JP4093451B2 - 有害物質除去装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却灰や医療廃棄物や有機廃乗物や汚染土壌等に含まれている有害物質を坩堝内で熱分解して焼却灰等を無害化するための有害物質除去方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、焼却灰や医療廃棄物や有機廃棄物や汚染土壌等に含まれているＰＣＢ等の有害物質を除去するための有害物質除去装置が種々存在する。従来既知の有害物質除去装置のうち、有害物質を含む被処理物を高温で焼成して被処理物から有害物質を気化して取り出す高温気体化溶融炉装置が、安全で確実に有害物質を除去でき、しかも周辺機器にも優れた装置が装備していること知られている。このことから、被処理物を高温で焼成する高温気体化溶融炉装置が、焼却炉メーカーや自治体及び最終処理業者に関心を寄せられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来既知の各種有害物質除去装置や高温気体化溶融炉装置では、いずれも有酸素状態で被処理物を加熱するため、処理中に大量の二酸化炭素を発生してその二酸化炭素を外部に放出するという欠点があった。更に、高温気体化溶融炉装置は被処理物を高温で処理するので、炉内の耐火煉瓦等の損傷が激しく、しかも装置そのものが大型になるので、メンテナンスに手間がかかり、これによってランニングコストが高くなるという欠点があった。
【０００４】
また、被処理物を坩堝内で真空状態で加熱することで、二酸化炭素を発生しないようにした先行技術が本件発明者によって提供されている（特公平７−３４９０２）。この先行技術においては、被処理物を処理する毎に坩堝を開閉するもので、開閉するたびに坩堝内の温度が低下し、処理効率が悪いという欠点があった。また、被処理物を加熱して抽出した気体を吸引装置によって外部へ取り出そうとしても、気体を坩堝から取出すのに時間がかかるという欠点があった。
【０００５】
本発明の装置は、従来の装置の間題点を解決するもので、坩堝を開かない密閉状態にして低圧無酸素状態で高温加熱するもので、処理効率を向上させ、二酸化炭素を出することなく、装置を小さくして製造コストを安価にし、比較的低温で加熱処理を行ってランニングコストを安くした有害物質除去装置及び方法を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、加熱処理によって発生した気体を坩堝内から容易に取出せるようにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有害物質除去装置は、有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材と、前記坩堝内に窒素を投入するための窒素投入手段とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記坩堝を中心として被処理物の投入用移送手段と排出用移送手段とを反対側に配置すると共に、前記坩堝を中心として前記投入用移送手段の反対側に前記吸引手段を配置するものである。
【０００９】
本発明の有害物質除去装置は、前記投入用移送手段が内部に空間を形成するシャフトを有し、そのシャフトの空間の一端が前記坩堝と連絡し、前記窒素投入手段からの窒素を前記空間に投入する。前記シャフトの周囲にそのシャフトの外部と前記空間とを連絡する連絡穴を設け、前記窒素投入手段からの窒素を前記シャフトの外部から前記連絡穴を介して前記空間に投入する。
本発明の有害物質除去装置は、前記坩堝の内壁に回転軸方向に螺旋溝を形成し、前記坩堝の回転によって被処理物を前記螺旋溝に沿って移動させる。また、前記坩堝内に被処理物を前記移送手段に向けて落下させるための掻揚げ板を備え、前記坩堝内において被処理物から有害物質を気化した後の処理済残渣物を前記掻揚げ板でスクリューに落下させる。更に、前記坩堝と前記冷却装置とを連絡する位置に切換手段で切換えられる複数の連絡通路を設け、前記連絡通路の数だけ冷却装置を備える。前記冷却装置は複数の装置を連絡パイプを介して複数個直列に連結した。
また、前記坩堝の外周部に２つの冷却用空間を設け、１つの冷却用空間に前記加熱手段を備えると共に窒素を入れ、他の冷却用空間に冷却水を導入する。前記上方導入部材と前記下方排出部材とを前記坩堝に対して一方側に配置し、前記移送手段が被処理物を前記坩堝に投入すると共に被処理物を前記坩堝から取出す。
【００１０】
【発明の第一実施形態】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る有害物質除去装置の全体構成図である。この装置は、略円筒体の本体１０を有し、その本体１０の外部の部材は、第一筒部材１２と第二筒部材１４と第一端面部材１６と第二端面部材１８とから成る。図１では第一筒部材１２と第二筒部材１４とを別体としたが、これらを１個の部材としても良い。この装置は更に、基台２０を有し、この基台２０には可逆回転が可能なモーター２２を固定し、そのモーター２２の回転軸２４を基台２０に固定したベアリング２６で回転自在に支持する。回転軸２４には間隔を空けて２個の車輪２８が固定され、それらの車輪２８と本体１０の第一端面部材１６並びに第二端面部材１８は係合し、本体１０はモーター２２の駆動によって所定の位置において回転させられる。
【００１１】
本体１０の内部には筒状の坩堝３０が備えられており、その坩堝３０の両端は第一端面部材１６並びに第二端面部材１８の内壁に固定されており、坩堝３０は本体１０と共に回転するよう設定されている。この筒状の坩堝３０の一端は第一端面部材１６によって閉鎖されている。筒状の坩堝３０の内壁には筒状の軸方向に進行する螺旋溝３２が形成されている。
本体１０の第二端面部材１８の中央を貫通して坩堝３０の内部に至る被処理物出入り口装置３４が、基台２０に固定されている。この被処理物出入り口装置３４は、第二端面部材１８を内外に貫通して筒状の坩堝３０の内部空間に連絡する冷却用部材３６と、その冷却用部材３６を支持する支持部材３８とから成る。基台２０に固定される冷却用部材３６は、回転する第二端面部材１８との接合箇所において密閉状態を保つよう設定されている。冷却用部材３６内には、冷却水循環手段（図示せず）から支持部材３８を経由して冷却水が供給され、かつ冷却用部材３６を循環した冷却水は支持部材３８を経由して冷却水循環手段に戻される。この技術内容は公知であるので、ここではその説明を省略する。
【００１２】
本体１０の内部でしかも筒状の坩堝３０の外部において、第一端面部材１６側には気体を収容するための冷却用空間である第一空間４０が形成され、第二端面部材１８側には冷却水を収容するための冷却用空間である第二空間４２が形成される。第一空間４０内の第一端面部材１６付近に、坩堝３０の外周にわたって坩堝３０を加熱する加熱手段としての高周波コイル４４が備えられる。この高周波コイル４４は、坩堝３０の内部に導入される被処理物をその被処理物の種類に応じて約８００℃まで加熱するもので、その加熱温度は自由に調節できるものである。
【００１３】
第一端面部材１６の外側には冷却用手段４６と窒素投入手段４８が取り付けられ、それらは第一端面部材１６（本体１０）と共に回転する。冷却用手段４６は、タイミングに応じてその内部に冷却水を導入して坩堝３０内の被処理物を冷却するためのものである。窒素投入手段４８は第一空間４０内に窒素を供給するもので、第一空間４０内に窒素を満たす。この窒素投入手段４８は更に、第一端面部材１６を通して経由して坩堝３０の内部空間に少量の窒素を間欠的に供給するものである。
