JP4090929B2 - 処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属類やフィルタ、コンクリートなどを含む不燃物を溶融炉で溶融し、固化するシステムにおいては、廃棄物を加熱して溶融するときにかなりの量の排気ガスが排出される。このようなシステムにおける溶融炉は例えば高周波を使った炉が用いられ、上記のように排出される排気ガスは例えば炉に設けられた排気ダクトからフィルタ等を介して排気ファンによって外部に排気されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０７１１１４号公報（図１参照）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気系を通過する排気ガスには、無機物や亜鉛などの蒸発物が含まれていることから、これらの蒸発物から固体微粒子が析出する。そして、この析出した微粒子がフィルタに捕捉されこのフィルタが詰まる、という問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物がフィルタに捕捉されることがなく、フィルタが詰まり難い処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
このような課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る処理装置は、処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記排気路を介して加熱室を排気する排気手段と、前記排気路に介挿される第１の管と、前記第１の管を冷却する手段とを具備することを特徴とする。また、本発明では、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する第１の管と、前記第１の管を囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを備え、前記第１の管を冷却し、当該第１の管内を通過する前記蒸発物を前記第１の管に析出させる冷却手段と、前記第１の管と前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタとを具備することを特徴とする。
【０００６】
ここで、加熱室は、例えば減圧下で処理対象物を加熱処理するための真空炉などは含まない非気密系としてもよく、このような非気密系の加熱室を採用することにより、加熱のための設備を非常に簡単なものとすることができる。排気手段としては、例えばブロワー、ファンなどをあげることができる。加熱処理には、様々な態様があるが、例えば高周波溶融、熱分解、触媒による分解、プラズマやグロー放電による分解をあげることができる。また、冷却手段の冷媒として、例えば窒素ガス、空気、水などを流通させるようにしてもよい。これにより、管を効果的に冷却することができるようになる。例えば処理対象物体から金属を気化させ、気化した金属を管内で凝縮させる場合にも、凝縮効率を向上することができる。さらに第１の管を交換可能に配設するようにしてもよい。このようにすれば管は凝縮物を回収するための交換可能なカートリッジとしても機能する。なお、第１の管を交換可能なカートリッジとして配設する場合、第１の管内に凝縮した金属はそのまま大気中に取り出すと激しく燃焼することがある。このため、金属を凝縮させて回収する場合には、凝縮させた金属を外部に取り出す前に非酸化性ガスで冷却することが好ましい。したがって冷却ジャケット内には非酸化性ガスを供給する手段を具備することが好ましい。冷却手段は、第１の管を直接冷却してもいいし、間接的に冷却しても構わない。いずれにしても結果的に第１の管を冷却する手段であればよい。
【０００７】
本発明では、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物は冷却された第１の管に析出して捕捉されるので、フィルタの前段にこの第１の管を介挿することで、析出した蒸発物がフィルタに捕捉されることが防止され、フィルタが詰まり難くなる。
【０００８】
本発明では、前記第１の管内に配置され、前記第１の管内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することがより好ましい。
【０００９】
これにより、第１の管内を通過する蒸発物の凝縮がより促進されることになる。凝縮核形成用基材としては、金網や乾式フィルターなどである。このような乾式フィルターは凝縮物と同一の材料で構成するようにしてもよい。例えば蒸発物が亜鉛である場合、乾式フィルターや第１の管そのものを亜鉛により構成すれば、回収後の後処理が容易になる。
【００１０】
本発明では、前記冷却手段が、前記第１の管を囲繞する水冷ジャケット、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを具備することが好ましい形態である。これにより、第１の管を効率よく冷却することができる。ここで、第１の管は、温度を正確に制御することが好ましい。水冷ジャケット構造とすることにより、第１の管内に処理対象物体からの蒸発物やガス状排出物を効率的に凝縮させることができる。
【００１１】
本発明では、前記冷却ジャケットにおける第１の端部には前記加熱室側の前記排気路に接続される第３の管が設けられ、前記冷却ジャケットにおける第２の端部には前記１の管を挿抜するための開閉可能な開閉部が設けられ、前記冷却ジャケットにおける外周部の所定の位置には前記排気手段側の前記排気路に接続される第４の管が設けられ、前記第１の管の一端には前記第３の管と接続可能な第１の開口が設けられ、前記第１の管の外周部の所定の位置には前記第４の管と近接可能な第２の開口が設けられていることが好ましい形態である。これにより、第１の管の交換が容易になる。前記第４の管に蒸発物を捕捉するためのフィルタを設けるようにしてもよい。ここでいうフィルタはその後段に配置されるフィルタと異なるものである。その後段に配置されるフィルタは例えばセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタであるのに対して当該フィルタは比較的安価なフィルタ選択される。