专利名称：陶瓷生成方法及装置的制作方法 通常陶瓷是组合作为原料的无机物和微量成分，进行烧结而制造出来。从而，在已有的陶瓷制造方法中，烧结工序必定是必需的，此烧结必需很大的能量。此外，制造陶瓷的现状是陶瓷制造厂需特意购入作为原料的无机物。此外，对于造成吸附、分解恶臭物质效果和杀菌效果高的优质陶瓷，在还原气氛气体中烧结原料之后，必需还要在氧化气氛中再烧结的工序，所以必需化费更多的功夫。还有，此装置中氧化炉和还原炉是必需的，要为设备投资花费很大的成本。另方面，作为所谓垃圾等的工业废弃物的处理方法，一般是在焚烧炉中消除，此焚烧处理废弃物的减容率接近零是可能的，但是焚烧要很大的外部能量，同时，焚烧时会产生戴奥辛(dioxin)和二氧化碳，对环境是个问题。为解决此问题，最近，变成利用碳化炉和热分解反应来处理工业废弃物。使用在还原气氛中热分解城市垃圾，完全燃烧废弃物，开发了众多抑制戴奥辛和碳酸气体产生的城市垃圾处理装置和再利用在此分解工程中产生热和水的资源的系统。见日本特开11-230522号公报。由上述，在已有的陶瓷制造工艺中，利用电或火力的烧成工艺要大量能量，还有，在此燃烧工艺中，又要产生戴奥辛和碳酸气体，将推进地球温暖化问题发生。另外，要购买作为陶瓷的原料的无机物也要化费钱的缘故，陶瓷制造成本提高也是个问题。本发明要提供一种以在有机物，特别是在城市垃圾等的工业废弃物中含有的纸、木、乙烯类(氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料)、食物残渣等为原料，利用将这些有机废弃物热分解工艺的陶瓷生成方法和装置。按本发明，因为以上述这种工业废弃物为原料生成陶瓷，原料价格可以降低，同时因为是利用属于此种工业废弃物通常处理工艺的热分解处理的缘故，几乎不使用外加能量地生成陶瓷变得可能，结合降低原料价格，可以大幅降低制造陶瓷成本。或者，配设电加热器或者循环热风的热交换管，不用燃烧地加热反应槽内有机废弃物来进行热分解也是可以的。用烧结办法，要使用焚烧炉，必需办理设置许可等手续，而用燃烧以外的方法，装置内温度是强制地上升，这种手续不需要了，设置场所的限制也没有了。
按本发明，为得到优质陶瓷，必需的还原和氧化两工序一起进行是可能的，用比较简易的装置就能获得优质的陶瓷。用本发明方法生成陶瓷，吸附、分解恶臭物质、以及杀灭大肠菌、沙门氏菌、MRSA等的细菌的杀菌效果非常优异。还有，作为此种陶瓷生成过程产生的副产物，木醋酸液，可以被有效地利用于防虫剂、土壤改良原料等各种领域。
按上述，最近为了抑制戴奥辛和碳酸气的产生，工业废弃物的热分解处理被广泛地利用，但是已有的热分解处理只进行到将废弃物碳化为止，在炉内残存多量有机物状态下就结束热分解反应，废弃物的减容率不过是1/10-1/20。已有的热分解装置，由热分解发生的气体在二次燃烧室再燃烧，结果发生所谓有关排气处理会产生戴奥辛和碳酸气的问题。本发明是从热分解处理开始直到排气处理为止全部不要燃烧工艺，所以能提供非常高的安全性。


为解决上述课题，本发明的陶瓷生成方法，其特征为具有将含有微量无机成分的原料有机物热分解的工序；将在该热分解工序中产生的气体进行处理的工序；该热分解工序具有将在反应槽内上述原料有机物分解为含有上述无机成分的碳化物和气体成分的分解工序；将多量的电子送入前述反应槽，在前述反应槽内保持还原气氛，同时，将前述碳化物气化而将前述无机成分从前述碳化物中分离的分离工序；将前述分离的无机成分和氧成分反应，形成氧化物的工序。
