JPH05245462A

JPH05245462A - 廃棄物の減容処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH05245462A
Application number: JP4050038A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takahashi; 仁高橋
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1993-09-24

Abstract

(57)【要約】【構成】廃棄物１１を入れて密封し加圧不活性ガスに
よって廃棄物を加圧する複数の加圧チャンバ１，２と、
複数のチャンバを接続する不活性ガス流路３，４と、複
数の加圧チャンバに不活性ガスを供給する不活性ガス源
５と、加圧チャンバ内の不活性ガスを加圧する加圧手段
６と、加圧チャンバ内の不活性ガスを加熱する加熱手段
７，８とを備えた廃棄物減容処理装置。【効果】廃棄物を不活性ガス雰囲気中で加熱しつつ加
圧して減容するので、廃棄物を燃焼させることがなく、
プラスチックやゴム類などの高分子材料を含む廃棄物を
処理する場合にも、有毒ガスや悪臭を発生することなく
減容処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物や一般廃棄
物などの廃棄物処理において、これら廃棄物を燃焼させ
ず、煙や臭いを発生させることなく、限界まで減容する
ための減容方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物の処理は、収集した廃棄物
を可燃物、不燃物、生ゴミ等に分別し、それぞれ燃焼焼
却、埋立て投棄、一部堆肥化、リサイクル等で処理し、
最終的には埋立てて処分している。中間処理として自治
体等で行われる焼却処分についても、焼却後の灰は埋立
て処分されている。また産業廃棄物についても、その大
半は焼却処分されるが、それに伴う排煙処理あるいは汚
泥処理での廃液処理等大きな問題になっている。いずれ
の処理にせよ、廃棄物はいかに容積を小さく「減容」す
るかが問題となっている。既に東京都など大都市では、
埋立地や処理場のスペースが残り１０数年分しか確保さ
れていない状態にある。産業界においてもゴミ捨場の確
保がきわめて困難な状態にあり、既に投棄場は東京圏か
ら東北北部や北海道にまで拡大している。一方、廃棄物
処理のための自家設備は、置場確保から移動、焼却の場
合の除害設備、コスト等で困惑している。また完全な処
理技術も少なく、地球環境はさらに汚染の方向に進んで
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように廃棄物を埋
立て、投棄する場合、あるいは廃棄物中の有効資源のリ
サイクルを行う場合にも、まず廃棄物の減容化を図らね
ばならない。しかも、その減容化にあたり有害な排ガス
や悪臭発生などの２次公害を発生させてはならない。こ
の減容化にあたり特に問題となるのはプラスチックやゴ
ム類などの高分子材料である。これら高分子材料の廃棄
物は、種々の形状に加工されて嵩張るとともに、焼却す
る際に有毒ガスを発生する場合がある。このような高分
子材料を含む廃棄物を、２次公害を発生させることなく
減容することができれば、埋立て、投棄のスペース省略
が図れるとともに、リサイクルを行う場合にもきわめて
有利であるが、現在までのところ、高分子材料を含む廃
棄物を安全かつ容易に減容する手段は提供されていな
い。

【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、特に燃焼による排ガス、悪臭等が問題となるプラス
チックやゴム類を中間処理（減容）する際に、排ガスや
悪臭を発生させることなく減容するとともに、リサイク
ル再生原料としての歩留りも高い減容処理方法の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、前記課題を解決するために、廃棄物を不活性ガス雰
囲気中で加熱しつつ加圧して減容成型体とする廃棄物の
減容処理方法である。

【０００６】請求項２に記載した発明は、前記課題を解
決するために、第１の加圧チャンバ内に廃棄物を入れて
密封し、該加圧チャンバ内に不活性ガスを入れ、該廃棄
物を不活性ガス雰囲気中で加熱しつつ加圧して減容する
とともに、第２の加圧チャンバ内に廃棄物を入れて密封
し、第１の加圧チャンバの減容化完了時に、第１の加圧
チャンバと第２の加圧チャンバとを連通し、第１の加圧
チャンバ内の加圧不活性ガスを第２の加圧チャンバに圧
入して各チャンバ内を均圧し、この均圧の後、第１の加
圧チャンバをさらに減圧冷却して減圧成型体を取り出す
とともに、第２の加圧チャンバを昇圧昇温して廃棄物を
減容する工程を複数の加圧チャンバで相互に繰り返し行
うことを特徴とする廃棄物の減容処理方法である。

