JP4019115B2 - 有害物質熱分解除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば汚染土壌、煤塵、焼却灰、工場廃液等の被処理物に含まれる鉛、カドミウム、ダイオキシン等の有害物質を分解除去する際に用いられる有害物質熱分解除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１０８２５号公報
【特許文献２】
特許第３２６６５９１号公報
【特許文献３】
特公平７−３４９０２号公報
【０００４】
従来、この種の有害物質熱分解除去装置として、炉体内に有害物質を含む被処理物を移送可能な移送路を設け、炉体の一方側部に該被処理物を該移送路に供給するための供給口部を設けると共に炉体の他方側部に被処理物を移送路から排出するための排出口部を設け、炉体の移送路内に窒素を送り込む炉内窒素送込部を設けると共に移送路内の空気及び気体を吸引する炉内吸引部を設け、炉内窒素送込部及び炉内吸引部により移送路内を無酸素減圧雰囲気に作製し、炉体に移送路を移送中の被処理物を加熱する加熱部を設け、無酸素減圧高温度雰囲気下での熱分解により該被処理物に含まれる有害物質を分解除去する構造のものが知られている。しかして、被処理物を外部から炉体内に連続して供給するという条件下において、炉体内を無酸素減圧高温度雰囲気下に密閉保持しなければならないことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれら構造の場合、上記被処理物を炉体内に供給するための供給口部の近傍部位での高い密閉性が要求され、この密閉性の良否が直接的に処理効率に影響を及ぼすことがあるという不都合を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の発明は、炉体内に有害物質を含む被処理物を移送可能な移送路を設け、該炉体の一方側部に該被処理物を該移送路に供給するための供給口部を設けると共に該炉体の他方側部に被処理物を該移送路から排出するための排出口部を設け、該炉体の移送路内に窒素を送り込む炉内窒素送込部を設けると共に該移送路内の空気及び気体を吸引する炉内吸引部を設け、該炉内窒素送込部及び該炉内吸引部により該移送路内を無酸素減圧雰囲気に作製し、該移送路で被処理物を移送させる移送機構を設けると共に移送路を移送中の被処理物を加熱する加熱部を設け、無酸素減圧高温度雰囲気下での熱分解により該被処理物に含まれる有害物質を分解除去する装置において、上記供給口部に被処理物を供給するための供給路を接続し、該供給路に交互に開閉可能な一対の開閉弁を直列状に配置し、該一対の開閉弁間に一方の開閉弁から送られてくる被処理物を一時的に停留して他方の開閉弁に回転給送するため停留回転部を設け、該停留回転部内に窒素を送り込む窒素送込部を設けると共に該停留回転部内の空気を吸引する吸引部を設けてなることを特徴とする有害物質熱分解除去装置にある。
【０００７】
又、請求項２記載の発明にあっては、上記排出口部に被処理物を排出するための排出路を接続し、該排出路に交互に開閉可能な一対の開閉弁を直列状に配置し、該一対の開閉弁間に一方の開閉弁から送られてくる被処理物を一時的に停留して他方の開閉弁に送るための停留部を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項３記載の発明にあっては、上記移送機構として、上記炉体の内周面に移送路の移送方向に延びる螺旋溝部を形成すると共に該炉体を該移送方向を軸線として回転させる回転部を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の発明は、上記加熱部として、上記炉体の内周面に遠赤外線放射材を設けると共に該遠赤外線放射材を加熱するヒータを設けてなることを特徴とするものである。
【０００８】
