有機物熱分解装置
【課題】有機物の熱分解処理を初期状態から長期的に安定化し、熱分解処理に燃料、電気を使わず、ダイオキシン類の発生を抑え、かつ排出ガス処理、水処理を使わない、セラミック消臭消煙装置で安価で維持費を少なくし、ＣＯ２を減量させる有機物熱分解処理装置を提供する。
【解決手段】有機物の熱分解処理に燃料、電気を使わず、ダイオキシン類の発生を抑えかつ排出ガス処理に燃焼処理、水処理を使わない、セラミック消臭消煙装置で安価で維持費を少なくし、ＣＯ２を減量させかつ、ごみの減量化をはかる有機物熱分解処理装置。すなわち有機物を燃焼させずに熱分解し灰化させ、熱分解排出ガスをセラミック処理により酸化、触媒、分解する消臭消煙のための方法および装置。
【解決手段】有機物の熱分解処理に燃料、電気を使わず、ダイオキシン類の発生を抑えかつ排出ガス処理に燃焼処理、水処理を使わない、セラミック消臭消煙装置で安価で維持費を少なくし、ＣＯ２を減量させかつ、ごみの減量化をはかる有機物熱分解処理装置。すなわち有機物を燃焼させずに熱分解し灰化させ、熱分解排出ガスをセラミック処理により酸化、触媒、分解する消臭消煙のための方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機物を燃焼させずに熱分解し灰化させ、熱分解排出ガスをセラミック処理により酸化、触媒、分解するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の問題や多くの環境問題をかかえている。その中でもゴミ問題は埋め立て処理にも限界があり、溶融、焼却など、燃料および電気を膨大に消費しながら処理をしなければならないのが現状である。また、ＣＯ２削減が急務の日本において国民各々がこれにとりくまなければならない状況である。
【０００３】
こうした状況のなか小規模処理焼却炉などで、外部から空気取り入れ口に磁石を配置し磁気化した空気を焼却炉内に自然に取り入れ、焼却あるいは熱分解処理するという方法が一般的に開示されている技術である（特許第４００８１８１号、特願２００４−３３９６６）。
【０００４】
しかし、これらの技術では処理するうえで空気の自然給排気方法でかつ極端に空気調整弁でしぼられた空気では炉内の処理発生ガスと共に発生する水蒸気が自然排出では適切に排出されず、炉内壁面に水蒸気が結露し、結露した水分が焼却炉内底部に壁面からたれ落ち焼却床面を炉内壁から濡らしていき、時間の経過とともに焼却面積を縮小させ、処理能力が落ちていく問題を有している。
【０００５】
また、外部空気取り入れ口から焼却炉内に直接空気を自然に取り入れ、空気量を調整弁で減少されているため、取り入れ口付近のみの、わずかな空気量となり焼却炉全体に行き渡らない事と、外気温の低い空気が取り入れ口付近の焼却炉内の有機物の温度を低くし、焼却炉の処理能力が落ち安定した処理を得られないという問題を有している。
【０００６】
また、排出ガス処理において排出ガスは微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどを含むため、その処理方法としてガスバーナーなどで排出ガスを燃焼させる方法。シャワーリングにより水の中に解け込まし、水処理と共に活性炭などフィルター類による匂い処理をする方法がとられている。前記方法では熱分解炉としての構造であっても排出ガス処理が燃焼を伴う場合は廃棄物処理および清掃に関する法律では焼却炉と位置付けられ、焼却炉申請が必要となり、法手続きおよび維持費が膨大となる問題を有している。後者の方法では水処理による排水で水質汚濁防止法の法律による基準値内に収めるために、高価な水処理装置と維持費がかかる問題を有している。
【０００７】
また、焼却炉あるいは熱分解炉の起動時は炉底部に置かれた有機物に着火し、いったん焼却状態にしたうえで酸素を減少させ処理を開始する方法がとられている。この場合最初に火を使い処理が安定するまで燃焼させるため、初期に不安定な膨大な排出ガスが発生し排出ガス水処理装置などに不安定な影響をあたえる問題を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、有機物の熱分解処理を初期状態から長期的に安定化し、熱分解処理に燃料、電気を使わず、ダイオキシン類の発生を抑え、かつ排出ガス処理に燃焼処理、水処理を使わない、セラミック消臭消煙装置で安価で維持費を少なくし、ＣＯ２を減量させる有機物熱分解処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は有機物の熱分解処理を長期的に安定処理するとともに排出ガス処理を安価で維持費を少なくし、また安全に安定処理することにある。
【００１０】
すなわち、外部から遮断した耐熱容器１０内の熱分解処理室の下部に空気室層３を形成し、その空気室層３の底面に空気層全体がマイナスイオン化するための磁石４を施すかマイナスイオン化するための天然石層２５を形成するかである。空気室層に外部から流入する空気取り入れ口を施し２６、施した取り入れ口に天然石層１を設け外部から空気室層３へ入る空気は天然石層１を通過する構造と、空気室層３の上部に熱分解室２を設けてその底面３０は下部の空気室層３から上部熱分解室２に空気が遮断されることなく均一に流入するための起伏のある構造と、熱分解室２の起伏のある底部３０の上に天然石層２８を形成し天然石層２８の中に発熱体２９を設けることと、断熱容器上部７に投入口６から有機物１９を投入し密閉した後に耐熱容器内の熱分解室２に有機物１９を投入させる密閉蓋９を施す多重蓋にした投入口構造部７と熱分解により発生するガスを吸引する排気口５を耐熱容器１０に施すことと、熱分解室２から熱分解時に発生する排出ガスと水蒸気を吸引し、熱分解排出ガスを、熱分解室２と接続された酸化、触媒、分解するセラミック処理装置２２と吸引装置１４を持つ構造とした熱分解装置。
【０００１１】
外部から空気室層３に入る空気が天然石層１を通過するときに空気が天然石層１の間隙で摩擦しながら遠赤外線作用効果により空気が暖められるとともにマイナスイオン化することとなる。暖められた空気が空気室層３に流入し空気室層３の下部磁石４あるいは天然石層２５により更によりマイナスイオン化を強めて、上部の熱分解室２の起伏のある底面３０の天然石層２８内の空気流入パイプ３０から熱分解室２に均一にマイナスイオン化された空気が送られ安定した熱分解を得られる。
【０００１２】
熱分解処理の起動時は、発熱体２９に電気を通して所定の温度まで発熱させた後電気を切れば、天然石層２８がその温度を持続させ有機物と反応しながら熱分解を初期段階から安定した熱分解処理を持続させることができる。
【０００１３】
本発明の熱分解処理装置は熱分解時におけるダイオキシン発生をほとんど抑えることとなり、学問的な解明は完成されていないが、ダイオキシン発生の過程はごみ焼却時に有機物と塩素が結合して塩素化合物になるものをいうが、本熱分解装置では３５０〜４００℃で帯熱した天然石層２８と接触すると有機物１９の接触面で熱分解作用が起こり、熱分解作用時に炎と光を伴なわずセラミック灰化していく。有機物１９が熱分解される時マイナスイオン化した空気と天然石層２８から発生するカルシウムイオンが塩素と有機物との結合を妨げ、ダイオキシンの発生を防いでいると考えられる。このことは文献でダイオキシンの低温での分解方法として塩素が強い陰イオンでありイオン化傾向の高い金属と混ぜて燃焼させれば有機物との結合を防げる理論があり、天然石の石灰岩のようなカルシウムを含む物質も熱分解時に同様の効果を作用するとある。
【０００１４】
熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスには有機物の種類にもよるが一般ごみあるいはおむつ類など水分率の高い有機物１９を処理すると熱分解処理室２に多量の水蒸気、微粉末、煙、臭い、タール類などが発生し、特に熱分解処理時に発生する水蒸気の量が多くなれば、熱分解室壁面に水蒸気が結露し、熱分解室壁面から結露した水がたれ落ち熱分解室底面３０の熱分解面を濡らし処理面積を縮小さるために、この作用を防止するために熱分解室２に滞留する水蒸気を結露する前に強制排気にしなければならない。
【０００１５】
そのため、耐熱容器１０の排気口５に接続したセラミック処理装置２２と吸引装置１４により一定風量で吸引排気することにより、熱分解室２内の水蒸気を熱分解室２の壁面に結露する前に熱分解室２から排出排気する構造となっている。通常、熱分解室２の外気取り入れ口が開放されたままの状態で吸引した場合、熱分解室内は焼却状態になるが本発明の空気取り入れ口２６は天然石層１で密閉され、吸引することにより外部空気取り入れ口２６から天然石層１の間隙を空気が天然石と摩擦しながら遠赤外線作用を受け熱分解室２下部の空気室３に流入する構造である。従って空気流入量は吸引装置１４の力によって決まるのである。
