(57)【要約】【課題】従来の外部加熱炭化炉では炭化室中心部への熱の伝達が不充分のため大型化すると特に熱効率が低下する。これを解決する事が課題である。【解決手段】外部加熱の炭化炉に関して炭化炉を構成する炭化室の中心部に加熱筒を設ける事で外部放熱はほとんど無く、熱効率は１００％に近く、設備的には小型化が可能で、又、この熱量は発生した分解ガスに転化し、第２燃焼室で燃焼後水によって熱交換して湯として活用すれば熱は有効利用でき、電力のロスはない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部断熱材で構成された炭化炉において完全密閉された炭化室を設け、炭化室の中央部に外部加熱式の縦に長い耐熱鋼で構成する密閉された加熱炉と密閉された炭化室外壁との中間部を、破砕羽根を有する攪拌機で攪拌しながら加熱し炭化する炭化炉。
【請求項２】
炭化室で熱分解されたＣｘＨｙ（可燃ガス）は第２燃焼室で脱臭・脱煙を目的に加熱に利用する炭化炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
廃棄物処理における外部加熱式炭化装置に関する技術分野に属する。
【０００１】
【従来の技術】
従来の炭化炉の内バッチ式炭化炉では投入した廃棄物は熱分解してＨ２Ｏ分、ハイドロカーボンガス（ＣｘＨｙ）と炭とになり、炭は炭化室内でスポンジ状の炭となって灰と共に残る。このスポンジ状の炭は炉内では断熱材として挙動するため廃棄物の一部が炭化すると内部への熱の移動を妨げ、非常に熱効率を悪くする。即ち、熱移動を悪くし困難にする。一部外側が炭化し終っても廃棄物塊の中心部は乾燥状態でさえある。この時、内部から蒸発した水分（Ｈ２Ｏ）が生成した外部のスケルトン炭と反応して
Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋（ＣｘＨｙ）………………………………▲１▼
即ち、ＣＯガスを生成するためダイオキシン生成の原因ともなる。
又、乾留ガス化法の場合は上記のバッチ式炭化炉より、より以上のダイオキシンの発生を伴う。即ち、廃棄物塊の一部を初期燃焼させ、これを火種として僅かづつ空気を送って不完全燃焼させているため▲１▼式に示す反応がより進行する。即ち、
［Ｃ，Ｈ，ＣＯ，Ｏ２，Ｃｌ］→（ＣｘＨｙ）＋ダイオキシン…………▲２▼
の反応が不完全燃焼させるために送るＯ２によりダイオキシンの生成を増進させ、一部残留する炭、灰にダイオキシンを多量に含有し、この灰分は更めてダイオキシン残留廃棄物として処理しなければならない。
上記の様なダイキシン発生をなくし、断熱材として挙動するスポンジ炭残渣をなくし、熱効率の良い炭化炉を提供する必要がある。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の酸化燃焼炉も分解ガス化法も全てが処理過程においては炉内で一旦ダイオキシンを生成し、その生成したダイオキシンを後段において分解除去、分解消滅する方法を取っている。これは基本的に間違っていると考えている。即ち、炉内で元々発生させない事が重要な課題である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は炭化室内に酸素を送って内部加熱してもダイオキシン生成の原因となるＣＯガスや不完全燃焼時の残留Ｏ２分圧が残る。この内部でのＣＯ、Ｏ２の存在をなくし効率の良い、ダイオキシンを炭化室内で生成させない手段を提供するもので、炭化室を耐熱性がよく耐酸化性、耐炭化性共によく、加えて熱移動性のよい炭化室を構成する手段を取った。
【０００４】
廃棄物はその炭化条件が種々雑多であるが一般ゴミ、産廃、ゴム、プラスチック等多種に渡り熱分解速度を測定したが、１００％近くの有機質物質は２８０℃内外から熱分解を始め、特に分解温度の高いものでも５００℃では急激に分解し、６００℃では瞬間的に分解すると決めてよい事を確認した。
【０００５】
