JP2002294245A

JP2002294245A - 有機化合物の加熱処理方法および加熱処理装置

Info

Publication number: JP2002294245A
Application number: JP2001103251A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ozaki; 仁尾崎; Nobuhiro Nakagawa; 信博中川
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】有機化合物の加熱処理装置に関し、過熱蒸気
を用いてダイオキシン類の発生を抑制して、有機化合物
の熱分解処理を行う。【解決手段】１種類以上の有機化合物２１を収納する
処理室２２と、酸素量低減手段３２と、噴出手段３３
と、過熱蒸気供給手段４０と、排出手段２７とを備えた
ものであり、処理室２２内部をほぼ無酸素の状態にした
後、過熱蒸気を供給して、有機化合物２１の熱分解処理
を行い、有害なダイオキシン類の発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過熱蒸気を用いた
有機化合物の加熱処理方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては特開２０００−３１
３８８４号公報で知られるような廃棄物の処理方法があ
る。

【０００３】以下、図７の従来の廃棄物処理装置の構成
図を参照しながら上記従来の技術について説明する。

【０００４】１は生ごみを主体とする廃棄物を撹拌しな
がら高温蒸気に曝して炭化させるための廃棄物処理装置
である。２は蒸気を発生させるボイラーである。３はボ
イラー２で発生した蒸気を高温蒸気に加熱して廃棄物処
理装置１に供給する蒸気過熱器である。

【０００５】４は廃棄物処理装置１から排出される排出
ガスを冷却する冷却器である。

【０００６】５は冷却器４で液化した排出ガスの油と水
を分離する分離槽である。６は分離槽５内部の水位を示
すレベル計である。７は分離槽５で分離した油を貯める
油槽である。８は分離槽５と油槽７とを分割する分離堰
である。９は分離槽５とレベル計６と油槽７と分離堰８
とで構成される油分離器である。

【０００７】１０は油分離器９で油を分離した水を吸着
剤等で浄化処理する浄水器である。

【０００８】１１は冷却器４で液化しなかったガス成分
を処理する脱臭器であり、活性炭等の吸着剤が充填され
ている。１２は脱臭器１１を通過した排出ガスを大気中
に放出する排気ファンである。

【０００９】１３はクーリングタワーであり、冷却器４
およびボイラー２に冷却水を供給する。１４および１５
はポンプである。ボイラー２とクーリングタワー１３は
ポンプ１４，１５を介して接続されている。

【００１０】１６は浄水器１０とポンプ１５の吸入側の
間に備えられた逆止弁である。１７はポンプ１４の吐出
側とポンプ１５の吸入側の間に備えられた逆止弁であ
る。

【００１１】１８はボイラー２から廃棄物処理装置１へ
蒸気を取り出す流量調整弁である。

【００１２】１９はクーリングタワー１３に供給する補
給水の水量を調整する流量調整弁であり、２０は分離槽
５に供給する補給水の水量を調整する流量調整弁であ
る。

【００１３】以上のように構成された廃棄物処理装置に
ついて、以下その動作を説明する。

【００１４】まず、ボイラー２に補給水を流量調整弁１
９で水量を調整しながらクーリングタワー１３およびポ
ンプ１４，１５を介して供給する。このとき、逆止弁１
７を設けることにより、クーリングタワー１３に水が逆
流するのを防止する。

【００１５】次にボイラー２を稼動させ、補給水を加熱
して必要量の蒸気を発生させる。この蒸気を蒸気過熱器
３で、例えば５００〜９００℃、好ましくは５１０〜９
００℃、さらに好ましくは５１０〜７００℃まで加熱す
る。

【００１６】そして、この高温蒸気を廃棄物処理装置１
に供給して、例えば１０〜６０分間、好ましくは２０〜
５０分間、廃棄物に曝して炭化する。

【００１７】炭化した廃棄物は、高温のまま大気に触れ
ると燃え出すので、例えば１００〜１２０℃の蒸気をボ
イラー２から流量調整弁１８を介して取り出して、廃棄
物に吹き付けて冷却する。

【００１８】廃棄物の炭化処理過程で発生する排出ガス
は、冷却器４で冷やされ、液成分とガス成分に分離され
る。ガス成分は脱臭器１１を通過させた後、排気ファン
１２を用いて大気中に放出される。

【００１９】一方、冷却器４で液化された液成分は油分
離器９に供給され、分離槽５で比重の小さい油と、比重
の大きい水とに分離される。そして、レベル計６で水位
を監視しながら流量調整弁２０を介して分離槽５の底部
から補給水を供給することにより、上層の油を分離堰８
の上端を超えてオーバーフローさせて、油槽７に回収す
る。

【００２０】分離槽５内の下層の水は底部から抜き出さ
れて、浄水器１０で浄化された後、ポンプ１５を介して
ボイラー２に戻される。このとき、逆止弁１６を設ける
ことにより、浄水器１０に水が逆流するのを防止する。

【００２１】以上のように、廃棄物を過熱蒸気を使って
炭化処理するので、ダイオキシンの発生が少なく、安全
かつ効率的に生ごみ等の廃棄物を減量できる。

【００２２】また、炭化した廃棄物を燃料用や活性炭用
等の炭素材料として有効活用もできる。

【００２３】また、水分を多量に含む廃棄物の水分を高
温蒸気により蒸発させて、さらに炭化処理するので、ヨ
ーグルトや牛乳等の乳製品、およびこれら乳製品の製造
過程で発生する有機性廃棄物を効率的に減量して、以降
の取扱いを容易にするとともに、燃料や炭素材としても
使用可能な素材を得ることができる。

