JP4020717B2

JP4020717B2 - Carbonization separation apparatus and carbonization treatment method of waste

Info

Publication number: JP4020717B2
Application number: JP2002205383A
Authority: JP
Inventors: 昌彦赤見; 弘隆磯村; 憲史永田; 永地真部
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: JP2004043708A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の被処理物を炭化、分別する炭化分別装置及び該装置等を利用した廃棄物の炭化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ゴミ、廃木材等の廃棄物を回転レトルト炉を用いて炭化処理し、炭化物を得る技術が知られている。この回転レトルト炉は、間接熱交換型のロータリーキルン型（外熱式キルン）装置であって、略々水平に配置された炉芯管をその軸を中心にして回転可能とし、この炉芯管の外側に加熱装置を併設し、回転する炉芯管内で廃棄物を流動させて炉芯管の内壁に接触させながら、炉芯管の入口側から出口側へと移動させて炭化物を得る装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記回転レトルト炉を利用した従来の廃棄物の炭化処理方法においては、炭化効率が低く、炭化処理に長時間を要していた。また、炉芯管から処理物が大塊のまま排出されるため、回転レトルト炉の後段に粉砕設備を設置する必要があり、設備費が増大するという問題があった。さらに、廃棄物に混入した金属等の炭化されない不燃物を前記粉砕設備によって粉砕すると、不純物を炭化物から取り除くのが容易でないという問題もあった。
【０００４】
また、廃棄物の炭化、粉砕、分別にあたって、各々独立した複数の装置を設置すると、独立した装置間を接続したり、設置スぺ−スも個々に必要となるため、全体として設備コストは膨大になるとともに、装置単体のメンテナンスばかりではなく、個々の装置の接続部等のメンテナンスも必要となるため、保守のためのコスト及び運転コストも増大するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の廃棄物の炭化処理方法における問題点に鑑みてなされたものであって、炭化効率が高く、短時間で炭化処理を行うことができ、設備コストが低く、廃棄物に混入した金属等についても容易に除去することのできる廃棄物の炭化処理方法を提供し、さらに、廃棄物等の被処理物の炭化から分別までの工程を連続して一基の装置で実施することができ、高効率で、設備コスト及び運転コストが低く、廃棄物に混入した金属等も容易に除去することができる炭化分別装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、炉芯管内に複数の翼片を配置したビーター部材を備えた回転レトルト炉を有する炭化分別装置であって、該回転レトルト炉が、被処理物を炭化処理する炭化処理領域と、篩手段を有し、前記炭化処理した被処理物を該篩手段を通過させることにより、微粒化した可燃性物質の炭化処理物とそれ以外の物質とに分別する分別領域とを備え、前記炭化処理領域及び前記分別領域に前記ビーター部材を設けたことを特徴とする。
【０００７】
そして、請求項１に記載の発明によれば、被処理物を回転レトルト炉の炉芯管内で、複数の翼片を配置したビーター部材とともに転動させることにより、ビーター部材を介して炉芯管の外側からの熱が被処理物に伝導され、ビーター部材の翼片と炉芯管の内壁とで囲繞された空間内で被処理物を高温状態にすることができるため、熱処理効率が上昇し、全体の処理時間が短縮される。また、被処理物が熱処理されると同時に、ビーター部材により打撃及び攪拌混合されるため、熱処理によって脆くなった被処理物が粉砕される。粉砕された被処理物は、回転レトルト炉の分別領域において、微粒化した可燃性物質の炭化物とそれ以外の物質とに分別されるため、回転レトルト炉の後の工程で、粉砕工程、及び振動篩、風選、磁選等の分別工程を省略することができる。これによって、一基の装置で炭化、粉砕、分別が可能な炭化分別装置を提供することができる。
【０００９】
また、本発明において、分別領域の篩手段は、目的物の粒子径に応じて篩目の大きさを変えることが好ましく、目的物の粒度が複数であれば、異なる大きさの篩目を複数設けるとよい。これによって、不燃性物質、あるいは炭化が十分でなく脆弱化しなかった粗大な可燃性物質（異物）は、回転レトルト炉の排出口から排出される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、廃棄物の炭化処理方法であって、可燃性廃棄物と不燃性廃棄物とを含む廃棄物を、回転レトルト炉の炉芯管内に供給し、該可燃性廃棄物を炭化処理すると同時に粉砕する炭化処理工程と、炭化処理した被処理物を、前記炉芯管に設けた篩手段を通過させることにより、該可燃性廃棄物の炭化物と粉砕されずに残った該不燃性廃棄物とに分別する分別処理工程とを有し、前記炭化処理工程及び前記分別処理工程において、前記炉芯管内で、複数の翼片を配置したビーター部材を転動させることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、炭化処理工程において、廃棄物が熱処理されると同時に、ビーター部材により打撃及び攪拌混合されるため、熱処理によって脆くなった廃棄物が粉砕される。