WO2005077847A1 - 誘導加熱式廃棄物処理システム及び誘導加熱式廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

この発明は硫酸ピッチなどの各種の廃棄物の処理に当たって、作業員や処理設備や周辺環境に及ぼず悪影響を可能な限り減らすこと、効率を良くしてコストを大幅に低減出来るようにすることを課題とする。このため、ミリ波照射機によってドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ波を照射してガス化させ、ここから排出される残渣が入った廃棄物容器に対して、電磁誘導コイルにより電磁誘導加熱を行って残渣を廃棄物容器ごと熔融させるようにする。

Description

明 細 書 誘導加熱式廃棄物処理システム及び誘導加熱式廃棄物処理方法 技術分野

この発明は、 ドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器に納められた廃棄物、 殊に は危険度の極めて高い硫酸ピッチを容器ごと分解処理するための、 誘導加熱式廃棄物 処理システム及び誘導加熱式廃棄物処理方法に関する。 背景技術

硫酸ピッチのような酸性度の高い廃棄物は取り扱い上の危険度が極めて大きく、 その処理は実に困難を極める。 一般的には中和剤を添加して焼却処分したり固形化し ている。 この関連技術として次の公開特許公報を上げることが出来る。 特開平 0 6 — 1 6 5 9 9 9号の 「硫酸ピッチ処理方法」 のように消石灰等の中和剤を加えて中和さ せてから加熱脱水して団粒化するものがある。 特開 2 0 0 2 — 6 0 7 2 3号の 「硫酸 ピッチ、 廃油等の中和剤及びその粉末」 にはベントナイ トに石粉を混合し温風を送り ながら撹拌して中和剤を得る旨の記載がある。

このように処理サイクルに乗っている硫酸ピッチではあってもその取り扱いには 大きな危険が伴なうのであるが、 このような硫酸ピッチを焼却処理しょうとすると大 量の硫酸ガスや亜硫酸ガスなどの強酸性ガスが大気中に放散され、 大気汚染や焼却設 備の破損等を招く結果となる。 またこの焼却灰の中には大量の有害な重金属類が含ま れているために、 これが捨てられた場合には水や土壌への汚染が深刻な問題となるの である。

また不法に投棄された硫酸ピッチに付いては更に大きな危険がある。 特に灯油か ら不正軽油が作られる時に発生する硫酸ピッチは何等の処理もされることなく ドラム 缶等の容器に詰められたまま不法に投棄されたりして大きな問題となっている。 そし て長期間の放置を経たものはタール分が固化していたりもする。 保存状態が悪く ドラ ム缶自体が破損したり腐食したりしている場合もある。 こうなると他の容器に移し替 える作業自体に困難を伴うようになる。

従って処理作業には困難を伴ない、 作業効率が悪く、 作業時間も長く掛かるため に、 コストが大幅に高くなるなどの問題がある。 なおこれは他の種類の廃棄物に付い ても言えることである。 そこでこの発明は、 作業員や処理設備や周辺環境に及ぼす悪 影響を可能な限り減らすこと、 効率を良くしてコストを大幅に低減出来るようにする ことを課題とする。 発明の開示

上記課題は、 ミリ波照射機を備えてドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の 廃棄物にミリ波を照射してガス化させるミリ波加熱装置と、 電磁誘導コイルを備えて 前記ミ リ波加熱装置から排出される残渣が入った廃棄物容器に対して電磁誘導加熱を 行って残渣を廃棄物容器ごと熔融させる誘導加熱装置と、 から構成されていることを 特徴とする誘導加熱式廃棄物処理システムとすることにより達成される。

前記ミリ波照射機から廃棄物容器内部の廃棄物に対しミリ波を照射すると、 硫酸 ピッチはミリ波によって高温に晒されガス化し減容する。 こうして電磁誘導可能な廃 棄物容器内には残渣が残るので、 次にこの廃棄物容器を誘導加熱装置に掛けることに よって、 残渣はこの廃棄物容器に生じた誘導電流による発熱のために廃棄物容器ごと 熱分解される。 この発明の誘導加熱式廃棄物処理システム及び誘導加熱式廃棄物処理 方法は実に興味深く、 廃棄物容器に納められている廃棄物を初段のミリ波加熱装置で 廃棄物容器に入れたままガス化しこのガスを吸い出し、 この結果廃棄物容器内に残さ れた残渣を次段の誘導加熱装置によって廃棄物容器ごと熔融してしまうと言うもので める。

更に前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの棒の一端側にこの棒に 向かってミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けたものとしてもよい。 また 石英ガラス等の耐熱ガラスの筒の一端側に、 筒に向かってミリ波を照射するようにし てミリ波照射部を設けると共に、 筒の内部を真空にして成るミリ波照射へッ ドとする 構成も可能である。 このミリ波照射へッ ドは棒部分や筒部分をドラム缶等の電磁誘導 可能な廃棄物容器の中に挿入するようにして使用されるものである。