在本发明的陶瓷生成方法中，由于对在有机物热分解工序中产生的碳化物送入多量的电子，碳化物再分解而气化，从碳化物中分离出无机成分，再结合含于有机物资源中的氧和从碳化物分离的无机成分结合生成无机氧化物，即陶瓷。
因为利用有机物的热分解工序，不需要已往生成陶瓷必要的烧成工艺，制造成本可大幅地降低。由本发明生成的陶瓷，经过还原工序和氧化工艺，显示出非常高的吸附、分解恶臭成分及杀菌效果。
本发明方法中，只要含有微量无机成分的话，所有的有机物都可以作为原料，而特别是含在工业废弃物中的纸、木、乙烯类(氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料)、食品残渣等都可作适宜的原料。现在，广泛进行着工业废弃物热分解处理，因而，不必特意去购买陶瓷原料(无机物)来生成陶瓷就成为可能，可以降低制造成本。
本发明方法中，前述热分解工序以具有提高前述反应槽内温度的加热工序为特征。
原料有机物的热分解工序用通常的废弃物处理那样燃烧也是可以的，但是，例如，如果设电加热器或循环热风的热交换管等使反应槽内温度强制地上升，就可能不经燃烧达到原料有机物热分解处理。因此本发明方法从热分解开始到排气处理为止全部不要燃烧工艺，焚烧炉的设置许可等等也不要了，同时提供了非常高的安全性。
在反应槽内燃烧原料有机物的场合，前述原料有机物最好是有3000卡/g以上热量的物料。因为原料有此程度的热量，热分解可以活跃地进行，能高效地生成陶瓷。
本发明的陶瓷生成方法以前述气体处理工序具有将前述热分解工序中产生的气体冷却、液化，并收集此液体的工序为特征。
这样，在热分解工序中产生的气体，因为是气化的碳化物而含有碳成分，将其液化而得的是木醋酸液。本发明装置收集的木醋酸液，由于施行中和处理等的二次加工，可以有效地用作防虫剂和土壤改良原料。
本发明的陶瓷生成方法以前述气体处理工序具有在从前述反应槽排出的气体中送入电子进行还原的工序为特征。在前述热分解工序中产生的排气里几乎不含戴奥辛和碳酸气，残存的这些物质是微量的，可以期望供给电子于其中而无害化。
本发明的陶瓷生成方法以前述气体处理工序具有将前述气体或其液化物投入含有活性氧的处理水中，将它和处理水中的活性氧进行反应的氧化分解工序为特征。如上述，排气的大部分由于液化或电子而分解，而最终残存的有害的氢和一氧化碳和活性氧接触，将其变成安全的水和二氧化碳而无害化。
按本发明的陶瓷生成装置，其特征为具备具有原料投入口和陶瓷取出口的热分解反应槽；在前述热分解反应槽内产生的碳化物中送入多量电子的电子供给装置；收集在热分解反应槽内产生的排气的排气收集装置。
在本发明的装置中，因在由热分解反应产生的碳化物中送入多量的电子，反应槽上部常保持还原气氛，同时，进行碳化物分解而气化。反应槽的下部，含在原料有机物中的氧成分和从碳化物中分离的微量无机成分(矿物质)反应生成陶瓷。在本发明装置中，可以利用废弃物热分解反应槽的同时，已在这一个反应槽内生成陶瓷，所以，没有大规模的设备也可以生成陶瓷。因经过氧化和还原两工序来生成陶瓷，可以提供恶臭物质的吸附、分解作用及杀菌效果优异的优质陶瓷。因为是由生成物取出口顺次取出生成的陶瓷，原材料连续投入变得可能，装置的工作效率高。
此外，如设置例如电加热器或热风供给器等使热分解反应槽内的温度强制地上升的加热装置，在反应槽内不燃烧原料而热分解成为可能，可以完全不要燃烧工序。
本发明的陶瓷生成装置，可以具备对产生在热分解反应槽内的碳化物内送入前述多量的电子同时送入微量氧成分的氧供给装置。在反应槽内燃烧有机物的场合，由于氧成分送入的缘故，促进了燃烧，适宜于陶瓷瓷化。
