JPH102522A - 廃棄物処理装置における熱分解反応器 - Google Patents

廃棄物処理装置における熱分解反応器

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JPH102522A
JPH102522A JP8152331A JP15233196A JPH102522A JP H102522 A JPH102522 A JP H102522A JP 8152331 A JP8152331 A JP 8152331A JP 15233196 A JP15233196 A JP 15233196A JP H102522 A JPH102522 A JP H102522A
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rotary drum
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Hiroaki Harada
裕昭 原田
Toru Ogasawara
徹 小笠原
Masafumi Aoba
雅文 青葉
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 熱分解反応器のシエルの回転数を増加して
熱分解性能を向上させ、その結果、熱分解反応器を小型
化する。 【解決手段】 内部が大気圧以下に保持される熱分解反
応器内2に廃棄物aを投入して加熱し、乾留ガスG1
熱分解残留物cとを生成し、この熱分解残留物cを燃焼
性成分と不燃焼性成分とに分離し、前記乾留ガスG1
前記燃焼性成分とを燃焼処理するようにした廃棄物処理
装置において、前記熱分解反応器2を横型回転ドラムで
構成し、この横型回転ドラムの傾斜角θを極めて小さく
するよう配置するとともに、回転速度を大となすよう構
成したことを特徴とする廃棄物処理装置における熱分解
反応器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理装置
における熱分解反応器、より詳しくは廃棄物を大気圧以
下で加熱して熱分解し乾留ガスと熱分解残留物とを生成
し、この乾留ガスと熱分解残留物から分離された燃焼性
成分とを燃焼器に供給して燃焼処理するようにした廃棄
物処理装置における熱分解反応器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみなどの一般廃棄物や廃プラスチ
ックなどの可燃物を含む産業廃棄物処理装置の一つとし
て、廃棄物を熱分解反応器内に投入し、大気圧以下の低
酸素雰囲気中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冷却した後、分離装置に供給して
カーボンを主体とする燃焼性成分と、例えば金属や陶
器、砂利、コンクリート片等のガレキよりなる不燃焼性
成分とに分離し燃焼成分を粉砕し、この粉砕された燃焼
性成分と前記乾留ガスとを燃焼器である溶融炉に導き、
この溶融炉で燃焼処理し、生じた燃焼灰と燃焼性成分中
に含まれる灰分とを溶融スラグとなし、この溶融スラグ
を排出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置が
例えば特開昭64−49816号公報で提案されてい
る。
【0003】そしてこのような廃棄物処理装置における
熱分解反応器としては通常、横型回転ドラムが用いられ
る。この横型回転ドラムは、その内部の周囲に複数の伝
熱管を有するシェルで構成されており、このシェル内に
投入された廃棄物は、シェルの回転と伝熱管とにより攪
拌されながら他端から排出される間に伝熱管に供給され
た加熱流体により間接加熱されて熱分解反応が促進され
るのである。
【0004】ところで、このような横型回転ドラムは、
一般に化学機器の一つとして採用され、この場合、被処
理物の性状とその量から熱分解に必要な熱量、即ち被処
理物を熱分解反応温度まで昇温させるための熱量と、こ
の昇温された廃棄物の熱分解に必要な熱量とにより伝熱
管表面温度やシェルの大きさなどが選定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したよう
な横型回転ドラムを廃棄物処理装置における熱分解反応
器として用いた場合、所定の廃棄物を処理するために熱
分解反応器が大型になるという問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の装
置の持つ問題点を解決するためになされたものであっ
て、廃棄物を内部が大気圧以下に保持される熱分解反応
器内に投入して加熱し、乾留ガスと熱分解残留物とを生
成し、この熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分と
に分離し、前記乾留ガスと前記燃焼性成分とを燃焼処理
するようにした廃棄物処理装置において、前記熱分解反
応器を横型回転ドラムで構成し、この横型回転ドラムの
傾斜角θを極めて小さくするよう配置するとともに回転
速度を大となすよう構成した廃棄物処理装置における熱
