JP3241792B2

JP3241792B2 - 産業廃棄物処理設備

Info

Publication number: JP3241792B2
Application number: JP06045692A
Authority: JP
Inventors: 一照篠原
Original assignee: 株式会社マルコシエンジニアリング
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH05261398A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無機質あるいは有機質
の汚泥や高分子系廃棄物等の産業廃棄物を、有用な資源
として再利用するための処理設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】鉱滓、砕
石場汚泥、土木廃泥等の無機質汚泥や、下水汚泥、動物
糞尿、工場排水等の有機質汚泥等は、そのまま河川に放
流すると水質汚染の原因になる。そこで従来は、上記汚
泥類を脱水処理して脱水ケーキ化した後、これを処分地
等に投棄している。

【０００３】しかし、脱水ケーキは、降雨などで再び含
水すれば元のヘドロに戻ってしまい、河川に流出して水
質汚染の原因となるおそれがある他、処分地の容量にも
限界があるため、自然破壊、不法投棄等が社会的な問題
となりつつある。また、上記脱水処理等には多量の鉱物
エネルギー（石油、石炭）を消費するため、地球資源の
問題や大気汚染の観点でも、汚泥の処理は種々の問題を
孕んでいる。

【０００４】一方、廃タイヤ、廃プラスチック等の高分
子系の石油合成品の廃棄物は、自然に腐敗、分解するこ
となく、半永久的に形を保ち続けるため、埋め立て等の
処理だけでは、増え続けるこれら高分子系廃棄物を処理
しきれなくなりつつあるのが現状である。また近時、使
い捨ての注射器等の医療廃棄物の増加に伴って、二次感
染の問題が重大な社会問題となりつつある。これら医療
廃棄物には注射針等の金属やガラスも含まれるが、その
大半は、やはりプラスチックやゴム等の高分子系の石油
合成品である。

【０００５】本発明者らは、汚泥や高分子系廃棄物等の
産業廃棄物を単に投棄するのでなく、有用な資源として
再利用することで上記の問題を解消すべく、高分子系廃棄物を乾溜して可燃性の乾溜ガスを発生
させ、それをエネルギーとして有効利用すること、乾溜ガスは、石油、石炭のように大気汚染等を生じ
ないこと、上記乾溜ガスをエネルギー源として含水汚泥を乾
燥、焼成して、従来はムダに投棄していた汚泥から有用
な製品を製造すること、を主眼として鋭意研究開発を行い、乾溜装置や処理設備
についての幾つかの提案を行った（例えば特願平２−３
０９４０３号、特願平２−４０５８３７号、特願平３−
２６６５３１号等）。

【０００６】しかし、高分子系廃棄物を乾溜すると、タ
イヤのスチールワイヤ等の不燃物とともに、乾溜ガス抽
出後に相当量の残留炭素質が残り、その処理が問題とな
った。従来は、ガス送気停止後に、燃焼用一次送風機を
全開にして澳火燃焼させることで、残留炭素質を完全に
灰化していたが、灰化に時間を要するのと、臭気が発生
するという問題があった。

【０００７】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、無機質または有機質汚泥や高分子系廃棄物
のみならず、高分子系廃棄物の乾溜により発生する残留
炭素質をも有用な資源として再利用することで、上記の
問題を解消できる、新規な産業廃棄物処理設備を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、高分子
系廃棄物を乾溜して乾溜ガスを発生させる乾溜炉と、乾
溜後、乾溜炉に残留する残渣のうち残留炭素質を含水汚
泥と混合した状態で、上記乾溜炉で発生した乾溜ガスを
燃料として乾燥し、所定の粒径に造粒する乾燥造粒手段
と、造粒された乾燥品を、同じく乾溜ガスを燃料として
焼成して、水に溶けないポーラスな製品を得る焼成手段
とを備えた産業廃棄物処理設備が提供される。

【０００９】また、本発明の他の態様によれば、上記乾
溜炉と、乾溜後、乾溜炉に残留する残渣のうち残留炭素
質を含水汚泥と混合した状態で、上記乾溜炉で発生した
乾溜ガスを燃料として乾燥とともに焼成して、水に溶け
ないポーラスな製品を得る乾燥焼成手段とを備えた産業
廃棄物処理設備が提供される。

【００１０】そして、本発明のさらに他の態様によれ
ば、上記乾溜炉と、発生した乾溜ガスを燃料として、有
機質の含水汚泥を乾燥とともに焼却する乾燥焼却手段
と、得られた焼却灰を、乾溜後、乾溜炉に残留する残渣
のうち残留炭素質と混合して所定の粒径に成形する成形
手段と、同じく乾溜ガスを燃料として、成形された焼却
灰を焼成して、水に溶けないポーラスな製品を得る焼成
手段とを備えた産業廃棄物処理設備が提供される。

