JPS5944351B2 - 有機物を主とする廃棄物の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機物を主成分とする廃棄物の処理方法に関す
る。

塩化ビニル樹脂やポリエチレンの如き熱可塑性樹脂廃棄
物の処理は従来燃焼処理が行なわれる。

ところがこれ等廃棄物を完全燃焼させるためには多量の
空気が必要であるにも拘らずその供給方法が非常に難か
しいために殆んどの場合は不完全燃焼となりこの際発生
する煤煙や有害ガスのために公害上の問題が生じている
。

最近に至り、か又る煤煙や有害ガスを発生しない熱可塑
性樹脂廃棄物の処理法が開発された（特公昭５１−１５
０７８号）。

この方法は熱可塑性樹脂廃棄物を水蒸気が充満され且つ
実質的に空気を含有しない雰囲気中で炭化物とガスに加
熱分解して炭化物を回収すると共に、水蒸気含有分解ガ
スを冷却して該ガス中より凝縮性及び水溶性ガスを凝縮
水と共に回収し且つ残余の非凝縮性ガスを可燃性有価ガ
スとして回収する方法であり、極めて工業的に有利な優
れたものである。

而して最近の化学技術の発達に依り熱可塑性樹脂廃棄物
ばかりでなく、自動車の古タイヤ、活性汚泥処理法によ
り生成する余剰活性汚泥、都市ゴミ等熱可塑性樹脂以外
の有機物を主体とする各種廃棄物が多くなって来た。

これ等熱可塑性樹脂以外の有機性廃棄物の処理について
も、これを燃焼処理することが考えられるが、古タイヤ
、活性汚泥、都市ゴミ等は熱可塑性樹脂とは著しくその
成分が異なるため不完全燃焼が特にはげしくなかには殆
んど燃焼しない場合もある。

この様な熱可塑性樹脂とは全くその成分及び性質を異に
したこれ等廃棄物については、従来熱可塑性樹脂と同様
な処理に依りこれを処理することは全く不可能と考えら
れていた。

本発明者はこれ等熱可塑性樹脂とは著しく異なった有機
性廃棄物の有効な処理方法を開発すべく鋭意研究を続け
て来たが、この研究に於いて、たまたまこれ等有機性廃
棄物でも特に水蒸気の充満した且つ空気の実質的に存在
しない雰囲気中で加熱分解するときは、はぼ熱可塑性樹
脂の場合と同様に処理出来ると云う驚くべき事実を見出
し、ここに本発明を完成したものである。

即ち本発明は、有機物を主体とする廃棄物を水蒸気が充
満され且つ実質的に空気を含まない雰囲気中で炭化物と
ガスとに加熱分解して炭化物を回収すると共に、水蒸気
含有分解ガスを冷却して該ガス中より凝縮性及び水溶性
ガスを凝縮水とともに分離回収し且つ残余の非凝縮性ガ
スを可燃性有価ガスとして回収する方法であって、上記
炭化物の回収に際し回収炭化物を一京個所に帯溜させ炭
化物中に吸着した分解ガスを水蒸気を吹き込み脱離させ
ることにより純度の高い炭化物を得、且つ脱離した分解
ガスと水蒸気を加熱処理室の充満水蒸気として使用する
ことを特徴とする有機物を主体とする廃棄物の処理法に
係るものである。

本発明法に於いて使用される有機物を主成分とする廃棄
物としては熱可塑性樹脂を主成分として含有しない有機
性廃棄物が使用される。

具体的には古タイヤ、活性汚泥、都市ゴミ等を挙げるこ
とが出来る。

以下に本発明法を第１図に示すフローシートにより説明
する。

尚、本発明に於いては、第１図のフローシート中炉主体
１０代わりに後記第２図に示す如き処理装置を用いる。

第１図に於いて、有機性廃棄物は炉主体１とは別体に造
られた密閉型容器２内に装填された状態で炉主体１内に
装入される。

上記炉主体１内にはその側壁底部に装設されたバーナー
３から燃焼ガスが送入され、このガスの燃焼によって該
容器２内は間接加熱されて内部温度が上昇し廃棄物が分
解をはじめる温度まで到達する。

