(57)【要約】【解決すべき課題】  スーパー蒸気を利用した感染性廃棄物の加熱処理装置において、加熱処理の効率化とさらに感染性廃棄物の高温での嫌気性分解処理槽で分解に伴い発生する分解ガスの処理。【課題を解決するための手段】本処理装置の開発のため、脱煙、脱臭に触媒を用いる系を検討した。併せて、油煙の構成成分のひとつである比較的高分子分解物を除去するため高温分解処理槽と触媒槽の間に水（溶媒）槽を設置した。水（溶媒）槽は高分子の油煙を除くだけでなく、触媒を不活性化する有機リン、ハロゲン等の触媒毒の除去にも有効である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の要素を備えた感染性廃棄物の処理システム；  
１）高周波電磁誘導加熱手段によって約300〜1300℃の超高温化したスーパー蒸気による感染性廃棄物の高温分解処理槽を備え、ここに感染性廃棄物を装填して、スーパー蒸気並びに複合伝熱加熱システムで直接処理対象物の嫌気性あるいは低酸素条件下で高温分解作用をおこない（工程１）、ついで
２）高温分解処理されたガスを脱油煙槽（油煙トラップ槽）に導き、溶媒を通過させて高沸点高分子分解物及びオイルミストを分離し（工程２）、ついで、
３）溶媒を通過したガスを、高周波電磁誘導加熱手段によって約200〜300℃の温度に調節された触媒反応予備加熱槽に導き、ガスの予備加熱をおこない（工程３）、ついで、
４）予備加熱されたガスを、脱臭・脱煙のために酸化触媒系と接触させ（工程４）、ついで、
５）酸化触媒処理されたガスを冷却系に導き、廃棄ガスとされる（工程５）。
【請求項２】
工程４と工程５の間に、熱交換系を導入し、一は熱をとられて工程５に導かれ、他は熱の再利用のために導入された空気を加熱し循環させ、この加熱された空気と工程２からのガスを混合して工程４の酸化触媒系に導く請求項１の感染性廃棄物の処理システム。
【請求項３】
酸化触媒が、白金触媒である請求項１又は２の処理システム。
【請求項４】
高周波電磁誘導加熱が、コイルの２重巻き装置でおこなわれる請求項１〜３のいずれか一に記載の処理システム。
【請求項５】
高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内筒と処理槽外筒の２層タンク構造を含み、
処理槽内筒は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内筒の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内筒の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内筒の下部は閉鎖されている、
処理用籠は、処理槽内筒の内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
処理槽外筒の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内筒の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽外筒の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽外筒の下部は閉鎖されている、
処理槽内筒と処理槽外筒の間には、筒状空隙があり、処理槽内筒の上部から該筒状空隙に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状空隙を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり高分子ガスの分解が行われ、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出可能である請求項１〜４のいずれか一に記載の処理システム。
【請求項６】
高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内に筒状のガス排気管を含み、
処理槽は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内部の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内部の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内部の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内部の下部は閉鎖されている、
処理用籠は、処理槽内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
処理槽の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内部の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽下部は閉鎖されている、
処理槽内部に筒状ガス排気管があり、処理槽内部の上部から該筒状ガス排気管に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状ガス排気管を通過して下方部へガスが移動していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり高分子ガスの分解が行われ、その後、当該ガスは次の処理工程のために処理槽から排出可能である請求項１〜４のいずれか一に記載の処理システム。
高
【請求項７】
高周波電磁誘導加熱を利用した感染性廃棄物の高温分解処理装置であって、以下の機能を担持することを特徴とする装置；
１）高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内筒と処理槽外筒の２層タンク構造を含み、
２）処理槽内筒は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内筒の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内筒の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙を有して蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内筒の下部は閉鎖されている、
３）縦長の処理用籠は、処理槽内筒の内部に装填可能な直径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内筒の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
４）処理槽外筒の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内筒の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽外筒の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉される、処理槽外筒の下部は閉鎖されている、
５）処理槽内筒と処理槽外筒の間には、筒状空隙があり、処理槽内筒の上部から該筒状空隙に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状空隙を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出可能である。
【請求項８】
高周波電磁誘導加熱を利用した感染性廃棄物の高温分解処理装置であって、以下の機能を担持することを特徴とする装置；
