WO2014142114A1 - マイクロ波方式焼却方法及びこれを利用した発電装置と、循環型の発電システム - Google Patents

マイクロ波方式焼却方法及びこれを利用した発電装置と、循環型の発電システム Download PDF

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combustion
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power generation
potassium carbonate
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小野重國
粕尾恒一
小野明夫
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有限会社明幸経営企画研究所
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/10—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2204/00—Supplementary heating arrangements
    • F23G2204/20—Supplementary heating arrangements using electric energy
    • F23G2204/203—Microwave
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Definitions

  • This invention relates to a method for incinerating incineration objects such as household waste, waste, thinned wood, etc., and more particularly, to a microwave incineration method for incineration using microwaves.
  • the present invention relates to a power generation apparatus using the same and a circulation type power generation system.
  • Patent Document 1 proposes that when aquatic waste is incinerated in an incinerator, it is incinerated by mixing calcium oxide and / or calcium hydroxide.
  • Patent Document 1 calcium oxide and / or calcium hydroxide is added to and mixed with the incineration object for the purpose of suppressing the incineration residue from adhering to the inner wall of the incinerator.
  • Proposals relating to combustion compositions aimed at improving the combustion rate in processing and the like have also been made (for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 3 discloses that potassium carbonate, which is contained in ash at a high concentration, is obtained by thermally decomposing felled vegetation and vegetables contained in garbage disposed of from households at low temperatures.
  • proposals have been made regarding a low-temperature pyrolysis method and a low-temperature pyrolysis furnace that can be effectively used as an auxiliary combustion catalyst for promoting thermal decomposition.
  • Patent Document 4 there is a method that employs a drying process using microwaves as a pre-incineration process using a flame.
  • burners are used for incineration using a flame.
  • This invention relates to an incineration treatment method suitable for incineration treatment of household waste, waste, thinned wood, etc., in particular waste containing water, for example, waste discharged from home
  • the purpose is to propose.
  • Another object of the present invention is to propose a power generation apparatus using such an incineration processing method and a circulation type power generation system.
  • the present invention proposes the following.
  • the invention described in claim 1 A microwave incineration method in which an incineration object to be incinerated in combination with a combustion composition containing potassium carbonate is irradiated with microwaves to incinerate the incineration object.
  • the invention according to claim 2 A microwave having a combustion chamber in which a combustion composition containing potassium carbonate and an incineration target are charged, and microwave irradiation is performed on the charged combustion composition and the incineration target And a power generation apparatus using a binary power generation system that uses combustion heat generated during microwave incineration processing of the incineration object in the microwave combustion apparatus as a heat source.
  • the invention described in claim 3 A circulation type power generation system using a microwave incineration method, wherein the power generated by the power generation device is used as a power source of the microwave combustion device.
  • incineration processing suitable for incineration processing of incineration processing objects such as household waste, waste, thinned wood, in particular, waste containing moisture, for example, waste discharged from home
  • a method can be provided.
  • a facility for performing incineration is easily constructed at a low cost by a circulation type power generation method using a microwave incineration method, and is a self-supporting and distributed type, and also a self-supporting and stable incineration.
  • a system that enables processing can be constructed.
  • the microwave incineration method proposed by the present invention is to incinerate the incineration object by irradiating the incineration object combined with the combustion composition containing potassium carbonate with microwaves.
  • a combustion composition containing potassium carbonate is added to and mixed with the incineration object There is a form to do. After the combustion composition containing potassium carbonate is added to and mixed with the incineration target, the incineration can be performed by irradiating the incineration target with microwaves.
  • the combustion composition containing potassium carbonate can be used by being inserted into a bag made of synthetic resin such as polypropylene, which does not generate harmful gas even by combustion.
  • a combustion composition containing potassium carbonate is charged into a bag made of synthetic resin such as polypropylene and sealed.
  • Incineration treatment can be performed by irradiating microwaves in a state where the polypropylene bag is placed on the incineration object or in a state where the incineration object is placed on the polypropylene bag.
  • the combustion composition containing potassium carbonate it is possible to use a powdered material containing potassium carbonate as a main component and adjusted to a predetermined particle size, such as white ash of unburned wood. it can. A pure product of potassium carbonate can also be used.
  • a powdered material containing potassium carbonate as a main component or a powdery substance that is effective in promoting combustion in a pure powder of potassium carbonate (for example, iron powder, etc.) ) can be used as a combustion composition containing potassium carbonate.
  • the combustion composition containing potassium carbonate used in this way plays a role of causing combustion in the incineration object and promoting the combustion.