すなわちミリ波照射部に電力を印加するとミリ波照射部から前記棒または真空の 筒に向かってミリ波が照射されるが、 この棒または真空の筒は石英ガラスなどの耐熱 ガラスから成るものであるため、 ミリ波はこの耐熱ガラスから恰かも蛍光燈の光のよ うに廃棄物容器内の被処理物に対して照射されることに成る。 従ってこの発明のミリ 波照射ヘッ ドを用いればドラム缶等の廃棄物容器をその内部に硫酸ピッチ等の廃棄物 を入れたままで、 すなわちドラム缶等の廃棄物容器内で、 ガス化等の処理を行なうこ とが出来るのである。 この効果は大きく硫酸ピッチ等の廃棄物を別の処理容器に移し 替えるような危険な作業を行なう必要がなくなるのであり、 これは正に画期的なこと なのである。 なお廃棄物容器が置かれた現場での廃棄物の処理が行えるように、 この 発明のミリ波照射へッ ドを携帯式のものとしたり、 自動車に搭載したものとすること が出来る。 また後述するようなガスに含まれる重金属等の回収装置を備えたものとす ることが出来る。 前記棒または真空の筒は完全な直線状のもののみならず、 カープ形 状を呈するものも必要に応じて提供することが可能である。

ところで家庭用の電子レンジでは 2 . 4ギガへルツのマイクロ波を用いているの であるが、 当発明者はこれが廃棄物の加熱処理を高効率で行なうには不向きであるこ とを確認し、 代わりにミリ波特に 3 8ギガへルツ付近の周波数のミリ波を用いること で最も優れた結果が得られると言う結論を得たのである。 なおミリ波発振機として一 例ジャイラトロン発振器を上げる。 また石英ガラスに関して現在では純度 9 9 . 8〜 9 9 . 9パーセントと言う高純度の石英ガラスが得られているが、 このガラスの特長 としては光の透過率が極めて高く、 廃棄物から蒸発した水分が石英ガラスの壁面に付 着することが極めて少ないことが上げられる。 従って高周波が減衰し損失することを 最小限に抑さえることが出来、 廃棄物をガス化してその減容を行なうことを高効率で 実現することが出来るのである。

また前記誘導加熱装置は、 ドラム缶等の容器に残渣を入れたまま電磁誘導加熱を 行い得るようにするために前記容器に電磁誘導コイルが着脱自在に設けられているも のとすることが出来る。 適位置に置かれた電磁誘導され得るドラム缶等の容器に電磁 誘導コイルを被せて高周波電流を印加すると、 容器そのものが炉壁となって誘導加熱 され、 残渣が容器ごと高温に晒され溶融するのである。 容器が熔融し終えた段階で電 磁誘導コイルへの通電を止めて、 電磁誘導コイルを外すようにする。 このようにして ドラム缶等の容器が溶けた結果の鉄等と共に残っている硫黄、 カドミウム、 鉛等の重 金属は、 さらに回収する処理に回すようにすればよい。

次に上記課題は、 ミリ波照射機を備えてドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器 内の廃棄物にミリ波を照射してガス化させるミリ波加熱装置と、 電磁誘導コイルを備 えて前記ミリ波加熱装置から排出される残渣が入つた廃棄物容器に対して電磁誘導加 熱を行って残渣を廃棄物容器ごと熔融させる誘導加熱装置と、 前記ミリ波加熱装置及 び誘導加熱装置から排出されるガスに混入している金属等の蒸発物を回収する蒸発物 回収装置と、 から構成され、 前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置はこれ等の装置か らガスを吸い出して前記蒸発物回収装置へ送るための真空ポンプに接続されているこ とを特徴とする誘導加熱式廃棄物処理システムとすることにより達成される。

すなわち前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置から排出されるガスに混入してい る金属等の蒸発物を回収する蒸発物回収装置を備えている。 蒸発物回収装置に付いて は後述するが、 これにより排出ガスから金属等を回収して再利用することが可能とな つている。

またミリ波照射へッ ドがドラム缶等の容器の口に装着するための装着具を備えて いるものとする と前記耐熱ガラスの容器内での姿勢を安定させることが出来る。 なお 容器内の廃棄物へミリ波を照射している最中は、 発生したガスを容器の他側の口から 吸い出して、 別段の処理装置 （これは例えばガスに含まれる有害物質を各元素に分離 して吸着する処理を行なう装置である） へ送り出すと言う処理を行なわせるようにす るとよい。 従って前記装着具に、 装着する側の口を気密に保つ栓の役割を担わせても よい。 なおミリ 波照射ヘッ ドを容器の中に挿入する際に、 筒部分が容器の口に当たつ て破損するよう なことが起こらないように、 装着具にブッシュの用途を持たせるとよ い。 また上記同様のことは前記ミリ波加熱装置に於いて廃棄物容器を密閉可能に納め るための密閉容器を備えており、 この密閉容器を吸気パイプを介して、 前記廃棄物容 器で発生した燃焼ガスを抜き出して再利用するための吸気ポンプに接続するようにし ても実現可能である。

また誘導加熱装置に付いては前記コイルを被せた前記廃棄物容器を密閉可能に納 めるための密閉容器を備えており、 この密閉容器を吸気パイプを介して、 前記ドラム 缶等の廃棄物容器で発生した燃焼ガスを抜き出して再利用するための吸気ポンプに接 続して成るもの としてもよい。

