(57)【要約】【課題】極めて簡便な構成であるにもかかわらず、漏出物に起因する火災を確実に防止することができる漏出物処理装置を提供する。【解決手段】ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を処理する漏出物処理装置であって、前記漏出物を回収するための容器と、前記容器内に設けられ、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備えた固液分離用有孔板と、前記固液分離用有孔板より上方に設けられ、前記容器内に水を吐出する吐出口と、前記固液分離用有孔板よりも下方に設けられ、前記容器内の水を容器外へ排出する排水口と、前記排水口から排出された水を前記吐出口へ送るための配管と、前記配管の途中に設けられたポンプとを備え、  前記吐出口の開口部のサイズＤ１が、前記固液分離用有孔板の貫通孔のサイズＤ２より大きい、漏出物処理装置。【選択図】  図２
2020200989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を処理する漏出物処理装置であって、
前記漏出物を回収するための容器と、
前記容器内に設けられ、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備えた固液分離用有孔板と、
前記固液分離用有孔板より上方に設けられ、前記容器内に水を吐出する吐出口と、
前記固液分離用有孔板よりも下方に設けられ、前記容器内の水を容器外へ排出する排水口と、
前記排水口から排出された水を前記吐出口へ送るための配管と、
前記配管の途中に設けられたポンプとを備え、
前記吐出口の開口部のサイズＤ１が、前記固液分離用有孔板の貫通孔のサイズＤ２より大きい、漏出物処理装置。
【請求項２】
さらに、前記配管の、前記排水口と前記ポンプとの間に、バルブおよびカップリングを備え、
前記カップリングの上流側の配管と下流側の配管は、該カップリングによって着脱可能に接続されている、請求項１に記載の漏出物処理装置。
【請求項３】
前記ポンプが容積式ポンプである、請求項１または２に記載の漏出物処理装置。
【請求項４】
前記固液分離用有孔板がパンチングメタルであり、
前記貫通孔のサイズＤ２が１〜５ｍｍである、請求項１または２に記載の漏出物処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の漏出物処理装置を用いた漏出物処理方法であって、
ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を、該ロータリーキルンの下方に設置した前記容器内の、前記固液分離用有孔板の上に回収し、
前記吐出口から水を吐出して、回収した前記漏出物上に落下させ、
前記固液分離用有孔板を通過した水を前記容器の底部に貯留し、
前記容器の底部に貯留された水を、前記ポンプによって前記吐出口へ循環させる、漏出物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を処理する漏出物処理装置に関する。また、本発明は、ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を処理する漏出物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーキルンは、軸心周りに回転する円筒状のキルン本体内に被処理物を供給しながら処理を行う連続炉であり、廃棄物の焼却を初めとする様々な用途に用いられている。
【０００３】
しかし、ロータリーキルンでは、円筒状のキルン本体が回転している一方で、被処理物の供給部などは回転させることができないため、その原理上、回転部と非回転部との間の間隙（クリアランス）から被処理物の一部が漏出してしまうという問題がある。そのため、上記間隙が存在する被処理物の供給部、すなわち、ロータリーキルンの上流側の下方に、コンテナなどの容器を設置し、間隙より漏出する漏出物を回収することが一般的に行われている。
【０００４】
しかし、漏出物は加熱されて高温になっていることに加え、燃焼した状態のまま漏出してくるものもある。そのため、そのような漏出物を容器に回収すると火災の原因となる。
【０００５】
このようなロータリーキルンからの漏出物に起因する火災を防止するためのアプローチの１つとして、間隙部分におけるシール性を向上させ、間隙からの漏出自体を防止することが考えられる。
【０００６】
例えば、特許文献１では、回転部と非回転部との間の間隙から、キルン内部へシール用の空気を送り込むことが提案されている。このような方法によれば、間隙からの漏出を抑制できると考えられる。
