(57)【要約】【課題】キルンシェルへの灰の付着・堆積を防止し、キルン炉における燃焼排ガスの伝熱効率の維持が可能なキルン炉、廃棄物ガス化システムを提供する。【解決手段】本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａは、被処理物である廃棄物１０１が供給されるキルンシェル１０２と、該キルンシェル１０２の周囲に所定空間Ｓを持って覆うように設けられる外筒１０３と、該外筒１０３の周壁に設けられ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼排ガス１０４を前記空間Ｓに送給する燃焼ガス供給路１０５と、間接加熱した後の燃焼排ガス１０４を前記外筒１０３の外に排出する燃焼ガス排出路１０６とを有するキルン炉であって、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａが、前記燃焼排ガス１０４のガス流れを前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けられてなる。【選択図】        図１
2008212782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が供給される回転円筒体と、
該回転円筒体の周囲に所定空間を持って覆うように設けられる外筒と、
該外筒の周壁に設けられ、前記回転円筒体の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼排ガスを前記空間に送給する燃焼ガス供給路と、
間接加熱した後の燃焼排ガスを前記外筒の外に排出する燃焼ガス排出路とを有するキルン炉であって、
前記燃焼ガス供給路の開口部が、前記燃焼排ガスのガス流れを前記回転円筒体の接線方向となるように設けられてなることを特徴とするキルン炉。
【請求項２】
請求項１において、
前記燃焼ガス供給路の前記開口部が、ノズル状であることを特徴とするキルン炉。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記空間内に挿抜自在とし、前記回転円筒体表面に付着した灰を剥がすスクレーパーを配設してなることを特徴とするキルン炉。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
前記スクレーパーで剥がされた灰を回収する灰回収部を有することを特徴とするキルン炉。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
前記外筒に設けられ、前記外筒内に前記回転円筒体表面に付着した灰を剥がす鎖を挿抜自在とする鎖巻上げ装置を少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉。
【請求項６】
請求項５において、
前記鎖巻上げ装置が、前記回転円筒体の長手方向に対して振動可能であることを特徴とするキルン炉。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記回転円筒体表面に付着した灰を一本の鎖で剥がす一対の鎖巻上げ装置を少なくとも一つ以上配設してなることを特徴とするキルン炉。
【請求項８】
請求項１乃至４の何れか一つにおいて、
前記外筒の周壁に、前記回転円筒体表面に空気を噴出する空気噴出ノズルを少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉。
【請求項９】
被処理物を搬送する供給手段と、
請求項１乃至８の何れか一つのキルン炉と、
前記キルン炉において生成される熱分解ガスを燃焼し、高温の燃焼排ガスとする燃焼炉と、
前記キルン炉において熱交換された燃焼排ガスと前記燃焼炉から排出される前記燃焼排ガスの一部とを合流させ、蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動し、該発電機で凝縮した水を復水機で再び回収し、循環させるボイラと、
該ボイラで熱交換され、排出される排ガスを除塵する除塵装置と、
該除塵装置により除塵された排ガスを排出する煙突とからなることを特徴とする廃棄物ガス化システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記請求項１乃至８の何れか一つのキルン炉の前段に前記被処理物を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする廃棄物ガス化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を加熱してガス化ガスを生成し、生成されたガス化ガスをもとにエネルギを生成するキルン炉、廃棄物ガス化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ、下水汚泥、産業用廃棄物、バイオマスなどの有機系廃棄物からエネルギ回収を図るために、廃棄物を加熱し熱分解してガス化ガスを生成し、生成されたガス化ガスを基にエネルギを生成するキルン炉、廃棄物ガス化システムが、環境保全及び省資源の観点から注目されている。
【０００３】
