炭化炉の加熱方法及び装置
【課題】 熱分解ガスライン上のファンやバルブを不要にし、熱分解ガスの燃焼炉を削減する。
【解決手段】 熱分解キルン炉１に熱分解ガスライン１６を介して熱分解ガス燃焼炉３３を接続する。熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に誘引通風機３７を備える。熱分解ガス燃焼炉３３に接続した排ガス取出ライン３９を、熱分解キルン炉１の加熱流路６の加熱ガス入口１８に接続し、加熱ガス出口２２に接続した排ガス循環ライン５０を、排ガス取出ライン３９の途中位置に接続する。熱分解キルン炉１にて廃棄物１２を熱分解、炭化処理して生成する熱分解ガス３は、誘引通風機３７により全量を熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて燃焼させ、発生する燃焼排ガス３８の一部に、熱分解キルン炉１の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合して所定温度に温度調整した燃焼排ガス３８を、熱分解キルン炉１の加熱流路６へ熱源として供給させる。
【解決手段】 熱分解キルン炉１に熱分解ガスライン１６を介して熱分解ガス燃焼炉３３を接続する。熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に誘引通風機３７を備える。熱分解ガス燃焼炉３３に接続した排ガス取出ライン３９を、熱分解キルン炉１の加熱流路６の加熱ガス入口１８に接続し、加熱ガス出口２２に接続した排ガス循環ライン５０を、排ガス取出ライン３９の途中位置に接続する。熱分解キルン炉１にて廃棄物１２を熱分解、炭化処理して生成する熱分解ガス３は、誘引通風機３７により全量を熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて燃焼させ、発生する燃焼排ガス３８の一部に、熱分解キルン炉１の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合して所定温度に温度調整した燃焼排ガス３８を、熱分解キルン炉１の加熱流路６へ熱源として供給させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物やバイオマス等の廃棄物を外熱により熱分解、炭化処理して炭化物を回収できるようにしてある炭化炉の加熱方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物の処理システムのうち、廃棄物を焼却炉で燃焼するようにした燃焼方式に代るものとして、近年では、廃棄物を低酸素雰囲気で加熱することにより熱分解させて、可燃性の熱分解ガスと、熱分解残渣としての炭化物（チャー）及び灰分を発生させ、該熱分解ガスと熱分解残渣を溶融炉へ導き、少ない空気量（たとえば、空気比１．３程度）で高温にして燃焼させ、溶融スラグとして取り出すようにし、更に排ガスは排ガス処理装置で処理して大気へ放出するようにした廃棄物の熱分解ガス化溶融設備や、上記熱分解ガスは燃焼炉で燃焼させた後、排ガス処理を施してから大気へ放出させるようにし、一方、熱分解残渣は、選別、粉砕をして炭化物を回収するようにした廃棄物の炭化処理設備（熱分解ガス化設備）が開発され、実用化されている。
【０００３】
図５は従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例の概要を示すもので、一端の入口２側に供給管２ａを一体に接続し且つ他端の出口３側に排出管３ａを一体に接続した内筒４と、該内筒４の外側に同心状に配置した外筒５との間に、加熱流路６を形成し、上記外筒５と内筒４を一体で回転できるようにした熱分解キルン炉１を構成する。上記熱分解キルン炉１は、一端の入口２側よりも他端の出口３側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置し、外筒５の外周面に設けたリングギヤ７に、モータ８の出力軸のピニオン９を噛合させて、該モータ８の駆動により上記熱分解キルン炉１を回転できるようにしてある。
【０００４】
又、上記熱分解キルン炉１の入口２には、給じん機１０が供給管２ａの内側に挿入して設けてあり、投入ホッパ１１に投入された廃棄物１２を、給じん機１０により入口２へ供給するようにしてある。一方、上記熱分解キルン炉１の出口３には、熱分解ガス１３と熱分解残渣１４とを分離する分離室１５を設け、該分離室１５の上端部に熱分解ガスライン１６を接続すると共に、分離室１５の底部に熱分解残渣ライン１７を接続して、熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６より、又、熱分解残渣１４を熱分解残渣ライン１７よりそれぞれ取り出すことができるようにしてある。
【０００５】
更に、上記熱分解キルン炉１の出口３側には、上記加熱流路６に連通する加熱ガス入口１８を備えて、熱風発生炉１９と上記加熱ガス入口１８とを加熱ガス供給ライン２０で接続し、これにより、上記熱風発生炉１９で所要の燃料を燃焼させて発生させた高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０を通して加熱ガス入口１８より加熱流路６内へ供給するようにしてある。又、上記熱分解キルン炉１の入口２側には、上記加熱流路６に連通させた加熱ガス出口２２が設けてあり、該加熱ガス出口２２に接続した加熱ガス循環ライン２３を上記熱風発生炉１９に接続して、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を通過した後の加熱ガス２１ａを熱風発生炉１９へ循環させ、余りのガスを加熱ガス循環ライン２３の途中より分岐させた余剰ガスライン２４を通して下流の余剰ガスの燃焼炉（図示せず）へ送ることができるようにしてある。これにより、熱分解キルン炉１をモータ８の駆動により低速で回転させた状態において、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給しつつ、熱風発生炉１９で発生した高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０、加熱ガス入口１８を経て加熱流路６に供給して流通させることにより、内筒４内の廃棄物１２を加熱ガス２１による外熱により間接加熱して、熱分解、炭化させるようにしてある。
【０００６】
又、上記熱分解ガスライン１６は、下流の図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ接続すると共に、その途中に熱分解ガス１３を熱分解キルン炉１から取り出して下流へ圧送させるための熱分解ガスファン２５を設けて、該熱分解ガスファン２５を運転して分離室１５より熱分解ガス１３を吸引して取り出すことにより、熱分解キルン炉１の内圧を微負圧に保つようにして、低酸素雰囲気で廃棄物を熱分解、炭化させるようにしてある上記熱分解キルン炉１の炉内への空気の漏れ込みを抑えることができるようにしてある。
【０００７】
上記熱分解ガスライン１６の熱分解ガスファン２５の下流側には、開閉を調節するようにしてあるバルブ２６が設けてある。更に、上記熱分解ガスライン１６における熱分解ガスファン２５とバルブ２６との間より分岐させて設けた回収ライン２７を、上記熱風発生炉１９に接続すると共に、該回収ライン２７の途中に設けた開度を調節するためのバルブ２８と、上記熱分解ガスライン１６上のバルブ２６が、加熱ガス供給ライン２０に設けた温度調節器２９からの信号に基づいて開閉が調節されるようにしてある。これにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３は、上記熱分解ガスファン２５の運転により熱分解ガスライン１６を通して上記図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ導いて燃焼させるようにすると共に、該熱分解ガス１３の一部を上記熱風発生炉１９へ供給して加熱ガス２１を発生させるための燃料として燃焼させるようにしてある。更に、この際、上記加熱ガス供給ライン２０を流通する加熱ガス２１の温度を検出する温度調節器２９からの信号に基づいて、上記回収ライン２７上のバルブ２８と、熱分解ガスライン１６上のバルブ２６の開度をそれぞれ調整して、熱風発生炉１９へ供給する熱分解ガス１３の供給量を調整することで、該熱風発生炉１９より加熱ガス供給ライン２０を経て熱分解キルン炉１へ供給される加熱ガス２１の温度が、該熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理に必要な温度以上となるようにしてある。
【０００８】
更に、上記加熱ガス循環ライン２３における余剰ガスライン２４の分岐位置よりも上流側には、ダンパ３０と加熱ガス循環ファン３１が上流側より順に設けてあり、該加熱ガス循環ファン３１により、熱分解キルン炉１の加熱流路６より加熱ガス２１ａを誘引して熱風発生炉１９や下流の燃焼炉等へ圧送できるようにしてあり、この際、上記熱分解ガスライン１６に設けた温度調節器３２からの信号に基づいて上記ダンパ３０の開度を調整することで、熱分解キルン炉１より熱分解ガスライン１６へ導かれる熱分解ガス１３の温度が所定温度に保たれるように、上記熱分解キルン１の加熱流路６を流通する加熱ガス２１の流量が調節されるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
ところで、上記廃棄物炭化処理設備では、熱分解キルン炉１での廃棄物９の加熱を、内筒４の鉄皮を介した間接加熱により行わせるようにしてあるため、廃棄物９の熱分解温度としては４５０℃程度とする温度条件が一般的に採用されている。そのために、上記熱風発生炉１９より熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給する加熱ガス２１の温度は、５００〜５５０℃程度とすることが望まれる。したがって、上記熱風発生炉１９では、上記熱分解ガス１３を燃焼させる際に、熱分解キルン炉１の加熱流路６にて廃棄物１２の間接加熱に供されることによって３５０℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出される加熱ガス２１ａを、加熱ガス循環ライン２３を経て該熱風発生炉１９へ循環させることで、上記５００〜５５０℃程度の温度条件となる加熱ガス２１を発生させることができるようにしてある。
【００１０】
なお、上記熱分解ガス１３は、廃棄物１２の熱分解、炭化処理により発生するガスであるため、上記熱分解ガス１３を図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉にて燃焼させる場合は、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、８００℃以上の高温で燃焼させる必要がある。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１９３９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記熱分解キルン炉１の分離室１５で分離された熱分解ガス１３には、タール分とダスト分が多く含まれていることから、熱分解ガスライン１６上の熱分解ガスファン２５では、上記熱分解ガス１３中のタール分やダスト分の付着による動作不良や振動発生への対策が必要であり、又、熱分解ガスライン１６上のバルブ２６や回収ライン２７上のバルブ２８にも、上記熱分解ガス１３中のタール分やダスト分の付着による動作不良への対策が必要である。しかし、このような対策を講じても上記熱分解ガスファン２５やバルブ２６，２８に対する上記タール分やダスト分の付着を完全に防止することは難しいというのが実状である。更に、機器点数が多く、設備費も嵩んでしまう。
【００１３】
しかも、図５に示した廃棄物炭化処理設備では、熱分解ガス１３を燃焼させるために、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供するための加熱ガス２１を発生させるための熱風発生炉１９と、図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉という２つの燃焼炉を必要とすることから、このことによっても機器点数が多くなってしまっている。
【００１４】
そのため、本発明者等は、上記熱分解ガスライン１６上の熱分解ガスファン２５やバルブ２６、回収ライン２７上のバルブ２８に上記熱分解ガス１３中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、しかも、熱分解ガス１３を燃焼させるために用いる燃焼炉の数を削減できるようにするための手段の１つとして、たとえば、図６に示す如く、図５に示したと同様の炭化炉としての熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出す熱分解ガスライン１６を、熱分解ガス燃焼炉３３へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを順に設け、更に、上記熱分解ガス燃焼炉３３より燃焼排ガス３８の一部を取り出すための排ガス取出ライン３９を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続し、更に、加熱ガス出口２２に接続したダンパ４１と排ガス排出ファン４２を順に備えた排ガス排出ライン４０の下流側端部を、上記熱分解ガス燃焼炉３３へ接続した構成とすることを考えた。
【００１５】