このフィルタにより第１の管で捕捉できなかった蒸発物を捕捉することができ、より確実にその後段のセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタの詰まりを防止することができる。また第２の開口と第４の管とを直接接続するのではなく近接するように構成したことで、第４の管を介して冷却ジャケット内の冷却気体を排気することができる。この第４の管から排気される冷却気体はその後段に配置されるセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタを冷却し、これらが高温で破壊されることを防止することができる。また、本発明では、前記第１の管は、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿されると共にそれぞれの側に開口を有し、前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、前記排気手段側の開口と前記排ガス排気管とは、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間内で近接して配置されていることを特徴とする。更に本発明では、前記フィルタは、セラミックフィルタまたはＨＥＰＡフィルタであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の観点に係る処理装置は、処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記排気路を介して加熱室を排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、上部から下部に向かう入口流路と下部から上部に向かう出口流路とを有するレトルトと、前記レトルトを冷却する手段とを具備することを特徴とするものである。また、本発明では、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と当該流入した気体が下部から上部に向かう出口流路とを有するレトルトと、前記レトルトを冷却し、当該レトルト内を通過する前記蒸発物を前記レトルトに析出させる冷却手段と、前記レトルトと前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタとを具備することを特徴とする。更に本発明では、前記レトルト内に配置され、前記レトルト内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することを特徴とする。また、本発明では、前記冷却手段は、前記レトルトを囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
レトルト下半部を有底でかつ上部開口を有する構造とし上半部と分割する構造としてもよい。これにより、例えば亜鉛などの金属が固化せずに溶融した状態であったときにこの溶融した金属を垂れ流すことはなくこのコップ形状のレトルト下半部によって確実に捕捉することができる。
【００１４】
ここで、前記レトルトを囲繞する回収チャンバを有し、前記冷却手段は、前記回収チャンバ内に冷却気体を供給するものであってもよい。前記回収チャンバは、冷却液体が流通するジャケット構造とされていてもよい。前記レトルト下半部内には、蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材が配置されていてもよい。
【００１５】
前記レトルトの上半部には、螺旋状の通路が設けられていてもよい。螺旋状の通路を設けたことによりより効果的に排気ガスを冷却することができる。また、本発明では、前記レトルトは、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿され、前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、前記排ガス排気管は、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間内で前記加熱室側の先端部がレトルト内に通じる配管の先端部と近接して配置されていることを特徴とする。
更に本発明の別の観点に係る処理方法は、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、第１の管を囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることにより冷却可能な当該第１の管を通過させ、前記第１の管を通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、前記フィルタを通過した気体を排気することを特徴とする。また、本発明では、前記第１の管の冷却は、当該第１の管を囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることを特徴とする。更に本発明の別の観点に係る処理方法は、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と下部から上部に向かう出口流路とを有する冷却可能なレトルトを通過させ、前記レトルトを通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、前記フィルタを通過した気体を排気することを特徴とする。また、本発明では、前記レトルトの冷却は、当該レトルトを囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態に係る処理装置の構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、この処理装置１は、処理対象物体を加熱するための非気密系の加熱室としての高周波溶融炉１０を備える。処理対象物体とは例えば溶融固化の処理を行うための廃棄物であり、これには無機物や亜鉛などの金属が含まれている。処理対象物体は、基台１１に載置された黒鉛の坩堝１２内に収容されている。高周波溶融炉１０では、基台１１に載置された坩堝１２を取り囲むように誘導コイル１３が配置されている。この誘導コイル１３に図示を省略した交流電源から電力を供給することで誘導コイル１３から磁界が発生し、坩堝１２内の処理対象物体が加熱されるようになっている。この高周波溶融炉１０により処理対象物体は例えば１５００℃程度に加熱されるようになっている。基台１１の上部には、この加熱処理のときに発生する排気ガスを回収するための炉本体１４が配置されている。この上部の炉本体１４により回収された排気ガスは、排気系２０により排気されるようになっている。