１１）高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内に筒状のガス排気管を含み、
２）処理槽は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内部の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内部の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内部の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内部の下部は閉鎖されている、
３）処理用籠は、処理槽内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
４）処理槽の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内部の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽下部は閉鎖されている、
５）処理槽内部に筒状ガス排気管があり、処理槽内部の上部から該筒状ガス排気管に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状ガス排気管を通過して下方部へガスが移動していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり高分子ガスの分解が行われ、その後、当該ガスは次の処理工程のために処理槽から排出可能である
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一に記載のシステムに使用される機能を担持する装置が一体化して統合配置された装置。
【請求項１０】
高周波電磁誘導加熱用コイルが安全保護具で覆隠された請求項７〜９のいずれか一に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパー蒸気を利用した複合伝熱加熱による感染性廃棄物の処理システム及び感染性廃棄物の処理装置に関する。更に詳しくは、蒸気を高周波電磁誘導加熱によって超高温化されたスーパー蒸気ならびに高温壁面からの輻射熱雰囲気下で、感染性廃棄物の処理システム及び感染性廃棄物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感染性廃棄物のウイルス不活化・滅菌方法は、加熱処理することが一般的である。典型的な方法は、120℃20分間のような液状加熱、乾燥状態での200〜300℃加熱処理等である。超高温蒸気(300℃以上)を利用したウイルス不活化・滅菌方法は、蒸気を担体にするものであり、いまだ一般化はされていない。従来、100℃を越える蒸気を生成するには、石油、ガス、石炭等の燃料を燃焼させ、多管式熱交換器等に配置された蒸気配管を加熱させると同時に圧力を加えて（例えば20気圧から60気圧）飽和蒸気にするか、又は蒸気配管を燃焼ガスや電気抵抗ヒータで加熱することによって得られるようにしている。
しかし、上記方法によれば、石油、ガス、石炭等の燃料を燃焼させるボイラ等に対する消火設備等の特別な安全手段が必要であるだけでなく、ボイラ等の装置の他、圧力を上昇させるための装置等も要するため、装置全体が大型化してしまう問題点があり、ウイルス不活化・滅菌手段として適当ではなかった。
また、燃焼ガスや電気抵抗ヒータで加熱する場合には、上記ボイラ等による場合のように消火設備等の特別な安全手段を不要にすることができるとともに、装置の小型化を図ることができるものの、水を加熱するときの熱伝導率が低いため、100℃を越える蒸気を生成するまでの時間が多くかかる問題点が発生しており、ウイルス不活化・滅菌手段としては適当でなかった。
本発明者らは、先にスーパー蒸気を利用した感染性廃棄物の加熱処理方法の発明をなしている（特許文献１）。
【特許文献１】WO03/059399
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スーパー蒸気を利用した感染性廃棄物の加熱処理装置において、加熱処理の効率化とさらに感染性廃棄物の高温での嫌気性分解処理槽の開発を進める上で、分解に伴い発生する分解ガスの処理が重要課題となった。特に、感染性廃棄物の素材であるプラスチック類、ゴム、生体成分等の有機物の高温加熱処理により発生する臭気、油煙の完全な消去は本装置を実用化する上で必須である。臭気の除去には吸着剤として活性炭を、油煙の処理にはフィルター膜を中心に検討してきたが、それらの効果は一過性であり、数回の使用で消去効果は減弱した。実用化に当たっては長期間使用に耐えうる脱煙、脱臭システムの開発が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本処理装置の開発のため、脱煙、脱臭に触媒を用いる系を検討した。併せて、油煙の構成成分のひとつである比較的高分子分解物を除去するため高温分解処理槽と触媒槽の間に水（溶媒）槽を設置した。水（溶媒）槽は高分子の油煙を除くだけでなく、触媒を不活性化する有機リン、ハロゲン等の触媒毒の除去にも有効である。
触媒は汎用性が高く、高温に対する耐久性の高い、アルミナを担体にした白金系を用いた。脱臭、脱煙に対し、触媒の使用が極めて有効であることが確認できた。特に、触媒酸化反応による発熱は安全性、触媒の耐久性からも重要であり、触媒反応により発生する高熱の逆流を防ぐための気体線速度の確保、触媒の劣化を防ぐための触媒の温度制御（600℃以上では触媒の劣化が促進される）等の最適条件を見出し本発明を完成した。
つまり本発明は以下よりなる；
１．以下の要素を備えた感染性廃棄物の処理システム；  
１）高周波電磁誘導加熱手段によって約300〜1300℃の超高温化したスーパー蒸気ならびに高温壁面からの輻射熱による感染性廃棄物の高温分解処理槽を備え、ここに感染性廃棄物を装填して、スーパー蒸気で直接処理対象物の高温分解作用をおこない（工程１）、ついで
２）高温分解処理されたガスをトラップ槽(脱煙ならびに脱高沸点物質）に導き、溶媒を通過させて溶媒溶解物及びオイルミストを分離し（工程２）、ついで、
３）溶媒を通過したガスを、高周波電磁誘導加熱手段によって約200〜300℃の温度に調節された触媒反応予備加熱槽に導き、ガスの予備加熱をおこない（工程３）、ついで、
４）予備加熱されたガスを、脱臭・脱煙のために酸化触媒系と接触させ（工程４）、ついで、
５）酸化触媒処理されたガスを冷却系に導き、廃棄ガスとされる（工程５）。
２．工程４と工程５の間に、熱交換系を導入し、一は熱をとられて工程５に導かれ、他は熱の再利用のために導入された空気を加熱し循環させ、この加熱された空気と工程２からのガスを混合して工程４の酸化触媒系に導く前項１の感染性廃棄物の処理システム。
３．酸化触媒が、白金触媒である前項１又は２の処理システム。
４．高周波電磁誘導加熱が、コイルの２重巻き装置でおこなわれる前項１〜３のいずれか一に記載の処理システム。
５．高温分解処理槽の構造が、円形あるいは方形の筒状処理槽であって、処理槽内筒と処理槽外筒の２層タンク構造を含み、
処理槽内筒は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され又は蒸気源抜きも可能であり、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内筒の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内筒の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙を有して蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内筒の下部は閉鎖されている、
