(57)【要約】【課題】ダイオキシンの発生を抑えることができる廃棄物処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】熱分解炉１５内を無酸素雰囲気に保って廃棄物１０をスタティックな状態で熱分解を速やかに行える温度（例えば、７００℃以下）で加熱して廃棄物１０中のプラスチック類を熱分解させ、発生した熱分解ガスを熱分解炉１５から自然排気してガス燃焼器２８で燃焼させ、廃棄物１０の熱分解の終了後、熱分解後に残った廃棄物１０中の炭化物を酸化分解させ、その燃焼排ガスを自然排気するようにしたものである。【選択図】　　　　図１
2004097879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック類を含む廃棄物を処理する方法において、熱分解炉内を無酸素雰囲気に保って廃棄物をスタティックな状態で加熱して廃棄物中のプラスチック類とセルロース類を熱分解させ、発生した熱分解ガスを熱分解炉から自然排気し、廃棄物の熱分解の終了後、熱分解後に残った廃棄物中の炭化物を酸化分解させることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】
熱分解炉を電気ヒータ等で熱分解が速やかに行える約７００℃以下の温度に加熱し、その熱分解炉内に、水蒸気もしくは少量の空気を送って無酸素状態で熱分解させ、発生した分解ガスを、その熱分解炉内のガス圧によってガス燃焼器に流し、そのガス燃焼器で分解ガスを燃焼させながら自然排気する請求項１記載の廃棄物処理方法。
【請求項３】
熱分解炉内に供給する水蒸気と空気は、熱分解炉内で熱分解され発生した分解ガスを、ガス燃焼器に押しだし、かつ熱分解で炭化されて生成したダスト等が分解ガスと共に同伴してガス燃焼器に流れないように供給され、熱分解炉内で廃棄物がスタティックな状態で熱分解される請求項２記載の廃棄物処理方法。
【請求項４】
熱分解から酸化分解への切換は、焼却器のＣＯ２　濃度変化、焼却器の温度変化、焼却器への燃焼空気流量変化から或いは所定時間経過後に、熱分解が完了したとし、その後、熱分解炉内に酸化に必要な空気を供給して酸化分解させ、その酸化分解ガスを自然排気する請求項２又は３記載の廃棄物処理方法。
【請求項５】
プラスチック類を含む廃棄物を処理する装置において、密閉竪型炉体内の下部に、投入される廃棄物を保持するグリルを有すると共に炉体の外周に電気ヒータ等の加熱源が設けられた熱分解炉と、その熱分解炉のグリル下部に水蒸気を供給する水蒸気ラインと、熱分解炉のグリル下部に少量の空気を供給する空気ラインと、熱分解ガスの頂部に接続され、熱分解で生成した分解ガスを自然排気するための自然排気ラインと、その自然排気ラインに接続され、発生した分解ガスを燃焼するガス燃焼器とを備えたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック類を含む廃棄物の処理方法及びその装置に係り、特に、病院などから排出される感染性医療廃棄物など、比較的小容量でしかもプラスチック類を含む廃棄物を処理するための廃棄物処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、病院から排出される感染性医療廃棄物は、多種多様な廃棄物からなり、特別管理廃棄物に指定され、厳重な管理と処理が義務づけられている。
【０００３】
医療廃棄物の中には、使い捨てチューブや注射針などのディスポーザブルがあり、その多くはプラスチック製品であり、これを焼却処理した場合にダイオキシン類の発生の問題が生じる。
【０００４】
