| 【発明の名称】 |
ロータリーキルンの熱分解残渣排出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】萩谷 宗高
【氏名】茂木 幹夫
【氏名】田子 祐一
【氏名】亀井 篤志
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| 【要約】 |
【課題】内筒内の熱分解残渣を排出管内に円滑に送り込むことができるようにして、全量排出を可能とする。
【解決手段】回転駆動可能とした外筒1内に内筒2を同心状に固定して、内筒の両端を、小径の供給管5と排出管6を介して入口筒1a部と出口筒1b部に支持させる。内筒2の出口側端部内に回転中心Oと直交する方向に延びる掻き上げ板22を取り付ける。内筒2の出口側端部の段差部2bに滞留する熱分解残渣9bを、内筒2と一体に回転する掻き上げ板22で掻き上げて排出管6内へ送り込む。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、該外筒との間に加熱流路を形成するように内筒を同心状に配置して、該内筒の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配置された小径の供給管と排出管に連通接続し、上記加熱流路に熱風を流通させることにより内筒内で廃棄物を熱分解ガス化させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記内筒の出口側端部内に、所要幅とした掻き上げ板を、回転中心と直交する方向へ延びるように取り付けた構成を有することを特徴とするロータリーキルンの熱分解残渣排出装置。 【請求項2】 内筒の出口側端部と排出管との間に段差筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた小型掻き上げ板を、上記段差筒部に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにした請求項1記載のロータリーキルンの熱分解残渣排出装置。 【請求項3】 内筒の出口側端部と排出管との間に排出側へ向けて縮径するテーパ筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた先細型掻き上げ板を、上記テーパ筒部内に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにした請求項1記載のロータリーキルンの熱分解残渣排出装置。 【請求項4】 複数の掻き上げ板を、キルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにした請求項1、2又は3記載のロータリーキルンの熱分解残渣排出装置。 【請求項5】 長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、内管と外管とにより二重管構造としてなる複数本の内筒を収納させ、該各内筒の内管の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配した供給管と排出管に連通接続し、内筒の内管と外管との間に形成した加熱流路に熱風を流通させることにより内筒の内管内で廃棄物を熱分解させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記各内筒の内管と排出管との境界部に大径の集合筒部を形成し、該集合筒部内に、内筒と同じ数の掻き上げ板をキルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにして、各内筒の出口側端部に近接させ、内筒が最上部位置に来たときに熱分解残渣が掻き上げ板で受けられて排出管へ送り込まれるようにした構成を有することを特徴とするロータリーキルンの熱分解残渣排出装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした間接加熱式のロータリーキルンの熱分解残渣排出装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、次世代の廃棄物処理方式として、廃棄物を不活性雰囲気下で加熱して熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残留物(炭素分および灰分)を燃焼・溶融炉で少ない空気量で高温にして燃焼させ、ごみ中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が開発され、一部で実証運転が行われている。かかる方式では、廃棄物を熱分解ガス化するために、ロータリーキルンを採用し、外部からの熱で廃棄物を間接的に加熱、乾燥させて熱分解させるようにしている。 【0003】廃棄物を熱分解ガス化するために用いられている間接加熱式のロータリーキルンには、単筒型(単胴型)と多筒型(多胴型)がある。 