(57)【要約】【課題】炉内における原料と熱分解ガスを効果的に燃焼して不完全燃焼を解決する。【解決手段】複数の加熱処理炉１０を備えた加熱加工装置であって、複数の加熱処理炉１０を接続すると共に、燃焼助剤を導入するジャケット１１を備える。加熱処理炉１０は、回転キルン方式を採用し、ジャケット１１においては上下方向に多段配置または回転軸方向に延設配置される。ジャケット１１には、空気等の燃焼助剤を供給する経路１１１，１１２が接続されている。加熱処理炉１０には、例えば熱分解処理して得た炭化物が供される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加熱処理炉を備えた加熱加工装置であって、
複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたことを特徴とする加熱加工装置。
【請求項２】
加熱処理炉は、回転キルン方式を採用したこと
を特徴する請求項１記載の加熱加工装置。
【請求項３】
複数の加熱処理炉は、上下方向に多段配置または回転軸方向に延設配置したこと
を特徴とする請求項１または２記載の加熱加工装置。
【請求項４】
燃焼助剤は、空気であること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の加熱加工装置。
【請求項５】
加熱処理炉に供される原料は、熱分解処理して得た炭化物であること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の加熱加工装置。
【請求項６】
加熱加工装置から発生した排ガスを燃焼するガス燃焼処理炉を備えた加熱加工施設であって、
加熱加工装置は、複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたこと
を特徴とする加熱加工施設。
【請求項７】
加熱加工装置は、請求項２から５のいずれか１項記載のものであること
を特徴とする請求項６記載の加熱加工施設。
【請求項８】
原料を熱分解処理して炭化物を得る熱分解処理装置と、炭化物を原料として加熱加工処理する加熱加工装置と、熱分解処理装置及び加熱加工装置から発生したガスを燃焼するガス燃焼処理炉と、を備えた熱分解加工処理施設であって、
加熱加工装置は、複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたこと
を特徴とする加熱加工施設。
【請求項９】
加熱加工装置は、請求項２から５のいずれか１項記載のものであること
を特徴とする請求項８記載の加熱加工施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種原料を加熱処理により加工（燃焼による灰化、賦活による多孔質化など）する加熱加工装置、これを備えた加熱加工施設及び熱分解加工施設に係わるもので、特に、燃焼助剤（空気等）を導入するジャケットによって複数の加熱処理炉を接続することで、原料を効果的に加工処理する装置及び施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種原料を加熱加工処理するものとして、原料を直接に加工（燃焼）するものが知られている。例えば、図５に示した加熱加工装置は、回転キルン方式を採用し、回転炉１００を備える。回転炉１００は、筒状の鋼材１０１の内壁部に蓄熱特性を有する耐火耐熱材層１０２を設けている。回転炉１００は、複数の回転ローラ１０４で支承され、モータＭを備えた駆動源１０３によって回転駆動する。また、回転炉１００の上流側すなわち原料投入側には、投入ジャケット１２がシール１２０を介して設けられいると共に、原料を着火燃焼する燃焼バーナー１０５と、ブロア１０８から供給された燃焼用新鮮空気を供するための空気供給ノズル１０６と、原料を供給するための原料供給管１０７とが具備されている。一方、回転炉１００の下流側すなわち被処理物排出側には、排出ジャケット１３が、シール１３０を介して設けられている。排出ジャケット１３には、回転炉１００内で発生したガスを排出するための経路と、燃焼処理によって得た加工物（灰）を移送するための経路とが接続されている。
【０００３】
