WO2020174912A1 - 炭化油化処理炉 - Google Patents

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伊藤　智章
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伊藤 涼子
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20—Waste processing or separation

Definitions

  • the present invention relates to a carbonization and oil treatment furnace used for carbonization and oilification of waste such as general waste including plastic waste.
  • a method for carbonizing organic waste by contacting it with superheated steam in an oxygen-free state is known, and the applicant of the present application has proposed a carbonization apparatus used for the carbonization (for example, Patent Document 1). 1).
  • the processing furnace of this carbonization equipment is composed of iron or stainless.
  • Patent Document 1 International Publication Number ⁇ 2 0 1 6/1 8 5 6 3 1
  • the carbonization treatment apparatus proposed above can be used for treating general waste other than organic waste.
  • corrosive gas such as chlorine gas or hydrogen chloride gas generated from plastic waste such as vinyl chloride contained in general waste deteriorates the processing furnace due to corrosion.
  • stainless steel is less likely to corrode, but if it is used for a long time, corrosion will proceed and exceed its service life limit.
  • An object of the present invention is to provide a carburizing oil treatment furnace which can be manufactured at a relatively low cost, has little deterioration due to corrosion during operation, and can be maintained and managed at low cost.
  • the present invention is configured as follows.
  • the carbonization oil treatment furnace according to the present invention is positively heated by the superheated steam supplied from the outside. ⁇ 02020/174912 2 (: 170?2020/001174
  • a furnace for carbonizing and liquefying waste including tic waste which consists of an iron outer structure and a stainless steel inner structure separable from the outer structure. It has a feature.
  • the carbonization oil treatment furnace of this configuration has a two-layer structure, the outer structure is made of relatively inexpensive iron, and the inner structure is made of stainless steel, which has relatively high resistance to corrosive gases. ..
  • iron for the outer structure it can be manufactured at a relatively low cost, and by using stainless for the inner structure, corrosion due to corrosive gas during operation can be suppressed.
  • the inner structure is corroded to the extent that it has been used for a long time, replace only the inner structure. Since the inner structure can be separated from the outer structure, the inner structure can be replaced. In this way, it is possible to maintain the carbonized oil treatment furnace at low cost, because it is only necessary to replace a part of the carbonized oil treatment furnace instead of newly manufacturing it.
  • the inner structure may be fitted in the outer structure so as to be able to be taken in and out. In this case, replacement of the inner structure is easy.
  • the inner structure is made of a plurality of divided furnace materials, and the plurality of furnace materials are attached to the inner surface of the outer structure so as not to contact each other at room temperature. Good.
  • the inner structure is replaced by replacing the furnace materials.
  • a carburizing oil treatment furnace of the present invention has a furnace main body having an upper opening, and a lid for closing the upper opening of the furnace main body, and at least the furnace main body has the outer structure and the inner structure. It may be composed of and. In this case, the inner structure can be easily replaced by moving the inner structure up and down with respect to the outer structure.
  • the carburizing oil treatment furnace according to the present invention is operated by superheated steam supplied from the outside. ⁇ 02020/174912 3 (: 170?2020/001174
  • a furnace for carbonization and oilification of wastes including plastic waste which consists of an iron outer structure and a stainless steel inner structure separable from the outer structure. It can be manufactured at a relatively low cost, has little deterioration due to corrosion during operation, and can be maintained and managed at a low cost.
  • Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a carbonization oil treatment furnace according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a view showing a state in which the inner structure of the furnace body of the same carbonization treatment furnace is replaced.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the inner structure of the lid of the carbonization oil treatment furnace is replaced.
  • FIG. 4 is a vertical sectional view of a carbonization oil treatment furnace according to a different embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (3) A diagram showing a state of the furnace material of the same carbonization treatment furnace at room temperature, and () A diagram showing a state during operation.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which the furnace material as the inner structure of the furnace body of the carbonization treatment furnace is replaced.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the furnace material as the inner structure of the lid of the carbonization treatment furnace is replaced.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a carbonization oil treatment furnace according to an embodiment of the present invention.