また前記誘導加熱装置から排出される残渣を回収する残渣回収装置を設けること が可能である。 例えば上述した処理を硫酸ピッチに対して施した場合、 有害なガスが 取り出されると共にドラム缶底には有害な重金属類等の残渣が残る。 このような状態 であるとドラム缶ごと前記誘導加熱装置により加熱して熔融させ、 ドラム缶が溶けた 結果の鉄と共に残っている、 硫黄、 カ ドミウム、 鉛等の重金属を残渣回収装置により 回収する処理に回すことが出来るのである。 なおこの残渣回収装置の一例として磁選 機を用いることによって残渣に含まれる鉄を回収することが出来る。 更にコンベアで 搬送中の残渣を風圧で磁選機方向に飛ばすようにすれば、 残渣の中から効率良く鉄を 回収することが出来る。 なお風圧で飛ばすのに先立ってコンベアから震いに落として おいてこの震いから風圧で磁選機方向に飛ばすようにすることも可能である。

また前記誘導加熱装置に於いて、 前記誘導加熱装置の後段にこの誘導加熱装置か ら排出される残渣を残渣回収装置まで運搬するためのコンベアが設けられているもの とすることが出来る。 例えばベルトコンベアを前記誘導加熱装置の真下に配設して残 渣を受け、 これを次段の残渣回収装置まで搬送するのである。

ところで前記蒸発物回収装置が、 前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置の後段に 設けた高融点物質を充填して成る充填層式回収装置であるものとすることが出来る。 燃焼ガスに混入しているアルミナゃシリ力と言った蒸発物質を充填層の高融点物質に より回収するのである。

また前記蒸発物回収装置が前記ミ リ波加熱装置及び誘導加熱装置の後段に設けた 貯水槽であるものとすることが出来る。 これによれば蒸発物質が混入する燃焼ガスを 貯水槽内の水あるいは水性媒体の中に溶解 · 混入させて回収することが出来る。

また前記蒸発物回収装置が高磁力発生可能な電磁石又は超伝導による電磁石を備 えて前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置から排出されるガスを高勾配磁界内に曝す 高磁力分離装置であって、 この高磁力分離装置は前工程で発生したガスと水との混合 物に強磁性シ一ディング剤を添加した後に、 高勾配磁界内に導入してガスに含まれる 各元素を磁気分離させて、 これ等の磁気分離物を電磁石の磁界周囲に配したメッシュ 状、 スパイラル状、 筒状等に形成された吸着フィルタにより捕獲可能にした電磁石が 循環管路に沿い配設されているものとすることが出来る。

例えば処理対象となる廃棄物を硫酸ピッチとした例では、 ミリ波照射機から廃棄 物容器内部の硫酸ピッチに対してミリ波を照射すると、 硫酸ピッチはミリ波により高 温に晒されガス化し減容する。 この際ミリ波加熱装置内で発生したガスは真空ポンプ によって吸い出されて高磁力分離装置へ送られる。 この硫酸ピッチから発生したガス 化物は水と強磁性シ一ディング剤と混合されてから高磁力分離装置に導入されて髙勾 配磁界に曝され、 含有する各種元素が磁気分離され、 電磁石の磁界周囲に配した吸着 フィル夕によって種類ごとに捕獲される。

こうして電磁誘導可能な容器内には残渣が残るので、 次にこの容器を誘導加熱装 置に掛けると残渣はこの容器に生じた誘導電流による発熱のために容器ごと熱分解さ れる。 この際前記誘導加熱装置内で発生したガスは真空ポンプによって吸い出され、 水と強磁性シーデイング剤と混合されてから高磁力分離装置に導入されて高勾配磁界 に曝され、 ガス化物が磁気分離された後、 電磁石の磁界周囲に配した吸着フィル夕に より種類分けされて捕獲される。

なお高磁力分離装置に付いて、 前記ガスを水に溶解させて水溶液を得て、 この水 溶液中に水酸化鉄、 フェライ ト、 マンガン、 aへマ夕イ ト、 ドラバイ ト、 トルマリン 等の強磁性シーデイング剤を添加して次段の磁気分離工程に於いてガス中の弱磁性粒 子と結合させて結合粒子とし、 これ等を高磁力発生可能な電磁石または高温超伝導に よる電磁石等の 5〜 1 0テスラの範囲の高勾配磁界内に導入して磁気分離させ、 分離 した各種の元素を電磁石の磁界の周囲に配したメッシュ状、 スパイラル状、 筒状等に 形成された吸着フィル夕によってリサイクル可能な状態で捕獲するのである。 この電 磁石は電流スィツチの O N / 0 F F操作により、 前記ガス中の元素の弱磁性磁化率の 値に対応して、 発生磁場の大きさを 5テスラから 1 0テスラの範囲内で可変としてい る。

また前記高磁力分離装置は、 2 5〜 5 0 k H z帯域の高周波電源を使った高周波 電流を印加可能にした金属製のスパイラルフィルタがこのスパイラル回転軸と循環管 路とが略同軸となるように当該循環管路内側に張設配置されているものとすることが 出来る。 このようにスパイラルフィル夕に於いて高周波電源を用いることで、 前記結 合粒子が循環管路内部で高速で反転を繰り返し、 この時の振動 ·衝突により効率良く 分離作用が行なわれる。 このスパイラルフィル夕の代わりに銅板を使用することも可 能である。 なお前記シ一ディング剤としては高浸透性を有する特殊なナノ力一ボン等 を添加してもよい。

