(57)【要約】      （修正有）【課題】廃棄物を燃焼させずに短時間で炭化し、発生する有害物質も無害化する装置の提供。【解決手段】内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体２ａの側面に対し、棒状の発熱体５ａ、５ｂ、５ｃが中央に向かって延び発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガス６ｂを噴出可能な供給パイプ６を通した加熱部５を間欠的に設け、加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機２と、炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体３ｂにより高温維持された通路３ｃを時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室３と、高熱分解室で分解した排気ガスをブロワ４ｇで吸引して複数の吸着筒４ａ、４ｂ、４ｃ内を通過させて排出する際に吸着材４ｆで冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室４とからなる炭化装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、
前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、
前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、
廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させセラミックスとして回収することを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
供給パイプの上方に噴出口が廃棄物で塞がるのを防止するために傘状の庇を設けたことを特徴とする請求項１に記載の炭化装置。
【請求項３】
炭化物生成機の底部が、複数の上孔を空けた上底板と、複数の下孔を空けた下底板により仕切られ、前記上底板又は前記下底板を中心を軸として回転させ、上孔と下孔の位置が合ったときに炭化物を落下させて貯留することを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化装置。
【請求項４】
乾燥機で水分を減らした廃棄物を炭化物生成機に投入し、乾燥時に生じたガスは高熱分解室に送ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミ等の廃棄物を燃焼させずに短時間で炭化し、その際に発生する有害物質も無害化することのできる炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を処分する装置としては、炭化炉が知られている。炭化炉の例としては、側壁に燃焼バーナーを装備した燃焼室と、該燃焼室に連続し炭化用収納ボックスが内部に取り付けられる加熱室と、該加熱室の開口の全面を封止して外気を遮断する開閉扉と、前記加熱室の下方に設けられ燃焼排ガスを煙突に誘導する煙導と、前記煙導と前記煙突の間に配設された脱臭室とを有する装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、電気吸着装置の熱源に複数の電気発熱体を利用し高温で燃焼するために、ダイオキシン等の有害物質が含まれた煙を外部に一切排出することなく、含まれる水分量を問わず均一の炭化物を生成することができる炭化装置も公開されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の炭化装置は、炭化生成機の電気発熱体を内底板の下に配置するため、装置内に投入された廃棄物の量が多いと、全ての廃棄物が炭化されるまで時間が掛かるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ゴミ等の廃棄物を燃焼させずに短時間で炭化し、その際に発生する有害物質も無害化することのできる炭化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させセラミックスとして回収することを特徴とする炭化装置の構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、加熱管が複数の高さで出ており、高い位置の廃棄物もすぐに炭化が始まるため、短時間で炭化することができ、効率良く高純度のセラミックスとして回収することができる。
【０００８】
温度をセンサー等で感知し制御しているので、ランニングコストを低く抑えることができる。即ち、廃棄物が投入されると加熱が始まり、ある温度に達し炭化が始まると加熱を止め、廃棄物自身の熱により炭化を進めることができる。
【０００９】
また、マイナスイオンを供給することで酸素の働きを抑えることができるので、酸化させることなく炭化させることができる。廃棄物が灰とならず、セラミックスとなるので、処分に困らなくなる。
【００１０】
さらに、炭化の際に発生した排気ガスに含まれる有害物質をほとんど無害化することができ、二酸化炭素の排出量も極力抑えることができる。温暖化など環境問題の解決に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明である炭化装置の斜視図である。
【図２】本発明である炭化装置の正面図である。
【図３】本発明である炭化装置の炭化物生成機の平面図である。
【図４】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の一段目における横断面図である。
【図５】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の二段目における横断面図である。
【図６】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の発熱体を対端まで延ばした場合における三段目の横断面図である。
【図７】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の拡大図及び内部における縦断面図である。
【図８】本発明である炭化装置の炭化物生成機の底部における横断面図及び縦断面図である。
【図９】本発明である炭化装置の高熱分解室の縦断面図である。
【図１０】本発明である炭化装置の高熱分解室を多段式にした場合における縦断面図である。
【図１１】本発明である炭化装置の吸着室の横断面図である。
【図１２】本発明である炭化装置に付加する乾燥機の斜視図である。
【図１３】本発明である炭化装置に乾燥機を付加した場合の平面図である。
【図１４】本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果を示す表である。
【図１５】本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果（毒性等量）を示す表である。
【図１６】本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果（実測濃度）を示す表である。
【図１７】本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出した成分を分析した結果を示す表である。
【図１８】本発明である炭化装置で回収したセラミックスの熱灼減量を分析した結果及び炭化装置から排出した排気ガス中の二酸化炭素を計量した結果を示す表である。
【図１９】本発明である炭化装置で回収したセラミックスを工業・建築関係において成分を分析した結果を示す表である。
【図２０】本発明である炭化装置で回収したセラミックスを農業関係において成分を分析した結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明である炭化装置は、内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させセラミックスとして回収することを特徴とする。
【００１３】