しかしながら、回転炉１００の一端側から燃焼用空気を導入した場合には、被処理物層内には空気が混在しているが、これは供給した空気以外に、発生した熱分解ガスをも含むことから燃焼に必要な酸素利用は十分なものではなく、被処理物の燃焼は不完全なものとなる。また、燃焼ガス中には分解析出した可燃成分が含まれるが、酸素不足により可燃成分の燃焼を維持することが困難となり、排ガスの燃焼は不完全なものとなる。
【０００４】
このような課題を解決するために、複数の手段により空気を炉内に導入することが行われている。
【０００５】
例えば、炉内に配置した中空パイプにより燃焼空気を導入するものとして以下の特許文献１〜２０等がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５４−４１５６８号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開昭６２−１５８９１２号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平６−２６６３０号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開平７−３１８０２９号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開平８−１８９６２６号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開平９−１０１０１０号公報
【００１２】
【特許文献７】
特開平９−１１２８６０号公報
【００１３】
【特許文献８】
特開平９−１７８１３８号公報
【００１４】
【特許文献９】
特開平９−２２９３２９号公報
【００１５】
【特許文献１０】
特開平１１−６３４４９号公報
【００１６】
【特許文献１１】
特開平１１−８２９６４号公報
【００１７】
【特許文献１２】
特開平１１−２３７０１６号公報
【００１８】
【特許文献１３】
特開平１１−２９４７３０号公報
【００１９】
【特許文献１４】
特開平１１−２９４７３１号公報
【００２０】
【特許文献１５】
特開平１１−２９４７３２号公報
【００２１】
【特許文献１６】
特開平１１−２９４７３８号公報
【００２２】
【特許文献１７】
特開２０００−１９３２１９号公報
【００２３】
【特許文献１８】
特開２００２−６０７５４号公報
【００２４】
【特許文献１９】
実開昭５１−１２５０７２号公報
【００２５】
【特許文献２０】
実開昭５６−１４０７４３号公報。
【００２６】
また、炉外部に配置した供給管により燃焼空気を導入するものとして、例えば以下の特許文献２１〜４１がある。
【００２７】
【特許文献２１】
特開昭５８−１２４１９２号公報
【００２８】
【特許文献２２】
特開昭５９−２１５５１３号公報
【００２９】
【特許文献２３】
特開昭６０−２２１６１２号公報
【００３０】
【特許文献２４】
特開昭６１−１４９７２０号公報
【００３１】
【特許文献２５】
特開昭６１−２０８４２２号公報
【００３２】
【特許文献２６】
特開昭６１−２５０４１５号公報
【００３３】
【特許文献２７】
特開平２−１００１７号公報
【００３４】
【特許文献２８】
特開平２−２３８２０８号公報
【００３５】
【特許文献２９】
特開平５−３２２１４４号公報
【００３６】
【特許文献３０】
特開平７−１９４３９号公報
【００３７】
【特許文献３１】
特開平８−８２４１０号公報
【００３８】
【特許文献３２】
特開平１０−９５３９号公報
【００３９】
【特許文献３３】
特開平１０−２６３２３号公報
【００４０】
【特許文献３４】
特開平１０−１３２２２８号公報
【００４１】
【特許文献３５】
特開２０００−１２１０１９号公報
【００４２】
【特許文献３６】
特開２０００−２９１９２８号公報
【００４３】
【特許文献３７】
特開２０００−２９１９３３号公報
【００４４】
【特許文献３８】
特開２０００−３１０４０８号公報
【００４５】
【特許文献３９】
特開２００１−２７６７７０号公報
【００４６】
【特許文献４０】
実開平３−２３７９４号公報
【００４７】
【特許文献４１】
実開平４−１２０５９９号公報。
【００４８】
