(57)【要約】【課題】キルン本体にて燃焼灰やスラグが滞留して被処理物の処理効率が低下するのを防止する。【解決手段】キルン炉１は、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに付着した付着物とスクレーパ１０との接触による当該スクレーパ１０の振動を取得する振動計１６と、端縁２ｂに向けて火炎を噴射するバーナ１１と、バーナ１１の駆動を制御する制御部１８と、を備え、取得された振動が管理値以下の場合には、振動の取得を継続する一方、取得された振動が管理値よりも大きい場合には、制御部１８により油量調整弁１７を制御してバーナ１１を点火し、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに向けて火炎を噴射する。よって、付着物が端縁２ｂに所定以上付着した状況を、振動が管理値よりも大きいか否かとして検知でき、かかる状況において、バーナ１１による火炎で付着物を溶かして端縁２ｂから除去する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から供給される被処理物を回転しながら燃焼焼却又は燃焼溶融するキルン本体を備えるロータリーキルン炉であって、
前記キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物に関する付着情報を取得する付着情報取得手段と、
前記端縁に向けて火炎を噴射する火炎噴射手段と、
前記付着情報に基づいて、前記火炎噴射手段の駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするロータリーキルン炉。
【請求項２】
前記キルン本体の前記端縁に近設され、前記付着物を除去する付着物除去手段を有し、
前記付着情報取得手段は、前記付着物除去手段に対する前記付着情報を取得することを特徴とする請求項１記載のロータリーキルン炉。
【請求項３】
前記付着物除去手段を前記端縁に接離する方向に移動可能とする移動手段を備え、
前記制御手段は、前記火炎噴射手段が始動されてから所定時間が経過した場合、前記付着情報に基づいて、前記移動手段を制御して前記付着物除去手段を前記端縁から離れる方向に退避移動させることを特徴とする請求項２記載のロータリーキルン炉。
【請求項４】
上流側から供給される被処理物を回転しながら燃焼焼却又は燃焼溶融するキルン本体を備えるロータリーキルン炉の運転方法であって、
前記キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物に関する付着情報を付着情報取得手段により取得し、
前記付着情報に基づいて、前記端縁に向けて火炎を噴射する火炎噴射手段の駆動を制御することを特徴とするロータリーキルン炉の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物等を燃焼焼却又は燃焼溶融するロータリーキルン炉及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータリーキルン炉として、上流側から供給される被処理物を回転しながら燃焼焼却又は燃焼溶融するキルン本体と、キルン本体の下流側の端縁に近設され、当該端縁に付着した付着物を除去する付着物除去手段と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなロータリーキルン炉では、付着物除去手段により、端縁に付着した付着物がそぎ落とされて除去される。
【特許文献１】特開平２００１−２８０８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したようなロータリーキルン炉では、以下の問題がある。すなわち、場合によっては、キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物を十分に除去することができないため、キルン本体の下流側の端縁に所定以上の付着物が付着し、この付着物のためにキルン本体において焼却された焼却灰や溶融されたスラグが排出されずに滞留し、被処理物の処理効率が低下してしまうという問題がある。特に、ロータリーキルン炉を燃焼焼却に用いる際には、炉内温度が被処理物の溶融温度より低く設定されることから、一時的な温度上昇で溶融して一旦付着した付着物が、溶融することなく端縁に強固に付着するおそれがあるため、かかる問題は顕著となる。
【０００４】
