專利名稱：廢棄物用熱分解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢棄物用熱分解裝置，該熱分解裝置對(duì)各種廢棄物進(jìn)行熱分解處理而不產(chǎn)生有害氣體。這些廢棄物是以樹脂等高分子廢棄物為首的一般廢棄物、工業(yè)廢棄物、感染性醫(yī)療廢棄物、PCB、廢油等化學(xué)物質(zhì)等。
現(xiàn)代社會(huì)中，每天排出大量的廢棄物，其處理是一大問(wèn)題。廢棄物通常有一般廢棄物、工業(yè)廢棄物、醫(yī)療廢棄物等各種，多數(shù)是被焚燒或掩埋處理。該二種處理方法存在以下問(wèn)題。
焚燒處理的最大問(wèn)題是，在焚燒廢棄物時(shí)產(chǎn)生有害物質(zhì)。在焚燒處理中，由于供給空氣使廢棄物燃燒，所以，生成煤塵、二氧化碳、NOx等氮化合物等的有害物質(zhì)，與廢氣一起排出。另外，由于其燃燒溫度在700～800℃，所以，多少會(huì)生成有害的二噁烷。因此，存在著生成含二噁烷的廢氣和灰的問(wèn)題。
在世界上對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)含量都有限制。尤其是二噁烷，其毒性非常強(qiáng)，而且長(zhǎng)期對(duì)人體有不良影響，所以必須嚴(yán)格控制其排出。
為了防止二噁烷的生成，主要采取以下方法。
(1)分選生成二噁烷的廢棄物和不生成二噁烷的廢棄物，只對(duì)不生成二噁烷的廢棄物進(jìn)行焚燒處理。
(2)在焚燒爐中安裝能去除或分解廢氣中所含二噁烷的裝置。
(3)使用以不容易生成二噁烷的高溫燃燒廢棄物的焚燒爐(下面稱為高溫焚燒爐)。
但是，上述(1)的方法，分選廢棄物很麻煩，而且費(fèi)用高。另外，要完全地分選實(shí)際上是不可能的，不可避免地會(huì)生成少量的二噁烷。
上述(2)的方法，能完全去除或分解二噁烷的低價(jià)的裝置在目前尚未實(shí)用化，所以該方法不可行。為此，現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常采用把二次焚燒爐(該二次焚燒爐使廢氣中的二噁烷燃燒)、冷卻裝置(該冷卻裝置將廢氣急冷，使二噁烷不生成)和袋過(guò)濾器(該袋過(guò)濾器用于除去殘存在廢氣中的二噁烷)設(shè)置在焚燒爐內(nèi)的方法。但是，這樣將若干裝置組合地設(shè)置，需要大量費(fèi)用，而且導(dǎo)致焚燒爐的復(fù)雜化。
如上所述，廢氣中除了二噁烷外還含有若干有害物質(zhì)。為了將其全部除去，必須把除去有害物質(zhì)的若干裝置安裝在焚燒爐內(nèi)。因此，成本高，該焚燒爐的構(gòu)造也復(fù)雜化。
上述(3)的方法，由于上述高溫焚燒爐價(jià)格很高，所以，要廢棄掉現(xiàn)有的焚燒爐，新設(shè)置上述高溫焚燒爐，不是很容易的事。另外，即使使用已實(shí)用化的上述高溫焚燒爐，也不能完全防止微量的二噁烷生成。
另外，焚燒處理的方法，除了上述生成有害物質(zhì)外還有其它問(wèn)題。即，通常廢棄物中也含有金屬或玻璃等不燃性的材質(zhì)。因此，直接焚燒處理時(shí)，產(chǎn)生不燃的殘?jiān)仨氁獙⑺鼈儚姆贌隣t中取出，該作業(yè)很麻煩。另外，如果將材質(zhì)分選開，分別地進(jìn)行處理，則分選作業(yè)也很麻煩，而且成本高。
另外，廢棄物中還有工業(yè)廢棄物、像汽車或家電產(chǎn)品破碎后的粉碎垃圾那樣的由幾乎不燃性材質(zhì)構(gòu)成的廢棄物，這些廢棄物也不適合于焚燒處理。
廢棄物的另一處理法是掩埋處理。但是，掩埋處理所需的場(chǎng)所不容易確保。而且，廢棄物中的化學(xué)物質(zhì)在土中復(fù)合，有可能再合成新的化學(xué)物質(zhì)(有害物質(zhì))。另外，含有鉛等有害重金屬和二噁烷等有害化學(xué)物質(zhì)的廢棄物，因降雨等上述重金屬或化學(xué)物質(zhì)溶出，將土壤、河流、地下水污染(土壤污染、水質(zhì)污染)，引起大環(huán)境的破壞。
另外，對(duì)于廢棄物中的PCB或二噁烷等的恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?有效且安全的方法)還沒(méi)有研究出來(lái)，只有積蓄保管的方法，這種廢棄物在保管中因泄漏而污染環(huán)境，希望及早有解決方法。
為了解決上述各種問(wèn)題，希望有一種能不生成有害物質(zhì)地處理全部廢棄物的處理裝置。例如，不使廢棄物燃燒，而是用高溫將其分解的裝置。但是，要有效地得到使所有廢棄物熱分解的高溫，是很困難的，至今尚未解決。
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種低價(jià)的廢棄物用熱分解裝置，本發(fā)明的廢棄物用熱分解裝置，能對(duì)幾乎所有的廢棄物進(jìn)行熱分解處理，而不成生煤塵、氯化氫等氯化合物、NOx等氮化物、二噁烷等的有害物質(zhì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明由下述構(gòu)造構(gòu)成。即，本發(fā)明的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有加熱上述廢棄物的加熱室；將上述廢棄物導(dǎo)入上述加熱室內(nèi)的導(dǎo)入口；設(shè)在上述加熱室內(nèi)的至少一對(duì)電極；夾設(shè)在上述電極間的、以碳為主要成分的若干發(fā)光發(fā)熱體用球體構(gòu)成的發(fā)光發(fā)熱體，該發(fā)光發(fā)熱體在加電壓時(shí)產(chǎn)生放電；把上述廢棄物被熱分解后的分解氣體排出上述加熱室外的排氣口。
借助上述構(gòu)造，在上述發(fā)光發(fā)熱體用球體之間產(chǎn)生放電。該放電部分的溫度是3000℃左右的高溫，所以，利用該高溫，除了高沸點(diǎn)的金屬外，可將包括PCB的幾乎全部廢棄物熱分解為無(wú)害的低分子量物質(zhì)，而不生成二噁烷等的上述有害物質(zhì)。
這樣，即使是含有在通常的焚燒處理中不能處理的不燃性廢棄物的廢棄物，也不必分選，可一次進(jìn)行熱分解處理。另外，即使含有在焚燒處理時(shí)可能生成二噁烷的廢棄物，也不必分選，可進(jìn)行熱分解處理。因此，廢棄物處理時(shí)不很麻煩，也不要高成本。
另外，在熱分解處理后，幾乎不生成殘?jiān)?，所以，不需要去除殘?jiān)淖鳂I(yè)。
另外，對(duì)于焚燒廢棄物而生成二噁烷的殘留物、PCB等沒(méi)有恰當(dāng)處理方法、只靠蓄積保管方法的廢棄物，也同樣地可熱分解處理成為無(wú)害的低分子量物質(zhì)。
因此，本發(fā)明是通過(guò)有效且穩(wěn)定地產(chǎn)生約3000℃的極高溫并保持之而實(shí)現(xiàn)的。
雖然上述放電部分的溫度是約3000℃的高溫，但是在離開它十?dāng)?shù)cm位置處的溫度約在200℃以下。這樣，廢棄物用熱分解裝置的內(nèi)壁和外壁，即使是簡(jiǎn)單的構(gòu)造也能保持內(nèi)部的3000℃的高溫。因此，該廢棄物用熱分解裝置的構(gòu)造可以簡(jiǎn)單，可低價(jià)制造。
另外，由熱分解生成的低分子量物質(zhì)，從約3000℃被急冷到約200℃以下。如果是慢慢冷卻，則上述低分子量物質(zhì)處在容易生成二噁烷的溫度下的時(shí)間加長(zhǎng)，在冷卻中有時(shí)會(huì)再生成二噁烷。如上所述，由于上述低分子量物質(zhì)被急冷，所以再生成二噁烷的可能性幾乎沒(méi)有。
另外，上述廢棄物用熱分解裝置，最好備有將上述加熱室內(nèi)形成為無(wú)氧狀態(tài)的無(wú)氧狀態(tài)化機(jī)構(gòu)，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體處于無(wú)氧狀態(tài)下。這樣，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體不容易氧化劣化，發(fā)光發(fā)熱體用球體不容易變形，放電效率不容易降低，所以，可長(zhǎng)期間使用該發(fā)光發(fā)熱體用球體。例如，當(dāng)上述發(fā)光發(fā)熱體用球體是圓球形時(shí)，其放電效率非常高，但如果因氧化劣化而變形，則其放電效率會(huì)降低。另外，本發(fā)明中所說(shuō)的無(wú)氧狀態(tài)，是指氧濃度為空氣中的氧濃度以下的狀態(tài)。
雖然氧濃度越低越好，但只要在空氣中的氧濃度以下就沒(méi)有問(wèn)題。如果氧濃度超過(guò)了空氣中的氧濃度，則上述發(fā)光發(fā)熱體用球體容易氧化劣化。
另外，上述廢棄物用熱分解裝置，最好備有將上述加熱室內(nèi)形成真空狀態(tài)的減壓機(jī)構(gòu)，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體處于真空狀態(tài)下。這樣，放電效率好，容易得到高溫。而且用較少電力就能得到高溫，可降低廢棄物用熱分解裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。另外，與上述處于無(wú)氧狀態(tài)下同樣地，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體不容易劣化，可長(zhǎng)時(shí)間使用。
另外，在真空狀態(tài)下，由于分子的存在密度低，所以，分解后的分子不容易再結(jié)合而生成新的化學(xué)物質(zhì)。另外，本發(fā)明中的真空狀態(tài)，是指真空度為大氣壓以下的狀態(tài)。
雖然真空度越高越好，但中真空(10-2Pa以上、10Pa以下)即足夠，低真空也可以(10Pa以上、大氣壓以下)另外，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體，可由從木炭、石墨、碳復(fù)合材料中選擇出的至少一種構(gòu)成。上述木炭例如是備長(zhǎng)炭(一種日本有名的木炭)等。但是，木炭和石墨等那樣的碳類，在其表面和內(nèi)部有很多細(xì)孔，將氣體吸附在該細(xì)孔內(nèi)。所以，存在著在高溫下放出上述吸附氣體的問(wèn)題。因此，對(duì)木炭或石墨等那樣的碳類，最好進(jìn)行堵塞上述細(xì)孔等的防止氣體吸附的處理。
另外，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體，最好具有不浸透性。這樣，由于物質(zhì)的吸附性低，所以使用時(shí)不容易吸附上述有害物質(zhì)，或者在使用時(shí)放出吸附氣體等問(wèn)題較少產(chǎn)生。另外，由于不容易被有害物質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)劣化或氧化劣化，所以，可長(zhǎng)時(shí)間使用上述發(fā)光發(fā)熱體用球體。
另外，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體最好是球形。為了在發(fā)光發(fā)熱體間有效產(chǎn)生放電，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體相互間最好是點(diǎn)接觸，如果是線接觸或面接觸，則通電多，放電效率降低。把上述發(fā)光發(fā)熱體用球體做成為球形，發(fā)光發(fā)熱體用球體相互間的接觸必定是點(diǎn)接觸，所以，可有效地進(jìn)行放電，容易得到高溫，可降低廢棄物用熱分解裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體，長(zhǎng)期間使用后，因上述放電或氧化等而劣化，形狀可能變形。尤其是當(dāng)上述放電的部分集中在特定部位時(shí)，該部位的劣化就更大。但是，如果上述發(fā)光發(fā)熱體用球體是球形，則借助上述放電的作用，發(fā)光發(fā)熱體用球體旋轉(zhuǎn)，所以，產(chǎn)生放電的部分不容易集中在特定的部位，而在整個(gè)面上各點(diǎn)放電的可能性大。因此，即使上述發(fā)光發(fā)熱體用球體劣化或變形，由于形狀仍保持為球形，所以，上述放電效率降低的可能性小。
另外，只要上述發(fā)光發(fā)熱體用球體相互接觸的形態(tài)是點(diǎn)接觸，則上述發(fā)光發(fā)熱體用球體也可以是十二面體、二十面體等的多面體，本發(fā)明中的球形也包含多面體。但是，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體最好是圓球形。
另外，在上述加熱室內(nèi)，可備有把上述廢棄物壓接在上述發(fā)光發(fā)熱體用球體上的壓接機(jī)構(gòu)。
根據(jù)該構(gòu)造，上述廢棄物可有效地與發(fā)光發(fā)熱體用球體的放電部分接觸。這樣，上述廢棄物被有效地加熱到3000℃左右的高溫，所以，可提高廢棄物的熱分解效率。
另外，上述廢棄物用熱分解裝置備有過(guò)濾器，該過(guò)濾器由活性碳和木炭中的至少一方構(gòu)成，可供上述分解氣體通過(guò)。
這樣，即使上述分解氣體中含有碳化氫、重金屬、未分解的有害物質(zhì)，也能由上述過(guò)濾器將其吸附，可防止將重金屬等排出廢棄物用熱分解裝置外。
