JPH1019220A

JPH1019220A - ロータリキルン

Info

Publication number: JPH1019220A
Application number: JP16950296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Higashimura; 一弘東村; Masaaki Tsuchimoto; 正明土本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】低空気比により燃焼効率良く廃棄物を焼却処
理する場合でも、所望の温度以下に炉壁を冷却してクリ
ンカの生成を防止して安定的な炉の運転が可能であるロ
ータリキルンを提供する。【解決手段】投入された廃棄物を回転搬送しながら焼
却処理する回転胴１を備えたロータリキルンにおいて、
前記回転胴１の外周部に、熱媒体を供給して前記回転胴
１の壁部を冷却する冷却機構２０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投入された廃棄物
を回転搬送しながら焼却処理する回転胴を備えたロータ
リキルンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のようなロータリキルンにお
いては、図６及び図７に示すように、その回転胴１内で
投入廃棄物Ｗが反転攪拌され、そこで燃焼用空気を巻き
込んで燃焼を維持するように構成されている。つまり、
前記投入廃棄物Ｗは、前記反転攪拌される間に、前記回
転胴１の内壁１ａ及び燃焼ガスからの伝熱、前記内壁１
ａ及び燃焼火炎からの熱輻射、及び高温になった燃焼用
空気等によって乾燥し、回転胴１の中間付近で着火して
燃焼を開始する。この投入廃棄物Ｗは、前記内壁１ａに
螺旋状に設けられたガイドフィン、又は回転胴１の傾斜
によって回転と共にロータリキルンＫの出口側へ移送さ
れ、燃焼後の残渣が前記出口から排出される。

【０００３】前記投入廃棄物Ｗを投入する廃棄物供給装
置６は、支持脚上に設けられ、前記ロータリキルンＫの
入口側に前記ロータリキルンＫの回転胴１との間をガス
シールした状態で固定されている入口側フード２に組付
けられている。この廃棄物供給装置６は、投入される廃
棄物Ｗを受け入れるホッパ６ａと、受け入れた廃棄物Ｗ
を炉内に供給するシュート６ｃと、前記受け入れた廃棄
物Ｗを前記シュート６ｃに押し出すプッシャ６ｂとで構
成され、前記廃棄物Ｗは前記シュート６ｃの先端から前
記回転胴１の底部に落下供給される。前記回転胴１に
は、外周面にこれを支持回転させるためのタイヤ１ｂを
備えており、支持機構の支持ローラ７により回転可能に
支持されている。さらに、前記回転胴１には、その外周
面を取り巻くようにガースギヤ１ｃを取付けてあり、回
転駆動装置８のピニオン８ａに噛み合って、前記ピニオ
ン８ａの回転駆動力の伝達を受けて、前記回転胴１を回
転させるようにしてある。供給された前記廃棄物Ｗは、
前記回転胴１の白抜き矢印Ｒで示す方向の回転に伴っ
て、前記回転胴１の内壁１ａの回転移動と共に転動し、
重力により崩れ落ちて、Ｄの方向に落下する。この際、
前記回転胴１内の空気Ａ' を巻き込みながら落下する
（図８参照）。

【０００４】上述の前記投入廃棄物Ｗの燃焼用空気Ａ
は、前記廃棄物供給装置６の近傍に、炉内に向けて先端
部３ａの開口した空気供給管３を設けて炉内の燃焼ガス
中に拡散するように供給されており、投入された前記投
入廃棄物Ｗの燃焼領域の上方の、前記廃棄物Ｗの熱分解
ガスが燃焼するガス燃焼空間Ｂから燃焼用空気を供給す
る後混合方式が採られている。前記ロータリキルンＫの
回転胴１の出口からは、燃焼残渣が排出され、前記出口
の下方に備える灰処理装置９から灰処理設備に送り出さ
れる。前記灰処理装置９の上方には空間を設けて再燃焼
室１０が形成されており、前記ロータリキルンＫからの
燃焼排ガスを再燃させるように構成してある。この再燃
焼室１０には可燃性の液体廃棄物を吹き込んで燃焼させ
るためのバーナ１０ａを備えている。この再燃焼室１０
からの燃焼排ガスは廃熱ボイラ１１、エコノマイザ、電
気集塵機等を経て、誘引通風機により煙突から大気中に
放出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のロータリキ
ルンにおいては、燃焼用空気は後混合方式で拡散により
廃棄物Ｗに供給されているため、ストーカ炉で火格子か
ら燃焼用空気が供給される場合と比較して、炉床の冷却
能力が低い。このため、円筒型の回転胴１の内壁は火炎
の輻射熱が蓄積され、回転胴１の下流側では高温になり
やすく、特に低空気比で高温燃焼を行う場合には、焼却
灰の溶融温度である１０００〜１２００℃を超えるよう
になる。一般的にクリンカの発生を防止するためには、
焼却灰の溶融温度を越えない８００〜９００℃の範囲で
操炉するのが好ましいが、上記のように焼却灰が被燃焼
物の大部分を占める回転胴１の下流側が高温となり、溶
融温度の付近で温度変動が起こると、炉内壁に付着する
クリンカが生じる。その結果、被燃焼物の搬送力が低下
し、炉の安定的な運転ができなくなり、１〜２箇月毎に
メインテナンスが必要になるという問題が生じる。

