(57)【要約】【課題】微量ＰＣＢ混入廃絶縁油のみを対象としていることに着目し、燃焼室でのＰＣＢの分解を主目的とせず、ＰＣＢを液体中に含まれている状態から排ガスに移行させるとともに、ＰＣＢ分解触媒の活性化温度まで昇温させることを主目的として、低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内で焼却処理し、その際に排出する低濃度ＰＣＢの排ガスをＰＣＢ分解触媒の充填されている触媒反応塔に導入することによって、低濃度ＰＣＢを分解する方法を提供することを課題とする。【解決手段】低濃度ＰＣＢの絶縁油２を内燃機関１内に噴射して焼却処理した後に、内燃機関１から排出された高温の排ガスをＰＣＢ分解触媒が充填された触媒反応塔５に導入することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを上記ＰＣＢ分解触媒により分解する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内に噴射して焼却処理した後に、上記内燃機関から排出された高温の排ガスをＰＣＢ分解触媒が充填された触媒反応塔に導入することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを上記ＰＣＢ分解触媒により分解することを特徴とする微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法。
【請求項２】
上記ＰＣＢ分解触媒は、粒状またはブロック状の触媒により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法。
【請求項３】
上記触媒反応塔の排気側に、上記排ガスを冷却する冷却塔が設けられているとともに、当該冷却塔の排気側に、冷却された上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを活性炭吸着層により吸着する吸着除去部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低濃度ＰＣＢの絶縁油を焼却処理することにより、低濃度ＰＣＢを分解することのできる微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）は、水に溶けにくく、沸点が高いなどの物理的な性質を有する油状の物質である。また、熱で分解しにくい、不燃性、電気絶縁性が高いなど、化学的にも安定した性質を有する物質であることから、電気機器の絶縁油、熱交換器の熱媒体、ノンカーボン紙など様々な用途で利用されてきた。しかし、昭和４３年のカネミ油症事件の発生により、その毒性が社会問題となり、昭和４７年以降その製造および新規使用が禁止され、すでに製造されたＰＣＢについては、その使用が終了した時点で保管するように義務づけられた。
【０００３】
また、既に製造され保管されているＰＣＢを処理するために、国や民間によってＰＣＢ処理施設の設置の動きが幾度かあったが、施設の設置に関し住民の理解を得ることができなかったため、長期にわたりほとんど処理が行われず、結果として保管が続いている状況にある。
【０００４】
ところで、ＰＣＢには、高濃度ＰＣＢと低濃度ＰＣＢとがある。高濃度ＰＣＢは、高圧トランスなどの絶縁油などに、ＰＣＢが１０％以上の割合で含有されているものが多い。そのため環境汚染の影響も大きく、近年では法律が施行されたことにより、適切処理が進んできている。
【０００５】
一方、低濃度ＰＣＢは、昭和４７年以降に製造され、ＰＣＢを使用していないとされた電気機器などの絶縁油に、数十ｐｐｍ程度の割合でＰＣＢが含有されたもので、平成１４年7月に判明した。この微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の処理は、主に民間において進められてきている。しかし、この微量ＰＣＢ混入廃絶縁油に関しては、高濃度ＰＣＢの処理が優先したこともあり、適切処理が十分に行われずに、長期にわたり放置されたり、不法に投棄されたりと、環境汚染の問題が深刻になってきている。
【０００６】
そこで、民間において進められている微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の処分には、近年色々な処理方法が提案されてきている。
例えば、下記特許文献においては、ＰＣＢを含有する絶縁油を内燃機関の燃料として焼却処理する方法が提案されている。
【０００７】
この従来の方法は、ＰＣＢ廃油と軽油や灯油などの燃料油および水を規定の割合で混合してなる燃料にてディーゼルエンジンを稼働させ、同時にＰＣＢ廃油を焼却することを特徴とするものである。この方法では、上記ＰＣＢ廃油が高濃度ＰＣＢも対象としているため、他のものを混合して極力薄めることによって、ＰＣＢを分解しやすくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２９５６３５号公報
【発明の概要】
【０００９】
ところが、従来のディーゼルエンジンを用いたＰＣＢの処理方法は、ＰＣＢ廃油を薄める手段として、ＰＣＢ廃油と燃料油の他に水を混合させているため、この水を気化・昇温させるための大きな熱エネルギーが必要になってしまう。この結果、大型の燃焼室が必要となり、排気量の大きなディーゼルエンジンでしか処理することができないため、既存のディーゼルエンジンの中でも、限られたものしか利用することができないという問題がある。
【００１０】
また、ＰＣＢ廃油と燃料油の他に水を混合させているため、燃焼効率が下がり安定したエンジン回転を得ることが出来ない。この結果、安定した電力を必要とする発電機などでは利用することが難しいとともに、ディーゼルエンジンの破損や故障の原因になってしまうという問題もある。
