JPH0461980A

JPH0461980A - 可燃性廃棄物の焼却、及び燃焼ガスの処理方法

Info

Publication number: JPH0461980A
Application number: JP2170699A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Hasebe; 長谷部　信康; Nobukatsu Hasebe; 長谷部　信克
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1992-02-27
Also published as: US5159885A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プラスチックなど可燃性廃棄物の焼却、及び
燃焼ガスの処理方法に関する。

〔従来の技術、及びその問題点〕

近時、日常生活および経済社会活動など活発な都市活動
に伴い、一般廃棄物（家庭系・事業系）や産業廃棄物の
種類を問わず量的に増大すると共に、適正処理が困難な
粗大ゴミ、プラスチック類、有害物質を含有した石油化
学製品など質的な面においても益々多様化している。そ
して、かかる廃棄物の処理は、焼却したり埋立てられる
ケースが圧倒的に多いものであり、種々で複雑な環境問
題や地域社会問題を引き起こす要因を内包している状況
にある。特に、埋立て処理する場合においては、埋立て
処理場の廃棄物処理施設の整備は土地利用の高度化や地
域住民の理解協力の確保が容易でなくなってきている等
により、益々困難性を増すと共に、廃棄物処理に要する
費用が年々増大しているものである。

ところで、かかる廃棄物中、特にプラスチック類は家電
製品や自動車部品のプラスチック使用による軽量化、ハ
ンバーガーなど外食産業の急成長やフリーズドライ食品
をはじめ少量多種な食品のパックなどワンウェイ容器の
増大、あるいは、紙おむつの利用など、生活様式の変化
や商品の付加価値化などに起因して増加の一途をたどっ
ているにも拘らず、その性状からして廃棄処理が極めて
困難である。即ち、プラスチック類の廃棄物は、そのま
まの状態で埋立て処理したさいには粗大ゴミと同様に埋
立て処理場の寿命を短くし、しかも、はぼ永久的に分解
せず元のままの形状を保持するため跡地利用するさいに
支障を生じるものである。また、焼却処理せしめたさい
には、高発熱量のために焼却炉の運転トラブル（タリン
力の発生、機器の腐食あるいは炉の溶融説損など）や炉
寿命の短命化を招来せしめるのみならず、プラスチック
自体に含有する塩素や重金属などの有害物質が排ガスや
煤塵となって大気中に飛散するものであって、プラスチ
ック類の廃棄物はその処理の過程において様々な問題を
惹起せしめているものである。

かかるプラスチック類の問題点を解決するものとして、
最近、土中の微生物で分解される生分解性プラスチック
など製造段階の廃棄物処理対策の研究が行われているが
、その有効性については未だ不透明な部分が多いもので
ある。

本発明者は、かかる現状に鑑み、プラスチック自体が可
燃性であること、及びその他の可燃性廃棄物が多量に未
分解のまま存在している点に着目し、燃焼法による問題
解決を図るべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成す
るに至ったものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、第１の発明は、地中に埋設したプラスチック等の
可燃性廃棄物に爆発物のエネルギーを利用して引火せし
めると共に、初期燃焼空洞を形成せしめ、該燃焼空洞内
に燃料及び酸化性ガスを供給して燃焼せしめつつ発生す
る燃焼ガスを地表に排出して順次焼却処理することを特
徴とする可燃性廃棄物の焼却処理方法である。

また、第２の発明は、可燃性廃棄物の燃焼ガスを触媒の
存在下に酸化反応せしめ、Ｃ０−Ｃ０・ＣＯＣｌ２・ト
キシン等の塩化ビフェニル類をＣ０２・Ｈ２Ｏ１１Ｈ・
ＣＯＣｌ・ＳＯｘに変化せしめて一括処理することを特
徴とする可燃性廃棄物の燃焼ガス処理方法である。