【００１１】

【作用】上記構成からなる、本発明の産業廃棄物処理設
備によれば、従来はただ単に投棄していた汚泥から、同
じく従来は投棄していた高分子系廃棄物を乾溜して得た
乾溜ガスを燃料として、地盤改良材、路盤材、軽量骨
材、ブロックレンガ、セメント添加剤、窯業原料、セメ
ント成形品充填剤、ろ過材等の有用な製品を製造でき
る。

【００１２】また、乾溜ガスは、高い熱量を保有し十分
な自燃性を有する上、燃焼させた際に大気汚染の原因と
なる有害物質を発生するおそれがない無公害のクリーン
なエネルギーであるので、鉱物エネルギーのように大気
汚染を引き起こすことがない上、資源問題も解消でき
る。しかも、本発明によれば、乾溜後、乾溜炉に残留す
る残渣のうち残留炭素質を、上記汚泥やその焼却灰と混
合して再利用するので、残留炭素質の処理に伴う種々の
問題を解消することができる。

【００１３】また、上記残留炭素質を工業分析したとこ
ろ、下記表１に示すように５９．８％の未燃炭素を含
み、かつ燃焼時の発熱量が、微粉炭の発熱量（６０００
Kcal／kg）に近い５５９０Kcal／kgを示すため、微粉炭
の代用として使用できることが判った。

【００１４】

【表１】

【００１５】すなわち、上記残留炭素質は、汚泥やその
焼却灰と混合して焼成すると、微粉炭と同様に、着火、
白熱して焼結し、ポーラスな製品が得られる。そして、
得られた製品は、軽量で、軽量骨材として優れるだけで
なく、例えばＪＩＳＡ−１１１０に規定された吸水率
テストで、１８日経過後の吸水率が平均２０％程度とい
う高い吸水性を示すものとなり、人工土壌材としても優
れた特性を示すものとなる。

【００１６】このため、従来は微粉炭を配合して製造し
ていた、上記軽量骨材等のポーラスな製品を、汚泥と、
高分子系廃棄物からの乾溜ガスと、その乾溜残渣のうち
の残留炭素質という、廃棄物だけで製造することが可能
となる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明の産業廃棄物処理設備を、そ
の一実施例を示すブロック図を参照しつつ説明する。図
１は、本発明の産業廃棄物処理設備の一実施例である、
主として無機質の汚泥を処理するための設備を示すブロ
ック図である。この実施例の産業廃棄物処理設備は、同
図中に実線の矢印で示すように、原料としての汚泥Ｍ
を、乾溜炉から出た乾留残渣に含まれる残留炭素質と混
合し、乾燥とともに所定の粒径に造粒した後、造粒され
た乾燥品を焼成し、冷却、分級して、製品Ｂを得る経路
と、同図中に二重線および破線の矢印で示すように、廃
タイヤ等の高分子系廃棄物Ｔから乾溜ガスを発生させ、
それを、上記汚泥の乾燥工程および焼成工程にエネルギ
ーとして供給する経路と、同図中に一点鎖線の矢印で示
すように、高分子系廃棄物Ｔの乾溜残渣から、タイヤの
スチールワイヤ等の不燃物を除去（除鉄）して得た残留
炭素質を、粉砕した後、汚泥に混合する経路とで構成さ
れている。

【００１８】上記のうち、汚泥Ｍから製品Ｂを得る経路
は、汚泥に残留炭素質を加えて均一に攪拌、混合する混
練機１と、残留炭素質が混合された汚泥混合物を乾燥
し、所定の粒径に造粒する乾燥造粒手段としての解砕機
付のロータリードライヤ２と、造粒された乾燥品を焼成
する焼成手段としての連続式コンベヤベース炉５と、焼
成により得られた製品Ｂを冷却するクーラー６と、冷却
された製品Ｂを粒径により分級するふるい機７とで構成
されている。

【００１９】高分子系廃棄物Ｔから乾溜ガスを発生させ
る装置としては、上記ロータリードライヤ２用および連
続式コンベヤベース炉５用の、２台の乾溜炉３，３が使
用される。また、高分子系廃棄物Ｔの乾溜残渣から残留
炭素質を取り出して、前記混練機１に供給する経路は、
乾溜炉３，３で発生した乾溜残渣を除鉄処理する磁選機
４と、除鉄された残留炭素質を粉砕する粉砕機８とで構
成されている。

【００２０】上記各装置を備えた、図１の産業廃棄物処
理設備においては、まず、乾溜炉３で生じた乾溜残渣か
ら磁選機４で除鉄し、粉砕機８で粉砕して得た残留炭素
質を、原料としての汚泥Ｍとともに混練機１で混合した
後、ロータリードライヤ２内に投入する。そして、この
ロータリードライヤ２を、乾溜炉３内で高分子系廃棄物
Ｔを乾溜して発生させた乾溜ガスを燃料として運転する
と、投入された汚泥混合物が、所定の粒径に造粒されつ
つ乾燥される。