【００１１】
一方、低濃度ＰＣＢの廃油の処理として、ＰＣＢ分解触媒を用いる方法も提案されている。一般的に分解触媒は、高温でないと分解しないため、低濃度ＰＣＢの廃液または廃油などをＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温する必要がある。このため、上記廃液または廃油をＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温するための装置を別途設ける必要があり、設備の大型化やコストが掛かってしまうという問題もある。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油のみを対象としていることに着目し、燃焼室でのＰＣＢの分解を主目的とせず、ＰＣＢを液体中に含まれている状態から排ガスに移行させるとともに、ＰＣＢ分解触媒の活性化温度まで昇温させることを主目的として、低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内で焼却処理し、その際に排出する低濃度ＰＣＢの排ガスをＰＣＢ分解触媒の充填されている触媒反応塔に導入することによって、低濃度ＰＣＢを分解する方法を提供することを課題とするのもである。このとき通常燃料を、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油に加えても、あるいは加えなくてもよい。なお、低濃度ＰＣＢ中に含まれるＰＣＢの濃度は、１０００ｐｐｍ未満とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内に噴射して焼却処理した後に、上記内燃機関から排出された高温の排ガスをＰＣＢ分解触媒が充填された触媒反応塔に導入することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを上記ＰＣＢ分解触媒により分解することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法において、上記ＰＣＢ分解触媒は、粒状またはブロック状の触媒により形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
そして、請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化処理方法において、上記触媒反応塔の排気側に、上記排ガスを冷却する冷却塔が設けられているとともに、当該冷却塔の排気側に、冷却された上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを活性炭吸着層により吸着する吸着除去部が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜３のいずれかに記載の本発明によれば、低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内に噴射して焼却処理するため、上記内燃機関で使用される通常燃料を無くすか、あるいはその量を減らすことができる。この結果、燃料コストを抑えることができるとともに、上記低濃度ＰＣＢの絶縁油に含まれるＰＣＢを蒸発させ、排ガス中に移行させることができる。さらに、上記燃焼室内において、高カロリーの上記低濃度ＰＣＢの絶縁油を燃焼させるため、安定したエンジン回転を得ることができる。この結果、コストを掛けずに微量ＰＣＢ混入廃絶縁油を焼却処理することができるとともに、発電機などに使用される既存の内燃機関でも効率良く利用することができる。
【００１７】
また、上記内燃機関から排出された低濃度ＰＣＢの上記排ガスは、一般的に用いられているＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温されているため、上記触媒反応塔に直接導入することができる。これにより、上記ＰＣＢ分解触媒により分解される上記排ガスを、上記ＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温させるための燃焼装置や燃料を別途設ける必要がない。この結果、設備を小型化することができるとともに、処理コストを抑えることができる。
【００１８】
そして、上記内燃機関の排出側に、上記排ガスに含まれる低濃度ＰＣＢを分解するＰＣＢ分解触媒を充填した触媒反応塔を設けたため、従来のように大型で高排出量の内燃機関を使用して微量ＰＣＢ混入廃絶縁油を分解処理する必要がなく、さらに、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油を薄めて分解効率を上げるための水を加えずに焼却処理を行うことができる。これにより、小型で低排出量の内燃機関でも対応することができるとともに、上記燃焼室内に水を混合させることにより起こる様々なトラブルを防止することができる。このため、メンテナンスの頻度を軽減させるとともに、メンテナンスに掛かるコストを低減させることができ、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の焼却処理を簡便におこなうことができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、上記ＰＣＢ分解触媒を粒状またはブロック状の触媒により形成するため、上記排ガスの通過流速または接触時間の設定に応じ、これに見合う触媒の形状を選択することができる。この結果、細かな設定にも対応することができ、効率良く低濃度ＰＣＢを分解処理することができる。
【００２０】
