岡内年明 (〒01 東京都足立区大谷田3-2-7-103第二大新コーポ Tokyo, 〒1200001, JP)
岡内年明 (〒01 東京都足立区大谷田3-2-7-103第二大新コーポ Tokyo, 〒1200001, JP)
TOKUDA, Yoshiyuki (1-14-13, Nangai Higashi Yamato-sh, Tokyo 14, 〒2070014, JP)
徳田美幸 (〒14 東京都東大和市南街1丁目14番地の13 Tokyo, 〒2070014, JP)
| 原料有機物を熱分解させるための熱分解装置であって、 原料有機物の熱分解により前記熱分解装置内に形成される材料層に含まれる無機物に酸素を結合させて無機酸化物(セラミックス)を生成するためのセラミックス生成手段と、前記熱分解装置内の前記材料層の下方に配置され、前記熱分解装置内での熱分解により発生した熱分解ガスを前記熱分解装置内に溜まった前記材料層の全面にわたって通過させる分解ガス通過手段と、を有しており、 前記分解ガス通過手段に前記熱分解装置内の上方に溜まった熱分解ガスを導入するよう構成されていることを特徴とする熱分解装置。 |
| 前記熱分解装置の上部と前記分解ガス通過手段とを連通させる分解ガス導入手段が設けられており、 前記熱分解装置内の上方に溜まった熱分解ガスが、前記分解ガス導入手段に吸い込まれて前記分解ガス導入手段を通して前記分解ガス通過手段に導入されることにより、前記材料層を通過するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱分解装置。 |
| 前記分解ガス通過手段が格子状に形成された管状部材から成り、 前記分解ガス通過手段の側面もしくは下面に、前記分解ガス導入手段によって導入された熱分解ガスを前記材料層に向けて吹き出させるための分解ガス吹出口が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱分解装置。 |
| 前記熱分解装置内部の熱分解ガスの圧力調整を行なうための大気開放された圧力調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の熱分解装置。 |
| 前記熱分解装置に熱媒体を供給する熱媒体供給管路と、 前記熱媒体供給管路に接続され、前記熱分解装置で発生する熱分解ガスと前記熱媒体との熱交換が行われる熱交換管路と、 前記熱交換管路に接続され、前記熱交換管路で熱交換した前記熱媒体を熱供給対象に送出することにより前記熱分解装置内部の熱を前記熱供給対象に供給し得る熱供給管路と、 を有する熱供給システムを具えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の熱分解装置。 |
| 前記熱供給対象が、蒸気タービン(発電)、温水プール、温室、暖房、融雪装置等であることを特徴とする請求項5に記載の熱分解装置。 |
| 前記熱分解装置と、前記熱分解装置における熱分解によって発生した熱分解ガスを処理するためのガス処理装置と、を具える有機物処理装置であって、 前記ガス処理装置が、前記熱分解装置で熱分解したガス成分を酸化させる手段と、前記酸化させる手段にガス管路を介して連通し前記酸化させたガスを中和洗浄する手段とを具えており、 前記ガス管路と前記分解ガス通過手段とを連通させる酸化ガス導入手段が設けられており、 前記ガス処理装置により酸化処理された熱分解ガスが、前記酸化ガス導入手段に吸い込まれて前記酸化ガス導入手段を通して前記分解ガス通過手段に導入されることにより、前記材料層を通過するよう構成されていることを特徴とする有機物処理装置。 |
| 前記熱分解装置の下部に、前記材料層に生成したセラミックスを前記熱分解装置の外に出すためのセラミックス取出口が形成されており、 前記熱分解装置外部における前記セラミックス取出口周辺に、セラミックス吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の有機物処理装置。 |
| 前記ガス管路もしくは前記中和洗浄する手段に、空気を取り入れるための大気開放された空気取入手段が設けられていることを特徴とする請求項7又は8に記載の有機物処理装置。 |
| 前記熱分解装置及び前記酸化させる手段の少なくとも一方に熱媒体を供給する熱媒体供給管路と、 前記熱媒体供給管路に接続され、前記熱分解装置で発生する熱分解ガス及び前記酸化させる手段に導入される熱分解ガスの少なくとも一方と前記熱媒体との熱交換が行われる熱交換管路と、 前記熱交換管路に接続され、前記熱交換管路で熱交換した前記熱媒体を熱供給対象に送出することにより前記熱分解装置内部及び前記酸化させる手段内部の少なくとも一方の熱を前記熱供給対象に供給し得る熱供給管路と、 を有する熱供給システムを具えることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の有機物処理装置。 |
| 前記熱交換管路が前記熱分解装置に設けられた分解装置側熱交換管路であり、 前記分解装置側熱交換管路において、前記熱分解装置内の熱分解により発生する熱分解ガスと前記熱媒体との熱交換が行われることを特徴とする請求項10に記載の有機物処理装置。 |