そこで、本発明は、キルン本体にて焼却灰やスラグが滞留して被処理物の処理効率が低下するのを防止できるロータリーキルン炉及びその運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係るロータリーキルン炉は、上流側から供給される被処理物を回転しながら燃焼焼却又は燃焼溶融するキルン本体を備えるロータリーキルン炉であって、キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物に関する付着情報を取得する付着情報取得手段と、端縁に向けて火炎を噴射する火炎噴射手段と、付着情報に基づいて、火炎噴射手段の駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るロータリーキルン炉の運転方法は、上流側から供給される被処理物を回転しながら燃焼焼却又は燃焼溶融するキルン本体を備えるロータリーキルン炉の運転方法であって、キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物に関する付着情報を付着情報取得手段により取得し、付着情報に基づいて、端縁に向けて火炎を噴射する火炎噴射手段の駆動を制御することを特徴とする。
【０００７】
このロータリーキルン炉では、付着情報取得手段によりキルン本体の下流側の端縁に付着した付着物に関する付着情報が取得され、この付着情報に基づいて火炎噴射手段の駆動が制御される。よって、例えば、キルン本体の下流側の端縁に所定以上の付着物が付着した状況において、かかる状況が付着情報として付着情報取得手段で取得され、火炎噴射手段の駆動が制御されて火炎が端縁に向けて噴射され、付着物が溶けて除去される。従って、キルン本体の下流側の端縁に所定以上の付着物が付着するのを抑制することができ、キルン本体にて焼却灰やスラグが滞留して被処理物の処理効率が低下するのを防止することが可能となる。
【０００８】
また、キルン本体の端縁に近設され、付着物を除去する付着物除去手段を有し、付着情報取得手段は、付着物除去手段に対する付着情報を取得することが好ましい。これにより、キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物が付着物除去手段により機械的に除去されると共に、この付着物除去手段が利用されて付着情報が取得される。
【０００９】
このとき、付着物除去手段を前記端縁に接離する方向に移動可能とする移動手段を備え、制御手段は、火炎噴射手段が始動されてから所定時間が経過した場合、付着情報に基づいて、移動手段を制御して付着物除去手段を端縁から離れる方向に退避移動させることが好ましい。これにより、キルン本体の下流側の端縁に付着した付着物と付着物除去手段との接触抵抗が増大し付着物除去手段が大きく振動したままの場合においては、付着物除去手段が端縁から離れる方向に退避移動させられ、キルン本体の出口の耐火物や付着物除去手段が破損してしまうのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キルン本体にて燃焼灰やスラグが滞留して被処理物の処理効率が低下するのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
まず、本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉を示す概略断面図、図２は図１のロータリーキルン炉の一部拡大図、図３は図２のIII−III線に沿う一部断面拡大図である。図１に示すように、このロータリーキルン炉１は、横型回転式のロータリーキルン炉であり、キルン本体２と、フロントウォール３と、二次燃焼炉４と、を備えている。
【００１３】
キルン本体２は、円筒状を呈しており、上流側（図示右側）から供給される廃棄物等の被処理物Ｍを回転しながら下流側（図示左側）に流動させつつ燃焼焼却するものである。このキルン本体２は、その内壁が耐火材で内張りされており、中心軸Ａを回転軸として回転可能に支持されている。
【００１４】
フロントウォール３は、ベース（不図示）上に固定されており、当該フロントウォール３には、キルン本体２が回転可能に挿入されている。このフロントウォール３には、キルン本体２内に連通する投入部５が設けられ、当該投入部５により被処理物Ｍがキルン本体２内に投入される。
【００１５】
二次燃焼炉４は、キルン本体２内で発生した一酸化炭素等の未燃焼ガスを二次燃焼させるものであり、上下方向に延びる筒状（建屋の構造）を呈し、内壁が耐火材で内張されている。この二次燃焼炉４には、キルン本体２が回転可能に挿入されている。
【００１６】
ここで、本実施形態のロータリーキルン炉１は、図２及び図３に示すように、スクレーパ（付着物除去手段）１０及びバーナ（火炎噴射手段）１１を備えている。
【００１７】
スクレーパ１０は、例えば正方形断面等を呈する棒状を成し、その長手方向がキルン本体２の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という）と直交するようにして配置されると共に、図３に示すように、一端部１０ａがキルン本体２の内周面２ａより内側に突出しないように配置されている。
【００１８】
このスクレーパ１０は、二次燃焼炉４に設けられた開口１２を介して、二次燃焼炉４の外部から挿入された状態となっており、スクレーパ１０の他端部１０ｂ側が、台座１３に対して軸線方向に移動可能に支持されている。そして、スクレーパ１０には、当該スクレーパ１０を軸線方向に往復移動させるモータ（移動手段）１４が連結されている。つまり、スクレーパ１０は、台座１３上においてキルン本体２の円環状の端縁２ｂに接離する方向（図中の左右方向）に移動可能に構成されている。なお、スクレーパ１０を台座１３に固定し、台座１３を端縁２ｂに接離する方向に移動可能としてもよい。
