JP2001263624A

JP2001263624A - 有機物の炭化溶融方法及び装置

Info

Publication number: JP2001263624A
Application number: JP2000078431A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ogose; 誠生越
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】医療廃棄物等を確実に炭化した後、効率良く
溶融炉によって溶融し、溶融スラグとする。【解決手段】炭化溶融装置１０は、主として、炭化処
理装置１２と溶融炉１４とからなり、炭化処理装置１２
では乾き蒸気により医療廃棄物等の被処理材２０を炭化
して、その炭化物を溶融炉１４に送り込み、該溶融炉１
４では炭化処理装置１２の処理筒１８内で発生する可燃
ガスを可燃ガス回収装置３４により回収して、ガスエジ
ェクタ４２により溶融炉１４内に高圧で吹込み、これを
炭化物溶融の燃料として、熱効率を向上させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療廃棄物や産
業廃棄物を炭化し、且つ、溶融するための有機物炭化溶
融方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業廃棄物、特に医療廃棄物の規
制が厳しくなり、医療廃棄物は焼却し、且つその灰を溶
融して溶融スラグとするのが望ましいとされている。

【０００３】一般的に、ごみ処理等では、焼却灰の減容
のためにこれを溶融炉で溶融して溶融スラグとし、固化
したスラグを道路舗装のための骨材や埋立て等に用いて
いた。

【０００４】しかしながら、従来の溶融炉は、焼却灰が
完全な灰の状態、即ち未燃焼部分はない状態でないと操
業効率が低下したり、未燃焼物が熱分解する際にガスが
発生したりするという問題点があった。

【０００５】特に、医療廃棄物の場合は、プラスチック
が多く、その中に注射針等の金属類が混入していて、こ
れを普通の焼却炉において完全に焼却することは困難で
あり、焼却するにしても多大なコストが必要とされてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、非公知
ではあるが、プラスチック等の有機物を無酸素状態で加
熱して炭化した後に、これを溶融炉において燃焼溶融さ
せて溶融スラグとすることが考えられる。

【０００７】しかしながら、廃棄物を無酸素状態で加熱
して炭化するためにはかなりの熱エネルギを必要とし、
更にこれに加えて炭化物を溶融するためにも多大なエネ
ルギを必要とし、処理コストが大幅に増大してしまうと
いう問題点がある。

【０００８】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、医療廃棄物等を効率良く炭化し、且
つこの炭化物を低コストで溶融スラグとすることができ
るようにした有機物の炭化溶融方法及び装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本方法発明は、処理筒内
の被処理材を、処理筒の軸線方向に移動させつつ、且
つ、処理筒内に３００〜５００℃の乾き蒸気を供給しつ
つ、処理筒の外側からその周壁を介して、処理筒内が３
００〜５００℃になるように加熱し、被処理材に含まれ
る有機物を炭化する工程と、発生した炭化物を、前記処
理筒から切り出して溶融炉に導く工程と、前記被処理材
の熱分解により発生する可燃ガスをガスエジェクタによ
い前記処理筒から前記溶融炉に導き、燃焼させ、その燃
焼熱により前記溶融炉内の炭化物を加熱溶融する工程
と、を有してなることを特徴とする有機物の炭化溶融方
法により、上記目的を達成するものである。

【００１０】又、前記有機物の炭化溶融方法において、
前記溶融炉を外側から空気流により冷却する工程と、こ
の溶融炉を冷却した後の空気を前記ガスエジェクタにお
ける駆動ガスとして該ガスエジェクタに導き、且つ、前
記可燃ガスと共に、該可燃ガス燃焼用空気として、前記
溶融炉に導く工程と、を有するようにしてもよい。

【００１１】更に、前記溶融炉で発生した溶融スラグを
水及び空気の少なくとも一方で冷却する工程と、この冷
却工程で、前記溶融スラグとの熱交換により発生した加
熱排ガスの少なくとも一部を、前記処理筒を、その外側
から加熱するための外部加熱装置における燃焼用ガスの
一部として、該外部加熱装置に導く工程と、を有するよ
うにしてもよい。

【００１２】更に又、前記処理筒外における処理筒周壁
の加熱後の高温ガスを、前記処理筒内に供給する乾き蒸
気発生のための熱源の少なくとも一部とするようにして
もよい。

