JPH11263976A

JPH11263976A - 被処理物の加熱処理装置

Info

Publication number: JPH11263976A
Application number: JP10069619A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kashiwagi; 佳行柏木; Yuji Ishizaka; 雄二石坂
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】塩素や硫化物等の有害物質を多量に含有する
廃棄物を熱分解などの熱処理を行って有害成分を分解析
出させ、これに処理剤を添加して分解ガスと反応させ
て、発生ガス又は残渣の無害化を図る試みがなされてい
る。このとき、加熱処理炉内の温度が均一でないと有害
成分と処理剤とが未反応の状態となり、有害成分が残る
可能性がある。【解決手段】回転可能な円筒体１の中央部にガス加熱
手段としての加熱筒２を、また被処理物の供給口３側、
排出口４側に電気加熱手段としての加熱コイル８を設
け、ガス加熱手段をメインに電気加熱手段で円筒体内の
不均一な部分の温度を均一に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物等の被処理
物を加熱炉で加熱して熱的処理を行う加熱処理装置に関
し、特に、加熱処理炉内の被処理物の加熱を均一に行う
ようにした加熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物（都市ゴミなど）、産業廃棄
物（シュレッダーダストなど）、灰類（焼却灰、飛灰な
ど）、処理済み媒体（バグフィルタなどでの処理粉体な
ど）、汚泥、その他各種有機物含有物などの、被処理物
を、燃焼させるのではなく、蒸し焼き状態で加熱処理
（乾燥、熱分解、炭化、灰化）して、被処理物の改質と
減容化をすることが行われている。

【０００３】この種の加熱処理方法として低温乾留法に
より廃棄物を熱処理する方法がある。この方法は例え
ば、特表平８−５１０７８９号に開示されているよう
に、回転炉内に低温乾留室（熱分解炉）及び高温燃焼室
を有し、低温乾留室は送り込まれた廃棄物を、低温乾留
ガスと熱分解残留物とに変換し、これを高温燃焼炉で燃
焼して溶融液状のスラグを生成してガラス状に固化し、
発生したガスはボイラ、除去フィルタ及びガス浄化装置
で処理して排出する。この低温乾留室としては、内部に
多数の平行な加熱管を備え、この加熱管によって廃棄物
を、ほぼ空気を遮断した状態で加熱し、また、回転の際
この加熱管によって廃棄物が上下動され、低温乾留ドラ
ムの取り出し口の方向へ移動されるようにするものであ
る。

【０００４】また、他の方法として、被処理物を加熱処
理する際、塩素成分と反応しやすいアルカリ系の添加剤
を適量混入して加熱処理し、処理灰に塩素成分を固定化
して無害な排ガスを得、処理灰は水洗浄等により塩素成
分を除去する方法も提案されている（特開平９−１５５
３２６）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の加熱処理装置に
おける加熱手段は、単一の加熱手段によって加熱するの
が一般的である。

【０００６】前記の低温乾留法による加熱手段は、回転
炉内に多数配設した加熱管に加熱ガスを導入して加熱す
るので、この加熱管に被処理物が接触し、被処理物を加
熱しやすい利点はあるが、多数の加熱管を設置するの
で、製作時および保守が非常に煩雑となる。また長期間
にわたっての安定した加熱処理性能を維持することは困
難となる。

【０００７】しかも、燃焼ガスのみで加熱しているの
で、被処理物の温度が低下した場合の昇温制御に遅れが
生じやすく、均一な加熱が行われがたく被処理物の一部
に未処理部分が生じやすい。

【０００８】また、前記の処理灰に塩素成分を固定化す
る方法における加熱手段は、外部から誘導加熱等の電気
的手段によるものであるが、この手段は、被処理物の温
度が低下した場合の昇温制御は迅速に行える利点はある
が、加熱のためのコストは、ガスに比較して高価なもの
となる。

【０００９】このように単一の加熱手段による加熱で
は、被処理物を均一に、且つ安定して加熱することは困
難な場合が発生しやすい。即ち、被処理物の性質は一定
していないので、被処理物を性質によって分別しない限
り、被処理物の質に合わせて、加熱温度，加熱時間，更
には回転炉内での移送スピード等を頻繁に調整する必要
がある。

【００１０】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における上記の課
題を解決するための手段は、一端側に被処理物を供給す
る供給口および他端側にこれを排出する排出口を有し、
略水平位置に配置した円筒体と、該円筒体の内部に設け
られ被処理物を供給口側から排出口側に撹拌しながら移
送させる手段と、この円筒体を外部から加熱する加熱手
段とで加熱処理炉を構成し、前記加熱手段は、熱ガスを
円筒体の外周に設けたガスダクトに導入して加熱するガ
ス加熱手段と、円筒体の外部に設けた加熱コイルに給電
して加熱する電気加熱手段で形成し、ガス加熱手段をメ
インにして加熱することにより加熱コストを安価なもの
とし、且つ電気加熱手段で温度制御を迅速に行って回転
炉内の温度を均一に制御するものである。

【００１２】電気加熱手段は、円筒体の軸方向の両端側
又は１端側に加熱コイルを設け、温度制御は該加熱コイ
ルに供給する交流電力もしくは誘導加熱の場合は周波数
等を制御して行う。

