(57)【要約】【課題】粒状物を斜め下方に滑らせて移送するシュートにおいて、粒状物による傾斜板の摩耗を抑制するとともに、ランニングコストを低く抑えること。【解決手段】溶融炉から排出された溶融スラグを水冷固化して生成される固形スラグ等を自重により斜め下方に移送させるシュート２１であって、シュート２１内の粒状物を受ける傾斜面２６には、粒状物の流れを堰き止める堰２７が粒状物の流れ方向に設定間隔をあけて複数設けられる。【選択図】図３
2009243833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状物を自重により斜め下方に移送させるシュートであって、
前記シュート内の前記粒状物を受ける傾斜面には、前記粒状物の流れを堰き止める堰が前記粒状物の流れ方向に設定間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする粒状物の移送用シュート。
【請求項２】
前記粒状物は、溶融炉から排出された溶融スラグを水冷固化して生成される固形スラグであることを特徴とする請求項１に記載の粒状物の移送用シュート。
【請求項３】
前記粒状物は、廃棄物を熱分解して生成される熱分解残渣を空気により流動させて重量分別するための流動槽に添加する流動媒体であり、前記シュートは前記流動媒体を前記流動槽に導く系路に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粒状物の移送用シュート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状物を斜め下方に移送させるための移送用シュートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市ゴミ等の一般廃棄物や廃プラスチック等の可燃物を含む廃棄物を処理する方法として、廃棄物を燃焼させて生じた灰分を溶融して溶融スラグとし、この溶融スラグを水冷して固形スラグとする技術が知られている。
【０００３】
このような廃棄物処理方法を用いる例としては、例えば、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気で熱分解することにより、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物を生じさせ、この熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離し、分離された燃焼性成分と先の熱分解ガスを燃焼溶融炉に導いて燃焼処理し、この燃焼処理により灰分が溶融して生じた溶融スラグを水槽に導いて水冷し、固形スラグ（水砕スラグ）とする方法が開示されている（特許文献１参照。）。このようにして得られた固形スラグは、回収装置により回収された後、例えば、道路舗装や建造物の骨材等に有効利用される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６４１５６号公報（第２−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１において、溶融スラグを水冷して得られた粒状の固形スラグは、例えば、水槽内に設置されるコンベアにより一旦水面上へ搬送され、更に別のコンベアにより所定の回収場まで水平搬送された後、金属製のシュート内を自重により斜め下方へ滑らせて、下方に設置される貯留室等に貯留される。
【０００６】
しかしながら、このようにして搬送される固形スラグは、高温状態の溶融スラグが水槽内で急速に冷却されることから、スラグの塊が熱収縮を受けて割れを生じ、尖った形状等の塊となることがある。更にスラグの中には鉄等の金属よりも高い硬度のものが多く含まれている。このため、固形スラグを金属製のシュート内で滑走させた場合、固形スラグを受ける傾斜板の摩耗が急速に進行し、穴等が生じるおそれがあることから、傾斜板は定期的な交換作業が求められている。
【０００７】
このような状況に対する処置として、金属製の傾斜板をセラミックス製に切り替える試みも検討されているが、セラミックス製は衝撃に弱く、破損等が生じると却って高価になるおそれがある。更にこのようなシュートの摩耗は、固形スラグの移送時に限られず、他の粒状物の移送の際にも同様の問題を生じ得る。
【０００８】
