(57)【要約】【課題】医療廃棄物２０を安全に滅菌する。【解決手段】医療廃棄物２０を収容する溶解炉１００と、燃料を燃焼することにより、溶解炉１００の内部を、医療廃棄物２０の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物２０の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する加熱部１４０と、溶解炉１００および外部に対して連結および遮断することができ、溶解炉１００の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された医療廃棄物２０を収容し、溶解炉と連結した場合に収容した医療廃棄物２０を溶解炉１００に投入する投入室１７０と、加熱中の溶解炉１００の内部の気体４２を吸気して、加熱部１４０に導入する気体導入部１８０とを備え、気体導入部１８０は、さらに、加熱中の投入室の内部の気体４４を吸気して、加熱部１４０に導入し、加熱部１４０は、気体導入部１８０により導入された溶解炉１００および投入室１７０の気体を燃料と共に燃焼する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療廃棄物を溶解する溶解装置であって、
前記医療廃棄物を収容する溶解炉と、
燃料を燃焼することにより、前記溶解炉の内部を、前記医療廃棄物の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ前記医療廃棄物の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する加熱部と、
前記溶解炉および外部に対して連結および遮断することができ、前記溶解炉の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された前記医療廃棄物を収容し、前記溶解炉と連結した場合に前記収容した医療廃棄物を前記溶解炉に投入する投入室と、
加熱中の前記溶解炉の内部の気体を吸気して、前記加熱部に導入する気体導入部と
を備え、
前記気体導入部は、さらに、加熱中の前記投入室の内部の気体を吸気して、前記加熱部に導入し、
前記加熱部は、前記気体導入部により導入された前記溶解炉および前記投入室の気体を燃料と共に燃焼する溶解装置。
【請求項２】
前記溶解炉は、前記医療廃棄物と共に油を収容した状態で加熱される請求項１に記載の溶解装置。
【請求項３】
前記溶解炉に収容される油は廃油である請求項２に記載の溶解装置。
【請求項４】
前記気体導入部は、
前記溶解炉に連結された溶解炉排気管、
前記投入室に連結されて前記溶解炉排気管に合流する投入室排気管、および、
前記投入室排気管において合流地点よりも前記投入室側に配された逆止弁
を有する請求項１に記載の溶解装置。
【請求項５】
医療廃棄物を溶解する溶解方法であって、
加熱部において燃料を燃焼することにより、前記医療廃棄物を収容した溶解炉の内部を、前記医療廃棄物の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ前記医療廃棄物の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する加熱ステップと、
前記溶解炉および外部に対して連結および遮断する投入室により、前記溶解炉の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された前記医療廃棄物を収容し、前記溶解炉と連結した場合に前記収容した医療廃棄物を前記溶解炉に投入する投入ステップと、
加熱中の前記溶解炉の内部の気体および前記投入室の内部の気体を吸気して、前記加熱部に導入して燃焼させる気体燃焼ステップと
を備える溶解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療廃棄物の溶解装置および溶解方法に関する。本発明は、特に、合成樹脂を含む医療廃棄物を滅菌と同時に溶解・減容する処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃プラスチックを再生油として再利用する廃プラスチック油化装置が知られている。特許文献１には、廃プラスチックをガスバーナの熱により、加熱・溶融およびガス化する熱分解炉と、熱分解炉で発生した熱分解ガスを冷却水と気液接触させて冷却・凝縮した後、油水分離して再生油を得る油化槽とを備えた油化装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
また、病院、診療所等の医療機関から発生する注射器、カテーテル、手術着、ビニル手袋等の医療廃棄物のような感染性廃棄物には、感染性病原菌が付着している可能性がある。そこで、環境省により、高温高圧下で一定時間処理を施した後、廃棄処理するか、又は、焼却処理するように指導されている（非特許文献１）。特許文献２には、加熱炉に圧力容器を用いることで、炉内を高温高圧の状態で密閉して、感染性廃棄物の熱分解温度より低い温度で、所定時間、感染性廃棄物を滅菌処理した後、熱分解温度まで加熱する油化装置が開示されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−２４７８７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９４２８号公報