  • the present invention irradiates a combustion composition in which a combustion composition containing potassium carbonate is combined by addition, mixing, etc., with microwaves that are electromagnetic waves of 300 MHz (0.3 GHz) to 300 GHz, Microwave heating is used in which heat is generated and heated by molecular motion and ion conduction in the combustion composition and / or in the combustion composition by the action of electromagnetic waves.
  • Microwave heating that irradiates microwaves that are electromagnetic waves of 300 MHz (0.3 GHz) to 300 GHz and generates heat by molecular motion and ion conduction in the irradiated object due to the action of electromagnetic waves is used for incineration of garbage. It has been known that it can be applied.
  • Non-Patent Document 1 If you continue to heat food using a microwave oven that is widely used in homes as a cooking utensil that uses microwave heating, most of the plant-based food will carbonize and smoke, and the carbonized portion will graphitize and receive high-frequency irradiation. It is known that a spark is generated and then the ignition continues and burns. In this case, animal foods smoke and carbonize but do not ignite, among the main nutritional components of food, protein suppresses ignition, carbohydrates in carbohydrates cause volume expansion, and fibers become carbonized graphite. It is known to cause ignition (Non-Patent Document 1).
  • the inventor of the present application can realize an incineration process that can be put to practical use by combining microwave irradiation and the use of a combustion composition containing potassium carbonate, and this is an incineration with a high water content.
  • the present invention has been completed by finding that it is also effective when incinerating a processing object.
  • the present invention provides a facility for incineration simply, at low cost, by a circulating power generation method using such a microwave method incineration method, and is self-supporting and distributed, and is self-supporting and stable. This is a system that enables incineration.
  • the present invention is for combustion in which a combustion composition containing potassium carbonate and an incineration object are charged, and microwave irradiation is performed on the charged combustion composition and the incineration object.
  • a microwave combustion apparatus having a chamber, and a power generation apparatus using a binary power generation method using combustion heat generated during microwave incineration processing of the incineration object in the microwave combustion apparatus as a heat source It is.
  • Binary power generation uses the thermal energy of warm water (for example, warm water of less than 100 ° C.) to evaporate an organic medium having a low boiling point and operate a turbine generator to generate power. It is called binary power generation because there are two thermal cycles of a thermoelectric (hot water) system and an organic medium system.
  • warm water for example, warm water of less than 100 ° C.
  • thermoelectric hot water
  • a hot water circulation device is combined with a microwave combustion device, and water (hot water) circulated between the microwave combustion device and the binary power generator is converted into a micro of the incineration object in the microwave combustion device. It is heated to less than 100 ° C. by the combustion heat generated during the wave method incineration process. And the organic medium with a low boiling point is evaporated in the heat exchanger of a binary generator with the hot water heated to about less than 100 degreeC. In this way, power is generated by operating the turbine generator of the binary generator with the evaporated organic medium.
  • the power generated by the binary generator can be used as the power source of the microwave combustion apparatus.
  • white unburned white ash (potassium carbonate is the main component) as a combustion composition containing potassium carbonate, add it to wood as an incineration target, mix it, and incinerate it by irradiating it with microwaves. went.
  • the white unburned ash of wood was spread on a ceramic dish, and a small piece of chopped chopsticks was placed on top of this, and microwaves of 2450 MHz (2.45 GHz) were irradiated at an output of 1000 W.
  • the chopped chopsticks (wood) ignited 30 seconds after irradiation and burned up 90 seconds later. After continuous irradiation for 180 seconds (3 minutes), it was confirmed that the chopsticks pieces (wood) were almost burned out.
  • Example 1 Prepare cooked rice, raw fish (bean mackerel), coffee after extraction, banana peel and stem as incineration target, and burn residue of wood as a combustion composition containing potassium carbonate as in Example 1.
  • White ash (the main component is potassium carbonate), lay it on a ceramic dish, place the four types of incineration objects on it, and output a microwave of 2450 MHz (2.45 GHz) Irradiated at 1000W.
  • cooked rice, raw fish (bean mackerel), and coffee after extraction can only be dried by simply irradiating microwaves. After adding and mixing the combustion composition containing potassium carbonate, it was confirmed that it ignited in a short time and burned out by irradiating with microwaves.
  • incineration objects that contain a lot of moisture such as household garbage, used diapers, and used excretion sheets for pets, contain potassium carbonate in the incineration object. It was recognized that the incineration process can be simply and efficiently performed by the microwave incineration method of the present invention, in which after the combustion composition is added and mixed, the incineration object is irradiated with microwaves and incinerated.
