JPH11116966A - 高い水分量を含む廃棄物の熱処理設備 - Google Patents

高い水分量を含む廃棄物の熱処理設備

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JPH11116966A
JPH11116966A JP10201826A JP20182698A JPH11116966A JP H11116966 A JPH11116966 A JP H11116966A JP 10201826 A JP10201826 A JP 10201826A JP 20182698 A JP20182698 A JP 20182698A JP H11116966 A JPH11116966 A JP H11116966A
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treatment equipment
waste
air
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JP10201826A
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Klaus Schaefer
シェーファー クラウス
Christian Engelbert
エンゲルベルト クリスチアン
Rudolf Madl
マードル ルードルフ
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Siemens AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水分を含んだゴミを、生物学的予備処理の際の
大きな所要面積を必要とすることなく処理できるゴミの
熱処理設備を提供する。 【解決手段】ゴミの熱処理設備（２）に乾燥装置（２
６）を前置し、ゴミ（Ａ）を乾燥させるために必要なエ
ネルギー（Ｅ）はゴミの熱処理設備（２）から取り入れ
る。特に、このエネルギー（Ｅ）は、小形ゴミ貯蔵室
（３６Ｂ）の開口（５０）を介して下からゴミ（Ａ）に
送り込まれる加熱、乾燥した空気（Ｔ）によって供給さ
れるのがよい。この空気（Ｔ）の予備加熱のために、設
備（２）の蒸気タービン循環系（１６）から取り出され
る蒸気（Ｄ）が負荷されている熱交換器（７０）が設け
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は廃棄物の熱処理設
備に関する。特にこの発明は、エネルギー分離装置を備
えた任意の構想の廃棄物処理設備、好ましくは低温乾留
設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物処理の分野ではいわゆる低温乾留
法が公知である。この方法及びこの方法に従って作動す
る熱による廃棄物処理設備は、例えばヨーロッパ特許出
願公開明細書第０３０２３１０号並びにドイツ連邦共和
国特許出願公開明細書第３８３０１５３号に記載されて
いる。この低温乾留法による熱廃棄物処理設備はその主
要コンポーネントとして低温乾留装置（低温乾留ドラ
ム、熱分解炉、転換ドラム）及び高温燃焼室を備えてい
る。低温乾留装置は加熱の際に廃棄物移送装置を介して
投入された廃棄物を低化学量論的に経過する低温乾留及
び熱分解行程で低温乾留ガスと熱分解残留物質（固形の
炭素含有低温乾留物質）に変換する。この低温乾留ガス
及び熱分解残留物質は、適当に選別した後、特に再利用
可能な成分の仕分け後に、高温燃焼室の燃焼器に供給さ
れる。高温燃焼室で発生する溶融液状スラグは排出口を
介して取り出され、冷却後ガラス状の形で存在する。発
生した煙道ガスは煙道ガス管路を介して出口である煙突
に導かれる。この煙道ガス管路中には特に冷却装置とし
ての廃熱蒸気発生器、塵埃濾過装置及び煙道ガス浄化装
置が組み込まれている。さらに、この煙道ガス管路に
は、直接煙道ガス浄化装置の出口側に配置され、吸引ブ
ロワとして形成されるガス圧縮器が設けられる。煙道ガ