【非特許文献１】「排出物処理法に基づく感染性排出物処理マニュアル（公布日：平成１６年３月１６日、環廃産発０４０３１６００１号）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された油化装置を用いて、医療廃棄物を処理した場合、処理の初期段階において医療廃棄物に含まれていた感染性病原菌が十分に死滅しない状態で、熱分解炉内の気体と共に熱分解炉から漏れ出す可能性がある。このとき、当該気体が冷却水と気液接触することで、凝縮水又は生成油に感染性病原菌が混入する。
【０００５】
一方、特許文献２に記載された油化装置を用いた場合には、高温高圧の状態で一定時間処理を施すので、上記の問題は生じない。しかしながら、医療廃棄物には、例えば、プラスチック容器中に水分若しくは血液、又は、過酸化水素水が密封されたものも多く含まれる。このような廃棄物を加熱すると、プラスチック容器が溶解して、水分等が高温条件下にさらされ、瞬間的に気化する。特許文献２に記載された油化装置は、炉内を高温高圧の状態で密封しているので、水分等が瞬間的に気化して急激に内部の圧力が上昇した場合には、圧力容器が破損する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、医療廃棄物を溶解する溶解装置であって、医療廃棄物を収容する溶解炉と、燃料を燃焼することにより、溶解炉の内部を、医療廃棄物の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する加熱部と、溶解炉および外部に対して連結および遮断することができ、溶解炉の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された医療廃棄物を収容し、溶解炉と連結した場合に収容した医療廃棄物を溶解炉に投入する投入室と、加熱中の溶解炉の内部の気体を吸気して、加熱部に導入する気体導入部とを備え、気体導入部は、さらに、加熱中の投入室の内部の気体を吸気して、加熱部に導入し、加熱部は、気体導入部により導入された溶解炉および投入室の気体を燃料と共に燃焼する溶解装置が提供される。
【０００７】
上記溶解装置において、溶解炉は、医療廃棄物と共に油を収容した状態で加熱されてもよい。また、溶解炉に収容される油は廃油であってもよい。さらに、気体導入部は、溶解炉に連結された溶解炉排気管、投入室に連結されて溶解炉排気管に合流する投入室排気管、および、投入室排気管において合流地点よりも投入室側に配された逆止弁を有してもよい。
【０００８】
本発明の第２の形態においては、医療廃棄物を溶解する溶解方法であって、加熱部において燃料を燃焼することにより、医療廃棄物を収容した溶解炉の内部を、医療廃棄物の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する加熱ステップと、溶解炉および外部に対して連結および遮断する投入室により、溶解炉の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された医療廃棄物を収容し、溶解炉と連結した場合に収容した医療廃棄物を溶解炉に投入する投入ステップと、加熱中の溶解炉の内部の気体および投入室の内部の気体を吸気して、加熱部に導入して燃焼させる気体燃焼ステップとを備える溶解方法が提供される。
【０００９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、一実施形態に係る溶解装置１２を備える熱分解システム１０の概要を示すブロック図である。熱分解システム１０は、医療廃棄物２０を熱分解する熱分解システムであって、同図に示す通り、熱分解システム１０は、溶解装置１２と、複数の油化装置１４、１６を備える。
【００１２】
溶解装置１２は、燃料を燃焼することにより、投入された医療廃棄物２０を、医療廃棄物２０の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱して、医療廃棄物２０を溶解する。医療廃棄物２０が溶解すると医療廃棄物２０内の空気が除去されるので、医療廃棄物２０の容積が減少して減溶廃棄物４０が得られる。
【００１３】
ここで、医療廃棄物２０は、注射器、カテーテル、手術着、スポイト、不織布等を含み、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等、多種のプラスチックを含む。プラスチックの種類により融点が異なり、溶解装置１２において、油と共に収容した状態で加熱すると、例えば、ＰＥの場合には、約１２０℃で溶解が始まるが、ＰＶＣ、ＰＥＴの場合には、１８０℃〜２００℃で加熱しても、長時間加熱しなければ、完全には溶解しない。一方、これらのプラスチックは、無酸素又は低酸素状態で約３００〜４００℃に加熱すると、熱分解を開始する。また、医療廃棄物２０には、感染性病原菌が含まれる可能性があるので、上記の通り、高温で一定時間加熱して滅菌処理を施すことが求められる。
【００１４】
そこで、本実施形態においては、滅菌温度を、医療廃棄物２０の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物の熱分解の温度より低い温度に設定する。そして、当該滅菌温度における感染性病原菌の滅菌率及び当該温度における医療廃棄物２０の溶解速度を考慮して、滅菌時間又は溶解時間を決定する。例えば、医療廃棄物２０が上記物質を含んでいる場合には、これらの上記溶解温度、上記熱分解温度に基づいて、例えば、１８０℃〜２２０℃の温度で、３０〜６０分間、加熱する。
