廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置
【課題】 混合撹拌処理の時間及びエネルギー消費を削減する。
【解決手段】 熱分解装置２の炭化物取出口９に、水封槽４の水槽本体１２を炭化物シュート１１を介し接続する。水槽本体１２は、界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにし、又、炭化物シュート１１を通した炭化物３の投入個所近傍に、撹拌装置１６を備えた構成とする。廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造される炭化物３を、炭化物シュート１１を通して水封槽４の水槽本体１２に貯留した界面活性剤水溶液１４に投入させ、界面活性剤水溶液１４と接することで疎水性の表面が親水性とされ、更に多孔質構造の内部に界面活性剤水溶液１４を浸入させて見かけ比重の軽さを解消した状態の炭化物３を、撹拌装置１６による最小限の物理的な撹拌混合により、界面活性剤水溶液１４に対し短時間で均等に混合分散させる。
【解決手段】 熱分解装置２の炭化物取出口９に、水封槽４の水槽本体１２を炭化物シュート１１を介し接続する。水槽本体１２は、界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにし、又、炭化物シュート１１を通した炭化物３の投入個所近傍に、撹拌装置１６を備えた構成とする。廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造される炭化物３を、炭化物シュート１１を通して水封槽４の水槽本体１２に貯留した界面活性剤水溶液１４に投入させ、界面活性剤水溶液１４と接することで疎水性の表面が親水性とされ、更に多孔質構造の内部に界面活性剤水溶液１４を浸入させて見かけ比重の軽さを解消した状態の炭化物３を、撹拌装置１６による最小限の物理的な撹拌混合により、界面活性剤水溶液１４に対し短時間で均等に混合分散させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱分解処理して製造する廃棄物の炭化物を水と均一に混合するために用いる廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物の有効利用を図る手段の１つとして、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して炭化物を製造し、この炭化物を各種施設のボイラ等の燃焼装置で燃料として再利用して、サーマルリサイクルを図る試みが行われてきている。
【０００３】
ところで、上記廃棄物の炭化物を燃料として再利用する場合、熱分解装置より粉状又はフレーク状で取り出される上記炭化物を、水に均等に混合（分散）させる処理や、上記廃棄物の炭化物に、水を均等に含有させる（混合させる）処理が必要とされることがある。
【０００４】
すなわち、たとえば、廃棄物の熱分解処理を行う熱分解装置で製造する炭化物を回収するために、熱分解装置の出口側に水封槽（水槽）を設けて、上記熱分解装置より取り出される炭化物（チャー）を、上記水封槽で水中に落とし込み、これにより、上記炭化物を水冷して火種を消すと共に、該炭化物をスラリーとして回収することが行われている。
【０００５】
又、廃棄物に混入していた塩素含有プラスチック等に由来して上記炭化物中に含まれる塩素（Ｃｌ）の濃度を下げることを目的として、熱分解装置より取り出される炭化物を水中に混合、分散させて、無機系の塩となっている塩素分を水に溶出させて希釈する（洗浄する）ことも行われている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
更に、上記水封槽で水中に落とし込まれた炭化物について、該炭化物に混入していた金属や瓦礫等の異物を、比重差を利用して分離して取り出すことも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
一方、廃棄物の炭化物（廃棄物熱分解チャー）を原料として固形燃料（ＲＤＦ）を製造して再利用を図る手法においては、炭化物を成型機で成型するために、炭化物に１０〜３０％の水（水分）を加え、次いで、この水をバインダーとして上記炭化物を圧縮成型機や押出成型機や転動造粒機等の成型手段を用いて成型し、固形燃料（ＲＤＦ）化することが行われている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１９２０５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６４０６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理することによって製造される炭化物は、多孔質で見かけ比重が小さく、しかも、表面の親水性が低いという性状を有している。
【００１０】
そのために、たとえば、特許文献１及び特許文献２に示されたような熱分解装置の出口側に設けられた水封槽では、熱分解装置より取り出される炭化物を、該水封槽に貯留されている水に対し単に供給（落下供給）しても、該炭化物は水面に浮いてしまい、そのままでは炭化物を水冷する効果や、炭化物より脱塩する効果を得ることができない。
【００１１】
更に、上記水封槽への炭化物の供給を継続して行っても、炭化物は水面に堆積してしまい、この水面に堆積した炭化物が、熱分解装置より水封槽へ炭化物を導くための供給ラインやシュートを閉塞させてしまう虞が懸念される。
【００１２】
以上の点に鑑みて、上記特許文献１に示されたものでは、水封槽にポンプで水とスラリーを循環させる循環ラインを備えて、熱分解装置より該水封槽へ落下投入される炭化物を、上記循環ラインで循環させる水流とスラリーの流れと共に水中へ強制的に流し込むようにして、炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１３】
又、上記特許文献２に示されたものでは、水封槽に撹拌機を設けて、該撹拌機により上記炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１４】
一方、特許文献３に示されたものでは、廃棄物の炭化物（廃棄物熱分解チャー）に１０〜３０％の水を均等に混合させることが、該水をバインダーとして炭化物を成型して固形燃料化を行う上で重要な要素となるが、上記した如き炭化物の有する性状に起因して、炭化物に対しノズルから所定量の水を単に散布しただけでは、炭化物と水が均等に混ざらない。しかし、上記炭化物に所定量の水が均等に混ざらなくて、部分的に水分濃度のむらが生じてしまうと、炭化物の成型を行う際に水が有効なバインダーとして働かなくなってしまう。
【００１５】
そのために、特許文献３に示されたものでは、混合撹拌装置を用いて、廃棄物の炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１６】
したがって、従来、廃棄物の炭化物と水との均一な混合を行うために、強制的な混合撹拌を行うようにしてあり、実際には、上記炭化物を水となじませるためには非常に強力な混合撹拌を長時間行う必要が生じることから、この混合撹拌処理に時間がかかると共に、エネルギー消費が大きくなってしまっているのが実状である。
【００１７】
そこで、本発明は、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理することにより製造される炭化物と、水との均一な混合をより容易に実施できるようにして、上記炭化物と水との混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を削減することが可能な廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにする廃棄物炭化物と水の混合方法とする。
【００１９】
又、上記構成において、炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする。
【００２０】
更に、上記各構成において、容器内に、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために必要とされる量で貯留し、該容器内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、熱分解装置で製造した炭化物を供給して撹拌混合するようにするようにする。
【００２１】
