JP2004003738A

JP2004003738A - External heat kiln and thermal decomposition treatment method for material treated by external heat kiln

Info

Publication number: JP2004003738A
Application number: JP2002159662A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kataoka; 片岡　正樹
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit adherence and blockade of a material with a high boiling point, without complicating exhaust equipment of a pyrolysis gas, to provide many caloric values to a material W to be treated at a low cost, and to promote stable processing even if the material to be treated such as a car shredder dust is given thermal decomposition. <P>SOLUTION: In this external heat kiln in which a kiln body 1 with an outer cylinder 3 arranged in the double pipe state on the outer circumference of an inner cylinder 2 in the cylindrical shape rotatable around a center axis O laterally disposed, and by supplying a heating medium H to a space between the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3, the material W to be treated containing an organic substance supplied into the inner cylinder 2 and sent out in the center axis O direction is heated for thermal decomposition treatment, the kiln body 1 is provided with an oxygen-containing gas supply means 17 for supplying gas containing oxygen into the inner cylinder 2 so that a carbonized material and / or a combustible gas of the organic substance in the material W to be treated generated by thermal decomposition is burned by the oxygen-containing gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を含有する廃棄物等の処理物の熱分解処理の用に供される外熱キルン、および該外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、例えばカーシュレッダーダストのような有機物を含有する廃棄物を、単に焼却処理するのではなく熱分解して炭化物や可燃性ガスを生成し、これらを燃料や工業原料として有効利用しようとする試みが行われている。ここで、このような廃棄物等の処理物を熱分解する熱分解炉としては、例えば特開２００１−２６３６２５号公報に提案されているような外熱キルンや流動炉、あるいはシャフト炉などの形式のものがあるが、その中でも外熱キルンは、そのキルン本体が、横置きされた中心軸回りに回転可能な円筒状の内筒と、この内筒の外周に二重管状に配設される外筒とを備え、上記内筒内に供給されて上記中心軸方向に送り出される処理物を、これら内外筒間の空間に供給した加熱媒体によって加熱して熱分解処理するものであり、一般的には構造が簡単で運転所用動力が少なくて済むという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その一方で、このような従来の一般的な外熱キルンによって特に上記カーシュレッダーダストのような廃棄物を熱分解しようとした場合、カーシュレッダーダストにはゴム製のタイヤやプラスチック類が多く含まれていて、熱分解によって生成される熱分解ガス中の可燃性ガスでは高沸点物質（タール分）が多く含まれることとなるため、かかる熱分解ガスがその排出設備において冷却されたりすると、この高沸点物質が上記排出設備の導管内やキルン本体の内筒内で液化あるいは固化して付着や閉塞を生じ、熱分解ガスの排出が困難となってキルンの安定した運転を阻害したり運転不可能となったりするという問題を生じる。しかして、このような高沸点物質による排出設備の付着や閉塞を防ぐためには、例えば上記公報に記載のように排出設備の導管に電気ヒータを巻き付けて外側から加熱保温したり該導管に高温ガスの配管を接続して熱分解ガスを加熱したりしなければならず、排出設備の複雑化を招いて外熱キルンの構造が簡単であるという特長を損なう結果となる。また、キルン本体の内筒内においても、部分的に温度が低い箇所があったりすると、その箇所で上記高沸点物質が処理物とともに付着を生じ、これによって処理物の内筒内での送り出しが堰き止められて閉塞を生じるという問題があり、このようなキルン本体内での付着や閉塞は、上記公報に記載の手段では防止することはできない。一方、このような高沸点物質自体の生成を抑えるのに、例えば熱分解温度を高くしたり、塩化亜鉛、塩化カルシウム、リン酸等の熱分解促進剤を添加したりする方法もあるが、経済的ではない。
【０００４】
さらに、このような一般的な外熱キルンによる加熱は、上述のように内外筒間の空間に供給された加熱媒体により内筒を介してその内部の処理物を加熱する間接加熱であるため、伝熱係数が小さく、処理物に多くの熱量を与えるには、内筒を大径として伝熱面積を増大させたり、内筒内にさらに間接加熱管を多数設置して多管式外熱キルンとしたりしなければならず、いずれも設備コストが著しく高騰して経済的ではないという問題もある。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、熱分解ガスの排出設備の複雑化を招いたりすることなく、この排出設備やその導管内等における高沸点物質の付着や閉塞を防止することが可能で、しかも低コストで処理物に多くの熱量を与えることができる外熱キルンを提供し、またかかる外熱キルンを用いて、カーシュレッダーダスト等の処理物を熱分解処理する場合でも安定した処理を促すことが可能な処理物の熱分解処理方法を提供することを第１の目的とし、さらにはキルン本体内の高沸点物質による付着や閉塞をも防止可能な外熱キルン、および該外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法を提供することを第２の目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、まず上記第１の目的を達成するために、本発明の外熱キルンは、横置きされた中心軸回りに回転可能な円筒状の内筒の外周に二重管状に外筒が配設されたキルン本体を備え、これら内筒と外筒との間の空間に加熱媒体を供給することにより、上記内筒内に供給されて上記中心軸方向に送り出される有機物を含有した処理物を加熱して熱分解処理する外熱キルンにおいて、上記キルン本体に、上記内筒内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を備えたことを特徴とし、また本発明の熱分解処理方法は、このような外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法であって、熱分解によって生成された上記処理物中の有機物の炭化物および／または可燃性ガスを、上記酸素含有ガスによって燃焼させることを特徴とする。すなわち、本発明によれば、このように酸素含有ガス供給手段からキルン本体の内筒内に供給された酸素含有ガスにより、この内筒内での処理物の熱分解処理によって生成された炭化物および／または可燃性ガスを該内筒内で燃焼させることで、この内筒内を高温にして排出される熱分解ガス自体も高温に維持することができるので、この熱分解ガスの排出設備には何等複雑な構造を要することなく、その導管や内筒内における高沸点物質の液化あるいは固化による付着、閉塞を防ぐことができる。また、こうして内筒内が高温とされることにより、内筒を大径化したり多管式としたりすることもなく処理物への加熱量の増大を図ることも可能となる。
【０００７】