【００１３】ガス加熱手段は、天然ガス（ＬＮＧ）を燃
焼して熱ガスを発生させ、円筒体の外周に設けた加熱筒
（ガスダクト）に供給して行う。

【００１４】石油（灯油）、ＬＰＧ（液化石油ガス：Ｃ
Ｈ₃ＣＨ₂ＣＨ₃）は炭化水素成分を多重に含んでおり、
燃焼により、ダイオキシン類を生成しやすいが天然ガス
（ＬＮＧ）は、灯油、ＬＰＧに比較して炭化水素成分が
少ないことからダイオキシン類を生成する要因に極めて
なりにくいので、天然ガスの使用は環境上好ましい。

【００１５】また、加熱手段は、メインの加熱をガス加
熱手段で行うことで、加熱コストが安価なものとなり、
また温度低下時の迅速な昇温制御は電気加熱手段で行う
ことで安定した温度環境として、被処理物の処理を安定
させることができる。

【００１６】また、円筒体は、鉄系材料で形成する。鉄
系材料は安価であり、誘導加熱による加熱には好適であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。

【００１８】図１は本発明の第１の実施の形態で、
（Ａ）は加熱処理装置の正面から見た概念図、（Ｂ）は
円筒体の断面図である。同図において、０は加熱処理炉
で、該加熱処理炉０は、回転自在の円筒体１と、該円筒
体１の外周にガスダクトを形成し熱ガスを導入して円筒
体１を加熱する加熱筒２と、円筒体１の一方の端部に設
けられ、被処理物を円筒体１内に供給する供給口３と、
円筒体１の他方の端部に設けられた排出口４と、円筒体
１の少なくとも一方の端部に設けられた加熱コイル８と
で構成され、この円筒体１は回転駆動手段５によって回
転駆動される。回転駆動手段５は駆動用モータ５ａ、駆
動歯車５ｂ、円筒体１に設けられた従動歯車５ｃから成
る。６は供給口３側を包囲する供給側ダクト、７は排出
口４側を包囲する排出側ダクトを示す。前記の加熱コイ
ル（誘導加熱又は抵抗体）８は、加熱筒２の一端側又は
両側の円筒体１の外周に、円筒体１とは非接触で且つ近
接して設けられ、加熱筒２と共に加熱手段を構成する。

【００１９】９は燃焼装置で、天然ガス（ＬＮＧ）をＬ
ＮＧタンク９ＴからのＬＮＧを燃焼して熱ガスを発生さ
せる。この熱ガスは、円筒体１の外周に設けた加熱筒２
内に供給され、円筒体１を加熱した後、排出管ｖを介し
て排出するか、または他の加熱源として利用する。Ｈは
被処理物および処理剤とを投入するホッパを示してい
る。

【００２０】なお、図中Ｐは動的シールで、ダクト６，
７と回転する円筒体１の接合部および加熱筒２と円筒体
１の接合部に設けられ、ダクト内及び加熱筒内を密封す
る。

【００２１】一連の加熱処理は、まず、燃焼装置９でＬ
ＮＧを燃焼して熱ガスを発生させ、加熱筒２に供給す
る。同時に加熱コイル８に交流電力を供給して円筒体１
を加熱する。

【００２２】次に（又は同時に）被処理物と処理剤とを
混合したもの、又は混合しながらホッパＨから円筒体１
内に供給する。この円筒体１内で被処理物を乾留処理す
る。

【００２３】加熱手段による加熱制御は、ガス加熱手段
をメインとし、電気加熱手段を補助的に使用して、被処
理物の質又は移送速度等により生ずる円筒体内の温度の
不均一を補正する。

【００２４】特に、被処理物の供給側の温度が低下しや
すいので、供給側の加熱コイルによる温度制御が優先的
に行われる。

【００２５】図１（Ｂ）は円筒体１の縦断面図で、内部
に複数の羽根Ｓを有し、円筒体の回転により、内部に供
給された被処理物、また被処理物と処理剤の混合物を撹
拌しながら供給口側から排出口側に移動させる。この移
動をスムーズにするため、円筒体１の供給口側を排出口
側より若干高く傾斜して設備してもよい。

【００２６】なお、図１（Ａ）の実施の形態は、加熱処
理炉内の被処理物を撹拌して移動する手段として、円筒
体の中に羽根を設けて円筒体自体を回転させて移動する
ようにした場合であるが、必ずしも円筒体を回転させる
必要はなく、円筒体を固定し、内部の軸線方向に長いス
クリュー体を設けて、スクリュー体を外部から回転駆動
するようにしてもよい。

【００２７】第１の実施の形態は、円筒の中央部をガス
加熱手段とし、電気加熱手段は、温度の制御用として用
いるものである。従って、この電気加熱手段は、円筒体
の少なくとも一方（被処理物の供給側又は排出側）又は
両方に設けて円筒体内の温度を均一になるように制御す
る。

【００２８】図２は第２の実施の形態で、円筒体１のほ
ぼ全長をガス加熱手段で加熱するように加熱筒２を設
け、電気加熱手段は、加熱筒２の外部に設けて加熱筒を
加熱することによってガス加熱手段を助勢し、円筒体内
の被処理物を所定の温度に加熱するものである。