【００１３】又、前記ガスエジェクタにおける駆動ガス
の蓄圧室の断面積をガスエジェクタ出口の断面積の２〜
２５倍としてもよい。

【００１４】本装置発明は、密封可能、且つ、軸方向一
端近傍に被処理材の投入口、他端近傍に炭化物の排出口
を備えた処理筒、この処理筒内で、被処理材を前記投入
口から排出口に搬送する搬送手段、３００〜５００℃の
乾き蒸気を発生すると共に、これを前記処理筒内に供給
する蒸気供給装置、及び、前記処理筒の周壁の少なくと
も一部を、処理筒内が３００〜５００℃に維持されるよ
うに加熱する外部加熱装置を有してなる有機物の炭化処
理装置と、前記炭化処理装置の前記排出口に接続され、
該排出口から送り出される炭化物を、一定量ずつ切り出
すと共に該切り出された炭化物を加圧して押出す押出し
装置と、この押出し装置により押出された炭化物が炭化
物投入口から挿入され、該炭化物を燃料の燃焼熱により
溶融し、溶融スラグとして排出する溶融炉と、前記処理
筒内での被処理材の熱分解により発生する可燃ガスを前
記溶融炉の燃料として導く可燃ガス回収管路と、この可
燃ガス回収管路の途中に設けられ、前記可燃ガスを被動
ガス、加圧空気を駆動ガスとし、該駆動ガスの蓄圧室の
断面積が出口における可燃ガス回収管路の断面積の２〜
２５倍とされたガスエジェクタと、を有してなる有機物
の炭化溶融装置により、上記目的を達成するものであ
る。

【００１５】又、前記押出し装置は、前記排出口の下方
に連続する炭化物排出路と、この炭化物排出路に交差す
ると共に、一端が前記溶融炉の炭化物投入口に接続され
たシリンダ状押出し路と、この押出し路の他端から軸方
向移動自在に挿入され、該押出し路中の炭化物を前記炭
化物投入口から溶融炉内に押出し可能とされた押出しピ
ストンと、前記炭化物排出路を開閉することにより炭化
物を切り出す切り出しゲートと、前記シリンダ状の押出
し路の溶融炉炭化物投入口近傍を開閉自在とされた押出
しゲートと、を有してなるようにしてもよい。

【００１６】又、前記押出し装置における前記押出しゲ
ートを耐火材により構成してもよい。

【００１７】更に、前記溶融炉は、その炉壁の外側に隣
接して冷却用の加圧空気を流通させるための空冷室を備
えてなり、この空冷室で、前記炉壁を冷却した加圧空気
を、前記ガスエジェクタにおける駆動ガスとして該ガス
エジェクタに導くようにしてもよい。

【００１８】更に又、前記炭化処理装置における外部加
熱装置を、ガス燃焼炉とすると共に、前記溶融炉の溶融
スラグ排出口に接続して、排出される溶融スラグを固化
するスラグ固化装置と、このスラグ固化装置で固化した
スラグを除いた後の排ガスを、前記ガス燃焼炉の燃料と
して導く排ガス回収装置と、を設けるようにしてもよ
い。

【００１９】更に、前記スラグ固化装置は、前記溶融炉
から排出される溶融スラグが落下する冷却水槽と、この
冷却水槽内の冷却水の水面上で、前記溶融スラグ排出口
に連通する密閉空間と、前記水面下に配置され、冷却水
中に落下して冷却固化したスラグを、前記水面下で外部
に搬出するスラグ搬出装置と、を有してなり、前記排ガ
ス回収装置は、前記水面よりも上方位置で前記密閉空間
に接続されるようにしてもよい。

【００２０】更に又、前記溶融スラグ排出口と前記水面
との間の位置に、落下してくる溶融スラグを跳ね飛ばし
て、飛翔中に放熱させて固化する回転体を設けてもよ
い。

【００２１】この発明においては、処理筒内の医療廃棄
物等に３００〜５００℃の乾き蒸気を供給しつつ外部か
ら加熱して迅速且つ均一に効率良く有機物を炭化し、こ
の炭化物を溶融炉内に直接導いて、且つ炭化の際に熱分
解により発生した可燃ガスをガスエジェクタにより溶融
炉に導いて燃焼させるので、廃棄物等の有機物を効率良
く且つ低コストで確実に溶融スラグとすることができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１に示されるように、この発明の実施の
形態の例に係る炭化溶融装置１０は、有機物を炭化する
ための炭化処理装置１２と、この炭化処理装置１２で生
成した炭化物を溶融して溶融スラグとするための溶融炉
１４とを主たる構成としている。

【００２４】前記炭化処理装置１２は、例えば特開平１
１−２２３４７６号公報に開示される炭化処理装置と同
様であり、図２に示されるように、略水平方向に配置さ
れ、軸方向一端近傍上側に投入口１８Ａ、他端近傍下側
に排出口１８Ｂをそれぞれ備え、軸方向両端が蓋１６
Ａ、１６Ｂにより閉じられた処理筒１８と、この処理筒
１８内に軸方向に配置され、且つ、軸線廻りに回転自在
で、前記投入口１８Ａから投入される、例えば医療廃棄
物からなる被処理材２０を前記排出口１８Ｂに向けて搬
送するフィードスクリュー２２と、前記処理筒１８の、
前記投入口１８Ａ及び排出口１８Ｂ近傍を除く軸方向全
範囲に亘って囲んで配置された円筒状の保温筒２４と、
この保温筒２４に取り付けられ、その内側、且つ、前記
処理筒１８の外側の環状空間２５内に燃焼ガスを吹き込
む外部加熱装置としての燃焼装置２６と、前記環状空間
２５から上方に排出された燃焼ガスにより蒸気を発生さ
せるボイラ２８、フィードスクリュー２２の中心軸とな
るパイプ２３、及び、このパイプ２３に軸方向適宜間隔
に形成された複数の蒸気吹出し孔３０とを含んで構成さ
れ、前記ボイラ２８で発生した蒸気を３００〜５００℃
の乾き蒸気として前記蒸気吹出し孔３０から処理筒１８
内に供給する蒸気供給装置３２と、を備えて構成されて
いる。

