JP2008275178A - Asbestos-containing material treatment furnace and system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば家屋やビルなどの解体時に排出されるアスベストを無害化（低害化を含む。以下同じ。）するためのアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムに関する。 The present invention relates to an asbestos-containing material processing furnace and an asbestos-containing material processing system for detoxifying asbestos discharged at the time of dismantling of, for example, a house or a building (including reduction in harm, the same applies hereinafter).
例えば、特許文献１には、アスベスト含有物を溶融処理することにより、アスベストを無害化する処理方法が紹介されている。同文献記載の処理方法によると、アスベスト含有物をドラム缶に詰め、当該ドラム缶を搬送し、搬送後のドラム缶を約１５００℃の高温雰囲気下で熱処理することにより、アスベスト含有物を溶融処理している（同文献の［００１７］参照）。
しかしながら、同文献記載の処理方法によると、アスベスト含有物を約１５００℃という高温まで昇温する必要がある。つまり、熱処理温度を高くする必要がある。並びに、アスベスト含有物は、比較的高い断熱性を有している。このため、アスベスト含有物の内部にまで熱を行き渡らせるためには、高温環境を保持する時間（つまり熱処理時間）を長くする必要がある。このように、同文献記載の処理方法によると、熱処理に多大なエネルギーが必要となる。 However, according to the processing method described in the document, it is necessary to raise the temperature of the asbestos-containing material to a high temperature of about 1500 ° C. That is, it is necessary to increase the heat treatment temperature. In addition, the asbestos-containing material has a relatively high heat insulating property. For this reason, in order to spread the heat to the inside of the asbestos-containing material, it is necessary to lengthen the time for maintaining the high temperature environment (that is, the heat treatment time). Thus, according to the processing method described in the document, a great amount of energy is required for the heat treatment.
ここで、熱処理温度を低くするため、アスベスト含有物にナトリウムなどのアルカリ、あるいはフッ素などを加えて、低温溶融させる処理方法も考えられる。しかしながら、この処理方法の場合、不可避的にソーダやフッ化物などの有害な二次生成物が発生してしまう。このため、有害な二次生成物を無害化するための設備が別途必要となる。 Here, in order to lower the heat treatment temperature, a treatment method in which an alkali such as sodium or fluorine is added to the asbestos-containing material and melted at a low temperature is also conceivable. However, this processing method inevitably generates harmful secondary products such as soda and fluoride. For this reason, a separate facility for detoxifying harmful secondary products is required.
本発明のアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、熱処理に要するエネルギーが比較的小さく、かつ有害な二次生成物の発生を抑制可能なアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムを提供することを目的とする。 The asbestos-containing material processing furnace and the asbestos-containing material processing system of the present invention have been completed in view of the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide an asbestos-containing material treatment furnace and an asbestos-containing material treatment system that require relatively little energy for heat treatment and can suppress the generation of harmful secondary products.
（１）上記課題を解決するため、本発明のアスベスト含有物処理炉は、軸回りに回転可能であって、カルシウムとアスベストとを含む被処理物を、軸方向に流動させる管体と、該被処理物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射部と、を備えてなることを特徴とする。 (1) In order to solve the above-mentioned problem, the asbestos-containing material processing furnace of the present invention is rotatable about an axis, and a tube body for flowing an object to be processed containing calcium and asbestos in the axial direction; And a microwave irradiation unit that irradiates the workpiece with microwaves.
つまり、本発明のアスベスト含有物処理炉は、被処理物にマイクロ波を照射することにより、被処理物を外面からのみならず内部から熱処理するものである。上述したように、アスベスト含有物は断熱性が高い。このため、アスベスト含有物の外面のみから熱処理を施しても、内部まで熱が伝達しにくい。 That is, the asbestos-containing material processing furnace of the present invention heats the object to be processed not only from the outer surface but also from the inside by irradiating the object to be processed with microwaves. As described above, the asbestos-containing material has high heat insulating properties. For this reason, even if it heat-processes only from the outer surface of an asbestos containing material, it is hard to transmit heat to the inside.
そこで、本発明者は、アスベスト含有物中のカルシウムに着目している。すなわち、アスベストは、例えばセメントや石膏などのカルシウム含有物に混入している場合が多い。言い換えると、アスベスト含有物は、アスベストに加えて、カルシウムを含有している場合が多い（本明細書では、カルシウムを含有するアスベスト含有物を、「被処理物」という。）。 Then, this inventor pays attention to the calcium in an asbestos containing material. That is, asbestos is often mixed in calcium-containing materials such as cement and gypsum. In other words, the asbestos-containing material often contains calcium in addition to asbestos (in this specification, the asbestos-containing material containing calcium is referred to as “object to be processed”).
カルシウムは、アスベストと比較して、マイクロ波を吸収しやすい。このため、被処理物にマイクロ波を照射すると、マイクロ波は、被処理物中に分布するカルシウム成分（例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）など）に、選択的に吸収される。マイクロ波を吸収したカルシウム成分は、発熱し昇温する。したがって、昇温したカルシウム成分と、当該カルシウム成分に隣接するアスベスト繊維との間に、微視的な非熱平衡、つまり微視的なスケールで大きな温度差が発生する。当該温度差は、被処理物におけるカルシウム成分の分布に応じて発生する。当該温度差により、カルシウム成分とアスベスト繊維との境界付近では、瞬間的に、変性や化学反応が起こる。その後、カルシウム成分からアスベスト繊維への熱伝導により、アスベスト繊維が加熱される。当該過程を経ることにより、発ガン性因子と言われるアスベストの針状結晶構造は、熱変性したり粒状へ移行または崩壊する。このようにして、アスベストが無害化される。 Calcium absorbs microwaves more easily than asbestos. For this reason, when the object to be processed is irradiated with microwaves, the microwave is selectively absorbed by a calcium component (eg, calcium oxide (CaO)) distributed in the object to be processed. The calcium component that has absorbed the microwave generates heat and rises in temperature. Therefore, a large temperature difference is generated between the heated calcium component and the asbestos fiber adjacent to the calcium component on a microscopic non-thermal equilibrium, that is, on a microscopic scale. The said temperature difference generate | occur | produces according to distribution of the calcium component in a to-be-processed object. Due to the temperature difference, denaturation and chemical reaction occur instantaneously in the vicinity of the boundary between the calcium component and the asbestos fiber. Thereafter, the asbestos fibers are heated by heat conduction from the calcium component to the asbestos fibers. By passing through this process, the needle-like crystal structure of asbestos, which is called a carcinogenic factor, is thermally denatured and is transferred or collapsed into a granular form. In this way, asbestos is rendered harmless.
