JP3888001B2 - 被処理物の加熱処理方法と処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の廃棄物等の被処理物を加熱処理し、発生した分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理した後に排出する被処理物の加熱処理方法および装置に関し、特に、分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する際のタール分の固化防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物である各種廃棄物（産業廃棄物、一般廃棄物等）は、ハロゲン物質（塩素など）等の有機性物質を含有しており、加熱処理により各種有害物質（例えば塩化水素、ダイオキシン類）が析出・生成して排ガス中に含まれていることが知られており、大気中に排出する以前の段階で排ガスの浄化処理を行う事（排出の抑制）が一般的に行われている。
【０００３】
加熱処理により多量に発生した塩化水素は、苛性ソーダなどで中和するか、塩酸にして回収することが一般的に行われている。
【０００４】
また、排ガスの浄化処理装置として一般的な装置として、特開平８−１０８０２６号などに示されているバグフィルタ装置がある。これらの装置は、排ガスの浄化剤として消石灰を使用して排ガス中の塩化水素，ダイオキシン類の除去を行うようにしている。また、同様な効果を得るために、最近各種の浄化剤が数多く提案されている。
【０００５】
しかし、排ガス処理のためのバグフィルタで使用した消石灰粉末、排ガス中の飛灰，焼却残渣（焼却灰など）などの、排ガス以外の物にも塩素系ガス成分は付着・吸着されて、猛毒のダイオキシン類を生成してしまうことが知られている。
【０００６】
一方、発明者らは、有機性物質（塩素などのハロゲン物質）である有機塩素化合物（塩化水素）が従来の「排出の抑制」でなく、「発生の抑制」を行うことで、塩化水素などの有害物質の発生を抑制し、排ガスの無害化、残渣の無害化、塩素による処理装置の損傷の低減化を行うことを提案している。
【０００７】
即ち、被処理物にアルカリ物質を添加混合して所定の温度で加熱することで塩化水素を分解析出させると同時に添加混合しているアルカリ物質と接触反応させて無害な塩化物に置換生成する技術を見出し既に出願し、（例えば、特開平９−１５５３２６号、特開平１０−４３７１３号、特開平１０−２３５１８６号、特開平１０−２３５１８７号など）その後も研究開発を行っている。
【０００８】
更に、脱塩素剤を多孔質化して接触反応する面積を増加させて反応効果を高めた脱塩素剤も提案している（特願平１０−１９３８４４号）。
【０００９】
これらの処理剤を使用し被処理物を加熱処理して炭化物の残渣を得、この炭化物は多孔質である特性から、土壌改良剤、水質浄化剤、融雪剤、保温剤に使用され、また、燃料としても利用できるなど、幅広い分野でリサイクル品としての利用を可能としている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
被処理物を外部加熱手段により加熱処理炉で加熱して乾留処理などの加熱分解処理した場合には、分解ガス（乾留ガス）が発生し、このような発生ガスは８５０℃で２秒以上燃焼させて排出することが規則で定められている。
【００１１】
発生ガスは排ガス系統として後段にあるブロアで全体が吸引されており、内部は大気圧に対して負圧傾向にある。ただ、加熱処理内で分解ガスが発生した場合は、大気圧に対して正圧となる傾向にある。
【００１２】
加熱処理炉内が正圧になった場合に問題となるのは、炉を構成するシール部からのガス漏れである。特に、回転部シールを備えているロータリーキルン（回転形）の場合には、シール部分から分解ガスが漏れるおそれがある。この場合、常時状態を監視し、正圧傾向になった場合には、ブロワの吸引力を強化すればよいが、監視と制御が煩雑となる。
【００１３】
また、ブロアで強力に吸引すると分解ガス燃焼炉内が負圧になり、燃焼状態が変化することになる。つまり、８５０℃、２秒の燃焼が困難になる恐れがある。従って、（ａ）加熱処理炉内圧の負圧維持手段、（ｂ）分解ガス燃焼炉内での燃焼条件の変化（低下）防止をいかに行うかが重要な課題となっている。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する際に、駆動気体を用いて吸引し、加熱処理炉内を大気圧に対して負圧とすることで、分解ガスの漏れを防止し、且つ駆動気体の送入によって、分解ガスが急冷しタール分が固化するのを防止することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、加熱処理炉で発生した分解ガス（排ガス、乾留ガスともいう）を、分解ガス燃焼炉内に導入する際、分解ガス導入管に空気エゼクタのような分解ガス導入手段を設けて、加圧された駆動気体として新鮮な空気と加熱ガスの混合気体を用い、これを分解ガス導入管を通して分解ガス燃焼炉内に噴流し、この噴流の吸引・搬送力によって、分解ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引することで、加熱処理炉内を大気圧に対して負圧とするとともに、混合気体に加熱ガスを用いることで、分解ガスの急冷によるタール分の固化を防止するものである。
