JPH1078210A - 有害ガス含有廃棄物の再生処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 飛灰に含まれるダイオキシンを経済的に無害
化する。その飛灰を有用物に再生する。 【構成】 廃棄物の焼却過程で生じる飛灰を集めてマル
チアークを照射することにより、飛灰を溶融する。飛灰
を溶融する過程で生じるガスにマルチアークを照射す
る。飛灰の溶融物を凝固させてセラミックとする。ま
た、溶融金属を比重差により種別に分別して有用資材と
する。燃焼性の廃棄物を気化させて燃焼性ガスをつく
る。その燃焼性ガスでボイラー発電を行い、マルチアー
ク発生のための電気を賄う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の焼却によ
り発生する飛灰等の有害ガス含有廃棄物を無害化し、合
わせて有益物として再生する有毒ガス含有廃棄物の再生
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物の焼却では、煙突から黒煙を出さ
ないように法令が改正されたため、種々の排煙設備が焼
却施設に設けられ、本来煙突から大気中に放出されるも
のが飛灰となって焼却設備内に溜まるようになった結
果、ダイオキシンを含む飛灰が大きな問題になってき
た。

【０００３】ダイオキシンは人類がつくりだした物質の
なかでも最も毒性の強いものと言われ、ＤＮＡを薄くス
ライスするように傷付けるため、問題が大きい。このダ
イオキシンの発生源は、ＰＣＢ等の塩素系有機化合物で
ある。都市ゴミの中に含まれるビニールはダイオキシン
の主たる発生源になる。

【０００４】ゴミ焼却炉の中でダイオキシンが発生する
メカニズムは、化学物質間の合成、燃焼過程、焼却灰の
触媒作用等にあると言われている。また、ダイオキシン
の発生を防止するに当たっては、高温分解の点から完全
燃焼、滞在時間等が重要とされ、完全燃焼の観点から、
焼却炉では２次燃焼が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイオ
キシンを含め、有機物は高温のみでは分解されない。即
ち、ボイル・シャルルの法則よりして、熱によって有機
物の結合エネルギーを越えることは事実上不可能であ
る。燃焼等で有機物が分解するのは、共存物質の触媒効
果と、紫外線を主とする光化学作用と考えられている。

【０００６】そのため、高温分解を狙った完全燃焼で
は、ダイオキシンの分解効率が低い。また、この方法で
は大量の排ガスが生じるので、排ガス処理設備の大型化
を伴い、大型の排ガス処理設備を用いても大量の排ガス
を完全に無害化することは困難である。

【０００７】これに加えて、ダイオキシンは８００℃か
ら温度が降下していく過程（３００℃付近）で再生する
性質をもつ。つまり、高温分解で一旦ダイオキシンを無
害化したとしても、冷却過程で再びダイオキシンが出現
するのである。このようなダイオキシンの再生には酸化
銅等の金属酸化物が触媒として働いていると考えられ
る。そして、再生ダイオキシンは元のダイオキシンより
毒性が強くなるとも言われており、その防止策として急
冷が採用されているが、完全ではない。

【０００８】また、飛灰中のダイオキシンを無害化する
ための２次処理として、プラズマによる溶融分解が採用
されているが、一般のプラズマは照射範囲が狭く、コス
トが嵩む。

【０００９】このように、ダイオキシンを含む飛灰の処
理に関しては、ダイオキシンを無害化するための良策が
ないため、我が国では放棄してはいけないことになって
おり、そのため廃棄物の焼却設備では飛灰の扱いに苦慮
しているのが実情である。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、ダイオキシンを含む飛灰等の有害ガス含有廃
棄物を低コストで完全に無害化することかできる有害ガ
ス含有廃棄物の再生処理方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる有害ガス
含有廃棄物の再生処理方法は、廃棄物の焼却により発生
する飛灰等の有害ガス含有廃棄物を集めてマルチアーク
を照射し、その有害ガス含有廃棄物を溶融することによ
り、該廃棄物中の有害ガスを無害化すると共に、その溶
融の過程で生じる排ガスにマルチアークを照射すること
により、排ガス中の有害ガスを無害化するものである。

