JP2005279541A - 加熱によって発生する特定ガスの除去装置とその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被加熱物に対する被処理物の混合比に応じて加熱時間や加熱温度を調整することで、加熱処理時間を短縮すると共に加熱処理コストを低減するようにした加熱によって発生する特定ガスの除去装置とその方法を提供するものである。
【解決手段】被処理物を含む被加熱物を一次加熱装置１０で加熱して、被処理物から発生する特定ガスをガス処理装置に送る際に、特定ガスの含有率をガス測定手段３６で測定する。その測定した含有率が所定の最低基準値以下の場合には、一次加熱装置１０での加熱処理で充分と判断し、加熱処理を終了する。その測定した含有率が所定の最低基準値以上の場合には、一次加熱装置１０で加熱した被加熱物を更に二次加熱装置１２で加熱するが、測定した特定ガスの含有量に応じて、二次加熱装置１２を加熱する加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を調節し、被加熱物に含まれる被処理物を効率良く加熱処理する。
【選択図】図１
【解決手段】被処理物を含む被加熱物を一次加熱装置１０で加熱して、被処理物から発生する特定ガスをガス処理装置に送る際に、特定ガスの含有率をガス測定手段３６で測定する。その測定した含有率が所定の最低基準値以下の場合には、一次加熱装置１０での加熱処理で充分と判断し、加熱処理を終了する。その測定した含有率が所定の最低基準値以上の場合には、一次加熱装置１０で加熱した被加熱物を更に二次加熱装置１２で加熱するが、測定した特定ガスの含有量に応じて、二次加熱装置１２を加熱する加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を調節し、被加熱物に含まれる被処理物を効率良く加熱処理する。
【選択図】図１
Description
本発明は被処理物を含む廃棄物等を加熱することで被処理物から発生する特定ガスを除去するための加熱によって発生する特定ガスの除去装置とその除去方法に関する。
プラスチックを含んだ廃棄物には、大抵の場合に塩化ビニールが含まれている。廃棄物の処理は一般には焼却によって行われているが、塩化ビニール等の塩素を含む合成樹脂（以下“塩化ビニール等”とする）を廃棄物が含む場合には、焼却によって塩化ビニール等からダイオキシンが発生して大気中に拡散し、その上、焼却後の廃棄物にダイオキシンが付着する。このため、ゴミとしての焼却はエネルギーの損失となるばかりでなく、焼却灰はコンクリートの骨材としても利用することができないという欠点があった。
この欠点を解消するものとして、塩化ビニール等を含む廃棄物を加熱処理することで、ダイオキシンを発生させず、しかも加熱処理後の廃棄物を無害なものとして利用できるようにした技術が特許文献１に示されている。この特許文献１の技術は、密閉容器内に塩化ビニール等を含んだ廃棄物を入れ、無酸素下で約２５０℃で加熱する。これによって、塩化ビニールからはダイオキシンではなく有毒ガスである塩化水素ガスまたは塩素ガスを発生させ、その塩化水素ガス等を密閉容器から外部に導いて、中和剤で中和させるかあるいは他の物質と結合させることによって塩素を除去するようにしたものである。この特許文献１の技術は、塩化ビニール等は約１９５℃で加熱すれば塩化水素ガス等を発生するので、その塩化水素ガス等を処理することによって、ダイオキシンを発生させずに塩化ビニール等を無害なものに作ることができるというものである。
廃棄物が塩化ビニール等を含む場合であっても、廃棄物にどのような混合比で塩化ビニール等が含まれているかは分らないし、或いは密閉容器に入れる一定量の廃棄物ごとに塩化ビニール等の混合比が異なるものである。このため、特許文献１の塩化ビニール等を含む廃棄物の加熱処理方法では、廃棄物に塩化ビニール等が大量に含まれていることを前提として加熱温度や加熱時間を設定してある。このため、塩化ビニール等の混合比が小さい場合においても、所定時間は密閉容器を加熱しなければならず、廃棄物の加熱時間が長くなって全体の処理時間が長くなるだけでなく、燃料コストが大幅に無駄になるという欠点があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、被加熱物に対する被処理物の混合比に応じて加熱時間や加熱温度を調整することで、加熱処理時間を短縮すると共に加熱処理コストを低減するようにした加熱によって発生する特定ガスの除去装置とその方法を提供することを目的とするものである。
