JPS5845734A - 流動床かくはん装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動床（または噴流床、以下同じ）において、
その底部の流動化ガス吹□込口からかくはん機を嘔勅す
る支持連結を行うことによって、項単にかくはんを行い
、しかも吹込口の呵する粗大物の分級排出機能を阻害し
ないこと、および流動化ガスの流動床底部への分散機能
に悪影響を与えず、吹、送日付近にガス等の送入ノズル
の投桁、流動床底付近の吹込口を通しての測定や観察に
支障常かくはんを要しないが、水分の多い粉粒、泥状物
の乾燥、粘着性中質、融着性吻′６等の処理、炭素性物
質の部分燃焼によ、る熱分解、ガス化の様に局部的過熱
の起り易い操作では、一時的な凝集でも流動床底に沈積
して、団塊やクリンカーを生じて流動不能となり障害を
起し鴇い。　　　　　−流動床底に１〜以上の比較的大
きい流動化ガス吹込口を有する流１勃床（あるいは噴流
床、以’Ｆ同じ）はかかる団塊やクリンカーが成長する
前に分級落下口を兼ねた流動化ガス吹込口から、それら
有害なものを落下させて装置外に排出できる。

ところが原料によってはその生成物である団塊やクリン
カーが流動床壁あるいは底部斜面で停滞しまたは付着し
て吹込口まで沈下しない場合がある。また原料中に含ま
れている物が、底部斜面を落下あるいは転勤し難い性状
、形態の場合もちもこの様な場合にはそれらが流動状態
を悪化させ、局部過熱、融着を起し落下できないで成長
した団塊やクリンカーのために装置の運転継続はできな
くなる。

この様な難点を除くために、流動床内にかくはん機を入
れてかくはんすれば有効であるが、かくはん軸を装置上
部から流動床内に入れて駆動するものは、駆動軸が長く
なり高温にさらされる場合には変形し易く、シかも高温
強塵は一般に低下するので軸は太く重くなる欠点がある
。従って設置底部に入れるものは上記の難点はなくなる
代シに吹込口中央部、吹込室中央部に駆動軸が貫通する
ために、落下口を兼ねた流動化ガス吹込口の粗大物に対
する有効径は半減するだけでなく、吹込口中央部にはガ
ス等の中央吹込管、バー、ナー、測定器等の設置ができ
なくなり、また下方から吹込口を通して流動床底を観測
するのも不便１になる。

ってこの様な難点を解決したもので°ある。

即ち、かくはん腕およびその支持体は吹込口中心を避け
て流動床底、吹込口、吹込室（または吹込筒、以下同じ
）土部周壁に寄せて設けられ、その下部を駆動体である
中空の回転体に連結し、この回転体に回転（または往復
運動させることｒよをこれを仮想軸として回転し得る剛
性体で、その・形状は切欠き、穴等があってもよい円筒
状＊（１）、環または円弧状体あるいはそれらを含む九
枠（２）、下部中心線上に駆動軸を持ちその軸は吹込口
および吹込誉をで貫通していない手動回転用・・ンドル
型あるいはＹ型もしくはそれらの複合型（３）４、の例
によって示される様に吹込口と吹込室主要部外により任
意に選ぶことができるが、例えば、軟鋼、ステンレス鋼
、機械用炭素鋼等の金属、耐火材料、耐食材料として非
金属（例えばガラス、セラミック材料、セメント等）単
独または複合で使用できる。

かくはん機本体あるいは駆動部分は必要により冷却用流
体を通して冷却してもよい。あるいはこの冷却用流体を
兼ねて空気、水蒸気、可燃性ガス等の流動化ガスを供給
する手段として使うてもよたはそれらに付加された補′
助部品の歯、凹凸、摩擦等による動力伝達手段を使用し
て行うことができる。まだ流動床かくはんであるから強
い粘着性、溶融固着性を持つものの障害防止以外は強い
駆動力は必ずしも必要としないので、磁石による動力伝
達、その他任意に使用できる。

