JPH10205721A - ダイオキシンの発生を防止する炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシンの発生を防止することが可能で
あり、しかも価格的にも現状の焼却炉と同一価格レベル
である炉を提供すること。 【解決手段】 塩化ビニル樹脂を含む廃棄物を炭化炉
内で無酸素の状態で炭化させる。右炭化工程で生じる
塩化水素を塩化水素吸収剤で除去する。廃棄物を炭化
させる工程で生じるガスをガス燃焼室で燃焼させる。
炭化炉内に残った炭化物に高温の水蒸気を吹きつけ炭化
を促進させる。以上のような解決手段を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物を炭化、焼却
するための炉、より詳しくは塩化ビニル樹脂を炭化、焼
却する際にダイオキシンが発生することを防ぐことが可
能な炉に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】塩化ビニル樹脂は硬度
に富むことから、建設用波板など様々な分野で利用され
ており、プラスチックとしてはポリエチレンに次いで生
産量が多い。それゆえ、ゴミとして排出される廃棄物に
は多量の塩化ビニル樹脂が含まれることになる。

【０００３】これら塩化ビニル樹脂を含む廃棄物は、選
別されることなく焼却処理あるいは埋め立て処分されて
きた。ところが塩化ビニル樹脂は嵩高く、しかも腐らな
いことから近時焼却処理が主流になりつつある。

【０００４】係る焼却処理がなされる場合、他のゴミと
塩化ビニル樹脂を分別することなく焼却することから、
供給される燃焼用空気は燃焼性が高く、且つ、燃焼速度
の早い他の廃プラスチック、ゴミくず、紙くずなどに奪
われ、塩化ビニル樹脂に供給される空気は少なくなり、
塩化ビニル樹脂は不完全燃焼を起こしがちである。ま
た、折り重なった廃棄物は当然空気との接触が少なく、
故にそこに含まれる塩化ビニル樹脂は不完全燃焼を起こ
しがちである。

【０００５】ところが塩化ビニル等の有機塩素化合物が
３００℃〜６００℃程度の温度で不完全燃焼を起こす
と、猛毒であり発ガン性や催奇形性が高いダイオキシン
が発生する。しかも、ダイオキシンの分解温度は１３０
０℃位であるが、一般的な都市ゴミ焼却炉の炉内温度は
９００℃前後であることから、ダイオキシンは完全に分
解されず大気に拡散されることになる。かような理由か
ら近時ゴミ焼却炉施設から発生するダイオキシンが社会
問題となっている。

【０００６】この問題を解決するためにはダイオキシン
を炉内で分解するか、そもそもダイオキシンの発生を防
止する必要がある。ダイオキシンを分解するためには、
前述のように１３００℃以上の温度と１．５秒以上の炉
内滞留時間が必要である。ところが、都市ゴミ焼却炉で
もこの条件を満たすものは少なく、まして小型焼却炉に
おいては皆無に近い。故に、ダイオキシンの分解条件を
満たすためには焼却炉内で生成されたダイオキシンを分
解するための二次焼却炉の設置が不可欠となる。ところ
が１３００℃の温度と１．５秒以上の炉内滞留時間とい
うダイオキシンの分解条件を満たす二次焼却炉を製造す
ると高額なものとならざるをえず、しかも、莫大な燃料
を必要とすることから、実際上ダイオキシンを分解する
ための二次焼却炉の設置は不可能に近い。そこで本発明
は、そもそもダイオキシンの発生を防止することが可能
であり、しかも価格的にも現状の焼却炉と同一価格レベ
ルである炉を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

一、 上記課題を解決するために、本発明では以下のよ
うな手段を採用した。

【０００８】 塩化ビニル樹脂を含む廃棄物を炭化炉
内で無酸素の状態で炭化させる。

【０００９】 右炭化工程で生じる塩化水素を塩化水
素吸収剤で除去する。

【００１０】 廃棄物を炭化させる工程で生じるガス
をガス燃焼室で燃焼させる。

【００１１】 炭化炉内に残った炭化物に高温の水蒸
気を吹きつけ炭化を促進させる。

【００１２】二、 以下係る解決手段がいかなる作用を
有するかを述べる。 １、 本発明に係る炉では先ず塩化ビニル樹脂を含む廃
棄物を炭化炉内に投入し、無酸素状体のもと高温にし、
炭化させる。これはダイオキシンの発生を抑制するため
である。すなわちダイオキシンは不完全燃焼によって発
生するのであって、酸素がなければダイオキシンは発生
しないという特性を利用するものである。