ス管路に組み込まれたガス圧縮器は、低温乾留ドラム内
をたとえ僅かであっても低圧に維持している。この低圧
により低温乾留ガスが低温乾留ドラムの環状パッキング
を通して周囲に漏出することを阻止している。廃熱蒸気
発生器のエネルギーは蒸気力を利用する発電装置に導か
れる。
【０００３】廃棄物移送装置を通して種々の種類の廃棄
物、例えば細分化された家庭ゴミ、家庭ゴミに類似した
産業廃棄物、粉砕された大形廃棄物、さらに脱水された
へどろ等が低温乾留ドラムに送られる。
【０００４】低温乾留装置としては、通常、内部に多数
の平行な加熱管を備えた比較的長い回転式の低温乾留ド
ラムが使用される。そしてこの加熱管により廃棄物は空
気を遮断して充分に加熱される。低温乾留ドラムはその
場合その長手軸を中心に回転する。特に低温乾留ドラム
の長手軸は水平線に対してやや傾いているのが良く、そ
れにより固形の低温乾留物が低温乾留ドラムの出口に集
められ、そこから残留物質を落とし込む穴を備えた低温
乾留ガス及び残留物質の排出室を介して再使用可能な部
分を選別するための残留物分離装置の方向に取り出され
る。この排出室はまた低温乾留ガスの排出管をも備えて
いる。
【０００５】実際には、熱処理される廃棄物は世界の或
る地域では高い水分量を持っていることが明らかにされ
ている。東南アジアではこの水分量は５０乃至６０％の
値、場合によってはさらに大きな値をとることがある。
この値は８０％にもなり得る。このように水分量の値が
高いと廃棄物熱処理設備を競合可能にかつその処理方法
を最適に設計することができない。すなわち、高い水分
量により必然的に熱処理の際に、特に熱分解の際に生ず
るガスの流量が非常に大きくなる。設備全体はこのよう
な流量に合わせて設計しなければならない。低温乾留設
備においては、さらに、基礎燃焼が行われなければなら
ない。その他に、エネルギーの正味放出量が比較的低い
ことが考えられる。
【０００６】このような考察の結果、計画の際に廃棄物
の予備処理を乾燥の形で行うことに至った。その場合、
先ず生物学的な前処理が考えられる。この乾燥の形態
は、しかしながら、その非常に大きな所要空間及び／又
は高い土地価格のため経済的な理由から達成が困難であ
る。この発明は、それ故、廃棄物の熱による予備処理が
合理的なコストで行えるという考えに基づいている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の課
題は、特に４０％以上の水分量を持つ廃棄物を処理する
ことが可能で、廃棄物の生物学的な前処理の場合の非常
に大きな所要空間を必要とすることなく行える廃棄物の
熱処理設備を提供することにある。
【０００８】特に、６０％又はそれ以上の水分量を含む
廃棄物が設備の製作コスト及び運転コストを考慮しても
有利に処理できるようにしようとするものである。この
発明の実現は特に低温乾留設備に対して適するようにす
る必要がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、エネルギー分離要素を備え、廃棄物を乾燥さ
せるために必要なエネルギーを供給するために特にこの
エネルギー分離要素に接続されている廃棄物乾燥装置を
前置して備えることを特徴とする廃棄物の熱処理設備に
よって解決される。
【００１０】廃棄物を乾燥させるためのエネルギーは、
この場合、特にエネルギー分離要素を介して廃棄物の熱
処理設備自体から取り出される。このエネルギーの取り
出しは、熱又は電気エネルギーの分離である。それ故エ
ネルギー担体は、例えば空気又は燃焼された低温乾留ガ
ス（排ガス、煙道ガス）のような高温ガスである。しか
し、またプロセスで生ずる水又は蒸気とすることもでき
る。さらに、エネルギー担体としては電流も問題とな
る。上記のエネルギー分離要素は、それ故、ガス、水、
蒸気の接続端又は例えば廃熱から得られた蒸気でタービ
ンにより駆動される発電機の電気出力端である。この電
気出力端は、その場合、乾燥媒体、特に空気の加熱のた
めに電気加熱装置に接続されている。
【００１１】廃棄物を乾燥させるために必要なエネルギ