  • the addition / mixing of the combustion composition containing potassium carbonate to the incineration object before microwave irradiation is performed by placing the combustion composition under the incineration object.
  • Various forms such as laying, sprinkling over the incineration object, mixing with the incineration object, etc. can be adopted, and in any form, effective ignition and combustion by subsequent microwave irradiation It was recognized that incineration would take place.
  • Non-Patent Document 1 No. Oils and fats that exude from animal-based foods will not ignite when heated in a microwave oven.
  • the animal food is simply irradiated with microwaves, as can be confirmed from the example in which the incineration target in Example 2 described above is “the head and internal organs of raw fish (bean mackerel)”. It does not ignite, and only a part of it is carbonized black. By irradiating microwaves, it was confirmed that it ignited and continued combustion.
  • pork red portion 5 g and fat portion 5 g
  • the incineration treatment according to the present invention was performed in the same manner as in Example 2.
  • a 2450 MHz (2.45 GHz) microwave was irradiated at an output of 1000 W even when white unburned wood ash (main component is potassium carbonate) was not used.
  • Non-Patent Document 1 As a result, even with animal-based foods that have been concluded not to be ignited in the aforementioned “extinguishment information” (Non-Patent Document 1), according to the method of the present invention, it is ignited in a short time and combustion continues. It could be confirmed.
  • a polypropylene bag sealed with a mixture of potassium carbonate powder and iron powder is placed on a ceramic dish, and a piece of wood is placed on top of it, and 2450 MHz (2.45 GHz). Microwaves were irradiated at an output of 1000W.
  • the wood ignited 90 seconds after irradiation and burned up.
  • Example 2 Cooked rice, raw fish (bean mackerel), extracted coffee, banana peels and stems used in Example 2 as incineration objects, animal food (pork) used in Example 3 as incineration objects For (red portion 5g and fat portion 5g)), similarly, these are placed on a polypropylene bag sealed with a mixture of potassium carbonate powder and iron powder used in this example, A similar study was conducted. In the same way as confirmed in Examples 2 and 3, it was confirmed that the incineration can be effectively performed by microwave irradiation.
  • FIG. 1 an example of a system outline of a circulating power generation system using the microwave incineration method of the present invention will be described.
  • a microwave combustion apparatus equipped with a microwave transmitter includes a combustion chamber in which a combustion composition containing potassium carbonate and an incineration object are charged.
  • Thinning materials such as thinned wood, fish / meat / vegetable residue, used disposable diapers, etc., and a combustion composition containing potassium carbonate are put into the combustion chamber of the microwave combustion apparatus.
  • the crushed treatment may be performed and then charged.
  • the combustion composition containing potassium carbonate may be put into a powder and sealed in a polypropylene bag or the like and put into the combustion chamber.
  • the microwave (2.45 GHZ) from the microwave transmitter is irradiated to the incineration object to be introduced and the combustion composition containing potassium carbonate.
  • the water (hot water) circulating between the binary generators is heated to less than about 100 ° C. by the combustion heat generated by the combustion in the combustion chamber.
  • Organic water with a low boiling point is evaporated in the heat exchanger of the binary generator with warm water heated to less than 100 ° C.
  • the turbine generator is operated by the evaporated organic medium to generate power.
  • a facility for incineration can be constructed easily and at low cost by a circulating power generation method using a microwave incineration method.
  • the power generated by the binary generator can be used for the power required for the microwave transmitter. Thereby, independent and stable processing can be continuously performed.
  • the present invention it is possible to incinerate efficiently and effectively incineration objects such as thinned wood, fish / meat / vegetables leftovers, used disposable diapers, and the like. In particular, even an incineration object containing a large amount of moisture can be incinerated efficiently and effectively.
  • the present invention can be widely applied to incineration of household waste, used disposable diapers, incinerated objects containing a lot of water such as used excretion sheets of pets.
  • the incineration object contains a non-combustible member such as a metal
  • a non-combustible member such as a metal
  • Non-combustible members such as metals can be recovered from the incineration object. That is, when a noncombustible member such as a metal is mixed and mixed in the combustible member, a noncombustible member such as a metal is removed from the incineration object by the incineration method of the present invention. It can be easily recovered.
  • the incineration method of the present invention can also be applied to the industrial field in which non-combustible members such as metals are recovered from incineration objects.
  • the present invention it is possible to construct a system that is capable of independent and stable incineration processing that is self-supporting and distributed. Therefore, it is conceivable to apply it as a power generation device in mountains where it is difficult to obtain a power source, as well as for debris treatment and emergency power supply when a major disaster occurs.