分解反応器を提供せんとするものである。
【0007】そしてこの横型回転ドラムの傾斜角θは、
0.1〜1.5°以内、好ましくは0.2〜1.5°未
満の小さい角度の範囲から選ばれる。そして回転速度が
0.5〜15rpmの比較的高い回転速度から選ばれ
る。このような構成による廃棄物処理装置における熱分
解反応器によれば、横型回転ドラムの回転数を大とする
ため、熱分解反応が促進される。また、この横型回転ド
ラムのシェルの傾斜角θを小とするため、シェル内への
廃棄物の滞留時間を長く保持することができ、その結
果、熱分解反応器としての横型回転ドラムを小型化する
ことができる。
【0008】即ち、本発明者の知見によれば、かゝる横
型回転ドラム式の熱分解反応器で構成された廃棄物処理
装置における熱分解性能は、所定の廃棄物投入量、加熱
温度においても横型回転ドラムの回転数を変えることに
より変化することが分った。その一例を示すと、図4に
示すようにAなる回転数で横型回転ドラムを回転してい
る場合にX量の乾留ガス発生量であったとき、この横型
回転ドラムの回転数をA′まで増加したとき、一時的に
X′量の乾留ガス発生量が増大する。しかし、その後、
この回転数を維持したとしても時間tを経過すると前記
Xの水準の乾留ガス発生量まで減少する。
【0009】一方、横型回転ドラムの回転数を反対にB
まで減少させた場合は、y量の乾留ガス発生量まで減少
する。その後、時間tにおいてX量の乾留ガス発生量ま
で増加することとなる。かゝる現象から、所定の廃棄物
の投入量、加熱流体温度であっても、回転ドラムを構成
するシェルの回転数を増加させることにより熱分解性能
が改善されることが明らかである。
【0010】一方、図5に示されるように横型回転ドラ
ムにおける熱分解性能Vは、シエルの回転数とともに増
加し、廃棄物のシェル内への滞留時間tはシエル回転数
に反比例する。したがって所定の廃棄物を所定の加熱流
体温度で加熱して熱分解する場合、横型回転ドラムのシ
ェルの回転速度を大として熱分解を促進させるととも
に、このシェルの傾斜角θを小さくしてシェル内への廃
棄物の滞留時間を保持させることにより、所定の廃棄物
を所定の加熱流体温度で加熱して熱分解する場合、シェ
ルを小型化することができるのである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図1乃至図3を参照して本発
明による廃棄物処理装置実施の形態を説明する。図1に
おいて1は廃棄物aを熱分解反応器2内に投入するスク
リューフィーダであって、このスクリューフィーダ1を
構成するスクリュー3は電動モータの如き駆動装置4に
より回転されるようになっている。
【0012】この熱分解反応器2は、図示しないシール
機構により大気側とシールされることにより低酸素雰囲
気に保持されるとともに排ガスの通路の最終段階に設け
た誘引送風機5により、その内部は大気圧以下に保持さ
れる。また、溶融炉8の後段に配置された空気加熱器6
により加熱された加熱空気bがラインL1 を経て供給さ
れて内部は300℃〜600℃程度に、通常は450℃
程度に加熱されるようになっている。
【0013】そしてスクリューフィーダ1により熱分解
反応器2内に投入された廃棄物aは加熱されて乾留ガス
1 と、主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物c
とが生成され、乾留ガスG1 はラインL2 を経て燃焼器
である溶融炉8のバーナ9に供給される。一方、熱分解
反応器2に接続された排出装置7より排出された熱分解
残留物cは冷却装置10に供給され、ここで発火の恐れ
のない温度、例えば80℃程度までに冷却された後、分
離装置11においてカーボンを主体とする燃焼性成分d
と、例えば金属、陶器、砂利、コンクリート片等の不燃
焼性成分eとに分離され、この不燃焼性成分eはコンテ
ナ12に収集される。
【0014】そしてこの燃焼性成分dは、粉砕機13に
より例えば1mm以下の大きさに微粉砕され、この粉砕
された燃焼性成分d′はラインL3 を経て前記バーナ9
に供給される。この燃焼性成分d′とラインL2 からバ
ーナ9に供給された乾留ガスG1 とは押込送風機14に
よりラインL4 から供給された燃焼用空気fにより約
1,300℃程度の高温で燃焼され、このとき生じた燃
焼灰と燃焼性成分中に含まれる灰分はここで溶融し、溶
融スラグgとなって流下し水槽15内において冷却固化
される。
【0015】前記溶融炉8で発生した燃焼ガスG2 はラ
インL5 を経て空気加熱器6、廃熱ボイラ16により熱
回収された後、集塵装置17a,17bにより除塵さ
れ、比較的低温のクリーンな排ガスG3 となって大部分
は煙突18より大気中へ放出され、一部はラインL6
経て冷却装置10にイナートガスとして供給される。な
お、19は廃熱ボイラ16により発生した蒸気Sで発電
される発電装置である。
【0016】前記熱分解反応器2は横型回転ドラムで構
成され、この横型回転ドラムは図2及び図3に示された
構造を有し、その軸芯CLは水平軸CL′に対して0.
