(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を横型の中空回転体にその軸芯方向一端側の受け入れ口から受け入れて熱分解残渣と熱分解ガスとに熱分解し、前記熱分解残渣と熱分解ガスとを前記中空回転体の軸芯方向他端側の排出口から排出するよう構成しており、前記中空回転体に、前記排出口とは別個のガス抜き孔と、前記ガス抜き孔を開閉する開閉機構とを設けて、前記中空回転体内のガス圧が設定値を超えると、前記ガス抜き孔を開放させて前記中空回転体内の熱分解ガスを前記中空回転体外に排出可能に構成してある熱分解ドラムにおいて、前記中空回転体の軸芯方向一端側に前記軸芯方向に沿う状態に挿入させた廃棄物送りスクリューのスクリュー軸を中空に形成して、その中空部を前記ガス抜き孔に構成してあることを特徴とする熱分解ドラム。
【請求項２】
前記中空回転体内のガス圧を検出するガス圧検出センサを設け、前記ガス圧が設定値を超えたことを前記ガス圧検出センサが検出すると、前記ガス圧検出センサの検出結果に基づいて、前記開閉機構を開放制御する制御手段を設けてある請求項１記載の熱分解ドラム。
【請求項３】
廃棄物を横型の中空回転体にその軸芯方向一端側の受け入れ口から受け入れて熱分解残渣と熱分解ガスとに熱分解し、前記熱分解残渣と熱分解ガスとを前記中空回転体の軸芯方向他端側の排出口から排出するよう構成してある熱分解ドラムであって、前記中空回転体の他端側を、前記熱分解残渣の送りスクリューを備えた内筒と、前記内筒を設定間隔を開けて囲む外筒との二重筒状に形成して、前記内筒と外筒との間から前記熱分解ガスを排出可能に構成してある熱分解ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を横型の中空回転体にその軸芯方向一端側の受け入れ口から受け入れて熱分解残渣と熱分解ガスとに熱分解し、前記熱分解残渣と熱分解ガスとを前記中空回転体の軸芯方向他端側の排出口から排出するよう構成してある熱分解ドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の熱分解ドラムで熱分解した熱分解残渣は、例えば、前記中空回転体の軸芯方向他端側に設けた送りスクリューで送って排出口から排出し、熱分解ガスは誘引ファンにより誘引して排出口から排出している。
【０００３】
このような熱分解ドラムでは、熱分解反応中に針金等の熱分解残渣が塊状の異物に成長して送りスクリューに詰まり、中空回転体内のガス圧が上がって、熱分解ガスが中空回転体と固定部との間のシール部から漏れ出すことがある。
【０００４】
そこで、シール部からのガス漏れを防止する手段が必要になるが、従来のガス漏れ防止手段としては、中空回転体と固定部との被シール部同士をバネ材で所定の強さで押しつけ合わせるという手段や、シール部から漏れだす熱分解ガスを吸引して燃焼炉に送り込む吸引フードを設けるという手段があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空回転体と固定部とをバネ材で所定の強さで押しつけ合わせるという手段では、バネ材の強さを強くするとシール部の磨耗が進んで、やはりガス漏れが生じるおそれがある。
【０００６】
そして、シール部から漏れだす熱分解ガスを吸引して燃焼炉に送り込む吸引フードを設ける手段では、漏洩ガスの量が多くなるとその全てを吸引フードで吸引することが困難になり、同様にガス漏れが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は、中空回転体からのガス漏れを防止しやすい熱分解ドラムを提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【０００９】