【００１９】
排気系２０は、例えば炉本体１４に接続された配管から構成される排気路２１を有する。炉本体１４は、この排気路２１を介して排気手段としての例えば排気ブロアー２２により排気が行われるようになっている。排気路２１には、回収装置３０及びセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどの１又は２以上のフィルタ２３が介挿されている。
【００２０】
図２は回収装置３０の構成を示す図である。
【００２１】
図２に示すように、この回収装置３０では、冷却ジャケット３１内に第１の管としてのレトルト３２を収容して構成される。冷却ジャケット３１の一端には、高周波溶融炉１０側の排気路２１に接続された排ガス導入管３３が接続されている。排ガス導入管３３は、２重構造になっていて、中間層３４には排ガス導入管３３に設けられた冷却空気導入孔３５を介して冷却空気供給装置４０から冷却された空気が供給されるようになっている。この中間層３４に供給された冷却空気は、冷却ジャケット３１内に導入されようになっている。冷却ジャケット３１の他端には、回収装置蓋３６が開閉可能に接続されている。例えば冷却ジャケット３１のフランジと回収装置蓋３６のフランジとをボルトとナットにより締結して構成されている。また回収装置蓋３６とレトルト３２とは連結棒３７に連結されており、回収装置蓋３６を冷却ジャケット３１から取り外すときに同時にレトルト３２も外部に導出できるようになっている。回収装置蓋３６には、上記と同様の冷却空気導入孔３８が設けられていて、この冷却空気導入孔３８を介して冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット３１内に冷却された空気が供給されるようになっている。冷却空気供給装置４０により供給された冷却空気によってレトルト３２が冷却される。また、冷却ジャケット３１は冷却水循環装置５１により冷却水が循環される構造になっており、チャンバ内を蒸発物が凝縮するような温度より低く維持できるようになっている。
【００２２】
レトルト３２は、処理対象物体からの蒸発物を回収するための交換可能な配管状のカセットである。この例ではレトルト３２は、排ガス導入管３３に臨む面に第１の開口３２ａを、冷却ジャケット３１の例えば外周上部に設けられた排ガス排気管３９に臨む外周面に第２の開口３２ｂをそれぞれ有する中空の円筒形状を有している。排ガス導入管３３から排気ブロアー２２へ向かって流れるガスは、レトルト３２の第１の開口３２ａからレトルト３２に入り、レトルト３２側面の第２の開口３２ｂを経て排気ブロアー２２側に導かれる。レトルト３２の内部には、処理対象物体からの蒸発物が凝縮しやすいように、金属製のネット３２ｃ等を備えるようにしてもよい。いずれにせよレトルト３２の形状は排ガス導入管３３の開口と整合するように、必要に応じて設計するようにすればよい。また回収レトルトの内部構造についても必要に応じて設計するようにすればよい。
【００２３】
排ガス排気管３９は、排気路２１を介して排気ブロアー２２側に接続されている。また、排ガス排気管３９には、レトルト３２で捕捉できなかった蒸発物を捕捉するためのフィルタ４１が介挿されている。フィルタ４１としては、例えば乾式フィルタが用いられる。
【００２４】
レトルト３２の第２の開口３２ｂと排ガス排気管３９とは、直接接続されるのではなく、所定の隙間４２ができるように冷却ジャケット３１内に配置される。これにより、冷却ジャケット３１内に導入される冷却空気は、レトルト３２の第２の開口３２ｂから排出される気体と共に排ガス排気管３９から排気ブロアー２２側に排出されるようになっている。これにより、排気ブロアー２２側に冷却された空気が流れ込み、セラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ２３が高温破壊されないようになっている。ここで、排気ブロアー２２が冷却ジャケット３１から排気する気体の量は、冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット３１内に供給される空気の量よりも常に多くなるように排気ブロアー２２及び冷却空気供給装置４０のいずれか又は両方が制御されている。このような制御を行うことで冷却ジャケット３１内が常に負圧が維持され、回収装置３０から外部に気体が漏れないようにされている。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る処理装置１では、排気路２１を通過する気体に含まれる亜鉛などの蒸発物はレトルト３２に析出して捕捉されるので、セラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ２３の前段にこの回収装置３０を介挿することで、析出した蒸発物がフィルタ２３に捕捉されることが防止され、フィルタ２３が詰まり難くなる。
【００２６】
図３は本発明の他の実施形態に係る回収装置の正面断面図、図４はその平面断面図である。これらの図に示す回収装置６０は、例えば図１における回収装置３０の代わりに用いることができる。
【００２７】
この回収装置６０では、円筒形状の冷却ジャケット６１内にレトルト６２を収容して構成される。冷却ジャケット６１の外周には、高周波溶融炉１０側の排気路２１に接続された排ガス導入管６３が接続されている。排ガス導入管６３は、２重構造になっていて、中間層６４には排ガス導入管６３に設けられた冷却空気導入孔６５を介して冷却空気供給装置４０から冷却された空気が供給されるようになっている。この中間層６４に供給された冷却空気は、冷却ジャケット６１内に導入されようになっている。冷却ジャケット６１の下端には、冷却ジャケットと同様のジャケット構造を有する回収装置蓋６６が開閉可能に接続されている。例えば冷却ジャケット６１のフランジと回収装置蓋６６のフランジとをボルトとナットにより締結して構成されている。また回収装置蓋６６とレトルト６２とは連結棒６７に連結されており、回収装置蓋６６を冷却ジャケット６１から取り外すときに同時にレトルト６２の下半部６２ａも外部に導出できるようになっている。回収装置蓋６６には、上記と同様の冷却空気導入孔６８が設けられていて、この冷却空気導入孔６８を介して冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット６１内に冷却された空気が供給されるようになっている。冷却空気供給装置４０により供給された冷却空気によってレトルト６２が冷却される。また、冷却ジャケット６１及び回収装置蓋６６は冷却水循環装置５１により冷却水が循環される水冷ジャケット構造になっており、チャンバ内を蒸発物が凝縮するような温度より低く維持できるようになっている。
