾーンと乾溜ゾーンとが共存し、互に設定した条件で
保持される必要がある。

即ち、燃焼空気の供給は、炉壁に設けた羽口■から行い
かつその量は装入物中の炭素を燃焼させるに必要な酸素
量とし、揮発性可燃物の燃焼をさせないようにする。従
って、この燃焼ゾーンのみが高温に々るのでこの部分の
外壁にジャケット■を設けることは、炉体の保護上有効
である。炉内では上記燃焼ゾーンの上部に乾溜ゾーンが
形成されるので、下部か、ら上昇してくる燃焼ガスによ
り装入物が加熱され、揮発性可燃物は気化して炉上部に
設けたガス排出口■から炉外に導出される。導出したガ
スはそのまま別の炉の燃焼ガスとして使用してもよいし
、一旦冷却して重質分をタール分として除き、更に常温
で重質分及び水分を気液分離し、夫々燃料として使用す
るなど、必要に応じ種々の活用方法が可能である。

更に燃焼ゾーンでの燃焼残有は少量の不燃添加物（Ｚ〜
０）等を含む金属線であり、とのま壕炉底から抜出し廃
棄するが、前述の通り炉内装入物の荷重がか＼るので例
えば炉底下に抜出しコンベアー等の抜出装置［有］を設
け、強制排出することが効果的である。

勿論、炉内反応は酸素不足の乾溜を目的としているので
外気のリークは爆発の危険があるため、炉本体は気密性
を高め、炉底部には水封装置０を設け、又炉内はプラス
雰囲気とすることがよい。

又炉内反応を順調に進め、気化可能の可燃性分を極力軟
部炉内で燃焼させずに１．気化した状態で炉外にとり出
し、かつ炭素分を可及的に炉内燃焼させるためには、廃
タイヤの装入及び軟部燃焼後の残有の取出しを順調に行
うことが必要である。このためには、例えば炉内の温度
を測定してその信号によって抜出し装置［相］と供給装
置■の始動、停止を指示することも一方法である。即ち
、装入物の沈降が停滞したまま空気の送入を続けると、
燃焼ゾーンが順次上方に拡大して気化すべき成分まで燃
焼することになる。従って燃焼ゾーンの上部の温度を検
出し、その指示によって装入をさせるため、下部の抜出
し装置［相］を駆動して燃焼残有を取出した後、前述の
作動を行って新たな装入物、即ち廃タイヤを装入するこ
とにより、操業のコントロールが実施可能である。

なお、供給装置および抜出し装置はコンベヤーに限定さ
れるものではなく、通常の輸送装置であればなんでもよ
い。

本発明は以上の方法によって大量の廃タイヤを効率的に
処理し、気体及び液体燃料を連続的に製造し、かつ廃タ
イヤ中の鋼線等を金属屑として回収することを可能とし
たもので、産業の発達に寄与するところ極めて犬である
。

実施例１ 上端直径１．３　ｍ、下端直径１．８ｍ、全長１０ｍの
円筒状炉体に上方から２．５ｍの位置に第１ダンパー、
さらにこと第１ダンパーから１５ｍに第２ダンパーを設
け、炉下端がら１．３ｒｒの位置に空気吹込み羽口、並
びに着火バーナーロを付し、更に第２ダンパーの下部Ｉ
ｍのところにガス導出口を設けた。

この炉体を下端から０．３ｍ水浸して、この水槽底に残
有抜出し用の傾斜した抜出しコンベアーを設け、かつ炉
頂には装入コンベアーを設けた。

先ず廃タイヤまたけ破砕タイヤを供給コンベアー■で炉
に送り込むが、前述通り第１ダンパー■及び第２ダンパ
ー■を交互に開閉して約１０本位宛分割して炉内に送り
込み、Ｃ区画がほぼ満された状態で停止した。羽口■か
ら送風すると共にバーナーを燃焼して燃焼ゾーンを形成
させ、該燃焼ゾーンが所定の温度に上ったところで、バ
ーナーを停止し、あとは空気のみを送って燃焼を続けた
。燃焼ガスが装入したタイヤの層を通過する際１、乾溜
が行われ、揮発性の可燃物が気化して燃焼ガスと共に排
出口■から炉外に取り出された。導出したガスは常法に
より随伴する固形分をサイクロン等で除き、その！、ま
別の燃焼施設で燃料として燃焼した。

