溶融ロータリーキルンの操業方法及び溶融物の温度測定装置
【課題】炉本体の内壁面への環状の鋳付きの発生を抑制して、溶融ロータリーキルンによる可燃性処理物の処理を安定して行うことが可能な溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンに用いられるスクレーパを提供する。
【解決手段】可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルン１０の操業方法であって、溶融ロータリーキルン１０は、軸線回りに回転される炉本体２０と、炉本体２０内部を加熱する燃焼バーナーと、炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取るスクレーパ３０と、を有し、スクレーパ３０は、炉本体２０とは分離して固定されて炉本体２０を流動する溶融物Ｍに接触するように構成されるとともに、溶融物Ｍの温度を測定する温度測定部３５を備えており、温度測定部３５によって測定された溶融物Ｍの温度に応じて、炉本体２０への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御する。
【解決手段】可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルン１０の操業方法であって、溶融ロータリーキルン１０は、軸線回りに回転される炉本体２０と、炉本体２０内部を加熱する燃焼バーナーと、炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取るスクレーパ３０と、を有し、スクレーパ３０は、炉本体２０とは分離して固定されて炉本体２０を流動する溶融物Ｍに接触するように構成されるとともに、溶融物Ｍの温度を測定する温度測定部３５を備えており、温度測定部３５によって測定された溶融物Ｍの温度に応じて、炉本体２０への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば可燃物付スクラップ等の可燃性処理物を炉本体に投入し、炉本体内部で可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する際に用いられる溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンの炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のシュレッダーダストや廃家電品等のプラスチック等のように可燃物と金属等の不燃物とを含有する可燃性処理物を処理する方法として、溶融ロータリーキルンを用いたものが広く利用されている。
溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転可能な円筒状をなす炉本体と、炉本体内部を加熱するための燃焼バーナーと、を備えている。
【０００３】
炉本体に可燃性処理物が投入されると、例えばウレタンなどの可燃物は燃焼してガス化し、金属を含む不燃物は溶融されて溶融物（溶融金属及び溶融スラグ）となる。ここで形成された溶融物は、炉本体の排出口から外部に排出され、冷却器で水冷されるとともに破砕されて砕塊とされ、この砕塊の中から、鉄（Ｆｅ）をはじめとして銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの有用または高価な金属が回収される。一方、炉本体内部で発生したガスは、二次燃焼室でさらに高温に燃焼され、悪臭物質などが分解されて二次燃焼室から排気され、熱交換工程、クエンチ工程、煤塵・有害ガス除去工程などを経て大気中に放出される。
【０００４】
このような溶融ロータリーキルンにおいては、炉本体の内部温度が低くなると、溶融物の温度も低くなって粘性が上昇し、溶融物が炉本体の内壁面に付着することで炉本体の回転方向に沿った環状の鋳付きが発生することがある。このように炉本体内部に環状の鋳付きが発生すると、この鋳付きによって炉本体内部を流動する他の溶融物や未処理物が堰き止められてしまい、炉本体の排出口からの溶融物の流出が一時中断されることになる。そして、堰き止められた溶融物や未処理物が一定量を超えると鋳付きが破壊され、排出口から多量の溶融物及び未処理物が排出されることになる。このように多量の溶融物が冷却器に一度に流れ込むと、前記冷却器の冷却能力を大幅に超えてしまうために溶融物の処理ができなくなる。また、未処理物が冷却器に流れ込むことで冷却器が故障してしまうおそれがある。この場合、溶融ロータリーキルンの操業を一時停止して修理することになり、可燃性処理物の処理効率が大幅に低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来、炉本体の内部温度を推定又は測定し、前記内部温度を安定させるようにして操業が行われている。例えば、特許文献１にはキルン排出口温度から炉本体の内部温度を推定して操業する方法が、特許文献２，３には放射温度計によって炉本体の内部温度を測定する方法が、特許文献４には熱電対や測温抵抗体等によって炉本体の内部温度を測定する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２０１０５号公報
【特許文献２】特開平０８−２９２６０号公報
【特許文献３】特開平１０−３３２１２４号公報
【特許文献４】特開２００４−１１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１−４に記載された方法においては、炉本体の内部温度、つまり、炉本体内部の雰囲気温度を推定及び測定するように構成されており、炉本体内部を流動する溶融物自体の温度を測定する構成とはされていない。ここで、前述の可燃性処理物は様々な性状をなしており、可燃性処理物の投入状況によっては可燃物が一気に燃焼して炉本体の内部温度が一時的に上昇することがある。この場合、燃焼は一時的、かつ、局所的なものであるため炉本体内を流動する溶融物の温度は大きく上昇しない。この状況下で炉本体の内部温度を下げるように操業すると、溶融物の温度が低下して粘性が上昇し、環状の鋳付きが発生してしまう。つまり、特許文献１−４に記載された方法のように炉本体の内部温度を推定及び測定しても、炉本体内を流動する溶融物の温度及び粘性を制御することはできず、炉本体の内壁面への環状の鋳付きの発生を防止するように操業することは困難であった。
【０００７】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、炉本体の内壁面に環状の鋳付きが発生することを抑制して、溶融ロータリーキルンによる可燃性処理物の処理を安定して行うことが可能な溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンに用いられる溶融物の温度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の溶融ロータリーキルンの操業方法は、可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンの操業方法であって、前記溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転される炉本体と、該炉本体内部を加熱する燃焼バーナーと、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパと、を有し、前記スクレーパは、前記炉本体とは分離して固定されて前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに、前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えており、前記温度測定部によって測定された前記溶融物の温度に応じて、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴としている。
【０００９】
この構成の溶融ロータリーキルンの操業方法においては、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパを備え、このスクレーパが前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えているので、炉本体内部を流動する溶融物の温度を精度良く測定することが可能となる。つまり、鋳付きの発生原因である溶融物自体の温度を測定できるのである。そして、この溶融物の温度に応じて前記炉本体への可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態が制御されるので、溶融物の粘性の上昇を防止することが可能となり、炉本体の内壁面への鋳付きの発生を確実に防止することができる。
【００１０】
また、温度測定部を備えたスクレーパは炉本体とは分離して固定されているので、スクレーパが炉本体とともに軸線回りに回転されることがなく、スクレーパに対して温度測定部を容易に配設することができる。さらに、このスクレーパによって前記炉本体の内壁面に付着した前記溶融物が掻き取られるように構成されているので、溶融物の温度が高く粘性が低い状態では内壁面に付着した溶融物を効率的に掻き取ることができ、鋳付きの発生を未然に防止することができる。
【００１１】
ここで、前記溶融物の温度が１１００〜１４００℃となるように、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することが好ましい。
溶融物の温度を１１００℃以上とすることにより、溶融物の粘性の上昇を確実に防止して鋳付きの発生を防止することができる。また、溶融物の温度を１４００℃以下とすることにより、炉本体を構成する耐火物の劣化を防止して炉本体の寿命延長を図ることができる。なお、このような効果を確実に奏功せしめるためには、前記溶融物の温度を１１００〜１３００℃の範囲とすることが好ましい。
【００１２】
また、前記スクレーパを、前記炉本体の排出口から前記炉本体内部に挿入し、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備える構成とすることが好ましい。
この場合、温度が低下して最も鋳付きが発生し易い排出口近傍の溶融物の温度を測定することが可能となり、排出口近傍での鋳付きの発生を確実に防止することができる。また、炉本体にスクレーパを挿入するための孔部を新たに設ける必要がなく、比較的容易にスクレーパ及び温度測定部を設けることができる。さらに、前記炉本体の内部に挿入される挿入部が固定部に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部のみを交換することが可能となる。また、挿入部のみを耐熱性を有する材質で構成すればよく、このスクレーパを低コストで製作することができる。
【００１３】
さらに、前記温度測定部は、複数の温度測定端子を備えていることが好ましい。
この場合、スクレーパに複数の温度測定端子が備えられているので、一の温度測定端子が故障しても他の温度測定端子によって溶融物の温度を測定して制御することが可能となる。特に、炉本体の内部は１０００℃を超える高温であり、温度測定端子が劣化し易いため、複数の温度測定端子を備えることでこの温度測定部の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の溶融物の温度測定装置は、軸線回りに回転される炉本体の内部に可燃性処理物を投入し、前記可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンにおいて前記炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置であって、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部が前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されており、前記挿入部には、前記溶融物の温度を測定する温度測定部が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
この構成の溶融物の温度測定装置においては、炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備えているので、温度測定装置が炉本体とともに軸線回りに回転されることがなく、挿入部への温度測定部の配設を比較的容易に行うことができる。さらに、温度測定装置の挿入部が溶融物に接触するように構成されているので、温度測定部によって溶融物の温度を精度良く測定することができる。
そして、挿入部が固定部に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部のみを交換することが可能となり、この温度測定装置の使用コストを削減することができる。また、挿入部のみを耐熱性を有する材質で構成すればよく、この温度測定装置を低コストで製作することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炉本体の内壁面に環状の鋳付きが発生することを抑制して、溶融ロータリーキルンによる可燃性処理物の処理を安定して行うことが可能な溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンに用いられる溶融物の温度測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。図１から図３に、本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法に用いられる溶融ロータリーキルンを示す。
この溶融ロータリーキルン１０は、例えば自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板といった、プラスチック等の可燃物と金属等の不燃物とが混在する可燃性処理物Ｗを、燃焼・溶融させて処理するものである。
【００１８】
この溶融ロータリーキルン１０は、可燃性処理物Ｗが投入される炉本体２０と、この炉本体２０の内部で燃焼する燃焼バーナー１２と、炉本体２０に可燃性処理物Ｗを投入するための投入部１４と、炉本体２０で発生したガスが導入され、このガスをさらに燃焼するための二次バーナーを有する二次燃焼室（図示なし）と、炉本体２０の内部で生成した溶融物Ｍが流入され、この溶融物Ｍを冷却する水冷手段を有する冷却器１６と、を備えている。
【００１９】
炉本体２０は、軸線Ｌに沿って延びる円筒状をなしており、軸線Ｌ回りに回転方向Ｒに向けて回転するように構成されている。この炉本体２０は、鉄鋼製の炉体シェル２１と、この炉体シェル２１の内周面に積層するように配設された耐火物層２２を備えている。