另外，還可以備有真空計(jì)和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，真空計(jì)用于測(cè)定上述加熱室內(nèi)的壓力，壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于根據(jù)真空計(jì)的測(cè)定值把上述加熱室內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
這樣，可自動(dòng)地將上述加熱室內(nèi)調(diào)節(jié)到最適當(dāng)?shù)膲毫Α?br>
另外，在上述加熱室內(nèi)壁的至少上述發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分與上述發(fā)光發(fā)熱用球體之間，可以備有以碳為主要成分的夾設(shè)材。這樣，由于上述加熱室的內(nèi)壁不與高溫的發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸，所以，不容易因熱而劣化，內(nèi)壁的耐久性提高。
上述夾設(shè)材的材質(zhì)，可以是不浸透性石墨等的碳材，其形狀無(wú)特別限定，可以是板狀、桿狀等。
另外，上述加熱室內(nèi)壁的至少上述發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分，是用不定形耐火物構(gòu)成的，該不定形耐火物至少含有從氮化硼(BN)、鈮(Nb)、碳化硅(SiC)、碳化硼(BxCy)、氧化鎂(MgO)、氧化鉿(HfO)、二氧化鉿(HfO2、氧化鈹鋁(Al2BeO4，BeO4·Al2O3)中選擇出的一種。
根據(jù)該構(gòu)造，不定形耐火物的耐熱性高，經(jīng)得住3000℃左右的高溫，所以上述加熱室內(nèi)壁的劣化少。
尤其是由于氮化硼的熔點(diǎn)高達(dá)3000℃，所以，含有它的不定形耐火物，其耐熱性好，上述加熱室內(nèi)壁不容易因熱而劣化或熔解。另外，高溫時(shí)的電絕緣性良好，所以，與發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸時(shí)不通電。
另外，如果添加鈮、碳化硅，則能提高高溫時(shí)的強(qiáng)度。另外，碳化硼中，含有作為2成分系有各種化合物，含有它的不定形耐火物，密度小強(qiáng)度高。另外，含有氧化鉿的不定形耐火物，耐蝕性好。含有氧化鎂的不定形耐火物，耐熱性和耐火性好。
另外，上述電極的至少一部分可以是棒狀或角狀，被上述發(fā)光發(fā)熱體用球體包圍著。這樣，上述的放電效率高。
另外，可以備有將液體狀廢棄物導(dǎo)入上述加熱室內(nèi)的導(dǎo)入管。
另外，備有將上述分解氣體中殘存的有害物質(zhì)熱分解，使該分解氣體無(wú)害化的分解氣體無(wú)害化裝置，該分解氣體無(wú)害化裝置備有加熱上述分解氣體的分解氣體加熱室；將上述分解氣體導(dǎo)入上述分解氣體加熱室內(nèi)的分解氣體導(dǎo)入口；設(shè)在上述分解氣體加熱室內(nèi)的至少一對(duì)第2電極；夾設(shè)在上述第2電極間的、由以碳為主要成分的若干第2發(fā)光發(fā)熱體用球體構(gòu)成的第2發(fā)光發(fā)熱體，該第2發(fā)光發(fā)熱體上加上電壓時(shí)，產(chǎn)生放電；把上述分解氣體被無(wú)害化后的無(wú)害化氣體排出上述分解氣體加熱室外的無(wú)害化氣體排氣口；由活性碳和木炭中的至少一方構(gòu)成、并供上述無(wú)害化氣體通過(guò)的過(guò)濾器。
根據(jù)該構(gòu)造，在上述分解氣體無(wú)害化裝置的第2發(fā)光發(fā)熱體用球體間產(chǎn)生放電。該放電部分為3000℃的高溫，所以，利用該高溫，即使上述分解氣體中含有碳化氫化合物或上述有害物質(zhì)，也可以由該分解氣體無(wú)害化裝置將它們完全熱分解，使上述分解氣體無(wú)害化。因此，將上述有害物質(zhì)排出廢棄物用熱分解裝置外的可能性幾乎沒(méi)有。
另外，上述分解氣體無(wú)害化裝置至少備有以下(a)～(d)中的一個(gè)(a)測(cè)定上述分解氣體加熱室內(nèi)壓力的第2真空計(jì)和根據(jù)該第2真空計(jì)的測(cè)定值把上述分解氣體加熱室內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到預(yù)定值的第2壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(b)在上述分解氣體加熱室內(nèi)壁中的至少上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分與上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體之間所備有的以碳為主要成分的第2夾設(shè)材；(c)至少上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分，是由不定形耐火物構(gòu)成的上述分解氣體加熱室的內(nèi)壁，上述不定形耐火物至少含有從氮化硼、鈮、碳化硅、碳化硼、氧化鎂、氧化鉿、二氧化鉿、氧化鈹鋁中選擇出的一種；
(d)被上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體包圍著的、至少一部分是桿狀或角狀的第2電極。
圖2是
圖1之廢棄物用熱分解裝置的A-A線斷面圖。
圖3是圖1之廢棄物用熱分解裝置的B-B線斷面圖。
圖4是說(shuō)明發(fā)光發(fā)熱體中的放電狀況的概念圖。
圖5是表示第1實(shí)施例之變形例的縱斷面圖。
圖6是表示第1實(shí)施例之變形例的水平斷面圖。
圖7是第2實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置的縱斷面圖。
圖8是圖7之廢棄物用熱分解裝置的C-C線斷面圖。
圖9是第3實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置的立體圖。
圖10是圖9之廢棄物用熱分解裝置的局部水平斷面圖。
圖11是第4實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置的縱斷面圖。
圖12是圖11之廢棄物用熱分解裝置的D-D線斷面圖。
圖13是第5實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置的縱斷面圖。
圖14是第6實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置中的加熱室下部的縱斷面圖和水平斷面圖。
圖15是第7實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置的縱斷面圖。
圖16是發(fā)光發(fā)熱體單元的架臺(tái)的立體圖。
圖17是固定著夾設(shè)材的架臺(tái)的側(cè)面圖和平面圖。
圖18是安裝著角狀電極的碳電極的立體圖。
本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。(第1實(shí)施例)圖1是表示第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1外觀的立體圖。圖2是圖1中的A-A線縱斷面圖。圖3是圖1中的B-B線縱斷面圖。
內(nèi)部備有加熱室10的廢棄物用熱分解裝置1，在其前面(圖3中是左側(cè)面)備有將廢棄物導(dǎo)入加熱室10內(nèi)的導(dǎo)入口20，在其后面(圖3中是右側(cè))備有排氣口21，該排氣口21將廢棄物被熱分解后生成的分解氣體排出加熱室10外。導(dǎo)入口20可用門22開閉，關(guān)閉時(shí)保持加熱室10內(nèi)部的氣密性。
廢棄物用熱分解裝置1的外壁11是4層構(gòu)造，從內(nèi)層起，由耐火混凝土13a、鐵板12a、耐火混凝土13b、涂敷著耐熱涂料的鐵板12b構(gòu)成。另外，最內(nèi)層的耐火混凝土13a的、位于后述發(fā)光發(fā)熱體用球體40下方的部分，置換為耐熱耐火磚14。在耐熱耐火磚14的砌縫部分，充填著耐火混凝土等不定形耐火物(圖未示)，以提高加熱室10的氣密性。
加熱室10內(nèi)雖然如后所述為3000℃的高溫，但是在離開發(fā)光發(fā)熱體用球體40十?dāng)?shù)cm位置處的溫度約在200℃以下，并且，由于加熱室10內(nèi)是無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)，所以熱傳導(dǎo)少，因此，外壁11可以做成這樣簡(jiǎn)單的構(gòu)造。
由耐火混凝土13a包圍著的長(zhǎng)方體狀空間，形成氣密性的加熱室10。從導(dǎo)入口20導(dǎo)入的廢棄物在該加熱室10內(nèi)被加熱而熱分解，生成的分解氣體從排氣口21排出。
在加熱室10的下部，充填著很多由石墨等碳材構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱體用球體40，構(gòu)成發(fā)光發(fā)熱體41。由于發(fā)光發(fā)熱體用球體40是球形，所以，相鄰發(fā)光發(fā)熱體用球體40相互為點(diǎn)接觸。關(guān)于該發(fā)光發(fā)熱體用球體40的構(gòu)造和制法，將在后面說(shuō)明。
在加熱室10的兩側(cè)面的下部，配設(shè)著構(gòu)成一對(duì)電極的2片板狀碳電極30、30，發(fā)光發(fā)熱體用球體40夾在該2片碳電極30、30之間。在該碳電極30、30上安裝著碳棒31、31，碳棒31貫穿外壁11伸到廢棄物用熱分解裝置1的外部。碳棒31也可以是耐熱耐火不銹鋼制的棒。但是，如果是耐熱耐火不銹鋼制的棒貫穿碳電極30與發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸的構(gòu)造時(shí)，為了防止劣化，必須用碳制覆蓋材覆蓋該接觸部分。
在排氣口21，用排氣管23連接著真空泵51。該真空泵51相當(dāng)于作為本發(fā)明構(gòu)成要件的無(wú)氧狀態(tài)化機(jī)構(gòu)或減壓機(jī)構(gòu)。另外，在排氣管23上設(shè)有圖未示的真空計(jì)和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。用上述真空計(jì)測(cè)定加熱室10內(nèi)的壓力，當(dāng)該壓力超過(guò)預(yù)定值時(shí)，由上述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)自動(dòng)地調(diào)節(jié)(排氣)多余的氣體，使加熱室10內(nèi)的壓力保持一定。另外，無(wú)氧狀態(tài)化機(jī)構(gòu)或減壓機(jī)構(gòu)可以是其它任意機(jī)構(gòu)，只要能將加熱室10內(nèi)形成為無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)即可。
在排氣管23內(nèi)，設(shè)有纖維狀的活性碳過(guò)濾器50。在活性碳的表面及內(nèi)部有無(wú)數(shù)細(xì)孔(該細(xì)孔中，有直徑2nm以下的微細(xì)孔、2nm以上100nm以下的中間細(xì)孔、100nm以上的大細(xì)孔)，其比表面比較大，約為500～1700m2／g，所以活性碳具有強(qiáng)吸附性，可選擇地吸附比較大的分子，也可以用各種大小的細(xì)孔吸附各種分子?；钚蕴加绕鋵?duì)甲烷等碳化氫類具有強(qiáng)吸附性。另外，也可以采用粒狀活性碳代替纖維狀的活性碳過(guò)濾器50。但也可以采用碳類以外材質(zhì)的過(guò)濾器，只要具有吸附性即可。
在廢棄物用熱分解裝置1兩側(cè)面設(shè)有碳電極30的部分，設(shè)有開口部52，用于進(jìn)行廢棄物用熱分解裝置1內(nèi)部的檢查和維修(發(fā)光發(fā)熱體用球體40、碳電極30等的劣化程度的檢查和更換)。
陶瓷制的板53覆蓋著開口部52，并用若干螺栓54將該板53固定在外壁11上。在板53與外壁11的鐵板12b表面間，夾設(shè)著圖未示的耐火片(密封材)，所以，充分保持廢棄物用熱分解裝置1內(nèi)的氣密性。在碳電極30與板53之間備有耐火混凝土55，所以，充分保持廢棄物用熱分解裝置1內(nèi)的保溫性。板53也可以是覆蓋著絕緣材的鐵板，也可以用耐熱耐火磚代替該耐火混凝土55。
板53、耐火混凝土55、碳電極30和碳棒31這四個(gè)部件，形成一體化的電極單元57。借助該構(gòu)造，更換碳電極30時(shí)，不必分別地取下板53、耐火混凝土55、碳電極30和碳棒31，只要取下一體化的電極單元57進(jìn)行更換，就可更換碳電極30，所以碳電極30的更換作業(yè)容易。
在開口部52的側(cè)面，備有覆蓋外層耐火混凝土13b斷面部分的鐵制四方形筒狀物56。耐火混凝土55的與四方形筒狀物56相向的部分由鐵板59覆蓋著，通過(guò)四方形筒狀物56與鐵板59的滑動(dòng)，電極單元57可容易地出入開口部52。
下面，說(shuō)明使用該廢棄物用熱分解裝置1，對(duì)廢棄物進(jìn)行熱分解處理的方法。
打開導(dǎo)入口20的門22，投入圖未示的廢棄物，載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上。
然后，使真空泵51動(dòng)作，將加熱室10內(nèi)減壓形成為真空狀態(tài)(例如可以是6．7×10-2Pa的高真空，也可以是0．02～0．06MPa的低真空)。因此，充填在加熱室10內(nèi)的發(fā)光發(fā)熱體用球體40也處于真空狀態(tài)下。
