JPH10110929A - 廃フロン処理方法 - Google Patents

廃フロン処理方法

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JPH10110929A
JPH10110929A JP8264415A JP26441596A JPH10110929A JP H10110929 A JPH10110929 A JP H10110929A JP 8264415 A JP8264415 A JP 8264415A JP 26441596 A JP26441596 A JP 26441596A JP H10110929 A JPH10110929 A JP H10110929A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の設備を実質的に変更することなく、若
干の操業手段の付加のみで簡易かつ確実に廃フロンの処
理を可能とする処理方法を提供すること。 【解決手段】 廃タイヤ燃焼炉内で金属線を含む廃タイ
ヤを酸素の存在下、およびCO2ならびに水蒸気の存在
下で400°〜950℃で燃焼処理する際に、たとえば
布などに浸ませた廃フロンを、廃タイヤとともに炉内投
入し、廃タイヤが燃焼する際に発生する炭化水素ならび
に少量の硫黄分の作用のもとで廃フロンを殆んど100
%近く分解する処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は廃フロン処理方法に
係り、さらに詳しくは、焼却処理される廃タイヤの処理
に際し、併せて廃フロン処理を実施する廃フロン処理方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】フロンは正式名称はクロロフルオロカー
ボンといい、炭素、塩素、フッ素の化合物を指すもので
あって、各種の化合物が知られているが、炭素数の少な
いものについては、無毒、かつ熱的にも化学的にも安定
で金属を腐食させず、無色無臭の気体もしくは低沸点の
液体であることから、従来、エアゾール製品の噴霧剤、
電子部品の洗浄用剤、冷蔵庫やエアコンディショナーの
冷凍機用の冷媒として広く使用されて来たのは周知の通
りである。
【0003】ところが、近年に至り、これらの使用済フ
ロンが蒸発して成層圏に達すると、オゾン層を破壊する
結果、地表に到達する紫外線量が増え、これが原因とな
って一方では皮膚がん、白内障などの健康障害を起こ
し、他方では、地球温暖化などの異常気象あるいは生態
系への悪影響などが懸念されるに至った。
【0004】そこでこれに対処するための国際的な協議
が1980年代から相次いで行なわれ、1987年のオ
ゾン層保護に関するモントリオール議定書に続き、19
89年5月には、今世紀中にフロンを全廃する主旨のヘ
ルシンキ宣言が採択されている。吾が国においても19
88年5月オゾン層保護法が成立している。
【0005】このような世界の情勢の下で、吾が国にお
いても、近年においては、エアゾール製品等にフロンの
使用が見られなくなったのをはじめ、フロンに代替する
優れた冷媒物質の研究も鋭意行なわれている如くであ
る。その一方において、これら規制の発生する以前に、
従来から既に冷蔵庫、エアコンディショナー(屋内用、
カーエアコン等を含む)などに冷媒として広く使用され
ていたフロンに関しては、夫々の機器が廃棄される時点
で冷媒剤であるフロンを洩れなく回収し、これを何等か
の手段により、フロン以外の無害な物質に分解する処理
を行なう必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、まず、昨今
の冷蔵庫、家庭用エアコン、カーエアコンなどの飛躍的
な普及に伴ない、新規モデルとの買い替えに付随する中
古品の廃棄が急増しており、たとえば自動車の場合につ
いても、従来から廃車体、廃タイヤの処理については注
目されていたが、最近では、これに加えて、カーエアコ
ン内の冷媒剤であるフロンの処理が問題化しつつある。
なお前記の廃タイヤの処理については既にかなり以前か
ら世界的に社会問題ともなっているが、これについては
本発明者が先に特許第1,709,953号として登録
された技術をはじめ、一連の提案を行ない、廃タイヤを
焼却するとともに、その際発生する燃えかすから、良質
の活性炭を得る技術を確立している。
【0007】一方、フロンの処理については、一般に、
廃棄される前記各機器の冷凍機に内蔵される冷媒である
フロンを一旦ボンベ等に収容したのち、これを適切な手
段で処理する必要があるわけであるが、先にも述べた通
り、フロンは一般に熱的、化学的に安定であるため、通
