JP2001065833A - 被処理物加熱処理施設の分解ガス燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱処理炉で被処理物を加熱処理する場合、
発生する分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理
が行われる。このとき、分解ガスを、新鮮な空気により
分解ガス燃焼炉内に誘引して燃焼すると加熱処理炉内が
大気圧に対して負圧となり、ガス漏れが防止できる。こ
のとき新鮮な空気の導入により分解ガス導入管が冷却さ
れ、分解ガス中のタール分が固化して管路を塞ぐ恐れが
ある。 【解決手段】 分解ガス導入管５１の外周に加熱手段５
４を設け、分解ガス導入管５１を常時暖めタール分の固
化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物等の被処理
物を加熱処理する処理施設において加熱処理時に発生す
る分解ガスの燃焼装置に関し、特に、分解ガスを分解ガ
ス燃焼炉に導入する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】被処理物である各種廃棄物（産業廃棄
物、一般廃棄物等）は、ハロゲン物質（塩素など）等の
有機性物質を含有しており、加熱処理により各種有害物
質（例えば塩化水素、ダイオキシン類）が析出・生成し
て排ガス中に含まれていることが知られており、大気中
に排出する以前の段階で排ガスの浄化処理を行う事（排
出の抑制）が一般的に行われている。

【０００３】加熱処理により多量に発生した塩化水素
は、苛性ソーダなどで中和するか、塩酸にして回収する
ことが一般的に行われている。

【０００４】また、排ガスの浄化処理装置として一般的
な装置として、特開平８−１０８０２６号などに示され
ているバグフィルタ装置がある。これらの装置は、排ガ
スの浄化剤として消石灰を使用して排ガス中の塩化水
素，ダイオキシン類の除去を行うようにしている。ま
た、同様な効果を得るために、最近各種の浄化剤が数多
く提案されている。

【０００５】しかし、排ガス処理のためのバグフィルタ
で使用した消石灰粉末、排ガス中の飛灰，焼却残渣（焼
却灰など）などの、排ガス以外の物にも塩素系ガス成分
は付着・吸着されて、猛毒のダイオキシン類を生成して
しまうことが知られている。

【０００６】一方、発明者らは、有機性物質（塩素など
のハロゲン物質）である有機塩素化合物（塩化水素）が
従来の「排出の抑制」でなく、「発生の抑制」を行うこ
とで、塩化水素などの有害物質の発生を抑制し、排ガス
の無害化、残渣の無害化、塩素による処理装置の損傷の
低減化を行うことを提案している。

【０００７】即ち、被処理物にアルカリ物質を添加混合
して所定の温度で加熱することで塩化水素を分解析出さ
せると同時に添加混合しているアルカリ物質と接触反応
させて無害な塩化物に置換生成する技術を見出し既に出
願し、（例えば、特開平９−１５５３２６号、特開平１
０−４３７１３号、特開平１０−２３５１８６号、特開
平１０−２３５１８７号など）その後も研究開発を行っ
ている。

【０００８】更に、脱塩素剤を多孔質化して接触反応す
る面積を増加させて反応効果を高めた脱塩素剤も提案し
ている（特願平１０−１９３８４４号）。

【０００９】これらの処理剤を使用し被処理物を加熱処
理して炭化物の残渣を得、この炭化物は多孔質である特
性から、土壌改良剤、水質浄化剤、融雪剤、保温剤に使
用され、また、燃料としても利用できるなど、幅広い分
野でリサイクル品としての利用を可能としている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】被処理物を外部加熱手
段により加熱処理炉で加熱して乾留処理などの加熱分解
処理した場合には、分解ガス（乾留ガス）が発生し、こ
のような発生ガスは８５０℃で２秒以上燃焼させて排出
することが規則で定められている。

【００１１】発生ガスは排ガス系統として後段にあるブ
ロアで全体が吸引されており、内部は大気圧に対して負
圧傾向にある。ただ、加熱処理内で分解ガスが発生した
場合は、大気圧に対して正圧となる傾向にある。

【００１２】加熱処理炉内が正圧になった場合に問題と
なるのは、炉を構成するシール部からのガス漏れであ
る。特に、回転部シールを備えているロータリーキルン
（回転形）の場合には、シール部分から分解ガスが漏れ
るおそれがある。この場合、常時状態を監視し、正圧傾
向になった場合には、ブロワの吸引力を強化すればよい
が、監視と制御が煩雑となる。

