JPH0875129A - 焙焼炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 省エネルギー化が可能であり、効率よく難燃
性廃棄物の焼却処分を行う。 【構成】 内筒部１６は、固定型の外筒部１５内で回転
されながら焙焼され、内筒部１６内で被処理物から発生
されたガスは、内筒部１６への補助用の加熱エネルギー
源として外筒部１５内で二次燃焼され、また、内筒部１
６内を無酸素状態として焙焼して必要以上の直接燃焼を
抑制し、難燃性廃棄物の被処理物を減容化された残留物
としてリサイクル可能な状態で回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に難燃性廃棄物の焼
却処分を行うのに適した焙焼炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、産業廃棄物の処分については、そ
の大部分を埋立て処理によって行っているが、年々埋立
て処理地の確保は難しくなり、きわめて深刻な社会問題
となっている。

【０００３】このため、最終処理法として焼却処分が検
討されているが、産業廃棄物の中でも大きな比率を占め
るプラスチック産業廃棄物は、近年、プラスチックに対
して難燃性を付与する傾向にあり、焼却処分が難しくな
っている。

【０００４】特に、難燃性を増大するために、塩素や臭
素などのハロゲンが添加された耐熱性の熱硬化性プラス
チックには、この傾向が強く、焼却処分の際、黒煙や塩
素ガス、臭素ガスなどが多量に発生し、焼却処分が難し
いとされている。

【０００５】このため、被処理物を微粉砕前に処理し、
高温で過剰空気を投入して燃焼するストーカ方式の竪型
炉や流動焙焼炉などが採用されているが、設備費と燃焼
のためのエネルギーコストの増大を招き、本格的に実用
化するには、解決すべき点が多々ある。

【０００６】エネルギーコストの削減策として、円筒部
内の被処理物を無酸素条件下で加熱し、被処理物のガス
化を図って減容化し、発生したガスを燃焼処理する方法
が実用化されている。

【０００７】具体的には、図３に示したロータリーキル
ン炉のように、予め粗粉砕されたプラスチック産業廃棄
物などの被処理物（図示略）をホッパー１に投入し、ス
クリューコンベア２を回転させて円筒部３内に供給し、
この円筒部３を駆動支持装置４，４，…によって回転さ
せ、円筒部３の他端側に設けられている燃焼機バーナ５
を点火し、被処理物の焙焼を行っている。

【０００８】被処理物の焙焼によって発生したガスは、
排出ガス管６を介して、集塵装置７、排気ファン８、排
気煙突９、塵埃排出口１０などで構成されるサイクロン
集塵装置１１へ排出され、円筒部３内の残留物は、排出
口１２から取り出され、排出コンベア１３で外部に移送
させて分離回収している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のロー
タリーキルン炉によれば、被処理物は直接燃焼されずに
焙焼されるため、遊離炭素の発生がなく、比較的清浄な
排気ガスが得られるが、ハロゲンガスなど発生したガス
の処理方法に問題が残り、また、被処理物が持つエネル
ギーの有効利用が不十分である。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、被処理物から
発生するガスを補助用の加熱エネルギーとすると共に、
燃焼ガスの無煙化、省エネルギー化が可能であり、効率
よく難燃性の被処理物を処分することができる焙焼炉を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、固定型の外筒部内に回転型の内筒
部を配設し、この内筒部内に粗粉砕された被処理物を供
給し回転させながら加熱乾留を行い、発生したガスを被
処理物の供給部分の近傍に設けたガス排気口より外筒部
内へ排出すると共に、このガスを外筒部に設けた燃焼機
バーナにより燃焼させて内筒部に対する加熱源としなが
ら外筒部外へ排出し、かつ内筒部内の残留物は内筒部の
排出口から外部へ排出させることを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、内筒部における被処理物の導入部分
の他端側には、水またはスチームを内筒部内へ噴出させ
る噴霧装置を設けることを特徴としている。