この発明によればドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器に納められている廃棄 物を廃棄物容器に入れたままで処理したり、 また強酸性ガス等の有害物質を回収する ことが出来るため、 作業員や処理設備や周辺環境に及ぼす悪影響を減らすことが出来 ると言う効果を奏する。 また処理効率が向上してコストを大幅に低減することが出来 る。 なお電磁誘導可能な廃棄物容器を用いているため、 そのまま前記誘導加熱装置の 段へ移行する ことが出来るようになっている。 このため残渣をドラム缶等の容器ごと 熔融させて処理することが可能となり、 この点でも処理効率が向上してコストが低減 している。 図面の簡単な説明

第 1図は第 1実施形態の硫酸ピッチ処理システムの模式図、 第 2図は同実施形態 のシステム全体の流れ図、 第 3図は同実施形態の分離回収工程の流れ図、 第 4図は同 実施形態のミリ波照射工程の説明図、 第 5図は同じくミリ波照射工程の説明図、 第 6 図は同実施形態の誘導加熱熱分解工程の説明図、 第 7図は同実施形態の誘導加熱熱分 解工程の説明図、 また第 8図は同実施形態の分離回収工程の説明図である。

第 9図は第 2実施形態の蒸発物回収装置の説明図である。

第 1 0図は第 3実施形態の蒸発物回収装置の説明図である。

第 1 1図は第 4実施形態の残渣回収装置の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

第 1実施形態

この実施形態の硫酸ピッチ処理方法及び硫酸ピッチ処理システムは第 1図乃至第 3図に示すように、 ドラム缶 2 6の硫酸ピッチにミリ波を照射してガス化させるミリ 波照射ラインと、 ここから排出される残渣をドラム缶 2 6に対する電磁誘導加熱によ つてドラム缶ごと熔融させる誘導加熱ラインと、 前記残渣とは別にミリ波照射ライン 及び誘導加熱ラインから出されるガスを取り込んでガスに含まれる各元素を分離 ·捕 獲する磁気分離ラインとから成る。 なお第 1図でミリ波照射装置 1 と誘導加熱式熱分 解装置 2とは共にセンターコラム型のロボッ ト機構であり、 パレッ ト 3 0に載置され て供給ラインより送り込まれて来るドラム缶をステ一ジ S 1〜 S 7でミリ波照射の処 理を行ない、 これを次段のステージ I〜！ Vに送って誘導加熱処理を行ない （ドラム缶 2 6が炉壁となる） 、 ドラム缶 2 6を溶かした鉄を含む残渣を排出することを自動で 行ない得るようになっている。

この実施形態のミリ波照射装置 1のミリ波照射へッ ドは第 4図で図示されている ようにジャイラトロン発振器 1 0の出力窓の先方に石英ガラスのガラス管 1 1を、 ミ リ波が照射される方向に向けて取り付けて成るものである。 前記ジャイラ トロン発振 器 1 0は、 電子銃、 ガンマグネッ トコイル、 ビームトンネル、 キヤビティー、 メイン マグネッ トコイル、 ビームコレクタ、 出力窓、 の各部から構成されている。 周波数帯 の 3 0ギガへルツから 3 0 0ギガへルツをミリ波と称するが、 このジャィラトロン発 振器 1 0では 3 8ギガへルツ付近の周波数のミ リ波を利用する。 この辺りの周波数を 発振するのにマグネトロンは不向きであり、 クライス トロンは出力が低い。 しかしな がらジャィラトロン発振器は核融合の分野で開発されたものであるため、 廃棄物のガ ス化 ·減容のためには余裕の出力が得られるのである。 このためこの発明のミリ波照 射機には最適であるが、 他の種類のミリ波照射機を用いても良い事は言うまでもない。 なおここで用いたジャイラ卜口ン発振器 1 1は電子銃でビームを発生させ、 この電子 ビームをキヤビティーで高周波電磁界と相互作用させて電磁波を発生させ、 そして相 互作用を終えた電子ビームをビームコレクタで回収し、 前記発生した電磁波を出力窓 より取り出すものである。 この電磁波を石英ガラスのガラス管 1 1に照射するのであ る。 ガラス管 1 1はガラス殻の芯に中空部を有する筒状体であり、 中空部は真空状態 に為されている。 このガラス管 1 1 を前記ジャイラ トロン発振器 1 0の出力窓の先方 に固定して成る。 なおジャイラ トロン発振器 1 0には図示しないダリップが設けられ ており、 ロボッ トハンドによるチヤッキングが可能とされている。

このように構成されたミリ波照射へッ ドは第 4図で表わすようにガラス管 1 1側 を先にして、 ロ栓を外した口 2 7から ドラム缶 2 6の中に挿入される。 第 4図中で符 号 Sは硫酸ピッチでありこの中に前記ガラス管 1 1が挿入され、 ミリ波はジャイラト ロン発振器 1 0からガラス管 1 1を介して硫酸ピッチ Sに照射されることになる。

