JP3971083B2

JP3971083B2 - Organic waste processing method and organic waste processing apparatus

Info

Publication number: JP3971083B2
Application number: JP2000159174A
Authority: JP
Inventors: 武志五反田; 朋浩轟木; 由美子親里; 岳史佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001288481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機性廃棄物の処理方法および有機性廃棄物の処理装置に係り、特に廃棄物などに代表される有機性廃棄物を分解し、燃料として使用できる一酸化炭素を生成するための処理方法および処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代社会において排出される廃棄物は膨大な量であり、現在も日増しに増加している。このため、廃棄物の効果的な処理技術の確立が急務となっている。
【０００３】
廃棄物の中には様々な有用な物質も含まれているが、分離の困難さなどから、廃棄物の中から有用な物質を分離して再利用されることは少ない。近年エネルギー問題や資源枯渇問題が議論されるようになり、廃棄物中の有効物質をできる限り分離・回収して再利用することが求められている。
【０００４】
廃棄物を燃焼してエネルギーとして回収する技術として、最近では、一般廃棄物、産業廃棄物に含まれる揮発性の物質を、被処理物から分離し、分離した揮発性物質を高温でガス改質するという技術が開発されてきた。
【０００５】
例えば、特開平１１−４３６８０号公報などには、有機性廃棄物などを熱分解し、熱分解して低分子化された有機性廃棄物と、酸化剤とを反応させ、一酸化炭素ガスなどの燃料ガスを生成する技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、有機性廃棄物にはさまざまなものが含有されているため、全ての廃棄物を一酸化炭素化することは困難であり、例えば、酸化剤ガス中の酸素量を低減させると、酸化性の強い有機性廃棄物は一酸化炭素に改質されるが、酸化しにくい有機性廃棄物は未酸化物として残存してしまい、有機性廃棄物中に含まれる炭素原子の一酸化炭素への転化効率が低くなる。さらに、有機性廃棄物によっては副生成物としてダイオキシン類が発生するという問題も生じる。一方、酸化剤ガス中の酸素量を増やすと、未酸化物量を低減できる反面、生成される一酸化炭素量が減少し、二酸化炭素の生成量が増大してしまう。
【０００７】
このような理由から、従来有機性廃棄物を効率よく一酸化炭素に改質することができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来、廃棄物などに含まれる有機性廃棄物を分解し、一酸化炭素などのエネルギーに改質する場合、未酸化物が残存したり、二酸化炭素に転化されてしまうなど、一酸化炭素の回収効率などが低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みて為されたものであり、有機性廃棄物から高効率でエネルギーを回収する有機性廃棄物の処理方法および有機性廃棄物の処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機性廃棄物の処理方法は、有機性廃棄物を第１の酸化剤および二酸化炭素と反応させて、一酸化炭素に改質する改質工程と、前記改質工程で未反応で残存する有機性廃棄物の未酸化物を回収する回収工程と、回収された前記未酸化物を第２の酸化剤で酸化し、二酸化炭素を生成する予備酸化工程とを有し、前記予備酸化工程で生成された前記二酸化炭素を前記改質工程に用いることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記予備酸化工程における酸素濃度は、前記改質工程における酸素濃度はよりも高くすることが好ましい。
【００１２】
また、前記予備酸化工程に供される未酸化物の炭素元素の数をＣd、前記有機性廃棄物中に含有される炭素元素の数をＣｇ、前記有機性廃棄物中に含有される酸素元素の数をＣｇ、前記第２の酸化剤中の酸素元素の数をＯa1、前記第２の酸化剤中の炭素元素の数をＣa1、前記第１の酸化剤中の酸素元素の数をＯa2、前記第１の酸化剤中の炭素元素の数をＣa2、とした時に、Ｏa1／（Ｃd＋Ｃa1）≧２、１≦（Ｏa1＋Ｏa2＋Ｏg）／（Ｃd＋Ｃg＋Ｃa1＋Ｃa2）≦２の関係を満たすことが好ましい。