【０００７】請求項３に記載した発明は、前記課題を解
決するために、廃棄物を入れて密封し加圧不活性ガスに
よって該廃棄物を加圧する加圧チャンバと、該加圧チャ
ンバ内に加圧不活性ガスを圧入する不活性ガス供給源
と、該加圧チャンバ内の不活性ガスを加熱する加熱手段
とを備えたことを特徴とする廃棄物減容処理装置であ
る。

【０００８】請求項４に記載した発明は、前記課題を解
決するために、廃棄物を入れて密封し加圧不活性ガスに
よって該廃棄物を加圧する複数の加圧チャンバと、該複
数のチャンバを接続する不活性ガス流路と、該複数の加
圧チャンバに不活性ガスを供給する不活性ガス源と、該
加圧チャンバ内の不活性ガスを加圧する加圧手段と、該
加圧チャンバ内の不活性ガスを加熱する加熱手段とを備
えたことを特徴とする廃棄物減容処理装置である。

【０００９】また、前記不活性ガス供給源としては、請
求項５に記載したように、窒素ガス製造用プレッシャー
スウィング装置を用いることができる。

【００１０】

【作用】本発明では、プラスチックやゴム類などの高分
子材料あるいはガラス、金属などの無機材を含む廃棄物
を、加熱した不活性ガスと接触させて軟化、溶融し、か
つ不活性ガスを加圧して廃棄物を加圧することにより、
高分子材料を酸化、燃焼させることなく減容することが
可能である。従って、有害ガスや悪臭を発生させること
なく廃棄物を減容することが可能となる。

【００１１】また、廃棄物を収容し、密閉状態で加圧不
活性ガスによって該廃棄物を加圧する複数の加圧チャン
バを用い、複数の加圧チャンバを交互に使用して連続的
に廃棄物を減容することができる。この際、減容を終え
た加圧チャンバ内の不活性ガスを別の加圧チャンバに導
入して減容を行うことにより不活性ガスや熱の損失低下
を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る廃棄物減容処理装置の一実施
例を示すものである。この実施例による廃棄物減容処理
装置は、２つの加圧チャンバ１,２と、これら加圧チャ
ンバ１,２を接続する窒素ガス流路３,４と、加圧チャン
バ１，２に窒素ガスを供給する窒素ガス源５と、加圧チ
ャンバ１,２内の窒素ガスを加圧する加圧ブースタ６
と、加圧チャンバ１,２内の窒素ガスを加熱するヒータ
７,８とを備えて構成されている。

【００１３】加圧チャンバ１,２は、筒状本体の両端
に、上蓋９と下蓋１０とを開閉可能に取付けて構成され
ている。これらの加圧チャンバ１,２は、高分子材料を
含む廃棄物を収容し、窒素ガス（不活性ガス）雰囲気で
加熱するとともに窒素ガスを加圧することによって加圧
を行うものであり、その加熱・加圧条件に耐えうる耐熱
・耐圧気密構造とされる。これらの加圧チャンバ１,２
の内部には、廃棄物１１を収納し、加熱プレスすること
によって目的形状に成型するための型１２が多段に配置
される。これらの型１２の出入れは、上蓋９と下蓋１０
の一方または双方を開放して行うようになっている。

【００１４】窒素ガス源５としては、窒素ガス製造用プ
レッシャースウィング装置が用いられている。このプレ
ッシャースウィング装置は、窒素吸着剤又は酸素吸着剤
（モレキュラーシーブ、ゼオライトなど）を充填した複
数の吸着塔を備え、空気中の窒素ガスを分取するもので
ある。この装置は既に窒素ガス製造用として実用化され
ている装置を適用することが可能であるが、減容処理装
置の窒素ガス使用量に応じた窒素ガス製造能力を有する
装置を選択して用いる。この窒素ガス製造用プレッシャ
ースウィング装置にあっては、空気中から窒素ガスを分
取するので、窒素ガス源に高圧窒素ガスボンベを用いる
場合と比べ、再充填の手間が省かれ、安全性が高く、操
作し易いなどの利点がある。