同様に、上記各構成において、界面活性剤水溶液槽に、界面活性剤の水溶液を貯留し、該界面活性剤水溶液槽内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物を供給して、該炭化物を上記界面活性剤の水溶液で湿潤させ、次いで、上記熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために別の容器内に貯留した水に、上記界面活性剤の水溶液で湿潤させた炭化物を加えて撹拌混合するようにする。
【００２２】
又、請求項５に対応して、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【００２３】
更に、請求項６に対応して、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【００２４】
更に又、請求項７に対応して、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにする廃棄物炭化物と水の混合方法、より具体的には、炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする廃棄物炭化物と水の混合方法としてあるので、廃棄物を熱分解処理して製造する炭化物を、上記界面活性剤の水溶液と接触させることで、その疎水性の表面を親水性とさせて水膜を形成させることができる。よって、上記炭化物の水との親和性を改善できるため、撹拌装置による撹拌により、上記炭化物を水と短時間で均等に混合分散させることができる。
（２）したがって、上記撹拌装置による物理的な撹拌混合を最小限にすることができて、廃棄物の炭化物と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
（３）廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（１）（２）の効果を得るための装置構成を容易に実現できる。
（４）界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（１）（２）の効果を得るための装置構成を容易に実現できる。更に、上記炭化物を、水冷して火種を消す水冷処理や、上記炭化物に含まれている無機系の塩の脱塩処理を効率よく速やかに行わせることが可能になる。
（５）廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（４）と同様の効果を得ることができることに加えて、上記界面活性剤の水溶液の使用量、ひいては、界面活性剤の使用量を低減させる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置の実施の一形態として、熱分解装置の出口側に設けた水封槽に貯留された水と炭化物との混合に適用する場合の例を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の応用例を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態として、廃棄物の炭化物と、該炭化物を成型して固形燃料化するためのバインダーとして加える水とを混合する場合に適用する場合の例を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置の実施の一形態として、廃棄物１の熱分解処理を行う熱分解装置２により製造される炭化物３を、上記熱分解装置２の出口側に設けた水封槽４に貯留された水に投入して混合する場合に適用する例を示すもので、以下のようにしてある。
【００２９】
すなわち、熱分解装置２として、たとえば、回転駆動可能に横置きしたキルン炉本体５内へ給じん機６により供給された廃棄物１を、上記キルン炉本体５内で外熱により間接的に加熱して乾燥、熱分解処理し、該熱分解処理により発生する熱分解ガス１０と熱分解残渣としての炭化物３を、上記キルン炉本体５の出口側に設けた分離室７の頂部のガス取出口８と底部の炭化物取出口９より個別に取り出すことができるようにしてある熱分解装置２を設ける。
【００３０】
上記熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９に上端を接続した炭化物シュート１１の下端側を、水封槽４に接続する。
【００３１】
上記水封槽４は、界面活性剤として、たとえば、石炭等の粉塵（石炭粉）の飛散防止用の界面活性剤１３の或る濃度の水溶液（以下、単に界面活性剤水溶液と云う）１４を貯留すると共に、上記界面活性剤水溶液１４の補給手段１５を備えて水位を常時一定に保持できるようにしてある容器としての水槽本体１２を備え、該水槽本体１２に、上記炭化物シュート１１の下端側を、該炭化物シュート１１の下端開口部が水槽本体１２内に貯留する上記界面活性剤水溶液１４の水面下に所要寸法没するよう配置した状態で接続する。これにより、上記炭化物シュート１１の下端開口部を水封して、上記熱分解装置２で発生する可燃性の熱分解ガス１０が、炭化物シュート１１を経て上記水封槽４やその外部へ漏れ出る虞を防止できるようにする。
【００３２】
更に、上記水槽本体１２には、上記一定水位で貯留する界面活性剤水溶液１４の水面下で且つ上記炭化物シュート１１の下端開口部の近傍となる位置に、撹拌装置１６を設けてなる構成とする。
【００３３】
詳述すると、上記界面活性剤水溶液１４の補給手段１５は、たとえば、図示しない水ポンプより補給水１７を導く補給水ライン１８の途中位置に、上記界面活性剤１３の原液タンク１９を、上記図示しない水ポンプと連動する薬剤供給ポンプ２１を備えた薬剤供給ライン２０を介して接続した構成としてある。これにより、上記水封槽４の水槽本体１２内の水位が予め設定してある既定水位よりも低下した場合に、上記図示しない水ポンプの運転により上記補給水ライン１８を通して上記低下した水位を規定の水位まで回復させる量の補給水１７を供給するときには、上記図示しない水ポンプと連動して上記薬剤供給ポンプ２１が運転されることにより、上記原液タンク１９より薬剤供給ライン２０を通して導かれる界面活性剤１３の原液が、上記補給水ライン１８を通して水槽本体１２へ供給される補給水１７に所定の割合で添加されるようにして、上記水槽本体１２に対しては、上記補給水１７に上記界面活性剤１３の原液が所定の割合で添加された状態の界面活性剤水溶液１４が補給されるようにしてある。
【００３４】
なお、上記石炭等の粉塵（石炭粉）の飛散防止用の界面活性剤１３は、疎水性の粒子（粉塵）の表面を親水性にして水膜を形成し、この水膜により粒子同士を結びつけて、二次粒子形成を行う機能を有する界面活性剤である。その一例としては、たとえば、（出光コールクリーンＷＡ−５００（登録商標）がある。又、上記界面活性剤水溶液１４としては、上記界面活性剤１３の数‰〜数％の水溶液を用いるようにすればよく、たとえば、０．５％（５‰）の水溶液を用いるようにすればよい。
【００３５】
又、上記水封槽４の水槽本体１２に貯留する界面活性剤水溶液１４の量は、上記熱分解装置２で製造される炭化物３を水冷して火種を消すことができると共に、上記廃棄物１中の塩素含有プラスチック等に由来して該炭化物３中に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を水に溶出させて所望濃度まで希釈できるように設定してあるものとする。
【００３６】
２２は上記水槽本体１２の一側部の下部位置に、該水槽本体１２に一定水位で貯留する界面活性剤水溶液１４の水位よりも高所となる位置まで斜め上方へ延びるように設けた出口側水槽部、２３は上記水槽本体１２の底面及び出口側水槽部２２の底面に沿って設けた掻き上げ式の排出コンベヤである。これにより、上記水槽本体１２に貯留された界面活性剤水溶液１４へ上記炭化物シュート１１を通して投入される炭化物３中に含まれていて、該水槽本体１２の底部に沈む比重の大きな金属やその他、比重の大きい不燃物２４を、上記排出コンベヤ２３で上記出口側水槽部２２を通して搬送して外部へ排出できるようにしてある。
【００３７】
又、２５は上記水槽本体１２より上記炭化物３と界面活性剤水溶液１４の混合物として形成されるスラリー２６を取り出して回収するためのスラリー回収ライン、２７は上記スラリー回収ライン２５の下流側に設けた固液分離手段であり、該固液分離手段２７により上記スラリー回収ライン２５を通して回収されたスラリー２６を固液分離して固体成分としての炭化物３を回収できるようにしてある。又、上記固液分離手段２７において上記炭化物３より分離された液体成分としての界面活性剤水溶液１４は、その一部を戻しライン２８を通して上記水槽本体１２へ戻して再利用し、残部は図示しない排水処理設備へ排出させるようにしてある。
