JPH10272439A - 産業廃棄物の熱分解炉の排気構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】熱分解炉内の熱の流出をを防止することができ
る熱流出防止手段を備えた産業廃棄物の熱分解炉の排気
構造を提供する。 【解決手段】産業廃棄物を投入し密閉且つ減圧下で産業
廃棄物を熱分解する熱分解室１１、断熱性の外壁１３、
熱分解室１１を底部から加熱するための加熱手段１７、
排気口１８及び排気経路３０を有する産業廃棄物の熱分
解炉の排気構造において、排気経路３０が、熱分解炉１
０内の熱の流出を防止するための熱流出防止手段とし
て、熱分解室１１底部の排気口１８に連結されて上方向
に延設された第一の縦経路３０ａと、 第一の縦経路３
０ａの上部に連結され下方向に延設された第二の縦経路
３０ｂと、第二の縦経路３０ｂの下部に連結され上方向
に延設され炉外に通じる第三の縦経路３０ｃとを備えて
構成され、第二の縦経路３０ｂで熱の流出を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業廃棄物の熱分
解処理装置の熱分解炉の排気構造に関し、特に、熱分解
炉内の熱が炉外に流出するのを防止し炉内の温度を保持
する産業廃棄物の熱分解炉の排気構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、各都市や工場、一般家庭、病院等
から廃棄される樹脂系廃棄物、生ゴミ、医療用廃棄物及
び使用済み紙おむつ等の産業廃棄物の量は、甚大なもの
となっている。そして、これらの産業廃棄物の処理は、
焼却処理が最も一般的な処理方法として行われてきた。
これは、各産業廃棄物を燃焼炉で摂氏１０００度前後で
焼却して処理する方法である。

【０００３】しかし、塩化ビニル等の塩素系高分子化合
物を含む産業廃棄物は、塩化ビニルの熱分解温度をこえ
る条件で処理を行うと塩化水素ガスが発生する。これが
公害の原因となるため、熱分解温度以下の温度（１５０
℃以下）の条件で溶融固化処理が行われていた。また、
ポリプロピレン（融点１８０℃）やポリエチレンテレフ
タレ−ト（融点２５０℃）など融点が塩化ビニル（１２
０〜１３０℃）より高いものが混在している場合には、
これらの溶融点まで加熱しそのとき発生する塩化水素に
カルシウム塩（消石灰等）を投入して回収することによ
り処理を行っていた。

【０００４】しかしながら、上記焼却処理の場合は、有
毒ガスや黒煙、粉塵が発生し、焼却処理場周辺に公害を
撒き散らすという問題があった。加えて、焼却による高
熱や高温ガスの発生のため、焼却装置に大きな損傷を与
えるという問題もあった。さらに、その残渣として有害
物質が残されたり、飛灰や発生ガス中に有害物質が含ま
れてしまうという問題があった。尚、この場合、発生す
るガスや粉塵を回収するため、排気ガスにシャワ−状に
水を散布する方法も用いられることがある。この方法
は、シャワ−状に散水するという構成から、減圧して当
該処理を行うことができず、排気ガスから臭気が漏れる
という問題もあった。

【０００５】本出願人は、上記問題に鑑み、公害を発生
させることなく、産業廃棄物を適格かつ効率よく処理す
る産業廃棄物の脱塩化水素処理方法及び装置、更には、
有機物を含む産業廃棄物の処理方法の発明を行い特許出
願をした。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本出願人が発明した産
業廃棄物の熱分解処理装置を図３に示す。産業廃棄物の
熱分解処理装置１は、概略的には、熱分解炉１０と、ガ
ス拡散装置２と、タ−ル除去装置３と、処理槽４と、中
和槽５と、減圧ポンプ６と、燃焼脱臭装置７とを有し構
成されている。