本発明に適用しうる廃棄物としては、プラスチック類、
ゴム類、紙類、繊維類、木屑類、油脂類、排油なと全て
の可燃性廃棄物である。かかる可燃性廃棄物は、所要の
埋立て処理場における地上、あるいは、堀下げた地面の
上に平らにならし、ブルドーザ−などの機械的手段によ
り押し固めて所要厚さの層状に形成せしめ、その上に覆
土して再度押し固めることにより埋設処理される。　埋
設した廃棄物には、第１図に示すように、地表より燃料
を供給する燃料導管１、空気など酸化性ガスを供給する
空気導管２、および燃焼ガスを地Ｈに排出する排出導管
３を各々配置する。上記各導管ｌ・２・３の配置は、予
め一体の導管により削孔して配置してもよいが、スクリ
ュー式の削孔機を使用するのが最も簡便で好ましい。そ
して、燃料導管ｌおよび空気導管２は、埋設した廃棄物
のほぼ中心に内導管１・２を近接状態下に位置せしめる
。このさい、燃料導管ｌの先端部チー７プには、燃料の
噴射角度を調節しうるような機能を持たせたノズルが付
設され、廃棄物の燃焼方向を規定しうるものとされてい
る。同様に、空気導管２の先端部チップにも同じ機能を
備えたノズルが付設され、燃料導管１のノズルと連動し
、あるいは単独に方向を定めるように規制するものとさ
れている。なお、必要に応じて、該燃料・空気導管ｌ・
２に水、埋立て処理場に発生する汚水ドレイン、あるい
は水蒸気の配管を行ってもよい、このさい、上記の汚水
ドレインは予めランドフィルガスにて処理し、金属とく
に重金属を硫化物として分別したものを使用し、含有す
る有機物などは燃焼分解せしめるとよい。また、排出導
管３の配置は、上記燃料・空気導管ｌ・２を中心とする
所要の半径、即ち、地域事情や住民事情にもよるが、好
ましくは１５〜５０ｍの半径の円周上、あるいは、その
近傍で対角線上に主として適数本設定する。配置した各
排出導管３は、互いに連携しうるように配管し、燃焼ガ
ス処理装置４に接続する。

上記燃焼ガス処理装置４の好適な一例を第２図に示す、
即ち、同図中、５は燃焼室、６は該燃焼室５に連通して
接続された燃焼ガス用の導入パイプ、７は燃焼室５に連
通して該導入バイブロの外周に配設された触媒充填層、
８は該触媒充填層７の基端部に接続された排出パイプ、
９は前記の導入バイブロに接続されたバーナーノズル付
きの油供給パイプ、１０は同じ導入バイブロに接続され
た補助燃焼用の空気供給パイプ１１は該空気供給パイプ
１０に設けられたエアープロウである。上記の構成を有
する燃焼ガス処理装置４において、排出導管３より排出
された燃焼ガスは燃焼室５に導かれるが、そのさい、反
応開始温度、あるいは、更に触媒を活性に保つための補
助油、燃料、あるいはランドフィルガスを空気供給パイ
プ１０からの空気供給と別にあるいは混合して燃焼させ
、その燃焼熱を導入バイブロの管壁を通して直接、ある
いは間接に加熱して触媒充填層７の温度を所定の温度に
維持しつつ燃焼ガスにより昇温、次いで触媒充填層７に
導入し、酸化分解させて毒性成分をＣ０２、Ｈ２０、Ｈ
Ｃｌ、必要なら硫黄成分を５０２、あるいはＨ２Ｓとし
、後者のガス成分は夫々処理して同様に無害の塩、更に
硫黄にかえて大気中に放散する。なお、触媒充填層７の
温度制御のためには、層内に温度検出端子を設け、セン
サーを通して油供給バイブ９の油量、燃料、あるいはラ
ンドフィルガス量を調節する。

また触媒充填層７の温度の過度の上昇を防ぐため、空気
供給パイプ１０のエアーブロウ１１を直接調節するか、
あるいは、エアーブロウ１１にバイパスパイプを設けて
温度センサーの信号を受けさせることによりバイパスバ
イブのバルブを開閉させ、冷却効果を高めるのに利用し
ている。