碳棒31、31連接著圖未示的電源。對(duì)碳電極30、30加上約200V(電流300～400A)的電壓時(shí)，在發(fā)光發(fā)熱體用球體40間產(chǎn)生放電，該放電在整個(gè)發(fā)光發(fā)熱體41中進(jìn)行。另外，為了提高該放電的強(qiáng)度，可以加400～500V(電流100～150A)的電壓。
下面，參照?qǐng)D4詳細(xì)說(shuō)明產(chǎn)生放電的構(gòu)造。圖4(a)表示發(fā)光發(fā)熱體用球體40相互呈點(diǎn)接觸的形態(tài)。圖4(b)是將其接觸部分放大的圖。
發(fā)光發(fā)熱體用球體40是球形的，所以其接觸形態(tài)是點(diǎn)接觸。但是，發(fā)光發(fā)熱體用球體40的表面有微小凹凸，所以在上述接觸部分，存在著微小凸部之間接觸的接觸點(diǎn)和間隙部。往那里加電壓時(shí)，雖然通過(guò)上述接觸點(diǎn)產(chǎn)生通電，但是發(fā)光發(fā)熱體用球體40之間接觸的面積小，不能通過(guò)大電流，所以在上述間隙部引起放電，產(chǎn)生火花42。因此，如果發(fā)光發(fā)熱體用球體40之間呈線接觸或面接觸而使接觸面積增大時(shí)，則有多的電流通過(guò)，放電效率降低。
該放電部分(火花42)的溫度約為3000℃，在加電壓后數(shù)十秒的短時(shí)間內(nèi)，發(fā)光發(fā)熱體用球體40的周邊穩(wěn)定在約3000℃的高溫。這時(shí)的廢棄物用熱分解裝置1外壁11(鐵板12b)的溫度是室溫。放電穩(wěn)定地產(chǎn)生后，所加的電壓在30V的低電壓(電流300～400A)即可。根據(jù)電壓的大小，可調(diào)節(jié)得到的溫度，所以，可根據(jù)需要改變電壓的大小。
發(fā)光發(fā)熱體用球體40長(zhǎng)期使用后，因上述放電或氧化等而劣化，其形狀可能會(huì)變形。尤其是當(dāng)上述放電的部分集中在特定部位時(shí)，該部位的劣化就更大。但是，如果上述發(fā)光發(fā)熱體用球體40是球形，則借助上述放電的作用，發(fā)光發(fā)熱體用球體40旋轉(zhuǎn)，所以，產(chǎn)生放電的部分不容易集中在特定的部位，而整個(gè)面上各點(diǎn)放電的可能性大。因此，即使上述發(fā)光發(fā)熱體用球體40劣化或變形，其形狀仍保持為球形。
載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上的廢棄物，被加熱到約3000℃的高溫，不燃燒地被熱分解，并且熱分解時(shí)不產(chǎn)生煤塵、氯化氫等氯化合物、NOx等氮化合物、二噁烷等的有害物質(zhì)，成為由無(wú)害低分子量物質(zhì)構(gòu)成的分解氣體。另外，當(dāng)廢棄物中含有上述有害物質(zhì)時(shí)，上述有害物質(zhì)被高溫?zé)岱纸猓瑯拥爻蔀橛蔁o(wú)害低分子量物質(zhì)構(gòu)成的分解氣體。
另外，由于約3000℃的高溫，除了高沸點(diǎn)的金屬外，能對(duì)以粉末或固體PCB為首的幾乎所有的廢棄物進(jìn)行熱分解處理。這時(shí)，幾乎不留下殘?jiān)?。因此，不僅生橡膠、樹脂等的一般廢棄物，就連瓶子等玻璃制品或罐等金屬制品等的不燃性廢棄物、工業(yè)廢棄物、醫(yī)療廢棄物、粉碎垃圾等各種廢棄物也不必分選，可一次地進(jìn)行熱分解處理。瓶等玻璃制品被粉碎后，成為與發(fā)光發(fā)熱體用球體40同樣程度的大小時(shí)，容易與發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸，提高熱分解速度。另外，對(duì)于不定形物，用壓縮的方法先將其固形化后再粉碎，同樣地可提高熱分解速度。
上述放電產(chǎn)生熱，同時(shí)也產(chǎn)生光。在有害物質(zhì)的熱分解中，該光具有促進(jìn)其分解反應(yīng)的效果。尤其是在二噁烷的熱分解中，其效果更高。
在生成的上述分解氣體中，除了無(wú)害低分子量物質(zhì)外，有時(shí)也含有碳化氫或金屬等，它們被活性碳過(guò)濾器50吸附，所以，幾乎不排出廢棄物用熱分解裝置1外。另外，雖然也可能殘存微量的上述有害物質(zhì)，但它們也被活性碳過(guò)濾器50吸附，所以，也幾乎不排出廢棄物用熱分解裝置1外。
該活性碳過(guò)濾器50通過(guò)被120～200℃的水蒸氣吹噴，可以再生、重復(fù)使用。因此，在經(jīng)濟(jì)性和防止二次公害方面具有優(yōu)越性。另外，被吸附的金屬的比率增高了的活性碳，通過(guò)用工業(yè)用研磨機(jī)等粉碎，利用比重進(jìn)行篩分，可以回收金屬。
導(dǎo)入口20、排氣口21、真空泵51、圖未示上述壓力調(diào)節(jié)裝置等在廢棄物用熱分解裝置1上的位置，并不限定于本實(shí)施例，可以設(shè)在其它位置，只要能達(dá)到本發(fā)明目的即可。例如，真空泵51在本實(shí)施例中是安裝在廢棄物用熱分解裝置1的外部，但也可以內(nèi)藏在廢棄物用熱分解裝置1的內(nèi)部。
本實(shí)施例中，是將廢棄物載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上進(jìn)行熱分解處理的，但最好在廢棄物上加上荷重，或者用彈簧等對(duì)廢棄物施加壓力，通過(guò)用這些方法把廢棄物壓接在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上，這樣，廢棄物與發(fā)光發(fā)熱體用球體40的接觸效率高，所以，可提高廢棄物的熱分解速度。
圖5和圖6表示第1實(shí)施例的變形例。該變形例中備有將廢棄物壓接在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上的壓接機(jī)構(gòu)。圖5是廢棄物用熱分解裝置1a的縱斷面圖。圖6是廢棄物用熱分解裝置1a的水平斷面圖。圖5、圖6中，與第1實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置1相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。
與第1實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置1中相同的部分，其說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
用自身荷重將廢棄物60壓接在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上的壓接板61，通過(guò)繩狀物62以水平狀態(tài)懸掛在加熱室10內(nèi)。為了使壓接板61穩(wěn)定地保持水平狀態(tài)，繩狀物62在中途分支成4根，分別固定在壓接板61的四角。
繩狀物62與安裝在廢棄物用熱分解裝置1a上面的升降裝置64連接，升降裝置64將繩狀物62卷起或放出，使壓接板61在加熱室10內(nèi)升降。
在加熱室10內(nèi)壁的兩側(cè)面，設(shè)有沿上下方向延伸的溝槽66。在壓接板61與溝槽66相向的位置，備有與溝槽66嵌合的凸部68。在該凸部68嵌合在溝槽66內(nèi)的狀態(tài)使壓接板61升降，所以，壓接板61能沿著溝槽66穩(wěn)定地升降。
上述壓接板61、繩狀物62和升降裝置64構(gòu)成壓接機(jī)構(gòu)，借助該壓接機(jī)構(gòu)，可以使壓接板61根據(jù)廢棄物60的分解程度(廢棄物60的大小變化)降下，所以，將廢棄物60壓接在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上，總保持著效率良好的接觸狀態(tài)。結(jié)果，可提高廢棄物60的分解速度。分解速度的提高雖然因壓接板61的重量、廢棄物的種類、真空度等的條件而有所不同，但可將廢棄物60的分解速度提高30～40％。
另外，雖然繩狀物62穿過(guò)廢棄物用熱分解裝置1a的外壁11與升降裝置64連接，但做成為能充分保持加熱室10內(nèi)氣密性的構(gòu)造。
壓接板61的材質(zhì)無(wú)特別限定，只要具有足夠的重量、耐熱性、耐蝕性即可。繩狀物62的材質(zhì)也無(wú)特別限定，只要具有強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性即可。具體地說(shuō)，壓接板61和繩狀物62的材質(zhì)，最好采用碳材、不浸透性石墨、陶瓷、耐熱不銹鋼等。另外，升降裝置64可以是電動(dòng)的或手動(dòng)的。
本變形例中所采用的壓接機(jī)構(gòu)，是利用壓接板61的荷重將廢棄物60壓接在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上，但也可以采用利用彈簧等的彈力，將廢棄物推壓到發(fā)光發(fā)熱體用球體40上的壓接機(jī)構(gòu)。(第2實(shí)施例)圖7是表示第2實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置2的縱斷面圖。圖8是圖7中的C-C線水平斷面圖。與第1實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。
第2實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置2，備有適合于將液體導(dǎo)入加熱室內(nèi)的導(dǎo)入口20，適用于對(duì)廢油、廢液、PCB等液體狀廢棄物進(jìn)行處理。與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1相同的部分，其說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
供液體狀廢棄物流入的導(dǎo)入管24，貫穿廢棄物用熱分解裝置2的側(cè)面，水平地延伸到加熱室10內(nèi)。導(dǎo)入管24在加熱室10內(nèi)分支成若干根管(圖8例中是2根)，然后合流為一根。合流后的導(dǎo)入管24伸入到與上述貫穿的側(cè)面相反側(cè)的側(cè)面，這樣固定在廢棄物用熱分解裝置2的加熱室10內(nèi)。
在導(dǎo)入管24的位于加熱室10內(nèi)部分的下面，設(shè)有若干孔26，在導(dǎo)入管24內(nèi)流過(guò)來(lái)的液體狀廢棄物28，根據(jù)需要從孔26呈噴射狀放出，與發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸。由該導(dǎo)入管24和孔26構(gòu)成適合于導(dǎo)入液體狀廢棄物的導(dǎo)入口20。
導(dǎo)入管24的位于加熱室10內(nèi)部分的形狀無(wú)特別限定，可以自由設(shè)計(jì)。本實(shí)施例中，是將導(dǎo)入管24分支成若干根后再合流的形態(tài)，但也可以不將導(dǎo)入管24分支，也可以分支后不合流。
導(dǎo)入管24的材質(zhì)無(wú)特別限定，只要具有耐熱性和對(duì)于液體狀廢棄物的耐蝕性即可。具體地說(shuō)，導(dǎo)入管24的材質(zhì)，最好采用碳材、不浸透性石墨、陶瓷、耐熱不銹鋼等。
關(guān)于使用該廢棄物用熱分解裝置2，將液體狀廢棄物熱分解的方法，與上述第1實(shí)施例相同，其說(shuō)明從略。(第3實(shí)施例)圖9是表示第3實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置3外觀的立體圖。圖10是其局部(分解氣體無(wú)害化裝置3b)的水平斷面圖。
第3實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置3，是將熱分解裝置3a與分解氣體無(wú)害化裝置3b連接而構(gòu)成的。熱分解裝置3a是對(duì)廢棄物進(jìn)行熱分解的裝置。分解氣體無(wú)害化裝置3b，是把在熱分解裝置3a中對(duì)廢棄物進(jìn)行熱分解時(shí)生成的分解氣體加熱到高溫，把該分解氣體中可能殘存的上述有害物質(zhì)熱分解，使該分解氣體無(wú)害化的裝置。
熱分解裝置3a，除了不備有過(guò)濾器50和真空泵51外，其余與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1相同，該相同部分的說(shuō)明省略，只說(shuō)明分解氣體無(wú)害化裝置3b的構(gòu)造。對(duì)于熱分解裝置3a，與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。另外，熱分解裝置3a，也可以采用與第2實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置2相同的裝置。
內(nèi)部備有分解氣體加熱室110的分解氣體無(wú)害化裝置3b，在其前面?zhèn)溆蟹纸鈿怏w導(dǎo)入口120，該導(dǎo)入口120用于將上述分解氣體導(dǎo)入分解氣體加熱室110內(nèi)；在其后面?zhèn)溆袩o(wú)害化氣體排氣口121，該無(wú)害化氣體排氣口121用于將上述分解氣體被無(wú)害化后的無(wú)害化氣體排出分解氣體加熱室110外。熱分解裝置3a的排氣口21和分解氣體無(wú)害化裝置3b的分解氣體導(dǎo)入口120由連接管101連接。真空泵151和無(wú)害化氣體排氣口121由排氣管123連接。