かかる構成によれば、上記誘引通風機３７の運転による誘引通風作用により、上記熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して熱分解ガス燃焼炉３３へ導くことが可能になると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３で上記熱分解ガス１３の全量を燃焼させることが可能になる。更には、上記熱分解ガス燃焼炉３３における熱分解ガス１３の燃焼により発生する燃焼排ガス３８の一部を、排ガス取出ライン３９を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６を流通させることにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供することが可能になると考えられる。なお、３８ａは上記熱分解ガスキルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスであり、該温度低下した燃焼排ガス３８ａは、上記熱分解ガス燃焼炉３３へ戻すようにしてある。
【００１６】
しかし、上記熱分解ガス燃焼炉３３では、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、熱分解ガス１３を８００℃以上の高温で燃焼させる必要があることから、該熱分解ガス燃焼炉３３で発生する燃焼排ガス３８を、排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ流通させると、該熱分解キルン炉１が７００〜８００℃程度の高温で加熱されるようになってしまうため、廃棄物１２の熱分解温度である４５０℃程度の炉内温度を得るためには、伝熱面にキャスタブルを貼る等して伝熱効率を低下させるようにする必要が生じてしまう。又、熱分解キルン炉１の構成材料が６００〜７００℃の雰囲気に曝されるようになるため、構成材料の高温腐食の虞が生じると共に、ＳＵＳ製の場合は鋭敏化が発生し易くなってしまう。更に、上記熱分解ガスキルン炉１に適用可能な材料は、高温用の材料に限られるため、選択肢の幅が狭く、炭素鋼の適用が難しい。更に又、熱分解キルン炉１の熱膨張量も大きくなることから、炉の支持点等に、この大きな熱膨張を吸収させるための機構も必要とされる等、種々の問題が生じてしまう。
【００１７】
上記のような問題を解消するためには、図７に示す如く、図６に示したと同様に、熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出す熱分解ガスライン１６を、熱分解ガス燃焼炉３３へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを順に設けて、該誘引通風機３７の誘引通風作用により上記熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて、その全量を燃焼させるようにした構成において、上記熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上における排ガス処理設備３５よりも上流側位置に、上記熱分解ガス燃焼炉３３の燃焼排ガス３８と、空気４４とを熱交換させるための高温熱交換器４３を設けると共に、該高温熱交換器４３の空気出口４３ａを、加熱用空気供給ライン４５を介して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続し、該熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に接続したダンパ４７と空気循環ファン４８を備えた加熱用空気循環ライン４６の下流側端部を、上記高温熱交換器４３の空気入口４３ｂに接続し、更に、上記加熱用空気供給ライン４５の途中位置より分岐させたダンパ４９付きの分岐ライン４５ａを、上記加熱用空気循環ライン４６における上記ダンパ４７よりも上流側位置に接続してなる構成とすることが考えられる。
【００１８】
かかる構成によれば、上記熱分解ガス燃焼炉３３で廃棄物１２の熱分解ガス１３を８００℃以上の高温で燃焼させることで発生する燃焼排ガス３８を、上記高温熱交換器４３にて空気４４と熱交換させ、この熱交換により５００〜５５０℃程度に加熱された空気４４を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６に流通させることができるようになるため、上記図６の設備で懸念される熱分解キルン炉１の高温腐食等の問題は軽減されると考えられる。
【００１９】
しかし、上記高温熱交換器４３は、高温での熱交換を行うものであることから、材質、構造についての高度の信頼性が必要になる。そのために、上記燃焼排ガス３８による高温腐食やダストの影響を低減できるようにするには、上記高温熱交換器４３の構造を簡略化することが有利であるが、このように構造の簡略化を図ると、該高温熱交換機４３のサイズが非常に大きくなるという問題が生じてしまう。
【００２０】
なお、図６及び図７において図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００２１】
そこで、本発明は、廃棄物の炭化炉より熱分解ガスを取り出す熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブを不要にできると共に、機器点数を削減することができ、しかも、サイズが大となる高温熱交換器を要することなく炭化炉の加熱流路へ廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に所望される温度に温度調整された加熱用のガスを供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行うことができるようにするための廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法とする。
【００２３】
更に、上記において、炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにする。
【００２４】
又、請求項３に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有する炭化炉の加熱装置とする。
【００２５】
更に、上記構成において、熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とする。
【００２６】
上述の各構成において、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とする。
【００２７】
更に、上記構成において、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とする。
【００２８】
同様に、上記構成において、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法としてあるので、従来の廃棄物炭化処理設備のように上記炭化炉の加熱流路に流通させるための高温のガスを発生させるための熱風発生炉と、熱分解ガスを燃焼させるための燃焼炉や溶融炉を別々に設けていた場合に比して、熱分解ガスの燃焼炉の数を削減できる。したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。
（２）加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有する炭化炉の加熱装置とすることにより、上記（１）の方法を実施するための装置構成を容易に実現できる。
（３）熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記圧力調整器によって上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上のダンパの開度を適宜制御することで、炭化炉の炉内圧力を負圧に保持したまま、該炭化炉で発生する廃棄物の熱分解ガスを、上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに設けた誘引通風機の誘引通風作用によって該熱分解ガス燃焼炉へ導くことができる。このため、上記炭化炉と熱分解ガス燃焼炉とを接続する熱分解ラインに、ファンや弁を設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガスにタール分が含まれている場合であっても、熱分解ガスライン内に上記タール分が付着して不具合が生じる虞を大幅に低減させることが可能になる。
（４）排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記（１）で示したように熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスに対し、排ガス循環ラインを通して導かれる炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを混合させる際に、両者の混合割合を、炭化炉の加熱流路へ供給される燃焼排ガスの温度に応じて調整することができる。更に、排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に設けたダンパの開度を圧力調整器で制御して、排ガス循環ラインの排ガス循環ファンの吸込側（１次側）に存在している炭化炉の加熱流路の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉の内圧よりも低減させることで、上記熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスを、熱分解炉の加熱流路へ確実に導くことができる。
（５）更に、上記炭化炉の加熱流路へ流通させる燃焼排ガスの温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、炭化炉にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物の燃料比に関連する炭化物中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物の発熱量を調整したり、炭化物の質の安定化を図ることが可能になる。
（６）排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉の加熱流路へ流通させるために所要温度に温度調整してある燃焼排ガスの一部を供給して、該加熱対象機器を加熱させることができる。
（７）排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを供給して該加熱対象機器を加熱できる。よって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスに残存する熱を有効利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の炭化炉の加熱方法及び装置の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００３２】
すなわち、図１に示す炭化炉の加熱装置は、炭化炉として、図５に示したと同様の熱分解キルン炉１を備え、且つ図６に示したと同様に、該熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出すための熱分解ガスライン１６の先端部（下流側端部）を、熱分解ガス燃焼炉３３に接続する。該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４には、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを上流側より順に設ける。上記熱分解ガス燃焼炉３３の所要個所に上流側端部を接続して燃焼排ガス３８の一部を取り出すことができるようにしてある排ガス循環ライン３９の下流側端部を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続する。
【００３３】
更に、上記排ガス取出ライン３９の途中位置に、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に接続した排ガス循環ライン５０の下流側端部を接続する。上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理により発生した後、分離室１５にて炭化物１４と分離される可燃性の熱分解ガス１３を、上記誘引通風機３７の誘引通風作用により上記熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて、該熱分解ガス１３の全量を８００℃以上の燃焼温度で燃焼させる。更に、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて発生する高温の燃焼排ガス３８の一部を排ガス取出ライン３９へ取り出し、この排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ導かれる上記高温の燃焼排ガス３８に対し、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通して廃棄物１２の熱分解用熱源に供されることによって３５０℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出される燃焼排ガス３８ａを、排ガス循環ライン５０を通して導いて混合させることにより、５００〜５５０℃程度の燃焼排ガス３８としてから、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して、上記所定温度に温度調整された燃焼排ガス３８を、加熱ガスとして加熱流路６へ流通させることで、該熱分解キルン炉１の内筒４内に供給された廃棄物１２を、上記所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として間接加熱して、該廃棄物１２の熱分解、炭化処理を行わせることができるようにしてある。
