JPH04505650A

JPH04505650A - 廃棄物処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH04505650A
Application number: JP50628490A
Authority: JP
Inventors: ミルナー、ウィリアム、ローランド
Original assignee: プラス　リミテッド
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1992-10-01

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】廃棄物処理方法及び装置本発明は廃棄物を処理するための方法及び装置に関する。本発明は、有機物を含む廃棄物を焼却処理する工程に関し、またその他これに付随して説明される応用例の方法及び装置に特に関係しているが、これらに限定されるものではない。なお、本発明は、有機物質を含む廃棄物以外の焼却可能な廃棄物のその他の処理にも適用可能である。

産業行動においては、避けがたい結果として産出される有毒の廃棄物の処理が問題となる。このような廃棄物はサブミクロンの粒子から液体、気体に至るまでの形態をとりつるものであり、例えば有毒金属や合成有機物のような人間や風境にとってきわめて有害な物質を含んだり、また炭化水素や不用物汚水などが不自然に集中してしまう、といったことを招く。産業廃棄物の有毒性が処理上の重要な問題点でないとしても、これまで用いられてきた方法では、美観を保つ見地からもまた廃棄する物質の分量の多さという点からも、処理を終えた物質を捨てるのに支障をきたしていた。

例えばＰＣＢのようなポリ塩化芳香性炭化水素のような有機物で、毒性の強い廃棄物は、現在高温焼却によって処理されている。

しばしばこれらの廃棄物は海外に搬送され、外国の特別な施設によってまたは海にて分解されてきた。外国で処理すると大変高価であり、自国での製造コストに加算される。採算性の良い施設というのは、処理量が多いときはエネルギ消費が多大であっても経済的であるために、大量処理をするときでないと効率的でない。

海上投棄することは、経済的にみあうため、行われてきたが、規制を受けているわけではないにしても、国際法に名目上は従わなければならない。焼却を行う場合は、発生する排気ガスと投棄される残しに関し基準が定められている。

その他の比較的毒性の少ない廃棄物は例えばセメントで固めたり、固体の廃棄物ならば埋めたり投棄するなどの、より集中性のない経済的な処置がなされている。この処理方法では、セメント漬けにするときに液体が浮上してしまったり、体積が増加するうえに固体物質が浸み出るなどの問題が発生する。下水汚物は一般に、水分を蒸発させて一次処理をしたスラリーを、部分的に水分を除いたヘドロの状態で露天に投棄するといったいっそう簡単な方法で処理している。このかさばる廃棄物の毒性の程度は、一般的にいって低いとしても、この処置では有毒物質が集中して地表に投棄されているわけであるから、有毒物質が液状となって帯水層や水脈に浸み出す可能性がある。

廃棄処分となった燃料や潤滑剤のような炭化水素系の廃棄物を分解するときは、これを焼却によって行っていた。しがしながら、汚染された水が通常のバーナージェットの閉塞を引き起こし、その他の固体性の高い廃棄物の処理のためには燃料としては使えないため、この廃棄物のエネルギとしての価値はムダになっていた。

従って本発明の目的は、様々な種類の廃棄物を処理できる方法と装置を提供し、信頼性と効率とを高め、従来のものの問題点を軽減するこきを目的とする。本発明のその他の目的及び利点は以下に明かとなる。

上述の目的及びその他の目的に鑑み、本発明の一つの視点は、広く廃棄物の処理方法に関し、廃棄物を結合剤と混合し、この混合物を小球状にし、これを炉にてセ氏１３０ｏ度以上で燃焼させる工程を含むものである。

廃棄物の小球をセ氏１３００度以上で燃焼させると、浸潤性が低減され化学的物理的に安定性が増した焼塊が得られる。排気ガスも、従来の工程と比較して熱分解されていない汚染物質にょる汚染の度合が少ない。

廃棄物質は汚水のヘドロ、油のヘドロ、通常のゴミ、液状の毒性金属廃棄物及び廃棄物の混合物を含むものとする。好ましくはこの廃棄物は固体物質を含むか、あるいは燃焼させる前に混合物に固体を加え、結合剤を含んだ廃棄物の混合物が小球状に加工するうえで適度な硬さとなるようにする。

好適には、廃棄物は可燃性の材料を含むがまたは可燃性の材料を燃焼に先だって混合物に加え、燃焼工程にふける必要エネルギを少なくする。しかしながら、廃棄物が空気中の高温酸化からほさんどまたは全くエネルギを取り出せない場合は、電力、砕いた石炭、ガス、燃料オイルなどによって、外部から必要なエネルギを供給することも検討しなければならない。

混合物が酸性であるときは、石灰または石灰を含有する物質やその他の塩基性物質を、少なくとも部分的に混合物を燃焼させる間中和させるべく添加して排出するガスを制御すると、小球は燃焼している間、表面が閉じた状態となる。ガスの発生によって小球は隙間を形成する傾向があり、これによって表面に小孔が形成されつる。これは、例えば液状の廃棄物を小球にしみこませて小球を再使用するような場合に望ましい現象である。