【０００１６】
熱分解処理時に発生する微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは吸引装置１４によりセラミック分解処理装置２２に吸引し処理した後セラミック分解処理装置２２のセラミック１１は一定の時間後自己再生するセラミック１１である。
【０００１７】
そして、セラミック処理装置２２に吸引された微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどはセラミック表面に吸着し臭気成分、油脂成分、煙分、溶剤成分などの物質は電荷を持たない中性の原子、分子間などで主となって働く凝集力のファンデルワース作用によりセラミックがトルネード風を起こす構造でセラミック内に回転しながら引き込まれ、更にセラミック分子原子領域まで浸透し、そこで分子分級、加水分解、酸化作用、イオン交換の触媒作用に遭遇し、本来の対象となる合成成分物質が互いの結合を解かれ、やがて本来の構成基礎物質へと酸化還元を繰り返し、無臭化無害化現象を起こすセラミックである。
【０００１８】
このセラミックはセラミックブロックまたはセラミック粒体からなり、単体もしくは複数体から構成され、セラミック自体は酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム、石灰岩を主原料とし任意の形状に成形され焼成することにより、表面と内部に無数の細孔が形成され細孔に臭気やオイルミストを吸着し前記の分解作用を起こすセラミックである。
【０００１９】
熱分解室２より吸引された微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは第一セラミック処理室１６は前記作用のセラミック１１で処理し、上から下へトルネード風を起こす構造でセラミック１１内に回転しながら引き込まれことにより微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミックが再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミック１１は自己再生するための一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、片方が作動しているときは、もう片方は作用を休止しセラミックの自己再生を行う構造となる。
【０００２０】
第一セラミック処理が終り、第二セラミック処理でセラミック層容器１２を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層を通過させ、外部２０に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、前記同様のセラミック１２の自己再生を行う構造となる。第二セラミック処理で使用するセラミック１２は粒形状の層をなす構造である。
【０００２１】
熱分解室２からの吸引は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引機１４を取り付けても、第一セラミック処理の後に取り付けてもよい。
【発明の効果】
【０００２２】
本発明のセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置は有機物を燃料、電気を殆ど使用せず長期に安定した熱分解処理し、熱分解排出ガスを高価な燃焼処理ならびに水処理を伴わない自己再生機能をもつセラミック処理により安全で安価で維持費を少なくしＣＯ２量を減少させる効果がある。すなわち、外部空気を遠赤外線効果のある天然石層１内を熱分解室２から接続する消臭消煙機１６・１７に付帯する吸引機１４から吸引させ天然石層１を通過した空気が遠赤外線効果により暖められるとともにマイナスイオン化され、熱分解室下部にある空気室層３で磁石４により更にマイナスイオン化され、上部熱分解室２全体に前記の空気がいきわたり安定した熱分解処理が起こる。熱分解処理で発生する排出ガスに含まれる微粉塵、タール分、水蒸気、臭い、はガスバーナーなどで行う燃焼処理または水処理ではなく安全で安価な自己再生機能をもつセラミック消臭消煙機で処理するものである。熱分解室２内部で発生する水蒸気が処理能力低下につながる熱分解炉内部に結露した水分がたれ落ちる前にセラミック消臭消煙機に付帯する吸引装置１４で強制吸引されるため、熱分解処理が長期に安定して得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
本発明にかかるセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置の構成について、以下に詳しく説明する。
【０００２３】
本発明にかかるセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置は目的とする有機物の長期安定熱分解処理するとともに熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスを自己再生するセラミック式消臭消煙処理装置により酸化、触媒、分解する有機物熱分解装置ついて以下に詳しく説明する
【０００２４】
本発明にかかる熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１はたとえば遠赤外線を発するブラックトルマリンなどの天然電気石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然電気石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然電気石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また天然石はブラックトルマリンに限らず遠赤外線効果のある天然石であってもよい。
【０００２５】
本発明にかかる空気室層３の下に取り付ける空気を磁気化するための磁石４は熱分解室からの熱影響を受けるためキューリー温度約８００度、使用温度約３００度と磁力が長期安定し熱に強いサマコバ磁石など望ましく、複数取り付けることが望ましい。
【０００２６】
本発明にかかる熱分解室底面３０の起伏のある構造は下部の空気室層３からマイナスイオン化した空気が天然石層の中に施した空気流入パイプより熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などで熱分解処理したセラミック灰が被っても常に空気が流入する構造をもつものが望ましい。
【０００２７】
本発明の熱分解室２は耐熱性に優れた材質でたとえば鉄製あるいはステンレス製が望ましい。
熱分解室底面３０に施す天然石層２８の天然石は帯熱しやすいゼオライトなど石灰岩が望ましく粒形は１〜５０ミリ程度が望ましくそれ以下でもよく、帯熱持続効果は粒形が大きいほど大きいが有機物熱分解処理後に有機物が微細なセラミック灰となり天然石層２８に積層していくため下部空気室層３からの熱分解処理室２にマイナスイオン化空気が均等に流入するためには１〜５０ミリの天然石が望ましく、天然石層２８のなかに空気流入パイプ２７を設けかつ、発熱体２９を設けることが望ましい。
【０００２８】
前記発熱体２９はステンレス棒などに覆われた約７００℃程度まで発熱できる発熱体を天然石層２８内に施し、この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物が投入した場合、熱分解面を一時的に濡らし熱分解能力が落ちた場合は、熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８およびセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復帰させる役目を有する。
【０００２９】
本発明での耐熱容器構造は吸引装置１４を付けたセラミック式消臭消煙装置で吸引するが耐熱容器構造から吸引する場合は他の消臭消煙方法で吸引装置１４を付けて吸引すれば本発明の熱分解処理作用と同等の効果を得ることができる。
【０００３０】
本発明での空気の流入調整は熱分解室２に流入するための空気取り入れ口２６は天然石層１で密閉されているため、天然石層１の間隙を吸引により空気を通過させる構造であるため、空気の自然取り入れが殆どできない、空気の取り入れ量は吸入装置１４の吸引力により調整する。
吸引装置１４はインバータ化し、これにより精度の高い調整ができる。吸引力は毎分５〜１０ｍ３が望ましい。これ以下だと水蒸気の結露が起こりやすくなり、これ以上だと空気量が増え熱分解を超え燃焼傾向に入り、熱分解室が高温化してくる。
【０００３１】