分解氣體無(wú)害化裝置3b的外壁111與熱分解裝置3a同樣地是4層構(gòu)造，從內(nèi)層起，由耐火混凝土113a、鐵板112a、耐火混凝土113b、涂敷著耐熱涂料的鐵板112b構(gòu)成。另外，最內(nèi)層的耐火混凝土113a中的、位于后述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140下方的部分，置換為圖未示的耐熱耐火磚。在該耐熱耐火磚的砌縫部分，充填著耐火混凝土等不定形耐火物(圖未示)，以提高分解氣體加熱室110的氣密性。
分解氣體加熱室110內(nèi)雖然如后所述為3000℃的高溫，但是在離開第2發(fā)光發(fā)熱體用球體十?dāng)?shù)cm位置處的溫度約在200℃以下，并且，由于加熱室110內(nèi)是無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)，所以熱傳導(dǎo)少，因此，外壁111可以做成這樣簡(jiǎn)單的構(gòu)造。
由耐火混凝土113a包圍著的長(zhǎng)方體狀空間，形成氣密性的分解氣體加熱室110。最內(nèi)層耐火混凝土113a的備有分解氣體導(dǎo)入口120及無(wú)害化氣體排氣出口121的部分，設(shè)有貫通耐火混凝土113a的若干孔115，可供上述分解氣體及無(wú)害化氣體流通。
借助該構(gòu)造，從分解氣體導(dǎo)入口120導(dǎo)入的分解氣體，在該分解氣體加熱室110內(nèi)被加熱而熱分解成為無(wú)害化氣體，該無(wú)害化氣體從無(wú)害化氣體排氣口121排出。
在該分解氣體加熱室110內(nèi)，設(shè)有由耐熱耐火磚構(gòu)成的若干個(gè)(圖10例中是6個(gè))隔壁116，分解氣體加熱室110被這些隔壁116在分解氣體無(wú)害化裝置3b的長(zhǎng)度方向劃分為若干個(gè)(圖10例中是7個(gè))小室110a～110g。最前面?zhèn)鹊男∈?10a與分解氣體導(dǎo)入口120相連，最后面?zhèn)鹊男∈?10g與無(wú)害化氣體排氣口121相連。
在各隔壁116的約全面上設(shè)有若干孔117，該孔117貫穿隔壁116使相鄰小室連通。借助該構(gòu)造，在分解氣體加熱室110內(nèi)形成直線形態(tài)的分解氣體的流路，從分解氣體導(dǎo)入口120進(jìn)入的分解氣體，按照最前面?zhèn)鹊男∈?10a、孔117、小室110b、孔117、小室110c、孔117、小室110d、孔117、小室110e、孔117、小室110f、孔117、最后面?zhèn)刃∈?10g的順序，約直線地通過(guò)分解氣體加熱室110內(nèi)后，從無(wú)害化氣體排氣口121排出。
在最后面?zhèn)刃∈?10g以外的任意小室(圖10例中是從前面?zhèn)葦?shù)起第2個(gè)及第5個(gè)小室110b、110e)的左右兩側(cè)面，配設(shè)著構(gòu)成一對(duì)第2電極的板狀碳電極130。在該碳電極130上安裝著碳棒131，該碳棒131貫穿外壁111伸出到分解氣體無(wú)害化裝置3b的外部。
在最后面?zhèn)鹊男∈?10g內(nèi)，備有用于吸附碳化氫或重金屬等的、纖維狀活性碳過(guò)濾器150和備長(zhǎng)炭158。在配設(shè)著上述碳電極130的小室內(nèi)，充填著與第1實(shí)施例的發(fā)光發(fā)熱體用球體40同樣構(gòu)造的第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140，構(gòu)成第2發(fā)光發(fā)熱體。另外，也可以用粒狀活性碳代替纖維狀的活性碳過(guò)濾器150。但也可以采用碳類以外材質(zhì)的過(guò)濾器，只要具有吸附性即可。
孔115、117的大小和形狀無(wú)特別限定，只要第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140不能通過(guò)即可。當(dāng)?shù)?發(fā)光發(fā)熱體用球體140是球形時(shí)，上述孔最好采用三角形。另外，孔115、117的形狀也可以是朝水平方向或垂直方向延伸的縫隙狀。例如，可以將陶瓷制柱狀物平行排列，形成縫隙狀的孔117，以此代替開設(shè)著孔117的隔壁116。該縫隙狀的孔由于能加大孔115、117的開口部分面積，所以適合于分解氣體流量大的情況。
在分解氣體無(wú)害化裝置3b兩側(cè)面的設(shè)有碳電極130的部分，設(shè)有開口部152，可用于進(jìn)行分解氣體無(wú)害化裝置3b內(nèi)部的檢查和維修(第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140、碳電極130等的劣化程度檢查和更換)。
陶瓷制的板153覆蓋著開口部152，并用若干螺栓154將該板153固定在外壁111上。在板153與外壁111的鐵板112b表面間，夾設(shè)著圖未示的耐火片(密封材)，所以，充分保持分解氣體無(wú)害化裝置3b內(nèi)的氣密性。在碳電極130與板153之間備有耐火混凝土155，所以，充分保持分解氣體無(wú)害化裝置3b內(nèi)的保溫性。板153也可以是覆蓋著絕緣材的鐵板，也可以用耐熱耐火磚代替該耐火混凝土155。
板153、耐火混凝土155、碳電極130和碳棒131這四個(gè)部件，形成一體化的電極單元157。借助該構(gòu)造，更換碳電極130時(shí)，不必分別地取下板153、耐火混凝土155、碳電極130和碳棒131，只要取下一體化的電極單元157進(jìn)行更換，就可更換碳電極130，所以碳電極130的更換作業(yè)容易。
在開口部152的側(cè)面，備有覆蓋外層耐火混凝土113b斷面部分的鐵制四方形筒狀物156。耐火混凝土155與四方形筒狀物156相向的部分由鐵板159覆蓋著，通過(guò)四方形筒狀物156與鐵板159的滑動(dòng)，電極單元157可容易地出入開口部152。
在分解氣體無(wú)害化裝置3b的上面(圖9、圖10的例中，是各小室110b、110e、110g的上方部分)，設(shè)有用于進(jìn)行其內(nèi)部檢查或維修的檢查口160，可進(jìn)行第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140、耐火混凝土等的劣化程度的檢查、第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的更換等。
根據(jù)分解氣體中所含有害物質(zhì)的種類、濃度、要分解處理的廢棄物量等條件，可以自由設(shè)計(jì)分解氣體的流路的形態(tài)，例如直線的或彎曲的。另外，也可以適當(dāng)調(diào)節(jié)充填第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的小室的數(shù)目和第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的數(shù)量等。本實(shí)施例中，上述分解氣體的流路是朝水平方向延伸的形態(tài)，但也可以是朝垂直方向延伸的形態(tài)。
另外，根據(jù)要分解處理的廢棄物量和生成的分解氣體量等，也可以把所需要的若干分解氣體無(wú)害化裝置3b安裝在熱分解裝置3a上。因此，也適用于處理大量廢棄物的設(shè)施。
下面，說(shuō)明使用廢棄物用熱分解裝置3，將廢棄物熱分解的方法。
打開廢棄物用熱分解裝置3的熱分解裝置3a的門22，將廢棄物投入加熱室10內(nèi)并載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上。使真空泵151動(dòng)作，將熱分解裝置3a的加熱室10內(nèi)和分解氣體無(wú)害化裝置3b的分解氣體加熱室110內(nèi)減壓，形成為真空狀態(tài)(例如可以是6．7×10-2Pa的高真空，也可以是0．02～0．06MPa的低真空)。因此，加熱室10內(nèi)的發(fā)光發(fā)熱體用球體40和分解氣體加熱室110內(nèi)的第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140處于真空狀態(tài)下。
向碳電極30和碳電極130加電壓，使得發(fā)光發(fā)熱體用球體40間以及第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電。另外，若干碳電極130呈串聯(lián)排列，與圖未示電源連接。雖然也可以呈并聯(lián)配置，但串聯(lián)配置的放電效率高，容易得到高溫。
上述放電部分約為3000℃的高溫，所以，與第1實(shí)施例同樣地，廢棄物被熱分解成為分解氣體。該分解氣體從排氣口21排出，通過(guò)連接管101從分解氣體導(dǎo)入口120導(dǎo)入到分解氣體無(wú)害化裝置3b的分解氣體加熱室110內(nèi)。
導(dǎo)入了的分解氣體，與在第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電的部分(火花)接觸，成為約3000℃的高溫，所以，當(dāng)該分解氣體中含有碳化氫化合物、二氧化碳、二噁烷等有害物質(zhì)時(shí)，這些有害物質(zhì)被熱分解，該分解氣體成為無(wú)害化氣體。在該無(wú)害化氣體中，也有可能殘存一些碳化氫化合物或上述有害物質(zhì)，有時(shí)也含有金屬。但是，它們被纖維狀的活性碳過(guò)濾器150和備長(zhǎng)炭158吸附，所以，幾乎不從廢棄物用熱分解裝置3排出到外部。
該分解氣體無(wú)害化裝置3b中，至少設(shè)有以下(a)～(d)中的一個(gè)(a)測(cè)定分解氣體加熱室內(nèi)110內(nèi)壓力的圖未示第2真空計(jì)和根據(jù)該第2真空計(jì)的測(cè)定值把分解氣體加熱室110內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到預(yù)定值的圖未示的第2壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(b)在分解氣體加熱室110內(nèi)壁中的、至少與第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的部分與第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140之間所備有的以碳為主要成分的圖未示的第2夾設(shè)材；(c)與第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的部分，是由不定形耐火物構(gòu)成的分解氣體加熱室110的內(nèi)壁，上述不定形耐火物至少含有從氮化硼、鈮、碳化硅、碳化硼、氧化鎂、氧化鉿、二氧化鉿、氧化鈹鋁中選擇出的一種；(d)由上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140包圍著的、至少一部分為棒狀或角狀的第2電極(圖未示)。(第4實(shí)施例)圖11是從正面看第4實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置4的縱斷面圖。圖12是圖11中的D-D線水平斷面圖。與第1及第3實(shí)施例中相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。
第4實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置4，是將第3實(shí)施例中的熱分解裝置3a和分解氣體無(wú)害化裝置3b一體化而構(gòu)成的廢棄物用熱分解裝置，除了外形為長(zhǎng)方體狀(第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1是將2個(gè)長(zhǎng)方體狀上下疊置而構(gòu)成的形狀)以及加熱室10內(nèi)部構(gòu)造不同外，其余部分與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1相同，所以，相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
在加熱室10的上部，設(shè)有由耐熱耐火磚構(gòu)成的水平隔壁16和垂直隔壁18分隔成的分解氣體加熱室110。在垂直隔壁18上，設(shè)有貫穿該隔壁18的若干孔118，該孔118構(gòu)成分解氣體導(dǎo)入口。最內(nèi)層耐火混凝土13a的備有排氣口21的部分，設(shè)有貫穿耐火混凝土13a的若干孔115，該孔115使排氣口21(同時(shí)也是無(wú)害化氣體排出口)與分解氣體加熱室110連通。
根據(jù)該構(gòu)造，廢棄物被熱分解后生成的分解氣體，從加熱室10通過(guò)孔118導(dǎo)入分解氣體加熱室110內(nèi)。然后，通過(guò)孔115從排氣口21排出到廢棄物用熱分解裝置4的外部。
孔115、118的大小和形狀無(wú)特別限定，只要后述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140不能通過(guò)即可。當(dāng)?shù)?發(fā)光發(fā)熱體用球體140是球形時(shí)，上述孔最好采用三角形。另外，孔115、118的形狀也可以是朝水平方向或垂直方向延伸的縫隙狀。例如，可以將陶瓷制柱狀物平行排列，形成縫隙狀的孔118，以此代替開設(shè)著孔118的隔壁18。該縫隙狀的孔由于能加大孔115、118的開口部分面積，所以適合于分解氣體流量大的情況。
