(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、高温加熱された燃焼炉内に、あらかじめ空気と水を混合させた気体を、燃焼炉中の給気塔に供給し、燃焼炉の温度により水が気化して水蒸気となり、空気との混合状態で高圧となって燃焼炉内に、給気塔に設けられた複段数かつ複数のノズルから高圧で給気してプラスチック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、さらに複段数の２段目以上からの給気により排気ガス中の不完全燃焼物を水蒸気改質によって、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】
高温加熱された燃焼炉内に、あらかじめ空気と水を混合させた気体を、燃焼炉中の給気塔に供給し、燃焼炉の温度により水が蒸発して水蒸気となり、空気との混合状態で高圧となって燃焼炉内に、給気塔に複数段に設けられた複数のノズルから高圧で給気して、プラスチック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、さらに複段数の２段目以上からの給気により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プラスチック完全燃焼炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、高温加熱された燃焼炉内に、空気と水蒸気を複数回で混合給気してプラスチック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プラスチック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、高温加熱された燃焼炉内に、空気と水蒸気を複数回で混合給気してプラスチック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、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、高温加熱された燃焼炉内に、あらかじめ空気と水を混合させた気体を、燃焼炉中の給気塔に供給し、燃焼炉の温度により水が気化して水蒸気となり、空気との混合状態で高圧となって燃焼炉内に、給気塔に複数段に設けられた複数のノズルから高圧で給気して、プラスチック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、さらに複数段の２段目以上にあるノズルからの給気により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。
【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、燃焼用に吹き込まれる空気に水を霧状で混合し、多段階で給気塔から燃焼室に吹き込む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、高温加熱された燃焼炉内に、空気と水蒸気を複数回で混合給気してプラスチック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】  本発明に係るプラスチック完全燃焼炉は、焼却物燃焼時に円筒状の給気塔２に、多段階に複数設けられた直径３ｍｍ〜５ｍｍの水蒸気・空気混合給気ノズルから、燃焼室１に水蒸気・空気混合気体を給気するものである。
【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、数回にわたり、円筒状の給気塔２の円周上に複数設けられたノズル３から給気されること、さらに、燃焼室の燃焼熱が、給気塔を熱することにより、給気塔上部に行くほど、高温の空気が燃焼室内に噴出されることから、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】  給気塔２の底部に、エアーチャンバー８から空気が、また加湿器９から霧状水分が吹き込まれる。この際、空気量および水分量を制御することにより燃焼物の種類によってその燃焼温度を制御することが可能である。
【００１９】  燃焼に供するプラスチック類は、外気遮断投入装置４から、燃焼中であっても常時投入可能である。さらに熱利用付帯設備６の上に釜などを設置することにより、燃焼炉の熱を利用することが可能である。
【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、燃焼用に吹き込まれる空気に水を霧状で混合し、多段階で給気塔から燃焼室に吹き込む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  給気塔
３  水蒸気・空気混合給気ノズル
４  外気遮断投入装置
５  煙突
６  熱利用付帯設備
７  燃焼物
８  エアーチャンバー
９  加湿器
【図１】
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