ここで、上記キルン本体に、上記内筒内に燃料を供給する燃料供給手段をも備えるようにすれば、上記酸素含有ガスによる炭化物や可燃性ガスの燃焼に加えてこの燃料の燃焼によっても内筒内を高温として熱分解ガスを加熱することができ、一層確実な付着や閉塞の防止と処理物の加熱量の増大とを促すことができる。また、上記第２の目的を達成するために、本発明の外熱キルンでは、上記キルン本体にさらに、上記内筒内に熱風を吹き込むバーナーを備えたことを特徴としている。従って、このような外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法においては、このバーナーから吹き込まれた熱風によって内筒内をさらに高温に維持することができるので、この内筒から排出される熱分解ガス温度をより高温とすることができるのは勿論、該内筒内においての高沸点物質による付着や閉塞をも確実に防止することが可能となる。なお、上記酸素含有ガスとしては、酸素、酸素富化空気、空気、および酸素を含有する燃焼排ガスのうちの１種を供給可能とすればよいが、生成された可燃性ガスを工業材料として利用する場合には、酸素含有ガスの酸素濃度は高い方が望ましい。さらに、上記酸素含有ガスの供給量を、上記キルン本体の内筒から排出される排ガス温度に基づいて調整可能とすれば、付着や閉塞を生じることのない最適な供給量で酸素含有ガスを供給することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の外熱キルンの一実施形態を示すものである。本実施形態においてキルン本体１は、略円筒状の内筒２とこの内筒２よりも大径で長さの短いやはり略円筒状の外筒３とを備えた二重管構造とされ、すなわちこの外筒３が内筒２と互いの中心軸Ｏを同軸としてこの内筒２の外周に配設されていて、内筒２の両端部は外筒３の両端部から突出させられた状態とされている。なお、この外筒３から突出した内筒２の両端部の外周には中心軸Ｏ回りに環状をなすリング４，４が突設されるととともに、このうち一方の端部（図１において左側の端部）の外周にはさらに環状にギア５が設けられている。
【０００９】
しかして、こうして構成されたキルン本体１は、上記中心軸Ｏが内筒２の上記一方の端部側から他方の端部（図１において右側の端部）側に向かうに従い僅かに下向きとなるように傾斜させられた状態で横置きとされ、上記リング４，４がそれぞれ一対のローラ６…上に載置されるとともに上記ギア５が電動機等の回転駆動手段７のギア７Ａに噛合させられることにより、内筒２が中心軸Ｏ回りに回転可能に支持される一方、外筒３は回転不可能に固定されて支持される。また、外筒３の両端部とこの両端部から突出した内筒２の外周との間は、内筒２の回転を許容した状態で内外筒２，３間の空間を気密に保持可能にガスシールされており、この空間には、外筒３の他方の端部側に設けられた熱風入口８Ａから加熱媒体として熱風Ｈが供給可能とされて、この熱風Ｈは上記空間内を周方向に満たしつつ外筒３の一方の端部側に流れて、この外筒３の一方の端部側に設けられた熱風出口８Ｂから排出される。なお、この空間内を流れる熱風Ｈの流速を上げるために、該空間内に螺旋状のフィン等の構造物を設置して、熱風Ｈを中心軸Ｏ回りに旋回させながら一方の端部側に流すようにしてもよい。
【００１０】
また、内筒２の上記一方の端部には、その中心軸Ｏの延長線上に、カーシュレッダーダスト等の廃棄物より成る有機物を含有した処理物Ｗの供給手段としてスクリュウフィーダ９が備えられるとともに、このスクリュウフィーダ９の上方には内筒２内に熱風を吹き込むバーナー１０が備えられる一方、内筒２の上記他方の端部にはボックス状の出口チャンバー１１が備えられており、これらスクリュウフィーダ９およびバーナー１０と出口チャンバー１１とは、上記外筒３と同様に回転不可能に固定されて支持され、かつ内筒２に対してその回転を許容した状態で該内筒２内を気密に保持可能にガスシールされている。なお、上記バーナー１０は、本実施形態では灯油等の燃料を酸素含有ガスによって噴射させて燃焼させることにより上記熱風を吹き込む構成とされている。また、出口チャンバー１１の上部には内筒２内における熱分解で生成された熱分解ガスの排気口１２が設けられていて、この排気口１２には導管１３を介してサイクロン等の排出設備１４が接続されており、この排出設備１４において熱分解ガスは除塵等の処理をされた後に導管１５から排出され、可燃性ガス成分が回収される。一方、出口チャンバー１１の下部には、内筒２内の熱分解で生成された炭化物と不燃物との混合物の排出口１６が設けられている。
【００１１】
そして、上記キルン本体１にはさらに、上記内筒２内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段が備えられている。この酸素含有ガス供給手段は、本実施形態では上記出口チャンバー１１を通して内筒２内に上記他方の端部側から挿通させられた酸素含有ガスの供給管１７であり、この供給管１７は、内筒２の内壁に固定されて取り付けられて該内筒２と一体に回転可能とされ、その一端部（図１において左側の端部）は内筒２の中心軸Ｏ方向中程で内周側に曲折させられて中心軸Ｏに対する径方向内側にこの中心軸Ｏに向けて酸素含有ガスを噴出可能とされるとともに、その他端部（図１において右側の端部）は出口チャンバー１１内でやはり内周側に曲折させられた後、中心軸Ｏに沿って上記他方の端部側に延びるように延長させられ、出口チャンバー１１のこの他方の端部側の壁部を貫通して固定されたロータリージョイント１８に回転自在に接続されている。しかして、このロータリージョイント１８に、酸素、酸素富化空気、空気、および酸素を含有する燃焼排ガスのうちの１種が上記酸素含有ガスとして制御弁１９を介して導管２０により供給されることにより、上記供給管１７を通して内筒２内にこの酸素含有ガスが供給可能とされている。なお、この供給管１７の出口チャンバー１１への貫通部にはグランドシール等のシール構造２１によりガスシールが施されて、固定された出口チャンバー１１に対して供給管１７が回転可能かつ内筒２から気密に保持された出口チャンバー１１内をさらに気密に保持可能とされている。
【００１２】
さらに、上記ロータリージョイント１８には、制御弁２２を介して導管２３により灯油等の燃料が供給可能とされていて、上記酸素含有ガスとともに供給管１７から内筒２内にこの燃料が吹き込み可能とされている。従って、上記供給管１７は、本実施形態における燃料供給手段も兼ねることとなる。また、酸素含有ガスを供給する導管２０に設けられた上記制御弁１９は、ガス排出設備１４の上記導管１５に備えられた温度計２４に接続されて、その温度検出結果に基づき制御可能とされている。なお、この温度計２４による温度検出結果に基づいて、上記燃料を供給する導管２３設けた制御弁２２も制御可能とするようにしてもよい。
【００１３】
次に、このように構成された外熱キルンにより上記カーシュレッダーダスト等の処理物Ｗを処理する場合の、本発明の処理方法の一実施形態について説明すると、処理物Ｗは上記スクリュウフィーダ９によって内筒２内にその上記一方の端部側から供給され、この内筒２の回転と傾斜とにより他方の端部側に送り出されつつ、上記熱風入口８Ａから内外筒２，３間の空間に供給された熱風Ｈにより内筒２の壁部を介して加熱され、処理物Ｗ中の有機物が熱分解される。そして、この熱分解によって生じた熱分解ガスは、他方の端部側に設けられた出口チャンバー１１の排気口１２から導管１３を介して排出設備１４に排出されて除塵等がなされ、さらに導管１５から排出されて可燃性ガス成分が回収される一方、熱分解で生じた炭化物と不燃物は排出口１６から排出される。
【００１４】
しかして、この内筒２内における熱分解において生じた熱分解ガスが内筒２内や導管１３内、あるいは排出設備１４において冷却されると、その温度変化は、上記排出設備１４の導管１５に備えられた温度計２４により検出されるので、例えばこの温度計２４により測定される熱分解ガスの温度が、高沸点物質が液化あるいは固化する温度である６００℃以下となった場合には、上記制御弁１９を開いて導管２０からロータリージョイント１８を介し、酸素含有ガス供給手段としての供給管１７により内筒２内に酸素含有ガスを供給する。すると、熱分解によって生成された上記処理物Ｗ中の有機物の炭化物、または可燃性ガス、あるいはこれら炭化物と可燃性ガスとの双方が、この酸素含有ガスによって内筒２内で燃焼させられ、これにより熱分解ガス自体が加熱されてその温度が上昇させられるので、該熱分解ガスに含まれる高沸点物質の温度も上昇し、その液化や固化が防止される。
【００１５】
従って、上記構成の外熱キルンおよび該外熱キルンを用いたこのような構成の処理物Ｗの処理方法によれば、こうして熱分解ガス自体が内筒２内で加熱されて昇温させられることにより、導管１３，１５に電気ヒータを巻き付けたり高温ガスの導管を接続したりせずとも、また熱分解温度自体を上昇させたり熱分解促進剤を要したりせずとも、上記高沸点物質の液化や固化によるこれら導管１３，１５や排出設備１４での付着、閉塞を抑制することができ、処理物Ｗが上述のように有機物含有量の多いカーシュレッダーダストのような廃棄物であっても、安定した熱分解による処理を図ることができる。また、こうして酸素含有ガスによって可燃性ガスや炭化物が燃焼させられることにより、内筒２内に供給された処理物Ｗに、キルン本体１の内外筒２，３間の空間に供給される熱風Ｈから内筒２を介して間接的に与えられる熱量に加えて、より多くの熱量を与えることが可能となるので、この熱量を確保するために内外筒２，３を大径化してキルン本体１の大型化を招いたり、内筒２内に間接加熱管を設置してキルン本体１の構造の複雑化を招いたりして、結果的に設備コストが高騰するようなこともなく、よりコンパクトで低コストの外熱キルンを提供することができる。
【００１６】
