(57)【要約】【課題】  アスベスト含有廃棄物を高い処理効率で加熱処理することができる加熱処理システムを提供する。【解決手段】  この加熱処理システムは、入口ノズル１３と出口ノズル１４と過熱蒸気を受け入れるための蒸気受入ノズルとを備える加熱容器１０と、積み重ねられた複数のアスベスト含有廃棄物からなるブロックを加熱容器１０外で載置し、入口ノズル１３を通して加熱容器１０内へ搬入し、出口ノズル１４を通して搬出する網状ベルト１９を有するベルトコンベア１１と、加熱容器１０内に網状ベルト１９を挟んで上下に設けられる加熱装置１２とを含む。ベルトコンベア１１により複数のブロックを続けて加熱容器１０内へ搬入し、過熱蒸気雰囲気の下、複数のブロックを搬送しつつ加熱装置１２により加熱することにより各ブロックに含まれるアスベスト中の結晶水を脱水してアスベストを無害化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスベスト含有廃棄物を加熱して無害化するための加熱処理システムであって、
一端に入口ノズルと、他端に出口ノズルと、側部に過熱蒸気を受け入れるための蒸気受入ノズルとを備える加熱容器と、
積み重ねられた複数の前記アスベスト含有廃棄物からなるブロックを前記加熱容器外で載置し、前記入口ノズルを通して前記加熱容器内へ搬入し、前記出口ノズルを通して搬出する網状ベルトを有するベルトコンベアと、
前記加熱容器内に前記網状ベルトを挟んで上下に設けられる加熱装置とを含み、
前記ベルトコンベアにより複数の前記ブロックを続けて前記加熱容器内へ搬入し、過熱蒸気雰囲気の下、前記複数のブロックを搬送しつつ前記加熱装置により加熱することにより各ブロックに含まれるアスベスト中の結晶水を脱水して該アスベストを無害化する、加熱処理システム。
【請求項２】
前記加熱容器の後流側に設けられ、一端に受入口と、他端に排出口と、側部に排気と冷風の供給を行うための給排口とを備える冷却容器と、前記排気を行う排気ファンと、前記冷風の供給を行う送風機とをさらに含み、前記ベルトコンベアにより無害化された前記ブロックを、前記受入口を通して前記冷却容器へ搬入し、前記ブロックの搬入の際に流入した高温ガスを前記給排口から排気した後、前記冷風を供給することにより空冷して、前記排出口を通して搬出する、請求項１に記載の加熱処理システム。
【請求項３】
前記送風機に代えて噴霧装置を備えており、前記噴霧装置は、前記無害化されたブロックに水を噴霧し、前記無害化されたブロックを水冷する、請求項２に記載の加熱処理システム。
【請求項４】
前記加熱容器では、前記ブロックを８００℃〜１１００℃の温度へ加熱し、前記冷却容器では、前記無害化されたブロックを２００〜４００℃の温度へ冷却する、請求項２または３に記載の加熱処理システム。
【請求項５】
前記加熱容器は、前記アスベスト含有廃棄物から揮発した有機化合物を排出するためのガス排出ノズルを備え、
前記ガス排出ノズルから排出された前記有機化合物と前記過熱蒸気とをさらに加熱して反応させ、前記有機化合物を分解する反応装置をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱処理システム。
【請求項６】
前記ブロックは、複数の板状の前記アスベスト含有廃棄物を積み重ね、プラスチック樹脂からなる紐状物により緊結されたものとされ、前記紐状物は、前記加熱容器内で溶融し、揮発して前記反応装置へと送られる、請求項５に記載の加熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスベスト含有廃棄物を、過熱蒸気雰囲気下で加熱して無害化する加熱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト（石綿）は、蛇紋石や角閃石が繊維状に変形した天然の鉱石であり、蛇紋石系のクリソタイルと、角閃石系のクロシドライト、アモサイト等とに分けられる。アスベストは、軽量性、耐久性、耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性に優れ、安価であるため、これまで、建設資材、電気製品、自動車、家庭用品等の様々な用途に広く使用されてきた。
【０００３】
近年、アスベストは、その繊維が空中に飛散しやすいことから、肺ガンや中皮種等の病気を引き起こすことが問題となっている。そこで現在では、アスベストを全重量の０．１％以上含有する製品の出荷は、原則禁止されている。また、使用済みのアスベスト含有廃棄物の処理では、その廃棄物中のアスベストを全重量の０．１％以下となるまで無害化することが求められている。
【０００４】
アスベストを無害化する技術としては、過熱蒸気を利用したフロン分解時の発熱を利用して分解処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、アスベストおよびアスベスト含有物質を、７００℃から８００℃程度のフロンを分解可能な過熱蒸気の雰囲気中にフロンまたはハロンあるいは六フッ化硫黄とともに存在させ、フッ化水素ＨＦ、塩酸ＨＣｌを直接アスベストに作用させて分解している。
