(57)【要約】【課題】低濃度ＰＣＢ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ことを主目的として、低濃度ＰＣＢを含有する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を含有する排ガスを加熱処理することによって、低濃度ＰＣＢを分解する方法を提供する。【解決手段】低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油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から排出された排ガスを８５０℃以上の温度に保持された二次燃焼室５に導入して２秒以上滞留することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを分解することを特徴とする低濃度ＰＣＢの無害化処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低濃度ＰＣＢを含有する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排ガスを８５０℃以上の温度に保持された二次燃焼室に導入して２秒以上滞留することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを分解することを特徴とする低濃度ＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項２】
上記二次燃焼室の燃料として、上記低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油を供給することにより、上記二次燃焼室内を８５０℃以上の温度に保持することを特徴とする請求項１に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項３】
上記二次燃焼室に設けられた防爆装置の外気側に、ＰＣＢを吸着する活性炭吸着層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項４】
上記内燃機関から排出された排ガスの全部または一部を上記二次燃焼室に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法。
【請求項５】
上記二次燃焼室に設けられているバーナに燃焼用空気の少なくとも一部として導入される排ガスは、乾き排ガス中酸素濃度を０．５％以上とすることを特徴とする請求項４に記載の低濃度ＰＣＢ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、低濃度のＰＣＢを含有する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低濃度ＰＣＢ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、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、ＰＣＢの含有割合が、５０〜１００ｐｐｍ程度と小さいため、主に民間において処理が進められようとしている。しかし、低濃度ＰＣＢ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低濃度ＰＣＢの処分には、近年色々な処理方法が提案されてきている。
一方、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】
【発明が解決しようとする課題】
【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、燃焼室内の温度上昇により、水分が水蒸気爆発を起こしやすくなるため、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】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、低濃度ＰＣＢ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ことを主目的として、低濃度ＰＣＢを含有する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を含有する排ガスを二次燃焼室で加熱処理することによって、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。このとき通常燃料は、低濃度ＰＣＢに加えても、あるいは加えなくてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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を含有する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排ガスを８５０℃以上の温度に保持された二次燃焼室に導入して２秒以上滞留することにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを分解することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法において、上記二次燃焼室の燃料として、上記低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油を供給することにより、上記二次燃焼室内を８５０℃以上の温度に保持することを特徴とするものである。
【００１４】
そして、請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法において、上記二次燃焼室に設けられた防爆装置の外気側に、ＰＣＢを吸着する活性炭吸着層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法において、上記内燃機関から排出された排ガスの全部または一部を上記二次燃焼室に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入することを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法において、上記二次燃焼室に設けられているバーナに燃焼用空気の少なくとも一部として導入される排ガスは、乾き排ガス中酸素濃度を０．５％以上とすること特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜５のいずれかに記載の本発明によれば、低濃度ＰＣＢを含有する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とともに、上記内燃機関の燃焼室内において、確実に低濃度ＰＣＢを焼却させることができる。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を含有する絶縁油に含まれる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を含有する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、コストを掛けずに低濃度ＰＣＢ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。
【００１８】
また、上記内燃機関から排出されたＰＣＢを含む上記排ガスを８５０℃以上の温度に保持された二次燃焼室に導入し、２秒以上滞留させることによって、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢを分解させるため、大型で高排出量の内燃機関を使用せずに、低濃度ＰＣＢを上記内燃機関の燃焼室内で焼却処理させることができる。この結果、小型で低排出量の内燃機関でも対応することができ、低濃度ＰＣＢの焼却処理を簡便におこなうことができる。
【００１９】