本発明に係る特定ガスの除去装置は、被処理物を含む被加熱物を加熱するための一次加熱装置と、その一次加熱装置で加熱した被加熱物を加熱する二次加熱装置と、前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスと前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスとを処理するためのガス処理装置と、前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスを前記ガス処理装置に導くための一次ガス排出通路と、前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスを前記ガス処理装置に導くための二次ガス排出通路と、前記一次ガス排出通路の途中に設けられるものであってそこを通過する特定ガスの含有率を測定するためのガス測定手段とを有し、前記二次加熱装置の加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を前記特定ガスの含有率に応じて調節設定するようにしたものである。本発明の除去装置は、前記一次加熱装置と前記二次加熱装置との間に前記一次加熱装置から排出される被加熱物を受け入れる連絡空間を形成し、前記連絡空間を前記一次ガス排出通路と連絡させ、前記連絡空間に外部に連絡する排出通路を連絡させ、前記連絡空間の内部にその連絡空間を遮断開閉する振分け弁を備え、前記連絡空間と前記排出通路との連絡位置にその連絡位置を開閉させる開閉弁を備えるようにしたものである。本発明の除去装置は、前記二次加熱装置での加熱温度を前記一次加熱装置での加熱温度より高くするようにしたものである。本発明の除去装置は、前記ガス処理装置内に前記一次ガス排出通路と前記二次ガス排出通路に負圧を及ぼすブロワーを備えるようにしたものである。
本発明に係る特定ガスの除去方法は、被処理物を含む被加熱物を一次加熱装置で加熱し、その一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスの含有率をガス測定手段で測定し、そのガス測定手段で測定した特定ガスの含有率が所定の基準値以下の場合に一次加熱装置で加熱した被加熱物を加熱処理終了と認定し、前記ガス測定手段で測定した特定ガスの含有率が所定の基準値以上の場合に一次加熱装置で加熱した被加熱物を二次加熱装置に導入し、前記二次加熱装置を加熱する加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を前記特定のガスの含有率に応じて調節設定するようにしたものである。本発明の除去方法は、前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスと前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスとをガス処理装置によって処理するようにしたものである。本発明の除去方法は、前記二次加熱装置での加熱温度を前記一次加熱装置での加熱温度より高くするようにしたものである。