ちなみに、導入バイブロの先端には円錐体を敷設し、燃
焼ガスを均一に拡散して触媒充填層７に導入しやすくし
である。

上記の触媒充填層７に充填する触媒としては、酸化バナ
ジウムよりアルカリ性の強いＣｕ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｃｄの
酸化物、更に苛性アルカリを添加した酸化バナジウム、
過硫酸カリの混合物を使用し、そして、ベンゼン核破壊
および側鎖の酸化用には多孔性、非多孔性の担体の混用
が望ましい、−船釣には、シリカゲル、二酸化チタンな
どの高表面積、多孔性の微粉状担体が成型担体として好
ましく、また、担持触媒としてはα−Ａｌ　２０３　、
ＳｉＣ，ＡＩ−ケイ酸塩などの低表面積、非多孔性で２
〜２０腫膳径の担体が好ましい。また、本発明の場合に
は、燃焼ガスの入口付近における触媒層の温度上昇を充
分に上げて所望の酸化程度まで強烈に分解酸化を行わし
める必要がある。触媒の製造法としては、含浸法、濃縮
乾固法、焼付は法、溶融法などがあり、いずれでもよく
２００℃以上にて活性化化合物に変える必要がある。

地下に埋設した可燃性廃棄物の初期燃焼は、燃料導管１
の直下で行わしめる。即ち、燃料導管ｌを通して廃棄物
中に爆発物を装填し、該爆発物を爆発せしめて廃棄物に
引火せしめると同時に、初期燃焼を行わしめるに必要な
最小限の燃焼空洞を形成する。上記の爆発物としては、
ピクリン酸、トリニトロトルエン、ニトログリセリンを
そのまま、あるいは適宜加工したちのを使用するとよい
、廃棄物への引火に伴い、燃料導管１からは可燃性の液
体や気体を供給し、また、空気導管２からは酸素、酸素
を含む気体、あるいは空気等の酸化性ガスを供給して廃
棄物の燃焼状態を持続せしめる。このさい、燃料用ガス
源として後述の燃焼ガス、あるいは埋立て処理場に発生
する所謂ランドフィルガス量スパイプ１２を介して燃料
導管１に供給してもよい、また、燃焼を行わしめるに際
し、燃焼速度を酸化性ガスの量を制御すると共に、水、
あるいは水蒸気の併用も有効であり、経験によれば、炭
酸アルカリ、即ち、炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム
、酸化カルシウム、炭酸ソーダ、あるいは炭酸マグネシ
ウムも極めて効果的である。これらは、液体燃料に分散
させて噴霧使用するときは、塩素を含む化合物の殆ど総
てを脱塩素、脱硫酸剤として働き、特にプラスチック、
例えば塩化ビニル製品の燃焼分解時に発生する猛毒の塩
化カーボニルなどの塩素化化合物の大幅な減少に著しい
効果を示す、さらに、燃焼方向の制御は、燃料導管１に
おけるノズル方向の規制、排出導管３における燃焼ガス
排出量の制御、あるいはサーモグラフを利用してこれら
を組合せることにより行うとよい。

廃棄物の燃焼により発生する燃焼ガスは、排出導管３を
通って地上に排出される。このさい、赤外線センサーを
走査せしめて燃焼空洞の規模、および移動方向を察知し
、新規に排出導管３を配置せしめてもよい、排出導管３
より排出された燃焼ガスは、燃焼ガス処理装置４に配管
を介して導かれ、Ｃｏ、ＣＯＣｌ２、トキシンなど塩化
ビフェニール類をＣＯ２、Ｈ２０、ＨＣｌ、ＳＯＸに変
化させ一括処理し、清浄無毒化ガスとして大気中に放散
する。なお、触媒酸化処理した燃焼ガス中に含まれるお
それのあるアリル、アロマチックの塩素化合物を完全に
単純な無機化合物である炭酸ガス、塩化水素などｌ＼ロ
ゲン化合物に転換せしめるため、−次、さらに二次の水
蒸気処理を行うとよい。

