(57)【要約】【課題】原料の攪拌・搬送を効率的に行うとともに、原料の塊化を防止し、原料の熱分解加工を効果的に行う。【解決手段】回転キルン１，２の内壁の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根２７を設け、回転キルン１，２の周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材（チェーン）２８を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を備えた回転キルン装置において、攪拌・搬送羽根間に橋渡しして原料の解砕を行う可撓性部材を設けたことを特徴とする回転キルン装置。
【請求項２】
回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を設けるとともに、回転キルンの両端部に原料の導入手段と排出手段を設け、回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設において、攪拌・搬送羽根間に橋渡しして原料の解砕を行う可撓性部材を設けたことを特徴とする熱分解施設。
【請求項３】
可撓性部材は、回転キルンの周方向に隣接する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転キルン装置又は熱分解施設。
【請求項４】
可撓性部材は、回転キルンの略半径方向に対向する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の回転キルン装置又は熱分解施設。
【請求項５】
可撓性部材は、回転キルンの軸方向に隣接する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の回転キルン装置又は熱分解施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の有機性物質を含む原料（各種の有機物を含む固形物、各種汚泥、土壌等）を熱分解反応により減容、減量化する施設に係り、特に攪拌・搬送羽根を備えた回転キルン装置及び熱分解施設に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種原料（被処理物）である各種有機性物質、各種汚泥、土壌、土砂等を、間接加熱による還元性の雰囲気において熱分解を行い、乾燥、炭化、灰化、浄化等の加工を施すことが行われている。回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を使用する場合、回転キルンの内部には、原料の攪拌と搬送を加熱効率を含めて効果的に行うための工夫が施されている。例えば、複数の羽根の設置とか、炉内壁の工夫等である。
【０００３】
特許文献１においては、回転キルン内の伝熱管（羽根）を前方側に傾斜させて設けており、特許文献２，３においては、回転キルンを上流側から下流側に向けて下方に傾斜させて配置するとともに、回転キルンの内壁に羽根を固定しており、特許文献４においても、回転キルンの内壁に羽根を固定しており、特許文献５においては、回転キルンは傾斜して設けられるとともに、回転キルンの内壁は多角形に形成されており、やはり攪拌・搬送が効果的に行われるようにしている。
【０００４】
又、特許文献６においては、回転キルンの内壁に形状を工夫した羽根を固定しており、特許文献７においては、回転キルンの内壁に形状と配置を工夫した羽根が設けられ、特許文献８においては、回転キルンの内壁にピン状突起物を所定間隔で設けたものが示され、特許文献９においては、回転キルンの内壁に形状と配置を工夫した羽根を設けており、特許文献１０においては、回転キルンの内壁に複数の螺旋状のリフタを設けている。さらに、特許文献１１においては、汚泥の乾燥と燃焼を連続して行うものにおいて、回転キルンを傾斜させるとともに、可撓性部材（チェーン）により原料を解砕することにより加工効率を向上させるものが示されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６１０５号公報
【特許文献２】特開２０００−９７５６７号公報
【特許文献３】特開２０００−１５３５２３号公報
【特許文献４】特開２０００−２４９４７５号公報
【特許文献５】特開平７−１２０１６１号公報
【特許文献６】特開平８−１１０１６４号公報
【特許文献７】特開平１１−６３８３０号公報
【特許文献８】特開平１０−２６７２３９号公報
【特許文献９】特開平１０−５４５２３号公報
【特許文献１０】特開平８−２３３２３４号公報
【特許文献１１】特許第２８６９６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の回転キルン装置及び熱分解施設においては、回転キルン内に原料の攪拌と搬送を行う羽根を備えており、この羽根は、原料の性状、滞留時間、回転キルンの回転数等を考慮して、高さ、長さ、傾斜角等の諸元が決定される。しかしながら、各種原料の性状に応じた羽根の形状や配置の条件は、技術的蓄積はあるものの、実運転を行って見ないと不明であり、従来においては回転キルン内の羽根は何れも固定されているので、羽根の形状や設置位置等の変更は容易でなく、回転キルンの回転数の調整（原料の滞留時間の調整）や加熱温度の調整といった限られた手段によって対応していた。
【０００６】
又、実負荷試験に適した量の原料の入手が困難な場合もあり、少量の原料でのサンプル試験結果が良好であり、これに基づき羽根の条件を決定しても、実負荷時においてはサンプル試験の結果と乖離することも現実にはある。これは、原料に対して最適な熱分解処理が行えないこと、加熱源燃料の消費量が増加すること、及び運転時間が長期化すること等による施設の運転コストの増加が原因である。
【０００７】
また、原料が含水物質の場合には、粘性のある場合がある。例えば、活性汚泥法による汚泥の場合には、微生物の存在により粘性が高い場合がある。しかも、脱水汚泥に加工する際に使用する凝集剤の存在により一層粘性が増す場合もある。
