JP2010106188A - 炭化物の脱塩方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 塩素含有量の少ない炭化物を製造できるようにする。
【解決手段】 廃棄物炭化処理装置１にて廃棄物２を炭化処理して得られる炭化物３を、湿式粉砕機１１で粉砕処理して炭化物の粉砕物３ａが水６に分散された炭化物スラリー１０を形成する。次に、炭化物煮沸装置１２にて、炭化物スラリー１０を煮沸処理させることで、炭化物スラリー１０中の炭化物粉砕物３ａに塩の状態で含まれている塩素分を、炭化物スラリー１０の水６に効率よく溶解させる。その後、煮沸処理した炭化物スラリー１０は、脱水洗浄装置１３にて脱水処理し、脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａを、清浄な洗浄水６ａで更に洗浄することで、煮沸処理時に塩が効率よく溶解された炭化物スラリー１０中の水６を分離除去して、塩素含有率が大幅に低下された炭化物粉砕物３ａを、炭化物３ｃの製品として回収させる。
【選択図】図１
【解決手段】 廃棄物炭化処理装置１にて廃棄物２を炭化処理して得られる炭化物３を、湿式粉砕機１１で粉砕処理して炭化物の粉砕物３ａが水６に分散された炭化物スラリー１０を形成する。次に、炭化物煮沸装置１２にて、炭化物スラリー１０を煮沸処理させることで、炭化物スラリー１０中の炭化物粉砕物３ａに塩の状態で含まれている塩素分を、炭化物スラリー１０の水６に効率よく溶解させる。その後、煮沸処理した炭化物スラリー１０は、脱水洗浄装置１３にて脱水処理し、脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａを、清浄な洗浄水６ａで更に洗浄することで、煮沸処理時に塩が効率よく溶解された炭化物スラリー１０中の水６を分離除去して、塩素含有率が大幅に低下された炭化物粉砕物３ａを、炭化物３ｃの製品として回収させる。
【選択図】図１
Description
本発明は、廃棄物を低酸素雰囲気下で加熱し、炭化処理して燃料等として利用可能な炭化物を製造するための廃棄物炭化処理設備にて、製造される炭化物中の塩素分を低減させるために用いる炭化物の脱塩方法及び装置に関するものである。
近年、家庭ごみ等の一般廃棄物、産業廃棄物、バイオマス（再生可能な生物由来の有機性資源）からなる廃棄物等の可燃成分を含む廃棄物を、資源として有効利用する取り組みが世界的に行われている。
この手法の１つとして、廃棄物を低酸素雰囲気下で加熱することにより熱分解、炭化処理させて、可燃性の熱分解ガスと、熱分解残渣としての炭化物（チャー）及び灰分を発生させ、上記熱分解ガスを所要の燃焼炉で燃焼させた後、排ガス処理を施してから大気へ放出させるようにし、一方、熱分解残渣は、選別、粉砕をして、燃料等として利用可能な炭化物として回収するようにした廃棄物の熱分解、炭化処理システムが実用化されてきている。
ところが、上記炭化物を製造するための原料とする廃棄物に、塩素含有プラスチック等の塩素を含有した廃棄物が含まれていると、廃棄物を炭化処理して形成させる炭化物中に炭化処理過程でガス化されなかった塩素分が残存するようになる。
そのため、この種の塩素分が残存した炭化物を、発電用やその他各種の燃焼炉（焼却炉）に燃料として供給して燃焼させると、燃焼の際に塩素ガスが発生し、この塩素ガスに炉壁や排ガス流路の金属内壁が曝され腐食が生じる。よって、上記廃棄物の炭化処理により形成される炭化物については、該炭化物中に含まれる塩素分を除去することが求められる。
上記廃棄物の炭化物中に含まれる塩素分を除去するための手法としては、該炭化物中に含まれる塩素分の大部分がＮａＣｌやＣａＣｌ２等の無機塩となっており、水に溶解させることができることに着目して、廃棄物炭化物を水で洗浄する手法が、従来提案されてきている。
具体的には、たとえば、図７に示す如く、廃棄物２を低酸素雰囲気下で加熱することで、炭化処理して熱分解ガスと熱分解残差としての炭化物３を発生させると共に、廃棄物炭化物を熱分解ガス（図示せず）と分離して取り出すことができるようにしてある廃棄物炭化処理装置１より取り出される廃棄物の炭化物３を、先ず、金属分離装置４へ導いて該炭化物３中に含まれている金属片（図示せず）を分離除去し、次に、該金属片が除去された炭化物３を、水６と共に粉砕機５に装入して湿式粉砕することで、含水した状態の炭化物粉砕物３ａとし、次いで、上記炭化物粉砕物３ａを洗浄水槽（脱塩水槽）７に投入して洗浄水６ａにより洗浄し、その後、上記洗浄水６ａを含む炭化物粉砕物３ａを脱水装置８で脱水することで水に溶解させた塩素分を洗浄排水６ｂと共に除去して脱塩し、しかる後、上記脱塩後の炭化物粉砕物３ａを乾燥装置９で乾燥させることで、製品としての炭化物（粉砕物）３ｂを得ることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
又、廃棄物中の可燃成分を燃料として有効利用するために提案されている別の手法としては、都市ごみ等の廃棄物（一般廃棄物）を原料として破砕、選別、圧縮成型等の工程を経てごみ固形化燃料（Refuse Derived Fuel：以下、ＲＤＦという）を製造し、該ＲＤＦ
を発電用やその他各種の燃焼炉（焼却炉）にて燃料として利用するものがある。
を発電用やその他各種の燃焼炉（焼却炉）にて燃料として利用するものがある。
しかし、上記ＲＤＦの製造原料としている廃棄物に塩化ビニル等の塩素含有プラスチックが含まれている場合は、該ＲＤＦの燃焼時に塩化水素ガスやダイオキシン類が発生する虞があるため、排ガス処理装置にその対策が必要とされること等の問題が懸念されていた。
そのために、上記ＲＤＦを低酸素雰囲気下で加熱することで炭化処理して、炭化物を生成させ、次に、該炭化物を６０〜９０℃の温水により洗浄して、上記炭化処理過程でガス化されずに大部分が無機塩の状態で上記炭化物中に残存する塩素分を除去することで、脱塩素化率の高いクリーンな炭化物を得ることができるようにすることが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
ところが、上記特許文献１及び特許文献２に記載された従来の手法によれば、廃棄物やＲＤＦを炭化処理して生成される廃棄物由来の炭化物中に残存する塩素分をある程度まで低減させることはできるが、炭化物を燃料等として使用する使用先の使用条件や使用環境によっては、より厳密に塩素分が除去された炭化物が求められることがある。
そこで、本発明者等は、廃棄物を炭化処理して製造する廃棄物の炭化物等の塩素分を含んだ炭化物中の塩素をより効果的に除去できるようにするための工夫、研究を重ねた結果、塩素分を含んだ炭化物をスラリー化した状態で所要の水の存在下にて煮沸することで、脱塩素化効率を高めることができること、更に、塩素分を含んだ炭化物をスラリー化した状態にて所要の水の存在下で加圧することでも脱塩素化効率を高めることができることを見出して本発明をなした。
したがって、本発明の目的とするところは、炭化物中に残存する塩素分をより効率よく除去できて、塩素含有量の少ない製品としての炭化物を製造できるようにするための炭化物の脱塩方法及び装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、しかる後、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする炭化物の脱塩方法とする。
又、請求項２に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする炭化物の脱塩方法とする。