【００１６】
具体的手段は、被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、且つ発生した分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理方法であって、前記分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する分解ガス導入手段は、新鮮な空気と加熱ガスとを混合して分解ガス燃焼炉内に噴流し、この噴流の吸引・搬送力によって分解ガスを導入するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
上記の加熱ガスは、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを利用すると熱ガスの再利用ができ望ましい。
【００１８】
なお、新鮮な空気と熱ガスとの導入比率は、導入量、熱ガスの温度、分解ガスの成分（加熱処理される被処理物の資質）などを勘案して最適な混合比を選定して定める。
【００１９】
また、加熱処理装置としては、被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、発生した分解ガスを分解ガス導入管を介して分解ガス燃焼炉に導入し、該分解ガス燃焼炉で燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理装置において、前記分解ガス導入管内に新鮮な空気と加熱ガスとの混合気体を分解ガス燃焼炉に噴流して分解ガスを分解ガス燃焼炉内に導入する分解ガス導入手段を設けるものである。この分解ガス導入手段には、空気エゼクタの使用が好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００２１】
図１は、本発明の被処理物の加熱処理装置の概念図で、同じ構成の回転加熱処理炉を２基用い、第１の回転加熱処理炉に、被処理物を乾燥し脱塩素処理の機能を持たせ（以下、脱塩炉と称す）、第２の回転加熱処理炉に、炭化又は灰化処理による減容化処理の機能を持たせ（以下、減容炉と称す）た場合である。
【００２２】
１はこの脱塩炉で、該脱塩炉１は、回転自在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガスダクトを形成して熱ガスを導入して回転円筒体２を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３と、回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ローラ４，４’と、回転円筒体２を回転駆動する回転駆動手段５，５’とで構成され、また回転円筒体２には一端側に被処理物を搬入する供給口６、他端側に被処理物を排出する排出口７を有し、内部には図示を省略してあるが回転円筒体の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び軸方向に複数枚設けられ、回転円筒体２の回転により、被処理物を供給口６側から排出口７側に撹拌しながら移送する。
【００２３】
この回転駆動手段５，５’は、例えば、図１に示すように、駆動モータ５ａ，５’ａ，駆動歯車５ｂ，５’ｂおよび回転円筒体２の外周に設けた従動歯車２ａ，２’ａから成り、駆動モータ５ａ，５’ａは図示を省略したモータ制御装置で制御される。
【００２４】
なお、この回転駆動手段は、駆動モータからの動力の伝達手段として歯車を使用した場合について説明したが、必ずしも歯車による必要はなく、ローラチェーン用のスプロケットを設け、ローラチェーンで伝達するようにしてもよい。８はメカニカルシールで、円筒体２の外周に接する加熱ジャケット３との接触部をシールしている。
【００２５】
２０は減容化処理機能を有する減容炉で、該滅容炉２０は脱塩炉１と同じ構成をなす。従って脱塩炉１と同じ部分には、２０の１の桁に脱塩炉１と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
脱塩炉１と減容炉２０とは、上下方向で、且つ減容炉２０の供給口２６側を脱塩炉１の排出口７側にして配置する。そして、脱塩炉１の供給口６側に、被処理物を回転円筒体２内に供給するための供給側ダクト１０を設ける。９はこの供給側ダクト１０内に設けたロータリーバルブである。また脱塩炉１の排出口７と減容炉２０の供給口２６側には、これら排出口７と供給口２６を覆って連通する連通ダクト１１を設け、脱塩炉１で加熱処理した被処理物（残渣）を滅容炉２０に導入する。１２はこの連通ダクト１１の中間部に設けられたロータリーバルブである。
【００２７】
３０は熱ガス発生手段で、燃料タンク２９からＬＮＧ又はＬＰＧ等の燃料の供給を受けてこれを燃焼して熱ガスを発生させる。発生した熱ガスは、減容炉２０の加熱ジャケット２３に供給し、減容炉２０の回転円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３内に供給される。このとき、温度調整空気３２を送り込み、熱ガスの温度を調整する。
【００２８】
３３はホッパで、被処理物と脱塩素剤とを混合した混合物、又は混合しながら供給側ダクト１０を介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。