【００２８】
レトルト６２の下半部６２ａは、処理対象物体からの蒸発物を回収するための交換可能な有底でかつ上部開口を有する円筒状のカセットである。この例ではレトルト６２の下半部６２ａの上部開口は、排ガス導入管６３に接続され、且つ、冷却ジャケット６１内に設けられた螺旋状の通路６１ａを有するレトルト６２の上半部６２ｂの下部開口と対面している。冷却ジャケット６１の上部には排ガス排気管６９が内外を貫通しており、排ガス排気管６９の先端部６９ｂはレトルト６２内に通じる配管７０の先端部７０ａと近接している。排ガス導入管６３から排気ブロアー２２へ向かって流れるガスは、レトルト６２の上半部６２ｂに設けられた螺旋状の通路６１ａを通り、レトルト６２の下半部６２ａに入り、レトルト３２から配管７０及び排ガス排気管６９を経て排気ブロアー２２側に導かれる。レトルト６２の下半部６２ａ内には、処理対象物体からの蒸発物が凝縮しやすいように、金属製のネット６２ｃ等を備えるようにしてもよい。
【００２９】
排ガス排気管６９は、排気路２１を介して排気ブロアー２２側に接続されている。また、排ガス排気管６９には、レトルト６２で捕捉できなかった蒸発物を捕捉するためのフィルタ７１が介挿されている。
【００３０】
本実施形態では、特にレトルト６２の上半部６２ｂに螺旋状の通路６１ａを設けたことによりより効果的に排気ガスを冷却することができる。また、レトルト６２の下半部６２ａを有底でかつ上部開口を有する円筒状の形状としたことで、例えば亜鉛などの金属が固化せずに溶融した状態であったときにこの溶融した金属をこのコップ形状のレトルト６２の下半部６２ａによって確実に捕捉することができる。
【００３１】
なお、回収装置は図５のように変形して実施することも可能である。
【００３２】
すなわち、図１と比べて異なる点は、レトルト３２の第２の開口３２ｂと排ガス排気管３９とが直接接続されており、排ガス排気管３９が上方に向けて開口を有するのではなくて側部に排気ブロアーに向かう排気路との接続部を有し、更に排ガス導入管３３には却空気導入孔が設けられていないことである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物がフィルタに捕捉されることがなく、フィルタが詰まり難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に処理装置における回収装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る回収装置の正面断面図である。
【図４】図３に示した回収装置の平面断面図である。
【図５】本発明のまた別の他の実施形態に係る回収装置の図である。
【符号の説明】
１ 処理装置
１０ 高周波溶融炉
２０ 排気系
２１ 排気路
２２ 排気ブロアー
２３ フィルタ
３０ 回収装置
３１ 冷却ジャケット
３２ レトルト
４０ 冷却空気供給装置
３６ 回収装置蓋
５１ 冷却水循環装置
３２ａ 第１の開口
３２ｂ 第２の開口
３２ｃ 金属製のネット
４１ フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理装置及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属類やフィルタ、コンクリートなどを含む不燃物を溶融炉で溶融し、固化するシステムにおいては、廃棄物を加熱して溶融するときにかなりの量の排気ガスが排出される。このようなシステムにおける溶融炉は例えば高周波を使った炉が用いられ、上記のように排出される排気ガスは例えば炉に設けられた排気ダクトからフィルタ等を介して排気ファンによって外部に排気されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０７１１１４号公報（図１参照）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、排気系を通過する排気ガスには、無機物や亜鉛などの蒸発物が含まれていることから、これらの蒸発物から固体微粒子が析出する。そして、この析出した微粒子がフィルタに捕捉されこのフィルタが詰まる、という問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物がフィルタに捕捉されることがなく、フィルタが詰まり難い処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
このような課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る処理装置は、処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記排気路を介して加熱室を排気する排気手段と、前記排気路に介挿される第１の管と、前記第１の管を冷却する手段とを具備することを特徴とする。また、本発明では、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する第１の管と、前記第１の管を囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを備え、前記第１の管を冷却し、当該第１の管内を通過する前記蒸発物を前記第１の管に析出させる冷却手段と、前記第１の管と前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタとを具備することを特徴とする。
【０００６】
