(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周壁が外側の金属材と内側の耐火材とからなる焼却炉装置を解体する解体方法であって、上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材とともに耐火材を破壊する工程とを備えていることを特徴とする焼却炉装置の解体方法。
【請求項２】
周壁が外側の金属材と内側の耐火材とからなる焼却炉装置を解体する解体方法であって、上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材を破壊する工程と、上記金属材の破壊ののちに耐火材を破壊する工程とを備えていることを特徴とする焼却炉装置の解体方法。
【請求項３】
周壁が外側の金属材と内側の耐火材とからなる焼却炉装置を解体する解体方法であって、上記耐火材を破壊する工程と、上記耐火材の破壊ののちに上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材を破壊する工程とを備えていることを特徴とする焼却炉装置の解体方法。
【請求項４】
上記耐火材の破壊に先立って冷却剤を耐火材に散布する工程を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【請求項５】
上記冷却剤が、液体窒素，液体酸素，および液体空気からなる群から選ばれる少なくともひとつである請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【請求項６】
上記冷却剤を接触させる金属材の所定部分を、冷却剤を流入するための冷却具で覆ったのちに、その冷却具に冷却剤を流入して上記金属材の所定部分を冷却する請求項１〜５のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【請求項７】
上記冷却剤が、ドライアイスである請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【請求項８】
上記冷却剤が、液体窒素，液体酸素，および液体空気からなる群から選ばれる少なくともひとつおよびドライアイスである請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【請求項９】
上記焼却炉装置および上記焼却炉装置が設置されている建屋を解体する場合において、その建屋の解体に先立って上記焼却炉装置が解体される請求項１〜８のいずれか一項に記載の焼却炉装置の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ等を焼却する際に用いる焼却炉装置の解体方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ダイオキシンによる環境汚染問題を契機として、既存の焼却炉装置から排出される排ガスのダイオキシン濃度を測定することが行なわれている。そして、そのダイオキシン濃度が所定の基準値よりも高い場合には、それを排出する焼却炉装置が解体され、発生するダイオキシン濃度が低くなる新しい焼却炉装置に建て替えられている。
【０００３】
一般に、上記焼却炉装置は、図５に示すように、焼却炉本体１と、その周辺機器（空気余熱器３０等）とからなり、建屋（図示せず）内に設置されている。そして、上記焼却炉装置の周壁１ａは、図６および図７に示すように、外側が金属材（鋼板）２からなり、内側が耐火材５からなっている。この耐火材５としては、図６に示すように、キャスタブル（不定形耐火物）３のみが用いられたり、図７に示すように、このキャスタブル３に加えて耐火煉瓦４が用いられたりしている。キャスタブル３と耐火煉瓦４の両者が用いられる場合には、キャスタブル３が金属材２と耐火煉瓦４との間に配設される。
【０００４】
そして、燃焼されるごみＡ等は、図５に示すように、クレーン（図示せず）によりホッパ３１まで運搬され、焼却炉本体１内に導かれて燃焼される。この燃焼により発生した排ガスは、灰や塵等とともに、空気余熱器３０，集塵器（図示せず），煙突（図示せず）等を通って排出され、残りの灰は、灰冷却装置３２に落とされ、その灰冷却装置３２に備えられているコンベア３２ａにより灰ピット３３まで運搬される。
【０００５】