【００２９】
なお、図示を省略してあるが、回転円筒体２と回転接触する供給側ダクト１０，連通ダクト１１および回転円筒体２２と回転接触する連通ダクト１１および排出側ダクト１３との接触部には、ガス漏れを防止するためのメカニカルシールが施されている。
【００３０】
３４は分解ガス燃焼炉で、脱塩炉１および減容炉２０で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス）を、ガス導管３５，３６から導入し、バーナ３４ａでタール分等の可燃性分および残存有害物質を燃焼処理し、排ガス冷却手段３７で冷却した後、バグフィルタ３８で浄化して煙突４０から排出する。この排ガス冷却手段３７での冷却は、熱交換器を用いるか冷却空気又は冷却液を噴霧することで冷却できる。３９はバグフィルタに設けられたブロワで、加熱処理炉内で発生したガスを吸引する。
【００３１】
４１は溶解槽で、減容炉２０で減容化した被処理物と、脱塩炉１内で脱塩素剤と反応して生成された塩化物等を排出側ダクト１３、二重ダンパ１４から排出されるのを受け、これを水洗いして塩化物等を除去した後、脱水手段４２で脱水し、乾燥手段４３で乾燥して炭化物等を取り出す。
【００３２】
４４は排水処理手段で、溶解槽４１からの水、および脱水時に発生する水分を無害化処理した後、排水する。
【００３３】
なお、ロータリーバルブ９，１２は、開閉自在で間欠的に被処理物を送り出す間欠送り出し手段で構成してもよい。
【００３４】
乾燥手段４３には、熱源として、脱塩炉１を加熱した後の熱ガスを排気管４５およびガス管４６を介して導入し、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを再利用して乾燥する。
【００３５】
図２は図１の分解ガス燃焼炉３４部分を拡大した模式図で、５０は分解ガス導入手段を示し、空気エゼクタにより構成した場合を示している。該分解ガス導入手段５０は分解ガス導入管５１、該ガス導入管５１内に設けられたノズル部材５２、このノズル部材５２に加圧の駆動気体を送出するブロワ５３とからなり、分解ガス導入管５１の一端は分解ガス燃焼炉３４内に開口し、他端側はガス導入管３５，３６と連通している。ノズル部材５２は先端側が細く絞られて分解ガス導入管５１の開口部の部分で開口し、他端側はブロワ５３に接続されている。このブロワ５３は新鮮な空気５４と、減容炉２０および脱塩炉１を加熱した後の熱ガスの一部を導入して混合し、その混合気体をノズル部材５２の先端から噴出させ、その噴流の吸引・搬送力によって、分解ガスを分解ガス燃焼炉３４内に誘引し、該燃焼炉内で燃焼させる。
【００３６】
ノズル部材５２に新鮮な空気のみを導入すると、分解ガスの一部が急速に冷却され、分解ガスに含まれるタール分が固化して、分解ガス導入管５１の内壁、特に、下部に溜り、分解ガスの通路（ガス管路）を塞ぐ恐れがあるが、熱ガスを混合することで、ノズル部材５２は全体が加熱（例えば、２００℃〜３５０℃）され、タール分が固化することはなく、分解ガス燃焼炉３４内に導入され、ここで燃焼される。
【００３７】
次に、被処理物の一連の処理方法について説明する。まず、熱ガス発生手段３０でＬＮＧ等の燃料を燃焼して熱ガスを発生させ、減容炉２０の加熱ジャケット２３に供給して回転円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３に送り込み、回転円筒体２を加熱する。同時に、分解ガス燃焼炉３４のバーナ３４ａにＬＮＧ等の燃料を送り、燃焼させる。
【００３８】
次に、ハロゲン物質等の有害成分を含有する被処理物を破砕して細かくしたもの（または混合しながら破砕）と脱塩素剤とを混合したもの、又は混合しながらホッパ３３から供給側ダクト１０を介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。
【００３９】
この脱塩炉１での加熱処理は、被処理物から塩素系ガスが析出する温度と時間を事前に調査して、被処理物の性質を把握し、この調査結果を十分にカバーできる温度（例えば、２００℃〜３５０℃）と時間で処理する。この温度の調整は、基本的には連絡管３１に供給する温度調整空気３２の供給量によって行う。
【００４０】
この脱塩炉１での加熱は、燃焼，焼却ではなく、低酸素雰囲気中での蒸し焼き、熱分解での処理とし、熱分解により析出したＨＣｌガス等の有害成分と脱塩素剤とを接触反応させる。
【００４１】
被処理物と混合又は添加する脱塩素剤は、少なくともＨＣｌ（塩化水素）と接触反応して無害な塩化物を生成するアルカリ物質を使用する。例えば、本願の出願人が先に出願した特開平９−１５５３２６号、特開平１０−４３７３１号、特開平１０−２３５１８６号、特開平１０−２３５１８７号、特願平１０−１９３８４４号に示すように、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、アルカリ金属、アルカリ金属化合物で、具体的には、カルシウム、石灰、消石灰、炭酸カルシウム、ドロマイト、珪酸塩（珪酸カルシウムなど）、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムの中から１種類選択するか、数種類混合して使用する。使用量としては、被処理物に対して５〜３０重量％を混合又は添加する。
【００４２】