本発明での熱分解室で分解処理排出ガスおよび水蒸気は熱分解室と接続されているセラミック消臭消煙装置１６・１７に吸引される、吸引作用はセラミック消臭消煙装置１６・１７に接続されているインバータ化した吸引装置１４により吸引する。熱分解室に流入するマイナスイオン化した空気はこの吸引力によるものとなる。
【０００３２】
熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスにある微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へトルネード風を起こす構造でセラミック内に回転しながら引き込まれことにより微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミックが再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
【０００３３】
第一処理が終り、第二処理でセラミック層容器を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部２０に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミック１２の自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミックは大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
【０００３４】
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置１４を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。また、排出ガスの処理量により第一処理セラミック容器１６、第二処理セラミック容器１７を増設して調整することができる。
【０００３５】
本発明の有機物熱分解装置は長期的に安定した熱分解処理を行うために、熱分解処理時に発生する水蒸気を熱分解室２から熱分解室壁面に結露する前に吸引機１４により吸引し、熱分解処理を長期的に安定させることができる。取り入れる空気に遠赤外線効果をもたせることで熱分解処理能力を安定化でき、取り入れた空気がマイナスイオン化され熱分解処理面全体に行き渡ることで長期的に安定した熱分解処理が行える。熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは吸引したセラミック式消臭消煙装置１６，１７により吸着分解され外部２０へ安全に排出させる。従がって本発明の有機物熱分解処理装置は有機物を長期的に安定処理でき排出ガスも安全で安価に処理できる有機物熱分解処理装置の最良の形態である。
【実施例】
（実施例１）
【０００３６】
（有機物熱分解処理装置の構造）
本発明の有機物熱分解処理装置は熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１は遠赤外線を発するブラックトルマリンなどの天然石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また、ここで使用するブラックトルマリン石に替え、天然石の石灰岩などを使用しても同様の遠赤外線効果は得られるが、ブラックトルマリン石を使用することで遠赤外線効果とマイナスイオン化傾向はつよくなる。
熱分解室２下部の空気を磁気化するための磁石４は熱分解室からの熱影響を受けるため使用温度約３００度と磁力が長期安定し熱に強いサマコバ磁石を複数取り付ける。またフェライト磁石、ネオジウム磁石アルニコ磁石を使用してもよいが耐熱性能を考慮するとサマコバ磁石が最良の磁石とわかった。熱分解室層底面３０の起伏のある構造体は、下部の空気室層からマイナスイオン化した空気が熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などに空気流入パイプ２７複数全体に配置する。平面状で無数の穴を開けても熱分解処理はおこるが微粒子状のセラミック灰が処理経過とともに積層し、空気の流入量が落ち、処理能力は落ちる結果となる。熱分解室２の起伏のある底面３０に積層したゼオライトの中の発熱体２９で初期起動時、発熱させゼオライトを帯熱させる、帯熱温度は約３５０〜４００℃でその状態で有機物１９を熱分解室２に投入し熱分解処理を開始する、また、有機物は帯熱前に熱分解室２に入れておいてもよい。この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物１９が投入され、熱分解面を濡らし熱分解能力が落ちた場合は、発熱体２９を作動させ熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８と積層しているセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復活させる役目をする。
熱分解室２から吸引する消臭消煙装置１６・１７の吸引装置１４の吸引力は毎分約５〜７ｍ３で吸引する。それ以下では処理の能力が落ち水蒸気が結露し始める。またそれ以上であれば結露は起こらないが熱分解処理が燃焼傾向になる。吸引装置１４が稼動しない場合は空気の流入が殆ど天然石層１に阻害され、熱分解処理能力が序所に落ちていき、やがて処理がおわることとなる。また、天然石を２５〜６０ミリ程度を空気取り入れ口使用すると吸引装置なしで熱分解対流で分解処理が継続するが、空気の流入調整ができないため有機物の水分量が少ないハイプラ類が多くなると燃焼傾向にはいることになる。従って空気流入口２６の天然石層１は５〜２５ミリの天然石を施し、吸引装置１４で調整しながら空気を流入させることが最良の熱分解処理装置となることがわかった。
有機物投入口６は熱分解室２と接続された、二重蓋構造とし投入口６の蓋を開け有機物を投入して、有機物１９が二重構造の下部の空間に移動すると上部空間の蓋８が開き有機物１９下の空間に移動すると同時に上部空間の蓋８が閉まった後、有機物１９は下部空間の底面蓋９が開き有機物１９は熱分解室２に投下される交互に開閉する構造となる。このとき熱分解室が満タンで熱分解室に自然落下しない場合は底蓋を開ける前に熱分解室に有機物を押える蓋３を作動させる。投入口に有機物を運ぶ手段として、ステップ状の階段を施してもよい、またベルトコンベアー２１により投入口６に運ぶ、または、耐熱容器側面にエレベータを設置し、下で投入しそのままエレベータで投入口６まで自動で運び投入してもよい。熱分解室２からでる排出ガスおよび水蒸気は吸引しセラミック式消臭消煙装置１６・１７で処理した後外部２０に安全に排出する。すなわち熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは熱分解室２から吸引され第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へのトルネード風を起こす構造のセラミック１１により微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。
セラミック１１が再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
第一処理が終り、引き続き吸引し第二処理でセラミック層容器１７を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部２０に安全に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミックの自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミック１２は大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置１４を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。このセラミック式消臭消煙装置１６，１７はユニットパーツになっており、排出ガスの濃度、性質により単体または複数台を連結できるものである。
【実施例】
（実施例２）
【０００３７】
（有機物熱分解処理装置の別構造）
本発明の有機物熱分解処理装置は熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１は遠赤外線を発しマイナスイオン化する電気石のブラックトルマリンなどの天然石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また、ここで使用するブラックトルマリン石に替え、天然石の石灰岩などを使用しても同様の遠赤外線効果は得られるが、ブラックトルマリン石を使用することで遠赤外線効果とマイナスイオン化傾向はつよくなる。
