JP2001296010A

JP2001296010A - 回転加熱処理炉の加熱処理方法

Info

Publication number: JP2001296010A
Application number: JP2000111472A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kashiwagi; 佳行柏木; Nobuyuki Yoshioka; 信行吉岡; Takayuki Tanabe; 隆之田邊
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物等の被処理物を回転加熱処理装置で処
理する場合、被処理物の投入は、回転円筒体内温度が処
理の目的に合った設定処理温度に到達した後に開始され
る。炉の運転開始時には、炉等が常温となっているた
め、設定処理温度を固定して設定温度まで加熱しようと
すると、設定処理温度に到達するまでに相当の時間がか
かり、被処理物の投入開始が遅れて作業時間が減少し、
作業効率が低下する。【解決手段】運転開始時に回転加熱処理炉の設定処理
温度Ｓｔより高い初期加熱設定温度Ｆｈを設定して、Ｆ
ｈまで急速加熱してＦｈに到達した後、設定処理温度Ｓ
ｔに設定を戻し、設定処理温度になったとき被処理物の
投入を開始し、投入開始までの時間の短縮を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転円筒体（回転
ドラム）内に被処理物を投入して、該被処理物を外部加
熱手段により加熱して処理する回転加熱処理炉の加熱処
理方法に関し、特に、回転加熱処理炉の加熱運転の初期
時に、当該処理炉の設定処理温度にまで急速に加熱し、
被処理物が投入されるまでの時間を短縮して、処理作業
時間の確保を図るようにした処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミなどの一般廃棄物や産業廃棄
物、シュレッダーダスト、塩化ビニルなどの廃棄物はハ
ロゲン物質（塩素、臭素、沃素、フッ素、アスタチ
ン）、特に、塩素成分を多量に含んでいるので、焼却な
どの加熱処理をした場合には、塩素系ガス（塩化水素、
塩素）を多量に発生し、発生したガス（排ガス）、焼却
後の残渣（処理灰）、排ガス中の飛灰中に猛毒のダイオ
キシン類を生成し、環境汚染、焼却設備の劣化等の問題
を発生させる。そこで、これらの問題を解決するための
技術の開発が進められ、現在次のような技術が開示され
ている。（１）焼却による処理方法この方法は、廃棄物等の被処理物を焼却炉で焼却するも
のであるが、焼却する際、焼却炉内にアルカリ物質（石
灰粉）を噴霧して、焼却によって発生した排ガス中の塩
素系ガスと接触反応させ、無害な塩化物（塩化カルシウ
ム）を生成させて排ガスの無害化を図る（例えば、特開
昭５４−９３８６４号）。（２）乾留（熱分解）による処理方法この処理方法としては、単一の回転処理炉（ロータリー
キルン）を使用して熱分解し、排出された残渣を後スト
ーカで焼却し、熱分解ガスを再燃室で燃焼させ、発生し
た高温ガスをボイラ等を通した後、反応塔に導き、この
反応塔で前述同様に消石灰スラリを噴霧して排ガスと反
応させるようにして処理する方法が提案されている（例
えば、特開平５−３３９１６）。

【０００３】また、本願の出願人は、回転処理炉を複数
使用し、被処理物を第１の加熱処理炉で加熱してハロゲ
ン物質を分解析出させ、次に、このハロゲン物質を除去
した被処理物を、別の第２加熱処理炉で炭化（又は灰
化）処理して減容化し、ハロゲン物質の含まない炭化物
を取り出して再利用を図る処理方法を提案している（特
開平１１−２１１０４０〜特開平１１−２１１０４
２）。

【０００４】更に、被処理物とアルカリ物質の処理剤と
を第１の加熱処理炉で加熱処理してハロゲン物質を分解
析出すると同時に処理剤と反応させて無害な塩化物を生
成することで、発生ガス及び残渣を無害化し、次に、こ
の無害化処理された被処理物を別の第２加熱処理炉で炭
化（灰化）処理して減容化し、ハロゲン物質の含まない
炭化物を取り出して再利用を可能とすることについても
提案している（特開平１１−２２６５４５〜特開平１１
−２２６５４８）。

