JP2000356470A - 被処理物の加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転円筒体から成る加熱処理炉に被処理物と
脱塩素剤とを添加・混合して加熱処理し、発生した分解
ガスと脱塩剤とを接触反応して脱塩素処理を行い、これ
を減容処理する場合、回転円筒体の入口側と出口側に誘
導加熱コイルを巻回して端部の温度降下を補足すること
が行われているが、加熱コイルの熱損傷が発生した場合
の交換作業が複雑となる。 【解決手段】 回転円筒体２の下部側に半円状に湾曲し
た加熱コイル９１を設け、これを取付枠９２，固定手段
９４を介して固定台９３に取り付け固定する。加熱コイ
ルの取り外しは、一方の固定具９４ａを取り外し、取付
枠９２を固定台９３のガイド面９３ａに沿って回動して
引き出して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の廃棄物を加
熱処理炉内で加熱処理して減容化処理する被処理物の加
熱処理装置に関し、特に、加熱処理炉を外部加熱手段で
加熱する際、誘導加熱手段を利用した加熱処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物（都市ゴミ等）、産業廃棄物
（シュレッダスト等）その他各種有機物含有物などの被
処理物の処理方法として、被処理物を、加熱処理炉で燃
焼させるのではなく、蒸し焼き状態で加熱して熱分解
し、発生した分解ガスとアルカリ特質からなる脱塩剤と
を接触反応させて分解ガス中の有害物質を除去し、熱分
解後の残渣を炭化，灰化により減容処理する方法が知ら
れている。

【０００３】この加熱処理炉の加熱手段として、回転円
筒体（ロータリーキルン）の外部から加熱する外部加熱
手段がある。この外部加熱手段としては、円筒部材又は
回転円筒体の外周に誘導加熱コイルを設け、この誘導加
熱コイルに交流電力を供給して誘導加熱する誘導加熱手
段が知られている。（例えば、特開平９−１５５３２６
号、特開平１１−５７６４８号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】誘導加熱手段を利用し
て回転円筒体を加熱する場合、加熱コイルと回転円筒体
とは同心円上に配置して加熱コイルと回転円筒体との間
に等間隔を保持し、互に接触しないようにする必要があ
るが、回転円筒体との芯ずれ、熱膨張等を考慮すると、
この回転円筒体と加熱コイルの間隔を一定に保持するの
は困難である。そこで、広めに間隔を設定すると、発熱
効率が低下する。また、加熱コイルの保守（加熱コイル
の取り替えも含め）の場合には、回転円筒体の支持部等
を分解して取り除いて加熱コイルを取り出す必要があ
り、作業に長時間かかり、その間、加熱処理装置の運転
を中止しなければならない。

【０００５】更に、加熱時の熱は上昇するので、上部側
に位置する加熱コイルは高温にさらされ、コイル支持部
材やコイル自身が損傷し、頻繁に取り替える必要が生じ
る等、従来技術には、これらの問題を解決する課題が存
する。

【０００６】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
ので、加熱コイルを半円状に形成して回転円筒体の下部
側に配設し、回転円筒体の方には一切手をかけることな
く、加熱コイルを取り出せるようにして上記の課題を解
決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の発明者らは、回転
円筒体の下部側に半円状の加熱コイルを配設すること
で、充分回転円筒体を加熱でき、そして、上記の課題を
すべて解決する誘導加熱手段を見出した。その課題を解
決するための手段は、被処理物を回転加熱処理炉内にて
外部加熱手段により加熱処理し、加熱処理した被処理物
を減容化処理する被処理物の加熱処理装置において、前
記外部加熱手段は、誘導加熱手段を有し、該誘導加熱手
段は、加熱コイルと該加熱コイルを保持する加熱コイル
保持手段とから成り、前記加熱コイルは、導体を平扁状
に巻回するとともに前記回転円筒体と対向する円弧面を
有する半円状に形成し、前記加熱コイル保持手段は、こ
の加熱コイルを回転円筒体の下部側に、その円弧面を回
転円筒体の外周と所定間隔をもって対向させて支持する
ことを特徴とする。

【０００８】そして、加熱コイル保持手段は、加熱コイ
ルを取り付けるとともに、固定台に有する円弧状のガイ
ド面にガイドされて回転円筒体の外周と非接触に取り出
せるようにした取付枠と、該取付枠を両端側で固定台に
固定具で固定し、少なくともその一端側の固定具を取り
外し自在とした固定手段で構成することが好ましく、ま
た、加熱コイルは、回転円筒体の回転方向に複数に分割
して配設してもよい。

