(57)【要約】      （修正有）【課題】処理が必要な産業廃棄物などをイオン化して処理する際に、ドロップアウトを防ぎ、安定的なガスプラズマ化及びイオン化を行うことができ、ドロップアウト後の再度稼働では長時間待つことなくかつ被処理物取り出しの作業負荷も軽減できる処理物質の処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】被処理物質の処理装置Ｐは、第１次アーク放電による熱源により前処理の施された被処理物質を燃焼させる燃焼機構２と燃焼機構に熱源を供給すると共に被処理物質を第１次アーク放電加熱する第１次アーク放電加熱機構３と第１次アーク放電加熱機構を経た被処理物質を第２次アーク放電加熱する第２次アーク放電加熱機構４と第２次アーク放電加熱機構を経た被処理物質を冷却する冷却機構５と冷却機構を経た被処理物質の吸着処理を行う吸着機構６とで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１次アーク放電による熱源により前処理の施された被処理物質を燃焼させる燃焼機構と、
当該燃焼機構に熱源を供給すると共に当該被処理物質を第１次アーク放電加熱する第１次アーク放電加熱機構と、
当該第１次アーク放電加熱機構を経た当該被処理物質を第２次アーク放電加熱する第２次アーク放電加熱機構と、
当該第２次アーク放電加熱機構を経た当該被処理物質を冷却する冷却機構と、
当該冷却機構を経た当該被処理物質の吸着処理を行う吸着機構とを
備えてなることを特徴とする被処理物質の処理装置。
【請求項２】
燃焼機構が、多数の孔が開けられた回転可能な燃焼装置からなり、内部に第１次アーク放電加熱機構からの第１次アーク放電加熱により発熱される発熱体を内蔵し、前処理の施された被処理物質が当該発熱体に接することにより燃焼し、当該被処理物質が中性子化されるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項３】
被処理物質の前処理が、当該被処理物質からの脱水であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項４】
第１次アーク放電加熱機構が、電極間にアーク放電の抵抗体を配設してなることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項５】
第１次アーク放電加熱機構における電極が、棒状の複数の電極を並列に配設した集合電極よりなることを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の被処理物質の処理装置が、高周波電流供給装置を有し、当該高周波電流供給装置から第１次アーク放電加熱機構に高周波電流を供給し、当該第１次アーク放電加熱機構が、燃焼機構を経て中性子化された被処理物質を第１次アーク放電加熱により第１次イオン化するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項７】
第２次アーク放電加熱機構が、電極間にアーク放電の抵抗体を配設してなり、高周波電流供給装置から当該第２次アーク放電加熱機構に高周波電流を供給するようになっており、当該第２次アーク放電加熱機構が、第１次アーク放電加熱機構による第１次アーク放電加熱により第１次イオン化してなる当該被処理物質を第２次アーク放電加熱により第２次イオン化するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項８】
冷却機構が、曲がりくねった流路により構成され、第２次イオン化された被処理物質が当該流路中を通過するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項９】
吸着機構が、炭素イオン吸着槽とゼオライトによるイオン吸着槽と活性炭によるイオン吸着槽とを有してなることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の被処理物質の処理装置。
【請求項１０】
