(57)【要約】【課題】有害燃焼ガスの排出を確実に抑止できる古タイヤ等の焼却方法及びその装置を提供する。【解決手段】第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となす。そして、第二工程として、第一バーナー（２０６）での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー（２０７）で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉（２０１）で、二流体バーナー（２０７）でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになす。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加し、
第二工程として、第一バーナー（２０６）での燃料油の燃焼で炉内温度が１１００℃以上となった燃焼炉（２０１）で、該第一バーナー（２０６）での燃料油の燃焼と共に、上記塩基物を添加した可燃性微粉体を焼却するようになした古タイヤ等の焼却方法。
【請求項２】
第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、
第二工程として、第一バーナー（２０６）での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー（２０７）で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉（２０１）で、二流体バーナー（２０７）でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになした古タイヤ等の焼却方法。
【請求項３】
第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加し、
第二工程として、第一バーナー（２０６）での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー（２０７）で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉（２０１）で、二流体バーナー（２０７）でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになし、
第三行程として、上記燃焼炉（２０１）の燃焼ガスを二次燃焼炉（２０２）に導き、該二次燃焼炉（２０２）内で、上記エマルジョン化燃料を第二二流体バーナー（２０７ａ）で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させるようになした古タイヤ等の焼却方法。
【請求項４】
古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置（１００）と、粉砕した古タイヤ等を焼却する焼却装置（２００）とからなり、
上記粉砕装置（１００）には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を加水と共に混入する、塩基性物質投入攪拌装置（１７０）を設け、
また、上記焼却装置（２００）は、燃焼炉（２０１）を有し、この燃焼炉（２０１）には前記粉砕装置（１００）で粉砕した可燃性微粉体の投入口（２０３）を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー（２０６）と、エジェクター装置（２０８）を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー（２０７）とを設け、
上記二流体バーナー（２０７）のエジェクター（２０８）には、圧縮空気供給装置（２５０）と、燃料に界面活性剤と塩基物水溶液とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置（２７０）とを連結し、
該燃焼炉（２０１）は、第一バーナー（２０６）で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー（２０７）でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー（２０６）の燃焼を止めて、二流体バーナー（２０７）の燃焼で投入口（２０３）より投入される可燃微分体を焼却するようになした古タイヤ等の焼却装置。
【請求項５】
古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置（１００）と、粉砕した古タイヤ等を焼却する燃焼炉（２００）とからなり、
上記粉砕装置（１００）には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を混入する、塩基性物質投入攪拌装置（１７０）を設け、
また、上記焼却装置（２００）は、一次燃焼炉（２０１）を有し、この一次燃焼炉（２０１）に連続して二次燃焼炉（２０２）を設け、該一次燃焼炉（２０１）には、前記粉砕装置（１００）で粉砕した可燃性微粉体の投入口（２０３）を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー（２０６）と、エジェクター装置（２０８）を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー（２０７）とを設け、この二流体バーナー（２０７）のエジェクター（２０８）には、圧縮空気供給装置（２５０）と、燃料に界面活性剤と水とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置（２７０）とを連結し、上記二次燃焼炉（２０２）には、上記二流体のバーナー（２０７）と同じ第二二流体バーナー（２０７ａ）を設け、
