JP3727917B2 - 超高熱分解炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超高熱分解炉、より詳細には、医療廃棄物、高分子系廃プラスチック類等を、ダイオキシン、二酸化炭素、窒素化合物、硫黄酸化物等の有害物質の発生を抑えつつ、超高温で燃焼・熱分解処理する超高熱分解炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物、特に医療廃棄物や廃プラスチック等の中には、８００〜１２００℃程度の一般的焼却処理によった場合にダイオキシン、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素、窒素化合物、硫黄酸化物等の有害物質を発生するものがある。そこで、かかる有害物質を発生する廃棄物は、２０００〜２５００℃の超高温下で燃焼・熱分解処理される。
【０００３】
上記用途に用いられる超高熱分解炉としては、図５に示される構成のものがある。これは、熱処理物の投入口５１を備えた一次分解炉５２と、一次分解炉５２の上部に連通状態に連設され、上面に排気口５４を有する二次分解炉５３とから成るもので、各分解炉５２、５３の底部に、発熱体５５、５５ａが配備される。二次分解炉５３の底部には多孔性の受板５６が配置され、その上に発熱体５５ａが置かれる。また、二次分解炉５３の上部には、炉内に上昇気流を発生させるためのブロワー５８が設置される。
【０００４】
発熱体５５、５５ａは、例えば、グラファイト、活性炭、木炭、石炭等の炭素質物質の粒体表面に、クロム、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム等の金属被膜を形成したボールを多数集めて成り、これに電極５７を当てて電流を印加し、ボール間にアーク放電を起こさせて超高温に発熱させるもので、発熱温度は２０００〜２５００℃程度に上げられる（特許第３１９２３９５号公報参照）。
【０００５】
投入口５１から一次分解炉５２内に投入された医療廃棄物、廃プラスチック等の被処理物は、２０００〜２５００℃もの高温に晒されて熱分解され、ガス化されて上昇し、受板５６を通過して二次分解炉５３内入り込む。その後該ガスは、発熱体５５ａの隙間を通って上昇するが、その通過の際に再度高熱処理され、含有するダイオキシン等の有害ガスが分解されて無害化され、排気口５４から排出される。
【０００６】
ところで、被処理物の中には、使用済みオムツのように処理に時間がかかるものがある（通常処理物の４倍程かかる）。これらの処理に当っては、処理促進のために一次分解炉５２内に空気を供給するが、その場合、二次分解炉５３の発熱体５５ａ自身が燃焼してしまうおそれがある。即ち、発熱体５５ａの本体は、十分に発火点が高くない炭素質物質であるために、焼損しやすいのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の超高熱分解炉の場合は、二次分解炉の発熱体が焼損するおそれがあったので、本発明はそのような問題のない、即ち、炉内へ給気しつつ熱分解処理を行なう状況下においても、発熱体が焼損することがない超高熱分解炉を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る超高熱分解炉は、被処理物の投入口を有していて前記被処理物の一次高熱分解処理を行なう一次分解炉と、前記一次分解炉の上面にそれと連通状態にして設置される二次分解炉とから成り、前記二次分解炉に交流電源に接続された加熱コイルを非接触状態に巻装し、前記二次分解炉内に、多数のガス処理孔を傾斜状態に穿設した耐熱磁性材製発熱板を適宜間隔置きに多段に配設したことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記発熱板はモリブデン製とされ、また、前記発熱板は、例えば６段配設される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に依拠して説明する。図１は本発明に係る超高熱分解炉の概略構成図で、該炉は、一次分解炉１と二次分解炉２とから成る。
【００１１】
一次分解炉１の側壁には、被処理物を投入するための投入口３を設置する。一次分解炉１の底部には、発熱体４を配置する。発熱体４は、２０００〜２５００℃程度の超高熱を発するものであり、例えば、グラファイト、活性炭、木炭、石炭等の炭素質物質の粒体表面に、クロム、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム等の金属被膜を形成したボール群で構成することができ、この発熱体４に電流を印加するための電極５を、一次分解炉１の炉壁に配設する。
【００１２】
二次分解炉２は一次分解炉１の上面に、一次分解炉１と連通状態にして連設する。二次分解炉２は一次分解炉１よりも容積を小さくし、その底部に、底部全面に亘る発熱板６を、適宜間隔置きに複数段（図示した例では６段）配置する。
【００１３】
