(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱空気により廃棄物を間接加熱し、該廃棄物を熱分解して乾留ガスと熱分解残留物とを生成し、該熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離して排出するとともに、前記乾留ガスをガス配管を経由して溶融炉のバーナへ導出する廃棄物熱分解ドラムにおいて、
前記ガス配管に、内面の付着物を挿通自在に清掃する清掃具と、該清掃具の取付部とよりなる清掃機構を設け、
前記取付部は、前記ガス配管に短管を介して設けられたフランジと、該フランジに取付けられ、前記清掃具のワイヤが挿通される取付管と、該取付管の端部に設けられ、前記ワイヤを挿通させた状態で前記取付管をシール可能なシール構造と、前記取付管に設けられ、前記ワイヤを挿通可能な少なくとも一つの弁とよりなることを特徴とする廃棄物熱分解ドラム。
【請求項２】
前記取付部は、前記弁と前記シール構造との間、又は前記弁が複数の場合はそれらの弁の間に不活性ガス注入管を接続してなることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物熱分解ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物の熱分解処理に係り、特に熱分解ガス（乾留ガス）によりガス配管内に付着したカーボン等の付着物を清掃するのに好適な廃棄物熱分解ドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より都市ごみ等の一般廃棄物や廃プラスチック等の可燃物を含む産業廃棄物の処理装置の一つとして、廃棄物を熱分解反応器に入れて低酸素雰囲気で加熱して熱分解し、乾留ガスと、主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物とを生成し、さらにこの熱分解残留物を冷却した後に分離装置に導き、この分離装置で燃焼性成分と、例えば金属や陶器、砂利及びコンクリート片等のがれきよりなる不燃焼性成分とに分離し、燃焼性成分を粉砕しこの粉砕された燃焼性成分と乾留ガスとを燃焼器である溶融炉に導き、この溶融炉で燃焼させて生じた燃焼灰を溶融スラグとなし、この溶融スラグを排出して冷却固化させるようにした廃棄物処理装置が知られている（例えば、特開平１−４９８１６号参照）。
【０００３】
そして廃棄物熱分解ドラムにおいては、通常、間接加熱の伝熱面である伝熱管を内装した回転ドラムが用いられているが、廃棄物熱分解ドラムに供給された廃棄物を、加熱空気により低酸素雰囲気で３００℃〜６００℃、通常は４５０℃程度で加熱分解し、乾留ガスと熱分解残留物とを生成し、この乾留ガスと熱分解残留物とを排出装置において分解し、乾留ガスをガス配管を経由して溶融炉のバーナへ導出する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような従来の廃棄物熱分解ドラムにあっては、熱分解残留物の一部、具体的には微細なカーボンや灰分の一部が乾留ガスに同伴して、ガス配管を経て溶融炉のバーナへ導かれるため、このうちの一部や乾留ガス中に含まれるタール分等がガス配管中に付着し、乾留ガスの流れに悪影響を与える恐れがあった。
【０００５】
本発明の目的は、乾留ガスのガス配管の内面に付着した付着物を運転中でも清掃することのできる廃棄物熱分解ドラムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る廃棄物熱分解ドラムは、加熱空気により廃棄物を間接加熱し、該廃棄物を熱分解して乾留ガスと熱分解残留物とを生成し、該熱分解残留物を燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離して排出するとともに、前記乾留ガスをガス配管を経由して溶融炉のバーナへ導出する廃棄物熱分解ドラムにおいて、ガス配管に、内面の付着物を挿通自在に清掃する清掃具と、清掃具の取付部とよりなる清掃機構を設け、取付部は、ガス配管に短管を介して設けられたフランジと、このフランジに取付けられ、清掃具のワイヤが挿通される取付管と、この取付管の端部に設けられ、ワイヤを挿通させた状態で取付管をシール可能なシール構造と、取付管に設けられ、ワイヤを挿通可能な少なくとも一つの弁とよりなる構成とする。
【０００７】
そして清掃具は、所定長さを有しかつ先端がガス配管の内面に接触可能に形成されたワイヤと、ワイヤを長さ方向に移動させる駆動部と、駆動部とワイヤとを着脱自在に接続する接続部とよりなる構成でもよい。
【０００８】
また取付部は、弁とシール構造との間、又は弁が複数の場合はそれらの弁の間に不活性ガス注入管を接続してなる構成でもよい。
【０００９】