尚、複数の炉を多段にして原料を燃焼するものとして、下記特許文献４２及び４３等が知られているが、これらは熱分解ガスを燃焼させる思想または燃焼空間を備えたものではない。また、前記任意箇所から燃焼空気を導入するものにおいても、熱分解ガスを燃焼する空間を備えたものではない。
【００４９】
【特許文献４２】
特開平２−１０３３０９号公報
【００５０】
【特許文献４３】
特開平７−２３３９２６号公報
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の加熱加工装置においては、任意の複数箇所から燃焼空気を導入することから、炉の一端または両端といった限られた箇所から燃焼空気を導入する場合と比較して燃焼による加工効果の改善は行われている。
【００５２】
しかしながら、炉内空間は限られた大きさであり、原料の燃焼は行えても、発生したした分解ガスを燃焼させるには燃焼空間が不足する可能性があり、結局は、原料及び排ガスの燃焼が不完全なものとなる可能性がある。これを解決するには、炉内空間を確保するために大型化する必要がある。
【００５３】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、その目的は、複数の炉を用い、炉間に燃焼助剤を導入する空間を確保することで、原料と熱分解ガスを効果的に燃焼して不完全燃焼を解決できる加熱加工装置、加熱加工施設及び熱分解加工施設の提供にある。
【００５４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
【００５５】
請求項１記載の発明は、複数の加熱処理炉を備えた加熱加工装置であって、
複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたことを特徴とする。
【００５６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の加熱加工装置において、加熱処理炉は、回転キルン方式を採用したことを特徴する。
【００５７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の加熱加工装置において、複数の加熱処理炉は、上下方向に多段配置または回転軸方向に延設配置したことを特徴とする。
【００５８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の加熱加工装置において、燃焼助剤は空気であることを特徴とする。
【００５９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の加熱加工装置において、加熱処理炉に供される原料は、熱分解処理して得た炭化物であることを特徴とする。
【００６０】
請求項６記載の発明は、加熱加工装置から発生した排ガスを燃焼するガス燃焼処理炉を備えた加熱加工施設であって、加熱加工装置は、複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたことを特徴とする。
【００６１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の加熱加工施設において、加熱加工装置は、請求項２から５のいずれか１項記載のものであることを特徴とする。
【００６２】
請求項８記載の発明は、原料を熱分解処理して炭化物を得る熱分解処理装置と、炭化物を原料として加熱加工処理する加熱加工装置と、熱分解処理装置及び加熱加工装置から発生したガスを燃焼するガス燃焼処理炉と、を備えた熱分解加工処理施設であって、加熱加工装置は、複数の加熱処理炉を接続すると共に燃焼助剤を導入するジャケットを設けたことを特徴とする。
【００６３】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の加熱加工施設において、加熱加工装置は、請求項２から５のいずれか１項記載のものであることを特徴とする。
【００６４】