| 前記熱交換管路が前記酸化させる手段に設けられた酸化装置側熱交換管路であり、 前記酸化装置側熱交換管路において、前記熱分解装置から前記酸化させる手段に導入される熱分解ガスと前記熱媒体との熱交換が行われることを特徴とする請求項10に記載の有機物処理装置。 |
| 前記熱供給対象が、蒸気タービン(発電)、温水プール、温室、暖房、融雪装置等であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の有機物処理装置。 |
本発明は、有機廃棄物を熱分解する際に 生したガスを処理するための熱分解装置及 これを具えた有機物処理装置に関する。
有機廃棄物の処理は、焼却炉にて廃棄物 焼却することが一般的に行われている。し しながら、このような方法では、焼却時に イオキシンや二酸化炭素を発生させるため 最近では熱分解反応を用いて有機廃棄物の 理がなされるようになっている。都市ごみ どに代表される有機廃棄物を還元雰囲気下 熱分解することによって、廃棄物を完全燃 させて、ダイオキシンや炭酸ガスの発生を 制するようにした有機廃棄物の処理装置や さらには、この熱分解工程で生じる熱や、 、発生したガスの冷却によって生じた木酢 等の資源を再利用するシステムが、数多く 発されている。
特開2004-307237号公報(特許文献1)には、この
うな熱分解反応を用いて有機廃棄物を処理
てセラミックスを生成する装置が記載され
いる。
また、熱分解反応を用いたこのような有 物処理装置では、原料有機物を炭化物とガ 成分とに分解して、炭化物からセラミック を生成する一方で、ガス成分を触媒酸化装 を用いて酸化させたり、酸化させたガスを ルカリ中和洗浄装置を用いて中和洗浄する 理を行っているものもある。
しかしながら、このような熱分解装置で 、熱分解処理によって発生した熱分解ガス 温度の低下が問題となっている。これは、 分解ガスを触媒酸化装置を用いて酸化させ 際に、触媒酸化装置の触媒の機能が低下し 、触媒の寿命が短くなるためである。一方 触媒酸化装置で酸化させたガスをアルカリ 和洗浄装置に導入する際には、導入するガ の温度を低くしてアルカリ中和洗浄装置に かる負荷を軽減させるのが好ましい。この な課題に加えて、熱分解を利用することに り炭酸ガスの発生を抑制した上で、熱分解 工程で生じる熱エネルギを有効に利用する 要性が近年益々高まっている。
上記のような課題に鑑みて、本発明は、 機廃棄物の熱分解により発生する熱分解ガ を触媒酸化装置やアルカリ中和洗浄装置で 理する際のこれらの装置へ負荷を軽減でき 熱分解装置及びこれを具えた有機物処理装 を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本発明に係る 分解装置は、原料有機物を熱分解させるた の熱分解装置であって、原料有機物の熱分 により熱分解装置内に形成される材料層(例 えば、実施形態におけるセラミックス層28)に 含まれる無機物に酸素を結合させて無機酸化 物(セラミックス)を生成するためのセラミッ ス生成手段(例えば、実施形態における空気 導入管65、空気導入口66、ファン34)と、熱分 装置内の材料層の下方に配置され、熱分解 置内での熱分解により発生した熱分解ガス 熱分解装置内に溜まった材料層の全面にわ って通過させる分解ガス通過手段(例えば、 施形態における分解ガス通過管61)と、を有 ており、分解ガス通過手段に熱分解装置内 上方に溜まった熱分解ガスを導入するよう 成されている。
また、上記構成の熱分解装置において、 分解装置の上部と分解ガス通過手段とを連 させる分解ガス導入手段(例えば、実施形態 における分解ガス導入管63,68、ファン33)が設 られており、熱分解装置内の上方に溜まっ 熱分解ガスが、分解ガス導入手段に吸い込 れて分解ガス導入手段を通して分解ガス通 手段に導入されることにより、材料層を通 するよう構成されているのが好ましい。
さらに、上記構成の熱分解装置において 分解ガス通過手段が格子状に形成された管 部材から成り、分解ガス通過手段の側面も くは下面に、分解ガス導入手段によって導 された熱分解ガスを材料層に向けて吹き出 せるための分解ガス吹出口が形成されてい のが好ましい。
また、上記構成の熱分解装置において、 分解装置内部の熱分解ガスの圧力調整を行 うための大気開放された圧力調整手段(例え ば、実施形態における圧力調整部51)が設けら れているのが好ましい。
さらに、上記構成の熱分解装置において 熱分解装置に熱媒体を供給する熱媒体供給 路と、熱媒体供給管路に接続され、熱分解 置で発生する熱分解ガスと熱媒体との熱交 が行われる熱交換管路と、熱交換管路に接 され、熱交換管路で熱交換した熱媒体を熱 給対象(例えば、温水プール、暖房、融雪装 置)に送出することにより熱分解装置内部の を熱供給対象に供給し得る熱供給管路と、 有する熱供給システムを具えていてもよい
また、上記構成の熱分解装置において、 供給対象が、蒸気タービン(発電)、温水プ ル、温室、暖房、融雪装置等であるのが好 しい。