本発明では、一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスの濃度をガス測定手段で測定して判断し、一次加熱装置での処理で充分な場合と二次加熱装置での処理を必要とする場合とを判断する。二次加熱装置での処理を必要とする場合に、被加熱物に含まれる被処理物の混合比に応じて、適切な加熱時間や加熱温度（加熱時間と加熱温度とのうちの少なくとも１つ）を判断して設定する。このように本発明では、一次加熱装置のみでの加熱処理の終了と、二次加熱装置での更なる加熱の場合における被処理物の混合比に応じた加熱時間や加熱温度の設定とを行うことができる。この結果、従来のような一律の加熱時間や加熱温度で被加熱物を加熱するものと比べて、加熱処理時間を短縮することができ、しかも加熱処理にかかる費用を低減することができる。また、加熱装置を一次加熱装置と二次加熱装置とに分けることで、被処理物から発生する特定ガスを一次加熱装置側からと二次加熱装置側からガス処理装置に送ることができる。この結果、一次加熱装置や二次加熱装置やそれらとガス処理装置とを連絡するガス排出通路を小さなものとすることができ、製造コストを低減することができる。
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る特定ガスの除去装置の概略構成図である。特定ガスの除去装置は、被加熱物（例えば各種のプラスチック含む廃棄物）の中に含まれる被処理物（例えば塩化ビニール等のような加熱によって塩素ガス等の有害ガスを発生するもの）を加熱するための一次加熱装置１０並びに二次加熱装置１２と、それらの一次加熱装置１０と二次加熱装置１２とで加熱された被処理物から出る有害ガス（特定ガス）を無害なものに処理するためのガス処理装置１４とを有する。一次加熱装置１０及び二次加熱装置１２は、加熱手段（図示せず）を備えるだけではなく、一次加熱装置１０や二次加熱装置１２で加熱処理した廃棄物を外部に排出する押出し機構（図示せず）を備えているものとする。なお、押出し機構は、一次加熱装置１０及び二次加熱装置１２には備えないで、それらとは別に備えるものであっても良い。
図１は本発明に係る特定ガスの除去装置の概略構成図である。特定ガスの除去装置は、被加熱物（例えば各種のプラスチック含む廃棄物）の中に含まれる被処理物（例えば塩化ビニール等のような加熱によって塩素ガス等の有害ガスを発生するもの）を加熱するための一次加熱装置１０並びに二次加熱装置１２と、それらの一次加熱装置１０と二次加熱装置１２とで加熱された被処理物から出る有害ガス（特定ガス）を無害なものに処理するためのガス処理装置１４とを有する。一次加熱装置１０及び二次加熱装置１２は、加熱手段（図示せず）を備えるだけではなく、一次加熱装置１０や二次加熱装置１２で加熱処理した廃棄物を外部に排出する押出し機構（図示せず）を備えているものとする。なお、押出し機構は、一次加熱装置１０及び二次加熱装置１２には備えないで、それらとは別に備えるものであっても良い。
一次加熱装置１０の上部には、廃棄物を一次加熱装置１０の内部に導入するための一次ホッパー１６を備える。一次加熱装置１０の出口側には、一次加熱装置１０で加熱処理した後の廃棄物を受け入れるための連絡空間１８を内部に有する連絡管２０を備える。二次加熱装置１２の上部には、一次加熱装置１０から連絡空間１８に排出された廃棄物を二次加熱装置１２に導入するための二次ホッパー２２が備えられる。二次加熱装置１２の出口側には、二次加熱装置１２で加熱処理した後の廃棄物を収容するための容器２４が備えられる。
連絡管２０の途中には下方に伸びる排出通路２６が連結され、その排出通路２６の下方には一次加熱装置１０で加熱処理された廃棄物を収容するための容器２８が備えられている。排出通路２６と連絡管２０との連絡位置には、その連絡位置を連通または遮断させるための開閉蓋３０が備えられている。連絡管２０の内部において、排出通路２６との連結位置より二次ホッパー２２側に振分け弁３２が備えられている。この振分け弁３２は一次加熱装置１０から連絡空間１８内に排出される廃棄物を排出通路２６側に導入するか二次ホッパー２２側に導入するかの切換えを行うためのものである。
図１並びに図２に示すように、振分け弁３２で連絡管２０内の連絡空間１８を開くと共に、開閉蓋３０を閉じて排出通路２６と連絡管２０との連絡を遮断するようにすれば、一次加熱装置１０から連絡空間１８内に排出される加熱処理された廃棄物は二次ホッパー２２に導入される。一方、図３に示すように、振分け弁３２で連絡管２０内の連絡空間１８を閉じると共に、開閉蓋３０を開いて連絡管２０と排出通路２６とを連絡するようにすれば、一次加熱装置１０から連絡空間１８内に排出される加熱処理された廃棄物は排出通路２６を経由して容器２８内に収容される。
