JP7724649B2 - ガスの処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態の一つは、固体系廃棄物を利用するガスの処理装置に関する。

焼却炉で発生する焼却灰やスラグ、汚染土壌などの固体系廃棄物に対して二酸化炭素を導入することで、固体系廃棄物に含まれる重金属が二酸化炭素と反応（炭酸化）する。この反応は固体系廃棄物のリサイクルや最終処分場での埋め立ての前の処理として知られているが、同時にガスの処理としても有効である。例えば、特許文献１や２では、焼却炉で発生する廃棄物に二酸化炭素を接触させるための装置が開示されている。

特開２０１９－１７７３２２号公報 特開２０１８－４７３９６号公報

本発明の実施形態の一つは、新規な構造を有する、焼却灰などの固体系廃棄物を利用してガスを処理するための装置を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、焼却灰などの固体系廃棄物を二酸化炭素などを含むガスで処理するための装置と方法を提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、毒性を有するガスを処理するための装置と方法を提供することを課題の一つとする。

本発明の実施形態の一つは、ガスの処理装置である。この処理装置は、ケーシング、コンベア、ホッパー、排出管、および少なくとも一つの可撓性のシールドを備える。ケーシングは、ガスを供給するための複数の通気孔を有する。コンベアは、ケーシング内に配置される。ホッパーは、ケーシングとコンベア上に位置する。排出管は、ケーシングに接続され、コンベアの一部を収容し、ホッパー内に投入される固体系廃棄物を排出するように構成される。少なくとも一つの可撓性のシールドは、排出管の内壁から前記コンベアの方向へ垂れ下がる。

本発明の実施形態の一つは、ガスの処理方法である。この処理方法は、固体系廃棄物を処理装置に投入すること、処理装置内で固体系廃棄物とガスを接触、反応させること、固体系廃棄物を処理装置から取り出すことを含む。処理装置は、ケーシング、コンベア、ホッパー、排出管、および少なくとも一つの可撓性のシールドを備える。ケーシングは、ガスを供給するための複数の通気孔を有する。コンベアは、ケーシング内に配置される。ホッパーは、ケーシングとコンベア上に位置する。排出管は、ケーシングに接続され、コンベアの一部を収容し、ホッパー内に投入される固体系廃棄物を排出するように構成される。少なくとも一つの可撓性のシールドシールドは、排出管の内壁から前記コンベアの方向へ垂れ下がる。

本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的斜視図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的上面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的側面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的上面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的上面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的端面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的側面図。 本発明の実施形態の一つである処理装置の模式的上面図。

以下、本発明の各実施形態について、図面などを参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。以下の図では、ｘｙ平面を水平面とし、ｚ方向を鉛直方向とする。

以下、「ある構造体が他の構造体から露出する」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。

以下、固体系廃棄物を利用してガスを処理するための処理装置１００、および処理装置１００を用いるガスの処理方法について説明する。処理に供されるガスとしては、二酸化炭素を含むガスをはじめ、例えば一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸化物、二酸化硫黄や硫化水素などの硫黄化合物、塩化水素、水などの物質を含むガスが挙げられる。ガスに含まれる物質は、気体、液体、あるいは固体でもよい。固体の物質としては、粉塵などが例示される。固体系廃棄物を利用してこれらのガスを処理することにより、二酸化炭素の固定、ガスの乾燥、あるいはガスからの有毒物質などの吸着が可能であるとともに、固体系廃棄物の無害化を同時に達成することができる。

１．概要
本発明の実施形態の一つに係る、処理装置１００の模式図を図１から図４に示す。図１と図２はそれぞれ処理装置１００の模式的斜視図と上面図であり、図３と図４はそれぞれ図２の鎖線Ａ－Ａ´とＢ－Ｂ´に沿った端面の模式図である。

