JP2007225121A - Plasma melting treatment device - Google Patents

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JP2007225121A JP2005369662A JP2005369662A JP2007225121A JP 2007225121 A JP2007225121 A JP 2007225121A JP 2005369662 A JP2005369662 A JP 2005369662A JP 2005369662 A JP2005369662 A JP 2005369662A JP 2007225121 A JP2007225121 A JP 2007225121A
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Shinji Yasui
晋示 安井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a melting treatment device capable of dispensing with a melting auxiliary agent and the cooling of a melting portion, being easily handled, further being moved by a truck with, for example, a two-ton payload capacity, and melting waste in an in-vehicle state at a waste generation point. <P>SOLUTION: This melting treatment device is provided with at least a waste supply guide 13 for guiding the waste immediately under arc plasma 15 generated by a plasma torch 17, a waste supply device 11 capable of adjusting the supply of the waste according to the melted state of the waste, a melting portion 16 having a structure for immediately discharging the waste after melting without storing a melt after melting the waste, and a container 19 for storing slag discharged from the melting portion 16 and solidified. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、アスベストなどの有害廃棄物を、廃棄物が発生する場所で無害化するためのプラズマ溶融処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma melting apparatus for detoxifying hazardous waste such as asbestos at a place where waste is generated.

一般に、都市ゴミ、下水汚泥、またはその他の廃棄物を焼却炉で焼却することによって発生する焼却灰は、多くの場合は、埋め立て処理されている。また、人体に有害なアスベストを含む廃棄物についても、現状では、そのほとんどが埋め立て処理されている。しかし、これらの廃棄物の埋立地の確保は年々困難になっているため、これらの埋め立てられる廃棄物の容積を小さくする方法、即ち、減容化処理が要望されている。また、焼却灰を処理することなくそのままの状態で埋立地に埋め立てる場合には、焼却灰自体には、様々の重金属等の有害物質が含まれているため、焼却灰から有害物質が雨水、地下水等に溶出し、二次公害を引き起こす原因になっている。また、アスベストについても、埋め立て処理では、アスベストそのものの有害性は何ら変わることはない。そこで、これらの有害廃棄物の無害化処理及至は減容化処理が要求されている。   In general, incineration ash generated by incineration of municipal waste, sewage sludge, or other waste in an incinerator is often landfilled. In addition, most of the waste containing asbestos harmful to the human body is currently landfilled. However, securing landfills for these wastes has become difficult year by year, and there is a demand for a method for reducing the volume of waste landfilled, that is, volume reduction treatment. In addition, when incineration ash is landfilled without being treated, the incineration ash itself contains harmful substances such as various heavy metals. And cause secondary pollution. In addition, asbestos is not affected by the landfill process. Therefore, the detoxification process and the volume reduction process of these hazardous wastes are required.

そこで、焼却灰を溶融炉でプラズマにより燃焼させて溶融し、減容化処理及至は無害化処理する焼却灰の処理方法が提案されている。
例えば、焼却灰などをプラズマ溶融炉内で溶融処理する方法において、安定した溶融を行うためにプラズマトーチを2本用いる方法(特許文献1〜2参照)、溶融炉内における圧力のシール構造を改善する方法(特許文献3参照)、溶融炉の設置スペースを小型化するために、円形の溶融炉を用いる方法(特許文献4参照)などが提案されている。
しかし、特許文献1〜4の提案は、いずれも大型の溶融処理装置であり、溶融炉内において高温の溶湯を貯留して、プラズマから得られる熱とともに溶湯からの熱を利用しながら溶融処理を行うものである。このため、高温の溶湯を貯留するために、溶融炉における耐火材を冷却するための大型の冷却装置が必要であり、また、溶湯自体にプラズマ電流を通電するタイプでは、そのための大型の電源を設ける必要がある。このため、小規模分散的に発生する廃棄物に対する、現地での溶融処理装置として用いることはできない。
In view of this, a method for treating incinerated ash has been proposed in which incinerated ash is burned and melted by plasma in a melting furnace to reduce the volume and make it harmless.
For example, in the method of melting incineration ash etc. in a plasma melting furnace, a method using two plasma torches to perform stable melting (see Patent Documents 1 and 2), improving the pressure sealing structure in the melting furnace In order to reduce the installation space of the melting furnace (see Patent Document 3), a method using a circular melting furnace (see Patent Document 4) and the like have been proposed.
However, all of the proposals in Patent Documents 1 to 4 are large-scale melting processing apparatuses, in which a high-temperature molten metal is stored in a melting furnace, and the melting process is performed while using the heat from the molten metal together with the heat obtained from the plasma. Is what you do. For this reason, a large-sized cooling device for cooling the refractory material in the melting furnace is required to store the high-temperature molten metal, and in the type in which a plasma current is supplied to the molten metal itself, a large-scale power supply is required. It is necessary to provide it. For this reason, it cannot be used as an on-site melting treatment apparatus for waste generated in a small and dispersed manner.