第１次アーク放電による熱源により前処理の施された被処理物質を燃焼させる燃焼工程と、当該燃焼工程を経た当該被処理物質を第１次アーク放電加熱する第１次アーク放電加熱工程と、当該第１次アーク放電加熱工程を経た当該被処理物質を第２次アーク放電加熱する第２次アーク放電加熱工程と、当該第２次アーク放電加熱工程を経た当該被処理物質の冷却を行う冷却工程と、当該冷却工程を経た当該被処理物質の吸着処理を行う吸着工程とを有してなることを特徴とする被処理物質の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物質の処理装置及び処理方法に関し、特に、処理が必要な産業廃棄物などをイオン化して最終的に水素イオンとして冷却水に抽出させ処理することのできる被処理物質のイオン化処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造業や食品産業や土木建設など各種分野で不要物や廃棄物が排出し、リサイクル等の処理が必要とされている。
当該処理に関しては、例えば、焼却炉により焼却する方法があるが、当該焼却ではダイオキシンの発生の問題などがある他、その焼却により生じる焼却灰などにつき新たにそのリサイクルが必要になるなどのその残査の処理を必要とするものもある。当該処理で、溶融炉を使用する方法もあるが、同様の問題を惹起し、又、地面下に埋め立ての方法もあるが、日常大量に生じるその被処理物質の処理には限界を感じざるを得ない。一方、当該処理では、被処理物質の毒性などにも注意が払われなければならない。
特開２００１−３１７８８２号公報には、前処理装置Ａでの前処理工程を経た被処理物質を、電極間に抵抗体を配設してなるガス化装置Ｂのアーク放電加熱によりガス化し、次いで、当該ガス化工程でガス化されたガスを、同様に電極間に抵抗体を配設してなるガス精製装置Ｃのガス分解装置ＣＡのアーク放電加熱により熱分解（水素ガス及びメタンガスに分解）し、当該ガス精製装置Ｃの吸着装置ＣＢで当該熱分解されたガスを吸着し、次いで、当該ガス精製装置Ｃで処理されたガスを燃焼装置Ｄで燃焼させて水及び水蒸気に変換して無残査処理を行う処理方法とそれに使用される処理装置とが記載されている。
又、特開２００４−２３２９５３号公報には、上記の特開２００１−３１７８８２号公報に記載の発明の改良として、上記の電極間に配設される抵抗体について板状の抵抗体３０とし、また、当該板状の抵抗体３０を電極間に配設した焼却炉２０により初めにアーク放電加熱を行って焼却対象物質をガス化し、次いで、熱分解装置５０（抵抗発熱の発熱体５４を配した装置）で当該ガス化されたガスを熱分解後に、吸着ユニット６０により吸着を行い、次いで、冷却ユニット７０により冷却後に集塵塔８０にて集塵を行うようになっている焼却装置１０が記載されている。
しかしながら、当該アーク放電を用いた方法及び装置では、アーク放電加熱を行う為に、被処理物質を当該アーク放電の抵抗体間を通過させようとすると、正常な交流波形を描かずに波形にドロップアウトを引き起こし、安定的なガス化やガス熱分解ができないという問題があり、又、前処理工程を経た被処理物質を電極間に抵抗体を配設してなるガス化装置に投入すると温度低下を招き同様に安定的なガス化等ができないという問題があり、ドロップアウトを引き起こすと、次のアーク放電加熱処理を行う迄に長時間のロスを生むか、或いは、一旦、装置を停止させ、それ迄に投入した物質を取出してから再稼働させなければならず、作業効率を悪化させるだけでなく、投入物質によっては作業者への危険もはらんでいる。
しかも、こうした無残査処理で高温でのガスプラズマ化をさせようとして、温度を上昇させ、物質を気体化させ、当該気体の分子を解離させて原子とし、更に、温度を上昇させて、電離を起こさせ、正イオンと電子とに分離させ、当該気体は、当該電離によって生じた荷電粒子を含む気体即ちプラズマとさせようとする場合、上記の特開２００１−３１７８８２号公報や特開２００４−２３２９５３号公報による装置・方法では、上記のドロップアウトの問題やその被処理物質の固体や液体などを投入すると時の温度低下などにより、当該ガスプラズマ化やイオン化（上記のような電荷を持つ状態即ちイオン化状態にすること。）を達成でき難いという問題があり、又、当該装置・方法では、大電流、高電圧を必要としてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−３１７８８２号公報及び特開２００４−２３２９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のような従来技術の有する欠点を解消し得る技術を提供することを目的としたものである。
本発明の他の目的や新規な特徴については本件明細書及び図面の記載からも明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特許請求の範囲は、次の通りである。
（請求項１）第１次アーク放電による熱源により前処理の施された被処理物質を燃焼させる燃焼機構と、