さらに、前記課題を解決するために本発 に係る有機物処理装置は、熱分解装置と、 分解装置における熱分解によって発生した 分解ガスを処理するためのガス処理装置と を具える有機物処理装置であって、ガス処 装置が、熱分解装置で熱分解したガス成分 酸化させる手段(例えば、実施形態における 触媒酸化装置2)と、酸化させる手段にガス管 (例えば、実施形態におけるダクト13b)を介 て連通し酸化させたガスを中和洗浄する手 (例えば、実施形態における乾溜ガス洗浄ス ラバ17)とを具えており、ガス管路と分解ガ 通過手段とを連通させる酸化ガス導入手段 設けられており、ガス処理装置により酸化 理された熱分解ガスが、酸化ガス導入手段 吸い込まれて酸化ガス導入手段を通して分 ガス通過手段に導入されることにより、材 層を通過するよう構成されている。
また、上記構成の有機物処理装置におい 、熱分解装置の下部に、材料層に生成した ラミックスを熱分解装置の外に出すための ラミックス取出口が形成されており、熱分 装置外部におけるセラミックス取出口周辺 、セラミックス回収箱52(図3参照)に溜まっ セラミックスが飛散するのを防止するため セラミックス吸引手段(例えば、実施形態に ける吸引ファン54)が設けられているのが好 しい。また、このセラミックス吸引手段は セラミックス回収箱52に溜まったセラミッ スを回収するためのものであってもよい。
さらに、上記構成の有機物処理装置にお て、ガス管路もしくは中和洗浄する手段に 空気を取り入れるための大気開放された空 取入手段(例えば、実施形態における空気取 入部55)が設けられているのが好ましい。
また、前記課題を解決するために本発明 係る有機物処理装置に設けられた熱供給シ テムは、熱分解装置及び酸化させる手段の なくとも一方に熱媒体を供給する熱媒体供 管路と、熱媒体供給管路に接続され、熱分 装置で発生する熱分解ガス及び酸化させる 段に導入される熱分解ガスの少なくとも一 と熱媒体との熱交換が行われる熱交換管路 、熱交換管路に接続され、熱交換管路で熱 換した熱媒体を熱供給対象(例えば、温水プ ール、暖房、融雪装置)に送出することによ 熱分解装置内部及び酸化させる手段内部の なくとも一方の熱を熱供給対象に供給し得 熱供給管路と、を具える。
また、上記構成の有機物処理装置におい 、熱交換管路が熱分解装置に設けられた分 装置側熱交換管路であり、分解装置側熱交 管路において、熱分解装置内の熱分解によ 発生する熱分解ガスと熱媒体との熱交換が われるのが好ましい。
さらに、上記構成の有機物処理装置にお て、熱交換管路が酸化させる手段に設けら た酸化装置側熱交換管路であり、酸化装置 熱交換管路において、熱分解装置から酸化 せる手段に導入される熱分解ガスと熱媒体 の熱交換が行われてもよい。
また、上記構成の有機物処理装置におい 、熱供給対象が、蒸気タービン(発電)、温 プール、温室、暖房、融雪装置等であるの 好ましい。
本発明の熱分解装置及びこれを具えた有 物処理装置によれば、有機物処理装置を構 する熱分解装置内での熱分解により発生し 熱分解ガスを熱分解装置内に溜まった材料 に通過させる分解ガス通過手段が設けられ いる。分解ガス通過手段は、導入された熱 解ガスが材料層の全面にわたって通過する う構成されている。このような構成により 熱分解装置内の熱分解ガスが材料層を通過 る際に、汚染されている熱分解ガスに含ま ている炭化水素系のガスがろ過されて炭化 素成分の少ない清浄な熱分解ガスを熱分解 置の下流側に設けられたガス処理装置に導 することができる。これにより、ガス処理 置が熱分解ガスを処理する際の負荷を軽減 ることができる。また、高温で熱分解が行 れているセラミック等を通過することで熱 解ガスの温度が上がり、ガス処理装置を構 する触媒酸化装置の触媒の機能を高め、触 の寿命を上げることができる。
特に、熱分解ガスの上部と分解ガス通過 段とを連通させる分解ガス導入手段を熱分 装置に設けることで、熱分解装置内の上方 溜まった熱分解ガスを当該分解ガス導入手 を通して分解ガス通過手段に導入して、材 層に通過させることが可能である。また特 、分解ガス通過手段を格子状に形成した上 分解ガス通過手段に分解ガス吹出口を設け ば、材料層の全面にわたって熱分解ガスを 過させることが可能であり、材料層の一部 のみ熱分解ガスを通過させる場合よりも、 り多くのセラミックを熱分解ガスの温度を げるのに利用できるため、効果的に熱分解 スの温度を上げることができる。
また、熱分解装置が、原料有機物の熱分 により内部に発生する熱分解ガスの圧力調 を行なうための大気開放された圧力調整手 を有する。このため、通常は負圧の状態で る熱分解装置の内圧が、大気圧よりも高ま た場合には、熱分解装置内部のガスが圧力 整手段を通して外部に排出される。従って 熱分解装置内の温度が上昇することで原料 引火した場合であっても、圧力調整手段が 全弁として機能するため、ガスの急激な熱 張による爆発を防止することが可能である
また、本発明に係る有機物処理装置は、 分解装置と、熱分解装置における熱分解に って発生した熱分解ガスを処理するための ス処理装置とで構成され、ガス処理装置を 成するガス成分を酸化させる手段とガスを 和洗浄する手段とがガス管路で連通してい 。そして、このガス管路と分解ガス通過手 とを連通させる酸化ガス導入手段が設けら ている。このような構成により、ガス処理 置により酸化処理された熱分解ガスの一部 、当該酸化ガス導入手段を通して分解ガス 過手段に導入することができる。これによ 、酸化処理された高温の熱分解ガスが熱分 装置に導入され、熱分解装置内の温度を高 ることで熱分解装置内で行われる熱分解を 進することが可能である。