また、上記焼却炉装置が解体される際には、解体作業性を考慮して、まず、建屋が解体され、ついで、焼却炉装置が解体される。この焼却炉装置の解体は、図６および図７に示す内側の耐火材（キャスタブル３，耐火煉瓦４）５を破壊したのちに外側の金属材（鋼板）２を切断するか、または金属材２を切断したのちに耐火材５を破壊する。そして、上記耐火材５の破壊は、一般に、解体作業員が焼却炉装置内に入り、ブレーカー等を用いて耐火材５を破壊することにより行なわれる。また、上記金属材２の切断は、一般に、解体作業員が焼却炉装置の外側または内側から金属材２をガス切断する（ＬＰガスやアセチレンガス等を燃焼させ、その火炎で切断線を溶解する）ことにより行なわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼却炉装置内で発生したダイオキシンは、焼却炉装置内に堆積したり、耐火材５に付着したりするだけでなく、耐火材５を通って金属材２の内周面にまで達している。このため、上記従来の解体方法では、耐火材５を破壊した際に、ダイオキシンが飛散し、金属材２をガス切断した際に、ダイオキシンがガス切断の熱により気化する。そして、その飛散や気化したダイオキシンを解体作業員が吸引するおそれがある。
【０００７】
また、焼却炉装置を解体する際には、建屋は既に解体されている場合が多く、このような場合には、上記飛散や気化したダイオキシンが周辺に拡散して周辺の環境をさらに汚染することになる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、焼却炉装置を解体する際に、ダイオキシンの飛散を減少させたり、ダイオキシンの気化を防止したりすることができる焼却炉装置の解体方法の提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、周壁が外側の金属材と内側の耐火材とからなる焼却炉装置を解体する解体方法であって、上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材とともに耐火材を破壊する工程とを備えている焼却炉装置の解体方法を第１の要旨とし、上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材を破壊する工程と、上記金属材の破壊ののちに耐火材を破壊する工程とを備えている焼却炉装置の解体方法を第２の要旨とし、上記耐火材を破壊する工程と、上記耐火材の破壊ののちに上記金属材の所定部分に冷却剤を接触させその部分の金属製外壁を冷却して耐衝撃強度を低下させる工程と、上記冷却した部分を衝撃力により破壊し金属材を破壊する工程とを備えている焼却炉装置の解体方法を第３の要旨とする。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の焼却炉装置の解体方法は、周壁の内側に耐火材が取り付けられている状態で外側の金属材を冷却している。これにより、金属材の内面や耐火材に結露を生じさせている。このため、金属材とともに耐火材を破壊しても、その金属材の内面や耐火材に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の第２の焼却炉装置の解体方法も、周壁の内側に耐火材が取り付けられている状態で外側の金属材を冷却している。これにより、金属材の内面や耐火材に結露を生じさせている。このため、金属材の破壊ののちに耐火材を破壊しても、その金属材の内面や耐火材に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。
【００１２】
また、本発明の第３の焼却炉装置の解体方法は、耐火材の破壊ののちに金属材を冷却してしている。これにより、金属材の内面に結露を生じさせている。このため、金属材を破壊する際に、その金属材の内面に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１４】
図１，２，４は、本発明の焼却炉装置の解体方法の第１の実施の形態を示している。この実施の形態は、焼却炉本体１（図５参照）の周壁１ａの内側に耐火材（キャスタブル３，耐火煉瓦４）５（図７参照）が取り付けられている状態で外側の金属材（鋼板）２を脆性破壊させ、金属材２とともに耐火材５を破壊することにより、焼却炉本体１を解体する解体方法である。
【００１５】
より詳しく説明すると、まず、周壁１ａの上端部の一端部（図１では、左端部）の金属材２を四角形状に低温脆性を生じさせる。そのために、その四角形状の４辺に沿って、周壁１ａの金属材２に液体窒素（冷却剤）を接触させる。このとき、金属材２の内面や耐火材（図７参照）５に結露が生じ、その金属材２の内面や耐火材５に付着しているダイオキシンが飛散しにくくなる。
【００１６】
上記液体窒素を接触させる手段としては、図２に示すような冷却具６が用いられる。この冷却具６は、一端部７ａが閉栓された可撓性を有する筒体７と、この筒体７を周壁１ａの金属材２に固定する固定部材８とからなっている。この固定部材８は、２個の磁石９と、これら磁石９を結ぶ銅線１０とからなっており、この銅線１０は、各磁石９と筒体７とが所定の距離を保つようにして筒体７に巻き付けられている。また、図３に示すように、上記筒体７の外周面には、長手方向に１本の溝１１が形成されており、その溝１１の一端部１１ａは塞き止められている。また、その溝１１の底部には、所定の間隔をあけて上記筒体７の内周面に貫通する貫通孔１２が形成されている。