【０００５】図２はこの無害化処理する回転加熱処理装
置の基本構成の概念図で、図中、１０は第１の加熱処理
炉、２０は第２の加熱処理炉を示している。

【０００６】第１の加熱処理炉１０は、回転自在の回転
円筒体１１と、該回転円筒体１１の外周にガスダクトを
形成して熱ガスの導入により回転円筒体１１を加熱する
加熱ジャケット１２と、回転円筒体１１の一方の端部に
設けられ、被処理物を回転円筒体１１内に供給する供給
口１３と、回転円筒体１１の他方の端部に設けられた排
出口１４とで構成され、この回転円筒体１１は図示しな
い回転駆動手段によって回転駆動される。

【０００７】回転円筒体１１の回転駆動手段は、通常の
駆動用モータと駆動歯車及び回転円筒体に設けられた従
動歯車等から構成される。加熱ジャケット１２は固定さ
れ、回転円筒体１１との回転接触部には、メカニカルシ
ールＰが施されている。

【０００８】１５は第１の加熱処理炉１０の供給口１３
側に設けられた供給側ダクトで、被処理物と脱塩素剤と
の混合物を回転円筒体１１内に導入する。

【０００９】第２の加熱処理炉２０の構成は、第１の加
熱処理炉１０の構成とほぼ同一であり、回転自在の回転
円筒体２１と、該回転円筒体２１の外周にあって熱ガス
の導入により回転円筒体２１を加熱する加熱ジャケット
２２と、回転円筒体２１の一方の端部、この例では第１
の加熱処理炉１０の排出口１４側に設けられ、被処理物
を回転円筒体２１内に供給する供給口２３と、回転円筒
体２１の他方の端部に設けられた排出口２４とで構成さ
れている。

【００１０】１６は第１の加熱処理炉１０の排出口１４
側と、第２の加熱処理炉２０の供給口２３側を包囲し、
第１の加熱処理炉１０で処理した被処理物を第１の加熱
処理炉１０から第２の加熱処理炉２０へ導入する導入ダ
クトを示す。

【００１１】２５は第２の加熱処理炉２０の回転円筒体
２１の排出口２４側を包囲し、第２の加熱処理炉２０で
加熱処理した被処理物（残渣）を図示を省略した溶解槽
等に排出する排出側ダクトである。

【００１２】第１の加熱処理炉１０の回転円筒体１１
と、第２の加熱処理炉２０の回転円筒体２１とは上下方
向に配設され、図示は省略してあるが、回転円筒体１１
及び２１の外周に設けられた加熱ジャケット１２及び２
１は固定部材により支持固定されており、回転円筒体１
１，２１の内部には、被処理物と脱塩素剤の混合物を攪
拌しながら移送する複数の羽根が設けられ、回転円筒体
１１，２１自体の回転によって混合物を図の一点鎖線で
示すように供給口１３側から、排出口２４側に移送する
構成となっている。

【００１３】また、回転円筒体１１に回転接触するダク
ト１５，１６の接触部分及び回転円筒体２１に回転接触
するダクト１６，２５の接触部分にはメカニカルシール
Ｐが施されている。

【００１４】３０はホッパで、このホッパ３０に破砕し
た被処理物とアルカリ物質からなる脱塩素剤とを混合し
て投入し、回転円筒体１１の供給口１３から回転円筒体
１１内に供給可能とする。

【００１５】このホッパ３０に被処理物の破砕機能と脱
塩素剤の混合機能を合わせて持たせ、固形物を破砕しな
がら脱塩素剤と混合してもよいし、また、予め破砕した
被処理物と脱塩素剤とを混合してホッパ３０に投入して
もよい。

