JP3965414B1 - 紙、プラスチック等の有機廃棄物用燻焼炉 - Google Patents

Abstract

【課題】均一に加熱でき、むらなくマイナスイオンを供給して均一に燻焼できる燻焼炉とする。
【解決手段】円筒形の炉本体はウォータージャケットＷ・Ｊを備えた炉本体上部１１と、耐火材と断熱材からなる炉本体下部１２とからなり、炉本体上部１１は、破砕した石膏紙又はプラスチックフィルム等を炉内に供給するホッパー４を備え、炉本体下部１２内にはエアーとマイナスイオンとを均一分散供給できるマイナスイオン発生装置２７が設けられ、その下方には切出しローラからなるセラミックス灰取出装置２８が配設され、これにより均一にむらなく被処理物を燻焼できる。
【選択図】図２

Description

本発明はリユース、リサイクルに適しないような廃棄紙、プラスチック等の有機廃棄物を燻焼する燻焼炉に関する。

現在、有機廃棄物としては紙、プラスチック、木材、生ゴミ等が存在する。これらの有機廃棄物で比較的汚れの少ないものは再生してリサイクルされているが、リサイクルに適していないものは、燃焼したり、埋立てをして処理していた。これらの有機物を燃焼させずに燻焼して大幅に減容するとともにセラミックスとして回収する燻焼炉が知られている（特開２００４−１３６２４９号）。この燻焼炉においては四角柱状の炉体の中央部分に処理物を投入する投入口が設けられ、投入口から投入された処理物は酸素不十分な状態で、且つマイナスイオンが供給されることにより生じる還元雰囲気状態で燻焼され、炉の下からセラミック残渣層、炭化層、乾燥層及び、未処理層が形成される。

前記燻焼炉の上部には、マイナスイオン発生装置が設けられ、ここで発生されたマイナスイオンはセラミック残渣層、及び炭化層に供給され、還元雰囲気が形成されるようになっている。
特開２００４−１３６２４９号

しかしながら、前記燻焼炉においては、炉体が四角柱状のため、その隅部には十分な熱とマイナスイオンが供給されないため平均的に燻焼が行なわれず、いわゆる“焼けむら”が生じるばかりでなく、マイナスイオンを処理室内に均等に送り込むための工夫がなされておらず、還元雰囲気にも“むら”があり完全な燻焼が起こり得ないという問題がある。

そこで本発明の廃棄有機物用燻焼炉は、円筒形の炉本体と、この炉本体の下部に配設され炉底部にてマイナスイオンをエアーとともに供給するマイナスイオン供給装置と、燻焼されてセラミックとなったセラミックス灰を自動的に取出すためのセラミックス灰取出装置とからなり、前記マイナスイオン供給装置は、炉底部のセラミック灰層及び炭化層内に均一分散するように配設されたエアー管を備え、これらのエアー管からマイナスイオンが炉底部に供給される。

前記被処理物に接触する炉本体は耐火材とその外周を被う断熱材とからなる炉本体下部と、被処理物の加熱により発生するガスを冷却するためのウォータージャケットを備えた炉本体上部とからなっており、この炉本体上部には粉砕した被処理物を自動供給するホッパーを備えている。

また、前記マイナスイオン供給装置は、炉体の外側に炉を挟むように配設されたエアーを送るための一対のエアー母管と、これらエアー母管間に炉を貫通して水平に配設された水平エアー管と、この水平エアー管の炉内部分に所定間隔で均一分散して垂直に配設された多数の垂直エアー管と、前記エアー母管に前記水平エアー管の取付位置に対応して設けられたマイナスイオン発生部材とからなり、前記垂直エアー管はエアーを炭化層、及びセラミック層に噴出させそれらの層の粉体を流動させるための複数のエアーノズルを備え、このエアーノズルから流動エアーとマイナスイオンが流出する。

