塗装残渣汚泥の乾燥炭化再利用方法
【課題】自動車業界や家電業界の製造工場における製品の最終工程において、車体やフレームなど外装部分の最後の仕上げとして、外装用塗料を吹き付け塗装や電着塗装法などで最終仕上げを行いますが、この塗装の際に大量の塗料残渣汚泥が発生しておりこれら塗料残渣を現状の焼却処理や、産業廃棄物として処理するのでなく、安全且つ無害に処理することは元より、該塗料糟残渣を有効資源として回収し、リサイクルを図る為これら残渣汚泥を焼却の対極の技術とも言うべき炭化処理して回収し再利用する技術を提供するものである。
【解決手段】塗料残渣並びに塗料汚泥を再利用する為には、乾燥炉又は横型キルン炉などでまず一次乾燥した後、２８０℃以上の過熱蒸気を使った炭化炉で炭化し再利用することを特徴とする処理方法
【解決手段】塗料残渣並びに塗料汚泥を再利用する為には、乾燥炉又は横型キルン炉などでまず一次乾燥した後、２８０℃以上の過熱蒸気を使った炭化炉で炭化し再利用することを特徴とする処理方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車業界や家電業界の製造工場における製品の完成直前に行う塗装工程における吹き付けや電着塗装において、チタンや希少金属を含んだ大量の塗料残渣が汚泥として発生しますが、一般にはこれらの塗装残渣は産業廃棄物汚泥として処理され、最終的には焼却や埋め立て処分されておりますがこれらを無駄に捨てることなく、これらを安全且つ無害に処理することは元より、該塗料糟残渣を有効資源として活用することを目的とする処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車業界や家電業界の製造工場における製品の最終工程において、車体やフレームなど外装部分の最後の仕上げとして、外装用塗料を吹き付け塗装や電着塗装法などで最終仕上げを行いますが、この塗装の際に大量の塗料残渣汚泥が発生しておりこれら塗料残渣を現状の焼却処理や、産業廃棄物として処理するのでなく、安全且つ無害に処理することは元より、該塗料糟残渣を有効資源として回収し、リサイクルを図る為これら残渣汚泥を焼却の対極の技術とも言うべき炭化処理して酸化させずに回収し再利用する技術を提供するものである。
【０００３】
自動車や電化製品の表面外装塗装工程において、塗装作業の性質上、塗装の際に１／３〜１／４の余分な塗料、即ち塗料残渣又は塗料糟が汚泥として発生しており、現状では当該塗料残渣汚泥は焼却炉で直接焼却処理されるか、産業廃棄物としての処理方法が一般的であり、特許文献などの調査においても先願文献も無く、特に自動車や家電製品などの外装塗装において発生する吹き付け塗料残渣並び塗料汚泥などは、例え汚泥と云えども着火性の良い物質や重金属系物質を含有する為、ドラム缶などで一時保管し厳重並びに慎重且つ安全に扱われた後、高い経費と手間を掛けての焼却処理や、産業廃棄物として処理されているものを、資源として回収し再利用する技術を提供せんとするものであり、実質的には処理現場での現状は焼却処理が実情の今日、地球温暖化問題、稀少金属取引に関する国際間の摩擦など、今や塗料残渣の回収技術は自動車の大量生産国でありながら、少資源国のわが国にとって貴重な資源確保の点からも重要な問題であります。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は当該塗料残渣汚泥を廃棄物としてではなく、資源として回収し再利用する手段として、まず水分を取る為一旦乾燥した後、還元雰囲気下での過熱蒸気を利用することによって、爆発や引火の危険性の少ない環境において炭化処理後、回収して再利用することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点は下記の手段で解決できる。
１、 塗料残渣並びに塗料汚泥を再利用する為には、第一の前処理工程としてまず塗料残渣に含有する不純物を除く為磁選機で金属性異物を除き、次に破砕機に掛けることによって当該残渣を出来る限り一定サイズに調整することにより熱効果が均一になるように前処理した後、
２、 次に前処理乾燥として１１０℃以上２００℃以下の飽和蒸気を内部熱源としたダブルドラムドライヤーにて含水率６０％以上９５％以下の汚泥を含水率３０％〜４０％以下に乾燥し、次工程の炭化処理において安定的に定量供給ができるようにした後、当該残渣に含有するプラスチック系の包装資材や有機性廃棄物は水分と一緒に炉内温度約１２０℃以上２８０℃前後でまず気化させる。