ミリ波を硫酸ピッチ Sに照射するに先立ってドラム缶 2 6の他の口 2 8には吸気 パイプ 4 0をその先端部に設けた装着蓋 4 1によって取り付けておく。 このような準 備の後ジャィラ トロン発振器 1 0を O Nにすると、 石英ガラスのガラス管 1 1の全体 からドラム缶 2 6内の硫酸ピッチ Sに照射されて、 硫酸ピッチ Sは急速にその温度を 高めてガス化される。 廃棄物は減容されてドラム缶 2 6の底部には残渣 Rが残る （第 5図） 。 この状態のドラム缶 2 6は次段の誘導加熱ラインへ送り出される。 なおミリ 波の照射によって生じたガスは吸気装置 4により他側の口 2 8から吸い出されて磁気 分離ラインへ送られる。

さてこのロボット機構にはコンベアである回転盤上に S 1〜S 8までの処理ステ ージが設定されており、 S 2〜 S 6及び S 8には補助的な作業をこなす補助ロボッ ト が設けられている。 外周部の円がこれに当たる。 前記ミリ波照射へッ ドは S 2に備え られており吸気パイプ 4 0は S 3に備えられている。 S 1で供給ラインから供給され る硫酸ピッチ入り ドラム缶 2 6を回転盤上に載置して S 2へ送ると、 S 2ではドラム 缶の口 9 0からカシメロ栓を外してミリ波照射へッ ドを気密に装着する。 次段の S 3 ではドラム缶の口 9 1から角蓋を外して吸気パイプ 4 0を気密に装着する。 S 4では これ等の取り付けが確実であるかの確認を行なう。 次段の S 5でミリ波照射ヘッドに 電力を印加して硫酸ピッチのガス化を開始する。 また次段の S 6で吸気パイプ 4 0か らガス抜きを開始する。 最後の S 7で処理を終了して、 結果を確認した後、 ドラム缶 2 6を次段へと搬出する。 なお S 8はアイ ドラステージである。

このミリ波照射ラインは極めて有効であり、 ドラム缶 2 6に硫酸ピッチを入れた ままで硫酸ピッチのガス化処理を行なうことが出来るので、 わざわざ別の処理容器に 移し替えるような危険な作業を行なう必要がない。

次にこの実施形態の誘導加熱式熱分解装置 2は、 第 6図及び第 7図で図示されて いるように、 パレット 3 0力 Sドラム缶炉壁 2 6を、 図に現われていない中央部の突起 上に位置決めして載置可能に且つ図示しないクランプで固定可能に構成されている。 またこのパレッ ト 3 0上に装着溝 3 1が設けられており、 この装着溝 3 1 にコイル 2 0が捲回された層構造を成す支持壁 2 2及び断熱材 2 1の円筒状体が装着可能と成つ ている。 更にその外側のパレッ ト 3 0上に装着溝 3 2が設けられておりここに石英ガ ラス製のカプセル 2 3が装着可能と成っている。 なおこのカプセル 2 3には吸気口 2 4と防爆弁 2 5 とが取り付けられている。

この実施形態の誘導加熱ラインは誘導加熱の処理を口ボッ トによる流れ作業で行 なう。 第 1図で示したようにコンベアである回転盤上には 4つのステージ （ I〜！ V ) が設定されている。 前記パレッ ト 3 0に載置されたドラム缶炉壁 2 6が前段のミリ波 照射ラインのステージ S 7から搬送装置 3により最初のステージである Iへと送り込 まれる。 ステージ Iは検査ステージであり処理可能なドラム缶であるか否かをチエツ クして否であれば次のステージ IIから返却ラインへと送り出すが、 適であればステ一 ジ Πに於いてコイル 2 0及びカプセル 2 3をドラム缶炉壁 2 6に被せる。 そしステー ジ ΠΙで誘導力 Π熱を行ない、 生成された残渣 Lを回収すべく次のステージ IVでコイル 2 0及びカプセル 2 3を外してパレツ ト 3 0を搬送装置 3により残渣回収ラインへと送 り出す。 なお誘導加熱式熱分解装置 2によって発生した燃焼ガスはカプセル 2 3の吸 気口 2 4に取り付けた吸気パイプ 4 2から吸気装置 4を用いて吸い出し、 燃焼ガス中 に含まれている各種の物質を種類毎に回収するための分離回収装置 5へと送り出す。

この誘導加熱ラインは極めて有効であり、 ドラム缶炉壁 2 6は廃棄物容器であつ て残渣 Rを収容しているが、 それ自体が炉壁でもある。 すなわちコイル 2 0に高周波 を通電し、 ドラム缶炉壁 2 6に誘導電流を生じさせてドラム缶炉壁 2 6を加熱して、 内部の残渣 Rを ドラム缶炉壁 2 6ごと加熱し熔融処理することが出来るのである。

次にこの実施形態の分離回収装置 5を第 8図を参照して説明する。 これは液体へ リウムゃ液体窒素を用いずに冷凍機で直接冷却可能な例えばソレノィ ド型 · スプリツ ト型の高温超伝導による電磁石 5 2を用いた永久電流運転が可能な、 所謂超伝導ドラ ィマグネッ ト方式によってガス化物を磁気分離して回収するためのものである。 なお 電磁石としては高温超伝導電磁石を利用する代わりに、 通常の永久磁石によるコアと、 これに巻装されるコイルとにより構成される少なく とも 5テスラ以上の高磁力を発生 可能とした一般的な電磁石 5 2を使用しても良いことは勿論である。