【００２４】また、炭化した廃棄物を低温蒸気に曝して
冷却しているので、炭化物が燃え出すことを防止でき
る。

【００２５】また、炭化処理過程で発生する排出ガス中
の油と水を回収し、回収した水はボイラー２へ戻すよう
にしているので、資源を有効に活用できる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成のように、過熱蒸気を廃棄物処理装置１内に吹
き込むだけでは、有機性廃棄物の隙間の空気（酸素）を
除去することはできない。また、有機性廃棄物中の水分
に溶存する酸素を除去することもできない。つまり、ダ
イオキシン類の生成成分の一つである酸素を除去できな
い。

【００２７】そのため、有機性廃棄物が加熱処理される
過程において、ダイオキシン類が生成する温度帯（約３
００℃）を通過するときに、有毒なダイオキシン類が発
生するという欠点があった。

【００２８】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、廃棄物中の残存酸素を除去し、加熱処理中のダイオ
キシンの発生を抑制することである。

【００２９】また、上記従来の構成では、補給水をその
まま加熱して過熱蒸気として用いているため、補給水中
の溶存酸素が過熱蒸気中にも混在し、ダイオキシン類が
発生するという欠点があった。

【００３０】本発明の他の目的は、補給水中の溶存酸素
量を低減し、更にダイオキシン類の発生を抑制すること
である。

【００３１】また、上記従来の構成では、廃棄物の処理
過程で発生する排出ガスの冷却に使用して温度上昇した
水を、再び冷却して冷却水として使用しているため、運
転効率が悪いという欠点があった。

【００３２】本発明の他の目的は、排出ガスの廃熱を利
用して補給水を昇温し、この高温の水を過熱蒸気にする
ことにより、運転効率を向上させることである。

【００３３】また、上記従来の構成では、廃棄物の処理
過程で発生する排出ガスの脱臭は行っているものの、有
毒な排出ガスの大部分を大気中に放出しているという欠
点があった。

【００３４】本発明の他の目的は、排出ガスを簡単な方
法で安全に処理することである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の加熱処理方法の発明は、１種類以上の有機化合物が収
納されている処理室内の酸素量を低減させる第１のステ
ップと、第１のステップで酸素量を低減した処理室内の
温度が有機化合物が熱分解するのに適した温度になるよ
うに処理室内に過熱蒸気を供給する第２のステップとか
らなるものであり、第１のステップで処理室内の酸素量
を低減し、ほぼ無酸素の状態にする。

【００３６】次に、第２のステップで、ほぼ無酸素状態
の処理室の内部温度が、有機化合物の熱分解するのに適
した温度になるまで過熱蒸気を供給して加熱する。

【００３７】このことにより、ダイオキシン類の発生を
抑制した熱分解処理つまり炭化処理ができるという作用
を有する。

【００３８】本発明の請求項２に記載の加熱処理方法の
発明は、請求項１に記載の発明において、第１のステッ
プは、処理室内を加熱して有機化合物を乾燥させる乾燥
ステップと、処理室内を減圧する減圧ステップとから構
成されることを特徴とするものであり、乾燥ステップで
有機化合物が含有する水分を蒸発させる。

【００３９】このとき、減圧ステップで処理室内を減圧
することにより、有機化合物の含有水分の蒸発を促すと
ともに、処理室内の空気や水蒸気を排気して酸素を除去
する。そして、処理室内がほぼ真空状態となったところ
で、過熱蒸気を供給して有機化合物を熱分解温度になる
まで加熱する。

【００４０】このことにより、有機化合物が水分を含む
場合でも、水分中の溶存酸素を除去して、ダイオキシン
類の発生を更に抑制した熱分解処理つまり炭化処理がで
きるという作用を有する。

【００４１】請求項３に記載の加熱処理装置の発明は、
１種類以上の有機化合物を収納する処理室と、処理室内
の酸素量を低減させる酸素量低減手段と、処理室内に過
熱蒸気を噴出する噴出手段と、噴出手段に過熱蒸気を供
給する過熱蒸気供給手段と、処理室内のガスを排出する
排出手段とを備えたものであり、酸素量低減手段により
有機化合物を収納している処理室の酸素量を低減し、処
理室内部をほぼ無酸素の状態にする。

【００４２】その後、過熱蒸気供給手段により噴出手段
に過熱蒸気を供給して、処理室内を有機化合物の熱分解
温度になるまで加熱する。処理室内で有機化合物を加熱
した過熱蒸気は、排出手段から処理室外へ排出される。

【００４３】このように、有機化合物の熱分解処理つま
り炭化処理が、ほぼ無酸素の状態で行われるので、有害
なダイオキシン類の発生を抑制できるという作用を有す
る。

【００４４】請求項４に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項３に記載の発明において、酸素量低減手段は、処
理室内を加熱して有機化合物を乾燥させる乾燥手段と、
処理室内部を減圧する減圧手段とから構成されることを
特徴とするものであり、乾燥手段で加熱して有機化合物
の含有水分を蒸発させる。

【００４５】このとき、減圧手段で処理室内を減圧する
ことにより、含有水分の蒸発を促すとともに、処理室内
の空気や水蒸気を排気して酸素を除去する。そして、処
理室内がほぼ真空状態となったところで、過熱蒸気を供
給して有機化合物を熱分解温度になるまで加熱する。

【００４６】このことにより、有機化合物が水分を含む
場合でも、有機化合物の熱分解処理つまり炭化処理を、
ほぼ無酸素の状態で行うことができるので、有害なダイ
オキシン類の発生を更に抑制できるという作用を有す
る。