図１１は、従来のキルン炉の構成を示す斜視図である。図１２は、従来のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。図１３は、従来のキルン炉内の高温の燃焼排ガスの流れを示す図である。図１１〜図１３に示すように、従来のキルン炉１００は、乾燥させた汚泥等の廃棄物１０１が供給される内筒であるキルンシェル１０２と、該キルンシェル１０２の周囲に所定空間Ｓを持って覆うように設けられる外筒１０３と、該外筒１０３の周壁に設けられ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記廃棄物１０１を間接加熱する燃焼排ガス１０４を前記空間Ｓに送給する燃焼ガス供給路１０５と、間接加熱した後の燃焼排ガス１０４を前記外筒１０３の外に排出する燃焼ガス排出路１０６とを有する。
【０００４】
前記キルンシェル１０２は回転式となっており、前記キルンシェル１０２内に前記廃棄物１０１を投入すると共に、前記外筒１０３と前記キルンシェル１０２との間の空間Ｓ内に例えば図示しない燃焼炉から排出される高温の前記燃焼排ガス１０４を燃焼ガス供給路１０５を介して隔壁１０７で仕切られた各部屋に導入し、空気を遮断した状態で前記キルンシェル１０２内の前記廃棄物１０１を高温の前記燃焼排ガス１０４によって間接的に加熱して熱分解し、前記燃焼排ガス１０４は燃焼ガス排出路１０６から排出される。前記キルンシェル１０２内部の前記廃棄物１０１はガス化され熱分解ガス１０８として排出されると共に、熱分解残渣として炭化物・不燃物１０９を生成するようにしている（特許文献１、２、３）。
図中、符号１１０は、前記外筒１０３の周壁に設けられ、前記燃焼ガス供給路１０５と前記燃焼ガス排出路１０６とを仕切る仕切壁であり、符号１１１は、燃焼ガス排出路１０６に設けられた前記燃焼排ガス１０４の流量を調整する流量調整ゲートである。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８３４２９号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３４３１号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のキルン炉１００は、図１２に示すように前記キルン炉１００内に送給される高温の前記燃焼排ガス１０４が前記キルンシェル１０２の壁面に直接衝突する。そして、前記燃焼排ガス１０４の前記外筒１０３への前記燃焼排ガス１０４の吹込み流速が例えば２０〜３０ｍ／ｓと早いため、図１４に示すように前記燃焼排ガス１０４の衝突部分への飛灰等の灰１１２の付着・堆積が進行し、前記キルンシェル１０２の伝熱性能が悪化する虞がある、という問題がある。
【０００７】
また、図１２に示すような前記キルンシェル１０２への前記灰１１２の付着・堆積を防止するため、前記燃焼排ガス１０４の燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａを大きくし、前記燃焼排ガス１０４の吹き込み流速を落としても、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａにおいてある程度の圧損を与えなければ、前記外筒１０３内の各部で前記燃焼排ガス１０４の流入が不均一となってしまう。また、例えば図１５に示すように前記外筒１０３内の各部で極端に前記燃焼排ガス１０４の流入が不均一の場合には、流入の集中１１３した部屋で逆流１１４を生じてしまう場合がある。
【０００８】
そのため、前記燃焼排ガス１０４の前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａでの前記燃焼排ガス１０４の吹込み速度を例えば２０〜３０ｍ／ｓ程度とし、前記外筒１０３内の各部屋で前記燃焼排ガス１０４の逆流が生じないようにする必要がある、という問題がある。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、キルンシェルへの灰の付着・堆積を防止し、キルン炉における燃焼排ガスの伝熱効率の維持が可能なキルン炉、廃棄物ガス化システム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】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被処理物が供給される回転円筒体と、該回転円筒体の周囲に所定空間を持って覆うように設けられる外筒と、該外筒の周壁に設けられ、前記回転円筒体の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼排ガスを前記空間に送給する燃焼ガス供給路と、間接加熱した後の燃焼排ガスを前記外筒の外に排出する燃焼ガス排出路とを有するキルン炉であって、前記燃焼ガス供給路の開口部が、前記燃焼排ガスのガス流れを前記回転円筒体の接線方向となるように設けられてなることを特徴とするキルン炉にある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記燃焼ガス供給路の前記開口部が、ノズル状であることを特徴とするキルン炉にある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記空間内に挿抜自在とし、前記回転円筒体表面に付着した灰を剥がすスクレーパーを配設してなることを特徴とするキルン炉にある。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至３の発明の何れか一つにおいて、前記スクレーパーで剥がされた灰を回収する灰回収部を有することを特徴とするキルン炉にある。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至４の発明の何れか一つにおいて、前記外筒に設けられ、前記外筒内に前記回転円筒体表面に付着した灰を剥がす鎖を挿抜自在とする鎖巻上げ装置を少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉にある。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、前記鎖巻上げ装置が、前記回転円筒体の長手方向に対して振動可能であることを特徴とするキルン炉にある。