【００１９】
図中におけるスクレーパ１０は、端縁２ｂに近設されており、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに対して僅かな隙間を有するようにモータ１４により移動される。このように、スクレーパ１０を端縁２ｂに近設することで、燃焼灰等が溶融してキルン本体２の端縁２ｂに固着し付着物として付着した場合、この付着物とスクレーパ１０とが互いに接触することになり、付着物を機械的に除去することができる。
【００２０】
スクレーパ１０の他端１０ｂ側には、冷却水を供給及び排出する給排口１５が設けられており、これにより、スクレーパ１０を適宜に冷却することができる。また、スクレーパ１０には、振動計（付着情報取得手段）１６が接続されている。この振動計１６は、スクレーパ１０と付着物との接触によるスクレーパ１０の振動（付着物に関する付着情報）を取得する。
【００２１】
バーナ１１は、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに向けて火炎を噴射するように配置されている。具体的には、バーナ１１は、その噴口をキルン本体２の端縁２ｂに向けた状態で端縁２ｂに近接して配置されている。ここでは、バーナ１１として、可燃性ガスに酸素ガスを混合させて燃焼する酸素バーナが用いられており、これにより、被処理物を効率よく燃焼することができる。また、バーナ１１には、油量調整弁１７が接続されている。この油量調整弁１７は、バーナ１１に供給する油量を調整する。
【００２２】
図２及び図３に示すように、ロータリーキルン炉１は、制御部（制御手段）１８を備えている。制御部１８は、モータ１４、振動計１６及び油量調整弁１７に接続されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部１８は、ＲＯＭに記憶されているソフトウエアをＣＰＵで実行する。
【００２３】
この制御部１８は、振動計１６により取得されたスクレーパ１０の振動に基づいて、バーナ１１の駆動を制御し、また、モータ１４を制御しスクレーパ１０を端縁２ｂに対して接離させる。
【００２４】
以上のように構成されたロータリーキルン炉１を運転して被処理物Ｍを燃焼焼却する場合、投入部５を通じてキルン本体２に被処理物Ｍを導入し、キルン本体２にて被処理物Ｍを下流方向に搬送しつつ燃焼焼却し、そして、二次燃焼炉４を通じて後段設備へ排気ガスを排出する一方で燃焼灰を回収する。
【００２５】
また、ロータリーキルン炉１では、被処理物Ｍを燃焼焼却する場合、ロータリーキルン炉１の上記運転と同時に、制御部１８によりモータ１４を制御してスクレーパ１０を駆動し（図４のＳ４１）、スクレーパ１０をキルン本体２の端縁２ｂに近接し、これにより、スクレーパ１０を端縁２ｂに付着した付着物と接触させて付着物を機械的に除去する。なお、スクレーパ１０は、ロータリーキルン炉１の運転に先立って予め端縁２ｂに近接させていてもよい。
【００２６】
続いて、振動計１６によりスクレーパ１０の振動を取得し（Ｓ４２）、スクレーパ１０と付着物との接触抵抗の度合いを監視する（S４３）。
【００２７】
取得されたスクレーパ１０の振動が管理値以下の場合には、付着物がない又はあっても少量であるとして、スクレーパ１０の振動の取得を継続すし、他方、取得されたスクレーパ１０の振動が管理値よりも大きい場合には、付着物が所定以上に成長したとして、制御部１８により油量調整弁１７を制御してバーナ１１を点火し、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに向けて火炎を噴射する（Ｓ４４）。
【００２８】
続いて、パーナ１１の点火後、所定時間が経過するまで火炎の噴射を継続し、所定時間経過したら、振動計１６によりスクレーパ１０の振動を取得し（Ｓ４６）、取得されたスクレーパ１０の振動が管理値よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ４７）。
【００２９】
ここで、スクレーパ１０の振動が管理値よりも大きい場合には、制御部１８によりモータ１４を制御し、スクレーパ１０をキルン本体２の端縁２ｂから離れる方向に退避移動し、その後、ロータリーキルン炉１の運転を停止する（Ｓ５０）。他方、スクレーパ１０の振動が管理値以下の場合には、バーナ１１の火炎により付着物が溶けて除去されたとして、制御部１８により油量調整弁１７を制御してバーナ１１を停止し（Ｓ４８）、そして、引き続き、スクレーパ１０による付着物の除去を続行する。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、振動計１６により取得された付着情報に基づいて、制御部１８によりバーナ１１の駆動が制御され、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに向けて火炎が噴射されるため、強固に固化して硬いためにスクレーパ１０では除去し難い付着物を端縁２ｂから除去することができる。