【００２９】この実施の形態においても、電気加熱手段
は、加熱筒の被処理物の供給側又は排出側のいずれか一
方にだけ設けてもよい。

【００３０】図３は第３の実施の形態で、第２の実施の
形態と同様に円筒体１のほぼ全長をガス加熱手段で加熱
するようにし、電気加熱手段は、加熱筒２の内部に設
け、円筒体をガス加熱手段とともに加熱し、被処理物を
所定の温度に加熱制御する。

【００３１】この場合も前記の実施の形態と同様に電気
加熱手段は、少なくとも円筒体の一方の側に設ける。

【００３２】以上のように、電気加熱手段は、円筒体内
の被処理物を均一に加熱するために用いられるので、次
工程があって、加熱状態の維持が必要な場合、または温
度の均一化が図れない場合などが予測される場合には、
被処理物の供給側と排出側の両方に設けておいて、必要
に応じていずれか一方又は両方を使用するとよい。

【００３３】

【実施例】次に、本発明の加熱処理装置を、ハロゲン物
質や硫化物等の有害成分を多量に含有する廃棄物などの
被処理物を、熱分解などの熱的処理を行って処理する有
害成分含有物の処理装置に適用した実施例について説明
する。

【００３４】図４は、この処理装置の概念図で、図１の
加熱処理炉を２基用いて、第１の加熱処理炉で、後述す
る被処理物の無害化のための分解反応処理を行い、第２
の加熱処理炉で炭化等による減容化を行う場合である。

【００３５】図４において、１０は第１の加熱処理炉、
２０は第２の加熱処理炉を示す。第１の加熱処理炉１０
は、回転自在の円筒体１１と、該円筒体１１の外周にガ
スダクトを形成し熱ガスを導入して円筒体１１を加熱す
る加熱筒１２と、円筒体１１の一方の端部に設けられ、
被処理物を円筒体１１内に供給する供給口１３と、円筒
体１１の他方の端部に設けられた排出口１４とで構成さ
れ、この円筒体１１は回転駆動手段１５によって回転駆
動される。回転駆動手段１５は駆動用モータ１５ａ、駆
動歯車１５ｂ，円筒体１１に設けられた従動歯車１５ｃ
から成る。１６は供給口１３側を包囲する供給側ダク
ト、１７は排出口１４側を包囲する排出側ダクト、１８
は加熱コイル（誘導加熱又は抵抗体）で、加熱筒１２の
両側の円筒体１１の外周に、円筒体１１とは非接触で且
つ近接して設けられ、加熱筒１２と共に加熱手段を構成
する。

【００３６】なお、図中１９は温度センサ装着用筒、Ｐ
は動的シールを示している。

【００３７】第２の加熱処理炉２０は、前記の第１の加
熱処理炉１０とは基本的構成は同じである。よって、同
一又は相当部分には２０の次の一桁を同じ数字とし（例
えば、２１は円筒体、２２は加熱筒）説明を省略する。

【００３８】３０はホッパで、被処理物とアルカリ金属
化合物からなる処理剤とを混合して投入し、開閉バルブ
（開閉扉）３１を介して円筒体１１の供給口１３から円
筒体１１内に供給する。被処理物としては、一般廃棄
物，産業廃棄物等の固形物や、灰類，汚泥いずれでもよ
い。

【００３９】また、このホッパ３０は、破砕機能と処理
剤の混合機能を持たせ、固形物を破砕しながら処理剤と
混合してもよいし、また、あらかじめ破砕した被処理物
と処理剤とを混合して投入してもよい。

【００４０】第１の加熱処理炉１０の円筒体１１と、第
２の加熱処理炉２０の円筒体２１とは上下方向に配設さ
れ、円筒体１１の排出側ダクト１７と円筒体２１の供給
口２３とは、開閉バルブ（開閉扉）３２を介して連通さ
れ、また、第２の加熱処理炉２０の円筒体２１の排出側
ダクト２７は開閉バルブ（開閉トビラ）３３を介して溶
解槽３４に連通し、加熱処理後の残渣および反応済みの
処理剤を排出する。

【００４１】３５は燃焼装置で、例えばＬＮＧを燃焼さ
せる場合はＬＮＧタンク３６からのＬＮＧを燃焼して熱
ガスを発生させる。この熱ガスは円筒体２１の外周に設
けた加熱筒２２内に供給され円筒体２１を加熱した後、
連絡管３７を介して円筒体１１の加熱筒１２内に送入
し、この円筒体１１を加熱した後、排出管３８を介して
乾燥手段３９に送出して、乾燥手段の熱として利用した
後、管路４１を介して燃焼手段４２に送り込まれる。

【００４２】燃焼手段４２は、第１の加熱処理炉１０の
排出側ダクト１７，第２の加熱処理炉２０の供給側ダク
ト２６内のガスと、燃焼装置３５から送出され、各加熱
部に利用し後のガスとを燃焼させ、次工程のバグフィル
タ４０に送り込む。

【００４３】この燃焼手段４２では、ガスを燃焼してタ
ール分を除去し、且つバグフィルタ４０の耐久温度以下
にガスを冷却して送り込む。

【００４４】バグフィルタ４０では処理剤で反応処理し
た後、未反応の処理剤をホッパ３０に送って再利用し、
排ガスは排ガス燃焼部４３に送り込み、ここでＬＮＧ等
により燃焼処理を行い、煙突４４から放出する。