該一次燃焼炉（２０１）は、第一バーナー（２０６）で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー（２０７）でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー（２０６）の燃焼を止めて、二流体バーナー（２０７）の燃焼で投入口（２０３）より投入される可燃微分体を焼却するようになし、
さらに、二次燃焼炉（２０２）の下流側には、焼却に伴う発熱を高温蒸気に変換するボイラー（２１０）と、塩基性物質の水溶液を循環使用する湿式集塵機（２３０）とを連設し、該ボイラー（２１０）の排気流入口部位には、通過排気中の塩分を析出・堆積させる熱交換機状の塩分堆積除去装置（２６０）を介装してなる古タイヤ等の焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古タイヤや塩化ビニールをはじめとする合成樹脂類の焼却方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
古タイヤや合成樹脂は、それを焼却すると大きな熱エネルギーが発生する。そこで、従来より、これらを燃焼させて熱エネルギーを利用する方法が種々提案されている。特許文献１には古タイヤを冷凍して粉砕してワイヤを除去する方法が開示されている。すなわち、この特許文献１では古タイヤより可燃物のみを分離すること下できる。しかし、古タイヤの可燃物や合成樹脂類を焼却すると、発熱量があまりに大きいことと、焼却すると、ダイオキシンや酸化硫黄ガス（ＳＯｘ）等の有害ガスが大量に発生することから、未だ、満足できる焼却方法及び焼却装置が実現されていない。
【０００３】
従来法の一つとして、このような高カロリーの古タイヤ等を焼却する際の、発生熱カロリーを押さえるため、大鋸屑などの低カロリー可燃材を混燃させる方法が提案されている。しかし、この方法は、確かに発熱量を低減でき、燃焼炉の損傷が抑止できる効果はあるも、有害ガスの発生には何ら有益ではないという問題点を有しており、さらには、焼却熱量が抑止することによる窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が増加するという問題点を有している。
【０００４】
そこで、上記古タイヤ等の焼却物に、消石灰等の塩基物質を共に混入して、燃焼時に分離した塩素イオンや硫黄イオンを、該塩基物質で中和反応させ、これら有害物質を塩として析出・固定する提案がなされている。しかし、この提案に対しては、その評価が全く分かれており、混入した消石灰等は炉内温度を若干低下する機能しかなく、中和反応に活用されるのは無視できる程度のものであるという報告と、塩基物質の多くが中和反応に使用され、顕著な排ガス清浄化機能が確認できたとする実験報告例とがある。このような、多くの報告例を検討したところ、この評価の相違は燃焼条件に起因するもので、燃焼によって遊離した塩素イオンや硫黄イオンの近くに、同じく、遊離したナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン等が存在しない限り、この中和反応は期待できないものであることが判明し、従来法の古タイヤ等を燃焼炉の炉床上に投入して、その上部又は周縁よりバーナーで焼却する従来法では、せっかく混入した塩基物がほとんど中和反応には使用されないという問題点を有していた。
【０００５】
また、これら古タイヤ等の処理法として、電気溶融炉による、給気制限下での溶融処理も提案されているが、この方法は莫大な処理エネルギーが必要で、処理費用が嵩みすぎて、経済的に不可能とされる問題点を有している。また、本発明者らは先に特許文献２に示す特願平１１−１２８７２４号としてＰＣＢ混入オイルの処理方法を提案し、粗悪な燃料もエマルジョン化して所定の燃焼条件の下に燃焼させることでクリーンな燃焼が行えることを実証した。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−３２７９９７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８７２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そして、許文献２の燃焼では、ダイオキシンは無論ＮＯｘやＳＯｘの発生も顕著に抑止されることから、本発明は、被焼却物の物理的（形状的）改善と、燃焼条件の改善ととの相乗的効果で、古タイヤや合成樹脂を焼却する際に発生する、ダイオキシン、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を確実に抑止できる古タイヤ等の焼却方法及びその装置を提供することを課題としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加し、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度が１１００℃以上となった燃焼炉２０１で、該第一バーナー２０６での燃料油の燃焼と共に、上記塩基物を添加した可燃性微粉体を焼却するようになした技術的手段を講じたものである。