図１から図４に示すように、処理装置１００は、ガスに含まれる物質と反応するまたはガスに含まれる物質を吸着する固体系廃棄物を投入するためのホッパー１０２を備え、ホッパー１０２の下に、ケーシング１１３内に配置されたコンベア１１２を備える。処理装置１００はさらに、固体系廃棄物を排出するための排出管１１６が接続される。排出管１１６はホッパー１０２またはケーシング１１３から独立した部材として互いに接続されてもよく、あるいはホッパー１０２またはケーシング１１３と一体化された一つの部材でもよい。
処理装置１００にはさらに、排出管１１６内に少なくとも一つのシールド１１８が設けられれる（図４）。任意の構成として、ホッパー１０２などを安定に設置するための複数の（例えば、４本、６本）脚１０４がホッパー１０２に接続されてもよい。また、排出管１１６を塞ぐためのキャップ１０８を処理装置１００の排出管１１６に設けてもよい。

１－１．ホッパー
ホッパー１０２は固体系廃棄物を投入するための容器であり、ガスと固体系廃棄物が接触する空間を提供する。図１に示すように、固体系廃棄物を容易に投入するため、ホッパー１０２は上側に大きな開口を有しており、この開口の大きさは、図２や図３に示すように、ケーシング１１３やコンベア１１２に近づくに従って連続的にまたは断続的に減少する。これにより、ホッパー１０２の下に配置されるコンベア１１２に固体系廃棄物を供給することができる。最上部の開口の形状に制約はなく、例えば、正方形または長方形でもよい。最上部の開口の大きさも適宜選択すればよく、最上部の開口が四角形であれば、一辺の長さは１ｍ以上１０ｍ以下、１ｍ以上５ｍ以下、または２ｍ以上５ｍ以下でもよい。ホッパー１０２の高さ（例えば最上部からケーシング１１３までの距離）も任意に決定でき、０．５ｍ以上５ｍ以下または１ｍ以上３ｍ以下でもよい。ホッパー１０２に用いられる材料も適宜選択することができ、木材、樹脂、あるいは鉄やアルミニウム、ステンレスなどの金属を含む材料でもよい。図示しないが、固体系廃棄物を加湿する、洗浄する、または固体系廃棄物に薬剤を散布するための散水ノズルを設けてもよい。散水ノズルの設置位置は限定されないが、例えばホッパー１０２の上に設けることができる。

１－２．コンベアとケーシング
コンベア１１２は、固体系廃棄物を排出管１１６へ移動させる機構である。上述したように、コンベア１１２とケーシング１１３はホッパー１０２の下に配置される。コンベア１１２の少なくとも一部がケーシング１１３内に収容され、コンベア１１２の先端部が排出管１１６内に収容される。コンベア１１２の種類に限定は無く、ベルトコンベアや後述するリンクコンベアでもよく、図２や図４に示すようなスクリューコンベアでもよい。コンベア１１２は、図示しない外部電源に接続され、駆動される。コンベア１１２は、水平に配置してもよく、あるいは固体系廃棄物の移動方向が水平面から上方に傾くように配置してもよい。

図３や図４に示すように、コンベア１１２を収容するケーシング１１３の下部には、処理に供されるガスが通過可能な複数の通気孔１１３ａが設けられ、通気孔１１３ａにはガス導入管１１４が接続される。ガスを供給するためのガス供給源（図示しない）がガス導入管１１４に接続され、ガスが通気孔１１３ａを介してケーシング１１３とホッパー１０２内に供給される。これにより、ホッパー１０２内で固体系廃棄物とガスの接触が可能となる。

通気孔１１３ａが固体系廃棄物によって塞がれないよう、各通気孔１１３ａに可撓性の弁１３２を設けてもよい（図５（Ａ））。弁１３２は、例えばポリエチレンやポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレンなどのポリオレフィン、アクリル樹脂、天然ゴムやスチレン－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルゴムなどのゴム、シリコン樹脂などの高分子材料を含むことができる。各弁１３２は対応する通気孔１１３ａの全体を覆うように設けられる。各弁１３２の一部はケーシング１１３に固定される。具体的には、コンベア１１２によって固体系廃棄物が移動する方向（図５（Ａ）における実線矢印）の上流側、すなわち、排出管１１６とは反対側の一端がケーシング１１３に固定され、反対側の端部はケーシング１１３から着脱できるように各弁１３２がケーシング１１３に固定される。このため、固体系廃棄物との摩擦によって弁１３２が変形することが防止される。同時に、ガスが供給される際には、排出管１１６側の一部がガスの圧力によってケーシング１１３内部へ移動するように変形することができるため、固体系廃棄物の通気孔１１３ａからの落下を防ぐとともに、ガスをケーシング１１３内へ供給することができる（図５（Ｂ）中の点線矢印参照。）。