关于本发明的陶瓷生成装置，前述排气收集装置以将所述排气冷却液化那样构成是有效的。可以具备将电子送入所述排气收集装置中收集的排气中的第二电子供给装置。此场合，所述电子供给装置可有将送入了电子的排气之大部分再送入所述热分解反应槽的结构。本发明的陶瓷生成装置还可具有将前述排气收集装置收集的排气送入注入了含有活性氧的水的处理槽内的装置。
如此，将排气的大部分液化和由电子分解后，最后残留的有害的氢及一氧化碳和活性氧反应变成安全的水和二氧化碳而无害化。已往，由热分解而发生的气体应当作燃烧处理，但如按以上工艺，完全不进行燃烧就可以达成排气处理。
在有将排气和活性氧进行反应的结构场合，陶瓷生成装置具有活性氧制造装置和将在该装置中制造的活性氧送入前述处理槽内的水中的装置。所述活性氧制造装置具备将前述处理槽中的水处于还原状态的装置和臭氧发生装置。将此处理槽中的水处于还原状态的装置，具备电子(e-)发生装置和/或将还原剂投入前述处理槽中的装置。
这样，本发明以在处理槽内的水中含有活性氧(o-)进行排气的氧化分解。当在水中含有此活性氧，由于将处理槽中的水处于还原状态，难溶于水的臭氧变得容易溶解了。臭氧在水中分解成O2和O-，此活性氧O-和残留的有害的氢(H2)和一氧化碳(CO)反应(氧化分解)，变成无公害的水(H2O)和二氧化碳(CO2)。当将水处于还原状态时，将电子打入处理槽中的水内，又在处理水中加还原剂的话，就可以高效率地进行氧化分解。


图1是表示本发明陶瓷制造装置的构成的图。
图2是表示第2处理装置9的构成的图。
图3是表示本发明装置中生成的陶瓷消臭试验用的试验装置之构成的图。
图4是表示本发明装置中生成的陶瓷消臭试验结果的曲线图。
图5是表示本发明装置中生成的陶瓷消臭试验结果的曲线图。
图6是表示本发明装置中生成的陶瓷进行抗菌试验的顺序的图。
图中的标记表示1热分解反应槽2电子发生装置3排气收集罐 4排气处理装置9第2处理装置 11原料投入口12生成物取出口 13排气口13a，13b导管 13c木醋酸液排出口14抽吸装置
以下，参照

本发明的陶瓷生成装置。
图1是为了说明本发明陶瓷生成装置的全部构成的图。
本发明的装置具有热分解反应槽1、目的为向反应槽1内供给电子/氧的电子发生装置2、收集在热分解反应槽1内产生的反应气体的反应气体收集罐3、处理在此处所收集的排气的排气处理装置4。
热分解反应槽1有在上部的原料投入口11，在下部的陶瓷取出口12及收集反应气体用的开口13。另外，原料投入口11和陶瓷取出口12关闭的话，结构上能使反应槽1内保持气密。反应气体收集开口13通过导管13a连通反应气体收集罐3，反应槽1内产生的气体经导管13a导入反应气体收集罐3。收集罐3还以导管13b连通排气处理装置4。导管13b内还设有风扇或泵之类的气体抽吸装置14，使反应气体向收集罐3导入容易进行。
本发明装置还具有电子发生装置2，以从反应槽1的侧面将电子送入反应槽1内这样来构成。电子发生装置2用什么样的结构形式都可以，但是产生高电压、由单极输出电极产生电子的形式，或者使空气通过强磁场激发空气中的电子而产生电子的形式，以及利用连续放出电子的矿物的装置等特别适用。此外，送入电子的位置对于反应槽1内，应是送到后述的产生碳化层的位置。
排气收集罐3，在其下部具有接受在罐内壁结露的液状成分(木醋酸液)的接受部(图中未示出)，以及取出此液状成分的取出口13c以下说明有关本装置的陶瓷生成工序。
首先，说明工作的初期工序。从原料投入口11投入作为原料的有机废弃物，从设在反应槽1下方的陶瓷取出口12使用燃烧嘴等点火装置将原料点火。所以，打开原料投入口11，氧气引入反应槽1内，一旦将原料点燃，此后，原料投入口11和陶瓷取出口12关闭。