ここで、粉砕されるものは炭化処理によって脆弱化した紙ごみ、木材、廃プラスチック等の可燃性廃棄物であり、金属、陶磁器、ガラス屑、コンクリート等の不燃性廃棄物は粉砕されにくい。すなわち、回転レトルト炉の炉芯管内においては、微粒化した可燃性廃棄物の熱処理物と、微粒化されない不燃性廃棄物の熱処理物が混在することになる。そして、分別処理工程において、微粒化された可燃性廃棄物と、粉砕されない、あるいは粉砕されにくい不燃性廃棄物とに分別される。これによって、回転レトルト炉の後の工程で振動篩、風選、磁選等の分別工程を省略することができ、一基の装置で廃棄物の炭化、分別が可能となる。さらに、炭化処理を介して鉄や非鉄金属を非酸化物として回収することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる炭化分別装置及び廃棄物の炭化処理方法の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明者らは、効率が高く、設備コスト及び運転コストが低く、廃棄物に混入した金属等も容易に除去することができる廃棄物の炭化処理方法、及び一基の装置で連続して炭化から分別までの工程を実施することのできる廃棄物の炭化分別装置について鋭意研究を重ねた結果、回転レトルト炉に炭化領域と分別領域を設け、廃棄物を回転レトルト炉の炉芯管内で、複数の翼片を配置したビーター部材とともに転動させることにより、上記問題を解決することができることを見い出した。
【００１６】
このビーター部材を用いた回転レトルト炉は、特許第１６２９６２３号、特許第１６３４０９４号、特許第１６３０９２２号、特許第１６３０９２３号、特許第１７３９５２２号、特許第３０７３７１７号として特許されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、この回転レトルト炉１は、円筒状の炉芯管２と、保温部３と、ヒーター５（５Ａ、５Ｂ）等で構成される。炉芯管２を、その軸芯を中心として減速回転させるため、炉芯管２のフランジ６の片側に設けられたスプロケット１６と、モータ１７側のスプロケット１８とがチェーン１９とを介して噛合する。
【００１８】
炉芯管２の前部入口側（図１中左側）には、ホッパ１０と、案内羽根９とが配置される。案内羽根９は、軸９ａ、スプロケット１１、チェーン１４、スプロケット１３を介してモータ１２によって回転する。
【００１９】
一方、炉芯管２の後端部は、被処理物取出室４０内に挿入されて開放されている。炉芯管２の軸線は、入口側から出口側に傾斜し、炉芯管２内に挿入されるビーター部材２２が炉芯管２の外に出るのを防止するため、十字形の枠体２０がストッパとして開口部より若干内側に固定される。
【００２０】
炉芯管２の内部には、図３に示すような複数のビーター部材２２が挿入される。このビーター部材２２は、炉芯管２の軸長に略々等しい内部空間に収容され、中心軸部２３より放射状に翼片２４が等間隔に、例えば３本植設されるか、一体形成され、かつ、所定の軸長Ｌを有する単体からなる。この軸長Ｌは一定でもよく、互いに異なるようにしてもよい。
【００２１】
ビーター部材２２は、図２に示す矢視方向に炉芯管２が回転するとき、ビーター部材２２の３枚の翼片２４のうち２枚の翼片２４の端面が炉芯管２の底内面に当接し、残りの１枚の翼片２４は、炉芯管２の内部空間に直立状態にある。そして、炉芯管２の回転に伴い、炉芯管２の内底面に接している２枚の翼片２４も付随して回転し、内部空間に直立している１枚の翼片２４は自重により回転方向に倒れるとともに、他の２枚の翼片２４のうち１枚が内面から離れて内部空間に直立する。倒れた翼片２４が炉芯管２の内面に当接するとき、被処理物を打撃し、脆くなった炭化物を粉砕する。
【００２２】
炭化処理領域には、２基のヒーター５Ａ、５Ｂが配置され、ヒーター５Ａは乾燥処理温度を、ヒーター５Ｂは炭化処理温度を各々独立して制御できる。各々の適正温度は、乾燥処理温度が５０〜３００℃、炭化処理温度が２５０℃〜７５０℃である。また、各領域の滞留時間は、被処理物の水分量、大きさ等の状態、及び処理温度によって大きく異なるが、乾燥領域が３〜３０分、炭化領域が１〜２０分とすることが好ましい。
【００２３】
分別領域に設ける篩装置の篩目は、目的物の粒径に応じて適宜選択できるが、１〜３０ｍｍの範囲で選択することが好ましい。１ｍｍ未満では目詰まりしやすく、分別効率が悪くなる。逆に、３０ｍｍより大きいと、篩目を通過して目的物に混入する不燃物が多くなり好ましくない。また、分別領域での滞留時間は、３〜３０分が好ましい。
【００２４】
次に、上記構成を有する炭化分別装置を用いた廃棄物の処理方法について説明する。尚、本発明にかかる炭化分別装置による処理に適する廃棄物は、一般家庭や事務所等で発生する都市ゴミ、建設現場等で発生する建設廃材、電器店等で回収される廃家電や廃基板、下水処理場で発生する下水汚泥等の可燃物と不燃物が混在した廃棄物である。
【００２５】
発生現場等から受け入れた廃棄物を、解砕機で解砕して廃棄物をホッパ１０に投入する。炉芯管２を２〜３０ｒｐｍ程度の速度で、０．５〜８°程度の傾斜角で回転させるとともに、ヒーター５により炉芯管２を間接的に加熱し、炉芯管２内の温度を、先に示したように、５０〜７５０℃程度に維持する。発生したガスは、２次燃焼炉で８５０℃以上で２秒以上燃焼させる。
【００２６】
モータ１２を回転駆動することにより、スプロケット１８、チェーン１９、スプロケット１６及び軸９ａを介して案内羽根９を回転させ、廃棄物をホッパ１０から炉芯管２へ供給する。尚、供給量は、充填率１〜２５％程度である。廃棄物は、炉芯管２内において、ビーター部材２２とともに転動し、炉芯管２内で流動しながら炉芯管２の内壁に接触し、炉芯管２の入口側から出口側へと移動して乾燥、炭化処理されて炭化物となる。