更に、請求項３に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、しかる後、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする炭化物の脱塩方法とする。
更に又、請求項４に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする炭化物の脱塩方法とする。
上記各構成において、煮沸処理に供する炭化物スラリー中の炭化物粉砕物の含有量が、重量比で１０〜５０％となるようにする。
又、上述の各構成において、水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、有機物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする。
同様に、上述の各構成において、水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする。
請求項８に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収する脱水装置を備えてなる構成を有する炭化物の脱塩装置とする。
又、請求項９に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを脱水処理する脱水装置と、該脱水装置による脱水処理で得られる炭化物粉砕物を洗浄水により洗浄する洗浄装置を備えてなる構成を有する炭化物の脱塩装置とする。
更に、請求項１０に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理するための加圧脱塩装置と、該加圧脱塩装置にて加圧処理された炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収する脱水装置を備えてなる構成を有する炭化物の脱塩装置とする。
更に又、請求項１１に対応して、炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理するための加圧脱塩装置と、該加圧脱塩装置にて加圧処理された炭化物スラリーを脱水処理する脱水装置と、該脱水装置による脱水処理で得られる炭化物粉砕物を洗浄水により洗浄する洗浄装置を備えてなる構成を有する炭化物の脱塩装置とする。
上記炭化物の脱塩装置の各構成における湿式粉砕機を、炭化物粉砕物の含有量が重量比で１０〜５０％となる炭化物スラリーを形成して炭化物煮沸装置へ供給できる機能を有するものとした構成とする。
上述の炭化物の脱塩装置の各構成において、湿式粉砕機の上流側に、炭化処理装置を設けて、該炭化処理装置にて有機物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成とする。
同様に、上述の炭化物の脱塩装置の各構成において、湿式粉砕機の上流側に、廃棄物炭化処理装置を設けて、該廃棄物炭化処理装置にて廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成とする。
本発明によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、しかる後、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする炭化物の脱塩方法及び装置としてあるので、炭化物を所要量の水の存在下で湿式粉砕することで形成する炭化物粉砕物と水とからなる炭化物スラリーを煮沸処理することで、炭化物粉砕物に含まれている塩素分としての塩を、該炭化物スラリー中の水に効率よく溶解させることができる。したがって、この炭化物スラリー中の水を脱水処理することで、上記煮沸処理に伴って効率よく塩を溶解させた水を炭化物粉砕物より分離除去することができるため、最終的に回収される炭化物粉砕物の脱塩素化効率を高めることができる。よって、塩素含有量の少ない炭化物の製品を製造することが可能になり、これを塩素含有量の少ない燃料として用いることができることから、燃料の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに有利なものとすることができる。
（２）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（１）と同様に炭化物スラリーを煮沸処理した後、脱水処理することで効率よく塩を溶解させた炭化物スラリー中の水を分離除去してなる炭化物粉砕物に付着している水分を、洗浄水で置き換えることができるため、上記炭化物粉砕物の付着水に含まれていた塩も除去することができて、最終的に回収される炭素粉砕物の脱塩素化効率をより向上させることができる。よって、塩素含有量がより少ない炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのにより有利なものとすることができる。
（３）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、しかる後、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（１）と同様の煮沸処理が施されることで、炭化物粉砕物に含まれている塩素分としての塩を該炭化物スラリー中の水に効率よく溶解させた状態の炭化物スラリーに対し、加圧処理を行なうことで、該炭化物粉砕物に残存している塩素分としての塩を、該炭化物スラリー中の水に更に効率よく溶解させることができるようになるため、最終的に回収される炭化物粉砕物の脱塩素化効率を更に高めることができる。よって、塩素含有量が更に少ない炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに更に有利なものとすることができる。
（４）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（３）と同様に炭化物スラリーを煮沸処理、加圧処理した後、脱水処理することで効率よく塩を溶解させた炭化物スラリー中の水を分離除去してなる炭化物粉砕物に付着している水分を、洗浄水で置き換えることができるため、上記炭化物粉砕物の付着水に含まれていた塩も除去することができて、最終的に回収される炭素粉砕物の脱塩素化効率の更なる向上化を図ることが可能になる。よって、塩素含有量が更に低減された炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに更に好適なものとすることができる。
（５）煮沸処理に供する炭化物スラリー中の炭化物粉砕物の含有量が、重量比で１０〜５０％となるようにする方法、及び、湿式粉砕機を、炭化物粉砕物の含有量が重量比で１０〜５０％となる炭化物スラリーを形成して炭化物煮沸装置へ供給できる機能を有するものとした構成を有する装置とすることにより、炭化物スラリーのハンドリング性が低下する虞を未然に防止し、又、炭化物煮沸装置で炭化物スラリーを煮沸処理する際の熱効率が悪化する虞を未然に防止すると共に、該煮沸処理の際に炭化物スラリー内に対流による熱伝達を良好に行わせるようにし、更に、炭化物スラリーより脱水される水の量が多大になる虞を未然に防止するために有利な構成とすることができる。