【００４７】請求項５に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項４に記載の発明において、処理室内の酸素量を低
減した後、処理室内に過熱蒸気を供給して加熱するよう
に、酸素量低減手段と過熱蒸気供給手段を制御する制御
手段を備えたことを特徴とするものであり、酸素量低減
手段を駆動させて、処理室内をほぼ無酸素の状態にした
後、過熱蒸気供給手段を駆動させて処理室内に過熱蒸気
を供給するように制御手段で制御する。

【００４８】このことにより、ダイオキシンの発生を抑
制した有機化合物の熱分解処理つまり炭化処理を自動で
行うことができるという作用を有する。

【００４９】請求項６に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の発明にお
いて、過熱蒸気供給手段は、水道から水が補給され所定
量の水を貯めるタンクと、タンクの底部から流出する水
の溶存酸素を除去する溶存酸素除去手段と、溶存酸素除
去手段により溶存酸素量が減少した水を加熱して過熱蒸
気を発生させる過熱蒸気発生手段とを順に配管を介して
接続したものであり、処理室内に有機化合物を入れた後
に、タンクに貯められている水を溶存酸素除去手段へ送
る。

【００５０】水は溶存酸素除去手段内で、溶存している
ガス成分（酸素）を除去した後に、過熱蒸気発生手段で
加熱されて過熱蒸気となる。発生した過熱蒸気は、噴出
手段から処理室内へ導かれ、有機化合物を加熱する。

【００５１】このように、過熱蒸気供給手段に溶存酸素
除去手段を設けることにより、酸素をほとんど含まない
過熱蒸気を供給して、ダイオキシン類の発生を更に抑制
できるという作用を有する。

【００５２】請求項７に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の発明にお
いて、処理室に設けた排出手段と、タンク内の水中に位
置してタンクを貫通する熱交換手段とを配管で接続し、
処理室から排出される排出ガスとタンク内に貯められた
水とを熱交換手段で熱交換させることにより、処理室内
で有機化合物の熱分解中に発生するガスは、過熱蒸気と
共に排出手段より排出される。

【００５３】この高温の排出ガスおよび排出過熱蒸気は
熱交換手段に送られ、タンクに貯められている水と熱交
換を行い、タンク内の水は熱を吸収して昇温する。

【００５４】このことにより、廃棄していた熱を回収し
て利用できるので、加熱処理装置の運転効率を向上でき
るという作用を有する。

【００５５】請求項８に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項７に記載の発明において、水溶液を貯める貯留槽
を備え、熱交換手段の終端口が水溶液中に浸ることを特
徴とするものであり、高温の排出ガスおよび排出過熱蒸
気は、熱交換手段でタンク内の水に熱を与えることによ
り、その一部が凝縮して気液混合状態となり、貯留槽に
流入する。

【００５６】貯留槽に流入した気液混合状態の排出ガス
は、その酸性成分が貯留槽内の水溶液と中和反応し、安
全に処理できるという作用を有する。

【００５７】請求項９に記載の加熱処理装置の発明は、
請求項８に記載の発明において、水溶液はＰＨが７．０
以上で、不揮発性の性質を有するものであり、貯留槽に
流入する気液混合状態の排出ガスの酸性成分をＰＨが
７．０以上の水溶液と中和反応させるので、簡単な方法
で、さらに効率良く、短時間で安全に処理できるという
作用を有する。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による有機化合物の
加熱処理方法および加熱処理装置の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００５９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による有機化合物の加熱処理方法を示すフローチャ
ートである。

【００６０】有機化合物の加熱処理方法の一つである炭
化処理は、ほぼ無酸素の状態で有機化合物を加熱して温
度が約３５０℃以上になると、炭素を主体とした炭とガ
スに分解することをいう。この炭は活性炭や燃料の素材
として再利用できるため価値が高い。

【００６１】ここで、本実施の形態における有機化合物
の加熱処理（炭化）方法について図１を参照して説明す
る。

【００６２】まず第１のステップで有機化合物が収納さ
れている処理室内の酸素量を低減し、ほぼ無酸素の状態
にする。

【００６３】第１のステップは、有機化合物を１００〜
２００℃に加熱して、含有水分を蒸発させて、水分中の
溶存酸素を除去する乾燥ステップと、処理室内を１００
Ｐａ以下に減圧して空気や水蒸気を除去する減圧ステッ
プとから構成される。

【００６４】次に、第２のステップは加熱処理ステップ
であり、第１のステップで酸素量が低減した処理室内の
温度が、有機化合物が熱分解するのに適した温度（３５
０〜５００℃）になるように過熱蒸気を供給して加熱す
る。

【００６５】以上のように本実施の形態では、１種類以
上の有機化合物が収納されている処理室内の酸素量を低
減させる第１のステップと、第１のステップで酸素量を
低減した処理室内の温度が有機化合物が熱分解するのに
適した温度になるように過熱蒸気を供給する第２のステ
ップからなるものであり、処理室内をほぼ無酸素の状態
にして、有機化合物を過熱蒸気で加熱することにより、
ダイオキシン類の発生を抑制した熱分解処理つまり炭化
処理ができる。

【００６６】また、第１のステップは、処理室内を加熱
して有機化合物を乾燥させる乾燥ステップと、処理室内
を減圧する減圧ステップから構成することにより、乾燥
ステップで有機化合物の含有水分中の溶存酸素を除去
し、さらに減圧ステップで処理室内を減圧して空気や水
蒸気を除去する。