炉本体２０の上流側（図１において左側）の端面には蓋部２３が設けられ、この蓋部２３に燃焼バーナー１２及び投入部１４が配設されている。また、下流側（図１において右側）の端面は排出口２４とされており、この排出口２４を通じて、前記二次燃焼室にガスが排気され、冷却器１６に溶融物Ｍが排出されるように構成されている。
【００２０】
そして、炉本体２０の排出口２４側には、炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを除去するためのスクレーパ３０が配設されている。
このスクレーパ３０は、図２及び図３に示すように、炉本体２０から分離して固定された固定部３１と、炉本体２０の内部に挿入される挿入部３２と、この挿入部３２と固定部３１とを連結する連結部３３と、を備えている。挿入部３２は、連結部３３を介して固定ボルト３４によって固定部３１に着脱可能に装着されている。
【００２１】
本実施形態では、挿入部３２は矩形板状をなしており、図２に示すように、溶融物Ｍが流出する下方部分よりも炉本体２０の回転方向Ｒ前方側部分に配置されている。このように挿入部３２を配置することにより、炉本体２０の内壁面に付着して炉本体２０とともに回転移動しようとする溶融物Ｍが挿入部３２に常に接触することになる。なお、本実施形態では、挿入部３２は、鉄、ニッケル、モリブデン、チタン等をベースとした融点１４００℃以上の耐熱合金で構成されている。
【００２２】
ここで、このスクレーパ３０には、溶融物Ｍの温度を測定する温度測定部として熱電対３５が配設されている。つまり、このスクレーパ３０が溶融物Ｍの温度測定装置をなしているのである。本実施形態では、挿入部３２に電対孔が穿設されており、この電対孔に熱電対３５が挿入されており、この挿入部３２が熱電対３５の保護管として作用するように構成されているのである。なお、電対孔は挿入部３２のうち炉本体２０の内壁面側に設けられており、熱電対３５が溶融物Ｍが接触する部分に位置するように構成されている。
【００２３】
この熱電対３５は、温度制御部１８に接続されている。温度制御部１８は、熱電対３５の測定結果に応じて、可燃性処理物Ｗの投入部１４及び燃焼バーナー１２に対して指令を与えて、可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御して溶融物Ｍの温度を調整する。具体的には、溶融物Ｍの温度が低下した場合には、可燃性処理物Ｗの投入量の増加又は燃焼バーナー１２へのガス供給量の増加により、炉本体２０内部での燃焼を促す。一方、溶融物Ｍの温度が上昇した場合には、被処理物Ｗの投入量の低減又は燃焼バーナー１２へのガス供給量の低減により、炉本体２０内部での燃焼を抑える。
ここで、本実施形態では、溶融物Ｍの温度が１１００℃から１４００℃の範囲となるように、可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態が制御されている。
【００２４】
次に、この溶融ロータリーキルン１０の操業方法について説明する。
炉本体２０を軸線Ｌを中心として回転方向Ｒに向けて回転させるとともに、燃焼バーナー１２を燃焼させて炉本体２０の内部を１２００℃程度に加熱する。さらに、前記二次燃焼室の二次バーナーを燃焼させるとともに、冷却器１６の水冷手段に冷却水を流通する。
【００２５】
この状態で、投入部１４によって可燃性処理物Ｗを炉本体２０の内部に投入する。すると、炉本体２０の内部に投入された可燃性処理物Ｗは、高温とされた炉本体２０内部で、可燃物が燃焼してガス化するとともに、金属を含む不燃性成分が溶融状態または半溶融状態の溶融物Ｍとなる。
【００２６】
生成したガスは、炉本体２０の排出口２４から前記二次燃焼室に送られる。前記二次燃焼室に送られたガスは、さらに二次バーナーから熱風と空気の供給を受けて高温に燃焼され、燃焼ガスとして煤煙処理工程（図示なし）に向けて排出される。
また、炉本体２０の内部で生成した溶融物Ｍは、炉本体２０の排出口２４から流出し、冷却器１６で冷却されて破砕される。これにより砕塊が形成される。得られた砕塊は、例えば磁気選鉱装置（図示なし）などによって金属の砕塊とスラグの砕塊とに分別され、有用な金属成分が回収される。
【００２７】
このとき、炉本体２０は回転方向Ｒに向けて回転されているため、溶融物Ｍは炉本体２０の内壁面に沿って流動することになる。ここで、溶融物Ｍの粘性が高くなると溶融物Ｍの一部が内壁面に付着して炉本体２０とともに回転方向Ｒに向けて移動することになる。
このように炉本体２０とともに移動する溶融物Ｍは、スクレーパ３０によって炉本体２０の内壁面から掻き取られる。
【００２８】
このスクレーパ３０に設けられた熱電対３５によって溶融物Ｍの温度が測定される。この溶融物Ｍの温度が１１００℃以下となった場合には、温度制御部１８から燃焼バーナー１２に指令が伝送され、燃焼バーナー１２が燃焼される。これと同時に温度制御部１８から投入部１４に指令が伝送され、可燃性処理物Ｗの投入量を増やす。これにより、炉本体２０の内部温度を上昇させて溶融物Ｍの温度を上昇させる。炉本体２０の内部での燃焼が安定したら、燃焼バーナー１２の燃焼を中止し、可燃性処理物Ｗの投入量で燃焼状態を制御する。
一方、この溶融物Ｍの温度が１４００℃以上となった場合には、温度制御部１８から投入部１４に指令が伝送され、可燃性処理物Ｗの投入量を減らす。これにより、炉本体２０の内部での燃焼を抑制し、炉本体２０の内部温度を低下させて溶融物Ｍの温度を低下させる。
【００２９】
このような構成とされた本発明の実施形態である溶融ロータリーキルン１０の操業方法においては、炉本体２０を流動する溶融物Ｍに接触するとともに炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取るスクレーパ３０を備え、このスクレーパ３０に熱電対３５が配設されているので、炉本体２０内部を流動する溶融物Ｍの温度を直接測定することができる。そして、熱電対３５に接続された温度制御部１８が、溶融物Ｍの温度に応じて炉本体２０への可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御するので、炉本体２０の内部での燃焼状態を制御して溶融物Ｍの温度を調整することが可能となり、溶融物Ｍの粘性を低くして鋳付きの発生を確実に防止することができる。これにより、排出口２４から溶融物Ｍを安定して流出させることができ、溶融ロータリーキルン１０による可燃性処理物Ｗの処理を安定して行うことができる。
【００３０】
また、溶融物Ｍの温度が１１００〜１４００℃となるように、炉本体２０への可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御する構成とされているので、溶融物Ｍの粘性の上昇を確実に防止して鋳付きの発生を防止することができるとともに、炉本体２０を構成する耐火物層２２の劣化を防止して炉本体２０の寿命延長を図ることができる。
【００３１】
さらに、スクレーパ３０が、炉本体２０の排出口２４から挿入されているので、温度が低く最も鋳付きが発生し易い排出口２４近傍の溶融物Ｍの温度を測定することができ、排出口２４近傍での鋳付きの発生を確実に防止することが可能となる。また、炉本体２０の内部に挿入される挿入部３２が固定部３１に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部３２のみを交換することが可能となる。また、挿入部３２のみを耐熱合金で構成すればよく、このスクレーパ３０を低コストで製作することができる。