請求項３に記載の本発明によれば、上記触媒反応塔の排気側に、上記排ガスを冷却する冷却塔が設けられているとともに、当該冷却塔の排気側に、冷却された上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを活性炭吸着層により吸着する吸着除去部が設けられているため、上記ＰＣＢ分解触媒の活性温度に昇温した上記排ガスであっても、上記冷却塔により冷却することにより、上記活性炭吸着層に導入される上記排ガスに微量に含有するＰＣＢを確実に吸着することができる。この結果、上記内燃機関より排出されたＰＣＢを含有する上記排ガスは、上記触媒反応塔を通過することによりＰＣＢが分解され、さらに、上記活性炭吸着層を通過することによって、クリーンな排ガスとなり外気へと放出することができ、環境汚染を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の無害化方法の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の無害化方法の他の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１に基づいて本発明の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化方法の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化方法の概略構成を示している。
【００２３】
本実施形態による微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化装置は、図１に示すように、低濃度ＰＣＢの絶縁油２を燃焼させるディーゼルエンジン（内燃機関）１を備えているとともに、このディーゼルエンジン１の動力を電力に変換する発電機４が備えられている。また、ディーゼルエンジン１から排出される排ガスを導入する触媒反応塔５を備えている。
【００２４】
また、触媒反応塔５には、低濃度ＰＣＢを分解するＰＣＢ分解触媒が充填され、触媒充填層が形成されている。このＰＣＢ分解触媒は、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）などの酸化物および白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの白金族元素によりなり、シリンダやリングの粒状またはガスの流路をハニカム状に形成したブロックにより形成され、１５０〜４００℃で活性化する。
【００２５】
そして、触媒反応塔５の排出側には、無害化した排ガスを排出するための排出部１２が設けられている。この排出部１２は、触媒反応塔５から排出される排ガスを熱交換により冷却するための冷却塔６と、この冷却塔６から排出される排ガスに含有する不純物質を除去するための吸着除去部１３と、上記排ガスを触媒反応塔５より煙突１１に誘引するための誘引ファン１０とにより構成されている。また、吸着除去部１３は、脱硫設備７とフィルタ８および活性炭吸着層９とにより構成されている。この活性炭吸着層には、固定床や移動層式が用いられている。
【００２６】
以上の構成による本実施形態を用いて、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油を無害化するには、まず低濃度ＰＣＢの絶縁油２を燃料タンクに供給する。この際、必要に応じて通常燃料３を加え、混合燃料として燃料タンクに供給してもよい。次いで、ディーゼルエンジン１をスターターモータにより始動させるとともに、低濃度ＰＣＢの絶縁油油２またはこの低濃度ＰＣＢの絶縁油２に通常燃料３を加えた上記混合燃料を噴射ノズルより、ディーゼルエンジン１の燃焼室内に噴射する。
【００２７】
そして、高圧縮された上記燃焼室内で低濃度ＰＣＢの絶縁油２または上記混合燃料が燃焼することによって、低濃度ＰＣＢの絶縁油２または上記混合燃料に含まれる低濃度ＰＣＢの絶縁油２が焼却されるとともに、ＰＣＢが蒸発し排ガスとして排出される。このときディーゼルエンジン１は、上記燃焼室内の低濃度ＰＣＢの絶縁油２または上記混合燃料の燃焼により、安定した駆動力が得られ、発電機４が発電する。そして、ディーゼルエンジン１の上記燃焼室から排出した排ガスをＰＣＢ分解触媒が充填されている触媒反応塔５に導入し、ＰＣＢ分解触媒層を通過させる。このとき、上記排ガスはディーゼルエンジン１内で熱せられた高温（１５０〜４００℃）の状態のまま触媒反応塔５に導入される。したがって、上記排ガスはＰＣＢ分解触媒の活性温度に昇温されているため、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢがＰＣＢ分解触媒によって分解する。
【００２８】
さらに、ディーゼルエンジン１内で低濃度ＰＣＢの絶縁油２または上記混合燃料が燃焼することにより、上記排ガスに含まれる窒素酸化物は、触媒反応塔５内の上記ＰＣＢ分解触媒を通過させることにより分解処理される。
【００２９】
そして、触媒反応塔５内のＰＣＢ分解触媒により分解処理が行われた上記排ガスは、誘引ファン１０により、煙突１１へと誘引される。この際に、高温で加熱された上記排ガスは、一端冷却塔６に導入され熱交換により２００℃以下に冷却される。そして、この冷却された上記排ガスは、脱硫設備７に導入され、消石灰の吹込みにより、硫黄分や二酸化硫黄分などが吸着除去される。その後、フィルタ８を通過して、塵芥分や粒状分などの不純物質が濾過される。さらに、活性炭吸着層９に導入され、硫黄酸化物や窒素酸化物などが吸着除去される。そして、不純物が除去された上記排ガスは、煙突１１より外気へと排出される。
【００３０】
また、触媒反応塔５内のＰＣＢ分解触媒により分解処理が行われた上記排ガスは、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油に含まれる硫黄の割合が、０．２％程度と低いため、煙突１１の煙突高を規定の高さにすることによって、吸着除去部１３を設けなくても、誘引ファン１０により、煙突１１より外気へと排出することができる。