分離回収装置 5は、 処理すべきガス化物を水に溶解させるベく （ステップ 1 ) 、 例えば全体が攪拌振動出来るようにして成る溶解タンク 5 0と、 この水溶液中に一例 水酸化鉄、 フェライ ト、 マンガン、 0!へマタイ ト、 ドラバイ ト、 トルマリン等の強磁 性シ一ディング剤を添加する (ステップ 2 ) シ一デイング剤添加タンク 5 3と、 シ一 ディング剤添加工程後の溶解水を一例 5 〜 1 0テスラ範囲の高勾配磁界内に導入して 各種元素に磁気分離させ （ステップ 3 ) 、 磁界周囲に配したメッシュ状、 スパイラル 状、 筒状等々に形成された吸着フィル夕 5 4によって、 磁気分離した元素を捕獲可能 にした （ステップ 4 ) 高温超伝導による電磁石 5 2とを循環管路 5 1 に沿って配設し て成る。 '

この時溶解タンク 5 0内部には所定量の水を常時供給させてあり、 これに所定の ガス圧でガス化物を供給してから溶解タンク 5 0全体を攪拌させると、 常温でも短時 間でガス化物が水に溶解し、 溶解タンク 5 0内のガス容積は急激に減少する。 そして この水溶液の溶解タンク 5 0に操作弁 5 5を介して接続されると共に図示しない循環 ポンプにより環流させられるように形成されている循環管路 5 1の一部分に、 例えば 冷却用循環ポンプ 5 6を介して接続されたクーリングタワー 5 7、 冷却装置 5 8にそ れぞれ接続して成る高温超伝導による電磁石 5 2を配してある。

電磁石 5 2による強磁場を発生させる磁界発生管内を水溶液が直角の状態で流れ ると、 水溶液内に自由電子の分極が起こり誘導電圧が発生すると言う所謂ファラデー の電磁誘導の法則の元で一定の早さを保ち反復循環させることで弱磁性の元素イオン を除去する作用が発生するものである。 このように磁気エネルギーは磁場の二乗に正 比例することから、 5テスラを越える強磁場内に於いてはあらゆる非磁性体の分離が 可能である。 すなわち磁性粒子と非磁性粒子との混合物が不均一磁場を通過する時、 磁性粒子の移動軌跡は磁気力の作用により非磁性粒子のそれとは必然的に異なるため にこの差を利用して物質を分離することが出来る。 そして各元素が吸着フィルタ 5 4 により リサイクル可能な状態となって捕獲されるが、 この吸着フィルタ 5 4は交換可 能である。

なお上述のロボッ トシステムは、 内壁が電磁シールドで覆われた筐体内に納めら れており全体はパッケージ化されている （図示せず） 。 これによつて筐体内で起こる 問題を筐体内に止どめて、 外部に出さないようにすることが出来る。 例えば電磁波漏 れゃ燃焼ガス漏れ等が防止可能であるし、 火災もスプリンクラーで消火可能である。 大量のガスが発生した場合に備えて防爆弁が設けられている。 なお更に筐体の内壁を 断熱材で覆つたり筐体内を若干減圧する使用方法も可能である。

なお上述の実施形態では、 ミリ波照射装置 1 と誘導加熱式熱分解装置 2とにセン 夕一コラム型のロボッ ト機構を採用しているが、 これに限定されず例えば所謂リニア ステージ型のロボッ ト機構を採用することでも実現可能である。

第 2実施形態

次にこの実施形態の蒸発物回収装置を第 9図を用いて説明する。 前記ミリ波加熱 装置及び誘導加熱装置から排出される燃焼ガスを、 ぺブル 6 0が充填されたべブル充 填槽 6 に通すと、 ぺプル 6 0によって燃焼ガスに混入している蒸発物質が回収されて、 前記べブル充填槽 6の下方にパイプで接続された回収槽 6 1に、 スラブ Sとして蓄積 されると言うものである。

第 3実施形態

次にこの実施形態の蒸発物回収装置を第 1 0図を用いて説明する。 符号 7は高圧 水発生装置でありここから貯水槽 7 2へは送水パイプ 7 0で接続されているが、 この 送水パイプ 7 0の途中にガスベンチユリ一 7 1が挿入されており、 燃焼ガスは高圧水 によってこのガスベンチユリ一 7 1から逆流することなく水に強制的に溶解 · 混入さ れて貯水槽 7 2へ送られ、 この後パイプ 7 3を通って処理槽 7 4へ送られ回収される と言うものである。

第 4実施形態

次にこの実施形態の残渣回収装置を第 1 1図を用いて説明する。 残渣搬送コンペ ァ 8の末端部には空気を上方に吹き上げる噴気へッ ド 8 0が設けられており、 この噴 気へッ ド 8 0の上方に磁石板 8 2が配設されている。 この磁石板 8 2は磁選機コンペ ァ 8 1の裏側に隠れるように配設されている。 また磁選機コンベア 8 1の下流側の磁 石板 8 2の端部の下方には鉄分回収コンベア 8 3が設けられている。