又、請求項４記載の発明は、上記炉体の外周面に断熱材を介して冷却液路を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項６記載の発明は、上記炉内吸引部に上記炉体内の気体を冷却処理する気体冷却処理部を設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項７記載の発明は、上記排出口部に上記炉体から排出されてくる被処理物を冷却する冷却部を設けてなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図９は本発明の実施の形態例を示し、１は炉体、２は加熱部であって、炉体１内に加熱部２が配置され、この場合、炉体１の内壁部に加熱部２として、遠赤外線放射材３としての筒状のセラミック材を配置し、この遠赤外線放射材３の外周面に熱線からなるヒータ４を配置し、ヒータ４の外周面にグラスウール等の断熱材５を覆設し、この断熱材５の外周面にステンレス材等の管壁６ａにより冷却液Ｓを循環させる冷却液路６を形成し、遠赤外線放射材３の内周面に移送機構Ｆとしての螺旋溝部３ａを形成し、この炉体１内を有害物質を含む被処理物Ｗを移送可能な移送路７に形成し、この炉体１の下部外周面を機体８に設けたロール９により回転自在に支承横設し、回転部１０の回転用モータ１１によりロール９を回転させ、ロール９により炉体１を移送路７の移送方向を軸線として回転可能に設け、炉体１の一方側部に被処理物Ｗを移送路７に供給するための供給口部１２を設け、供給口部１２にモータ１２ａにより回転するスクリュー１２ｂを内装すると共に炉体１の他方側部に被処理物Ｗを移送路７から排出するための排出口部１３を設けて構成している。
【００１０】
しかして、外部から炉体１内の加熱部２としてのヒータ４に電力を供給して遠赤外線放射材３を加熱し、この遠赤外線放射材３からの遠赤外線により移送路７を温度５００℃〜７００℃に加熱し、かつ、回転部１０により炉体１を回転させ、移送路７内の被処理物Ｗを螺旋溝部３ａの螺旋作用により移送し、高温の移送路７面としての螺旋溝部３ａに接触しつつ被処理物Ｗは移送され、遠赤外線放射材３からの遠赤外線放射熱が被処理物Ｗに伝導し、被処理物Ｗは高温加熱され、更に、断熱材５により遠赤外線放射材３の外方放射を防ぐと共に外部から冷却液路６に冷却液Ｓを供給し、炉体１の外周面の温度上昇を防ぐことになる。
【００１１】
１４は炉内窒素送込部、１５は炉内吸引部であって、この炉内窒素送込部１４は上記排出口部１３に窒素吹出管１４ａを移送路７内に向けて配置し、窒素発生器１６から窒素吹出管１４ａを介して図外のポンプにより移送路７内に窒素Ｎを送り込むように構成され、又、この炉内吸引部１５は上記供給口部１２に吸込管１５ａを移送路７内に向けて配置し、吸込管１５ａと真空発生源１７とを吸込路１８により接続し、真空発生源１７により移送路７内の空気や気体Ｇを吸込管１５ａを介して吸引するように構成している。
【００１２】
しかして、この炉内窒素送込部１４及び炉内吸引部１５により、移送路７内を１０⁵〜１０^-1Ｐａ程度の無酸素減圧雰囲気に作製し、この無酸素減圧雰囲気下の移送路７を加熱部２により加熱し、炉体１を回転させて移送路７内の被処理物Ｗを移送機構Ｆとしての螺旋溝部３ａの螺旋作用により移送し、高温の移送路７面としての螺旋溝部３ａに接触しつつ被処理物Ｗは移送され、遠赤外線放射材３からの遠赤外線放射熱が被処理物Ｗに伝導し、被処理物Ｗは高温加熱され、無酸素減圧高温度雰囲気下での熱分解により被処理物Ｗに含まれる鉛、カドミウム、ダイオキシン等の有害物質を分解除去するように構成している。
【００１３】
１９は供給路であって、一方端部に被処理物Ｗの投入口部１９ａが設けられ、他方端部に上記供給口部１２が接続され、この供給路１９に交互に開閉可能な一対の開閉弁２０・２１を上下に直列状に配置し、この上側の開閉弁２０と投入口部１９ａとの間に計量部２２を介装し、この一対の開閉弁２０・２１間に停留回転部２３を介装し、停留回転部２３内に球殻状体２４ａの頂部に口部２４ｂを開口した回転給送体２４を内壁に密接状態で回転自在に設け、一方の開閉弁２０から自重落下により送られてくる被処理物Ｗを上向き状態の口部２４ｂから球殻状体２４ａ内に一時的に停留し、回転給送体２４を回転させて下向き状態の口部２４ｂから他方の開閉弁２１に自重落下により送るように設け、かつ、停留回転部２３内に窒素Ｎを送り込む窒素送込部２５の窒素吹出管２５ａを設けると共に停留回転部２３内の空気を吸引する吸引部２６の吸込管２６ａを設け、窒素発生器１６から窒素吹出管２５ａを介して図外のポンプにより球殻状体２４ａ内に窒素Ｎを送り込むと共に、上記真空発生源１７により吸込管２６ａを介して球殻状体２４ａ内の空気を吸引し、しかして、球殻状体２４ａ内を無酸素雰囲気に作製するように構成している。
