JP7267617B2 - バッチ式炭化処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、感染性医療廃棄物を始めとして各種の廃プラスチック類、有害鳥獣、使用済み紙おむつ、分別不能の混合ゴミ、高含水汚泥等を含む廃棄物をバッチ式で効率よく炭化処理するための装置に関する。

従来から可燃性廃棄物を炭化処理する方法は、既に様々な手法が特許文献１～５などにより提案され、中には実用に供されているものもある。

特許５４３９２３９号公報 特許５２３２２１２号公報 特許４７４８１３８号公報 特許３２７０７４３号公報 特許３３５９３０７号公報

特許文献にあるような公知の廃棄物の炭化処理装置は、装置自体が複雑であるため大型化し、また装置の運転操作や動作制御も煩雑なものとなっているため、容易に導入できないという難点がある。

本発明は、公知技術の上記問題点に鑑み、装置の構造を簡潔なものとして装置の小形化を図り、また装置の運転操作や動作制御もシンプルに行うことができる炭化処理装置を提供することを課題とする。

上記課題で解決することを目的としてなされた本発明炭化装置の構成は、ガス等を燃焼させて高温の加熱気体を加熱用熱として生成するシャッタ付きの排気通路を備える熱生成室と、前記熱生成室に接続される中間にシャッタを具備する加熱煙道と、前記加熱煙道に接続されて前記熱生成室の加熱用熱が供給される排気煙道を備えた加熱室と、炭化処理する廃棄物を投入する蓋付きの投入口と炭化された廃棄物を取出す蓋付きの取出し口を備えて前記加熱室内に設置され、当該加熱室に供給される加熱用熱によって加熱される炭化室と、加熱時の前記炭化室に生成する乾留ガスを当該炭化室から前記熱生成室へ導入するため前記炭化室と熱生成室とを接続する乾留ガス通路とを備え、前記熱生成室の排気通路のシャッタは、加熱室の加熱時に閉じていて冷却時には開き、前記加熱煙道のシャッタと乾留ガス通路のシャッタは、加熱室の加熱時に開いていて冷却時には閉じるように操作すること、を特徴とする。前記シャッタは全て動力で開閉される耐熱シャッタである。

前記加熱煙道は、前記熱生成室の下部と前記加熱室の下部を接続するように配置することが好ましい。

前記炭化室は、耐熱鋳鋼により外表面の少なくとも一部に凹凸面を備えて形成され、当該炭化室の底部が、前記加熱煙道の接続位置よりも上方に位置付けられるように前記加熱室内に配置することが過熱効率の面で好ましい。

前記加熱室は、前記炭化室の底面を含む底部を臨む形で冷却用ファンを備え、炭化処理が終わると炭化室と加熱室を冷却し、次の炭化処理に備える。

前記乾留ガス通路は、その通路の中間部分に通路を開閉するシャッタと乾留ガスを加熱する加熱手段を備える。

本発明のバッチ式炭化処理装置は、ガス等を燃焼させて高温の加熱気体を加熱用熱として生成するシャッタ付きの排気通路を備える熱生成室と、前記熱生成室に接続される中間にシャッタを具備する加熱煙道と、前記加熱煙道に接続されて前記熱生成室加熱用熱が供給される排気煙道を備えた加熱室と、炭化処理する廃棄物を投入する蓋付きの投入口と炭化された廃棄物を取出す蓋付きの取出し口を備えて、前記加熱室内に設置され、加熱室に供給される加熱用熱によって加熱される炭化室と、加熱時の前記炭化室に生成する乾留ガスを当該炭化室から前記熱生成室へ導入するため、前記炭化室と熱生成室とを接続する乾留ガス通路とを備え、前記熱生成室の排気通路のシャッタは、加熱室の加熱時に閉じていて冷却時には開き、前記加熱煙道のシャッタは、加熱室の加熱時に開いていて冷却時には閉じるように操作するから、炭化処理装置を小形化でき、その運転操作も至ってシンプルである。このため、従来は処理が困難であった廃プラスチック類、有害鳥獣、使用済み紙おむつ、分別不能の混合ゴミ、高含水汚泥など感染性医療廃棄物をも含む廃棄物を、そのような廃棄物の発生場所の近傍、例えば工場や病院等の敷地内に小型の本発明炭化処理装置を設置することにより、容易且つ安全に炭化処理できる。

本発明バッチ式炭化処理装置の構造を説明するための断面図。

図１において、１は耐熱材による壁体によって、内部が、例えば直方体状や筒状をなすように形成した加熱用の熱を作る熱生成室、２は熱生成室１の一の側面に設けた加熱バーナである。加熱バーナ２は、熱生成室１の内部でオイルやガス等の燃料を燃焼させることにより高温気体を熱生成室１の内部に生成するため、一例としてオイルバーナを設けている。オイルバーナに代えガスバーナを用いることもある。熱生成室１の他の側面には、中間にシャッタ３を具備した排気通路４が設けられている。排気通路４のシャッタ３の開閉タイミングについては後述する。