そこで、感染性医療廃棄物を処理する方法として、特開平１１−１４１８２９号公報に開示されるように、炭化室内の廃棄物に水蒸気を噴射すると共に無酸素状態で廃棄物を４００〜５００℃で加熱して炭化処理し、発生した可燃性ガスをガス燃焼室で燃焼させ、さらにその燃焼ガス中の塩化水素を脱塩処理して排気し、次に、この炭化処理した廃棄物を燃焼室に導入して燃焼させ、さらに燃焼後の残渣をプラズマトーチにより溶融処理する廃棄物の炭化溶融方法が提案されている。
【０００５】
この廃棄物処理方法においては、炭化室内の廃棄物が水蒸気により無酸化状態で炭化されることから、有機塩素化合物が不完全燃焼を起こすことによって生じるダイオキシンの発生を防止でき、また炭化物の燃焼時には、炭化物に塩化水素が含まれていないことからダイオキシンの発生を防止できるとしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１４１８２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高温での脱塩剤による脱塩処理は十分でなく、燃焼排ガスが排気されるにおいて、その温度が、ダイオキシン類が再合成される温度４００℃以下となり、ダイオキシンが発生するため、実際には、水スプレー冷却器を通して排ガスを瞬時に２００℃以下にしてダイオキシンの再合成を防止するようにし、その後バグフィルタを通して排ガス中のダストを除去し、さらに触媒反応器を通してダイオキシンをさらに低減させるようにしている。
【０００８】
通常、焼却処理では、廃棄物は、８５０℃以上で燃焼され、難分解性有機物（例えばダイオキシン類）の発生は少ないが、排ガス中にはダイオキシン前駆物質が多量に含まれており、熱回収で排ガスが冷却されると、ダイオキシン類の再合成温度が４００℃以下にあるため、ダイオキシン類が再合成されてしまう。
【０００９】
同様に、無酸素雰囲気で廃棄物を熱分解させて、ダイオキシンの発生を抑えることができても、ダイオキシン前駆物質の発生までは抑えることができない。
【００１０】
従って、実際の装置においては、廃棄物処理によって生じた排ガスからダイオキシン類の再合成を防止するには、排ガスを水スプレー冷却器により瞬間的（０．５ｓｅｃ程度）に、２００℃以下、好ましくは１６０℃以下に高速冷却することで、排ガスの温度を、ダイオキシン類の再合成温度（３００〜４００℃）を瞬間的に通過させて、再合成が起きないようにしているのが現状である。
【００１１】
ここで、ダイオキシン類の発生のメカニズムについて説明する。
【００１２】
ダイオキシン類とは、多くの異性体があるが、代表的にはＰＣＤＤ（ポリ塩化ジベンゾパラオキシン）とＰＣＤＦ（ポリ塩化ジベンゾフラン）であり、Ｃｌ（塩素）の置換数によって種々に分類される。
【００１３】
ダイオキシンの生成メカニズムについては、まだ完全には解明されてはいないが、焼却炉で発生するメカニズムについては、廃棄物中の有機分の熱分解や不完全燃焼に伴う未燃焼有機物が、排ガス中の飛灰表面で、塩化銅等の触媒作用によって生成する、或いは、燃焼によって生じた多環カーボンスート（ナフタリン，アントラセン、クリセン、ピレン、フェナントレンなど多数）が触媒作用によって分解したり、熱分解によって生じた可燃性ガスが触媒作用によって塩素と反応し、クロロフェノール（Ｃ６Ｈ３Ｃｌ３Ｏ　）といった前駆物質となり、これが縮合反応によりＰＣＤＤ等のダイオキシン類を生成すると推定されている。
【００１４】
そこで、ダイオキシン類の発生を抑えるには、ダイオキシン類の直接の発生を抑えることは勿論、ダイオキシンの再合成を抑えることにあるが、従来の廃棄物処理においては、焼却効率と熱回収を優先するために、焼却炉内の廃棄物を攪拌すると共に、排ガスを誘引ファンで強制排気しており、このため排ガス中へのダスト等の飛灰の同伴はさけられず、この飛灰の触媒作用によるダイオキシンの再合成反応が避けられないことが原因であることを見いだし、本発明に至ったものである。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ダイオキシンの発生を抑えることができる廃棄物処理方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、プラスチック類を含む廃棄物を処理する方法において、熱分解炉内を無酸素雰囲気に保って廃棄物をスタティックな状態で加熱して廃棄物中のプラスチック類を熱分解させ、発生した熱分解ガスを熱分解炉から自然排気し、廃棄物の熱分解の終了後、熱分解後に残った廃棄物中の炭化物を酸化分解させるようにした廃棄物処理方法である。