［構成］冒頭に記載した熱分解ドラムにおいて、前記中空回転体に、前記排出口とは別個のガス抜き孔と、前記ガス抜き孔を開閉する開閉機構とを設けて、前記中空回転体内のガス圧が設定値を超えると、前記ガス抜き孔を開放させて前記中空回転体内の熱分解ガスを前記中空回転体外に排出可能に構成してあり、前記中空回転体の軸芯方向一端側に前記軸芯方向に沿う状態に挿入させた廃棄物送りスクリューのスクリュー軸を中空に形成して、その中空部を前記ガス抜き孔に構成してある。
【００１０】
［作用］塊状の異物が熱分解残渣の送りスクリューに詰まったこと等に起因して、中空回転体内のガス圧が設定値を超えると、前記開閉機構によりガス抜き孔を開放し、熱分解ガスを中空回転外に排出して燃焼炉に送り込むようにすることができる。これにより、中空回転体内のガス圧を設定値以下に抑えることができる。しかも、中空回転体の軸芯方向一端側に前記軸芯方向に沿う状態に挿入させた廃棄物送りスクリューのスクリュー軸を中空に形成して、その中空部を前記ガス抜き孔に構成してあるから、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１１】
［効果］従って、中空回転体内のガス圧を設定値以下に抑えることができるから、中空回転体からのガス漏れを防止しやすく、構造の複雑化を回避する熱分解ドラムを提供することができた。
【００１２】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００１３】
［構成］
請求項１による発明の構成において、前記中空回転体内のガス圧を検出するガス圧検出センサを設け、前記ガス圧が設定値を超えたことを前記ガス圧検出センサが検出すると、前記ガス圧検出センサの検出結果に基づいて、前記開閉機構を開放制御する制御手段を設けてある。
【００１４】
［作用］
請求項１の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、中空回転体内のガス圧が設定値を超えたことをガス圧検出センサが検出すると、制御手段が開閉機構を開放制御するから、中空回転体内のガス圧を設定値以下により確実に抑えることができる。
【００１５】
［効果］
従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を得やすくなった。
【００１６】
請求項３による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００２１】
［構成］
冒頭に記載した熱分解ドラムにおいて、前記中空回転体の他端側を、前記熱分解残渣の送りスクリューを備えた内筒と、前記内筒を設定間隔を開けて囲む外筒との二重筒状に形成して、前記内筒と外筒との間から前記熱分解ガスを排出可能に構成してある。
【００２２】
［作用］
塊状の異物が熱分解残渣の送りスクリューに詰まった場合であっても、熱分解ガスを、前記内筒と外筒との間から中空回転体外に排出することができるから、塊状の異物の詰まりに起因する中空回転体内のガス圧の上昇を抑制することができる。
【００２３】
［効果］
従って、塊状の異物が熱分解残渣の送りスクリューに詰まった場合であっても、中空回転体内のガス圧の上昇を抑制することができるから、中空回転体からのガス漏れを防止しやすい熱分解ドラムを提供することができた。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に、家庭ゴミ等の一般廃棄物やカーシュレッダーダスト・電化製品等の産業廃棄物の処理プラントである熱分解ガス化溶融プラントを示してある。
【００２６】
この熱分解ガス化溶融プラントは前処理設備１・熱分解ドラム設備２・熱分解残渣選別設備３・高温燃焼溶融設備４・ボイラ発電設備５・排ガス処理設備６から成る。
【００２７】
［前処理設備１］
廃棄物ピット７に貯留された廃棄物を破砕機で破砕し、破砕廃棄物を搬送装置等で熱分解ドラム設備２に送る。
【００２８】
［熱分解ドラム設備２］
図１，図２に示すように、廃棄物ピット７からの廃棄物を熱分解ドラム１２に搬送供給し、熱分解ドラム１２により廃棄物を無酸素あるいは低酸素雰囲気で約４５０°Ｃの熱分解ガスと熱分解残渣とに熱分解し、熱分解ガスを後述の高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣を熱分解残渣選別設備３に送る。本設備２については後で詳しく説明する。
