JP2000257826A

JP2000257826A - プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2000257826A
Application number: JP11054613A
Authority: JP
Inventors: Motofumi Tanaka; 元史田中; Mina Sakano; 美菜坂野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００７２】まず、図１によってプラント全体を概略的
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ａｌ₂Ｏ₃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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１５７】図１３はサイクロン５１の構成を詳細に示
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１６９】図１４はフィルタ槽５２の構成を詳細に示
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１８０】図１５は恒温槽５３の構成を詳細に示して
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（Ａｌ₂Ｏ₃）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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ａｌ₂Ｏ₃の他、ＳｉＯ₂，ＺｒＯ
₂，ＭｇＯ，Ｙ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ₄，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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、前記第
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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

【特許請求の範囲】

【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。