【０００５】
また、クリソタイルまたはクリソタイル含有物を酸と混合して、圧力１．５〜１０気圧かつ温度１１０〜１８０℃の水蒸気により加圧および加熱処理する方法も提案されている（特許文献２参照）。この方法は、特定の圧力および温度の水蒸気によってクリソタイルまたはクリソタイル含有物と酸の混合物を加圧および加熱処理することにより、クリソタイルをクリソタイルの検出限界未満にまで変成することができ、その変成物をセメントクリンカーの焼成用原料として好適に用いることができる。
【０００６】
上記のアスベストを無害化する技術では、蒸気雰囲気下で加熱処理を行っているが、アスベスト等にフッ素酸や塩酸等の酸を作用させて分解している。
【０００７】
その他の方法として、加熱によりアスベストの構造を変化させ、無害化する方法が提案されている（非特許文献１参照）。この方法では、酸を使用することなくアスベストを無害化することができる。
【０００８】
この非特許文献１には、ＪＩＳ  Ａ  １４８１に準拠する位相差顕微鏡法によってアスベストが含まれないと評価される加熱条件として「１０００℃で３時間加熱すること」が必要であること、８００℃および９００℃では、上記の基準に照らした無害化を行うことができないことが記載されている。これは、１０００℃より低い８００℃や９００℃ではアスベストの熱伝導率が低いことから、アスベストの内部にまで温度が伝わらず、温度分布が一様にならないため、１０００℃で３時間程度加熱しないと、反応しないクリソタイルが存在することを示すものである。
【特許文献１】特開２００７−２０９３６４号公報
【特許文献２】特開２００８−４９２０５号公報
【非特許文献１】橋本忍、奥田篤史、上林晃、本多沢雄、淡路英夫、福田功一郎、「位相差顕微鏡法による加熱クリソタイルの評価」、日本セラミックス協会学術論文誌、１１４［８］７１６−７１８、２００６年８月１日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の上記方法ではいずれも蒸気雰囲気下でアスベストを所定時間加熱し、アスベストを分解あるいは構造変化させて無害化している。
【００１０】
しかしながら、いずれの方法も、予め所定の大きさに粉砕し、処理炉や乾燥機内へ投入し、バッチ処理している。
【００１１】
これでは、破砕の際、クリソタイルが飛散してしまうという問題があり、また、バッチ処理では処理効率が極めて低いという問題があった。
【００１２】
なお、特許文献１に記載の技術では、スクリューを用いて連続運転可能にされ、処理効率を高めているが、処理炉へ投入するには予め破砕しておかなければならず、このような破砕により被加熱媒体のサイズを小さくしてその内部まで加熱しやすくするとともに、酸で分解することにより、短時間での無害化を実現している。
【００１３】
そこで、アスベスト含有建材等を破砕することなく、酸を用いることなく、処理効率を向上させるために複数のアスベスト含有建材等を続けて加熱処理することができるアスベスト含有廃棄物の処理システムの提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発明者らは、鋭意検討の結果、複数のアスベスト含有建材を単に積み重ねたものを加熱容器内の多数の穴が設けられたプレート上に置き、過熱蒸気雰囲気下で、そのプレートの上下に配設された加熱装置により約３０分〜約２時間かけて約８００℃〜約１１００℃へ昇温していくと、約８００℃〜約１１００℃に到達した後、その温度で一定時間保持しなくても、その温度に達するまでの間にアスベスト含有建材中のクリソタイルが完全に消失することを見出した。
【００１５】
これは、アスベスト含有建材を予め破砕することなく、酸を用いることもなく、また、各アスベスト含有建材に過熱蒸気を行き渡らせるために、その間にスペーサを介在させる必要もなく、さらには、約８００℃〜約１１００℃という高温で一定時間保持する必要もないことから、複数のアスベスト含有建材を簡単かつ連続的に無害化処理して処理効率を上げ、加熱に必要とされるエネルギーの消費量を大幅に削減することができる。
【００１６】
本発明は、上記のことを見出すことによりなされたものであり、上記の課題は、本発明の加熱処理システムを提供することにより解決することができる。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、アスベスト含有廃棄物を加熱して無害化するための加熱処理システムであって、一端に入口ノズルと、他端に出口ノズルと、側部に過熱蒸気を受け入れるための蒸気受入ノズルとを備える加熱容器と、積み重ねられた複数のアスベスト含有廃棄物からなるブロックを加熱容器外で載置し、入口ノズルを通して加熱容器内へ搬入し、出口ノズルを通して搬出する網状ベルトを有するベルトコンベアと、加熱容器内に網状ベルトを挟んで上下に設けられる加熱装置とを含み、ベルトコンベアにより複数のブロックを続けて加熱容器内へ搬入し、過熱蒸気雰囲気の下、複数のブロックを搬送しつつ加熱装置により加熱することにより各ブロックに含まれるアスベスト中の結晶水を脱水して該アスベストを無害化する、加熱処理システムが提供される。