【００６７】このことにより、有機化合物が水分を含む
場合でも、処理室内をほぼ無酸素の状態にして過熱蒸気
を供給して加熱するので、ダイオキシン類の発生を抑制
した熱分解処理つまり炭化処理ができる。

【００６８】また、有機化合物を炭化して得られる炭
は、活性炭や燃料の素材として再利用可能である。

【００６９】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２による過熱蒸気を用いた加熱処理装置の構成図であ
る。図３は同実施の形態の加熱処理装置における溶存酸
素除去手段の断面斜視図である。図４は同実施の形態の
加熱処理装置における制御手段のブロック図である。図
５は同実施の形態の加熱処理装置における加熱処理方法
を示したフローチャートである。

【００７０】図２，図３，図４において、２１は有機化
合物であり、一般家庭や企業から排出される廃棄物を仮
定している。２２は有機化合物２１を収納し、加熱処理
を行う処理室である。２３は処理室２２内部に底面から
所定間隔あけて備えられ、有機化合物２１を載せる板で
あり、ガス成分のみを通過させることができる多孔質製
である。

【００７１】２４は有機化合物２１より上方となるよう
に処理室２２内の上部空間に備えられ、有機化合物２１
を乾燥する乾燥手段である。２５は処理室２２内の空気
を１００〜２００℃に加熱するヒータである。２６はヒ
ータ２５により加熱された空気を撹拌して、処理室２２
内を均一に加熱する撹拌ファンである。乾燥手段２４は
ヒータ２５と撹拌ファン２６により構成される。

【００７２】２７は処理室２２内の上部空間のガスを排
出する排出手段である。２８は三方弁であり、１つの流
入口Ａと２つの流出口Ｂ，Ｃを備えている。２９は減圧
手段であり、真空ポンプを使用している。３０は排気フ
ァンである。

【００７３】３１ａは排出手段２７と三方弁２８の流入
口Ａを接続する配管である。３１ｂは三方弁２８の流出
口Ｂと減圧手段２９を接続する配管である。３１ｃは三
方弁２８の流出口Ｃと排気ファン３０を接続する配管で
ある。

【００７４】３２は乾燥手段２４と、排出手段２７と、
三方弁２８と、減圧手段２９と、配管３１ａ，３１ｂと
で構成される酸素量低減手段である。

【００７５】３３は処理室２２の低部（板２３より下）
に備えられる噴出手段であり、過熱蒸気が広角的に噴出
するような口形をしたノズルにより構成される。

【００７６】３４は水道である。３５は水道３４より供
給される水を所定量貯めるタンクである。

【００７７】３６はタンク３５から流出する水の溶存酸
素を除去する溶存酸素除去手段である。

【００７８】３７は溶存酸素除去手段で溶存酸素を除去
した水を搬送するポンプである。

【００７９】３８はポンプ３７で搬送される水を加熱し
て過熱蒸気にする過熱蒸気発生手段であり、周囲が断熱
材で覆われ、５００℃の高温で熱を蓄えることができる
蓄熱槽である。

【００８０】過熱蒸気発生手段３８の内部には、蓄熱材
としてマグネシア岩石の破砕物が充填され、内部を水が
流れながら蓄熱材より熱を吸収する伝熱管と蓄熱材加熱
用のシーズーヒータが埋め込まれている。

【００８１】３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ
はそれぞれ水道３４と、タンク３５と、溶存酸素除去手
段３６と、ポンプ３７と、過熱蒸気発生手段３８と、噴
出手段３３とを順に接続する配管である。

【００８２】４０はタンク３５と、溶存酸素除去手段３
６と、ポンプ３７と、過熱蒸気発生手段３８とを順に配
管３９ｂ，３９ｃ，３９ｄで接続して構成される過熱蒸
気供給手段である。

【００８３】４１は処理室２２内部（処理室２２内の上
部空間）の圧力を測定する圧力センサであり、熱線式真
空計を使用している。４２は圧力センサ４１から送信さ
れる圧力信号を基に、酸素量低減手段３２と過熱蒸気供
給手段４０を制御して、有機化合物２１の加熱処理を自
動で行う制御手段であり、マイコンを使用している。

【００８４】４３は溶存酸素除去手段３６において、配
管３９ｂを介してタンク３５から水が流入する原水槽で
ある。４４は中空糸を平行に束ねて構成される脱気膜で
あり、内部が減圧された中空糸の間を流れる水の脱気が
できる。４５は原水槽４３から脱気膜４４を横切って流
れる水が流入し、配管３９ｃを介してポンプ３７へ水を
供給する脱気水槽である。

【００８５】溶存酸素除去手段３６の内部は、中心から
原水槽４３，脱気膜４４，脱気水槽４５の三重構造とな
っている。

【００８６】４６は脱気膜４４の端部に備えられ、脱気
膜４４を構成している中空糸内部を減圧する減圧口であ
る。４７は減圧口４６と減圧手段２９を接続する配管で
ある。

【００８７】４８は圧力検出手段であり、圧力センサ４
１から送信される圧力信号を基に処理室２２内の圧力を
検出する。

【００８８】４９は有機化合物の加熱処理を開始する開
始スイッチである。

【００８９】５０は切換判定手段であり、開始スイッチ
４９により有機化合物の加熱処理が開始された後、処理
室２２内の酸素量低減の操作および加熱処理の操作の実
行の切り換えを判定する。

【００９０】５１は酸素量低減実行手段であり、切換判
定手段５０が送信する信号を受けて、処理室２２内の酸
素量を低減するように、減圧手段２９，三方弁２８，ヒ
ータ２５，撹拌ファン２６，排気ファン３０，ポンプ３
７を制御する。