【００１３】
さらに、有機性廃棄物を熱分解し、低分子化する熱分解工程を有し、熱分解された前記有機性廃棄物を前記改質工程に供することもできる。
【００１４】
本発明の有機性廃棄物の処理装置は、有機性廃棄物を第１の酸化剤および二酸化炭素と反応させて一酸化炭素に改質する改質容器と、前記改質容器中に未反応で残存する前記有機性廃棄物の未酸化物が導入され、この未酸化物を第２の酸化剤で酸化し、生成された二酸化炭素を前記改質容器に供給する予備酸化容器とを備え、前記予備酸化容器で生成された前記二酸化炭素を前記改質容器内で行われる有機性廃棄物を一酸化炭素に改質する改質工程に用いることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、改質容器中に投入された有機性廃棄物のうち、酸素量の少ない改質容器中では酸化されない成分（未酸化物）を回収し、別途設けられた酸素が十分に存在する雰囲気下で二酸化炭素化し、この二酸化炭素を再度改質容器中に投入し、この二酸化炭素と有機性廃棄物とを反応させて一酸化炭素を生成することを特徴としており、このようにすることで、廃棄物から効率良く一酸化炭素を生成することが可能にしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の有機性廃棄物の処理装置の一例を示す。
【００１７】
有機性廃棄物は、廃棄物取り入れ口１−１から投入され、スクリュー１−２によって熱分解容器２に搬送される。熱分解容器２は、回転ドラム２−１および回転ドラム２の周囲に配置された加熱器２−２とを具備しており、搬送された有機性廃棄物は回転ドラム２−１中で４００℃〜８００℃程度に加熱され、メタンガスなど低分子量のハイドロカーボン、二酸化炭素、および水などと、分子量数百程度に低分子化された有機性廃棄物が生成物として生成される。また、廃棄物中に混在している金属片などは、熱分解されずに金属排出口２−５から熱分解容器２外へ排出される。
【００１８】
このようにして熱分解された生成物は、熱分解ガス投入口３−３を介して改質容器３に投入される。改質容器３には、酸化剤投入口３−１が設けられており、酸素ガス、あるいは空気などを改質容器３に供給し、生成物を酸化し、一酸化炭素に改質する。また、生成物によっては一酸化炭素と共に水素を生成することもある。なお、酸化剤は後述する予備酸化容器６に設けられた酸化剤投入口６−１を介して改質容器３に投入しても構わない。
【００１９】
この改質容器３中に供給される酸素量が多すぎると、改質される一酸化炭素量が減少し、二酸化炭素量が増大してしまい、廃棄物から一酸化炭素への改質効率が低下するため、供給酸素量を制御しなければならない。
【００２０】
一方、例えば改質器に供される有機性廃棄物中に、ベンゼン環などが存在すると、酸化強度が低いために、他の成分を一酸化炭素に改質するために必要な酸素量では酸化できず、未酸化物となる。
【００２１】
その後一酸化炭素や、未酸化物などは、クエンチャー４に導かれ、急冷装置４−２から放出される水などの冷媒によって冷却する。これは、ダイオキシン生成温度域を急冷によって短時間化し、ダイオキシンの生成量を低減するためのものであり、改質容器中で加熱されたものが４００℃以下に低下する以前に急冷できる位置にクエンチャー４は配置される。
【００２２】
さらに、バグフィルター５に導かれ、フィルター５−３によって、一酸化炭素などのガス成分と、未酸化物などの固体成分とに分離され、一酸化炭素などのガス成分は排出口５−１から排出・回収される。
【００２３】
一方、バグフィルター５は、スクリュー６−２によって、予備酸化容器６に接続されており、バグフィルター５−３によって分離された未酸化物などの固体成分はスクリュー６−２によって予備酸化容器６に供給される。
【００２４】
予備酸化容器６には、十分な酸素量を有する酸化剤ガスが酸化剤ガス投入口６−１を介して供給されており、そのため予備酸化容器６中では未酸化物中に含有される炭素元素は酸化され二酸化炭素に転化される。
【００２５】
転化された二酸化炭素は、改質容器３に投入され、熱分解容器２から供給されてくる低分子化された有機性廃棄物と反応し、一酸化炭素を生成する。
【００２６】
このように、本発明の有機性廃棄物の処理装置は、低分子化された有機性廃棄物が改質容器中において、酸化剤投入口３−１から投入される限られた酸素量の酸化剤ガスとの式（１）による反応による一酸化炭素の生成と、この際に残存した未酸化物を十分な酸素量の酸素によって酸化して得られた二酸化炭素との、式（２）による反応による一酸化炭素の生成とを行う。なお、式（１）、（２）中の炭素Ｃは、改質器に供される有機性廃棄物中に含まれる炭素元素を指す。
