JPH04350408A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材、紙、プラスチッ
クなどの有機固体廃棄物を炭化処理して、その有効利用
を行う廃棄物処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機固体廃棄物（以下、単に原料と言う
。）を炭化処理して、その再利用を行う従来装置として
、例えば特開昭４９−１０８９８号公報の乾留装置が公
知である。これは、図２に示すように、燃焼炉４１と、
燃焼炉４１を斜めに貫く乾留炉４２とを有し、燃焼炉４
１内の熱によって乾留炉４２内の原料を乾留する。 原料はホッパ４３から投入され、その下部に設けたスク
リューコンベア４４によって乾留炉４２へ送給される。 乾留炉４２の内部には撹拌用の回転板４５が多段状に設
けられており、回転板４５で撹拌されながら乾留炉４２
内を流下する間に、原料の炭化が行われる。乾留によっ
て生じたガスは、通路４６を介して燃焼炉４１内へ導入
され、火格子上の石炭や木材等の燃料４８と共に燃焼さ
れて、乾留炉４２の加熱を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、乾
留炉４２の炉壁からの伝導熱、及び炉壁からの輻射熱に
よって原料の加熱を行う。そのため、原料の炭化に長時
間を要し処理能率が低い点、原料の処理に多量の燃料４
８を要し、運転コストが嵩む点等で改善の余地があった
。特に、木質系原料の場合は、熱伝導度が０．１４ｗ／
ｍ・ｋ（２０℃）と低く、さらに、比熱が高い（１．２
５Ｊ／ｇ・ｋ）ことも災いして炭化処理に長時間を要し
ており、焼却等の他の処理形態に比べてこの種廃棄物の
処理コストが嵩む不利を免れない。

【０００４】また、炭化は原料表面から内部へと進行す
る。このとき表面の炭化層が原料に結着したままである
と、原料内部への熱伝導が炭化層で妨げられる。多くの
場合、炭化層は多孔質化しており、原料に比べて熱伝導
度が低いからである。因みに木炭の熱伝導度は０．０５
４ｗ／ｍ・ｋ（２０℃）と、上記木質系原料の四割弱で
しかない。

【０００５】また、従来の装置において、乾留炉４２内
に設けた撹拌用の回転板４５は、上記のような表面の炭
化層を除去することに役立つ。つまり、撹拌時に、原料
同士あるいは原料と円筒壁が接触ないしは相対移動する
ことで、炭化層を剥離できるからである。しかし、元来
、回転板４５は原料の均一加熱を目的として設けられて
おり、その回転速度が非常に緩やかであることから、こ
れだけでは十分な剥離作用が得られず、このことも原料
の加熱を効率良く行えない原因のひとつとなっていた。

【０００６】更に、上記従来の装置は、乾留により生成
された炭化物の純度が低い点でも問題がある。原料中に
金属片や石などの異物が含まれていた場合に、これら異
物も炭化物と共に乾留炉４２の傾斜下端へ流下し、その
状態のまま回収されるからである。十分に炭化しきれな
かった原料の芯部粉末も炭化物中に含まれることになる
。

【０００７】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、マイクロ波を利用して原料を内部から加熱し、乾留
炉内における原料の加熱を効率良く行えるようにし、さ
らに、原料表面の炭化層を迅速に除去できるようにして
、原料の炭化処理能率を向上することを目的とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、マイクロ波の
加熱と同時に、高温ガスによって原料を外部から加熱し
、上記原料加熱の効率化に併せて、原料の炭化処理に要
する運転時間を減少することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、原料中に金属
片や石などの異物が混入している場合でも、これら異物
と炭化物を分離して高い純度の炭化物を回収できるよう
にした廃棄物処理装置を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明が講じた手段は、回転ドラム
型の乾留炉の一端に、有機固体廃棄物からなる原料を乾
留炉内へ供給する原料供給装置が設けられていること、
上記乾留炉には、原料を加熱するマイクロ波を該乾留炉
に導入する導波管が接続されていること、上記乾留炉に
は、該乾留炉内で生成された乾留ガス及び炭化物と、原
料に混入された加熱促進体をそれぞれ回収する主回収装
置が乾留炉の外面を覆う状態で設けられていること、上
記乾留炉の出口端に乾留残滓を回収する残滓回収装置が
設けられていること、上記主回収装置は、乾留炉の炉壁
の一部を構成する回転スクリーンと、回転スクリーンの
外面を覆って炭化物及び加熱促進体と乾留ガスを分離す
る分離塔とからなること、該分離塔の上端から導出した
ガス通路の導出端に、乾留ガスを凝縮して気液を分離す
るコンデンサが設けられていること、上記分離塔の下端
に連続して、加熱促進体と炭化物を分離するスクリーン
と、分離された加熱促進体を上記原料供給装置へ返送す
る返送装置とが設けられていること、上記加熱促進体が
、原料より熱伝導度が高い硬質固体を素材とする粒状体
で形成してあることを要件とする。