【００２７】
この方法では、ビーター部材２２がヒーター５からの熱を効率よく廃棄物に伝えるとともに、ビーター部材２２の翼片２４と炉芯管２の内壁とで囲続された空間内で廃棄物を蒸し焼き状態にすることができて熱効率が上昇し、さらに粉砕による反応性の向上により廃棄物の処理効率が上昇し、全体の処理時間を短縮することができる。
【００２８】
また、廃棄物が炉芯管２内で乾燥・炭化処理されると同時に、ビーター部材２２によって打撃、攪拌、混合され、熱の影響によって脆くなった廃棄物が粉砕されるため、回転レトルト炉の後の粉砕工程を省略することができる。尚、廃棄物に金属等の不燃物が混入している場合でも、炉芯管２内で不燃物が粉砕されることはなく、分別領域に導かれる。そして、分別領域において、炭化物の微粉は、篩３１を通過してマントル４２に落下する。ビータ部材２２の転動による振動によって目詰まりを防止し、かつ、不燃物への微粒分の付着を抑えることができる。篩３１を通過しない不燃物は、炉芯管２の末端から不燃物取出室４０に排出される。マントル４２に落下した炭化物の微粒分は、ロータリーバルブ４３より排出される。
【００２９】
次に、本発明にかかる廃棄物の炭化分別装置の試験例について説明する。
【００３０】
本発明にかかる廃棄物の炭化分別装置の実施例１として、直径５７０ｍｍ、長さ７０００ｍｍの炉芯管２を用い、図３に示すような形状で、Ｌ＝１４００ｍｍ、Ｈ＝２３０ｍｍ、ｔ＝３０ｍｍのビーター部材２２を４個用いて、炭化領域２０００ｍｍ、分別領域２０００ｍｍを作成した。また、実施例２として、上記と同様の炉芯管２と、ビーター部材２２を４個用い、篩３１を備えずに分別領域を設けない場合を実施例２とした。一方、比較例１として、上記と同様、直径５７０ｍｍ、長さ７０００ｍｍの炉芯管２を用い、ビーター部材を炉芯管２内に配置しないで廃棄物を炭化処理し、その後、ロッドミルで粉砕し、振動篩に掛けた。表１に試験結果を示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
同表より明らかなように、比較例１に対して、実施例１及び実施例２については、処理能力（効率）が大幅に上昇し、処理時間が短縮されることがわかる。
【００３３】
次に、本発明にかかる炭化分別装置のもう一つの実施例について、図４を参照しながら説明する。すなわち、前記炭化処理方法及び炭化分別装置において、スチームを吹き込むことにより活性炭化を行う方法及び装置について説明する。尚、本実施例において、図１乃至図３に示した上記実施例と同様の構成要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【００３４】
本実施例においても、ビーター部材２２を挿入した回転レトルト炉１を使用し、この回転レトルト炉１は、円筒状の炉芯管２と、保温部３と、ヒーター５等で構成され、炉芯管２を、その軸芯を中心として減速回転させるため、スプロケット１６と、モータ１７と、スプロケット１８と、チェーン１９とが配置される。
【００３５】
炉芯管２の前部入口側には、ホッパ１０と、案内羽根９とが配置され、案内羽根９は、軸９ａ、スプロケット１１、チェーン１４、スプロケット１３を介してモータ１２によって回転する。また、炉芯管２の後端部は、被処理物取出室４０内に挿入されて開放され、ビーター部材２２が炉芯管２の外に出るのを防止し、スチーム吹き込み管４１を炉芯管２内に入れるため、十字形の枠体２０がストッパとして開口部より若干内側に固定される。
【００３６】
炉芯管２の内部には、図３に示すような複数のビーター部材２２が挿入される。また、図４に示すように、炭化領域には、３基のヒーター５Ａ〜５Ｃが配置され、ヒーター５Ａは乾燥処理温度を、ヒーター５Ｂは炭化処理温度を、ヒーター５Ｃは活性炭化処理温度（賦活処理温度）を各々独立して制御できる。各々の適正温度は、乾燥処理温度が５０〜３００℃、炭化処理温度が２５０℃〜７５０℃、活性炭化処理温度が７００℃〜１０００℃である。また、各領域の滞留時間は、乾燥領域が３〜３０分、炭化領域が１〜５０分、活性炭化領域が５〜１２０分とすることが好ましい。分別領域には、篩３１が設けられる。
【００３７】
スチーム吹き込み管４１は、出口側より炉芯管２内に挿入され、ビーター部材２２との接触を防ぐため、出口より若干内側に設置された十字形の枠体２０より外側に導入される。但し、別の実施の形態として、廃棄物投入側からスチームを吹き込むことも可能である。
【００３８】
次に、上記構成を有する炭化分別装置を用いた廃棄物の処理方法について説明する。
【００３９】
発生現場等から受け入れた都市ゴミ等の廃棄物を、解砕機で解砕して廃棄物をホッパ１０に投入した後、炉芯管２を２〜３０ｒｐｍ程度の速度で、０．５〜８°程度の傾斜角で回転させ、炉芯管２を間接的に加熱し、炉芯管２内の温度を、先に示したように、５０〜１０００℃程度に維持する。
【００４０】
モータ１２を回転駆動することにより、案内羽根９を回転させ、廃棄物をホッパ１０から炉芯管２へ供給する。供給量は、充填率３〜２５％程度であり、炉内の水蒸気分圧が０．０５〜０．４になるように水蒸気をスチーム吹き込み管４１より吹き込むと、廃棄物は、炉芯管２内において、ビーター部材２２とともに転動し、炉芯管２内で流動しながら炉芯管２の内壁に接触し、炉芯管２の入口側から出口側へと移動して乾燥、炭化、活性炭化し、活性炭化物となる。
【００４１】
