(57)【要約】【課題】小型化が可能でしかも燃焼処理中にダイオキシン類および炭酸ガスを大気開放しない廃棄物の燃焼処理方法およびその装置を提供する。【解決手段】被燃焼物を納めたバッチ式燃焼炉内を不燃ガスで充填した状態にして燃焼処理を開始し、その後に排ガスを燃焼炉内から排気させてダイオキシン類の除去処理を行なう排ガス処理手段に導いて処理し、この処理がなされた排ガスをバッチ式燃焼炉内に帰還させることで、排ガスを処理系外に排出させることなく循環させるとともに、前記バッチ式燃焼炉内の不燃ガス充填状態を保持しつつ被燃焼物の燃焼処理を行なう燃焼処理法により解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被燃焼物を納めたバッチ式燃焼炉内を不燃ガスで充填し、不燃ガス充填状態において被燃焼物の燃焼処理を開始し、その後に燃焼過程で発生する燃焼ガスと前記不燃ガスとを含む排ガスを燃焼炉内から排気させてダイオキシン類の除去処理を行なう排ガス処理手段に導いて処理し、このダイオキシン類の除去処理がなされた排ガスを前記バッチ式燃焼炉内に帰還させ、前記排ガスを処理系外に排出させることなく循環させるとともに前記バッチ式燃焼炉内の不燃ガス充填状態を保持しつつ被燃焼物の燃焼処理を行なうことを特徴とする廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項２】
バッチ式燃焼炉内を減圧状態としたのちに、バッチ式燃焼炉内に不燃ガスを供給して充填する請求項１記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項３】
バッチ式燃焼炉内に加熱した不燃ガスを供給して充填する請求項１または２記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項４】
バッチ式燃焼炉外において、排ガスを熱交換器により冷却して気液分離して可液体成分を分離回収し、その可液成分を分離回収したのちの排ガスを再加熱して燃焼炉内に帰還させる請求項１〜３の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項５】
不燃ガスを不燃ガス発生装置にて発生させ、この不燃ガスを前記燃焼炉内に供給して充填し、かつ、充填完了後に、熱交換器に送気して排ガスを冷却するための冷却媒体として用いること請求項１〜４の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項６】
不燃ガスを熱交換器に送気する前に冷却する請求項５記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項７】
バッチ式燃焼炉外において、排ガス中の固体成分をろ過処理して分離除去したのち、燃焼炉内に帰還させることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項８】
バッチ式燃焼炉外において、排ガスを中和液に通して中和処理したのち、燃焼炉内に帰還させる請求項１〜７の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【請求項９】
被燃焼物の燃焼処理終了後に、冷却用不燃ガスをバッチ式燃焼炉内に段階的に供給して、燃焼炉内の不燃状態を保持したまま燃焼炉内の温度を順次低下させる請求項１〜８の何れか１項に記載の排気物の燃焼処理方法。
【請求項１０】
不燃ガスが充填された状態で炉内温度を上昇させて炉内の被燃焼物の燃焼処理を行なうことが可能なバッチ式燃焼炉と、燃焼過程で発生する燃焼ガスと不燃ガスとを含む排ガスを前記バッチ式燃焼炉から排出させる排気手段と、前記排気手段により排ガスが導かれ、その排ガス中のダイオキシン類を除去処理する排ガス処理手段と、この排ガス処理手段で処理された排ガスを前記バッチ式燃焼炉内に帰還させる排ガス帰還手段とを備えることを特徴とする廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１１】
バッチ式燃焼炉が、加熱手段が炉内壁面に沿って配置されている構造である請求項１０記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１２】
排ガス処理手段が、排ガスを冷却する熱交換器と、該冷却により液化される排ガス中の可液成分を分離回収する可液成分分離回収手段とを備える請求項１０または１１に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１３】
前記排ガス処理手段が、排ガス中の固形分を分離除去するろ過処理手段を備える請求項１０〜１２の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１４】
