廃棄物処理方法及び廃棄物処理設備炭化処理用パレット式容器とプレハブ脱着式耐火炉内表層材、並びに、火炎方向調整用可変壁を備えた、排熱循環利用方式による省エネルギー化ごみ処理用炭化炉
【課題】炉室の予加熱時、排熱時、炉温冷却時、並びに生加工炭化素材乾燥時の熱循環基準サイクルにおいて、燃焼熱や排熱を循環利用し、熱源応用制御と省エネルギー化を計る炭化処理炉を提出する。
【解決手段】上下２段４室からなる炉室において、炉室２１−１における搬入・乾燥工程、炉室２１−２における焼成・炭化工程、炉室２１−３における排熱・冷却工程、炉室２１−４における搬出・整備工程によって炭化製品化基準サイクルを構成し、炉室２１−３より炉室２１−１へ排熱を送り、乾燥と炉予加熱をし、蓄熱損失の低減を図ると共に、炉室２１−２へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。
【解決手段】上下２段４室からなる炉室において、炉室２１−１における搬入・乾燥工程、炉室２１−２における焼成・炭化工程、炉室２１−３における排熱・冷却工程、炉室２１−４における搬出・整備工程によって炭化製品化基準サイクルを構成し、炉室２１−３より炉室２１−１へ排熱を送り、乾燥と炉予加熱をし、蓄熱損失の低減を図ると共に、炉室２１−２へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ごみを焼却処理する際発生するＣＯ２やダイオキシン等、有害物質の排出量を削減し、ごみ焼却全体量を大幅に抑制する目的で、▲１▼発酵分解化処理工程、▲２▼炭化処理工程、▲３▼焼却処理工程の３処理工程を▲１▼→▲２▼→▲３▼の順序で段階的に行う。
本発明は、上記３工程の内▲２▼炭化処理工程を行うに当り、以下の３点を課題とし、ごみの資源化並びに熱源化利用を目的とした炭化処理炉の発明である。
（１）炭化処理時に発生する排熱の循環利用による、熱利用効率の向上
（２）炭化処理費の経済性向上を目的とした、処理用パレット製品の工業化
（３）簡便で低価格の補修を目的とした、炉内耐火表層材のプレハブ式脱着工法
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２排出量やダイオキシン等有害物質の排出量抑制や削減に効果的と言われる、炭化炉によるごみ処理の実績が少ないのが現状である。
普及に至らない要因は、炭化炉のごみ処理性能の不安定と炭化品質の不均一性、並びに炭化品質の未熟にあると言えます。現在稼働中の炭化処理炉は可燃ごみをそのままの入荷状況で炭化処理炉に投入しております。それ故に、この様な問題が起るのは当然です。炭化度が未熟なごみは、焼却処分しているのが現状であり、普及に至らない要因がここに有ると言えます。
【０００３】
地球温暖化阻止が人類最大のテーマ、ＣＯ２排出量削減が世界的テーマと言われる今日、我が国の年間焼却ごみ処理量は１９年度実績で３，８７０万トンであり，ＣＯ２排出量として換算すると約３，０００万トン／年であります。この数値は、我が国年間排出量の約２，０％に当たります。現在主流の焼却処理方式から脱却して、▲１▼発酵分解化処理方式、▲２▼炭化処理方式、▲３▼焼却処理方式の３方式を▲１▼→▲２▼→▲３▼順序による段階処理方式に転換した場合、焼却処理方式によるごみ処理量は５．０％程度に抑制でき、約１，５００万トン／年以上のＣＯ２排出量の削減が可能です。
【０００４】
生ごみ処理方法「特許第３５０４８８１号」、廃棄物処理方法並びに廃棄物処理設備「特許第３６０８７２７号〜３６０８７３０号」によって、生ごみや可燃ごみが発酵分解（堆肥化）処理された処理済材が炭化用種材への資源となります（図２）。炭化処理用ごみ資源の均一化によって、計画的な炉温制御、炉圧制御、空気比制御が可能となります。此により、炭化炉性能の不安定、炭化品質の不均一、炭化未熟品発生等が防止でき、ごみ炭化処理炉の安定的稼働ができます。
【発明の開示】
【課題を解決しようとする課題】
【０００５】
生ごみ、紙類、布類などの炭化対象ごみは、その量、内容、質において日々常に一定ではなく、同上炭化処理において発生する炭化炉性能の不安定さ、炭化品質の不均一、未熟炭化品の発生要因を排除すると共に、炭化素材の成分精度を一定に保つ為の調合設計が課題である。
【０００６】
炉室の予加熱時、排熱時、炉温冷却時、並びに生加工炭化素材乾燥時の熱循環基準サイクルにおいて、燃焼熱や排熱を循環利用し、熱源応用制御と省エネルギー化を計ることが課題である。過負荷熱量が制御化された設備システムと省エネルギー化の課題達成は、計画的な炉温制御、炉圧制御、空気比制御による簡便化と安定化を達成する。
【０００７】
高品質炭化製品化には、図３の工程による素材の高品質化処理が必要である。この工程を経た生加工品を炭化炉にて製品とするためには多量の型材が必要となる。耐熱耐火性能と共に、簡便性や経済性を持ち、工業化されたプレハブ式脱着性能を併せ持つパレット型材の開発が課題である。
【０００８】
焼成炉内部の修理の場合、全面的な改修方法が一般的である。この方法では高価格な費用と長期の工期を必要とし、撤去された材料に付着する有害物質の除去、有害物質環境下での撤去作業の健康対策なども問題とされる。そこで、修復必要範囲を限定し、限定部位を簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法、即ち、プレハブ式脱着工法併用の耐火耐熱仕様内部改修方式の開発を課題とする。
【０００９】
炭化炉内の炉温や炉圧は、炉内の炭化用生加工材の配置や形状の違いによって、炉内均一化の実現が難しく、一時的に不安定な状況下になる場合がある。この場合、柔軟に火炎流の方向を変換し、図７−Ｉの様な角度可変壁によって熱量の供給を変化させ、炉内熱環境の均一化を図ることが課題となる。
以上５点が解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［図２］の工程図に沿った焼却ごみの資源化ルートに基づき、炭化素材の成分精度を一定に保つ為の調合設計が問題解決の手段といえる。この資源化ルートで重要な要因は、発酵精度向上のための選別作業から混合攪拌作業迄の作業精度であります。良好な発酵過程は、ふるい分別後に良好な炭化素材拵えと資源化を実現し、炭化炉性能の安定と炭化製品品質の均一化を解決する。
【００１１】
炉室は［図６］−Ｉの様な４室を１セットとした熱循環サイクルを基準とする。炭化製品化基準サイクルでは、炉室▲２１−１▼における搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程を４日間で行う。この際、▲２１−３▼炉より▲２１−１▼へ排熱を送り乾燥と炉予加熱をし、蓄熱損失の低減を図ると共に、▲２１−２▼へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。