例えば、上記の炭酸水素ナトリウム（NａＨＣＯ3）を使用した場合、第１の加熱処理炉である脱塩炉内においてＨＣｌ成分の分解ガスが発生するが、直ちに炭酸水素ナトリウムと反応して（ＮａＨＣＯ3）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ2Ｏ）＋（ＣＯ2）となり、無害な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成し、分解ガスから有害なＨＣｌが無くなる。このことによって、分解ガス中のＨＣｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時に行われる。
【００４３】
この有害成分を析出し、無害化した後の被処理物（残渣）は、連通ダクト１１、ロータリーバルブ１２を介して第２の回転加熱処理炉である減容炉２０の回転円筒体２２の供給口２６に送り込まれ、ここで被処理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で炭化が始まる。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処理、又は８００℃以上に加熱して灰化処理して減容化する。
【００４４】
この減容化した被処理物と、反応後の塩化ナトリウムは、排出側ダクト１３および二重ダンパ１４を介して溶解槽４１に排出される。この溶解槽４１内で、減容化された被処理物、反応後の脱塩素剤（塩化ナトリウム）を水に溶解し、水に溶解した塩化ナトリウムを排水処理手段４４に排出し、残りの固形物は脱水手段４２で脱水してこれを乾燥手段４３で乾燥し、炭化物等の固形物を取り出す。取り出された固形物は、物性に応じて分別して、再利用に供する。
【００４５】
一方、脱塩炉１および減容炉２０内で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス、乾留ガス）は、分解ガス導入手段５０によってガス導出管３５および３６から分解ガス燃焼炉３４内に誘引され、ここで燃焼処理される。燃焼後のガスは排ガス冷却手段３７で、バグフィルタ３８の適温にまで冷却した後、煙突４０から排される。
【００４６】
また、減容炉２０および脱塩炉１を加熱した後の熱ガスは、図２に示すように排気管４５およびガス管４６を介してその一部が新鮮な空気５４と混合してブロワ５３によってノズル部材５２に送風されノズル先端から噴流され、分解ガスを誘引して分解ガス燃焼炉３４内に導入する。このとき、ノズル部材５２は加熱され、分解ガスは急冷されることがないので、タール分は固化することなく分解ガス燃焼炉３４内で燃焼される。
【００４７】
上記のように分解ガス中には、塩化水素などの有害成分は、脱塩炉１における反応処理によって基本的には除去されるが、何等かの事由によって反応しきれず、排ガス（分解ガス）中に残存する可能性もある。しかし、排ガスは、分解ガス燃焼炉３４で燃焼処理した後、排ガス冷却手段３７で、バグフィルタ３８の耐熱許容温度以下に下げて、バグフィルタ３８で清浄して煙突４０から排出するので、有害成分は完全に除去される。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、上述したように、分解ガスを分解ガス燃焼炉で燃焼処理する際、新鮮な空気と熱ガスの混合気体を分解ガス燃焼炉内に噴流して分解ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引する分解ガス導入手段を設けたので、加熱処理炉内は大気圧に対して負圧となり、加熱処理炉における回転円筒体と各ダクトとの接触部のメカニカルシール部分からのガス漏れは生じない。
【００４９】
また、ノズル部材の中を熱ガスが通るので、分解ガスが急冷されることはなく、従って、分解ガス導入管の内壁にタール分が固化してガス管路を塞ぐ恐れはなく、常に安定した分解ガスの燃焼処理が可能となる。
【００５０】
また、新鮮な空気と熱ガスの混合気体を導入するので、分解ガス燃焼炉内での燃焼も酸素は十分確保され、確実に燃焼を行うこと（ＣＯ成分の低減）が可能となる等の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概念図。
【図２】本発明の分解ガス燃焼炉の脱明図。
【符号の説明】
１…脱塩炉
２０…減容炉
２，２２…回転円筒体
３，２３…加熱ジャケット
４，２４…支持ローラ
５，２５…回転駆動手段
６，２６…供給口
７，２７…排出口
８…メカニカルシール
９…ロータリーバルブ
１０…供給側ダクト
１１…連通ダクト
１２…ロータリーバルブ
１３…排出側ダクト
１４…二重ダンパ
２９…燃料タンク
３０…熱ガス発生手段
３１…連絡管
３２…温度調整空気
３３…ホッパ
３４…ガス燃焼炉
３５，３６…ガス導入管
３７…排ガス冷却手段
３８…バグフィルタ
３９…ブロワ
４０…煙突
４１…溶解槽
４２…脱水手段
４３…乾燥手段
４４…排水処理手段
４５…排気管
４６…ガス管
５０…分解ガス導入手段
５１…分解ガス導入管
５２…ノズル部材
５３…ブロワ
５４…新鮮空気