【００１８】
また、加熱容器の後流側に設けられ、一端に受入口と、他端に排出口と、側部に排気と冷風の供給を行うための給排口とを備える冷却容器と、熱風を排気する排気ファンと、冷風を供給する送風機とをさらに含むことができる。この冷却容器では、ベルトコンベアにより無害化されたブロックを、受入口を通して冷却容器へ搬入し、ブロックの搬入の際に流入した高温ガスを給排口から排気した後、冷風を供給することにより空冷して、排出口を通して搬出する。
【００１９】
送風機に代えて噴霧装置を備えることができ、その噴霧装置は、無害化されたブロックに水を噴霧し、無害化されたブロックを水冷することができる。
【００２０】
加熱容器では、ブロックを約８００℃〜約１１００℃の温度へ加熱し、冷却容器では、無害化されたブロックを約２００〜約４００℃の温度へ冷却することができる。加熱時間は、約３０分〜約２時間とすることができ、冷却時間も、約３０分〜約２時間とすることができる。
【００２１】
加熱容器は、アスベスト含有廃棄物から揮発した有機化合物を排出するためのガス排出ノズルを備え、この加熱処理システムは、そのガス排出ノズルから排出された有機化合物と過熱蒸気とをさらに加熱して反応させ、有機化合物を分解する反応装置をさらに含むことができる。
【００２２】
ブロックは、複数の板状のアスベスト含有廃棄物を積み重ね、プラスチック樹脂からなる紐状物により緊結されたものとされる。この紐状物は、複数の板状のアスベスト含有廃棄物が運搬時に荷崩れしないように固定するために用いられ、複数の板状のアスベスト含有廃棄物とともに加熱容器内へ入れられ、溶融し、揮発して、ガスとして反応装置へと送られる。なお、反応装置では、この有機化合物は、二酸化炭素や塩化水素等の低分子に分解される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の加熱処理システムを提供することで、連続的に複数のアスベスト含有廃棄物を無害化することができ、処理効率を向上させることができる。これにより、加熱に必要とされるエネルギーの消費量も大幅に削減することができる。
【００２４】
また、比較的低温で、かつ短時間の加熱で無害化することができるため、安全性や信頼性を充分に担保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の加熱処理システムについて説明する前に、アスベストおよびアスベスト含有廃棄物について、また、それらを過熱蒸気雰囲気下で加熱した場合の効果を説明する。
【００２６】
アスベストは、天然に存在するケイ酸塩水和物の鉱物繊維であり、蛇紋石系のクリソタイルと、角閃石系のクロシドライト、アモサイトがある。アスベストは、高温で加熱することにより、結晶水が脱水する。ここで、アスベストの結晶水が脱水する際の化学式を、クリソタイルについて式（１）に、アモサイトについて式（２）に、クロシドライトについて式（３）に示す。
【００２７】
【化１】
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【００２８】
【化２】
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【００２９】
【化３】
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【００３０】
上記式１〜３で示されるように、クリソタイルおよびアモサイトは、脱水して、無害のフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）へ変化し、クロシドライトは、脱水して、無害のケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）へ変化する。このことから、高温で加熱することにより、アスベストを無害化することができる。
【００３１】
このアスベストを含有する廃棄物には、発塵量が著しく多い、あるいは発塵しやすい飛散性アスベスト含有廃棄物と、発塵性が比較的低い非飛散性アスベスト含有廃棄物とがある。飛散性アスベスト含有廃棄物には、アスベスト吹付材、アスベストを含有する保温材、断熱材、耐火被覆材等があり、非飛散性アスベスト含有廃棄物には、住宅屋根用化粧スレート等の成形板がある。ここに例示したアスベスト含有廃棄物は、いずれも板状のものであり、建築材料である。そこで、以下、アスベスト含有廃棄物をアスベスト含有建材として説明する。
【００３２】
アスベスト含有建材は、クリソタイルに加えて、酸化カルシウムを含む。このアスベスト含有建材を加熱した場合に、クリソタイルの結晶水が脱水する際の化学式を下記式４に示す。
【００３３】
【化４】