【００１４】
しかして、図４の如く、図外の搬送機構により投入口部１９ａから投入された被処理物Ｗは計量部２２により定重量に計量され、一定重量の被処理物Ｗは開閉弁２０の開動作により停留回転部２３内の球殻状体２４ａ内に上向きの口部２４ｂから自重落下し、次いで、図５の如く、停留回転部２３内の回転給送体２４は回転し、この回転給送体２４の回転中に窒素送込部２５の窒素吹出管２５ａから球殻状体２４ａ内に窒素Ｎが送り込まれると共に吸引部２６の吸込管２６ａを介して球殻状体２４ａ内の空気を吸引し、球殻状体２４ａ内を無酸素雰囲気に作製し、この回転給送体２４の回転中において一対の開閉弁２０・２１はいずれも閉状態にあり、そして、図６の如く、回転給送体２４の更なる回転により回転給送体２４の口部２４ｂは下向きとなって回転給送体２４内の被処理物Ｗは開閉弁２１へと自重落下し、開閉弁２１は開状態となっているので開閉弁２１を介して炉体１の供給口部に落下供給されることになり、そして、図７の如く、回転給送体２４は更に回転し、この回転中において、一対の開閉弁２０・２１は閉状態にあり、回転給送体２４の口部２４ｂは上向きとなり、そして、再び、図４乃至図７の動作が繰り返され、被処理物Ｗは炉体１の供給口部１２に順次連続して定量ずつ供給されることになる。
【００１５】
又、この場合、上記排出口部１３に被処理物Ｗを排出するための排出路２７を接続し、排出路２７に交互に開閉可能な一対の開閉弁２８・２９を上下に直列状に配置し、この一対の開閉弁２８・２９間に一方の開閉弁２８から自重により送られてくる被処理物Ｗを一時的に停留して他方の開閉弁２９に自重により送るためのタンク状の停留部３０を設けて構成している。
【００１６】
しかして、図８の如く、上記炉体１の移送路７から排出されてくる被処理物Ｗは一方の上方の開閉弁２８の開動作により停留部３０内に自重落下し、このとき、他方の下方の開閉弁２９は閉じているため被処理物Ｗは停留部３０内に停留し、そして、図９の如く、開閉弁２８が閉動作したのち開閉弁２９は開動作し、停留部３０内の被処理物Ｗは開閉弁２９から自重落下し、この繰り返し動作により被処理物Ｗは順次連続して排出されることになる。
【００１７】
３１は気体冷却処理部であって、上記吸込管１５ａと真空発生源１７とを連結する炉内吸引部１５の吸込路１８の途中に設けられ、この場合、炉体１内等の気体Ｇを冷却する冷却用タンク３１ａ、気体Ｇを濾過するフィルターを備えた濾過用タンク３１ｂ、気体Ｇを中和する中和剤を入れた中和用タンク３１ｃ及び気体中の塵埃を吸着可能な活性炭等の吸着剤を入れた吸着剤用タンク３１ｄにより構成されている。
【００１８】
３２は冷却部であって、上記排出口部１３に設けられ、上記炉体１から排出されてくる被処理物Ｗを冷却して排出するように構成されている。
【００１９】
この実施の形態例は上記構成であるから、図１の如く、破砕機、粉砕機、ふるい機、選別機械、造粒機等によりペレット状や粉粒状にされた有害物質を含む被処理物Ｗを供給口部１２から炉体１内の移送路７に供給し、この炉体１の移送路７内に炉内窒素送込部１４により窒素Ｎを送り込むと共に移送路７内の空気及び気体Ｇを炉内吸引部１５により吸引し、この炉内窒素送込部１４及び炉内吸引部１５により移送路７内を無酸素減圧雰囲気に作製し、かつ、移送機構Ｆにより被処理物Ｗを移送路７で移送すると共に移送路１内を加熱部２により加熱し、この無酸素減圧雰囲気下での熱分解により被処理物Ｗに含まれる有害物質を分解除去することになり、この際、上記供給口部１２に被処理物Ｗを供給するための供給路１９を接続して供給路１９に交互に開閉可能な一対の開閉弁２０・２１を直列状に配置し、一対の開閉弁２０・２１間に一方の