産業廃棄物溶融固化装置
【課題】酸素富化空気や高温の空気で産業廃棄物を溶融処理するにおいて、その燃焼速度の制御を簡単にできる産業廃棄物溶融固化装置を提供する。
【解決手段】 溶融炉１０と、溶融炉１０に酸素富化空気を供給する酸素発生装置３０と、溶融炉１０内に臨むように設けられたバーナ２８とを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物ｗを上記溶融炉１０に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナ２８からの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する。溶融炉１０に形成した投入口１５に、投入ゲート１６を介して水冷ジャケット２２を設け、その水冷ジャケット２２に、産業廃棄物ｗを投入する投入ドア２３を設けると共に水冷ジャケット２２に、投入された産業廃棄物ｗを上記投入口１５に押し出して燃焼速度を制御するプッシャー２５を設けて投入速度を制御する。
【解決手段】 溶融炉１０と、溶融炉１０に酸素富化空気を供給する酸素発生装置３０と、溶融炉１０内に臨むように設けられたバーナ２８とを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物ｗを上記溶融炉１０に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナ２８からの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する。溶融炉１０に形成した投入口１５に、投入ゲート１６を介して水冷ジャケット２２を設け、その水冷ジャケット２２に、産業廃棄物ｗを投入する投入ドア２３を設けると共に水冷ジャケット２２に、投入された産業廃棄物ｗを上記投入口１５に押し出して燃焼速度を制御するプッシャー２５を設けて投入速度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を溶融固化するための産業廃棄物溶融固化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業廃棄物でアスベスト、残農薬、焼却灰等の固形物は、一般にプラスチック又は木製の可燃物の容器に格納されていて、人体に及ぼす悪影響を避けるためにも容器に包装のまま炉に直接投入して燃焼処理することが望ましい。
【０００３】
しかし、アスベストや焼却灰等の固形物は、通常の溶融炉では溶融処理することが困難である。
【０００４】
特許文献１〜３に示されるように、酸素富化空気を用いて燃焼させて、炉内温度を１５００℃以上にすることで、これら固形物を溶融処理することが提案されている。
【０００５】
また酸素富化空気を用いずに、排ガスと燃焼空気を熱交換して高温の空気（熱風）とし、これをバーナに導入することでも、炉内温度を１５０℃以上とすることも提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１７７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１８４８号公報
【特許文献３】特開平８−２００６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら固形物は様々な可燃物が混ざり合っており、可燃物の燃焼に必要な酸素富化空気や高温の空気を導入する結果、可燃物の量や質に伴い燃焼速度が異なることにより、炉内温度及び炉内圧力の制御が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、酸素富化空気や高温の空気で産業廃棄物を溶融処理するにおいて、その燃焼速度の制御を簡単にできる産業廃棄物溶融固化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】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、溶融炉と、溶融炉に酸素富化空気を供給する酸素発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、溶融炉と、溶融炉に排ガスと熱交換した高温の空気を供給する熱風発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を高温の空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、投入口は、溶融炉の側壁に形成され、その投入口に、耐火物からなると共に産業廃棄物及びプッシャーを通過させる開口を有する投入ゲートがスライド自在に設けられ、その投入口に対して水平に水冷ジャケットが接続され、プッシャーは、産業廃棄物を投入口に向けて水平に押し出すように水冷ジャケットに設けられる請求項１または２記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【００１２】