尚、供給パイプの上方に噴出口が廃棄物で塞がるのを防止するために傘状の庇を設けたこと、炭化物生成機の底部が、複数の上孔を空けた上底板と、複数の下孔を空けた下底板により仕切られ、前記上底板又は前記下底板を中心を軸として回転させ、上孔と下孔の位置が合ったときに炭化物を落下させて貯留すること、及び乾燥機で水分を減らした廃棄物を炭化物生成機に投入し、乾燥時に生じたガスは高熱分解室に送ることも特徴とする。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明である炭化装置の斜視図である。図２は、本発明である炭化装置の正面図である。
【００１５】
炭化装置１は、炭化物生成機２と、高熱分解室３と、吸着室４とからなり、フッ素、塩素、ダイオキシン、アスベスト等を含む廃棄物から、有害物質を除去した上で、セラミックスを回収することができる。
【００１６】
炭化物生成機２は、投入した廃棄物を酸化させずに炭化させる。廃棄物が炭化し始めるのに必要な熱を与える加熱部５を備える。発生した排気ガスは高熱分解室３に送り、残った炭化物は回収する。
【００１７】
高熱分解室３は、炭化物生成機２から送られた排気ガスを高熱により分解する。吸着室４は、高熱分解室３から吸引した排気ガスを冷却し、有害物質を取り除いた上で外部へ排出する。
【００１８】
図３は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の平面図である。
【００１９】
炭化物生成機２は、六角柱状の枠体２ａを有する容器であり、上部は天板２ｂで塞がれ中央に空いた投入口２ｃから廃棄物を内部に入れることができる。枠体２ａの側面には点検口２ｄが設けられ、内部の状態を確認することが可能である。
【００２０】
尚、廃棄物には、おがくず、焼却灰、雑芥、廃棄食品、野菜くず、建築木材、汚泥、火山灰、プラスチック、廃タイヤ、石油化学製品、医療廃棄物、残飯など、様々なゴミが含まれる。
【００２１】
枠体２ａの各側面から内部中央に向けて加熱部５が延びており、投入した廃棄物を加熱することができる。炭化により発生した排気ガスは側面上方に設けた排気口２ｅから送気管２ｆに排出される。炭化した廃棄物は、底部７において回収される。
【００２２】
尚、炭化物生成機２は、内部の温度をセンサー等で検出し、加熱部５の動作を自動的に制御することができる。即ち、廃棄物を投入したら加熱部５を稼働させ、所定の温度に達したら加熱部５を停止し、廃棄物自体の熱を利用して温度を上昇させる。
【００２３】
例えば、設定温度を３５０℃にした場合、内部の温度が３５０℃になるまでは加熱部５により熱を与えるが、３５０℃以上になれば加熱部５を止めても、廃棄物自体の熱により約９００℃まで温度が上昇して炭化が進む。
【００２４】
図４は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の一段目における横断面図である。図５は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の二段目における横断面図である。
【００２５】
枠体２の外形は正六角形状であるが、内部は円形である。尚、外形は正方形や正八角形など多角形の形状にすることもできる。内部が高熱になるため、枠体２ａには断熱材を用いるなど断熱効果を施す。
【００２６】
加熱部５は、棒状の発熱体５ａが側面の内側から中央付近まで延びており、側面の外側に熱源を接続して発熱体５ａの温度を上げることができる。尚、加熱部５を設ける側面と、加熱部５を設けない側面とが交互に来るように配設する。
【００２７】
また、加熱部５は、高さを変えて複数段設けることができる。尚、段間についても、同側面においては、加熱部５を設けた段と、加熱部５を設けない段とが交互に来るように配設する。
【００２８】
即ち、加熱部５は側面に対し一つ置きに設置され、各段においても一つ置きに設置される。一の段において一定間隔で間欠的に配したときに加熱部５が設置されない箇所を、次の段において設置することで、各段が間を補う関係にする。
【００２９】
ここで、６つある枠体２ａの側面のうち、一の側面を第一側面とし、第一側面の左隣りを第二側面、第二側面の左隣りを第三側面というように一周させると、第一側面の右隣りは第六側面となる。
【００３０】
例えば、底部７に近い一段目の加熱部５については、第一側面と第三側面と第五側面に発熱体５ａを設け、一段目から高さを上げた二段目の加熱部５については、第二側面と第四側面と第六側面に発熱体５ｂを設ける。
【００３１】
図６は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の発熱体を対端まで延ばした場合における三段目の横断面図である。
【００３２】
加熱部５は、発熱体５ａ又は発熱体５ｂにように、三方から中央付近まで延ばしても良いが、発熱体５ｃのように、一端から対端に達するように延ばしても良い。この場合、各段の発熱体５ｃは、１つの側面からのみ延びることとなる。
【００３３】
また、小規模な炭化装置１であれば、発熱体５ａ又は発熱体５ｂのように、中央付近まで延ばさなくても、枠体２ａ内に埋め込むだけで十分な場合もある。廃棄物の種類等により、加熱部５の設置方法は柔軟に変更することができる。
【００３４】
加熱部５が低い位置から高い位置まで自由に設けることができるので、下からじわじわ炭化するのではなく、どの高さに存在する廃棄物でも上から下まで全体がすぐに炭化を始めるので、短時間で処理を完了することができる。
【００３５】
発熱体５ａ、５ｂ、５ｃは、ニクロム線、炭素繊維、炭化ケイ素などを使用することができ、電流を流すことで高熱を発生させることができる。尚、燃料を燃焼させて発熱させるものでも良い。
【００３６】
図７は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の拡大図及び内部における縦断面図である。
【００３７】
加熱部５は、枠体２ａの側面に矩形状の溝５ｄを形成し、溝５ｄ内に奥が発熱体５ａに繋がる挿入孔５ｆを設けたものである。挿入孔５ｆの開口部には縁５ｅを形成して熱源を挿入しやすくしており、先端には熱源装着口５ｇがある。
【００３８】
熱源は、熱エネルギーを供給するものであり、電極に電流を供給する電源や、液体又は気体の燃料を充填したボンベ等である。また、挿入孔５ｆの下側には、供給パイプ６も設けられる。
【００３９】
供給パイプ６は、発熱体５ａの下を平行に通る管であり、外側からマイナスイオンガス６ｂを供給し、内部において上側に空けた噴出口６ａからマイナスイオンガス６ｂを放出することができる。
【００４０】
マイナスイオンガス６ｂを充満させることにより、廃棄物を燃焼するのに必要な酸素が供給されるのを防ぎ、廃棄物が炎を上げて酸化するのを抑えることができる。これにより廃棄物が灰化せずに炭化する。
【００４１】
尚、噴出口６ａが廃棄物等により塞がらないように、供給パイプ６の上方に傘状の庇６ｃを設ける。マイナスイオンガス６ｂの効果が常に維持されているので、投入口２ｃを空けて酸素が入ったとしても炎が上がらず、安全性が高い。
【００４２】
図８は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の底部における横断面図及び縦断面図である。
【００４３】
底部７には炭化物を貯留するための空間が確保されており、投入口２ｃから投入された廃棄物を炭化処理するための空間と、炭化物を貯留する底部７とが、上底板７ｂ及び下底板７ｃからなる底板により仕切られる。
【００４４】
上底板７ｂと下底板７ｃは上下に重ねた金属等の円板であり、中心に垂直な回転軸７ａが通っており、上底板７ｂと下底板７ｃのいずれか一方又は両方が回転軸７ａにより回転可能である。
【００４５】
上底板７ｂには複数の上孔７ｄが空いており、下底板７ｃにも複数の下孔７ｅが空いており、上底板７ｂ又は下底板７ｃの回転により上孔７ｄと下孔７ｅの位置が揃うと、炭化物が底部７に落下する。
【００４６】
底部７に貯留された炭化物は、セラミックス７ｆとして回収される。尚、セラミックスは、炭化物等の無機化合物の粉末など無機固体材料の総称であり、精度の高いセラミックスであれば工業分野や農業分野など様々な用途に応用することができる。
【００４７】
図９は、本発明である炭化装置の高熱分解室の縦断面図である。図１０は、本発明である炭化装置の高熱分解室を多段式にした場合における縦断面図である。
【００４８】
高熱分解室３は、外観は横長の箱体であるが、分解室８の内部形状は入口３ｄから出口３ｅに至る通路３ｃに凹凸を形成して蛇行させることにより、排気ガスの進行速度を遅くし、電気発熱体３ｂによる加熱効率を向上させている。
【００４９】
高熱分解室３の入口３ｄは炭化物生成機２と繋がる送気管２ｆに接続され、出口３ｅは吸着室４と繋がる送気管３ａに接続される。また、通路３ｃ中には複数の電気発熱体３ｂが設置される。
