JP2000015213A - 廃棄物等の加熱処理炉の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害成分を含有する被処理物を処理剤ととも
に加熱処理炉で加熱して塩化物生成及び炭化処理して排
出する場合、被処理物の一部が処理炉内に局部的に付着
して、無害な塩化物生成などの分解反応の進行に弊害を
もたらす。 【解決手段】 被処理物を加熱処理炉１０，２０に投入
して処理する前工程、もしくは被処理物を処理剤ととも
に加熱処理炉１０で加熱処理し、処理剤により有害成分
を分解させて無害な塩化物を形成する前工程において、
被処理物に代えてアルカリ物質、塊状の固形物等の代替
物質を加熱処理炉１０，２０に投入して加熱することに
より、加熱処理炉内の任意の箇所に付着残存している被
処理物を軟化離脱させて加熱処理炉から排出させ、加熱
処理炉内を清浄化することを特徴とする廃棄物等の加熱
処理炉の運転方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物などの被処
理物を熱分解などの熱的処理を行って処理する加熱処理
炉の運転方法に関し、特に被処理物を加熱処理炉を用い
て処理する際の前工程として、被処理物に代えて塩素系
成分と反応して無害な塩化物を生成する物質を加熱処理
炉に投入して炉内の表面を清浄化することにより、本運
転時の処理効果を高めるようにした運転方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミなどの一般廃棄物や産業廃棄
物、シュレッダーダスト、塩化ビニルなどの廃棄物はハ
ロゲン物質（塩素、臭素、沃素、フッ素、アスタチ
ン）、特に、塩素成分を多量に含んでいるので、焼却な
どの加熱処理をした場合には、塩素系ガス（塩化水素、
塩素）を多量に発生し、これら塩素系ガスを含む排ガス
により処理施設の金属部材を腐食したり、猛毒のダイオ
キシン類を生成して環境汚染の問題を発生させる問題が
ある。

【０００３】これらの問題を解決するための技術の開発
が進められ、例えば排ガス処理のために焼却炉内にアル
カリ物質（消石灰粉）を噴霧して、焼却によって発生し
た排ガス中の塩素系ガスと接触反応させ、無害な塩化物
を生成させて排ガスの無害化をはかる方法とか、上記ア
ルカリ物質とバグフィルタ装置とを併用して排ガスの無
害化をはかる方法などが検討されている。

【０００４】しかし排ガス処理のためのバグフィルタ装
置で使用した消石灰粉末、排ガス中の飛灰中、焼却灰等
の焼却残渣など排ガス以外のものにも塩素系ガス成分が
付着・吸着してダイオキシン類を生成してしまうことが
知られている。

【０００５】又、古タイヤや発泡スチロールのような硫
化物を含む廃棄物などの処理物を焼却処理した場合に
は、これらの廃ゴム中に硫化成分が５〜１０重量％程度
含有されているため、燃焼に伴って多量の硫黄酸化物系
ガス（ＳＯ_Xガス）を発生することから、これら硫黄酸
化物系ガスの処理も必要となる。

【０００６】このような有害成分の除去方法として、カ
ルシウム系のアルカリ物質、例えば石灰（ＣａＣ
Ｏ₃），消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）などを添加して焼却す
る方法、焼却炉内にアルカリ物質を噴霧して処理する方
法、又はこれらの物質をフィルタに装填して有害ガスを
通過させることで有害成分を除去する方法が特開昭５４
−９３８６４号公報、特公平２−１０３４１号公報、特
開平１−２９６００７号公報、特開昭５９−１２７３３
号公報などに記載されている。

【０００７】これらの従来技術は、被処理物から塩素系
ガスを発生させ、後工程でのバグフィルタ，高温燃焼及
び灰化溶融手段等により塩素系ガスを除去してダイオキ
シン類の生成を防止することが目的となっている。

【０００８】また、回転処理炉で低温乾留法により廃棄
物を熱処理して低温乾留ガスと熱分解残留物とに変換
し、これを高温燃焼炉で燃焼して溶融液状のスラグを生
成し、炭化処理により被処理物を減容化するとともに発
生したガスはボイラ、除去フィルタ及びガス浄化装置で
処理して排出する処理方法も提案されている（特開平８
−５１０７８９）。

【０００９】また、他の方法として、被処理物を加熱処
理炉で加熱処理する際、塩素成分と反応しやすいアルカ
リ系の添加剤を適量混入して加熱処理し、処理灰に塩素
成分を固定化して無害な排ガスを得、処理灰は水洗浄等
により塩素成分を除去する方法も提案されている（特開
平９−１５５３２６）。

【００１０】更に廃棄物などの一層の減容化と無害化の
ため、焼却灰を溶融したり、ガラス固化する方法が特開
平９−２３６２４２号公報、特開平９−２３６２３９号
公報に記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】焼却処理により被処理
物から発生した有害成分と接触反応して、無害な塩化物
を生成するものとしてアルカリ物質を用いることは従来
から知られているが、このアルカリ物質による無害な塩
化物生成効果が不安定であり、しかも塩化水素などの有
害成分を発生するため、ダイオキシン類を生成してしま
う等の環境悪化をもたらし、人類の将来にきわめて危険
な状態を作り出す懸念がある。

【００１２】現状では塩化水素などを含有する排ガス
を、バグフィルタ等を利用した後工程で除去する方法が
一般に行われている。しかしバグフィルタで使用した添
加剤の処理に関しては言及されていないのが実情であ
る。

