JP4644444B2 - 感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃プラスチックのうち特に病院や診療所等の医療機関から発生する注射器やカテーテル等の病原菌感染性廃棄物を安全に処理し、有効利用を図る感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置に関するものである。

近年、増加の一途を辿るゴミの処理対策のうち、最も重要な課題の一つとして電気製品、家庭用品、自動車、ＰＥＴボトル等といった殆どの工業製品に使用されているプラスチック部品やプラスチック容器の処分がある。

すなわち、このような廃プラスチックは、生ゴミや木材ゴミ等のような微生物による生分解が困難であるため、その殆どが焼却処分されているのが現状であるが、周知の通り、プラスチックは、焼却時に大量の煤煙や有害ガスを発生する上にその燃焼温度の高さゆえに焼却炉に悪影響を及ぼす等といった問題がある。

そのため、近年ではこの廃プラスチックを回収し、貴重なリサイクル資源の一つとして再利用することが試みられているが、そのリサイクルに際しては、例えば成分や色合い等毎に回収・分別しなければならない等といった煩わしい作業が伴うことから、多大なコストと手間を要し、経済的に採算が合わないといった問題がある。

そこで、本出願人は従来このような処分やリサイクルが困難な廃プラスチックを効果的に処分すると共にこれを再生油等として有効活用できる新規な廃プラスチック油化システムを開発し、先に特許出願を行っている（特許文献１参照）。

この廃プラスチック油化システムは、廃プラスチックをガスバーナー等の熱によって加熱溶融及びガス化する廃プラスチック熱分解炉と、この熱分解炉で得られた熱分解ガスを冷却・凝縮して油化する油化槽とから主に構成されており、主に熱可塑性の廃プラスチックをこの熱分解炉で溶融・ガス化させてスチレンモノマーや低分子ポリエチレン等に熱分解した後、この熱分解ガスを油化槽において冷却水と気液接触させて冷却・凝縮して再液化させ、しかる後、この分解液を冷却水と分離回収してボイラー等の燃料や新たなプラスチック製品の原料等として有効活用するようにしたものである。

このような廃プラスチック油化システムによれば、従来、処理が困難であった廃プラスチックを効果的に処理できることは勿論、これを可燃性の再生油として有効利用することができるため、経済的かつ効率的に廃プラスチックをリサイクルできる。また、この処理に際しては有害なガスが原則として一切外部に漏れ出すことがないため、地域環境を汚染するおそれもない等といった優れた効果を発揮することが可能となる。

ところで、このような廃プラスチック油化装置によれば、現在使用されている殆どの熱可塑性の廃プラスチックを処理することができるが、例外として病院や診療所等の医療機関から発生する注射器やカテーテル等のいわゆるプラスチックを主体とする感染性廃棄物に対しては、構造上、その処理が難しいといった問題がある。

すなわち、このような感染性病原菌が付着しているおそれの高い感染性廃棄物は、必ず所定の高温高圧下で一定時間殺菌処理を経た後、廃棄処理する必要があるが、これを上述したような油化装置によって通常の廃プラスチックと同様な処理を行うと、処理初期段階において廃棄物表面に付着した感染性病原菌が十分に死滅しない状態でそのまま水蒸気と共に熱分解炉外へ流れ出てしまい、装置内を汚染したり、あるいは生きたまま再生油中に混入してしまう可能性がある。

また、処理する廃棄物の種類によっては、金属片や土砂等の不溶物が付着しているため、これら不溶物が残滓として炉底に蓄積し又は付着し、これによって炉容積が徐々に減少するばかりでなく、不溶物自体が炉底部の断熱材として作用し、熱伝導率を著しく悪化させてしまうことが考えられる。そのため、定期的に炉底部からこの残滓を取り除く作業が必要となるが、その作業は、システム全体を一旦完全に停止させ、冷却するまで暫く放置した後、作業員がその投入口をスクレーパーや吸引機等の工具を用いて除去するようになるため、稼働効率がいきおい低下し、かつ、その作業が煩わしいといった欠点がある。

そこで、本出願人は、感染性病原菌が付着しているおそれが高い感染性廃棄物であってもこれを安全確実に再生処理できると共に、稼働効率にも優れた新規な感染性廃棄物用熱分解炉及び処理装置を開発した（特許文献２参照）。

この感染性廃棄物用熱分解炉は、プラスチックを主体とする感染性廃棄物を高圧下で熱分解して熱分解ガスを発生させる縦型筒状の炉本体と、この炉本体をその周囲から加熱する加熱手段と、上記炉本体内を攪拌する攪拌機とを備えると共に、上記炉本体の頂部に、上記感染性廃棄物を投入する投入口及びこれを開閉する開閉蓋と、上記熱分解ガスを排出するガス出口とを備え、かつ、上記炉本体の底部に、上記感染性廃棄物を熱分解した際にガス化されなかった残滓を排出する排出口を備えている。

上述のような熱分解炉を用いれば、その炉内が十分に高温高圧になるまで炉内を密閉させておくことができるので、感染性病原菌が付着したプラスチックを主体とする感染性廃棄物であっても、感染性病原菌が生きたまま炉外へ漏れ出すことがなくなり、これを確実に熱分解処理することができる。