（６）水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、有機物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする方法、及び、湿式粉砕機の上流側に、炭化処理装置を設けて、該炭化処理装置にて有機物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成を有する装置とすることにより、塩素分を含んだ有機物より各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用可能な塩素含有量の低い炭化物の製品を製造することができる。
（７）水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする方法、及び、湿式粉砕機の上流側に、廃棄物炭化処理装置を設けて、該廃棄物炭化処理装置にて廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成を有する装置とすることにより、廃棄物に塩化ビニル等の塩素含有プラスチックが含まれている場合であっても、各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用可能な塩素含有量の低い炭化物の製品を製造することができる。
（１）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、しかる後、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする炭化物の脱塩方法及び装置としてあるので、炭化物を所要量の水の存在下で湿式粉砕することで形成する炭化物粉砕物と水とからなる炭化物スラリーを煮沸処理することで、炭化物粉砕物に含まれている塩素分としての塩を、該炭化物スラリー中の水に効率よく溶解させることができる。したがって、この炭化物スラリー中の水を脱水処理することで、上記煮沸処理に伴って効率よく塩を溶解させた水を炭化物粉砕物より分離除去することができるため、最終的に回収される炭化物粉砕物の脱塩素化効率を高めることができる。よって、塩素含有量の少ない炭化物の製品を製造することが可能になり、これを塩素含有量の少ない燃料として用いることができることから、燃料の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに有利なものとすることができる。
（２）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（１）と同様に炭化物スラリーを煮沸処理した後、脱水処理することで効率よく塩を溶解させた炭化物スラリー中の水を分離除去してなる炭化物粉砕物に付着している水分を、洗浄水で置き換えることができるため、上記炭化物粉砕物の付着水に含まれていた塩も除去することができて、最終的に回収される炭素粉砕物の脱塩素化効率をより向上させることができる。よって、塩素含有量がより少ない炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのにより有利なものとすることができる。
（３）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、しかる後、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（１）と同様の煮沸処理が施されることで、炭化物粉砕物に含まれている塩素分としての塩を該炭化物スラリー中の水に効率よく溶解させた状態の炭化物スラリーに対し、加圧処理を行なうことで、該炭化物粉砕物に残存している塩素分としての塩を、該炭化物スラリー中の水に更に効率よく溶解させることができるようになるため、最終的に回収される炭化物粉砕物の脱塩素化効率を更に高めることができる。よって、塩素含有量が更に少ない炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに更に有利なものとすることができる。
（４）炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにする方法及び装置とすることにより、上記（３）と同様に炭化物スラリーを煮沸処理、加圧処理した後、脱水処理することで効率よく塩を溶解させた炭化物スラリー中の水を分離除去してなる炭化物粉砕物に付着している水分を、洗浄水で置き換えることができるため、上記炭化物粉砕物の付着水に含まれていた塩も除去することができて、最終的に回収される炭素粉砕物の脱塩素化効率の更なる向上化を図ることが可能になる。よって、塩素含有量が更に低減された炭化物の製品を製造することが可能になることから、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに更に好適なものとすることができる。
（５）煮沸処理に供する炭化物スラリー中の炭化物粉砕物の含有量が、重量比で１０〜５０％となるようにする方法、及び、湿式粉砕機を、炭化物粉砕物の含有量が重量比で１０〜５０％となる炭化物スラリーを形成して炭化物煮沸装置へ供給できる機能を有するものとした構成を有する装置とすることにより、炭化物スラリーのハンドリング性が低下する虞を未然に防止し、又、炭化物煮沸装置で炭化物スラリーを煮沸処理する際の熱効率が悪化する虞を未然に防止すると共に、該煮沸処理の際に炭化物スラリー内に対流による熱伝達を良好に行わせるようにし、更に、炭化物スラリーより脱水される水の量が多大になる虞を未然に防止するために有利な構成とすることができる。
（６）水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、有機物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする方法、及び、湿式粉砕機の上流側に、炭化処理装置を設けて、該炭化処理装置にて有機物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成を有する装置とすることにより、塩素分を含んだ有機物より各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用可能な塩素含有量の低い炭化物の製品を製造することができる。
（７）水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする方法、及び、湿式粉砕機の上流側に、廃棄物炭化処理装置を設けて、該廃棄物炭化処理装置にて廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした構成を有する装置とすることにより、廃棄物に塩化ビニル等の塩素含有プラスチックが含まれている場合であっても、各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用可能な塩素含有量の低い炭化物の製品を製造することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の炭化物の脱塩方法及び装置の実施の一形態として、廃棄物の炭化物の脱塩に適用する場合を示すもので、以下のようにしてある。
すなわち、上記本発明の炭化物の脱塩方法の実施に用いる装置は、図１に示す如く、図７に示した廃棄物炭化処理装置１と同様に、廃棄物２を低酸素雰囲気下で加熱、炭化処理して、発生する炭化物３を熱分解ガス（図示せず）と分離して回収できるようにしてある廃棄物炭化処理装置１を備える。更に、上記廃棄物炭化処理装置１より上記炭化物３を取り出す炭化物取出口の下流側に、上記廃棄物の炭化物３を所要量の水６の存在下で湿式粉砕処理すると共に、炭化物粉砕物３ａを水６に分散させてなる炭化物スラリー１０を形成させることができるようにしてある湿式粉砕機１１と、該湿式粉砕機１１にて形成される炭化物スラリー１０を受けて煮沸処理するための炭化物煮沸装置１２と、上記炭化物煮沸装置１２より煮沸処理後に取り出される炭化物スラリー１０を脱水処理する脱水装置及び該脱水処理により上記炭化物スラリー１０中の水６が分離された脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａを清浄な洗浄水６ａにより洗浄する洗浄装置を兼ねる脱水洗浄装置１３とを順に備えてなる構成とする。