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【００３４】
上記式４で示されるように、アスベスト含有建材は、脱水して、無害のアケルマナイト（Ｃａ２ＭｇＳｉ２Ｏ７）へ変化する。このことから、アスベスト含有建材についても高温で加熱することにより、アスベストを無害化することができる。
【００３５】
過熱蒸気は、空気の２倍の比熱を有し、空気より対流伝熱効果が大きく、かつ、熱放射および凝縮水による伝熱効果が得られるため、空気中で加熱するよりも、低温かつ短時間で必要な熱量を被加熱物に与えることができる。
【００３６】
実際に、吹付材や住宅屋根用化粧スレート等のアスベスト含有建材について、アスベストの無害化を評価するための定性分析および定量分析を行ってみると、過熱蒸気雰囲気下では、約８００℃〜約１１００℃の温度へ加熱し、その温度に一定時間保持すると、アスベスト含有建材に含まれるクリソタイルが完全に消失した。ところが、アスベスト含有建材を単に複数枚積み重ねて加熱容器内に配置されたエキスパンドメタル等の多数の穴が設けられたプレート上に置き、過熱蒸気雰囲気下で、そのプレートの上下に配設された加熱装置により約３０分〜約２時間の時間をかけて約８００℃〜約１１００℃へ加熱すると、その温度に一定時間保持しなくても、また、アスベスト含有建材間にスペーサ等を介在させなくても、その内部まで充分に加熱することができ、すべてのクリソタイルを消失させ、無害化することができることを見出した。
【００３７】
図１および図２を参照して、アスベスト含有建材の加熱処理システムを詳細に説明する。図１は、加熱処理システムの正面図および容器内の断面図を、図２は、上部から見た容器内および切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を示した図である。
【００３８】
この加熱処理システムは、アスベスト含有建材を加熱して無害化する装置であり、一方に長くされた中空の加熱容器１０と、アスベスト含有建材を搬送するベルトコンベア１１と、加熱容器１０の内部に配設され、アスベスト含有建材を加熱する加熱装置１２とを備える。
【００３９】
加熱容器１０は、一方に長くされた中空で直方体の容器の一端に入口ノズル１３、その他端に出口ノズル１４、その側部に過熱蒸気を受け入れるための図示しない蒸気受入ノズルと、その側部に揮発した有機化合物を排気するための排気ノズル１５とを備える。入口ノズル１３および出口ノズル１４は、その開口が略矩形とされ、その入口ノズル１３および出口ノズル１４には、加熱容器１０を閉鎖するための閉鎖部材をそれぞれ備える。閉鎖部材としては、開閉を可能にするレール、ローラ、スライダ等を備える扉体や、簾状物とすることができ、簾状物の場合、簾を上げてアスベスト含有建材を搬入することができる。なお、このように閉鎖部材を設けるのは、加熱容器１０内の温度を下げないようにして熱損失を低減し、エネルギーの無駄を防止するためである。なお、閉鎖部材は、加熱対象物である複数枚のアスベスト含有建材からなるブロックを検知するセンサと連動し、自動で開閉するように構成されていてもよい。
【００４０】
加熱容器１０は、側部に開閉可能な窓を備えることができ、窓は、耐熱ガラス等により内部を目視可能とすることができる。また、窓を備えることで、内部のメンテナンスも容易となり、加熱処理中に崩れたアスベスト含有建材の破片をメンテナンス時に取り除くことができる。
【００４１】
加熱容器１０の形状は、直方体に限られるものではなく、円筒状のものであってもよい。加熱容器１０の材質は、耐熱性を有するステンレス鋼、チタン、ニッケル合金といった金属、セラミックス、耐火レンガとすることができる。加熱容器１０を金属で作製する場合には、その内壁に、内部の温度を下げないように、また、燃焼しないように、熱伝導の低い耐火レンガやセラミックス等の断熱材１６を設けることができる。加熱容器１０の外壁には、熱損失をさらに低減し、かつ手で触れても安全なように安全性を考慮して、ロックウール等の保温材を設けることができる。
【００４２】
加熱容器１０の中空の断面の幅、高さおよび長さは、処理するアスベスト含有建材の大きさ、重ね合わせる枚数等によって適宜決定することができるが、例えば、幅約１．８ｍ、高さ約１ｍ、厚さ約５〜６ｍｍのアスベスト含有建材を１０枚〜１５枚積み重ねたものを１ブロックとして搬入し、約１時間で約９５０℃まで加熱するものとすると、その断面の幅は、上記１．８ｍより大きい約２ｍ〜約２．５ｍ、その高さは、厚さ５〜６ｍｍのアスベスト含有建材を１５枚積み重ねた７５〜９０ｍｍより高く、上下に加熱装置１２を設置することを考慮して、約１．５ｍ〜約２ｍ、その長さは、約１０ｍとすることができる。入口ノズル１３および出口ノズル１４の開口幅および高さは、内部の断面の幅とほぼ同じで、アスベスト含有建材を載置したベルトが挿通可能な約０．５ｍの高さとすることができる。
【００４３】