あるいは、図６（Ａ）に示すように、弁１３２に替え、カバー１３４を各通気孔１１３ａを覆うように設けてもよい。この場合も、少なくとも排出管１１６とは反対側の一端がケーシング１１３に固定され、反対側の端部がケーシング１１３から離隔するように設けられる。これにより、カバー１３４とケーシング１１３の間にガスが通過できる隙間を定常的に確保することができ、かつ、この隙間から固体系廃棄物が落下することを抑制することができる。カバー１３４は、上述した高分子材料、鉄や銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料を含むことができる。ただし、カバー１３４は、固体系廃棄物によって変形して隙間が消失しない程度の強度を有するように構成される。

あるいは図６（Ｂ）に示すように、弁１３２やカバー１３４に替えて、上述した高分子材料または金属材料で構成されるフィルタ１３６を設けてもよい。フィルタ１３６には複数の開口が設けられ、この開口を通してガスがケーシング１１３やホッパー１０２に供給される。フィルタ１３６を用いる場合には、フィルタ１３６の排出管１１６側もケーシング１１３に固定してもよい。なお、弁１３２やカバー１３４、フィルタ１３６は、いずれも着脱可能なようにケーシング１１３に固定してもよい。

１－３．トレイ
図７に示すように、処理装置１００は、任意の構成として、トレイ１０６を備えてもよい。トレイ１０６はガスを一時的に滞留させるための空間を提供する容器として機能する。トレイ１０６はホッパー１０２やコンベア１１２、ケーシング１１３の下に設けられる。トレイ１０６を設ける場合、ガス導入管１１４がトレイ１０６に接続され、トレイ１０６内の空間に導入されたガスが通気孔１１３ａ（図３、図４参照。）を介してホッパー１０２に供給される。ホッパー１０２に対して効率よくガスを供給できるよう、トレイ１０６の長さは、ホッパー１０２の最大長と同じ、または±２０％以下若しくは±１０％以下であることが好ましい。トレイ１０６は、ホッパー１０２またはケーシング１１３に対して着脱可能なように構成することができる。このため、固体系廃棄物がケーシング１１３の通気孔１１３ａを通過してトレイ１０６に落下した場合でも、ホッパー１０２またはケーシング１１３からトレイ１０６を取り外して固体系廃棄物を除去することで、トレイ１０６が固体系廃棄物によって充填されることを防止することができる。トレイ１０６に用いられる材料も適宜選択することができ、木材、樹脂、あるいは鉄やアルミニウム、ステンレスなどの金属を含む材料でもよい。

１－４．フィルタ
図７に示すように、処理装置１００はさらに、任意の構成として、フィルタ１１０を有してもよい。フィルタ１１０は、トレイ１０６に導入されたガスを通過させるとともに、ホッパー１０２に投入される固体系廃棄物が通気孔１１３ａを通過してトレイ１０６内に落下することを防止するために設けられる。したがって、メッシュ状のネット若しくはプレート、または開口若しくはスリットを有するネット若しくはプレートなどをフィルタ１１０として用いることができる。フィルタ１１０はトレイ１０６に固定されてもよく、トレイ１０６から着脱可能なように構成されてもよい。あるいはフィルタ１１０は、ケーシング１１３に固定されてもよく、ケーシング１１３から着脱可能なように構成されてもよい。フィルタ１１０は、トレイ１０６内に設けてもよく、トレイ１０６とケーシング１１３に挟まれるように配置してもよい。フィルタ１１０に用いられる材料も適宜選択することができ、木材、樹脂、あるいは鉄やアルミニウム、ステンレスなどの金属を含む材料でもよい。