３、 次の工程の炭化炉ではまず炉内に２８０℃以上の過熱蒸気を連続的に炉内に吹き込むことにより炉内の酸素が極少となり還元雰囲気に近い状態（炭火炉内は乾留ガスによって低酸素状態であるがより低酸素状態に近づける）となり、且つ炉内雰囲気温度が少なくとも２００℃以上になった後、乾燥処理後の塗料残渣汚泥を当該炉内に投入する。
４、 この時の熱処理工程に過熱蒸気を使うことにより、塗料残渣に付着若しくは含有する廃プラスチック系残渣などが気化することにより発生する、炭化炉内の可燃性の熱分解ガスも、炉内が過熱蒸気という不活性ガス体で充満しているため、例え高温下であっても爆発や引火の危険も無く安全に処理が可能となる。
５、 その為にはまずボイラーで１００℃の飽和蒸気を生成した後、次に飽和蒸気を過熱炉（過熱蒸気発生器）で再加熱することによって２８０℃〜７８０℃の過熱蒸気を生成する。生成した過熱蒸気を前述の還元雰囲気下且つ高温状態に維持された乾燥炉や横型キルン炉に吹き込むと同時に塗料汚泥も投入しキルン炉内部に設けられたスクリョウコンベアで搬送しながら一定時間、炉内の還元雰囲気下での過熱蒸気に暴露することにより塗料残渣の炭化が進む。
６、 次に炭化炉内温度を３００℃ら６００℃前後に上げると紙などの挟雑物、あるいはその他の有機性混入物は炉内に酸素がない為、気化又は熱分解し目的とする塗料残渣のみが酸化する事無く回収できる。
７、 尚乾燥工程における乾燥熱源として経費節減のため、当該汚泥の含水率が３０％程度まではボイラーなどの廃熱を有効利用しても良い。
【発明の効果】
【０００６】
１、 廃棄物として処理されていた塗料残渣の大部分を捨てることなく還元雰囲気下で過熱蒸気を使って炭化することによって、ほとんど劣化しない、いわゆる酸化していない再生品として再利用、若しくは増量剤としての利用が可能となり、炭化に要する費用も廃棄処理費用以下で可能であり、経費節減はもとより資源の有効利用が可能となり、且つ焼却処理という地球温暖化問題など環境上の問題にも一助となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【０００７】
本発明の炭化炉とその実施例を図面で説明する。
図１は全体のフロー図であります
【０００８】
図１はバーナー１３のスイッチを入れ、まず加熱炉１７の炉内の加温と同時にボイラー（飽和蒸気発生器）１４を温め飽和蒸気を生成する。一定に加温された飽和蒸気は、バーナーの燃焼室天井部から排出され排ガスの一部と合流しながら１２０℃〜２００℃の飽和蒸気が生成されダブルドライヤー内部に投入され汚泥の乾燥熱に利用される。このとき飽和蒸気に十分余熱があれば乾燥炉並びに炭化炉の外周の保温用に利用すれば尚熱効率が良くなる。
【０００９】
次に高含水率の可燃性塗装残渣汚泥をまず、磁選機２で鉄屑を選別し、該汚泥に熱が均等に伝わりやすいように破砕機３を通した後、内部が飽和蒸気熱により加温されたダブルドラムドライヤー４の中をサンドイッチ状態でゆっくり通過させることにより、汚泥中のかなりの水分を蒸発させる。
【００１０】
次にかなりパサパサ状態になった汚泥を横型の乾燥炉５に投入する。乾燥炉は炉体キャビティーの周囲内部壁全面を断熱材で囲まれた構造からなり、上部に設けた乾燥室投入口から、炭化対象物である塗料残渣汚泥約３０ｋｇホッパーからそのまま直接投入する。乾燥室では加熱炉１７からの排ガス並びに炭化炉６内の余分な過熱蒸気が循環する為、処理対象物が乾燥し、次の下方炭化炉６に送り込まれる。
【００１１】
炭化炉の中は過熱蒸気の吹込みにより炉内酸素が追い出され、無酸素状態の還元雰囲気となっており、且つ４００℃〜５００℃の温度帯の過熱水蒸気雰囲気下であり、同炉内に乾燥炉を経由した約３０ｋｇの塗料残渣汚泥を投入し、約２時間炭化した結果、炉内に投入した塗料残渣汚泥は、途中約１時間での状態ではぽろぽろとなり、２時間経過の結果はさらさらの粉末状の良質な炭化物となった。
【００１２】
特に臭気に於いては臭気のきついブチルアルコール、キシレン、トルエンなども熱分解され無臭であった。又炭化した結果の生成炭化物について、数値的には３０ｋｇの塗料残渣汚泥が１．５ｋｇとなり重量的には０．５％に減量したが容積は約１／１０であった。炭化物はそのままペール缶に保管した。
【００１３】
