(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物で被覆されたガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物の前記有機物を焼却処理するための方法において、前記繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置のスクリュー軸内に挿入された酸素バーナーで燃焼火炎を形成するとともに、前記搬送装置のスクリューケーシング外周に設けた燃焼用酸素ノズルから燃焼用酸素を噴出させ、前記繊維状ガラス廃棄物を前記搬送装置で先端方向へ搬送して該装置から送り出して、前記酸素バーナーの燃焼ガスで加熱しながら前記燃焼用酸素中に分散させ、前記有機物を燃焼用酸素と反応させて焼却することを特徴とする繊維状ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項２】
有機物で被覆されたガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物の前記有機物を焼却処理するための方法において、前記繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置のスクリュー軸内に挿入された酸素ノズルから３００℃以上に加熱した加熱酸素を噴出させるとともに、前記搬送装置のスクリューケーシング外周に設けた燃焼用酸素ノズルから燃焼用酸素を噴出させ、前記繊維状ガラス廃棄物を前記搬送装置で先端方向へ搬送して該装置から送り出して、前記加熱酸素と前記繊維状ガラス廃棄物の有機物とを反応させて燃焼させながら前記燃焼用酸素中に分散させ、該有機物を燃焼用酸素と反応させて焼却することを特徴とする繊維状ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記燃焼用酸素は、３００℃以上に予熱されていることを特徴とする請求項１又は２記載の繊維状ガラス廃棄物の処理方法。
【請求項４】
請求項１記載の繊維状ガラス廃棄物の処理方法で前記有機物を焼却処理した後のガラス質を溶解させるガラス溶解炉であって、ガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置と、中空軸で形成されたスクリュー軸内に挿入された酸素バーナーと、スクリューケーシングの外周に設けられた燃焼用酸素ノズルと、スクリューの基端部に設けられた繊維状ガラス廃棄物供給手段装着部と、スクリュー軸を駆動する駆動部とにより形成されている有機物焼却装置を備えた溶融炉を、ガラス溶解炉の原料投入側の上部に開口した投入口に設置し、前記有機物焼却装置で有機物を焼却処理した後の加熱されているガラス質を前記投入口から加熱されているガラス溶解炉内に落下投入させることを特徴とするガラス溶解炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維状ガラス廃棄物の処理方法及びガラス溶解炉に関し、詳しくは、繊維状ガラス廃棄物の有機物被覆を焼却処理することによりガラス質を回収し、これをガラス原料として有効利用するための処理方法及びこれを利用したガラス溶解炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多量のグラスウールやロックウール等の無機繊維材料が建築物、各種車両等の吸音断熱材や緩衝材として用いられている。これらは、フェノール樹脂等のバインダーをガラス繊維に被覆したものであって、使用目的に応じた形状や密度に成型されている。このような無機繊維材料の製造に際しては、不良品や多量の端材が発生するため、これらを回収して再利用する必要があり、また、建築物の解体時等に発生する使用済み無機繊維材料も、リサイクルの観点から回収再利用することが強く望まれている。
【０００３】
回収した無機繊維材料の利用方法として、バインダーとして使用した有機物を焼却し、残ったガラス質をガラス原料（再生カレット）に用いることが行われている。有機物の焼却方法としては、特許第２６２６９５７号公報や特開平１１−２２８１６４号公報に記載されている方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許第２６２６９５７号公報に記載された方法は、ガラスの軟化点温度が高いガラス長繊維であること、及び、付着している有機物の量が少ないことが条件となり、ガラスの軟化点温度が低く、有機物の量も多いガラス短繊維の場合は、有機物を十分に焼却処理することが困難である。
