JP4865790B2 - 廃棄物の熱処理のための装置及び方法 - Google Patents
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Description
a.廃棄物が、分離なしで受領される。
b.食品や厚紙や紙やボロ等といったような多種多様な廃棄物を、システムによって処理すことができる。特に、プラスチックやガラスや金属を含有した廃棄物を、システムによって処理することができる。
c.システムは、さらに、生医学的な廃棄物、および、尖鋭物、を受領する。生医学的な廃棄物は、個別の供給ポートを通して投入され、オペレーターによる介入は、最小限である。
a.システムは、負圧に維持され、完全にシールされており、周囲環境に対して、煙霧または生物学的危険物質を漏洩させない。
b.システムからの残渣は、安全なものである。すなわち、すべての廃棄物は、不活性な灰または不活性なスラグへと転換されている。すべての尖鋭物は、認識不可能な(あるいは、原形をとどめていないような)スラグへと転換されている。
c.炉は、水冷されており、したがって、触ったとしても冷たいものである。これにより、オペレーターにとって安全なものであるとともに、部屋へと熱を放出することがない。これにより、オペレーターの快適さを保証する。
d.熱源として、電気が使用されている。したがって、燃料オイルが不要である。船の中にわたって燃料オイルラインを設置する必要がない。これら燃料ラインは、船のメンテナンス時には安全上の問題点となり、潜在的な漏洩の可能性のために、環境上の問題点である。最近の船は、オール電化された船を目指している。
a.炉内が高温であることのために、廃棄物処理の結果は、清浄な灰またはスラグであり、未燃焼カーボンを実質的に含有していない。そのため、海洋投棄することができる。
b.プラズマを利用した高温の二次燃焼チャンバは、不完全燃焼の生成物が一切形成されないことを、保証する。
c.高温サイクロンとメンブランタイプフィルタとを含むガス処理システムは、周囲環境に対してダストが一切放出されないことを、および、透明度の小さなガスが発生させないことを、保証する。
d.加熱のために電気エネルギーを使用することにより、生成されるガスの量が、より少ない。よって、システムは、コンパクトであり、1つのデッキを占有するに過ぎない。
e.システムは、完全に自動化されている。オペレーターによる介入は、最小限で良い。
2 コンベヤ
3 回転バルブ
4 スプール
5 ルツボ
6 プラズマトーチ
15 ターンテーブル
30 リングギヤ
Claims (42)
- 有機物成分と無機物成分とを含有している廃棄物の熱処理のための装置であって、
処理ステーションと、冷却ステーションと、処理済み材料除去ステーションと、少なくとも3つのルツボと、を具備し、
前記処理ステーションが、前記複数のルツボのうちのこの処理ステーションのところに配置された1つのルツボの中の有機物成分および/または無機物成分を、熱的に処理し得るよう構成され、
前記ルツボ内の処理済み材料が、その後、前記冷却ステーションにおいて冷却され、さらにその後、前記処理済み材料除去ステーションにおいて前記ルツボから除去されるものとされていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記3つのルツボが、前記処理ステーションと前記冷却ステーションと前記処理済み材料除去ステーションとのうちのそれぞれ対応するステーションのところに配置され、
前記3つのルツボが、前記処理ステーションから前記冷却ステーションへとさらには前記処理済み材料除去ステーションへと、順次的に移動されるようになっており、さらにその後、新たなサイクルにおいては、前記処理ステーションへと戻されるようになっていることを特徴とする装置。 - 請求項2記載の装置において、
前記複数のルツボが、前記複数のステーションの間にわたって互いに同期して移動され得るようにして、ルツボ搬送デバイスに対して取り付けられていることを特徴とする装置。 - 請求項2または3記載の装置において、
前記ルツボが、前記複数のステーションの間にわたって前記複数のルツボを搬送し得るよう構成されたターンテーブル上に、設置されていることを特徴とする装置。 - 請求項4記載の装置において、
前記複数のルツボが、互いに120度という角度で離間して配置されているとともに、前記ターンテーブルの回転中心から実質的に互いに同じ径方向距離のところに配置され、
前記ターンテーブルが、一度につき120°だけ回転するものとされていることを特徴とする装置。 - 請求項4または5記載の装置において、
前記ターンテーブルが、リングギヤを備え、
このリングギヤが、モータによって駆動されるピニオンと噛合することを特徴とする装置。 - 請求項4〜6のいずれか1項に記載の装置において、
前記ターンテーブルが、円形トラックを有したホイール上に設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項4〜7のいずれか1項に記載の装置において、