この方法では、ビーター部材２２がヒーター５からの熱を効率よく廃棄物に伝えるとともに、ビーター部材２２の翼片２４と炉芯管２の内壁とで囲繞された空間内で廃棄物を蒸し焼き状態にすることができて熱効率が上昇し、さらに粉砕による反応性の向上により廃棄物の処理効率が上昇し、全体の処理時間を短縮することができる。また、廃棄物が炉芯管２内で乾燥、炭化、活性炭化（賦活）されると同時に、ビーター部材２２によって打撃、攪拌、混合され、炭化によって脆くなった廃棄物が粉砕されるため、回転レトルト炉の後の粉砕工程を省略することができる。廃棄物に混入した金属等の不燃物は、炉芯管２内で粉砕されにくく、分別領域において容易に分別することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、炭化効率が高く、短時間で炭化処理を行うことができ、設備コスト及び運転コストが低く、廃棄物に混入した金属等についても容易に除去することのできる廃棄物の炭化処理方法、及び廃棄物等の被処理物の炭化から分別までの工程を連続して一基の装置で実施することができ、高効率で、設備コスト及び運転コストが低く、廃棄物に混入した金属等も容易に除去することができる炭化分別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる炭化分別装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の炭化分別装置を示す横断面図である。
【図３】本発明にかかる炭化分別装置の回転レトルト炉のビーター部材の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる炭化分別装置の他の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１回転レトルト炉
２炉芯管
３保温部
５Ａ乾燥用ヒーター
５Ｂ炭化用ヒーター
５Ｃ活性炭化（賦活）用ヒーター
６フランジ
９案内羽根
９ａ軸
１０ホッパ
１１スプロケット
１２モータ
１３スプロケット
１４チェーン
１６スプロケット
１７モータ
１８スプロケット
１９チェーン
２０十字形の枠体
２２ビーター部材
２３中心軸部
２４翼片
３１篩
４０不燃物取出室
４１スチーム吹き込み管
４２マントル
４３ロータリーバルブ
４４マントル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carbonization and separation apparatus for carbonizing and separating an object to be treated such as waste, and a carbonization treatment method for waste using the apparatus and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for carbonizing waste such as municipal waste and waste wood using a rotary retort furnace to obtain a carbide is known. This rotary retort furnace is an indirect heat exchange type rotary kiln type (external heat kiln) device, which makes it possible to rotate a furnace core tube arranged substantially horizontally around its axis. A heating device is provided on the outside, and the waste is flowed in a rotating furnace core tube and moved from the inlet side to the outlet side of the furnace core tube while contacting the inner wall of the furnace core tube to obtain carbide. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional carbonization treatment method of waste using the rotary retort furnace, the carbonization efficiency is low, and the carbonization treatment takes a long time. In addition, since the processed material is discharged from the furnace core tube in a large mass, it is necessary to install a pulverization facility after the rotary retort furnace, resulting in an increase in equipment costs. Furthermore, when non-carbonized incombustible materials such as metals mixed in waste are pulverized by the pulverization equipment, it is difficult to remove impurities from the carbide.