本発明によれば、清掃機構がガス配管に取り付けられたため、清掃能率が向上されるとともに、運転中でも不活性ガスを注入しながら清掃できるため、運転効率が向上される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図３を参照しながら説明する。図１〜図３に示すように、加熱空気により廃棄物ａを間接加熱し、廃棄物ａを熱分解して乾留ガスＧ１と熱分解残留物ｂとを生成し、熱分解残留物ｂを燃焼性成分ｄと不燃焼性成分とに分離して排出するとともに、乾留ガスＧ１をガス配管Ｌ３を経由して溶融炉９のバーナ１１へ導出する廃棄物熱分解ドラム６であって、ガス配管Ｌ３に、内面のカーボン又はタール等の付着物を挿通自在に清掃する清掃具４０と、清掃具４０の取付部５０とよりなる清掃機構６０を具備した構成とする。
【００１１】
そして図４及び図５に示すように、清掃具４０は、所定長さを有しかつ先端がガス配管Ｌ３の内面に接触可能に形成されたワイヤ４２と、ワイヤ４２を長さ方向に自在に移動又は回転させる駆動部４３と、駆動部４３とワイヤ４２とを着脱自在に接続する接続部４４とよりなるものとし、取付部５０は、ガス配管Ｌ３の端部に短管５１を介して突設されたフランジ５２と、フランジ５２に取付けられ清掃具４０のワイヤ４２を挿通したのち端部をシール可能な取付管５３と、取付管５３に設けられワイヤ４２を挿通可能な少なくとも一つの弁５４，５５と、それぞれの弁５４，５５の間又は一方の弁５４とシール構造５８との間に接続された不活性ガス注入管５６とよりなるものとする。
【００１２】
ワイヤ４２の先端は図示のように、小枝状に分岐した形状又は他の内面清掃に適した形状を有するものとし、接続部４４を介して駆動部４３と接続し長さ方向に前後進及び回転が可能になっている。したがって接続部４４より先端側のワイヤ４２を常時、ガス配管Ｌ３内に挿着しておくことが可能であり、その際は弁５４に、弁体にワイヤ４２の貫通穴を穿孔したボール弁等を用い、取付管５３の端部にシール構造５８を設け、廃棄物熱分解ドラムの内圧約−１０ｍｍＡｑの負圧に対し、ガス配管Ｌ３内への空気の漏れ込みを防止しなければならない。駆動部４３は、例えば電動式又は手動式があり、ワイヤ４２の巻取り部を備え、電動式を用いて信号により自動的にワイヤ４２を駆動するとともに、弁５７を開して不活性ガスを注入することができる。
【００１３】
運転中にガス配管Ｌ３内を清掃する際は、接続部４４及びワイヤ４２を介して駆動部４３を接続し、不活性ガス注入管５６の弁５７を経て窒素ガス等の不活性ガスを供給し、シール構造５８からの空気の漏れ込みを防止しながら清掃するものとする。除去された付着物は乾留ガスＧ１により運ばれ、乾留ガスＧ１とともに溶融炉９のバーナ１１で燃焼される。
【００１４】
また図５に示すように、弁５４，５５を設け、弁５４，５５間に不活性ガス注入管５６を接続することにより、空気の漏れ込みがさらに抑制される。さらに不活性ガスを注入して弁５４を開放した後に、弁５５を開放して取付管５３に清掃具４０を取付け、前記のように運転中にガス配管Ｌ３の管内を清掃することも可能である。なお各弁を制御弁で形成することにより、清掃作業が自動化される。
【００１５】
清掃機構６０を運転停止中に取付け、定期的にガス配管Ｌ３の管内を清掃する場合は、弁５４の弁体にワイヤ４２の貫通穴を穿孔しておく必要がなく、例えば仕切弁等を用いてこの仕切弁を全開し、取付管５３に清掃具４０を取付けて清掃すればよい。不活性ガスの注入も不要である。
【００１６】
本実施例によれば、清掃機構により運転中でもガス配管内の付着物が清掃されるため、定期的に運転を停止する必要がなくなり、運転効率が向上される。
【００１７】
廃棄物熱分解ドラム６の詳細を図２により補足説明する。中空円筒のドラム本体（回転ドラム）７は、図示しない駆動源により回転される複数のローラ３１に搭載されて約２ｒｐｍで回転し、一方の端面にスクリューフィーダ３２を内管３３ｂに挿着した加熱空気出口ヘッダ３３がシールを介して摺動自在に接続され、スクリューフィーダ３２の一方の端面に廃棄物ａの投入口４が接続可能になっている。そしてドラム本体７の他方の端面に加熱空気入口ヘッダ３４がシールを介して摺動可能に接続され、ドラム本体７の内部に、加熱空気出口側ヘッダ３３の管板３３ａと加熱空気入口側ヘッダ３４の管板３４ａとに両端を固定された複数の伝熱管８がドラム本体７の内周に配設されている。伝熱管８は、耐熱、耐食材料の例えば、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１０ＳＳ、ＳＵＳ３２１又はＳＵＳ３４７）、５０Ｃｒ−５０Ｎｉ、インコロイ又はインコネル等で形成されている。加熱空気入口側ヘッダ３４の他端に、加熱空気入口チャンネル３５と、排出装置１０とが直結され、排出装置１０の上部に乾留ガスＧ１の出口１０ａと、下部に熱分解残留物ｂを分離した燃焼性成分ｄ及び不燃焼性成分ｅ１，ｅ２の排出口１０ｂとが設けられている。そして加熱空気入口側ヘッダ３４の管板３４ａに穿設された排出穴３４ｂより、排出管３６が加熱空気入口チャンネル３５を挿通して排出装置１０に連結され、排出管３６を通してドラム本体７内の熱分解残留物ｂ等を排出装置１０に排出するようになっている。
【００１８】