ここで、加熱室は、例えば減圧下で処理対象物を加熱処理するための真空炉などは含まない非気密系としてもよく、このような非気密系の加熱室を採用することにより、加熱のための設備を非常に簡単なものとすることができる。排気手段としては、例えばブロワー、ファンなどをあげることができる。加熱処理には、様々な態様があるが、例えば高周波溶融、熱分解、触媒による分解、プラズマやグロー放電による分解をあげることができる。また、冷却手段の冷媒として、例えば窒素ガス、空気、水などを流通させるようにしてもよい。これにより、管を効果的に冷却することができるようになる。例えば処理対象物体から金属を気化させ、気化した金属を管内で凝縮させる場合にも、凝縮効率を向上することができる。さらに第１の管を交換可能に配設するようにしてもよい。このようにすれば管は凝縮物を回収するための交換可能なカートリッジとしても機能する。なお、第１の管を交換可能なカートリッジとして配設する場合、第１の管内に凝縮した金属はそのまま大気中に取り出すと激しく燃焼することがある。このため、金属を凝縮させて回収する場合には、凝縮させた金属を外部に取り出す前に非酸化性ガスで冷却することが好ましい。したがって冷却ジャケット内には非酸化性ガスを供給する手段を具備することが好ましい。冷却手段は、第１の管を直接冷却してもいいし、間接的に冷却しても構わない。いずれにしても結果的に第１の管を冷却する手段であればよい。
【０００７】
本発明では、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物は冷却された第１の管に析出して捕捉されるので、フィルタの前段にこの第１の管を介挿することで、析出した蒸発物がフィルタに捕捉されることが防止され、フィルタが詰まり難くなる。
【０００８】
本発明では、前記第１の管内に配置され、前記第１の管内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することがより好ましい。
【０００９】
これにより、第１の管内を通過する蒸発物の凝縮がより促進されることになる。凝縮核形成用基材としては、金網や乾式フィルターなどである。このような乾式フィルターは凝縮物と同一の材料で構成するようにしてもよい。例えば蒸発物が亜鉛である場合、乾式フィルターや第１の管そのものを亜鉛により構成すれば、回収後の後処理が容易になる。
【００１０】
本発明では、前記冷却手段が、前記第１の管を囲繞する水冷ジャケット、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを具備することが好ましい形態である。これにより、第１の管を効率よく冷却することができる。ここで、第１の管は、温度を正確に制御することが好ましい。水冷ジャケット構造とすることにより、第１の管内に処理対象物体からの蒸発物やガス状排出物を効率的に凝縮させることができる。
【００１１】
本発明では、前記冷却ジャケットにおける第１の端部には前記加熱室側の前記排気路に接続される第３の管が設けられ、前記冷却ジャケットにおける第２の端部には前記１の管を挿抜するための開閉可能な開閉部が設けられ、前記冷却ジャケットにおける外周部の所定の位置には前記排気手段側の前記排気路に接続される第４の管が設けられ、前記第１の管の一端には前記第３の管と接続可能な第１の開口が設けられ、前記第１の管の外周部の所定の位置には前記第４の管と近接可能な第２の開口が設けられていることが好ましい形態である。これにより、第１の管の交換が容易になる。前記第４の管に蒸発物を捕捉するためのフィルタを設けるようにしてもよい。ここでいうフィルタはその後段に配置されるフィルタと異なるものである。その後段に配置されるフィルタは例えばセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタであるのに対して当該フィルタは比較的安価なフィルタ選択される。このフィルタにより第１の管で捕捉できなかった蒸発物を捕捉することができ、より確実にその後段のセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタの詰まりを防止することができる。また第２の開口と第４の管とを直接接続するのではなく近接するように構成したことで、第４の管を介して冷却ジャケット内の冷却気体を排気することができる。この第４の管から排気される冷却気体はその後段に配置されるセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタを冷却し、これらが高温で破壊されることを防止することができる。また、本発明では、前記第１の管は、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿されると共にそれぞれの側に開口を有し、前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、前記排気手段側の開口と前記排ガス排気管とは、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間内で近接して配置されていることを特徴とする。更に本発明では、前記フィルタは、セラミックフィルタまたはＨＥＰＡフィルタであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の観点に係る処理装置は、処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記排気路を介して加熱室を排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、上部から下部に向かう入口流路と下部から上部に向かう出口流路とを有するレトルトと、前記レトルトを冷却する手段とを具備することを特徴とするものである。また、本発明では、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、前記加熱室に通じる排気路と、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と当該流入した気体が下部から上部に向かう出口流路とを有するレトルトと、前記レトルトを冷却し、当該レトルト内を通過する前記蒸発物を前記レトルトに析出させる冷却手段と、前記レトルトと前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタとを具備することを特徴とする。更に本発明では、前記レトルト内に配置され、前記レトルト内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することを特徴とする。また、本発明では、前記冷却手段は、前記レトルトを囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
