JP3495552B2 - 廃棄物の脱塩処理方法 - Google Patents

廃棄物の脱塩処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物から有害な
塩素を分解・除去する廃棄物の脱塩処理方法に係り、好
ましくは機械的攪拌手段により、廃棄物から有害な塩素
を連続的に分解、除去する連続脱塩処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】廃棄物中に塩素を含有する塩化ビニール
樹脂等が混入していると、熱分解および燃焼により塩化
水素が大量に発生し、大きな公害の原因になるばかりで
なく、焼却炉の腐食を引き起こすという問題がある。ま
た、廃棄物を熱分解あるいはガス化した生成物(油、炭
化水素等のガス)を有効利用する場合に、触媒への被毒
による弊害を発生する原因となる。そのため、廃棄物の
前処理により塩化水素を除去しておくことが重要とな
る。
【0003】塩素を含有する廃棄物の脱塩素化方法とし
て本出願人は先に特願平8−277501号において、
熱分解炉、燃焼炉、又はガス化炉に水蒸気を供給するこ
とにより、脱塩素反応を促進し、高効率で脱塩素する方
法、具体的には塩素を含有する廃棄物を、200〜60
0℃に加熱して、好ましくは熱分解することにより脱塩
素する方法において、含有する塩素のモル量の0.5倍
以上、好ましくは2倍以上のモル量の水蒸気を含有する
ガスを供給することにより、廃棄物中の塩素化合物を高
効率で分離することを特徴とする技術(未公知)が提案
されている。さてかかる技術において、廃棄物の脱塩素
化は高温になるほど促進されるが、脱塩素化容器等の材
質コスト、熱源コストと脱塩素化効率より300℃近辺
での処理が望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃棄物
の中には多種のプラスチックを含んでいるものが多く3
00℃では、高粘度流体となるため、ハンドリングが非
常に難しいものとなる。この高粘度化の弊害としては、
伝熱性能(物質移動)、移送性拡大等が考えられるのみ
ならず、前記高粘度化により、付着性が増すため、例え
ば流動床型加熱炉等での処理の場合では、回収した際の
残存量が問題となりセルフクリーニング性を有した攪拌
装置での連続処理が望ましい。
【0005】一方、セルフクリーニング作用を有し、且
つ、強力な混合作用を有する攪拌装置として本出願人
は、特開昭49−17556号において高粘度流体、ス
ラリー状物質、粉体などの物質を攪拌混合するのに適し
た機械的攪拌装置を提案している。かかる装置は高粘度
流体の処理(重合反応や脱揮処理)や粉体混合に優れた
性能を有し、装置自体でセルフクリーニング作用や送液
作用があることは公知であるが、多種のプラスチックを
含んでいる廃棄物は、破砕されているとはいえその処理
容器入口側では固体物質であり、高粘度流体、スラリー
状物質、粉体などに比較して大幅に流動性が低く、前記
機械的攪拌装置をそのまま適用できない。
【0006】本発明は特開昭49−17556号に示す
機械的攪拌装置(以下公知攪拌装置という)に改良を加
えた攪拌装置を利用して特願平8−277501号に示
す廃棄物脱塩処理(以下先願技術という)を300℃近
辺で円滑に処理を行なう事が出来る廃棄物の脱塩処理方
法を提供する事にある。請求項2記載の発明は、前記目
的に加え、廃棄物の脱塩素化を300℃近辺での高粘度
流体のまま、好ましくは連続処理する廃棄物の脱塩処理
方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
塩素を含有する廃棄物を加熱して脱塩素する方法におい
て、廃棄物供給ノズルと、排気用ノズルと、不活性ガス
給気用ノズルと、機械的攪拌手段とを有し、外周囲を熱
媒流通空間で囲続された容器内に前記機械的撹拌手段を
配置し、前記容器内の気相部が0.01〜0.1atm
範囲の微加圧になるように不活性ガスを廃棄物供給ノズ
ルから容器内に導入し、且つ、前記熱媒流通空間に20
0〜350℃の熱媒を流しながら未溶解の塩素を有する
固形廃棄物を前記容器内に供給し、該容器内で前記機械
的撹拌手段により機械的撹拌を行ないながら搬送用水蒸
気含有不活性ガスを不活性ガス給気用ノズルから容器内
導入することを特徴とする。尚、水蒸気を含んだ不活
性ガスは窒素のほか酸素が充分消費された酸素不足ガス
も含む。
【0008】かかる発明によれば、廃棄物に含まれるポ