【００４５】４５は脱水手段で、溶解槽３４内の水溶液
を固、液分離し、固形物は乾燥手段３９で乾燥した後、
炭化物ホッパ４６に排出し、液体は、水処理手段４７で
中和剤等により中和した後、溶解槽３４に返送して、再
利用を図る。

【００４６】次に一連の処理方法について説明すると、
まず、燃焼装置３５でＬＮＧを燃焼して熱ガスを発生さ
せ、加熱筒２２及び１２に供給する。また必要に応じて
加熱コイル１８，２８に交流電力を供給して円筒体２
１，１１を加熱する。次に、（又は同時に）ハロゲン物
質，硫化物を含有する被処理物とアルカリ金属化合物か
らなる処理剤とを混合したもの、又は混合しながらホッ
パ３０から第１の加熱処理炉１０の円筒体１１内に供給
する。

【００４７】この第１の加熱処理炉１０での加熱処理
は、被処理物からのＨＣｌガス，ＳＯｘガスが析出する
温度と時間を事前に調査して、被処理物の性質を把握
し、この調査結果を十分にカバーできる温度（２００℃
〜３５０℃）と時間で処理する。

【００４８】なお、この時間と温度は、加熱炉の状態
（大きさ、加熱手段などの炉に依存する条件）、処理
量、処理時間、処理温度などにも関係するので、事前に
調査などを十分に行っておく必要があり、またデータを
取り蓄積しておく必要がある。

【００４９】また、第１の加熱処理炉での加熱は、「燃
焼、焼却」ではなく、「蒸し焼き、熱分解」での処理と
すると、析出した有害なＨＣｌガス、ＳＯｘガスとアル
カリ金属化合物の処理剤とを効果的に接触反応させるこ
とができる。

【００５０】第１の加熱処理炉１０内においては、ＨＣ
ｌ，ＳＯｘ成分を含む分解ガスが発生するが、直ちにＨ
Ｃｌ，ＳＯｘ成分は添加しているアルカリ金属化合物、
例えば、炭酸水素ナトリウムと反応して無害な塩化ナト
リウム（ＮａＣｌ）、亜硫酸塩（Ｎａ₂ＳＯ₃）を生成
し、分解ガスから有害なＨＣｌ，ＳＯｘを無くする。こ
れによって、分解ガス中のＨＣｌ，ＳＯｘ成分の無害化
と残渣の無害化が同時に行える。

【００５１】この有害成分を析出し、無害化した後の被
処理物はダクト１７，開閉バルブ３２を介して第２の加
熱処理炉２０の円筒体２１の供給口２３に送り込まれ、
ここで被処理物が炭化する温度（紙類は３５０℃程度で
炭化が始まる。）３５０℃〜７００℃に加熱して炭化処
理、又は８００℃以上に加熱して灰化処理して減容化す
る。この減容化工程の第２の加熱処理炉２０内には、Ｈ
Ｃｌ，ＳＯｘ成分を含む分解ガスは存在しないので、炭
化又は灰化した被処理物にはこれを吸収することはな
い。

【００５２】この減容化した被処理物と、反応後の塩化
ナトリウム，亜硫酸塩等はダクト、開閉バルブ３３を介
して溶解槽３４内に排出される。この溶解槽３４内で、
減容化された被処理物，反応した後の処理剤等を水に溶
解し、これを脱水手段４５で固体物と液体とを分離し
て、固体物は乾燥手段３９で乾燥した後、炭化物ホッパ
４６から取り出し、一方、液体は水処理手段４７で処理
済みの処理剤を回収し、中和剤等を注入して処理した
後、溶解槽４３に戻し再利用する。

【００５３】第１および第２の加熱処理炉の温度制御手
段は、次のように行われる。第１の加熱処理炉１０にお
いては、第２の加熱処理炉２０の加熱筒２２との連絡管
３７にバルブ（開閉バルブ又は３方弁）を設け、このバ
ルブの開閉制御により、又は連絡管３７を複数本設けて
使用本数をバルブ開閉制御により選択する手段により熱
ガスの流量を制御し、次に、補助として加熱コイル１８
に供給する交流電流、もしくは誘導加熱の場合は周波数
を制御する手段により昇温制御が行われる。これらの制
御はダクト１７内のＨＣｌ等のガス濃度をガス濃度計４
５又は温度センサ装着用筒１９内に設けられた温度セン
サによる検出温度により自動又は手動で制御される。

【００５４】また、第２の加熱処理炉２０の温度制御手
段は、上記とほぼ同じであるが、燃焼装置３５によるＬ
ＮＧ燃焼手段の制御がメインとなり、電気加熱手段が補
助となる。これらの制御も、ダクト２６，２７内のＨＣ
ｌ濃度を計測するガス濃度計４６，４７および温度セン
サ装着用筒２９内の温度センサによる検出温度を反映し
て制御する。

【００５５】加熱処理炉内で被処理物とアルカリ金属化
合物とを加熱処理すると、分解した塩素系ガスおよび硫
黄酸化物系ガスとアルカリ金属化合物とが反応して分解
ガスの無害化と残渣の無害化が同時に行うことができ
る。このことは、本願の発明者の、次の実験調査により
明らかとなった。