１－５．シールド
シールド１１８は、ガス供給源から供給されるガスが外部に漏洩することを抑制するために設けられる。シールド１１８は、コンベア１１２の上に配置され、排出管１１６の内壁からコンベアに向かって垂れ下がるように設けられる。シールド１１８の数に制約はなく、一つまたは複数のシールド１１８を排出管１１６内に設けることができる。複数のシールド１１８が設けられる場合には、複数のシールド１１８は排出管１１６内で水平方向において互いに重なる（図４）。シールド１１８は可撓性を有しており、弾性変形するように構成されてもよい。シールド１１８は、例えば上述した高分子材料を含むことができる。

図８（Ａ）の模式的側面図に示すように、シールド１１８は、一部がコンベア１１２と水平方向において重なるように配置される。コンベア１１２が駆動して固体系廃棄物が排出される際、重力によって固体系廃棄物は主に排出管１１６の下側を移動するため、排出管１１６の上部にはガスが通過可能な流路が形成されることになる。しかしながら、シールド１１８を配置することによって流路が遮断されるため、ガスの漏洩を抑制することができ、その結果、ガスを固体系廃棄物に効率よく接触させることができる。このため、例えば二酸化炭素を低濃度で含むガスを用いても、固体系廃棄物の炭酸化に必要な時間の増大を最小限にすることができる。

なお、コンベア１１２が駆動される際、コンベア１１２またはコンベア１１２によって排出される固体系廃棄物からｙ方向（すなわち、排出管１１６に向かう方向）に力が加えられてシールド１１８が撓む。しかしながら、シールド１１８は可撓性を有するため塑性変形しにくい。また、弾性変形できる場合には、元の状態に戻ろうとする内部応力が発生するため、ガスが通過可能な流路を効果的に遮断することが可能である。

シールド１１８の形状にも制約はない。コンベア１１２がスクリューコンベアの場合には、シールド１１８は、スクリューコンベアの一部（例えばスクリューコンベアの中心軸（シャフト））を囲む形状を有してもよい（図８（Ｂ））。各シールド１１８は単一の部材で構成されてもよく（図８（Ａ）、図８（Ｂ））、複数の可撓性のベルトで構成されてもよい（図８（Ｃ））。後者の場合、スクリューコンベアの一部を囲むよう、少なくとも二つのベルトの長さが互いに異なるようにシールド１１８を構成してもよい（図８（Ｄ））。あるいは、図９の模式的上面図に示すように、複数のベルトが水平方向に重なるようにシールド１１８を構成してもよい。この場合、隣接する二つのベルトの間を他のベルトが水平方向において重なるようにシールド１１８を構成してもよい。このような構成を採用することで、より効果的にガスの漏洩を抑制することができる。

２．変形例
上述したように、コンベア１１２の種類に限定は無く、リンクコンベアをコンベア１１２として採用してもよい。この場合、例えば図１０に示すように、コンベア１１２は、パイプ１２６、パイプ１２６内を周回するチェーン１２０、チェーン１２０に連結される複数のディスク１２２、およびチェーン１２０をパイプ１２６内で周回させるモータ１２４などによって構成される。パイプ１２６は、ホッパー１０２を挟むようにその両端がホッパー１０２に接続される。チェーン１２０は、両端が互いに接続されて環状構造を有し、パイプ１２６とホッパー１０２内に配置される。ディスク１２２は、その主面がチェーン１２０の延伸方向に対して垂直またはほぼ垂直になるように配置される。モータ１２４を駆動させてチェーン１２０をパイプ１２６とホッパー１０２内を周回させることで、ディスク１２２によって固体系廃棄物が移動する。固体系廃棄物は、パイプ１２６に設けられる排出口１３０から取り出される。