請求項４の発明は、溶融炉は、その下部が、連通路を介して二次炉と接続され、溶融炉内に投入された産業廃棄物中の可燃分が、熱分解されると共に不燃分が溶融され、その熱分解ガスが連通路を介して二次炉に導入されて二次燃焼され、溶融物が、高温ガスと並行して連通路を流れて、その連通路の底部に形成した排出口から排出される請求項１〜３いずれか記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、溶融炉は、連通路を含む下部が取り外し可能に設けられる請求項１〜４いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、産業廃棄物は、収容容器毎水冷ジャケットに投入される請求項１〜５いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶融炉に産業廃棄物を投入するにおいて、水冷ジャケットとプッシャーを用いて溶融炉に投入することで、溶融炉内の燃焼制御が容易にできるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は、本発明の産業廃棄物溶融固化装置の全体図を示したもので、基本的には、産業廃棄物ｗを燃焼し溶融する溶融炉１０と、溶融炉１０で発生した熱分解ガスを燃焼させる二次炉１１と、二次炉１１で発生した燃焼排ガス中の塩素などのハロゲンを中和除去する中和槽１２とから構成される。
【００１８】
溶融炉１０は耐火物で箱形に形成され、二次炉１１は同じく耐火物で箱形或いは筒状に形成され、溶融炉１０と二次炉１１の下部が、連通路１３で一体に接続される。
【００１９】
溶融炉１０と二次炉１１の下部は、図示した分割線Ｌで、上下に分割され、溶融炉１０の炉床１０ａと連通路１３の下部１３ａとが、取り外し可能に設けられ、これらが消耗したときに簡単に取り替えができるようになっている。
【００２０】
連通路１３の上部１３ｂは、溶融炉１０の上部１０ｂと一体に形成され、その上部１３ｂに、二次炉１１の下部１１ａが、接続されるようになっている。
【００２１】
溶融炉１０の上部１０ｂと二次炉１１は、架台１４にて支持され、溶融炉１０の炉床１０ａと連通路１３の下部１３ａは、分割線Ｌで、フランジ（図示せず）などにて、連通路１３の上部１３ｂと溶融炉１０の上部１０ｂに取り外し可能に接続される。
【００２２】
二次炉１１と反対側の溶融炉１０の側壁には、投入口１５が形成され、その投入口１５に耐火物からなる投入ゲート１６が設けられる。
【００２３】
投入ゲート１６は、図３に示すように投入口１５と同じ開口１７が形成された耐火物からなるスライド板１８が、溶融炉１０の側壁に設けたゲートボックス１９内に上下スライド自在に設けられ、スライド板１８の下部に油圧シリンダ２１のロッド２０が接続され、油圧シリンダ２１にて上下動されることで、投入口１５を開閉できるようになっている。またこの油圧シリンダ２１間には後述するバーナ２８が位置する。
【００２４】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように投入ゲート１６には、産業廃棄物ｗを投入するための水冷ジャケット２２が接続される。水冷ジャケット２２には、産業廃棄物ｗの投入ドア２３が油圧シリンダ２４にて開閉自在に設けられると共に水冷ジャケット２２内に投入された産業廃棄物ｗを投入口１５に押し出すためのプッシャー２５が設けられる。
【００２５】
水冷ジャケット２２は、投入口１５と同じ大きさの断面に形成され、投入ドア２３から投入口１５までが、水冷構造にされ、後述する給水ライン２６から冷却水が供給され、排水ライン２７から排水され、その冷却水が、排水ライン２７より中和槽１２に戻され循環するようになっている。
【００２６】
産業廃棄物ｗは、例えば、５０×５０×１００ｃｍの容器内に、アスベストなどが収容されたものからなり、その容器毎水冷ジャケット２２内に投入される。
【００２７】
これにより産業廃棄物ｗの外形寸法が一定となり、プッシャー２５による押出速度で、燃焼速度を制御することが可能となる。
【００２８】
図１に示すように、溶融炉１０の炉床１０ａの側壁には、重油などの燃料が供給されるバーナ２８が設けられる。このバーナ２８とその上部の側壁に、酸素富化空気が供給される。
【００２９】
酸素富化空気は、酸素発生装置（ＰＳＡ）３０にて、酸素濃度９０％前後の酸素が製造される。この酸素発生装置３０は、詳細は図示していないが、一対の窒素吸着塔からなり、圧縮空気を一方の吸着塔に供給して窒素を吸着することで酸素を製造し、他方の吸着塔では、圧力を大気圧まで減圧することで吸着した窒素がパージされて再生され、これを交互に繰り返すことで酸素を連続的に製造する。
【００３０】
連通路１３の上部１３ｂには、連通路１３を通る燃焼ガスの温度を検出する温度検出器３１が設けられ、燃焼ガス温度が１５００℃以上となるようにバーナ２８が制御される。
【００３１】
連通路１３の下部１３ａには、溶融炉１０内で溶融した溶融物ｓを排出する排出口３２が設けられ、その排出口３２に水冷コンベアー３３が接続される。
【００３２】
水冷コンベアー３３は、冷水を貯留する水槽３５に、掻き取りコンベアー３６を、その水槽３５の底面から液面上部に延びるように設け、その液面から延びた掻き取りコンベアー３６を覆って溶融物を排出する排出フード３７が設けられて構成され、排出口３２より水槽３５に落下して水砕冷却された溶融物ｓを掻き取って液面上に掻き上げ排出フード３７の排出口から固形物ピット３８に排出するようになっている。