【００５６】実験は、排気管付きで、開閉扉を有する密
閉容器にて低酸素雰囲気を作り、この密閉容器に試料を
入れ、電気炉にて加熱し、２５０℃から６００℃まで５
０℃間隔で各温度にて５分間保持し、昇温時、キープ時
で排気管を開けて塩化水素ガス（ＨＣｌ）濃度（ｐｐ
ｍ）を測定した。また、６００℃〜１０００℃について
も測定した。

【００５７】ガス濃度の測定は、ＪＩＳ−Ｋ０８０４に
規定されている検知管によって測定した。

【００５８】表１にこの測定結果を示す。塩化水素ガス
濃度は実験１０回における測定値で実施例１〜５は最高
値、比較例１〜比較例３は最低値を示す。

【００５９】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００６０】実験は、まず、塩素成分を多量に含んでい
るポリ塩化ビニリデンのみ４ｇを用いて予備試験を行っ
た。その結果を表１の比較例１に示す。

【００６１】次に、従来より脱塩素剤として知られてい
る消石灰および炭酸カルシウムの粉末を各２０ｇ添加し
て実験した。その結果を比較例２および比較例３に示
す。

【００６２】次に、被処理物として、加熱した場合に多
量の塩化水素を発生するポリ塩化ビニリデンと塩化ビニ
ルを選び、これに本発明のアルカリ物質による脱塩素剤
の中から、表１に示す数種の物質を選んで、添加して実
験を行った。

【００６３】実施例１および実施例２は、本発明の炭酸
水素ナトリウムの粉末２０ｇを被処理物のポリ塩化ビニ
リデン４ｇおよび塩化ビニル４ｇに添加した場合、実施
例３〜実施例５は、同じ被処理物のポリ塩化ビニリデン
４ｇに、本発明の炭酸水素カリウム１０ｇ、水酸化ナト
リウム２０ｇ、水酸化カリウム２０ｇを夫々添加した場
合で、各実施例において被処理物と脱塩素剤とを混合し
て実験を行った。その結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】表１に示した実験結果から、以下のように
考察される。

【００６６】まず、塩素成分を多量に含有するポリ塩化
ビニリデンを被処理とした場合、脱塩素剤を添加しない
比較例１では熱処理による各温度に渡って塩化水素ガス
が多量に発生している。この被処理物に従来の脱塩素剤
である消石灰を添加した比較例２と炭酸カルシウムを添
加した比較例３では、比較例１と比べて塩化水素ガスの
発生がかなり抑制されているものの、まだ十分であると
はいえない。

【００６７】これに対し、本実験では、実施例４および
実施例５の４５０℃において極微量（１ｐｐｍ、２ｐｐ
ｍ）の塩化水素ガスが検出されたが、それ以外は全温度
範囲にわたり全く検出されず極めて良好な結果が得られ
た。

【００６８】また、被処理物に塩化ビニルを用いて、炭
酸水素ナトリウムを添加した場合も、実施例２に示した
ように、何れの温度領域においても、塩化水素の生成は
完全に抑制されている。

【００６９】以上の実験調査により、脱塩素処理する場
合には、塩素系ガスと反応して無害な塩化物を生成する
アルカリ物質（特にアルカリ金属化合物）を添加して処
理することで、無害化処理できることか確認できた。

【００７０】また、試料としての被処理物に硫黄成分を
含む固形化燃料（以下、ＲＤＦと称す）を使用して実験
を行った。

【００７１】ＲＤＦとは、可燃できるように固形化処理
したものを言い、広義には、（１）厨芥類（肉類、魚頭、骨、卵殻、野菜、果物等の
残り物で「コンポスト」と称されている。）（２）プラスチック類（ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチン、ポリ塩化ビニリデン、等）（３）紙類（ティッシュペーパ、新聞紙、広告紙、袋
類、箱類、飲料パック、等）（４）その他可燃物（布などの繊維類、木片、ゴム、皮
革、等）の混合物を固形化したものを言う。

【００７２】狹義には、（１）のコンポストを含まない
（２）、（３）、（４）のものを言う。今回はコンポス
トを含まないＲＤＦを使用した。

【００７３】このような試料のＲＤＦを破砕し、本発明
によるアルカリ金属化合物の中から数種の物質を用い、
また、未破砕のＲＤＦを用いて比較実験を行った。

【００７４】なお、一般に知られている処理済みのＲＤ
Ｆの硫黄成分は、約１．０重量％含有し、プラスチック
系のＲＤＦは、０．２９〜０．８９重量％の塩素成分を
含有している。また、古紙系のＲＤＦは、０．２重量％
の塩素成分を含有している。

【００７５】実験は、前記と同様の電気炉にて加熱し、
２５０℃から６００℃まで５０℃間隔で各温度にて５分
間保持し、排気管を開けて昇温時、キープ時でＨＣｌガ
ス，ＳＯ₂ガス濃度（ｐｐｍ）を測定した。

【００７６】表２および表３にこの測定結果を示す。Ｈ
Ｃｌガス，ＳＯ₂ガス濃度は実験１０回における測定値
で表３の比較例１〜比較例３は最低値、表２の実施例１
〜７は最高値を示す。