【００１３】また、排ガス中に塩化水素が含有されてい
ることは、焼却後の残渣中にも塩化水素などの有害成分
が含有されていることが推定される。この残渣の有害性
に関しては従来からほとんど注目されていないが、残渣
が有害物であることは暗黙のうちに知られており、これ
らの焼却灰をガラス固化等の手段で減容化したり、有害
成分の封じ込めが行われていることからみても有害性は
明らかである。

【００１４】従って焼却炉等の熱処理炉からの排ガスの
無害化と焼却後の残渣の無害化を同時に達成する試みは
行われていないのが現状である。

【００１５】更に熱処理炉には各種各様の被処理物が投
入される上、熱負荷による変形とか変質も各種各様であ
る。例えば一口にプラスチック類といっても各種各様の
成分で構成されており、熱負荷によって軟化したり、局
部的に温度の低い部位に付着したままになってしまうケ
ースがある。

【００１６】このようなケースでは、順次投入された被
処理物の一部の部材と連鎖して一時的に大きくなり、無
害な塩化物生成などの分解反応の進行に弊害をもたらす
事態が考慮される。

【００１７】そこで本発明は、廃棄物等の被処理物を分
解処理する際に、処理炉内で被処理物から塩素系ガス等
の有害成分を分解析出し、この析出した有害成分とアル
カリ物質等の処理剤とを確実に接触反応させて、無害な
塩化物を形成することで、排ガスおよび残渣の無害化を
実現し、この無害化された残渣を同一もしくは別の処理
炉で炭化等により減容化して再利用を可能とする技術手
段を得ることを目的とするものである。

【００１８】更に他の目的として、少なくとも分解反応
工程を行う加熱処理炉内に、前工程として被処理物の代
替物質を投入して加熱することにより、加熱処理炉内を
清浄化して本運転時の処理効果を高める技術手段を得る
ことにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願の発明者は種々実験
検討の結果、被処理物に消石灰などのカルシウム系の処
理剤を添加して加熱処理した場合には、この処理剤が排
ガス中の塩素系ガスと接触反応して無害な塩化物を生成
することから、該処理剤を使用しない場合に比較してあ
る程度の効果が期待できることを確認した。

【００２０】更に上記効果の拡大を期待して種々検討し
た結果、アルカリ物質として、加熱により被処理物から
分解析出する有害成分と反応して無害な塩化物を生成す
るアルカリ金属，アルカリ金属化合物，アルカリ土類金
属，アルカリ土類金属化合物に含まれる物質の中から、
少なくとも１種類を選択、又は２種類以上の混合物、特
にナトリウム，カリウム系のアルカリ金属化合物を処理
剤として用いれば効果的に無害な塩化物を生成すること
ができて、有害成分を除去処理できることを見い出し
た。

【００２１】又、一般に加熱処理炉の運転開始時及び点
検時には、通常「空たき」と呼称される加熱操作が行わ
れるが、このような「空たき」時にもアルカリ物質など
の処理剤を投入して行うことにより、炉内の表面が清浄
化されて、本運転時の処理効果が高められることが判明
した。

【００２２】従って運転開始時及び点検時に、炉内にア
ルカリ物質などの処理剤を投入してから定常運転と同様
に、もしくは定常運転よりも加熱温度を高めに設定して
「空たき」を行うことにより、高品位で安定した性能を
維持することができる。

【００２３】更に種々の実験により検討した結果、被処
理物を加熱処理炉を用いて加熱処理する運転操作の前工
程として、被処理物に代えて、塩素系成分と反応して無
害な塩化物を生成するアルカリ物質、又はアルカリ物質
と熱負荷により有害作用を惹起しない固形物等との混合
物などを投入して炉内の表面を清浄化することにより、
本運転時の処理効果を高めることができることを見いだ
した。

【００２４】本発明はこれらの知見に基づいてなされた
もので、上記の課題解決の具体的手段は、被処理物を処
理剤とともに加熱処理炉で加熱処理して、被処理物から
有害成分を分解析出させるとともに、添加した処理剤と
有害成分とを接触反応させて無害な塩化物を形成するこ
とで排ガスの無害化と被処理物の無害化処理を行う分解
反応工程と、該分解反応工程で無害化された被処理物を
加熱炉で加熱して減容化した残渣を得る減容化工程とか
ら成り、少なくとも分解反応工程を行う加熱処理炉内
に、被処理物の代替物質を投入して加熱することによ
り、加熱処理炉内を清浄化し、本運転はこの清浄化処理
後に行うようにしたことを基本手段とする。

【００２５】分解反応工程と減容化工程とは夫々異なる
加熱処理炉で行い、各加熱処理炉内に被処理物の代替物
質として投入する物質は、アルカリ物質の処理剤と固形
物から選択した少なくとも１種類又は混合物を用いる。

【００２６】アルカリ物質の処理剤は、加熱により被処
理物から分解析出する有害成分と反応して無害な塩化物
を生成するアルカリ金属，アルカリ金属化合物，アルカ
リ土類金属，アルカリ土類金属化合物に含まれる物質の
中から、少なくとも１種類を選択、又は２種類以上の混
合物からなる。

【００２７】アルカリ金属化合物は、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソー
ダ、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム
カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択
した単体、又は複数種の混合からなる。

【００２８】アルカリ土類金属化合物は、石灰，生石
灰，消石灰，ドロマイトから選択した単体、又は複数種
の混合であり、アルカリ金属は、ナトリウム系，カリウ
ム系の物質を用いる。又、アルカリ土類金属は、カルシ
ウム，ストロンチウム，バリウム，ラジウムから選択し
た単体、又は混合である。