残渣搬送コンベア 8により搬送されて来た残渣 Lは残渣搬送コンベア 8の末端部 分から落下するが、 ここには前記噴気ヘッド 8 0が設けられているために、 残渣 Lは 上方に吹き上げられる。 するとここには磁選機コンベア 8 1 と磁石板 8 2とがあり、 残渣 L中の鉄分は磁石板 8 2に吸い寄せられるが、 鉄分でないものはそのまま落下す ることになる。 磁石板 8 2に吸い寄せられた鉄分はしかし直接的に磁石板 8 2に吸着 されることなく、 結果的には磁石板 8 2に寄り添う磁選機コンベア 8 1に吸着されて 搬送される。 そして鉄分 Fは磁石板 8 2の端部にて磁選機コンベア 8 1から次の鉄分 回収コンベア 8 3上に落下して、 残渣 L中の鉄分 Fのみが分離回収されることになる のである。 産業上の利用可能性

' ミ リ波照射ヘッドによるガス化処理と同時に、 ドラム缶の周りに誘導加熱コイル を配置し、 ドラム缶に生ずる誘導電流によってドラム缶ごと外からも加熱すると言う ような手段を採用することによつても、 処理に掛かる時間を更に短縮させることが可 能である。

Claims

請 求 の 範 囲 ミリ波照射機を備えてドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ 波を照射してガス化させるミリ波加熱装置と、 電磁誘導コイルを備えて前記ミリ 波加熱装置から排出される残渣が入った廃棄物容器に対して電磁誘導加熱を行つ て残渣を廃棄物容器ごと熔融させる誘導加熱装置と、 から構成されていることを 特徴とする誘導加熱式廃棄物処理システム。 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの棒の一端側に、 この棒に向 かってミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けたものである、 請求項 1 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記棒 部分を廃棄物容器の中に挿入するようにして使用されるものである、 請求項 2に 記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの筒の一端側に、 筒に向かつ てミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けると共に、 筒の内部を真空に したものである、 請求項 1 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記筒 部分を廃棄物容器の中に挿入するようにして使用されるものである、 請求項 4に 記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 前記誘導加熱装置に於いて前記廃棄物容器に対して前記電磁誘導コイルが着脱自 在に設けられている、 請求項 1に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 ミリ波照射機を備えてドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ 波を照射してガス化させるミリ波加熱装置と、 電磁誘導コイルを備えて前記ミリ 波加熱装置から排出される残渣が入った廃棄物容器に対して電磁誘導加熱を行つ て残渣を廃棄物容器ごと熔融させる誘導加熱装置と、 前記ミリ波加熱装置及び誘 導加熱装置から排出されるガスに混入している金属等の蒸発物を回収する蒸発物 回収装置と、 から構成され、 前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置はこれ等の装 置からガスを吸い出して前記蒸発物回収装置へ送るための真空ポンプに接続され ていることを特徵とする誘導加熱式廃棄物処理システム。 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの棒の一端側に、 この棒に向 かってミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けたものである、 請求項 7 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記棒 部分を廃棄物容器の中に挿入するようにして使用されるものである、 請求項 8に 記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの筒の一端側に、 筒に向か つてミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けると共に、 筒の内部を真空 にしたものである、 請求項 7に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記 筒部分を廃棄物容器中に揷入するようにして使用されるものである、 請求項 1 0 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記ミリ波加熱装置に於いてド-ラム缶等の廃棄物容器の一側の口から廃棄物容 器内に前記ミリ波照射部を揷入すると共に、 他側の口を吸引パイプを介して吸引 ポンプに接続して成る、 請求項 8または請求項 1 0に記載の誘導加熱式廃棄物処 理ンステム。 . 前記ミリ波加熱装置に於いて廃棄物容器を密閉可能に納めるための密閉容器を 備えており、 この密閉容器を吸気パイプを介して、 前記廃棄物容器で発生した燃 焼ガスを抜き出して再利用するための吸気ポンプに接続して成る、 請求項 8また は請求項 1 0に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記誘導加熱装置に於いて前記コイルを被せた前記廃棄物容器を密閉可能に納 めるための密閉容器を備えており、 この密閉容器を吸気パイプを介して、 前記ド ラム缶等の廃棄物容器で発生した燃焼ガスを抜き出して再利用するための吸気ポ ンプに接続して成る、 請求項 7に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . ミリ波照射機を備えてドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミ リ波を照射してガス化させるミリ波加熱装置と、 電磁誘導コイルを備えて前記ミ リ波加熱装置から排出される残渣が入つた廃棄物容器に対して電磁誘導加熱を行 つて残渣を廃棄物容器ごと熔融させる誘導加熱装置と、 前記誘導加熱装置から排 出される残渣を回収する残渣回収装置と、 から構成されていることを特徵とする 誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの棒の一端側に、 この棒に 向かってミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けたものである、 請求項 1 5に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記 棒部分を廃棄物容器中に挿入するようにして使用されるものである、 請求項 1 6 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記ミリ波加熱装置は、 石英ガラス等の耐熱ガラスの筒の一端側に、 筒に向か つてミリ波を照射するようにしてミリ波照射部を設けると共に、 筒の内部を真空 にしたものである、 請求項 1 5に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 廃棄物としての硫酸ピッチを処理するものであって、 前記ミリ波照射部は前記 筒部分を廃棄物容器中に挿入するようにして使用されるものである、 請求項 1 8 に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記誘導加熱装置に於いて前記廃棄物容器に対して前記電磁誘導コイルが着脱 自在に設けられている、 請求項 1 5に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記誘導加熱装置に於いて前記誘導加熱装置の後段にこの誘導加熱装置から排 出される残渣を残渣回収装置まで運搬するためのコンベアが設けられている、 請 求項 1 5に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記蒸発物回収装置が、 前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置の後段に設けた 高融点物質を充填して成る充填層式回収装置である、 請求項 7に記載の誘導加熱 式廃棄物処理システム。

