(57)【要約】【課題】廃棄物Ｈを炭化することによって生成された炭化物Ｔの無機系塩素の含有率を０．１％以下とする。【解決手段】廃棄物Ｈを炭化することによって生成された炭化物Ｔから塩素分を除去する炭化物処理方法であって、上記炭化物Ｔを酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、上記炭化物Ｔから上記塩素分を除去する塩素除去工程を有する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を炭化することによって生成された炭化物から塩素分を除去する炭化物処理方法であって、
前記炭化物を酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、前記炭化物から前記塩素分を除去する塩素除去工程を有することを特徴とする炭化物処理方法。
【請求項２】
前記溶液は、硝酸であることを特徴とする請求項１記載の炭化物処理方法。
【請求項３】
前記炭化物は、前記溶液中に浸漬されることによって洗浄されることを特徴とする請求項１または２記載の炭化物処理方法。
【請求項４】
前記溶液は、前記塩素除去工程において攪拌されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の炭化物処理方法。
【請求項５】
前記炭化物は、前記溶液を噴射されることによって洗浄されることを特徴とする請求項１または２記載の炭化物処理方法。
【請求項６】
前記炭化物は、前記溶液を複数箇所において噴射されることを特徴とする請求項５記載の炭化物処理方法。
【請求項７】
前記炭化物は、前記塩素除去工程より前段において粉砕されることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の炭化物処理方法。
【請求項８】
廃棄物を炭化させることによって生成された炭化物から塩素分を除去する炭化物処理装置であって、
前記炭化物を酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、前記炭化物から塩素分を除去する洗浄装置を備えることを特徴とする炭化物処理装置。
【請求項９】
前記溶液は、硝酸であることを特徴とする請求項８記載の炭化物処理装置。
【請求項１０】
前記洗浄装置は、前記溶液を貯留して自らの内部において前記炭化物を洗浄する貯留槽を備えることを特徴とする請求項８または９記載の炭化物処理装置。
【請求項１１】
前記洗浄装置は、前記貯留槽に貯留された溶液を攪拌する攪拌装置を備えることを特徴とする請求項１０記載の炭化物処理装置。
【請求項１２】
前記洗浄装置は、前記溶液を前記炭化物に対して噴射することによって、前記炭化物を洗浄する噴射装置を備えることを特徴とする請求項８または９記載の炭化物処理装置。
【請求項１３】
前記噴射装置は、複数箇所において前記炭化物に対して前記溶液を噴射するための複数の噴射ノズルを備えることを特徴とする請求項１２記載の炭化物処理装置。
【請求項１４】
前記洗浄装置の前段において前記炭化物を粉砕する粉砕機を備えることを特徴とする請求項８〜１３いずれかに記載の炭化物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化物処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙類、廃プラスチック等の都市ごみや、わら、木材チップ、廃パルプ等のバイオマス系の産業廃棄物や、下水処理等によって発生する汚泥等の廃棄物を燃料として燃焼処理し、この燃焼処理によって生成された炭化物を発電用ボイラの燃料やセメントの燃料として利用することが提案されている。
ところが、上記燃焼処理によって生成された炭化物には、塩化ビニル等の高分子の塩素系樹脂中に存在する塩素分（以下、有機系塩素分と称す）と、塩化ナトリウムや塩化カルシウム等に存在する塩素分（以下、無機系塩素分と称す）とが含有されており、そのまま発電用ボイラやセメントの燃料として用いることができない。実際には、有機系塩素分の大半は、廃棄物を燃焼処理した際に排ガスとして排出されるために炭化物にはそれほど残存していないが、無機系塩素分は、そのまま炭化物に残存されている。
そこで、この炭化物を水によって洗浄することによって、炭化物から無機系塩素分を除去する方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２８３４３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、炭化物を水によって洗浄する場合には、炭化物に含有される無機系塩素が０．５％以下となるように洗浄が行われている。しかしながら、通常、事業用の発電用ボイラ（以下、事業用ボイラと称す）等は、無機系塩素の含有率が０．１％程度の石炭を燃料とすることを想定して設計されている。このため、このような事業用ボイラに、例えば０．３％程度無機系塩素が含有された炭化物を燃料として使用すると、事業用ボイラにおける燃焼によって生成された排ガス中に含有される塩素分によって、事業用ボイラが腐食する等の不具合が生じる。