常の手段、たとえば燃焼などによる分解は考え難いもの
とされていた。現在知られているフロンの処理手段の一
つとしては、フロンをプラズマ方式により分解するもの
がある。この手段は効果的にフロンを分解しうる手段と
して認められているものであるが、処理費用が若干コス
ト高となるのは避けられない。
【0008】さらに前記の如く、フロンを内蔵する機器
の廃棄は、前記の各機器の新旧モデルの買い替えに伴っ
て今後益々増加するものと思われる上、世界的なフロン
の全廃の動きに伴って、回収したフロンの速やかな処理
が必要となるものと思われる。しかるに現在までのとこ
ろ、比較的簡易な手段でフロンを殆んど完全に無害化す
るよう分解しうる手段は提案されるに至っていない。従
って、本発明の目的とするところは、従来既存の設備を
実質的にそのまま適用し、若干の操業手段の付加を行な
うのみで、極めて簡易にしかも殆んど完全にフロンの分
解を可能とし、しかも既存の設備による操業ならびにそ
のもたらす効果には何等影響を与えない廃フロン処理方
法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、その要旨とするところは次の
とおりである。まず本発明の第1の要旨は、金属線を含
む廃タイヤを400°〜950℃で酸素の存在下、およ
びCO2ならびに水蒸気の存在下で燃焼せしめるに際
し、任意の手段により廃タイヤ燃焼炉内に導入される廃
フロンを、前記廃タイヤの燃焼に伴ない発生する炭素
分、水素分、硫黄分の作用により燃焼分解することを特
徴とする廃フロン処理方法にある。
【0010】次に本発明の第2の要旨は、前記第1の要
旨において、廃タイヤの処理温度が800°〜900℃
であることを特徴とする廃フロン処理方法にある。また
本発明の第3の要旨は、前記第1または第2の要旨にお
いて、廃フロンの燃焼炉内への導入手段が、燃焼可能の
担体に前記廃フロンを担持せしめ、前記担体が廃タイヤ
に随伴して前記炉内に導入されるものであることを特徴
とする廃フロン処理方法にある。
【0011】また本発明の第4の要旨は、前記第3の要
旨において、廃フロンの担体への担持が廃タイヤの炉内
導入より10〜30秒前に行なわれるものであることを
特徴とする廃フロン処理方法にある。さらに本発明の第
5の要旨は、前記第3または第4の要旨において、廃フ
ロンの担持量が廃タイヤ160kg当り10〜50kgであ
ることを特徴とする廃フロン処理方法にある。
【0012】本発明は以上の如く構成されているので、
第1の要旨によれば、本来の廃タイヤの処理方法として
燃焼効率が高く、しかもその燃えかすから良質の活性炭
の得られる条件が設定できることに加えて、廃タイヤの
燃焼の際に発生する炭素分、水素分ならびに硫黄分がフ
ロンと作用することによってフロンを分解させるので、
本来の廃タイヤ処理には何等支障を来すことなく極めて
簡易にフロン処理が可能となる。
【0013】また本発明の第2の要旨によれば、特に廃
タイヤの処理温度を800°〜900℃とすることによ
って、前記燃焼雰囲気中でのフロンの最も望ましい処理
温度が保たれ、フロンの分解処理がますます安定して行
なわれるようになるものである。
【0014】さらに、本発明の第3の要旨によれば、廃
フロンを前記廃タイヤ燃焼炉内に導入する手段として、
燃焼可能の担体、たとえば古布などを廃タイヤのたとえ
ばチューブあとの空間などに充填し、これに前記廃フロ
ンをたとえば浸み込ませるなどの手段で担持せしめるこ
とにより、廃タイヤに随伴して任意の添加量の廃フロン
を極めて簡単に炉内に導入することが可能になるもので
ある。
【0015】また、本発明の第4の要旨によれば、前記
廃フロンの担体への担持を、これを充填した廃タイヤの
導入から10〜30秒の直前に行なうので、フロンの散
逸が防げることもさりながら、フロンの分解効率も最も
優れたものが得られることが実験的に知られた。
【0016】さらに、本発明の第5の要旨によれば、前
記の廃フロンの担持量を廃タイヤ160kg当り10〜5
0kgとしたので、前記のフロン分解効率の最も優れたも
のが確立され、殆んど100%の分解効率を得ることが
可能になる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。まず最初に本発明
処理方法の実施される設備の概要について図面に基いて
述べる。図1に本発明に適用される廃タイヤ処理プラン
トの一例の概略説明図を示す。同図において、1は廃タ
イヤを焼却処理するためのタイヤ燃焼炉であり、廃タイ
ヤ30はタイヤ投入コンベアー31により搬送されてタ
イヤ投入口8Aからタイヤ燃焼炉1内に投入され、水冷
された炉壁に設けられた図示しない多数のエアーノズル