【００２７】
２Ｃ＋Ｏ₂→２ＣＯ…（１）
ＣＯ₂＋Ｃ→２ＣＯ…（２）
すなわち、改質容器に導入される酸素量を低減することで、改質容器中で生成される二酸化炭素量を低減させることが可能となり、その結果増加する未酸化物を二酸化炭素化し、この二酸化炭素を式（２）の反応によって一酸化炭素化するため、装置全体として、最終的に生成される二酸化炭素量を低減し、かつ未酸化物自体も低減させ、その結果、効率よく一酸化炭素を生成することが可能になる。
【００２８】
本発明は、上述したように、予備酸化容器においては、十分な酸素量の酸化剤ガスで未酸化物を酸化し、二酸化炭素を生成しているが、この酸化剤ガス中に存在する酸素量は、二酸化炭素と共に改質容器へ導入されてしまう。改質容器中へ導入される酸素量が多すぎると、改質容器中で酸素過多になり、改質容器中で生成される一酸化炭素の比率が低下し、二酸化炭素の生成量が増大するため、一酸化炭素への改質効率が低下する。したがって、酸化剤導入路を介して予備酸化容器に導入される酸素量、および改質容器に導入する酸素量を制御しなければならない。
【００２９】
具体的には、前記予備酸化工程に供される未酸化物の炭素元素の数をＣd、前記有機性廃棄物中に含有される炭素元素の数をＣｇ、前記第２の酸化剤中の酸素元素の数をＯa1、前記第２の酸化剤中の炭素元素の数をＣa1、前記第１の酸化剤中の酸素元素の数をＯa2、前記第１の酸化剤中の炭素元素の数をＣa2とした時に、次式（３）、（４）を満たすように酸化剤ガスの導入量を制御すればよい。
【００３０】
Ｏa1／（Ｃd＋Ｃa1）≧２…（３）
１≦（Ｏa1＋Ｏa2＋Ｏg）／（Ｃd＋Ｃg＋Ｃa1＋Ｃa2）≦２…（４）
すなわち、Ｏa1／（Ｃd＋Ｃa1）を２以上にすることで、未酸化物を略完全に酸化し、二酸化炭素へ転換することができる。また、（Ｏa1＋Ｏa2＋Ｏg）／（Ｃd＋Ｃg＋Ｃa1＋Ｃa2）が１未満であると、改質容器中で、有機性廃棄物を十分に一酸化炭素できず、未酸化物が大量に残存してしまう。さらにその結果、ダイオキシンなどの有害物質の発生量が増加してしまうおそれがある。一方、（Ｏa1＋Ｏa2＋Ｏg）／（Ｃd＋Ｃg＋Ｃa1＋Ｃa2）が２を超えると、改質容器中で生成する二酸化炭素量が増加し、生成される一酸化炭素量が減少するという問題が生じる。
【００３１】
また、上記式（３）、（４）を満たす方法としては、導入する酸素量を流量計などで測定して、酸化剤ガスの流量調整を行うことをも可能であるが、予備酸化容器および改質容器の反応温度を測定し、反応温度が所定温度となるように酸化剤ガスの流量を調整することもできる。
【００３２】
例えば、廃棄物の種類によってその温度は多少異なるが、予備酸化容器の反応温度をおおよそ９００℃〜１５００℃の範囲内にし、また、改質容器の反応温度を前述のように８００℃〜１１００℃程度の範囲内にし、予備酸化容器の反応温度の方が高くなる、酸化剤ガスの流量を調整することで、前記（３）、（４）式を満たすことが可能になる。
【００３３】
また、図１に示す処理装置では、予備酸化容器、改質容器それぞれに酸化剤ガス導入路を設けた例を説明したが、予備酸化容器のみに酸化剤ガス導入路を設け、この酸化剤ガス導入路から導入する酸化剤ガス量で、改質容器へ導入する酸素量を調整することもできる。
【００３４】
なお、廃棄物中に重金属元素が含有されていると、重金属は未酸化物として処理装置中を循環しつづけ、その濃度を次第に高めることができる。
【００３５】
本発明に係る有機性廃棄物とは、炭素を含有する可燃物であれば特に限定されずに用いることができ、例えば廃棄物として出される廃プラスチック、生ゴミ、紙などが挙げられる。これらの有機性廃棄物を改質しやすくするために、シュレッダーなどで細かく裁断した後に熱分解容器中に投入することが望ましい。
【００３６】
また、本発明に係る酸化剤として空気を上げたが、他にも酸素ガス、水、過酸化水素水、二酸化炭素やこれらの混合ガスなどを使用することもできる。
【００３７】
【実施例】
実施例１〜１１、比較例１
図１に示す処理装置に、家電のシュレッダーダスト（実施例１、２、３、比較例１）、廃プラスチック（実施例４）、一般廃棄物（実施例５、６）、自動車のシュレッダーダスト（実施例７）、生ゴミ（実施例８）、廃油（実施例９）、固形化燃料（ＲＤＦ）（実施例１０）、魚網（実施例１１）を投入し、改質後の生成物を分析した。改質条件も表１に併記する。
【００３８】