【０００５】
また、特開平１１−２２８１６４号公報に記載された方法では、粉砕した繊維状ガラス廃棄物を気流により搬送してバーナー火炎中に投入するため、アスペクト比が大きいものには適用が困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、繊維状ガラス廃棄物の有機物を効率的よく焼却除去することができ、ガラス質をガラス原料として有効に再利用することができる繊維状ガラス廃棄物の処理方法及びガラス溶解炉を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の繊維状ガラス廃棄物の処理方法は、第１の構成として、有機物で被覆されたガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物の前記有機物を焼却処理するための方法において、前記繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置のスクリュー軸内に挿入された酸素バーナーで燃焼火炎を形成するとともに、前記搬送装置のスクリューケーシング外周に設けた燃焼用酸素ノズルから燃焼用酸素を噴出させ、前記繊維状ガラス廃棄物を前記搬送装置で先端方向へ搬送して該装置から送り出して、前記酸素バーナーの燃焼ガスで加熱しながら前記燃焼用酸素中に分散させ、前記有機物を燃焼用酸素と反応させて焼却することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明方法の第２の構成は、有機物で被覆されたガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物の前記有機物を焼却処理するための方法において、前記繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置のスクリュー軸内に挿入された酸素ノズルから３００℃以上に加熱した加熱酸素を噴出させるとともに、前記搬送装置のスクリューケーシング外周に設けた燃焼用酸素ノズルから燃焼用酸素を噴出させ、前記繊維状ガラス廃棄物を前記搬送装置で先端方向へ搬送して該装置から送り出して、前記加熱酸素と前記繊維状ガラス廃棄物の有機物とを反応させて燃焼させながら前記燃焼用酸素中に分散させ、該有機物を燃焼用酸素と反応させて焼却することを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明方法は、上記各構成において、前記燃焼用酸素を３００℃以上に予熱することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明のガラス溶解炉は、上記第１の構成の繊維状ガラス廃棄物の処理方法で前記有機物を焼却処理した後のガラス質を溶解させるガラス溶解炉であって、ガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置と、中空軸で形成されたスクリュー軸内に挿入された酸素バーナーと、スクリューケーシングの外周に設けられた燃焼用酸素ノズルと、スクリューの基端部に設けられた繊維状ガラス廃棄物供給手段装着部と、スクリュー軸を駆動する駆動部とにより形成されている有機物焼却装置を備えた溶融炉を、ガラス溶解炉の原料投入側の上部に開口した投入口に設置し、前記有機物焼却装置で有機物を焼却処理した後の加熱されているガラス質を前記投入口から加熱されているガラス溶解炉内に落下投入させることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の繊維状ガラス廃棄物の処理方法を適用した有機物焼却装置の一形態例を示すもので、図１は一部を省略した断面正面図、図２は外観を示す正面図である。この有機物焼却装置１１は、ガラス繊維を粉砕処理した繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー型搬送装置（以下、スクリューという）１２と、中空軸で形成されたスクリュー軸１３内に挿入された酸素バーナー１４と、スクリューケーシング１５の外周に設けられた燃焼用酸素ノズル１６と、該燃焼用酸素ノズル１６の外周に設けた水冷ジャケット１７と、スクリュー１２の基端部に設けられた繊維状ガラス廃棄物供給手段装着部１８と、スクリュー軸１３を駆動する駆動部１９とにより形成されている。