【００１５】なお、この実施例では、不活性ガスとして
窒素ガスを用い、また窒素ガス源として窒素ガス製造用
プレッシャースウィング装置を用いたが、不活性ガスの
種類及びその供給方法はこれに限定されず、例えば不活
性ガスとして窒素ガスに代えて炭酸ガスやアルゴンガス
を使用しても良く、プレッシャースウィング装置に代え
て不活性ガスボンベ（再充填方式又は使いきり式ボン
ベ）を用いても良い。

【００１６】前記加圧ブースタ６は、窒素ガス流路４に
接続され、加圧チャンバ１,２内の窒素ガス圧力を１０
０ｋｇｆ／ｃｍ²以上に高めるためのもので、使用加圧
範囲の比較的大きいコンプレッサなどが用いられる。

【００１７】また前記ヒータ７,８は、窒素ガス流路３,
４に取付けられ、これらの流路内を流れる窒素ガスを１
００℃以上に加熱するためのもので、通常電熱ヒータな
どが用いられる。なお、この実施例ではヒータ７,８で
窒素ガス流路３,４を流れる窒素ガスを加熱する構成と
したが、金属等を含む廃棄物１１を400〜600℃程度に加
熱する場合には、加圧チャンバ１,２に誘導加熱コイル
を取付け、廃棄物を直接加熱しても良い。なお、加熱用
ヒータ７,８あるいは加熱コイルは、不活性ガス雰囲気
下に配されているので、酸化が防止され、長期に亘って
の使用が可能である。

【００１８】次に、図１に示す減容処理装置を用いて廃
棄物を減容処理する方法を説明する。この減容処理方
法で処理される廃棄物１１は、プラスチックやゴム類等
の高分子材料を含む廃棄物、或いはガラス、金属などの
無機物を含む廃棄物等である。収集した廃棄物に高分子
材料や無機材料が混在している場合には、通常は高分子
材料と無機材料とを分別する。分別は減容成型体の用途
（リサイクル原料、埋立て投棄用など）に応じて選定さ
れ、また処理条件も廃棄物の材質に応じて設定される。
つまり、ポリエチレンなどの低融点プラスチックを主体
とした廃棄物の減容化を行う場合、加圧チャンバ内温度
は１５０〜２００℃程度、また圧力条件は１５０〜２０
０ｋｇｆ／ｃｍ²程度に設定するのが望ましい。一方、
ＦＲＰ、ガラスなどを主体とした廃棄物の減容化を行う
場合には、加圧チャンバ内温度４００〜６００℃程度、
圧力５００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ²程度に設定するのが
望ましい。

【００１９】分別された廃棄物１１は、脱水乾燥し、必
要に応じて裁断し、型１２に入れる。そして図１に示す
ように、上蓋９を開放した第１加圧チャンバ１内に複数
の型１２を多段に重ねて収容し、上蓋９を閉じてチャン
バ１を密封する。次に、窒素ガス源５で窒素ガスを製造
し、流路３を通して第１加圧チャンバ１に窒素ガスを封
入する。続いて、加圧ブースタ６を作動し、流路３の窒
素ガスを所定圧力に加圧し、かつヒータ７を経由して加
熱して第１加圧チャンバ１内の廃棄物１１を加熱しつつ
加圧する。この加熱・加圧によって第１加熱チャンバ１
内の廃棄物１１は窒素ガス雰囲気下で溶融し、そして加
圧窒素ガスにより廃棄物１１が等方に加圧されて型１２
内で減容成型される。

【００２０】一方、この第１加圧チャンバ１での減圧処
理と平行して、第２加圧チャンバ２内に、廃棄物１１を
収容した複数の型１２を入れて密封し、スタンバイさせ
ておく。

【００２１】次に、第１加圧チャンバ１内の窒素ガス
を、スタンバイ中の第２加圧チャンバ２に送って双方の
チャンバ内を均圧し、第１加圧チャンバ１内を減圧冷却
するとともに第２加圧チャンバ２内を加圧昇温する。こ
の均圧の後、第１加圧チャンバ１を更に減圧冷却し、下
蓋１０を開放して減容成型体１３を取り出す。