[0004]
Also, when carbonizing, crushing, and separating waste, installing multiple independent devices each requires connection between independent devices and individual installation space, so the overall equipment cost is enormous. At the same time, not only the maintenance of the device itself but also the maintenance of the connection portions of the individual devices is necessary, and there is a problem that the cost for maintenance and the operation cost increase.
[0005]
Accordingly, the present invention has been made in view of the problems in the conventional carbonization treatment method of waste, and has high carbonization efficiency, can perform carbonization in a short time, has low equipment cost, and is discarded. We provide a carbonization treatment method for waste that can easily remove metals mixed in wastes. Furthermore, the process from carbonization to separation of waste and other materials to be treated is continuously performed with a single device. An object of the present invention is to provide a carbonization separation apparatus that can be implemented, is highly efficient, has low equipment costs and operation costs, and can easily remove metals and the like mixed in waste.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a carbonization separation apparatus having a rotary retort furnace provided with a beater member in which a plurality of blade pieces are arranged in a furnace core tube, the rotary retort furnace comprising: A carbonization treatment region for carbonizing the object to be treated and a sieving means, and by passing the carbonized material to be treated through the sieving means, the carbonized product of the combustible material atomized and other substances And a separation region for separation, and the beater member is provided in the carbonization region and the separation region.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the core material tube is rolled through the beater member by rolling the object to be processed together with the beater member having a plurality of blade pieces disposed in the core tube of the rotary retort furnace. Heat from the outside of the tube is conducted to the workpiece, and the workpiece can be heated to a high temperature in a space surrounded by the blade piece of the beater member and the inner wall of the furnace core tube. , Overall processing time is reduced. In addition, since the object to be processed is subjected to heat treatment and simultaneously beaten and stirred by the beater member, the object to be processed that has become brittle by the heat treatment is pulverized. In the separation area of the rotary retort furnace, the pulverized workpiece is separated into atomized combustible material carbides and other substances. Therefore, in the process after the rotary retort furnace, the pulverization process and vibration Separation processes such as sieving, wind selection and magnetic selection can be omitted. Thus, it is possible to provide a carbonization and separation device that can be carbonized, pulverized, and separated with a single device.
[0009]
Further, in the present invention, the sieving means in the separation region preferably changes the size of the sieve according to the particle diameter of the target, and if the target has a plurality of particle sizes, a plurality of sieves of different sizes are used. It is good to provide. As a result, incombustible substances or coarse flammable substances (foreign substances) that have not been weakened due to insufficient carbonization are discharged from the outlet of the rotary retort furnace.
[0010]
The invention according to claim 2 is a method for carbonizing waste, wherein waste containing combustible waste and incombustible waste is supplied into a core tube of a rotary retort furnace, and the combustible waste is supplied. A carbonization process for pulverizing the material simultaneously with the carbonization treatment, and passing the carbonized material to be treated through a sieving means provided in the furnace core tube, thereby leaving the combustible waste carbide without being pulverized. having a fractionation step for separating into a said noncombustible waste, in the carbonization treatment step and the separation step, with the furnace core tube, that is rolled the beater member in which a plurality of wings Features.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, in the carbonization treatment step , the waste is heat-treated, and at the same time, the beater member is struck and stirred and mixed, so that the waste that has become brittle by the heat treatment is pulverized. Here, what is pulverized is combustible waste such as paper waste, wood, waste plastic, etc., weakened by carbonization, and non-combustible waste such as metal, ceramics, glass waste, concrete, etc. is difficult to pulverize. That is, in the furnace core tube of the rotary retort furnace, a heat treatment product of atomized combustible waste and a heat treatment product of incombustible waste that is not atomized are mixed. Then, in the separation processing step, the pulverized combustible waste and the non-combustible waste that is not pulverized or hard to be pulverized are separated. As a result, separation steps such as vibrating sieve, wind separation, and magnetic separation can be omitted in the subsequent steps of the rotary retort furnace, and waste can be carbonized and separated with a single device. Furthermore, iron and non-ferrous metals can be recovered as non-oxides through carbonization.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific examples of embodiments of the carbonization separation apparatus and the waste carbonization method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
The inventors of the present invention have high efficiency, low equipment cost and low operating cost, and can easily remove the metal mixed in the waste, etc. As a result of earnest research on the carbonization and separation equipment for waste that can carry out the processes from separation to separation, a carbonization region and a separation region are provided in the rotary retort furnace, and multiple wastes are disposed in the core tube of the rotary retort furnace. It has been found that the above problem can be solved by rolling together with the beater member on which the blade pieces are arranged.
