JPH10185166A - 廃棄物処理装置における熱分解残留物の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 横型回転ドラム式冷却装置において、大量の
熱分解残留物を迅速に、かつ効率良く冷却できる冷却装
置および廃棄物処理装置を提供する。 【構成】 回転ドラム９は、外表面が複数のノズル１７
から噴射する冷却水Ｗ１により冷却される。この回転ド
ラム９の内周壁のスパイラルフィン８どうしの間に掻き
上げ板３０を配設した。掻き上げ板３０は一片の鋼製平
板で、これにより、ドラム内で互いに接触し重なり合っ
ている熱分解残留物を、ドラムの回転とともにそれぞれ
の掻き上げ板が、すくい上げるように掻き上げては、ば
らけて落下させ、これを上流から下流に至るまでの間、
順次繰り返すので、熱分解残留物をきわめて効率的に冷
却できる。また、掻き上げ板３０を後方へ傾斜させ、後
端にストッパを設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物処理装置にお
ける熱分解残留物の冷却装置に係り、特に、廃棄物（家
庭やオフィスなどから出される都市ごみなどの一般廃棄
物、廃プラスチック、カーシュレッダー・ダスト、廃オ
フィス機器、電子機器、化成品等の産業廃棄物など、可
燃物を含むもの）を熱分解して生成する熱分解残留物
が、効果的に冷却できる熱分解残留物の冷却装置および
廃棄物処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみなどの一般廃棄物や廃プラスチ
ックなど可燃物を含む産業廃棄物の処理装置に関する従
来例としては、例えばドイツ特許公開 No.３７５７０
４.８、ドイツ特許公開 No.３８１１８２０.３および特
開平１−４９８１６号公報を挙げることができる。これ
らの従来例では、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素
状態において加熱して熱分解し、乾留ガスと主として不
揮発性成分からなる熱分解残留物とを生成し、さらに熱
分解残留物を分離装置に導き、この分離装置において燃
焼性成分と不燃焼性成分（例えば、金属、陶器など）と
に分離している。そして、燃焼性成分と乾留ガスを燃焼
溶融炉に導入して当該燃焼溶融炉内で燃焼処理するよう
にしている。