【0004】単筒型のロータリーキルンは、図7にその一例の概要を示す如く、横長とした外筒1の長手方向両端を、それぞれ固定配置した入口筒1aと出口筒1bに回転継手3を介して回転駆動可能に支持させると共に、該外筒1を、入口筒1a側よりも出口筒1b側を約3度低くするように傾斜させて配置し、且つ該外筒1内に、外筒1との間に加熱流路4が形成されるように内筒2を同心状に収納させて、外筒1と内筒2による二重筒構造のキルン本体Iを構成し、更に、上記内筒2の両端を、該内筒2よりも小径とした供給管5と排出管6に段差部2aと2bを介し連通接続して、供給管5を入口筒1a内に、又、排出管6を出口筒1b内にそれぞれ位置させた構成として、出口筒1bに熱風入口4aから導入した熱風10が加熱流路4を通り入口筒1aの熱風出口4bより流出させられるようにし、キルン本体Iを低速で回転させた状態において、投入ホッパ7内に投入された廃棄物9を給じん機8により入口筒1a部の供給管5を通して内筒2内に徐々に供給しつつ、キルン本体Iの加熱流路4内に熱風(加熱用ガス)10を流通させることにより、内筒2内の廃棄物9を間接的に加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス9aは、出口筒1b部の排出管6内を通して分離室11に移した後、上部から取り出して下流の燃焼・溶融炉に直接送るようにし、又、金属類を含む熱分解残渣9bは、排出管6内を通して分離室11に移した後、下部から取り出して金属類の分別工程を経てから燃焼・溶融工程へ送るようにしてある。12は供給管5及び排出管6に取り付けたリング状のシールプレート、Oはキルン本体Iの回転中心を示す。 【0005】一方、多筒型のロータリーキルンとしては、その一例の概要を図8(イ)(ロ)に概略を示す如く、耐火材14を内張りして横長とした外筒1を、入口筒1a側よりも出口筒1b側を約3度ほど低くなるように傾斜させて配置し、且つ所要の隙間をあけて同心状に配置した内管13aと外管13bとにより二重管構造として該内管13aと外管13bの間を熱風10の加熱流路18としてなる複数本(図では3本)の内筒13を、上記外筒1内に平行状態に収納させてキルン本体Iを構成し、上記各内筒13を構成する外管13bの長手方向の両端部と外筒1との間及び各内筒13の外管13b同士の間を隔板15にて仕切るようにすると共に、該各内筒13の内管13aの両端を、内管13aと同一直径の1つの供給管16と排出管17に、それぞれ大径の分配筒部20と集合筒部21を介し連通接続して、供給管16を入口筒1a内に、又、排出管17を出口筒1b内にそれぞれ位置させた構成として、外筒1の出口筒1bに設けた熱風入口18aから導入した熱風10が上記隔板15で規制されて上記各内筒13の加熱流路18を流通させて入口筒1aの熱風出口18bより流出させるようにし、更に、上記外筒1の内面と各内筒13を構成する外管13bの外面との間及び内筒13同士の間に形成される空間部19に空気の封入や断熱材の充填による断熱層を形成させるようにし、上記各内筒13の内管13aに供給された廃棄物9を間接的に加熱、乾燥させて熱分解すると、1つの排出管17を通して分離室11に移した後に熱分解残渣9bを下方へ取り出すようにしたものである。 【0006】なお、図8(イ)(ロ)において図7と同一部分には同一符号が付してある。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図7に示す単筒型のロータリーキルンの場合、大径の内筒2の出口側端部と小径の排出管6との連通接続部に段差部2bが形成されるため、この段差部2bをオーバーフローしたものしか排出されず、キルン本体Iの運転停止時に、上記段差部2bに熱分解残渣9bが残留したままとなってしまう。そのため、内部の補修時や点検時には、その都度、残留している熱分解残渣9bを人手作業により排除する必要がある。 【0008】又、図8(イ)(ロ)に示す多筒型のロータリーキルンの場合、各内筒13の内管13a内で熱分解されて出口側に来た熱分解残渣9bは、内管13aが頂部側に変位しているときに矢印Yの如く排出管17側へ送り込まれるようにするために、内管13aと排出管17とを連通させる集合筒部21の長さ寸法(幅)を小さくしているが、この寸法が小さいと閉塞を起す可能性があり、又、広過ぎると排出管17へ送り込まれる前に下方へ落下して滞留する量が多くなってしまい、円滑排出の面で問題が生ずることになり、上記単筒型の場合と同様な問題が発生する。 【0009】そこで、本発明は、内筒内の熱分解残渣を排出管内に円滑に送り込むことができるようにして、キルン本体の運転停止時には全量排出させることができるようにしようとするものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するために、長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、該外筒との間に加熱流路を形成するように内筒を同心状に配置して、該内筒の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配置された小径の供給管と排出管に連通接続し、上記加熱流路に熱風を流通させることにより内筒内で廃棄物を熱分解ガス化させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記内筒の出口側端部内に、所要幅とした掻き上げ板を、回転中心と直交する方向へ延びるように取り付けた構成とする。 