【００１７】
請求項２の発明は、熱分解炉を電気ヒータ等で熱分解が速やかに行える約７００℃以下の温度に加熱し、その熱分解炉内に、水蒸気もしくは少量の空気を送って無酸素状態で熱分解させ、発生した分解ガスを、その熱分解炉内のガス圧によってガス燃焼器に流し、そのガス燃焼器で分解ガスを燃焼させながら自然排気する請求項１記載の廃棄物処理方法である。
【００１８】
請求項３の発明は、熱分解炉内に供給する水蒸気と空気は、熱分解炉内で熱分解され発生した分解ガスを、ガス燃焼器に押しだし、かつ熱分解で炭化されて生成したダスト等が分解ガスと共に同伴してガス燃焼器に流れないように供給され、熱分解炉内で廃棄物がスタティックな状態で熱分解される請求項２記載の廃棄物処理方法である。
【００１９】
請求項４の発明は、熱分解から酸化分解への切換は、焼却器のＣＯ２　濃度変化、焼却器の温度変化、焼却器への燃焼空気流量変化から或いは所定時間経過後に、熱分解が完了したとし、その後、熱分解炉内に酸化に必要な空気を供給して酸化分解させ、その酸化分解ガスを自然排気する請求項２又は３記載の廃棄物処理方法である。
【００２０】
請求項５の発明は、プラスチック類を含む廃棄物を処理する装置において、密閉竪型炉体内の下部に、投入される廃棄物を保持するグリルを有すると共に炉体の外周に電気ヒータ等の加熱源が設けられた熱分解炉と、その熱分解炉のグリル下部に必要に応じて水蒸気を供給する水蒸気ラインと、熱分解炉のグリル下部に少量の空気を供給する空気ラインと、熱分解ガスの頂部に接続され、熱分解で生成した分解ガスを自然排気するための自然排気ラインと、その自然排気ラインに接続され、発生した分解ガスを燃焼するガス燃焼器とを備えた廃棄物処理装置である。
【００２１】
以上の構成によれば、熱分解炉内の廃棄物は、スタティックな状態で熱分解され、発生した分解ガスは、その熱分解炉のガス圧で押し出されてガス燃焼器に流れて燃焼される。このように従来のように強制排気でなく、基本的に自然排気により分解ガスをガス燃焼器に流すことで、分解で生成するダストなどの触媒成分は熱分解炉内に留まって分解ガスと同伴することがなく、燃焼後の排ガスがダイオキシンの再合成温度に下がってもダイオキシンが再合成されることがない。この自然排気のためには、熱分解は、３〜６数時間をかけて行う。
【００２２】
また、熱分解が完了し、熱分解炉に残った炭化物には、熱分解する有機成分が殆ど残っておらず、また、酸化処理を３〜５時間かけて、その燃焼ガスを自然排気するため、ダイオキシンを発生することなく焼却処理できる。
【００２３】
かくして、熱分解炉内には金属類、灰状の無機質のみが数％以下残り、また残灰中のダイオキシン濃度も基準値以下にすることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
先ず、図２により、本発明の廃棄物処理方法の基本的な処理プロセスを説明する。
【００２６】
病院から排出される使い捨てチューブや注射針などのディスポーザブル、ガーゼなどの感染性医療廃棄物１０は、プラスチック類とセルロース類が、５対５であり、プラスチック類の中に占める塩化ビニールは２割程度であり、概して、セルロース：非塩ビプラスチック：塩ビ＝５：４：１という割合である。
【００２７】