【００２５】前記処理筒１８における排出口１８Ｂの上
方位置には、前記処理筒１８内で熱分解により発生した
可燃ガスを前記溶融炉１４に燃料として導く可燃ガス回
収装置３４が設けられている。

【００２６】前記処理筒１８における投入口１８Ａの上
方には、被処理材投入装置３６が配置されている。この
被処理材投入装置３６は、ホッパ３６Ａと、このホッパ
３６Ａの上端開口を開閉する蓋３６Ｂと、この蓋３６Ｂ
を開閉駆動するためのシリンダ装置３６Ｃとから構成さ
れ、コンベア３８によって搬送されてきた被処理材２０
をホッパ３６Ａから前記投入口１８Ａに投入するもので
ある。

【００２７】前記フィードスクリュー２２は、その中心
軸となるパイプ２３の外周に螺旋状にプレートを巻き付
けたものであり、パイプ２３の一端が前記蓋１６Ａから
外方に水平に突出し、その突出端部において、回転ジョ
イント３２Ａを介して蒸気供給管３２Ｂからの加圧蒸気
をパイプ２３内に導入できるようにされている。

【００２８】前記パイプ２３の、前記回転ジョイント３
２Ａよりも処理筒１８側位置には、被動歯車４０Ａが同
軸一体的に取り付けられ、これをモータ４０Ｂにより駆
動歯車４０Ｃを介して回転駆動することによって、前記
フィードスクリュー２２が被処理材２０を前記排出口１
８Ｂ方向に送るように回転される。

【００２９】前記保温筒２４は、図１に示されるよう
に、投入口１８Ａ近傍及び排出口１８Ｂ近傍を除いて、
処理筒１８の外側を同心状に取り囲んで配置されてい
る。

【００３０】前記燃焼装置２６は、保温筒２４の下側部
分に接続して配置され、先端の燃焼ガス吹込み口２６Ａ
から燃焼ガスを前記環状空間２５内に吹き込むようにさ
れている。

【００３１】前記処理筒１８の図２において右端近傍下
側には、ドレン回収管３５Ａが接続されている。

【００３２】このドレン回収管３５Ａには、処理筒１８
内で被処理材２０の熱分解の際に発生する木酢液等の液
体成分、水蒸気を導出し、気液分離装置３５Ｂに導くよ
うにされている。

【００３３】気液分離装置３５Ｂは、ドレン回収管３５
Ａから流入した流体を気体及び液体に分離し、気体（主
として可燃ガス）を、前記燃焼装置２６の燃焼用燃料と
して送り込むようにされている。

【００３４】又、気液分離装置３５Ｂにより分離された
木酢液等の液体は、液体ポンプ３７Ａにより、燃焼装置
２６の液体燃料供給系３７Ｂに供給されるようになって
いる。

【００３５】この液体燃料供給系３７Ｂからは、燃料タ
ンク３７Ｃからの灯油等の液体燃料が燃料ポンプ３７Ｄ
により前記燃焼装置２６に供給されるようになってい
る。図１の符号２６Ｂは、燃焼装置２６に燃焼用の空気
を供給するためのブロアを示す。

【００３６】前記保温筒２４の上側には、環状空間２５
からの燃焼排ガスを前記ボイラ２８に導くための燃焼ガ
ス導出管２８Ａが取り付けられている。

【００３７】前記ボイラ２８は、燃焼ガス導出管２８Ａ
から導入された高温の燃焼ガスにより、給水タンク２９
からポンプ２９Ａを経て給水管２８Ｂから導入された水
を加熱して蒸気を加熱して蒸気を発生し、前記蒸気供給
管３２Ｂにこれを供給するものである。

【００３８】この蒸気供給管３２Ｂは、前記回転ジョイ
ント３２Ａとの中間で、前記燃焼装置２６を通って通過
配管され、その燃焼ガスによって蒸気が更に加熱され、
３００〜５００℃の乾き蒸気が形成されようになってい
る。