揮発性の物質は気体となって噴出しこのような効果をもたらすが、小球の混合物にイオウを含ませておくと、小孔と隙間の構造が特に望ましいものとなる。従って、小球の混合物のイオウ成分は廃棄物の種類に応じて加減し、燃焼工程の間混合物のイオウのガス噴出を促進させる。

処理される物質の性質が、それ自体で結合剤となる性質のものであれば、結合剤は添加しなくともよい。−吹下水処理のスラッジの如き廃棄物が油やグリースを含むときは、これらが廃棄物を、小球がつくられる工程において自分で結着するようにさせてしまう。このような廃棄物をキルンで処理すると不活性のセラミック焼塊ができる。

キルンは小球をセ氏１３００度以上の温度に加熱する機能があればどのような形態をとってもよい。好ましくはキルンは回転式下降気流型のものである。ロータリキルンによる小球の加熱は小球がキルンの中に滞留時間を変化させることによって制御される。

たとえば、この滞留時間はキルンの寸法、キルンの傾きや回転速度のひとつまたはいくつかを変化させることによって変化させる。

従って、その回転軸を変化させうるキルンを取り付けることが望ましい。物質が非常に軽いときは、キルンをほとんど垂直にし、廃棄物がキルンの中を例えば４０から１２０秒で通過するようにする。ロータリキルンは、可燃性の廃棄物からのガスの膨張により廃棄物自身が浮遊する上昇気流型に交換してもよい。ロータリキルンの勾配が増加するにつれ回転速度は一般に低下し、キルンを下降する物質の運動は、可燃性ガスの膨張に対する物質の比重によって決定される。

上述のようなロータリキルンによる処理は、当然のことながら多くのエネルギを集中的に必要とする工程であり、廃棄物そのものの中に多くの可燃性物質が含まれているか、さもなければ炉の燃料油か砕いた石炭を大量に加えなければならない。仮に廃棄物の発熱量が、本発明に従って理論上工程の進行を持続させつるだけのものであっても、この工程は一般に、送気管の加熱ガスを通じて、あるいは廃棄物の炭素系の含有物質の不完全燃焼に起因する熱エネルギ損失によってそれほど自己充足的ではない。

従って、もうひとつの観点として、本発明は、キルン本体と、このキルン本体に廃棄物を供給する供給手段と、燃焼した廃棄物をキルンから除去するための排出手段とを含み、このキルンがさらに熱の回収手段を有し、キルンで燃焼させることによって得た熱の少なくさもいくらかを回収してキルンに還元するようにしたものである。

このキルン本体は適当に小球状態になった廃棄物質を燃焼させる機能を持ってさえいればどのような形態をとってもよい。例えばこのキルン本体は上昇気流型または下降気流（逆流）型のロータリキルンであってもよい。好ましくはキルン本体部材は強制換気機能を持った、傾いて設置された下降気流型ロータリキルンであり、効率的な運転に要求される高い温度と気体の還流を助けるようになっている。キルンは傾いていることによって、焼却中容小球が分離状態を保つようになるとともに、焼却中の小球が回転するキルンの胴体部に沿って搬送されるようにされている。ロータリキルン本体は好ましくは耐火性の煉瓦材料にて裏打ちし、セ氏１３００度以上が達成できるようにする。

好ましくはこのロータリキルン本体は、実質的に筒状の上部から実質的に筒状の下部へと直径が減少するように勾配をつけられており、上部に燃えていない物質が比較的多く溜まっても排気ガスの動態を最適化するようになっている。

供給手段は廃棄物をキルン本体に供給する機能を有してさえおればどのような形態もとりうる。本発明に適用すべく考案された手段は、単純に重力にまかせて供給するシュートを含んでおり、これは螺旋錐またはピストンなどの形態の機械的補助供給機構を伴ったり、あるいは伴わなかったりしてよい。

排出手段は、重力の作用によってキルンから単に排出する機能を有するのであればどんな形態のものでもよい。しかしながら、排出手段は以下に説明するように、キルンの中の塊になった物質から熱を回収する手段を含むことが好ましい。

熱回収手段は、好ましくは排気ガスの熱やその他の廃棄物の熱を回収し、この回収した熱をキルンに投入する物質に伝達するように構成された熱交換器の形態をとる。好ましくは、この熱交換器は、少くともひとつの面が炉の余分な熱源と接触し、少なくとも別のひとつの面が炉に供給される材料と接触した熱吸収材を具えている。ひとつの特別な好適実施例においては、この熱回収手段はキルン本体内に取り付けられ、キルンで発生した排気ガスを熱交換器に導く導管を具でいる。この導管は、好ましくは通常の適当な通気管がキルンの上部から通気を行っているのとは異なり、キルンの底部から排気ガスを運ぶものとする。この好適なキルンの本体の上部は、閉じておくことができるような廃棄物の投入口を設けることを除けば実質的には封止されている。

好ましくは、この熱交換手段はキルンの酸化燃焼室へと送られる空気を加熱するようにされたガスから空気への交換器である。

キルンの中では排気のガスは当初高い温度なので、この熱交換器は耐火材料によって作ることが望ましい。特に、熱交換器には相当な熱容量をもたせ、熱交換器を通過する空気の量を制御するだけで空気の温度を正確に制御できるようにする。