【０００３】このような廃棄物処理装置においては、熱
分解は例えば３００℃〜６００℃、通常は４５０℃程度
の比較的高温域で行なわれる。そのため、熱分解反応器
から排出される熱分解生成物（乾留ガスと熱分解残留
物）も、この比較的高温の状態となっている。ところ
で、前述した熱分解残留物のうち、分離装置で分離され
た燃焼性成分は主としてカーボンであり、このカーボン
の酸化反応を防止するためには、熱分解残留物を低酸素
雰囲気で冷却する必要がある。熱分解残留物を冷却する
手段として、上記特開平１−４９８１６号公報において
は、振動コンベア上で、熱分解残留物と燃焼溶融炉から
の排ガス（不活性ガス）とを接触させることが示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のように、振動コンベア上で熱分解残留物と燃焼
溶融炉からの排ガスとを接触させる冷却方法では、排ガ
スの温度が比較的高いために、その冷却に時間がかかる
という問題がある。また、振動コンベア上に水を噴霧し
潜熱を利用して冷却することが考えられるが、この場
合、噴霧水が均一に浸透気化しないため冷却効果が悪く
なることが予想される。そこで、本発明者らは、冷却手
段を備えた横型回転ドラム内に熱分解残留物を導入し、
間接冷却しながらドラム内を後流側へ移送し排出する冷
却装置を考案した。これによると、一定量の熱分解残留
物を、冷却されたドラム内を搬送することにより、間接
的に冷却することができる。本発明の目的は、横型回転
ドラム形式の冷却装置において、大量の熱分解残留物を
迅速に冷却でき、設備を大型化させることなく、熱分解
残留物を効率良く冷却できる冷却装置および廃棄物処理
装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下のよう
にして達成される。請求項１記載発明は、廃棄物を加熱
して熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分から成
る熱分解残留物とを生成する熱分解反応器と、前記乾留
ガスと熱分解残留物とを分離して排出する排出装置と、
該排出装置から排出される熱分解残留物を冷却する冷却
装置と、該冷却された熱分解残留物を燃焼性成分と不燃
焼性成分とに分離する分離装置と、前記乾留ガスと前記
燃焼性成分とを燃焼させる燃焼器とよりなる廃棄物処理
装置において、前記冷却装置を、一端に投入口に連結さ
れる開口部を有し、他端に排出口に連結される開口部を
設けた回転ドラムと、該回転ドラムを冷却する冷却設備
とにより構成するとともに、前記回転ドラムの内壁に、
複数個の掻き上げ板を配設したことを特徴とするもので
ある。本冷却装置によれば、ドラム内で互いに接触し重
なり合っている熱分解残留物を、ドラムの回転とともに
それぞれの掻き上げ板が、すくい上げるように掻き上げ
ては、ばらけて落下させ、これを上流から下流に至るま
での間、順次繰り返されることになり、熱分解残留物を
きわめて効率的に冷却することができる。また、請求項
２記載発明は、掻き上げ板が、前記回転ドラムの軸方向
に延設されるように取り付けられてなるので、ドラムの
回転とともにそれぞれの掻き上げ板が、熱分解残留物を
すくい上げるように掻き上げてはばらけて落下させるこ
とができ、熱分解残留物の効率的な冷却が可能になる。
また、請求項３記載発明は、前記横型回転ドラムの内周
壁には、前記熱分解残留物をドラムの回転にともなって
下流側へ移送するスパイラルフィンが形成されているの
で、ドラムや掻き上げ板が水平であっても、スパイラル
フィンの旋回運動で、熱分解残留物を後流側へ移送する
ことができる。また、請求項４記載発明は、前記掻き上
げ板は、前記ドラム軸方向に対して後流側へ傾斜するよ
うに、前記ドラム内周壁に取り付けられているため、ド
ラムが水平に設置されていても、あるいはスパイラルフ
ィンが形成されていなくても、掻き上げ板の後方への傾
斜によって、熱分解残留物を冷却しながら後流側へ移送
することができる。また、請求項５記載発明は、前記掻
き上げ板は、後流側に端部が上方に折曲され受け部が形
成されているため、例えば、瓦礫や缶など、ある程度の
大きさがあって冷えにくく、しかも転がりやすいもの
を、冷却ドラム内に長時間とどめることが可能となる。
本装置によれば、熱分解反応器で生成した熱分解残留物
を、内周壁に掻き上げ板を配設した横型回転式のドラム
内へ供給すると、ドラム内で互いに接触し重なり合って
いる熱分解残留物を、ドラムの回転とともにそれぞれの
掻き上げ板が、すくい上げるように掻き上げては、ばら
けて落下させ、これを順次繰り返すので、熱分解残留物
をきわめて効率的に冷却できる。そのため、大量の熱分
解残留物を迅速に冷却でき、廃棄物の処理効率を向上さ
せることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は本発明の廃棄物処理装置
の概略構成を示している。図において、都市ごみ等の可
燃物を含有する廃棄物ａを、廃棄物供給装置１を介して
熱分解反応器２内へ供給する。熱分解反応器２は、通
常、横型回転式ドラムが用いられ、図示しないシール機
構により、その内部は低酸素雰囲気に保持され、また、
燃焼溶融炉４の後流側に配置される熱交換器（図示せ
ず）により加熱された加熱空気が、ラインＬ１から供給
され、この加熱空気により、内部は３００℃〜６００℃
に、通常は４５０℃程度に加熱されている。そして、廃
棄物供給装置１から供給された廃棄物ａは熱分解反応器
２内で熱分解され、乾留ガスＧ１と主として不揮発性の
熱分解残留物ｂとを生成する。熱分解反応器２内で生成
された乾留ガスＧ１と熱分解残留物ｂは排出装置３によ
り分離され、乾留ガスＧ１はラインＬ２を経て燃焼溶融
炉４のバーナ５に供給される。

【０００７】一方、熱分解残留物ｂは横型回転ドラム形
式の冷却装置６に供給され、ここで冷却された後、分離
装置７に供給される。熱分解残留物ｂは金属や陶器等の
不燃焼性成分とカーボンを主体とする燃焼性成分とより
なるが、冷却装置６のドラム内に供給される熱分解残留
物ｂは約４５０℃と比較的高温状態であるため、大気と
接すると酸化反応する恐れがある。それを防ぐために、
冷却装置６には排ガスＧ２の一部がラインＬ３から供給
され、冷却装置６のドラム内部は低酸素雰囲気に保持さ
れている。

【０００８】ここで、冷却装置６の詳細を図２および図
３を用いて説明する。冷却装置６は図２および図３に示
したように、ドラム内周壁に、ドラム軸方向に螺旋状に
形成されたスパイラルフィン８を有するほぼ円筒状の回
転ドラム９と、ノズル１７と、水槽１８と、ポンプ１９
とからなる冷却設備で構成され、その回転ドラム９の一
端には排出装置３に接続された入口部１０が、他端には
分離装置７に接続された出口部１１がそれぞれ設けられ
ている。回転ドラム９は支持ローラ１２、１３上に回転
自在に支持されており、駆動装置（例えばモータ）１４
の駆動回転力がチェーン１５を介して伝達されることに
より回転する。なお、回転ドラム９と入口部１０との結
合部、並びに回転ドラム９と出口部１１との結合部には
シール機構が設けられ、回転ドラム９が回転しても回転
ドラム９内部の機密が保持されるようになっている。