【００３９】前記処理筒１８の、図１、図２の左端にお
ける、前記排出口１８Ｂの上側位置には、前記可燃ガス
回収装置３４におけるガス回収管３４Ａが接続されてい
る。

【００４０】このガス回収管３４Ａの他端は、図３に示
されるように、前記溶融炉１４の上端に連接され、且
つ、途中にはガスエジェクタ４２が設けられていて、こ
のガスエジェクタ４２によって発生する吸引力により、
燃焼ガスを処理筒１８の排出口１８Ｂ側端部から高速で
溶融炉１４内に吹き込むことができるようにされてい
る。

【００４１】この溶融炉１４は、図３に示されるよう
に、キャスタと称される耐火材４４によって内張りされ
た、左端側が略円錐形状とされた横向き円筒状部材であ
り、左端に炭化物投入口１４Ａ、右端近傍下側に溶融ス
ラグ排出口１４Ｂがそれぞれ設けられ、炭化物投入口１
４Ａから投入された炭化物を傾斜面１４Ｃ上を前記溶融
スラグ排出口１４Ｂに向けて流下させつつ、これに燃焼
ガスを吹き付けて、溶融スラグ排出口１４Ｂに到達する
までの間に溶融スラグとするものである。

【００４２】図３の符号４６はバーナを示し、このバー
ナ４６は、前記ガス回収管３４Ａからのガス吹込み孔３
４Ｂから吹き込まれる可燃ガス及び空気流に対して火炎
を吹き付けて点火し、且つ、これにより発生する燃焼火
炎とともに前記傾斜面１４Ｃ上の炭化物に吹き付けるも
のである。

【００４３】ここで、前記耐火材４４の外周は、前記炭
化物投入口１４Ａ及び溶融スラグ排出口１４Ｂを除き、
その外側が冷却用加圧空気を流通させるための空冷室４
８が形成されている。

【００４４】この空冷室４８には、ブロア５０から圧縮
空気が供給され、図３において空冷室４８を通った圧縮
空気は、空冷室４８の上部から加熱空気導出パイプ５２
を介して、前記ガスエジェクタ４２に排出されるように
なっている。図３の符号５２Ａは加熱空気導出パイプ５
２を開閉するための開閉弁である。

【００４５】前記ガスエジェクタ４２は、前記加熱空気
導出パイプ５２から供給される加熱圧縮空気を駆動ガス
として外側の蓄圧室４２Ａに導き、ここからノズル４２
Ｂを経て、前記ガス回収管３４Ａに加熱圧縮空気を吹き
込むようにされている。

【００４６】ここで、前記蓄圧室４２Ａの断面積は、前
記ガス回収管３４Ａの断面積の２〜２５倍とされ、これ
によって、被動ガスであるガス回収管３４Ａ内の可燃ガ
スを高速ジェット流にして前記溶融炉１４内に吹き込む
ことができるようにされている。

【００４７】なお、通常、ガスエジェクタは可動ガスの
蓄圧室断面積が被動ガスの断面積とほとんど同一であ
り、このような強い吸引力及びジェット気流形成力を発
生することができない。

【００４８】図３に示されるように、前記炭化処理装置
１２における排出口１８Ｂと、前記溶融炉１４における
炭化物投入口１４Ａとの間には、排出口１８Ｂから送り
出される炭化物を、一定量ずつ切り出すと共に該切り出
した炭化物を加圧して押し出す押出し装置５４が設けら
れ、この押出し装置５４により押し出された炭化物が前
記炭化物投入口１４Ａから溶融炉１４内に挿入されるよ
うになっている。

【００４９】前記押出し装置５４は、前記排出口１８Ｂ
の下方に連続する炭化物排出路５４Ａと、この炭化物排
出路５４Ａに交差すると共に、一端が前記溶融炉１４に
おける炭化物投入口１４Ａに接続されたシリンダ状の押
出し路５４Ｂと、この押出し路５４Ｂの他端から軸方向
移動自在に挿入され、該押出し路５４Ｂ中の炭化物を前
記炭化物投入口１４Ａから溶融炉１４内に押出し可能と
された押出しピストン５６Ａと、前記炭化物排出路５４
Ａを開閉することにより、炭化物を切り出す切り出しゲ
ート５６Ｂと、前記シリンダ状の押出し路５４Ｂの、炭
化物投入口１４Ａ近傍を開閉自在とされた押出しゲート
５６Ｃと、を備えて構成されている。

【００５０】前記押出しピストン５６Ａ、切り出しゲー
ト５６Ｂ、及び、押出しゲート５６Ｃは、前記耐火材４
４と同一又はこれに準じる耐火性を有する材料から構成
されている。

【００５１】前記押出しピストン５６Ａ、切り出しゲー
ト５６Ｂ、及び、押出しゲート５６Ｃは、それぞれ油圧
シリンダ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃにより駆動されるよう
になっている。