【００１６】
第７の発明は、第５又は６の発明において、前記回転円筒体表面に付着した灰を一本の鎖で剥がす一対の鎖巻上げ装置を少なくとも一つ以上配設してなることを特徴とするキルン炉にある。
【００１７】
第８の発明は、第１乃至４の発明の何れか一つにおいて、前記外筒の周壁に、前記回転円筒体表面に空気を噴出する空気噴出ノズルを少なくとも一つ以上配設されてなることを特徴とするキルン炉にある。
【００１８】
第９の発明は、被処理物を搬送する供給手段と、請求項１乃至８の何れか一つのキルン炉と、前記キルン炉において生成される熱分解ガスを燃焼し、高温の燃焼排ガスとする燃焼炉と、前記キルン炉において熱交換された燃焼排ガスと前記燃焼炉から排出される前記燃焼排ガスの一部とを合流させ、蒸気発生用の熱源として使用すると共に、発生した蒸気を用いて発電機を駆動し、該発電機で凝縮した水を復水機で再び回収し、循環させるボイラと、該ボイラで熱交換され、排出される排ガスを除塵する除塵装置と、該除塵装置により除塵された排ガスを排出する煙突とからなることを特徴とする廃棄物ガス化システムにある。
【００１９】
第１０の発明は、第９の発明において、前記請求項１乃至８の何れか一つのキルン炉の前段に前記被処理物を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする廃棄物ガス化システムにある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、燃焼ガス供給路の開口部が、燃焼排ガスのガス流れを回転円筒体の接線方向となるように設けられているため、前記回転円筒体に前記燃焼排ガスが衝突しないようにすることができ、前記回転円筒体面への灰の付着及び灰の堆積を軽減することができる。
また、前記回転円筒体表面に一旦付着した灰層も前記燃焼排ガスのガス流れにより、剥離・除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２２】
［第一の実施の形態］
本発明による第一の実施の形態に係るキルン炉について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る第一のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第一のキルン炉は、前記図１１〜図１５に示した従来のキルン炉１００の構成と略同様であるため、前記図１１〜図１５に示した従来のキルン炉１００と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１に示すように、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａは、被処理物である廃棄物１０１が供給されるキルンシェル１０２と、該キルンシェル１０２の周囲に所定空間Ｓを持って覆うように設けられる外筒１０３と、該外筒１０３の周壁に設けられ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記被処理物を間接加熱する燃焼排ガス１０４を前記空間Ｓに送給する燃焼ガス供給路１０５と、間接加熱した後の燃焼排ガス１０４を前記外筒１０３の外に排出する燃焼ガス排出路１０６とを有するキルン炉であって、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａが、前記燃焼排ガス１０４のガス流れを前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けられてなるものである。
【００２３】
本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａにおいては、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａが、前記燃焼排ガス１０４のガス流れを前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けている。
【００２４】
本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａのように、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａを前記燃焼排ガス１０４のガス流れが前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けることにより、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａから排出される前記燃焼排ガス１０４を前記キルンシェル１０２と衝突しないように前記キルンシェル１０２と外筒１０３との所定空間Ｓを前記キルンシェル１０２の外表面に沿って回転通風することができ、前記キルンシェル１０２の内部に供給される前記被処理物を間接加熱することができる。
【００２５】
また、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａにおいては、前記燃焼排ガス１０４のガス流れが前記キルンシェル１０２の接線方向に供給されているため、前記キルンシェル１０２表面に一旦付着した灰層も前記燃焼排ガス１０４のガス流れにより、剥離・除去することができる。
