JP2000257826A - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JP2000257826A JP2000257826A JP11054613A JP5461399A JP2000257826A JP 2000257826 A JP2000257826 A JP 2000257826A JP 11054613 A JP11054613 A JP 11054613A JP 5461399 A JP5461399 A JP 5461399A JP 2000257826 A JP2000257826 A JP 2000257826A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- plasma processing
- reaction furnace
- gas
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマの熱流を利用した元素または化合物の
選択回収が効率よく行え、しかも設備構成が簡単で運用
が容易に行えかつ運転コストの低廉化等も図れるプラズ
マ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】性状の異なる2種類以上の元素または化合
物を含んだ被処理物10を被処理物導入部11を介して
導入する反応炉12と、この反応炉12内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチ13と、このプラズマトー
チ13にプラズマガスを供給するプラズマガス供給手段
14と、反応炉12で生成した気化物とその他の固体、
液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを受
け、少くとも2種類以上の元素または化合物を種類毎に
選択分離する成分分離部15とを備えたプラズマ処理装
置において、被処理物導入部11に、反応炉12に導入
する被処理物10を予め懸濁液とし、その被処理物10
から溶解物質を除去する前処理装置19を設ける。
選択回収が効率よく行え、しかも設備構成が簡単で運用
が容易に行えかつ運転コストの低廉化等も図れるプラズ
マ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】性状の異なる2種類以上の元素または化合
物を含んだ被処理物10を被処理物導入部11を介して
導入する反応炉12と、この反応炉12内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチ13と、このプラズマトー
チ13にプラズマガスを供給するプラズマガス供給手段
14と、反応炉12で生成した気化物とその他の固体、
液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを受
け、少くとも2種類以上の元素または化合物を種類毎に
選択分離する成分分離部15とを備えたプラズマ処理装
置において、被処理物導入部11に、反応炉12に導入
する被処理物10を予め懸濁液とし、その被処理物10
から溶解物質を除去する前処理装置19を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いて
各種物質の溶融、気化を行わせて金属等の回収を行うプ
ラズマ処理技術に係り、例えば都市ごみ等のごみ焼却プ
ラント、下水処理焼却プラント、石炭または石油などの
化石燃料を燃焼させる火力発電プラント等から排出され
る焼却灰、これらの焼却灰を溶融する溶融炉から発生す
る溶融飛灰製鋼所等で発生する製鋼ダスト、その他各種
廃棄物等の処理を行うためのプラズマ処理方法および処
理装置に関する。
各種物質の溶融、気化を行わせて金属等の回収を行うプ
ラズマ処理技術に係り、例えば都市ごみ等のごみ焼却プ
ラント、下水処理焼却プラント、石炭または石油などの
化石燃料を燃焼させる火力発電プラント等から排出され
る焼却灰、これらの焼却灰を溶融する溶融炉から発生す
る溶融飛灰製鋼所等で発生する製鋼ダスト、その他各種
廃棄物等の処理を行うためのプラズマ処理方法および処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ごみ焼却プラントではごみを燃
料とし、これらを焼却炉で燃焼させている。このような
ごみ焼却プラント等においては、例えばごみを貯蔵する
ごみピットからごみ等が炉へ送られ燃焼される。
料とし、これらを焼却炉で燃焼させている。このような
ごみ焼却プラント等においては、例えばごみを貯蔵する
ごみピットからごみ等が炉へ送られ燃焼される。
【0003】炉より排出された燃焼ガスは、集塵器を介
して煙突により大気に放出される。集塵器により集めら
れた飛灰には、ごみ中に含まれる有害物質(鉛、亜鉛、
カドミウム等)を含んでいるため、産業廃棄物としての
処理が必要となり、管理また処分場としての灰捨場へ廃
棄処分される。また、炉に残留するボトムアッシュにつ
いても同様の廃棄処分が必要となる。
して煙突により大気に放出される。集塵器により集めら
れた飛灰には、ごみ中に含まれる有害物質(鉛、亜鉛、
カドミウム等)を含んでいるため、産業廃棄物としての
処理が必要となり、管理また処分場としての灰捨場へ廃
棄処分される。また、炉に残留するボトムアッシュにつ
いても同様の廃棄処分が必要となる。
【0004】ところで、このような従来のごみ焼却プラ
ントシステムにおいては、灰中に含まれる有害物質を産
業廃棄物として処理する必要が生じる。その廃棄処理の
ため広大な埋め立て処理場を確保しなければならない。
また、灰の飛散防止等の環境対策を施す必要があり、さ
らには、産業廃棄業者への廃棄委託を行う必要も生じ
る。
ントシステムにおいては、灰中に含まれる有害物質を産
業廃棄物として処理する必要が生じる。その廃棄処理の
ため広大な埋め立て処理場を確保しなければならない。
また、灰の飛散防止等の環境対策を施す必要があり、さ
らには、産業廃棄業者への廃棄委託を行う必要も生じ
る。
【0005】したがって、ごみ焼却プラントの所要敷地
および灰処理コストにより経済性を損うことになり、環
境規制の面からも廃棄物の無害化や減量化、さらには再
利用が望まれている。
および灰処理コストにより経済性を損うことになり、環
境規制の面からも廃棄物の無害化や減量化、さらには再
利用が望まれている。
【0006】一方、鉛、亜鉛、カドミウムといった金属
粉は有害である反面、灰から分離することができれば、
有価物として利用することができる。
粉は有害である反面、灰から分離することができれば、
有価物として利用することができる。
【0007】このような有価金属を焼却灰から効率よく
回収することができれば、優れた資源リサイクルを行う
ことができる。
回収することができれば、優れた資源リサイクルを行う
ことができる。
【0008】そこで、発明者等においては、焼却灰の酸
化または還元反応を行なわせることによって、焼却灰か
ら有価金属を効率よく回収する技術を開発している。
化または還元反応を行なわせることによって、焼却灰か
ら有価金属を効率よく回収する技術を開発している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】例えば、焼却灰の酸化
または還元処理を行う方法としては種々の方法が考えら
れるが、高活性状態となるプラズマの熱流を利用した還
元反応を行う手段が最も効率の良い方法として着目され
ている。
または還元処理を行う方法としては種々の方法が考えら
れるが、高活性状態となるプラズマの熱流を利用した還
元反応を行う手段が最も効率の良い方法として着目され
ている。
【0010】そこで、発明者においては、金属酸化物等
の性状の異なる2種類以上の元素または化合物を含んだ
焼却灰が投される反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
還元ガス等のプラズマガスを供給するプラズマガス供給
手段と、反応炉で精製した金属等の少くとも2種類以上
の元素または化合物を種類毎に選択回収する成分分離部
とを備えた焼却灰処理装置を研究している。このような
焼却灰処理装置の実用化に際しては、プラズマの熱流を
より有効に利用すること、焼却灰の供給や還元反応によ
って精製した金属等の元素または化合物の選択回収を効
率よく行えること、比較的簡単な設備構成によって円滑
かつ低コストの運用が行えること等の課題がある。
の性状の異なる2種類以上の元素または化合物を含んだ
焼却灰が投される反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
還元ガス等のプラズマガスを供給するプラズマガス供給
手段と、反応炉で精製した金属等の少くとも2種類以上
の元素または化合物を種類毎に選択回収する成分分離部
とを備えた焼却灰処理装置を研究している。このような
焼却灰処理装置の実用化に際しては、プラズマの熱流を
より有効に利用すること、焼却灰の供給や還元反応によ
って精製した金属等の元素または化合物の選択回収を効
率よく行えること、比較的簡単な設備構成によって円滑
かつ低コストの運用が行えること等の課題がある。
【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、プラズマの熱流を利用した元素または化合物
の選択回収が効率よく行え、しかも設備構成が簡単で運
用が容易に行えかつ運転コストの低廉化等も図れるプラ
ズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
たもので、プラズマの熱流を利用した元素または化合物
の選択回収が効率よく行え、しかも設備構成が簡単で運
用が容易に行えかつ運転コストの低廉化等も図れるプラ
ズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに請求項1の発明では、性状の異なる2種類以上の元
素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、
この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形
成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素また
は化合物を気化させた後、その気化物とその他の固体、
液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを成分
分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くとも2
種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重
その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラ
ズマ処理方法において、前記被処理物を前記反応炉に導
入する前の段階で、その被処理物に液を加えて懸濁液と
し、その懸濁液から固型物および溶解物質の少くともい
ずれかを除去した後に、前記反応炉への投入を行うこと
を特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
めに請求項1の発明では、性状の異なる2種類以上の元
素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、
この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形
成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素また
は化合物を気化させた後、その気化物とその他の固体、
液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを成分
分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くとも2
種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重
その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラ
ズマ処理方法において、前記被処理物を前記反応炉に導
入する前の段階で、その被処理物に液を加えて懸濁液と
し、その懸濁液から固型物および溶解物質の少くともい
ずれかを除去した後に、前記反応炉への投入を行うこと
を特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【0013】請求項2では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内にその酸化物
の標準生成自由エネルギΔG0 が小さい微粒物質を供給
し、前記微粒物質の酸素結合を前記反応炉内で促進させ
ることにより、前記被処理物中に含まれる少くとも一つ
の元素または化合物の酸素結合を抑制することを特徴と
するプラズマ処理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内にその酸化物
の標準生成自由エネルギΔG0 が小さい微粒物質を供給
し、前記微粒物質の酸素結合を前記反応炉内で促進させ
ることにより、前記被処理物中に含まれる少くとも一つ
の元素または化合物の酸素結合を抑制することを特徴と
するプラズマ処理方法を提供する。
【0014】請求項3では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内の処理雰囲気
を、プラズマに導入するガスの選択により、酸化性雰囲
気と還元性雰囲気との間に調整し、これにより前記被処
理物に含まれる成分の露点を変えることを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内の処理雰囲気
を、プラズマに導入するガスの選択により、酸化性雰囲
気と還元性雰囲気との間に調整し、これにより前記被処
理物に含まれる成分の露点を変えることを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
【0015】請求項4では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内の熱プラズマ
下流側に冷却用のガスを吹き込み、これにより前記反応
炉内で発生した反応物質を急冷することを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉内の熱プラズマ
下流側に冷却用のガスを吹き込み、これにより前記反応
炉内で発生した反応物質を急冷することを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
【0016】請求項5では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、少く
とも一の物質の露点以上で他の物質の露点未満かつ凝固
点以上となる温度設定による気液分離、および少くとも
一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満とな
る温度設定による固気分離のいずれか一方、もしくはそ
の両方の分離作用を行わせることを特徴とするプラズマ
処理方法およびプラズマ処理装置。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、少く
とも一の物質の露点以上で他の物質の露点未満かつ凝固
点以上となる温度設定による気液分離、および少くとも
一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満とな
る温度設定による固気分離のいずれか一方、もしくはそ
の両方の分離作用を行わせることを特徴とするプラズマ
処理方法およびプラズマ処理装置。
【0017】請求項6では、請求項5記載のプラズマ処
理方法において、成分分離部として、サイクロン、フィ
ルタ槽、もしくは恒温槽、またはこれらの2以上を組合
わせたものを使用することを特徴とするプラズマ処理方
法を提供する。
理方法において、成分分離部として、サイクロン、フィ
ルタ槽、もしくは恒温槽、またはこれらの2以上を組合
わせたものを使用することを特徴とするプラズマ処理方
法を提供する。
【0018】請求項7では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のサイクロンを使用し、そのサイクロン内の温
度を、少くとも一の物質の露点以上の温度で他の物質の
凝固点未満となる温度に設定し、これにより前記各物質
を固気分離作用に基づいて分離回収することを特徴とす
るプラズマ処理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のサイクロンを使用し、そのサイクロン内の温
度を、少くとも一の物質の露点以上の温度で他の物質の
凝固点未満となる温度に設定し、これにより前記各物質
を固気分離作用に基づいて分離回収することを特徴とす
るプラズマ処理方法を提供する。
【0019】請求項8では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のサイクロンを使用し、そのサイクロン内の温
度を、少くとも一の物質の露点以上の温度で他の物質の
露点未満かつ凝固点以上となる温度に設定し、これによ
り前記各物質を気液分離作用に基づいて分離回収するこ
とを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のサイクロンを使用し、そのサイクロン内の温
度を、少くとも一の物質の露点以上の温度で他の物質の
露点未満かつ凝固点以上となる温度に設定し、これによ
り前記各物質を気液分離作用に基づいて分離回収するこ
とを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【0020】請求項9では、性状の異なる2種類以上の
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のフィルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度
を一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満と
なる温度に設定し、これにより前記各物質を固気分離作
用に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処
理方法を提供する。
元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のフィルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度
を一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満と
なる温度に設定し、これにより前記各物質を固気分離作
用に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処
理方法を提供する。
【0021】請求項10では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のフィルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度
を一の物質の露点以上の温度で他の物質の露点未満かつ
凝固点以上となる温度に設定し、これにより前記各物質
を気液分離作用に基づいて分離回収することを特徴とす
るプラズマ処理方法を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では1また
は2以上のフィルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度
を一の物質の露点以上の温度で他の物質の露点未満かつ
凝固点以上となる温度に設定し、これにより前記各物質
を気液分離作用に基づいて分離回収することを特徴とす
るプラズマ処理方法を提供する。
【0022】請求項11では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、1ま