を用い燃焼ブロワ32からの送風により廃タイヤ30を
強制燃焼させる。33は油圧ユニットであって、タイヤ
の燃え殻を順次押し出すためのプッシャー33Aを駆動
するためのものである。また34は冷却水タンクであ
る。
【0018】以上の焼却による発生熱で生成される温水
は当然利用される(35)。一方、焼却により生ずる排
気ガス36は可燃ガスを含むものであり、これにさらに
燃料を添加して再燃焼バーナ37において800°〜9
00℃に再加熱し、圧力一定としたのち、水管式廃熱ボ
イラ38によって蒸気を生成し、これを利用する(3
9)。なお40は燃料タンクである。
【0019】このようにして焼却された廃タイヤ30の
燃え殻からは良質の活性炭が得られるので、活性炭ホッ
パー41に回収し、選別、分級を必要により行なって、
製品の活性炭とする。一方、廃熱ボイラ38を通過した
排気は電気集塵機42、前記活性炭利用の脱硫装置43
を経て煙突44より排出される。なお45は排気ブロワ
である。
【0020】本発明の以上の構成において次に述べるよ
うにダクトおよびエアジャケットを通して送風管から燃
焼室に空気を吹き付けるエアーカーテン方式となるの
で、燃焼による炎は燃焼室内の中央に向うことになっ
て、左右壁に直接当ることがなくなり、従ってこれらが
保護される。また、燃焼室の側壁周囲に形成された水室
に送風管が設けられているので、これが補強管としての
機能も有することになり、輻射熱による燃焼室側壁の歪
みを防止することも可能となる。
【0021】すなわち、図2は、本発明に適用される廃
タイヤ燃焼炉の他の一例であって、特にエアーカーテン
方式となる燃焼室内の内部構造の詳細を示す一部切欠斜
視図であり、以下同図を参照しながら説明する。同図に
おいて、1は廃タイヤ燃焼炉である。2は炉本体、3は
炉床、4は炉床3の上面に配設された前後壁4A、左右
壁4B、天板4Cからなる炉外覆体である。そして、こ
の外覆体4は、炉床3より所定高さをもって張設された
ロストル5を中心に、上方室6と下方の灰収納室7が形
成されている。なお、この灰収納室7の壁25aは煉瓦
積みによる組み立てで構成されている。
【0022】また、この上方室6には下方の燃焼室8
と、上方水室9が形成され、この燃焼室8の側壁周囲に
は上方水室9と連通する下方水室10が形成されてい
る。8Aは、燃焼室8の前面に開口されているタイヤ投
入口で、このタイヤ投入口8Aには開閉自在の蓋8Bが
設けられている。7Aは上記灰収納室7の前面に開口さ
れた灰取出口で、この灰取出口7Aには開閉自在に蓋7
Bが設けられている。11は上記上方水室9の前方部に
形成された燃焼室8と連通する上方燃焼室である。
【0023】12は上記燃焼室8内に斜めに配設された
適数本の水管で、前端部が上記下方水室10の前方部に
連通され、この前端部より低い後端部は上記下方水室1
0の後方部に連通されている。従って、燃焼室8での火
焔や熱を含んだ廃熱は、これら水管12を加温しながら
排出されることになる。13は上記上方水室9内に配設
された適数本の煙管で、前端部は上記上方燃焼室11と
連通しているとともに、他端は上記後壁4Aに開口され
ている。14は上記外覆体4の左右壁4Bにおける燃焼
室8に対応する部分に添設されたエアジャケットで、こ
のエアジャケット14と上記燃焼室8とは下方水室10
を介して適数本の送風管14Aで連通されている。
【0024】15はこのエアジャケット14に連通され
たダクトで、このダクト15にはブロワ22が連結され
ている。燃焼室8への空気はこのブロワ22から取り込
まれ、上記ダクト15ならびにエアジャケット14を通
して吹き付けられる。16は上記外覆体4における前壁
4Aの上方に、上記上方燃焼室11と連通するように配
設された排気管で、この排気管16には防爆蓋16Aが
設けられている。17は上記外覆体4における後壁4A
の上方に、上記煙管13の後端開口部をかこむように添
設された排気室で、この排気室17には排煙管18が連
結される。
【0025】次に、以上述べたような構成の装置を用い
て本発明の廃フロン処理方法を実施する手段について説
明する。まず、廃フロン処理に当っての基本支燃原料と
しては前記の通り産業廃棄物として近年増加の傾向にあ
る自動車用などの廃タイヤを使用するものである。この
ような廃タイヤは鋼線等の金属線を含むものであり、燃
焼雰囲気の適切な制御等により、廃タイヤのゴム部分の
燃焼に伴って、酸化、分散することができる。これらの
タイヤは炉内において、400°〜950℃、好ましく
は800°〜900°で、酸素の存在下、およびCO2
ならびに水蒸気の存在下で燃焼される。この場合、燃焼
