JP2003194317A - 回転燃焼装置と加熱処理施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転キルン炉内壁を多角形に形成し、且つ被
処理物の攪拌と搬送を行なうように各多角形内壁をねじ
り面（傾斜配置）にて構成して、被処理物の攪拌と搬送
を少量づつ円滑に行なって燃焼加工処理効率を向上させ
る。 【解決手段】 回転炉４２の内壁面４２ａを、４角形以
上の多角形に形成し、且つその各内壁面４２ａを、軸方
向においてねじり（傾斜配置）を加えて構成する。この
ように、回転炉４２の内壁面４２ａを構成することによ
り、被処理物は、回転炉４２の回転によって、多角形内
壁面４２ａの作用を受けて攪拌され、且つ各多角形内壁
面４２ａが傾斜（ねじり）していることから、被処理物
は、順次連続して少量づつ搬送も行なうことができ、被
処理物の舞い上がりが減少し、且つ熱ガス流による吹き
飛ばしも減少でき、被処理物の燃焼を確実に行うことが
できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】廃棄物などの各種物質（原材
料）を加熱処理した場合に、含有する有機成分は熱分解
により除去されて、固定炭素成分を含む素材（被処理
物）を得、この素材が有効利用できる場合には、そのま
ま再利用できるが、利用できない場合には，焼却により
灰化して、更に減容化して埋設処分などを行なう必要が
ある。

【０００２】この発明は、熱分解処理（炭化処理）され
て揮発性の有害物質が除去されたものの燃焼加工処理に
関するものである。

【０００３】

【従来の技術】各種処理物を燃焼する装置として円形の
内壁を備えた回転キルン炉にて燃焼することが一般的に
知られている。また、円形の内壁を備えた回転キルン炉
の場合には、被処理物が円形の内壁の曲面に沿って滑り
落ちることから、これを防止して燃焼効率の向上を図る
ために、その内壁を多角形に構成した回転キルン炉があ
る。その回転キルン炉の技術として例えば、特開平10-3
11514号、特開平8-312932号、特開平8-291907号、特開
平7-120161号などが知られている。

【０００４】特開平10-311514号と特開平8-312932号
は、炉壁内周面の形状を多角形に構成して被処理物の攪
拌を良好にして燃焼効率の向上を図るように構成したも
のである。

【０００５】また、特開平8-291907号は、炉壁内周面の
形状を多角形に構成して被処理物の攪拌を良好とし、且
つ炉壁内周面に空気供給凹溝を設けて、その凹溝から燃
焼中の被処理物に空気を供給して燃焼効率の向上を図る
ようにしたものである。

【０００６】さらに、特開平7-120161号は、炉壁内周面
を多角形に構成し、一定寸法の長さにおいて、多角形内
壁面の位置が異なるようにして被処理物の攪拌を良好に
して燃焼効率の向上を図るようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の各回転
キルン炉は、炉壁内周面が多角形に構成されていること
から、炉内部の被処理物は、炉壁面に沿って移動するの
で、炉壁を円形した場合、被処理物の攪拌効果は、ある
程度期待できる。特に、特開平１０−３１１５１４号、
特開平８-３１２９３２号及び特開平８−１９１９０７
号の場合には、多角形の内壁面が軸方向に一様に存在す
ることから、回転キルン炉内に分布する被処理物全体が
同時に一様に回転移動する。しかし、着火時にバーナー
の火炎により被処理物があおられて飛散し易いことか
ら、炉長を充分な長さとする必要がある。また、燃焼し
ながら被処理物は移動するが、搬送手段を具備しない場
合には、搬送は被処理物の状態に左右されることとな
り、未燃焼物を発生する可能性が高くなる課題がある。

【０００８】一方、特開平７−１２０１６１号の場合に
は、多角形内壁面が一定間隔で位相が変えてあることか
ら、上述の各公報に記載されているように、被処理物全
体が同時に一様に回転することはないが、同時移動部分
がいくつかに分割されたに過ぎないものである 従って、従来の手段では、一定量の被処理物が一気に
「所謂どさどさっと」攪拌されるので、被処理物の舞い
上がり現象が発生し、ここにバーナーによる熱ガス流が
当たると、被処理物が炉内の一端側から他端側に吹き飛
ばされて、燃焼効率を低下させてしまう可能性がある。

【０００９】特に、カサ密度の低い被処理物（例えば、
紙類）の場合には顕著となり、燃焼することなく、又は
不完全燃焼の状態で排出口側に運ばれてしまうために、
被処理物の燃焼加工処理効率を低下させてしまう課題が
ある。

【００１０】この発明は上記の課題を解決するもので、
回転キルン炉内壁を多角形に形成し、且つ各多角内壁面
をねじり（傾斜配置）を加えて構成し、被処理物を少量
づつ順次攪拌されながら搬送することによって、舞い上
がり現象を低減できて吹き飛ばされ現象を低減して燃焼
加工処理効率を向上させる回転燃焼装置と加熱処理装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、発明者は鋭意研究した結果、回転炉内壁面を多角
形とした場合に、多角形内壁面を軸方向においてねじり
（傾斜配置）を与えることで、回転炉に投入された被処
理物が、従来のように、同時又は分割状態ではなく、順
次連続して少量づつ回転攪拌移動することにより、従来
の課題を解決できることを見出した。