【００１５】
なお、本明細書において、「溶解する」とは、医療廃棄物２０が油に溶解する場合に限定されるものでなく、加熱により融解して半固形状態になる場合をも含む。また、上記温度であれば、医療廃棄物２０にＰＶＣが含まれている場合であっても、塩素ガスはほとんど発生しない。
【００１６】
油化装置１４は、溶解装置１２で溶解された医療廃棄物２０を油化する。つまり、溶解装置１２で得られた減溶廃棄物４０を、油化装置１４に投入して、無酸素又は低酸素状態で、例えば、約４００〜４５０℃に加熱すると、減溶廃棄物４０に含まれるプラスチック等が熱分解して乾留ガスが発生する。当該乾留ガスを冷却すると乾留ガスが液化して生成油６０が得られる。本実施形態においては、油化装置１４には、医療廃棄物２０を溶解装置１２で減容して得られた減溶廃棄物４０が投入されるので、油化装置１４は、一度の処理で、より大量の医療廃棄物２０を処理できる。また、減溶廃棄物４０は溶解装置で十分滅菌されているので、生成油等が感染性病原菌に汚染されることを防止できる。
【００１７】
ここで、乾留ガスには、冷却水で冷却しても液化しない成分も含まれる。当該成分は可燃性であり、このような可燃ガスは熱分解システム１０の熱源として利用することが好ましい。ここで、油化装置１４、１６では、一度、急激に温度が上昇してしまうと、熱分解が加速度的に促進され、温度制御が困難になる場合がある。上記可燃ガスの組成は、医療廃棄物２０に含まれるプラスチックの組成、熱分解時の温度などにより変動するので、燃焼したときの熱量も変動しやすい。
【００１８】
また、医療廃棄物２０及びその減溶廃棄物４０は、様々な種類のプラスチックが混在しているので、油化装置１４に減溶廃棄物４０を逐次投入して連続的に油化処理をすると、上記と同様の理由で、温度制御が困難になる場合がある。そこで、本実施形態においては、油化装置１４及び油化装置１６は、減溶廃棄物４０が一括で投入されて油化されるバッチ処理で、減溶廃棄物４０を処理する。バッチ処理においては、油化装置１４の加熱を停止して室温まで冷却しているときには、油化装置１４、１６で上記可燃ガスを燃焼させない。
【００１９】
一方、溶解装置１２においては、厳密に温度を制御しなくても、処理への影響が油化装置１４、１６と比較して少ない。また、溶解装置１２においては、高温の状態を長時間維持して、医療廃棄物２０に含まれる感染性病原菌を滅菌する。そこで、医療廃棄物２０の溶解中に、医療廃棄物２０が、少なくとも一度はさらに投入される連続処理で、医療廃棄物２０を処理する。
【００２０】
すなわち、本実施形態においては、溶解装置１２は連続処理を用いる一方、油化装置１４、１６はバッチ処理を用いる。また、上記可燃ガスを可燃ガス移送配管２２及び可燃ガス移送配管３２により、溶解装置１２に移送して、溶解装置１２の熱源として利用する。つまり、溶解装置１２は、油化装置１４又は油化装置１６で発生した可燃ガスを燃焼することにより医療廃棄物２０の溶解に用いる。これにより、熱分解システム１０を安定に運転しつつ、熱分解システム１０全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００２１】
本実施形態においては、溶解装置１２は医療廃棄物２０を連続処理することで得られた減溶廃棄物４０を、油化装置１４と、油化装置１６とで交互にバッチ処理する。これにより、溶解装置１２は、複数の油化装置１４及び油化装置１６で発生した可燃ガスを燃焼させることができ、一方の油化装置が停止している場合であっても、もう一方の油化装置から可燃ガスを供給される。その結果、溶解装置１２への可燃ガスの供給が安定して、熱分解システム１０全体のエネルギー効率をより向上させることができる。特に、医療廃棄物２０には、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルが多く含まれ、上記可燃ガスが多く発生するので、上記構成を採用することが好ましい。
【００２２】
また、本実施形態においては、油化装置１４及び油化装置１６で得られた生成油６０の一部を、可燃ガス移送配管２２及び可燃ガス移送配管３２により、溶解装置１２に移送して、溶解装置１２の熱源として利用する。なお、本明細書において、「連続処理」とは、加熱中に医療廃棄物２０を少なくとも一度、溶解装置１２に投入することをいう。よって、連続処理においては、排出の方法を問わず、加熱中に溶解装置１２に逐次投入して、減溶廃棄物４０を逐次排出する方法、および、加熱中に医療廃棄物２０を溶解装置１２に逐次投入して、一定量の医療廃棄物２０を処理した後、若しくは、加熱を停止した後に減溶廃棄物４０を排出する方法のいずれも含む。また、「加熱中」とは、燃料を燃焼させている間に限定されるものではなく、燃料の燃焼を停止している場合であって、溶解炉の内部の温度が滅菌温度と同程度かそれ以上である場合も含む。
【００２３】
図２は、溶解装置１２の概要を示すフロー図である。また、図３は、溶解装置１２の溶解炉１００の周りの構造を示す概略図である。
【００２４】
溶解装置１２は、医療廃棄物２０を加熱・溶解することで、医療廃棄物２０を滅菌すると共に、医療廃棄物２０を減容する。同図に示す通り、溶解装置１２は、略寸胴形状の溶解炉１００と、溶解炉１００の外面の一部又は全部を覆うように配された加熱部１４０と、溶解炉１００の外面のうち、少なくとも加熱部１４０で覆われていない部分を覆うように配された保温材１６０とを備える。また、溶解装置１２は、溶解炉１００の上部に設けられた投入室１７０と、溶解炉１００及び投入室１７０の内部の気体を吸気する気体導入部１８０とを備える。