一方、廃棄物が発生する現地での溶融処理方法として、例えば、土壌を掘削して、その中に鋼製とセラミック製の容器を入れ、この中でプラズマ加熱を用いて溶融処理する方法(特許文献5参照)、あるいは電極を挿入して通電加熱する抵抗加熱を用いて溶融処理する方法(非特許文献1参照)が開発されている。
しかし、これらは、いずれも汚染土壌を対象としており、現地処理施設の設置から処理が終えるまでに数ヶ月の行程と大規模な経費をかけて行う溶融処理方法である。このため、小規模分散的に発生する廃棄物に対する処理方法としては適さない。
On the other hand, as an on-site melting treatment method in which waste is generated, for example, excavating soil, placing a steel and ceramic container therein, and melting treatment using plasma heating (patent) Document 5), or a method of melting treatment using resistance heating in which an electrode is inserted and electrically heated (see Non-Patent Document 1) has been developed.
However, these methods are all intended for contaminated soil, and are melt processing methods that take several months and large expenses from the installation of the local treatment facility to the completion of the treatment. For this reason, it is not suitable as a treatment method for waste generated in a small-scale dispersion.

また、移動式の小型の廃棄物処理装置を用いる方法も提案されており、例えば、車載式の焼却炉(特許文献6〜10参照)、移動可能な廃棄物の破砕装置(特許文献11〜13参照)などが提案されている。
しかし、特許文献6〜13の提案は、焼却炉などの処理装置を移動可能としたものであって、アスベストなどの有害物質を無害化できるものではない。
In addition, a method using a mobile small-sized waste treatment apparatus has also been proposed. For example, a vehicle-mounted incinerator (see Patent Documents 6 to 10), a movable waste crushing apparatus (Patent Documents 11 to 13). Have been proposed).
However, the proposals in Patent Documents 6 to 13 make it possible to move a processing apparatus such as an incinerator, and cannot detoxify harmful substances such as asbestos.

このため、現状では、市街地において小規模分散的に発生するアスベストなどの有害廃棄物に対する処理技術はなく、現地で安価に処理する技術が望まれている。   For this reason, at present, there is no processing technology for hazardous waste such as asbestos generated in a small scale in urban areas, and a technology for processing at low cost locally is desired.

特開2003−336826公報JP 2003-336826 A 特開2004−257631公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-257631 特開2004−278860公報JP 2004-278860 A 特開平7−243623公報JP-A-7-243623 特表2001−502020号公報Special Table 2001-502020 特開平10−122532号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-122532 特開平7−198119号公報JP-A-7-198119 特開平5−240417号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-240417 登録実用新案第3036799号公報Registered Utility Model No. 3036799 登録実用新案第3002971号公報Registered Utility Model No. 3002971 特開2002−18851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-18851 特開平10−137624号公報JP-A-10-137624 特開平9−192528号公報JP-A-9-192528 安福、寺田、木川田、「ジオメルト工法によるダイオキシン類汚染土壌の無害化」、日本機械学会誌、vol.107、No.1023、pp.8〜12、2004Anfu, Terada, Kikawada, “Detoxification of Dioxin-Contaminated Soil by Geomelt Method”, Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers, vol. 107, no. 1023, pp. 8-12, 2004

従来の廃棄物処理用のプラズマ溶融処理装置は、溶融物を貯留するようになっていたため、溶融炉を冷却するための大型の冷却装置を備える必要があり、設備の大型化により可搬性が損なわれる欠点であった。また、融点の高い廃棄物を溶融処理するためには、その溶融温度を低下させるために、廃棄物ではない溶融助剤を添加する必要があり、結果的に廃棄物発生量を増加させてしまう欠点があった。さらに、溶融物が必然的に溶融炉と長時間にわたり接触する構造となるため、溶融炉が溶融物により侵食され、定期的に大規模な溶融炉のメンテナンスが必要となり、処理コストを増加させる要因となっていた。   Since the conventional plasma melting treatment apparatus for waste treatment is designed to store the melt, it is necessary to provide a large cooling device for cooling the melting furnace, and the portability is impaired due to the enlargement of the equipment. It was a drawback. Further, in order to melt waste with a high melting point, it is necessary to add a melting aid that is not waste in order to lower the melting temperature, resulting in an increase in the amount of waste generated. There were drawbacks. In addition, because the melt is inevitably in contact with the melting furnace for a long time, the melting furnace is eroded by the melt, and maintenance of the large-scale melting furnace is required on a regular basis. It was.