【０００９】加熱コイルを複数に分割して配設した場合
には、回転円筒体の供給口側と排出口側では、内部の被
処理物の温度が異なる。特に、供給口側での被処理物の
温度は低いので、回転円筒体の温度は下がりぎみにな
る。

【００１０】また、回転円筒体の上部には加熱コイルが
存在せず大気中に露出するので、冷やされる方向にあ
る。

【００１１】よって、回転方向の手前側又は後ろ側の加
熱コイルのいずれかの加熱コイルの加熱力を制御すれば
加熱むらの防止に寄与することができる。

【００１２】一方、被処理物が加熱された後の状態、例
えば、脱塩素後、炭化後であれば、被処理物の温度は高
いので、加熱力に差をつける必要はない。

【００１３】また、誘導加熱手段は、その加熱コイルを
回転円筒体の下部側の全長にわたり複数個配設して形成
してもよい。

【００１４】また、被処理物を回転加熱処理炉にて加熱
処理する外部加熱手段は、回転円筒体の軸方向の少なく
とも一端側を誘導加熱手段とし、他の部分を熱ガス加熱
手段で形成してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１６】図１は、本発明の被処理物の加熱処理装置
の概念図で、同じ構成の回転加熱処理炉を２基用い、第
１の回転加熱処理炉に、被処理物を乾燥し脱塩素処理の
機能を持たせ（以下、脱塩炉と称す）、第２の回転加熱
処理炉に、炭化又は灰化処理による減容化処理の機能を
持たせ（以下、減容炉と称す）た場合である。

【００１７】１はこの脱塩炉で、該脱塩炉１は、回転自
在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガスダ
クトを形成して熱ガスを導入して回転円筒体２を外部か
ら加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３と、
回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ローラ
４，４′と、回転円筒体２を回転駆動する回転駆動手段
５，５′とで構成され、また回転円筒体２には一端側に
被処理物を搬入する供給口６、他端側に被処理物を排出
する排出口７を有し、内部には図２に示すように回転円
筒体の軸線に対して傾斜した送り羽根２ｂが径方向及び
軸方向に複数枚設けられ、回転円筒体２の回転により、
被処理物を供給口６側から排出口７側に攪拌しながら移
送する。なお、図２は、回転円筒体２の断面図である。

【００１８】この回転駆動手段５，５′は、例えば、図
１に示すように、駆動モータ５ａ，５′ａ，駆動歯車５
ｂ，５′ｂおよび回転円筒体２の外周に設けた従動歯車
２ａ，２′ａから成り、駆動モータ５ａ，５′ａは図示
を省略したモータ制御装置で制御される。

【００１９】なお、この回転駆動手段は、駆動モータか
らの動力の伝達手段として歯車を使用した場合について
説明したが、必ずしも歯車による必要はなく、ローラチ
ェーン用のスプロケットを設け、ローラチェーンで伝達
するようにしてもよい。

【００２０】９は誘導加熱手段で、加熱コイルを有し、
該加熱コイルは、加熱ジャケット３の両端側における回
転円筒体２の外周の下部側に、該回転円筒体２と微小間
隙をもって（非接触的に）設置され、回転円筒体２の両
端側の温度の低下を補充加熱する。この誘導加熱手段
は、図３に詳述するように、半円状のコイルを回転円筒
体２の下部側の円周に沿わせて設け、交流電力を供給す
ることにより回転円筒体２を加熱する。この誘導加熱手
段９と加熱ジャケット３による熱ガス加熱手段で、外部
加熱手段を構成している。

【００２１】２０は減容化処理機能を有する減容炉で、
該減容炉２０は脱塩炉１と同じ構成をなす。従って、脱
塩炉１と同じ部分には、２０の１の桁に脱塩炉１と同じ
符号を付して詳細な説明を省略する。

【００２２】脱塩炉１と減容炉２０とは、上下方向で、
且つ減容炉２０の供給口２６側を脱塩炉１の排出口７側
にして配置する。そして、脱塩炉１の供給口６側に、被
処理物を回転円筒体２内に供給するための供給側ダクト
１０を設け、脱塩炉１の排出口７と減容炉２０の供給口
２６側には、これら排出口７と供給口２６を覆って連通
する連通ダクト１１を設け、脱塩炉１で加熱処理した被
処理物（残渣）を減容炉２０に導入する。１２はこの連
通ダクト１１の中間部に設けられたロータリーバルブで
ある。