また、熱分解炉の底部に、排出口を設けているので、残滓を迅速かつ容易に排出することができ、稼働効率の低下を防止できる。

また、感染性廃棄物処理装置は、上記感染性廃棄物用熱分解炉と、この熱分解炉で得られた熱分解ガスを水冷して油化する油水分離槽とを備えているので、感染性病原菌が付着した廃棄物であっても、熱分解処理後に、これを再生油として有効利用することができる。

特開２００１−２４７８７４号公報 特開２００３−１９４２８号公報

しかしながら、上述の感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置では、投入口の開閉蓋の開閉は、作業員が工具を用いて手動で行っていた。また、排出口に残滓が溜まった際の掻き出しも作業員が手作業にて行っていた。さらに、油水分離槽には、油化された原液を濾過して固形物を除去するためのストレーナが設けられているが、このストレーナの清掃は作業員が手作業で行っていた。

以上のように、従来の感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置では、作業員が工具を用いて行う手作業が多く、また、汚れ作業であるため、作業手間が多く、作業効率がよくないという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、各種作業の自動化を図ることで、作業手間を低減させて、作業効率の向上を達成できる感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、プラスチックを主体とする感染性廃棄物を高圧下で熱分解して熱分解ガスを発生させる縦型筒状の炉本体と、この炉本体をその周囲から加熱する加熱手段と、上記炉本体内を攪拌する攪拌機とを備えると共に、上記炉本体の頂部に、上記感染性廃棄物を投入する投入口及びこれを開閉する開閉蓋と、上記熱分解ガスを排出するガス出口とを備え、かつ、上記炉本体の底部に、上記感染性廃棄物を熱分解した際にガス化されなかった残滓を排出する残滓排出装置を備えた感染性廃棄物用熱分解炉において、上記開閉蓋には、上記投入口の先端部を覆うスカート部が設けられ、上記投入口の先端部外面には、上記スカート部の内周面に当接するシールパッキンが設けられ、上記開閉蓋は、上記投入口に、この投入口の軸方向に延びる長穴とこの長穴に挿入されるピンとを介して、直線移動及び回動可能に取り付けられると共に、上記開閉蓋の重心を支える位置と上記投入口とに伸縮シリンダが架け渡され、この伸縮シリンダの伸縮により、上記スカート部が上記シールパッキン部分を移動するときは、上記ピンが上記長穴に沿って移動することで上記開閉蓋は上記投入口の軸方向に沿って直線的に移動し、上記スカート部が上記シールパッキン部分から離反したときは、上記開閉蓋は上記ピンを中心に回動するように構成されたことを特徴とする感染性廃棄物用熱分解炉である。

請求項２の発明は、上記投入口或いは上記開閉蓋の内側に保温材が設けられ、上記開閉蓋を閉じた際に、上記シールパッキンが位置する部分の上記投入口の内側に所定厚さの保温材が配置されるように構成された請求項１記載の感染性廃棄物用熱分解炉である。

請求項３の発明は、上記投入口の外面に、上記開閉蓋の閉鎖時にその開閉蓋の位置決めを行うガイドスプリングが設けられた請求項１または２記載の感染性廃棄物用熱分解炉である。

請求項４の発明は、上記残滓排出装置は、上記炉本体の底部に接続された排出ノズルと、この排出ノズル内に挿抜自在に設けられたスクリュ型ドリルとを備え、このスクリュ型ドリルを上記排出ノズル内に挿入して回転させることで、上記排出ノズル内に溜まった上記残滓を掻き出すように構成した請求項１記載の感染性廃棄物用熱分解炉である。

請求項５の発明は、上記排出ノズルには、排出ノズルの軸方向に沿って先端側へ延びるガイドビームが設けられ、上記スクリュ型ドリルが上記ガイドビームに沿って移動可能に構成された請求項４記載の感染性廃棄物用熱分解炉である。

請求項６の発明は、請求項１に記載の感染性廃棄物用熱分解炉と、この熱分解炉で得られた熱分解ガスを水冷して再液化された原液を水分と油分とに分離する油水分離槽を備えた感染性廃棄物処理装置において、上記油水分離槽には、上記原液を濾過するストレーナが設けられ、上記ストレーナは、上記原液を溜めて濾過するフィルターコンベヤと、上記原液から濾過された固形物を排出するためのベルトコンベヤとを備えた感染性廃棄物処理装置である。

請求項７の発明は、上記フィルターコンベヤは、回転可能に設けられた無端チェーンと、この無端チェーンに巻き掛けられるフィルター布とを有し、このフィルター布は上記無端チェーンに対して弛みを持たせて巻き掛けられ、その弛み部分に上記原液を溜めて濾過する請求項６記載の感染性廃棄物処理装置である。

請求項８の発明は、上記フィルターコンベヤは、上記フィルター布の表面に付着した汚れ等の付着物を掻き落とす清浄ブラシを有する請求項７記載の感染性廃棄物処理装置である。

請求項９の発明は、上記フィルター布の裏面下方には、フィルター布を通過した処理液を上記油水分離槽に案内する処理液案内板が設けられ、この処理液案内板は、上記処理液の流路と上記固形物の通路とを区画する請求項７または８記載の感染性廃棄物処理装置である。

本発明によれば、各種作業の自動化を図ることができ、作業手間を低減させて、作業効率の向上を達成できるといった優れた効果を発揮する。

次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る感染性廃棄物用熱分解炉（以下、単に熱分解炉という）を備えた感染性廃棄物処理装置の好適な実施の一形態を示した構成図である。