【００２６】
また、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａにおいては、前記燃焼排ガス１０４のガス温度は例えば１０００℃以上の高温であると共に、前記燃焼排ガス１０４の輻射伝熱の方が前記燃焼排ガス１０４の対流伝熱に比べて伝熱効率が大きい。このため、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａは、前記図１１〜図１５に示した従来のキルン炉１００のように前記燃焼排ガス１０４が前記キルンシェル１０２に直接衝突するのが軽減され衝突部分での熱伝達率は低くなっても、前記キルンシェル１０２の伝熱性能に対する影響は少ない。
【００２７】
間接加熱した後の前記燃焼排ガス１０４は、前記燃焼ガス排出路１０６を介して、図１１〜図１３に示すような従来のキルン炉１００の隔壁１０７間で仕切られた部屋に出て燃焼ガス排出路１０６の開口部１０６aを抜けた後、熱分解ガス１０８として排出される。
【００２８】
よって、本実施の形態に係る第一のキルン炉１０Ａによれば、前記燃焼ガス供給路１０５の開口部１０５ａが、前記燃焼排ガス１０４のガス流れを前記キルンシェル１０２の接線方向となるように設けることにより、前記キルンシェル１０２への前記燃焼排ガス１０４の衝突が軽減されるため、前記キルンシェル１０２表面への灰１１２の付着及び前記灰１１２の堆積を軽減することができる。
【００２９】
また、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着及び前記灰１１２の堆積を軽減することにより、前記キルンシェル１０２表面温度を正確に測定することができるため、前記燃焼排ガス１０４の流量を調整することで、前記キルンシェル１０２表面温度を調整することができる。
【００３０】
［第二の実施の形態］
本発明による第二の実施の形態に係るキルン炉について、図２を参照して説明する。
図２は、本実施の形態に係る第二のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図２に示すように、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成において、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの外筒１０３の周壁に設けられている仕切壁１１０を前記燃焼ガス供給路１０５と隣接させ、前記燃焼ガス排出路１０６が、前記仕切壁を介して前記燃焼ガス供給路１０５と隣接して配設されてなるものである。
【００３１】
本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂのように、前記燃焼ガス排出路１０６を前記仕切壁１１０を介して前記燃焼ガス供給路１０５と隣接させて配設することにより、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａに比べ、前記仕切壁１１０と前記開口部１０５ａの上端側の間の空間Ｓをなくすることができるため、前記燃焼排ガス１０４の前記キルンシェル１０２への伝熱効率の低下を防止することができる。
【００３２】
また、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂのように、前記仕切壁１１０及び前記燃焼ガス排出路１０６を前記燃焼ガス供給路１０５と接するように配置することにより、前記燃焼排ガス１０４の燃焼排ガス１０４とキルンシェル１０２との伝熱面積の減少を防ぐことができる。
【００３３】
よって、本実施の形態に係る第二のキルン炉１０Ｂによれば、前記仕切壁１１０を前記燃焼ガス供給路１０５と隣接させ、前記燃焼ガス排出路１０６が、前記仕切壁１１０を介して前記燃焼ガス供給路１０５と隣接して配設することにより、前記燃焼排ガス１０４の前記キルンシェル１０２への伝熱効率の向上させることができる。
【００３４】
［第三の実施の形態］
本発明による第三の実施の形態に係るキルン炉について、図３を参照して説明する。
図３は、本実施の形態に係る第三のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図３に示すように、本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成において、前記燃焼ガス供給路１０５の前記開口部１０５ａが前記燃焼排ガス流れ方向に向けて狭く形成されたノズル状としたものである。
【００３５】
本実施の形態に係る第三のキルン炉１０Ｃのように、前記燃焼ガス供給路１０５の前記開口部１０５ａを前記燃焼排ガス流れ方向に向けて狭く形成されたノズル状の形状とすることにより、前記燃焼排ガス１０４の流速を増加させることができるため、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着の除去効果を高めることができる。
【００３６】
［第四の実施の形態］
本発明による第四の実施の形態に係るキルン炉について、図４を参照して説明する。
図４は、本実施の形態に係る第四のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図４に示すように、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成に加え、外筒と回転円筒体の周囲との間の所定空間Ｓ内に挿抜自在とし、前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を剥がすスクレーパー１１と、前記スクレーパー１１で剥がされた前記灰１１２を回収する灰回収部１２を有している。