【００２１】つぎに、得られた乾燥品を、連続式コンベ
ヤベース炉５内に投入する。そして、上記と同じく、乾
溜炉３内で高分子系廃棄物Ｔを乾溜して発生させた乾溜
ガスを燃料として、当該連続式コンベヤベース炉５を運
転すると、投入された汚泥の乾燥物が焼成されて、水に
溶けない粒状の製品Ｂが得られる。ロータリードライヤ
２は、図２に示すように、汚泥混合物を収容して乾燥す
るためのドライヤ本体２０と、汚泥混合物をドライヤ本
体２０に供給するためのホッパ２１と、ドライヤ本体２
０に熱風を供給するためのバーナ２２とを備えている。

【００２２】ドライヤ本体２０は、図３，４に示すよう
に中空円筒状に形成されており、その外周の２か所に形
成された鍔部２０ａ，２０ａに、台盤２４に回転自在に
軸受された複数のころ２４ａ，２４ａ…を下方から当接
させることで、当該台盤２４上に回転自在に支持されて
いる。また、上記ドライヤ本体２０は、鍔部２０ａ，２
０ａの間に設けられた溝部２０ｂに巻き掛けられたチェ
ーンｄ２を介して、台盤２４上に配置した減速機ｄ１と
接続されており、この減速機ｄ１によって回転駆動され
る。

【００２３】ドライヤ本体２０の一端部は、台盤２４に
固定された枠体２６を介して、バーナ２２と接続されて
おり、他端部は、後述する排ガス処理装置に繋がれた排
ガス用ダクト２７と接続されている。なお、上記ドライ
ヤ本体２０の両端部と、枠体２６およびダクト２７と
は、ドライヤ本体２０の回転を妨げることなく、しか
も、ドライヤ本体２０内の気密を維持できるようにシー
ルされている。

【００２４】ドライヤ本体２０の内壁面には、図４に示
すように多数のチェーン２０ｃ，２０ｃ…が取付けられ
ている。ドライヤ本体２０は、通常、汚泥混合物等のこ
びりつき難いステンレス鋼等で製造されるが、それでも
こびりついた汚泥混合物等を剥離するために、上記チェ
ーン２０ｃ，２０ｃ…が用いられる。上記ドライヤ本体
２０内には、当該ドライヤ本体２０と別個に回転して汚
泥混合物を解砕するための解砕機構２５が設けられてい
る。

【００２５】解砕機構２５は、図５に示すように、多数
のはね部材（アンテナ）２５ａ，２５ａ…を備えた筒状
体２５ｂからなり、この筒状体２５ｂの両端部に取付け
られた軸受け２５ｄ，２５ｄを介して、前記枠体２６お
よびダクト２７に回転自在に軸受されている。上記解砕
機構２５の筒状体２５ｂ内の空洞２５ｃには、図５中に
白矢印で、また、図２中に三点鎖線の矢印で示すように
冷却水が流通されて、ロータリードライヤ２の運転時に
冷却されるようになっている。

【００２６】上記解砕機構２５は、図２、図３に示すよ
うに、筒状体２５ｂの一端部に設けたプーリ２５ｅに巻
き掛けられたベルトｄ４を介して、モータｄ３と接続さ
れており、このモータｄ３によって、ドライヤ本体２０
と別個に回転駆動される。なお、解砕機構２５の回転中
心（図３において下側の一点鎖線で示す）は、ドライヤ
本体２０の回転中心（図３において上側の一点鎖線で示
す）から偏心して設けられている。

【００２７】ホッパ２１は、図２中Ｉの位置から供給さ
れた汚泥混合物をドライヤ本体２０内に搬送するための
スクリュー２１ａと、このスクリュー２１ａを回転する
ためのモータ２１ｂとを備えている。バーナ２２は、図
２中IIの位置からダンパＢ２を介して供給される、乾溜
炉３からの可燃性ガスを、ダンパＢ３および送風機Ｆ１
を介して供給される空気と混合して完全燃焼させる予燃
焼室２２ａと、上記燃焼によって発生した約９００℃の
熱風を、ダンパＢ４および送風機Ｆ２を介して供給され
る空気の流れに乗せて、ドライヤ本体２０内に吹き込む
ための送風室２２ｂとを備えている。

【００２８】なお、図において符号２８は、バーナ２２
内に供給された可燃性ガスに着火するための補助バーナ
を示している。この補助バーナ２８には、オイルタンク
２９から、ポンプＰ５によって、燃料としての油が供給
される。上記ロータリードライヤ２においては、まず、
ドライヤ本体２０と解砕気孔２５とを、それぞれの動力
源により別個に回転させる。

