JPH06339673A - 固体状廃棄物の処理方法並びにこの方法を実施するための廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】何等の毒性物質を排出することなく、しかも容
易に廃棄物を処理する方法、及び装置を開発すること。 【構成】反応容器の入口で、廃棄物に直接高温の加熱源
を噴入して、処理すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体状廃棄物就中セルロ
ース系物質を３０重量％以上含む固体状廃棄物の処理方
法、及びこの方法を実施する際に使用する廃棄物の処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在固体状廃棄物就中セルロース系物質
を少なくとも３０重量％含有する固体状廃棄物の処理方
法としては主に２つの原理からなる方法が知られてい
る。

【０００３】これ等方法に於いては、廃棄物は所謂ごみ
捨て場に、たとえ郊外に於いてさえも貯蔵される。そし
てこれ等廃棄物は焼却される。このような方法は、これ
等廃棄物の有効な且つ安定した処理ではなく、また同時
に公害を惹き起こす。このような廃棄物の焼成は、廃棄
物中に塩素化プラスチックやフッ素化プラスチックを含
んでいるので、塩素やダイオキシンの如き有害ガスを発
生する。これ等有毒ガスをそのまま放置すると、場合に
よっては、有機ガス特にメタンを発生する。この有機ガ
スは臭気及び火災の危険を生ずる。更に加えて、土壌中
に於けるこれ等廃棄物の鉱物化は、表面に危険な空洞を
生ずる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来方法の難点、即ち、何等の環境破
壊を生ずることなく、廃棄物から有用な物質を再生し得
る廃棄物の処理方法、及びこれに使用する装置を開発す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題はセルロース系
成分を少なくとも３０重量％含有する固体状廃棄物を処
理する方法に於いて、

【０００６】（イ）前処理として該廃棄物中に含まれる
金属成分を予め粉砕して分離し、

【０００７】（ロ）アルキメデススクリューが装着され
且つ反応容器の入口で燃焼用加熱ガスを噴入して加熱さ
れるようになされた管状反応容器に於いて、廃棄物の熱
的処理を行う方法であって、

【０００８】（ハ）上記反応容器は若干の吸引状態に維
持され、

【０００９】（ニ）上記廃棄物は、細長く細片にされた
廃棄物と鉱物成分とから成るほぼ均一な形の混合物とし
て供給され、

【００１０】（ホ）且つ、上記熱的処理は反応容器の入
口付近で鮮明な光輝光線が発生するような温度に処理さ
れることによって解決される。

【００１１】

【発明の作用並びに構成】本発明法に依れば、廃棄物は
ラジカル反応を生ずる特殊な熱処理が施される。この廃
棄物は先ず、粉砕され、その中に含まれている金属成分
が除去される。これ等は、鉱物成分と共に均一な形状の
細長い細片状にして使用され、均一な形状を容易に製造
しうる微粉状にすることが出来る。

【００１２】上記廃棄物は少なくとも３０重量％のセル
ロース系成分を含有している。上記でのべた通り、これ
等廃棄物は少なくとも通常６０重量％のセルロース系成
分、３重量％のプラスチック成分、７重量％の金属成
分、４重量％のガラス、及び２０重量％の他の成分を含
む生活（家庭）廃棄物が主なものである。

【００１３】本発明に於いては、廃棄物は鉱物成分特に
生石灰、炭酸カルシウム、苛性ソーダと共に熱処理され
る。これ等鉱物成分は、本発明処理に於いて熱的反応を
促進する。好ましくは、これ等鉱物成分は最も有効に作
用を発揮する成分が選択される。ちなみに最も反応性の
高い生石灰が選択される。炭酸カルシウム、天然炭酸カ
ルシウム等は経済的に有利に使用される。この炭酸カル
シウムはもし必要ならば塩化カルシウムを添加してカル
シウムリッチの状態で使用される。

【００１４】この混合物、即ち廃棄物と鉱物成分の細長
い細片を含有する均一な混合物は、直接反応容器の入口
で加熱される。この加熱は、燃焼用ガスを反応容器に導
入して行われる。このようなガスはたとえば燃焼用ガス
や燃料オイルで良い。反応容器には、アルキメデススク
リューまたエンドレススクリューが装着されている。こ
のスクリューは被燃焼物を反応容器の内部に送ることが
出来ると共に、充分なる混合が確保される。この反応容
器はガスの排出のための軽い吸引下に保持され、事実蒸
気が主に排出される。このようなタイプの反応容器に於
いては、有毒物になることなく少なくとも３０重量％の
セルロース成分を含む廃棄物を化石化することが出来
る。この化石化反応は、反応容器で激しい光が発生する
と同時に生じる。これは、反応容器の入口に直接加熱さ
れたガスが噴入されるための熱的ショックの結果生じる
ものである。本発明法に於いては反応容器の内で、上記
激しい光または「オーロラ」が観測されるならば、これ
だけで本発明の目的即ち有毒成分の減少及び不活性物質
の生成という目的は達成される。