たは2以上の恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一
の物質の露点以上で他の物質の露点未満かつ凝固点以上
となる温度に設定し、これにより前記物質を気液分離作
用に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処
理方法を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、1ま
たは2以上の恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一
の物質の露点以上で他の物質の露点未満かつ凝固点以上
となる温度に設定し、これにより前記物質を気液分離作
用に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処
理方法を提供する。
【0023】請求項12では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、1ま
たは2以上の恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一
の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満となる
温度に設定し、これにより前記物質を固気分離作用に基
づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処理方法
を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記成分分離部では、1ま
たは2以上の恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一
の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満となる
温度に設定し、これにより前記物質を固気分離作用に基
づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処理方法
を提供する。
【0024】請求項13では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉熱プラズマの下
流側に小径な耐火物製ボールを投入し、この耐火物製ボ
ールの表面に前記反応炉で発生した少くとも一つの元素
または化合物を付着させ、前記成分分離部で前記元素ま
たは化合物を耐火物製ボールとともに灰分から分離して
回収することを特徴とするプラズマ処理方法を提供す
る。
の元素または化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入
し、この反応炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流
を形成して前記被処理物中に含まれる少くとも一の元素
または化合物を気化させた後、その気化物とその他の固
体、液体、気体またはこれらの混合物からなる流体とを
成分分離部に送り、この成分分離部にて存在する少くと
も2種類以上の元素または化合物をそれらの凝固温度、
比重その他の性状の差に基づいて種類毎に分別回収する
プラズマ処理方法において、前記反応炉熱プラズマの下
流側に小径な耐火物製ボールを投入し、この耐火物製ボ
ールの表面に前記反応炉で発生した少くとも一つの元素
または化合物を付着させ、前記成分分離部で前記元素ま
たは化合物を耐火物製ボールとともに灰分から分離して
回収することを特徴とするプラズマ処理方法を提供す
る。
【0025】請求項14では、請求項1から13までの
いずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理物
として金属を含むもの適用することを特徴とするプラズ
マ処理方法を提供する。
いずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理物
として金属を含むもの適用することを特徴とするプラズ
マ処理方法を提供する。
【0026】請求項15では、請求項14記載のプラズ
マ処理方法において、成分分離部では、金属、金属酸化
物、金属塩化物および塩類の少くとも1つを回収または
除去することを特徴とするプラズマ処理方法を提供す
る。
マ処理方法において、成分分離部では、金属、金属酸化
物、金属塩化物および塩類の少くとも1つを回収または
除去することを特徴とするプラズマ処理方法を提供す
る。
【0027】請求項16では、請求項11から15まで
のいずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理
物として、都市ごみ、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃
棄物その他の各種廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電
気集塵機、バグフィルタその他の集塵設備にて集塵され
た塵埃またはそれらの焼却、溶融および熱分解の少なく
とも一の処理により発生した灰、スラグ、その他の固
体、液体もしくは気体、またはこれらの混合物を適用す
ることを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理
物として、都市ごみ、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃
棄物その他の各種廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電
気集塵機、バグフィルタその他の集塵設備にて集塵され
た塵埃またはそれらの焼却、溶融および熱分解の少なく
とも一の処理により発生した灰、スラグ、その他の固
体、液体もしくは気体、またはこれらの混合物を適用す
ることを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。
【0028】請求項17では、請求項11から15まで
のいずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理
物として、製鋼工程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、
切削工程、研磨工程、プレス工程で発生するダストまた
は発生する固体の粉砕物を適用することを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理方法において、被処理
物として、製鋼工程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、
切削工程、研磨工程、プレス工程で発生するダストまた
は発生する固体の粉砕物を適用することを特徴とするプ
ラズマ処理方法を提供する。
【0029】請求項18では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記被
処理物導入部に、前記反応炉に導入する被処理物を予め
懸濁液とし、その被処理物から溶解物質を除去する前処
理装置を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記被
処理物導入部に、前記反応炉に導入する被処理物を予め
懸濁液とし、その被処理物から溶解物質を除去する前処
理装置を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
【0030】請求項19では、請求項18記載のプラズ
マ処理装置において、被処理物導入部に前処理装置とと
もに、または前処理装置に代えて、被処理物から微細な
固型物を回収する磁気分離装置を設けたことを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
マ処理装置において、被処理物導入部に前処理装置とと
もに、または前処理装置に代えて、被処理物から微細な
固型物を回収する磁気分離装置を設けたことを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
【0031】請求項20では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチ内の熱プラズマに酸化抑制用の微流物質を
吹込む微粒物質供給手段を設けたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチ内の熱プラズマに酸化抑制用の微流物質を
吹込む微粒物質供給手段を設けたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0032】請求項21では、請求項20記載のプラズ
マ処理装置において、前記プラズマトーチに供給される
微粒物質はアルミニウム粉末、水蒸気または霧状の水で
あることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
マ処理装置において、前記プラズマトーチに供給される
微粒物質はアルミニウム粉末、水蒸気または霧状の水で
あることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0033】請求項22では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチ内の熱プラズマに酸化促進用の微流物質を
吹込む微粒物質供給手段を設けたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチ内の熱プラズマに酸化促進用の微流物質を
吹込む微粒物質供給手段を設けたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0034】請求項23では、請求項22記載のプラズ
マ処理装置において、前記プラズマトーチに供給される
微粒物質は水蒸気または霧状の水であることを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
マ処理装置において、前記プラズマトーチに供給される
微粒物質は水蒸気または霧状の水であることを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
【0035】請求項24では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記反
応炉内に酸化性のガスを供給する流量調整可能な酸化ガ
ス供給手段と、前記反応炉内に還元性ガスを供給する流
量調整可能な還元ガス供給手段とを有することを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記反
応炉内に酸化性のガスを供給する流量調整可能な酸化ガ
ス供給手段と、前記反応炉内に還元性ガスを供給する流
量調整可能な還元ガス供給手段とを有することを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
【0036】請求項25では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチのプラズマ熱流の下流側に生成物冷却用の
ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けたことを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記プ
ラズマトーチのプラズマ熱流の下流側に生成物冷却用の
ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けたことを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
【0037】請求項26では、請求項25記載のプラズ
マ処理装置において、冷却ガス供給手段は、プラズマト
ーチ円周上に均等に配置された複数のガス吹出口を有す
ることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
マ処理装置において、冷却ガス供給手段は、プラズマト
ーチ円周上に均等に配置された複数のガス吹出口を有す
ることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0038】請求項27では、請求項25または26記
載のプラズマ処理装置において、冷却ガス供給手段は、
ガスを細孔を通じてプラズマ熱流の下流側に吹き出す構
成とされていることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
載のプラズマ処理装置において、冷却ガス供給手段は、
ガスを細孔を通じてプラズマ熱流の下流側に吹き出す構
成とされていることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
【0039】請求項28では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、静電分離装置を用いた構成としたことを特
徴とするプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、静電分離装置を用いた構成としたことを特
徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0040】請求項29では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、請求項
25から27までのいずれかに記載のガス供給手段と、
請求項28記載の成分分離部とを設けたことを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、請求項
25から27までのいずれかに記載のガス供給手段と、
請求項28記載の成分分離部とを設けたことを特徴とす
るプラズマ処理装置を提供する。
【0041】請求項30では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部はサイクロンを用いた構成としたことを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部はサイクロンを用いた構成としたことを特徴と
するプラズマ処理装置を提供する。
【0042】請求項31では、請求項30記載のプラズ
マ処理装置において、サイクロンを複数段備え、これら
サイクロンを直列に配置したことを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
マ処理装置において、サイクロンを複数段備え、これら
サイクロンを直列に配置したことを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
【0043】請求項32では、請求項30記載のプラズ
マ処理装置において、サイクロンを複数段備え、これら
サイクロンを並列に配置したことを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
マ処理装置において、サイクロンを複数段備え、これら
サイクロンを並列に配置したことを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
【0044】請求項33では、請求項31または32記
載のプラズマ処理装置において、各サイクロンは、それ
ぞれの構造および温度の少くとも一方が他のものから独
立に設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
載のプラズマ処理装置において、各サイクロンは、それ
ぞれの構造および温度の少くとも一方が他のものから独
立に設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
【0045】請求項34では、請求項30から33まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、サイク
ロンは塩類を除去するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、サイク
ロンは塩類を除去するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0046】請求項35では、請求項30から33まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、サイク
ロンは塩類を回収するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、サイク
ロンは塩類を回収するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0047】請求項36では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部として、フィルタを有するフィルタ槽を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部として、フィルタを有するフィルタ槽を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0048】請求項37では、請求項36記載のプラズ
マ処理装置において、フィルタ槽のフィルタは、炭素製
フィルタ、または炭素とセラミックスとの二層からなる
フィルタであることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
マ処理装置において、フィルタ槽のフィルタは、炭素製
フィルタ、または炭素とセラミックスとの二層からなる
フィルタであることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
【0049】請求項38では、請求項36または37記
載のプラズマ処理装置において、フィルタの温度制御を
誘導加熱により行う構成としたことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
載のプラズマ処理装置において、フィルタの温度制御を
誘導加熱により行う構成としたことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
【0050】請求項39では、請求項36から38まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽を複数段備え、これらフィルタ槽を直列に配置した
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽を複数段備え、これらフィルタ槽を直列に配置した
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0051】請求項40では、請求項36から38まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽を複数段備え、これらフィルタ槽を並列に配置した
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽を複数段備え、これらフィルタ槽を並列に配置した
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0052】請求項41では、請求項39または40記
載のプラズマ処理装置において、各フィルタ槽は、それ
ぞれの構造および温度の少くとも一方が他のものから独
立に設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
載のプラズマ処理装置において、各フィルタ槽は、それ
ぞれの構造および温度の少くとも一方が他のものから独
立に設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