【０００９】
それ故、本発明古タイヤ等の焼却方法は、古タイヤ等を冷凍して粉砕（冷凍状態で粉砕）することで、容易に微粉化することができる作用を呈する。古タイヤや合成樹脂はその主材が比較的大きな粘性と伸縮性とを有しているので、叩解機や擂り潰し機では、大まかに破砕することはできるも、細かくすることはなかなかできず、通常、センチメートル単位の大きさの小片にしか粉砕できないのが実情である。このように、粉砕（正確には破砕）後の形状が大きな形であると、その中にピアノ線とか布地との異物が混入していて、その後の取り扱い、（搬送、中和剤の混入等の中間処理、残渣処理等の後処理等）に不便がある。そこで、冷凍することで、粘性や伸縮性が低下した状態で粉砕することで、紛状体と言えるようになるまで粉砕することが容易となる作用を呈するものである。なお、冷凍しても、異物は強度的、性状的に相違点があるため、比較的大きな固まりとなるので、篩分分離等が容易で、さらには、磁気分級、風力分級等が容易となり、可燃物のみを効率的に分離収集できる作用を呈するものである。
【００１０】
そして、本発明は可燃性微粉体に、塩基物を添加するので、両者が均一に混ざる作用を呈する。なお、この塩基物の添加に際して、加水して添加すると、均一に混ざった可燃物の粉体と塩基物とが、一種の電気的結合により接着し易くなる作用を呈するものである。
【００１１】
そして、本発明は上記塩基物を添加した可燃性微粉体を、余熱が完了して燃焼気流が発生している炉内に投入（燃焼炉２０１内に投入）するので、一般廃棄物の焼却のように、底に溜まった可燃物をその上部等より順に焼却するのではなく、該可燃性微粉体が燃焼気流に乗って、極めて短時間に燃焼する作用を呈する。そして、このように流動床的な状態での燃焼となるので、各可燃性微粉体の近くには塩基物質が存在し、燃焼によって発生分離する塩素、硫黄、窒素と、塩基物が加温されて遊離するカルシウム、ナトリウム、カリウム等の塩基性イオンとが接触する蓋然性は非常に高くなり、塩基物質により中和反応が高い頻度で行われる作用を呈するものである。
【００１２】
なお、可燃性微粉体は表面積が大きいので、燃焼用空気との接触が効率的で、少ない給・排気で完全燃焼するので、その分空気消費量が少なく、窒素酸化物の発生も低く抑えることができる作用を呈するものである。
【００１３】
次に、請求項２の発明は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー２０７で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉２０１で、二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになした技術的手段を講じたものである。
【００１４】
それ故、本発明古タイヤ等の焼却方法は、請求項１の作用に加え、該二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになしたので、エマルジョン化燃料中に含まれる水分の微粒子が急激に爆発的な膨張を行い、小爆発を無数に発生し燃料をこの爆発にともなって四方に分散するので、燃料は微細に分断されて燃焼炉２０１内全体に広がって、燃焼用空気との接触面積を増して効率的な燃焼を行い、少ない外気の導入で窒素酸化物の発生を抑えて焼却できる作用を呈する。
【００１５】
また、上記エマルジョン化燃料が燃焼する際、塩基水溶液が膨張、破裂するので、燃焼雰囲気中に、常に、塩基物質が補給され、燃焼で遊離する塩素ガスや硫黄イオンが塩基物質と接触する頻度が増すと共に、その状態が常に保証され、確実な中和反応が保証される作用を呈するものでる。
【００１６】
次に、請求項３の発明は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加し、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー２０７で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉２０１で、二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになし、第三行程として、上記燃焼炉２０１の燃焼ガスを二次燃焼炉２０２に導き、該二次燃焼炉２０２内で、上記エマルジョン化燃料を第二二流体バーナー２０７ａで所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させるようになした技術的手段を講じたものである。
【００１７】
それ故、本発明古タイヤ等の焼却方法は、請求項２の作用にさらに加えて、二次燃焼炉２０２内で、エマルジョン化燃料を第二二流体バーナー２０７ａで所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させるようになしたので、未燃焼炭素分が、ほぼ皆無となり、ダイオキシンの生成の絶対条件である、ベンゼン核の形成が極めて困難となり、結果としてダイオキシンの発生が抑止される作用を呈するものである。
【００１８】