【００２９】アルカリ物質の処理剤は粉体状，顆粒状，
塊状，水溶液，懸濁液の何れかの状態で有害な塩素系ガ
スと接触させる。被処理物の代替物としての固形物は、
触媒作用によりダイオキシン類生成を惹起しない塊状の
物質を用いる。具体的には、金属類，石類，セラミック
ス類から選択した少なくとも１種類又は混合物を採用す
る。

【００３０】分解反応工程における加熱処理温度は、被
処理物から有害成分が分解析出する２５０℃〜３５０℃
とし、減容化工程における加熱処理温度は、被処理物が
炭化又は灰化する３５０℃〜１０００℃とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本実施形態の廃棄物処理施設
の概念図であり、図中の１０は第１の加熱処理炉、２０
は第２の加熱処理炉を示す。第１の加熱処理炉１０は、
回転自在の円筒体１１と、該円筒体１１の外周にガスダ
クトを形成して熱ガスの導入により円筒体１１を加熱す
る加熱筒１２と、円筒体１１の一方の端部に設けられ、
被処理物を円筒体１１内に供給する供給口１３と、円筒
体１１の他方の端部に設けられた排出口１４とで構成さ
れ、この円筒体１１は図示しない回転駆動手段によって
回転駆動される。

【００３２】円筒体１１の回転駆動手段は、通常の駆動
用モータと駆動歯車及び円筒体に設けられた従動歯車等
から構成される。

【００３３】１５は供給口１３側を包囲する供給側ダク
ト、１６は排出口１４側を包囲する排出側ダクトであ
る。

【００３４】第２の加熱処理炉２０の構成は、第１の加
熱処理炉１０の構成とほぼ同一であり、回転自在の円筒
体２１と、該円筒体２１の外周にあって熱ガスの導入に
より円筒体２１を加熱する加熱筒２２と、円筒体２１の
一方の端部，この例では第１の加熱処１０の排出口１４
側に設けられ、被処理物を円筒体２１内に供給する供給
口２３と、円筒体２１の他方の端部に設けられた排出口
２４とで構成されている。

【００３５】２５は第２の加熱処理炉２０への供給口２
３側を包囲する供給側ダクト、２６は同排出口２４側を
包囲する排出側ダクトである。第１の加熱処理炉１０の
円筒体１１と、第２の加熱処理炉２０の円筒体２１とは
上下方向に配設され、図２の要部断面図に示したよう
に、円筒体１１（２１）外周に配置された加熱筒１２
（２２）が固定部材２８により支持固定されており、こ
の円筒体１１（２１）の内部には、被処理物を撹拌・移
送する複数の羽根Ｓが設けられ、円筒体１１（２１）自
体の回転によって被処理物と反応薬剤の混合物を排出口
１４，２４側に移送する構成となっている。

【００３６】３０はホッパであり、このホッパ３０に被
処理物とアルカリ金属化合物からなる処理剤とを混合し
て投入し、円筒体１１の供給口１３から円筒体１１内に
供給可能となっている。

【００３７】このホッパ３０に被処理物の破砕機能と処
理剤の混合機能を合わせて持たせ、固形物を破砕しなが
ら処理剤と混合してもよいし、また、予め破砕した被処
理物と処理剤とを混合してホッパ３０に投入してもよ
い。

【００３８】３１は燃焼装置であり、例えばＬＮＧを燃
焼させる場合には、図外のＬＮＧタンクから供給される
ＬＮＧを燃焼して熱ガスを発生させる。この熱ガスは第
２の加熱処理炉２０の円筒体２１外周に設けた加熱筒２
２内に供給されて円筒体２１を加熱した後、連絡管３２
を介して第１の加熱処理炉１０の円筒体１１の加熱筒１
２内に送り込まれ、この円筒体１１を加熱した後、排出
管３３を介して放出される。この熱ガスを有効利用する
ため、図外の温水器に導いて温水を得る使用形態を採る
ことができる。

【００３９】３６は溶解槽、３７は脱水手段、３７ａは
脱水用のモータ、３７ｂは脱水手段３７中に配備された
多孔質の容器であり、フィルタ、ネット等で袋体に形成
したものである。３８は減容化された炭化物である。

【００４０】４０は排ガス燃焼装置で、第１の加熱処理
炉１０および第２の加熱処理炉２０で熱分解により発生
した排ガスをダクト１６および２５より取り出し、これ
を燃焼してタール分等を分解除去する。ここで燃焼させ
る燃料としては、天然ガス（ＬＮＧ）を使用し、ＬＮＧ
タンク４０ａより供給する。

【００４１】４１は冷却装置、４１ａは温水利用手段、
４２はバグフィルタ装置、４２ａはバグフィルタ装置４
２への処理剤添加手段、４２ｂはバグフィルタ４２内に
備えられた濾布、４３はバグフィルタ装置４２から回収
した処理剤、４４は煙突である。従って加熱処理炉とバ
グフィルタ装置４２との間に、排ガスが含有するタール
成分を除去するための排ガス燃焼装置４０と、燃焼後の
排ガスを冷却する冷却装置４１とが配備されている。

【００４２】このような廃棄物処理施設を用いた本発明
の処理方法について説明する。先ず被処理物を加熱処理
炉に投入する前工程として、被処理物に代えて粉末状の
処理剤、例えば炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）を
ホッパ３０に投入し、第１の加熱処理炉１０で加熱す
る。尚、処理剤が塊状の場合には粉砕してから投入す
る。