前記排ガス処理手段が、排ガスを中和液に接触させて中和処理する中和処理手段を備える請求項１０〜１３の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１５】
排ガス処理手段で処理された排ガスを、バッチ式燃焼炉内に帰還させる前に加熱する排ガス加熱手段を備える請求項１０〜１４の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１６】
バッチ式燃焼炉内に充填する不燃ガスを、充填前に予熱する不燃ガス予熱手段を備える請求項１０〜１５の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１７】
不燃ガスを発生させる不燃ガス発生装置と、不燃ガス発生装置で発生させた不燃ガスを、バッチ式燃焼炉内に供給する不燃ガス供給手段を備える請求項１０〜１６の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１８】
不燃ガスを発生させる不燃ガス発生装置と、不燃ガス発生装置で発生させた不燃ガスを、冷却用媒体として熱交換機に送気する冷却媒体送気体手段を備える請求項１２または１６記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項１９】
不燃ガスで発生させた不燃ガスを冷却する不燃ガス冷却手段を備える請求項１７または１８記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項２０】
前記バッチ式燃焼炉内を減圧する炉内減圧手段を備える請求項１０〜１９の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【請求項２１】
前記排ガス処理手段により処理された排ガスを脱臭処理する脱臭処理手段を備える請求項１０〜２０の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の燃焼処理方法およびそれに用いる燃焼処理装置に関する。特には、不燃ガスを炉内に充填させた状態で燃焼処理を行なう廃棄物の燃焼処理方法およびそれに用いる燃焼処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の燃焼処理方法としては、焼却炉内に順次廃棄物と可燃ガスとを供給し、炉内に火炎を発生せしめて廃棄物の焼却処理を行なう方法が知られている。この方法は多量の排ガスが発生するため大規模な排ガス処理装置を要する。
【０００３】
一方、廃棄物の燃焼処理分野では、燃焼過程で有害物質であるダイオキシンが発生し、排ガスとともに大気開放されるという問題があったが、近年、廃棄物を高温かつ短時間で焼却処理することによりその発生が抑制されることが知見され、また、排気ガス処理装置の性能向上も図られたことにより、このダイオキシン問題は改善されつつある。
【特許文献１】特開２００４− ０７７０１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、高温かつ短時間焼却処理を達成するには、可燃ガスの高速供給装置、耐久性の極めて高い燃焼炉、大規模な排ガス処理装置、これらをコントロールする高度な制御機器などの装置を要する。いわゆるゴミ焼却施設など大規模な廃棄物焼却設備では採用しやすいが、小規模から中規模の焼却設備ではコスト面や設置面積の点から採用し難い。
【０００５】
他方、装置の規模に関係なく、近年、処理後に排出される排ガス中に含まれる排気ガス中に含まれる炭酸ガスによって引き起こされる地球温暖化等の問題が新たに生じており、この改善が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、ダイオキシン等の有害物質の排出を抑制しつつ炭酸ガスの排出をも抑制し、しかも処理装置の小型化を実現せしめる廃棄物の燃焼処理方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した各請求項記載の発明およびそれに対応する個々の発明の作用効果は上次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
被燃焼物を納めたバッチ式燃焼炉内を不燃ガスで充填し、不燃ガス充填状態において被燃焼物の燃焼処理を開始し、その後に燃焼過程で発生する燃焼ガスと前記不燃ガスとを含む排ガスを燃焼炉内から排気させてダイオキシン類の除去処理を行なう排ガス処理手段に導いて処理し、このダイオキシン類の除去処理がなされた排ガスを前記バッチ式燃焼炉内に帰還させ、前記排ガスを処理系外に排出させることなく循環させるとともに、前記バッチ式燃焼炉内の不燃ガス充填状態を保持しつつ被燃焼物の燃焼処理を行なうことを特徴とする廃棄物の燃焼処理方法。
【０００８】
（請求項１記載の発明の作用効果）