一方、本実施形態の外熱キルンでは、内筒２内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段としての上記供給管１７が、この内筒２内に燃料を供給する燃料供給手段をも兼ねており、制御弁２２を開くことによって導管２３からロータリージョイント１８を介して酸素含有ガスとともに燃料を内筒２内に供給して燃焼させることができる。従って、例えば熱分解で生成された可燃性ガスや炭化物を酸素含有ガスによって燃焼させただけでは熱分解ガスを十分に昇温させることができない場合や、可燃性ガスや炭化物が完全に燃焼させられてその回収による有効利用を図ることができなくなるような場合には、こうして燃料を内筒２内に供給して上記酸素含有ガスにより燃焼させることで、不足する熱量を補って確実に熱分解ガスを昇温させ、高沸点物質の液化や固化を防止して付着、閉塞を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、本実施形態では、キルン本体１にさらに内筒２内に熱風を吹き込むバーナー１０が備えられており、このバーナー１０から吹き込まれる熱風によって一層多くの熱量を内筒２内に供給し、内筒２内の温度を満遍なく高温に、しかも均一に維持することができる。このため、この内筒２から排出される熱分解ガスの温度をさらに上昇させることができて、排出設備１４や導管１３，１５における高沸点物質による付着や閉塞の防止をより確実に図ることができるのは勿論、内筒２内において高沸点物質が処理物Ｗとともに付着を生じて堰が形成されたりすることにより処理物Ｗの送り出しが阻害されて当該外熱キルンが運転不可能となるような事態をも未然に防止することが可能となる。しかも、本実施形態ではこのバーナー１０が、処理物Ｗの供給手段としてのスクリュウフィーダ９が設けられた内筒２の一方の端部側に備えられており、このため供給当初の処理物Ｗをこのバーナー１０による熱風で速やかに昇温させることができるので、この供給当初の処理物Ｗに水分が多く含まれていたりすることによって内筒２内が部分的に低温となり、かかる部分において高沸点物質が液化、固化して付着や閉塞を生じたりするような事態も確実に防止することが可能となる。
【００１８】
なお、上記酸素含有ガス供給手段としての供給管１７に導管２０からロータリージョイント１８を介して供給される酸素含有ガスとしては、例えばＰＳＡ等によって生成された酸素や酸素富化空気のような酸素含有濃度の高いものから、空気や、あるいは当該外熱キルンに付設された各種の炉から排出されたある程度の濃度の酸素を含有する燃焼排ガスなどの酸素含有濃度の比較的低いものまで、回収された可燃性ガスの用途や経済性よって適当に決定される。すなわち、回収された可燃性ガスを単に燃料として使用する場合には、空気や燃焼排ガスなどの低コストのガスが使用されるが、この回収された可燃性ガスを燃料電池等の原料のような工業原料として利用してマテリアルリサイクルを図る場合などには、酸素や酸素富化空気のような酸素濃度の高いものが使用されるのが望ましい。これは、上記バーナー１０において燃料を燃焼させて熱風を発生させる酸素含有ガスについても同様である。
【００１９】
さらに、本実施形態の外熱キルンでは、上記排出設備１４から排出される熱分解ガスの導管１５に温度計２４が備えられていて、この温度計２４が、上記供給管１７に酸素含有ガスを供給する導管２０の制御弁１９に接続されており、供給管１７から内筒２内に供給される上記酸素含有ガスの供給量が、このキルン本体１の内筒２から排出される排ガス（熱分解ガス）の温度に基づいて調整可能とされている。従って、この温度計２４によって測定される上記排ガスの温度が、熱分解ガス中のタール分等の高沸点物質が液化または固化する温度（約６００℃）を常に上回るように制御弁１９を制御して酸素含有ガスの供給量を調整することにより、高沸点物質による付着や閉塞を生じることのない最適な供給量で酸素含有ガスを供給することが可能となり、必要以上に多くの酸素含有ガスを供給して内筒２内の温度が高温となりすぎるような事態を防止することが可能となる。
【００２０】
なお、本実施形態では、内筒２内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段と燃料を供給する燃料供給手段とが、ともに共通の供給管１７とされているが、場合によってはこれらを別々の供給管等によって供給するようにしてもよい。また、この供給管１７が本実施形態では内筒２と一体に回転可能とされているが、内筒２の回転に干渉しないようにこの供給管１７を確実に支持可能であれば、内筒２内の例えば上側に供給管１７を非回転に固定して支持するようにしてもよく、この場合には供給管１７の上記一端部から該供給管１７内に処理物Ｗ等が入り込んでしまうような事態を防止することが可能となる。さらに、上記中心軸Ｏ方向において内筒２内で高沸点物質による付着や閉塞が生じ易い箇所は、処理物Ｗの組成や供給量、熱分解温度等によって略決定されるので、上記供給管１７をこの中心軸Ｏ方向に進退可能とすれば、この内筒２内の付着や閉塞が生じ易い箇所に集中的に酸素含有ガスを供給して可燃性ガスや炭化物、燃料を燃焼させることにより、この酸素ガス供給手段や燃料供給手段としての供給管１７によっても、内筒２内での高沸点物質による付着、閉塞の防止を効果的に図ることができる。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明の効果について詳説する。本実施例および比較例では、内筒２の内径８００ｍｍ、加熱部の長さ６０００ｍｍのキルン本体１を備えた外熱キルンにより、水分２．３ｗｔ％、有機物３３．１ｗｔ％、固形分当たりの炭素、水素、窒素の組成がそれぞれ４３．７ｗｔ％、５．９９ｗｔ％、３．１１ｗｔ％のカーシュレッダーダストを処理物Ｗとして供給し、熱風入口８Ａから８００℃の熱風Ｈを供給して加熱することにより熱分解処理した。なお、熱風出口８Ｂから排出される熱風Ｈの設定温度は概略４５０℃であった。
【００２２】
まず、実施例に先立って、比較例として、制御弁１９，２２を閉じ、かつバーナー１０からの熱風の吹き込みも行わないで、１５０ｋｇ／ｈの処理物Ｗを供給して上記熱風Ｈのみにより熱分解を行った。このとき、出口チャンバー１１の排気口１２における熱分解ガスの温度は約５８０℃であり、また排出口１６から排出される固形分（炭化物と不燃物との混合物）は約８０ｋｇ／ｈであった。そして、この状態で６時間ほど連続運転を行うと、内筒２内の圧力が徐々に上昇し、さらにはスクリュウフィーダ９が過負荷で停止した。そこで、運転停止後に内筒２内を観察すると、内筒２内の中心軸Ｏ方向略中央部で処理物Ｗとその熱分解で生じた炭化物とがタール状の物質で内筒２内壁に固着して、内筒２の内周側に盛り上がるように堰が形成されており、この堰によって処理物Ｗの送り出しが阻害されてスクリュウフィーダ９に過負荷が生じていたことが分かった。また、出口チャンバー１２の排気口１２に接続された導管１３や排出設備１４にも高沸点物質（タール分）とダストとの混合物が付着して閉塞を生じており、これによって内筒２内の圧力が上昇したことも分かった。なお、この固着による内筒２内の堰や導管１３および排出設備１４における閉塞を取り除いて、上記と同じ条件で処理物Ｗの供給量を１６０ｋｇ／ｈにしたところ、排出口１６から排出される混合物においても高沸点物質による固着が認められたので、この比較例における外熱キルンの処理能力は、１５０ｋｇ／ｈ程度であることが判った。
【００２３】
次に、第１の実施例として、上記導管１５を介して排出される熱分解ガスの温度が６００℃となるように温度計２４による測定結果に基づいて制御弁１９を制御して供給量を調整しながら、導管２０およびロータリージョイント１８を介して供給管１７から内筒２内に酸素を供給して熱分解処理を行った。このとき、処理物Ｗの供給量を増加して１８５ｋｇ／ｈとすると、上記比較例と同様に排出口１６から排出される混合物に高沸点物質による固着が認められたので、この第１の実施例における外熱キルンの処理能力は１７５ｋｇ／ｈ程度であることが判った。なお、この排出口１６から排出される混合物の排出量は約９０ｋｇ／ｈであった。そして、さらに処理物Ｗを１７５ｋｇ／ｈで供給して６．５時間ほど連続運転を行うと、やはり比較例と同様にスクリュウフィーダ９が過負荷で停止したので、運転停止後に内筒２内を観察すると比較例と同じ位置にやはりタール状物質によって堰が形成されていた。ただし、導管１３や排出設備１４には高沸点物質の付着や閉塞は認められず、従ってこの第１の実施例により上記第１の目的は達成されていることが判った。
【００２４】
さらに、第２の実施例として、上記第１の実施例と同様に温度計２４による測定結果が６００℃となるように制御弁１９を制御しながら内筒２内に酸素を供給しつつ、さらにバーナー１０から燃料として灯油３．３ｌ／ｈを供給して酸素により燃焼させて処理物Ｗの熱分解処理を行った。このとき、処理物Ｗの供給量を増加させて２０５ｋｇ／ｈとすると排出口１６からタール状物質で固着した混合物が排出されたので、この第２の実施例における外熱キルンの処理能力は１９５ｋｇ／ｈ程度であることが判った。なお、このときの排出口１６からの混合物の排出量は約１００ｋｇ／ｈであった。そこで、この供給量１９５ｋｇ／ｈで連続運転を行ったところ、５００時間経過後でもスクリュウフィーダ９に過負荷が生じたりすることなく、安定運転が可能であった。さらに、運転停止後に内筒２を観察したところでも、タール状物質による堰の形成などは認められず、また導管１３，１５や排出設備１４における閉塞やタール分、ダスト等の付着も認められなかった。このことから、この第２の実施例によれば、上記第２の目的をも達成可能であることが判った。