JPS595357B2 - ハロゲン元素含有有機物質と，金属とを含有する廃棄物の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハロゲン元素含有有機物質と、金属とを含有
する廃棄物の処理方法に関するものである。

更に詳しく述べるならば、本発明は、ハロゲン元素含有
有機物質と金属とを含有する廃棄物を処理し、ハロゲン
元素を含まない可燃性熱分解生成物と、ハロゲン元素含
有物質を吸収した金属とを回収することのできる方法に
関するものである。

各種廃棄物、例えば廃山動車や都市ゴミなどは、ポリ塩
化ビニールやポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン元素含
有有機重合体材料と、鉄、アルミニウムなどの金属材料
とを含有しており、これらの廃棄物から金属材料を回収
するためには、有機重合体材料を燃焼又は熱分解して除
去する必要がある。

上記廃棄物の従来の処理方法においては、発生する燃焼
又は熱分解排ガスは、例えば塩素ガス、および／又は、
塩化水素ガスなどの腐食性ハロゲン元素含有物質を含む
ものであった。

これら腐食性物質は、燃焼又は熱分解装置を腐食するの
みならず、これをそのまメ空中に排出すると公害の原因
となるため、排ガスの無害化処理が必要であった０ 本発明の目的は、ハロゲン元素含有有機物質と金属とを
含有する廃棄物から、ハロゲン元素含有物質を実質的に
含まない可燃性熱分解生成物と前記有機物質から分離さ
れた金属とを回収することのできる処理方法を提供する
ことである。

上記目的は、本発明方法によって達成される。

本発明方法は、流動床分解炉に、ハロゲン元素含有有機
物質と、金属とを含む廃棄物を装入し、この廃棄物を、
炉内に形成された４５０〜６５０°Ｃの温度を有する高
温還元性雰囲気内に流動せしめて、前記有機物質を熱分
解するとともに、この熱分解生成物中のハロゲン元素含
有物質を、前記金属によって吸収し、残余の可燃性熱分
解生成物を炉の上部から回収し、前記金属を、炉の下部
から回収することを特徴とするものである。

本発明方法には、流動床分解炉が用いられる。

この流動床分解炉は、その上部に廃棄物装入口と、熱分
解生成物の回収口とを有し、また、その下部には、金属
の回収口き、加熱用高温ガス並びに、空気および、所望
に応じて、水蒸気の送入口を有するものである。

本発明方法に用いられる廃棄物には、それがハロゲン元
素含有有機物質と、金属とを含有している限り、格別の
限定はないが、一般には、廃山動車や都市ゴミなどを包
含するものである。

／ＳＯゲン元素含有有機物質としては、ポリ塩化ビニー
ル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化パラフィン、塩化ビニ
ル−エチレン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体塩素化ポリエチレン、塩素含有溶剤（ＭＪクロルエチ
レン、パークロルエチレン等）、ポリフルオロエチレン
などを包含するが、一般には、ポリ塩化ビニールおよび
／又はポリ塩化ビニリデンが主体である。

また、廃棄物に含まれる金属としては、鉄、銅、アルミ
ニウム、錫、亜鉛などがあるが、一般には、鉄、銅およ
び／又はアルミニウムが主体である。

本発明方法において、上記のような／’％ロゲン元素含
有有機物質と、金属とを含む廃棄物は、必要があれば、
所望寸法に裁断され、流動床分解炉にその上部から装入
される。

分解炉中には、４５０〜６５０°Ｃの温度を有する還元
性雰囲気が形成されていて、この高温還元性雰囲気中で
廃棄物は流動化され、流動床を形成する。

上記温度に加熱されたハロゲン元素含有有機物質は熱分
解され、熱分解生成物が発生する。

この熱分解生成物中にはハロゲン元素含有物質、例えば
、塩素ガス、塩化水素ガス、弗素ガス、弗化水素ガスな
どが含まれている。

熱分解生成物が、還元性雰囲気内で金属と接触すると、
ハロゲン元素含有物質は金属と反応して吸収される。

高温還元性雰囲気は４５０〜６５０°Ｃの温度を有する
ことが必要である。

その温度が４５０℃より低いときは、有機物質の熱分解
が不完全になり、６５０°Ｃより高いときは金属による
ハロゲン元素含有物質の吸収が不十分となる。

高温還元性雰囲気を炉内に形成するためには、少くとも
炉の運転初期において、燃料と空気（又は酸素）とを、
混合室で均一に混合し、この混合物を燃焼室に吹き込み
、これに点火して燃焼させて高温燃焼ガスを調製し、こ
の燃焼ガスを、炉底から炉内に送入してもよい。

