(57)【要約】【課題】廃棄物処理後の残渣が殆ど発生することのない廃棄物処理装置を提供すること。【解決手段】廃棄物を加熱してガス化するために２０００℃以上に昇温可能な３相アーク式の加熱炉２を有する。加熱炉２は固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５と発熱体２７とを有し、発熱体２７を固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５と接触させながら移動可能としている。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流を電源とするアーク放電をさせて廃棄物を加熱しガス化する三相アーク式の加熱炉を有する廃棄物処理装置。
【請求項２】
加熱炉は２０００℃以上に昇温可能である請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
加熱炉は固定電極と発熱体とを有し、前記発熱体を固定電極と接触させながら移動可能としている請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物等を焼却した際に焼却残渣として発生する焼却灰や、医療廃棄物などの廃棄物を無害化し減容させるために使用する廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ等の焼却残渣である焼却灰や医療廃棄物などの再利用が困難な廃棄物は、最終処分場で埋立処分されているが、とくに焼却灰は比重が小さく嵩張ることから広大な用地が必要であり、近年、その処分スペースを確保することが困難となってきている。また、焼却灰の中にはダイオキシンや重金属等の有害物質が含まれていることから、そのまま埋立処分する場合、有害物質の溶出防止対策に多大な費用を要している。
【０００３】
そこで、焼却灰を無害化するとともに減容させるために焼却灰をアーク熱により溶融処理しガラス状に固形化させる技術が、例えば特開平８−８０６０号公報に開示されている。この溶融処理は通常１２００℃〜１４００℃で行われ、これによって焼却灰は減容化されるものの、依然としてガラス状の固形物が残渣として残るため、最終処分場不足の根本的な解決策とは成り得ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、廃棄物処理後の残渣が殆ど発生することのない廃棄物処理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】
本発明の廃棄物処理装置は、廃棄物を溶融するのではなくガス化するもので、三相交流を電源とするアーク放電をさせて廃棄物を加熱しガス化する三相アーク式の加熱炉を有するものである。廃棄物をガス化させるために必要な温度は廃棄物の種類によって異なるが、廃棄物が焼却灰の場合に最も高い温度が必要で２０００℃以上の高温とする必要がある。したがって、あらゆる種類の廃棄物に対応可能にするためには、加熱炉を２０００℃以上に昇温可能とする必要がある。加熱炉の昇温温度の上限は、加熱炉を構成する材料の耐熱温度及び経済性の点から２３００℃程度とする。
【０００６】
このように本発明の廃棄物処理装置では、廃棄物をガス化処理するので廃棄物処理後の残渣は殆ど発生しない。また、加熱炉を三相アーク式のものとしているので、廃棄物の種類による温度のばらつきが少なくなり、短時間で昇温させることができる。
【０００７】
さらに、本発明の廃棄物処理装置では、加熱炉を固定電極と発熱体とから構成し、発熱体を固定電極と接触させながら移動可能とすることができる。これによって、発熱体間に安定したアーク放電が得られるため加熱炉の温度が一定し、廃棄物を連続的に投入してガス化処理する連続運転が可能となる。また、加熱炉を窒素雰囲気等の無酸素雰囲気とすれば、固定電極及び発熱体の消耗を軽減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の廃棄物処理装置を焼却灰の処理に適用した例によって本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は、本発明の廃棄物処理装置の概略図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。本発明の廃棄物処理装置は、焼却灰投入装置１と、加熱炉２と、ガス分解装置４と、吸着筒６とを有している。
【００１０】
焼却灰投入装置１は、焼却灰を加熱炉２に投入するためのもので、廃棄物焼却炉等からの焼却灰を受け入れるための蓋１１ａ付きの受入口１１と、焼却灰を加熱炉２の投入口２２まで連続的に搬送するためのスクリューコンベア１２とからなる。
【００１１】