リ塩化ビニール(PVC)、ポリ塩化ビニリデン等の熱
可塑性プラスチックは、一般に約120〜230℃で軟
化・溶融し、それ以上の高温で熱分解する。そしてこれ
らの塩素含有プラスチックは、約170℃〜350℃の
領域で大半の塩素を塩化水素として脱離する。この時、
水蒸気を含有するガスとして脱酸素ガス、具体的には窒
素等の不活性ガスを使用することにより、廃棄物中の可
燃物の燃焼を抑制し、ダイオキシン生成を防止すること
ができる。
【0009】かかる効果は既に先願技術で記載したもの
であるが、本発明は特に外周囲を熱媒流通空間で囲繞さ
れた容器内に機械的攪拌手段を配置し、前記熱媒流通空
間に200〜350℃の熱媒を流すことにより前記容器
内の温度の安定化を図りつつ、前記容器内の気相部を水
蒸気を含有した不活性ガス雰囲気下に維持しながら、該
容器内で前記機械的攪拌により強制的に攪拌を行いなが
ら廃棄物中の塩素化合物を分離する為に、300℃近辺
で円滑に脱塩処理を行なわせる事が出来る。この結果、
脱塩素化容器等の材質コストや熱源コストと脱塩素化効
率化が達成され、これにより300℃近辺での処理を行
なう事が出来る。
【0010】請求項2記載の発明は前記請求項1記載の
発明を好適に特定し、前記水蒸気含有不活性ガス
記廃棄物に含まれる塩素のモル量の0.5倍以上のモル
量の水蒸気を含有、前記容器、外周囲熱媒流通用
外部ジャケットに包被され、軸方向の一端側に廃棄物供
給ノズルと、その軸方向後流側に不活性ガス給気用ノズ
ルと、前記供給ノズルの他端側に排気用ノズルが取り付
けられた容器であり、 前記ジャケット内に200〜35
0℃の熱媒を流し、且つ、前記容器内に廃棄物供給ノズ
ルから前記微加圧の不活性ガスを供給するとともに未溶
解の塩素を有する固形廃棄物を前記容器内に連続供給
し、前記撹拌手段により機械的撹拌を行ないながら前記
給気用ノズルから前記機械的撹拌手段と容器壁間の空隙
に前記搬送用水蒸気含有不活性ガスを流すことを特徴と
する。
【0011】かかる発明によれば、該攪拌体と容器内壁
間が接触することなく前記攪拌体が回転するために、容
器入口側で破砕された固体状態にある破棄物が投入され
ても円滑に攪拌する事が出来る。また外部ジャケットは
複数に分割し、夫々ジャケット内に導入する熱媒の温度
を適宜変えるのがよい。
【0012】また本発明によれば、攪拌装置1つで加
熱、溶解、攪拌工程が行なえるため、付属品が少なくな
る。また、攪拌装置がセルフクリーニング性及び送液性
能を有しているため、連続処理が可能となり、処理物の
回収率が向上し、装置内部で薄膜状で混練されるので高
粘度流体であっても、優れた伝熱性能を有する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。図1及び図2は本発明の実施形態に係る
廃棄物の脱塩処理用連続攪拌装置で、図1はその全体構
成図、図2は図1のA−A矢視図である。1は図2に示
すように2つの円筒体が重合して平行配置してなる双胴
式の攪拌容器で、夫々の筒部中心線上に沿って夫々回転
軸3を貫通軸支されるとともに、夫々の回転軸3は矢印
22で示す反時計方向に同一速度で回転可能に不図示の
歯車列を介して攪拌モ−タ4に連結されている。
【0014】2は攪拌体で、多数の同形の厚肉円板体2
aを偏心且つ周方向に60°づつ位相をずらして、回転
軸3に串刺し状に貫設固設している。そして前記攪拌体
は回転軸3に垂直な面内に沿って回転し、その回転時に
容器内壁及び隣接する他の攪拌体2周面と接触しないよ
うに、その直径を設定している。そして前記肉厚円板体
2aは容器1右端上面側に設けた廃棄物供給ノズル(供
給筒)23の開口部より容器1左端側に設けた処理物抜
き出しノズル9に致るまで全域に亙って貫設されてい
る。給気ノズル5は図上左端の廃棄物供給ノズル(供給
筒)23上面及び容器1中央位置に取り付けられ、含有
する塩素のモル量の0.5倍以上のモル量の水蒸気を含
有する不活性ガス(N2 ガス等)を供給ガス6として供
給される。
【0015】7は容器1左端上面に設けられた排気ノズ
ルで、前記容器1内で脱塩された塩化水素等の排出ガス
8が排出され、前記塩化水素は不図示の吸収筒等で吸着
処理される。容器1左端下面に設けられた処理物抜き出
しノズル9の下方には処理物受け槽10が設けられ、必
要に応じて後工程の熱分解炉や燃焼炉に送られる。また
処理物抜き出しノズル9の側方には吸引ブロア11が接