更に、セラミックス灰取出装置は、前記セラミック灰層の下部に設けられ、回転自在で水平に複数隣接して配置された切出しローターからなる。

本発明によれば、炉本体は円筒形状をなしており、角筒状のものに比較して均一にむらなく燻焼されるとともにマイナスイオン供給装置がマイナスイオンを炉内に均一分散配置されたエアーパイプからセラミック層及び炭化層内に均一に供給するので炉内を完全に還元雰囲気とすることができる。また、炉上部に設けたホッパーは、一定の寸法に破砕された石膏紙、農業用ビニール等を自動的に外部から空気を炉内に送り込むことなく、炉内に供給でき、しかも処理されて生成されたセラミック灰をセラミック灰取出装置が自動的に取出すことができるので、廃棄有機物の連続投入が可能となり、被処理物の処理能力が向上する。

また、炉体上部にウォータージャケットを設けると燻焼中に発生する排ガスを冷却でき、有毒ガスの発生を防止できるとともに、炉本体上部の温度が下降して煤塵の発生量が減少する。

更に、マイナスイオン供給装置を一対のエアー母管と、水平エアー管と垂直エアー管とで構成し、垂直エアー管を炉内に均一に分散配置すえば、マイナスイオンを炉内底部に均一に送ることができ、炉内を平均的に還元雰囲気にでき、処理物の燻焼がむらなく行なわれる。

更に、また、セラミック切出しローラをセラミック灰層の下部に設ければ、切出しローラの回転により採集されたセラミックを自動的に取出し調整できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の燻焼炉は、廃棄有機物全般を処理することができ、廃棄有機物としては、廃紙、廃プラスチック、生ゴミ、木材等が挙げられるが、これらの廃棄物の内、汚れがひどいか、あるいは他の物質が混合しているか等の原因でリサイクル、リユース等ができないものがある。例えば、廃棄石膏ボードは、先ず粉砕して石膏粉と石膏紙とに区分し、区分した石膏粉は再度使用しているが、石膏粉が付着した石膏紙を有効に活用する手段は存しなかった。また、農業用ビニールは土砂が付着しており、その処理に多額の費用がかかり、有効利用がなされていない。本発明の燻焼炉は、石膏紙又は農業ビニール等汚れがついているフィルム状のものを破砕し燻焼処理するのに適している。

図１は廃棄石膏紙又は廃棄農業ビニールの処理に最適な燻焼システムについて示している。廃棄石膏ボードを処理するには、先ず、それらを破砕機で粉砕し、この粉砕したものをトロンメル選別機に入れて選別して石膏パウダーと石膏紙とに分ける。石膏パウダーはサイロに貯溜し、逐次石膏ボードメーカーへ搬送してリサイクルする。農業用ビニールは破砕機で破砕される。前記石膏紙又は農業用ビニールはフレコンパックｆｐに回収され、フォークリフト１によってクレーン２で持ち上げられ本発明の燻焼炉３のホッパー４に供給される。前記燻焼炉３内で石膏紙又はプラスチックは燻焼されその下部にセラミックスが生成される。このセラミックスはロータリーバルブ５の開閉に伴って送風機６からの送風によりセラミックスサイロ７に送られて容器８に回収され、消臭剤、抗菌剤、土壌改良剤等の有価物資源として再利用される。前記燻焼炉３の上部からは、排気ガスが排出されるが、この排気ガスはタール分を多く含んでおり、このタール分は空冷されているタール除去タンク１５の下部に回収され、タール分が除去された排気ガスは、例えばプラズマ分解装置のようなガス分解装置１６を経て排出される。

図２乃至４において、前記燻焼炉３は、円筒形の本体９を有し、この本体９は、耐火材９ａとこの耐火材９ａの外周を被う断熱材９ｂとからなる炉本体下部１０とウォータージャケットＷ・Ｊを形成している炉本体上部１１とからなっている。炉本体下部１０は、フレームＦによって支持されている。前記炉本体上部１１の天面には、ウォータージャケットＷ・Ｊから蒸発する蒸気を外部に放出する蒸気放出管１２が立設され、このウォータージャケットＷ・Ｊには、炉本体上部１１の側部に設けられた給水補助タンク１３から水が供給される。この給水補助タンク１３の水位はウォータージャケットＷ・Ｊの水位を示し、この給水補助タンク１３の水位を監視して外部から給水を行なうようになっている。すなわち、給水補助タンク１３には、レベル計５０が設けられるとともに、ウォータージャケットＷ・Ｊに水を送るための送り管５１、５１が設けられ、給水補助タンク１３には、外部から配管５２を通って水が補給される。このウォータージャケットＷ・Ｊによって炉上部内が冷却（２００℃程度）されるので排ガス中のタール部が液化して炉内壁を被ってそれを保護するとともに、煤塵の発生量が減少する。