使用した家電のシュレッダーダストは、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、テレビ等の家電製品からコンプレッサー、モーター等の金属部品を取り除いた後に破砕処理したもの。ほとんどがプラスチックで、解体取り外しが困難であった金属部品が一部含まれたものである。
【００３９】
使用した廃プラスチックは、包装用プラスチック、ストッキング、プラスチック容器、ペットボトル等の製造時に発生するプラスチックの破材と不良品の混合物である。
【００４０】
使用した一般廃棄物は、家庭で発生した生ゴミ、紙、プラスチック等の多種多様な有機化合物の混合物であり、含水率が３０〜４０ｗｔ％であるため低カロリーな廃棄物である。
【００４１】
使用した自動車のシュレッダーダストは、自動車を破砕処理と金属選別を行い、プラスチックを多く含む混合物である。
【００４２】
使用した生ゴミは、食品加工の際に発生した食物ゴミで含水率が50〜60wt％と非常に高い廃棄物である。
【００４３】
使用した廃油は、絶縁油、潤滑油、食用油等の油状廃棄物の混合物である。
【００４４】
使用した固形化燃料は、生ゴミ、紙,プラスチック、金属等を加熱処理によって脱水してペレット化したものであり、カルシウムを添加してあるため塩素ガスの発生が抑制される。
【００４５】
使用した魚網は、ナイロン等の化学繊維で作られた漁業で利用された網であり、使用後のものであるため若干の水分と塩分を含む。
【００４６】
なお、本実施例においては、予め廃棄物中に含まれる炭素量および酸素量を測定し、また、未酸化物中に含まれる炭素量および酸素量を分析した後に予備酸化容器に投入した。
【００４７】
また、表１中のダイオキシンの評価は、単位廃棄物処理重量に対して、最終的に廃棄される未酸化物とガス中に含まれるダイオキシンの総重量を求め、比較例１の発生量を１００としたときの比率を示した。なお、ダイオキシンの総重量はＷＨＯ毒性等価係数を適用して毒性換算を行っている。
【表１】

表１から分かるように、廃プラスチックや、廃油、生ゴミなど、比較的類似した廃棄物はもちろん、家電のシュレッダーダスト、車のシュレッダーダストなどの金属やプラスチックなどの混合物、さらに多種多様なものが混在した一般廃棄物においてもダイオキシンを生成せずに、大量の一酸化炭素を生成することが確認できた。
【００４８】
特に、実施例１と比較例１との結果から、本発明においては同じ有機性廃棄物から多量の一酸化炭素を得られていることが分かる。
【００４９】
また、実施例１と実施例３とを比較すると、Ｏａ１／（Ｃｄ＋Ｃａ１）≧２、１≦（Ｏａ１＋Ｏａ２＋Ｏｇ）／（Ｃｄ＋Ｃｇ＋Ｃａ１＋Ｃａ２）≦２の両条件を満たす時に、より多くの一酸化炭素が得られることが分かる。表１において、ＡはＯａ１／（Ｃｄ＋Ｃａ１）であり、Ｂは（Ｏａ１＋Ｏａ２＋Ｏｇ）／（Ｃｄ＋Ｃｇ＋Ｃａ１＋Ｃａ２）である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、有機性廃棄物を効率よく改質し、効率よく一酸化炭素を生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性廃棄物の処理装置の一例を示す図。
【符号の説明】
１−１…有機性廃棄物投入口
１−２、６−２…スクリュー
２…熱分解容器
３…改質容器
３−１、６−１…酸化剤投入口
４…クエンチャー
５…バグフィルター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic waste processing method and an organic waste processing apparatus, and in particular, a process for decomposing organic waste typified by waste and generating carbon monoxide that can be used as a fuel. The present invention relates to a method and a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
The amount of waste discharged in modern society is enormous and is increasing day by day. For this reason, it is an urgent task to establish an effective treatment technology for waste.