【００３４】
詳述すると、上記排ガス取出ライン３９には、排ガス循環ライン５０の接続位置よりも上流側位置に、開度を調整するためのダンパ５１を設けると共に、排ガス循環ライン５０の接続位置よりも下流側位置に、上記ダンパ５１を制御するための温度調節器５２が設けてある。
【００３５】
上記排ガス循環ライン５０の途中位置には、余剰の燃焼排ガス３８ａを上記熱分解ガス燃焼炉３３へ送るための開閉ダンパ５４付きの余剰ガスライン５３が分岐させて設けてある。
【００３６】
更に、上記排ガス循環ライン５０における上記余剰ガスライン５３の分岐位置よりも上流側には、ダンパ５５と、燃焼排ガス３８ａを循環させるための排ガス循環ファン５６と、上記ダンパ５５の開閉量を制御するための流量調節器５７が上流側より順に設けてある。又、上記排ガス循環ライン５０における余剰ガスライン５３の分岐位置よりも下流側には、開度を調整するためのダンパ５８と、該ダンパ５８を制御する圧力調節器５９が上流側より順に設けてある。
【００３７】
ここで、上記流量調節器５７と温度調節器５２と圧力調節器５９の機能について説明する。上記流量調節器５７は、排ガス循環ライン５０の排ガス循環ファン５６の上流側に設けてあるダンパ５５の開度を制御して、排ガス循環ライン５０における上記流量調節器５７の設置個所を流通する燃焼排ガス３８ａの流量、すなわち、上記排ガス循環ファン５６の吸入量の調整を行うことで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通する燃焼排ガス３８の流量を変化させることができるようにしてある。したがって、たとえば、熱分解キルン炉１へ装入される廃棄物１２の量や性状に応じて上記流量調節器５７の設定を適宜変更することで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６に流通させる燃焼排ガス３８の流量を適切に設定することができるようにしてある。
【００３８】
次に、上記温度調節器５２は、上記排ガス循環ファン５６の運転により、上記流量調節器５７によって設定された流量で燃焼排ガス３８が排ガス取出ライン３９より上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ誘引されるときに、上記燃焼排ガス取出ライン３９上のダンパ５１の開度を制御することで、上記熱分解ガス燃焼炉３３より新たに排ガス取出ライン３９へ取り出されて上記加熱ガス入口１８へ向かう高温の燃焼排ガス３８の量と、上記熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供されることによって約３５０℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出された後、上記排ガス循環ライン５０を経て上記排ガス取出ライン３９へ流入させられる燃焼排ガス３８ａの量とを適宜変更できるようにしてある。したがって、上記熱分解ガス燃焼炉３３より新たに取り出された高温の燃焼排ガス３８に対し、上記約３５０℃まで温度低下した燃焼排ガス３８ａの混合量を適宜調整することで、排ガス取出ライン３９を通して上記加熱ガス入口１８へ達するボイラ排ガス３８の温度を、５００〜５５０℃程度となるように調節できるようにしてある。
【００３９】
更に、上記圧力調節器５９は、上記熱分解ガス燃焼炉３３が、通常、誘引通風機３７によって内圧が負圧になるよう制御されていることに鑑みて、このように熱分解ガス燃焼炉３３の内圧が負圧になっていても、上述したように流量調節器５７により設定された流量で、且つ上記温度調節器５２により上記所定の温度条件に調節された燃焼排ガス３８を上記排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給できるようにするために、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６の設置位置よりも下流側の流路を、ダンパ５８により適宜絞ることで、該排ガス循環ファン５６の吸入作用によって、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉３３の内圧よりも低い圧力に保持することができるようにしてある。
【００４０】
更に又、上記熱分解キルン炉１に、該熱分解キルン炉１の炉内圧力に応じて上記熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上における誘引通風器３７の上流側に設けてあるダンパ３６の開閉量を制御するための圧力調節器６０を設ける。これにより、該圧力調節器６０にて上記排ガスライン３４上のダンパ３６の開閉量を制御することで、熱分解キルン炉１の熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して導くようにしてある上記熱分解ガス燃焼炉３３から排ガスライン３４へ排出される燃焼排ガス３８の誘引通風量を調節して、上記熱分解キルン炉１の炉内圧力を常に負圧に制御できるようにしてある。
【００４１】
なお、図示してないが、上記熱分解ガス燃焼炉３３には、起動時に化石燃料等の起動用燃料を燃焼させて高温の燃焼排ガスを発生させるための起動用バーナが装備してあるものとする。その他、図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００４２】
以上の構成としてある炭化炉の加熱装置を使用する場合は、たとえば、排ガス取出ライン３９上のダンパ５１と、余剰排ガスライン５３上の開閉ダンパ５４を共に閉じた状態で、上記熱分解ガス燃焼炉３３の図示しない起動用バーナにて起動用燃料を燃焼させることにより、該熱分解ガス燃焼炉３３にて高温の燃焼排ガス３８を発生させた状態とし、この状態において、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６を運転すると共に、上記排ガス取出ライン３９上のダンパ５１を所要量開くことで、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により上記熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出した燃焼排ガス３８を、上記流量調節器５７で設定された流量で、且つ上記温度調節器５２により調節された所定の温度となるようにした状態で、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６を流通させる。この状態で、図５に示したものと同様に、モータ８により熱分解キルン炉１を低速で回転させると共に、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給すると、内筒４内の廃棄物１２は、上記加熱流路６を流通する上記燃焼排ガス３８による外熱により間接加熱されて、熱分解、炭化処理されるようになる。
【００４３】
上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３と炭化物１４のうち、炭化物１４は、図５に示したものと同様に、分離室１５で熱分解ガス１３と分離した後、炭化物取出ライン１７へ取り出すようにする。
【００４４】
一方、上記分離室１５にて炭化物１４と分離された熱分解ガス１３は、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に設けてある誘引通風機３７の誘引通風作用によって熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ誘引されて、その全量が燃焼させられるようになる。
【００４５】
したがって、その後、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて図示しない起動用バーナにおける起動用燃料の燃焼を停止させると、それ以降は、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて熱分解ガス１３を燃焼させることによって生じる燃焼排ガス３８の一部が、排ガス取出ライン３９へ取り出され、熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８まで導かれる途中で、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後に温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０を通して導かれる燃焼排ガス３８ａが混合されることで所定温度に温度調整され、この所定温度に温度調整された燃焼排ガス３８が、上記加熱ガス入口１８へ供給されて熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通させられるようになることから、該所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として、熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理が継続して行われるようになる。
【００４６】
上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれる燃焼排ガス３８ａは、その一部が、上記したように排ガス取出ライン３９へ循環させられて、上記温度調節器５２によって流量が制御される燃焼排ガス３８の温度調整のために用いられる。上記燃焼排ガス３８ａの余剰分となる残部は、開閉ダンパ５４を開くことで、余剰排ガスライン５３を経て上記熱分解ガス燃焼炉３３へ送られて、該熱分解ガス燃焼炉３３で発生している燃焼排ガス３８に混入させるようにしてある。
【００４７】
このように、本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置によれば、上記温度調節器５２と流量調節器５７と圧力調節器５９により、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ流通させる燃焼排ガス３８の温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、熱分解キルン炉１にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物１２の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物１４を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物１４の燃料比に関連する炭化物１４中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物１４の発熱量を調整したり、炭化物１４の質の安定化を図ることが可能になる。
【００４８】
更に、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解により発生する熱分解ガス１３は、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上に設けてある誘引通風機３７の誘引通風作用によって熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ導くことができるため、上記熱分解ガスライン１６に、従来のように熱分解ガスファンやバルブやダンパを設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガス１３にタール分やダスト分が多く含まれている場合であっても、熱分解ガスライン１６内における上記タール分やダスト分の付着による不具合が発生する虞を大幅に低減させることが可能になる。これにより、プラント設備の信頼性を向上させることが可能になり、長期の連続運転に有利なものとすることができる。
【００４９】
しかも、上記熱分解ガス１３は、その全量を熱分解ガス燃焼炉３３で燃焼させることができると共に、この熱分解ガス１３の燃焼により生じた燃焼排ガス３８の一部を、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源として用いるようにしてあることから、図５に示した如き従来の廃棄物炭化処理設備のように、廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源とするための加熱ガス２１を発生させるための熱風炉１９と、余剰の熱分解ガス１３を燃焼させるための燃焼炉や溶融炉とを設ける構成に比して、熱分解ガス１３を燃焼させる燃焼炉の数を減らすことができる。
【００５０】
したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。
【００５１】