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Abstract

水分を含んでいる廃棄物、例えば、家庭から排出されるごみなどの焼却処理に適している焼却処理方法を提案する。　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と組み合わされている焼却処理対象物に対してマイクロ波を照射して前記焼却処理対象物を焼却するマイクロ波方式焼却方法。炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と焼却処理対象物とが装入され、当該装入された燃焼組成物と焼却処理対象物とに対してマイクロ波照射が行われる燃焼用チャンバーを備えたマイクロ波燃焼装置と、当該マイクロ波燃焼装置における前記焼却処理対象物のマイクロ波方式焼却処理の際に発生する燃焼熱を熱源とするバイナリー発電方式を利用した発電装置。前記マイクロ波燃焼装置の電源に前記発電装置で発電した電力を用いることを特徴とする、マイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電システム。

Description

マイクロ波方式焼却方法及びこれを利用した発電装置と、循環型の発電システム
　この発明は家庭ごみ、廃棄物、間伐材、等の焼却処理対象物を焼却する方法に関し、特に、マイクロ波を利用して焼却を行うマイクロ波方式焼却方法に関する。また、これを利用した発電装置と、循環型の発電システムに関する。
　生ごみ、等に代表される家庭ごみなどの廃棄物を焼却処理する方法に関しては従来から種々の提案が行われている。
　例えば、特許文献１には水産系廃棄物を焼却炉により焼却する際に、酸化カルシウム及び／又は水酸化カルシウムを混合して焼却することが提案されている。
　特許文献１記載の発明において、酸化カルシウム及び／又は水酸化カルシウムは、焼却残渣が焼却炉の内壁に付着することを抑制する目的で焼却処理対象物に添加・混合されるものであるが、焼却処理などにおいて燃焼速度などを向上させることなどを目的とした燃焼組成物に関する提案も行われている（例えば、特許文献２）。
　また、特許文献３には、伐採した草木や、家庭から廃棄される生ごみに含まれている野菜等を低温で熱分解させたとき、灰中に高濃度に含有されることになる炭酸カリウムが、熱分解を促進する助燃触媒として有効に活用できることを利用した低温熱分解方法及び低温熱分解炉に関する提案がされている。
　上述したような従来の焼却処理方法においては、特許文献４で提案されているように、火炎を利用した焼却の前工程に、マイクロ波を利用した乾燥工程を採用するものなどもあったが、バーナー加熱、等、火炎を利用して焼却処理するものが一般的であった。
特開２００５－２４１２１２号公報 特開２０１０－１８９２２５号公報 特開２０１２－１３２６６７号公報 特開平７－２３３９３１号公報
消研情報　第５１号（１９９７）第６３頁～第６５頁「電子レンジの長時間使用による食品の出火危険に関する研究」
　この発明は、家庭ごみ、廃棄物、間伐材、等の焼却処理対象物、特に、水分を含んでいる廃棄物、例えば、家庭から排出されるごみなどの焼却処理に適している焼却処理方法を提案することを目的にしている。また、このような焼却処理方法を利用した発電装置と、循環型の発電システムを提案することを目的にしている。
　前記の目的を達成するため、この発明が提案するものは以下の通りのものである。
　請求項１記載の発明は、
　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と組み合わされている焼却処理対象物に対してマイクロ波を照射して前記焼却処理対象物を焼却するマイクロ波方式焼却方法
　である。
　請求項２記載の発明は、
　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と焼却処理対象物とが装入され、当該装入された燃焼組成物と焼却処理対象物とに対してマイクロ波照射が行われる燃焼用チャンバーを備えたマイクロ波燃焼装置と、当該マイクロ波燃焼装置における前記焼却処理対象物のマイクロ波方式焼却処理の際に発生する燃焼熱を熱源とするバイナリー発電方式を利用した発電装置
　である。
　請求項３記載の発明は、
　前記マイクロ波燃焼装置の電源に前記発電装置で発電した電力を用いることを特徴とする、マイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電システム
　である。
　この発明によれば、家庭ごみ、廃棄物、間伐材、等の焼却処理対象物、特に、水分を含んでいる廃棄物、例えば、家庭から排出されるごみなどの焼却処理に適している焼却処理方法を提供することができる。
　また、この発明によれば、マイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電方式により、焼却処理を行う施設を、簡単に、低コストで建設し、自立分散型で、なおかつ、自立安定した焼却処理を可能にするシステムを構築することができる。
本発明のマイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電方式のシステム概要の一例を表す図。
　この発明が提案するマイクロ波方式焼却方法は、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と組み合わされている焼却処理対象物に対してマイクロ波を照射して前記焼却処理対象物を焼却するものである。