請求項１から９記載の加熱加工装置、加熱加工施設及び熱分解加工施設によれば、複数の加熱処理炉を、燃焼助剤を導入するジャケットを介して、接続することで、加熱処理炉の炉長を短く設定できるので、炉内全域に空気を供給でき、原料を効果的に燃焼できる。また、ジャケットに空気等の燃焼助剤を導入する経路を設けたことで、燃焼空気を効果的に供給でき、発生したガスの未燃焼成分及び原料の未燃焼成分は炉内にて確実に燃焼できる。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００６６】
（実施形態１）
図１は、本発明の加熱加工装置の概略図で、特に、（ａ）は装置の概略構成を、（ｂ）は燃焼バーナー、原料供給管及び空気供給ノズルの設置形態の概略を示すＡ−Ａ断面を示している。
【００６７】
本発明に係る加熱加工装置は、複数の加熱処理炉１０をジャケット１１に接続して構成される。
【００６８】
加熱加工の目的としては、例えば次のものなどがある。重金属を規定以上含み、炭化物として利用できない場合に灰化加工すること。炭化物に含まれる有機成分を除去して固定炭素に富む炭化物を得ること。炭化物を多孔化処理（賦活）して利用するために賦活加工すること。水処理施設などで使用済みの吸着剤等の各種物質を再生処理のために加熱加工すること。
【００６９】
本実施形態は、二基の加熱処理炉１０を上下方向に多段配置し、上方の加熱処理炉１０から移送された原料をジャケット１１介して下方の加熱処理炉１０に供する形態となっているが、加熱処理炉１０の設置台数はこれに限定されない。本実施形態のような多段配置は、設置スペースの縮小化が可能となり、小径の回転炉の場合に好都合となる。
【００７０】
加熱処理炉１０は、回転キルン方式を採用し、回転炉１００を備える。回転炉１００は、筒状の鋼材１０１の内壁部に蓄熱特性を有する耐火耐熱材層１０２を設けてなる。回転炉１００は、複数の回転ローラ１０４で支承され、モータＭを備えた駆動源１０３によって回転駆動する。このとき、回転炉１００は、適宜進行方向１〜２度下方に傾斜配置される。加熱処理炉１０は、シール１１０を介してジャケット１１に接続される。
【００７１】
ジャケット１１は、複数の加熱処理炉（本実施形態では２基）を接続すると共に燃焼助剤を導入する手段で、内壁部にキャスタブル材による耐火・耐熱層（図示省略）を装着している。ジャケット１１には、燃焼助剤（例えば、空気等）を導入するための経路１１１，１１２が接続される。このとき、燃焼バーナーを設けてもよい。また、ジャケット１１には、燃焼によって生じたガスを排出するための経路が接続されている。さらに、ジャケット１１には、上方の加熱処理炉１０から供された原料を下方の加熱加熱処理炉１０に供するためにガイド部材１１３，１１４が適宜適所に設けられる。
【００７２】
本実施形態において、上方の加熱処理炉１０は、回転炉１００の上流側すなわち原料投入側に投入ジャケット１２を備けると共に、原料を着火燃焼する燃焼バーナー１０５と、燃焼用新鮮空気を供給するための空気供給ノズル１０６と、原料を供給するための原料供給管１０７と、を具備する。燃焼バーナー１０５、空気供給ノズル１０６及び原料供給管１０７は、例えば図１（ｂ）に示した断面図のように配置され、その設置位置は適宜調整される。
【００７３】
下方の加熱処理炉１０は、回転炉１００の下流側すなわち加工物排出側に、シール１３０を介して排出ジャケット１３を備える。排出ジャケット１３には、排ガスを移送するための経路１３１と、燃焼処理によって得た加工物（灰）を移送する経路１３２が接続される。
【００７４】
上方の加熱処理炉１０において、燃焼バーナー１０５は、回転炉１００の端部の投入ジャケット１２に燃焼バーナー１０５先端が上向きとなるように傾斜配置して設け、燃焼バーナー１０５からの火炎が回転炉１００内壁の天側に接するように設けられている。これにより、回転炉１００は回転することで、回転炉１００及びジャケット１１さらには下方の加熱処理炉１０における回転炉１００内の温度が、炭化物等の原料を着火燃焼させる４００〜６００℃の温度雰囲気に容易に到達でき、しかも、運転開始及びその後に、原料を順次投入しても、この温度を維持できる。
【００７５】
（実施形態２）
図２は、本発明の第二の実施形態を示した概略図である。尚、図１記載の手段と同様な構成の手段には当該手段と同一の符号を付して、その手段の説明は適宜省略した。
【００７６】