【００１１】また、請求項２に係る発明が講じた手段は
、請求項１記載の発明において、乾留炉の上流端側には
、該乾留炉の内部を加熱する高温ガスを乾留炉に供給す
る供給管が接続された構成としている。

【００１２】また、請求項３に係る発明が講じた手段は
、上記請求項１及び２記載の発明において、加熱促進体
を金属、石又はセラミックスの粒状体で形成する構成と
している。

【００１３】

【作用】上記の構成により、本発明では、運転状態にお
いて、乾留炉の内部には原料と加熱促進体が混在する一
方、上記乾留炉内には導波管よりマイクロ波が導入され
ており、それぞれ原料と加熱促進体とはマイクロ波によ
って内部から加熱される。また、請求項２に係る発明で
は、このマイクロ波による内部からの加熱と同時に、乾
留炉に供給された高温ガスによって原料と加熱促進体と
は外部からも加熱されることになる。このとき、加熱促
進体は原料に比べて熱伝導度が大きいので、原料より高
温に加熱され、炉内温度を高温に維持すると同時に、原
料の温度も高める。

【００１４】さらに、上記乾留炉の回転送り作用によっ
て、加熱促進体は原料と共に常時撹拌され、原料表面の
炭化層に衝当しあるいは擦れ合うが、加熱促進体が金属
や石などの硬質固体で粒状に形成してあるので、炭化層
は加熱促進体で削り落とされ、あるいは衝突の衝撃によ
って強制的に剥離される。このように、加熱促進体を用
いて原料の乾留を行うと、炉壁と原料との間の熱移動を
速やかに行うことができ、さらに、熱伝導の妨げとなる
原料表面の炭化層の除去を迅速に行うことができること
になる。

【００１５】そして、原料の殆どは回転スクリーンに達
するまでの間に炭化され、粉末ないしは粒状の炭化物の
状態になっている。この炭化物と加熱促進体は、回転ス
クリーンでふるい分けられて乾留炉外へ取り出されるが
、残りの未炭化原料、金属片、石などは回転スクリーン
を通過して、乾留残滓として残滓回収装置へ送られる。 乾留炉から取り出された炭化物と加熱促進体は、スクリ
ーンで再びふるい分けられ、加熱促進体のみが返送装置
で原料供給装置へと返送される。このように得られる炭
化物には、乾留残滓が一切含まれておらず、その純度は
高い。

【００１６】

【発明の効果】従って、本発明によれば、マイクロ波に
よって原料の内部から加熱しているので、該原料の加熱
を効率良く行うことができることから、炭化処理効率の
向上を図ることができる。

【００１７】また、原料に比べて熱伝導度が高い硬質固
体からなる加熱促進体を用いて、これを原料に混入した
状態で炭化処理を行うようにしたので、原料への熱移動
を加熱促進体を媒体にして効率良く行うことができ、さ
らに原料表面の炭化層を加熱促進体で強制的に除去でき
、全体として原料の加熱を効率良く行ってその炭化処理
を能率良く行うことができる。

【００１８】また、上記マイクロ波による内部発熱の蓄
熱を大きくするには原料が大きくてよく、従って、原料
を細かく粉砕する必要がないことから、細破砕機などを
要することがなく、上記のように原料の加熱を効率良く
行えることも加わって、原料の炭化処理に要する運転コ
ストを低減できる。