振分け弁３２の位置より一次加熱装置１０に近い位置の連絡管２０（連絡空間１８）の上部と前記ガス処理装置１４とを、一次ガス排出通路３４で連絡する。一次ガス排出通路３４の途中には、そこを通過する有毒ガス（特定ガス）を検知してその濃度(ｐｐｍ)を測定するガス測定手段３６が連絡している。ガス測定手段３６の前方側（一次ガス排出通路３４側）にフィルタ（図示せず）を設けることが望ましい。容器２４の上部と一次ガス排出通路３４におけるガス測定手段３６との連絡位置より下流側とは、二次ガス排出通路３８で連絡されている。なお、二次ガス排出通路３８は、容器２４とガス処理装置１４とを直接連絡するもので有っても良い。ガス処理装置１４の内部には吸引用ブロワー４０が備えられており、そのブロワー４０によって一次ガス排出通路３４と二次ガス排出通路３８に負圧が及ぼされる。なお、ブロワー４０の設置位置は、ガス処理装置１４の内部に限るものではない。
本発明の特定ガスの除去装置では、各種の装置を制御するためのコンピュータ４２を備える。ガス測定手段３６で計測された有毒ガス（特定ガス）の濃度(ｐｐｍ)をコンピュータ４２に入力し、その特定ガスの濃度(ｐｐｍ)に応じて、一次加熱装置１０や二次加熱装置１２やガス処理装置１４やブロワー４０や開閉蓋３０や振分け弁３２をコンピュータ４２で適宜制御する。
次に、図１に示す特定ガスの除去装置に基づいて塩素ガス等の特定ガスを除去する方法について説明する。先ず、例えば塩化ビニール等（被処理物）を含む廃棄物（被加熱物）を一次ホッパー１６から一次加熱装置１０内に入れて、その廃棄物を一次加熱装置１０内で所定温度で所定時間（例えば２４０℃〜２８０℃で約１分間）加熱処理する。なお、所定温度と所定時間については前述の一例を示したが、一次加熱装置１０の廃棄物の収容容量と加熱処理を行う被処理物の種類とによって、加熱温度や加熱時間は異なるものとなる。
一次加熱装置１０で廃棄物を加熱処理することで、廃棄物に含まれる塩化ビニール等からは塩素ガス等の有毒ガス（特定ガス）が発生する。一次加熱装置１０で加熱処理した廃棄物と共に塩化ビニール等で発生した有毒ガスが連絡空間１８内に排出される。この際、振分け弁３２で連絡管２０の連絡空間１８を途中で遮断し、開閉蓋３０で排出通路２６と連絡管２０との連絡を遮断した状態にしておくのが望ましい。連絡空間１８内に排出された有毒ガスは、ブロワー４０によって発生する吸引負圧によって、一次ガス排出通路３４を通ってガス処理装置１４に向けて移動させられる。一次ガス排出通路３４を通過する有毒ガスはガス測定手段３６によって検知され、かつその濃度(ｐｐｍ)が測定される。
ガス測定手段３６によってサンプル検査された特定ガスの濃度(ｐｐｍ)はコンピュータ４２に入力され、コンピュータ４２はその特定ガスの濃度(ｐｐｍ)の結果に応じて、それぞれの装置や部材を作動させる。有毒ガスの濃度(ｐｐｍ)が予め設定した最低基準値以下の場合に、廃棄物に含まれる塩化ビニール等の含有率が少なく、廃棄物は一次加熱装置１０における加熱処理によって充分無害化したものと判定する。即ち、一次加熱装置１０で加熱処理した廃棄物は、そのまま補助燃料として使用しても基準値以上のダイオキシンは発生せず、セメント等の骨材としても使用できると判断する。この最低基準値以下の結果を受けて、コンピュータ４２は、開閉蓋３０を開いて連絡管２０と排出通路２６とを連絡し（図３）、一次加熱装置１０から連絡空間１８内に排出される加熱処理された廃棄物を排出通路２６を経由して容器２８内に収容する。このように、廃棄物に含まれる塩化ビニール等の含有率が少ない場合には、一次加熱装置１０のみの加熱処理で済ますことができ、廃棄物の無害化処理の処理時間を短縮し、かつ加熱処理にかかる費用を低減することができる。