【０００７】
しかし、漏出を抑制するためにはある程度の風量が必要である一方で、焼却炉としてのロータリーキルン本来の機能を損なわないためにはシール用空気の供給量をあまり上げることが出来ないという事情がある。例えば、廃棄物の焼却には、ロータリーキルンの後段にストーカ炉を組み合わせたタイプの炉（ロータリーキルン・ストーカ炉）が広く用いられている。このようなロータリーキルン・ストーカ炉では、ロータリーキルンで廃棄物を乾燥させ、その後、ストーカ炉で廃棄物を燃焼させる。したがって、ロータリーキルン内では燃焼を抑制するために酸素不足の状態を維持する必要があり、したがって、シール用空気の供給量を上げることが難しい。
【０００８】
このような事情から、シール用空気を用いるのみでは漏出を完全に防止することはできず、したがって、漏出物に起因する火災をより確実に防止する方法が求められている。
【０００９】
そこで、特許文献２では、ロータリーキルンの下方に設置したコンベヤ上に漏出物（漏出ダスト）を落下させ、該コンベヤで搬送される漏出物に対してスプレーノズルで散水することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３１１５１１号公報
【特許文献２】特開２００８−２０２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２で提案されている方法によれば、燃焼状態の漏出物をスプレーノズルからの散水によって消火することができる。しかし、この方法には以下に述べるような問題があった。
【００１２】
まず、前記方法では、漏出物はコンベヤで移送されているため、漏出物がスプレーノズルの散水域内に存在する間に確実に消火するためには、多量の水を散水する必要がある。また、漏出物の一部はコンベヤの下方に落下して堆積するため、これを回収するためにも水が必要である。そのため、多量の水を使用する必要がある。
【００１３】
また、使用された水はタンクに回収され、ポンプによってスプレーノズルに送られて循環使用される。しかし、回収された水には漏出物が混入しているため、そのまま再利用することができない。そこで、特許文献２の方法では、回収容器以外に別途、複数のタンクとポンプを設けて、フィルタによるろ過と沈殿分離によるダスト除去を行う必要がある。そのため、設備自体が高コストであるのみならず、ろ過用フィルタや沈殿槽のメンテナンスが必要であるため、維持費がかさむという問題もある。
【００１４】
さらに、特許文献２で提案されている方法では、コンベヤに加え、複数のタンクとポンプなどを含む極めて大がかりな設備が必要である。しかし、一般的な廃棄物処理に用いられる規模のロータリーキルンにおいては、キルンの下方にこのような大がかりな設備を設置できる空間はないため、このような方法を実際に実施することはスペース的に難しい。また、既存のロータリーキルンにこのような設備を増設しようとすると、極めて大規模な工事が必要となる。
【００１５】
本発明は、上記の実情に鑑み開発されたものであり、極めて簡便な装置であるにもかかわらず、漏出物に起因する火災を確実に防止できる漏出物処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記漏出物処理装置を用いた漏出物処理方法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】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。
【００１７】
１．ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を処理する漏出物処理装置であって、
前記漏出物を回収するための容器と、
前記容器内に設けられ、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備えた固液分離用有孔板と、
前記固液分離用有孔板より上方に設けられ、前記容器内に水を吐出する吐出口と、
前記固液分離用有孔板よりも下方に設けられ、前記容器内の水を容器外へ排出する排水口と、
前記排水口から排出された水を前記吐出口へ送るための配管と、
前記配管の途中に設けられたポンプとを備え、
前記吐出口の開口部のサイズＤ１が、前記固液分離用有孔板の貫通孔のサイズＤ２より大きい、漏出物処理装置。
【００１８】
２．さらに、前記配管の、前記排水口と前記ポンプとの間に、バルブおよびカップリングを備え、
前記カップリングの上流側の配管と下流側の配管は、該カップリングによって着脱可能に接続されている、上記１に記載の漏出物処理装置。
【００１９】