不燃ガス充填下で被燃焼物の燃焼処理を行なうので可燃ガスを供給する場合と比較して排ガス量が少ない。また、不燃ガス充填下で燃焼処理を行うので、燃焼処理時、ダイオキシンが生成される化学合成反応が抑制される。さらに、排ガスを排ガス処理手段で処理したのち燃焼炉内に帰還させるので、炭酸ガスやダイオキシン類などを含む排ガス大気開放されることがない。しかも、排ガスが燃焼炉と排ガス処理手段と燃焼炉の順に循環するので、燃焼処理中に排ガスが何度も排ガス処理手段に導かれて処理される。
【０００９】
＜請求項２記載の発明＞
バッチ式燃焼炉内を減圧状態としたのちに、バッチ式燃焼炉内に不燃ガスを供給して充填する請求項１記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００１０】
（請求項２記載の発明の作用効果）
不燃ガスを連続的に供給して炉内空気と置換させる場合と比較して、不燃ガスを短時間で充填することができる。また、炉内の不燃ガス充填率も高められる。
【００１１】
＜請求項３記載の発明＞
バッチ式燃焼炉内に加熱した不燃ガスを供給して充填する請求項１または２記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００１２】
（請求項３記載の発明の作用効果）
燃焼処理のさいに不燃ガスの加熱に要せられる時間を短縮でき、もって燃焼処理時間を短縮することができる。
【００１３】
＜請求項４記載の発明＞
バッチ式燃焼炉外において、排ガスを熱交換器により冷却して気液分離して可液体成分を分離回収し、その可液成分を分離回収したのちの排ガスを再加熱して燃焼炉内に帰還させる請求項１〜３の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００１４】
（請求項４記載の発明の作用効果）
排ガス中に含まれる冷却によって可液可能成分中のダイオキシン類およびそのほか有害物質の除去処理がなされ、かかる成分を含まない排ガスをバッチ式燃焼炉に帰還せしめることができるようになる。また、燃焼過程で発生した水蒸気が水分として分離回収され、帰還せしめる排ガス量を減少させることができる。
【００１５】
＜請求項５記載の発明＞
不燃ガスを不燃ガス発生装置にて発生させ、この不燃ガスを前記燃焼炉内に供給して充填し、かつ、充填完了後に、熱交換器に送気して排ガスを冷却するための冷却媒体として用いること請求項１〜４の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００１６】
（請求項５記載の発明の作用効果）
不燃ガス装置で発生させた不燃ガスをバッチ式燃焼炉内に充填する充填用不燃ガスと冷却媒体として使用するので装置を簡易かつ小型化することができる。
【００１７】
＜請求項６記載の発明＞
不燃ガスを熱交換器に送気する前に冷却する請求項５記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００１８】
（請求項６記載の発明の作用効果）
熱交換器における排ガスの冷却効果が高められ、もって排ガス中の水分回収量およびダイオキシン類およびそのほか有害物質の回収量を増加させることができる。
【００１９】
＜請求項７記載の発明＞
バッチ式燃焼炉外において、排ガス中の固体成分をろ過処理して分離除去したのち、燃焼炉内に帰還させることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００２０】
（請求項７記載の発明の作用効果）
粉塵等の固体成分が除去された清浄な排ガスがバッチ式燃焼炉に帰還せしめられるので排ガス循環系内路の詰まり防止が図られるとともに、固体成分中に含まれるあるいは固体成分に付着したダイオキシン類やその他の有害物質を除去することができる。
【００２１】
＜請求項８記載の発明＞
バッチ式燃焼炉外において、排ガスを中和液に通して中和処理したのち、燃焼炉内に帰還させる請求項１〜７の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理方法。
【００２２】
（請求項８記載の発明の作用効果）
排ガス中に含まれる中和処理により除去可能なダイオキシン類およびその他の有害物質を分離除去することができる。また、炭酸ガスも中和処理によって分離除去することができる。
【００２３】
＜請求項９記載の発明＞
被燃焼物の燃焼処理終了後に、冷却用不燃ガスをバッチ式燃焼炉内に段階的に供給して、燃焼炉内の不燃状態を保持したまま燃焼炉内の温度を順次低下させる請求項１〜８の何れか１項に記載の排気物の燃焼処理方法。
【００２４】
（請求項９記載の発明の作用効果）
バッチ式燃焼炉内の温度を段階的に低下させることとしたので、燃焼炉内の急激な冷却による燃焼処理物が液化（タール化）による燃焼炉内の汚染を防止しつつ、ダイオキシン類の再合成がなされない程度の迅速な燃焼炉の冷却を行うことができる。そして、燃焼処理後、早期に燃焼物を炉外に排出でき、もって１回の処理時間が早められる。
【００２５】
＜請求項１０記載の発明＞