  • the carbonization oil treatment furnace 1 is composed of a furnace main body 2 having an open upper part, and a lid 3 for closing an upper opening of the furnace main body 2.
  • the furnace body 2 is composed of an outer structure 4 made of iron and an inner structure 5 made of stainless steel fitted inside the outer structure 4. By pulling the inner structure 5 upward, the side structure 5 can be separated from the outer structure 4.
  • the lid 3 is composed of an outer structure 6 made of iron and an inner structure 7 made of stainless steel, which are superposed on each other. The outer structure 6 and the inner structure 7 of the lid 3 can also be separated from each other.
  • furnace at the upper end of the main body 2 and flange portion 2 3 projecting outward are formed, combine the outer peripheral portion of this collar-shaped portion 2 3 and the lid 3 by coupling means 8 such as bolts What to do ⁇ 02020/174912 4 (: 170?2020/001174
  • the furnace body 2 and the lid 3 are integrated.
  • the furnace space 9 surrounded by the furnace body 2 and the lid 3 is in a sealed state.
  • the lid 3 is provided with a hot steam supply hole 10. This hot steam supply hole
  • furnace 10 is connected to an external superheated steam supply means (not shown), and the superheated steam from the superheated steam supply means is supplied to the furnace space 9 from the hot steam supply hole 10.
  • the furnace body 2 or the lid 3 is provided with an exhaust hole (not shown) for discharging the air in the furnace space 9 when superheated steam is supplied.
  • the lid 3 is attached to the furnace body 2, and superheated steam is supplied to the furnace space 9.
  • the temperature of the superheated steam is of the order of 3 0 0 ° ⁇ ⁇ 6 0 0 ° ⁇ .
  • the furnace space 9 becomes anoxic.
  • waste X comes into contact with high-temperature superheated steam under anoxic conditions, organic waste is carbonized and plastic waste is turned into oil. The carbides and oils produced by this carbonization treatment are recovered and recycled.
  • the plastic waste When the waste X contains plastic waste, the plastic waste generates corrosive gases such as chlorine gas and hydrogen chloride gas.
  • the inner structures 5 and 7 exposed to the corrosive gas are made of stainless steel, and since the stainless steel has relatively high resistance to the corrosive gas, the inner structures 5 and 7 are unlikely to corrode. Since the outer structures 4 and 6 are covered with the inner structures 5 and 7 and are kept in an oxygen-free state, they do not corrode even if corrosive gas exists in the furnace space 9.
  • the stainless steel inner structures 5 and 7 also corrode. If corrosion progresses to a certain extent, replace inner structures 5, 7. Since the inner body 5 is fitted inside the outer structure 4, the furnace body 2 of the carbonization oil treatment furnace 1 has an inner structure with respect to the outer structure 4 as shown in FIG. The inner structure 5 can be easily replaced by pulling the body 5 upward. As for the lid 3, the inner structure 7 can be easily replaced by removing the inner structure 7 from the outer structure 6, as shown in FIG. ⁇ 02020/174912 5 box (: 170?2020/001174
  • the furnace body 2 and the lid 3 both have a two-layer structure
  • the outer structures 4 and 6 are made of relatively inexpensive iron
  • the inner structures 5 and 7 are Made of stainless steel, which has relatively high resistance to corrosive gases.
  • iron for the outer structures 4 and 6 it can be manufactured relatively inexpensively, and by using stainless for the inner structures 5 and 7, it is possible to suppress corrosion due to corrosive gas during operation. .. If corrosion of the inner structures 5 and 7 has progressed to a certain extent due to long-term operation, replace only the inner structures 5 and 7. In this way, the carburizing oil treatment furnace 18 can be maintained and managed at a low cost because only a part of the carburizing oil treatment furnace 18 needs to be replaced instead of being newly manufactured.
  • Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a carbonization oil treatment furnace according to a different embodiment of the present invention.
