(57)【要約】【課題】低温処理による有機廃棄物の分解処理方法及びその装置を提供する。【解決方法】ゴム、ＰＶＣ又はＰＥ等の有機廃棄物を、触媒剤（酸化防止剤、有毒ガス中和処理剤及び乾溜ガス増進剤）と共に、低温処理炉に一定量投入した後、炉の内部温度を所定温度（４００〜５００℃）で安定するよう加熱する。触媒剤の化学作用により有機廃棄物は熱分解し、生じた炭化物が炉の底部に残存する。同時に発生する乾溜ガスは、中和冷却して液化する。この方法によれば、従来の熱分解処理時に発生する有害物質をほとんど作らず、また金属類や炭化物を資源として回収することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物を触媒剤と共に低温加熱炉に投入して密閉する段階；該低温加熱炉を昇温して、該有機廃棄物を炭化物及び乾溜ガスに熱分解させる段階；前記乾溜ガスを中和剤の入った冷却可能な中和タンクに導き液化させる段階；中和タンクで液化されなかった乾溜ガスを、冷却タンクに導入して液化させる段階；及び生成した液化物を回収する段階を包含する、有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項２】
有機廃棄物が金属類を保持している、請求項１に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項３】
液化物がタールを含む、請求項１又は２に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項４】
触媒剤がアルカリ性物質を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項５】
中和剤が多孔質である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項６】
低温加熱炉が電気炉である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項７】
低温加熱炉が火炎燃焼炉である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機廃棄物の分解処理方法。
【請求項８】
有機廃棄物を触媒剤存在下で炭化物及び乾溜ガスに熱分解するための密閉可能な加熱炉；該加熱炉と流動管によって連通し、加熱炉から導かれる乾溜ガスを冷却しながら中和剤で中和するための中和タンク；中和タンクと連通し、中和タンク内で液化しなかった乾溜ガスを冷却するための冷却タンク；並びに中和タンク及び冷却タンク内の液化物を回収する手段を具備した有機廃棄物分解処理装置。
【請求項９】
中和タンクが、相互連結された第1中和タンクと第2中和タンクとに分割されている請求項８に記載の有機廃棄物分解処理装置。
【請求項１０】
中和剤が、多孔質である請求項８又は９に記載の有機廃棄物分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般産業及び工業の有機廃棄物を低温分解処理する方法及びその装置に関する。特に有機廃棄物に付着している金属を再使用可能な状態で回収すると共に、環境にも優しい低温分解処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場や事業所から排出される産業廃棄物や、家庭等から排出される一般廃棄物は、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ウレタン、合成ゴム等の有機廃棄物を多く含んでいる。中でも、廃電線、廃家電製品、自動車ダストのような廃棄物では、有機廃棄物が同時に付加価値の高い微細な金属類を保持していることが多い。これらの金属類をリサイクルするために、さまざまな方法が用いられている。例えば、
▲１▼金属類を被覆しているＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、合成ゴム等の被覆物質を脱皮後、その被覆物質を焼却処理する方法、
▲２▼収集した廃棄物をそのまま火に投入して焼却する直火焼却の方法、
▲３▼廃棄物を焼却炉に投入して焼却する焼却炉による直焼却法等である。
【０００３】