【００３８】
以上の構成としてある本発明の炭化物と水の混合装置を使用する場合は、水槽本体１２に装備した撹拌装置１６を運転させ、この状態で、上記廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理し、この熱分解処理により製造された後、分離室７で熱分解ガス１０と分離される炭化物３を、炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して、上記水封槽４の水槽本体１２に貯留してある界面活性剤水溶液１４に投入させる。
【００３９】
これにより、上記炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、その疎水性の表面が親水性とされて水膜が形成されるようになることから、多孔質構造の内部にも上記界面活性剤水溶液１４が水分として浸入できるようになる。よって、上記炭化物３の水との親和性が改善されると共に、見かけ比重の軽さが解消されるため、上記撹拌装置１６による撹拌により、上記界面活性剤水溶液１４に対し、短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００４０】
このように、本発明の炭化物と水の混合方法及び装置によれば、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造する炭化物３を、上記熱分解装置２の炭化物取出口９の下流側に設けた水封槽４で、撹拌装置１６により界面活性剤水溶液１４と撹拌することにより、短時間で均一に混合することができる。したがって、上記撹拌装置１６による物理的な撹拌混合を最小限にすることができる。よって、廃棄物１の炭化物３と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００４１】
又、上記炭化物３を上記界面活性剤水溶液１４に容易に且つ短時間で均等に混合分散できることにより、該炭化物３を、効率よく水冷して速やかに火種を消すことができる。更に、上記炭化物３に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を、上記界面活性剤水溶液１４の水分に効率よく溶解させることができ、よって、上記固液分離手段２７より回収される炭化物３を、良好に脱塩処理されたものとすることができる。
【００４２】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の応用例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解装置２と、水封槽４との間に、界面活性剤水溶液槽２９を設けて、上記熱分解装置２で製造された後、分離室７の炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して回収される炭化物３を、上記界面活性剤水溶液槽２９に一旦受けて界面活性剤水溶液１４と混合し、次いで、上記炭化物３と界面活性剤水溶液１４との混合物３０を、上記水封槽４へ供給できるようにしたものである。
【００４３】
具体的には、上記界面活性剤水溶液槽２９は、図１の実施の形態における界面活性剤水溶液１４と同様の界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにした容器であり、該界面活性剤水溶液槽２９に、上記炭化物シュート１１の下端側が、該炭化物シュート１１の下端開口部を界面活性剤水溶液槽２９内に貯留する上記界面活性剤水溶液１４の水面下に所要寸法没するよう配置した状態で接続してある。
【００４４】
上記界面活性剤水溶液槽２９における所要個所には、上記界面活性剤水溶液１４を図示しない供給部より導くための薬剤供給ライン３１を接続し、更に、上記炭化物シュート１１の下端開口部付近に、撹拌装置３２を設けた構成としてある。
【００４５】
更に、上記界面活性剤水溶液槽２９の下部に設けた開閉弁３４付きの取出口３３に、シュート３５の上端側を接続し、且つ該シュート３５の下端側を、上記水封槽４の水槽本体１２に接続した構成としてある。
【００４６】
なお、上記界面活性剤水溶液槽２９は、上記熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して回収される炭化物３を、すべて湿潤させることが可能な量の界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにしてあるものとする。
【００４７】
上記水封槽４は、上記熱分解装置２で製造される炭化物３を水冷して火種を消すことができると共に、上記廃棄物１中の塩素含有プラスチック等に由来して該炭化物３中に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を水に溶出させて所望濃度まで希釈できるようにするために、水３６のみを必要量貯留できるようにしてあるものとする。更に、上記水封槽４に水３６のみを貯留することに鑑みて、該水封槽４には、図示しない水ポンプより補給水１７のみを導くようにした補給水ライン１８が接続してあるものとする。
【００４８】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００４９】
以上の構成としてある本実施の形態の廃棄物炭化物と水の混合装置を用いる場合は、界面活性剤水溶液槽２９に装備した撹拌装置３２を運転させ、この状態で、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造された炭化物３を、分離室７の炭化物取出口９と炭化物シュート１１を経て、上記界面活性剤水溶液槽２９に貯留してある界面活性剤水溶液１４に投入させる。
【００５０】
これにより、上記炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、水との親和性が改善されると共に、見かけ比重の軽さが解消されるため、上記撹拌装置３２による撹拌により、上記界面活性剤水溶液１４に対し、短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００５１】
上記のようにして炭化物３と界面活性剤水溶液１４が均等に混合された混合物３０が形成されると、界面活性剤水溶液槽２９の取出口３３の開閉弁３４を開いて、該混合物３０を、上記シュート３５を通して水封槽４へ供給して該水封槽４に貯留されている水３６に投入させ、該水封槽４に装備してある撹拌装置１６で撹拌する。
【００５２】
この際、上記界面活性剤水溶液槽２９で一旦界面活性剤水溶液１４と均等に混合分散された炭化物３は、その表面に水膜が形成されて水との親和性が高められているため、上記水封槽４においては、貯留されている水３６に対しても、速やかに均等に混合分散されるようになる。
【００５３】
したがって、本実施の形態によっても、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造する炭化物３を、水に対して短時間で均一に混合することができて、上記撹拌装置３２や１６による物理的な撹拌混合を最小限にすることができるため、廃棄物１の炭化物３と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００５４】
又、上記炭化物３を上記界面活性剤水溶液１４との混合物３０とした状態で、水封槽４に貯留してある水３６に容易に且つ短時間で均等に混合分散できるため、該炭化物３を、効率よく水冷して速やかに火種を消すことができる。又、上記炭化物３に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を、上記水３６に効率よく溶解させることができて、上記固液分離手段２７より回収される炭化物３を、良好に脱塩処理されたものとすることができる。
【００５５】
しかも、上記界面活性剤水溶液槽２９で使用する界面活性剤水溶液１４は、炭化物３を湿潤させることができる量のみでよいため、該界面活性剤水溶液１４の使用量を低減できて、界面活性剤１３（図１参照）の原液の使用量を低減させることが可能になる。
【００５６】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態として、廃棄物１の熱分解処理を行う熱分解装置２により製造される炭化物３を固形燃料（ＲＤＦ）化する固形燃料製造装置における撹拌混合機で、炭化物３をバインダーとなる所要量の水と混合する場合に適用する例を示すもので、以下のようにしてある。
【００５７】