図示するように、この熱分解炉１は、感染性廃棄物（以下、単に廃棄物と称す）を高圧下で熱分解して熱分解ガスを発生させる縦型筒状の炉本体２と、この炉本体２をその下部及び周囲から加熱する加熱手段３と、この炉本体２内を攪拌する攪拌機４とから主に構成されている。炉本体２の頂部には、感染性廃棄物を投入する投入口５及びこれを開閉する開閉蓋６と、熱分解ガスを排出するガス出口７とが設けられている。炉本体２の底部には、感染性廃棄物を熱分解した際にガス化されなかった残滓を排出する残滓排出装置８が設けられている。

炉本体２は、その全体が耐熱性、耐食性及び熱伝導性に優れた金属、例えばハステロイやステンレススチール、あるいは超合金等から形成されており、縦型筒状の胴部１１の上下にそれぞれ半球状或いは半楕円形の鏡板１２，１３を備えた圧力容器となっている。その頂部の鏡板１２に、投入口５が形成されている。この投入口５には初期溶融用の水を投入する給水管（図示せず）が接続されており、この給水管は電磁バルブ（図示せず）によって開閉自在となっている。

図２乃至図４に示すように、投入口５及び開閉蓋６は、断面円形に形成されている。投入口５を開閉する開閉蓋６には、投入口５の先端部を覆う円筒状のスカート部１５が設けられている。一方、投入口５の先端部外面には、リング状のシールパッキン１６が設けられており、スカート部１５の内周面に当接することで、開閉蓋６の内外を気密に区画している。開閉蓋６は、投入口５に、この投入口５の軸方向に延びる長穴１７とピン１８とを介して、直線移動及び回動可能に取り付けられている。ピン１８は長穴１７に移動自在に挿入されている。開閉蓋６には、一対のブラケット１９が互いに平行に取り付けられており、この一対のブラケット１９に、長穴１７がそれぞれ形成されている。一方、投入口５を構成する筒部材２１には、投入口５の開口部側方に延びるアーム２２が設けられており、アーム２２の先端には、投入口５側に延出する複数のブラケット２３が設けられている。ブラケット２３の先端には、水平方向に延出するピン１８がそれぞれ設けられており、これらのピン１８が長穴１７にそれぞれ挿入されている。そして、投入口５が閉鎖されているときは、ピン１８が長穴１７の上端に当接するようになっている。

開閉蓋６と投入口５との間には、伸縮シリンダ２４が架け渡されている。伸縮シリンダ２４は、開閉蓋６の重心を支える位置（重心を中心に対称配置された位置）にピン結合されている。具体的には、開閉蓋６の平面中心点を中心として、一対のブラケット１９の中間部位置Ａを０°とした場合の、開閉蓋６の周縁部の９０°部分に該当する位置Ｂと、２７０°部分に該当する位置Ｃとに伸縮シリンダ２４がそれぞれピン結合されている。伸縮シリンダ２４は、投入口５の筒部材２１に対してもピン結合されている。伸縮シリンダ２４は、投入口５が閉鎖された状態で、投入口５の軸方向に平行になるように配置されている。また、伸縮シリンダ２４をピン結合させるピン２５は、長穴１７に挿入されているピン１８と平行に配置されている。

投入口５の閉鎖状態（図５参照）から、開閉蓋６を開くに際しては、まず、一対の伸縮シリンダ２４を同時に伸長させる。このとき、一対の伸縮シリンダ２４は、開閉蓋６の重心を中心に対称配置されているので、開閉蓋６は、伸縮シリンダ２４の伸長方向、すなわち、投入口５の軸方向に移動しようとする。そして、投入口５側に設けられたピン１８が、長穴１７に挿入されていることによって、ピン１８が長穴１７の下端に当接するまでは、開閉蓋６の移動方向は制限を受けず、開閉蓋６は、伸縮シリンダ２４の伸長方向、すなわち、投入口５の軸方向に直線移動することとなる。

ここで、図６に示すように、スカート部１５が、シールパッキン１６から離反する。上述のように、スカート部１５がシールパッキン１６部分を移動するまでは、ピン１８が長穴１７に沿って相対的に移動することで開閉蓋６は投入口５の軸方向に沿って直線的に移動するので、開閉蓋６のスカート部１５が、シールパッキン１６に対して局所的に押し当たることがなく、シールパッキン１６の破損を防止できる。

その後、スカート部１５がシールパッキン１６部分から離反して、ピン１８が長穴１７の下端に当接した後は、ピン１８によって開閉蓋６の移動方向が制限を受け、開閉蓋６は、ピン１８を中心に回動を開始する（図７参照）。このとき、伸縮シリンダ２４は、開閉蓋６及び筒部材２１に対してピン結合されているので、開閉蓋６の回動が可能となっている。開閉蓋６の回動によって、投入口５が開口される。開口された投入口５には、廃棄物が投入されるが、シールパッキン１６は、投入口５の外面に設けられているので、廃棄物が衝突することはなく、その破損を防止できる。

一方、図２乃至図４に示すように、投入口５の筒部材２１の外面には、開閉蓋６の閉鎖時にその開閉蓋６の位置決めを行うガイドスプリング２６が設けられている。ガイドスプリング２６は、基端部が筒部材２１の外面に固定され、先端部が上部径方向外側へと斜めに広がるように形成されており、径方向外側へ弾性変形可能となってる。ガイドスプリング２６は、９０°ピッチで４箇所に設けられている。