【0053】請求項42では、請求項36から41まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽は塩類を除去するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽は塩類を除去するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0054】請求項43では、請求項36から41まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽は塩類を回収するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、フィル
タ槽は塩類を回収するものであることを特徴とするプラ
ズマ処理装置を提供する。
【0055】請求項44では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部として、設定温度が制御可能な恒温槽を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部として、設定温度が制御可能な恒温槽を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0056】請求項45では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、設定温度を任意に制御可能な恒温槽とし、
この恒温槽は、導電性耐火物の誘導加熱により温度制御
する構成としたことを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、設定温度を任意に制御可能な恒温槽とし、
この恒温槽は、導電性耐火物の誘導加熱により温度制御
する構成としたことを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
【0057】請求項46では、請求項44または45記
載のプラズマ処理装置において、恒温槽を複数段備え、
これら恒温槽を直列に配置したことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
載のプラズマ処理装置において、恒温槽を複数段備え、
これら恒温槽を直列に配置したことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
【0058】請求項47では、請求項44または45記
載のプラズマ処理装置において、恒温槽を複数段備え、
これら恒温槽を並列に配置したことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
載のプラズマ処理装置において、恒温槽を複数段備え、
これら恒温槽を並列に配置したことを特徴とするプラズ
マ処理装置を提供する。
【0059】請求項48では、請求項46または47記
載のプラズマ処理装置において、各恒温槽は、それぞれ
の構造および温度の少くとも一方が他のものから独立に
設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
載のプラズマ処理装置において、各恒温槽は、それぞれ
の構造および温度の少くとも一方が他のものから独立に
設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置を提
供する。
【0060】請求項49では、請求項44から48まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、恒温槽
は塩類を除去するものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、恒温槽
は塩類を除去するものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
【0061】請求項50では、請求項44から48まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、恒温槽
は塩類を回収するものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、恒温槽
は塩類を回収するものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
【0062】請求項51では、請求項18から50まで
のいずれかに記載の成分分離部を、成分に応じて組み合
せた回収システムとしたことを特徴とするプラズマ処理
装置。
のいずれかに記載の成分分離部を、成分に応じて組み合
せた回収システムとしたことを特徴とするプラズマ処理
装置。
【0063】請求項52では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記反
応炉のプラズマトーチの下流側に耐火物製ボールを投入
する耐火物製ボール投入手段を設けるとともに、前記成
分分離部として、前記耐火物製ボールをその表面に凝着
した物質とともに回収するボール回収槽を設けたことを
特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記反
応炉のプラズマトーチの下流側に耐火物製ボールを投入
する耐火物製ボール投入手段を設けるとともに、前記成
分分離部として、前記耐火物製ボールをその表面に凝着
した物質とともに回収するボール回収槽を設けたことを
特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0064】請求項53では、請求項52記載のプラズ
マ処理装置において、ボール回収槽は、耐火物製ボール
を分級して回収する分級装置を有することを特徴とする
プラズマ処理装置を提供する。
マ処理装置において、ボール回収槽は、耐火物製ボール
を分級して回収する分級装置を有することを特徴とする
プラズマ処理装置を提供する。
【0065】請求項54では、性状の異なる2種類以上
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、サイクロン、恒温槽または耐火物フィルタ
槽をそれぞれ単独あるいは複数段組み合せた構成とし、
かつ処理雰囲気を酸化性または還元性の間に選択するこ
とにより、トラップする物質を選択する構成としたこと
を特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
の元素または化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部
を介して導入する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱
流を形成するプラズマトーチと、このプラズマトーチに
プラズマガスを供給するプラズマガス供給手段と、前記
反応炉で生成した気化物とその他の固体、液体、気体ま
たはこれらの混合物からなる流体とを受け、少くとも2
種類以上の元素または化合物を種類毎に選択分離する成
分分離部とを備えたプラズマ処理装置において、前記成
分分離部は、サイクロン、恒温槽または耐火物フィルタ
槽をそれぞれ単独あるいは複数段組み合せた構成とし、
かつ処理雰囲気を酸化性または還元性の間に選択するこ
とにより、トラップする物質を選択する構成としたこと
を特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0066】請求項55では、請求項18から54まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、金属を含むものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、金属を含むものであることを特徴とするプラズマ
処理装置を提供する。
【0067】請求項56では、請求項55記載のプラズ
マ処理装置において、成分分離部は、金属、金属酸化
物、金属塩化物および塩類の少くとも1つを回収または
除去するものであることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
マ処理装置において、成分分離部は、金属、金属酸化
物、金属塩化物および塩類の少くとも1つを回収または
除去するものであることを特徴とするプラズマ処理装置
を提供する。
【0068】請求項57では、請求項18から56まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、都市ごみ、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物
その他の各種廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電気集
塵機、バグフィルタその他の集塵設備にて集塵された塵
埃またはそれらの焼却、溶融および熱分解の少なくとも
一の処理により発生した灰、スラグ、その他の固体、液
体もしくは気体、またはこれらの混合物であることを特
徴とするプラズマ処理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、都市ごみ、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物
その他の各種廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電気集
塵機、バグフィルタその他の集塵設備にて集塵された塵
埃またはそれらの焼却、溶融および熱分解の少なくとも
一の処理により発生した灰、スラグ、その他の固体、液
体もしくは気体、またはこれらの混合物であることを特
徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【0069】請求項58では、請求項18から56まで
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、製鋼工程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、切削
工程、研磨工程、プレス工程で発生するダストまたは発
生する固体の粉砕物であることを特徴とするプラズマ処
理装置を提供する。
のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、被処理
物は、製鋼工程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、切削
工程、研磨工程、プレス工程で発生するダストまたは発
生する固体の粉砕物であることを特徴とするプラズマ処
理装置を提供する。
【0070】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラズマ処理
装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0071】第1実施形態(図1,図2) 本実施形態は都市ごみ等を処理するごみ焼却プラントに
適用したもので、図1はごみ焼却プラントの全体構成図
であり、図2は同プラントに適用されるプラズマ処理装
置を拡大して示す要部構成図である。
適用したもので、図1はごみ焼却プラントの全体構成図
であり、図2は同プラントに適用されるプラズマ処理装
置を拡大して示す要部構成図である。
【0072】まず、図1によってプラント全体を概略的
に説明する。
に説明する。
【0073】図1に示すように、本実施形態では、ごみ
ピット1から燃料が焼却炉2へ送られて燃焼する。
ピット1から燃料が焼却炉2へ送られて燃焼する。
【0074】焼却炉2から排出された燃焼ガスは、集塵
器7で清浄化された後、煙突8から大気に放出される。
器7で清浄化された後、煙突8から大気に放出される。
【0075】集塵器7で集められた飛灰および焼却炉2
に残留したボトムアッシュ等の焼却灰はプラズマ処理装
置9に送られ、ここで減量化および有価金属の回収等が
行われる。
に残留したボトムアッシュ等の焼却灰はプラズマ処理装
置9に送られ、ここで減量化および有価金属の回収等が
行われる。
【0076】プラズマ処理装置9は基本的に、被処理物
としての焼却灰10を、被処理物導入部11を介して導
入する反応炉12と、この反応炉12内にプラズマ熱流
を形成するプラズマトーチ13と、このプラズマトーチ
13にプラズマガスを供給するプラズマガス供給手段1
4と、反応炉12で生成した成分を種類毎に選択回収す
る成分分離部15とを備えた構成とされている。
としての焼却灰10を、被処理物導入部11を介して導
入する反応炉12と、この反応炉12内にプラズマ熱流
を形成するプラズマトーチ13と、このプラズマトーチ
13にプラズマガスを供給するプラズマガス供給手段1
4と、反応炉12で生成した成分を種類毎に選択回収す
る成分分離部15とを備えた構成とされている。
【0077】成分分離部15は、設定温度が異なる複数
の熱交換器16と、これらの各熱交換器16に対応して
設けられた成分回収部17とによって構成されており、
各熱交換器16で設定された壁温に対応した露点を持つ
成分がそれぞれ捉えられ、各成分回収部17に回収され
る。
の熱交換器16と、これらの各熱交換器16に対応して
設けられた成分回収部17とによって構成されており、
各熱交換器16で設定された壁温に対応した露点を持つ
成分がそれぞれ捉えられ、各成分回収部17に回収され
る。
【0078】回収対象となる成分には、金属、金属塩化
物、塩類、その他各種の成分が含まれる。
物、塩類、その他各種の成分が含まれる。
【0079】また、回収する金属としては、Pb,Z
n,Cd,Sn,Hg,Au,Ag,Ptその他のもの
が対象となる。
n,Cd,Sn,Hg,Au,Ag,Ptその他のもの
が対象となる。
【0080】各成分回収部17で回収された成分以外の
要素は、排気ガスとなってガス排気管18から外部に排
出される。この場合、外部への排出前に、排ガス処理装
置、例えばスクラバまたは集塵器等を経由させ、酸ある
いは塵埃等の各種混入物質を除去することが望ましい。
要素は、排気ガスとなってガス排気管18から外部に排
出される。この場合、外部への排出前に、排ガス処理装
置、例えばスクラバまたは集塵器等を経由させ、酸ある
いは塵埃等の各種混入物質を除去することが望ましい。
【0081】次に、図2によってプラズマ処理装置9を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0082】図2に示すように、本実施形態のプラズマ
処理装置9では、被処理物である焼却灰10をプラズマ
トーチ13に供給するための被処理物導入部11とし
て、焼却灰10を予め液によって懸濁または溶解させ、
液に混入する物質または液に可溶な物質を除去するため
の前処理装置、例えば水洗装置19と、ここで水洗した
焼却灰をろ過するためのろ過装置20と、ろ過後の焼却
灰を乾燥させるための乾燥器21と、乾燥後の焼却灰1
0を収容するための焼却灰ホッパ22および焼却灰10
を配送するための焼却灰フィーダ23、ならびに焼却灰
をプラズマトーチ13に導入する焼却灰導入管24とを
有している。焼却灰導入管24の先端には焼却灰導入ノ
ズル25が設けられている。
処理装置9では、被処理物である焼却灰10をプラズマ
トーチ13に供給するための被処理物導入部11とし
て、焼却灰10を予め液によって懸濁または溶解させ、
液に混入する物質または液に可溶な物質を除去するため
の前処理装置、例えば水洗装置19と、ここで水洗した
焼却灰をろ過するためのろ過装置20と、ろ過後の焼却
灰を乾燥させるための乾燥器21と、乾燥後の焼却灰1
0を収容するための焼却灰ホッパ22および焼却灰10
を配送するための焼却灰フィーダ23、ならびに焼却灰
をプラズマトーチ13に導入する焼却灰導入管24とを
有している。焼却灰導入管24の先端には焼却灰導入ノ
ズル25が設けられている。
【0083】なお、本実施形態では、反応炉12に供給
されるプラズマガスとして還元ガス、例えば水素ガス
(H2 )が適用されており、還元ガス供給手段14は、
水素ガスを供給する水素ガス供給装置26を有する構成
とされている。水素ガス供給装置26には図示しない流
量計を有するガス導入管27が接続され、このガス導入
管27を介してプラズマガス導入口27aから反応炉1
2内に水素ガスが供給されるようになっている。なお、
還元ガスとしては、水素ガスに代えて一酸化炭素(C
O)などの還元性ガスを適用することもできる。また、
場合によっては、ここのような還元ガスの供給を省略す
ることもできる。
されるプラズマガスとして還元ガス、例えば水素ガス
(H2 )が適用されており、還元ガス供給手段14は、
水素ガスを供給する水素ガス供給装置26を有する構成
とされている。水素ガス供給装置26には図示しない流
量計を有するガス導入管27が接続され、このガス導入
管27を介してプラズマガス導入口27aから反応炉1
2内に水素ガスが供給されるようになっている。なお、
還元ガスとしては、水素ガスに代えて一酸化炭素(C
O)などの還元性ガスを適用することもできる。また、
場合によっては、ここのような還元ガスの供給を省略す
ることもできる。
【0084】また、本実施形態では、プラズマを維持す
るための別のプラズマガスとして、不活性ガスであるア
ルゴンガス(Ar)を水素ガスと共に反応炉12に供給
するようになっている。そのために、ガス導入管27に
図示しないアルゴンガス供給装置が流量計を介して接続
されている。
るための別のプラズマガスとして、不活性ガスであるア
ルゴンガス(Ar)を水素ガスと共に反応炉12に供給
するようになっている。そのために、ガス導入管27に
図示しないアルゴンガス供給装置が流量計を介して接続
されている。
【0085】また、アルゴンガス供給装置から供給され
るアルゴンガスは、被処理物導入部11における焼却灰
搬送用のキャリアガスとしても適用され、流量計を有す
るキャリアガス導入管によってアルゴンガス供給装置か
ら焼却灰導入管24に供給されるようになっている。
るアルゴンガスは、被処理物導入部11における焼却灰
搬送用のキャリアガスとしても適用され、流量計を有す
るキャリアガス導入管によってアルゴンガス供給装置か
ら焼却灰導入管24に供給されるようになっている。
【0086】なお、プラズマガスおよびキャリアガスと
しては、アルゴンガス以外に、空気、窒素ガス(N2 )
その他の種々のガスを適用することができる。
しては、アルゴンガス以外に、空気、窒素ガス(N2 )
その他の種々のガスを適用することができる。
【0087】反応炉12のプラズマトーチ13は、高周
波誘導によってプラズマ熱流を発生する方式のもので、
図示しない高周波電源と、この高周波電源に接続されて
プラズマトーチ13の外周側を取り巻く誘導コイル13
aとによって構成されている。プラズマトーチ13は放
電管と外部筒とによって二重筒状をなしており、放電管
の上端部に設けた支持体に前述した焼却灰導入ノズル2
5が支持されている。また、プラズマガス導入口は支持
体の周囲部から放電管の内部に臨んでいる。このような
構成により、プラズマトーチ13内では高周波電流の誘
導起電力によって放電が行われると共に、放電管内に導
入されるプラズマガスによってプラズマ28が発生す
る。このプラズマ28は、アルゴンガスの供給による電
離作用で点弧後のプラズマ状態が継続的に維持されると
共に、そのプラズマ28に導入される焼却灰は、一部が
気化し、その気化物とその他の固体、液体、気体および
これらの混合物からなる流体となって、反応炉12の下
流側に流動する。
波誘導によってプラズマ熱流を発生する方式のもので、
図示しない高周波電源と、この高周波電源に接続されて
プラズマトーチ13の外周側を取り巻く誘導コイル13
aとによって構成されている。プラズマトーチ13は放
電管と外部筒とによって二重筒状をなしており、放電管
の上端部に設けた支持体に前述した焼却灰導入ノズル2
5が支持されている。また、プラズマガス導入口は支持
体の周囲部から放電管の内部に臨んでいる。このような
構成により、プラズマトーチ13内では高周波電流の誘
導起電力によって放電が行われると共に、放電管内に導
入されるプラズマガスによってプラズマ28が発生す
る。このプラズマ28は、アルゴンガスの供給による電
離作用で点弧後のプラズマ状態が継続的に維持されると
共に、そのプラズマ28に導入される焼却灰は、一部が
気化し、その気化物とその他の固体、液体、気体および
これらの混合物からなる流体となって、反応炉12の下
流側に流動する。
【0088】この流体は前述した成分分離部15に送ら
れ、複数の熱交換器16で異なる温度に冷却され、各温
度で析出する成分がそれぞれ成分回収部17に回収され