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の廃棄物等の被処理物を加熱処理し、発生した分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理した後に排出する被処理物の加熱処理方法および装置に関し、特に、分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する際のタール分の固化防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物である各種廃棄物（産業廃棄物、一般廃棄物等）は、ハロゲン物質（塩素など）等の有機性物質を含有しており、加熱処理により各種有害物質（例えば塩化水素、ダイオキシン類）が析出・生成して排ガス中に含まれていることが知られており、大気中に排出する以前の段階で排ガスの浄化処理を行う事（排出の抑制）が一般的に行われている。
【０００３】
加熱処理により多量に発生した塩化水素は、苛性ソーダなどで中和するか、塩酸にして回収することが一般的に行われている。
【０００４】
また、排ガスの浄化処理装置として一般的な装置として、特開平８−１０８０２６号などに示されているバグフィルタ装置がある。これらの装置は、排ガスの浄化剤として消石灰を使用して排ガス中の塩化水素，ダイオキシン類の除去を行うようにしている。また、同様な効果を得るために、最近各種の浄化剤が数多く提案されている。
【０００５】
しかし、排ガス処理のためのバグフィルタで使用した消石灰粉末、排ガス中の飛灰，焼却残渣（焼却灰など）などの、排ガス以外の物にも塩素系ガス成分は付着・吸着されて、猛毒のダイオキシン類を生成してしまうことが知られている。
【０００６】
一方、発明者らは、有機性物質（塩素などのハロゲン物質）である有機塩素化合物（塩化水素）が従来の「排出の抑制」でなく、「発生の抑制」を行うことで、塩化水素などの有害物質の発生を抑制し、排ガスの無害化、残渣の無害化、塩素による処理装置の損傷の低減化を行うことを提案している。
【０００７】
即ち、被処理物にアルカリ物質を添加混合して所定の温度で加熱することで塩化水素を分解析出させると同時に添加混合しているアルカリ物質と接触反応させて無害な塩化物に置換生成する技術を見出し既に出願し、（例えば、特開平９−１５５３２６号、特開平１０−４３７１３号、特開平１０−２３５１８６号、特開平１０−２３５１８７号など）その後も研究開発を行っている。
【０００８】
更に、脱塩素剤を多孔質化して接触反応する面積を増加させて反応効果を高めた脱塩素剤も提案している（特願平１０−１９３８４４号）。
【０００９】
これらの処理剤を使用し被処理物を加熱処理して炭化物の残渣を得、この炭化物は多孔質である特性から、土壌改良剤、水質浄化剤、融雪剤、保温剤に使用され、また、燃料としても利用できるなど、幅広い分野でリサイクル品としての利用を可能としている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
被処理物を外部加熱手段により加熱処理炉で加熱して乾留処理などの加熱分解処理した場合には、分解ガス（乾留ガス）が発生し、このような発生ガスは８５０℃で２秒以上燃焼させて排出することが規則で定められている。
【００１１】
発生ガスは排ガス系統として後段にあるブロアで全体が吸引されており、内部は大気圧に対して負圧傾向にある。ただ、加熱処理内で分解ガスが発生した場合は、大気圧に対して正圧となる傾向にある。
【００１２】
加熱処理炉内が正圧になった場合に問題となるのは、炉を構成するシール部からのガス漏れである。特に、回転部シールを備えているロータリーキルン（回転形）の場合には、シール部分から分解ガスが漏れるおそれがある。この場合、常時状態を監視し、正圧傾向になった場合には、ブロワの吸引力を強化すればよいが、監視と制御が煩雑となる。
【００１３】
また、ブロアで強力に吸引すると分解ガス燃焼炉内が負圧になり、燃焼状態が変化することになる。つまり、８５０℃、２秒の燃焼が困難になる恐れがある。従って、（ａ）加熱処理炉内圧の負圧維持手段、（ｂ）分解ガス燃焼炉内での燃焼条件の変化（低下）防止をいかに行うかが重要な課題となっている。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する際に、駆動気体を用いて吸引し、加熱処理炉内を大気圧に対して負圧とすることで、分解ガスの漏れを防止し、且つ駆動気体の送入によって、分解ガスが急冷しタール分が固化するのを防止することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、加熱処理炉で発生した分解ガス（排ガス、乾留ガスともいう）を、分解ガス燃焼炉内に導入する際、分解ガス導入管に空気エゼクタのような分解ガス導入手段を設けて、加圧された駆動気体として新鮮な空気と加熱ガスの混合気体を用い、これを分解ガス導入管を通して分解ガス燃焼炉内に噴流し、この噴流の吸引・搬送力によって、分解ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引することで、加熱処理炉内を大気圧に対して負圧とするとともに、混合気体に加熱ガスを用いることで、分解ガスの急冷によるタール分の固化を防止するものである。
【００１６】
具体的手段は、被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、且つ発生した分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理方法であって、前記分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する分解ガス導入手段は、新鮮な空気と加熱ガスとを混合して分解ガス燃焼炉内に噴流し、この噴流の吸引・搬送力によって分解ガスを導入するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