【００７７】なお、“ＮＤ”は“検出されず”を表し、
１０回の実験でいずれも検出されなかったことを示す。

【００７８】最初に、上記の未破砕のＲＤＦ４０ｇを破
砕して、これに処理剤としてＮａＨＣＯ₃を１０ｇ添加
したものと、４ｇを添加したものを夫々実施例１および
実施例２とし、またＲＤＦを破砕した２０ｇに、処理剤
としてＫＨＣＯ₃を３ｇおよびＮａ₂ＣＯ₃＋Ｋ₂ＣＯ₃を
３ｇ添加したものを夫々実施例３および４とし、また、
ＲＤＦを破砕した２０ｇに、処理剤としてＮａＯＨおよ
びＫＯＨを３ｇ添加したものを夫々実施例５および６と
し、更に、ＲＤＦを破砕しない塊状のもの４０ｇに処理
剤としてＮａＨＣＯ₃を１０ｇを添加したものを実施例
７として各試料についてＨＣｌ濃度およびＳＯ₂濃度を
測定をした。その結果を表２に示す。

【００７９】

【表２】

【００８０】次に、従来知られている処理済みのＲＤＦ
を破砕したものを４０ｇと２０ｇを使用したものを夫々
比較例１および比較例２とし、また、ＲＤＦを破砕せず
に塊状のものを４０ｇ使用したものを比較例３として、
それぞれについてＨＣｌ濃度およびＳＯ₂濃度を測定し
た。その結果を表３に示す。

【００８１】

【表３】

【００８２】これら表２および表３の実験結果から、次
のように考察される。

【００８３】塩化水素（ＨＣｌ）の場合（１）破砕した場合には、実施例４で４００℃で微量に
検出されたが、他の例では検出されず非常に良好な結果
が得られた。

【００８４】比較例１〜２と比較しても相当低減してい
ることが判る。

【００８５】（２）塊の場合には、３５０〜４５０℃で
破砕した場合に比較して若干検出されているが、比較例
３に比較して相当低減していることが判る。

【００８６】硫化ガス（ＳＯ₂）の場合、（１）破砕した場合には、４００〜４５０℃でＳＯ₂が
若干発生するが全体として非常に良好である（実施例１
〜６）。

【００８７】比較例１〜２としても相当低減しているこ
とが判る。

【００８８】（２）塊のままの場合には、３５０〜４５
０℃で破砕した場合に比較してＳＯ₂が若干多く発生す
るが全体としては良好である（実施例７）。

【００８９】比較例３と比較しても相当低減しているこ
とが判る。

【００９０】以上の実験調査により、塩素成分と硫黄成
分を含有する処理物を処理する場合には、有害なＨＣｌ
及びＳＯｘと反応して無害な塩化物及び亜硫酸塩を生成
する、アルカリ金属化合物を添加して処理することで、
ＨＣｌ及びＳＯｘの無害化処理できることが確認でき
た。

【００９１】なお、６００℃以上においても同様な脱塩
素効果はあるが、設備の形態、時間、処理量などに基づ
いて決定すればよい。

【００９２】アルカリ金属化合物を添加して処理する
と、ＨＣｌおよびＳＯｘの無害化処理ができる理由は、
次のような反応による。

【００９３】（Ａ）、ＨＣｌの場合の反応有害な塩化水素が無害な塩化物に置換生成される理由は
下記のように反応していることから明らかとなった。

【００９４】炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ
₂Ｏ）＋（ＣＯ₂）炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ₃）＋（ＨＣｌ）→（ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）＋
（ＣＯ₂）水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）水酸化カリウム（ＫＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）特に炭酸水素系の場合の効果が顕著であるが、これは、
塩化水素（ＨＣｌ）が分解析出する温度（２５０℃以
上）以下の温度でまず、ＣＯ₂が分離することで、残り
のＮａＯＨ，ＫＯＨと発生したＨＣｌとの反応がスムー
ズに行える雰囲気状態となっているものと考えられる。

【００９５】すなわち、反応状態は、炭酸水素ナトリウ
ムの場合（ＮａＨＣＯ₃）→（ＮａＯＨ）＋（ＣＯ₂）（ＮａＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＮａＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ₃）→（ＫＯＨ）＋（ＣＯ₂）（ＫＯＨ）＋（ＨＣｌ）→（ＫＣｌ）＋（Ｈ₂Ｏ）となり、ＮａＯＨ、ＫＯＨとＨＣｌとが迅速に反応して
無害な塩化物（ＮａＣｌ，ＫＣｌ）を新たに生成するも
のである。

【００９６】一方、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、消
石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）の場合には、同様に無害な塩化
物（ＣａＣｌ）を生成するもののＣａとの反応がスムー
ズでないものと思われる。

【００９７】上記のように生成した、ＮａＣｌ，ＫＣｌ
は無害な塩化物であり、上記物質以外にも、同様に、Ｎ
ａＣｌ，ＫＣｌを生成するナトリウム系、カリウム系の
下記の物質があり、同様な効果が得られる。

【００９８】炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナト
リウムカリウム、炭酸ナトリウム水和物、セスキ炭酸ナ
トリウム、天然ソーダ。