本発明のアスベスト含有物処理炉によると、被処理物におけるカルシウム成分の分布に応じて、被処理物の外面あるいは内部から、アスベストを無害化することができる。このため、熱処理温度を比較的低くすることができる。また、熱処理時間を比較的短くすることができる。すなわち、熱処理に要するエネルギーが比較的小さくて済む。 According to the asbestos-containing material treatment furnace of the present invention, asbestos can be rendered harmless from the outer surface or the inside of the material to be treated according to the distribution of the calcium component in the material to be treated. For this reason, the heat treatment temperature can be made relatively low. Moreover, the heat treatment time can be made relatively short. That is, the energy required for the heat treatment can be relatively small.
また、本発明のアスベスト含有物処理炉によると、熱処理温度が比較的低いにもかかわらず、被処理物にアルカリやフッ素などを加える必要がない。このため、有害な二次生成物の発生を抑制することができる。 In addition, according to the asbestos-containing material treatment furnace of the present invention, it is not necessary to add alkali or fluorine to the material to be treated even though the heat treatment temperature is relatively low. For this reason, generation | occurrence | production of a harmful secondary product can be suppressed.
ところで、アスベスト含有物からは、例えばトラックなどによる輸送の際にも、アスベストが飛散する可能性がある。このため、アスベスト含有物が実際に使われている現場（例えば建物取り壊し現場）から処理炉まで、アスベスト含有物を輸送する際にも、例えば梱包方法など、取り扱いにおいて厳重な注意が必要である。したがって、輸送せずに現場でアスベストを無害化したいというニーズが極めて高い。 By the way, from asbestos-containing materials, for example, asbestos may be scattered when transported by a truck or the like. For this reason, when transporting the asbestos-containing material from a site where the asbestos-containing material is actually used (for example, a building demolition site) to a processing furnace, strict care is required in handling such as a packing method. Therefore, there is an extremely high need for detoxifying asbestos on site without transporting.
ここで、仮に、処理炉としてバッチ炉を用いる場合、処理速度（例えば一日あたりの処理量）を速くするためには、比較的大きな容量の炉内空間が必要となる。このため、必然的に処理炉が大型化してしまう。したがって、現場に搬入できる程度に、処理炉を小型化するのは困難である。 Here, if a batch furnace is used as the processing furnace, a relatively large capacity in-furnace space is required to increase the processing speed (for example, the processing amount per day). This inevitably increases the size of the processing furnace. Therefore, it is difficult to downsize the processing furnace to such an extent that it can be carried into the site.
これに対して、本発明のアスベスト含有物処理炉によると、被処理物を流動させながら、連続的に熱処理することができる。このため、現場に搬入できる程度に、炉体を小型化することができる（勿論小型化しなくてもよい）。したがって、炉体を小型化した場合、現場でアスベストを無害化することができる。 On the other hand, according to the asbestos-containing material processing furnace of the present invention, it is possible to perform heat treatment continuously while flowing the material to be processed. For this reason, a furnace body can be reduced in size to such an extent that it can be carried in the spot (of course, it is not necessary to reduce in size). Therefore, when the furnace body is downsized, asbestos can be rendered harmless on site.
（２）好ましくは、さらに、前記被処理物を、該被処理物の外面から加熱する加熱部を備える構成とする方がよい。ここで、「被処理物の外面」とは、被処理物において管体の内部空間に表出している面のみならず、管体の内周面に当接している面をも含む。本構成によると、マイクロ波照射部と加熱部とにより、被処理物に熱処理を施すことができる。このため、より迅速に熱処理を施すことができる。 (2) Preferably, it is better to further comprise a heating unit for heating the object to be processed from the outer surface of the object to be processed. Here, the “outer surface of the object to be processed” includes not only the surface of the object to be processed that is exposed to the internal space of the tubular body but also the surface that is in contact with the inner peripheral surface of the tubular body. According to this structure, a to-be-processed object can be heat-processed by a microwave irradiation part and a heating part. For this reason, heat processing can be performed more rapidly.
（３）好ましくは、前記管体の内周面の軸直方向断面は、多角形状を呈している構成とする方がよい。仮に、管体の内周面の軸直方向断面が円形を呈している場合、円の中心付近つまり管体の軸付近に、マイクロ波が集中してしまう。このため、管体内部において、熱処理の程度にばらつきが出るおそれがある。これに対して、本構成によると、マイクロ波照射部から射出されたマイクロ波が、多角形状の管体の内周面により、あらゆる方向に反射される。このため、管体内部におけるマイクロ波分布の集中を抑制することができる。 (3) Preferably, the axial direction cross section of the inner peripheral surface of the tubular body should have a polygonal shape. If the cross section in the axial direction of the inner peripheral surface of the tubular body is circular, the microwaves are concentrated near the center of the circle, that is, near the axis of the tubular body. For this reason, there is a possibility that the degree of heat treatment varies within the tube. On the other hand, according to this configuration, the microwaves emitted from the microwave irradiation unit are reflected in all directions by the inner peripheral surface of the polygonal tubular body. For this reason, the concentration of the microwave distribution inside the tube can be suppressed.