【００２９】つぎに、後述する乾溜炉３を作動させて可
燃性ガスを発生させ、この可燃性ガスを、予燃焼室２２
ａ内で、ダンパＢ３および送風機Ｆ１を介して供給され
る空気と混合し、補助バーナ２８によって着火する。そ
して、燃焼によって発生した約９００℃の熱風を、ダン
パＢ４および送風機Ｆ２を介して供給される空気の流れ
に乗せて、ドライヤ本体２０内に吹き込む。

【００３０】つぎに、汚泥と残留炭素質との混合物を、
ホッパ２１のスクリュー２１ａで混合しながらドライヤ
本体２０内に供給する。そうすると、ドライヤ本体２０
内に供給された混合物は、解砕機構２５によって解砕さ
れることで急速に乾燥されつつ、所定の粒径に造粒さ
れ、ドライヤ本体２０の転動効果と相俟って、均一な粒
径を有する、球状の乾燥品となる。

【００３１】製造された乾燥品は、図２中III の位置か
ら次工程へ送られ、排ガスは、図２中IVの位置から排ガ
ス処理装置へ送られる。上記ロータリードライヤ２を用
いると、汚泥混合物を解砕機構２５によって解砕しつつ
乾燥するので、短時間で乾燥処理することができる。ま
た、上述したように、解砕機構２５による解砕と、ドラ
イヤ本体２０の転動効果とによって、均一な粒径を有す
る球状の乾燥品を得ることができる。しかも、乾燥品の
粒径は、ドライヤ本体２０の回転速度等を調整すること
により任意に制御できるので、この乾燥品を焼成して得
られる製品Ｂの粒径を、人為的に決定することかでき
る。

【００３２】さらに、上記ロータリードライヤ２は、ド
ライヤ本体２０の外部に、可燃性ガスを予燃焼させるた
めのバーナ２２を設け、このバーナ２２で発生した熱を
ドライヤ本体２０内に吹き込んでいるので、被乾燥物で
ある汚泥と残留炭素質との混合物が火炎に接触しない。
したがって、被乾燥物に火炎を接触させて乾燥する直火
式のドライヤのように火炎が瞬間的に冷却されることが
ないので、不完全燃焼による煤煙を発生するおそれがな
い。このため、上記ロータリードライヤ２は、後述する
クリーンな可燃性ガスを使用することとあいまって、無
公害でクリーンな乾燥処理を行える。

【００３３】さらに、上記ロータリードライヤ２は、高
分子系廃棄物の乾溜により発生させた可燃性ガスをバー
ナ２２の燃料として使用しているので、従来、焼却ある
いは投棄していた高分子系廃棄物を有用に再利用できる
とともに、多量の鉱物エネルギーを消費することがない
ので、資源問題も解消できる。ロータリードライヤ２で
乾燥造粒された乾燥品は、図６に示すように、一旦ホッ
パＨ３に貯蔵された後、コンベヤＣ１〜Ｃ３によって連
続式コンベヤベース炉５に搬送され、この連続式コンベ
ヤベース炉５で焼成される。

【００３４】連続式コンベヤベース炉５は、横長箱状で
一端に燃焼室５０ａを備えた炉本体５０と、乾燥品を載
置して炉本体５０内を通るベルトコンベヤ５１と、燃焼
室５０ａに取り付けられたバーナ５２とを備えている。
バーナ５２は、ロータリードライヤ２のバーナ２２と違
い、水分に接触するおそれがないので、乾溜炉３から供
給される可燃性ガスを空気と混合して完全燃焼させ、そ
のフレームによって、ベルトコンベヤ５１上の乾燥品を
直接に焼成するようになっている。

【００３５】上記連続式コンベヤベース炉５において
は、まず、ベルトコンベヤ５１を回転駆動させるととも
に、図中IIの位置から供給される、乾溜炉３からの可燃
性ガスを、送風機Ｆ５を介して供給される空気と混合し
て、バーナ５２で燃焼させる。つぎに、コンベヤＣ１〜
Ｃ３を作動させて、ベルトコンベヤ５１上に乾燥品を供
給する。そうすると、乾燥品は、ベルトコンベヤ５１の
回転にともなって、炉本体５０内を、その入口から出口
へむけて徐徐に搬送されながら、バーナ５２のフレーム
によって焼成された後、装置外へ搬出される。また、排
ガスは、図中IVの位置から排ガス処理装置へ送られる。

【００３６】上記連続式コンベヤベース炉５を用いる
と、乾燥品をベルトコンベヤ５１上に静置した状態で焼
成するので、乾燥品を転動させて焼成する場合に比べ
て、表面摩耗による粒径の減少や粒子の破壊がない。し
たがって、焼成により、目的とする粒径の製品Ｂを得る
ことができる。また、この連続式コンベヤベース炉５
も、乾溜炉３から発生するクリーンな可燃性ガスをバー
ナ５２の燃料として使用しているので、無公害でクリー
ンな焼成処理を行うことができるとともに、従来、焼却
あるいは投棄していた高分子系廃棄物を有用に再利用で
き、かつ資源問題を解消できる。