前記炉本体上部１１の側部には前記投入ホッパー４が設けられ、このような投入ホッパー４は垂直断面が逆三角形状をなし、その中にモーター２０によって回転する回転羽根からなるブリッジブレーカー２１が設けられ、このホッパー４の下部には、２軸のスクリューコンベア２２が付設されている。このコンベア２２はモータ２２ａによって駆動するとともに炉本体上部１１の炉中心まで伸びており、これにより粉砕された被処理物は逐次炉本体内に送り込まれる。燻焼炉３内には、下からセラミックス層、炭化層、乾燥層、及び未処理層が炉全体の高さ中心部まで形成され、燻焼の進行とともに処理物の上面が下降するので、それに応じて逐次被処理物がコンベア２２によって供給され、最下層に存在する生成されたセラミックスは後述するセラミックス灰取出装置により逐次排出される。また、前記炉本体上部１１の側壁には、排ガス管２３が設けられ、この排ガス管２３からは燻焼中の排ガス（特にタール分を含む）がタール除去タンク１５に送られる（図１）。更に、炉本体上部１１の側壁には、処理層の上面を検出するレベルセンサー２４、２４、炉内温度を検出する温度センサー２５、２５及び炉内圧力を検出する圧力センサー２６がそれぞれ設けられている。

前記炉本体下部１２内には、マイナスイオン供給装置２７が設けられ、その下方には生成されたセラミックスを逐次排出するセラミックス灰取出装置２８が設けられ、この装置２８の下方には、セラミックスホッパー２９が設けられ、このホッパー２９の下端には前記ロータリーバルブ５が取付けられている。

前記炉本体下部１０の側壁には着火用バーナー３０が設けられ、このバーナー３０は、工程の最初に投入した被処理物に着火するためのものであり、この着火状態を監視するために監視装置３１が設けられている。このバーナー３０は一旦着火すると不要となり、着火後には逐次被処理物が投入されて着火した部分は炭化後にセラミック層となり、その上に逐次炭化層、乾燥層及び未処理層が形成される。また、主として炭化層及びセラミックス層の温度を検知するための温度センサー３２が設けられている（図２）。

前記マイナスイオン供給装置２７は、図５、６及び７に示すように、炉の外側で炉を挟むように配設された一対のエアー母管３３、３４と、これらエアー母管３３、３４間に炉を貫通して所定間隔で水平に多数配設定された水平エアー管３５、３５…３５と、これら水平エアー管３５に所定間隔で炉内に立設された多数の垂直エアー管３６、３６…３６と、前記エアー母管３３、３４の炉に対して離れた位置でしかも前記水平エアー管の取付位置に対向する位置に取付けられた多数のマイナスイオン発生部材３７、３７…３７とからなる。このマイナスイオン発生部材は、直流放電方式で、放電極とこれに対向する対向電極とからなり、放電極と電極間に直流の例えば１２Ｖの電圧を印加してマイナスイオンを発生させるものである。前記エアー母管３３、３４には互いに反対方向からエアーが供給され、このエアーがマイナスイオン発生部材３７から発生されたマイナスイオンを水平エアー管３５に搬送し、前記垂直エアー管３６から炉内に送り込む。前記垂直エアー管３６は図７に示すように、水平エアー管３５に溶着されたソケット３８に差し込まれて支持されている。垂直エアー管３６の上端は閉塞され、側壁に所定数（例えば８ケ）のエアーノズル３９、３９…３９が穿設されて、このエアーノズル３９からエアーとマイナスイオンとが水平方向に炉内のセラミックス層及び炭化層に供給され、これによりそれらの層の粉体が流動しセラミック化が確実に行なわれる（炉内下部）。