用の空気としては、好ましくは高湿度、たとえば、相対
湿度が少なくとも60%であり、必要に応じて燃焼雰囲
気中に水を適当な手段で添加することが有効である。
【0026】この場合、フロンは一般的には難燃性であ
るが、炭化水素と混合することにより900℃前後で燃
焼することが知られている。前記廃タイヤ燃焼炉内で
は、タイヤの分解に伴なって炉内に炭化水素雰囲気を発
生して燃焼するので、この炉内に任意の手段によりフロ
ンを導入すれば、フロンを燃焼させることが可能とな
る。
【0027】この場合、タイヤは一般にその組成の大部
分が炭素と水素の結合からなる天然および合成ゴム、な
らびにカーボンブラックを主体とする炭素分、鋼線等の
金属線の他、加硫剤などとしてゴム分に添加されている
硫黄分を少量含むものであって、理由は明らかでない
が、炉内燃焼雰囲気中に若干の硫黄分が存在した方が、
フロンの分解効率が優れていることを本発明者は確認し
ている。
【0028】そこで炉内への廃フロンの導入手段として
は、たとえば炉壁内面に開口する適当なスプレー手段を
設けて、燃焼雰囲気中に廃フロンを直接噴出させて燃焼
せしめることも可能であるが、従来設備を実質的に何等
変更することなく、極めて簡易にタイヤ燃焼炉内にフロ
ンを導入することを可能とする手段として、本発明者は
次の提案を行なうものである。
【0029】すなわち、先に示した図1におけるタイヤ
投入コンベアー31の廃タイヤ30をタイヤ投入口8A
から燃焼炉1内に投入するに先立って、あらかじめ廃タ
イヤ30のたとえばチューブあとの空間などに、燃焼可
能の担体、たとえば古布あるいはこれと類似の性質のも
の、を充填などにより随伴させておき、その上で、廃タ
イヤ30がコンベア31上を搬送されて投入口8Aから
投入される直前に、廃フロンを前記担体に担持させて廃
タイヤ30と共に燃焼炉1内に投入するものである。
【0030】この場合、回収された廃フロンは、ボンベ
に充填されて保管されている姿のものが多く、従って放
出に際しては、ボンベに適当なパイプ等を接続して、バ
ルブの開放によって前記の古布等の担体に直接注げばよ
い。放出された廃フロンは、組成(沸点)にもよるが、
上記担体に浸み込むか若しくはドライアイス状の固体化
するので、殆んど大気中に散逸することはない。この廃
タイヤ30に対する廃フロンの添加は、前記廃タイヤ3
0を燃焼炉1に投入する10〜30秒前に行なうこと
が、フロンの散逸を防ぐこともさることながら、理由は
明らかでないが、フロンの分解効率が最も優れているこ
とが、実験的に見出されている。
【0031】上記の処理方法によって廃フロンを分解す
ると、その結果として、排ガス中にHFおよびHCLが
存在することになるが、これはアルカリ溶液、たとえば
ソーダ灰溶液を用い、たとえば湿式脱硫手段などと同様
の手法を用いて中和処理を行なえば良い。中和手段の配
置としては、たとえば図1のレイアウトの場合、電気集
塵機42が乾式であればその後、また湿式であればその
前でも良い。なお、その他SO2、NOx、さらにC
2、HClなどは、脱硫装置43において吸着される
ので、煙突44からは無公害の排気が放出されることに
なる。一方、前記HFおよびHCLは、中和処理の結
果、蛍石、および塩化ナトリウムとして分離するので無
害物質として除去することができる。
【0032】ここで実験結果の一例を上げると、既存の
廃タイヤ燃焼炉について、温水、蒸気等を所期のように
得つつ、1本約35kgの廃タイヤを6分間隔で、ほぼ1
60kgづつの割合で投入する工程で、タイヤの焼却を行
なった。この際、タイヤのチューブあとの空間に古シー
ツ(木綿布)を充填し、これに前記タイヤ160kg当り
フロン10〜50kgの割合いでそれぞれのタイヤの焼却
炉投入前10〜30秒の時点で注入したのち投入した。
フロンとしてはCFC−12(沸点−29.8℃)が用
いられた。これらのフロンは、廃車のカーエアコンから
抜き取られたものである。フロンは、タイヤへの注入と
殆んど同時にドライアイス状の固体となった。なお、燃
焼炉温度は900℃とした。また中和手段としてはソー
ダ灰溶液槽を乾式電気集塵機のあとに配置して用いた。
【0033】以上のサイクルで実験を繰りかえした結
果、1回のタイヤ投入につき、温度の低下はほぼ6℃程
度であり、ただちに元の炉温に復帰するので、燃焼炉の
操業には何等支障を来さなかった。この場合、前記の条
件の内、就中、タイヤ160kg当りフロン20〜30kg
を燃焼炉投入前20秒前後で添加した条件が、特に優れ
ており、フロンの分解効率99.78〜99.99%が
達成された。なお、得られる活性炭の諸特性、収量とも
図1、図2の装置を用いて通常得られるものと全く遜色
