JPH11141829A

JPH11141829A - 廃棄物炭化・溶融装置及び廃棄物の炭化・溶融方法

Info

Publication number: JPH11141829A
Application number: JP30524097A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Koike; 衛小池; Kazushi Tanaka; 和士田中; Hideaki Hashimoto; 英明橋本; Takusen Ito; 拓仙伊藤
Original assignee: KEIHANNA KANKYO KK; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: KEIHANNA KANKYO KK; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイオキシンの発生を防ぎ、熱分解ガスと空
気の混合による爆発を防ぎ、炭化時間の短縮・残存する
炭化物・廃棄物の量の少量化を図り、残渣溶融処理を行
うことが可能であり、非移行型プラズマ／移行型プラズ
マが自発的に切り替わる溶融装置用電源を有し、排気ガ
スの量及び二酸化炭素の量の少量化を図り、高温に耐え
得る菌を死滅させることが可能な装置を提供すること。【解決手段】加熱された蒸気を内筒内に送付す
る。炭化物燃焼室を、炭化室の下部に設ける。残渣
溶融処理のための溶融室を設ける。市販の溶接機を複
数台直列に繋ぐ。ガス燃焼室の熱源として、電気ヒー
タを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物を炭化・溶融
するための装置及び方法、より詳しくは塩化ビニル樹脂
系廃棄物を処理する際にダイオキシンが発生することを
防ぐことが可能な装置で、且つ、炭化物の焼却灰やガラ
ス・金属等不燃物を溶融固化することにより処理残渣を
最小限のスラグに抑え、且つ、資源化を可能にした装置
及び方法に関する。

【従来の技術】従来の塩化ビニル樹脂系廃棄物の炭化装
置としては図２に示すようなものがある。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一、図２は特願平９
−１０９５６号に係る発明の構成図であり、本発明は該
発明の改良発明である。

【０００３】特願平９−１０９５６号に係る発明は、炭
化炉（１）、塩化水素除去装置（２）、ガス燃焼室
（３）、炭化室周室（４）、パイプ（５）バーナ（６）
等から構成される。炭化炉（１）内に塩化ビニル樹脂等
から成る廃棄物を投入し、バーナ（６）を点火する。す
ると、炭化炉（１）内の空気が炭化炉外に排出され、無
酸素状態のもとで廃棄物は炭化される。無酸素状態のも
とで炭化されることから、有機塩素化合物が不完全燃焼
を起こすことによって生じるダイオキシンの発生が防止
されるのである。また、炉内で発生する可能性がある有
毒ガスが大気に漏れないよう、炉内は絶えず負圧にして
おく必要がある。ところが、炉内を負圧にしておくと、
蓋や接続部等から空気が漏れ込み、廃棄物より発生する
熱分解ガスと混合し、爆発する危険性がある。そこで、
本発明は従来例とは別方法により炭化室内の空気を排出
することで炭化の過程でのダイオキシンの発生を防ぐこ
と、及び廃棄物より発生する熱分解ガスと空気が混合す
ることによる爆発を防ぐことを第１の改良点とする。

【０００４】二、従来例は、間接加熱であることから
炭化するために長時間を要した。そこで、本発明は炭化
時間の短縮及び残存する炭化物の量の少量化を図ること
を第２の改良点とする。

【０００５】三、炭化工程で有機塩素化合物中の塩素
は塩化水素となり排出される。ゆえに炭化物にはダイオ
キシンの発生源である塩化水素は残存しない。炭化物を
焼却することでダイオキシンの発生を防止すると共に廃
棄物の少量化を図ることを第３の改良点とする。

【０００６】四、塩化ビニル樹脂等のプラスチックに
は有害物質である重金属が含まれており、焼却処理で生
じる焼却灰の埋め立て処分による地下水の汚染が問題に
なっている。また、医療廃棄物においては、注射針、メ
ス等感染性の金属廃棄物の不法投棄が社会問題となって
いる。係る有害廃棄物の問題を解決するためには、焼却
灰や汚染された不燃物を溶融固化する必要がある。そこ
で、本発明は炭化燃焼処理のみならず焼却後の残渣溶融
処理をも行うことが可能な装置を提供することを第４の
改良点とする。