【００３２】
また、スクレーパ３０は炉本体２０とは分離して固定されているので、スクレーパ３０に配設した熱電対３５が炉本体２０とともに軸線回りに回転されることがなく、配線切断等のトラブルを防止できる。スクレーパ３０が炉本体２０とともに軸線回りに回転されることがないので、スクレーパ３０自体を駆動させなくても炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取ることができる。
さらに、本実施形態においては、スクレーパ３０の挿入部３２が耐熱合金で構成されているので、挿入部３２の熱伝導率が比較的高く、溶融物Ｍの温度を精度良く測定することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、スクレーパの形状については、本実施形態に限定されることはなく、挿入部が丸棒形状をなしていてもよいし、羽根部を有していてもよい。
【００３４】
また、スクレーパに熱電対を１本配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、複数本の熱電対を配設してもよい。この場合、一つの熱電対が故障しても他の熱電対によって溶融物の温度を測定して制御することが可能となるため、温度測定部の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、スクレーパの挿入部が耐熱合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の金属やセラミックスで構成されたものであってもよい。なお、セラミックスとしては、アルミナ系、ジルコニア系、シリカ系、マグネシア−クロム系の材料を採用することができる。
【００３６】
また、図１においては、可燃性処理物の投入部を１系統だけ設けた構成として説明したが、これに限定されることはなく、２系統以上の投入部を備えていてもよい。この場合、１つの投入部を可燃物のみを投入するものとして、温度制御部によって可燃物を投入量を調整するように構成してもよい。この場合、可燃性処理物の性状に影響されることなく、炉本体の内部の燃焼状態を精度良く制御することが可能となる。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明の効果を確認するために行った確認実験について説明する。
〔実施例〕
約８ｃｍから１０ｃｍのシュレッダーダストを２０ｍｍ程度に粉砕し、廃基板類と混合して可燃性処理物とした。燃焼バーナーを焚き、溶融ロータリーキルンの炉本体内部を数時間かけて昇温し、スクレーパに配設した熱電対が１２００℃になった時点で、前述の可燃性処理物をホッパーから溶融ロータリーキルンの炉本体に投入し、炉本体を１ｒｐｍで回転させながら可燃性処理物の燃焼を開始した。スクレーパに配設した熱電対によって炉本体内部の溶融物の温度が１２００℃を維持するように、可燃性処理物の投入量を徐々に増やしながら、燃焼バーナーの燃焼出力を下げていった。その後、スクレーパに配設した熱電対によって測定される温度が１２００℃となるように、可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態を制御し、可燃性処理物の処理を行った。可燃性処理物の処理中、スクレーパに配設された熱電対の温度は、１２００℃で安定しており、鋳付きを生じることなく、可燃性処理物の処理を行うことができた。
【００３８】
〔比較例〕
約８ｃｍから１０ｃｍのシュレッダーダストを２０ｍｍ程度に粉砕し、廃基板類と混合して可燃性処理物とした。燃焼バーナーを焚き、溶融ロータリーキルンの炉本体内部を数時間かけて昇温し、炉内温度は放射温度計により測定した。放射温度計の温度が１２００℃になった時点で、前述の可燃性処理物をホッパーから溶融ロータリーキルンの炉本体に投入し、炉本体を１ｒｐｍで回転させながら可燃性処理物の燃焼を開始した。放射温度計の温度が１２００℃を維持するように、可燃性処理物の投入量を徐々に増やしながら、燃焼バーナーの燃焼出力を下げていった。その後、可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態を制御しながら、放射温度計によって炉内温度を測定し、測定温度が１２００℃となるように、可燃性処理物の処理を行った。
しかしながら、煙などの影響により放射温度計によって測定される測定温度は激しく変動し、溶融物の温度を１２００℃に保った安定な操業が困難になった。また、操業中に炉内に鋳付きが生じ、鋳付きの決壊などが観察された。これは、放射温度計では、外乱によって測定される温度が大きく変動するため、炉内温度を安定させるように制御することが困難であり、操業中に炉内温度が低い状況が発生したことに起因すると考えられる。このため、可燃性処理物の処理を行うことが非常に困難であった。
【００３９】
実施例においては、溶融物の温度が１２００℃以上とされることで粘性が低く維持され、炉本体の内壁面に鋳付きが発生することはなかった。このため、溶融物は比較的円滑に、かつ、継続的に、排出口から排出され、多量の溶融物が一気に流れ出すようなトラブルは確認されなかった。
一方、比較例においては、放射温度計によって測定される温度に応じて制御を行ったが、温度の変動が激しく、安定した温度制御ができなかった。このため、炉本体の内壁面に鋳付きが発生し、この鋳付きによって、溶融物の排出が断続的に行われ、多量の溶融物が一気に流れ出す現象が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法に用いられる溶融ロータリーキルンを示す説明図である。
【図２】図１に示す溶融ロータリーキルンを排出口から見た図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 溶融ロータリーキルン
１２ 燃焼バーナー
２０ 炉本体
３０ スクレーパ
３１ 固定部
３２ 挿入部
３５ 熱電対（温度測定部）
Ｗ 可燃性処理物
Ｍ 溶融物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば可燃物付スクラップ等の可燃性処理物を炉本体に投入し、炉本体内部で可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する際に用いられる溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンの炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のシュレッダーダストや廃家電品等のプラスチック等のように可燃物と金属等の不燃物とを含有する可燃性処理物を処理する方法として、溶融ロータリーキルンを用いたものが広く利用されている。
溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転可能な円筒状をなす炉本体と、炉本体内部を加熱するための燃焼バーナーと、を備えている。
【０００３】
