JP2008032299A - Tar removing method of external heating type rotary kiln - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転するレトルトを外部から加熱する外熱室を設けた外熱式ロータリキルンのタール除去方法に関するものである。 The present invention relates to a tar removal method for an external heating rotary kiln provided with an external heat chamber for heating a rotating retort from the outside.
下水の乾燥汚泥等の有機性廃棄物を無酸素ないし低酸素状態で熱分解(炭化)して、バイオマス燃料に使用できる有用な炭化物にする等の用途に外熱式ロータリキルンが使用されており、その一例を図3に示す。図3において、外熱式ロータリキルンの炉体1内の上半に形成された外熱室11にはこれを貫通して筒状のレトルト2が設けてある。レトルト2は一端部25と他端部26の外周に設けたリング体21がそれぞれ図略のロ−ラに支持されるとともに、一端部25の外周に設けたスプロケット22に駆動チェーンが懸架されて回転させられている。
Externally heated rotary kilns are used for applications such as the thermal decomposition (carbonization) of organic waste such as dried sludge from sewage in an oxygen-free or low-oxygen state to produce useful carbides that can be used for biomass fuel. An example thereof is shown in FIG. In FIG. 3, an
炉体1内に位置するレトルト2の上流端部23内にはホッパ13の底部から延びるスクリューコンベア14が位置して、ホッパ13内に貯留された汚泥Mがレトルト2内に搬入される。レトルト2内に搬入された汚泥Mはやや傾斜させたレトルト2の回転に伴ってその他端部26方向へ移送され、この過程で外熱室11の高温により加熱炭化されて、排出筒15内に開口するレトルト排出口16へ至り、排出される。レトルト2の筒壁には長手方向の複数位置にガス噴出管4が設けられており、炭化の過程で汚泥Mから放出される乾留ガスが、ガス噴出管4を経て外熱室11へ噴出させられて、外熱室11の炉床17上に配設された助燃バーナ51によって着火させられる。以後、ガス噴出管4から噴出させられた乾留ガスは自燃状態となり、助燃バーナは消火され、あるいは燃焼状態が絞られる。なお、燃焼排ガスは、レトルト2の下流端部24に対向する外熱室11の炉床17部に設けた通気口18を経て、バーナ52を備えた二次燃焼室12に至り、開口19から排煙ダクト(図示略)を経て煙突に向かう。
A
ところで、有機性廃棄物中には低温分解性の有機可燃成分が多く含まれているが、上記従来のロータリキルンでは800℃程度の高温になる外熱室の熱がレトルト2内に及んで、上記有機可燃成分の大部分がガス化揮発して消失し、生成された炭化物の燃料価値が低下してしまうという問題があった。
By the way, the organic waste contains a lot of low-temperature decomposable organic combustible components, but in the conventional rotary kiln, the heat of the external heat chamber that reaches a high temperature of about 800 ° C. reaches the
そこで、例えば特許文献1に示されたロータリキルンでは、レトルトの筒壁全体に断熱材を敷設してレトルト内の温度上昇を450℃以下に留め、低温分解性の有機可燃成分の揮発消失を抑制している。
しかし、発明者等の実験によると、レトルト内温度を400℃程度の低温にして有機可燃成分の揮発消失を抑制すると、レトルトの内壁にタール分が付着して成長し、特に、レトルトの下流端部内壁に、定常的な空気侵入を防止し炭化材の定量的な排出を可能にするスパイラル突起を設けた場合等には、ここにタール分が付着して炭化材の排出ができなくなるおそれがあった。このため、定期的に炉の操業を停止して、レトルト内に付着したタールを掻き出す等の作業が必要であった。 However, according to experiments by the inventors, when the internal temperature of the retort is set to a low temperature of about 400 ° C. and the volatilization disappearance of the organic combustible component is suppressed, tar content adheres to the inner wall of the retort, If the inner wall is provided with spiral protrusions that prevent steady air intrusion and allow quantitative discharge of the carbonized material, there is a risk that tar will adhere to it and carbonized material cannot be discharged. there were. For this reason, operations such as periodically stopping the operation of the furnace and scraping off the tar adhered in the retort are necessary.
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、有機可燃成分の揮発消失を最小限に抑制しつつ定期的なタール掻出し作業を不要として炉操業の効率化を図った外熱式ロータリキルンのタール除去方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves such a problem, and an externally heated rotary shaft that improves the efficiency of the furnace operation by minimizing the volatilization loss of organic combustible components and eliminating the need for periodic tar scraping work. It aims at providing the tar removal method of a kiln.