【００１２】
酸素バーナー１４及びスクリューケーシング１５は、適宜な保持部材等により固定されており、スクリュー軸１３が、駆動部１９のモーター２０及びスプロケット２１、チェーン２２により駆動されて回転し、スクリュー羽根２３によって繊維状ガラス廃棄物を先端方向に搬送するように形成されている。なお、スクリュー軸１３内周と酸素バーナー１４外周との間には、適宜な間隔で軸受部２４が設けられており、スクリュー軸１３と酸素バーナー１４との位置関係を維持するとともに、スクリュー軸１３が円滑に回転できるようにしている。
【００１３】
酸素バーナー１４は、内管２５と外管２６との二重管構造を有するものであって、内管２５内が燃料流路となって先端の燃料噴出口２７に連通し、内管２５と外管２６との間が酸素流路となって燃料噴出口２７の外周に形成された酸素噴出口２８に連通している。また、内管２５の基端部２５ａには燃料供給管が接続され、外管２６の基端部に設けた側管２６ａには酸素供給管が接続される。
【００１４】
さらに、燃焼用酸素ノズル１６に燃焼用酸素を供給する燃焼用酸素流路２９及び前記水冷ジャケット１７は、スクリューケーシング１５の外周に三重に筒体を配置した同心多重管構造で形成されており、基部側には、燃焼用酸素供給管接続部２９ａ及び冷却水導入導出管接続部１７ａがそれぞれ設けられている。また、燃焼用酸素ノズル１６は、焼却装置端面材に設けた多数の小通孔により形成されている。さらに、焼却装置外周には、燃焼炉取付け用や装置組付け用等に用いるフランジ３０がそれぞれ所定位置に設けられている。
【００１５】
このように形成した有機物焼却装置１１は、図３に示すように、通常のバーナー等と同様にして溶融炉３１の炉壁に装着され、各供給管等を接続した状態で用いられる。すなわち、酸素バーナー１４の燃料流路に燃料を、酸素流路に酸素バーナー燃焼用酸素を、燃焼用酸素流路２９に有機物燃焼用酸素を、水冷ジャケット１７に冷却水を、それぞれ供給するとともに、繊維状ガラス廃棄物供給手段装着部１８に装着したホッパー付スクリューフィーダ等の繊維状ガラス廃棄物供給手段３２からスクリュー１２部分に繊維状ガラス廃棄物を供給して先端方向に搬送させ、これらを焼却装置端面から溶融炉３１内に送り出して燃焼させる。
【００１６】
酸素バーナー１４は、繊維状ガラス廃棄物の有機物の着火性を確保可能な温度の燃焼火炎を形成するとともに、燃焼ガス流でスクリュー１２の端面から吐出される繊維状ガラス廃棄物を十分に分散させるためのものであり、通常の酸素バーナーと同様に、メタンやプロパンのようなガス燃料や、灯油や重油のような液体燃料を、酸素比１．０程度の酸素で燃焼させればよい。酸素バーナー１４の燃料には、微粉炭等の固形燃料を使用することも可能であるが、流量安定性の良好なガス燃料又は液体燃料を使用することが好ましい。また、燃焼用酸素ノズル１６から噴出させる有機物燃焼用酸素の流量は、繊維状ガラス廃棄物の有機物を十分に燃焼させることができるように設定すればよい。
【００１７】
燃焼用酸素ノズル１６からの酸素の噴出方向は、焼却装置軸線方向でもよいが、軸線に対して開き方向、収斂方向、ねじれ方向に適当な角度を持たせるようにしてもよい。さらに、燃焼用酸素を噴出する小通孔の径や設置数さらには形状を適当に選択することにより、酸素の流速や噴出状態を最適な状態に設定することができ、繊維状ガラス廃棄物との混合及び燃焼を効果的に行うことができる。加えて、この燃焼用酸素を適当な温度、例えば３００℃以上に予熱しておくことにより、繊維状ガラス廃棄物の有機物との燃焼反応性を向上させることができる。
【００１８】
スクリュー１２の先端面から吐出された繊維状ガラス廃棄物は、酸素バーナー１４で生成した高温の燃焼火炎で加熱されるとともに、その燃焼ガス流によって分散、拡散し、燃焼用酸素ノズル１６から噴出する燃焼用酸素と混合して燃焼し、ガラス繊維表面から除去される。
【００１９】
このように、繊維状ガラス廃棄物を搬送するスクリュー１２のスクリュー軸１３内に酸素バーナー１４を挿入することにより、スクリュー１２で搬送された繊維状ガラス廃棄物の中心部に酸素バーナー特有の高温の火炎を形成することができるので、繊維状ガラス廃棄物を効果的に加熱できるとともに、燃焼ガス流によって繊維状ガラス廃棄物を燃焼用酸素中に分散させることができる。これにより、繊維状ガラス廃棄物と燃焼用酸素とを効果的に反応させて有機物を焼却することができる。