更に又、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６には、５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を流通させるようにしてあるため、該熱分解キルン炉１に高温腐食が発生する虞を低減させることができ、熱分解キルン炉１の構成材料の選択肢を広げることができる。これにより、熱分解キルン炉１の構成材料として、炭素鋼、ボイラ材料、ＳＵＳ３０４材やＳＵＳ３０４Ｌ材等の一般材料を採用することが可能になる。
【００５２】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の変形例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、排ガス循環ライン５０より分岐させて設けた余剰排ガスライン５３の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉３３に接続した構成に代えて、余剰排ガスライン５３の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４における排ガス処理設備３５の上流側位置に接続するようにしたものである。
【００５３】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００５４】
本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれるボイラ排ガス３８ａのうち、排ガス取出ライン３９へ循環させて燃焼排ガス３８の温度調整のために用いられる一部を除く余剰分は、余剰排ガスライン５３を経て上記熱分解ガス燃焼炉３３より排ガスライン３４へ排出される燃焼排ガス３８に混入させた状態で、排ガス処理設備３５へ導いて排ガス処理を行わせることができる。
【００５５】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解ガス燃焼炉３３で熱分解ガス１３を燃焼させることにより発生させる燃焼排ガス３８の有する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器６１の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
【００５６】
具体的には、排ガス取出ライン３９における温度調節器５２よりも下流側位置より排ガス分取ライン６２を分岐させて設けると共に、該排ガス分取ライン６２の下流側端部を、上記加熱対象機器６１における加熱ガス入口６１aに接続する。
【００５７】
更に、図１に示したものと同様の排ガス循環ライン５０において、流量調節器５７を、排ガス循環ファン５６の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に流量調節器５７を設け、上記加熱対象機器６１の加熱ガス出口６１ｂに接続したダンパ６４と該ダンパ６４の開閉を制御する流量調節器６５を備えた排ガス排出ライン６３の下流側端部を、上記排ガス循環ライン５０における上記流量調節器５７と排ガス循環ファン５６の間の位置に接続する。
【００５８】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００５９】
本実施の形態によれば、図１に示したものと同様に、熱分解ガス１３を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出される高温の燃焼排ガス３８の一部に、上記排ガス循環ライン５０を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２より導いた熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合させることで５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６の運転により上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ導いて流通させる際に、上記排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に設けた流量調節器５７により、ダンパ５５の開度を調節することで上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ所望の流量で上記所定温度の燃焼排ガス３８を流通させるようにしながら、上記排ガス排出ライン６３上の流量調節器６５に設定された所要の開度で該排ガス排出ライン６３上のダンパ６４を開くと、上記排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１へ供給されている上記５００〜５５０℃に温度調整された燃焼排ガス３８の一部が、排ガス分取ライン６２を通して上記加熱対象機器６１の加熱ガス入口６１ａへ供給される。これにより、該加熱対象機器６１を、上記所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として加熱することができる。
【００６０】
上記加熱対象機器６１の加熱に供された後に、所要温度まで温度低下した状態で加熱ガス出口６１ｂより排出される燃焼排ガス３８ａは、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により、排ガス排出ライン６３を通して排ガス循環ライン５０を流通する燃焼排ガス３８ａに混入させて処理することができる。
【００６１】
図４は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス３８ａに残存する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器６６の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
【００６２】
具体的には、図１に示したものと同様の排ガス循環ライン５０において、流量調節器５７を、排ガス循環ファン５６の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に流量調節器５７を設け、上記流量調節器５７と排ガス循環ファン５６との間に位置する排ガス循環ライン５０に、上記加熱対象機器６６の加熱ガス入口６６ａに下流側端部が接続してある排ガス分取ライン６７の上流側端部と、加熱ガス出口６６ｂに上流側端部が接続してある排ガス排出ライン６８の下流側端部とを、上流側より順に接続する。
【００６３】
更に、上記加熱対象機器６６に、該加熱対象機器６６の温度に応じて上記排ガス循環ライン５０における上記排ガス分取ライン６７の接続個所と排ガス取出ライン６８の接続個所の間に設けたダンパ７０と、上記排ガス排出ライン６８に設けたダンパ７１の開閉量を制御するための温度調節器６９を設ける。
【００６４】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００６５】
本実施の形態によれば、図１に示したものと同様に、熱分解ガス１３を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出される高温の燃焼排ガス３８の一部に、上記排ガス循環ライン５０を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２より導いた熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合させることで５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６の運転により上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ導いて流通させる際に、上記温度調節器６９により、上記排ガス循環ライン５０上のダンパ７０の開度を絞ると共に、上記排ガス排出ライン６８上のダンパ７１の開度を増加させると、上記熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後に約３５０℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれる燃焼排ガス３８ａの一部を、上記排ガス分取ライン６７、加熱対象機器６６、排ガス排出ライン６８を順に経る経路へ迂回させて流通させることができる。よって、上記加熱対象機器６６を、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス３８ａに残存する約３５０℃の熱により、上記加熱対象機器６６を加熱することができるようになる。
【００６６】
上記加熱対象機器６６の加熱に供された後の燃焼排ガス３８ａは、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により、排ガス排出ライン６８を通して排ガス循環ライン５０を流通する燃焼排ガス３８ａに混入させて処理することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、熱分解ガス燃焼炉３３より熱分解キルン炉１へ供給するための燃焼排ガス３８を取り出す個所は、上記熱分解キルン１で廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に所望されるガス温度以上の温度を有する燃焼排ガス３８を取り出すことができれば、たとえば、排ガスライン３４の上流側端部等、いかなる個所であってもよい。
【００６８】
図３の実施の形態及び図４の実施の形態における余剰排ガスライン５３の下流側端部を、図２の実施の形態と同様に、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４における排ガス処理設備３５の上流側位置に接続するようにしてもよい。
【００６９】
廃棄物１２の炭化炉は、加熱流路６に流通させる高温のガスにより廃棄物１２を間接加熱して熱分解、炭化処理した後、生成する熱分解ガス１３と炭化物１４を分離して取り出すことができるようにしてあれば、熱分解キルン炉以外のいかなる形式の炭化炉を用いるようにしてもよい。
【００７０】
上記廃棄物１２の炭化炉の形式や、処理対象となる廃棄物１２の熱分解、炭化処理に所望される温度条件等に応じて、熱分解ガス燃焼炉３３で発生する燃焼排ガス３８と、炭化炉における廃棄物１２の熱分解、炭化処理に供した後の温度低下した燃焼排ガス３８ａとを混合して生成させる炭化炉へ供給するための燃焼排ガス３８は、５００〜５５０℃以外の任意の温度条件としてもよい。
【００７１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図５】従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例を示す概要図である。
【図６】熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の一例を示す概要図である。
【図７】熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の別の例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 熱分解キルン炉（炭化炉）
６ 加熱流路
１２ 廃棄物
１３ 熱分解ガス
１４ 炭化物
１６ 熱分解ガスライン
１８ 加熱ガス入口
２２ 加熱ガス出口
３３ 熱分解ガス燃焼炉
３４ 排ガスライン
３６ ダンパ
３７ 誘引通風機
３８，３８ａ 燃焼排ガス
３９ 排ガス取出ライン
５０ 排ガス循環ライン
５１ ダンパ
５２ 温度調節器
５３ 余剰排ガスライン
５５ ダンパ
５６ 排ガス循環ファン
５７ 流量調節器
５８ ダンパ
５９ 圧力調節器
６０ 圧力調節器
６１ 加熱対象機器
６１ａ 加熱ガス入口
６１ｂ 加熱ガス出口
６２ 排ガス分取ライン
６３ 排ガス排出ライン
６４ ダンパ
６５ 流量調節器
６６ 加熱対象機器
６６ａ 加熱ガス入口
６６ｂ 加熱ガス出口
６７ 排ガス分取ライン
６８ 排ガス排出ライン
６９ 温度調節器
７０ ダンパ
７１ ダンパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物やバイオマス等の廃棄物を外熱により熱分解、炭化処理して炭化物を回収できるようにしてある炭化炉の加熱方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物の処理システムのうち、廃棄物を焼却炉で燃焼するようにした燃焼方式に代るものとして、近年では、廃棄物を低酸素雰囲気で加熱することにより熱分解させて、可燃性の熱分解ガスと、熱分解残渣としての炭化物（チャー）及び灰分を発生させ、該熱分解ガスと熱分解残渣を溶融炉へ導き、少ない空気量（たとえば、空気比１．３程度）で高温にして燃焼させ、溶融スラグとして取り出すようにし、更に排ガスは排ガス処理装置で処理して大気へ放出するようにした廃棄物の熱分解ガス化溶融設備や、上記熱分解ガスは燃焼炉で燃焼させた後、排ガス処理を施してから大気へ放出させるようにし、一方、熱分解残渣は、選別、粉砕をして炭化物を回収するようにした廃棄物の炭化処理設備（熱分解ガス化設備）が開発され、実用化されている。
【０００３】