【００１３】さらに、外筒部に設けた燃焼機バーナは、
その燃焼ガスの排出方向が外筒部の接線方向となるよう
に取付けることを特徴とすることができる。

【００１４】

【作用】内筒部は、固定型の外筒部内で回転されながら
焙焼され、内筒部内で被処理物から発生したガスは、内
筒部への補助用の加熱エネルギー源として外筒部内で二
次燃焼される。また、内筒部内を無酸素状態として焙焼
し、必要以上の直接燃焼を抑制し、被処理物を減容化さ
れた残留物とし、リサイクル可能な状態で回収できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は、本発明に係る焙焼炉にサイクロン集
塵装置を備えた断面図、図２は、焙焼炉の断面図であ
る。

【００１６】この焙焼炉は、固定型として形成された外
筒部１５内に、プラスチック産業廃棄物などの被処理物
（図示略）を焙焼する回転型の内筒部１６を配設させて
あり、従来のロータリーキルン炉の改良型として構成さ
れている。

【００１７】つまり、内筒部１６は、外筒部１５との間
でガス流路１７を形成するため、外筒部１５と一定間隔
を隔てて内蔵されていると共に、その一端側１８と他端
側１９を外筒部１５から突出させてある。

【００１８】この内筒部１６の一端側１８と他端側１９
には、内筒部１６を回転させるための駆動支持装置２
０，２０によって、一端側１８から他端側１９へと傾斜
するように若干の勾配が付加され、かつ内筒部１６が回
転可能に支持されている。また、内筒部１６の一端側１
９には、ホッパー２３と連通するスクリューコンベア２
４が内設され、これにより予め粗粉砕された被処理物
が、内筒部１１内に供給されるようにしてある。

【００１９】内筒部１６の他端側１９には、水またはス
チームを内筒部１６内へ噴出させる噴霧装置２５が設け
られ、この噴霧装置２５のノズル２６により内筒部１６
内の全体へ水またはスチームが噴霧される。

【００２０】さらに、この他端側１９には、内筒部１６
内の残留物の排出口２７が設けられており、この排出口
２７から取り出された残留物は、排出コンベア２８によ
って移送されて分離回収される。

【００２１】一方、スクリューコンベア２４の排出口２
９近傍の内筒部１６には、ガス排気口３０が開設されて
いる。このような位置関係でガス排気口３０を開設する
ことにより、内筒部１６内の被処理物が外筒部１５内に
排出するのを防げるが、さらにスクリューコンベア２４
の排出口２９部分に図示しないが、受け皿やストッパー
などを設置して、排出を防止できるようにしてある。

【００２２】外筒部１５に、内筒部１６を加熱する燃焼
機バーナ３１が設けられており、この燃焼機バーナ３１
は、加熱温度を粗粉砕された投入量に対応して調整でき
るように構成されている。そして、図２に示すように、
燃焼効率を向上させるため、その燃焼ガスの排出方向が
外筒部１５の接線方向、つまり内筒部１６の面に対して
平行に炎が出るように取付けられ、内筒部１６を効率よ
く焙焼するようにしてある。

【００２３】なお、燃焼機バーナ３１は、複数を対称に
設置することにより、より一層その燃焼効率の向上を図
ることができる。

【００２４】また、内筒部１６の他端側１９の外筒部１
５には、排気ガス管３２が設けられており、この排気ガ
ス管３２は、集塵装置３３、排気ファン３４、排気煙突
３５、塵埃排出口３６などで構成されるサイクロン集塵
装置３７へ連通させてある。

【００２５】この実施例によれば、予め粗粉砕されたホ
ッパー２３、スクリューコンベア２４を介して内筒部１
６内に供給された被処理物は、内筒部１６が回転しなが
ら燃焼機バーナ３１で加熱されるので、加熱分解を生じ
ながら回転・拡散され、内筒部１６内を排出口２７へ向
けて移動しながら焙焼される。

【００２６】内筒部１６内には、水またはスチームが噴
霧されるので、被処理物の直接燃焼は進まずに焙焼さ
れ、かつ無酸素状態で加熱乾留されるので、被処理物は
燃焼炭化しながら減容化され、また、内筒部１６内には
発生したガスが充満される。

【００２７】この場合、金属物などは、水素などにより
還元されて金属状態での残留物として回収される。ま
た、紙基材フェノール樹脂物は、活性炭として、ガラス
繊維基材エポキシなどは、減容化された残留物として回
収される。このようにして焙焼された残留物である金属
や炭化物などは、内筒部１６の排出口２７から取り出さ
れ、排出コンベア２８で移送されて分離回収される。