（４）また、上記課題を解決するため、本発明のアスベスト含有物処理システムは、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のアスベスト含有物処理炉と、該アスベスト含有物処理炉から排出されたマイクロ波照射済みの前記被処理物を、流動させながら冷却する冷却装置と、該アスベスト含有物処理炉から排出された排ガスを、外部環境に放出可能に処理する排ガス処理装置と、を備えてなることを特徴とする。 (4) Moreover, in order to solve the said subject, the asbestos containing material processing system of this invention is the asbestos containing material processing furnace in any one of said (1) thru | or (3), and this asbestos containing material processing furnace. A cooling device that cools while discharging the processed object that has been irradiated with microwaves, and an exhaust gas processing device that processes the exhaust gas discharged from the asbestos-containing material processing furnace so that it can be released to the external environment. It is characterized by comprising.
本発明のアスベスト含有物処理システムによると、熱処理つまり無害化のみならず、無害化後の被処理物の冷却までも、連続的に行うことができる。このため、処理速度をさらに迅速化することができる。並びに、被処理物から排出される排ガスも処理することができる。このため、アスベスト含有物の無害化に必要なあらゆる処理を、総合的に実施することができる。 According to the asbestos-containing material treatment system of the present invention, not only heat treatment, that is, detoxification, but also cooling of the object to be treated after detoxification can be performed continuously. For this reason, the processing speed can be further increased. In addition, exhaust gas discharged from the object to be processed can also be processed. For this reason, all the processes necessary for detoxifying the asbestos-containing material can be comprehensively implemented.
（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記アスベスト含有物処理炉と前記冷却装置とは、上下方向に積層配置されており、搬送可能にユニット化されている構成とする方がよい。 (5) Preferably, in the configuration of the above (4), the asbestos-containing material processing furnace and the cooling device are stacked in the vertical direction and should be configured to be transportable as a unit. .
本構成によると、アスベスト含有物処理炉と冷却装置とが、あたかも二階建ての建物のように、上下方向に並んで配置されている。このため、設置スペース（水平面投影面積）が小さくて済む。また、設置スペースが小さいため、例えばトラックや船舶や航空機などにより、搬送可能である。したがって、アスベスト含有物が実際に使われている現場に、簡単に搬入することができる。すなわち、現場でアスベストを無害化することができる。 According to this configuration, the asbestos-containing material processing furnace and the cooling device are arranged side by side in the vertical direction as if they were a two-story building. For this reason, the installation space (horizontal plane projection area) can be small. Moreover, since the installation space is small, it can be transported by, for example, a truck, a ship, an aircraft, or the like. Therefore, it can be easily carried into the site where the asbestos-containing material is actually used. That is, asbestos can be rendered harmless on site.
好ましくは、アスベスト含有物処理炉を上方に冷却装置を下方に配置する方がよい。アスベスト含有物処理炉で発生した排ガスは、比較的温度が高いため上方に移動しやすい。このため、本構成によると、排ガスが冷却装置に侵入しにくい。 Preferably, it is better to dispose the asbestos-containing material processing furnace upward and the cooling device downward. Since the exhaust gas generated in the asbestos-containing material processing furnace has a relatively high temperature, it tends to move upward. For this reason, according to this structure, it is difficult for exhaust gas to enter the cooling device.
本発明によると、熱処理に要するエネルギーが比較的小さく、かつ有害な二次生成物の発生を抑制可能なアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy required for heat processing is comparatively small, and the asbestos containing material processing furnace and asbestos containing material processing system which can suppress generation | occurrence | production of a harmful secondary product can be provided.
以下、本発明のアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the asbestos-containing material processing furnace and the asbestos-containing material processing system of the present invention will be described.