本実施形態では、第１実施形態の加熱加工装置において、下方の加熱処理炉１０を、ジャケット１１を介して、同加熱処理炉の回転炉１００の回転軸方向に延設している。このような延設配置は、大径の回転炉１００の場合に好都合である。ジャケット１１には、燃焼助剤を導入するための経路１１５及び燃焼によって生じたガスを排出するための経路が接続されている。また、同ジャケット内には、上方の加熱処理炉１０からの原料を下方の加熱処理炉１０に供するためのガイド部材１１６が設けられている。
【００７７】
（実施形態３）
図３は、本発明の第三の実施形態を示した概略図である。
【００７８】
本実施形態は、加熱加工装置１を備えた加熱加工施設であって、加熱加工装置１で発生した排ガスをガス燃焼処理炉２において燃焼処理している。
【００７９】
加熱加工装置１は、実施形態１または実施形態２の加熱加工装置が採用される。ここでは、実施形態１で述べたように、原料（炭化物等）を目的に応じた加熱処理条件で加工する。
【００８０】
ガス燃焼処理炉２は、加熱加工装置１で発生し排出されたガスを燃焼処理する（例えば、約８５０℃の雰囲気で約２秒間燃焼処理する）。被処理ガスは図示省略したエゼクタによって導入している。このとき、新鮮な空気が適宜導入される。
【００８１】
ガス燃焼処理炉２は、導入したガスを燃焼するガス燃焼室を備える。ガス燃焼室は、燃焼バーナー２０を具備する。燃焼バーナー２０による燃焼は、燃料の供給を調整することにより適宜調節される。ガス燃焼処理炉２にて処理したガスは、空気を冷却媒体とする気体−気体熱交換方式の熱交換器２１によって冷却処理した後、バグフィルタ２２を経て、排気ブロア２３によって煙突２４から系外に排出させている。
【００８２】
（実施形態４）
図４は、本発明の第４の実施形態を示した概略図である。尚、図３記載の手段と同様な構成の手段には当該手段と同一の符号を付して、その手段の説明は適宜省略した。
【００８３】
本実施形態は、熱分解加工施設であって、加熱加工装置１とガス燃焼処理炉２を備えた施設に、熱分解処理装置３を具備している。
【００８４】
熱分解処理装置３は、加熱加工装置１に供給する炭化物を得るための手段で、第一分解炉３０と第二分解炉３１を備える。尚、加熱加工装置１には、実施形態１または実施形態２の加熱加工装置が採用される。
【００８５】
第一分解炉３０は、原料を一定の滞留時間（例えば、約３０分間）のもとで加熱して、原料に含まれる水分を除去し、原料中の有機成分を分解析出する手段で、回転キルン方式やスクリュー方式等を採用する。ここでは、回転キルン方式のものが開示されている。すなわち、第一分解炉３０は、回転自在の回転炉３００と、回転炉３００の外周にガスダクトを形成し、熱風ガスを導入して回転炉３００を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３０１と、回転炉３００を両端側で回転自在に支承する図示省略した支持ローラと、回転炉３００を回転駆動する図示省略した回転駆動源と、を具備してなる。尚、熱風ガスは、熱風炉３５から導入される。
【００８６】
回転炉３００は、その一端側に原料を搬入する供給口を、また他端側に排出口を設け、円筒体内部には搬送物を攪拌搬送するための送り羽根が複数枚具備されている。そして、供給ダクト３０２から供給された原料を、供給口側から回転炉３００内に導入し、回転炉３００の回転によって、該原料を撹拌しながらの連絡ダクト３１への移送を可能とさせている。尚、供給ダクト３０２には、原料を導入し、第一分解炉３０に供給するためのホッパー設備が設けられる。
【００８７】
第二分解炉３２は、第一分解炉３０にて乾燥処理した原料を熱分解処理して、原料中の有機成分を分解析出し、固定炭素の多い炭化物を得るための手段で、第一分解炉３０と同様に回転キルン方式やスクリュー方式等を採用する。ここでは、回転炉３２０と加熱ジャケット３２１とを備える回転キルン方式が採用されている。
【００８８】
第一分解炉３０と第二分解炉３２は、図示されたように、第二分解炉３２の供給口が第一分解炉３０の排出口と連絡するように配置される。このとき、第一分解炉３０の排出口と第二分解炉３２の供給口には、これら排出口と供給口を覆って連通する連絡ダクト３１が設けられる。尚、連絡ダクト３０には、第一分解炉３０及び第二分解炉３２で発生した水蒸気ガス及び熱分解ガスをガス燃焼処理炉２に移送するための経路３１０が接続されている。