熱交換器のための空気（もし廃棄物が燃焼物を含有していれば、最終的に燃焼させるためのものでもある）は、好ましくは送風機によって外気から交換器を通じて導入される。これによって、廃棄物の二次的熱源、すなわち、キルンの粒状の燃焼物に含まれる熱の回収が可能になる。好ましくは、空気はこれが熱交換器に導入されるまえに粒状の材料の中または上を通過させ、予め熱しておく。空気が小球の上に導入されると、小球は好ましくは熱せられたコンベアに排出され、面積の体積に対する比が増加し、この熱源からの熱の回収効率がよくなる。

熱交換器にて加熱を終えると、空気の少なくとも一部は好ましくは蓄積された廃棄物の中を通り、キルンの上部に送られるに先だって温度を上昇させておく。つぎにこの空気は、好ましくはキルンの入口に運ばれる。小球を燃焼させる前に加熱しておくと、小球から水分と可燃性の揮発成分を遊離させることができる。これらの可燃性成分にあてられた空気は好ましくはキルンに直、う供給され、その燃焼による熱はただちにキルンの温度を保つことに利用される。

好ましくは、予熱された空気の少なくとも一部はバーナーへの空気流となってキルンの予熱及びキルンのエネルギ水準の押上に用いられる。ボイラ水のような形態で熱をさらに回収する工夫をしてもよいが、どのような場合にせよ、加熱された空気はキルン全体で循環する。

熱交換を終えたあとの排気ガスは、熱交換器の中で揮発成分のいくらかを沈澱させる。熱交換器からの排気ガスは、外気に排出するに先だってさらに沈澱処理を行い、さらに／または不純物または特定の気体成分を除去すべく浄化を行なう。

小球はセ氏１３００度を越える温度にて燃焼する。小球が大きかったり重かったりするときは、より高温が望ましい。

小球の最終的な性質は用いられた廃棄物による。廃棄物が酸性であるときは、この廃棄物は熱と酸素があるとき揮発しやすい傾向があり、ガスが発生することによって粒子が一層多孔性となる。

小球の中に炭素が含まれていると、温度及び粒子の回りにプラスチックの皮膜が形成される速度を制御することによって粒子が多孔性になる。融合が進んでいる塊に関しては、ヒ素が良い溶剤なのでヒ素廃棄物が用いられる。これらの溶融剤または融合剤は、廃棄物をセ氏１３００度以上にしたときの灰や残しを結合させることのできるものであれば、あらゆる無機物質の中から選択される。粘土、シリカその他の無機物質の中でも粘土が費用と入手可能性の点から好ましい。しかしながら、この工程はその他の地上の材料を用いて効率的に機能させうろことがわかっており、これらの材料を廃棄物と組み合わせて用いると、燃焼のための小球を形成できる。

システムに充分な酸素を供給できないと思えるときは酸化溶剤を用いると良い。

酸化性条件が要求されているときは、混合物に添加しうる融剤混合物としては次のようなものがある。

ａ）　酸化マグネシウム　１０部炭酸ナトリウム　１５部塩素酸カリウム　１部ｂ）　酸化マグネシウム　２部炭酸ナトリウム　３部硝酸カリウム　１部Ｃ）炭酸ナトリウム　１部酸化マグネシウム　２部ｄ）酸化アルミニウム　２部高温におけるこれらの混合物のひとつまたはいくつかの酸化作用は確認されている。この工程において確認された高温における混合物の酸化作用は、原材料のＰＣＢを分解するのに役立つと考えられる。有機物がＰＣＢその他の材料から生成されるとしても、二酸化炭素だけは、あらゆる種類の炭化水素がキルンの中で燃焼することによって生成する。

好適には、混合物は押し出してこれを裁断することによって小球とすることができるような形態とする。さもなければ、押し出した材料をグイパンチング（打ち抜き）によって小球にする。

小球は含まれている材料の性質によっては、最終的に燃焼してできる物質がなめらかな表面となるよう、あるいは孔のない物質となるよう、表面をなめらかにすべくころがしてもよい。好ましくは、小球はアルミニウムケイ酸塩またはその他の好適な塊状でない物質（例えば耐火性れんが）によって表面を覆い、燃焼を終えたあとでも小球または粒子が個別に分離した状態を保つようにする。

燃焼時間は、取り扱っている廃棄物の性質如何によって適当な時間に設定する。

廃棄物の生成物の塊が適度に不活性であるためには、ある程度長い時間、例えば１０分以上燃焼することが必要である。その他の例えば揮発性物質を大量に含む物質は数分程度の少ない燃焼時間でよい。

処理する物質が粒子の形態をとっていないときは、その廃棄物を燃焼させるに先だって小球の形状にする処置をするのが好ましい。家庭から排出されるゴミのようなものは、粒子にするのに適当な大きさになるまで粉砕するのが好ましい。廃棄物を小球にしやすくするためには、廃棄物に水を含ませることがめられることもある。湿り気のある廃棄物は粘土その他の土の材料を添加して目の詰まった状態にして小球に加工しやすくする。家庭排出のゴミには水と粘土などの処理剤の両方を添加し、燃焼のための小球が適切に生成されるようにする。