熱分解室２下部の空気をマイナスイオン化するため熱分解室の底面に電気石のブラックトルマリン層２５を設けることで空気室３内に流入した空気は遠赤外線効果とマイナスイオン化する。
熱分解室層底面３０の起伏のある構造体は、下部の空気室層からマイナスイオン化した空気が熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などに空気流入パイプ２７を複数全体に配置する。平面状で無数の穴を開けても熱分解処理はおこるが微粒子状のセラミック灰が処理経過とともに積層し、空気の流入量が落ち、処理能力は落ちる結果となる。熱分解室２の起伏のある底面３０の発熱体２９で初期起動時、有機物１９を発熱させ帯熱させる、帯熱温度は約３５０〜４００℃で最初から有機物１９を熱分解室２に投入し熱分解処理を開始する。時間の経過とともに有機物１９がセラミック灰となり積層していき帯熱したセラミック層となる。
この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物１９が投入され、熱分解面を濡らし熱分解能力が落ちた場合は、発熱体２９を作動させ熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８およびセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復活させる役目をする。熱分解室壁面に溝３２をつくり結露による水滴が熱分解室底面を濡らし熱分解面積を減少させない構造とする。たれ落ちた場合の結露水は溝３２を通って外部に排出される。有機物がセラミック灰化して増量してきた場合は取り出し口１８から灰を排出する。
熱分解室２から吸引する消臭消煙装置１６．１７の吸引装置１４の吸引力は毎分約５〜７ｍ３で吸引する。空気流入口２６の天然石層１は５〜２５ミリの天然石を施し、吸引装置で調整しながら空気を流入させることが最良の熱分解処理装置となる。
有機物投入口６は熱分解室２と接続された、二重蓋構造とし投入口６の蓋を開け有機物を投入して、有機物１９が二重構造の下部の空間に移動する場合上部空間の蓋８が開き有機物１９下の空間に移動すると同時に上部空間の蓋８が閉まった後、有機物１９は下部空間の底面蓋９が開き有機物１９は熱分解室２に投下され交互に開閉する構造となる。このとき熱分解室が満タンで熱分解室に自然落下しない場合は底蓋を開ける前の熱分解室に有機物押え蓋３１を作動させる。投入口に有機物１９を運ぶ手段として、ステップ状の階段を施してもよい、またベルトコンベー２１により投入口に運ぶ、または、耐熱容器側面にエレベータを設置し、下で投入しそのままエレベータで投入口６まで自動で運び投入してもよい。
熱分解室２からでる排出ガスおよび水蒸気は吸引しセラミック式消臭消煙装置１６・１７で処理した後外部に安全に排出する。すなわち熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは熱分解室２から吸引され第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へのトルネード風を起こす構造のセラミック１１により微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミック１１が再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
第一処理が終り、引き続き吸引し第二処理でセラミック層容器１７を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部に安全に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミックの自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミック１２は大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。このセラミック式消臭消煙装置１６，１７はユニットパーツになっており、排出ガスの濃度、性質により単体または複数台を連結できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０００３８】
本発明の有機物熱分解処理装置は地球温暖化防止およびＣＯ２削減が急務な現在、電気、燃料を殆ど使用せず有機物を処理するのに燃焼を伴わず熱分解し、セラミック灰化を安定かつ長期的に行える。また、ゴミ問題においては埋め立て場所にも限界があり、溶融、焼却など、燃料および電気を膨大に消費しながら処理をしなければならないが現状ではあるが、本発明の有機物熱分解処理装置を使用すればＣＯ２削減効果とゴミの減量を同時にはかれることとなる。従って本発明は産業上、必ず出てくる有機廃棄物を小規模な事業所においても、廃棄物処理費用の軽減とＣＯ２削減を同時に行い、かつゴミの減量に貢献できるものである。また、食品リサイクル法、省エネ法など企業にとって厳しいＣＯ２削減とゴミの減量を自力で処理しなければならない法的強制力も加わるため、これから産業界にとっても本発明の利用価値はきわめて高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００３９】
【図１】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層４：磁石５：排気口６：投入蓋７：投入部８：投入部上部空間蓋９：投入部下部空間底蓋１０：耐熱容器１１：第一処理セラミック１２：第二処理セラミック１３：粉塵沈下室１４：吸入装置１５：切り替えスイッチ１６：第一セラミック処理容器１７：第二セラミック処理容器１８：排出口１９：有機物２０：外部排出口２１：ベルトコンベア２２：接続パイプ２３：接続パイプ２４：粉塵排出口２５：天然石・ブラックトルマリン層２６：空気取り入れ口２７：空気流入パイプ２８：天然石層・ゼオライト層２９：発熱体３０：起伏のある熱分解室底面３１：有機物押え蓋
【図２】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層５：排気口７：投入部８：投入部上部空間蓋９：投入部下部空間底蓋１０：耐熱容器１８：排出口１９：有機物２５：天然石・ブラックトルマリン層２６：空気取り入れ口２８：天然石層・ゼオライト層２９：発熱体３０：起伏のある熱分解室底面３２：溝
【図３】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層４：磁石１０：耐熱容器２７：空気流入パイプ２９：発熱体
【図４】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層１０：耐熱容器２５：天然石・ブラックトルマリン層２７：空気流入パイプ２９：発熱体
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機物を燃焼させずに熱分解し灰化させ、熱分解排出ガスをセラミック処理により酸化、触媒、分解するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の問題や多くの環境問題をかかえている。その中でもゴミ問題は埋め立て処理にも限界があり、溶融、焼却など、燃料および電気を膨大に消費しながら処理をしなければならないのが現状である。また、ＣＯ２削減が急務の日本において国民各々がこれにとりくまなければならない状況である。
【０００３】
こうした状況のなか小規模処理焼却炉などで、外部から空気取り入れ口に磁石を配置し磁気化した空気を焼却炉内に自然に取り入れ、焼却あるいは熱分解処理するという方法が一般的に開示されている技術である（特許第４００８１８１号、特願２００４−３３９６６）。
【０００４】
しかし、これらの技術では処理するうえで空気の自然給排気方法でかつ極端に空気調整弁でしぼられた空気では炉内の処理発生ガスと共に発生する水蒸気が自然排出では適切に排出されず、炉内壁面に水蒸気が結露し、結露した水分が焼却炉内底部に壁面からたれ落ち焼却床面を炉内壁から濡らしていき、時間の経過とともに焼却面積を縮小させ、処理能力が落ちていく問題を有している。
【０００５】
また、外部空気取り入れ口から焼却炉内に直接空気を自然に取り入れ、空気量を調整弁で減少されているため、取り入れ口付近のみの、わずかな空気量となり焼却炉全体に行き渡らない事と、外気温の低い空気が取り入れ口付近の焼却炉内の有機物の温度を低くし、焼却炉の処理能力が落ち安定した処理を得られないという問題を有している。
【０００６】