この時点に於いて容器２内には水が導管４から連続的に
供給され、この供給された水は容器２外よりの加熱によ
って水蒸気化される。

この容器２内での水蒸気の発生により、容器２内に入っ
ていた空気は完全に追出され、容器２内には実質的に空
気を含まない水蒸気のみの雰囲気が形成される。

この際容器２内は例えば０．０５〜０．１ ｋｇ／ｃｒ
Ａ （ケージ圧）の圧力に保たれ加圧域となるので、容
器２内に空気が入ってくる虞れがない。

このような状態で加熱分解されるので、分解ガスの瞬間
燃焼は回避される。

而して上記容器２内の廃棄物は水蒸気の充満された雰囲
気中で炉主体１内に送入される燃焼ガスにより間接加熱
され、この加熱は上記廃棄物が充分に分解する温度であ
れば良く通常４５０〜８５０℃程度であり、該廃棄物の
種類やこれの移動速度等により適宜に選択され、たとえ
ば４５０〜６５０℃程度の場合もあれば７５０〜８５０
℃程度の場合もある。

上記廃棄物の加熱は水蒸気が充満されかつ実質的に空気
を含まない雰囲気で行なわれるため、廃棄物は可燃性で
あるに拘わらず燃焼を起こすことなく炭素分とガスとに
分解される。

本発明者の実験に依れば、廃棄物の分解に際し、水蒸気
を存在させた場合、させない場合に比較し、極めて迅速
適確に行なわれることが確認され、これは水蒸気が対流
伝導の加熱の媒体になっていること及び水蒸気が生成分
解ガスの多くと親和性が良いためにその分解を促進する
ことに基づくものと推測される。

上記分解により生成した全てのガス及び水蒸気は、排風
機５に吸引されて炉主体１の頂部に設げられた排気管６
及び導管７を経てスクラバ一本体８の冷却水中に導入さ
れる。

上記スクラバ一本体８内の液温は常に６０〜８０℃に保
たれ、従って該本体８中に導入された上記ガス中の水蒸
気は凝縮され、この水蒸気の凝縮と同時に凝縮性及び水
溶性ガスも捕捉され、２等ガスの捕捉は、上記水蒸気の
存在によって極めて有効適切に行なわれる。

即ち分解ガスを水蒸気を混在させることなくスクラバー
に導入した場合、分解ガスは充分に液中に捕捉されずに
大部分のものがそのまま逸散してしまうが、これを多量
の水蒸気混在状態でスクラバーに導くと分解ガス中の凝
縮性ガス及び凝縮した油ミスト、粉塵等は効果的に液中
に捕捉される。

これは高温ガス（４５０〜８５０℃）中の水分がガス温
度より低い液（６０〜８０℃）に接した際、液接触面に
て露点となり、液面に凝縮液化する。

この時ガス中の水溶性ガスは上記凝縮水中に溶解して捕
捉される。

またガス中の粉塵、ミスト化した油（油ガスの凝縮液化
温度は水蒸気よりも高く、従って水蒸気よりも早く液化
しミストとなっている）等は上記水蒸気よりも先に露点
温度となり、このミスト化した油が核となってその表面
に水蒸気が凝縮し乍らスクラバーの液接触面に凝縮附着
（表面凝縮）し捕集されるからである。

上記スクラバ一本体８で捕集された油は液中に浮遊し該
本体８の上部に設けられた油排出管９より油槽１０に回
収される。

ここに回収された油はタール状を呈し燃焼時発熱量大で
あるので燃料油として利用される。

上記スクラバ一本体８にて洗浄処理された分解ガスは、
更に導管１４から冷却器１５に導入され、該器１５内に
導入される冷却水によって含有水蒸気が凝縮するように
間接冷却され、ガス中の水蒸気の全部は凝縮され、非凝
縮性のガスだけが導管１６、排風機５及び導管１７を経
てガスタンク１８に回収される。

この回収されたガスは可燃性で導管１９を経てバーナー
２０に供給され、燃料として使用される。

一方容器２内には炭化物が残有し、之は回収して燃料そ
の他固定炭素として使用される。

尚、固定炭素としては通常の広い用途があり、たとえば
電極、吸着剤、固形燃料の原料、製鋼用含浸炭、等を例
示出来る。

本発明性実施に際しては、第２図に示す如き処理装置を
用いることにより、有機性廃棄物を連続的に処理するこ
とが出来る。

以下に第２図を用いて説明する。

活性汚泥等の有機性廃棄物は廃棄物導入口１より投入さ
れる、そして入口側通路２内に設置されたリフトコンベ
ヤー３、横型加熱処理室４内に設置されたスクリューコ
ンベヤー５及び出口側通路６下端の出口１下方に隔設さ
れたコンベヤー８から形成される搬送経路上を順次送ら
れる。