本発明は、粒状物を斜め下方に滑らせて移送するシュートにおいて、粒状物によるシュートの傾斜板の摩耗を抑制するとともに、ランニングコストを低く抑えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、粒状物を自重により斜め下方に移送させるシュートであって、シュート内の粒状物を受ける傾斜面には、粒状物の流れを堰き止める堰が粒状物の流れ方向に設定間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、シュート内に供給された粒状物は、最初に最も上流側の堰に所定量堰き止められた後、ここから溢れた粒状物が、下流側に流れて他の堰に堰き止められる。各々の堰に堰き止められた粒状物は堰の上方の傾斜面に沿って積み上げられて層を形成する。このように、傾斜面が粒状物で埋め尽くされた状態になると、その後シュート内を流れる粒状物は、粒状物の層の上を滑走するようになる。したがって、粒状物がシュートの傾斜面と接触することを回避できるため、傾斜面の摩耗を抑制することができる。また、本発明によれば、単純な構造の堰を傾斜面に設けるだけでよいため、傾斜面を金属で形成することができ、ランニングコストを低く抑えることができる。なお、隣り合う堰の間隔は、すべての堰に粒状物が所定量堰き止められた状態のときに、傾斜面のほぼ全域が粒状物で覆われるように設定すればよい。
【００１１】
この場合において、粒状物は、溶融炉から排出された溶融スラグを水冷固化して生成される固形スラグであってもよい。本発明によれば、粒状物がこのような異型の固形スラグであっても、傾斜面に粒状物の層が容易に形成されるため、傾斜面の摩耗を防ぐことができる。
【００１２】
また、粒状物は、廃棄物を熱分解して生成される熱分解残渣を空気により流動させて重量分別するための流動槽に添加する流動媒体であり、シュートは流動媒体を流動槽に導く系路に配置されていてもよい。このように流動層を形成するための流動媒体には、流動砂が用いられ、その形状は球型に限られず、硬度も高いことから、本発明をシュートに適用することにより、傾斜面の摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粒状物によるシュートの傾斜板の摩耗を抑制するとともに、ランニングコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用してなるシュートの第１の実施形態について説明する。本実施形態の対象となるシュートは、溶融スラグを水冷固化させて得られた固形スラグを斜め下方に移送するための回収用のシュートに関するものである。
【００１５】
まず、溶融スラグの生成プロセスについて簡単に説明する。本実施形態では、所定の大きさ（例えば、１５０ｍｍ）に粉砕された廃棄物を回転ドラム式の熱分解反応器（図示せず）に投入し、低酸素雰囲気で加熱（例えば、３００〜６００℃）して熱分解し、熱分解ガスと主として不揮発性成分からなる熱分解残留物を生成させる。熱分解ガスはガスラインを介して燃焼溶融炉１に供給され、熱分解残留物は、冷却装置により所定温度（例えば、８０℃）に冷却された後、熱分解残渣分別装置（図示せず）に導かれて燃焼性成分と不燃焼性成分とに分別される。ここで分別された灰分等の細粒不燃物を含む燃焼性成分は、所定の大きさ（例えば、１ｍｍ）に微粉砕された後、燃焼溶融炉１のバーナに供給され、先の熱分解ガス、燃焼用空気とともに、１３００℃程度の高温域で燃焼される。この燃焼により生じた灰分は、溶融スラグ３となって燃焼溶融炉１の内壁に付着し、その内壁に沿って流下し、炉底部のスラグ排出口５から排出系路７を介して水槽９内に落下する。水槽９内に落下した溶融スラグ３は、冷却水１１により冷却固化されて固形スラグとなる。一方、燃焼溶融炉１で生じた高温の燃焼排ガスは、高温空気加熱器１３を経由した後に冷却、除塵され、次いで有害物質が除去された後、低温の清浄な排ガスとなって煙突から大気へ放出される。
【００１６】
図１は、本発明を適用したシュートを含むスラグ固形物の移送手段の一例を示す図である。本実施形態の移送手段は、第１のコンベア１５と、第２のコンベア１７と、第３のコンベア１９と、シュート２１を含んで構成される。第１のコンベア１５は、水槽９内を沈降する固形スラグを受けて略水平方向に搬送する水平部分１５ａと、固形スラグを水中から搬出する傾斜部分１５ｂとを有し、複数の回転軸に支持された無端ベルトがこれらを取り巻いて設けられている。無端ベルトを支持する複数の回転軸の中には、駆動用の回転軸が含まれている。
【００１７】
第２のコンベア１７と第３のコンベア１９は、水中から搬出された固形スラグを回収場の近傍まで水平搬送するための搬送装置となり、いずれも水平方向に搬送する水平部分を主要部とし、一端側の水平部分で回収された固形スラグを他端側まで水平搬送する際に途中で上方に移送する部分を備えている。その他の構成については、第１のコンベア１５と基本的に同じ構成である。なお、本実施形態では、第２のコンベア１７と第３のコンベア１９を２台接続する例を説明するが、この例に限られず、回収場までの距離に応じてコンベアの接続台数を適宜増やして使用することができる。
【００１８】
シュート２１は、金属製の断面矩形の筒体を斜め下方に延在させて形成され、一端の供給側と他端の排出側にそれぞれ鉛直方向に延在する供給部分２１ａと排出部分２１ｂを有し、供給部分２１ａと排出部分２１ｂの間には、これらを連通させる傾斜部分２１ｃが設けられている。供給部分２１ａの上端には固形スラグが供給される供給口２３が設けられ、排出部分２１ｂの下端には固形スラグを排出する排出口２５が設けられている。