当該燃焼機構に熱源を供給すると共に当該被処理物質を第１次アーク放電加熱する第１次アーク放電加熱機構と、
当該第１次アーク放電加熱機構を経た当該被処理物質を第２次アーク放電加熱する第２次アーク放電加熱機構と、
当該第２次アーク放電加熱機構を経た当該被処理物質を冷却する冷却機構と、
当該冷却機構を経た当該被処理物質の吸着処理を行う吸着機構とを
備えてなることを特徴とする被処理物質の処理装置。
（請求項２）燃焼機構が、多数の孔が開けられた回転可能な燃焼装置からなり、内部に第１次アーク放電加熱機構からの第１次アーク放電加熱により発熱される発熱体を内蔵し、前処理の施された被処理物質が当該発熱体に接することにより燃焼し、当該被処理物質が中性子化されるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項３）被処理物質の前処理が、当該被処理物質からの脱水であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項４）第１次アーク放電加熱機構が、電極間にアーク放電の抵抗体を配設してなることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項５）第１次アーク放電加熱機構における電極が、棒状の複数の電極を並列に配設した集合電極よりなることを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項６）請求項１に記載の被処理物質の処理装置が、高周波電流供給装置を有し、当該高周波電流供給装置から第１次アーク放電加熱機構に高周波電流を供給し、当該第１次アーク放電加熱機構が、燃焼機構を経て中性子化された被処理物質を第１次アーク放電加熱により第１次イオン化するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項７）第２次アーク放電加熱機構が、電極間にアーク放電の抵抗体を配設してなり、高周波電流供給装置から当該第２次アーク放電加熱機構に高周波電流を供給するようになっており、当該第２次アーク放電加熱機構が、第１次アーク放電加熱機構による第１次アーク放電加熱により第１次イオン化してなる当該被処理物質を第２次アーク放電加熱により第２次イオン化するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５又は６に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項８）冷却機構が、曲がりくねった流路により構成され、第２次イオン化された被処理物質が当該流路中を通過するようになっていることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項９）吸着機構が、炭素イオン吸着槽とゼオライトによるイオン吸着槽と活性炭によるイオン吸着槽とを有してなることを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の被処理物質の処理装置。
（請求項１０）第１次アーク放電による熱源により前処理の施された被処理物質を燃焼させる燃焼工程と、当該燃焼工程を経た当該被処理物質を第１次アーク放電加熱する第１次アーク放電加熱工程と、当該第１次アーク放電加熱工程を経た当該被処理物質を第２次アーク放電加熱する第２次アーク放電加熱工程と、当該第２次アーク放電加熱工程を経た当該被処理物質の冷却を行う冷却工程と、当該冷却工程を経た当該被処理物質の吸着処理を行う吸着工程とを有してなることを特徴とする被処理物質の処理方法。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、次のような利点を有する。
本発明によれば、ドロップアウトを防げるので、安定的なガスプラズマ化及びイオン化を行うことができ、又、従来例のように、ドロップアウト後に再度のアークプラズマを発生させようとすると、長時間待たされたり、或いは、それまで投入した被処理物質を取り出してから再度稼働させるというようなことが回避でき、作業効率を高めることが出来る等の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【０００７】
図１及び図２に示すように、本発明の被処理物質の処理装置Ｐは、前処理装置１と燃焼機構２と第１次アーク放電加熱機構（第１次アーク放電加熱装置）３と第２次アーク放電加熱機構（第２次アーク放電加熱装置）４と冷却機構（冷却装置）５と吸着機構（吸着装置）６とを備えてなる。