炉本体に可燃性処理物が投入されると、例えばウレタンなどの可燃物は燃焼してガス化し、金属を含む不燃物は溶融されて溶融物（溶融金属及び溶融スラグ）となる。ここで形成された溶融物は、炉本体の排出口から外部に排出され、冷却器で水冷されるとともに破砕されて砕塊とされ、この砕塊の中から、鉄（Ｆｅ）をはじめとして銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの有用または高価な金属が回収される。一方、炉本体内部で発生したガスは、二次燃焼室でさらに高温に燃焼され、悪臭物質などが分解されて二次燃焼室から排気され、熱交換工程、クエンチ工程、煤塵・有害ガス除去工程などを経て大気中に放出される。
【０００４】
このような溶融ロータリーキルンにおいては、炉本体の内部温度が低くなると、溶融物の温度も低くなって粘性が上昇し、溶融物が炉本体の内壁面に付着することで炉本体の回転方向に沿った環状の鋳付きが発生することがある。このように炉本体内部に環状の鋳付きが発生すると、この鋳付きによって炉本体内部を流動する他の溶融物や未処理物が堰き止められてしまい、炉本体の排出口からの溶融物の流出が一時中断されることになる。そして、堰き止められた溶融物や未処理物が一定量を超えると鋳付きが破壊され、排出口から多量の溶融物及び未処理物が排出されることになる。このように多量の溶融物が冷却器に一度に流れ込むと、前記冷却器の冷却能力を大幅に超えてしまうために溶融物の処理ができなくなる。また、未処理物が冷却器に流れ込むことで冷却器が故障してしまうおそれがある。この場合、溶融ロータリーキルンの操業を一時停止して修理することになり、可燃性処理物の処理効率が大幅に低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来、炉本体の内部温度を推定又は測定し、前記内部温度を安定させるようにして操業が行われている。例えば、特許文献１にはキルン排出口温度から炉本体の内部温度を推定して操業する方法が、特許文献２，３には放射温度計によって炉本体の内部温度を測定する方法が、特許文献４には熱電対や測温抵抗体等によって炉本体の内部温度を測定する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２０１０５号公報
【特許文献２】特開平０８−２９２６０号公報
【特許文献３】特開平１０−３３２１２４号公報
【特許文献４】特開２００４−１１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１−４に記載された方法においては、炉本体の内部温度、つまり、炉本体内部の雰囲気温度を推定及び測定するように構成されており、炉本体内部を流動する溶融物自体の温度を測定する構成とはされていない。ここで、前述の可燃性処理物は様々な性状をなしており、可燃性処理物の投入状況によっては可燃物が一気に燃焼して炉本体の内部温度が一時的に上昇することがある。この場合、燃焼は一時的、かつ、局所的なものであるため炉本体内を流動する溶融物の温度は大きく上昇しない。この状況下で炉本体の内部温度を下げるように操業すると、溶融物の温度が低下して粘性が上昇し、環状の鋳付きが発生してしまう。つまり、特許文献１−４に記載された方法のように炉本体の内部温度を推定及び測定しても、炉本体内を流動する溶融物の温度及び粘性を制御することはできず、炉本体の内壁面への環状の鋳付きの発生を防止するように操業することは困難であった。
【０００７】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、炉本体の内壁面に環状の鋳付きが発生することを抑制して、溶融ロータリーキルンによる可燃性処理物の処理を安定して行うことが可能な溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンに用いられる溶融物の温度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の溶融ロータリーキルンの操業方法は、可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンの操業方法であって、前記溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転される炉本体と、該炉本体内部を加熱する燃焼バーナーと、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパと、を有し、前記スクレーパは、前記炉本体とは分離して固定されて前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに、前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えており、前記温度測定部によって測定された前記溶融物の温度に応じて、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴としている。
【０００９】
この構成の溶融ロータリーキルンの操業方法においては、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパを備え、このスクレーパが前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えているので、炉本体内部を流動する溶融物の温度を精度良く測定することが可能となる。つまり、鋳付きの発生原因である溶融物自体の温度を測定できるのである。そして、この溶融物の温度に応じて前記炉本体への可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態が制御されるので、溶融物の粘性の上昇を防止することが可能となり、炉本体の内壁面への鋳付きの発生を確実に防止することができる。
【００１０】
また、温度測定部を備えたスクレーパは炉本体とは分離して固定されているので、スクレーパが炉本体とともに軸線回りに回転されることがなく、スクレーパに対して温度測定部を容易に配設することができる。さらに、このスクレーパによって前記炉本体の内壁面に付着した前記溶融物が掻き取られるように構成されているので、溶融物の温度が高く粘性が低い状態では内壁面に付着した溶融物を効率的に掻き取ることができ、鋳付きの発生を未然に防止することができる。
【００１１】
ここで、前記溶融物の温度が１１００〜１４００℃となるように、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することが好ましい。
溶融物の温度を１１００℃以上とすることにより、溶融物の粘性の上昇を確実に防止して鋳付きの発生を防止することができる。また、溶融物の温度を１４００℃以下とすることにより、炉本体を構成する耐火物の劣化を防止して炉本体の寿命延長を図ることができる。なお、このような効果を確実に奏功せしめるためには、前記溶融物の温度を１１００〜１３００℃の範囲とすることが好ましい。
【００１２】
また、前記スクレーパを、前記炉本体の排出口から前記炉本体内部に挿入し、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備える構成とすることが好ましい。
この場合、温度が低下して最も鋳付きが発生し易い排出口近傍の溶融物の温度を測定することが可能となり、排出口近傍での鋳付きの発生を確実に防止することができる。また、炉本体にスクレーパを挿入するための孔部を新たに設ける必要がなく、比較的容易にスクレーパ及び温度測定部を設けることができる。さらに、前記炉本体の内部に挿入される挿入部が固定部に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部のみを交換することが可能となる。また、挿入部のみを耐熱性を有する材質で構成すればよく、このスクレーパを低コストで製作することができる。