【０００７】熱分解炉１０内に設けられた熱分解室１１
内に投入された産業廃棄物は、減圧ポンプ６で大気圧以
下に減圧されて熱分解室１１の底部から加熱される。加
熱することで産業廃棄物を脱水、熱分解する。熱分解に
より発生したガスは、ガス拡散装置２、タ−ル除去装置
３及び中和槽５でそれぞれ有害物質を回収する。最終的
に残ったガスは、燃焼脱臭装置７で燃焼させて熱分解す
る。

【０００８】熱分解された産業廃棄物は、ほとんどが炭
素成分のみとなる。その後の処理も容易に行なうことが
できる。上記熱分解処理装置を用いることで安全且つ無
公害で産業廃棄物の処理を行なうことができる。

【０００９】熱分解炉１０は、図２に示す様に概略的に
は、熱分解室１１と、熱分解室１１を包囲して設けられ
る外壁１３と、熱分解室１１を加熱するためのバ−ナ１
７と、外壁１３の内側底面に近接して外壁１３の側部に
設けられた排気口１８と、排気口１８に連結され炉外に
排気ガスを導いて排出するための排気経路２０とを有し
ている。

【００１０】熱分解炉１０内は、バ−ナ１７により加熱
される。高温のガスは、熱分解炉１０内の上部に滞留し
熱分解室１１を加熱する。熱を奪われたガスは、外壁１
３に沿って炉底部に降りてくる。バ−ナ１７で加熱して
いる間は、高温ガスが連続的に供給される。このため、
炉底部に溜まったガスも連続的に排気口１８より排気経
路２０を介して炉外に排出される。

【００１１】しかし、熱分解室１１内の温度が所定の温
度に達した後は、熱分解室１１内の温度を一定に保持す
るためバ−ナ１７は、間欠運転になる。熱分解炉１０の
排気経路２０は、図２に示すように排気口１８から上方
に向かって延設されている。バ−ナ１７による高温ガス
の供給が停止した場合、排気経路２０内に残留していた
排気ガスは外気よりも高温であるため排気経路２０を上
昇して炉外へ排出される。そのため、外気が排気経路２
０内に一気に流入してきて熱分解炉１０の底部に滞留し
てしまう。これにより、熱分解炉１０内は、急激に冷却
されてしまい熱効率を著しく低下させていた。

【００１２】本発明の目的は、バ−ナ停止中の熱分解炉
内の熱が炉外に流出するのを防止することができる熱流
出防止手段を備えた産業廃棄物の熱分解炉の排気構造を
提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を課題を解決す
る本発明は、産業廃棄物を投入し密閉且つ減圧下で産業
廃棄物を熱分解する熱分解室、熱分解室を包囲して設け
られた断熱性の外壁、熱分解室と外壁との間に設けられ
熱分解室を底部から加熱するための加熱手段、外壁の内
側底面に近接して外壁の側部に貫通して設けられた排気
口及び排気口に連結され排気ガスを炉外に排出するため
の排気経路を有する産業廃棄物の熱分解炉の排気構造に
おいて、排気経路が、熱分炉内の熱の流出を防止するた
めの熱流出防止手段を有することを特徴とする産業廃棄
物の熱分解炉の排気構造を提供する。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の産業廃棄物の熱分解炉の排気構造において、熱流出防
止手段が、排気経路内に流入した外気を滞留させて熱分
解炉内の熱の流出を防止する滞留構造を有することを特
徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の産業廃棄物の熱分解炉の排気構造において、滞留構造
が、熱分解室底部の前記排気口に連結されて上方向に延
設された第一の縦経路と、第一の縦経路の上部に連結さ
れ下方向に延設された第二の縦経路と、第二の縦経路の
下部に連結され上方向に延設され炉外に通じる第三の縦
経路とを備えて構成され、第二の縦経路内で外気滞留さ
せて流入を防止して熱分解炉内の熱の流出を防止するこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
に記載の産業廃棄物の熱分解炉の排気構造において、熱
流出防止手段及び滞留構造が、断熱性の部材よりなるこ
とを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】初めに、産業廃棄物の熱分解処理
装置の概略について説明する（図３参照）。産業廃棄物
の熱分解処理装置１は、概略的には、熱分解炉１０と、
ガス拡散装置２と、タ−ル除去装置３と、処理槽４と、
中和槽５と、減圧ポンプ６と、燃焼脱臭装置７とを有し
構成されている。