しかし、上記の方法は全て、廃棄物を焼却する方法であって、これによって悪臭を発して近隣に迷惑を与えたり、ダイオキシン等の人体に有害な物質を生じたりする原因となっている。また、燃焼が不完全であると、汚染物質の発生量が増大して、環境汚染の深刻度を増す。また、廃棄物の焼却処理は、８００〜９００℃という比較的高い温度で行なわれるために、有機廃棄物に付着又は混在する金属類が酸腐食や溶融してしまって回収され難い。さらに、廃棄物の焼却処理では、融解した有機物がその自重によって相互に融着して塊状化しやすく、それを防ぐために、廃棄物の大量一括処理を避け、少量ずつ（概略１００〜２００ｋｇ）処理しなければならない。塊状化した廃棄物を、作業者がこまめに分離しなければならず、経済性を下げる要因ともなっている。また、既存の焼却処理方法では、有機廃棄物の種類、例えばＰＶＣ、ＰＥ、ゴムごとに焼却しなければならないという煩雑さがあり、これも処理費用を低減し難い要因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、上記の諸問題点を解消するためのものであり、金属類を効率よく回収でき、悪臭や大気汚染の心配がなく、しかも、雑多な有機廃棄物を一括して大量処理できる有機廃棄物の分解処理方法とその装置を提供することにある。また、本発明の他の目的として、金属や建築用材の原料として再利用できる有用物質を得ることのできる分解処理方法とその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、有機廃棄物を触媒剤と共に低温加熱炉に投入して密閉する段階；該低温加熱炉を昇温して、該有機廃棄物を炭化物及び乾溜ガスに熱分解させる段階；前記乾溜ガスを中和剤の入った冷却可能な中和タンクに導き液化させる段階；中和タンクで液化されなかった乾溜ガスを、冷却タンクに導入して液化させる段階；及び生成した液化物を回収する段階を包含する、有機廃棄物の分解処理方法である。
【０００６】
本発明は、さらに、有機廃棄物を触媒剤存在下で炭化物及び乾溜ガスに熱分解するための密閉可能な加熱炉；該加熱炉と流動管によって連通し、加熱炉から導かれる乾溜ガスを冷却しながら中和剤で中和するための中和タンク；中和タンクと連通し、中和タンク内で液化しなかった乾溜ガスを冷却するための冷却タンク；並びに中和タンク及び冷却タンク内の液化物を回収する手段を具備した有機廃棄物分解処理装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の有機廃棄物の分解処理方法及びその装置の実施例である。１０は、低温加熱炉であって、４００〜５００℃の比較的低い温度に昇温して使用される。図１では、低温加熱炉としてバーナー２０を使用する火炎燃焼炉を示している。バーナー２０に使用する燃料には特に制限がない。大気汚染物質の排出が少なく且つ安価である点で、メチルアルコールの使用が望ましい。また、電気炉を使用してもよい。
【０００８】
上記加熱炉１０は、密閉式に開閉できる蓋１２を具備する。蓋１２は、フランジ１３を介して第1流動管３０側と連通する。蓋１２は、フランジ１３のボルト１４を取り外した後、加熱炉１０の上部の一支点１６を軸に開閉できるようにすると、作業性がよい。
【０００９】
上記加熱炉１０は、ほぼ１トンの廃棄物を収容して処理することができる容量に製作されている。加熱炉１０への廃棄物の投入は、蓋１２を開放した状態で実行する。上記加熱炉１０は、ＰＶＣ、ＰＥ、ゴム等の多様な有機廃棄物を選別せずに一括して投入処理することができる。しかも、従来の焼却方法と違って、全量の廃棄物を一回で投入してよい。廃棄物は、適当な大きさに粗粉砕してから投入した方が効率的な熱分解にとって都合よい。
【００１０】
上記加熱炉には、さらに触媒剤が投入される。触媒剤は、低温（４００〜５００℃）で有機廃棄物を溶融せずに乾溜ガス化するような触媒剤であって、例えば酸化防止剤、有毒ガス中和処理剤、乾溜ガス増進剤等が挙げられる。特にアルカリ性物質を含有することが好ましい。このアルカリ性物質は、熱分解の過程で有機廃棄物中のハロゲン化物から生成される塩酸等の酸を中和して、有機廃棄物が溶融凝固しないように迅速に乾溜ガス化することを促進する化学作用を有する。
【００１１】
触媒剤の投入量は、いわゆる触媒量であり、処理する有機廃棄物の材質や量によって決まる。一般に、触媒剤の量は、１トンの廃棄物に対して１ｋｇ程度でよい。触媒剤を投入した後は、上記加熱炉１０を蓋１２で密閉し、バーナー２０を稼動して、加熱炉を内部温度４００〜５００℃まで昇温する。
【００１２】
上記加熱炉１０は、内部温度の上昇と触媒剤の作用によってガスが発生し、炉内部の酸素ガスが欠乏し、次第に低酸素状態になる。この酸素欠乏あるいは低酸素状態では、有機廃棄物が熱分解すると共に、前記触媒剤が上記化学作用を促進するために、廃棄物は低温（４００〜５００℃）で溶融せずに乾溜ガス化する。発生した乾溜ガスは、第１流動管３０を通じて排出される。
【００１３】
上記乾溜ガスは、加熱炉１０と連結された第１流動管３０を通じて、中和タンク４０に導かれる。乾溜ガスが排出された後に残る減容化された炭化物と金属類は、加熱炉１０の底部に留まる。これらの残渣は、本発明の分解処理完了後に炉の冷却を待って、慣用の手段を用いて加熱炉から撤去することができる。
【００１４】