【００３３】
水槽３５内には、給水ライン２６から冷却水が供給され、排水ライン４０を介して中和槽１２に戻される。水槽３５では、溶融物の冷却により蒸気が発生するが、蒸気が排出口３２から連通路１３内に逆流しないように、水槽３５の上部の圧力が圧力計３８にて検出され、排水ライン４０に接続した制御弁４２が開閉制御されて、水槽３３内の圧力が、連通路１３内の圧力より低くなるようにされる。
【００３４】
二次炉１１には、連通路１３からの熱分解ガスを燃焼させるための二次バーナ４４が設けられ、そのバーナ４４が二次炉１１に設けた温度検出器４５にて制御される。このバーナ４４には、通常の空気を供給する。
【００３５】
二次炉１１からの排ガスは排ガスライン４６よりジェットスクラバー４７を介して中和槽１２に供給される。ジェットスクラバー４７には給水ライン２６からの給水が排ガスライン４６からの排ガスと共に中和槽１２内に噴射される。
【００３６】
この中和槽１２には、ジェットスクラバー４７と対向して排気ライン４８が接続され、その排気ライン４８に誘引ファン４９が接続され、誘引ファン４９により、溶融炉１０、二次炉１１の排ガスが吸引されてジェットスクラバー４７を介して中和槽１２に排ガスが導入されるようになっている。
【００３７】
中和槽１２には、補給水ライン５０が設けられ、中和槽１２に設けた液位計５１にて中和槽１２内の液位が検出され、それに応じて補給水ライン５０の給水弁５２が開閉され、中和槽１２内の液位が一定になるようにされる。
【００３８】
中和槽１２の補給水ライン５０と対向する側には給水ライン２６が接続され、その給水ライン２６に循環ポンプ５４が接続され、給水ライン２６にて中和槽１２の水が、水冷ジャケット２２、水冷コンベアー３３に供給されるようになっている。
【００３９】
中和槽１２には、苛性ソーダ供給装置５３から苛性ソーダが供給され、ジェットスクラバー４７から導入される排ガス中の塩素、臭素などのハロゲンを中和するようになっている。この苛性ソーダ供給装置５３は、循環ポンプ５４の上流側の給水ライン２６に設けたｐＨ計５５の検出値に応じて、中和槽１２に供給する苛性ソーダ量が調整される。
【００４０】
また中和槽１２の底部１２ａは、ジェットスクラバー４７から排気ライン４８側にかけて順次下方に傾斜され、ジェットスクラバー４７から導入される排ガス中の固形分が底部１２ａを流下するようにされる。
【００４１】
中和槽１２には、図１、図４に示すように、中和液中の固形分を分離するセパレータ５７が設けられ、セパレータ５７の下流側に固形分が流れないようにすると共にセパレータ５７を伝って固形分が底部１２ａに沈殿するようにされる。またセパレータ５７と底部１２ａとには固形分が流れる隙間ｄを形成する。
【００４２】
中和槽１２には、固形分と共に余剰の中和液を排水する排水ライン５８が接続される。
【００４３】
次に、本発明の溶融処理を説明する。
【００４４】
投入ドア２３を開き、処理物である産業廃棄物ｗを容器毎水冷ジャケット２２内に投入後、そのドア２３を閉じてから、投入ゲート１６を開き、プッシャー２５で溶融炉１０に投入する際の速度を加減し、炉内輻射を産業廃棄物ｗの前面に受け、そこで、可燃物の熱分解を徐々に行わしめることとし、プッシャー速度による燃焼量の制御を行う。
【００４５】
冷水ジャケット２２は、水冷構造で投入する産業廃棄物ｗを冷却するため、クリンカーの発生を防ぐと共にプッシャー機能が高温による低下を避けることとしている。
【００４６】
投入ゲート１６は、スライド板１８の下部に接続した油圧シリンダ２１で上下動させるため、熱の影響を受けることがなく、またスライド板１８の開口１７は、投入口１５と同じ大きさにされるため、産業廃棄物ｗとプッシャー２５の先端のガイドとなると共に溶融炉１０から水冷ジャケット２２内への熱風の侵入を防止する。
【００４７】
産業廃棄物ｗ中の可燃物は、熱分解ガスとなり、溶融炉１０内に流入し、下向きに流れ、側壁に設けられたバーナ２８からの酸素富化空気により完全燃焼し、高温を発生させることができるので、バーナ２８からの燃料を節約させることができる。
【００４８】
高温燃焼ガスは、炉床１０ａに近い底部を流れ、溶融物ｓの排出口までの加温を行い溶融物ｓの炉１０内での固化を防止する。
【００４９】
溶融物ｓは、排出口３２から水冷コンベアー３３内に落下し、瞬時に水砕冷却される。
【００５０】
ＰＳＡ等の酸素発生装置３０は、概ね酸素が９０％前後であるため大気を用いた燃焼の如く、窒素（７９％）による冷却効果がないため、極めて容易に高温が得られるし、同目的の水分解の酸素水素バーナの如くプラスチック等の可燃分燃焼のための空気を取り入れる必要がなく、プラスチック等の燃焼があれば、燃料のみコントロールすれば良く燃料費の節約となる。
【００５１】
再投入は、プッシャー２５が完全に産業廃棄物ｗを溶融炉１０内に投入させてから後退させ、投入ゲート１６を閉じてから、投入ドア２３を開いて行う。
【００５２】
溶融炉１０の炉床１０ａは損傷しやすいので、分割線Ｌから下を取り外し容易にし、修理の利便性を確保している。
【００５３】