【００２２】この操作を第１加圧チャンバ１と第２加圧
チャンバ２とで交互に繰り返し行うことによって、廃棄
物１１の減容化処理を連続して行う。

【００２３】この減容化処理により、型１２の形状に沿
って成型された減容成型体１３が製造される。この減容
成型体１３は、埋立て廃棄され、もしくはリサイクル原
料として利用される。リサイクル原料として利用する場
合、型１２の形状によって、角形ブロック状、円盤状、
或いは置物、日用品などの種々の形状、デザインの成型
体を製造することが可能である。さらに、ＦＲＰ、ガラ
ス等を原料とし、チャンバ温度４００〜６００℃程度、
圧力５００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ²程度に設定して減容
化処理した場合には、高強度等独特の性状が得られる。
これは、無機セラミックスの熱間等方圧プレスによるフ
ァインセラミック製法に比べ、柔軟性を有するなどの独
特の性状を持つ、いわゆる新素材開発にもつながるシス
テムである。

【００２４】先の実施例において、加圧チャンバを２筒
型にした理由は、２筒のチャンバで交互に減容処理する
ことにより連続処理が可能となり、処理効率を上げる目
的の他、窒素ガスの節約、２つのチャンバを均圧して断
熱圧縮加圧と断熱膨張冷却を有効に行うことを目的とし
ている。以って、省力、省スペース、省エネルギー、省
コストを加味した減容効果は、オーバーランにもよるが
1／100〜1／200程度と推算される。

【００２５】この減容処理方法では、廃棄物を窒素ガス
雰囲気中で加熱しつつ加圧するので、廃棄物は等方より
加圧されて減容される。このため、廃棄物を燃焼させる
ことがなく、プラスチックやゴム類などの高分子材料を
含む廃棄物を処理する場合にも、有毒ガスや悪臭を発生
させることなく、減容処理することができる。また、廃
棄物を酸化させることがないので、特に高分子材料を含
む廃棄物を減容した成型体はリサイクル再資源化原料と
して使用し易い。また、廃棄物を不活性ガス雰囲気で加
熱し、加圧するので、廃棄物に等方的に圧力が加わり、
減容率が高くなる。さらに、脱水した廃棄物であれば、
各種の廃棄物を減容処理することができ、応用範囲が広
い。

【００２６】またこの減容処理装置は、２筒式加圧チャ
ンバを用いたことにより、連続減容処理が可能となり、
処理効率が高く、２つのチャンバのガスを相互に使用す
ることにより処理コストを低減することができる。ま
た、処理温度と処理圧力の設定条件（1000℃以下、1000
ｋｇｆ／ｃｍ²以下）内で種々の原料を混合して成型体
を製造することによって、新素材開発の可能性がある。
また、廃棄物を密閉し高温高圧で処理するので、医療用
廃棄物などの有害菌やウイルスの混入が予想される廃棄
物に対しては、廃棄物の殺菌を安全確実に行うことがで
きる。また、窒素ガス源として、窒素ガス製造用のプレ
ッシャースウィング装置を用いたので、再充填や取扱に
手間のかかるガスボンベが不要となり、装置の操作性が
向上する。

【００２７】また、この減容処理装置は処理能力が高
く、小型化することができ、また安全性も高いものなの
で、公共施設や工場は勿論、一般家庭のゴミ処理容とし
ても適用が可能である。家庭用に用いた場合にも、プラ
スチックゴミから置物や日用品などの成型体を製造する
ことができる。さらに、この減容処理にあっては、廃棄
物を高圧下で加熱するので、高圧下での低温度融解性を
利用して、通常の加熱よりも低温度で材料を溶融して成
型することもできる。

【００２８】なお、実施例では、２筒式の加圧チャンバ
で相互に減容を行い、廃棄物の連続処理が可能な構成と
したが、３以上の加圧チャンバを用いて廃棄物の連続処
理を行う構成としても良い。また、加圧チャンバを１つ
とし、先の実施例のような連続式処理ではなく、バッチ
式で廃棄物の減容処理を行うことも可能である。このよ
うなバッチ式減容処理の場合には、連続式減容処理に比
べて廃棄物処理効率や不活性ガス利用効率が悪いが、加
圧チャンバが１つとなり、各チャンバを均圧するための
装置も不要となって減圧処理装置の小型化、簡略化を図
ることができる。また、上記実施例では生ゴム、プラス
チック等の廃棄物の処理について説明したが、金属くず
等の減容処理にも、それぞれの被処理金属に応じた溶融
温度に昇温することによって適用し得ることは勿論であ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
廃棄物を窒素ガス雰囲気中で加熱しつつ加圧して減容す
るので、廃棄物を燃焼させることがなく、プラスチック
やゴム類などの高分子材料を含む廃棄物を処理する場合
にも、有毒ガスや悪臭を発生させることなく、減容処理
することができる。また、廃棄物を酸化させることがな
いので、特に高分子材料を含む廃棄物を減容した成型体
はリサイクル再資源化原料として使用し易い。また、廃
棄物を不活性ガス雰囲気で加熱し、加圧するので、被処
理物を等方的に加圧することとなり、減容率が高い。ま
た脱水した廃棄物であれば、各種の廃棄物を減容処理す
ることができ、応用範囲が広い。