【００２９】
［熱分解残渣選別設備３］
図１に示すように、熱分解ドラム１２からの熱分解残渣を、振動フィーダ７０・冷却振動コンベア１４を介してバケットコンベア５５側に送る。冷却振動コンベア１４は窒素封入水冷ジャケットタイプであり、熱分解残渣を発火等が起こらない温度（約８０°Ｃ）まで窒素雰囲気中で冷却する。そして、バケットコンベア５５からの熱分解残渣をシール用振動コンベア５９を介して熱分解残渣選別装置９１に送る。
【００３０】
前記熱分解残渣選別装置９１で選別されて排出された熱分解残渣のうち、カーボン残渣をカーボン残渣サイロ６１に送り、カーボン残渣サイロ６１内のカーボン残渣を高温燃焼溶融炉１３にその炉頂側から吹き込む。また、磁選機（図示せず）を介して選別した鉄類を鉄類コンテナ９６に回収するとともに、アルミ選別機（図示せず）を介して選別したアルミニウムをアルミコンテナ９７に回収する。
【００３１】
［高温燃焼溶融設備４］
熱分解ガス・カーボン残渣・集塵ダストを高温燃焼溶融炉１３に炉頂側から吹き込み、これらを旋回燃焼する。焼却灰・集塵ダストは溶融し、炉底から連続排出する。
【００３２】
熱分解ドラム設備２で廃棄物が燃料化されるから低空気比（１．３）で燃焼させることができ、低空気比燃焼により排ガスが少なくなる。多段燃焼・排ガス再循環させて低ＮＯｘ化し、十分な滞留時間をとって低ダイオキシン化する。
【００３３】
［ボイラ発電設備５］
排ガスはボイラ輻射ゾーンで冷却し、蒸発管群で均一な温度にした後、過熱蒸気管群に送る。ボイラ１８で蒸気を熱回収し、タービン・発電機（図示せず）で電気として回収する。
【００３４】
［排ガス処理設備６］
排ガスをガス冷却室２１・第１バグフィルタ１７・第２バグフィルタ２２等で処理して煙突２５から排気する。
【００３５】
次に、前記熱分解ドラム設備２について詳しく説明する。図２に示すように前記熱分解ドラム１２は、廃棄物ピット７からの廃棄物をコンベアケース１１内に受け入れて搬送するスクリューコンベア１０を、横型の回転ドラム２７（中空回転体に相当）にその軸芯方向一端側から前記軸芯方向に沿う状態に挿入し、廃棄物加熱用の加熱ガスを流通させる複数本の伝熱管２８を、回転ドラム２７の中空内に設けた前記軸芯方向一端側の隔壁３６と他端側の隔壁３７とにわたって、その回転ドラム２７の長手方向に沿う状態に架設して構成してある。
【００３６】
そして、前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側に、伝熱管２８に対する加熱ガス供給部２９と熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１とを、また、回転ドラム２７の軸芯方向一端側に加熱ガス排出部３０を設けてある。
【００３７】
つまり、廃棄物を回転ドラム２７にその軸芯方向一端側の開口（この開口は、回転ドラム２７におけるスクリューコンベア１０の挿入用孔であり、受け入れ口に相当する）から受け入れて熱分解残渣と熱分解ガスとに熱分解し、熱分解残渣と熱分解ガスとを回転ドラム２７の軸芯方向他端側から排出するよう構成してある。
【００３８】
前記回転ドラム２７は、廃棄物の搬送方向下手側ほど下方に位置する状態に傾斜させて、回転軸芯Ｏを据えつけ面に対して約１．５度傾斜させてある。そして、その状態で回転ドラム２７の長手方向両端側を一対の遊転ローラ機構３２に回転自在に各別に支持させ、両遊転ローラ機構３２間の回転ドラム部分の外周部に全周にわたって設けた大径ギア３３と、支持台３５に支持させた電動モータＭ１に設けた小径ギア３４とを噛み合わせて、電動モータＭ１の駆動で回転ドラム２７を回転駆動（１．５ｒｐｍ）するよう構成してある。
【００３９】