【００１５】この反応容器に導入すべき混合物の組成及
びこの混合物を加熱すべき温度は、上記「オーロラ」を
発生するために特定される。この条件の特定は従来から
この種分野で採用されて来た条件内で適宜に決定され
る。

【００１６】ほぼ均一な細長い細片状廃棄物は、炭酸カ
ルシウム、好ましくは必要に応じて塩化カルシウムが配
合された天然炭酸カルシウムと共に、上記廃棄物を混合
することにより、この反応容器に於いて製造される。混
合は廃棄物がある程度の湿り（通常ある程度湿ってい
る）をもつかぎり、充分に混合される。湿気の程度は充
分なる反応を妨げるものではない。２０〜４０％程度の
湿りが好ましい。このような範囲の湿気を得るために
は、廃棄物をもし必要ならば予め乾燥（一部でも良い）
しておくと良い。

【００１７】このような湿気を確保するためには３０〜
４０重量％の天然炭酸カルシウムを廃棄物に導入すると
良い。上記でのべた通り、この量の炭酸カルシウムは、
予め塩化カルシウムを添加してカルシウムリッチにして
おくと良い。

【００１８】この均一な廃棄物には、即ち、細長い細片
状廃棄物と炭酸カルシウムとから成る均一な廃棄物に
は、他の鉱物成分、及び特に上記でのべた通り生石灰や
苛性ソーダを加えることにより、加熱の効果により、よ
り本発明の目的が効率的に達成される。更にはまた炭酸
化シリケートたとえば下記、

【００１９】

【化１】

【００２０】タイプのものを加えることが望ましい。

【００２１】このような鉱物成分、更に詳しくは、生石
灰、炭酸カルシウム（特に塩化カルシウムによりカルシ
ウムリッチとされた天然炭酸カルシウム）、苛性ソー
ダ、炭酸シリケート等の鉱物成分の添加は、特に好まし
い結果が得られる。即ち、混合物を直接加熱することに
より生ずる「オーロラ」の発生が生じ易く、且つもろい
不活性な生成物の生成に極めて効果的である。

【００２２】このような鉱物成分のうち、炭酸カルシウ
ム以外の成分は均一な上記廃棄物の約５〜３５重量％の
割合で添加される。これ等添加量は上記廃棄物の組成特
にセルロース系成分の含有量により決定され、好ましく
は、これ等３成分は均等量（１／３、１／３、１／３ず
つ）で使用される。

【００２３】生石灰＋苛性ソーダ＋炭酸化シリケートの
混合物中生石灰は１０〜４５％、苛性ソーダは５〜３５
％、そして炭酸化シリケートは１０〜４５％（いずれも
重量）である。

【００２４】このようにして得られた反応させるべき物
質は、反応容器に導入され、その入口で加熱ガスの噴入
により、熱ショックがあたえられる。

【００２５】化石化のために必要な「オーロラ」が本発
明に於いて２５０〜３００℃で発生する。この温度は本
発明に於いては５００〜６００℃の燃焼ガスの噴入によ
り得られる。

【００２６】すでにのべた通り、反応容器から排出され
る廃棄物は、もろい細片の形となっている。この得られ
る細片は容易に粉砕される。かくして得られる砂状物
は、０.３〜０.５の密度である。

【００２７】このような砂状物は使用に不便なので、密
度を大きくするためフィラーを本発明では導入すること
が出来る。このフィラーは本発明の少なくとも２つの工
程で導入される。

【００２８】このフィラーは反応容器から排出されて粉
砕機に移送される間に、該砂状物に導入されるか、また
は（及び）反応容器に導入される前の廃棄物に導入され
る。反応容器の出口（下流）側では、どの様なタイプの
フィラーも使用出来、入口側（上流側）では中性のフィ
ラーのみが使用出来る。中性フィラーとは本発明に於い
ては熱反応（加熱と「オーロラ」発生）と調和する意味
で使用される。このような中性フィラーとしては、炭酸
カルシウム、粉末クレー、石灰の炭酸塩、酸化または水
酸化バリウムの粉末、炭酸化シリケート、粉末状ギプサ
ム、粉末状ボーキサイト、或いはこれ等の２種以上の混
合物が例示出来る。尚炭酸カルシウム及び炭酸化シリケ
ートは上記の量以上に使用することにより、両方の作用
を発揮する。