【００１７】
そして、図２に示すように、まず、上記筒体７の外周面の溝１１を周壁１ａの金属材２の方に向けるとともに筒体７を上記四角形状の４辺に当接させるようにする。ついで、各磁石９を周壁１ａの金属材２に吸着させる。このとき、各磁石９と筒体７とが所定の距離を保つようにする。このようにして上記冷却具６を金属材２に固定する。そののち、各筒体７の溝１１の他端部１１ｂから液体窒素を流入する。これにより、液体窒素が上記溝１１に沿って流れ、上記四角形状の４辺に低温脆性を生じさせることができる。また、上記４辺をさらに冷却する必要がある場合には、各筒体７の他端開口部７ｂからも液体窒素を流入する。これにより、液体窒素が上記貫通孔１２から流出して上記溝１１に沿って流れ、上記４辺をさらに冷却することができる。
【００１８】
ついで、上記冷却具６を取り除いたのち、ブレーカー（大型ブレーカー，ハンドブレーカー等）やハンマー等を用いて上記四角形状の中心部に衝撃力を与える。これにより、上記金属材２の４辺に亀裂（脆性破壊）を生じさせるとともに、上記４辺の内側の耐火材５にも亀裂（破壊）を生じさせ、四角形状の周壁（金属材２および耐火材５）１ａを焼却炉本体１内に落とす。その結果、図４に示すように、周壁１ａの上端部の一端部に開口１３ができる。
【００１９】
つぎに、上記開口１３の横（図４では、右）に隣接する四角形状の周壁１ａを、上記と同様にして焼却炉本体１内に落とす。この場合、低温脆性を生じさせる辺は、上記開口１３と共通する辺以外の辺である。
【００２０】
このような四角形状の周壁１ａの破壊を、周壁１ａの上端部において、横方向（図４では、右方向）に順に繰り返して行うことにより上記上端部を横一列状に破壊する。そして、その列の下方の周壁１ａも同様にして横一列状に破壊する。このような横一列状の破壊を下方に順に繰り返して行うことにより、焼却炉本体１の全体を解体することができる。
【００２１】
上記第１の実施の形態によれば、周壁１ａの内側に耐火材５が取り付けられている状態で外側の金属材２を冷却しているため、金属材２の内面や耐火材５に結露を生じさせ、その金属材２の内面や耐火材５に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。その結果、解体作業員がダイオキシンを吸引するおそれを減少させることができる。
【００２２】
また、液体窒素を金属材２に接触させる際に上記冷却具６を用いているため、液体窒素を効率よく金属材２に接触させることができる。その結果、液体窒素の使用量を抑えることができ、解体工事のコストを抑えることができる。また、上記冷却具６を用いているため、解体作業員が意図した位置に的確に、液体窒素を接触させることができる。これにより、解体作業員が意図した四角形状の周壁１ａを破壊することができ、安全である。さらに、上記冷却具６の筒体７は可撓性を有するため、筒体７を当接させる金属材２が曲面であったり凹凸を有していたりしても、それに対応することができる。
【００２３】
本発明の焼却炉装置の解体方法の第２の実施の形態は、金属材２を破壊したのちに耐火材５を破壊することにより、焼却炉本体１を解体する解体方法である。すなわち、上記第１の実施の形態において、ブレーカー等を用いて上記四角形状の中心部に衝撃力を与えた際に、まず、金属材２の各辺に亀裂（脆性破壊）を生じさせ、その金属材２を取り除く。そして、内側に発現する耐火材５をブレーカー等を用いて破壊し、焼却炉本体１内に落とす。このような破壊を、上記第１の実施の形態と同様にして繰り返して行うことにより、焼却炉本体１の全体を解体する。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００２４】
この第２の実施の形態は、金属材２と耐火材５とを分離する必要がある場合に有効である。そして、この第２の実施の形態によっても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００２５】
本発明の焼却炉装置の解体方法の第３の実施の形態は、金属材２の破壊に先立って耐火材５を破壊することにより、焼却炉本体１を解体する解体方法である。すなわち、まず、解体作業員が焼却炉本体１内に入り、ブレーカー等により周壁１ａの耐火材５を全体的に破壊する。ついで、上記第１の実施の形態と同様にして、金属材２の各辺に亀裂（脆性破壊）を生じさせ、その金属材２を取り除く。このような金属材２の破壊を、上記第１の実施の形態と同様にして繰り返して行うことにより、焼却炉本体１の全体を解体する。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００２６】