さらに、熱分解装置の下部のセラミック 取出口周辺に、セラミックス回収箱52(図3参 照)に溜まったセラミックスが飛散するのを 止するためのセラミックス吸引手段が設け れている。このため、セラミックス回収時 セラミックスの粉塵の舞い上がりが抑えら 、セラミックスの回収作業に従事する作業 の作業環境を改善することができる。また セラミックス吸引手段を使用すればセラミ クス回収箱52に溜まったセラミックス粉を吸 引して所望の場所に回収することもできる。
また、ガス処理装置を構成するガス成分 酸化させる手段とガスを中和洗浄する手段 を連通するガス管路、もしくは中和洗浄す 手段の上部に、中和洗浄する手段に空気を 入するための大気開放された空気取入手段 設けられているため、中和洗浄する手段内 を流れる乾留ガスが冷却される。これによ 、中和洗浄する手段で使用されるアルカリ 和洗浄剤に溶解する熱分解ガスの溶解率を げることができる。さらには、空気取入手 を通って中和洗浄する手段内に導入された 気によって乾留ガスを希釈することができ 。これにより、中和洗浄する手段における ルカリ中和洗浄の負荷を軽減させる上、脱 されたガスを中和洗浄する手段の外部に排 することができる。
また、本発明の熱分解装置及びこれを具 た有機物処理装置に熱供給システムを設け ことにより、蒸気タービン(発電)、暖房と った熱供給対象に熱を供給するために、本 明の有機物処理装置における熱分解で発生 る熱を有効に利用することで、エネルギの 駄使いを無くして省エネルギに貢献し得る また、熱供給対象に熱を供給するための熱 として、有機廃棄物の熱分解によって発生 る熱を利用することで、燃料を燃焼させた 合とは異なり炭酸ガスが発生せず、環境に 慮することが可能である。
1 熱分解装置
2 酸化触媒装置(ガス処理装置)
3 アルカリ中和洗浄装置(ガス処理装置)
4 固液分離装置
12 セラミックス取出口
13a ダクト
13b ダクト(ガス管路)
16 シャワー式散水器
17 乾溜ガス洗浄スクラバ
24 未処理層(材料層)
25 乾燥層(材料層)
26 炭化層(材料層)
27 灰化層(材料層)
28 セラミックス層(材料層)
33 ファン(分解ガス導入手段)
34 ファン(セラミックス生成手段)
51 圧力調整部(圧力調整手段)
52 セラミックス回収箱
53 セラミックス回収管
54 吸引ファン(セラミックス回収手段)
55 空気取入部(空気取入手段)
61 分解ガス通過管(分解ガス通過手段)
62 分解ガス吹出口
63 分解ガス導入管(分解ガス導入手段)
64 酸化ガス導入管(酸化ガス導入手段)
65 空気導入管(セラミックス生成手段)
66 空気導入口(セラミックス生成手段)
67 開口
68 分解ガス導入管(分解ガス導入手段)
70 熱供給システム
71 冷水導入管路
72 分解装置側供給管路
73,76 熱交換管路
74,77 戻し管路
75 酸化装置側供給管路
78 熱供給管路
100 有機物処理装置
200 熱供給対象
以下に、図面を参照して本発明の熱分解 置及びこれを具えた有機物処理装置の実施 を説明する。
図1に、本発明に係る有機物処理装置の一 実施例の概略図を示す。
本実施例では、ごみ等の産業廃棄物を原 有機物として有機物処理を行い、原料中に まれる無機物からセラミックスを生成する なお、原料として産業廃棄物に限らず、蓄 等どのようなものであってもよい。
本実施例に係る有機物処理装置100は、熱 解装置1と、熱分解装置1内で発生した熱分 ガスを酸化触媒を使用して酸化する触媒酸 装置2と、酸化触媒で処理後の残留ガスを中 するアルカリ中和洗浄装置3と、アルカリ中 和洗浄装置3における中和洗浄処理工程で出 排水を真空状態で固体成分と液体成分とに 離する固液分離装置4と、を具える。
原料投入口から投入された原料は、熱分 装置1において熱分解されて、炭化物とガス 成分とに分離される。熱分解装置1では、こ 炭化物を更に酸化処理して、セラミックス 生成する。一方、熱分解装置1で分離したガ 成分は、酸化触媒装置2、中和洗浄装置3、 び固液分離装置4の順で処理を行い、固液分 装置4で分離した固体成分を熱分解装置1に 入して熱分解装置1で再利用するようにして る。
図2に、熱分解装置1の概略図を示す。
熱分解装置1は、上部に原料投入口11と、 部にセラミックス取出口12と、反応ガス(熱 解ガス)収集用開口13とを具える。なお、原 投入口11及びセラミックス取出口12は、これ らを閉じることによって、熱分解装置1内を 密に保ち得るように構成されている。反応 ス収集用開口13は、ダクト13aを介して触媒酸 化装置2と連通しており、熱分解装置1内で発 した熱分解ガスは、ダクト13aを介して触媒 化装置2に導入され、この触媒酸化装置2に いて酸化触媒を用いて熱分解ガスを酸化す 処理が行われる。
次に、熱分解装置1におけるセラミックス 生成工程を説明する。
熱分解装置1の稼働初期工程において、原 料投入口11から原料となる有機廃棄物を投入 、原料投入口11及びセラミックス取出口12を 閉じて密閉する。熱分解装置内の温度は、フ ァン31によって熱分解装置1内に送られるヒー タ14からの熱、又は原料自身の有する熱量を 費することによって上昇する。