図４にも示すように、前記回転ドラム２７の軸芯方向他端側の隔壁３７から、回転ドラム２７よりも小径の残渣排出管３８を前記搬送方向下手側に回転ドラム２７と同芯状に延出してある。この残渣排出管３８の内周面側に、熱分解残渣を送る残渣送りスクリュー１０１を設けてある。
【００４０】
前記加熱ガス供給部２９は、加熱ガス供給口３９を備えた加熱ガス供給ケース４０を、前記残渣排出管３８の長手方向中間部分を囲む状態に、かつ、回転ドラム２７の回転を許す状態に支持台３５に位置固定して構成してある。前記加熱ガス供給口３９には熱風発生炉４１から加熱ガスを供給する（図１参照）。供給される加熱ガスの温度は約５３０°Ｃである。
【００４１】
前記熱分解ガス・熱分解残渣排出部３１は、熱分解ガス・熱分解残渣排出ケース４５（以下、「排出ケース４５」と略称する）を、前記残渣排出管３８の排出口（つまり熱分解ドラム１２における熱分解残渣の排出口）を覆う状態に設けて構成し、この排出ケース４５の上端側の熱分解ガス排出口４６から熱分解ガスを排出して高温燃焼溶融炉１３に送り、熱分解残渣は排出ケース４５の下端側の熱分解残渣排出口４７から排出して、熱分解残渣選別設備３に送るようにしてある。
【００４２】
熱分解ガスは前記排ガス処理設備６における煙突２５の手前側の誘引ファン１２１により誘引して排出する。この誘引ファン１２１（図１参照）により誘引することで、排出ケース４５内を−５ｍｍＡｑ〜−２０ｍｍＡｑ（−５×０．００９８ｋＰａ〜−２０×０．００９８ｋＰａ）の負圧にする。
【００４３】
図３に示すように前記加熱ガス排出部３０は、加熱ガス排出口４２を備えた加熱ガス排出ケース４３を、スクリューコンベア１０の所定長さにわたるコンベアケース部分を囲む状態に、かつ、回転ドラム２７の回転を許す状態に支持台３５に固定して構成してある。
【００４４】
前記スクリューコンベア１０は搬送始端側を支持台３５上の台車４８に支持させてあり、回転ドラム２７の両隔壁３６，３７のうち廃棄物の搬送方向上手側の隔壁３６に設けた中心孔にコンベアケース１１の終端部を臨ませ、搬送始端側のコンベアケース部分の上面側に廃棄物供給口を形成し、台車４８上の電動モータＭ２に連動連結したスクリュー軸５１Ｂにスクリュー羽根５１Ａを設けて構成してある。
【００４５】
前記回転ドラム２７と排出ケース４５等の固定部との間にはシール機構を設けて、空気の流入や加熱ガス・熱分解ガスの洩れを防止してある。各シール機構のうち、回転ドラム２７と排出ケース４５との間のシール機構について説明すると、図４に示すように、熱分解ドラム１２の残渣排出管３８にフランジ１０６を設け、排出ケース４５の一方の側板４５Ａの外方側に、前記フランジ１０６に対する当てつけ板１０７をバネ材１０３を介して設けるとともに、前記当てつけ板１０７と側板４５Ａとの間を覆う布ダクト１０２を設けて、バネ材１０３の弾性力でフランジ１０６に当てつけ板１０７を当てつけることで、例えば回転ドラム２７が軸芯方向に熱膨張してもガス洩れを防止可能に構成してある。
【００４６】
加熱ガス排出ケース４３と回転ドラム２７との間のシール機構や、加熱ガス供給ケース４０と回転ドラム２７との間のシール機構も上記と同様の構造であり、その説明については省略する。
【００４７】
この種の熱分解ドラム１２では、熱分解反応中に針金等の熱分解残渣が塊状の異物に成長して残渣送りスクリュー１０１に詰まることがあることから、この詰まりに起因して回転ドラム２７内のガス圧が上がるのを防止するために、図３に示すように前記回転ドラム２７に、残渣排出管３８の排出口とは別個のガス抜き孔１２０と、ガス抜き孔１２０を開閉する開閉機構としての開閉弁１１５を設けて、回転ドラム２７内のガス圧が設定値を超えると、ガス抜き孔１２０を開放させて回転ドラム２７内の熱分解ガスを回転ドラム２７外に排出して、高温燃焼溶融炉１３に送り込むよう構成してある。
【００４８】