ここで先ず、上記固形燃料製造装置の構成について説明すると、該固形燃料製造装置は、図３に示すように、図１に示した熱分解装置２と同様の構成としてある熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９の下流側に、該分離室７内より炭化物３を取り出せるようにした炭化物取出装置３７と、炭化物３に含まれる大型の不燃物３８を選別除去する粗選別機としての振動篩４０と、上記振動篩４０で大型不燃物３８が除去された後の炭化物３に含まれる鉄系金属類を選別除去する磁気選別機４１と、上記磁気選別機４１で鉄系金属類が除去された後の炭化物３の貯留と供給を行うことができるようにしてある炭化物貯留・供給機４２と、上記炭化物貯留・供給機４２から供給された炭化物３中に含まれる中間サイズの不燃物３９を選別除去する中間選別機としての振動篩４３と、上記振動篩４３により中間サイズの不燃物３９が除去された後の炭化物３を受け入れて定量供給できるようにしてある定量供給機４４と、上記定量供給機４４より定量供給される炭化物３に、水分供給ライン４６を通して１０〜３０％、好ましくは１５〜２５％の水又は蒸気４７を添加して撹拌混合するための図示しない容器に撹拌装置を具備した撹拌混合機４５を順に備える。
【００５８】
更に、上記撹拌混合機４５の下流側に、該撹拌混合機４５より供給される炭化物３を粉砕しながら高圧で圧縮成型して所要形状（たとえば、円柱状）の圧縮成型品４８を成型する圧縮成型機４９と、上記圧縮成型機４９で成型された圧縮成型品４８を空気供給ライン５０を通して供給される常温の空気５１により強制通風冷却乾燥させて、製品としての固形燃料５２を得るための冷却乾燥機５３を順に設けた構成としてある。
【００５９】
以上の構成としてある固形燃料製造装置に本発明を適用する場合の装置構成は、上記熱分解装置２の分離室７より炭化物３を取り出す炭化物取出装置３７と、上記撹拌混合機４５との間の所要個所、たとえば、定量供給機４４より撹拌混合機４５へ炭化物３を供給する経路に、図示しない供給部より図１の実施の形態に示した界面活性剤水溶液１４と同様の界面活性剤水溶液１４を導く薬剤供給ライン５４を接続して、該薬剤供給ライン５４を通して導かれる界面活性剤水溶液１４を、上記定量供給機４４より撹拌混合機４５へ供給される炭化物３に噴霧できるようにした構成とする。
【００６０】
この際、上記界面活性剤水溶液１４の噴霧量は、上記定量供給機４４より撹拌混合機４５へ供給される炭化物３が湿潤する量となるように設定してあるものとする。
【００６１】
５５は上記冷却乾燥機５３の下流位置に設けた振動篩であり、製品としての固形燃料５２に付着している微細な炭化物３は、該振動篩５５で篩い落して上記定量供給機４４に戻すようにしてある。
【００６２】
５６は上記大型の不燃物３８と中間サイズの不燃物３９より鉄系金属類を選別するための磁気選別機、５７は上記磁気選別機５６の下流側に設けて、上記大型の不燃物３８と中間サイズの不燃物３９より非鉄系金属類としてのアルミとその他の不燃物に選別するためのアルミニウム選別機である。又、５８は集じん機である。
【００６３】
その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００６４】
以上の構成としてある固形燃料製造装置で固形燃料５２を製造するために、上記撹拌混合機４５で定量供給機４４より供給される炭化物３を、バインダーとなる水分供給ライン４６を通して添加される所定量の水又は蒸気４７と撹拌混合する工程を行う際には、上記定量供給機４４より供給される炭化物３が、上記薬剤供給ライン５４より噴霧された界面活性剤水溶液１４により予め湿潤された状態で上記撹拌混合機４５へ供給されるようになる。
【００６５】
したがって、この撹拌混合機４５へ供給された炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、その疎水性の表面が親水性とされて水膜が形成された状態となることで、水との親和性が改善されているため、その後、該界面活性剤水溶液１４で湿潤された炭化物３が、上記撹拌混合機４５で水分供給ライン４６を通して添加された所定量の水又は蒸気４７と共に撹拌されると、該水又は蒸気４７と短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００６６】
このように、実施の形態によれば、熱分解装置２で製造した廃棄物１の炭化物３を、上記撹拌混合機４５で撹拌することにより、水や蒸気４７と短時間で均一に混合することができる。したがって、上記撹拌混合機４５による物理的な撹拌混合を最小限にすることができる。よって、上記炭化物３と上記水や蒸気４７との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００６７】
更に、上記炭化物３を上記水や蒸気４７と容易に且つ短時間で均等に混合分散できることにより、上記固形燃料製造装置において、上記炭化物３に均等に含まれた水分をバインダーとしてより良好な性状の固形燃料５２を製造することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図２の実施の形態においては、界面活性剤水溶液１４を図示しない供給部より導くための薬剤供給ライン３１を、界面活性剤水溶液槽２９に接続した構成を示したが、上記薬剤供給ライン３１を、炭化物シュート１１の所要個所に接続して、熱分解装置２より該炭化物シュート１１を通して界面活性剤水溶液槽２９へ供給される途中の炭化物３に対して界面活性剤水溶液１４を噴霧して、該炭化物３を湿潤させるようにしてもよい。
【００６９】
本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置は、炭化物３を水と共に撹拌混合する時点、あるいは、それ以前に界面活性剤水溶液１４と接触させて、該炭化物３の表面を親水性とさせて水膜を形成できるようにすれば、炭化物３と水とを混合する容器はいかなる容器であってもよく、又、炭化物３、界面活性剤水溶液１４、水の供給手段はいかなる形式であってもよい。
【００７０】
本発明は、廃棄物１を熱分解処理して製造した炭化物３と、水とを均等に混合させることが必要とされるものであれば、いかなる形式の装置にも適用してよい。
【００７１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 廃棄物
２ 熱分解装置
３ 炭化物
１２ 水槽本体（容器）
１３ 界面活性剤
１４ 界面活性剤水溶液
１５ 補給手段（手段）
１６ 撹拌装置
１８ 補給水ライン（手段）
２０ 薬剤供給ライン（手段）
２９ 界面活性剤水溶液槽
３１ 薬剤供給ライン（手段）
３２ 撹拌装置
４５ 撹拌混合機
４６ 水分供給ライン（手段）
５４ 薬剤供給ライン（手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を熱分解処理して製造する廃棄物の炭化物を水と均一に混合するために用いる廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等の廃棄物の有効利用を図る手段の１つとして、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して炭化物を製造し、この炭化物を各種施設のボイラ等の燃焼装置で燃料として再利用して、サーマルリサイクルを図る試みが行われてきている。
【０００３】
ところで、上記廃棄物の炭化物を燃料として再利用する場合、熱分解装置より粉状又はフレーク状で取り出される上記炭化物を、水に均等に混合（分散）させる処理や、上記廃棄物の炭化物に、水を均等に含有させる（混合させる）処理が必要とされることがある。
【０００４】
すなわち、たとえば、廃棄物の熱分解処理を行う熱分解装置で製造する炭化物を回収するために、熱分解装置の出口側に水封槽（水槽）を設けて、上記熱分解装置より取り出される炭化物（チャー）を、上記水封槽で水中に落とし込み、これにより、上記炭化物を水冷して火種を消すと共に、該炭化物をスラリーとして回収することが行われている。
【０００５】
又、廃棄物に混入していた塩素含有プラスチック等に由来して上記炭化物中に含まれる塩素（Ｃｌ）の濃度を下げることを目的として、熱分解装置より取り出される炭化物を水中に混合、分散させて、無機系の塩となっている塩素分を水に溶出させて希釈する（洗浄する）ことも行われている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
