JP4009908B2 - 誘導加熱式乾留炉 - Google Patents

Description

この発明は、高分子化合物を含む廃棄物を乾留処理する誘導加熱式乾留炉に関し、特に被乾留物を均一に加熱する手段に関する。

炉体を誘導加熱することにより、不活性ガス雰囲気の炉内で被乾留物を乾留処理するバッチ式の誘導加熱式乾留炉については、例えば特許文献１に記載されている。この種の乾留炉は、不活性ガス雰囲気を形成する閉塞された断熱槽の内部に炉体が設置され、断熱槽の外側に加熱コイルが設けられている。炉体に被乾留物を投入し、加熱コイルに高周波電流を通流すると、加熱コイルが作る磁束が炉体と鎖交して炉体に誘導電流が流れ、炉体は抵抗損により発熱する。この炉体の熱は炉壁からの輻射や熱伝導により被乾留物に伝えられ、被乾留物が温度上昇して被乾留物に含まれる塗料などの高分子化合物が熱分解（乾留）される。
特開平１０−４３７１４号公報

上記した誘導加熱式乾留炉においては、炉体の熱は炉壁からの輻射や熱伝導により被乾留物に伝えられるが、炉体の中心部の被乾留物は炉壁からの輻射を受けることが少なく、専ら隣接する被乾留物からの熱伝導により加熱されるので昇温しにくい。そのため、炉内の被乾留物全体が乾留温度に達するまでに時間がかかり、また炉内中心部と周辺部での被乾留物の温度差により乾留ムラが生じるという問題があった。一方、その対策として炉体温度を高くすると、炉壁周辺の被乾留物が過熱され、アルミ缶が局部的に溶融するという問題があった。

そこで、この発明の課題は、炉内の被乾留物全体を均一かつ迅速に昇温させ、乾留処理時間の短縮と乾留品質の向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、この発明は、不活性ガス雰囲気を形成するキャスタブル断熱材で構成された断熱槽の内部に炉体を設置するとともに外部に加熱コイルを設置し、前記炉体内に被乾留物を収容し、この炉体を前記加熱コイルにより誘導加熱することにより前記被乾留物を乾留処理するようにしてなる誘導加熱式乾留炉において、
前記炉体内にファンを設置し、このファンにより前記炉体内のガスを前記乾留物を通して前記断熱槽内において強制循環させるとともに、前記断熱槽のキャスタブル断熱材で構成された内壁面の炉内ガスの循環流が衝突して直角に方向を変えられる箇所に耐磨耗材を装着するものとする（請求項１）。

請求項１の発明によれば、炉体内にファンを設け、このファンにより炉体内ガスを被乾留物を通して断熱槽内において強制的に循環させることにより、被乾留物を循環ガスからの熱伝達により加熱し、体中心部の被乾留物も速やかに昇温させることができる。一方、循環ガスには高分子化合物の乾留により生じた炭化物や金属缶同士の衝突により生じた金属紛などの固形粒子が混入しているので、これらの固形粒子によりキャスタブル断熱材の表面は磨耗しやすい。断熱材が磨耗すると乾留炉の断熱性が低下し、投入電力の増大や被乾留物の昇温の遅延を招く。そこで、この発明では、断熱槽のキャスタブル断熱材で構成された内壁面の炉内ガスの循環流が衝突して直角に方向を変えられる箇所に耐磨耗材を装着し、断熱材を磨耗から保護するものとする。

請求項１の発明において、前記耐磨耗材は加熱コイルの磁束の作用を受けるので、非磁性材で構成するのがよい（請求項２）。

この発明によれば、炉内の高温部の熱を循環ガスを介して低温部に伝え、被乾留物を短時間で均一に昇温させることが可能になるとともに、循環ガス中の固形物によるキャスタブル断熱材により構成された断熱槽の内壁の磨耗を抑えることができる。

図１は、この発明の実施の形態を示す乾留炉の概略縦断面図である。図１において乾留炉は、不活性ガス雰囲気を形成する閉塞された円筒状の断熱槽１と、断熱槽１内に環状の通風空間２を介して同心的に設置された円筒状の炉体３と、断熱槽１の外側に配置された加熱コイル４と、炉体３の内部と通風空間２とを通して炉内ガスを循環させる遠心式のファン５とを備えている。

キャスタブル断熱材からなる断熱槽１は、円筒体からなる本体１ａの上下に開閉可能な炉蓋１ｂ及び炉底１ｃを備えている。ファン５は炉蓋１ｂに支持され、炉外のモータ６で駆動される。炉体３は鉄からなり、底部に設けられたパンチングメタルなどからなる通風性の炉底板７上に被乾留物８を支持する。炉体３の上方部には、炉蓋１ｂとの間の間隙により通風口９が形成され、また炉体３の下端部には周方向の多数の窓穴からなる通風口１０が設けられている。炉体３の上端面には、ファン５の吸込み側と吐出し側とを仕切る環状の仕切板１１が取り付けられている。