したがって、事業用ボイラの燃料として炭化物を使用する場合には、炭化物に含有される無機系塩素が０．１％以下となるように処理する必要があるが、上述のような水による洗浄では困難であった。
この問題に対して、事業用ボイラの耐腐食性を向上させることが考えられるが、コスト面の問題から現実的ではなく、炭化物に含有される無機系塩素を０．１％以下とするような処理方法の実現が望まれている。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、廃棄物を炭化することによって生成された炭化物の無機系塩素の含有率を０．１％以下とすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、炭化物処理方法に係る第１の手段として、廃棄物を炭化することによって生成された炭化物から塩素分を除去する炭化物処理方法であって、上記炭化物を酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、上記炭化物から上記塩素分を除去する塩素除去工程を有するという構成を採用する。
【０００７】
炭化物処理方法に係る第２の手段として、上記第１の手段において、上記溶液は、硝酸であるという構成を採用する。
【０００８】
炭化物処理方法に係る第３の手段として、上記第１または第２の手段において、上記炭化物は、上記溶液中に浸漬されることによって洗浄されという構成を採用する。
【０００９】
炭化物処理方法に係る第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、上記溶液は、上記塩素除去工程において攪拌されるという構成を採用する。
【００１０】
炭化物処理方法に係る第５の手段として、上記第１または第２の手段において、上記炭化物は、上記溶液を噴射されることによって洗浄されるという構成を採用する。
【００１１】
炭化物処理方法に係る第６の手段として、上記第５の手段において、上記炭化物は、上記溶液を複数箇所において噴射されるという構成を採用する。
【００１２】
炭化物処理方法に係る第７の手段として、上記第１〜第６いずれかの手段において、上記炭化物は、上記塩素除去工程より前段において粉砕されるという構成を採用する。
【００１３】
炭化物処理装置に係る第１の手段として、廃棄物を炭化させることによって生成された炭化物から塩素分を除去する炭化物処理装置であって、上記炭化物を酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、上記炭化物から塩素分を除去する洗浄装置を備えるという構成を採用する。
【００１４】
炭化物処理装置に係る第２の手段として、上記第１の手段において、上記洗浄装置は、上記溶液を貯留して自らの内部において上記炭化物を洗浄する貯留槽を備える上記溶液は、硝酸であるという構成を採用する。
【００１５】
炭化物処理装置に係る第３の手段として、上記第１または第２の手段において、上記洗浄装置は、上記溶液を貯留して自らの内部において上記炭化物を洗浄する貯留槽を備えるという構成を採用する。
【００１６】
炭化物処理装置に係る第４の手段として、上記第３の手段において、上記洗浄装置は、上記貯留槽に貯留された溶液を攪拌する攪拌装置を備えるという構成を採用する。
【００１７】
炭化物処理装置に係る第５の手段として、上記第１または第２の手段において、上記洗浄装置は、上記溶液を上記炭化物に対して噴射することによって、上記炭化物を洗浄する噴射装置を備えるという構成を採用する。
【００１８】
炭化物処理装置に係る第６の手段として、上記第５の手段において、上記噴射装置は、複数箇所において上記炭化物に対して上記溶液を噴射するための複数の噴射ノズルを備えるという構成を採用する。
【００１９】
炭化物処理装置に係る第７の手段として、上記第１〜第６いずれかの手段において、上記洗浄装置の前段において上記炭化物を粉砕する粉砕機を備えるという構成を採用する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る炭化物処理方法及び装置の一実施形態について説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る炭化物処理装置を備えた廃棄物処理システムのフロー図である。この廃棄物処理システムは、図示するように、炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２と、炭化物処理装置１と、溶液分離器２と、炭化物乾燥装置Ｙと、炭化物燃焼装置Ｚとから概略構成されている。
【００２２】
炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２のいずれか一方あるいは両方によって、廃棄物Ｈから生成された炭化物Ｔは、後段の炭化物処理装置１に送られる。この炭化物処理装置１は、炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２から送られた炭化物Ｔを微粉状に粉砕する粉砕機１１と、酸性あるいはアルカリ性の溶液を貯留する貯留槽１２と、貯留槽１２内を攪拌する攪拌装置１３とを備えている。なお、本第１実施形態において、本発明に係る洗浄装置は、貯留槽１２と攪拌装置１３とから構成されている。
【００２３】
そして、粉砕機１１によって微粉状にされた炭化物Ｔは、貯留槽１２に貯留された溶液中に浸漬され、当該溶液と共に攪拌装置１３によって所定時間攪拌され洗浄されることで、自らが含有した無機系塩素を溶液によって除去される（塩素除去工程）。これによって炭化物Ｔは、脱塩素炭化物Ｋとされ、溶液との混合体Ｍとして炭化物処理装置１から排出される。
ここで、炭化物Ｔを微粉状とするのは、溶液に対する表面積を大きくすることによって効率的に炭化物Ｔに含有された無機系塩素を除去するためである。このような酸性あるいはアルカリ性の溶液としては、硝酸、硫酸、炭酸、蟻酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等を用いることができる。
【００２４】
通常、炭化物Ｔは、炭素・水素・酸素等で構成される有機物と、無機系塩素を含むアッシュとによって形成されている。ここで、例えば純水を溶液として用いた場合には、純水は、炭化物Ｔの表面に近い部位しか接触できず、アッシュ内部に含有された無機系塩素を除去することができない。これに対して、酸性あるいはアルカリ性の溶液によれば、表面部位のアッシュを溶解、侵食することで、アッシュ内部に含有された無機系塩素をも除去することができる。
【００２５】
なお、廃棄物Ｈには、無機系塩素の他に有機系塩素が含有されていることは上述した。この有機系塩素は、廃棄物Ｈ中に無機系塩素とほぼ同量含有されているが、その内８０〜９０％は、炭化物Ｔの製造過程、すなわち炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２において塩化水素として廃棄物Ｈから抜ける。
しかしながら、有機系塩素の残り１０〜２０％は、炭化物Ｔに残存したままとなる。このような炭化物Ｔに残存した有機系塩素は、例えば純水によって除去することはできないが、本発明のように、溶液として酸性あるいはアルカリ性の溶液を用いることによって除去することが可能となる。
【００２６】
実際に、都市ごみ（廃棄物）を炭化することによって生成された炭化物Ｔ（５０ｇ）を微粉末化し、硝酸（７５０ｇ）が貯留された貯留槽１２内において４時間攪拌することによって脱塩素炭化物Ｋとし、その後、炭化物Ｔを２４時間乾燥させた後に、炭化物Ｔ中に含有される無機系塩素及び有機系塩素の量を分析した。この結果、炭化物Ｔの無機系塩素含有率が２．２７％だったのに対して、脱塩素炭化物Ｋの無機系塩素含有率は０．０１％であった。また、炭化物Ｔの有機系塩素含有率が０．７７％であったのに対して、脱塩素炭化物Ｋの有機系塩素含有率は０．５０％となった。なお、この実験中においては、貯留槽１２内の溶液が常にｐＨ２となるように、適宜硝酸を貯留槽１２内に加えた。
また、同様の条件で硝酸の代わりに純水を用いた場合には、脱塩素炭化物Ｋの無機系塩素含有率が０．３６％、有機系塩素含有率が０．７０％であった。
【００２７】
この結果から分かるように、硝酸（酸性あるいはアルカリ性の溶液）を用いることによって、純水を溶液として用いた場合よりも、確実に無機系塩素及び有機系塩素が除去されていることが確認できた。
【００２８】
そして、塩素分が除去された炭化物Ｔである脱塩素炭化物Ｋと溶液との混合体Ｍは、炭化処理装置１から排出され、溶液分離装置２に送られる。なお、溶液分離装置２へ混合体Ｍを送る態様としては、貯留槽１２内の一部または全部をまとめて溶液分離装置２へ送るバッチ式や、貯留槽１２に連続して溶液と炭化物Ｔとを投入しつつ混合体Ｍを連続して溶液分離装置２を送る連続式のいずれであってもよい。溶液分離装置２は、混合体Ｍを溶液と脱塩素炭化物Ｋとを分離するものであり、例えばフィルタプレス等が用いられる。ただし、溶液分離装置２としてフィルタプレスに限定するものではなく、例えば遠心分離器などを用いてもよい。
【００２９】
そして、溶液分離装置２で脱塩素炭化物Ｋから分離された溶液は、循環経路６を介して再び炭化物処理装置１の貯留槽１２に戻される。このとき、循環経路６の途中にセンサ７を設置して溶液の塩濃度（塩素分の濃度）を検出し、塩濃度が所定値以下のときはそのまま貯留槽１２へ戻し、塩濃度が所定値を超えるときは分離処理装置８へ送るようにしている。
【００３０】
ただし、溶液分離装置２で分離された溶液の取扱は任意であり、例えば、センサ７で塩濃度をモニタすることなく、上記したバッチ式処理では例えば５０〜２００回使用した後、連続式処理では所定時間が経過した後に、溶液を分離処理装置８へ送り、新たな溶液を貯留槽１２へ供給するようにしてもよい。さらに、循環経路６を設けずに溶液分離装置２で分離された溶液を常に分離処理装置８へ送るようにしてもよい。なお、分離処理装置８は、溶液を蒸発させることにより溶解していた塩を取り出すタイプのものを用いることができる。