【００２５】
溶解炉１００は、医療廃棄物２０を収容する。また、本実施形態においては、溶解炉１００は医療廃棄物２０と共に廃油７０を収容する。廃油７０は、油の一例であり、例えば、大豆油、エンジンオイルであってもよい。また、大気圧若しくは溶解装置１２の運転圧力における沸点、又は、引火点が上記滅菌温度より高い有機化合物、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコールであってもよい。
【００２６】
溶解炉１００は、医療廃棄物２０を収容する略寸胴形状の溶解炉本体１１０と、投入室１７０を溶解炉１００に対して連結及び遮断することができる内部開閉部１２０と、溶解した医療廃棄物２０及び処理後に溶解炉本体１１０内に残った残渣を溶解炉本体１１０から排出する排出部１３０とを有する。溶解炉本体１１０は寸胴形状の底部を下にして配される。
【００２７】
溶解炉本体１１０は、開口を有する円板状の天板部１１１と、溶解炉本体１１０の底部に配された下部排出口１１３と、溶解炉本体１１０の胴部に配されたフランジ１１４及びフランジ１１５とを含む。また、溶解炉本体１１０は、天板部１１１上に上記開口を覆い、垂直方向に延伸する筒状の開閉ガイド部１１６と、溶解炉本体１１０の側面に配された排気口１１９とを含む。また、溶解炉本体１１０の内部の温度を測定する温度計５２が配される。温度計５２は、廃油７０の温度を測定できるように配されていることが好ましい。
【００２８】
溶解炉本体１１０の上部には、天板部１１１が溶接等により結合されている。これにより、天板部１１１の開口が内部投入口１１２を形成する。溶解炉本体１１０は、寸胴形状の胴部の適切な位置で２分割されており、フランジ１１４及びフランジ１１５により結合されている。これにより、溶解炉本体１１０は、フランジ１１４及びフランジ１１５の部分で上下に２分割することができる。溶解炉本体１１０は、天板部１１１に近い位置で分割されることが好ましい。
【００２９】
また、溶解炉本体１１０の側面には、溶解炉１００の内部の気体４２を排出する排気口１１９が設けられ、気体導入部１８０が結合されている。排気口１１９は、フランジ１１４及びフランジ１１５より上部に設けられてもよく、溶解炉本体１１０の側面ではなく天板部１１１に設けられてもよいが、フランジ１１４及びフランジ１１５よりも下で、加熱部１４０に覆われた部分よりも上の位置に設けられることが好ましい。これにより、溶解炉本体１１０を分割するときに、気体導入部１８０が邪魔にならない。さらに、溶解炉本体１１０の底部には、下部排出口１１３が設けられ、排出部１３０が結合されている。
【００３０】
開閉ガイド部１１６は、上下に延伸する筒状の形状を有しており、内部投入口１１２より大きな四角形の断面形状を有する。開閉ガイド部１１６の下部は、内部投入口１１２を覆うように天板部１１１に溶接等により結合されており、開閉ガイド部１１６の上部は、投入室１７０と結合されている。開閉ガイド部１１６は、内部に、内部開閉部１２０の動作を補助するガイドレール１１７および開閉蓋支持部１１８を含む。また、開閉ガイド部１１６は、側面に水平方向に延伸する略長方形の開口を有する。なお、開閉ガイド部１１６の断面の形状は、四角形に限定されるものではなく、円形であってもよい。
【００３１】
内部開閉部１２０は、内部投入口１１２よりも大きな板状の開閉蓋１２３と、棒状のロッド１２４と、ロッド１２４を介して開閉蓋１２３を往復運動させるシリンダ１２５と、開閉蓋１２３及びロッド１２４を内部に密閉する袋状の密閉ガイド１２６とを含む。内部開閉部１２０は、開閉ガイド部１１６の側面に設けられた上記開口の外側に配され、開閉蓋１２３は上記開口部分から開閉ガイド部１１６の内部に挿入されている。また、開閉蓋１２３は、ガイドレール１１７に支持されており、ロッド１２４を介してシリンダ１２５により駆動され、水平方向に往復運動する。これにより、内部開閉部１２０は、投入室１７０を溶解炉１００に対して連結及び遮断することができる。
【００３２】
密閉ガイド１２６は、開閉ガイド部１１６の外部に溶接等により結合されており、密閉構造を有する。これにより、開閉蓋１２３が往復運動した場合であっても、溶解炉１００の内部の気体が内部開閉部１２０から外部に漏れることを防止できる。
【００３３】
排出部１３０は、溶解炉１００の外部に配された排出弁１３２及びスクリューコンベア１３４と、溶解炉１００の内部に配された残渣移送容器１３６及びワイヤー１３８とを含む。排出弁１３２及びスクリューコンベア１３４は、廃油７０、溶解した医療廃棄物２０、及び、医療廃棄物２０が融解して溶解炉本体１１０の底部に溜まっている半固形状の融解物３０を排出する。なお、融解物３０には、医療廃棄物２０に含まれる注射針等の金属片、又は、脱脂綿のように溶解しない廃棄物の残渣が含まれる。また、融解物３０と共に大部分の廃油７０を排出してもよく、大部分の廃油７０は排出せずに、再度、医療廃棄物２０の溶解に用いてもよい。
【００３４】
排出弁１３２を開くと下部排出口１１３より上記医療廃棄物２０、上記融解物３０、上記廃油７０が排出され、スクリューコンベア１３４を介して、油貯留タンク２２０に移送される。その後、油貯留タンク２２０から減溶廃棄物貯留タンク２３６に貯留される。なお、上記医療廃棄物２０、上記融解物３０、上記廃油７０は、フィルタによりろ過されてもよい。