図１１に示すように、処理装置１００はさらに、ホッパー１０２内に一つまたは複数の攪拌装置１５６を有してもよい。攪拌装置１５６は、コンベア１１２よりも上の空間に位置する固体系廃棄物を攪拌するよう、コンベア１１２よりも上に配置され、これにより、より効率よく固体系廃棄物をガスと接触させることができる。攪拌装置１５６の構成にも制約はなく、羽が取り付けられたシャフトの回転軸は水平方向に延伸してもよく、鉛直方向に延伸してもよい。

処理装置１００はさらに、ホッパー１０２を密閉するための蓋１５０を備えてもよい。蓋１５０を設けることで、固体系廃棄物と反応しなかった物質または固体系廃棄物に吸着されなかった物質が大気に開放されることを抑制することができ、効率よくガスを処理することができる。この場合、蓋１５０には開閉可能なシャッター１５２を設けてもよい。固体系廃棄物は、シャッター１５２を介してホッパー１０２内に投入される。シャッター１５２の構成にも制限はなく、例えば、図１１に示すように、ｚ方向に延伸する軸を中心として回転する遮蔽板でもよく、ｘｙ平面内の一方向に対して直線的にかつ、可逆的に移動する一つまたは複数の遮蔽板を用いてもよい。

さらに、処理装置１００は固体系廃棄物の投入を容易にするためにスクリューフィーダ１６０を備えてもよい。スクリューフィーダ１６０には固体系廃棄物の投入用のホッパー１６２を接続してもよい。スクリューフィーダ１６０を用いることで、固体系廃棄物を一定の速度で投入することが可能である。ホッパー１０２と同様、ホッパー１６２にも固体系廃棄物を加湿する、洗浄する、または固体系廃棄物に薬剤を散布するための散水ノズルを設けてもよい。散水ノズルの設置位置は限定されないが、例えばホッパー１６２の上に設けることができる。また、スクリューフィーダ１６０にもガスの漏洩を防ぐための一つまたは複数のシールド１６４を設けてもよい。

処理装置１００は、さらに、ホッパー１０２に接続される排気口１５４を有してもよい（図１２）。排気口１５４はホッパー１０２の上部に設置され、好ましくはコンベア１１２よりも高く、コンベア１１２の最上部に近い位置に設置される。排気口１５４を設けることで、処理後のガスを排出することができる。図示しないが、排気口１５４にスクラバーなどの浄化装置をさらに接続してもよい。

処理装置１００はさらに、ガスの処理のために用いられた固体系廃棄物に対し、水銀や銅、鉛、カドミウム、亜鉛、ニッケルなどの重金属を固定化するための薬剤、あるいは塩素などの水溶性物質を除去するための処理水を供給するための処理システムを備えてもよい。薬剤としては、重金属とキレート錯体を形成して不溶化する化合物、または無機系重金属固定剤から選択され、代表的にはジチオカルバミン酸やエチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸などを基本骨格とするキレート剤、リン酸化合物、鉄化合物、アルミニウム化合物、炭酸塩化合物、硫化物などが挙げられる。薬剤は水溶液または水懸濁液として供給される。以下、薬剤を含む水溶液または水懸濁液を総じて薬液と記す。

具体的には、図１３と図１４に示すように、当該処理システムは、コンベア（第２のコンベア）１４０、水または薬液を供給するための供給管１４２、および供給管１４２に接続されて水または薬液を吐出する一つまたは複数のノズル１４４を含むことができる。コンベア１４０は、ホッパー１０２に接続される排出管１１６から排出される固体系廃棄物を受け取り、これを輸送する機能を有する。このため、一部が排出管１１６の下に位置し、かつ排出管１１６と重なるように設けられる。コンベア１４０の数や種類に制約はない。例えば図１４の模式的上面図に示すように、コンベア１４０は複数のスクリューコンベア、リンクコンベア、またはベルトコンベアで構成されてもよい。好ましくは、固体系廃棄物を排出管１１６よりも高い位置に搬送できるようにコンベア１４０が配置される。この場合、コンベア１４０をケーブル１４６でホッパー１０２に固定してもよい。