燃焼熱や排熱を循環利用し、炉室の予加熱、燃焼用加熱、炉温冷却、並びに生加工材乾燥等への熱源応用による省エネルギー化を完成する事にて解決する。
【００１２】
耐熱耐火性能と共に、簡便性や経済性を持ち、工業化されたプレハブ性能を併せ持つパレット型材は、［図５］−Ｉ〜ＩＩＩの型材にて解決する。
このパレット型材は、▲２▼、▲４▼、▲９▼、▲１０▼を構造主材とし▲５▼、▲６▼、▲８▼により基準パレットを成す型材です。又、部品毎の交換、数種の金型による大量生産ができる、軽量、小型、脱着容易なプレハブ式の型材です。
【００１３】
必要範囲のみを限定修復、簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法として［図７］−Ｉ〜ＶＩ図を基本理念とする、プレハブ式脱着工法併用の耐火耐熱仕様の壁材、天井材、床材の施工方法にて解決する。
一般工法の耐熱耐火レンガ積と併用した、▲４２−１▼耐熱セラミック固定板を部材の核とし、▲４２−２▼耐熱耐火セラミック可動板、▲５０▼耐熱耐火セラミック可動板を壁、天井、床の表層材に使用し、限定修復の対応を目的とする仕様とした。此によって、撤去材料数も少量となり、有害物質処理量も抑制され、撤去作業時の健康対策も安全で簡便な方法となる。
【００１４】
炉内に配置する炉温並びに炉圧検知器にて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、検知器制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事によって、炉内熱量均一化の課題解決となる。
【発明の効果】
【００１５】
従来の技術としてのごみ処理方式は、その大部分が焼却処理によってなされている。平成１９年度環境省“全国一般廃棄物処理実態調査結果”によれば、焼却処理は全処理量の７６％（３，８７０万トン）と発表されています。仮に、▲１▼発酵・堆肥化処理方式で６０％、▲２▼炭化処理方式で３５％、▲３▼焼却処理方式で５．０％処理した場合、焼却ごみ量は約１９３万トン（５．０％）と大幅削減、そして、ＣＯ２排出量は焼却処理のみに比べその５０％以上の削減効果が実現できる。
【００１６】
焼却ごみ量の削減と細別によるごみ質の均一化で、ダイオキシン発生環境の計画的抑制ができ、ダイオキシンの排出量は８０％以上削減できます［図１］。炭化炉内の燃焼環境をダイオキシン発生燃焼温度の範囲である、３００℃〜３５０℃区域を避ける事によってダイオキシン発生量の抑制が可能です。その上、焼却処理に伴うダイオキシン処理施設や、Ｎｏｘ・Ｓｏｘ処理施設の小型化並びに不要化が計れ、環境対策費の大幅な削減ができると共に、ごみの燃料化と炭化製品化の技術［図２］により、燃焼後の残灰処理量を９０％以上抑制でき、処理場寿命の延命や環境負荷の抑制による汚染防止の問題解決への効果が期待できる
【００１７】
従来の炭化製品化は、燃料化のみの利用を目的とした技術が大部分であります。燃料としての利用は、燃焼によるＣＯ２や有害物質を発生しその防止は不可能です。ごみ資源の炭化資源化へのシステム［図１］によって、密度の高い炭化製品化ができると共に、資源循環型炭化技術の水質改良や土壌改良などへの応用によって、環境負荷ゼロ社会構築への成果が期待できます。炭化（炭焼き）技術は、永い歴史と生活に基づいた、安全性と実用性を兼ね備えた資源化技術であります。歴史ある技術に、現在の検知技術とコンピュータ分析技術、そして制御技術の応用によって、低環境負荷社会を目指すと同時に、ごみ資源の炭化製品化を目指す当該システムは、７６％を超える焼却処理量（平成１９年度実績）の削減化を実現します。此により、従来の高価な建設費や維持費を必要とする焼却処理方式から脱却でき、当該費用の大幅削減効果が期待できる。
【００１８】
炭化炉での処理手順は、搬入・乾燥→焼成・炭化→排熱・冷却→搬出・整備を４日間で行う基準手順サイクルによる工程で構成され、炭化処理工程は４炭化炉にて、乾燥→焼成→炭化→排熱→冷却の順による熱循環サイクルでもあります。炉室の潜熱負荷、そして、炉室乾燥や炉室予熱や燃焼用空気及び生加工材の乾燥用の顕熱負荷に対して、排熱の炉間循環利用で利用効率を高めた省エネルギーサイクルを完成する効果を生じます。
【００１９】
軽量且つ小型で脱着容易なプレハブ式部材化は、部品毎の交換ができる転用汎用型で、炭化処理普及要因である簡便性と経済性を併せ持ち、基準パレットを成す型材である。固定数種の金型による部品化は、簡便性と経済性を有する工業化された大量生産方式を可能とする効果がある。
【００２０】
汎用材料の耐熱レンガを核材料にし、脱着可能な耐熱耐火セラミック材を内部表層材に併用する事によって、耐火耐熱仕様の壁、天井、床を構築する炭化・焼成炉は、限定修復対応部位や過度の熱負荷想定部位等、特殊負荷への対応設計にも適した工法と言えます。その上、柔軟的選択性のある工法であると共に、撤去材料の少量化、有害物質の処理量抑制、撤去作業時の健康対策の簡便化など、簡便性と経済性の向上に効果が期待できる。
【００２１】
火炎流誘導用可変壁の調整による炉内熱量の均一化は、燃焼エネルギー供給の省力化と共に、内部表層材の寿命を延ばす効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ごみ資源を図２の▲４▼−１の炭化用種材へ資源化するには、良質な素材に再生出来ることが第一の必要ステップである。次に、図３の手順による資源化による生加工品化の精度向上が第二の必要ステップである。この資源化ルート形態の精度確立によって、ごみ資源の素材化と熱資源化が計れると共に、炭化炉の性能安定と炭化品質の均一化に向けた実施形態の確保が最良である。
【００２３】
［図６］にて説明する。炉室は［図６］−Ｉの様な上下２段４室を１セットとした熱循環サイクルを基準とする形態が最良である。作業手順としては、炉室▲２１−１▼における搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程を４日間で行う。この際、▲２１−３▼炉より▲２１−１▼へ排熱を送り乾燥と予加熱にて潜熱損失の低減を図ると共に、▲２１−２▼へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。炉室の側壁並びに天井は熱環流を促進する為に、曲線形状を基本デザインとする。焚口で燃焼された熱流は天井曲面上を伝い、壁曲面並びに火格子床下部へ伝播し、炉室全般の均一的温度分布を実現する。炭化設定環境に至った後、給気を遮断、炭化を促進させる。焚口から煙突に至るまで排熱利用による省エネルギー対応形態が最良である。
【００２４】