縦長の処理用籠は、処理槽内筒の内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内筒の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
処理槽外筒の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内筒の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽外筒の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉される、処理槽外筒の下部は閉鎖されている、
処理槽内筒と処理槽外筒の間には、電磁誘導により高温に加熱された筒状空隙があり、処理槽内筒の上部から該筒状空隙に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状空隙を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出可能である前項１〜４のいずれか一に記載の処理システム。
６．高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内に筒状のガス排気管を含み、
処理槽は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内部の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内部の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内部の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内部の下部は閉鎖されている、
処理用籠は、処理槽内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
処理槽の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内部の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽下部は閉鎖されている、
処理槽内部に筒状ガス排気管があり、処理槽内部の上部から該筒状ガス排気管に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状ガス排気管を通過して下方部へガスが移動していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり高分子ガスの分解が行われ、その後、当該ガスは次の処理工程のために処理槽から排出可能である前項１〜４のいずれか一に記載の処理システム。
７．高周波電磁誘導加熱を利用した感染性廃棄物の高温分解処理装置であって、以下の機能を担持することを特徴とする装置；
１）高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内筒と処理槽外筒の２層タンク構造を含み、
２）処理槽内筒は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内筒の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内筒の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙を有して蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内筒の下部は閉鎖されている、
３）縦長の処理用籠は、処理槽内筒の内部に装填可能な直径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内筒の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
４）処理槽外筒の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内筒の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽外筒の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉される、処理槽外筒の下部は閉鎖されている、
５）処理槽内筒と処理槽外筒の間には、筒状空隙があり、処理槽内筒の上部から該筒状空隙に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状空隙を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出可能である。
８．高周波電磁誘導加熱を利用した感染性廃棄物の高温分解処理装置であって、以下の機能を担持することを特徴とする装置；
１）高温分解処理槽の構造が、円又は方形の筒状の処理槽であって、処理槽内に筒状のガス排気管を含み、
２）処理槽は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節具で自動的な補充により一定量に維持され、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内部の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内部の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内部の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内部の下部は閉鎖されている、
３）処理用籠は、処理槽内部に装填可能な径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽内の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数のスーパー蒸気通過孔をもっている、
４）処理槽の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内部の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能であり、処理槽の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽下部は閉鎖されている、
５）処理槽内部に筒状ガス排気管があり、処理槽内部の上部から該筒状ガス排気管に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状ガス排気管を通過して下方部へガスが移動していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり高分子ガスの分解が行われ、その後、当該ガスは次の処理工程のために処理槽から排出可能である
９．前項１〜６のいずれか一に記載のシステムに使用される機能を担持する装置が一体化して統合配置された装置。
１０．高周波電磁誘導加熱用コイルが安全保護具で覆隠された前項７〜９のいずれか一に記載の装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によって以下の効果が確認できた。