【００１４】
前記冷却用部材３６と支持部材３８の内部にはそれらを連絡する水平方向の空間５６が形成され、その空間５６に移送手段としてのスクリュー５０が備えられる。スクリュー５０は、シャフトの外周にらせん状のリブまたはガイドを設けた形状をしており、スクリュー５０の回転によってらせん状のリブまたはガイドの間の空間に沿って被処理物を移動させるためのものである。冷却用部材３６の一端とスクリュー５０の一端とは、筒状の坩堝３０の内部空間に露出している。なお、スクリュー５０の方が冷却用部材３６より、坩堝３０の内側まで伸びている。スクリュー５０の坩堝３０側の端とは反対の他端には、そのスクリュー５０を可逆方向に回転させるためのスクリューモーター５２が備えられている。冷却用部材３６における坩堝３０の内部空間側には、坩堝３０の内壁に付着する被処理物を落とすための掻揚げ板５４が取付けられている。
【００１５】
前記空間５６のスクリューモーター５２側に連絡するように、支持部材３８には空間５６より上方に通じる管状の上方導入部材５８と、空間５６より下方に通じる管状の下方排出部材６０とが連結固定されている。上方導入部材５８は被処理物を気密的に空間５６内に導入するものであり、下方排出部材６０は被処理物を気密的に空間５６から下方へ排出するものである。上方導入部材５８には、その上端に被処理物を保管するための受入ホッパ６２と、その下位にロータリーバルブ６４と、その下位に真空補正室６６と、その下位にロータリーバルブ６８とを順に備えるものである。真空補正室６６は真空装置７０によってその内部が真空にされる。即ち、真空補正室６６に入った被処理物は真空状態に保持され、被処理物の空間５６への導入の際には、空間５６の気密性が保たれるものである。下方排出部材６０には、上方から下方に向けて、ロータリーバルブ７２と、その下位に真空補正室７４と、その下位にロータリーバルブ７６とを順に備えており、その下方排出部材６０の下端は排出タンク７８と連絡している。真空補正室７４も前記真空装置７０によってその内部が真空にされる。即ち、空間５６から排出タンク７８へ被処理物の残渣物が排出される前に、真空補正室７４を真空にすることで、空間５６の気密性を保つようにする。
【００１６】
支持部材３８に位置する空間５６は、切換バルブ７９を介して２つの連絡パイプ（連絡通路）８０，８１と連絡しており、それら２つの連絡パイプ８０，８１は冷却容器８２と連絡している。切換バルブ７９は、連絡パイプ８０か連絡パイプ８１のいずれかの連絡パイプと支持部材３８の空間５６とを連絡するものである。冷却容器８２は、連絡パイプ８４ａ，８４ｂ，８４ｃを介して冷却装置であるトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃを直列に連絡しており、直列の最後のトラップ８６ｃは連絡パイプ８８を介して吸引手段としての真空ポンプ９０と連絡している。この冷却容器８２は更に、連絡パイプ９２ａ，９２ｂ，９２ｃを介して冷却装置であるトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃを直列に連絡しており、直列の最後のトラップ９４ｃは連絡パイプ９６を介して吸引手段としての真空ポンプ９８と連絡している。
【００１７】
冷却容器８２は、その内部に導入される気体（冷却用手段３６を通る冷却水によって冷却されて約２００℃〜６００℃になったもの）を約６０℃〜７０℃に冷却するためのものである。トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃやトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃは、約６０℃〜７０℃に冷却された気体を例えば２℃等の低温で液化して捕集するためのものであり、例えばトラップ８６ａ,９４ａで液化される物質と、トラップ８６ｂ,９４ｂで液化される物質と、トラップ８６ｃ,９４ｃで液化される物質とはそれぞれ異なるものにするように冷却温度を異なるようにするのが望ましい。図１では、３個のトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃや３個のトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃを直列に連結した状態を示したが、直列に連結するトラップの数は３個に限るものではない。
【００１８】
連絡パイプ８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８８は、冷却容器８２や複数のトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃの内部空間の上位と連絡しており、真空ポンプ９０によって作り出される真空圧（負圧）は、複数のトラップ８６ｃ，８６ｂ，８６ａと冷却容器８２を経て連絡パイプ８０，８１に及ぶように設定されている。また、連絡パイプ９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９６は、冷却容器８２や複数のトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃの内部空間の上位と連絡しており、真空ポンプ９８によって作り出される真空圧（負圧）は、複数のトラップ８６ｃ，８６ｂ，８６ａと冷却容器８２を経て連絡パイプ８０，８１に及ぶように設定されている。
連絡パイプ８０，８１のいずれかは、切換バルブ７９を介して下方排出部材６０を経てスクリュー５０を収容する空間５６と連絡し、その空間５６は坩堝３０の内部空間と連絡しているので、真空ポンプ９０または真空ポンプ９８を作動させた場合に、その真空圧は坩堝３０の内部空間に低圧となって及ぶ。即ち、真空ポンプ９０，９８は、密閉状態（機密的に遮断された状態）で坩堝３０の内部と連絡する
【００１９】
次に、被処理物の分解について説明する。
被処理物を入れた受入ホッパ６２から、ロータリーバルブ６４を開いて所定量の被処理物を真空補正室６６に供給する。その後、ロータリーバルブ６４を閉じて、真空補正室６６内において真空装置７０によって被処理物を真空状態にし、その後、ロータリーバルブ６４を開いて、真空状熊にされた被処理物をスクリュー５０の上に落す。
この際、切換バルブ７９を切換えて連絡パイプ８０と支持部材３８の空間５６とを連絡させ、真空ポンプ９０を作動させて真空ポンプ９０の真空圧を、坩堝３０の内部空間に及ばせる。真空ポンプ９０では真空圧であるが、坩堝３０の内部空間では真空圧に近い低圧になる。更に、スクリューモーター５２を作動させてスクリュー５０を回転させると共に、モーター２２を作動させて本体１０と坩堝３０とを回転させる。
【００２０】
スクリュー５０の上に落ちた被処理物は、スクリュー５０の回転によってスクリュー５０の表面を移動して坩堝３０の内部に投入される。坩堝３０の内部に投入された被処理物は、坩堝３０（本体１０）の回転に伴って螺旋状溝３２に沿って第一端面部材１６側に移動する。被処理物は、第一端面部材１６に近い位置に来ると、高周波コイル４４によって加熱される。高周波コイル４４で坩堝３０内の被処理物に含まれる有害物質を気化する温度（例えば２４０℃〜８００℃）で加熱する。高周波コイル４４で加熱する温度は、被処理物に含まれる有害物質の種類に応じて調節する。
