JPH11273849A - 被処理物の加熱処理装置 - Google Patents

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、加熱処理炉内で加熱処理する際、被処理
物の性質（内容）によって加熱温度を制御する必要があ
る。加熱温度の制御は電気的加熱手段を用いると速応性
のある加熱制御ができるが、加熱コストが高価となる。 【解決手段】 加熱処理炉１，１′の最も加熱が必要と
する複数箇所に加熱コイル５，６，５′，６′を設け、
これを三相電源Ｐにデルタ（又はスター）接続し、その
１相を切換手段ＣＯＳで、５′又は６′のいずれか一
方、又は接点Ｃを閉じてその両方を選択的に接続して加
熱する。

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
物を加熱処理する加熱処理装置に関し、特に、加熱手段
として電気的加熱手段を用い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）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、全体を誘導加熱で加熱すると加熱のためのコストは
高価なものとなる。

【０００９】即ち、加熱炉の円筒体全長に渡って加熱コ
イルを設けることは不経済であり、これを解消するため
に円筒体に沿って複数の加熱コイルに分割して相互に離
間して接続することも考えられるが、加熱コイルの取付
け構造が複雑となる。また、一連の加熱処理を複数の加
熱処理炉に分けて行う場合には、一層複雑なものにな
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、電気的加熱手段により効果的に被処
理物を加熱する此の種の加熱処理装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は被処理物を加熱
処理する円筒体の外周の所定位置に、所定数の加熱コイ
ルを設け、この加熱コイルに三相電源を接続して最も加
熱が必要な箇所を、適切に加熱するために、加熱コイル
を選択的に切り換えてエネルギーを供給するようにし
て、効率的な加熱制御を行えるようにするものである。

【００１２】これを実現するための具体的手段は、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、円筒体に近接して加熱コイルを少なくとも
３箇設け、該加熱コイルに三相電源を接続して加熱する
電気的加熱手段とするものである。

【００１３】また、上記の加熱処理炉を複数基（少なく
とも２基）配設し、一方の加熱処理炉の円筒体に２つの
加熱コイル、他方の加熱処理炉に少なくとも一つの加熱
コイルを設けて、これら加熱コイルに三相電源を接続す
る。

【００１４】電気的加熱手段としては、商用の三相電源
をそのまま使用する誘導加熱手段又は高周波電源による
高周波誘導加熱手段のいずれでもよい。

【００１５】加熱コイルが全体として３個以上ある場合
は、少なくとも一相を切換スイッチ等の切換手段を介し
て加熱コイルを選択的に加熱するようにする。

【００１６】加熱コイルは、円筒体の外周に銅などの導
体を巻回するか、又は導体を渦巻状にしたものを円筒体
の外周に沿う形で円弧状に形成する。この加熱コイル
は、円筒体が回転自在のものである場合は、円筒体と非
接触で且つ円筒体に近接して設けられる。

【００１７】円筒体は鉄系の材料で形成する。鉄系とす
ることで、誘導加熱が効率良く行われる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態の概念図
で、加熱処理炉を２基使用した場合を示している。

【００２０】図１において、１は第１の加熱処理炉、
１′は第２の加熱処理炉を示し、第１の加熱処理炉１
は、円筒体２と、該円筒体２の一端側に設けられ被処理
物を円筒体内に供給する供給口３と、円筒体２の他端側
に設けられた排出口４と、円筒体２の外周の両端側に設
けられた加熱コイル５，６とで構成され、円筒体２内に
は被処理物が供給口３側から排出口４側に移送するため
の移送手段が設けられている。この移送手段は、円筒体
自体が回転するものである場合は、円筒体内部に中心に
向けて突出した複数の羽根を設け、また円筒体が回転し
ないものであるときは、中心線方向に長いスクリュー等
を設けて、円筒体の外部より回転駆動するようにする。

【００２１】７は円筒体２の供給口３側を気密に包囲す
る供給側ダクト、８は排出口４を包囲する排出側ダク
ト、９は開閉扉（仕切）を示す。

【００２２】第２の加熱処理炉１′は、第１の加熱処理
炉１とほぼ同じ構成をしているので、同一部分、又は相
当部分には、同一符号にダッシュを付して説明を省略す
る。第１の加熱処理炉１の排出側ダクト８と第２の加熱
処理炉１′の供給側ダクト７′とは開閉扉９を介して連
通される。

【００２３】なお、図中Ｈは被処理物および処理剤を第
１の加熱処理炉１内に供給するためのホッパを示してい
る。

【００２４】Ｐは三相電源、ＣＯＳは切換手段としのて
切換スイッチで、この切換スイッチＣＯＳは、三相の中
の一相、例えばＷ相を接点Ａ又はＢ側に切り換え、加熱
コイル５′又は６′側に接続し、いずれか一方の加熱コ
イルに電力を供給する。接点Ｃは、加熱コイル５′と
６′を並列接続し、再加熱コイルを加熱するときに閉成
する。

【００２５】図２は、加熱コイルと三相電源との接続の
例で、（Ａ）は加熱コイルをスター接続した場合、
（Ｂ）はデルタ接続した場合を示している。なお、同図
においてＣＢは遮断器を示す。

【００２６】加熱コイルは、図１に示すように円筒体２
の外周に導体を巻回する場合、又は図３に示すように、
銅帯等の導体を渦巻状で、且つ矩形状に形成し、これを
円筒体２の表面に沿って円弧状に形成するかいずれの方
法でもよい。そして、円筒体への設置場所は、最も加熱
が必要な箇所に設置する。