熱分解装置1内の温度は、ヒータ14の熱に って400℃以上に上昇しているため、熱分解 置1内で原料の熱分解が開始する。原材料と しては、例えば、紙、木、ビニル類(塩化ビ ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ チレン等を材料とするもの)、食品残渣、畜 、人糞等が好適である。
上記燃焼、及び熱分解によって発生した 分解ガスは、煙状となり、反応ガス収集用 口13からダクト13aを介して触媒酸化装置2に れていく。
熱分解装置1は密閉されているため内部が 還元雰囲気に保たれており、熱分解装置1内 温度が上昇しても、原料が発火することは い。
すなわち、熱分解装置1内では、原料とし て投入した有機物自らの有する熱量を利用し て熱分解が行われる。熱分解が進むと、熱分 解によって生じる乾溜ガスと蒸気はタールと して装置内壁に付着し、積層後炭化し、剥離 して未処理層24の上に落下する。
未処理層24の熱分解が進むと、未処理層24 は乾燥層25となり、乾燥層25の表面から乾燥 伴う蒸気が発生する。
乾燥層25の熱分解が更に進むと、乾燥層25 から乾溜ガスが発生して、原料中に含まれて いる炭素成分及び微量の無機成分以外の成分 がガスとして蒸散する。乾燥層25に残った炭 成分は、熱分解装置1の下部に溜まり炭化層 26を形成する。炭化層26の熱分解が更に進む 、この炭素成分もガスとなって蒸散して、 終的に、原料中に含まれている無機成分の が残留し、灰化層27が形成される。ここで、 炭化層26と灰化層27との間に微量の酸素を送 込む(図3の空気導入管65を参照)と、この無機 成分が微量の酸素と結合して、無機酸化物、 つまりセラミックス28粉末として熱分解装置1 の底部に残留することになる。このセラミッ クス28は熱分解装置1の下部あるいは底部に設 けたセラミックス取出口12から出して、様々 用途において利用する。
セラミックス取出口12の直下には、セラ ックス回収箱52が設置されており(図3参照)、 セラミックス取出口12を通って熱分解装置1か ら落下するセラミックス粉を貯留することが できる。また、セラミックス回収箱52からは セラミックス回収用のセラミックス回収管5 3(図3参照)が所望の場所に向けて延びている セラミックス回収管53には、後述するように 、セラミックス回収箱52に溜まったセラミッ 粉が飛散するのを防止するための吸引ファ 54が設けられている。
次に、上述のセラミックス生成工程に伴 て発生するガスの処理工程について説明す 。
熱分解により発生した熱分解ガスは、反応 ス収集用開口13からダクト13aを介して触媒 化装置2に導入される。触媒酸化装置2に導入 された熱分解ガスは、触媒ケース15を通り、 こで炭化水素系のガスが酸化され、二酸化 素と水になる。この触媒酸化工程により、 記熱分解工程で発生した熱分解ガスは約9割 程度減少し、上記触媒酸化で処理した後の残 留ガスは、塩素や硫黄、窒素といった元素を 含むガスになる。酸化触媒としては、Pt、Cr Cu、Mn等の金属、又はAl 2 O 3 等の酸化金属等を用いることができる。
次いで、これらの残留ガスはダクト13bを してアルカリ中和洗浄装置3に送られ、中和 洗浄される。アルカリ中和洗浄装置3は、乾 ガス洗浄スクラバ17と、循環ボックス18と、 液注入タンク19とから成る。熱分解装置1で 生した熱分解ガスを触媒酸化装置2を通して からアルカリ中和洗浄装置に送るようにした のは、アルカリ中和洗浄の前に触媒酸化処理 により熱分解ガスを大幅に減少させることで 、アルカリ中和洗浄装置3にかかる負荷を軽 した方が、ガス処理の効率がよいためであ 。薬液注入タンク19からアルカリ中和洗浄剤 が循環ボックス18に導入され、前記循環ボッ ス18を介して乾溜ガス洗浄スクラバ17に設け られているシャワー式散水器16から散水され 。散水され、アルカリ洗浄工程に供された ルカリ中和洗浄剤は、前記スクラバ17の底 に溜まり、再度循環ボックス18に戻された後 、再び前記散水器18から散水され、アルカリ 和洗浄装置3内を循環する。好ましいアルカ リ中和洗浄剤としては、苛性ソーダ等が挙げ られる。この中和洗浄工程で、塩素や硫黄、 窒素といった元素を含有するガス、すなわち 酸性ガスが中和され、水や塩等が生成される 。
アルカリ中和洗浄処理3で使用した排水は 、循環ボックス18から固液分離装置4に送られ 、固液分離される。繰り返し使用するために 排水を定期的に固液分離装置4に送り、新し アルカリ中和洗浄剤を使用することによっ 、アルカリ中和洗浄装置3の洗浄効率を上げ ことができる。
固液分離装置4は、真空タンク内に配置し た蒸散部20と、蒸留部21とからなる。中和洗 装置3から送られてきた排水は、蒸散部20に いて蒸散させることによって、ガスと固形 を含む液体になる。ガスは更に蒸留部21へ送 られた後に図示しないクーリングタワーを通 ることによって冷却されて蒸留水となり、中 和洗浄装置3の循環ボックス18にリサイクルし て再利用する。固形分を含む液体は、更に液 体と固体に分離し、固体は熱分解装置1へ戻 て、新たな原材料と共に再度熱分解される 液体は、固液分離装置4の蒸散部20に戻され 中和洗浄装置3から送られてくる排水と共に 度蒸散・蒸留されて固液分離される。なお このように分離した液体を、蒸留して冷却 た後、アルカリ中和洗浄装置3に戻し、アル カリ中和洗浄剤と共にアルカリ中和洗浄工程 で再利用される。従って、排水は、装置外に 出ることがない。