上記の炭化実証においての
灯油の使用量：７リットル／時間、２時間で１４リットルを使用した。
各部の温度 ：バーナー加熱部上限温度８００℃でコントロール
又、実証中における排気ガスについても特に異常な臭気や煙などの異常はそれほど酷くなく、簡易な脱臭装置と粗目の耐熱性ろ過材を透過させることにより、ほとんど無煙無臭の排気ガスで、安全にしかも廉価で炭化処理が出来ることの可能性が証明された。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上、詳記した様に本発明はわざわざ高い経費をかけて焼却処理若しくは廃棄処分として処理されている塗料糟汚泥を、廃棄することなく安全に且つ廉価で、再生品やバージンの増量材としても利用可能な炭化物として回収再生するもので、画期的な新規資源の確保はもとより革新的な技術であり新産業勃興に多大の貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の全体構造概要とフロー図である。
【符号の説明】
【００１６】
１．汚泥
２．磁選機
３．破砕機
４．ダブルドラムドライヤー（乾燥機）
５．乾燥炉
６．炭化炉
７．金属クズ
８．スクリューコンベア
９．炭化物回収冷却ボックス
１０．飽和蒸気
１１．過熱蒸気
１２．過熱蒸気発生器
１３．バーナー
１４．ボイラー
１５．水
１６．搬送コンベア
１７．加熱炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車業界や家電業界の製造工場における製品の完成直前に行う塗装工程における吹き付けや電着塗装において、チタンや希少金属を含んだ大量の塗料残渣が汚泥として発生しますが、一般にはこれらの塗装残渣は産業廃棄物汚泥として処理され、最終的には焼却や埋め立て処分されておりますがこれらを無駄に捨てることなく、これらを安全且つ無害に処理することは元より、該塗料糟残渣を有効資源として活用することを目的とする処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車業界や家電業界の製造工場における製品の最終工程において、車体やフレームなど外装部分の最後の仕上げとして、外装用塗料を吹き付け塗装や電着塗装法などで最終仕上げを行いますが、この塗装の際に大量の塗料残渣汚泥が発生しておりこれら塗料残渣を現状の焼却処理や、産業廃棄物として処理するのでなく、安全且つ無害に処理することは元より、該塗料糟残渣を有効資源として回収し、リサイクルを図る為これら残渣汚泥を焼却の対極の技術とも言うべき炭化処理して酸化させずに回収し再利用する技術を提供するものである。
【０００３】
自動車や電化製品の表面外装塗装工程において、塗装作業の性質上、塗装の際に１／３〜１／４の余分な塗料、即ち塗料残渣又は塗料糟が汚泥として発生しており、現状では当該塗料残渣汚泥は焼却炉で直接焼却処理されるか、産業廃棄物としての処理方法が一般的であり、特許文献などの調査においても先願文献も無く、特に自動車や家電製品などの外装塗装において発生する吹き付け塗料残渣並び塗料汚泥などは、例え汚泥と云えども着火性の良い物質や重金属系物質を含有する為、ドラム缶などで一時保管し厳重並びに慎重且つ安全に扱われた後、高い経費と手間を掛けての焼却処理や、産業廃棄物として処理されているものを、資源として回収し再利用する技術を提供せんとするものであり、実質的には処理現場での現状は焼却処理が実情の今日、地球温暖化問題、稀少金属取引に関する国際間の摩擦など、今や塗料残渣の回収技術は自動車の大量生産国でありながら、少資源国のわが国にとって貴重な資源確保の点からも重要な問題であります。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は当該塗料残渣汚泥を廃棄物としてではなく、資源として回収し再利用する手段として、まず水分を取る為一旦乾燥した後、還元雰囲気下での過熱蒸気を利用することによって、爆発や引火の危険性の少ない環境において炭化処理後、回収して再利用することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点は下記の手段で解決できる。
１、 塗料残渣並びに塗料汚泥を再利用する為には、第一の前処理工程としてまず塗料残渣に含有する不純物を除く為磁選機で金属性異物を除き、次に破砕機に掛けることによって当該残渣を出来る限り一定サイズに調整することにより熱効果が均一になるように前処理した後、