【００１９】更に、上記マイクロ波と高温ガスとを併用
すると、該マイクロ波によって原料を内部から加熱でき
ると共に、高温ガスによって原料を外部から加熱するこ
とができるので、炭化処理をより迅速に行うことができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２１】図１は、請求項２に係る発明の廃棄物処理
装置を示している。この装置は、ほぼ水平に配置された
回転ドラム型の乾留炉１と、マイクロ波発生機２と、高
温ガス発生装置３とを備えると共に、乾留炉１の上流端
側の一端から順に原料供給装置４と、主回収装置５とが
設けられ、乾留炉１の他端に残滓回収装置６が設けられ
ている。さらに、主回収装置５に付属して、コンデンサ
７と返送装置８が設けられている。

【００２２】乾留炉１は円筒状の炉壁の内面に螺旋板９
を設けてなり、炉壁の外面三箇所に設けたリング１０が
それぞれ駆動ローラ１１で支持されて、全体が一方向へ
緩やかに回転駆動されるようになっている。回転する螺
旋板９によって、原料Ｍ及び加熱促進体１２は撹拌され
、同時に僅かずつ送られる。

【００２３】マイクロ波発生機２は、マイクロ波を発生
しており、導波管２ａの一端が接続され、該導波管２ａ
の他端は、乾留炉１における原料供給装置４側の上流端
部により該乾留炉の導入されている。そして、マイクロ
波発生機２より発生したマイクロ波は導波管２ａを通っ
て乾留炉１内に導入されて、原料Ｍ及び加熱促進体１２
を内部より加熱するようになっている。

【００２４】高温ガス発生装置３は、高温ガスを発生し
ており、供給管１３の一端が接続され、該供給管１３の
他端は、乾留炉１における原料供給装置４側の上流端部
に接続されている。そして、高温ガス発生装置３より発
生した高温ガスは供給管１３を通って乾留炉１内に導入
されて、原料Ｍ及び加熱促進体１２を外部より加熱する
ようになっている。

【００２５】原料供給装置４は、ホッパー２０の下端に
スクリューコンベア２１を設けてなり、原料Ｍ及び加熱
促進体１２の定量を乾留炉１へ連続して送給する。原料
Ｍはスクリューコンベア２１で送給できる大きさに予め
粉砕されている。２２はスクリューコンベア２１を駆動
するモータである。尚、スクリューコンベア２１に代え
て、流体圧シリンダを駆動源とする押し込み装置で原料
Ｍの供給を行うこともできる。

【００２６】加熱促進体１２は、非鉄金属等の金属や石
、セラミックスを含む焼結体などの硬質固体のうち、原
料Ｍより熱伝導度が高い素材の粒状体からなり、粒径が
ほぼ一定に揃えてある。

【００２７】乾留炉１内に投入された原料Ｍは、炉壁の
下部内面に沿って緩やかに流動しながら３００〜７００
℃に加熱され、含有する有機物が熱分解することによっ
て乾留ガスと炭化物Ｃになる。

【００２８】上記乾留ガスと炭化物Ｃ及び加熱促進体１
２を乾留炉１から回収するために主回収装置５が設けら
れている。主回収装置５は、乾留炉１の中間部で残滓回
収装置６より上流側において、乾留炉１の炉壁の一部を
構成する回転スクリーン２３と、この回転スクリーン２
３の外面を覆う分離塔２４とからなる。回転スクリーン
２３は、金属網体ないしは多孔金属板で形成されており
、その網目ないしは孔を介して乾留ガスが分離塔２４へ
抜け出る。同時に、螺旋板９で送られてきた炭化物Ｃと
加熱促進体１２を分離塔２４内へふるい落とし、他はそ
のままスクリーン上を通過させる。スクリーンの開口寸
法（網目寸法）は、加熱促進体１２の粒径を基準にして
設定されている。

【００２９】分離塔２４の内部において、乾留ガスは塔
上部に集められ、炭化物Ｃと加熱促進体１２は塔底部に
堆積する。乾留ガスを凝縮して気液を分離するために、
分離塔２４の上端からガス通路２５を導出し、その導出
端にコンデンサ７を設けている。原料Ｍが木材である場
合には、乾留ガスが冷却器２６で冷却されてタール及び
木酢液などの液体と、可燃ガスとに分離される。