【００２８】一方、内筒部１６内に充満したガスは、ガ
ス排気口３０から外筒部１５のガス流路１７内に流入さ
れ、燃焼機バーナ３１で燃焼される。この際、若干の空
気を供給調整するか、外筒部１５に空気供給口（図示
略）を設置するかなどの装置を設けて、排気ガス量を調
整しながら空気量を調整し、外筒部１５の燃焼機バーナ
３１の補助用の加熱エネルギー源とすることができる。

【００２９】内筒部１６内で噴霧された水またはスチー
ムは、発生されたガスと拡散反応するので、被処理物に
含まれるハロゲン化合物の塩素は、塩化水素として図示
省略の排気ガス処理装置などで補修し、塩酸として回収
できる。

【００３０】内筒部１６の排気ガス管３２から排出され
たガスは、サイクロン集塵装置３７の集塵装置３３に供
給され、排気ファン３４でエジエクターされて除塵さ
れ、塵埃は下部の塵埃排出口３６から、その他は上部の
排気煙突３５から排出される。

【００３１】排出されるガスに規制外の有害物質などが
含まれるような場合、さらに排気ガス処理装置などで洗
浄して回収することができるし、排気ファン３４でエジ
エクターする場合には、当然ファンの排気調整ができる
ようにしてある。

【００３２】なお、外筒部１５内でガスの燃焼を行う場
合、外筒部１５内に邪魔板などを設置することにより、
燃焼効率を向上することができる。外筒部１５や内筒部
１６など炉内の材質は、金属単体ではステンレス材、チ
タン材などが使用できる。長期運転やハロゲン系のガス
などによる劣化に対応するため、鋼材などの表面に高温
用セラミック断熱材などを貼り付けて使用することが有
効である。

【００３３】さらに、使用するステンレス材やチタン材
などを取り替え可能に構成し、ランニングコストを低減
化できるが、いずれにせよハロゲンを含む被処理物を焙
焼する場合には、チタン材を使用することが望ましい。

【００３４】次に、本発明者らが実施した本発明に係る
焙焼炉を用いた実施例１，２と、従来のロータリーキル
ン炉を用いた比較例とを説明する。

【００３５】実施例１として、本発明者らは、紙基材フ
ェノール樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、シュレ
ッダー機で１０〜２０ｍｍに粉砕し、これを本発明に係
る焙焼炉のホッパー２３に供給した。焙焼炉の燃焼温度
を８００°Ｃに設定し、投入量を１００ｋｇ／Ｈｒ、燃
焼処理時間を３０分間、供給水量を２ｌ／Ｈｒとして焙
焼炉を行った。

【００３６】これにより得られた残留物は、炭化物と銅
箔であり、この残留物を水槽に取り出し、低速撹拌を行
いながら比重差で銅箔と炭化物に分離した。得られた銅
箔は、銅として回収し、炭化物は、比表面積９００ｍ²
／ｇの活性炭として回収した。また、焙焼によって発生
したガスは、サイクロン集塵装置３７の排気煙突３５に
設置した排気ガス処理装置によって、塩化水素および臭
素水素として補修した。

【００３７】実施例２として、本発明者らは、ガラス繊
維エポキシ樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、同様
にシュレッダー機で１０〜２０ｍｍに粉砕し、これを本
発明に係る焙焼炉のホッパー１４に供給した。焙焼炉の
燃焼温度を７００°Ｃに設定し、投入量を２００ｋｇ／
Ｈｒ、燃焼処理時間を３０分間、供給水量を２ｌ／Ｈｒ
として焙焼を行った。

【００３８】これにより得られた残留物は、燃焼物と銅
箔であり、この残留物を水槽に取り出し、低速撹拌を行
いながら比重差で銅箔と燃焼物に分離した。得られた銅
箔は、銅として回収し、燃焼物は、ガラス繊維として減
容固化し無害物として回収し、コンクリートの補強材と
して使用した。また、焙焼によって発生したガスは、サ
イクロン集塵装置３７の排気煙突３５に設置した排気ガ
ス処理装置によって、臭化水素として補修した。