更に、上記水封槽で水中に落とし込まれた炭化物について、該炭化物に混入していた金属や瓦礫等の異物を、比重差を利用して分離して取り出すことも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
一方、廃棄物の炭化物（廃棄物熱分解チャー）を原料として固形燃料（ＲＤＦ）を製造して再利用を図る手法においては、炭化物を成型機で成型するために、炭化物に１０〜３０％の水（水分）を加え、次いで、この水をバインダーとして上記炭化物を圧縮成型機や押出成型機や転動造粒機等の成型手段を用いて成型し、固形燃料（ＲＤＦ）化することが行われている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１９２０５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６４０６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理することによって製造される炭化物は、多孔質で見かけ比重が小さく、しかも、表面の親水性が低いという性状を有している。
【００１０】
そのために、たとえば、特許文献１及び特許文献２に示されたような熱分解装置の出口側に設けられた水封槽では、熱分解装置より取り出される炭化物を、該水封槽に貯留されている水に対し単に供給（落下供給）しても、該炭化物は水面に浮いてしまい、そのままでは炭化物を水冷する効果や、炭化物より脱塩する効果を得ることができない。
【００１１】
更に、上記水封槽への炭化物の供給を継続して行っても、炭化物は水面に堆積してしまい、この水面に堆積した炭化物が、熱分解装置より水封槽へ炭化物を導くための供給ラインやシュートを閉塞させてしまう虞が懸念される。
【００１２】
以上の点に鑑みて、上記特許文献１に示されたものでは、水封槽にポンプで水とスラリーを循環させる循環ラインを備えて、熱分解装置より該水封槽へ落下投入される炭化物を、上記循環ラインで循環させる水流とスラリーの流れと共に水中へ強制的に流し込むようにして、炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１３】
又、上記特許文献２に示されたものでは、水封槽に撹拌機を設けて、該撹拌機により上記炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１４】
一方、特許文献３に示されたものでは、廃棄物の炭化物（廃棄物熱分解チャー）に１０〜３０％の水を均等に混合させることが、該水をバインダーとして炭化物を成型して固形燃料化を行う上で重要な要素となるが、上記した如き炭化物の有する性状に起因して、炭化物に対しノズルから所定量の水を単に散布しただけでは、炭化物と水が均等に混ざらない。しかし、上記炭化物に所定量の水が均等に混ざらなくて、部分的に水分濃度のむらが生じてしまうと、炭化物の成型を行う際に水が有効なバインダーとして働かなくなってしまう。
【００１５】
そのために、特許文献３に示されたものでは、混合撹拌装置を用いて、廃棄物の炭化物と水との混合撹拌を強制的に行わせるようにしてある。
【００１６】
したがって、従来、廃棄物の炭化物と水との均一な混合を行うために、強制的な混合撹拌を行うようにしてあり、実際には、上記炭化物を水となじませるためには非常に強力な混合撹拌を長時間行う必要が生じることから、この混合撹拌処理に時間がかかると共に、エネルギー消費が大きくなってしまっているのが実状である。
【００１７】
そこで、本発明は、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理することにより製造される炭化物と、水との均一な混合をより容易に実施できるようにして、上記炭化物と水との混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を削減することが可能な廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにする廃棄物炭化物と水の混合方法とする。
【００１９】
又、上記構成において、炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする。
【００２０】
更に、上記各構成において、容器内に、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために必要とされる量で貯留し、該容器内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、熱分解装置で製造した炭化物を供給して撹拌混合するようにするようにする。
【００２１】
同様に、上記各構成において、界面活性剤水溶液槽に、界面活性剤の水溶液を貯留し、該界面活性剤水溶液槽内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物を供給して、該炭化物を上記界面活性剤の水溶液で湿潤させ、次いで、上記熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために別の容器内に貯留した水に、上記界面活性剤の水溶液で湿潤させた炭化物を加えて撹拌混合するようにする。
【００２２】
又、請求項５に対応して、廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【００２３】
更に、請求項６に対応して、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【００２４】
更に又、請求項７に対応して、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにする廃棄物炭化物と水の混合方法、より具体的には、炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする廃棄物炭化物と水の混合方法としてあるので、廃棄物を熱分解処理して製造する炭化物を、上記界面活性剤の水溶液と接触させることで、その疎水性の表面を親水性とさせて水膜を形成させることができる。よって、上記炭化物の水との親和性を改善できるため、撹拌装置による撹拌により、上記炭化物を水と短時間で均等に混合分散させることができる。
（２）したがって、上記撹拌装置による物理的な撹拌混合を最小限にすることができて、廃棄物の炭化物と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
（３）廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（１）（２）の効果を得るための装置構成を容易に実現できる。
（４）界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（１）（２）の効果を得るための装置構成を容易に実現できる。更に、上記炭化物を、水冷して火種を消す水冷処理や、上記炭化物に含まれている無機系の塩の脱塩処理を効率よく速やかに行わせることが可能になる。
（５）廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有する廃棄物炭化物と水の混合装置とすることにより、上記（４）と同様の効果を得ることができることに加えて、上記界面活性剤の水溶液の使用量、ひいては、界面活性剤の使用量を低減させる効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置の実施の一形態として、熱分解装置の出口側に設けた水封槽に貯留された水と炭化物との混合に適用する場合の例を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の応用例を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態として、廃棄物の炭化物と、該炭化物を成型して固形燃料化するためのバインダーとして加える水とを混合する場合に適用する場合の例を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置の実施の一形態として、廃棄物１の熱分解処理を行う熱分解装置２により製造される炭化物３を、上記熱分解装置２の出口側に設けた水封槽４に貯留された水に投入して混合する場合に適用する例を示すもので、以下のようにしてある。
【００２９】
すなわち、熱分解装置２として、たとえば、回転駆動可能に横置きしたキルン炉本体５内へ給じん機６により供給された廃棄物１を、上記キルン炉本体５内で外熱により間接的に加熱して乾燥、熱分解処理し、該熱分解処理により発生する熱分解ガス１０と熱分解残渣としての炭化物３を、上記キルン炉本体５の出口側に設けた分離室７の頂部のガス取出口８と底部の炭化物取出口９より個別に取り出すことができるようにしてある熱分解装置２を設ける。