不燃ガスが充填された状態で炉内温度を上昇させて炉内の被燃焼物の燃焼処理を行なうことが可能なバッチ式燃焼炉と、燃焼過程で発生する燃焼ガスと不燃ガスとを含む排ガスを前記バッチ式燃焼炉から排出させる排気手段と、前記排気手段により排ガスが導かれ、その排ガス中のダイオキシン類を除去処理する排ガス処理手段と、この排ガス処理手段で処理された排ガスを前記バッチ式燃焼炉内に帰還させる排ガス帰還手段とを備えることを特徴とする廃棄物の燃焼処理装置。
【００２６】
（請求項１０記載の発明の作用効果）
不燃ガス充填下で被燃焼物の燃焼処理を行なうことができ、可燃ガスを供給する場合と比較して排ガス量が少なくすることができる。また、排ガスを排ガス処理手段に導いて処理したのち燃焼炉内に帰還させることができ、炭酸ガスやダイオキシン類などを含む排ガス大気開放することなく排ガス処理ができる。しかも、排ガスが燃焼炉と排ガス処理手段と燃焼炉の順に循環させることができ、燃焼処理中に排ガスを何度も排ガス処理手段で処理することができる。
【００２７】
＜請求項１１記載の発明＞
バッチ式燃焼炉が、加熱手段が炉内壁面に沿って配置されている構造である請求項１０記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００２８】
（請求項１１記載の発明の作用効果）
簡易に不燃ガスを充填した状態で炉内温度を上昇させて炉内に格納した被燃焼物の燃焼処理を行なうことができる。
【００２９】
＜請求項１２記載の発明＞
排ガス処理手段が、排ガスを冷却する熱交換器と、該冷却により液化される排ガス中の可液成分を分離回収する可液成分分離回収手段とを備える請求項１０または１１に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００３０】
（請求項１２記載の発明の作用効果）
排ガス中に含まれる冷却によって可液可能成分中のダイオキシン類およびそのほか有害物質の除去処理を行なうことができる。
【００３１】
＜請求項１３記載の発明＞
前記排ガス処理手段が、排ガス中の固形分を分離除去するろ過処理手段を備える請求項１０〜１２の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００３２】
（請求項１３記載の発明の作用効果）
粉塵等の固体成分の除去を行なうことができ、その後段の排ガス循環系内路の詰まり防止が図られるとともに、固体成分中に含まれるあるいは固体成分に付着したダイオキシン類やその他の有害物質も除去することができる。
【００３３】
＜請求項１４記載の発明＞
前記排ガス処理手段が、排ガスを中和液に接触させて中和処理する中和処理手段を備える請求項１０〜１３の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００３４】
（請求項１４記載の発明の作用効果）
排ガス中に含まれる中和処理により除去可能なダイオキシン類およびその他の有害物質を分離除去することができる。また、炭酸ガスも中和処理によって分離除去することができる。
【００３５】
＜請求項１５記載の発明＞
排ガス処理手段で処理された排ガスを、バッチ式燃焼炉内に帰還させる前に加熱する排ガス加熱手段を備える請求項１０〜１４の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００３６】
（請求項１５記載の発明の作用効果）
燃焼炉外に排出された排ガスは温度低下するが、本手段を講じることにより排ガス循環に伴う燃焼炉内の温度低下が防止される。
【００３７】
＜請求項１６記載の発明＞
バッチ式燃焼炉内に充填する不燃ガスを、充填前に予熱する不燃ガス予熱手段を備える請求項１０〜１５の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００３８】
（請求項１６記載の発明の作用効果）
バッチ式燃焼炉内に充填する不燃ガスの温度を高めることができる。このため燃焼処理開始時に不燃ガスの加熱に要せられる時間が短縮され、もって燃焼処理時間を短縮することができる。
【００３９】
＜請求項１７記載の発明＞
不燃ガスを発生させる不燃ガス発生装置と、不燃ガス発生装置で発生させた不燃ガスを、バッチ式燃焼炉内に供給する不燃ガス供給手段を備える請求項１０〜１６の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００４０】
（請求項１７記載の発明の作用効果）
バッチ式燃焼炉を採用する本発明においては、１回の燃焼処理毎に燃焼炉内に不燃ガスを充填する必要が生ずるが、本手段を講じることにより必要時に必要分の不燃ガスを簡易かつ容易に供給することが可能となる。
【００４１】
＜請求項１８記載の発明＞