しかし不定形物、種々の混入物がある都市あるいは産業
の廃棄物、副生物、林産物、農産物、低品位燃料の大量
を大型機で処理する場合等選別が不充分になり易い原料
の使用、事故が起ると回復するのが難しい大型装置では
信頼性の高い歯または歯車伝導が最も適している。

かくはん機の回転数は流動床内の混合効果を必ずしも、
期待する必要がないので、装置底を清掃する腕（あるい
はかくはん翼）の数あるいは密度により、また原料の性
質、操業条件により１分間に０．１〜１００　頂転の程
度であり、特に０．３〜２０回転の範囲で操作するのが
適当゛である。

したがって駆動機構、流動化ガスの漏れ斬止機［簡単な
ものでよい。回転体のふれ止めも容易で必ずしも潤滑機
能を持・だせる必要もな”い、、−！た粉粒や雑物を処
理するにもかかわず、下部から駆動するので、流動化ガ
ス等で要部を粉じん等有害物から隔離すゐことができる
利点がある。要部をカバー等で保護できるのも当然であ
る。

特に高温流動化ガスを吹込む場合には、要部を耐熱材料
で製作し、または被覆することも容易である。後者は従
来の中心軸駆動方式では困難だったものである。

かくはん腕は１箇以上、桑複数箇装備することができ複
数筒の場合は相互に連結して補強してもよい、、６００
°Ｃ以下の比較的低温の流動床温度の場合にはこの様に
補強する枠状かくはん機本体の頂部中心に軸を付けて周
壁から支柱または支持枠を出してふれ止めとしてもよい
。

本発明を廃棄物の流動熱分解処理装置に適用した実施例
について図によって説明する。（’５＋ＥＡ）流動化ガ
ス吹込口口径より大きい粗大物を除いた廃棄物は１５の
供給口から供給機例えば二重ダンパー装置１７によって
流動床熱分解処理装置２１内に形成された流動床２２に
供給される。廃棄物中に含まれる炭素性物質は４００−
６００°Ｃに保たれた流動床の良好な熱伝達によって急
速に加熱されて熱分解され可燃性ガス、油蒸気となり流
動化ガスと共にガス出口１８から排出されサイクロン等
で粉じんを分離され、必要により油分を回収の後ガス燃
料として使用することができ、る。熱分解により生じた
残さ炭素は一部はガスと共に飛散するが残りは流動床中
で流動化ガス中の空気（または酸素）により燃焼して熱
分解の所要熱を供給する。

（分解ガス等の一部も燃焼するのは当然である。）廃棄
物中に含まれる粗大物は流動化ガス吹込口４で流動化ガ
スによる風力分級を受けて吹込口を通過して、流動化ガ
ス吹込室６中を落下し、適当な取出装置例えば水封槽２
６中へ入り手あるいはコンベヤー等で系外に取出される
。

廃棄物中に含まれるガラス等の融着性物質、プラスチッ
ク等の溶融性物質は流動床壁、底部斜面に融着すると流
動せずクリンカーの原因になセ易い。鋼材片、鋼板、そ
の他の金属片、石、木片等で流動しないものは流動床底
部斜面１４に滞留することがあるＪまた板状物等で流動
しないで流動床中を沈下したが吹込口４・を通過して落
下しないものは吹込口付近に沈積する。これらによって
流動化が阻害されると炭素残さ等の部分燃焼により発生
する熱が拡散せず局部的過熱を起して、流動床中に存在
するガラス、金属アルミニュウム等の粒子を溶融してク
リンカーを発生させ、さらに局部的過熱を加温して遂に
銅、鉄の様に比較的高融点のものまで溶融する様になり
、クリンカー大塊を生じて操業不能になる。

本発明によるかくはん装置は、少くとも流動床底斜面１
４をかくはんし、異物やクリンカー等があれば、かきと
シ、清掃１することができる、任意形車８１、駆動軸９
により駆動して回転または往復運動させる駆動系より成
る。歯車系の代りに摩擦車系その他の駆動方式も使用で
きるのは当然である。