詳述すると、上記廃棄物炭化処理装置１は、廃棄物２を低酸素雰囲気下で加熱して熱分解ガス（図示せず）と炭化物３に熱分解させた後、炭化物３を上記熱分解ガスと分離した状態で回収できるようにしてあれば、たとえば、内外筒間に加熱流路を設けた二重筒構造の回転式キルン炉本体を備えて、内筒内に装入される原料としての廃棄物（ＲＤＦを含む）２を、上記加熱流路を流通させる高温ガスを加熱源として内筒の周壁を伝熱面として間接加熱することで、上記廃棄物２を炭化処理する熱分解キルン形式、あるいは、所要の炉に装入される原料としての廃棄物（ＲＤＦを含む）２を、上記炉への燃焼用空気供給量を制限することで部分燃焼させ、この廃棄物２の部分燃焼により酸素が消費されて低酸素雰囲気となる炉内にて、上記廃棄物２の部分燃焼により発生する燃焼熱を加熱源として残りの廃棄物２を加熱して炭化処理する部分燃焼形式等、加熱方式は間接加熱又は直接加熱のいずれの方式であってもよく、又、炉の構造は、キルン式以外にも、竪軸撹拌式、スクリュー式、揺動式、流動床式、ストーカ式等、任意の形式の廃棄物炭化処理装置１を採用してよい。
上記湿式粉砕機１１は、上記廃棄物炭化処理装置１より回収される炭化物３に対し、所要量の水６を添加した状態で上記炭化物３を所要の粒径まで粉砕処理できるようにしてある。これにより、上記廃棄物炭化処理装置１より取り出された状態ではポーラス状となっていて水６に浮き易く、且つ表面が疎水性となっている炭化物３を、粉砕すると同時に水６と混合することで、上記炭化物３の粉砕により形成される炭化物粉砕物３ａを水６になじませて、水中に炭化物粉砕物３ａが後述する所要の重量比で均一に分散された炭化物スラリー１０を形成できるようにしてある。
なお、上記のように所要量の水６の存在下で廃棄物の炭化物３を湿式粉砕して上記炭化物スラリー１０を形成することができるようにしてあれば、粉砕機の形式としては、ロッドミルやボールミル、その他任意の形式の湿式粉砕機１１を採用してよい。
上記炭化物煮沸装置１２は、図２に示す如く、上記湿式粉砕機１１で形成される炭化物スラリー１０を受けて一時貯留するための煮沸容器（煮沸槽）１４と、該煮沸容器１４の所要個所に取り付けた加熱装置１５とを備えてなる構成として、上記煮沸容器１４内に受けた炭化物スラリー１０を、上記加熱装置１５により加熱することで、該炭化物スラリー１０を沸騰させると共に、炭化物スラリー１０の沸騰状態を所要時間保持できるようにしてある。これにより、上記炭化物スラリー１０に含まれている上記炭化物粉砕物３ａが、炭化物スラリー１０に含まれている水６の中で煮沸処理されるようにしてある。
上記炭化物スラリー１０の沸点は、該炭化物スラリー１０中の炭化物粉砕物３ａの濃度や、炭化物スラリー１０中に含まれている水６に溶解した溶質の種類や量等に応じて多少変化する。このことに鑑みて、上記炭化物煮沸装置１２は、煮沸容器１４内の煮沸処理対象となる炭化物スラリー１０を、その沸点に対応した温度まで加熱装置１５で加熱して、該炭化物スラリー１０の煮沸処理を行うことができるようにしてあるものとする。なお、上記炭化物煮沸装置１２にて上記炭化物スラリー１０の煮沸処理を連続的に行う場合は、煮沸容器１４内にて煮沸処理中の炭化物スラリー１０に対して新たな炭化物スラリー１０の供給を行うと、該煮沸容器１４内の炭化物スラリー１０が、部分的や一時的に温度低下して、たとえば、９４℃程度まで温度が下がることがあるが、この場合であっても、上記加熱装置１５による加熱で上記部分的、一時的に温度低下した炭化物スラリー１０が沸点に対応した温度まで比較的速やかに加熱されるようにして、炭化物スラリー１０全体として所要時間沸騰状態が保持されるようにすれば、炭化物粉砕物３ａに含まれている塩素分としての塩を、後述するような該炭化物スラリー１０中の水６に効率よく溶解させることができるという煮沸処理の効果を、良好に維持できることが確認されている。
なお、上記炭化物煮沸装置１２にて、煮沸容器１４に設ける上記加熱装置１５としては、電気ヒータ、あるいは、上記廃棄物炭化処理装置１における廃棄物２の熱分解によって発生する熱分解ガス（図示せず）の燃焼により発生させる高温の燃焼排ガスや、廃棄物２の炭化処理を行う施設より排出される高温の排熱を備えた加熱媒体を流通させて上記煮沸容器１４内の炭化物スラリー１０と熱交換させることができるようにしてある伝熱管や加熱用ジャケット等、任意の形式の加熱装置１５を採用してよい。したがって、図２では上記煮沸容器１４における側面と下面側に加熱装置１５を設けた構成を示してあるが、該加熱装置１５の形式により上記煮沸装置１４に対する取付位置は、適宜変更してよい。
又、上記煮沸容器１４に、上記炭化物スラリー１０の煮沸処理時に発生する蒸気を処理するための図示しない機器を装備してもよい。更に、上記煮沸容器１４に図示しない撹拌装置を装備して、該煮沸容器１４内に貯留された状態で加熱装置１５により加熱して沸騰させる上記炭化物スラリー１０を、上記図示しない撹拌装置で強制的に撹拌できるようにしてもよい。
上記脱水洗浄装置１３は、先ず、上記炭化物煮沸装置１２より取り出されて放熱された炭化物スラリー１０を脱水処理することで、該炭化物スラリー１０中の水６を炭化物粉砕物３ａより分離して除去し、次いで、脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａを、清浄な洗浄水６ａで更に洗浄して、上記脱水ケーキとなっている炭化物粉砕物３ａに付着している水分を上記洗浄水６ａと置換させることができるようにしてある。これにより、上記脱水洗浄装置１３より、脱水、洗浄された炭化物粉砕物３ａを、炭化物３ｃの製品として回収できるようにしてある。
更に、上記脱水洗浄装置１３より回収される上記製品としての炭化物３ｃを乾燥させて回収する必要がある場合は、図１に示すように、上記脱水洗浄装置１３の下流側に、上記炭化物３ｃの乾燥処理を行なうための乾燥装置９を設ける構成としてもよい。
なお、図示してないが、廃棄物炭化処理装置１より取り出される廃棄物の炭化物３より金属片を回収する必要がある場合は、上記廃棄物炭化処理装置１と湿式粉砕機１１との間に、図７に示した金属分離装置４と同様の金属分離装置を設けるようにすればよい。
その他の構成は図７に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
以上の構成としてある本発明の炭化物の脱塩装置を用いて廃棄物の炭化物の脱塩処理を行なう場合は、先ず、上記廃棄物炭化処理装置１より回収される廃棄物の炭化物３を、上記湿式粉砕機１１に供給すると共に、該湿式粉砕機１１に所要量の水６を供給して、上記炭化物３の重量と水６の重量の和に対する炭化物３の重量比が１０〜５０％、より好ましくは１０〜３０％となるようにした状態で、上記湿式粉砕機１１による炭化物３の粉砕処理を行なう。この際、上記炭化物３の粉砕物３ａの粒径がおよそ２０μｍ以下、より好ましくは、粒径がおよそ１０μｍ以下となるように粉砕する。これにより、炭化物粉砕物３ａが重量比で１０〜５０％、より好ましくは１０〜３０％で水中にほぼ均一に分散された炭化物スラリー１０が形成される。