また、排出ガス処理において排出ガスは微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどを含むため、その処理方法としてガスバーナーなどで排出ガスを燃焼させる方法。シャワーリングにより水の中に解け込まし、水処理と共に活性炭などフィルター類による匂い処理をする方法がとられている。前記方法では熱分解炉としての構造であっても排出ガス処理が燃焼を伴う場合は廃棄物処理および清掃に関する法律では焼却炉と位置付けられ、焼却炉申請が必要となり、法手続きおよび維持費が膨大となる問題を有している。後者の方法では水処理による排水で水質汚濁防止法の法律による基準値内に収めるために、高価な水処理装置と維持費がかかる問題を有している。
【０００７】
また、焼却炉あるいは熱分解炉の起動時は炉底部に置かれた有機物に着火し、いったん焼却状態にしたうえで酸素を減少させ処理を開始する方法がとられている。この場合最初に火を使い処理が安定するまで燃焼させるため、初期に不安定な膨大な排出ガスが発生し排出ガス水処理装置などに不安定な影響をあたえる問題を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、有機物の熱分解処理を初期状態から長期的に安定化し、熱分解処理に燃料、電気を使わず、ダイオキシン類の発生を抑え、かつ排出ガス処理に燃焼処理、水処理を使わない、セラミック消臭消煙装置で安価で維持費を少なくし、ＣＯ２を減量させる有機物熱分解処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は有機物の熱分解処理を長期的に安定処理するとともに排出ガス処理を安価で維持費を少なくし、また安全に安定処理することにある。
【００１０】
すなわち、外部から遮断した耐熱容器１０内の熱分解処理室の下部に空気室層３を形成し、その空気室層３の底面に空気層全体がマイナスイオン化するための磁石４を施すかマイナスイオン化するための天然石層２５を形成するかである。空気室層に外部から流入する空気取り入れ口を施し２６、施した取り入れ口に天然石層１を設け外部から空気室層３へ入る空気は天然石層１を通過する構造と、空気室層３の上部に熱分解室２を設けてその底面３０は下部の空気室層３から上部熱分解室２に空気が遮断されることなく均一に流入するための起伏のある構造と、熱分解室２の起伏のある底部３０の上に天然石層２８を形成し天然石層２８の中に発熱体２９を設けることと、断熱容器上部７に投入口６から有機物１９を投入し密閉した後に耐熱容器内の熱分解室２に有機物１９を投入させる密閉蓋９を施す多重蓋にした投入口構造部７と熱分解により発生するガスを吸引する排気口５を耐熱容器１０に施すことと、熱分解室２から熱分解時に発生する排出ガスと水蒸気を吸引し、熱分解排出ガスを、熱分解室２と接続された酸化、触媒、分解するセラミック処理装置２２と吸引装置１４を持つ構造とした熱分解装置。
【０００１１】
外部から空気室層３に入る空気が天然石層１を通過するときに空気が天然石層１の間隙で摩擦しながら遠赤外線作用効果により空気が暖められるとともにマイナスイオン化することとなる。暖められた空気が空気室層３に流入し空気室層３の下部磁石４あるいは天然石層２５により更によりマイナスイオン化を強めて、上部の熱分解室２の起伏のある底面３０の天然石層２８内の空気流入パイプ３０から熱分解室２に均一にマイナスイオン化された空気が送られ安定した熱分解を得られる。
【０００１２】
熱分解処理の起動時は、発熱体２９に電気を通して所定の温度まで発熱させた後電気を切れば、天然石層２８がその温度を持続させ有機物と反応しながら熱分解を初期段階から安定した熱分解処理を持続させることができる。
【０００１３】
本発明の熱分解処理装置は熱分解時におけるダイオキシン発生をほとんど抑えることとなり、学問的な解明は完成されていないが、ダイオキシン発生の過程はごみ焼却時に有機物と塩素が結合して塩素化合物になるものをいうが、本熱分解装置では３５０〜４００℃で帯熱した天然石層２８と接触すると有機物１９の接触面で熱分解作用が起こり、熱分解作用時に炎と光を伴なわずセラミック灰化していく。有機物１９が熱分解される時マイナスイオン化した空気と天然石層２８から発生するカルシウムイオンが塩素と有機物との結合を妨げ、ダイオキシンの発生を防いでいると考えられる。このことは文献でダイオキシンの低温での分解方法として塩素が強い陰イオンでありイオン化傾向の高い金属と混ぜて燃焼させれば有機物との結合を防げる理論があり、天然石の石灰岩のようなカルシウムを含む物質も熱分解時に同様の効果を作用するとある。
【０００１４】
熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスには有機物の種類にもよるが一般ごみあるいはおむつ類など水分率の高い有機物１９を処理すると熱分解処理室２に多量の水蒸気、微粉末、煙、臭い、タール類などが発生し、特に熱分解処理時に発生する水蒸気の量が多くなれば、熱分解室壁面に水蒸気が結露し、熱分解室壁面から結露した水がたれ落ち熱分解室底面３０の熱分解面を濡らし処理面積を縮小さるために、この作用を防止するために熱分解室２に滞留する水蒸気を結露する前に強制排気にしなければならない。
【０００１５】
そのため、耐熱容器１０の排気口５に接続したセラミック処理装置２２と吸引装置１４により一定風量で吸引排気することにより、熱分解室２内の水蒸気を熱分解室２の壁面に結露する前に熱分解室２から排出排気する構造となっている。通常、熱分解室２の外気取り入れ口が開放されたままの状態で吸引した場合、熱分解室内は焼却状態になるが本発明の空気取り入れ口２６は天然石層１で密閉され、吸引することにより外部空気取り入れ口２６から天然石層１の間隙を空気が天然石と摩擦しながら遠赤外線作用を受け熱分解室２下部の空気室３に流入する構造である。従って空気流入量は吸引装置１４の力によって決まるのである。
【０００１６】
熱分解処理時に発生する微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは吸引装置１４によりセラミック分解処理装置２２に吸引し処理した後セラミック分解処理装置２２のセラミック１１は一定の時間後自己再生するセラミック１１である。
【０００１７】
そして、セラミック処理装置２２に吸引された微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどはセラミック表面に吸着し臭気成分、油脂成分、煙分、溶剤成分などの物質は電荷を持たない中性の原子、分子間などで主となって働く凝集力のファンデルワース作用によりセラミックがトルネード風を起こす構造でセラミック内に回転しながら引き込まれ、更にセラミック分子原子領域まで浸透し、そこで分子分級、加水分解、酸化作用、イオン交換の触媒作用に遭遇し、本来の対象となる合成成分物質が互いの結合を解かれ、やがて本来の構成基礎物質へと酸化還元を繰り返し、無臭化無害化現象を起こすセラミックである。
【０００１８】
このセラミックはセラミックブロックまたはセラミック粒体からなり、単体もしくは複数体から構成され、セラミック自体は酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム、石灰岩を主原料とし任意の形状に成形され焼成することにより、表面と内部に無数の細孔が形成され細孔に臭気やオイルミストを吸着し前記の分解作用を起こすセラミックである。
【０００１９】
熱分解室２より吸引された微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは第一セラミック処理室１６は前記作用のセラミック１１で処理し、上から下へトルネード風を起こす構造でセラミック１１内に回転しながら引き込まれことにより微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミックが再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミック１１は自己再生するための一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、片方が作動しているときは、もう片方は作用を休止しセラミックの自己再生を行う構造となる。
【０００２０】
第一セラミック処理が終り、第二セラミック処理でセラミック層容器１２を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層を通過させ、外部２０に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、前記同様のセラミック１２の自己再生を行う構造となる。第二セラミック処理で使用するセラミック１２は粒形状の層をなす構造である。
【０００２１】