【0011】熱分解残渣は、内筒の出口側端部の段差部に滞留させられると、内筒と一体に回転する掻き上げ板で掻き上げられて掻き上げ板上に乗るので、掻き上げ板上から排出管内へ安定して送り込まれる。 【0012】又、内筒の出口側端部と排出管との間に段差筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた小型掻き上げ板を、上記段差筒部に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにしたり、内筒の出口側端部と排出管との間に排出側へ向けて縮径するテーパ筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた先細型掻き上げ板を、上記テーパ筒部内に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにした構成とすると、大量の熱分解残渣を掻き上げ板で掻き上げても、段差筒部やテーパ筒部の存在により落下量を少なくして排出管内へ送り込むことができる。 【0013】更に、複数の掻き上げ板を、キルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにした構成とすることにより、掻き上げた熱分解残渣を回転中心側へ寄せ集め易くなり、排出管内へ送り込み易くすることができる。 【0014】一方、長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、内管と外管とにより二重管構造としてなる複数本の内筒を収納させ、該各内筒の内管の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配した供給管と排出管に連通接続し、内筒の内管と外管との間に形成した加熱流路に熱風を流通させることにより内筒の内管内で廃棄物を熱分解させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記各内筒の内管と排出管との境界部に大径の集合筒部を形成し、該集合筒部内に、内筒と同じ数の掻き上げ板をキルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにして、各内筒の出口側端部に近接させ、内筒が最上部位置に来たときに熱分解残渣が掻き上げ板で受けられて排出管へ送り込まれるようにした構成とした場合は、各内管の出口領域毎に、熱分解残渣を排出管内に送り込むための通路が区画形成されるため、熱分解残渣を均等排出することができるようになる。 【0015】 【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。 【0016】図1(イ)(ロ)は本発明の実施の一形態を示すもので、図7に示したと同様な構成としてある単筒型のロータリーキルンにおいて、出口筒1b内の小径の排出管6と大径の内筒2とを連通接続させている部分に形成される段差部2bの個所となる内筒2の出口側端部内に、所要幅とした掻き上げ板22を、キルン本体Iの回転中心(軸心)Oと直交する直径方向へ延びるように取り付けて両端を内筒2の内面に固定させ、キルン本体Iの回転に伴い掻き上げ板22が内筒2と一体に回動して、段差部2bの内底部側に滞留する熱分解残渣9bが掻き上げ板22上に載せられて順次掻き上げられて掻き上げ板22上から排出管6内へ送り込まれるようにする。 【0017】キルン本体Iを低速で回転させた状態として、給じん機8により入口筒1a部の供給管5を通して廃棄物9を供給しつつ、加熱流路4に熱風10を流通させるようにすると、廃棄物9はキルン本体Iの傾斜に沿って内筒2内を排出側へ送られる間に熱分解ガス化され、その熱分解残渣9bは排出管6を通り排出されることになるが、内筒2の出口側端部には排出管6との接続部に段差部2bがあるため、熱分解残渣9bの一部は段差部2bを乗り越えられずに滞留させられることになる。しかし、上記段差部2bの位置には内筒2の直径方向へ延びるように掻き上げ板22が取り付けられているので、該掻き上げ板22が内筒2と一体に回転変位することにより、上記滞留している熱分解残渣9bを両端側で交互に掻き取りながら上方へ移動して掻き上げることができる。掻き上げられた熱分解残渣9bは掻き上げ板22が水平状態になることにより該掻き上げ板22上に載せられることになり、掻き上げ板22上から排出管6内に送り込まれることになる。 【0018】上記段差部2bに滞留している熱分解残渣9bは、掻き上げ板22が中央部を中心に回転することにより両端側で交互に掻き上げられるので、定常的に安定して排出される。したがって、キルン本体Iの運転を停止しても、全量排出することができる。