[0003]
Although various useful substances are included in the waste, it is rare that the useful substances are separated from the waste and reused due to difficulty in separation. In recent years, energy problems and resource depletion problems have been discussed, and it is required to separate and recover as much as possible effective substances in waste and reuse them.
[0004]
As a technology for burning waste and recovering it as energy, recently, volatile substances contained in general waste and industrial waste are separated from the material to be treated, and the separated volatile substances are gas reformed at high temperatures. Technology has been developed.
[0005]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-43680 discloses that organic wastes are thermally decomposed, and the organic wastes that have been thermally decomposed to have a low molecular weight are reacted with an oxidizing agent to generate carbon monoxide gas, etc. A technique for generating the fuel gas is disclosed.
[0006]
However, since various kinds of organic wastes are contained, it is difficult to carbonize all wastes. For example, if the amount of oxygen in the oxidant gas is reduced, oxidizing Strong organic waste is reformed to carbon monoxide, but organic waste that is difficult to oxidize remains as non-oxide, and the carbon atoms contained in organic waste are converted to carbon monoxide. Conversion efficiency is low. Furthermore, there is a problem that dioxins are generated as a by-product depending on the organic waste. On the other hand, when the amount of oxygen in the oxidant gas is increased, the amount of non-oxide can be reduced, but the amount of carbon monoxide produced is reduced, and the amount of carbon dioxide produced is increased.
[0007]
For these reasons, it has been impossible to efficiently reform organic waste into carbon monoxide.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventionally, when organic waste contained in waste or the like is decomposed and reformed into energy such as carbon monoxide, non-oxide remains or is converted into carbon dioxide, etc. There was a problem that the recovery efficiency of carbon monoxide and the like was lowered.
[0009]
This invention is made in view of such a problem, and provides the organic waste processing method and organic waste processing apparatus which collect | recover energy with high efficiency from organic waste. Objective.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The organic waste treatment method of the present invention includes a reforming step of reacting an organic waste with a first oxidizing agent and carbon dioxide to reform to carbon monoxide, and an unreacted in the reforming step. A recovery step of recovering unoxidized organic waste remaining, and a pre-oxidation step of oxidizing the recovered non-oxide with a second oxidant to generate carbon dioxide, the pre-oxidation The carbon dioxide produced in the process is used for the reforming process.
[0011]
Furthermore, it is preferable that the oxygen concentration in the preliminary oxidation step is higher than that in the reforming step.
[0012]
Further, the number of non-oxide carbon elements to be subjected to the preliminary oxidation step is Cd, the number of carbon elements contained in the organic waste is Cg, and the oxygen element contained in the organic waste The number of oxygen elements in the second oxidant is Oa1, the number of carbon elements in the second oxidant is Ca1, and the number of oxygen elements in the first oxidant is Oa2. When the number of carbon elements in the first oxidant is Ca2, it is preferable that the relationship of Oa1 / (Cd + Ca1) ≧ 2, 1 ≦ (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) ≦ 2 is satisfied.
[0013]
Furthermore, it has a thermal decomposition process which thermally decomposes organic waste and makes it low molecular, The said organic waste decomposed | disassembled can also be used for the said modification | reformation process.
[0014]
The organic waste treatment apparatus of the present invention comprises a reforming container for reacting an organic waste with a first oxidant and carbon dioxide to reform to carbon monoxide, and an unreacted in the reforming container. Not oxide of the organic waste the remaining is introduced to oxidize the unreacted oxide in the second oxidizer, and a pre-oxidation vessel for supplying the generated carbon dioxide to the reformer vessel, the The carbon dioxide produced in the pre-oxidation vessel is used in a reforming step for reforming organic waste, which is performed in the reforming vessel, to carbon monoxide .
[0015]
That is, in the organic waste put into the reforming vessel, a component that is not oxidized (non-oxide) in the reforming vessel with a small amount of oxygen is recovered, and the atmosphere is provided with oxygen provided separately. The carbon dioxide is converted into carbon dioxide, and this carbon dioxide is charged again into the reforming container, and the carbon dioxide and organic waste are reacted to generate carbon monoxide. This makes it possible to efficiently produce carbon monoxide from waste.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, an example of the processing apparatus of the organic waste of this invention is shown.