この結果、坩堝３０の内部において被処理物は、真空ポンプ９０によって作り出される低圧による減圧状態で、しかも高周波コイル４４によって高温で加熱される。
【００２１】
被処理物は高周波コイル４４で加熱されて、被処理物に含まれる有害物質は分解されて気化される。例えば、ベンゼンやトルエンやキシレン等の油分は、２４０℃以上になると気化する。また、被処理物に含まれる塩素は、３００℃以上になると気化する。このため、高周波コイル４４は、先ず塩素が気化する温度以下で被処理物を加熱し、その加熱が終了した後、塩素が気化する温度以上で被処理物を加熱する。塩素が気化しない温度（例えば２４０℃〜２９０℃）で被処理物を加熱すると、被処理物からは例えばベンゼンやトルエンやキシレン等の油分が気化する。
【００２２】
被処理物に含まれる例えばベンゼンやトルエンやキシレン等の油分が坩堝３０内で充分に気化した後、その気化した気体には、真空ポンプ９０によって作り出される真空圧によって、坩堝３０から支持部材３８の空間５６と連絡パイプ８０と冷却容器８２とトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃを経て真空ポンプ９０に吸引される力が働く。しかし、この吸引力のみでは坩堝３０内で発生した気体が坩堝３０内から排出されるには時間がかかる。
【００２３】
このため、窒素導入装置４８から少量の窒素を間欠的または連続的に坩堝３０内に噴射する。例えば、１秒ごとに約１ｃｃの窒素を噴射する。坩堝３０内に噴射された窒素は坩堝３０内の高温によって膨張する。被処理物に含まれた物質から気化されたベンゼンやトルエンやキシレン等の油分は、坩堝３０内に噴射されて膨張した窒素によって押されると共に、真空ポンプ９０によって吸引されて、真空ポンプ９０に向けて移動させられる。また、窒素を坩堝３０内に順次投入することで、坩堝３０内に最初に若干酸素が含まれていた含まれていたとしても、坩堝３０内から酸素が無くなり、無酸素状態で被処理物が加熱されることになる。このように、坩堝３０内に少量の窒素を投入することで、その投入した窒素が坩堝３０内で発生した気体を移動させてスムースに坩堝３０内から取出すことができる。窒素の投入位置は、気化された気体を中心として真空ポンプ９０の反対側にするのが望ましい。なお、窒素以外の気体（酸素、水素、二酸化炭素）の場合には不具合が生じるので、坩堝３０内に投入する気体は経済性からも窒素が望ましい。
【００２４】
坩堝３０内で被処理物に含まれた物質から気化した気体は、真空ポンプ９０による吸引力と坩堝３０内で膨張した窒素とによって、坩堝３０から支持部材３８の空間５６と連絡パイプ８０を経て冷却容器８２に至る。坩堝３０内で気化した気体は、坩堝３０から支持部材３８の空間５６に至るまでに、冷却用部材３６内の冷却水と、第一空間４０内の窒素と、冷却用手段４６の冷却水によって、ある程度は冷却される。
冷却容器８２に至った気体はそこで約６０℃〜７０℃に冷却され、その後トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃで冷却され、気体はトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃで液状にして、トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ内に保管される。有害物質を分解した気化した物質は真空ポンプ９０に至るまでに液化され、真空ポンプ９０からはきれいな空気のみが排出される。トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ内に保管された物質は、各物質に分離してリサイクル原料として再利用できる。
【００２５】
塩素が気化しない温度で被処理物を充分加熱して油分等を除去した後、高周波コイル４４の加熱温度を上げ、塩素が気化する温度（例えば３００℃〜８００℃）で被処理物を加熱する。それと共に、切換バルブ７９を切換えて、連絡パイプ８１と支持部材３８の空間５６とを連絡させる。更に、真空ポンプ９８を作動させる。塩素が気化する温度で被処理物を加熱すると、被処理物からは塩素が気化する。被処理物に含まれる塩素が坩堝３０内で充分に気化した後、坩堝３０内に真空ポンプ９８の真空圧（負圧）を及ぼすと共に、窒素導入装置４８から少量の窒素を間欠的または連続的に坩堝３０内に噴射する。坩堝３０内に噴射されて高温によって膨張する窒素と、真空ポンプ９８による吸引力とによって、気化した塩素は真空ポンプ９８に向けて移動させられる。
【００２６】
即ち、坩堝３０内で気化した塩素は、連絡パイプ８１を経て冷却容器８２に至り、冷却容器８２で約６０℃〜７０℃に冷却され、その後トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃで更に冷却される。気化した塩素を含んだ物質はトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃで液状にして、トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ内に保管される。有害物質を分解した気化した物質は真空ポンプ９８に至るまでに液化され、真空ポンプ９８からはきれいな空気のみが排出される。トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ内に保管された物質は、各物質に分離してリサイクル原料として再利用できる。
塩素を含まない物質と塩素を含んだ物質とに分けたのは、塩素を含んだ物質が他の物質と混ざり合うとダイオキシンが発生するおそれがあるので、そのおそれを防止するためである。
【００２７】
加熱によって有害物質を分解して無害化した被処理物の残渣物は坩堝３０内に残る。その後、モーター２２の回転を逆にして本体１０を逆に回転させると、無害化した残渣物は坩堝３０の螺旋溝に３２沿って坩堝３０内を第二端面部材１８側まで移動する。この移動して来た残渣物は、冷却用部材３６に固定した掻揚げ板１０で坩堝３０の内壁から剥がされ、スクリュー５０の上に落とされる。ここで、スクリューモーター５２の回転を逆にしてスクリュー５０を逆に回転させると、無害化した残渣物はスクリュー５０の表面に沿って空間５６内をスクリューモーター５２側に移動する。空間５６内を移動した無害化した残渣物は、その後、下方排出部材６０内に落下させられる。下方排出部材６０に落下した残渣物は、排出真空補正室７４を経て、排出タンク７８内に導入され、そこで貯蔵される。
【００２８】
なお、切換バルブ７９を介して冷却容器８２と連絡する連絡パイプの数を２個（連絡パイプ８０，８１）としたが、３個以上としても良い。連絡パイプの数を３個以上とした場合には、冷却容器８２から連絡パイプを介して冷却装置であるトラップに直列に連絡する通路を３個以上にする。
【００２９】
【発明の第二実施形態】
次に、本発明の他の実施形態を図２乃至図４に基づいて説明する。
図２は、本発明の他の実施形態を示す有害物質除去装置の全体構成図である。図２において図１と同一参照番号は同一部材を示す。