本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、溶融部の大規模な冷却を必要とせず、融点の高い廃棄物に対しても溶融助剤を必要としないで、連続的に溶融処理でき、また、定期的なメンテナンスを極力必要としない、小型軽量化が可能となる安価な廃棄物溶融処理装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects.
In other words, the present invention does not require large-scale cooling of the melting part, and does not require a melting aid even for waste with a high melting point, and can be continuously melted, and regular maintenance can be performed. An object of the present invention is to provide an inexpensive waste melting treatment apparatus that can be reduced in size and weight and that is not required as much as possible.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1>プラズマを発生可能なプラズマ発生装置と、該プラズマを対象物に照射させることにより該対象物を溶融して溶融物とする溶融部とを備えたプラズマ溶融処理装置において、前記溶融部は、溶融後の前記溶融物を貯留することなく、直ちに排出可能に構成されていることを特徴とするプラズマ溶融処理装置である。溶融後の溶融物を貯留することなく、直ちに排出可能に構成されていることで、融点の高い廃棄物の溶融処理においても溶融助剤を必要とせず、廃棄物の量を無用に増加することなく溶融処理できる。また、溶融物と長時間接することで生じる溶融部の腐食がなくなることで、溶融部のメンテナンスを極力低減できる。さらに、溶融部を冷却するための大型の冷却装置を備える必要がなくなるため、設備の小型化が可能となり、設備の可搬性が実現できるとともに、設備コストを低下できる。
<2>前記溶融部から排出された前記溶融物を冷却して処理物として貯留する回収部を備えている前記<1>に記載のプラズマ溶融処理装置である。該<2>に記載のプラズマ溶融処理装置においては、溶融処理物がガラス屑、または再生骨材として回収でき、処理物の回収と廃棄が容易となる、もしくは処理物の骨材としての再資源化が可能となる。
<3>前記溶融物は、気中を前記回収部まで落下して冷却されるように構成されている前記<2>に記載のプラズマ溶融処理装置である。該<3>に記載のプラズマ溶融処理装置においては、回収部の簡素化により設備を簡素化できるとともに、処理物を粒状として回収できることで、処理物の回収、廃棄、または再資源化に向けた取り扱いが容易となる。
<4>前記溶融部に前記対象物を順次供給する対象物供給装置を備えている前記<1>から<3>のいずれかに記載のプラズマ溶融処理装置である。該供給装置を備えていることで、該対象物の連続的な溶融処理が可能となる。
<5>車載されて移動可能に構成されている前記<1>から<4>のいずれかに記載のプラズマ溶融処理装置である。該プラズマ溶融処理装置が車載されて移動可能に構成されていることで、可搬による処理が可能となる。
<6>前記対象物が有害物質を含む廃棄物である前記<1>から<5>のいずれかに記載のプラズマ溶融処理装置である。該対象物が有害物質を含む廃棄物である場合は、該プラズマ溶融処理装置による無害化が可能となる。
<7>前記有害物質がアスベスト、ダイオキシン類、環境ホルモン及び重金属から選択される少なくとも1種である前記<1>から<6>のいずれかに記載のプラズマ溶融処理装置である。該有害物資がアスベストの場合、人体に有害なアスベストに含まれる針状物質を完全に消滅することができる。また、該有害物質がアスベストを含むスレート材などの廃棄物の場合、融点が高いために、従来のプラズマ溶融装置では安定した溶湯を貯留するために溶融助剤、すなわち融点降下材を多量に添加する必要があった。本発明のプラズマ溶融処理装置では、溶湯を貯留することなく溶融処理を行うので、従来必要であった溶融助剤は一切必要とせず、安定した溶融処理が可能となる。また、アスベストは、廃棄物として大量に発生する建材用途のみならず、少量ではあるものの多種多様な用途に用いられている。例えば、機材に使用されているアスベストの除去に伴い比較的少量のアスベスト廃棄物が発生し、さらには、アスベストを使用した機材の廃棄時においてもアスベスト廃棄物が発生する。これらのアスベスト廃棄物は、市街地において少量で分散的に発生するため、回収して中間処理施設、または埋設処分場に持ち込む処理方法では経済的に成り立たず、現状ではそのまま放置されている状況にある。このような、小規模分散的に発生するアスベスト廃棄物に対して、発生現位置において安価に溶融処理することが可能となり、中間処理施設または埋設処分地までの輸送時における事故による飛散リスクを完全に無くすことができる。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A plasma melting processing apparatus comprising: a plasma generating apparatus capable of generating plasma; and a melting part that melts the object to be melted by irradiating the object with the plasma. The plasma melting apparatus is characterized in that it can be immediately discharged without storing the molten material after melting. It is configured to be able to discharge immediately without storing the molten material after melting, so that no melting aid is required even in melting processing of waste with a high melting point, and the amount of waste is increased unnecessarily. Melt processing is possible. In addition, since the corrosion of the melted portion caused by contact with the melt for a long time is eliminated, maintenance of the melted portion can be reduced as much as possible. Furthermore, since it is not necessary to provide a large cooling device for cooling the melting part, the facility can be downsized, the portability of the facility can be realized, and the facility cost can be reduced.
<2> The plasma melting apparatus according to <1>, further including a recovery unit that cools the melt discharged from the melting unit and stores the melt as a processed product. In the plasma melting treatment apparatus according to <2>, the melt-processed product can be recovered as glass scraps or recycled aggregate, and the recovery and disposal of the processed product is facilitated, or the processed product is recycled as aggregate Can be realized.
<3> The plasma melt processing apparatus according to <2>, wherein the melt is configured to be cooled by dropping into the recovery unit in the air. In the plasma melting processing apparatus according to <3>, the facility can be simplified by simplifying the recovery unit, and the processed product can be recovered in the form of particles, so that the processed product can be recovered, discarded, or recycled. Handling becomes easy.
<4> The plasma melting apparatus according to any one of <1> to <3>, further including an object supply device that sequentially supplies the object to the melting unit. By providing the supply device, the object can be continuously melted.
<5> The plasma melting treatment apparatus according to any one of <1> to <4>, wherein the plasma melting treatment apparatus is configured to be mounted on a vehicle and movable. Since the plasma melting apparatus is mounted on the vehicle and movable, the portable process can be performed.
<6> The plasma melting treatment apparatus according to any one of <1> to <5>, wherein the object is waste containing a hazardous substance. In the case where the object is a waste containing a hazardous substance, the plasma melting apparatus can be made harmless.
<7> The plasma melting apparatus according to any one of <1> to <6>, wherein the harmful substance is at least one selected from asbestos, dioxins, environmental hormones, and heavy metals. When the harmful material is asbestos, the acicular substances contained in asbestos harmful to the human body can be completely extinguished. In addition, when the hazardous substance is waste such as slate material containing asbestos, the melting point is high, so a large amount of melting aid, that is, a melting point lowering material is added to store a stable molten metal in the conventional plasma melting apparatus. There was a need to do. In the plasma melting apparatus of the present invention, since the melting process is performed without storing the molten metal, no melting auxiliary agent that has been conventionally required is required, and a stable melting process is possible. In addition, asbestos is used not only for building materials that are generated in large quantities as waste, but also for a wide variety of uses, albeit in small quantities. For example, a relatively small amount of asbestos waste is generated with the removal of asbestos used in the equipment, and further, asbestos waste is generated when the equipment using asbestos is discarded. Since these asbestos wastes are generated in small quantities in urban areas, they cannot be economically processed by collecting them and bringing them into intermediate treatment facilities or buried disposal sites. . Such asbestos waste generated in a small and dispersed manner can be melted at a low cost at the location where it is generated, and the risk of scattering due to an accident during transportation to an intermediate treatment facility or buried disposal site is completely eliminated. Can be eliminated.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、溶湯を貯留させないことで融点の高い廃棄物に対しても溶融除剤を必要とせず溶融処理でき、さらに、溶湯が接する部分での冷却が不要、もしくは簡素化できることにより安全性、溶融システムの簡素化、処理システムのコンパクト化、システム全体の重量の軽量化が可能となることで、車載状態での溶融処理も可能となる、安価な廃棄物溶融処理装置を提供することができる。   According to the present invention, conventional problems can be solved, and melting treatment can be performed on waste with a high melting point without requiring melt removal by not storing the molten metal, and cooling at the portion where the molten metal comes into contact is possible. Is unnecessary or can be simplified, safety, simplification of the melting system, compaction of the processing system, and weight reduction of the entire system can be achieved. A waste melting apparatus can be provided.