白金系触媒を処理システムに設置することにより有機物の高温加熱処理により発生する臭気、煙を完全に除去できた。触媒酸化反応に伴う反応熱の制御には導入空気量が極めて有効であった。酸化反応に伴う触媒の異常高温を制御するため、導入空気量の調整、処理槽の加熱システムを調整し、その条件を決定した。有機物を高温加熱処理した時に発生するガス量は温度に比例すると伴に、物質の種類により異なった。プラスチック類では、ポリスチレン、ポリプロピレンでは500℃で炭化するが、ポリエチレンでは600℃の温度が必要であった。ゴムは500℃以下で分解が始まり、500℃で完全に炭化した。生体成分として用いた肝（鳥）を完全に分解炭化するためには600℃以上が好ましかった。処理槽と触媒槽の間に設置した水（溶媒）槽により常温では液体あるいは固体である、高分子分解物を捕捉できた。
以上の結果から、感染性廃棄物の高温加熱処理システムの開発は完成したと判断された。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
感染性廃棄物の加熱処理は、蒸気を、約20〜30好ましくは約25ＫＨｚの高周波電磁誘導加熱手段によって、超高温化し、えられた超高温化蒸気（スーパー蒸気）を使うことを基本とする。本発明で蒸気とは、水蒸気、アンモニアなど加熱によって、容易に蒸気になる物質が選択される。特に、蒸気の状態において、輻射熱の吸収効率のよい媒体が好ましい。後述する実施例では水蒸気を最良の態様として選択したがこれに限られるものではない。蒸気の発生は、筒状好ましくは円筒形の処理槽1でおこない、スーパー蒸気の発生と同一室内でおこなう。スーパー蒸気発生の室（スーパー蒸気発生装置）は、約300℃〜1300℃の高温となる可能性があるので、そのような高温に耐える構造及び／又は材料を使う必要がある。蒸気の発生は、沸騰又は蒸発による。沸騰又は蒸発は、水等の蒸気源を適宜供給しおこなう。沸騰のためには、効率的には、高周波交流電源によって電磁場を形成させ、渦電流によるジュール熱で加熱する。
高周波とは、通常20ＫＨｚ以上、好ましくは20〜30ＫＨｚである。電磁場の形成は、熱伝導性に優れた例えば銅製（その他、銀やアルミニウム）の筒状タンクを断熱性物質例えばセラミック等でおおい、この断熱性物質の外面を導電性線材（例えばガラス繊維で被覆された銅線等）で巻回して誘導コイルを形成させ、高周波交流電源を流して、ジュール熱を発生させる。
本発明で最初の蒸気の発生は蒸気源例えば水を処理槽内筒（実施態様において内筒及び外筒の区別がなく、ガス排気管を処理槽内に設置した場合は処理槽内筒を処理槽内部と読み替える）の蒸気源保持部2に供給し、高周波電磁誘導加熱手段による加熱によって、沸騰・蒸気化せしめる（蒸気発生手段）。この処理により、沸騰蒸気の発生を連続的に数秒で行うことができる。蒸気源の一定量は処理槽内筒の下方部の蒸気源保持部に留置させ、一定量の調整のために蒸気源量調整手段3を例えば浮きの原理等を利用して行い、電磁弁によって自動供給制御がおこなわれることが好ましい。
【０００７】
本発明の高周波電磁誘導加熱を利用した感染性廃棄物の高温分解処理装置は、以下の機能を担持することを特徴とする装置である。
１）高温分解処理槽の構造が、筒形好ましくは円筒形処理槽1であって、処理槽内筒4と処理槽外筒5の２層タンク構造を含でいる。この構造は図１において処理槽として示されるように少なくとも内筒と外筒を構成要素としていることを意味する。無論、この構成には上記のような外筒をさらに断熱性物質例えばセラミック等でおおうこともあり、さらには、大外被覆を外筒におこなうことも可能である。
別の態様は、高温分解処理槽の構造が、筒形好ましくは円筒形処理槽であって、処理槽内部に筒状のガス排気管を設置する構造を含でいる。この構造は少なくとも処理槽と処理槽内の筒状の排気ガス管を構成要素としている。
【０００８】
２）処理槽内筒は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部2及び感染性廃棄物の処理用籠保持部6を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節手段で自動的な補充により一定量の水（蒸気源）面7に維持され、また水（蒸気源）抜きも可能であり、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽内筒（又は内部）の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内筒の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙8をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放9されており、処理槽内筒（内部）の下部は閉鎖10されている。この構造は図１において処理槽として示される内筒を意味し、蒸気源保持部2、処理用籠保持部6、水（蒸気源）量調節手段3及び処理用籠11の装填空隙部を含む。
或いは、ガス排気管を処理槽内に設置した場合は、処理槽は、その内部に蒸気提供用の蒸気源保持部及び感染性廃棄物の処理用籠保持部を備え、蒸気源は蒸気源保持部内に設置された蒸気源量調節手段で自動的な補充により一定量の水（蒸気源）面に維持され、また水（蒸気源）抜きも可能であり、蒸気提供用の蒸気源保持部は処理槽の下部に位置し、感染性廃棄物の処理用籠保持部は処理槽内部の蒸気源保持部から蒸気の発生に適合するように調節された空隙をえて、蒸気源保持部の上部に位置し、処理槽内筒の上部は処理用籠の出し入れ可能なように開放されており、処理槽内部の下部は閉鎖されている。
【０００９】
３）縦長の処理用籠11は、処理槽内筒4の内部に装填可能な外径を持ち、該処理用籠11が処理用籠保持部6に処理槽内筒4の上部から装填可能であり、そして処理用籠11は蒸気源保持部2の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数の例えばパンチング等によるスーパー蒸気通過孔をもっている。この構造は、図１において、処理槽内筒に装填され示される。
或いは、ガス排気管を処理槽内に設置した場合は、縦長の処理用籠は、筒状のガス排気管を設置した処理槽内部に装填可能な外径を持ち、該処理用籠が処理用籠保持部に処理槽の上部から装填可能であり、そして処理用籠は蒸気源保持部の蒸気源から発生するスーパー蒸気が処理用籠内の感染性廃棄物と直接接触可能なように多数の例えばパンチング等によるスーパー蒸気通過孔をもっている。
【００１０】
４）処理槽外筒5の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイル12が巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽内筒の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能である。また、処理槽外筒の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋13を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽外筒の下部は閉鎖されている。この構造は、図１において、処理槽外筒として示される。
或いは、その内部に筒状のガス排気管を設置した処理槽の場合、処理槽の外周壁は、高周波電磁誘導加熱用コイルが巻かれており、該コイルの下部は蒸気源保持部の蒸気源に対して高周波電磁誘導加熱による加熱が可能な部位まで巻かれており、該コイルの上部は処理槽の処理用籠全体が十分に加熱可能な部位まで巻かれており、さらにコイルは処理用籠の主要部において２重巻きによって強力磁場を形成可能である。また、処理槽の上部は処理用籠の出し入れ可能な開閉蓋を持ち、該蓋は高周波電磁誘導加熱処理時は密閉され、処理槽の下部は閉鎖されている。