上記中和タンク４０は、好ましくは第１中和タンク４２と第２中和タンク４４とに分割され、第３流動管３４によって相互に連結される。上記第１、第２中和タンク（４２、４４）の内部壁面には、第１冷却水管５０が配置されている。第１流動管３０の出口は、第１中和タンク４２を上方から貫通し底部まで延出している。そして、第３流動管３４の出口は第２中和タンク４４内の底部まで延出している。また、中和タンク（４２、４４）の下部には、導入された乾溜ガスを中和する作用を持つ中和剤４６が配置されている。
【００１５】
上記の構成を採用したことによって、第１流動管３０を通じて第１中和タンク４２に導入される乾溜ガスは、第１流動管３０出口から排出される時、その高温によって第１中和タンク４２の上方に向かおうとするため、自ずと中和剤４６を通過することになる。中和剤は、乾溜ガスに含まれる酸を均一に中和すると共に悪臭も除去する。これにより大気汚染物質の発生を抑えることができる。中和剤は、乾溜ガスとの接触面積を大きくし、また、液化物が通り易いように、多孔質、ペレット形、ハニカム形等であることが好ましい。
【００１６】
中和された乾溜ガスは、第１中和タンク４２内の第１冷却水管５０に接触し、熱交換によって凝縮し、液化する。この液化物は、中和剤４６を通り抜けてさらに下降し、第１中和タンクの底部に集まる。第1中和タンク４２で凝縮しきれない乾溜ガスは、第３流動管３４を通じて第2中和タンク４４に導かれる。該乾溜ガスは、上記第1中和タンク４２と同一の過程を経て凝縮され、その液化物は第2中和タンク４４の底部に集められる。
【００１７】
中和タンク４０で凝縮しきれずに排出される一部の乾溜ガスは、第2流動管３２によって連結される冷却タンク７０に導かれ、その内部で冷されて凝縮し、液化する。冷却タンク７０の内部には、第1冷却水管５０と連結された第2冷却水管６０が、全周壁部に設置されている。したがって、冷却タンク７０に導かれた乾溜ガスは、第2冷却水管６０と接触し、熱交換によって完全に冷され、液状物質（タール）に変換されて、冷却タンク７０の底部に集まる。
【００１８】
上記加熱炉１０で発生し排出される乾溜ガスの約８０％が、中和タンク４０で液化され、残り２０％が冷却タンク７０で凝縮されて液化してタールとなる。即ち、廃棄物の分解時に発生するガスは、大気中にほとんど排出されない。また、上記第1、第2冷却水管（５０、６０）には、冷却用水の貯蔵タンク（未図示）から冷却水が、当業界の汎用の技術によって連続的に循環供給される。高温の乾溜ガスとの熱交換によって加温された冷却水（温水）を、暖房用として活用し、再び第1、第2冷却水管（５０、６０）を通じて循環させてもよい。
【００１９】
一方、上記中和タンク４０及び冷却タンク７０で発生する液化物（タール）は、中和タンク及び冷却タンク内の液化物を回収する手段である、タンク（４０、７０）を相互に連結した排出管（８２、８４）によって、貯蔵タンク８０の内部に収集される。収集されたタールは、中和剤を投入してタール成分を中和した後、燃料として再利用される。また、加熱炉から回収される金属類は、産業用に再利用し、一方、炭化物は、難燃性又は不燃性の建築用資材の原料等として使用が期待される。
【００２０】
上記実施例では、本発明の理解を易くするために段階的に説明したが、実際には、連続的及び平行的に進む処理工程もあることを明記したい。なお、上記実施例で使用される薬品の一部は同一の成分を有し、使用しても人体に無害な薬剤である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、低温処理炉で有機廃棄物を化学的に熱分解し、発生する乾溜ガスを中和タンクと冷却タンクで中和処理することにより、大気中に有害物質を放出しないので、環境公害を最少化する効果がある。また、微細な金属類を腐食させずに回収でき、特に廃棄物を処理しながら回収できる。液化物（タール）は燃料用に、炭化物は建築資材の製造に利用できる。その他、ＰＶＣ、ＰＥ、ゴム等の雑多な有機廃棄物を加熱炉に同時投入できることも、作業の効率を上げる点で有効である。
【００２２】
以上で本発明の有機廃棄物の分解処理方法とその装置を具体的に説明したが、この説明は本発明の一実施例に関するものであり、本発明を限定するものではない。本発明の分解処理方法とその装置は、本発明の特許請求範囲を逸脱しない範囲で多様に変形及び模倣できることは、当分野の知識を持っているものには易く理解できる。
【図面の簡単な説明】
図１：本発明の実施例に従う有機廃棄物の分解処理装置の全体図である。
【符号の説明】
１０            ：低温加熱炉
１２            ：蓋
１３            ：フランジ
１４            ：ボルト
２０            ：バーナー
３０、３２、３４：第1、第2、第3流動管
４０            ：中和タンク
４６            ：中和剤
５０、６０      ：第1、第2冷却水管
７０            ：冷却タンク
８０            ：貯蔵タンク
【図１】
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