【００２７】被処理物の一連の加熱処理は、ポッパＨ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投
入して第１の加熱処理炉１の供給口３から円筒体２内に
供給し、加熱コイル５，６で第１の工程の加熱処理し、
これを排出側ダクト８，開閉扉９および供給側ダクト
７′を介して第２の加熱処理炉１′の供給口３′側から
円筒体２′内に送り込み、ここで第２工程の加熱処理が
行われる。これら一連の加熱処理における加熱温度は、
被処理物の性質（内容物）や被処理物の加熱炉内の移動
速度等の処理条件によって、箇所毎に異なる場合があ
る。例えば、第２工程の前段で、又は後段で加熱温度を
昇温したい場合等である。かかる場合、切換スイッチＣ
ＯＳを操作してＡの接点又はＢの接点を選択し、加熱コ
イル５′又は６′のいずれか一方を電源に接続して加熱
する。また両加熱コイルを加熱したい場合は、Ａ又はＢ
の接点を閉じた状態でＣの接点を閉じる。

【００２８】図１および図２の実施例では、切換スイッ
チＣＯＳは、Ｗ相により、第２の加熱処理炉１′の加熱
コイルの切換えを行う場合を示してあるが、第１の加熱
処理炉１側の加熱コイルを選択的に加熱する場合は、他
の相、例えば、Ｕ相又はＶ相に切換スイッチを設けれ
ば、同様に行うことができる。加熱処理炉が単基の場合
は、加熱コイルを３個又は４個設けて同様に行う。

【００２９】図４は、第２の実施の形態の概念図で、第
１の実施の形態の電気的加熱手段と熱ガスによるガス加
熱手段とを併用し、ハロゲン物質や硫化物等の有害成分
を多量に含有する被処理物を、熱分解などの処理を行っ
て処理剤と反応させて有害成分を除去する処理装置に適
用した場合である。

【００３０】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）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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。同時に加熱コイル
１８，２８に三相電源を接続して円筒体２１，１１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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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、加熱コイル１８に供給する
電流又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４５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。

【００４９】また、第２の加熱処理炉２０の温度制御手
段は、上記と同様に行われ、電気加熱手段では更に切換
スイッチＣＯＳの切換えによって行われる。これらの制
御も、ダクト２６，２７内のＨＣｌ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。

【００５０】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
明らかとなっている。

【００５１】実験は、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）を使用して行
った。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【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、排気管を開けて昇
温時、キープ時でＨＣＩガス，ＳＯ₂ガス濃度（ｐｐ
ｍ）を測定した。

【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および表２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２の比較例１〜比較例３は最低値、表１の実施例１
〜７は最高値を示す。

【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】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１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】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２に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】これら表１および表２の実験結果から、次
のように考察される。

【００６５】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。

【００６６】比較例１〜２と比較しても相当低減してい
ることが判る。

【００６７】（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。

【００６８】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）。

【００６９】比較例１〜２と比較しても相当低減してい
ることが判る。

【００７０】（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）。

【００７１】比較例３と比較しても相当低減しているこ
とが判る。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】（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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】次に処理後の塩素系物質の確認を行った。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】（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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】次に、処理後の硫化物の確認を行った。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】（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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】（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。

【０１０１】

【発明の効果】本発明は、上記のように、加熱処理炉の
円筒体の適材適所に夫々加熱コイルを配設し、各加熱コ
イルに三相電源を接続し、且つ切換手段により加熱コイ
ルの選択使用ができるようにしたので、商用三相電源が
そのまま使用でき、また単一の加熱処理炉のみではな
く、複数の加熱処理炉にも適用でき、更に、最も加熱が
必要な箇所に適切に回路を切換えてエネルギーを供給す
ることができるので、効果的に被処理物を加熱処理する
ことができるという効果を奏する。

【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】本発明の加熱コイルの接続図。

【図３】加熱コイルの説明図。

【図４】本発明の第２の実施形態の概念図。

【符号の説明】

１，１′…加熱処理炉 ２，２′…円筒体 ３，３′…供給口 ４，４′…排出口 ５，６，５′，６′…加熱コイル ７，７′…供給側ダクト ８，８′…排出側ダクト ９…開閉扉 ＣＯＳ…切換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ２７Ｄ 11/02 ＺＡＢ Ｈ０５Ｂ 6/04 ３１１ 11/06 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ Ｈ０５Ｂ 6/04 ３１１ ３０２Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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、円筒体に近接して加熱
   コイルを少なくとも３箇設け、該加熱コイルに三相電源
   を接続して加熱する電気的加熱手段としたことを特徴と
   する被処理物の加熱処理装置。
2. 【請求項２】 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、該加熱処理炉を少なくとも２基配置し、
   これら各加熱処理炉の加熱手段は、一方の加熱処理炉の
   円筒体に２つの加熱コイルを設けて、他方の加熱処理炉
   に少なくとも一つの加熱コイルを設けて、これら加熱コ
   イルに三相電源を接続して加熱する電気的加熱手段とし
   たことを特徴とする被処理物の加熱処理装置。
3. 【請求項３】 電気的加熱手段は、誘導加熱としたこと
   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。
4. 【請求項４】 電気加熱手段は、高周波誘導加熱とした
   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。
5. 【請求項５】 三相電源の少なくとも一相を切換手段を
   介して２つの加熱コイルに接続した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。
6. 【請求項６】 加熱コイルは、円筒体の外周を巻回する
   導体で形成したことを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれか１項に記載の被処理物の加熱処理装置。
7. 【請求項７】 加熱コイルは、渦巻状の導体を円筒体の
   外表面に沿って円弧状に形成したことを特徴とする請求
   項１ないし５のいずれか１項に記載の被処理物の加熱処
   理装置。
8. 【請求項８】 円筒体は、鉄系材料からなることを特徴
   とする請求項１又は２記載の被処理物の加熱処理装置。