５は、前記熱生成室１に、中間部にシャッタ６を具備する加熱煙道７を介して接続されていると共に、前記熱生成室１と同様の耐火性壁体により形成された加熱室である。この加熱室５の内部には、容積が前記熱生成室１の容積よりも小容積の炭化室８が収装されている。前記の熱生成室１と加熱室５の容積比は１未満であることが望ましい。

前記加熱室５はその内面と炭化室８の外面の間に、加熱気体が流通できる隙間が形成されるように、加熱室５の内面形状と大きさが整えられている。形成される隙間は、加熱室５の下半側（炭化室8の高さＨの約２分の１の高さ１／２Ｈの部位）の隙間Ｓ１が、加熱室５の上半側の隙間Ｓ２の略２分の１程度に形成されている。過熱効率をよくするためである。また、前記加熱室５には、上部に排気煙道５ａが設けられている。排気煙道５ａはエゼクタ５ｂを備えている。

上記加熱室５に配置された炭化室８の上部８ａには、処理物を投入するため蓋１０を備える投入口９が設けられている。一方、炭化室８の下部には処理炭化物を排出するため、加熱室５を通って形成され取出し口が蓋（図示せず）を具備して設けられている。

１１は炭化室８の上部と熱生成室１の上部の間に設けた乾留ガス通路で、中間にシャッタ１１ａを設けている。このガス通路１１は、炭化室８の内部において処理物である(医療廃棄物）等が熱生成室１から加熱室５に供給される高温ガスにより加熱されて生成される処理物の熱分解ガスをすべてこの通路１１を通して熱生成室１に戻す。このため乾留ガス通路１１には、中間部にヒータ１１ｂを設けている。これは、流れる乾留ガスが固化して通路内面に付着するのを防ぐためである。ヒータ１１ｂの200℃前後の熱を受けて熱生成室１に戻された乾留ガスは、この熱生成室１の内部で加熱バーナ２により燃焼される。この燃焼による熱生成室１のオーバーヒートを避けるため、稀釈用の空気ブロアー（図示せず）を熱生成室１に設けることがある。空気ブロアーは少なくとも一台であればよい。

前記加熱室５において、炭化室８の底８ａを外面から臨む位置にシャッタ１３を有する加熱温度調節用又は冷却用ブロアー１２が設けられている。冷却用ブロアー１２は、炭化室８の内部温度が所定温度以上になったときや炭化処理が終ったとき、炭化室８を冷却するために駆動される。

以上に述べた熱生成室１から冷却用ブロアー１２までの各構成部材により、本発明バッジ式炭化処理装置の一例が構成されるので、以下にその運転形態又は操業形態の一例について説明する。

本発明のバッチ式炭化処理装置は、その駆動前において、熱生成室１の排気通路４のシャッタ３を開状態、加熱煙道７のシャッタ７を閉状態、乾留ガス通路１１のシャッタ１１ａを閉状態においている。

駆動前状態において、炭化室８の投入口９の蓋１０を開けて、炭化処理しようとする廃プラスチック類、有害鳥獣、使用済み紙おむつ、分別不能の混合ゴミ、高含水汚泥など感染性医療廃棄物も含む廃棄物の中の少なくとも一種以上の廃棄物を、処理対象物として炭化室８に投入する。投入する処理対象(廃棄物)は、分別せず例えば2種類以上の処理対象を混合廃棄物として一括投入する。混合廃棄物であっても炭化室８で有機質は炭化され、炭化されない無機質系の金属、ガラス等は投入時原型のまま滅菌される。

処理物の炭化室８への投入が完了すると、熱生成室１の排気通路４のシャッタ３を閉じる。一方、加熱煙道７のシャッタ６と乾留ガス通路１１の１１ａを開けて加熱バーナ２を点火駆動し、炭化処理を開始する。ここで、熱生成室１の容積が、炭化室８の容積よりも大きいため、比較的短時間で炭化室８の内部を６００℃前後（５００℃～７００℃程度）の温度に昇温させることができる。このため処理物である（医療廃棄物）は、比較的短時間のうちに、金属などの不燃物を除き、可燃性のものは完全に炭化されてしまう。この炭化処理の際に、炭化室８に生じるプラスチック類の溶解などによる乾留ガスは、その通路１１を通って熱生成室１に戻され、そこで燃焼されるので、熱生成室１における燃費向上に資する。