熱分解室２からの吸引は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引機１４を取り付けても、第一セラミック処理の後に取り付けてもよい。
【発明の効果】
【０００２２】
本発明のセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置は有機物を燃料、電気を殆ど使用せず長期に安定した熱分解処理し、熱分解排出ガスを高価な燃焼処理ならびに水処理を伴わない自己再生機能をもつセラミック処理により安全で安価で維持費を少なくしＣＯ２量を減少させる効果がある。すなわち、外部空気を遠赤外線効果のある天然石層１内を熱分解室２から接続する消臭消煙機１６・１７に付帯する吸引機１４から吸引させ天然石層１を通過した空気が遠赤外線効果により暖められるとともにマイナスイオン化され、熱分解室下部にある空気室層３で磁石４により更にマイナスイオン化され、上部熱分解室２全体に前記の空気がいきわたり安定した熱分解処理が起こる。熱分解処理で発生する排出ガスに含まれる微粉塵、タール分、水蒸気、臭い、はガスバーナーなどで行う燃焼処理または水処理ではなく安全で安価な自己再生機能をもつセラミック消臭消煙機で処理するものである。熱分解室２内部で発生する水蒸気が処理能力低下につながる熱分解炉内部に結露した水分がたれ落ちる前にセラミック消臭消煙機に付帯する吸引装置１４で強制吸引されるため、熱分解処理が長期に安定して得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
本発明にかかるセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置の構成について、以下に詳しく説明する。
【０００２３】
本発明にかかるセラミック式排出ガス分解装置を持つ有機物熱分解装置は目的とする有機物の長期安定熱分解処理するとともに熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスを自己再生するセラミック式消臭消煙処理装置により酸化、触媒、分解する有機物熱分解装置ついて以下に詳しく説明する
【０００２４】
本発明にかかる熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１はたとえば遠赤外線を発するブラックトルマリンなどの天然電気石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然電気石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然電気石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また天然石はブラックトルマリンに限らず遠赤外線効果のある天然石であってもよい。
【０００２５】
本発明にかかる空気室層３の下に取り付ける空気を磁気化するための磁石４は熱分解室からの熱影響を受けるためキューリー温度約８００度、使用温度約３００度と磁力が長期安定し熱に強いサマコバ磁石など望ましく、複数取り付けることが望ましい。
【０００２６】
本発明にかかる熱分解室底面３０の起伏のある構造は下部の空気室層３からマイナスイオン化した空気が天然石層の中に施した空気流入パイプより熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などで熱分解処理したセラミック灰が被っても常に空気が流入する構造をもつものが望ましい。
【０００２７】
本発明の熱分解室２は耐熱性に優れた材質でたとえば鉄製あるいはステンレス製が望ましい。
熱分解室底面３０に施す天然石層２８の天然石は帯熱しやすいゼオライトなど石灰岩が望ましく粒形は１〜５０ミリ程度が望ましくそれ以下でもよく、帯熱持続効果は粒形が大きいほど大きいが有機物熱分解処理後に有機物が微細なセラミック灰となり天然石層２８に積層していくため下部空気室層３からの熱分解処理室２にマイナスイオン化空気が均等に流入するためには１〜５０ミリの天然石が望ましく、天然石層２８のなかに空気流入パイプ２７を設けかつ、発熱体２９を設けることが望ましい。
【０００２８】
前記発熱体２９はステンレス棒などに覆われた約７００℃程度まで発熱できる発熱体を天然石層２８内に施し、この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物が投入した場合、熱分解面を一時的に濡らし熱分解能力が落ちた場合は、熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８およびセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復帰させる役目を有する。
【０００２９】
本発明での耐熱容器構造は吸引装置１４を付けたセラミック式消臭消煙装置で吸引するが耐熱容器構造から吸引する場合は他の消臭消煙方法で吸引装置１４を付けて吸引すれば本発明の熱分解処理作用と同等の効果を得ることができる。
【０００３０】
本発明での空気の流入調整は熱分解室２に流入するための空気取り入れ口２６は天然石層１で密閉されているため、天然石層１の間隙を吸引により空気を通過させる構造であるため、空気の自然取り入れが殆どできない、空気の取り入れ量は吸入装置１４の吸引力により調整する。
吸引装置１４はインバータ化し、これにより精度の高い調整ができる。吸引力は毎分５〜１０ｍ３が望ましい。これ以下だと水蒸気の結露が起こりやすくなり、これ以上だと空気量が増え熱分解を超え燃焼傾向に入り、熱分解室が高温化してくる。
【０００３１】
本発明での熱分解室で分解処理排出ガスおよび水蒸気は熱分解室と接続されているセラミック消臭消煙装置１６・１７に吸引される、吸引作用はセラミック消臭消煙装置１６・１７に接続されているインバータ化した吸引装置１４により吸引する。熱分解室に流入するマイナスイオン化した空気はこの吸引力によるものとなる。
【０００３２】
熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスにある微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へトルネード風を起こす構造でセラミック内に回転しながら引き込まれことにより微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミックが再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
【０００３３】
第一処理が終り、第二処理でセラミック層容器を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部２０に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミック１２の自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミックは大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
【０００３４】
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置１４を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。また、排出ガスの処理量により第一処理セラミック容器１６、第二処理セラミック容器１７を増設して調整することができる。
【０００３５】
本発明の有機物熱分解装置は長期的に安定した熱分解処理を行うために、熱分解処理時に発生する水蒸気を熱分解室２から熱分解室壁面に結露する前に吸引機１４により吸引し、熱分解処理を長期的に安定させることができる。取り入れる空気に遠赤外線効果をもたせることで熱分解処理能力を安定化でき、取り入れた空気がマイナスイオン化され熱分解処理面全体に行き渡ることで長期的に安定した熱分解処理が行える。熱分解処理時に発生する熱分解排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは吸引したセラミック式消臭消煙装置１６，１７により吸着分解され外部２０へ安全に排出させる。従がって本発明の有機物熱分解処理装置は有機物を長期的に安定処理でき排出ガスも安全で安価に処理できる有機物熱分解処理装置の最良の形態である。
【実施例】
（実施例１）
【０００３６】
（有機物熱分解処理装置の構造）