【００４３】加熱処理は、通常の被処理物から塩化水素
が析出する温度と時間、例えば２５０℃から３５０℃，
３０分間の条件で行う。この加熱条件は、各加熱処理炉
等により更なる高温度と長時間の高負荷条件で行っても
よい。

【００４４】このように加熱処理炉に処理剤のみを投入
して加熱処理することにより、該加熱処理炉内の任意の
箇所に付着残存しているプラスチック類が軟化離脱し、
この離脱したプラスチック類の物質は、多量の粉体処理
剤に包み込まれて粘着力を失うので、再び付着すること
なく加熱処理炉から排出されて該加熱処理炉内を清浄化
することができる。

【００４５】換言すれば、処理剤とプラスチック類は
「餅と餅取り粉」、「蕎麦と打ち粉」のように、柔らか
くて粘着力のある物質を粉体でくるむことによって粘着
力をなくして再付着を防止することが動作上の特徴とな
っている。

【００４６】付着力が強固なプラスチック類を除去する
ことためには、処理剤に無害な固形物、例えば金属とか
石、セラミックスなど塊状の物質を加えてから同様に加
熱処理する。これは回転による衝撃で物理的にプラスチ
ック類を除去する上で効果がある。

【００４７】又、加熱処理炉内で軟化離脱したプラスチ
ック類から塩素系ガスが発生した場合には、投入した処
理剤（炭酸水素ナトリウム）と接触反応して下記の式の
ように無害な塩化物（ＮａＣｌ）を生成する。

【００４８】（ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣ
ｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂） この反応によって発生した塩素系ガスが排ガス中に含有
されることがなく、処理剤中に残存することもない。

【００４９】第１の加熱処理炉１０内を清浄化した処理
剤は、排出側ダクト１６から供給口２３を経由して減容
化を行うための第２の加熱処理炉２０内に送り込まれ、
通常の熱負荷の温度と時間、例えば３５０〜７００℃，
３０分間、もしくはそれ以上の熱負荷を加えて炉内の清
浄化を行う。

【００５０】この第２の加熱処理炉２０の清浄化は、第
１の加熱処理炉１０とは全く分離して行ってもよい。

【００５１】その後に、処理剤は溶解槽３６内に排出さ
れ、反応後の処理剤と無害な塩化物が水に溶解し、次段
の脱水手段３７での脱水作用で固体成分と液体成分とに
分離し、液体成分は排水されるとともに固体成分である
炭化物３８等が取り出されて再利用のために保管され
る。

【００５２】処理剤に石その他の無害な固形物を投入し
た場合には、脱水手段３７でこれらの固形物を回収し、
次段の廃棄物処理時に再利用する。

【００５３】被処理物の乾燥と有害成分の分解析出を行
うための第１の加熱処理炉１０内では、析出したガスと
処理剤との反応で無害化されたことにより、有害な塩素
系ガスが含まない排ガスが生じる。同様に被処理物の炭
化処理等の減容化処理を行う第２の加熱処理炉２０でも
有害な塩素系ガスが含まない排ガスが生じる。

【００５４】これらの各所で発生した排ガスは、夫々図
示しない配管を通じて共通の排ガス燃焼炉に導入して、
ＬＮＧを燃料にして焼却し、洗浄化してから放出する。
更には該排ガスを１５０℃程度に冷却してからバグフィ
ルタ４２に導入し、除塵などを行って排ガスの洗浄化を
行う。

【００５５】この清浄化処理は、被処理物を処理する通
常運転が間欠運転の場合は運転開始ごと（毎日）、又は
一定期間ごとに行う。連続運転の場合は点検のための停
止時、又は所定期間ごとに行う。

【００５６】次に本運転時の処理方法を説明する。予め
被処理物は破砕機により破砕しておき、この被処理物に
処理剤としてアルカリ金属化合物、例えば炭酸水素ナト
リウム（ＮａＨＣＯ₃）を添加混合する。このアルカリ
金属化合物は、粉体状，顆粒状，塊状，水溶液，懸濁液
の何れかの状態、もしくはこれらの組み合わにより使用
される。

【００５７】被処理物としては、一般廃棄物，産業廃棄
物等の固形物や、灰類，汚泥いずれでもよく、この被処
理物に対するアルカリ金属化合物の混合割合は、被処理
物の含有する塩素量の２〜１０倍、又は被処理物の５〜
３０重量％とする。被処理物に処理剤を混合してから破
砕してもよい。十分に混合した後に、第１の加熱処理炉
１０に投入する。

【００５８】次に、（又は事前に）燃焼装置３１でＬＮ
Ｇを燃焼して熱ガスを発生させ、加熱筒２２及び加熱筒
１２に供給して第１の加熱処理炉１０と第２の加熱処理
炉２０の炉内を加熱状態としてから、被処理物と処理剤
の混合物をホッパ３０から供給口１３を介して第１の加
熱処理炉１０の円筒体１１内に供給する。この円筒体１
１は図示しない回転駆動手段によって回転駆動されてい
る。

【００５９】第１の加熱処理炉１０での加熱処理は、被
処理物の乾燥と分解反応（脱塩素処理）を行う。被処理
物からのハロゲン物質，特に塩素系ガスが分解析出する
温度と時間を事前に調査して被処理物の性質を把握し、
この調査結果を十分にカバーできる温度（２００℃〜３
５０℃）と時間（３０分）で処理する。尚、被処理物か
ら塩素系ガスを分解析出させる温度としては、２５０℃
〜３５０℃が適当である。