【０００７】五、焼却灰や不燃物の溶融装置の電源シ
ステムとして、運転中に導電性の状況変化に応じて、非
移行型プラズマ／移行型プラズマが自発的（自己制御）
に切り替わる電源システムはこれまでなかった。そこ
で、本発明は小型軽量安価でありながら、導電性の状況
変化に応じて非移行型プラズマ／移行型プラズマが自発
的に切り替わる溶融装置用電源を提供することを第５の
改良点とする。

【０００８】六、通常、ガス燃焼室ではバーナによっ
て加熱される。ところが、バーナを使用すると燃料１Ｋ
ｇに対し約１０Ｎｍ³以上の燃焼空気が必要となる。ゆ
えに、排気ガスの量が多くなり装置の大型化が必要とな
ると共に、多量の二酸化炭素が発生し地球温暖化の原因
ともなる。そこで、本発明は排気ガスの量及び二酸化炭
素の量の少量化を図ることを第６の改良点とする。

【０００９】七、炭化室内は４００℃〜５００℃に加
熱されるため廃棄物に付着している通常の菌類は死滅す
る。ところが、近時高温にも耐え得る菌が発見され問題
になっている。そこで、本発明は係る高温にも耐え得る
菌をも死滅させることが可能な装置を提供することを第
７の改良点とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一、上記課題を解決す
るために、本発明では以下のような手段を採用した。

【００１１】炭化室の内筒と外筒の間に蒸気管を装
備し、加熱された蒸気を内筒内に送付する。

【００１２】炭化室内に残った炭化物を燃焼させる
ための炭化物燃焼室を、炭化室の下部に設ける。

【００１３】残渣溶融処理のための溶融室を設け
る。

【００１４】溶融電源として、市販の溶接機を複数
台直列に繋ぐ。

【００１５】ガス燃焼室の熱源として、バーナ以外
の電気ヒータを用いる。

【００１６】二、以下、係る解決手段がいかなる作用
を有するかを図面を参照しながら述べる。

【００１７】１、図１は本発明に係る炭化・溶融装置
の構成図である。炭化室内筒（７ａ）と炭化室外筒（７
ｂ）の間には蒸気管（１１ａ）が装備してある。ガス燃
焼室（９）で発生する高温の排ガスは、炭化室外筒（７
ｂ）に送付される。この高温の排ガスによって加熱され
た蒸気管（１１ａ）内の水蒸気は、炭化室内筒（７ａ）
内に挿着されている蒸気ノズル（１１ｂ）から炭化室内
筒（７ａ）内へと噴射される。これにより廃棄物が投入
される炭化室内筒（７ａ）内は無酸素状体となり、ダイ
オキシンの発生が防止できるのである。また、水蒸気が
導入されることにより、炭化室内筒（７ａ）内は蒸気雰
囲気となり、可燃性ガスと空気の混合による爆発の危険
を抑制することが可能となると共に蒸気の賦活作用によ
り短時間で炭化することが可能となるのである。

【００１８】２、炭化室内筒（７ａ）内で炭化された
後の炭化物及びガラス・金属など不燃物は、炭化室内筒
（７ａ）の底部に設けられた上段ダンパー（１２）を開
けることで炭化物燃焼室（８）内へ落とし込まれる。炭
化物燃焼室（８）には燃焼空気送風機（２５）から熱風
が送り込まれ、炭化物を焼却するのである。この炭化物
には塩化水素が含まれていないことからダイオキシンの
発生を防止でき、しかも廃棄物の少量化が図れるのであ
る。

【００１９】３、炭化物燃焼室（８）内の焼却灰やガ
ラス・金属等の不燃物は炭化物燃焼室（８）の底部に設
けられた下段ダンパー（１３）を開けることで溶融室
（１７）内のるつぼ（１４）内へと送り込まれる。この
溶融室（１７）内で溶融処理を行うのである。

【００２０】４、本発明では、溶融電源として市販の
溶接機を複数台直列に繋いである。複数台直列に繋ぐこ
とで、処理物が溶融して導電性を有した時点で非移行型
プラズマから移行型プラズマに自発的に切り替わる。こ
れにより、従来問題となっていた着火時及び運転中のプ
ラズマの安定性の問題が解決されると共に、特別な電源
を使用する必要もなくなり、大幅なコストダウンを図る
ことが可能となるのである。