【００３０】
上記熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９に上端を接続した炭化物シュート１１の下端側を、水封槽４に接続する。
【００３１】
上記水封槽４は、界面活性剤として、たとえば、石炭等の粉塵（石炭粉）の飛散防止用の界面活性剤１３の或る濃度の水溶液（以下、単に界面活性剤水溶液と云う）１４を貯留すると共に、上記界面活性剤水溶液１４の補給手段１５を備えて水位を常時一定に保持できるようにしてある容器としての水槽本体１２を備え、該水槽本体１２に、上記炭化物シュート１１の下端側を、該炭化物シュート１１の下端開口部が水槽本体１２内に貯留する上記界面活性剤水溶液１４の水面下に所要寸法没するよう配置した状態で接続する。これにより、上記炭化物シュート１１の下端開口部を水封して、上記熱分解装置２で発生する可燃性の熱分解ガス１０が、炭化物シュート１１を経て上記水封槽４やその外部へ漏れ出る虞を防止できるようにする。
【００３２】
更に、上記水槽本体１２には、上記一定水位で貯留する界面活性剤水溶液１４の水面下で且つ上記炭化物シュート１１の下端開口部の近傍となる位置に、撹拌装置１６を設けてなる構成とする。
【００３３】
詳述すると、上記界面活性剤水溶液１４の補給手段１５は、たとえば、図示しない水ポンプより補給水１７を導く補給水ライン１８の途中位置に、上記界面活性剤１３の原液タンク１９を、上記図示しない水ポンプと連動する薬剤供給ポンプ２１を備えた薬剤供給ライン２０を介して接続した構成としてある。これにより、上記水封槽４の水槽本体１２内の水位が予め設定してある既定水位よりも低下した場合に、上記図示しない水ポンプの運転により上記補給水ライン１８を通して上記低下した水位を規定の水位まで回復させる量の補給水１７を供給するときには、上記図示しない水ポンプと連動して上記薬剤供給ポンプ２１が運転されることにより、上記原液タンク１９より薬剤供給ライン２０を通して導かれる界面活性剤１３の原液が、上記補給水ライン１８を通して水槽本体１２へ供給される補給水１７に所定の割合で添加されるようにして、上記水槽本体１２に対しては、上記補給水１７に上記界面活性剤１３の原液が所定の割合で添加された状態の界面活性剤水溶液１４が補給されるようにしてある。
【００３４】
なお、上記石炭等の粉塵（石炭粉）の飛散防止用の界面活性剤１３は、疎水性の粒子（粉塵）の表面を親水性にして水膜を形成し、この水膜により粒子同士を結びつけて、二次粒子形成を行う機能を有する界面活性剤である。その一例としては、たとえば、（出光コールクリーンＷＡ−５００（登録商標）がある。又、上記界面活性剤水溶液１４としては、上記界面活性剤１３の数‰〜数％の水溶液を用いるようにすればよく、たとえば、０．５％（５‰）の水溶液を用いるようにすればよい。
【００３５】
又、上記水封槽４の水槽本体１２に貯留する界面活性剤水溶液１４の量は、上記熱分解装置２で製造される炭化物３を水冷して火種を消すことができると共に、上記廃棄物１中の塩素含有プラスチック等に由来して該炭化物３中に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を水に溶出させて所望濃度まで希釈できるように設定してあるものとする。
【００３６】
２２は上記水槽本体１２の一側部の下部位置に、該水槽本体１２に一定水位で貯留する界面活性剤水溶液１４の水位よりも高所となる位置まで斜め上方へ延びるように設けた出口側水槽部、２３は上記水槽本体１２の底面及び出口側水槽部２２の底面に沿って設けた掻き上げ式の排出コンベヤである。これにより、上記水槽本体１２に貯留された界面活性剤水溶液１４へ上記炭化物シュート１１を通して投入される炭化物３中に含まれていて、該水槽本体１２の底部に沈む比重の大きな金属やその他、比重の大きい不燃物２４を、上記排出コンベヤ２３で上記出口側水槽部２２を通して搬送して外部へ排出できるようにしてある。
【００３７】
又、２５は上記水槽本体１２より上記炭化物３と界面活性剤水溶液１４の混合物として形成されるスラリー２６を取り出して回収するためのスラリー回収ライン、２７は上記スラリー回収ライン２５の下流側に設けた固液分離手段であり、該固液分離手段２７により上記スラリー回収ライン２５を通して回収されたスラリー２６を固液分離して固体成分としての炭化物３を回収できるようにしてある。又、上記固液分離手段２７において上記炭化物３より分離された液体成分としての界面活性剤水溶液１４は、その一部を戻しライン２８を通して上記水槽本体１２へ戻して再利用し、残部は図示しない排水処理設備へ排出させるようにしてある。
【００３８】
以上の構成としてある本発明の炭化物と水の混合装置を使用する場合は、水槽本体１２に装備した撹拌装置１６を運転させ、この状態で、上記廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理し、この熱分解処理により製造された後、分離室７で熱分解ガス１０と分離される炭化物３を、炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して、上記水封槽４の水槽本体１２に貯留してある界面活性剤水溶液１４に投入させる。
【００３９】
これにより、上記炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、その疎水性の表面が親水性とされて水膜が形成されるようになることから、多孔質構造の内部にも上記界面活性剤水溶液１４が水分として浸入できるようになる。よって、上記炭化物３の水との親和性が改善されると共に、見かけ比重の軽さが解消されるため、上記撹拌装置１６による撹拌により、上記界面活性剤水溶液１４に対し、短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００４０】
このように、本発明の炭化物と水の混合方法及び装置によれば、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造する炭化物３を、上記熱分解装置２の炭化物取出口９の下流側に設けた水封槽４で、撹拌装置１６により界面活性剤水溶液１４と撹拌することにより、短時間で均一に混合することができる。したがって、上記撹拌装置１６による物理的な撹拌混合を最小限にすることができる。よって、廃棄物１の炭化物３と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００４１】
又、上記炭化物３を上記界面活性剤水溶液１４に容易に且つ短時間で均等に混合分散できることにより、該炭化物３を、効率よく水冷して速やかに火種を消すことができる。更に、上記炭化物３に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を、上記界面活性剤水溶液１４の水分に効率よく溶解させることができ、よって、上記固液分離手段２７より回収される炭化物３を、良好に脱塩処理されたものとすることができる。
【００４２】
次に、図２は本発明の実施の他の形態として、図１の実施の形態の応用例を示すもので、図１に示したと同様の構成において、熱分解装置２と、水封槽４との間に、界面活性剤水溶液槽２９を設けて、上記熱分解装置２で製造された後、分離室７の炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して回収される炭化物３を、上記界面活性剤水溶液槽２９に一旦受けて界面活性剤水溶液１４と混合し、次いで、上記炭化物３と界面活性剤水溶液１４との混合物３０を、上記水封槽４へ供給できるようにしたものである。
【００４３】
具体的には、上記界面活性剤水溶液槽２９は、図１の実施の形態における界面活性剤水溶液１４と同様の界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにした容器であり、該界面活性剤水溶液槽２９に、上記炭化物シュート１１の下端側が、該炭化物シュート１１の下端開口部を界面活性剤水溶液槽２９内に貯留する上記界面活性剤水溶液１４の水面下に所要寸法没するよう配置した状態で接続してある。
【００４４】
上記界面活性剤水溶液槽２９における所要個所には、上記界面活性剤水溶液１４を図示しない供給部より導くための薬剤供給ライン３１を接続し、更に、上記炭化物シュート１１の下端開口部付近に、撹拌装置３２を設けた構成としてある。
【００４５】