[0016]
The rotary retort furnace using this beater member is patented as Japanese Patent No. 1629623, Japanese Patent No. 1634094, Japanese Patent No. 1630922, Japanese Patent No. 1630923, Japanese Patent No. 1739522, and Japanese Patent No. 3073717.
[0017]
As shown in FIG.1 and FIG.2, this rotary retort furnace 1 is comprised by the cylindrical furnace core tube 2, the heat retention part 3, heater 5 (5A, 5B), etc. FIG. A sprocket 16 provided on one side of the flange 6 of the furnace core tube 2 and a sprocket 18 on the motor 17 side mesh with each other via a chain 19 so that the furnace core tube 2 is rotated at a reduced speed around the axis. .
[0018]
A hopper 10 and guide vanes 9 are arranged on the front inlet side (left side in FIG. 1) of the furnace core tube 2. The guide blade 9 is rotated by a motor 12 via a shaft 9a, a sprocket 11, a chain 14, and a sprocket 13.
[0019]
On the other hand, the rear end portion of the furnace core tube 2 is inserted into the workpiece extraction chamber 40 and opened. The axis of the furnace core tube 2 is inclined from the inlet side to the outlet side to prevent the beater member 22 inserted into the furnace core tube 2 from coming out of the furnace core tube 2. Is fixed slightly inside the opening as a stopper.
[0020]
A plurality of beater members 22 as shown in FIG. 3 are inserted into the furnace core tube 2. The beater member 22 is accommodated in an internal space that is substantially equal to the axial length of the furnace core tube 2, and three blade pieces 24 are radially arranged from the central shaft portion 23 at equal intervals, for example, or are integrally formed. And a single body having a predetermined axial length L. The axial length L may be constant or different from each other.
[0021]
When the furnace core tube 2 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 2, the beater member 22 has the bottom surface of the furnace core tube 2 with the end surfaces of the two blade pieces 24 among the three blade pieces 24 of the beater member 22. The remaining blade piece 24 is in an upright state in the internal space of the furnace core tube 2. As the furnace core tube 2 rotates, the two blade pieces 24 that are in contact with the inner bottom surface of the furnace core tube 2 also rotate along with it, and the single blade piece 24 that stands upright in the internal space has its own weight. As a result, the other two wing pieces 24 fall apart from the inner surface and stand upright in the internal space. When the fallen blade piece 24 comes into contact with the inner surface of the furnace core tube 2, the workpiece is hit and the brittle carbide is crushed.
[0022]
Two heaters 5A and 5B are disposed in the carbonization region, and the heater 5A can independently control the drying treatment temperature, and the heater 5B can independently control the carbonization treatment temperature. As for each appropriate temperature, the drying treatment temperature is 50 to 300 ° C, and the carbonization treatment temperature is 250 ° C to 750 ° C. In addition, the residence time of each region varies greatly depending on the state of moisture content, size, etc. of the object to be processed and the treatment temperature, but it is preferable that the dry region is 3 to 30 minutes and the carbonized region is 1 to 20 minutes. .
[0023]
The mesh of the sieving device provided in the separation region can be appropriately selected according to the particle size of the target product, but is preferably selected in the range of 1 to 30 mm. If it is less than 1 mm, clogging is likely to occur, and the separation efficiency is deteriorated. On the other hand, if it is larger than 30 mm, the amount of incombustible material that passes through the sieve mesh and mixes with the target product is not preferable. Further, the residence time in the separation region is preferably 3 to 30 minutes.
[0024]
Next, a waste disposal method using the carbonization separation apparatus having the above configuration will be described. In addition, the waste suitable for the treatment by the carbonization separation apparatus according to the present invention includes municipal waste generated at ordinary households and offices, construction waste generated at construction sites, etc., waste home appliances and waste substrates collected at electrical stores, etc. It is a waste product that contains both combustible and non-combustible materials such as sewage sludge generated at a sewage treatment plant.