【００５０】
電気発熱体３ｂは、高純度な再結晶炭化ケイ素などを発熱体として利用し、電流を流すことで表面温度は１１００℃以上になる。ニクロム線等に比べ５〜１０倍の熱量を得ることができる。
【００５１】
約１２００℃まで熱せられた電気発熱体３ｂは、分解室８の壁の厚みが約３００ｍｍあるため一度上がった温度は下がり辛く、加熱を停止して２日経っても約１０００℃までしか下がらない。
【００５２】
通路３ｃが突き抜けていると１メートルあたり約２秒と高速で通り抜けてしまうので、通路３ｃを蛇行させることにより排気ガスは１メートルあたり４〜５秒の低速で移動するのと同じ状態にし、時間を掛けることで排気ガスの熱分解を促進する。
【００５３】
処理する毒物の種類によって高熱分解室３の通路３ｃの長さを設定するが、長さが必要な場合は、スペースに余裕があれば横方向に延ばしても良いし、スペースが限られれば複数段重ねることもできる。
【００５４】
分解室８が上室８ａと中室８ｂと下室８ｃの三段重ねの場合は、上室８ａの出口３ｅと中室８ｂの入口３ｄを接続路３ｆで連結し、中室８ｂの出口３ｅと下室８ｃの入口３ｄを接続路３ｆで連結する。
【００５５】
図１１は、本発明である炭化装置の吸着室の横断面図である。
【００５６】
吸着室４は、複数の縦長の筒体を連結したものであり、例としては、第一吸着筒４ａと第二吸着筒４ｂとを上方において接続管４ｄで連結し、第二吸着筒４ｂと第三吸着筒４ｃとを下方において接続管４ｅで連結する。廃棄物の種類により増設可能である。
【００５７】
吸着室４の入口４ｉは、高熱分解室３と繋がる送気管３ａに接続され、出口４ｊは、ブロワ４ｇを介して外部に開放される。入口４ｉから出口４ｊに至る通路４ｈには、複数の吸着材４ｆが設けられる。尚、吸着材４ｆには、ゼオライト等が用いられる。
【００５８】
尚、吸着材４ｆに存在する気泡等に有害物質を付着させるが、吸着量が多くなり除去効率が落ちたら、吸着材４ｆ自体を高温下に置き、気化させる等して有害物質を除去すれば、何度でも再利用することが可能である。
【００５９】
ブロワ４ｇは、ファンを回転させることにより、通路４ｈ内の排気ガスを吸引し、出口４ｊから排出する送風機である。尚、高熱分解室３とも繋がっていることから、高熱分解室３内の排気ガスも吸着室４へと吸引する。
【００６０】
第一吸着筒４ａでは、高熱分解室３から高熱の排気ガスが送られてくるので、吸着材４ｆで有害物質と熱を吸収する。第二吸着筒４ｂ及び第三吸着筒４ｃでは、吸収しきれなかった有害物質を吸着材４ｆで吸収する。
【００６１】
排気ガスを急速に冷却することにより木酢液を抽出することが可能であり、蛇口等を設けてそれを回収することにより、消毒、防虫、防腐、脱臭、燻煙、香料などの用途に利用することができる。
【００６２】
尚、通路４ｈを蛇行させることで、有害物質の除去効率を向上させる。排出時の排気ガスの温度は、常温に近い５０〜５４℃であり、わずかな二酸化酸素を含む程度で、煙も無色透明かつ無臭である。即ち、高い煙突を必要としない。
【００６３】
炭化装置１の各構成には、耐震用に支えを設けても良い。また、停電しても自家発電に切り替えて、ブロワ４ｇの駆動を維持すれば、炭化処理は停止しても既に発生して内部に残っている排気ガスを無害化するプロセスは継続することができる。
【実施例２】
【００６４】
図１２は、本発明である炭化装置に付加する乾燥機の斜視図である。図１３は、本発明である炭化装置に乾燥機を付加した場合の平面図である。
【００６５】
牛糞、鶏糞、酒粕、アルコール等の廃棄物は、水分が約８０％含まれており、そのまま炭化物生成機２に投入すると炭化効率が悪いので、水分を約１０％まで減らしてから投入することが望ましい。
【００６６】
乾燥機９は、投入口９ｂから円筒状の処理室９ａに廃棄物を入れ、送風機９ｄで風を送りながら回転することにより水分を飛ばすもので、制御装置９ｅにより自動で処理させることが可能である。
【００６７】
乾燥機９で水分を減らした廃棄物は、処理室９ａの排出口からコンベア９ｆに載せて炭化装置１ａの炭化物生成機２の投入口９ｃまで運搬して投入する。尚、コンベア９ｆとしては、スクリューコンベア等がある。
【００６８】
また、乾燥に伴い生じたガスは送気管９ｃから排出するが、送気管９ｃを炭化物生成機２の送気管２ｆに合流させて高熱分解室３に送ることで、無害化して排出することが可能となる。
【００６９】
炭化装置１、１ａを構成する炭化物生成機２、高熱分解室３、吸着室４、乾燥機９などの台数や配置については、処理する廃棄物の種類や設置場所などに応じて自由に変更することができる。
【００７０】
また、炭化装置１、１ａで廃棄物の最終処分が可能である。古い炉のダイオキシン類を処理する等、他の処分場で処理できないかったものを引き受けることもできるし、他の処分場に持っていくものは全くない。
【実施例３】
【００７１】
図１４は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果を示す表である。
【００７２】
ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢ）の総称であり、塩素で置換された２つのベンゼン環という共通の構造を持つ。
【００７３】
尚、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルには、比較的毒性の強いノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルと、比較的毒性の弱いモノオルト置換ポリ塩化ビフェニルとがある。
【００７４】
試料として、炭化装置１から回収した四塩化ベンゼン含有焼却灰を約２０．２９０ｇ使用した。
【００７５】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンについては、実測濃度が、約０．１９ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００７９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７６】
ポリ塩化ジベンゾフランについては、実測濃度が、約１．０ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０１９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７７】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンとポリ塩化ジベンゾフランのトータルでは、実測濃度が、約１．２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７８】
ノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約０．６１ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０００８７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７９】
モノオルト置換ポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約１．３ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００００３８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８０】
ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルのトータルでは、実測濃度が、約１．９ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０００９１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８１】
ダイオキシン類のトータルでは、実測濃度が、約３．１ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８２】
図１５は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果（毒性等量）を示す表である。図１６は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出したダイオキシン類を分析した結果（実測濃度）を示す表である。