【００３０】分離塔２４の下端にはバルブ２８を介して
取出口２９が設けてあり、この取出口２９に連続して返
送装置８を設けている。返送装置８はスクリューコンベ
ア（バケットコンベアでも可）からなり、上記取出口２
９から落下してきた炭化物Ｃと加熱促進体１２の混合物
を、原料供給装置３へ向って返送する。加熱促進体１２
だけを原料供給装置３へ返送するために、コンベアスク
リュー３０の下端側返送路の下面に沿ってスクリーン３
１を設け、その網目を介して炭化物Ｃを分離できるよう
にしている。このスクリーン３１の網目の大きさは加熱
促進体１２の粒径より小さい。コンベアスクリュー３０
は粒径の大きな炭化物Ｃを粉砕して炭化物Ｃが加熱促進
体１２と共に返送されるのを防ぐことにも役立っている
。３２はモータである。

【００３１】残滓回収装置６は、乾留炉１の出口端の外
面を覆うケース３３と、このケース３３の下端に設けら
れたスクリューコンベア３４、及びコンベア外面を覆う
水冷ジャケット３５からなり、主回収装置５で回収され
なかった未炭化原料や大粒の炭化物、及び金属片や石な
どの異物を含む乾留残滓Ｓを回収する。回収された乾留
残滓Ｓのうち、大粒の炭化物や未炭化原料に結着してい
る炭化物は、スクリューコンベア３４を通過する間に粉
砕され、別途設けられた選別装置によって選別されて再
利用される。

【００３２】尚、上記ホッパー２０の上端開口部と、上
記乾留炉１の出口端と、上記分離塔２４におけるガス通
路２５側の開口部と、上記スクリューコンベア３４の排
出口とには、マイクロ波が外部に漏洩しないように漏洩
防止材３６，３６，…が設けられている。

【００３３】次に、この廃棄物処理装置の処理動作につ
いて説明する。

【００３４】先ず、原料Ｍ及び加熱促進体１２は、原料
供給装置３から定量ずつ乾留炉１へ連続して送給される
。一方、乾留炉１内には、マイクロ波発生機２からマイ
クロ波が導波管２ａを介して導入されると共に、高温ガ
ス発生装置３から高温ガスが供給管１３を介して供給さ
れている。そして、乾留炉１内に投入された原料Ｍは、
マイクロ波によって内部から加熱されると共に、高温ガ
スによって外部から加熱され、炉壁の下部内面に沿って
緩やかに流動しながら３００〜７００℃に加熱され、含
有する有機物が熱分解することによって乾留ガスと炭化
物Ｃになる。

【００３５】上記の乾留ガスと炭化物Ｃ及び加熱促進体
１２のうち乾留ガスは分離塔２４へ抜け出ると同時に、
螺旋板９で送られてきた炭化物Ｃと加熱促進体１２は分
離塔２４内へふるい落とされ、他はそのままスクリーン
上を通過する。そして、原料Ｍが木材である場合には、
乾留ガスが冷却器２６で冷却されてタール及び木酢液な
どの液体と、可燃ガスとに分離される。また、上記取出
口２９から落下してきた炭化物Ｃと加熱促進体１２の混
合物は、原料供給装置３へ向って返送され、加熱促進体
１２だけを原料供給装置３へ返送される。

【００３６】一方、主回収装置５で回収されなかった未
炭化原料や大粒の炭化物、及び金属片や石などの異物を
含む乾留残滓Ｓは、残滓回収装置６で回収される。回収
された乾留残滓Ｓのうち、大粒の炭化物や未炭化原料に
結着している炭化物は、スクリューコンベア３４を通過
する間に粉砕され、別途設けられた選別装置によって選
別されて再利用される。

【００３７】従って、上述したように、マイクロ波によ
って原料Ｍの内部から加熱しているので、該原料Ｍの加
熱を効率良く行うことができることから、炭化処理効率
の向上を図ることができる。

【００３８】また、原料Ｍに比べて熱伝導度が高い硬質
固体からなる加熱促進体１２を用いて、これを原料Ｍに
混入した状態で炭化処理を行うようにしたので、原料Ｍ
への熱移動を加熱促進体１２を媒体にして効率良く行う
ことができ、さらに原料Ｍの表面の炭化層を加熱促進体
１２で強制的に除去でき、全体として原料Ｍの加熱を効
率良く行ってその炭化処理を能率良く行うことができる
。