図１では、有害物質除去装置の筒状の坩堝３０に対して、被処理物の投入位置と取出し位置を同じ側としたが、図２に示す第二実施形態では、筒状の坩堝３０を中心として被処理物の投入位置と取出し位置とを反対側に配置したものである。筒状の坩堝３０が固定される一方の第一端面部材１６には、坩堝３０と反対側に支持部材１００が固定されている。この支持部材１００の内部に筒状の空間１０２が形成され、その空間１０２の一方は坩堝３０の内部と連絡している。空間１０２の内部には、モータ１０４によって回転させられる投入用移送手段としてのスクリュー１０６が備えられている。スクリュー１０６は、シャフト１０８の外周にらせん状のリブまたはガイドを設けたものであり、このスクリュー１０６の回転によってらせん状のリブまたはガイドは、空間１０２に投入される被処理物を所定の方向に移動させる。
【００３０】
支持部材１００には、空間１０２より上方に通じる上方導入部材５８が連結固定されている。上方導入部材５８には、その上端に被処理物を保管するための受入ホッパ６２と、その下位にロータリーバルブ６４と、その下位に真空補正室６６と、その下位にロータリーバルブ６８とを順に備えるものである。真空補正室６６は真空装置７０によってその内部が真空にされる。上方導入部材５８は被処理物を気密的に空間１０２に導入するものであり、被処理物を空間１０２への導入する際には、受入ホッパ６２に投入された被処理物は真空補正室６６で真空状態にされ、真空状態を保ったまま空間１０２内に投入される。空間１０２内に投入された被処理物は、スクリュー１０６の回転によって坩堝３０側に移動させられ、最終的には坩堝３０の内部に投入させられる。
【００３１】
図３に示すように、スクリュー１０６のシャフト１０８は、内部に空間１１０を有する筒状の形状をしている。スクリュー１０６のシャフト１０８において坩堝３０の反対側の端付近には、図３及び図４に示すように、シャフト１０８の中心軸に対して直角方向の一面において内外に通じる複数個の連絡穴１１２が形成されている。前記支持部材１００には窒素を供給するための窒素投入手段１１４取付けられ、その窒素投入手段１１４から供給される窒素は、スクリュー１０６のシャフト１０８の連絡穴１１２からシャフト１０８の内部空間１１０に投入可能に配置されている。連絡穴１１２の外部開口部は、窒素投入手段１１４から窒素が投入される場合以外は、シール部材１１６によって閉鎖されている。
【００３２】
以上のように構成されているので、受入ホッパ６２に投入された被処理物は、上方導入部材５８から支持部材１００の空間１０２に至り、スクリュー１０６の回転によって坩堝３０の内部に投入される。坩堝３０の内部に投入された被処理物は、第一実施形態と同様に、高周波コイル４４によって加熱、被処理物に含まれる有害物質を気化する。これと共に、窒素投入手段１１４から供給される窒素は、シャフト１０８に形成された連絡穴１１２を通して、シャフト１０８の空間１１０の内部に間欠的に導入される。即ち、坩堝３０の内部の空間に窒素が間欠的に投入される。
【００３３】
図２に示す第二実施形態では、坩堝３０を中心として被処理物の投入位置と取出し位置とを反対側に配置しているので、図１に示す第二実施形態（本体１０に対し、被処理物の投入位置と取出し位置を同じ側としたもの）と比べて、被処理物を坩堝３０内に連続的に投入できると共に坩堝３０内から連続的に排出できるので、処理効率をより向上させることができる。
また、この第二実施形態では、スクリュー１０６のシャフト１０８の内部に空間１１０を形成して、この空間１１０から窒素を坩堝３０内に投入する。その際、シャフト１０８の周囲に連絡穴１１２を複数個設け、窒素投入手段１１４からの窒素を連絡穴１１２の外部からシャフト１０８の空間１１０内に投入するものである。これによって、シャフト１０８の回転に伴って、シャフト１０８の空間１１０内に窒素を間欠的に投入することができる。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、坩堝を密閉した状態で低圧無酸素状態でしかも高温で有害物質を加熱し、しかも被処理物を自動的に坩堝内を通過させるものである。よって、従来のような扉を開け閉めして人的作業によって被処理物を出し入れするものと比べて、非常に熱効率が良く、分解速度が速く大量の被処理物を処理することができる。坩堝を開くことがないので、比較的低温で加熱処理を行ってランニングコストを安くすることができる。また、冷却装置によって有害物質を除去するので、二酸化炭素や悪臭を外部に出すことはない。
更に、坩堝内に窒素を投入することで吸引手段の吸引力と相俟って、坩堝内に発生した気化した有害物質を容易に坩堝から取出すことができる。
その上、処理済残渣物や抽出物質はリサイクル材料になり、ランニングコストの軽減だけでなく委託処理費や二次製晶販売売上等の収入が得られる。これにより有害物質の含有している廃棄物に関して高い処理能力と完全リサイクルを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有害物質処装置の部分断面全体構成図である。
【図２】本発明に係る他の有害物質処装置の部分断面全体構成図である。
【図３】図２の要部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０ 本体
３０ 坩堝
３２ 螺旋溝
３６ 冷却用部材
４０ 第一空間
４２ 第二空間
４４ 高周波コイル
４６ 冷却用手段
４８ 窒素投入手段
５０ スクリュー
５４ 掻揚げ板
５６ 空間
５８ 上方導入部材
６０ 下方排出部材
７８ 排出タンク
７９ 切換バルブ
８０ 連絡パイプ
８１ 連絡パイプ
８６ａ トラップ
８６ｂ トラップ
８６ｃ トラップ
９０ 真空ポンプ
９４ａ トラップ
９４ｂ トラップ
９４ｃ トラップ
９８ 真空ポンプ
１０６ スクリュー
１０８ シャフト
１１０ 空間
１１２ 連絡穴
１１４ 窒素投入手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却灰や医療廃棄物や有機廃乗物や汚染土壌等に含まれている有害物質を坩堝内で熱分解して焼却灰等を無害化するための有害物質除去方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、焼却灰や医療廃棄物や有機廃棄物や汚染土壌等に含まれているＰＣＢ等の有害物質を除去するための有害物質除去装置が種々存在する。従来既知の有害物質除去装置のうち、有害物質を含む被処理物を高温で焼成して被処理物から有害物質を気化して取り出す高温気体化溶融炉装置が、安全で確実に有害物質を除去でき、しかも周辺機器にも優れた装置が装備していること知られている。このことから、被処理物を高温で焼成する高温気体化溶融炉装置が、焼却炉メーカーや自治体及び最終処理業者に関心を寄せられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来既知の各種有害物質除去装置や高温気体化溶融炉装置では、いずれも有酸素状態で被処理物を加熱するため、処理中に大量の二酸化炭素を発生してその二酸化炭素を外部に放出するという欠点があった。更に、高温気体化溶融炉装置は被処理物を高温で処理するので、炉内の耐火煉瓦等の損傷が激しく、しかも装置そのものが大型になるので、メンテナンスに手間がかかり、これによってランニングコストが高くなるという欠点があった。
【０００４】