【００３７】
本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄのように、前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を剥がすスクレーパー１１を設けることにより、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着の除去効果を高めることができる。
【００３８】
また、スクレーパー１１の他端部にはスクレーパー１１を前記空間Ｓ内に挿抜自在とするための押付け装置１３が設けられている。前記押付け装置１３として、例えば油圧シリンダー、バネなどが用いられ、定期的、あるいは前記キルンシェル１０２表面に前記灰１１２が付着した場合にのみ前記スクレーパー１１を前記キルンシェル１０２に接触させるようにすることができる。
【００３９】
このとき、前記キルンシェル１０２表面に図示しない温度計を設置してもよい。図示しない温度計を用いて前記キルンシェル１０２表面の温度を計測し、伝熱効率を測定することにより、前記キルンシェル１０２表面の前記灰１１２の付着具合を検知することができる。
【００４０】
また、本実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄにおいては、前記外周に前記スクレーパー１１で剥がされた前記灰１１２を回収する灰回収部１２を配設している。前記灰回収部１２を前記スクレーパー１１下部に設置することにより、効果的に前記灰１１２の回収・排出をすることができる。
【００４１】
［第五の実施の形態］
本発明による第五の実施の形態に係るキルン炉について、図５、図６を参照して説明する。
図５は、本実施の形態に係る第五のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。図６は、本実施の形態に係る第五のキルン炉を長手方向から見たときの構成を示す概略図である。本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図５、図６に示すように、本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅは、外筒１０３内にキルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を剥がす鎖１４を挿抜自在とする鎖巻上げ装置１５を軸方向に沿って所定間隔を持って配設されてなるものである。
また、本実施例では、四つの鎖巻上げ装置１５−１〜１５−４を配置している。
【００４２】
本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅのように、前記外筒１０３内に前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を剥がす鎖１４を挿抜自在とする鎖巻上げ装置１５を設けることにより、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着の除去効果を高めることができる。
【００４３】
また、本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅのおいては、前記鎖巻上げ装置１５が、前記キルンシェル１０２の長手方向に対して振動可能としている。
【００４４】
前記鎖巻上げ装置１５を前記キルンシェル１０２の長手方向に対して振動可能とすることにより、前記キルンシェル１０２の長手方向に全体にわたって効率的に前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を除去することができる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅにおいては、前記鎖巻揚げ装置１５により前記外筒１０３内の鎖１４の長さを調整するようにしている。また、前記鎖１４の磨耗に伴い、前記外筒１０３内の鎖１４の挿入量を増加するようにしている。
【００４６】
また、本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅのおいては、前記鎖１４は常時前記外筒１０３内に垂らさなくてもよく、定期的あるいは、前記キルンシェル１０２表面に前記灰１１２が付着した時のみ前記鎖１４を前記鎖巻揚げ装置１５により前記外筒１０３内に挿入するのが好ましい。これにより、前記鎖１４の磨耗量を低減することができる。
【００４７】
また、本実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅのおいては、鎖巻揚げ装置を四つ設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、四つ以上配置してもよい。
【００４８】
また、例えば図７に示すように本実施の形態に係る第六のキルン炉１０Ｆは、前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を一本の鎖１４で剥がす一対の鎖巻上げ装置１５を有するようにしてよい。
【００４９】
本実施の形態に係る第六のキルン炉１０Ｆのように、一対の鎖巻上げ装置１５を用い前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を一本の鎖１４で剥がすことで前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を剥がすことができる。