高温燃焼ガスが、溶融物ｓの排出口３２の連通路１３を必ず高速で通ることにより、溶融物ｓの冷却固化がないようにすると共に溶融前の産業廃棄物ｗが投入場所より排出口３２まで容易に移動しない十分な距離を設ける。
【００５４】
バーナ２８には酸素富化空気のみ導入し、これにより溶融炉１０内を１５００℃以上にすることができ、産業廃棄物ｗに含まれるアスベストの溶融、残農薬の分解、焼却灰の溶融固形化が可能となる。
【００５５】
二次炉１１では、バーナ４４より大気中の空気を燃焼用として導入し、熱分解ガスを８００℃以上で燃焼させたのち、これをジェットスクラバー４７にて、給水ライン２６の中和液（冷却水）と共に中和槽１２に吹き込むことでダイオキシンの発生を防止する。
【００５６】
排ガス中に含まれる、塩素、臭素などのハロゲン物質は中和槽１２内の苛性ソーダ溶液からなる中和液で中和されて固形物とされ、中和槽１２の底部１２ａに沈殿して、排出ライン５８から排水される。また中和液中に浮遊する固形分はセパレータ５７で分離、捕集されて底部１２ａに沈殿され、液分のみが循環ポンプ５４より給水ライン２６にて水冷ジャケット２２や水冷コンベアー３３に供給循環される。
【００５７】
図５は、本発明の他の実施の形態を示したものである。
【００５８】
図１の実施の形態においては、溶融炉１０とバーナ２８に酸素発生装置３０からの酸素富化空気を供給する例で説明したが、本実施の形態においては、熱風発生装置６０にて、バーナ２８と溶融炉１０内に高温の空気（熱風）を供給するようにしたものである。
【００５９】
すなわち、二次炉１１の排ガスライン４６に熱交換器６１を接続し、押し込みファン６２から空気を熱交換器６１を通して排ガスと熱交換させて８００℃以上の燃焼空気とし、これを供給ライン６３を介してバーナ２８と溶融炉１０に供給するようにして熱風発生装置６０を構成したものである。
【００６０】
このように、排ガスライン４６を通る排ガスの熱を熱風発生装置６０で熱回収してバーナ２８等に送る燃焼空気を高温とすることで、溶融炉１０内を１５００℃以上にすることができ、アスベスト等の産業廃棄物ｗを溶融処理することが可能となる。
【００６１】
また排ガスライン４６で熱交換後の排ガスはジェットスクラバー４７で中和槽１２内に供給されるが、この際に排ガス温度が低くなるため、中和槽１２での冷却負荷が少なくてすむ。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものはなく、種々の変形を行ってもよい。すなわち、図１に示した排ガスライン４７に図５に示した熱交換器６１を接続し、酸素発生装置３０の酸素富化空気を高温に加熱するようにしても、またこの酸素富化空気に通常の空気を混入させてバーナ２８等に供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体図である。
【図２】図１における産業廃棄物の投入部の詳細を示す部分断面図である。
【図３】図１における投入ゲートの詳細を示す図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す全体図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 溶融炉
１５ 投入口
１６ 投入ゲート
２２ 水冷ジャケット
２３ 投入ドア
２５ プッシャー
２８ バーナ
３０ 酸素発生装置
ｗ 産業廃棄物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を溶融固化するための産業廃棄物溶融固化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業廃棄物でアスベスト、残農薬、焼却灰等の固形物は、一般にプラスチック又は木製の可燃物の容器に格納されていて、人体に及ぼす悪影響を避けるためにも容器に包装のまま炉に直接投入して燃焼処理することが望ましい。
【０００３】
しかし、アスベストや焼却灰等の固形物は、通常の溶融炉では溶融処理することが困難である。
【０００４】
特許文献１〜３に示されるように、酸素富化空気を用いて燃焼させて、炉内温度を１５００℃以上にすることで、これら固形物を溶融処理することが提案されている。
【０００５】
また酸素富化空気を用いずに、排ガスと燃焼空気を熱交換して高温の空気（熱風）とし、これをバーナに導入することでも、炉内温度を１５０℃以上とすることも提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１７７１３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１８４８号公報