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態のアスベスト含有物処理システム（以下、適宜「処理システム」と略称する。）の構成について説明する。図１に、本実施形態の処理システムの概要図を示す。図１に示すように、処理システム１は、主に、ホッパー２とロータリーキルン３と連結管４とロータリークーラー５と排ガス処理装置６とを備えている。このうち、ロータリーキルン３は、本発明のアスベスト含有物処理炉に含まれる。また、ロータリークーラー５は、本発明の冷却装置に含まれる。
<First embodiment>
First, the structure of the asbestos-containing material processing system of the present embodiment (hereinafter abbreviated as “processing system” as appropriate) will be described. In FIG. 1, the schematic diagram of the processing system of this embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the
ホッパー２は、下方に縮径するテーパ筒状を呈している。ホッパー２は、蓋付きの密閉式である。ホッパー２には、被処理物Ｏが貯蔵されている。被処理物Ｏは、セメントとアスベストとを含んでいる。また、セメントは、酸化カルシウムを含んでいる。ホッパー２の下部には、水平方向に延在する被処理物供給管２０が、接続されている。被処理物供給管２０の内部には、スクリューフィーダー２１が配置されている。ホッパー２の底部から流下した被処理物Ｏは、スクリューフィーダー２１により、水平方向に搬送される。
The
ロータリーキルン３は、主に、管体３０と加熱部３１と上流側フード３２と下流側フード３３とマイクロ波照射部３４とを備えている。加熱部３１は、直方体箱状を呈している。加熱部３１の内面には、電気式のヒーター３１０ａ、３１０ｂが、ジグザグに配索されている。加熱部３１の内部には、後述する管体３０の本体３００が、軸回りに回転可能に、貫通している。
The
マイクロ波照射部３４は、マイクロ波発生装置３４ａ、３４ｃと、導波管３４０ａ、３４０ｃとを備えている。マイクロ波発生装置３４ａ、３４ｃおよび導波管３４０ａ、３４０ｃは、被処理物供給管２０を中心とする同心円上に、合計四つ配置されている。隣り合うマイクロ波発生装置同士、および導波管同士は、各々、９０°ずつ離間している（図１においては、０°位置（最上位置）のマイクロ波発生装置３４ａ、導波管３４０ａと、１８０°位置（最下位置）のマイクロ波発生装置３４ｃ、導波管３４０ｃとを示している。）。
The
図２に、本実施形態の処理システムのロータリーキルン３の管体３０の合体斜視図を示す。図３に、同管体３０の部分分解斜視図を示す。説明の便宜上、図２、図３において、加熱部３１は透過して点線で示す。図２、図３に示すように、管体３０は、本体３００と上流側円筒部３０１と下流側円筒部３０２とを備えている。管体３０は、自身の軸を中心に、周方向に回転可能である。
In FIG. 2, the united perspective view of the
本体３００は、ステンレス製であって、略水平方向に延びた六角筒状を呈している。具体的には、本体３００の内周面の軸直方向断面は、正六角形状を呈している。また、当該正六角形の図心は、管体３０の回転軸上に配置されている。本体３００の軸方向一端（上流端）には、円形の導入口３００ａが開設されている。導入口３００ａの中心は、前記正六角形の図心と一致している。導入口３００ａの中心には、前記被処理物供給管２０の下流端が挿入されている。また、前述したように、被処理物供給管２０の周囲には、マイクロ波照射部３４の導波管３４０ａ〜３４０ｄが、９０°ずつ離間して配置されている。導波管３４０ａ〜３４０ｄも、被処理物供給管２０と共に、導入口３００ａに挿入されている。
The
上流側円筒部３０１は、本体３００の上流端に環装されている。上流側円筒部３０１は、円筒３０１ａと三枚の仕切板３０１ｂ〜３０１ｄとタイヤ３０１ｅとを備えている。円筒３０１ａは、ステンレス製であって、本体３００の上流端の外周面を覆っている。円筒３０１ａ内周面（断面円形）と本体３００外周面（断面正六角形）との間には、隙間が介在している。仕切板３０１ｂ〜３０１ｄは、当該隙間を埋めるように配置されている。具体的には、仕切板３０１ｂ〜３０１ｄは、ステンレス製であって、リング状を呈している。仕切板３０１ｂ〜３０１ｄの外周面は、円筒３０１ａ内周面と同径の円形を呈している。並びに、仕切板３０１ｂ〜３０１ｄの内周面は、本体３００外周面と型対称の正六角形状を呈している。これら三枚の仕切板３０１ｂ〜３０１ｄは、本体３００の軸方向外側から内側に向かって、仕切板３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄの順に、所定間隔ずつ離間して配置されている。一方、円筒３０１ａの外周面には、鋼鉄製のタイヤ３０１ｅが固定されている。タイヤ３０１ｅは、一対のローラー９０（図２、図３では片方のみ示す。）の上に搭載されている。一対のローラー９０のうち、片方が回転駆動することにより、タイヤ３０１ｅつまり管体３０が軸回りに回転する。また、円筒３０１ａの下流端外周面には、加熱部３１の上流側開口３１１が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に当接している。
The upstream
下流側円筒部３０２は、本体３００の下流端に環装されている。下流側円筒部３０２は、円筒３０２ａと三枚の仕切板３０２ｄ（図２、図３では一枚のみ示す。）とタイヤ３０２ｅとを備えている。下流側円筒部３０２の構成は、前記上流側円筒部３０１の構成と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。タイヤ３０２ｅは、一対のローラー９１（図２、図３では片方のみ示す。）の上に搭載されている。一対のローラー９１のうち、片方が回転駆動することにより、タイヤ３０２ｅつまり管体３０が軸回りに回転する。また、円筒３０２ａの上流端外周面には、加熱部３１の下流側開口３１２が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に当接している。
The downstream
図１に戻って、上流側フード３２は、直方体箱状を呈している。上流側フード３２の側壁には、上流側フード開口３２０が開設されている。上流側フード開口３２０には、前記上流側円筒部３０１の上流端外周面（具体的には、図２、図３の円筒３０１ａの上流端外周面）が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に収容されている。また、上流側フード３２の頂壁には、排ガス配管９２が接続されている。
Returning to FIG. 1, the
下流側フード３３は、上部が部分弧状で下部が尖った箱状を呈している。下流側フード３３の側壁には、下流側フード開口３３０が開設されている。下流側フード開口３３０には、前記下流側円筒部３０２の下流端外周面（具体的には、図２、図３の円筒３０２ａの下流端外周面）が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に収容されている。
The
排ガス処理装置６は、排ガス処理炉６０と集塵装置６１とブロワ６２とガス排出口６３とを備えている。排ガス処理装置６は、排ガス配管９２を介して、上流側フード３２と連通している。これらの部材は、排ガスの流れ方向に従って、排ガス処理炉６０、集塵装置６１、ブロワ６２、ガス排出口６３の順に、直列に配置されている。
The exhaust
連結管４は、ロータリーキルン３の下流側フード３３の底部に接続されている。連結管４は、Ｌ字状を呈している。連結管４の管径は、マイクロ波照射部３４から照射されたマイクロ波（波長２．４５ＧＨｚ）が連結管４下流側に漏出しない程度に、小径に設定されている。すなわち、連結管４の管径によりマイクロ波がシールされている。
The connecting