レトルト下半部を有底でかつ上部開口を有する構造とし上半部と分割する構造としてもよい。これにより、例えば亜鉛などの金属が固化せずに溶融した状態であったときにこの溶融した金属を垂れ流すことはなくこのコップ形状のレトルト下半部によって確実に捕捉することができる。
【００１４】
ここで、前記レトルトを囲繞する回収チャンバを有し、前記冷却手段は、前記回収チャンバ内に冷却気体を供給するものであってもよい。前記回収チャンバは、冷却液体が流通するジャケット構造とされていてもよい。前記レトルト下半部内には、蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材が配置されていてもよい。
【００１５】
前記レトルトの上半部には、螺旋状の通路が設けられていてもよい。螺旋状の通路を設けたことによりより効果的に排気ガスを冷却することができる。また、本発明では、前記レトルトは、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿され、前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、前記排ガス排気管は、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間内で前記加熱室側の先端部がレトルト内に通じる配管の先端部と近接して配置されていることを特徴とする。
更に本発明の別の観点に係る処理方法は、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、第１の管を囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることにより冷却可能な当該第１の管を通過させ、前記第１の管を通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、前記フィルタを通過した気体を排気することを特徴とする。また、本発明では、前記第１の管の冷却は、当該第１の管を囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることを特徴とする。更に本発明の別の観点に係る処理方法は、加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と下部から上部に向かう出口流路とを有する冷却可能なレトルトを通過させ、前記レトルトを通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、前記フィルタを通過した気体を排気することを特徴とする。また、本発明では、前記レトルトの冷却は、当該レトルトを囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態に係る処理装置の構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、この処理装置１は、処理対象物体を加熱するための非気密系の加熱室としての高周波溶融炉１０を備える。処理対象物体とは例えば溶融固化の処理を行うための廃棄物であり、これには無機物や亜鉛などの金属が含まれている。処理対象物体は、基台１１に載置された黒鉛の坩堝１２内に収容されている。高周波溶融炉１０では、基台１１に載置された坩堝１２を取り囲むように誘導コイル１３が配置されている。この誘導コイル１３に図示を省略した交流電源から電力を供給することで誘導コイル１３から磁界が発生し、坩堝１２内の処理対象物体が加熱されるようになっている。この高周波溶融炉１０により処理対象物体は例えば１５００℃程度に加熱されるようになっている。基台１１の上部には、この加熱処理のときに発生する排気ガスを回収するための炉本体１４が配置されている。この上部の炉本体１４により回収された排気ガスは、排気系２０により排気されるようになっている。
【００１９】
排気系２０は、例えば炉本体１４に接続された配管から構成される排気路２１を有する。炉本体１４は、この排気路２１を介して排気手段としての例えば排気ブロアー２２により排気が行われるようになっている。排気路２１には、回収装置３０及びセラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどの１又は２以上のフィルタ２３が介挿されている。
【００２０】
図２は回収装置３０の構成を示す図である。
【００２１】
図２に示すように、この回収装置３０では、冷却ジャケット３１内に第１の管としてのレトルト３２を収容して構成される。冷却ジャケット３１の一端には、高周波溶融炉１０側の排気路２１に接続された排ガス導入管３３が接続されている。排ガス導入管３３は、２重構造になっていて、中間層３４には排ガス導入管３３に設けられた冷却空気導入孔３５を介して冷却空気供給装置４０から冷却された空気が供給されるようになっている。この中間層３４に供給された冷却空気は、冷却ジャケット３１内に導入されようになっている。冷却ジャケット３１の他端には、回収装置蓋３６が開閉可能に接続されている。例えば冷却ジャケット３１のフランジと回収装置蓋３６のフランジとをボルトとナットにより締結して構成されている。また回収装置蓋３６とレトルト３２とは連結棒３７に連結されており、回収装置蓋３６を冷却ジャケット３１から取り外すときに同時にレトルト３２も外部に導出できるようになっている。回収装置蓋３６には、上記と同様の冷却空気導入孔３８が設けられていて、この冷却空気導入孔３８を介して冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット３１内に冷却された空気が供給されるようになっている。冷却空気供給装置４０により供給された冷却空気によってレトルト３２が冷却される。また、冷却ジャケット３１は冷却水循環装置５１により冷却水が循環される構造になっており、チャンバ内を蒸発物が凝縮するような温度より低く維持できるようになっている。
【００２２】