また、被処理物を坩堝内で真空状態で加熱することで、二酸化炭素を発生しないようにした先行技術が本件発明者によって提供されている（特公平７−３４９０２）。この先行技術においては、被処理物を処理する毎に坩堝を開閉するもので、開閉するたびに坩堝内の温度が低下し、処理効率が悪いという欠点があった。また、被処理物を加熱して抽出した気体を吸引装置によって外部へ取り出そうとしても、気体を坩堝から取出すのに時間がかかるという欠点があった。
【０００５】
本発明の装置は、従来の装置の間題点を解決するもので、坩堝を開かない密閉状態にして低圧無酸素状態で高温加熱するもので、処理効率を向上させ、二酸化炭素を出することなく、装置を小さくして製造コストを安価にし、比較的低温で加熱処理を行ってランニングコストを安くした有害物質除去装置及び方法を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、加熱処理によって発生した気体を坩堝内から容易に取出せるようにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の有害物質除去装置は、有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材と、前記坩堝内に窒素を投入するための窒素投入手段とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記坩堝を中心として被処理物の投入用移送手段と排出用移送手段とを反対側に配置すると共に、前記坩堝を中心として前記投入用移送手段の反対側に前記吸引手段を配置するものである。
【０００９】
本発明の有害物質除去装置は、前記投入用移送手段が内部に空間を形成するシャフトを有し、そのシャフトの空間の一端が前記坩堝と連絡し、前記窒素投入手段からの窒素を前記空間に投入する。前記シャフトの周囲にそのシャフトの外部と前記空間とを連絡する連絡穴を設け、前記窒素投入手段からの窒素を前記シャフトの外部から前記連絡穴を介して前記空間に投入する。
本発明の有害物質除去装置は、前記坩堝の内壁に回転軸方向に螺旋溝を形成し、前記坩堝の回転によって被処理物を前記螺旋溝に沿って移動させる。また、前記坩堝内に被処理物を前記移送手段に向けて落下させるための掻揚げ板を備え、前記坩堝内において被処理物から有害物質を気化した後の処理済残渣物を前記掻揚げ板でスクリューに落下させる。更に、前記坩堝と前記冷却装置とを連絡する位置に切換手段で切換えられる複数の連絡通路を設け、前記連絡通路の数だけ冷却装置を備える。前記冷却装置は複数の装置を連絡パイプを介して複数個直列に連結した。
また、前記坩堝の外周部に２つの冷却用空間を設け、１つの冷却用空間に前記加熱手段を備えると共に窒素を入れ、他の冷却用空間に冷却水を導入する。前記上方導入部材と前記下方排出部材とを前記坩堝に対して一方側に配置し、前記移送手段が被処理物を前記坩堝に投入すると共に被処理物を前記坩堝から取出す。
【００１０】
【発明の第一実施形態】
次に、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る有害物質除去装置の全体構成図である。この装置は、略円筒体の本体１０を有し、その本体１０の外部の部材は、第一筒部材１２と第二筒部材１４と第一端面部材１６と第二端面部材１８とから成る。図１では第一筒部材１２と第二筒部材１４とを別体としたが、これらを１個の部材としても良い。この装置は更に、基台２０を有し、この基台２０には可逆回転が可能なモーター２２を固定し、そのモーター２２の回転軸２４を基台２０に固定したベアリング２６で回転自在に支持する。回転軸２４には間隔を空けて２個の車輪２８が固定され、それらの車輪２８と本体１０の第一端面部材１６並びに第二端面部材１８は係合し、本体１０はモーター２２の駆動によって所定の位置において回転させられる。
【００１１】
本体１０の内部には筒状の坩堝３０が備えられており、その坩堝３０の両端は第一端面部材１６並びに第二端面部材１８の内壁に固定されており、坩堝３０は本体１０と共に回転するよう設定されている。この筒状の坩堝３０の一端は第一端面部材１６によって閉鎖されている。筒状の坩堝３０の内壁には筒状の軸方向に進行する螺旋溝３２が形成されている。
本体１０の第二端面部材１８の中央を貫通して坩堝３０の内部に至る被処理物出入り口装置３４が、基台２０に固定されている。この被処理物出入り口装置３４は、第二端面部材１８を内外に貫通して筒状の坩堝３０の内部空間に連絡する冷却用部材３６と、その冷却用部材３６を支持する支持部材３８とから成る。基台２０に固定される冷却用部材３６は、回転する第二端面部材１８との接合箇所において密閉状態を保つよう設定されている。冷却用部材３６内には、冷却水循環手段（図示せず）から支持部材３８を経由して冷却水が供給され、かつ冷却用部材３６を循環した冷却水は支持部材３８を経由して冷却水循環手段に戻される。この技術内容は公知であるので、ここではその説明を省略する。
【００１２】
本体１０の内部でしかも筒状の坩堝３０の外部において、第一端面部材１６側には気体を収容するための冷却用空間である第一空間４０が形成され、第二端面部材１８側には冷却水を収容するための冷却用空間である第二空間４２が形成される。第一空間４０内の第一端面部材１６付近に、坩堝３０の外周にわたって坩堝３０を加熱する加熱手段としての高周波コイル４４が備えられる。この高周波コイル４４は、坩堝３０の内部に導入される被処理物をその被処理物の種類に応じて約８００℃まで加熱するもので、その加熱温度は自由に調節できるものである。
【００１３】
第一端面部材１６の外側には冷却用手段４６と窒素投入手段４８が取り付けられ、それらは第一端面部材１６（本体１０）と共に回転する。冷却用手段４６は、タイミングに応じてその内部に冷却水を導入して坩堝３０内の被処理物を冷却するためのものである。窒素投入手段４８は第一空間４０内に窒素を供給するもので、第一空間４０内に窒素を満たす。この窒素投入手段４８は更に、第一端面部材１６を通して経由して坩堝３０の内部空間に少量の窒素を間欠的に供給するものである。
【００１４】
前記冷却用部材３６と支持部材３８の内部にはそれらを連絡する水平方向の空間５６が形成され、その空間５６に移送手段としてのスクリュー５０が備えられる。スクリュー５０は、シャフトの外周にらせん状のリブまたはガイドを設けた形状をしており、スクリュー５０の回転によってらせん状のリブまたはガイドの間の空間に沿って被処理物を移動させるためのものである。冷却用部材３６の一端とスクリュー５０の一端とは、筒状の坩堝３０の内部空間に露出している。なお、スクリュー５０の方が冷却用部材３６より、坩堝３０の内側まで伸びている。スクリュー５０の坩堝３０側の端とは反対の他端には、そのスクリュー５０を可逆方向に回転させるためのスクリューモーター５２が備えられている。冷却用部材３６における坩堝３０の内部空間側には、坩堝３０の内壁に付着する被処理物を落とすための掻揚げ板５４が取付けられている。
【００１５】