又、当該第１次アーク放電加熱装置３と第２次アーク放電加熱装置４に高周波電流を供給する高周波電流供給装置７を備えてなる。
【０００８】
前処理装置１では、燃焼機構２への被処理物質の投入に際して、その前処理を行う。
当該被処理物質としては、気相、液相及び固相のうちの少なくとも一つの相からなる物質が適用される。固相と液相とが混合されたもの等でもよい。当該被処理物質の例としては、廃棄物や不要物が挙げられ、製造業、食品産業、土木建設、家庭生活、病院などの全ゆる分野で排出される廃棄物、不要物等の処理に適用される。その処理がやっかいで難しいとされる石油精製で排出される硫酸ピッチや半導体分野で排出される廃棄物などにも適用できる。
当該前処理は、上記のような被処理物質の燃焼機構２への投入を考慮して行われ、又、当該燃焼機構２での被処理物質の燃焼（中性子化）、続いて行われるイオン化などが適切に行われるように考慮して行われる。
特に、燃焼機構２へ投入された被処理物質は、高温で熱せられた発熱体に接することにより燃焼し、中性子化されるので、当該被処理物質が気相及び液相よりなる場合、脱水を行い、含水率を５％以下となるようにすることが好ましい。又、当該被処理物質が固相又は固液相よりなる場合には、同様に、脱水を行い、含水率を５％以下となるようにすると共に、当該脱水後の当該固相（固液相のときの固相）を５ｍｍ以下に粉砕して溶剤を混ぜスラリー状態にして投入することが好ましい。当該溶剤には、例えば、鉱物油、植物油が使用される。
前処理装置１は、遠心分離機や粉砕機などにより構成される。
【０００９】
図３に示すように、当該燃焼機構２における燃焼装置（中性子化装置）２００は例示のように直方体に構成され、当該中性子化装置２００のほぼ全面に、多数の微細な孔２０００が開けられている。当該中性子化装置２００は、軸２０１により軸支されている。当該軸２０１は、図示のように、モータ２０２に接続され、当該モータ２０２により回転が行われるようになっている。当該中性子化装置２００は、当該回転モータ２０２により回転軸２０１を中心として回転可能に構成されている。
当該中性子化装置２００は、図示のように、当該回転軸２０１と平行ではなく、角度を持たせて軸支されている。当該角度は、例えば、３０°に設定され、当該中性子化装置２００は、その角度を保持して（傾斜して）回転するようになっている。
当該中性子化装置２００の内部には、多数の発熱体２００１が内蔵されている。当該発熱体２００１は、例えば、セラミック球により構成される。
【００１０】
当該中性子化装置２００の下部には、第１次アーク放電加熱装置３が設けられている。
当該第１次アーク放電加熱装置３は、図４及び図５に示すように、電極３００と抵抗体３０１とを備えて構成されている。図示のように、２つの電極３００間に抵抗体３０１が配設されて構成されている。
当該電極３００は、図５に示すように、複数の棒状の各電極３０００を並列させて集合電極としてある。これにより、当該電極３００の摩耗に対処でき、摩耗した電極棒３０００のみを新品と交換できるようになっていて、当該第１次アーク放電加熱装置３の機能を高めることができる。
当該電極３００は、図４に示すように、電極位置調整機３０２により、その適切な位置調整がなされるようになっており、又、当該両側の電極３００に一定の圧力が加えられるようになっていて、当該電極３００が、当該電極３００間に配された抵抗体３０１と常に一定の圧力で接触して、アーク放電加熱の効率を高め得るようになっている。
当該電極３００は、例えば、炭化珪素から構成される。上記のように、例えば数１０ｃｍの長さの棒状に構成するとよい。
当該抵抗体３０１は、例えば、炭素、炭化珪素により形成される。当該抵抗体３０１は、例えば、角柱、円柱、球などに構成される。当該抵抗体３０１における各抵抗体ユニット間には適宜の間隔を開けてその間にもアーク放電が生起されるようにする。
当該電極３００は、図４に示すように、水冷電極３０３とリード線３０４と接続されている。
当該リード線３０４は、前述の高周波電流供給装置７と電気的に接続され、当該高周波電流供給装置７から当該リード線３０４を介して各電極３００に高周波電流が供給されるようになっている。
当該高周波電流供給装置７は、図１及び図２に示すように、例えば、高周波電源盤と整合盤（トランス）とを有して構成される。
当該高周波電流供給装置７は、各種電源としても使用できる。