図１に示した乾留炉による被乾留物８、ここでは例えば飲料缶の乾留処理について説明すると以下の通りである。まず、図示しない窒素タンクから不活性ガス（窒素ガス）を炉内に導入し、炉内を大気圧よりも若干高い圧力の不活性ガス雰囲気として大気（酸素）を遮断する。次いで、図示しないインバータ電源から、加熱コイル４に高周波電流を供給する。これにより、加熱コイル４が作る磁束が炉体３と鎖交し、この鎖交磁束を打ち消すように炉体３に誘導電流が生じて炉体３が抵抗損で発熱する。

図示しない乾留炉の制御部は、炉体３の炉壁温度を図示しない温度センサで検出し、その温度が一定になるように加熱コイル４に供給する電力を制御する。いまの場合、乾留温度を例えば550℃とすれば、炉壁温度を例えば600℃に保つように制御する。炉壁温度が600℃で飽和したら、図示しない投入シュータを通して被乾留物８を炉内に投入する。この被乾留物８は炉底板７上に支持される。被乾留物８が投入されたら、ファン５を起動し、同時に図示しない排ガス処理装置を起動する。これで、被乾留物８の乾留処理が開始される。

炉内で被乾留物８は炉体３の壁面からの輻射・熱伝導、被乾留物同士の接触による熱伝導、炉内ガスからの熱伝達により加熱されて温度上昇し、被乾留物８が含む塗料など高分子化合物が熱分解され乾留ガスが発生する。その場合、炉体３内の中心部の被乾留物８は炉壁からの輻射を受けないので昇温しにくい。そこで、ファン５により実線矢印で示すように、炉内ガスを炉内中心部と通風空間２とを通して循環させる。この循環ガスは通風空間２を通過する間に炉壁と接触して加熱され、次いで通風口１０を通過して炉体３内に入り、中心部を上昇しながら被乾留物８を加熱した後、低温となって再び通風口９から通風空間２に送入される。これにより、炉内中心部の被乾留物８も迅速かつ均一に加熱される。

ここで、炉内ガスの循環流が衝突する断熱槽１の内壁面に、耐磨耗材１２及び１３が装着されている。耐磨耗材１２は円筒状で、ファン５から半径方向に吐出された循環ガスが本体１ａの上部に直角に衝突して、方向が９０度変えられる個所に設けられている。また、耐磨耗材１３は環状で、通風空間２を降下した循環ガスが炉底１ｃに直角に衝突して、方向が９０度変えられる個所に設けられている。耐磨耗材１２，１３はステンレスやセラミックなどの非磁性材からなり、耐熱性の接着材により貼り付けられている。

炉内ガスは、破線矢印で示すように逆方向に循環させることも可能である。その場合には、円筒状の耐磨耗材１４を本体１ａの下部に装着し、環状の耐磨耗材１５を炉蓋１ａに装着する。図２に示すように、耐磨耗材１２〜１５の幅Ｌは経済面から、循環ガスの噴出し幅をＷ、噴出し口から耐磨耗材１２〜１５までの距離をＨとして、Ｌ＝Ｗ＋２Ｈとすれば十分である。

この発明の実施の形態を示す乾留炉の縦断面図である。 図１の乾留炉における耐磨耗材の寸法関係を説明する図である。

符号の説明

３ 炉体
４ 加熱コイル
５ ファン
８ 被乾留物
１２ 耐磨耗材
１３ 耐磨耗材
１４ 耐磨耗材
１５ 耐磨耗材

Claims (2)

1. 不活性ガス雰囲気を形成するキャスタブル断熱材で構成された断熱槽を設け、この断熱槽の内部に炉体を設置するとともに、外側に加熱コイルを設置し、前記炉体内に被乾留物を収容し、この炉体を前記加熱コイルにより誘導加熱することにより前記被乾留物を乾留処理するようにしてなる誘導加熱式乾留炉において、
   前記炉体内にファンを設置し、このファンにより前記炉体内のガスを前記乾留物を通して前記断熱槽内において強制循環させるとともに、断熱槽のキャスタブル断熱材で構成された内壁面の炉内ガスの循環流が衝突して直角に方向を変えられる箇所に耐磨耗材を装着したことを特徴とする誘導加熱式乾留炉。
2. 前記耐磨耗材を非磁性材で構成したことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱式乾留炉。

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