るものである。
れ、複数の熱交換器16で異なる温度に冷却され、各温
度で析出する成分がそれぞれ成分回収部17に回収され
るものである。
【0089】このような構成において、本実施形態で
は、被処理物導入部11に水洗装置19を設け、ここで
焼却灰10に水を加えるとともに撹拌等を行って十分な
流動性をもつ懸濁液とする。次いで、この懸濁液をろ過
装置20に通す。このろ過装置20では、例えば各種メ
ッシュのフィルタを使用することにより、固型分の除去
および低濃度水の排水等を行う。排水には、水に可溶な
物質、例えば金属塩類としてのNaCl,KCl,Ca
Cl2 等が溶解するので、これらの物質を予めこの段階
で除去することができる。
は、被処理物導入部11に水洗装置19を設け、ここで
焼却灰10に水を加えるとともに撹拌等を行って十分な
流動性をもつ懸濁液とする。次いで、この懸濁液をろ過
装置20に通す。このろ過装置20では、例えば各種メ
ッシュのフィルタを使用することにより、固型分の除去
および低濃度水の排水等を行う。排水には、水に可溶な
物質、例えば金属塩類としてのNaCl,KCl,Ca
Cl2 等が溶解するので、これらの物質を予めこの段階
で除去することができる。
【0090】なお、前処理装置として水洗装置以外のも
のを使用し、例えば酸、アルカリ、有機溶媒等によって
懸濁または溶解を行うようにすることも可能である。
のを使用し、例えば酸、アルカリ、有機溶媒等によって
懸濁または溶解を行うようにすることも可能である。
【0091】次に、固型物や水溶性質が除去された焼却
灰10を乾燥器21で乾燥させて再び粉粒状態とし、そ
の後焼却灰ホッパ22、焼却灰フィーダ23等を介して
反応炉12のプラズマトーチ13に供給する。
灰10を乾燥器21で乾燥させて再び粉粒状態とし、そ
の後焼却灰ホッパ22、焼却灰フィーダ23等を介して
反応炉12のプラズマトーチ13に供給する。
【0092】したがって、反応炉12のプラズマトーチ
13に導入する焼却灰10の量が減少することから、プ
ラズマ28の負荷を低減し、処理量の増大等に対処する
ことができる。また、水溶性のNaCl,KCl,Ca
Cl2 等を事前に処理することで、プラズマ28の後段
に設けられる成分分離部15への供給蒸気量も減量化す
ることができ、成分分離部15の構造簡素化等が図れる
とともに、成分回収効率の向上も図れる。
13に導入する焼却灰10の量が減少することから、プ
ラズマ28の負荷を低減し、処理量の増大等に対処する
ことができる。また、水溶性のNaCl,KCl,Ca
Cl2 等を事前に処理することで、プラズマ28の後段
に設けられる成分分離部15への供給蒸気量も減量化す
ることができ、成分分離部15の構造簡素化等が図れる
とともに、成分回収効率の向上も図れる。
【0093】なお、ろ過装置20の排水からは、沈澱槽
等を用いた排水処理により、焼却灰10の成分を回収し
て使用することができる。
等を用いた排水処理により、焼却灰10の成分を回収し
て使用することができる。
【0094】また、本実施形態においては、ろ過装置2
0として前記のフィルタに加え、またこれに代えて磁気
分離装置を適用することができる。磁気分離装置では、
水に不溶な金属の酸化物等と灰分とを分離することがで
きるため、特に重金属等の微細な固型分をここで予め分
離回収することができ、金属等の回収効率の向上が図れ
る。
0として前記のフィルタに加え、またこれに代えて磁気
分離装置を適用することができる。磁気分離装置では、
水に不溶な金属の酸化物等と灰分とを分離することがで
きるため、特に重金属等の微細な固型分をここで予め分
離回収することができ、金属等の回収効率の向上が図れ
る。
【0095】磁気分離にかける前に凝集剤を添加すれ
ば、回収効率をさらに向上することができる。
ば、回収効率をさらに向上することができる。
【0096】第2実施形態(図3,図4) 図3は本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置を
示す構成図であり、図4は作用を説明するためのグラフ
である。
示す構成図であり、図4は作用を説明するためのグラフ
である。
【0097】本実施形態のプラズマ処理装置9は基本的
に第1実施形態とほぼ同様の構成を有するものである
が、反応炉12内にその酸化物の標準生成自由エネルギ
ΔG0が小さい微粒物質を供給する微粒物質供給手段2
9を設け、被処理物である焼却灰10中に含まれる金属
等の成分よりも早く前記の物質を酸化させることによ
り、その金属等の成分の酸化を遅らせ、ひいては成分分
離部15での成分の回収効率を高めるようにした点が異
なる。
に第1実施形態とほぼ同様の構成を有するものである
が、反応炉12内にその酸化物の標準生成自由エネルギ
ΔG0が小さい微粒物質を供給する微粒物質供給手段2
9を設け、被処理物である焼却灰10中に含まれる金属
等の成分よりも早く前記の物質を酸化させることによ
り、その金属等の成分の酸化を遅らせ、ひいては成分分
離部15での成分の回収効率を高めるようにした点が異
なる。
【0098】なお、以下の説明では、主に第1実施形態
と異なる点について説明し、第1実施形態と同様の構成
については、図3に図2と共通な符号を付して説明を省
略する。
と異なる点について説明し、第1実施形態と同様の構成
については、図3に図2と共通な符号を付して説明を省
略する。
【0099】図3に示すように、微粒物質供給手段29
は微粒物質供給源30、供給配管31および微粒物質供
給口32を有する構成のものとされ、この微粒物質供給
口32が反応炉12内の熱プラズマ28の上流側に臨む
部位に設けられている。そして、微粒物質33を焼却灰
10および還元ガスとともにプラズマトーチ13内に供
給し、熱プラズマ28による還元反応の際、焼却灰10
中から発生した蒸気、特に亜鉛(Zn)、錫(Sn)、
鉛(Pb)等の重金属の蒸気またはニッケル(Ni)、
銅(Cu)等の金属の蒸気が高熱下で再び酸化する前
に、供給した微粒物質の方を早期に酸化させ、これによ
り前記成分の酸化を抑止させるものである。
は微粒物質供給源30、供給配管31および微粒物質供
給口32を有する構成のものとされ、この微粒物質供給
口32が反応炉12内の熱プラズマ28の上流側に臨む
部位に設けられている。そして、微粒物質33を焼却灰
10および還元ガスとともにプラズマトーチ13内に供
給し、熱プラズマ28による還元反応の際、焼却灰10
中から発生した蒸気、特に亜鉛(Zn)、錫(Sn)、
鉛(Pb)等の重金属の蒸気またはニッケル(Ni)、
銅(Cu)等の金属の蒸気が高熱下で再び酸化する前
に、供給した微粒物質の方を早期に酸化させ、これによ
り前記成分の酸化を抑止させるものである。
【0100】このような機能を持つ微粒物質としては、
回収しようとする金属よりも標準生成自由エネルギΔG
0 が小さいものであればよく、アルミニウム(Al)そ
の他の各種金属の微粒子や水蒸気または霧状の水等を適
用することができる。
回収しようとする金属よりも標準生成自由エネルギΔG
0 が小さいものであればよく、アルミニウム(Al)そ
の他の各種金属の微粒子や水蒸気または霧状の水等を適
用することができる。
【0101】図4は、酸化物生成の標準自由エネルギ変
化温度を示す特性図である。この図4の下側に位置する
ものほど酸化物を生成し易いことが示される。
化温度を示す特性図である。この図4の下側に位置する
ものほど酸化物を生成し易いことが示される。
【0102】本実施形態では、一例として、回収すべき
金属がZnあるいはPbである場合に、これらの金属よ
りも標準生成自由エネルギΔG0 が小さいAlを反応炉
12内で共存させ、これによりAl2 O3 の生成を促進
させ、ZnO,PbO等の生成を減少させる。これによ
り、比較的材料コストを低くすることができ、実際の利
用上で大きい利点を得ることができる。
金属がZnあるいはPbである場合に、これらの金属よ
りも標準生成自由エネルギΔG0 が小さいAlを反応炉
12内で共存させ、これによりAl2 O3 の生成を促進
させ、ZnO,PbO等の生成を減少させる。これによ
り、比較的材料コストを低くすることができ、実際の利
用上で大きい利点を得ることができる。
【0103】なお、Alに代えて水蒸気や霧状の水を供
給しても同様の結果を得ることができる。水蒸気や水は
反応炉12内での熱分解により水素(H2 )となり、酸
素(O2 )との結合が促進するからである。これによ
り、直接水素を供給するような危険性がなく安全に、し
かもそれと同様の効果を得ることができる。
給しても同様の結果を得ることができる。水蒸気や水は
反応炉12内での熱分解により水素(H2 )となり、酸
素(O2 )との結合が促進するからである。これによ
り、直接水素を供給するような危険性がなく安全に、し
かもそれと同様の効果を得ることができる。
【0104】なお、水を使用する場合には、微粒物質供
給口32を水噴霧口とすればよい。
給口32を水噴霧口とすればよい。
【0105】本実施形態によれば、焼却灰10の分解に
よって生成した金属原子等と酸素との再結合を抑制する
ことで、金属等の回収効率の向上が図れる。
よって生成した金属原子等と酸素との再結合を抑制する
ことで、金属等の回収効率の向上が図れる。
【0106】第3実施形態(図5,図6) 図4は本発明の第3実施形態によるプラズマ処理装置を
示す構成図であり、図6は同装置を用いたプラズマ処理
方法の説明図である。
示す構成図であり、図6は同装置を用いたプラズマ処理
方法の説明図である。
【0107】本実施形態のプラズマ処理装置9も基本的
に第1実施形態とほぼ同様の構成を有するものである
が、反応炉12に対し、還元ガスを供給する還元ガス供
給手段14に加え、酸化ガスを供給する酸化ガス供給手
段34が設けられている。
に第1実施形態とほぼ同様の構成を有するものである
が、反応炉12に対し、還元ガスを供給する還元ガス供
給手段14に加え、酸化ガスを供給する酸化ガス供給手
段34が設けられている。
【0108】この酸化ガス供給手段34は、酸化ガスと
して例えば酸素(O2 )を供給するもので、酸化ガス供
給源35と、これに接続されたガス供給管36と、この
ガス供給管36の先端に設けられ反応炉12に酸化ガス
を吹込むガス供給口37と、図示しない流量調節用バル
ブ等を備えた構成とされている。
して例えば酸素(O2 )を供給するもので、酸化ガス供
給源35と、これに接続されたガス供給管36と、この
ガス供給管36の先端に設けられ反応炉12に酸化ガス
を吹込むガス供給口37と、図示しない流量調節用バル
ブ等を備えた構成とされている。
【0109】そして、本実施形態では、反応炉12に対
する還元ガス供給手段14からの還元ガス供給量と酸化
ガス供給手段34からの酸化ガス供給量とを調節するこ
とにより、反応炉12内の雰囲気を還元性雰囲気または
酸化性雰囲気に切換え可能とするとともに、その各雰囲
気における還元力または酸化力の程度も調整可能として
いる。
する還元ガス供給手段14からの還元ガス供給量と酸化
ガス供給手段34からの酸化ガス供給量とを調節するこ
とにより、反応炉12内の雰囲気を還元性雰囲気または
酸化性雰囲気に切換え可能とするとともに、その各雰囲
気における還元力または酸化力の程度も調整可能として
いる。
【0110】また、成分分離部15には、温度調整が可
能な恒温槽が適用されている。例えば図示の構成では、
各熱交換器16により凝固用温度がそれぞれ回収すべき
物質に対応して調整され、運転中はそれぞれ一定の温度
に保持される。
能な恒温槽が適用されている。例えば図示の構成では、
各熱交換器16により凝固用温度がそれぞれ回収すべき
物質に対応して調整され、運転中はそれぞれ一定の温度
に保持される。
【0111】なお、他の構成については第1実施形態の
ものとほぼ同様であるから、図5の対応個所に図1と同
一の符号を付して説明を省略する。
ものとほぼ同様であるから、図5の対応個所に図1と同
一の符号を付して説明を省略する。
【0112】次に、本実施形態の装置を使用して行われ
るプラズマ処理方法について、灰中に金属成分が含まれ
る場合を例として図6も参照して説明する。
るプラズマ処理方法について、灰中に金属成分が含まれ
る場合を例として図6も参照して説明する。
【0113】一般に、金属酸化物の露点は、そのもとに
なる純金属の露点に比べて高くなる。したがって、熱プ
ラズマ28によって生成される金属蒸気を純金属の状態
とするか酸化物の状態とするかによって、成分分離部1
5における温度設定を変えた状態で回収することが可能
である。
なる純金属の露点に比べて高くなる。したがって、熱プ
ラズマ28によって生成される金属蒸気を純金属の状態
とするか酸化物の状態とするかによって、成分分離部1
5における温度設定を変えた状態で回収することが可能
である。
【0114】一方、灰分および塩類等は露点が一定のま
まで変化することはない。本実施形態ではこの現象を利
用して、金属を灰分とともに回収するか、或いは塩類と
ともに回収するかを選択的に行えるようにし、その後、
物理的(例えば分級)または化学的(例えば薬剤抽出)
方法によって金属のみを分離回収しようとするものであ
る。
まで変化することはない。本実施形態ではこの現象を利
用して、金属を灰分とともに回収するか、或いは塩類と
ともに回収するかを選択的に行えるようにし、その後、
物理的(例えば分級)または化学的(例えば薬剤抽出)
方法によって金属のみを分離回収しようとするものであ
る。
【0115】具体的に説明すると、図6は、成分分離部
15等の回収部で回収される物質の温度スペクトルを例
示したグラフであり、(A)は反応炉12内を還元性雰
囲気とした場合、(B)は反応炉12内を酸化性雰囲気
とした場合をそれぞれ示している。これらのグラフ
(A),(B)において、特性線aは金属または金属酸
化物の回収曲線であり、bは塩類の回収曲線であり、c
は灰分の回収曲線である。ここで例示した金属は、重金
属類(例えばZn)である。
15等の回収部で回収される物質の温度スペクトルを例
示したグラフであり、(A)は反応炉12内を還元性雰
囲気とした場合、(B)は反応炉12内を酸化性雰囲気
とした場合をそれぞれ示している。これらのグラフ
(A),(B)において、特性線aは金属または金属酸
化物の回収曲線であり、bは塩類の回収曲線であり、c
は灰分の回収曲線である。ここで例示した金属は、重金
属類(例えばZn)である。
【0116】図6の(A)に示すように、反応炉12内
を還元性雰囲気とした場合には、熱プラズマ28によっ
て生成される金属が純金属の状態となるため露点温度が
低くなり、塩類と同程度の温度で液化される(a,b曲
線が接近する)。なお、灰分の露点温度は高い(c曲線
参照)。
を還元性雰囲気とした場合には、熱プラズマ28によっ
て生成される金属が純金属の状態となるため露点温度が
低くなり、塩類と同程度の温度で液化される(a,b曲
線が接近する)。なお、灰分の露点温度は高い(c曲線
参照)。
【0117】したがって、この場合は成分分離部15に
おける設定温度を低くしておくことにより、金属と塩類
とを灰分から分離した状態で回収することができる。金
属と塩類との分離は、例えば水洗による塩の溶解や磁気
分離によって行うことができる。
おける設定温度を低くしておくことにより、金属と塩類
とを灰分から分離した状態で回収することができる。金
属と塩類との分離は、例えば水洗による塩の溶解や磁気
分離によって行うことができる。
【0118】なお、第1実施形態で説明したように、反
応炉12への投入前の段階で焼却灰を予め水洗等の工程
により除去すれば、塩類の回収量は大幅に低減するの
で、これにより金属と塩類との分離を容易化することが
できる。
応炉12への投入前の段階で焼却灰を予め水洗等の工程
により除去すれば、塩類の回収量は大幅に低減するの
で、これにより金属と塩類との分離を容易化することが
できる。
【0119】また、図6の(B)に示すように、反応炉
12内を酸化性雰囲気とした場合には、熱プラズマ28
によって生成される金属が酸化状態となるため露点が高
温側に移行し、灰分と同程度の温度で液化される(b,
c曲線が接近する)。なお、塩類の露点温度は低い(a
曲線参照)。
12内を酸化性雰囲気とした場合には、熱プラズマ28
によって生成される金属が酸化状態となるため露点が高
温側に移行し、灰分と同程度の温度で液化される(b,
c曲線が接近する)。なお、塩類の露点温度は低い(a
曲線参照)。
【0120】したがって、この場合は成分分離部15に
おける設定温度を高くしておくことにより、金属酸化物
と灰分とを塩類から分離した状態で回収することができ
る。金属酸化物の灰分からの分離回収は、後の還元操作
等によって容易に行うことができる。
おける設定温度を高くしておくことにより、金属酸化物
と灰分とを塩類から分離した状態で回収することができ
る。金属酸化物の灰分からの分離回収は、後の還元操作
等によって容易に行うことができる。
【0121】本実施形態は、特に重金属を回収する場合
に好適なものとなる。
に好適なものとなる。
【0122】第4実施形態(図7,図8) 図7は本発明の第4実施形態によるプラズマ処理装置を
示す構成図であり、図8は同装置の反応炉部分のA−A
線拡大断面図である。
示す構成図であり、図8は同装置の反応炉部分のA−A
線拡大断面図である。
【0123】図7に示すように、本実施形態のプラズマ
処理装置9は、第1実施形態の構成に加えて、反応炉1
2のプラズマトーチ13で発生する熱プラズマ28の下
流側に、生成物冷却用のガスを供給する冷却ガス供給手
段40が設けられている。
処理装置9は、第1実施形態の構成に加えて、反応炉1
2のプラズマトーチ13で発生する熱プラズマ28の下
流側に、生成物冷却用のガスを供給する冷却ガス供給手
段40が設けられている。
【0124】この冷却ガス供給手段40は、不活性ガス
または還元性のガス等を供給する冷却ガス供給源41
と、これに接続された冷却ガス供給配管42と、この冷
却ガス供給配管42の先端のガス供給口43とを有して
いる。
または還元性のガス等を供給する冷却ガス供給源41
と、これに接続された冷却ガス供給配管42と、この冷
却ガス供給配管42の先端のガス供給口43とを有して
いる。
【0125】そして、図8に示すように、ガス供給配管
42は、反応炉12の下流側の周壁部に複数、例えば4
〜8本、ほぼ等間隔で設けられ、ガス供給口43はそれ
ぞれ反応炉12の中心側に向けられている。
42は、反応炉12の下流側の周壁部に複数、例えば4
〜8本、ほぼ等間隔で設けられ、ガス供給口43はそれ
ぞれ反応炉12の中心側に向けられている。
【0126】なお、このガス供給口43の向きについて
は、種々設定することができる。例えば炉壁に沿う接線
方向に向けたり、あるいはその他ガス混合が有効に行え
るように、反応炉等の構成に応じて各方向に向けること
ができる。
は、種々設定することができる。例えば炉壁に沿う接線
方向に向けたり、あるいはその他ガス混合が有効に行え
るように、反応炉等の構成に応じて各方向に向けること
ができる。
【0127】各ガス供給口43は、その内径が例えば5
mm以下の細径とされており、冷却用ガス44の吹出し流
の初速度を高くして、ガスを反応炉12内に高速で吹出
すことができるようにしてある。
mm以下の細径とされており、冷却用ガス44の吹出し流
の初速度を高くして、ガスを反応炉12内に高速で吹出
すことができるようにしてある。
【0128】そして、吹出された冷却用のガス44によ
ってプラズマ熱流が冷却され、熱プラズマ28中で分解
した物質が急速に冷却固化される。この場合、高速のガ
ス吹出しにより生成物質の原子が他の原子と再結合した
り、粒子同士が付着することが防止され、特に高融点物
質の冷却固化が有効に行われる。
ってプラズマ熱流が冷却され、熱プラズマ28中で分解
した物質が急速に冷却固化される。この場合、高速のガ
ス吹出しにより生成物質の原子が他の原子と再結合した
り、粒子同士が付着することが防止され、特に高融点物
質の冷却固化が有効に行われる。
【0129】また、ガス供給口43が周方向に等配され
ているため、ガス吹出しの偏りが少く、プラズマ熱流の
温度分布の均一化が図られる。
ているため、ガス吹出しの偏りが少く、プラズマ熱流の
温度分布の均一化が図られる。
【0130】したがって、本実施形態によれば、熱プラ
ズマ28の下流側に高速かつ均一にガスを導入すること
により、純度の高い固体粒子形成が促進され、成分分離
部15等での物質回収率を向上することができる。