３．前記ポンプが容積式ポンプである、上記１または２に記載の漏出物処理装置。
【００２０】
４．前記固液分離用有孔板がパンチングメタルであり、
前記貫通孔のサイズＤ２が１〜５ｍｍである、上記１または２に記載の漏出物処理装置。
【００２１】
５．上記１〜４のいずれか一項に記載の漏出物処理装置を用いた漏出物処理方法であって、
ロータリーキルンの回転部と非回転部との間の間隙より漏出する漏出物を、該ロータリーキルンの下方に設置した前記容器内の、前記固液分離用有孔板の上に回収し、
前記吐出口から水を吐出して、回収した前記漏出物上に落下させ、
前記固液分離用有孔板を通過した水を前記容器の底部に貯留し、
前記容器の底部に貯留された水を、前記ポンプによって前記吐出口へ循環させる、漏出物処理方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、極めて簡便な装置であるにもかかわらず、漏出物に起因する火災を確実に防止することができる。本発明の装置では、漏出物を回収する容器内で固液分離を行うため、別途、固液分離のための設備を設ける必要が無く、極めて省スペースであり、既存のロータリーキルンにも容易に導入することができる。また、メンテナンスも容易である。さらに、本発明の装置では、固液分離に使用する有孔板の開口サイズよりも大きい開口を有する吐出口を用いるため、有孔板を通過した漏出物が吐出口に詰まることもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態における、漏出物処理装置の設置状態を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における、漏出物処理装置の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、図面を参照しながら、本発明を実施する方法について具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態における、漏出物処理装置の設置状態を示す模式図である。ロータリーキルン１００は、円筒状のキルン本体１１０と、キルン本体１１０の内部に被処理物を供給するための供給部１２０を備えている。キルン本体１１０は、水平方向に対してやや傾斜した状態で設置されており、その軸心を中心として回転している。供給部１２０は、キルン本体１１０の上流側に設置されており、被処理物を供給するための手段（シュートなど）を備えている。
【００２６】
上述したように、キルン本体１１０は回転する一方、供給部１２０は回転しないため、両者の間、すなわち、回転部と非回転部との間には間隙１３０が存在する。また、図１に示した例では、間隙１３０を含む、キルン本体１１０の上流側端部を覆うようにダクト１４０が設置されている。
【００２７】
ロータリーキルン１００の下方には漏出物処理装置１が設置されており、間隙１３０から漏出した漏出物は、ダクト１４０内を通って漏出物処理装置１へ落下する。
【００２８】
図２は、本発明の一実施形態における、漏出物処理装置の構造を示す模式図である。漏出物処理装置１は、以下の構成要素を備えている。
（１）漏出物Ｌを回収するための容器１０
（２）容器１０の内部に設けられ、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備えた固液分離用有孔板２０
（３）固液分離用有孔板２０より上方に設けられ、容器１０内に水を吐出する吐出口３０
（４）固液分離用有孔板２０よりも下方に設けられ、容器１０内の水を容器１０の外部へ排出するための排水口４０
（５）排水口４０から排出された水を吐出口３０へ送るための配管５０
（６）配管５０の途中に設けられたポンプ６０
【００２９】
（容器）
容器１０としては、漏出物を回収し、内部に保持できるものであれば任意のものを用いることができる。容器１０の材質はとくに限定されないが、強度や耐熱性などの観点からは金属製とすることが好ましく、鋼製とすることが好ましい。例えば、金属製のコンテナなどを容器１０として用いることができる。
【００３０】
容器１０の形状はとくに限定されないが、輸送などの取り扱いを容易にするという観点からは、水平方向断面が矩形である形状とすることが好ましい。また、容器１０の高さが高いほど、漏出物Ｌの冷却効率が高くなるため、設置スペースが許す限り容器１０の高さを高くすることが好ましい。
【００３１】
（固液分離用有孔板）
容器１０の内部には、容器１０を上下に区分するように固液分離用有孔板２０が設置されている。容器１０内へ落下してきた漏出物Ｌは、この固液分離用有孔板２０の上に堆積する。また、固液分離用有孔板２０は、その板厚方向に貫通する複数の貫通孔２１を備えている。したがって、後述する吐出口３０より吐出された水は貫通孔２１を通って落下し、容器１０の底部に貯留される。