これによって、開閉蓋６の閉鎖時に、スカート部１５がガイドスプリング２６に当接しながら、開閉蓋６が投入口５の中心位置に合うように導かれ、適正位置に案内される。よって、スカート部１５がシールパッキン１６に局所的に押し当たることがないので、シールパッキン１６の破損を防止できる。

以上のように、上記構成によれば、開閉蓋６の開閉を自動的に行うことができるので、従来のように作業員が手動で開閉する必要はなく、作業手間を大幅に削減でき、作業の効率化が達成される。

さらに、投入口５の筒部材２１の内面には、所定厚さの保温材２７が設けられている。保温材２７の先端部分は、投入口５の先端部分から所定の長さ内側に入ったところに位置し、先端側に向かって拡径するテーパ状に形成されている。保温材２７の先端テーパ状部分及び内周面には、金属板２９が内張りされており、投入される廃棄物が保温材２７に直接衝突するのを防止している。

投入口５の先端部分の断熱は、開閉蓋６の内面に設けられた保温材２８が、開閉蓋６の閉鎖時に投入口５の先端部分に位置することによって行われる。保温材２８は、上記保温材２７の先端部分と密着する形状に形成されている。保温材２８の表面には、金属板３１が張り付けられており、開閉蓋６の開閉時での、保温材２８と投入口５との衝突を防止するようになっている。

上記構成によって、炉本体２の運転時には、その内部が高温（４００℃〜５００℃）となるが、シールパッキン１６の内側には、開閉蓋６に設けられた保温材２８が位置することによって、シールパッキン１６と炉本体２の内部とは断熱されている。従って、シールパッキン１６部の温度を低く保つことができ、シールパッキン１６が加熱されてその耐熱温度（略２００℃）を越えることはない。また、シールパッキン１６は、外気に接して設けられているので、温度上昇を抑制している。これによって、耐熱温度が比較的低いシールパッキンでも採用することができる。

投入口５の筒部材２１の外面には、シールパッキン１６の上部に溜まるコンデンセイトを集めて排水するためのドリップリング１０とドレンパイプ２０とが設けられている。ドリップリング１０は、シールパッキン１６の下方に設けられ、断面Ｌ字状のアングル材を、リング状に曲げてその下部を筒部材２１の外周面に溶接固定して形成されている。ドレンパイプ２０は、ドリップリング１０の下面に形成された穴に接続されて設けられている。

ところで、残滓排出装置８は、図１、図８及び図９に示すように、炉本体２の底部鏡板１３に設けられており、炉本体２の底部に溜まった金属片等の不溶物等の残滓を適宜取り出すためのものである。

残滓排出装置８は、底部鏡板１３に貫通して設けられた排出ノズル３２と、排出ノズル３２の内部に溜まった残滓を掻き出すための掻き出し手段３３とを有している。排出ノズル３２は、鏡板１３から斜め下方に延出しており、その下端部には、投入口５に設けられた開閉蓋６と同様の構造の開閉蓋３４が設けられており、炉本体２の内外を気密に区画できるようになっている。なお、図８及び図９中、開閉蓋３４に係る部品は、開閉蓋６と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

掻き出し手段３３は、排出ノズル３２の先端側に設けられたスクリュ型ドリル３５と、このスクリュ型ドリル３５を回転させるためのギヤードモータ３６と、
スクリュ型ドリル３５を排出ノズル３２内に挿抜させるためのドリル移動装置３７とを備えている。

スクリュ型ドリル３５は、排出ノズル３２と同軸上に設けられており、排出ノズル３２と逆側の端部には、ギヤードモータ３６が直結されている。ギヤードモータ３６には、これを覆うカバー３８が設けられている。

ドリル移動装置３７は、排出ノズル３２の軸方向に沿って延びるガイドビーム３９と、スクリュ型ドリル３５及びこれと一体化されたギヤードモータ３６をガイドビーム３９に沿って移動させる伸縮シリンダ４１とを備えている。ガイドビーム３９は、排出ノズル３２の先端部（下端部）近傍の側面に接続され、スクリュ型ドリル３５側に延出して形成されている。ギヤードモータ３６のカバー３８には、ガイドビーム３９の軸方向に摺動可能にガイドビーム３９を覆って接続する接続部材４３が形成されている。伸縮シリンダ４１は、スクリュ型ドリル３５の径方向両側外方に２本設けられ、ガイドビーム３９と平行になるようにそれぞれ配置されており、２本の伸縮シリンダ４１は、その一端が排出ノズル３２の側面に連結され、他端がカバー３８に連結されている。

排出ノズル３２内に、残滓が溜まると、開閉蓋３４を開き、その後に、ギヤードモータ３６を駆動させながら、伸縮シリンダ４１を縮退させる。これによって、スクリュ型ドリル３５、ギヤードモータ３６、カバー３８及び接続部材４３が一体的にガイドビーム３９に沿って移動し、スクリュ型ドリル３５が、排出ノズル３２内に挿入される。そして、スクリュ型ドリル３５が排出ノズル３２内で回転することで、内部の残滓が掻き出される。掻き出された残滓は、ダストボックス８５内に一旦収容された後に排出される。