このため、内部の補修や点検等のメンテナンスを行うときに、残留熱分解残渣9bを人手作業により排除する必要がないので、メンテナンス作業を迅速且つ容易に行うことができ、又、炉内が空の状態となることから、次回の立ち上げ時には危険物等の取り扱いも可能となる。 【0019】次に、図2は本発明の実施の他の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)に示したものと同様な構成において、内筒2の出口側端部と排出管6との間に、該排出管6の直径よりも大きく且つ内筒2の直径よりも小さい段差筒部6aを設け、且つ内筒2の出口側端部内に取り付けた掻き上げ板22の後端中央部分に、上記段差筒部6aで掻き上げ作用をさせるための小型掻き上げ板23を一体に延長形成したものである。 【0020】かかる構成とすると、掻き上げ板22にて大量の熱分解残渣9bを掻き上げると、排出管6側へ送り込みきれない熱分解残渣9bを段差筒部6aと小型掻き上げ板23とで形成される空間部に移し、更に、ここから排出管6へ送ることができる。これにより、大量の熱分解残渣9bを掻き上げ板22で掻き上げられて段差筒部6a内に移された熱分解残渣9bが掻き上げ板23で掻き上げられて排出管6内に送り込まれることになって定量の熱分解残渣9bを排出管6内を通して排出させることができるようになる。 【0021】又、図3は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)に示したものと同様な構成において、内筒2の出口側端部と排出管6とを、内筒2から排出管6側へ向けて縮径する如きテーパ状としたテーパ筒部6bを介し連通接続し、且つ内筒2の出口側端部内に取り付けた掻き上げ板22の後端側に、上記テーパ筒部6b内で掻き上げ作用をさせるための先細型の掻き上げ板24を一体に延長形成したものである。 【0022】図3に示すような構成とした場合は、排出管6と内筒2との間がテーパ筒部6bとなっているため、掻き上げ板22にて掻き上げた熱分解残渣9bをテーパ筒部6b内より排出管6内へより円滑に送り込むことができる。 【0023】次いで、図4(イ)(ロ)(ハ)はいずれも本発明の実施の更に別の形態を示すものである。すなわち、図4(イ)は図1(ロ)の1枚の掻き上げ板22に代えて、3枚の掻き上げ板22aを回転中心Oより放射状に等角度で結合して内筒2内に固定したものであり、図4(ロ)は図2の小型掻き上げ板23を有する1枚の掻き上げ板22に代えて、回転中心Oを中心として放射状に3枚の掻き上げ板22aと23aよりなるものとして内筒2内と段差筒部6a内に固定したものである。又、図4(ハ)は図3の1枚の掻き上げ板22に代えて、回転中心Oを中心として放射状に3枚の掻き上げ板22aと先細型掻き上げ板24aよりなるものとして内筒2内とテーパ筒部6b内に固定したものである。 【0024】図4(イ)(ロ)(ハ)に示すような三叉状とした掻き上げ板22a,22aと23a,22aと24aを用いると、図4(イ)では隣り合う掻き上げ板22aの間にV字状の溝が形成され、又、同様に、図4(ロ)では隣り合う掻き上げ板22a,23aの間に、図4(ハ)では隣り合う掻き上げ板22a、24a間に、それぞれV字状の溝が形成されるため、回転により掻き上げた熱分解残渣をポケットで受けて回転中心O側へ寄せ集めることができ、V字状の溝に集められた熱分解残渣が排出管6内へ送り込まれるので、効率よく排出管6内へ入れることができる。 【0025】図5(イ)(ロ)(ハ)は図1(ロ)、図2、図3の変形例を示すもので、排出管6内に挿入するための掻き上げ板25を、図1(ロ)の掻き上げ板22の後端、図2の掻き上げ板23の後端、図3の掻き上げ板24の後端に、各々延長させて設けたものである。 【0026】図5(イ)(ロ)(ハ)に示すように掻き上げ板25を延長させた構成とすると、該延長した掻き上げ板25を排出管6内に入り込ませることができて、該掻き上げ板25に載せられた熱分解残渣9bを排出管6内により確実に送り込むことができる。なお、この延長掻き上げ板25は、図4(イ)(ロ)(ハ)に示した三叉状の掻き上げ板22a,23a,24aの各後端にも採用することができるが、必要不可欠なものではない。 【0027】次に、図6(イ)(ロ)は多筒式ロータリーキルンについて示すもので、図8(イ)(ロ)に示したと同様な構成としてある多筒型のロータリーキルンにおいて、各内筒内管13aの出口側端部と排出管17とを連通させる集合管部21内に、排出管17の内径の1/2寸法とした3枚の掻き上げ板26aをキルン本体Iの回転中心Oから等角度間隔で放射方向へ延びるように組み合わせて三叉状にしたものを回転中心Oに合わせて配置すると共に、該各掻き上げ板26aの外端に連結し且つ各内管13aの出口領域を包囲するように折曲形成したU字状の区画板27を配置し、且つ上記掻き上げ板26aの一端側を排出管17内に所要量挿入させた状態として他端側を各内管13aに近接させて、各区画板27を各内管13aに取り付け、各内管13aの出口側端部に、区画板27と掻き上げ板26aで囲まれる空間部を形成するようにし、該空間部と排出管17内とを通路28にて連通させて、空間部より通路28を通して排出管17内に熱分解残渣9bを送り込めるようにしたものである。 