［図５］にて説明する。炭化処理用型材は、単位パレット断面図ＩＩＩに示す。単位パレットは、▲２▼と▲１１▼を下枠部▲１０▼を上枠部とし、▲９▼を柱材とする１０００×１０００×２３５サイズの基準パレットで、熱伝播促進用の格子状の▲５▼床▲６▼側壁並びに▲８▼通気管にて構成される積層式ブロック形態をなす。単位パレットの部材は全て着脱式プレハブ形態であり、適宜部材の取り替えが可能な仕組みである。積層式ブロックは、移動式架台▲１▼上には６ブロック積載でき、下部基礎組み込み車輪にて架台を炉内外へ出し入れ可能とする仕組みである。炭化処理材充填時、床、内壁並びに通気管面に紙又は布を貼ると脱型が容易となる。脱型は▲１０▼上枠部と▲８▼通気管を製品と同時に取り出す事が可能な着脱式パレットの形態が最良である。
【００２５】
必要範囲のみを限定修復、簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法として［図７］−Ｉ〜ＶＩ図を基本形態とし、プレハブ脱着工法併用の耐火耐熱仕様の壁材、天井材、床材を施工する方法である。通常方法の耐熱レンガ積を核とした構造に、▲４２−１▼耐熱セラミックを固定、▲４２−２▼、▲５０▼耐熱耐火セラミック可動板を壁、天井、床に表層板として使用、▲４８▼と▲４９▼の部材を脱着するのみで不具合表層板だけを限定修復する形態が最良である。
【００２６】
炉内に配置する炉温並びに炉圧検知器にて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、センサー制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事で、炉内熱量均一化を計る事が最良の形態である。
【実施例】
【００２７】
生ごみ処理方法「特許第３５０４８８１号」、廃棄物処理方法並びに廃棄物処理設備「特許第３６０８７２７号〜３６０８７３０号」によって、第一の必要ステップである、焼却処分ごみ資源化ルートによる炭化用種材への資源化実施工程を図２に示す。
次に、第二の必要ステップである、炭化資源生加工化素材への精度向上工程を、図３に示す。第一、第二ステップの実施によって、炭化炉性能の安定化と炭化品質の均一化が確保できる。
【００２８】
炉室は上下２段４室を１セットとした、熱循環サイクルを基準として稼働する。作業手順としては、炉における▲２１−１▼搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程の順で実施される。炭化処理工程は４炭化炉にて、乾燥→焼成→炭化→排熱→冷却の順による熱循環サイクルでもあり、炉室の潜熱負荷、炉室乾燥や炉室予熱や燃焼用空気及び生加工材の乾燥用の顕熱負荷に対して、排熱の炉間循環利用による省エネサイクルが実施される。炉室の側壁並びに天井は熱環流を促進する為に、曲線形状を基本デザインして設計され、焚口で燃焼された熱流は天井曲面上を伝い、壁曲面並びに火格子床下部へ伝播し、炉室全般の均一的温度分布を実現、焚口から煙突に至るまで省エネ対応が実施されております。
【００２９】
炭化処理用型材としての単位パレットは、耐火耐熱性材で形状は図５−ＩＩＩにて説明する。▲２▼と▲１１▼を下枠部▲１０▼を上枠部とし、▲９▼を柱材とする１０００×１０００×２３５サイズの基準パレットで、熱伝播促進用の格子状の▲５▼床▲６▼側壁並びに▲８▼通気管にて構成される積層式ブロック形態にて実施される。積層ブロックを一体化するために▲１７▼緊結ボルトと▲８▼通風用ＢＯＸにて固定される。ブロック毎に▲１９▼緊結用治具にて架台と固定され転倒防止が施工されている。単位パレットの部材は全て着脱式プレハブ形態であり、適宜部材の取り替えが可能な仕組みである。積層式ブロックは、移動式架台▲１▼上には６ブロック積載でき、下部基礎組み込み車輪にて架台を炉内外へ出し入れ可能とする仕組みである。図示ＩＶは架台搬出時に勾配を確保するための昇降用ジャッキで、初期移動を容易にするための仕組みである。炭化処理材充填時、床、内壁並びに通気管面に可燃性の隔壁用の紙又は布を貼ると脱型が容易となる。脱型は▲１０▼上枠部と▲８▼通気管を製品と一体化し、同時に取り出す事が可能な着脱式パレットの形態として実施される。
【００３０】
耐熱レンガ積を含む厚み３０ｃｍ以上の構造体を核として、▲４２−１▼耐熱セラミック板５０ｍｍ以上を固定、クリアランス１０ｍｍで、脱着可能な▲４２−２▼耐熱耐火セラミック板５０ｍｍを固定、最表層に１５ｍｍ以上の耐熱耐火セラミック板を▲４８▼押板並びに▲４９▼ボルト部材で固定できる。脱着対応として、▲４６▼表層板固定通し治具は埋め込み固定、▲４７▼表層板固定治具にて▲４８▼、▲４９▼は緊結固定される。必要範囲のみを限定修復する場合、▲４８▼〜▲５０▼の３パーツの脱着取り替え修理のみで済み、壁と天井並びに床の改修が簡便に且つ低価格、短期間で補修できる工法として実施できる。
図７に図示の通り耐火レンガはＲＣ躯体に打ち込みＨ鋼材によって固定、▲４６▼部材もＨ鋼材に通しで固定され構造的配慮も実施された炭化処理炉と言える。
【００３１】
炉内に配置する炉温並びに炉圧センサーにて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、センサー制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事によって、炉内熱量均一化が実施できる。▲５１▼、▲５２▼の火炎誘導壁にて壁の劣化防止が計れ、改修部位の誘導と特定が容易となり、計画的限定改修による維持費用の抑制が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
（１）３Ｒ（リサイクル、リユース・リデュース）の理念（２）消費エネルギー抑制（３）地球温暖化阻止（４）環境負荷抑制が政府の施策であり、人類最大のテーマであると言われる。その対策としてＣＯ２の排出量削減が最優先テーマといわれ今日、従来のごみ焼却のみに頼る方式では、（１）〜（４）すべての重要テーマに反していると思われる。我が国の年間焼却ごみ処理量は、１９年度実績で３，８７０万トンであります。これは、ＣＯ２排出量として換算すると約３，０００万トン／年であり、我が国年間排出量の約２，０％に当たります。「焼却処理方式のみ」に拘ったごみ処理行政を続ける以上、ＣＯ２の排出量の増加を止めることは不可能であり、無駄な歳出も増加し続けます。
▲１▼発酵分解化→▲２▼炭化→▲３▼焼却の順序による段階処理方式でごみ処理を行えば、約１，５００万トン／年のＣＯ２排出量削減が可能です。ＣＯ２排出量を取引額（１２００円／ｔｏｎ：相場の変動に因る）に換算した場合、１，５００万トン／年のＣＯ２取引量費用は約１８０億円と試算されます。焼却ごみ量の減少によって、ＣＯ２排出量だけでなく、ダイオキシンや有害物質発生への問題も解決します。
従来方式に比較した場合、ＣＯ２で５０％以上、ダイオキシンで８０％以上、最終処理灰で９０％以上が削減できます。
焼却ごみ量の減少によって、環境対策設備費が小規模となり、施設建設費や施設維持費用が減少し、ごみ行政経費の縮小化が図れます。
【００３３】