【００３１】
従って、キルン本体２の下流側の端縁２ｂに所定以上の付着物が付着するのを抑制することができ、その結果、キルン本体２に焼却灰が滞留してしまい被処理物Ｍの処理効率が低下するのを防止することができる。
【００３２】
また、本実施形態は、上述したように、スクレーパ１０を備えると共に振動計１６がスクレーパ１０に接続されているため、キルン本体２の端縁２ｂに付着した付着物をスクレーパ１０で機械的に除去することができると共に、スクレーパ１０を利用し、端縁２ｂに付着した付着物に関する付着情報をスクレーパ１０の振動として取得することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、上述したように、バーナ１１が点火されてから所定時間が経過し、付着物とスクレーパ１０との接触抵抗が増大してスクレーパ１０が大きく振動したままの場合には、振動計１６に基づいてスクレーパ１０を退避移動するため、キルン本体２の出口の耐火物やスクレーパ１０が破損してしまうのを防止することができる。
【００３４】
また、従来のロータリーキルン炉では、付着物をスクレーパで除去できない場合、被処理物Ｍの投入を一時中断し、キルン本体２の炉内温度を高めて付着物を溶融する付着物除去運転を実施することがあるが、本実施形態のロータリーキルン炉１では、バーナ１１により付着物の成長が抑制されるため、付着物除去運転が不要となり、よって、処理能力の低下を一層防止することができる。
【００３５】
なお、スクレーパ１０の退避移動は、数回に分割して少しずつ（例えば、数ｍｍずつ）行うものとしてもよい。例えば２回に分割して退避移動させる場合、１回目の退避移動を行った後、所定時間経過した際に、振動計１６によりスクレーパ１０の振動を再度取得する。そして、この振動が管理値よりも大きいときには、２回目の退避移動を行い、ロータリーキルン炉１の運転を停止する一方、振動が管理値以下のときには、バーナ１１を消火することになる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
例えば、上記実施形態では、ロータリーキルン炉１を燃焼焼却に用いたが、被処理物を溶融焼却してスラグを回収する溶融焼却に用いてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、振動計１６を用いてスクレーパ１０の振動を取得し、この振動に基づいてバーナ及びモータの駆動を制御したが、歪ゲージを用いてスクレーパ１０の応力や歪を取得し、この応力や歪に基づいて駆動を制御してもよく、また、ダイヤルゲージ等を用いてキルン本体２の端縁における平面度（変位）を取得し、この平面度に基づいて駆動を制御してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、取得されたスクレーパ１０の振動が管理値よりも大きいときに制御部１８により油量調整弁１７を制御しバーナ１１を点火したが、例えば当該振動が弱まったり強まったりした場合、制御部１８で油量調整弁１７を制御してバーナ１１に供給する油量を減少又は増加し、バーナ１１の火炎を弱める又は強めてもよい。この場合、バーナ１１に供給する油量を適量とすることができると共に、スクレーパ１０の振動に基づいてバーナ１１の火炎を所望に調整することが可能となる。
【００４０】
また、上記実施形態では、振動計１６により取得されたスクレーパ１０の振動が管理値よりも大きい場合等において、バーナ１１又はモータ１４の駆動を制御部１８により自動で制御したが、手動で制御してもよい。つまり、振動が管理値よりも大きい場合等においては、オペレータがバーナ１１の点火や消火、又はスクレーパ１０の退避移動を直接行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータリーキルン炉を示す概略断面図である。
【図２】図１のロータリーキルン炉の一部拡大図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う一部断面拡大図である。
【図４】図１のロータリーキルン炉における運転手順の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１…ロータリーキルン炉、２…キルン本体、２ｂ…下流側の端縁、１０…スクレーパ（付着物除去手段）、１１…バーナ（火炎噴射手段）、１４…モータ（移動手段）、１６…振動計（付着情報取得手段）、１８…制御部（制御手段）、Ｍ…被処理物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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