【００９１】５２は第１のタイマであり、処理室２２内
の酸素量低減の操作が開始された後、圧力検出手段４８
が検出する処理室２２内の圧力が所定値以下になると同
時にカウントを始める。

【００９２】５３は加熱処理実行手段であり、切換判定
手段５０が送信する信号を受けて、有機化合物２１を過
熱蒸気で加熱処理するように、減圧手段２９，三方弁２
８，ヒータ２５，撹拌ファン２６，排気ファン３０，ポ
ンプ３７を制御する。

【００９３】５４は第２のタイマであり、有機化合物２
１の加熱処理の操作開始と同時にカウントを始める。

【００９４】５５は加熱処理終了手段であり、切換判定
手段５０が送信する信号を受けて、加熱処理を終了する
ように、減圧手段２９，三方弁２８，ヒータ２５，撹拌
ファン２６，排気ファン３０，ポンプ３７を制御する。

【００９５】以上のように構成された加熱処理装置につ
いて、以下その動作を図５のフローチャートを参照して
説明する。

【００９６】まず、有機化合物２１の加熱処理を開始す
るために、開始スイッチ４９から切換判定手段５０に開
始信号を送信する。

【００９７】ｓｔｅｐ１では、酸素量低減実行手段５１
が、切換判定手段５０から酸素量低減実行の信号を受け
て、減圧手段２９，ヒータ２５，撹拌ファン２６にＯＮ
信号を送信する。また、排気ファン３０，ポンプ３７に
ＯＦＦ信号を送信する。また、三方弁２８にＡ−Ｂ接続
信号を送信する。

【００９８】そして、ヒータ２５および撹拌ファン２６
により、有機化合物２１は上方から加熱されて含有水分
が蒸発する。処理室２２内の空気および水蒸気は、排出
手段２７から三方弁２８を介して、減圧手段２９により
排出される。このようにして、処理室２２内の酸素量低
減の操作は実行される。

【００９９】ｓｔｅｐ２では、圧力検出手段４８が、圧
力センサ４１から送信される圧力信号を基に処理室２２
内の圧力Ｐを検出する。

【０１００】ｓｔｅｐ３では、切換判定手段５０が、圧
力検出手段４８により検出される処理室２２内の圧力が
１００Ｐａ未満か、１００Ｐａ以上かを判定する。

【０１０１】Ｐ＜１００Ｐａのとき、処理室２２内は十
分に減圧されていると判定し、ｓｔｅｐ４へ移行する。

【０１０２】Ｐ≧１００Ｐａのとき、処理室２２内はま
だ減圧しきれていないと判定し、引き続き有機化合物２
１の乾燥と処理室２２内の減圧を行う。

【０１０３】ｓｔｅｐ４では、第１のタイマ５２が、処
理室２２内が十分に減圧できているとの判定を受けて、
カウントを開始する。

【０１０４】ｓｔｅｐ５では、切換判定手段５０が、第
１のタイマ５２がカウントした経過時間Ｔ₁を基に、酸
素量低減の操作を終了するか、継続するかを判定する。

【０１０５】処理室２２内が十分に減圧された後、２時
間加熱すれば、有機化合物２１中の水分を蒸発させるこ
とができる。

【０１０６】Ｔ₁＞２ｈのとき、処理室２２内の酸素量
低減の操作は終了と判定し、ｓｔｅｐ６へ移行する。

【０１０７】Ｔ₁≦２ｈのとき、処理室２２内の酸素量
低減の操作は継続と判定し、カウントを続ける。

【０１０８】ｓｔｅｐ６では、加熱処理実行手段５３
が、酸素量低減から加熱処理の操作へ切り換えの判定を
受けて、減圧手段２９，排気ファン３０，ポンプ３７に
ＯＮ信号を送信する。また、ヒータ２５，撹拌ファン２
６にＯＦＦ信号を送信する。また、三方弁２８にＡ−Ｃ
接続信号を送信する。そして、有機化合物２１の加熱処
理の操作を実行する。

【０１０９】ｓｔｅｐ７では、第２のタイマ５４が、加
熱処理の操作の開始と同時にカウントを開始する。

【０１１０】ｓｔｅｐ８では、切換判定手段５０が、第
２のタイマ５４がカウントした経過時間Ｔ₂を基に、加
熱処理の操作を終了するか、継続するかを判定する。加
熱処理の操作を０．５時間行うと有機化合物２１は炭化
する。

【０１１１】Ｔ₂＞０．５ｈのとき、加熱処理の操作は
終了と判定し、ｓｔｅｐ９へ移行する。

【０１１２】Ｔ₂≦０．５ｈのとき、加熱処理の操作は
継続と判定し、カウントを続ける。

【０１１３】ｓｔｅｐ９では、加熱処理終了手段５５
が、加熱処理の操作終了の判定を受けて、減圧手段２
９，ヒータ２５，撹拌ファン２６，排気ファン３０，ポ
ンプ３７にＯＦＦ信号を送信する。また、三方弁２８に
Ａ−Ｃ接続信号を送信する。そして、加熱処理の操作を
終了する。

【０１１４】ここで、加熱処理の操作中の各部の動作に
ついて説明する。

【０１１５】加熱処理の操作が開始されると、ポンプ３
７が駆動し、タンク３５から水が配管３９ｂを通って溶
存酸索除去手段３６の原水槽４３へ流入する。そして、
脱気膜４４を横切って脱気水槽４５へ移動する。