【００１３】また、ブロアで強力に吸引すると分解ガス
燃焼炉内が負圧になり、燃焼状態が変化することにな
る。つまり、８５０℃、２秒の燃焼が困難になる恐れが
ある。従って、（ａ）加熱処理炉内圧の負圧維持手段、
（ｂ）分解ガス燃焼炉内での燃焼条件の変化（低下）防
止をいかに行うかが重要な課題となっている。

【００１４】本発明は、このような課題を解決すること
を目的としてなされたものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、加熱処理炉で発生した分解ガス（排ガ
ス、乾留ガスともいう）を、分解ガス燃焼炉内に導入す
る際、分解ガス導入管に空気エゼクタのような分解ガス
導入手段を設けて、新鮮な空気を分解ガス燃焼炉内に噴
入することで分解ガスをこの燃焼炉内に誘引して燃焼す
るとともに、分解ガス導入管に加熱手段を設け、新鮮な
空気の導入により、分解ガスの一部が急冷されて、分解
ガス中に含まれるタール分が固化して分解ガス導入管の
内壁に付着するのを防止するものである。

【００１６】具体的手段は、被処理物を加熱処理炉に投
入して加熱分解処理し、発生した分解ガスを分解ガス導
入管を介して分解ガス燃焼炉に導入し、該分解ガス燃焼
炉で燃焼処理する分解ガス燃焼装置において、前記分解
ガス導入管に新鮮な空気を送り、その噴流によって分解
ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引する手段を設けるととも
に、分解ガス導入管に該分解ガス導入管を加熱する加熱
手段を設け、加熱処理炉内を大気圧に対して負圧として
分解ガスの漏れを防止し、且つ分解ガス中のタール分の
固化による分解ガス導入管を塞ぐことのないようにす
る。

【００１７】上記の分解ガス導入管を加熱する加熱手段
は、新鮮な空気の導入によって冷却される分解ガス導入
管の部位に、該分解ガス導入管を包囲するジャケットを
設け、該ジャケットに熱ガスを導入して加熱するように
することが望ましい。

【００１８】また、この加熱手段はヒータ等による電気
加熱により加熱してもよい。

【００１９】

【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。

【００２０】図１は、本発明の被処理物の加熱処理装置
の概念図で、同じ構成の回転加熱処理炉を２基用い、第
１の回転加熱処理炉に、被処理物を乾燥し脱塩素処理の
機能を持たせ（以下、脱塩炉と称す）、第２の回転加熱
処理炉に、炭化又は灰化処理による減容化処理の機能を
持たせ（以下、減容炉と称す）た場合である。

【００２１】１はこの脱塩炉で、該脱塩炉１は、回転自
在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガスダ
クトを形成して熱ガスを導入して回転円筒体２を外部か
ら加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３と、
回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ローラ
４，４’と、回転円筒体２を回転駆動する回転駆動手段
５，５’とで構成され、また回転円筒体２には一端側に
被処理物を搬入する供給口６、他端側に被処理物を排出
する排出口７を有し、内部には図示を省略してあるが回
転円筒体の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び
軸方向に複数枚設けられ、回転円筒体２の回転により、
被処理物を供給口６側から排出口７側に撹拌しながら移
送する。

【００２２】この回転駆動手段５，５’は、例えば、図
１に示すように、駆動モータ５ａ，５’ａ，駆動歯車５
ｂ，５’ｂおよび回転円筒体２の外周に設けた従動歯車
２ａ，２’ａから成り、駆動モータ５ａ，５’ａは図示
を省略したモータ制御装置で制御される。

【００２３】なお、この回転駆動手段は、駆動モータか
らの動力の伝達手段として歯車を使用した場合について
説明したが、必ずしも歯車による必要はなく、ローラチ
ェーン用のスプロケットを設け、ローラチェーンで伝達
するようにしてもよい。８はメカニカルシールで、円筒
体２の外周に接する加熱ジャケット３との接触部をシー
ルしている。

【００２４】２０は減容化処理機能を有する減容炉で、
該滅容炉２０は脱塩炉１と同じ構成をなす。従って脱塩
炉１と同じ部分には、２０の１の桁に脱塩炉１と同じ符
号を付して詳細な説明を省略する。