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.

(プラズマ溶融処理装置)
本発明のプラズマ溶融処理装置は、図1に示すように、少なくともプラズマ発生装置1、溶融対象物の供給装置2、溶融処理部3、溶融固化生成物回収部4、排ガス処理装置5から構成される。また、前記プラズマ発生装置は、図2に示すように、プラズマ発生用の電源6、プラズマガスを供給するためのガスボンベ7、プラズマトーチ10、前記プラズマトーチを冷却するための冷却水循環装置8、プラズマガス流量やプラズマ出力など制御する制御装置9から構成される。この内、前記供給装置、前記溶融処理部、前記プラズマトーチ、前記回収部、前記排ガス処理装置の構造を図3に示す。
(Plasma melting processing equipment)
As shown in FIG. 1, the plasma melting processing apparatus of the present invention includes at least a plasma generating apparatus 1, a melting object supply apparatus 2, a melting processing section 3, a melted and solidified product collecting section 4, and an exhaust gas processing apparatus 5. The Further, as shown in FIG. 2, the plasma generator includes a power source 6 for generating plasma, a gas cylinder 7 for supplying plasma gas, a plasma torch 10, a cooling water circulation device 8 for cooling the plasma torch, plasma It is comprised from the control apparatus 9 which controls gas flow volume, plasma output, etc. Among these, the structure of the said supply apparatus, the said melting process part, the said plasma torch, the said collection | recovery part, and the said waste gas treatment apparatus is shown in FIG.

<供給装置>
前記供給装置11としては、溶融対象物が高温のプラズマ加熱源の直下に導かれるガイド13を有している限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、投入棒12を手動で操作する構造、または、加熱源の熱量に応じて供給速度を自動で制御する構造などが挙げられる。
<Supply device>
The supply device 11 is not particularly limited as long as the object to be melted has a guide 13 that is guided directly under a high-temperature plasma heating source, and can be appropriately selected according to the purpose. A structure in which the rod 12 is manually operated or a structure in which the supply rate is automatically controlled according to the amount of heat of the heating source can be used.

前記ガイド13は、管状構造であることが好ましく、また、メンテナンスが不要で耐久性のある材質が好ましい。   The guide 13 preferably has a tubular structure, and is preferably a durable material that does not require maintenance.

前記供給ガイドの材質としては、加熱源からの輻射熱により構造的な影響を受けないものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒鉛、金属、及びセラミックスなどが挙げられる。
前記金属としては、例えば、銅、ステンレス、炭素鋼、インコネル、及びニッケルなどが挙げられる。
前記セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、及び炭化珪素などが挙げられる。
これらの中でも、ステンレスが好ましい。
The material of the supply guide is not particularly limited as long as it is not structurally affected by radiant heat from a heating source, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, graphite, metal, and ceramics Etc.
Examples of the metal include copper, stainless steel, carbon steel, inconel, and nickel.
Examples of the ceramic include alumina, mullite, and silicon carbide.
Among these, stainless steel is preferable.