[0017]
The organic waste is introduced from the waste intake port 1-1 and conveyed to the thermal decomposition container 2 by the screw 1-2. The pyrolysis vessel 2 includes a rotating drum 2-1 and a heater 2-2 disposed around the rotating drum 2, and the conveyed organic waste is 400 ° C. in the rotating drum 2-1. Heated to about ˜800 ° C., low molecular weight hydrocarbons such as methane gas, carbon dioxide, water, and the like, and organic waste reduced to a molecular weight of several hundreds are produced as products. Moreover, the metal piece etc. which are mixed in waste are discharged | emitted out of the pyrolysis container 2 from the metal discharge port 2-5, without being thermally decomposed.
[0018]
The product pyrolyzed in this way is fed into the reforming vessel 3 through the pyrolysis gas inlet 3-3. The reforming vessel 3 is provided with an oxidant inlet 3-1 for supplying oxygen gas or air to the reforming vessel 3 to oxidize the product and reform it to carbon monoxide. In addition, some products may generate hydrogen together with carbon monoxide. Note that the oxidizing agent may be charged into the reforming vessel 3 via an oxidizing agent charging port 6-1 provided in the preliminary oxidation vessel 6 described later.
[0019]
If the amount of oxygen supplied into the reforming vessel 3 is too large, the amount of carbon monoxide to be reformed decreases, the amount of carbon dioxide increases, and the reforming efficiency from waste to carbon monoxide is increased. In order to decrease, the amount of oxygen supplied must be controlled.
[0020]
On the other hand, for example, in the organic waste provided to the reformer, if there is a benzene ring or the like, the oxidation strength is low, so that the amount of oxygen necessary for reforming other components to carbon monoxide is oxidized. It cannot be done and becomes non-oxide.
[0021]
Thereafter, carbon monoxide, non-oxide, and the like are guided to the quencher 4 and cooled by a refrigerant such as water discharged from the quenching device 4-2. This is to shorten the dioxin generation temperature range by rapid cooling and to reduce the amount of dioxin generated, and at the position where the one heated in the reforming vessel can be rapidly cooled before it falls below 400 ° C. The char 4 is arranged.
[0022]
Further, it is guided to the bag filter 5 and separated into a gas component such as carbon monoxide and a solid component such as non-oxide by the filter 5-3, and the gas component such as carbon monoxide is discharged from the outlet 5-1. It is discharged and collected.
[0023]
On the other hand, the bag filter 5 is connected to the preliminary oxidation container 6 by a screw 6-2, and solid components such as non-oxide separated by the bag filter 5-3 are transferred to the preliminary oxidation container 6 by a screw 6-2. Supplied.
[0024]
An oxidant gas having a sufficient amount of oxygen is supplied to the pre-oxidation vessel 6 via the oxidant gas inlet 6-1. Therefore, in the pre-oxidation vessel 6, the carbon element contained in the non-oxides. Is oxidized and converted to carbon dioxide.
[0025]
The converted carbon dioxide is charged into the reforming vessel 3 and reacts with the low molecular weight organic waste supplied from the thermal decomposition vessel 2 to produce carbon monoxide.
[0026]
As described above, the organic waste treatment apparatus of the present invention has a limited amount of oxygen that is fed from the oxidizer inlet 3-1 in the reforming container. According to the equation (2), the production of carbon monoxide by the reaction with the agent gas by the equation (1) and the carbon dioxide obtained by oxidizing the remaining non-oxide with a sufficient amount of oxygen Carbon monoxide is produced by the reaction. In addition, the carbon C in Formula (1), (2) points out the carbon element contained in the organic waste provided to a reformer.
[0027]
2C + O ₂ → 2CO (1)
CO ₂ + C → 2CO (2)
In other words, by reducing the amount of oxygen introduced into the reforming vessel, it becomes possible to reduce the amount of carbon dioxide produced in the reforming vessel. Since carbon is converted into carbon monoxide by the reaction of the formula (2), the total amount of carbon dioxide finally generated is reduced as a whole apparatus, and the non-oxide itself is also reduced. As a result, carbon monoxide is efficiently obtained. Can be generated.