【００１８】熱分解炉１０は、産業廃棄物を加熱して熱
分解させるための装置である。初めに、熱分解炉１０内
に設けられた熱分解室１１内に産業廃棄物を投入する。
次に、熱分解室１１を密封して減圧ポンプ６で熱分解室
１１内を大気圧以下に減圧する。そして、無酸素状態に
して熱分解室１１を外側から加熱する。熱分解室１１内
を減圧することで有毒ガスの外部への流出を防止する。
更に、無酸素状態とすることで熱分解して発生する塩素
ガスが、熱分解室１１内の酸素と化合して猛毒のダイオ
キシンを生成するのを防止することができる。加熱する
ことで熱分解室１１内の温度が上昇する。一旦、１００
〜１６０℃程度の温度に保持して産業廃棄物に含まれる
水分を脱水する。脱水が完了した後に所定の熱分解温度
まで熱分解室１１を加熱して産業廃棄物を熱分解する。

【００１９】熱分解により発生したガスは、ガス拡散装
置２へ回収される。ガス拡散装置２は、熱分解で発生し
たガス中の所定の成分を分離するための装置である。ガ
ス拡散装置２は、所定の溶液を満たした攪拌装置を有す
る水槽中にガスを吹き込んでガスの成分を溶液中に溶解
させて回収する。水槽中に水を満たしておくことでガス
の水溶性成分である塩素ガス等を分離することができ
る。また、水槽中に溶解した塩素ガスにより水槽内の水
は塩酸となる。濃度が一定以上になった塩酸は、回収処
理槽４に排出される。排出された塩酸には、水酸化ナト
リウム、水酸化カルシウム等のアルカリ性物質で中和し
て無害な塩化ナトリウム、塩化カルシウムにして回収す
る。

【００２０】タ−ル除去装置３は、熱分解ガスに含まれ
るタール分を分離するための装置である。タ−ル除去装
置３は、拡散装置２の水槽の水面に浮遊するタール分を
回収する。中和槽５は、所定の溶液を満たした水槽中に
熱分解ガスを吹き込んでその成分を溶液中に溶解させて
回収する。ガス拡散装置２で回収し切れなかった水溶性
のガス分を回収させても良いし、他の特定のガス分を溶
解して回収できる溶媒を入れても良い。最終的に残った
熱分解ガスは、メタンガスやエタンガス等の炭化水素系
のガス分であるため燃焼脱臭装置７で自己燃焼させて臭
気成分を熱分解する。

【００２１】次に、本発明に係る産業廃棄物の熱分解炉
の排気構造を図面に示された好ましい実施形態に基づい
て説明する。図１は、本発明に係る産業廃棄物の熱分解
炉の排気構造の一実施形態の断面図である。初めに、産
業廃棄物の熱分解炉の構成について説明する。

【００２２】熱分解炉１０は、産業廃棄物を大気圧以下
に減圧された容器内で無酸素状態で加熱することで熱分
解するためのものである。熱分解炉１０は、図１に示す
ように概略的には、熱分解室１１と、熱分解室１１を包
囲して設けられる外壁１３と、熱分解室１１を加熱する
ためのバ−ナ１７と、外壁１３の内側底面に近接して外
壁１３の側部に設けられた排気口１８と、排気口１８に
連結され炉外に排気ガスを導いて排出するための排気経
路２０とを有している。

【００２３】熱分解室１１は、産業廃棄物を投入し密閉
するための容器である。熱分解室１１は、耐熱性があ
り、熱伝導性の高い素材（例えばＳＵＳ３１６Ｌ）であ
ればどの様な材料を用いても良い。