【０１１６】このとき、脱気膜４４を構成している中空
糸内部は、減圧手段２９により減圧口４６および配管４
７を介して、２ｋＰａ以下に減圧される。そして脱気膜
４４を水が横切るとき、中空糸表面に接触した水の溶存
酸素は中空糸内部へ吸引されるので、溶存酸素量は減少
する。

【０１１７】中空糸内部を２ｋＰａ以下に減圧すると、
補給水中の溶存酸素を約９９．７％除去できる。

【０１１８】このようにして、溶存酸素量が減少した水
は、脱気水槽４５を経て、配管３９ｃからポンプ３７へ
供給される。そして、過熱蒸気発生手段３８に流入し、
伝熱管を流れる間に蓄熱材より熱を吸収し、４００〜５
００℃の過熱蒸気となって噴出手段３３から処理室２２
へ供給される。

【０１１９】処理室２２では、高温の過熱蒸気が有機化
合物２１を加熱し、温度が約３５０に達したとき熱分解
が始まる。このとき、処理室２２内はほぼ無酸素の状態
なので、有機化合物２１は炭とガスに分解され、ダイオ
キシン類の発生はほとんどない。

【０１２０】熱分解により発生したガスと過熱蒸気が混
合した高温の排出ガスは、排出手段２７から排気ファン
３０により、三方弁２８を介して処理室２２外へ排出さ
れる。

【０１２１】以上のように、本実施の形態は、１種類以
上の有機化合物２１を収納する処理室２２と、処理室２
２内の酸素量を低減させる酸素量低減手段３２と、処理
室２２内に過熱蒸気を噴出する噴出手段３３と、噴出手
段３３に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段４０と、
処理室２２内のガスを排出する排出手段２７とを備えた
ものであり、有機化合物２１を収納している処理室２２
の酸素量を低減し、処理室２２内部をほぼ無酸素の雰囲
気にした後、過熱蒸気を供給して、有機化合物２１の熱
分解処理つまり炭化処理を行うので、有害なダイオキシ
ン類の発生を抑制できる。

【０１２２】また、酸素量低減手段３２は、処理室２２
内を加熱して有機化合物２１を乾燥させる乾燥手段２４
と、処理室２２内部を減圧する減圧手段２９とから構成
されることを特徴とするものであり、乾燥手段２４で有
機化合物２１を加熱して含有する水分を蒸発させて、水
分に溶存する酸素を除去し、減圧手段２９で処理室２２
内を減圧して空気および水蒸気を除去した後、過熱蒸気
を供給して有機化合物２１を熱分解温度になるまで加熱
する。

【０１２３】このことにより、有機化合物２１が水分を
含む場合でも、有機化合物２１の熱分解処理つまり炭化
処理を、ほぼ無酸素の状態で行うことができるので、有
害なダイオキシン類の発生を抑制できる。

【０１２４】また、処理室２２内の酸素量を低減した
後、処理室２２内に過熱蒸気を供給して加熱するよう
に、酸素量低減手段３２と過熱蒸気供給手段４０を制御
する制御手段４２を備えたことを特徴とするものであ
り、処理室２２内をほぼ無酸素の状態にした後、過熱蒸
気供給手段４０を駆動させて処理室２２内に過熱蒸気を
供給するように制御手段４２で制御することにより、ダ
イオキシンの発生を抑制した有機化合物２１の熱分解処
理つまり炭化処理を自動で行うことができる。

【０１２５】また、過熱蒸気供給手段４０は、水道３４
から水が補給され所定量の水を貯めるタンク３５と、タ
ンク３５の底部から流出する水の溶存酸素を除去する溶
存酸素除去手段３６と、溶存酸素除去手段３６により溶
存酸素量が減少した水を加熱して過熱蒸気を発生させる
過熱蒸気発生手段３８とを順に配管３９ｂ，３９ｃ，３
９ｄを介して接続したものであり、タンク３５から流出
する水は溶存酸素除去手段３６で、水に溶存しているガ
ス成分（酸素）を除去した後、過熱蒸気発生手段３８で
加熱されて過熱蒸気となる。

【０１２６】このことにより、酸素をほとんど含まない
過熱蒸気を供給して、ダイオキシン類の発生を更に抑制
できる。

【０１２７】なお、本実施の形態では、過熱蒸気発生手
段３８として蓄熱槽を用いた蓄熱式としたが、ガス燃焼
式や電磁誘導式としても差し支えはない。

【０１２８】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３による加熱処理装置の排出ガスの処理手段の構成図
である。

【０１２９】尚、本発明の実施の形態２と同一構成につ
いては同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【０１３０】図６において、５６は配管３９ａを介して
水道３４と接続されているタンクであり、常に一定量の
水を貯めている。５７は、タンク５６に蓄えられる水で
あり、タンク５６底部に接続されている配管３９ｂから
溶存酸素除去手段３６に供給される。

【０１３１】５８はタンク５６内に備えられた熱交換手
段であり、熱交換器である。５９は排気ファン３０と熱
交換手段５８を接続する配管であり、処理室２２から排
出される高温の排出ガスと水５７とを熱交換させる。

【０１３２】６０は貯留槽であり、常に一定の水溶液を
貯留している。６１は貯留槽６０に貯留されるＰＨ７．
０以上で不揮発性の水溶液であり、水酸化ナトリウム水
溶液を使用している。熱交換手段５８の終端口は、水溶
液６１中に浸されている。

