(57)【要約】【課題】有機物を熱分解したガスを燃焼することなく処理する資源回収型廃棄物処理システムを提供する。【解決手段】資源回収型廃棄物処理システムとして、廃棄物を加熱して熱分解する熱分解装置３２と、この熱分解装置３２から出た熱分解ガスを冷却して液化物を回収する液化物回収装置４２と、この液化物回収装置４２から出た非液化ガスを触媒を介して酸化分解する触媒コンバータ５３とを備え、有機物を熱分解したガスを燃焼することなく処理する。【選択図】図１
2008178765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱して熱分解する熱分解装置を備え、この熱分解装置は火炎が生じない非燃焼式の熱源を備え、前記熱分解装置から出た熱分解ガスを冷却して液化物を回収する液化物回収装置を備え、この液化物回収装置から出た非液化ガスを触媒を介して酸化分解する触媒コンバータを備えたことを特徴とする資源回収型廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記触媒コンバータから出た排ガスの熱を回収して前記触媒コンバータに導入される非液化ガスを加熱する熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１に記載の資源回収型廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記熱交換器は非液化ガスと排ガスをそれぞれ導くケーシングと、このケーシングに収められて回転する蓄熱ロータとを備え、この蓄熱ロータに非液化ガスと排ガスを通す多数の孔を形成したことを特徴とする請求項２に記載の資源回収型廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記触媒コンバータに導入される非液化ガスを加熱するガス予熱用ヒータ層を備え、前記熱交換器から出た非液化ガスの温度が所定値より低い場合にこのガス予熱用ヒータ層が非液化ガスを加熱する構成としたことを特徴とする請求項２または３に記載の資源回収型廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記熱分解装置から出た非液化ガスの逆流を防止するガス逆流防止装置と、このガス逆流防止装置から出た非液化ガスを前記触媒コンバータに送るガス吸込み用ブロアとを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の資源回収型廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄されるゴミ等の有機物を熱分解して油、ガス、炭化物等に再生する資源回収型廃棄物処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の資源回収型廃棄物処理システムとして、図３に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
これについて説明すると、密閉されたカートリッジ（釜）２内で廃タイヤ等の廃棄物を加熱する加熱炉１と、このカートリッジ内からバルブ３および配管４を通して取り出される熱分解ガスを段階的に冷却する一次冷却器５、二次冷却器６と、この一次冷却器５、二次冷却器６にて液化した油を各配管７、８を通して回収しこの油に含まれる水分を分離除去する油水分離槽９とを備え、この油水分離槽９から取り出される油が配管１１とポンプ１２とろ過器１０と配管１３を通して液化物タンク１４に送られ、この液化物タンク１４に貯留された油は加熱炉１のバーナに供給され、カートリッジの加熱のための熱源として利用される。
【０００４】
一方、一次冷却器５、二次冷却器６で液化されなかった余剰の熱分解ガスは、ガス逆流防止装置１５および配管１６を通して燃焼炉１７に送られ、燃焼炉１７にて燃焼し、排ガスの消臭消煙等がはかられる。
【０００５】