【００１２】マルチアークとは、本出願人が開発した自
立発生型の超高温アークである。通常は、先端を接近さ
せて中心線の周囲に対称的に傾斜配置した複数本の電極
棒に位相が異なる電圧を印加することにより、複数本の
電極棒から対極なしでこのマルチアークが発生する。こ
のマルチアークは、４０００℃以上の高温であり、中心
部では１００００℃に達する。この高温の他に、強烈な
電磁振動、回転磁界、紫外線等の波動エネルギーを伴
う。

【００１３】このマルチアークを例えば飛灰に照射する
ことにより、飛灰は溶融し、飛灰中のダイオキシンは無
害化される。また、その飛灰は溶融により利用価値の大
きいセラミック等となる。マルチアークは通常の焼却炉
と異なり空気を供給しないので、無酸化雰囲気で飛灰を
処理できる。そのため、ガス発生が少ない。また、発生
するガスもマルチアークを照射することにより、ダイオ
キシンの再生及び二次的な発生を防ぐことができる。か
くして、飛灰が無害化され、かつ有用物として利用可能
となる。

【００１４】マルチアークにおいては、そのプラズマ炎
の中心部に水蒸気を注入することにより、その水が水素
ガスと酸素ガスに分解し燃料となって白熱上の炎を噴出
する。その結果、熱カロリーが非常に上がる。水蒸気と
共に、或いは水蒸気に代えてメタンガス等の補助燃料ガ
スを注入することによっても、熱カロリーが上がり、電
気コストが大幅に低下する。

【００１５】マルチアークの発生電源としては、燃焼性
廃棄物から採取した燃焼性ガスを用いたボイラー発電に
て自給するのが良い。燃焼性廃棄物から燃焼性ガスを採
取するとき、燃焼性廃棄物を燃焼させず（空気を供給ぜ
ず）、マルチアーク等で加熱するのが望ましい。燃焼さ
せると、大量の排ガスが生じ、有用な燃焼性ガスが得ら
れないだけでなく、この過程でダイオキシンを発生させ
ることになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明にかかる有害ガス含有
廃棄物の再生処理方法を実施するのに適した設備配置を
説明するための図である。

【００１７】本再生処理設備は、廃棄物焼却設備を兼ね
る発電設備Ａと、廃棄物の焼却で生じた飛灰の処理設備
Ｂとからなる。

【００１８】発電設備Ａでは、エネルギー源として石
油、廃油等を設備内に投入する（Ｇ１）。場合によって
は、再生油も設備内に入れる。再生油は、プラスチック
の油化装置によって採取された油であり、利用されるこ
とが少ないので、これもエネルギー源として利用する。
また、エマルジョン化した水または油を使うこともでき
る。

【００１９】有機物を無害の燃料ガスとするのに有効な
触媒効果のある触媒物質を設備内に投入する（Ｇ２）。
このとき、都市ゴミや一般廃棄物のなかから選択して、
処理費を賄うのがよい。熱反応を高め、ガス化しやすい
触媒や、反応性を高める産業廃棄物を触媒物質として用
いることもできる。

【００２０】これらの投入物を加熱室に搬送する（Ｇ
３）。加熱室では、室内の有機物を、空気を供給せずに
バーナーにて加熱する（Ｇ４）。この加熱で有機物は気
化し燃料ガスとなる（Ｇ５）。燃料ガスをタンクに溜
め、これでボイラーを稼働して発電を行う（Ｇ７）。一
方、一部の燃料ガスを前記バーナーの燃料として使用す
る（Ｇ８）。他方、加熱室の予熱で水蒸気をつくる。こ
の過程で発生するすすや活性炭を採取して商品にする。

【００２１】ガス化した後の残り滓をマルチアークの照
射により溶融させる（Ｇ１１）。溶融物を坩堝内で比重
差により分別採取する。坩堝から取り出した材料に追加
材を加え混練し、ＭＺＥ法により土壌肥料、砂利原料、
型材等として多方面に利用する（Ｇ１２〜Ｇ１６）。

