(57)【要約】      （修正有）【課題】夾雑物の燃焼熱が小さく、有機塩素化合物が混在している場合においても、有価成分に塩基等を混ぜないで、夾雑物を除く装置を提供する。【解決手段】排気と向流式熱交換させた燃焼用空気で夾雑物１５を気化／熱分解させ、発生した気体中の酸成分を塩基等１６に吸収させた後、燃焼させ、その排気をさらに塩基等を通して、再度酸成分を吸収させると共に、排気と燃焼用空気を向流式熱交換させることにより、効率的に有価成分を濃縮して回収する。【選択図】図１
2009019861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材（５）の中で、
燃焼用空気（１７）と排気（１８）とを向流式熱交換（２）して、
排気を低温にし、空気を加熱することで難燃物でも燃焼しやすくし、
有価成分（１４）に混じった夾雑物（１５）を気体化させ、
その気体を処理箱（８）中の塩基等の粒（１６）に、
（アルカリ金属又は／及びアルカリ土類金属の酸化物・水酸化物・炭酸塩を含む物を塩基と言い、
塩基又は／及び塩基粉末を担持した物質を塩基等と言い、
粒状の塩基又は／担持する物質が粒状の場合に塩基等の粒と言う。）
気体中の酸成分を吸収させた後、
（塩素・塩素化合物及びＳＯｘ，ＰＯｘを総称して酸成分と言う。）
燃焼室（５）で完全燃焼させ、
塩基等の粒の収められた除害箱（９）で、
煤等の炭素化合物を濾過させることにより完全燃焼させ
処理箱で吸収され損ねたり、燃焼等で生じたりした酸成分を
塩基等に吸収させ、
向流式熱交換や水冷により排気中の水蒸気を凝縮させることにより
室温近くに冷却し、排気を湿式除塵することで排気を浄化する、
原料中の有価成分（１４）を、塩基等（１６）と混ぜずに、
夾雑物（１５）を除去する資源回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、廃棄物より揮発性の夾雑物（きょうざつぶつ）を気化させて除去することにより有価成分を濃縮して回収する装置に関するもので、次のような特徴がある。
１．夾雑物として難燃性の有機塩化物である場合に、無機塩にすることで無害化し、有価成分が塩基等と混ざらない。
２．今まで埋め立て処分されていた色々な廃棄物が資源として有効利用できる。
３．有価成分が殆ど酸化されず、焼き締まり等により嵩（かさ）密度が高い状態で回収される。
４．燃焼前と、燃焼後に、酸成分を吸収させることで、装置材料の腐食を防げ、ダイオキシン等の有害物の排出を減らせる。特に、燃焼後は、燃焼直後の高温部から室温に近い低温部までの広範囲で吸収させることで、凝縮した水分が強酸性／腐食性になるのを防げる。
５．燃焼前に塩素、隣、硫黄を吸収・除去するので、難燃性の有機物の分解を促し、燃焼しやすくなる。
６．装置を断熱材で覆い、排気と向流式熱交換をした高温の空気を夾雑物の熱分解・気化に用いているので省エネルギー効果が大きい。ヒーター電力は、その後の燃焼を維持するのに必要な程度に留められ、バーナーで酸素を消費しないので、水分や不燃物の割合が高い物や燃焼熱が小さい物でも完全燃焼する。
７．過剰となった燃焼熱を、熱水や温水として利用できる。排気を水冷することで、湿式集塵機の作用が生じ、かつ、排気装置や排気浄化装置の簡便化や耐久性の向上が期待できる。ただし、燃焼熱が小さい場合、断熱が悪い場合、熱交換能が小さい場合などは、熱水の利用がし難く、水冷の必要がない。
８．同等な効果を持たせる除害装置付きの資源回収装置に比べ、装置内で除害／除塵し、排気の温度が低いので大幅に小型化できる。
【背景技術】
【０００２】  本発明を利用するには、予備選別により有機塩素化合物を減らしておくことが有効である。出願者は、各種の産業廃棄物を、アルミニウム、銅、鉄、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の成分に分けてリサイクルをしている。そして、アルミニウムについては、自社でも溶融し、インゴットに再生している。しかし、コンデンサー類や化粧品類等の多くの産業廃棄物の構成素材、包装素材、内容物、塗料を見てみると、有機塩素化合物を含むことが多く、分類後に単純に金属を溶融したのではダイオキシン類の発生や排出を阻止しきれそうにない。【０００３】一般的な大きなバーナーを使った燃焼方法では、バーナーで酸素を消費した空気で介在物から発生した気体等（特に、難燃性の）を燃焼させた場合に、排気を無害化するのに大きな困難がある。【０００４】それで、出願者は下記発明の実施権を得て、資源回収に役立てている。