  • the inner structures 5 and 7 of the carbonization treatment furnace 1 are composed of a plurality of divided plate-shaped furnace materials 11.
  • Furnace material 1 1 1 is made of stainless steel.
  • the respective furnace materials 11 are attached to the inner surfaces of the outer structures 4 and 6 so as not to contact each other at room temperature. Since the coefficient of thermal expansion of stainless steel is higher than that of iron, when the temperature rises during operation, the end faces of each furnace material 11 come into contact with each other, as shown in Fig. 5(b). Therefore, the outer structure 4,
  • Each of the plate-shaped furnace materials 11 divided into a plurality of holes is provided with holes through which pillar members attached to the outer structures 4 and 6 having different heights penetrate, and the hole portions are inserted into the pillar members.
  • the end faces of the plate-shaped furnace materials are alternately contacted by the difference in height so that the upper and lower ends contact each other. You may make it attach a furnace material through. In this case, even if each furnace material expands due to thermal expansion, the end portions of each furnace material 11 overlap each other to cover the outer structures 4 and 6, and the end surfaces do not contact each other more than necessary.
  • the furnace material can be easily arranged in consideration of the expansion coefficient.
  • this carbonization oil treatment furnace 1 also carbonizes and oil-treats the waste X.
  • the carburizing oil treatment furnaces 1 and 1 of each of the above embodiments are composed of a furnace body 2 and a lid body 3, and the waste X is introduced into the furnace space 9 from above. Alternatively, it may be introduced into the furnace space 9 from the side. If the waste can be put in and taken out of the furnace space, the structure without the lid may be adopted.

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Abstract