ズマ28の下流側に高速かつ均一にガスを導入すること
により、純度の高い固体粒子形成が促進され、成分分離
部15等での物質回収率を向上することができる。
【0131】第5実施形態(図9,図10) 図9は本発明の第5実施形態によるプラズマ処理装置の
一構成例を示す図であり、図10は他の構成例を示す図
である。
一構成例を示す図であり、図10は他の構成例を示す図
である。
【0132】図9に示した構成例では、第1実施形態と
ほぼ同様の導入部11、反応炉12およびプラズマガス
供給手段14等を備えており、成分分離部15に静電分
離装置45が適用されている。なお、第1実施形態と同
様の構成部分については、説明を省略する。
ほぼ同様の導入部11、反応炉12およびプラズマガス
供給手段14等を備えており、成分分離部15に静電分
離装置45が適用されている。なお、第1実施形態と同
様の構成部分については、説明を省略する。
【0133】静電分離装置45は、一方向に連続回転す
るドラム電極46と、これに対向する固定電極47とに
より静電場を形成し、ドラム電極6の周囲に付着する物
質を、静電気力の強弱とドラム電極46の遠心力とを利
用して金属等の分離を行うものであり、分離された物質
は下方の各回収部47a,47b,47cに分離回収さ
れる。
るドラム電極46と、これに対向する固定電極47とに
より静電場を形成し、ドラム電極6の周囲に付着する物
質を、静電気力の強弱とドラム電極46の遠心力とを利
用して金属等の分離を行うものであり、分離された物質
は下方の各回収部47a,47b,47cに分離回収さ
れる。
【0134】図10に示した構成例では、第4実施形態
で示した冷却ガス供給手段40を有するものと、図9に
示した静電分離装置45を適用した成分分離部15とが
組合せられている。
で示した冷却ガス供給手段40を有するものと、図9に
示した静電分離装置45を適用した成分分離部15とが
組合せられている。
【0135】このような構成によると、反応炉12のプ
ラズマ熱流に冷却ガス供給手段40から吹込まれた冷却
用ガスによってプラズマ生成物質が急冷されて固体粒子
化が促進され、多くの粒子が静電分離装置45のドラム
46に飛来するため、静電分離による処理能率の向上が
図られる。
ラズマ熱流に冷却ガス供給手段40から吹込まれた冷却
用ガスによってプラズマ生成物質が急冷されて固体粒子
化が促進され、多くの粒子が静電分離装置45のドラム
46に飛来するため、静電分離による処理能率の向上が
図られる。
【0136】本実施形態によると、静電分離機能の付加
により高融点物質をトラップするための恒温槽温度を低
く設定することができるとともに、金属等の回収が容易
になるため、回収部の構成の簡易化が図れる。特に初段
に設けられる成分分離部15として適用する場合に熱源
などの負荷低減に有効となるとともに、後段の成分分離
部についても低い温度設定が可能となる等の利点が得ら
れる。
により高融点物質をトラップするための恒温槽温度を低
く設定することができるとともに、金属等の回収が容易
になるため、回収部の構成の簡易化が図れる。特に初段
に設けられる成分分離部15として適用する場合に熱源
などの負荷低減に有効となるとともに、後段の成分分離
部についても低い温度設定が可能となる等の利点が得ら
れる。
【0137】第6実施形態(図11,図12) 本実施形態は、反応炉12において熱プラズマ28によ
り生成された物質を、相状態の変化を利用して分離回収
する方法および装置についてのものである。
り生成された物質を、相状態の変化を利用して分離回収
する方法および装置についてのものである。
【0138】本実施形態の分離回収方法では、成分分離
部15において、一の物質の露点以上で他の物質の露点
未満かつ凝固点以下となる温度設定による気液分離、お
よび一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満
となる温度設定による固気分離のいずれか一方、もしく
はその両方の分離作用を行わせる。
部15において、一の物質の露点以上で他の物質の露点
未満かつ凝固点以下となる温度設定による気液分離、お
よび一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満
となる温度設定による固気分離のいずれか一方、もしく
はその両方の分離作用を行わせる。
【0139】まず基本的な考え方を図11によって説明
する。この図11では、縦軸に成分分離部15において
設定すべき温度(T1 ,T2 )を表し、横軸に分離回収
すべき物質の種類(A,B,C)を表している。黒丸
(●)は各物質の露点を示し、また白丸(○)は凝固点
を示している。
する。この図11では、縦軸に成分分離部15において
設定すべき温度(T1 ,T2 )を表し、横軸に分離回収
すべき物質の種類(A,B,C)を表している。黒丸
(●)は各物質の露点を示し、また白丸(○)は凝固点
を示している。
【0140】この図11において、物質Aの露点(●)
および凝固点(○)は、物質Bのそれらよりも低く、か
つAの露点(●)(温度T1 )は、Bの露点(●)と凝
固点(○)との間の温度領域にある。物質Cの露点
(●)および凝固点(○)は、A,Bのそれらよりも高
く、かつCの凝固点(○)(温度T2 )はA,B両者の
露点(●)を超えている。
および凝固点(○)は、物質Bのそれらよりも低く、か
つAの露点(●)(温度T1 )は、Bの露点(●)と凝
固点(○)との間の温度領域にある。物質Cの露点
(●)および凝固点(○)は、A,Bのそれらよりも高
く、かつCの凝固点(○)(温度T2 )はA,B両者の
露点(●)を超えている。
【0141】このような物質A,B,Cの特性の下で、
成分分離部15での回収部温度を、図11における物質
Aの露点(●)の温度「T1 」よりも高く、かつ物質B
の凝固点以上、露点以下に設定すると、物質Aは気相、
物質Bは液相であり、物質Cは固相であるから反応炉1
2で熱プラズマ28によって生成された高温の物質A,
B,Cを相に応じて回収することができる。
成分分離部15での回収部温度を、図11における物質
Aの露点(●)の温度「T1 」よりも高く、かつ物質B
の凝固点以上、露点以下に設定すると、物質Aは気相、
物質Bは液相であり、物質Cは固相であるから反応炉1
2で熱プラズマ28によって生成された高温の物質A,
B,Cを相に応じて回収することができる。
【0142】即ち、初段の成分分離部15の温度を「T
2 」に設定すれば、低凝固点の物質A,Bは共に気相の
ままであるが、ここでは高凝固点の物質Cのみが固相と
なるので、固化した物質CのみをA,Bから分離回収す
ることができる(固気分離)。
2 」に設定すれば、低凝固点の物質A,Bは共に気相の
ままであるが、ここでは高凝固点の物質Cのみが固相と
なるので、固化した物質CのみをA,Bから分離回収す
ることができる(固気分離)。
【0143】次に、第2段の成分分離部15の温度を
「T1 」に設定すれば、ここでは物質Bが液相であり、
物質Aが気相である。したがって、液化した物質Bのみ
をAから分離して回収することができる(気液分離)。
「T1 」に設定すれば、ここでは物質Bが液相であり、
物質Aが気相である。したがって、液化した物質Bのみ
をAから分離して回収することができる(気液分離)。
【0144】図12は、このような固気分離および気液
分離の作用を利用した物質の分離回収を行うプラズマ処
理装置9の構成例を示したものである。
分離の作用を利用した物質の分離回収を行うプラズマ処
理装置9の構成例を示したものである。
【0145】この装置では、反応炉12の後流側に順次
にサイクロン51、フィルタ槽52および恒温槽53が
配置されている。これらのサイクロン51、フィルタ槽
52および恒温槽53には、それぞれ温度設定のために
ヒータ54,55,56が設けられている。
にサイクロン51、フィルタ槽52および恒温槽53が
配置されている。これらのサイクロン51、フィルタ槽
52および恒温槽53には、それぞれ温度設定のために
ヒータ54,55,56が設けられている。
【0146】まず、反応炉12でのプラズマ処理によっ
て生成されたガスG1 は、初段のサイクロン51に流入
する。このサイクロン51内の温度は、ヒータ54によ
り図11の「T2 」に相当する温度に設定され、これに
よりZn,Pb,Sn等の低露点成分(図11の物質
A,Bに相当)が気相を維持し、一方、灰分などの高露
点成分(主にSiO2 等)(図11の物質Cに相当)
は、一部または全てが気化するが、露点が高いためサイ
クロン51前またはその内部で凝縮し、固体粒子として
捕集することができる。
て生成されたガスG1 は、初段のサイクロン51に流入
する。このサイクロン51内の温度は、ヒータ54によ
り図11の「T2 」に相当する温度に設定され、これに
よりZn,Pb,Sn等の低露点成分(図11の物質
A,Bに相当)が気相を維持し、一方、灰分などの高露
点成分(主にSiO2 等)(図11の物質Cに相当)
は、一部または全てが気化するが、露点が高いためサイ
クロン51前またはその内部で凝縮し、固体粒子として
捕集することができる。
【0147】つまり、熱プラズマ28中では前記の低露
点成分が気化され、高露点成分は蒸気となっているの
で、これらがサイクロン51に導入されると、低露点成
分のみが後段に送られ(G2 )、高露点成分はサイクロ
ン51の内周面側で捕獲された後、下方の収容部57に
収容される。
点成分が気化され、高露点成分は蒸気となっているの
で、これらがサイクロン51に導入されると、低露点成
分のみが後段に送られ(G2 )、高露点成分はサイクロ
ン51の内周面側で捕獲された後、下方の収容部57に
収容される。
【0148】実験結果によると、サイクロン51では1
μm以上に凝集した高露点成分が分離回収される。
μm以上に凝集した高露点成分が分離回収される。
【0149】次に、フィルタ槽52では、ここに送られ
たガスG2 がフィルタ58を通過する際、これに混入さ
れている固体成分の除去が行われる。ここでフィルタ5
8に捕集される固体成分は、例えば前段のサイクロン5
1を通過した1μm未満の高露点成分等であり、後の実
施形態で述べる逆洗等により収容部59に回収される。
このフィルタ槽52の温度設定はサイクロン51と同一
温度でよい。フィルタ58を通過したガスG3 は、低露
点成分の気相だけであり、これが最終段の恒温槽53に
送られる。
たガスG2 がフィルタ58を通過する際、これに混入さ
れている固体成分の除去が行われる。ここでフィルタ5
8に捕集される固体成分は、例えば前段のサイクロン5
1を通過した1μm未満の高露点成分等であり、後の実
施形態で述べる逆洗等により収容部59に回収される。
このフィルタ槽52の温度設定はサイクロン51と同一
温度でよい。フィルタ58を通過したガスG3 は、低露
点成分の気相だけであり、これが最終段の恒温槽53に
送られる。
【0150】恒温槽53では、槽内の温度をヒータ56
により、ガスG3 中に含まれる一の低露点成分(例えば
図11のA)の露点を超え、他の低露点成分(例えば図
11のB)の露点未満かつ凝固点以上(例えば図11の
温度「T1 」)に設定する。
により、ガスG3 中に含まれる一の低露点成分(例えば
図11のA)の露点を超え、他の低露点成分(例えば図
11のB)の露点未満かつ凝固点以上(例えば図11の
温度「T1 」)に設定する。
【0151】これにより、露点の高い物質(B)を液相
として、気相のもの(A)から分離して収容部60に回
収することができる。
として、気相のもの(A)から分離して収容部60に回
収することができる。
【0152】このようなサイクロン51、フィルタ槽5
2、恒温槽53の各々について、これらを直列に複数設
置すれば、被処理物の組成に合せた的確な回収システム
が構築できる。
2、恒温槽53の各々について、これらを直列に複数設
置すれば、被処理物の組成に合せた的確な回収システム
が構築できる。
【0153】なお、サイクロン51、フィルタ槽52お
よび恒温槽53それぞれを、必要に応じて2以上、並列
設置してもよく、その場合には圧損や効率の調整が行
え、さらに回収効率の向上が図れる。
よび恒温槽53それぞれを、必要に応じて2以上、並列
設置してもよく、その場合には圧損や効率の調整が行
え、さらに回収効率の向上が図れる。
【0154】本実施形態によれば、例えば焼却灰10等
を対象とした場合の灰分と重金属との分離回収、ならび
に重金属間の種類別の分離回収等を高純度で、しかも能
率よく行える。
を対象とした場合の灰分と重金属との分離回収、ならび
に重金属間の種類別の分離回収等を高純度で、しかも能
率よく行える。
【0155】なお、図12には、プラズマを横向きに示
したが、下向き、上向きなど、種々の方向にすることが
できる。この点は、以下の第7,8,9実施形態につい
ても同様である。
したが、下向き、上向きなど、種々の方向にすることが
できる。この点は、以下の第7,8,9実施形態につい
ても同様である。
【0156】第7実施形態(図13) 本実施形態は、第6実施形態で説明したサイクロン51
の具体的な構成例と、その応用についてのものである。
の具体的な構成例と、その応用についてのものである。
【0157】図13はサイクロン51の構成を詳細に示
している。
している。
【0158】このサイクロン51は例えば本体部65が
内外壁61,62を有する二重壁構成とされており、内
壁61がセラミックス等による高耐火性材料によって構
成されている。これらの内外壁61,62間にコイル状
にヒータ63が配設されるとともに、内外壁61,62
の下端部に断熱材料64が設けられ、その下方の収容部
57との間の熱遮蔽が行われるようになっている。そし
て、ヒータ63の加熱により、サイクロン51の内部温
度が例えば低露点成分の露点以上、高露点成分の露点ま
たは凝固点未満の温度に保持できるようになっている。
内外壁61,62を有する二重壁構成とされており、内
壁61がセラミックス等による高耐火性材料によって構
成されている。これらの内外壁61,62間にコイル状
にヒータ63が配設されるとともに、内外壁61,62
の下端部に断熱材料64が設けられ、その下方の収容部
57との間の熱遮蔽が行われるようになっている。そし
て、ヒータ63の加熱により、サイクロン51の内部温
度が例えば低露点成分の露点以上、高露点成分の露点ま
たは凝固点未満の温度に保持できるようになっている。
【0159】但し、この例はサイクロン51に高温物質
が導入される場合に好適なものであり、予め冷却が行わ
れてサイクロン51に導入される物質が低温化されてい
る場合には、内壁61を高耐火性材料以外のもの、例え
ば鉄、ニッケル等の金属材料、あるいは樹脂材料等によ
って構成してもよい。
が導入される場合に好適なものであり、予め冷却が行わ
れてサイクロン51に導入される物質が低温化されてい
る場合には、内壁61を高耐火性材料以外のもの、例え
ば鉄、ニッケル等の金属材料、あるいは樹脂材料等によ
って構成してもよい。
【0160】また、ヒータ63を設ける場合、その形状
は必ずしもコイル状のものに限らず、内外壁61,62
に沿う平面状のもの、または線状あるいは幅狭な形状で
相互に並行する等、種々の形状とすることが可能であ
る。
は必ずしもコイル状のものに限らず、内外壁61,62
に沿う平面状のもの、または線状あるいは幅狭な形状で
相互に並行する等、種々の形状とすることが可能であ
る。
【0161】さらに、電気的、磁気的ヒータに限らず、
ガスバーナ等の燃焼による加熱、あるいは高温ガスの流
通による加熱等、各種加熱手段を採用することもでき
る。
ガスバーナ等の燃焼による加熱、あるいは高温ガスの流
通による加熱等、各種加熱手段を採用することもでき
る。
【0162】また、断熱材料64は下端部以外の部位、
例えばヒータ外周側等に設置することも可能である。
例えばヒータ外周側等に設置することも可能である。
【0163】さらに、内外壁61,62が低温状態で使
用される場合にはヒータを省略することもできる。
用される場合にはヒータを省略することもできる。
【0164】これらの点については、下記の実施形態に
ついても同様である。
ついても同様である。
【0165】なお、プラズマガスまたはサイクロンの熱
容量が大きく、サイクロン51の周囲を断熱することに
よって前記温度を保持できる場合には、ヒータ63を省
略することが可能である。
容量が大きく、サイクロン51の周囲を断熱することに
よって前記温度を保持できる場合には、ヒータ63を省
略することが可能である。
【0166】なお、このような構成のサイクロン51を
直列または並列に複数段設けることにより、分離効率を
高めることができ、また多種の物質の処理に適用させる
ために形状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他の
ものから独立的に変更して直接配置で複数段設けること
もできる。
直列または並列に複数段設けることにより、分離効率を
高めることができ、また多種の物質の処理に適用させる
ために形状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他の
ものから独立的に変更して直接配置で複数段設けること
もできる。
【0167】また、本実施形態のサイクロン51は、焼
却灰からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外に
種々の目的で適用することが可能である。例えば焼却灰
から塩類を除去する場合、または金属塩化物、金属硫化
物、金属酸化物等の混合物から特定物質を分離する場合
等にも適用することができる。
却灰からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外に
種々の目的で適用することが可能である。例えば焼却灰
から塩類を除去する場合、または金属塩化物、金属硫化
物、金属酸化物等の混合物から特定物質を分離する場合
等にも適用することができる。
【0168】第8実施形態(図14) 本実施形態は、第6実施形態で説明したフィルタ槽52
の具体的な構成例と、その応用についてのものである。
の具体的な構成例と、その応用についてのものである。
【0169】図14はフィルタ槽52の構成を詳細に示
している。
している。
【0170】このフィルタ槽52は例えば本体部65が
セラミックス等による高耐火性材料によって構成されて
いる。この本体部65の周囲にコイル状にヒータ66が
配設されるとともに、本体部65内のフィルタ室67が
仕切壁68によって上下に区分され、仕切壁68にバグ
フィルタ等のフィルタ69が設けれている。フィルタ6
9は、セラミックスまたは炭素等により耐熱性を有する
構成とされている。
セラミックス等による高耐火性材料によって構成されて
いる。この本体部65の周囲にコイル状にヒータ66が
配設されるとともに、本体部65内のフィルタ室67が
仕切壁68によって上下に区分され、仕切壁68にバグ
フィルタ等のフィルタ69が設けれている。フィルタ6
9は、セラミックスまたは炭素等により耐熱性を有する
構成とされている。
【0171】なお、このフィルタ69は、セラミックス
等と炭素との二層からなる構成とすることができ、この
場合には、フィルタ69をヒータ66への通電による誘
導加熱とすることができる。フィルタの誘導加熱を行う
具体的な構成例については、後の実施形態で説明する。
等と炭素との二層からなる構成とすることができ、この
場合には、フィルタ69をヒータ66への通電による誘
導加熱とすることができる。フィルタの誘導加熱を行う
具体的な構成例については、後の実施形態で説明する。
【0172】なお、フィルタ槽52に導かれる物質の温
度が低い場合には、フィルタ69を耐熱性以外のもの、
例えば金属高分子化合物等の樹脂材料を適用してもよ
い。
度が低い場合には、フィルタ69を耐熱性以外のもの、
例えば金属高分子化合物等の樹脂材料を適用してもよ
い。
【0173】また、図14の例では複数本のフィルタ6
9を備えた構成を示しているが、大形な1つのフィルタ
69aとして構成することもできる。
9を備えた構成を示しているが、大形な1つのフィルタ
69aとして構成することもできる。
【0174】そして、ヒータ66への加熱により、本体
部65内およびフィルタ69の温度が例えば低露点成分
の露点以上、高露点成分の露点または凝固点未満の温度
に保持できるようになっている。
部65内およびフィルタ69の温度が例えば低露点成分
の露点以上、高露点成分の露点または凝固点未満の温度