当該システムによるごみ処理は、堆肥や燃料への利用目的だけでなく、自然に戻る循環型炭化製品を生み出します。発酵済資源材は、良質の炭化製品の種材になり。成型した生加工の炭化製品は、図５単位パレットの積層状の組み合わせ構成で、赤潮対策や湖沼水質汚染対策など水質改善目的の魚礁ブロックや水質改善用フィルター板、そして、土壌改善目的の堆肥添加材、土壌消臭材などへの応用目的とした技術産業への転換が期待できます。
【００３４】
脱着可能な耐熱耐火セラミック材を内部表層材とする乾式工法採用の炭化・焼成炉は、限定修復対応部位や過度の熱負荷想定部位等、特殊負荷への対応設計に適した工法と言えます。不具合状況に適した柔軟的工法の選択で、簡便性と経済性が増すと同時に、撤去材料の少量化や有害物質処理量の抑制、そして、撤去作業時の健康対策の簡便化などの効果があります。
建設費や維持費が高コストである現在のごみ処理用炭化炉に比較すると、過負荷熱や特殊負荷熱の発生部位対応が容易で、維持改修工事の簡便性と経済性に優位な当該処理システムは、工業化が期待できる汎用性の炭化炉と言えます。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】：ごみ資源の炭化資源化へのシステム図
【図２】：焼却処分ごみの資源化への工程図
【図３】：炭化資源の生加工製品化への工程図
【図４】：炭化用熱源の資源化への工程図
【図５】：プレハブ脱着式炭化処理用パレットの構成図
【図６】：排熱利用熱効率向上化目的、ごみ処理用炭化炉のシステム図
【図７】：簡便化で低価格化改修目的、プレハブ式脱着工法耐火耐熱仕様壁図
【符号の説明】
【００３６】
図５：材質は全て耐熱耐火セラミック材仕様
▲１▼ パレット受け移動架台
▲２▼ パレット下枠、床材プレート材
▲３▼ 最下段パレット下枠繋ぎプレート材
▲４▼ パレット下枠角材２×１００＊５０
▲５▼ 耐熱格子床５０メッシュ
▲６▼ 耐熱格子壁５０メッシュ
▲７▼ パレット緊結用通し芯ボルト¢２５
▲８▼ 燃焼用高温ガス通風用耐熱ＢＯＸ
▲９▼ 上下床部材接合用４隅柱枠Ｌ−９０
▲１０▼ パレット下枠（▲２▼相似型）、床材プレート材
▲１１▼ パレット下枠角材１００＊５０
▲１２▼ 移動架台移動用回転車軸
▲１３▼ 移動架台移動用車輪
▲１４▼ 回転車軸受けクッション材
▲１５▼ ジャッキ用保護容器
▲１６▼ 移動架台緊結用プレート材Ｔ＝２０
▲１７▼ パレット緊結用ボルト固定治具
▲１８▼ 緊結用ボルト固定治具保護容器
▲１９▼ パレットブロック間緊結用治具
▲２０▼ 架台昇降用ジャッキ
【００３７】
図６
▲２１▼ 炭化炉 炭化焼成室
▲２２▼ 焚口
▲２３▼ 排気 主煙突
▲２４▼ 排熱利用排出用ダクト
▲２５▼ 材料搬出入口 耐火耐熱扉
▲２６▼ 隔壁
▲２７▼ 灰出口 耐火耐熱扉
▲２８▼ 火格子床
▲２９▼ 燃焼初期排気用補助煙突
▲３０▼ 耐火・耐熱壁
▲３１▼ ＲＣ壁
▲３２▼ 耐火レンガ床Ｔ＝３００＋耐熱耐火セラミック板Ｔ＝１００
▲３３▼ 熱交換用排熱ダクト並びに給排水配管用スペース
▲３４▼ 外部排気、排煙用煙突
▲３５▼ 給気並びに空気遮断用耐火耐熱吹出口
▲３６▼ 燃料投入口 耐火耐熱扉
▲３７▼ 点検用耐熱耐火窓
▲３８▼ 灰ピット
▲３９▼ 排熱循環用ダクトスペース
▲４０▼ 燃焼用、排熱循環用、排煙処理用等機械スペース
【００３８】
図７：天井、壁、床の表層材は全て耐熱耐火セラミック材仕様
▲４１▼ 可変壁受け耐火レンガ基礎
▲４２−１▼ 壁耐熱セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４２−２▼ 壁耐熱耐火セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４３▼ 床耐熱セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４４▼ 火格子受け耐火レンガ基礎
▲４５▼ 鉄骨柱Ｈ−１５０＊７５（ＲＣ埋込）
▲４６▼ 壁表層板押さえプレート取付用通し治具
▲４７▼ 壁表層板押さえプレート取付用治具
▲４８▼ 壁表層板押さえプレートＴ＝１５ｍｍ
▲４９▼ 壁表層板押さえボルト¢１２
▲５０▼ 壁表層耐火・耐熱耐火板Ｔ＝１５ｍｍ、Ｔ＝２０
▲５１▼ 固定式耐火・耐熱耐火板Ｔ＝５０ｍｍ
▲５２▼ 可変式耐火・耐熱耐火板
▲５３▼ 可変壁受け耐熱耐火治具
【技術分野】
【０００１】
ごみを焼却処理する際発生するＣＯ２やダイオキシン等、有害物質の排出量を削減し、ごみ焼却全体量を大幅に抑制する目的で、▲１▼発酵分解化処理工程、▲２▼炭化処理工程、▲３▼焼却処理工程の３処理工程を▲１▼→▲２▼→▲３▼の順序で段階的に行う。
本発明は、上記３工程の内▲２▼炭化処理工程を行うに当り、以下の３点を課題とし、ごみの資源化並びに熱源化利用を目的とした炭化処理炉の発明である。
（１）炭化処理時に発生する排熱の循環利用による、熱利用効率の向上
（２）炭化処理費の経済性向上を目的とした、処理用パレット製品の工業化
（３）簡便で低価格の補修を目的とした、炉内耐火表層材のプレハブ式脱着工法
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２排出量やダイオキシン等有害物質の排出量抑制や削減に効果的と言われる、炭化炉によるごみ処理の実績が少ないのが現状である。
普及に至らない要因は、炭化炉のごみ処理性能の不安定と炭化品質の不均一性、並びに炭化品質の未熟にあると言えます。現在稼働中の炭化処理炉は可燃ごみをそのままの入荷状況で炭化処理炉に投入しております。それ故に、この様な問題が起るのは当然です。炭化度が未熟なごみは、焼却処分しているのが現状であり、普及に至らない要因がここに有ると言えます。
【０００３】
地球温暖化阻止が人類最大のテーマ、ＣＯ２排出量削減が世界的テーマと言われる今日、我が国の年間焼却ごみ処理量は１９年度実績で３，８７０万トンであり，ＣＯ２排出量として換算すると約３，０００万トン／年であります。この数値は、我が国年間排出量の約２，０％に当たります。現在主流の焼却処理方式から脱却して、▲１▼発酵分解化処理方式、▲２▼炭化処理方式、▲３▼焼却処理方式の３方式を▲１▼→▲２▼→▲３▼順序による段階処理方式に転換した場合、焼却処理方式によるごみ処理量は５．０％程度に抑制でき、約１，５００万トン／年以上のＣＯ２排出量の削減が可能です。
【０００４】
生ごみ処理方法「特許第３５０４８８１号」、廃棄物処理方法並びに廃棄物処理設備「特許第３６０８７２７号〜３６０８７３０号」によって、生ごみや可燃ごみが発酵分解（堆肥化）処理された処理済材が炭化用種材への資源となります（図２）。炭化処理用ごみ資源の均一化によって、計画的な炉温制御、炉圧制御、空気比制御が可能となります。此により、炭化炉性能の不安定、炭化品質の不均一、炭化未熟品発生等が防止でき、ごみ炭化処理炉の安定的稼働ができます。
【発明の開示】
【課題を解決しようとする課題】
【０００５】