【００８３】
尚、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルについては、ノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルであって、共平面構造を有するコプラナーポリ塩化ビフェニルを分析した。
【００８４】
試料として炭化装置１から回収したセラミックスを約１０．０２ｇ使用し、ダイオキシン類を測定するに際し、クリーンアップスパイクを約１０００ｐｇ、シリンジスパイクを約５００ｐｇ添加した。
【００８５】
ポリ塩化ジベンゾフランについては、実測濃度が、約２．２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２３９３４０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８６】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンについては、実測濃度が、約３．６ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２１０３０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８７】
ポリ塩化ジベンゾフランとポリ塩化ジベンゾパラジオキシンのトータルでは、実測濃度が、約５．７ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０４４９６４０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８８】
コプラナーポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約０．２２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００２７２０１０７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８９】
ダイオキシン類のトータルでは、実測濃度が、約６．０ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０４８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００９０】
図１７は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスから溶出した成分を分析した結果を示す表である。
【００９１】
カドミウムは０．０１ｍｇ／ｌ未満、シアンは０．１ｍｇ／ｌ未満、有機リンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、鉛は０．０１ｍｇ／ｌ未満、六価クロムは約０．１６ｍｇ／ｌ、砒素は０．０１ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９２】
総水銀は０．０００５ｍｇ／ｌ未満、アルキル水銀は不検出、ポリ塩化ビフェニルは０．０００５ｍｇ／ｌ未満、トリクロロエチレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、テトラクロロエチレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、ジクロロメタンは０．０２ｍｇ／ｌ未満、四塩化炭素は０．００２ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９３】
１，２−ジクロロエタンは０．００４ｍｇ／ｌ未満、１，１−ジクロロエチレンは０．０２ｍｇ／ｌ未満、シス−１，２−ジクロロエチレンは０．０４ｍｇ／ｌ未満、１，１，１−トリクロロエタンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、１，１，２−トリクロロエタンは０．００６ｍｇ／ｌ未満、１，３−ジクロロプロペンは０．００２ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９４】
ベンゼンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、チウラムは０．０００６ｍｇ／ｌ未満、シマジンは０．０００３ｍｇ／ｌ未満、チオベンカルブは０．００２ｍｇ／ｌ未満、セレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９５】
図１８は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスの熱灼減量を分析した結果及び炭化装置から排出した排気ガス中の二酸化炭素を計量した結果を示す表である。
【００９６】
炭化装置１で回収したセラミックスの熱灼減量は、約５．３重量パーセントであった。尚、水分量は、約０．７重量パーセントであった。
【００９７】
また、炭化装置１から排出した排気ガス中の二酸化炭素は、約０．８パーセントであった。
【００９８】
図１９は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスを工業・建築関係において成分を分析した結果を示す表である。図２０は、本発明である炭化装置で回収したセラミックスを農業関係において成分を分析した結果を示す表である。
【００９９】
まず、工業・建築関係においては、シリカが約２１％、アルミナが約１３％、カルシアが約３１％、マグネシアが約１．９％、鉄が約４．２％、ナトリウムが約２．３％、カリウムが約０．９４％、銅が約０．２３％、亜鉛が約０．２９％、リンが約１．４％、全炭素が約２．１％、全窒素が約０．０２１％であった。
【０１００】
また、全クロムが約３５０ｍｇ／ｋｇ、シアンが約１．４ｍｇ／ｋｇ、アンチモンが約５．３ｍｇ／ｋｇ、総水銀が約０．５７ｍｇ／ｋｇ、カドミウムが約９．４ｍｇ／ｋｇ、鉛が約４１０ｍｇ／ｋｇ、砒素が約５．４ｍｇ／ｋｇ、六価クロムが約１５ｍｇ／ｋｇ、セレンが０．５ｍｇ／ｋｇ未満であった。
【０１０１】
次に、農業関係においては、水分量が約１．５％、窒素が約０．０２１％、リン酸が約１．４％、加里が約０．９３％、石灰が約３１％、苦土が約１．９％、珪藻土が約２１％、可溶性石灰が約３０％、銅が約０．１８％、亜鉛が約０．２３％、腐植酸が１％未満であり、塩化カリウムの水素イオン濃度は１１であった。
【０１０２】
以上より、回収したセラミックスに含まれるダイオキシン類は、基準値より遥かに低い値となっており、排気ガスに含まれる二酸化炭素もかなり低い値となっていることから、本発明は環境的に非常に優れた装置である。
【符号の説明】
【０１０３】
１        炭化装置
１ａ      炭化装置
２        炭化物生成機
２ａ      枠体
２ｂ      天板
２ｃ      投入口
２ｄ      点検口
２ｅ      排気口
２ｆ      送気管
３        高熱分解室
３ａ      送気管
３ｂ      電気発熱体
３ｃ      通路
３ｄ      入口
３ｅ      出口
３ｆ      接続路
４        吸着室
４ａ      吸着筒
４ｂ      吸着筒
４ｃ      吸着筒
４ｄ      接続管
４ｅ      接続管
４ｆ      吸着材
４ｇ      ブロワ
４ｈ      通路
４ｉ      入口
４ｊ      出口
５        加熱部
５ａ      発熱体
５ｂ      発熱体
５ｃ      発熱体
５ｄ      溝
５ｅ      縁
５ｆ      挿入孔
５ｇ      熱源装着口
６        供給パイプ
６ａ      噴出口
６ｂ      マイナスイオンガス
６ｃ      庇
７        底部
７ａ      回転軸
７ｂ      上底板
７ｃ      下底板
７ｄ      上孔
７ｅ      下孔
７ｆ      セラミックス
８        分解室
８ａ      上室
８ｂ      中室
８ｃ      下室
９        乾燥機
９ａ      処理室
９ｂ      投入口
９ｃ      送気管
９ｄ      送風機
９ｅ      制御装置
９ｆ      コンベア
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０４】