ベルトコンベア１１は、モータに接続されて回転駆動する駆動ローラ１７と、複数の従動ローラ１８と、図２（ａ）に示すような多数の菱形の穴が形成された金属からなる網状ベルト１９とを備える。上部の矢線に示す搬送方向へ移動するベルトが、加熱容器１０の内部を複数の棒状の支持部材２０により支持されつつ通され、下部の矢線に示す戻り方向へ移動するベルトが、加熱容器１０の下側を通される。アスベスト含有建材は、加熱容器１０の外部において載置され、加熱容器１０の入口ノズル１３を通して加熱容器１０の内部へ搬入され、加熱容器１０の出口ノズル１４を通して加熱容器１０の外部へ搬出される。このベルトコンベア１１により、複数のブロックを続けて加熱容器１０内へ搬入し、加熱処理することができ、処理効率を向上させることができる。
【００４４】
網状ベルト１９は、ステンレス製のメッシュベルトとすることができる。その材質としては、ステンレスのほか、ニッケルを主成分とし、クロム、鉄、炭素を含むインコネル（登録商標）、ニッケルを主成分とし、モリブデン、クロム、鉄を含むハステロイ（登録商標）等を挙げることができる。形成される穴の形状は、菱形に限られるものではなく、その他いかなる形状であってもよい。また、その大きさは、アスベスト含有建材を載置することができるのであれば、大きいほど効果的にアスベスト含有建材へ熱を伝えることができる点で好ましい。
【００４５】
搬送方向へ移動するベルトの長さは、上記の例でいえば、加熱容器１０内部の長さが約１０ｍであるから、入口ノズル１３、出口ノズル１４の長さ、アスベスト含有建材を加熱容器１０外で載置する部分を考慮し、約１５ｍとすることができる。
【００４６】
加熱装置１２は、図１および図２（ｂ）に示すように、加熱容器１０内に網状ベルト１９を挟んで上下に複数設けられる。図１では、網状ベルト１９の上部に５つ、それに対向して網状ベルト１９の下部に５つ設けられている。加熱装置１２としては、ガスバーナーや電気ヒータ等を挙げることができるが、電気ヒータに比較して約１／３のコストに抑えることができ、高加熱力を有するラジアントチューブバーナーが好ましい。
【００４７】
ラジアントチューブバーナーは、Ｕ字型のチューブを通して間接的に加熱容器１０内に熱を伝えるバーナーであり、その燃料として重油や都市ガスを使用することができるものである。ラジアントチューブバーナーは、Ｕ字型のように、１つの曲がり部を備えるチューブに限られるものではなく、図２（ａ）に示すように、伝熱面積を増大させるために、２つ以上の曲がり部を備えるチューブとすることもできる。
【００４８】
ここで、加熱に必要な過熱蒸気の量について説明すると、０．３Ｌの容器にクリソタイル１００％のアスベストを５ｇ入れて８００℃に加熱した場合、クリソタイルは、原子量２７７．１（ｋｇ／ｋｍｏｌ）で、加熱により約０．６５ｇ（約３．２Ｌ）の過熱蒸気を生成する。この３．２Ｌの過熱蒸気は、容器の容量０．３Ｌに対し、充分に満たすことができる量である。このことから、アスベストから脱水した結晶水から過熱蒸気雰囲気を形成することができる。
【００４９】
しかしながら、アスベスト含有建材中のクリソタイル含有量や容器の容量等によっては充分に満たすことができない場合があり、また、過熱蒸気の量は多いほど、加熱に要する時間を短縮することができるため、過熱蒸気を別途供給するほうが好ましい。
【００５０】
そこで、過熱蒸気を供給するために別途、過熱蒸気生成装置を備えることができる。この過熱蒸気生成装置は、後述する反応装置へ過熱蒸気を供給する際にも利用することができる。
【００５１】
図３は、過熱蒸気生成装置の構成例を示した図である。過熱蒸気生成装置３０は、水を貯留する貯水タンク３１と、水を蒸発させるためのボイラ３２と、貯水タンク３１からボイラ３２へ給水する給水ポンプ３３と、過熱蒸気を生成させる蒸気加熱機３４とから構成される。
【００５２】
蒸気加熱機３４は、燃料を燃焼させ、高温の燃焼ガスにより加熱するものであってもよいが、電磁誘導加熱によるものであってもよい。ここで、電磁誘導加熱とは、コイルに強い電流を流して強力な磁場を発生させ、その上に電気を通しやすい鉄やステンレス鋼等の金属を置き、電磁誘導により渦電流を発生させ、その抵抗により金属が発熱するという原理を利用した加熱方法である。電磁誘導加熱により蒸気を加熱する場合、鉄あるいはステンレス鋼等で作製された円筒管と、その外周に導線を巻いたもの電磁誘導加熱装置として用いることができる。
【００５３】
過熱蒸気生成装置３０により生成される過熱蒸気は、ほぼ大気圧で、１００℃を超える温度の蒸気とされる。しかしながら、８００℃より低い３００℃や４００℃等の温度で加熱容器１０に供給した場合、一度約８００℃〜約１１００℃に加熱した加熱容器１０内の温度を低下させてしまい、再びその温度にまで加熱するには時間がかかる。それに加えて、その温度にまで加熱するためのエネルギーが消費される。したがって、一度加熱した加熱容器１０内の温度を低下させないために、約８００℃〜約１１００℃に加熱して供給することが好ましい。
【００５４】