開閉弁２０から送られてくる被処理物Ｗを一時的に停留して他方の開閉弁２１に回転給送するため停留回転部２３を設け、停留回転部２３内に窒素Ｎを送り込む窒素送込部２５を設けると共に停留回転部２３内の空気を吸引する吸引部２６を設けているから、被処理物Ｗは一対の開閉弁２０・２１の交互の開閉動作及び停留回転部２３の回転給送の協動により炉体１の供給口部１２に順次連続して定量ずつ供給され、しかも、停留回転部２３内に窒素送込部２５から窒素Ｎが送り込まれると共に停留回転部２３内の空気は吸引部２６により吸引されて窒素置換がなされることになるから、供給口部１２側での密閉性を高めることができて炉体１の移送路７内の密閉性を高めることができると共に移送路７内の無酸素減圧高温度雰囲気を良好に保持することができ、それだけ被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができると共に分解除去作業性を向上することができる。
【００２０】
この場合、上記排出口部１３に被処理物Ｗを排出するための排出路２７を接続し、この排出路２７に交互に開閉可能な一対の開閉弁２８・２９を直列状に配置し、一対の開閉弁２８・２９間に一方の開閉弁２８から送られてくる被処理物Ｗを一時的に停留して他方の開閉弁２９に送るための停留部３０を設けているから、炉体１の移送路７から排出されてくる被処理物Ｗは一対の開閉弁２８・２９の交互の開閉動作及び停留部３０の一時停留の協動により定量ずつ排出されることになり、排出口部１３側での密閉性を高めることができて炉体１の移送路７内の密閉性を高めることができると共に移送路７内の無酸素減圧高温度雰囲気を良好に保持することができ、それだけ被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができると共に分解除去作業性を向上することができ、又、この場合、上記移送機構Ｆとして、炉体１の内周面に移送路７の移送方向に延びる螺旋溝部３ａを形成すると共に炉体１を移送方向を軸線として回転させる回転部１０を設けているから、回転部１０により炉体１を回転させて螺旋溝部３ａの螺旋作用により被処理物Ｗを良好に移送することができ、高温の移送路７面に接触しつつ被処理物Ｗは移送され、移送路７面の熱が被処理物Ｗに伝導し、被処理物Ｗは高温加熱され、加熱効率を向上することができ、又、この場合、上記加熱部２として、上記炉体１の内周面に遠赤外線放射材３を設けると共に遠赤外線放射材３を加熱するヒータ４を設けてなるから、高温の移送路７面としての螺旋溝部３ａに接触しつつ被処理物Ｗは移送され、遠赤外線放射材３からの遠赤外線放射熱が被処理物Ｗに伝導し、被処理物Ｗは高温加熱され、それだけ加熱効率を向上することができ、被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができる。
【００２１】
又、この場合、上記炉体１の外周面に断熱材５を介して冷却液路６を設けてなるから、この断熱材５により遠赤外線放射材３の外方放射を防いで一層加熱効率を向上することができると共に炉体１の外周面の温度上昇を防ぐことができ、安全性を高めることができ、又、この場合、上記炉内吸引部１５に上記炉体１内の気体Ｇを冷却処理する気体冷却処理部３１を設けているから、移送路７内での熱分解によって被処理物Ｗから発生した気体Ｇによる有害物質の再合成を防ぐことができ、又、この場合、上記排出口部１３に上記炉体１から排出されてくる被処理物Ｗを冷却する冷却部３２を設けてなるから、加熱により高温な被処理物Ｗを急速に冷却することにより有害物質の再合成を防ぐことができ、それだけ、被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができる。
【００２２】