【特許文献３】特開平８−２００６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら固形物は様々な可燃物が混ざり合っており、可燃物の燃焼に必要な酸素富化空気や高温の空気を導入する結果、可燃物の量や質に伴い燃焼速度が異なることにより、炉内温度及び炉内圧力の制御が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、酸素富化空気や高温の空気で産業廃棄物を溶融処理するにおいて、その燃焼速度の制御を簡単にできる産業廃棄物溶融固化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】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、溶融炉と、溶融炉に酸素富化空気を供給する酸素発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、溶融炉と、溶融炉に排ガスと熱交換した高温の空気を供給する熱風発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を高温の空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、投入口は、溶融炉の側壁に形成され、その投入口に、耐火物からなると共に産業廃棄物及びプッシャーを通過させる開口を有する投入ゲートがスライド自在に設けられ、その投入口に対して水平に水冷ジャケットが接続され、プッシャーは、産業廃棄物を投入口に向けて水平に押し出すように水冷ジャケットに設けられる請求項１または２記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【００１２】
請求項４の発明は、溶融炉は、その下部が、連通路を介して二次炉と接続され、溶融炉内に投入された産業廃棄物中の可燃分が、熱分解されると共に不燃分が溶融され、その熱分解ガスが連通路を介して二次炉に導入されて二次燃焼され、溶融物が、高温ガスと並行して連通路を流れて、その連通路の底部に形成した排出口から排出される請求項１〜３いずれか記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、溶融炉は、連通路を含む下部が取り外し可能に設けられる請求項１〜４いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、産業廃棄物は、収容容器毎水冷ジャケットに投入される請求項１〜５いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、溶融炉に産業廃棄物を投入するにおいて、水冷ジャケットとプッシャーを用いて溶融炉に投入することで、溶融炉内の燃焼制御が容易にできるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１は、本発明の産業廃棄物溶融固化装置の全体図を示したもので、基本的には、産業廃棄物ｗを燃焼し溶融する溶融炉１０と、溶融炉１０で発生した熱分解ガスを燃焼させる二次炉１１と、二次炉１１で発生した燃焼排ガス中の塩素などのハロゲンを中和除去する中和槽１２とから構成される。
【００１８】
溶融炉１０は耐火物で箱形に形成され、二次炉１１は同じく耐火物で箱形或いは筒状に形成され、溶融炉１０と二次炉１１の下部が、連通路１３で一体に接続される。
【００１９】
溶融炉１０と二次炉１１の下部は、図示した分割線Ｌで、上下に分割され、溶融炉１０の炉床１０ａと連通路１３の下部１３ａとが、取り外し可能に設けられ、これらが消耗したときに簡単に取り替えができるようになっている。
【００２０】
連通路１３の上部１３ｂは、溶融炉１０の上部１０ｂと一体に形成され、その上部１３ｂに、二次炉１１の下部１１ａが、接続されるようになっている。
【００２１】
溶融炉１０の上部１０ｂと二次炉１１は、架台１４にて支持され、溶融炉１０の炉床１０ａと連通路１３の下部１３ａは、分割線Ｌで、フランジ（図示せず）などにて、連通路１３の上部１３ｂと溶融炉１０の上部１０ｂに取り外し可能に接続される。
【００２２】
二次炉１１と反対側の溶融炉１０の側壁には、投入口１５が形成され、その投入口１５に耐火物からなる投入ゲート１６が設けられる。
【００２３】
投入ゲート１６は、図３に示すように投入口１５と同じ開口１７が形成された耐火物からなるスライド板１８が、溶融炉１０の側壁に設けたゲートボックス１９内に上下スライド自在に設けられ、スライド板１８の下部に油圧シリンダ２１のロッド２０が接続され、油圧シリンダ２１にて上下動されることで、投入口１５を開閉できるようになっている。またこの油圧シリンダ２１間には後述するバーナ２８が位置する。
【００２４】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように投入ゲート１６には、産業廃棄物ｗを投入するための水冷ジャケット２２が接続される。水冷ジャケット２２には、産業廃棄物ｗの投入ドア２３が油圧シリンダ２４にて開閉自在に設けられると共に水冷ジャケット２２内に投入された産業廃棄物ｗを投入口１５に押し出すためのプッシャー２５が設けられる。
【００２５】
水冷ジャケット２２は、投入口１５と同じ大きさの断面に形成され、投入ドア２３から投入口１５までが、水冷構造にされ、後述する給水ライン２６から冷却水が供給され、排水ライン２７から排水され、その冷却水が、排水ライン２７より中和槽１２に戻され循環するようになっている。
【００２６】
産業廃棄物ｗは、例えば、５０×５０×１００ｃｍの容器内に、アスベストなどが収容されたものからなり、その容器毎水冷ジャケット２２内に投入される。
