JPH0756028B2 - 乾留装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾留釜を外部から加熱して内部に収納されて
いる原料を蒸し焼きする乾留装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の乾留装置は、例えば、特公昭58−44106号公報に
記載のように、加熱炉の上部に蓋付きの乾留釜を載せ、
内部に内釜を入れ、乾留しようとする原料を該内釜に入
れて加熱し、内部に収納された原料を加熱して熱分解し
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕〕 しかしながら、従来例に係る乾留装置においては、熱の
伝達は外釜の鉄皮から内釜に伝わり、該内釜から原料に
熱伝動によって熱が伝わっているが、外釜と内釜間の空
隙及び内釜と原料との接触状態が悪い為に伝熱効率が低
く、また、乾留炉の熱効率も悪いという問題点があっ
た。

また、外釜と内釜が接触している釜底部の原料は釜から
の熱伝動によって直接加熱される為に高温となるが、釜
内上部の原料は原料内の熱伝動によって加熱されるので
温度は低く、結果として乾留しようとする原料が一定の
温度に到達するまで長時間を必要とし、作業効率が悪い
という問題点があった。

更に、外釜から内釜及び材料への熱伝達が低い為に、外
釜の温度が高くなり該外釜の加熱面側が酸化減肉すると
共に、熱伝達率は釜の各位置で異なり、その結果、外釜
が熱歪み変形を起こすという問題点もあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、出来
るだけ乾留釜内の温度を均一化して、熱効率の高い乾留
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に沿う請求項（１）記載の乾留装置は、上部に
開閉する蓋を有する乾留釜と、該乾留釜の底部から所要
の高さに配置され、しかも各部材間は充分な隙間が設け
られている載置台と、該載置台上に取外し自在に配置さ
れ上記乾留釜の内壁とは所要の隙間を有し、底部は網状
となっている乾留物収納容器と、上記蓋に取付けられて
いる周囲に気流を吹き出すファンと、上記乾留物収納容
器からの気流を上記ファンの吸引側に導く整風板と、上
記乾留釜を加熱する炉とを有して構成されている。

また、請求項（２）記載の乾留装置は、請求項（１）記
載の乾留装置において、乾留釜は横断面円形であって、
乾留物収納容器は、円柱を縦方向に複数を等分割した形
状をして構成されている。

〔作用〕

請求項（１）記載の乾留装置においては、乾留釜の底部
から所要の高さに、各部材間は充分な隙間が形成された
載置台が配置され、該載置台上には、底部が網状となっ
た乾留物収納容器が配置され、しかも該乾留物収納容器
の上部には整風板とファンが設けられているので、整風
板によって下部の乾留物収納容器からの気流をファンに
導き、該ファンによって周囲に吹き出し、乾留釜の内壁
と乾留物収納容器の外側の隙間に該気流を流し込み、乾
留釜の底部から網状となした乾留物収納容器の底部に導
き、循環させ、釜全体の温度を均一に加熱する。

請求項（２）記載の乾留装置においては、乾留釜が横断
面円形であって、乾留物収納容器は円柱を縦方向に複数
の等分割した形状をしているので、該乾留分収納容器の
壁によって該壁と被乾留物との間に間隙が生じ、乾留釜
中央部のガス流の流れが良くなり、被乾留物を均一に加
熱または冷却することができる。また、該乾留物収納容
器は小型化されるためハンドリングが容易になり、該乾
留物収納容器に組み合わせて使用することによって横断
面円形の乾留物収納容器を形成することができ、これに
よって、乾留釜の内壁との間に所要の隙間を有して乾留
物収納容器を収納できる。

〔実施例〕 続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た実施例につき説明し、本発明の理解に供する。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係る乾留装置の縦
断面図、第２図は乾留釜の横断面図、第３図は４分割し
た乾留物収納容器の斜視図、第４図は乾留釜のフランジ
部の拡大部分断面図、第５図は該乾留装置を使用した乾
留設備の全体フロー図である。

第１図、第２図に示すように、本発明の一実施例に係る
乾留装置10は、開閉できる蓋11を備える乾留釜12と、該
乾留釜12を支持する炉13と、上記乾留釜12内に配置され
た載置台14と、該載置台14上に載置される乾留物収納容
器15と、上記蓋11に取付けられるファン16及び整風板17
とを有して構成されている。以下、これらについて詳し
く説明する。

上記乾留釜12はステンレス項または耐熱鋼等からなって
横断面円形となって、蓋11との接合部にはフランジ18、
19が設けられ、側部には外部に乾留ガスを排出する排出
口20と、内部に冷却ガスを取り込む導入口21とが設けら
れている。

上記フランジ18、19は第４図に示すように上部及び下部
に冷却水の通路22、23を有し、しかも適当間隔で締付け
ボトル24を有して閉め金具25が取付け金具26にピン27を
介して回動自在に取付けられている。