ここで、有機物処理装置100の構造につい 、図3乃至図5を参照してさらに詳しく説明 る。
図3に示すように、熱分解装置1の側面上 には、水平に突出する圧力調整部51が設けら れている。この圧力調整部51は、管状の部材 あり、熱分解装置1の内部をその外部に対し て大気開放するよう構成されている。触媒酸 化装置2とアルカリ中和洗浄装置3とを連通す ダクト13bに設置されているファン32(図1参照 )により、熱分解装置1内で発生する熱分解ガ が触媒酸化装置2に向けて引かれるため、熱 分解装置1内部は負圧となる。しかしながら 外気が圧力調整部51を通して熱分解装置1に 入されるため、熱分解装置1内部の圧力は、 常はほぼ大気圧に近い負圧に保たれる。特 、圧力調整部51は、熱分解装置1の内圧が上 した場合の安全弁として有用であり、熱分 装置1内の温度が上昇することで原料が引火 した場合であっても、熱分解ガスを圧力調整 部51を通して外部に逃がすことで熱分解ガス 急激な熱膨張による爆発を防止することが 能である。
熱分解装置1の下部には、原料有機物の熱 分解により内部に生成する無機物に空気中の 酸素を結合させて無機酸化物(セラミックス) 生成するために、外部の空気を熱分解装置1 の内部に送り込むための空気導入口66が略等 隔に複数形成されている。空気導入口66に 、熱分解装置1の外部に通じる空気導入管65 接続されており、空気導入管65にはファン34 設置されている。このような構成により、 ァン34を作動させることで、外部の空気を 気導入口66を介して熱分解装置1内に送り込 ことが可能である。
ファン34の作動により空気導入管65に導入 された空気は、複数の空気導入口66を介して 分解装置1内の下部に入り、上方に流れ、セ ラミック層28、灰化層27、炭化層26、乾燥層25 び未処理層24の順にこれらの層を通過する 空気導入口66を複数設けることで、熱分解装 置1の外部から空気導入口66を介して導入され た空気がこれらの層の全面にわたって均一に 通過するため、セラミックスが生成する場所 に偏りがなく均質なセラミックスが一様に生 成し、結果として生成するセラミックスの純 度を高めることができる。
また、熱分解装置1内の下部であって、材 料層(セラミックス層28)の下方には、熱分解 置1内に溜まった材料層に熱分解ガスを通過 せるための分解ガス通過管61が設けられて る。図4の平面図、図5(a)の平面図及び図5(b) 側面図に示すように、この分解ガス通過管61 は、熱分解装置1内の下部に平面視格子状に 置された複数の管状部材61,61,・・・から成 、熱分解装置1内の下部に溜まった無機物(灰 化層27)に熱分解ガスを通過させるよう構成さ れている。この分解ガス通過管61の側部もし は下部には、分解ガス通過管61内を流れる 気を無機物に噴射するための略円形の分解 ス吹出口62が複数箇所形成されている。
分解ガス通過管61は、外径約50mmの管が紙 横方向に4本、縦方向に6本、200mm程度の等間 隔で並んだ円形の分解ガス通過管61と、横方 に2本設けられた断面矩形状の分解ガス通過 管61とからなる1組の分解ガス導入管が、熱分 解装置1内に左右設置されたもので構成され 。分解ガス吹出口62は、2mm程度の径を有して おり、250mm程度の間隔で計120個程度設けられ いる。なお、分解ガス通過管61及び分解ガ 吹出口62の寸法、数は、必ずしもこれらの寸 法に限られない。分解ガス通過管61は、例え 、ステンレス鋼、又は配管用炭素鋼を材質 するのが好ましい。また、分解ガス通過管6 1は、上記のように縦横に形成された格子状 限らず、横方向にのみ形成したものや、縦 向にのみ形成したものであってもよい。
図4に示すように、熱分解装置1の外部に 、複数の分解ガス導入管68,68が設置されてい る。それぞれの分解ガス導入管68は、熱分解 置1内に左右1組設置された分解ガス通過管61 のそれぞれと、耐熱レンガ等で構成された熱 分解装置1の壁部の中を通って連通している( 分解装置1の壁部の中を通る分解ガス導入管 68を、図4において各々点線で示す)。
複数の分解ガス導入管68,68の上流側は、 流して一本の導入管となり、さらにその上 側には、図3に示すファン33が設置されてい 。さらに、ファン33の上流側は、分解ガス導 入管63を介して熱分解装置1の上面に形成され た開口67に接続される一方で、酸化ガス導入 64を介して触媒酸化装置2の下流側のダクト1 3bにも接続されている。また、導入管63,64内 流れる熱分解ガスの温度が外気により低下 るのを防止するため、ガス導入管63,64の外側 は、いずれも保温、断熱のための断熱材(図 せず)で覆われている。なお、図3に示すよう に、ファン33の上流側を、熱分解装置1の上面 及びダクト13bの双方に接続してもよいし、熱 分解装置1の上面及びダクト13bのうちのいず か一方に接続してもよい。