【特許文献１】特許第３７９６７１９号公報
【図１】
2011110491.tif 000003
【図２】
2011110491.tif 000004
【図３】
2011110491.tif 000005
【図４】
2011110491.tif 000006
【図５】
2011110491.tif 000007
【図６】
2011110491.tif 000008
【図７】
2011110491.tif 000009
【図８】
2011110491.tif 000010
【図９】
2011110491.tif 000011
【図１０】
2011110491.tif 000012
【図１１】
2011110491.tif 000013
【図１２】
2011110491.tif 000014
【図１３】
2011110491.tif 000015
【図１４】
2011110491.tif 000016
【図１５】
2011110491.tif 000017
【図１６】
2011110491.tif 000018
【図１７】
2011110491.tif 000019
【図１８】
2011110491.tif 000020
【図１９】
2011110491.tif 000021
【図２０】
2011110491.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月29日(2010.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、
前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、
前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、
廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させ炭化物として回収することを特徴とする炭化装置。
【請求項２】
供給パイプの上方に噴出口が廃棄物で塞がるのを防止するために傘状の庇を設けたことを特徴とする請求項１に記載の炭化装置。
【請求項３】
炭化物生成機の底部が、複数の上孔を空けた上底板と、複数の下孔を空けた下底板により仕切られ、前記上底板又は前記下底板を中心を軸として回転させ、上孔と下孔の位置が合ったときに炭化物を落下させて貯留することを特徴とする請求項１又は２に記載の炭化装置。
【請求項４】
乾燥機で水分を減らした廃棄物を炭化物生成機に投入し、乾燥時に生じたガスは高熱分解室に送ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の炭化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミ等の廃棄物を燃焼させずに短時間で炭化し、その際に発生する有害物質も無害化することのできる炭化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物を処分する装置としては、炭化炉が知られている。炭化炉の例としては、側壁に燃焼バーナーを装備した燃焼室と、該燃焼室に連続し炭化用収納ボックスが内部に取り付けられる加熱室と、該加熱室の開口の全面を封止して外気を遮断する開閉扉と、前記加熱室の下方に設けられ燃焼排ガスを煙突に誘導する煙導と、前記煙導と前記煙突の間に配設された脱臭室とを有する装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、電気吸着装置の熱源に複数の電気発熱体を利用し高温で燃焼するために、ダイオキシン等の有害物質が含まれた煙を外部に一切排出することなく、含まれる水分量を問わず均一の炭化物を生成することができる炭化装置も公開されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の炭化装置は、炭化生成機の電気発熱体を内底板の下に配置するため、装置内に投入された廃棄物の量が多いと、全ての廃棄物が炭化されるまで時間が掛かるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ゴミ等の廃棄物を燃焼させずに短時間で炭化し、その際に発生する有害物質も無害化することのできる炭化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させ炭化物として回収することを特徴とする炭化装置の構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、加熱管が複数の高さで出ており、高い位置の廃棄物もすぐに炭化が始まるため、短時間で炭化することができ、効率良く高純度の炭化物として回収することができる。
【０００８】
温度をセンサー等で感知し制御しているので、ランニングコストを低く抑えることができる。即ち、廃棄物が投入されると加熱が始まり、ある温度に達し炭化が始まると加熱を止め、廃棄物自身の熱により炭化を進めることができる。
【０００９】
また、マイナスイオンを供給することで酸素の働きを抑えることができるので、酸化させることなく炭化させることができる。廃棄物が灰とならず、炭化物となるので、処分に困らなくなる。
【００１０】
さらに、炭化の際に発生した排気ガスに含まれる有害物質をほとんど無害化することができ、二酸化炭素の排出量も極力抑えることができる。温暖化など環境問題の解決に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明である炭化装置の斜視図である。
【図２】本発明である炭化装置の正面図である。
【図３】本発明である炭化装置の炭化物生成機の平面図である。
【図４】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の一段目における横断面図である。
【図５】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の二段目における横断面図である。
【図６】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の発熱体を対端まで延ばした場合における三段目の横断面図である。
【図７】本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の拡大図及び内部における縦断面図である。
【図８】本発明である炭化装置の炭化物生成機の底部における横断面図及び縦断面図である。
【図９】本発明である炭化装置の高熱分解室の縦断面図である。
【図１０】本発明である炭化装置の高熱分解室を多段式にした場合における縦断面図である。
【図１１】本発明である炭化装置の吸着室の横断面図である。
【図１２】本発明である炭化装置に付加する乾燥機の斜視図である。
【図１３】本発明である炭化装置に乾燥機を付加した場合の平面図である。
【図１４】本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果を示す表である。
【図１５】本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果（毒性等量）を示す表である。
【図１６】本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果（実測濃度）を示す表である。
【図１７】本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出した成分を分析した結果を示す表である。
【図１８】本発明である炭化装置で回収した炭化物の熱灼減量を分析した結果及び炭化装置から排出した排気ガス中の二酸化炭素を計量した結果を示す表である。
【図１９】本発明である炭化装置で回収した炭化物を工業・建築関係において成分を分析した結果を示す表である。
【図２０】本発明である炭化装置で回収した炭化物を農業関係において成分を分析した結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明である炭化装置は、内部に廃棄物を投入可能な多角柱状の枠体の側面に対し、棒状の発熱体が中央に向かって延び前記発熱体の下に燃焼を抑えるマイナスイオンガスを噴出可能な供給パイプを通した加熱部を間欠的に設け、前記加熱部を各段が互い違いに間を補うように複数段にすることで、前記発熱体により廃棄物全体を所定温度まで上げ廃棄物自体の熱で温度を上げ炭化させる炭化物生成機と、前記炭化物生成機で発生した排気ガスを電気発熱体により高温維持された通路を時間を掛けて通過させることで分解する高熱分解室と、前記高熱分解室で分解した排気ガスをブロワで吸引して複数の吸着筒内を通過させて排出する際に吸着材で冷却すると共に吸着材に有害物質を吸着させて無害化する吸着室とからなり、廃棄物を有害物質を出さずに短時間で炭化させ炭化物として回収することを特徴とする。