【００１３】２、 塩化ビニル樹脂を含む廃棄物を無酸
素状態の炭化炉で高温にし炭化させる工程では炭化水素
や塩化水素が発生する。塩化水素は有毒であり、且つ、
腐食性を有することから速やかに除去する必要がある。
そこで炭化炉で発生した炭化水素や塩化水素を含むガス
を、炭化炉からガス燃焼室に送り込む通気路に塩化水素
吸収材を内包する塩化水素除去装置を介在させること
で、塩化水素を除去するのである。この際、本発明に係
る炉に装着される塩化水素除去装置は、通常の焼却炉に
装着される塩化水素除去装置よりもコンパクトなもので
足りる。なぜなら通常の焼却処理で発生するガスは廃棄
物重量当たり約１０〜２０倍に達するが炭化処理で発生
するガスは廃棄物重量あたり１倍以下にすぎないからで
ある。 ３、 炭化炉で廃棄物を炭化させる工程で生じるガス
は、ガス燃焼室に送り込まれたうえで燃焼させる。この
場合ガスと酸素は気体同士であるがゆえに接触が良く理
論空気量に対し１．２倍以下の空気の供給によって完全
燃焼が可能である。したがって、不完全燃焼によって生
じるダイオキシンが発生するおそれがないのである。し
かも、ガス燃焼室でガスを燃焼させるためには８００℃
以上の温度と１秒以上の炉内滞留時間があれば良い。こ
れは、塩化ビニル樹脂を含まない廃棄物を焼却するため
の通常の焼却炉に付設される未燃分を燃焼させるための
二次燃焼室や、脱臭を目的とした脱臭室と同程度の設備
である。ゆえに、本発明は現状の焼却炉の価格レベルと
変わらないにもかかわらず、性能面で大きく改善した炉
の提供が可能となるのである。

【００１４】尚、ガス燃焼室でガスを燃焼させた後の排
ガスは、通気路を通って炭化炉を囲む炭化炉周室に送り
込まれる。高温の排ガスによって炭化炉の周囲を囲むこ
とにより、炭化炉における廃棄物の炭化を促進させるた
めである。

【００１５】４、 炭化炉における無酸素状態での炭化
処理の後、炭化物に超高温の水蒸気を吹きつける。これ
は炭化物に残存する塩化水素を完全に排出させることを
目的とする。

【００１６】また、水蒸気を炭化物に吹きつけることで
炭化物と炭化物から発生するガスの伝熱効率が高まると
いう効果、並びに水性ガス反応（Ｃ＋Ｈ₂Ｏ＝ＣＯ＋
Ｈ₂）により炭化が促進されるという効果が生じる。こ
れにより炭化に要する時間は約３分の１に短縮されると
共に炭化物の大幅な減量が達成されることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、好ましい発明の実施の形態
につき図面を参照しながら述べる。図１は本発明に係る
炉の構成図である。該炉は炭化炉（１）と、塩化水素除
去装置（２）と、ガス燃焼室（３）と、炭化炉周室
（４）と、パイプ（５）とで構成されている。

【００１８】炭化炉（１）はその上部に上蓋（６）が、
下部に下蓋（７）が開閉可能に取り付けてある。

【００１９】塩化水素除去装置（２）内には、塩化水素
除去剤として炭酸カルシウム、カセイソーダ、水酸化マ
グネシウム等が内包されている。

【００２０】ガス燃焼室（３）の上部にはバーナ（８）
が取り付けてある。

【００２１】炭化炉周室（４）の側面下部には蓋（９）
が、上部には排気口（１０）が設けてある。

【００２２】パイプ（５）は炭化炉（１）の外周にらせ
ん状に巻き付けてあり、その一方端にはノズル（１１）
が取り付けてある。ノズル（１１）の先端は炭化炉
（１）内に差し込んである。パイプ（５）の他方端から
は、水あるいは他のボイラー等で作られた飽和水蒸気が
送り込まれる。