該加熱処理室４外側には加熱用ジャケット９が設けられ
これにより該処理室４は所定温度に加熱される。

また該加熱処理室４前端部には分解ガス並びに供給され
た水蒸気の排出口１０が設けられている。

出口側通路６下端にはロータリーバルブ１１が設けられ
その上方に水蒸気供給口１２が設けられ、これから水蒸
気が吹き込まれる。

ロータリーパルプ１１上には加熱処理室４で主成した炭
化物が一定所定量滞留されて炭化物滞留層１３が形成す
る。

この炭化物層は一定所定量に調節するためにレベル感知
器（図示せず）が設けられておりこの感知器とロータリ
ーバルブ１１が連結し一定所定量の炭化物が滞留される
。

而して水蒸気供給口１２より上向きに供給された水蒸気
は該炭化物層１３内を通過して力Ｕ熱処理室４並びにこ
れに連通された通路２゜６内に充填されて実質的に空気
を含まない雰囲気を形成する。

即ち、廃棄物の加熱処理室４への搬入リフトコンベヤー
３は下部原料投入口のみ開放とし他は密閉としたリフト
コンベヤー室となっておりその内部は上部高温、下部低
温であるため対流が起きず且つ常に浮力圧が働くため原
料投入口より外気が侵入することがない。

この場合リフトコンベヤー室の上部圧力が下部圧力と同
−又はそれより大きい圧力となるのに充分であるように
該室の高さを取っておく。

また出口側通路下端には炭化物層１３が存在してこの下
方より水蒸気が吹き込まれているために加熱処理室４並
びに通路２゜６内は実質的に空気を含まない水蒸気の充
満した雰囲気となる。

導入された水蒸気は処理室４の後端部から前端部へ流れ
ながら廃棄物と向流接触しつつ、大部分は発生する分解
ガスと共に排出口１０より排出される。

而して上記搬送経路上を搬送される廃棄物は入口側通路
から出口側通路まで至る間に加熱処理室内で加熱された
過熱水蒸気と接触して徐々に加熱され、また一方加熱処
理室内は加熱用ジャケット９により加熱されているため
に、実質的に水蒸気雰囲気中で加熱分解されながら加熱
処理室４後端に至るときは廃棄物は分解して分解ガスと
炭化物となり、炭化物のみが出口側通路下端に落下して
炭化物滞留槽で炭化物層を形成する。

この炭化物層は感知器（図示せず）により一定所定量に
調節され、残余の炭化物はロータリーバルブ１１よりコ
ンベヤー８上に連続的に排出される。

この炭化物層には分解ガスが若干吸着されているが、水
蒸気の吹き込みにより脱離されて水蒸気と共に加熱処理
室４内に導入されて分解ガス排出口１０より排出される
。

このために本発明に於いては分解ガスを殆んど含まない
純粋な炭化物が収得出来るｆｌＪＡがある。

発生する分解ガスは上記第１図の場合と同様に処理され
る。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