在分解氣體加熱室110內(nèi)，充填著第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140，構(gòu)成第2發(fā)光發(fā)熱體。由于第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140是球形的，所以，相鄰第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140相互間是點(diǎn)接觸。
在加熱室10的兩側(cè)面上部(分解氣體加熱室110的兩側(cè)面)，配設(shè)著構(gòu)成一對(duì)第2電極的2片板狀碳電極130、130，第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140夾設(shè)在該2片板狀碳電極130、130之間。在該碳電極130上安裝著碳棒131、131，該碳棒131貫穿外壁11伸出到廢棄物用熱分解裝置4的外部。另外，碳棒131也可以是耐熱耐火不銹鋼制的棒。但是，如果是耐熱耐火不銹鋼制的棒貫穿碳電極130與第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的構(gòu)造時(shí)，為了防止劣化，必須用碳制覆蓋材覆蓋該接觸部分。
在廢棄物用熱分解裝置4兩側(cè)面的設(shè)有碳電極130的部分，設(shè)有開口部152，該開口部152與設(shè)有碳電極30部分的開口部52相同，可用于分解氣體加熱室110內(nèi)部的檢查和維修(第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140、碳電極130等的劣化程度檢查和更換)。
與開口部52同樣地，陶瓷制的板153覆蓋著開口部152，并用若干螺栓154將該板153固定在外壁11上。在板153與外壁11的鐵板12b表面間，夾設(shè)著圖未示的耐火片(密封材)，所以，充分保持廢棄物用熱分解裝置4內(nèi)的氣密性。在碳電極130與板153之間備有耐火混凝土155，所以，充分保持廢棄物用熱分解裝置4內(nèi)的保溫性。板153也可以是覆蓋著絕緣材的鐵板，也可以用耐熱耐火磚代替該耐火混凝土155。
與開口部52同樣地，板153、耐火混凝土155、碳電極130和碳棒131這四個(gè)部件，形成一體化的電極單元157。借助該構(gòu)造，更換碳電極130時(shí)，不必分別地取下板153、耐火混凝土155、碳電極130和碳棒131，只要取下一體化的電極單元157進(jìn)行更換，就可更換碳電極130，所以碳電極130的更換作業(yè)容易。
在開口部152的側(cè)面，備有覆蓋外層耐火混凝土13b斷面部分的鐵制四方形筒狀物156。耐火混凝土155的與四方形筒狀物156相向的部分由鐵板159覆蓋著，通過(guò)四方形筒狀物156與鐵板159的滑動(dòng)，電極單元157可容易地出入開口部152。
在廢棄物用熱分解裝置4的上面，設(shè)有用于進(jìn)行分解氣體加熱室110內(nèi)部檢查或維修的檢查口160，可進(jìn)行第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140、耐火混凝土等的劣化程度的檢查、第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的更換等。
根據(jù)分解氣體中所含有害物質(zhì)的種類、濃度、要分解處理的廢棄物量等條件，可以調(diào)節(jié)分解氣體加熱室110的構(gòu)造和第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的數(shù)量等。
另外，廢棄物用熱分解裝置4中的相當(dāng)于分解氣體無(wú)害化裝置3b的部分，與第3實(shí)施例的分解氣體無(wú)害化裝置3b同樣地，也可以備有上述(a)～(d)中的至少一個(gè)。
下面，說(shuō)明使用該廢棄物用熱分解裝置4，將廢棄物熱分解的方法。
打開廢棄物用熱分解裝置4的門22，將廢棄物投入加熱室10內(nèi)并載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上。使真空泵51動(dòng)作，將廢棄物用熱分解裝置4內(nèi)減壓，形成真空狀態(tài)(例如可以是6．7×10-2Pa的高真空，也可以是0．02～0．06MPa的低真空)。因此，加熱室10內(nèi)的發(fā)光發(fā)熱體用球體40和分解氣體加熱室110內(nèi)的第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140也處于真空狀態(tài)下。
向碳電極30和碳電極130加電壓，使得發(fā)光發(fā)熱體用球體40間以及第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電。
上述放電部分約為3000℃的高溫，所以，與第1實(shí)施例同樣地，廢棄物被熱分解成為分解氣體。該分解氣體通過(guò)孔118導(dǎo)入到分解氣體加熱室110內(nèi)。由于在第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電的部分也成為約3000℃的高溫，所以，與該放電部分接觸了的上述分解氣體被加熱至約3000℃。因此，即使上述分解氣體中含有碳化氫化合物、二氧化碳、二噁烷等有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)也被熱分解成為無(wú)害的無(wú)害化氣體。該無(wú)害化氣體經(jīng)過(guò)孔115通過(guò)過(guò)濾器50，所以，當(dāng)該無(wú)害化氣體中還殘存著碳化氫化合物和上述有害物質(zhì)時(shí)，或者該無(wú)害化氣體含有金屬等時(shí)，這些碳化氫化合物、有害物質(zhì)、金屬等被過(guò)濾器50吸附。因此，碳化氫化合物、有害物質(zhì)和金屬等幾乎不排出到廢棄物用熱分解裝置4的外部，只將無(wú)害的低分子量物質(zhì)排出。
該把熱分解裝置和分解氣體無(wú)害化裝置一體化的小型廢棄物用熱分解裝置，適合于排出少量廢棄物的小規(guī)模設(shè)施。(第5實(shí)施例)圖13是從側(cè)面看的第5實(shí)施例之廢棄物用熱分解裝置5的縱斷面圖。與第1、第3及第4實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。
第5實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置5，與第4實(shí)施例同樣地，是把第3實(shí)施例中的熱分解裝置3a和分解氣體無(wú)害化裝置3b一體化而構(gòu)成的廢棄物用熱分解裝置。除了其大小是大型的及加熱室10內(nèi)構(gòu)造不同外，其余與第4實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置4基本上相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
與第4實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置4同樣地，在加熱室10的上部，設(shè)有由耐熱耐火磚構(gòu)成的水平隔壁16和垂直隔壁18分隔成的分解氣體加熱室110。在垂直隔壁18的上部，設(shè)有貫穿該隔壁18的若干孔118，該孔118構(gòu)成分解氣體導(dǎo)入口。最內(nèi)層耐火混凝土13a的備有排氣口21的部分，設(shè)有貫穿耐火混凝土13a的若干孔115，該孔115使排氣口21(同時(shí)也是無(wú)害化氣體排出口)與分解氣體加熱室110連通。
在分解氣體加熱室110，設(shè)有由耐熱耐火磚構(gòu)成的若干個(gè)(圖13例中是2個(gè))隔壁116，分解氣體加熱室110被這些隔壁116在前后(圖13中是左右)劃分成若干個(gè)(圖13例中是3個(gè))小室110a、110b、110c。最前面?zhèn)?圖13中是左側(cè))的小室110a借助孔118與加熱室10連通，最后面?zhèn)?圖13中是右側(cè))的小室110c借助孔115與排氣口21連通。另外，在各隔壁116的全面上設(shè)有若干孔117，該孔117貫穿隔壁116使相鄰小室連通。
借助該構(gòu)造，廢棄物被熱分解而生成的分解氣體，從加熱室10通過(guò)孔118導(dǎo)入分解氣體加熱室110內(nèi)。再依次通過(guò)小室110a、孔117、小室110b、孔117、小室110c、孔115，從排出口21排出。
最后面?zhèn)刃∈?10c以外的任意小室(圖13例中是小室110a、110b)內(nèi)，充填著第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140，構(gòu)成第2發(fā)光發(fā)熱體。由于第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140是球形的，所以相鄰第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140相互是點(diǎn)接觸。
另外，最后面?zhèn)刃∈?10c內(nèi)備有纖維狀的活性碳過(guò)濾器50。在排氣管23內(nèi)沒(méi)有活性碳過(guò)濾器。另外，也可以用粒狀活性碳過(guò)濾器代替纖維狀活性碳過(guò)濾器50，也可以是其它材質(zhì)的過(guò)濾器，只要具有吸附性即可。
孔115、117、118的大小和形狀無(wú)特別限定，只要第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140不能通過(guò)即可。當(dāng)?shù)?發(fā)光發(fā)熱體用球體140是球形時(shí)，上述孔最好采用三角形。另外，孔115、117、118的形狀也可以是朝水平方向或垂直方向延伸的縫隙狀。例如，可以將陶瓷制柱狀物平行排列，形成縫隙狀的孔117，以此代替開設(shè)著孔117的隔壁116。該縫隙狀的孔由于能加大孔115、117、118的開口部分面積，所以適合于分解氣體流量大的情況。
在充填著第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的小室的兩側(cè)面，配設(shè)著構(gòu)成一對(duì)第2電極的2片板狀碳電極(圖13中未示，是與第4實(shí)施例中的碳電極130同樣的構(gòu)造)。第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140夾設(shè)在上述碳電極之間。在該碳電極上安裝著碳棒(圖13中未示，是與第4實(shí)施例中的碳棒131同樣的構(gòu)造)，該碳棒貫穿外壁11伸出到廢棄物用熱分解裝置5的外部。
在廢棄物用熱分解裝置5中，除了上述碳電極和碳棒外，電極單元和開口部的構(gòu)造(圖13中未示)也與第4實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置4的電極單元157和開口部152相同。因此，該部分的說(shuō)明從略。
另外，在廢棄物用熱分解裝置5的上面(各小室110a～110c的上方部分)，設(shè)有用于進(jìn)行分解氣體加熱室110內(nèi)部檢查或維修的檢查口160，可進(jìn)行第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140、耐火混凝土等的劣化程度的檢查、第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的更換等。
另外，在廢棄物用熱分解裝置5中，根據(jù)要處理的廢棄物種類和量，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)加熱室10的大小。另外，根據(jù)分解氣體中所含的有害物質(zhì)種類、濃度等條件，也可以適當(dāng)調(diào)節(jié)充填第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的小室數(shù)目和第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的數(shù)量。
另外，廢棄物用熱分解裝置5中的相當(dāng)于分解氣體無(wú)害化裝置3b的部分，與第3實(shí)施例的分解氣體無(wú)害化裝置3b同樣地，也可以備有上述(a)～(d)中的至少一個(gè)。
下面，說(shuō)明使用該廢棄物用熱分解裝置5，將廢棄物熱分解的方法。
打開廢棄物用熱分解裝置5的門22，將廢棄物從導(dǎo)入口20投入加熱室10內(nèi)并載置在發(fā)光發(fā)熱體用球體40上。使真空泵51動(dòng)作，將廢棄物用熱分解裝置5內(nèi)減壓，形成為真空狀態(tài)(例如可以是6．7×10-2Pa的高真空，也可以是0．02～0．06MPa的低真空)。因此，加熱室10內(nèi)的發(fā)光發(fā)熱體用球體40和分解氣體加熱室110內(nèi)的第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140也處于真空狀態(tài)下。
向加熱室10內(nèi)的發(fā)光發(fā)熱體用的碳電極、以及向分解氣體加熱室110內(nèi)的第2發(fā)光發(fā)熱體用的碳電極(圖13中均未示)加電壓，使得發(fā)光發(fā)熱體用球體40間以及第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電。