詳しくは、前記ガス抜き孔１２０は廃棄物送りスクリュー５１のスクリュー軸５１Ｂを中空に形成して、その中空部を前記ガス抜き孔１２０に構成してあり、さらに、回転ドラム２７内のガス圧を検出するガス圧検出センサ１１２を設け、ガス圧が設定値を超えたことをガス圧検出センサ１１２が検出すると、ガス圧検出センサ１１２の検出結果に基づいて、開閉弁１１５を開放制御する制御手段としての制御装置１１３を設けてある。図３において１１４は熱分解ガスを吸引するファンである。
【００４９】
これにより、回転ドラム２７内のガス圧を設定値以下に抑えることができて、回転ドラム２７からのガス漏れを防止しやすくすることができる。
【００５０】
［別実施形態］
上記のガス圧検出センサ１１２は回転ドラム２７内に設けてあってもよい。
【００５１】
前記開閉弁１１５を閉鎖側に付勢するバネ材等の付勢手段を設け、前記回転ドラム２７内のガス圧が設定値を越えると、そのガス圧で開閉弁１１５が付勢力に抗して開放するように付勢手段の付勢力を設定してあってもよい。この構造の場合は、制御装置１１３や圧力検出センサ１１２等が不要になる。
【００５２】
前記残渣送りスクリュー１０１に塊状の異物が詰まることに起因する回転ドラム２７内のガス圧の上昇を防止する手段として、次のように構成してあってもよい。
【００５３】
つまり図５に示すように、前記回転ドラム２７の残渣排出管３８を、残渣送りスクリュー１０１を備えた内筒１１７と、内筒１１７を設定間隔を開けて囲む外筒１１６との二重筒状に形成して、内筒１１７と外筒１１６との間から熱分解ガスを排出可能に構成する。
【００５４】
この構造によれば、塊状の異物が残渣送りスクリュー１０１に詰まった場合であっても、熱分解ガスを内筒１１７と外筒１１６との間から回転ドラム２７外に排出することができるから、塊状の異物の詰まりに起因する回転ドラム２７内のガス圧の上昇を抑制することができる。
【００５５】
この構造において内筒１１７と外筒１１６との間に熱分解が入り込むのを防止するスクリーンを設けてもよく、あるいは、前記外筒１１６のガス入口部をラビリンス構造に構成してあってもよい。
【００５６】
図６に示すように、前記回転ドラム２７内の一対の隔壁３６，３７のうち熱分解残渣の搬送方向下手側の隔壁３７の内面側に、残渣掻き上げ体１２２を設けてあってもよい。
【００５７】
搬送面１２４を内筒１１７の内面に沿わせることにより、掻き上げられた残渣が内筒１１７の残渣送りスクリュー１０１によって送られる。このため内筒１１７と外筒１１６の間に残渣が侵入することが防止できる。
【００５８】
前記残渣掻き上げ体１２２は、回転ドラム２７の回転方向を向く掻き上げ面１２３を、前記隔壁３７の内面側に備えており、回転ドラム２７の回転に伴って掻き上げ面１２３で熱分解残渣を掻き上げて落下させる。
【００５９】
これにより、熱分解残渣が残渣排出管３８の入口（この入口は回転ドラム２７の軸芯側に位置する）側に盛り上がり、前記入口側に入りやすくなる。
【００６０】
（図６においては、伝熱管２８は隔壁３７の近くで切断された状態に描かれているが、このように描いたのは残渣掻き上げ体１２２の構造を理解しやすくするためで、実際には図２に示すように伝熱管２８は隔壁３６側まで延出してある。）
【図面の簡単な説明】
【図１】熱分解ガス化溶融プラントの概略図
【図２】熱分解ドラム設備の概略縦断面正面図
【図３】熱分解ドラムの廃棄物受け入れ側の構造を示す縦断面図
【図４】熱分解ドラムの熱分解残渣排出側の構造を示す縦断面図
【図５】別実施形態の縦断面図
【図６】別実施形態の斜視図
【符号の説明】
２７          中空回転体
５１Ａ      スクリュー軸
１０１        廃棄物送りスクリュー
１１２        ガス圧検出センサ
１１３        制御手段
１１５        開閉機構
１１６        外筒
１１７        内筒
【図１】
0003960454.tif 000002
【図２】
0003960454.tif 000003
【図３】
0003960454.tif 000004
【図４】
0003960454.tif 000005
【図５】
0003960454.tif 000006
【図６】
0003960454.tif 000007