不燃ガスを発生させる不燃ガス発生装置と、不燃ガス発生装置で発生させた不燃ガスを、冷却用媒体として熱交換機に送気する冷却媒体送気体手段を備える請求項１２または１６記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００４２】
（請求項１８記載の発明の作用効果）
バッチ式燃焼炉に供給する不燃ガス発生装置と、熱交換器に送気する不燃ガスとを同一にすることができ装置を小型にすることができる。
【００４３】
＜請求項１９記載の発明＞
不燃ガスで発生させた不燃ガスを冷却する不燃ガス冷却手段を備える請求項１７または１８記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００４４】
（請求項１９記載の発明の作用効果）
燃焼処理完了後に燃焼炉内に冷却した不燃ガスを供給することができ、炉内温度を迅速に低下させて１回の処理時間を短時間とすることができるほか、急速な炉内冷却により、炉内予熱によって生ずるダイオキシン類の合成を防止することができる。また、熱交換器に冷却した不燃ガスを送気することもでき、排ガスの冷却効率を高めることができる。
【００４５】
＜請求項２０記載の発明＞
前記バッチ式燃焼炉内を減圧する炉内減圧手段を備える請求項１０〜１９の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００４６】
（請求項２０記載の発明の作用効果）
燃焼炉内を減圧した状態で不燃ガスを供給することができ、もって短時間で不燃ガスの充填をすることができるようになる。また、これにともない炉内の不燃ガス充填率も高めることができる。
【００４７】
＜請求項２１記載の発明＞
前記排ガス処理手段により処理された排ガスを脱臭処理する脱臭処理手段を備える請求項１０〜２０の何れか１項に記載の廃棄物の燃焼処理装置。
【００４８】
（請求項２１記載の発明の作用効果）
排ガスの脱臭を行なうことができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれは、バッチ式燃焼炉を用いこれに不燃ガスを充填した状態で被燃焼物の燃焼処理を行なう。したがって、可燃ガスの燃焼により生ずる排ガスというものがほとんどなく、従来の可燃ガスを燃焼炉内に供給しつつ火炎を発生せしめて被燃焼物の焼却処理をおこなう従来装置あるいは方法と比較して、燃焼処理過程で発生する排ガス量が格段に少ない。そして、このように排ガス発生量が少ないことから、燃焼炉、排ガス処理を小型化することができ、もって小規模の燃焼処理装置を構築することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明にいう燃焼とは、燃焼炉内あるいは排ガス経路内にある気体中の酸素と被燃焼物との酸化反応をいうのではなく、加熱によって生ずる被燃焼物自体の酸化あるいは被燃焼物中にその構成物質として存在する酸素と他の構成物質と酸化反応をいい、炭化をも含む意味である。
【００５１】
他方、排ガス発生量が少ないことにより、燃焼炉外に排ガスを排出してダイオキシン類を分離除去処理したのちの排ガスが燃焼炉内に帰還せしめる循環系の排ガス処理系を小規模に構築することができる。また、かかる循環系であることから排ガスが処理系外に排出されることがなく、ダイオキシン類および炭酸ガスが大気開放されることがなく、これらに起因する大気汚染、地球温暖化が防止される。
【００５２】
他方、本発明では、燃焼処理中に排ガスが燃焼炉、排ガス処理手段、燃焼炉の順に循環するので、排ガスは何度も排ガス処理手段を通過して処理される。すなわち、本発明は、排ガス処理手段を複数設け多段するのと同様の効果を、一の排ガス処理手段で行なう。したがって、燃焼処理装置の小型化が可能となる。また、ダイオキシン類およびその他の有害物質の除去を確実なものとすることができる。
【００５３】
なお、本発明は、プラスチック等の可塑材、ＰＶＣ（可塑材を含む）、ＣＨ（Ｃｌ）、ＤＯＰ３０〜４０％（Ｃ6Ｈ6ベンゼン環を含む）、ＰＥ、ＣＨ2、ＰＰ、ＣＨ（ＣＨ3）、Ｎ2、Ｈ2Ｏ等を含む被燃焼物に対して特に効果的であるが、他の被燃焼物の燃焼処理に使用することもでき、対象物質は特に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照しながら以下に詳述する。なお、本発明は、本実施の形態（装置形態を含む）に限定されるものではない。
図１は、本発明にかかる被燃焼物の燃焼処理装置の例を示す概略図である。図１中、１はバッチ式燃焼炉（以下、単に燃焼炉と記載する。）、２は不燃ガス発生装置、３はプラグヒーター、４は排ガス冷却手段、５はろ過処理手段、６は中和処理槽を示し、また、ＬEXは排ガス経路、ＬG1〜ＬG3は不燃ガスを送気する送気路（図中破線で示される）を示し、各経路における矢印の方向はガス流れ方向を示す。
【００５５】