−溶融対象物供給手段−
前記溶融対象物の供給方法としては、単純に投入棒12で押し込む方法以外に、スクリューフィーダー、バイブレーションフィーダーなどが挙げられる。
これらの中でも、投入棒12で自動的に押し込む方法が好ましい。
-Melting object supply means-
As a method for supplying the melted object, a screw feeder, a vibration feeder, and the like can be cited in addition to a method of simply pushing with the charging rod 12.
Among these, the method of automatically pushing with the charging rod 12 is preferable.

−溶融対象物受け入れタンク−
前記供給装置に接続される溶融対象物受け入れタンク14としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、二重ダンパー方式により供給部と外部が直接接しない構造などが挙げられる。
-Melting object receiving tank-
The molten object receiving tank 14 connected to the supply device is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a structure in which the supply unit and the outside are not in direct contact with each other by a double damper method, etc. Is mentioned.

<プラズマ発生装置>
前記プラズマ発生装置は、アークプラズマ15を発生させる装置である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、直流放電を用いる方法が挙げられる。
<Plasma generator>
The plasma generator is not particularly limited as long as it is an apparatus that generates arc plasma 15 and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a method using direct current discharge can be mentioned.

前記アークプラズマは、5,000〜10,000℃の超高温を有し、溶融対象物を極めて速く溶融できる。アークプラズマを採用することにより、ガイド13からアークプラズマ15の直下に供給された溶融対象物を数分で溶融することが可能となり、例えば、アスベストを含む廃棄物に対して、溶融物を貯留させないで溶融する場合に、20kg/時の処理速度を達成できる。   The arc plasma has an extremely high temperature of 5,000 to 10,000 ° C., and can melt an object to be melted extremely quickly. By adopting the arc plasma, it becomes possible to melt the object to be melted supplied from the guide 13 directly under the arc plasma 15 in a few minutes. For example, the melt is not stored in the waste containing asbestos. When melting at a temperature of 20 kg / hr, a processing speed of 20 kg / hr can be achieved.

前記アークプラズマは、プラズマトーチ17によって発生させることが多く、その電源は、主に直流で、一部交流も使用されている。該プラズマトーチは、(1)トーチから吹き出す非通電状態のプラズマ(プラズマジェット)を利用する非移行型、(2)被加熱物を一方の電極とし、トーチと被加熱物間に形成される通電状態のアークプラズマを利用する移行型の2種に大別される。これらの中でも、被加熱物を電極としないことで溶融処理部に通電用の電極を設ける必要がなく、溶融部の構造が簡易となる非移行型が好ましい。   The arc plasma is often generated by a plasma torch 17, and its power source is mainly direct current, and some alternating current is also used. The plasma torch is (1) non-transition type using non-energized plasma (plasma jet) blown from the torch, and (2) energization formed between the torch and the object to be heated, using the object to be heated as one electrode. It is roughly divided into two types of transition types that use arc plasma in a state. Among these, the non-migrating type in which it is not necessary to provide a current-carrying electrode in the melt processing part by not using an object to be heated as an electrode, and the structure of the melting part is simplified is preferable.

<溶融処理部>
前記溶融処理部3は、少なくとも非加熱物を溶融するための前記アークプラズマ15、溶融対象物を貯留しない構造を有する溶融部16から構成される。
<Melting part>
The melting processing unit 3 includes at least the arc plasma 15 for melting the non-heated material and the melting unit 16 having a structure that does not store the object to be melted.

前記溶融部16は、溶融物を貯留しない構造である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、図4に示すように、傾斜を付けた板21を用いる方法が挙げられる。傾斜を付けた板を用いることで、被溶融物が溶融後直ちに溶融部から排出することができる。   The melting part 16 is not particularly limited as long as it has a structure that does not store a melt, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, as shown in FIG. 4, an inclined plate 21 is used. A method is mentioned. By using the inclined plate, the material to be melted can be discharged from the melted part immediately after melting.

前記板21の傾斜角度は0度〜30度であることが好ましく、5度〜15度であることがより好ましい。   The inclination angle of the plate 21 is preferably 0 to 30 degrees, and more preferably 5 to 15 degrees.

前記板21は、例えば、図5に示すように、溶融物を回収部に導くための溝25、または穴を設けても良いし、被加熱物を確実にアークプラズマ26の直下に導くように堰27を設けても良い。   For example, as shown in FIG. 5, the plate 21 may be provided with a groove 25 or a hole for guiding the melt to the recovery unit, or to reliably guide the object to be heated directly under the arc plasma 26. A weir 27 may be provided.

前記板21は、溶融物の回収部に対して一定の高さ23を有することが好ましい。一定の高さ23を設けることで、溶融物が気中を落下する段階で冷却固化され、溶融固化物の回収が容易となる。   The plate 21 preferably has a certain height 23 relative to the melt recovery part. By providing the certain height 23, the molten product is cooled and solidified when it falls in the air, and the recovery of the molten solid product becomes easy.