また、ガス逆流防止装置１５を通された非液化ガスの一部は、バルブ１８および配管１９を通して加熱炉１のバーナに供給され、カートリッジを加熱するための熱源として利用される。
【特許文献１】特開２００３−２７７７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の資源回収型廃棄物処理システムにあっては、ガス逆流防止装置１５を通過した非液化ガスは、燃焼炉１７、加熱炉１のバーナに送られて、焼却処理されるため、大きなエネルギを必要とし、大量のＣＯ２、ＮＯｘが発生するという問題点があった。また、廃棄物の焼却処理によって灰ができ、この灰の最終処分が必要になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、有機物を熱分解したガスを燃焼することなく処理する資源回収型廃棄物処理システム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】
【０００８】
本発明は、資源回収型廃棄物処理システムにおいて、廃棄物を加熱して熱分解する熱分解装置を備え、この熱分解装置は火炎が生じない非燃焼式の熱源を備え、この熱分解装置から出た熱分解ガスを冷却して液化物を回収する液化物回収装置を備え、この液化物回収装置から出た非液化ガスを触媒を介して酸化分解する触媒コンバータを備えたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、全ての熱源を火炎が生じない非燃焼とすることが可能となり、エネルギ消費を大幅に削減し、ＣＯ２、ＮＯｘの発生を抑えられる。
【００１０】
熱分解装置にて廃棄物を燃焼することなく熱分解して処理することにより、廃棄物の灰が生じることなく、再利用可能な炭化物資源、液化物資源を回収できる。
【００１１】
そして、熱分解装置から出た非液化ガスを触媒コンバータにて燃焼することなく触媒を介して酸化分解して処理することにより、非液化ガスを燃焼処理する従来装置に比べてエネルギ消費を大幅に削減し、ＣＯ２、ＮＯｘの発生を抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、資源回収型廃棄物処理システムは、廃棄物を加熱して熱分解する熱分解装置３２を備え、生ゴミ等の一般可燃ごみをはじめ、木くず、紙くず、動物性残渣等の産業廃棄物を燃焼することなく熱分解して処理するものである。
【００１４】
熱分解装置３２は、廃棄物が搬入される密閉された熱分解室３８（図２参照）と、この熱分解室内に不活性ガスを注入して熱分解室３８内の酸素濃度が０．５％以下の無酸素雰囲気になるようにする置換部（図示せず）と、廃棄物を加熱する加熱部（図示せず）と、固形残渣を冷却する冷却部（図示せず）とを備える。
【００１５】
熱分解装置３２は熱分解のための加熱源として非燃焼式の電熱ヒータを備え、燃焼（炎）による熱拡散ではない。
【００１６】
熱分解装置３２の熱分解室３８において、有機物は無酸素雰囲気で所定温度（例えば３５０〜４５０℃）で加熱されることにより燃焼することなく熱分解（乾留）される。この熱分解により、有機物から炭化物の固形残渣と熱分解ガス（乾留ガス）が生成される。
【００１７】
資源回収型廃棄物処理システムは、廃棄物（有機物）が投入される投入装置３３と、この投入装置３３から廃棄物を熱分解装置３２に搬入する搬送装置３４と、冷却部にて冷却された固形残渣を搬出する搬送装置３５と、搬出された固形残渣を再利用可能な炭化物資源として排出する排出装置３６とを備える。これらによって熱分解装置３２は、廃棄物の搬入、不活性ガスを注入、熱分解処理、固形残渣の冷却、固形残渣の搬出が順に行われるようになっている。
【００１８】
投入装置３３は廃棄物に対してその種類により破砕、脱水等を行い熱分解に適切な状態で投入する。廃棄物を熱分解装置３２に搬入する搬送装置３４は排風筒５７から排出されるガス温度が高い場合に廃熱を利用して投入される廃棄物を予め加熱するようにしても良い。