【００１２】即ち、この発明は、被処理物を燃焼加工処
理する回転炉内壁を多角形とし、且つ多角形内壁を軸方
向において傾斜配置して構成したことを特徴とする回転
燃焼装置である。

【００１３】また、回転炉の被処理物投入側の内径（Ｄ
１）と処理物排出側の内径（Ｄ２）との関係を、Ｄ１＜
Ｄ２として構成したことを特徴とする回転燃焼装置であ
る。

【００１４】更に、原材料を熱分解処理する加熱処理装
置と、この加熱処理装置により得た被処理物を燃焼する
回転燃焼装置とを備え、回転燃焼装置は、回転炉内壁を
多角形とし、且つ多角形内壁を軸方向において傾斜配置
して構成したことを特徴とする加熱処理施設である。

【００１５】なお、被処理物の燃焼加工処理は、一層揮
発性成分を除去して固定炭素成分の多い炭化物、賦活に
よる活性炭、焼却による灰化物を得ることを意図したも
のである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、この発明の被処理物の加
熱処理施設の概念図で、図１は、同じ構成の回転キルン
炉を２基用い、第１の回転キルン炉に、廃棄物などの原
材料を乾燥し脱塩素処理の機能を持たせ（以下、脱塩炉
と称す）、第２の回転キルン炉に、炭化による処理の機
能を持たせ（以下、炭化炉と称す）て、原材料を熱分解
処理する加熱処理装置に構成した。

【００１７】１はこの脱塩炉で、この脱塩炉１は、回転
自在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガス
ダクトを形成し、熱風ガスを導入して回転円筒体２を外
部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３
と、回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ロ
ーラ（図示省略）と、回転円筒体２を回転駆動する回転
駆動手段（図示省略）とで構成する。

【００１８】また回転円筒体２には一端側に原材料を搬
入する図示しない供給口側を、他端側に図示しない排出
口側を有し、内部には図示省略してあるが回転円筒体２
の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び軸方向に
複数枚設けられる。

【００１９】供給側ダクト４から投入される原材料は供
給口側から回転円筒体２に供給され、回転円筒体２の回
転により、原材料を排出口側に撹拌しながら移送する。
なお、供給側ダクト４には図示しないホッパから、原材
料と脱塩素剤とを混合した混合物が投入される。

【００２０】１０は原材料を炭化処理する機能を有する
炭化炉で、この炭化炉１０は、脱塩炉１と同じ構成をな
す。従って、脱塩炉１と同じ部分には、符号１０の１の
桁に脱塩炉１と同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００２１】脱塩炉１と炭化炉１０とは、上下方向で、
且つ炭化炉１０の供給口側を脱塩炉１の排出口側にして
配置する。脱塩炉１の排出口側と炭化炉１０の供給口側
には、これら排出口側と供給口側を覆って連通する連通
ダクト１５を設け、脱塩炉１で加熱処理した原材料を炭
化炉１０に導入する。

【００２２】２０は熱風ガス（温度450〜600℃）を発生
する熱風炉で、この熱風炉２０には熱風ガス発生用の燃
焼バーナー２１が設けられている。発生した熱ガスは、
炭化炉１０の加熱ジャケット１３に供給し、炭化炉１０
の回転円筒体１２を加熱した後、連絡管２３を介して脱
塩炉１の加熱ジャケット３内に供給される。このとき、
温度調整空気を送り込み、熱風ガスの温度を調整する。
なお、脱塩炉１、炭化炉１０は熱風ガスで外部から間接
加熱され、内部の原材料が乾留処理される。

【００２３】３０はガス燃焼処理炉で、このガス燃焼処
理炉３０に、脱塩炉１および炭化炉１０で加熱処理中に
発生した乾留ガスを乾留ガス導管３１からエゼクタ３２
を介して導入する。また、ガス燃焼処理炉３０には、加
熱ジャケット１からの排熱風ガスを循環ブロア３３、エ
ゼクタブロア３４を介してエゼクタ３２からも導入す
る。なお、乾留ガス導管３１は、外部を熱ガスで保温し
て導管内壁に付着物が付くのを防止する。

【００２４】ガス燃焼処理炉３０では、燃焼バーナ３６
により前記乾留ガス及び後述する回転燃焼装置４１で発
生した排ガスをも燃焼する。なお、乾留ガスが充分発生
して燃焼している場合には、燃焼バーナ３６による燃焼
は、燃料の供給を絞っても差し支えない。

【００２５】ガス燃焼処理炉３０で高温燃焼した排ガス
は、排出口３０ａから熱交換器３７、バグフィルタ３
８、排気ブロア３９、煙突４０を介して排出される。

【００２６】４１は詳細を図２に示す回転燃焼装置で、
この回転燃焼装置４１には、炭化炉１０で炭化した被処
理物を排出側ダクト内に設けられたパイプコンベアなど
の搬送手段１４により導入され、ここで、被処理物を燃
焼加工させて灰化（又は揮発成分を一層除去して固定炭
素の多い炭化物や賦活処理による活性炭）させるための
ものである。