【００３７】さらに、上記連続式コンベヤベース炉５
は、バッチ式の炉に比べて処理速度が高いという利点も
ある。連続式コンベヤベース炉５を出た製品Ｂは、クー
ラー６で冷却された後、ふるい機７で粒径により３種類
に分級されて、貯蔵所１０に別々に貯蔵される。クーラ
ー６は、横長箱状の本体６０と、製品Ｂを載置して本体
６０内を通るベルトコンベヤ６１とを備えている。本体
６０には、連続式コンベヤベース炉５のバーナ５２に空
気を供給する送風機Ｆ５が接続されている。また、ベル
トコンベヤ６１のベルトは、金網等の通気性の材料で形
成されている。

【００３８】そして、上記送風機Ｆ５によって本体６０
内に空気の流れを発生させ、熱気を除去するとともに新
しい空気を供給して、当該製品Ｂを冷却するようになっ
ている。また、製品Ｂから除去した熱気は、バーナ５２
に供給する空気を温めて、可燃性ガスの燃焼を助けるた
めに利用される。ふるい機７は、メッシュサイズの異な
る２種類のふるい網７１，７２で内部を上下３つに仕切
った本体７０を、複数のバネ部材７３を介して台盤７４
上に配置したものである。本体７０は台盤７４に対して
斜めに配置されており、その最上部の上面に、製品Ｂを
投入するためのホッパ７０ａが設けられているととも
に、ふるい網７１，７２で仕切られた３つの部分の最下
部に、ふるいわけられた製品Ｂを流出させるための出口
７０ｂ〜７０ｄが設けられている。

【００３９】上記ふるい機７は、図示しない振動機によ
って本体７０を振動させつつ、製品Ｂをホッパ７０ａか
ら本体７０内に供給すると、ふるい網７１を通らなかっ
た製品Ｂは出口７０ｂから流出し、ふるい網７１を通っ
たが、ふるい網７２を通らなかった製品Ｂは出口７０ｃ
から流出し、ふるい網７１，７２を通った製品Ｂは出口
７０ｂから流出する。

【００４０】乾溜炉３は、廃タイヤ、廃プラスチック等
の高分子系の産業廃棄物Ｔを乾溜して可燃性ガスを得る
もので、図７に示すように、バッチ式で縦型の缶体３０
と、当該缶体３０に空気を供給するための送風機Ｆ３
と、この送風機Ｆ３によって缶体３０に供給される空気
の量を調整するためのダンパ３１と、上記缶体３０に冷
却水を供給するための給水タンク３２とを備えている。

【００４１】缶体３０は水冷ジャケット式二重構造の缶
胴を備えており、その上部には、投入ステージ３４か
ら、廃タイヤ等の高分子系廃棄物を缶体３０内に投入、
充填するための投入口３０ａが形成され、下部には、缶
体３０内に充填された高分子系廃棄物に着火すると共
に、乾溜終了後の乾留残渣を取り出すための着火口兼灰
出口３０ｂが形成されている。また、缶体３０には、発
生した可燃性ガスを、当該缶体３０の上部から炉外へ回
収し、図中IIの位置から、前記ロータリードライヤ２の
バーナ２２、または連続式コンベヤベース炉５のバーナ
５２に供給するための回収管３３が接続されている。

【００４２】上記乾溜炉３により、可燃性ガスを発生さ
せるには、まず、缶体３０に、給水タンク３２から冷却
のための水を供給する。次に、投入ステージ３４上に運
んだ廃タイヤ等の高分子系の産業廃棄物を、投入口３０
ａから、缶体３０内に投入、充填する。次に、投入口３
０ａを蓋体３０によって密閉し、送風機Ｆ３による送風
を開始する。そして、ダンパ３１を調整して、送風機Ｆ
３によって缶体３０内に供給される空気量を、当該缶体
３０内に充填された高分子系廃棄物の燃焼に必要な空気
量の２０％未満に制限する。空気量が上記範囲に制限さ
れるのは、これ以上の空気を供給すると、高分子系廃棄
物が燃焼状態に移行して、乾溜状態を維持できないから
である。

【００４３】なお、上記空気量は、発生する乾溜ガス量
とほぼ比例関係にあるので、上述した、高分子系廃棄物
の燃焼に必要な空気量の２０％未満の範囲内で、供給す
る空気量を適宜調整して、発生する乾溜ガス量を制御す
ると、バーナ２２，５２のフレーム形状、フレーム温
度、フレーム噴流流速等を自在に制御することが可能と
なる。缶体３０内に供給される空気量の調整は、ロータ
リードライヤ２内、連続式コンベヤベース炉５内の温度
を見ながら手動で行ってもよいが、温度センサによって
両装置内の温度を測定し、そのデータに基づいて自動制
御するのが、応答性が良く、通常の石油バーナ等と同程
度に速く負荷変動に対応できるため、好ましい。