なお、廃棄物の焼却処理時において、停電などの場合に
は空気導管２よりの空気の供給が停止し、自動的に燃焼
は消化・消炎するが、万全を期して水や水蒸気を燃焼空
洞内に導入することを考慮すべきである。

廃棄物の焼却処理が完了すると、燃料導管ｌ、空気導管
２、および排出導管３を抜き去り、生成した地下の燃焼
空洞を例えばローラ、あるいは展圧機などにより均一に
ならし、再度埋立て処理に供する。

〔作　用〕

地下に埋設したプラスチックなどの可燃性廃棄物に爆発
物のエネルギーを利用して引火せしめると同時に燃焼空
洞を形成し、該燃焼空洞内に各々燃料と酸化性ガスを供
給しつつ燃焼せしめ、かつ、燃焼ガスを排出することに
より、極めて簡単かつ確実に、しかも大量に焼却処理す
ることができる。また、地表に排出した燃焼ガス中に含
まれる有毒ガスは、触媒酸化処理によりＣＯ・ＣＯ・Ｃ
ＯＣｌ２・トキシンなど塩化ビニール類をＣＯ２，Ｈ２
Ｏ、ＨＣｌ、Ｓｏ、に変化させて一括処理し、清浄無毒
化して大気中に放散せしめる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く構成されているから、従来のように
別途焼却炉を必要とすることなく、プラスチック、木片
、油脂、繊維類などの可燃性廃棄物を簡便に、しかも、
大量に焼却処理することができるのみならず、焼却処理
後の燃焼空洞を押潰して均一にならすことにより再度埋
立て処理場と利用することができ、ひいては、埋立て処
理場の寿命を長くすることができる。

また、焼却処理時に発生する燃焼ガスは、触媒酸化処理
により清浄無毒化することができるものであって、焼却
処理に伴う公害を惹起せしめるおそれは全くないもので
ある。

〔実施例〕

以下に、本発明の好適な実施例を示すが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例１噴霧角度を調整しうるノズルを各々備えた燃料導管ｌと
空気導管２とを地表より埋設廃棄物の中心に近接して配
置せしめると共に、該両道管ｌ・２を中心とする半径２
０ｍの円周上に位置して４本の排出導管３を配置し、該
各排出導管３を互いに連通自在に配管して燃焼ガス処理
装置４に接続せしめた。しかるのち、使用爆薬（ピクリン酸）　　　　：５ｋｇ燃料（硫黄分
５％のＣ重油）　：　１ｋｇ／　ｂｒ供給燃料量　　　
　　　　　：　ＯＮＭ３　／ｂｒ供給空気量　　　　　
　　　：　２０Ｎ）ｈ　／ｈｒ使用アルカリ　　　　　
　　　：Ｏｋｇ／ｈｒの条件下で焼却処理せしめた。

そして、廃棄物の燃焼により発生する燃焼ガスは順次排
出導管３より排出せしめ、燃焼ガス処理装置４で処理せ
しめた。埋設廃棄物の焼却が完了すると燃料導管１、空
気導管２、および排出導管３を抜き去り、生成した地下
の燃焼空洞をローラにより展圧して均一にならした。

実施例２実施例１と同様に埋設処理したプラスチック類の廃棄物
に燃料導管１、空気導管２、および排出導管３を配置し
、使用爆薬（ピクリン酸）　　　　：５ｋｇ燃料（ｆＥ黄
分５％のＣ重油）　　：　１ｋｇ／　ｈｒ供給燃料量（
ランドフィルガス）：　６０ＮＮ３　／ｈｒ供給空気量　　　　　　　　：　４　ＯＮＭ３　／ｈｒ
使用アルカリ（ＣａｃＯ３）　　：　ｌ　Ｏｋｇ／ｈｒ
の条件下で焼却処理せしめ、発生する燃焼ガスは燃焼ガ
ス処理装置４で処理せしめた。