上述放電部分約為3000℃的高溫，所以，與第1實(shí)施例同樣地，廢棄物被熱分解成為分解氣體。該分解氣體通過(guò)孔118導(dǎo)入到分解氣體加熱室110內(nèi)。由于在第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140間產(chǎn)生放電的部分也成為約3000℃的高溫，所以，在通過(guò)充填著第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的小室(圖13例中，是小室110a、110b)期間，與該放電部分接觸了的上述分解氣體被加熱至約3000℃。因此，即使上述分解氣體中含有碳化氫化合物、二氧化碳、二噁烷等有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)也被熱分解成為無(wú)害的無(wú)害化氣體。
該無(wú)害化氣體通過(guò)過(guò)濾器50，所以，當(dāng)該無(wú)害化氣體中殘存著碳化氫化合物、上述有害物質(zhì)、金屬等時(shí)，這些碳化氫化合物、有害物質(zhì)、金屬等被過(guò)濾器50吸附。因此，碳化氫化合物、有害物質(zhì)和金屬等幾乎不排出到廢棄物用熱分解裝置5的外部，只將無(wú)害的低分子量物質(zhì)排出。
該把熱分解裝置和分解氣體無(wú)害化裝置一體化的大型廢棄物用熱分解裝置5，與第4實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置4相比，可熱分解處理多量的廢棄物。因此，適用于比一般家庭排出多量廢棄物的設(shè)施(例如飯館、醫(yī)院、工廠等)另外，也可以使廢棄物用熱分解裝置5的大小更大型化。這樣，可熱分解處理大量的廢棄物，適用于排出大量廢棄物的設(shè)施(例如大規(guī)模的工廠等)。(第6實(shí)施例)在第1～5實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1～5中，在加熱室10的內(nèi)壁(耐火混凝土13a和耐熱耐火磚14)或分解氣體加熱室110的內(nèi)壁(耐火混凝土113a和圖未示的耐熱耐火磚)中至少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的部分，設(shè)有若干凸部，可減少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的使用量。
圖14的(a)和(b)，是廢棄物用熱分解裝置的加熱室10的下部局部縱斷面圖(相當(dāng)于圖3)和局部水平斷面圖。與第1實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)牟糠郑⒁韵嗤瑯?biāo)記。
本實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置，與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1基本相同，相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
在加熱室10的底面(耐熱耐火磚14)上，設(shè)有若干三角柱狀的凸部15，其長(zhǎng)度方向與碳電極30的板面成直角，該凸部15相隔一定間隔并相互平行地配設(shè)在2片碳電極30、30之間。
發(fā)光發(fā)熱體用球體40配置在平行配設(shè)的凸部15之間，發(fā)光發(fā)熱體用球體40被凸部15分成若干小組，并且利用凸部15的斜面15a，可減少發(fā)光發(fā)熱體用球體40的數(shù)量，所以可減少電的使用量，比較經(jīng)濟(jì)。
凸部15的材質(zhì)可以是與加熱室10的內(nèi)壁同樣的材質(zhì)(耐火混凝土或耐熱耐火磚)，也可以是高密度化的不浸透性碳或石墨等碳材。另外，凸部15的形狀不限于上述的三角柱狀，可以是其它形狀，只要具有上述效果即可。(第7實(shí)施例)在第1～第5實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1～5中，在加熱室10的內(nèi)壁(耐火混凝土13a和耐熱耐火磚14)或分解氣體加熱室110的內(nèi)壁(耐火混凝土113a和圖未示的耐熱耐火磚)中至少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的部分，設(shè)有由不浸透性石墨構(gòu)成的半圓柱狀?yuàn)A設(shè)材19。這樣，由于發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140不與上述內(nèi)壁接觸，所以，上述內(nèi)壁不容易被發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140發(fā)出的高溫劣化或熔解。
夾設(shè)材19也可以半圓形的管狀，也可以是覆蓋上述內(nèi)壁中至少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸部分的板狀。
圖15是廢棄物用熱分解裝置7的縱斷面圖。與第1實(shí)施例相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，注以相同?biāo)記。
本實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置7，與第1實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1基本相同，相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同的部分。
在加熱室10的底面(耐熱耐火磚14)上配設(shè)著若干半圓柱狀?yuàn)A設(shè)材19，其長(zhǎng)度方向與碳電極30的板面平行，該夾設(shè)材19相隔一定間隔并相互平行地配設(shè)在2片碳電極30、30之間。另外，在加熱室10的內(nèi)壁下部(虛線所示發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸的部分)，配設(shè)著同形狀的夾設(shè)材19，其長(zhǎng)度方向與加熱室10的底面成直角，該夾設(shè)材19相隔一定間隔并相互平行地配設(shè)在2片碳電極30、30之間。這些夾設(shè)材19，其球面部分朝著加熱室10內(nèi)，其平面部分與加熱室10的內(nèi)壁或底面相接。另外，相互平行地配置著的半圓柱狀?yuàn)A設(shè)材19之間的間隔，小于發(fā)光發(fā)熱體用球體40的直徑。
這些半圓柱狀?yuàn)A設(shè)材19，由高密度化的不浸透性碳和石墨構(gòu)成。
底面的夾設(shè)材19，也可以垂直于碳電極30板面地配設(shè)。
另外，夾設(shè)材19，也可以是將圓柱狀物直徑的1／2～2／3的部分伸出地埋設(shè)在加熱室10的內(nèi)壁及底面。
這樣，加熱室10的內(nèi)壁中發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸的部分上，由于設(shè)有半圓柱狀?yuàn)A設(shè)材19，所以，發(fā)光發(fā)熱體用球體40不與加熱室10的上述內(nèi)壁及底面接觸，從而上述內(nèi)壁及底面不容易被熱劣化或熔解。
另外，由于夾設(shè)材19具有球面，所以?shī)A設(shè)材19與發(fā)光發(fā)熱體用球體40也是點(diǎn)接觸。這樣，不成為通電狀態(tài)，放電效率高。
另外，與發(fā)光發(fā)熱體用球體40接觸的夾設(shè)材19，由于是由高密度化不浸透性的碳和石墨構(gòu)成的，所以，即使發(fā)光發(fā)熱體41超過(guò)3000℃即使上升到5000℃，也能經(jīng)受住該高溫。
另外，夾設(shè)材19的材質(zhì)，可以是與加熱室10的內(nèi)壁同樣的耐火混凝土或耐熱耐火磚等的不定形耐火物，但這時(shí)只能保持3000℃的耐熱性。
本實(shí)施例中，最初加的電壓是400～500V，對(duì)發(fā)光發(fā)熱體41施加強(qiáng)電力，可使其溫度一下子上升到5000℃。在5000℃時(shí)，幾乎所有的物質(zhì)都被分解，連一般焚燒爐的殘留物即灰都可分解，所以完全沒(méi)有殘留物。另外，由于分解速度快，所以可持續(xù)地分解大量廢棄物。另外，一旦達(dá)到5000℃后，保持30V左右的電壓即可，廢棄物用熱分解裝置7可以低成本運(yùn)轉(zhuǎn)。
發(fā)光發(fā)熱體41即使成為近5000℃的高溫，由于加熱室10內(nèi)是無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)，所以，在距發(fā)光發(fā)熱體41約20～30cm的位置，溫度急劇降低，不需要對(duì)廢棄物用熱分解裝置7進(jìn)行冷卻。
碳和石墨在超高溫度下是超導(dǎo)電性的材料，有效地利用它的這一性質(zhì)。
如果將該加熱室10的內(nèi)壁和底面的構(gòu)造，用于上述分解氣體無(wú)害化裝置3b，則可有效地使分解氣體無(wú)害化。
另外，將上述夾設(shè)材19和發(fā)光發(fā)熱體用球體40一體化，作為發(fā)光發(fā)熱體單元，將該發(fā)光發(fā)熱體單元設(shè)置在加熱室10內(nèi)的碳電極30、30之間，也可與上述同樣地運(yùn)轉(zhuǎn)廢棄物用熱分解裝置7。
下面參照?qǐng)D16和圖17說(shuō)明該例。圖16是固定夾設(shè)材19的架臺(tái)80的立體圖。圖17的(a)和(b)是固定著夾設(shè)材19的架臺(tái)80的側(cè)面圖和平面圖。
架臺(tái)80的構(gòu)造是，在矩形框體81的四角，備有向下方延伸的腳82。另外，根據(jù)需要也可以在框體81的各邊中央部附近設(shè)置腳82。
若干圓柱狀的夾設(shè)材19，沿著框體81的平行的2邊，與該2邊成直角地、并且隔開一定間隔地相互平行地架設(shè)固定在該平行的2邊上。若干夾設(shè)材19，隔開上述間隔相互平行且鉛直地固定著在該2邊上。上述間隔小于發(fā)光發(fā)熱體用球體40的直徑。另外，夾設(shè)材19也可以是半圓柱狀的。
設(shè)置著該夾設(shè)材19的架臺(tái)上(被夾設(shè)材19包圍著的部分)，載置著若干發(fā)光發(fā)熱體用球體40，形成為由夾設(shè)材19和發(fā)光發(fā)熱體用球體40一體化了的發(fā)光發(fā)熱體單元。
發(fā)光發(fā)熱體用球體40被夾設(shè)材19包圍并與夾設(shè)材19接觸，所以，發(fā)光發(fā)熱體用球體40不與加熱室10的上述內(nèi)壁及底面接觸，因此，上述內(nèi)壁及底面不容易被熱劣化或熔解。
由于夾設(shè)材19具有球面，所以，與發(fā)光發(fā)熱體用球體40也是點(diǎn)接觸，這樣，不形成通電狀態(tài)，放電效率高。
除了廢棄物用熱分解裝置7兩側(cè)面的開口部52外，最好在正面也設(shè)置開口部分，這樣，上述發(fā)光發(fā)熱體單元可以出入，發(fā)光發(fā)熱體用球體40的更換作業(yè)更加容易。并且可從3個(gè)方向進(jìn)行微量殘留物的清掃作業(yè)、上述發(fā)光發(fā)熱體單元及電極單元57等的修理、檢查、更換等作業(yè)。
夾設(shè)材19由高密度化的不浸透性碳和石墨構(gòu)成。架臺(tái)80的材質(zhì)沒(méi)有限定，只要具有足夠的耐熱性即可，可用鐵板等簡(jiǎn)單的材質(zhì)，所以，上述發(fā)光發(fā)熱體單元的修理、檢查、更換作業(yè)容易。(第8實(shí)施例)在第1～7實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1～5及7中，在碳電極30、30及碳電極130、130上，與該兩碳電極30、130的板面成直角地配設(shè)著前端尖銳的圓柱狀、即角狀的電極30a、130a。圖18是安裝著角狀電極30a的碳電極30的立體圖。
根據(jù)該構(gòu)造，由于發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱用球體140與電極的接觸點(diǎn)數(shù)增加，所以，放電效率更高，可用更短的時(shí)間得到3000℃的高溫。
另外，為了與發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱用球體140的接觸狀態(tài)成為更完全的點(diǎn)接觸，角狀電極30a、130a的形狀最好是圓柱狀，但也可以是角柱狀。另外，前端也可以不是尖銳狀(可以是桿狀)。另外，與上述板面的角度最好是直角，但也可以不是直角。另外，配設(shè)的角狀電極30a、130a的數(shù)目無(wú)特別限定，通常是1～5個(gè)。其材質(zhì)通常與上述兩碳電極30、130相同。(第9實(shí)施例)在第1～8實(shí)施例的廢棄物用熱分解裝置1～5及7中，加熱室10的內(nèi)壁(耐火混凝土13a和耐熱耐火磚14)或分解氣體加熱室110的內(nèi)壁(耐火混凝土113a和圖未示的耐熱耐火磚)中至少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸的部分，是用含有氮化硼的不定形耐火物(耐火混凝土、耐熱耐火磚等)構(gòu)成的。