【００２７】
これにより産業廃棄物ｗの外形寸法が一定となり、プッシャー２５による押出速度で、燃焼速度を制御することが可能となる。
【００２８】
図１に示すように、溶融炉１０の炉床１０ａの側壁には、重油などの燃料が供給されるバーナ２８が設けられる。このバーナ２８とその上部の側壁に、酸素富化空気が供給される。
【００２９】
酸素富化空気は、酸素発生装置（ＰＳＡ）３０にて、酸素濃度９０％前後の酸素が製造される。この酸素発生装置３０は、詳細は図示していないが、一対の窒素吸着塔からなり、圧縮空気を一方の吸着塔に供給して窒素を吸着することで酸素を製造し、他方の吸着塔では、圧力を大気圧まで減圧することで吸着した窒素がパージされて再生され、これを交互に繰り返すことで酸素を連続的に製造する。
【００３０】
連通路１３の上部１３ｂには、連通路１３を通る燃焼ガスの温度を検出する温度検出器３１が設けられ、燃焼ガス温度が１５００℃以上となるようにバーナ２８が制御される。
【００３１】
連通路１３の下部１３ａには、溶融炉１０内で溶融した溶融物ｓを排出する排出口３２が設けられ、その排出口３２に水冷コンベアー３３が接続される。
【００３２】
水冷コンベアー３３は、冷水を貯留する水槽３５に、掻き取りコンベアー３６を、その水槽３５の底面から液面上部に延びるように設け、その液面から延びた掻き取りコンベアー３６を覆って溶融物を排出する排出フード３７が設けられて構成され、排出口３２より水槽３５に落下して水砕冷却された溶融物ｓを掻き取って液面上に掻き上げ排出フード３７の排出口から固形物ピット３８に排出するようになっている。
【００３３】
水槽３５内には、給水ライン２６から冷却水が供給され、排水ライン４０を介して中和槽１２に戻される。水槽３５では、溶融物の冷却により蒸気が発生するが、蒸気が排出口３２から連通路１３内に逆流しないように、水槽３５の上部の圧力が圧力計３８にて検出され、排水ライン４０に接続した制御弁４２が開閉制御されて、水槽３３内の圧力が、連通路１３内の圧力より低くなるようにされる。
【００３４】
二次炉１１には、連通路１３からの熱分解ガスを燃焼させるための二次バーナ４４が設けられ、そのバーナ４４が二次炉１１に設けた温度検出器４５にて制御される。このバーナ４４には、通常の空気を供給する。
【００３５】
二次炉１１からの排ガスは排ガスライン４６よりジェットスクラバー４７を介して中和槽１２に供給される。ジェットスクラバー４７には給水ライン２６からの給水が排ガスライン４６からの排ガスと共に中和槽１２内に噴射される。
【００３６】
この中和槽１２には、ジェットスクラバー４７と対向して排気ライン４８が接続され、その排気ライン４８に誘引ファン４９が接続され、誘引ファン４９により、溶融炉１０、二次炉１１の排ガスが吸引されてジェットスクラバー４７を介して中和槽１２に排ガスが導入されるようになっている。
【００３７】
中和槽１２には、補給水ライン５０が設けられ、中和槽１２に設けた液位計５１にて中和槽１２内の液位が検出され、それに応じて補給水ライン５０の給水弁５２が開閉され、中和槽１２内の液位が一定になるようにされる。
【００３８】
中和槽１２の補給水ライン５０と対向する側には給水ライン２６が接続され、その給水ライン２６に循環ポンプ５４が接続され、給水ライン２６にて中和槽１２の水が、水冷ジャケット２２、水冷コンベアー３３に供給されるようになっている。
【００３９】
中和槽１２には、苛性ソーダ供給装置５３から苛性ソーダが供給され、ジェットスクラバー４７から導入される排ガス中の塩素、臭素などのハロゲンを中和するようになっている。この苛性ソーダ供給装置５３は、循環ポンプ５４の上流側の給水ライン２６に設けたｐＨ計５５の検出値に応じて、中和槽１２に供給する苛性ソーダ量が調整される。
【００４０】
また中和槽１２の底部１２ａは、ジェットスクラバー４７から排気ライン４８側にかけて順次下方に傾斜され、ジェットスクラバー４７から導入される排ガス中の固形分が底部１２ａを流下するようにされる。
【００４１】
中和槽１２には、図１、図４に示すように、中和液中の固形分を分離するセパレータ５７が設けられ、セパレータ５７の下流側に固形分が流れないようにすると共にセパレータ５７を伝って固形分が底部１２ａに沈殿するようにされる。またセパレータ５７と底部１２ａとには固形分が流れる隙間ｄを形成する。
【００４２】
中和槽１２には、固形分と共に余剰の中和液を排水する排水ライン５８が接続される。
【００４３】
次に、本発明の溶融処理を説明する。
【００４４】
投入ドア２３を開き、処理物である産業廃棄物ｗを容器毎水冷ジャケット２２内に投入後、そのドア２３を閉じてから、投入ゲート１６を開き、プッシャー２５で溶融炉１０に投入する際の速度を加減し、炉内輻射を産業廃棄物ｗの前面に受け、そこで、可燃物の熱分解を徐々に行わしめることとし、プッシャー速度による燃焼量の制御を行う。
【００４５】
冷水ジャケット２２は、水冷構造で投入する産業廃棄物ｗを冷却するため、クリンカーの発生を防ぐと共にプッシャー機能が高温による低下を避けることとしている。
【００４６】