【００８９】
熱風炉３５は、熱風ガスを供給する手段で、熱風ガスを発生させるための燃焼バーナー３５０を備えている。熱風炉３５は、熱風ガスを、先ず、第二加熱炉３２の加熱ジャケット３２１に供し、回転炉３２０を加熱した後に、第一分解炉３０の加熱ジャケット３０１内に供し、回転炉３００を加熱する。このとき、熱風ガスにより、第一分解炉３０は、例えば３５０〜４５０℃で加熱される。また、第二分解炉３２は、例えば４５０〜６５０℃で加熱される。尚、加熱ジャケット３０１から排出された熱風ガスはブロア３６によって排気されるが、一部のガスはブロア３７によって吸引された後にガス燃焼処理炉２におけるエゼクタ駆動ガスとして利用される。
【００９０】
熱分解処理装置３で得られた炭化物は、排出側ダクト３３から回収された後、搬送手段３４によって加熱加工装置１に供給される。加熱加工装置１では、炭化物が目的に応じた加熱条件で加工処理される。
【００９１】
ガス燃焼処理炉２は、加熱加工装置１で発生し排出されたガスの他に、第一分解炉３１及び第二分解炉３２で発生した水蒸気ガス及び熱分解ガスを燃焼処理する（例えば、約８５０℃の雰囲気で約２秒間燃焼処理する）。本実施形態では、後者のガスは、エゼクタ３８によって導入される。このとき、新鮮な空気が適宜導入される。このとき、加熱ジャケット３０１から排出された熱風ガスの一部がエゼクト駆動ガスとして適宜利用される。ガス燃焼処理炉５にて処理したガスは、空気を冷却媒体とする気体−気体熱交換方式の熱交換器２１によって冷却処理した後、バグフィルタ２２を経て、排気ブロア２３によって煙突２４から系外に排出させている。このとき、熱交換器２１にて、加熱された空気は、熱風炉３５での熱風ガスの生成に供される。また、熱風炉３５における熱風ガスの生成等に供される。
【００９２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る加熱加工装置、加熱加工施設及び熱分解加工施設は、複数の加熱処理炉を、燃焼助剤を導入するジャケットを介して、接続することで、加熱処理炉の炉長を短く設定できるので、炉内全域に空気を供給でき、原料を効果的に燃焼できる。したがって、施設の大型化も回避できる。
【００９３】
また、ジャケットに空気等の燃焼助剤を導入する経路を設けたことで、燃焼空気を効果的に供給でき、発生したガスの未燃焼成分及び原料の未燃焼成分は炉内にて確実に燃焼できるので、不完全燃焼を解決できる。
【００９４】
さらに、燃焼空気はジャケットを介して導入しているので、従来のように、炉内に挿入する空気導入管を介して空気を導入する場合や、炉外周に供給口を設ける場合に比較して、構成は極めて簡略で且つ耐久性の高い装置及び施設を提供できる。
【００９５】
このように、本発明によれば、原料と熱分解ガスを効果的に燃焼して不完全燃焼を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱加工装置を示した概略図で、（ａ）は装置の概略構成を、（ｂ）はバーナー、原料導入管及び空気導入管の設置形態の概略を示した図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示した概略図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示した概略図。
【図４】本発明の第４の実施形態を示した概略図。
【図５】従来の加熱加工装置の概略。
【符号の説明】
１…加熱加工装置
２…ガス燃焼処理炉
３…熱分解処理装置
１０…加熱処理炉、１００…回転炉、１０１…鋼材、１０２…耐火耐熱材層、１０３…駆動源、１０４…回転ローラ、１０５…燃焼バーナー、１０６…空気供給ノズル、１０７…原料供給管
１１…ジャケット、１１１，１１２，１１５…経路、１１３，１１４，１１６…ガイド部材
【図１】
2004101044.tif 000003
【図２】
2004101044.tif 000004
【図３】
2004101044.tif 000005
【図４】
2004101044.tif 000006
【図５】
2004101044.tif 000007