氮化硼的熔點(diǎn)是3000℃，在高溫下具有電絕緣性。因此，提高加熱室10或分解氣體加熱室110的內(nèi)壁中至少發(fā)光發(fā)熱體用球體40或第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140接觸部分的耐熱性，即使到達(dá)3000℃附近的高溫，也不容易劣化或熔解。
另外，也可不采用含氮化硼的不定形耐火物，而采用其它的不定形耐火物，該其它的不定形耐火物至少含有從氮化硼、鈮、碳化硅、碳化硼、氧化鎂、氧化鉿、二氧化鉿、氧化鈹鋁中選擇出的一種。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述各實(shí)施例中使用的、由石墨構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱體用球體40和第2發(fā)光發(fā)熱體用球體140的制造方法及物性。(制造例1)把55重量份的酚醛系樹脂和45重量份的0．1～0．5mm長(zhǎng)度的丙烯腈系纖維混合。另外，也可以用聚二乙烯苯樹脂代替酚醛系樹脂。另外，也可以用動(dòng)植物纖維、丙烯腈系纖維與動(dòng)植物纖維的混合物代替丙烯腈系纖維。該丙烯腈系纖維等的纖維，在發(fā)光發(fā)熱體用球體的制造工序中碳化，在發(fā)光發(fā)熱體用球體的內(nèi)部成為碳纖維。
把酚醛系樹脂和丙烯腈系纖維的混合物充填到金屬模具中，施加使該酚醛系樹脂硬化的熱和壓力，成形為球形(例如直徑為33mm)。另外，成形物的形狀也可以是半球形、長(zhǎng)方體、圓柱形等的形狀。形成為半球體時(shí)，在該階段將2個(gè)半球體一體化而成形為球體。另外，該成形物也可以具有用于注入所需成分的孔或凹部。
然后，對(duì)該成形物在不活性氣體中用250～300℃實(shí)施耐火化處理，再用1000～1500℃碳化。接著，用2000～3000℃使其石墨化，再實(shí)施整形處理(表面處理)。
在碳化和石墨化工序中，用熱靜水壓成形(HIP)法各向同性地一邊施加30MPa以上的壓力，一邊反復(fù)地進(jìn)行在不活性氣體中的燒制，這樣，使石墨高密度化。HIP法是對(duì)于球形也可各向同性地施加壓力的方法。
通常，石墨和碳類的表面及內(nèi)部存在很多細(xì)孔，這些細(xì)孔的表面積一般為全表面積的25％左右。但是，通過(guò)上述的操作，可以使存在于該石墨表面及內(nèi)部的細(xì)孔的表面積，減少到全表面積的10％以下，有時(shí)可減少到5％以下。
使用酚醛系樹脂作為填充料時(shí)，可得到細(xì)孔較少的石墨，但采用一邊施加上述壓力一邊燒制的方式，可得到精度好、不浸透性的石墨。該不浸透性的石墨在較大的實(shí)用溫度范圍內(nèi)，幾乎對(duì)所有的化學(xué)藥品部具有耐蝕性。并且，與一般的耐蝕性材料相比，具有極高的熱傳導(dǎo)性。另外，熱穩(wěn)定性好，對(duì)于急劇的溫度變化也不容易受不良影響。
酚醛系樹脂的添加量最好在10～60重量份范圍內(nèi)。如果酚醛系樹脂超過(guò)60重量份，則得到的不浸透性石墨的比重輕，另外，氣泡容易進(jìn)入內(nèi)部，或者容易殘存未硬化部分(膠狀部分)，并且在碳化工序和石墨化工序中，不容易各向同性地施加壓力。另外，如果小于10重量份，則不容易將酚醛系樹脂和丙烯腈系纖維一體化成為成形物。為了不產(chǎn)生上述問(wèn)題，酚醛系樹脂的添加量最好在20～55重量份。但是，考慮到耐熱沖擊性，酚醛系樹脂只要具有凝固丙烯腈系纖維的量即足夠了，所以其量最好少一些。
通過(guò)上述操作，可得到由不浸透性石墨構(gòu)成的球形(直徑30mm)的發(fā)光發(fā)熱用球體。做成為長(zhǎng)方體、圓柱形等形狀時(shí)，用研磨等將其形成為球形，作為發(fā)光發(fā)熱體用球體。
由于該發(fā)光發(fā)熱體用球體由不浸透性石墨構(gòu)成，所以，只具有與橡膠同等程度或其以下的氣體吸附性。而且，強(qiáng)度是通常石墨的2至3倍，硬度在65以上(本制造例中是68)，密度在1．87g／cm3以上(可用纖維的混合比例調(diào)節(jié))。另外，張拉強(qiáng)度是16．7MPa，彎曲強(qiáng)度是35．3MPa，壓縮強(qiáng)度是98．0MPa，彈性率是12700MPa以上，熱膨脹系數(shù)是3．0×10-6／℃，熱傳導(dǎo)度是151W／m·℃，耐熱溫度是3000℃。另外，其化學(xué)性質(zhì)方面，對(duì)于濃硫酸、硝酸等強(qiáng)酸性藥品、氫氧化鈉水溶液等強(qiáng)堿性藥品具有良好的耐蝕性。但是，以酚醛系樹脂作為原料時(shí)，耐堿性稍差。其耐蝕性試驗(yàn)的結(jié)果如表1～3表示。各表中的濃度項(xiàng)中的“全”，表示“全濃度”。
由于發(fā)光發(fā)熱體由上述那樣的不浸透性石墨構(gòu)成，所以，具有以下的優(yōu)良特性。
(1)不容易被上述有害物質(zhì)等的化學(xué)物質(zhì)劣化。
(2)不容易與環(huán)境中的氧、或者上述廢棄物等分解生成的氧反應(yīng)，不容易劣化，另外，幾乎不產(chǎn)生一氧化碳或二氧化碳。
(3)由于強(qiáng)度高，所以磨耗少，耐久性好。
(4)由于細(xì)孔少，所以不容易吸附有害物質(zhì)。另外，由于幾乎不吸附氣體等，所以，在高溫下極少放出吸附氣體。
(5)電氣和熱的傳導(dǎo)性優(yōu)良。
(6)能抵抗溫度急劇變化引起的沖擊。
本制造例的發(fā)光發(fā)熱體用球體，雖然在空氣中也能無(wú)問(wèn)題地使用，但是在真空狀態(tài)或無(wú)氧狀態(tài)下使用時(shí)，發(fā)光發(fā)熱體用球體不容易氧化劣化，所以最好在真空狀態(tài)或無(wú)氧狀態(tài)下使用。尤其是在真空狀態(tài)下，放電效率高，容易得到高溫，所以，能用少量的電力得到高溫，可降低為得到高溫所化的費(fèi)用。
表1 1)A完全不被浸蝕B幾乎不被浸蝕表2 1)A完全不被浸蝕B幾乎不被浸蝕表3 1)A完全不被浸蝕B幾乎不被浸蝕2)道化學(xué)社制的熱媒體(制造例2)除了使用原料外，其余與制造例1完全相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同部分。
除了使用石墨粉末(固定碳99．9％，平均粒徑4μm)代替制造例1中的丙烯腈系纖維外，其余與制造例1完全同樣地制造發(fā)光發(fā)熱體用球體。另外，石墨粉末也可以是碳黑粉、焦炭、備長(zhǎng)炭等的木炭微粉、或者它們中的2種以上的混合物。
這樣得到的發(fā)光發(fā)熱體用球體，具有與制造例1的發(fā)光發(fā)熱體用球體同樣優(yōu)良的特性。(制造例3)除了使用原料外，其余與制造例1完全相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同部分。
把55重量份的酚醛系樹脂、40重量份的石墨粉末(固定碳99．9％，平均粒徑4μm)、5重量份的碳纖維混合。另外，也可以用聚二乙烯苯樹脂代替酚醛系樹脂。另外，石墨粉末也可以是碳黑粉、焦炭、備長(zhǎng)炭等的木炭微粉、丙烯腈系纖維、動(dòng)植物纖維、或者它們中的2種以上的混合物。
對(duì)酚醛系樹脂、石墨粉末、碳纖維的混合物，進(jìn)行與制造例1同樣的操作，制成由高密度且細(xì)孔少的不浸透性石墨構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱體用球體。
這樣得到的發(fā)光發(fā)熱體用球體，具有與制造例1的發(fā)光發(fā)熱體用球體同樣優(yōu)良的特性，并且，由于添加了碳纖維，強(qiáng)度更高。
酚醛系樹脂的添加量最好是10～60重量份，石墨粉末的添加量最好是30～90重量份，碳纖維的添加量最好是1～10重量份。用該比例可制造各種特性的發(fā)光發(fā)熱體用球體。如果酚醛系樹脂超過(guò)60重量份，則產(chǎn)生與制造例1中同樣的問(wèn)題。如果少于10重量份，則不容易將酚醛系樹脂和丙烯腈系纖維一體化成為成形物。為了不產(chǎn)生上述問(wèn)題，酚醛系樹脂的添加量最好在20～55重量份。但是，考慮到耐熱沖擊性，酚醛系樹脂只要具有用于凝固丙烯腈系纖維的量即足夠了，所以其量最好少一些。
另外，如果碳纖維的添加量少于1重量份，則提高強(qiáng)度的效果小，如果超過(guò)10重量份，則得到的發(fā)光發(fā)熱體用球體上容易產(chǎn)生裂縫。從保證強(qiáng)度和不容易產(chǎn)生裂縫考慮，碳纖維的添加量最好是3～7重量份。(制造例4)除了使用原料外，其余與制造例1完全相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同部分。
將55重量份的酚醛系樹脂、40重量份的石墨粉末(固定碳99．9％，平均粒徑4μm)、5重量份的鎢粉末(平均粒徑1．0μm左右，毛比重(無(wú)荷重)4．22，純度99．9％以上)混合。另外，也可以用聚二乙烯苯樹脂代替酚醛系樹脂。另外，石墨粉末也可以是碳黑粉、焦炭、備長(zhǎng)炭等的木炭微粉、丙烯腈系纖維、動(dòng)植物纖維、或者它們中的2種以上的混合物。另外，鎢也可以用鈦粉末(平均粒徑1．0μm，毛比重1．5～2．0，純度99．9％以上)或上述鎢粉末與上述鈦粉末的混合物代替。
對(duì)酚醛系樹脂、石墨粉末、鎢粉末的混合物，進(jìn)行與制造例1同樣的操作，制成由高密度且細(xì)孔少的不浸透性石墨構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱體用球體。但是，與制造例1不同的是，本制造例的發(fā)光發(fā)熱體用球體含有鎢，另外，在石墨化的最終工序中，具有在不活性氣體中進(jìn)行約3000℃的熱處理工序。
通過(guò)約3000℃的熱處理，鎢變成了一碳化二鎢(W2C，分子量379．71，密度17．2g／cm3，莫氏硬度9，電阻率81μΩ／cm(25℃)。另外，鈦?zhàn)兂闪颂蓟?TiC，分子量59．9，熔點(diǎn)3140±90℃，沸點(diǎn)4300℃，密度4．94g／cm3，電阻率193μΩ／cm(室溫))。一碳化二鎢被加熱到2400℃以上時(shí)，其結(jié)晶形是穩(wěn)定的β型。
鈦的融點(diǎn)是1675℃，沸點(diǎn)是3262℃，密度是4．54g／cm3，成為碳化鈦后，其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)大幅度上升，密度也成為高密度。另外，鎢的熔點(diǎn)是3387℃，沸點(diǎn)是5962℃。
由含有該一碳化二鎢和／或碳化鈦的不浸透性石墨構(gòu)成的發(fā)光發(fā)熱體用球體，除了具有制造例1中的上述(1)～(6)的特性外，與制造例1中的不含一碳化二鎢和／或碳化鈦的發(fā)光發(fā)熱體用球體相比，其耐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度(硬度高、彈性率310000～440000MPa)、耐熱性(經(jīng)受3000℃以上)更好。另外，電氣通電性好(電阻率在70μΩ／cm以下。本制造例中是10μΩ／cm)。放電效率良好。
另外，在不活性氣體中的約3000℃的熱處理，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(a)熱處理后，不必對(duì)發(fā)光發(fā)熱體用球體進(jìn)行光輝熱處理(使發(fā)光發(fā)熱體用球體的表面具有光澤的處理)等的修整處理或精加工。
(b)使用時(shí)發(fā)光發(fā)熱體用球體的變形小。
(c)無(wú)公害。
另外，酚醛系樹脂的添加量最好是10～60重量份，石墨粉末的添加量最好是20～89重量份，鎢粉末的添加量最好是1～20重量份。如果酚醛系樹脂超過(guò)上述范圍，則產(chǎn)生制造例3中所述的問(wèn)題。另外，如果鎢粉末的添加量超過(guò)10重量份時(shí)，為了使酚醛系樹脂、石墨粉末、鎢粉末一體化成為成形物，酚醛系樹脂的添加量最好為20～60重量份。
另外，如果鎢粉末的添加量不足1重量份，則提高機(jī)械物性、耐蝕性、耐熱性的效果??；如果超過(guò)了20重量份，則上述機(jī)械物性降低，發(fā)光發(fā)熱體用球體上容易產(chǎn)生裂縫，發(fā)光發(fā)熱體用球體的加工性變差。為了提高了機(jī)械物性、耐蝕性、耐熱性、并且不產(chǎn)生上述裂縫和加工性的問(wèn)題，鎢粉末的添加量最好為5～10重量份。
但是，上述裂縫和加工性的問(wèn)題，在把2個(gè)半球體一體化形成為發(fā)光發(fā)熱體用球體的情況下容易產(chǎn)生，在從一開始就把原料成形為球形的情況下不容易產(chǎn)生。因此，將原料成形為具有孔或凹部的球形，把鎢粉末從該孔或凹部注入，制造發(fā)光發(fā)熱體用球體時(shí)，即使鎢粉末的添加量超過(guò)10重量份，也不容易產(chǎn)生上述問(wèn)題。因此，當(dāng)鎢粉末的添加量在10重量份以上、20重量份以下時(shí)，最好采用上述方法。(制造例5)本制造例中，石墨粉末用量大于酚醛樹脂量。除了使用原料外，其余與制造例1完全相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同部分。
將20重量份的酚醛系樹脂、70重量份的石墨粉末(固定碳99．9％，平均粒徑4μm)、10重量份的鎢粉末(平均粒徑1．0μm左右，純度99．9％以上)混合。另外，也可以用聚二乙烯苯樹脂代替酚醛系樹脂。另外，石墨粉末也可以是碳黑粉、焦炭、備長(zhǎng)炭等的木炭微粉、丙烯腈系纖維、動(dòng)植物纖維、或者它們中的2種以上的混合物。另外，鎢粉末也可以用鈦粉末、或上述鎢粉末與上述鈦粉末的混合物代替。