前記空間５６のスクリューモーター５２側に連絡するように、支持部材３８には空間５６より上方に通じる管状の上方導入部材５８と、空間５６より下方に通じる管状の下方排出部材６０とが連結固定されている。上方導入部材５８は被処理物を気密的に空間５６内に導入するものであり、下方排出部材６０は被処理物を気密的に空間５６から下方へ排出するものである。上方導入部材５８には、その上端に被処理物を保管するための受入ホッパ６２と、その下位にロータリーバルブ６４と、その下位に真空補正室６６と、その下位にロータリーバルブ６８とを順に備えるものである。真空補正室６６は真空装置７０によってその内部が真空にされる。即ち、真空補正室６６に入った被処理物は真空状態に保持され、被処理物の空間５６への導入の際には、空間５６の気密性が保たれるものである。下方排出部材６０には、上方から下方に向けて、ロータリーバルブ７２と、その下位に真空補正室７４と、その下位にロータリーバルブ７６とを順に備えており、その下方排出部材６０の下端は排出タンク７８と連絡している。真空補正室７４も前記真空装置７０によってその内部が真空にされる。即ち、空間５６から排出タンク７８へ被処理物の残渣物が排出される前に、真空補正室７４を真空にすることで、空間５６の気密性を保つようにする。
【００１６】
支持部材３８に位置する空間５６は、切換バルブ７９を介して２つの連絡パイプ（連絡通路）８０，８１と連絡しており、それら２つの連絡パイプ８０，８１は冷却容器８２と連絡している。切換バルブ７９は、連絡パイプ８０か連絡パイプ８１のいずれかの連絡パイプと支持部材３８の空間５６とを連絡するものである。冷却容器８２は、連絡パイプ８４ａ，８４ｂ，８４ｃを介して冷却装置であるトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃを直列に連絡しており、直列の最後のトラップ８６ｃは連絡パイプ８８を介して吸引手段としての真空ポンプ９０と連絡している。この冷却容器８２は更に、連絡パイプ９２ａ，９２ｂ，９２ｃを介して冷却装置であるトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃを直列に連絡しており、直列の最後のトラップ９４ｃは連絡パイプ９６を介して吸引手段としての真空ポンプ９８と連絡している。
【００１７】
冷却容器８２は、その内部に導入される気体（冷却用手段３６を通る冷却水によって冷却されて約２００℃〜６００℃になったもの）を約６０℃〜７０℃に冷却するためのものである。トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃやトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃは、約６０℃〜７０℃に冷却された気体を例えば２℃等の低温で液化して捕集するためのものであり、例えばトラップ８６ａ,９４ａで液化される物質と、トラップ８６ｂ,９４ｂで液化される物質と、トラップ８６ｃ,９４ｃで液化される物質とはそれぞれ異なるものにするように冷却温度を異なるようにするのが望ましい。図１では、３個のトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃや３個のトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃを直列に連結した状態を示したが、直列に連結するトラップの数は３個に限るものではない。
【００１８】
連絡パイプ８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８８は、冷却容器８２や複数のトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃの内部空間の上位と連絡しており、真空ポンプ９０によって作り出される真空圧（負圧）は、複数のトラップ８６ｃ，８６ｂ，８６ａと冷却容器８２を経て連絡パイプ８０，８１に及ぶように設定されている。また、連絡パイプ９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９６は、冷却容器８２や複数のトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃの内部空間の上位と連絡しており、真空ポンプ９８によって作り出される真空圧（負圧）は、複数のトラップ８６ｃ，８６ｂ，８６ａと冷却容器８２を経て連絡パイプ８０，８１に及ぶように設定されている。
連絡パイプ８０，８１のいずれかは、切換バルブ７９を介して下方排出部材６０を経てスクリュー５０を収容する空間５６と連絡し、その空間５６は坩堝３０の内部空間と連絡しているので、真空ポンプ９０または真空ポンプ９８を作動させた場合に、その真空圧は坩堝３０の内部空間に低圧となって及ぶ。即ち、真空ポンプ９０，９８は、密閉状態（機密的に遮断された状態）で坩堝３０の内部と連絡する
【００１９】
次に、被処理物の分解について説明する。
被処理物を入れた受入ホッパ６２から、ロータリーバルブ６４を開いて所定量の被処理物を真空補正室６６に供給する。その後、ロータリーバルブ６４を閉じて、真空補正室６６内において真空装置７０によって被処理物を真空状態にし、その後、ロータリーバルブ６４を開いて、真空状熊にされた被処理物をスクリュー５０の上に落す。
この際、切換バルブ７９を切換えて連絡パイプ８０と支持部材３８の空間５６とを連絡させ、真空ポンプ９０を作動させて真空ポンプ９０の真空圧を、坩堝３０の内部空間に及ばせる。真空ポンプ９０では真空圧であるが、坩堝３０の内部空間では真空圧に近い低圧になる。更に、スクリューモーター５２を作動させてスクリュー５０を回転させると共に、モーター２２を作動させて本体１０と坩堝３０とを回転させる。
【００２０】
スクリュー５０の上に落ちた被処理物は、スクリュー５０の回転によってスクリュー５０の表面を移動して坩堝３０の内部に投入される。坩堝３０の内部に投入された被処理物は、坩堝３０（本体１０）の回転に伴って螺旋状溝３２に沿って第一端面部材１６側に移動する。被処理物は、第一端面部材１６に近い位置に来ると、高周波コイル４４によって加熱される。高周波コイル４４で坩堝３０内の被処理物に含まれる有害物質を気化する温度（例えば２４０℃〜８００℃）で加熱する。高周波コイル４４で加熱する温度は、被処理物に含まれる有害物質の種類に応じて調節する。
この結果、坩堝３０の内部において被処理物は、真空ポンプ９０によって作り出される低圧による減圧状態で、しかも高周波コイル４４によって高温で加熱される。
【００２１】
被処理物は高周波コイル４４で加熱されて、被処理物に含まれる有害物質は分解されて気化される。例えば、ベンゼンやトルエンやキシレン等の油分は、２４０℃以上になると気化する。また、被処理物に含まれる塩素は、３００℃以上になると気化する。このため、高周波コイル４４は、先ず塩素が気化する温度以下で被処理物を加熱し、その加熱が終了した後、塩素が気化する温度以上で被処理物を加熱する。塩素が気化しない温度（例えば２４０℃〜２９０℃）で被処理物を加熱すると、被処理物からは例えばベンゼンやトルエンやキシレン等の油分が気化する。
【００２２】
被処理物に含まれる例えばベンゼンやトルエンやキシレン等の油分が坩堝３０内で充分に気化した後、その気化した気体には、真空ポンプ９０によって作り出される真空圧によって、坩堝３０から支持部材３８の空間５６と連絡パイプ８０と冷却容器８２とトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃを経て真空ポンプ９０に吸引される力が働く。しかし、この吸引力のみでは坩堝３０内で発生した気体が坩堝３０内から排出されるには時間がかかる。
【００２３】