【００４４】次に、着火口兼灰出口３０ｂから、缶体３
０内に充填された高分子系廃棄物の下部に着火し、着火
を確認した後、上記着火口兼灰出口３０ｂを密閉する。
そうすると、缶体３０内の底面に燃焼帯が形成される。
この燃焼帯においては、空気量が上記のように制限され
ているとともに、缶体３０が水によって冷却されて、発
生する乾溜ガスの着火温度未満に制限されているため、
燃焼反応は進行せず、一般式Ｃ_mＨ_m（式中ｍは、２以
上の正の数を示す）で表される炭化水素化合物や一酸化
炭素等の可燃性物質と少しの遊離炭素分とを含む高温の
ガスが発生する。上記ガスには、上記可燃性物質のほか
に、例えば、ＣＯ₂，ＣＯ，Ｈ₂Ｏ，ＣＨ₃−Ｃ≡Ｃ
Ｈ，Ｈ₂，Ｈ₂ＣＯ等の安定分子や、ＣＨＯ，ＣＨ，Ｃ
Ｈ₃，ＣＨ₂，Ｃ₂Ｈ，Ｃ₂，Ｃ₅，Ｈ，Ｏ，ＣＨ，Ｈ
Ｏ₂等のラジカル、Ｈ₃Ｏ⁺，ＣＨＯ⁺，ＣＨ₃ ⁺，Ｎ
Ｏ⁺，ＣＯ⁺，ＯＨ⁺，Ｈ₂Ｏ⁺，Ｃ₂Ｏ₂Ｈ⁺，Ｃ₃
Ｈ₃ ⁺，Ｈ₅Ｏ₂ ⁺，Ｈ₇Ｏ₃ ⁺等のイオンなど、燃焼
反応の中間生成体である還元性物質が含まれている。

【００４５】なお、缶体３０は、上記各種化合物の着火
温度を考慮すれば、水によって５００℃未満に冷却され
ていることが望ましい。燃焼帯で加熱された高分子系廃
棄物は、上記ガスを放出しながら体積が徐々に減少し、
それに伴って、上に積層された高分子系廃棄物が徐々に
下降して燃焼帯に供給される。このため、缶体３０内の
高分子系廃棄物が全て燃焼帯に供給されるまで、燃焼帯
における加熱乾溜反応と、それに伴う乾溜ガスの発生が
持続される。乾溜ガス発生の持続時間は、炉内への高分
子系廃棄物の充填量によっても異なるが、通常、８〜１
０時間程度続き、その間、上記ガスが、連続して発生す
る。

【００４６】乾溜により発生したガスは、上記のよう
に、缶体３０が水によって冷却されて、発生する乾溜ガ
スの着火温度未満に制限されているため、着火すること
なく炉内を上昇し、燃焼帯の上の高分子系廃棄物を熱分
解して、さらに可燃性物質等を発生させながら、水と高
分子系廃棄物とによって徐々に熱を奪われ、着火温度以
下を保持した状態で缶体３０外へ回収され、回収管３３
を通ってロータリードライヤ２または連続式コンベヤベ
ース炉５に供給されて、燃料として使用される。上記ガ
スは、約７０００ｋcal ／Ｎｍ³以上の高い熱量を保有
しており、十分な自燃性を有する上、燃焼させた際に大
気汚染の原因となる有害物質を発生するおそれのない、
無公害のきれいな乾溜ガスである。

【００４７】缶体３０内の高分子系廃棄物が全て乾溜さ
れ、乾溜ガスが発生しなくなった段階で調整ダンパを閉
じると、炉内に供給される空気がしゃ断されて消火され
る。消火を確認したあとは、着火口兼灰出口３ｂを開け
て、不燃物と残留炭素質との混ざり合った乾溜残渣が取
り出され、図中Ｖの位置から、図８に示す磁選機４に送
られる。

【００４８】磁選機４はベルトコンベヤ４０と磁石４１
とからなり、ベルトコンベヤ４０上を搬送される乾溜残
渣から、磁石４１によって、タイヤのスチールワイヤ等
の金属質の不燃物を吸引除去するものである。不燃物が
除去された残留炭素質はホッパＨ１に貯蔵され、除去し
た不燃物Ｎは資源として再利用される。ホッパＨ１に貯
蔵された残留炭素質は、粉砕機８に供給されて十分に粉
砕された後、ホッパＨ２，Ｈ２に貯蔵されてあった汚泥
Ｍとともに、混練機１に供給される。そして、混練機１
によって十分に攪拌、混合された後、図中Ｉの位置か
ら、前述したロータリードライヤ２のホッパ２１に供給
される。