【００６０】尚、第１の加熱処理炉１０での加熱温度と
時間は、加熱処理炉の状態（大きさ、加熱手段などの炉
に依存する条件等）、被処理物の処理量などにも関係す
るので、事前に調査などを十分に行っておく必要があ
り、またデータを取り蓄積しておく必要がある。

【００６１】また、第１の加熱処理炉１０での加熱処理
は、「燃焼、焼却」ではなく、「蒸し焼き、熱分解」で
の処理とする。

【００６２】第１の加熱処理炉１０内においては加熱処
理により、ＨＣｌ成分を含む塩素系ガスが発生するが、
この塩素系ガス中のＨＣｌ成分は、添加されている炭酸
水素ナトリウムと反応して無害な塩化物である塩化ナト
リウム(ＮａＣｌ)を生成する。これによって、分解ガス
中のＨＣｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時に行え
る。反応式は以下の通りである。

【００６３】 ＮａＨＣＯ₃＋ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋ＮａＯ＋ＣＯ₂ 塩素成分の析出により無害化された被処理物は、円筒体
１１内の羽根Ｓにより撹拌されながら移送され、排出口
１４から次段の供給口２３を介して第２の加熱処理炉２
０の円筒体２１内に送り込まれ、ここで被処理物が炭化
する温度と時間（紙類は３５０℃程度で炭化が始ま
る。）３５０℃〜７００℃，３０分程度の加熱処理によ
り減容化処理を行う。この減容化処理工程の第２の加熱
処理炉２０内には、無害な塩化物が存在するが有害な塩
素成分は存在しないので、炭化した被処理物はこれを吸
収することはない。

【００６４】炭化した被処理物と、反応後の塩化物等は
排出口２４を介して溶解槽３６内に排出される。この溶
解槽３６内で被処理物と反応後の処理剤等は水に溶解
し、次段の脱水手段３７での多孔質の容器３７ｂを利用
した脱水作用で固体成分と液体成分とに分離され、液体
成分は排水されるとともに固体成分である炭化物３８は
容器ごと取り出され、そのまま又は必要に応じて乾燥処
理してから二次燃料等に利用される。

【００６５】第１の加熱処理炉１０と第２の加熱処理炉
２０での加熱処理で生じた排ガス中には、基本的に有害
な塩素系ガスは含まれていないが、被処理物の性質は千
差万別であり、また、処理条件等により不完全反応等の
原因により、塩素成分を完全に除去できない場合も起こ
り得るので、バグフィルタ装置を使用して完全に清浄化
する。

【００６６】また、乾留による排ガスには、被処理物の
性質によってはタール分等の可燃成分が含まれている。
この排ガスが含有するタール成分はＬＮＧを燃料として
排ガス燃焼装置４０により燃焼除去する。

【００６７】この燃焼により高温化された排ガスはその
ままバグフィルタ装置４２に送り込むことができないた
め、この排ガスが冷却装置４１により約２００℃以下に
冷却されてからバグフィルタ装置４２に送り込まれる。
この冷却装置４１による熱交換作用で得られた温水は、
温水利用手段４１ａに供給されて熱源としての有効利用
をはかることができる。

【００６８】バグフィルタ装置４２には、処理剤添加手
段４２ａから前記と同様なアルカリ金属化合物、例えば
炭酸水素ナトリウムでなる処理剤が噴霧されており、こ
の処理剤と排ガスとの反応と、該排ガスが濾布４２ｂを
通過することで排ガスの無害化処理と清浄化処理が行わ
れる。尚、バグフィルタ装置４２内に噴霧するアルカリ
金属化合物は、粉体状，顆粒状，塊状，水溶液，懸濁液
の何れか、もしくはこれらの組み合わせからなる。

【００６９】不完全反応等の原因によって排ガス中に少
量の塩素系ガスが残存する場合であっても、バグフィル
タ装置４２内で排ガスとアルカリ物質とを再度の反応を
行わせることによって塩素系ガスの残存を完全に防止す
ることができる。無害化された排ガスは煙突４４から放
出される。

【００７０】バグフィルタ装置４２から回収した処理剤
４３に含まれているものは大部分がアルカリ金属化合物
であり、仮に排ガス中に少量の塩素系ガスが残留してい
ても、この成分は出発時の被処理物に含まれている塩素
成分の量に比較すると極く微量で、これと反応する処理
剤も極く僅かであるため、処理剤４３を回収して加熱前
の被処理物に添加混合して有効に使用することができ
る。このような使用形態を採ることによって処理薬剤の
総使用量は大きく削減することができる。

【００７１】以上のように廃棄物の加熱処理炉を少なく
とも二基設け、第１の加熱処理炉１０で被処理物の乾燥
と有害成分の分解析出を行い、同時に析出したガスとア
ルカリ物質とを反応させて無害化し、この無害化した被
処理物を第２の加熱処理炉２０で減容化処理するととも
に、加熱処理で生じた排ガス中のタール分等の可燃成分
を排ガス燃焼装置４０により燃焼除去し、更に冷却装置
４１により冷却してからバグフィルタ装置４２に送り込
み、アルカリ物質でなる処理剤と再度の反応を行うこと
によって塩素系ガスの残存を完全に防止することができ
る。