当該高周波電流供給装置７の整合盤を介して第１次アーク放電加熱装置３における電極３００間に、例えば、１０００Ａの電流、４０Ｖの電圧が印加される。
電極３００間、当該電極３００と抵抗体３０１との間及び抵抗体３０１間にてアーク放電が起こる。
その際に、本発明では、高周波電流供給装置７から高周波電流が当該第１次アーク放電加熱装置３の電極３００に供給されるようになっている。当該高周波電流は、例えば、１００００Ｈｚの周波数の電流とする。これにより、当該当該第１次アーク放電加熱装置３にプラズマが発生し、例えば、約３０００℃の高温を発しさせることができる。
本発明では、高周波電流の供給により、従来例に比較して小電流、低電圧にて操作が可能である。
当該電流は、５００〜１５００Ａ好ましくは８００〜１０００Ａで、又、電圧は、１０〜１００Ｖ好ましくは２０〜４０Ｖである。
当該高周波電流の周波数の範囲は、５０００〜１５０００Ｈｚ好ましくは８０００〜１００００Ｈｚである。
【００１１】
図３〜図６に示すように、中性子化装置２００とその下部の第１次アーク放電加熱装置３とは、同じ中性子化・第１次イオン化装置Ｉの内部に配設され、当該中性子化装置２００は、その下部の第１次アーク放電加熱装置３からのアークプラズマ放電による熱により加熱され、当該中性子化装置２００内部のセラミック球等により構成された発熱体２００１が加熱され、例えば、約２０００℃にまで加熱することができる。
【００１２】
被処理物質について脱水等の前処理が行われた後に、当該被処理物質が中性子化・第１次イオン化装置Ｉの中性子化装置２００に投入されると、当該被処理物質は、当該中性子化装置２００内部の第１次アーク放電加熱装置３により約２０００℃にも加熱されたセラミック球によりなる多数の発熱体２００１に吹き付けられて、燃焼し、中性子化が行われる。
当該中性子化装置２００を設けずに、直接、第１次アーク放電加熱装置３に供すると、当該アーク放電加熱における温度が急激に低下し、又、前記ドロップアウトを起こして、イオン化しようとしてもそれを達成し難いが、当該中性子化装置２００を設けることにより、中性子化が行われ、又、イオン化を達成できる一因とすることができる。
当該中性子化装置２００は、上記のように、回転モータ２０２により回転可能に構成され、又、一定の角度にて回転するようになっているので、万遍なく一部冷却部位の出現のような現象が起こらずに当該被処理物質を燃焼し、中性子化することができる。
当該中性子化装置２００で中性子化された被処理物質は中性子となって多数の微細な孔２０００から排出され、第１次アーク放電加熱装置３へと供される。
当該中性子化装置２００の内部でセラミック球等の発熱体２００１に被処理物質が噴射されて上記のような燃焼・中性子化が行われると、当該発熱体２００１は、小さくなって行く。上記の多数の微細な孔２０００は、中性子は通過させるが、当該セラミック球等の発熱体２００１は当該中性子化装置２００から排出されないようになっている。
【００１３】
中性子化された被処理物質は、次いで、当該中性子化装置２００の下部の第１次アーク放電加熱装置３に供され、当該第１次アーク放電加熱装置３にて第１次イオン化が行われる。
当該第１次アーク放電加熱装置３では、２つの電極３００間に抵抗体３０１が配設され、当該電極３００に起動時前記小電流、低電圧が印加され、又、高周波電流供給装置７から高周波電流が当該第１次アーク放電加熱装置３の電極３００に供給され、電極３００間、当該電極３００と抵抗体３０１との間及び抵抗体３０１間にてアーク放電が起こり、当該第１次アーク放電加熱装置３にプラズマが発生し、例えば、約３０００℃の高温を発し、その高温により、上記のように、中性子化装置２００の発熱体２００１の加熱による被処理物質の中性子化を行うと共に、中性子化された被処理物質の第１次イオン化が行われる。
高周波電流供給装置７からの高周波電流の当該第１次アーク放電加熱装置３への供給により、当該第１次アーク放電加熱装置３の抵抗体３０１間を通過する際のドロップアウトを防ぎ、安定的なプラズマ発生・イオン化を行うことが出来る。
又、当該高周波電流の供給により、ドロップアウトを防げるので、従来例のように、ドロップアウト後に再度のアークプラズマを発生させようとすると、長時間待たされたり、或いは、それまで投入した被処理物質を取り出ししてから再度稼働させるというようなことが回避でき、作業効率を高めることが出来る。
【００１４】