ロータリークーラー５は、主に、管体５０と冷却部５１と上流側フード５２と下流側フード５３とを備えている。ロータリークーラー５は、ロータリーキルン３の下方に配置されている。管体５０は、ステンレス製であって、略水平方向に延びた円筒状を呈している。管体５０は、自身の軸を中心に、周方向に回転可能である。管体５０の外周面には、軸方向に所定間隔離間して、一対のタイヤ５４、５５が配置されている。タイヤ５４は一対のローラー９３上に、タイヤ５５は一対のローラー９４上に、それぞれ搭載されている。また、タイヤ５４はローラー９３により、タイヤ５５はローラー９４により、それぞれ回転駆動されている。
The
冷却部５１は、直方体箱状を呈している。冷却部５１には、クーリングタワー５１０が併設されている。冷却部５１とクーリングタワー５１０との間には、冷却水が循環している。管体５０は、冷却部５１を貫通している。
The cooling
上流側フード５２は、直方体箱状を呈している。上流側フード５２の側壁には、上流側フード開口５２０が開設されている。上流側フード開口５２０には、管体５０の上流端外周面が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に収容されている。
The
下流側フード５３は、上部が部分弧状で下部が尖った箱状を呈している。下流側フード５３の側壁には、下流側フード開口５３０が開設されている。下流側フード開口５３０には、管体５０の下流端外周面が、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に収容されている。下流側フード５３の底部には、排出口５３１が開設されている。
The
次に、本実施形態の処理システム１における被処理物Ｏの流れについて説明する。図１に示すように、被処理物Ｏはホッパー２に収容されている。ホッパー２内の被処理物Ｏは、ホッパー２の底部から、スクリューフィーダー２１により、ロータリーキルン３の管体３０の導入口３００ａ内部に投入される。ここで、管体３０つまり本体３００は、上流端から下流端に向かって、若干下向きに傾斜している。このため、被処理物Ｏは、本体３００の回転により、本体３００内を徐々に下流側に移動する。
Next, the flow of the workpiece O in the
図４に、図３のＩＶ−ＩＶ断面図を示す。なお、説明の便宜上、スクリューフィーダーおよび加熱部は省略して示す。図４に示すように、被処理物Ｏは、本体３００内を移動する途中で、加熱部対応区間（管体３０において加熱部内部に配置されている区間）を通過する。この際、被処理物Ｏは、矢印Ａ１で示すように、本体３００の外径側から、加熱部のヒーター（図略）により加熱される。ヒーターの熱は、本体３００の管壁を介して、被処理物Ｏに伝達される。このため、被処理物Ｏは、外面から加熱されることになる。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. For convenience of explanation, the screw feeder and the heating unit are omitted. As shown in FIG. 4, the object to be processed O passes through a heating section corresponding section (a section arranged in the heating section in the tubular body 30) while moving in the
一方、導波管３４０ａ〜３４０ｄからは、マイクロ波発生装置（図略）のマグネトロンで発生したマイクロ波が、矢印Ａ２で示すように、発射される。ここで、本体３００の内周面の軸直方向断面は、正六角形状を呈している。このため、発射されたマイクロ波は、矢印Ａ３で示すようにあらゆる方向に反射され、本体３００の隅々にまで行き渡る。被処理物Ｏのカルシウム成分は、本体３００内を伝播するマイクロ波を吸収し、発熱する。このため、被処理物Ｏは、カルシウム成分の分布に応じて、外面および内部から加熱されることになる。マイクロ波照射部による熱処理により、被処理物Ｏ内のカルシウム成分とアスベスト繊維との間には、微視的なスケールで大きな温度勾配が発生する。このため、カルシウム成分とアスベスト繊維との境界付近では、瞬間的に、変性や化学反応が起こる。その後、カルシウム成分からアスベスト繊維への熱伝導により、アスベスト繊維が加熱される。並びに、加熱部からの熱伝導により、アスベスト繊維が加熱される。当該過程を経ることにより、発ガン性因子と言われるアスベストの針状結晶構造は、熱変性したり粒状へ移行または崩壊する。このようにして、被処理物Ｏが無害化される。なお、被処理物Ｏの熱処理温度は１０５０℃に設定されている。また、熱処理時間は１時間に設定されている。
On the other hand, microwaves generated by a magnetron of a microwave generator (not shown) are emitted from the waveguides 340a to 340d as indicated by an arrow A2. Here, the axial direction cross section of the inner peripheral surface of the
図１に戻って、無害化された被処理物Ｏは、連結管４を介して、ロータリークーラー５の管体５０の上流端に投入される。管体５０内を下流側に移動する際、高温の無害化済み被処理物Ｏは、冷却部５１の冷却水と、管体５０の管壁を介して、熱交換を行う。当該熱交換により無害化済み被処理物Ｏは冷却される。約８０℃にまで冷却された無害化済み被処理物Ｏは、排出口５３１から外部環境に排出される。一方、熱交換により加熱された冷却水あるいは水蒸気は、クーリングタワー５１０において再度冷却される。
Returning to FIG. 1, the to-be-processed object O that has been rendered harmless is introduced into the upstream end of the
次に、本実施形態の処理システム１における排ガスの流れについて簡単に説明する。図１に示すように、熱処理の際、被処理物Ｏからは、排ガス（水蒸気、乾留ガスなど）が発生する。発生した排ガスは、上流側フード３２の頂壁に接続された排ガス配管９２に流入する。流入した排ガスは、排ガス処理炉６０を通過する。排ガス処理炉６０は、熱処理炉であり、排ガスの臭気を除去する。臭気除去後の排ガスは、集塵装置６１を通過する。集塵装置６１は、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ＡｉｒＦｉｌｔｅｒ）フィルターであり、排ガス中に分散したアスベストを除去する。アスベスト除去後の排ガスは、吸引用のブロワ６２を通過し、ガス排出口６３から外部環境に放出される。
Next, the flow of exhaust gas in the
次に、本実施形態のロータリーキルン３および処理システム１の作用効果について説明する。本実施形態の処理システム１によると、排出口５３１から排出された被処理物Ｏは無害化されている。このため、特殊な容器、袋等にアスベスト含有物を収容しなくてもよい。したがって、取扱いが簡単である。
Next, the effect of the
また、本実施形態のように、熱処理により水蒸気や揮発性ガスが発生する被処理物Ｏを無害化する場合は、被処理物Ｏを減容化することができる。このため、無害化済み被処理物Ｏの搬送コストを削減することができる。 In addition, as in the present embodiment, when the object to be processed O in which water vapor or volatile gas is generated by heat treatment is rendered harmless, the object to be processed O can be reduced in volume. For this reason, the conveyance cost of the to-be-processed processed object O can be reduced.
