JPH10328638A

JPH10328638A - 組立式廃棄物処理炉

Info

Publication number: JPH10328638A
Application number: JP9155818A
Authority: JP
Inventors: Ryoda Sato; 亮拿佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで製造でき、且つ、故障に伴う休止
期間を短縮できる廃棄物処理炉を提供する。【構成】水平な搬入管１、上部が開口した３方口管
２、下方に向かって傾斜した第１加熱管３、第２加熱管
４、搬送管５及び第３加熱管６を、被処理物である廃棄
物の搬送方向に順次連結する。第１加熱管３、第２加熱
管４及び搬送管５を所定の角度で傾斜させるために、３
方口管２と第１加熱管３の間に、湾曲した管路をもつ連
結管８を設ける。第３加熱管６を所定の角度で傾斜させ
るために、搬送管５と第３加熱管６の間に、湾曲した管
路をもつ連結管９を設ける。３方口管２の開口部に排気
管１０を接続し、これにガスタンク１１、油化装置１２
及びエマルジョン化装置１３を接続する。これらの炉体
構成部材は、それぞれの専門業者に製造させたユニット
部材である。廃棄物の種類等に応じて、ユニット部材の
組み合わせを変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚染土砂やヘド
ロ、シュレッダーダスト、プラスチック屑、生ゴミ等の
各種廃棄物をの無害化処理し、且つその廃棄物の全てを
再生利用することができる組立式廃棄物処理炉に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】汚染土砂やヘドロ、シュレッダーダス
ト、プラスチック屑、生ゴミ等の各種廃棄物を無害化す
るために、様々な廃棄物処理炉が開発されている。これ
に関し、本出願人もマルチアークを利用した各種の廃棄
物処理炉を提案している。そして、本出願人が提案した
ものも含め、従来の廃棄物処理炉は、全て処理すべき廃
棄物の種類に応じて専用設計され、且つ専用部材を用い
て一貫生産されるタイプである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、廃棄物は地
域によってその種類が大きく異なる。即ち、汚染土砂が
多く生じる地域もあれば、シュレッダーダストが多く生
じる地域もある。そして、汚染土砂の処理では有機ガス
は殆ど生じないが、シュレッダーダストやプラスチック
屑の処理では大量の有機ガスが生じるので、汚染土砂が
多く生じる地域には、汚染土砂の処理に適した設計の廃
棄物処理炉を設置する必要があり、シュレッダーダスト
やプラスチック屑が多く生じる地域には、それぞれの処
理に適した設計の廃棄物処理炉を設置する必要がある。

【０００４】しかしながら、従来の廃棄物処理炉は、空
気を大量に供給して廃棄物を燃焼させるので、不完全燃
焼対策や、発生する有毒ガスの対策、排気煙突等を必要
とし、その関係から廃棄物の種類に応じた専用設計の一
貫生産タイプであることを余儀なくされ、そのために設
計から製造までに多大の工数を必要とし、非常に高価な
ものになっている。また、従来一般の廃棄物処理炉は、
専用設計の一貫生産タイプであるにもかかわらず、単に
廃棄物を無害化するに止まり、廃棄物から経済的価値の
ある有益物を生み出すまでには至っていない。これらの
ため、廃棄物の処理は、これまではコストのかかる行政
サービスとして位置づけられている。また、無害化とは
いっても、ダイオキシンを含む排ガスを放出するなど、
完全な無害化には至っていない。

【０００５】これに対し、本出願人が開発したマルチア
ーク式の廃棄物処理炉は、マルチアークに伴う超高温、
電磁振動等の強力なエネルギーにより、廃棄物の処理に
伴って発生するダイオキシンを含め、その廃棄物を完全
に無害化することができ、しかも、その廃棄物を金属、
セラミック等の有益物質に転化させることができる特徴
がある。