次に、請求項４の発明は、古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置１００と、粉砕した古タイヤ等を焼却する焼却装置２００とからなり、上記粉砕装置１００には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を加水と共に混入する、塩基性物質投入攪拌装置１７０を設け、また、上記焼却装置２００は、燃焼炉２０１を有し、この燃焼炉２０１には前記粉砕装置１００で粉砕した可燃性微粉体の投入口２０３を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー２０６と、エジェクター装置２０８を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー２０７とを設け、上記二流体バーナー２０７のエジェクター２０８には、圧縮空気供給装置２５０と、燃料に界面活性剤と塩基物水溶液とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置２７０とを連結し、該燃焼炉２０１は、第一バーナー２０６で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー２０６の燃焼を止めて、二流体バーナー２０７の燃焼で投入口２０３より投入される可燃微分体を焼却するようになした技術的手段を講じたものである。
【００１９】
それ故、本発明古タイヤ等の焼却装置は、古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置１００に、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を加水と共に混入する、塩基性物質投入攪拌装置１７０を設けてなるので、古タイヤ等を塩基物が付着した微粉体となす作用を呈する。
【００２０】
また、本発明は、上記塩基性物質投入攪拌装置１７０で塩基物が混入された可燃性微粉体を、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料を燃焼する燃焼炉２０１内で焼却するようになしているので、先ず、エマルジョン燃料が混入水分の爆発的膨張で、燃料を分断して炉内全域に放散させ、燃焼用空気との接触を確実にし、効率的な燃焼を行う作用を呈する。
【００２１】
また、上記エマルジョン中の水分は、塩基物水溶液であるので、塩基物が高温の雰囲気中で拡散して、燃焼で発生・分離する塩素分、硫黄分と確実に中和反応する作用を呈するものである。さらに、このエマルジョン化燃料の燃焼は、その爆発的拡散効果により燃焼効率が非常に高く、空気の消費量が通常の燃料の通常の燃焼時の１／２５程度で十分であり、その分、窒素酸化物の発生も抑止される作用を呈するものである。
【００２２】
次に、請求項５の発明は、古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置１００と、粉砕した古タイヤ等を焼却する燃焼炉２００とからなり、上記粉砕装置１００には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を混入する、塩基性物質投入攪拌装置１７０を設け、また、上記焼却装置２００は、一次燃焼炉２０１を有し、この一次燃焼炉２０１に連続して二次燃焼炉２０２を設け、該一次燃焼炉２０１には、前記粉砕装置１００で粉砕した可燃性微粉体の投入口２０３を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー２０６と、エジェクター装置２０８を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー２０７とを設け、この二流体バーナー２０７のエジェクター２０８には、圧縮空気供給装置２５０と、燃料に界面活性剤と水とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置２７０とを連結し、上記二次燃焼炉２０２には、上記二流体のバーナー２０７と同じ第二二流体バーナー２０７ａを設け、該一次燃焼炉２０１は、第一バーナー２０６で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー２０６の燃焼を止めて、二流体バーナー２０７の燃焼で投入口２０３より投入される可燃微分体を焼却するようになし、さらに、二次燃焼炉２０２の下流側には、焼却に伴う発熱を高温蒸気に変換するボイラー２１０と、塩基性物質の水溶液を循環使用する湿式集塵機２３０とを連設し、該ボイラー２１０の排気流入口部位には、通過排気中の塩分を析出・堆積させる熱交換機状の塩分堆積除去装置２６０を介装してなる技術的手段を講じたものである。
【００２３】
それ故、本発明古タイヤ等の焼却装置は、請求項４の作用に加え、二次燃焼炉２０２を設けたので、未焼却炭素がほぼ皆無となり、ダイオキシン発生に欠くことのできないベンゼン核が形成されないので、ダイオキシンの発生が効果的に抑止される作用を呈するものである。
【００２４】
また、本発明はボイラー２１０を設けたので、古タイヤ等の有するカロリーを、熱エネルギーとして取り出すことができ、本発明装置の動力源として利用できる作用を呈する。なお、中和反応で発生する塩は、排気に随伴して移動し、ボイラー２１０の内面に析出・堆積して、該ボイラー２１０の熱交換効率を低減することになるが、本発明は該ボイラー２１０の上流に塩分堆積除去装置２６０を設けたので、このボイラー２１０の熱交換効率の低下を防ぐ作用を呈するものである。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明法は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加する。本発明において、古タイヤ等とは、使用済みタイヤ（特に、硫化ゴムを使用した古タイヤ）は無論、塩化ビニール、その他の塩素系・又は通常の合成樹脂を意味し、焼却に際して大きな発熱をともない、ダイオキシンや硫黄酸化物や窒素酸化物等の有害ガスを発生する廃棄物を意味するものである。