供給管１４２は、図示しない水供給源または薬液供給源と接続され、ポンプなどによって水または薬液が供給管１４２へ供給される。供給される水や薬液はノズル１４４を介してコンベア１４０上の固体系廃棄物に散布される。したがって、図１４に示すように、ノズル１４４はコンベア１４０と重なるように配置される。固体系廃棄物を排出管１１６よりも高い位置に搬送できるようにコンベア１４０を傾けて配置することにより、水または薬液と固体系廃棄物が接触する確率が増大するため、より効率の高い薬液処理が可能となるとともに、水洗浄または薬液処理によって発生する廃液を容易に回収することができる。

このシステムでは、固体系廃棄物と水または薬液との接触は、コンベア１４０内で行われる。このため、ホッパー１０２内に投入される固体系廃棄物の量と比較して少量の固体系廃棄物に対して洗浄または薬液処理が連続的に行われることになる。ホッパー１０２内で大量の固体系廃棄物を少量の水や薬液と均一に接触させることは極めて困難であることを考慮すると、本システムは、効率的な固体系廃棄物の水洗浄や薬液処理に寄与するシステムであると言える。

３．ガスの処理方法
以下、固体系廃棄物を利用するガスの処理方法について説明する。ここでは、ガスとして二酸化炭素を含むガスを用い、二酸化炭素の固定化とともに固体系廃棄物の無害化を行う例を用いて説明する。まず、焼却炉でゴミなどの廃棄物が焼却され、発生する焼却灰や飛灰を含む固体系廃棄物をホッパー１０２へ投入する。処理装置１００は、複雑な構造を持たず、必要な動力源も限られることから、既設の焼却施設に容易に設置することができる。例えば、固体系廃棄物を直接、あるいは冷却した後、図示しないコンベアなどを用いて搬送し、ホッパー１０２へ投入すればよい。このため、焼却施設からの運搬のためのコストや時間を大幅に削減することができるとともに、運搬に伴う二酸化炭素の排出が防止される。

この後、二酸化炭素を含むガスをガス導入管１１４を介して二酸化炭素供給源からケーシング１１３またはトレイ１０６へ導入する。二酸化炭素供給源は二酸化炭素が充填されたボンベやタンクでもよく、あるいは焼却炉自体を二酸化炭素供給源として利用してもよい。後者の場合、焼却炉から排出される排気を脱塵、脱硫、脱硝などを行うことで得られる精製された二酸化炭素を含むガスがケーシング１１３またはトレイ１０６に導入される。二酸化炭素を含むガスの供給量や供給速度は、投入された固体系廃棄物の特性、量、ガス中の二酸化炭素の濃度などを考慮して適宜設定すればよい。この時、キャップ１０８を用いて排出管１１６を塞ぎ、二酸化炭素を含むガスの漏洩を防止してもよい。これにより、より効率よく二酸化炭素を利用することができる。

二酸化炭素を含むガスを供給することで、二酸化炭素は通気孔１１３ａを通過してホッパー１０２へ導入される。フィルタ１１０を用いる場合には、フィルタ１１０とケーシング１１３を通過し、二酸化炭素を含むガスがホッパー１０２に導入される。これにより、二酸化炭素が固体系廃棄物と接触し、鉛などの金属イオンと二酸化炭素との反応が進行する。金属イオンは炭酸塩または炭酸水素塩となり不溶化（炭酸化）する。炭酸化の進行状況は、固体系廃棄物が含有する水酸化カルシウムの炭酸化反応が発熱反応であるため、固体系廃棄物の温度変化をモニターすることで把握すればよい。そのため、熱電対などの温度センサを処理装置１００に搭載してもよい。