【００１３】
さらに、前記温度測定部は、複数の温度測定端子を備えていることが好ましい。
この場合、スクレーパに複数の温度測定端子が備えられているので、一の温度測定端子が故障しても他の温度測定端子によって溶融物の温度を測定して制御することが可能となる。特に、炉本体の内部は１０００℃を超える高温であり、温度測定端子が劣化し易いため、複数の温度測定端子を備えることでこの温度測定部の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の溶融物の温度測定装置は、軸線回りに回転される炉本体の内部に可燃性処理物を投入し、前記可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンにおいて前記炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置であって、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部が前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されており、前記挿入部には、前記溶融物の温度を測定する温度測定部が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
この構成の溶融物の温度測定装置においては、炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備えているので、温度測定装置が炉本体とともに軸線回りに回転されることがなく、挿入部への温度測定部の配設を比較的容易に行うことができる。さらに、温度測定装置の挿入部が溶融物に接触するように構成されているので、温度測定部によって溶融物の温度を精度良く測定することができる。
そして、挿入部が固定部に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部のみを交換することが可能となり、この温度測定装置の使用コストを削減することができる。また、挿入部のみを耐熱性を有する材質で構成すればよく、この温度測定装置を低コストで製作することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、炉本体の内壁面に環状の鋳付きが発生することを抑制して、溶融ロータリーキルンによる可燃性処理物の処理を安定して行うことが可能な溶融ロータリーキルンの操業方法及びこの溶融ロータリーキルンに用いられる溶融物の温度測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。図１から図３に、本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法に用いられる溶融ロータリーキルンを示す。
この溶融ロータリーキルン１０は、例えば自動車のシュレッダーダストや、廃家電品、プリント基板といった、プラスチック等の可燃物と金属等の不燃物とが混在する可燃性処理物Ｗを、燃焼・溶融させて処理するものである。
【００１８】
この溶融ロータリーキルン１０は、可燃性処理物Ｗが投入される炉本体２０と、この炉本体２０の内部で燃焼する燃焼バーナー１２と、炉本体２０に可燃性処理物Ｗを投入するための投入部１４と、炉本体２０で発生したガスが導入され、このガスをさらに燃焼するための二次バーナーを有する二次燃焼室（図示なし）と、炉本体２０の内部で生成した溶融物Ｍが流入され、この溶融物Ｍを冷却する水冷手段を有する冷却器１６と、を備えている。
【００１９】
炉本体２０は、軸線Ｌに沿って延びる円筒状をなしており、軸線Ｌ回りに回転方向Ｒに向けて回転するように構成されている。この炉本体２０は、鉄鋼製の炉体シェル２１と、この炉体シェル２１の内周面に積層するように配設された耐火物層２２を備えている。
炉本体２０の上流側（図１において左側）の端面には蓋部２３が設けられ、この蓋部２３に燃焼バーナー１２及び投入部１４が配設されている。また、下流側（図１において右側）の端面は排出口２４とされており、この排出口２４を通じて、前記二次燃焼室にガスが排気され、冷却器１６に溶融物Ｍが排出されるように構成されている。
【００２０】
そして、炉本体２０の排出口２４側には、炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを除去するためのスクレーパ３０が配設されている。
このスクレーパ３０は、図２及び図３に示すように、炉本体２０から分離して固定された固定部３１と、炉本体２０の内部に挿入される挿入部３２と、この挿入部３２と固定部３１とを連結する連結部３３と、を備えている。挿入部３２は、連結部３３を介して固定ボルト３４によって固定部３１に着脱可能に装着されている。
【００２１】
本実施形態では、挿入部３２は矩形板状をなしており、図２に示すように、溶融物Ｍが流出する下方部分よりも炉本体２０の回転方向Ｒ前方側部分に配置されている。このように挿入部３２を配置することにより、炉本体２０の内壁面に付着して炉本体２０とともに回転移動しようとする溶融物Ｍが挿入部３２に常に接触することになる。なお、本実施形態では、挿入部３２は、鉄、ニッケル、モリブデン、チタン等をベースとした融点１４００℃以上の耐熱合金で構成されている。
【００２２】
ここで、このスクレーパ３０には、溶融物Ｍの温度を測定する温度測定部として熱電対３５が配設されている。つまり、このスクレーパ３０が溶融物Ｍの温度測定装置をなしているのである。本実施形態では、挿入部３２に電対孔が穿設されており、この電対孔に熱電対３５が挿入されており、この挿入部３２が熱電対３５の保護管として作用するように構成されているのである。なお、電対孔は挿入部３２のうち炉本体２０の内壁面側に設けられており、熱電対３５が溶融物Ｍが接触する部分に位置するように構成されている。
【００２３】
この熱電対３５は、温度制御部１８に接続されている。温度制御部１８は、熱電対３５の測定結果に応じて、可燃性処理物Ｗの投入部１４及び燃焼バーナー１２に対して指令を与えて、可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御して溶融物Ｍの温度を調整する。具体的には、溶融物Ｍの温度が低下した場合には、可燃性処理物Ｗの投入量の増加又は燃焼バーナー１２へのガス供給量の増加により、炉本体２０内部での燃焼を促す。一方、溶融物Ｍの温度が上昇した場合には、被処理物Ｗの投入量の低減又は燃焼バーナー１２へのガス供給量の低減により、炉本体２０内部での燃焼を抑える。
ここで、本実施形態では、溶融物Ｍの温度が１１００℃から１４００℃の範囲となるように、可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態が制御されている。
【００２４】
次に、この溶融ロータリーキルン１０の操業方法について説明する。
炉本体２０を軸線Ｌを中心として回転方向Ｒに向けて回転させるとともに、燃焼バーナー１２を燃焼させて炉本体２０の内部を１２００℃程度に加熱する。さらに、前記二次燃焼室の二次バーナーを燃焼させるとともに、冷却器１６の水冷手段に冷却水を流通する。
【００２５】