このような構成により、以下に説明する うにして分解ガス通過管61に熱分解ガスを すことができる。このような構成において ァン33の作動により、熱分解装置1内上部に まっている、セラミックス層等24~28と比較し て温度の低い熱分解ガスが、開口67を通って 解ガス導入管63に導入される。そして、熱 解ガスは、分解ガス導入管63内を流れ、それ ぞれの分解ガス導入管68,68を経由して分解ガ 通過管61に導入される。分解ガス通過管61を 流れる熱分解ガスは、分解ガス吹出口62から に吹き出されて上方に流れる。上方に流れ 過程で、熱分解ガスは、下から順に、セラ ック層28、灰化層27、炭化層26、乾燥層25及 未処理層24を通過する(これらの層24~28は、図 3には図示していない)。これらの層を通過し 熱分解ガスは、開口67を介して再び分解ガ 導入管63に導入されるか、又はダクト13aを通 って触媒酸化装置2に導入される。このよう して熱分解ガスが材料層を通過することで 熱分解ガスが上記のような層を通過する過 で熱分解ガスに含まれている炭化水素系の スがろ過される。このため、ダクト13aを通 て炭化水素成分の少ない比較的清浄な熱分 ガスを触媒酸化装置2に導入することができ 触媒酸化装置2や乾留ガス清浄スクラバ17へ 負荷を軽減することができる。
さらに、約500℃~約680℃の温度で熱分解及 び無機物への酸素の結合が行われているセラ ミック層28等に熱分解ガスを通過させること 、熱分解ガスの温度を上げることが可能で る。このように熱分解ガスの温度を上げる とで、触媒酸化装置2における触媒の機能を 高め、さらには触媒の寿命を上げることがで きる。これは、熱分解装置1で発生した熱分 ガスを燃焼処理するのではなく、触媒酸化 置2に導入して酸化処理を行うような構成と っている本処理装置にとって特に有用であ 。
また、ファン33の作動により、触媒酸化 置2における触媒酸化工程で処理した後の酸 ガスとしての熱分解ガスの一部が、酸化ガ 導入管64を通ってそれぞれの分解ガス導入 68,68に導入される。このようにして導入され た熱分解ガスは、分解ガス導入管63を通って 入された熱分解ガスと同様に、分解ガス吹 口62から外に吹き出されて熱分解装置1内を 方に流れる。
このため、触媒酸化装置2で処理した後の 酸化残留ガスとしての熱分解ガスは、同様に セラミック層28、灰化層27、炭化層26、乾燥層 25及び未処理層24の順にこれらの層を通過す 。これらの層を通過した熱分解ガスは、開 67を介して分解ガス導入管63に導入されるか 又はダクト13aを通って触媒酸化装置2に導入 される。
酸化ガス導入管64に熱分解ガスの一部を 入することによって得られる効果は、触媒 化装置2で処理された高温の熱分解ガスを熱 解装置1の側に送ることで熱分解装置1内の 度を高め、熱分解装置1内で行われる熱分解 促進し得ることである。
また、熱分解装置1の下部あるいは底部に 設けられたセラミックス取出口12の周辺には 粉塵吸引装置が設けられている。この粉塵 引装置は、例えば、図3に示すように、セラ ミックス回収箱52から延びるセラミックス回 管53上に設けられている吸引ファン54である のが好ましい。このような構成により、吸引 ファン54を作動させればセラミックス回収箱5 2に堆積したセラミックス粉末が飛散するの 防止することができる。このため、熱分解 置1の周辺でセラミックスの回収作業に従事 る作業者の作業環境を改善することができ 。すなわち、本処理装置は、作業の安全性 も考慮したものとなっている。なお、吸引 ァン54を作動させればセラミックス回収箱52 に堆積したセラミックス粉末をセラミックス 回収管53を通して所望の場所に回収すること 可能である。
また、図3に示すように、触媒酸化装置2 アルカリ中和洗浄装置3の乾留ガス洗浄スク バ17とを連通させるダクト13bであって、酸 ガス導入管64よりも下流側には、上部に突出 する空気取入部55が設けられている。この空 取入部55は、管状の部材で構成されており ダクト13bの内部がその外部に対して開放さ ているため、ダクト13b内に外部の空気を導 させることができる。なお、空気取入部55を 、ダクト13bに設ける代わりに乾留ガス洗浄ス クラバ17の上部に設けてもよい。
このような空気取入部55を設けることに り、以下のような2つの効果が得られる。す わち、空気取入部55を介して乾留ガス洗浄 クラバ17内に外気を導入することで、乾留ガ ス洗浄スクラバ17内部の乾留ガスが冷却され 。これにより、乾留ガス洗浄スクラバ17の ャワー式散水器16から散水されるアルカリ中 和洗浄剤に溶解する乾留ガスの溶解率を上げ ることができる。このような溶解率の上昇の ほか、もう1つの効果は、空気取入部55を通っ て乾留ガス洗浄スクラバ17内に導入された外 によって酸性の乾留ガスが希釈されること ある。これにより、乾留ガス洗浄スクラバ1 7におけるアルカリ中和洗浄の負荷を軽減さ る上、脱臭されたガスを乾留ガス洗浄スク バ17の側面上部に設けられた排気部56から乾 ガス洗浄スクラバ17の外部に排気すること できる。
ここで、図6を参照して本発明の第2の実 形態を説明する。本実施形態の有機物処理 置100は、当該有機物処理装置100で発生する を外部の熱供給対象200に供給可能な熱供給 ステム70を具えている。本実施形態の熱分解 装置1及び触媒酸化装置2の構成は、上記実施 1の熱分解装置1及び触媒酸化装置2と同じで るため、ここでは実施例1と異なる部分を中 心に説明する。