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の外熱キルンおよび該外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法によれば、キルン本体の内筒内に酸素含有ガスを供給して熱分解により発生した可燃性ガスや炭化物を燃焼させることにより、熱分解ガス自体を高沸点物質が液化や固化を生じる温度以上の高温に維持することができるので、キルンの構造の複雑化を招いたりすることなくこの高沸点物質による付着や閉塞を防いで安定した運転を促すことができ、またキルン本体の大型化を招いたりすることもなく処理物に与えられる熱量を増大させて、低コストで処理能力の向上を図ることができる。さらに、この可燃性ガスや炭化物の燃焼だけでは十分な熱量が得られない場合でも、キルン本体に燃料供給手段を備えることにより内筒内に燃料を供給可能として上記酸素含有ガスにより燃焼させることにより、確実な付着や閉塞の防止を図ることができる。さらにまた、内筒内に熱風を吹き込むバーナーを備えることにより、この内筒内を満遍なく加熱してさらに高温かつ均一な温度に維持することができ、該内筒内での高沸点物質による付着や閉塞をも確実に防止することが可能となる。また、上記酸素含有ガスとしては、酸素、酸素富化空気、空気、および酸素を含有する燃焼排ガスのうちの１種を回収される可燃性ガスの用途等に応じて選択すればよく、さらにこの酸素含有ガスの供給量をキルン本体の内筒から排出される排ガス温度に基づいて調整可能とすれば、必要以上に多くの酸素含有ガスを要することなく、より確実に付着や閉塞を防止して安定した熱分解処理を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の外熱キルンの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１　キルン本体
２　内筒
３　外筒
１０　バーナー
１３，１５　熱分解ガスの導管
１４　排出設備
１７　供給管（酸素含有ガス供給手段、燃料供給手段）
１９，２２　制御弁
２０　酸素含有ガスの導管
２３　燃料の導管
２４　温度計
Ｗ　処理物
Ｈ　熱風（加熱媒体）
Ｏ　キルン本体１の中心軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an external heat kiln used for thermal decomposition of a processed material such as waste containing organic matter, and a method of thermally decomposing the processed material using the external heat kiln.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, wastes containing organic substances such as car shredder dust are not simply incinerated but are thermally decomposed to generate carbides and combustible gases, which are used as fuels and industrial raw materials. Has been done. Here, as a pyrolysis furnace for thermally decomposing such a processed material such as waste, for example, an external heat kiln, a fluidized furnace, or a shaft furnace as proposed in JP-A-2001-263625 is used. Among them, the external heat kiln has a kiln body, a cylindrical inner cylinder rotatable around a central axis placed sideways, and a double tube arranged on the outer periphery of the inner cylinder. An outer cylinder is provided, and a processed material supplied into the inner cylinder and sent out in the central axis direction is subjected to thermal decomposition treatment by heating with a heating medium supplied to a space between the inner and outer cylinders. Has the advantage that it has a simple structure and requires less power for the driver.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the other hand, when it is intended to thermally decompose waste such as the above-mentioned car shredder dust by using such a conventional general external heat kiln, rubber tires and plastics are often contained in the car shredder dust. It is included, and since the flammable gas in the pyrolysis gas generated by pyrolysis contains a lot of high-boiling substances (tar content), if such pyrolysis gas is cooled in its exhaust equipment, This high-boiling substance is liquefied or solidified in the conduit of the above-mentioned discharge facility or in the inner cylinder of the kiln body, causing adhesion or blockage, making it difficult to discharge pyrolysis gas, thereby hindering the stable operation of the kiln or preventing operation. The problem that it becomes impossible occurs. In order to prevent the discharge equipment from adhering or clogging due to such high boiling substances, for example, as described in the above-mentioned publication, an electric heater is wound around a pipe of the discharge equipment to heat and keep heat from the outside, or a high-temperature gas is supplied to the pipe. In order to heat the pyrolysis gas by connecting the pipes, the exhaust equipment becomes complicated and the structure of the external heat kiln has a simple structure. Also, if there is a part where the temperature is low even in the inner cylinder of the kiln body, the high-boiling substance adheres to the part together with the processed material at that part, so that the processed substance is sent out in the inner cylinder. There is a problem in that the kiln is blocked by the dam, and such adhesion or blockage in the kiln main body cannot be prevented by the means described in the above publication. On the other hand, in order to suppress the generation of such a high-boiling substance itself, for example, there is a method of increasing the thermal decomposition temperature or adding a thermal decomposition accelerator such as zinc chloride, calcium chloride, and phosphoric acid. Not a target.