【００１３】
尚、供給パイプの上方に噴出口が廃棄物で塞がるのを防止するために傘状の庇を設けたこと、炭化物生成機の底部が、複数の上孔を空けた上底板と、複数の下孔を空けた下底板により仕切られ、前記上底板又は前記下底板を中心を軸として回転させ、上孔と下孔の位置が合ったときに炭化物を落下させて貯留すること、及び乾燥機で水分を減らした廃棄物を炭化物生成機に投入し、乾燥時に生じたガスは高熱分解室に送ることも特徴とする。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明である炭化装置の斜視図である。図２は、本発明である炭化装置の正面図である。
【００１５】
炭化装置１は、炭化物生成機２と、高熱分解室３と、吸着室４とからなり、フッ素、塩素、ダイオキシン、アスベスト等を含む廃棄物から、有害物質を除去した上で、炭化物として回収することができる。
【００１６】
炭化物生成機２は、投入した廃棄物を酸化させずに炭化させる。廃棄物が炭化し始めるのに必要な熱を与える加熱部５を備える。発生した排気ガスは高熱分解室３に送り、残った炭化物は回収する。
【００１７】
高熱分解室３は、炭化物生成機２から送られた排気ガスを高熱により分解する。吸着室４は、高熱分解室３から吸引した排気ガスを冷却し、有害物質を取り除いた上で外部へ排出する。
【００１８】
図３は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の平面図である。
【００１９】
炭化物生成機２は、六角柱状の枠体２ａを有する容器であり、上部は天板２ｂで塞がれ中央に空いた投入口２ｃから廃棄物を内部に入れることができる。枠体２ａの側面には点検口２ｄが設けられ、内部の状態を確認することが可能である。
【００２０】
尚、廃棄物には、おがくず、焼却灰、雑芥、廃棄食品、野菜くず、建築木材、汚泥、火山灰、プラスチック、廃タイヤ、石油化学製品、医療廃棄物、残飯など、様々なゴミが含まれる。
【００２１】
枠体２ａの各側面から内部中央に向けて加熱部５が延びており、投入した廃棄物を加熱することができる。炭化により発生した排気ガスは側面上方に設けた排気口２ｅから送気管２ｆに排出される。炭化した廃棄物は、底部７において回収される。
【００２２】
尚、炭化物生成機２は、内部の温度をセンサー等で検出し、加熱部５の動作を自動的に制御することができる。即ち、廃棄物を投入したら加熱部５を稼働させ、所定の温度に達したら加熱部５を停止し、廃棄物自体の熱を利用して温度を上昇させる。
【００２３】
例えば、設定温度を３５０℃にした場合、内部の温度が３５０℃になるまでは加熱部５により熱を与えるが、３５０℃以上になれば加熱部５を止めても、廃棄物自体の熱により約９００℃まで温度が上昇して炭化が進む。
【００２４】
図４は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の一段目における横断面図である。図５は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の二段目における横断面図である。
【００２５】
枠体２の外形は正六角形状であるが、内部は円形である。尚、外形は正方形や正八角形など多角形の形状にすることもできる。内部が高熱になるため、枠体２ａには断熱材を用いるなど断熱効果を施す。
【００２６】
加熱部５は、棒状の発熱体５ａが側面の内側から中央付近まで延びており、側面の外側に熱源を接続して発熱体５ａの温度を上げることができる。尚、加熱部５を設ける側面と、加熱部５を設けない側面とが交互に来るように配設する。
【００２７】
また、加熱部５は、高さを変えて複数段設けることができる。尚、段間についても、同側面においては、加熱部５を設けた段と、加熱部５を設けない段とが交互に来るように配設する。
【００２８】
即ち、加熱部５は側面に対し一つ置きに設置され、各段においても一つ置きに設置される。一の段において一定間隔で間欠的に配したときに加熱部５が設置されない箇所を、次の段において設置することで、各段が間を補う関係にする。
【００２９】
ここで、６つある枠体２ａの側面のうち、一の側面を第一側面とし、第一側面の左隣りを第二側面、第二側面の左隣りを第三側面というように一周させると、第一側面の右隣りは第六側面となる。
【００３０】
例えば、底部７に近い一段目の加熱部５については、第一側面と第三側面と第五側面に発熱体５ａを設け、一段目から高さを上げた二段目の加熱部５については、第二側面と第四側面と第六側面に発熱体５ｂを設ける。
【００３１】
図６は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の発熱体を対端まで延ばした場合における三段目の横断面図である。
【００３２】
加熱部５は、発熱体５ａ又は発熱体５ｂにように、三方から中央付近まで延ばしても良いが、発熱体５ｃのように、一端から対端に達するように延ばしても良い。この場合、各段の発熱体５ｃは、１つの側面からのみ延びることとなる。
【００３３】
また、小規模な炭化装置１であれば、発熱体５ａ又は発熱体５ｂのように、中央付近まで延ばさなくても、枠体２ａ内に埋め込むだけで十分な場合もある。廃棄物の種類等により、加熱部５の設置方法は柔軟に変更することができる。
【００３４】
加熱部５が低い位置から高い位置まで自由に設けることができるので、下からじわじわ炭化するのではなく、どの高さに存在する廃棄物でも上から下まで全体がすぐに炭化を始めるので、短時間で処理を完了することができる。
【００３５】
発熱体５ａ、５ｂ、５ｃは、ニクロム線、炭素繊維、炭化ケイ素などを使用することができ、電流を流すことで高熱を発生させることができる。尚、燃料を燃焼させて発熱させるものでも良い。
【００３６】
図７は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の加熱部の拡大図及び内部における縦断面図である。
【００３７】
加熱部５は、枠体２ａの側面に矩形状の溝５ｄを形成し、溝５ｄ内に奥が発熱体５ａに繋がる挿入孔５ｆを設けたものである。挿入孔５ｆの開口部には縁５ｅを形成して熱源を挿入しやすくしており、先端には熱源装着口５ｇがある。
【００３８】
熱源は、熱エネルギーを供給するものであり、電極に電流を供給する電源や、液体又は気体の燃料を充填したボンベ等である。また、挿入孔５ｆの下側には、供給パイプ６も設けられる。
【００３９】
供給パイプ６は、発熱体５ａの下を平行に通る管であり、外側からマイナスイオンガス６ｂを供給し、内部において上側に空けた噴出口６ａからマイナスイオンガス６ｂを放出することができる。
【００４０】
マイナスイオンガス６ｂを充満させることにより、廃棄物を燃焼するのに必要な酸素が供給されるのを防ぎ、廃棄物が炎を上げて酸化するのを抑えることができる。これにより廃棄物が灰化せずに炭化する。
【００４１】
尚、噴出口６ａが廃棄物等により塞がらないように、供給パイプ６の上方に傘状の庇６ｃを設ける。マイナスイオンガス６ｂの効果が常に維持されているので、投入口２ｃを空けて酸素が入ったとしても炎が上がらず、安全性が高い。
【００４２】
図８は、本発明である炭化装置の炭化物生成機の底部における横断面図及び縦断面図である。
【００４３】
底部７には炭化物を貯留するための空間が確保されており、投入口２ｃから投入された廃棄物を炭化処理するための空間と、炭化物を貯留する底部７とが、上底板７ｂ及び下底板７ｃからなる底板により仕切られる。
【００４４】
上底板７ｂと下底板７ｃは上下に重ねた金属等の円板であり、中心に垂直な回転軸７ａが通っており、上底板７ｂと下底板７ｃのいずれか一方又は両方が回転軸７ａにより回転可能である。
【００４５】
上底板７ｂには複数の上孔７ｄが空いており、下底板７ｃにも複数の下孔７ｅが空いており、上底板７ｂ又は下底板７ｃの回転により上孔７ｄと下孔７ｅの位置が揃うと、炭化物が底部７に落下する。
【００４６】
底部７に貯留された炭化物７ｆは、セラミックス原料として使用できる。尚、セラミックスは、炭化物等の無機化合物の粉末など無機固体材料の総称であり、精度の高いセラミックスであれば工業分野や農業分野など様々な用途に応用することができる。