【００３５】
残渣移送容器１３６は、例えば、メッシュ状の底板を有する箱型形状を有して、ワイヤー１３８により溶解炉１００内部に支持されており、内部に未溶解物５０を保持する。未溶解物５０は、完全には溶解若しくは融解しなかった医療廃棄物２０、及び、医療廃棄物２０に含まれる金属片、若しくは、脱脂綿のように溶解しない廃棄物の残渣を含む。ワイヤー１３８は、例えば、天板部１１１と結合されている。なお、残渣移送容器１３６は、溶解炉本体１１０の底部から完全に持ち上げられていなくてもよく、溶解炉本体１１０の底部と接していてもよい。また、溶解炉１００は、残渣移送容器１３６の上部に、医療廃棄物２０を押圧、攪拌するプッシャーを備えてもよい。
【００３６】
未溶解物５０は、溶解炉１００の滅菌が終了して、溶解炉１００の冷却が終了した後、粗破砕機２３０のホッパー２３２に搬送される。未溶解物５０の搬送は、例えば、フランジ１１５より上部の溶解炉本体１１０及び投入室１７０を、フランジ１１４より下部の溶解炉本体１１０からはずして、クレーン２１６により残渣移送容器１３６ごと溶解炉本体１１０内部から引き上げ、クレーン２１６によりホッパー２３２に移送することでなされる。なお、投入した医療廃棄物２０に対して発生する未溶解物５０が少ない場合等には、残渣移送容器１３６及びワイヤー１３８を用いずに、排出弁１３２とスクリューコンベア１３４とを含む下部排出部を介して、未溶解物５０を溶解炉１００の加熱中に排出してもよい。これにより、溶解装置１２の停止時間を減少させることができる。
【００３７】
加熱部１４０は、燃料を燃焼することにより、溶解炉１００の内部を、医療廃棄物２０の少なくとも一部が溶解する温度よりも高くかつ医療廃棄物２０の熱分解の温度よりも低い滅菌温度に加熱する。また、気体導入部１８０により導入された溶解炉１００および投入室１７０の気体を燃料と共に燃焼する。
【００３８】
加熱部１４０は、加熱部１４０の下部に配される脚部１４２と、燃料を燃焼するバーナ１４４と、バーナ１４４に供給する燃料の量を調整する燃料調整弁１４６と、溶解炉本体１１０の少なくとも一部を覆うように配されたジャケット１５０とを有する。ジャケット１５０は、少なくとも、溶解炉本体１１０内の油面よりも下部を覆うように配されることが好ましい。また、ジャケット１５０には、加熱部１４０内部の温度を測定する温度計５４が配される。
【００３９】
燃料としては、例えば、Ａ重油が用いられるが、油化装置１４又は油化装置１６で得られた生成油６０を用いてもよい。バーナ１４４としては、例えば、重油バーナ、急速混合型バーナ等が用いられる。燃料調整弁１４６は、温度計５２又は温度計５４で測定した温度に基づき、燃料の供給量を調整する。
【００４０】
ジャケット１５０は、バーナ１４４で燃焼した燃焼ガスを循環させて、又は、バーナの炎により、溶解炉１００を加熱する。ジャケット１５０は、燃料を燃焼する燃焼部１５２と、溶解炉１００の下部排出口１１３がジャケット１５０の外部に配されるように設けられた排出部導入口１５７と、燃焼ガスを外部に排出する排気管１５８と、排気管１５８を結合する排気口１５９とを含む。温度計５４は、排気口１５９の近傍に配されることが好ましい。
【００４１】
燃焼部１５２は、バーナ１４４の炎を導入する燃焼口１５３と、気体導入部１８０で吸気した溶解炉１００及び投入室１７０の気体を燃焼部１５２に導入する吸気ガス導入口１５４と、油化装置１４又は油化装置１６からで発生した可燃ガスを燃焼部１５２に導入する可燃ガス導入口１５５とを有する。なお、上記溶解炉１００及び投入室１７０の気体、又は、上記可燃ガスは、バーナ１４４の空気ノズルに直接供給してもよい。溶解炉１００の下部排出口１１３がジャケット１５０の外部に配されるので、溶解炉１００の排出弁１３２及びスクリューコンベア１３４と、下部排出口１１３とをジャケット１５０の外部で結合させることができる。
【００４２】
投入室１７０は、開閉ガイド部１１６の上部に配され、内部開閉部１２０により溶解炉１００に対して連結及び遮断される。投入室１７０は、側面に設けられ、外部から医療廃棄物２０を投入する外部投入口１７１と、投入室１７０を外部に対して連結および遮断する外部開閉部１７２と、外部開閉部１７２の動作を補助するガイドレール１７７と、投入室１７０の内部の気体４４を排気する排気口１７９とを有する。なお、内部投入口１１２及び投入室１７０の配される位置は、溶解炉１００の上部に限定されず、溶解炉１００の側面に配されてもよい。
【００４３】
投入室１７０の上部には、外部投入口１７１に対応する箇所に略長方形の開口を有しており、外部開閉部１７２は、当該開口の外側に配されている。外部開閉部１７２は、外部投入口１７１よりも大きな板状の開閉蓋１７３と、棒状のロッド１７４と、ロッド１７４を介して開閉蓋１７３を往復運動させるシリンダ１７５と、開閉蓋１７３及びロッド１７４を内部に密閉する袋状の密閉ガイド１７６とを含む。
【００４４】
開閉蓋１７３は、投入室１７０の上部に設けられた上記開口から内部に挿入され、外部投入口１７１を塞ぐように配される。また、開閉蓋１７３は、ガイドレール１７７に支持されており、ロッド１７４を介してシリンダ１７５により駆動され、垂直方向に往復運動する。これにより、外部開閉部１７２は、投入室１７０を外部に対して連結及び遮断することができる。
【００４５】
密閉ガイド１７６は、投入室１７０の外部に溶接等により結合されており、密閉構造を有する。これにより、開閉蓋１７３が往復運動した場合であっても、投入室１７０の内部の気体４４が外部開閉部１７２から外部に漏れることを防止できる。