投入ゲート１６は、スライド板１８の下部に接続した油圧シリンダ２１で上下動させるため、熱の影響を受けることがなく、またスライド板１８の開口１７は、投入口１５と同じ大きさにされるため、産業廃棄物ｗとプッシャー２５の先端のガイドとなると共に溶融炉１０から水冷ジャケット２２内への熱風の侵入を防止する。
【００４７】
産業廃棄物ｗ中の可燃物は、熱分解ガスとなり、溶融炉１０内に流入し、下向きに流れ、側壁に設けられたバーナ２８からの酸素富化空気により完全燃焼し、高温を発生させることができるので、バーナ２８からの燃料を節約させることができる。
【００４８】
高温燃焼ガスは、炉床１０ａに近い底部を流れ、溶融物ｓの排出口までの加温を行い溶融物ｓの炉１０内での固化を防止する。
【００４９】
溶融物ｓは、排出口３２から水冷コンベアー３３内に落下し、瞬時に水砕冷却される。
【００５０】
ＰＳＡ等の酸素発生装置３０は、概ね酸素が９０％前後であるため大気を用いた燃焼の如く、窒素（７９％）による冷却効果がないため、極めて容易に高温が得られるし、同目的の水分解の酸素水素バーナの如くプラスチック等の可燃分燃焼のための空気を取り入れる必要がなく、プラスチック等の燃焼があれば、燃料のみコントロールすれば良く燃料費の節約となる。
【００５１】
再投入は、プッシャー２５が完全に産業廃棄物ｗを溶融炉１０内に投入させてから後退させ、投入ゲート１６を閉じてから、投入ドア２３を開いて行う。
【００５２】
溶融炉１０の炉床１０ａは損傷しやすいので、分割線Ｌから下を取り外し容易にし、修理の利便性を確保している。
【００５３】
高温燃焼ガスが、溶融物ｓの排出口３２の連通路１３を必ず高速で通ることにより、溶融物ｓの冷却固化がないようにすると共に溶融前の産業廃棄物ｗが投入場所より排出口３２まで容易に移動しない十分な距離を設ける。
【００５４】
バーナ２８には酸素富化空気のみ導入し、これにより溶融炉１０内を１５００℃以上にすることができ、産業廃棄物ｗに含まれるアスベストの溶融、残農薬の分解、焼却灰の溶融固形化が可能となる。
【００５５】
二次炉１１では、バーナ４４より大気中の空気を燃焼用として導入し、熱分解ガスを８００℃以上で燃焼させたのち、これをジェットスクラバー４７にて、給水ライン２６の中和液（冷却水）と共に中和槽１２に吹き込むことでダイオキシンの発生を防止する。
【００５６】
排ガス中に含まれる、塩素、臭素などのハロゲン物質は中和槽１２内の苛性ソーダ溶液からなる中和液で中和されて固形物とされ、中和槽１２の底部１２ａに沈殿して、排出ライン５８から排水される。また中和液中に浮遊する固形分はセパレータ５７で分離、捕集されて底部１２ａに沈殿され、液分のみが循環ポンプ５４より給水ライン２６にて水冷ジャケット２２や水冷コンベアー３３に供給循環される。
【００５７】
図５は、本発明の他の実施の形態を示したものである。
【００５８】
図１の実施の形態においては、溶融炉１０とバーナ２８に酸素発生装置３０からの酸素富化空気を供給する例で説明したが、本実施の形態においては、熱風発生装置６０にて、バーナ２８と溶融炉１０内に高温の空気（熱風）を供給するようにしたものである。
【００５９】
すなわち、二次炉１１の排ガスライン４６に熱交換器６１を接続し、押し込みファン６２から空気を熱交換器６１を通して排ガスと熱交換させて８００℃以上の燃焼空気とし、これを供給ライン６３を介してバーナ２８と溶融炉１０に供給するようにして熱風発生装置６０を構成したものである。
【００６０】
このように、排ガスライン４６を通る排ガスの熱を熱風発生装置６０で熱回収してバーナ２８等に送る燃焼空気を高温とすることで、溶融炉１０内を１５００℃以上にすることができ、アスベスト等の産業廃棄物ｗを溶融処理することが可能となる。
【００６１】
また排ガスライン４６で熱交換後の排ガスはジェットスクラバー４７で中和槽１２内に供給されるが、この際に排ガス温度が低くなるため、中和槽１２での冷却負荷が少なくてすむ。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものはなく、種々の変形を行ってもよい。すなわち、図１に示した排ガスライン４７に図５に示した熱交換器６１を接続し、酸素発生装置３０の酸素富化空気を高温に加熱するようにしても、またこの酸素富化空気に通常の空気を混入させてバーナ２８等に供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体図である。
【図２】図１における産業廃棄物の投入部の詳細を示す部分断面図である。
【図３】図１における投入ゲートの詳細を示す図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す全体図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 溶融炉
１５ 投入口
１６ 投入ゲート
２２ 水冷ジャケット
２３ 投入ドア
２５ プッシャー
２８ バーナ
３０ 酸素発生装置
ｗ 産業廃棄物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉と、溶融炉に酸素富化空気を供給する酸素発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項２】