　ここで、マイクロ波を照射する、焼却処理対象物が炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と組み合わされている形態の一例としては、焼却処理対象物に炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を添加・混合する形態がある。焼却処理対象物に炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を添加・混合した後、前記焼却処理対象物にマイクロ波を照射して焼却処理を行うことができる。
　また、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を、燃焼によっても有害ガスが発生しないポリプロピレン、等の合成樹脂製の袋に装入して用いることもできる。例えば、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を、ポリプロピレン、等の合成樹脂製の袋に装入し、密閉する。このポリプロピレン製袋を、焼却処理対象物の上に置いた状態、あるいは、ポリプロピレン製袋の上に、焼却処理対象物を置いた状態で、マイクロ波を照射して焼却処理を行うことができる。
　前記の、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物としては、木材の燃え残りの白灰のように、主成分に炭酸カリウムを含んでいるものを粉末化し、所定の粒度に整えたものを使用することができる。また、炭酸カリウムの純品を利用することもできる。
　あるいは、前記のように、主成分に炭酸カリウムを含んでいるものを粉末化したものや、粉末状の炭酸カリウムの純品に、燃焼促進に効果を発揮できる粉末状物質（例えば、鉄粉など）を添加、混合したものを、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物として使用することもできる。
　本発明においては、このようにして使用される、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物は、焼却処理対象物に燃焼を生じさせ、その燃焼を促進する役割を果たすものである。
　すなわち、本発明は、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物が添加・混合、等によって組み合わされている燃焼組成物に対して、３００ＭＨｚ（０．３ＧＨｚ）～３００ＧＨｚの電磁波であるマイクロ波を照射し、電磁波の作用で、前記燃焼組成物中及び／又は燃焼組成物中における分子運動、イオン電導によって熱を発生させて加熱させるマイクロ波加熱を利用するものである。
　３００ＭＨｚ（０．３ＧＨｚ）～３００ＧＨｚの電磁波であるマイクロ波を照射し、電磁波の作用で、照射対象物中における分子運動、イオン電導によって熱を発生させて加熱させるマイクロ波加熱が、ごみの焼却に応用可能であることは従来から知られていた。
　マイクロ波加熱を利用する調理器具として家庭に広く普及している電子レンジを用いて食品を加熱し続けた場合、植物系食品の多くは炭化発煙し、炭化部分がグラファイト化して高周波の照射を受けて火花が発生し、その後、発火継続燃焼することが知られている。この場合、動物系食品は炭化発煙するが発火せず、食品の主な栄養成分の中、タンパク質は発火を抑制し、炭水化物中の糖質は体積の膨張を起こし、繊維質が炭化グラファイト化して発火の原因になることが知られている（非特許文献１）。
　更に、上述したように、炭酸カリウムが、熱分解を促進する助燃触媒として有効に活用できることも従来から知られていた（特許文献３）。
　しかし、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物の使用と、マイクロ波照射を組み合わせることにより、実用化可能な焼却処理を行うことに関する提案はこれまで行われてこなかった。
　本願の発明者は、マイクロ波照射と、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物の使用とを組み合わせることにより、実用化可能な焼却処理が実現可能であること、しかも、これが、水分含有量の多い焼却処理対象物を焼却する場合にも有効であることを見出して本願発明を完成させたものである。
　また、本発明は、このようなマイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電方式により、焼却処理を行う施設を、簡単に、低コストで建設し、自立分散型で、なおかつ、自立安定した焼却処理を可能にするシステムを構築したものである。
　すなわち、本発明は、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と焼却処理対象物とが装入され、当該装入された燃焼組成物と焼却処理対象物とに対してマイクロ波照射が行われる燃焼用チャンバーを備えたマイクロ波燃焼装置と、当該マイクロ波燃焼装置における前記焼却処理対象物のマイクロ波方式焼却処理の際に発生する燃焼熱を熱源とするバイナリー発電方式を利用した発電装置を提案するものである。
　バイナリー発電は、温水（例えば、１００℃未満の温水）の熱エネルギーを利用し、沸点の低い有機媒体を蒸発させてタービン発電機を作動させて発電するものである。熱電（温水）系統と、有機媒体系統の２つの熱サイクルがあることからバイナリー発電と呼ばれている。
　本発明においては、マイクロ波燃焼装置に温水循環装置を組み合わせ、マイクロ波燃焼装置とバイナリー発電機との間で循環している水（温水）を、マイクロ波燃焼装置における前記焼却処理対象物のマイクロ波方式焼却処理の際に発生する燃焼熱により１００℃未満程度にまで加熱する。そして、１００℃未満程度にまでに加熱された温水により、バイナリー発電機の熱交換器において、沸点の低い有機媒体を蒸発させる。こうして、蒸発した有機媒体によりバイナリー発電機のタービン発電機を作動させて発電を行う。