[0004]
Furthermore, since the heating by such a general external heat kiln is indirect heating in which the processing medium inside is heated via the inner cylinder by the heating medium supplied to the space between the inner and outer cylinders as described above, To provide a large amount of heat to the processed material with a small heat transfer coefficient, increase the heat transfer area by increasing the diameter of the inner cylinder, or install a number of indirect heating tubes inside the inner cylinder to form a multi-tube external heat kiln. In any case, there is a problem that the equipment cost is soared that it is not economical.
[0005]
The present invention has been made under such a background, and prevents the deposition and blockage of a high-boiling substance in the exhaust equipment and its conduits without causing the exhaust equipment of the pyrolysis gas to be complicated. To provide an external heat kiln that can apply a large amount of heat to the processed material at a low cost, and when the processed material such as car shredder dust is thermally decomposed using the external heat kiln. It is a first object of the present invention to provide a method for thermally decomposing a treated product which can promote stable treatment, and furthermore, an external heat kiln capable of preventing adhesion and blockage by a high boiling point substance in a kiln body, A second object of the present invention is to provide a method for thermally decomposing a processed product by the external heat kiln.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the first object, the external heat kiln of the present invention has a double tubular shape around the outer periphery of a cylindrical inner cylinder rotatable around a central axis. A kiln body provided with an outer cylinder is provided, and by supplying a heating medium to a space between the inner cylinder and the outer cylinder, contains an organic substance supplied into the inner cylinder and sent out in the central axis direction. In the external heat kiln for heating and thermally decomposing the treated material, the kiln body is provided with an oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas into the inner cylinder. The decomposition treatment method is a method for thermally decomposing a treated product by such an external heat kiln, wherein the organic carbides and / or flammable gas in the treated product generated by the thermal decomposition are removed by the oxygen-containing gas. Characterized by burning That is, according to the present invention, the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply means into the inner cylinder of the kiln body as described above allows the carbides generated by the thermal decomposition treatment of the processed material in the inner cylinder and By burning the flammable gas in the inner cylinder, the temperature of the inner cylinder is increased and the pyrolysis gas itself discharged can be maintained at a higher temperature. Adhesion and blockage due to liquefaction or solidification of the high-boiling substance in the conduit or the inner cylinder can be prevented without requiring any complicated structure. In addition, by setting the inside of the inner cylinder to a high temperature, it is possible to increase the amount of heating of the processing object without increasing the diameter of the inner cylinder or using a multi-tube structure.
[0007]
Here, if the kiln body is provided with a fuel supply means for supplying fuel into the inner cylinder, in addition to the combustion of the carbide or combustible gas by the oxygen-containing gas, the internal combustion can be performed by the combustion of the fuel. It is possible to heat the pyrolysis gas by setting the temperature in the cylinder to a high temperature, and it is possible to more reliably prevent adhesion and blockage and promote an increase in the amount of heating of the processed material. In order to achieve the second object, the external heat kiln of the present invention is characterized in that the kiln body further includes a burner for blowing hot air into the inner cylinder. Therefore, in such a method for thermally decomposing a treated product by an external heat kiln, the inside of the inner cylinder can be maintained at a higher temperature by the hot air blown from the burner. Not only can the gas temperature be made higher, but also it is possible to reliably prevent adhesion and blockage due to the high-boiling substance in the inner cylinder. As the oxygen-containing gas, any one of oxygen, oxygen-enriched air, air, and combustion exhaust gas containing oxygen may be supplied, and the generated combustible gas is used as an industrial material. In this case, it is desirable that the oxygen concentration of the oxygen-containing gas be higher. Furthermore, if the supply amount of the oxygen-containing gas can be adjusted based on the temperature of the exhaust gas discharged from the inner cylinder of the kiln body, the oxygen-containing gas can be supplied at an optimal supply amount without causing adhesion or blockage. It is possible to do.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the external heat kiln of the present invention. In the present embodiment, the kiln body 1 has a double-pipe structure including a substantially cylindrical inner cylinder 2 and a substantially cylindrical outer cylinder 3 having a larger diameter and a shorter length than the inner cylinder 2. The outer cylinder 3 is disposed on the outer periphery of the inner cylinder 2 with the center axis O of the inner cylinder 2 coaxial with each other, and both ends of the inner cylinder 2 are projected from both ends of the outer cylinder 3. Have been. In addition, rings 4 and 4 which form an annular shape around the central axis O are protrudingly provided on the outer periphery of both ends of the inner cylinder 2 protruding from the outer cylinder 3, and one end thereof (the left side in FIG. 1) A gear 5 is further provided in an annular shape on the outer periphery of the (end portion).
[0009]
The kiln body 1 thus configured is slightly downward as the center axis O moves from the one end of the inner cylinder 2 to the other end (the right end in FIG. 1). The rings 4, 4 are placed on a pair of rollers 6, respectively, and the gear 5 is meshed with a gear 7A of a rotary driving means 7 such as an electric motor. As a result, the inner cylinder 2 is supported rotatably around the central axis O, while the outer cylinder 3 is fixed and supported non-rotatably. In addition, a gas is provided between both ends of the outer cylinder 3 and the outer periphery of the inner cylinder 2 protruding from the both ends so that the space between the inner and outer cylinders 2 and 3 can be kept airtight while allowing rotation of the inner cylinder 2. The space is sealed, and hot air H can be supplied to the space as a heating medium from a hot air inlet 8A provided on the other end side of the outer cylinder 3, and the hot air H flows in the space in the circumferential direction. It flows to one end of the outer cylinder 3 while being filled, and is discharged from the hot air outlet 8B provided at one end of the outer cylinder 3. In addition, in order to increase the flow velocity of the hot air H flowing in this space, a structure such as a spiral fin is installed in the space, and the hot air H is swirled around the central axis O to one end side. You may make it flow.