對(duì)酚醛系樹脂、石墨粉末、鎢粉末的混合物，進(jìn)行與制造例1同樣的操作，制成由高密度且細(xì)孔少的不浸透性石墨構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱體用球體。
這樣得到的發(fā)光發(fā)熱體用球體，具有與制造例4的發(fā)光發(fā)熱體用球體同樣優(yōu)良的特性，其比重是1．5～1．8。但是，如果使用比重為9．0g／cm3的鎢粉末(用98MPa的壓力碾壓得到)，則發(fā)光發(fā)熱體用球體的比重是2．66～2．7。為了使發(fā)光發(fā)熱體用球體保持不浸透性、以及施加壓力高密度化，最好使用比重為9．0g／cm3的鎢粉末。(制造例6)除了使用原料外，其余與制造例1完全相同，所以相同部分的說(shuō)明從略，只說(shuō)明不同部分。
將20重量份的酚醛系樹脂、10～20重量份的鋯粉末、60～70重量份的石墨粉末(固定碳99．9％，平均粒徑4μm)混合。另外，也可以用聚二乙烯苯樹脂代替酚醛系樹脂。另外，石墨粉末也可以是碳黑粉、焦炭、備長(zhǎng)炭等的木炭微粉、丙烯腈系纖維、動(dòng)植物纖維、或者它們中的2種以上的混合物。
將酚醛系樹脂、鋯粉末、炭纖維的混合物先加熱到250～300℃，使酚醛樹脂硬化，再用1900℃(鋯的熔點(diǎn)1875℃以上)進(jìn)行HIP燒制，使碳與鋯反應(yīng)，成為碳化鋯ZrC(熔點(diǎn)3540℃，沸點(diǎn)5100℃，莫氏硬度8～9以上)。形成高密度且細(xì)孔少的碳材。然后用3000℃進(jìn)行HIP燒制，制成由不浸透性石墨構(gòu)成的球形發(fā)光發(fā)熱用球體。另外，添加的金屬是鋯時(shí)，由于其熔點(diǎn)是1857℃，所以，用其熔點(diǎn)以上的1900℃進(jìn)行HIP燒制。但是，如果添加的金屬是其它金屬時(shí)，為了與碳反應(yīng)成為金屬碳化物，最好用該金屬熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行HIP燒制。
這樣得到的發(fā)光發(fā)熱體用球體，具有與制造例1的發(fā)光發(fā)熱體用球體同樣優(yōu)良的特性，并且，由于添加了鋯粉末，發(fā)光發(fā)熱體用球體的耐熱性更好。
另外，如果鋯粉末的添加量不足10重量份，則不能較大地提高耐熱性；如果超過(guò)20重量份，則與制造例4和5同樣地，有容易產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。
另外，也可以用鈮粉末(Nb)或硼粉末(B)代替鋯粉末，也可以將該3種粉末中的2種以上混合使用。另外，也可以在它們中添加鎢粉末和／或鈦粉末。添加量分別是10～20重量份，這些金屬成分的總計(jì)添加量不超過(guò)40重量份。另外，石墨粉末(碳黑粉末)最好是40重量份以上，作為粘合劑的酚醛樹脂最好為20重量份。
另外，并用鋯粉末和鈮粉末時(shí)，它們?cè)诟邷叵路磻?yīng)，其反應(yīng)生成物具有超導(dǎo)電性。另外，鈮與石墨粉末(碳黑粉末)反應(yīng)成為碳化鈮，具有提高發(fā)光發(fā)熱體用球體的耐熱性、硬度、導(dǎo)電性的效果。
上面說(shuō)明的各制造例中，是把原料放入金屬模具內(nèi)加熱、加壓而成形為球形。但也可以把原料放入小盒內(nèi)加熱、加壓成形為桿狀后，再切削加工成球形。這時(shí)，把原料放入小盒內(nèi)后，將小盒內(nèi)抽氣成為真空，加熱使酚醛系樹脂硬化。把溫度提高到1900℃以上，用49～294MPa的壓力進(jìn)行HIP燒制，再用3000℃進(jìn)行HIP燒制。
另外，即使在進(jìn)行3000℃燒制前的階段，也已成為非常高密度化的碳材，所以，如果將該桿狀碳材研削加工成球形，可以作為細(xì)孔少的發(fā)光發(fā)熱體用球體使用。
采用金屬模具的方法中，必須進(jìn)行成形為球形的工序和HIP燒制工序這樣兩個(gè)完全不同的工序，而采用該小盒的方法中，只需要HIP燒制工序這樣一個(gè)工序，所以更經(jīng)濟(jì)。
小盒的材質(zhì)無(wú)特別限定，只要在高溫下不與原料起反應(yīng)即可，通常可采用不銹鋼、鋁、鐵等。(制造例7)下面，說(shuō)明用瀝青(石油瀝青、煤焦油瀝青、松根油瀝青等)作為粘合劑的例子。
把石墨粉末(也可以是碳黑粉末)、瀝青、金屬粉末和少量的(最小限的)溶劑混合，裝入由不銹鋼、鋁、鐵等構(gòu)成的圓柱形小盒內(nèi)(裝入量是小盒容量的80vol％)。將該小盒內(nèi)抽氣成為真空，用1000℃燒制后，在49～294MPa的壓力下用1900℃以上燒制，使其碳化。再用3000℃使其石墨化，加工成球形，制成了由高密度且細(xì)孔少的不浸透性石墨構(gòu)成的發(fā)光發(fā)熱體用球體。
另外，石墨粉末是40重量份以上。金屬粉末是從鎢粉末、鈦粉末、鋯粉末、鈮粉末、硼粉末中選出的一種以上，總計(jì)是10～20重量份。
另外，即使在進(jìn)行3000℃的石墨化前的階段，也已成為非常高密度化的碳材，所以，如果將其研削加工成球形，可以作為細(xì)孔少的發(fā)光發(fā)熱體用球體使用。(制造例8)上述制造例1～6中，加壓和燒制工序是在不活性氣體中進(jìn)行的，如果該不活性氣體是氮?dú)猓瑒t添加的金屬成分等氮化，可更加提高發(fā)光發(fā)熱體用球體的強(qiáng)度、硬度、以及對(duì)于放電的耐受度。
另外，把在制造例1～7中制造的發(fā)光發(fā)熱體用球體，放在氮環(huán)境下用1900～2000℃的溫度再次燒制，可得到同樣的效果。
權(quán)利要求
1．廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有加熱上述廢棄物的加熱室；將上述廢棄物導(dǎo)入上述加熱室內(nèi)的導(dǎo)入口；設(shè)在上述加熱室內(nèi)的至少一對(duì)電極；夾設(shè)在上述電極間的、以碳為主要成分的若干發(fā)光發(fā)熱體用球體構(gòu)成的發(fā)光發(fā)熱體，該發(fā)光發(fā)熱體在加電壓時(shí)產(chǎn)生放電；把上述廢棄物被熱分解后的分解氣體排出上述加熱室外的排氣口。
2．如權(quán)利要求1所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有將上述加熱室內(nèi)形成為無(wú)氧狀態(tài)的無(wú)氧狀態(tài)化機(jī)構(gòu)，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體處于無(wú)氧狀態(tài)下。
3．如權(quán)利要求1所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有將上述加熱室內(nèi)形成真空狀態(tài)的減壓機(jī)構(gòu)，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體處于真空狀態(tài)下。
4．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體，由從木炭、石墨、碳復(fù)合材料中選擇出的至少一種構(gòu)成。
5．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體具有不浸透性。
6．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述發(fā)光發(fā)熱體用球體是球形。
7．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，在上述加熱室內(nèi)，備有把上述廢棄物壓接在上述發(fā)光發(fā)熱體用球體上的壓接機(jī)構(gòu)。
8．如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有過(guò)濾器，該過(guò)濾器由活性碳和木炭中的至少一方構(gòu)成，可供上述分解氣體通過(guò)。
9．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有真空計(jì)和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，真空計(jì)測(cè)定上述加熱室內(nèi)的壓力，壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)根據(jù)真空計(jì)的測(cè)定值把上述加熱室內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到預(yù)定值。
10．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，在上述加熱室內(nèi)壁的至少上述發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分與上述發(fā)光發(fā)熱用球體之間，備有以碳為主要成分的夾設(shè)材。
11．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述加熱室內(nèi)壁的至少上述發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分，是用不定形耐火物構(gòu)成的，該不定形耐火物至少含有從氮化硼、鈮、碳化硅、碳化硼、氧化鎂、氧化鉿、二氧化鉿、氧化鈹鋁中選擇出的一種。
12．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述電極的至少一部分是棒狀或角狀，被上述發(fā)光發(fā)熱體用球體包圍著。
13．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有將液體狀廢棄物導(dǎo)入上述加熱室內(nèi)的導(dǎo)入管。
14．如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，備有將上述分解氣體中殘存的有害物質(zhì)熱分解，使該分解氣體無(wú)害化的分解氣體無(wú)害化裝置，該分解氣體無(wú)害化裝置備有加熱上述分解氣體的分解氣體加熱室；將上述分解氣體導(dǎo)入上述分解氣體加熱室內(nèi)的分解氣體導(dǎo)入口；設(shè)在上述分解氣體加熱室內(nèi)的至少一對(duì)第2電極；夾設(shè)在上述第2電極間的、由以碳為主要成分的若干第2發(fā)光發(fā)熱體用球體構(gòu)成的第2發(fā)光發(fā)熱體，該第2發(fā)光發(fā)熱體上加上電壓時(shí)，產(chǎn)生放電；把上述分解氣體被無(wú)害化后的無(wú)害化氣體排出上述分解氣體加熱室外的無(wú)害化氣體排氣口；由活性碳和木炭中的至少一方構(gòu)成、并供上述無(wú)害化氣體通過(guò)的過(guò)濾器。
15．如權(quán)利要求14所述的廢棄物用熱分解裝置，其特征在于，上述分解氣體無(wú)害化裝置至少備有以下(a)～(d)中的一個(gè)(a)測(cè)定上述分解氣體加熱室內(nèi)壓力的第2真空計(jì)和根據(jù)該第2真空計(jì)的測(cè)定值把上述分解氣體加熱室內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)到預(yù)定值的第2壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；(b)在上述分解氣體加熱室內(nèi)壁中的至少上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分與上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體之間所備有的以碳為主要成分的第2夾設(shè)材；(c)至少上述第2發(fā)光發(fā)熱體用球體接觸的部分，是由不定形耐火物構(gòu)成的上述分解氣體加熱室的內(nèi)壁，上述不定形耐火物至少含有從氮化硼、鈮、碳化硅、碳化硼、氧化鎂、氧化鉿、二氧化鉿、氧化鈹鋁中選擇出的一種；(d)被上述第2發(fā)光發(fā)熱體球體包圍著的、至少一部分是桿狀或角狀的第二電極。
全文摘要
廢棄物用熱分解裝置,備有:加熱上述廢棄物的加熱室;將上述廢棄物導(dǎo)入上述加熱室內(nèi)的導(dǎo)入口;設(shè)在上述加熱室內(nèi)的至少一對(duì)電極;夾設(shè)在上述電極間的、以碳為主要成分的若干發(fā)光發(fā)熱體用球體構(gòu)成的發(fā)光發(fā)熱體,該發(fā)光發(fā)熱體在加電壓時(shí)產(chǎn)生放電;把上述廢棄物被熱分解后的分解氣體排出上述加熱室外的排氣口。同時(shí),還具有使上述加熱室內(nèi)成為無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)的無(wú)氧狀態(tài)化裝置以及減壓裝置。上述發(fā)光發(fā)熱用球體處于無(wú)氧狀態(tài)或真空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明幾乎所有的廢棄物都可以在高溫下分解為不產(chǎn)生有害物質(zhì)的無(wú)害的低分子量物質(zhì)。
文檔編號(hào)F23G5/10GK1294535SQ00800182
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月18日
發(fā)明者高橋博之, 高橋凈惠 申請(qǐng)人:協(xié)和股份有限公司