炭化室８の内部での炭化処理が終ると、加熱バーナ２の出力状態を最小にしておき排気通路４のシャッタ３を開け、一方で加熱煙道７のシャッタ６を閉じ、冷却用ブロアー１２を駆動し、炭化室８の温度を集中的に下げる。この冷却において、炭化室８の内部温度が、例えば１００℃程度以下になるまで冷却用ブロワーを駆動する。炭化室内部が１００℃以下になれば乾留ガス通路１１のシャッタ１１ａを閉じ、炭化室８の取出し口９１の図示しない蓋を開けて炭化室８の内部の炭化物を取出す。この炭化物は、完全滅菌されていると共に、ほとんど粉粒体状乃至はパウダー状になっているため、周囲に飛散させない取扱いにより取出す。以上により、バッチ式の１回目の炭化処理を終える。

本発明装置では、１回目の炭化処理が終了した時点において、熱生成室１は、排気通路４のシャッタ３が開けられているが、加熱煙道７のシャッタ６と乾留ガス通路１１のシャッタ１１ａとは閉じられているので、熱生成室１は冷却用ブロアー１２の冷却作用を受けない。しかも、加熱バーナ２は最小出力で駆動が維持されているので、前記熱生成室１は１回目の処理における余熱が十分に残っている。従って、本発明装置では、２回目のバッチ処理からは、熱生成室１を所定温度にまで昇温させるのに時間がかからないという利点がある。

本発明のバッチ式炭化処理装置は以上の通りであって、炭化処理のための熱源となる加熱気体を生成する熱生成室と、処理物を炭化したい炭化室を内装した加熱室とを、各室が独立した別構造に形成すると共に、熱生成室と加熱室を、シャッタを具備した加熱煙道を介して接続し、炭化室を設置している加熱室の加熱時と冷却時に前記シャッタを開閉操作して熱源の導入と遮断を制御するようにしたので、加熱室に収装されている炭化室を効率よく加熱できる一方で、効率よく冷却することができる。また処理中に炭化室に生じる乾留ガスは、通路の途中にシャッタと過熱部を備えた乾留ガス通路によって熱生成室に送り込んで燃焼させるから熱生成を付勢して省燃費に寄与する。さらに処理対象は、2種類以上の処理対象を混合した混合廃棄物であっても、有機筆系は炭化され、無機質系はそのままの姿で滅菌されて排出されるから、廃棄物を分別せず一括処理でき、廃棄物を効率よく処理できる。

１ 熱生成室
２ 加熱バーナ
３ シャッタ
４ 排気通路
５ 加熱室
６ シャッタ
７ 加熱煙道
８ 炭化室
９ 投入口
１０ 蓋
９１ 取出し口
１１ 乾留ガス通路
１１ａ シャッタ
１１ｂ ヒータ

Claims (3)

1. ガス等を燃焼させて高温の加熱気体を加熱用熱として生成し、シャッタ付きの排気通路を底部近くに備える正立した熱生成室と、
   前記熱生成室の前記排気通路の反対側の底部近くに接続され、中間にシャッタを具備する加熱煙道と、
   前記加熱煙道が底部側に接続され、前記熱生成室で生成される加熱用熱が供給される、排気煙道を備える正立した加熱室と、
   炭化処理する廃棄物を投入する蓋付きの投入口を上部に備え、炭化された廃棄物を取出す蓋付きの取出し口を下部に備えて前記加熱室内に正立姿勢で設置され、前記加熱室に供給される加熱用熱によって加熱される炭化室と、
   加熱時の前記炭化室に生成される乾留ガスを当該炭化室から前記熱生成室へ導入するため、前記炭化室と前記熱生成室とを当該両室の上部において接続する乾留ガス通路と、
   を備えるバッチ式炭化処理装置であって、
   前記乾留ガス通路は、その中間部分に配置したシャッタと乾留ガスの加熱手段を備え、
   前記加熱室の内周面と前記炭化室の外周面の間に形成される隙間が、当該加熱室と炭化室の下半側の隙間と上半側の隙間の比率を１：２に形成され、
   前記熱生成室の排気通路のシャッタは、前記加熱室の加熱時に閉じていて冷却時には開かれ、前記加熱煙道のシャッタと前記乾留ガス通路のシャッタは、前記加熱室の加熱時に開いていて冷却時には閉じられること、
   を特徴とするバッチ式炭化処理装置。
2. 前記炭化室は、耐熱鋳鋼により外表面の少なくとも一部に受熱面積を大きくするための凹凸面を備えて形成され、当該炭化室の底部が、前記加熱煙道の接続位置よりも上方に位置付けられるように前記加熱室内に配置される請求項１のバッチ式炭化処理装置。
3. 前記加熱室は、前記炭化室の底面を含む底部を臨む形で冷却用ファンを備える請求項1又は2のバッチ式炭化処理装置、

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