【００１９】
このようにして構成される固形スラグの移送手段によれば、まず、水中を沈降する固形スラグは、第１のコンベアの水平部分１５ａに回収されて水平方向に搬送され、次いで傾斜部分１５ｂにより水面上の所定の高さ位置まで搬出される。傾斜部分１５ｂの端部まで搬出された固形スラグは、無端ベルトが方向を反転する際に矢印２８の方向に落下し、この落下した固形スラグを受けた第２のコンベア１７は、第３のコンベア１９の一端側に向けて固形スラグを水平方向に搬送する。続いて、第２のコンベア１７の端部から落下した固形スラグを受けた第３のコンベア１９は、シュート２１の供給口２３に向けて固形スラグを水平方向に搬送する。そして、第３のコンベア１９からシュート２１の供給口２３に落下した固形スラグは、シュート２１内を自重で滑り落ち、排出口２５から排出されて所定の貯留室等に貯留される。
【００２０】
ここで、シュート２１の構成について詳細に説明する。図２は、図１のシュートの部分断面図である。シュート２１内の固形スラグを受ける傾斜面２６には、固形スラグの流れ方向に所定の間隔で板状の堰２７が複数突き出して設けられている。この堰２７は、傾斜面２６の流れ方向と直交する方向（紙面の表裏の方向）に傾斜面２６に沿ってシュート２１の内壁間を渡すようにして設けられ、傾斜面２６から例えば水平方向に延在する平面部分２９を有している。堰２７の下面と傾斜面２６との隙間には、適宜補強部材が設けられている。
【００２１】
次に、堰２７を設けたシュート２１を固形スラグが流れるときの動作について図３を用いて説明する。供給口２３を介して供給された固形スラグは、矢印３０の方向に落下して、その多くが平面部３１の上に堆積してスラグ層３３を形成する。続いて、スラグ層３３の堆積量が所定量まで増えると、固形スラグはそのスラグ層３３の上を流れて下方に流れ出し、その多くが堰２７ａにより流れが堰き止められる。堰２７ａにより流れが堰き止められた固形スラグは、傾斜面２６に沿って次第に上流側に積み上げられてスラグ層３３ａを形成する。このスラグ層３３ａが所定量堆積すると、上流側から供給された固形スラグは、スラグ層３３ａの上を流れて下流側に流れ落ち、続く堰２７ｂにその多くが堰き止められる。そして、堰２７ｂにより堰き止められた固形スラグはスラグ層３３ｂを形成する。以下同様にして、スラグ層３３ｂの上を流れて下流側に流れた固形スラグは、堰２７ｃ、２７ｄに順次堰き止められ、スラグ層を下方に形成していく。
【００２２】
このようにして全ての堰２７にスラグ層が形成されると、傾斜面２６のほぼ全体が固形スラグで覆われた状態となる。したがって、これ以降、シュート２１内に供給された固形スラグは、矢印３５のように傾斜面２６を保護するスラグ層３３の上を滑走することになるため、傾斜面２６の摩耗を回避することができる。
【００２３】
ここで、隣り合う堰２７の間隔は、すべての堰２７に所定量の固形スラグが堰き止められた状態で傾斜面２６のほぼ全体が固形スラグで覆われるように設定される。ただし、堰２７の真下の傾斜面２６等の領域においては、固形スラグが滑走することがないため、この領域に固形スラグの層が形成されていなくても摩耗を抑制することができる。より具体的にいうと、例えば、粒状物の安息角が４５度（４０度〜５０度）の場合、堰２７の傾斜方向の間隔Ｌ（図２）は、１００ｍｍ（５０ｍｍ〜１５０ｍｍ）に設定するのがよい。
【００２４】
なお、供給口２３から落下した固形スラグは平面部３１と接触するが、平面部３１の上にもスラグ層３３が堆積しているため、平面部３１の摩耗を抑制することができる。
【００２５】
本実施形態の堰２７は、傾斜面２６から水平方向に突出するように形成されるが、固形スラグを傾斜面２６に沿って堆積させることができる構造であれば、この構造に限定されるものではない。本実施形態によれば、単純な構造の堰を傾斜面２６に設けるだけでよいため、傾斜面２６を金属製で形成することができ、設備費用及びランニングコストを低く抑えることができる。
【００２６】
次に、本発明を適用してなるシュートの第２の実施形態について説明する。本実施形態の対象となるシュートは、熱分解残渣を流動媒体とともに空気により流動させて重量分別するための流動槽に流動媒体を導くためのシュートに関するものである。
【００２７】
図４は、第１の実施形態において説明した熱分解残渣を分別するための熱分解残渣分別装置を示す構成図である。熱分解残渣分別装置は、流動層４１とスクリューフィーダ４３を備えて構成され、流動槽４１の上部には、本発明を適用したシュート４８が接続されている。流動層４１は底部の排出口に形成される断面が矩形のシュート４５を介してスクリューフィーダ４３の一端と接続されている。
【００２８】