溶融炉と、溶融炉に排ガスと熱交換した高温の空気を供給する熱風発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を高温の空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項３】
投入口は、溶融炉の側壁に形成され、その投入口に、耐火物からなると共に産業廃棄物及びプッシャーを通過させる開口を有する投入ゲートがスライド自在に設けられ、その投入口に対して水平に水冷ジャケットが接続され、プッシャーは、産業廃棄物を投入口に向けて水平に押し出すように水冷ジャケットに設けられる請求項１または２記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項４】
溶融炉は、その下部が、連通路を介して二次炉と接続され、溶融炉内に投入された産業廃棄物中の可燃分が、熱分解されると共に不燃分が溶融され、その熱分解ガスが連通路を介して二次炉に導入されて二次燃焼され、溶融物が、高温ガスと並行して連通路を流れて、その連通路の底部に形成した排出口から排出される請求項１〜３いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項５】
溶融炉は、連通路を含む下部が取り外し可能に設けられる請求項１〜４いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項６】
産業廃棄物は、収容容器毎水冷ジャケットに投入される請求項１〜５いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項１】
溶融炉と、溶融炉に酸素富化空気を供給する酸素発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を酸素富化空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項２】
溶融炉と、溶融炉に排ガスと熱交換した高温の空気を供給する熱風発生装置と、溶融炉内に臨むように設けられたバーナとを備え、アスベスト、残農薬、焼却灰等の産業廃棄物を上記溶融炉に投入し、その産業廃棄物中の可燃物とバーナからの燃料を高温の空気を用いて高温で燃焼させて産業廃棄物を溶融処理する産業廃棄物溶融固化装置において、溶融炉に形成した投入口に、投入ゲートを介して水冷ジャケットを設け、その水冷ジャケットに、産業廃棄物を投入する投入ドアを設けると共に水冷ジャケットに、投入された産業廃棄物を上記投入口に押し出して燃焼速度を制御するプッシャーを設けたことを特徴とする産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項３】
投入口は、溶融炉の側壁に形成され、その投入口に、耐火物からなると共に産業廃棄物及びプッシャーを通過させる開口を有する投入ゲートがスライド自在に設けられ、その投入口に対して水平に水冷ジャケットが接続され、プッシャーは、産業廃棄物を投入口に向けて水平に押し出すように水冷ジャケットに設けられる請求項１または２記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項４】
溶融炉は、その下部が、連通路を介して二次炉と接続され、溶融炉内に投入された産業廃棄物中の可燃分が、熱分解されると共に不燃分が溶融され、その熱分解ガスが連通路を介して二次炉に導入されて二次燃焼され、溶融物が、高温ガスと並行して連通路を流れて、その連通路の底部に形成した排出口から排出される請求項１〜３いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項５】
溶融炉は、連通路を含む下部が取り外し可能に設けられる請求項１〜４いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【請求項６】
産業廃棄物は、収容容器毎水冷ジャケットに投入される請求項１〜５いずれかに記載の産業廃棄物溶融固化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２０２８０３（Ｐ２００８−２０２８０３Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５９６８９（Ｐ２００６−１５９６８９）
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【特許番号】特許第３９２９０６４号（Ｐ３９２９０６４）
【特許公報発行日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（５０４２１６０７７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【特許番号】特許第３９２９０６４号（Ｐ３９２９０６４）
【特許公報発行日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（５０４２１６０７７）
【Ｆターム（参考）】
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