【００４６】
気体導入部１８０は、溶解炉１００に連結された溶解炉排気管１８２と、投入室１７０に連結されて溶解炉排気管１８２に合流する投入室排気管１８３と、溶解炉排気管１８２及び投入室排気管１８３が合流する合流地点１８４とを有する。また、気体導入部１８０は、投入室排気管１８３において合流地点１８４よりも投入室１７０側に配された逆止弁１８６と、加熱中の溶解炉１００の内部の気体４２を吸気して、加熱部１４０に導入する吸気ファン１８７及び吸気ガス導入管１８８とを有する。気体導入部１８０は、さらに、加熱中の投入室１７０の内部の気体４４を吸気して、吸気ファン１８７及び吸気ガス導入管１８８を介して、加熱部１４０に導入する。
【００４７】
これにより、溶解装置１２に医療廃棄物２０を投入するときに、投入室１７０から滅菌が十分でない気体が溶解装置１２の外部に漏れることをさらに防止できる。また、投入室排気管１８３に逆止弁１８６が配されることにより、溶解炉１００内で突沸が起こった場合でも、溶解炉１００内の気体が投入室排気管１８３を逆流して、投入室１７０に流入することを防止できるので、投入室１７０から滅菌が十分でない気体が溶解装置１２の外部に漏れることを防止できる。
【００４８】
なお、溶解炉排気管１８２と投入室排気管１８３とを合流させずに、それぞれ、吸気ファンと加熱部１４０への導入配管とを有してもよい。また、溶解炉排気管１８２は吸気ファンに連結せずに、安全弁を設けてもよい。その場合であっても、投入室１７０から滅菌が十分でない気体が溶解装置の外部に漏れることを防止できる。また、投入室１７０は溶解炉および外部に対して連結および遮断することができるので、溶解炉１００全体を吸気する場合と比較して、吸気ファン１８７の動力を省力化することができる。
【００４９】
上記構成において、下記の通り溶解の処理がされる。まず、トラック２１０等により移送されてきた医療廃棄物２０は、一旦、保管庫２１２に保管され、その後、リフター２１４等に載せられて溶解装置１２の投入室１７０の前まで運ばれる。
【００５０】
作業者９０は、溶解装置１２の開閉蓋１７３をあけて、投入室１７０に医療廃棄物２０を投入する。このとき、開閉蓋１２３は閉じられており、投入室１７０の内部の気体は吸気ファン１８７に吸引されているので、作業者９０が溶解炉１００内部の気体と接触することが防止される。作業者９０が開閉蓋１７３を閉じた後、開閉蓋１２３が開き、投入室１７０内部の医療廃棄物２０が、内部投入口１１２より溶解炉本体１１０に投入される。
【００５１】
溶解炉１００は、医療廃棄物２０と共に廃油７０を収容した状態で加熱される。加熱部１４０はバーナ１４４で燃料を燃焼することにより、溶解炉１００を加熱する。医療廃棄物２０は、溶解炉１００において廃油７０と共に一定時間加熱されて滅菌されるとともに、溶解して減容される。
【００５２】
本実施形態において、投入室１７０は、溶解炉１００の加熱中において、外部と連結した場合に外部から投入された医療廃棄物２０を収容して、溶解炉１００と連結した場合に収容した医療廃棄物２０を溶解炉１００に投入する。即ち、溶解炉１００が加熱中であって、投入室１７０が外部と連結するときには、開閉蓋１２３は閉じた状態で、開閉蓋１７３が開く。また、開閉蓋１７３が閉じて、投入室１７０が外部に対して遮断されてから、開閉蓋１２３が開けられる。これにより、溶解装置１２に医療廃棄物２０を投入するときに、投入室１７０から滅菌が十分でない気体が溶解装置１２の外部に漏れることを防止できる。
【００５３】
溶解した医療廃棄物２０は、廃油７０と共に、排出部１３０により溶解炉本体１１０から排出され、油貯留タンク２２０に移送された後、減溶廃棄物４０として減溶廃棄物貯留タンク２３６に貯留される。一方、上記操作では溶解せずに残った残渣は、クレーン２１６により残渣移送容器１３６を溶解炉１００の上部から取り出すことで、溶解炉１００から排出され、クレーン２１６により、粗破砕機２３０のホッパー２３２に搬送される。上記残渣は、破砕ローラ２３４で粗く破砕された後、減溶廃棄物４０として減溶廃棄物貯留タンク２３６に貯留される。これにより、医療廃棄物２０は、１／３〜１／５程度まで減容される。
【００５４】
医療廃棄物２０を、廃油７０などの油と共に加熱することで、医療廃棄物２０への伝熱効率が向上するので、効率的に医療廃棄物２０を溶解させることができる。また、医療廃棄物２０を廃油７０と共に処理することで医療廃棄物２０のハンドリング性が向上するとともに、廃油７０も、油化装置１４、１６で油化されて生成油６０になるので、生産性が向上する。
【００５５】
本実施形態において、気体導入部１８０が、加熱中の溶解炉１００の内部の気体および投入室１７０の内部の気体を吸気して、加熱部１４０に導入する。よって、溶解炉１００の内部の圧力が所定の圧力より高くなりすぎるのを防止できる。特に、医療廃棄物２０には、プラスチック容器中に水分が入ったものも含まれるので、油と共に加熱した場合、プラスチック容器が溶けると共に、容器内の水分が高温の油と接触して、上記水分が突沸して溶解炉１００内が高圧になりやすい。しかしながら、上記構成を採用することで、突沸が起こった場合であっても、溶解炉１００内が高圧になることを抑制できる。
【００５６】