に保持できるようになっている。
【0175】なお、プラズマガスの熱容量が大きく、本
体部65の周囲を断熱することによって前記温度を保持
できる場合には、ヒータ66を省略することが可能であ
る。
体部65の周囲を断熱することによって前記温度を保持
できる場合には、ヒータ66を省略することが可能であ
る。
【0176】また、本実施形態のフィルタ槽52では逆
洗ガス供給装置70が設けられ、フィルタ69の内面側
へのガス吹込みにより、逆洗が行えるようになってい
る。
洗ガス供給装置70が設けられ、フィルタ69の内面側
へのガス吹込みにより、逆洗が行えるようになってい
る。
【0177】なお、このような構成のフィルタ槽52に
ついても、第7実施形態のサイクロン51と同様に、直
列または並列に複数段設けることにより、分離効率を高
めることができ、また多種の物質の処理に適用させるた
めに形状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他のも
のから独立的に変更して直接配置で複数段設けることも
できる。
ついても、第7実施形態のサイクロン51と同様に、直
列または並列に複数段設けることにより、分離効率を高
めることができ、また多種の物質の処理に適用させるた
めに形状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他のも
のから独立的に変更して直接配置で複数段設けることも
できる。
【0178】また、本実施形態のフィルタ槽52も、焼
却灰からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外
に、焼却灰から塩類を除去する場合、または金属塩化
物、金属硫化物、金属酸化物等の混合物から特定物質を
分離する場合等にも適用することができる。
却灰からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外
に、焼却灰から塩類を除去する場合、または金属塩化
物、金属硫化物、金属酸化物等の混合物から特定物質を
分離する場合等にも適用することができる。
【0179】第9実施形態(図15) 本実施形態は、第6実施形態で説明した恒温槽53の具
体的な構成例と、その応用についてのものである。
体的な構成例と、その応用についてのものである。
【0180】図15は恒温槽53の構成を詳細に示して
いる。
いる。
【0181】この恒温槽53は例えば本体部65が内外
壁71,72を有する二重筒状の構成とされており、内
壁71がセラミックス等による高耐火性材料によって構
成され、外壁72が断熱材によって構成されている。内
壁71の内部にガス通路74が形成され、このガス通路
74には透孔75を有する流れ規制板76が複数、ガス
流れ方向に間隔をあけて配置されている。
壁71,72を有する二重筒状の構成とされており、内
壁71がセラミックス等による高耐火性材料によって構
成され、外壁72が断熱材によって構成されている。内
壁71の内部にガス通路74が形成され、このガス通路
74には透孔75を有する流れ規制板76が複数、ガス
流れ方向に間隔をあけて配置されている。
【0182】これにより、ガス通路74内では、ガスが
対流しつつ流れ、滞留時間が長くなるとともに、より均
一な加熱が行えるようにしている。そして、ガス通路7
4に連通管77を介して収容部60が連通されている。
対流しつつ流れ、滞留時間が長くなるとともに、より均
一な加熱が行えるようにしている。そして、ガス通路7
4に連通管77を介して収容部60が連通されている。
【0183】また、内外壁71,72間にコイル状にヒ
ータ73が配設されている。
ータ73が配設されている。
【0184】そして、ヒータ73の加熱により、ガス通
路74内の温度が回収すべき低露点成分の露点または凝
固点未満で、かつ他の区分すべき低露点成分の露点を超
える温度に保持できるようになっている。
路74内の温度が回収すべき低露点成分の露点または凝
固点未満で、かつ他の区分すべき低露点成分の露点を超
える温度に保持できるようになっている。
【0185】なお、プラズマガスの熱容量が大きく、恒
温槽53の周囲を断熱することによって前記温度を保持
できる場合には、ヒータ73を省略することが可能であ
る。
温槽53の周囲を断熱することによって前記温度を保持
できる場合には、ヒータ73を省略することが可能であ
る。
【0186】なお、このような構成の恒温槽53を直列
または並列に複数段設けることにより、分離効率を高め
ることができ、また多種の物質の処理に適用させるため
に構状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他のもの
から独立的に変更して直接配置で複数段設けることもで
きる。
または並列に複数段設けることにより、分離効率を高め
ることができ、また多種の物質の処理に適用させるため
に構状やサイズを変更し、あるいは設定温度を他のもの
から独立的に変更して直接配置で複数段設けることもで
きる。
【0187】また、本実施形態の恒温槽53も、焼却灰
からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外に、焼
却灰から塩類を除去する場合、または金属塩化物、金属
硫化物、金属酸化物等の混合物から特定物質を分離する
場合等にも適用することができる。
からの高露点成分と低露点成分との分離回収以外に、焼
却灰から塩類を除去する場合、または金属塩化物、金属
硫化物、金属酸化物等の混合物から特定物質を分離する
場合等にも適用することができる。
【0188】第10実施形態(図16,図17) 本実施形態は、反応炉12の熱プラズマ28の下流側に
小径な耐火物製ボールを投入し、この耐火物製ボールに
低露点成分を付着させて高露点成分から分離回収するよ
うにしたものである。
小径な耐火物製ボールを投入し、この耐火物製ボールに
低露点成分を付着させて高露点成分から分離回収するよ
うにしたものである。
【0189】図16は、この耐火物製ボールを用いて低
露点成分の回収を行うためのプラズマ処理装置を示す全
体の構成図であり、図17(A)〜(D)は作用説明図
である。
露点成分の回収を行うためのプラズマ処理装置を示す全
体の構成図であり、図17(A)〜(D)は作用説明図
である。
【0190】図16に示すように、反応炉12のプラズ
マトーチ13の下流側に、熱プラズマ28によって生成
されるガス状の物質を送給するガス送給配管80が一定
長をもって設けられている。このガス送給配管80の途
中部分に、小径な耐火物製ボール81を供給する耐火物
製ボール供給手段82が接続されている。
マトーチ13の下流側に、熱プラズマ28によって生成
されるガス状の物質を送給するガス送給配管80が一定
長をもって設けられている。このガス送給配管80の途
中部分に、小径な耐火物製ボール81を供給する耐火物
製ボール供給手段82が接続されている。
【0191】耐火物製ボール供給手段82は、供給すべ
き多数の耐火物製ボール81を収容するボール収容部8
3と、このボール収容部83からガス送給配管80内に
耐火物製ボール81を供給するボール供給配管84と、
このボール供給配管84でのボール供給を円滑に行うた
めのガス、例えばArガス等の不活性ガスを供給するキ
ャリアガス供給部85とを有する構成とされている。
き多数の耐火物製ボール81を収容するボール収容部8
3と、このボール収容部83からガス送給配管80内に
耐火物製ボール81を供給するボール供給配管84と、
このボール供給配管84でのボール供給を円滑に行うた
めのガス、例えばArガス等の不活性ガスを供給するキ
ャリアガス供給部85とを有する構成とされている。
【0192】耐火物製ボール81はプラズマ熱流の高温
(例えば900〜1400℃)に耐えられるセラミック
ス、例えばアルミナ(Al2 O3 )等を材料として構成
され、その直径が数百μm〜数mmの範囲で同一径(例え
ば1mm)に揃ったものが適用されている。
(例えば900〜1400℃)に耐えられるセラミック
ス、例えばアルミナ(Al2 O3 )等を材料として構成
され、その直径が数百μm〜数mmの範囲で同一径(例え
ば1mm)に揃ったものが適用されている。
【0193】ガス送給配管80とボール供給配管84と
の連結部分は混合部86とされ、この混合部は例えばガ
ス送給配管80の軸方向に一定長延在した形で構成され
ている。
の連結部分は混合部86とされ、この混合部は例えばガ
ス送給配管80の軸方向に一定長延在した形で構成され
ている。
【0194】この混合部86の配管下流側に、成分分離
部15としてのサイクロン87が設けられ、このサイク
ロン87の金属捕集部が耐火物製ボール81を回収する
ためのボール回収部88とされている。
部15としてのサイクロン87が設けられ、このサイク
ロン87の金属捕集部が耐火物製ボール81を回収する
ためのボール回収部88とされている。
【0195】このような構成の下で焼却灰10等のプラ
ズマ処理を行う場合、プラズマ処理と同時に耐火物製ボ
ール供給手段82から耐火物製ボール81を混合部86
に連続的に供給する。
ズマ処理を行う場合、プラズマ処理と同時に耐火物製ボ
ール供給手段82から耐火物製ボール81を混合部86
に連続的に供給する。
【0196】そうすると、プラズマ処理によって気化さ
れた低露点成分の蒸気および高露点成分の微粒子等がプ
ラズマトーチ13からガス送給配管80に送給された
後、混合部86で耐火物製ボール81と混合し、これら
が随伴した状態でサイクロン87に送られる。
れた低露点成分の蒸気および高露点成分の微粒子等がプ
ラズマトーチ13からガス送給配管80に送給された
後、混合部86で耐火物製ボール81と混合し、これら
が随伴した状態でサイクロン87に送られる。
【0197】サイクロン87では、重量の大きい耐火物
製ボール81がボール回収部88に回収される一方、重
量の小さい高露点成分の微粒子等は排気系へと排出され
るが、この際、耐火物製ボール81の表面には低露点成
分が凝着して耐火物製ボール81とともにボール回収部
88に回収される。
製ボール81がボール回収部88に回収される一方、重
量の小さい高露点成分の微粒子等は排気系へと排出され
るが、この際、耐火物製ボール81の表面には低露点成
分が凝着して耐火物製ボール81とともにボール回収部
88に回収される。
【0198】この場合の金属等の回収作用について、図
17(A)〜(D)を用いて説明すると、以下の通りで
ある。
17(A)〜(D)を用いて説明すると、以下の通りで
ある。
【0199】従来技術においては、プラズマによって気
化された金属物の低露点物質が、高露点物質である灰分
すなわちシリカあるいはアルミナ等の超微粒子の表面に
付着して凝固し易く、これらの分離は極めて困難であっ
た。
化された金属物の低露点物質が、高露点物質である灰分
すなわちシリカあるいはアルミナ等の超微粒子の表面に
付着して凝固し易く、これらの分離は極めて困難であっ
た。
【0200】図17(A)は、このような状態で回収さ
れる従来技術によるプラズマ処理後の粒度分布を示した
ものである。灰分は通常のプラズマ処理温度(900〜
1400℃)の下では気化することなく超微粒子状の固
体として存在し、同図に示すように、0.1〜100μ
mの粒径の範囲で回収される。この際、上述したよう
に、灰分の超微粒子に付着して凝固した重金属も同図に
示すように、灰分と同程度の粒径分布で回収されること
になっていたものである。
れる従来技術によるプラズマ処理後の粒度分布を示した
ものである。灰分は通常のプラズマ処理温度(900〜
1400℃)の下では気化することなく超微粒子状の固
体として存在し、同図に示すように、0.1〜100μ
mの粒径の範囲で回収される。この際、上述したよう
に、灰分の超微粒子に付着して凝固した重金属も同図に
示すように、灰分と同程度の粒径分布で回収されること
になっていたものである。
【0201】これに対し、耐火物製ボール81をプラズ
マ生成物質に混合させる本実施形態においては、図17
(B)に示すように、プラズマ中の金属元素または化合
物90は、灰分91に比して表面積が大きい耐火物製ボ
ール81との接触割合が増大し、同図(C)に示すよう
に、大部分の金属分が耐火物製ボール81の表面に層状
に凝集する。
マ生成物質に混合させる本実施形態においては、図17
(B)に示すように、プラズマ中の金属元素または化合
物90は、灰分91に比して表面積が大きい耐火物製ボ
ール81との接触割合が増大し、同図(C)に示すよう
に、大部分の金属分が耐火物製ボール81の表面に層状
に凝集する。
【0202】図17(D)は、直径1mmの耐火物製ボー
ル81をプラズマ生成物中に投入した場合の重金属の凝
縮分布状態を調べた結果を示している。同図に示すよう
に、重金属は灰分に殆ど付着せず、大部分は直径1mmの
耐火物製ボール81の表面に付着している。
ル81をプラズマ生成物中に投入した場合の重金属の凝
縮分布状態を調べた結果を示している。同図に示すよう
に、重金属は灰分に殆ど付着せず、大部分は直径1mmの
耐火物製ボール81の表面に付着している。
【0203】このように、重金属が表面に凝集された状
態の耐火物製ボール81をボール回収部88から回収
し、後処理として酸を用いた抽出等を行うことにより、
重金属を回収することができる。
態の耐火物製ボール81をボール回収部88から回収
し、後処理として酸を用いた抽出等を行うことにより、
重金属を回収することができる。
【0204】なお、本実施形態で用いる耐火物製ボール
としては、前述したAl2 O3 の他、SiO2 ,ZrO
2 ,MgO,Y2 O3 ,Si3 N4 ,SiCおよびこれ
らの2種以上が混合されたセラミックスなどを適用する
ことができる。
としては、前述したAl2 O3 の他、SiO2 ,ZrO
2 ,MgO,Y2 O3 ,Si3 N4 ,SiCおよびこれ
らの2種以上が混合されたセラミックスなどを適用する
ことができる。
【0205】第11実施形態(図18) 本実施形態は前述した第8実施形態によるフィルタ槽5
2の変形または応用についてのものである。
2の変形または応用についてのものである。
【0206】図18は第1構成例を示している。
【0207】この図18に示すように、本実施形態で
は、反応炉12が上向きに熱プラズマ28を発生させる
構成とされている。この反応炉12の下方部位に回収物
タンク92が設けられている。93は被処理物導入部、
94はプラズマガス供給手段を示している。95は高周
波コイル、96は高周波電源、97はプラズマトーチ部
を示している。
は、反応炉12が上向きに熱プラズマ28を発生させる
構成とされている。この反応炉12の下方部位に回収物
タンク92が設けられている。93は被処理物導入部、
94はプラズマガス供給手段を示している。95は高周
波コイル、96は高周波電源、97はプラズマトーチ部
を示している。
【0208】この反応炉12の上方に連続してフィルタ
槽52が設けられている。このフィルタ槽52のフィル
タ98は炭素製であり、熱プラズマ28によって低露点
成分の露点以上で高露点成分の凝固点未満の温度に加熱
される設定としてある。このフィルタ98の部分に成分
分離部99が設定される。
槽52が設けられている。このフィルタ槽52のフィル
タ98は炭素製であり、熱プラズマ28によって低露点
成分の露点以上で高露点成分の凝固点未満の温度に加熱
される設定としてある。このフィルタ98の部分に成分
分離部99が設定される。
【0209】フィルタ98の上方には、その逆洗手段と
して逆洗ガス供給装置100、逆洗弁101および逆洗
ノズル102が設けられている。
して逆洗ガス供給装置100、逆洗弁101および逆洗
ノズル102が設けられている。
【0210】このような構成によれば、プラズマ処理時
においては炭素製のフィルタ98を熱プラズマ28によ
って加熱することで、フィルタ98の温度設定が特別の
装置を要しない簡易な構成の下で行える。
においては炭素製のフィルタ98を熱プラズマ28によ
って加熱することで、フィルタ98の温度設定が特別の
装置を要しない簡易な構成の下で行える。
【0211】そして、フィルタ98を低露点成分の露点
以上で高露点成分の凝固点未満の温度設定とすることに
より、低露点成分はフィルタ98を通過するが、高露点
成分は固体状態のままであるため、下方の回収物タンク
92に落下収容される。
以上で高露点成分の凝固点未満の温度設定とすることに
より、低露点成分はフィルタ98を通過するが、高露点
成分は固体状態のままであるため、下方の回収物タンク
92に落下収容される。
【0212】プラズマ処理停止時には、逆洗ノズル10
1の操作により逆洗ガス供給装置100から逆洗ノズル
102を介してフィルタ98側に逆洗ガスを噴出し、フ
ィルタ98の下面側に付着した高露点成分を剥離させる
再生作用を行うことができる。
1の操作により逆洗ガス供給装置100から逆洗ノズル
102を介してフィルタ98側に逆洗ガスを噴出し、フ
ィルタ98の下面側に付着した高露点成分を剥離させる
再生作用を行うことができる。
【0213】図19は第2構成例を示している。
【0214】この第2構成例が第1構成例と異なるの
は、フィルタ98をセラミックスと炭素との二層構成と
した点にある。図19の例では、ろ過面をセラミックス
壁103とし、その下流側の面を炭素壁104としてい
る。
は、フィルタ98をセラミックスと炭素との二層構成と
した点にある。図19の例では、ろ過面をセラミックス
壁103とし、その下流側の面を炭素壁104としてい
る。
【0215】このような構成とすれば、プラズマ熱流を
受ける面をセラミックス壁103としたことにより、耐
熱性を向上させ、構造強度を高めることができる。
受ける面をセラミックス壁103としたことにより、耐
熱性を向上させ、構造強度を高めることができる。
【0216】図20は第3構成例を示している。
【0217】この第3構成例は、図19に示した第2構
成例で示したフィルタ98の炭素壁104を誘導加熱で
きるようにしたものである。すなわち、図20に示すよ
うに、フィルタ98の外周側に誘導コイル105と、こ
の誘導コイル105に誘導加熱用電流を供給する誘導加
熱用電源装置106とが設けられている。
成例で示したフィルタ98の炭素壁104を誘導加熱で
きるようにしたものである。すなわち、図20に示すよ
うに、フィルタ98の外周側に誘導コイル105と、こ
の誘導コイル105に誘導加熱用電流を供給する誘導加
熱用電源装置106とが設けられている。
【0218】この電源装置106は制御回路107によ
って誘導加熱用電流を制御できるようになっており、制
御回路107には、フィルタ98付近の温度を検出する
温度センサ108から運転中の温度信号が入力されるに
ようになっている。
って誘導加熱用電流を制御できるようになっており、制
御回路107には、フィルタ98付近の温度を検出する
温度センサ108から運転中の温度信号が入力されるに
ようになっている。
【0219】このような構成によると、フィルタ98を
外部からの誘導加熱によって、低露点成分の露点以上
で、高露点成分の露点または凝固点未満の温度に保つこ
とができる。特に本構成例では、温度センサ108から
の温度情報をフィードバックしながら、制御回路107
によって電源装置106の出力制御を行うことができる
ので、安定したフィルタ98の加熱が容易に実現できる
ようになる。
外部からの誘導加熱によって、低露点成分の露点以上
で、高露点成分の露点または凝固点未満の温度に保つこ
とができる。特に本構成例では、温度センサ108から
の温度情報をフィードバックしながら、制御回路107
によって電源装置106の出力制御を行うことができる
ので、安定したフィルタ98の加熱が容易に実現できる
ようになる。
【0220】なお、フィルタ98には図18の第1構成
例で示した炭素製フィルタを用いてもよい。
例で示した炭素製フィルタを用いてもよい。
【0221】図21は第4構成例を示している。
【0222】この第4構成例は、第3構成例で示したも
のを直列に複数段組合せたものである。図21では2段
構成を示しているが、3段以上の構成としてもよい。各
段のフィルタ98の下方には、それぞれ回収物タンク1
09が設けられる。
のを直列に複数段組合せたものである。図21では2段
構成を示しているが、3段以上の構成としてもよい。各
段のフィルタ98の下方には、それぞれ回収物タンク1
09が設けられる。
【0223】このような構成においては、各段のフィル
タ98の設定温度を変える等により、様々な形態で物質