ーを供給するためには、加熱及び乾燥された空気を使用
するのがよい。この空気は下から及び／又は上から廃棄
物にもたらされる。
【００１２】この発明のその他の好ましい実施態様は特
許請求の範囲の従属請求項に示されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を以下図面を参
照して詳細に説明する。図１において、低温乾留法によ
る熱廃棄物処理設備２は１つ又は複数、この例では３つ
の熱分解ドラム又は低温乾留装置４を備え、これらに運
転中シュレッダーで切断された廃棄物Ａ’が投入され
る。この低温乾留装置４は廃棄物Ａ’から低温ガスｇと
熱分解残留物質ｐを形成し、これらは燃焼空気ｌと共に
燃焼室８の燃焼器６に適当に選別して導かれる。燃焼室
８から放出された煙道ガスｒは熱交換器１０及び煙道ガ
ス浄化装置１２を通った後に、煙突１４を介して放出さ
れる。煙道ガスｒは熱交換器１０において水を加熱し、
この水は蒸気Ｄの形で蒸気力発電装置１６に導かれる。
この発電装置１６では蒸気タービン１８が発電機２０に
結合されている。発電機２０の電気出力配線は２２で示
されている。
【００１４】廃棄物処理設備２には投入された廃棄物Ａ
を乾燥させる乾燥装置２６が前置されている。廃棄物Ａ
は高い水分量、例えば４０％又はそれ以上の水分を含ん
でいると仮定する。後で説明するように、この乾燥装置
２６は廃棄物Ａを乾燥させるために必要なエネルギーＥ
を、熱エネルギーを分離するためのエネルギー分離要素
２８から、又は電気エネルギーの分離のために発電機に
おける出力端子の形のエネルギー分離要素３０から受け
取る。第一の要素２８は熱交換器１０の水・蒸気循環路
に配置され、水蒸気Ｄを分離することを可能にする。
【００１５】図１から明らかなように、投入された廃棄
物Ａは先ず大形廃棄物貯蔵室３２に又は特に平形貯蔵室
に与えられる。ここで廃棄物は一時的に貯蔵され、次に
多数のシュレッダー３４で細分化される。冗長的に設け
られているシュレッダー３４には多数の小形廃棄物貯蔵
室３６Ａ及び３６Ｂが接続されている。
【００１６】図１から明らかなように、多数の異なる小
形廃棄物貯蔵室３６Ａ、３６Ｂが設けられている。小形
廃棄物貯蔵室３６Ａは、その場合、下から上に向かって
開いている貯蔵室であり、他方小形廃棄物貯蔵室３６Ｂ
は上に向かって閉鎖されている、すなわち蓋によって周
囲から隔絶されている貯蔵室である。図１では２つの開
口している貯蔵室３６Ａが両側に配置されている。小形
廃棄物貯蔵室３６Ａ、３６Ｂの数は全体として必要な乾
燥工程の数より２つ多い。小形廃棄物貯蔵室３６Ｂを閉
鎖するために使用される蓋５８の各々は（図示されてな
い）クレーンによりそれぞれ１つの他の小形廃棄物貯蔵
室３６Ａの上に移動されるか他の方法で動かされる。こ
れについては図２においてなお詳しく説明する。小形廃
棄物貯蔵室３６Ａ、３６Ｂの各々における水分を含んだ
空気は、その貯蔵室が閉塞されている限り、各自の空気
ブロワ３８によりこの室から追い出される。
【００１７】図２から明らかなように、水分を含んだ廃
棄物Ａは直接大形廃棄物貯蔵室３２に投与される。ここ
では廃棄物移送装置としてクレーン４０が用いられてい
る。平形貯蔵室の場合にはホイールローダを使用するこ
とができる。クレーン４０により小形廃棄物貯蔵室３６
Ｂへの移送も行われる。大形廃棄物貯蔵室３２及びシュ
レッダー３４の下には漏水Ｓの排水系が設けられてい
る。すなわち、投与された廃棄物の袋が一部滴り落ちる
水を含んでいることを考慮しなければならない。排水系
は多数の排出孔４２、４４及び配管系４６により形成さ
れている。漏水Ｓは水浄化装置（図示せず）に導かれ、
そこで浄化された後プロセス水として利用される。浄化
の際に得られるフィルタケーキは低温乾留装置４に導か
れる。
【００１８】廃棄物Ａを乾燥させるために必要なエネル
ギーＥを供給するために、加熱及び乾燥された空気Ｔが
使用される。蓋をされた小形廃棄物貯蔵室３６Ｂにはこ
のために下からこの加熱及び乾燥された空気Ｔが吹きつ