【００１９】
固形残渣を排出する排出装置３６は炭化物資源に異物が含まれる場合に重力選別、磁気選別、分級選別等により炭化物と異物を選別する。
【００２０】
この熱分解装置３２は熱分解室３８を用いて廃棄物の搬入、熱分解、搬出をバッチ処理するものであるが、これに限らず例えば搬送ラインを用いて廃棄物の搬入、熱分解、搬出を連続処理するようにしても良い。
【００２１】
資源回収型廃棄物処理システムは、熱分解装置３２から出た熱分解ガスを冷却して再利用可能な液化物資源を回収する液化物回収装置４２と、この液化物回収装置４２から出た非液化ガス中に含まれるミストを回収するミスト回収装置７０と、非液化ガスの逆流を防止するガス逆流防止装置（安全器）８０とを備え、これらによって再利用可能な液化物資源を取り出すようになっている。
【００２２】
液化物回収装置４２は熱分解装置３２から排出される熱分解ガスを冷却して再利用可能な液化物資源を回収する。液化物回収装置４２の冷却温度は回収したい液化物の種類により任意に設定される。この設定温度により液化物回収装置４２における冷却は例えばクーリングタワー、冷凍機等を用い、その冷媒として水、ブライン等を使用する。
【００２３】
液化物回収装置４２にて液化物は液化物回収タンク４９に回収される。液化物回収装置４２は熱分解ガスを１回で冷却しきれないときは、２回、３回と多段階に冷却するようにしても良い。
【００２４】
液化物回収装置４２から出た非液化ガスはミスト回収装置７０を通されることにより、非液化ガス中に含まれる水分、油分ミストが回収される。これにより、水分、油分ミストが後工程の触媒コンバータ５３に導入されることを抑えられ、触媒コンバータ５３におけるガスの酸化処理能力が低下することを防止できる。
【００２５】
ミスト回収装置７０は液化物回収装置４２から出た非液化ガスを吸収液に通して非液化ガス中に含まれる水分、油分ミストを吸収液に触れて吸収させて液化物回収タンク４９に回収する油回収型湿式のものが用いられる。その場合、回収された油分を液化物資源として再利用することが可能となる。
【００２６】
なお、油回収型湿式ミスト回収装置７０の吸収液は、例えば高沸点の油が用いられるが、ミストの種類、回収後の回収液体の利用目的から、比較的沸点の低い油、水等を使用することも考えられる。
【００２７】
また、ミスト回収装置７０は油回収型湿式のものに限らず、液化物回収装置４２から出た非液化ガスを通すフィルターを備え、非液化ガス中に含まれる水分、油分ミストをフィルターに吸着するものを用いても良い。その場合、油分等を回収したフィルターを廃棄物として処理する必要が生じる。また、フィルターを廃棄物とすることをなくすため、フィルターに吸着した油分を回収して、フィルターを再生利用することも可能である。
【００２８】
ミスト回収装置７０を出た非液化ガスがガス逆流防止装置８０を通過することによってガスの逆流が防止される。これにより、万一、後述する蓄熱ロータ９２、ガス予熱用ヒータ層５２、触媒コンバータ５３にて異常燃焼が起こった場合に、炎がミスト回収装置７０、液化物回収装置４２、さらには熱分解装置３２に伝播することを回避できる。
【００２９】
また、一つの触媒コンバータ５３に対して複数の熱分解装置３２が設置されるシステムにおいて、ガス逆流防止装置８０を各熱分解装置３２と触媒コンバータ５３を結ぶ通路に設けても良い。この場合、ガス逆流防止装置８０によって熱分解装置３２どうしの間でガスが行き来することを防止できる。
【００３０】
ガス逆流防止装置８０は水が溜められ、この水によって触媒コンバータ５３から逆流するガスの流れを遮断する水封式のものが用いられる。
【００３１】
図２は上記した資源回収型廃棄物処理システムの具体的な構成を示しており、以下これについて説明する。なお、本発明は図２に示す構成に限らず、他の構成を用いても良い。
【００３２】
熱分解装置３２の熱分解室３８内から配管３９を通して取り出される熱分解ガスは液化物回収装置４２の一次冷却器４３、二次冷却器４６にて段階的に冷却され、熱分解ガスに含まれる油分が液化する。