【特許文献１】特許第３１３４１９８号
【特許文献２】平成９年特許願第２９１４９０号
【特許文献３】特願２００３−４１２６８９
【０００５】特許文献１と３は、原料に塩基等（アルカリ金属又は／及びアルカリ土類金属の酸化物・水酸化物・炭酸塩等を言う。）を混ぜて燃焼させることで塩基等に塩化物の酸成分を吸収（中和・固定の概念を含む。以下、同じ）し、更に排気も塩基等で濾過することで、排気中に含まれる可能性のある有害な酸成分（ＰＯｘ，ＳＯｘ，Ｃｌ２，ＨＣｌ等の揮発性塩素化合物を総称して酸成分と言う。）を吸収することとで有機塩素化合物の発生をなくして分解を促進しいる。また、排気と燃焼用空気を向流式熱交換することで燃焼を完全にさせている。
なお、ＮＯｘは、正の生成エネルギーをもち、分解性のであるので、高温にし過ぎないようにして合成を減らし、高温から低温にかけて排気を塩基性固体で濾過することで分解／吸収している。
特許文献２は、特許文献１の仕組みのない装置で、特許文献１に近づけるために、排気を処理して有害物を減らす工夫である。【０００６】特許文献の発明の特徴の一つである向流式熱交換は、省エネルギーのためだけでなく、燃えにくい物を燃焼させ、除害する上でも必要になっている。また、燃焼前に酸成分を吸収させることで、燃焼で高温になり活性化した酸成分（塩素等）が装置材質を腐食することを防いでいる。また、水蒸気が凝縮するときに排気中に酸成分があると、硫酸や塩酸のような強腐食性の酸ができ、装置が腐食する。燃焼後の高温状態から、塩基等に吸収させることで、強酸水溶液の腐食作用を避ける。また、こうすることで、難水溶性の酸成分も効率的に除去できる。【０００７】また、高温の内に除去しなければ、冷却過程で炭化した成分や有機物と塩素が反応して、有害な有機塩素化合物に再合成することを避けられない。ダイオキシン類のような十億分の一の濃度でも問題となる有機塩素化合物の合成を阻止し、完全分解させるには、昇温過程で塩基等に吸収させるだけでなく、降温過程でも吸収させる必要がある。【０００８】殆どの有機塩素化合物は室温で化学的に安定である。しかし、室温付近で安定である有機塩素化合物も高温になると極めて活性になる。例えば、四塩化炭素はガラス類のエッチング剤として使わるし、ポリ塩化ビニルとアルミニュウム粉末と混ぜた物や過塩素酸塩とゴム類と鉄粉を混ぜた物がロケットやミサイルの燃料として用いられている。特に、６００℃以上の高温になると極めて活性である。従って、燃焼前に塩素の中和／固定をすることは、装置材質の選択の幅を広げ、装置寿命をのばす上で必要なことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】このような問題を解決できる特許文献の技術であるが、塩基等と混ざった状態で有価成分が取り出されると言う欠点があった。このため、取り出し後に塩基等の不要な成分を除去しなければならなかった。【００１０】  塩基等を単純に分けただけでは、何億分の一という希薄な濃度でも許されない、ダイオキシン類の発生を抑えられない。発生を抑止し、万一発生したとしても分解を促進する環境を形成しなければならない。高温で分解すると言うことは、低温でダイオキシン類に再合成する可能性が高い原料をつくるだけであることは、プラズマ式を代表とする高温分解装置の証明するところである。【００１１】  一番の問題は、一般に塩化物は融点や沸点が低いことである。その中では、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物の塩化物の融点や沸点が最も高いことが知られている。塩化ナトリウムの融点が８０１℃、沸点が１４１３℃、塩化カルシウムの融点が７７２℃、沸点１６００以上等が高い例となる。融点以上になると溶融して、有価物の上に落下したり、気体の流通を妨げるおそれがある。