【００３１】
また、脱塩素炭化物Ｋは、炭化物乾燥装置Ｙによって乾燥された後に、例えば、ホッパ９等において一時的に貯蓄され、その後、適宜、炭化物燃焼装置Ｚで燃焼される。そして、脱塩素炭化物Ｋの無機系塩素含有率が０．１％以下とされていることから、炭化物燃焼装置Ｚ等を腐食することなく脱塩素炭化物Ｋを燃焼させることができる。
【００３２】
次に、図１に示す炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２、炭化物乾燥装置Ｙ及び炭化物燃焼装置Ｚについて説明する。
図２は、炭化物製造装置Ｘ１のフロー図であり、実線矢印は固形物の流れ、点線矢印は気体の流れを表している。図２に示すように、廃棄物Ｈは、まず破砕機２０に投入されて破砕される。この場合、廃棄物Ｈは、後述する熱分解炉２２での熱交換率を向上させるために、例えば１５０ｍｍ以下に破砕される。そして、破砕された廃棄物Ｈは、乾燥機２１に投入されて効率よく乾燥（水分を除去）されてから熱分解炉２２に送られる。
【００３３】
通常、廃棄物Ｈには水分を約３０％〜６０％ほど含んでいると考えられ、水分による熱分解効率の低下を防止するためにも乾燥機２１により短時間で廃棄物Ｈから水分を除去することが好ましい。ただし、比較的水分含有量の少ない廃棄物Ｈを処理するのであれば、自然乾燥もしくはそのまま熱分解炉２２への投入が可能であり、炭化物製造装置Ｘ１において破砕された廃棄物Ｈを乾燥機２１により乾燥させるか否かは任意である。
【００３４】
熱分解炉２２としては、例えば外熱式ロータリキルンが用いられる。この外熱式ロータリキルンは、回転可能に軸支された外筒と、外筒内に所定の隙間を隔てて設置された内筒とで構成され、内筒内を無酸素または酸素不足雰囲気に設定した状態で、上述の隙間内に燃焼ガスを供給することにより、内筒内に投入された廃棄物Ｈを間接加熱する。このとき、外筒及び内筒は、所定速度で回転しており、この回転によって内筒内の廃棄物Ｈは加熱されながら内筒内を転動するため、加熱ムラが生じるのを回避し、さらに転動による衝撃でより一層破砕される。
【００３５】
なお、熱分解炉２２としては、外熱式ロータリキルンに限定するものではなく、無酸素または酸素不足雰囲気において廃棄物Ｈを加熱できる各種のものが適用できる。例えば、筒状体の内側空間に複数のパイプを配置してこれに燃焼ガスを流すことにより筒状体内部を加熱するタイプなどいわゆる連続処理式タイプや、燃焼炉を用いて所定量の廃棄物づつ加熱するいわゆるバッチ式タイプのものであってもよい。
【００３６】
廃棄物Ｈは、無酸素または酸素不足雰囲気で加熱されることにより、可燃性の熱分解ガスＳと炭化物Ｔとに熱分解される。なお、廃棄物Ｈ中には、塩化ビニル等の有機系塩素と、塩化ナトリウム等の無機系塩素とがおよそ半々の割合で存在することを上述した。そして、有機系塩素のうち８０〜９０％は塩化水素として熱分解ガスＳに含まれ、一方無機系塩素は、加熱処理後も分解せずに炭化物Ｔの中に大部分が残った状態となっている。
【００３７】
熱分解炉２２から排出された炭化物Ｔは、選別装置２３に送られて不燃物が除去されてから貯留槽Ｗに送られて貯留される。選別装置２３は、廃棄物Ｈに混入しているアルミ缶や鉄缶，ガレキ，金属線などの不燃物を炭化物Ｔから取り除くものである。選別装置２３の構成としては、例えば所定の隙間を持つ選別部分の上に炭化物Ｔを供給し、熱分解によって炭化した炭化物Ｔを隙間から下方に落とす一方、アルミ缶等の不燃物を隙間上に貯留させる構成のものが採用される。さらに、選別装置２３においては、除去された不燃物を有価金属ごとに選別させることも可能である。ただし、廃棄物Ｈ中に不燃物がないことが明らかであれば選別装置２３は必ずしも必要ではない。
【００３８】
熱分解炉２２から排出された熱分解ガスＳは、ガス処理装置２４に送られる。ガス処理装置２４は、熱分解ガスＳ中に混入している微粉状の炭化物Ｔ１を除去するための集じん器（例えばサイクロンなど）を備えている。さらに、ガス処理装置２４として、熱分解ガスＳ及びその油成分を分離除去する機能などを付加することも可能である。なお、分離された油成分は、バーナ等の各種燃料として用いられる。
【００３９】
ガス処理装置２４は、廃棄物Ｈの質変動による下流装置の影響をやわらげるバッファ的な役割を持ち、熱分解ガスＳ中に混入している微粉状の炭化物Ｔを分離してから熱分解ガスＳを燃焼させるため、熱分解ガスＳの燃焼時に炭化物Ｔが影響を与えることを回避できる。また、ガス処理装置２４で取り出された炭化物Ｔ１は、実質的に炭化物Ｔと同じものであり、選別装置２３からの炭化物Ｔと合流させることにより熱分解炉２２で生成された炭化物Ｔを効率よく取り出すことができるようにしている。ただし、ガス処理装置２４の設置は任意であり、下流の燃焼装置２５が微粉状の炭化物Ｔ１の混入や廃棄物Ｈの質変動を許容できるものであれば、必ずしも必要ではない。