【００３９】比較例として、本発明者らは、紙基材フェ
ノール樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、シュレッ
ダー機で１０〜３０ｍｍに粉砕し、図３に示した従来の
ロータリーキルン炉のホッパー１に供給した。炉の燃焼
温度を８００°Ｃに設定し、投入量を１００ｋｇ／Ｈ
ｒ、燃焼処理時間を３０分間、供給水量を２ｌ／Ｈｒと
して焙焼を行った。

【００４０】これにより得られた残留物は、炭化物は、
灰となっており、銅箔は、酸化銅粉状となって、リサイ
クル可能な素材として回収できなかった。

【００４１】このことからも明らかなように、本発明に
よる焙焼の場合、残留物の酸化を防ぎ、リサイクル可能
な素材の状態として回収可能であることが確認できた。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内筒部内で発生されたガスは、内筒部への補助用の加熱
エネルギー源として使用でき、二次燃焼されて無煙化さ
れるので、大気汚染などを防止できると共に、熱効率の
よい焙焼により省エネルギー化が可能で、ランニングコ
ストを少なくすることができる。

【００４３】また、内筒部内は無酸素状態として焙焼さ
せるので、被処理物の酸化を防ぎ、減容化された残留物
とすることができ、リサイクル可能な素材として回収す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焙焼炉にサイクロン集塵装置を備
えた断面図である。

【図２】焙焼炉の断面図である。

【図３】従来のロータリーキルン炉の断面図である。

【符号の説明】

１５ 外筒部 １６ 内筒部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年８月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】この内筒部１６の一端側１８と他端側１９
には、内筒部１６を回転させるための駆動支持装置２
０，２０によって、一端側１８から他端側１９へと傾斜
するように若干の勾配が付加され、かつ内筒部１６が回
転可能に支持されている。また、内筒部１６の一端側１
９には、ホッパー２３と連通するスクリューコンベア２
４が内設され、これにより予め粗粉砕された被処理物
が、予備焙焼されながら内筒部１１内に供給されるよう
にしてある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】実施例１として、本発明者らは、紙基材フ
ェノール樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、シュレ
ッダー機で１０〜２０ｍｍに粉砕し、これを本発明に係
る焙焼炉のホッパー２３に供給した。焙焼炉の燃焼温度
を８００°Ｃに設定し、投入量を１００ｋｇ／Ｈｒ、燃
焼処理時間を３０分間、供給水量を２０リットル／Ｈｒ
として焙焼を行った。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】実施例２として、本発明者らは、ガラス繊
維エポキシ樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、同様
にシュレッダー機で１０〜２０ｍｍに粉砕し、これを本
発明に係る焙焼炉のホッパー１４に供給した。焙焼炉の
燃焼温度を７００°Ｃに設定し、投入量を２００ｋｇ／
Ｈｒ、燃焼処理時間を３０分間、供給水量を２０リット
ル／Ｈｒとして焙焼を行った。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】比較例として、本発明者らは、紙基材フェ
ノール樹脂プリント基板の打ち抜き枠廃材を、シュレッ
ダー機で１０〜３０ｍｍに粉砕し、図３に示した従来の
ロータリーキルン炉のホッパー１に供給した。炉の燃焼
温度を８００°Ｃに設定し、投入量を１００ｋｇ／Ｈ
ｒ、燃焼処理時間を３０分間、燃焼を行った。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型の外筒部内に回転型の内筒部を配
   設し、この内筒部内に粗粉砕された被処理物を供給し回
   転させながら加熱乾留を行い、発生したガスを被処理物
   の供給部分の近傍に設けたガス排気口より外筒部内へ排
   出すると共に、このガスを外筒部に設けた燃焼機バーナ
   により燃焼させて内筒部に対する加熱源としながら外筒
   部外へ排出し、かつ内筒部内の残留物は内筒部の排出口
   から外部へ排出させることを特徴とする焙焼炉。
2. 【請求項２】 内筒部における被処理物の供給部分の他
   端側には、水またはスチームを内筒部内へ噴出させる噴
   霧装置を設けることを特徴とする請求項１記載の焙焼
   炉。
3. 【請求項３】 外筒部に設けた燃焼機バーナは、その燃
   焼ガスの排出方向が外筒部の接線方向となるように取付
   けることを特徴とする請求項１又は２記載の焙焼炉。