２３はふれ止めまたはガイド、２４は１の支持歯車２５
は防じんカバーである。

流動化ガスは流動化ガス吹込室１３に旋回運動を起す様
に吹込む例えば吹込管１２から吹込み、旋回しつつ吹込
口４から流動床底−ばいに拡がりつつ吹込まれるものが
本発明の実施に最も適している。旋回を与えない場合は
斜面の流動状態が充分でないので、かくはん動力が大き
くなり、かくはん腕、支持部強度を大きくする必要を生
じ、かくはん腕の摩もうによる損傷も犬きくなる欠点が
斜面部のタリンカー断止の効果を促進することができる
。これも切線一方向に送入して旋回させつつ流動床底に
導入するのが好ましい。

１６は原料の補助供給機例えばスクリュー供給機１９は
流動床内粉粒の取出し口である。

きびしい目視選別を必要とし、しかも−日一回程度の人
力によるクリンカー除去作業等を要しだが欠点を除き、
同じ廃棄物、例えば粗大都市ごみ破砕物や自動車のシュ
レッダ−屑の様に鉄、アルミニウム、亜鉛、゛ガラス、
プラスチック、木片等の混在したものを機械による粗選
別を行っただけで一週間以上の連続運転を行うことがで
きた。

処理装置下部から銅、鉄、アルミニュウム、亜鉛等が溶
融することなく他の雑物と共に混合物として得られた。

これはふるい分離して重液によって比重分離するか、重
質粒子のガス流動床による比重分離によって成分金属に
２分別して、有効に利用することができる。この様に本
発明による装置は流動床の利点−である温度分布の均一
性の保証に有効なもので、分離された金属は不純物の混
入が少く、利用価値が高い。

また上部出口から発生する可燃性気化物（ガス油分蒸気
等）ば分解装置あ操業が安定化されることによって、安
全に有効利用できる利点を生ずノズル、あるいは計測用
具等で着火用バーナーであっで鴨よい。そしてかくはん
装置に妨害されることなく使用することができ、ガスシ
ール構造２８を使用すれば必要に応じて出入可能になる
もので本発明によるかくはん機構造の利点を利用するも
のである。

次にガス吹込室の一部が外気に露出しだ回転体である実
施例を示す。（第２図） 回転体２はフランジ３０を駆動輪８によ゛り回転または
往復運動させることによって駆動され、これに固定され
てい、る支持部１０により支持されているかくはん腕５
−に回転または往復運動させる。

この例の場合にはかくはん腕は４本で斜面１４の表面付
近をかくはんする。かくはん腕の補強幹は２マのノズル
を着火バーナーとして使用する場合には、図の様に隣接
する腕を結合して補強した構造が高温によ今破損防止の
見地から適している。

一方流動床内かくはんを行う場合には対向する腕間に補
強を入れてもよく、着火バーナー２７を使用しない、例
、えば流動乾燥等の操作に適している。

３１は回転体そである流動化ガス吹込室の一部の覧３２
は乾式で落下物を系外へ排出するだめのロックホッパー
系お上部容器壁である。

第３の実施例は回転体の駆動軸が回転体下方に設けられ
、流動化ガス吹込口中央部および流動化ガス吹込室の少
くとも上部の中央部にはかくはん軸を通さない場合の例
を示す。（第３図）回転体３は歯車３５を有する回転軸
３４を持ち、ウオームギヤ３６によって駆動され、”回
転または往復運動する。他の例と同様往復運動の場合は
ノズル等２７はかくはん機と独立して出入させることが
できる利点がある。

回転軸３４を中空として下部ノズル等２７を通すことが
できる。このノズルは吹込口４の中心軸線に位置定めす
ることが容易で、この線上を上下移動することができる
ので、送入物と流動化ガスとの混合状態を制御するのに
適し、流動床底の斜面流動化粒子の溶融あるいは焼結（
または粘着）温度付近で、精密な制御を行いつつ流動床
で処理する−ことを可能にした。