【０００６】しかし、従来の廃棄物処理炉は余りにも高
価であるので、廃棄物から有益物質を生み出すことはで
きても、それによって経済的な利益を生じるまでにはな
かなか至らず、地域産業の振興に利用されるようなこと
はなかった。

【０００７】また、従来の廃棄物処理炉は、その一部が
故障すると、炉全体の休止を余儀なくされ、しかも、そ
の修理に時間がかかるので、故障に伴う休止期間が長い
という問題がある。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みて創案さたもの
であり、従来より格段に低コストで製造でき、しかも、
故障に伴う休止期間の大幅短縮を可能にする組立式廃棄
物処理炉を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる組立式廃
棄物処理炉は、搬入される廃棄物を連続的に加熱処理し
て廃棄物よりガスを発生させると共に、発生ガス及びガ
ス発生後の廃棄物を回収する非燃焼方式の廃棄物処理炉
であって、処理すべき廃棄物の種類等に応じて組み合わ
された複数種類のユニット部材により、炉体が構成され
ていることを特徴とする。

【００１０】本発明にかかる組立式廃棄物処理炉は、非
燃焼方式であるため、不完全燃焼対策や、発生する有毒
ガスの対策、排気煙突等を実質的に必要としないので、
基本的な構造が簡単であり、廃棄物の種類による構造の
違いも比較的少ない。そこで炉体をユニット化し、複数
種類のユニット部材を、それぞれ得意とする各地方の専
門業者に別々に多量発注し、製造させておく。処理炉を
施工するときは、その地域で生じる廃棄物の種類に応じ
て、必要なユニット部材を部材製造業者から取り寄せ、
現地で組み立てる。これにより、廃棄物の種類に応じた
処理炉が製造されるにもかかわらず、その製造コストを
従来の専用設計・一貫施工方式のものに比べて約１／３
以下に低減することができる。

【００１１】また、処理炉の一部が故障した場合は、該
当するユニット部材を部材製造業者から取り寄せて交換
すればよいので、修理に要する休止期間を大幅に短縮す
ることができ、修理に要するコストについても大幅低減
が可能である。

【００１２】本発明にかかる組立式廃棄物処理炉は、直
立型でも傾斜型でもよい。廃棄物の加熱は炉を外側から
加熱する間接加熱でも、炉内に空気を供給しないでその
炉内を直接加熱する直接加熱でもよい。要は炉内に搬送
される廃棄物を燃焼させなければよく、効率は直接加熱
方式の方が高い。

【００１３】炉体が傾斜型の場合、複数種類のユニット
部材としては、例えば傾斜配置され、内部に搬送される
廃棄物を加熱する加熱管、加熱管の上端側の端部に接続
され、加熱管での加熱に伴って生じるガスを排出させる
ための開口部を備えた３方口管、及び３方口管と加熱管
の間に設けられ、加熱管に所定の傾斜角度を付与するべ
く湾曲した連結管等を挙げることができる。

【００１４】加熱管を傾斜配置することにより、加熱管
で生じるガスが下から上に導かれ、そのガスが持つ熱を
有効に利用しながら、効率的にガス排出が行われる。廃
棄物の重さや大きさによって加熱管の傾斜角度を変える
必要があるが、連結管の種類を変えるだけでこれに対応
できる。

【００１５】ガスが水蒸気のような害のないものであれ
ば、３方口管に接続される排気管を通して、これを外部
に放出する。このとき、排気管に熱交換器を取り付ける
ことにより、そのガスの熱が回収される。ガスが、樹脂
を加熱したときに生じる有機ガスの場合は、そのガスを
回収し、加熱管に設けられるバーナの燃料等として利用
する。ガスがダイオキシン等を含む有害ガスの場合は、
排気管に、マルチアークを利用した無害化装置を取り付
ける。

【００１６】ここにおける排気管、ガス回収装置、マル
チアークを利用した無害化装置等も、ユニット部材とし
て、各地方の専門業者に別々に多量発注し、製造させて
おく。