【００２３】以下係る形態を有する本発明がいかなる作
用を有するかを述べる。

【００２４】炭化炉（１）の上蓋（６）より塩化ビニル
樹脂を含む廃棄物を投入する。その後ガス燃焼室（３）
の上部に設けられたバーナ（８）を点火する。ガス燃焼
室（３）と炭化炉周室（４）は通気路（１２ａ）、（１
２ｂ）でつながっていることから、炭化炉周室（４）も
高温となり、同時に炭化炉（１）内も高温となる。これ
により炭化炉（１）内の空気は通気路（１２ａ）を通っ
て追い出され、炭化炉（１）内は無酸素状態となる。係
る無酸素状態のもと廃棄物は炭化される。炭化の過程で
発生するガスは通気路（１２ａ）を通ってガス燃焼室
（３）に送られる。ガス中に含まれる塩化水素は通気路
（１２ａ）途中に設置されている塩化水素除去装置
（２）により除去される。ガス燃焼室（３）内でガスを
燃焼した後の高温の排ガスは、通気路（１２ｂ）を通っ
て炭化炉周室（４）に送り込まれる。この高温の排ガス
を利用して炭化炉（１）内を高温にすると共に、炭化炉
（１）にらせん状に巻き付けられたパイプ（５）をも高
温にする。パイプ（５）の一方端から送り込まれる水あ
るいは飽和水蒸気は高温のパイプ（５）内を通過する過
程で高温となり、ノズル（１１）から噴出される時には
超高温の水蒸気となる。炭化、焼却処理後、排ガスは排
気口（１０）より放出され、一方、炭化物は炭化炉
（１）の下蓋（７）より炭化炉周室（４）に落とし込
む。炭化炉周室（４）内に落とし込まれた炭化物は、ガ
ス燃焼室に装備されたバーナの燃焼用空気の余剰空気、
あるいは送風械等によって他から導入された燃焼用空気
によって燃焼させる。係る焼却処理によって残存物の更
なる減量化が達成される。この段階では炭化物に塩素は
含まれないことから、ダイオキシンはもとより塩化水素
も発生しない。この焼却処理による残存物は、炭化炉周
室（４）の蓋（９）より外部に取り出される。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているこ
とから以下に示すような効果を奏する。

【００２６】 塩化ビニル樹脂を無酸素状態で炭化さ
せることが可能であり、ダイオキシンの発生を抑制でき
る。

【００２７】 炭化処理によって生じるガスの量は、
通常の焼却処理によって生じるガスの量よりも大幅に少
ないことから、塩化水素除去装置をコンパクトなものと
することができ経済性に優れている。

【００２８】 ガス燃焼室に送り込まれるガスの中に
はダイオキシンが含まれていないことから、通常の焼却
炉に付設される二次燃焼室と同程度の設備で足り、現状
の焼却炉と変わらない価格レベルでより高性能な炉を提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る炉の構成図。

【符号の説明】

１・・炭化炉 ２・・塩化水素除去装置 ３・・ガス燃焼室 ４・・炭化炉周室 ５・・パイプ ６・・上蓋 ７・・下蓋 ８・・バーナ ９・・蓋 １０・・排気口 １１・・ノズル １２ａ、１２ｂ・・通気路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄物を炭化処理するための炭化炉（１）
   と、炭化処理の過程によって生じる塩化水素を除去する
   ための塩化水素除去装置（２）と、炭化処理の過程で生
   じるガスを燃焼させるためのガス燃焼室（３）と、ガス
   を燃焼させた後の排ガスを送り込む炭化炉周室（４）と
   から成る炉。
2. 【請求項２】請求項１記載の炉において炭化炉（１）の
   外周に水蒸気を炭化炉（１）内に送り込むためのパイプ
   （５）を巻き付けたことを特徴とする炉。