なお、上記湿式粉砕機１１における粉砕処理にて、形成される炭化物粉砕物３ａの粒径がおよそ２０μｍ以下となるようにしたのは、炭化物粉砕物３ａの粒径が２０μｍを超えるサイズの場合は、該炭化物粉砕物３ａの単位重量当りの比表面積をあまり拡大できないため、上記廃棄物の炭化物３に含まれていた塩の水との接触機会をあまり高めることができなくなる虞が生じると共に、炭化物粉砕物３ａの内部に残存しているポーラス構造によって保持される空気量が多くなることで、炭化物粉砕物３ａに浮力が生じ易くなってしまい、該炭化物粉砕物３ａが水中に均一に分散された炭化物スラリー１０の形成が難しくなる虞が生じるためである。
又、上記炭化物スラリー１０における炭化物粉砕物３ａの含有量を重量比で１０〜５０％としたのは、炭化物スラリー１０中における炭化物粉砕物３ａの含有量が１０％よりも低いと、次の工程で炭化物煮沸装置１２を用いて加熱、沸騰させる対象となる炭化物スラリー１０の量が多大になるため、熱効率の面で好ましくなく、更に、その後の工程で脱水洗浄装置１３を用いて炭化物粉砕物３ａを脱水ケーキとして回収する際に分離される塩を含んだ水６の量が多くなるため、排水処理の面であまり好ましくないためである。
一方、上記炭化物スラリー１０中における炭化物粉砕物３ａの含有量が高ければ高いほど、後の工程で脱水洗浄装置１３を用いて炭化物粉砕物３ａを脱水ケーキとして回収する際に分離される塩を含んだ水６の量が少なくなるため、排水処理の面では有利に作用するが、炭化物スラリー１０中における炭化物粉砕物３ａの含有量が５０％を超えると、流動性が低下するため、ハンドリング性が低下すると共に、次の工程で炭化物煮沸装置１２にて炭化物スラリー１０を加熱、沸騰させる際に、炭化物スラリー１０内に対流による熱伝達を良好に行わせることが難しくなるため、炭化物スラリー１０全体を均等に沸騰状態とさせることが難しくなるためである。
上記のようにして湿式粉砕機１１にて炭化物スラリー１０を形成させた後は、該炭化物スラリー１０を、上記炭化物煮沸装置１２へ供給して、煮沸容器１４に一旦貯留させ、この状態で加熱装置１５により上記煮沸容器１４内の炭化物スラリー１０を加熱して沸騰させる。これにより、上記炭化物スラリー１０に含まれている炭化物粉砕物３ａは、水中で煮沸されるようになるため、該炭化物粉砕物３ａに含まれていた塩素分としての塩が、上記沸騰している炭化物スラリー１０の水６に効率よく溶解される。
ここで、本発明者等が実施した上記炭化物粉砕物３ａの煮沸処理を行った場合と、行わなかった場合の脱塩効果の違いについて比較した実験データを、表１及び表２に示す。
なお、表１における実験例１Ａ〜５Ａは、いずれも炭化物粉砕物３ａと所要量の水６とからなる炭化物スラリー１０を、１時間沸騰状態に保持することで該炭化物スラリー１０に含まれる炭化物粉砕物３ａの煮沸処理を実施し、その後、煮沸処理された後の炭化物スラリー１０を脱水処理することで炭化物粉砕物３ａを回収し、該回収された炭化物粉砕物３ａ中に残存している塩素濃度を測定したものである。
又、表２における実験例１Ｂ〜５Ｂは、上記実験例１Ａ〜５Ａとして煮沸処理後に脱水して回収されたそれぞれの炭化物粉砕物３ａについて、更に清浄な洗浄水６ａによる洗浄を行った後に回収して、残存している塩素濃度を測定したものである。
表１及び表２における比較例は、上記各実験例に用いたと同様の炭化物スラリー１０を、そのまま清浄な洗浄水によって単に洗浄した後に回収される炭化物粉砕物３ａ中に残存している塩素濃度を測定したものである。
上記表１における各実験例１Ａ〜５Ａと、比較例のそれぞれの炭化物粉砕物３ａ中に残存している塩素濃度の測定結果の比較より明らかなように、上記炭化物粉砕物３ａの水による洗浄処理では、塩素濃度を５６００ｍｇ／ｋｇ程度（０．５６％程度）までしか低減させることができないのに対し、上記炭化物粉砕物３ａを煮沸処理することで、炭化物粉砕物３ａに含まれている塩素分としての塩を、該炭化物スラリー１０中の水６に効率よく溶解させて、脱水により除去される水６と一緒に除去することができて、塩素濃度を１８００〜１９００ｍｇ／ｋｇ（０．１８〜０．１９％）まで低減させることができることが明らかである。
更に、表２における各実験例１Ｂ〜５Ｂの炭化物粉砕物３ａ中に残存している塩素濃度の測定結果の比較より明らかなように、上記煮沸処理によって塩素濃度が低減された炭化物粉砕物３ａを、更に洗浄水６ａで洗浄することにより、上記炭化物粉砕物３ａに含まれている塩を、更に除去することができて、塩素濃度を１３００〜１４００ｍｇ／ｋｇ（０．１３〜０．１４％）まで低減させることができることが明らかである。
なお、図示してないが、本発明者等が、上記各実験例１Ｂ〜５Ｂの煮沸処理後に洗浄水６ａによる洗浄を行なってなる炭化物粉砕物３ａ中に残存する塩素濃度の測定結果を、炭化物の粉砕物を９０℃の温水により洗浄処理した場合に炭化物粉砕物３ａ中に残存する塩素濃度の測定結果と比較したところ、炭化物粉砕物３ａの煮沸処理を行なうことで、炭化物粉砕物３ａを９０℃の温水を用いて洗浄処理する場合に比して、塩素濃度の低減効率（脱塩素化効率）を、有意差をもって高めることができるという知見が得られている。
以上の点に鑑みて、本発明の炭化物の脱塩方法では、上記炭化物煮沸装置１２にて炭化物スラリー１０を所要時間沸騰させて煮沸処理を実施した後は、該煮沸処理後の炭化物スラリー１０を、上記脱水洗浄装置１３へ送り、該脱水洗浄装置１３にて、炭化物スラリー１０を脱水処理して炭化物粉砕物３ａを脱水ケーキとして一旦脱水する。これにより、上記炭化物煮沸装置１２における炭化物スラリー１０の煮沸処理によって炭化物粉砕物３ａ中に含まれていた塩が効率よく溶解された炭化物スラリー１０中の水６が分離されるため、上記炭化物粉砕物３ａより塩素分が除去される。その後、上記脱水洗浄装置１３にて、上記脱水ケーキとして一旦回収された炭化物粉砕物３ａを清浄な洗浄水６ａを用いて洗浄する。これにより、上記脱水ケーキ状の炭化物粉砕物３ａに付着している水分が上記清浄な洗浄水６ａで置き換えられることで、上記脱水ケーキ状の炭化物粉砕物３ａの付着水に含まれている塩も洗浄排水６ｂに同伴されて除去されるようになる。よって、上記脱水洗浄装置１３より、脱塩処理されて塩素含有量が大幅に低減された炭化物粉砕物３ａが、製品としての炭化物３ｃとして取り出されるようになる。
その後は、必要に応じて、上記脱水洗浄装置１３より取り出された製品としての炭化物３ｃを、乾燥装置９へ供給して所要の含水率まで乾燥させる。
このように、本発明の炭化物の脱塩方法及び装置によれば、廃棄物炭化処理装置１より得た廃棄物の炭化物３を所要量の水６の存在下で湿式粉砕することで形成してなる炭化物スラリー１０を、煮沸処理することで、従来の水あるいは温水による洗浄処理に比して炭化物３の脱塩素化効率を高めることができるため、従来に比して塩素含有量の少ない製品としての炭化物３ｃを製造することができる。よって、上記炭化物３ｃを、塩素含有量の少ない燃料とすることができるため、燃料の塩素含有量に対する要求が厳しい発電用、その他の各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに有利なものとすることができる。
次に、図３及び図４は本発明の実施の他の形態として、図１及び図２の実施の形態の応用例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、炭化物煮沸装置１２の下流側に、脱水洗浄装置１３を設けて、上記炭化物煮沸装置１２にて煮沸処理した後の炭化物スラリー１０を、上記脱水洗浄装置１３へ直接供給する構成に代えて、上記炭化物煮沸装置１２の下流側に、煮沸処理後の炭化物スラリー１０を加圧処理するための加圧脱塩装置１６を設け、該加圧脱塩装置１６における加圧処理に供した後の炭化物スラリー１０を、上記脱水洗浄装置１３へ供給させる構成としたものである。