【００１６】３１は熱風炉であり、例えばＬＮＧ，ＬＰ
Ｇ又は石油等の燃料を燃焼して熱ガスを発生させる。こ
の熱ガスは第２の加熱処理炉２０の回転円筒体２１の外
周に設けた加熱ジャケット２２内に供給されて回転円筒
体２１を加熱した後、連絡管２６を介して第１の加熱処
理炉１０の回転円筒体１１の加熱ジャケット１２内に送
り込まれる。このとき連絡管２６に新鮮な冷却用空気を
取り込み、熱ガスの温度を調整する。２７はその調整手
段を示す。

【００１７】３２は循環ブロアで、第１の加熱処理炉１
０の加熱ジャケット１２内の熱ガスを吸引し、その一部
又は全部を制御弁３３を介して熱風炉３１に送風し、循
環させて熱ガスの有効利用を図る。

【００１８】また、熱ガスの有効利用の他の方法とし
て、制御弁３３から熱ガスの一部又は全部を排出管３４
を介して取り出し、熱交換器等で熱を回収して利用する
こともできる。

【００１９】３５は排ガス燃焼手段で、該排ガス燃焼手
段３５は、第１の加熱処理炉１０の排出側と、第２の加
熱処理炉２０の供給側を連通する導入ダクト１６内のガ
スを導入して燃焼させ、図示を省略した排ガス浄化装置
（バグフィルタ等）を介して排出される。

【００２０】廃棄物等の被処理物の加熱処理は、予め被
処理物を破砕機により破砕しておき、この被処理物に脱
塩素剤としてのアルカリ物質を添加混合する。この脱塩
素剤は、塊状、板状、多孔化形状、粉体状、懸濁液の何
れか、若しくはこれらの組み合わせにより使用する。

【００２１】被処理物としては、各種廃棄物（一般廃棄
物、産業廃棄物など）、汚泥、焼却灰、飛灰、汚染土
壌、建築廃材、各種シュレッダーダスト、金属スクラッ
プ、などの各種のものがある。

【００２２】次に、熱風炉３１で発生した熱ガスを、加
熱ジャケット２２及び加熱ジャケット１２に供給して第
１の加熱処理炉１０と第２の加熱処理炉２０の炉内を加
熱状態とし、所定の設定処理温度に達してから、被処理
物と脱塩素剤の混合物をホッパ３０から供給口１３を介
して第１の加熱処理炉１０の回転円筒体１１内に供給す
る。この回転円筒体１１は図示しない回転駆動手段によ
って回転駆動されている。

【００２３】第１の加熱処理炉１０での加熱処理は、乾
燥・脱塩素処理を行わせるもので、例えば設定処理温度
を３５０℃に設定して加熱し、また、第２の加熱処理炉
２０での加熱処理は、炭化による減容化処理を行わせる
場合、設定処理温度を６００℃に設定して加熱される。

【００２４】第２の加熱処理炉２０の温度制御は、熱風
炉３１の発生熱を燃料の供給量の制御によって行い、ま
た、第１の加熱処理炉１０の温度制御は、連絡管２６に
設けた調整手段２７によって温度調整用空気の導入量を
制御するなどして行う。

【００２５】上記の第１及び第２の加熱処理炉での加熱
処理は、「燃焼、焼却」ではなく、乾留処理、「蒸し焼
き、熱分解」での処理とし、塩素系ガス等を被処理物か
ら分解析出して処理剤と反応させ、無害な塩類を生成さ
せる。