この状態で、投入部１４によって可燃性処理物Ｗを炉本体２０の内部に投入する。すると、炉本体２０の内部に投入された可燃性処理物Ｗは、高温とされた炉本体２０内部で、可燃物が燃焼してガス化するとともに、金属を含む不燃性成分が溶融状態または半溶融状態の溶融物Ｍとなる。
【００２６】
生成したガスは、炉本体２０の排出口２４から前記二次燃焼室に送られる。前記二次燃焼室に送られたガスは、さらに二次バーナーから熱風と空気の供給を受けて高温に燃焼され、燃焼ガスとして煤煙処理工程（図示なし）に向けて排出される。
また、炉本体２０の内部で生成した溶融物Ｍは、炉本体２０の排出口２４から流出し、冷却器１６で冷却されて破砕される。これにより砕塊が形成される。得られた砕塊は、例えば磁気選鉱装置（図示なし）などによって金属の砕塊とスラグの砕塊とに分別され、有用な金属成分が回収される。
【００２７】
このとき、炉本体２０は回転方向Ｒに向けて回転されているため、溶融物Ｍは炉本体２０の内壁面に沿って流動することになる。ここで、溶融物Ｍの粘性が高くなると溶融物Ｍの一部が内壁面に付着して炉本体２０とともに回転方向Ｒに向けて移動することになる。
このように炉本体２０とともに移動する溶融物Ｍは、スクレーパ３０によって炉本体２０の内壁面から掻き取られる。
【００２８】
このスクレーパ３０に設けられた熱電対３５によって溶融物Ｍの温度が測定される。この溶融物Ｍの温度が１１００℃以下となった場合には、温度制御部１８から燃焼バーナー１２に指令が伝送され、燃焼バーナー１２が燃焼される。これと同時に温度制御部１８から投入部１４に指令が伝送され、可燃性処理物Ｗの投入量を増やす。これにより、炉本体２０の内部温度を上昇させて溶融物Ｍの温度を上昇させる。炉本体２０の内部での燃焼が安定したら、燃焼バーナー１２の燃焼を中止し、可燃性処理物Ｗの投入量で燃焼状態を制御する。
一方、この溶融物Ｍの温度が１４００℃以上となった場合には、温度制御部１８から投入部１４に指令が伝送され、可燃性処理物Ｗの投入量を減らす。これにより、炉本体２０の内部での燃焼を抑制し、炉本体２０の内部温度を低下させて溶融物Ｍの温度を低下させる。
【００２９】
このような構成とされた本発明の実施形態である溶融ロータリーキルン１０の操業方法においては、炉本体２０を流動する溶融物Ｍに接触するとともに炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取るスクレーパ３０を備え、このスクレーパ３０に熱電対３５が配設されているので、炉本体２０内部を流動する溶融物Ｍの温度を直接測定することができる。そして、熱電対３５に接続された温度制御部１８が、溶融物Ｍの温度に応じて炉本体２０への可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御するので、炉本体２０の内部での燃焼状態を制御して溶融物Ｍの温度を調整することが可能となり、溶融物Ｍの粘性を低くして鋳付きの発生を確実に防止することができる。これにより、排出口２４から溶融物Ｍを安定して流出させることができ、溶融ロータリーキルン１０による可燃性処理物Ｗの処理を安定して行うことができる。
【００３０】
また、溶融物Ｍの温度が１１００〜１４００℃となるように、炉本体２０への可燃性処理物Ｗの投入量及び燃焼バーナー１２の燃焼状態を制御する構成とされているので、溶融物Ｍの粘性の上昇を確実に防止して鋳付きの発生を防止することができるとともに、炉本体２０を構成する耐火物層２２の劣化を防止して炉本体２０の寿命延長を図ることができる。
【００３１】
さらに、スクレーパ３０が、炉本体２０の排出口２４から挿入されているので、温度が低く最も鋳付きが発生し易い排出口２４近傍の溶融物Ｍの温度を測定することができ、排出口２４近傍での鋳付きの発生を確実に防止することが可能となる。また、炉本体２０の内部に挿入される挿入部３２が固定部３１に対して着脱可能に装着されているので、熱によって劣化する挿入部３２のみを交換することが可能となる。また、挿入部３２のみを耐熱合金で構成すればよく、このスクレーパ３０を低コストで製作することができる。
【００３２】
また、スクレーパ３０は炉本体２０とは分離して固定されているので、スクレーパ３０に配設した熱電対３５が炉本体２０とともに軸線回りに回転されることがなく、配線切断等のトラブルを防止できる。スクレーパ３０が炉本体２０とともに軸線回りに回転されることがないので、スクレーパ３０自体を駆動させなくても炉本体２０の内壁面に付着した溶融物Ｍを掻き取ることができる。
さらに、本実施形態においては、スクレーパ３０の挿入部３２が耐熱合金で構成されているので、挿入部３２の熱伝導率が比較的高く、溶融物Ｍの温度を精度良く測定することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、スクレーパの形状については、本実施形態に限定されることはなく、挿入部が丸棒形状をなしていてもよいし、羽根部を有していてもよい。
【００３４】
また、スクレーパに熱電対を１本配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、複数本の熱電対を配設してもよい。この場合、一つの熱電対が故障しても他の熱電対によって溶融物の温度を測定して制御することが可能となるため、温度測定部の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、スクレーパの挿入部が耐熱合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の金属やセラミックスで構成されたものであってもよい。なお、セラミックスとしては、アルミナ系、ジルコニア系、シリカ系、マグネシア−クロム系の材料を採用することができる。
【００３６】
また、図１においては、可燃性処理物の投入部を１系統だけ設けた構成として説明したが、これに限定されることはなく、２系統以上の投入部を備えていてもよい。この場合、１つの投入部を可燃物のみを投入するものとして、温度制御部によって可燃物を投入量を調整するように構成してもよい。この場合、可燃性処理物の性状に影響されることなく、炉本体の内部の燃焼状態を精度良く制御することが可能となる。
【実施例】
【００３７】
次に、本発明の効果を確認するために行った確認実験について説明する。
〔実施例〕
約８ｃｍから１０ｃｍのシュレッダーダストを２０ｍｍ程度に粉砕し、廃基板類と混合して可燃性処理物とした。燃焼バーナーを焚き、溶融ロータリーキルンの炉本体内部を数時間かけて昇温し、スクレーパに配設した熱電対が１２００℃になった時点で、前述の可燃性処理物をホッパーから溶融ロータリーキルンの炉本体に投入し、炉本体を１ｒｐｍで回転させながら可燃性処理物の燃焼を開始した。スクレーパに配設した熱電対によって炉本体内部の溶融物の温度が１２００℃を維持するように、可燃性処理物の投入量を徐々に増やしながら、燃焼バーナーの燃焼出力を下げていった。その後、スクレーパに配設した熱電対によって測定される温度が１２００℃となるように、可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態を制御し、可燃性処理物の処理を行った。可燃性処理物の処理中、スクレーパに配設された熱電対の温度は、１２００℃で安定しており、鋳付きを生じることなく、可燃性処理物の処理を行うことができた。
【００３８】
〔比較例〕