【００２１】５、本発明では、ガス燃焼室（９）の熱
源として電気ヒータ（２０）を用いている。電気ヒータ
（２０）を熱源とすれば、バーナに比べて必要な燃焼空
気の量が少なくて済む。ゆえに、二酸化炭素の発生量が
少なくなり、装置の小型化が可能となるのである。

【００２２】６、本発明では、ガス燃焼室（９）の熱
源として電気ヒータ（２０）を使用する。電気ヒータ
（２０）によって熱風を作り、減菌及び有機物の除去を
図るのである。熱風温度は８００℃以上に保たれるが、
この温度はいかなる有機物でも分解する温度であり、当
然有機物の一種である菌類も完全に死滅する。かように
して、本発明では高温にも耐え得る菌をも死滅させるこ
との可能な装置の提供が可能となるのである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、好ましい発明の実施の形態
につき、図面を参照しながら述べる。図１は、本発明に
係る炭化・溶融装置の構成図である。該装置は、大まか
な構造としては、炭化室内筒（７ａ）、炭化室外筒（７
ｂ）、炭化物燃焼室（８）、脱塩室（１０）、ガス燃焼
室（９）及び溶融室（１７）によって構成される。

【００２４】炭化室内筒（７ａ）の上部には上蓋（１
８）が開閉可能に取り付けてある。

【００２５】脱塩室（１０）内には、塩化水素除去剤
（１９）が内装される。

【００２６】ガス燃焼室（９）には電気ヒータ（２０）
が内装され、加熱空気送風機（２１）が付随している。

【００２７】炭化物燃焼室（８）には燃焼空気送風機
（２２）が付随している。

【００２８】溶融室（１７）には破砕機（２４）プラズ
マトーチ（１６）及びるつぼ（１４）が内装されてい
る。また、溶融室（１７）に付随して水槽（１５）が設
けてある。

【００２９】炭化室内筒（７ａ）と炭化室外筒（７ｂ）
の間には蒸気管（１１ａ）が螺旋状に設けてあり、蒸気
管（１１ａ）の先端は蒸気ノズル（１１ｂ）として炭化
室内筒（７ａ）内に挿着してある。

【００３０】以下、係る形態を有する本発明の稼動状態
を説明する。炭化室内筒（７ａ）の上蓋（１８）より塩
化ビニル樹脂等の廃棄物を投入する。その後、ガス燃焼
室（９）に内装された電気ヒータ（２０）及び加熱空気
送風機（２１）で熱風を作る。この熱風は炭化室内筒
（７ａ）と炭化室外筒（７ｂ）の間に送り込まれる。こ
れにより、炭化室内筒（７ａ）と炭化室外筒（７ｂ）の
間に装備した蒸気管（１１ａ）を加熱する。加熱された
管内の蒸気は炭化室内筒（７ａ）下部に挿着された蒸気
ノズル（１１ｂ）より廃棄物にむけて噴射される。ま
た、蒸気を加熱するための補助的な役割として炭化室内
筒（７ａ）の外側と上段ダンパー（１２）には廃棄物を
加熱する目的で電気ヒータ（２６）が装備される。炭化
室内筒（７ａ）内の空気は、この蒸気によって追い出さ
れ、無酸素状態になる。炭化室内筒（７ａ）内の廃棄物
の温度が上昇するにしたがって廃棄物の有機分がガス化
し、ガス燃焼室（９）に入る。ガス燃焼室（９）に導入
されたガスは、室内の熱風にふれ有機分は高温酸化す
る。この熱風は８００℃以上の温度を保持していること
から、菌類を含む有機分は完全に分解される。高温酸化
した有機分は炭酸ガス、水蒸気及び塩化水素に変わり、
熱風と共に脱塩室（１０）に入る。有害な塩化水素は脱
塩室（１０）に内装した塩化水素除去剤（１９）によっ
て除去され、無害となった排ガスは、炭化室内筒（７
ａ）と炭化室外筒（７ｂ）の間に送り込まれる。これら
は炭化室内筒（７ａ）と炭化室外筒（７ｂ）の間に装備
した蒸気管（１１ａ）を加熱する熱源として用いられ
る。かように、無害となった排ガスは炭化室において熱
の大部分を奪われ、排気口（２４）より大気に排出され
る。