このため、窒素導入装置４８から少量の窒素を間欠的または連続的に坩堝３０内に噴射する。例えば、１秒ごとに約１ｃｃの窒素を噴射する。坩堝３０内に噴射された窒素は坩堝３０内の高温によって膨張する。被処理物に含まれた物質から気化されたベンゼンやトルエンやキシレン等の油分は、坩堝３０内に噴射されて膨張した窒素によって押されると共に、真空ポンプ９０によって吸引されて、真空ポンプ９０に向けて移動させられる。また、窒素を坩堝３０内に順次投入することで、坩堝３０内に最初に若干酸素が含まれていた含まれていたとしても、坩堝３０内から酸素が無くなり、無酸素状態で被処理物が加熱されることになる。このように、坩堝３０内に少量の窒素を投入することで、その投入した窒素が坩堝３０内で発生した気体を移動させてスムースに坩堝３０内から取出すことができる。窒素の投入位置は、気化された気体を中心として真空ポンプ９０の反対側にするのが望ましい。なお、窒素以外の気体（酸素、水素、二酸化炭素）の場合には不具合が生じるので、坩堝３０内に投入する気体は経済性からも窒素が望ましい。
【００２４】
坩堝３０内で被処理物に含まれた物質から気化した気体は、真空ポンプ９０による吸引力と坩堝３０内で膨張した窒素とによって、坩堝３０から支持部材３８の空間５６と連絡パイプ８０を経て冷却容器８２に至る。坩堝３０内で気化した気体は、坩堝３０から支持部材３８の空間５６に至るまでに、冷却用部材３６内の冷却水と、第一空間４０内の窒素と、冷却用手段４６の冷却水によって、ある程度は冷却される。
冷却容器８２に至った気体はそこで約６０℃〜７０℃に冷却され、その後トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃで冷却され、気体はトラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃで液状にして、トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ内に保管される。有害物質を分解した気化した物質は真空ポンプ９０に至るまでに液化され、真空ポンプ９０からはきれいな空気のみが排出される。トラップ８６ａ，８６ｂ，８６ｃ内に保管された物質は、各物質に分離してリサイクル原料として再利用できる。
【００２５】
塩素が気化しない温度で被処理物を充分加熱して油分等を除去した後、高周波コイル４４の加熱温度を上げ、塩素が気化する温度（例えば３００℃〜８００℃）で被処理物を加熱する。それと共に、切換バルブ７９を切換えて、連絡パイプ８１と支持部材３８の空間５６とを連絡させる。更に、真空ポンプ９８を作動させる。塩素が気化する温度で被処理物を加熱すると、被処理物からは塩素が気化する。被処理物に含まれる塩素が坩堝３０内で充分に気化した後、坩堝３０内に真空ポンプ９８の真空圧（負圧）を及ぼすと共に、窒素導入装置４８から少量の窒素を間欠的または連続的に坩堝３０内に噴射する。坩堝３０内に噴射されて高温によって膨張する窒素と、真空ポンプ９８による吸引力とによって、気化した塩素は真空ポンプ９８に向けて移動させられる。
【００２６】
即ち、坩堝３０内で気化した塩素は、連絡パイプ８１を経て冷却容器８２に至り、冷却容器８２で約６０℃〜７０℃に冷却され、その後トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃで更に冷却される。気化した塩素を含んだ物質はトラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃで液状にして、トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ内に保管される。有害物質を分解した気化した物質は真空ポンプ９８に至るまでに液化され、真空ポンプ９８からはきれいな空気のみが排出される。トラップ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ内に保管された物質は、各物質に分離してリサイクル原料として再利用できる。
塩素を含まない物質と塩素を含んだ物質とに分けたのは、塩素を含んだ物質が他の物質と混ざり合うとダイオキシンが発生するおそれがあるので、そのおそれを防止するためである。
【００２７】
加熱によって有害物質を分解して無害化した被処理物の残渣物は坩堝３０内に残る。その後、モーター２２の回転を逆にして本体１０を逆に回転させると、無害化した残渣物は坩堝３０の螺旋溝に３２沿って坩堝３０内を第二端面部材１８側まで移動する。この移動して来た残渣物は、冷却用部材３６に固定した掻揚げ板１０で坩堝３０の内壁から剥がされ、スクリュー５０の上に落とされる。ここで、スクリューモーター５２の回転を逆にしてスクリュー５０を逆に回転させると、無害化した残渣物はスクリュー５０の表面に沿って空間５６内をスクリューモーター５２側に移動する。空間５６内を移動した無害化した残渣物は、その後、下方排出部材６０内に落下させられる。下方排出部材６０に落下した残渣物は、排出真空補正室７４を経て、排出タンク７８内に導入され、そこで貯蔵される。
【００２８】
なお、切換バルブ７９を介して冷却容器８２と連絡する連絡パイプの数を２個（連絡パイプ８０，８１）としたが、３個以上としても良い。連絡パイプの数を３個以上とした場合には、冷却容器８２から連絡パイプを介して冷却装置であるトラップに直列に連絡する通路を３個以上にする。
【００２９】
【発明の第二実施形態】
次に、本発明の他の実施形態を図２乃至図４に基づいて説明する。
図２は、本発明の他の実施形態を示す有害物質除去装置の全体構成図である。図２において図１と同一参照番号は同一部材を示す。
図１では、有害物質除去装置の筒状の坩堝３０に対して、被処理物の投入位置と取出し位置を同じ側としたが、図２に示す第二実施形態では、筒状の坩堝３０を中心として被処理物の投入位置と取出し位置とを反対側に配置したものである。筒状の坩堝３０が固定される一方の第一端面部材１６には、坩堝３０と反対側に支持部材１００が固定されている。この支持部材１００の内部に筒状の空間１０２が形成され、その空間１０２の一方は坩堝３０の内部と連絡している。空間１０２の内部には、モータ１０４によって回転させられる投入用移送手段としてのスクリュー１０６が備えられている。スクリュー１０６は、シャフト１０８の外周にらせん状のリブまたはガイドを設けたものであり、このスクリュー１０６の回転によってらせん状のリブまたはガイドは、空間１０２に投入される被処理物を所定の方向に移動させる。
【００３０】
支持部材１００には、空間１０２より上方に通じる上方導入部材５８が連結固定されている。上方導入部材５８には、その上端に被処理物を保管するための受入ホッパ６２と、その下位にロータリーバルブ６４と、その下位に真空補正室６６と、その下位にロータリーバルブ６８とを順に備えるものである。真空補正室６６は真空装置７０によってその内部が真空にされる。上方導入部材５８は被処理物を気密的に空間１０２に導入するものであり、被処理物を空間１０２への導入する際には、受入ホッパ６２に投入された被処理物は真空補正室６６で真空状態にされ、真空状態を保ったまま空間１０２内に投入される。空間１０２内に投入された被処理物は、スクリュー１０６の回転によって坩堝３０側に移動させられ、最終的には坩堝３０の内部に投入させられる。
【００３１】