【００２５】脱塩炉１と減容炉２０とは、上下方向で、
且つ減容炉２０の供給口２６側を脱塩炉１の排出口７側
にして配置する。そして、脱塩炉１の供給口６側に、被
処理物を回転円筒体２内に供給するための供給側ダクト
１０を設ける。９はこの供給側ダクト１０内に設けたロ
ータリーバルブである。また脱塩炉１の排出口７と減容
炉２０の供給口２６側には、これら排出口７と供給口２
６を覆って連通する連通ダクト１１を設け、脱塩炉１で
加熱処理した被処理物（残渣）を滅容炉２０に導入す
る。１２はこの連通ダクト１１の中間部に設けられたロ
ータリーバルブである。

【００２６】３０は熱ガス発生手段で、燃料タンク２９
からＬＮＧ又はＬＰＧ等の燃料の供給を受けてこれを燃
焼して熱ガスを発生させる。発生した熱ガスは、減容炉
２０の加熱ジャケット２３に供給し、減容炉２０の回転
円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を介して脱塩炉１
の加熱ジャケット３内に供給される。このとき、温度調
整空気３２を送り込み、熱ガスの温度を調整する。

【００２７】３３はホッパで、被処理物と脱塩素剤とを
混合した混合物、又は混合しながら供給側ダクト１０を
介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。

【００２８】なお、図示を省略してあるが、回転円筒体
２と回転接触する供給側ダクト１０，連通ダクト１１お
よび回転円筒体２２と回転接触する連通ダクト１１およ
び排出側ダクト１３との接触部には、ガス漏れを防止す
るためのメカニカルシールが施されている。

【００２９】３４は分解ガス燃焼炉で、脱塩炉１および
減容炉２０で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス）
を、ガス導管３５，３６から導入し、バーナ３４ａでタ
ール分等の可燃性分および残存有害物質を燃焼処理し、
排ガス冷却手段３７で冷却した後、バグフィルタ３８で
浄化して煙突４０から排出する。この排ガス冷却手段３
７での冷却は、冷却空気又は冷却液を噴霧することで冷
却できる。３９はバグフィルタに設けられたブロワで、
加熱処理炉内で発生したガスを吸引する。

【００３０】４１は溶解槽で、減容炉２０で減容化した
被処理物と、脱塩炉１内で脱塩素剤と反応して生成され
た塩化物等を排出側ダクト１３、二重ダンパ１４から排
出されるのを受け、これを水洗いして塩化物等を除去し
た後、脱水手段４２で脱水し、乾燥手段４３で乾燥して
炭化物等を取り出す。

【００３１】４４は排水処理手段で、溶解槽４１からの
水、および脱水時に発生する水分を無害化処理した後、
排水する。

【００３２】なお、ロータリーバルブ９，１２は、開閉
自在で間欠的に被処理物を送り出す間欠送り出し手段で
構成してもよい。

【００３３】乾燥手段４３には、熱源として、脱塩炉１
を加熱した後の熱ガスを排気管４５からガス管４６およ
び後述する分解ガス導入管の加熱手段５４を介して導入
し、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを再利用して乾燥
する。

【００３４】図２は図１の分解ガス燃焼炉３４部分を拡
大した模式図で、５０は分解ガス導入手段を示し、空気
エゼクタにより構成した場合を示している。該分解ガス
導入手段５０は、分解ガス導入管５１、該ガス導入管５
１内に設けられたノズル部材５２、このノズル部材５２
に加圧の駆動気体を送出するブロワ５３および加熱手段
５４とからなり、分解ガス導入管５１の一端は分解ガス
燃焼炉３４内に開口し、他端側はガス導入管３５，３６
と連通している。ノズル部材５２は先端側が細く絞られ
て分解ガス導入管５１の開口部の部分で開口し、他端側
はブロワ５３に接続されている。このブロワ５３により
新鮮な空気をノズル部材５２の先端から噴出させ、その
噴流の吸引・搬送力によって、分解ガスは分解ガス燃焼
炉３４内に誘引され、燃焼される。

【００３５】加熱手段５４は分解ガス導入管５１の外周
を包囲するジャケットで形成され、減容炉２０および脱
塩炉１を加熱した後の熱ガスを、排気管４５およびガス
管４６を介して導入し、分解ガス導入管５１を分解ガス
中のタール分が固化しないように暖める。即ち、ノズル
部材５２に新鮮な空気が導入されると、分解ガスの一部
が急速に冷却されることになり、分解ガス中のタール分
が固化して分解ガス導入管５１の下部に溜り、分解ガス
の通路（ガス管路）を塞ぐ恐れがあるが、加熱手段５４
で加熱することで、固化することなく分解ガス燃焼炉３
４内に導かれ、ここで燃焼される。