【０００９】また、回転ドラム９の側方には植立部材１
６が立設され、この植立部材１６には回転ドラム９の長
手方向に沿って所定の間隔で複数のノズル１７が配置さ
れている。これらのノズル１７は全て冷却水ラインＬ４
につながっており、水槽１８の冷却水Ｗ１がポンプ１９
で加圧され、ノズル１７からドラム本体９の外表面に噴
出されるようになっている。ラインＬ３からは前述した
ように排ガスＧ２が供給され、冷却装置６の内部が低酸
素雰囲気に保持されている。支持ローラ１２、１３、駆
動装置１４および植立部材１６等は基台２０上に固定さ
れている。また２１は水槽である。

【００１０】本発明になる冷却装置は、図２に示すよう
に、回転ドラム９の内周壁に設けたスパイラルフィン８
どうしの間に、掻き上げ板３０を適宜配設したものであ
る。掻き上げ板３０は一片の鋼製平板で、回転ドラムの
軸方向に延設して配置され、これにより、ドラム内で互
いに接触し重なり合っている熱分解残留物を、ドラムの
回転とともにそれぞれの掻き上げ板が、すくい上げるよ
うに掻き上げては、ばらけて落下させ、これを上流から
下流に至るまでの間、順次繰り返すので、熱分解残留物
をきわめて効率的に冷却することができる。

【００１１】以下、本発明のいくつかの応用例を説明す
る。図４に示す応用例は、回転ドラム９のスパイラルフ
ィンの形成されていない内周壁に、後流側端部を上方に
折曲した受け部３１（以下、ストッパ３１ともいう）を
設けた掻き上げ板３０を、後方に傾斜させて配設したも
のである。これにより、スパイラルフィンがなくても、
ドラムの回転とともにそれぞれの掻き上げ板が、熱分解
残留物をばらけて落下させながら、後方へ搬送と、効率
的な冷却とを行うことができる。

【００１２】また、掻き上げ板３０は、図５のように、
ドラム軸方向に平行に設置して、回転ドラム９を傾斜さ
せることによっても、熱分解残留物を後方へ搬送できる
し、あるいは、図６のように、回転ドラム９を水平に設
置して、掻き上げ板３０を後方へ傾斜させて取り付けて
もよい。さらに、後流側を折曲したストッパ３１を省略
して、構造を単純化することもできる。また、図５およ
び図６のように、ドラム内周壁のスパイラルフィンを省
略して、掻き上げ板３０もしくは回転ドラム９を傾斜さ
せることにより、ドラム内の熱分解残留物はドラムの回
転につれて後流側へ移送される。

【００１３】また、図７および図８は、ドラム半径方向
の断面を模式的に示した図である。図７に示すように、
掻き上げ板３０を、ドラム回転方向に鋭角になるように
内周壁に設けることにより、熱分解残留物の落下距離を
長くして、大きくばらけさせることができ、熱分解残留
物を効果的に冷却できる。また、図８に示すように、掻
き上げ板３０をドラム内周壁に垂直に取り付けることに
より、構造を単純化させることもできる。

【００１４】これらの応用例によっても、図２に示した
ものと同様に、ドラム内の重なり合っている熱分解残留
物を、それぞれの掻き上げ板がすくい上げるように掻き
上げては、ばらけて落下させ、これを順次繰り返すの
で、熱分解残留物をきわめて効率的に冷却することがで
きる。

【００１５】このようにして、図１の廃棄物処理装置
は、以下のように作用する。図１〜図３において、４５
０℃程度の温度を有する熱分解残留物ｂが入口部１０か
ら回転ドラム９内に供給され、この回転ドラム９の外表
面がノズル７から噴霧される冷却水Ｗ１により冷却され
ているため、ドラム内部に導入された熱分解残留物ｂ
は、ドラム内周壁に設けた掻き上げ板により、ドラムの
回転とともに、それぞれすくい上げるように掻き上げら
れては、ばらけて落下するので、きわめて効率的に冷却
される。そして、この熱分解残留物ｂは、回転ドラム９
と共に旋回するスパイラルフィン８により、入口部１０
から出口部１１へと順次移送される。

