(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を加熱分解する熱分解炉と、この熱分解炉から出る分解ガスの所定成分を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されなかった分解ガスを燃焼させるガス燃焼装置とからなる廃棄物処理システムにおける前記分解ガスの流れが目詰まりしても圧力上昇しないように施された廃棄物処理システムの安全装置において、
ガス空間を残して液体が満たされた密閉容器が設けられ、
導圧管の一方端を前記密閉容器内の前記液体中と連通させるとともにバイパス管の一方端を前記密閉容器内の前記ガス空間と連通させ、
導圧管とバイパス管との他方端をそれぞれ前記廃棄物処理システム内における分解ガスの流れの上流側と下流側とに連通させてなることを特徴とする廃棄物処理システムの安全装置。
【請求項２】
前記導圧管の他方端を前記熱分解炉の分解ガス出口側と連通させるとともに前記バイパス管の他方端を前記凝縮器の分解ガス入口側と連通させてなることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理システムの安全装置。
【請求項３】
前記密閉容器内の前記ガス空間の外壁に伸縮部が形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物処理システムの安全装置。
【請求項４】
前記密閉容器に満たされた液体がアルカリ溶液であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の廃棄物処理システムの安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱分解炉から発生する分解ガスを処理するための廃棄物処理技術に関し、特に、内部が目詰まりして安全装置が動作しても分解ガスが外気に放出させない廃棄物処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭やオフィス、工場など人が営んでいる場所からは生ゴミ、金属類、プラスチック類など種々の廃棄物が必ず発生する。この廃棄物は、一般には地中への埋め立てや加熱焼却によって処理される。しかし、廃棄物は年々増加の一途を辿り、埋め立て処理による方法は、その埋め立て場所の不足を招くとともに公害の発生要因にもなって来たので、次第に廃棄物が加熱処理がされるようになってきた。この廃棄物の加熱処理においては、プラスチック類から有害なダイオキシンが発生しないようにする必要があるが、廃棄物の再資源化、発生熱源の利用など２次的な貢献作用もあるので、最近はこの加熱処理による廃棄物処理システムをさらに高度化させるための検討が盛んになされている。
【０００３】
図８は、従来の廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。廃棄物処理システムが、熱分解炉１と、この熱分解炉１に送ガス管６を介して接続された凝縮器２と、この凝縮器２に送ガス管７を介して接続された洗浄器３と、この洗浄器３に送ガス管８を介して接続された逆火防止器４と、この逆火防止器４に送ガス管９を介して接続されたガス燃焼装置５とからなる。また、送ガス管６には安全装置としての放出弁１５が取り付けられている。
【０００４】
図８において、熱分解炉１では、排気物１１が図示されていない投入口を介して投入され加熱される。廃棄物１１の加熱によって発生した分解ガスが矢印２３の方向に送ガス管６を介して凝縮器２へ送られる。凝縮器２には図示されていない冷却器が設けられ、分解ガスの高い沸点の成分が液化して凝縮液１２となって底に溜まる。凝縮器２で凝縮されなかった低い沸点の成分の分解ガスは、さらに矢印２３の方向に送ガス管７を介して洗浄器３に張られた水１３の中に送られる。分解ガスが洗浄器３の水１３を通過するうちに分解ガス２３中の塩素ガスや塩化物の成分が除去される。洗浄器３から出た分解ガスは、矢印２３の方向に送ガス管８を介して逆火防止器４へ送られる。分解ガスは、逆火防止器４内に張られた水１４を通過した後、矢印２３の方向に送ガス管９を介してガス燃焼装置５へ送られる。ガス燃焼装置５では、分解ガスのうちの可燃性の成分が燃焼された後、排気筒１０を介して大気中へ放出する。逆火防止器４は、ガス燃焼装置５内の火が送ガス管９を介して万一逆流した場合にその火が水１４でもって消火されるようになっている。放出弁１５は、分解ガスの一部の成分が固化によってその下流側が目詰まりした場合、送ガス管６の内圧を検知し、その内圧が所定の値に上昇したときに分解ガスを外気に放出することによって廃棄物処理システム内の圧力上昇を防ぐための安全装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の廃棄物処理システムの安全装置は、内部が目詰まりした場合に分解ガスが外気に放出される可能性があるという問題があった。