【００３６】次に、被処理物の一連の処理方法について
説明する。まず、熱ガス発生手段３０でＬＮＧ等の燃料
を燃焼して熱ガスを発生させ、減容炉２０の加熱ジャケ
ット２３に供給して回転円筒体２２を加熱した後、連絡
管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３に送り込
み、回転円筒体２を加熱する。同時に、分解ガス燃焼炉
３４のバーナ３４ａにＬＮＧ等の燃料を送り、燃焼させ
る。

【００３７】次に、ハロゲン物質等の有害成分を含有す
る被処理物を破砕して細かくしたもの（または混合しな
がら破砕）と脱塩素剤とを混合したもの、又は混合しな
がらホッパ３３から供給側ダクト１０を介して脱塩炉１
の回転円筒体２内に供給する。

【００３８】この脱塩炉１での加熱処理は、被処理物か
ら塩素系ガスが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（例えば、２００℃〜３５０℃）と時間で処
理する。この温度の調整は、基本的には連絡管３１に供
給する温度調整空気３２の供給量によって行う。

【００３９】この脱塩炉１での加熱は、燃焼，焼却では
なく、低酸素雰囲気中での蒸し焼き、熱分解での処理と
し、熱分解により析出したＨＣｌガス等の有害成分と脱
塩素剤とを接触反応させる。

【００４０】被処理物と混合又は添加する脱塩素剤は、
少なくともＨＣｌ（塩化水素）と接触反応して無害な塩
化物を生成するアルカリ物質を使用する。例えば、本願
の出願人が先に出願した特開平９−１５５３２６号、特
開平１０−４３７３１号、特開平１０−２３５１８６
号、特開平１０−２３５１８７号、特願平１０−１９３
８４４号に示すように、アルカリ土類金属、アルカリ土
類金属化合物、アルカリ金属、アルカリ金属化合物で、
具体的には、カルシウム、石灰、消石灰、炭酸カルシウ
ム、ドロマイト、珪酸塩（珪酸カルシウムなど）、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、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸水素カリウム、炭酸カリウムの中から１種類選択す
るか、数種類混合して使用する。使用量としては、被処
理物に対して５〜３０重量％を混合又は添加する。

【００４１】例えば、上記の炭酸水素ナトリウム（Nａ
ＨＣＯ₃）を使用した場合、第１の加熱処理炉である脱
塩炉内においてＨＣｌ成分の分解ガスが発生するが、直
ちに炭酸水素ナトリウムと反応して（ＮａＨＣＯ₃）＋
（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）とな
り、無害な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成し、分解
ガスから有害なＨＣｌが無くなる。このことによって、
分解ガス中のＨＣｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時
に行われる。

【００４２】この有害成分を析出し、無害化した後の被
処理物（残渣）は、連通ダクト１１、ロータリーバルブ
１２を介して第２の回転加熱処理炉である減容炉２０の
回転円筒体２２の供給口２６に送り込まれ、ここで被処
理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で炭化が始ま
る。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処理、又は８
００℃以上に加熱して灰化処理して減容化する。

【００４３】この減容化した被処理物と、反応後の塩化
ナトリウムは、排出側ダクト１３および二重ダンパ１４
を介して溶解槽４１に排出される。この溶解槽４１内
で、減容化された被処理物、反応後の脱塩素剤（塩化ナ
トリウム）を水に溶解し、水に溶解した塩化ナトリウム
を排水処理手段４４に排出し、残りの固形物は脱水手段
４２で脱水してこれを乾燥手段４３で乾燥し、炭化物等
の固形物を取り出す。取り出された固形物は、物性に応
じて分別して、再利用に供する。

【００４４】一方、脱塩炉１および減容炉２０内で加熱
処理中に発生した分解ガス（排ガス、乾留ガス）は、分
解ガス導入手段５０によってガス導出管３５および３６
から分解ガス燃焼炉３４内に誘引され、ここで燃焼処理
される。燃焼後のガスは排ガス冷却手段３７で、バグフ
ィルタ３８の適温にまで冷却した後、煙突４０から排さ
れる。