したがって、十分量の塩基類を用いて、融点以下の温度域を作り、融点以上の部分には塩基等に酸化物や水酸化物を混ぜることで塩化物溶液を染（し）み込ませ、塩基等を粒状にすることで気体が通過しやすくするとともに、原料への塩化物が落下を防ぐ必要がでてくる。【００１２】また、一般に有機塩素化合物は、低温で安定な物質であり、２００℃位から分解し始め、ほぼ４００℃以下で気体になる。そして、６００℃では極めて化学的に活性になる。従って、６００℃になるまでに、出来る限り塩基等に吸収させ、除去しておかないと、装置の材料が腐食されてしまう。また、水に溶けた酸成分は腐食性が大きいので、排気は水が凝縮する以前の塩基等で吸収しやすい状態で可能な限り塩基等に吸収させ、除去しておく必要がある。【００１３】また、煤（すす）のような可燃性固体は、気体に比べ何万倍も燃焼速度が遅いので、高温時に濾過して燃焼しないと、有機塩素化合物の合成原料になってしまう。塩基等の粒で排気を濾過することが、この点でも効果的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、特許文献１での連続処理を断念して、バッチ式にする代わりに、塩基等を原料（有価成分と夾雑物の混合物）から空間的に離し、夾雑物を気体化することにより原料から除去し、塩基等の粒を用いて排気を除害する。【００１５】  そうすれば、原料を塩基等と分離した状態で酸成分を塩基等に吸収させ、有価成分を純度の高い状態で取り出すことができる。【００１６】  分析に使うクロマトグラフィーは、百万分の一と言う低濃度でも測定できる、極めて低濃度の物質を補足するメカニズムである。原料から生じた有害な気体を、塩基等を粒状にして、酸性成分を吸収／補足させることでクロマトグラフィーのように低濃度の酸性成分を除去できる。粒状にするには、塩基を砕くなどして粒にするか、粒状の金属やセラミックス等の固体に、粉状の塩基をまぶし、担持させればよい。
原料と塩基等とを多孔性の仕切りで分け、原料から発生した気体を、化学等量の十倍量以上の塩基等のある室（処理箱）に導いて酸成分を吸収させてから、燃焼させる。可燃物は、着火原があれば引火点以上で火が点き、着火源がなくとも発火点以上になれば点火する。発火点が高い気体として、水素（５８０−６００℃），メタン（６５０−７５０℃），一酸化炭素（６４１−６５８℃）等が知られている。燃焼の引き金ＯＨラジカルの発生が知られており、より低温で水蒸気の存在で着火しやすくなる。塩基等として、水酸化物を加えることでヒーターで７００℃以上に保つことで、燃焼を持続できる。
ただし、有機塩素化合物は、高温でのみ活性で、なおかつ、気体になりやすく、何億分の一という希薄濃度の再合成も許されないので、排気中の再合成を防ぎ、分解性の雰囲気で排気を処理する。即ち、再度、排気を粒状の塩基等を収めた室（除害箱）に通し、酸成分を徹底除去する。【００１７】  まとめると、原料から生じた気体が、処理箱を通過する構造にして、原料より発生した気体中の酸性分を塩基等に吸収させた、当該気体を熱交換させた空気で燃焼室で完全燃焼させた後、塩基等の粒で煤等の炭素化合物を濾過して完全燃焼させ、酸性分を除害箱の塩基等に再度吸収させる。この時の酸性分には、処理箱で吸収され損ねた成分の他に、燃焼で新たに発生した成分がある。さらに、燃焼に用いる空気と排気とを向流式熱交換して空気を加熱し排気を冷却する。熱交換して高温にした空気を用いることで、燃焼熱の小さな物質や可燃物の割合が低い物も燃焼できるし、余熱も利用できる。これらの反応の熱ロスがないように装置を、断熱材で覆っておく。そして、排気の無害化処理を容易にし、原料中の有価成分を、塩基等と混ぜずに、有機物や揮発成分を除去できる資源回収装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１８】  本発明は、塩基等と原料とを空間的に分離しているので、処理後に、原料から塩基等を分離する必要がない。また、原料を収めた空間が、発生する気体で置換されるので、原料の酸化が少なく、焼き縮みにより嵩（かさ）密度の高い処理物が回収される。酸化されず、嵩密度が高ければ、原料が金属の場合、溶融して回収することが容易になる。また、向流式熱交換により、速やかに昇温することも大きな効果である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  図１は、本発明装置の実施例の断面図である。