流動層４１は、箱型の容器４７の内壁を斜めに渡して設けられる傾斜多孔板４９と、傾斜多孔板４９の下部空間を三つに分割して形成される風箱５１ａ，５１ｂ，５１ｃを備えている。容器４７は、鉛直に形成されるシュート４５に対して、傾斜多孔板４９の上方側に向かって斜めに傾いて形成され、熱分解残渣の被加工物（例えば、熱分解カーボン）を取り出すための取出口５３が頂部に設けられ、上部の側面には熱分解残渣を供給する供給口５５が設けられている。容器４７の上部の供給口５５と対向する側面には、流動媒体（以下、流動砂という。）を供給するためのシュート４８が接続されており、このシュート４８内を流動砂が自重で斜め下方に滑り落ちるようになっている。
【００２９】
容器４７内の傾斜多孔板４９の上方の空間は、被加工物を貯留しておくための貯留室６１となっている。風箱１３ａ〜１３ｃは、それぞれ隔壁５７で区画され、各風箱にはそれぞれ空気供給管５９ａ〜５９ｃが接続されている。傾斜多孔板４９には多数の空気噴出孔が形成されており、この空気噴出孔を介して貯留室６１内に空気が噴出されるようになっている。
【００３０】
スクリューフィーダ４３は、水平方向に設置されるケーシング６３と、一軸のスクリュー６５と、モータ６７を備えている。スクリュー６５は、ケーシング６３内に収納されており、スクリュー軸６９の外周に羽根７１を螺旋状に取り付けて形成される。スクリュー軸６９はモータ６７の駆動軸と連結されている。ケーシング６３の一端側の上方には、シュート４５と接続される接続口７３が設けられ、他端側の下方には、排出口７５が設けられている。
【００３１】
次に、このようにして構成される熱分解残渣分別装置の動作について説明する。流動槽４１には、熱分解反応器で生成された熱分解残渣が所定温度（例えば、８０℃）に冷却された状態で供給口５５を介して導入されるとともに、シュート４８を介して流動砂が導入される。流動槽１に導入された熱分解残渣と流動砂は傾斜多孔板４９の上に堆積され、空気噴出孔から噴出される空気により流動化されて混合状態となり、流動層が形成される。
【００３２】
ここで、熱分解残渣中には、金属、ガラス、陶器等の不燃物に加えて、熱分解カーボン等の可燃物が含まれているため、流動化に伴って不燃物に付着した熱分解カーボン等の粒状物が不燃物から剥離されて上方に吹き飛ばされ、取出口５３より排出されることにより分別される。取出口５３より排出された可燃物は、例えば、燃焼溶融炉内に導入されて燃焼処理される。
【００３３】
一方、吹き飛ばされなかった比較的重量の大きい熱分解残渣は、傾斜多孔板４９の上を転がり、流動砂とともに下方に移動する。ここで、シュート４５内に溜まった熱分解残渣と流動砂は、スクリューフィーダ４３内のスクリュー６５の回転によってスクリューフィーダ４３内に導かれ、水平方向に搬送される。
【００３４】
こうして排出口７５から排出された熱分解残渣と流動砂は、篩にかけられて、金属等の有価物、瓦礫などの不燃物及び熱分解カーボン等に分別され、流動砂はコンベア等で上方に搬送された後、シュート４８を介して再び流動槽４１内に戻される。
【００３５】
ところで、本実施形態で使用する流動砂は、例えば、熱分解残渣分別装置を通過する過程や篩にかけられる際に、欠けや割れ等の損傷を受けることがあり、尖った異形の粒状物等が含まれていることがある。更に、流動砂は一般に金属製の傾斜面よりも硬度が高いことから、シュート４８内を流動砂が滑り落ちる際に、流動砂を受ける金属製の傾斜面には、摩耗が生じやすく、これにより傾斜面の定期的な交換作業が必要となっている。
【００３６】
このため、本実施形態では、シュート４８の傾斜面に、第１の実施形態と同様の構成の堰を複数設けるようにする。このようにすれば、流動砂による傾斜面の磨耗を回避することができるため、設備費用及びランニングコストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態のシュートを含む、スラグ固形物の移送手段の一例を示す図である。
【図２】図１のシュートの部分断面図である。
【図３】図２のシュート内を固形スラグが流れるときの動作を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のシュートを含む、熱分解残渣分別装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  燃焼溶融炉
３  溶融スラグ
９  水槽
１１  冷却水
１５  第１のコンベア
２１  シュート
２６  傾斜面
２７  堰
３３  スラグ層
４１  流動層
４３  スクリューフィーダ
４８  シュート
【図１】
2009243833.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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