【００２２】発電方式はここでは通常の水蒸気発電とし
ているが、本出願人が開発した空洞型多重善循環方式を
用いてもよい。一部水中ＭＨＤ発電を用いたこの発電方
式は従来の２倍の効率を有し、しかもクリーンである。

【００２３】発電設備Ａでの発電及び廃棄物の焼却と並
行して、飛灰の処理設備Ｂでは、飛灰を投入槽に投入
し、加熱室に搬送する[(1)(2)(4)] 。加熱室では、飛灰
を空気を供給しない状態で加熱する。このとき、触媒と
して、発熱反応を生じる産業廃棄物のアルミ粉、その
他、触媒効果で溶融を促進する材料を加える[(3)(5)]。
加熱はバーナー加熱でもよいが、ガス発生を抑える観点
から電気加熱の方が望ましい。

【００２４】加熱された飛灰をマルチアークの照射によ
り溶融させる[(6)] 。これにより、飛灰に含まれるダイ
オキシンが、マルチアークの超高温と強烈な波動エネル
ギー等により分解する。ここで生じるガスを冷却過程で
マルチアークの照射により無害化する[(7)(9)]。その無
害ガスを水中、フィルターに通して放出する[(11) 〜(1
3)] 。

【００２５】加熱及び溶融では、発生ガスが空気と殆ど
触れない。冷却時にも、空気と触れる量は通常炉の１／
１００〜１／５００と極端に少なく、冷却時間も１／１
０以下で済む。そのため、ダイオキシンの二次的な生成
は少なく、仮に生成があってもマルチアークの照射によ
り無害化される。

【００２６】マルチアークの照射により生じた溶融物を
坩堝内に溜める[(8)] 。マルチアークの照射により、飛
灰は溶融して美しいセラミックとなる。その溶融物を坩
堝から取り出し、金型に流し込むことにより商品化する
[(10)(14) 〜(19)] 。また、坩堝内で金属を比重差によ
り分別採取することができる。各金属も金型に流し込む
ことにより商品とすることができる[(20) 〜(24)] 。

【００２７】飛灰の処理設備Ｂに隣接する作業場では、
得られた材料を用いて鍋、皿、壺、容器、植木鉢等の加
工品をつくる[(25)]。

【００２８】なお、上記実施形態ではダイオキシンを含
む飛灰を例にとって説明したが、塩素ガス、ＰＣＢ、そ
の他ゆ有害ガスを含む廃棄物（容器入りも含む）につい
ても同様に無害化および再生処理が可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明にかかる有
害ガス含有廃棄物の再生処理方法による場合には、ダイ
オキシンを含むために廃棄できなかった飛灰が無害化さ
れる。しかも、その飛灰は有効利用され、廃棄の必要す
らなくなり、その経済的効果は多大である。また、焼却
灰の無害化処理の過程でダイオキシンが生成する危険が
なく、処理自体も非常に安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる有害ガス含有廃棄物の再生処理
方法を実施するのに適した設備配置を説明するための図
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物の焼却により発生する飛灰等の有
   害ガス含有廃棄物を集めてマルチアークを照射し、その
   有害ガス含有廃棄物を溶融することにより、該廃棄物中
   の有害ガスを無害化すると共に、その溶融の過程で生じ
   る排ガスにマルチアークを照射することにより、排ガス
   中の有害ガスを無害化することを特徴とする有害ガス含
   有廃棄物の再生処理方法。
2. 【請求項２】 空気を供給せずに燃焼性廃棄物を加熱し
   て気化させると共に、ここで発生した燃焼性ガスを原料
   としてボイラー発電を行い、その電気により前記マルチ
   アークを発生させることを特徴とする請求項１に記載の
   有害ガス含有廃棄物の再生処理方法。
3. 【請求項３】 燃焼性廃棄物の加熱をガスバーナーにて
   直接又は間接に行い、その燃料として、燃焼性廃棄物の
   加熱により発生した燃焼性ガスを使用することを特徴と
   する請求項２に記載の有害ガス含有廃棄物の再生処理方
   法。
4. 【請求項４】 マルチアークの照射により生じた溶融物
   を商品として利用することを特徴とする請求項１、２又
   は３に記載の有害ガス含有廃棄物の再生処理方法。