中性子化装置２００と第１次アーク放電加熱装置３とが内部に配設された中性子化・第１次イオン化装置Ｉには、不活性ガス導入口８が設けられ、当該不活性ガス導入口８からアルゴンガスなどの不活性ガスが当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉの内部に供給されるようになっている。当該不活性ガスの導入により、アーク放電の起動時間を短縮することができる。当該起動は、当該不活性ガスの雰囲気の中で、トリガー電極９のスパーク熱により起動することが出来る。
当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉには、温度制御と安全確認の為に、熱電対等からなる温度センサー１０を設置し、常時モニタリングするようになっている。
又、圧力計１１にて、当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉ内部の圧力を常時モニタリングするようになっている。
当該当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉは、上部に蓋を設置し、又、側面に扉を設けるようにしている。これにより、メンテナンスを容易にしている。
当該当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉには、電極の収納部１２を備えている。
【００１５】
第１次イオン化された被処理物質は、当該中性子化・第１次イオン化装置Ｉの下部の第１次アーク放電加熱装置３の抵抗体３０１の間を通過して、流路Ｒを経て、第２次アーク放電加熱装置４へと送られる。
当該第２次アーク放電加熱装置４は、第１次アーク放電加熱装置３と同様の構成からなり、図７及び図８に示すように、電極４００と抵抗体４０１とを備えて構成され、図示のように、２つの電極４００間に抵抗体４０１が配設され、当該電極４００は、図８に示すように、複数の棒状の各電極４０００を並列させて集合電極としてあって、これにより、当該電極４００の摩耗に対処でき、摩耗した電極棒４０００のみを新品と交換でき、当該第２次アーク放電加熱装置４の機能を高めることができるようになっており、当該電極４００は、前記の第１次アーク放電加熱装置３における電極３００と同様に電極位置調整機（図示せず）により、その適切な位置調整がなされるようになっており、又、当該両側の電極４００に一定の圧力が加えられるようになっていて、当該電極４００が、当該電極４００間に配された抵抗体４０１と常に一定の圧力で接触して、アーク放電加熱の効率を高め得るようになっている。
当該電極４００は、例えば、炭化珪素から構成され、例えば数１０ｃｍの長さの棒状に構成するとよい。
当該抵抗体４０１は、例えば、炭素、炭化珪素により形成される。当該抵抗体４０１は、例えば、角柱、円柱、球などに構成される。当該抵抗体４０１における各抵抗体ユニット間には適宜の間隔を開けてその間にもアーク放電が生起されるようにする。
当該電極４００は、図８に示すように、水冷電極４０３とリード線４０４と接続され、当該リード線４０４は、前述の高周波電流供給装置７と電気的に接続され、当該高周波電流供給装置７から当該リード線４０４を介して各電極４００に高周波電流が供給されるようになっている。
当該高周波電流供給装置７の整合盤を介して第２次アーク放電加熱装置４における電極４００間に、例えば、１０００Ａの電流、４０Ｖの電圧が印加される。
電極４００間、当該電極４００と抵抗体４０１との間及び抵抗体４０１間にてアーク放電が起こり、その際に、高周波電流供給装置７から例えば１００００Ｈｚの周波数の高周波電流が当該第２次アーク放電加熱装置４の電極４００に供給され、当該第２次アーク放電加熱装置４にプラズマが発生し、例えば、約３０００℃の高温を発しさせることができる。
第２次アーク放電加熱装置４でも、高周波電流の供給により、従来例に比較して小電流、低電圧にて操作が可能である。
当該電流は、５００〜１５００Ａ好ましくは８００〜１０００Ａで、又、電圧は、１０〜１００Ｖ好ましくは２０〜４０Ｖである。
当該高周波電流の周波数の範囲は、５０００〜１５０００Ｈｚ好ましくは８０００〜１００００Ｈｚである。
当該第２次アーク放電加熱装置４では、第１次アーク放電加熱装置３により第１次イオン化された被処理物質を更にイオン化して、イオン化を完成させる。
【００１６】
第２次アーク放電加熱装置４でイオン化された被処理物質は、図７及び図８に示すように、当該第２次アーク放電加熱装置４における抵抗体４０１間を通過して流路Ｒを経て、冷却装置５へと送られる。
当該冷却装置５は、図７に示すように、曲がりくねった流路により構成され、第２次イオン化された被処理物質は、当該曲がりくねった流路中を通過するようになっている。