の分離回収を行うことができる。その際、炭素を用いた
フィルタ構成により誘導加熱を行うとともに温度制御を
行うことにより、分離回収作用の迅速化、高精度化、安
定化等が図れるものとなる。
タ98の設定温度を変える等により、様々な形態で物質
の分離回収を行うことができる。その際、炭素を用いた
フィルタ構成により誘導加熱を行うとともに温度制御を
行うことにより、分離回収作用の迅速化、高精度化、安
定化等が図れるものとなる。
【0224】他の実施形態 本発明では、以上の第1〜第11実施形態を種々組合せ
て実施することができる。
て実施することができる。
【0225】また、処理対象物として、都市ごみ、廃棄
触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物その他の各種廃棄物、
それらの粉砕物、あるいは電気集塵機、バグフィルタそ
の他の集塵設備にて集塵された塵埃またはそれらの焼
却、溶融および熱分解の少なくとも一の処理により発生
した灰、スラグ、その他の固体、液体もしくは気体、ま
たはこれらの混合物等、広く適用できるものである。
触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物その他の各種廃棄物、
それらの粉砕物、あるいは電気集塵機、バグフィルタそ
の他の集塵設備にて集塵された塵埃またはそれらの焼
却、溶融および熱分解の少なくとも一の処理により発生
した灰、スラグ、その他の固体、液体もしくは気体、ま
たはこれらの混合物等、広く適用できるものである。
【0226】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反応炉
への被処理物の導入部での水洗等の事前処理、反応炉内
におけるプラズマ処理中の雰囲気調整、プラズマ熱流の
下流側への微粒子物質やガス等の供給による冷却処理、
あるいは成分分離部等における分離回収処理等を通じ
て、プラズマの熱流を利用した金属の選択回収が効率よ
く行え、しかも設備構成が簡単で運用が容易に行えかつ
運転コストの低廉化等も図れるという効果が奏される。
への被処理物の導入部での水洗等の事前処理、反応炉内
におけるプラズマ処理中の雰囲気調整、プラズマ熱流の
下流側への微粒子物質やガス等の供給による冷却処理、
あるいは成分分離部等における分離回収処理等を通じ
て、プラズマの熱流を利用した金属の選択回収が効率よ
く行え、しかも設備構成が簡単で運用が容易に行えかつ
運転コストの低廉化等も図れるという効果が奏される。
【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の第1実施形態
を示すもので、火力発電プラントの全体構成図。
を示すもので、火力発電プラントの全体構成図。
【図2】前記第1実施形態によるプラズマ処理装置を拡
大して示す要部構成図。
大して示す要部構成図。
【図3】本発明の第2実施形態によるプラズマ処理装置
を示す構成図。
を示す構成図。
【図4】前記第2実施形態の作用説明図。
【図5】本発明の第3実施形態による焼却灰処理装置を
示す構成図。
示す構成図。
【図6】前記第3実施形態による作用説明図。
【図7】本発明の第4実施形態によるプラズマ処理装置
を示す構成図。
を示す構成図。
【図8】図7のA−A線拡大断面図。
【図9】本発明の第5実施形態によるプラズマ処理装置
の一構成例を示す図。
の一構成例を示す図。
【図10】前記第5実施形態によるプラズマ処理装置の
他の構成例を示す図。
他の構成例を示す図。
【図11】本発明の第6実施形態によるプラズマ処理の
基本概念を説明するための図。
基本概念を説明するための図。
【図12】前記第6実施形態によるプラズマ処理装置を
示す構成図。
示す構成図。
【図13】本発明の第7実施形態によるプラズマ処理装
置のサイクロンの構成を示す図。
置のサイクロンの構成を示す図。
【図14】本発明の第8実施形態によるプラズマ処理装
置のフィルタ槽の構成を示す図。
置のフィルタ槽の構成を示す図。
【図15】本発明の第9実施形態によるプラズマ処理装
置の恒温槽を示す図。
置の恒温槽を示す図。
【図16】本発明の第10実施形態によるプラズマ処理
装置を示す構成図。
装置を示す構成図。
【図17】(A),(B),(C),(D)は、前記第
10実施形態の作用説明図。
10実施形態の作用説明図。
【図18】本発明の第11実施形態によるプラズマ処理
装置の第1構成例を示す図。
装置の第1構成例を示す図。
【図19】前記第11実施形態によるプラズマ処理装置
の第2構成例を示す図。
の第2構成例を示す図。
【図20】前記第11実施形態によるプラズマ処理装置
の第3構成例を示す図。
の第3構成例を示す図。
【図21】前記第11実施形態によるプラズマ処理装置
の第4構成例を示す図。
の第4構成例を示す図。
1 ごみピット 2 焼却炉 3 蒸発管 4 過熱器 5 蒸気タービン 6 発電機 7 集塵器 8 煙突 9 プラズマ処理装置 10 焼却灰 11 被処理物導入部 12 反応炉 13 プラズマトーチ 14 還元ガス供給手段 15 成分分離部 16 熱交換器 17 成分回収部 18 ガス排気管 19 水洗装置 20 ろ過装置 21 乾燥器 22 焼却灰ホッパ 23 焼却灰フィーダ 24 焼却灰導入管 25 焼却灰導入ノズル 26 水素ガス供給装置 27 ガス導入管 28 プラズマ 29 微粒物質供給手段 30 微粒物質供給源 31 供給配管 32 微粒物質供給口 33 微粒物質 34 酸化ガス供給手段 35 酸化ガス供給源 36 ガス供給管 37 ガス供給口 40 冷却ガス供給手段 41 冷却ガス供給源 42 冷却ガス供給配管 43 ガス供給口 44 冷却用ガス 45 静電分離装置 46 ドラム電極 47 固定電極 47a,47b,47c 回収部 51 サイクロン 52 フィルタ槽 53 恒温槽 54,55,56 ヒータ 57,59,60 収容部 58 フィルタ 65 本体部 61 内壁 62 外壁 63 ヒータ 64 断熱材料 66 ヒータ 67 フィルタ室 68 仕切壁 69,69a フィルタ 70 逆洗ガス供給装置 71 内壁 72 外壁 73 ヒータ 74 ガス通路 75 透孔 76 流れ規制板 77 連通管 80 ガス送給配管 81 耐火物製ボール 82 耐火物製ボール供給手段 83 ボール収容部 84 ボール供給配管 85 キャリアガス供給部 86 混合部 87 サイクロン 88 ボール回収部 90 金属プラズマ 91 灰分 92 回収物タンク 93 被処理物導入部 94 プラズマガス供給手段 95 高周波コイル 96 高周波電源 97 プラズマトーチ部 98 フィルタ 99 成分分離部 100 逆洗ガス供給装置 101 逆洗弁 102 逆洗ノズル 103 セラミックス壁 104 炭素壁 105 誘導コイル 106 誘導加熱用電源装置 107 制御回路 108 温度センサ 109 回収物タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K065 AA23 AB02 AB03 AC03 BA05 DA09 3K084 AA08 BA07 BD01 4G075 AA37 AA63 BA06 BB02 BB03 BB05 CA01 CA47 CA51 EB43 FB03 FB04 FC06
Claims (58)
- 【請求項1】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記被処理物を前記反応炉に導入する前の
段階で、その被処理物に液を加えて懸濁液とし、その懸
濁液から固型物および溶解物質の少くともいずれかを除
去した後に、前記反応炉への投入を行うことを特徴とす
るプラズマ処理方法。 - 【請求項2】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記反応炉内にその酸化物の標準生成自由
エネルギΔG0 が小さい微粒物質を供給し、前記微粒物
質の酸素結合を前記反応炉内で促進させることにより、
前記被処理物中に含まれる少くとも一つの元素または化
合物の酸素結合を抑制することを特徴とするプラズマ処
理方法。 - 【請求項3】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記反応炉内の処理雰囲気を、プラズマに
導入するガスの選択により、酸化性雰囲気と還元性雰囲
気との間に調整し、これにより前記被処理物に含まれる
成分の露点を変えることを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項4】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記反応炉内の熱プラズマ下流側に冷却用
のガスを吹き込み、これにより前記反応炉内で発生した
反応物質を急冷することを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項5】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記成分分離部では、少くとも一の物質の
露点以上で他の物質の露点未満かつ凝固点以上となる温
度設定による気液分離、および少くとも一の物質の露点
以上の温度で他の物質の凝固点未満となる温度設定によ
る固気分離のいずれか一方、もしくはその両方の分離作
用を行わせることを特徴とするプラズマ処理方法および
プラズマ処理装置。 - 【請求項6】 請求項5記載のプラズマ処理方法におい
て、成分分離部として、サイクロン、フィルタ槽、もし
くは恒温槽、またはこれらの2以上を組合わせたものを
使用することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項7】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記成分分離部では1または2以上のサイ
クロンを使用し、そのサイクロン内の温度を、少くとも
一の物質の露点以上の温度で他の物質の凝固点未満とな
る温度に設定し、これにより前記各物質を固気分離作用
に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処理
方法。 - 【請求項8】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記成分分離部では1または2以上のサイ
クロンを使用し、そのサイクロン内の温度を、少くとも
一の物質の露点以上の温度で他の物質の露点未満かつ凝
固点以上となる温度に設定し、これにより前記各物質を
気液分離作用に基づいて分離回収することを特徴とする
プラズマ処理方法。 - 【請求項9】 性状の異なる2種類以上の元素または化
合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応炉
内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前記
被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物を
気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気体
またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に送
り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上の
元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の性
状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理方
法において、前記成分分離部では1または2以上のフィ
ルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度を一の物質の露
点以上の温度で他の物質の凝固点未満となる温度に設定
し、これにより前記各物質を固気分離作用に基づいて分
離回収することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項10】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応
炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前
記被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物
を気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気
体またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に
送り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上
の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の
性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理
方法において、前記成分分離部では1または2以上のフ
ィルタ槽を使用し、そのフィルタ槽の温度を一の物質の
露点以上の温度で他の物質の露点未満かつ凝固点以上と
なる温度に設定し、これにより前記各物質を気液分離作
用に基づいて分離回収することを特徴とするプラズマ処
理方法。 - 【請求項11】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応
炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前
記被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物
を気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気
体またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に
送り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上
の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の
性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理
方法において、前記成分分離部では、1または2以上の
恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一の物質の露点
以上で他の物質の露点未満かつ凝固点以上となる温度に
設定し、これにより前記物質を気液分離作用に基づいて
分離回収することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項12】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応
炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前
記被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物
を気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気
体またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に
送り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上
の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の
性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理
方法において、前記成分分離部では、1または2以上の
恒温槽を使用し、その恒温槽の温度を、一の物質の露点
以上の温度で他の物質の凝固点未満となる温度に設定
し、これにより前記物質を固気分離作用に基づいて分離
回収することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項13】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を反応炉内に導入し、この反応
炉内でプラズマトーチによりプラズマ熱流を形成して前
記被処理物中に含まれる少くとも一の元素または化合物
を気化させた後、その気化物とその他の固体、液体、気
体またはこれらの混合物からなる流体とを成分分離部に
送り、この成分分離部にて存在する少くとも2種類以上
の元素または化合物をそれらの凝固温度、比重その他の
性状の差に基づいて種類毎に分別回収するプラズマ処理
方法において、前記反応炉熱プラズマの下流側に小径な
耐火物製ボールを投入し、この耐火物製ボールの表面に
前記反応炉で発生した少くとも一つの元素または化合物
を付着させ、前記成分分離部で前記元素または化合物を
耐火物製ボールとともに灰分から分離して回収すること
を特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項14】 請求項1から13までのいずれかに記
載のプラズマ処理方法において、被処理物として金属を
含むもの適用することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項15】 請求項14記載のプラズマ処理方法に
おいて、成分分離部では、金属、金属酸化物、金属塩化
物および塩類の少くとも1つを回収または除去すること
を特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項16】 請求項11から15までのいずれかに
記載のプラズマ処理方法において、被処理物として、都
市ごみ、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物その他の
各種廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電気集塵機、バ
グフィルタその他の集塵設備にて集塵された塵埃または
それらの焼却、溶融および熱分解の少なくとも一の処理
により発生した灰、スラグ、その他の固体、液体もしく
は気体、またはこれらの混合物を適用することを特徴と
するプラズマ処理方法。 - 【請求項17】 請求項11から15までのいずれかに
記載のプラズマ処理方法において、被処理物として、製
鋼工程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、切削工程、研
磨工程、プレス工程で発生するダストまたは発生する固
体の粉砕物を適用することを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項18】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記被処理物導入部
に、前記反応炉に導入する被処理物を予め懸濁液とし、
その被処理物から溶解物質を除去する前処理装置を設け
たことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項19】 請求項18記載のプラズマ処理装置に
おいて、被処理物導入部に前処理装置とともに、または
前処理装置に代えて、被処理物から微細な固型物を回収
する磁気分離装置を設けたことを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項20】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記プラズマトーチ
内の熱プラズマに酸化抑制用の微流物質を吹込む微粒物
質供給手段を設けたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項21】 請求項20記載のプラズマ処理装置に
おいて、前記プラズマトーチに供給される微粒物質はア