以上のように、スクリュ型ドリル３５を、排出ノズル３２内に挿入して回転することで残滓を自動的に掻き出しているので、作業員が直接手作業で掻き出さなくてよく、作業環境を良好に保つことができる。また、掻き出しを機械化したことによって、炉本体２内の温度がある程度高いままでも作業を行うことができ、加熱炉１の休止時間を短くすることができ、作業効率の低下を防止できる。

図１に示すように、頂部鏡板１２には、ガス出口７が形成されている。ガス出口７には、ガスラインＬ４を介して後述する油水分離槽９が接続されており、炉本体２内で発生した熱分解ガスを油水分離槽９に流すようになっている。このガス出口７には、自動開閉弁１４が設けられており、一定の条件によって、ガス出口７を自動的に開閉するようになっている。自動開閉弁１４は、炉本体２内を感染性病原菌が死滅する圧力及び温度で所定時間保持した後に、自動的に開くように設定されている。上記圧力、温度及び時間は、予め算出して制御装置に入力しておく。

なお、感染性ではない通常の廃プラスチックからなる産業廃棄物用の熱分解炉では、上記自動開閉弁１４を省略することができる。

加熱手段３は、炉本体２の下方に位置する燃焼室４５と、この燃焼室４５から炉本体２の周囲に連続したジャケット４６とからなっており、この燃焼室４５には、ガスバーナやオイルバーナあるいは電気ヒータ等からなる加熱機器４７が設けられている。この加熱機器４７によって炉本体２をその底部から直接加熱すると共に、燃焼室４５で発生した高温の燃焼ガスをジャケット４６に流すことで、炉本体２を、その底部及び側部からまんべんなく加熱するようになっている。

攪拌機４は、その炉本体２の軸心部に位置する駆動軸４８と、この駆動軸４８を回転駆動すべくその頂部に取り付けられた駆動モータ４９と、この駆動軸４８の下端部から放射状に延びる複数枚の攪拌羽根５１とからなっており、炉本体２内に投入された廃棄物を攪拌してこれを均一加熱して効率的に溶融するようになっている。また、この攪拌羽根５１はその先端が回転方向下流側に湾曲するように成形されると共に、その底部がそれぞれ炉本体２の底面に常時接触した状態となっており、これが回転することでスクレーパーの如く炉底面を常時掻き取るように摺動することで、炉底面への粘着物や不溶物等の付着、堆積を防止するようになっている。

次に、このような構造をした本発明の感染性廃棄物用熱分解炉１の運転方法及び得られた熱分解ガスの分離回収方法の一例について説明する。

先ず、炉本体２頂部の投入口５の開閉蓋６を開いて処理対象となる感染性廃棄物と少量の水を炉本体２内に投入し、ガス出口７の自動開閉弁１４を閉じた状態、すなわち炉本体２を密閉した状態で、攪拌機４を駆動させながら炉本体２を加熱手段３によって加熱する。

すると、この加熱によって先ず水分が蒸発し始めて、この蒸発に伴って炉本体２内の圧力及び温度が徐々に上昇するため、加熱手段３を適宜調整して炉本体２内を感染性病原菌が死滅する圧力及び温度での飽和圧力にし、この状態を一定時間保持する。これによって、廃棄物に付着した病原菌が炉本体２内で高圧蒸気滅菌されて完全に死滅することになるため、感染性病原菌は、生きたまま油水分離槽９側に流れるようなことはない。

次に、このようにして感染性病原菌が完全に死滅する条件に達したならば、ガス出口７の自動開閉弁１４が徐々に開いて炉本体２内の圧力を下げると同時に、加熱手段３の出力を上昇させて炉内温度を上昇させる。すると、炉本体２内においては、初期投入した水の蒸発に引き続いて廃棄物が溶融し、さらに温度が上昇してそのガス化温度、例えば略３８０℃に達したところで廃棄物が熱分解してガス化し、その熱分解ガスがガス出口７からガスラインＬ４を介して順次油水分離槽９側に送られる。

油水分離槽９の上流側には、熱分解ガスを冷却して凝縮・液化した後に気液分離を行う第一セパレータ５３及び第二セパレータ５４とが設けられてる。

第一セパレータ５３の上流側には、ジェットスクラバー５５が設けられている。ジェットスクラバー５５は、熱分解ガスを、冷却水と気液接触させることで急激に冷却し、凝縮・液化する装置である。図１３に示すように、ジェットスクラバー５５は、冷却水を吹き出すジェットノズル５６を有している。炉本体２から送られ、ガス入口５７から導入された熱分解ガスは、ジェットノズル５６から吹き出された冷却水と気液接触されて、凝縮・液化される。そして液化された原液は、スクラバー出口５８を通過して第一セパレータ５３内へ送り出される。

ところで、廃棄物中にＰＥＴが混入していると、熱分解した際にテレフタル酸が生成される。このテレフタル酸は、昇華物質で、略３００℃でガスから固体となるためジェットスクラバー５５の閉塞の原因となっていた。そこで、熱分解ガスラインの上流への冷熱輻射を避け、且つジェットノズル５６先端部、即ち冷却用の循環水（冷却水）と熱分解ガスの接触域より上方を、昇華温度以上に保つために、ジェットノズル５６の周囲には円筒状の断熱材ケース５９が設けられている。断熱材ケース５９には電気ヒータ（図示せず）が設けられている。ジェットノズル５６の下方では、冷却水により熱分解ガスを一気に冷却する一方、冷却水のジェット流によって昇華した固体は、微粉されるのでガスラインの閉塞は起こらない。