図５は従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例の概要を示すもので、一端の入口２側に供給管２ａを一体に接続し且つ他端の出口３側に排出管３ａを一体に接続した内筒４と、該内筒４の外側に同心状に配置した外筒５との間に、加熱流路６を形成し、上記外筒５と内筒４を一体で回転できるようにした熱分解キルン炉１を構成する。上記熱分解キルン炉１は、一端の入口２側よりも他端の出口３側が僅かに低くなるように傾斜させて横置きに配置し、外筒５の外周面に設けたリングギヤ７に、モータ８の出力軸のピニオン９を噛合させて、該モータ８の駆動により上記熱分解キルン炉１を回転できるようにしてある。
【０００４】
又、上記熱分解キルン炉１の入口２には、給じん機１０が供給管２ａの内側に挿入して設けてあり、投入ホッパ１１に投入された廃棄物１２を、給じん機１０により入口２へ供給するようにしてある。一方、上記熱分解キルン炉１の出口３には、熱分解ガス１３と熱分解残渣１４とを分離する分離室１５を設け、該分離室１５の上端部に熱分解ガスライン１６を接続すると共に、分離室１５の底部に熱分解残渣ライン１７を接続して、熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６より、又、熱分解残渣１４を熱分解残渣ライン１７よりそれぞれ取り出すことができるようにしてある。
【０００５】
更に、上記熱分解キルン炉１の出口３側には、上記加熱流路６に連通する加熱ガス入口１８を備えて、熱風発生炉１９と上記加熱ガス入口１８とを加熱ガス供給ライン２０で接続し、これにより、上記熱風発生炉１９で所要の燃料を燃焼させて発生させた高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０を通して加熱ガス入口１８より加熱流路６内へ供給するようにしてある。又、上記熱分解キルン炉１の入口２側には、上記加熱流路６に連通させた加熱ガス出口２２が設けてあり、該加熱ガス出口２２に接続した加熱ガス循環ライン２３を上記熱風発生炉１９に接続して、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を通過した後の加熱ガス２１ａを熱風発生炉１９へ循環させ、余りのガスを加熱ガス循環ライン２３の途中より分岐させた余剰ガスライン２４を通して下流の余剰ガスの燃焼炉（図示せず）へ送ることができるようにしてある。これにより、熱分解キルン炉１をモータ８の駆動により低速で回転させた状態において、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給しつつ、熱風発生炉１９で発生した高温の加熱ガス（熱風）２１を、加熱ガス供給ライン２０、加熱ガス入口１８を経て加熱流路６に供給して流通させることにより、内筒４内の廃棄物１２を加熱ガス２１による外熱により間接加熱して、熱分解、炭化させるようにしてある。
【０００６】
又、上記熱分解ガスライン１６は、下流の図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ接続すると共に、その途中に熱分解ガス１３を熱分解キルン炉１から取り出して下流へ圧送させるための熱分解ガスファン２５を設けて、該熱分解ガスファン２５を運転して分離室１５より熱分解ガス１３を吸引して取り出すことにより、熱分解キルン炉１の内圧を微負圧に保つようにして、低酸素雰囲気で廃棄物を熱分解、炭化させるようにしてある上記熱分解キルン炉１の炉内への空気の漏れ込みを抑えることができるようにしてある。
【０００７】
上記熱分解ガスライン１６の熱分解ガスファン２５の下流側には、開閉を調節するようにしてあるバルブ２６が設けてある。更に、上記熱分解ガスライン１６における熱分解ガスファン２５とバルブ２６との間より分岐させて設けた回収ライン２７を、上記熱風発生炉１９に接続すると共に、該回収ライン２７の途中に設けた開度を調節するためのバルブ２８と、上記熱分解ガスライン１６上のバルブ２６が、加熱ガス供給ライン２０に設けた温度調節器２９からの信号に基づいて開閉が調節されるようにしてある。これにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３は、上記熱分解ガスファン２５の運転により熱分解ガスライン１６を通して上記図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉へ導いて燃焼させるようにすると共に、該熱分解ガス１３の一部を上記熱風発生炉１９へ供給して加熱ガス２１を発生させるための燃料として燃焼させるようにしてある。更に、この際、上記加熱ガス供給ライン２０を流通する加熱ガス２１の温度を検出する温度調節器２９からの信号に基づいて、上記回収ライン２７上のバルブ２８と、熱分解ガスライン１６上のバルブ２６の開度をそれぞれ調整して、熱風発生炉１９へ供給する熱分解ガス１３の供給量を調整することで、該熱風発生炉１９より加熱ガス供給ライン２０を経て熱分解キルン炉１へ供給される加熱ガス２１の温度が、該熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理に必要な温度以上となるようにしてある。
【０００８】
更に、上記加熱ガス循環ライン２３における余剰ガスライン２４の分岐位置よりも上流側には、ダンパ３０と加熱ガス循環ファン３１が上流側より順に設けてあり、該加熱ガス循環ファン３１により、熱分解キルン炉１の加熱流路６より加熱ガス２１ａを誘引して熱風発生炉１９や下流の燃焼炉等へ圧送できるようにしてあり、この際、上記熱分解ガスライン１６に設けた温度調節器３２からの信号に基づいて上記ダンパ３０の開度を調整することで、熱分解キルン炉１より熱分解ガスライン１６へ導かれる熱分解ガス１３の温度が所定温度に保たれるように、上記熱分解キルン１の加熱流路６を流通する加熱ガス２１の流量が調節されるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
ところで、上記廃棄物炭化処理設備では、熱分解キルン炉１での廃棄物９の加熱を、内筒４の鉄皮を介した間接加熱により行わせるようにしてあるため、廃棄物９の熱分解温度としては４５０℃程度とする温度条件が一般的に採用されている。そのために、上記熱風発生炉１９より熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給する加熱ガス２１の温度は、５００〜５５０℃程度とすることが望まれる。したがって、上記熱風発生炉１９では、上記熱分解ガス１３を燃焼させる際に、熱分解キルン炉１の加熱流路６にて廃棄物１２の間接加熱に供されることによって３５０℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出される加熱ガス２１ａを、加熱ガス循環ライン２３を経て該熱風発生炉１９へ循環させることで、上記５００〜５５０℃程度の温度条件となる加熱ガス２１を発生させることができるようにしてある。
【００１０】
なお、上記熱分解ガス１３は、廃棄物１２の熱分解、炭化処理により発生するガスであるため、上記熱分解ガス１３を図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉にて燃焼させる場合は、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、８００℃以上の高温で燃焼させる必要がある。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１９３９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記熱分解キルン炉１の分離室１５で分離された熱分解ガス１３には、タール分とダスト分が多く含まれていることから、熱分解ガスライン１６上の熱分解ガスファン２５では、上記熱分解ガス１３中のタール分やダスト分の付着による動作不良や振動発生への対策が必要であり、又、熱分解ガスライン１６上のバルブ２６や回収ライン２７上のバルブ２８にも、上記熱分解ガス１３中のタール分やダスト分の付着による動作不良への対策が必要である。しかし、このような対策を講じても上記熱分解ガスファン２５やバルブ２６，２８に対する上記タール分やダスト分の付着を完全に防止することは難しいというのが実状である。更に、機器点数が多く、設備費も嵩んでしまう。
【００１３】
しかも、図５に示した廃棄物炭化処理設備では、熱分解ガス１３を燃焼させるために、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供するための加熱ガス２１を発生させるための熱風発生炉１９と、図示しない余剰ガスの燃焼炉や溶融炉という２つの燃焼炉を必要とすることから、このことによっても機器点数が多くなってしまっている。
【００１４】
そのため、本発明者等は、上記熱分解ガスライン１６上の熱分解ガスファン２５やバルブ２６、回収ライン２７上のバルブ２８に上記熱分解ガス１３中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、しかも、熱分解ガス１３を燃焼させるために用いる燃焼炉の数を削減できるようにするための手段の１つとして、たとえば、図６に示す如く、図５に示したと同様の炭化炉としての熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出す熱分解ガスライン１６を、熱分解ガス燃焼炉３３へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを順に設け、更に、上記熱分解ガス燃焼炉３３より燃焼排ガス３８の一部を取り出すための排ガス取出ライン３９を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続し、更に、加熱ガス出口２２に接続したダンパ４１と排ガス排出ファン４２を順に備えた排ガス排出ライン４０の下流側端部を、上記熱分解ガス燃焼炉３３へ接続した構成とすることを考えた。
【００１５】
かかる構成によれば、上記誘引通風機３７の運転による誘引通風作用により、上記熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して熱分解ガス燃焼炉３３へ導くことが可能になると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３で上記熱分解ガス１３の全量を燃焼させることが可能になる。更には、上記熱分解ガス燃焼炉３３における熱分解ガス１３の燃焼により発生する燃焼排ガス３８の一部を、排ガス取出ライン３９を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６を流通させることにより、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供することが可能になると考えられる。なお、３８ａは上記熱分解ガスキルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスであり、該温度低下した燃焼排ガス３８ａは、上記熱分解ガス燃焼炉３３へ戻すようにしてある。
【００１６】
しかし、上記熱分解ガス燃焼炉３３では、ダイオキシン類等を分解できるようにするために、熱分解ガス１３を８００℃以上の高温で燃焼させる必要があることから、該熱分解ガス燃焼炉３３で発生する燃焼排ガス３８を、排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ流通させると、該熱分解キルン炉１が７００〜８００℃程度の高温で加熱されるようになってしまうため、廃棄物１２の熱分解温度である４５０℃程度の炉内温度を得るためには、伝熱面にキャスタブルを貼る等して伝熱効率を低下させるようにする必要が生じてしまう。又、熱分解キルン炉１の構成材料が６００〜７００℃の雰囲気に曝されるようになるため、構成材料の高温腐食の虞が生じると共に、ＳＵＳ製の場合は鋭敏化が発生し易くなってしまう。更に、上記熱分解ガスキルン炉１に適用可能な材料は、高温用の材料に限られるため、選択肢の幅が狭く、炭素鋼の適用が難しい。更に又、熱分解キルン炉１の熱膨張量も大きくなることから、炉の支持点等に、この大きな熱膨張を吸収させるための機構も必要とされる等、種々の問題が生じてしまう。
【００１７】
上記のような問題を解消するためには、図７に示す如く、図６に示したと同様に、熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出す熱分解ガスライン１６を、熱分解ガス燃焼炉３３へ接続すると共に、該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを順に設けて、該誘引通風機３７の誘引通風作用により上記熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて、その全量を燃焼させるようにした構成において、上記熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上における排ガス処理設備３５よりも上流側位置に、上記熱分解ガス燃焼炉３３の燃焼排ガス３８と、空気４４とを熱交換させるための高温熱交換器４３を設けると共に、該高温熱交換器４３の空気出口４３ａを、加熱用空気供給ライン４５を介して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続し、該熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に接続したダンパ４７と空気循環ファン４８を備えた加熱用空気循環ライン４６の下流側端部を、上記高温熱交換器４３の空気入口４３ｂに接続し、更に、上記加熱用空気供給ライン４５の途中位置より分岐させたダンパ４９付きの分岐ライン４５ａを、上記加熱用空気循環ライン４６における上記ダンパ４７よりも上流側位置に接続してなる構成とすることが考えられる。