【００４０】
ガス処理装置２４で処理された熱分解ガスＳは、燃焼装置２５に送られて燃焼されて燃焼ガス（熱風）を発生する。燃焼装置２５は、熱分解ガスＳをバーナにより燃焼して燃焼ガスＧを発生させるものであり、この燃焼ガスＧは、熱分解炉２２に供給されて廃棄物Ｈを加熱するための熱源となる。なお、熱分解炉２２の熱源として必要な量以外の燃焼ガスＧは、余剰ガスＩとして熱分解炉２２には送られず、熱分解炉２２から排出された燃焼ガスＧと合流させる。この余剰ガスＩと合流された燃焼ガスＧは、乾燥機２１や炭化物乾燥装置Ｙ等の熱源として用いられる。これにより炭化物乾燥装置Ｙ等の装置の熱源が不要となり、システムのコストを低減できる。ただし、燃焼ガスＧを乾燥機２１や炭化物乾燥装置Ｙ等の熱源として用いずに、下流の塩素除去装置２６へ送るようにしてもよい。
【００４１】
また、熱分解ガスＳの有機系塩素は、燃焼後に塩化水素となって燃焼ガスＧに含まれるため、この燃焼ガスＧを熱分解炉２２に供給したのでは熱分解炉２２の腐食など劣化の原因となる。従って、燃焼装置２５の下流側に熱交換器を設置し、燃焼ガスＧと例えば空気とを熱交換器により熱交換し、加熱された空気を熱分解炉２２に供給してもよい。これにより熱分解炉２２は塩素分による影響を受けないようにすることができる。なお熱分解炉２２から排出された空気は大気に放出される。
【００４２】
ただし、燃焼ガスＧとの熱交換の対象として空気に限定するものではなく、例えばオイル等の流体を用いてもよい。この場合、熱交換器により加熱されたオイル等を熱分解炉２２へ供給し、また熱分解炉２２から排出されたオイル等は熱交換器へ送って再度燃焼ガスＧと熱交換して熱分解炉２２へ送られるといった流体の循環経路を形成してもよい。
【００４３】
熱分解炉２２から排出された燃焼ガスＧ及び余剰ガスＩは、塩素除去装置２６に送られる。燃焼ガスＧ及び余剰ガスＩ（以下、燃焼ガスＧ等という。）は、有機系塩素の８０〜９０％を含んでいるため、そのままでは大気に放出することができない。塩素除去装置２６は、消石灰投入装置２７や、サイクロンなどの集じん器２８、ガス冷塔（図示せず）などを備え、消石灰投入装置２７で燃焼ガスＧ等に消石灰を加えることにより塩素分を塩化カルシウムとし、これを下流の集じん器２８で捕集して燃焼ガスＧ等から塩素分を除去する。
【００４４】
ただし、塩素除去装置２６は、これに限定するものではなく、燃焼ガスＧ等から塩素分を除去できる各種の装置が適用される。なお、塩素除去装置２６により塩素分が除去された燃焼ガスＧ等は、排ガス規制等に適合するように脱硝装置２９などで処理されてから大気中に放出される。また、後述する炭化物乾燥装置Ｙに備えるガス処理装置４４や炭化物燃焼装置Ｚに備える排ガス処理装置５１が脱塩素機能を有している場合は、燃焼ガスＧ等を直接ガス処理装置４４や排ガス処理装置５１に送り、ここで塩素を除去してから大気に放出してもよい。これにより、塩素除去装置２６が不要となり、システムの簡略化が図られ、コストを低減できる。
【００４５】
なお、熱分解ガスＳに含有された有機系塩素を除去して、この有機系塩素が除去された熱分解ガスＳを炭化物燃焼装置Ｚに備えられる事業用ボイラ５０の熱源として用いても良い。このように、熱分解ガスＳを事業用ボイラ５０の熱源として用いることによってコストを削減することができる。
【００４６】
そして、図２に示す炭化物製造装置Ｘ１で製造された炭化物Ｔ（炭化物Ｔ１を含む）は、貯留槽Ｗから所定量づつ取り出されて図１に示す炭素処理装置１に送られる。
【００４７】
図３は、炭化物製造装置Ｘ２のフロー図であり、実線矢印は固形物の流れ、点線矢印は気体の流れを表している。廃棄物Ｈは、図２に示した炭化物製造装置Ｘ１と同様に破砕機２０に投入され、後述するガス化炉３３での熱交換率を向上させるために、例えば１５０ｍｍ以下に破砕される。そして、破砕された廃棄物Ｈは、乾燥機２１で乾燥されていからガス化炉３３に送られる。ただし、後述のようにガス火炉３３として流動床を用いるタイプでは、投入された廃棄物Ｈに対して用意に水分を蒸発させることができるため、廃棄物Ｈを予め乾燥させたところで、それほどガス化効率の向上が期待できない。したがって、破砕された廃棄物Ｈを乾燥機２１によって乾燥させるか否かは任意である。
【００４８】
ガス化炉３３としては、流動床を用いるタイプが用いられる。これは、炉体内において空気分散板からの空気により砂等のベッド材を流動させて流動床を形成し、灼熱した流動床へ廃棄物Ｈを投入することによりベッド材とともに流動させつつ、空気分散板から送入した空気により燃焼させるものである。そして、炉体内への空気供給量として例えば空気比を０．３〜０．５程度（通常燃焼が１．７〜１．８程度）とし、廃棄物Ｈを部分燃焼（不完全燃焼）させ、一酸化炭素などの可燃性のガス化ガスＢと、炭化物Ｔとを生成する。なお、このガス化炉３３は、廃棄物Ｈが部分燃焼する熱により流動床を連続的に加熱しているため、熱源は不要である。また、ガス化炉３３としては、流動床を用いるタイプに限定するものではなく、廃棄物Ｈを部分燃焼できる各種燃焼炉が適用できる。