この感染性医療廃棄物１０を、無酸素雰囲気で常温から熱分解を速やかに行える温度（例えば、約７００〜６００℃）に昇温し、かつ水蒸気もしくは少量の常圧空気を供給して３〜６時間程度、スタティックな状態で、熱分解処理１１を行う。この熱分解１１により、廃棄物１０中に含まれるプラスチックやセルロースなどの有機物質が熱分解（分解率約９０％）され、発生した分解ガスは高温燃焼１２される。この高温燃焼１２において、分解ガス中にダイオキシン前駆物質が含まれていても、ガス中に触媒となる灰分が含まれていないため、ダイオキシンが再合成されることはない。
【００２８】
この熱分解処理１１にて残渣は、初期の廃棄物量の約１割となり、残渣の大部分は炭化物と金属類となる。
【００２９】
次に、この残渣を常圧空気にて３〜５時間程度、酸化分解処理１３を行う。酸化分解処理１３では、残渣中に有機物が含まれておらず、炭化物であり、ダイオキシンの発生することがなく、分解率９０％以下、初期の廃棄物の数％以下となり、残渣として灰分と金属類１４とが残ることとなる。
【００３０】
次に、図１により、廃棄物処理装置を説明する。
【００３１】
図１において、１５は熱分解炉で、耐熱性金属で形成された密閉竪型炉体１６からなり、炉体１６内の下部に、投入される廃棄物１０を保持するグリル１７が設けられ、炉体１６の外周に電気ヒータ等の加熱源１８が設けられて構成される。
【００３２】
炉体１６には、廃棄物を投入する開閉蓋（図示せず）が設けられ、グリル１７の下部には、後述する水蒸気や空気を炉体１６内に吹き込むためのノズル１９が設けられる。
【００３３】
このノズル１９には、炉体１６内に水蒸気を供給するための蒸気ライン２１と少量の空気を供給するための空気ライン２０とが接続される。
【００３４】
空気ライン２０には、吸気弁２２、流量計２３、ブロワ２４が接続され、また熱分解炉１５には、その炉内温度を検出する温度計２５が設けられ、その温度計２５の検出値が熱分解用制御器２６に入力されると共に流量計２３の流量値が熱分解用制御器２６に入力されて、吸気弁２２の開度が制御されるようになっている。
【００３５】
熱分解炉１５には、熱分解で生じた分解ガスを自然排気するための自然排気ライン２７が接続され、その自然排気ライン２７にガス燃焼器２８が接続される。
【００３６】
ガス燃焼器２８内は、詳細は図示していないが、導入された分解ガスを燃焼するためのパイロットバーナが設けられる。
【００３７】
このガス燃焼器２８には燃焼空気ライン２９が接続される。燃焼空気ライン２９には、吸気弁３０、流量計３１、ブロワ３２が接続され、また燃焼器２８に温度検出器３３が設けられ、その検出値が燃焼用制御器３４に入力されると共に流量計３１の検出値が燃焼用制御器３４に入力され、燃焼用制御器３４が燃焼器温度に応じて吸気弁３０を制御するようになっている。
【００３８】
ガス燃焼器２８の下流側の自然排気ライン２７には、排熱ボイラ３５、冷却器３６が接続される。排熱ボイラ３５では、給水ポンプ３７からの給水と、排ガスとが熱交換され、発生した蒸気が、蒸気ライン２１を通して熱分解炉１５に供給されるようになっている。
【００３９】
冷却器３６は、排ガス中に水を噴射するもので、排ガス中の塩化水素ガスが水噴射により除去され、その水が排水処理装置３８に供給され、排水処理されて放水されるようになっている。また冷却器３６を、アルカリ水を噴射する湿式スクラバーとし、排水処理装置３８で、その塩化水素を吸収除去したアルカリ水を処理するようにしてもよい。
【００４０】
次に、本発明の廃棄物処理方法を説明する。
【００４１】