【００１８】
かかる構成によれば、上記熱分解ガス燃焼炉３３で廃棄物１２の熱分解ガス１３を８００℃以上の高温で燃焼させることで発生する燃焼排ガス３８を、上記高温熱交換器４３にて空気４４と熱交換させ、この熱交換により５００〜５５０℃程度に加熱された空気４４を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６に流通させることができるようになるため、上記図６の設備で懸念される熱分解キルン炉１の高温腐食等の問題は軽減されると考えられる。
【００１９】
しかし、上記高温熱交換器４３は、高温での熱交換を行うものであることから、材質、構造についての高度の信頼性が必要になる。そのために、上記燃焼排ガス３８による高温腐食やダストの影響を低減できるようにするには、上記高温熱交換器４３の構造を簡略化することが有利であるが、このように構造の簡略化を図ると、該高温熱交換機４３のサイズが非常に大きくなるという問題が生じてしまう。
【００２０】
なお、図６及び図７において図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００２１】
そこで、本発明は、廃棄物の炭化炉より熱分解ガスを取り出す熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブを不要にできると共に、機器点数を削減することができ、しかも、サイズが大となる高温熱交換器を要することなく炭化炉の加熱流路へ廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に所望される温度に温度調整された加熱用のガスを供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行うことができるようにするための廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法とする。
【００２３】
更に、上記において、炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにする。
【００２４】
又、請求項３に対応して、加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有する炭化炉の加熱装置とする。
【００２５】
更に、上記構成において、熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とする。
【００２６】
上述の各構成において、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とする。
【００２７】
更に、上記構成において、排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とする。
【００２８】
同様に、上記構成において、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにする炭化炉の加熱方法としてあるので、従来の廃棄物炭化処理設備のように上記炭化炉の加熱流路に流通させるための高温のガスを発生させるための熱風発生炉と、熱分解ガスを燃焼させるための燃焼炉や溶融炉を別々に設けていた場合に比して、熱分解ガスの燃焼炉の数を削減できる。したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。
（２）加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有する炭化炉の加熱装置とすることにより、上記（１）の方法を実施するための装置構成を容易に実現できる。
（３）熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記圧力調整器によって上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上のダンパの開度を適宜制御することで、炭化炉の炉内圧力を負圧に保持したまま、該炭化炉で発生する廃棄物の熱分解ガスを、上記熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに設けた誘引通風機の誘引通風作用によって該熱分解ガス燃焼炉へ導くことができる。このため、上記炭化炉と熱分解ガス燃焼炉とを接続する熱分解ラインに、ファンや弁を設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガスにタール分が含まれている場合であっても、熱分解ガスライン内に上記タール分が付着して不具合が生じる虞を大幅に低減させることが可能になる。
（４）排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記（１）で示したように熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスに対し、排ガス循環ラインを通して導かれる炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを混合させる際に、両者の混合割合を、炭化炉の加熱流路へ供給される燃焼排ガスの温度に応じて調整することができる。更に、排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に設けたダンパの開度を圧力調整器で制御して、排ガス循環ラインの排ガス循環ファンの吸込側（１次側）に存在している炭化炉の加熱流路の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉の内圧よりも低減させることで、上記熱分解ガス燃焼炉より排ガス取出ラインへ取り出される燃焼排ガスを、熱分解炉の加熱流路へ確実に導くことができる。
（５）更に、上記炭化炉の加熱流路へ流通させる燃焼排ガスの温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、炭化炉にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物の燃料比に関連する炭化物中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物の発熱量を調整したり、炭化物の質の安定化を図ることが可能になる。
（６）排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉の加熱流路へ流通させるために所要温度に温度調整してある燃焼排ガスの一部を供給して、該加熱対象機器を加熱させることができる。
（７）排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした構成とすることにより、上記加熱対象機器に、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスを供給して該加熱対象機器を加熱できる。よって、上記炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスに残存する熱を有効利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の炭化炉の加熱方法及び装置の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【００３２】
すなわち、図１に示す炭化炉の加熱装置は、炭化炉として、図５に示したと同様の熱分解キルン炉１を備え、且つ図６に示したと同様に、該熱分解キルン炉１の分離室１５より熱分解ガス１３を取り出すための熱分解ガスライン１６の先端部（下流側端部）を、熱分解ガス燃焼炉３３に接続する。該熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４には、排ガス処理設備３５とダンパ３６と誘引通風機３７とを上流側より順に設ける。上記熱分解ガス燃焼炉３３の所要個所に上流側端部を接続して燃焼排ガス３８の一部を取り出すことができるようにしてある排ガス循環ライン３９の下流側端部を、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８に接続する。
【００３３】
更に、上記排ガス取出ライン３９の途中位置に、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２に接続した排ガス循環ライン５０の下流側端部を接続する。上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理により発生した後、分離室１５にて炭化物１４と分離される可燃性の熱分解ガス１３を、上記誘引通風機３７の誘引通風作用により上記熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ導いて、該熱分解ガス１３の全量を８００℃以上の燃焼温度で燃焼させる。更に、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて発生する高温の燃焼排ガス３８の一部を排ガス取出ライン３９へ取り出し、この排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ導かれる上記高温の燃焼排ガス３８に対し、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通して廃棄物１２の熱分解用熱源に供されることによって３５０℃程度まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出される燃焼排ガス３８ａを、排ガス循環ライン５０を通して導いて混合させることにより、５００〜５５０℃程度の燃焼排ガス３８としてから、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して、上記所定温度に温度調整された燃焼排ガス３８を、加熱ガスとして加熱流路６へ流通させることで、該熱分解キルン炉１の内筒４内に供給された廃棄物１２を、上記所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として間接加熱して、該廃棄物１２の熱分解、炭化処理を行わせることができるようにしてある。
【００３４】
詳述すると、上記排ガス取出ライン３９には、排ガス循環ライン５０の接続位置よりも上流側位置に、開度を調整するためのダンパ５１を設けると共に、排ガス循環ライン５０の接続位置よりも下流側位置に、上記ダンパ５１を制御するための温度調節器５２が設けてある。
【００３５】
上記排ガス循環ライン５０の途中位置には、余剰の燃焼排ガス３８ａを上記熱分解ガス燃焼炉３３へ送るための開閉ダンパ５４付きの余剰ガスライン５３が分岐させて設けてある。
【００３６】
更に、上記排ガス循環ライン５０における上記余剰ガスライン５３の分岐位置よりも上流側には、ダンパ５５と、燃焼排ガス３８ａを循環させるための排ガス循環ファン５６と、上記ダンパ５５の開閉量を制御するための流量調節器５７が上流側より順に設けてある。又、上記排ガス循環ライン５０における余剰ガスライン５３の分岐位置よりも下流側には、開度を調整するためのダンパ５８と、該ダンパ５８を制御する圧力調節器５９が上流側より順に設けてある。
【００３７】
ここで、上記流量調節器５７と温度調節器５２と圧力調節器５９の機能について説明する。上記流量調節器５７は、排ガス循環ライン５０の排ガス循環ファン５６の上流側に設けてあるダンパ５５の開度を制御して、排ガス循環ライン５０における上記流量調節器５７の設置個所を流通する燃焼排ガス３８ａの流量、すなわち、上記排ガス循環ファン５６の吸入量の調整を行うことで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通する燃焼排ガス３８の流量を変化させることができるようにしてある。したがって、たとえば、熱分解キルン炉１へ装入される廃棄物１２の量や性状に応じて上記流量調節器５７の設定を適宜変更することで、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６に流通させる燃焼排ガス３８の流量を適切に設定することができるようにしてある。
【００３８】
次に、上記温度調節器５２は、上記排ガス循環ファン５６の運転により、上記流量調節器５７によって設定された流量で燃焼排ガス３８が排ガス取出ライン３９より上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ誘引されるときに、上記燃焼排ガス取出ライン３９上のダンパ５１の開度を制御することで、上記熱分解ガス燃焼炉３３より新たに排ガス取出ライン３９へ取り出されて上記加熱ガス入口１８へ向かう高温の燃焼排ガス３８の量と、上記熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供されることによって約３５０℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排出された後、上記排ガス循環ライン５０を経て上記排ガス取出ライン３９へ流入させられる燃焼排ガス３８ａの量とを適宜変更できるようにしてある。したがって、上記熱分解ガス燃焼炉３３より新たに取り出された高温の燃焼排ガス３８に対し、上記約３５０℃まで温度低下した燃焼排ガス３８ａの混合量を適宜調整することで、排ガス取出ライン３９を通して上記加熱ガス入口１８へ達するボイラ排ガス３８の温度を、５００〜５５０℃程度となるように調節できるようにしてある。