【００３２】
このように固液分離用有孔板２０を容器１０内に設けることにより、ろ過や沈殿のための設備を別途設けることなく、１つの容器内で漏出物の回収と固液分離を行うことができる。
【００３３】
固液分離用有孔板２０の材質はとくに限定されないが、強度や耐熱性などの観点からは、金属製とすることが好ましい。
【００３４】
また、固液分離用有孔板２０としては、貫通孔を有する板状部材であれば任意のものを用いることができる。貫通孔を有する板状部材としては、例えば、パンチングプレートや、メッシュなどを用いることができる。なかでも、金属製のパンチングプレート（パンチングメタル）を用いることが好ましい。なお、貫通孔２１のサイズについては後述する。
【００３５】
固液分離用有孔板２０は、容器１０内に、水平に取り付けることが好ましい。また、固液分離用有孔板２０の取り付け位置はとくに限定されないが、取り付け位置が低すぎると、容器１０の底部に貯留されている水Ｗの水面が固液分離用有孔板２０よりも高くなってしまうため、固液分離用有孔板２０の取り付け高さは、５０ｍｍ以上とすることが好ましく、８０ｍｍ以上とすることがより好ましい。一方、固液分離用有孔板２０の取り付け高さが高すぎると、漏出物Ｌを保持できる空間が減少し、その結果、漏出物を容器１０から取り出す頻度を高くする必要がある。そのため、固液分離用有孔板２０の取り付け高さは、２００ｍｍ以下とすることが好ましく、１５０ｍｍ以下とすることがより好ましい。なお、ここで、固液分離用有孔板２０の取り付け高さとは、容器１０の底部から、固液分離用有孔板２０の下面までの距離を指すものとする。
【００３６】
（吐出口）
固液分離用有孔板２０より上方には、容器内１０に水を吐出するための吐出口３０が設置されている。吐出口３０から吐出された水が、固液分離用有孔板２０上に堆積した漏出物Ｌ上に落下することにより、漏出物Ｌが消火、冷却される。本発明の漏出物処理装置では、コンベア上で消火する場合と異なり、漏出物Ｌ上に継続的に水が吐出されるため、低流量であっても確実に消火が可能である。
【００３７】
吐出口３０の設置位置はとくに限定されず、吐出された水が容器１０内に堆積した漏出物Ｌにかかるよう、固液分離用有孔板２０の上方に設ければよい。なお、図２に示した例では、吐出口３０は、ダクト１４０の壁面に設けられているが、容器１０自体（壁面や天板など）に設けることもできる。
【００３８】
吐出口３０の数はとくに限定されず、１つまたは２つ以上であってよい。漏出物Ｌの広範囲に水を供給するという観点からは、複数の吐出口を設けることも好ましいが、装置構造を簡略とする観点からは吐出口の数は１つとすることが好ましい。
【００３９】
（貫通孔と吐出口のサイズ）
上述したように、本発明の漏出物処理装置では、固液分離用有孔板２０により固体である漏出物Ｌと水とが分離される。しかし、固液分離用有孔板２０の貫通孔２１のサイズよりも小さい小片、粒子などが漏出物に含まれている場合、その一部は水と一緒に貫通孔２１を通過してしまう（以下、この貫通孔を通過した成分を便宜的に「通過粒子」という）。そのため、例えば、一般的な散水を目的としたスプレーノズルなどを用いて水を吐出した場合、ノズルの開口が小さいため通過粒子によって詰まってしまうという問題がある。そこで、特許文献２では、上述したように、フィルタや沈殿槽を用いて通過粒子を完全に除去していた。
【００４０】
これに対して本発明は、まったく逆の技術思想に立脚したものであり、通過粒子を除去するのではなく、通過粒子がつまらないようなサイズの開口を有する吐出口を用いることを特徴としている。すなわち、吐出口３０の開口部のサイズＤ１を、固液分離用有孔板２０の貫通孔２１のサイズＤ２より大きくする。これにより、通過粒子による吐出口の閉塞を防止することができるため、別途、通過粒子を除去するためのフィルタや沈殿槽などを用いる必要が無く、装置が小型化できるとともに、煩雑なメンテナンスも不要となった。
【００４１】
なお、より確実に吐出口の閉塞を防止するという観点からは、吐出口３０の開口部のサイズＤ１を、固液分離用有孔板２０の貫通孔２１のサイズＤ２の２倍以上とすることが好ましく、３倍以上とすることがより好ましく、４倍以上とすることがさらに好ましい。
【００４２】
一方、固液分離用有孔板２０の貫通孔２１のサイズは、とくに限定されないが、通過粒子量の低減や、通過粒子によるポンプの破損防止等の観点からは、貫通孔２１のサイズＤ２を５ｍｍ以下とすることが好ましく、４ｍｍ以下とすることがより好ましい。一方、通水性の確保および固液分離用有孔板２０自体の目詰まり防止といった観点からは、貫通孔２１のサイズＤ２を１ｍｍ以上とすることが好ましく、２ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００４３】