【００３３】
一次冷却器４３は、冷却水が流れる冷却配管群４４と、熱分解ガスが通過する管のまわりを冷却水が循環する熱交換部４５とを備え、熱分解ガスをこれらによって冷却して液化した油やスラッジ等を回収する。
【００３４】
二次冷却器４６は、熱分解ガスが通過する管のまわりを冷却水が循環する熱交換部４７を備え、熱分解ガスをこの熱交換部４７によって冷却して液化した油やスラッジ等を回収する。
【００３５】
一次冷却器４３、二次冷却器４６にて液化した油が各配管４１、４８を通して液化物回収タンク４９に送られ、この液化物回収タンク４９の油が各配管６１を通して清浄油タンク２０に送られて貯留される。
【００３６】
一次冷却器４３、二次冷却器４６を通過した非液化ガスはミスト回収装置７０に送られ、非液化ガスに含まれる油分が回収される。
【００３７】
ミスト回収装置７０は、油分吸収液を溜める油分吸収液槽７５と、油分吸収液内に非液化ガスを吐出するガス流入管７１〜７３と、油分吸収液中を浮上する非液化ガスの気泡を通過させて細かい気泡に分割する穴あき板（図示せず）と、油分吸収液面上に出た非液化ガスを取り出すガス流出管７６とを備える。各ガス流入管７１〜７３から大きな気泡となって吐出する非液化ガスは油分吸収液中を浮上する過程で穴あき板の小穴を通過することにより細かい気泡となり、非液化ガスに含まれる油分が油分吸収液に触れて液化することが促され、この液化した油を油分吸収液に取り込んで回収する。ミスト回収装置７０にて回収された油は配管７７を通して液化物回収タンク４９に送られる。
【００３８】
ミスト回収装置７０にて油分吸収液上に出た非液化ガスがガス流出管７６を通してガス逆流防止装置８０へと送られる。
【００３９】
ミスト回収装置７０を通過した非液化ガスはガス逆流防止装置８０を経て触媒コンバータ５３に送られ、触媒コンバータ５３にて非液化ガス成分の酸化処理が行われる。
【００４０】
ガス逆流防止装置８０内には水が溜められ、非液化ガスを流入させる配管８１の出口が水中に臨むように設けられ、配管８１を通して導かれる非液化ガスは気泡となって水中に流出し、水上に出た非液化ガスが配管７９を通して触媒コンバータ５３へと送られる。触媒コンバータ５３から配管７９を通ってガス逆流防止装置８０へと逆流するガスの流れはガス逆流防止装置８０内に溜められた水によって止められる。触媒コンバータ５３から火炎が配管７９を通って伝播する場合、火炎がガス逆流防止装置８０に溜められた水によって遮断される。
【００４１】
ガス逆流防止装置８０にはバルブ８２を介して供給される水が溜められる。ガス逆流防止装置８０と廃水タンク８５は３本の配管８６〜８８によって連通される。ガス逆流防止装置８０からオーバフローした廃水は配管８６を通して廃水タンク８５に流出する。ガス逆流防止装置８０の水は非液化ガスの通過に伴って汚濁するため、定期的に配管８６、８７を通して廃水タンク８５へ排出する。ガス逆流防止装置８０のメンテナンス時にバルブを開いて水が抜き取られる。
【００４２】
液化物回収装置４２の一次冷却器４３、二次冷却器４６、ミスト回収装置７０において熱分解ガスからスラッジが析出されるが、このスラッジは液化した油と共に配管４１、４８、７７を通して液化物回収タンク４９に送られる。
【００４３】
液化物回収タンク４９にはこれに溜められる油を循環させる一次油循環回路２５が設けられ、一次油循環回路２５に油に含まれるスラッジ等を分離除去するスラッジ分離機２６が設けられる。
【００４４】
一次油循環回路２５は液化物回収タンク４９とスラッジ分離機２６を連通する配管２７、２８によって構成される。配管２７はその一端が液化物回収タンク４９の下部に接続され、他端がスラッジ分離機２６に接続される。配管２８の一端が液化物回収タンク４９の上部に接続され、他端がスラッジ分離機２６に接続される。
【００４５】