【００５０】
また、一対の左右にある巻揚げ装置により、前記外筒１０３内へ挿入されている前記鎖１４を定期的にずらすことにより局所的な前記鎖１４の磨耗を低減することができる。
【００５１】
［第六の実施の形態］
本発明による第六の実施の形態に係るキルン炉について、図８を参照して説明する。
図８は、本実施の形態に係る第六のキルン炉を長手方向から見たときの構成を示す概略図である。本実施の形態に係る第七のキルン炉１０Ｇは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図８に示すように、本実施の形態に係る第七のキルン炉１０Ｇは、前記図１に示した第一のキルン炉１０Ａの構成に加え、外筒１０３の周壁に、空気供給装置１６よりキルンシェル１０２表面に圧縮した空気１７を噴出する空気噴出ノズル１８を軸方向に沿って所定間隔を持って配設されてなるものである。
また、本実施例では、四つの空気噴出ノズル１８−１〜１８−４を配置している。
【００５２】
本実施の形態に係る第七のキルン炉１０Ｇのように、前記外筒１０３の周壁に前記キルンシェル１０２表面に空気１７を噴出する空気噴出ノズル１８を設けることにより、例えば圧縮空気などの高圧ガスを前記キルンシェル１０２表面に衝突させることで、前記キルンシェル１０２表面に付着した前記灰１１２を除去することができる。
【００５３】
本実施の形態に係る第七のキルン炉１０Ｇでは、図４に示すような第四の実施の形態に係る第四のキルン炉１０Ｄ、図５〜図７に示すような第五の実施の形態に係る第五のキルン炉１０Ｅ、第六のキルン炉１０Ｆのように前記スクレーパー１１や前記鎖１４が前記キルンシェル１０２よりも固い材質のものを用い長時間の使用でキルンシェル１０２表面を損傷させたり、前記キルンシェル１０２よりも柔らかい材質のものを用い前記スクレーパー１１や前記鎖１４自体が磨耗し頻繁に交換させたりすることがないため、長時間使用し続けることができる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る第七のキルン炉１０Ｇのおいては、空気噴出ノズル１８を四つ設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、四つ以上配置してもよい。
【００５５】
［第七の実施の形態］
本発明による第七の実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムについて、図９を参照して説明する。
図９は、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａのキルン炉１００４は、図１〜図８に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第七のキルン炉１０Ｇの何れかを用いるため、重複した説明は省略する。
図９に示すように、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａは、貯留された廃棄物１０１を破砕する破砕機１００１と破砕された廃棄物１０１を搬送するスクリューフィーダ１００２とからなる供給手段１００３と、廃棄物１０１を炭化処理して熱分解ガス１０８と炭化物・不燃物１０９とを生成するキルン炉１００４と、前記キルン炉１００４において生成される熱分解ガス１０８を燃焼し、高温の燃焼排ガス１０４とする燃焼炉１００５と、前記キルン炉１００４において熱交換された燃焼排ガス１０４と前記燃焼炉１００５から排出される燃焼排ガス１０４の一部１０４ａとを合流させた加熱用ガス１００６を蒸気発生用の熱源として使用する共に、発生した蒸気を用いて発電機１００７を駆動し、該発電機１００７で凝縮した水を復水器１００８で再び回収し、循環させるボイラ１００９と、該ボイラ１００９で熱交換され、排出される排ガス１０１０を除塵する除塵装置であるバグフィルタ１０１１と、該バグフィルタ１０１１により除塵された排ガス１０１２を排出する煙突１０１３とからなるものである。
【００５６】
図９に示すように、トラック１０１８等の運搬手段により持ち込まれて貯留された前記廃棄物１０１は、前記破砕機１００１及び前記スクリューフィーダ１００２で構成された供給手段１００３により、破砕された後、加熱流通ゾーンである前記キルン炉１００４中に連続的に供給される。前記スクリューフィーダ１００２の駆動源であるモータは制御装置から信号を受けてその回転数が制御可能なようになっている。
【００５７】
そして、前記キルン炉１００４の前記外筒１０３内には高温の前記燃焼排ガス１０４を流通して、キルンシェル１０２内部を間接的に加熱する。キルン炉１００４中の廃棄物１０１は分解し、熱分解ガス１０８と炭化物・不燃物１０９を生成するようにしている。
【００５８】
前記炭化物・不燃物１０９を分離抜き出し手段１０１４の下部に導き、前記熱分解ガス１０８を上部から取り出す。前記分離抜き出し手段１０１４の下部からは、抜き出しスクリュー１０１５によって、前記炭化物・不燃物１０９を抜き出す。前記抜き出しスクリュー１０１５の駆動源であるモータは図示しない制御装置から信号を受けてその回転数が制御可能なようになっている。前記分離抜き出し手段１０１４の下部には冷却手段として例えば図示しない熱交換器あるいは水槽などで抜き出し時に冷却する。これにより、高温の前記炭化物・不燃物１０９が酸素に触れることなく、発火あるいはハロゲン源を含有していても有毒物質への転換が免れるようにしている。
【００５９】