　前記におけるマイクロ波燃焼装置の電源に前記バイナリー発電機で発電した電力を用いることができる。
　以下、本発明の好ましい実施例を説明するが、本発明は上述した実施形態や、以下の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において、種々に変更可能である。
　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物として木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を準備し、これを焼却処理対象物としての木材に添加、混合し、マイクロ波を照射して焼却処理を行った。
　陶器製の皿の上に木材の燃え残りの白灰を敷き詰め、この上に、木材として割り箸を小さく折ったものを置き、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　照射後３０秒で割り箸片（木材）が発火し、９０秒後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、割り箸片（木材）はほとんど燃え尽きていた。
　木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）の有無による作用・効果の差異を確認するため、木材の燃え残りの白灰を敷き詰めない以外は、前記と同様にして、１８０秒（３分）間、マイクロ波（２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ））を出力１０００Ｗで照射した。
　照射後１８０秒（３分）経過しても発火せず、照射後１８０秒（３分）経過した後の状態を確認したところ、割り箸片（木材）の一部が黒色に変色しただけで燃焼反応は生じていなかった。
　次に、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を小さじ１杯分用意し、これを小さじ５杯分の水（水道水）に溶かしたものを皿に入れ、その上に、前記実施例と同じく、木材として割り箸を小さく折ったものを置き、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　照射後１８０秒（３分）経過した後の状態を確認したところ、水分が全て飛んで、乾燥した白灰が割り箸片（木材）と皿に付着していた。割り箸片（木材）には黒色に変色した部分が少し見られた。
　この状態で、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を上から振り掛け、再度、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射したところ、前述した実施例と同じく、照射後３０秒で割り箸片（木材）が発火し、９０秒後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、割り箸片（木材）はほとんど燃え尽きていた。
　この結果、焼却処理対象物に対してマイクロ波を照射しても、当該焼却処理対象物の乾燥が進むだけであるところ、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を焼却処理対象物に添加、混合した上で、マイクロ波を照射することにより、焼却処理対象物が短時間で発火し、燃え尽きることを確認できた。
　焼却処理対象物として炊いた米、生魚（豆あじ）、抽出した後のコーヒー、バナナの皮と茎を準備し、実施例１と同様に、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物として木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を準備し、これを陶器製の皿の上に敷き詰め、この上に、前記４種類の焼却処理対象物を置き、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　比較対象として、それぞれ、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）が用いられていない場合についても、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　結果はそれぞれ次のようになった。
　＜炊いた米＞
　マイクロ波照射後２分で発火し、２分半後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、ほとんど燃え尽きていた。
　一方、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を敷かなかった場合には、マイクロ波照射後１分経過後に水蒸気が上がることを確認できたが、１８０秒（３分）間照射をつづけても発火しなかった。１８０秒（３分）間の照射後、確認したところ、黒色に炭化していただけで、発火はしなかった。
　＜生魚（豆あじ）の頭と内臓＞
　マイクロ波照射後３０秒で発火し、１分後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、ほとんど燃え尽きていた。
　一方、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を敷かなかった場合には、１８０秒（３分）間マイクロ波を照射し続けても発火しなかった。１８０秒（３分）間の照射後、確認したところ、一部が黒色に炭化していただけで、発火はしなかった。
　＜抽出した後のコーヒー豆＞
　マイクロ波照射後１分半で発火し、２分後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、ほとんど燃え尽きていた。