【００１６】こうして、回転ドラム９内部の熱分解残留
物ｂは十分に冷却され、酸化反応する温度以下、例えば
８０℃以下に冷却される。そして、熱分解残留物ｂは出
口部１１から分離装置７に供給され、ここで大気中にお
いて金属、陶器等の不燃焼性成分ｃとカーボン等の燃焼
性成分ｄとに分離され、この燃焼性成分ｄはラインＬ５
を経て燃焼溶融炉４のバーナ５に送られる。

【００１７】バーナ５に送られた燃焼性成分ｄは、ここ
で送風機２２より送られる空気ｅにより乾留ガスＧ１と
ともに燃焼溶融炉４内で燃焼処理される。燃焼溶融炉４
は一般に溶解炉と言われるものであって前記燃焼性成分
ｄは、１３００℃程度の高温で燃焼され、燃焼灰は溶融
スラグとなって水槽２３内に落下し固化する。一方、燃
焼溶融炉４内の燃焼ガスＧ３は排ガスラインＬ６を流
れ、廃熱ボイラ２４の上流側に配置される熱交換器（図
示せず）および廃熱ボイラ２４で熱回収され、更に集じ
ん器２５、２６で除塵された後、煙突２７から大気中へ
排出される。なお、図中２８は、蒸気タービンにより作
動される発電機である。

【００１８】以上、本発明を図示の実施形態について詳
述したが、本発明はそれらの実施形態のみに限定される
ものではなく、本発明の精神を逸脱せずして種々改変を
加え、多種多様の変形をなし得ることは云うまでもな
い。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横型回転ドラム形式の冷却装置において、熱分解反応炉
から導入され、ドラム内で互いに接触し重なり合ってい
る熱分解残留物が、ドラム内周壁に設けた掻き上げ板に
よって、ドラム回転とともに、すくい上げるように掻き
上げられては、ばらけて落下するので、きわめて効率的
に冷却される。そのため、装置のコンパクト化が図れる
とともに、大量の熱分解残留物を迅速に冷却でき、廃棄
物の処理効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物処理装置の概略構成図である。

【図２】本発明になる冷却装置の一実施形態を模式的に
示したドラム軸方向の断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った矢視図である。

【図４】本発明の他の実施形態を模式的に示したドラム
軸方向の断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態を模式的に示したドラム
軸方向の断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態を模式的に示したドラム
軸方向の断面図である。

【図７】本発明の他の実施形態を模式的に示したドラム
半径方向の断面図である。

【図８】本発明の他の実施形態を模式的に示したドラム
半径方向の断面図である。

【符号の説明】

１ 廃棄物供給装置 ２ 熱分解反応器 ３ 排出装置 ４ 燃焼溶融炉 ５ バーナ ６ 冷却装置 ７ 分離装置 ８ スパイラルフィン ９ 回転ドラム １０ 入口部 １１ 出口部 １２、１３ 支持ローラ １４ 駆動装置（モータ） １５ チェーン １６ 植立部材 １７ ノズル １８、２１、２３、 水槽 １９、 ポンプ ２０ 基台 ２２ 送風機 ２４ 廃熱ボイラ ２５、２６ 集じん器 ２７ 煙突 ２８ 発電機 ３０ 掻き上げ板 ３１ ストッパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を加熱して熱分解し、乾留ガスと
   主として不揮発性成分から成る熱分解残留物とを生成す
   る熱分解反応器と、前記乾留ガスと熱分解残留物とを分
   離して排出する排出装置と、該排出装置から排出される
   熱分解残留物を冷却する冷却装置と、該冷却された熱分
   解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離
   装置と、前記乾留ガスと前記燃焼性成分とを燃焼させる
   燃焼器とよりなる廃棄物処理装置において、 前記冷却装置を、一端に投入口に連結される開口部を有
   し、他端に排出口に連結される開口部を設けた回転ドラ
   ムと、該回転ドラムを冷却する冷却設備とにより構成す
   るとともに、前記回転ドラムの内壁に、複数個の掻き上
   げ板を配設したことを特徴とする廃棄物処理装置におけ
   る熱分解残留物の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記回転ドラムの軸方向に延設されるよ
   うに取り付けられてなる請求項１に記載の掻き上げ板。
3. 【請求項３】 前記回転ドラムの内壁にスパイラルフィ
   ンを配設し、該スパイラルフィン間に掻き上げ板を配設
   されてなる請求項１または２に記載の掻き上げ板。
4. 【請求項４】 前記回転ドラムの軸心に対し、後流側に
   向かって下方に傾斜角を有するように取り付けられてな
   る請求項１に記載の掻き上げ板。
5. 【請求項５】 前記回転ドラムの後流側に向かって、端
   部が上方側へ折曲し受け部を形成してなる請求項４に記
   載の掻き上げ板。