【００１７】なお、マルチアークとは、先端を接近させ
て中心線の周囲に対照的に傾斜配置された複数本の電極
棒に位相が異なる電圧を印加して発生させる超高温のア
ーク炎であり、電磁振動、回転磁界、紫外線等を伴うこ
とにより、フロン、ダイオキシン等の分解の困難な物質
も無害化することができる。また、これを水中で発生さ
せることにより、その水を酸素と水素に分解することが
できる。このとき発生するガスはブラウンガスと呼ば
れ、酸素の供給なしで高温で燃焼する。また、水中でマ
ルチアークを発生させることにより生じるマルチアーク
水はクラスターが極めて微細になっているので、このマ
ルチアーク水の中に油を注入することにより、水中に微
細な油粒子が分散したエマルジョンが生成される。この
エマルジョンは、油自体の燃焼性が劣る場合も、燃焼性
の非常に高いものとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に
かかる組立式廃棄物処理炉の概略的側面図である。

【００１９】第１の実施形態にかかる組立式廃棄物処理
炉は、有毒物質を含まない灰、ヘドロ、土砂等に、紙、
布、繊維屑、おが屑、木片屑、プラスチック屑等が混入
した廃棄物の処理に適した処理炉である。

【００２０】この処理炉は、水平な搬入管１、上部が開
口した３方口管２、下方に向かって傾斜した第１加熱管
３、第２加熱管４、搬送管５、第３加熱管６及び容器７
を、被処理物である廃棄物の搬送方向に順次連結した基
本構造になっている。

【００２１】ここで、第１加熱管３、第２加熱管４及び
搬送管５は、入側の水平な３方口管２に対して所定の傾
斜角度で下降傾斜しており、この傾斜角度を得るため
に、３方口管２と第１加熱管３の間には、湾曲した管路
をもつ側面視で楔形の連結管８が設けられている。ま
た、第３加熱管６は、入側の搬送管５より更に大きい角
度で下降傾斜しており、この傾斜角度を得るために、搬
送管５と第３加熱管６の間には、湾曲した管路をもつ側
面視で楔形の連結管９が設けられている。

【００２２】第１加熱管３は複数の油バーナ３ａを備え
ており、管内を通過する廃棄物を油バーナ３ａから噴出
される火炎により低温加熱（２００℃以下）する。第２
加熱管４は複数の油バーナ又はガスバーナ４ａを備えて
おり、管内を通過する廃棄物を油バーナ又はガスバーナ
４ａから噴出される火炎により２００〜３５０℃程度に
中温加熱する。搬送管５は廃棄物を強制的に搬送する歯
車等の搬送機５ａを備えており、これにより廃棄物を強
制搬送すると共に、搬送機５ａの前後に設けられたバー
ナ５ｂにより廃棄物を４００℃程度に加熱する。第３加
熱管６は複数のガスバーナ６ａを備えており、管内を通
過する廃棄物をガスバーナ６ａから噴出される火炎によ
り５００℃程度に高温加熱する。

【００２３】３方口管２は、廃棄物を強制的に搬送する
コンベア等の搬送機２ａを備えている。３方口管２の上
部開口には、排気管１０が垂直に接続されている。排気
管１０の上端にはガスタンク１１が接続されており、こ
のガスタンク１１には油化装置１２とエマルジョン化装
置１３が直列に接続されている。油化装置１２はガスタ
ンク１１に回収された有機ガスを油化する装置である。
また、エマルジョン化装置１３は水中で発生させたマル
チアーク中に、油化装置１２で生成された油を注入する
ことにより、水中に微細な油粒子を分散させたエマルジ
ョンを生成する装置である。