廃棄物の粉砕は経済的に廃棄物を処理するために重要な問題を提供する。従って、更に他の一つの観点によれば、本発明は広く廃棄物を処理するための粉砕装置にあり、斯かる粉砕装置は、内部に郭定された室を有するハウジングと、このハウジング内に装着されたロータと、このロータを駆動する駆動装置と、このロータの半径方向外端に装着されたカッタ刃と、を有し、このハウジングは実質的にこのロータの軸線方向に配置された第一の開口部と、実質的にこのロータの接線方向の線屑りに配置された第二の開口部とを有するように構成されている。

好ましくは、斯かるハウジングは内部にロータが偏心的に装着された実質的に円筒形状の空間を郭定しており、ハウジングの湾曲した内壁とロータとの間の空間の最大部は出口に対して実質的に直径方向同一側の位置にある。ロータは、好ましくは、棒部材の如き形状をしており、駆動軸上に装着され且つハウジングの平坦な壁部に近接して運動するように構成されている。

カッタ刃はロータに実質的に垂直に配置されロータの回転軸に平行に延在する突起部材の形状をなしている。本発明の一つの実施例に依れば、カッタ刃はロータの端部に装着されており、斯かるロータはその回転軸線周りに対称に構成されている。好ましくは、ロータの末端に配置されたカッタ刃の端部はハウジングの第二の端部壁に設けられた走行溝内を走行するように構成されている。斯かる構成とは異なり、カッタ刃の端部はリングの如き部材によって相互に接続され、斯かるリングがハウジングの端部に設けられた走行溝内を走行し、斯かるリングによってカッタ刃が外方に広がることが阻止されるように構成されてよい。カッタ刃は、好ましくは、交換することができるように取り外し可能に構成され、それによって粉砕装置のメインテナンスがなされ及び装着された刃の仕様を粉砕されるべき廃棄物の形態に従って調整することが許される。

駆動軸より遠隔された端部壁は、好ましくは、ロータの回転軸線周りに穿孔され、斯かる孔によってハウジング内への第一の開口部が郭定されている。ロータの回転方向に依存して、斯かる孔は廃棄物の入口ポート又は出口ポートとされる。

斯かるボートは、液体又は軟らかい廃棄物に対しては入口ポートであり、乾燥した又は固体の廃棄物に対しては出口ボートである。廃棄物ポートは、更に好ましくは、廃棄物をハウジングへ又はハウジングより案内するホッパの如き装置を含んでよく、且つ適当なスクリーン等を備えてよい。

第二の開口部は、好ましくは、回転ロータによって描かれる弧に対する接線用りに配置されたハウジングの湾曲した壁に設けられた孔である。好ましくは、斯かる孔は読札よりハウジングに装着され又はハウジングと一体的に形成された管状体に導通されている。第一の孔には、もし必要なら、スクリーンが設けられてよく、斯かるスクリーンによって寸法が超過した粒状体がハウジングより搬送されることが防止される。好ましくは、回転ロータは斯かる孔の縁を近接して通過し、このとき回転ロータは斯かる孔に最も近くまで接近する。廃棄物は磨耗性物質を含むことがあり、従って粉砕装置の作動間隙は調節可能であることが好ましく、それによって磨耗を受け入れることができ且つ粉砕すべき廃棄物の特定の態様に適合するように所定の間隙に調節することができる。

特に、孔の最も内側の縁は調節可能な磨耗ブロック又はそれと同様の物より形成され、それによってロータと孔の縁との間の間隙は所定の制限内に維持される。

上述のように、好ましくは、原料の廃棄物は粒状化され又はペレット化され、それによって好ましい粒状溶融製品の生成が確保される。原料物質がペレット化され易いものであっても又は製品が上述の粉砕装置により粉砕された製品であっても、製品を押し出しペレット化して適当なペレット寸法を確保し、各ペレット化された製品が同一レベルの処理を受け予期した特性を有する製品が生成されることが好ましい。

従って、本発明の一つの観点に依ると、ベレット製造装置は、貫通する複数の孔を有する案内板と、この案内板より隔置されこの案内板に設けられた孔に対応する位置に設けられた複数の孔を有するダイス板と、この案内板とこのダイス板とに関係して移動可能でありこの案内板に設けられた孔に対応して配置された複数のグイスピンを担持するプラテンと、を有し、斯かるダイスピンを案内板の孔とダイス板の孔を貫通させて前進させることによって案内板とダイス板との間に導入された物質をダイス切断してベレットを生成するように構成されている。

ペレット製造装置はハウジング内に収容されてよく、斯かるハウジングは例えば押出機からの混合物を受け入れるための孔を有する。好ましくは、案内板がプラテンに対してばねが装填された状態で配置されそれによって二つの板の間に導入された物質が圧縮されることが許される。

本発明は廃棄物の発熱量を有効に利用することをめている。

しかしながら、本発明に依ればある種の廃棄物はそれを処理するのに付加的なエネルギの入力を必要とする。同時に、エネルギーリッチであるが上述の方法ではペレットすることが困難である広範な液状廃棄物が存在する。所定の清浄な燃料廃棄物の場合は、従来のバーナを燃焼させるのに使用することができる。しかしながら、過去に於いて大部分の炭化水素廃棄物はバーナでの燃焼は非現実的であった、というのは廃棄物のような通常の水汚染物の如き汚染物質によってバーナ噴霧器が閉塞することがあり、それが抑制不可能な液入の危険を伴うこととなるからである。