この第３の実施の形態も、金属材２と耐火材５とを分離する必要がある場合に有効である。そして、この第３の実施の形態によっても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。ただし、ダイオキシンの飛散減少については、上記第１の実施の形態と異なり、耐火材５に結露を生じさせることができないため、金属材２の内面に付着しているダイオキシンの飛散減少にとどまる。
【００２７】
本発明の焼却炉装置の解体方法のさらに他の実施の形態は、上記第１〜３の各実施の形態において、耐火材５の破壊に先立って液体窒素を耐火材５に散布する工程を備えている解体方法である。すなわち、まず、解体作業員が焼却炉本体１内に入り、耐火材５に液体窒素を散布する。そののち、上記第１〜３の各実施の形態と同様にして、周壁１ａを破壊していくことにより、焼却炉本体１の全体を解体する。
【００２８】
このように耐火材５の破壊に先立って液体窒素を耐火材５に散布すれば、上記第１〜３の各実施の形態の作用・効果に加えて、つぎのような作用・効果を奏する。すなわち、耐火材５に液体窒素を散布しているため、耐火材５が凍結し、耐火材５に付着しているダイオキシンがより飛散しにくくなる。また、上記液体窒素の散布により、焼却炉本体１内の温度が低下するため、空気分子のブラウン運動も低下する。このことによっても、ダイオキシンがより飛散しにくくなる。さらに、上記液体窒素の散布により、金属材２の温度も低下させることができるため、のちに金属材２に低温脆性を生じさせる際に、より短時間で低温脆性を生じさせたり、より少量の液体窒素で低温脆性を生じさせたりすることができる。
【００２９】
また、上記液体窒素の耐火材５への散布は、上記第１，２の各実施の形態において、周壁１ａの上端部の一端部を四角形状に開口したのちに、その開口１３から行なってもよい。これによっても、上記と同様の作用・効果を奏する。
【００３０】
なお、上記各実施の形態では、焼却炉本体１の解体方法について説明したが、これに限定されるものではなく、周壁１ａが金属材２と耐火材５とからなるもの〔耐火煉瓦４が用いられずキャスタブル３だけのもの（図６参照）を含む〕であれば、焼却炉本体１の周辺機器についても、上記各実施の形態と同様にして解体することができ、同様の作用・効果を奏する。
【００３１】
そして、上記焼却炉本体１は、一般に、その周辺機器とともに建屋内に設置されているが、上記各実施の形態のような金属材２を脆性破壊させる解体方法では、建屋の解体に先立って焼却炉装置（焼却炉本体１およびその周辺機器）を解体することができる。このため、焼却炉装置の解体の際に、上記建屋は、ダイオキシンの飛散等を抑えることができ、ダイオキシンが建屋の周辺に拡散して周辺の環境をさらに汚染することを防止できる。
【００３２】
また、上記冷却具６の筒体７は、可撓性を有していれば、材質は特に限定されるものではなく、ゴム製やウレタン製等のものが用いられる。そして、上記可撓性を利用して筒体７をＬ字状やＵ字状に曲げ、１本の筒体７で２辺や３辺に液体窒素を接触させてもよい。また、上記筒体７の形状も上述したものに限定されるものではなく、低温脆性を生じさせる辺に液体窒素を接触させることができれば、上記筒体７に代えて、樋状のもの等を用いてもよい。また、上記固定部材８に銅線１０が用いられている理由は、銅が低温脆性を生じにくいためである。したがって、上記固定部材８の材質は、低温脆性を生じにくいものであれば、銅以外のものでもよい。また、各磁石９と筒体７とが所定の距離を保つようにする理由は、低温となっている部分から離すことにより磁石９の吸着力を保つためである。
【００３３】
また、上記各実施の形態では、上記冷却具６を用いたが、液体窒素と金属材２との接触効率や液体窒素等の使用量を考慮する必要がなければ、上記冷却具６を用いなくてもよい。この場合には、液体窒素を金属材２に吹き付けるようにする。
【００３４】
また、上記各実施の形態では、冷却剤として液体窒素を用いたが、これに限定されるものではなく、金属材２に低温脆性を生じさせることができれば、液体酸素，液体空気，ドライアイス等でもよく、また、それらを組み合わせて用いてもよい。そして、ドライアイスを用いる場合には、液化二酸化炭素を噴出させることにより、金属材２にドライアイスを付着させることができるため、上記各実施の形態において用いた冷却具６を不要とすることができる。
【００３５】
また、ブレーカー等の衝撃力により金属材２が破壊することができれば、低温脆性を生じさせるまで低温にする必要がなく、金属材２が耐衝撃強度を低下させて脆くなる程度の温度に冷却してもよい。
【００３６】
また、上記各実施の形態では、周壁１ａを四角形状に破壊したが、これに限定されるものではなく、周壁１ａの形状に対応して、三角形状等の他の形状に破壊してもよい。また、その破壊する四角形状等の大きさも、特に限定されるものではなく、周壁１ａの大きさや形状等に対応して、様々に設定される。
