(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する筒形の炉体を備え、炉体の一端部側に溶融材料を炉体の内部に投入する投入口と溶融材料を燃焼熱で溶融させるバーナとが設けられ、炉体の他端部側に溶融材料が溶融処理された溶融処理物を炉体の外部へ排出する排出口が設けられてなる溶融炉において、炉体の一端部側に大きく開口され排気の大部分が通る排気路を設け、炉体の他端部側に前記排出口として小さく開口され、該排出口の外側に排出口よりも相対的に大きな容積を有する圧力調整室が設けられ、圧力調整室の上部に前記排出口から流出した排気の一部分が通る排気バイパス路が接続され、圧力調整室の下部に溶融処理物を排出する湯口を設けたことを特徴とする溶融炉。
【請求項２】
請求項１の溶融炉において、炉体の一端部側の中央部にバーナが設けられ、排気路が投入口，バーナの外周部に設けられていることを特徴とする溶融炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する筒形の炉体を備えたロータリキルンタイプの溶融炉に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融炉としては、例えば、特開平１１−９４４６８号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の溶融炉は、回転する筒形の炉体を備え、炉体の一端部側に溶融材料を炉体の内部に投入するの投入口と溶融材料を燃焼熱で溶融させるバーナとが設けられ、炉体の他端部側に溶融材料が溶融処理された溶融処理物を炉体の外部へ排出する排出口が設けられてなるものである。なお、溶融処理物の排出口は、燃焼ガスを排出する排気口をも兼用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の溶融炉では、炉体の内部の熱が燃焼ガスとともに排出口から炉体の外部に逃げてしまうため、溶融処理の熱効率が低いという問題点がある。
【０００５】
なお、このような問題点を解決するには、排出口に開閉可能な蓋体を備えることが考えられる。然しながら、蓋体を備えると炉体の内部の一部に熱の滞留が生じて溶融材料の燃焼溶融が阻害され溶融処理時間が長くなるという新たな問題点が生ずる。
【０００６】
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、溶融処理の時間効率，熱効率の高い溶融炉を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明に係る溶融炉は、次のような手段を採用する。
【０００８】
即ち、請求項１では、回転する筒形の炉体を備え、炉体の一端部側に溶融材料を炉体の内部に投入する投入口と溶融材料を燃焼熱で溶融させるバーナとが設けられ、炉体の他端部側に溶融材料が溶融処理された溶融処理物を炉体の外部へ排出する排出口が設けられてなる溶融炉において、炉体の一端部側に大きく開口され排気の大部分が通る排気路を設け、炉体の他端部側に前記排出口として小さく開口され、該排出口の外側に排出口よりも相対的に大きな容積を有する圧力調整室が設けられ、圧力調整室の上部に前記排出口から流出した排気の一部分が通る排気バイパス路が接続され、圧力調整室の下部に溶融処理物を排出する湯口を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この手段では、小さく開口された排出口と排気の一部分が通る排気バイパス路とにより、炉体の内部の熱の炉体の他端部側からの逃げが低減される。炉体の一端部側では、炉体の内部の熱が他端部側からリターンしてから排出されるため、炉体の他端部側からの熱の逃げも低減される。なお、排気バイパス路は、炉体の内部における熱の滞留を解消する。
【００１０】
また、請求項２では、請求項１の溶融炉において、炉体の一端部側の中央部にバーナが設けられ、排気路が投入口，バーナの外周部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この手段では、炉体の内部の熱が炉体の壁に沿ってリターンする。
【００１２】
また、請求項１または２の溶融炉において、炉体の他端部側の排出口の外側に排出口よりも相対的に大きな容積を有する圧力調整室が設けられ、圧力調整室の上部に排気バイパス路が接続され、圧力調整室の下部に溶融処理物を排出する湯口を設けた。