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、炉体１、加熱部２、炉内窒素送込部１４、炉内吸引部１５、停留回転部２３、開閉弁２０・２１等の構造は適宜変更して設計されるものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く、請求項１の発明にあっては、有害物質を含む被処理物を供給口部から炉体内の移送路に供給し、炉体の移送路内に炉内窒素送込部により窒素を送り込むと共に移送路内の空気及び気体を炉内吸引部により吸引し、この炉内窒素送込部及び炉内吸引部により移送路内を無酸素減圧雰囲気に作製し、かつ、移送機構により被処理物を移送路で移送すると共に移送路を加熱部により加熱し、この無酸素減圧高温度雰囲気下での熱分解により被処理物に含まれる有害物質を分解除去することになり、この際、被処理物は一対の開閉弁の交互の開閉動作及び停留回転部の回転給送の協動により炉体の供給口部に順次連続して定量ずつ供給され、しかも、停留回転部内に窒素送込部から窒素が送り込まれると共に停留回転部内の空気は吸引部により吸引されて窒素置換がなされることになるから、供給口部側での密閉性を高めることができて炉体の移送路内の密閉性を高めることができると共に移送路内の無酸素減圧高温度雰囲気を良好に保持することができ、被処理物に含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができると共に分解除去作業性を向上することができる。
【００２４】
又、請求項２記載の発明にあっては、上記排出口部に被処理物を排出するための排出路を接続し、この排出路に交互に開閉可能な一対の開閉弁を直列状に配置し、一対の開閉弁間に一方の開閉弁から送られてくる被処理物を一時的に停留して他方の開閉弁に送るための停留部を設けているから、炉体の移送路から排出されてくる被処理物は一対の開閉弁の交互の開閉動作及び停留部の一時停留の協動により定量ずつ排出されることになり、排出口部側での密閉性を高めることができて炉体の移送路内の密閉性を高めることができると共に移送路内の無酸素減圧高温度雰囲気を良好に保持することができ、それだけ被処理物に含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができると共に分解除去作業性を向上することができ、又、請求項３記載の発明にあっては、上記移送機構として、炉体の内周面に移送路の移送方向に延びる螺旋溝部を形成すると共に炉体を移送方向を軸線として回転させる回転部を設けているから、回転部により炉体を回転させて螺旋溝部の螺旋作用により被処理物を良好に移送することができ、高温の移送路面に接触しつつ被処理物は移送され、移送路面の熱が被処理物に伝導し、被処理物は高温加熱され、加熱効率を向上することができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記加熱部として、上記炉体の内周面に遠赤外線放射材を設けると共に遠赤外線放射材を加熱するヒータを設けてなるから、高温の移送路面としての螺旋溝部に接触しつつ被処理物は移送され、遠赤外線放射材からの遠赤外線放射熱が被処理物に伝導し、被処理物は高温加熱され、それだけ加熱効率を向上することができ、被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができる。
【００２５】
又、請求項５記載の発明にあっては、上記炉体の外周面に断熱材を介して冷却液路を設けてなるから、この断熱材により遠赤外線放射材の外方放射を防いで一層加熱効率を向上することができると共に炉体の外周面の温度上昇を防ぐことができ、安全性を高めることができ、又、請求項６記載の発明にあっては、上記炉内吸引部に上記炉体内の気体を冷却処理する気体冷却処理部を設けているから、移送路内での熱分解によって被処理物から発生した気体による有害物質の再合成を防ぐことができ、又、請求項７記載の発明にあっては、上記排出口部に上記炉体から排出されてくる被処理物を冷却する冷却部を設けてなるから、加熱により高温な被処理物を急速に冷却することにより有害物質の再合成を防ぐことができ、被処理物Ｗに含まれる有害物質の分解除去効率を高めることができる。
【００２６】
以上の如く、所期の目的を充分達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の全体説明図である。