流動床装置壁３３は金属板（鋼板、耐熱鋼板等）に耐火
（まだは断熱）内張した場合を例示しているが、この逆
でもよく、金属板単独でもよく、マた、空冷、水冷等の
冷却管、ジャケットを組込んだ壁であってもよい。

かくはん腕の支持部である吹込室内の部分は、図示例は
いずれも吹込室内壁に沿って回転径が拡大されているが
、吹込口径とはソ同径または縮、少極でもよい。またか
くはん腕とその回転体１．　２または３での支持点は、
側口では中心線に関し同じ側にある場合を示しだが、反
対側でもよく、その補強も複数筒の支柱を使用してもよ
いのは当然である。

この様に本発明は流動化ガス吹込口中心付近にかくはん
機を駆動する垂直軸を持たない流動床かくはん装置で、
しかも下方から駆動されるので次の様な利点を肴する。

ａ　流動化ガス吹込口かもの粗大物の落下を妨害せず、
同一装置２では吹込口の落下物に対する有効′径が大に
なり、処理原料の幅が広くなり、故障が少くなる。

ｂ　吹込口中心部付近への原料、副原料あるいは燃料送
入ノズル等の設置、出入それらによる処理条件の容易な
制御、この様な条件とかくはんの組合せによる従来困難
であった処理の実現。

Ｃ流動床上部にかくはん軸がないことによシ、かくはん
機損傷が少く、上、部温度を上げることができる。また
は腐食性物質存在下の流動床処理が容易になる。

ｄ　かくはん機の設置、補修が吹込４０型流動床装置の
簡易性と相まって著しく容易である。

例えば装置下部取外し用フラング３７、支点３９から上
方へ折畳みできるかくはん腕先端３８等の構造も使用で
きる。

ｅ　本発明による流動床装置は流動状態が安定で雑物混
入による外乱にも強いので運転が容易で、流動床を利用
する広い範囲の処理装置として使用できる。例えば石炭
等炭素性物質、鉱石、廃棄物、化学物質等の乾燥（粗大
物を含む高水分粉粒の解、燃焼、ガス化、嗜元等）、混
合、造粒等に適している。

ｆ　流動化ガス分散器、内壁冷却器として流体を上下差
圧によって容易に供給でき、しかも吹込場所が時間的に
変化しクリンカー発生や変質？原因になる局部過熱の防
止に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は流動床装置の例を示す縦断面図、第２図、第３
図は流動床の他の例の底部およびかくはん機駆動部の例
を示す縦断面図である。 １．２．３　回転体、４　流動化ガス吹込口、５　かく
はん機腕、６　流動化ガス吹込室、７　回転体側歯また
は駆動用摩擦面、８　歯車または摩擦車、９　駆動軸、
１１パージまたは補助流動化ガス吹込管、１２　流動化
ガス吹込管、１５．１６．１７　原料供給機、１８ガス
出口、１９　　粉粒等取出口、３４３の回転軸、３３装
置壁、３７装置下部取外し用フランジ、３８支点３９で
折畳めるかくはん腕上部。 特許出願人　　笹岡治部 １　　、ｓ 渾　）　凪 ネ　ユ　　圓 第　　）　色

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｊ　装置の流動床（または噴流床）底部に１箇以上の流
   動化ガス吹込口を設け、流動化ガス、の主要部をとの吹
   込口から上方へ吹込む流動床（または噴流床）装置にお
   いて、吹込口下に吹込口とほぼ軸心の一致する流動化ガ
   ス吹の回転体を設け、かくはん腕またはその支持体を流
   動床底、吹込口および吹込室（または吹込筒）周壁に沿
   って設けて下部をこの回転体に連結して支持し、この回
   転体を回転（または往復）・運動させることにより流動
   床（または噴流床）をかくはんすることを特徴とする流
   動床かくはん装置。