この事から炭化炉の構成は炭化室の温度を上昇させる事も必要であるが、炭化室内の熱移動を出来るだけ促進させる事が必要である。そのためには、炭化室の材質を熱伝導度のよい材質構成にする事と外部より移動した熱を炭化室内で少しでも早く移動させるため室内ゴミを攪拌する方法を取った。
【０００６】
攪拌機は処理物の特性によって特徴を持たせ乾燥、予熱等の段階を経て分解、炭化の経過をたどる様な装置を構成することである。バッチ式の時は全体のゴミ塊の温度をダイオキシンが生成しない限度で初期加熱を行い、続いて高温上昇させる必要がある。
【０００７】
攪拌する事で炭化室の材質が高温でしかも攪拌によるゴミ、生成した炭との摩擦による磨耗に対処する材質が必要となる。しかし、この事は炭化室温度、雰囲気と非常に関係する。即ち、炭化室内は完全な無酸素状態であり、外部の加熱ガスは酸化雰囲気で全く逆な条件である。これに対処する必要がある。
【０００８】
加熱熱源であるが、バッチ式で小規模を炭化する場合は、加熱源は出来るだけ容易に取り扱いできる事が必要で、一度処理を実施すると炭化が終るまで放置できる事が望ましい。
【０００９】
万が一耐熱鋼の一部が破断しても空気混合がなければ炉は全く安全である。そのためには、この場合に限っては、電力は高くつくが熱効率は１００％に近く、又、完全密閉して空気の混入がないので、耐熱鋼が破損しても全く安全であるし取り扱いも容易である。
【００１０】
廃棄物は炭化室内筒の外熱過熱で加熱されるが、２５０℃位から水蒸気が減少し、有機物の結合分子鎖が分解を始め、その内樹脂等は体積収縮を行い、僅かな力で攪拌し易くなる。初期乾燥の進行に伴い攪拌は軽くなる。水分が全体として低下して来るとゴミ全体の残留Ｏ２がなくなる。即ち、温度の低い条件下で加熱するのでダイオキシンは生成しないゴミ分子の分解が始まる。
【００１１】
ここで、炭化室内温度５００℃位まで上げると急激な分解が始まり炭化する。この炭は断熱材（スポンジ状）である一般の炭と異なり脆いので大きい物でも外側の炭が攪拌により取り除かれ、熱伝導が改善されて炭化が急速に進むのである。従来の無攪拌と比較すると数倍の速さになる。
【００１２】
上記手段をまとめダイオキシンを炭化室内で全く生成させず熱効率のよい安全
な構造として
【図１】を提供するものである。
【００１３】
第一加熱室１は耐熱鋼で密閉され、内部は電気加熱ヒーターで加熱され、その熱が耐熱鋼を通して２の加熱室に伝えられ、この熱を攪拌機５で全体のゴミを加熱する。ゴミは４のゴミ投入口から第２加熱分解室に充たされる。ゴミの中には水分が多く、又、ゴミ全体には遊離酸素も多いので最初の加熱は３００〜４００℃の低温で行い、ダイオキシンの生成原因となるＯ２を排出し、引き続き４５０〜６００℃位まで上昇し分解する。この操作を自動コントロールする事で全くダイオキシンを生成しない炭を作り、分解ガス中にもダイオキシンは含まれないが脱臭・脱煙のために３の第３燃焼室で分解ガスを８００℃以上に加熱し、１０の排気口から排出する。
【発明の効果】
（１）外部加熱方式の炭化炉において外筒の中央部に加熱筒を設ける事で熱効率を著しく上昇させる事が出来た。電気加熱式密閉炉にする事で安全を一段と高めた。
（２）炭化炉の中央に加熱内筒を設けた事で外筒を大きくすると内筒も或る一定の範囲内で大きく設ける事で熱効率のよい大型炉の製造が可能になった。
（３）バッチ炉として使用する時も初期乾燥を内筒の温度調整で自由に管理出来るので極端にダイオキシンの少ない炭化炉で、残渣の炭、灰も後処理が不要になった。
（４）ダイオキシンの生成がないので排ガスの急冷だけを考えればよく、排ガス処理が簡単で、設備費が極端に安くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭化炉の断面図である。
【符号の説明】
１：第一加熱室    ２：第２加熱分解室    ３：第３燃焼室
４：ゴミ投入口    ５：攪拌機            ６：炭排出口
７：第一加熱室電気ヒーター    ８：熱分解ガス    ９：補助加熱
１０：排気口      １１：耐火材    １２：耐熱鋼
【図１】
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