【図２】本発明の実施の形態例の部分説明図である。
【図３】本発明の実施の形態例の部分横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態例の供給口部側の動作説明図である。
【図５】本発明の実施の形態例の供給口部側の動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態例の供給口部側の動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態例の供給口部側の動作説明図である。
【図８】本発明の実施の形態例の排出口部側の動作説明図である。
【図９】本発明の実施の形態例の排出口部側の動作説明図である。
【符号の説明】
Ｗ 被処理物
Ｎ 窒素
Ｇ 気体
Ｆ 移送機構
１ 炉体
２ 加熱部
３ 遠赤外線放射材
３ａ 螺旋溝部
４ ヒータ
５ 断熱材
７ 移送路
１０ 回転部
１２ 供給口部
１３ 排出口部
１４ 炉内窒素送込部
１５ 炉内吸引部
１９ 供給路
２０ 開閉弁
２１ 開閉弁
２３ 停留回転部
２５ 窒素送込部
２６ 吸引部
２７ 排出路
２８ 開閉弁
２９ 開閉弁
３０ 停留部
３１ 気体冷却処理部
３２ 冷却部

Claims (7)

1. 炉体内に有害物質を含む被処理物を移送可能な移送路を設け、該炉体の一方側部に該被処理物を該移送路に供給するための供給口部を設けると共に該炉体の他方側部に被処理物を該移送路から排出するための排出口部を設け、該炉体の移送路内に窒素を送り込む炉内窒素送込部を設けると共に該移送路内の空気及び気体を吸引する炉内吸引部を設け、該炉内窒素送込部及び該炉内吸引部により該移送路内を無酸素減圧雰囲気に作製し、該移送路で被処理物を移送させる移送機構を設けると共に移送路を移送中の被処理物を加熱する加熱部を設け、無酸素減圧高温度雰囲気下での熱分解により該被処理物に含まれる有害物質を分解除去する装置において、上記供給口部に被処理物を供給するための供給路を接続し、該供給路に交互に開閉可能な一対の開閉弁を直列状に配置し、該一対の開閉弁間に一方の開閉弁から送られてくる被処理物を一時的に停留して他方の開閉弁に回転給送するため停留回転部を設け、該停留回転部内に窒素を送り込む窒素送込部を設けると共に該停留回転部内の空気を吸引する吸引部を設けてなることを特徴とする有害物質熱分解除去装置。
2. 上記排出口部に上記被処理物を排出するための排出路を接続し、該排出路に交互に開閉可能な一対の開閉弁を直列状に配置し、該一対の開閉弁間に一方の開閉弁から送られてくる被処理物を一時的に停留して他方の開閉弁に送るための停留部を設けてなることを特徴とする請求項１記載の有害物質熱分解除去装置。
3. 上記移送機構として、上記炉体の内周面に上記移送路の移送方向に延びる螺旋溝部を形成すると共に該炉体を該移送方向を軸線として回転させる回転部を設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の有害物質熱分解除去装置。
4. 上記加熱部として、炉体の内周面に遠赤外線放射材を設けると共に該遠赤外線放射材を加熱するヒータを設けてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有害物質熱分解除去装置。
5. 上記炉体の外周面に断熱材を介して冷却液路を設けてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有害物質熱分解除去装置。
6. 上記炉内吸引部に上記炉体内の気体を冷却処理する気体冷却処理部を設けてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有害物質熱分解除去装置。
7. 上記排出口部に上記炉体から排出されてくる被処理物を冷却する冷却部を設けてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有害物質熱分解除去装置。

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