【００２７】回転燃焼装置４１は、回転炉４２から構成
され、回転炉４２は、筒状の鋼材からなり、その筒状の
鋼材の内部にはキャスタブル材による耐火耐熱材層５４
が設けられている。その回転炉４２は、軸方向の両側が
回転ローラ４３、４４で支持され、中央部には、モータ
Ｍからなる駆動源４５により回転される手段を備えてい
る。

【００２８】回転炉４２の内壁面４２ａは、図３に示す
ように多角形（４角形以上の多角形で、図３では８角
形）に形成されている。また、回転炉４２の内壁面４２
ａは、図４に示すように、軸方向においてねじり（傾斜
配置）を加えている。

【００２９】このように、回転炉４２の内壁面４２ａを
構成することにより、被処理物は、回転炉４２の回転に
よって、多角形内壁面４２ａの作用を受けて攪拌され、
且つ各多角形内壁面４２ａが傾斜（ねじり）しているこ
とから、被処理物は、順次連続して少量づつ移動するこ
とができる。これと同時に搬送も行なうことができ、被
処理物の燃焼加工を確実に行うことができるようにな
る。

【００３０】また、回転炉４２の上流側、すなわち、被
処理物投入側には、箱状の投入ジャケット４６がシール
４７を介して備えられていて、被処理物の搬送手段（ス
クリュー、スパイラル）４８と、被処理物を着火燃焼す
る燃焼バーナー４９及び空気供給ノズル５３とが装着さ
れている。

【００３１】さらに、回転炉４２の下流側、すなわち、
灰化物等の加工処理物排出側には、内部にキャスタブル
材による耐火・耐熱層（図示省略）を装着した箱状の排
出ジャケット５０がシール５１を介して備えられ、その
排出ジャケット５０内には、火格子５６が設けられてい
る。排出ジャケット５０から排出された灰化物などは、
図示省略した回収箱にて回収される。なお、排出ジャケ
ット５０からの排ガスは、配管５２を介してガス燃焼処
理炉３０に導入される。

【００３２】そして、回転炉４２ａの被処理物投入側の
内径Ｄ１と灰化物排出側の内径Ｄ２との関係を、Ｄ１＜
Ｄ２と成るように構成する。このように、被処理物投入
側の内径Ｄ１の形成は、堰５５を設けることで実現する
ことが可能になる。この堰５５を設けることにより、搬
送手段４８の回転炉へ４２の挿入寸法が少なくて良く、
被処理物が、回転炉４２と搬送手段４８との隙間５７か
ら漏れ落ちる減少が発生しなくなる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
回転炉の内壁面を多角形とし、且つ各面をねじった傾斜
面としていることから、被処理物の攪拌と搬送は、少量
づつ連続して行なえるので、被処理物の舞い上がり作用
は抑制される。よって、燃焼バーナーの火炎などによる
被処理物の吹き飛ばされる影響は改善され、被処理物を
確実に燃焼でき、燃焼加工処理効率の向上を図ることが
できる。

【００３４】また、回転炉の被処理物投入側の内径を処
理物排出側の内径より、小さくする手段としては、堰を
設けることにより、搬送手段の回転炉への挿入寸法が少
なくて良く、被処理物が、回転炉と搬送手段との隙間か
ら漏れ落ちる減少が発生しなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の被処理物の加熱処理施設の概念図。

【図２】回転燃焼装置の詳細説明図。

【図３】内壁面を多角形に形成した回転炉の断面図。

【図４】軸方向にねじりを加えた回転炉の内壁面の概念
図。

【符号の説明】

１…第１の回転キルン炉（脱塩炉） １０…第２の回転キルン炉（炭化炉） ２０…熱風炉 ３０…ガス燃焼処理炉 ３１…乾留ガス導管 ３２…エゼクタ ３３…循環ブロア ３４…エゼクタブロア ３６…燃焼バーナー ４１…回転燃焼装置 ４２…回転炉 ４２ａ…回転炉の内壁面 ４６…投入ジャケット ４８…搬送手段 ４９…燃焼バーナー ５０…排出ジャケット ５３…空気供給ノズル ５４…耐火耐熱材層 ５５…堰 ５７…隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を燃焼加工処理する回転炉内壁
   を多角形とし、且つ多角形内壁を軸方向において傾斜配
   置して構成したことを特徴とする回転燃焼装置。
2. 【請求項２】 回転炉の被処理物投入側の内径（Ｄ１）
   と処理物排出側の内径（Ｄ２）との関係を、Ｄ１＜Ｄ２
   として構成したことを特徴とする回転燃焼装置。
3. 【請求項３】 原材料を熱分解処理する加熱処理装置
   と、この加熱処理装置により得た被処理物を燃焼する回
   転燃焼装置とを備え、 回転燃焼装置は、回転炉内壁を多角形とし、且つ多角形
   内壁を軸方向において傾斜配置して構成したことを特徴
   とする加熱処理施設。