液化物回収タンク４９内の油が配管２７を通してスラッジ分離機２６のポンプに吸い込まれ、スラッジ分離機２６から流出する油が配管２８を通して液化物回収タンク４９に流下する。スラッジ分離機２６は遠心分離機によってこれを循環する油からスラッジを分離する。
【００４６】
液化物回収タンク４９内には冷却パイプ２９が設けられ、この冷却パイプ２９を循環する冷却水によって液化物回収タンク４９内の油が冷却される。
【００４７】
液化物回収タンク４９に溜められる油はスラッジ分離機２６を介して所定回数（例えば２０回）分だけ一次油循環回路２５を循環する。スラッジ分離機２６は遠心分離機によってこれを循環する油からスラッジを分離する。スラッジ分離機２６にて回収されたスラッジは図示しない排出口から取り出される。
【００４８】
これにより、液化物回収タンク４９に溜められる油から大部分のスラッジが取り除かれるが、タール状物質が液化物回収タンク４９に残留する。
【００４９】
上記した液化物回収タンク４９において油を所定回数だけ循環させることが終了すると、ポンプ６２を駆動し、液化物回収タンク４９に溜められた油をタール状物質と共に配管６１を通して清浄油タンク２０に移す。
【００５０】
清浄油タンク２０の油を循環ポンプ６４を介して循環させる清浄油循環回路６５が設けられる。清浄油循環回路６５の吸込口は清浄油タンク２０の下部に接続される。
【００５１】
循環ポンプ６４を駆動して清浄油タンク２０の油が清浄油循環回路６５を循環させることにより、清浄油タンク２０の油に含まれるタール状物質が沈殿しないように撹拌される。
【００５２】
図１に示す資源回収型廃棄物処理システムは、ガス逆流防止装置８０から出た非液化ガスを送るガス吸込み用ブロア５１と、排ガスの熱を回収して非液化ガスを加熱する熱交換器９０と、非液化ガスを加熱するガス予熱用ヒータ層５２と、非液化ガスの成分を触媒を介して酸化分解する触媒コンバータ５３と、触媒コンバータ５３から出た排ガスを大気に排出する排風筒５７とを備える。
【００５３】
触媒コンバータ５３は非液化ガスを導くケーシングと、このケーシングに収められ非液化ガスに晒される触媒担持体とを備え、この触媒担持体に例えば白金等の触媒が担持される。液化物回収装置４２で液化しないガスは低沸点のものが多く、それらのガスに対して活性が高いものから触媒を考えると白金等がある。この触媒の働きにより非液化ガス成分が酸化反応し水蒸気と二酸化炭素等に分解することが促され、非液化ガスが浄化処理され、非液化ガスの消臭消煙等がはかられる。
【００５４】
触媒担持体は、非液化ガスと排ガスを通す多数の孔を有する多孔質材、ハニカム材や繊維をマット状に形成したものが用いられ、目詰まり等が生じにくい構造とする。なお、触媒コンバータ５３はこれに限らず他の触媒の種類、形状のものを用いてもよい。
【００５５】
触媒は所定の活性温度（例えば２５０〜３５０℃）に達する条件で活性化して非液化ガス成分の酸化反応を促し、非液化ガス成分の酸化反応熱によりその温度が維持される。
【００５６】
しかし、触媒コンバータ５３に流入する非液化ガスの温度が低く、触媒活性温度に達しない場合、非液化ガスが臭気と可燃成分を持ったまま大気に排出される可能性がある。
【００５７】
この対策として、触媒コンバータ５３に導入される非液化ガスを加熱する手段として、熱交換器９０とガス予熱用ヒータ層５２が設けられる。
【００５８】
熱交換器９０は非液化ガスと排ガスをそれぞれ導くケーシング９１と、このケーシング９１に収められて回転する蓄熱ロータ９２とを備える。
【００５９】
ケーシング９１は非液化ガス導入通路９３の途中に介装される部位と排ガス導出通路９４の途中に介装される部位を有し、非液化ガス導入通路９３を流れる非液化ガスが蓄熱ロータ９２の各孔を通って触媒コンバータ５３に流入するとともに、触媒コンバータ５３から排ガス導出通路９４に流出した排ガスが蓄熱ロータ９２の各孔を通って排出される。
【００６０】