[0028]
As described above, in the pre-oxidation vessel, the present invention oxidizes unoxide with an oxidant gas having a sufficient amount of oxygen to generate carbon dioxide, but the amount of oxygen present in the oxidant gas. Is introduced into the reforming vessel together with carbon dioxide. If too much oxygen is introduced into the reforming vessel, oxygen will be excessive in the reforming vessel, the proportion of carbon monoxide produced in the reforming vessel will decrease, and the amount of carbon dioxide produced will increase. Therefore, the reforming efficiency to carbon monoxide is reduced. Therefore, it is necessary to control the amount of oxygen introduced into the preliminary oxidation vessel through the oxidant introduction path and the amount of oxygen introduced into the reforming vessel.
[0029]
Specifically, Cd represents the number of non-oxide carbon elements used in the preliminary oxidation step, Cg represents the number of carbon elements contained in the organic waste, and oxygen in the second oxidant. The number of elements is Oa1, the number of carbon elements in the second oxidant is Ca1, the number of oxygen elements in the first oxidant is Oa2, and the number of carbon elements in the first oxidant is Ca2. The amount of oxidant gas introduced may be controlled so as to satisfy the following expressions (3) and (4).
[0030]
Oa1 / (Cd + Ca1) ≧ 2 (3)
1 ≦ (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) ≦ 2 (4)
That is, by setting Oa1 / (Cd + Ca1) to 2 or more, the non-oxide can be oxidized almost completely and converted to carbon dioxide. If (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) is less than 1, the organic waste cannot be sufficiently carbon monoxide in the reforming vessel, and a large amount of unoxide remains. As a result, the amount of dioxins and other harmful substances may increase. On the other hand, when (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) exceeds 2, the amount of carbon dioxide produced in the reforming vessel increases and the amount of produced carbon monoxide decreases.
[0031]
As a method of satisfying the above formulas (3) and (4), it is possible to adjust the flow rate of the oxidant gas by measuring the amount of oxygen to be introduced with a flow meter or the like. It is also possible to measure the reaction temperature of the reforming vessel and adjust the flow rate of the oxidant gas so that the reaction temperature becomes a predetermined temperature.
[0032]
For example, although the temperature varies somewhat depending on the type of waste, the reaction temperature of the pre-oxidation vessel is set within the range of about 900 ° C to 1500 ° C, and the reaction temperature of the reforming vessel is set to 800 ° C to 1100 ° C as described above. By adjusting the flow rate of the oxidant gas so that the reaction temperature of the pre-oxidation vessel becomes higher within the range, the above equations (3) and (4) can be satisfied.
[0033]
In the processing apparatus shown in FIG. 1, the example in which the oxidant gas introduction path is provided in each of the preliminary oxidation container and the reforming container has been described. However, the oxidant gas introduction path is provided only in the preliminary oxidation container. The amount of oxygen introduced into the reforming vessel can be adjusted by the amount of oxidant gas introduced from the introduction path.
[0034]
If the heavy metal element is contained in the waste, the heavy metal continues to circulate in the processing apparatus as non-oxide, and the concentration can be gradually increased.
[0035]
The organic waste according to the present invention can be used without particular limitation as long as it is a combustible material containing carbon, and examples thereof include waste plastic, garbage, paper, and the like that are produced as waste. In order to facilitate the modification of these organic wastes, it is desirable to put them into a pyrolysis vessel after finely cutting with a shredder or the like.
[0036]
Moreover, although air was raised as the oxidant according to the present invention, oxygen gas, water, hydrogen peroxide solution, carbon dioxide, a mixed gas thereof, or the like can also be used.
[0037]
【Example】
Examples 1-11, Comparative Example 1
In the processing apparatus shown in FIG. 1, shredder dust for home appliances (Examples 1, 2, 3 and Comparative Example 1), waste plastic (Example 4), general waste (Examples 5 and 6), shredder dust for automobiles ( Example 7), raw garbage (Example 8), waste oil (Example 9), solidified fuel (RDF) (Example 10), and fish net (Example 11) are charged and the product after reforming is analyzed. did. The reforming conditions are also shown in Table 1.
[0038]
The shredder dust used for home appliances is a product that is crushed after removing metal parts such as compressors and motors from home appliances such as refrigerators, washing machines, air conditioners, and televisions. Most of them are plastic, and some metal parts that were difficult to disassemble were included.
[0039]
The waste plastic used is a mixture of plastic broken materials and defective products generated during the production of packaging plastics, stockings, plastic containers, plastic bottles and the like.
[0040]
The general waste used is a mixture of various organic compounds such as garbage, paper, plastics, etc. generated at home, and is a low-calorie waste because its water content is 30-40 wt%.