【００７２】加熱処理炉内にハロゲン物質を含有する被
処理物と、アルカリ金属化合物の処理剤を混合して加熱
処理すると、有害な塩素系ガスが発生しても、この塩素
系ガスは添加した処理剤（脱塩素剤）と反応して無害な
塩化物を生成して、分解ガスの無害化と残渣の無害化が
同時に行うことができる理由は、次の実験調査により明
らかとなった。

【００７３】実験は、排気管付きで開閉扉を有する密閉
容器に試料を入れ、電気炉にて加熱し、２５０℃から６
００℃まで５０℃間隔で各温度にて５分間保持し、昇温
時、キープ時で排気管を開けて塩化水素ガス（ＨＣｌ）
濃度（ｐｐｍ）を測定した。また、６００℃〜１０００
℃についても測定した。

【００７４】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００７５】表１にこの測定結果を示す。塩化水素ガス
濃度は実験１０回における測定値で実施例１〜５は最高
値、比較例１〜比較例３は最低値を示す。

【００７６】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００７７】実験は、まず、塩素成分を多量に含んでい
るポリ塩化ビニリデンのみ４ｇを用いて予備試験を行っ
た。その結果を表１の比較例１に示す。

【００７８】次に、従来より脱塩素剤として知られてい
る消石灰および炭酸カルシウムの粉末を各２０ｇ添加し
て実験した。その結果を比較例２および比較例３に示
す。

【００７９】次に、被処理物として、加熱した場合に多
量の塩化水素を発生するポリ塩化ビニリデンと塩化ビニ
ルを選び、これにアルカリ金属化合物による反応薬剤の
中から、表１に示す数種の物質を選んで、添加して実験
を行った。

【００８０】実施例１および実施例２は、炭酸水素ナト
リウムの粉末２０ｇを被処理物のポリ塩化ビニリデン４
ｇおよび塩化ビニル４ｇに添加した場合、実施例３〜実
施例５は、同じ被処理物のポリ塩化ビニリデン４ｇに、
炭酸水素カリウム１０ｇ、水酸化ナトリウム２０ｇ、水
酸化カリウム２０ｇを夫々添加した場合で、各実施例に
おいて被処理物と脱塩素剤とを混合して実験を行った。
その結果を表１に示す。

【００８１】

【表１】

【００８２】表１に示した実験結果から、以下のように
考察される。

【００８３】まず、塩素成分を多量に含有するポリ塩化
ビニリデンを被処理とした場合、脱塩素剤を添加しない
比較例１では熱処理による各温度に渡って塩化水素ガス
が多量に発生している。この被処理物に従来の脱塩素剤
である消石灰を添加した比較例２と炭酸カルシウムを添
加した比較例３では、比較例１と比べて塩化水素ガスの
発生がかなり抑制されているものの、まだ十分であると
はいえない。

【００８４】この比較例２，３は、塩化水素が発生しや
すい温度域である３００〜３５０℃近傍で発生した塩化
水素と反応剤との反応が十分に行われていないものと推
定される。

【００８５】これに対し、アルカリ金属化合物では、実
施例４および実施例５の４５０℃において極微量（１ｐ
ｐｍ、２ｐｐｍ）の塩化水素ガスが検出されたが、それ
以外は全温度範囲にわたり全く検出されず極めて良好な
結果が得られた。

【００８６】また、被処理物に塩化ビニルを用いて、炭
酸水素ナトリウムを添加した場合も、実施例２に示した
ように、何れの温度領域においても、塩化水素の生成は
完全に抑制されている。

【００８７】実際のごみに適用した場合には、実験ほど
の塩素系ガスの発生が生じないのが普通であり、従って
実施例１〜５ほどの効果はないが、使用条件を定めて使
用するのであれば十分に実用可能である。

【００８８】以上の実験調査により、脱塩素処理する場
合には、塩素系ガスと反応して無害な塩化物を生成する
アルカリ物質、特にアルカリ金属化合物を添加して処理
することで、無害化処理できることが確認できた。

【００８９】尚、加熱温度が６００℃以上においても同
様な結果が得られたが、設備の形態とか時間、処理量な
どを勘案して加熱条件を決定すればよい。

【００９０】有害な塩化水素が無害な塩化物に置換生成
される理由は下記のように反応していることから明らか
となった。

【００９１】（１）炭酸水素ナトリウムの場合 （ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ
₂Ｏ）＋（ＣＯ₂） （２）炭酸水素カリウムの場合 （ＫＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ）→（ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）＋
（ＣＯ₂） （３）水酸化ナトリウムの場合 （ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ） （４）水酸化カリウムの場合 （ＫＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ） 特に炭酸水素系の場合の効果が顕著であるが、これは、
塩化水素（ＨＣｌ）が分解析出する温度（２５０℃以
上）以下の温度でまずＣＯ₂が分離することで、残りの
ＮａＯＨ，ＫＯＨと発生したＨＣｌとの反応がスムーズ
に行える雰囲気状態となっているものと考えられる。

【００９２】すなわち、反応状態は、 炭酸水素ナトリウム （ＮａＨＣＯ₃） → （ＮａＯＨ) ＋ (ＣＯ₂) （ＮａＯＨ） ＋ （ＨＣｌ） → （ＮａＣｌ） ＋ （Ｈ
₂Ｏ） 炭酸水素カリウム （ＫＨＣＯ₃） ＋ （ＨＣｌ） → （ＫＣｌ） ＋ （Ｈ₂
Ｏ） となり、ＮａＯＨ、ＫＯＨがＨＣｌとが迅速に反応して
無害な塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）を新たに生成するも
のである。