一次加熱装置１０で加熱処理して発生した有毒ガスの濃度(ｐｐｍ)が予め設定した最低基準値以上の場合に、コンピュータ４２は、廃棄物内の塩化ビニール等の含有率が多く、一次加熱装置１０での加熱処理だけでは塩化ビニール等の加熱処理が完全には行われなかったと判断する。この結果、一次加熱装置１０で加熱処理した廃棄物をその後二次加熱装置１２で加熱処理させるようにする。即ち、開閉蓋３０を閉じて排出通路２６と連絡管２０との連絡を遮断すると共に、振分け弁３２で連絡空間１８を開き、一次加熱装置１０から連絡空間１８内に排出された廃棄物を二次ホッパー２２を経由して二次加熱装置１２に導入する。
二次加熱装置１２における廃棄物の加熱時間は、特定ガスの濃度の数値が大きいほど長い時間とする。例えば、特定ガスの濃度の数値を最低基準値と考え得る最大数値との間を幾つかに分割し、その幾つかの分割された領域ごとに数値の低い領域から高い領域となるにつれて、二次加熱装置１２による廃棄物の加熱時間を長く設定する。二次加熱装置１２による加熱時間は、被処理物の種類によって異なる。一次加熱装置１０での加熱温度が例えば２４０℃〜２８０℃である場合に、二次加熱装置１２での加熱温度は例えば２８０℃〜３１０℃とするのが望ましい。二次加熱装置１２では、廃棄物内の塩化ビニール等の含有率に応じて、加熱温度を一定として加熱時間を調整するのが望ましい。しかし、廃棄物内の塩化ビニール等の含有率に応じて、加熱温度と加熱時間との両方を調整するようにしても、あるいはどちらか一方だけを調整するようにしても良い。
二次加熱装置１２における廃棄物の加熱温度は、一次加熱装置１０における加熱温度より高くすることが望ましい。一次加熱装置１０での加熱温度よりも二次加熱装置１２での加熱温度を高くするのは、一次加熱装置１０において有毒ガスを大量に発生させないようにして、二次加熱装置１２でも有毒ガスの発生量を分担することで、一次加熱装置１０と二次加熱装置１２と一次ガス排出通路３４とを小さくして、製造コストを低減させるためである。また、二次加熱装置１２において廃棄物をどれだけ加熱すれば加熱処理が終了することが分るので、加熱温度を高くすれば加熱処理時間を短縮させることができる。
廃棄物内の塩化ビニール等の含有率に応じて、二次加熱装置１２での廃棄物の加熱温度や加熱時間が調節される。二次加熱装置１２における廃棄物の加熱処理によって、廃棄物に含まれる被処理物は無害なものになると共に、被処理物からは有毒ガスが発生する。二次加熱装置１２での加熱処理が終了すると、廃棄物と有毒ガスとは容器２４内に排出され、有毒ガスは二次ガス排出通路３８と一次ガス排出通路３４とを経由してガス処理装置１４に導かれる。容器２４内に排出された廃棄物は補助燃料や骨材に利用することができる。
以上のように本発明では、一次加熱装置１０で廃棄物に含まれる塩化ビニール等を加熱処理し、塩化ビニール等から発生する有毒ガスをガス処理装置１４に送る際に、有毒ガスの濃度をガス測定手段３６で測定して判断する。有毒ガスの濃度が最低基準値以下の場合に、一次加熱装置１０での加熱によって塩化ビニール等の加熱処理が充分であるとして、二次加熱装置１２での加熱処理を行わない。有毒ガスの濃度が最低基準値以上の場合にのみ、塩化ビニール等の含有率が大きいと判断して、二次加熱装置１２によって再度廃棄物を加熱処理する。この際、廃棄物に含まれる塩化ビニール等の混合比率に応じて、二次加熱装置で加熱する廃棄物の加熱時間や加熱温度（加熱時間と加熱温度とのうちの少なくとも１つ）を調節する。このように、一次加熱装置１０のみで加熱処理を終了したり、二次加熱装置１２で加熱処理する場合でも廃棄物に含まれる塩化ビニール等の混合比率に応じて、加熱時間や加熱温度を調整することができるので、塩化ビニール等の混合比率に応じて効率良く廃棄物を加熱処理することができ、加熱処理時間を短縮し、加熱処理にかかるコストを低減することができる。また、被加熱物に含まれる被処理物の混合比がどのような比率であっても、それに適応した加熱処理ができるので、連続的に効率良く塩化ビニール等を処理することができる。