【課題】比較的安価に製作でき、かつ稼働に伴う腐食による劣化が少なく、さらに低コストで維持管理することができる炭化油化処理炉を提供する。 【解決手段】この炭化油化処理炉１Ａは、外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理するように構成されており、炭化油化処理炉１Ａは、鉄製の外側構造体４，６と、この外側構造体４，６に対して分離可能なステンレス製の内側構造体５，７とで構成されている。

Description

\¥02020/174912 1 卩（：17 2020/001174
明 細 書
発明の名称 ： 炭化油化処理炉
技術分野
[0001 ] 本発明は、 プラスチック系ごみを含む一般ごみ等の廃棄物を炭化処理および 油化処理するために使用される炭化油化処理炉に関する。
背景技術
[0002] 有機系ごみに無酸素状態で過熱水蒸気を接触させて炭化処理する方法が知 られており、 本件出願人は、 上記炭化処理に使用する炭化処理装置を提案し ている （例えば特許文献 1） 。 この炭化処理装置の処理炉は、 鉄またはステ ンレスで構成されている。
先行技術文献
特許文献
[0003] 特許文献 1 :国際公開番号 〇 2 0 1 6 / 1 8 5 6 3 1
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004] 前記提案の炭化処理装置は、 有機系ごみ以外に一般ごみの処理に使用する ことも可能である。 しかし、 その場合、 一般ごみに含まれる塩化ビニル等の プラスチック系ごみから発生する塩素ガスや塩化水素ガス等の腐食性ガスに よって、 処理炉が腐食により劣化することを考慮しなければならない。 鉄に 比べてステンレスは腐食し難いが、 それでも長時間使用すると腐食が進んで 耐用限界を超えてしまう。
[0005] 本発明は、 比較的安価に製作でき、 かつ稼働に伴う腐食による劣化が少なく 、 さらに低コストで維持管理することができる炭化油化処理炉を提供するこ とを課題としている。
課題を解決するための手段
[0006] 上記課題を解決するために、 本発明は次のように構成した。 すなわち、 本 発明に係る炭化油化処理炉は、 外部から供給される過熱水蒸気によりプラス \¥02020/174912 2 卩（：170?2020/001174
チックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理する炉であって、 鉄製の 外側構造体と、 この外側構造体に対して分離可能なステンレス製の内側構造 体とで構成されていることを特徴としている。
[0007] この構成の炭化油化処理炉は、 2層構造からなり、 外側構造体は比較的安 価な鉄製であり、 内側構造体は腐食性ガスに対する耐性が比較的高いステン レス製である。 外側構造体に鉄を使用することで、 比較的安価に製作でき、 かつ内側構造体にステンレスを使用することで、 稼働に伴う腐食性ガスによ る腐食を抑えることができる。 長時間の稼働により内側構造体の腐食がある 程度まで進んだ場合、 内側構造体のみを交換する。 外側構造体に対して内側 構造体が分離可能であるため、 内側構造体の交換が可能である。 このように 、 炭化油化処理炉を新規に製作するのではなく一部だけを交換すればよいの で、 炭化油化処理炉を低コストで維持管理することができる。
[0008] 前記内側構造体は、 前記外側構造体の内側に出し入れ可能に嵌め込まれて いてもよい。 この場合、 内側構造体の交換が容易である。
[0009] また、 前記内側構造体が、 複数に分割された炉材からなり、 これら複数の 炉材が常温時の状態において互いに接しないように前記外側構造体の内面に 貼り付けられていてもよい。 この場合、 各炉材を貼り換えることで内側構造 体を交換する。 複数の炉材を、 常温時の状態において互いに適当な隙間を開 くように外側構造体の内面に貼り付けることで、 鉄よりも熱膨張率の大きい ステンレスが稼働時に膨張して各炉材が隙間なく接するようになり、 外側構 造体を無酸素状態に保持することができる。
[0010] この発明の炭化油化処理炉は、 上部が開口した炉本体と、 この炉本体の上 部開口を塞ぐ蓋体とを有し、 少なくとも炉本体が前記外側構造体と前記内側 構造体とで構成されていてもよい。 この場合、 外側構造体に対して内側構造 体を上下に出し入れすることで、 内側構造体を容易に交換することができる
発明の効果
[001 1 ] 本発明に係る炭化油化処理炉は、 外部から供給される過熱水蒸気によりプ \¥02020/174912 3 卩（：170?2020/001174