【００２３】３０は熱ガス発生手段で、ＬＮＧ又はＬＰ
Ｇ等の燃料を燃焼して熱ガスを発生させる。発生した熱
ガスは、減容炉２０の加熱ジャケット２３に供給し、減
容炉２０の回転円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を
介して脱塩炉１の加熱ジャケット３内に供給される。こ
のとき、温度調整空気３２を送り込み、熱ガスの温度を
調整する。

【００２４】３３はホッパで、被処理物と脱塩素剤とを
混合した混合物、又は混合しながら供給側ダクト１０を
介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。

【００２５】３４はガス燃焼炉で、脱塩炉１および減容
炉２０で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス）を、
ガス導管３５，３６から導入し、タール分等の可燃性分
を燃焼処理し、排ガス冷却手段３７で冷却した後、バグ
フィルタ３８で浄化して煙突３９から排出する。この排
ガス冷却手段３７での冷却は、冷却空気又は冷却液を噴
霧することで冷却できる。

【００２６】４０は溶解槽で、減容炉２０で減容化した
被処理物と、脱塩炉１内で脱塩素剤と反応して生成され
た塩化物等を排出側ダクト１３から排出されるのを受
け、これを水洗いして塩化物等を除去した後、脱水手段
４１で脱水し、乾燥手段４２で乾燥して炭化物等を取り
出す。

【００２７】４３は排水処理手段で、溶解槽４０からの
水、および脱水時に発生する水分を無害化処理した後、
排水する。

【００２８】乾燥手段４２には、熱源として、脱塩炉１
を加熱した後の熱ガスを排気管４４からガス管４５を介
して導入して加熱する。

【００２９】図３は上記の誘導加熱手段９（２９も同
様）の説明図で、該誘導加熱手段９は、回転円筒体２の
下部側に、該回転円筒体２の外周に沿って湾曲した半円
状の加熱コイル９１と、該加熱コイル９１を取り付ける
コイル取付枠９２と、加熱コイル９１を取り付けた取付
枠９２を支持固定する固定台９３と、該固定台９３に取
付枠９２を固定する固定手段９４とから成る。

【００３０】加熱コイル９１は、図４に示すように蜘蛛
の巣状の扁平状に巻回し、回転円筒体２と同心の円弧
で、半径が回転円筒体２よりやや大とし、所定の空隙ｌ
をもって設置される。この空隙ｌの寸法は小さい程加熱
効果は良くなるが、回転円筒体２の加熱時の膨張を考慮
して決定される。ｔ₁，ｔ₂は端子で、この端子から交流
電力を給電する。

【００３１】固定台９３は、回転円筒体２と略同心円的
な断面円弧状のガイド面９３ａを有し、取付枠９２にも
このガイド面９３ａと摺動可能に接触する被ガイド部９
２ａを有し、取付枠９２を円弧に沿って回動することに
より、回転円筒体２に何等手を加えることなく取り出せ
るようにしてある。この取付枠９２はセラミックス，ベ
ークライト，硬質の樹脂等の絶縁物から成り、加熱コイ
ル９１より湾曲の周長をやや長く形成する。

【００３２】固定手段９４は、断面が逆Ｌ字状をなす固
定具９４ａと締具９４ｂとから成り、Ｌ字状の鉤部で取
付枠９２の両端部を支持固定し、固定台９３に形成した
垂直方向の平面部９３ｂに締具９４ｂで締付固定する。

【００３３】なお、図中Ｂは加熱コイル９１を取付枠９
２に取り付けるためのボルト・ナット等による締付手段
を示す。

【００３４】図３の状態から加熱コイル９１を取り外す
場合は、固定手段９４の一方の固定具９４ａを止めてい
る締具９４ｂを取り外し、取付枠９２を例えば反時計方
向に回動することによって取付枠９２と共に取り出すこ
とができる。そして、加熱コイルを交換するときは、締
付手段Ｂを取り外し新しい加熱コイルを取り付ける。

【００３５】図３は誘導加熱手段９の加熱コイル９１を
１個の加熱コイルで形成した場合であるが、図５のよう
に２つに分割して回転円筒体２の回転方向に配設しても
よい。