高温燃焼ガスの遊離酸素含有率は５（容量）％以下であ
ることが望ましく、２（容量）％以下であることが更に
望ましい。

遊離酸素含有率が、５（容量）％より大きくなると、流
動床雰囲気が酸化性になることがあるので好ましくない
。

高温燃焼ガスの温度は、流動床雰囲気を所望の温度に規
定し、かつ保持するために十分な温度、例えば５００〜
７５０℃であればよい。

また高温燃焼ガスとともに所要量の水蒸気又は水を混合
室に吹き込み、これらを十分に混合してから炉内に送入
してもよい。

水蒸気は、有機物質の熱分解を促進するために有用であ
る。

一般に高温還元性雰囲気内の水蒸気分圧は、全圧に対し
１０〜２０％の範囲内にあることが望ましい。

また、炉内に高温還元性雰囲気を形成するために、少く
とも炉の運転初期において、炭素質材料粉末を炉内に送
入し所定時間、例えば５〜１０分間流動させてもよい。

炭素質材料としては、石炭粉末、コークス粉末、或は木
粉などを用いることができる。

上述のようにして、所定温度の高温還元性雰囲気が炉内
に形成され、有機物質の熱分解が開始されたならば、高
温燃焼ガスの送入を停止し、代りに空気と、所望により
水蒸気とを炉内に送入し、熱分解生成物の一部を流動床
内で燃焼し、流動床雰囲気を還元性に保ちながら、その
温度を所定水準に維持することができる。

このようにして、炉内で生成した可燃性熱分解ガスは、
炉の上部から炉外に排出され回収される。

この排出されたガス中には、固体ダストや液体ミストが
混在しているので、排出されたガスを分離サイクロンに
導入して先づ固体を分離し、次に液体分を更に熱分解し
てガス化し、得られた可燃性ガスを回収する。

可燃性ガスは、所望の用途に燃料として使用することが
できる。

本発明方法によって分解炉上部より排出されるガス中に
は、驚ろくべきことには、ハロゲン元素含有物質が、実
質的に含まれていないから、この排出ガスに特別な無害
化処理を施す必要がない。

炉内に流動している金属は、高温還元性雰囲気で、ハロ
ゲン元素含有物質に接触すると、それと反応してこれを
吸収し、炉の下部から排出される。

ハロゲン元素含有物質と金属との反応を例示すれば下記
の通りである。

ハロゲン元素含有物質を吸収した金属を洗滌工程に送り
、その表面層に結合しているハロゲン元素含有物質を除
去することができる。

本発明方法を添付図面を用いて更に詳しく説明する０ 添付図面において、流動床分解炉１は、耐火材料よりな
る内張り２を有し、炉１の上部には、廃棄物装入口３と
、熱分解生成物の回収口４が設けられている。

炉１の下部には燃料供給ライン４ａと、空気（酸素）供
給ライン５とに連結している混合室７と、混合室７に連
続して設けられた燃焼１１８ａと、それに続く条件調整
室８ｂとが設けらへ条件調整室８ｂには水蒸気（水）供
給ライン６が連結されている。

また、炉１の下部には金属回収口９が設けられている。

この金属回収口９は、ダクト９ａを介して、渦流室９ｂ
に連結されており、この渦流室９ｂに、条件調整室８ｂ
がダクト８ｃを介して、連結されている。

条件調整室８ｂから送られたガスは、渦流室９ｂに偏心
的に噴射され、こ５で渦流を生じ、この渦流は、金属回
収口９を通って炉内に上昇し、炉内に流動床を形成し、
これによって、流動床からの金属の落下速度を適当に調
節することができる。