更に、上記界面活性剤水溶液槽２９の下部に設けた開閉弁３４付きの取出口３３に、シュート３５の上端側を接続し、且つ該シュート３５の下端側を、上記水封槽４の水槽本体１２に接続した構成としてある。
【００４６】
なお、上記界面活性剤水溶液槽２９は、上記熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９より炭化物シュート１１を通して回収される炭化物３を、すべて湿潤させることが可能な量の界面活性剤水溶液１４を貯留できるようにしてあるものとする。
【００４７】
上記水封槽４は、上記熱分解装置２で製造される炭化物３を水冷して火種を消すことができると共に、上記廃棄物１中の塩素含有プラスチック等に由来して該炭化物３中に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を水に溶出させて所望濃度まで希釈できるようにするために、水３６のみを必要量貯留できるようにしてあるものとする。更に、上記水封槽４に水３６のみを貯留することに鑑みて、該水封槽４には、図示しない水ポンプより補給水１７のみを導くようにした補給水ライン１８が接続してあるものとする。
【００４８】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。
【００４９】
以上の構成としてある本実施の形態の廃棄物炭化物と水の混合装置を用いる場合は、界面活性剤水溶液槽２９に装備した撹拌装置３２を運転させ、この状態で、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造された炭化物３を、分離室７の炭化物取出口９と炭化物シュート１１を経て、上記界面活性剤水溶液槽２９に貯留してある界面活性剤水溶液１４に投入させる。
【００５０】
これにより、上記炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、水との親和性が改善されると共に、見かけ比重の軽さが解消されるため、上記撹拌装置３２による撹拌により、上記界面活性剤水溶液１４に対し、短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００５１】
上記のようにして炭化物３と界面活性剤水溶液１４が均等に混合された混合物３０が形成されると、界面活性剤水溶液槽２９の取出口３３の開閉弁３４を開いて、該混合物３０を、上記シュート３５を通して水封槽４へ供給して該水封槽４に貯留されている水３６に投入させ、該水封槽４に装備してある撹拌装置１６で撹拌する。
【００５２】
この際、上記界面活性剤水溶液槽２９で一旦界面活性剤水溶液１４と均等に混合分散された炭化物３は、その表面に水膜が形成されて水との親和性が高められているため、上記水封槽４においては、貯留されている水３６に対しても、速やかに均等に混合分散されるようになる。
【００５３】
したがって、本実施の形態によっても、廃棄物１を熱分解装置２で熱分解処理して製造する炭化物３を、水に対して短時間で均一に混合することができて、上記撹拌装置３２や１６による物理的な撹拌混合を最小限にすることができるため、廃棄物１の炭化物３と水との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００５４】
又、上記炭化物３を上記界面活性剤水溶液１４との混合物３０とした状態で、水封槽４に貯留してある水３６に容易に且つ短時間で均等に混合分散できるため、該炭化物３を、効率よく水冷して速やかに火種を消すことができる。又、上記炭化物３に無機系の塩の状態で含まれている塩素分を、上記水３６に効率よく溶解させることができて、上記固液分離手段２７より回収される炭化物３を、良好に脱塩処理されたものとすることができる。
【００５５】
しかも、上記界面活性剤水溶液槽２９で使用する界面活性剤水溶液１４は、炭化物３を湿潤させることができる量のみでよいため、該界面活性剤水溶液１４の使用量を低減できて、界面活性剤１３（図１参照）の原液の使用量を低減させることが可能になる。
【００５６】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態として、廃棄物１の熱分解処理を行う熱分解装置２により製造される炭化物３を固形燃料（ＲＤＦ）化する固形燃料製造装置における撹拌混合機で、炭化物３をバインダーとなる所要量の水と混合する場合に適用する例を示すもので、以下のようにしてある。
【００５７】
ここで先ず、上記固形燃料製造装置の構成について説明すると、該固形燃料製造装置は、図３に示すように、図１に示した熱分解装置２と同様の構成としてある熱分解装置２の分離室７の炭化物取出口９の下流側に、該分離室７内より炭化物３を取り出せるようにした炭化物取出装置３７と、炭化物３に含まれる大型の不燃物３８を選別除去する粗選別機としての振動篩４０と、上記振動篩４０で大型不燃物３８が除去された後の炭化物３に含まれる鉄系金属類を選別除去する磁気選別機４１と、上記磁気選別機４１で鉄系金属類が除去された後の炭化物３の貯留と供給を行うことができるようにしてある炭化物貯留・供給機４２と、上記炭化物貯留・供給機４２から供給された炭化物３中に含まれる中間サイズの不燃物３９を選別除去する中間選別機としての振動篩４３と、上記振動篩４３により中間サイズの不燃物３９が除去された後の炭化物３を受け入れて定量供給できるようにしてある定量供給機４４と、上記定量供給機４４より定量供給される炭化物３に、水分供給ライン４６を通して１０〜３０％、好ましくは１５〜２５％の水又は蒸気４７を添加して撹拌混合するための図示しない容器に撹拌装置を具備した撹拌混合機４５を順に備える。
【００５８】
更に、上記撹拌混合機４５の下流側に、該撹拌混合機４５より供給される炭化物３を粉砕しながら高圧で圧縮成型して所要形状（たとえば、円柱状）の圧縮成型品４８を成型する圧縮成型機４９と、上記圧縮成型機４９で成型された圧縮成型品４８を空気供給ライン５０を通して供給される常温の空気５１により強制通風冷却乾燥させて、製品としての固形燃料５２を得るための冷却乾燥機５３を順に設けた構成としてある。
【００５９】
以上の構成としてある固形燃料製造装置に本発明を適用する場合の装置構成は、上記熱分解装置２の分離室７より炭化物３を取り出す炭化物取出装置３７と、上記撹拌混合機４５との間の所要個所、たとえば、定量供給機４４より撹拌混合機４５へ炭化物３を供給する経路に、図示しない供給部より図１の実施の形態に示した界面活性剤水溶液１４と同様の界面活性剤水溶液１４を導く薬剤供給ライン５４を接続して、該薬剤供給ライン５４を通して導かれる界面活性剤水溶液１４を、上記定量供給機４４より撹拌混合機４５へ供給される炭化物３に噴霧できるようにした構成とする。
【００６０】
この際、上記界面活性剤水溶液１４の噴霧量は、上記定量供給機４４より撹拌混合機４５へ供給される炭化物３が湿潤する量となるように設定してあるものとする。
【００６１】
５５は上記冷却乾燥機５３の下流位置に設けた振動篩であり、製品としての固形燃料５２に付着している微細な炭化物３は、該振動篩５５で篩い落して上記定量供給機４４に戻すようにしてある。
【００６２】
５６は上記大型の不燃物３８と中間サイズの不燃物３９より鉄系金属類を選別するための磁気選別機、５７は上記磁気選別機５６の下流側に設けて、上記大型の不燃物３８と中間サイズの不燃物３９より非鉄系金属類としてのアルミとその他の不燃物に選別するためのアルミニウム選別機である。又、５８は集じん機である。
【００６３】
その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００６４】
以上の構成としてある固形燃料製造装置で固形燃料５２を製造するために、上記撹拌混合機４５で定量供給機４４より供給される炭化物３を、バインダーとなる水分供給ライン４６を通して添加される所定量の水又は蒸気４７と撹拌混合する工程を行う際には、上記定量供給機４４より供給される炭化物３が、上記薬剤供給ライン５４より噴霧された界面活性剤水溶液１４により予め湿潤された状態で上記撹拌混合機４５へ供給されるようになる。
【００６５】
したがって、この撹拌混合機４５へ供給された炭化物３は、上記界面活性剤水溶液１４と接することで、その疎水性の表面が親水性とされて水膜が形成された状態となることで、水との親和性が改善されているため、その後、該界面活性剤水溶液１４で湿潤された炭化物３が、上記撹拌混合機４５で水分供給ライン４６を通して添加された所定量の水又は蒸気４７と共に撹拌されると、該水又は蒸気４７と短時間で均等に混合分散されるようになる。
【００６６】