本発明の有機物熱分解処理装置は熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１は遠赤外線を発するブラックトルマリンなどの天然石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また、ここで使用するブラックトルマリン石に替え、天然石の石灰岩などを使用しても同様の遠赤外線効果は得られるが、ブラックトルマリン石を使用することで遠赤外線効果とマイナスイオン化傾向はつよくなる。
熱分解室２下部の空気を磁気化するための磁石４は熱分解室からの熱影響を受けるため使用温度約３００度と磁力が長期安定し熱に強いサマコバ磁石を複数取り付ける。またフェライト磁石、ネオジウム磁石アルニコ磁石を使用してもよいが耐熱性能を考慮するとサマコバ磁石が最良の磁石とわかった。熱分解室層底面３０の起伏のある構造体は、下部の空気室層からマイナスイオン化した空気が熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などに空気流入パイプ２７複数全体に配置する。平面状で無数の穴を開けても熱分解処理はおこるが微粒子状のセラミック灰が処理経過とともに積層し、空気の流入量が落ち、処理能力は落ちる結果となる。熱分解室２の起伏のある底面３０に積層したゼオライトの中の発熱体２９で初期起動時、発熱させゼオライトを帯熱させる、帯熱温度は約３５０〜４００℃でその状態で有機物１９を熱分解室２に投入し熱分解処理を開始する、また、有機物は帯熱前に熱分解室２に入れておいてもよい。この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物１９が投入され、熱分解面を濡らし熱分解能力が落ちた場合は、発熱体２９を作動させ熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８と積層しているセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復活させる役目をする。
熱分解室２から吸引する消臭消煙装置１６・１７の吸引装置１４の吸引力は毎分約５〜７ｍ３で吸引する。それ以下では処理の能力が落ち水蒸気が結露し始める。またそれ以上であれば結露は起こらないが熱分解処理が燃焼傾向になる。吸引装置１４が稼動しない場合は空気の流入が殆ど天然石層１に阻害され、熱分解処理能力が序所に落ちていき、やがて処理がおわることとなる。また、天然石を２５〜６０ミリ程度を空気取り入れ口使用すると吸引装置なしで熱分解対流で分解処理が継続するが、空気の流入調整ができないため有機物の水分量が少ないハイプラ類が多くなると燃焼傾向にはいることになる。従って空気流入口２６の天然石層１は５〜２５ミリの天然石を施し、吸引装置１４で調整しながら空気を流入させることが最良の熱分解処理装置となることがわかった。
有機物投入口６は熱分解室２と接続された、二重蓋構造とし投入口６の蓋を開け有機物を投入して、有機物１９が二重構造の下部の空間に移動すると上部空間の蓋８が開き有機物１９下の空間に移動すると同時に上部空間の蓋８が閉まった後、有機物１９は下部空間の底面蓋９が開き有機物１９は熱分解室２に投下される交互に開閉する構造となる。このとき熱分解室が満タンで熱分解室に自然落下しない場合は底蓋を開ける前に熱分解室に有機物を押える蓋３を作動させる。投入口に有機物を運ぶ手段として、ステップ状の階段を施してもよい、またベルトコンベアー２１により投入口６に運ぶ、または、耐熱容器側面にエレベータを設置し、下で投入しそのままエレベータで投入口６まで自動で運び投入してもよい。熱分解室２からでる排出ガスおよび水蒸気は吸引しセラミック式消臭消煙装置１６・１７で処理した後外部２０に安全に排出する。すなわち熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは熱分解室２から吸引され第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へのトルネード風を起こす構造のセラミック１１により微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。
セラミック１１が再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
第一処理が終り、引き続き吸引し第二処理でセラミック層容器１７を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部２０に安全に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミックの自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミック１２は大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置１４を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。このセラミック式消臭消煙装置１６，１７はユニットパーツになっており、排出ガスの濃度、性質により単体または複数台を連結できるものである。
【実施例】
（実施例２）
【０００３７】
（有機物熱分解処理装置の別構造）
本発明の有機物熱分解処理装置は熱分解室２下部の空気室層３に外部から流入させる空気が通過する天然石層１は遠赤外線を発しマイナスイオン化する電気石のブラックトルマリンなどの天然石で粒形が５〜２５ミリ程度が望ましい。５ミリ以下だと積層する天然石の間隙が細かくなり吸引する力が多く必要となり、従って適切な吸引力によって目的の遠赤外線効果を得る最良の天然石の大きさは５〜２５ミリ程度が望ましい。また、ここで使用するブラックトルマリン石に替え、天然石の石灰岩などを使用しても同様の遠赤外線効果は得られるが、ブラックトルマリン石を使用することで遠赤外線効果とマイナスイオン化傾向はつよくなる。
熱分解室２下部の空気をマイナスイオン化するため熱分解室の底面に電気石のブラックトルマリン層２５を設けることで空気室３内に流入した空気は遠赤外線効果とマイナスイオン化する。
熱分解室層底面３０の起伏のある構造体は、下部の空気室層からマイナスイオン化した空気が熱分解面全体に行き渡る構造でたとえば山形構造、波形構造などに空気流入パイプ２７を複数全体に配置する。平面状で無数の穴を開けても熱分解処理はおこるが微粒子状のセラミック灰が処理経過とともに積層し、空気の流入量が落ち、処理能力は落ちる結果となる。熱分解室２の起伏のある底面３０の発熱体２９で初期起動時、有機物１９を発熱させ帯熱させる、帯熱温度は約３５０〜４００℃で最初から有機物１９を熱分解室２に投入し熱分解処理を開始する。時間の経過とともに有機物１９がセラミック灰となり積層していき帯熱したセラミック層となる。
この発熱体２９は水分量が極端に多い有機物１９が投入され、熱分解面を濡らし熱分解能力が落ちた場合は、発熱体２９を作動させ熱分解面すなわち帯熱している天然石層２８およびセラミック灰層の帯熱温度を復帰させるとともに熱分解処理能力を復活させる役目をする。熱分解室壁面に溝３２をつくり結露による水滴が熱分解室底面を濡らし熱分解面積を減少させない構造とする。たれ落ちた場合の結露水は溝３２を通って外部に排出される。有機物がセラミック灰化して増量してきた場合は取り出し口１８から灰を排出する。
熱分解室２から吸引する消臭消煙装置１６．１７の吸引装置１４の吸引力は毎分約５〜７ｍ３で吸引する。空気流入口２６の天然石層１は５〜２５ミリの天然石を施し、吸引装置で調整しながら空気を流入させることが最良の熱分解処理装置となる。
有機物投入口６は熱分解室２と接続された、二重蓋構造とし投入口６の蓋を開け有機物を投入して、有機物１９が二重構造の下部の空間に移動する場合上部空間の蓋８が開き有機物１９下の空間に移動すると同時に上部空間の蓋８が閉まった後、有機物１９は下部空間の底面蓋９が開き有機物１９は熱分解室２に投下され交互に開閉する構造となる。このとき熱分解室が満タンで熱分解室に自然落下しない場合は底蓋を開ける前の熱分解室に有機物押え蓋３１を作動させる。投入口に有機物１９を運ぶ手段として、ステップ状の階段を施してもよい、またベルトコンベー２１により投入口に運ぶ、または、耐熱容器側面にエレベータを設置し、下で投入しそのままエレベータで投入口６まで自動で運び投入してもよい。
熱分解室２からでる排出ガスおよび水蒸気は吸引しセラミック式消臭消煙装置１６・１７で処理した後外部に安全に排出する。すなわち熱分解室２で発生した熱分解処理排出ガスの微粉塵、タール分、水蒸気、臭いなどは熱分解室２から吸引され第一段階で第一セラミック処理室１６のセラミック１１で処理し、上から下へのトルネード風を起こす構造のセラミック１１により微粉塵、タール分、水蒸気など、排出ガスに含まれる成分の大部分を第一セラミック処理室１６で除去する構造となる。セラミック１１が再生し始めるとセラミック１１に付着した粉塵タール分は乾燥して粉塵沈下室１３にたまっていき、たまった粉塵タール分は排出口２４から取り出す。また第一段階処理でのセラミックは自己再生するために一定時間を必要とするため、単道ではなく複道構造とし、自動切り替えスイッチ１５により一定時間で切り替え、一方で処理し、他方のセラミックは自己再生を行うため休める構造となる。