【０００６】このような問題を解消するものとして、例
えばロータリキルンの壁内部に燃焼用空気の供給ライン
を設けるとともに、炉の内壁面の開孔部より燃焼用空気
を供給して、炉壁を冷却しつつ燃焼を行う方法が知られ
ている。しかしながら、このような装置では炉の製作コ
ストが高くなることに加え、炉の内壁面の全周から空気
供給しているため空気比が高くなり、高温燃焼がしずら
く、燃焼効率が悪いという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解決し、低空気比により燃焼効率良く廃棄物を焼却処理
する場合でも、所望の温度以下に炉壁を冷却してクリン
カの生成を防止して安定的な炉の運転が可能であるロー
タリキルンを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的のための本発
明の特徴構成は、投入された廃棄物を回転搬送しながら
焼却処理する回転胴を備えたロータリキルンにおいて、
前記回転胴の外周部に、熱媒体を供給して前記回転胴の
壁部を冷却する冷却機構を設けてある点にある。ここ
で、前記冷却機構は、熱媒体を供給して前記回転胴の壁
部を冷却するものであれば特に限定されないが、前記回
転胴の下流側の外周部に伝熱面積を大きく形成した伝熱
部と、該伝熱部を覆うカバー体と、該カバー体の周部に
配設され該伝熱部に液体（好ましくは冷却水）を供給す
るノズルとで構成し、該カバー体の底部を冷却に供され
た冷却水等の回収部とすることが、後述の作用効果から
好ましい。また、熱媒体としては、水等の液体、空気等
の気体が挙げられるが、水等の液体が後述の作用効果か
ら好ましい。

【０００９】このとき、前記カバー体の上流側には前記
回転胴に設けたフランジ部に対して弾性金属片で押圧す
るシール機構を設けてあり、前記カバー体の下流側には
ラビリンス機構を設けると共に、該ラビリンス機構から
蒸気を逃がすように構成することが後述の作用効果から
より好ましい。

【００１０】〔作用効果〕つまり、上記特徴構成によれ
ば、回転胴の外周部に冷却機構を設けることにより、ロ
ータリキルンの製作コストを抑えることができ、またロ
ータリキルンの内部と独立して熱媒体を供給するため、
上記の従来技術のように空気比を低下させることがな
い。その結果、低空気比により燃焼効率良く廃棄物を焼
却処理する場合でも、所望の温度以下に炉壁を冷却して
クリンカの生成を防止し、安定的な炉の運転が可能とな
る。また、熱媒体として液体を用いる場合、液体は一般
に単位体積あたりの熱容量が大きいため、これを用いて
液冷式で冷却することにより、熱効率良く回転胴の壁部
を冷却することができ、空冷式と比較して小さい伝熱面
積で少ない液供給量で回転胴の壁部を所望の温度（焼却
灰の融点）以下に冷却することができる。また、空冷式
の場合には、空気供給量や伝熱面積をかなり大きくする
必要が生じ、その排ガスが多量になり処理設備が大型化
するが、液冷式ではこのような問題も生じない。

【００１１】また、前記冷却機構を、回転胴の下流側の
外周部に伝熱面積を大きく形成した伝熱部と、該伝熱部
を覆うカバー体と、該カバー体の周部に配設され該伝熱
部に冷却水を供給するノズルとで構成し、該カバー体の
底部を冷却に供された冷却水の回収部とする場合、伝熱
面積を大きくしてその周部のノズルから冷却水を噴霧等
して供給することにより、水と接触する実質的な伝熱面
積が大きくなるため、伝熱速度が大きくなって水を一部
もしくは全部蒸発させることができ、その蒸発潜熱によ
り冷却効率を極めて高くすることができる。また、伝熱
部を覆うカバー体を設けることにより、冷却で生じる蒸
気や冷却水を外部から遮断することができる。更に、該
カバー体の底部を冷却に供された冷却水の回収部とする
ことにより、過剰の冷却水を回収して冷却機構の外部に
排出することができる。