[0041]
The shredder dust of the used automobile is a mixture containing a lot of plastics by crushing the automobile and selecting metal.
[0042]
The used garbage is food waste generated at the time of food processing and is a waste having a very high water content of 50 to 60 wt%.
[0043]
The waste oil used is a mixture of oily wastes such as insulating oil, lubricating oil, and edible oil.
[0044]
The solidified fuel used is obtained by dewatering and pelletizing raw garbage, paper, plastic, metal, etc. by heat treatment. Since calcium is added, generation of chlorine gas is suppressed.
[0045]
The used fish net is a net used in fisheries made of chemical fibers such as nylon, and contains some water and salt since it is used after use.
[0046]
In this example, the amount of carbon and the amount of oxygen contained in the waste were measured in advance, and the amount of carbon and the amount of oxygen contained in the non-oxide were analyzed before being put into a preliminary oxidation vessel.
[0047]
In addition, the evaluation of dioxins in Table 1 was obtained by determining the total weight of unoxidized oxides finally contained and the dioxins contained in the gas with respect to the unit waste treatment weight, and the amount of generation in Comparative Example 1 was 100. The ratio is shown. The total weight of dioxins is converted to toxicity using the WHO toxicity equivalent coefficient.
[Table 1]

As can be seen from Table 1, not only relatively similar waste such as waste plastic, waste oil, and garbage, but also metal and plastic mixtures such as shredder dust for home appliances and shredder dust for cars, and a wide variety of other things It was confirmed that a large amount of carbon monoxide was produced without producing dioxins even in the mixed waste.
[0048]
In particular, the results of Example 1 and Comparative Example 1 indicate that a large amount of carbon monoxide is obtained from the same organic waste in the present invention.
[0049]
Further, when Example 1 and Example 3 are compared, more carbon monoxide can be obtained when both the conditions of Oa1 / (Cd + Ca1) ≧ 2, 1 ≦ (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) ≦ 2 are satisfied. I understand. In Table 1, A is Oa1 / (Cd + Ca1), and B is (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2).
[0050]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to modify | reform organic waste efficiently and to produce | generate carbon monoxide efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an organic waste processing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1-1 ... Organic waste input port 1-2, 6-2 ... Screw 2 ... Pyrolysis vessel 3 ... Reforming vessel 3-1, 6-1 ... Oxidant input port 4 ... Quencher 5 ... Bag filter

Claims

A reforming step of reacting organic waste with a first oxidant and carbon dioxide to reform to carbon monoxide, and an unoxide of the organic waste remaining unreacted in the reforming step. A recovery step of recovering, and a pre-oxidation step of oxidizing the recovered non-oxide with a second oxidant to generate carbon dioxide, wherein the carbon dioxide generated in the pre-oxidation step is modified A method for treating organic waste, characterized by being used in a quality process.

The method for treating organic waste according to claim 1, wherein the oxygen concentration in the preliminary oxidation step is higher than the oxygen concentration in the reforming step.

Cd represents the number of carbon elements contained in the non-oxide that is subjected to the preliminary oxidation step, Og represents the number of oxygen elements contained in the organic waste, and is contained in the organic waste. Cg is the number of carbon elements, Oa1 is the number of oxygen elements in the second oxidant, Ca1 is the number of carbon elements in the second oxidant, and the number of oxygen elements is in the first oxidant. Is Oa2 and the number of carbon elements in the first oxidant is Ca2, the relationship of Oa1 / (Cd + Ca1) ≧ 2, 1 ≦ (Oa1 + Oa2 + Og) / (Cd + Cg + Ca1 + Ca2) ≦ 2 is satisfied. The method for treating organic waste according to claim 1, wherein:

The organic waste according to claim 1, further comprising a pyrolysis step of thermally decomposing the organic waste to reduce the molecular weight, and subjecting the organic waste that has been pyrolyzed to the reforming step. How to handle things.

A reforming vessel for reacting an organic waste with a first oxidant and carbon dioxide to reform it to carbon monoxide, and an unoxide of the organic waste remaining unreacted in the reforming vessel And a pre-oxidation vessel for oxidizing the non-oxide with a second oxidizing agent and supplying the produced carbon dioxide to the reforming vessel, and the carbon dioxide produced in the pre-oxidation vessel An organic waste treatment apparatus, which is used in a reforming process for reforming organic waste into carbon monoxide performed in the reforming container .