続されており、排気ノズル7と合わせて、前記容器1内
で脱塩された塩化水素等の排出ガス8が排出され、前記
塩化水素は不図示の吸収筒等で吸着処理可能に構成され
ている。元に戻り、廃棄物供給ノズル23の側方には、
スクリューフィーダからなる廃棄物定量供給フィーダ1
3が取り付けられており、駆動モ−タ12により駆動可
能に構成されている。容器1外壁周囲には熱媒を流すジ
ャケットが容器1外周面ほぼ全域に亙って囲繞包被され
ており、該ジャケットは廃棄物流れ方向に沿って前方ジ
ャケット21と後方ジャケット20に分割され夫々のジ
ャケットに熱媒供給ノズル16、18と熱媒抜き出しノ
ズル17、19が取り付けられている。
【0016】供給ノズル23よりの微量のN2 ガスを供
給する理由は、酸素が存在する雰囲気で加熱処理を行う
場合、熱分解により発生した塩化水素ガスが、排気物中
の有機物と反応して有機塩素化合物を生成するために微
量のN2 ガスを供給して前記不具合を回避するためであ
る。有機塩素化合物中の有害物質としては、ダイオキシ
ン類がある。また供給ガス6とノズル23からのN2
スとの違いは下記の通りである。ノズル23からのN2
は廃棄物をフィーダで供給する際に、空気を巻き込む。
これを防止するため、0.01〜0.1atm程度の微加圧になる
ようにN2 ガスを供給する。供給ガス6からのN2 は熱
分解により発生した塩化水素ガスを搬送するために供給
する。水蒸気のみを供給した場合、脱塩素炉を出て温度
が低下した後に、水蒸気が凝縮して搬送用ガスがなくな
る。従って、処理物受け槽内部で凝縮しないN2 ガスを
供給する必要がある。
【0017】次にかかる実施形態の作用を説明する。未
溶解の固形廃棄物14はスクリューフィーダ13に一括
投入され、駆動モ−タ12の回転数で定量制御され、供
給ノズル23に導かれ、供給ノズル23上部より供給さ
れる微量のN2ガス15共々容器1内に供給される。攪
拌容器1は前方ジャケット21及び後方ジャケット20
に各々違った温度の熱媒を流して加熱される。前方ジャ
ケットには熱媒供給ノズル16より例えば200〜25
0℃前後の熱媒30を供給し、熱媒抜き出しノズル17
より熱媒30を抜き出し、容器1内温度を200〜25
0℃前後に加温させる。
【0018】後方ジャケット20は300〜350℃前
後の熱媒30を熱媒供給ノズル18より供給し、熱媒抜
き出しノズル19より抜き出し、容器1内温度を300
〜350℃前後に加温させる。攪拌容器1に導入された
廃棄物14は攪拌モ−タ4により回転する回転軸3に取
り付けられた攪拌体2により攪拌され、容器1内で加
熱、溶解され脱塩処理をした後、処理物抜き出しノズル
9より抜き出され、処理物受け槽10へ処理物24とし
て受け入れられる。水蒸気を含んだ不活性ガス6(窒素
のほか酸素が充分消費された酸素不足ガスの場合もあ
る)は、給気ノズル5より供給され、前記容器1内の気
相部(前記攪拌体2と容器1内壁間の空隙)を前記水蒸
気含有不活性ガス雰囲気下に維持する。
【0019】そして容器1内で脱塩処理後の排出ガス8
は排気ノズル7及び処理物抜き出しノズル9より吸引ブ
ロワ11等を介して排出される。即ち排気ノズル7より
排出されるガス8はガス状のまま塩化水素回収工程へ送
られ、抜き出しノズル9より排出されるガス8は吸引ブ
ロア11により塩化水素回収工程へ送られる。尚、攪拌
体2は図2に示す回転方向22で同一方向に回転する。
【0020】
【実施例】以下に前記実施形態に基づく具体例について
説明すると、図1の攪拌装置と同形式のSUS−304
製容器1は、内径127φ×2、長さ1030mm(S
S製ジャケット付)、攪拌体2を構成する厚肉円板体2
aは、径89φ、厚さ16mm、SUS−304製(片
軸64枚、容器壁とのクリアランス1.5mm)、供給
ノズルは120mmφ、ガス供給ノズル50mmφ、排
気ノズル50mmφ、処理物抜き出しノズル80mmφ
の装置を用い、厚肉円板体2aの取付角度60°ピッチ
で周方向に位相をずらして配置するとともに、廃棄物1
4にPE(ポリエチレン)/PVC(ポリ塩化ビニル)
の混合ペレット(PVC濃度10wt%、塩素含有量
4.4wt%)を用い、前方ジャケット21温度を23
0℃、後方ジャケット20温度を320℃で供給ガスに
水分30%のN2ガスを用い、供給量15Nl/mi
n、攪拌体2回転数45rpm、混合ペレット供給量4
Kg/hrで、20Kg処理し、処理物の塩素含有量を
任意にサンプリングし測定したところ、0.05〜0.