図示された分解炉の炉底は、逆円錐形をなしているが、
このような形状の炉底は、金属回収に便利である。

しかし、本発明方法に用いられる分解炉の炉底形状は、
図示のものに限定されるものではない。

更に、炉１の中部には、炭素質材料送入口１０と、ダス
ト回収口１１が設けられている。

熱分解生成物回収口４には、回収ダクト１２が連結され
、この回収ダクト１２を経て、熱分解生成物は、その回
収装置に送られる。

廃棄物装入口３には、廃棄物装入装置、例えば、図示の
ような装入ホッパー１３とスクリュー１４が設けられて
いる。

また、炭素質材料送入口１０には、その送入装置、例え
ば図示のような送入ホッパー１５とスクリュー１６とが
設けられている。

渦流室９ｂの底は、開閉ダンパー９０および９ｄを介し
て回収ホッパー１８に連結され、回収ホッパー１８の底
は回収コンベア１９に向って開くことができるようにな
っている。

ダスト回収口１１には、回収ダクト２０、開閉バルブ２
１が連結され、回収ダクト２０の下端は、回収ホッパー
１８に連結されている。

図示の流動床分解炉を運転するには、先づ燃料供給ライ
ン４ａｓおよび空気供給ライン５を開いて燃料と空気と
を混合室７において所定割合に混合し、この混合ガスを
燃焼室８ａにおいて燃焼し、得られた高温燃焼ガスを条
件調整室に送り、所望により水蒸気供給ライン６を開い
て所望量の水蒸気を送入して所望の温度と組成を有する
処理ガスを調製し、この処理ガスを渦流室９ｂに送り、
ここで形成された渦流ガスを炉内に送入する。

このとき、炭素質材料粉末をその送入口１０から炉１内
に送入し、こメで炭素質材料を前記処理ガスにより流動
乾留して高温還元性雰囲気を形成する。

次に廃棄物を、その装入口３から炉内に投入し高温還元
性雰囲気で流動させる。

流動床雰囲気温度が所望温度で安定したならば、燃料供
給ラインを閉じ、所定量の空気と、必要に応じ水蒸気な
どの添加ガスとを条件調整室８ｂで混合して、流動床雰
囲気を所望条件に保つために適当な組成・温度を有する
処理ガスを調整し、この処理ガスを渦流室を通して炉内
に送入して、熱分解生成物の一部分を燃焼し、流動床雰
囲気を、還元性に保ちながら、その温度を４５０〜６５
０°Ｃに保持する。

分解炉が定常運転されているときは、流動床の流動差圧
は３５〜１１０ ｍｗＨ＆の範囲内にあることが好まし
い。

流動床において生成したハロゲン含有物質は、装入され
た金属によって吸収されるから、残余の可燃性ガスは、
その回収口４を経て、炉外に導かれて回収される。

また、金属片は炉底に落下し、その回収口９から、ダク
ト９ａ１渦流室９ｂ１ダンパー９ｃ、９ｄ、を通って回
収ホッパー１８内に回収される。

また、流動床中を流動して落下してこないダストは、ダ
スト回収口１１を開いてダクト２０、バルブ２１を通っ
て回収ホッパー１８中に回収される。

ホッパー１８中に補集された金属片およびダストは金属
回収装置に送られ、通常の方法により分級、洗浄され、
選別回収される。

、次に本発明方法を実施例によって更に説明する。

実施例 １ 添付図面に示されている型の流動床分解炉を用いて、廃
山動車ダストの処理を行った。

この分解炉は内径５２０ ｍｍ、高さ１７２０ｍ４逆円
錐形底部高さ５６０ｍｍの寸法を有し、８０ｋｇ／時の
処理能力を有するものであった。

廃山動車ダストは約１〜１．５％（重量）のポリ塩化ビ
ニール、約６６〜７８％の鉄、約４．５〜１０％の非鉄
金属（銅、鉛、亜鉛、アルミニウム）、約３，５〜７％
のガラス、約１４〜１７％の有機材料を含むものと推定
された。

廃山動車ダストを十分に乾燥し、５４．８ｋｇ／時の供
給量で分解炉に供給し、遊離酸素含有量２％以下の燃焼
ガスにより炉内流動床温度を５６０〜６００°Ｃに規定
した。