建物の解体時に剥離されるアスベスト含有建材は、その多くが板状のものとして回収される。この板状のアスベスト含有建材は、粉砕することなく解体現場から、加熱処理システムに近隣して設けられる保管庫へと搬送され、複数が積み重ねられて１つのブロックを構成する。図４は、複数枚のアスベスト含有建材からなるブロックを例示した図である。ブロック４０は、プラスチック樹脂からなる紐状物４１により緊結され、加熱処理されるまで保管庫で保管される。なお、紐状物４１で緊結されるため、アスベスト含有建材を載せて運ぶ運搬容器が不要となり、複数枚を同時に加熱容器１０内へ搬入し、加熱処理することができる。
【００５５】
紐状物４１を形成するプラスチック樹脂としては、加熱により揮発する、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリウレタン等を挙げることができる。
【００５６】
紐状物４１は、プラスチック樹脂からなるものであるため、加熱容器１０内へ入れられ、加熱されると、溶融し、揮発して、アスベスト含有建材から揮発する塗料や接着剤等の他の有機化合物とともに排出され、図１に示す排気ノズル１５に接続される反応装置で低分子に分解される。
【００５７】
この加熱処理システムを用いてアスベスト含有建材を加熱処理する方法について説明すると、まず、加熱装置１２により加熱容器１０内の加熱を開始し、加熱容器１０内の温度を約８００℃〜約１１００℃へ加熱する。図３に示す過熱蒸気生成装置３０で約８００℃〜約１１００℃の温度の過熱蒸気を生成し、加熱容器１０内へ入れ、加熱容器１０内を過熱蒸気雰囲気とする。
【００５８】
複数枚のアスベスト含有建材が紐状物４１で緊結されたブロック４０を、両ばさみ式のフォークリフトを使用して挟み込んで保管庫から取り出し、運搬して、加熱容器１０の外部において搬送方向へ移動する網状ベルト１９上に載置する。その後、保管庫へ戻り、フォークリフトを用いて次のブロックを取り出し、運搬して網状ベルト１９上に載置する作業を繰り返す。
【００５９】
網状ベルト１９上に載置されたブロック４０は、網状ベルト１９の移動により加熱容器１０内へ搬入され、過熱蒸気雰囲気の下、加熱される。網状ベルト１９は移動し続けるため、ブロック４０は、搬送方向へ移動しつつ加熱される。
【００６０】
ブロック４０を構成するアスベスト含有建材には、水分、塗料、接着剤、アスベスト等が含まれており、容易に蒸発する水分や、塗料や接着剤を構成する揮発性有機化合物は、加熱容器１０内に入ると急速に加熱されて蒸発および揮発し、排気ノズル１５から排気される。排気ノズル１５から排出された揮発性有機化合物は、図示しない反応装置で低分子に分解される。
【００６１】
ブロック４０は、網状ベルト１９の移動に伴い、加熱装置１２および過熱蒸気により加熱され、出口ノズル１４の近くでは、約８００℃〜約１１００℃の温度にまで加熱される。熱は、過熱蒸気によってアスベスト含有建材の表面から内部へと伝わり、ブロック４０を構成する各アスベスト含有建材に含まれるアスベスト中の結晶水を脱水し、有害なクリソタイルから無害なアケルマナイトへ変化させて無害化する。なお、常温で搬入したアスベスト含有建材が約８００℃〜約１１００℃の温度へ加熱されるように、約３０分〜約２時間かけて加熱容器１０内を搬送される。
【００６２】
ブロック４０は、フォークリフトで運搬され、網状ベルト１９上へ次々に載置される。このため、加熱容器１０内へブロックが次々搬入され、複数のブロックが加熱容器１０内で、過熱蒸気雰囲気の下、約８００℃〜約１１００℃の温度にまで加熱され、無害化される。
【００６３】
無害化されたブロックは、網状ベルト１９の移動により次々加熱容器１０外へ搬出される。すでに無害化されているので、その建材が崩れ、微粉末が飛散したところで人体へ悪影響は及ばない。そこで、このブロックを網状ベルト１９から落下させ、運搬等しやすいように細かく破壊することができる。
【００６４】
図５は、本発明の加熱処理システムの別の実施形態を示した図である。アスベスト含有建材を加熱処理すると、無害なアケルマナイトへ変化するが、この約８００℃〜約１１００℃の温度で加熱すると最終的には、アルケマナイトとビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）と生石灰（ＣａＯ）となる。これは、セメントの主成分である酸化カルシウムと二酸化ケイ素を含むものであり、セメント原料として利用することができるものである。セメント原料として利用するためには、粉砕装置へ送り、粉末状に粉砕する必要があるが、その前に、無害化されたものを粉砕装置へ投入可能な温度にまで冷却する必要がある。そこで、この実施形態では、高温加熱処理されたブロックを冷却する冷却装置をさらに備える。
【００６５】
加熱容器１０、ベルトコンベア１１、加熱装置１２については、上述したものと同様であるので、ここでは冷却装置について説明する。
【００６６】
冷却装置は、加熱容器１０と連結され、無害化されたブロックを受け入れる冷却容器５０と、冷風を供給する送風機５１と、ブロックが搬入された際に流入した高温ガスを排気する排気ファン５２とを備える。