生ごみ、紙類、布類などの炭化対象ごみは、その量、内容、質において日々常に一定ではなく、同上炭化処理において発生する炭化炉性能の不安定さ、炭化品質の不均一、未熟炭化品の発生要因を排除すると共に、炭化素材の成分精度を一定に保つ為の調合設計が課題である。
【０００６】
炉室の予加熱時、排熱時、炉温冷却時、並びに生加工炭化素材乾燥時の熱循環基準サイクルにおいて、燃焼熱や排熱を循環利用し、熱源応用制御と省エネルギー化を計ることが課題である。過負荷熱量が制御化された設備システムと省エネルギー化の課題達成は、計画的な炉温制御、炉圧制御、空気比制御による簡便化と安定化を達成する。
【０００７】
高品質炭化製品化には、図３の工程による素材の高品質化処理が必要である。この工程を経た生加工品を炭化炉にて製品とするためには多量の型材が必要となる。耐熱耐火性能と共に、簡便性や経済性を持ち、工業化されたプレハブ式脱着性能を併せ持つパレット型材の開発が課題である。
【０００８】
焼成炉内部の修理の場合、全面的な改修方法が一般的である。この方法では高価格な費用と長期の工期を必要とし、撤去された材料に付着する有害物質の除去、有害物質環境下での撤去作業の健康対策なども問題とされる。そこで、修復必要範囲を限定し、限定部位を簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法、即ち、プレハブ式脱着工法併用の耐火耐熱仕様内部改修方式の開発を課題とする。
【０００９】
炭化炉内の炉温や炉圧は、炉内の炭化用生加工材の配置や形状の違いによって、炉内均一化の実現が難しく、一時的に不安定な状況下になる場合がある。この場合、柔軟に火炎流の方向を変換し、図７−Ｉの様な角度可変壁によって熱量の供給を変化させ、炉内熱環境の均一化を図ることが課題となる。
以上５点が解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［図２］の工程図に沿った焼却ごみの資源化ルートに基づき、炭化素材の成分精度を一定に保つ為の調合設計が問題解決の手段といえる。この資源化ルートで重要な要因は、発酵精度向上のための選別作業から混合攪拌作業迄の作業精度であります。良好な発酵過程は、ふるい分別後に良好な炭化素材拵えと資源化を実現し、炭化炉性能の安定と炭化製品品質の均一化を解決する。
【００１１】
炉室は［図６］−Ｉの様な４室を１セットとした熱循環サイクルを基準とする。炭化製品化基準サイクルでは、炉室▲２１−１▼における搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程を４日間で行う。この際、▲２１−３▼炉より▲２１−１▼へ排熱を送り乾燥と炉予加熱をし、蓄熱損失の低減を図ると共に、▲２１−２▼へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。
燃焼熱や排熱を循環利用し、炉室の予加熱、燃焼用加熱、炉温冷却、並びに生加工材乾燥等への熱源応用による省エネルギー化を完成する事にて解決する。
【００１２】
耐熱耐火性能と共に、簡便性や経済性を持ち、工業化されたプレハブ性能を併せ持つパレット型材は、［図５］−Ｉ〜ＩＩＩの型材にて解決する。
このパレット型材は、▲２▼、▲４▼、▲９▼、▲１０▼を構造主材とし▲５▼、▲６▼、▲８▼により基準パレットを成す型材です。又、部品毎の交換、数種の金型による大量生産ができる、軽量、小型、脱着容易なプレハブ式の型材です。
【００１３】
必要範囲のみを限定修復、簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法として［図７］−Ｉ〜ＶＩ図を基本理念とする、プレハブ式脱着工法併用の耐火耐熱仕様の壁材、天井材、床材の施工方法にて解決する。
一般工法の耐熱耐火レンガ積と併用した、▲４２−１▼耐熱セラミック固定板を部材の核とし、▲４２−２▼耐熱耐火セラミック可動板、▲５０▼耐熱耐火セラミック可動板を壁、天井、床の表層材に使用し、限定修復の対応を目的とする仕様とした。此によって、撤去材料数も少量となり、有害物質処理量も抑制され、撤去作業時の健康対策も安全で簡便な方法となる。
【００１４】
炉内に配置する炉温並びに炉圧検知器にて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、検知器制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事によって、炉内熱量均一化の課題解決となる。
【発明の効果】
【００１５】
従来の技術としてのごみ処理方式は、その大部分が焼却処理によってなされている。平成１９年度環境省“全国一般廃棄物処理実態調査結果”によれば、焼却処理は全処理量の７６％（３，８７０万トン）と発表されています。仮に、▲１▼発酵・堆肥化処理方式で６０％、▲２▼炭化処理方式で３５％、▲３▼焼却処理方式で５．０％処理した場合、焼却ごみ量は約１９３万トン（５．０％）と大幅削減、そして、ＣＯ２排出量は焼却処理のみに比べその５０％以上の削減効果が実現できる。
【００１６】
焼却ごみ量の削減と細別によるごみ質の均一化で、ダイオキシン発生環境の計画的抑制ができ、ダイオキシンの排出量は８０％以上削減できます［図１］。炭化炉内の燃焼環境をダイオキシン発生燃焼温度の範囲である、３００℃〜３５０℃区域を避ける事によってダイオキシン発生量の抑制が可能です。その上、焼却処理に伴うダイオキシン処理施設や、Ｎｏｘ・Ｓｏｘ処理施設の小型化並びに不要化が計れ、環境対策費の大幅な削減ができると共に、ごみの燃料化と炭化製品化の技術［図２］により、燃焼後の残灰処理量を９０％以上抑制でき、処理場寿命の延命や環境負荷の抑制による汚染防止の問題解決への効果が期待できる
【００１７】
従来の炭化製品化は、燃料化のみの利用を目的とした技術が大部分であります。燃料としての利用は、燃焼によるＣＯ２や有害物質を発生しその防止は不可能です。ごみ資源の炭化資源化へのシステム［図１］によって、密度の高い炭化製品化ができると共に、資源循環型炭化技術の水質改良や土壌改良などへの応用によって、環境負荷ゼロ社会構築への成果が期待できます。炭化（炭焼き）技術は、永い歴史と生活に基づいた、安全性と実用性を兼ね備えた資源化技術であります。歴史ある技術に、現在の検知技術とコンピュータ分析技術、そして制御技術の応用によって、低環境負荷社会を目指すと同時に、ごみ資源の炭化製品化を目指す当該システムは、７６％を超える焼却処理量（平成１９年度実績）の削減化を実現します。此により、従来の高価な建設費や維持費を必要とする焼却処理方式から脱却でき、当該費用の大幅削減効果が期待できる。
【００１８】
炭化炉での処理手順は、搬入・乾燥→焼成・炭化→排熱・冷却→搬出・整備を４日間で行う基準手順サイクルによる工程で構成され、炭化処理工程は４炭化炉にて、乾燥→焼成→炭化→排熱→冷却の順による熱循環サイクルでもあります。炉室の潜熱負荷、そして、炉室乾燥や炉室予熱や燃焼用空気及び生加工材の乾燥用の顕熱負荷に対して、排熱の炉間循環利用で利用効率を高めた省エネルギーサイクルを完成する効果を生じます。