このように、実施の形態によれば、熱分解装置２で製造した廃棄物１の炭化物３を、上記撹拌混合機４５で撹拌することにより、水や蒸気４７と短時間で均一に混合することができる。したがって、上記撹拌混合機４５による物理的な撹拌混合を最小限にすることができる。よって、上記炭化物３と上記水や蒸気４７との均一な混合を行うための混合撹拌処理に要する時間及びエネルギー消費を大幅に削減することができる。
【００６７】
更に、上記炭化物３を上記水や蒸気４７と容易に且つ短時間で均等に混合分散できることにより、上記固形燃料製造装置において、上記炭化物３に均等に含まれた水分をバインダーとしてより良好な性状の固形燃料５２を製造することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図２の実施の形態においては、界面活性剤水溶液１４を図示しない供給部より導くための薬剤供給ライン３１を、界面活性剤水溶液槽２９に接続した構成を示したが、上記薬剤供給ライン３１を、炭化物シュート１１の所要個所に接続して、熱分解装置２より該炭化物シュート１１を通して界面活性剤水溶液槽２９へ供給される途中の炭化物３に対して界面活性剤水溶液１４を噴霧して、該炭化物３を湿潤させるようにしてもよい。
【００６９】
本発明の廃棄物炭化物と水の混合方法及び装置は、炭化物３を水と共に撹拌混合する時点、あるいは、それ以前に界面活性剤水溶液１４と接触させて、該炭化物３の表面を親水性とさせて水膜を形成できるようにすれば、炭化物３と水とを混合する容器はいかなる容器であってもよく、又、炭化物３、界面活性剤水溶液１４、水の供給手段はいかなる形式であってもよい。
【００７０】
本発明は、廃棄物１を熱分解処理して製造した炭化物３と、水とを均等に混合させることが必要とされるものであれば、いかなる形式の装置にも適用してよい。
【００７１】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 廃棄物
２ 熱分解装置
３ 炭化物
１２ 水槽本体（容器）
１３ 界面活性剤
１４ 界面活性剤水溶液
１５ 補給手段（手段）
１６ 撹拌装置
１８ 補給水ライン（手段）
２０ 薬剤供給ライン（手段）
２９ 界面活性剤水溶液槽
３１ 薬剤供給ライン（手段）
３２ 撹拌装置
４５ 撹拌混合機
４６ 水分供給ライン（手段）
５４ 薬剤供給ライン（手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにすることを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項２】
炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする請求項１記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項３】
容器内に、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために必要とされる量で貯留し、該容器内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、熱分解装置で製造した炭化物を供給して撹拌混合するようにする請求項１又は２記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項４】
界面活性剤水溶液槽に、界面活性剤の水溶液を貯留し、該界面活性剤水溶液槽内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物を供給して、該炭化物を上記界面活性剤の水溶液で湿潤させ、次いで、上記熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために別の容器内に貯留した水に、上記界面活性剤の水溶液で湿潤させた炭化物を加えて撹拌混合するようにする請求項１又は２記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項５】
廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【請求項６】
界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【請求項７】
廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【請求項１】
廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を、該炭化物の表面を界面活性剤の水溶液により湿潤させた状態で該水溶液に含まれている水、又は、別の水と撹拌混合するようにすることを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項２】
炭化物の表面を、石炭粉の粉塵の飛散防止のために用いられている界面活性剤の水溶液により湿潤させるようにする請求項１記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項３】
容器内に、界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために必要とされる量で貯留し、該容器内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、熱分解装置で製造した炭化物を供給して撹拌混合するようにする請求項１又は２記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項４】
界面活性剤水溶液槽に、界面活性剤の水溶液を貯留し、該界面活性剤水溶液槽内に貯留した上記界面活性剤の水溶液に、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物を供給して、該炭化物を上記界面活性剤の水溶液で湿潤させ、次いで、上記熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理と、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方を行うために別の容器内に貯留した水に、上記界面活性剤の水溶液で湿潤させた炭化物を加えて撹拌混合するようにする請求項１又は２記載の廃棄物炭化物と水の混合方法。
【請求項５】
廃棄物を熱分解装置で熱分解処理して製造してなる炭化物を投入する容器と、上記炭化物に対し界面活性剤の水溶液を供給する手段と、上記容器内に水を供給する手段と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【請求項６】
界面活性剤の水溶液を、廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出される炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量で貯留すると共に、上記炭化物を供給できるようにした容器と、上記容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【請求項７】
廃棄物を熱分解処理する熱分解装置より取り出された炭化物を、界面活性剤の水溶液により湿潤させるための界面活性剤水溶液槽を備え、更に、上記界面活性剤水溶液槽より取り出される界面活性剤の水溶液により湿潤された炭化物を、上記熱分解装置より取り出された炭化物の火種を消すための水冷処理、及び、該炭化物に含まれている無機系の塩化物の脱塩処理の一方又は双方の処理を行うために必要とされる量の水に投入するための容器と、該容器内を撹拌するための撹拌装置を備えてなる構成を有することを特徴とする廃棄物炭化物と水の混合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５６４８４（Ｐ２０１１−１５６４８４Ａ）
【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２０１０−２０６４７（Ｐ２０１０−２０６４７）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【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２月１日（２０１０．２．１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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