実施例３実施例１と同様に埋設処理したプラスチック類の廃棄物
に燃料導管１、空気導管２．および排出導管３を配置し
、使用爆薬（ピクリン酸）　　　：２ｋｇ燃料（硫黄分５
％のＣ重油）　：　Ｏｋｇ／　ｈｒ供給燃料量（ランド
フィルガス）＋　１０　ＯＮＭ３　／ｈｒ供給空気量　　　　　　　：　６０　ＮＨ３／　ｈｒ使
用アルカリ（ＭｇＣＯ３）：　１０ｋｇ／ｈｒの条件下
で焼却処理せしめ、発生する燃焼ガスは燃焼ガス処理装
置４で処理せしめた。

実施例４実施例１と同様に埋設処理したプラスチック類の廃棄物
に燃料導管１、空気導管２、および排出導管３を配置し
、使用爆薬（ピクリン酸）　　　　：１ｋｇ燃料（硫黄分
５％のＣ重油）　　：　Ｏｋｇ／　ｈｎ供給燃料量（ラ
ンドフィルガス）：　１５０８Ｍ３　／ｈｒ燃焼ガス　　　　：　１００ＮＮ３　／ｈｒ供給空気量
　　　　　　　：　７００８Ｍ３　／ｈｒ使用アルカリ
　　　　　　　・　　Ｏｋｇ／ｈｒの条件下で焼却処理
せしめ、発生する燃焼ガスは燃焼ガス処理装置４で処理
した。

上記実施例工ないし４において発生した燃焼ガスの分析
結果を第１表に示す。

第１表（発生燃焼ガスの分析表）また、上記実施例工ないし４において発生した燃焼ガス
を燃焼ガス処理装置４で処理した結果を第２および第３
表に示す。

なお、第２表は、触媒温度２００℃、空間速度１０００
ｈｒ−（反応ガス容積／ｈｒ／触媒容積で接触時間の逆
数）下で触媒組成がシリカゲルヲ担体、！＝Ｉ、てＫｚ
　５０４／Ｖ２０５＝０．５．１．５，２．５のＶ２０
ｓ　−に２５ｏ４−３ｉ０２−に７　Ｓ２０ｒ−５系を
使用し、Ｋ２ＳＯ３／Ｖ２０ｓ　＝　２　、３％ル、珪
藻土ヲ主担体とし５膳■、径３鵬層長さの円筒状のペレ
ットを使用して処理した。

また、第３表は、触媒温度４００℃、空間速度２０００
ｈｒ−下で触媒組成がシリカゲルを神体としてに２　Ｓ
ｏ４／Ｖ２０５＝　０・５・ｌ・５　、２　、５（７）
Ｖ２０５−に２　ＳＯａ　−３ｉ　０２−に２　Ｓ２　
Ｏｙ系を使用り、に２　ＳＯａ　／Ｖ２Ｏ５＝　０　、
７５％／Ｌ／、Ｋ２　Ｓｏｐ　／Ｓｏ：ｌ　＝　１１０
．８５〜１．８５モル、軽石粉末との混合成型（シリカ
ゲル／軽石粉末＝５：２）とし、ベレットサイズは上記
と同様にして処理した。