断熱材ケース５９の周辺には、断熱材ケース５９の外周面に水を吹き付けるためのクリーニングノズル６１が設けられており、運転休止中に、ジェットノズル５６周りをクリーニングできるようになっている。なお、図中６２、はジェットスクラバー５５を覆う保温材を示す。

ジェットスクラバー５５で凝縮・液化された原液は、液化されなかったガスと共に第一セパレータ５３に送られて気液分離される。気液分離された原液は、油水分離槽９に送られる。第一セパレータ５３と油水分離槽９との間には、ガスが油水分離槽９側へ混入するのを防止するための渦流防止装置（図示せず）と、原液を外気と遮断するためのシール６０が設けられている。シール６０は、Ｕ字状に配管を配置して形成されており、シール深さは、例えば５００ｍｍとしている。このシール深さは、系内圧力と油水分離槽９やフィルターコンベヤ６５との高低差に応じて変更してもよい。第一セパレータ５３内の液面高さは、シール６０の高所との高低差が、配管内を原液が流れるために必要な高低差ｈとなるように、決定されている。

第一セパレータ５３で分離されたガスは、コンデンサ６３で凝縮された後に第二セパレータ５４へと送られる。第二セパレータ５４でも気液分離が行われ、気液分離された原液は、油水分離槽９へと送られる。第二セパレータ５４内の液面高さは、油水分離槽９内の液面高さよりも高くなっている。第二セパレータ５４で分離されたガスは、加熱機器４７へと送られる。

なお、第二セパレータ５４から出される原液には、低沸点再生と復水作用があるので、別途の油水分離槽（図示せず）を設けて接続してもよい。これによれば、低沸点再生油は自動的に他の再生油と分離でき、塩分等の中和物等が混入することがないので、そのまま再生利用可能である。

第一セパレータ５３と油水分離槽９との間には、第一セパレータ５３から流された原液を濾過するストレーナ６４が設けられている。図１０乃至図１２に示すように、ストレーナ６４は、原液を溜めて濾過するフィルターコンベヤ６５と、原液から濾過された固形物を排出するためのベルトコンベヤ６７とを備えている。

フィルターコンベヤ６５は、回転可能に設けられた一対の無端チェーン６８と、この無端チェーン６８に巻き掛けられるフィルター布６９とを有している。フィルター布６９は無端チェーン６８に対して若干の弛みを持たせて巻き掛けられている。各無端チェーン６８は、主動軸７１と従動軸７２との間に若干の弛みを持たせて巻き掛けられている。主動軸７１は、従動軸７２よりも高い位置に取り付けられている。主動軸７１と従動軸７２との間には、無端チェーン６８を上方から押さえる一対のガイドスプロケット７３が設けられている。ガイドスプロケット７３は、互いに同じ高さに設けられ、ガイドスプロケット７３間の無端チェーン６８は水平状態に張られている。無端チェーン６８の水平部分では、フィルター布６９は、弛み部分が垂れ下がり、あたかも池のような状態となって原液を溜める。ここで、原液はフィルター布６９を通して濾過され、固形物と処理液とに分離される。

フィルターコンベヤ６５の下方にはベルトコンベヤ６７が設けられている。ベルトコンベヤ６７は、主動軸７７と従動軸７８間にベルト８０を架け渡して形成されている。ベルトコンベヤ６７は、フィルターコンベヤ６５から落下した固形物を受け取り、ダストバケット（図１参照）７５まで搬送する。フィルター布６９の表面に付着した固形物は、フィルター布６９が下向きになったときに、ベルトコンベヤ６７上に落下する。このとき、フィルター布６９は、若干弛んでいるので、付着面が変形して、固形物が落下しやすくなっている。

フィルターコンベヤ６５の主動軸７１と、ベルトコンベヤ６７の主動軸７７は、共に、チェーン８１及びスプロケット８２を介してギヤードモータ８３に連結されており、ギヤードモータ８３の駆動によって、フィルターコンベヤ６５とベルトコンベヤ６７が駆動される。

フィルターコンベヤ下面側には、フィルター布６９の表面に付着した固形物や汚れ等の付着物を掻き落とすための清浄ブラシ７６が設けられている。洗浄ブラシ７６は、ベルトコンベヤ６７の上方に設けられた回転軸７９に放射状に取り付けられており、回転することで、フィルター布６９の表面に振動を与えて、固形物等の付着物を剥がす。剥がされた付着物は、ベルトコンベヤ６７上に落下し、ダストバケット７５まで搬送される。

回転軸７９は、ギヤードモータ８３にチェーン８１及びスプロケット８２を介して連結されており、ギヤードモータ８３の駆動によって駆動される。

上記構成によれば、洗浄ブラシ７６を回転可能に設け、ギヤードモータ８３によって機械的に回転させるようになっているので、フィルター布６９の清浄の作業が効率化されると共に、作業員が手作業で洗浄しなくてもよいので、作業員が汚れ作業を行う必要がなく、作業環境が大幅に向上する。