このように、原料の粘性が高い場合には、原料が回転キルンの内壁や攪拌・搬送羽根に付着したり、あるいは凝集して団子状の塊となり、伝熱効率が低下して、加熱加工（乾燥）効率が低下する場合があるが、上記の何れの技術においても、原料の攪拌・搬送を効率的に行い、かつ原料の団子状塊化への変化を解消することは困難であった。特許文献１１の場合においても、可撓性部材の存在により団子状化の阻止はある程度可能であるが、搬送が回転キルンの傾斜により行われる場合には、原料の攪拌・搬送のコントロールには自ずから限界があった。
【０００８】
そこで、発明者は、攪拌・搬送を専ら担う手段と原料の解砕を専ら担う可撓性手段とを設けることにより、回転キルンの回転時において原料の攪拌・搬送を効率的に行い、かつ原料の解砕が促進できることを見出した。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、原料の攪拌・搬送を効率的に行うことができ、これによって原料に最適な熱分解を効果的に行うことができ、また原料の塊化を防止して熱分解加工を効果的に行うことができる回転キルン装置及び熱分解施設を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の請求項１に係る回転キルン装置は、回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を備えた回転キルン装置において、攪拌・搬送羽根間に橋渡しして原料の解砕を行う可撓性部材を設けたものである。
【００１１】
請求項２に係る熱分解施設は、回転自在で筒状の回転キルン内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根を設けるとともに、回転キルンの両端部に原料の導入手段と排出手段を設け、回転キルンの内部に原料を収納して間接加熱により原料を熱分解する熱分解手段を備えた熱分解施設において、攪拌・搬送羽根間に橋渡しして原料の解砕を行う可撓性部材を設けたものである。
【００１２】
請求項３に係る回転キルン装置又は熱分解施設は、可撓性部材が、回転キルンの周方向に隣接する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けられたものである。
【００１３】
請求項４に係る回転キルン装置又は熱分解施設は、可撓性部材が、回転キルンの半径方向に対向する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けられたものである。
【００１４】
請求項５に係る回転キルン装置又は熱分解施設は、可撓性部材が、回転キルンの軸方向に隣接する攪拌・搬送羽根間に橋渡しして設けられたものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のようにこの発明によれば、攪拌・搬送羽根間に原料の解砕手段として可撓性部材を設けたことにより、回転キルンの回転時において原料が適宜に可撓性部材に係合してその解砕が促進され、原料の塊化が防止され、熱分解加工（乾燥、炭化）が効果的に行える。しかも、可撓性部材を既存の回転キルン装置あるいは熱分解施設に追加して設置することは容易であるので、原料が粘性の無いものから有るものに変化した場合にも容易に対応することができる。又、攪拌・搬送羽根が設けられているので、原料の攪拌・搬送も効率的に行われて、これによっても原料の熱分解加工も効果的に行われる。従って、加熱源燃料の節減及び運転時間の短縮等の施設の運転コストの削減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施最良形態１
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図２はこの発明の実施最良形態１による熱分解施設の構成図を示し、１，２は筒状の回転キルンであり、回転キルン１，２の周囲には回転キルン１，２をそれぞれ外部から加熱する外部加熱手段３，４が設けられ、回転キルン１と外部加熱手段３とにより乾燥炉（加熱熱風温度３００〜４５０℃）が形成され、回転キルン２と外部加熱手段４とにより炭化炉（加熱熱風温度４００〜６５０℃）が形成される。外部加熱手段４には燃焼バーナを有する熱風炉５から熱風ガスが導入され、この熱風ガスは外部加熱手段３にも導入された後、配管１９を介して排気される。回転キルン１，２の内部には、後述するように、周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根が設けられている。
【００１７】
回転キルン１の一端側には、原料を貯留するホッパ６、モータ駆動の搬送手段７及び投入ボックス８が設けられ、回転キルン１の他端側には回転キルン２の他端側にまたがって接続ボックス９が設けられている。又、回転キルン１の両端寄り部分の外周には環状の突出部１ａ，１ｂが設けられ、突出部１ａ，１ｂは回転支持ローラ１０，１１により回転自在に支持される。又、回転キルン１の突出部１ｂ側にはスプロケットが設けられ、このスプロッケットと駆動源であるモータ１２とはチェーン１３によって連結されている。
【００１８】
又、同様にして、回転キルン２の両端寄り部分にも突出部２ａ，２ｂが設けられ、突出部２ａ，２ｂは回転支持ローラ１４，１５により回転自在に支持され、回転キルン２とモータ１６とはスプロケットを介してチェーン１７により連結される。又、回転キルン２の一端側には回収ボックス１８が設けられている。
【００１９】
又、配管１９には配管２０が分岐接続され、配管２０には循環ブロア２１及びエゼクタブロア２２が設けられ、配管２０はエゼクタ及び燃焼バーナを有するガス燃焼炉２３に接続される。又、ガス燃焼炉２３には配管２４を介して接続ボックス９が接続され、原料の乾燥処理により発生した乾留ガスや水蒸気等からなる分解ガスが送入され、燃焼浄化される。ガス燃焼炉２３からの燃焼排ガスは気体ー気体熱交換機２５等を介して排出される。熱交換機２５と熱風炉５とは配管２６により接続される。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）は実施最良形態１による回転キルン装置の縦断正面図及び側面図を示し、回転キルン１，２の内壁には螺旋状配置、即ち周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根２７が設けられ、周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして原料の解砕を行う可撓性部材（チェーン）２８を設ける。