【実施例１】
【００２０】  塩基等としては、炭酸カルシウムの粒７、生石灰の粒２、消石灰粉０．５、苛性ソーダのフレイク０．５を混合して用いた。原料としては、電解コンデンサーを縦割りして、外装の塩化ビニルを除いて原料とした。有価成分は陽極酸化されたアルミニウム箔を含むアルミニウムで、夾雑物は電解紙、電解紙に染み込んだ電解液、封止に使われたゴム、アルミニウム箔を固定していた接着剤、アルミニウム箔アルミに挟まれて残った外装の塩化ビニルである。【００２１】（１４）に夾雑物（１５）が混じった原料が原料箱（７）に収められている。排気（１８）と向流式熱交換（２）した空気（１７）の熱で夾雑物を熱分解又は気化させて気体にする。その気体を、塩基等の粒（１６）の入った処理箱（８）を通過させて、気体中の酸成分を塩基等に吸収させる。点火と予備加熱用のヒーター（３）で、燃焼室（５）の中で、気体中の可燃成分が燃焼する。さらに、排気は塩基等を収めた除害箱（９）を通過させられ、煤などの炭素化合物は濾過されて完全燃焼し、燃焼で生じたり、処理箱内の塩基等に吸収されなかったり、吸収後に分解や遊離で生じたりした酸成分が塩基等に吸収される。また、除害箱では、燃焼用空気と排気とを向流式熱交換（２）させて、空気を加熱するとともに排気を低温にする。原料箱、処理箱、燃焼室、除害箱を断熱材（６）で覆い、冷却水（１２）で排気を冷やすことで、難燃性の場合でも省エネルギー的に処理でき、温水か熱水を利用できる。排気中の粉塵は塩基等に補足されて除塵され、有機粉塵は完全燃焼する。さらに、排気中の水蒸気を凝縮させることで湿式除塵される。排気を室温に近づけることで、排気装置（１０）や外付けで排気の除害設備を付ける場合でも選択の幅が広がるとともに、寿命も長くなる。かくして、有害物を排出せずに、原料中の有価成分（１４）を、塩基等（１６）と混ぜずに、夾雑物（１５）を除去できる。【００２２】  温度制御と取り出し時の降温のために、排気を水冷（１２）している。これにより、温水又は熱水として利用できる。また、温度が上がりすぎた場合や、処理終了時の冷却のために、冷却用空気（１１）が送り込めるようになっている。この冷却気の分向流式熱交換が減るので冷却が速くなるが、水冷を大きくして排気の温度が上がらないようにする。【００２３】  金属光沢のあるアルミニウムの金属粗粒と灰色の陽極酸化されたアルミニウムの粉と黒色の炭素微粉が少量混じった状態の物が回収された。陽極酸化粉や炭素微粉のため、焼き締まりの程度が悪かった。綿毛化する紙のからみつきもなく、溶融回収歩留まりの悪い粉や微粉が篩い分けでき、プレスして溶融したが、発煙もなくインゴットが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】  廃ペイント，金属とプラスチックの複合体，ラミネートフィルムなど、回収利用も焼却処分も困難なために、埋め立て処分されていたり、処分できずに保管されている廃棄物がある。しかも、これらの廃棄物には、金属や金属酸化物等の有価分がかなりの程度含まれている。このような廃棄物でも、有機塩素化合物が高濃度に含まれていなければ、有価成分を、自然環境に悪影響を与えずに回収できる装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】資源回収装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】  １    吸気口
２    向流式熱交換器
３    ヒーター
４    温度センサー
５    燃焼室
６    断熱材
７    原料箱
８    処理箱
９    除害箱
１０    排気装置
１１    冷却気
１２    冷却水
１３    凝縮水
１４    有価成分
１５    夾雑物
１６    塩基等
１７    燃焼用空気
１８    排気
【図１】
2009019861.tif 000003