詳述すると、上記加圧脱塩装置１６は、上記炭化物煮沸装置１２より取り出される炭化物スラリー１０に対し、所要圧力で所要時間、たとえば、１ＭＰａ程度の圧力で５分以上加圧することができる機能を備えた構成としてある。
具体的には、上記加圧脱塩装置１６は、たとえば、図４に示す如く、所要の長さ寸法を有する高圧配管１７の上流側端部となる長手方向の一端部に、上記炭化物煮沸装置１２より取り出される煮沸処理後の炭化物スラリー１０を該高圧配管１７内へ圧送するための加圧ポンプ１８を設けると共に、該高圧配管１７の下流側端部となる長手方向の他端部に所要の加圧弁１９を設けてなる構成とし、上記加圧弁１９における動作圧力をおよそ１ＭＰａに設定することで、上記加圧ポンプ１８により上記高圧配管１７の長手方向一端部より該高圧配管１７内へ圧送する炭化物スラリー１０が、上記高圧配管１７内を長手方向の一端側から長手方向他端部の加圧弁１９まで通過する間に、該炭化物スラリー１０に対して１ＭＰａ程度の圧力を作用させることができるようにしてある。更に、上記高圧配管１７の長さ寸法と、上記加圧ポンプ１８の圧送量を適宜設定することで、該加圧ポンプ１８により高圧配管１７内へ供給された炭化物スラリー１０が、上記所定の圧力がかけられた状態で該高圧配管１７内を通過するのに５分間以上の通過時間を要するようにしてある。これにより、上記加圧脱塩装置１６にて、上記炭化物煮沸装置１２より取り出される煮沸処理後の炭化物スラリー１０に対して、上記所要圧力で所要時間加圧する加圧処理を確実に且つ連続的に行うことができるようにしてある。
なお、図示しないが、本発明者等が、炭化物スラリー１０に対して１ＭＰａの圧力を５分間作用させる加圧処理を行い、該加圧処理後の炭化物スラリー１０を脱水処理して回収した炭化物粉砕物３ａと、該加圧処理後に回収された炭化物粉砕物３ａに対し更に洗浄水６ａによる洗浄を行なった後に回収した炭化物粉砕物３ａについて、残存する塩素濃度を測定する実験を行なった結果、炭化物粉砕物３ａ中に残留する塩素濃度を、上記各実験に用いたと同様の炭化物スラリー１０を、そのまま清浄な洗浄水によって単に洗浄した後に回収される炭化物粉砕物３ａ中に残存している塩素濃度に比して低減することができる効果が確認されている。
又、上記加圧処理による炭化物スラリー１０の脱塩効果は、圧力依存性が見られ、上記加圧脱塩装置１６にて炭化物スラリー１０に対して加える圧力は、１ＭＰａ以上で高ければ高いほど、脱塩効果が高まる傾向にあるが、作用させる圧力が高くなると加圧ポンプ１８の性能や高圧配管１７の耐圧性を高める必要が生じるようになるため、費用対効果の点等を考慮すると１ＭＰａ〜５ＭＰａ、より現実的には１ＭＰａ程度とすればよい。
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
以上の構成としてある本実施の形態の炭化物の脱塩装置を用いて廃棄物の炭化物の脱塩処理を行なう場合は、先ず、上記実施の形態で示したと同様の手順により、廃棄物炭化処理装置１より回収される廃棄物の炭化物３を、湿式粉砕機１１で所要の水６の存在下で粉砕処理して炭化物スラリー１０を形成し、次いで、上記炭化物スラリー１０を、炭化物煮沸装置１２へ供給して、加熱し沸騰させることで、該炭化物スラリー１０に含まれている炭化物粉砕物３ａの煮沸処理を行って、該炭化物粉砕物３ａ中に含まれている塩素分としての塩を、上記沸騰している炭化物スラリー１０の水６の中に溶解させるようにする。
その後、上記炭化物煮沸装置１２より取り出される煮沸処理後の炭化物スラリー１０を、上記加圧脱塩装置１６の加圧ポンプ１８へ供給して、該加圧ポンプ１８により高圧配管１７内への圧送を行わせる。これにより、該高圧配管１７内へ圧送された炭化物スラリー１０が該高圧配管１７を通過する間に、炭化物スラリー１０に対して１ＭＰａ程度の圧力が５分間作用するようになるため、該炭化物スラリー１０中の炭化物粉砕物３ａに含まれていた塩素分としての塩が、その周囲に存在する炭化物スラリー１０の水６の中に効率よく溶解される。
上記のようにして加圧脱塩装置１６にて炭化物スラリー１０に対する上記所要圧力で所要時間の加圧処理を実施した後は、該加圧処理後の炭化物スラリー１０を、脱水洗浄装置１３へ送り、該脱水洗浄装置１３にて、上記実施の形態と同様にして、炭化物スラリー１０の脱水処理と、この脱水処理により脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａの清浄な洗浄水６ａによる洗浄を行う。これにより、上記炭化物煮沸装置１２における炭化物スラリー１０の煮沸処理によって炭化物粉砕物３ａ中に含まれていた塩が効率よく溶解され、且つ上記加圧脱塩装置１６による加圧処理によって炭化物粉砕物３ａ中に含まれていた塩が更に効率よく溶解された炭化物スラリー１０中の水６が脱水される際に、該水６に溶解している塩が炭化物粉砕物３ａより分離されて除去されることで、該炭化物粉砕物３ａの塩素分が除去される。更に、上記脱水処理により脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａが洗浄水６ａで洗浄されることで、上記脱水ケーキ状の炭化物粉砕物３ａの付着水中の塩も洗浄排水６ｂに同伴されて除去されるようになる。よって、上記脱水洗浄装置１３より、脱塩処理されて塩素含有量が更に低減された炭化物粉砕物３ａが、製品としての炭化物３ｃとして取り出されるようになる。
その後は、必要に応じて、上記脱水洗浄装置１３より取り出された製品としての炭化物３ｃを、乾燥装置９へ供給して所要の含水率まで乾燥させる。
このように、本実施の形態によれば、煮沸処理された炭化物スラリー１０に対して加圧処理を行なうことで、炭化物粉砕物３ａの脱塩素化効率を更に高めることができて、塩素含有量がより少ない製品としての炭化物３ｃを製造することが可能となる。よって、上記炭化物３ｃを、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい発電用、その他の各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに更に有利なものとすることができる。
次いで、図５及び図６は本発明の実施の更に他の形態として、廃棄物の炭化物の脱塩に適用する場合の別の例を示すもので、以下のようにしてある。
すなわち、上記本実施の形態の炭化物の脱塩方法の実施に用いる装置は、図５に示す如く、図７に示したと同様に、廃棄物２を低酸素雰囲気下で加熱、炭化処理して、発生する炭化物３を熱分解ガス（図示せず）と分離して回収できるようにしてある廃棄物炭化処理装置１を備え、且つ該廃棄物炭化処理装置１より上記炭化物３を取り出す炭化物取出口の下流側に、上記廃棄物の炭化物３を所要量の水６の存在下で湿式粉砕処理するための粉砕機５と、該粉砕機５により得られる炭化物粉砕物３ａを洗浄水６ａにより洗浄するための洗浄水槽７を備えた構成において、上記洗浄水槽７の下流側に、該洗浄水槽７より取り出される上記洗浄水６ａを含む炭化物粉砕物３ａのスラリー（以下炭化物スラリーと云う）１０ａに対し、所要圧力で所要時間の加圧処理を行なうための加圧脱塩装置１６ａを設け、更に、上記加圧脱塩装置１６ａの下流側に、図１及び図２の実施の形態における脱水洗浄装置１３と同様の脱水洗浄装置１３、すなわち、上記加圧脱塩装置１６ａより加圧処理後に取り出される炭化物スラリー１０ａを脱水処理する脱水装置、及び、該脱水処理により上記炭化物スラリー１０ａ中の水６が分離された脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａを清浄な洗浄水６ｃにより洗浄する洗浄装置を兼ねる脱水洗浄装置１３を設けてなる構成とする。