【００３７】
また、ダイオキシンの飛散や気化を減少させる解体方法としては、水ジェット切断による解体方法も考えられるが、この解体方法では、ダイオキシンを含む水が大量にでき、その水の後処理が困難となる。しかし、上記各実施の形態では、そのようなことがない。
【００３８】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３９】
【実施例１】
図６に示す周壁と同様のサンプルを作製した。このサンプルは、具体的には、金属材２として縦２ｍ、横２ｍ、厚み６ｍｍの鋼板を用いた。キャスタブル３としてヨータイ社製のＣ−１３５（キャスタブル耐火材）を用い、厚みを１００ｍｍとした。そして、上記サンプルを立設させて固定したのち、直径６ｍｍの口径を有する液体窒素吹き出しノズルを上記鋼板の表面から５０ｍｍの位置に配置し、液体窒素を鋼板の表面全面にわたって、鋼板の温度が−７０℃になるまで吹き付けた。その後直ちにハンドブレーカーを用いて４分間上記鋼板に垂直に衝撃力を与え、キャスタブル３を破壊した。そして、上記鋼板に生じた亀裂の長さを測定するとともに、発生した浮遊粉塵をろ過捕集法（ハイボリュームエアサンプラーＨＶＣ−５００型によるろ過捕集重量法）により捕集してその捕集量を測定し、下記の表１に示した。なお、上記浮遊粉塵の捕集量の測定の際には、ハンドブレーカーにより衝撃力を与え始めた時点から４分間で２．０ｍ3 の空気を吸引した。
【００４０】
【実施例２】
上記実施例１と同様のサンプルを作製し、上記実施例１と同様にして液体窒素を鋼板に吹き付けるとともに、直径６ｍｍの口径を有する液体窒素吹き出しノズルを上記キャスタブル３の表面から５０ｍｍの位置に配置し、液体窒素をキャスタブル３の表面全面にわたって、キャスタブル３の温度が−７０℃になるまで吹き付けた。その後直ちにハンドブレーカーを用いて４分間上記キャスタブル３に垂直に衝撃力を与え、キャスタブル３を破壊した。そして、浮遊粉塵の捕集量を上記実施例１と同様にして測定した。
【００４１】
【比較例１】
上記実施例１と同様のサンプルの作製し、立設させて固定したのち、ハンドブレーカーを用いて４分間上記キャスタブル３に垂直に衝撃力を与え、キャスタブル３を破壊した。そして、浮遊粉塵の捕集量を上記実施例１と同様にして測定した。
【００４２】
【表１】
0003668679.tif 000002
【００４３】
上記表１の結果から、実施例１，２は、比較例１と比較して、発生した浮遊粉塵の量が非常に少ないことがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の焼却炉装置の解体方法によれば、周壁の内側に耐火材が取り付けられている状態で外側の金属材を冷却しているため、金属材の内面や耐火材に結露を生じさせ、金属材とともに耐火材を破壊する際に、その金属材の内面や耐火材に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。その結果、解体作業員がダイオキシンを吸引するおそれを減少させることができる。
【００４５】
また、本発明の第２の焼却炉装置の解体方法も、周壁の内側に耐火材が取り付けられている状態で外側の金属材を冷却しているため、上記第１の焼却炉装置の解体方法と同様の作用・効果を奏する。
【００４６】
また、本発明の第３の焼却炉装置の解体方法は、耐火材の破壊ののちに金属材を冷却してしているため、金属材を破壊する際に、金属材の内面に付着しているダイオキシンの飛散を減少させることができる。また、上記冷却により、ダイオキシンの気化を防止することができる。その結果、解体作業員がダイオキシンを吸引するおそれを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の焼却炉装置の解体方法の実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記焼却炉装置の解体方法に用いる冷却具を示す説明図である。
【図３】上記冷却具の筒体を示す説明図である。
【図４】上記焼却炉装置の解体方法を示す説明図である。
【図５】上記焼却炉装置を示す説明図である。
【図６】上記焼却炉装置の周壁を示す説明図である。
【図７】上記焼却炉装置の周壁を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ  周壁
２  金属材
５  耐火材
【図１】
0003668679.tif 000003
【図２】
0003668679.tif 000004
【図３】
0003668679.tif 000005
【図４】
0003668679.tif 000006
【図５】
0003668679.tif 000007
【図６】
0003668679.tif 000008
【図７】
0003668679.tif 000009