上記の加熱ガスは、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを利用すると熱ガスの再利用ができ望ましい。
【００１８】
なお、新鮮な空気と熱ガスとの導入比率は、導入量、熱ガスの温度、分解ガスの成分（加熱処理される被処理物の資質）などを勘案して最適な混合比を選定して定める。
【００１９】
また、加熱処理装置としては、被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、発生した分解ガスを分解ガス導入管を介して分解ガス燃焼炉に導入し、該分解ガス燃焼炉で燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理装置において、前記分解ガス導入管内に新鮮な空気と加熱ガスとの混合気体を分解ガス燃焼炉に噴流して分解ガスを分解ガス燃焼炉内に導入する分解ガス導入手段を設けるものである。この分解ガス導入手段には、空気エゼクタの使用が好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００２１】
図１は、本発明の被処理物の加熱処理装置の概念図で、同じ構成の回転加熱処理炉を２基用い、第１の回転加熱処理炉に、被処理物を乾燥し脱塩素処理の機能を持たせ（以下、脱塩炉と称す）、第２の回転加熱処理炉に、炭化又は灰化処理による減容化処理の機能を持たせ（以下、減容炉と称す）た場合である。
【００２２】
１はこの脱塩炉で、該脱塩炉１は、回転自在の回転円筒体２と、この回転円筒体２の外周にガスダクトを形成して熱ガスを導入して回転円筒体２を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット３と、回転円筒体２を両端側で回転自在に支承する支持ローラ４，４’と、回転円筒体２を回転駆動する回転駆動手段５，５’とで構成され、また回転円筒体２には一端側に被処理物を搬入する供給口６、他端側に被処理物を排出する排出口７を有し、内部には図示を省略してあるが回転円筒体の軸線に対して傾斜した送り羽根が径方向及び軸方向に複数枚設けられ、回転円筒体２の回転により、被処理物を供給口６側から排出口７側に撹拌しながら移送する。
【００２３】
この回転駆動手段５，５’は、例えば、図１に示すように、駆動モータ５ａ，５’ａ，駆動歯車５ｂ，５’ｂおよび回転円筒体２の外周に設けた従動歯車２ａ，２’ａから成り、駆動モータ５ａ，５’ａは図示を省略したモータ制御装置で制御される。
【００２４】
なお、この回転駆動手段は、駆動モータからの動力の伝達手段として歯車を使用した場合について説明したが、必ずしも歯車による必要はなく、ローラチェーン用のスプロケットを設け、ローラチェーンで伝達するようにしてもよい。８はメカニカルシールで、円筒体２の外周に接する加熱ジャケット３との接触部をシールしている。
【００２５】
２０は減容化処理機能を有する減容炉で、該滅容炉２０は脱塩炉１と同じ構成をなす。従って脱塩炉１と同じ部分には、２０の１の桁に脱塩炉１と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
脱塩炉１と減容炉２０とは、上下方向で、且つ減容炉２０の供給口２６側を脱塩炉１の排出口７側にして配置する。そして、脱塩炉１の供給口６側に、被処理物を回転円筒体２内に供給するための供給側ダクト１０を設ける。９はこの供給側ダクト１０内に設けたロータリーバルブである。また脱塩炉１の排出口７と減容炉２０の供給口２６側には、これら排出口７と供給口２６を覆って連通する連通ダクト１１を設け、脱塩炉１で加熱処理した被処理物（残渣）を滅容炉２０に導入する。１２はこの連通ダクト１１の中間部に設けられたロータリーバルブである。
【００２７】
３０は熱ガス発生手段で、燃料タンク２９からＬＮＧ又はＬＰＧ等の燃料の供給を受けてこれを燃焼して熱ガスを発生させる。発生した熱ガスは、減容炉２０の加熱ジャケット２３に供給し、減容炉２０の回転円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３内に供給される。このとき、温度調整空気３２を送り込み、熱ガスの温度を調整する。
【００２８】
３３はホッパで、被処理物と脱塩素剤とを混合した混合物、又は混合しながら供給側ダクト１０を介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。
【００２９】
なお、図示を省略してあるが、回転円筒体２と回転接触する供給側ダクト１０，連通ダクト１１および回転円筒体２２と回転接触する連通ダクト１１および排出側ダクト１３との接触部には、ガス漏れを防止するためのメカニカルシールが施されている。
【００３０】
３４は分解ガス燃焼炉で、脱塩炉１および減容炉２０で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス）を、ガス導管３５，３６から導入し、バーナ３４ａでタール分等の可燃性分および残存有害物質を燃焼処理し、排ガス冷却手段３７で冷却した後、バグフィルタ３８で浄化して煙突４０から排出する。この排ガス冷却手段３７での冷却は、熱交換器を用いるか冷却空気又は冷却液を噴霧することで冷却できる。３９はバグフィルタに設けられたブロワで、加熱処理炉内で発生したガスを吸引する。