２、 次に前処理乾燥として１１０℃以上２００℃以下の飽和蒸気を内部熱源としたダブルドラムドライヤーにて含水率６０％以上９５％以下の汚泥を含水率３０％〜４０％以下に乾燥し、次工程の炭化処理において安定的に定量供給ができるようにした後、当該残渣に含有するプラスチック系の包装資材や有機性廃棄物は水分と一緒に炉内温度約１２０℃以上２８０℃前後でまず気化させる。
３、 次の工程の炭化炉ではまず炉内に２８０℃以上の過熱蒸気を連続的に炉内に吹き込むことにより炉内の酸素が極少となり還元雰囲気に近い状態（炭火炉内は乾留ガスによって低酸素状態であるがより低酸素状態に近づける）となり、且つ炉内雰囲気温度が少なくとも２００℃以上になった後、乾燥処理後の塗料残渣汚泥を当該炉内に投入する。
４、 この時の熱処理工程に過熱蒸気を使うことにより、塗料残渣に付着若しくは含有する廃プラスチック系残渣などが気化することにより発生する、炭化炉内の可燃性の熱分解ガスも、炉内が過熱蒸気という不活性ガス体で充満しているため、例え高温下であっても爆発や引火の危険も無く安全に処理が可能となる。
５、 その為にはまずボイラーで１００℃の飽和蒸気を生成した後、次に飽和蒸気を過熱炉（過熱蒸気発生器）で再加熱することによって２８０℃〜７８０℃の過熱蒸気を生成する。生成した過熱蒸気を前述の還元雰囲気下且つ高温状態に維持された乾燥炉や横型キルン炉に吹き込むと同時に塗料汚泥も投入しキルン炉内部に設けられたスクリョウコンベアで搬送しながら一定時間、炉内の還元雰囲気下での過熱蒸気に暴露することにより塗料残渣の炭化が進む。
６、 次に炭化炉内温度を３００℃ら６００℃前後に上げると紙などの挟雑物、あるいはその他の有機性混入物は炉内に酸素がない為、気化又は熱分解し目的とする塗料残渣のみが酸化する事無く回収できる。
７、 尚乾燥工程における乾燥熱源として経費節減のため、当該汚泥の含水率が３０％程度まではボイラーなどの廃熱を有効利用しても良い。
【発明の効果】
【０００６】
１、 廃棄物として処理されていた塗料残渣の大部分を捨てることなく還元雰囲気下で過熱蒸気を使って炭化することによって、ほとんど劣化しない、いわゆる酸化していない再生品として再利用、若しくは増量剤としての利用が可能となり、炭化に要する費用も廃棄処理費用以下で可能であり、経費節減はもとより資源の有効利用が可能となり、且つ焼却処理という地球温暖化問題など環境上の問題にも一助となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【０００７】
本発明の炭化炉とその実施例を図面で説明する。
図１は全体のフロー図であります
【０００８】
図１はバーナー１３のスイッチを入れ、まず加熱炉１７の炉内の加温と同時にボイラー（飽和蒸気発生器）１４を温め飽和蒸気を生成する。一定に加温された飽和蒸気は、バーナーの燃焼室天井部から排出され排ガスの一部と合流しながら１２０℃〜２００℃の飽和蒸気が生成されダブルドライヤー内部に投入され汚泥の乾燥熱に利用される。このとき飽和蒸気に十分余熱があれば乾燥炉並びに炭化炉の外周の保温用に利用すれば尚熱効率が良くなる。
【０００９】
次に高含水率の可燃性塗装残渣汚泥をまず、磁選機２で鉄屑を選別し、該汚泥に熱が均等に伝わりやすいように破砕機３を通した後、内部が飽和蒸気熱により加温されたダブルドラムドライヤー４の中をサンドイッチ状態でゆっくり通過させることにより、汚泥中のかなりの水分を蒸発させる。
【００１０】
次にかなりパサパサ状態になった汚泥を横型の乾燥炉５に投入する。乾燥炉は炉体キャビティーの周囲内部壁全面を断熱材で囲まれた構造からなり、上部に設けた乾燥室投入口から、炭化対象物である塗料残渣汚泥約３０ｋｇホッパーからそのまま直接投入する。乾燥室では加熱炉１７からの排ガス並びに炭化炉６内の余分な過熱蒸気が循環する為、処理対象物が乾燥し、次の下方炭化炉６に送り込まれる。
【００１１】
炭化炉の中は過熱蒸気の吹込みにより炉内酸素が追い出され、無酸素状態の還元雰囲気となっており、且つ４００℃〜５００℃の温度帯の過熱水蒸気雰囲気下であり、同炉内に乾燥炉を経由した約３０ｋｇの塗料残渣汚泥を投入し、約２時間炭化した結果、炉内に投入した塗料残渣汚泥は、途中約１時間での状態ではぽろぽろとなり、２時間経過の結果はさらさらの粉末状の良質な炭化物となった。