前記ターンテーブルが、前記複数のステーションの間にわたって前記複数のルツボを互いに同期して移動し得るよう構成され、
前記ターンテーブルが、前記ルツボを前記ステーション内における一定位置へと位置決めし得るよう、インデックスが付されたものとされていることを特徴とする装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置において、
前記3つのルツボが、炉ユニットの一部とされ、
前記処理ステーションおよび前記冷却ステーションのところに位置したルツボをカバーし得るよう、天板が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置において、
前記各ルツボが、耐火物によって内張りされた容器によって構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項10記載の装置において、
前記容器が、実質的に円筒形であることを特徴とする装置。 - 請求項10または11記載の装置において、
前記ルツボには、前記ルツボが前記処理ステーションのところに位置した際の熱損失を制限し得るよう、絶縁性支持体が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項10〜12のいずれか1項に記載の装置において、
前記各ルツボが、水が内部を循環している外部ウォータジャケットを備えていることを特徴とする装置。 - 請求項13記載の装置において、
前記ルツボのシェルが、海水腐食耐性材料から形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項14記載の装置において、
前記海水腐食耐性材料が、チタンであることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記処理ステーションが、炉ユニットの上流側に位置したシュレッダーを備えていることを特徴とする装置。 - 請求項16記載の装置において、
コンベヤが、前記シュレッダーと前記炉ユニットとの間に設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項17記載の装置において、
回転バルブが、前記炉ユニットに対しての有機物成分/無機物成分の供給量を制御し得るように、設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項16記載の装置において、
前記シュレッダーが、剪断タイプの装置とグラインダータイプの装置とのうちの少なくとも一方を備えていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記処理ステーションのところに位置したルツボ内へと供給された有機物成分/無機物成分が、例えば無機物成分を溶融させるという目的でもって、少なくとも1つのプラズマトーチによって加熱されることを特徴とする装置。 - 請求項20記載の装置において、
前記プラズマトーチが、前記処理ステーションのところに位置した前記ルツボを少なくとも1500℃という温度にまで加熱し得るよう構成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記処理ステーションのところに位置したルツボ内へと供給された有機物成分/無機物成分が、例えば無機物成分のガス化および焼結だけが要望された場合には、電気加熱部材によって加熱されることを特徴とする装置。 - 請求項22記載の装置において、
前記電気加熱部材が、前記処理ステーションのところに位置した前記ルツボを少なくとも850℃という温度にまで加熱し得るものとして、前記ルツボ内に埋設されていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
処理済み材料の冷却に起因してガスが周囲環境へと実質的に漏れないよう、前記冷却ステーションのところに位置したルツボのために、水冷式の天板が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記各ルツボの内壁が、傾斜していることを特徴とする装置。 - 請求項25記載の装置において、
前記内壁が、形成されているチャンバに対して円錐台形状のものとされ、
これにより、前記ルツボの上端のところにおいて大きな端部を有しており、
これにより、前記処理済み材料除去ステーションのところにおける処理済み材料の除去を容易なものとしていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記処理ステーションおよび前記冷却ステーションのところにおけるルツボには、スプールが配置されることを特徴とする装置。 - 請求項27記載の装置において、