運転初期の５分間に石炭粉末３０ｋｇを送入した。

流動床が定常状態に達した後、燃料の燃焼を停止し、空
気を３６．９Ｎ７７１″／時、水蒸気を３．０ｋｇ／時
の供給量で炉内に送入した。

炉頂の分解生成物回収口４から排出されたガスを分離サ
イクロンに導きガス中の固体ダストおよび液体ミスト（
分解油）を除去した。

採取された分解ガスは４１．３Ｎｍ’／時でその組成は
であって、ＨＣｌおよびＣ１２は検出されなかった。

また、分離された分解油の量は１．６ｋｙ／時で、この
分解油中にもＨＣｌおよびＣ１２は検出されなかった。

更に分離された固体ダストの量は５．２ｋｇＡで約１２
％の鉄と３．１２％の塩素を含有していた。

炉底の金属回収口９および炉中部のダスト回収口１１か
らの回収量は２５．２ｋｇ／時で、Ｆｅ：９．５３％、
Ｃｕ ： １．１７０ ＰＰＭ、 Ａｌ： ２．２０
％、Ｚｎ：３．４４％。

Ｐｂ ： １２．２ＰＰＭ、およびＣｌ：３％を含有し
ていた。

実施例 ２ 実施例１と同様の処理を行った。

但し、廃棄物として都市ゴミを用いた。

この都市ゴミは、約１〜３％（重量）のポリ塩化ビニー
ル、約３〜５％の鉄、約１〜２％の非鉄金属、約６０〜
７０％の有機材料を含むものと推定された。

得られた分解ガスの組成は、Ｎ２：３．９％、０□：０
．２％、Ｎ２：６６．３％、 ＣＨ４： ４．０％、Ｃ
Ｏ：１２．２％。

ＣＯ２：１３．４％、であり、ＨＣｌ、Ｃ１２などは検
出されなかった。

また、得られた分解油中にもＨＣＡ。Ｃ１２は検出され
なかったが、分解ガスから分離されたダスト中には１．
１％のＣＩが検出された。

炉底から回収された金属片およびダスト中にはＦｅ：９
．０％、Ｃｕ ： ４４０ＰＰＭ、Ａｌ： ４％。

Ｚｎ：１．２％、Ｐｃ：０．９％および（１：１．４％
が含まれていた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明方法に使用される流動床分解炉の一
実施態様の断面説明図である。 １・・・・・・流動床分解炉、２・・・・・・内張り、
３・・・・・・廃棄物装入口、４・・・・・・分解生成
物回収口、４ａ・・・・・・燃料供給ライン、５・・・
・・・空気供給ライン、６・・・・・・水蒸気供給ライ
ン、７・・・・・・混合室、８ａ・・・・・・燃焼室、
８ｂ・・・・・・条件調整室、９・・・・・・金属回収
口、９ｂ・・・・・・渦流室、１０・・・・・・炭素質
材料送入口、１１・・・・・・ダスト回収口、１８・・
・・・・回収サイクロン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動床分解炉に、ハロゲン元素含有有機物質と、金
   属とを含む廃棄物を装入し、この廃棄物を、炉内に形成
   された４５０〜６５０℃の温度を有する高温還元性雰囲
   気内に流動せしめて、前記有機物質を熱分解するととも
   に、この熱分解生成物中のハロゲン元素含有物質を、前
   記金属によって吸収し、残余の可燃性熱分解生成物を炉
   の上部から回収し、前記金属を炉の下部から回収するこ
   とを特徴とする、ハロゲン元素含有有機物質と、金属と
   を含有する廃棄物の処理方法。 ２ 前記高温還元性雰囲気を炉内に形成するために、少
   くとも炉運転初期において、遊離酸素含有率が５容量％
   以下の高温燃焼ガスを、炉底より炉内に吹き込む、特許
   請求の範囲第１項記載の方夾３ 前記高温還元性雰囲気
   の形成のために、少くとも炉運転初期において、炭素質
   材料粉末を炉内に流動せしめる、特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ４ 前記高温還元性雰囲気を維持するために、炉内に空
   気を吹き込み、前記熱分解生成物の一部分を特徴とる特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 前記有機物質の熱分解を促進するために、水蒸気を
   炉内に吹き込む、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記高温還元性雰囲気内に形成された流動床の流動
   差圧が３５〜１１０ｍｍＨｇの範囲内にある、特許請求
   の範囲第１項記載の方丸 ７ 前記廃棄物が廃山動車である、特許請求の範囲第１
   項記載の方も ８ 前記廃棄物が都市ゴミである、特許請求の範囲第１
   項記載の方ム ９ 前記廃棄物中の有機特質が主としてポリ塩化ビニル
   および／又はポリ塩化ビニリデンである、特許請求の範
   囲第１項記載の方九 １０前記廃棄物中の金属が主として鉄、銅および／又は
   アルミニウムである、特許請求の範囲第１項記載の方も