ラスチックごみを含む廃棄物を炭化処理および油化処理する炉であって、 鉄 製の外側構造体と、 この外側構造体に対して分離可能なステンレス製の内側 構造体とで構成されているため、 比較的安価に製作でき、 かつ稼働に伴う腐 食による劣化が少なく、 さらに低コストで維持管理することができる。
図面の簡単な説明
［0012］ ［図 1］本発明の一実施形態に係る炭化油化処理炉の縦断面図である。
［図 2］同炭化油化処理炉の炉本体の内側構造体を交換する状態を示す図である
［図 3］同炭化油化処理炉の蓋体の内側構造体を交換する状態を示す図である。 ［図 4］本発明の異なる実施形態に係る炭化油化処理炉の縦断面図である。
［図 5］同炭化油化処理炉の炉材の （3） 常温時の状態を示す図、 （ ） 稼働時 の状態を示す図である。
［図 6］同炭化油化処理炉の炉本体の内側構造体としての炉材を交換する状態を 示す図である。
［図 7］同炭化油化処理炉の蓋体の内側構造体としての炉材を交換する状態を示 す図である。
発明を実施するための形態
［0013］ 以下、 本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
［0014］ 図 1は本発明の一実施形態に係る炭化油化処理炉の縦断面図である。 この 炭化油化処理炉 1 は、 上部が開口した炉本体 2と、 この炉本体 2の上部開 口を塞ぐ蓋体 3とで構成される。 炉本体 2は、 鉄製の外側構造体 4と、 この 外側構造体 4の内側に嵌め込まれたステンレス製の内側構造体 5とで構成さ れている。 内側構造体 5を上方に引き上げることで、 外側構造体 4に対して 側構造体 5を分離可能である。 蓋体 3は、 互いに重ね合わされた鉄製の外側 構造体 6とステンレス製の内側構造体 7とでなる。 蓋体 3の外側構造体 6と 内側構造体 7も互いに分離可能である。
［0015］ 炉本体 2の上端には外向きに張り出すつば状部 2 3が形成されており、 こ のつば状部 2 3と蓋体 3の外周部とをボルト等の結合手段 8で結合すること \¥02020/174912 4 卩（：170?2020/001174
により、 炉本体 2と蓋体 3とが一体化される。 これにより、 炉本体 2と蓋体 3とで囲まれた炉空間 9が密封状態となる。
[0016] 蓋体 3には、 熱水蒸気供給孔 1 0が設けられている。 この熱水蒸気供給孔
1 0は外部の過熱水蒸気供給手段 （図示せず） に繫がっており、 過熱水蒸気 供給手段からの過熱水蒸気が熱水蒸気供給孔 1 0から炉空間 9に供給される ようになっている。 なお、 炉本体 2または蓋体 3には、 過熱水蒸気の供給時 に炉空間 9の空気を排出する排気孔 （図示せず） が設けられている。
[0017] この炭化油化処理炉 1 八による廃棄物の処理方法について説明する。
蓋体 3を外して、 炉空間 9に廃棄物 Xを投入する。 そして、 炉本体 2に蓋 体 3を取り付けて、 炉空間 9に過熱水蒸気を供給する。 過熱水蒸気の温度は 3 0 0 °〇~ 6 0 0 °〇の程度である。 炉空間 9が過熱水蒸気で満たされると、 炉空間 9は無酸素状態となる。 無酸素状態で廃棄物 Xが高温の過熱水蒸気に 接することにより、 有機系ごみが炭化すると共に、 プラスチック系ごみが油 化する。 この炭化油化処理により生じた炭化物および油分は、 回収してリサ イクルされる。
[0018] 廃棄物 Xがプラスチック系ごみを含む場合、 プラスチック系ごみから、 塩 素ガス、 塩化水素ガス等の腐食性ガスが発生する。 腐食性ガスに晒される内 側構造体 5 , 7はステンレス製であり、 ステンレスは腐食性ガスに対する耐 性が比較的高いため、 内側構造体 5 , 7は腐食し難い。 外側構造体 4 , 6は 、 内側構造体 5 , 7で被覆されて無酸素状態に保持されるため、 炉空間 9に 腐食性ガスが存在していても腐食しない。
[0019] しかし、 長時間稼働すると、 ステンレス製の内側構造体 5 , 7も腐食が進 行する。 腐食がある程度まで進んだなら、 内側構造体 5 , 7を交換する。 こ の炭化油化処理炉 1 の炉本体 2は、 外側構造体 4の内側に内側構造体 5が 嵌め込まれた構成であるので、 図 2のように、 外側構造体 4に対して内側構 造体 5を上方に引き上げて、 内側構造体 5を容易に交換することができる。 また、 蓋体 3についても、 図 3のように、 外側構造体 6に対して内側構造体 7を取り外して、 内側構造体 7を容易に交換することができる。 \¥02020/174912 5 卩（：170?2020/001174