先ず、熱分解炉１５内にプラスチック類を含む廃棄物、例えば感染性医療廃棄物１０を投入して密閉状態とした後、加熱源１８で加熱しながら昇温し、同時に蒸気ライン２１より蒸気を熱分解炉１５内に供給して炉体１６内の空気を押し出して無酸素状態にする。その後、水蒸気を供給しながら熱分解炉内１５の温度を熱分解が速やかに行える温度（約７００℃以下）に保って廃棄物１０を無酸素雰囲気で、廃棄物中に含まれるプラスチック類を、ゆっくり時間をかけながら（３〜５時間程度）熱分解させる。或いはこのとき、空気ライン２０より少量の空気を供給する。
【００４２】
この熱分解工程では、熱分解炉１５内は、スタティックな状態を保つため、攪拌は行わず、その内部のガス流速がダストを同伴する流速以下となるような断面積をとるように形成される。また、熱分解中の水蒸気もしくは空気は、熱分解炉１５内にダストを留めるような流量で流すものとする。
【００４３】
熱分解により発生した分解ガスは、供給される蒸気と空気により押し出されて自然排気ライン２７を通してガス燃焼器２８に供給されて燃焼され、その後排熱ボイラ３５で熱回収がなされ、冷却器３６で、冷却されることで、排ガス中に含まれる塩化水素ガスが回収された後、大気に自然排気される。
【００４４】
熱分解により、廃棄物１０中の有機物がなくなり、熱分解が完了したならば空気を、廃棄物熱分解時の空気流量より、数倍から数十倍程度多くして熱分解炉１５に供給し、熱分解で炭化した廃棄物を同じく時間をかけながら３〜５時間程度で酸化処理する。
【００４５】
この場合、熱分解炉１５内の炭化した廃棄物が一気に酸化しないよう、すなわち、熱分解炉１５内の温度が分解炉の耐熱温度（例えば７００℃）を超えないように空気量を制御しながら酸化分解を行うと共に燃焼排ガスを自然排気ライン２７より自然排気する。
【００４６】
以上において、熱分解炉１５内の廃棄物は、スタティックな状態で熱分解され、発生した分解ガスは、その熱分解炉１５のガス圧で押し出されてガス燃焼器２８に流れて燃焼される。
【００４７】
この場合、熱分解炉１５からガス燃焼器２８へ分解ガスを流す自然排気ライン２７には、従来のように強制排気ファンで排気するのではなく、熱分解炉１５に供給した空気や蒸気のガス圧による自然排気で、分解ガスをガス燃焼器２８に流すため、分解ガス中に、熱分解で生成したダストなどの触媒成分の同伴がないため、分解ガス中にダイオキシン前駆物質が含まれていてもダイオキシンは再合成されることはない。また、熱分解が完了し、熱分解炉１５に残った炭化物には、熱分解する有機成分が残っておらず、また酸化処理においても排ガスは自然排気のため、ダイオキシンを発生させることはなく焼却処理できる。
【００４８】
かくして、熱分解炉内には金属類、灰状の無機質のみが数％以下残り、また残灰中のダイオキシン濃度も基準値以下にすることが可能となる。
【００４９】
次に、図３は、感染性医療廃棄物（７．３ｋｇ）を熱分解した後、酸化分解させたときのガス燃焼器温度ａ、熱分解炉の温度ｂ、分解ガス総発熱量ｃ、分解炉への供給空気量ｄ、燃焼器への供給空気量ｅ、及びＣＯ２濃度ｆの経時変化を示したものである。
【００５０】
先ず、熱分解炉を電気ヒータで、加熱すると共に、ガス燃焼器内をパイロットガスバーナで、加熱して１０００℃程度に昇温する。図３の実験例では、２時間弱かかったが、この時間は短くてよい。
【００５１】
次に、熱分解炉の温度を徐々に上昇（図３の例では６００℃）させることで、廃棄物中のプラスチック類、セルロース類が無酸素雰囲気で熱分解され、発生した分解ガスがガス燃焼器で燃焼される。この際、ガス燃焼器への空気供給流量は、最大で１１０（Ｎｍ３　／ｈ）で、ＣＯ２　濃度は、６〜１０％の範囲である。
【００５２】
尚、分解ガスの成分は、８割がＣ８からＣ２０程度の高分子炭化水素の蒸気、２割がＣＯ、Ｈ２　、ＣＨ４　などの軽質ガスであり、図３では、これらを統括するために生成分解ガスを総発熱量（Ｍｃａｌ／ｈ）で示し、また図では、温度のスケールと合わせるため、総発熱量×１０で表しており、最大発熱量は、約６０Ｍｃａｌ／ｈである。またガス燃焼器に供給する空気流量（Ｎｍ３　／ｈ）もスケールを合わせるため、空気流量×１０で表している。