また、ロータリーキルン３は、いわゆる外熱式のロータリーキルンである。このため、内熱式のロータリーキルンと比較して、排ガス量が少ない。したがって、集塵装置６１を小型化することができる。
The
また、本実施形態のロータリーキルン３によると、被処理物Ｏは、加熱部３１により外面から、マイクロ波照射部３４により外面および内部から、それぞれ加熱されることになる。このため、被処理物Ｏの断熱性が高いにもかかわらず、より迅速に被処理物Ｏ全体を加熱することができる。したがって、熱処理時間を短縮することができる。また、本実施形態のロータリーキルン３の場合、被処理物Ｏ全体を溶融させる必要はなく、針状のアスベスト繊維を、熱変性させたり粒状へ移行または崩壊させるだけで充分である。このため、熱処理温度を低くすることができる。このように、熱処理に要するエネルギーが比較的小さくて済む。
Moreover, according to the
また、本実施形態のロータリーキルン３によると、熱処理温度が比較的低いにもかかわらず、被処理物Ｏにアルカリやフッ素などを加える必要がない。このため、有害な二次生成物の発生を抑制することができる。したがって、別途、有害な二次生成物を無害化するための設備を配置する必要がない。
Further, according to the
また、本実施形態のロータリーキルン３によると、カルシウム成分の分布に応じて、被処理物Ｏを内部から加熱することができる。このため、被処理物Ｏを予め粉砕処理する必要がない。したがって、無害化処理に要する時間を短縮化することができる。また、別途、粉砕装置を配置しなくて済むため、処理システム１の設置スペースを小さくすることができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態のロータリーキルン３によると、バッチ炉のように、熱処理の際、被処理物Ｏをケースなどに収容する必要がない。このため、マイクロ波がケースにより減衰するおそれがない。並びに、マイクロ波がケースに吸収されるおそれがない。
Moreover, according to the
また、本実施形態の処理システム１は、コンパクトにユニット化されている。詳しく説明すると、ロータリーキルン３とロータリークーラー５とは、上下方向に積層配置されている。このため、処理システム１の設置スペース（水平面投影面積）は、ロータリーキルン３およびロータリークーラー５の延在方向（前出図１における紙面左右方向）に５７８０ｍｍ、当該方向と直交する方向（前出図１における紙面表裏方向）に１６００ｍｍ（つまり５７８０ｍｍ×１６００ｍｍ）である。
Moreover, the
また、管体３０の全長は２７００ｍｍである。また、加熱部３１の全長は１３００ｍｍである。また、本体３００の内周径（正六角形の対向する頂点間の距離）は９００ｍｍである。このように、処理システム１は、非常に小型である。このため、例えばトラックなどにより、アスベスト含有物が実際に使われている現場（例えば建物取り壊し現場）に、搬入することができる。したがって、熱処理前の有害な被処理物Ｏを搬送することなく、現場でアスベストを無害化することができる。
Moreover, the full length of the
また、本実施形態の処理システム１によると、ロータリーキルン３が上方に、ロータリークーラー５が下方に、積層配置されている。本体３００で発生した排ガスは、比較的温度が高いため上方に移動しやすい。このため、ロータリーキルン３の下方に配置されているロータリークーラー５には、排ガスが侵入しにくい。
Further, according to the
また、本体３００の内周面の軸直方向断面は、正六角形状を呈している。このため、マイクロ波照射部３４から射出されたマイクロ波は、本体３００の内周面により、あらゆる方向にランダムに反射される。したがって、軸直方向断面が円形の場合と比較して、本体３００内部におけるマイクロ波分布の集中を抑制することができる。
Moreover, the axial direction cross section of the inner peripheral surface of the
また、本実施形態の処理システム１によると、アスベストの無害化のみならず、無害化後の被処理物Ｏの冷却までも、連続的に行うことができる。このため、処理速度をさらに迅速化することができる。並びに、被処理物Ｏから排出される排ガスも処理することができる。すなわち、被処理物Ｏの無害化に必要なあらゆる処理を、処理システム１単独で全て実施することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態の処理システム１から排出された無害化済み被処理物Ｏは、例えばセメント原料や建材のフィラーなどとして、リサイクル可能である。このため、最終処分場（例えばアスベスト含有物埋め立て地）の慢性的なスペース不足を解消することができる。
The detoxified workpiece O discharged from the
＜第二実施形態＞
本実施形態のロータリーキルンおよび処理システムと第一実施形態のロータリーキルンおよび処理システムとの相違点は、ロータリーキルンの管体が円筒状を呈している点である。また、ロータリーキルンに、マイクロ波を拡散するためのプロペラが配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
<Second embodiment>
The difference between the rotary kiln and processing system of this embodiment and the rotary kiln and processing system of the first embodiment is that the rotary kiln tube has a cylindrical shape. Moreover, the propeller for diffusing a microwave is arrange | positioned at the rotary kiln. Therefore, only the differences will be described here.