【００２４】外壁１３は、内部の熱を放出させないため
にも断熱構造とされる。断熱方法としては、高温の炉内
に対して外壁１３の表面は、直接手で触れても差し支え
ない程度まで断熱することができれば良い。本実施形態
においては、外壁１３を耐火レンガ１３ａの間にグラス
ウ−ル１３ｂを挟んだ三重構造とした。また、炉の上部
やバ−ナ１７近辺は、高温となりやすいため、耐火レン
ガ１３ａやグラスウ−ル１３ｂの厚さを増加させて他の
部位よりも断熱効果を高めても良い。

【００２５】バ−ナ１７は、熱分解炉１０の底部に設け
られる。本実施形態では、プロパンガス、都市ガス、重
油等を燃焼させて炉内を加熱する。無論、電気を用いて
加熱しても良い。

【００２６】バ−ナ１７により加熱されたガスは、熱分
解室１１の底部から周囲へと流れ上昇する。そして、熱
分解室１１の上部に滞留する。滞留したガスは、熱分解
室１１に熱を伝える。その後、外壁１３の天井に沿って
移動し外壁１３の側壁に沿って降下する。そして、底部
に設けられた排気口１８から排気経路３０を通り炉外へ
排出される。

【００２７】熱分解室１１内で加熱された産業廃棄物
は、所定の温度に達すると熱分解して産業廃棄物の成分
がガス化する。発生した熱分解ガスは、熱分解室１１の
上部に連結された排出管１９を通り次工程に運ばれる。

【００２８】本発明に係る産業廃棄物の熱分解炉の排気
構造の特徴は、排気経路３０に熱分解炉１０内の熱の流
出を防止する熱流出防止手段を設けている点にある。熱
流出防止手段は、概略的に、第一の縦経路３０ａと、第
二の縦経路３０ｂと、第三の縦経路３０ｃとを有してい
る。第一の縦経路３０ａは、排気口１８に連結して設け
られている。そこから、上方に向けて所定の長さが設け
られている。第二の縦経路３０ｂは、第一の縦経路３０
ａの上端部に連結されている。そこから、下方向に向け
て所定の長さが設けられている。第三の縦経路３０ｃ
は、第二の縦経路３０ｂの下端部に連結して設けられて
いる。そこから、上方に向けて所定の長さが設けられて
いる。

【００２９】第一、第二及び第三の縦経路３０ａ、３０
ｂ、３０ｃは、外壁１３と同じ断熱構造にすると良い。
断熱構造とすることで各経路間の熱交換を防止して熱分
解炉１０内の熱が流出するのを防止することができる。
また、図１に示す様に排気経路３０を熱分解炉１０と一
体的に構成することなく、パイプ等の管体で構成しても
良い。これらも断熱構造であることが良いことはいうま
でもない。

【００３０】次に、本発明に係る産業廃棄物の熱分解室
の排気構造の機能について説明する。 熱分解室１１の
温度を昇温中の場合、すなわち、バ−ナ１７が連続的に
運転されている場合、高温ガスが連続的に供給される。
このため、排気ガスは、高温ガスに押し出されるように
して排気口１８から第一の縦経路３１ａを上昇した後、
第二の縦経路３０ｂで下降して、第三の縦経路３０ｃを
再び上昇して炉外に排出される。

【００３１】熱分解室１１内の温度を一定に保持する場
合において、バ−ナ１７が停止した場合、第三の縦経路
３０ｃ内の排気ガスは、炉外へ排出される。そして、外
気が、第三の縦経路３０ｃを下降してくる。しかし、第
二の縦経路３０ｂで低温の排気ガス及び外気は、上昇し
ないと第一の縦経路３０ａには到達できない。外気は、
第二の縦経路３０ｂ内の排気ガスよりも温度が低いため
上昇することができずに第二の縦経路３０ｂ内の下部に
滞留する。従って、熱分解炉１０内に低温の排気ガス及
び外気は、熱分解炉１０側へ流れ込むことができない。
また、排気経路３０ｂ内の高温の排気ガスは、下降する
ことができないため上部に滞留する。従って、熱の流出
が防止され熱分解炉１０内の温度は保持されることにな
る。