【００６７】
冷却容器５０は、加熱容器１０と同様、一方に長くされ、一端に設けられる受入口５３と、他端に設けられる排出口５４と、冷風を供給し、高温ガスを排気するための側部に設けられる給排口５５とを備える。網状ベルト１９が冷却容器５０の受入口５３および排出口５４を通して配設され、無害化されたブロックが加熱容器１０から受入口５３を通して搬入され、冷却した後、排出口５４を通して搬出される。
【００６８】
冷却装置では、冷却容器５０内に搬入されたブロックに、給排口５５からの冷風が当てられ、そのブロックが空冷されるが、その前に、ブロック搬入の際に加熱容器１０から流入した高温ガス、すなわち過熱蒸気および高温空気を排気する。これは、高温ガスが冷却容器５０内に蓄積していると、ブロックの冷却とともに、この高温ガスの冷却も行わなければならず、冷却効率が低下するためである。このため、高温ガスを排気しておき、その後、冷風を供給することで、効率的にブロックを冷却することができる。
【００６９】
なお、冷風を供給しても、ブロックに接触して加熱され、高温の空気を発生させるので、排気と冷風の供給とを繰り返すことが好ましい。
【００７０】
冷却容器５０も、加熱容器１０と同様、断面矩形で一方に長くされた中空の直方体や中空の円筒状のものとすることができ、その材質は、耐熱性を有するステンレス鋼、チタン、ニッケル合金等の金属、耐火レンガ、セラミックスとすることができる。この場合は、冷却効率を高めるため、保温材は不要であり、断面幅および高さは大きいほど好ましいが、設置スペースを考慮して、加熱容器１０とほぼ同じサイズとすることができる。また、その長さであるが、上記の例でいうと約９５０℃に加熱されていることから、これを約３００℃にまで冷却するには、冷風の供給量や熱風の排気量によっても異なるが、約３．５ｍ〜約５ｍとすることができる。なお、無害化されたブロックは、この冷却装置により、約２００℃〜約４００℃の温度にまで冷却することができる。
【００７１】
図５に示す実施形態では、１つの給排口５５しか設けられていないが、供給口と排気口とを別々に設け、連続して冷風を供給し、連続して高温ガスを排気するほうが冷却速度を向上させることができる点でより好ましい。
【００７２】
図５に示す実施形態では、送風機５１を設けたが、その送風機５１に代えて噴霧装置を設け、冷却容器５０内に水を噴霧することもできる。噴霧された水は、ブロックからの熱により蒸発し、冷却容器５０内で生成された蒸気は、排気ファン５２により外部へ放出される。このときブロックは、噴霧される水に潜熱を与えることにより冷却される。なお、冷却後のブロックが湿った状態になったのでは、セメント原料として再利用することが困難となるため、湿らない程度に冷却水を供給し、ブロックを冷却する。
【００７３】
噴霧装置は、冷却水を貯留する貯水槽と、冷却水を供給する冷却水ポンプと、冷却水ポンプからの水をブロックに向けて噴射する噴射ノズルとから構成することができる。
【００７４】
冷却されたブロックは、網状ベルト１９から落下し、様々な形状およびサイズに壊れる。これらを集めて粉砕装置へ送り、粉砕状態のセメント原料を得る。粉砕装置は、ロールクラッシャやチューブクラッシャ等とすることができる。この粉砕装置による粉砕後、トラックでセメント工場へと運ばれ、その後再利用のために、キルン等で焼成してセメント化される。
【００７５】
アスベスト含有建材は、アスベストの主成分であるクリソタイル（Ｍｇ３Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）と、セメントの成分である酸化カルシウム（ＣａＯ）のほか、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）等も含まれている。全重量の約２５％のクリソタイルを含む建材を過熱蒸気雰囲気下で、８００℃以上の温度で加熱すると、クリソタイルは消失し、アルケマナイトが生成する。約１４００℃の温度で処理すればこのアルケマナイトも消失するが、上述したように約８００℃〜約１１００℃の温度ではＭｇ成分はアルケマナイトとして残り、ビーライトと生石灰を生成する。これは、セメントの主成分である、石灰質原料のＣａＯと粘土質原料のＳｉＯ２で構成されるものであり、セメント原料として利用できるものである。
【００７６】