【００２９】粉末状の上記バリウム系物質については、
０〜３０重量％、クレーは０〜１５重量％、ギプサムは
０〜２０重量％、ボーキサイトは０〜２０重量％の割合
で使用される。炭酸化シリケートは反応容器の入口での
含量の多くとも３０％以下の量で使用される。これ等フ
ィラーは砂状物の密度を所望の値にすることが出来る。

【００３０】本発明に於いては砂状物の粒径を調節する
ことが望まれる場合には、更に工程を追加しても良い。

【００３１】かくして反応容器から排出される廃棄物
は、粉砕され且つ必要に応じ中性フィラーが導入された
後、微粉、手で触っても感じられない程度の微粉にまで
粉砕することが出来る。

【００３２】このような粉末は、実際の各種製造用途に
適用するように、その造粒性を増すためにバインダーと
併用され得る。特に建築構造物に使用するための砂とし
て使用する場合等である。

【００３３】このバインダーは上記粉末と、フレキソミ
ックスタイプの水平ペレタイザーで有利に混合される。
混合物は次いで乾燥される。この乾燥により、このバイ
ンダーの結晶化が達成される。このバインダーは本発明
法で得られる製品に対して不活性で安定なものが選択使
用される。特にバクテリヤの混入は避ける必要がある。
特に、本発明製品中に存在するカルシウム分と反応しう
る珪酸ソーダが好ましく使用される。

【００３４】本発明に於いてはバインダーとして、また
生石灰、セメントスラリー、ブラストファーナススラッ
グやＣＭＣ等も使用出来、更には水溶性ピッチも使用出
来る。この手段自体はこの種分野で良く知られた手段で
あり、本発明に於いても従来からの手段が採用される。

【００３５】このような本発明法に於いては、何等の有
毒成分の発生もなく、廃棄物を処理出来ると共に、３０
０℃以上という高温で処理する必要もない。燃焼用ガス
を反応容器の入口に直接噴入し、「オーロラ」が発生し
た時に、この廃棄物を分解せしめるものである。

【００３６】本発明のもう一つの目的は、上記方法を実
施するための装置を提供することである。このような装
置は、

【００３７】（イ）スクリュー装着管状反応容器、

【００３８】（ロ）その反応容器の入口付近に熱源を直
接供給しうるように設けられた燃焼室

【００３９】（ハ）反応容器に被燃焼物を供給する装
置、及び

【００４０】（ニ）上記反応容器を若干減圧しうる吸引
装置から成る。

【００４１】反応容器には均一な形状の廃棄物、即ち細
長い細片の廃棄物と場合に依っては、中性フィラー及び
各種鉱物成分とから成る廃棄物が少なくとも一つの圧力
ロックにより供給される。上記均一な形状の廃棄物供給
には、一つの圧力ロックで良く、鉱物成分供給には更に
他の圧力ロックを使用する。この圧力ロックは、エアタ
イト型であり、低圧力スクリューロックが用いられ、こ
の結果反応容器内部で部分的な減圧がなく、外部へのガ
スのもれが少なくなる。

【００４２】この廃棄物の反応容器内部への移行は、ア
ルキメデススクリュー（エンドレススクリュー）によっ
て行われる。これにより該廃棄物の均一性が更に向上す
る。

【００４３】燃焼室は反応容器の入口（上流）側に設置
され、これはオイルバーナー、あるいはガスバーナーで
良い。燃焼室に供給される加熱ガスは、反応容器の入口
に運ばれる。すでにのべた通り、反応容器の入口で５０
０〜６００℃の温度で本発明の上記効果が得られる。被
反応物自体は室温で供給され、熱的ショックを受ける。
細長い細片状の廃棄物、炭酸カルシウム及び他の鉱物成
分を含む均一な廃棄物は、リボンミキサー内で反応容器
の入口側で製造される。

【００４４】反応容器の出口では、この廃棄物はすでに
かなり冷却されている。この廃棄物の排出は、ガスと固
体とを分離しうるデコンプレッションロックによって行
われる。そしてこの固体は引力によって排出される。好
ましくはこの微粉（固体）は、少なくとも一つのサイク
ロン式分離器内で蒸気を通すことが好ましい。この蒸気
は（通常水蒸気で良い）たとえば通常の手段で発生させ
れば良い。

【００４５】上記でのべた通り、この固体はもろい微粉
の型となっている。このような微粉は粉砕器で粉砕する
ことが出来る。この粉砕器は反応容器の出口側に設けら
れている。