【００３６】次に、被処理物の一連の処理方法について
説明する。まず、熱ガス発生手段３０でＬＮＧ等の燃料
を燃焼して熱ガスを発生させ、減容炉２０の加熱ジャケ
ット２３に供給して回転円筒体２２を加熱した後、連絡
管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３に送り込
み、回転円筒体２を加熱する。

【００３７】次に、ハロゲン物質等の有害成分を含有す
る被処理物を破砕して細かくしたもの（または混合しな
がら破砕）と脱塩素剤とを混合したもの、又は混合しな
がらホッパ３３から供給側ダクト１０を介して脱塩炉１
の回転円筒体２内に供給する。

【００３８】この脱塩炉１での加熱処理は、被処理物か
ら塩素系ガスが析出する温度と時間を事前に調査して、
被処理物の性質を把握し、この調査結果を十分にカバー
できる温度（例えば、２００℃〜３５０℃）と時間で処
理する。この温度の調整は、基本的には連絡管３１に供
給する温度調整空気３２の供給量によって行う。

【００３９】また、供給側ダクト１０から回転円筒体２
に投入される被処理物は低温であるため、加熱ジャケッ
ト３による加熱温度を所定温度に調整しても、加熱ジャ
ケット３の供給口側端部は被処理物に熱が吸収され、中
央部分との温度差（温度むら）が生ずる。そこで、供給
口側の誘導加熱手段９で加熱することで温度むらを無く
する。また、加熱ジャケット３の排出口側の端部でも温
度むらが生ずる可能性があるので、これを誘導加熱手段
９で加熱し、温度むらを防止する。

【００４０】この脱塩炉１での加熱は、燃焼，焼却では
なく、低酸素雰囲気中での蒸し焼き、熱分解での処理と
し、熱分解により析出したＨＣｌガス等の有害成分と脱
塩素剤とを接触反応させる。

【００４１】被処理物と混合又は添加する脱塩素剤は、
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。

【００４２】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
ちに炭酸水素ナトリウムと反応して（ＮａＯＨ）＋（Ｈ
Ｃｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ ₂Ｏ）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Ｈ
Ｃｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時に行われる。

【００４３】この有害成分を析出し、無害化した後の被
処理物（残渣）は、連通ダクト１１，ロータリーバルブ
１２を介して第２の回転加熱処理炉である減容炉２０の
回転円筒体２２の供給口２６に送り込まれ、ここで被処
理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で炭化が始ま
る。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処理、又は８
００℃以上に加熱して灰化処理して減容化する。この場
合も必要に応じて誘導加熱手段２９で加熱し、温度むら
を生じないようにする。

【００４４】この減容化した被処理物と、反応後の塩化
ナトリウムは、排出側ダクト１３およびロータリーバル
ブ１４を介して溶解槽４０に排出される。この溶解槽４
０内で、減容化された被処理物，反応後の脱塩素剤（塩
化ナトリウム）を水に溶解し、水に溶解した塩化ナトリ
ウムを排水処理手段４３に排出し、残りの固形物は脱水
手段４１で脱水してこれを乾燥手段４２で乾燥し、炭化
物等の固形物を取り出す。取り出された固形物は、物性
に応じて分別して、再利用に供する。

【００４５】一方、脱塩炉１および減容炉２０内で加熱
処理中に発生した排ガス（分解ガス，乾留ガス）は、ガ
ス導出管３５および３６からガス燃焼炉３４に送り込ま
れ、ここで燃焼処理される。