【００５３】
３時間程度の熱分解工程で、廃棄物からの分解ガスの発生がなくなり、ガス燃焼器への供給空気流量ｅと分解ガス総発熱量ｅ（＝ガス燃焼器での燃焼温度）が下がってきたならば、熱分解炉に供給する空気流量ｄを、略０から最大で、２２（Ｎｍ３　／ｈ）まで上昇させて、炭化した廃棄物を３時間程度、酸化分解させる。
【００５４】
この際、ＣＯ２　濃度は、最大１５％であるが酸化分解により、炭化物がなくなるため、ＣＯ２　濃度が下がり、最終的には０となって酸化分解工程が終了する。
【００５５】
なお、図３の実験例では、熱分解炉に供給する空気流量ｄを、３段階（７、１４、２２Ｎｍ３　／ｈ）に上げて行ったが、空気流量ｄは、実験例に限らず徐々に上げるようにする。
【００５６】
以上のようにして廃棄物を処理したときの排ガス、無酸素熱分解後の残渣（炭化物）、酸化分解後の残渣のダイオキシン濃度の測定結果を下表に示す。
【００５７】
測定結試料　　　　　　　　　ダイオキシン濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／Ｎｍ３　）
排ガス　　　　　　　　　　　　　０．００３１
熱分解後の残渣（炭化物）　　　　０．００００００６８
酸化分解後の残渣（灰）　　　　　０．０００８３
上記の表より、排ガス、熱分解後の炭化物、酸化分解後の残渣中のダイオキシン濃度は基準値を大幅に下回っていることが確認された。
【００５８】
図４は、酸化分解時の酸化分解速度（ｇ−炭素／ｈ）と空気供給量（Ｎｍ３　／ｈ）の関係を示したものである。
【００５９】
図において、ｇは空燃比を１としたときの最大酸化量を示し、図示の丸印（＜２００℃）、黒丸印（＜２５０℃）、四角印（＜３００℃）、黒四角印（＜４５０℃）、三角印（＜４００℃）、黒三角印（＜４５０℃）は、熱分解炉の温度における酸化速度と空気供給量の関係を示したものである。
【００６０】
この図４より、最大酸化速度が得られる最大酸化量に対して空気量を制御することで、熱分解炉の温度変化（２００〜４５０℃）にかかわらず、酸化速度は供給空気量で決定される。換言すれば、空気量を制御することで酸化速度を制御でき、酸化分解時間を自在に制御できることを示している。
【００６１】
図５は、熱分解と酸化分解における、熱分解炉内温度変化と炉内に供給する空気流量の関係を示したものであり、図中、ｈは、熱分解炉内の温度変化を、ｉは、空気流量変化を示したものである。
【００６２】
熱分解時の分解ガスの発生は吸熱反応であり、熱分解炉１５内にある程度の空気を供給し、廃棄物を部分燃焼させながら還元反応を行う方が、加熱源１８のエネルギが少なくてすむと共に熱分解反応が促進されるため好ましいが、空気をより多く送って燃焼させると、酸化反応が大となり、燃焼排ガスの生成量が多くなり、同時に発生する灰分などが燃焼排ガスに同伴しやすくなり、上述したダイオキシンの発生の問題が生じるため、熱分解で供給する空気は、部分燃焼を起こしながら、分解ガスをガス燃焼器２８にそのガス圧で押し出す程度の流量とする。このためには、従来のように短時間に熱分解するのではなく、３〜６時間程度時間をかけて熱分解を行うことで、スタティックな状態で熱分解が行える。
【００６３】
次に、このスタティックな状態で熱分解を行うための、熱分解炉１５内の流速条件について説明する。
【００６４】
一般に、粉粒子の流動化について、粒子終端速度ｕｍ　は、Ｓｔｏｋｅｓの範囲（ＮＲｅＭ　＜２，ＮＲｅＭ　＝ＤＰ　ρＦ　ｕｍ　／　μＦ　）であれば、下式で定義される。
【００６５】
ｕｍ　＝　ｇ（ρｓ　−ρＦ　）ＤＰ　２　／　１８μＦ　　　…（１）
但し、
ｕｍ　：粒子終端速度　ｃｍ／ｓ，　ｇ：重力加速度　９８０ｃｍ／ｓ
ρｓ　：粒子密度　ｇ／ｃｍ３　　　　ρＦ　：流体密度　ｇ／ｃｍ３