第一処理が終り、引き続き吸引し第二処理でセラミック層容器１７を通過させ、有害、毒性、危険性ガス、オイルミスト、ヒューム、パーティクルなどを吸着、吸収、無害化させるセラミック層１２を通過させ、外部に安全に排気する構造である。この第二処理工程でも単道ではなく複道構造とし、自動切換えスイッチ１５により一定時間で切り替え、セラミックの自己再生を行う構造となる。このときに使うセラミック１２は大小の粒形状の自己再生型セラミックを使用する。
熱分解室２からの吸引装置１４は第二処理セラミック層容器１７の後に吸引装置を取り付けても、第一セラミック処理容器１６の後に取り付けてもよい。また自己再生型消臭消煙用セラミックは吸着面積を増やすため粒形状にディンプル形状をしたものさまざまな形に吸着面積を増やす加工をしたセラミックを使用する。このセラミック式消臭消煙装置１６，１７はユニットパーツになっており、排出ガスの濃度、性質により単体または複数台を連結できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０００３８】
本発明の有機物熱分解処理装置は地球温暖化防止およびＣＯ２削減が急務な現在、電気、燃料を殆ど使用せず有機物を処理するのに燃焼を伴わず熱分解し、セラミック灰化を安定かつ長期的に行える。また、ゴミ問題においては埋め立て場所にも限界があり、溶融、焼却など、燃料および電気を膨大に消費しながら処理をしなければならないが現状ではあるが、本発明の有機物熱分解処理装置を使用すればＣＯ２削減効果とゴミの減量を同時にはかれることとなる。従って本発明は産業上、必ず出てくる有機廃棄物を小規模な事業所においても、廃棄物処理費用の軽減とＣＯ２削減を同時に行い、かつゴミの減量に貢献できるものである。また、食品リサイクル法、省エネ法など企業にとって厳しいＣＯ２削減とゴミの減量を自力で処理しなければならない法的強制力も加わるため、これから産業界にとっても本発明の利用価値はきわめて高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００３９】
【図１】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層４：磁石５：排気口６：投入蓋７：投入部８：投入部上部空間蓋９：投入部下部空間底蓋１０：耐熱容器１１：第一処理セラミック１２：第二処理セラミック１３：粉塵沈下室１４：吸入装置１５：切り替えスイッチ１６：第一セラミック処理容器１７：第二セラミック処理容器１８：排出口１９：有機物２０：外部排出口２１：ベルトコンベア２２：接続パイプ２３：接続パイプ２４：粉塵排出口２５：天然石・ブラックトルマリン層２６：空気取り入れ口２７：空気流入パイプ２８：天然石層・ゼオライト層２９：発熱体３０：起伏のある熱分解室底面３１：有機物押え蓋
【図２】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層５：排気口７：投入部８：投入部上部空間蓋９：投入部下部空間底蓋１０：耐熱容器１８：排出口１９：有機物２５：天然石・ブラックトルマリン層２６：空気取り入れ口２８：天然石層・ゼオライト層２９：発熱体３０：起伏のある熱分解室底面３２：溝
【図３】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層４：磁石１０：耐熱容器２７：空気流入パイプ２９：発熱体
【図４】１：天然石層・ブラックトルマリン層２：熱分解室３：空気室層１０：耐熱容器２５：天然石・ブラックトルマリン層２７：空気流入パイプ２９：発熱体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空間から遮断された熱分解室を形成する耐熱容器と熱分解により発生するガスを吸引する排気口を耐熱容器に施すことと、耐熱容器の熱分解室下部に空気層を形成する空間室と、その空間空気室層に外部から空気を流入させる構造であり、流入口に天然石の層を形成し外部から空気が流入する際に空気が天然石層を通過することを特徴とする熱分解装置。
【請求項２】
請求項１に記載の耐熱容器上部に有機物を投入し密閉した後に耐熱容器内の熱分解室に有機物を投入させる多重蓋を施した投入口構造部と耐熱容器の熱分解室下部の空気室層に外部から流入させた下部空気室層の空気全体を磁気化させる磁石手段を持つことを特徴とする熱分解装置。
【請求項３】
請求項１、２、における熱分解室の下部空気室層に空気を流入させる天然石層箇所は１箇所から複数箇所を持つことを特徴とする熱分解装置。
【請求項４】
請求項１、２、３における熱分解室の下部空気層と上部熱分解室とを区切る熱分解室底面は下部空気層から空気が流入することを妨げない起伏のある底面構造であることと、熱分解室底面に天然石層を形成したことを特徴とする熱分解装置。
【請求項５】
請求項４における熱分解室の底面に形成した天然石層内に発熱体を施したことを特徴とする熱分解装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、５における熱分解装置から熱分解時に発生する熱分解排気ガスを吸引装置で吸引することを特徴とする熱分解装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５における熱分解装置から熱分解時に発生するガスを吸引し、熱分解処理発生ガスを熱分解室と接続されたセラミック消臭消煙処理装置に吸引装置で通過させることにより、熱分解排出ガスを酸化、触媒、分解することを特徴とする熱分解装置。
【請求項１】
外部空間から遮断された熱分解室を形成する耐熱容器と熱分解により発生するガスを吸引する排気口を耐熱容器に施すことと、耐熱容器の熱分解室下部に空気層を形成する空間室と、その空間空気室層に外部から空気を流入させる構造であり、流入口に天然石の層を形成し外部から空気が流入する際に空気が天然石層を通過することを特徴とする熱分解装置。
【請求項２】
請求項１に記載の耐熱容器上部に有機物を投入し密閉した後に耐熱容器内の熱分解室に有機物を投入させる多重蓋を施した投入口構造部と耐熱容器の熱分解室下部の空気室層に外部から流入させた下部空気室層の空気全体を磁気化させる磁石手段を持つことを特徴とする熱分解装置。
【請求項３】
請求項１、２、における熱分解室の下部空気室層に空気を流入させる天然石層箇所は１箇所から複数箇所を持つことを特徴とする熱分解装置。
【請求項４】
請求項１、２、３における熱分解室の下部空気層と上部熱分解室とを区切る熱分解室底面は下部空気層から空気が流入することを妨げない起伏のある底面構造であることと、熱分解室底面に天然石層を形成したことを特徴とする熱分解装置。
【請求項５】
請求項４における熱分解室の底面に形成した天然石層内に発熱体を施したことを特徴とする熱分解装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、５における熱分解装置から熱分解時に発生する熱分解排気ガスを吸引装置で吸引することを特徴とする熱分解装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５における熱分解装置から熱分解時に発生するガスを吸引し、熱分解処理発生ガスを熱分解室と接続されたセラミック消臭消煙処理装置に吸引装置で通過させることにより、熱分解排出ガスを酸化、触媒、分解することを特徴とする熱分解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８３９３２（Ｐ２００９−１８３９３２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６９９２（Ｐ２００８−５６９９２）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（５９８１６２４２５）株式会社エスコアドバンス (4)
【出願人】（５０８０６９７２９）有限会社ミナック (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（５９８１６２４２５）株式会社エスコアドバンス (4)
【出願人】（５０８０６９７２９）有限会社ミナック (1)
【Ｆターム（参考）】
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