さらに、上記内燃機関内でＰＣＢを分解させる必要がないため、ＰＣＢ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。この結果、上記燃焼室内で水分の水蒸気爆発により起こる様々なトラブルを防止することができ、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る。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、上記排ガスに含まれる低濃度ＰＣＢを上記二次燃焼室において加熱分解する際に、上記低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油を供給することにより、上記二次燃焼室内を８５０℃以上の温度に保持するため、上記二次燃焼室に使用する通常燃料の量を減らすか、あるいは無くすことができる。この結果、燃料コストを抑えることができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明によれば、上記二次燃焼室に設けられた防爆装置の外気側に、ＰＣＢを吸着させる活性炭吸着層が設けられているため、万一上記二次燃焼室内の圧力が急激に上昇して、上記防爆装置によって外部に排ガスが排出されたとしても、この排ガスに含まれるＰＣＢを上記活性炭吸着層に吸着させて除去することができる。この結果、ＰＣＢが外気に散布されることによって起こる環境汚染を防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載の本発明によれば、上記内燃機関から排出される酸素濃度の高い排ガスの全部または一部が、上記二次燃焼室に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入されているため、上記二次燃焼室内の燃焼用として使用される空気の使用量を削減することができるとともに、上記二次燃焼室から排出される排ガスの量を削減することができる。これにより、設備に掛かるコストを抑えることができるとともに、ランニングコストを軽減させることができる。
【００２３】
請求項５に記載の本発明によれば、上記二次燃焼室に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入する排ガスは、乾き排ガス中酸素濃度が０．５％以上に維持されているため、上記二次燃焼室内の燃焼を確実に行うことができるとともに、上記排ガス中の酸素濃度が低いことによって起こる不完全燃焼により発生する煤を抑えることができる。この結果、環境に配慮した無害化処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の低濃度ＰＣＢの無害化処理方法の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の低濃度ＰＣＢの無害化処理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】
【００２５】
以下、図１に基づいて本発明の低濃度ＰＣＢの無害化方法の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の低濃度ＰＣＢの無害化方法の概略構成を示している。
【００２６】
本実施形態による低濃度ＰＣＢの無害化装置は、図１に示すように、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油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二次燃焼室５を備えている。この二次燃焼室５には、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２を供給するための供給手段１６が設けられている。この供給手段１６は、二次燃焼室内に設けられているバーナと連結されている。さらに、二次燃焼室５には、防爆装置６が設けられている。この防爆装置６には、その外気側に、活性炭吸着層７が設けられている。
【００２７】
また、二次燃焼室５には、無害化した排ガスを排出するための排出部１４が設けられている。この排出部１４は、二次燃焼室５から排出される排ガスを冷却するための冷却塔８と、この冷却塔８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１５と、上記排ガスを二次燃焼室５より煙突１３に誘引するための誘引ファン１２とにより構成されている。また、吸着除去部１５は、ヘパフィルタ９と脱硫設備１０および活性炭吸着層１１とにより構成されている。
【００２８】
以上の構成による本実施形態を用いて、低濃度ＰＣＢを無害化するには、まず低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油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、絶縁油２またはこの絶縁油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。
【００２９】
そして、高圧縮された上記燃焼室内で絶縁油２または上記混合燃料が燃焼することによって、絶縁油２または上記混合燃料に含まれる低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２が焼却されるとともに、低濃度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８５０℃以上の温度に保持してある二次燃焼室５に導入し、２秒以上滞留させる。このとき、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢは、二次燃焼室５内の８５０℃以上の温度によって加熱分解する。
【００３０】
また、上記排ガスを加熱しているときに、万一二次燃焼室５内の圧力が急激に上昇し基準値を超えた場合には、二次燃焼室５内に備えられている防爆装置６が作動し、高圧の排ガスを外部に排出する。この際、防爆装置６の外気側に設けられた活性炭吸着層７により、万一排出される高圧の上記排ガスの中に低濃度のＰＣＢが含まれていたとしても、この活性炭吸着層７により吸着除去されるため、低濃度ＰＣＢが外気に散布されることはない。
【００３１】
さらに、二次燃焼室５において加熱分解された上記排ガスは、誘引ファン１２により、煙突１３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８に導入され２００℃以下に冷却される。そして、冷却された上記排ガスは、ヘパフィルタ９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。その後、脱硫設備１０に導入されて、硫黄分や二酸化硫黄分などが吸着除去される。さらに、活性炭吸着層１１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１３より外気へと排出される。
【００３２】
上述の実施形態による低濃度ＰＣＢの無害化方法によれば、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２のみ、または必要に応じて通常燃料３を加え、ディーゼルエンジン１内に噴射して焼却処理するため、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とともに、高圧および高温のディーゼルエンジン１の燃焼室内において、確実に低濃度ＰＣＢを焼却させることができる。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を含有する絶縁油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、高カロリーの低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油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、コストを掛けずに低濃度ＰＣＢ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ディーゼルエンジン１でも効率良く利用することができる。