約８ｃｍから１０ｃｍのシュレッダーダストを２０ｍｍ程度に粉砕し、廃基板類と混合して可燃性処理物とした。燃焼バーナーを焚き、溶融ロータリーキルンの炉本体内部を数時間かけて昇温し、炉内温度は放射温度計により測定した。放射温度計の温度が１２００℃になった時点で、前述の可燃性処理物をホッパーから溶融ロータリーキルンの炉本体に投入し、炉本体を１ｒｐｍで回転させながら可燃性処理物の燃焼を開始した。放射温度計の温度が１２００℃を維持するように、可燃性処理物の投入量を徐々に増やしながら、燃焼バーナーの燃焼出力を下げていった。その後、可燃性処理物の投入量及び燃焼バーナーの燃焼状態を制御しながら、放射温度計によって炉内温度を測定し、測定温度が１２００℃となるように、可燃性処理物の処理を行った。
しかしながら、煙などの影響により放射温度計によって測定される測定温度は激しく変動し、溶融物の温度を１２００℃に保った安定な操業が困難になった。また、操業中に炉内に鋳付きが生じ、鋳付きの決壊などが観察された。これは、放射温度計では、外乱によって測定される温度が大きく変動するため、炉内温度を安定させるように制御することが困難であり、操業中に炉内温度が低い状況が発生したことに起因すると考えられる。このため、可燃性処理物の処理を行うことが非常に困難であった。
【００３９】
実施例においては、溶融物の温度が１２００℃以上とされることで粘性が低く維持され、炉本体の内壁面に鋳付きが発生することはなかった。このため、溶融物は比較的円滑に、かつ、継続的に、排出口から排出され、多量の溶融物が一気に流れ出すようなトラブルは確認されなかった。
一方、比較例においては、放射温度計によって測定される温度に応じて制御を行ったが、温度の変動が激しく、安定した温度制御ができなかった。このため、炉本体の内壁面に鋳付きが発生し、この鋳付きによって、溶融物の排出が断続的に行われ、多量の溶融物が一気に流れ出す現象が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態である溶融ロータリーキルンの操業方法に用いられる溶融ロータリーキルンを示す説明図である。
【図２】図１に示す溶融ロータリーキルンを排出口から見た図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 溶融ロータリーキルン
１２ 燃焼バーナー
２０ 炉本体
３０ スクレーパ
３１ 固定部
３２ 挿入部
３５ 熱電対（温度測定部）
Ｗ 可燃性処理物
Ｍ 溶融物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンの操業方法であって、
前記溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転される炉本体と、該炉本体内部を加熱する燃焼バーナーと、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパと、を有し、
前記スクレーパは、前記炉本体とは分離して固定されて前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに、前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えており、
前記温度測定部によって測定された前記溶融物の温度に応じて、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴とする溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項２】
前記溶融物の温度が１１００〜１４００℃となるように、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項３】
前記スクレーパは、前記炉本体の排出口から前記炉本体内部に挿入されており、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項４】
前記温度測定部は、複数の温度測定端子を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項５】
軸線回りに回転される炉本体の内部に可燃性処理物を投入し、前記可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンにおいて前記炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置であって、
前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部が前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されており、前記挿入部には、前記溶融物の温度を測定する温度測定部が設けられていることを特徴とする溶融物の温度測定装置。
【請求項１】
可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンの操業方法であって、
前記溶融ロータリーキルンは、軸線回りに回転される炉本体と、該炉本体内部を加熱する燃焼バーナーと、前記炉本体の内壁面に付着した溶融物を掻き取るスクレーパと、を有し、
前記スクレーパは、前記炉本体とは分離して固定されて前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されるとともに、前記溶融物の温度を測定する温度測定部を備えており、
前記温度測定部によって測定された前記溶融物の温度に応じて、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴とする溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項２】
前記溶融物の温度が１１００〜１４００℃となるように、前記炉本体への前記可燃性処理物の投入量及び前記燃焼バーナーの燃焼状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項３】
前記スクレーパは、前記炉本体の排出口から前記炉本体内部に挿入されており、前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項４】
前記温度測定部は、複数の温度測定端子を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶融ロータリーキルンの操業方法。
【請求項５】
軸線回りに回転される炉本体の内部に可燃性処理物を投入し、前記可燃性処理物を燃焼・溶融させて処理する溶融ロータリーキルンにおいて前記炉本体内部の溶融物の温度を測定する溶融物の温度測定装置であって、
前記炉本体とは分離して固定される固定部と、この固定部に着脱可能に装着されて前記炉本体の内部に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部が前記炉本体を流動する溶融物に接触するように構成されており、前記挿入部には、前記溶融物の温度を測定する温度測定部が設けられていることを特徴とする溶融物の温度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２１６３４１（Ｐ２００９−２１６３４１Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２５０２（Ｐ２００８−６２５０２）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]