【００９９】次に処理後の塩素系物質の確認を行った。

【０１００】得られた残渣を分析した結果、有害な塩素
系ガス成分は検出されず、無害な塩化物である塩化ナト
リウム、塩化カリウムが検出された。更に残渣を１０分
間撹拌して水洗浄することにより、塩化ナトリウム、塩
化カリウムは水に溶解し、炭化物が残存するが、この炭
化物中にも有害な塩素系ガス成分は検出されなかった。

【０１０１】従って、有害な塩素成分は、残渣の一部と
なる、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（Ｋ
Ｃｌ）、水分（Ｈ₂Ｏ）、気体（ＣＯ₂）となり、ダイオ
キシンの原因となる塩化水素を発生することはなく、排
ガス及び残渣の無害化が実現できる。

【０１０２】（Ｂ）、ＳＯｘの反応の場合有害なＳＯｘが無害な亜硫酸塩に置換生成される理由は
下記のように反応していることから明らかとなった。

【０１０３】炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）→（ＮａＯＨ）＋（ＣＯ₂）（２ＮａＯＨ）＋（ＳＯ₂）→（Ｎａ₂ＳＯ₃）＋（Ｈ
₂Ｏ）炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ₃）→（ＫＯＨ）＋（ＣＯ₂）（２ＫＯＨ）＋（ＳＯ₂）→（Ｋ₂ＳＯ₃）＋（Ｈ₂Ｏ）水酸化ナトリウム（２ＮａＯＨ）＋（ＳＯ₂）→Ｎａ₂ＳＯ₃）＋（２Ｈ
₂Ｏ）水酸化カリウム（２ＫＯＨ）＋（ＳＯ₂）→（Ｋ₂ＳＯ₃）＋（Ｈ₂Ｏ）炭酸ナトリウムカリウム（Ｎａ₂ＨＣＯ₃＋Ｋ₂ＣＯ₃）＋（２ＳＯ₂）→（Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₃）＋（Ｋ₂ＳＯ₃）＋（２ＣＯ₂）特に炭酸水素系の場合の効果が顕著であるが、これは、
硫化ガス（ＳＯ₂）が分解析出する温度（３００℃以
上）以下の温度でまず、ＣＯ₂が分離することで、残り
のアルカリ金属水酸化物（ＮａＯＨ，ＫＯＨ）と発生し
たＳＯ₂との反応がスムーズに行える雰囲気状態となっ
ているものと考えられる。

【０１０４】すなわち、反応状態は、炭酸水素ナトリウムの場合（ＮａＨＣＯ₃）→（ＮａＯＨ）＋（ＣＯ₂）（２ＮａＯＨ）＋（ＳＯ₂）→（Ｎａ₂ＳＯ₃）＋（Ｈ
₂Ｏ）炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ₃）→（ＫＯＨ）＋（ＣＯ₂）（２ＫＯＨ）＋（ＳＯ₂）→（Ｋ₂ＳＯ₃）＋（Ｈ₂Ｏ）となり、ＮａＯＨ、ＫＯＨとＳＯ₂とが迅速に反応して
無害な塩化物（Ｎａ₂ＳＯ₃、Ｋ₂ＳＯ₃）を新たに生成す
るものである。上記のように生成した、Ｎａ₂ＳＯ₃（亜
硫酸ナトリウム）、Ｋ₂ＳＯ₃（亜硫酸カリウム）は無害
な亜硫酸塩であり、上記物質以外にも、同様に、Ｎａ₂
ＳＯ₃、Ｋ₂ＳＯ₃を生成するナトリウム系、カリウム系
の下記の物質があり、同様の効果が得られる。

【０１０５】炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナト
リウムカリウム、炭酸ナトリウム水和物、セスキ炭酸ナ
トリウム、天然ソーダ。

【０１０６】次に、処理後の硫化物の確認を行った。

【０１０７】得られた残渣を分析した結果、有害なＳＯ
ｘガス成分は検出されず、無害な亜硫酸塩であるカリウ
ム金属塩（Ｎａ₂ＳＯ₃，Ｋ₂ＳＯ₃）が検出された。

【０１０８】更に残渣を１０分間撹拌して水洗浄するこ
とにより、亜硫酸塩のアルカリ金属塩は水に溶けやす
く、加水分解してアルカリ性を呈し、（Ｎａ₂ＳＯ₃）＋（２Ｈ₂Ｏ）→（２ＮａＯＨ）＋（Ｈ₂
ＳＯ₃）（Ｋ₂ＳＯ₃）＋（２Ｈ₂Ｏ）→（２ＫＯＨ）＋（Ｈ₂ＳＯ
₃）これらの物質は水に溶解し、炭化物が残存するが、この
炭化物中にも有害なＳＯｘガス成分は検出されなかっ
た。

【０１０９】従って、有害なＳＯｘ成分は、残渣の一部
となる、亜硫酸ナトリウム（粉末）（Ｎａ₂ＳＯ₃）、亜
硫酸カリウム（粉末）（Ｋ₂ＳＯ₃）、水分（Ｈ₂Ｏ）、
気体（ＣＯ₂）となり、ＳＯｘガスの発生は防止され、
分解ガス及び残渣からＳＯｘガスの無害化が実現できる
ことが確認できた。