加熱部１４０は、気体導入部１８０により導入された溶解炉１００および投入室１７０の気体を燃料と共に燃焼した後、排気ガスとして排気口１５９か外部に放出する。これにより、滅菌が十分でない気体が溶解装置１２の外部に漏れることを防止でき、安全かつ確実に滅菌処理できる。また、医療廃棄物２０を廃油７０等の油と共に加熱する場合には、当該油から臭気が発生するが、溶解炉１００内の気体を加熱部１４０で燃焼させた後、外部に排気するので臭気が外部に漏れるのを防止できる。
【００５７】
さらに、本実施形態においては、油化装置１４又は油化装置１６で発生した可燃ガスが、可燃ガス移送配管２２又は可燃ガス移送配管３２を介して加熱部１４０に供給されており、加熱部１４０は、燃料貯留タンク２４０から供給される燃料の供給量を燃料調整弁１４６により調整する。これにより、組成が不安定な上記可燃ガスを燃料の一部として利用した場合であっても、溶解炉１００の内部の温度を制御できる。
【００５８】
図４は、油化装置１４の概要を示すフロー図である。同図に示す通り、油化装置１４は、溶解装置１２で溶解された医療廃棄物２０を廃油７０と共に熱分解させる油化炉３００と、油化炉３００で発生した乾留ガスを脱塩する脱塩装置３３０と、脱塩装置３３０で脱塩された乾留ガスを冷却・凝縮する一次冷却塔３４０及び二次冷却塔３４２とを有する。また、油化装置１４は、余剰の乾留ガスを燃焼する過剰炉３６０と、二次冷却塔３４２及び過剰炉３６０の間に配される安全器３５０とを有する。
【００５９】
油化炉３００は、溶解装置１２で得られた減溶廃棄物４０を、無酸素又は低酸素状態で減溶廃棄物４０の熱分解温度まで加熱して、乾留ガスを発生させる。油化炉３００は、溶解装置１２で得られた減溶廃棄物４０を収容する略寸胴形状の油化炉本体３１０と、油化炉本体３１０の上部に配される上蓋部３１２と、油化炉本体３１０及び上蓋部３１２を結合するフランジ３１６と、油化炉本体３１０を覆うように配され油化炉本体３１０を加熱する加熱部３２０とを含む。加熱部３２０は、燃料を燃焼するバーナ３２２と、燃焼ガスを循環させて油化炉本体３１０を加熱するジャケット３２４と、燃焼ガスを排ガスとして外部に排出する排気口３２６とを有する。
【００６０】
油化炉３００は、油化炉本体３１０に減溶廃棄物４０を投入した後、油化炉本体３１０と上蓋部３１２を結合して、加熱部３２０により油化炉本体３１０の加熱を開始して、油化炉本体３１０の内部の温度を約４００〜４５０℃に維持する。油化炉本体３１０の内部の温度が約４００℃になると、減溶廃棄物４０の熱分解が始まり、乾留ガスが発生して、ガス取り出し部３１４を介して脱塩装置３３０に移送される。
【００６１】
脱塩装置３３０は、油化炉本体３１０で発生した乾留ガスが通過する処理ガス流路３３２と、加熱部３２０の排ガスが通過する加熱媒体流路３３４と、加熱部３２０の排ガスを吸引する吸引ファン３３６とを含む。処理ガス流路３３２には、ＣａＯを含む中和剤３３３が設けられており、乾留ガス中のＨＣＬを吸着・中和して除去する。また、加熱媒体流路３３４に加熱部３２０の排ガスを通過させて処理ガス流路３３２の内部を２００℃程度まで加熱することで、乾留ガスに含まれるＨＣＬによる処理ガス流路３３２内部の腐蝕を防止することができる。また、処理ガス流路３３２を通過中に乾留ガス又は水蒸気が冷却・凝縮した場合には、ドレイン配管３３７を介して、一次貯留タンク３７０に貯留される。なお、処理ガス流路３３２と加熱媒体流路３３４における熱交換は、並流式であっても、向流式であってもよい。
【００６２】
一次冷却塔３４０及び二次冷却塔３４２は、上記乾留ガスを冷却して、上記乾留ガス中の油成分を凝縮・液化させる。凝縮した液体は一次貯留タンク３７０に貯留される。一次冷却塔３４０及び二次冷却塔３４２としては、例えば、多管式、プレート式、コイル式等の各種熱交換器が利用でき、隔壁を通じて、上記乾留ガスと冷却水との間で熱交換する。なお、二次冷却塔３４２の冷却に使用した冷却水３４５を、一次冷却塔３４０の冷却に再利用してもよい。このとき、冷却水の温度は、冷却水３４４、冷却水３４５、冷却水３４６の順に高くなる。
【００６３】
ここで、油化炉本体３１０において分子量の小さな成分が発生した場合には、二次冷却塔３４２においても液化せずに、なお、乾留ガス中に残存する。上記液化しなかった乾留ガスは、安全器３５０を通過した後、可燃ガス移送配管２２を介して、溶解装置１２の燃焼部１５２に供給される。安全器３５０は、上記乾留ガスを、一旦、水中を通過させることで逆火防止を図っている。なお、溶解装置１２の加熱部１４０が停止している場合等、上記乾留ガスを溶解装置１２で消費しきれない場合には、安全器３５０を通過した後、過剰炉３６０においてバーナ３６２により燃料とともに燃焼される。また、過剰炉３６０も停止している場合には、油化装置１６の過剰炉に移送される。
【００６４】
一方、二次冷却塔３４２等で液化して得られた生成油６０は、一旦、一次貯留タンク３７０に貯留した後、再生油として利用される。また、一次貯留タンク３７０に貯留された生成油６０の一部は、二次貯留タンク３７２に移送され、油化装置１４のバーナ３２２もしくはバーナ３６２、油化装置１６の各バーナ、又は、溶解装置１２のバーナ１４４の燃料として利用される。なお、油化装置１６も油化装置１４と同様の構成及び効果を有する。
【００６５】
図５は、医療廃棄物２０の組成が生成物の組成に及ぼす影響を示す図である。同図に示す通り、医療廃棄物２０の組成により、生成油６０の生成量は大きく変動する。同図において、試料Ａは、ＰＥと、ＰＰと、ＰＳを含む模擬試料であり、それぞれ、重量％で、５０％、２０％、３０％含まれる。この模擬試料を約４００℃で、十分、熱分解した後、乾留ガスを室温で冷却・液化して得られた生成油の重量と、液化しなかった乾留ガスの重量と、熱分解後の残渣の重量を測定した結果を同図に示す。なお、液化しなかった乾留ガスの重量は、投入した試料の重量から、生成油及び熱分解後の残渣の重量を引くことで算出した。