第１次アーク放電加熱装置３により第１次イオン化された被処理物質を、第２次アーク放電加熱装置４に送り込み第２次イオン化させ、冷却装置５へと送り込み、又、次の工程の吸着機構（吸着装置）６に送り込む為に、イオン吸引装置５００が当該冷却装置５の上部に設けられている。
当該イオン吸引装置５００により、第２次イオン化された被処理物質は、当該イオン吸引装置５００に向かって冷却装置５における片側の曲がりくねった流路Ｒ中を上昇し、次いで、当該イオン吸引装置５００により、次の工程の吸着装置６に向かって冷却装置５における他方の片側の曲がりくねった流路Ｒ中を下降して、吸着装置６へと送り込まれる。
冷却装置５は、図７に示すように、櫛歯と櫛歯とを対向させて当該櫛歯と櫛歯との間に曲がりくねった流路Ｒを構成するようにして、第２次イオン化された被処理物質を、当該曲がりくねった流路Ｒ中を通過させるようになっているので、高温のイオンを次第にその温度を下降させて次の工程の吸着機構６に送り込むことができ、冷却効率が高く、当該温度を下げて吸着装置６に送り込むことができるので、当該吸着装置６では、その吸着の効率も高くなり、炭素イオンなどの吸着効率が良好となる。
上記において、冷却工程と吸着工程との順序を逆にして、吸着工程後に冷却工程とする場合には、炭素イオンなどの吸着が難しいものになる。
【００１７】
吸着装置６は、炭素捕捉フイルターを充填した吸着槽６００とゼオライトを充填した吸着槽６０１と活性炭を充填した吸着槽６０２とを有してなる。
炭素捕捉フイルターを充填した吸着槽６００では、主に、炭素イオンが吸着され、順次、ゼオライトを充填した吸着槽６０１と活性炭を充填した吸着槽６０２に応じたイオンが吸着される。
最終的に、活性炭を充填した吸着槽６０２により、イオンの吸着が行われ、水素イオンが通過していく。
図１及び図２に示すように、当該水素イオンは、クリングタワーＴに送られ、当該クリングタワーＴでその中の冷却水に溶解・抽出される。
イオンの吸着を行うために、ブローファンＦにより、順次、炭素捕捉フイルターを充填した吸着槽６００、次いで、ゼオライトを充填した吸着槽６０１、続いて、活性炭を充填した吸着槽６０２へと送り込みする。
各吸着槽６００、６０１および６０２における充填されたカラムの炭素捕捉フイルターやゼオライト（ハニカム状ゼオライト）や活性炭（粒状活性炭）は、パッケージ化され、引き出し式で、交換やメンテナンス作業が容易なようになっている。
各吸着槽６００、６０１および６０２には、カラムの満タンチェックを行うために、圧力センサー６０３を設置してある。
回収されたカラムは、順次、低温から高温へと上昇させた熱処理を行うことにより、当該カラムから各融点段階での純物質を回収することが出来る。
【００１８】
本発明の処理装置及び処理方法について、次の実測データにより更に詳述する。
石油精製段階で排出されるスラリー状の硫酸ピッチの脱水を行い、含水率を４％としたものを、回転軸に対して３０°の傾斜角を有する燃焼装置（中性子化装置）に送り込みする。当該燃焼装置（中性子化装置）は、回転モータにより回転軸を中心として回転可能に構成され、セラミック球よりなる多数の発熱体が内蔵されており、予じめ、その下部の第１次アーク放電加熱装置により加熱されている。
当該第１次アーク放電加熱装置は、両側の２０ｃｍの長さの棒状の電極棒２０本を並列させた集合電極と当該電極間の抵抗体とを備えて構成され、当該電極を電極位置調整機により位置調整をし、又、当該両側の電極の圧力調整を行い、当該電極に水冷電極を介して接続されたリード線に、高周波電流供給装置の整合盤を介して当該第１次アーク放電加熱装置の前記電極間に、４０Ｖの電圧及び８００Ａの電流を印加させて、当該電極間、当該電極と抵抗体との間及び抵抗体間にてアーク放電を起こさせ、次いで、当該高周波電流供給装置の整合盤を介して９０００Ｈｚの高周波電流を当該第１次アーク放電加熱装置の電極に供給した。当該当該第１次アーク放電加熱装置における発熱温度を熱電対よりなる温度センサーで測定したところ、３０００℃の高温を示した。
又、当該第１次アーク放電加熱装置からのアークプラズマ放電による熱により加熱された中性子化装置内部のセラミック球により構成された発熱体の温度を熱電対よりなる温度センサーで測定したところ、２０００℃の高温を示した。
前記の硫酸ピッチは、回転した燃焼装置（中性子化装置）に投入され、セラミック球よりなる発熱体に吹き付けられて、次々燃焼し、当該燃焼装置（中性子化装置）における多数の微細な孔から排出した。