【００２１】
次に、上記構成の動作について説明する。原料（被処理物）はホッパ６、搬送手段７及び投入ボックス８を介して回転キルン１内に投入される。回転キルン１，２はモータ１２，１６により回転駆動され、回転キルン１内に導入された被処理物は攪拌・搬送羽根２７を設けたことにより効果的に攪拌・搬送される。又、周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓部材２８を設けたことにより、この可撓性部材２８が原料と接触係合して原料の解砕が行われる。回転キルン１内は熱風ガスにより所定温度に加熱され、被処理物は間接加熱により乾燥（水分除去）されて乾燥物となり、接続ボックス９に排出される。接続ボックス９内においては乾燥物はガイド９ａに案内され、回転キルン２の他端内に送入される。この回転キルン２内においても、乾燥物は攪拌・搬送羽根２７により攪拌されながら搬送され、また周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓部材２８を設けたことにより原料の解砕が行われる。この間においても熱風炉５からの熱風ガスにより間接加熱され、乾燥物は熱分解処理（炭化処理）されて炭化物となり、この炭化物は回転キルン２の一端から回収ボックス１８を介して回収される。
【００２２】
回転キルン１，２内で発生した熱分解ガスは接続ボックス９から配管２４及びエゼクタを介してガス燃焼炉２３に導入され、燃焼浄化される。ガス燃焼炉２３は自身の燃焼バーナにより加熱されるとともに、外部加熱手段３から排出される熱風ガスの一部を配管２０を介して送入され、約８５０℃に加熱される。ガス燃焼炉２３からの燃焼排ガスは温度調整空気を導入された後、熱交換機２５において外部空気と熱交換されて２００〜１５０℃に冷却される。熱交換により加熱された外部空気は、配管２６を介して熱風炉５に導入される。一方、冷却された燃焼排ガスはバグフィルタ及び排気ブロアを介して煙突から排出される。
【００２３】
実施最良形態１においては、周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材２８を設けており、回転キルン１，２の回転時に可撓性部材２８が原料と接触係合することにより粘性のある原料であっても原料の解砕が行われ、原料の塊化が防止され、熱分解加工（乾燥、炭化）が効果的に行われ、原料に最適な熱分解加工を行うことができる。しかも、既存の回転キルン装置や熱分解施設に可撓性部材を追加して設けることは容易であるので、原料の粘性の有無に容易に対応することができる。又、回転キルン１，２内の周方向及び軸方向に複数の攪拌・搬送羽根２７を設けているので、原料の攪拌・搬送も加熱効率も含めて効果的に行うことができる。従って、加熱源燃料の節減及び運転時間の短縮等の施設の運転コストの削減が図れる。
【００２４】
実施最良形態２
図３（ａ），（ｂ）はこの発明の実施最良形態２による回転キルン装置の縦断正面図及び側面図を示し、実施最良形態２においては、回転キルン１，２の内壁の周方向及び軸方向には複数の攪拌・搬送羽根２７が設けられ、略半径方向に対向する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材（チェーン）２８が設けられる。その他の構成は実施最良形態１と同様である。
【００２５】
実施最良形態２においては、回転キルン１，２の略半径方向に対向する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材２８を設けており、この可撓性部材２８によって原料の解砕が行われ、熱分解加工が効果的に行われる。その他実施最良形態１と同様の効果を奏する。
【００２６】
実施最良形態３
図４は実施最良形態３による回転キルン装置の縦断正面図を示し、実施最良形態３においては、回転キルン１，２の内壁の周方向及び軸方向には複数の攪拌・搬送羽根２７が設けられ、軸方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材（チェーン）２８が設けられる。その他の構成は実施最良形態１と同様である。
【００２７】
実施最良形態３においては、回転キルン１，２の軸方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして可撓性部材（チェーン）２８を設けており、この可撓性部材２８によって原料の解砕が行われ、熱分解加工が効果的に行われる。その他実施最良形態１と同様の効果を奏する。
【００２８】
なお、上記各実施最良形態においては、可撓性部材２８をそれぞれ周方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間、略半径方向に対向する攪拌・搬送羽根２７間、あるいは軸方向に隣接する攪拌・搬送羽根２７間に橋渡しして設けたが、これらを組み合わせた構造とすることにより一層効果を発揮することができる。又、回転キルン２においては原料は既に乾燥しているので、原料の塊化がなくなっていれば、可撓性部材２８を設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施最良形態１による回転キルン装置の縦断正面図及び側面図である。
【図２】実施最良形態１による熱分解施設の構成図である。
【図３】実施最良形態２による回転キルン装置の縦断正面図及び側面図である。
【図４】実施最良形態３による回転キルン装置の縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２…回転キルン
３，４…外部加熱手段
８…投入ボックス
９…接続ボックス
１０，１１，１４，１５…回転支持ローラ
１８…回収ボックス
２７…攪拌・搬送羽根
２８…可撓性部材（チェーン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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