また、下部のフランジ19には二段に溝28、29が形成さ
れ、上部のフランジ18には該溝28、29に嵌入するパッキ
ンを押圧するリング30、31が夫々設けられ、しかも図示
しない接続口から上記リング30、31間に窒素ガスを充填
できるようになっている。

上記蓋11の一方側には取付け板32及び該取付け板32が固
定されている回動軸33を介して炉枠34に回動自在に取付
けられ、該回動軸33にはレバー35が取付けられ、油圧シ
リンダー36によって蓋11が上記回動軸33を中心に開閉す
るようになっている。

上記乾留釜12の内部には第２図に示すように部材を充分
な間隔で配置した載置台14が乾留釜12の底部から所定の
高さに配置され、該乾留釜12の内壁には上記乾留物収納
容器15が所定位置に嵌入するよう案内板37が配置されて
いる。

上記載置台14に載る乾留物収納容器15は、第３図に示す
ように形状が円柱を縦方向に４等分割した構造となっ
て、上部開放、周囲は盲、下部は網状となって下から上
にガスが流れることができるようになっていると共に、
４個組み合わせた場合、第２図に示すように載置台14の
中央に載って、乾留釜12との間に所定の隙間を生じさせ
ることができるようになっている。なお、該乾留物収納
容器15は円柱を縦方向に４等分した例を示したが、複数
に等分されておれば４以外の数に分割した形状であって
も良い。

また、上記蓋11には複数の放射状に取付けれた羽根から
なるファン16が取付けられ、該ファン16のシャフト38に
はプーリー39が取付けられ、モーター40に取付けられて
いるプーリー41とベルトで連結され、モーター40の回転
によって駆動されるようになっている。

一方、上記ファン16の下部には整風板17がサポート17a
を介して蓋11に吊設されているが、該整風板17は全体が
円錐台状とフードとなって、丁度４個の乾留物収納容器
15上に被さり、上昇する気流をファン16の下部、即ちフ
ァン16の吸い込み口42に導くようになっている。

上記乾留釜12が載置されている炉枠34の内側には耐火物
を主体とする炉13が形成され、該炉13の下部には一方に
マンホール43が、他方側にはオイルバーナー44が備えら
れている。そして、該オイルバーナー44の近傍はパイロ
ットバーナー45、点火装置46及び覗き孔47が配置されて
いると共に、該オイルバーナー44の隣には発生する乾留
ガスを燃料とするガスバーナー48が設けられている。

この乾留装置10を適用した乾留設備の全体を第５図に示
すが、図に示すように該乾留設備は、上記乾留装置10
と、該乾留釜12の排気ガス通路に配置されガス管51内で
凝縮液化した油を回収して冷却する油冷却装置52と、乾
留ガスを冷却して残った油を液化するコンデンサー53
と、該コンデンー53の出口側に連結される水封槽54と、
上記油冷却装置52及びコンデンサー53によって回収され
た油を入れる回収油タンク56、57及び貯留タンク58と、
前記各バーナーに一次空気を供給する燃焼用ファン59
と、循環する冷却用の水を冷却するクーリングタワー60
とを有して構成されている。これらについて更に詳しく
説明する。

上記乾留釜10には、発生するガスを外部に送り出すガス
管51が取付けられ、該ガス管51の途中（最も低い位置に
取付けるのが好ましい）には分岐管を介して油冷却装置
52が取付けられている。この油冷却装置52は、ガス管51
内において凝縮した高引火点の油（即ち、高沸点の油）
を回収して冷却するためのものであり、冷却後の油は内
部に仕切り板を有する回収油タンク56に導かれ、表面に
浮いた軽い油のみを隣槽にオーバーフローさせて回収す
る。

そして、上記ガス管51の端部には内部を冷却水によって
強制的に冷却されるコンデンサー53が接続され、乾留ガ
ス内に含まれる油及び水を凝縮して液化し、回収油タン
ク57に導いている。この回収油タンク57は内部に仕切り
板を有し、表面に浮いた軽い油のみを浮かせて仕切り板
からオーバーフローさせて隣槽に導いている。

回収油タンク56、57に回収した油は、ポンプ61、62によ
って貯留タンク58に送り燃料油として使用する。この場
合、回収油タンク57に回収した低引火点の回収油（即
ち、低沸点の油を含む油）を優先して貯留タンク58に送
り、燃料油として不足する場合には回収油タンク56の高
引火点の回収油も貯留タンクに送り使用する。また、燃
料油として余剰の場合にはドラム缶等に払い出し他設備
の燃料等に有効に利用する。

上記コンデンサー53の出口側にはバルブ63を介して水封
槽54が取付けられ、該水封槽54を介して発生するガスは
ガスバーナー48及びガスバーナーの一例である常燃バー
ナー64に供給されて、逆火しないようになっている。