【００２６】被処理物と混合又は添加する処理剤は、少
なくともＨＣｌ（塩化水素）と接触反応して無害な塩化
物を生成するアルカリ物質を使用する。例えば、本願の
出願人が先に出願した特開平９−１５５３２６号、特開
平１０−４３７３１号、特開平１０−２３５１８６号、
特開平１０−２３５１８７号に示すように、アルカリ土
類金属、アルカリ土類金属化合物、アルカリ金属、アル
カリ金属化合物で、具体的にはカルシウム、石灰、消石
灰、炭酸カルシウム、ドロマイト、珪酸塩（珪酸カルシ
ウムなど）、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セ
スキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムの中
から１種類選択するか、数種類混合して使用する。使用
量としては、被処理物に対して５〜３０重量％を混合又
は添加する。

【００２７】例えば、上記の炭酸水素ナトリウム（Ｎａ
ＨＣＯ₃）を使用した場合、第１の加熱処理炉である脱
塩素炉内においてＨＣｌ成分の分解ガスが発生するが、
直ちに炭酸ナトリウムと反応して（ＮａＨＣＯ₃）＋
（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）とな
り、無害な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成し、分解
ガスから有害なＨＣｌが無くなる。このことによって、
分解ガス中のＨＣｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時
に行われる。

【００２８】この有害成分を析出した後の被処理物は導
入ダクト１６を介して第２の加熱処理炉２０の回転円筒
体２１の供給口２３に送り込まれ、ここで被処理物が炭
化する温度、上記の設定処理温度６００℃に加熱して炭
化処理される。

【００２９】一方、第１及び第２の加熱処理炉１０及び
２０内で発生した排ガスは、排ガス燃焼手段３５に導入
され、８００℃以上の温度で燃焼し、タール分及び残存
有害物質等を分解除去する。

【００３０】なお、第１および第２の加熱処理炉１０お
よび２０の設定処理温度は、回転円筒体内の温度で、例
えば、本発明者が先に提案し、特開平１１−３０９４３
号で開示されているように、回転円筒体内に、該回転円
筒体の軸線方向に延設した貫通パイプからなる温度検出
センサを設けて、回転円筒体内の温度を検出し、設定処
理温度は、この検出信号を利用して、熱風炉３１の燃料
供給，制御弁３３による循環熱ガスの制御および調整手
段２７等の制御により行われる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】前記の第１の加熱処理
炉１０での加熱処理、例えば、乾燥・脱塩素処理するた
めの設定処理温度（３５０℃）、また、第２の加熱処理
炉２０での炭化処理するための設定処理温度（６００
℃）は、被処理物に加える温度であり、被処理物を安定
に加熱処理するために必要な条件である。

【００３２】しかし、各加熱処理炉での加熱手段は、外
部加熱であり、加熱処理装置における回転加熱処理炉の
加熱運転開始時には、加熱処理炉やダクト、その他の装
置一式は、常温近く冷えきっているため、第１及び第２
の加熱処理炉１０及び２０の温度設定を、夫々３５０℃
及び６００℃に設定して熱風炉３１で熱ガスを発生さ
せ、第２の加熱処理炉２０の加熱ジャケット２２に導入
し、更に、連絡管２６を介して第１の加熱処理炉１０の
加熱ジャケット１２に導入して夫々の回転円筒体２１及
び１１を加熱するので、夫々の設定処理温度に到達する
までには、図１の点線Ｂで示すように、相当の長い加熱
運転時間（ｔ₄）を要する。

【００３３】被処理物は、少なくとも第１の加熱処理炉
１０が設定処理温度に達した後に投入を開始するので、
被処理物の投入開始時期がその分遅くなり（例えば、２
時間程度）、被処理物を処理する１日の実作業時間が減
少され、作業効率が悪くなるという問題がある。

【００３４】本発明は、このような従来技術の有する問
題を解決するためになされたもので、被処理物の投入開
始までの時間を短縮し、作業効率の向上を図ることを目
的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされたもので、被処理物の投入開始までの時間の
短縮を図るため、回転加熱処理炉の加熱初期時に、通常
の設定処理温度以上の温度に初期加熱設定温度を設定し
て加熱し、その後通常の設定処理温度に戻すことによ
り、設定処理温度に到達する時間を短縮して作業効率の
向上を図ったものである。