前記説明においては、被加熱物を廃棄物とし、被処理物を塩化ビニール等とし、特定ガスを有毒ガスとして説明してきたが、本発明では被加熱物は廃棄物に限らず、被処理物は塩化ビニール等に限らず、特定ガスは有毒ガスに限るものではない。即ち、加熱することで特定ガスを発生する被処理物を含んでいる場合に、その被処理物を加熱して特定ガスを被処理物から除去することで、被処理物が何かの目的に使用できるようになる場合にも、本発明を適用することができる。被加熱物に被処理物を含むとは、混合の場合も混然一体の場合も含むものとする。
１０ 一次加熱装置
１２ 二次加熱装置
１４ ガス処理装置
１８ 連絡空間
３０ 開閉蓋
３２ 振分け弁
３４ 一次ガス排出通路
３６ ガス測定手段
３８ 二次ガス排出通路
１２ 二次加熱装置
１４ ガス処理装置
１８ 連絡空間
３０ 開閉蓋
３２ 振分け弁
３４ 一次ガス排出通路
３６ ガス測定手段
３８ 二次ガス排出通路
Claims (7)
- 被処理物を含む被加熱物を加熱するための一次加熱装置と、その一次加熱装置で加熱した被加熱物を加熱する二次加熱装置と、前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスと前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスとを処理するためのガス処理装置と、前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスを前記ガス処理装置に導くための一次ガス排出通路と、前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスを前記ガス処理装置に導くための二次ガス排出通路と、前記一次ガス排出通路の途中に設けられるものであってそこを通過する特定ガスの含有率を測定するためのガス測定手段とを有し、前記二次加熱装置の加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を前記特定ガスの含有率に応じて調節設定することを特徴とする加熱によって発生する特定ガスの除去装置。
- 前記一次加熱装置と前記二次加熱装置との間に前記一次加熱装置から排出される被加熱物を受け入れる連絡空間を形成し、前記連絡空間を前記一次ガス排出通路と連絡させ、前記連絡空間に外部に連絡する排出通路を連絡させ、前記連絡空間の内部にその連絡空間を遮断開閉する振分け弁を備え、前記連絡空間と前記排出通路との連絡位置にその連絡位置を開閉させる開閉弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の加熱によって発生する特定ガスの除去装置。
- 前記二次加熱装置での加熱温度を前記一次加熱装置での加熱温度より高くすることを特徴とする請求項１記載の加熱によって発生する特定ガスの除去装置。
- 前記ガス処理装置内に前記一次ガス排出通路と前記二次ガス排出通路に負圧を及ぼすブロワーを備えたことを請求項１記載の加熱によって発生する特定ガスの除去装置。
- 被処理物を含む被加熱物を一次加熱装置で加熱し、その一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスの含有率をガス測定手段で測定し、そのガス測定手段で測定した特定ガスの含有率が所定の基準値以下の場合に一次加熱装置で加熱した被加熱物を加熱処理終了と認定し、前記ガス測定手段で測定した特定ガスの含有率が所定の基準値以上の場合に一次加熱装置で加熱した被加熱物を二次加熱装置に導入し、前記二次加熱装置を加熱する加熱温度と加熱時間との少なくとも一方を前記特定のガスの含有率に応じて調節設定することを特徴とする加熱によって発生する特定ガスの除去方法。
- 前記一次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスと前記二次加熱装置で加熱した被処理物から発生する特定ガスとをガス処理装置によって処理することを特徴とする請求項５記載の加熱によって発生する特定ガスの除去装置。
- 前記二次加熱装置での加熱温度を前記一次加熱装置での加熱温度より高くすることを特徴とする請求項５記載の加熱によって発生する特定ガスの除去方法。
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