【００４７】
図９は、本発明である炭化装置の高熱分解室の縦断面図である。図１０は、本発明である炭化装置の高熱分解室を多段式にした場合における縦断面図である。
【００４８】
高熱分解室３は、外観は横長の箱体であるが、分解室８の内部形状は入口３ｄから出口３ｅに至る通路３ｃに凹凸を形成して蛇行させることにより、排気ガスの進行速度を遅くし、電気発熱体３ｂによる加熱効率を向上させている。
【００４９】
高熱分解室３の入口３ｄは炭化物生成機２と繋がる送気管２ｆに接続され、出口３ｅは吸着室４と繋がる送気管３ａに接続される。また、通路３ｃ中には複数の電気発熱体３ｂが設置される。
【００５０】
電気発熱体３ｂは、高純度な再結晶炭化ケイ素などを発熱体として利用し、電流を流すことで表面温度は１１００℃以上になる。ニクロム線等に比べ５〜１０倍の熱量を得ることができる。
【００５１】
約１２００℃まで熱せられた電気発熱体３ｂは、分解室８の壁の厚みが約３００ｍｍあるため一度上がった温度は下がり辛く、加熱を停止して２日経っても約１０００℃までしか下がらない。
【００５２】
通路３ｃが突き抜けていると１メートルあたり約２秒と高速で通り抜けてしまうので、通路３ｃを蛇行させることにより排気ガスは１メートルあたり４〜５秒の低速で移動するのと同じ状態にし、時間を掛けることで排気ガスの熱分解を促進する。
【００５３】
処理する毒物の種類によって高熱分解室３の通路３ｃの長さを設定するが、長さが必要な場合は、スペースに余裕があれば横方向に延ばしても良いし、スペースが限られれば複数段重ねることもできる。
【００５４】
分解室８が上室８ａと中室８ｂと下室８ｃの三段重ねの場合は、上室８ａの出口３ｅと中室８ｂの入口３ｄを接続路３ｆで連結し、中室８ｂの出口３ｅと下室８ｃの入口３ｄを接続路３ｆで連結する。
【００５５】
図１１は、本発明である炭化装置の吸着室の横断面図である。
【００５６】
吸着室４は、複数の縦長の筒体を連結したものであり、例としては、第一吸着筒４ａと第二吸着筒４ｂとを上方において接続管４ｄで連結し、第二吸着筒４ｂと第三吸着筒４ｃとを下方において接続管４ｅで連結する。廃棄物の種類により増設可能である。
【００５７】
吸着室４の入口４ｉは、高熱分解室３と繋がる送気管３ａに接続され、出口４ｊは、ブロワ４ｇを介して外部に開放される。入口４ｉから出口４ｊに至る通路４ｈには、複数の吸着材４ｆが設けられる。尚、吸着材４ｆには、ゼオライト等が用いられる。
【００５８】
尚、吸着材４ｆに存在する気泡等に有害物質を付着させるが、吸着量が多くなり除去効率が落ちたら、吸着材４ｆ自体を高温下に置き、気化させる等して有害物質を除去すれば、何度でも再利用することが可能である。
【００５９】
ブロワ４ｇは、ファンを回転させることにより、通路４ｈ内の排気ガスを吸引し、出口４ｊから排出する送風機である。尚、高熱分解室３とも繋がっていることから、高熱分解室３内の排気ガスも吸着室４へと吸引する。
【００６０】
第一吸着筒４ａでは、高熱分解室３から高熱の排気ガスが送られてくるので、吸着材４ｆで有害物質と熱を吸収する。第二吸着筒４ｂ及び第三吸着筒４ｃでは、吸収しきれなかった有害物質を吸着材４ｆで吸収する。
【００６１】
排気ガスを急速に冷却することにより木酢液を抽出することが可能であり、蛇口等を設けてそれを回収することにより、消毒、防虫、防腐、脱臭、燻煙、香料などの用途に利用することができる。
【００６２】
尚、通路４ｈを蛇行させることで、有害物質の除去効率を向上させる。排出時の排気ガスの温度は、常温に近い５０〜５４℃であり、わずかな二酸化酸素を含む程度で、煙も無色透明かつ無臭である。即ち、高い煙突を必要としない。
【００６３】
炭化装置１の各構成には、耐震用に支えを設けても良い。また、停電しても自家発電に切り替えて、ブロワ４ｇの駆動を維持すれば、炭化処理は停止しても既に発生して内部に残っている排気ガスを無害化するプロセスは継続することができる。
【実施例２】
【００６４】
図１２は、本発明である炭化装置に付加する乾燥機の斜視図である。図１３は、本発明である炭化装置に乾燥機を付加した場合の平面図である。
【００６５】
牛糞、鶏糞、酒粕、アルコール等の廃棄物は、水分が約８０％含まれており、そのまま炭化物生成機２に投入すると炭化効率が悪いので、水分を約１０％まで減らしてから投入することが望ましい。
【００６６】
乾燥機９は、投入口９ｂから円筒状の処理室９ａに廃棄物を入れ、送風機９ｄで風を送りながら回転することにより水分を飛ばすもので、制御装置９ｅにより自動で処理させることが可能である。
【００６７】
乾燥機９で水分を減らした廃棄物は、処理室９ａの排出口からコンベア９ｆに載せて炭化装置１ａの炭化物生成機２の投入口９ｃまで運搬して投入する。尚、コンベア９ｆとしては、スクリューコンベア等がある。
【００６８】
また、乾燥に伴い生じたガスは送気管９ｃから排出するが、送気管９ｃを炭化物生成機２の送気管２ｆに合流させて高熱分解室３に送ることで、無害化して排出することが可能となる。
【００６９】
炭化装置１、１ａを構成する炭化物生成機２、高熱分解室３、吸着室４、乾燥機９などの台数や配置については、処理する廃棄物の種類や設置場所などに応じて自由に変更することができる。
【００７０】
また、炭化装置１、１ａで廃棄物の最終処分が可能である。古い炉のダイオキシン類を処理する等、他の処分場で処理できないかったものを引き受けることもできるし、他の処分場に持っていくものは全くない。
【実施例３】
【００７１】
図１４は、本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果を示す表である。
【００７２】
ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢ）の総称であり、塩素で置換された２つのベンゼン環という共通の構造を持つ。
【００７３】
尚、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルには、比較的毒性の強いノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルと、比較的毒性の弱いモノオルト置換ポリ塩化ビフェニルとがある。
【００７４】
試料として、炭化装置１から回収した四塩化ベンゼン含有焼却灰を約２０．２９０ｇ使用した。
【００７５】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンについては、実測濃度が、約０．１９ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００７９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７６】
ポリ塩化ジベンゾフランについては、実測濃度が、約１．０ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０１９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７７】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンとポリ塩化ジベンゾフランのトータルでは、実測濃度が、約１．２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７８】
ノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約０．６１ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０００８７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００７９】
モノオルト置換ポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約１．３ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００００３８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８０】
ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルのトータルでは、実測濃度が、約１．９ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０００９１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８１】