【００４９】
そして、ガス化炉３３は、ガス化ガスＢ及び炭化物Ｔを生成しつつガス化ガスＢを排出する。このとき、炭化物Ｔはベッド材とともに流動することでさらに破砕されて微粉状となっており、この微粉状の炭化物Ｔはガス化ガスＢの流れに混入する状態でガス化ガスＢとともに排出される。なお、ガス化ガスＢ中には、廃棄物Ｈに含んでいた有機系塩素の約９０％が塩化水素として含まれ、残りの有機系塩素及び無機系塩素は、部分燃焼後も分解せずに炭化物Ｔの中に残った状態となっている。また、廃棄物Ｈに混入しているアルミ缶などの不燃物は、ガス化炉３３にそのまま投入され、流動床とともに流動しながら滞留し、ベッド材の排出とともに炉体から排出される。
【００５０】
ガス化炉３３から排出されたガス化ガスＢは、分離装置３４に送られる。分離装置３４は、例えばサイクロンなどの集じん器によりガス化ガスＢに混入している微粉状の炭化物Ｔを分離する。分離装置３４で分離された炭化物Ｔは、貯留槽Ｗに送られて貯留される。なお、分離装置３４としては、ガス化ガスＢ中から油成分を分離除去する機能などを付加することも可能である。分離された油成分は、バーナ等の各種燃料として用いられる。
【００５１】
分離装置３４を経たガス化ガスＢは、バーナ等と備える燃焼炉３５に送られて燃焼され燃焼ガス（熱風）Ｇを発生する。燃焼ガスＧは、乾燥機２１、炭化物乾燥装置Ｙ等の熱源として用いられることにより、システムのコストを低減できる。ただし、燃焼ガスＧを炭化物乾燥装置Ｙ等の熱源として用いずに、バイパスを介して下流の塩素除去装置３６へ送るようにしてもよい。なお、ガス化炉３３は熱源を必要としないが、燃焼ガスＧをガス化炉３３に供給して流動床を加熱するための熱源として用いてもよい。
【００５２】
燃焼ガスＧは、消石灰投入装置３７やサイクロンなどの集じん器３８及びガス冷塔（図示せず）などを備えた塩素除去装置３６に送られる。塩素除去装置３６は、消石灰投入装置３７で燃焼ガスＧに消石灰を加えることにより塩素分を塩化カルシウムとし、これを下流の集じん器３８で捕集して燃焼ガスＧから塩素分を除去する。ただし、塩素除去装置３６は、これに限定するものではなく、燃焼ガスＧから塩素分を除去できる各種の装置が適用される。なお、塩素分が除去された燃焼ガスＧは、排ガス規制等に適合するように脱硝装置３９などで処理されてから大気中に放出される。
【００５３】
なお、ガス化ガスＢに含有された有機系塩素を除去して、この有機系塩素が除去されたガス化ガスＢを炭化物燃焼装置Ｚに備えられる事業用ボイラ５０の熱源として用いても良い。このように、ガス化ガスＢを事業用ボイラ５０の熱源として用いることによってコストを削減することができる。
【００５４】
そして、図３に示す炭化物製造装置Ｘ２で製造された炭化物Ｔは、貯留槽Ｗから所定量づつ取り出されて図１に示す炭素処理装置１に送られる。
【００５５】
図４は、炭化物乾燥装置Ｙのフロー図であり、実線矢印は固形物の流れ、点線矢印は気体の流れを表している。この図に示すように、炭素処理装置１から排出された脱塩素炭化物Ｋは、一時的にホッパ４０に貯蓄され、その後所定量づつ熱風によって圧送されることによって解砕機４１に投入される。この熱風としては、上述のように、燃焼ガスＧ等を利用することができる。
【００５６】
そして、脱塩素化物Ｋは、解砕機４１によってさらに微粉末化された後に、熱風によってさらにサイクロン４２まで圧送される。ただし、炭化物処理装置１から排出された脱塩素炭化物Ｋが十分に微粉末化されている場合には、必ずしも解砕機４１を設置する必要はない。
【００５７】
このように、サイクロン４２まで、熱風によって圧送されてきた脱塩素炭化物Ｋは、圧送過程において熱風の熱によって付着した溶液が蒸発され乾燥される。そして、サイクロン４２によって熱風と脱塩素炭化物Ｋとが分離される。サイクロン４２において分離された熱風は、集じん器４３を介して自らに残存する脱塩素炭化物Ｋの微粒子を除去された後に、溶液が蒸発することによって生成される有毒ガスを除去するガス処理装置４４を介して大気開放される。なお、ガス処理装置４４としては、溶液として硝酸を用いた場合には、熱風に含まれるＮＯｘを除去する脱硝装置が用いられ、溶液として硝酸を用いた場合には、熱風に含まれるＳＯｘを除去する脱硫装置等が用いられる。ただし、溶液によっては、熱風中に有毒ガスが含まれることがないので、この場合には、ガス処理装置４４を設ける必要はない。
【００５８】
また、サイクロン４２によって分離された脱塩素炭化物Ｋ及び集じん器４３によって捕集された脱塩素炭化物Ｋの微粒子は、例えば上述のホッパ９に投入され貯蓄される。なお、脱塩素炭化物Ｋ及び脱塩素炭化物Ｋの微粒子が一度熱風に圧送されただけでは、完全に乾燥できないような場合には、図示するように、サイクロン４２によって分離された脱塩素炭化物Ｋ及び集じん器４３によって捕集された脱塩素炭化物Ｋの微粒子を再び熱風によって圧送しても良い。
【００５９】
このようにしてホッパ９等において貯蓄される脱塩素炭化物Ｋ（脱塩素炭化物Ｋの微粒子を含む）は、適宜、炭化物燃焼装置Ｚに投入される。