フィルターコンベヤ６５の上下のフィルター布６９の間には、フィルター布６９を通過した原液（処理液）を受けて油水分離槽９へと案内する処理液案内板７４が設けられている。処理液案内板７４は、金属板からなり、固形物を搬送するベルトコンベヤ６７上方に設けられ、ベルトコンベヤ６７の両側を通って下方のまで延出している。処理液案内板７４の上面に処理液が流れることで、処理液の流路と、固形物の通路とを区画するようになっている。これによって、ベルトコンベヤ６７上に処理液が滴下することがない。処理液案内板７４から落下した処理液は、ホッパ９０を介して、油水分離槽９に落下される。

図１に示すように、油水分離槽９に落下した処理液は、油水分離槽９内に一時的に溜められた後、所定時間経過することによって分解液と水分とに上下に比重分離される。液面側に集まった分解液は油水分離槽９の端部に設けられた溢流堰８６をオーバーフローして排油ラインＬ５側に流れ、再生油等として再生油受タンク（図示せず）に回収される。また、底部に集まった冷却水の一部はポンプ８４によって油水分離槽９内から抜き出され、適宜中和液が混入された状態で冷却水循環ラインＬ１を介して再びジェットスクラバー５５に送られて、電磁バルブ１０２を開くことで、ジェットノズル５６へと供給され、順次流れ込んでくる高温の熱分解ガスの冷却水として再利用される。運転休止中には、クリーニングノズル６１に接続されたクリーニング水ライン１０３に設けられた電磁バルブ１０４を開くことで、クリーニングノズル６１に水を供給して、ジェットノズル５６周りをクリーニングするようになっている。

冷却水循環ラインＬ１には、冷却水を冷却するためのクーラー８７が設けられている。クーラー８７は、冷却水循環ラインＬ１に設けられた熱交換機からなり、別系統で設けられた冷却水循環ライン（図示せず）と交差している。

また、冷却水循環ラインＬ１には、冷却水に中和液を注入するための中和液注入装置８８が接続されている。中和液注入装置８８は、中和液を貯蔵する中和液タンク８９と、中和液を供給するためのポンプ９１とを有している。ポンプ９１には、その作動を制御する制御装置９２が接続されている。制御装置９２には、第一セパレータ５３と油水分離槽９間に設けられたＰＨ計９３が接続されており、原液のＰＨ濃度に応じて中和液を注入するようになっている。

上記構成の感染性廃棄物処理装置は、熱分解炉１内の廃棄物を全て熱分解処理したならば、再び同様な処理をバッチ式に繰り返すため、油水分離は、夜間休転時の比重分離によるものとし、油水分離槽９は、油化量に合わせた適度な大きさとすることによって、連続式油水分離槽と比較して簡単な構造とすることができ、且つ操作も、簡単で確実に行うことができるようになった。

すなわち、運転中は、油水分離にこだわらず、循環冷却水に油の混入があっても冷却水循環ラインＬ１に設けられたクーラー８７で冷却水を冷却でき、且つＰＨ計９３及び制御装置９２によって自動的に必要量の中和液が注入される。従って、夜間休転中に油水分離槽９の底部に沈殿した中和物は、機能上差し支えなく、運転スタート時に、ポンプ８４の起動、電磁バルブ９４の開放によって、炉本体２内に注入され、炉本体２内やガスラインＬ４内の空気の追い出し等に利用される。

一方、加熱機器４７には、外気を押し込むための押込ファン９５と外気導入ラインＬ２とが設けられている。ジャケット４６の上部には熱風を排出するための熱風排出口９６が設けられ、この熱風排出口９６には、熱分解処理終了後に熱風を機外に排出するための熱風排出ラインＬ３と誘引ファン９７とが設けられている。外気導入ラインＬ２と熱風排出ラインＬ３とは交差しており、そこに熱風の熱で外気を加熱するエアヒータ９８が設けられている。

通常運転時は、押込ファン９５により圧送されてエアヒータ９８で加熱された燃焼空気が、加熱機器４７へと供給される。熱分解処理終了後は、押込ファン９５からの空気はエアヒータ９８で加熱されているので、炉本体２の冷却のため、エアヒータ９８出口近傍に設けられた三方弁９９を介して系外に放出される。このとき、三方弁９９から加熱機器４７部分へは押込ファン９５よりの空気がなく、負圧となるが、加熱機器４７近傍に逆止弁１０１を設けることによって、外気を導入できるようになっている。ここで、押込ファン９５から流れる空気は、誘引ファン９７保護のため、熱風排出口９６から誘引ファン９７へ流れる熱風をエアヒータ９８で冷却するために用いられる。また、誘引ファン９７は、燃焼室４５内の圧力を計測する圧力計１０９と接続されており、燃焼室４５内の圧力に応じて、燃焼室４５内の空気を機外に放出するようになっている。

なお、通常運転時は、燃料供給ラインＬ６より、加熱機器４７へと燃料が供給される。燃料供給ラインＬ６には、電磁バルブ１０５が設けられている。電磁バルブ１０５は、ガスラインＬ４に設けられた温度計１０６と、炉本体２の底部に設けられた温度計１０７と、燃焼室４５内に設けられた温度計１０８とが接続されており、これら各温度計１０６、１０７、１０８で検出された温度に応じて、燃料の供給量を適宜調整するようになっている。