【００６６】
試料Ｂは、重量％で１０％のＰＶＣと、３％のＰＥＴと、８７％の試料Ａとを含む。試料Ｃは、重量％で８％のＰＶＣと、１０％のＰＥＴと、８２％の試料Ａとを含む。試料Ｄは、重量％で６％のＰＶＣと、１３％のＰＥＴと、金属片等とを含む。試料Ｅは、重量％で７％のＰＶＣと、１２％のＰＥＴと、金属片等とを含む。これらの試料について、試料Ａと同様の条件で実験した結果を同図に示す。
【００６７】
図５に示す通り、医療廃棄物２０にＰＶＣ又はＰＥＴが含まれる場合には、塩素、又は、可塑剤若しくは原料の一部として含まれるフタル酸若しくはフタル酸エステルの作用などにより、熱分解時に低分子量の分子が発生しやすく、液化しない乾留ガスの発生比率が大きくなるので、生成油６０の収率が低下する。医療廃棄物は、他のプラスチック廃棄物と比較して、ＰＶＣ及びＰＥＴを多く含み、重量％で３０〜５０％のＰＶＣ及びＰＥＴを含むので、液化しない乾留ガスが多く発生する。そこで、本実施形態のように液化しない乾留ガスを溶解装置１２の燃料として利用することで、熱分解システム１０全体のエネルギー効率を、特に大きく向上させることができる。
【００６８】
以上、本実施形態によれば、気体導入部１８０が、加熱中の溶解炉１００の内部の気体および投入室１７０の内部の気体を吸気して、加熱部１４０に導入する。よって、溶解炉１００の内部の圧力が所定の圧力より高くなりすぎるのを防止できる。さらに、加熱部１４０は、気体導入部１８０により導入された溶解炉１００および投入室１７０の気体を燃料と共に燃焼した後、排気ガスとして排気口１５９か外部に放出する。これにより、滅菌が十分でない気体が溶解装置１２の外部に漏れることを防止でき、安全かつ確実に滅菌処理できる。また、医療廃棄物２０を廃油７０等の油と共に加熱する場合には、当該油から臭気が発生するが、溶解炉１００内の気体を加熱部１４０で燃焼させた後、外部に排気するので臭気が外部に漏れるのを防止できる。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】一実施形態に係る溶解装置１２を備える熱分解システム１０の概要を示すブロック図である。
【図２】溶解装置１２の概要を示すフロー図である。
【図３】溶解装置１２の構造を示す断面図である。
【図４】油化装置１４の概要を示すフロー図である。
【図５】医療廃棄物２０の組成が生成物の組成に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  熱分解システム、１２  溶解装置、１４  油化装置、１６  油化装置、２０  医療廃棄物、２２  可燃ガス移送配管、２４  生成油移送手段、３０  融解物、３２  可燃ガス移送配管、３４  生成油移送手段、４０  減溶廃棄物、４２  気体、４４  気体、５０  未溶解物、５２  温度計、５４  温度計、６０  生成油、７０  廃油、９０  作業者、１００  溶解炉、１１０  溶解炉本体、１１１  天板部、１１２  内部投入口、１１３  下部排出口、１１４  フランジ、１１５  フランジ、１１６  開閉ガイド部、１１７  ガイドレール、１１８  開閉蓋支持部、１１９  排気口、１２０  内部開閉部、１２３  開閉蓋、１２４  ロッド、１２５  シリンダ、１２６  密閉ガイド、１３０  排出部、１３２  排出弁、１３４  スクリューコンベア、１３６  残渣移送容器、１３８  ワイヤー、１４０  加熱部、１４２  脚部、１４４  バーナ、１４６  燃料調整弁、１５０  ジャケット、１５２  燃焼部、１５３  燃焼口、１５４  吸気ガス導入口、１５５  可燃ガス導入口、１５７  排出部導入口、１５８  排気管、１５９  排気口、１６０  保温材、１７０  投入室、１７１  外部投入口、１７２  外部開閉部、１７３  開閉蓋、１７４  ロッド、１７５  シリンダ、１７６  密閉ガイド、１７７  ガイドレール、１７９  排気口、１８０  気体導入部、１８２  溶解炉排気管、１８３  投入室排気管、１８４  合流地点、１８６  逆止弁、１８７  吸気ファン、１８８  吸気ガス導入管、２１０  トラック、２１２  保管庫、２１４  リフター、２１６  クレーン、２２０  油貯留タンク、２３０  粗破砕機、２３２  ホッパー、２３４  破砕ローラ、２３６  減溶廃棄物貯留タンク、２４０  燃料貯留タンク、３００  油化炉、３１０  油化炉本体、３１２  上蓋部、３１４  ガス取り出し部、３１６  フランジ、３２０  加熱部、３２２  バーナ、３２４  ジャケット、３２６  排気口、３３０  脱塩装置、３３２  処理ガス流路、３３３  中和剤、３３４  加熱媒体流路、３３６  吸引ファン、３３７  ドレイン配管、３４０  一次冷却塔、３４２  二次冷却塔、３４４  冷却水、３４５  冷却水、３４６  冷却水、３５０  安全器、３６０  過剰炉、３６２  バーナ、３７０  一次貯留タンク、３７２  二次貯留タンク
【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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