従って、更に一つの観点に依れば、本発明はバーナ装置にあり、斯かるバーナ装置は内部に配置された燃料噴射器を有する空気通路と、燃料噴射器に燃料を供給する燃料供給装置と、空気通路に空気を供給する空気供給装置と、燃料噴射装置に周期的に物理的衝撃を付与する装置と、を有するように構成されている。

空気通路は空気供給装置からの燃焼空気を燃料噴射装置からの燃料に供給する機能を有するいかなる形状のものでもよい。例えば、全ての一般的なベンチュリ型の空気通路が本発明に使用するのに適していることが見出されており、従って斯かる形式の空気通路が好ましい。しかしながら、単純な円筒状空気通路も本発明のバーナに使用するのに充分であることが見出されて↓す１．また他のいかなる形式のバーナ空気管が使用されてよいことも意図されている。空気通路は、好ましくは、噴射装置の周りに配置されたスリーブを含んでおり、斯かるスリーブによって噴射装置より噴霧された燃料に対して同心的に空気が供給される。好ましくは、斯かるスリーブへの空気は側枝空気入口を経由して供給され、この側枝空気入口は加圧空気源に接続されており、こうして噴射装置の後部へ閉鎖されることのない接近口が確保されることが許されるが、その理由は以下の説明により明らかとなるであろう。

噴射装置は燃焼に好ましい態様にて燃料を空気通路内の空気の流れに対して供給することができる機能を有する限りいかなる形式のものであってよい。好ましくは、噴射装置は、液体燃料を供給する側枝燃料供給管を有する実質的に管状の噴射器として構成されている。一般に噴射装置に於いては、噴射装置の先端部は、通常、分散した又は霧化された燃料流を燃焼空気中に供給しそれによって燃料が効率的に燃焼することが確保されるような形状に形成されている。

噴射装置に周期的な物理的衝撃を加える装置は、噴射装置に物理的な衝撃を付加して水又は燃料によって燃焼しない他の物質によって一時的に閉塞された噴射装置より閉塞物を除去させる機能を有する限りいかなる形状のものであってもよい。好ましくは、噴射装置はその径に比べてより大きな径を有し側枝入口点にて且つその背後に配置された孔を備え、斯かる大きな径を有する孔は、好ましくは、噴射装置の後部を閉鎖する可動要素を収容している。

好ましくは、可動要素はピストン状の針の形状をしており、斯かる針は孔内に装着され所定の範囲で噴射装置と同軸的に運動しそれによって噴射管に対して衝撃を伝達することが許されるように構成されている。斯かる針は、好ましくは、噴射管及び孔の後方に延在しパツキングランドを貫通しており、これによって針を通って燃料が失われることが防止される。勿論、他の形式の衝撃要素も考えられるが、上記のピストン状の針を使用することによってピストン運動による付加的な利点が提供される、即ち衝撃のための間隙ばかりでなく噴射のための流体的間隙も形成される。

好ましくは、針に対して従って噴射装置に対して周期的衝撃を付与する装置はソレノイドを備えており、斯かるソレノイドはコアを駆動し斯かるコアによって針の後部が打撃され噴射装置の閉塞は周期的に除去される。ソレノイドは、必要なら、噴射装置を清掃するために手動で定期的に取り外されてよい。しかしながら、ソレノイドに作動電流を供給するタイミング回路によって又は単にコアによって作動される接続切断回路をソレノイドに組み合わせることによって、自動的にソレノイドを周期的に作動させることが好ましい。ソレノイドのコアは、好ましくは、各衝撃の後に針の後部より引き戻されるが、これは針と噴射装置との間で作動する帰還ばねの作動によってなされる。

本発明をより容易に理解し実施することができるように、以下に添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に依るキルン装置を表す図であり、図２は図１のキルン装置の下部の端部の詳細図であり、図３は図１のキルン装置に組み合わせて使用するのに適した熱交換装置を示す図であり、図４は図３の熱交換装置の端部図であり、図５は本発明に依るバーナ装置を示す図であり、図６は本発明に依る粉砕装置を示す図であり、図７は図６に示された粉砕装置の側面図であり、図８は本発明に依るベレット製造装置の端部断面図であり、図９は図８のペレット製造装置の一部切断平面図であり、図１０は図８のペレット製造装置の端部図であり、図１１は本発明に依るベレット製造工程の概略図である。

図示のように、本発明はキルン１０を含んでおり、かかるキルン１０は拡大した上部１１と円筒状下部１２とを有する。キルン１０は耐火ライニング１３によって内張すされ、回転可能なように軸受１４にて装着されており、軸受１４は端部のスラスト軸受１５を含む。軸受によって、キルン１０の荷重が支持枠体１６に伝達される。