【００１１】
５）処理槽内筒4と処理槽外筒5の間には、筒状空隙14があり、処理槽内筒の上部から該筒状空隙に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状空隙を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出15可能である。この構造は、図１において、処理槽外筒と処理槽内筒の間に示される。
或いは、その内部に筒状のガス排気管を設置した処理槽の場合、処理槽内部に筒状のガス排気管があり、処理槽の上部から該筒状ガス排気管に、感染性廃棄物の加熱により発生したガス及びスーパー蒸気が移動可能であり、この筒状ガス排気管を通過していく間にもガス及びスーパー蒸気の高周波電磁誘導加熱が達成可能であり、その後、当該ガスは次の処理工程のために排出可能である。
【００１２】
本発明の別の態様は、高温分解処理装置が、蒸気源補給、圧力調整、及び酸素又は空気調節の各機能を備える。蒸気源補給とは、水等の新たな補充を意味する。圧力調整とは、系における蒸気の高温化或は蒸気の補給による圧力上昇を圧力調整弁等の開閉によって所望の圧に調整することを意味し、１気圧に調整されることが好ましい。酸素又は空気調節とは、系内の酸素濃度を爆発の限度外に調節しながらも目的処理のための最適温度を達成するために必要十分な状態に維持することを意味する。また酸素濃度は、処理対象物の燃焼をおこさせるように調整することも可能である。系内の酸素濃度は、例えば、0〜1％V/Vに調節される。
【００１３】
蒸気は、20ＫＨｚ以上、好ましくは20〜30ＫＨｚの高周波を使った電磁誘導加熱手段（スーパー蒸気発生装置）によって15〜25ｋＷ、好ましくは約20ｋＷで加熱処理がされ、超高温化が達成されてスーパー蒸気となる。加熱は、輻射熱、対流熱、伝導熱等を利用し超高温化が達成される。超高温化に際し、所望により酸素又は空気の調整条件下で爆発限度内の酸素濃度に調節することは超高温化達成のためには利用することもできる。本装置は、より高熱となるため例えば300℃〜千数百℃の高熱にたえうる構造、材料、厚さを形成することが必要である。好ましくは、電磁誘導金属を含む金属系セラミック材料等の導入が好ましい。蒸気は、順次この装置内を移動する間に、高周波交流電源−誘導コイルによる電磁場の電磁誘導加熱手段によってさらに加熱処理が行われる。スーパー蒸気は、発生した熱を効率的に吸収して、急速な温度上昇が達成される。約500℃になるのにおよそ2〜4分である。温度調整は、送り込まれる沸騰蒸気量と高周波電源の通電量によって行われる。かくして、300〜千数百℃の超高温化蒸気（スーパー蒸気）が極めて容易に調製される。
【００１４】
得られたスーパー蒸気は処理用籠11内の感染性廃棄物と直接に接触し処理される。接触処理時間は、数秒で十分であり、例えば1000℃の条件下におく場合、1〜3秒ほどで、夾雑する菌又はウイルスは死滅する。又、300℃程度に調整した条件の場合は、1〜60秒、1〜10分程度の処置を要する。処理は、直接におこなわれる。対象が、事後廃棄処理されるものであれば、無論直接に1000℃で数秒の処理で十分である。本発明の感染性廃棄物としては、食品、食器、調理器、医薬品、試薬、医療器具、医療補助品、医療補助具、医療容器、遺伝子組換え試験産物、遺伝子組換え試験原料、遺伝子組換え動物、血液製剤、これらの何れかの廃棄物等である。処理対象物は、乾燥状態、半乾燥状態、液体状態の何れであってもよく、いずれも瞬時に滅菌・ウイルス不活化効果が達成される。処理対象物が厚みを有するものであっても、1000℃をこえるス−パー蒸気は繊維状のものは透過するため、瞬時に滅菌・ウイルス不活化効果が達成される。
【００１５】
かくして感染性廃棄物を処理された蒸気及び発生したガスは、さらに本発明装置の特徴の一つである処理槽内筒と外筒の間に設置された筒状空隙14、或いは処理槽内に設置された筒状のガス排気管を、通過させ、高周波を使った電磁誘導加熱でさらに高熱化処理を施す。以上の感染性廃棄物の高熱化処理を工程１と称する。
【００１６】
高熱化処理し、発生したガスは、次いでトラップ槽16に導かれる。トラップ槽は、複数の部屋に分かれ、各部屋に溶媒17を保持し、ガスはいずれも溶媒部に入口18からまず流入し、溶媒による可溶性成分のトラップを繰り返す。例えば第一の部屋19で第一トラップをし、溶媒から出てくるガスは出口20から第一の部屋を出て入口18'から第二の部屋(a)に導入され、第二の部屋の溶媒部17にまず流入させ、溶媒に可溶性成分を溶解してトラップさせる。更に水・油分離の為、第1・第2の部屋に水・油分離槽を接続する。溶媒は例えば水でもよい。このトラップ槽で、高温分解処理されたガスの脱煙（煙トラップ）がなされるので脱煙槽（煙トラップ槽）とも称する。水のような溶媒の通過によって溶媒溶解物及びオイルミストを分離される。このトラップ槽での処理を工程２と称する。
【００１７】
トラップ槽処理されたガスは、例えば第二の部屋から出口(b)を経て、管(c)から流入される加熱空気と混合され、管(d)へと導かれ、さらに予備加熱槽(e)へと導入され、ここでガスの予備加熱処理がおこなわれる。予備加熱処理とは、次の工程４での触媒処理の効率化のためにガスの高温化を図ることを意味する。予備加熱は、高周波電磁誘導加熱用コイル12'が巻かれた高周波電磁誘導加熱手段によって約200〜300℃の温度に調節された触媒反応予備加熱槽(e)にガスを導きおこなう。高周波電磁誘導は例えば5ｋＷでおこなう。この予備加熱処理を工程３と称する。
【００１８】
予備加熱されたガスは、次いで、触媒槽(f)へ導入され、脱臭・脱煙のために酸化触媒系と接触させる。酸化触媒は、白金触媒であることが最適である。触媒槽は複数の触媒との接触をおこなうことが好ましく、例えば前処理としてγアルミナ粒子に吸着処理をし、その後白金触媒との接触によるガスの酸化反応をおこさせてもよい。触媒処理の際の最適温度は、200〜400℃である。この触媒処理を工程４と称する。この触媒処理でほぼ煙、臭気はトラップされ、排気ガスは無煙・無臭となる。
【００１９】
無煙・無臭化されたガスは、次いで熱交換器(g)を経て、冷却系である冷却槽(h)に導かれ廃棄ガスとされる。廃棄ガスは、適当な吸引装置例えばブロアーで吸引・排気されることで廃棄される（工程５）。なお、熱交換器は、ガスの冷却とそれに伴う熱の再利用のために使用される。熱交換器で回収された熱は再利用のために導入された空気(i)を加熱し管(c)を循環させ、この加熱された空気と工程２からのガスを混合して工程３の予備過熱、さらに工程４の酸化触媒系に導かれる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例及び実験例で本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
１．実験材料及び方法
１）システム
処理システム全体の概要は図１及び図１−２に示した。
各処理槽の概要は以下である。
（１）高温分解処理槽1
内径14cm、高さ30cm（約4.6Ｌ）の円筒形耐熱ニッケル合金の処理籠11を用いた。処理槽1の加熱システムは10ｋｗのＩＨを用い処理槽外筒5の加熱並びに底部から発生する高温スーパー蒸気を用いて処理対象物の高温加熱を行った。スーパー蒸気が処理対象物に直接作用し、効果的な加熱を行うため、処理用籠11の壁面に直径10ｍｍの穴を１０ｘ６ヶ所設けた。処理槽1の温度調節は処理籠11と処理槽外筒5の温度で行った。
（２）空気流入口
脱煙用水槽16と予備加熱槽(e)の間に内径2.5cmのバルブを設置し、管(c)からの空気の流入を行った。
（３）脱高沸点分解物用水槽16