加熱炉２は三相アーク式の加熱炉であり、図２に示すように加熱炉本体２１の下部内周に３組の固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５が設けられている。固定電極２３，２３は図１に示す三相交流電源９と抵抗器９１を介して接続され、固定電極２４，２４は三相交流電源９と抵抗器９２を介して接続され、固定電極２５，２５は三相交流電源９と抵抗器９３を介して接続されている。これによって、固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５に三相の交流電圧が印加される。一方、加熱炉２の底面は図１に示すターンテーブル２６によって形成されており、ターンテーブル２６の上には複数の発熱体２７が載置されている。発熱体２７は、直径３０ｍｍ程度の球形体であり黒鉛で形成されている。このような構成において、ターンテーブル２６をモータ２８によって回転させると、発熱体２７は固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５と接触しながら移動する。これによって、固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５に印加された三相交流電圧は発熱体２７に伝わり発熱体２７間でアーク放電が発生し、焼却灰が加熱されガス化される。また、加熱炉２には、窒素ガス等の不活性ガスを導入するためのガス導入口２９が設けられており、焼却灰のガス化処理を不活性ガス雰囲気、すなわち無酸素雰囲気で行うことができる。
【００１２】
ガス分解装置４は、加熱炉２における焼却灰のガス化によって発生した熱分解ガスをアーク放電によって分解するためのもので、固定電極４１，４１、４２，４２を上下２段に有し、固定電極４１，４１間及び固定電極４２，４２間には、それぞれ発熱体４３が配置されている。固定電極４１，４１と固定電極４２，４２は、それぞれ三相交流電源９と抵抗器９４を介して接続されている。これによって、発熱体４３間にアーク放電が発生し、そこを通過する熱分解ガスが無臭化・無害化される。
【００１３】
吸着筒６はガス分解装置４が不具合のときに熱分解ガス中の有害ガスを吸着するための装置である。吸着筒６内には有害ガスを吸着するための吸着体６１が充填されている。
【００１４】
以下、本発明の廃棄物処理装置による焼却灰の処理手順について説明する。焼却灰は焼却灰投入装置１によって加熱炉２に連続的に投入される。投入された焼却灰は加熱炉２によって２０００℃〜２３００℃程度まで加熱されガス化される。焼却灰のガス化によって発生した熱分解ガスは、真空ポンプ８によって吸引されることによって配管３を通ってガス分解装置４に導入され、無臭化・無害化される。その後、熱分解ガスは配管５を通って吸着筒６に導入される。吸着筒６を出た熱分解ガスは配管７を通って真空ポンプ８の排出口８１から大気に放出される。
【００１５】
このガス化処理において、加熱炉２は三相アーク式であるので、焼却灰の性状や種類による温度のばらつきが少なく、短時間で昇温させることができる。さらに、発熱体２７が固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５と接触しながら移動するので、発熱体２７間に安定したアーク放電が得られ加熱炉の温度が一定となる。したがって、この実施例では焼却灰を連続的に投入してガス化処理する連続運転が可能である。また、この実施例では、加熱炉２を窒素ガス雰囲気（無酸素雰囲気）としているので、固定電極２３，２３、２４，２４、２５，２５及び発熱体２７の消耗が軽減される。なお、ガス化されなかった焼却灰の残渣は、加熱炉本体２１とターンテーブル２６との隙間から落下してくるが、この残渣は再び加熱炉２に投入されガス化される。
【００１６】
図３は、本発明の廃棄物処理装置の他の実施例を示す概略図である。先の実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
先の実施例は焼却灰を連続的に供給してガス化処理する連続式の廃棄物処理装置であるのに対し、図３の実施例はバッチ式の廃棄物処理装置である。バッチ式の場合、長時間連続してアーク放電を発生させる必要がないので、発熱体２７を移動させる必要はない。そのため、図３の実施例では、先の実施例におけるターンテーブル２６を設けていない。焼却灰は、加熱炉２の投入口２２から所定量投入され、その処理が終わったら次の焼却灰が投入される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の廃棄物処理装置では、廃棄物をガス化処理する加熱炉を有するので廃棄物処理後の残渣は殆ど発生せず、廃棄物の大幅な減容化を図ることができる。また、加熱炉を三相アーク式のものとしているので、廃棄物の種類による温度のばらつきが少なくなり、短時間で昇温させることができる。
【００１９】
さらに、発熱体を固定電極と接触させながら移動させるようにしたものでは、発熱体間に安定したアーク放電が得られるため加熱炉の温度が一定し、廃棄物を連続的に投入してガス化処理する連続運転が可能となる。また、加熱炉を窒素雰囲気等の無酸素雰囲気としたものでは、固定電極及び発熱体の消耗が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物処理装置の概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の廃棄物処理装置の他の実施例の概略図である。
【符号の説明】
１　焼却灰投入装置
１１　受入口
１１ａ　蓋
１２　スクリューコンベア
２　加熱炉
２１　加熱炉本体
２２　投入口
２３，２４，２５　固定電極
２６　ターンテーブル
２７　発熱体
２８　モータ
２９　ガス導入口
３　配管
４　ガス分解装置
４１，４２　固定電極
４３　発熱体
５　配管
６　吸着筒
６１　吸着体
７　配管
８　真空ポンプ
８１　排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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