なお、上記回収油タンク56、57で分離された水及び水封
槽54からオーバーフローする水は、図示しない油水分離
装置を通して、油分を含まない状態で水のみを系外に排
出している。

上記乾留釜12の下部に備えられる上記オイルバーナー44
にはポンプ65を介して上記貯留タンク58からの油が供給
され、上記ガスバーナー48は水封槽54、二方制御弁66を
介して乾留によって発生するガスが供給されて、乾留釜
12を下部から加熱できるようになっている。

そして、乾留によって過剰に発生するガスは、上記常燃
バーナー64によって燃焼して衝突67から大気に放出して
いる共に、各バーナー44、64には、LPG68を燃料とする
パイロットバーナーが備えられている。

一方、上記コンデンサー53にはバルブ69を介して循環用
ファン70が取付けられ、コンデンサー53で冷却されたガ
スを再度乾留釜12に送ることができるようになっている
と共に、該乾留釜12にはバルブ71を介して窒素ガスタン
ク72が接続され、必要によって乾留釜12の内部に窒素ガ
スを封入できるようになっている。

次に、上記乾留設備の動作につき更に詳しく説明する
と、ステンレス鋼板を研磨ベルトによって研磨する過程
において発生するニッケルやクロムを含有する金属屑材
の一例であるステンレス鋼板研削屑を集めて、プレス工
場に搬送しシリンダー内に入れて上部からピストンで圧
搾して切削油を押出ケーキ状の塊状物（直径180mm、高
さ100mm）に成形する。これによって該塊状物の含有す
る油分は15％程度となる。

次に、この塊状物を前記した４個の乾留物収納容器15に
入れて、乾留釜12内に入れ、蓋11をして全体を密封し、
バルブ71を開いて窒素ガスタンク72から窒素ガスを導
き、内部の空気を追い出して非酸化性雰囲気とし、上記
バルブ71を閉める。

そして、まずモーター40を駆動して乾留釜12内のファン
16を回転させ、LPGを燃料とするパイロットバーナーに
耐火して、前回までの乾留によって回収した油を燃料と
するオイルバーナー44を燃焼させる。この時、コンデン
サー53に接続されるバルブ63は開き、バルブ69は閉じて
いるものとする。

これによって乾留釜12の内部が加熱されるが、内部のフ
ァン16から周囲に放出された気流は４個の乾留物収納容
器15の外側と乾留釜12との内壁との間を通って乾留釜12
の底の方に移動し、加熱され、乾留物収納容器15の底か
ら塊状物の隙間を通って上昇し、整風板17によってファ
ン16の直下に集められて循環する。

塊状物の温度が上昇すると内部に含まれている切削油が
気化し、ガス管51を通って乾留釜12から排出され、高引
火点の油はガス管51中で液化して油冷却装置52の方に流
れ込み、冷却されて回収油タンク56の一槽に送られる。

この回収油タンク56の一槽からオーバーフローした水よ
り軽い油は隣槽に流れ込み、ポンプ61によって貯留タン
ク58またはドラム缶等に送られる。

上記ガス管51内で液化しなかった油はコンデンサー53に
よって凝縮し、低引火点の油が回収され、回収油タンク
57に送られ、隣槽にオーバーフローした分のみを貯留タ
ンク58またはドラム缶にポンプ62で搬送する。

上記コンデンサー53を通ったガスには液化しない低分子
の可燃ガスを大量に含んでいるので、逆火防止用の水封
槽54を通してガスバーナー48に供給して、乾留釜12を加
熱する熱源として使用する。

時間の経過と共に、乾留釜12内の温度も上昇し、大量の
可燃性ガスが発生する場合には、上記ガスバーナー48を
主体として燃焼させても、乾留釜12の温度が上がり過ぎ
るので、必要な場合にはまずオイルバーナー44の燃焼を
弱め、これでも加熱しすぎる場合には、二方制御弁66を
操作し、余剰の可燃ガスを常燃バーナー64に導き、燃焼
させて、大気に放出する。

なお、乾留釜12内の温度は平均500℃程度として、最大
でも800℃を越えない程度とする。これによって、塊状
物は高温に曝され内部に含有する切削油は略完全に気化
し、しかも乾留は非酸化性雰囲気によって行われている
ので、塊状物に含まれるニッケルやクロム等は酸化され
ない状態を保持できる。

乾留が略完全に終わると、内部に高分子のガスの発生が
無くなるので、ファン16の負荷が小さくなり、更には乾
留ガスも発生しないので、ガス管51内の温度及び、蓋11
のフランジ18、19を冷却する水の温度も下がるので、何
れか一つあるいは２つ以上の現象を検出して、上記ガス
バーナー48、オイルバーナー44の火を止める。