前記板21の回収部に対する高さは20cm〜100cmであることが好ましく、30cm〜70cmであることがより好ましい。   The height of the plate 21 with respect to the collection part is preferably 20 cm to 100 cm, and more preferably 30 cm to 70 cm.

前記板21は、メンテナンスが不要で耐久性のある材質が好ましい。   The plate 21 is preferably made of a durable material that does not require maintenance.

前記板21の材質としては、加熱源からの輻射熱により構造的な影響を受けないものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、及びセラミックスなどの耐火物が挙げられる。
前記金属としては、例えば、銅、ステンレス、炭素鋼、インコネル、及びニッケルなどが挙げられる。これらは局所的な水冷構造24が設けられていても良いし、水冷構造がなくても良い。
前記耐火物としては、例えば、アルミナ、ムライト、及び炭化珪素などが挙げられる。
これらの中でも、アルミナ、ムライトなどの耐火物が好ましい。
The material of the plate 21 is not particularly limited as long as it is not structurally affected by the radiant heat from the heating source, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include metals and ceramics. Refractories are listed.
Examples of the metal include copper, stainless steel, carbon steel, inconel, and nickel. These may be provided with a local water cooling structure 24 or may not have a water cooling structure.
Examples of the refractory include alumina, mullite, and silicon carbide.
Among these, refractories such as alumina and mullite are preferable.

<回収部>
前記回収部19は、溶融固化物が回収できる構造である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、回収口を設けた箱型構造であることが好ましい。
<Recovery Department>
The recovery unit 19 is not particularly limited as long as it has a structure capable of recovering the molten solidified product, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it is preferably a box-type structure provided with a recovery port.

前記回収部19は、メンテナンスが不要で耐久性のある材質が好ましい。   The recovery unit 19 is preferably made of a durable material that does not require maintenance.

前記回収部19の材質としては、加熱源からの輻射熱により構造的な影響を受けないものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、及びセラミックスなどの耐火物が挙げられる。
前記金属としては、例えば、銅、ステンレス、炭素鋼、インコネル、及びニッケルなどが挙げられる。
前記耐火物としては、例えば、アルミナ、ムライト、及び炭化珪素などが挙げられる。
これらの中でも、アルミナ、ムライトなどの耐火物が好ましい。
The material of the recovery unit 19 is not particularly limited as long as it is not structurally affected by the radiant heat from the heating source, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, metal, ceramics, etc. Refractories.
Examples of the metal include copper, stainless steel, carbon steel, inconel, and nickel.
Examples of the refractory include alumina, mullite, and silicon carbide.
Among these, refractories such as alumina and mullite are preferable.

−溶融固化生成物回収手段−
前記回収部における溶融固化生成物の回収手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば手動によりかき出す方法が挙げられる。
-Means for recovering melt-solidified product-
There is no restriction | limiting in particular as a collection | recovery means of the melt-solidified product in the said collection | recovery part, Although it can select suitably according to the objective, For example, the method of scraping out manually is mentioned.

<その他の装置>
−排ガス処理装置−
前記溶融処理部3には、その下流側に、該溶融処理部から排出されるガス中に含まれるダストを除去するフィルター20が配置されていることが好ましい。前記フィルターによって、被溶融物が溶融される際に蒸発した成分が凝縮することにより生成した微粒物を除去することができる。
また、被溶融物がビニールなどの可燃成分を含む場合においては、前記溶融処理部の下流側に、可燃性ガスを燃焼させる燃焼炉、及びスクラバーが配置されていることが好ましい。前記燃焼炉及び前記スクラバーにより、前記排ガス中に含まれる可燃性ガスを完全に燃焼し、冷却して放出することができる。
<Other devices>
-Exhaust gas treatment equipment-
It is preferable that a filter 20 for removing dust contained in the gas discharged from the melting processing unit is disposed in the melting processing unit 3 on the downstream side. The filter can remove fine particles generated by condensation of components evaporated when the melted material is melted.
Further, when the material to be melted includes a combustible component such as vinyl, it is preferable that a combustion furnace for burning combustible gas and a scrubber are disposed on the downstream side of the melting processing section. By the combustion furnace and the scrubber, the combustible gas contained in the exhaust gas can be completely burned, cooled and released.

前記燃焼炉としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、バーナー式燃焼炉、電気ヒーター式燃焼炉などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said combustion furnace, According to the objective, it can select suitably, For example, a burner type combustion furnace, an electric heater type combustion furnace, etc. are mentioned.

前記スクラバーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溜水式、加圧水式、充填層式、回転式などのスクラバーが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said scrubber, According to the objective, it can select suitably, For example, scrubbers, such as a stored water type, a pressurized water type, a packed bed type, and a rotary type, are mentioned.

−ユーティリティー−
前記プラズマ溶融処理装置に付随する装置として、例えば、各機器用電源、計測制御用電源、などが挙げられる。これらの電源は処理現場において受電する、またはディーゼル発電機により供給される。
-Utility-
Examples of the apparatus associated with the plasma melting apparatus include a power supply for each device and a power supply for measurement control. These power sources receive power at the processing site or are supplied by a diesel generator.