【００２４】なお、上述した構成部材は全てそれぞれの
専門業者にて製作されたユニット部材である。

【００２５】廃棄物は搬入管１から３方口管２を通って
第１加熱管３に投入される。その廃棄物は自重で第１加
熱管３を通過し、この過程で油バーナ３ａから噴出され
る火炎により低温加熱（２００℃以下）される。油バー
ナ３ａに供給される燃料としては、油化装置１２で生成
される油、或いはエマルジョン化装置１３で生成される
エマルジョンが使用される。第１加熱管３を通過した廃
棄物は、第２加熱管４に投入され、ここで油バーナ又は
ガスバーナ４ａから噴出される火炎により２００〜３５
０℃程度に中温加熱される。ガスバーナ４ａに供給され
る燃料としては、ガスタンク１１に回収された有機ガ
ス、或いはマルチアークを用いて生成されたブラウンガ
スが使用される。第２加熱管４を通過した廃棄物は、搬
送管５を経て第３加熱管６に投入され、ここでガスバー
ナ６ａから噴出される火炎により５００℃程度に高温加
熱される。ガスバーナ６ａに供給される燃料としては、
マルチアークを用いて生成されたブラウンガスが使用さ
れる。そして廃棄物は、その高温雰囲気により非燃焼状
態でガス化し、融点の低いものは溶融し、それぞれ有効
に利用される。但し、各加熱管での加熱温度は被処理物
の種類によって任意に変更できるのは勿論である。

【００２６】以上のようにして廃棄物が順次高温に加熱
されることにより、廃棄物からは水蒸気だけでなく、廃
棄物中に含まれるプラスチック等の有機物が気化するこ
とにより有機ガスが発生する。廃棄物から発生した有機
ガスは、温度が高いので、下降傾斜した第１加熱管３、
第２加熱管４、搬送管５及び第３加熱管６を上昇し、効
率よくガスタンク１１に回収される。回収された有機ガ
スは、ガスバーナの燃料として直接使用されると共に、
油及びエマルジョンの製造原料となる。また、この加熱
処理により、廃棄物中の有機物が炭化すると共に、残っ
た土砂等の無機物も加熱により減菌処理される。これに
より、処理後の廃棄物は、炭素を含む加熱減菌土砂とし
て、土壌や道路、土地造成への利用が可能になる。ま
た、ポーラス状のセメント状にすることにより、護岸工
事用の型材や排水管等としての利用が可能になる。

【００２７】廃棄物はその加熱処理に伴って軽くなり、
加熱管内の自重による搬送が困難になる。そのために、
第２加熱管４と第３加熱管６の間に搬送管５が設けられ
ると共に、第３加熱管６の傾斜角度が入側の加熱管の傾
斜角度より大きく設定されている。

【００２８】有毒物質を含まない灰、ヘドロ、土砂等
に、紙、布、繊維屑、おが屑、木片屑、プラスチック屑
等が混入した廃棄物を処理する場合でも、これらの比率
等は地域に固有であるため、異なる地域に処理炉を設置
する場合は、第１加熱管３、第２加熱管４及び搬送管５
の傾斜角度、及び第３加熱管６の傾斜角度を変える必要
がある。その場合でも、連結管８，９のみを変えればよ
い。また、搬送管５を必要としない場合は、これを省略
すればよく、逆に搬送管５だけで搬送が困難な場合は、
第１加熱管３と第２加熱管４の間にも搬送管を設ければ
よい。

【００２９】いずれにしても、本発明にかかる組立式廃
棄物処理炉では、構成部材が全てユニット化されている
ので、そのユニット部材の最小限の変更や増減により、
広い範囲の廃棄物に対応することができる。また、部材
が破損した場合は、その部材のみを交換すればよい。