【００４９】なお、汚泥に対する残留炭素質の配合割合
は、目的とする製品の用途等に応じて適宜に決定すれば
よい。ロータリードライヤ２、連続式コンベヤベース炉
５で発生した排ガスは、図９に示す排ガス処理装置９で
処理されたのち、大気中に放出される。排ガス処理装置
９は、図示IVの部分から供給された排ガスを遠心分離し
て煤塵を除去するためのサイクロン９０と、サイクロン
９０で煤塵が除去された排ガスを強制排出するための送
風機Ｆ４と、送風機Ｆ４による送風量を調整するための
ダンパＢ５と、煙突９１とを備えている。

【００５０】以上のように、図１の装置を用いた実施例
の処理設備によれば、従来、ムダに投棄していた含水汚
泥と、高分子系廃棄物と、その乾溜残渣とから有用な製
品を再生できるので、汚泥や高分子系廃棄物の投棄に伴
う自然破壊や不法投棄等の問題を解消できるとともに、
資源問題も解消でき、しかも、上記乾溜ガスは無公害の
クリーンなエネルギーであるので、大気汚染を引き起こ
すこともない。

【００５１】しかも、上記のように、乾溜残渣のうち残
留炭素質をも再利用するので、残留炭素質の処理に伴う
種々の問題を解消することができる。また、上記実施例
によれば、汚泥混合物を、ロータリードライヤ２によっ
て乾燥し、かつ所定の粒径を有する球状に造粒したのち
焼成しているので、汚泥混合物を直接焼成する場合に比
べ、汚泥中の内部水分の蒸気圧のために爆裂現象が発生
して造粒汚泥が破壊されることがない。しかも、乾燥物
は、連続式コンベヤベース炉５のベルトコンベヤ５１上
に静置して焼成しているので、前述したように、乾燥物
を転動させて焼成する場合に比べて、表面摩耗による粒
径の減少や粒子の破壊がない。したがって、任意の粒径
の焼成物を効率よく製造することが可能となる。

【００５２】また、上記のように、爆裂現象や表面摩耗
等が発生しないので、これらの現象に伴う微粒粉塵の発
生を極力抑えることができ、微粒粉塵による大気汚染の
発生を防止することもできる。なお、上記実施例におい
ては、連続式コンベヤベース炉５に代えて回転炉床型炉
を使用することもできる。

【００５３】また、上記実施例では、ロータリードライ
ヤ２および連続式コンベヤベース炉５のそれぞれに、１
台ずつ乾溜炉３を接続していたが、１台の乾溜炉３で、
上記ロータリードライヤ２および連続式コンベヤベース
炉５の両方に乾溜ガスを供給するようにしてもよい。こ
の場合には、両装置を交互に運転すればよい。

【００５４】上記設備で製造された製品Ｂは水に溶けな
い上、前述したように軽量で、かつ高い吸水性を示すた
め、地盤改良材、路盤材、軽量骨材、ブロックレンガ、
セメント添加剤、窯業原料、セメント成形品充填剤、ろ
過材、人工土壌材等の種々の分野で有効に再利用でき
る。

【００５５】図１０は、本発明の産業廃棄物処理設備
の、別の実施例を示すブロック図である。この設備は、
原料としての汚泥Ｍに、乾溜残渣中の残留炭素質を混合
する混練機１と、汚泥混合物を乾燥とともに焼成する乾
燥焼成手段としてのロータリーキルン１１と、このロー
タリーキルン１１の燃料として使用される乾溜ガスを発
生させる乾溜炉３と、乾溜炉３から出た乾溜残渣を除鉄
処理する磁選機４と、取り出された残留炭素質を粉砕す
る粉砕機８とを備えている。

【００５６】上記各装置を備えた実施例の設備において
は、含水汚泥Ｍと、乾溜残渣中の残留炭素質とから、ロ
ータリーキルン１１による乾燥、焼成により、水に溶け
ない粒状の製品Ｂが製造される。上記実施例の場合に
は、汚泥混合物を直接に焼成するので、前述したように
爆裂現象等が発生する可能性がある。したがって、任意
の粒径の焼成物を得ることはできないが、必要とする装
置の数を減らすことができるので、粒径等の限定のない
焼成物を得るには効率がよいという利点がある。

【００５７】なお、乾燥焼成手段としては、上記ロータ
リーキルン１１以外にも、従来公知の種々の乾燥焼成装
置を使用することができる。混練機１、乾溜炉３、磁選
機４、粉砕機８は先のものと同じでよい。図１１は、主
として有機質の汚泥を処理するための設備を示すブロッ
ク図であって、有機質の含水汚泥を乾燥とともに焼却す
る乾燥焼却手段としてのロータリーキルン１１と、得ら
れた焼却灰に乾溜残渣中の残留炭素質を混合する混練機
１と、焼却灰混合物を所定の粒径に成形する成形手段と
しての造粒機１２と、成形された焼却灰を焼成する焼成
手段としての焼成炉１３と、高分子系廃棄物Ｔを乾溜し
て、上記ロータリーキルン１１および焼成炉１３の燃料
として使用される乾溜ガスを発生させる２台の乾溜炉
３，３と、乾溜炉３から出た乾溜残渣を除鉄処理する磁
選機４と、取り出された残留炭素質を粉砕する粉砕機８
とを備えている。