【００２６】
上記古タイヤ等は、本発明では冷凍して微粉末に粉砕するが、図では、古タイヤ等の冷凍に、該古タイヤ等を搬送するコンベヤー１１１を、冷却装置１１２を有した冷却トンネル１１０で覆ったもの使用しているが、実際にはこのようなトンネル式の冷凍装置は、効率的に満足できるものが未だ開発されておらず、古タイヤ等は図示しない、冷凍室又は冷凍倉庫に所定時間収納して冷凍するのが実用的である。そして、冷凍した古タイヤ等は、冷凍状態のまま粉砕機１２０で微粉体となるように粉砕する。この粉砕機１２０は、図示実施例では製粉機状のものを想定しているが、実際には押し潰し破砕機、ジョウクラッシャー、製粉機等を組み合わせて使用してもよく、一度粗く粉砕して、埋入してある補強用のピアノ線等を除去した後に、再度粉砕機で微粉体の粉砕するようになしてもよい。
【００２７】
また、金属片や繊維片等の異物を除去する必要がある場合は、分級機１３０で分級し、上記したピアノ線等の不燃物を除去して可燃性微粉体となす。この分級機１３０は、フルイによる篩分の他、磁力による磁気分級、風力による質量分級等を使用してもよいのは無論である。なお、塩化ビニール等のみからなる単一素材を焼却する場合は、無論この分級機１３０は不要で、このような場合は、破線で示す流路Ｒ４で該分球機１３０を迂回するようになせばよい。
【００２８】
そして、本発明は、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加する。塩基物としては消石灰タンク１６０に貯蔵した粉状の消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）等と水とを、塩基性物質投入攪拌装置１７０で攪拌して、この撹拌物と前記分級機１３０から送り出される可燃性微粉体とを主攪拌機１４０で攪拌するようになしてある。なお、図示実施例では、塩基物は上記塩基性物質投入攪拌装置１７０で水溶液となして、主攪拌機１４０内に注入又は噴霧するようになしてあるが、該塩基性物質投入攪拌装置１７０の撹拌部位は省略して、主攪拌機１４０に紛状の塩基物と水とを投入するようになして、該主撹拌癸１４０で塩基性物質投入攪拌装置１７０を兼用するようになしてもよい。また、この主攪拌機１４０には大鋸屑等のカロリー調整物質を混入するようになしても差し支えない。
【００２９】
上記において、塩基物に加水するとしたのは、可燃性微粉体と塩基物とを均一に混合するのみならず、両者を接着することを目的としたもので、塩基物に加水することで、イオン化が生じ、可燃性微粉体と電気的に接着し易くしたものである。また、塩基物がイオン化するには雰囲気中に水分が存在することが望ましいためである。なお、上記大鋸屑等のカロリー調整物質は水分確保剤として利用することも有益である。
【００３０】
そして、本発明は、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度が１１００℃以上となった燃焼炉２０１で、該第一バーナー２０６での燃料油の燃焼と共に、上記塩基物を添加した可燃性微粉体を焼却するようになす。すなわち、燃料タンク２０９よりの流路Ｒ２の下流端が第一バーナー２０６の流入口に連結され、この流路Ｒ２の途中に第一ポンプＰ１が介装してある。そして、燃焼炉２０１の炉内温度が１１００℃以上に予熱されていると、可燃性微粉体は該燃焼炉２０１内に投入されると、燃焼気流に乗って炉床に堆積することはほとんどなく、例え、炉床に滞留することがあっても、可燃微粉体が滞留層内で複雑に移動する、所謂流動床状となって燃焼する。そして、この可燃性微粉体はその近くに塩基物を付着させているので、燃焼によって生ずる塩素イオンや硫黄イオンは、塩基物と接触する頻度が高く、かつ、この塩基物も燃焼雰囲気中で、即座に高熱化され反応性を高められ、高い確率で燃焼に伴う有害ガスの中和反応が確保されるものである。
【００３１】
従って、本発明法で古タイヤを実際に焼却すると、古タイヤ５００ｋｇ／時、燃料としてＡ重油を毎時２２リットル燃焼して、路内温度を１．１００℃となったところに、古タイヤを投入たところ、古タイヤは自然し、後記する煙突２４０の入り口での排気中ダイオキシン濃度は計測不能な程度に少なく、硫黄酸化物濃度５００ｐｐｍ、窒素酸化物濃度２００ｐｐｍ、でああた。そこで塩基物水溶液質量比６０％のエマルジョンを燃焼炉２０１内に噴射すると、
ダイオキシン類  （ｎｇ−ＴＥＯ／ｍ３Ｎ）（Ｏ２＝１２％換算値）＜０．０１６
窒素酸化物      （ｐｐｍ）（Ｏ２＝１２％換算値）            ５６
一酸化炭素      （ｐｐｍ）（Ｏ２＝１２％換算値）            １０
硫黄酸化物      （ｐｐｍ）（Ｏ２＝１２％換算値）            ＜５
となり、塩基水溶液エマルジョンの噴射量で上記値を変更調整できるものであった。なお、可燃性微粉体の投入量は、炉床に未燃焼物が堆積しない程度とすることで、上記の程度の排気清浄性が確保できるものであった。
【００３２】