詳述すると、上記廃棄物炭化処理装置１は、図１及び図２の実施の形態における廃棄物炭化処理装置１と同様に、加熱方式は間接加熱又は直接加熱のいずれの方式でもよく、又、炉の構造は、キルン式、竪軸撹拌式、スクリュー式、揺動式、流動床式、ストーカ式等、任意の形式の廃棄物炭化処理装置１を採用してよい。
上記粉砕機５は、上記廃棄物炭化処理装置１より回収される炭化物３に対し、所要量の水６を添加した状態で上記炭化物３を所要の粒径まで粉砕処理できるようにしてある。これにより、上記廃棄物炭化処理装置１より取り出された状態ではポーラス状となっていて水６に浮き易く、且つ表面が疎水性となっている炭化物３を、粉砕すると同時に水６と混合することで、上記炭化物３の粉砕により形成される炭化物粉砕物３ａを水６になじませるようにして、後の工程の洗浄水槽７にて洗浄水６ａ中に上記炭化物粉砕物３ａを均一に分散させて、炭化物スラリー１０ａを形成させることができるようにしてある。
なお、上記のように所要量の水６の存在下で廃棄物の炭化物３を湿式粉砕することで、水中に均一に分散させることが可能な炭化物粉砕物３ａを製造できるようにしてあれば、粉砕機５の形式としては、ロッドミルやボールミル、その他任意の形式の粉砕機５を採用してよい。
上記加圧脱塩装置１６ａは、図６に示す如く、図４に示した加圧脱塩装置１６と同様の高圧配管１７と加圧ポンプ１８と加圧弁１９を備えてなる構成としてある。これにより、上記洗浄水槽７より取り出される炭化物スラリー１０ａを、上記加圧ポンプ１８により上記高圧配管１７の長手方向一端部より該高圧配管１７内へ圧送することで、該炭化物スラリー１０ａが上記高圧配管１７内を長手方向の一端側から長手方向他端部の加圧弁１９まで通過する間に、上記炭化物スラリー１０ａに対し、所要圧力で所要時間、たとえば、１ＭＰａ程度の圧力で５分以上加圧することができるようにしてある。
更に、上記脱水洗浄装置１３より回収される上記製品としての炭化物３ｃを乾燥させて回収する必要がある場合は、図５に示すように、上記脱水洗浄装置１３の下流側に、上記製品としての炭化物３ｃの乾燥処理を行なうための乾燥装置９を設ける構成としてもよい。
なお、図示してないが、廃棄物炭化処理装置１より取り出される廃棄物の炭化物３より金属片を回収する必要がある場合は、上記廃棄物炭化処理装置１と粉砕機５との間に、図７に示した金属分離装置４と同様の金属分離装置を設けるようにすればよい。
その他、図１乃至図４に示したものと同一のものには同一の符号が付してある。
以上の構成としてある本実施の形態の炭化物の脱塩装置を用いて廃棄物の炭化物の脱塩処理を行なう場合は、先ず、上記廃棄物炭化処理装置１より回収される廃棄物の炭化物３を、上記粉砕機５に供給すると共に、該粉砕機５に所要量の水６を供給して、炭化物３の湿式粉砕処理を行なう。この際、上記炭化物３の粉砕物３ａの粒径がおよそ２０μｍ以下、より好ましくは、粒径がおよそ１０μｍ以下となるように粉砕する。
なお、上記粉砕機５における湿式粉砕処理にて、粉砕処理により形成される炭化物粉砕物３ａの粒径がおよそ２０μｍ以下となるようにしたのは、炭化物粉砕物３ａの粒径が２０μｍを超えるサイズの場合は、該炭化物粉砕物３ａの単位重量当りの比表面積をあまり拡大できないため、上記廃棄物の炭化物３に含まれていた塩の水との接触機会をあまり高めることができなくなる虞が生じると共に、炭化物粉砕物３ａの内部に残存しているポーラス構造によって保持される空気量が多くなることで、炭化物粉砕物３ａに浮力が生じ易くなってしまい、該炭化物粉砕物３ａが水中に均一に分散され難しくなる虞が生じるためである。
上記のようにして粉砕機５にて粉砕した炭化物粉砕物３ａは、洗浄水槽７へ送って洗浄水６ａによる洗浄を行うようにする。
その後、上記洗浄水槽７より洗浄された炭化物粉砕物３ａを含んだ状態で取り出される炭化物スラリー１０ａを、上記加圧脱塩装置１６ａの加圧ポンプ１８へ供給して、該加圧ポンプ１８により高圧配管１７内への圧送を行わせる。これにより、該高圧配管１７内へ圧送された炭化物スラリー１０ａが該高圧配管１７を通過する間に、炭化物スラリー１０ａに対して１ＭＰａ程度の圧力が５分間作用するようになるため、該炭化物スラリー１０ａ中に存在する炭化物粉砕物３ａに含まれている塩素分としての塩が、その周囲に存在する炭化物スラリー１０ａの水分（洗浄水６ａ）の中に効率よく溶解される。
上記のようにして加圧脱塩装置１６ａにて炭化物スラリー１０ａに対する上記所要圧力で所要時間の加圧処理を実施した後は、該加圧処理後の炭化物スラリー１０ａを、脱水洗浄装置１３へ送り、該脱水洗浄装置１３にて、炭化物スラリー１０ａの脱水処理と、この脱水処理により脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａの清浄な洗浄水６ｃによる洗浄を行う。これにより、上記加圧脱塩装置１６ａによる加圧処理によって炭化物粉砕物３ａ中に含まれていた塩が効率よく溶解された炭化物スラリー１０ａ中の水分（洗浄水６ａ）が脱水される際に、該水分に溶解している塩が炭化物粉砕物３ａより分離されて除去される。更に、上記脱水処理により脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａが洗浄水６ｃで洗浄されることで、上記脱水ケーキ状の炭化物粉砕物３ａの付着水中の塩も洗浄排水６ｂに同伴されて除去されるようになる。よって、上記脱水洗浄装置１３より、脱塩処理されて塩素含有量が大幅に低減された炭化物粉砕物３ａが、製品としての炭化物３ｃとして取り出されるようになる。
その後は、必要に応じて、上記脱水洗浄装置１３より取り出された製品としての炭化物３ｃを、乾燥装置９へ供給して所要の含水率まで乾燥させる。
このように、本実施の形態の炭化物の脱塩方法及び装置によれば、炭化物粉砕物３ａを所要量の水に分散させてなる炭化物スラリー１０ａに対して加圧処理を行なうことで、廃棄物の炭化物３に対する脱塩素化効率を高めることができて、塩素含有量がより少ない製品としての炭化物３ｃを製造することが可能となる。よって、上記炭化物３ｃを、燃料中の塩素含有量に対する要求が厳しい発電用、その他の各種燃焼炉にてクリーンな燃料として利用するのに有利なものとすることができる。
上記各実施の形態においては、脱水洗浄装置１３を、炭化物スラリー１０，１０ａの脱水処理を行うための脱水装置、及び、該炭化物スラリー１０，１０ａの脱水処理により脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａの洗浄を行うための洗浄装置を兼ねる機能を具備してなるものとして示したが、上記炭化物スラリー１０，１０ａの脱水処理を行なうための脱水装置と、該脱水装置にて脱水ケーキとして回収される炭化物粉砕物３ａの洗浄を行うための洗浄装置とを個別に設けるようにしてもよい。更に、この場合、最終的に製品となる炭化物３ｃとして回収される炭化物粉砕物３ａの脱塩素化効率を高めるという観点からすると、上記脱水装置の下流側に洗浄装置を設けることが好ましいが、図１及び図２の実施の形態では、炭化物煮沸装置１２における煮沸処理後の炭化物スラリー１０を脱水処理した段階で、又、図３及び図４の実施の形態と、図５及び図６の実施の形態では、加圧脱塩装置１６，１６ａによる加圧処理後の炭化物スラリー１０，１０ａを脱水処理した段階で、それぞれ最終的な製品としての炭化物ｃを燃料等として使用する使用先の使用条件や使用環境に応じて求められる脱塩素化効率が十分に達成される場合は、上記脱水装置の下流側の洗浄装置を省略した構成としてもよい。