　一方、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を敷かなかった場合には、照射後１分経過後に水蒸気が上がることを確認できたが、１８０秒（３分）間マイクロ波を照射し続けても発火しなかった。１８０秒（３分）間の照射後、確認したところ、乾燥していただけで、発火はしなかった。
　＜バナナの皮と茎＞
　木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を敷いた場合も、敷かなかった場合も、マイクロ波照射後３０秒で発火し、１分後に大きく燃え上がった。１８０秒（３分）間照射をつづけた後、確認したところ、ほとんど燃え尽きていた。
　以上の結果、炊いた米、生魚（豆あじ）、抽出した後のコーヒーについても、実施例１の割り箸片（木材）と同じく、単にマイクロ波を照射するだけでは乾燥が進むだけでしかないところ、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を添加、混合した上で、マイクロ波を照射することにより、短時間で発火し、燃え尽きることを確認できた。
　なお、炊いた米、抽出した後のコーヒーについては、発火までの時間が長かったが、これは、炊いた米、抽出した後のコーヒーに水分が多く含まれている為と思われた。
　このことから、水分を多く含んでいる焼却処理対象物、例えば、家庭の生ごみや、使用済のおむつ、ペットの使用済み排泄シート等であっても、焼却処理対象物に炭酸カリウムを含有する燃焼組成物を添加・混合した後、前記焼却処理対象物にマイクロ波を照射して焼却する本発明のマイクロ波方式焼却方法によって簡単に、効率よく焼却処理できるものと認められた。
　なお、バナナの皮と茎の場合、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を敷いた場合も、敷かなかった場合も、マイクロ波照射によって同様の発火、燃焼状態であることを確認できた。これは、バナナに多量のカリウムが含まれている（バナナ１００ｇあたり３６０ｍｇのカリウムが含有されている）ことによるものと思われた。
　そこで、本発明のマイクロ波方式焼却方法における、マイクロ波照射前の焼却処理対象物に対する、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物の添加・混合は、当該燃焼組成物を、焼却処理対象物の下に敷く、焼却処理対象物の上に振り掛ける、焼却処理対象物と混合する、等、種々の形態を採用することができ、いずれの形態によっても、引き続くマイクロ波照射によって、効果的に発火、燃焼が生じ、焼却処理が行われるものと認められた。
　消研情報　第５１号（１９９７）第６３頁～第６５頁「電子レンジの長時間使用による食品の出火危険に関する研究」（非特許文献１）においては、「動物系食品は炭化発煙するが発火しない。動物系食品から滲み出る油脂は電子レンジでの加熱では発火しない」と報告されている。
　本発明によれば、上述した実施例２の焼却処理対象物を「生魚（豆あじ）の頭と内臓」とした実例で確認できたように、動物系食品に対して、単にマイクロ波を照射しただけでは発火せず、一部が黒色に炭化するだけであるが、本発明により、動物系食品であっても、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を添加・混合し、マイクロ波を照射することにより、発火し、燃焼継続することを確認できた。
　そこで、更に、動物系食品として豚肉（赤身部分５ｇと脂身部分５ｇ）を焼却処理対象物とし、実施例２と同様にして本発明による焼却処理を行った。
　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物として木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）を準備し、これを陶器製の皿の上に敷き詰め、この上に、豚肉の赤身部分５ｇと脂身部分５ｇとを置き、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　マイクロ波照射後１分後に発火が起こり、そのまま燃焼が継続した。３分後に取り出したところ、赤身部分、脂身部分とも、ほとんどが燃え尽きていた。
　なお、脂身部分は滲み出た油脂に包まれるため、赤身部分と比べて燃焼時間を要すると思われたが、結果は、上述の通り、ほとんど燃え尽きていた。
　比較対象として、木材の燃え残りの白灰（主成分は炭酸カリウム）が用いられていない場合についても、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　この比較対象の場合には、発火は起こらず、３分後に取り出したところ、脂身部分は収縮して炭化（滲み出た油脂は皿にたまっていた）していた。また、赤身部分は全体に炭化したが、発火は起こらなかった。
　この結果、前述した「消研情報」（非特許文献１）で発火しないと結論付けられていた動物系食品でも、本願発明の方法によれば、短時間で発火し、燃焼が継続することを確認できた。
　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物として、炭酸カリウムと、鉄粉との混合物を用いた。
　粉末状の炭酸カリウムの粒度を整え、同じく、粒度を整えた鉄粉と混合し（混合割合は、炭酸カリウム：鉄粉＝５：１（重量割合））、この３０ｇをポリプロピレン製の袋に封入して密封した。
　上述したように、炭酸カリウム粉末と、鉄粉との混合物を密封しているポリプロピレン製袋を陶器製の皿の上に置き、その上に、木片２０ｇを置いて、２４５０ＭＨｚ（２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を出力１０００Ｗで照射した。