けられる。このために底には特にノズルとして構成され
る多数の開口５０が設けられている。この各開口５０に
は調整弁５４を備えた配管５２が通じており、この調整
弁により空気の流れが制御又は調整される。配管５２
は、その場合、加熱及び乾燥された空気Ｔが供給され
る。弁５４により空気の流れはその都度廃棄物の抵抗に
合わせることができる。下からの送風に付加して又はこ
れに代わって空気Ｔは上から廃棄物Ａに吹きつけること
もできる（図示されてない）。空気Ｔは通過する際に又
は場合によっては廃棄物Ａに触れる際に水を吸入し、こ
れにより数時間後には水分を含んだ廃棄物Ａは乾燥した
廃棄物Ａ’になる。水分を含んだ空気Ｊはベンチレータ
ー又は空気ブロワ３８により吸い込まれる。このために
空気ブロワ３８は、小形廃棄物貯蔵室３６Ｂの蓋５８に
設けられている排気口５６に接続されている。
【００１９】蓋５８は、滑り軸受５９において水平方向
に１つの小形廃棄物貯蔵室３６Ｂから別の小形廃棄物貯
蔵室３６Ｂに移送装置により転移可能である。又はまた
それぞれのクレーン又はクレーングリッパー４０により
位置を変えることもできる。
【００２０】容器に据えられているこの蓋５８は特に丸
天井形に形成されているのがよい。この蓋は通常比較的
冷たいので、ここで上昇する空気Ｊの水分が結露するこ
とがある。この結露水は蓋５８に固定された排水樋６０
に溜められ、そこから凝縮水Ｐとして排出される。この
凝縮水Ｐは同様に水浄化装置に導かれる。
【００２１】個々の小形廃棄物貯蔵室３６Ｂはそれぞれ
の空気ブロワ３８により周囲に対して僅かながら低圧に
保たれているので、臭気の問題は発生しない。
【００２２】小形廃棄物貯蔵室３６Ｂから吸引された水
分を含んだ空気Ｊは循環空気としても又はまた抽出空気
としても利用される。
【００２３】循環空気運転の場合には空気中の水分は冷
却器６２で気水分離される。この冷却器６２はそのため
に冷水Ｗが供給されている。その際発生する凝縮水Ｑは
同様に浄水装置に導かれる。そこで得られた清浄水はそ
の場合さらにプロセス水として使用される。
【００２４】冷却器６２で乾燥された空気Ｋは、後で説
明するように、加熱及び乾燥された空気Ｔとして小形廃
棄物貯蔵室３６Ｂの底からの吹きつけに使用される。
【００２５】抽出空気運転の場合には乾燥した空気Ｋの
一部がスルース６４において抽出空気Ｌとして取り出さ
れる。この空気Ｌは、図１からわかるように、燃焼空気
として使用される。すなわちこの空気は結合配管を介し
て燃焼室８の燃焼器６に導かれる。このようにして臭気
の発生が確実に阻止される。容易に揮発する炭化水素の
豊富化はそれ故上記の循環系においては起こり得ない。
【００２６】別の弁６６によりこのプロセスに、すなわ
ち乾燥された空気Ｋには生空気Ｆが与えられる。このた
めに投入位置６８が設けられている。
【００２７】冷却器６２から出る乾燥した空気Ｋ（並び
に場合によっては生空気Ｆの成分）はそれから熱交換器
７０に導かれる。ここで蒸気・ガス予熱器として形成さ
れている熱交換器７０を通過した後、この空気Ｋは加熱
及び乾燥された空気Ｔに移行する。エネルギー担体とし
ては、この場合、タービン１８で既に仕事をした低カロ
リーのプロセス蒸気Ｄが使用される。このプロセス蒸気
Ｄは分離要素２８から取り出される。これに代わって高
温水の分離要素（図示せず）を設けることもできる。廃
棄物Ａを乾燥させる目的で空気Ｋを加熱するためのエネ
ルギーＥはまた低温乾留設備２のプロセスからも取り出
される。熱交換器７０に発生する凝縮水Ｃは同様に浄化
され、プロセス水として使用することができる。加熱及
び乾燥された空気Ｔはそれから前述の方法で小形廃棄物
貯蔵室３６Ｂの下部から均一に分けられて配給されるの
で、廃棄物Ａを小形廃棄物貯蔵室３６Ｂの断面にわたっ
て均一に吹きつけることができる。
【００２８】これとは代わって、加熱及び乾燥された空
気Ｔを作るために（図示してない）電気加熱装置を設け
ることもできる。この加熱装置はエネルギー分離要素３
０として使用される端子に接続されている。
【００２９】以上説明した低温乾留設備２が比較的高い