[0025]
The waste received from the generation site or the like is crushed by a crusher, and the waste is put into the hopper 10. The furnace core tube 2 is rotated at a speed of about 2 to 30 rpm with an inclination angle of about 0.5 to 8 °, and the furnace core tube 2 is indirectly heated by the heater 5 to adjust the temperature inside the furnace core tube 2. As previously indicated, the temperature is maintained at about 50 to 750 ° C. The generated gas is burned in a secondary combustion furnace at 850 ° C. or higher for 2 seconds or longer.
[0026]
By rotating the motor 12, the guide vanes 9 are rotated through the sprocket 18, the chain 19, the sprocket 16, and the shaft 9a, and waste is supplied from the hopper 10 to the furnace core tube 2. The supply amount is about 1 to 25% filling rate. The waste rolls together with the beater member 22 in the furnace core tube 2, contacts the inner wall of the furnace core tube 2 while flowing in the furnace core tube 2, and moves from the inlet side to the outlet side of the furnace core tube 2. It moves and is dried and carbonized to become a carbide.
[0027]
In this method, the beater member 22 efficiently transfers the heat from the heater 5 to the waste, and the waste is steamed in a space surrounded by the blade piece 24 of the beater member 22 and the inner wall of the furnace core tube 2. Therefore, the thermal efficiency is increased, and further, the processing efficiency of waste is increased due to the improved reactivity by pulverization, and the entire processing time can be shortened.
[0028]
In addition, since the waste is dried and carbonized in the furnace core tube 2, the waste that has been hit, stirred and mixed by the beater member 22 and becomes brittle due to the influence of heat is crushed. The subsequent pulverization step can be omitted. Even when a non-combustible material such as a metal is mixed in the waste, the non-combustible material is not crushed in the furnace core tube 2 and is led to the separation area. In the separation region, the carbide fine powder passes through the sieve 31 and falls into the mantle 42. Clogging can be prevented by vibration due to rolling of the beater member 22, and adhesion of fine particles to incombustibles can be suppressed. The incombustible material that does not pass through the sieve 31 is discharged from the end of the furnace core tube 2 to the incombustible material extraction chamber 40. The carbide particles that have fallen into the mantle 42 are discharged from the rotary valve 43.
[0029]
Next, a test example of the carbonization separation apparatus for waste according to the present invention will be described.
[0030]
As Example 1 of the carbonization separation apparatus for waste according to the present invention, a furnace core tube 2 having a diameter of 570 mm and a length of 7000 mm is used, and in a shape as shown in FIG. 3, L = 1400 mm, H = 230 mm, t = 30 mm No. 4 beater members 22 were used to create a carbonized region of 2000 mm and a separation region of 2000 mm. Moreover, as Example 2, the case where the same furnace core tube 2 and four beater members 22 as those described above were used and the separation area was not provided without the sieve 31 was taken as Example 2. On the other hand, as in Comparative Example 1, a furnace core tube 2 having a diameter of 570 mm and a length of 7000 mm was used as described above, and the waste was carbonized without placing the beater member in the furnace core tube 2, and then pulverized by a rod mill. And passed through a vibrating sieve. Table 1 shows the test results.
[0031]
[Table 1]

[0032]
As is clear from the table, it can be seen that the processing capability (efficiency) is significantly increased and the processing time is shortened for Example 1 and Example 2 compared to Comparative Example 1.
[0033]
Next, another embodiment of the carbonization separation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. That is, a method and apparatus for performing activated carbonization by blowing steam in the carbonization method and the carbonization separation apparatus will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0034]
Also in the present embodiment, the rotary retort furnace 1 in which the beater member 22 is inserted is used, and the rotary retort furnace 1 is composed of a cylindrical furnace core tube 2, a heat retaining portion 3, a heater 5, and the like. A sprocket 16, a motor 17, a sprocket 18, and a chain 19 are arranged to rotate the tube 2 at a reduced speed around its axis.
[0035]
A hopper 10 and guide vanes 9 are disposed on the front entrance side of the furnace core tube 2, and the guide vanes 9 are rotated by a motor 12 via a shaft 9 a, a sprocket 11, a chain 14, and a sprocket 13. Further, the rear end portion of the furnace core tube 2 is inserted into the workpiece extraction chamber 40 and opened to prevent the beater member 22 from coming out of the furnace core tube 2, and the steam blowing tube 41 is connected to the furnace core. In order to be put in the tube 2, the cross-shaped frame 20 is fixed slightly inside the opening as a stopper.