　照射後９０秒で木材が発火し、大きく燃え上がった。
　なお、比較対象として、木片２０ｇのみに対して、同様に、マイクロ波照射を行ったところ、９０秒後も煙がくすぶっている状況で、一部に炭化状態が見られたが、発火には至らなかった。
　実施例２で焼却処理対象物として用いた、炊いた米、生魚（豆あじ）、抽出した後のコーヒー、バナナの皮と茎、実施例３で焼却処理対象物として用いた動物系食品（豚肉（赤身部分５ｇと脂身部分５ｇ））についても、同様に、この実施例で用いた、炭酸カリウム粉末と、鉄粉との混合物を密封しているポリプロピレン製袋の上に、これらを置いて、同様の検討を行った。実施例２、３で確認できたのと同様に、マイクロ波照射によって、効果的に焼却処理できることを確認できた。
　図１を用いて、本発明のマイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電方式のシステム概要の一例を説明する。
　マイクロ波発信機を備えているマイクロ波燃焼装置は、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と焼却処理対象物とが装入される燃焼用チャンバーを備えている。
　間伐材、魚・肉・野菜残飯、使用済の使い捨ておむつ、等々の焼却処理対象物と、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物とが、マイクロ波燃焼装置の燃焼用チャンバー内に投入される。
　この際、粉砕処置を行ってから、投入することにしても良い。また、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物は、実施例４で説明したように、粉末状にして、ポリプロピレン製の袋などに密封されている状態で、燃焼用チャンバー内に投入してもよい。
　燃焼用チャンバー内では、投入されてきた前記の焼却処理対象物と、炭酸カリウムを含有する燃焼組成物とに対して、マイクロ波発信機からのマイクロ波（２．４５GHZ）が照射される。
　これにより、実施例１～４で確認してきたように、発火、燃焼が生じ、焼却処理が行われる。この際に発生する燃焼熱がバイナリー発電方式の熱源に利用される。
　すなわち、バイナリー発電機との間で循環している水（温水）を、燃焼用チャンバー内の上述した燃焼によって発生している燃焼熱により１００℃未満程度にまで加熱する。
　１００℃未満程度にまでに加熱された温水により、バイナリー発電機の熱交換器において、沸点の低い有機媒体を蒸発させる。こうして、蒸発した有機媒体により、タービン発電機を作動させて発電を行う。
　このようにして、マイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電方式により、焼却処理を行う施設を、簡単に、低コストで建設することができる。
　バイナリー発電機で発電した電力をマイクロ波発信機に必要な電力に利用することもできる。これによって、自立安定した処理が継続的に可能になる。
　すなわち、焼却処理対象物の燃焼に、重油や天然ガスなどを用いる必要が無く、燃焼開始時におけるマイクロ波発信機に必要な電力があれば、その後は、バイナリー発電機での発電により、自立安定した処理を継続的に行うことができる。
　これによって、自立分散型で、なおかつ、自立安定した焼却処理を可能にするシステムを構築することができる。
　本発明によれば、間伐材、魚・肉・野菜残飯、使用済の使い捨ておむつ、等々の焼却処理対象物を効率よく、効果的に焼却処理することができる。特に、水分を多く含んでいる焼却処理対象物であっても、効率よく、効果的に焼却処理することができる。
　そこで、家庭の生ごみや、使用済の使い捨ておむつ、ペットの使用済み排泄シート等の水分を多く含んでいる焼却処理対象物の焼却処理に広く適用することができる。
　本発明の焼却方法によれば、焼却処理対象物に金属のような不燃性の部材が含まれている場合、焼却処理対象物における可燃性の部分のみを先に燃焼させることにより、簡単に、焼却処理対象物中から金属のような不燃性の部材を回収することができる。すなわち、可燃性部材の中に金属のような不燃性の部材が混在・混入している場合に、本発明の焼却処理方法によって、当該焼却処理対象物中から金属のような不燃性の部材を簡単に回収することができる。
　本発明の焼却方法は、このように、焼却処理対象物中から金属のような不燃性の部材を回収する産業分野にも適用することができる。
　本発明によれば、自立分散型で、なおかつ、自立安定した焼却処理を可能にするシステム構築できる。そこで、電源がとりにくい山中での発電装置としての応用や、大災害発生時のがれき処理及び緊急電源装置に応用することが考えられる。

Claims (3)

  1. 　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と組み合わされている焼却処理対象物に対してマイクロ波を照射して前記焼却処理対象物を焼却するマイクロ波方式焼却方法。
  2. 　炭酸カリウムを含有する燃焼組成物と焼却処理対象物とが装入され、当該装入された燃焼組成物と焼却処理対象物とに対してマイクロ波照射が行われる燃焼用チャンバーを備えたマイクロ波燃焼装置と、当該マイクロ波燃焼装置における前記焼却処理対象物のマイクロ波方式焼却処理の際に発生する燃焼熱を熱源とするバイナリー発電方式を利用した発電装置。
  3. 　前記マイクロ波燃焼装置の電源に前記発電装置で発電した電力を用いることを特徴とする、マイクロ波方式焼却方法を利用した循環型の発電システム。
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