【００５２】図３の符号６０は前記溶融スラグ排出口１
４Ｂの開口面積を調整するための隙間調整用レンガを示
す。この隙間調整用レンガ６０は、調整機構（図示省
略）により外部から調整できるようにされている。又、
図３の符号６２は観察窓を示し、この観察窓から、内部
の溶融スラグ発生状態、火炎、隙間調整用レンガ６０等
を観察できるようにされている。

【００５３】前記溶融炉１４における溶融スラグ排出口
１４Ｂの下方には、該溶融スラグ排出口１４Ｂから流下
した溶融スラグを冷却固化するためのスラグ固化装置６
４が設けられている。

【００５４】このスラグ固化装置６４は、図１及び図３
に示されるように、溶融スラグ排出口１４Ｂからの溶融
スラグが落下する冷却水槽６６と、この冷却水槽６６内
の冷却水の水面６７上で前記溶融スラグ排出口１４Ｂに
連通する密閉空間６８と、前記水面６７下に配置され、
冷却水中に落下して冷却固化したスラグを、前記水面６
７下で外部に排出するスラグ排出装置７０と、を有して
構成されている。

【００５５】前記密閉空間６８は、直方体形の冷却水槽
６６の長手方向略中央位置で上蓋６６Ａから垂下した仕
切板６８Ａと、冷却水槽６６内の水面６７と、冷却水槽
６６の上蓋６６Ａ及び周壁によって形成され、前記スラ
グ搬出装置７０は、水面下で密閉空間６８の下方位置に
配置されると共に、同様に水面下で前記仕切板６８Ａの
下方を通って、図３におけるスラグ搬出口７０Ａに至る
ベルトコンベアとされている。

【００５６】前記冷却水槽６６内の密閉空間６８は、上
端において前記溶融スラグ排出口１４Ｂに連通すると共
に、排ガス回収装置７２を介して前記気液分離装置３５
Ｂに接続され、これにより窓閉空間６８内の燃焼排ガス
を含む気液が前記燃焼装置２６で処理されるように構成
されている。

【００５７】即ち、前記燃焼装置２６は、前記排ガス回
収装置７２によって回収された密閉空間６８内の燃焼排
ガス等をバーナから供給される燃料及び圧縮空気と共に
燃焼させることができるようにされている。

【００５８】又、図１に示されるように、前記処理筒１
８の排出口１８Ｂ上方位置には、前記ガス回収管３４Ａ
と並列して第２ガス回収管７４が接続され、ここから第
１パラジューム触媒７６Ａ、ガス洗浄槽７８Ａ、７８
Ｂ、第２パラジューム触媒７６Ｂ、ガスエジェクタ８０
を経てガスエンジン８２に供給されるようになってい
る。このガスエンジン８２は発電機８４を駆動し、装置
の運転に必要な電力を発生するようにされている。

【００５９】前記ガスエジェクタ８０にはリングブロワ
８６から駆動流体として圧縮空気が供給されるようにな
っている。又、前記冷却水槽６６における仕切板６８Ａ
の、前記密閉空間６８の反対側の空間のガスを、前記第
１パラジューム触媒７６Ａに導いてガスエンジン８２に
おいて燃焼処理するようにされている。

【００６０】図３の符号８８は、前記ボイラ２８からの
排ガスから塵埃を除去するためのサイクロン、８８Ａは
排ガスを吸出するためのブロアをそれぞれ示す。

【００６１】次に上記炭化溶融装置によって、例えば医
療廃棄物等の被処理材２０を炭化溶融する過程について
説明する。

【００６２】まず、被処理材２０を、コンベア３８によ
ってホッパ３６Ａへ投入し、ホッパ３６Ａから更に前記
処理筒１８の投入口１８Ａに供給する。

【００６３】一方、燃焼装置２６は予め立ち上げられ、
燃料を燃焼させて、その燃焼ガス及び／又は燃焼火炎を
環状空間２５内に吹込み、処理筒１８を加熱しておく。

【００６４】処理筒１８を加熱した燃焼ガスは、燃焼ガ
ス導出管２８Ａからボイラ２８に至る、ここで給水管２
８Ｂからの水と熱交換してこれを蒸気とする。

【００６５】発生した蒸気は、蒸気供給管３２Ｂを通っ
て燃焼装置２６に至り、ここで再度加熱され、３００〜
５００℃の乾き蒸気として、回転ジョイント３２Ａを経
てフィードスクリュー２２のパイプ２３に供給される。

【００６６】従って、乾き蒸気はパイプ２３に複数形成
された蒸気の吹出し孔３０から処理筒１８内に噴出され
る。

【００６７】前記投入口１８Ａから投入された被処理材
２０は、フィードスクリュー２２をモータ４０Ｂによっ
て駆動することにより、排出口１８Ｂに向かって処理筒
１８内を移動し、この間に、蒸気吹出し孔３０から噴出
された乾き蒸気によって加熱され、同時に、処理筒１８
内の外周壁から伝達される燃焼装置２６の燃焼ガスによ
っても加熱される。又、蒸気吹出し孔３０から吹出し、
被処理材２０に接触して温度低下した乾き蒸気も、処理
筒１８の外周壁を介して伝達される燃焼熱によって再度
加熱され、処理筒１８内は、３００〜５００℃に維持さ
れることになる。