本発明に係る感染性廃棄物用熱分解炉及び感染性廃棄物処理装置の実施の一形態を示す構成図である。 本発明に係る感染性廃棄物用熱分解炉の投入口及び開閉蓋を示した側面図である。 本発明に係る感染性廃棄物用熱分解炉の投入口及び開閉蓋を示した平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 開閉蓋の開閉状態を示した断面図である。 開閉蓋の開閉状態を示した断面図である。 開閉蓋の開閉状態を示した断面図である。 本発明に係る感染性廃棄物用熱分解炉の残滓排出装置を示した側面図である。 （ａ）は図８のＩＸａ−ＩＸａ線断面図、（ｂ）は図８のＩＸｂ−ＩＸｂ線断面図、（ｃ）は図８のＩＸｃ−ＩＸｃ線断面図である。 本発明に係る感染性廃棄物処理装置のストレーナを示した側面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 ジェットスクラバーを示した断面図である。

符号の説明

１ （感染性廃棄物用）熱分解炉
２ 炉本体
３ 加熱手段
４ 攪拌機
５ 投入口
６ 開閉蓋
７ ガス出口
８ 残滓排出装置
９ 油水分離槽
１５ スカート部
１６ シールパッキン
１７ 長穴
１８ ピン
２４ 伸縮シリンダ
２６ ガイドスプリング
２７ 保温材
２８ 保温材
３２ 排出ノズル
３５ スクリュ型ドリ
３９ ガイドビーム
６４ ストレーナ
６５ フィルターコンベヤ
６７ ベルトコンベヤ
６８ 無端チェーン
６９ フィルター布
７４ 処理液案内板
７６ 洗浄ブラシ

Claims (9)

1. プラスチックを主体とする感染性廃棄物を高圧下で熱分解して熱分解ガスを発生させる縦型筒状の炉本体と、この炉本体をその周囲から加熱する加熱手段と、上記炉本体内を攪拌する攪拌機とを備えると共に、上記炉本体の頂部に、上記感染性廃棄物を投入する投入口及びこれを開閉する開閉蓋と、上記熱分解ガスを排出するガス出口とを備え、かつ、上記炉本体の底部に、上記感染性廃棄物を熱分解した際にガス化されなかった残滓を排出する残滓排出装置を備えた感染性廃棄物用熱分解炉において、
   上記開閉蓋には、上記投入口の先端部を覆うスカート部が設けられ、上記投入口の先端部外面には、上記スカート部の内周面に当接するシールパッキンが設けられ、上記開閉蓋は、上記投入口に、この投入口の軸方向に延びる長穴とこの長穴に挿入されるピンとを介して、直線移動及び回動可能に取り付けられると共に、上記開閉蓋の重心を支える位置と上記投入口とに伸縮シリンダが架け渡され、この伸縮シリンダの伸縮により、上記スカート部が上記シールパッキン部分を移動するときは、上記ピンが上記長穴に沿って移動することで上記開閉蓋は上記投入口の軸方向に沿って直線的に移動し、上記スカート部が上記シールパッキン部分から離反したときは、上記開閉蓋は上記ピンを中心に回動するように構成されたことを特徴とする感染性廃棄物用熱分解炉。
2. 上記投入口或いは上記開閉蓋の内側に保温材が設けられ、上記開閉蓋を閉じた際に、上記シールパッキンが位置する部分の上記投入口の内側に所定厚さの保温材が配置されるように構成された請求項１記載の感染性廃棄物用熱分解炉。
3. 上記投入口の外面に、上記開閉蓋の閉鎖時にその開閉蓋の位置決めを行うガイドスプリングが設けられた請求項１または２記載の感染性廃棄物用熱分解炉。
4. 上記残滓排出装置は、上記炉本体の底部に接続された排出ノズルと、この排出ノズル内に挿抜自在に設けられたスクリュ型ドリルとを備え、このスクリュ型ドリルを上記排出ノズル内に挿入して回転させることで、上記排出ノズル内に溜まった上記残滓を掻き出すように構成した請求項１記載の感染性廃棄物用熱分解炉。
5. 上記排出ノズルには、排出ノズルの軸方向に沿って先端側へ延びるガイドビームが設けられ、上記スクリュ型ドリルが上記ガイドビームに沿って移動可能に構成された請求項４記載の感染性廃棄物用熱分解炉。
6. 請求項１に記載の感染性廃棄物用熱分解炉と、この熱分解炉で得られた熱分解ガスを水冷して再液化された原液を水分と油分とに分離する油水分離槽を備えた感染性廃棄物処理装置において、
   上記油水分離槽には、上記原液を濾過するストレーナが設けられ、上記ストレーナは、上記原液を溜めて濾過するフィルターコンベヤと、上記原液から濾過された固形物を排出するためのベルトコンベヤとを備えた感染性廃棄物処理装置。
7. 上記フィルターコンベヤは、回転可能に設けられた無端チェーンと、この無端チェーンに巻き掛けられるフィルター布とを有し、このフィルター布は上記無端チェーンに対して弛みを持たせて巻き掛けられ、その弛み部分に上記原液を溜めて濾過する請求項６記載の感染性廃棄物処理装置。
8. 上記フィルターコンベヤは、上記フィルター布の表面に付着した汚れ等の付着物を掻き落とす清浄ブラシを有する請求項７記載の感染性廃棄物処理装置。
9. 上記フィルター布の裏面下方には、フィルター布を通過した処理液を上記油水分離槽に案内する処理液案内板が設けられ、この処理液案内板は、上記処理液の流路と上記固形物の通路とを区画する請求項７または８記載の感染性廃棄物処理装置。

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