【0028】多筒型ロータリーキルンにおいて、図6(イ)(ロ)に示すような構成を採用すると、各内管13a毎に出口側端部より排出される熱分解残渣9bは、掻き上げ板26aと区画板27よりなる空間部内で掻き上げ板26aにより掻き上げられて回転させられるが、最上部位置に来た内管13aから排出される熱分解残渣9bは掻き上げ板26a上に受けられて後方へ送られ、排出管17内に通路28より送り込まれることになる。これにより、熱分解残渣9bを常に均等排出することができて、キルン本体Iの停止時には全量排出することができる。又、上記の場合、従来のように、排出管17内に送り込みきれなかった熱分解残渣9bが落下してしまうようなことがないので、集合筒部21の長さ寸法(幅)を広くすることができ、これにより、熱分解残渣9bが排出管17の入口で滞留したり閉塞事故を起してしまう心配がなくなる。 【0029】なお、図4(イ)(ロ)(ハ)、図6(イ)(ロ)では掻き上げ板22a,23a,24a,26aを3枚とした場合を示したが、3枚以上でもよい。 【0030】 【発明の効果】以上述べた如く、本発明のロータリーキルンの熱分解残渣排出装置によれば、長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、該外筒との間に加熱流路を形成するように内筒を同心状に配置して、該内筒の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配置された小径の供給管と排出管に連通接続し、上記加熱流路に熱風を流通させることにより内筒内で廃棄物を熱分解ガス化させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記内筒の出口側端部内に、所要幅とした掻き上げ板を、回転中心と直交する方向へ延びるように取り付けた構成としてあるので、内筒の出口側端部に滞留している熱分解残渣を掻き上げ板で掻き上げることができて、安定排出させることができ、これにより、運転を停止しても全量排出することができ、メンテナンスを迅速且つ容易に行うことができ、又、内筒の出口側端部と排出管との間に段差筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた小型掻き上げ板を、上記段差筒部に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにした構成としたり、内筒の出口側端部と排出管との間に排出側へ向けて縮径するテーパ筒部を設け、掻き上げ板の後端に延長させて設けた先細型掻き上げ板を、上記テーパ筒部内に挿入して掻き上げ作用を行わせるようにした構成とすることにより、大量の熱分解残渣を掻き上げても、落下量を少なくして排出管内へ送り込むことができ、更に、複数の掻き上げ板を、キルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにした構成とすることによって、熱分解残渣を排出管内へより円滑に送り込むことができる。又、長手方向の両端を入口筒と出口筒に回転駆動可能に支持させて横向きに配置した外筒内に、内管と外管とにより二重管構造としてなる複数本の内筒を収納させ、該各内筒の内管の両端を、上記入口筒内と出口筒内に配した供給管と排出管に連通接続し、内筒の内管と外管との間に形成した加熱流路に熱風を流通させることにより内筒の内管内で廃棄物を熱分解させて熱分解残渣を上記排出管を通して排出させるようにしてあるロータリーキルンの上記各内筒の内管と排出管との境界部に大径の集合筒部を形成し、該集合筒部内に、内筒と同じ数の掻き上げ板をキルンの回転中心から放射方向に配して、隣接する掻き上げ板の間にV字状の溝が形成されるようにして、各内筒の出口側端部に近接させ、内筒が最上部位置に来たときに熱分解残渣が掻き上げ板で受けられて排出管へ送り込まれるようにした構成とすることにより、各内管毎に、熱分解残渣を排出管内に送り込むための専用の通路を区画形成することができるので、滞留や閉塞を起すことなく、熱分解残渣を常に均等排出することができる、等の優れた効果を発揮する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000000099 【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成11年9月24日(1999.9.24) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100087527 【弁理士】 【氏名又は名称】坂本 光雄
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| 【公開番号】 |
特開2001−91161(P2001−91161A) |
| 【公開日】 |
平成13年4月6日(2001.4.6) |
| 【出願番号】 |
特願平11−270911 |
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