【００３１】
上述の実施形態による微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の無害化方法によれば、低濃度ＰＣＢの絶縁油２を内燃機関１内に噴射して焼却処理するため、ディーゼルエンジン１で使用される通常燃料３を無くすか、あるいはその量を減らすことができる。この結果、燃料コストを抑えることができるとともに、低濃度ＰＣＢの絶縁油２に含まれるＰＣＢを蒸発させ、排ガス中に移行させることができる。さらに、上記燃焼室内において、高カロリーの上記低濃度ＰＣＢの絶縁油２を燃焼させるため、安定したエンジン回転を得ることができる。この結果、コストを掛けずに微量ＰＣＢ混入廃絶縁油を焼却処理することができるとともに、発電機４などに使用される既存の内燃機関でも効率良く利用することができる。
【００３２】
また、ディーゼルエンジン１から排出された低濃度ＰＣＢの上記排ガスは、一般的に用いられるＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温されているため、触媒反応塔５に直接導入することができる。これにより、上記ＰＣＢ分解触媒により分解される上記排ガスを、上記ＰＣＢ分解触媒の活性温度まで昇温させるための燃焼装置や燃料を別途設ける必要がない。この結果、設備を小型化することができるとともに、処理コストを抑えることができる。
【００３３】
そして、ディーゼルエンジン１の排出側に、上記排ガスに含まれる低濃度のＰＣＢを分解する上記ＰＣＢ分解触媒を充填した触媒反応塔５を設けたため、従来のように大型で高排出量の内燃機関１を使用して微量ＰＣＢ混入廃絶縁油２を分解処理する必要がなく、さらに、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油２を薄めて分解効率を上げるための水を加えずに焼却処理を行うことができる。これにより、小型で低排出量の内燃機関１でも対応することができるとともに、上記燃焼室内にＰＣＢ廃油と燃料油の他に水を混合させることにより起こる様々なトラブルを防止することができる。したがって、メンテナンスの頻度を軽減させるとともに、メンテナンスに掛かるコストを低減させることができ、微量ＰＣＢ混入廃絶縁油の焼却処理を簡便におこなうことができる。
【００３４】
さらに、上記ＰＣＢ分解触媒を粒状またはブロック状の触媒により形成するため、上記排ガスの通過流速または接触時間の設定に応じ、これに見合う触媒の形状を選択することができる。この結果、細かな設定にも対応することができ、効率良く低濃度ＰＣＢを分解処理することができる。
【００３５】
また、触媒反応塔５の排気側に、上記排ガスを冷却する冷却塔６が設けられているとともに、冷却塔６の排気側に、冷却された上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを活性炭吸着層９により吸着する吸着除去部１３が設けられているため、上記ＰＣＢ分解触媒の活性温度に昇温した上記排ガスであっても、冷却塔６により冷却することにより、活性炭吸着層９に導入される上記排ガスに微量に含有するＰＣＢを確実に吸着することができる。これにより、ディーゼルエンジン１より排出されたＰＣＢを含有する上記排ガスは、触媒反応塔５を通過することによりＰＣＢが分解され、さらに、活性炭吸着層９を通過することによって、クリーンな排ガスとなり外気へと放出することができ、環境汚染を防ぐことができる。
【００３６】
そして、触媒反応塔５に設けられた無害化した排ガスを排出するための排出部１２内に、不純物質を除去するための脱硫設備７とフィルタ８および活性炭吸着層９からなる吸着除去部１３を設けたため、上記排ガスに含まれる塵芥分や粒状分などの不純物質を濾過し、また硫黄分や二酸化硫黄分、さらに硫黄酸化物や窒素酸化物などを吸着除去することができる。これにより、無害化処理に利用されるディーゼルエンジン１からは、クリーンな排ガスが排出されるため、環境に配慮した無害化処理を行うことができる。
【００３７】
なお、上記実施の形態において、低濃度ＰＣＢの絶縁油２を焼却処理する内燃機関に、ディーゼルエンジン１を用いた場合についてのみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、ガスタービンなど種々の内燃機関を用いても対応可能である。
また、図２に示す他の実施形態において、吸着除去部１３内の活性炭吸着層９の活性炭を活性炭再生装置１４に導入することによって、不純物が付着した活性炭から不純物を除去して再生させ、再び活性炭吸着層に戻す活性炭再生部１５を設けることも可能である。この際に、活性炭再生装置内で除去した不純物に微量ＰＣＢ混入廃絶縁油２が含有されている場合には、この不純物を再度ディーゼルエンジン１に投入することにより、上述したように無害化処理することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
低濃度ＰＣＢの絶縁油を内燃機関内に燃料として投入する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  低濃度ＰＣＢの絶縁油（微量ＰＣＢ混入廃絶縁油）
３  通常燃料
４  発電機
５  触媒反応塔
６  冷却塔  
７  脱硫設備
８  フィルタ
９  活性炭素吸着層
１０  誘引ファン
１１  煙突
１２  排出部  
１３  吸着除去部
１４  脱着再生設備  
１５  脱着再生部
【図１】
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【図２】
2010281216.tif 000004