廃タイヤの装入は、抜出しコンベアー［相］を９０秒完
断続運転して、Ｂ区画内の装入量に見合っだ残有を取り
出すことにより炉内上部に空隙が生ずると第２ダンパー
■を開いてＢ区画の装入物を落下させて、Ｃ区画に充填
し、つぎにＢ区画にＡ区画の装入物を送り、へ区画には
取出残有に見合った装入量をあらたに装入した。

本発明装置を連続して２５０時間運転したところ、気化
回収できた燃料は、装入量の重量比約４０％と々す、捕
集した浮遊固形物は約４０％、ワイヤー等の燃焼残有は
約１０％であった。又、運転スタート時に炉底にあった
未燃物は繰返し装入することにより、格別な処理を必要
とし々かった。

尚、本発明の間接的な効果として、省エネルギーと環境
浄化に対する貢献度は極めて顕著である。

すなわち、廃タイヤは前記のとおり８，０００　Ｋｃ　
ａ　ｌ／に９の熱量を有するので、従来もその熱エネル
ギーの利用法は種々提案され試みられているが、未だ本
格的に量産規模で継続的に成功している例はない。

本発明は廃タイヤのエネルギー活用を量産規模で継続的
に可能としたものであり、省エネルギーによる産業への
貢献度の極めて大きいものである。

まだ、現時廃タイヤ処理の行詰りによって、廃タイヤ置
場は大きな社会問題となっておシ、特に蚊の発生源、火
災の危険等の解決が難題となっている。本発明はこの様
な社会問題を解決し、環境浄化に貢献するところ極めて
大きく、公害防止に直結する発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の廃タイヤの乾溜装置の断面図、第２図
〜第１２図は第１６図の乾溜装置の炉体構造９縦断面お
よび横断面の組合せの説明図で・ある。 １、軟部炉本体　２．供給装置 ３、　　漏洩シールダンバー　　　　４．　　第１　　
タンパ−５、第２ダンパー　　６、羽　　　　ロア、バ
　−　す　−　８．シャケ・ット９・ガース１．；排□
出口　１０．抜　出　装　置ＩＩ　　水　　封　　装　
　置　　１２．　　装　　　入　　　口１上夙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　廃タイヤを炉体内に装入して炉体下部で酸化
   燃焼せしめその際発生した燃焼ガ・で炉体内のタイヤを
   乾溜して頑（１、または液体燃料を捕集する筒形の廃タ
   イヤの乾溜装置において、炉本体■の炉頂部装入口０に
   廃タイヤを装入するだめの供給装置■を設け、前記供給
   装置■に近接させてガス漏洩シールダンパー〇を設ケ、
   前記シールダンパー■の下部には廃タイヤを受入れ貯溜
   すると共に、炉内へ装入するだめのダンパー■界設け、
   前記ダンパー■より装入された廃タイヤを乾溜する反応
   室は置部または下方に拡がる形状とし、その上部には乾
   溜ガス排出口■を設け、その下部の燃焼ゾーンには空気
   送入用羽口Ｏと燃焼用バーナーのを設けるとともに燃焼
   ゾーン附近の炉壁を保護するための７ヤケツト■を設け
   、炉底には炉内と外気との接触を遮断するだめの水封装
   置０を設け、前記水封装置０内には燃焼残査を炉外へ排
   出するだめの抜出し装置［相］を設けてなる廃タイヤの
   乾溜装置。
2. （２）　　廃タイヤを炉体内に装入して炉体下部で酸化
   燃焼せしめ、その際発生した燃焼ガスで炉体内のタイヤ
   を乾溜して気体または液体燃料を捕集する筒形の廃タイ
   ヤの乾溜装置において、炉本体■の炉頂部装入口＠に廃
   タイヤを装入するための供給装置■を設け、前記供給装
   置■に近接させてガス漏洩シールダンパー■を設け、前
   記シールダンパー■の下部には廃タイヤを受入れると共
   にガスシールのだめの１次ダンパー■を設け、前記１次
   ダンパー■の下部には廃タイヤを貯溜するとともに炉内
   へ装入するだめの２次ダンパー■を設け、前記２次ダン
   パー■より装入された廃タイヤを乾溜する反応室Ｃは置
   部または下方に拡がる形状とし、その上部には乾溜ガス
   排出口■を設け、その下部の燃焼ゾーンには空気送入用
   羽口■と燃焼用バーナー■を設けるとともに燃焼ゾーン
   附近の炉壁を保護するだめのジャケット■を設け、炉底
   には炉内と外気との接触を遮断するための水封装置０を
   設け、前記水封装置０内には燃焼残査を炉外へ排出する
   だめの抜出し装置［相］を設けてなる廃タイヤの乾溜装
   置。