[0036]
A plurality of beater members 22 as shown in FIG. 3 are inserted into the furnace core tube 2. In addition, as shown in FIG. 4, three heaters 5A to 5C are arranged in the carbonization region, the heater 5A has a drying treatment temperature, the heater 5B has a carbonization treatment temperature, and the heater 5C has an activated carbonization treatment temperature (activation). The processing temperature can be controlled independently. As for each appropriate temperature, the drying treatment temperature is 50 to 300 ° C, the carbonization treatment temperature is 250 ° C to 750 ° C, and the activated carbonization treatment temperature is 700 ° C to 1000 ° C. The residence time in each region is preferably 3 to 30 minutes for the dry region, 1 to 50 minutes for the carbonized region, and 5 to 120 minutes for the activated carbonized region. A sieve 31 is provided in the separation area.
[0037]
The steam blowing pipe 41 is inserted into the furnace core pipe 2 from the outlet side, and is introduced outside the cross-shaped frame body 20 installed slightly inside the outlet in order to prevent contact with the beater member 22. However, as another embodiment, steam can be blown from the waste input side.
[0038]
Next, a waste disposal method using the carbonization separation apparatus having the above configuration will be described.
[0039]
After the waste such as municipal waste received from the generation site is crushed by a crusher and thrown into the hopper 10, the furnace core tube 2 is moved at a speed of about 2 to 30 rpm at 0.5 to 8 °. The furnace core tube 2 is indirectly heated by rotating at an inclination angle of about, and the temperature in the furnace core tube 2 is maintained at about 50 to 1000 ° C. as described above.
[0040]
By rotating the motor 12, the guide blade 9 is rotated, and waste is supplied from the hopper 10 to the furnace core tube 2. The supply amount is about 3 to 25% filling rate, and when steam is blown from the steam blow pipe 41 so that the steam partial pressure in the furnace becomes 0.05 to 0.4, the waste becomes the furnace core pipe 2. Inside, it rolls together with the beater member 22, contacts the inner wall of the furnace core tube 2 while flowing in the furnace core tube 2, moves from the inlet side to the outlet side of the furnace core tube 2, and is dried, carbonized, activated carbon And becomes activated carbide.
[0041]
In this method, the beater member 22 efficiently transfers the heat from the heater 5 to the waste, and the waste is steamed in a space surrounded by the blade piece 24 of the beater member 22 and the inner wall of the furnace core tube 2. This increases the thermal efficiency, and further improves the processing efficiency of the waste by improving the reactivity by pulverization, thereby shortening the entire processing time. In addition, the waste is dried, carbonized, and activated carbonized (activated) in the furnace core tube 2, and at the same time, the waste that has been hit, stirred, and mixed by the beater member 22 and becomes brittle by carbonization is crushed. The grinding step after the retort furnace can be omitted. Non-combustible materials such as metals mixed in the waste are not easily crushed in the furnace core tube 2 and can be easily separated in the separation region.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the carbonization efficiency is high, the carbonization treatment can be performed in a short time, the equipment cost and the operation cost are low, and the metal mixed in the waste can be easily removed. The carbonization method of waste that can be processed and the steps from carbonization to separation of wastes and other objects to be processed can be carried out continuously with a single device, with high efficiency and low equipment and operating costs. Further, it is possible to provide a carbonization and separation device that can easily remove metals and the like mixed in waste.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a carbonizing and separating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the carbonization separation apparatus of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a beater member of a rotary retort furnace of the carbon separation apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the carbonization separation apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating retort furnace 2 Furnace core tube 3 Heat insulation part 5A Drying heater 5B Heating heater 5C Carbonizing heater 5C Heating carbonization (activation) heater 6 Flange 9 Guide vane 9a Shaft 10 Hopper 11 Sprocket 12 Motor 13 Sprocket 14 Chain 16 Sprocket 17 Motor 18 Sprocket 19 Chain 20 Cross-shaped frame 22 Beater member 23 Center shaft 24 Blade piece 31 Sieve 40 Noncombustible material extraction chamber 41 Steam blowing pipe 42 Mantle 43 Rotary valve 44 Mantle

Claims

A carbon separation apparatus having a rotary retort furnace provided with a beater member in which a plurality of blade pieces are arranged in a furnace core tube,
The rotary retort furnace
A carbonization region for carbonizing the workpiece;
Having a sieving means, and by passing the carbonized material to be treated through the sieving means, a separation region for separating the carbonized material of the combustible material that has been atomized and other substances;
The carbonization and separation apparatus, wherein the beater member is provided in the carbonization region and the separation region.

A carbonization process for supplying waste containing combustible waste and incombustible waste into a core tube of a rotary retort furnace, and carbonizing the combustible waste at the same time ;
A separation treatment step of separating the carbonized material to be processed into carbides of the combustible waste and the noncombustible waste remaining without being pulverized by passing through a sieve means provided in the furnace core tube ; Have
In the carbonization treatment step and the fractionation treatment step, a waste carbonization method characterized by rolling a beater member having a plurality of blade pieces arranged in the furnace core tube.