前記スプールが、気密シールされているとともに、耐火物によって内張りされていることを特徴とする装置。 - 請求項27または28記載の装置において、
前記処理ステーションに配置された前記スプールが、少なくとも4つのポートを有している、すなわち、前記処理ステーションのところに位置したルツボに対して有機物成分/無機物成分を供給するためのポートと、前記ルツボの加熱のためのプラズマトーチを挿入するためのポートと、前記ルツボ内へとエアを注入するためのポートと、燃焼ガスを吸引するためのポートと、を有していることを特徴とする装置。 - 請求項29記載の装置において、
前記処理ステーションに配置された前記スプールが、さらなるポートを有している、すなわち、前記処理ステーションのところに位置した前記ルツボに対して未破砕の生医学的な廃棄物を供給するためのポートを有していることを特徴とする装置。 - 請求項27または28記載の装置において、
前記処理ステーションに配置された前記スプールが、スチールシェル製容器を備えていることを特徴とする装置。 - 請求項27〜31のいずれか1項に記載の装置において、
前記処理ステーションに配置された前記スプールの耐火物が、大きな絶縁性のものとされ、プロセスと接触する側においては、腐食耐性材料を有し、さらに、前記スプールのシェルと接触する背面側においては、低熱伝導性材料を有していることを特徴とする装置。 - 請求項32記載の装置において、
前記シェルの外側には、絶縁層が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記処理ステーションには、前記処理ステーションのところに位置したルツボからの発生ガスを受領し得るよう、排出装置が設けられ、
この排出装置が、プラズマトーチによって加熱されるものとされていることを特徴とする装置。 - 請求項34記載の装置において、
前記排出装置の下流側には、燃焼を完了させ得るようおよびガス流から大きなダスト粒子を分離し得るよう、サイクロン式二次燃焼チャンバが連結されていることを特徴とする装置。 - 請求項35記載の装置において、
エアを使用したガス冷却器とフィルタとが、前記サイクロン式二次燃焼チャンバの下流側に設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項35または36記載の装置において、
前記処理ステーションのところに位置した前記ルツボからの発生ガスと粒子とを吸引し得るよう、負圧生成装置が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項34記載の装置において、
前記排出装置が、前記発生ガスをプラズマプルームの高温に曝し得るものとして構成され、これにより、再加熱を行って燃焼を完了させることを特徴とする装置。 - 請求項1〜38のいずれか1項に記載の装置において、
前記処理ステーションのところに位置した前記ルツボに対して、最初のステージとして、有機物成分の燃焼と無機物成分の灰化または溶融によるスラグへの転換とが行われ、
前記冷却ステーションのところに位置した前記ルツボに対して、灰化スラグまたは溶融スラグの冷却が行われ、
前記処理済み材料除去ステーションにおいては、この処理済み材料除去ステーションのところに位置した前記ルツボから前記灰化スラグまたは前記溶融スラグが除去されることを特徴とする装置。 - 廃棄物を熱処理するための方法であって、
(a)3つのルツボを準備し;
(b)前記3つのルツボのうちの第1ルツボに対して、有機物材料および/または無機物材料を供給し;
(c)前記第1ルツボ内において前記有機物材料および/または前記無機物材料を熱処理し;
(d)前記第1ルツボ内の前記有機物材料および/または前記無機物材料を冷却し;
(e)前記第1ルツボから、処理済みのかつ冷却済みの前記材料を除去する;
という方法において、
前記第1ルツボが前記ステップ(c)にある際に、第2ルツボが前記ステップ(d)にありかつ第3ルツボが前記ステップ(e)にあるようにして、前記第2ルツボに対して前記ステップ(d)を行うとともに前記第3ルツボに対して前記ステップ(e)を行い、
この場合、各ルツボが、同時に、それぞれ対応するステップ(c)〜(e)にあるものとし、
さらに、各ルツボを移動させて、上記ステップ(c)〜(e)からなるサイクルを、繰り返し的に行う、
ことを特徴とする方法。 - 請求項40記載の方法において、
前記3つのルツボを、前記ステップ(c)〜(e)の間にわたって互いに同時的にターンテーブルによって移動させ、
所定の時点において、前記複数のルツボが、前記ステップ(c)〜(e)のうちの互いに異なるステップにあるものとすることを特徴とする方法。 - 請求項41記載の方法において、
前記ターンテーブルによる移動を、最短でも24時間ごとに行って、前記各ルツボを、前記ステップ(c)〜(e)の中の次なるステップへと移動させることを特徴とする方法。
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