【００６０】
図５は、炭化物燃焼装置Ｚのフロー図であり、実線矢印は固形物の流れ、点線矢印は気体の流れを表している。炭化物燃焼装置Ｚは、いわゆる火力発電装置であって、石炭焚きの事業用ボイラ５０、排ガス処理装置５１によって概略構成される。そして、事業用ボイラ５０としては、例えば微粉炭焚ボイラ、ストーカ焚ボイラ、流動床ボイラ等があり、いずれも石炭を燃料とするものである。
【００６１】
微粉炭焚ボイラは、微粉末状の石炭を１次空気によりバーナから炉内へ吹き込んで浮遊燃焼させる方式を採用しており、燃焼ガスの滞留時間を長くとり未燃分が低く、高い燃焼効率を実現できる。
ストーカ焚ボイラは、石炭を散布機により火格子上に散布する方式を採用しており、浮遊中に乾燥されながら燃えつつある石炭上に新たな石炭を薄く広く散布することにより、容易に着火、燃焼し、着火しにくい石炭での比較的安定した燃焼が得られる。
流動床ボイラは、燃焼炉の下部に設置した空気散布板から送入した空気によって灼熱された砂（ベッド材）を炉内で流動させて流動床を形成し、この流動床に投入された燃料を瞬時に乾燥・着火する方式を採用しており、ベッド材の流動と長い滞留時間により効率よく燃焼させ、低品位炭をはじめ全炭種を焚くことができる。
【００６２】
これら事業用ボイラ５０は、燃焼によって生じた蒸気により蒸気タービン（図示せず）を回転させ、この蒸気タービンに接続された発電機（図示せず）により発電を実施するものである。なお、事業用ボイラ５０から排出された排ガスは排ガス処理装置５１によって処理されてから大気に放出される。排ガス処理装置５１は、例えばガス冷塔，サイクロンなどの集じん器，乾式アンモニア接触還元法を採用する脱硝装置，高温乾式や湿式による石灰石石膏法を採用する脱硫装置などにより構成される。この排ガス処理装置５１によって分離されたダスト（石炭灰）は各種再利用される。
【００６３】
そして、図１に示す一連の処理により生成された脱塩素化炭化物Ｋを石炭Ｃに混合することにより、脱塩素化炭化物Ｋは石炭Ｃと同様に事業用ボイラ５０で燃焼されて処理される。このとき、脱塩素化炭化物Ｋは、図１に示す処理で、有機系塩素を十分に除去され、さらに無機系塩素も脱塩素炭化物Ｋに対する含有率が０．１％以下となるので、事業用ボイラ５０等の腐食が防止される。
【００６４】
このような、本第１実施形態に係る炭化物処理装置１によれば、酸性あるいはアルカリ性の溶液によって炭化物Ｔを洗浄することによって、脱塩素炭化物Ｋに含有される無機系塩素の含有率を０．１％以下とすることができるので、事業用ボイラ５０等の腐食を防止することが可能となる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る炭化物処理装置の第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本第２実施形態においては、上記第１実施形態と同様のものには同一の符号を付し、上記第１実施形態と異なる部分について説明する。なお、上記第１実施形態と異なる部分は、図１における廃棄物処理システムの炭化物処理装置１及び溶液分離装置２との代わりに、当該炭化物処理装置１及び溶液分離装置２の両方の機能を有する炭化処理装置６０を設置した部分である。
【００６６】
図６は、本第２実施形態に係る炭化物処理装置６０の概略全体構成図である。この図に示すように、炭化物処理装置６０は、炭化物製造装置Ｘ１，Ｘ２あるいは粉砕機３から排出された炭化物Ｔを紙面左側から右側に向けて搬送するベルトコンベア６１と、酸性あるいはアルカリ性の溶液を貯留する貯留槽６２と、当該貯留槽６２に貯留された溶液をベルトコンベア６１の上方から炭化物Ｔに対して噴射することによって炭化物Ｔを洗浄する噴射装置６３とを備えている。なお、本第２実施形態において、本発明に係る洗浄装置は、貯留槽６２と噴射装置６３とから構成されている。
【００６７】
ベルトコンベア６１のベルト部は、上方から噴射された溶液を透過させるような濾布から形成されている。そして、炭化物Ｔは、このようなベルトコンベア６１に搬送される過程において、溶液を噴射装置６３から噴射されることによって、洗浄され脱塩素炭化物Ｋとなる。
【００６８】
噴射装置６３は、ベルトコンベア６１の上流側に配される噴射ノズル６３ａと、下流側に配される噴出ノズル６３ｂとを備えている。
この噴出ノズル６３ａは、貯留槽６２から所定量の溶液を排出するポンプ６３ｃと接続されている。噴出ノズル６３ａ及びベルトコンベア６１の下方には、溶液を吸引することによって炭化物Ｔ（脱塩素炭化物Ｋ）と溶液とを分離する吸引装置６３ｄが配されており、この吸引装置６３ｄは、当該吸引装置６３ｄにおいて吸引された溶液を貯留するタンク６３ｅと接続されている。