−車載型装置−
本発明の溶融処理装置は、融点の高い廃棄物に対しても溶融助剤を必要とせず溶融処理でき、さらに、溶湯を貯留させないことで溶融処理システムの簡素化、処理システムのコンパクト化、安全性の向上、システム全体の重量の軽量化が可能となることで、例えば、2トントラックを用いた車載状態での溶融処理が可能となる。
-In-vehicle device-
The melt processing apparatus of the present invention can be melted without requiring a melting aid even for waste having a high melting point, and further, the melt processing system is simplified, the processing system is made compact and safe by not storing the molten metal. As a result, it is possible to reduce the weight of the entire system and, for example, a melting process in a vehicle-mounted state using a 2-ton truck is possible.

−不燃性有害廃棄物の溶融処理方法−
本発明のプラズマ溶融処理装置(図3)を車載型にした装置(図6)を用いた、不燃性有害廃棄物の溶融処理方法を説明する。
前記アークプラズマは、前記プラズマ発生装置1により生成され、アルゴンなどのプラズマガスを供給するためのガスボンベ29、プラズマ発生用電源30、前記プラズマトーチ32、プラズマトーチを冷却するための冷却水循環水装置31から構成される。前記プラズマトーチ32は、駆動機構を儲けても良いし、前記プラズマ溶融処理部33に固定されていても良い。
前記溶融処理部33は、前記廃棄物供給装置11、前記溶融部16、前記スラグ回収部19から構成される。前記溶融処理部33は不活性ガスで満たされており、窒素酸化物などの後処理が必要となる排ガスは発生しない。
前記廃棄物供給装置により供給された廃棄物は、前記供給ガイド13により前記溶融部16に導かれる。前記溶融部16に導かれた廃棄物はアークプラズマ15の照射により瞬時に溶融無害化される。溶融無害化された廃棄物は、前記溶融部16に留まることなくスラグ回収部19に排出される。前記溶融部16には前記供給ガイド13により導かれた新たな廃棄物が導入され、次々と効率よく溶融処理が行われる。上記の方法により、溶融処理されたアスベストなどの有害廃棄物は、完全に無害化された再資源化が可能となるスラグとして前記スラグ回収部19にて取り出すことができる。また、前記溶融処理部33から排出された排ガスは、微量のダストを除去するための前記フィルター34を介して、大気中に放出される。
-Method of melting non-combustible hazardous waste-
A nonflammable hazardous waste melting method using an apparatus (FIG. 6) in which the plasma melting apparatus (FIG. 3) of the present invention is mounted on a vehicle will be described.
The arc plasma is generated by the plasma generator 1, and includes a gas cylinder 29 for supplying a plasma gas such as argon, a plasma generating power source 30, the plasma torch 32, and a cooling water circulating water device 31 for cooling the plasma torch. Consists of The plasma torch 32 may have a driving mechanism or may be fixed to the plasma melting processing unit 33.
The melting processing unit 33 includes the waste supply device 11, the melting unit 16, and the slag collection unit 19. The melt processing unit 33 is filled with an inert gas, and no exhaust gas that requires post-treatment such as nitrogen oxides is generated.
The waste supplied by the waste supply device is guided to the melting part 16 by the supply guide 13. The waste introduced to the melting part 16 is instantly melted and harmless by the irradiation of the arc plasma 15. The waste that has been detoxified by melting is discharged to the slag collecting unit 19 without remaining in the melting unit 16. New waste introduced by the supply guide 13 is introduced into the melting part 16 and the melting process is performed one after another efficiently. By the method described above, the toxic waste such as asbestos that has been melt-processed can be taken out by the slag collection unit 19 as slag that is completely harmless and can be recycled. Further, the exhaust gas discharged from the melting processing unit 33 is released into the atmosphere through the filter 34 for removing a small amount of dust.

−アスベストの無害化−
前記車載型のプラズマ溶融処理装置を用いることで、有害物質を含む廃棄物の発生場所での溶融処理が可能となり、例えば、被溶融物として人体に有害なアスベストを含む廃棄物の場合、中間処理施設または埋設処分地までの輸送時における事故による飛散リスクを完全に無くすことができる。
-Detoxification of asbestos-
By using the in-vehicle plasma melting processing apparatus, it is possible to perform melting processing at a place where waste containing hazardous substances is generated. For example, in the case of waste containing asbestos harmful to the human body as an object to be melted, intermediate processing The risk of scattering due to accidents during transportation to facilities or buried disposal sites can be completely eliminated.

特別管理産業廃棄物に指定されているアスベスト廃棄物(図7)を前記プラズマ溶融処理装置を用いて溶融処理する実験を行い、溶融処理後に得られたスラグと溶融処理時に発生したダストの性状を調べた。   We conducted an experiment to melt asbestos waste (Fig. 7) designated as specially controlled industrial waste using the plasma melting processing equipment, and analyzed the slag obtained after melting processing and the properties of dust generated during melting processing. Examined.

走査型電子顕微鏡を用いて、スラグの表面を観察した結果を図8に示す。電子顕微鏡の写真からは、アスベスト特有の太さ0.02〜0.03マイクロメートル、長さ10〜30マイクロメートルの繊維構造は全く観察されない。   The result of having observed the surface of slag using the scanning electron microscope is shown in FIG. From a photograph taken with an electron microscope, a fiber structure having a thickness of 0.02 to 0.03 μm and a length of 10 to 30 μm peculiar to asbestos is not observed at all.