1wt%の間で脱塩素化の効果が見られた。
【0021】
【発明の効果】以上記載した如く本発明の廃棄物連続脱
塩素化方法によれば、機械的攪拌装置を利用して先願技
術に比較して、脱塩素化容器等の材質コストや熱源コス
ト低減と脱塩素化効率化が達成され、これにより300
℃近辺での処理を円滑に行なう事が出来る。請求項2記
載の発明によれば、前記効果に加えて廃棄物の脱塩素化
を300℃近辺での高粘度流体のまま、好ましくは連続
処理する廃棄物の脱塩処理方法を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1及び図2は本発明の実施形態に係る廃棄物
の脱塩処理用連続攪拌装置で、図1はその全体構成図で
ある。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【符号の説明】
1 攪拌容器 2 攪拌体 3 回転軸 4 攪拌モータ 5 給気ノズル 7 排気ノズル 9 処理物抜き出しノズル 10 処理物受け槽 11 吸引ブロア 13 定量供給フィーダ 14 廃棄物 16、18 熱媒供給ノズル 17、19 熱媒抜き出しノズル 20 後方ジャケット 21 前方ジャケット 23 廃棄物供給ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−237467(JP,A) 特開 平9−67581(JP,A) 特開 平8−120285(JP,A) 特開 昭49−17556(JP,A) 特開 昭48−60466(JP,A) 国際公開96/040839(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 C08J 11/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩素を含有する廃棄物を加熱して脱塩素
    する方法において、廃棄物供給ノズルと、排気用ノズルと、不活性ガス給気
    用ノズルと、機械的攪拌手段とを有し、 外周囲を熱媒流
    通空間で囲続された容器内に前記機械的撹拌手段を配置
    し、前記容器内の気相部が0.01〜0.1atm範囲
    の微加圧になるように不活性ガスを廃棄物供給ノズルか
    容器内に導入し、且つ、前記熱媒流通空間に200〜
    350℃の熱媒を流しながら未溶解の塩素を有する固形
    廃棄物を前記容器内に供給し、該容器内で前記機械的撹
    拌手段により機械的撹拌を行ないながら搬送用水蒸気含
    有不活性ガスを不活性ガス給気用ノズルから容器内に
    入することを特徴とする廃棄物の脱塩処理方法。
  2. 【請求項2】 前記水蒸気含有不活性ガスは、前記廃棄
    物に含まれる塩素のモル量の0.5倍以上のモル量の水
    蒸気を含有し、 前記容器は、外周囲が熱媒流通用外部ジャケットに包被
    され、軸方向の一端側に廃棄物供給ノズルと、その軸方
    向後流側に不活性ガス給気用ノズルと、前記供給ノズル
    の他端側に排気用ノズルが取り付けられた容器であり、 前記ジャケット内に200〜350℃の熱媒を流し、且
    つ、前記容器内に廃棄物供給ノズルから前記微加圧の不
    活性ガスを供給するとともに未溶解の塩素を有する固形
    廃棄物を前記容器内に連続供給し、前記撹拌手段により
    機械的撹拌を行ないながら前記給気用ノズルから前記機
    械的撹拌手段と容器壁間の空隙に前記搬送用水蒸気含有
    不活性ガスを流すことを特徴とする請求項1記載の廃棄
    物の脱塩処理方法。
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