本発明の燃焼炉１はバッチ式であるので燃焼処理に先立って、まず燃焼炉内に被燃焼物を格納する。本装置例の燃焼炉１は、円筒形で上面に着脱自在な蓋体（図示されない）を備え、燃焼炉内壁面に沿って炉内温度を上昇させるためのシーズヒーター１０,１０…が設けられている。燃焼炉１の側部には燃焼過程で発生する燃焼ガスおよび不燃ガスを含む排ガスを燃焼炉外に排出するための排ガス排出口１２および排ガスを帰還させて再度燃焼炉内に供給するための排ガス供給口１３が設けられており、各口に配管が接続されて排ガス経路ＬEXを構成する。図示されないが、炉内には排ガス供給口１３から炉内底部近傍に向かって管路が配されおり排ガス供給口から供給された排ガスが炉内底部近傍に供給され炉内循環が好適になされるように構成されている。燃焼炉内への被燃焼物Ｘの格納および燃焼処理後の燃焼処理物の取り出しは、燃焼炉上面の蓋体を取り外して上面を開口させて行なう。被燃焼物Ｘは、昇降手段（図示されない）により昇降可能とされた多数の連通孔を備えるコンテナ１５に納めて、燃焼炉内に格納するように構成されており、被燃焼物Ｘの炉内への供給および燃焼後処理後の燃焼処理物の炉内からの取り出しが容易となっている。
【００５６】
被燃焼物Ｘをコンテナ１５ごと燃焼炉内に納め、蓋体により上燃焼炉の上面開口部の封をし、燃焼炉内を処理経路外と遮断したのち、燃焼処理を開始する前に不燃ガスＧFを燃焼炉内に供給して充填する。不燃ガスＧFは、不燃ガス発生装置２で連続的に発生させ、不燃ガス第１送気路ＬG1および排ガス経路ＬEXを介して排ガス供給口１３から供給される。不燃ガス充填時に燃焼炉内にはじめからあった他の気体は大気開放弁ＶEXの開放により処理経路外に排出可能とされている。なお、不燃ガスＧFは加熱して燃焼炉内に供給するのが望ましく、本装置例では、排ガス経路ＬEXの排ガス供給口１３の手前に設けられたプラグヒーター３により不燃ガスＧFを加熱可能としている。
【００５７】
不燃ガス発生装置２は、不燃ガスＧFとしての窒素を発生させる窒素発生装置２１と、エアコンプレッサー２２で構成されており、エアコンプレッサーから送られた空気Ａが窒素発生装置２１に送気され、この窒素発生装置２１で空気中の窒素を分離して、当該分離された窒素が不燃ガスＧFとして送気される。なお、本装置例では、第１送気路ＬG1および排ガス経路ＬEXを介して、燃焼炉１に不燃ガスＧFを供給するように構成しているが、燃焼炉に排ガス供給口とは別途に不燃ガス供給口を設け、この不燃ガス供給口から不燃ガス発生装置で発生させた不燃ガスを供給するようにし、不燃ガスが排ガス経路を経由しないで燃焼炉内に直接的に供給されるように構成してもよい。
【００５８】
また、本発明においては、不燃ガス発生装置は、特に限定されず従来既知の装置を用いることができる。さらに、図示例の装置では、設けてはいないが燃焼炉内を減圧する炉内減圧手段を設け燃焼炉内を減圧状態にしてから不燃ガスの供給するようにしてもよい。減圧手段としては、公知の真空ポンプ等が挙げられる。
【００５９】
さらには、本発明においては、燃焼炉内および排ガス経路内の酸素濃度が、１％未満となる程度まで不燃ガスを充填するのが好適である。
【００６０】
上記のようにして不燃ガスＧFを燃焼炉内および排ガス経路内に充填させた状態で、前記シーズヒーター１０を動作させて被燃焼物Ｘの燃焼処理を開始する。なお、乾燥処理前に好適には被燃焼物の乾燥処理を行なうのが望ましい。燃焼処理過開始後に燃焼処理過程程で発生した燃焼ガスと不燃ガスとを含む排ガスＧFは、前記排ガス排出口１２から連続的に排出され管路（排ガス経路）を通り、冷却媒体を流通させたラジエーターに接触させて冷却を図る間接型熱交換器（以下、単に熱交換器ともいう。）４１とこの熱交換器４１で発生する排ガス中の水分および可液成分を回収するドレン装置４２とで構成された、排ガス冷却手段４に導かれ、連続的に冷却されるとともに水分その他の可液成分が液化によって分離除去される。このとき排ガス体積が減少され、水分および可液成分の除去により排ガスの乾燥がなされるとともに排ガス中のダイオキシン類やその他有害物質が分離除去される。本装置例の熱交換器４１の冷媒は、不燃ガス発生装置２で発生させた不燃ガスＧFであり、不燃ガスＧFの熱交換器４１への供給は、前記第１送気路ＬG1とは別の第２送気路ＬG2を介して行われる。第２送気路ＬG2の途中には冷却手段としての冷凍式エアドライヤ２３が設けられており不燃ガスＧFの冷却が行なわれる。不燃ガス発生装置２にて発生させた不燃ガスＧFを不燃ガス第１送気路ＬG1、不燃ガス第２送気路ＬG2のいずれに送気するかの選択は、各送気路の途中に設けられた第１および第２電磁弁Ｖ1,Ｖ2の開閉操作により行なわれる。排ガス経路内に不燃ガスを充填した後に、不燃ガス第１送気路ＬG1に設けられた第１電磁弁Ｖ1を閉めて第２送気路ＬＧ2に設けられた第２電磁弁Ｖ2を開放することにより、経路内の充填状態を保持したまま熱交換器４１へ冷媒としての不燃ガスの送気が開始される。
【００６１】