【００３１】一方、炭化室内筒（７ａ）内で炭化された
炭化物及び不燃物は炭化室内筒（７ａ）下部に設けられ
た上段ダンパー（１２）を開くことで炭化物燃焼室
（８）に落とし込まれる。この落とし込まれた炭化物
は、燃焼空気送風機（２５）で供給される空気により燃
焼し、その後、炭化物燃焼室（８）の底部に設けられた
下段ダンパー（１３）を開くことで、溶融室（１７）内
のるつぼ（１４）に落とし込まれる。また、比較的大き
なガラス類は溶融室（１７）の上部に設けられた破砕機
（２３）により破砕された後、焼却灰や金属等の不燃物
と共に溶融室（１７）内のるつぼ（１４）に落とし込ま
れる。その後、プラズマトーチ（１６）に通電し、焼却
灰・不燃物を溶融する。溶融スラグは、るつぼ（１４）
よりあふれ自動的に水槽（１５）に流れ込み、冷却され
固化する。固化物は取り出し口（２３）より外部に取り
出される。

【００３２】また、本装置は廃棄物の性状等の事情によ
り、溶融室（１７）及び水槽（１５）を付加せず、処理
物を炭化物あるいは灰の形で取り出す装置としても有効
な装置として位置づけられるものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているこ
とから、以下に示すような効果を奏する。

【００３４】従来例とは別方法により炭化室内の空
気を排出すると共に、廃棄物より発生する熱分解ガスと
空気が混合することによる爆発を防ぐことができる。

【００３５】炭化処理のみならず不燃物の溶融処理
をも行うことが可能である。

【００３６】小型軽量安価でありながら、導電性の
状況変化に応じて非移行型プラズマ／移行型プラズマが
自発的に切り替わる溶融装置用電源を提供することが可
能である。

【００３７】排気ガスの量及び二酸化炭素の量の少
量化を図ることが可能である。

【００３８】高温にも耐え得る菌をも死滅させるこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図。

【図２】従来例の構成図。

【符号の説明】

７ａ・・炭化室内筒７ｂ・・炭化室外筒８・・炭化物燃焼室９・・ガス燃焼室１０・・脱塩室１１ａ・・蒸気管１１ｂ・・蒸気ノズル１２・・上段ダンパー１３・・下段ダンパー１４・・るつぼ１５・・水槽１６・・プラズマトーチ１７・・溶融室１８・・上蓋１９・・塩化水素除去剤２０・・電気ヒータ２１・・加熱空気送風機２２・・排気口２３・・取り出し口２４・・破砕機２５・・燃焼空気送風機２６・・電気ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中和士愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１中部電力株式会社技術開発本部電気利用技術研究所内 (72)発明者橋本英明愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地の１中部電力株式会社技術開発本部電気利用技術研究所内 (72)発明者伊藤拓仙奈良県生駒市高山町8916−12 けいはんな環境株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外筒及び内筒を有する炭化室、塩化水素を
除去するための脱塩室及びガスを燃焼させるためのガス
燃焼室から成る廃棄物の炭化装置において、炭化物を燃焼させるための炭化物燃焼室（８）及び焼却
灰やガラス・金属等の不燃物を溶融するための溶融室
（１７）を設けたことを特徴とする廃棄物炭化・溶融装
置。
【請求項２】ガス燃焼室（９）の熱源として、電気ヒー
タを用いたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物炭化
・溶融装置。
【請求項３】炭化室内筒（７ａ）内に高温の水蒸気を導
入することで、炭化室内筒（７ａ）内の空気を追い出し
て可燃性ガスと空気の混合による爆発の危険を抑制する
と共に、有機物を短時間で炭化させることを特徴とする
廃棄物の炭化方法。
【請求項４】溶融室（１７）内における溶融電源とし
て、溶接機を直列に繋いだことを特徴とする請求項１及
び請求項２記載に係る廃棄物の炭化・溶融装置。