上記目的を達成するために、本発明は、回転する筒状レトルト(2)内へ被処理材(M)を供給し、当該レトルト(2)を収容する外熱室(11)からの加熱によって被処理材(M)を炭化するようにした外熱式ロータリキルンのタール除去方法であって、レトルト(2)内の温度を有機可燃成分の揮発消失を抑制する通常操業温度を越えてタールの剥離に必要な温度まで一時的に上昇させることを特徴としている。ここで、上記レトルト内温度の上昇は、外熱室(11)の室温を一時的に上昇させることにより行うことができ、あるいはレトルト(2)内に一時的に空気を吹き込むことにより行うことができ、さらには被処理材(M)の含水率を一時的に低下させることにより行うことができる。本発明においては、レトルト内温度をタールの剥離に必要な温度まで一時的に上昇させることで、レトルト内壁からのタールの剥離が促進される。剥離したタールは炭化された被処理材とともにレトルトから排出される。これにより、定期的なタール掻出し作業は不要となる。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention supplies the material to be treated (M) into the rotating cylindrical retort (2) and heats it from the external heat chamber (11) that houses the retort (2). A tar removal method for an externally heated rotary kiln that carbonizes a material to be treated (M), wherein the temperature in the retort (2) exceeds the normal operating temperature that suppresses the volatilization loss of organic combustible components. It is characterized by being temporarily raised to a temperature necessary for peeling. Here, the temperature increase in the retort can be performed by temporarily increasing the room temperature of the external heat chamber (11), or can be performed by temporarily blowing air into the retort (2). Furthermore, it can be performed by temporarily reducing the moisture content of the material to be treated (M). In the present invention, the peeling of tar from the inner wall of the retort is promoted by temporarily raising the temperature inside the retort to a temperature necessary for peeling of the tar. The peeled tar is discharged from the retort together with the carbonized workpiece. This eliminates the need for periodic tar scraping work.
以上のように、本発明の外熱式ロータリキルンによれば、有機可燃成分の揮発消失を抑制しつつ、しかも定期的なタール掻出し作業が不要であるから炉操業の効率化を実現することができる。 As described above, according to the externally heated rotary kiln of the present invention, it is possible to suppress the volatilization and disappearance of the organic combustible component, and to realize the efficiency of the furnace operation because the periodic tar scraping work is unnecessary. Can do.
(第1実施形態)
図1には本発明に係る外熱式ロータリキルンの概略断面図を示し、従来技術と同一部分には同一符号を付してある。図1において、ロータリキルンの炉体1内には上半に外熱室11が形成され、炉床17で区画された炉体1の下半は二次燃焼室12となっている。外熱室11を貫通して筒状のレトルト2が設けてあり、レトルト2は一端部25と他端部26に設けたリング体21がそれぞれ図略のロ−ラに支持されるとともに、一端部25外周に設けたスプロケット22に駆動チェーンが懸架されて回転させられている。レトルト2の上流端部23内にはホッパ13の底部から延びるスクリューコンベア14が位置して、ホッパ13内に貯留された汚泥Mがレトルト2内に搬入される。レトルト2の他端部26は排出筒15内に至り、ここに排出口16が設けられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an externally heated rotary kiln according to the present invention. In FIG. 1, an
レトルト2の筒壁には上流端部23のみに、内外方向へ貫通するガス噴出管4が設けられている。炉体1の頂壁にはレトルト長手方向の二箇所に熱電対61,62が設けられて、外熱室11の室内温度を二箇所で検出している。炉床17近くの炉壁にはレトルト長手方向の4箇所にバーナ7が設けられ、これらバーナ7は上流側の第1ゾーンZ1内に位置する一対が、熱電対61の検出信号をフィードバックした温度調節計(図示略)によってその燃焼を制御され、下流側の第2ゾーンZ2内に位置する一対は、熱電対62の検出信号をフィードバックした温度調節計(図示略)によってその燃焼を制御されている。炉床17には、レトルト2の上流端部23に対応する位置に二次燃焼室12へ連通する通気口18が設けられている。二次燃焼室12内にはバーナ52が設けられており、当該二次燃焼室12は下流側の炉壁に設けた開口19を経て排煙ダクトに連通している。
A
このような構造の外熱式ロータリキルンにおいて、ホッパ13内に貯留された汚泥Mがレトルト2内に搬入されて、やや傾斜させたレトルト2の回転に伴ってその下流方向へ移送され、この過程で外熱室11からの熱で炭化されて、排出筒15内に開口するレトルト排出口16へ至り、排出される。汚泥Mが炭化される特に初期には乾留ガスが多く生成するが、これはレトルト2筒壁の上流端部23に設けたガス噴出管4からレトルト2外へ排出されるとともに、この付近に開口する通気口18を経て、外熱室11内に滞留して自燃することなく速やかに二次燃焼室12内へ導入される。そして、バーナ52によって臭気成分が燃焼分解された後、開口19から排煙ダクトを経て、煙突から排出される。