【００５８】上記実施例の場合には、腐敗しやすい有機
物を含む汚泥を一旦焼却して無機化した後、得られた焼
却灰に残留炭素質を混合し、所定の粒径に造粒して焼成
することで、無機質汚泥を原料とするものと同様な、水
に溶けず、軽量で、しかも吸水性に優れた製品Ｂが得ら
れる。なお、乾燥焼却手段としては、上記ロータリーキ
ルン１１以外にも、従来公知の種々の乾燥焼却装置を使
用することができる。

【００５９】

【発明の効果】上記構成からなる、本発明の産業廃棄物
処理設備によれば、従来はただ単に投棄していた汚泥
と、高分子系廃棄物と、その乾溜残渣とから、地盤改良
材、路盤材、軽量骨材、ブロックレンガ、セメント添加
剤、窯業原料、セメント成形品充填剤、ろ過材等の有用
な製品を製造できる。

【００６０】また、乾溜ガスは、高い熱量を保有し十分
な自燃性を有する上、無公害のクリーンなエネルギーで
あるので、鉱物エネルギーのように大気汚染を引き起こ
すことがない上、資源問題も解消できる。しかも、本発
明によれば、高分子系廃棄物の乾溜残渣のうち残留炭素
質を再利用するので、残留炭素質の処理に伴う種々の問
題を解消することができる。

【００６１】また、上記残留炭素質を汚泥やその焼却灰
と混合して焼成すると、軽量で、軽量骨材として優れる
上、高い吸水性を有し、人工土壌材としても優れた特性
を示す、ポーラスな製品が得られる。このため、従来は
微粉炭を配合して製造していた上記ポーラスな製品を、
汚泥と、高分子系廃棄物と、その乾溜残渣のうちの残留
炭素質という、廃棄物だけで製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業廃棄物処理設備の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】上記実施例の産業廃棄物処理設備に乾燥造粒手
段として使用されるロータリードライヤと、その周辺の
構成を示す概略図である。

【図３】上記ロータリードライヤを示す正面図である。

【図４】上記ロータリードライヤの横断面図である。

【図５】上記ロータリードライヤに組み込まれた解砕機
構を示す部分欠裁正面図である。

【図６】図１の設備のうち、焼成手段としての連続式コ
ンベヤベース炉とその周辺の構成を示す概略図である。

【図７】図１の設備のうち、乾溜炉とその周辺の構成を
示す概略図である。

【図８】図１の設備のうち、乾溜炉から出た乾溜残渣か
ら残留炭素質を取り出す経路の構成を示す概略図であ
る。

【図９】ロータリードライヤおよび連続式コンベヤベー
ス炉からの排気ガスを処理する装置の構成を示す概略図
である。

【図１０】本発明の汚泥処理設備の、別の実施例を示す
ブロック図である。

【図１１】本発明の汚泥処理設備の、さらに別の実施例
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１混練機２ロータリードライヤ（乾燥造粒手段）３乾溜炉５連続式コンベヤベース型炉（焼成手段）１１ロータリーキルン（乾燥焼成手段、乾燥焼却手
段）１２造粒機（成形手段）１３焼成炉（焼成手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/00,11/12 B09B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子系廃棄物を乾溜して乾溜ガスを発生
させる乾溜炉と、乾溜後、乾溜炉に残留する残渣のうち残留炭素質を含水
汚泥と混合した状態で、上記乾溜炉で発生した乾溜ガス
を燃料として乾燥し、所定の粒径に造粒する乾燥造粒手
段と、造粒された乾燥品を、同じく乾溜ガスを燃料として焼成
して、水に溶けないポーラスな製品を得る焼成手段と、を備えることを特徴とする産業廃棄物処理設備。
【請求項２】高分子系廃棄物を乾溜して乾溜ガスを発生
させる乾溜炉と、乾溜後、乾溜炉に残留する残渣のうち残留炭素質を含水
汚泥と混合した状態で、上記乾溜炉で発生した乾溜ガス
を燃料として乾燥とともに焼成して、水に溶けないポー
ラスな製品を得る乾燥焼成手段と、を備えることを特徴とする産業廃棄物処理設備。
【請求項３】高分子系廃棄物を乾溜して乾溜ガスを発生
させる乾溜炉と、発生した乾溜ガスを燃料として、有機質の含水汚泥を乾
燥とともに焼却する乾燥焼却手段と、得られた焼却灰を、乾溜後、乾溜炉に残留する残渣のう
ち残留炭素質と混合して所定の粒径に成形する成形手段
と、同じく乾溜ガスを燃料として、成形された焼却灰を焼成
して、水に溶けないポーラスな製品を得る焼成手段と、を備えることを特徴とする産業廃棄物処理設備。