又、上記各実施の形態においては、いずれも、廃棄物炭化処理装置１にて廃棄物２を炭化処理して生成する炭化物３を脱塩処理対象とする場合について示したが、廃棄物２以外の有機物を炭化処理してなる炭化物を脱塩処理対象とするようにしてもよい。この場合、図１及び図２の実施の形態、図３及び図４の実施の形態では湿式粉砕機１１の上流側に、又、図５及び図６の実施の形態では粉砕機５の上流側に、廃棄物炭化処理装置１に代えて、上記廃棄物２以外の有機物を炭化処理するための炭化処理装置をそれぞれ設けた構成とすればよい。
更に、上記廃棄物炭化処理装置１を省略した装置構成として、図１及び図２の実施の形態、図３及び図４の実施の形態では、湿式粉砕機１１へ、又、図５及び図６の実施の形態では、粉砕機５へ、それぞれ外部より搬入する炭化物を直接供給させる構成として、外部より搬入される既存の炭化物を脱塩処理対象として、図１及び図２の実施の形態、又は、図３及び図４の実施の形態における湿式粉砕機１１による湿式粉砕処理以降の処理工程、あるいは、図５及び図６の実施の形態における粉砕機５による粉砕処理以降の処理工程を行なうことで、上記既存の炭化物の脱塩処理を行なわせるようにしてもよい。
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図１及び図２の実施の形態、図３及び図４の実施の形態における炭化物煮沸装置１２は、炭化物スラリー１０を沸騰させた状態で所要時間保持できるようにしてあれば、煮沸容器１４の形状を図示した以外の任意の形状に変更してもよく、又、該煮沸容器１４の形状や、熱源に応じて、該煮沸容器１４に取り付ける加熱装置１５の形状や取付位置は適宜変更してもよい。
図３及び図４の実施の形態における加圧脱塩装置１６は、炭化物煮沸装置１２による煮沸処理された後の炭化物スラリー１０を、又、図５及び図６の実施の形態における加圧脱塩装置１６ａは、洗浄水槽７より取り出される炭化物スラリー１０ａを、それぞれ所要圧力で所要時間加圧できるようにしてあれば、炭化物スラリー１０、１０ａを所要の加圧容器に装入して加圧するようなバッチ操作によって加圧処理する形式等、任意の形式の加圧脱塩装置１６，１６ａを採用してもよい。
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ 廃棄物炭化処理装置（炭化処理装置）
２ 廃棄物（有機物）
３ 炭化物
３ａ 炭化物粉砕物
３ｃ 炭化物
６ 水
６ａ 洗浄水
６ｃ 洗浄水
１０，１０ａ 炭化物スラリー
１１ 湿式粉砕機
１２ 炭化物煮沸装置
１３ 脱水洗浄装置（脱水装置、洗浄装置）
１６，１６ａ 加圧脱塩装置
２ 廃棄物（有機物）
３ 炭化物
３ａ 炭化物粉砕物
３ｃ 炭化物
６ 水
６ａ 洗浄水
６ｃ 洗浄水
１０，１０ａ 炭化物スラリー
１１ 湿式粉砕機
１２ 炭化物煮沸装置
１３ 脱水洗浄装置（脱水装置、洗浄装置）
１６，１６ａ 加圧脱塩装置
Claims (14)
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、しかる後、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにすることを特徴とする炭化物の脱塩方法。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにすることを特徴とする炭化物の脱塩方法。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、しかる後、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収するようにすることを特徴とする炭化物の脱塩方法。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成し、次に、上記炭化物スラリーを煮沸処理し、次いで、上記煮沸処理後の炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理し、上記加圧処理後の炭化物スラリーを脱水処理し、しかる後、上記脱水処理後に得られる炭化物粉砕物を、洗浄水で洗浄してから回収するようにすることを特徴とする炭化物の脱塩方法。
- 煮沸処理に供する炭化物スラリー中の炭化物粉砕物の含有量が、重量比で１０〜５０％となるようにする請求項１、２、３又は４記載の炭化物の脱塩方法。
- 水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、有機物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする請求項１、２、３、４又は５記載の炭化物の脱塩方法。
- 水の存在下で湿式粉砕処理した炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなり且つ煮沸処理に供する炭化物スラリーを形成するための炭化物として、廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を用いるようにする請求項１、２、３、４又は５記載の炭化物の脱塩方法。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収する脱水装置を備えてなる構成を有することを特徴とする炭化物の脱塩装置。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを脱水処理する脱水装置と、該脱水装置による脱水処理で得られる炭化物粉砕物を洗浄水により洗浄する洗浄装置を備えてなる構成を有することを特徴とする炭化物の脱塩装置。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理するための加圧脱塩装置と、該加圧脱塩装置にて加圧処理された炭化物スラリーを脱水処理して炭化物粉砕物を回収する脱水装置を備えてなる構成を有することを特徴とする炭化物の脱塩装置。
- 炭化物を水の存在下で湿式粉砕処理して炭化物粉砕物を所要量の水に分散させてなる炭化物スラリーを形成するための湿式粉砕機と、該湿式粉砕機より得られる炭化物スラリーを煮沸処理する炭化物煮沸装置と、該炭化物煮沸装置にて煮沸処理された炭化物スラリーを所要圧力で所要時間加圧処理するための加圧脱塩装置と、該加圧脱塩装置にて加圧処理された炭化物スラリーを脱水処理する脱水装置と、該脱水装置による脱水処理で得られる炭化物粉砕物を洗浄水により洗浄する洗浄装置を備えてなる構成を有することを特徴とする炭化物の脱塩装置。
- 湿式粉砕機を、炭化物粉砕物の含有量が重量比で１０〜５０％となる炭化物スラリーを形成して炭化物煮沸装置へ供給できる機能を有するものとした請求項８、９、１０又は１１記載の炭化物の脱塩装置。
- 湿式粉砕機の上流側に、炭化処理装置を設けて、該炭化処理装置にて有機物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした請求項８、９、１０、１１又は１２記載の炭化物の脱塩装置。
- 湿式粉砕機の上流側に、廃棄物炭化処理装置を設けて、該廃棄物炭化処理装置にて廃棄物を炭化処理して得られる炭化物を上記湿式粉砕機へ供給できるようにした請求項８、９、１０、１１又は１２記載の炭化物の脱塩装置。
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