[0010]
In addition, a screw feeder 9 is provided at the one end of the inner cylinder 2 as a means for supplying a processed material W containing an organic material such as car shredder dust on an extension of the center axis O thereof. A burner 10 for blowing hot air into the inner cylinder 2 is provided above the screw feeder 9, and a box-shaped outlet chamber 11 is provided at the other end of the inner cylinder 2. 9, the burner 10 and the outlet chamber 11 are fixed and non-rotatably supported similarly to the outer cylinder 3, and hermetically seal the inside of the inner cylinder 2 in a state where the inner cylinder 2 is allowed to rotate. It is gas-sealed so that it can be held. In this embodiment, the burner 10 is configured to blow the hot air by injecting fuel such as kerosene or the like with an oxygen-containing gas and burning it. An exhaust port 12 for pyrolysis gas generated by pyrolysis in the inner cylinder 2 is provided above the outlet chamber 11, and the exhaust port 12 is connected to a discharge facility 14 such as a cyclone through a conduit 13. The pyrolysis gas is subjected to a process such as dust removal in the discharge facility 14 and then discharged from a conduit 15 to recover a combustible gas component. On the other hand, a lower portion of the outlet chamber 11 is provided with a discharge port 16 for a mixture of a carbide and a non-combustible generated by thermal decomposition in the inner cylinder 2.
[0011]
Further, the kiln body 1 is further provided with an oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas into the inner cylinder 2. In the present embodiment, the oxygen-containing gas supply means is an oxygen-containing gas supply pipe 17 inserted through the outlet chamber 11 into the inner cylinder 2 from the other end side. One end (the left end in FIG. 1) of the inner cylinder 2 is fixed to and attached to the inner wall of the cylinder 2 and is rotatable integrally with the inner cylinder 2. The oxygen-containing gas can be ejected toward the central axis O radially inward with respect to the central axis O, and the other end (the end on the right side in FIG. 1) is also bent in the outlet chamber 11. After being bent to the inner peripheral side, it was extended so as to extend to the other end side along the central axis O, and was fixed through the wall part on the other end side of the outlet chamber 11. Rotatably connected to rotary joint 18 To have. The rotary joint 18 is supplied with one of oxygen, oxygen-enriched air, air, and flue gas containing oxygen as the oxygen-containing gas through the control valve 19 through the conduit 20. The oxygen-containing gas can be supplied into the inner cylinder 2 through the supply pipe 17. In addition, a gas seal is applied to a penetrating portion of the supply pipe 17 to the outlet chamber 11 by a sealing structure 21 such as a gland seal, so that the supply pipe 17 is rotatable with respect to the fixed outlet chamber 11 and the inner cylinder 2 is fixed. The inside of the outlet chamber 11 kept airtight can be kept more airtight.
[0012]
Further, fuel such as kerosene can be supplied to the rotary joint 18 through a control valve 22 through a conduit 23, and the fuel can be blown into the inner cylinder 2 from the supply pipe 17 together with the oxygen-containing gas. Have been. Therefore, the supply pipe 17 also serves as a fuel supply unit in the present embodiment. Further, the control valve 19 provided in the conduit 20 for supplying the oxygen-containing gas is connected to a thermometer 24 provided in the conduit 15 of the gas discharge facility 14, and can be controlled based on the temperature detection result. ing. The control valve 22 provided in the conduit 23 for supplying the fuel may be made controllable based on the result of temperature detection by the thermometer 24.
[0013]
Next, an embodiment of the processing method of the present invention in the case of processing the processed material W such as the car shredder dust by the external heat kiln configured as described above will be described. The processed material W is processed by the screw feeder 9. It is supplied into the inner cylinder 2 from the one end side, and is sent out to the other end side by the rotation and inclination of the inner cylinder 2, while being supplied from the hot air inlet 8 A to the space between the inner and outer cylinders 2 and 3. The supplied hot air H is heated through the wall of the inner cylinder 2 to thermally decompose the organic matter in the processing object W. Then, the pyrolysis gas generated by this pyrolysis is discharged from a discharge port 12 of an outlet chamber 11 provided on the other end side to a discharge facility 14 via a conduit 13 to remove dust and the like, and is further subjected to a conduit 15. And the combustible gas components are recovered, while the carbides and incombustibles generated by the thermal decomposition are discharged from the outlet 16.
[0014]
When the pyrolysis gas generated during the pyrolysis in the inner cylinder 2 is cooled in the inner cylinder 2, in the conduit 13, or in the discharge facility 14, the temperature change is transmitted to the conduit 15 of the discharge facility 14. When the temperature of the pyrolysis gas measured by the thermometer 24 is 600 ° C. or less, which is the temperature at which the high-boiling substance is liquefied or solidified, the temperature is measured by the thermometer 24 provided. The control valve 19 is opened, and the oxygen-containing gas is supplied into the inner cylinder 2 from the conduit 20 via the rotary joint 18 by the supply pipe 17 as the oxygen-containing gas supply means. Then, organic carbides or flammable gas, or both of these carbides and flammable gas in the processed material W generated by the thermal decomposition are burned in the inner cylinder 2 by the oxygen-containing gas. As a result, the pyrolysis gas itself is heated and its temperature is raised, so that the temperature of the high-boiling substance contained in the pyrolysis gas is also raised and its liquefaction and solidification are prevented.
[0015]
Therefore, according to the external heat kiln having the above-described configuration and the method for treating the processing object W having such a configuration using the external heat kiln, the pyrolysis gas itself is heated in the inner cylinder 2 to be heated. Accordingly, the above-mentioned high boiling point substance can be obtained without wrapping an electric heater around the conduits 13 and 15 or connecting a conduit for high-temperature gas, and without increasing the thermal decomposition temperature itself or requiring a thermal decomposition accelerator. Adhesion and blockage in the conduits 13 and 15 and the discharge facility 14 due to liquefaction and solidification can be suppressed, and even if the processed material W is a waste such as a car shredder dust having a large organic content as described above. In addition, a stable thermal decomposition treatment can be achieved. In addition, the combustible gas and the carbide are burned by the oxygen-containing gas in this manner, so that the processed material W supplied to the inner cylinder 2 is heated by the hot air H supplied to the space between the inner and outer cylinders 2 and 3 of the kiln body 1. In addition to the amount of heat indirectly provided from the inner cylinder 2 through the inner cylinder 2, it is possible to give a larger amount of heat. Of the kiln body 1 due to the increase in the size of the kiln body and the incorporation of the indirect heating tube in the inner cylinder 2 to complicate the structure of the kiln body 1, resulting in a more compact equipment. A low cost external heat kiln can be provided.