【００１９】
軽量且つ小型で脱着容易なプレハブ式部材化は、部品毎の交換ができる転用汎用型で、炭化処理普及要因である簡便性と経済性を併せ持ち、基準パレットを成す型材である。固定数種の金型による部品化は、簡便性と経済性を有する工業化された大量生産方式を可能とする効果がある。
【００２０】
汎用材料の耐熱レンガを核材料にし、脱着可能な耐熱耐火セラミック材を内部表層材に併用する事によって、耐火耐熱仕様の壁、天井、床を構築する炭化・焼成炉は、限定修復対応部位や過度の熱負荷想定部位等、特殊負荷への対応設計にも適した工法と言えます。その上、柔軟的選択性のある工法であると共に、撤去材料の少量化、有害物質の処理量抑制、撤去作業時の健康対策の簡便化など、簡便性と経済性の向上に効果が期待できる。
【００２１】
火炎流誘導用可変壁の調整による炉内熱量の均一化は、燃焼エネルギー供給の省力化と共に、内部表層材の寿命を延ばす効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ごみ資源を図２の▲４▼−１の炭化用種材へ資源化するには、良質な素材に再生出来ることが第一の必要ステップである。次に、図３の手順による資源化による生加工品化の精度向上が第二の必要ステップである。この資源化ルート形態の精度確立によって、ごみ資源の素材化と熱資源化が計れると共に、炭化炉の性能安定と炭化品質の均一化に向けた実施形態の確保が最良である。
【００２３】
［図６］にて説明する。炉室は［図６］−Ｉの様な上下２段４室を１セットとした熱循環サイクルを基準とする形態が最良である。作業手順としては、炉室▲２１−１▼における搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程を４日間で行う。この際、▲２１−３▼炉より▲２１−１▼へ排熱を送り乾燥と予加熱にて潜熱損失の低減を図ると共に、▲２１−２▼へ排熱を送り燃焼用空気の予熱を行う。炉室の側壁並びに天井は熱環流を促進する為に、曲線形状を基本デザインとする。焚口で燃焼された熱流は天井曲面上を伝い、壁曲面並びに火格子床下部へ伝播し、炉室全般の均一的温度分布を実現する。炭化設定環境に至った後、給気を遮断、炭化を促進させる。焚口から煙突に至るまで排熱利用による省エネルギー対応形態が最良である。
【００２４】
［図５］にて説明する。炭化処理用型材は、単位パレット断面図ＩＩＩに示す。単位パレットは、▲２▼と▲１１▼を下枠部▲１０▼を上枠部とし、▲９▼を柱材とする１０００×１０００×２３５サイズの基準パレットで、熱伝播促進用の格子状の▲５▼床▲６▼側壁並びに▲８▼通気管にて構成される積層式ブロック形態をなす。単位パレットの部材は全て着脱式プレハブ形態であり、適宜部材の取り替えが可能な仕組みである。積層式ブロックは、移動式架台▲１▼上には６ブロック積載でき、下部基礎組み込み車輪にて架台を炉内外へ出し入れ可能とする仕組みである。炭化処理材充填時、床、内壁並びに通気管面に紙又は布を貼ると脱型が容易となる。脱型は▲１０▼上枠部と▲８▼通気管を製品と同時に取り出す事が可能な着脱式パレットの形態が最良である。
【００２５】
必要範囲のみを限定修復、簡便且つ低価格、短期間で補修できる工法として［図７］−Ｉ〜ＶＩ図を基本形態とし、プレハブ脱着工法併用の耐火耐熱仕様の壁材、天井材、床材を施工する方法である。通常方法の耐熱レンガ積を核とした構造に、▲４２−１▼耐熱セラミックを固定、▲４２−２▼、▲５０▼耐熱耐火セラミック可動板を壁、天井、床に表層板として使用、▲４８▼と▲４９▼の部材を脱着するのみで不具合表層板だけを限定修復する形態が最良である。
【００２６】
炉内に配置する炉温並びに炉圧検知器にて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、センサー制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事で、炉内熱量均一化を計る事が最良の形態である。
【実施例】
【００２７】
生ごみ処理方法「特許第３５０４８８１号」、廃棄物処理方法並びに廃棄物処理設備「特許第３６０８７２７号〜３６０８７３０号」によって、第一の必要ステップである、焼却処分ごみ資源化ルートによる炭化用種材への資源化実施工程を図２に示す。
次に、第二の必要ステップである、炭化資源生加工化素材への精度向上工程を、図３に示す。第一、第二ステップの実施によって、炭化炉性能の安定化と炭化品質の均一化が確保できる。
【００２８】
炉室は上下２段４室を１セットとした、熱循環サイクルを基準として稼働する。作業手順としては、炉における▲２１−１▼搬入・乾燥工程、▲２１−２▼焼成・炭化工程、▲２１−３▼排熱・冷却工程、▲２１−４▼搬出・整備工程の順で実施される。炭化処理工程は４炭化炉にて、乾燥→焼成→炭化→排熱→冷却の順による熱循環サイクルでもあり、炉室の潜熱負荷、炉室乾燥や炉室予熱や燃焼用空気及び生加工材の乾燥用の顕熱負荷に対して、排熱の炉間循環利用による省エネサイクルが実施される。炉室の側壁並びに天井は熱環流を促進する為に、曲線形状を基本デザインして設計され、焚口で燃焼された熱流は天井曲面上を伝い、壁曲面並びに火格子床下部へ伝播し、炉室全般の均一的温度分布を実現、焚口から煙突に至るまで省エネ対応が実施されております。
【００２９】
炭化処理用型材としての単位パレットは、耐火耐熱性材で形状は図５−ＩＩＩにて説明する。▲２▼と▲１１▼を下枠部▲１０▼を上枠部とし、▲９▼を柱材とする１０００×１０００×２３５サイズの基準パレットで、熱伝播促進用の格子状の▲５▼床▲６▼側壁並びに▲８▼通気管にて構成される積層式ブロック形態にて実施される。積層ブロックを一体化するために▲１７▼緊結ボルトと▲８▼通風用ＢＯＸにて固定される。ブロック毎に▲１９▼緊結用治具にて架台と固定され転倒防止が施工されている。単位パレットの部材は全て着脱式プレハブ形態であり、適宜部材の取り替えが可能な仕組みである。積層式ブロックは、移動式架台▲１▼上には６ブロック積載でき、下部基礎組み込み車輪にて架台を炉内外へ出し入れ可能とする仕組みである。図示ＩＶは架台搬出時に勾配を確保するための昇降用ジャッキで、初期移動を容易にするための仕組みである。炭化処理材充填時、床、内壁並びに通気管面に可燃性の隔壁用の紙又は布を貼ると脱型が容易となる。脱型は▲１０▼上枠部と▲８▼通気管を製品と一体化し、同時に取り出す事が可能な着脱式パレットの形態として実施される。
【００３０】