排ガス冷却手段４で冷却処理され水分等が分離除去された排ガスＧEXは管路を通って、ガスフィルターで構成されたろ過処理手段５に導かれ、ここで排ガス中に含まれる粉塵等の固形成分が除去される。この粉塵等の固形分除去にともない、これら粉塵等に含まれるダイオキシン類やその他の有害物質が分離回収される。なお、フィルターの種類は特に限定されず、ハニカムフィルター、バグフィルター、カートリッジフィルター等の粉塵除去に用いられる既知のガスフィルターを用いることができる。また、フィルターは一段であっても多段であってもよいが、本装置例のようにカートリッジ式として交換可能とするのがメンテナンスがしやすく好適である。また、ダイオキシン類を好適に無害化あるいは補足する機能を備える触媒等が含有せしめられたフィルターを用いてもよい。
【００６２】
ろ過処理手段５で粉塵等が分離除去された排ガスＧEXは管路を通って、中和処理槽６に導かれ、中和液との気液接触による中和処理が行なわれる。この中和処理では、排ガス中に含まれる炭酸ガスやダイオキシン類やその他の有害物質が中和反応により無害化される。中和液としては例えば石灰スラリーなどが使用できる。石灰スラリーと排ガスとを気液接触させた場合には、排ガス中に含まれる炭酸ガスおよびダイオキシン類の源となる塩素成分を中和処理することができる。本装置例では中和処理槽にｐＨ計６２を設け、中和処理効率および中和具合を測定できるように構成している。
【００６３】
中和処理槽６で中和処理された排ガスＧEXは、ウォータートラップ６１を通って、次いで活性炭フィルターで構成された脱臭処理手段７に導かれる。脱臭処理手段７では、排ガス中の有臭成分を分離除去する。脱臭処理手段７としては、前記活性炭フィルターのほか既知の脱臭フィルターを使用できるが、オゾン脱臭装置は、本発明では排ガス経路内の不燃状態を保持するのが困難となるので使用しない。なお、本発明では、脱臭処理装置は必ずしも必要ではないが、脱臭処理手段を排ガス経路中に配置しておくと、燃焼処理後に燃焼物を取り出すにあたって燃焼炉の蓋を開けたときに悪臭成分が大気開放されることが防止されるので、脱臭処理手段６を排ガス経路内に配置しておくのが望ましい。
【００６４】
脱臭処理手段で脱臭処理された排ガスＧEXは、ルーツブロア８を介して排ガス再加熱手段としての前記プラグヒーター３に導かれる。プラグヒーター３では、熱交換、中和処理により温度低下した排ガスＧEXの加熱を可能としている。排ガスの再加熱は燃焼炉１に排ガスＧEXを再供給したときに燃焼炉内の温度が低下するのを防止するためである。したがって、プラグヒーター３は、燃焼炉の排ガス供給口の直前に設けられている。なお、再加熱手段としては、プラグヒーター３のほか既知の気体加熱手段を用いることができる。
【００６５】
プラグヒーター３で過熱された排ガスＧEXは燃焼炉内に再供給される。その後、また新たな燃焼ガスあるいは不燃ガスとともに、燃焼炉１の排ガス排出口１３から排出され上述の処理手段により処理される。かくして、排ガスＧEXは燃焼処理中に各処理手段を通る排ガス経路ＬEXを循環し、何度も処理されダイオキシン類等の分離除去がなされる。したがって、処理後に燃焼炉１の蓋体を開けるさいに大気開放されるガス中には、炭酸ガスおよびダイオキシン類が含まれないものとなっている。
【００６６】
なお、前記中和処理槽６と脱臭処理手段７との間には、排ガス経路内の不燃ガス充填状態および被燃焼物の燃焼具合を予測可能とすべく、排ガス処理経路ＬEXを通る排ガス中の酸素濃度を測定する酸素濃度計９が設けられている。
【００６７】
燃焼処理が終了した後には、燃焼物の取り出しを行なう前に、燃焼炉内の冷却を行う。燃焼炉内の冷却は、段階的に行なう。本装置例では、第１送気路ＬG1および排ガス経路ＬGXを介して燃焼炉内に送気されるプラグヒーターにより加熱された不燃ガス、およびプラグヒーターの動作を停止して供給する加熱しない常温の不燃ガス、前記冷凍式エアドライヤ２３の後段にて前記第２送気経路ＬG2から分岐され前記プラグヒーター３よりも排ガス供給口１３の近傍にて排ガス経路ＬEX接続される第３送気路を介して送気される前記冷凍式エアドライヤ２３で冷却した不燃ガスＧF、を燃焼炉内に適宜供給して燃焼炉内の温度を低下させる。本装置例では、第３送気路ＬG3の途中には第３電磁弁Ｖ3が設けられており、この電磁弁の開閉により第３送気路ＬG3への不燃ガスの適宜の送気が可能となっている。ここで、排ガス経路のガス量が飽和しないように、排ガス経路の前記無臭化手段の後段に設けられた大気開放弁ＶEXを適宜開放して処理済み排ガスを大気に開放する。燃焼炉内の冷却が終了したのち、不燃ガス発生装置２からの不燃ガスＧFの供給を停止して、前記燃焼炉の蓋体を開けて内部の処理物を取り出す。
【００６８】
なお、各電磁弁Ｖ1,Ｖ2,Ｖ3の制御等は既知のコンピューター処理化などを用いた機械化あるいは自動化することができる。
【実施例】
【００６９】
次いで、図１に示される装置を用いた運転例を示す。