【００３１】
４１は溶解槽で、減容炉２０で減容化した被処理物と、脱塩炉１内で脱塩素剤と反応して生成された塩化物等を排出側ダクト１３、二重ダンパ１４から排出されるのを受け、これを水洗いして塩化物等を除去した後、脱水手段４２で脱水し、乾燥手段４３で乾燥して炭化物等を取り出す。
【００３２】
４４は排水処理手段で、溶解槽４１からの水、および脱水時に発生する水分を無害化処理した後、排水する。
【００３３】
なお、ロータリーバルブ９，１２は、開閉自在で間欠的に被処理物を送り出す間欠送り出し手段で構成してもよい。
【００３４】
乾燥手段４３には、熱源として、脱塩炉１を加熱した後の熱ガスを排気管４５およびガス管４６を介して導入し、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを再利用して乾燥する。
【００３５】
図２は図１の分解ガス燃焼炉３４部分を拡大した模式図で、５０は分解ガス導入手段を示し、空気エゼクタにより構成した場合を示している。該分解ガス導入手段５０は分解ガス導入管５１、該ガス導入管５１内に設けられたノズル部材５２、このノズル部材５２に加圧の駆動気体を送出するブロワ５３とからなり、分解ガス導入管５１の一端は分解ガス燃焼炉３４内に開口し、他端側はガス導入管３５，３６と連通している。ノズル部材５２は先端側が細く絞られて分解ガス導入管５１の開口部の部分で開口し、他端側はブロワ５３に接続されている。このブロワ５３は新鮮な空気５４と、減容炉２０および脱塩炉１を加熱した後の熱ガスの一部を導入して混合し、その混合気体をノズル部材５２の先端から噴出させ、その噴流の吸引・搬送力によって、分解ガスを分解ガス燃焼炉３４内に誘引し、該燃焼炉内で燃焼させる。
【００３６】
ノズル部材５２に新鮮な空気のみを導入すると、分解ガスの一部が急速に冷却され、分解ガスに含まれるタール分が固化して、分解ガス導入管５１の内壁、特に、下部に溜り、分解ガスの通路（ガス管路）を塞ぐ恐れがあるが、熱ガスを混合することで、ノズル部材５２は全体が加熱（例えば、２００℃〜３５０℃）され、タール分が固化することはなく、分解ガス燃焼炉３４内に導入され、ここで燃焼される。
【００３７】
次に、被処理物の一連の処理方法について説明する。まず、熱ガス発生手段３０でＬＮＧ等の燃料を燃焼して熱ガスを発生させ、減容炉２０の加熱ジャケット２３に供給して回転円筒体２２を加熱した後、連絡管３１を介して脱塩炉１の加熱ジャケット３に送り込み、回転円筒体２を加熱する。同時に、分解ガス燃焼炉３４のバーナ３４ａにＬＮＧ等の燃料を送り、燃焼させる。
【００３８】
次に、ハロゲン物質等の有害成分を含有する被処理物を破砕して細かくしたもの（または混合しながら破砕）と脱塩素剤とを混合したもの、又は混合しながらホッパ３３から供給側ダクト１０を介して脱塩炉１の回転円筒体２内に供給する。
【００３９】
この脱塩炉１での加熱処理は、被処理物から塩素系ガスが析出する温度と時間を事前に調査して、被処理物の性質を把握し、この調査結果を十分にカバーできる温度（例えば、２００℃〜３５０℃）と時間で処理する。この温度の調整は、基本的には連絡管３１に供給する温度調整空気３２の供給量によって行う。
【００４０】
この脱塩炉１での加熱は、燃焼，焼却ではなく、低酸素雰囲気中での蒸し焼き、熱分解での処理とし、熱分解により析出したＨＣｌガス等の有害成分と脱塩素剤とを接触反応させる。
【００４１】
被処理物と混合又は添加する脱塩素剤は、少なくともＨＣｌ（塩化水素）と接触反応して無害な塩化物を生成するアルカリ物質を使用する。例えば、本願の出願人が先に出願した特開平９−１５５３２６号、特開平１０−４３７３１号、特開平１０−２３５１８６号、特開平１０−２３５１８７号、特願平１０−１９３８４４号に示すように、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、アルカリ金属、アルカリ金属化合物で、具体的には、カルシウム、石灰、消石灰、炭酸カルシウム、ドロマイト、珪酸塩（珪酸カルシウムなど）、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムの中から１種類選択するか、数種類混合して使用する。使用量としては、被処理物に対して５〜３０重量％を混合又は添加する。
【００４２】
例えば、上記の炭酸水素ナトリウム（NａＨＣＯ3）を使用した場合、第１の加熱処理炉である脱塩炉内においてＨＣｌ成分の分解ガスが発生するが、直ちに炭酸水素ナトリウムと反応して（ＮａＨＣＯ3）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ2Ｏ）＋（ＣＯ2）となり、無害な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を生成し、分解ガスから有害なＨＣｌが無くなる。このことによって、分解ガス中のＨＣｌ成分の無害化と残渣の無害化が同時に行われる。
【００４３】