すなわち、分解ガスが外気に放出されるということは、例え廃棄物処理システムが圧力上昇するような異常な場合に限られると言ってもその分解ガスが有害な場合は問題である。異常な場合でも廃棄物処理システム内にその分解ガスを閉じ込めておく方がよい。
【０００６】
この発明の目的は、廃棄物処理システムの内部が目詰まりしても分解ガスが外気に放出されないようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、廃棄物を加熱分解する熱分解炉と、この熱分解炉から出る分解ガスの所定成分を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮されなかった分解ガスを燃焼させるガス燃焼装置とからなる廃棄物処理システムにおける前記分解ガスの流れが目詰まりしても圧力上昇しないように施された廃棄物処理システムの安全装置において、ガス空間を残して液体が満たされた密閉容器が設けられ、導圧管の一方端を前記密閉容器内の前記液体中と連通させるとともにバイパス管の一方端を前記密閉容器内の前記ガス空間と連通させ、導圧管とバイパス管との他方端をそれぞれ前記廃棄物処理システム内における分解ガスの流れの上流側と下流側とに連通させてなるようにするとよい。それによって、廃棄物処理システム内を上流側から下流側へ分解ガスが正常に流れている場合、導圧管の他方端が取り付けられた上流側のガス圧は、廃棄物処理システムの長さや形状によって決まる流体摩擦抵抗分だけバイパス管の他方端が取り付けられた下流側のガス圧より高いので、導圧管内の液面が密閉容器内の液面よりその差圧分だけ下がった状態に保たれる。一方、廃棄物処理システム内において、導圧管の他方端およびバイパス管の他方端が取り付けられた位置の間で目詰まりが発生した場合、導圧管内の圧力がバイパス管内の圧力より極端に高くなるので、導圧管内の液面が大きく低下し、廃棄物処理システムの目詰まり位置より上流側の分解ガスが導圧管から密閉容器内の液体中へ侵入するようになる。密閉容器内の液体中に侵入した分解ガスは、密閉容器内の液体中を上昇し、密閉容器内のガス空間に出るとともにバイパス管を介して廃棄物処理システムの目詰まり位置より下流側の方へ流れて行く。そのために、廃棄物処理システム内の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全であるとともに、分解ガスが外気へ放出されることもない。さらに、密閉容器内に満たされる液体のレベルを調整することによって、廃棄物処理システムの安全装置の目詰まり位置より上流側の分解ガスが密閉容器内へ侵入し始める圧力を任意に設定することができる。従来の放出弁のように弁自身が目詰まりすることもなくなる。
【０００８】
また、かかる構成において、前記導圧管の他方端を前記熱分解炉の分解ガス出口側と連通させるとともに前記バイパス管の他方端を前記凝縮器の分解ガス入口側と連通させてなるようにするとよい。熱分解炉から発生する分解ガスにはタールなどの粘性の高い物質が含まれているが、この分解ガスの最も濃度の高い区間が熱分解炉と凝縮器との間である。したがって、熱分解炉と凝縮器との間で固形物が生ずる可能性が高く、この区間は非常に目詰まりが起きやすかった。この構成によって、例え熱分解炉と凝縮器との間に目詰まりが起きても圧力上昇しないようになる。しかも、この安全装置が動作しても、分解ガスが必ず凝縮器を介して下流側へ流れるので、凝縮器でもって充分に分解ガスを凝縮させることができる。
【０００９】
また、かかる構成において、前記密閉容器内の前記ガス空間の外壁に伸縮部が形成されてなるようにしてもよい。それによって、伸縮部が外壁で伸縮し密閉容器や下流側の圧力が大気圧と常時同じになる。