図５に、本実施形態の処理システムの概要図を示す。なお、図１と対応する部位については、同じ符号で示す。ロータリーキルン３は、加熱部３１およびマイクロ波照射部３５以外は、前述したロータリークーラー５（第一実施形態と同じ）同様の構成を有している。具体的には、ロータリーキルン３の管体３０は、円筒状を呈している。すなわち、管体３０の内周面の軸直方向断面は、円形を呈している。管体３０は、自身の軸を中心に回転可能である。管体３０の外周面には、軸方向に離間して、一対のタイヤ３０３、３０４が対向配置されている。上流側のタイヤ３０３はローラー９０により、下流側のタイヤ３０４はローラー９１により、それぞれ回転駆動されている。管体３０の上流端外周面と上流側フード３２の上流側フード開口３２０、管体３０の中間部外周面と加熱部の上流側開口３１１および下流側開口３１２、管体３０の下流端外周面と下流側フード３３の下流側フード開口３３０は、各々、シール部材（図略）を介して、相対的に回転可能に当接している。
FIG. 5 shows a schematic diagram of the processing system of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 1, it shows with the same code | symbol. The
図６に、本実施形態の処理システムのロータリーキルン３の下流側フード３３付近の透過斜視図を示す。図５、図６に示すように、下流側フード３３の内面には、プロペラ３３１が配置されている。プロペラ３３１の中心は、管体３０の軸上に配置されている。マイクロ波照射部３５は、マイクロ波発生装置３５ａ、３５ｃと、導波管３５０ａ〜３５０ｄとを備えている。マイクロ波発生装置３５ａ、３５ｃおよび導波管３５０ａ〜３５０ｄは、プロペラ３３１を中心とする同心円上に、合計四つ配置されている。隣り合うマイクロ波発生装置同士、および導波管同士は、各々、９０°ずつ離間している（図５においては、０°位置（最上位置）のマイクロ波発生装置３５ａ、導波管３５０ａと、１８０°位置（最下位置）のマイクロ波発生装置３５ｃ、導波管３５０ｃとを示している。）。導波管３５０ａ〜３５０ｄの射出口は、各々、プロペラ３３１を向いている。
In FIG. 6, the permeation | transmission perspective view of
導波管３５０ａ〜３５０ｄから発射されたマイクロ波は、回転するプロペラ３３１によりランダムに反射される。反射されたマイクロ波は、管体３０内周面で反射しながら、上流方向に拡散する。この拡散により、マイクロ波は、管体３０内部の全体に行き渡る。
The microwaves emitted from the waveguides 350 a to 350 d are randomly reflected by the
本実施形態のロータリーキルン３および処理システム１は、第一実施形態のロータリーキルンおよび処理システムと同様の作用効果を有する。また、本実施形態のロータリーキルン３によると、管体３０の内周面の軸直方向断面を多角形状にしなくても、マイクロ波を管体３０内に行き渡らせることができる。このため、管体３０の構成が簡単になる。
The
＜その他＞
以上、本発明のアスベスト含有物処理炉およびアスベスト含有物処理システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the asbestos-containing material processing furnace and the asbestos-containing material processing system of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
例えば、第一実施形態においては、ロータリーキルン３の本体３００の内周面の軸直方向断面を、正六角形状としたが、三角形状、四角形状、五角形状、八角形状などとしてもよい。また、本体３００内周面の一部のみの軸直方向断面を、多角形状としてもよい。また、軸方向途中で軸直方向断面の形状を変えてもよい。
For example, in the first embodiment, the axial direction cross section of the inner peripheral surface of the
また、ロータリーキルン３における熱処理温度は、好ましくは８００℃〜１２００℃であればよい。また、熱処理温度に応じて、熱処理時間も適宜調整すればよい。また、マイクロ波照射部３４、３５から照射されるマイクロ波の周波数は、２．４５ＧＨｚの他、８００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚであってもよい。また、熱処理は、例えば窒素ガス、アルゴン、一酸化炭素ガスなど、非酸化性ガス雰囲気下で行ってもよい。また、処理システム１の大きさも特に限定しない。例えば、エレベーターを介して搬入できるように、幅９００ｍｍ×高さ１８００ｍｍ以内としてもよい。
The heat treatment temperature in the
また、上記実施形態においては、加熱部３１に電気式のヒーター３１０ａ、３１０ｂを用いたが、例えばガスを熱源とする加熱部３１を配置してもよい。また、これらの熱源を、数種類組み合わせて用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態においては、排ガス処理炉６０として熱処理炉を配置したが、触媒式処理炉を配置してもよい。また、集塵装置６１としてＨＥＰＡフィルターを配置したが、ＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ＡｉｒＦｉｌｔｅｒ）フィルタ−を配置してもよい。さらに、これらのフィルターのプレ集塵用として、サイクロンを配置してもよい。こうすると、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターなどの有する高い集塵性能を、長時間確保することができる。また、管体３０よりも下流側の機器（例えば下流側フード３３）に排ガス配管９２を接続する場合は（前出図１参照）、被処理物Ｏの無害化が完了しているので、汎用のバグフィルターを配置してもよい。こうすると、処理システムの設備コストを削減することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the heat processing furnace was arrange | positioned as the exhaust gas processing furnace 60, you may arrange | position a catalyst-type processing furnace. Moreover, although the HEPA filter was arrange | positioned as the
また、冷却装置の種類も特に限定しない。ロータリークーラー５でなくてもよい。例えば、被処理物を搬送するスクリューフィーダーが内蔵されたパイプと、該パイプの外周側に配置された冷却部５１と、からなる冷却装置を配置してもよい。また、冷却部５１に循環させる作動流体は、冷却水の他、不凍液などであってもよい。
Moreover, the kind of cooling device is not specifically limited. The
また、処理対象となる被処理物Ｏも特に限定しない。例えば、押出成形品、パルプセメント板、スラグ石膏板、サイディング、住宅屋根用化粧スレート、ロックウール吸音天井板、スレート波板、スレートボード、ケイ酸カルシウム板、シール材、ブレーキ部品、電気絶縁用部品など、種々の被処理物Ｏを処理システム１で処理することができる。すなわち、被処理物Ｏに、カルシウムとアスベストとが含有されていればよい。
Moreover, the workpiece O to be processed is not particularly limited. For example, extrusion molding, pulp cement board, slag gypsum board, siding, residential roof decorative slate, rock wool acoustic ceiling board, slate corrugated board, slate board, calcium silicate board, sealing material, brake parts, electrical insulation parts Various processing objects O can be processed by the
また、被処理物Ｏに、マイクロ波吸収の大きい添加物を添加してもよい。添加量を増減することにより、被処理物Ｏのマイクロ波の吸収量つまり発熱量を調整することができる。添加物としては、例えば、酸化カルシウム、珪酸化合物を添加物として使用してもよい。こうすると、珪酸塩化合物の組成が変化し、板状結晶構造を有する雲母から別の鉱物に変化する。 Further, an additive having a large microwave absorption may be added to the object to be processed O. By increasing or decreasing the amount of addition, the amount of microwave absorption of the object to be processed O, that is, the heat generation amount, can be adjusted. As the additive, for example, calcium oxide or silicic acid compound may be used as the additive. This changes the composition of the silicate compound, changing from a mica having a plate crystal structure to another mineral.