発熱板６は、モリブデン、タングステン合金等の高融点の磁性材製で、例えば、直径３００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板とする。例えば、融点及び発火点が２５００℃以上であるモリブデンが、ここで用いる発熱体６の材料として好適である。
【００１４】
発熱板６には、孔径１０ｍｍ程のガス処理孔７を多数（例えば、上記サイズの場合で１４８個）穿設する。ガス処理孔７は、ガスの接触距離をかせぐために、適宜角度傾斜させる（図４参照）。各発熱板６間には、各発熱板６間に適宜間隙を保持するための環状スペーサ８を挟み込む。
【００１５】
二次分解炉２の炉壁９は十分な断熱性を有するものとする。例えば、ケイ石パーライト、塩化ナトリウム、マグネシウムケイ酸塩、ナトリウム酸塩、カルシウムの各粉末、水、及び、必要に応じてクロムやモリブデン等の金属粉末とを混合・混練し、この混練物を円筒形状に成形後、乾燥することにより形成したものを用いる。
【００１６】
炉壁９の発熱板設置部の周りに、その部分を非接触状態にて取り巻く加熱コイル１０を配装する。加熱コイル１０は、交流電源に接続する。二次分解炉２はその上面に排気口１１を備え、また、上部に、炉内に上昇気流を発生させるためのブロワー１２を設置する。
【００１７】
上記構成において、被処理物は、投入口３から一次分解炉１内に投入され、そこにおいて発熱体４により、２０００〜２５００℃の超高熱にて燃焼・熱分解処理され、ほとんど灰を残すことなくガス化される。
【００１８】
このガスを含む煙は上昇して二次分解炉２内に流入するが、そこにおいて、強制的に発熱板６のガス処理孔７内に導入されることになる。発熱板６は、誘導加熱によって２０００〜２５００℃の発熱を行なう。即ち、加熱コイル１０に交流電流が流れると、そこに磁力が発生し、その磁力によって各発熱板６にうず電流が流れることにより、各発熱板６が発熱するのである。
【００１９】
上述したようにモリブデンの融点及び発火点は２５００℃以上であり、発熱板６はその全体がモリブデン製とされるため、二次分解炉２内において十分な耐熱性を備え、焼損のおそれはない。
【００２０】
ガスは、上記誘導加熱によって超高熱となった発熱板６のガス処理孔７を数段階に亘って通り抜けていくが、その間に、ダイオキシン、窒素化合物等の有害物質が確実に熱分解されて無害化され、ブロワー１２からの空気の流れに引かれ、排気口１１から排出される。ガス処理孔７は傾斜状態に穿設することにより、発熱板６の厚さを抑えつつ、ガスに対する十分な接触時間（処理時間）を確保することが可能となるので、発熱板６をモリブデン等の比較的高価な資材製としても、さして負担とならない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上述した通りであって、本発明に係る超高熱分解炉においては、モリブデンのような高融点資材製の発熱板で発熱するため、給気しつつ熱分解処理を行なう場合であっても、発熱体が焼損することがなく、各種廃棄物を完全に熱分解処理して無害ガス化して放出し得る効果がある。
【００２２】
また、ガス処理孔が傾斜状態に穿設されるので、発熱板をモリブデンのような比較的高価な材料製としても、その厚さを抑えつつ有害ガスの処理時間を十分に確保することができるので、材料コストを抑えることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超高熱分解炉の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る超高熱分解炉の要部断面図である。
【図３】本発明に係る超高熱分解炉における発熱板の平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】従来の超高熱分解炉の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 一次分解炉
２ 二次分解炉
３ 投入口
４ 発熱体
５ 電極
６ 発熱板
７ ガス処理孔
９ 炉壁
１０ 加熱コイル
１１ 排気口
１２ ブロワー

Claims (3)

1. 被処理物の投入口を有していて前記被処理物の一次高熱分解処理を行なう一次分解炉と、前記一次分解炉の上面にそれと連通状態にして設置されて前記被処理物の二次高熱分解処理を行なう二次分解炉とから成り、前記二次分解炉に交流電源に接続された加熱コイルが非接触状態に巻装され、前記二次分解炉内に、多数のガス処理孔を傾斜状態に穿設した高融点の磁性材製発熱板が適宜間隔置きに多段に配設されていることを特徴とする超高熱分解炉。
2. 前記発熱板がモリブデン製である請求項１に記載の超高熱分解炉。
3. 前記発熱板が６段配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超高熱分解炉。

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