乾留終了後、バルブ71を開いて窒素ガスタンク72から窒
素を導き、乾留釜12及びガス管51内に残存しているガス
を追い出して乾留釜12及びガス管51内の油の凝縮滞留を
防止する。

この後、バルブ63を止めると共に、バルブ69を開き、フ
ァン70を駆動して乾留釜12内のガスをコンデンサー53を
通して循環させる。なお、この場合、温度が下がって負
圧になるのを防止する為に、乾留釜12内の圧力低下に応
じて随時バルブ71を開いて内部に窒素を充填しておく。
上記コンデンサー53はクーリングタワー60によって冷却
されポンプ73によって搬送される冷却水が循環している
ので、内部の非酸化性ガスは急速に温度が下がり、これ
によって乾留された塊状物の温度も常温近傍まで下が
る。

塊状物の温度が完全に下がった状態（塊状物が自身の熱
で酸化しない温度）で、ファン70を止め、蓋11を開けて
内部の塊状物を取り出す。これによってステンレス鋼板
研削屑の製鋼原料への再生が終了するが、上記乾留釜12
から取り出した塊状物の油分は実測すると0.1％以下で
あり、しかも酸化の進行は全く見られなかった。

上記実施例においては、非酸化性雰囲気として窒素ガス
雰囲気を使用したが、アルゴンガスでも良い。

〔発明の効果〕

本発明の乾留装置においては、乾留釜の内部にファン及
び該ファンに気流を導く整風板を有し、乾留物収納容器
が、乾留釜の底から所要の高さを有する載置台上に載せ
られ、しかも載置台の各部材間は充分な隙間を有し、更
には並べられた乾留物収納容器と乾留釜の内壁との間も
隙間を有しているので、気流はファンから該隙間を通っ
て、乾留物収納容器の底部から内部を通過して循環す
る。従って、乾留釜の内部が急速に均一な温度になり、
効率良く乾留が行なえる。

特に、請求項（２）記載の乾留装置においては、乾留釜
が断面円形となって、乾留物収納容器が円柱体を縦方向
に複数に等分割された形状となっているので、乾留釜中
心付近の被乾留物を効率良く加熱しまたは冷却でき、ま
た、各乾留物収納容器を組み合わせて円柱状とすること
ができる為、容器のハンドリングも容易でかつ、大型の
乾留釜を製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る乾留装置の縦断面図、
第２図は乾留釜の横断面図、第３図は乾留物収納容器の
斜視図、第４図は乾留釜のフランジ部の拡大部分断面
図、第５図は該乾留装置を使用した乾留設備の全体フロ
ー図である。 〔符号の説明〕 10……乾留装置、11……蓋、12……乾留釜、13……炉、
14……載置台、15……乾留物収納容器、16……ファン、
17……整風板、18、19……フランジ、20……排出口、21
……導入口、22、23……通路、24……締付けボルト、25
……締め金具、26……取付け金具、27……ピン、28、29
……溝、30、31……リング、32……取付け板、33……回
動軸、34……炉枠、35……レバー、36……油圧シリンダ
ー、37……案内板、38……シャフト、39……プーリー、
40……モーター、41……プーリー、42……吸入口、43…
…マンホール、44……オイルバーナー、45……パイロッ
トバーナー、46……点火装置、47……覗き窓、48……ガ
スバーナー、51……ガス管、52……油冷却装置、53……
コンデンサー、54……水封槽、56、57……回収油タン
ク、58……貯留タンク、59……燃焼用ファン、60……ク
ーリングタワー、61、62……ポンプ、63……パルブ、64
……常燃バーナー、65……ポンプ、66……二方制御弁、
67……煙突、68……LPG、69……バルブ、70……循環フ
ァン、71……バルブ、72……窒素ガスタンク、73……ポ
ンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅之 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式會社光製鐵所内 (72)発明者 繁木 美智雄 千葉県君津市坂田370番地 濱田重工株式 会社君津支店内 (72)発明者 武藤 光明 山口県光市大字島田3434番地 濱田重工株 式会社光支店内 (72)発明者 村上 寛剛 福岡県北九州市戸畑区牧山１丁目１番36号 濱田重工株式会社開発部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に開閉する蓋を有する乾留釜と、該乾
   留釜の底部から所定の高さに配置され、しかも各部材間
   は充分な隙間が設けられている載置台と、該載置台上に
   取外し自在に配置され上記乾留釜の内壁とは所定の隙間
   を有し、底部は網状となっている乾留物収納容器と、上
   記蓋に取付けられている周囲に気流を吹き出すファン
   と、上記乾留物収納容器からの気流を上記ファンの吸引
   側に導く整風板と、上記乾留釜を加熱する炉とを有して
   なることを特徴とする乾留装置。
2. 【請求項２】乾留釜は横断面円形であって、乾留物収納
   容器は、円柱を縦方向に複数に等分割した形状をしてい
   る請求項（１）記載の乾留装置。