ステンレス製容器（約25Ｌ）に水6Ｌを入れ、気体入口を水面から5cmの位置に設定した。気体出口20は上部に設け、水を吸い込まないようにした。また高沸点分解物のゲル化、固化を防ぐ為、水槽の温度をヒーターにより50〜90℃に維持した。
（４）予備加熱槽(e)
触媒反応を行うため、気体の予備加熱が必要であり、内径8.3cm、高さ20cmのステンレス製予備加熱槽を用いた。熱源としては5ｋｗのＩＨを用い、触媒槽入口温度を220℃〜250℃に調節した。
（５）触媒槽(f)
内径8.3cm、高さ54cmのステンレス製円筒を用いた。触媒は予備検討では粒状あるいはハニカムを用い、本実験では原則として4.5Ｌを充填して用いた。触媒槽への気体の流入は触媒槽上部から行った。触媒槽の上層表面から2.5cm（触媒１）、7.5cm（触媒２）、12.5cm（触媒３）、17.5cm（触媒４）の位置に温度センサーを設置し、触媒温度を測定した。また、触媒槽の入口、出口に温度センサーを設置し、入口、出口の温度を測定した。
（６）冷却用水槽(h)
脱煙用水層と同じ水槽を触媒出口に設置し、触媒槽から排出される高温気体の冷却を行った。
（７）ブロアー
吸気用ブロアーはシステムの最後尾に設置した。用いたブロアーは0.8ｋｗ、1.7ｋｗの能力であり、目的により使い分けた。
（８）実験操作法
空気流入口(i)を全開し、ブロアーの電源を入れ、流量を15〜24m3/hr．に調整後、予備加熱層(e)の電源を入れた。予備加熱層が200℃を超えた時点で、処理槽1内に処理対象物のはいった処理用籠11を入れ、処理加熱12の電源を入れ、分解実験を行った。処理槽1の温度は原則として４から10分は600℃とし、その後、500℃に設定後順次600℃に段階的に昇温した。触媒温度の異常上昇を制御するため、触媒１の温度を基準に触媒槽へ直接空気の導入を行った。即ち、触媒槽１の温度が350℃あるいは400℃に上昇した時点で空気を導入し、300℃に低下した時点で空気の導入を止めた。
【００２１】
２）処理対象物
検体としてポリスチレン（PS）、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）各320〜500gを用いた。併せてPS,PP,PEの混合検体についても検討した。また、プラスチック以外にゴム、綿（ガーゼ、脱脂綿）についても検討した。
３）触媒
触媒としては（株）日本触媒製ハニカム型白金触媒を用いた。触媒量は15ｘ15ｘ5ｃｍの角型触媒を４段用いた。
４）温度測定
処理槽1、予備加熱槽(e)、触媒１〜４、触媒入口(前処理槽)、出口に温度センサーを設置し、キーエンス社製多点温度計に接続し、原則として30秒毎に温度を測定記録した。
５）気体流量の測定
気体流量の測定は吸気用ブロアーと冷却用水槽(h)の間に流量測定器を設置し、測定した。
【００２２】
２．実験結果
１）加熱処理槽1（ボイラー）の外壁温度と内部温度の関係
加熱処理槽1の加熱方式はIHにより処理槽外筒5及び内筒4を加熱し、その熱が処理槽各外壁を加熱すると伴に、発生した水蒸気を高温加熱し（スーパー蒸気）、処理籠11内の検体に熱を供給するシステムである。従って、本実験で測定したボイラー温度は処理槽外壁の温度であり、処理槽内部の温度とは異なることが予想された。
図２に処理槽外筒5の外壁温度と処理槽中心部（処理籠11の中心）の温度測定結果を示す。処理槽外壁と中心部の間には温度差が見られ、外壁温度の立ち上がりは非常に速いが、中心部の温度が一定になるのはかなり遅れることが明らかにされた。また、両者の温度が安定した状態においても約100℃の温度差があり、温度の高い外壁部と低い中心部の間には温度勾配があることが示された。これらの結果は、実験ではボイラーの温度を外壁部分の温度でもってコントロールしているので、この温度差を考慮する必要があることを示していた。
【００２３】
２）加熱処理温度と検体の状態
（１）処理槽内の状態
表１に加熱処理温度と各検体の分解後の状態を示す。検体としては、ポリスチレン（PS）、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、ゴム、セルロース繊維（ガーゼ、脱脂綿）を160gあるいは320gを用い、500℃、600℃で1時間加熱処理し、それらの状態の変化を肉眼的に観察した。表１から明らかなように、検体により加熱後の状態が異なっていた。PSでは500℃、1時間の処理により完全に炭化し、1/60以下の重量に減少したが、600℃においても消失はしなかった。他方、PP、PEでは500℃、1時間の加熱処理では、液体状の残渣が見られたが、600℃加熱では検体はほぼ完全に消失していた。ゴムの場合、消失温度は更に低く、500℃、1時間処理により消失した。ただ、セルロース繊維は加熱に対する抵抗性が強く、600℃では構造そのものは維持されていた。特に、脱脂綿は加熱処理に強く、700℃、30分加熱においても表面が炭化されていただけで、内部は変色しているものの完全に炭化されるには到らなかった。この理由は、脱脂綿の構造中に含まれている空気層が断熱効果を持っているためではないかと推測された。
加熱処理により発生する煙、臭気はいずれの検体においても観察されず、触媒による排気ガスの処理は臭気、煙の処理に極めて有効であった。
【表１】
2005211128.tif 000002
【００２４】
（２）水槽内の状態
本処理システムでは処理槽1直後に水槽16を設置した。水槽設置の目的は、プラスチック、生体成分等、高温で処理しても、必ず常温で気体状態の低分子に分解されるとは限らず、１部は常温で液体あるいは、固体の物質が生成されてくる。従って、それらの物質は配管ないに蓄積し、配管を閉鎖してしまう危険性がある。事実、水槽を設置していない系において、処理槽内の圧力が上昇したことがあった。併せて、触媒処理をするに当たって、触媒の不活性化の原因となる、有機リン化合物、ハロゲン等の水溶性化合物を水槽により除去できる可能性が期待できる。
表２にプラスチック、生体成分を高温加熱処理した時の水槽16内の残留物を示す。
プラスチック類の中では、ポリエチレンが特殊でペースト状の残留物が見られ、その量も多かった（水分を含んだ状態で20〜30％）。ポリエチレンの分解物の融点は低く60℃以下であった。ポリスチレン、ポリプロピレンは油状成分で、量も少なかった。ゴムも油状成分で量は多くなかったが、硫黄臭があった。生体成分として検討した肝（鳥）も、量は多くなかったが、特有の臭気を伴っていた。
【表２】
2005211128.tif 000003
【００２５】
３）触媒により発生する酸化反応熱の制御
触媒処理の重要な課題は処理すべきガスの触媒表面での酸化反応により発生する反応熱の制御である。触媒を用いてガスを酸化処理した場合の酸化反応熱を制御しないと、触媒槽(f)は異常高温になり、安全性、触媒の耐久性の面から大きな問題となる。
触媒温度の上昇は下記一般式で求められる；
温度上昇分（K）＝印加された熱量(J) / 被加熱体の熱容量(JK-1)
単位時間における平衡状態での触媒温度の上昇分（Ｋ）は下記式で与えられる。
Ｋ＝（単位時間の予備加熱による印加熱量）＋（単位時間の反応熱−放熱）／（空気の定圧比熱ｘ単位時間当たりの通過する空気のモル数）
上記式を基に30gの炭化水素を完全にガス化（全てＣＨ２になると仮定）し、気体流量
20m3/h（333.3Ｌ/min.）により、一定速度で120分間触媒処理した場合の温度上昇を
求めると、反応熱による温度上昇分Kは28℃となる。
空気の熱容量：Cp  air(JK-1mol-1)：30.0
反応熱（ＣＨ２として）：ＣＨ２＋３/２Ｏ２→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋705.5ｋＪ/mol.