【００６８】このように、処理筒１８が３００〜５００
℃に維持された状態で、フィードスクリュー２２によっ
て投入口１８Ａから排出口１８Ｂに向けて搬送される被
処理材２０は、所定時間（この炭化処理装置１２では６
〜９時間）で熱分解され、有機物は活性炭になり、注射
針等の混入している金属類は、溶融したり炭化したりす
ることなく活性炭と分離される。

【００６９】この状態で、排出口１８Ｂから押し出され
た炭化物等は、押出し装置５４における炭化物排出路５
４Ａに至り、ここで、油圧シリンダ５８Ａにより切出し
ゲート５６Ｂを開くことによって、炭化物排出路５４Ａ
中の炭化物が下方のシリンダ状の押出し路５４Ｂ内に落
下する。この後、切出しゲート５６Ｂを閉じる。

【００７０】次に、油圧シリンダ５８Ｃにより押出しゲ
ート５６Ｃを開き、油圧シリンダ５８Ａにより押出しピ
ストン５６Ａを駆動して、押出し路５４Ｂ中の炭化物
を、溶融炉１４における炭化物投入口１４Ａから該溶融
炉１４内に押し出す。

【００７１】炭化物を溶融炉１４内に押し出した後は、
押出しゲート５６Ｃを閉じると共に、押出しピストン５
６Ａを原位置へ戻し、次の炭化物の押出しに備える。

【００７２】一方、処理筒内で被処理材２０を炭化する
際に発生する可燃ガスは、可燃ガス回収装置３４におけ
るガス回収管３４Ａを通ってガス吹込み口３４Ｂから溶
融炉１４内に供給される。

【００７３】このとき、ガスエジェクタ４２の蓄圧室４
２Ａには、前記ブロア５０から空冷室４８を通って供給
される圧縮空気が蓄圧され、これが駆動流体としてガス
回収管３４Ａに吹き込まれるので、ガス回収管３４Ａ内
には、ガス吹込み口３４Ｂに向かって高圧、高速のジェ
ット流が発生し、これによって、処理筒１８における排
出口１８Ｂ上方位置で強い負圧が発生して、処理筒１８
内の可燃ガスが急速に吸い出されて溶融炉１４内に供給
されることになる。

【００７４】ここで、上記のように、ガス回収管３４Ａ
に設けたガスエジェクタ４２における蓄圧室４２Ａの断
面積を該ガス回収管３４Ａの断面積よりも大幅に大きく
することによって、高い吸引負圧を形成し、これによっ
て、処理筒１８からガス回収管３４Ａに至るとき含有成
分が固化してパイプ閉塞し易い可燃ガスを、このような
不都合が生じることなく、溶融炉１４に供給することが
できる。

【００７５】溶融炉１４内に、ガス吹込み口３４Ｂを経
て吹き込まれた可燃ガス及び駆動流体としての空気は、
バーナ４６からの火炎に接触することによって点火燃焼
され、該バーナ４６からの火炎と共に、溶融炉１４内の
傾斜面１４Ｃ上を流下する炭化物を強く加熱してこれを
溶融させる。

【００７６】発生した溶融スラグは、溶融炉１４の溶融
スラグ排出口１４Ｂからスラグ固化装置６４の冷却水槽
６６内に落下する。又、同時に燃焼排ガスも溶融スラグ
排出口１４Ｂから冷却水槽６６内に押し出される。

【００７７】冷却水槽６６内に落下した溶融スラグは、
冷却水に接触することによって急速に冷却固化され、ス
ラグ排出装置７０上に沈む。

【００７８】スラグ排出装置７０上に一定量以上溜まっ
た冷却固化したスラグを、スラグ排出口７０Ａから外部
に搬出する。

【００７９】又、溶融スラグ排出口１４Ｂから溶融スラ
グととも押し出された燃焼排ガスは、前記冷却水槽６６
内の密閉空間６８を通って排ガス回収装置７２により、
前記燃焼装置２６の燃料及び燃焼用空気と共に燃焼装置
２６内に吹き込まれて処理され、溶融炉１４の燃焼排ガ
スが外部に漏れることがない。

【００８０】一方、燃焼装置２６においては、高温の、
且つ、かなりの未燃焼ガス及び空気が含まれる排ガスが
燃料及び空気と共に吹き込まれるので、効率の良い燃焼
を維持することができる。

【００８１】なお、被処理材２０が、例えば医療廃棄物
である場合、熱エネルギーの高いプラスチックが多いの
で、処理筒１８内で発生する可燃ガスの量が溶融炉１４
内で燃焼させるに必要な量よりも過剰となることが多
い。