In the externally heated rotary kiln having such a structure, the sludge M stored in the
一方、外熱室11は、レトルト内での水分蒸発が盛んで加熱熱量を必要とする上流側の第1ゾーンZ1と、水分蒸発は相対的に少ない第2ゾーンZ2とで個別に、バーナ7の燃焼制御によってそれぞれ410℃〜450℃、好ましくは420℃〜430℃に正確に維持される。これにより、レトルト内温度は390℃〜430℃、好ましくは390℃〜410℃に保たれて、炭化汚泥中の有機可燃成分の揮発消失が抑制される。ここで、本実施形態では、第1ゾーンZ1と第2ゾーンZ2の設定温度を1日1回程度、通常操業時の温度である上記420℃〜430℃から、例えば600℃程度まで一時的に上昇させ、その後、元の温度に戻す。これに伴ってレトルト2内の温度は400℃程度から470℃〜500℃まで上昇した後、再び元の温度に戻る。この時間は例えば20分〜40分とする。このようにして一時的にレトルト2内の温度を上昇させることにより、レトルト2の内壁に付着したタール分は剥離して、汚泥炭化物とともに排出口16からレトルト2外へ排出される。したがって、定期的なタール掻出し作業が不要となり、炉操業の効率化が実現される。なお、500℃程度までの昇温であれば、汚泥炭化物中の有機可燃成分の揮発消失は小さく抑えられる。なお、本発明のタール除去作業の間隔は、炉の運転形態(24時間連続運転か、昼間だけのバッチ式運転か)によって異なり、24時間連続運転の場合は、上記のように1日1回程度で良く、昼間だけの運転の場合には3日に1回程度でも良い。
On the other hand, the
(第2実施形態)
本実施形態では図2に示すように、レトルト2の他端部26が位置させられた排出筒15のシュートに、スライド式扉71で開閉可能な空気導入口72を設ける。他の構成は第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, an
このような構成において、操業中に適当間隔で10秒〜20秒間、上記空気導入口72を開けて、外部空気をレトルト2内へ送給する。こうすると、レトルト2内で発生している乾留ガスが燃焼を開始し、その燃焼熱によって一時的にレトルト内温度が480℃〜550℃に上昇する。これにより、レトルト2の内壁に付着したタール分が剥離して、汚泥炭化物とともに排出口16からレトルト2外へ排出される。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果がある。なお、10秒〜20秒の短時間であるから、汚泥炭化物中の有機可燃成分の揮発消失は、処理される汚泥炭化物全体の限られた部分に抑えられる。
In such a configuration, the
(第3実施形態)
第1実施形態と同様の構成で、レトルト2内へ供給する汚泥Mの含水率を通常操業時の値(例えば50%程度)から一時的に7%〜15%下げる。これにより、レトルト2内での水分蒸発量が減ってレトルト2内の温度が一時的に480℃〜550℃に上昇し、レトルト2の内壁に付着したタール分が剥離して汚泥炭化物とともに排出口16からレトルト2外へ排出される。これにより第1実施形態と同様の効果が得られる。この場合も、汚泥炭化物中の有機可燃成分の揮発消失は、処理される汚泥炭化物全体の限られた部分に抑えられる。
(Third embodiment)
With the same configuration as in the first embodiment, the moisture content of the sludge M supplied into the
(他の実施形態)
なお、本発明のタール除去方法は、上記実施形態で示した構造の外熱式ロータリキルンに限られず、レトルトの筒壁全体に断熱材を敷設した、従来例で示した構造の外熱式ロータリキルンにも適用可能である。
(Other embodiments)
The tar removal method of the present invention is not limited to the externally heated rotary kiln having the structure shown in the above embodiment, and an externally heated rotary having the structure shown in the conventional example in which a heat insulating material is laid on the entire cylindrical wall of the retort. Applicable to kilns.
1…炉体、11…外熱室、18…通気口、2…レトルト、23…上流端部、25…一端部、26…他端部、4…ガス噴出管、7…バーナ、M…汚泥、Z1,Z2…ゾーン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Furnace body, 11 ... External heat chamber, 18 ... Vent, 2 ... Retort, 23 ... Upstream end part, 25 ... One end part, 26 ... Other end part, 4 ... Gas ejection pipe, 7 ... Burner, M ... Sludge , Z1, Z2 ... zones.
Claims (4)
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JP2006205236A JP2008032299A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Tar removing method of external heating type rotary kiln |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
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CN104830359A (en) * | 2015-05-06 | 2015-08-12 | 徐州曹氏化工机械制造有限公司 | External heating type coal dry distillation rotary furnace |
CN114686246A (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-01 | 湖南万容科技股份有限公司 | Horizontal rotary furnace coke cleaning mechanism |
-
2006
- 2006-07-27 JP JP2006205236A patent/JP2008032299A/en active Pending
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