【００２０】
さらに、繊維状ガラス廃棄物をスクリュー１２で搬送するので、ガス搬送に比べて安定した搬送状態が得られ、繊維長さが１０００μｍ以上の繊維状ガラス廃棄物でも問題なく搬送することができる。これにより、無機繊維材料の粉砕に要する設備の簡略化やコストの低減が図れるとともに、各種無機繊維材料の処理に対応が可能となる。
【００２１】
このようにして処理を行うことにより、有機物は、燃焼反応によって二酸化炭素や水蒸気となって溶融炉３１の排ガス出口３３から排出され、残ったガラス質は溶融炉３１の底部に設けたバルブ３４から、ガラス原料として使用可能な再生カレットとして取出される。
【００２２】
また、図４に示すように、上述のような有機物焼却装置１１を備えた溶融炉３１をガラス溶解炉３５の原料投入側の上部に開口した投入口に設置し、有機物焼却装置１１で有機物を焼却処理した後の加熱されているガラス質３６を、加熱されているガラス溶解炉３５内に落下投入するように形成することにより、原料ホッパー３７から溶解炉内に供給されるガラス原料３８と混合させて効率よく溶解させて再利用することができる。
【００２３】
なお、上記形態例では、スクリュー軸１３内に酸素バーナー１４を挿入したが、酸素バーナーに代えて、所定温度に加熱した酸素を噴出する酸素ノズルを挿入することもできる。すなわち、スクリュー軸１３内に挿入した酸素ノズルから、所定温度に加熱した酸素、通常は３００℃以上の加熱酸素を、スクリュー１２で搬送された繊維状ガラス廃棄物の中に噴出させると、該加熱酸素により有機物が加熱されて揮発成分が発生し、この揮発成分が着火することによって有機物が燃焼し、燃焼しながら外周の燃焼用酸素中に分散して燃焼用酸素と反応することにより、有機物の燃焼処理を行うことができる。このときも、燃焼用酸素を３００℃以上に予熱しておくことによって効果的な燃焼処理を行うことができる。
【００２４】
【実施例】
実施例１
図１、図２に示す構造の有機物焼却装置を、耐火煉瓦を内張した内径０．５ｍ、長さ２．０ｍの円筒形溶融炉の軸線上に装着し、繊維状ガラス廃棄物を２００ｋｇ／ｈで供給した。酸素バーナーには、燃料のＬＰＧを４Ｎｍ３／ｈ、酸素を２０Ｎｍ３／ｈ供給し、燃焼用酸素は１０Ｎｍ３／ｈを供給した。
【００２５】
その結果、繊維状ガラス廃棄物のバインダー量（有機物量）は、処理前の７重量％から処理後には０．２重量％となり、再生カレットして使用しても全く問題は生じなかった。
【００２６】
実施例２
実施例１と同じ設備を使用し、繊維状ガラス廃棄物は２００ｋｇ／ｈ、酸素バーナーのＬＰＧは１Ｎｍ３／ｈ、酸素は５Ｎｍ３／ｈの供給量とし、燃焼用酸素は６００℃に予熱して２５Ｎｍ３／ｈで供給した。その結果、繊維状ガラス廃棄物のバインダー量は、処理前の７重量％から処理後には０．３重量％となり、再生カレットして使用しても全く問題は生じなかった。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各種繊維状ガラス廃棄物の有機物を効果的に焼却して除去することができ、再利用可能なガラス原料として有効利用が図れる。特に、繊維状ガラス廃棄物をスクリューで搬送するので、アスペクト比が大きいものでも安定した搬送供給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の繊維状ガラス廃棄物の処理方法を適用した有機物焼却装置の一形態例を示す一部を省略した断面図である。
【図２】  同じく有機物焼却装置の外観を示す正面図である。
【図３】  有機物焼却装置を装着した溶融炉の断面図である。
【図４】  有機物焼却装置を備えたガラス溶解炉の断面図である。
【符号の説明】
１１…有機物焼却装置、１２…スクリュー型搬送装置、１３…スクリュー軸、１４…酸素バーナー、１５…スクリューケーシング、１６…燃焼用酸素ノズル、１７…水冷ジャケット、１８…繊維状ガラス廃棄物供給手段装着部、１９…駆動部、２５…内管、２６…外管、２７…燃料噴出口、２８…酸素噴出口、２９…燃焼用酸素流路、３１…溶融炉、３２…繊維状ガラス廃棄物供給手段、３３…排ガス出口、３４…バルブ、３５…ガラス溶解炉、３７…原料ホッパー
【図１】
0003759378.tif 000002
【図２】
0003759378.tif 000003
【図３】
0003759378.tif 000004
【図４】
0003759378.tif 000005