【００４６】この排ガスには、塩化水素などの有害成分
は、脱塩炉１における反応処理によって基本的には除去
されるが、何等かの事由によって反応しきれず、排気ガ
ス中に残存する可能性もある。また、タール等の可燃成
分も含まれているので、ガス燃焼手段３４で燃焼処理し
た後、排ガス冷却手段３７で、バグフィルタ３８の耐熱
許容温度以下に下げて、バグフィルタ３８で清浄して煙
突３９から排出する。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は廃
棄物の被処理物から塩素系ガス等の有害成分を分解析出
し、この析出した有害成分とアルカリ物質の脱塩素剤と
を接触反応させて無害な塩化物を形成し、発生する分解
ガスの大気中への放出と残渣の減容化までの一連の過程
における各工程を有益的に結合し、熱源の有効利用をは
かることなどによって被処理物の処理装置全体として高
効率で安全な施設が得られるとともに、加熱処理炉の回
転円筒体の少なくとも一端側で、該回転円筒体の下部側
に円弧面を有する半円状の加熱コイルを設け、該加熱コ
イルを回転円筒体に何等手をかけずに保守，交換等がで
きるように構成にしたので、次の効果を奏する。 （１）誘導加熱手段による温度制御で加熱処理炉内の温
度むらを無くすることができ、効果的な加熱処理ができ
る。 （２）加熱コイルは、回転円筒体に巻回せずに円筒体の
下部側に半円状に湾曲して設けたので、加熱コイルの熱
損傷は少ない。 （３）加熱コイルの保守，取り換え等の場合に、回転円
筒体を除去することなく取り外して取り出せるので作業
が極めて簡便化される。 （４）回転円筒体と加熱コイルとは半円対向であるか
ら、その対向間隔を狭くでき、加熱効果がよくなる。 （５）高温となる回転円筒体の上部側には、加熱コイル
は存在しないので、不必要な熱負担を加熱コイルは受け
ず、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概念図。

【図２】図１の回転円筒体の説明図。

【図３】本発明の誘導加熱手段の説明図。

【図４】加熱コイルの平面図。

【図５】加熱コイルの分割例の説明図。

【符号の説明】

１…脱塩炉 ２０…減容炉 ２，２２…回転円筒体 ３，２３…加熱ジャケット ４，２４…支持ローラ ５，２５…回転駆動手段 ６，２６…供給口 ７，２７…排出口 ８…メカニカルシール ９，２９…誘導加熱手段 ９１…加熱コイル ９２…取付枠 ９３…固定台 ９４…固定手段 １０…供給側ダクト １１…連通ダクト １２…ロータリーバルブ １３…排出側ダクト １４…ロータリーバルブ ３０…熱ガス発生手段 ３１…連絡管 ３２…温度調節空気 ３３…ホッパ ３４…ガス燃焼炉 ３５，３６…ガス導入管 ３７…排ガス冷却手段 ３８…バグフィルタ ３９…煙突 ４０…溶解槽 ４１…脱水手段 ４２…乾燥手段 ４３…排水処理手段 ４４…排気管 ４５…ガス管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を回転加熱処理炉内にて外部加
   熱手段により加熱処理し、加熱処理した被処理物を減容
   化処理する被処理物の加熱処理装置において、 前記外部加熱手段は、誘導加熱手段を有し、該誘導加熱
   手段は、加熱コイルと該加熱コイルを保持する加熱コイ
   ル保持手段とから成り、前記加熱コイルは、導体を平扁
   状に巻回するとともに前記回転円筒体と対向する円弧面
   を有する半円状に形成し、前記加熱コイル保持手段は、
   この加熱コイルを回転円筒体の下部側に、その円弧面を
   回転円筒体の外周と所定間隔をもって対向させて支持す
   るようにしたことを特徴とする被処理物の加熱処理装
   置。
2. 【請求項２】 加熱コイル保持手段は、加熱コイルを取
   り付けるとともに、固定台に有する円弧状のガイド面に
   ガイドされて回転円筒体の外周と非接触に取り出せるよ
   うにした取付枠と、該取付枠を両端側で固定台に固定具
   で固定し、少なくともその一端側の固定具を取り外し自
   在とした固定手段で構成したことを特徴とする請求項１
   記載の被処理物の加熱処理装置。
3. 【請求項３】 加熱コイルは、回転円筒体の回転方向に
   複数個に分割して配設したことを特徴とする請求項１又
   は２記載の被処理物の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 複数に分割した加熱コイルによる加熱温
   度は、夫々略同じか、若しくは、回転円筒体の回転方向
   後段側と前段側とを異なる温度としたことを特徴とする
   請求項３記載の被処理物の加熱処理装置。
5. 【請求項５】 誘導加熱手段は、その加熱コイルを回転
   円筒体の下部側の全長にわたり複数個配設したことを特
   徴とする請求項１，２，３又は４のいずれか１項に記載
   の被処理物の加熱処理装置。
6. 【請求項６】 外部加熱手段は、回転円筒体の軸方向の
   少なくとも一端側を誘導加熱手段とし、他の部分は熱ガ
   ス加熱手段としたことを特徴とする請求項１記載の被処
   理物の加熱処理装置。