レトルト３２は、処理対象物体からの蒸発物を回収するための交換可能な配管状のカセットである。この例ではレトルト３２は、排ガス導入管３３に臨む面に第１の開口３２ａを、冷却ジャケット３１の例えば外周上部に設けられた排ガス排気管３９に臨む外周面に第２の開口３２ｂをそれぞれ有する中空の円筒形状を有している。排ガス導入管３３から排気ブロアー２２へ向かって流れるガスは、レトルト３２の第１の開口３２ａからレトルト３２に入り、レトルト３２側面の第２の開口３２ｂを経て排気ブロアー２２側に導かれる。レトルト３２の内部には、処理対象物体からの蒸発物が凝縮しやすいように、金属製のネット３２ｃ等を備えるようにしてもよい。いずれにせよレトルト３２の形状は排ガス導入管３３の開口と整合するように、必要に応じて設計するようにすればよい。また回収レトルトの内部構造についても必要に応じて設計するようにすればよい。
【００２３】
排ガス排気管３９は、排気路２１を介して排気ブロアー２２側に接続されている。また、排ガス排気管３９には、レトルト３２で捕捉できなかった蒸発物を捕捉するためのフィルタ４１が介挿されている。フィルタ４１としては、例えば乾式フィルタが用いられる。
【００２４】
レトルト３２の第２の開口３２ｂと排ガス排気管３９とは、直接接続されるのではなく、所定の隙間４２ができるように冷却ジャケット３１内に配置される。これにより、冷却ジャケット３１内に導入される冷却空気は、レトルト３２の第２の開口３２ｂから排出される気体と共に排ガス排気管３９から排気ブロアー２２側に排出されるようになっている。これにより、排気ブロアー２２側に冷却された空気が流れ込み、セラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ２３が高温破壊されないようになっている。ここで、排気ブロアー２２が冷却ジャケット３１から排気する気体の量は、冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット３１内に供給される空気の量よりも常に多くなるように排気ブロアー２２及び冷却空気供給装置４０のいずれか又は両方が制御されている。このような制御を行うことで冷却ジャケット３１内が常に負圧が維持され、回収装置３０から外部に気体が漏れないようにされている。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る処理装置１では、排気路２１を通過する気体に含まれる亜鉛などの蒸発物はレトルト３２に析出して捕捉されるので、セラミックフィルタやＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ２３の前段にこの回収装置３０を介挿することで、析出した蒸発物がフィルタ２３に捕捉されることが防止され、フィルタ２３が詰まり難くなる。
【００２６】
図３は本発明の他の実施形態に係る回収装置の正面断面図、図４はその平面断面図である。これらの図に示す回収装置６０は、例えば図１における回収装置３０の代わりに用いることができる。
【００２７】
この回収装置６０では、円筒形状の冷却ジャケット６１内にレトルト６２を収容して構成される。冷却ジャケット６１の外周には、高周波溶融炉１０側の排気路２１に接続された排ガス導入管６３が接続されている。排ガス導入管６３は、２重構造になっていて、中間層６４には排ガス導入管６３に設けられた冷却空気導入孔６５を介して冷却空気供給装置４０から冷却された空気が供給されるようになっている。この中間層６４に供給された冷却空気は、冷却ジャケット６１内に導入されようになっている。冷却ジャケット６１の下端には、冷却ジャケットと同様のジャケット構造を有する回収装置蓋６６が開閉可能に接続されている。例えば冷却ジャケット６１のフランジと回収装置蓋６６のフランジとをボルトとナットにより締結して構成されている。また回収装置蓋６６とレトルト６２とは連結棒６７に連結されており、回収装置蓋６６を冷却ジャケット６１から取り外すときに同時にレトルト６２の下半部６２ａも外部に導出できるようになっている。回収装置蓋６６には、上記と同様の冷却空気導入孔６８が設けられていて、この冷却空気導入孔６８を介して冷却空気供給装置４０から冷却ジャケット６１内に冷却された空気が供給されるようになっている。冷却空気供給装置４０により供給された冷却空気によってレトルト６２が冷却される。また、冷却ジャケット６１及び回収装置蓋６６は冷却水循環装置５１により冷却水が循環される水冷ジャケット構造になっており、チャンバ内を蒸発物が凝縮するような温度より低く維持できるようになっている。
【００２８】
レトルト６２の下半部６２ａは、処理対象物体からの蒸発物を回収するための交換可能な有底でかつ上部開口を有する円筒状のカセットである。この例ではレトルト６２の下半部６２ａの上部開口は、排ガス導入管６３に接続され、且つ、冷却ジャケット６１内に設けられた螺旋状の通路６１ａを有するレトルト６２の上半部６２ｂの下部開口と対面している。冷却ジャケット６１の上部には排ガス排気管６９が内外を貫通しており、排ガス排気管６９の先端部６９ｂはレトルト６２内に通じる配管７０の先端部７０ａと近接している。排ガス導入管６３から排気ブロアー２２へ向かって流れるガスは、レトルト６２の上半部６２ｂに設けられた螺旋状の通路６１ａを通り、レトルト６２の下半部６２ａに入り、レトルト３２から配管７０及び排ガス排気管６９を経て排気ブロアー２２側に導かれる。レトルト６２の下半部６２ａ内には、処理対象物体からの蒸発物が凝縮しやすいように、金属製のネット６２ｃ等を備えるようにしてもよい。
【００２９】
排ガス排気管６９は、排気路２１を介して排気ブロアー２２側に接続されている。また、排ガス排気管６９には、レトルト６２で捕捉できなかった蒸発物を捕捉するためのフィルタ７１が介挿されている。
【００３０】
本実施形態では、特にレトルト６２の上半部６２ｂに螺旋状の通路６１ａを設けたことによりより効果的に排気ガスを冷却することができる。また、レトルト６２の下半部６２ａを有底でかつ上部開口を有する円筒状の形状としたことで、例えば亜鉛などの金属が固化せずに溶融した状態であったときにこの溶融した金属をこのコップ形状のレトルト６２の下半部６２ａによって確実に捕捉することができる。
【００３１】
なお、回収装置は図５のように変形して実施することも可能である。
【００３２】
すなわち、図１と比べて異なる点は、レトルト３２の第２の開口３２ｂと排ガス排気管３９とが直接接続されており、排ガス排気管３９が上方に向けて開口を有するのではなくて側部に排気ブロアーに向かう排気路との接続部を有し、更に排ガス導入管３３には却空気導入孔が設けられていないことである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気路を通過する気体に含まれる蒸発物がフィルタに捕捉されることがなく、フィルタが詰まり難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に処理装置における回収装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る回収装置の正面断面図である。