【００１２】更に、前記カバー体の上流側には前記回転
胴に設けたフランジ部に対して弾性金属片で押圧するシ
ール機構を設けてあり、前記カバー体の下流側にはラビ
リンス機構を設けると共に、該ラビリンス機構から蒸気
を逃がすように構成する場合、前記カバー体の上流側に
は前記回転胴に設けたフランジ部に対して、弾性金属片
で押圧するシール機構を設けることにより、フランジ部
が冷却水の流出を防止すると共に、耐熱性を有する金属
片とフランジ部の間に押圧による摺動面が生じて外気の
シール効果を得ることができる。また、前記カバー体の
下流側にラビリンス機構を設けることにより、冷却水を
そこから漏洩させることなく、蒸気のみを逃がすことが
でき、内部の異常加圧を防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記本発明の実施の形態につい
て、以下に、図面を参照しながら説明する。ロータリキ
ルンＫの構成は、図１に示すように、基本的には従来の
ものと異ならないが、本実施形態のロータリキルンＫ
は、図１〜図３に示すように、投入された廃棄物を回転
搬送しながら焼却処理する回転胴１を備えたロータリキ
ルンであって、前記回転胴１の外周部に、熱媒体である
液体を供給して前記回転胴１の壁部を冷却する冷却機構
２０を設けてある。液体としては８０〜１２０℃付近に
沸点を有し、蒸発潜熱の大きいものが好ましいが、この
ようなもののなかでも、コストや取扱いを考慮すると、
水が最も実用的である。

【００１４】また、前記冷却機構２０は、前記回転胴１
の下流側の外周部に伝熱面積を大きく形成した伝熱部２
１と、該伝熱部２１を覆うカバー体２２と、該カバー体
２２の周部に配設され該伝熱部２１に冷却水を供給する
ノズル２３とで構成してあり、該カバー体２２の底部を
冷却に供された冷却水の回収部２４としてある。伝熱面
積を大きくする方法としては、フィン２１ａを設けるの
が一般的であるが、その形状、大きさ、数などは特に限
定されるものではない。ノズル２３は、冷却水を噴射、
噴霧等できるものであればよいが、冷却水と伝熱部２１
の実質的な伝熱面積を広くするためには、フィン２１ａ
の表面全体に均一に噴霧できるものが好ましい。また、
その配設位置や数は、供給される水量や噴霧面積等に応
じて適宜調整すればよい。冷却水の回収部２４には、排
出口２４ａを設けるなどして、回収された水をカバー体
２２の外部に排出するのが好ましいが、この水を冷却水
として再利用することも可能である。

【００１５】更に、前記カバー体２２の上流側には前記
回転胴１に設けたフランジ部２５に対して弾性金属片２
６で押圧するシール機構Ｓを設けてあり、前記カバー体
２２の下流側にはラビリンス機構Ｌを設けると共に、該
ラビリンス機構Ｌから蒸気を逃がすように構成してあ
る。弾性金属片２６は、通常複数で構成され、金属片ど
うしがその端部で重なるようにカバー体２２の上流側の
端部に螺子止め等により配設されている。ラビリンス機
構Ｌの形状は冷却水の漏洩を防止しつつ、蒸気を逃がす
ことができれば、その形状等は特に限定されない。

【００１６】動作説明をすると、ノズル２３より供給さ
れた冷却水は回転胴１の外周部に設けられたフィン２１
ａを有する伝熱部２１に噴射等され、その一部は蒸発し
てその蒸気がラビリンス機構Ｌから再燃焼炉室１０内に
導入される。このとき、水の蒸発潜熱により伝熱部２１
から多量の熱を奪い去るためその部分の温度低下が生
じ、更に熱伝導により回転胴１の内壁部の熱が外部へ移
動して回転胴１の内壁部の温度を一定温度以下に冷却可
能となる。一方、蒸発しなかった冷却水は、回収部２４
で回収され、冷却機構２０の外部に排出される。このと
き、前記カバー体２２の上流側には前記回転胴に設けた
フランジ部が冷却水の流出を防止し、また、シール機構
Ｓの摺動面が外気を遮蔽し、更にカバー体２２の下流側
のラビリンス機構Ｌが冷却水の漏洩を防止しつつ、蒸気
のみを逃がして内部の異常加圧を防止している。