【００８２】このような過剰となる可燃ガスは上記のよ
うに燃焼装置２６で利用されるが、更に過剰な場合は、
前記第２ガス回収管７４からガスエンジン８２に供給し
て発電機８４を駆動し、装置運転に必要な電力を得る。
このとき、スラグ固化装置６４内にも、溶融炉１４の溶
融スラグ排出口１４Ｂから未燃ガスが漏れるので、これ
も回収してガスエンジン８２で燃焼させる。

【００８３】なお、上記実施の形態の例において、スラ
グ固化装置６４は、冷却水槽６６内に溶融スラグを落下
させることによって溶融スラグを急速に冷却固化するこ
とようにしているが、このようにすると、大量の水蒸気
及び冷却水が必要となり、その処理のためにコストが増
大することがある。

【００８４】このような場合は、図４に示されるよう
に、冷却水槽６６内において、前記溶融スラグ排出口１
４Ｂの直下に回転体９０を配置し、溶融スラグを高速で
回転する回転体９０の表面に接触させることによってそ
の接線方向に飛ばし、飛翔する過程で、雰囲気ガスと接
触して冷却固化させるようにするとよい。

【００８５】このようにすれば、溶融スラグの有する熱
エネルギが水蒸気を発生することなく、先ず密閉空間６
８内のガスを加熱して、冷却されてから水に接触するこ
とになる。従って、水蒸気発生量及び冷却水の使用量を
低減させると共に、燃焼装置２６に供給する燃焼排ガス
の温度を高く維持することができる。

【００８６】更に、回転体９０に接触して飛ばされた溶
融スラグは、いわゆるホイスカー状に固化するので、こ
れを例えば道路舗装用等の骨材として用いた場合に、他
の材料高い結合強度を得ることができる。

【００８７】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、効
率良く、且つ確実に、医療廃棄物等の有機物を含む廃棄
物を炭化溶融することができるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る炭化溶融装置を
示す斜視図