【００３２】尚、本実施形態においては、熱分解炉内の
熱の流出を防止するため、排気経路内に外気を滞留させ
ている。このため、再度バーナを点火して炉内を加熱す
ると滞留させた外気を再び炉外に排出するためか、熱分
解炉内の圧力が従来の排気構造の熱分解炉に比べて上昇
する現象が見られた。更に、バーナ連続加熱中も従来の
排気構造の熱分解炉に比べて炉内の圧力が高いものとな
っていた。

【００３３】

【発明の効果】本発明の産業廃棄物の熱分解炉の排気構
造は、排気経路が熱分炉内の熱の流出を防止するための
熱流出防止手段を有してなると共に、熱分解炉に熱流出
防止手段としての第一、第二及び第三の縦経路を設ける
ことにより、バ−ナ停止中に逆流してくる外気を第二の
縦経路で滞留させることができる。そして、熱分解炉か
らの熱の流出を防止することができる。これにより、熱
分解炉の温度低下を防止することができる。

【００３４】また、排気経路に断熱部材を使用すること
で第二の縦経路で滞留している外気への熱の流出を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る産業廃棄物の熱分解炉の排気構
造の一実施形態の断面図である。

【図２】 従来の産業廃棄物の熱分解炉の排気構造の一
実施形態の断面図である。

【図３】 産業廃棄物の熱分解処理装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱分解処理装置 ２ ガス拡散装置 ３ タ−ル除去装置 ４ 処理槽 ５ 中和槽 ６ 減圧ポンプ ７ 燃焼脱臭装置 １０ 熱分解炉 １１ 熱分解室 １３ 外壁 １３ａ 耐火レンガ １３ｂ グラスウ−ル １７ バ−ナ １８ 排気口 １９ 排出管 ２０ 排気経路 ３０ 排気経路 ３０ａ 第一の縦経路 ３０ｂ 第二の縦経路 ３０ｃ 第三の縦経路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業廃棄物を投入し密閉且つ減圧下で該
   産業廃棄物を熱分解する熱分解室、前記熱分解室を包囲
   して設けられた断熱性の外壁、前記熱分解室と前記外壁
   との間に設けられ該熱分解室を底部から加熱するための
   加熱手段、前記外壁の内側底面に近接して該外壁の側部
   に貫通して設けられた排気口及び前記排気口に連結され
   排気ガスを炉外に排出するための排気経路を有する産業
   廃棄物の熱分解炉の排気構造において、 前記排気経路が、熱分炉内の熱の流出を防止するための
   熱流出防止手段、 を有することを特徴とする産業廃棄物の熱分解炉の排気
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の産業廃棄物の熱分解炉
   の排気構造において、前記熱流出防止手段が、前記排気
   経路内に流入した外気を滞留させて熱分解炉内の熱の流
   出を防止する滞留構造、 を有することを特徴とする産業廃棄物の熱分解炉の排気
   構造。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の産業廃棄物の熱分解炉
   の排気構造において、前記滞留構造が、 前記熱分解室底部の前記排気口に連結されて上方向に延
   設された第一の縦経路と、 前記第一の縦経路の上部に連結され下方向に延設された
   第二の縦経路と、 前記第二の縦経路の下部に連結され上方向に延設され炉
   外に通じる第三の縦経路と、 を備えて構成され、前記第二の縦経路内で外気を滞留さ
   せて熱の流出を防止することを特徴とする産業廃棄物の
   熱分解炉の排気構造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３に記載の産業廃棄物の熱
   分解炉の排気構造において、前記熱流出防止手段及び前
   記滞留構造が、断熱性の部材よりなることを特徴とする
   産業廃棄物の熱分解炉の排気構造。