【００１７】以上のように構成してあるので、ロータリ
キルンの製作コストを抑えることができ、空気比を低下
させることもなく、空冷式と比較して小さい伝熱面積で
少ない液供給量で回転胴の壁部を所望の温度（焼却灰の
融点）以下に冷却することができ、その結果、低空気比
により燃焼効率良く廃棄物を焼却処理する場合でも、所
望の温度以下に炉壁を冷却してクリンカの生成を防止
し、安定的な炉の運転が可能となる。また、水の蒸発潜
熱により冷却効率を極めて高くすることができ、カバー
体により、冷却で生じる蒸気や冷却水を外部から遮断し
つつ、該カバー体の底部の回収部で過剰の冷却水を回収
して冷却機構の外部に排出することができる。

【００１８】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。〈１〉上述の実施形態においては、特に冷却水の供給量
を制御しなかったが、ロータリキルンの出口より排出さ
れる灰の温度を検知して、８００〜９００℃の範囲に入
るように、水の供給量を制御することも可能である。そ
の場合、温度検知手段を再燃焼炉室１０入口等に設け
て、その検知信号により流量調節する制御手段を設け、
制御信号により冷却水の流量を調節する流量調節手段を
設けて構成することができる。このように構成すると、
冷却水の過剰供給により燃焼温度が低下するのを防止し
て燃焼効率を維持しながら、クリンカの生成を防止して
安定的な炉の運転が可能となる。

【００１９】〈２〉上述の本発明の実施形態において
は、回転胴の外周部に環状のフィンを設けて伝熱部を構
成したが、図４及び図５に示すように、ロータリキルン
の中心軸と平行方向にフィンを設けると共に、そのフィ
ンの端部どうしを連結するフィンを更に設けて伝熱部を
構成することも可能である。その場合、環状のフィンを
複数設ける場合と比較して、冷却水が回転胴の外周部を
伝って落下しにくく、冷却水の冷却滞留時間を長くし
て、単位供給量あたりの冷却熱量を大きくすることがで
きる。このような作用を有するフィンの形状としては、
上記のようなハシゴ状になる位置にフィンを設ける以外
に、格子状になる位置にフィンを設けるなど、フィンで
仕切られた区画を形成できるようにフィンを設ければよ
い。

【００２０】〈３〉上述の本発明の実施形態において
は、回転胴に設けたフランジ部に対して弾性金属片で押
圧するシール機構Ｓを設けたが、図４に示すように、フ
ランジ部に固定した弾性金属片により、カバー体２２の
端部を押圧するシール機構Ｓを設けてもよい。

【００２１】〈４〉上述の本発明の実施形態において
は、熱媒体として液体を用いたものを示したが、熱媒体
として空気を用いて、ファン等の各種の空気供給手段に
より、伝熱面積を大きく形成した伝熱部に空気を供給し
て、回転胴の壁部を冷却する冷却機構を設けてもよい。

【００２２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリキルンの一実施形態の構成を
示す廃棄物処理装置の縦断面図

【図２】本発明の一実施形態を示す要部縦断面図

【図３】図２のＡ−Ａ断面図

【図４】本発明の他の実施形態を示す要部の断面図

【図５】図２のＡ’−Ａ’断面図

【図６】従来の廃棄物処理装置におけるロータリキルン
を示す縦断面図

【図７】従来のロータリキルンの空気供給部分を示す要
部縦断面図

【図８】従来のロータリキルンの攪拌作用を説明する要
部断面図

【符号の説明】１回転胴２０冷却機構２１伝熱部２２カバー体２３ノズル２４回収部２５フランジ部２６弾性金属片Ｓシール機構Ｌラビリンス機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投入された廃棄物を回転搬送しながら焼
却処理する回転胴（１）を備えたロータリキルンであっ
て、前記回転胴（１）の外周部に、熱媒体を供給して前記回
転胴（１）の壁部を冷却する冷却機構（２０）を設けて
あるロータリキルン。
【請求項２】前記熱媒体が、液体である請求項１記載
のロータリキルン。
【請求項３】前記冷却機構（２０）は、前記回転胴
（１）の下流側の外周部に伝熱面積を大きく形成した伝
熱部（２１）と、該伝熱部（２１）を覆うカバー体（２
２）と、該カバー体（２２）の周部に配設され該伝熱部
（２１）に冷却水を供給するノズル（２３）とで構成し
てあり、該カバー体（２２）の底部を冷却に供された冷却水の回
収部（２４）としてある請求項２記載のロータリキル
ン。
【請求項４】前記カバー体（２２）の上流側には前記
回転胴（１）に設けたフランジ部（２５）に対して弾性
金属片（２６）で押圧するシール機構（Ｓ）を設けてあ
り、前記カバー体（２２）の下流側にはラビリンス機構
（Ｌ）を設けると共に、該ラビリンス機構（Ｌ）から蒸
気を逃がすように構成してある請求項３記載のロータリ
キルン。