【０１３３】以上のように構成された加熱処理装置の排
出ガスの処理行程の動作について説明する。

【０１３４】排気ファン３０より排出された高温の排出
ガスは、配管５９を通過して熱交換手段５８に送られ
る。

【０１３５】熱交換手段５８では、タンク５６に貯めら
れている水５７と、高温の排出ガスが熱交換を行う。高
温の排出ガスの熱を回収した水５７は温度が上昇する。
排出ガスは一部が凝縮して気液混合状態となり、貯留槽
６０へ送られて、ここで排出ガス中に含まれている塩化
水素などの酸性成分とアルカリ性水溶液（水酸化ナトリ
ウム水溶液）６１が中和反応する。

【０１３６】以上のように、本実施の形態では、処理室
２２に設けた排出手段２７と、タンク５６内の水５７中
に位置してタンク５６を貫通する熱交換手段５８を、三
方弁２８および排気ファン３０を介して配管３１ａ，３
１ｃ，５９で接続し、処理室２２から排出される排出ガ
スとタンク５６内に貯められた水５７とを熱交換手段５
８で熱交換させることにより、処理室２２で有機化合物
２１の加熱中に発生する高温の排出ガスは熱交換手段５
８に送られ、タンク５６に貯められている水５７と熱交
換を行う。

【０１３７】このことにより、水５７は熱を吸収して温
度が高くなり、廃棄していた熱を回収できるので、加熱
処理装置の運転効率を向上できる。

【０１３８】また、水溶液６１を貯める貯留槽６０を備
え、熱交換手段５８の終端口が水溶液６１中に浸ること
を特徴とするものであり、熱交換手段５８で熱交換を行
い貯留槽６０に流入した気液混合状態の排出ガスは、そ
の酸性成分が貯留槽６０内の水溶液６１と中和反応し、
安全に処理できる。

【０１３９】また、水溶液６１はＰＨが７．０以上で、
不揮発性の性質を有するものであり、貯留槽６０に流入
する気液混合状態の排出ガスの酸性成分をＰＨが７．０
以上の水溶液６１と中和反応させるので、簡単な方法
で、さらに効率良く、短時間で安全に処理できる。

【０１４０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の加
熱処理方法の発明は、１種類以上の有機化合物が収納さ
れている処理室内の酸素量を低減させる第１のステップ
と、第１のステップで酸素量を低減した処理室内の温度
が有機化合物が熱分解するのに適した温度になるように
処理室内に過熱蒸気を供給する第２のステップとからな
るものであり、ほぼ無酸素状態の処理室の内部温度が、
有機化合物を熱分解するのに適した温度になるまで過熱
蒸気を供給して加熱することにより、ダイオキシン類の
発生を抑制した熱分解処理つまり炭化処理ができる。

【０１４１】また、本発明の請求項２に記載の加熱処理
方法の発明は、請求項１に記載の発明において、第１の
ステップは、処理室内を加熱して有機化合物を乾燥させ
る乾燥ステップと、処理室内を減圧する減圧ステップと
から構成されることを特徴とするものであり、乾燥ステ
ップで有機化合物が含有する水分を蒸発させて、さら
に、減圧ステップで処理室内を減圧して空気および水蒸
気を除去する。

【０１４２】そして、処理室に過熱蒸気を供給して有機
化合物を熱分解温度になるまで加熱することにより、有
機化合物が水分を含む場合でも、ダイオキシン類の発生
を更に抑制した熱分解処理つまり炭化処理ができる。

【０１４３】また、請求項３に記載の加熱処理装置の発
明は、１種類以上の有機化合物を収納する処理室と、処
理室内の酸素量を低減させる酸素量低減手段と、処理室
内に過熱蒸気を噴出する噴出手段と、噴出手段に過熱蒸
気を供給する過熱蒸気供給手段と、処理室内のガスを排
出する排出手段とを備えたものであり、有機化合物を収
納している処理室の酸素量を低減し、処理室内をほぼ無
酸素の状態にする。

【０１４４】その後、過熱蒸気で有機化合物を加熱して
熱分解処埋つまり炭化処理するので、有害なダイオキシ
ン類の発生を抑制できる。

【０１４５】また、請求項４に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項３に記載の発明において、酸素量低減手段
は、処理室内を加熱して有機化合物を乾燥させる乾燥手
段と、処理室内部を減圧する減圧手段とから構成される
ことを特徴とするものであり、乾燥手段で有機化合物を
加熱して含有する水分を蒸発させて、さらに、減圧手段
で処理室内を減圧して空気および水蒸気を除去する。

【０１４６】その後、処理室に過熱蒸気を供給して有機
化合物を熱分解温度になるまで加熱することにより、有
機化合物が水分を含む場合でも、有機化合物の熱分解処
理つまり炭化処理を、ほぼ無酸素の状態で行うことがで
きるので、有害なダイオキシン類の発生を更に抑制でき
る。

【０１４７】また、請求項５に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項４に記載の発明において、処理室内の酸素
量を低減した後、処理室内に過熱蒸気を供給して加熱す
るように、酸素量低減手段と過熱蒸気供給手段を制御す
る制御手段を備えたことを特徴とするものであり、酸素
量低減手段を駆動させて、処理室内をほぼ無酸素の状態
にした後、過熱蒸気供給手段を駆動させて処理室内に過
熱蒸気を供給するように制御手段で制御することによ
り、ダイオキシンの発生を抑制した有機化合物の熱分解
処理つまり炭化処理を自動で行うことができる。

【０１４８】また、請求項６に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の発
明において、過熱蒸気供給手段は、水道から水が補給さ
れ所定量の水を貯めるタンクと、タンクの底部から流出
する水の溶存酸素を除去する溶存酸素除去手段と、溶存
酸素除去手段により溶存酸素量が減少した水を加熱して
過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生手段とを順に配管を
介して接続したものであり、タンクに貯められている水
は溶存酸素除去手段内で、溶存しているガス成分（酸
素）を除去した後に、過熱蒸気発生手段で加熱されて、
過熱蒸気となり処理室内へ噴出し、有機化合物を加熱す
る。