次に、請求項２の発明は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となすのは、前記請求項１と同じである。
【００３３】
そして本発明は、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー２０７で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉２０１で、二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになしたものである。すなわち、本発明は、前記請求項１の発明が、可燃性微粉体を通常の燃料の燃焼のもとに焼却していたのに対して、本発明では燃料をエマルジョン化したものを所定の空気圧で噴射して燃焼して、該可燃性微粉体を焼却しようとしたものである。
【００３４】
上記エマルジョン化燃料の燃焼は、エジェクター装置２０８を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー２０７で行われ、この二流体バーナー２０７のエジェクター２０８には、圧縮空気供給装置２５０と、燃料に界面活性剤と水とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置２７０とを連結してある。この圧縮空気供給装置２５０は、従来公知なコンプレッサー（無論、必要に応じて圧縮空気貯蔵槽を連結・介装する。）等で構成され、その吐出口をエジェクター２０８の一方の流入口に空気流路Ｒ３で連結する。なお、この空気流路Ｒ３には圧力調整弁等（図示せず）を介装して、圧送空気量を調整可能となしておくとよい。
【００３５】
また、上記エマルジョン化燃料供給装置２７０は、燃料タンク２０９とエジェクター２０８のもう一方の流入口とを連通する流路Ｒ１の途中に介装され、通常燃料に界面活性剤と塩基水溶液とを混合して、燃料をエマルジョン化するようになしてある。この、エマルジョン化燃料供給装置２７０の具体例として、図示例では、流路Ｒ１の途中に上流から、第一攪拌槽２６２、第二攪拌槽２６３、第三攪拌槽２６４、定量供送装置２６５が順に連結して構成されている。
【００３６】
上記攪拌槽２６２，２６３，２６４を多段式に連結した理由は、通常燃料に界面活性剤と水とを一度に混合することが非効率的であることによるもので、先ずは、第一攪拌槽２６２で、通常燃料に界面活性剤タンク２６１内の界面活性剤を所定量注入して、この混合物を第一攪拌槽２６２で充分攪拌してゲル状物とする。次に、このゲル状物を第二攪拌槽２６３に送り、この第二攪拌槽２６２で少量の水（質量比で２０％）を注入して、濃厚エマルジョン化を行う。なお、この加水は、塩基水溶液を使用するが、ここでの水は商用水道水等を使用してもよい。
【００３７】
次いで、上記の濃厚エマルジョンは、第三攪拌槽２６４に送られ、この第三撹拌槽２６４で質量比６０％の加水（ここでは、通常の水ではなく、塩基水溶液タンク２６６の塩基水溶液が使用される。）が行われ、攪拌してエマルジョン化燃料が得られるようになしてある。なお、このエマルジョン化燃料は燃料油の中に水の分子が、常態では分離することなく、小さな粒状に均一に分散混在する状態となしているのは無論である。
【００３８】
また、上記定量供送装置２６５は、エマルジョン化燃料を、設定した量を順次第二バーナー２０７側に送り込む定量ポンプ状のものが使用される。
【００３９】
上記エマルジョン化燃料は、通常の燃料に比較して加水してある分、難燃性となるが、予熱が終了して高温となっている燃焼炉２０１内に、空気と共に噴射することで、含有する水分が瞬時に爆発的に膨張し、この微小爆発が無数に発生することで、燃料を微粒化して周辺に飛散させる。すると、燃料は表面積が大きくなって燃焼用空気との接触面積が大きくなり、少ない外気導入のもとでも、効率的な燃焼が行え、空気消費量が通常の燃料の燃焼より１／２５程度で効率的な燃焼が行えるものであった。
【００４０】
従って、エマルジョン化燃料は上記のような効率的で、空気使用量が少ない燃焼を行うことで、窒素酸化物の発生を抑止でき、燃焼の効率化で未燃焼炭素がほとんど皆無となってダイオキシン発生の必須要件であるベンゼン核の生成が阻止されて、また、燃焼炎にエマルジョン燃料中の塩基水溶液が順次供給され、燃焼時に分離する塩素、硫黄、窒素と、塩基水曜中の塩基物とが確実に接触・反応するものである。
【００４１】
なお、従来、燃焼炉２０１に、この種二流体バーナー２０７が使用される場合は、外気の導入量を極端に増やすことを目的とすることが通常であるが、本発明では、逆に空気導入量を制限する目的で使用され、少ない空気量で大量のエマルジョン化燃料を噴射できるように設定したものが使用され、空気使用量を抑止して窒素酸化物の発生を抑止している。る
【００４２】
次に、請求項３の発明は、第一工程として、古タイヤ等を冷凍して微粉末に粉砕し、必要に応じて、金属片や繊維片等の異物を除去して、可燃性微粉体となし、この可燃性微粉体に、塩基物を少量の加水と共に添加し、第二工程として、第一バーナー２０６での燃料油の燃焼で炉内温度を８００℃に予熱し、次いで、該燃料油に別途界面活性剤と塩基物水溶液とを混入してエマルジョン化したエマルジョン化燃料を、二流体バーナー２０７で所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させて炉内温度が１１００℃以上となした燃焼炉２０１で、二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼と共に、上記可燃性微粉体を焼却するようになしているのは、上記請求項３と同じである。