【００３９】
更に、上記圧力調節器５９は、上記熱分解ガス燃焼炉３３が、通常、誘引通風機３７によって内圧が負圧になるよう制御されていることに鑑みて、このように熱分解ガス燃焼炉３３の内圧が負圧になっていても、上述したように流量調節器５７により設定された流量で、且つ上記温度調節器５２により上記所定の温度条件に調節された燃焼排ガス３８を上記排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１の加熱流路６へ供給できるようにするために、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６の設置位置よりも下流側の流路を、ダンパ５８により適宜絞ることで、該排ガス循環ファン５６の吸入作用によって、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６の内圧を、上記熱分解ガス燃焼炉３３の内圧よりも低い圧力に保持することができるようにしてある。
【００４０】
更に又、上記熱分解キルン炉１に、該熱分解キルン炉１の炉内圧力に応じて上記熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上における誘引通風器３７の上流側に設けてあるダンパ３６の開閉量を制御するための圧力調節器６０を設ける。これにより、該圧力調節器６０にて上記排ガスライン３４上のダンパ３６の開閉量を制御することで、熱分解キルン炉１の熱分解ガス１３を熱分解ガスライン１６を通して導くようにしてある上記熱分解ガス燃焼炉３３から排ガスライン３４へ排出される燃焼排ガス３８の誘引通風量を調節して、上記熱分解キルン炉１の炉内圧力を常に負圧に制御できるようにしてある。
【００４１】
なお、図示してないが、上記熱分解ガス燃焼炉３３には、起動時に化石燃料等の起動用燃料を燃焼させて高温の燃焼排ガスを発生させるための起動用バーナが装備してあるものとする。その他、図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００４２】
以上の構成としてある炭化炉の加熱装置を使用する場合は、たとえば、排ガス取出ライン３９上のダンパ５１と、余剰排ガスライン５３上の開閉ダンパ５４を共に閉じた状態で、上記熱分解ガス燃焼炉３３の図示しない起動用バーナにて起動用燃料を燃焼させることにより、該熱分解ガス燃焼炉３３にて高温の燃焼排ガス３８を発生させた状態とし、この状態において、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６を運転すると共に、上記排ガス取出ライン３９上のダンパ５１を所要量開くことで、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により上記熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出した燃焼排ガス３８を、上記流量調節器５７で設定された流量で、且つ上記温度調節器５２により調節された所定の温度となるようにした状態で、上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８へ供給して加熱流路６を流通させる。この状態で、図５に示したものと同様に、モータ８により熱分解キルン炉１を低速で回転させると共に、投入ホッパ１１内の廃棄物１２を給じん機１０により熱分解キルン炉１内へ徐々に供給すると、内筒４内の廃棄物１２は、上記加熱流路６を流通する上記燃焼排ガス３８による外熱により間接加熱されて、熱分解、炭化処理されるようになる。
【００４３】
上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する熱分解ガス１３と炭化物１４のうち、炭化物１４は、図５に示したものと同様に、分離室１５で熱分解ガス１３と分離した後、炭化物取出ライン１７へ取り出すようにする。
【００４４】
一方、上記分離室１５にて炭化物１４と分離された熱分解ガス１３は、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４に設けてある誘引通風機３７の誘引通風作用によって熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ誘引されて、その全量が燃焼させられるようになる。
【００４５】
したがって、その後、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて図示しない起動用バーナにおける起動用燃料の燃焼を停止させると、それ以降は、上記熱分解ガス燃焼炉３３にて熱分解ガス１３を燃焼させることによって生じる燃焼排ガス３８の一部が、排ガス取出ライン３９へ取り出され、熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８まで導かれる途中で、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後に温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０を通して導かれる燃焼排ガス３８ａが混合されることで所定温度に温度調整され、この所定温度に温度調整された燃焼排ガス３８が、上記加熱ガス入口１８へ供給されて熱分解キルン炉１の加熱流路６を流通させられるようになることから、該所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として、熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理が継続して行われるようになる。
【００４６】
上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれる燃焼排ガス３８ａは、その一部が、上記したように排ガス取出ライン３９へ循環させられて、上記温度調節器５２によって流量が制御される燃焼排ガス３８の温度調整のために用いられる。上記燃焼排ガス３８ａの余剰分となる残部は、開閉ダンパ５４を開くことで、余剰排ガスライン５３を経て上記熱分解ガス燃焼炉３３へ送られて、該熱分解ガス燃焼炉３３で発生している燃焼排ガス３８に混入させるようにしてある。
【００４７】
このように、本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置によれば、上記温度調節器５２と流量調節器５７と圧力調節器５９により、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ流通させる燃焼排ガス３８の温度、流量、圧力をそれぞれ制御することで、熱分解キルン炉１にて熱分解、炭化処理すべき廃棄物１２の量や質の変動に応じて、熱分解、炭化処理に必要な熱量及び温度を適宜調節できる。したがって、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理によって発生する炭化物１４を、燃料等として利用することを目的として回収する場合に、回収される炭化物１４の燃料比に関連する炭化物１４中の揮発分や固定炭素の量を調整して該炭化物１４の発熱量を調整したり、炭化物１４の質の安定化を図ることが可能になる。
【００４８】
更に、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解により発生する熱分解ガス１３は、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４上に設けてある誘引通風機３７の誘引通風作用によって熱分解ガスライン１６を通して上記熱分解ガス燃焼炉３３へ導くことができるため、上記熱分解ガスライン１６に、従来のように熱分解ガスファンやバルブやダンパを設ける必要をなくすことができる。したがって、上記熱分解ガス１３にタール分やダスト分が多く含まれている場合であっても、熱分解ガスライン１６内における上記タール分やダスト分の付着による不具合が発生する虞を大幅に低減させることが可能になる。これにより、プラント設備の信頼性を向上させることが可能になり、長期の連続運転に有利なものとすることができる。
【００４９】
しかも、上記熱分解ガス１３は、その全量を熱分解ガス燃焼炉３３で燃焼させることができると共に、この熱分解ガス１３の燃焼により生じた燃焼排ガス３８の一部を、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源として用いるようにしてあることから、図５に示した如き従来の廃棄物炭化処理設備のように、廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源とするための加熱ガス２１を発生させるための熱風炉１９と、余剰の熱分解ガス１３を燃焼させるための燃焼炉や溶融炉とを設ける構成に比して、熱分解ガス１３を燃焼させる燃焼炉の数を減らすことができる。
【００５０】
したがって、廃棄物炭化処理設備の構成をシンプルなものとすることができると共に、運転及び維持管理、メンテナンスを容易なものとすることができる。
【００５１】
更に又、上記熱分解キルン炉１の加熱流路６には、５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を流通させるようにしてあるため、該熱分解キルン炉１に高温腐食が発生する虞を低減させることができ、熱分解キルン炉１の構成材料の選択肢を広げることができる。これにより、熱分解キルン炉１の構成材料として、炭素鋼、ボイラ材料、ＳＵＳ３０４材やＳＵＳ３０４Ｌ材等の一般材料を採用することが可能になる。
【００５２】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の変形例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、排ガス循環ライン５０より分岐させて設けた余剰排ガスライン５３の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉３３に接続した構成に代えて、余剰排ガスライン５３の下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４における排ガス処理設備３５の上流側位置に接続するようにしたものである。
【００５３】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００５４】
本実施の形態によっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理のための熱源に供された後、温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれるボイラ排ガス３８ａのうち、排ガス取出ライン３９へ循環させて燃焼排ガス３８の温度調整のために用いられる一部を除く余剰分は、余剰排ガスライン５３を経て上記熱分解ガス燃焼炉３３より排ガスライン３４へ排出される燃焼排ガス３８に混入させた状態で、排ガス処理設備３５へ導いて排ガス処理を行わせることができる。
【００５５】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解ガス燃焼炉３３で熱分解ガス１３を燃焼させることにより発生させる燃焼排ガス３８の有する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器６１の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
【００５６】
具体的には、排ガス取出ライン３９における温度調節器５２よりも下流側位置より排ガス分取ライン６２を分岐させて設けると共に、該排ガス分取ライン６２の下流側端部を、上記加熱対象機器６１における加熱ガス入口６１aに接続する。
【００５７】
更に、図１に示したものと同様の排ガス循環ライン５０において、流量調節器５７を、排ガス循環ファン５６の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に流量調節器５７を設け、上記加熱対象機器６１の加熱ガス出口６１ｂに接続したダンパ６４と該ダンパ６４の開閉を制御する流量調節器６５を備えた排ガス排出ライン６３の下流側端部を、上記排ガス循環ライン５０における上記流量調節器５７と排ガス循環ファン５６の間の位置に接続する。
【００５８】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００５９】
本実施の形態によれば、図１に示したものと同様に、熱分解ガス１３を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出される高温の燃焼排ガス３８の一部に、上記排ガス循環ライン５０を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２より導いた熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合させることで５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６の運転により上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ導いて流通させる際に、上記排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に設けた流量調節器５７により、ダンパ５５の開度を調節することで上記熱分解キルン炉１の加熱流路６へ所望の流量で上記所定温度の燃焼排ガス３８を流通させるようにしながら、上記排ガス排出ライン６３上の流量調節器６５に設定された所要の開度で該排ガス排出ライン６３上のダンパ６４を開くと、上記排ガス取出ライン３９を通して熱分解キルン炉１へ供給されている上記５００〜５５０℃に温度調整された燃焼排ガス３８の一部が、排ガス分取ライン６２を通して上記加熱対象機器６１の加熱ガス入口６１ａへ供給される。これにより、該加熱対象機器６１を、上記所定温度の燃焼排ガス３８を熱源として加熱することができる。