【００３０】図２は本発明の第２の実施形態にかかる組
立式廃棄物処理炉の概略的側面図である。

【００３１】第２の実施形態にかかる組立式廃棄物処理
炉は、以下の点で、第１の実施形態にかかる組立式廃棄
物処理炉と相違している。

【００３２】３方口管２は、上部に２つの開口を有す
る。３方口管２の入側には、連結管１４を介して予備加
熱管１５が接続されている。予備加熱管１５は上昇傾斜
しており、廃棄物を強制的に搬送するために、プッシャ
ー等の搬送機１５ａを備えると共に、その廃棄物を加熱
するために複数のバーナ１５ｂを備えている。３方口管
２の入側の開口部には、排気管１６が接続されている。
３方口管２の出側の開口部には、第１の実施形態にかか
る組立式廃棄物処理炉と同様に、排気管１０が接続さ
れ、これにはガスタンク１１を介して油化装置１２及び
エマルジョン化装置１３が接続されている。

【００３３】３方口管２の出側には、第１の実施形態に
かかる組立式廃棄物処理炉と同様に、第１加熱管３、第
２加熱管４、搬送管５及び第３加熱管６が接続されてい
る。そして、第３加熱管６の出側には高温加熱管１７，
１７が接続され、その出側にはルツボ１８が接続されて
いる。高温加熱管１７は、マルチアーク発生機構１７ａ
を備え、そのマルチアークを廃棄物に照射することによ
り、これを溶融させる。

【００３４】第２の実施形態にかかる組立式廃棄物処理
炉は、シュレッダーダスト等の金属分が多い廃棄物の処
理に適する。その廃棄物が予備加熱管１５を通過する過
程で、廃棄物から水分、空気、低温で気化するガスが生
じる。これらのガスは、予備加熱管１５内を上昇し、入
側の排気管１６から炉外に排出される。

【００３５】予備加熱管１５で予備処理された廃棄物
は、引き続き第１加熱管３、第２加熱管４、搬送管５及
び第３加熱管６により加熱処理され、これにより廃棄物
中の有機物から有機ガスが回収される。この工程は第１
の実施形態にかかる組立式廃棄物処理炉と同じである。
そして、加熱処理された廃棄物は、高温加熱管１７，１
７を通過する過程でマルチアークの照射により超高温に
加熱され、金属はもとより土砂等のセラミック系物質も
溶融する。溶融物はルツボ１８内で比重差により種毎に
分別される。これにより、廃棄物からセラミック及び各
種の金属が取り出される。

【００３６】このように、第２の実施形態にかかる組立
式廃棄物処理炉は、第１の実施形態にかかる組立式廃棄
物処理炉と比べ、廃棄物の種類の違いに起因して機能が
大きく異なるが、構造上の違いは、予備加熱炉１５、排
気管１６、高温加熱管１７，１７及びルツボ１８を付加
し、３方口管２を２開口形式のものに交換するに止ま
る。従って、この組立式廃棄物処理炉も、その機能に比
して非常に安価なものになる。

【００３７】また、いずれの組立式廃棄物処理炉も北海
道、九州、沖縄、東北、関東、中部、近畿、中国等の中
小企業でも製造や保守点検、回収工事等に参加できると
いう大きなメリットがある。更に、廃棄物を全てエネル
ギー源や商品とすることができるというメリットもあ
る。従って、地方の産業振興に極めて有利である。

【００３８】図３は本発明にかかる組立式廃棄物処理炉
に使用されるユニット部材の概略的側面図である。この
ユニット部材は、３方口管２に接続される排気管１９で
ある。この排気管１９は、通気性のある上下のセラミッ
ク１９ａ，１９ａ間に、マルチアーク発生機構１９ｂを
備えている。廃棄物の加熱に伴って有毒ガスが発生する
場合は、この排気管１９を３方口管２の開口部に接続す
ることにより、その有毒ガスはマルチアークの照射によ
り無害化される。

【００３９】図４は本発明にかかる組立式廃棄物処理炉
に使用される別のユニット部材の概略的正面図、概略的
側面図及び概略的背面図である。このユニット部材は、
廃棄物を強制搬送する搬送管２０である。この搬送管２
０は、搬送効率を上げるために、２つの羽車状の搬送機
２０ａ，２０ｂを搬送方向に沿って２段に設け、且つ一
方を横幅方向中央部に、他方を横幅方向両側部に設けた
構成になっている。また、加熱を促進するために、搬送
機２０ａ，２０ｂの間にはバーナ２０ｃが設けられてい
る。