【００３３】
また、ディーゼルエンジン１から排出されたＰＣＢを含む上記排ガスを８５０℃以上の温度に保持された二次燃焼室５に導入し、２秒以上滞留させることにより、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢが分解するため、大型で高排出量のディーゼルエンジン１を使用せずに、低濃度ＰＣＢをディーゼルエンジン１の上記燃焼室内で焼却処理させることができる。この結果、小型で低排出量のディーゼルエンジン１でも対応することができ、低濃度ＰＣＢの焼却処理を簡便におこなうことができる。
【００３４】
さらに、ディーゼルエンジン１内でＰＣＢを分解させる必要がないため、ＰＣＢ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。この結果、上記燃焼室内で水分の水蒸気爆発により起こる様々なトラブルを防止することができ、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る。
【００３５】
また、上記排ガスに含まれる低濃度ＰＣＢを二次燃焼室５で加熱分解する際に、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２を燃料として供給することにより、二次燃焼室内５を８５０℃以上の温度に保持するため、二次燃焼室５に使用する通常燃料３の量を減らすか、あるいは無くすことができる。この結果、燃料コストを抑えることができる。
【００３６】
そして、二次燃焼室５に設けられた防爆装置６の外気側に、ＰＣＢを吸着する活性炭吸着層７を設けたため、万一二次燃焼室５内で爆発が起こり、防爆装置６によって外部に排ガスが排出されたとしても、この排ガスに含まれるＰＣＢが活性炭吸着層７により吸着除去される。この結果、ＰＣＢが外気に散布されることによって起こる環境汚染を防止することができる。
【００３７】
さらに、二次燃焼室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１４内に、不純物質を除去するためのヘパフィルタ９と脱硫設備１０および活性炭吸着層１１からなる吸着除去部１５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。この結果、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。
【００３８】
また、図２に基づいて本発明の低濃度ＰＣＢの無害化方法の他の実施形態を説明する。
図２は、他の実施形態の低濃度ＰＣＢの無害化方法の概略構成を示すものであり、図１に示したものと同一構成部分については、同一記号を付してその説明を簡略化する。
【００３９】
この実施形態による低濃度ＰＣＢの無害化装置は、図２に示すように、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２を燃焼させるディーゼルエンジン１を備えているとともに、この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二次燃焼室５を備えている。この二次燃焼室５には、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２を供給するための供給手段１６が設けられている。この供給手段１６は、二次燃焼室５に設けられているバーナと連結されている。さらに、二次燃焼室５には、排ガスの全部または一部が、二次燃焼室５内に設けられている上記バーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入される。
【００４０】
以上の構成による他の実施形態では、ディーゼルエンジン１の燃焼室内に噴射される低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２、または通常燃料３を加えた混合燃料が燃焼することによって、絶縁油２または上記混合燃料に含まれる低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油２が焼却されるとともに、低濃度ＰＣＢが蒸発し排ガスとして排出される。このときに、ディーゼルエンジン１から排出される上記排ガスは、一般的に乾き排ガス中酸素濃度が１１％以上になっている。
【００４１】
そこで、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の全部または一部を、二次燃焼室５に設けられたバーナに導入し、燃焼用空気として当該バーナから噴出させる。この際、バーナに導入される当該排ガスは、乾き排ガス中酸素濃度が１１％以上が一般的であるが、ディーゼルエンジン１の燃焼室内での燃焼の際に、給気と燃料との混合割合を調整することにより、常に乾き排ガス中酸素濃度が０．５％以上に維持されている。
【００４２】
また、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の一部を、二次燃焼室５に設けられたバーナに導入した場合には、残りの排ガスを図１に示す実施形態同様に、８５０℃以上の温度に保持してある二次燃焼室５に導入し、２秒以上滞留させる。このとき、上記排ガス中に含まれる低濃度ＰＣＢは、二次燃焼室５内の８５０℃以上の温度によって加熱分解する。
【００４３】
そして、二次燃焼室５において加熱分解された上記排ガスは、誘引ファン１２により、一端冷却塔８に導入され２００℃以下に冷却される。そして、冷却された上記排ガスは、ヘパフィルタ９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。その後、脱硫設備１０に導入されて、硫黄分や二酸化硫黄分などが吸着除去される。さらに、活性炭吸着層１１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１３より外気へと排出される。
【００４４】
上述の他の実施形態による低濃度ＰＣＢの無害化方法によれば、ディーゼルエンジン１から排出される排ガスの全部または一部を、二次燃焼室５に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入するため、二次燃焼室５内の燃焼用として使用される空気の使用量を削減することができるとともに、二次燃焼室５から排出される排ガスの量を削減することができる。これにより、設備に掛かるコストを抑えることができるとともに、ランニングコストを軽減することができる。
【００４５】
また、二次燃焼室５に設けられているバーナに、燃焼用空気の少なくとも一部として導入される排ガスは、ディーゼルエンジン１の燃焼室において、給気と燃料との混合割合を調整することにより、常に乾き排ガス中酸素濃度が０．５％以上に維持されるため、二次燃焼室５内の燃焼を確実に行うことができるとともに、上記排ガス中の酸素濃度が低いことによって起こる不完全燃焼により発生する煤を抑えることができる。この結果、環境に配慮した無害化処理方法を提供することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態において、低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油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。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
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】
【００４８】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  低濃度ＰＣＢを含有する絶縁油
３  通常燃料
４  発電機
５  二次燃焼室
６  防爆装置  
７  活性炭吸着層
８  冷却塔
９  ヘパフィルタ
１０  脱硫設備
１１  活性炭吸着層
１２  誘引ファン  
１３  煙突
１４  排出部  
１５  吸着除去部
【図１】
2010133694.tif 000003
【図２】
2010133694.tif 000004