【０１４９】このことにより、有機化合物の熱分解つま
り炭化に適した酸素をほとんど含まない過熱蒸気を供給
して、ダイオキシン類の発生を更に抑制できる。

【０１５０】また、請求項７に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の発
明において、処理室に設けた排出手段と、タンク内の水
中に位置してタンクを貫通する熱交換手段とを配管で接
続し、処理室から排出される排出ガスとタンク内に貯め
られた水とを熱交換手段で熱交換させることにより、処
理室での有機化合物の加熱中に発生する高温の排出ガス
および排出過熱蒸気と、タンクに貯められている水とが
熱交換を行うことにより、廃棄していた熱を回収できる
ので、加熱処理装置の運転効率を向上できる。

【０１５１】また、請求項８に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項７に記載の発明において、水溶液を貯める
貯留槽を備え、熱交換手段の終端口が水溶液中に浸るこ
とを特徴とするものであり、高温の排出ガスと排出過熱
蒸気は熱交換手段でタンク内の水に熱を与えることによ
り、その一部は凝縮して気液混合状態となり貯留槽に流
入する。

【０１５２】気液混合状態の排出ガスの酸性成分を水溶
液と中和反応させることにより、安全に処理できる。

【０１５３】また、請求項９に記載の加熱処理装置の発
明は、請求項８に記載の発明において、水溶液はＰＨが
７．０以上で、不揮発性の性質を有するものであり、貯
留槽に流人する気液混合状態の排出ガスの酸性成分をＰ
Ｈが７．０以上の水溶液と中和反応させることにより、
簡単な方法で、さらに効率良く、短時間で安全に処理で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による有機化合物の加熱
処理方法のブロック図

【図２】本発明の実施の形態２による過熱蒸気を用いた
加熱処理装置のシステム図

【図３】同実施の形態の加熱処理装置における溶存酸素
除去手段の断面図

【図４】同実施の形態の加熱処理装置における制御手段
のブロック図

【図５】同実施の形態の加熱処理装置における加熱処理
方法を示したフローチャート

【図６】本発明の実施の形態３による加熱処理装置の排
出ガスの処理手段の構成図

【図７】従来の廃棄物処理装置の構成図

【符号の説明】

２１有機化合物（廃棄物）２２処理室２４乾燥手段２７排出手段２９減圧手段（真空ポンプ）３２酸素量低減手段３３噴出手段３４水道３５，５６タンク３６溶存酸素除去手段３８過熱蒸気発生手段（蓄熱槽）３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ，５０配
管４０過熱蒸気供給手段４２制御手段５７水５８熱交換手段６０貯留槽６１水溶液（水酸化ナトリウム水溶液）

フロントページの続きＦターム(参考） 4D004 AA03 AB07 BA03 BA10 CA26 CA42 CB31 CC03 DA02 DA20 4D037 AA02 AB11 BA23 4H012 HA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１種類以上の有機化合物が収納されてい
る処理室内の酸素量を低減させる第１のステップと、前
記第１のステップで酸素量を低減した前記処理室内の温
度が前記有機化合物が熱分解するのに適した温度になる
ように前記処理室内に過熱蒸気を供給する第２のステッ
プとからなる有機化合物の加熱処理方法。
【請求項２】第１のステップは、処理室内を加熱して
有機化合物を乾燥させる乾燥ステップと、前記処理室内
を減圧する減圧ステップとから構成されることを特徴と
する請求項１に記載の有機化合物の加熱処理方法。
【請求項３】１種類以上の有機化合物を収納する処理
室と、前記処理室内の酸素量を低減させる酸素量低減手
段と、前記処理室内に過熱蒸気を噴出する噴出手段と、
前記噴出手段に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給手段
と、前記処理室内のガスを排出する排出手段とを備えた
有機化合物の加熱処理装置。
【請求項４】酸素量低減手段は、処理室内を加熱して
有機化合物を乾燥させる乾燥手段と、前記処理室内部を
減圧する減圧手段とから構成されることを特徴とする請
求項３に記載の有機化合物の加熱処理装置。
【請求項５】処理室内の酸素量を低減した後、前記処
理室内に過熱蒸気を供給して加熱するように、酸素量低
減手段と過熱蒸気供給手段を制御する制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の有機化合物の加熱処
理装置。
【請求項６】過熱蒸気供給手段は、水道から水が補給
され所定量の水を貯めるタンクと、前記タンクの底部か
ら流出する水の溶存酸素を除去する溶存酸素除去手段
と、前記溶存酸素除去手段により溶存酸素量が減少した
水を加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生手段と
を順に配管を介して接続したことを特徴とする請求項３
から請求項５のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱
処理装置。
【請求項７】処理室に設けた排出手段と、タンク内の
水中に位置して前記タンクを貫通する熱交換手段とを配
管で接続し、前記処理室から排出される排出ガスと前記
タンク内に貯められた水とを前記熱交換手段で熱交換さ
せることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか
一項に記載の有機化合物の加熱処理装置。
【請求項８】水溶液を貯める貯留槽を備え、熱交換手
段の終端口が前記水溶液中に浸ることを特徴とする請求
項７に記載の有機化合物の加熱処理装置。
【請求項９】水溶液はＰＨが７．０以上で、不揮発性
の性質を有することを特徴とする請求項８に記載の有機
化合物の加熱処理装置。