本発明に係る熱供給システム70は、管路71 ~78から成る複数の管路を具えている。冷水導 入管路71は、図示しない冷水供給源から供給 れる熱媒体としての冷水を導入する。冷水 、水道水、貯留水の他、熱供給対象200に供 された後に戻された循環水であってもよい 導入管路71からは、熱分解装置1の側に冷水 供給するための分解装置側供給管路72が一 に分岐して熱分解装置1の側に延びている一 で、触媒酸化装置2の側に冷却水を供給する ための酸化装置側供給管路75が他方に分岐し 触媒酸化装置2の側に延びている。
分解装置側供給管路72から延びる分解装 側熱交換管路73は、熱分解装置1の外側を装 1の下部から上部に向かって螺旋状に巻かれ いる。熱交換管路73は、熱分解装置1内に発 する熱分解ガスと熱交換管路73内を流れる 水との熱交換を行うよう設置されている。 た、分解装置側熱交換管路73からは分解装置 側戻し管路74が延びている。一方、酸化装置 供給管路75からは酸化装置側熱交換管路76が 延びており、この熱交換管路76は、触媒酸化 置2の外側を装置2の下部から上部に向かっ 螺旋状に巻かれている。熱交換管路76は、酸 化装置2に導入された熱分解ガスと熱交換管 76内を流れる冷水との熱交換を行うよう設置 されている。また、分解装置側冷却管路73か は酸化装置側戻し管路77が延びている。さ に、戻し管路74及び戻し管路77は一本の管路7 8として合流する。この管路78は熱供給対象200 に延びており、熱供給対象200に熱を供給する ための熱供給管路78を成す。
なお、管路71~78の材質は、これらの管路71 ~78内を流れる熱媒体(流体)の温度に耐え得る うな金属であるが、特に、熱交換が行われ 分解装置側熱交換管路73及び酸化装置側熱 換管路76は、装置側から管路側に効率よく熱 を移動させる必要性から金属の中でも熱伝導 率が高い銅管で構成するのが好適である。
また、本実施例は図6に示すように、熱交 換管路を熱分解装置1及び触媒酸化装置2の双 に設置することで、熱分解装置1及び触媒酸 化装置2双方の熱分ガスの熱を利用する構成 あるが、熱供給システムの構成はこれに限 ない。すなわち、熱分解装置1及び触媒酸化 置2のうちいずれか一方のみに熱交換管路を 設けることで、熱交換管路を設けた方の装置 内部の熱分解ガスの熱を利用して、熱供給対 象200に熱を供給することも可能である。
さらに、上記の構成では、熱交換管路73,7 6は、それぞれ熱分解装置1及び触媒酸化装置2 の外側に巻かれていたが、当該管路73,76は、 のような構成に限られず、それぞれ熱分解 置1及び触媒酸化装置2の内部に設置しても い。このような場合には、管路が熱分解ガ に直接曝されるため、装置の外部に管路を 置する場合と比較して、耐熱性が高く且つ 腐食性が良好な管路を使用することを要す 。
本実施例では、上記のようにして熱分解 置1及び触媒酸化装置2に配設された管路を 用し、以下のようにして熱供給対象200に熱 供給する。
まず、水道水等の冷水が、有機物分解装 100の外部から冷水導入管路71に導入される 導入された冷水は、分岐する管路により、 解装置側供給管路72及び酸化装置側供給管路 75にそれぞれ流入する。そして、分解装置側 給管路72を流れる冷水は、分解装置側熱交 管路73に流入する。分解装置側熱交換管路73 は、冷水と熱分解装置1内の熱分解ガスとの 間で熱交換が行われ、冷水の温度が上昇する (温水となる)。熱交換を終えて温度上昇した 解装置側熱交換管路73の水(温水)は、分解装 置側戻し管路74を流れる。
一方、酸化装置側供給管路75を流れる冷 は、酸化装置側熱交換管路76に流入する。酸 化装置側熱交換管路76では、冷水と触媒酸化 置2に導入された熱分解ガスとの間で熱交換 が行われ、冷水の温度が上昇する(温水とな )。熱交換を終えた酸化装置側熱交換管路76 温水は、酸化装置側戻し管路77を流れる。
戻し管路74,77をそれぞれ流れる温水は、 流して熱供給管路78を流れ、熱供給管路78に 続された熱供給対象200に供給される。この うにして、熱分解装置1内に発生した熱分解 ガス及び触媒酸化装置2内に導入された熱分 ガスの熱を熱供給対象200に供給することが きる。
なお、熱供給対象200として、例えば、蒸 タービン(発電)、温水プール、温室、融雪 置等が挙げられるが、熱分解装置1内に発生 た熱分解ガス及び触媒酸化装置2内に導入さ れた熱分解ガスの熱を利用し得るものであれ ば、熱供給対象200はこれらに限定されない。
また、上記の説明では、熱供給対象200に を供給するための熱媒体を温水として説明 たが、当該熱媒体は温水に限られず、蒸気 又は温風であってもよい。熱供給システム7 0に適宜給水ポンプを設けて熱媒体を加圧し 上で、熱分解装置1及び触媒酸化装置2内の熱 分解ガスの温度を調節することにより熱交換 管路73,76で高温の蒸気を発生させ、発生した 気を熱供給対象200に送気することが可能で る。さらに、戻し管路74,77及び熱供給管路78 内の蒸気の湿度を調節して乾燥させた上で管 路74,77,78に送風ファンを設置すれば、乾いた 風を熱供給対象に供給することも可能であ 。なお、温水は、温水プール、温室、暖房 融雪装置等に供給可能である。一方、温風 、温室、暖房、融雪装置等に供給可能であ 、蒸気は、蒸気タービン(発電)に供給可能 ある。