【００４０】図５は本発明にかかる組立式廃棄物処理炉
に使用される更に別のユニット部材の概略的正面図及び
概略的側面図である。このユニット部材は、マルチアー
クを使用した高温加熱管１７の入側に設けられるレベラ
管２１である。このレベラ管２１は歯車状の押潰しロー
ラ２１ａを備えている。マルチアークを使用した高温加
熱管１７では、廃棄物に効率よくマルチアークを照射す
るために、マルチアーク発生機構１７ａ（電極棒）が管
内に深く挿入される。そのため、管内に搬入される廃棄
物が盛り上がっている場合は、その廃棄物がマルチアー
ク発生機構１７ａ（電極棒）に当たり、これを破損させ
る危険がある。しかるに、マルチアークを使用した高温
加熱管１７の入側にこのレベラ管２１を設けることによ
り、高温加熱管１７に搬入される廃棄物の上面レベルが
常にマルチアーク発生機構１７ａ（電極棒）より下方の
適正な位置に管理されので、マルチアーク発生機構１７
ａ（電極棒）が破損する危険性は完全に排除される。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明にかかる組
立式廃棄物処理炉は、処理すべき廃棄物の種類等に応じ
て組み合わされた複数種類のユニット部材により、炉体
が構成されているので、地域に密着した処理能力の高い
炉体を従来より格段に安価に製造することができ。従っ
て、廃棄物から有益物質を製造する場合に経済的な利益
を上げることが可能となり、廃棄物の処理を税金に依存
しない独立した民営事業として成立させることができ
る。しかも、その地域の中小企業による製造も可能な簡
単な構造であるので、大企業やゼネコン以外に各地方の
中小企業もその事業に参加できる。よって、その社会
的、経済的効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る組立式廃棄物処
理炉の概略的側面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る組立式廃棄物処
理炉の概略的側面図である。

【図３】本発明にかかる組立式廃棄物処理炉に使用され
るユニット部材（排気管）の概略的側面図である。

【図４】本発明にかかる組立式廃棄物処理炉に使用され
る別のユニット部材（搬送管）を示し、（ａ）は概略的
正面図、（ｂ）は概略的側面図、（ｃ）は概略的背面図
である。

【図５】本発明にかかる組立式廃棄物処理炉に使用され
る更に別のユニット部材（レベラ管）を示し、（ａ）は
概略的正面図、（ｂ）は概略的側面図である。

【符号の説明】

１搬入管２３方口管３第１加熱管４第２加熱管５，２０搬送管６第３加熱管７容器８，９，１４連結管１０，１６，１９排気管１１ガスタンク１２油化装置１３エマルジョン化装置１５予備加熱管１７高温加熱管１８ルツボ２１レベラ管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬入される廃棄物を連続的に加熱処理し
て廃棄物よりガスを発生させると共に、発生ガス及びガ
ス発生後の廃棄物を回収する非燃焼方式の廃棄物処理炉
であって、処理すべき廃棄物の種類等に応じて組み合わ
された複数種類のユニット部材により、炉体が構成され
ていることを特徴とする組立式廃棄物処理炉。
【請求項２】前記炉体は、傾斜型又は直立型である請
求項１に記載の組立式廃棄物処理炉。
【請求項３】前記炉体は傾斜型であり、且つ複数種類
のユニット部材として、傾斜配置され、内部に搬送され
る廃棄物を加熱する加熱管と、加熱管の上端側の端部に
接続され、加熱管での加熱に伴って生じるガスを排出さ
せるための開口部を備えた３方口管と、３方口管と加熱
管の間に設けられ、加熱管に所定の傾斜角度を付与する
べく湾曲した連結管とを具備することを特徴とする請求
項２に記載の組立式廃棄物処理炉。