[0016]
On the other hand, in the external heat kiln of the present embodiment, the supply pipe 17 as the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas into the inner cylinder 2 has a fuel supply means for supplying the fuel into the inner cylinder 2. By opening the control valve 22, the fuel can be supplied into the inner cylinder 2 together with the oxygen-containing gas from the conduit 23 via the rotary joint 18 for combustion. Therefore, for example, when the flammable gas or carbide generated by the pyrolysis cannot be sufficiently heated only by burning the flammable gas or the carbide with the oxygen-containing gas, or the flammable gas or the carbide is completely burned. In the case where the fuel cannot be used effectively by the recovery, the fuel is supplied into the inner cylinder 2 and burned by the oxygen-containing gas, thereby compensating for the insufficient amount of heat and ensuring the thermal decomposition gas. To prevent liquefaction or solidification of the high-boiling-point substance, thereby suppressing adhesion and blockage.
[0017]
In the present embodiment, the kiln body 1 is further provided with a burner 10 for blowing hot air into the inner cylinder 2, and the hot air blown from the burner 10 supplies a larger amount of heat to the inner cylinder 2. The temperature in the cylinder 2 can be maintained uniformly high and uniform. For this reason, the temperature of the pyrolysis gas discharged from the inner cylinder 2 can be further raised, and the prevention and adhesion of the high-boiling substances in the discharge equipment 14 and the conduits 13 and 15 can be more reliably prevented. As a matter of course, the high-boiling substance adheres together with the processed material W in the inner cylinder 2 to form a weir, so that the delivery of the processed material W is obstructed, and the external heat kiln becomes inoperable. It is possible to prevent such situations from occurring. Moreover, in this embodiment, the burner 10 is provided on one end side of the inner cylinder 2 provided with the screw feeder 9 as a supply means of the processed material W, and therefore, the processed material W at the initial supply is supplied. Since the temperature can be quickly raised by the hot air from the burner 10, the inside of the inner cylinder 2 partially becomes low temperature due to a large amount of water contained in the processing material W at the beginning of the supply, and the high boiling point It is possible to reliably prevent a situation in which the substance is liquefied and solidified to cause adhesion or blockage.
[0018]
The oxygen-containing gas supplied from the conduit 20 to the supply pipe 17 as the oxygen-containing gas supply means via the rotary joint 18 is, for example, oxygen generated by PSA or the like, or oxygen-containing gas such as oxygen-enriched air. From those with high concentration to those with relatively low oxygen content such as air or combustion exhaust gas containing some concentration of oxygen discharged from various furnaces attached to the external heat kiln, It is appropriately determined depending on the use and economical efficiency of the combustible gas. That is, when the recovered combustible gas is simply used as fuel, low-cost gas such as air or combustion exhaust gas is used, but the recovered combustible gas is used as a raw material for fuel cells and the like. When material recycling is used as an industrial raw material, it is desirable to use a material having a high oxygen concentration such as oxygen or oxygen-enriched air. This is the same for an oxygen-containing gas that burns fuel in the burner 10 to generate hot air.
[0019]
Further, in the external heat kiln of the present embodiment, a thermometer 24 is provided in the conduit 15 for the pyrolysis gas discharged from the discharge facility 14, and the thermometer 24 supplies an oxygen-containing gas to the supply pipe 17. The supply amount of the oxygen-containing gas, which is connected to the control valve 19 of the supply pipe 20 and is supplied from the supply pipe 17 into the inner cylinder 2, is supplied to the exhaust gas (heat) discharged from the inner cylinder 2 of the kiln body 1. (Decomposed gas) can be adjusted based on the temperature. Therefore, the control valve 19 is controlled so that the temperature of the exhaust gas measured by the thermometer 24 always exceeds the temperature (about 600 ° C.) at which the high-boiling substances such as tar components in the pyrolysis gas are liquefied or solidified. By adjusting the supply amount of the oxygen-containing gas, it becomes possible to supply the oxygen-containing gas at an optimum supply amount without causing adhesion or clogging by the high-boiling substance, and it is possible to supply an unnecessarily large amount of the oxygen-containing gas. It is possible to prevent a situation in which the temperature inside the inner cylinder 2 is increased due to the supply.
[0020]
In the present embodiment, the oxygen-containing gas supply means for supplying the oxygen-containing gas into the inner cylinder 2 and the fuel supply means for supplying the fuel are both provided as a common supply pipe 17. May be supplied by separate supply pipes or the like. In this embodiment, the supply pipe 17 is rotatable integrally with the inner cylinder 2. However, if the supply pipe 17 can be reliably supported so as not to interfere with the rotation of the inner cylinder 2, For example, the supply pipe 17 may be non-rotatably fixed and supported on the upper side of the inside 2, and in this case, the processed material W or the like enters the supply pipe 17 from the one end of the supply pipe 17. Such a situation can be prevented. Further, the location where the high boiling point substance is likely to adhere or block in the inner cylinder 2 in the direction of the central axis O is substantially determined by the composition and supply amount of the processed product W, the thermal decomposition temperature, and the like. Can be advanced and retracted in the direction of the central axis O, by supplying an oxygen-containing gas intensively to a place in the inner cylinder 2 where adhesion or blockage is likely to occur, and combustible gas, carbide, or fuel. The supply pipe 17 as the oxygen gas supply means and the fuel supply means can also effectively prevent the high boiling substance from adhering and blocking in the inner cylinder 2.
[0021]
【Example】
Next, the effects of the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. In this example and the comparative example, an external heat kiln equipped with a kiln body 1 having an inner cylinder 2 having an inner diameter of 800 mm and a heating section having a length of 6000 mm provided a moisture of 2.3 wt%, an organic substance of 33.1 wt%, and carbon per solid content. Supplying car shredder dust having a composition of hydrogen, hydrogen and nitrogen of 43.7 wt%, 5.99 wt%, and 3.11 wt%, respectively, as the processed material W, and supplying hot air H at 800 ° C. from the hot air inlet 8A to heat. For thermal decomposition. The set temperature of the hot air H discharged from the hot air outlet 8B was approximately 450 ° C.
[0022]
First, prior to the embodiment, as a comparative example, the control valves 19 and 22 are closed, and the hot air H is supplied only by the hot air H while supplying 150 kg / h of the processed material W without blowing the hot air from the burner 10. Decomposition was performed. At this time, the temperature of the pyrolysis gas at the exhaust port 12 of the outlet chamber 11 was about 580 ° C., and the solid content (a mixture of carbide and incombustible substances) discharged from the outlet 16 was about 80 kg / h. . When the continuous operation was performed for about 6 hours in this state, the pressure in the inner cylinder 2 gradually increased, and the screw feeder 9 was stopped due to overload. Therefore, when the inside of the inner cylinder 2 is observed after the operation is stopped, the processed material W and the carbide generated by its thermal decomposition are fixed to the inner wall of the inner cylinder 2 with a tar-like substance at a substantially central portion of the inner cylinder 2 in the direction of the central axis O. As a result, it was found that the weir was formed so as to swell toward the inner peripheral side of the inner cylinder 2, and that the delivery of the processed material W was obstructed by the weir and the screw feeder 9 was overloaded. In addition, a mixture of a high-boiling substance (tar component) and dust adheres to the conduit 13 and the discharge facility 14 connected to the exhaust port 12 of the outlet chamber 12, thereby causing blockage. It was also found that the pressure had risen. It should be noted that when the blockage in the weir, the conduit 13 and the discharge facility 14 in the inner cylinder 2 due to the fixation is removed, and the supply amount of the processing object W is set to 160 kg / h under the same conditions as above, the processing object W is discharged from the discharge port 16. Since the fixation due to the high boiling point substance was also observed in the mixture, it was found that the processing capacity of the external heat kiln in this comparative example was about 150 kg / h.