【００１３】
これにより、小さく開口された排出口から排出される溶融処理物の排出圧力が圧力調整室で調整される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶融炉の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
この実施の形態は、耐火材，耐熱材で円筒形に形成された炉体１が駆動ローラ２’によって外筒２に回動可能に支持されてなる。なお、炉体１，の外筒２の間には、冷却水Ｗを炉体１に散布する冷却機構３が装備されている。また、外筒２は、図示しないアームに支持されて炉体１，外筒２の軸線ａを傾倒することができるようになっている。
【００１６】
炉体１は、内壁にテーパ面１１が設けられた異形円筒形に形成され、一端部側が大きく開口され他端部側が小さく開口されている。
【００１７】
炉体１の一端部には、中央部に溶融材料Ｂを炉体２の内部に投入する投入口１２と溶融材料Ｂを燃焼熱で溶融させるバーナ４とが配置され、外周部に燃焼ガスからなる排気Ｃの大部分が通る排気路１３が設けられている。バーナ４には、空気Ｄ，油Ｅの供給系が接続されている。
【００１８】
炉体１の他端部には、溶融材料Ｂが溶融処理された溶融処理物Ｆを炉体１の外部へ排出する排出口１４が小さな開口をそのまま利用して設けられている。
【００１９】
炉体１の排出口１４の外側には、圧力調整室５が設けられている。この圧力調整室５は、炉体１の排出路１３よりも大きな容積を有している。圧力調整室５の上部には、排気Ｃのうちの一部分である炉体１の排出口１４を通過したものが通る排気バイパス路６となるパイプが接続されている。圧力調整室５の下部には、溶融処理物Ｆを排出する栓付きの湯口７が設けられている。
【００２０】
圧力調整室５の湯口７の外側には、排出された溶融処理物Ｆを案内する樋形の排出路８が円弧形に配設されている。図中９は溶融スラグである。
【００２１】
さらに、この実施の形態は、図２に示すような廃棄物処理システムに設置されている。
【００２２】
この廃棄物処理システムは、前述した本発明に係る溶融炉の実施の形態からなる溶融炉に加えて、乾留炉Ｇ，不活性ガス生成設備Ｈを主要設備として構成されている。
【００２３】
乾留炉Ｇは、耐熱壁で密閉構造に形成されてなるもので、内部に廃棄物Ａを収容し高温の不活性ガスＩを導入して乾留処理を行うことができるようになっている。この乾留炉Ｇは、好ましくは、縦型に形成して隣接する廃棄物集積設備Ｊから搬送された廃棄物Ａを上部から投入し廃棄物Ａが乾留処理され乾留ガス化せずに残った乾留残滓である溶融材料Ｂを下部から排出するように構成する。なお、廃棄物Ａが投入される乾留炉Ｇの上部の密閉構造については、上下の複数ダンパ構造（例えば、特開平５−１８０４２５号公報参照）が採用される。また、不活性ガスＩの導入部については、導入される不活性ガス量の調整によって乾留速度を調整できるように、乾留炉Ｇの下部に設定される。
【００２４】
乾留炉Ｇでの乾留処理で廃棄物Ａから乾留ガス化された発生ガスＫは、乾留炉Ｇに接続した発生ガス処理設備Ｌに送られる。発生ガス処理設備Ｌは、発生ガスＫを油化回収等の各種の用途に利用可能な状態に処理する。なお、発生ガスＫの利用されない部分は、大気汚染対策設備である排ガス設備Ｍ，排煙設備Ｎを介して大気中に排出される。これ等の排ガス設備Ｍ，排煙設備Ｎについては、焼却処理の大気汚染対策設備よりもはるかに簡素，小規模なもので対応することができる。
【００２５】
乾留炉Ｇでの乾留処理で廃棄物Ａから乾留ガス化されなくて残った乾留残滓である溶融材料Ｂは、乾留炉Ｇに接続した不活性ガス生成設備Ｈに搬送される。不活性ガス生成設備Ｈは、乾留炉Ｇで生成され排出された炭素系からなる乾留残滓である溶融材料Ｂから、主に炭素を燃焼させることによって、乾留炉Ｇに導入される不活性ガスＩを生成する。不活性ガスＩとしては、例えば、ＣＨ2 ：１４．０９％，ＳＨ2 ：０．０３％，Ｈ2 Ｈ：９．０５％，空気：８．０６％の組成の低酸素ガスからなる。低酸素ガスであることは、乾留炉Ｇでの爆発，過燃焼等を防止して安全性を確保することができる。この不活性ガス生成設備Ｈは、必要に応じて加熱手段が備えられ、不活性ガス生成設備Ｈを７００℃程度に加熱する。なお、乾留炉Ｇから不活性ガス生成設備Ｈへの乾留残滓である溶融材料Ｂの搬送については、外気との接触が遮断された状態で行われる。