因为原料投入口11和陶瓷取出口12关闭，原料的燃烧停止，火熄灭，热分解反应槽1内的温度由于先前的燃烧上升到300-500度的程度，反应槽1内原料的热分解开始。原料使用至少有3000卡/g程度热量的有机物，用自有的热量进行分解。作为这样的有机物，例如城市垃圾中的纸、木、乙烯类(氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料物品)、食品残渣等都能适宜地被利用。
上述初期燃烧和热分解而产生的气体变成烟状，通过导管13a流向排气收集罐3这边。
如上述，本装置具有电子发生装置2，其结构使由此装置2从设在反应槽1的侧壁上的电子供给口给反应槽1内供给电子。此电子供给口设有取入外部空气的吸气口(图中未示出)，因热分解，发生在反应槽1内的气体一部分流出到排气收集罐3，空气和电子流入反应槽1内。在反应槽1内电子和含于流入的空气内的氧也当然被送入，但送入的电子的能量较大，反应槽1内保持还原气氛，槽内温度上升，原料不发火。
即，热分解反应槽1内，利用作为原料投入的有机物自有热量进行热分解。一旦进行热分解，原料有机物变成碳化物，在热分解反应槽1的下部不断产生碳化层5。还有，电子发生装置2的电子供给口设在产生上述碳化层的位置处，碳化层产生后，向此碳化层供给电子和空气(氧成分)。
综上，有机物原料投入、点火，以某种程度燃烧原料，空气隔断而熄火，由此种燃烧产生的热，开始有机物的热分解和气化。即，含在原料中的碳成分及微量无机矿物质成分以外的成分成为气体散发。残留下来的碳成分，成为碳化层在反应槽1的下部沉留下来。因为从电子发生器将多量的电子送入碳化层内，碳化层的热分解进一步进行，此碳成分也变成气体散发，最后，含在原料中的只有无机矿物质成分残留下来。此无机矿物质成分和含于从电子发生装置2进入的空气中的微量氧结合，无机氧化物，即陶瓷6，存留于反应槽1的底部。将此陶瓷6从设于反应槽1的下部或底部的陶瓷取出口12取出利用。
根据本发明方法生成的陶瓷是含在原料中的微量无机物变为氧化物而残留下来的东西，其重量是最初投入的有机物原料的几百分之一的样子。相对于原料生成物回收率是低的，但可以有效地利用工业废弃物。此工业废弃物，近来广泛使用热分解处理的处理方法进行着处理，只要对废弃物的热分解装置稍加改进，作为废弃物处理的一环，就可以用来生成陶瓷。
由此方法生成的陶瓷是由还原工艺生成的，有优良的脱臭性，抗菌性，能在多方面有效地利用。
投入的有机物少的话，反应槽1内的热量少，热分解变弱，反应槽1内的温度下降了。为防止此温度变低而热分解循环停止，最好连续投入原料。即，一旦工作开始，本装置持续地投入原料，能连续工作下去，使装置高效地工作。
此反应槽1的其它实施例中，可设加热反应槽1内部的加热装置。即，使陶瓷生成装置的反应槽内强制地加热的电加热器或例如使约1000度的热风循环的热交换管盘在反应槽内，不靠燃烧，使内部温度上升到300-500度，使反应槽的原料有机物进行热分解，由于此构成，不管原料有机物有多少热量，都能使温度上升，热量少的资源也可能适合于陶瓷化。投入反应槽1内的有机物少的场合保持希望的温度也成为可能，最后可以热分解，不必要为防止热分解循环停止而时常投入原料。由此种构成，从热分解到后述的排气处理达到所有工序都不需要靠燃烧，安全性提高，同时本申请的装置不必采用焚烧炉，其设置许可的申请等手续也不要了。
上述实施例因为做成将多量的电子及同时将氧送入，但这个氧供给装置并非必需。即在热分解中不向反应槽送氧，只有含于原料有机物中的氧也能陶瓷化，省去另外设置氧供给装置，可以削减成本。