また、かかる構成において、前記密閉容器に満たされた液体がアルカリ溶液であるようにしてもよい。それによって、安全装置が動作しても分解ガスに含まれる塩素ガスや塩化物の成分が除去される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施例に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。ここでは、廃棄物がプラスチック等の樹脂一般を含んでいると想定する。例えば、空缶の表面には塗料やプラスチックが含まれており、モールドトランスのコイルは熱硬化性樹脂で注型されており、廃プラには、各種のプラスチック系廃棄物が含まれている。これらを加熱して得られる分解ガスには、油や炭化物などが含まれる。炭化物などは粘性が高いため、冷却されると固形物となり、配管などが目詰まりする要因となる。熱分解炉１でダイオキシンを発生させないために、熱分解炉１内は低酸素にする方が良い。また、熱分解炉１内は他の物質と反応し難いガスの方が良い。そのためには、不活性ガスを廃棄物に吹き付けると良い。あるいは、窒素ガスを廃棄物に吹き付けるようにすれば低コストとなり好ましい。
【００１１】
この実施例において、密閉容器２０にガス空間２４を残して液体１９が満たされている。導圧管１６の下方端が密閉容器２０の側面から液体１９内に挿入され、導圧管１６の上方端が送ガス管６の左側、すなわち、熱分解炉１の分解ガス出口側に取り付けられ、それによって、密閉容器２０の液体１９内と送ガス管６内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の下方端がガス空間２４内に挿入され、バイパス管１７の上方端が送ガス管６の右側、すなわち、凝縮器２の分解ガス入口側に取り付けられ、それによって、密閉容器２０内のガス空間２４と送ガス管６とを連通させてある。また、ガス空間２４の外壁には伸縮部１８が形成されている。図１のその他は、図８の従来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略する。但し、図８における放出弁１５は省略されている。
【００１２】
図１において、廃棄物処理システム内を分解ガスが矢印２３の方向に正常に流れている場合、廃棄物処理システムの上流側のガス圧は、廃棄物処理システムの長さや形状によって決まる流体摩擦抵抗分だけその下流側のガス圧より高い状態にあるので、導圧管１６内の液面が、密閉容器２０内の液面より上流側と下流側のガスとの差圧Ｈ0 だけ下がった状態に保たれる。送ガス管６内で目詰まりが発生した場合、熱分解炉１内の圧力が凝縮器２内の圧力より極端に高くなるので、導圧管１６内の液面が大きく低下する。導圧管１６内の液面と密閉容器２０内の液面との差圧がＨになると、熱分解炉１内の分解ガスが矢印２３Ａのように導圧管１６を介して密閉容器２０の液体１９内へ侵入するようになる。液体１９に侵入した分解ガスは矢印２３Ｂのように液体１９内を上昇し、バイパス管１７を介して凝縮器２内へ流れ込む。そのために、例え、送ガス管６の途中が目詰まりしても、熱分解炉１内および送ガス管６の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。しかも、分解ガスが外気へ放出されることもないので廃棄物処理システム周囲の環境を汚染することがない。さらに、廃棄物処理システムで最も分解ガスの濃度が高く、目詰まりが生じやすい送ガス管６に安全装置が設けられていることにより、廃棄物処理システムの安全性が高められている。それに加えて、この安全装置が動作しても、分解ガスが必ず凝縮器２を介して下流側へ流れるので、凝縮器２でもって充分に分解ガスを凝縮させることができる。なお、密閉容器２０内に満たされる液体１９の液面のレベルを調整することにって差圧Ｈを変化させることができるので、熱分解炉１からの分解ガスが密閉容器２０内へ侵入し始める圧力を任意に設定することができる。また、液体１９は水でもよいが、アルカリ溶液であってもよい。液体１９をアルカリ溶液としておくと、密閉容器２０が分解ガス中の塩素ガスや塩化物の成分を除去する洗浄の役目も兼ね備えるようになる。それによって、安全装置が動作した場合に密閉容器２０も洗浄器３と同様に分解ガスを脱塩するようになる。また、伸縮部１８は外壁において伸縮するので密閉容器２０やバイパス管１７側の圧力が大気圧と常時同じになるように作用する。それによって、送ガス管６内で目詰まりが発生し、送ガス管６側が余りにも高い圧力になった場合、その圧力が吸収され密閉容器２０やバイパス管１７と連通する廃棄物処理システムが圧力でもって破壊するのを防ぐことができる。さらに、この安全装置は構成が簡素である上に、図８における従来の放出弁１５のように弁自身が目詰まりすることもなくなるので信頼性も高い。
【００１３】
図２は、この発明の異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の下方端が密閉容器２０の上部から液体１９内に挿入されいる。図２のその他は、図１の構成と同じである。導圧管１６内の液面のレベルは、熱分解炉１の分解ガスの圧力でもって決まるので、導圧管１６の下方端を密閉容器２０の側面から液体１９内に挿入させても、密閉容器２０の上部から液体１９内に挿入させても同じである、したがって、図２の構成における安全装置の作用効果は、図１の廃棄物処理システムの場合と同じである。