【００９３】一方、比較例２および３の炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ₃）、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）の場合には、
同様に無害な塩化物（ＣａＣｌ）を生成するもののＣａ
との反応がスムーズでないものと思われる。

【００９４】上記のように生成した、ＮａＣｌ、ＫＣｌ
は無害な塩化物であり、上記物質以外にも、同様にＮａ
Ｃｌ、ＫＣｌを生成するナトリウム系、カリウム系の下
記の物質があり、同様な効果が得られる。

【００９５】 炭酸ナトリウム 炭酸カリウム 炭酸ナトリウムカリウム 炭酸ナトリウム水和物 セスキ炭酸ナトリウム 天然ソーダ 次に、得られた残渣を分析し、脱塩素処理の後の塩素系
物質の確認を行った結果、有害な塩素系ガス成分は検出
されず、無害な塩化物である塩化ナトリウム、塩化カリ
ウムが検出された。更に残渣を１０分間撹拌して水洗浄
することにより、塩化ナトリウム、塩化カリウムは水に
溶解し、炭化物が残存するが、この炭化物中にも有害な
塩素系ガス成分は検出されなかった。

【００９６】従って、有害な塩素成分は、残渣の一部と
なる、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）、水分（Ｈ₂Ｏ）、気体（ＣＯ₂）となり、ダイオ
キシン類の発生の原因となる塩化水素を発生することは
なく、排ガス及び残渣の無害化が実現できる。

【００９７】このような、脱塩素処理に使用する処理剤
としては、アルカリ金属化合物が最も好ましいことが判
明した。即ち、 （１）アルカリ金属化合物の単体、複数種の混合 （２）アルカリ金属化合物は、水酸化物、炭酸化物の物
質 （３）水酸化物、炭酸化物はナトリウム系、カリウム系
の物質 （４）処理剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、炭酸カリウ
ム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムから選択した単体、複数
種の混合が適合することも判明した。

【００９８】他のアルカリ物質、即ち、アルカリ金属，
アルカリ土類金属，アルカリ土類金属化合物において
は、アルカリ金属化合物ほどの効果は期待できないもの
の、対象とする被処理物の内容、適用形態などを定めて
使用するのであれば十分に実用可能である。

【００９９】従って、被処理物から発生する分解ガス中
の有害な塩素系ガスと加えた処理剤との接触反応によ
り、有害成分が無害な塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）に置
換生成されるので、分解ガスから有害な成分（塩素系ガ
ス）を分離することができ、無害な分解ガスとすること
ができる。

【０１００】よって、乾燥，反応工程，減容（乾留）工
程において発生した排ガスは何れも燃焼させても、それ
による問題は生じない。

【０１０１】一方、残渣の一部となる無害な塩化物は、
水などの溶液による洗浄処理により効果的に除去でき、
しかも洗浄後には再利用可能な金属、炭化物などが残
り、有害な塩素系ガス成分を含有しないので、再利用す
ることができる。

【０１０２】また、洗浄処理前・後において、任意の分
離手段により各物質に分離し、分離後の物質を乾燥固化
して燃料その他有効に活用することができる。

【０１０３】尚、洗浄後の処理液は無害な塩化物を含有
するが、有害な物質はほとんど含まれず、必要に応じて
廃水処理を行い、河川又は海洋に放流することができ
る。

【０１０４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は被
処理物を処理剤とともに加熱処理炉で加熱処理して、被
処理物が含有している塩素成分等の有害成分（特に、塩
素系ガス等）を分解析出させると同時に、添加した処理
剤と有害成分を接触反応させて無害な塩類を形成するこ
とで排ガスの無害化と被処理物の無害化処理を行う分解
反応工程と、該分解反応工程で無害化された被処理物を
加熱炉で加熱して減容化した残渣を得る減容化工程とか
ら成り、少なくとも分解反応工程を行う加熱処理炉内
に、被処理物の代替物質を投入して加熱することによ
り、加熱処理炉内を清浄化するようにしたので、以下に
記す効果を奏する。

【０１０５】（１）被処理物を加熱処理炉に投入する前
工程として、加熱処理炉に処理剤のみを投入して加熱処
理することにより、該加熱処理炉内の任意の箇所に付着
残存しているプラスチック類を軟化離脱させ、且つ離脱
した物が処理剤に包み込まれることにより、粘着力を失
わせて再び付着することなく加熱処理炉から排出させる
ことができて、加熱処理炉内を清浄化し、高品質で安定
した処理機能を維持確保するとともに本運転時の処理効
果を高めることができる。

【０１０６】（２）被処理物が含有する有害成分（塩素
系ガスなど）を分解析出させる分解反応工程において、
被処理物と添加している処理剤とをともに加熱すること
で、分解析出した塩素系ガスと処理剤との接触反応は迅
速に且つ確実に行われ、無害な塩化物を生成して発生ガ
ス及び残渣を無害化し、排ガス中には、塩素系ガスは残
存しないので、ダイオキシンの生成は防止できる。

【０１０７】（３）塩素系ガスを除去した被処理物を加
熱して減容化する減容化工程は、先の分解反応工程の加
熱処理炉とは別の加熱処理炉で行うので、減容化工程で
は、残渣中には塩素系有害物質に起因して生成されるダ
イオキシン類は存在しないので、ダイオキシン類が残渣
（炭化物，灰類）に吸着混入することはなく、残渣の無
害化が実現でき、残渣から金属，炭化物を取り出して再
利用できる。