キルン１０の上端部には閉鎖板１７が設けられており、かかる閉鎖板１７にはバーナ１８とペレット化された廃棄物を受け入れる入口シュート２０が設けられている。入口シュート２０はベレット予熱器２１からのペレットを受入れ、該ペレット予熱器２１は予熱スクリーン２２と集塵装置２３とを含む。ペレット予熱器２１はペレット貯蔵槽即ちホッパ２４からペレットを受け入れる。

バーナ１８はタンク２５から燃料管２６を経由して液体燃料を受入れ、空気管２７を経由して予熱空気が供給される。

キルン１０の下端部には閉鎖板３０が装着されており、かかる閉鎖板３０は高温の排気ガスを熱交換器３２に搬送する排気ガス導管３１により穿孔されている。

排気ガスは煙突３３を経由して熱交換器３２より排出され、さらにスクラバ即ち沈澱槽３４に搬送され通風口３５を通って大気に放出される。燃焼した高温の廃棄物は位置３６にて除去され、多孔を有する金属ベルトコンベヤ３７によって運ばれる。

送風機４０によって、空気が熱交換器３２を通り高温空気導管４１及び空気ボックス４２を経由して引き出される。空気は金属ベルトコンベヤ３７及び高温の廃棄物を横切ってから、熱交換器のベース部より熱交換器３２に入る。それができるように、熱交換器３２のベース部は位置４３にて開口されている。送風機４０からの加圧された高温の空気は導管４４を経由して予熱器２１に搬送され、かかる高温空気の一部は高温空気管２７を経由してバーナ１８に供給される。

スラリーリン２２上のペレットから浸出した揮発性物質は送風機４５によって管４６を通って直接キルンに導かれる。排気ガス用送風機４７を備えることにより、排気ガスの排出は付加的に促進される。熱交換器３２はハウジング５１内に耐火ライニング５０を有し、かかるライニング５０はベース部材５３と上端部材５４とによって閉鎖された空間即ち排気ガス室５２を包囲している。

高面積空気通路５５が使用されており、かかる高面積空気通路５５によって排気ガス室５２内を貫通する空気通路が提供され、かかる空気通路は導管３１から出てくる排気ガスより隔離されている。排気ガス室５２は排気ボックス５７を経由して煙道５６に通気されている。

大気より引き込まれた空気は入口６０を通って高面積空気通路５５に至り、さらに空気排出口６１を通って高面積空気通路５５より排出され、この空気排出口６１から空気ボックス４２と連通している空気ボックス６２に排出される。そこで空気は高温空気導管４１に沿って送風機４０に導かれてよい。

図５に示されているバーナ１８は本体即ちハウジング６３を含んであり、斯かるハウジング６３は閉鎖板１７に装着され、空気人口６５を経由して空気を受け入れるように構成された空気室６４を郭定している。ハウジング６３と一体的に形成された噴射装置装着部６６が空気室６４内に配置され、噴射装置装着部６６はその内部に郭定された通路６７を有する。噴射装置７０が噴射装置装着部６６内に同心的に且つ通路６７と同軸的に配置されており、斯かる噴射装置７０はハウジング６３内に備えられた霧化オリフィス７２内に配置された霧化孔７１に対してテーバが付けられている。空気と燃料は通路６７に供給され、斯かる空気はポート７３を経由して供給され、このボート７３は作動カム７５の制御下にあるスライダ弁７４により制御される。

ピストン状の針７７が拡大孔７６内に通路６７と同軸的に装着され、パツキンナツト及びグランド８０を貫通して延在し、アンビル部８１にて終端している。ハウジング６３に装着されたストッパ８３とピストン状の針７７に装着されたストッパ８４との間を作動するばね８２によって、ピストン状の針７７は後方に押し付けられる。ソレノイド８５は周期的に作動される、即ちソレノイド８５のコア８６によってピストン状の針７７のアンビル部８１に衝撃が付与されそれによって噴射装置７０の閉塞が除去される。

図６と図７には粉砕装置が示されており、斯かる粉砕装置は実質的に円筒形状の空間８１を郭定しているハウジング８０を含み、この空間８１にはその中で回転することができるように装着されたロータ棒８２が配置されている。ロータ棒８２は刃８３を備えており、また軸受８５により支持された軸８４によってハウジング８０に装着されている。ロータ棒８２を回転させる動力は駆動軸８４のスプライン駆動端８６を経由して伝達される。

ハウジング８０の前部は、溝９０を有する閉鎖板８７によって閉鎖され、斯かる溝９０内にて刃８３の先端部が運動する。円筒形状の空間８１への入口９１は斯かる閉鎖板８７に設けられており、円筒形状の空間８１からの出口９２は粉砕された物質を粉砕装置の外部へ排出するべく設けられている。

家庭の塵のように乾燥した廃棄物を処理する場合には、入口９１と出口９２は上述の如く機能しロータ棒８２は図６に示す如き回転方向に回転する。しかしながら、水分の多い廃棄物を処理する場合には、入口９１と出口９２とは互いに入れ代わる。出口９２にはスクリーン９３が備えられてよく、それによって寸法が超過した物質が粉砕装置より排出されることが防止される。

図８、図９及び図１０にはペレット製造装置の実施例が示されており、ペレット製造装置はハウジング１００を有し、斯かる／Ｎウジング１００は該ハウジング１００内にて可動であり且つ複動油圧シリンダ１０２によって作動されるビン軸受板１０１を含む。