【００１４】
図３は、この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の上方端が熱分解炉１内に挿入され、密閉容器２０の液体１９内と熱分解炉１内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の上方端が凝縮器２内に挿入され、密閉容器２０内のガス空間２４と凝縮器２内とを連通させてある。それによって、送ガス管６内で目詰まりが生じた場合に、その目詰まり位置から上流側の圧力上昇を抑えることができる。このように構成されていても、送ガス管６内で目詰まりが発生した場合、熱分解炉１内の圧力が凝縮器２内の圧力より極端に高くなるので、導圧管１６内の液面が大きく低下する。それによって、図１の場合と同様に作用し、熱分解炉１内および送ガス管６の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。
【００１５】
なお、図３において、導圧管１６の上方端を送ガス管６の左側、すなわち、熱分解炉１の分解ガス出口側に取り付ける構成としてもよい。あるいはまた、バイパス管１７の上方端を送ガス管６の右側、すなわち、凝縮器２の分解ガス入口側に取り付ける構成としてもよい。
図４は、この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の上方端が送ガス管６の左側、すなわち、熱分解炉１の分解ガス出口側に取り付けられ、密閉容器２０の液体１９内と熱分解炉１内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の上方端が送ガス管７の右側、すなわち、洗浄器３の分解ガス入口側に取り付けられ、密閉容器２０内のガス空間２４と洗浄器３内とを連通させてある。図４のその他は、図１の構成と同じである。このように構成することによって、廃棄物処理システムの上流側から送ガス管７にかけて目詰まりが発生した場合、導圧管１６内の液面が大きく低下する。それによって、図１の場合と同様に作用し、送ガス管７の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。図１の構成の場合より広い範囲に渡って目詰まりについて動作させることができる。
【００１６】
図５は、この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の上方端が熱分解炉１内に挿入され、密閉容器２０の液体１９内と熱分解炉１内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の上方端が洗浄器３内に挿入され、密閉容器２０内のガス空間２４と洗浄器３内とを連通させてある。図５のその他は、図１の構成と同じである。このように構成することによっても、廃棄物処理システムの上流側から送ガス管７にかけて目詰まりが発生した場合、導圧管１６内の液面が大きく低下する。それによって、図１の場合と同様に作用し、送ガス管７の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。図１の構成の場合より広い範囲に渡って目詰まりについて動作させることができる。
【００１７】
図６は、この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の上方端が送ガス管６の左側、すなわち、熱分解炉１の分解ガス出口側に取り付けられ、密閉容器２０の液体１９内と熱分解炉１内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の上方端が送ガス管８の右側、すなわち、逆火防止器４の分解ガス入口側に取り付けられ、密閉容器２０内のガス空間２４と逆火防止器４内とを連通させてある。図６のその他は、図１の構成と同じである。このように構成することによって、廃棄物処理システムの上流側から送ガス管８にかけて目詰まりが発生した場合、導圧管１６内の液面が大きく低下する。それによって、図１の場合と同様に作用し、送ガス管８の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。図４の構成の場合よりさらに広い範囲に渡って目詰まりについて動作させることができる。
【００１８】