[0020] この炭化油化処理炉 1 は、 炉本体 2および蓋体 3が共に 2層構造からな り、 外側構造体 4 , 6は比較的安価な鉄製であり、 内側構造体 5 , 7は腐食 性ガスに対する耐性が比較的高いステンレス製である。 外側構造体 4 , 6に 鉄を使用することで、 比較的安価に製作でき、 かつ内側構造体 5 , 7にステ ンレスを使用することで、 稼働に伴う腐食性ガスによる腐食を抑えることが できる。 長時間の稼働により内側構造体 5 , 7の腐食がある程度まで進んだ 場合、 内側構造体 5 , 7のみを交換する。 このように、 炭化油化処理炉1 八 を新規に製作するのではなく一部だけを交換すればよいので、 炭化油化処理 炉 1 八を低コストで維持管理することができる。
[0021 ] 図 4は本発明の異なる実施形態にかかる炭化油化処理炉の縦断面図である 。 この炭化油化処理炉 1 巳の内側構造体 5 , 7は、 複数に分割された板状の 炉材 1 1からなっている。 炉材 1 1はステンレス製である。
[0022] 図 5 ( a ) に示すように、 各炉材 1 1は、 常温時において互いに接しない ように外側構造体 4 , 6の内面に貼り付けられている。 ステンレスは鉄より も熱膨張率が大きいため、 稼働時に高温になると、 図 5 ( b ) のように、 各 炉材 1 1の端面部が互いに接触する状態となる。 このため、 外側構造体 4 ,
6が腐食性ガスに晒されることがなく、 外側構造体 4 , 6の腐食が防がれる
[0023] 複数に分割された板状の各炉材 1 1は、 外側構造体 4 , 6に取り付けた高 さの相違する支柱部材が貫通する孔部を設け、 該支柱部材に孔部を挿入し、 隣りあわせの各炉材 1 1が同じ高さにならないように、 高低差の分だけ交互 に板状炉材の端面が上部と下部とで接するようにして、 溶接等の手段により 支柱部材を介して炉材を取り付けるようにしてもよい。 この場合は、 各炉材 が熱膨張によって膨張しても、 各炉材 1 1の端部が重なり合って外側構造体 4 , 6を覆うとともに、 その端面同士が必要以上に接触する状態がなくなる ので、 膨張率を考慮した炉材の配置を容易に行うことができる。
[0024] この炭化油化処理炉 1 巳も、 前記炭化油化処理炉 1 の場合と同様に、 廃 棄物 Xを炭化処理および油化処理する。 内側構造体 5 , 7の腐食がある程度 \¥02020/174912 6 卩（：170?2020/001174
まで進んだなら、 内側構造体 5 , 7を交換する。 内側構造体 5 , 7の交換は 、 図 6および図 7に示すように、 炉材 1 1 を貼り換えることによって行う。 この場合も、 炭化油化処理炉 1 巳を新規に製作するのではなく一部だけを交 換すればよいので、 炭化油化処理炉 1 巳を低コストで維持管理することがで きる。
[0025] 上記各実施形態の炭化油化処理炉 1 ， 1 巳は、 炉本体 2と蓋体 3とで構 成され、 廃棄物 Xを上方から炉空間 9に投入するようになっているが、 側方 から炉空間 9に投入するようにしてもよい。 また、 炉空間への廃棄物の出し 入れが可能であれば、 蓋体を有しない構成であってもよい。
符号の説明
[0026] 1 八， 1 巳 炭化油化処理炉
2 炉本体
3 蓋体
4 , 6 外側構造体
5 , 7 内側構造体
1 1 炉材
X 廃棄物

Claims

\¥02020/174912 7 卩（：17 2020/001174 請求の範囲
[請求項 1 ] 外部から供給される過熱水蒸気によりプラスチックごみを含む廃棄 物を炭化処理および油化処理する炭化油化処理炉であって、
鉄製の外側構造体と、 この外側構造体に対して分離可能なステンレ ス製の内側構造体とで構成されていることを特徴とする炭化油化処理 炉。
[請求項 2] 請求項 1 に記載の炭化油化処理炉において、 前記内側構造体は、 前 記外側構造体の内側に出し入れ可能に嵌め込まれている炭化油化処理 炉。
[請求項 3] 請求項 1 に記載の炭化油化処理炉において、 前記内側構造体は、 複 数に分割された炉材からなり、 これら複数の炉材が常温時において互 いに接しないように前記外側構造体の内面に貼り付けられている炭化 油化処理炉。
[請求項 4] 請求項 1ないし請求項 3のいずれか 1項に記載の炭化油化処理炉に おいて、 上部が開口した炉本体と、 この炉本体の上部開口を塞ぐ蓋体 とを有し、 少なくとも炉本体が前記外側構造体と前記内側構造体とで 構成されている炭化油化処理炉。
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