このため、過熱蒸気雰囲気下で加熱処理された建材は、冷却後、特に添加物を添加したり、不要な成分の除去を行うことなく、そのままロールクラッシャやチューブクラッシャ等の粉砕装置で粉砕し、その後、キルン等で焼成することにより、クリンカーを形成することができる。クリンカーは、セメント原料をキルンで高温焼成して得られる焼結物塊であり、ビーライト、アルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）、フェライト相（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３）、エーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）といった水硬性化合物を含み、これら水硬性化合物によりセメントの強度を発現するものである。なお、ビーライト、アルミネート相、フェライト相、エーライトは、セメント原料であるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を粉砕および焼成することにより生成される。セメントは、クリンカーに石膏を約３％〜約５％添加することにより製造することができる。ここで石膏を添加するのは、アルミネート相と水との反応を抑制するためである。
【００７７】
図６は、図１に示す構成に、反応装置を付加した構成を示した図である。アスベスト含有建材中には、塗料や接着剤として揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の有機化合物が含まれている。このＶＯＣには、ベンゼン、トルエン、キシレン、ホルムアルデヒド、パラジクロルベンゼン、エチルベンゼン等が含まれる。これらの有機化合物は、光化学オキシダントによる健康被害の要因の１つで、大気汚染物質であり、そのまま大気中へ放散することはできない。また、アスベスト含有建材は、紐状物４１で緊結されたまま加熱容器１０へ搬入されるため、加熱容器１０内で揮発した紐状物４１も処理しなければならない。
【００７８】
そこで、これらの有機化合物を反応装置６０により炭酸ガスや水等へ分解した後、大気放散する。なお、反応装置６０に加えて、分解ガスを冷却する冷却装置、分解ガス中に含まれるアスベスト未反応物等の浮遊物を除去するフィルタ、分解ガス中の塩素やＳＯｘを回収する洗浄装置を備えることもできる。
【００７９】
反応装置６０には、加熱容器１０で発生する揮発性有機化合物のほか、過熱蒸気が供給され、また、必要に応じて、図３に示す過熱蒸気生成装置３０から過熱蒸気や外部から空気も供給される。反応装置６０では、これらを所定温度に加熱し、揮発性有機化合物を過熱蒸気と反応させ、加水分解、熱分解により水素、一酸化炭素等まで分解する。また、空気を供給することにより酸化させ、二酸化炭素、水を生成させる。反応装置６０では、約９００℃〜約１２００℃の温度に加熱される。反応装置６０としては、円筒管内に電気ヒータを備えるものや、円筒管の外周に導線を巻いた電磁誘導加熱装置等を挙げることができる。
【００８０】
冷却装置、フィルタ、洗浄装置を備える場合、冷却装置は、低分子とされた分解ガスを急冷する。分解ガス中には、アスベスト未反応物が浮遊物として含まれるため、フィルタでこの浮遊物を捕集し、分解ガス中から浮遊物を除去する。フィルタは、目の粗い、不織布からなるプレフィルタと、目の細かいメインフィルタとして用いられるＨＥＰＡフィルタとから構成することができる。
【００８１】
洗浄装置は、スクラバーとすることができ、容器内にアルカリ性の水溶液を収容していて、分解ガスを、水溶液内を通過させることによりアルカリと反応させ、塩化水素中の塩素といったハロゲン、二酸化炭素の一部、ＳＯｘ等を回収・除去する。アルカリとしては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムを用いることができる。洗浄装置では、アルカリと反応しなかった二酸化炭素、反応装置６０で反応に使用されなかった空気が、アルカリ水溶液中に気泡となって洗浄装置の容器上部へと移動し、ブロワによって吸引されて大気中へ放散される。なお、ブロワによって吸引される前に、活性炭塔を設け、洗浄装置で反応せずに排出されたハロゲンやＳＯｘ等を吸着除去することができる。
【００８２】
これまで本発明の加熱処理システムを図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の加熱処理システムの１つの実施形態を示した図。
【図２】加熱容器の内部および切断線Ａ−Ａで切断した断面図。
【図３】過熱蒸気生成装置の構成例を示した図。
【図４】複数のアスベスト含有建材からなるブロックを例示した図。
【図５】本発明の加熱処理システムの別の実施形態を示した図。
【図６】図１に示す構成に、反応装置を付加した構成を示した図。
【符号の説明】
【００８４】
１０…加熱容器、１１…ベルトコンベア、１２…加熱装置、１３…入口ノズル、１４…出口ノズル、１５…排気ノズル、１６…断熱材、１７…駆動ローラ、１８…従動ローラ、１９…網状ベルト、２０…支持部材、３０…過熱蒸気生成装置、３１…貯水タンク、３２…ボイラ、３３…給水ポンプ、３４…蒸気加熱機、４０…ブロック、４１…紐状物、５０…
冷却容器、５１…送風機、５２…排気ファン、５３…受入口、５４…排出口、５５…給排口、６０…反応装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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