ハウジング１００内にてビン軸受板１０１の下側に多孔案内板１０３が装着されており、斯かる多孔案内板１０３はばね塔１０４、ばね１０５及び連接棒１０６によってビン軸受板１０１に接続されている。ハウジング１００のベース部は固定された多孔ダイス板１０７によって閉鎖されている。ビン軸受板１０１はそれに剛固に固定されたビン１１０を有し、斯かるビン１１０は多孔案内板１０３及び多孔ダイス板１０７に形成された孔に対応する位置に配置されている。

ベレット製造装置を使用する場合、例えば、ピッグミル押出機によってペレット化可能な物質が多孔案内板１０３．：多孔ダイス板１０７との間に郭定される間隙１１１に供給される。多孔案内板１０３に対してはね１０５による偏倚力が加えられるため、物質が予め圧縮されてからビン１１０が物質塊を貫通して多孔ダイス板１０７を通ってベレットが形成されることが確保される。

図１１は、廃棄物及びベレットの典型的な処理工程を示す概略的な流れ図である。粉砕されるべき廃棄物は密閉されたダンプホッパ１２０に搬送され、そこで磁気廃棄物分離装置１２１に供給され、それによって磁気的に回収することができる廃棄物が回収され、回収された廃棄物は廃棄物ビン１２２に廃棄される。磁気的に回収することができない廃棄物はコンベヤ１２３によって予粉砕機１２４に搬送され一次粉砕に供される。好ましい予粉砕機１２４は一連の円形刃を含む。

廃棄物は斯かる予粉砕機１２４よリコンベヤ１２５によって粉砕装置のハウジング８０に搬送され、そこで粉砕される。

粉砕された廃棄物は粉砕装置の出口９２よりサイクロン分離器１２６に供給され、そこで廃棄物は空気流によって分離される。

サイクロン分離器１２６にて沈澱した廃棄物は排出されて電動機１２８によって駆動されるビッグミル１２７に送られ、斯かるピッグミル１２７にて廃棄物は供給管１３１を経由して廃棄物及びスラッジ槽１３０より移送された所定量の液状廃棄物と混合して粉砕される。斯かる粉砕された混合物は押出機１３２によってビッグミル１２７より押し出され直接ベレット製造装置のハウジング１００に供給されることができるように、廃棄物とスラッジと液状廃棄物との割合及び形態が調節される。

ペレット化された廃棄物はベレット製造装置から落下して直接ローラコーティングドラム１３３に入り、そこで斯かる廃棄物ベレットはその最終製品を改善すべくロール加工され及び又は上述の如き溶融剤によって被膜される。ベレットは斯かるローラコーティングドラム１３３よりベレットホッパ２４に搬送される。ベレットは斯くしてキルンにて燃焼され、所望の形態の廃棄物生成物に転換される。

以上は本発明を説明するための例として示されたものであり、当業者にとって明らかなこれ以外の他の修正及び変形は請求の範囲によって郭定された本発明の広い範囲に含まれるものとみなされることは、明らかであろう。