図７は、この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図である。導圧管１６の上方端が熱分解炉１内に挿入され、密閉容器２０の液体１９内と熱分解炉１内とを連通させてある。一方、バイパス管１７の上方端が逆火防止器４内に挿入され、密閉容器２０内のガス空間２４と逆火防止器４内とを連通させてある。図７のその他は、図１の構成と同じである。このように構成することによっても、廃棄物処理システムの上流側から送ガス管８にかけて目詰まりが発生した場合、導圧管１６内の液面が大きく低下する。それによって、図１の場合と同様に作用し、送ガス管８の目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全である。図５の構成の場合よりさらに広い範囲に渡って目詰まりについて動作させることができる。
【００１９】
なお、この発明は、図１ないし図７の実施例の構成に限定されるものではなく、導圧管１６は、廃棄物処理システムのいずれの個所と連通させてもよい。また、バイパス管１７も導圧管１６の接続個所より下流側ならば、廃棄物処理システムのいずれの個所と連通させてもよい。それによって、廃棄物処理システムの導圧管１６の接続位置とバイパス管１７との接続位置との間で目詰まりが生じた場合に、その目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ安全になる。また、導圧管１６と密閉容器２０とバイパス管１７との安全装置は、廃棄物処理システムの複数箇所に設けられいてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
この発明は前述のように、ガス空間を残して液体が満たされた密閉容器が設けられ、導圧管の一方端を前記密閉容器内の前記液体中と連通させるとともにバイパス管の一方端を前記密閉容器内の前記ガス空間と連通させ、導圧管とバイパス管との他方端をそれぞれ前記廃棄物処理システム内における分解ガスの流れの上流側と下流側とに連通させてなるようにすることによって、導圧管の接続位置とバイパス管との接続位置との間で目詰まりが生じた場合、その目詰まり位置から上流側の圧力上昇が抑えられ、廃棄物処理システムが目詰まりしても安全でありガスが外気へ放出されることがない。それによって、廃棄物処理システム周囲の環境が汚染されることがなくなる。
【００２１】
また、かかる構成において、導圧管の他方端を熱分解炉の分解ガス出口側と連通させるとともにバイパス管の他方端を前記凝縮器の分解ガス入口側と連通させてなるようにすることによって、安全装置が動作しても分解ガスが凝縮器を必ず通過するので、分解ガスを充分に凝縮させることができる。
また、かかる構成において、密閉容器内の前記ガス空間の外壁に伸縮部が形成されてなるようにすることによって、廃棄物処理システム目詰まりが生じ、その上流側が余りにも高い圧力になった場合でも、密閉容器やバイパス管と連通する廃棄物処理システム圧力でもって破壊するのを防ぐことができる。
【００２２】
また、かかる構成において、密閉容器に満たされた液体がアルカリ溶液であるようにすることによって、密閉容器が分解ガスの洗浄効果も兼ね備えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図２】この発明の異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図４】この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図５】この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図７】この発明のさらに異なる実施例にかかる廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【図８】従来の廃棄物処理システムの安全装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
１：熱分解炉、２：凝縮器、５：ガス燃焼装置、１１：廃棄物、１６：導圧管、１７：バイパス管、１８：伸縮部、１９：液体、２０：密閉容器、２４：ガス空間
【図１】
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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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