ルミニウム粉末、水蒸気または霧状の水であることを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項22】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記プラズマトーチ
内の熱プラズマに酸化促進用の微流物質を吹込む微粒物
質供給手段を設けたことを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項23】 請求項22記載のプラズマ処理装置に
おいて、前記プラズマトーチに供給される微粒物質は水
蒸気または霧状の水であることを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項24】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記反応炉内に酸化
性のガスを供給する流量調整可能な酸化ガス供給手段
と、前記反応炉内に還元性ガスを供給する流量調整可能
な還元ガス供給手段とを有することを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項25】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記プラズマトーチ
のプラズマ熱流の下流側に生成物冷却用のガスを供給す
る冷却ガス供給手段を設けたことを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項26】 請求項25記載のプラズマ処理装置に
おいて、冷却ガス供給手段は、プラズマトーチ円周上に
均等に配置された複数のガス吹出口を有することを特徴
とするプラズマ処理装置。 - 【請求項27】 請求項25または26記載のプラズマ
処理装置において、冷却ガス供給手段は、ガスを細孔を
通じてプラズマ熱流の下流側に吹き出す構成とされてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項28】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部は、
静電分離装置を用いた構成としたことを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項29】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、請求項25から27
までのいずれかに記載のガス供給手段と、請求項28記
載の成分分離部とを設けたことを特徴とするプラズマ処
理装置。 - 【請求項30】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部はサ
イクロンを用いた構成としたことを特徴とするプラズマ
処理装置。 - 【請求項31】 請求項30記載のプラズマ処理装置に
おいて、サイクロンを複数段備え、これらサイクロンを
直列に配置したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項32】 請求項30記載のプラズマ処理装置に
おいて、サイクロンを複数段備え、これらサイクロンを
並列に配置したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項33】 請求項31または32記載のプラズマ
処理装置において、各サイクロンは、それぞれの構造お
よび温度の少くとも一方が他のものから独立に設定され
ていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項34】 請求項30から33までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、サイクロンは塩類を
除去するものであることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項35】 請求項30から33までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、サイクロンは塩類を
回収するものであることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項36】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部とし
て、フィルタを有するフィルタ槽を設けたことを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項37】 請求項36記載のプラズマ処理装置に
おいて、フィルタ槽のフィルタは、炭素製フィルタ、ま
たは炭素とセラミックスとの二層からなるフィルタであ
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項38】 請求項36または37記載のプラズマ
処理装置において、フィルタの温度制御を誘導加熱によ
り行う構成としたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項39】 請求項36から38までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、フィルタ槽を複数段
備え、これらフィルタ槽を直列に配置したことを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項40】 請求項36から38までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、フィルタ槽を複数段
備え、これらフィルタ槽を並列に配置したことを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項41】 請求項39または40記載のプラズマ
処理装置において、各フィルタ槽は、それぞれの構造お
よび温度の少くとも一方が他のものから独立に設定され
ていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項42】 請求項36から41までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、フィルタ槽は塩類を
除去するものであることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項43】 請求項36から41までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、フィルタ槽は塩類を
回収するものであることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項44】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部とし
て、設定温度が制御可能な恒温槽を設けたことを特徴と
するプラズマ処理装置。 - 【請求項45】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部は、
設定温度を任意に制御可能な恒温槽とし、この恒温槽
は、導電性耐火物の誘導加熱により温度制御する構成と
したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項46】 請求項44または45記載のプラズマ
処理装置において、恒温槽を複数段備え、これら恒温槽
を直列に配置したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項47】 請求項44または45記載のプラズマ
処理装置において、恒温槽を複数段備え、これら恒温槽
を並列に配置したことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項48】 請求項46または47記載のプラズマ
処理装置において、各恒温槽は、それぞれの構造および
温度の少くとも一方が他のものから独立に設定されてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項49】 請求項44から48までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、恒温槽は塩類を除去
するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項50】 請求項44から48までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、恒温槽は塩類を回収
するものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項51】 請求項18から50までのいずれかに
記載の成分分離部を、成分に応じて組み合せた回収シス
テムとしたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項52】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記反応炉のプラズ
マトーチの下流側に耐火物製ボールを投入する耐火物製
ボール投入手段を設けるとともに、前記成分分離部とし
て、前記耐火物製ボールをその表面に凝着した物質とと
もに回収するボール回収槽を設けたことを特徴とするプ
ラズマ処理装置。 - 【請求項53】 請求項52記載のプラズマ処理装置に
おいて、ボール回収槽は、耐火物製ボールを分級して回
収する分級装置を有することを特徴とするプラズマ処理
装置。 - 【請求項54】 性状の異なる2種類以上の元素または
化合物を含んだ被処理物を被処理物導入部を介して導入
する反応炉と、この反応炉内にプラズマ熱流を形成する
プラズマトーチと、このプラズマトーチにプラズマガス
を供給するプラズマガス供給手段と、前記反応炉で生成
した気化物とその他の固体、液体、気体またはこれらの
混合物からなる流体とを受け、少くとも2種類以上の元
素または化合物を種類毎に選択分離する成分分離部とを
備えたプラズマ処理装置において、前記成分分離部は、
サイクロン、恒温槽または耐火物フィルタ槽をそれぞれ
単独あるいは複数段組み合せた構成とし、かつ処理雰囲
気を酸化性または還元性の間に選択することにより、ト
ラップする物質を選択する構成としたことを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項55】 請求項18から54までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、被処理物は、金属を
含むものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項56】 請求項55記載のプラズマ処理装置に
おいて、成分分離部は、金属、金属酸化物、金属塩化物
および塩類の少くとも1つを回収または除去するもので
あることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項57】 請求項18から56までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、被処理物は、都市ご
み、廃棄触媒、放射性廃棄物、医療廃棄物その他の各種
廃棄物、それらの粉砕物、あるいは電気集塵機、バグフ
ィルタその他の集塵設備にて集塵された塵埃またはそれ
らの焼却、溶融および熱分解の少なくとも一の処理によ
り発生した灰、スラグ、その他の固体、液体もしくは気
体、またはこれらの混合物であることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。 - 【請求項58】 請求項18から56までのいずれかに
記載のプラズマ処理装置において、被処理物は、製鋼工
程、精錬工程、鋳造工程、鍛造工程、切削工程、研磨工
程、プレス工程で発生するダストまたは発生する固体の
粉砕物であることを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11054613A JP2000257826A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11054613A JP2000257826A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000257826A true JP2000257826A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=12975601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11054613A Pending JP2000257826A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000257826A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004518526A (ja) * | 2001-01-30 | 2004-06-24 | ラプト インダストリーズ インコーポレイテッド | 損傷の無い表面の造形のための大気圧反応性原子プラズマ加工装置及び方法 |
KR100454085B1 (ko) * | 2001-09-19 | 2004-10-28 | 엄환섭 | 전자파 플라즈마 토치를 이용한 불화탄소 가스의 방출제어방법 |
JP2007227296A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | ワーク処理装置 |
KR101410446B1 (ko) | 2013-05-10 | 2014-06-20 | (주)그린사이언스 | HxOy 가스 플라즈마 반응로를 활용한 폴리염화비페닐류 처리 시스템 및 그 방법 |
WO2016013759A1 (ko) * | 2014-07-21 | 2016-01-28 | 주식회사 창원이앤이 | 플라즈마 열분해를 이용한 폐기물 처리방법 |
KR101629186B1 (ko) * | 2015-02-09 | 2016-06-13 | (주)그린사이언스 | 반응로 장치 및 이를 이용한 폐기물 처리 시스템 |
KR101730061B1 (ko) * | 2011-02-15 | 2017-04-25 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 방사성 물질을 수반하는 수지 감용 처리 장치 및 그 동작 방법 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11054613A patent/JP2000257826A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004518526A (ja) * | 2001-01-30 | 2004-06-24 | ラプト インダストリーズ インコーポレイテッド | 損傷の無い表面の造形のための大気圧反応性原子プラズマ加工装置及び方法 |
JP2010147028A (ja) * | 2001-01-30 | 2010-07-01 | Rapt Industries Inc | 損傷の無い表面の造形のための大気圧反応性原子プラズマ加工装置及び方法 |
KR100454085B1 (ko) * | 2001-09-19 | 2004-10-28 | 엄환섭 | 전자파 플라즈마 토치를 이용한 불화탄소 가스의 방출제어방법 |
JP2007227296A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Noritsu Koki Co Ltd | ワーク処理装置 |
JP4619966B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-01-26 | 株式会社サイアン | ワーク処理装置 |
KR101730061B1 (ko) * | 2011-02-15 | 2017-04-25 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 방사성 물질을 수반하는 수지 감용 처리 장치 및 그 동작 방법 |
US9704609B2 (en) | 2011-02-15 | 2017-07-11 | Fuji Electric Co., Ltd. | Apparatus for reducing volume of resin containing radioactive material, and method for operating the apparatus |
KR101410446B1 (ko) | 2013-05-10 | 2014-06-20 | (주)그린사이언스 | HxOy 가스 플라즈마 반응로를 활용한 폴리염화비페닐류 처리 시스템 및 그 방법 |
WO2016013759A1 (ko) * | 2014-07-21 | 2016-01-28 | 주식회사 창원이앤이 | 플라즈마 열분해를 이용한 폐기물 처리방법 |
KR101629186B1 (ko) * | 2015-02-09 | 2016-06-13 | (주)그린사이언스 | 반응로 장치 및 이를 이용한 폐기물 처리 시스템 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9375667B2 (en) | Apparatus and method for treating exhaust gas | |
JPH02280808A (ja) | 液状灰を分離する方法及び装置 | |
CN101269813A (zh) | 微硅粉提纯回收新工艺 | |
JP2995266B2 (ja) | 蒸気状の重金属化合物を担持ガスから分離する方法およびこの方法を実施するための装置 | |
JP4576156B2 (ja) | 熱エネルギーと有価金属を回収する廃棄物処理装置 | |
JP2013088360A (ja) | 放射性物質の除染システム及び除染方法 | |
JP2000257826A (ja) | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 | |
CN110787573A (zh) | 一种活性硅粉的生产方法 | |
JPH06265134A (ja) | プラズマ溶融炉における有価物回収装置及び有価物回収方法 | |
JP4153377B2 (ja) | 廃棄物処理装置 | |
WO1998020181A1 (en) | Process for plasma spraying ceramic residues | |
JP2002136826A (ja) | 高温排ガスの処理方法 | |
JP2004076090A (ja) | 低融点有価物の回収方法及び装置 | |
CA2791007C (en) | Apparatus and method for treating exhaust gas | |
JP2001311589A (ja) | 排ガス中有害物質の低減、除去方法 | |
JPH10258262A (ja) | 焼却灰処理装置 | |
JP2002119820A (ja) | 廃棄物焼却排ガスとダストの処理方法 | |
JP2002119945A (ja) | 廃棄物焼却排ガスとダストの処理方法 | |
JP3582603B2 (ja) | プラズマ溶融装置 | |
JP2002219417A (ja) | 熱分解残渣の流動層分別装置 | |
JP6731811B2 (ja) | スラリーの加熱処理方法及び溶融装置 | |
CN113230826A (zh) | 一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺 | |
RU2352643C1 (ru) | Способ восстановления металлов группы железа природным газом и устройство для его осуществления | |
JP3471527B2 (ja) | 電気炉又は電気炉用スクラップ予熱装置からの排ガス無害化設備 | |
JP2002102820A (ja) | 廃棄物ガス化溶融ダストの処理方法及びその装置 |