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Claims

【特許請求の範囲】

１．廃棄物に結合剤を混合して混合物を生成することと、該混合物をペレット化して１３００℃以上の温度にてキルン内で燃焼させることと、を含む廃棄物処理方法。
２．請求項１の廃棄物処理方法にして、上記廃棄物はそれ自身で結合剤を含むことを特徴とする廃棄物処理方法。
３．請求項１又は請求項２の廃棄物処理方法にして、上記廃棄物は燃焼可能な成分を有し且つ又は上記混合物を燃焼する前に燃焼物質を上記混合物に付加することを特徴とする廃棄物処理方法。
４．請求項１〜請求項３の廃棄物処理方法にして、上記キルンは下向きロータリキルンであることを特徴とする廃棄物処理方法。
５．請求項４の廃棄物処理方法にして、上記ペレットの燃焼は上記ペレットの上記キルン内での滞留時間を変化させることによって制御されることを特徴とする廃棄物処理方法。
６．請求項５の廃棄物処理方法にして、上記滞留時間は上記キルンの長さ、上記キルンの傾斜角度又は上記キルンの回転速度の内の一つ又はそれ以上を変化させることによって変化させることを特徴とする廃棄物処理方法。
７．請求項１〜請求項６の廃棄物処理方法にして、燃焼熱の少なくとも一部は回収され上記キルンに循環されることを特徴とする廃棄物処理方法。
８．請求項７の廃棄物処理方法にして、上記燃焼熱の回収は上記キルンの排気ガスと上記キルンの燃焼空気との間の熱交換によってなされることを特徴とする廃棄物処理方法。
９．請求項８の廃棄物処理方法にして、上記キルンの加熱された燃焼空気の少なくとも一部は上記廃棄物の貯蔵装置を通過して導かれ、上記キルンに供給する前に上記廃棄物の温度を上昇させることを特徴とする廃棄物処理方法。
１０．請求項１〜請求項９の廃棄物処理方法にして、上記キルンの排気ガスを沈澱及び又はスクラビングによって処理し大気に放出する前に微粒子及び又は所定のガス成分を除去することを特徴とする廃棄物処理方法。
１１．キルン本体と、廃棄物を上記キルン本体に供給するための供給装置と、燃焼した廃棄物を上記キルンより除去する排出装置と、を含むキルン装置にして、更に、熱回収装置を含みこれによって上記キルン本体の燃焼熱の少なくとも一部は回収され上記キルン本体に循環されることを特徴とするキルン装置。
１２．請求項１１のキルン装置にして、上記キルン本体は下向きに傾斜したロータリキルンであることを特徴とするキルン装置。
１３．請求項１２のキルン装置にして、上記キルン本体は耐火煉瓦によって内張りされておりそれによって１３００℃を越える処理温度を達成することができることを特徴とするキルン装置。
１４．請求項１３のキルン装置にして、上記キルン本体は実質的に円筒形状の上部と該上部より小さな径を有し実質的に円筒形状の下部とを有することを特徴とするキルン装置。
１５．請求項１１〜請求項１４のキルン装置にして、上記供給装置は機械的供給補助装置を備えた又は機械的供給補助装置を備えない重力供給シュートを含むことを特徴とするキルン装置。
１６．請求項１１〜請求項１５のキルン装置にして、上記熱回収装置は排気ガスの熱を回収するように構成された熱交換装置を含むことを特徴とするキルン装置。
１７．請求項１６のキルン装置にして、上記熱交換装置は熱吸収体を有し、上記熱吸収体は少なくとも上記排気ガスと接触する一方の面を有し且つ少なくとも上記キルン体に供給される燃焼空気と接触する他方の面を有することを特徴とするキルン装置。
１８．請求項１７のキルン装置にして、上記熱回収装置は上記キルン本体内に装着され上記キルン本体によって生成された排気ガスを上記熱交換装置に搬送するための導管を含むことを特徴とするキルン装置。
１９．請求項１８のキルン装置にして、上記熱交換装置は熱容量を有する耐火材料を有し、これによって空気温度の制御は上記熱交換装置を通る空気の流量を制御することによりなされることを特徴とするキルン装置。
２０．請求項１１〜請求項１９のキルン装置にして、上記排出装置は上記排出された廃棄物から熱を回収するための装置を含むことを特徴とするキルン装置。
２１．請求項２０のキルン装置にして、上記排出された廃棄物からの熱回収は、上記燃焼空気の少なくとも一部を上記排出された廃棄物の中を通って又は上記排出された廃棄物の上を通って引き込み上記熱交換装置に入る前に上記燃焼空気の少なくとも一部を予熱することによってなされることを特徴とするキルン装置。
２２．内部に郭定された室を有するハウジングと、上記ハウジング内に装着されたロータと、上記ロータを駆動する駆動装置と、上記ロータの半径方向外端に装着されたカッタ刃と、を有し、上記ハウジングは実質的に上記ロータの軸線方向に配置された第一の開口部と実質的に上記ロータの接線方向の線周りに配置された第二の開口部とを有することを特徴とする廃棄物を処理するための粉砕装置。
２３．貫通する複数の孔を有する案内板と、上記案内板より隔置され上記案内板に設けられた孔に対応する位置に設けられた複数の孔を有するダイス板と、上記案内板と上記ダイス板とに関係して移動可能であり上記案内板に設けられた孔に対応して配置された複数のダイスピンを担持するプラテンと、を有し、上記ダイスピンを上記案内板の孔と上記ダイス板の孔を貫通させて前進させることによって上記案内板と上記ダイス板との間に導入された物質をダイス切断してペレットを生成するように構成されていることを特徴とするペレット製造装置。
２４．請求項２３のペレット製造装置にして、上記案内板は上記プラテンに向かって偏倚されていることを特徴とするペレット製造装置。
２５．内部に配置された燃料噴射器を有する空気通路と、上記噴射器に燃料を供給する燃料供給装置と、上記空気通路に空気を供給する空気供給装置と、上記噴射装置に周期的に物理的衝撃を付与する装置と、を有するバーナ装置。
２６．請求項２５のバーナ装置にして、上記噴射装置に周期的に物理的衝撃を付与する装置は上記噴射装置の孔内に配置され上記孔を閉塞するべく作動する可動要素を含むことを特徴とするバーナ装置。
２７．請求項２６のバーナ装置にして、上記可動要素は上記孔内に装着されたピストン状の針の形状をしており、上記噴射装置と同軸的に所定の範囲で移動しそれによって衝撃が上記噴射装置に伝達されることが許されるように構成されていることを特徴とするバーナ装置。
２８．請求項２７のバーナ装置にして、上記針及び上記噴射装置への衝撃の伝達はソレノイドによってなされ、上記ソレノイドは上記針の後部を打撃するコアを有することを特徴とするバーナ装置。
２９．添付図面を参照して郭定される請求項１〜請求項１０の廃棄物処理方法。
３０．添付図面を参照して郭定される請求項１１〜請求項２１のキルン装置。
３１．添付図面を参照して郭定される請求項２２の粉砕装置。
３２．添付図面を参照して郭定される請求項２３〜請求項２４のペレット製造装置。
３３．添付図面を参照して郭定される請求項２５〜請求項２８のバーナ装置。