【０１１０】このような、有害成分処理に使用する処理
剤としては、（１）アルカリ金属化合物の単体、複数種の混合（２）アルカリ金属化合物は、水酸化物、炭酸化物の物
質（３）水酸化物、炭酸化物は、ナトリウム系、カリウム
系の物質（４）脱硫剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、セスキ炭酸ナトリウム、天然ソーダ、炭酸カリウ
ム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、から選択した単体、複
数種の混合が適合することも判明した。

【０１１１】従って、発生する分解ガス中の有害成分
（塩素系ガス及び硫黄酸化物系ガス）と加えた処理剤と
の接触反応により、有害成分が無害な塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ、ＫＣｌ）及び亜硫酸塩（Ｎａ₂ＳＯ₃、Ｋ₂
ＳＯ₃）に置換生成されるので、分解ガスおよび残渣か
ら有害な成分（塩素系ガス及び硫黄酸化物系ガス）を無
くすることができ、無害な分解ガスおよび無害な残渣と
することができる。

【０１１２】この無害化された残渣（被処理物）は、第
２の加熱処理炉２０で炭化等による減容化が行われ、反
応生成物の無害な塩化ナトリウム、亜硫酸塩とともに溶
解槽３４に取り出される。この塩化ナトリウム、亜硫酸
塩は水などの溶液で洗浄することにより、効果的に除去
できる。

【０１１３】以上のように、被処理物の含有する有害成
分を分解析出させると同時にアルカリ金属化合物と反応
させる分解反応手段と、その後の被処理物を加熱して減
容化する手段とを別の加熱処理炉で行うと、（１）実験の結果から明らかなように、塩素成分及び硫
黄成分を含有する廃棄物等の被処理物を加熱処理した場
合には、有害な塩素系ガスおよび硫黄酸化物系ガスが分
解析出するが、アルカリ金属化合物と、発生した有害成
分とが反応して無害な塩類を置換生成するので、分解ガ
スと残渣の両方の無害化が実現でき、しかも、残渣中の
生成した塩類は、水などの溶液によって除去でき、除去
溶液中にも有害成分は析出しないので、安全に廃棄物を
処理できる。

【０１１４】従って、ダイオキシン類を生成する塩素系
ガスの除去、大気汚染を促進する硫黄酸化物系ガスの除
去を効果的に行うことができる。

【０１１５】（２）被処理物の含有する有害物質を分解
析出させる分解反応工程において、被処理物と処理剤の
アルカリ金属化合物とを共に加熱しているので、分解析
出したガスと処理剤との接触反応は迅速に、且つ確実に
行われ、無害な塩類を生成して排ガス中には、有害成分
は存在しない。よって、ダイオキシンの生成は防止され
る。

【０１１６】また、煙道の腐食もなく、高温の排ガス又
は高温にして、熱源、燃料として安全に使用できる。

【０１１７】分解ガスは無害なものであるから、再利用
のため燃料（タービン、ボイラなど）として利用でき
る。

【０１１８】（３）塩素系ガスを除去した被処理物を加
熱して減容化する減容化工程は、先の分解反応工程の加
熱処理炉とは別の加熱処理炉で行うので、減容化工程で
は残渣中には有害成分に起因して生成されるダイオキシ
ン類は存在しないので、ダイオキシン類が残渣（炭化
物，灰類）に吸着混入することはなく、残渣の無害化が
実現でき、残渣から金属，炭化物を取り出して再利用で
きる。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように本発明は被処理物の均一な
加熱が可能となり、被処理物を、目的に応じて確実に、
且つ安定に処理できる。

【０１２０】また、加熱手段は、ガス加熱手段をメーン
とし、比較的高価な電気加熱手段は、温度を調整するた
めの補助として使用するので、全体としのて加熱コスト
は低くできる。

【０１２１】更に、電気加熱手段での温度制御は容易で
あり、また昇温制御も早いので、温度が低下した場合の
急速加熱が可能となる、等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概念図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の概念図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の概念図。

【図４】本発明を適用した廃棄物処理設備の概念図。

【符号の説明】

０…加熱処理炉１…円筒体２…加熱筒３…供給口４…排出口５…回転駆動手段６…供給側ダクト７…排出側ダクト８…加熱コイル９…燃焼装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２７Ｂ 7/34 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端側に被処理物を供給する供給口およ
び他端側にこれを排出する排出口を有し、略水平位置に
配置した円筒体と、該円筒体の内部に設けられ被処理物
を供給口側から排出口側に撹拌しながら移送させる手段
と、この円筒体を外部から加熱する加熱手段とで加熱処
理炉を構成し、前記加熱手段は、熱ガスを円筒体の外周
に設けた加熱筒に導入して加熱するガス加熱手段と、円
筒体の外部に設けた加熱コイルに給電して加熱する電気
加熱手段で形成したことを特徴とする被処理物の加熱処
理装置。
【請求項２】電気加熱手段は、円筒体の軸方向の両端
の少なくとも一方の端部に設けたことを特徴とする請求
項１記載の被処理物の加熱処理装置。
【請求項３】電気加熱手段は、高周波誘導加熱による
ことを特徴とする請求項１又は２記載の被処理物の加熱
処理装置。
【請求項４】ガス加熱手段は、天然ガスを燃焼した熱
ガスによることを特徴とする請求項１記載の被処理物の
加熱処理装置。
【請求項５】円筒体は鉄系材料からなることを特徴と
する請求項１記載の被処理物の加熱処理装置。