図３に空気流量を20m3/h．と一定にし、触媒入口温度を250℃にした場合の有機物の
燃焼処理量と触媒温度の関係をシミュレーションした結果を示す。
触媒温度は処理する有機ガスの量に比例して上昇することが解る。1時間当たり400gの有機ガスでは800℃に、1000gでは2000℃を超える温度に上昇する。触媒の安定性を考えた上限温度600℃では20m3/h．の気体流量の場合200g/h．の処理が限界である。
触媒温度の上昇を抑える最も有効な方法は触媒槽fに導入する空気流量を増加することである。図４に1000gの有機ガスを1時間で処理した場合の導入空気量と触媒温度のシミュレーション結果を示す(触媒入口気体温度：250℃)。導入空気量の増加による触媒の冷却効果は大きく、20m3/h．では2000℃を超えていた触媒温度が、空気流量を4倍の80m3/h．に増加すると、600℃以下に低下する。従って、検体の分解により発生する有機ガスを触媒により安全に分解するためには導入する空気量の調整が重要な課題となる。
ただ、触媒での効率的な酸化分解には触媒量と気体流量の関係が重要である。両者の関係を示す指標として、Ｓ．Ｖ．（＝処理気体流量Ｎm3・ｈ-1／触媒体積Ｌ）が用いられている。一般に粒状触媒ではＳ．Ｖ．は20000以下、ハニカム型触媒では40000以下が好ましいとされている。即ち、80m3の流量を採用する場合、粒状触媒では4Ｌ，ハニカム型触媒では2Ｌの触媒が必要となる。
これらのシミュレーション結果から、発生する有機ガスの触媒による分解には有機ガス量、触媒温度、導入空気量、触媒量を適切に組み合わせることが必要である。
【００２６】
４）ポリスチレン（PS）・ポリプロピレン（PP）・ポリエチレン（PE）加熱分解による排気ガスの触媒による処理
これらのプラスチックはプラスチック製試験管、シャーレ、試薬容器、注射筒等に用いられている、感染性廃棄物に含まれる代表的な素材である。
【００２７】
空気流量と触媒温度の検討
触媒槽(f)内での有機ガス酸化反応による触媒の温度上昇は有機ガス量と導入する空気流量に密接に関係する。触媒槽に流入する有機ガス濃度が高ければ高いほど触媒の温度上昇は大きく（図３）、導入される空気量が多ければ多いほど温度の上昇は抑えられる（図４）。また、アルミナを担体として用いたＰｔ触媒の場合、600℃以上の高温での耐久性が悪く、800℃を超えると担体の相転移（γ→α）により触媒活性が極端に劣化することが知られている。更に、この転移は非可逆的である。従って、触媒を用いる場合、触媒の温度を600℃以下に維持する必要がある。
触媒の温度を600℃以下に維持するため、ポリスチレン（PS）を検体にして導入空気量と触媒温度の関係を検討した。検体として、PS,PP,PEの500gを用い、処理槽内の温度の速やかな上昇を目的に、7分間600℃に維持した後、500℃に低下させ、順次段階的に600℃迄昇温した。空気流量は原則として50m3/hr．とし、触媒温度制御のため触媒１の温度が400℃に上昇した時点で触媒槽内へ上部から直接室温空気を導入（約50m3/hr．）し触媒を冷却し、300℃に低下した時点で空気の導入を止めた。PSの結果を図５に示す。触媒温度は500℃以下に維持されていた。同様な結果がPEにおいても見られた（図７）。ただ、PPの場合触媒温度はやや高く（図６）、600℃を超える場合も見られたが、いずれも30秒以内で触媒の劣化につながるものではなかった。
これら３種のプラスチックの分解による煙、臭気の発生は観察されず、脱煙、脱臭の目的では触媒の使用は満足すべき結果を示した。また、処理槽内の残留物も極めて少なく、500gの分解による処理槽内の残渣は炭化した状態で5g以下であった。
図８にPS，PP，PEを各250g混合し（750g）、ボイラー（処理槽）温度を500℃から600℃に自動的にサイクルさせた場合の触媒温度の推移を示す。これは、各プラスチックの分解温度が異なるため、急激な分解が起こり、大量の分解ガスの発生を制御するためである。分解条件は上記図５〜７の各プラスチック単独の場合とほぼ同じであった。感染性廃棄物に含まれると予想される代表的なプラスチックであるPS，PP，PEの混合物（図８）の分解は比較的緩徐に進み、触媒温度は500℃以下に維持されていた。また、煙、臭気の発生もほぼ完全に抑えられ、処理槽内の残渣も5g以下と僅かであった。
【００２８】
５）ゴムの加熱処理により発生する分解ガスの触媒による処理
ゴムは手袋、輸液、瓶、注射筒等、医療の現場で良く用いられる素材である。ゴムは量的には多くはないが感染性廃棄物に必ず含まれている。ゴムは硫黄が含まれているため、燃焼あるいは高温分解により、特有の硫黄臭と強い刺激臭を発生する。ゴムの高温処理による分解と発生する分解ガスの触媒による酸化分解の検討を行った。
図９にゴム160gを500℃で高温分解した時の触媒の温度推移を示す。実験材料としては市販の輪ゴム160gを用いた。触媒槽(f)はプラスチックの分解処理に用いた、ハニカム型の触媒槽ではなく、白金系粒状触媒を用い（充填触媒量は1kg）た。触媒入口温度は実験中250℃を維持した。導入空気量は24m3/h．とした。図９の結果、ゴムの分解は500℃、50分程度で完全に完了し、プラスチックよりも低温で分解することが明らかにされた。触媒の温度上昇は加熱開始7分頃から始まり、17分にピークを示したが、その後徐々に低下した。