燃焼炉内に被燃焼物Ｘを格納した後、不燃ガス発生装置２を作動させ、第２電磁弁Ｖ2および第３電磁弁Ｖ3を閉じ、第１電磁弁Ｖ1を開けて燃焼炉１内に第１送気炉ＬG1および排ガス経路ＬEXを介して不燃ガスＧFを供給する。その後にプラグヒーター３を動作させて、燃焼炉１内に供給する不燃ガスＧFを所定温度にまで加熱する。このとき、被燃焼物Ｘの乾燥、不燃ガスの殺菌を目的とするため、不燃ガスＧFの温度は被燃焼物Ｘの燃焼が生じない程度の温度とする。概ね２００℃程度である。
【００７０】
上記操作の後あるいは上記操作と同時に、排ガス経路の途中に設けられた大気開放弁ＶEXを操作して排ガス経路ＬEX内および燃焼炉１内の他の気体（特に酸素）が排ガス経路ＬEX外に排出されるようにする。次いで、燃焼炉のシーズヒーターを作動させて燃焼炉内の温度を所定温度まで上昇させる。このとき被燃焼物の乾燥が目的であるから被燃焼物の燃焼が生じない程度の温度となるようにシーズヒーターの出力を調整する。概ね燃焼炉内が１５０℃となる程度である。なお、乾燥処理では被燃焼物の燃焼はまだなされていないので、大気開放弁より大気開放されるガス中には有害物質等は含まれない。乾燥処理は、酸素測定手段９において測定される排ガス経路ＬEX内の酸素濃度が１％未満となるまでを目安として行なう。
【００７１】
燃焼炉内を所定温度にまで上昇させたならば、冷凍式エアドライヤを作動させるとともに、第２電磁弁Ｖ2を開放して熱交換器４１にも冷媒としての不燃ガスを供給する。燃焼炉および排ガス経路内の水蒸気が熱交換器で分離除去され被燃焼物の乾燥が促進される。
【００７２】
被燃焼物の乾燥および不燃ガスの充填がなされたならば、大気開放弁ＶEXおよび第１電磁弁Ｖ1を閉じて、不燃ガスＧFの燃焼炉１内への供給と、経路内残存ガスの排ガス経路ＬEX外への排出を停止させるとともに、ルーツブロア８を作動させて排ガス経路内の不燃ガスを循環させる。その後、シーズヒーター１０の出力を上げて燃焼炉１内の温度を所定温度にまで上昇させ被燃焼物の燃焼を行う。被燃焼物の種類にもよるが概ね３５０℃程度にまで上昇させる。このとき燃焼ガスが発生するが、大気開放弁ＶEXが閉じられているので、燃焼ガスは不燃ガスＧFとともに排ガスＧEXとして排ガス経路ＬEX内を循環し、その過程で冷却・液化、ろ過、中和の各種処理が施される。
【００７３】
所定時間の燃焼処理を行った後、被燃焼物をさらなる燃焼により炭化させるために、シーズヒーター１０の出力をさらに上昇させ燃焼炉内の温度を所定温度まで上昇させ、所定時間維持して被燃焼物の炭化を行なう。被燃焼物の種類にもよるが概ね４５０℃程度にまで上昇させて維持する。
【００７４】
炭化処理がなされたならばシーズヒーター１０の動作を停止させて、燃焼炉内の冷却を開始する。冷却は、段階的に行なう。まず、プラグヒーター３を動作させたまま、前記不燃ガス発生装置２で発生させた不燃ガスＧFを第１送気路ＬＧ1および排ガス経路ＬEXを介して燃焼炉内に供給し、燃焼炉温度を３００℃程度にまで低下させる。燃焼炉１のシーズヒーター１０は停止されているので、燃焼炉内の温度が低下する。さらに、プラグヒーター３の動作を停止させて、常温の不燃ガスＧFが燃焼炉内に供給されるようにして燃焼炉内温度を１５０℃程度にまで低下させる。次いで、第１電磁弁Ｖ1を閉じて第１送気路ＬG1を介しての常温不燃ガスＧFの供給を停止させるとともに、第３電磁弁Ｖ3を開放して第３送気路ＬG3を介して前記冷凍式エアドライヤ２３で冷却した不燃ガスＧFを燃焼炉内に供給して燃焼炉内の温度を５０℃程度にまでさらに低下させる。
【００７５】
燃焼炉内の温度が５０℃以下になったことが確認されたならば、不燃ガス発生装置２および冷凍式エアドライヤ２３の作動を停止させ、燃焼炉１の蓋体を開けて内部の処理物を取り出し、一連の処理を終了する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、廃棄物、特には医療用廃棄物など少量であるが他の一般ゴミとともに焼却処理することができない廃棄物、一旦埋め立てられた要再処理環境汚染物質等、を燃焼処理する燃焼処理装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明にかかる廃棄物の燃焼処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…バッチ式燃焼炉、１０…シーズヒーター、１２…排ガス排出口、１３…排ガス供給口、１５…コンテナ、２…不燃ガス発生装置、２１…エアコンプレッサー、２２…窒素発生装置、２３…冷凍式エアドライヤ、３…プラグヒーター、４…冷却手段、４１…熱交換器、４２…ドレンタンク、５…ろ過処理手段、６…中和処理槽、７…無臭化手段、８…ルーツブロア、Ｖ1…第１電磁弁、Ｖ2…第２電磁弁、Ｖ3…第３電磁弁、Ｖ4…大気開放弁、ＬG1…第１送気路、ＬG2…第２送気路、ＬG3…第３送気路、ＬEX…排ガス経路、Ｘ…被燃焼物。
【図１】
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