ＤＰ　：平均粒径　ｃｍ　　　　　　μＦ　：流体の粘度　ｇ／ｃｍ・ｓ
である。
【００６６】
熱分解炉の系内の流速をｕ０　とすると、ｕ０　／ｕｍ　が小さい場合、粒子は流動せず制止している。ｕ０　／ｕｍ　＝０．２〜０．４程度のとき、粒子は系内に留まり、よい流動状態となる。これ以上その比が大きいと流動層の高さが高く層の乱れが大きくなる。ｕ０　／ｕｍ　＞１になると粒子は流体に伴われて層から飛び出し、気流に輸送された状態となる。
【００６７】
飛灰の粒径は平均１５〜７０μｍであり、飛灰密度は、１６００ｋｇ／ｍ３　程度である。また流体温度を５００℃とした。
【００６８】
以上より、粒径による粒子終端速度、及び流動状態を保てる速度ｕ０　について、ｕ０　／ｕｍ　＝０．４となるようにｕ０　を記したのが図６である。
【００６９】
図６において、点線で示した粒子終端速度以上の流速になると粒子は系外に飛び出してしまい、実線で示したｕ０　／ｕｍ　＝０．４以下の流速であれば、粒子は流動状態を保って系内に留まる。上述の通り、飛灰の粒径範囲は平均１５〜７０μｍなので、そのうち最も厳しい粒径１５μｍの飛灰について考慮すればよく、粒径１５μｍの灰が系内に留まる流速は、０．５５ｃｍ／ｓ以下であり、この流速以下となるように空気もしくは蒸気を供給すればよい。
【００７０】
また、この場合の最大許容流量は、０．５５ｃｍ／ｓに分解炉の断面積をかけた量とし、これ以上の流量とならないように空気を供給し、後は、廃棄物の量に応じて熱分解時間を長くすればよく、このため３〜６時間かけて熱分解させることで、飛灰を生じることなく熱分解が行える。
【００７１】
この場合、図１で説明したように自然排気ライン２７には、ガス燃焼器２８、冷却器３６、排熱ボイラ３５が接続され、これらの流体抵抗があるため、自然排気ライン２７でのガスの流れが十分でない場合、熱分解炉１５内の流速が０．５５ｃｍ／ｓ以下であれば、自然排気ライン２７に排気ファンを接続して自然排気を妨げない程度に排気するようにしてもよい。
【００７２】
また、酸化分解においても、その空気流量を、空燃比を低くして酸化速度を制御して３〜５時間程度で酸化を行うことで、大量の燃焼排ガスの発生を抑えつつ酸化処理するため、ダイオキシンの発生を確実に防止することが可能となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すごとく優れた効果を発揮するものである。
【００７４】
（１）廃棄物を無酸素雰囲気でスタティックな状態で熱分解することで、分解ガスをガス燃焼器に流して燃焼させてもダイオキシンを発生することがない。
【００７５】
（２）酸化分解させるにおいて、その燃焼ガスを自然排気させるため、ダイオキシンが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の廃棄物の処理方法の基本的プロセスを示す図である。
【図３】本発明において、熱分解と酸化分解における燃焼器、熱分解炉の温度の経時変化と供給空気の経時変化を示す図である。
【図４】本発明において、酸化分解速度と空気流量の関係を示す図である。
【図５】本発明における熱分解と酸化分解において、熱分解炉の温度変化と供給空気量の関係を示す図である。
【図６】本発明において、粒径と流速の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０　廃棄物
１５　熱分解炉
２０　空気ライン
２７　自然排気ライン
２８　ガス燃焼器
【図１】
2004097879.tif 000003
【図２】
2004097879.tif 000004
【図３】
2004097879.tif 000005
【図４】
2004097879.tif 000006
【図５】
2004097879.tif 000007
【図６】
2004097879.tif 000008