炭酸化が完了する、あるいは一定のレベルまで進行した後、固体系廃棄物を排出管１１６から排出する。すなわち、キャップ１０８が取り付けられていない状況でコンベア１１２を駆動させ、ホッパー１０２の底部側から排出管１１６を介して固体系廃棄物を排出する。固体系廃棄物の排出は連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよい。コンベア１１２が駆動すると、固体系廃棄物は搬送されながら重力の作用を受けるため、排出管１１６内の下側を移動する。その結果、排出管１１６内では上側に空間が生じ、二酸化炭素を含むガスの流路となり得る。しかしながら、上述したように、排出管１１６の上部はシールド１１８によって遮蔽されるため、キャップ１０８が取り付けられていない状況でコンベア１１２を駆動させても二酸化炭素を含むガスの漏洩を防止することができる。その結果、コンベア１１２の駆動時においても二酸化炭素を効率よく、かつ安全に固体系廃棄物と接触させて炭酸化を行うことができる。

排出された固体系廃棄物に対し、上述した処理システムを用いて水による洗浄を行ってもよく、さらに／あるいは薬液による処理を行ってもよい。具体的には、図１３、図１４に示すコンベア１４０を用いて固体系廃棄物を搬送すると同時に、ノズル１４４から水または薬液を散布する。水洗浄または薬液処理で発生する廃液は、図示しない排水ドレインを介して回収し、焼却処理すればよい。例えば、この廃液を焼却炉の冷却水として焼却炉内に投入してもよい。

以上のプロセスによって処理された固体系廃棄物は、例えばセメントの原料などとして再利用してもよく、最終処分場で埋め立ててもよい。

二酸化炭素を含むガスに替えて、ガスに含まれる物質を吸着によって処理する場合には、固体系廃棄物とともに、または固体系廃棄物に替えて、吸着材または固体系反応物がホッパー１０２に投入される。吸着材としては、例えば炭、活性炭、金属または金属化合物を担持する炭、金属または金属化合物を担持する活性炭、ゼオライト、非晶質シリカゲル、活性アルミナなどが挙げられる。固体系反応物としては、例えば水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのナトリウム化合物、水酸化鉄、酸化鉄などの鉄化合物、白金、パラジウム、ロジウムなどの触媒となる元素を含む固体などが挙げられる。吸着材または固体系反応物は、蓋１５０に設けられるシャッター１５２を介して投入してもよく、さらにスクリューフィーダ１６０を用いて投入してもよい。

その後、ガス導入管１１４から吸着または反応する物質を含むガスを供給する。この時、排出管１１６にキャップ１０８を被せ、ガスの漏洩を防止してもよい。吸着または反応の進行状況は、発熱反応の場合は、吸着材または固体系反応物の温度変化をモニターすることで把握してもよい。あるいは排気口１５４（図１２参照）に吸着する物質の濃度を測定するためのセンサを設け、その濃度変化に基づいて吸着または反応の進行状況を把握してもよい。必要に応じ、攪拌装置１５６を用いて吸着材または固体系反応物を攪拌してもよい。

吸着若しくは反応が完了する、あるいは吸着若しくは反応が一定のレベルまで進行した後、吸着材または固体系反応物を排出管１１６から排出する。すなわち、キャップ１０８が取り付けられていない状況でコンベア１１２を駆動させ、ホッパー１０２の底部側から吸着材または固体系反応物を排出する。吸着材または固体系反応物の排出は連続的に行ってもよく、断続的に行ってもよい。コンベア１１２を駆動すると、吸着材または固体系反応物が搬送されながら重力の作用を受けるため、吸着材または固体系反応物は排出管１１６内の下側を移動する。その結果、排出管１１６内では上側に空間が生じ、ガスの流路となり得る。しかしながら、上述したように、排出管１１６の上部はシールド１１８によって遮蔽されるため、キャップ１０８が取り付けられていない状況でコンベア１１２を駆動させてもガスの漏洩を防止することができる。その結果、コンベア１１２の駆動時においてもガスの漏洩を抑制しつつ、効率よく、かつ安全に吸着材または固体系反応物と接触させることができる。