噴出ノズル６３ｂは、タンク６３ｅに貯留された溶液を排出するポンプ６３ｆと接続されている。噴出ノズル６３ｂ及びベルトコンベア６１の下方には吸引装置６３ｇが配されており、この吸引装置６３ｇは、は当該吸引装置６３ｇにおいて吸引された溶液を貯留するタンク６３ｈと接続されている。タンク６３ｈには、当該タンク６３ｈに貯留された溶液を所定量分だけベルトコンベア６１より前段の炭化物Ｔに混合し、残りの溶液を廃水として上記第１実施形態に示した循環経路６に排出するためのポンプ６３ｉが接続されている。そして、噴射ノズル６３ｂより前段には、さらに吸引装置６３ｊがベルトコンベア６１の下方に配されている。この吸引装置６３ｊは、当該吸引装置６３ｊにおいて吸引された溶液を貯留するタンク６３ｋと接続されている。そして、このタンク６３ｋは、当該タンク６３ｋに貯留された溶液を循環経路６に排出するためのポンプ６３ｌと接続されている。
【００６９】
このように構成された炭化物処理装置６０において、貯留槽６２に貯留された酸性あるいはアルカリ性の溶液は、まずポンプ６３ｃを介して噴射ノズル６３ａからベルトコンベア６１上の炭化物Ｔに向けて噴射される。そして、溶液は、炭化物Ｔに含有される無機系塩素及び有機系塩素を除去した後、吸引装置６３ｄ、タンク６３ｅ及びポンプ６３ｆを介して、噴射ノズル６３ｂから再びベルトコンベア６１上の炭化物Ｔに向けて噴射される。その後溶液は、吸引装置６３ｇ、タンク６３ｈ及びポンプ６３ｉを介して、所定量がベルトコンベア６１より前段の炭化物Ｔに混合され、残りが廃水として循環経路６に排出される。炭化物Ｔに混合された溶液は、炭化物Ｔと共にベルトコンベア６１上に排出され、吸引装置６３ｊによって吸引される。そして、溶液は、タンク６３ｋ及びポンプ６３ｌを介して上記廃水と合流されることによって循環経路６に排出される。
【００７０】
そして、炭化物Ｔは、上述の過程において複数箇所において溶液によって洗浄され脱塩素炭化物Ｋとされる。その後、脱塩素炭化物Ｋは、ベルトコンベア６１の下流側から排出され、上記第１実施形態において示したホッパ４０に投入される。
【００７１】
このような本第２実施形態に係る炭化物処理装置６０による炭化物処理方法によれば、上記第１実施形態に係る炭化物処理装置１と同様の効果を奏すると共に、複数箇所において溶液が炭化物Ｔに対して噴射されるので、短時間で炭化物Ｔに含有される無機物系塩素の含有率を０．１％以下とすることができる。なお、ベルトコンベア６１の上流側に噴射ノズル６３ａを配し、下流側に噴出ノズル６３ｂを配したのは、最後に炭化物Ｔに噴射される溶液を１番純度の高い状態とするためである。これによって、脱塩素炭化物Ｋに付着した溶液中に含有される無機系塩素及び有機系塩素を最小限にすることができる。
【００７２】
また、本第２実施形態に係る炭化物処理装置６０によれば、装置内において、溶液と脱塩素炭化物Ｋとが分離されるために、上記第１実施形態において示した溶液分離装置２を備える必要がなくなる。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る廃棄物処理方法及び装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７４】
例えば、上記第１及び第２実施形態において、炭化処理装置は、脱塩素炭化物Ｋを乾燥させるための炭化物乾燥装置Ｙを備えた。しかしながら、溶液分離器２あるいはベルトコンベア６１から排出される脱塩素炭化物Ｋがすでに十分な乾燥状態にある場合には、炭化物乾燥装置Ｙを備えなくとも良い。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、廃棄物を炭化することによって生成された炭化物から塩素分を除去する炭化物処理方法であって、上記炭化物を酸性あるいはアルカリ性の溶液で洗浄することによって、上記炭化物から上記塩素分を除去する塩素除去工程を有するので、廃棄物を炭化することによって生成された炭化物の無機系塩素の含有率を０．１％以下とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る炭化物処理装置１を備えた廃棄物処理システムのフロー図である。
【図２】炭化物製造装置Ｘ１の一例を示すフロー図である。
【図３】炭化物製造装置Ｘ２の一例を示すフロー図である。
【図４】炭化物乾燥装置Ｙの一例を示すフロー図である。
【図５】炭化物燃焼装置Ｚの一例を示すフロー図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る炭化物処理装置６０の概略全体構成図である。
【符号の説明】
１，６０……炭化物処理装置
１１……粉砕機
１２……貯留槽
１３……攪拌装置
２……溶液分離装置
６３……噴射装置
６３ａ，６３ｂ……噴射ノズル
Ｈ……廃棄物
Ｋ……脱塩素炭化物
Ｔ……炭化物
Ｘ１，Ｘ２……炭化物製造装置
Ｙ……炭化物乾燥装置
Ｚ……炭化物燃焼装置
【図１】
2005008662.tif 000003
【図２】
2005008662.tif 000004
【図３】
2005008662.tif 000005
【図４】
2005008662.tif 000006
【図５】
2005008662.tif 000007
【図６】
2005008662.tif 000008