高周波電流供給装置からの上記高周波電流の当該第１次アーク放電加熱装置への供給により、当該第１次アーク放電加熱装置の抵抗体間を通過する際のドロップアウトもなく、安定的なプラズマ発生・イオン化を行うことが出来た。
当該中性子化装置と第１次アーク放電加熱装置とが内部に配設された中性子化・第１次イオン化装置の不活性ガス導入口からは、アルゴンガスを１００ｃｃ供給した。
次いで、当該第１次イオン化された硫酸ピッチは、当該中性子化・第１次イオン化装置の下部の第１次アーク放電加熱装置の抵抗体の間を通過して、流路を経て、第２次アーク放電加熱装置へと送り込んだ。
当該第２次アーク放電加熱装置は、前記第１次アーク放電加熱装置と同様の構成からなり、その電極は複数の２０ｃｍの長さの電極棒２０本を並列させて集合電極としてあり、前記の第１次アーク放電加熱装置における電極と同様に電極位置調整機により位置調整を行い、又、当該両側の電極への圧力調整を行い、当該電極に水冷電極を介して接続されたリード線に高周波電流供給装置の整合盤を介して４０Ｖの電圧及び８００Ａの電流を印加させて、当該電極間、当該電極と抵抗体との間及び抵抗体間にてアーク放電を起こさせ、次いで、当該高周波電流供給装置の整合盤を介して９０００Ｈｚの高周波電流を当該第２次アーク放電加熱装置の電極に供給した。当該当該第２次アーク放電加熱装置における発熱温度を熱電対よりなる温度センサーで測定したところ、３０００℃の高温を示した。
次いで、当該第２次イオン化された硫酸ピッチは、流路を経て、冷却装置へと送り込んだ。当該冷却装置での温度を測定したところ、入口で３０００℃、出口で１５００℃であった。
冷却装置で冷却されたイオンは、次いで、炭素捕捉フイルターを充填した吸着槽とゼオライトを充填した吸着槽と活性炭を充填した吸着槽よりなる吸着装置に送り込まれた。
イオンの吸着が行われ、水素イオンが最終的に当該吸着装置を通過していき、当該水素イオンを、クリングタワーに送って、当該クリングタワー中の冷却水に、溶解・抽出させた。
【００１９】
本発明は上記実施例に限定されず、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、製造業、食品産業、土木建設、家庭生活、病院などの全ゆる分野で排出される廃棄物、不要物等の処理に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例を示す被処理物質の処理装置の全体構成断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す被処理物質の処理装置の全体構成平面図である。
【図３】本発明の実施例を示す中性子化装置と第１次アーク放電加熱装置とからなる中性子化・第１次イオン化装置の断面図である。
【図４】本発明の実施例を示す中性子化装置と第１次アーク放電加熱装置とからなる中性子化・第１次イオン化装置の平面図である。
【図５】本発明の実施例を示す中性子化装置と第１次アーク放電加熱装置とからなる中性子化・第１次イオン化装置の平面図である。
【図６】本発明の実施例を示す中性子化装置と第１次アーク放電加熱装置とからなる中性子化・第１次イオン化装置の側断面図である。
【図７】本発明の実施例を示す第２次アーク放電加熱装置と冷却装置との断面図である。
【図８】本発明の実施例を示す第２次アーク放電加熱装置と冷却装置との平面図である。
【図９】本発明の実施例を示す吸着装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施例を示す吸着装置の平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    前処理装置
２    燃焼機構
３    第１次アーク放電加熱機構
４    第２次アーク放電加熱機構
５    冷却機構
６    吸着機構
７    高周波電流供給装置
３００    電極
３０１    アーク放電の抵抗体
４００    電極
４０１    アーク放電の抵抗体
３０００    棒状の電極
４０００    棒状の電極
６００    炭素イオン吸着槽
６０１    ゼオライトによるイオン吸着槽
６００    活性炭によるイオン吸着槽
Ｐ    被処理物質の処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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