. 前記蒸発物回収装置が、 前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置の後段に設けた 貯水槽である、 請求項 7に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記蒸発物回収装置が、 高磁力発生可能な電磁石又は超伝導による電磁石を備 えて前記ミリ波加熱装置及び誘導加熱装置から排出されるガスを高勾配磁界内に 曝す髙磁力分離装置であって、 この高磁力分離装置は前工程で発生したガスと水 との混合物に強磁性シーデイング剤を添加した後に、 高勾配磁界内に導入してガ スに含まれる各元素を磁気分離させて、 これ等の磁気分離物を電磁石の磁界周囲 に配したメッシュ状、 スパイラル状、 筒状等に形成された吸着フィルタにより捕 獲可能にした電磁石が循環管路に沿い配設されているものである、 請求項 7に記 載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記高磁力分離装置に於いて、 2 5〜 5 0 k H z帯域の高周波電源を使った高 周波電流を印加可能にした金属製のスパイラルフィルタが、 このスパイラル回転 軸と循環経路とが略同軸となるように当該循環経路内側に張設配置されている、 請求項 2 4に記載の誘導加熱式廃棄物処理システム。 . 前記残渣回収装置が磁選機である、 請求項 1 5に記載の誘導加熱式廃棄物処理 シスアム。

. ドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ波を照射してガス化 させるミリ波加熱工程と、 このミリ波加熱工程で生じた残渣が入っている廃棄物 容器に電磁誘導加熱を行なって残渣を容器ごと熔融させる誘導加熱工程と、 から 成ることを特徴とする誘導加熱式廃棄物処理方法。 . ドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ波を照射してガス化 させるミリ波加熱工程と、 このミリ波加熱工程で生じた残渣が入っている廃棄物 容器に電磁誘導加熱を行なって残渣を容器ごと熔融させる誘導加熱工程と、 前記 の各工程で発生したガスを吸い出してガスに混入している金属等の蒸発物を回収 する蒸発物回収工程と、 から成ることを特徴とする誘導加熱式廃棄物処理方法。 . ドラム缶等の電磁誘導可能な廃棄物容器内の廃棄物にミリ波を照射してガス化 させるミリ波加熱工程と、 このミリ波加熱工程で生じた残渣が入っている廃棄物 容器に電磁誘導加熱を行なって残渣を容器ごと熔融させる誘導加熱工程と、 この 誘導加熱工程から排出される残渣を回収する残馇回収工程と、 から成ることを特 徴とする誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 処理すべき廃棄物が硫酸ピッチである、 請求項 2 7乃至請求項 2 9の何れか 1 に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。

. 前記蒸発物回収工程が、 前記の各工程で発生したガスを高融点物質の充填層に 通して回収する工程である、 請求項 2 8に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 前記蒸発物回収工程が、 前記の各工程で発生したガスを貯水槽に通して回収す る工程である、 請求項 2 8に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 前記蒸発物回収工程が、 前記の各工程で発生したガスを吸い出して水に混合す る混合工程と、 この混合物に強磁性シーデイング剤を添加する強磁性シーディン グ剤添加工程と、 この強磁性シーディング剤添加工程後の混合物を高磁力発生可 能な電磁石または超伝導による電磁石の高勾配磁界内に曝してガスに含まれる各 元素を磁気的に分離させる磁気分離工程と、 これ等の磁気分離物を電磁石の磁界 周囲に配したメッシュ状、 スパイラル状、 筒状等に形成された吸着フィルタによ り捕獲する捕獲工程とから成る工程である、 請求項 2 8に記載の誘導加熱式廃棄 物処理方法。 . 電磁石は発生磁場の大きさを 5〜 1 0テスラの範囲の間で可変すべく成した、 請求項 3 3に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 前記強磁性シーデイング剤として、 水酸化鉄、 フェライ 卜、 マンガン、 enへマ タイ ト、 ドラバイ ト、 トルマリン等を使用するものとした、 請求項 3 3または請 求項 3 4に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 前記磁気分離工程に於いて、 2 5〜 5 0 k H z帯域の高周波電源を使った高周 波電流を印加させることにより磁気分離物を捕獲する工程を含む、 請求項 3 3乃 至請求項 3 5の何れか 1に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。 . 前記残渣回収工程が、 コンベアで搬送中の残渣を風圧で磁選機方向に飛ばすェ 程を含んでいる、 請求項 2 9に記載の誘導加熱式廃棄物処理方法。