【００４３】
そして、本発明は、第三行程として、上記燃焼炉２０１の燃焼ガスを二次燃焼炉２０２に導き、該二次燃焼炉２０２内で、上記エマルジョン化燃料を第二二流体バーナー２０７ａで所定の外気噴射圧のもとに噴射・燃焼させるようになしている。この第二二流体バーナー２０７ａは、前記二流体バーナー２０７と同じものを使用すればよい。
【００４４】
二次燃焼炉２０２を使用することは、完全燃焼のための常套手段で、本発明も無論、完全燃焼を目的としたものであるが、本発明は、可燃性微粉体の炭素を確実に燃焼してダイオキシンの発生をより確実に抑止するためと、燃料にさらにエマルジョン化燃料を使用することで、中和反応をもより確実に行うようになす目的で使用するものである。具体例として、木屑に塩化ビニールの粉末を１０％混入して５０ｋｇ／時の燃焼試験を行ったところ、苛性ソーダ５％溶液を１１リットル／時で噴霧して一次実験炉で焼却したところ排気中の塩素濃度は５１ｐｐｍであったが、同じ条件で苛性ソーダ５％溶液を２２リットル／時で噴霧したところでは排気中の塩素濃度は１４ｐｐｍとなり、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）のナトリウム（Ｎａ）が塩素（Ｃｌ２）と中和反応していることが確認できた。
【００４５】
次に、請求項４の発明は、上記焼却法を実施する装置に関するもので、古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置１００と、粉砕した古タイヤ等を焼却する焼却装置２００とからなり、上記粉砕装置１００には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を加水と共に混入する、塩基性物質投入攪拌装置１７０を設けてなる。なお、この塩基性物質投入攪拌装置１７０は、前記もしたように、図に示す、主攪拌機１４０を使用する場合はこの主攪拌機１４０に代えてもよいものである。なお、図中１５０は、該主攪拌機１４０に連設した定量供給装置で、この丁重供給装置１５０は、流入口１５１を主攪拌機１４０の排出口に、排出口１５２を燃焼炉２０１の投入口２０３に連結してある。
【００４６】
そして、上記焼却装置２００は、燃焼炉２０１を有し、この燃焼炉２０１には前記粉砕装置１００で粉砕した可燃性微粉体の投入口２０３を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー２０６と、エジェクター装置２０８を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー２０７とを設け、上記二流体バーナー２０７のエジェクター２０８には、圧縮空気供給装置２５０と、燃料に界面活性剤と塩基物水溶液とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置２７０とを連結してある。通常、燃焼炉２０１のバーナーは単一のものが使用され、燃料タンク２０９内の燃料をポンプＰ１で炉内に噴射（必要に応じて圧縮空気と共に噴射）して着火・燃焼するようになしてある。そして、本発明は、この通常のバーナーとしての第一バーナー２０６が使用されるのは無論であるが、さらに、二流体バーナー２０７をも使用するようになしてある。
【００４７】
上記二流体バーナー２０７は、エジェクター２０８で圧縮空気供給装置２５０よりの圧縮空気と、エマルジョン化燃料供給装置２７０よりのエマルジョン化燃料とを混合して噴射する、従来公知な二流体バーナーが使用されるが、従来、燃焼炉に、の種、二流体バーナー２０７が使用される場合は、前記もしたが、外気の導入量を極端に増やすことを目的とすることが通常であるが、本発明では、少ない外気導入量で効率的燃焼を行うことを目的とするもので、少ない空気量で大量のエマルジョン化燃料を噴射できるように設定したものが使用される。
【００４８】
そして、本発明装置は、該燃焼炉２０１は、第一バーナー２０６で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー２０６の燃焼を止めて、二流体バーナー２０７の燃焼で投入口２０３より投入される可燃微分体を焼却するようになしたものである。すなわち、本発明装置は、第一バーナー２０６で予熱を行い、炉内温度が高まると、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、このエマルジョン化燃料の燃焼が安定して続行できるようになる（炉内温度が１１００℃意序となる。）と、第一バーナー２０６の燃焼を停止して、二流体バーナー２０７でのエマルジョン化燃料の燃焼のみで可燃性微粉体の焼却を行うようになしたものである。
【００４９】
エマルジョン化燃料の燃焼は、前記したように、少ない空気量で効率的な燃焼が行え、消費空気量が少ないことで窒素酸化物の発生が少ないこと、効率的燃焼でベンゼン核が生成されずダイオキシンの発生が抑止されること、燃料と共に塩基物を燃焼場所に順次供給して塩素、硫黄、窒素等がこの塩基物によって確実に中和反応することを保証するものである。
【００５０】
次に請求項５の発明は、古タイヤ等を冷却粉砕する粉砕装置１００と、粉砕した古タイヤ等を焼却する燃焼炉２００とからなり、上記粉砕装置１００には、粉砕した古タイヤ等の可燃性微粉体に消石灰等の塩基性物質を混入する、塩基性物質投入攪拌装置１７０を設けてなるのは、上記請求項４の構成と同じである。