さらに、マクロな視点からアスベストの有無を確認するために、X線回折分析装置を用いて、スラグ表面の結晶構造を解析した結果を図9に示す。アスベストの結晶を示唆するピーク(2θ=12°、24°、37°、60°)は全く観察されず、アスベストは完全に無害化された。   Furthermore, in order to confirm the presence or absence of asbestos from a macro viewpoint, the result of analyzing the crystal structure of the slag surface using an X-ray diffraction analyzer is shown in FIG. No peaks suggesting asbestos crystals (2θ = 12 °, 24 °, 37 °, 60 °) were observed, and asbestos was completely detoxified.

同様に、走査型電子顕微鏡を用いて、フィルターから回収されたダストを観察した結果を図10に示す。   Similarly, the result of observing dust collected from the filter using a scanning electron microscope is shown in FIG.

ダストの電子顕微鏡の写真からは、フィルターの太い繊維は観察されるものの、スラグと同様、アスベスト特有の太さ0.02〜0.03マイクロメートル、長さ10〜30マイクロメートルの繊維構造は全く観察されない。   From the electron microscope photograph of the dust, although the thick fibers of the filter are observed, the fiber structure of 0.02 to 0.03 micrometers in thickness and 10 to 30 micrometers in length, which is unique to asbestos, is quite similar to the slag. Not observed.

本発明のプラズマ溶融処理装置は、融点の高い廃棄物に対しても溶融助剤を必要とせず溶融処理でき、溶融物を貯留させないことで、メンテナンスの極小化、構造の簡素化が可能となり、溶融処理システムの簡素化、コンパクト化、安全性の向上、システム全体の重量の軽量化が可能となることで、車載状態での溶融処理が可能となり、少量で分散的に発生するアスベストなどの廃棄物に対する現地溶融無害化処理に好適に使用することが出来る。   The plasma melting apparatus of the present invention can be melted without requiring a melting aid even for waste with a high melting point, and by not storing the melt, it becomes possible to minimize maintenance and simplify the structure, Simplification, compactness, improvement of safety, and weight reduction of the entire system are possible because the melting processing system can be simplified. Disposal of asbestos that occurs in a small amount in a dispersed manner is possible. It can be suitably used for in-situ detoxification treatment for products.

図1は、プラズマ溶融処理装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma melting processing apparatus. 図2は、アークプラズマ発生装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the arc plasma generator. 図3は、プラズマ溶融処理装置の一例を示す構造図である。FIG. 3 is a structural diagram showing an example of a plasma melting processing apparatus. 図4は、溶融処理部の一例を示す構造図である。FIG. 4 is a structural diagram illustrating an example of a melting processing unit. 図5は、溶融部の一例を示す構造図である。FIG. 5 is a structural diagram showing an example of a melting part. 図6は、車載型のプラズマ溶融処理装置の一例を示す概観図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of an in-vehicle plasma melting apparatus. 図7は、アスベストを含むスレート材の概観写真である。FIG. 7 is an overview photograph of a slate material containing asbestos. 図8は、スラグの操作型電子顕微鏡写真である。FIG. 8 is an operational electron micrograph of the slag. 図9は、スラグのX線回折分析結果である。FIG. 9 shows the result of X-ray diffraction analysis of slag. 図10は、ダストの走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 10 is a scanning electron micrograph of dust.

Claims (7)

プラズマを発生可能なプラズマ発生装置と、該プラズマを対象物に照射させることにより該対象物を溶融して溶融物とする溶融部とを備えたプラズマ溶融装置において、
前記溶融部は、溶融後の前記溶融物を貯留することなく、直ちに排出可能に構成されていることを特徴とするプラズマ溶融処理装置。
In a plasma melting apparatus comprising: a plasma generating apparatus capable of generating plasma; and a melting part that melts the object to be melted by irradiating the object with the plasma.
The said melting part is comprised so that it can discharge | emit immediately, without storing the said melted material after melting, The plasma melting processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記溶融部から排出された前記溶融物を冷却して処理物として貯留する回収部を備えている請求項1記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting apparatus according to claim 1, further comprising a recovery unit that cools and stores the melt discharged from the melting unit as a processed product. 前記溶融物は、気中を前記回収部まで落下して冷却されるように構成されている請求項2記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting apparatus according to claim 2, wherein the melt is configured to be cooled by dropping in the air to the recovery unit. 前記溶融部に前記対象物を順次供給する対象物供給装置を備えている請求項1乃至3のいずれか1項記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting treatment apparatus according to claim 1, further comprising an object supply device that sequentially supplies the object to the melting unit. 車載されて移動可能に構成されている請求項1乃至4のいずれか1項記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the plasma melting apparatus is mounted on a vehicle and movable. 前記対象物が有害物質を含む廃棄物である請求項1乃至5のいずれか1項記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the object is a waste containing a hazardous substance. 前記有害物質がアスベスト、ダイオキシン類、環境ホルモン及び重金属から選択される少なくとも1種である請求項6記載のプラズマ溶融処理装置。   The plasma melting apparatus according to claim 6, wherein the harmful substance is at least one selected from asbestos, dioxins, environmental hormones, and heavy metals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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