【図２】同炭化溶融装置における炭化処理装置を示す断
面図

【図３】同炭化溶融装置における溶融炉と炭化処理装置
の一部を示す略示断面図

【図４】同炭化溶融装置におけるスラグ固化装置の他の
実施の形態の例を示す断面図

【符号の説明】

１０…炭化溶融装置１２…炭化処理装置１４…溶融炉１４Ａ…炭化物投入口１４Ｂ…溶融スラグ排出口１４Ｃ…傾斜面１８…処理筒１８Ａ…投入口１８Ｂ…排出口２０…被処理材２２…フィードスクリュー２４…保温筒２５…環状空間２６…燃焼装置２８…ボイラー３０…蒸気吹出し孔３２…蒸気供給装置３４…可燃ガス回収装置３４Ａ…ガス回収管３４Ｂ…ガス吹込み町４２…ガスエジェクタ４２Ａ…蓄圧室４４…耐火材４６…バーナ４８…空冷室５０…ブロア５２…加熱空気導出パイプ５４…押出し装置５４Ａ…炭化物排出路５４Ｂ…（シリンダ状）押出し路５６Ａ…押出しピストン５６Ｂ…切出しゲート５６Ｃ…押出しゲート６４…スラグ固化装置６６…冷却水槽６７…水面６８…密閉空間６８Ａ…仕切板７０…スラグ搬出装置７２…排ガス回収装置９０…回転体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＦターム(参考） 3K061 AA23 AB02 AB03 AC13 BA01 BA08 CA01 CA07 DA13 DB06 DB11 DB20 FA03 FA21 FA25 3K078 AA01 AA08 BA03 BA21 CA02 CA12 CA27 4D004 AA46 AA48 BA03 CA26 CA28 CA29 CA32 CB42 CB44 DA03 DA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理筒内の被処理材を、処理筒の軸線方向
に移動させつつ、且つ、処理筒内に３００〜５００℃の
乾き蒸気を供給しつつ、処理筒の外側からその周壁を介
して、処理筒内が３００〜５００℃になるように加熱
し、被処理材に含まれる有機物を炭化する工程と、発生
した炭化物を、前記処理筒から切り出して溶融炉に導く
工程と、前記被処理材の熱分解により発生する可燃ガス
をガスエジェクタにより前記処理筒から前記溶融炉に導
き、燃焼させ、その燃焼熱により前記溶融炉内の炭化物
を加熱溶融する工程と、を有してなることを特徴とする
有機物の炭化溶融方法。
【請求項２】請求項１において、前記溶融炉を外側から
空気流により冷却する工程と、この溶融炉を冷却した後
の空気を前記ガスエジェクタにおける駆動ガスとして該
ガスエジェクタに導き、且つ、前記可燃ガスと共に、該
可燃ガス燃焼用空気として、前記溶融炉に導く工程と、
を有してなることを特徴とする有機物の炭化溶融方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記溶融炉で発
生した溶融スラグを水及び空気の少なくとも一方で冷却
する工程と、この冷却工程で、前記溶融スラグとの熱交
換により発生した加熱排ガスの少なくとも一部を、前記
処理筒を、その外側から加熱するための外部加熱装置に
おける燃焼用ガスの一部として、該外部加熱装置に導く
工程と、を有することを特徴とする有機物の炭化溶融方
法。
【請求項４】請求項１、２又は３において、前記処理筒
外における処理筒周壁の加熱後の高温ガスを、前記処理
筒内に供給する乾き蒸気発生のための熱源の少なくとも
一部とすることを特徴とする有機物の炭化溶融方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記
ガスエジェクタにおける駆動ガスの蓄圧室の断面積をガ
スエジェクタ出口の断面積の２〜２５倍としたことを特
徴とする有機物の炭化溶融方法。
【請求項６】密封可能、且つ、軸方向一端近傍に被処理
材の投入口、他端近傍に炭化物の排出口を備えた処理
筒、この処理筒内で、被処理材を前記投入口から排出口
に搬送する搬送手段、３００〜５００℃の乾き蒸気を発
生すると共に、これを前記処理筒内に供給する蒸気供給
装置、及び、前記処理筒の周壁の少なくとも一部を、処
理筒内が３００〜５００℃に維持されるように加熱する
外部加熱装置を有してなる有機物の炭化処理装置と、前
記炭化処理装置の前記排出口に接続され、該排出口から
送り出される炭化物を、一定量ずつ切り出すと共に該切
り出された炭化物を加圧して押出す押出し装置と、この
押出し装置により押出された炭化物が炭化物投入口から
挿入され、該炭化物を燃料の燃焼熱により溶融し、溶融
スラグとして排出する溶融炉と、前記処理筒内での被処
理材の熱分解により発生する可燃ガスを前記溶融炉の燃
料として導く可燃ガス回収管路と、この可燃ガス回収管
路の途中に設けられ、前記可燃ガスを被動ガス、加圧空
気を駆動ガスとし、該駆動ガスの蓄圧室の断面積が出口
における可燃ガス回収管路の断面積の２〜２５倍とされ
たガスエジェクタと、を有してなる有機物の炭化溶融装
置。。
【請求項７】請求項６において、前記押出し装置は、前
記排出口の下方に連続する炭化物排出路と、この炭化物
排出路に交差すると共に、一端が前記溶融炉の炭化物投
入口に接続されたシリンダ状の押出し路と、この押出し
路の他端から軸方向移動自在に挿入され、該押出し路中
の炭化物を前記炭化物投入口から溶融炉内に押出し可能
とされた押出しピストンと、前記炭化物排出路を開閉す
ることにより炭化物を切り出す切り出しゲートと、前記
シリンダ状の押出し路の炭化物投入口近傍を開閉自在と
された押出しゲートと、を有してなることを特徴とする
有機物の炭化溶融装置。
【請求項８】請求項７において、前記押出し装置におけ
る前記押出しゲートを耐火物により構成したことを特徴
とする有機物の炭化溶融装置。
【請求項９】請求項６、７又は８において、前記溶融炉
は、その炉壁の外側に隣接して冷却用の加圧空気を流通
させるための空冷室を備えてなり、この空冷室で、前記
炉壁を冷却した加圧空気を、前記ガスエジェクタにおけ
る駆動ガスとして該ガスエジェクタに導くようにしたこ
とを特徴とする有機物の炭化溶融装置。
【請求項１０】請求項６乃至９のいずれかにおいて、前
記炭化処理装置における外部加熱装置を、ガス燃焼炉と
すると共に、前記溶融炉の溶融スラグ排出口に接続し
て、排出される溶融スラグを固化するスラグ固化装置
と、このスラグ固化装置で固化したスラグを除いた後の
排ガスを、前記ガス燃焼炉の燃料として導く排ガス回収
装置と、を設けたことを特徴とする有機物の炭化溶融装
置。
【請求項１１】請求項１０において、前記スラグ固化装
置は、前記溶融炉から排出される溶融スラグが落下する
冷却水槽と、この冷却水槽内の冷却水の水面上で、前記
溶融スラグ排出口に連通する密閉空間と、前記水面下に
配置され、冷却水中に落下して冷却固化したスラグを、
前記水面下で外部に搬出するスラグ搬出装置と、を有し
てなり、前記排ガス回収装置は、前記水面よりも上方位
置で前記密閉空間に接続されたことを特徴とする有機物
の炭化溶融装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記溶融スラグ排
出口と前記水面との間の位置に、落下してくる溶融スラ
グを跳ね飛ばして、飛翔中に放熱させて固化する回転体
を設けたことを特徴とする有機物の炭化溶融装置。