耐熱レンガ積を含む厚み３０ｃｍ以上の構造体を核として、▲４２−１▼耐熱セラミック板５０ｍｍ以上を固定、クリアランス１０ｍｍで、脱着可能な▲４２−２▼耐熱耐火セラミック板５０ｍｍを固定、最表層に１５ｍｍ以上の耐熱耐火セラミック板を▲４８▼押板並びに▲４９▼ボルト部材で固定できる。脱着対応として、▲４６▼表層板固定通し治具は埋め込み固定、▲４７▼表層板固定治具にて▲４８▼、▲４９▼は緊結固定される。必要範囲のみを限定修復する場合、▲４８▼〜▲５０▼の３パーツの脱着取り替え修理のみで済み、壁と天井並びに床の改修が簡便に且つ低価格、短期間で補修できる工法として実施できる。
図７に図示の通り耐火レンガはＲＣ躯体に打ち込みＨ鋼材によって固定、▲４６▼部材もＨ鋼材に通しで固定され構造的配慮も実施された炭化処理炉と言える。
【００３１】
炉内に配置する炉温並びに炉圧センサーにて炉内熱環境を制御、図７−Ｉの▲５１▼火炎流誘導固定壁にて固定流を誘導、センサー制御にて▲５２▼火炎流誘導可変壁の角度を調整する事によって、炉内熱量均一化が実施できる。▲５１▼、▲５２▼の火炎誘導壁にて壁の劣化防止が計れ、改修部位の誘導と特定が容易となり、計画的限定改修による維持費用の抑制が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
（１）３Ｒ（リサイクル、リユース・リデュース）の理念（２）消費エネルギー抑制（３）地球温暖化阻止（４）環境負荷抑制が政府の施策であり、人類最大のテーマであると言われる。その対策としてＣＯ２の排出量削減が最優先テーマといわれ今日、従来のごみ焼却のみに頼る方式では、（１）〜（４）すべての重要テーマに反していると思われる。我が国の年間焼却ごみ処理量は、１９年度実績で３，８７０万トンであります。これは、ＣＯ２排出量として換算すると約３，０００万トン／年であり、我が国年間排出量の約２，０％に当たります。「焼却処理方式のみ」に拘ったごみ処理行政を続ける以上、ＣＯ２の排出量の増加を止めることは不可能であり、無駄な歳出も増加し続けます。
▲１▼発酵分解化→▲２▼炭化→▲３▼焼却の順序による段階処理方式でごみ処理を行えば、約１，５００万トン／年のＣＯ２排出量削減が可能です。ＣＯ２排出量を取引額（１２００円／ｔｏｎ：相場の変動に因る）に換算した場合、１，５００万トン／年のＣＯ２取引量費用は約１８０億円と試算されます。焼却ごみ量の減少によって、ＣＯ２排出量だけでなく、ダイオキシンや有害物質発生への問題も解決します。
従来方式に比較した場合、ＣＯ２で５０％以上、ダイオキシンで８０％以上、最終処理灰で９０％以上が削減できます。
焼却ごみ量の減少によって、環境対策設備費が小規模となり、施設建設費や施設維持費用が減少し、ごみ行政経費の縮小化が図れます。
【００３３】
当該システムによるごみ処理は、堆肥や燃料への利用目的だけでなく、自然に戻る循環型炭化製品を生み出します。発酵済資源材は、良質の炭化製品の種材になり。成型した生加工の炭化製品は、図５単位パレットの積層状の組み合わせ構成で、赤潮対策や湖沼水質汚染対策など水質改善目的の魚礁ブロックや水質改善用フィルター板、そして、土壌改善目的の堆肥添加材、土壌消臭材などへの応用目的とした技術産業への転換が期待できます。
【００３４】
脱着可能な耐熱耐火セラミック材を内部表層材とする乾式工法採用の炭化・焼成炉は、限定修復対応部位や過度の熱負荷想定部位等、特殊負荷への対応設計に適した工法と言えます。不具合状況に適した柔軟的工法の選択で、簡便性と経済性が増すと同時に、撤去材料の少量化や有害物質処理量の抑制、そして、撤去作業時の健康対策の簡便化などの効果があります。
建設費や維持費が高コストである現在のごみ処理用炭化炉に比較すると、過負荷熱や特殊負荷熱の発生部位対応が容易で、維持改修工事の簡便性と経済性に優位な当該処理システムは、工業化が期待できる汎用性の炭化炉と言えます。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】：ごみ資源の炭化資源化へのシステム図
【図２】：焼却処分ごみの資源化への工程図
【図３】：炭化資源の生加工製品化への工程図
【図４】：炭化用熱源の資源化への工程図
【図５】：プレハブ脱着式炭化処理用パレットの構成図
【図６】：排熱利用熱効率向上化目的、ごみ処理用炭化炉のシステム図
【図７】：簡便化で低価格化改修目的、プレハブ式脱着工法耐火耐熱仕様壁図
【符号の説明】
【００３６】
図５：材質は全て耐熱耐火セラミック材仕様
▲１▼ パレット受け移動架台
▲２▼ パレット下枠、床材プレート材
▲３▼ 最下段パレット下枠繋ぎプレート材
▲４▼ パレット下枠角材２×１００＊５０
▲５▼ 耐熱格子床５０メッシュ
▲６▼ 耐熱格子壁５０メッシュ
▲７▼ パレット緊結用通し芯ボルト¢２５
▲８▼ 燃焼用高温ガス通風用耐熱ＢＯＸ
▲９▼ 上下床部材接合用４隅柱枠Ｌ−９０
▲１０▼ パレット下枠（▲２▼相似型）、床材プレート材
▲１１▼ パレット下枠角材１００＊５０
▲１２▼ 移動架台移動用回転車軸
▲１３▼ 移動架台移動用車輪
▲１４▼ 回転車軸受けクッション材
▲１５▼ ジャッキ用保護容器
▲１６▼ 移動架台緊結用プレート材Ｔ＝２０
▲１７▼ パレット緊結用ボルト固定治具
▲１８▼ 緊結用ボルト固定治具保護容器
▲１９▼ パレットブロック間緊結用治具
▲２０▼ 架台昇降用ジャッキ
【００３７】
図６
▲２１▼ 炭化炉 炭化焼成室
▲２２▼ 焚口
▲２３▼ 排気 主煙突
▲２４▼ 排熱利用排出用ダクト
▲２５▼ 材料搬出入口 耐火耐熱扉
▲２６▼ 隔壁
▲２７▼ 灰出口 耐火耐熱扉
▲２８▼ 火格子床
▲２９▼ 燃焼初期排気用補助煙突
▲３０▼ 耐火・耐熱壁
▲３１▼ ＲＣ壁
▲３２▼ 耐火レンガ床Ｔ＝３００＋耐熱耐火セラミック板Ｔ＝１００
▲３３▼ 熱交換用排熱ダクト並びに給排水配管用スペース
▲３４▼ 外部排気、排煙用煙突
▲３５▼ 給気並びに空気遮断用耐火耐熱吹出口
▲３６▼ 燃料投入口 耐火耐熱扉
▲３７▼ 点検用耐熱耐火窓
▲３８▼ 灰ピット
▲３９▼ 排熱循環用ダクトスペース
▲４０▼ 燃焼用、排熱循環用、排煙処理用等機械スペース
【００３８】
図７：天井、壁、床の表層材は全て耐熱耐火セラミック材仕様
▲４１▼ 可変壁受け耐火レンガ基礎
▲４２−１▼ 壁耐熱セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４２−２▼ 壁耐熱耐火セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４３▼ 床耐熱セラミック板Ｔ＝５０ｍｍ
▲４４▼ 火格子受け耐火レンガ基礎
▲４５▼ 鉄骨柱Ｈ−１５０＊７５（ＲＣ埋込）
▲４６▼ 壁表層板押さえプレート取付用通し治具
▲４７▼ 壁表層板押さえプレート取付用治具
▲４８▼ 壁表層板押さえプレートＴ＝１５ｍｍ
▲４９▼ 壁表層板押さえボルト¢１２
▲５０▼ 壁表層耐火・耐熱耐火板Ｔ＝１５ｍｍ、Ｔ＝２０
▲５１▼ 固定式耐火・耐熱耐火板Ｔ＝５０ｍｍ
▲５２▼ 可変式耐火・耐熱耐火板