この有害成分を析出し、無害化した後の被処理物（残渣）は、連通ダクト１１、ロータリーバルブ１２を介して第２の回転加熱処理炉である減容炉２０の回転円筒体２２の供給口２６に送り込まれ、ここで被処理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で炭化が始まる。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処理、又は８００℃以上に加熱して灰化処理して減容化する。
【００４４】
この減容化した被処理物と、反応後の塩化ナトリウムは、排出側ダクト１３および二重ダンパ１４を介して溶解槽４１に排出される。この溶解槽４１内で、減容化された被処理物、反応後の脱塩素剤（塩化ナトリウム）を水に溶解し、水に溶解した塩化ナトリウムを排水処理手段４４に排出し、残りの固形物は脱水手段４２で脱水してこれを乾燥手段４３で乾燥し、炭化物等の固形物を取り出す。取り出された固形物は、物性に応じて分別して、再利用に供する。
【００４５】
一方、脱塩炉１および減容炉２０内で加熱処理中に発生した分解ガス（排ガス、乾留ガス）は、分解ガス導入手段５０によってガス導出管３５および３６から分解ガス燃焼炉３４内に誘引され、ここで燃焼処理される。燃焼後のガスは排ガス冷却手段３７で、バグフィルタ３８の適温にまで冷却した後、煙突４０から排される。
【００４６】
また、減容炉２０および脱塩炉１を加熱した後の熱ガスは、図２に示すように排気管４５およびガス管４６を介してその一部が新鮮な空気５４と混合してブロワ５３によってノズル部材５２に送風されノズル先端から噴流され、分解ガスを誘引して分解ガス燃焼炉３４内に導入する。このとき、ノズル部材５２は加熱され、分解ガスは急冷されることがないので、タール分は固化することなく分解ガス燃焼炉３４内で燃焼される。
【００４７】
上記のように分解ガス中には、塩化水素などの有害成分は、脱塩炉１における反応処理によって基本的には除去されるが、何等かの事由によって反応しきれず、排ガス（分解ガス）中に残存する可能性もある。しかし、排ガスは、分解ガス燃焼炉３４で燃焼処理した後、排ガス冷却手段３７で、バグフィルタ３８の耐熱許容温度以下に下げて、バグフィルタ３８で清浄して煙突４０から排出するので、有害成分は完全に除去される。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、上述したように、分解ガスを分解ガス燃焼炉で燃焼処理する際、新鮮な空気と熱ガスの混合気体を分解ガス燃焼炉内に噴流して分解ガスを分解ガス燃焼炉内に誘引する分解ガス導入手段を設けたので、加熱処理炉内は大気圧に対して負圧となり、加熱処理炉における回転円筒体と各ダクトとの接触部のメカニカルシール部分からのガス漏れは生じない。
【００４９】
また、ノズル部材の中を熱ガスが通るので、分解ガスが急冷されることはなく、従って、分解ガス導入管の内壁にタール分が固化してガス管路を塞ぐ恐れはなく、常に安定した分解ガスの燃焼処理が可能となる。
【００５０】
また、新鮮な空気と熱ガスの混合気体を導入するので、分解ガス燃焼炉内での燃焼も酸素は十分確保され、確実に燃焼を行うこと（ＣＯ成分の低減）が可能となる等の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概念図。
【図２】本発明の分解ガス燃焼炉の脱明図。
【符号の説明】
１…脱塩炉
２０…減容炉
２，２２…回転円筒体
３，２３…加熱ジャケット
４，２４…支持ローラ
５，２５…回転駆動手段
６，２６…供給口
７，２７…排出口
８…メカニカルシール
９…ロータリーバルブ
１０…供給側ダクト
１１…連通ダクト
１２…ロータリーバルブ
１３…排出側ダクト
１４…二重ダンパ
２９…燃料タンク
３０…熱ガス発生手段
３１…連絡管
３２…温度調整空気
３３…ホッパ
３４…ガス燃焼炉
３５，３６…ガス導入管
３７…排ガス冷却手段
３８…バグフィルタ
３９…ブロワ
４０…煙突
４１…溶解槽
４２…脱水手段
４３…乾燥手段
４４…排水処理手段
４５…排気管
４６…ガス管
５０…分解ガス導入手段
５１…分解ガス導入管
５２…ノズル部材
５３…ブロワ
５４…新鮮空気
Claims (3)
- 被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、且つ発生した分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入して燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理方法であって、前記分解ガスを分解ガス燃焼炉に導入する分解ガス導入手段は、新鮮な空気と加熱ガスとを混合して分解ガス燃焼炉内に噴流し、この噴流の吸引・搬送力によって分解ガスを導入するようにしたことを特徴とする被処理物の加熱処理方法。
- 加熱ガスは、加熱処理炉を加熱した後の熱ガスを利用することを特徴とする請求項１記載の被処理物の加熱処理方法。
- 被処理物を加熱処理炉に投入して加熱分解処理し、発生した分解ガスを分解ガス導入管を介して分解ガス燃焼炉に導入し、該分解ガス燃焼炉で燃焼処理した後排出する被処理物の加熱処理装置において、前記分解ガス導入管内に、新鮮な空気と加熱ガスとの混合気体を分解ガス燃焼炉に噴流して分解ガスを分解ガス燃焼炉内に導入する分解ガス導入手段を設けたことを特徴とする被処理物の加熱処理装置。
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