1〜1.5°、好ましくは0.2〜1.5°未満の傾斜
角θを有するように配置されている。そしてシェル21
にはスクリューフィーダ1により廃棄物aが供給され、
更にラインL1 により加熱空気bが加熱空気供給ヘッダ
ー23を経て伝熱管20内に供給される。そしてこのシ
ェル21内に供給された廃棄物aはシェル21の回転に
より伝熱管20aにより掻き上げられ、攪拌されながら
傾斜角θによって排出装置7側へ移送され、その過程に
おいて加熱空気bにより加熱され、熱分解して乾留ガス
1 と熱分解残留物cとが生成されるのである。
【0017】このシェル21はモータ22により回転さ
れるが、この場合の回転数は0.5〜15rpmの範囲
で設定されるのがよい。次に実験例を示す。 決定条件 1.シェルの構造 a)直径・・・・・・・・・1900mm b)長さ ・・・・・・・13300mm 3.廃棄物 a)性状・・・・・表1の通り b)供給量・・・・ 1,000kg/H
【0018】 〔試験例1〕前記設定条件において、シェルの傾斜角θ
を1.5°とし、回転数を変化させて熱分解性能と滞留
時間の変化を計測した。その結果を表2に示す。
【0019】 〔試験例2〕次にシェル回転数を1.0 rpmとし、傾斜角
θを変化させて廃棄物aの滞留時間の変化を計測した。
その結果を表3に示す。
【0020】 以上の実験例からも明らかなように横型回転ドラムを構
成するシェルの回転数を大とする共に、その傾斜角θを
小とすることによって滞留時間を保持することにより熱
分解性能を改善することができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よる廃棄物処理装置における熱分解反応器によれば横型
回転ドラムを構成するシェルの回転数を大として熱分解
を促進するとともにこのシェルの傾斜角θを小さくする
ことによって廃棄物の滞留時間を保持するようにしたた
め熱分解性能が改善され結果として熱分解反応器を小型
化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による熱分解反応器を装備した廃棄物処
理装置の系統図である。
【図2】熱分解反応器の一部を破断して示す側面図であ
る。
【図3】図2の熱分解反応器の横断面図である。
【図4】横型回転ドラムの回転数と乾留ガス発生量との
関係図である。
【図5】横型回転ドラムの回転数と滞留時間、熱分解性
能との関係図である。
【符号の説明】
1 スクリューフィーダ 2 熱分解反応
器 3 スクリュー 4 駆動装置 5 誘引送風機 6 空気加熱器 7 排出装置 8 溶融炉 9 バーナ 10 冷却装置 11 分離装置 12 コンテナ 13 粉砕機 14 押込送風
機 15 水槽 16 廃熱ボイ
ラ 17a,17b 集塵装置 18 煙突 19 発電装置 20 伝熱管 21 シェル 22 モータ 23 加熱空気供給ヘッダー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部が大気圧以下に保持される熱分解反
    応器内に廃棄物を投入して加熱し、乾留ガスと熱分解残
    留物とを生成し、この熱分解残留物を燃焼性成分と不燃
    焼性成分とに分離し、前記乾留ガスと前記燃焼性成分と
    を燃焼処理するようにした廃棄物処理装置において、 前記熱分解反応器を横型回転ドラムで構成し、この横型
    回転ドラムの傾斜角θを極めて小さくするよう配置する
    とともに、回転速度を大となすよう構成した廃棄物処理
    装置における熱分解反応器。
  2. 【請求項2】 傾斜角θを1.1〜1.5°以内、好ま
    しくは0.2〜1.5°未満の範囲に選定した請求項1
    記載の廃棄物処理装置における熱分解反応器。
  3. 【請求項3】 熱分解性能を検知して回転数を制御する
    ようにした請求項1あるいは2記載の廃棄物処理装置に
    おける熱分解反応器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011075195A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Jfe Steel Corp ロータリーキルンの詰り検出方法および制御方法
JP2021522085A (ja) * 2018-04-27 2021-08-30 アルケマ フランス エネルギーバランスが改善された複合材料リサイクル方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011075195A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Jfe Steel Corp ロータリーキルンの詰り検出方法および制御方法
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