【００１２】
特に臭気に於いては臭気のきついブチルアルコール、キシレン、トルエンなども熱分解され無臭であった。又炭化した結果の生成炭化物について、数値的には３０ｋｇの塗料残渣汚泥が１．５ｋｇとなり重量的には０．５％に減量したが容積は約１／１０であった。炭化物はそのままペール缶に保管した。
【００１３】
上記の炭化実証においての
灯油の使用量：７リットル／時間、２時間で１４リットルを使用した。
各部の温度 ：バーナー加熱部上限温度８００℃でコントロール
又、実証中における排気ガスについても特に異常な臭気や煙などの異常はそれほど酷くなく、簡易な脱臭装置と粗目の耐熱性ろ過材を透過させることにより、ほとんど無煙無臭の排気ガスで、安全にしかも廉価で炭化処理が出来ることの可能性が証明された。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上、詳記した様に本発明はわざわざ高い経費をかけて焼却処理若しくは廃棄処分として処理されている塗料糟汚泥を、廃棄することなく安全に且つ廉価で、再生品やバージンの増量材としても利用可能な炭化物として回収再生するもので、画期的な新規資源の確保はもとより革新的な技術であり新産業勃興に多大の貢献をなすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の全体構造概要とフロー図である。
【符号の説明】
【００１６】
１．汚泥
２．磁選機
３．破砕機
４．ダブルドラムドライヤー（乾燥機）
５．乾燥炉
６．炭化炉
７．金属クズ
８．スクリューコンベア
９．炭化物回収冷却ボックス
１０．飽和蒸気
１１．過熱蒸気
１２．過熱蒸気発生器
１３．バーナー
１４．ボイラー
１５．水
１６．搬送コンベア
１７．加熱炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装吹き付け残渣や、可燃性汚泥の乾燥炭化による再生利用工程において、前処理乾燥として１１０℃以上２００℃以下の飽和蒸気を熱源としたダブルドライヤーにて含水率６５％以上９５％以下の混合汚泥を含水率３０％〜４０％以下に乾燥し、次工程の炭化処理に安定的に定量供給を可能とする前処理工程。
【請求項２】
乾燥炉、炭化炉それぞれの滞留時間を乾燥炉２５〜３５分、炭化炉５５分〜６５分合計８０分〜９０分内で水分を０とし、１２％〜１５％の固定炭素を産出する請求項１の再生用塗料残渣回収方法。
【請求項３】
乾燥炉並びに炭化炉、及びそれぞれの炉内のスクリューコンベアも同体としてそれぞれを各１〜２度傾斜をつけることにより、それぞれの炉内の残留物を一掃し、安定した良質の炭化物を取り出す請求項１の乾燥炭化装置。
【請求項１】
塗装吹き付け残渣や、可燃性汚泥の乾燥炭化による再生利用工程において、前処理乾燥として１１０℃以上２００℃以下の飽和蒸気を熱源としたダブルドライヤーにて含水率６５％以上９５％以下の混合汚泥を含水率３０％〜４０％以下に乾燥し、次工程の炭化処理に安定的に定量供給を可能とする前処理工程。
【請求項２】
乾燥炉、炭化炉それぞれの滞留時間を乾燥炉２５〜３５分、炭化炉５５分〜６５分合計８０分〜９０分内で水分を０とし、１２％〜１５％の固定炭素を産出する請求項１の再生用塗料残渣回収方法。
【請求項３】
乾燥炉並びに炭化炉、及びそれぞれの炉内のスクリューコンベアも同体としてそれぞれを各１〜２度傾斜をつけることにより、それぞれの炉内の残留物を一掃し、安定した良質の炭化物を取り出す請求項１の乾燥炭化装置。
【図１】
【公開番号】特開２００９−７２７４９（Ｐ２００９−７２７４９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７０６６２（Ｐ２００７−２７０６６２）
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（５９１２７３６７２）エムエヌエンジニアリング株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（５９１２７３６７２）エムエヌエンジニアリング株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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