前記熱分解ガス１０８は飛散粒子を含んでいるので、サイクロン１０１６で除塵した後に、燃焼炉１００５で燃焼させる。該焼却炉１００５での燃焼用若しくは酸素富化の空気１０１７は別の経路から前記燃焼炉１００５まで導くようにしている。
【００６０】
前記燃焼炉１００５で得られた燃焼排ガス１０４の一部１０４ａは、前記キルン炉１００４の前記外筒１０３に導き、分解に必要な熱供給に用い、前記外筒１０３出口から排出する未だ温度の高い熱供給後の燃焼排ガス１０４は前記燃焼炉１００５から排出する前記燃焼排ガス１０４の一部と合流させて前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６とするようにしている。
【００６１】
前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６はボイラ１００９に導かれ、ここで蒸気を発生する熱源として使用され、発生した蒸気は蒸気タービン式の前記発電機１００７を駆動し、前記復水器１００８により凝縮した水を再び前記ボイラ１００９に戻し、循環せしめるようにしている。
【００６２】
前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６は前記ボイラ１００９で熱交換し前記ボイラ１００９からの排ガス１０１０となり、前記バグフィルタ１０１１で除塵後、前記煙突１０１３から排出されるようにしている。
【００６３】
このように、本実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａによれば、前記キルン炉１００４に図１〜図８に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第七のキルン炉１０Ｇを採用することにより、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着及び前記灰１１２の堆積を軽減することができ、前記廃棄物１０１を前記燃焼排ガス１０４を用いて安定して炭化処理し、熱分解ガス１０８を生成することができる。これにより、前記熱分解ガス１０８は前記ボイラ１００９で熱回収し発電用に利用されると共に、炭化物は固体燃料等に利用されることでエネルギーリサイクルされ、吸着剤等への炭化物利用、不燃物は分離されて有価物やセメント原料に利用されることでマテリアルリサイクルすることができる。排出される前記炭化物・不燃物１０９は無酸素状態で加熱され、また熱分解ガス１０８は高温で燃焼されるため固形物、排ガス共に、ダイオキシン等を極低レベルにまで削減できる。
【００６４】
［第八の実施の形態］
本発明による第八の実施の形態に係る廃棄物ガス化システムについて、図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムは、図９に示した第一の廃棄物ガス化システムの構成と略同様であるため、前記図９に示した第一の廃棄物ガス化システムと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
図１０に示すように、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂは、前記図９に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａの構成に加え、前記キルン炉１００４の前段に汚泥１０２０を乾燥させる乾燥機１０２１を有するものである。
【００６５】
前記汚泥１０２０が、例えば７０〜８５ｗｔ％程度の水分を含有する場合、定量フィーダ等の定量供給機１０２２を用いて前記汚泥を乾燥機１０２１に供給され、水分が例えば０〜５０ｗｔ％の乾燥汚泥１０２３となってキルン炉１００４に供給する。その後は、前記図９に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａについて説明した実施の形態と同様にして処理されるようにしている。
【００６６】
また、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂにおいては、前記乾燥機１０２１の内部温度は前記キルン炉１００４の内部温度よりも低く、かつ水分が揮発する温度であることが好ましい。前記キルン炉１００４の前段に前記乾燥機１０２１を設けることにより、潜熱の大きい水を比較的低温で揮発させることで、前記図９に示した第一の廃棄物ガス化システム１０００Ａを用いた場合よりも低コストで前記炭化物・不燃物１０９を得ることができる。
【００６７】
さらに、前記乾燥機１０２１から排出される乾燥機循環ガス１０２４は飛散粒子を含んでいるので、サイクロン１０１６で除塵した後、熱交換器１０２５で前記乾燥機循環ガス１０２４を予熱し、前記燃焼炉１００５で燃焼させるようにしている。また、前記サイクロン１０１６に熱供給後の燃焼排ガス１０４は燃焼炉１００５から排出する燃焼排ガス１０４の一部と合流させて前記ボイラ１００９の前記加熱用ガス１００６としている。また、前記燃焼炉１００５での燃焼の安定化等のために、助燃料として若干量の化石燃料等の補助燃料１０２６を前記燃焼炉１００５に供給できるようにしている。
【００６８】