第２表および第３表から明らかな通り、燃焼ガスは触媒
酸化処理により極めて清浄無毒化されていることが理解
される。

第２表（燃焼ガスの処理結果を示す分析表）第３表（燃
焼ガスの処理結果を示す分析表）

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料導管１・空気導管２および排出導管３の配
置状態を示す概略図、第２図は燃焼ガス処理装置４を示
す概略図である。ｌ・・・燃料導管、２・・・空気導管、３・・・排出導
管、４・働・燃焼ガス処理装置。以上特許出願人　　　　長谷部　信康特許出願人　　　　長谷部　信克手続補正書モ成３年６月２５日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地中に埋設したプラスチック等の可燃性廃棄物に
爆発物のエネルギーを利用して引火せしめると共に、初
期燃焼空洞を形成せしめ、該燃焼空洞内に燃料及び酸化
性ガスを供給して燃焼せしめつつ発生する燃焼ガスを地
表に排出して順次焼却処理することを特徴とする可燃性
廃棄物の焼却処理方法。
（２）燃焼空洞内に燃料導管を使用して液体・ガス体の
燃料を供給し、また、空気導管を使用して燃焼を助ける
酸素・酸素を含む気体・空気等の酸化性ガスを供給する
ことを特徴とする請求項１記載の可燃性廃棄物の焼却処
理方法。
（３）埋立て処理場に発生する汚水ドレインを予めラン
ドフィルガスにて処理し、金属とくに重金属を硫化物と
して分別したのち燃料導管等を使用して燃焼空洞内に供
給することを特徴とする請求項１及び２記載の可燃性廃
棄物の焼却処理方法。
（４）燃料導管及び空気導管の先端部チップに各々噴射
角度を調節しうる機能を備えたノズルを設け、該ノズル
を互いに連動せしめ、あるいは単独に方向を定めるよう
に規制したことを特徴とする請求項１ないし３記載の可
燃性廃棄物の焼却処理方法。
（５）ランドフィィルガス、あるいは可燃性廃棄物の焼
却処理時に発生する燃焼ガスを燃料として使用すること
を特徴とする請求項１及び２記載の可燃性廃棄物の焼却
処理方法。
（６）初期燃焼空洞を中心として所要半径の円周上、あ
るいはその近傍で対角線上に互いに連携しうるように接
続配管した数本の排出導管を配置し、燃焼ガスを地上に
排出せしめることを特徴とする請求項１記載の可燃性廃
棄物の焼却処理方法。
（７）赤外線センサーを利用して地下の燃焼空洞の規模
及び移動方向を察知し、２〜ｎ次の排出導管を配置して
燃焼ガスを地上に排出せしめることを特徴とする請求項
１及び６記載の可燃性廃棄物の焼却処理方法。
（８）可燃性廃棄物の燃焼ガスを触媒の存在下に酸化反
応せしめ、ＣＯ・ＣＯＣｌ＿２・トキシン等の塩化ビフ
ェニル類をＣＯ＿２・Ｈ＿２Ｏ・ＨＣｌ・ＳＯ＿ｘに変
化せしめて一括処理することを特徴とする可燃性廃棄物
の燃焼ガス処理方法。
（９）触媒としてシリカゲルを担体とし、Ｋ＿２ＳＯ＿
４／Ｖ＿２Ｏ＿５＝２，２，５，３のＶ＿２Ｏ＿５−Ｋ
＿２ＳＯ＿４−ＳｉＯ＿２−Ｋ＿２Ｓ＿２Ｏ＿７系、Ｖ
＿２Ｏ＿５／Ｋ＿２ＳＯ＿４＝１／０．２３〜０．８５
モル、Ｋ＿２ＳＯ＿４／ＳＯ＿２＝１／０．８５〜１．
８５モルで触媒温度１５０℃以上、空間速度２００〜４
０００の下に触媒酸化処理せしめることを特徴とする請
求項８記載の可燃性廃棄物の燃焼ガス処理方法。
（１０）燃焼ガスにランドフィルガスの一部を加えて予
め燃焼せしめることを特徴とする請求項８及び９記載の
可燃性廃棄物の燃焼ガス処理方法。
（１１）触媒酸化処理した燃焼ガスをさらに水蒸気処理
せしめ、アリル・アロマチックの塩素化合物を炭酸ガス
・塩化水素等のハロゲン化合物に転換せしめることを特
徴とする請求項８ないし１０記載の可燃性廃棄物の燃焼
ガス処理方法。