▲５３▼ 可変壁受け耐熱耐火治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみを焼却処理する際発生するＣＯ２やダイオキシン等の有害物質の排出量を削減し、ごみ焼却全体量を大幅に抑制する目的で、▲１▼発酵分解化処理工程、▲２▼炭化処理工程、▲３▼焼却処理工程の３処理工程を▲１▼→▲２▼→▲３▼の順序で段階的に行う。
本発明は上記３工程の内、▲２▼炭化処理工程を行うに当り、以下の３点を課題とし、ごみの資源化並びに熱源化利用を目的とした、炭化処理炉の発明である。
（１）炭化処理時に発生する排熱の循環利用による、熱利用効率の向上
（２）炭化処理費の経済性向上を目的とした、処理用パレット製品の工業化
（３）簡便で低価格の補修を目的とした、炉内耐火表層材のプレハブ式脱着工法
【請求項２】
本発明は炭化炉４ヵ所を１セットとして、▲１▼製品原料の炉内搬入→▲２▼予加熱→▲３▼燃焼・設定炉温達成→▲４▼空気遮断・炭化完了→▲５▼排熱・炉温冷却→▲６▼炭化製品搬出で基準サイクルを構成、４日間で基準工程を完了する。（図１）▲１▼〜▲６▼の基準サイクルの製品管理は、炉内複数箇所に配置された検知器類と、自動並びに手動による制御装置により統制管理された、安全な運転性能を有するシステムで構成される。
【請求項３】
本発明は、製品原料として、ごみの発酵分解処理過程修了、フルイ分別処理後に得られる発酵分解処理済材を炭化処理用の種資源材として利用する（図２）。この種資源材を調合し、基準パレット若しくは目的用途毎の形状に生加工する（図３）。生加工品を乾燥後、移動式架台によって炉内へ搬送、炭化処理によって各種の炭化製品を作り出すシステムである。
【請求項４】
本発明は、非発酵分解材並びに非発酵可燃材を炭化処理用の熱資源として熱源利用する事にある。単位熱量毎に調合加工し、単位パック化された炭化処理用資源材して利用する事により（図４）、焼却処理可燃ごみ量の大幅な削減が図れる。その上、単位熱量毎の資源化は炉温、炉圧、空気比の計画的調整を容易にし、炭化炉内の段階的温度管理や焚口並びに炉内の燃焼安全制御の簡便化が図れる。
【請求項５】
本発明は、炭化処理用容器の簡便的作業化と低価格な製作費を目的とした工業化である。此には、部品の小種類での型材化、共通化、融通可能な汎用化、そして脱着式プレハブ化の概念によるパレット方式容器の工業化が必要である。
【請求項６】
本発明は、炭化炉内部の壁、天井、床の新設並びに改修補修の際、簡便且つ低価格そして短期間施工を目的とした仕様とプレハブ式脱着工法についてである。
炭化炉内部の基準仕様は、▲１▼深層核部に耐熱レンガ、▲２▼中間層部に耐熱仕様の固定式セラミック板１層、▲３▼表層部に脱着式セラミック板２層の仕様である。
設計時の仕様決定は、炉内動的燃焼負荷環境の想定劣化度によって決定される。
企画・設計時点で、この様な検討によって、表層２層の耐火耐熱仕様と材料品質並びに施工対象範囲を事前に想定でき、当該工法の安全性を確立できる。
【請求項７】
本発明は、炉室内面に沿って曲線上に火炎流の調整用壁を設置すると共に、角度可変ブロック壁にて火炎方向を調整し、処理用パレットと炭化製品への加熱環境均一化の促進ができ、炉温制御と炉圧制御の柔軟性が確保できます。
【請求項１】
ごみを焼却処理する際発生するＣＯ２やダイオキシン等の有害物質の排出量を削減し、ごみ焼却全体量を大幅に抑制する目的で、▲１▼発酵分解化処理工程、▲２▼炭化処理工程、▲３▼焼却処理工程の３処理工程を▲１▼→▲２▼→▲３▼の順序で段階的に行う。
本発明は上記３工程の内、▲２▼炭化処理工程を行うに当り、以下の３点を課題とし、ごみの資源化並びに熱源化利用を目的とした、炭化処理炉の発明である。
（１）炭化処理時に発生する排熱の循環利用による、熱利用効率の向上
（２）炭化処理費の経済性向上を目的とした、処理用パレット製品の工業化
（３）簡便で低価格の補修を目的とした、炉内耐火表層材のプレハブ式脱着工法
【請求項２】
本発明は炭化炉４ヵ所を１セットとして、▲１▼製品原料の炉内搬入→▲２▼予加熱→▲３▼燃焼・設定炉温達成→▲４▼空気遮断・炭化完了→▲５▼排熱・炉温冷却→▲６▼炭化製品搬出で基準サイクルを構成、４日間で基準工程を完了する。（図１）▲１▼〜▲６▼の基準サイクルの製品管理は、炉内複数箇所に配置された検知器類と、自動並びに手動による制御装置により統制管理された、安全な運転性能を有するシステムで構成される。
【請求項３】
本発明は、製品原料として、ごみの発酵分解処理過程修了、フルイ分別処理後に得られる発酵分解処理済材を炭化処理用の種資源材として利用する（図２）。この種資源材を調合し、基準パレット若しくは目的用途毎の形状に生加工する（図３）。生加工品を乾燥後、移動式架台によって炉内へ搬送、炭化処理によって各種の炭化製品を作り出すシステムである。
【請求項４】
本発明は、非発酵分解材並びに非発酵可燃材を炭化処理用の熱資源として熱源利用する事にある。単位熱量毎に調合加工し、単位パック化された炭化処理用資源材して利用する事により（図４）、焼却処理可燃ごみ量の大幅な削減が図れる。その上、単位熱量毎の資源化は炉温、炉圧、空気比の計画的調整を容易にし、炭化炉内の段階的温度管理や焚口並びに炉内の燃焼安全制御の簡便化が図れる。
【請求項５】
本発明は、炭化処理用容器の簡便的作業化と低価格な製作費を目的とした工業化である。此には、部品の小種類での型材化、共通化、融通可能な汎用化、そして脱着式プレハブ化の概念によるパレット方式容器の工業化が必要である。
【請求項６】
本発明は、炭化炉内部の壁、天井、床の新設並びに改修補修の際、簡便且つ低価格そして短期間施工を目的とした仕様とプレハブ式脱着工法についてである。
炭化炉内部の基準仕様は、▲１▼深層核部に耐熱レンガ、▲２▼中間層部に耐熱仕様の固定式セラミック板１層、▲３▼表層部に脱着式セラミック板２層の仕様である。
設計時の仕様決定は、炉内動的燃焼負荷環境の想定劣化度によって決定される。
企画・設計時点で、この様な検討によって、表層２層の耐火耐熱仕様と材料品質並びに施工対象範囲を事前に想定でき、当該工法の安全性を確立できる。
【請求項７】
本発明は、炉室内面に沿って曲線上に火炎流の調整用壁を設置すると共に、角度可変ブロック壁にて火炎方向を調整し、処理用パレットと炭化製品への加熱環境均一化の促進ができ、炉温制御と炉圧制御の柔軟性が確保できます。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５６５２３（Ｐ２０１１−１５６５２３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４０６８（Ｐ２０１０−３４０６８）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０５０５１７９４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３０５０５１７９４）
【Ｆターム（参考）】
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