図３に示すように、スクリュー１０６のシャフト１０８は、内部に空間１１０を有する筒状の形状をしている。スクリュー１０６のシャフト１０８において坩堝３０の反対側の端付近には、図３及び図４に示すように、シャフト１０８の中心軸に対して直角方向の一面において内外に通じる複数個の連絡穴１１２が形成されている。前記支持部材１００には窒素を供給するための窒素投入手段１１４取付けられ、その窒素投入手段１１４から供給される窒素は、スクリュー１０６のシャフト１０８の連絡穴１１２からシャフト１０８の内部空間１１０に投入可能に配置されている。連絡穴１１２の外部開口部は、窒素投入手段１１４から窒素が投入される場合以外は、シール部材１１６によって閉鎖されている。
【００３２】
以上のように構成されているので、受入ホッパ６２に投入された被処理物は、上方導入部材５８から支持部材１００の空間１０２に至り、スクリュー１０６の回転によって坩堝３０の内部に投入される。坩堝３０の内部に投入された被処理物は、第一実施形態と同様に、高周波コイル４４によって加熱、被処理物に含まれる有害物質を気化する。これと共に、窒素投入手段１１４から供給される窒素は、シャフト１０８に形成された連絡穴１１２を通して、シャフト１０８の空間１１０の内部に間欠的に導入される。即ち、坩堝３０の内部の空間に窒素が間欠的に投入される。
【００３３】
図２に示す第二実施形態では、坩堝３０を中心として被処理物の投入位置と取出し位置とを反対側に配置しているので、図１に示す第二実施形態（本体１０に対し、被処理物の投入位置と取出し位置を同じ側としたもの）と比べて、被処理物を坩堝３０内に連続的に投入できると共に坩堝３０内から連続的に排出できるので、処理効率をより向上させることができる。
また、この第二実施形態では、スクリュー１０６のシャフト１０８の内部に空間１１０を形成して、この空間１１０から窒素を坩堝３０内に投入する。その際、シャフト１０８の周囲に連絡穴１１２を複数個設け、窒素投入手段１１４からの窒素を連絡穴１１２の外部からシャフト１０８の空間１１０内に投入するものである。これによって、シャフト１０８の回転に伴って、シャフト１０８の空間１１０内に窒素を間欠的に投入することができる。
【００３４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、坩堝を密閉した状態で低圧無酸素状態でしかも高温で有害物質を加熱し、しかも被処理物を自動的に坩堝内を通過させるものである。よって、従来のような扉を開け閉めして人的作業によって被処理物を出し入れするものと比べて、非常に熱効率が良く、分解速度が速く大量の被処理物を処理することができる。坩堝を開くことがないので、比較的低温で加熱処理を行ってランニングコストを安くすることができる。また、冷却装置によって有害物質を除去するので、二酸化炭素や悪臭を外部に出すことはない。
更に、坩堝内に窒素を投入することで吸引手段の吸引力と相俟って、坩堝内に発生した気化した有害物質を容易に坩堝から取出すことができる。
その上、処理済残渣物や抽出物質はリサイクル材料になり、ランニングコストの軽減だけでなく委託処理費や二次製晶販売売上等の収入が得られる。これにより有害物質の含有している廃棄物に関して高い処理能力と完全リサイクルを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有害物質処装置の部分断面全体構成図である。
【図２】本発明に係る他の有害物質処装置の部分断面全体構成図である。
【図３】図２の要部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０ 本体
３０ 坩堝
３２ 螺旋溝
３６ 冷却用部材
４０ 第一空間
４２ 第二空間
４４ 高周波コイル
４６ 冷却用手段
４８ 窒素投入手段
５０ スクリュー
５４ 掻揚げ板
５６ 空間
５８ 上方導入部材
６０ 下方排出部材
７８ 排出タンク
７９ 切換バルブ
８０ 連絡パイプ
８１ 連絡パイプ
８６ａ トラップ
８６ｂ トラップ
８６ｃ トラップ
９０ 真空ポンプ
９４ａ トラップ
９４ｂ トラップ
９４ｃ トラップ
９８ 真空ポンプ
１０６ スクリュー
１０８ シャフト
１１０ 空間
１１２ 連絡穴
１１４ 窒素投入手段
Claims (9)
- 有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材と、前記坩堝内に窒素を投入するための窒素投入手段とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記坩堝を中心として被処理物の投入用移送手段と排出用移送手段とを反対側に配置すると共に、前記坩堝を中心として前記投入用移送手段の反対側に前記吸引手段を配置することを特徴とする有害物質除去装置。
- 前記投入用移送手段が内部に空間を形成するシャフトを有し、そのシャフトの空間の一端が前記坩堝と連絡し、前記窒素投入手段からの窒素を前記空間に投入することを特徴とする請求項１記載の有害物質除去装置。
- 前記シャフトの周囲にそのシャフトの外部と前記空間とを連絡する連絡穴を設け、前記窒素投入手段からの窒素を前記シャフトの外部から前記連絡穴を介して前記空間に投入することを特徴とする請求項２記載の有害物質除去装置。
- 有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記坩堝の内壁に回転軸方向に螺旋溝を形成し、前記坩堝の回転によって被処理物を前記螺旋溝に沿って移動させることを特徴とする有害物質除去装置。
- 前記坩堝内に被処理物を前記移送手段に向けて落下させるための掻揚げ板を備え、前記坩堝内において被処理物から有害物質を気化した後の処理済残渣物を前記掻揚げ板でスクリューに落下させることを特徴とする請求項１記載の有害物質除去装置。
- 前記坩堝と前記冷却装置とを連絡する位置に切換手段で切換えられる複数の連絡通路を設け、前記連絡通路の数だけ冷却装置を備えることを特徴とする請求項１記載の有害物質除去装置。
- 前記冷却装置は複数の装置を連絡パイプを介して複数個直列に連結したことを特徴とする請求項１に記載の有害物質除去装置。
- 有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記坩堝の外周部に２つの冷却用空間を設け、１つの冷却用空間に前記加熱手段を備えると共に窒素を入れ、他の冷却用空間に冷却水を導入することを特徴とする有害物質除去装置。
- 有害物質を含む被処理物を収容するための坩堝と、その坩堝内を加熱して被処理物に含まれる有害物質を気化させるための加熱手段と、吸引力を発生させる吸引手段と、気化した有害物質を液化して捕集するためのものであって前記吸引手段と前記坩堝との間に備えられるもので気化した気体を液化させる冷却装置と、前記坩堝の内部と連絡して被処理物を坩堝に出し入れするための移送手段と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段に投入するための上方導入部材と、外部と気密的に遮断可能な状態で被処理物を前記移送手段から排出するための下方排出部材とを有し、前記坩堝と前記冷却装置と前記吸引手段との間を閉鎖状態に連絡し、前記吸引手段による吸引力を前記冷却装置を介して前記坩堝内に及ぼすようにし、前記上方導入部材と前記下方排出部材とを前記坩堝に対して一方側に配置し、前記移送手段が被処理物を前記坩堝に投入すると共に被処理物を前記坩堝から取出すことを特徴とする有害物質除去装置。
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