【００３６】即ち、被処理物を外部加熱手段を有する回
転円筒体内に投入して所定の設定処理温度で加熱処理す
る回転加熱処理炉の加熱処理方法であって、回転加熱処
理炉の加熱運転は、加熱初期時に、前記設定処理温度よ
り高い初期加熱設定温度を設定して加熱し、この初期加
熱設定温度に到達した後、該初期加熱設定温度を一定時
間保持し、その後設定処理温度に再設定して加熱制御
し、この設定処理温度に到達した後、被処理物の投入を
行うようにする。

【００３７】前記の被処理物の加熱処理は、乾燥、脱塩
素、炭化、灰化のいずれでもよく、処理目的に合った処
理温度を設定して加熱することで、目的の加熱処理が実
現できる。

【００３８】また、上記の初期加熱設定温度は、設定処
理温度より１００℃以上高い温度であることが望まし
い。

【００３９】また、上記の外部加熱手段は、熱ガス加
熱、電気加熱のいずれか、又は両者の併用のいずれでも
よい。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
によって説明する。

【００４１】図１は、本発明の処理方法を説明するため
の所定の加熱温度域に到達するための加熱運転時間を表
わした特性図で、縦軸に温度（℃）、横軸に加熱運転時
間（Ｔ）をとったもので、Ａは本発明、Ｂは従来の特性
を表わしたものである。

【００４２】今、図２の第１及び第２の加熱処理炉１０
及び２０の回転円筒体１１及び２１内温度を（イ）及び
（ロ）、加熱ジャケット１２及び２２内温度を（ハ）及
び（ニ）とすると、回転円筒体内温度（イ），（ロ）
は、被処理物を安定に加熱処理するために必要な条件で
あり、加熱ジャケット内温度（ハ），（ニ）は、回転円
筒体内温度（イ），（ロ）を確保するために必要な条件
であるが、加熱ジャケットは、外部放熱があるため、加
熱ジャケット内温度（ハ），（ニ）の温度は、回転円筒
体内温度（イ），（ロ）より一般的には高い温度となっ
ている。

【００４３】そこで、本発明では、回転加熱処理装置に
おける回転加熱処理炉の加熱運転開始時に、回転円筒体
内の初期加熱設定温度Ｆｈを、回転円筒体内の設定処理
温度Ｓｔより１００℃以上高い（例えば＋５００℃）加
熱温度に設定する。この設定処理温度Ｓｔは、乾燥・脱
塩素、炭化、灰化等の処理目的に適した温度に設定され
る。

【００４４】そして、乾燥・脱塩素処理に例をとり、こ
の処理目的に適した設定処理温度Ｓｔを３５０℃とすれ
ば、回転円筒体内の初期加熱温度Ｆｈは８５０℃に設定
して８５０℃に達するまで短時間（ｔ₁）に加熱する。
８５０℃に到達した後、一定時間（ｔ₂）保持し、次に
３５０℃の通常の設定処理温度に設定を戻し、３５０℃
になった時間（ｔ₃）で被処理物の投入を開始する。

【００４５】加熱および温度の制御は、上記のように温
度検出センサで、回転円筒体内の温度を検出し、この検
出信号を利用して熱風炉３１への燃料（ＬＮＧ等）の供
給、連絡管２６への冷却用空気の導入量の調整、また、
第１の加熱処理炉１０を加熱した後の循環熱ガスの熱風
炉３１に戻す量を制御することにより、熱ジャケット内
温度（ハ），（ニ）を制御して行う。

【００４６】外部加熱手段として図２においては、熱ガ
スによる加熱としているが、熱ガス加熱に限らず電気加
熱（誘導加熱、抵抗加熱、マイクロ波加熱）でもよく、
また両者の併用加熱でもよい。