排気ガスには臭気、煙はまったく観察されず、高温加熱分解により発生するガスが触媒により完全に酸化分解されていることを示していた。処理籠11内の残渣としては炭化物が見られたが、その量は1ｇ以下の微量であった。水槽16内にもゴムの分解に由来する、少量の油状物質が観察された。
ゴムの高温加熱処理による分解はプラスチック類の分解より速く、分解温度も低かった。予備検討においてもゴムは450℃で分解が始まり、500℃に昇温することにより完全に分解することが観察された。
【００２９】
６）生体成分の加熱処理により発生する分解ガスの触媒による処理
感染性廃棄物に含まれる生体成分の大半は血液成分である。現在、血液そのもの入手が非常に難しいこともあり、血液の代わりに血液成分を比較的多く含む臓器である肝（鳥レバー）を用いて、500℃、並びに600℃での分解を行い、発生する分解ガスの触媒による処理を検討した。触媒、空気流量についてはゴムと同一の条件で行った。
図１０に鳥レバー320gを500℃で分解した時の触媒温度の推移を示す。レバーの場合、プラスチックに比べ、触媒反応が非常に遅く、加熱40分後から触媒温度の上昇が見られ、60分後には終了していた。温度上昇も僅かであった。反応終了後の処理籠11には炭化した残渣が約3g残っていた。また、水槽16内に褐色の油状成分が少量検出された。
500℃の加熱処理では反応が遅かったため、600℃で分解を検討したが、触媒温度の上昇は小さかった。しかし、500℃に比べ反応開始が早く、加熱15分から反応が始まり45分には終了していた。処理籠11内の残渣、水槽16内の油状成分は質、量とも500℃分解と差は見られなかった。排気ガス中の臭気は、500℃、600℃いずれにおいても加熱15分前後に一過性に僅かに感じられたが、その後、消失した。これらの結果は、現在、開発中の処理システムにより、プラスチック、ゴムと同様、生体に由来する有機物の分解並びに脱臭、脱煙が可能であることを示していた。
ただ、生体成分はプラスチックとは異なり、80％程度の水分を含んでおり、分解量を更に増加させる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】処理システム全体の概要
【図１−２】処理システム全体の概要
【図２】処理槽外壁温度と処理槽中心部の温度測定結果。処理槽外壁：ボイラー内壁と処理槽外壁の間処理槽中心部：処理槽底部中心部
【図３】空気流量を20m3/h．と一定にし、触媒入口温度を250℃にした場合の有機物の燃焼処理量と触媒温度の関係をシミュレーションした結果。空気流量：20m3/h．触媒入口気体温度：250℃
【図４】1000gの有機ガスを1時間で処理した場合の導入空気量と触媒温度のシミュレーション結果。有機ガス処理量：1000g/h．  触媒入口気体温度：250℃
【図５】導入空気量50m3/h．の場合の触媒並びにボイラー温度（処理槽外壁温度）の結果を示す。検体：PS500g    空気流量は1時間あたりの流量の平均を示す。触媒１〜４は温度測定点を表わし、触媒１は触媒表面から最上部ハニカム触媒の中央（上部から2.5cm）、触媒２は第１段、触媒３は第2段、触媒４は第4段の中央の温度を示す。ボイラーは処理槽外壁の温度を示す。
【図６】導入空気量50m3/hの結果。検体：PP320g、空気流量は1時間あたりの流量の平均を示す。触媒１〜４は温度測定点を表わす。触媒1〜4はPSと同じ。ボイラーは処理槽外壁の温度を示す。
【図７】導入空気量50m3/hの結果。検体：PE500ｇ  空気流量は1時間あたりの流量の平均を示す。触媒１〜４は温度測定点を表わし、触媒１〜4はPSと同様の温度を示す。ボイラーは処理槽外壁の温度を示す。
【図８】導入空気量50 m3/h、ボイラー温度は7分間600℃で維持した後、600℃と500℃の間を周期的に変動させた。検体はPP,PE,PS各250gを混合して用いた。触媒1〜4はPS（図５）の場合と同じ。
【図９】ゴム160gを500℃で高温分解した時の触媒の温度推移。検体：ゴム160g  空気流量は24m3/h．（触媒１の温度が400℃以上）。触媒の白金担系粒状触媒を用いた触媒１〜３は温度測定点を表し、触媒１は触媒表面から5cm、触媒２は15cm、触媒３は25cmの温度を示す。ボイラーは処理槽外壁の温度を示す。
【図１０】鳥レバー320gを500℃で分解した時の触媒温度の推移。検体：鳥レバー320g  空気流量は24m3/h．は一定。  触媒は白金担持粒状触媒を用いた。触媒１〜４は温度測定点を表し、触媒１は触媒表面から5cm、触媒２は15cm、触媒３は25cm、触媒４は35cm、触媒５は44cmの温度を示す。ボイラーは処理槽外壁の温度を示す。
【符号の説明】
【００３１】
1:処理槽        
2:蒸気源保持部
3:蒸気源量調整手段
4:処理槽内筒
5:処理槽外筒
6:感染性廃棄物の処理用籠保持部 
7:水（蒸気源）面
8:空隙 
9:開放 
10:閉鎖 
11:処理用籠 
12:高周波電磁誘導加熱用コイル
12':高周波電磁誘導加熱用コイル
13:開閉蓋 
14:筒状空隙 
15:排出 
16:トラップ槽 
17:溶媒 
18:入口 
18':入口
19:第一の部屋 
20:出口 
(a):第二の部屋
(b):出口
(c):管 
(d):管
(e):予備加熱槽
(f):触媒槽
(g):熱交換器
(h):冷却槽
(i):空気
【図１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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