上述热分解过程中发生的气体含有多量包含在原料中的油脂、氢、碳，是可燃性气体。通常，工业废弃物热分解装置，另设燃烧室，燃烧此气体。但是，燃烧此气体就因产生戴奥辛而造成公害问题和因碳酸气体产生而造成地球温暖化问题。在本装置中，不燃烧，进行单独的气体处理。以下说明有关的气体处理问题。
首先，气体进入排气收集罐3。此罐和大气相接，所以进行自然冷却，从而进入的气体冷却，而在内面结露，可以作为液体来回收。此回收的液体，碳是主要成分，变成木醋酸液(CH3COOH)状态，进行中和处理等的二次处理后，可为防虫剂、土壤改良剂等所利用。此外，因投入原料是含有油脂成分和氨等的物质适宜于进行将此等成分除去的处理。不能用排气收集罐内的结露现象回收的气体，因是极度酸性的气体，在排气处理装置4中用氢氧化钠等碱性水来中和处理。排气处理装置4中设送电子入排气中还原的第2电子发生装置(图中未示出)。还连接配管7以再从排气处理装置4回送气体去反应槽1，结构上做得使处理装置4内的气体大部分再被送回反应槽1。此处未被送回到反应槽1的部分，被送往图2所示的第2处理装置9。
在最后残留的气体中含有微量的但是有害的氢和一氧化碳。本发明中为了圆满，让水中含有活性氧，然后将残存的气体导入此处理水中，氧化分解氢和一氧化碳。即，例如，在水中溶入臭氧，将其分解成O2和O-，由此O-(活性氧)将残余的气体氧化分解。但是臭氧有难以溶于水的特性，用以下方法将臭氧有效地溶于水中。
如图2所示，第2处理装置9有处理槽91、臭氧发生装置92、磁场发生装置93。处理槽91中注入水，磁场发生装置93产生磁场，处理槽中的水变成磁化水，用臭氧发生装置92产生的臭氧被送到那里。磁化水中产生电子(e-)，臭氧容易溶于水中而且分解成O2和O-。此活性氧(O-)和氢(H)和一氧化碳(CO)结合，变成无公害的水(H2O)和二氧化碳(CO2)。
代替磁场发生装置93，可设电子发生器，将在此处产生的电子(e-)打入处理槽91的水中，处理水全体成为还原水最好。即，处理槽91中的水成为欠氧状态，从臭氧发生装置92将臭氧送到此处，制造活性氧，使排气氧化分解。
设置使成为还原状态的水和臭氧混合的混合装置，使臭氧更易溶于水。臭氧发生装置92中设透过氧气的滤层94，从外面取入的空气透过此透氧滤层94送到臭氧发生装置去，能高效地产生高浓度的臭氧。由于透氧滤层94，含于空气中的其它成分被除去，抑制了NOx和SOx的产生。
不用臭氧发生装置92，可设置在处理水中投入过氧化氢等的氧化剂的装置，也能得到含有活性氧的处理水。代替臭氧发生装置92，可设电解装置(图中未示出)，将水电解而制造活性氧打入水中。
本申请的发明人为了确认用上述装置进行热分解生成的陶瓷的特性，进行以下的消臭试验和抗菌试验。
(1)消臭试验作为检体，准备了泡沸石5g(检体1)，由本发明装置中生成的陶瓷粉末5g(检体2)，用图3中示出的试验装置进行消臭试验。
试验装置20，准备了尺寸为300×300×300mm，容积约27升的丙烯基容器21。容器21，设试验气体注入装置22，可以注试验气体入容器21内。容器21内放入上有多个孔的检体容器23，此检体容器23上面设反应风扇24(1.2m3/分)，可以搅动容器21内的空气。容器21的构成中还有气体测定吸引口25，从此处将内部的气体吸引到泵26，在检测器27中，测定其浓度。此外，标记28是检体插入口。
作为试验气体，准备了初期浓度150ppm的氨(试验气体1)和初期浓度32ppm的甲醛(试验气体2)。
