(57)【要約】【課題】  本発明は、廃プラスチックを地域オンサイト型小型燃焼炉で、完全燃焼させ有害な排気ガスを排出しない方法を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】  本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、空気供給下のプラスチック燃焼部に、自らの燃焼熱によって既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させることにより、燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行うことが可能であることを見出し、本発明に至った。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気供給下のプラスチック燃焼部に、自らの燃焼熱によって既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させることにより、燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行うことが可能であることを特徴とした小型燃焼炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プラスチック等焼却物燃料を燃焼させ発生した高熱排気で加熱された燃焼炉上部に配置した水が水蒸気となり、この水蒸気が設けられた筒状排気管を、水蒸気圧で自然に下方へ押し出され、燃焼炉内に、既に高温加熱された水蒸気を上部から混合給気してプラスチック等燃焼物を燃焼させることにより、燃焼炉内が過酸化状態となって燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行う小型燃焼炉に関する。
【背景技術】
【０００２】  プラスチックは、年間約１，４００万トン生産され、約１，０００万トンが廃棄されている。廃棄されるプラスチックのうち、ＰＥＴボトル等一部はリサイクルされているが、ほとんどが有効利用されないまま廃棄（埋立、焼却）処分されている。プラスチックの素材は、主要な部分でも、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等多岐にわたるため、単一素材であるガラスや金属のように再資源化することは困難である。従って、廃プラスチック処理技術が、廃棄物処理問題の解決に大きな部分を占めている。【０００３】  現在、日本における廃プラスチック処理の主流は、焼却処理である。しかし、戦後生ごみ処理用の大型焼却炉が整備されてはいるものの、プラスチック等高カロリー廃棄物の焼却によって焼却炉の寿命が短くなるなどの問題、さらにダイオキシン発生問題などにより、焼却炉の高度化、さらなる大型化など経済的負担の大きい解決法に直面せざるおえなくなっている。【０００４】  このような状況下、廃プラスチックを地域オンサイト型の少量で焼却処理し、好ましくはサーマルリサイクルが出来るような小型廃プラスチック焼却炉が求められている。【０００５】  従来の小型焼却炉では、ポリ塩化ビニルやゴム・シリコンあるいは芳香族含有ポリマーなどは、煙や臭い、有害物質の発生から焼却不適物として焼却しないことが通例である。しかしながら多くの焼却現場において、これらの分別はきわめて困難であり、これらのプラスチックが焼却炉に混入してくるのは避けがたい。しかし、これらのために小型焼却炉に洗煙・排ガス処理装置を設けることは設備コストが膨大となり実現不可能である。【０００６】  小型焼却炉の予算範囲内でこれら焼却不適物も含めて焼却可能とするため、通常の空気供給下のプラスチック燃焼部に、既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させることにより、燃焼炉内が過酸化状態となって燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行えることに着目した。【０００７】  これまでの水冷式小型焼却炉では、燃焼工程後部で炉体冷却用の水が沸騰し水蒸気となり排出していたが、排出時白煙のように見えることから有害ガスとの誤解を招くことが多かった。また、煤塵やダイオキシン類など有害物質などの捕集は、乾式では限界があり、上述のようにこれらの排ガス処理装置はきわめて設備コストがかさむこととなる。【０００８】  これらの問題を鑑み、「水蒸気による燃焼排ガス改質化小型焼却炉」なる特許が出願されているが、アルカリ剤、再燃焼室などを設ける等構造が複雑であり、また水蒸気を燃焼後の排ガス中に投入することにより、燃焼炉内の温度制御が困難である。制御が不安定となると、主燃焼室の燃焼温度の低下によってダイオキシン類および不完全燃焼が発生したり、水蒸気改質が十分でなかったりと、燃焼が不安定となる不具合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４９１４９９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  そこで、本発明は、廃プラスチック混合物を地域オンサイト型小型燃焼炉で、完全燃焼させ有害な排気ガスを排出しない方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、空気供給下のプラスチック燃焼部に、自らの燃焼熱によって、既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させることにより、燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行えることを見出し、本発明に至った。
【発明の効果】
【００１２】  現在の、廃プラスチックの焼却処分においては、上述のような様々な素材のプラスチックが混合しており、その中からたとえばポリ塩化ビニルだけを分別することは、不可能に近い。従って、焼却不適物も含めて、混合物として焼却することになる。
本発明に係る小型焼却炉は、このような現状を踏まえ、分別することなく種々雑多な廃プラスチックを焼却処分することを可能にしたものである。さらに再燃焼室、排ガス処理装置、化学物質の添加など、複雑な機構および手法を取ることなく、空気供給下のプラスチック燃焼部に、自らの燃焼熱によって、既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させるだけという簡便な原理で構築されることから、経済性も確保でき広く一般に普及されることが可能である。【００１３】  本発明によれば、空気供給下のプラスチック燃焼部に、自らの燃焼熱によって、既に高温に加熱された水蒸気を上部から供給させることにより、燃焼温度を８００℃以上とし有害なダイオキシン類の発生を抑え、さらに排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質化によって、二次完全燃焼無害化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】焼却炉の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１６】  本発明に係る小型燃焼炉は、燃焼炉本体１３の燃焼室１上部に設置した水槽１１内に水層８を形成する水が貯留されており、燃焼室１の高温燃焼熱によって、水槽底部１４が加熱されることで水層８に貯留された水が沸騰し蒸気となって水蒸気溜り９に溜まり、この水蒸気が円筒状の水蒸気供給筒６を水蒸気流れ７のように燃焼物燃料２の燃焼部上部から供給されるものである。
【００１７】  この場合、燃焼室１に常に一定の水蒸気を含んだ空気が、円筒状の水蒸気供給筒６を水蒸気流れ７のように燃焼物燃料２の燃焼部上部から給気されること、さらに、燃焼室１の燃焼熱が、水槽底部１４を常時加熱することで水層８に貯留された水が沸騰し蒸気となって水蒸気溜り９に、一定の微加圧状態で溜まり、常時高温の水蒸気を含んだ空気が燃焼室１内に供給されることから、燃焼室内が８００℃以上となり、さらに一定の水分があることにより、燃焼排ガスとともに排出される煤塵、塩化水素ガス、亜硫酸ガス、ダイオキシン類が発生しにくく、また水蒸気改質により分解されることで、排出ガス中にこのような有害物質が含有しにくい。
【００１８】  燃料支持金網３の下部に設置された吸気口４から燃焼に必要な空気が引き込まれ、排気口１２から燃焼排気ガスが排気されることにより、燃焼室１内に上昇気流が生じており、この燃焼室１内下部に微加圧状態の水蒸気が供給されるため、燃焼排気ガスが水槽１１内に逆流することはない。
【００１９】  燃焼に供するプラスチック類は、燃料投入装置５から、燃焼中であっても常時投入可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】  本発明に係る小型焼却炉は、このような現状を踏まえ、分別することなく種々雑多な廃プラスチックを焼却処分することを可能にしたものである。さらに再燃焼室、排ガス処理装置、化学物質の添加など、複雑な機構および手法を取ることなく、燃焼部に既に高温になった水蒸気が供給されるだけという簡便な原理で構築されることから、経済性も確保でき広く一般に普及されることが可能である。
【符号の説明】
【００２１】１    燃焼室              ２    燃焼物燃料            ３    燃料支持金網
４    吸気口              ５    燃料投入装置          ６    水蒸気供給筒
７    水蒸気流れ          ８    水層                  ９    水蒸気溜り
１０  水槽蓋              １１  水槽                  １２  排気口
１３  燃焼炉本体          １４  水槽底部
【図１】
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