【図４】図３に示した回収装置の平面断面図である。
【図５】本発明のまた別の他の実施形態に係る回収装置の図である。
【符号の説明】
１ 処理装置
１０ 高周波溶融炉
２０ 排気系
２１ 排気路
２２ 排気ブロアー
２３ フィルタ
３０ 回収装置
３１ 冷却ジャケット
３２ レトルト
４０ 冷却空気供給装置
３６ 回収装置蓋
５１ 冷却水循環装置
３２ａ 第１の開口
３２ｂ 第２の開口
３２ｃ 金属製のネット
４１ フィルタ
Claims (12)
- 加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、
前記加熱室に通じる排気路と、
前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、
前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する第１の管と、
前記第１の管を囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを備え、前記第１の管を冷却し、当該第１の管内を通過する前記蒸発物を前記第１の管に析出させる冷却手段と、
前記第１の管と前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタと
を具備することを特徴とする処理装置。 - 前記第１の管内に配置され、前記第１の管内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
- 前記第１の管は、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿されると共にそれぞれの側に開口を有し、
前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、
前記排気手段側の開口と前記排ガス排気管とは、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間内で近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。 - 前記フィルタは、セラミックフィルタまたはＨＥＰＡフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
- 加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱するための加熱室と、
前記加熱室に通じる排気路と、
前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を前記排気路を介して加熱室から排気する排気手段と、
前記排気路に介挿され、前記蒸発物を含む気体が流入する上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と当該流入した気体が下部から上部に向かう出口流路とを有するレトルトと、
前記レトルトを冷却し、当該レトルト内を通過する前記蒸発物を前記レトルトに析出させる冷却手段と、
前記レトルトと前記排気手段との間に配置され、前記固体微粒子を捕捉するフィルタと
を具備することを特徴とする処理装置。 - 前記レトルト内に配置され、前記レトルト内を通過する蒸発物の凝縮を促進するための凝縮核形成用基材を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
- 前記冷却手段は、前記レトルトを囲繞し、冷却液体が流通する冷却ジャケットと、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させる手段とを具備することを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
- 前記レトルトは、前記排気路を加熱室側の排気路と排気手段側の排気路とに分断するように介挿され、
前記冷却ジャケットは、前記排気手段側の排気路に接続される排ガス排気管を有し、
前記排ガス排気管は、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間内で前記加熱室側の先端部がレトルト内に通じる配管の先端部と近接して配置されていることを特徴とする請求項７に記載の処理装置。 - 前記フィルタは、セラミックフィルタまたはＨＥＰＡフィルタであることを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
- 加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、
前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、第１の管を囲繞する冷却ジャケットに冷却 液体を流通させ、前記第１の管と前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることにより冷却可能な当該第１の管を通過させ、
前記第１の管を通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、
前記フィルタを通過した気体を排気する
ことを特徴とする処理方法。 - 加熱すると固体微粒子を含有する蒸発物を生じる処理対象物体を加熱し、
前記加熱により生じた蒸発物を含む気体を、上部から下部に螺旋状に向かう入口流路と下部から上部に向かう出口流路とを有する冷却可能なレトルトを通過させ、
前記レトルトを通過した気体を、固体微粒子を捕捉するフィルタを通過させ、
前記フィルタを通過した気体を排気する
ことを特徴とする処理方法。 - 前記レトルトの冷却は、当該レトルトを囲繞する冷却ジャケットに冷却液体を流通させ、前記レトルトと前記冷却ジャケットとの隙間に冷却気体を流通させることを特徴とする請求項１１に記載の処理方法。
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