蓄熱ロータ９２がその中心軸Ｏまわりにケーシング９１内で回転することにより、蓄熱ロータ９２の排ガスによって加熱された部位が回動して非液化ガスを連続的に加熱する。触媒活性時に触媒コンバータ５３から流出する排ガスは例えば２５０〜３５０℃程度になっており、蓄熱ロータ９２はこの排ガスの熱を回収して非液化ガス導入通路９３を流れる非液化ガスを加熱することにより、触媒コンバータ５３に流入する非液化ガスの温度を２５０〜３５０℃程度に高める。
【００６１】
ガス予熱用ヒータ層５２は電熱ヒータを備え、燃焼（炎）による加熱ではないものとする。図示しないコントローラは熱交換器９０から出た非液化ガスの温度が所定値より低い場合にガス予熱用ヒータ層５２を通電し、非液化ガスを加熱するように制御する。これにより、熱交換器９０による加熱で非液化ガスを適切な温度まで昇温できない場合にガス予熱用ヒータ層５２が作動し、非液化ガスを再加熱する。触媒コンバータ５３から出た排ガスの温度が高く、蓄熱ロータ９２の温度が十分に上昇している場合に、予熱用ヒータ層５２での予熱は不要となる。
【００６２】
以上のように、資源回収型廃棄物処理システムは、廃棄物を加熱して熱分解する熱分解装置３２を備え、この熱分解装置３２は火炎が生じない非燃焼式の熱源を備え、この熱分解装置３２から出た熱分解ガスを冷却して液化物を回収する液化物回収装置４２を備え、この液化物回収装置４２から出た非液化ガスを触媒を介して酸化分解する触媒コンバータ５３を備えたため、有機物を燃焼することなく熱分解して処理することにより、廃棄物の灰が生じることなく、再利用可能な炭化物資源、液化物資源を回収するとともに、非液化ガスを燃焼することなく触媒を介して酸化分解して処理することにより、非液化ガスを燃焼処理する必要がなくなる。非液化ガスの燃焼処理が不要になることにより、エネルギ消費を大幅に削減してＣＯ２、ＮＯｘの発生を抑えられる。
【００６３】
資源回収型廃棄物処理システムは、触媒コンバータ５３から出た排ガスの熱を回収して触媒コンバータ５３に導入される非液化ガスを加熱する熱交換器９０を備えたため、触媒コンバータ５３の温度を高めるのに消費されるエネルギを削減できる。
【００６４】
資源回収型廃棄物処理システムは、熱交換器９０は非液化ガスと排ガスをそれぞれ導くケーシング９１と、このケーシング９１に収められて回転する蓄熱ロータ９２とを備えたため、熱回収率が高く、装置の小型化がはかれる。なお、熱交換器９０は、これに限らず他の構造のものを用いても良い。
【００６５】
資源回収型廃棄物処理システムは、触媒コンバータ５３に導入される非液化ガスを加熱するガス予熱用ヒータ層５２を備え、熱交換器９０から出た非液化ガスの温度が所定値より低い場合にガス予熱用ヒータ層５２が非液化ガスを加熱する構成としたため、触媒コンバータ５３が触媒の活性温度以上に高められ、触媒コンバータ５３の浄化性能を維持できる。
【００６６】
資源回収型廃棄物処理システムは、熱分解装置３２から出た非液化ガスの逆流を防止するガス逆流防止装置８０と、ガス逆流防止装置８０から出た非液化ガスを触媒コンバータ５３に送るガス吸込み用ブロア５１とを備えたため、ガスの逆流が防止され、万一、蓄熱ロータ９２、ガス予熱用ヒータ層５２、触媒コンバータ５３にて異常燃焼が起こった場合に、炎が液化物回収装置４２さらには熱分解装置３２に伝播することを回避できる。
【００６７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態を示す資源回収型廃棄物処理システムのシステム図。
【図２】同じく資源回収型廃棄物処理システムの構成図。
【図３】従来例を示す資源回収型廃棄物処理システムの構成図。
【符号の説明】
【００６９】
３２  熱分解装置
４２  液化物回収装置
５１  ガス吸込み用ブロア
５３  触媒コンバータ
８０  ガス逆流防止装置
９０  熱交換器
９１  ケーシング
９２  蓄熱ロータ
【図１】
2008178765.tif 000003
【図３】
2008178765.tif 000004
【図２】
2008178765.tif 000005