【００４７】本発明は図１の実線Ａで示すように、回転
加熱処理炉の加熱運転の加熱初期時に、初期加熱設定温
度Ｆｈを設定して加熱し、初期加熱設定温度Ｆｈに達し
た後（ｔ₁）、その温度Ｆｈを所定時間（ｔ₂）を保持
し、次に、本来の設定処理温度Ｓｔに設定して加熱制御
し、この設定処理温度Ｓｔに到達した後、回転加熱処理
炉に被処理物の投入を開始するようにしたので、運転開
始から被処理物の投入開始までの時間はｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃
となる。

【００４８】これに対し、従来のように回転円筒体内温
度を、最初から設定処理温度Ｓｔに設定して加熱した場
合は、図１の点線Ｂで示すように、設定処理温度Ｓｔに
到達するまでの運転時間はｔ₄となる。従って、本発明
は従来の方法と比較すると、ｔ₄−（ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃）＝
ｔ₅時間だけ被処理物の投入開始時間が早くすることが
できる。

【００４９】被処理物の投入開始時間が、例えば、２時
間遅れた場合は、その間作業者は監視をしていなければ
ならず、無駄な待ち時間をとるばかりでなく、エネルギ
ーコストが上昇する。これに対し、本発明のように、短
時間で被処理物の投入が開始できると、それだけ、１日
の作業時間、即ち被処理物の処理時間を長くとることが
でき作業効率が向上する。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、以上のように、加熱運転開始
時に回転円筒体内の初期加熱設定温度を、通常の設定処
理温度以上の温度に設定して加熱し、初期加熱設定温度
に到達した後、設定処理温度に設定を戻して加熱し、設
定処理温度に到達後、被処理物を回転加熱処理炉に投入
するようにしたので、被処理物投入温度まで早期に加熱
でき、加熱処理炉の昇温時間の短縮を図ることができ
る。従って、投入後の作業時間の確保ができることか
ら、所定量の被処理物の処理を確実に行うことができ、
作業ローテイションを安定なものとすることができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の説明用特性図。

【図２】回転加熱処理装置の基本構成の概念図。

【符号の説明】

１０…第１の加熱処理炉１１，２１…回転円筒体１２，２２…加熱ジャケット１３，２３…供給口１４，２４…排出口１５…供給側ダクト１６…導入ダクト２６…連絡管２７…調整手段３０…ホッパ３１…熱風炉３２…循環ブロア３３…制御弁３４…排出管３５…排ガス燃焼手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田邊隆之東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内Ｆターム(参考） 3K061 AA07 AC20 GA05 GA08 KA02 KA13 4D004 AA08 AA28 AA46 AB06 CA26 CA42 CB09 DA01 DA02 DA03 DA06 4K061 AA08 BA12 CA02 DA05 DA07 FA06 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を外部加熱手段を有する回転円
筒体内に投入して所定の設定処理温度で加熱処理する回
転加熱処理炉の加熱処理方法であって、回転加熱処理炉
の加熱運転は、加熱初期時に、前記設定処理温度より高
い初期加熱設定温度を設定して加熱し、この初期加熱設
定温度に到達した後、該初期加熱設定温度を一定時間保
持し、その後設定処理温度に設定して加熱制御し、この
設定処理温度に到達した後、被処理物の投入を行うよう
にしたことを特徴とする回転加熱処理炉の加熱処理方
法。
【請求項２】被処理物の加熱処理は、乾燥、脱塩素、
炭化、灰化のいずれかを目的とした加熱処理であること
を特徴とする請求項１記載の回転加熱処理炉の加熱処理
方法。
【請求項３】初期加熱設定温度は、設定処理温度より
１００℃以上高い温度であることを特徴とする請求項１
記載の回転加熱処理炉の加熱処理方法。
【請求項４】外部加熱手段は、熱ガス加熱、電気加熱
又は両者の併用であることを特徴とする請求項１記載の
回転加熱処理炉の加熱処理方法。