JP2000015214A - 廃棄物等の処理方法 - Google Patents

廃棄物等の処理方法

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JP2000015214A
JP2000015214A JP10183533A JP18353398A JP2000015214A JP 2000015214 A JP2000015214 A JP 2000015214A JP 10183533 A JP10183533 A JP 10183533A JP 18353398 A JP18353398 A JP 18353398A JP 2000015214 A JP2000015214 A JP 2000015214A
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Japan
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treated
heat treatment
waste
agent
substance
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JP10183533A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Kashiwagi
佳行 柏木
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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工程の途中におい
て、被処理物が混合されていないアルカリ物質等の処理
剤、塊状の固形物等を加熱処理炉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して次の通常の運転を
行うことを特徴とする廃棄物等の処理方法を提供する。

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処理方法
に関し、特に被処理物と、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とを混合し
て加熱処理炉で加熱処理する工程の途中に、被処理物を
含まない処理剤のみ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、被処理物の処理効果を高める
ようにした処理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(SOX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
3),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、連続8時間の運転、又は連続2
4時間の運転で被処理物の無害化処理を行う場合には、
熱負荷によってプラスチック類が軟化したり、該プラス
チック類が熱処理炉内の随所に局部的に付着する。
【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、、
被処理物の無害化処理(無害な塩化物の生成)の維持と
安定化に悪影響を及ぼす惧れがある。
【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、被処理物と処理剤と
を混合して加熱処理する工程の途中に、被処理物を混合
しない処理剤を投入して加熱処理する清浄化工程を組み
込んで加熱処理を行うことにより、加熱処理炉内を清浄
化してその後の被処理物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、加熱処理炉の運転の途中で、被処理物
を混合しない処理剤のみを投入して加熱処理する「空た
き」の加熱操作を行えば、炉内の表面が清浄化されて、
以後の被処理物の処理効果が高められることが判明し
た。
【0022】従って加熱処理炉の運転の途中で、炉内に
アルカリ物質などの処理剤のみを投入し、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途中
で、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、被処理
物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、被処理物と処理剤とを混合して加熱処理する工
程の途中に、被処理物を混合しない処理剤を投入して加
熱処理する清浄化工程を組み込んで加熱処理を行うこと
によって加熱処理炉内を清浄化し、以後の運転はこの清
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、清浄化処理時に各加熱処理炉内に投
入する物質は、アルカリ物質と、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。加熱処理炉内に投入する固形物は、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による本発明の
処理方法について説明する。
【0043】先ず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。
【0044】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。
【0045】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、被
処理物は排出口側に加熱されながら移動し、第2の加熱
処理炉20を経て溶解槽36に排出される。
【0046】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。
【0047】この加熱処理を所定時間実施した後、清浄
化工程(清浄化モード)を実施する。清浄化工程は、第
1の加熱処理炉10に供給している被処理物と処理剤の
混合物の供給を一旦停止し、処理中の混合物が円筒体1
1を出た段階で、被処理物を含まないアルカリ物質の処
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で加熱するこ
とにより実施する。尚、処理剤が塊状の場合には粉砕し
てから投入する。
【0048】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200℃から350℃、
好ましくは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。
【0049】このように加熱処理工程の途中で加熱処理
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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】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。
【0053】(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。
【0054】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、
通常の加熱処理と同様な被処理物が炭化する温度、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。
【0055】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。
【0056】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。
【0057】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。この清浄化工程によ
る清浄化終了後、再び被処理物と処理剤とをホッパ30
から供給し、被処理物の加熱処理を行う。
【0058】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。
【0059】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。
【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、被処理物と処理剤とを混合して加熱処理する工
程の途中に、被処理物を混合しない処理剤を投入して加
熱処理する工程を組み込んで加熱処理を行うことによっ
て加熱処理炉内を清浄化し、以後の運転はこの清浄化処
理後に行うようにしたので、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して無
害化処理する工程の途中で、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
被処理物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廃棄物等の処理方
    法において、 被処理物と、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とを混合して加熱処理炉
    で加熱処理するとともに、この加熱処理工程の途中に、
    被処理物を混合しない処理剤を投入して加熱処理する清
    浄化工程を組み込んで加熱処理を行うことを特徴とする
    廃棄物等の処理方法。
  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、 被処理物と処理剤とを混合して加熱処理する工程の途中
    に、被処理物を混合しない処理剤を投入して加熱処理す
    る清浄化工程を組み込んで加熱処理を行うことを特徴と
    する廃棄物等の処理方法。
  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
    記載の廃棄物等の処理方法。
  4. 【請求項4】 加熱処理炉内に投入する処理剤は、アル
    カリ物質と、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処理方法。
  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処理方法。
  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処理方法。
  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
    等の処理方法。
  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
    棄物等の処理方法。
  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
    等の処理方法。
  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処理方法。
  11. 【請求項11】 加熱処理炉内に投入する固形物は、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処理方
    法。
  12. 【請求項12】 加熱処理炉内に投入する固形物は、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11項に記載の廃棄物等の処理方法。
  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
    載の廃棄物等の処理方法。
  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
    物等の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008518A1 (fr) * 2001-06-29 2003-01-30 Eco Japan Co. Ltd Dispositif et procede de fabrication de carbure, et carbure
JP2020520800A (ja) * 2017-05-26 2020-07-16 ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. 冷却コンベヤを備える脱コーティングシステム

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