[0023]
Next, as a first embodiment, the supply amount is controlled by controlling the control valve 19 based on the measurement result of the thermometer 24 so that the temperature of the pyrolysis gas discharged through the conduit 15 becomes 600 ° C. While adjusting, oxygen was supplied from the supply pipe 17 into the inner cylinder 2 through the conduit 20 and the rotary joint 18 to perform the thermal decomposition treatment. At this time, if the supply amount of the processed material W was increased to 185 kg / h, the mixture discharged from the discharge port 16 was found to be fixed by the high-boiling substance as in the comparative example. It was found that the processing capacity of the external heat kiln in the example was about 175 kg / h. The amount of the mixture discharged from the discharge port 16 was about 90 kg / h. When the processing material W was further supplied at 175 kg / h and the continuous operation was performed for about 6.5 hours, the screw feeder 9 was stopped due to the overload similarly to the comparative example. Observation revealed that a weir was also formed by the tar-like substance at the same position as in the comparative example. However, no adhesion or blockage of the high boiling point substance was observed in the conduit 13 and the discharge equipment 14, and it was found that the first object was achieved by the first embodiment.
[0024]
Further, as a second embodiment, while supplying oxygen into the inner cylinder 2 while controlling the control valve 19 so that the measurement result by the thermometer 24 becomes 600 ° C. as in the first embodiment, furthermore, 3.3 l / h of kerosene was supplied as fuel from the burner 10 and burned with oxygen to perform a thermal decomposition treatment of the processed product W. At this time, if the supply amount of the processing material W was increased to 205 kg / h, the mixture fixed by the tar-like substance was discharged from the discharge port 16, and the processing capacity of the external heat kiln in the second embodiment was 195 kg. / H. At this time, the amount of the mixture discharged from the discharge port 16 was about 100 kg / h. Then, when the continuous operation was performed at this supply amount of 195 kg / h, stable operation was possible without overloading the screw feeder 9 even after 500 hours. Further, even when the inner cylinder 2 was observed after the operation was stopped, formation of a weir due to tar-like substances was not observed, and no obstruction of the conduits 13, 15 and the discharge facility 14, adhesion of tar components, dust and the like were observed. Was. From this, it has been found that the second embodiment can also achieve the second object.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the external heat kiln of the present invention and the method for thermally decomposing a processed material by the external heat kiln, the oxygen-containing gas is supplied into the inner cylinder of the kiln main body, and the flammability generated by the thermal decomposition is supplied. By burning gas and carbides, the pyrolysis gas itself can be maintained at a temperature higher than the temperature at which the high-boiling substances cause liquefaction or solidification, so that the high boiling point can be maintained without complicating the kiln structure. A stable operation can be promoted by preventing adhesion and blockage of substances, and the amount of heat given to the processed material can be increased without increasing the size of the kiln body, thereby improving the processing capacity at low cost. be able to. Furthermore, even if the combustion of the combustible gas or carbide alone does not provide a sufficient amount of heat, the fuel can be supplied into the inner cylinder by providing the kiln body with fuel supply means, and the fuel is burned by the oxygen-containing gas. Thus, it is possible to reliably prevent adhesion and blockage. Furthermore, by providing a burner that blows hot air into the inner cylinder, it is possible to uniformly heat the inner cylinder and maintain a higher temperature and a uniform temperature. Blockage can be reliably prevented. The oxygen-containing gas may be selected according to the use of the combustible gas from which one of oxygen, oxygen-enriched air, air, and combustion exhaust gas containing oxygen is recovered. If the supply amount of the oxygen-containing gas can be adjusted based on the temperature of the exhaust gas discharged from the inner cylinder of the kiln body, it is possible to more reliably prevent adhesion and blockage without requiring more oxygen-containing gas than necessary. Stable thermal decomposition treatment can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an external heat kiln of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Kiln body
2 inner cylinder
3 outer cylinder
10 Burners
13,15 Pyrolytic gas conduit
14 Emission facilities
17 Supply pipe (oxygen-containing gas supply means, fuel supply means)
19, 22 Control valve
20 Oxygen-containing gas conduit
23 Fuel conduit
24 thermometer
W processed material
H Hot air (heating medium)
O Central axis of kiln body 1

Claims

横置きされた中心軸回りに回転可能な円筒状の内筒の外周に二重管状に外筒が配設されたキルン本体を備え、これら内筒と外筒との間の空間に加熱媒体を供給することにより、上記内筒内に供給されて上記中心軸方向に送り出される有機物を含有した処理物を加熱して熱分解処理する外熱キルンにおいて、上記キルン本体には、上記内筒内に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段が備えられていることを特徴とする外熱キルン。A kiln body in which an outer cylinder is arranged in a double tube around the outer periphery of a cylindrical inner cylinder rotatable about a central axis placed horizontally, and a heating medium is provided in a space between the inner cylinder and the outer cylinder. By supplying, in an external heat kiln that heats and thermally decomposes a processed material containing an organic substance that is supplied into the inner cylinder and sent out in the central axis direction, the kiln body includes the inside of the inner cylinder. An external heat kiln comprising an oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas.

上記キルン本体には、上記内筒内に燃料を供給する燃料供給手段が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の外熱キルン。2. The external heat kiln according to claim 1, wherein the kiln body is provided with fuel supply means for supplying fuel into the inner cylinder. 3.

上記キルン本体にはさらに、上記内筒内に熱風を吹き込むバーナーが備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外熱キルン。3. The external heat kiln according to claim 1, wherein the kiln body further includes a burner that blows hot air into the inner cylinder. 4.

上記酸素含有ガスとして、酸素、酸素富化空気、空気、および酸素を含有する燃焼排ガスのうちの１種が供給可能とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の外熱キルン。4. The method according to claim 1, wherein one of oxygen, oxygen-enriched air, air, and combustion exhaust gas containing oxygen can be supplied as the oxygen-containing gas. External heat kiln as described.

上記酸素含有ガスの供給量が、上記キルン本体の内筒から排出される排ガス温度に基づいて調整可能とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の外熱キルン。The external heat according to any one of claims 1 to 4, wherein a supply amount of the oxygen-containing gas is adjustable based on a temperature of exhaust gas discharged from an inner cylinder of the kiln body. Kiln.

請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法であって、熱分解によって生成された上記処理物中の有機物の炭化物および／または可燃性ガスを、上記酸素含有ガスによって燃焼させることを特徴とする外熱キルンによる処理物の熱分解処理方法。A method for thermally decomposing a treated product by an external heat kiln according to any one of claims 1 to 5, wherein a carbide and / or a flammable gas of an organic substance in the treated product generated by the thermal decomposition are: A method for thermally decomposing a treated product by an external heat kiln, characterized by burning with the oxygen-containing gas.