ダイオキシン類のトータルでは、実測濃度が、約３．１ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８２】
図１５は、本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果（毒性等量）を示す表である。図１６は、本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出したダイオキシン類を分析した結果（実測濃度）を示す表である。
【００８３】
尚、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニルについては、ノンオルト置換ポリ塩化ビフェニルであって、共平面構造を有するコプラナーポリ塩化ビフェニルを分析した。
【００８４】
試料として炭化装置１から回収した炭化物を約１０．０２ｇ使用し、ダイオキシン類を測定するに際し、クリーンアップスパイクを約１０００ｐｇ、シリンジスパイクを約５００ｐｇ添加した。
【００８５】
ポリ塩化ジベンゾフランについては、実測濃度が、約２．２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２３９３４０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８６】
ポリ塩化ジベンゾパラジオキシンについては、実測濃度が、約３．６ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０２１０３０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８７】
ポリ塩化ジベンゾフランとポリ塩化ジベンゾパラジオキシンのトータルでは、実測濃度が、約５．７ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０４４９６４０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８８】
コプラナーポリ塩化ビフェニルについては、実測濃度が、約０．２２ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．００２７２０１０７ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００８９】
ダイオキシン類のトータルでは、実測濃度が、約６．０ｎｇ／ｇであり、毒性等量が、約０．０４８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
【００９０】
図１７は、本発明である炭化装置で回収した炭化物から溶出した成分を分析した結果を示す表である。
【００９１】
カドミウムは０．０１ｍｇ／ｌ未満、シアンは０．１ｍｇ／ｌ未満、有機リンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、鉛は０．０１ｍｇ／ｌ未満、六価クロムは約０．１６ｍｇ／ｌ、砒素は０．０１ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９２】
総水銀は０．０００５ｍｇ／ｌ未満、アルキル水銀は不検出、ポリ塩化ビフェニルは０．０００５ｍｇ／ｌ未満、トリクロロエチレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、テトラクロロエチレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、ジクロロメタンは０．０２ｍｇ／ｌ未満、四塩化炭素は０．００２ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９３】
１，２−ジクロロエタンは０．００４ｍｇ／ｌ未満、１，１−ジクロロエチレンは０．０２ｍｇ／ｌ未満、シス−１，２−ジクロロエチレンは０．０４ｍｇ／ｌ未満、１，１，１−トリクロロエタンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、１，１，２−トリクロロエタンは０．００６ｍｇ／ｌ未満、１，３−ジクロロプロペンは０．００２ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９４】
ベンゼンは０．０１ｍｇ／ｌ未満、チウラムは０．０００６ｍｇ／ｌ未満、シマジンは０．０００３ｍｇ／ｌ未満、チオベンカルブは０．００２ｍｇ／ｌ未満、セレンは０．０１ｍｇ／ｌ未満であった。
【００９５】
図１８は、本発明である炭化装置で回収した炭化物の熱灼減量を分析した結果及び炭化装置から排出した排気ガス中の二酸化炭素を計量した結果を示す表である。
【００９６】
炭化装置１で回収した炭化物の熱灼減量は、約５．３重量パーセントであった。尚、水分量は、約０．７重量パーセントであった。
【００９７】
また、炭化装置１から排出した排気ガス中の二酸化炭素は、約０．８パーセントであった。
【００９８】
図１９は、本発明である炭化装置で回収した炭化物を工業・建築関係において成分を分析した結果を示す表である。図２０は、本発明である炭化装置で回収した炭化物を農業関係において成分を分析した結果を示す表である。
【００９９】
まず、工業・建築関係においては、シリカが約２１％、アルミナが約１３％、カルシアが約３１％、マグネシアが約１．９％、鉄が約４．２％、ナトリウムが約２．３％、カリウムが約０．９４％、銅が約０．２３％、亜鉛が約０．２９％、リンが約１．４％、全炭素が約２．１％、全窒素が約０．０２１％であった。
【０１００】
また、全クロムが約３５０ｍｇ／ｋｇ、シアンが約１．４ｍｇ／ｋｇ、アンチモンが約５．３ｍｇ／ｋｇ、総水銀が約０．５７ｍｇ／ｋｇ、カドミウムが約９．４ｍｇ／ｋｇ、鉛が約４１０ｍｇ／ｋｇ、砒素が約５．４ｍｇ／ｋｇ、六価クロムが約１５ｍｇ／ｋｇ、セレンが０．５ｍｇ／ｋｇ未満であった。
【０１０１】
次に、農業関係においては、水分量が約１．５％、窒素が約０．０２１％、リン酸が約１．４％、加里が約０．９３％、石灰が約３１％、苦土が約１．９％、珪藻土が約２１％、可溶性石灰が約３０％、銅が約０．１８％、亜鉛が約０．２３％、腐植酸が１％未満であり、塩化カリウムの水素イオン濃度は１１であった。
【０１０２】
以上より、回収した炭化物に含まれるダイオキシン類は、基準値より遥かに低い値となっており、排気ガスに含まれる二酸化炭素もかなり低い値となっていることから、本発明は環境的に非常に優れた装置である。
【符号の説明】
【０１０３】
１        炭化装置
１ａ      炭化装置
２        炭化物生成機
２ａ      枠体
２ｂ      天板
２ｃ      投入口
２ｄ      点検口
２ｅ      排気口
２ｆ      送気管
３        高熱分解室
３ａ      送気管
３ｂ      電気発熱体
３ｃ      通路
３ｄ      入口
３ｅ      出口
３ｆ      接続路
４        吸着室
４ａ      吸着筒
４ｂ      吸着筒
４ｃ      吸着筒
４ｄ      接続管
４ｅ      接続管
４ｆ      吸着材
４ｇ      ブロワ
４ｈ      通路
４ｉ      入口
４ｊ      出口
５        加熱部
５ａ      発熱体
５ｂ      発熱体
５ｃ      発熱体
５ｄ      溝
５ｅ      縁
５ｆ      挿入孔
５ｇ      熱源装着口
６        供給パイプ
６ａ      噴出口
６ｂ      マイナスイオンガス
６ｃ      庇
７        底部
７ａ      回転軸
７ｂ      上底板
７ｃ      下底板
７ｄ      上孔
７ｅ      下孔
７ｆ      炭化物
８        分解室
８ａ      上室
８ｂ      中室
８ｃ      下室
９        乾燥機
９ａ      処理室
９ｂ      投入口
９ｃ      送気管
９ｄ      送風機
９ｅ      制御装置
９ｆ      コンベア
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０４】
【特許文献１】特許第３７９６７１９号公報