【００２６】
乾留炉Ｇから不活性ガス生成設備Ｈに搬送された乾留残滓である溶融材料Ｂは、さらに不活性ガス生成設備Ｈに接続された本発明に係る溶融炉の実施の形態に搬送される。この溶融炉は、前述のように、空気Ｄ，油Ｅの供給によるバーナ４の燃焼で乾留残滓である溶融材料Ｂを溶融処理しスラッジである溶融処理物Ｆとして排出する。この溶融設備３で生成された高温の燃焼ガスである排気Ｃは、乾留炉Ｇに導入される不活性ガスＩとして利用される。なお、不活性ガス生成設備２から溶融設備３への乾留残滓である溶融材料Ｂの搬送については、外気との接触が遮断された状態で行われる。また、バーナ４に供給される空気Ｄについては、一部が不活性ガス生成設備Ｈに送られる。
【００２７】
不活性ガス生成設備Ｈ，溶融炉で生成された不活性ガスＩは、不活性ガス集成設備Ｐを介して乾留炉Ｇに導入される。不活性ガス集成設備Ｐは、不活性ガス生成設備Ｈ，溶融炉で生成された不活性ガスＩの成分，温度等を均質化する。
【００２８】
この実施の形態によると、大部分の排気Ｃが炉体２の内部を内壁に沿って内壁を加熱しながらリターンして排気路１３に流込み、一部分の排気Ｃが排出口１４から流出すため、炉体２の内部からの熱の逃げが低減される。従って、溶融処理の熱効率が高くなる。
【００２９】
また、一部分ではあるが排気Ｃが排出口１４から流出するため、炉体２の内部の一部に熱の滞留が生じなくなる。従って、溶融材料Ｂの燃焼溶融が阻害され溶融処理時間が長くなるということがなくなり、溶融処理の時間効率が高くなる。
【００３０】
また、圧力調整室５の存在は、溶融処理物Ｆの噴出飛散の防止に有効であるとともに、排気バイパス路６への排気Ｃの流入を円滑にする。
【００３１】
さらに、この実施の形態では、乾留炉Ｇにおいて、廃棄物Ａが焼却処理を伴わない高温の不活性ガスＩの積極的な導入で乾留処理される。従って、乾留処理が焼却処理で副次的に行われる場合に比して、廃棄物Ａの乾留ガス化比率が高くなる。ちなみに、炭化水素系物，金属，砂利，水の混雑物からなる廃棄物Ａに対して前述の成分，温度からなる不活性ガスＢを導入すると、乾留ガス化比率が７０〜８０％となる。なお、不活性ガスＩが乾留炉Ｇで生成された乾留残滓である溶融材料Ｂから生成され別系統の生成設備を必要としないため、全体の装置規模の大型化を避けることができる。また、乾留炉Ｇでの積極的な乾留処理は、吸熱反応によって発生ガスＫの温度の低下をもたらす。従って、発生ガスＫにおける低温蒸発金属量を減少させることができる。
【００３２】
さらに、乾留残滓である溶融材料Ｂは、焼却処理されずに溶融処理される。従って、焼却処理に対応した大規模な大気汚染対策設備を備える必要がなく、全体の装置規模の大型化を避けることができる。ちなみに、前述の場合乾留残滓である溶融材料Ｂの炭素の含有重量は、２０〜３０％となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る溶融炉は、小さく開口された排出口と排気の一部分が通る排気バイパス路とにより、炉体の内部の熱の炉体の他端部側からの逃げが低減され、炉体の一端部側では炉体の内部の熱が他端部側からリターンしてから排出されて炉体の他端部側からの熱の逃げも低減され、排気バイパス路が炉体の内部における熱の滞留を解消するため、溶融処理の時間効率，熱効率が高くなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る溶融炉の実施の形態を示す断面図である。
【図２】  本発明に係る溶融炉の実施の形態を設置するシステム例を示す設備配置図である。
【符号の説明】
１            炉体
１２          投入口
１３          排気路
１４          排出口
２            外筒
２’          駆動ローラ
３            冷却機構
４            バーナ
５            圧力調整室
６            排気バイパス路
９            溶融スラグ
Ｂ            溶融材料
Ｃ            排気
Ｇ            乾留炉
Ｈ            不活性ガス生成設備
【図１】
0003851031.tif 000002
【図２】
0003851031.tif 000003