なお、ここで吐出口３０の開口部のサイズＤ１は、該開口部の最大内接円の直径を指すものとする。例えば、開口部が円形である場合、該開口部の直径をＤ１とする。同様に、固液分離用有孔板２０の貫通孔２１のサイズＤ２は、貫通孔２１の最大内接円の直径を指すものとする。例えば、貫通孔が円形である場合、貫通孔２１の直径をＤ２とする。
【００４４】
（排水口）
上述したように、固液分離用有孔板２０を通過した水は、容器１０の下方に貯留される。そこで、容器１０には容器１０内の水Ｗを容器外へ排出する排水口４０が設けられている。排水口４０の位置は、固液分離用有孔板２０よりも下方であれば、任意の位置に設けることができるが、図１に示した例のように容器１０の壁面に設けることが好ましい。
【００４５】
（配管）
漏出物処理装置１は、排水口４０と出口３０を接続する配管５０を備えている。排水口４０から排出された水は、配管５０を通って吐出口３０から再び吐出される。そして、吐出された水は、固液分離用有孔板２０を通って再び容器１０の底部へ戻る。本発明の漏出物処理装置では、このように消火用の水を循環させながら使用するため、水の使用量を最小限に抑制することができる。また、容器１０以外には、回収用や沈殿処理用のタンクなどを別途設ける必要がなく、水が貯留されているのは容器１０の底部のわずかな空間のみである。そのため、水を入れ替える場合などに発生する汚水の量も最小限にすることができる。
【００４６】
（ポンプ）
配管５０の途中、すなわち、排水口４０と吐出口３０の間の任意の位置には、ポンプ６０が設けられている。ポンプ６０を用いることにより、上述したように水を循環させ、吐出口３０から吐出させる。
【００４７】
ポンプ６０は、連続的に駆動してもよく、断続的に駆動してもよい。しかし、確実に消火するという観点からは、連続的に駆動することが好ましい。
【００４８】
ポンプ６０としては、とくに限定されることなく任意のポンプを用いることができる。例えば、容積式ポンプと非容積式ポンプのいずれも用いることができるが、必要とされる流量が比較的低いことおよび後述する脈動の観点からは、容積式ポンプを用いることが好ましく、往復型容積式ポンプを用いることがより好ましく、中でもダイヤフラムポンプを用いることがさらに好ましい。
【００４９】
容積式ポンプでは、その原理上、脈動が生じる。そのため、脈動がない場合に比べて通過粒子による閉塞を防止する効果が高い。また、脈動に起因する流量の変動のため、吐出口３０から吐出される水が、断続的な滴状となり、連続流である場合に比べてより広い範囲に散水できると考えられる。
【００５０】
（バルブ、カップリング）
配管５０の、排水口４０とポンプ６０との間には、バルブ５１およびカップリング５２を備えることが好ましい。その場合、カップリング５２の上流側の配管と下流側の配管は、カップリング５２によって着脱可能に接続される。これにより、容器１０の取り外しを容易に行うことが可能となる。
【００５１】
例えば、容器１０内に回収された漏出物Ｌの量が一定以上となった場合、容器１０内の漏出物Ｌを取り出す必要がある。その際、バルブ５１を閉じ、カップリング５２による配管５０の接続を解除することにより、容器１０を移動させることができる。
【００５２】
なお、容器１０から取り出された漏出物Ｌの取り扱いはとくに限定されないが、再度、ロータリーキルン１００に投入して焼却することが好ましい。本発明の漏出物処理装置では、容器１０内の漏出物Ｌは、固液分離用有孔板２０の上に堆積しており、すでに固液分離された状態となっているため、取り扱いが容易である。
【００５３】
このように、本発明の漏出物処理装置では、極めて簡便な構成であるにもかかわらず、漏出物に起因する火災を確実に防止することができる。本発明の漏出物処理装置は、任意のロータリーキルンと組み合わせて用いることができ、とくに、産業廃棄物や一般廃棄物などの廃棄物処理用のロータリーキルンに極めて好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  漏出物処理装置
１０  容器
２０  固液分離用有孔板
２１  貫通孔
３０  吐出口
４０  排水口
５０  配管
５１  バルブ
５２  カップリング
６０  ポンプ
１００  ロータリーキルン
１１０  キルン本体
１２０  供給部
１３０  間隙
１４０  ダクト
【図１】
2020200989.tif 000003
【図２】
2020200989.tif 000004