本発明の実施形態の一つに係る処理装置１００は、複雑な構造を持たないため、既設の焼却施設においても簡単に設置することができる。このため、容易に既設の焼却施設に導入することが可能である。また、二酸化炭素を含むガスを処理する場合には、焼却施設で生成する二酸化炭素を有効利用することができる。このことから、処理装置１００は二酸化炭素の排出を抑制するための手段として、温室効果ガスの削減に寄与すると言える。また、二酸化炭素を利用して固体系廃棄物中の重金属イオンを炭酸化することで固体系廃棄物を同時に無害化することも可能である。

さらに、処理に用いた固体系廃棄物や吸着材または固体系反応物はコンベア１１２を用いて排出管１１６から排出することができるため、大型の重機を用いてホッパー１０２を傾斜、反転させなくても固体系廃棄物や吸着材または固体系反応物を取り出すことができる。このため、低コストで固体系廃棄物の炭酸化、ガスに含まれる特定の物質の除去などが可能である。さらに、ガス処理後の固体系廃棄物や吸着材または固体系反応物を効率よく水洗浄または薬液処理に供することができるので、固体系廃棄物や吸着材または固体系反応物をより安全に処理することができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

１００：処理装置、１０２：ホッパー、１０４：脚、１０６：トレイ、１０８：キャップ、１１０：フィルタ、１１２：コンベア、１１３：ケーシング、１１３ａ：通気孔、１１４：ガス導入管、１１６：排出管、１１８：シールド、１２０：チェーン、１２２：ディスク、１２４：モータ、１２６：パイプ、１３０：排出口、１３２：弁、１３４：カバー、１３６：フィルタ、１４０：コンベア、１４２：供給管、１４４：ノズル、１４６：ケーブル、１５０：蓋、１５２：シャッター、１５４：排気口、１５６：攪拌装置、１６０：スクリューフィーダ、１６２：ホッパー、１６４：シールド

Claims (11)

1. ケーシング、
   前記ケーシング内に配置されるコンベア、
   前記ケーシングと前記コンベア上に位置するホッパー、
   前記ケーシングに接続され、前記コンベアの一部を収容し、前記ホッパー内に投入される固体系廃棄物を排出するための排出管、
   前記排出管の内壁から前記コンベアの方向へ垂れ下がる少なくとも一つの可撓性のシールドを備え、
   前記ケーシングは、前記ホッパー内で前記固体系廃棄物と接触させるガスを前記ホッパー内に供給するための複数の通気孔を有し、
   前記複数の通気孔は、前記ホッパーの出口と重なり、かつ、前記ケーシングの下部に設けられる、ガスの処理装置。
2. 前記通気孔に接続されるガス供給管をさらに備える、請求項１に記載の処理装置。
3. 前記ケーシングの下に前記ガスが導入されるように構成されるトレイをさらに備える、請求項１に記載の処理装置。
4. 前記ケーシングと前記トレイの間に前記ガスが通過するように構成されるフィルタを備える、請求項３に記載の処理装置。
5. 前記ガスは、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物、硫化水素、塩化水素、または水を含む、請求項１に記載の処理装置。
6. 前記コンベアは、スクリューコンベアまたはリンクコンベアである、請求項１に記載の処理装置。
7. 前記少なくとも一つのシールドは、水平方向において、前記コンベアの一部と重なる、請求項１に記載の処理装置。
8. 前記少なくとも一つのシールドは、前記コンベアの一部を囲む、請求項１に記載の処理装置。
9. 前記少なくとも一つのシールドは、前記内壁から垂れ下がる複数の可撓性のベルトを備える、請求項１に記載の処理装置。
10. 前記少なくとも一つのシールドは複数のシールドを含み、
    前記複数のシールドは、水平方向において互いに重なる、請求項１に記載の処理装置。
11. 前記排出管から排出される前記固体系廃棄物を搬送するための第２のコンベア、および
    前記排出管から排出される前記固体系廃棄物に対して薬液を供給するシステムをさらに含み、
    前記第２のコンベアの一部は前記排出管の下に位置し、前記排出管と重なり、
    前記システムは、
    前記薬液を供給する供給管、および
    前記供給管に接続され、前記第２のコンベアと重なるノズルを備える、請求項１に記載の処理装置。