【００３０】また、複数の加圧チャンバを用いて交互に
減容処理を行うことにより、連続的な減容処理が可能と
なり、廃棄物の処理効率が高くなるとともに、複数のチ
ャンバの不活性ガスを相互に移送して使用することによ
り、不活性ガスや熱の損失が少なくなり、処理コストを
低減することができる。また、処理温度と処理圧力の設
定条件（1000℃以下、1000ｋｇｆ／ｃｍ²以下）内で種
々の原料を混合して成型体を製造することによって、新
素材開発の可能性がある。また、廃棄物を密閉し高温高
圧で処理するので、医療用廃棄物などの有害菌やウイル
スの混入が予想される廃棄物に対しては、廃棄物の殺菌
を安全確実に行うことができる。また、不活性ガス源と
して窒素ガス製造用プレッシャースウィング装置を用い
たので、再充填や取扱に手間のかかるガスボンベが不要
となり、減容装置の操作性が向上する。

【００３１】また、本発明による減容処理は処理能力が
高く、処理装置を小型化することができ、また安全性も
高いものなので、公共施設や工場は勿論、一般家庭のゴ
ミ処理用としても適用が可能である。家庭用に用いた場
合にも、プラスチックゴミから置物や日用品などの成型
体を製造することができる。さらに、この減容処理にあ
っては、廃棄物を高圧下で加熱するので、高圧下での低
温度融解性を利用して、通常の加熱よりも低温度で材料
を溶融して成型することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の廃棄物減容処理装置の一実施例
を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１,２加圧チャンバ３,４窒素ガス流路（不活性ガス流路）５窒素ガス源（不活性ガス源）６加圧ブースタ（加圧手段）７,８ヒータ（加熱手段）１１廃棄物１２型１３減容成型体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を不活性ガス雰囲気中で加熱しつ
つ加圧して減容成型体とすることを特徴とする廃棄物の
減容処理方法。
【請求項２】第１の加圧チャンバ内に廃棄物を入れて
密封し、該加圧チャンバ内に不活性ガスを入れ、該廃棄
物を不活性ガス雰囲気中で加熱しつつ加圧して減容する
とともに、第２の加圧チャンバ内に廃棄物を入れて密封
し、第１の加圧チャンバの減容化完了時に、第１の加圧
チャンバと第２の加圧チャンバとを連通し、第１の加圧
チャンバ内の加圧不活性ガスを第２の加圧チャンバに圧
入して各チャンバ内を均圧し、この均圧の後、第１の加
圧チャンバをさらに減圧冷却して減圧成型体を取り出す
とともに、第２の加圧チャンバを昇圧昇温して廃棄物を
減容する工程を複数の加圧チャンバで相互に繰り返し行
うことを特徴とする廃棄物の減容処理方法。
【請求項３】廃棄物を入れて密封し加圧不活性ガスに
よって該廃棄物を加圧する加圧チャンバと、該加圧チャ
ンバ内に加圧不活性ガスを圧入する不活性ガス供給源
と、該加圧チャンバ内の不活性ガスを加熱する加熱手段
とを備えたことを特徴とする廃棄物減容処理装置。
【請求項４】廃棄物を入れて密封し加圧不活性ガスに
よって該廃棄物を加圧する複数の加圧チャンバと、該複
数のチャンバを接続する不活性ガス流路と、該複数の加
圧チャンバに不活性ガスを供給する不活性ガス源と、該
加圧チャンバ内の不活性ガスを加圧する加圧手段と、該
加圧チャンバ内の不活性ガスを加熱する加熱手段とを備
えたことを特徴とする廃棄物減容処理装置。
【請求項５】前記不活性ガス供給源として、窒素ガス
製造用プレッシャースウィング装置を用いたことを特徴
とする請求項３又は４記載の廃棄物減容処理装置。