１：処理システム（アスベスト含有物処理システム）、２：ホッパー、２０：被処理物供給管、２１：スクリューフィーダー、３：ロータリーキルン（アスベスト含有物処理炉）、３０：管体、３００：本体、３００ａ：導入口、３０１：上流側円筒部、３０１ａ：円筒、３０１ｂ〜３０１ｄ：仕切板、３０１ｅ：タイヤ、３０２：下流側円筒部、３０２ａ：円筒、３０２ｄ：仕切板、３０２ｅ：タイヤ、３０３：タイヤ、３０４：タイヤ、３１：加熱部、３１０ａ：ヒーター、３１０ｂ：ヒーター、３１１：上流側開口、３１２：下流側開口、３２：上流側フード、３２０：上流側フード開口、３３：下流側フード、３３０：下流側フード開口、３３１：プロペラ、３４：マイクロ波照射部、３４ａ：マイクロ波発生装置、３４ｃ：マイクロ波発生装置、３４０ａ〜３４０ｄ：導波管、３５：マイクロ波照射部、３５ａ：マイクロ波発生装置、３５ｃ：マイクロ波発生装置、３５０ａ〜３５０ｄ：導波管、４：連結管、５：ロータリークーラー（冷却装置）、５０：管体、５１：冷却部、５１０：クーリングタワー、５２：上流側フード、５２０：上流側フード開口、５３：下流側フード、５３０：下流側フード開口、５３１：排出口、５４：タイヤ、５５：タイヤ、６：排ガス処理装置、６０：排ガス処理炉、６１：集塵装置、６２：ブロワ、６３：ガス排出口、９０：ローラー、９１：ローラー、９２：排ガス配管、９３：ローラー、９４：ローラー、Ａ１〜Ａ３：矢印、Ｏ：被処理物。 1: processing system (asbestos-containing material processing system) 2: hopper, 20: workpiece supply pipe, 21: screw feeder, 3: rotary kiln (asbestos-containing material processing furnace), 30: pipe body, 300: main body, 300a : Introduction port, 301: upstream cylindrical portion, 301a: cylindrical, 301b to 301d: partition plate, 301e: tire, 302: downstream cylindrical portion, 302a: cylinder, 302d: partition plate, 302e: tire, 303: tire, 304: tire, 31: heating unit, 310a: heater, 310b: heater, 311: upstream opening, 312: downstream opening, 32: upstream hood, 320: upstream hood opening, 33: downstream hood, 330: Downstream hood opening, 331: propeller, 34: microwave irradiation unit, 34a: microwave generator, 34c: microphone Wave generator, 340a to 340d: waveguide, 35: microwave irradiation unit, 35a: microwave generator, 35c: microwave generator, 350a-350d: waveguide, 4: coupling tube, 5: rotary cooler (Cooling device), 50: tube body, 51: cooling section, 510: cooling tower, 52: upstream hood, 520: upstream hood opening, 53: downstream hood, 530: downstream hood opening, 531: discharge port, 54: tire, 55: tire, 6: exhaust gas treatment device, 60: exhaust gas treatment furnace, 61: dust collector, 62: blower, 63: gas outlet, 90: roller, 91: roller, 92: exhaust gas pipe, 93 : Roller, 94: Roller, A1 to A3: Arrow, O: Object to be processed.
Claims (5)
該被処理物にマイクロ波を照射するマイクロ波照射部と、
を備えてなるアスベスト含有物処理炉。 A tube that is rotatable about an axis and that allows a workpiece containing calcium and asbestos to flow axially;
A microwave irradiation unit for irradiating the object with microwaves;
An asbestos-containing material processing furnace comprising:
該アスベスト含有物処理炉から排出されたマイクロ波照射済みの前記被処理物を、流動させながら冷却する冷却装置と、
該アスベスト含有物処理炉から排出された排ガスを、外部環境に放出可能に処理する排ガス処理装置と、
を備えてなるアスベスト含有物処理システム。 Asbestos-containing material processing furnace according to any one of claims 1 to 3,
A cooling device that cools the processed object that has been irradiated with microwaves discharged from the asbestos-containing material processing furnace while flowing;
An exhaust gas treatment device for treating exhaust gas discharged from the asbestos-containing material treatment furnace so as to be released to the external environment;
Asbestos-containing material processing system comprising:
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