【００４５】また、減容炉２０および脱塩炉１を加熱し
た熱ガスは排気管４５およびガス管４６を介して分解ガ
ス導入管５１の外周のジャケット５４を通り、該ジャケ
ット５４を加熱（２００℃〜３５０℃）した後、更に乾
燥手段４３を介して前記の排ガス冷却手段３７に送入さ
れる。従って、分解ガス導入管５１は加熱処理炉の運転
中加熱されているので、新鮮な空気が噴出されても、分
解ガス中のタール分は冷却固化することなく分解ガス燃
焼炉３４に導入されて燃焼される。

【００４６】上記のように分解ガス中には、塩化水素な
どの有害成分は、脱塩炉１における反応処理によって基
本的には除去されるが、何等かの事由によって反応しき
れず、排ガス中に残存する可能性もあるが、ガス燃焼手
段３４で燃焼処理した後、排ガス冷却手段３７で、バグ
フィルタ３８の耐熱許容温度以下に下げて、バグフィル
タ３８で清浄して煙突４０から排出するので、有害成分
は完全に除去される。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、上記のように分解ガスを分解
ガス燃焼炉で燃焼処理する際、新鮮な空気で分解ガスを
誘引する分解ガス導入手段を設け、分解ガスを新鮮な空
気で分解ガス燃焼炉内に導入して燃焼処理し、且つ分解
ガス導入手段に、タール分の固化を防止するための加熱
手段を設けたので、加熱処理炉内は大気圧に対して負圧
に保たれ、回転円筒体と各ダクトとの接触部のメカニカ
ルシール部分からのガス漏れは生じない。

【００４８】また、分解ガス導入手段の分解ガス導入管
は常に暖められているので、その内壁にタール分が固化
し、ガス管路を塞ぐ恐れはなく、常に安定して分解ガス
を燃焼処理することができる。

【００４９】また、新鮮な空気を導入するので、分解ガ
ス燃焼炉内での燃焼も酸素は十分確保され、確実に燃焼
を行うこと（ＣＯ成分の低減）が可能となる等の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概念図。

【図２】本発明の分解ガス燃焼炉の脱明図。

【符号の説明】

１…脱塩炉 ２０…減容炉 ２，２２…回転円筒体 ３，２３…加熱ジャケット ４，２４…支持ローラ ５，２５…回転駆動手段 ６，２６…供給口 ７，２７…排出口 ８…メカニカルシール ９…ロータリーバルブ １０…供給側ダクト １１…連通ダクト １２…ロータリーバルブ １３…排出側ダクト １４…二重ダンパ ２９…燃料タンク ３０…熱ガス発生手段 ３１…連絡管 ３２…温度調整空気 ３３…ホッパ ３４…ガス燃焼炉 ３５，３６…ガス導入管 ３７…排ガス冷却手段 ３８…バグフィルタ ３９…ブロワ ４０…煙突 ４１…溶解槽 ４２…脱水手段 ４３…乾燥手段 ４４…排水処理手段 ４５…排気管 ４６…ガス管 ５０…分解ガス導入手段 ５１…分解ガス導入管 ５２…ノズル部材 ５３…ブロワ ５４…加熱手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB02 AC01 BA05 CA07 EB03 3K078 CA02 CA07 CA21 CA27 4D004 AA46 AB06 AB07 BA03 CA04 CA13 CA15 CA26 CA27 CA34 CA40 CA42 CB09 CB28 CB31 CB45 CC03 CC12 DA02 DA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分
   解処理し、発生した分解ガスを分解ガス導入管を介して
   分解ガス燃焼炉に導入し、該分解ガス燃焼炉で燃焼処理
   する分解ガス燃焼装置において、 前記分解ガス導入管に新鮮な空気を送り、その噴流によ
   って分解ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引する手段を設け
   るとともに、分解ガス導入管に該分解ガス導入管を加熱
   する加熱手段を設けたことを特徴とする被処理物加熱処
   理施設の分解ガス燃焼装置。
2. 【請求項２】 分解ガス導入管を加熱する加熱手段は、
   新鮮な空気の導入によって冷却される分解ガス導入管の
   部位に、該分解ガス導入管を包囲するジャケットを設
   け、該ジャケットに熱ガスを導入して加熱するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の被処理物加熱処理施
   設の分解ガス燃焼装置。