なかった。さらに煙突よりの排気にHF、HCLなどは
実質的に検出されなかった。
【0034】本発明の廃フロン処理方法は以上の通りで
あり、要は適正操業条件で操業される廃タイヤ燃焼炉内
に廃フロンを導入して炭素分、水素分、硫黄分の作用の
もとでこれを燃焼分解するものであるから、廃タイヤ燃
焼炉のシステムとしては先に図1あるいは図2に示した
実施形態のものにはこだわらない。また、廃フロンの炉
内への導入手段が前記実施形態の如く、廃タイヤに随伴
する方式にこだわらず、炉内に廃フロンを直接噴射する
手段を用いても良いことは言うまでもない。
【0035】さらに、担体による随伴方式についても、
担体として例示した布類にかぎらず、これと同様の効果
を奏するものであれば、担体として使用しうるものであ
る。また、処理の対象となるフロンに関しても、例示し
たCFC−12以外の廃フロンにも適用可能であること
は言うまでもない。なお、前記図1、図2の設備は廃タ
イヤの処理と併せて良質の活性炭を生産する設備として
も使用されるものであるが、近年の廃フロンの増大する
蓄積量に鑑み、これら設備を廃フロン処理専用炉として
使用することにはこだわらないことは勿論である。
【0036】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、従来既存の設備を実質的にそのまま適用
し、若干の操業手段の付加を行なうのみで、極めて簡易
にしかも殆んど完全に廃フロンの分解を可能とし、しか
も既存の設備による操業ならびにそのもたらす効果には
何等影響を与えないものであり、地球環境をおびやかす
産業廃棄物として、現在国際的関心事である廃フロンを
公害発生の心配もなく極めて安全確実に処理しうる手段
として、今後の利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に適用される廃タイヤ処理プラントの一
例の概略説明図である。
【図2】本発明に適用される廃タイヤ焼却炉の他の一例
の内部構造の詳細を示す一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
1 廃タイヤ焼却炉 2 炉本体 3 炉床 4 炉外壁 4A 前後壁 4B 左右壁 4C 天井 5 ロストル 6 上方室 7 灰収納室 7A 灰取出口 7B 蓋 8 燃焼室 8A タイヤ投入口 8B 蓋 9 上方水室 10 下方水室 11 上方燃焼室 12 水管 13 煙管 14 エアジャケット 14A 送風管 15 ダクト 16 排気管 16A 防爆蓋 17 排気室 18 排煙管 22 ブロワ 25a 壁 30 廃タイヤ 31 タイヤ投入コンベアー 32 燃焼ブロワ 33 油圧ユニット 33A プッシャー 34 冷却水タンク 35 温水利用 36 排気ガス 37 再燃焼バーナ 38 廃熱ボイラ 39 蒸気利用 40 燃料タンク 41 活性炭ホッパー 42 電気集塵機 43 脱硫装置 44 煙突 45 排気ブロワ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23G 7/06 ZAB B09B 3/00 303C

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属線を含む廃タイヤを400°〜95
    0℃で酸素の存在下、およびCO2ならびに水蒸気の存
    在下で燃焼せしめるに際し、任意の手段により廃タイヤ
    燃焼炉内に導入される廃フロンを、前記廃タイヤの燃焼
    に伴ない発生する炭素分、水素分、硫黄分の作用のもと
    で燃焼分解することを特徴とする廃フロン処理方法。
  2. 【請求項2】 廃タイヤの処理温度が800°〜900
    ℃であることを特徴とする請求項1記載の廃フロン処理
    方法。
  3. 【請求項3】 廃フロンの燃焼炉内への導入手段が、燃
    焼可能の担体に前記廃フロンを担持せしめ、前記担体が
    廃タイヤに随伴して前記炉内に導入されるものであるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の廃フロン処理方
    法。
  4. 【請求項4】 廃フロンの担体への担持が廃タイヤの炉
    内導入より10〜30秒前に行なわれるものであること
    を特徴とする請求項3記載の廃フロン処理方法。
  5. 【請求項5】 廃フロンの担持量が廃タイヤ160kg当
    り10〜50kgであることを特徴とする請求項3または
    4記載の廃フロン処理方法。
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