【００４６】かくして得られる粉末は、その造粒性を増
大するためにミキサー（または結晶化装置）で処理され
る。このミキサー内では、少なくとも１種のバインダー
と混合される。

【００４７】本発明の装置は主要部分即ち反応容器と加
熱、供給及び減圧保持装置から成る主要部分の入口側に
リボンミキサーが、また出口側に粉砕器及びミキサー
（結晶化装置）が設置されている。

【００４８】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を説明する。

【００４９】図１及び２のプラント及び装置を用いて、
１１８６９.２トン（ｔ）の廃棄物を１時間で処理し
た。廃棄物が反応容器を通過する時間は約３０分であ
る。「オーロラ」は反応容器の１／３程度の所（ここで
の温度は２５０℃）で観測された。反応容器の入口温度
は５００〜６００℃の間であった。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【００５１】

【図１】本発明法を説明するための説明図である。更に
詳しくは、図１は本発明の廃棄物処理プラントの一例を
示す。

【００５２】

【図２】本発明装置の一例を示す。

【００５３】１………ホッパー ２………グラインダー ３………スクラップ金属移送機 ４………コンベヤー（マグネチックドラム付） ５………コンベヤー ６………マグネチックケージ ７………スクリュー型切断器 ８………ミキサー ９………ホッパー １０……バンドミキサー

【００５４】１１……コンベヤー １２……ロックスクリュー １３……反応容器 １４……サイクロン １５……サイクロン １６……コンベヤー １７……粉砕器 １８……コンベヤー １９……粉砕器 ２０……コンベヤー

【００５５】２１……乾燥器 ２２……コンベヤー ２３……燃焼室 ２４……アルキメデススクリュー ２５……観測口 ２６……排出口

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セルロース系成分を少なくとも３０重量％
   含有する固体状廃棄物を処理する方法に於いて、（イ）
   前処理として該廃棄物中に含まれる金属成分を予め粉砕
   して分離し、（ロ）スクリューが装着され且つ反応容器
   の入口で燃焼用加熱ガスを噴入して加熱されるようにな
   された管状反応容器に於いて、廃棄物の熱的処理を行う
   方法であって、（ハ）上記反応容器は若干の吸引状態に
   維持され、（ニ）上記廃棄物は、細長く細片にされた廃
   棄物と鉱物成分とから成るほぼ均一な形の混合物として
   供給され、（ホ）且つ、上記熱的処理は反応容器の入口
   付近で鮮明な光輝光線が発生するような温度に処理され
   ることを特徴とする固体状廃棄物の処理方法。
2. 【請求項２】上記均一形状の廃棄物の混合物が２０〜４
   ０％の湿度を有し、且つ３０〜４０重量％の中性炭酸カ
   ルシウムを更に含有するものである請求項１に記載の処
   理方法。
3. 【請求項３】上記混合物が更に炭酸化シリケートを含有
   するものである請求項１または２に記載の処理方法。
4. 【請求項４】炭酸カルシウム以外の鉱物成分が細長い細
   片状廃棄物に全体の５〜３５重量％含有するように添加
   される請求項１〜３のいずれかに記載の処理方法。
5. 【請求項５】上記混合物が更に炭酸カルシウム、石灰の
   炭酸塩、粉末酸化または水酸化バリウム、炭酸化シリケ
   ート、粉末クレー、粉末ギプサム及び粉末ボーキサイト
   の少なくとも１種から成る中性フィラーを含有する請求
   項１〜４のいずれかに記載の処理方法。
6. 【請求項６】反応容器から排水される廃棄物が、粉砕
   後、所定の粒度となるように中性フィラーと共に成形用
   バインダーが混合されて処理される請求項１〜５のいず
   れかに記載の処理方法。
7. 【請求項７】（イ）スクリュー装着管状反応容器、 （ロ）その反応容器の入口付近に熱源を直接供給しうる
   ように設けられた燃焼室 （ハ）反応容器に被燃焼物を供給する装置、及び （ニ）上記反応容器を若干減圧しうる吸引装置から成る
   廃棄物処理装置。
8. 【請求項８】上記反応容器の入口側に於いて、細長い細
   片状廃棄物から均一な混合物を作るためのリボンミキサ
   ーが設置された請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】反応容器が排出される廃棄物を超微粉に粉
   砕するための粉砕器が、反応容器の出口側に設けられた
   請求項７または８に記載の処理。
10. 【請求項１０】粉砕器の後に粉末を粒状にするためのミ
    キサー及びこの粒状物を乾燥または結晶化せしめるため
    の装置が設けられている請求項９に記載の装置。