【００６０】
上記加熱対象機器６１の加熱に供された後に、所要温度まで温度低下した状態で加熱ガス出口６１ｂより排出される燃焼排ガス３８ａは、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により、排ガス排出ライン６３を通して排ガス循環ライン５０を流通する燃焼排ガス３８ａに混入させて処理することができる。
【００６１】
図４は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス３８ａに残存する熱を、乾燥機や空気予熱器等の所要の加熱対象機器６６の加熱用熱源として利用できるようにしたものである。
【００６２】
具体的には、図１に示したものと同様の排ガス循環ライン５０において、流量調節器５７を、排ガス循環ファン５６の下流側に設ける構成に代えて、排ガス循環ライン５０における排ガス循環ファン５６よりも上流側位置に流量調節器５７を設け、上記流量調節器５７と排ガス循環ファン５６との間に位置する排ガス循環ライン５０に、上記加熱対象機器６６の加熱ガス入口６６ａに下流側端部が接続してある排ガス分取ライン６７の上流側端部と、加熱ガス出口６６ｂに上流側端部が接続してある排ガス排出ライン６８の下流側端部とを、上流側より順に接続する。
【００６３】
更に、上記加熱対象機器６６に、該加熱対象機器６６の温度に応じて上記排ガス循環ライン５０における上記排ガス分取ライン６７の接続個所と排ガス取出ライン６８の接続個所の間に設けたダンパ７０と、上記排ガス排出ライン６８に設けたダンパ７１の開閉量を制御するための温度調節器６９を設ける。
【００６４】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００６５】
本実施の形態によれば、図１に示したものと同様に、熱分解ガス１３を燃焼させる熱分解ガス燃焼炉３３より排ガス取出ライン３９へ取り出される高温の燃焼排ガス３８の一部に、上記排ガス循環ライン５０を通して上記熱分解キルン炉１の加熱ガス出口２２より導いた熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガス３８ａを混合させることで５００〜５５０℃に温度調整した燃焼排ガス３８を、排ガス循環ライン５０上の排ガス循環ファン５６の運転により上記熱分解キルン炉１の加熱ガス入口１８より加熱流路６へ導いて流通させる際に、上記温度調節器６９により、上記排ガス循環ライン５０上のダンパ７０の開度を絞ると共に、上記排ガス排出ライン６８上のダンパ７１の開度を増加させると、上記熱分解キルン炉１にて廃棄物１２の熱分解、炭化処理の熱源に供された後に約３５０℃まで温度低下した状態で加熱ガス出口２２より排ガス循環ライン５０へ導かれる燃焼排ガス３８ａの一部を、上記排ガス分取ライン６７、加熱対象機器６６、排ガス排出ライン６８を順に経る経路へ迂回させて流通させることができる。よって、上記加熱対象機器６６を、上記熱分解キルン炉１における廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に供した後の燃焼排ガス３８ａに残存する約３５０℃の熱により、上記加熱対象機器６６を加熱することができるようになる。
【００６６】
上記加熱対象機器６６の加熱に供された後の燃焼排ガス３８ａは、上記排ガス循環ファン５６の吸引作用により、排ガス排出ライン６８を通して排ガス循環ライン５０を流通する燃焼排ガス３８ａに混入させて処理することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、熱分解ガス燃焼炉３３より熱分解キルン炉１へ供給するための燃焼排ガス３８を取り出す個所は、上記熱分解キルン１で廃棄物１２の熱分解、炭化処理用の熱源に所望されるガス温度以上の温度を有する燃焼排ガス３８を取り出すことができれば、たとえば、排ガスライン３４の上流側端部等、いかなる個所であってもよい。
【００６８】
図３の実施の形態及び図４の実施の形態における余剰排ガスライン５３の下流側端部を、図２の実施の形態と同様に、熱分解ガス燃焼炉３３の排ガスライン３４における排ガス処理設備３５の上流側位置に接続するようにしてもよい。
【００６９】
廃棄物１２の炭化炉は、加熱流路６に流通させる高温のガスにより廃棄物１２を間接加熱して熱分解、炭化処理した後、生成する熱分解ガス１３と炭化物１４を分離して取り出すことができるようにしてあれば、熱分解キルン炉以外のいかなる形式の炭化炉を用いるようにしてもよい。
【００７０】
上記廃棄物１２の炭化炉の形式や、処理対象となる廃棄物１２の熱分解、炭化処理に所望される温度条件等に応じて、熱分解ガス燃焼炉３３で発生する燃焼排ガス３８と、炭化炉における廃棄物１２の熱分解、炭化処理に供した後の温度低下した燃焼排ガス３８ａとを混合して生成させる炭化炉へ供給するための燃焼排ガス３８は、５００〜５５０℃以外の任意の温度条件としてもよい。
【００７１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の廃棄物炭化炉の加熱方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図５】従来提案されている廃棄物炭化処理設備の一例を示す概要図である。
【図６】熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の一例を示す概要図である。
【図７】熱分解ガスライン上の熱分解ガスファンやバルブ等に熱分解ガス中のタール分やダストが付着する虞を解消でき、且つ熱分解ガスを燃焼させる燃焼炉の数を削減できるようにするために従来考えられている手段の別の例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 熱分解キルン炉（炭化炉）
６ 加熱流路
１２ 廃棄物
１３ 熱分解ガス
１４ 炭化物
１６ 熱分解ガスライン
１８ 加熱ガス入口
２２ 加熱ガス出口
３３ 熱分解ガス燃焼炉
３４ 排ガスライン
３６ ダンパ
３７ 誘引通風機
３８，３８ａ 燃焼排ガス
３９ 排ガス取出ライン
５０ 排ガス循環ライン
５１ ダンパ
５２ 温度調節器
５３ 余剰排ガスライン
５５ ダンパ
５６ 排ガス循環ファン
５７ 流量調節器
５８ ダンパ
５９ 圧力調節器
６０ 圧力調節器
６１ 加熱対象機器
６１ａ 加熱ガス入口
６１ｂ 加熱ガス出口
６２ 排ガス分取ライン
６３ 排ガス排出ライン
６４ ダンパ
６５ 流量調節器
６６ 加熱対象機器
６６ａ 加熱ガス入口
６６ｂ 加熱ガス出口
６７ 排ガス分取ライン
６８ 排ガス排出ライン
６９ 温度調節器
７０ ダンパ
７１ ダンパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにすることを特徴とする炭化炉の加熱方法。
【請求項２】
炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにする請求項１記載の炭化炉の加熱方法。
【請求項３】
加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有することを特徴とする炭化炉の加熱装置。
【請求項４】
熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした請求項３記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項５】
排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした請求項３又は４記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項６】
排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした請求項５記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項７】
排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした請求項５記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項１】
加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉で燃焼させ、該熱分解ガス燃焼炉で発生する燃焼排ガスの一部を、炭化炉における廃棄物の熱分解、炭化処理用の熱源に供された後の温度低下した燃焼排ガスと混合して所要温度に温度調整した後、該所要温度に温度調整された燃焼排ガスを、炭化炉の加熱用ガスとして上記炭化炉の加熱流路へ供給して、廃棄物の熱分解、炭化処理を行わせるようにすることを特徴とする炭化炉の加熱方法。
【請求項２】
炭化炉より取り出される熱分解ガスを、熱分解ガス燃焼炉の排ガスライン上に設けた誘引通風機の誘引通風作用により、上記炭化炉より熱分解ガスラインを経て熱分解ガス燃焼炉へ導くようにする請求項１記載の炭化炉の加熱方法。
【請求項３】
加熱流路を流通させる高温のガスにより廃棄物を間接加熱して熱分解、炭化処理し、生成する熱分解ガスと炭化物を分離して回収できるようにしてある炭化炉より熱分解ガスを取り出すための熱分解ガスラインの下流側端部を、熱分解ガス燃焼炉に接続し、且つ該熱分解ガス燃焼炉より燃焼排ガスの一部を取り出す排ガス取出ラインの下流側端部を、上記炭化炉の加熱流路の加熱ガス入口に接続すると共に、該炭化炉の加熱流路の加熱ガス出口に接続した排ガス循環ファン付きの排ガス循環ラインの下流側端部を、上記排ガス取出ラインの途中位置に接続し、更に、該排ガス循環ラインにおける循環ファンよりも下流側位置に、余剰の燃焼排ガスを排出するための余剰排ガスラインを分岐させて設けた構成を有することを特徴とする炭化炉の加熱装置。
【請求項４】
熱分解ガス燃焼炉の排ガスラインに、誘引通風機を備えると共に、該排ガスラインにおける上記誘引通風機よりも上流側位置にダンパを設け、且つ炭化炉に、該炭化炉の炉内圧力に応じて上記排ガスライン上のダンパの開閉量を制御するための圧力調節器を設けるようにした請求項３記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項５】
排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも上流側にダンパを設けると共に、下流側に該ダンパの開閉を制御するための温度調節器を設け、排ガス循環ラインにおける排ガス循環ファンよりも上流側位置にダンパを設けると共に、該排ガス循環ファンの上流側又は下流側位置に、該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設け、更に、上記排ガス循環ラインにおける余剰ガスラインの分岐位置よりも下流側に、ダンパと該ダンパの開閉を制御するための圧力調節器を設けるようにした請求項３又は４記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項６】
排ガス取出ラインにおける排ガス循環ラインの接続位置よりも下流側より分岐させた排ガス分取ラインの下流側端部を、所要の加熱対象機器に接続し、該加熱対象機器に接続した排ガス排出ラインの下流側端部を、排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に接続し、更に、上記加熱対象機器の排ガス排出ラインに、ダンパと該ダンパの開閉を制御する流量調節器を設けるようにした請求項５記載の炭化炉の加熱装置。
【請求項７】
排ガス循環ライン上における排ガス循環ファンよりも上流側に設けた流量調節器と排ガス循環ファンとの間に、所要の加熱対象機器を、排ガス分取ラインと排ガス排出ラインを介して接続し、更に、上記加熱対象機器に温度調節器を設けて、該温度調節器により、上記排ガス循環ラインにおける上記排ガス分取ラインの接続個所と排ガス排出ラインの接続個所の間に設けたダンパの開閉量と、上記排ガス排出ライン上に設けたダンパの開閉量を制御できるようにした請求項５記載の炭化炉の加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１０３３７６（Ｐ２００９−１０３３７６Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７６２５６（Ｐ２００７−２７６２５６）
【出願日】平成１９年１０月２４日（２００７．１０．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２４日（２００７．１０．２４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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