前記炉本体下部１０内は前記エアー管３３、３４、３５、３６によって酸素不足の状態、すなわち３分の１程度燃焼するような空気量によって燻焼状態とされ、またマイナスイオンによって酸化還元電位が下げられて還元雰囲気となり、無炎燻焼状態となる。石膏紙の場合にはここで特に有毒ガスも発生することがなく、石膏紙に付着している硫酸カルシュームのカルシューム分はセラミック層の一部を形成する。農業用ビニールの場合、特にポリエチレンフィルム又は酢酸ビニールにおいてはタール成分が発生し、他の有害成分は発生しないが、塩化ビニールにおいては塩化水素ガスが発生し、この塩化水素ガスは前記プラズマ分解を行なうガス分解装置１６で処理される。

前記セラミック灰取出装置２８は、図２、６に示すように、多数のローター４０、４０…４０からなっており、このローター４０は炉底部全面に伸びており、各ローター４０は互いに隣接して水平に設けられ、回転ドラム状をなしている。前記各ローター４０はその周面に複数の羽根４１、４１…４１を備え、これらの回転により各ローター間に間隙が生じて生成セラミックスがその間隙からセラミックスホッパー２９内に落下する。前記各切出しローラー４０はモーター４１によって互いに連動して回転するようになっている（図３）。この切出しローラーの回転はセラミックスホッパーに設けたレベルセンサー４２（図３、４）の信号によってコントロールされ、炉底部のセラミックスは自動的に排出される。なお、セラミックスホッパー２９の下部には窓４２Ｗが設けられている。

前記炉上部に設けられたホッパー４は破砕処理物を自動供給するように構成され、空気の炉内への侵入を防ぐことができ、このホッパーの機能と前記セラミックス取出装置２８のセラミックスの自動排出機能とが組合わされることにより、被処理物の連続処理が可能となる。

本発明の被処理物の燻焼システム構成図である。 本発明の燻焼炉の概略構成図である。 本発明の燻焼炉の正面図である。 本発明の燻焼炉の側面図である。 マイナスイオン供給装置の平面図である。 本発明の燻焼炉の底部断面図である。 本発明のマイナスイオン供給装置の垂直エアー管の縦断面図である。

符号の説明

３…燻焼炉
４…投入ホッパー
５…ロータリーバルブ
７…セラミックスサイロ
９…炉本体
１３…給水補助タンク
２３…排気ガス管
２７…マイナスイオン供給装置
２８…セラミックス灰取出装置
３６…垂直エアー管

Claims (3)

1. 被処理物を収納する円筒形の炉本体と、
   この炉本体の下部に配設され炉底部にマイナスイオンをエアーとともに供給するマイナスイオン供給装置と、
   燻焼されてセラミックス化したセラミック灰を自動的に取出すためのセラミックス灰取出装置と、からなり、
   前記炉本体は、
   炉内側に配設された耐火材とその外周を被う断熱材からなる炉本体下部と、炉内を冷却するためのウォータージャケットを備えた炉本体上部と、からなり、この炉本体上部には、粉砕した被処理物をコンベアにより逐次自動供給するホッパーを備え、
   前記マイナスイオン供給装置は、
   炉底部の外側でそれを挟むように配設され、互いに反対方向からエアーを送るための一対のエアー母管と、これらエアー母管間に炉底部を貫通して所定間隔で水平に伸び、前記エアー母管によってエアーが両側から供給される水平エアー管と、この水平エアー管の炉内部分に所定間隔で均一分散配置された垂直に伸びる多数の垂直エアー管と、前記エアー母管に水平エアー管の取付位置に対応して設けられたマイナスイオン発生部材と、からなり、
   前記垂直エアー管は、
   炉底部内にエアーとともにマイナスイオンを供給しかつ垂直方向に複数配列されたエアーノズルを側壁に備えていることを特徴とする廃棄有機物用燻焼炉。
2. 前記ホッパーは、粉砕した被処理物を炉中心近傍まで伸びた２軸のスクリューコンベアにより逐次自動供給することを特徴とする請求項１記載の廃棄有機物用燻焼炉。
3. 前記セラミックス灰取出装置は、
   セラミック灰層の下部に設けられ、回転自在で水平に炉底部全面に対応して複数隣接して配設された切出しローラーを備えていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の廃棄有機物用燻焼炉。

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