JP3965414B1 - 紙、プラスチック等の有機廃棄物用燻焼炉 - Google Patents
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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
【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。
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
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27…マイナスイオン供給装置
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36…垂直エアー管
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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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CN104344402B (zh) * | 2010-11-12 | 2016-09-14 | 中国科学院工程热物理研究所 | 流化床的布风装置和具有其的锅炉或气化炉 |
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- 2006-08-02 JP JP2006211149A patent/JP3965414B1/ja not_active Expired - Fee Related
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