水分量を含む廃棄物Ａをもコスト的に有利に処理するこ
との可能性を開いたことは、この発明の特別の利点と見
做すことができる。低温乾留設備２に直接には関係しな
い煩雑な技術は存在しない。低温乾留設備２は、それ
故、比較的小形にかつコスト的に有利に構成できる。こ
の実施例では空気Ｋは部分的に抽出空気Ｌの形で燃焼器
６における燃焼空気として利用されるから、廃棄物Ａを
乾燥する際に比較的僅かな放出しか生じない。プロセス
で発生する凝縮水Ｐ、Ｃ、Ｓは殆ど使用されるので、比
較的僅かな生水しか必要とされない。乾燥された廃棄物
Ａ’を用意することにより比較的大きな熱出力が生み出
されるので、低温乾留の際に僅かな基礎燃焼しか必要と
しない。比較的高い発電利用率及び／または遠方熱伝達
率も達成することができる。プロセス蒸気Ｄを使用する
ことにより低カロリーの熱の利用も可能であるので、こ
のことは効率にも良い影響を与える。冒頭に述べた廃棄
物Ａの生物学的乾燥に対して比較的僅かな所要面積しか
必要としないので、設備２の全体が比較的コンパクトで
ありかつコスト的にも有利に建設される。
【図面の簡単な説明】
【図１】低温乾留法による廃棄物の熱処理設備の平面
図。
【図２】図１に示される設備要部のＩＩ−ＩＩ線縦断面
図。
【符号の説明】
２ 廃棄物の熱処理設備 ４ 低温乾留装置 ６ 燃焼器 ８ 燃焼室 １０ 熱交換器 １２ 煙道ガス浄化装置 １４ 煙突 １６ 蒸気発電設備 １８ タービン ２０ 発電機 ２６ 乾燥装置 ２８ エネルギー分離要素 ３０ エネルギー分離要素 ３２ 大形廃棄物貯蔵室 ３４ シュレッダー ３６Ａ 蓋のない小形廃棄物貯蔵室 ３６Ｂ 蓋付き小形廃棄物貯蔵室 ３８ 空気ブロワ ４０ クレーン ４２ 排出孔 ４４ 排出孔 ４６ 配管系 ５０ 開口 ５２ 配管 ５４ 調整弁 ５６ 排気口 ５８ 蓋 ５９ 滑り軸受 ６０ 樋 ６２ 冷却器 ６４ スルース ６６ 弁 ６８ 供給位置 ７０ 熱交換器 Ａ 廃棄物 Ａ’ 乾燥した廃棄物 ｇ 低温乾留ガス ｐ 熱分解残留物 ｌ 燃焼空気 ｒ 煙道ガス Ｄ プロセス蒸気 Ｓ 漏水 Ｔ 乾燥空気 Ｊ 水分を吸収した空気 Ｃ 凝縮水 Ｐ 凝縮水 Ｑ 凝縮水 Ｋ 乾燥空気 Ｌ 抽出空気 Ｆ 生空気 Ｗ 冷水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチアン エンゲルベルト ドイツ連邦共和国 91074 ヘルツォーゲ ンアウラッハ グラディオレンシュトラー セ 15 (72)発明者 ルードルフ マードル ドイツ連邦共和国 91094 ランゲルゼン デルバッハ ワルトシュトラーセ 16

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】廃棄物（Ａ）を乾燥させるために必要なエ
    ネルギー（Ｅ）を供給するためにエネルギー分離要素
    （２８、３０）と結合されている廃棄物乾燥装置（２
    ６）を前置して備えたことを特徴とする高い水分量を含
    む廃棄物の熱処理設備。
  2. 【請求項２】廃棄物（Ａ）を乾燥させるために必要なエ
    ネルギー（Ｅ）を供給するために、加熱及び乾燥された
    空気（Ｔ）が用いられることを特徴とする請求項１記載
    の熱処理設備。
  3. 【請求項３】加熱及び乾燥された空気（Ｔ）が開口（５
    ０）、特にノズルを介して、好ましくは下から廃棄物
    （Ａ）に送り込まれることを特徴とする請求項２記載の
    熱処理設備。
  4. 【請求項４】加熱及び乾燥された空気（Ｔ）を作るため
    に、分離要素（２８）から与えられた高温水又は蒸気
    （Ｄ）が負荷されかつ空気が供給される熱交換器（７
    ０）が設けられていることを特徴とする請求項２または
    ３記載の熱処理設備。
  5. 【請求項５】乾燥装置（２６）が少なくとも１つの小形
    廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）を含むことを特徴とする請求項