【００３９】また、上記マイクロ波による内部発熱の蓄
熱を大きくするには原料Ｍが大きくてよく、従って、原
料Ｍを細かく粉砕する必要がないことから、細破砕機な
どを要することがなく、上記のように原料Ｍの加熱を効
率良く行えることも加わって、原料Ｍの炭化処理に要す
る運転コストを低減できる。

【００４０】更に、上記マイクロ波と高温ガスとを併用
すると、該マイクロ波によって原料Ｍを内部から加熱で
きると共に、高温ガスによって原料Ｍを外部から加熱す
ることができるので、炭化処理をより迅速に行うことが
できる。

【００４１】尚、上記実施例において、加熱促進体１２
は回収した状態で原料供給装置３へ返送するようにした
が、加熱した状態で原料供給装置３へ返送することもで
きる。その熱源としては、返送装置８の返送路途中に予
熱装置を設けておき、コンデンサ７で分離された可燃ガ
スを予熱装置で燃やすことにより加熱を行うことができ
る。また、上記可燃ガスは高温ガス発生装置３で燃焼さ
せることもできる。

【００４２】また、上記マイクロ波は、乾留炉１におけ
る原料供給装置４側から導入するようにしたが、残滓回
収装置６側から導入するようにしてもよい。

【００４３】また、上記実施例においては、加熱促進体
１２を用いて炭化処理するようにしたが、請求項１に係
る他の実施例として、加熱促進体を用いることなく炭化
処理するようにしてもよい。つまり、原料供給装置３か
らは、原料Ｍのみを供給する一方、主回収装置５は、乾
留ガスと炭化物Ｃとを回収し、分離塔２４の取出口２９
から炭化物Ｃを回収するように構成してもよい。その際
、上記実施例における返送装置８は設ける必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃棄物処理装置の原理構造図であ
る。

【図２】従来の乾留装置を示す概略構造説明図である。

【符号の説明】

１　　　　　　乾留炉 ２　　　　　　マイクロ波発生機 ２ａ　　　　導波管 ３　　　　　　高温ガス発生装置 ４　　　　　　原料供給装置 ５　　　　　　主回収装置 ６　　　　　　残滓回収装置 ７　　　　　　コンデンサ ８　　　　　　返送装置 １２　　　　加熱促進体 １３　　　　供給管 ２３　　　　回転スクリーン ２４　　　　分離塔 ２５　　　　ガス通路 ３１　　　　スクリーン Ｍ　　　　　　原料 Ｃ　　　　　　炭化物 Ｓ　　　　　　乾留残滓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転ドラム型の乾留炉の一端に、有機
   固体廃棄物からなる原料を乾留炉内へ供給する原料供給
   装置が設けられており、上記乾留炉には、原料を加熱す
   るマイクロ波を該乾留炉内に導入する導波管が接続され
   ており、上記乾留炉には、該乾留炉内で生成された乾留
   ガス及び炭化物と、原料に混入された加熱促進体をそれ
   ぞれ回収する主回収装置が乾留炉の外面を覆う状態で設
   けられており、上記乾留炉の出口端に乾留残滓を回収す
   る残滓回収装置が設けられ、上記主回収装置は、乾留炉
   の炉壁の一部を構成する回転スクリーンと、回転スクリ
   ーンの外面を覆って炭化物及び加熱促進体と乾留ガスを
   分離する分離塔とからなり、該分離塔の上端から導出し
   たガス通路の導出端に、乾留ガスを凝縮して気液を分離
   するコンデンサが設けられ、上記分離塔の下端に連続し
   て、加熱促進体を炭化物を分離するスクリーンと、分離
   された加熱促進体を上記原料供給装置へ返送する返送装
   置とが設けられ、上記加熱促進体が、原料より熱伝導度
   が高い硬質固体を素材とする粒状体で形成されているい
   ることを特徴とする廃棄物処理装置。
2. 【請求項２】　　乾留炉の上流端側には、該乾留炉の内
   部を加熱する高温ガスを乾留炉に供給する供給管が接続
   されていることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理
   装置。
3. 【請求項３】　　加熱促進体が金属、石又はセラミック
   スの粒状体で形成されていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の廃棄物処理装置。