このように、本実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システム１０００Ｂによれば、前記キルン炉１００４に図１〜図８に示した第一のキルン炉１０Ａ〜第七のキルン炉１０Ｇを採用することにより、前記キルンシェル１０２表面への前記灰１１２の付着及び前記灰１１２の堆積を軽減することができ、前記廃棄物１０１を前記燃焼排ガス１０４を用いて安定して炭化処理し、熱分解ガス１０８を生成することができる。これにより、熱分解ガス１０８はボイラ１００９で熱回収し発電用に利用されると共に、炭化物は固体燃料等に利用されることでエネルギーリサイクルされ、また吸着剤等への炭化物利用や有価物やセメント原料への分離された不燃物の利用によりマテリアルリサイクルすることができる。排出される炭化物・不燃物１０９については無酸素状態で加熱され、また熱分解ガスは高温で燃焼されるため固形物、排ガス共に、ダイオキシン等を極低レベルにまで削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明に係るキルン炉、廃棄物ガス化システムは、燃焼ガス供給路の開口部が、燃焼排ガスのガス流れをキルンシェルの接線方向となるように設けることで、前記キルンシェルへの前記燃焼排ガスの衝突を軽減し、前記キルンシェル表面への前記灰の付着及び前記灰の堆積を軽減することができる共に、前記キルンシェル表面に一旦付着した前記灰層も前記燃焼排ガスのガス流れにより、剥離・除去することができるので、キルンシェルへの伝熱効率を向上させるのに用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による第一の実施の形態に係る第一のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図２】本発明による第二の実施の形態に係る第二のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図３】本発明による第三の実施の形態に係る第三のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図４】本発明による第四の実施の形態に係る第四のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図５】本発明による第五の実施の形態に係る第五のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図６】本発明による第五の実施の形態に係る第五のキルン炉を長手方向から見たときの構成を示す概略図である。
【図７】本発明による第五の実施の形態に係る第六のキルン炉を長手方向から見たとき概略図である。
【図８】本発明による第六の実施の形態に係る第七のキルン炉を長手方向から見たときの構成を示す概略図である。
【図９】本発明による第七の実施の形態に係る第一の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。
【図１０】本発明による第八の実施の形態に係る第二の廃棄物ガス化システムの構成を示す図である。
【図１１】従来のキルン炉の構成を示す斜視図である。
【図１２】従来のキルン炉の軸と直交する方向の断面図である。
【図１３】従来のキルン炉内の高温の燃焼排ガスの流れを示す図である。
【図１４】灰の付着・堆積を示す図である。
【図１５】燃焼排ガスの逆流の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０Ａ  第一のキルン炉
１０Ｂ  第二のキルン炉
１０Ｃ  第三のキルン炉
１０Ｄ  第四のキルン炉
１０Ｅ  第五のキルン炉
１０Ｆ  第六のキルン炉
１０Ｇ  第七のキルン炉
１１  スクレーパー
１２  灰回収部
１３  押付け装置
１４  鎖
１５、１５−１〜１５−４  鎖巻上げ装置
１６  空気供給装置
１７  空気
１８、１８−１〜１８−４  空気噴出ノズル
１０１  廃棄物
１０２  キルンシェル
１０３  外筒
１０４  燃焼排ガス
１０５  燃焼ガス供給路
１０５ａ  開口部
１０６  燃焼ガス排出路
１０６ａ  開口部
１０７  隔壁
１０８  熱分解ガス
１０９  炭化物・不燃物
１１０  仕切壁
１１１  流量調整ゲート
１１２  灰
１１３  流入の集中
１１４  逆流
１０００Ａ  第一の廃棄物ガス化システム
１０００Ｂ  第二の廃棄物ガス化システム
１００１  破砕機
１００２  スクリューフィーダ
１００３  供給手段
１００４  キルン炉
１００５  燃焼炉
１００６  加熱用ガス
１００７  発電機
１００８  復水器
１００９  ボイラ
１０１０  排ガス
１０１１  バグフィルタ
１０１２  除塵された排ガス
１０１３  煙突
１０１４  分離抜き出し手段
１０１５  抜き出しスクリュー
１０１６  サイクロン
１０１７  空気
１０１８  トラック
１０２０  汚泥
１０２１  乾燥装置
１０２２  定量供給機
１０２３  乾燥汚泥
１０２４  乾燥機循環ガス
１０２５  熱交換器
１０２６  補助燃料
【図１】
2008212782.tif 000003
【図２】
2008212782.tif 000004
【図３】
2008212782.tif 000005
【図４】
2008212782.tif 000006
【図５】
2008212782.tif 000007
【図６】
2008212782.tif 000008
【図７】
2008212782.tif 000009
【図８】
2008212782.tif 000010
【図９】
2008212782.tif 000011
【図１０】
2008212782.tif 000012
【図１１】
2008212782.tif 000013
【図１２】
2008212782.tif 000014
【図１３】
2008212782.tif 000015
【図１４】
2008212782.tif 000016
【図１５】
2008212782.tif 000017