    １乃至４の１つに記載の熱処理設備。
  6. 【請求項６】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）にシュレッダ
    ー（３４）、大形廃棄物貯蔵室（３２）及び場合によっ
    ては廃棄物移送装置（４０）が付設されていることを特
    徴とする請求項５記載の熱処理設備。
  7. 【請求項７】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）が取り外し可
    能な蓋（５８）を備えた容器を含むことを特徴とする請
    求項５または６記載の熱処理設備。
  8. 【請求項８】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）の底に、多数
    の開口（５０）特にノズルが設けられ、これを介して加
    熱及び乾燥された空気（Ｔ）が送り込まれることを特徴
    とする請求項５乃至７の１つに記載の熱処理設備。
  9. 【請求項９】開口（５０）を通して廃棄物（Ａ）に送り
    込まれる空気（Ｔ）が弁（５４）を介して制御されるこ
    とを特徴とする請求項３乃至８の１つに記載の熱処理設
    備。
  10. 【請求項１０】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）の蓋（５
    ８）の範囲に湿った空気（Ｊ）の排気口（５６）が設け
    られ、この排気口が空気ブロワ（３８）及び／又は冷却
    器（６２）に接続されていることを特徴とする請求項５
    乃至９の１つに記載の熱処理設備。
  11. 【請求項１１】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）のガス
    （Ｊ）の圧力が空気ブロワ（３８）により周囲の圧力以
    下に保持されることを特徴とする請求項１０記載の熱処
    理設備。
  12. 【請求項１２】冷却器（１２）に冷水（Ｗ）が供給され
    ることを特徴とする請求項１０又は１１記載の熱処理設
    備。
  13. 【請求項１３】小形廃棄物貯蔵室（３６Ｂ）の蓋（５
    ８）が移動、開閉又はクレーンによって取り外しできる
    ことを特徴とする請求項７乃至１２の１つに記載の熱処
    理設備。
  14. 【請求項１４】丸天井形に形成された蓋（５８）の範囲
    に凝縮水（Ｐ）を溜める樋（６０）が設けられているこ
    とを特徴とする請求項７乃至１３の１つに記載の熱処理
    設備。
  15. 【請求項１５】燃焼器（６）を有する燃焼室（８）を備
    え、冷却器（６２）において乾燥された空気（Ｋ）を通
    過させるスルース（６４）が燃焼室（８）の燃焼器
    （６）に接続されていることを特徴とする請求項１０乃
    至１４の１つに記載の熱処理設備。
  16. 【請求項１６】シュレッダー（３４）及び／または大形
    廃棄物貯蔵室（３２）が漏水（Ｓ）の排水系（４２、４
    ４、４６）を有していることを特徴とする請求項６乃至
    １５の１つに記載の熱処理設備。
  17. 【請求項１７】蓋（５８）を備えた多数の小形廃棄物貯
    蔵室（３６Ｂ）と蓋を備えてない多数の小形廃棄物貯蔵
    室（３６Ａ）とが設けられていることを特徴とする請求
    項５乃至１６の１つに記載の熱処理設備。
  18. 【請求項１８】小形廃棄物貯蔵室（３６Ａ、３６Ｂ）の
    各々に空気ブロワ（３８）が付設されていることを特徴
    とする請求項１７記載の熱処理設備。
  19. 【請求項１９】加熱及び乾燥された空気（Ｔ）を作るた
    めに、エネルギー分離要素として形成された電気端子
    （３０）に接続されている電気加熱装置が設けられてい
    ることを特徴とする請求項２乃至１８の１つに記載の熱
    処理設備。
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