【０１０８】（４）有害成分を分解析出する分解反応工
程において、被処理物と処理剤とをともに加熱して該有
害成分の分解析出を行うことから確実に分解析出でき、
しかも添加した処理剤と接触反応させて無害な塩化物を
生成でき、有害なダイオキシン類の生成を起こすことは
なく、次工程で被処理物を減容化し、排出する残渣（炭
化物、灰類）に残存することはなく、これら残渣から金
属の抽出、又はガラス化原料として有益に再利用するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の廃棄物処理設備の概念
図。

【図２】円筒体の縦断面図。

【符号の説明】

１０…第１の加熱処理炉 １１，２１…円筒体 １２，２２…加熱筒 １３，２３…供給口 １４，２４…排出口 １５，２５…供給側ダクト １６，２６…排出側ダクト ２８…固定部材 ３０…ホッパ ３１…燃焼装置 ３２…連絡管 ３３…排出管 ３６…溶解槽 ３７…脱水手段 ３８…炭化物 ４０…排ガス燃焼装置 ４１…冷却装置 ４２…バグフィルタ装置 ４２ａ…反応薬剤添加手段 ４３…処理剤 ４４…煙突

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物などの被処理物を加熱処理炉で加
   熱処理して、被処理物の減容化を行う加熱処理炉の運転
   方法において、 被処理物を加熱処理炉に投入する前工程として、該被処
   理物に代えて、塩素成分と反応して無害な塩化物を生成
   するアルカリ物質からなる処理剤を投入して加熱するこ
   とにより、加熱処理炉内を清浄化することを特徴とする
   廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
2. 【請求項２】 被処理物を処理剤とともに加熱処理炉で
   加熱処理して、被処理物から有害成分を分解析出させる
   とともに、添加した処理剤と有害成分を接触反応させて
   無害な塩化物を形成することで排ガスの無害化と被処理
   物の無害化処理を行う分解反応工程と、該分解反応工程
   で無害化された被処理物を加熱炉で加熱して減容化した
   残渣を得る減容化工程とから成り、 少なくとも分解反応工程を行う加熱処理炉内に、被処理
   物を投入する前工程として、被処理物の代替物質を投入
   して加熱することにより、加熱処理炉内を清浄化するこ
   とを特徴とする廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
3. 【請求項３】 分解反応工程と減容化工程とは夫々異な
   る加熱処理炉で行うことを特徴とする請求項１又は２に
   記載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
4. 【請求項４】 加熱処理炉内に被処理物の代替物質とし
   て投入する物質は、アルカリ物質の処理剤と固形物から
   選択した少なくとも１種類又は混合物であることを特徴
   とする請求項１，２又は３項の何れか１項に記載の廃棄
   物等の加熱処理炉の運転方法。
5. 【請求項５】 アルカリ物質の処理剤は、加熱により被
   処理物から分解析出する有害成分と反応して無害な塩化
   物を生成するアルカリ金属，アルカリ金属化合物，アル
   カリ土類金属，アルカリ土類金属化合物に含まれる物質
   の中から、少なくとも１種類を選択、又は２種類以上の
   混合物であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか
   １項に記載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
6. 【請求項６】 アルカリ金属化合物は、炭酸水素ナトリ
   ウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソ
   ーダ、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウ
   ムカリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選
   択した単体、又は複数種の混合であることを特徴とする
   請求項５に記載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
7. 【請求項７】 アルカリ土類金属化合物は、石灰，生石
   灰，消石灰，ドロマイトから選択した単体、又は複数種
   の混合であることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物
   等の加熱処理炉の運転方法。
8. 【請求項８】 アルカリ金属は、ナトリウム系，カリウ
   ム系の物質であることを特徴とする請求項５に記載の廃
   棄物等の加熱処理炉の運転方法。
9. 【請求項９】 アルカリ土類金属は、カルシウム，スト
   ロンチウム，バリウム，ラジウムから選択した単体、又
   は混合であることを特徴とする請求項５に記載の廃棄物
   等の加熱処理炉の運転方法。
10. 【請求項１０】 アルカリ物質の処理剤は、粉体状，顆
    粒状，塊状，水溶液，懸濁液の何れかの状態で有害な塩
    素系ガスと接触させるようにした請求項１乃至５の何れ
    か１項に記載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
11. 【請求項１１】 代替物質としての固形物は、触媒作用
    によりダイオキシン類生成を惹起しない物質であること
    を特徴とする請求項４に記載の廃棄物等の加熱処理炉の
    運転方法。
12. 【請求項１２】 代替物質としての固形物は、塊状の金
    属類，石類，セラミックス類から選択した少なくとも１
    種類又は混合物であることを特徴とする請求項４又は１
    １項に記載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
13. 【請求項１３】 分解反応工程における加熱処理温度
    は、被処理物から有害成分が分解析出する２５０℃〜３
    ５０℃であることを特徴とする請求項１，２，３，５，
    ６，７，８，９，１０，１１又は１２の何れか１項に記
    載の廃棄物等の加熱処理炉の運転方法。
14. 【請求項１４】 減容化工程における加熱処理温度は、
    被処理物が炭化又は灰化する３５０℃〜１０００℃であ
    ることを特徴とする請求項１，２，３，５，６，７，
    ８，９，１０，１１又は１２の何れか１項に記載の廃棄
    物等の加熱処理炉の運転方法。