熱分解ロータリーキルン反応器の機能とは？効率的な廃棄物変換の説明

熱分解ロータリーキルンリアクターは、廃タイヤのような有機物を酸素のない環境で熱分解するために設計された特殊な装置です。これらのシステムは400～600℃で運転され、燃料油、カーボンブラック、鋼線などの貴重な副産物を生産しながら、均一な加熱と材料輸送を確実にするために連続回転を利用します。このプロセスでは、分解効率を最適化するために、機械的な動きと精密な温度制御が組み合わされ、ガス処理と材料処理のための補助システムによって支えられている。

重要ポイントの説明

コア熱分解プロセス
- 燃焼を防ぐため、400～600℃で嫌気的（酸素なし）に実施。
- 複雑な有機物（タイヤなど）をより単純な化合物に分解
- 燃料油（収率40～60％）、カーボンブラック（30～35％）、鋼線（10～15％）の3つの主な製品が得られる。
ロータリーキルンのメカニズム
- シリンダーの回転（通常0.5-5 RPM）が保証します：
  - 原料床を通る均一な熱分布
  - スロープ（傾斜2～5°）による原料の連続的な前方移動
  - 効率的な熱分解反応のための気固接触強化
- 材料保持時間は用途に応じて30分～2時間
加熱方法
- 間接電気加熱:外部ヒーターは、キルン壁を通して制御された熱伝導を提供 (精密な温度ゾーンに最適)
- 直接燃焼加熱:重油や天然ガスなどの燃料を使用するインターナルバーナー（熱効率が高い）
- 雰囲気レトルト炉アルゴンのような保護ガスを使用して酸化を防止する場合の原理
材料の変質段階
- 乾燥：100～200℃で水分を除去
- 揮発：200～400℃で有機蒸気を放出
- 一次熱分解：400～600℃で最大分解
- 炭化：600℃以上で固体残留物を形成
補助システム
- 排ガス処理：熱酸化装置（850～1200℃）は炭化水素を破壊し、バグハウスは微粒子を捕集する。
- 製品回収：オイル用コンデンサー、鉄鋼用マグネットセパレーター、カーボンブラック用ミル
- 供給システム：前処理には、細断、乾燥、またはペレット化が含まれる。
設計上の考慮事項
- 以下に基づくサイジング：
  - 容積容量（通常0.5～5トン/時）
  - 熱収支計算（材料吸熱と燃焼発熱を考慮すること）
  - 必要なL/D比（熱分解の場合、通常8:1～12:1）
- 重要なパラメーター
  - ベッド充填率（断面の10～25）
  - 周速（15～30m/分）
  - 熱伝達率 (50-150 kW/m²)
雰囲気制御
- 燃焼を防ぐために酸素含有量を2%以下に維持
- デリケートな材料のための不活性ガスパージ（窒素/アルゴン
- ガス漏れを防ぐ特殊シール（通常、ラビリンスまたはスプリング式設計）

これらのシステムにおけるガスと固体の向流フローが、熱回収と製品純度の両方をどのように高めるかを考えたことがあるだろうか？最新の装置の熱効率は、このような最適化によって現在70％を超えており、持続可能な廃棄物価値化の重要なツールとなっている。

総括表

アスペクト	詳細
温度範囲	400-600°C (嫌気環境)
主要製品	重油（40～60％）、カーボンブラック（30～35％）、鋼線（10～15）
回転速度	0.5～5RPM（均一加熱および材料搬送用
保持時間	30分～2時間、用途による
加熱方法	間接電気または直接燃焼（重油/天然ガス）
補助システム	ガス処理、製品回収（コンデンサー、セパレーター）、飼料前処理
熱効率	最新の装置では70％を超える

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