将上述试验气体导入试验装置20，对各检体测定1小时后、2小时后、4小时后、6小时后、24小时后的残存气体浓度，算出残存率(％)。初期浓度是将气体注入试验容器21后2分钟后测定的数值。
对试验气体1的残存浓度的变化和残存率数值见表1，对应的曲线表示在图4中，对试验气体2的残存浓度的变化和残存率数据见表2，对应的曲线，表示于图5中。
表1单位ppm 表2单位ppm 如这些试验结果所表明，本制品陶瓷和作为消臭剂一般使用的泡沸石比较，气体的残存浓度有意义地低，从而明显有高的消臭效果。
(2)抗菌试验作为试验料，准备用由本发明装置生成的陶瓷粉末以灭菌生理食盐水稀释为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、10.0％成检体和对照检体。
作为供试菌准备了
1、Eschericia coli大肠菌KEC-B-0012、Staphylococcus aureus黄色葡萄球菌KEC-B-0023、Pseudomonas aeruginosa绿浓菌KIEC-B-0034、Bacillus sobtillus枯草菌KEC-B-0075、Salmonera typhimurium沙门氏菌KEC-B-009将这些菌用SA培养基，37℃，24小时前培养供试验。
图6表示本抗菌试验的试验顺序的图。
前面培养的供试菌用灭菌生理食盐水按107×CFU/ml调整。将此细胞液接种1ml到各试验检体中，在室温下，放在振倒机中以进行185/rpn的振倒处理，规定时间(24小时，48小时)后，将无菌地取出被检物质0.1ml，用灭菌生理食盐水作成稀释10倍阶段系列。其次，将它们涂抹接种在PDA培养基上，细菌以37℃ 2天，酵母以25℃ 2天，真菌以28℃ 7天进行培养，测定在培养基上形成的菌落。
以下表3至表8是表示上述抗菌试验结果的表。如表示于各表中那样，由本发明生成的陶瓷可见有显著的抗菌效果。
表3 供试菌Eschericia coli KEC-B-001

表4 供试菌Staphylococcus aureus KEC-B-002

表5 供试菌Pseudomonas aeruginosa KEC-B-003

表6 供试菌Bacillus sobtillus KEC-B-007

表7 供试菌Salmonera typhimurium KEC-B-009

表8 陶瓷残渣物的杀菌浓度(MBC)

在本发明的陶瓷生成方法中，不经烧结工序可以生成陶瓷，结果可望减少能量，没有因产生戴奥辛引起公害问题和因产生碳酸气而引起地球温暖化问题。
由本发明方法在初期阶段，一旦开始运转，因有机物热分解装置内温度维持约300-500度，能做到原料自行热分解所必需的温度，装置的运转本身能低成本、低公害地进行。
因为原材料可以利用有机系废弃物，进行废弃物的有效回收。
另外，用本发明方法生成的陶瓷，经过还原工艺，脱臭性、抗菌性优异，可被各个领域所利用。液化排气产生的木醋酸液通过施行二次加工，可以被有效地利用。


本发明提供一种利用有机物的热分解装置生成陶瓷的方法和装置。具有将含有微量无机成分的原料有机物热分解的工序；将在该热分解工序中产生的气体进行处理的气体处理工序；该热分解工序有将所述原料分解为含有所述无机成分的碳化物和气体成分的工序；对所述分离的碳化物送入多量的电子，使所述反应槽内保持还原气氛，同时，将所述碳化物气化，将所述无机成分从所述碳化物中分离的工序；所述分离出来的无机成分和与所述电子一起送入的氧成分反应而形成氧化物的工序。本发明的生成陶瓷的方法和装置，利用有机废弃物不经烧结工序可以生成陶瓷，节约能量，并可防止大气变暖。用本发明方法生成的陶瓷，脱臭性、抗菌性优异。