ここで図１に示す廃棄物処理装置を詳細に説明する。受入れヤードＡに配置された例えば二軸剪断式の破砕機１に、都市ごみ等の廃棄物ａが第１のコンベア２により供給され、ここで例えば１５０ｍｍ以下に粉砕される。この粉砕された廃棄物ａは第２のコンベア３により投入口４よりスクリューフィーダ５を経て熱交換部６ａに供給される。この熱交換部６ａは回転するドラム本体７の内周壁に沿って複数の伝熱管８を配置して形成され、図示しないシール機構によりその内部の圧力が−１０ｍｍＡｑ程度の大気圧以下の雰囲気に保持される。溶融炉９の後流側に内蔵された高温空気加熱器４０により加熱された加熱空気が、ラインＬ１より伝熱管８内に供給され、この加熱空気により廃棄物ａは３００℃〜６００℃に、通常は４５０℃程度に間接加熱される。そのため、この熱交換部６ａ内に供給された廃棄物ａは熱分解され、乾留ガスＧ１と、主として不揮発性の熱分解残留物ｂとが生成される。
【００１９】
熱交換部６ａ内で生成した乾留ガスＧ１と、熱分解残留物ｂは排出装置１０で分離され、乾留ガスＧ１はライン（ガス配管）Ｌ３を経て溶融炉９のバーナ１１に供給され、一方、熱分解残留物ｂは冷却装置１２で発火防止のため８０℃程度にまで冷却され、その後、例えば篩、磁選式、うず電流式、遠心式又は風力選別式等の公知の分離装置１３に供給され、ここで細粒灰分を含む燃焼性成分ｄと、不燃焼性成分である金属成分ｅ１及び非金属成分ｅ２とに分離される。
【００２０】
そして燃焼性成分ｄは粉砕機１４により例えば１ｍｍ以下に微粉砕され、ラインＬ４を経て溶融炉９のバーナ１１に供給され、ラインＬ３より供給された乾留ガスＧ１と、送風機１５によりラインＬ５より供給された燃焼用空気Ｆとが、  １３００℃程度の高温域で燃焼され、このとき発生した燃焼灰は溶融スラグとなって溶融炉９の内壁に付着流下し、排出口１６より水槽１７内に流下し、冷却固化する。この固化したスラグは舗装材等建材として利用される。
【００２１】
溶融炉９で発生した高温排ガスＧ２は高温空気加熱器３０を経てラインＬ７より廃熱ボイラ２１で熱回収され、集塵機２２ａ，２２ｂで除塵され、低温のクリーンな排ガスＧ３となって煙突２３へ大気へ放出される。このクリーンな排ガスＧ３の一部はラインＬ８を経て冷却装置１２へ供給される。廃熱ボイラ２１で発生した蒸気は発電機に連結した蒸気タービン２４を回転する。
【００２２】
廃棄物が熱交換部に供給されると、廃棄物は低酸素雰囲気で加熱空気により間接加熱されて熱分解し、乾留ガスと主として不揮発性成分よりなる熱分解残留物が生成する。この熱分解工程で廃棄物は常温より３００℃〜６００℃、通常は４５０℃程度まで加熱空気により間接的に加熱昇温される。
【００２３】
そして、この熱分解反応器で生成した乾留ガスと熱分解残留物とは、排出装置で分離され、乾留ガスは燃焼機である溶融炉へ供給され、一方、熱分解残留物は冷却されかつ分離装置で燃焼性成分及び細粒の灰分と、鉄又はアルミニウム等の金属よりなる粗粒不燃焼性成分とに分離され、その内の燃焼性成分及び細粒の灰分は溶融炉へ供給され燃焼される。この場合、溶融炉内は約１３００℃程度の高温に保持されているため、細粒の灰分より生じた燃焼灰は溶融し溶融スラグとなって溶融炉の内壁に付着流下する。不燃焼性成分は鉄等の金属成分と陶器等の非金属成分とに分離され、金属成分は再利用に供せられ、非金属成分は埋め立てに、または必要に応じて溶融スラグに混合され舗装材等として再利用される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、乾留ガスのガス配管に清掃機構を具備したため、運転中でもガス配管内の付着物が清掃可能となり、清掃作業工数が低減するとともに稼働率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の廃棄物熱分解ドラムを備えた廃棄物処理装置を示す系統図である。
【図２】図１の廃棄物熱分解ドラムを示す縦断面図である。
【図３】図１のガス配管を示す構成図である。
【図４】図３の一部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  破砕機
２  第１のコンベア
３  第２のコンベア
４  投入口
５  スクリューフィーダ
６  廃棄物熱分解ドラム
６ａ  熱交換部
７  ドラム本体
８  伝熱管
９  溶融炉
１０  排出装置
１１  バーナ
１２  冷却装置
１３  分離装置
１４  粉砕機
１５  送風機
１６  排出口
１７  水槽
１８  コンテナ
１９  粉砕機
２１  廃熱ボイラ
２２ａ，２２ｂ  集塵機
２３  煙突
２４  発電機
４０  清掃具
４２  ワイヤ
４３  駆動部
４４  接続部
５０  取付部
５１  短管
５３  取付管
５４，５５  弁
５６  不活性ガス注入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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