【００５１】
そして本発明は、上記焼却装置２００は、一次燃焼炉２０１を有し、この一次燃焼炉２０１に連続して二次燃焼炉２０２を設け、該一次燃焼炉２０１には、前記粉砕装置１００で粉砕した可燃性微粉体の投入口２０３を設けると共に、燃料油を噴射燃焼する通常の第一バーナー２０６と、エジェクター装置２０８を有して所定の外気混合量のもとに燃料油の噴射燃焼を行う二流体バーナー２０７とを設け、この二流体バーナー２０７のエジェクター２０８には、圧縮空気供給装置２５０と、燃料に界面活性剤と水とを混合してエマルジョン化するエマルジョン化燃料供給装置２７０とを連結し、上記二次燃焼炉２０２には、上記二流体のバーナー２０７と同じ第二二流体バーナー２０７ａを設けてある。すなわち、本発明は、上記請求項４の装置に二次燃焼炉２０１を追加してある。なお、この二次燃焼炉２０１には、二流体バーナー２０７と同様な第二二流体バーナー２０７ａを設けてなる。なお、図示例ではこの二次燃焼炉２０２に前記第一バーナー２０６と同じバーナー２０６ａを設けてあるが、このバーナー２０６ａは省略してもよい。
【００５２】
そして、該一次燃焼炉２０１は、第一バーナー２０６で予熱燃焼を行い、炉内温度が８００℃を超えたら、二流体バーナー２０７でエマルジョン化燃料の燃焼を行い、炉内温度が１１００℃を超えたら、第一バーナー２０６の燃焼を止めて、二流体バーナー２０７の燃焼で投入口２０３より投入される可燃微分体を焼却するようになしているのは、請求項４と同じである。
【００５３】
そして、本発明は、さらに、二次燃焼炉２０２の下流側には、焼却に伴う発熱を高温蒸気に変換するボイラー２１０と、塩基性物質の水溶液を循環使用する湿式集塵機２３０とを連設し、該ボイラー２１０の排気流入口部位には、通過排気中の塩分を析出・堆積させる熱交換機状の塩分堆積除去装置２６０を介装してなる。なお、図示例では、湿式集塵機２３０の上流部位に乾式の集塵機であるサイクロン集塵機２２０を、該湿式集塵機２３０の下流部位に煙突を連設してなる。
【００５４】
上記湿式集塵機２３０は、図示例ではシャワー式を使用し、塩基性物質の水溶液を上部から下方に向けて噴射し、二次燃焼炉２０２の排気はこの湿式集塵機２３０の下方から流入し、シャワー状の塩基性物質の水溶液とは逆行して気液接触し、粉塵等は水滴中に補足されて、清浄化された排気が該集塵機２３０の上部より排出され、煙突２４０より大気中に放出されるようになしてある。なお、この湿式集塵機２３０は、集塵を主たる目的とするものであるが、排気と共に送られてくる塩分を溶融補足する目的と、排気の温度を低下させる目的にも使用されている。従って、この湿式集塵機２３０での塩基性物質の水溶液の循環量は大量に行われることになり、循環する水溶液は、その塩基濃度は自動調整し、珪藻土をコートしたフィルターで除塵し、使用した水は最終的には塩基水溶液としてエマルジョン化燃料用に使用して、本発明装置の系外には排水しないようになしている。
【００５５】
なお、上記ボイラー２１０を使用したのは、無論、古タイヤ等の焼却時の熱カロリーの有効利用のためで、焼却時に発生する熱カロリーを次に利用しやすい高温蒸気に変化し、この高温上記は電力等に適宜返還して利用するようになしている。
【００５６】
上記ボイラー２１０を連設した場合、本発明は中和反応が活発に行われるため、発生した塩、特に食塩ＮａＣｌや塩化カルシウムＣａＣｌ２は、ボイラー２１０の内面に付着・堆積して、ボイラー２１０での熱交換効率を低下させる。そこで、この塩分を交換容易な塩分堆積除去装置２６０を介装して、予めこの塩を該塩分堆積除去装置２６０に凝着させ、所定期間ごとにこの塩分堆積除去装置２６０は交換するようになして、ボイラー２１０への塩の付着を防ぐものである。なお、この塩分堆積除去装置２６０は、水が循環する小型の熱交換機状となし、排気に通過時間は短く設定するが、表面積は大きくして、排気の温度低下を押さえつつ、効率的に塩分を凝着・捕集するようになしてある。
【００５７】
なお、図中、Ｐ２乃至Ｐ４はポンプ、Ｂ１，Ｂ２はブロアー、２８１は残渣用ロータリーフィーダー、２８０は残渣搬出用コンベヤーを示すものである。
【００５８】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、古タイヤ等を大気を汚染することなく、焼却処分できる古タイヤ等の焼却方法及びその装置を提供できるものである。
【００５９】
なお、実験の結果では、古タイヤ等を焼却した際に生ずる熱エネルギーは、本装置の運転に消費するエネルギーを上回るもので、経済的にも充分効果的な古タイヤ等の焼却方法及びその装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明古タイヤ等の焼却装置の一実施例を示す、一部断面正面図である。
【符号の説明】
１          燃焼炉
１００      粉砕装置
１７０      塩基性物質投入攪拌装置
２００      燃焼装置
２０１      燃焼炉
２０２      二次燃焼炉
２０３      投入口
２０６      第一バーナー
２０７      二流体バーナー
２０７ａ    二流体バーナー
２０８      エジェクター装置
２１０      ボイラー
２３０      湿式集塵機
２５０      圧縮空気供給装置
２６０      塩分堆積除去装置
２７０      エマルジョン化燃料供給装置
【図１】
2004324914.tif 000003