実施例 １ 有機性廃棄物 ゴミ（布５０％
、紙５０％）処理量
３．５ｋｇ／Ｈｒ運転条件 加熱処理温度 ５５０ ℃加熱
用熱風ジャケット入口温度 ６５０ ℃出口”
４００ ℃ ４１冷却器 人口 〃 ３７０ ℃出
口 〃 ６３ ℃ Ａ６．２冷却器 人口 〃 ６３
℃出口 〃 ２５ ℃ 炭化物滞留槽供給水蒸気量 １．２ｋ１
９／Ｈｒ可燃性ガス成分 ＣＯ１メ
タン、エタン他実施例 ２ 有機性廃棄物 タイヤ処理量
４ ｋｇ／Ｈｒ
運転条件 加熱処理室温度 ５５０ ℃加
熱用熱風ジャケット入口温度 ６５０ ℃出口
〃 ４３０ ℃ Ａ６．１冷却器 人口 ／／ ３９
Ｑ ℃出口 〃 ６５ ℃ ／１６２冷却器 入口温度 ６５ ℃
出口 〃 ２５ ℃ 炭化物滞留槽供給水蒸気量 Ｌ ６
ｋｇ／ Ｈｒ不燃性ガス成分 メタ
ン、ブタン、エタン他実施例 ３ 有機性廃棄物 活性汚泥（水分
５５％）処理量 ３
．５ ｋｇ／Ｈｒ運転条件 加熱処理室温度 ６００ ℃加
熱用熱風ジャケット入口温度 ７５０ ℃出口
〃 ４２０ ℃ Ａ６．１冷却器 人口／／ ３９０
’Ｃ出口 〃 ６７ ℃ Ａ２冷却器 人口 〃 ６７ ℃出
口〃 ２５ ℃ 炭化物滞留槽供給水蒸気量 ０．５８に
９／Ｈｒ可燃性ガス成分 メタン、
エタン他実施例 ４ 有機性廃棄物 ゴミ（布クズ５０％
、紙５０％）処理量 ３
０（１運転条件 熱分解炉容器内温度 ５５０ ℃
スクラバ一本体入口温度 ５３５℃出
口〃 ６５℃ 冷却器 人口 〃 ６５℃
出ロ〃 ２５℃ 熱分解炉容器内供給水量 １０２グ
可燃性ガス成分 ＣＯ、メタン、エタン
他実施例 ５
１０有機性廃棄物 タイヤ処理量
３０（１運転条件 熱分解炉容器内温度 ５５０℃スク
ラバ一本体入口温度 ５３８℃出口″
６３℃ 冷却器 人口 〃 ６３℃出
ロ〃 ２５℃ 熱分解炉容器内供給水量 １２０グ可燃
性ガス成分 メタン、ブタン、エタン
他実施例 ６ 有機性廃棄物 活性汚泥（水分４
０％）処理量
３００１運転条件 熱分解炉容器内温度 ６００℃ス
クラバ一本体入口温度 ５８０℃出
口／／ ６９℃冷却器
入口温度 ６９℃出ロ〃
２５℃ 熱分解炉容器内供給水量 ５０′
？可燃性ガス成分 メタン、エタン
他実施例 ７７０ 有機性廃棄物 ゴミ（布５０％、紙
５０％）処理量 ３
．５ｋｇ／Ｈｒ運転条件 加熱処理室温度 ８００ ℃加熱
用熱風ジャケット入口温度 ９００ ℃出口〃
６００ ℃ Ａ６．１冷却器 人口 〃 ５５０ ℃出
口 〃 ６５ ℃ Ａ６２冷却器 人口〃 ６５ ℃出口
〃 ２５ ℃ 炭化物滞留槽供給水蒸気量 １．２に９／
Ｈｒ可燃性ガス成分 ＣＯ・メタ７・１
り７他実施例 ８ 有機性廃棄物 ゴミ（布クズ５０％、紙
５０％）処理量 ３
００グ運転条件 熱分解炉容器内温度 ８００℃スク
ラバ一本体入口温度 ７５５℃出口 〃
６５℃ 冷却器 人口 〃 ６５℃出口
〃 ２５℃ 熱分解炉容器内供給水量 １０２Ｐ可燃性
ガス成分 ＣＯ、メタン、エタン他

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法実施の場合のフローシートを、また第
２図は本発明法実施に使用する装置の一例を示す図面で
ある。 第１図中の各記号は次のものを示す。 １・・・・・・炉上体、２・・・・・・容器、３・・・
・・・バーナー、４・・・・・・導管、５・・・・・・
排風器、６・・・・・・排気管、７・・・・・・導管、
８・・・・・・スクラバー、９・・・・・・油排出管、
１０・・・・・・油層、１１．１２・・・・・・導管、
１３・・・・・・液槽、１４・・・・・・導管、１５・
・・・・・冷却器、１６，１７・・・・・・導管。 第２図中の各記号は次のことを示す。 １・・・・・・廃棄物導入口、２・・・・・・入口側通
路、３・・・・・・リフトコンベヤー、４・・・・・・
横型加熱処理室、５・・・・・・スクリューコンベヤー
、６・・・・・・出口側通路、７・・・・・・出口、８
・・・・・・コンベヤー、９・・・・・・加熱用ジャケ
ット、１０・・・・・・分解ガス排出口、１１・・・・
・・ロータリーバルブ、１２・・・・・・水蒸気供給口
、１３・・・・・・炭化物滞留層、１４・・・・・・熱
風入口、１５・・・・・・熱風出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有機物を主体とする廃棄物を水蒸気が充満され且つ
   実質的に空気を含まない雰囲気中で炭化物とガスとに加
   熱分解して炭化物を回収すると共に、水蒸気含有分解ガ
   スを冷却して該ガス中より凝縮性及び水溶性ガスを凝縮
   水とともに分離回収し且つ残余の非凝縮性ガスを可燃性
   有価ガスとして回収する方法であって、上記炭化物の回
   収に際し回収炭化物を一定個所に帯溜させ炭化物中に吸
   着した分解ガスを水蒸気を吹き込み脱離させることによ
   り純度の高い炭化物を得、且つ脱離した分解ガスと水蒸
   気を加熱処理室の充満水蒸気として使用することを特徴
   とする有機物を主体とする廃棄物の処理法。